KR20080020766A - 수냉식 공기조화기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 수냉식 공기조화기에 관한 것으로, 보다 상세하게는 냉매의 유동 방향이 일정하게 유지되는 실외열교환기가 구비되는 수냉식 공기조화기에 관한 것이다.

본 발명에 의한 수냉식 공기조화기는, 실내 공간의 공기가 열교환되는 제1열교환기(120)와, 상기 제1열교환기(120)와 배관에 의해 연통되며, 별도의 공간에 구비되어 냉매와 냉각수가 열교환되는 제2열교환기(230)를 포함하여 구성되며, 상기 제2열교환기(230)의 내부 공간에서 유동되는 냉매와 냉각수는 대향되는 방향으로 유동되는 것을 특징으로 하고, 상기 제2열교환기(230)는 다수의 박판이 소정의 간격을 가지면서 구비되어 냉각수와 냉매가 유동되는 공간이 형성되는 판형열교환기임을 특징으로 한다. 이와 같이 구성되는 본 발명에 의한 수냉식 공기조화기에 의하면, 수냉식 공기조화기는 열교환 효율이 향상되는 이점이 있다.

수냉식, 공기조화기, 실외열교환기, 4방향밸브, 실내측, 실외측

Description

수냉식 공기조화기 {Water cooling type air conditioner}

도 1 은 종래 기술에 의한 일반적인 분리형 공기조화기의 설치 상태를 나타낸 개략적인 설치상태도.

도 2 는 종래 기술에 의한 일반적인 분리형 공기조화기의 구성을 나타낸 블럭구성도.

도 3 은 본 발명에 의한 바람직한 일실시예가 채용된 수냉식 공기조화기의 설치 상태를 나타낸 개략적인 설치상태도.

도 4 는 본 발명에 의한 바람직한 일실시예가 채용된 수냉식 공기조화기의 구성을 나타낸 블럭구성도.

도 5 는 본 발명에 의한 바람직한 일실시예가 채용된 수냉식 공기조화기의 실외기 외형을 나타낸 사시도.

도 6 은 본 발명에 의한 바람직한 일실시예가 채용된 수냉식 공기조화기 실외기의 내부 구성을 나타낸 분해사시도.

도 7 은 본 발명에 의한 바람직한 일실시예가 채용된 수냉식 공기조화기의 냉방 운전시 냉매의 흐름을 나타낸 블럭도.

도 8 은 본 발명에 의한 바람직한 일실시예가 채용된 수냉식 공기조화기의 난방 운전시 냉매의 흐름을 나타낸 블럭도.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

100. 실내기 120. 제1열교환기

140. 팽창밸브 200. 실외기

210. 캐비넷 211. 전면판넬

212. 좌측판넬 213. 우측판넬

214. 후면판넬 215. 상면판넬

216. 베이스 220. 프레임

222. 세로프레임 224. 가로프레임

230. 제2열교환기 231. 냉각수공급부

232. 냉각수회수부 233. 냉매입구부

234. 냉매출구부 235. 장착브라켓

236. 보조브라켓 237. 전방브라켓

238. 후방브라켓 240. 냉매방향제어수단

250. 컨트롤박스 252. 컨트롤박스커버

260. 압축기 260'. 어큐뮬레이터

262. 정속압축기 264. 인버터압축기

266. 균유관 268. 오일분리기

268'. 오일회수관 268a. 오일분리기체크밸브

270. 냉매제어밸브 280. 핫가스관

282. 핫가스밸브 290. 실외전자밸브

291. 실외체크밸브 292. 과냉각기

300. 냉매배관 400. 냉각탑

420. 냉각수공급관 422. 냉각수공급분지관

440. 냉각수회수관 442. 냉각수회수분지관

444. 냉각수제어밸브 460. 냉각수펌프

본 발명은 수냉식 공기조화기에 관한 것으로, 보다 상세하게는 제2열교환기의 내부 공간에 냉매와 냉각수가 대향되는 방향으로 유동되는 수냉식 공기조화기에 관한 것이다.

공기조화기는 사무실 또는 주택 등과 같은 실내 공간의 공기를 냉방하거나 난방하게 되는 냉/난방 기기로서 압축―응축―팽창―증발로 이루어지는 일련의 사이클을 구성하게 된다. 이러한 공기조화기는 주로 실외 공간의 공기를 이용하여 응축열 또는 증발열을 실외 공간으로 배출하게 된다.

또한, 알려진 바와 같이 공기조화기는 일반적으로 실내 공간의 공기를 조화시키는 실내기와 실내기로부터 유동되는 냉매를 열교환시키는 실외기가 일체로 성형되는 일체형 공기조화기 및 실내기와 실외기가 분리되어 실내기는 실내 공간에 설치되고, 실내기는 실외 공간에 설치되는 분리형 공기조화기로 구분된다.

공기조화기는 최근에 냉/난방 외에 실내의 오염된 공기를 흡입하여 여과시킨 후 깨끗한 공기를 실내로 재투입하는 공기 정화기능과, 다습한 공기를 건습 공기로 만들어 실내로 재투입하는 제습 기능 등 여러가지 부가적인 기능들을 수행하게 된다.

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 실내기와 실외기가 분리되어 각각 장착되는 분리형 공기조화기를 살펴보도록 한다.

도 1에는 종래 기술에 의한 일반적인 분리형 공기조화기의 설치 상태가 개략적으로 도시된 설치상태도가 도시되어 있으며, 도 2에는 종래 기술에 의한 공기조화기의 구성 및 냉매의 흐름을 나타낸 블럭구성도가 도시되어 있다.

도시된 도면을 참조하여 분리형 공기조화기를 살펴보면, 분리형 공기조화기는 하나의 실외기(1)에 다수개의 실내기(50)가 연결되어 설치된다. 상기 실외기(1)와 실내기(50) 사이에는 상대적으로 높은 압력을 가진 고압의 냉매가 유동되는 고압관(80)과 상대적으로 낮은 압력을 가진 저압의 냉매가 유동되는 저압관(90)이 연통되어 작동 유체인 냉매가 순환되도록 설치된다.

상기 실외기(1)의 내부 공간에는 작동 유체인 냉매를 고온 고압으로 압축하는 압축기(10)가 구비되며, 상기 압축기(10)는 정속 운전을 하는 정속압축기(10')와 가변속 운전이 가능한 인버터압축기(10")로 구성된다. 즉, 상기 실내기(50)에서 요구되는 부하의 용량에 따라 압축기(10)에서 냉매를 압축하여 순환시키게 된다. 이러한 압축기(10)의 출구측은 공기조화기의 작동 모드에 따라 냉매의 방향을 전환시켜주는 4방향밸브(12)와 연결된다.

상기 압축기(10)의 측방에는 어큐뮬레이터(20)가 장착된다. 상기 어큐뮬레이 터(20)는 압축기(10)의 내부로 유입되는 냉매 가운데 기체 상태의 냉매만이 압축기(10)의 내부로 유동되도록 분리하게 된다.

상기 실외기(1)의 내부 공간의 측면에는 실외열교환기(30)가 구비된다. 상기 실열교환기(30)는 내부에 냉매가 유동되도록 소정의 직경을 가지는 원형 파이프가 다수회 절곡되도록 성형된다. 이처럼 절곡된 원형 파이프의 내부로 냉매가 유동될 때 외부 공간의 공기가 원형파이프의 사이사이를 통과하면서 냉매와 열교환하게 된다.

이와 같이 상기 실외기(1)의 내부 공간에는 냉매의 압축 및 열교환 등을 위한 다수의 부품이 장착되며, 이러한 부품들에 의해 냉매는 상기 실내기(50)의 내부 공간과 유동된다.

상기 실내기(50)의 내부에는 실내열교환기(60)가 구비된다. 상기 실내열교환기(50)는 내부에 냉매가 유동되도록 소정의 직경을 가지는 원형파이프가 다수회 절곡되어 성형되며, 이러한 실내열교환기(60)의 입구부에는 냉매를 팽창시킴으로써 저압으로 감압시키는 팽창밸브(70)가 구비된다.

따라서, 상기 실외기(1)의 내부 공간에는 상기 압축기(10)와, 4방향밸브(12), 어큐뮬레이터(20), 실외열교환기(30) 등이 장착되며, 상기 실내기(50)에는 실내열교환기(60)와 팽창밸브(70)가 장착된다.

그러나, 상기한 바와 같이 구성되는 종래 기술에 의한 분리형 공기조화기에서는 다음과 같은 문제점이 발생하게 된다.

상기한 바와 같이 구성되는 종래 기술에 의한 분리형 공기조화기에 의하면, 상기 실외열교환기(30)의 내부에 유동되는 냉매는 외부 공간의 공기와 열교환된다. 따라서, 실외열교환기(30)의 외면이 외부 공간의 공기와 접하는 접촉면이 넓어져야 열교환 효율이 향상됨에 따라 실외열교환기(30)의 크기가 커지는 문제점이 발생하게 된다.

상기 실외열교환기(30)의 크기가 커짐에 따라 상기 실외기(1)의 크기가 커지는 문제점이 있으며, 실외기(1)의 크기가 커짐에 따라 실외기(1)가 구비되는 공간이 넓어야 되는 문제점이 있다.

또한, 상기 실외열교환기(30)의 내부에 유동되는 냉매는 외부 공간의 공기와 열교환됨에 따라 외부 공간 공기의 온도에 따라 열교환 효율이 달라지게 되는 문제점이 발생하게 된다. 즉, 외부 공간의 공기 온도가 고온이 되면, 실외열교환기(30)의 내부에 유동되는 냉매가 외부 공기와 열교환될 때 고온으로 열교환되며, 외부 공간의 공기 온도가 저온이 되면, 실외열교환기(30)의 내부에 유동되는 냉매가 외부 공기와 열교환될 때 저온으로 열교환되는 문제점이 발생하게 된다.

이처럼, 외부 공간의 공기 온도에 따라 열교환되는 냉매의 온도가 일정하지 않게 됨에 따라 열교환된 냉매와 다시 열교환되는 실내 공간의 공기 온도가 일정하지 못하게 되는 문제점이 발생하게 된다.

뿐만아니라, 열교환 효율이 감소하게 됨에 따라 공기조화기를 사용하기 위한 에너지의 사용이 증가하게 되는 문제점이 발생하게 된다. 에너지 사용의 증가는 공기조화기 사용의 유지비가 증가하게 되는 문제점이 발생하게 된다.

상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명에 의한 수냉식 공기조화기의 목적은 열교환 효율이 향상되는 수냉식 열교환기가 구비되는 수냉식 공기조화기를 제공하는 것이다.

본 발명에 의한 다른 목적은 좁은 공간에 설치가 가능한 수냉식 공기조화기를 제공하는 것이다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 수냉식 공기조화기는, 실내 공간의 공기가 열교환되는 제1열교환기와, 상기 제1열교환기와 배관에 의해 연통되며, 별도의 공간에 구비되어 냉매와 냉각수가 열교환되는 제2열교환기를 포함하여 구성되며, 상기 제2열교환기의 내부 공간에서 유동되는 냉매와 냉각수는 대향되는 방향으로 유동되는 것을 특징으로 한다.

상기 제2열교환기는 다수의 박판이 소정의 간격을 가지면서 구비되어 냉각수와 냉매가 유동되는 공간이 형성되는 판형열교환기임을 특징으로 한다.

상기 제2열교환기에는, 제2열교환기의 내부 공간으로 냉매가 유동되는 통로인 냉매입구부와, 내부 공간으로부터 외부로 냉매가 유출되는 통로인 냉매출구부와, 제2열교환기의 내부 공간으로 냉각수가 공급되는 통로인 냉각수공급부와, 내부 공간으로부터 냉각수가 회수되는 통로인 냉각수회수부가 구비되는 것을 특징으로 한다.

상기 제2열교환기의 일측에는 냉매의 유동 방향을 일정하게 유지시켜 주는 냉매방향제어수단이 구비되는 것을 특징으로 한다.

상기 냉매방향제어수단은 상기 냉매입구부에 장착되는 것을 특징으로 한다.

상기 냉매방향제어수단은 4방향밸브로 성형되는 것을 특징으로 한다.

상기 냉매방향제어수단은 체크밸브와 전자밸브로 성형되는 것을 특징으로 한다.

이와 같이 구성되는 수냉식 공기조화기는 열교환 효율이 향상되며, 좁은 공간에 설치가 가능해지는 이점이 있다.

멀티형 수냉식 공기조화기의 경우 실내기와 실외기가 별도로 설치되는 구성을 가지며, 각각의 실내 공간에 적합한 실내기가 설치되어 실내 공간을 조화시키게 된다. 이때, 실내기와 실외기는 냉매배관으로 연결된다. 이러한 냉매배관으로 냉매가 실내기와 실외기 사이를 이동하면서 열교환되어 실내 공간을 조화시키도록 구성된다.

반면, 일체형 수냉식 공기조화기의 경우 실내기와 실외기가 별도로 설치되지 않고, 일체로 구성된다. 각각의 실내 공간에 적합한 실내토출구 및 실내흡입구가 장착되어 실내 공간의 공기를 조화시키게 된다. 이때, 실내 공간과 공기조화기는 덕트에 의해 연결된다. 이러한 덕트를 따라 조화된 공기 및 실내 공간의 공기가 유동하면서 실내 공간을 조화시키게 된다.

이하에서는 상기와 같이 구성되는 수냉식 공기조화기를 도시된 도면을 참조하여 멀티형 공기조화기에 대한 실시예를 들어 살펴보기로 한다.

도 3에는 본 발명에 의한 바람직한 일실시예가 채용된 수냉식 공기조화기가 설치된 상태를 나타낸 설치도가 도시되어 있으며, 도 4에는 본 발명에 의한 바람직 한 일실시예가 채용된 수냉식 공기조화기가 설치된 상태를 나타낸 블럭구성도가 도시되어 있다.

도 3과 도 4를 참조하여 본 발명에 의한 수냉식 공기조화기가 설치된 상태를 실시예를 들어 살펴보기로 한다. 수냉식 공기조화기는 다수의 실내 공간이 구비되는 대형 건물 및 고층 건물 등의 실내 공간을 조화시키기 위하여 설치된다. 따라서, 수냉식 공기조화기가 설치되는 건물에는 다수의 실내 공간이 구비되고, 이러한 실내 공간을 조화시키기 위하여 수냉식 공기조화기가 설치된다.

본 발명에 의한 수냉식 공기조화기는 건물의 내부에 구비되는 다수의 실내 공간에 실내기(100)가 각각 설치되고, 상기 실내기(100)가 설치되는 실내공간의 측방에는 다수의 실내기(100)와 배관에 의해 연결되는 실외기(200)가 설치되는 공조실(A)이 구비된다.

각각의 실내 공간에는 실내 공간에 적합한 형태의 상기 실내기(100)가 장착되어 실내 공간을 조화시키게 된다. 즉, 실내기(100)는 스탠드형, 천정형, 벽걸이형 등 다양한 모델의 사용이 가능하게 되며, 사용자의 선택에 따라 설치된다. 이러한 실내기(100)는 상기 실외기(200)와 냉매배관(300)에 의해 연통되도록 설치되며, 상기 냉매배관(300)은 실내기(100)와 실외기(200) 사이의 냉매 유동을 안내하게 된다.

한편, 본 발명의 실시예인 멀티형 공기조화기가 아닌 일체형 공기조화기의 경우 각각의 실내 공간과 공기조화기가 덕트로 연결되어 공기조화기의 내부 공간에서 형성되는 조화된 공기를 덕트를 통해 각각의 실내 공간으로 유동시키게 된다. 이때, 각각의 실내 공간으로 유동되는 조화된 공기의 유동을 제어하여 불필요한 공간으로 조화된 공기가 유동되는 것을 방지하게 되며, 각각의 실내 공간의 조건에 적합하도록 실내 공간을 조화시키게 된다.

멀티형 공기조화기의 상기 실내기(100)는 공기 조화를 위한 실내 공간에 설치되며, 실내 공간의 공기를 흡입하여 냉매와 열교환시킨 다음 열교환된 공기를 실내 공간으로 재투입함으로써 실내 공간의 공기를 사용자의 의도에 적합하도록 조화시키게 된다. 이러한 실내기(100)는 공기 조화를 위한 실내 공간에 적합한 형상의 실내기(100)가 사용된다.

즉, 상기 실내기(100)는 실내 공간의 크기 또는 형태, 용도 등에 적합한 형상의 실내기(100)를 설치하게 되는데, 이러한 실내기(100)에는 스탠드형, 천정형, 벽걸이형 등이 주로 설치된다.

상기 실내기(100)와 실외기(200)의 사이를 연결하도록 설치되며, 내부 공간으로 냉매가 유동되는 상기 냉매배관(300)은 소정의 직경을 가지는 원형파이프 형상으로 성형되며, 내부 공간으로 작동 유체인 냉매가 유동하게 된다. 따라서, 냉매배관(300)은 실외기(200)로부터 연결되는 배관에서 각각의 실내기(100)로 분지되도록 설치된다.

한편, 수냉식 공기조화기가 설치되는 건물의 옥상 등에는 물을 냉각시켜 냉각수를 형성하게 되는 냉각탑(400)이 설치된다. 상기 냉각탑(400)은 물을 공기와 직접 접촉시킴으로써 물을 냉각시켜 냉각수를 형성하게 된다.

즉, 물이 찬 공기와 접촉하게 되면, 물의 일부가 증발하게 되면서 증발에 필 요한 열을 주변으로부터 빼앗아 수온(水溫)을 하강시키게 된다. 이러한 현상을 이용하여 상기 냉각탑(400)에서는 상방에서 하방으로 물을 흘려보내고, 하단부에서 공기를 주입하여 물을 냉각시키게 된다.

상기 냉각탑(400)의 내부에서 생성되는 냉각수는 냉각수공급관(420)에 의해 안내되어 상기 실외기(200)의 내부 공간으로 공급된다. 상기 냉각수공급관(420)은 내부 공간이 비어있는 원형 파이프 형상으로 성형되어 건물의 외측 벽면을 따라 하방으로 연장 형성된다.

상기 냉각수공급관(420)의 측방에는 상기 실외기(200)의 내부 공간에서 작동 유체인 냉매와 열교환된 냉각수가 상기 냉각탑(400)으로 회수되도록 안내하는 냉각수회수관(440)이 설치된다. 상기 냉각수회수관(440)은 내부가 비어있는 원형 파이프 형상으로 성형되어 건물의 외측 벽면을 따라 설치되며, 단부는 냉각탑(400)의 상단부와 연통되도록 설치된다.

따라서, 상기 냉각탑(400)의 내부 공간에서 생성되는 냉각수는 상기 냉각수공급관(420)에 의해 안내되어 상기 실외기(200)의 내부 공간으로 유동되며, 실외기(200)의 내부 공간에서 작동 유체인 냉매와 열교환된 냉각수는 상기 냉각수회수관(440)에 의해 안내되어 냉각탑(400)의 상단부로 유동된 다음 냉각탑(400)의 내부 공간에서 다시 냉각되어 실외기(200)의 내부 공간으로 유동되는 과정을 반복하게 된다.

상기 냉각수공급관(420)에는 냉각수펌프(460)가 장착되어 상기 냉각탑(400)에서 생성되는 냉각수를 상기 실외기(200)의 내부 공간으로 일정한 압력으로 공급 하게 된다.

상기 냉각수공급관(420)과 냉각수회수관(440)은 건물의 외측 벽면을 따라 연장 설치되며, 각각의 실외기(200)로 분지되어 실외기(200)의 내부 공간으로 냉각수를 유동시키게 된다. 즉, 냉각수공급관(420)과 냉각수회수관(440)으로부터 분지되는 냉각수공급분지관(422)과 냉각수회수분지관(442)이 상기 공조실(A)의 측면을 관통하여 설치됨으로써 냉각수를 실외기(200)의 내부 공간으로 안내하게 된다.

이처럼, 상기 냉각수공급관(420)에서 분지되어 상기 실외기(200)의 내부 공간으로 냉각수를 공급하는 상기 냉각수공급분지관(422)은 일단부가 냉각수공급관(420)과 연통되도록 성형되고, 타단부는 실외기(200)의 내부 공간으로 인입된다. 실외기(200)의 내부 공간으로부터 인출되는 냉각수회수분지관(442)은 단부가 상기 냉각수회수관(440)과 연통되도록 설치된다.

상기 냉각수회수분지관(442)에는 냉각수회수밸브(444)가 장착되어 상기 냉각탑(400)으로부터 상기 실외기(200)의 내부 공간으로 공급되는 냉각수가 냉매와 열교환된 다음 냉각수회수분지관(442)으로 회수되는 냉각수의 유동을 제어하게 된다.

즉, 공기조화기를 정상적으로 사용하여 작동하게 될 경우에는 상기 냉각수회수밸브(444)를 개방하여 공기조화기의 내부 공간에서 냉매와 열교환된 냉각수가 상기 냉각탑(400)으로 회수되도록 하며, 다수의 층 가운데 하나의 층에 설치되는 공기조화기를 사용하지 않아 작동하지 않게 될 경우 냉각수회수밸브(444)를 차폐하여 공기조화기의 내부 공간에 충만되는 냉각수가 냉각탑(400)으로 회수되지 않도록 하게 된다.

이처럼, 공기조화기의 내부 공간에 충만되는 냉각수가 상기 냉각탑(400)으로 회수되지 않도록 하는 것은 작동하지 않던 공기조화기를 필요에 의해 작동하게 될 경우 공기조화기의 초기 가동시 냉매와 충만되어 있던 냉각수가 열교환하여 냉매를 냉각시킴으로써 뜨거운 냉매가 압축기로 유동되는 것을 방지함으로써 압축기가 소손되는 것을 예방하기 위함이다.

그리고, 상기 냉각탑(400)의 측방에는 보일러(480)가 구비된다. 상기 보일러(480)는 수냉식 공기조화기가 난방 모드 또는 온수 사용시 작동하게 될 때, 즉, 냉각수의 동결방지를 위해 가동하게 되며, 냉각탑(400)에서 생성되는 냉각수는 보일러(480)를 통과하여 상기 실외기(200)의 내부 공간으로 유동된다.

상기 실내기(100)의 내부에는 실내 공간의 공기를 흡입하여 냉매와 열교환시킴으로써 실내기(100)가 설치되어 있는 공간을 조화시키는 제1열교환기(120)가 장착된다. 상기 제1열교환기(120)는 소정의 직경을 가지는 원형 파이프가 다수회 절곡되어 성형되며, 이러한 제1열교환기(120)의 내부에는 작동 유체인 냉매가 유동된다.

상기 제1열교환기(120)의 입구측에는 팽창밸브(140)가 구비된다. 상기 팽창밸브(140)는 통과하는 냉매를 팽창시킴으로써 냉매가 가지는 압력을 감압시키는 역할을 수행하게 된다. 즉, 팽창밸브(140)로 유입되는 냉매는 고압의 냉매가 유입되고, 팽창밸브(140)를 통과하여 토출되는 냉매는 저압의 냉매가 토출된다.

상기 실내기(100)와 실외기(200)의 사이에는 냉매가 유동되도록 상기 냉매배관(300)이 연결된다. 냉매배관(300)은 고압의 냉매가 유동되는 고압관과, 저압의 냉매가 유동되는 저압관으로 구성되며, 실외기(200)로부터 연결되는 냉매배관(300)으로부터 각각의 실내기(100)로 분지되도록 성형되어 상기 제1열교환기(120)의 내부로 냉매가 안내되어 유동된다.

따라서, 상기 실외기(200)에는 상기 냉매배관(300)을 따라 유동되는 냉매가 유입되어 상기 냉각수공급분지관(422)에 의해 안내되어 유동되는 냉각수와 열교환하게 되고, 열교환된 냉매는 냉매배관(300)을 따라 유동되어 상기 제1열교환기(120)의 내부로 유동되며, 실내기(100)가 설치되는 공간의 공기와 열교환되어 실내 공간을 조화시키게 된다.

또한, 상기 실외기(200)의 내부에서 작동유체인 냉매와 열교환된 냉각수는 상기 냉각수회수분지관(442)에 의해 안내되어 상기 냉각수회수관(440)을 따라 상기 냉각탑(400)의 내부 공간으로 유동되면서 냉각수는 하나의 사이클을 형성하게 된다.

도 5에는 본 발명에 의한 바람직한 일실시예가 채용된 수냉식 공기조화기 실외기의 외형을 나타낸 사시도가 도시되어 있으며, 도 6에는 본 발명에 의한 바람직한 일실시예가 채용된 수냉식 공기조화기 실외기의 내부 구성을 나타낸 분해사시도가 도시되어 있다.

상기 공조실(A)의 내부 공간에는 상기 냉매배관(300)에 의해 상기 실내기(100)와 연결되는 실외기(200)가 설치되며, 이러한 실외기(200)는 전체적으로 대략 직육면체 형상으로 성형되는 캐비넷(210)에 의해 외관을 형성하게 된다. 상기 캐비넷(210)은 전면(도 5에서 볼 때) 외관을 형성하는 전면판넬(211)과, 좌측면 외 관을 형성하는 좌측판넬(도 6의 212), 우측면 외관을 형성하는 우측판넬(213), 후면 외관을 형성하는 후면판넬(도 6의 214), 상면 외관을 형성하는 상면판넬(215), 하면 외관을 형성하는 베이스(216)가 각각 체결되어 형성된다.

따라서, 상기 캐비넷(210)은 소정의 내부 공간을 형성하게 되며, 이러한 내부 공간에는 공기 조화를 위한 공간의 공기를 조화시키기 위한 다수의 부품이 장착된다.

상기 캐비넷(210)의 전면 외관을 형성하는 상기 전면판넬(211)에는 서비스 인원이 서비스 작업을 수행하기 용이하도록 다수개의 서비스판넬(211')이 구비된다. 이러한 서비스판넬(211')은 착탈이 용이하도록 장착됨으로써 전면판넬(211)을 탈거하지 않고도 캐비넷(210)의 내부 공간에 장착되는 다수의 부품에 대한 서비스가 가능해지게 된다.

또한, 상기 전면판넬(211)과 후면판넬(214)은 서로 대응되도록 성형됨으로써 전면판넬(211)과 후면판넬(214)은 상호 교체하여 사용 가능하도록 형성되며, 상기 좌측판넬(212)과 우측판넬(213) 역시 서로 대응되도록 성형되어 상호 교체하여 사용 가능하도록 형성된다.

이처럼, 상기 전면판넬(211)과 후면판넬(214) 및 좌측판넬(212)과 우측판넬(213)이 서로 대응되는 형상으로 성형됨에 따라 상기 캐비넷(210)을 조립하는 조립성이 향상되며, 각각의 판넬 제작이 용이해짐에 따라 제품의 생산성이 향상된다.

상기 캐비넷(210)의 하면 외관을 형성하는 상기 베이스(216)는 소정의 두께를 가지는 사각판재 형상으로 성형되며, 베이스(216)의 하면 전단부와 후단부에는 가로 방향으로 긴 사각통상의 베이스지지부(216')가 성형된다.

상기 베이스지지부(216')에는 지게차의 포크 등이 가로질러 관통되는 것이 가능하도록 포크홀(도시되지 않음)이 성형되고, 베이스지지부(216')에 의해 베이스(216)의 하면이 바닥면으로부터 소정의 간격을 가지면서 이격되도록 하며, 상기 실외기(200)의 이동 및 운반 등이 용이하게 된다.

한편, 상기 캐비넷(210)을 형성하는 각각의 판넬들은 대략 소정의 두께를 가지는 사각판재 형상으로 성형되며, 각각의 판넬들은 프레임(220)에 체결되면서 지지된다. 상기 프레임(220)은 상기 베이스(216)의 상면 각 모서리로부터 상방으로 연장 형성되는 세로프레임(222)과 상기 세로프레임(222)의 상단부에 체결되어 세로프레임(222)의 상단부를 이어주는 가로프레임(224)으로 구성된다.

상기 세로프레임(222)은 소정의 두께를 가지면서 세로 방향으로 긴 사각판재 형상으로 성형되어 각각의 모서리와 대응되는 방향으로 절곡되도록 성형된다. 이처럼, 각각의 모서리와 대응되는 방향으로 절곡되는 세로프레임(222)의 외면에 각 판넬의 내측면이 체결되면서 고정되어 상기 캐비넷(210)을 형성하게 된다.

상기 세로프레임(222)의 상단부에는 상기 가로프레임(224)이 체결되어 고정된다. 이러한 가로프레임(224)은 소정의 두께를 가지면서 가로 방향으로 긴 사각판재 형상으로 성형되며, 가로 방향의 외측반부가 하방으로 절곡되도록 성형된다. 가로프레임(224)의 절곡면이 세로프레임(222)의 외측면에 접하면서 체결되어 장착된다.

상기 베이스(216)의 상면에는 냉매가 냉각수와 열교환되는 제2열교환기(230) 가 장착된다. 상기 제2열교환기(230)는 전체적으로 세로 방향으로 긴 직육면체 형상으로 성형되어 내부에는 소정의 공간을 형성하게 된다. 제2열교환기(230)의 전면 좌측 하단부에는 제2열교환기(230)의 내부 공간으로 냉각수가 공급되는 통로인 냉각수공급부(231)가 전방으로 돌출되도록 성형된다.

상기 냉각수공급부(231)는 소정의 직경을 가지는 전후방으로 누운 원통 형상으로 성형되며, 내부 공간이 상기 제2열교환기(230)의 내부 공간과 연통되도록 성형된다. 냉각수공급부(231)의 상측 다시말해, 제2열교환기(230)의 전면 상단부에는 제2열교환기(230)의 내부 공간에서 냉매와 열교환된 냉각수가 제2열교환기(230)의 외부로 유동되는 통로인 냉각수회수부(232)가 성형된다. 상기 냉각수회수부(232)는 냉각수공급부(231)와 대응되는 형상으로 성형된다.

상기 제2열교환기(230)는 판형열교환기로 성형되며, 이러한 판형열교환기는 전체적으로 세로 방향으로 긴 직육면체의 형상으로 성형되어 내부에는 소정의 공간을 형성하게 된다. 제2열교환기(230)의 내부 공간에는 다수의 박판(薄板)이 소정의 간격을 두고 구비되어 박판과 박판 사이에 공간을 형성하게 된다. 이러한 공간으로 냉매와 냉각수가 유동하게 된다.

즉, 상기 제2열교환기(230)의 내부에 구비되는 다수의 박판 사이에 형성되는 공간 가운데 가장 전방에 형성되는 공간에 작동 유체인 냉매가 상방에서 하방으로 유동하는 것으로 가정하게 되면, 냉매가 유동하는 다음 공간에는 냉각수가 하방에서 상방으로 유동하게 되고, 그 다음 공간에는 냉매가 상방에서 하방으로 유동하게 된다. 따라서, 냉매와 냉각수는 상호 대향되는 방향으로 유동하면서 박판에 의해 전달되는 열에 의해 냉매와 냉각수는 서로 열교환하게 된다.

판형열교환기로 성형되는 상기 제2열교환기(230)는 상기 베이스(216)의 상면에 장착브라켓(235)에 의해 장착된다. 상기 장착브라켓(235)은 소정의 두께를 가지는 사각판재 형상의 브라켓으로 중앙부가 상방으로 함몰 형성되고, 좌측단부는 좌측방으로, 우측단부는 우측방으로 절곡되어 절곡된 하면이 베이스(216)의 상면에 접하면서 체결되어 고정된다.

상기 장착브라켓(235)의 중앙부에 상기 제2열교환기(230)의 하면이 끼워지면서 체결되어 장착된다. 즉, 장착브라켓(235)의 중앙부와 대응되는 형상으로 제2열교환기(230)의 하면이 상방으로 함몰 형성되어 장착브라켓(235)의 중앙부가 끼워지도록 성형된다.

상기 제2열교환기(230)의 우측(도 5에서 볼 때)에는 보조브라켓(236)이 구비된다. 상기 보조브라켓(236)은 세로 방향으로 긴 사각판재 형상으로 성형되며, 중앙부가 전방으로 함몰 형성되고, 좌측단부는 좌측방으로, 우측단부는 우측방으로 절곡되도록 성형된다.

상기 보조브라켓(236)의 좌측단부 절곡면에는 상기 제2열교환기(230)를 전방에서 지지하는 전방브라켓(237) 우측단부가 체결되고, 제2열교환기(230)를 후방에서 지지하는 후방브라켓(238) 우측단부가 체결된다. 이처럼, 제2열교환기(230)는 이러한 다수의 브라켓들과 체결되면서 상기 베이스(216)에 장착된다.

상기 제2열교환기(230)의 전면(前面) 우측 상단부에는 작동 유체인 냉매가 제2열교환기(230)의 내부 공간으로 유입되는 통로인 냉매입구부(233)가 성형되며, 상기 냉매입구부(230)의 하측 즉, 제2열교환기(230)의 전면 우측 하단부에는 냉매입구부(233)를 통해 제2열교환기(230)의 내부 공간으로 유입되는 냉매가 냉각수와 열교환된 다음 제2열교환기(233)의 외부로 유출되는 통로인 냉매출구부(234)가 성형된다.

상기 냉매입구부(233)에는 냉매의 유동 방향을 일정하게 유지시켜주는 냉매방향제어수단(240)이 연통되도록 장착된다. 상기 냉매방향제어수단(240)은 4방향밸브로 장착되며, 이러한 4방향밸브의 일단부는 상기 냉매입구부(233)와 연통되도록 배관으로 연결되고, 타단부는 상기 냉매출구부(234), 다음에 설명할 냉매제어밸브(270), 다음에 설명할 실외전자밸브(290)와 연결된다.

상기 냉매방향제어수단(240)은 상기 제2열교환기(230)의 내부 공간으로 유입되는 냉매의 유동 방향이 제2열교환기(230)의 내부 공간을 유동하고 있는 냉각수의 유동방향과 대향되는 방향으로 유동되도록 하기 위하여 장착된다. 따라서, 제2열교환기(230)의 내부 공간에 유동되는 냉매와 냉각수의 유동 방향은 항상 대향되는 방향으로 유동된다.

상기 전면판넬(211)의 후측에는 컨트롤박스(250)가 구비된다. 상기 컨트롤박스(250)는 소정의 공간을 가지는 직육면체 형상으로 성형되며, 전면(前面)이 개구된 형상으로 성형된다. 이러한 개구된 전면은 소정의 두께를 가지는 사각판재 형상으로 성형되는 컨트롤박스커버(252)에 의해 전면이 선택적으로 개폐되고, 컨트롤박스(250)의 내부 공간에는 다수의 전장 부품이 장착되어 수냉식 공기조화기의 작동을 제어하게 된다.

상기 컨트롤박스(250)의 후측에는 압축기(260)가 장착된다. 상기 압축기(260)는 소정의 직경을 가지는 원기둥 형상으로 성형되며, 복수개가 구비된다. 이러한 압축기(260)는 냉매를 고온 고압의 형태가 되도록 압축하는 기능을 담당하게 되며, 통상적으로 소음이 작고 효율이 뛰어난 스크롤압축기로 장착된다.

상기 압축기(260)는 정속운전을 하는 정속압축기(262)와 가변속 열펌프(Variable Speed Heat Pump)인 인버터압축기(264)로 구성되며, 상기 정속압축기(262)와 인버터압축기(264)의 사이에는 균유관(266)이 정속압축기(262)와 인버터압축기(264)가 서로 연통되도록 구비된다.

상기 균유관(266)은 어느 하나의 압축기(260)에서 급유 부족이 발생하게 되면, 다른 압축기로부터 균유관(266)을 통해 오일이 보충되도록 하여 유량 부족에 의한 압축기(260)의 소손을 방지하게 된다.

상기 정속압축기(262)는 부하 용량에 관계없이 정속 운전을 하게 되며, 상기 인버터압축기(264)는 부하 용량에 따라 회전수가 조절되어 다른 속도로 변속 운전하게 된다. 즉, 공기 조화를 위한 실내 공간과 실외 공간의 온도차가 적거나, 소수의 실내 공간에 대한 조화가 필요하여 부하 용량이 적은 경우에는 먼저, 인버터압축기(264)가 가동되며, 점차 부하 용량이 증가하여 인버터압축기(264)만으로 감당할 수 없는 경우에 비로소 정속압축기(262)가 구동된다.

상기 압축기(260)의 후방에는 어큐뮬레이터(260')가 장착된다. 상기 어큐뮬레이터(260')는 액체 상태의 냉매를 걸러내어 기체 상태의 냉매만 압축기(260)의 내부로 유입되도록 하는 역할을 담당하게 된다.

이처럼, 어큐뮬레이터(260')에 의해 액체 상태의 냉매가 걸러지는 것은 상기 실내기(100)로부터 유입되는 냉매 중 기체로 증발되지 못하고 액체 상태의 냉매가 압축기(260)의 내부로 유입되면, 냉매를 고온 고압의 기체 상태로 압축하게 되는 압축기(260)에 부하가 증가되어 압축기(260)가 손상되는 것을 방지하기 위함이다.

상기 어큐뮬레이터(260')의 내부로 유입되는 냉매 중 미처 증발되지 못하고 액체 상태로 남아있는 냉매는 기체 상태의 냉매보다 상대적으로 무겁기 때문에 어큐뮬레이터(260')의 하부에 저장되고, 상대적으로 상부에 위치하게 되는 기체 상태의 냉매만 상기 압축기(260)의 내부로 유동하게 된다.

도 7에는 본 발명에 의한 바람직한 일실시예가 채용된 수냉식 공기조화기의 구성과 냉방 모드시 냉매의 흐름을 나타낸 블럭도가 도시되어 있으며, 도 8에는 본 발명에 의한 바람직한 일실시예가 채용된 수냉식 공기조화기의 구성과 난방 모드 시 냉매의 흐름을 나타낸 블럭도가 도시되어 있다.

이하에서는 도 7과 도 8을 참조하여 본 발명에 의한 수냉식 공기조화기의 실시예를 보다 상세히 살펴보기로 한다.

상기 압축기(260)의 출구측에는 압축기(260)의 내부 공간에서 고온 고압으로 압축되어 압축기(260)의 외부로 토출되는 냉매에 포함되어 냉매와 동시에 토출되는 오일을 분리하는 오일분리기(268)가 장착된다. 상기 오일분리기(268)는 소정의 직경과 높이를 가지는 원기둥 형상으로 성형된다.

상기 오일분리기(268)에는 오일분리기(268)의 내부 공간에서 냉매와 분리된 오일을 상기 압축기(260)의 내부 공간으로 회수하기 위한 오일회수관(268')이 구비 된다. 이러한 오일회수관(268')의 일단부는 오일분리기(268)의 내부 공간과 연통되도록 성형되고, 타단부는 압축기(260)의 내부 공간과 연통되도록 성형된다.

즉, 상기 압축기(260)의 구동시 발생하게 되는 마찰열을 냉각시키기 위해 오일을 압축기(260)의 내부로 유동시키게 되고, 압축기(260)의 내부 공간으로 유동되는 오일은 압축기(260)의 내부 공간에서 고온 고압으로 압축되는 냉매에 포함되어 압축기(260)의 외부로 토출된다. 냉매에 포함되어 압축기(260)의 외부로 토출되는 오일은 상기 오일분리기(268)에서 분리되어 상기 오일회수관(268')을 통해 압축기(260)로 되돌려 보내게 된다.

상기 오일분리기(268)의 출구측에는 오일분리기체크밸브(268a)가 더 구비되어 냉매의 역류를 방지하게 된다. 이러한 오일분리기체크밸브(268a)는 상기 정속압축기(262) 또는 인버터압축기(264) 중 어느 하나만 가동되는 경우 가동되지 않는 압축기(260)의 내부 공간으로 압축 냉매가 역류되지 않도록 하게 된다.

상기 오일분리기(268)는 배관에 의해 냉매제어밸브(270)와 연통되도록 성형된다. 상기 냉매제어밸브(270)는 4방향밸브가 사용되어 수냉식 공기조화기의 운전 모드에 따라 냉매의 유동 방향을 전환시켜 주는 역할을 담당하게 된다. 이러한 냉매제어밸브(270)에 구비되는 각각의 포트 중 하나는 오일분리기(268)와 연통되고,그 외 각각의 포트는 상기 제1열교환기(120), 제2열교환기(230), 어큐뮬레이터(260')와 연통되어 체결된다

상기 오일분리기(268)에는 상기 메인제어밸브(270)로 유동되는 냉매의 일부가 상기 어큐뮬레이터(260')의 내부로 바로 투입될 수 있도록 하는 핫가스(Hot gas)관(280)이 더 구비된다.

상기 핫가스관(310)은 수냉식 공기조화기의 운전 중에 상기 어큐뮬레이터(260')로 유입되는 저압의 냉매 압력을 높일 필요가 있는 경우에 상기 압축기(260)로부터 토출되는 고압의 냉매가 어큐뮬레이터(260')로 직접 공급되도록 하는 것으로 이러한 핫가스관(280)에는 바이패스밸브인 핫가스밸브(282)가 설치되어 핫가스관(280)을 선택적으로 개폐하게 된다.

상기 냉매제어밸브(270)의 포트 가운데 하나의 포트와 상기 제2열교환기(230)와 연결되는 배관에는 냉매방향제어수단(240)이 구비된다. 상기 냉매방향제어수단(240)에는 다양한 수단이 사용되는 것이 가능하며, 이하에서는 4방향밸브가 사용되는 예를 들어 설명하기로 한다.

4방향밸브가 사용되는 상기 냉매방향제어수단(240)의 한 포트와 상기 냉매제어밸브(270)의 한 포트는 연통되도록 배관에 의해 연결되며, 냉매방향제어수단(240)의 다른 포트는 상기 제2열교환기(230)의 냉매입구부(233)와 연통되도록 연결된다. 냉매방향제어수단(240)의 다른 한 포트는 상기 냉매출구부(234)와 연통되도록 체결되고, 냉매방향제어수단(240)의 또 다른 한 포트는 상기 제1열교환기(120)와 연통되도록 체결된다.

상기 냉매방향제어수단(240)의 한 포트와 상기 제1열교환기(120)와 연통되도록 체결되는 배관에는 수냉식 공기조화기의 운전 모드에 따라 배관의 개방 정도를 제어하는 실외전자밸브(290)가 장착되며, 상기 실외전자밸브(290)의 일측에는 실외체크밸브(291)가 장착된다.

상기 실외전자밸브(290)의 일측에는 과냉각기(292)가 구비된다. 상기 과냉각기(292)는 상기 제1열교환기(120) 및 제2열교환기(230)에서 열교환된 냉매를 더욱 냉각시키기 위해 구비되며, 이러한 과냉각기(292)는 이중관 형상으로 성형된다.

이하에서는 상기와 같이 구성되는 실외기(200)의 내부 공간에서 유동되는 냉매의 유동 방향에 따라 수냉식 공기조화기의 작용을 살펴보기로 한다.

먼저, 수냉식 공기조화기가 냉방 모드로 운전되는 경우를 살펴보기로 한다.

수냉식 공기조화기를 사용하기 위해 사용자는 외부의 전원을 인가하게 된다. 외부의 전원이 공기조화기에 인가되면, 상기 컨트롤박스(250)의 내부에 전원이 인가된다. 컨트롤박스(250)의 내부에 외부의 전원이 인가되면, 컨트롤박스(250)의 내부 공간에 장착되는 다수의 전장 부품에 전원이 인가된다.

상기 컨트롤박스(250)의 내부에 장착되는 전장 부품에 전원이 인가되면, 상기 실내기(100)와 실외기(200)의 내부에 구비되는 다수의 부품에 전원이 인가된다. 실외기(200)의 내부 공간에 구비되는 상기 압축기(260)에 전원이 인가되면, 압축기(260)가 작동되어 압축기(260) 내부 공간의 냉매를 고온 고압으로 압축하게 된다.

상기 압축기(260)의 내부 공간에서 고온 고압으로 압축되는 냉매는 상기 오일분리기(268)를 통과하면서 오일과 분리되어 상기 냉매제어밸브(270)로 유동되며, 오일은 상기 오일회수관(268')을 통해 다시 압축기(260)의 내부 공간으로 회수된다.

상기 냉매제어밸브(270)로 유동되는 냉매는 냉매제어밸브(270)의 한 포트와 연통되도록 성형되는 배관을 따라 상기 냉매방향제어수단(240)으로 유동된다. 냉매방향제어수단(240)으로 유동되는 냉매는 냉매방향제어수단(240)을 통과하여 상기 냉매입구부(233)를 통해 상기 제2열교환기(230)의 내부 공간으로 유동된다.

상기 냉매입구부(233)를 통해 상기 제2열교환기(230)의 내부 공간으로 유동되는 냉매는 하방으로 유동되면서 상기 냉매출구부(234)를 통해 제2열교환기(230)의 외부로 유출된다. 냉매출구부(234)를 통해 유동되는 냉매는 냉매출구부(234)와 연통되도록 체결되는 상기 냉매방향제어수단(240)의 한 포트를 통해 냉매방향제어수단(240)을 통과하여 상기 실외체크밸브(291)를 거쳐 상기 과냉각기(292)로 유동하게 된다.

상기 과냉각기(292)를 통과하여 과냉각된 냉매는 냉매배관을 따라 유동하면서 각각의 실내기(100)의 내부로 유동하게 된다. 각각의 실내기(100)의 내부로 유동되는 냉매는 상기 제1열교환기(120)의 입구측에 장착되는 상기 팽창밸브(140)를 통과하면서 저압으로 감압되어 제1열교환기(120)의 내부로 유동된다.

상기 제1열교환기(120)의 내부를 유동하게 되는 냉매는 상기 실내기(100)가 설치되는 실내 공간의 공기와 열교환하게 되고, 열교환된 냉매는 상기 냉매배관(40)을 따라 상기 실외기(200)의 내부로 유동되어 상기 냉매제어밸브(270)의 한 포트와 연통되도록 체결되는 배관에 의해 냉매제어밸브(270)로 안내된다.

상기 냉매제어밸브(270)로 안내되는 냉매는 냉매제어밸브(270)를 통과하여 냉매제어밸브(270)의 다른 포트를 통해 상기 어큐뮬레이터(260')와 연통되도록 체결되는 배관에 의해 어큐뮬레이터(260')의 내부 공간으로 유동된다. 어큐뮬레이 터(260')의 내부 공간으로 유동되는 냉매는 기체 상태의 냉매를 분리하여 상기 압축기(260)의 내부 공간으로 유동시키게 된다.

작동 유체인 냉매는 공기조화기의 냉방 모드 운전시 이와 같은 유동을 반복적으로 수행하면서 냉방싸이클을 이루게 된다.

이하에서는 상기와 같이 구성되는 수냉식 공기조화기의 난방 운전에 따른 냉매의 유동을 살펴보기로 한다.

사용자에 의해 수냉식 공기조화기에 전원이 인가되면, 상기 압축기(260)가 작동하여 냉매를 고온 고압으로 압축하게 된다. 압축기(260)가 작동하면서 고온 고압으로 압축되는 냉매는 상기 오일분리기(268)를 통과하면서 냉매에 포함되어 유동되는 오일을 분리하여 압축기(260)로 회수하게 된다.

상기 오일분리기(268)를 통과하여 오일이 분리된 냉매는 상기 냉매제어밸브(270)로 유동하게 되며, 냉매제어밸브(270)를 통과하여 상기 실내기(100)와 연결되는 냉매배관(300)에 의해 안내되어 상기 제1열교환기(120)의 내부로 유동된다.

상기 제1열교환기(120)의 내부로 유동되는 공간은 실내 공간의 공기와 열교환되어 저온 고압의 액체 냉매로 상변환되며, 열교환된 냉매는 상기 팽창밸브(140)를 통과하면서 감압되어 저온 저압의 액체 냉매의 상태가 된다.

저온 저압의 액체 냉매는 상기 제2열교환기(230)와 연통되도록 성형되는 상기 냉매배관(300)에 의해 안내되어 다시 상기 실외기(200)의 내부 공간으로 유동된다. 실외기(200)의 내부 공간으로 유동되는 냉매는 상기 냉매방향제어수단(240)인 4방향밸브의 한 포트로 유동된다.

상기 냉매방향제어수단(240)의 한 포트로 유동되는 냉매는 상기 냉매입구부(233)를 통과하여 상기 제2열교환기(230)의 내부 공간으로 유동되며, 상기 냉매출구부(234)를 통해 다시 냉매방향제어수단(240)의 다른 포트로 유동하게 되고, 냉매방향제어수단(240)으로 유동되는 냉매는 냉매방향제어수단(240)의 또 다른 포트를 통과하여 상기 냉매제어밸브(270)의 한 포트로 유동하게 된다.

상기 제2열교환기(230)의 내부를 유동하게 되는 저온 저압의 액체 냉매는 냉각수와 열교환되어 저온 저압의 기체 상태로 상변환하게 되며, 상기 냉매제어밸브(270)로 유동하게 되는 냉매는 저온 저압의 기체 상태로 유동하게 된다.

상기 냉매제어밸브(270)의 한 포트로 유동되는 냉매는 냉매제어밸브(270)의 다른 포트로 유동되어 냉매제어밸브(270)를 통과하게 된다. 냉매제어밸브(270)를 통과하게 되는 냉매는 상기 어큐뮬레이터(260')의 내부로 유동되며, 어큐뮬레이터(260')의 내부로 유동되는 냉매는 액체 상태의 냉매가 걸러져 기체 상태의 냉매만이 상기 압축기(260)의 내부 공간으로 유동되면서 난방사이클을 형성하게 된다.

한편, 상기 냉각탑(400)의 내부에서 냉각된 냉각수는 상기 냉각수공급관(420)에 의해 안내되어 상기 냉각수공급분지관(422)을 통해 상기 냉각수공급부(231)를 거쳐 상기 제2열교환기(230)의 내부 공간으로 유동된다. 제2열교환기(230)의 내부 공간으로 유동되는 냉매는 상기 냉각수회수부(232)를 거쳐 상기 냉각수회수분지관(442)에 의해 안내되면서 상기 냉각수회수관(440)에 의해 안내되어 다시 냉각탑(400)의 내부 공간으로 유동된다.

이때, 냉각수는 상기 제2열교환기(230)에 성형되는 상기 냉각수공급부(231) 를 통해 제2열교환기(230)의 내부 공간으로 유입되어 상기 냉각수회수부(232)를 통해 제2열교환기(230)의 외부로 유동된다. 즉, 제2열교환기(230)의 하단부에서 상단부로 유동하게 된다.

그리고, 상기 제2열교환기(230)에 성형되는 상기 냉매입구부(233)를 통해 제2열교환기(230)의 내부 공간으로 유입되어 상기 냉매출구부(234)를 거쳐 제2열교환기(230)의 외부로 유동되는 냉매는 제2열교환기(230)의 상단부에서 하단부로 유동하게 된다.

따라서, 냉매와 냉각수는 상기 제2열교환기(230)의 내부 공간에서 항상 대향되는 방향으로 유동하면서 열교환되도록 구성된다.

이러한 본 발명의 범위는 상기한 실시예에 한정되지 않고 상기와 같은 기술 범위안에서 당업계의 통상의 기술자에게 있어서는 본 발명을 기초로 하는 다른 많은 변형이 가능할 것이다.

상기한 바와 같이 본 발명에 의한 바람직한 일실시예가 채용되는 수냉식 공기조화기는 상기 제2열교환기의 내부 공간으로 냉매가 유입되는 냉매입구부가 상기 냉매방향제어수단과 연통되도록 구성된다.

상기 냉매방향제어수단에 의해 상기 제2열교환기의 내부 공간으로 유입되는 냉매는 냉방 작용 또는 난방 작용과 무관하게 일정한 방향으로 유동된다. 즉, 제2열교환기의 상단부에서 하단부로 유동됨으로써 냉각수와 대향되는 방향으로 유동하게 된다.

이처럼, 냉매가 냉각수와 대향되는 방향으로 유동됨에 따라 냉매의 열교환 효율이 향상되는 효과가 있다.

냉매의 열교환 효율이 향상됨에 따라 공기조화기의 운전에 따른 공기의 조화 능력이 향상되는 효과가 발생하게 되며, 공기조화기의 공기 조화 능력이 향상됨에 따라 공기조화기의 운전에 따른 에너지의 사용 효율이 향상되는 효과가 발생하게 된다.

공기조화기의 운전에 따른 에너지의 사용 효율이 향상됨으로써 공기조화기의 사용에 따른 유지 비용이 절감되는 효과가 발생하게 된다.

또한, 공기조화기의 운전시 효율적인 에너지의 사용으로 적은 용량의 수냉식 공기조화기를 사용하여 보다 넓은 공간을 조화시키는 것이 가능해지는 효과도 발생하게 된다.

Claims (7)

1. 실내 공간의 공기가 열교환되는 제1열교환기와,

   상기 제1열교환기와 배관에 의해 연통되며, 별도의 공간에 구비되어 냉매와 냉각수가 열교환되는 제2열교환기를 포함하여 구성되며,

   상기 제2열교환기의 내부 공간에서 유동되는 냉매와 냉각수는 대향되는 방향으로 유동되는 것을 특징으로 하는 수냉식 공기조화기.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 제2열교환기는,

   다수의 박판이 소정의 간격을 가지면서 구비되어 냉각수와 냉매가 유동되는 공간이 형성되는 판형열교환기임을 특징으로 하는 수냉식 공기조화기.
3. 제 1 또는 2 항에 있어서, 상기 제2열교환기에는,

   내부 공간으로 냉매가 유입되는 통로인 냉매입구부와,

   내부 공간으로부터 냉매가 유출되는 통로인 냉매출구부와,

   내부 공간으로 냉각수가 공급되는 통로인 냉각수공급부와,

   내부 공간으로부터 냉각수가 회수되는 통로인 냉각수회수부가 구비되는 것을 특징으로 하는 수냉식 공기조화기.
4. 제 3 항 중 어느 하나의 항에 있어서, 상기 제2열교환기의 일측에는 냉매의 유동 방향을 일정하게 유지시켜 주는 냉매방향제어수단이 구비되는 것을 특징으로 하는 수냉식 공기조화기.
5. 제 4 항에 있어서, 상기 냉매방향제어수단은 상기 냉매입구부에 장착되는 것을 특징으로 하는 수냉식 공기조화기.
6. 제 4 항에 있어서, 상기 냉매방향제어수단은 4방향밸브로 성형되는 것을 특징으로 하는 수냉식 공기조화기.
7. 제 4 항에 있어서, 상기 냉매방향제어수단은 체크밸브와 전자밸브로 성형되는 것을 특징으로 하는 수냉식 공기조화기.

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