KR20090002735A - 공기 조화기의 실외기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 제어장치가 배치된 공간이 실외와 팬이 배치된 공간에 연통되는 공기 조화기의 실외기를 제공한다. 본 발명에 의하면, 별도의 냉각팬을 설치하지 않고 압력차에 의해 제어장치를 냉각시킬 수 있다.

공기 조화기, 실외기, 제어장치, PCB

Description

공기 조화기의 실외기{outdoor unit of air conditioner}

도 1은 본 발명에 따른 공기 조화기의 실외기를 도시한 사시도이다.

도 2는 도 1의 실외기의 내부 구조를 도시한 사시도이다.

도 3은 도 2의 실외기의 제어장치에서 공기의 유동을 도시한 사시도이다.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

1: 기계실 2: 전장실

3: 송풍실 50: 베리어

57: 방열부 55: 공기 토출부

70: 제어장치 71,72,73: PCB

84: 연통부 85: 흡입 유로부

89: 구획 패널 111: 팬

본 발명은 제어장치를 냉각시키는 공기 조화기의 실외기에 관한 것이다.

일반적으로 공기 조화기는 냉매 사이클을 구동하여 실내를 냉난방한다. 상기 공기 조화기는 실외에 배치되는 실외기와 실내에 배치되는 실내기를 포함한다.

상기 실외기에는 실외 열교환기, 송풍장치, 압축기 및 제어장치 등이 배치된다. 상기 제어장치는 외부에서 인가된 전원을 변환하여 실외기의 모터들을 제어한다. 상기 제어장치는 전원을 변환하고 소손을 방지하므로 고열로 발열된다. 이러한 제어장치에는 다수의 반도체 소자들이 포함되므로, 상기 제어장치가 냉각되어야 한다. 따라서, 상기 제어장치 근처에는 외기를 흡입하여 제어장치를 냉각시킬 수 있도록 냉각팬이 설치된다.

그러나, 종래의 실외기는 제어장치를 냉각시키기 위해 별도의 냉각팬을 설치해야 하므로, 상기 냉각팬의 설치 공간에 의해 실외기의 크기가 증가되었다. 또한, 상기 냉각팬이 설치되는 만큼 제조 단가가 상승되고 소비 전력도 증가했다.

또한, 상기 냉각팬은 제어장치를 냉각시키기 위해 공기를 강제로 순환시키므로, 상기 실외기의 소음이 증가하였다.

상기한 제반 문제점을 해결하기 위해, 본 발명의 목적은 제품의 크기, 제조 단가, 소비 전력 및 소음을 감소시킬 수 있는 공기 조화기의 실외기를 제공하는 것이다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 양태에 의하면, 제어장치가 배치된 전장실과 팬이 배치되는 송풍실을 구획하는 베리어; 상기 전장실과 외부를 연통시키는 흡입 유로부; 상기 전장실과 송풍실을 연통시키도록 베리어에 형성되어 상기 전장실의 공기가 상기 송풍실로 유입되도록 하는 공기 토출부; 및 상기 제어장 치와 접촉되도록 송풍실에 배치되어, 상기 송풍실의 유동 공기와 열교환됨 의해 상기 제어장치를 방열시키는 방열부가 포함되는 공기 조화기의 실외기가 제공된다.

상기 제어장치에는, 상기 방열부와 접촉되는 인버터 PCB; 상기 전장실의 후측에 고정되는 리액터 PCB; 및 상기 리액터 PCB에 대응되도록 배치되는 메인 PCB가 포함될 수 있다.

상기 흡입 유로부는 상기 리액터 PCB의 후측에서 흡입된 공기가 상기 리액터 PCB와 상기 메인 PCB 사이로 유입되도록 형성될 수 있다.

상기 리액터 PCB의 후측은 흡입 유로부를 따라 유동하는 공기에 의해 냉각될 수 있다.

상기 공기 토출부는 제어장치의 하측에 형성될 수 있다.

상기 방열부에는 상하로 배치된 다수의 열교환핀이 포함될 수 있다.

상기 흡입 유로부와 공기 토출부는 대각선 방향에 배치될 수 있다.

본 발명의 다른 양태에 의하면, 제어장치가 배치된 전장실이 팬이 설치된 송풍실과 외부에 연통되고, 상기 전장실 및 송풍실의 압력차에 의해 상기 전장실로 유입된 외기가 상기 제어장치를 냉각시킨 후 상기 송풍실로 유입되도록 하는 공기 조화기의 실외기가 제공된다.

상기 송풍실에는 상기 제어장치에 접촉되어 상기 제어장치의 열을 흡수하는 방열부가 더 포함될 수 있다.

이하 상기 목적을 구체적으로 실현할 수 있는 본 발명의 실시예에 관해 설명 하기로 한다.

도 1은 본 발명에 따른 공기 조화기의 실외기를 도시한 사시도이다.

도 1을 참조하면, 공기 조화기의 실외기는 외곽 케이스(10)에 의해 외관이 형성된다. 상기 외곽 케이스(10)는 전면 케이스(11), 후면 케이스(12) 및 상면 커버(13)를 포함한다. 상기 외곽 케이스(10)의 하면에는 베이스(15)가 결합된다.

상기 전면 케이스(11)에는 그릴부(20)가 배치된다. 상기 그릴부(20)는 별도의 체결부재(미도시)에 의해 전면 케이스(11)에 결합된다.

상기 전면 케이스(11)이 일측면에는 서비스 패널(30)이 배치된다. 상기 서비스 패널(30)은 실외기의 내부 부품을 교체하거나 수리하기 위해 개폐가능하게 설치된다.

또한, 상기 전면 케이스(11)의 하측에는 배관커버(40)가 배치된다. 상기 배관커버(40)는 외부의 냉매 배관(미도시)이 통과되어 실외기 내부의 냉매관(65: 도 2 참조)에 연결되도록 한다.

도 2는 공기 조화기의 실외기의 내부 구조를 도시한 사시도이다.

도 2를 참조하면, 상기 실외기의 내부는 베리어(50)에 의해 좌우로 공간이 구획된다. 또한, 일측 공간은 구획 패널(89)에 의해 상하로 공간이 구획된다. 이하에서는 설명의 편의를 위해, 압축기(61) 등이 배치된 공간을 기계실(1), 제어장치(70)가 배치되는 공간을 전장실(2), 팬(111)이 설치되는 공간을 송풍실(3)이라 칭하기로 한다.

상기 기계실(1)에는 압축기(61), 오일 분리기(62), 어큐뮬레이터(63) 등이 배치된다. 상기 오일 분리기(62)는 압축기(61)에서 토출된 냉매에 포함된 오일을 분리하여 압축기(61)에 회수하고, 상기 어큐뮬레이터(63)는 실내기에서 토출된 냉매 중에서 기상 냉매를 압축기(61)에 제공한다.

상기 어큐뮬레이터(63)의 외면에는 고정 브라켓(64)이 고정되고, 상기 베리어(50)에는 상기 고정 브라켓(64)이 끼워지는 포켓(51)이 고정된다. 따라서, 상기 고정 브라켓(64)이 상기 포켓(51)에 끼워지면 상기 어큐뮬레이터(63)가 아래로 기울어지는 것을 방지할 수 있다.

상기 압축기(61), 오일 분리기(62) 및 어큐뮬레이터(63)는 냉매관(65)에 연결되고, 상기 냉매관(65)에는 외부의 냉매관(미도시)과 용이하게 연결될 수 있도록 서비스 밸브(66)가 연결된다. 이때, 상기 제어장치(70)의 하측에는 서비스 밸브(66)를 고정시키기 위한 서비스 밸브 브라켓(90)이 설치된다.

상기 전장실(2)에는 제어장치(70)가 배치된다. 상기 제어장치(70)는 고정 패널(81)에 고정된다. 상기 고정 패널(81)은 상면 커버(13: 도 1 참조)와 실외 열교환기(101)의 일측에 고정된다. 이때, 상기 고정 패널(81)은 베리어(50)에서 연장된 후 일측(도 2에서 전방측)으로 절곡되어 이루어진다.

상기 제어장치(70)는 메인 PCB(71), 인버터 PCB(72) 및 리액터 PCB(73)를 포함한다. 상기 메인 PCB(71)는 실외기(미도시)와 실내기(미도시)를 전체적으로 제어한다. 상기 인버터 PCB(72)는 외부에서 인가된 DC 전원을 AC 전원으로 전환하여 전압과 주파수를 가변시킴에 따라 압축기 모터(미도시)의 회전 속도를 제어한다. 상기 리액터 PCB(73)는 압축기 모터(미도시)의 코일 소손을 방지한다.

이때, 상기 인버터 PCB(72)는 베리어(50)에 고정되고, 상기 리액터 PCB(73)는 전장실(2)의 후측에 고정되며, 상기 메인 PCB(71)는 상기 리액터 PCB(73)에 대응되도록 배치된다.

상기 전장실(2)과 외부를 연통시키는 흡입 유로부(85)가 형성된다. 이러한 흡입 유로부(85)에 관해 상세히 설명한다.

상기 고정 패널(81)의 외측에는 상기 고정 패널(81)과 소정 간격 이격되도록 유로 형성 패널(83)이 설치된다. 상기 고정 패널(81)과 유로 형성 패널(83) 사이에는 흡입 유로부(85)가 형성된다. 상기 흡입 유로부(85)는 대략 "ㄴ" 형태로 형성된다.

상기 후면 케이스(12)와 유로 형성 패널(83)에는 공기 흡입부(82)가 형성되고, 상기 고정 패널(81)에는 연통부(84)가 형성된다. 이때, 상기 공기 흡입부(82)는 상기 리액터 PCB(73)의 후측에 배치되고, 상기 연통부(84)는 상기 리액터 PCB(73)와 메인 PCB(71) 사이에 배치된다. 따라서, 상기 공기 흡입부(82)를 통해 흡입된 외부 공기는 상기 리액터 PCB(73)의 후측을 따라 유동되면서 상기 리액터 PCB(73)의 후측을 냉각한 후에 상기 연통부(84)를 통해 상기 리액터 PCB(73)와 메인 PCB(71) 사이로 유입된다.

또한, 상기 베리어(50)에는 공기 토출부(55)가 형성된다. 이때, 상기 공기 토출부(55)는 제어장치의 하측, 다시 말해, 인버터 PCB(72)의 하측에 형성된다.

상기 공기 토출부(55)와 상기 흡입 유로부(85)는 대략 대각선 방향에 배치된다. 이처럼 흡입 유로부(85)와 공기 토출부(55)의 거리를 가급적 멀리 위치시킴으 로써, 상기 제어장치(70)와 열교환되는 공기의 유동 경로를 가급적 길게 형성할 수 있다. 따라서, 상기 제어장치(70)의 냉각 효율을 증대시킬 수 있다.

상기 전장실(2)과 송풍실(3)이 공기 토출부(55)에 의해 연통되므로, 상기 전장실(2)과 송풍실(3)에는 상기 팬(111)의 송풍력에 의해 대기압보다 낮은 압력이 발생된다. 따라서, 상기 전장실(2)에는 제어장치(70)를 공냉시키기 위해 별도의 냉각팬을 설치하지 않아도 된다.

상기 송풍실(3)에는 제어장치(70)에 접촉되도록 방열부(57)가 배치된다. 이때, 상기 방열부(57)는 상기 3개의 PCB(71,72,73) 중에서 가장 고온으로 발열되는 인버터 PCB(72)와 접촉된다. 상기 방열부(57)는 송풍실(3)의 유동 공기와 열교환됨에 의해 상기 인버터 PCB(72)의 열을 흡수한다. 이러한 방열부(57)는 상하 방향으로 배치된 다수의 열교환핀(58)을 포함한다. 따라서, 상기 송풍실(3)의 유도 공기는 상기 방열부(57)에서 상하방향으로 유동되면서 열을 흡수한다. 이러한 방열부(57)는 베리어(50)에 고정된다.

상기 송풍실(3)에는 실외 열교환기(101)와 송풍장치(110)가 배치된다. 상기 실외 열교환기(101)의 근처에는 적어도 2 이상의 지지대(120)가 설치되고, 상기 지지대(120)에는 적어도 하나 이상의 송풍장치(110)가 결합된다. 상기 송풍장치(110)는 팬(111)과 팬모터(112)를 포함한다.

상기 각 지지대(120)의 하단에는 지지 레그(121)가 형성되고, 상기 베이스(15)에는 상기 지지 레그(121)가 전후 방향으로 이동 가능하도록 안착단(16)이 형성된다.

상기 지지대(120)는 상하 방향으로 나란하게 배치된다. 상기 지지대(120)에는 모터 마운트(130)가 결합되고, 상기 모터 마운트(130)에는 팬모터(112)가 결합된다.

이와 같이 구성된 본 발명의 작용에 관해 설명하기로 한다.

도 2는 실외기의 내부 구조를 도시한 사시도이고, 도 3은 실외기의 제어장치에서 공기의 유동을 도시한 사시도이다.

도 2 및 도 3을 참조하면, 상기 공기 조화기가 구동되면, 상기 메인 PCB(71)는 실외기(미도시)와 실내기(미도시)를 제어한다. 상기 메인 PCB(71)의 제어에 의해 상기 압축기(61)에서 압축된 냉매는 실내기로 보내지고, 상기 실내기에서 토출된 냉매는 어큐뮬레이터(63) 및 압축기(61)로 다시 보내진다.

이때, 상기 인버터 PCB(72)는 외부에서 인가된 DC 전압을 AC 전압으로 전환하여 전압과 주파수를 가변시킨다. 상기 인버터 PCB(72)는 압축기 모터(미도시)에 공급되는 전압과 주파수를 가변시킴으로써 상기 압축기 모터(미도시)의 회전 속도를 제어한다. 이러한 인버터 PCB(72)에는 외부에서 DC 전압이 직접 인가되고 이를 AC로 가변시키므로 상기 3개의 PCB(71,72,73) 중에서 가장 고온으로 발열된다.

예를 들면, 상기 인버터 PCB(72)는 대략 100-110℃ 정도 발열되고, 상기 리액터 PCB(73)는 대략 80℃ 정도 발열되며, 상기 메인 PCB(71)는 대략 50℃ 정도로 발열된다. 따라서, 가장 고온으로 발열되는 인버터 PCB(72)에 방열부(57)를 설치하는 것이다.

이때, 상기 메인 PCB(71)의 제어에 의해 팬(111)이 회전된다. 상기 팬(111) 은 회전됨에 의해 실외 열교환기(101)를 통과한 공기를 그릴부(20)를 통해 외부로 송풍시킨다. 이때, 상기 송풍실(3) 내부의 압력은 대기압보다 현저히 낮아진다. 특히, 상기 실외 열교환기(101)와 팬(111)의 흡입측 사이의 공간의 압력이 토출측 보다 더욱 낮아진다.

이때, 상기 송풍실(3)의 압력이 상기 전장실(2)의 압력에 비해 현저히 낮게 형성되고, 상기 전장실(2)의 압력은 흡입 유로부(85)의 압력보다 현저히 낮게 형성된다. 따라서, 외기는 공기 흡입부(82)를 통해 흡입 유로부(85)에 유입된다. 이때, 외기가 흡입 유로부(85)를 따라 유동되는 동안에 상기 리액터 PCB(73)의 후측을 냉각시킨다. 상기 흡입 유로부(85)의 외기는 연통부(84)를 통해 전장실(2) 내부로 유입된다. 상기 전장실(2)에서 외기가 유동됨에 의해 상기 3개의 PCB(71,72,73)가 모두 냉각된다. 상기 전장실(2)의 공기는 3개의 PCB(71,72,73)를 냉각시킨 후 상기 공기 토출부(55)를 통해 송풍실(3)로 유입된다.

상기 송풍실(3)에는 팬(111)의 외측 원주방향을 따라 회전되는 기류가 형성된다. 이 기류는 상기 방열부(57)의 상하방향으로 이동되면서 상기 방열부(57)의 열을 흡수한다.

상기 제어장치와 방열부(57)의 열을 흡수한 공기는 상기 그릴부(20)를 통해 외부로 배출된다.

상기와 같이 송풍실(3)의 흡입력과 공기 유로를 상대적으로 길게 하여 제어장치를 냉각시킨다.

한편, 실외 온도 35℃인 조건에서 상기 냉각 구조를 갖는 실외기에서 제어장 치를 온도를 측정한 결과는 다음과 같다.

상기 인버터 PCB(72)의 온도는 대략 70℃ 정도로 낮아지고, 상기 리액터 PCB(73)의 온도는 대략 40℃ 정도로 낮아졌으며, 상기 메인 PCB(71)는 대략 40℃ 정도로 낮아졌다.

그 이유는, 상기 냉각 구조는 송풍실(3)과 전장실(2)의 압력차에 의해 외기를 흡입하므로, 상기 전장실(2) 내부에 냉각팬를 설치하는 경우보다 공기의 흡입 유량이 증대되기 때문이다. 즉, 상기 전장실(2)에 냉각팬을 설치하는 경우, 상기 냉각팬에서 토출된 공기가 토출부(미도시)에 의해 유동 저항이 발생된다. 상기 토출부의 유동 저항에 의해 상기 공기의 흡입 유량이 상대적으로 감소된다. 반면, 상기 송풍실(3)과 전장실(2)의 압력차에 의해 외기를 흡입하는 경우, 상기 전장실(2)에는 공기의 토출 저항이 거의 발생하지 않기 때문이 상대적으로 공기의 흡입 유량이 증가하는 것이다.

또한, 상기 인버터 PCB(72)는 공냉과 방열부(57)에 의해 냉각되고, 상기 리액터 PCB(73)는 전후방 양측에서 냉각되기 때문이다. 이와 같이 상대적으로 고온인 인버터 PCB(72)와 리액터 PCB(73)가 공기와의 접촉면적 및 접촉시간이 증가됨에 의해 상기 고온의 PCB(72,73)의 온도를 더욱 낮출 수 있다. 또한, 상대적으로 고온인 인버터 PCB(72)와 리액터 PCB(73)가 집중적으로 냉각될 수 있다.

상기와 같이 구성된 본 발명의 효과는 다음과 같다.

본 발명에 의하면, 송풍실과 전장실의 압력차에 의해 외기를 전장실로 흡입 하므로, 상기 전장실에 유입되는 공기의 흡입 풍량을 현저히 증대시킬 수 있는 효과가 있다. 나아가, 흡입 풍량이 증가됨에 의해 제어장치의 냉각 효율을 현저히 높일 수 있는 효과가 있다.

본 발명에 의하면, 상기 전장실에 냉각팬이 설치되지 않아도 전장실의 제어장치를 냉각시킬 수 있으므로, 실외기의 크기, 소음 및 제조 단가를 감소시킬 수 있는 효과가 있다.

본 발명에 의하면, 상대적으로 고온으로 발열되는 인버터 PCB와 리액터 PCB가 공기에 접촉되는 면적 및 시간을 증가시키므로, 상대적으로 고온인 PCB를 상대적으로 낮은 온도로 냉각시킬 수 있는 효과가 있다.

Claims (9)

1. 제어장치가 배치된 전장실과 팬이 배치되는 송풍실을 구획하는 베리어;

   상기 전장실과 외부를 연통시키는 흡입 유로부;

   상기 전장실과 송풍실을 연통시키도록 베리어에 형성되어 상기 전장실의 공기가 상기 송풍실로 유입되도록 하는 공기 토출부; 및

   상기 제어장치와 접촉되도록 송풍실에 배치되어, 상기 송풍실의 유동 공기와 열교환됨 의해 상기 제어장치를 방열시키는 방열부가 포함되는 공기 조화기의 실외기.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 제어장치에는:

   상기 방열부와 접촉되는 인버터 PCB;

   상기 전장실의 후측에 고정되는 리액터 PCB; 및

   상기 리액터 PCB에 대응되도록 배치되는 메인 PCB가 포함되는 공기 조화기의 실외기.
3. 제 2 항에 있어서,

   상기 흡입 유로부는 상기 리액터 PCB의 후측에서 흡입된 공기가 상기 리액터 PCB와 상기 메인 PCB 사이로 유입되도록 형성되는 공기 조화기의 실외기.
4. 제 2 항에 있어서,

   상기 리액터 PCB의 후측은 흡입 유로부를 따라 유동하는 공기에 의해 냉각되는 공기 조화기의 실외기.
5. 제 1 항에 있어서,

   상기 공기 토출부는 제어장치의 하측에 형성되는 공기 조화기의 실외기.
6. 제 1 항에 있어서,

   상기 방열부에는 전후방향으로 적층된 다수의 열교환핀이 포함되는 공기 조화기의 실외기.
7. 제 1 항에 있어서,

   상기 흡입 유로부와 공기 토출부는 대각선 방향에 배치되는 공기 조화기의 실외기.
8. 제어장치가 배치된 전장실이 팬이 설치된 송풍실과 외부에 연통되고,

   상기 전장실 및 송풍실의 압력차에 의해 상기 전장실로 유입된 외기가 상기 제어장치를 냉각시킨 후 상기 송풍실로 유입되도록 하는 공기 조화기의 실외기.
9. 제 8 항에 있어서,

   상기 송풍실에는 상기 제어장치에 접촉되어 상기 제어장치의 열을 흡수하는 방열부가 더 포함되는 공기 조화기의 실외기.

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