KR20100096857A - 공기 조화기 - Google Patents

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KR20100096857A
KR20100096857A KR1020090015926A KR20090015926A KR20100096857A KR 20100096857 A KR20100096857 A KR 20100096857A KR 1020090015926 A KR1020090015926 A KR 1020090015926A KR 20090015926 A KR20090015926 A KR 20090015926A KR 20100096857 A KR20100096857 A KR 20100096857A
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정호종
송치우
정백영
오세기
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엘지전자 주식회사
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Abstract

본 발명은 냉매를 압축하는 압축기와, 냉매를 실내 공기와 열교환시키는 실내 열교환기와, 냉매를 실외 공기와 열교환시키는 실외 열교환기와, 난방 운전시, 실내 열교환기에 의해 열교환된 냉매를 감압시켜 기체 냉매와 액체 냉매로 분리하는 기액 분리기를 포함하고, 기액 분리기에 의해 분리된 기체 냉매는 압축기 측으로 이송되고, 기액 분리기에 의해 분리된 액체 냉매는 실외 열교환기 측으로 이송되는 공기 조화기에 관한 것으로써, 기액 분리기에 의해 분리된 기체 냉매가 압축기로 추가 공급되어 압축기에 의해 압축되는 냉매의 양을 늘려 난방 효율을 상승시키는 효과가 있다.

Description

공기 조화기{Air conditioner}
본 발명은 공기 조화기에 관한 것으로, 보다 상세하게는 난방 운전시, 기액 분리기에 의해 분리된 기체 냉매가 압축기로 추가 공급되도록하여, 압축기에 의해 압축되는 냉매의 양을 늘리는 공기 조화기에 관한 것이다.
일반적으로 공기조화기는 냉매가 압축, 응축, 팽창 및 증발시키는 일련의 냉매사이클을 거치면서, 실내 공기와 열교환을 하여 실내 공간을 냉방 및/또는 난방하는 장치이다. 이러한 공기조화기는 냉매사이클을 일 방향으로만 가동하여 실내에 냉기를 공급하는 냉방용 공기조화기와, 냉매사이클을 양 방향으로 선택적으로 가동하여 실내에 냉기 또는 온기를 공급하는 냉난방 겸용 공기조화기로 구분된다.
냉난방 겸용 공기조화기는, 압축기에 의해 압축된 냉매가 실내기에 구비된 실내 열교환기로 유입되어 실내 공기와 열교환되어 응축되면서 실내를 난방시키고, 응축된 냉매가 팽창 밸브를 통해 팽창된 후, 실외기에 구비된 실내 열교환기에서 실외 공기와 열교환하면서 증발하고, 증발된 냉매가 압축기로 유입되어 압축되고, 다시 실내 열교환기 측으로 유동하면서 계속적으로 난방 사이클을 이루게 된다.
이때, 외기 온도가 낮을수록, 팽창 밸브 및 실외 열교환기를 거치는 냉매의 팽창 및 증발 능력이 떨어지기 때문에, 이러한 냉매를 압축시키는 압축기의 효율 역시 떨어지게 된다. 따라서, 난방 능력이 떨어지고 사용자의 불만이 가중되는 문제점이 있었다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 압축기에 의해 압축되는 냉매의 양을 늘려 난방 능력을 향상시킬 수 있는 공기 조화기에 관한 것이다.
본 발명의 또 다른 과제는, 실외 온도가 낮은 환경에서도 난방 효율을 높게 유지하는 공기 조화기에 관한 것이다.
본 발명의 과제들은 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 공기 조화기는 냉매를 압축하는 압축기와, 냉매를 실내 공기와 열교환시키는 실내 열교환기와, 냉매를 실외 공기와 열교환시키는 실외 열교환기와, 난방 운전시, 상기 실내 열교환기에 의해 열교환된 냉매를 감압시켜 기체 냉매와 액체냉매로 분리하는 기액 분리기를 포함하여, 상기 기액분리기에 의해 분리된 기체 냉매는 상기 압축기 측으로 이송되고, 상기 기액 분리기에 의해 분리된 액체 냉매는 상기 실외 열교환기 측으로 이송되도록 한다.
공기 조화기는, 상기 기액 분리기에 의해 분리된 액체 냉매가 상기 압축기로 이송되도록, 상기 기액 분리기와 상기 압축기를 연결하는 중압 냉매 배관을 더 포함할 수 있다. 상기 압축기는, 난방 운전시, 상기 실외 열교환기 측으로부터 유입된 냉매와 상기 중압 냉매 배관을 통해 유입된 냉매를 함께 압축하여 상기 실내 열교환기 측으로 이송시킬 수 있다.
상기 기액 분리기는, 상기 실내 열교환기 측으로부터 냉매가 유입되는 냉매 유입부와, 상기 압축기 측으로 기체 냉매가 토출되는 기체 냉매 토출부와, 상기 실외 열교환기 측으로 액체 냉매가 토출되는 액체 냉매 토출부를 포함할 수 있고, 공기 조화기는, 상기 냉매 유입부로 유입되는 냉매를 팽창시키는 제 1 냉매 팽창 밸브를 더 포함할 수 있다. 또한, 공기 조화기는, 상기 액체 냉매 토출부를 통해 토출되는 냉매를 팽창시키는 제 2 냉매 팽창 밸브를 더 포함할 수 있다.
또한, 공기 조화기는기 상기 액체 냉매 토출부의 선단과 상기 냉매 유입부의 선단을 연결하는 바이패스 배관을 더 포함하여, 냉방 운전시, 상기 실외 열교환기에 의해 열교환된 냉매가 상기 바이패스 배관을 통해 상기 실내 열교환기 측으로 이송되도록 할 수 있다. 공기 조화기는, 냉방 운전시, 상기 바이패스 배관을 통해 상기 실내 열교환기 측으로 이송되는 냉매를 과냉각시키는 과냉각기를 더 포함할 수 있다.
또한, 공기 조화기는, 상기 중압 냉매 배관상에 구비된 제 1 냉매 조절 밸브와, 상기 바이패스 배관에 구비된 제 2 냉매 조절 밸브를 더 포함할 수 있다. 상기 제 1 냉매 조절 밸브는 난방 운전시 개방되고, 냉방 운전시 폐쇄되며, 상기 제 2 냉매 조절 밸브는 난방 운전시 폐쇄되고, 냉방 운전시 개방될 수 있다.
한편, 상기 기액 분리기의 액체 냉매 토출구 선단에는 체크 벨브가 구비되어, 냉방 운전시, 상기 실외 열교환기 측에서 상기 기액 분리기 측으로 냉매가 유입되는 것을 차단할 수 있다.
본 발명의 공기 조화기 및 공기 조화기 제어방법에 따르면 다음과 같은 효과가 하나 혹은 그 이상 있다.
첫째, 난방 운전시 실내 열교환기에서 열교환된 냉매를 기체 냉매와 액체 냉매로 분리하여 기체 냉매는 압축기 측으로 이송하고, 액체 냉매는 실외 열교환기를 거쳐서 압축기로 이송되도록하여, 압축기로 유입되는 냉매의 양을 늘리고, 압축 효율을 향상시킬 수 있다.
둘째, 실외 온도가 낮은 환경에서도 압축기로 충분한 양의 기체 냉매가 유입되도록하여 난방 효율을 높게 유지할 수 있다.
셋째, 냉방 운전시 실내 열교환기 측으로 유입되는 냉매를 과냉각시키는 과냉각기를 구비하여 냉방 능력을 향상시킬 수 있다.
본 발명의 효과들은 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 청구범위의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 공기 조화기의 구성도로서, 난방 운전되고 있는 상태를 도시한 것이다. 도 2는 도 1에 도시된 공기 조화기의 난방 운전시의 냉매를 흐름을 설명하기 위해 단순화한 구성도이다. 이하, 도 1 내지 도 2를 참조하여 설명한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 공기 조화기는, 실외기(100) 및 실내기(200)를 포함한다. 본 실시예에서 실외기(100)와 실내기(200)는 각각 하나로 구성되지만, 본 발명의 범위는 이에 한정되지 않으며, 복수의 실외기(100) 및/또는 복수의 실내기(200)를 포함할 수 있다.
실외기(100)는, 압축기(120), 실외 열교환기(130), 및 과냉각기(180)를 포함한다. 본 실시예에서는 2 개의 압축기(120)가 구비되나 이에 한정되지 않고, 공조 부하 및 압축 용량에 따라 적어도 하나의 압축기를 구비할 수 있다.
압축기(120)는 저온 저압의 냉매를 고온 고압의 냉매로 압축시킨다. 압축 기(120)는 다양한 구조가 적용될 수 있으며, 인버터형 압축기 또는 정속 압축기 등이 채택될 수 있다. 압축기(120)기로 액상의 냉매가 유입되는 것을 방지하기 위하여 냉매 중에 포함된 액상 냉매를 제거하는 어큐뮬레이터(162)가 구비될 수 있다. 각각의 압축기(120)에 의해 토출되는 냉매의 온도를 측정하는 온도 센서(131)와, 냉매의 토출 압력을 조절하는 압력 스위치(132)가 구비될 수 있다.
압축기(120)에 의해 토출된 냉매 중에 포함된 오일은 오일 분리기(140)에 의해 분리되며, 분리된 오일은 오일 회수관(141)을 통해 유동한 후, 어큐뮬레이터(162)로부터 분리된 기체 냉매와 혼합되어 다시 압축기(120)로 유입된다.
사방 밸브(172)는 냉난방 절환을 위한 유로 절환 밸브로써, 압축기(120)에서 압축된 냉매를 냉방 운전시 실외 열교환기(130)로 안내하고, 난방 운전시 실내 열교환기(220)로 안내하는 역할을 한다.
실외 열교환기(130)는 실외 공간에 배치되는 것이 일반적이며, 실외 열교환기(130)를 통과하면서 냉매는 실외 공기와 열교환한다. 실외 열교환기(130)는 냉방 운전시 응축기로 작용하고, 난방 운전 시 증발기로 작용한다. 제 2 냉매 팽창 밸브(171)는, 난방 운전시 실외 열교환기(130) 측으로 유입되는 냉매를 팽창시킨다. 실외 공기와 실외 열교환기(130) 사이에 열교환시 발생하는 열을 외부로 발산시키기 위한 송풍기(178)가 구비될 수 있다.
과냉각기(180)는 과냉용 열교환기(182), 액관(112)으로부터 유입된 냉매의 일부가 분지되는 과냉용 바이패스 배관(181), 과냉용 바이패스 배관(181)의 개도를 조절하여 과냉용 바이패스 배관(181)을 통과하는 냉매가 팽창되도록 하는 과냉용 팽창 밸브(184)를 포함한다. 과냉용 팽창 밸브(184)는 다양한 종류가 이용될 수 있으며, 사용의 편의성 및 제어의 관점에서 선형 팽창 밸브(Linear expansion valve)가 이용될 수 있다.
실내기(200)는, 실내 팽창 밸브(210), 실내 열교환기(220) 및 열교환된 공기를 실내로 송풍하는 실내 송풍기(230)을 포함할 수 있다.
실내 팽창 밸브(210)는 냉방 운전시 유입되는 냉매를 팽창시키는 장치이다. 실내 팽창 밸브(210)는 다양한 종류가 이용될 수 있으며, 사용의 편의성 및 제어의 관점에서 선형 팽창 밸브가 이용될 수 있다. 실내 팽창 밸브(210)는 해당 실내기(200)가 설치된 실내의 공조 부하 및 해당 실내기(200)의 공조 능력에 따라 개도가 조절될 수 있다.
액관(112)을 따라 유동한 냉매는 과냉각기(180)를 그대로 통과한 후, 제 1 냉매 팽창 밸브(157)에 의해 팽창되고, 기액 분리기(150)로 유입된다. 기액 분리기(150)는 액관(112)을 통해 실내 열교환기(220) 측으로부터 냉매가 유입되는 냉매 유입부(151)를 구비하고, 냉매 유입부(151)로 유입된 냉매를 감압시켜 기체 냉매와 액체 냉매로 분리한다. 분리된 기체 냉매는 기체 냉매 토출부(152)를 통해 압축기(120) 측으로 토출되고, 분리된 액체 냉매는 액체 냉매 토출부(153)을 통해 실외 열교환기(130) 측으로 토출된다.
공기 조화기는 냉매 유입부(151)로 유입되기 전에 냉매를 팽창시키는 제 1 냉매 팽창 밸브(157) 및 액체 냉매 토출부(153)를 통해 토출된 냉매를 팽창시키는 제 2 냉매 팽창 밸브(171)를 포함할 수 있다.
상술한 공기 조화기의 난방 운전 시의 냉매의 흐름은 다음과 같다.
압축기(120)로부터 토출된 고온 고압의 기상 냉매는, 사방 밸브(172) 및 기관(114)을 거쳐 실내기(200)로 유입된다. 실내기(200)로 유입된 냉매는 실내 열교환기(220)를 통과하면서 실내 공기와 열교환하여 응축되며, 액관(112)를 통해 실외기(100)로 유입된다.
액관(112)을 통해 유입된 냉매는 과냉각기(180)를 그대로 통과한 후, 제 1 냉매 팽창 밸브(157)에 의해 팽창된 후 냉매 유입부(151)를 통해 기액 분리기(150)로 유입된다. 이때, 기액 분리기(150)로 유입된 냉매는 기상 및 액상이 혼합된 고압 상태의 냉매이고, 기액 분리기(150)는 이러한 고압 상태의 냉매를 중압으로 감압시켜 기체 냉매와 액체 냉매를 분리시킨다. 이때, 분리된 냉매 중에 기체 냉매는 기체 냉매 토출부(152)를 통해 중압 냉매 배관(111)으로 토출되고, 토출된 냉매는 압축기(120)의 중압 포트(126) 측으로 유입된다.
한편, 기액 분리기(150)에 의해 분리된 액체 냉매는 액체 냉매 유출부(153)을 통해 토출되어 실외 열교환기(130) 측으로 이송되며, 제 2 냉매 팽창 밸브(171)를 통과하면서 팽창된 후 실외 열교환기(130)로 유입되어 실외 공기와 열교환하면서 증발되고, 증발된 냉매는 어큐뮬레이터(162)를 지나 압축기(120)의 입력 포트(122)를 통해 압축기(120) 내로 유입된다.
압축기(120)는 입력 포트(122) 및 중압 포트(126)을 통해 입력된 기체 냉매를 압축한 후, 기관(114)을 통해 다시 실내기(200) 측으로 토출하고, 토출된 고압의 냉매는 다시 실내 열교환기(220)로 유입되면서 계속적으로 난방 사이클을 이루 게 된다.
이러한, 공기 조화기 난방 사이클에서, 압축기(120)에는, 실외 열교환기(130)를 거치면서 증발된 냉매가 입력 포트(1222)를 통해 유입됨과 아울러, 기액 분리기(150)에 의해 분리된 기체 냉매가 중압 포트(126)를 통해서도 유입되기 때문에, 유입되는 전체 기체 냉매의 양이 늘어나게 되고, 따라서 충분한 양의 냉매를 압축시킬 수 있어 난방 효율이 향상된다.
또한, 외기의 온도가 낮을 경우에는 실외 열교환기(130)에서 증발이 원활하게 이루어지지 못하여 액체 냉매와 기체 냉매가 혼합된 상태에서 어큐뮬레이터(162)로 냉매가 유입되고, 어큐뮬레이터(162)에서 액체 냉매가 제거된 후 남은 기체 냉매만이 압축기(120)로 유입되기 때문에 압축기(120)로 유입되는 기체 냉매의 양이 줄어들게 되는 문제가 있었다. 본 발명의 공기 조화기는 실외 열교환기(130) 측으로 냉매가 유입되기 전에 기액 분리기(150)에서 일차적으로 냉매를 기체 냉매와 액체 냉매로 분리하여 분리된 기체 냉매는 중압 냉매 배관(111)을 통해 직접 압축기(120) 측으로 이송시킴으로써, 압축기(120)에 공급되는 기체 냉매의 양을 충분히 확보되도록 하는 장점이 있다.
한편, 중압 냉매 배관(111)상에는 압축기(120)의 중압 포트(126)로 유입되는 냉매를 단속하는 제 1 냉매 조절 밸브(156)가 구비될 수 있으며, 난방 운전시 기액 분리기(120)에 의해 분리된 기체 냉매가 중압 냉매 배관(111)을 통해 압축기(120)로 유입되도록 개방된다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 공기 조화기의 구성도로서, 냉방 운전되고 있는 상태를 도시한 것이다. 도 4는 도 3에 도시된 공기 조화기의 냉방 운전시의 냉매를 흐름을 설명하기 위해 단순화한 구성도이다. 이하, 도 3 내지 도 4를 참조하여 냉방 운전시의 냉매의 흐름을 설명한다.
압축기(120)로부터 토출된 고온 고압의 기상 냉매는, 사방 밸브(172)를 거쳐 실외 열교환기(130)로 유입된다. 실외 열교환기(130)에서 냉매는 실외 공기와 열교환하여 응축된다. 실외 열교환기(130)를 거친 냉매는 제 2 냉매 팽창 밸브(171)을 통과하면서 팽창된 후, 기액 분리기(150)로 유입되지 않고 바이패스 배관(116)을 통해 과냉각기(180)로 유입되면서 과냉각된 후, 액관(112)를 통해 실내기(200)로 유입된다.
바이패스 배관(116)은 기액 분리기(150)의 액체 냉매 토출부(153)의 선단읜냉매 배관(117)과 냉매 유입부(151)의 선단의 냉매 배관(115)를 연결하여, 냉방 운전시, 실외 열교환기(130)에 의해 열교환된 냉매가 바이패스 배관(116)을 통해 실내 열교환기(220) 측으로 이송되도록 한다. 바이패스 배관(116) 상에는 내부를 유동하는 냉매를 단속하는 제 2 냉매 조절 밸브(154)가 구비될 수 있으며, 냉방 운전시는 개방된다.
한편, 실외 열교환기(130) 측에서 기액 분리기(150) 측으로 냉매가 유입되지 않도록 기액 분리기(150)의 액체 냉매 토출구(153) 선단의 냉매배관(115)에는 체크 벨브(156)가 구비되는 것이 바람직하다.
과냉각기(180)는 과냉각기(180)는 과냉용 열교환기(182), 액관(112)으로부터 유입된 냉매의 일부가 분지되는 과냉용 바이패스 배관(181), 과냉용 바이패스 배관(181)의 개도를 조절하여 과냉용 바이패스 배관(181)을 통과하는 냉매가 팽창되도록 하는 과냉용 팽창 밸브(184)를 포함할 수 있으며, 실외 열교환기(130)에 의해 응축된 냉매는 제 2 냉매 팽창 밸브(171)로 유입되지 않고, (즉, 체크 밸브(173)가 개방된 냉매 배관(179)측으로 유동한 후), 바이패스 배관(116)을 통해 과냉각기(180)로 유입된다. 과냉각기(180)로 유입된 냉매 중의 일부는 과냉용 바이패스 배관(181)으로 분지되고, 과냉용 팽창 밸브(184)에 의해 팽창되고 다시 과냉용 열교환기(182)측으로 유입되어 바이패스 배관(116)을 통해 유입된 냉매를 과냉각시킨다. 이때, 과냉용 바이패스 배관(181) 내의 냉매는 순환 냉매 배관(185)을 따라 이송되어 어큐뮬레이터(162)를 거친 후 압축기(120)로 재 유입된다.
과냉각기(180)를 거쳐 실내기(200)로 유입된 냉매는 설정된 개도로 개방된 실내 팽창 밸브(210)에서 팽창되며 실내 열교환기(220)에서 실내 공기와 열교환하여 증발된다. 증발된 냉매는 기관(114)을 통해 사방 밸브(172)를 거쳐 어큐뮬레이터(162)로 유동한다. 어큐뮬레이터(162)에는 과냉각기(180)의 과냉용 바이패스 배관(181)을 통해 모인 냉매와 실내기(200)로부터 유입된 냉매가 함께 모이며, 모인 냉매는 다시 각각의 압축기(120)로 공급됨으로써 계속적으로 냉방 사이클을 이루게 된다
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 공기 조화기를 순환하는 냉매의 엔탈피 및 압력 변화를 도시한 P-h선도이다. 도 5를 참조하면, 난방운전시, 압축기(120)의 입력 포트(122)로 유입된 냉매는 P-h선도에서 a-b 선을 따라 상태가 변하면서 압축 된다. 한편, 압축기(120)에는 입력 포트(122)로 입력되는 냉매 뿐만 아니라, 기액 분리기(150)에 의해 분리되어 중압 냉매 배관(111)을 통해 중압 포트(126)측으로 냉매가 추가로 유입되며, 이때 추가로 유입된 냉매는 P-h선도 상에서 c-d를 따라 상태가 변하면서 압축된다.
압축기(120)에 의해 압축되어 토출된 냉매는 실내기(200)로 유입되어 실내 열교환기(220)에서 열교환되면서 응축된다. 이때, 냉매는 P-h선도 상에서 d-e를 따라 상태가 변한다.
실내 열교환기(220)에서 열교환이 이루어지면서 응축된 냉매는 제 1 냉매 팽창 밸브(157)를 통과하면서 팽창된다. 이때, 냉매는 P-h선도 상에서 e-f를 따라 상태가 변한다.
제 1 냉매 팽창 밸브(157)에 의해 팽창된 냉매는 기액 분리기(120)로 유입되고, 유입된 냉매 중에서 분리된 기체 냉매는 전술한 바와 같이 압축기(120)의 중압 포트(126)로 유입된다. 기액 분리기(120)는 냉매를 감압시켜 기체 냉매를 분리하며, 이때, 기체 냉매가 분리되는 과정은 P-h선도상에서 f-c를 따라 상태가 변하는 것으로 설명될 수 있다.
한편, 기액 분리기(120)에서 액체 냉매가 분리되는 과정은 P-h선도 상에서 f-g를 따라 상태가 변하는 것으로 설명될 수 있으며, 분리된 액체 냉매는 다시 제 2 냉매 팽창 밸브(171)을 통과하면서 팽창되고, 이는 P-h선도상에서 g-h를 따라 상태가 변하는 것으로 나타내어 진다.
제 2 냉매 패창 밸브(171)에 의해 팽창된 냉매는 실외 열교환기(130)로 유입 되어 증발되고, 이 과정은 P-h선도상에서 h-a를 따라 상태가 변하는 것으로 나태내어 진다.
본 발명의 일 실시예에 따른 공기 조화기는 기액 분리기(120)에 의해 분리된 기체 냉매가 압축기(120)로 유입되어 압축됨으로써, 보다 많은 양의 냉매가 압축되어 낭방 효율이 향상된다. 이때, 기액 분리기(120)에 의해 분리된 기체 냉매로 인하여 증가하는 난방 에너지 증가분은 P-h선도에서 c-d-e-f-c가 이루는 면적의 양에 비레할 것이다.
보다 상세하게, 상기와 같이 난방 에너지 증가분에 의해 향상된 난방 효율(n)은 Pd-Pm 와 Pd-Ps 사이의 비로 정의할 수 있다.;
n=(Pd-Pm)/(Pd-Ps)
여기서, Pd는 압축기(120)에 의해 토출된 냉매의 압력으로 압력 센서(176)에 의해 측정될 수 있고, Pm은 중압 냉매 배관(111) 상을 유동하는 기체 냉매의 압력으로 압력 센서(175)에 의해 측정될 수 있고, Ps는 압축기(120)의 입력 포트(122)측으로 유입되는 냉매의 압력으로써 압력 센서(177)에 의해 측정된 값으로부터 산출될 수 있는 값이다.
n값이 크다는 것은 기액 분리기(120)에 의해 분리된 기체 냉매의 영향으로 증가하는 난방 에너지 증가분이 많다는 것을 의미하고, 전체적인 난방 사이클의 난방 효율이 향상됨을 의미한다. 본 발명의 일실시에에 따른 공기조화기는 기액 분리기(120)에 의해 냉매 중에서 기체 냉매를 분리하고, 분리된 기체 냉매를압축기(120)로 유입되도록 하여 압축되는 냉매의 양을 늘리고, 난방 효율을 향상시킨 다.
한편, 압력 스위치(132)를 이용하여 압축기(120)로부터 토출되는 냉매의 압력을 적절히 조절하여 난방 효율(n)을 제어하는 것이 가능하다.
발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구의 범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구의 범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 공기 조화기의 구성도로서, 난방 운전되고 있는 상태를 도시한 것이다.
도 2는 도 1에 도시된 공기 조화기의 난방 운전시의 냉매를 흐름을 설명하기 위해 단순화한 구성도이다
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 공기 조화기의 구성도로서, 냉방 운전되고 있는 상태를 도시한 것이다.
도 4는 도 3에 도시된 공기 조화기의 냉방 운전시의 냉매를 흐름을 설명하기 위해 단순화한 구성도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 공기 조화기를 순환하는 냉매의 엔탈피 및 압력 변화를 도시한 P-h선도이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
100: 실외기 111: 중압 냉매 배관
112: 액관 114: 기관
116: 바이패스 배관 120: 압축기
130: 실외기 140: 오일 분리기
150: 기액 분리기 157: 제 1 냉매 팽창 밸브
162: 어큐뮬레이터 171: 제 2 냉매 팽창 밸브
172: 사방 밸브 180: 과냉각기
200: 실내기 210: 실내 팽창 밸브
220: 실내 열교환기

Claims (11)

  1. 냉매를 압축하는 압축기;
    냉매를 실내 공기와 열교환시키는 실내 열교환기;
    냉매를 실외 공기와 열교환시키는 실외 열교환기; 및
    난방 운전시, 상기 실내 열교환기에 의해 열교환된 냉매를 감압시켜 기체 냉매와 액체냉매로 분리하는 기액 분리기를 포함하고,
    상기 기액분리기에 의해 분리된 기체 냉매는 압축기 측으로 이송되고, 상기 기액 분리기에 의해 분리된 액체 냉매는 상기 실외 열교환기 측으로 이송되는 공기 조화기.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 기액 분리기에 의해 분리된 액체 냉매가 상기 압축기로 이송되도록, 상기 기액 분리기와 상기 압축기를 연결하는 중압 냉매 배관을 더 포함하는 공기 조화기.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 압축기는,
    난방 운전시, 상기 실외 열교환기 측으로부터 유입된 냉매와 상기 중압 냉매 배관을 통해 유입된 냉매를 함께 압축하여 상기 실내 열교환기 측으로 이송시키는 공기 조화기.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 기액 분리기는,
    상기 실내 열교환기 측으로부터 냉매가 유입되는 냉매 유입부와, 상기 압축기 측으로 기체 냉매가 토출되는 기체 냉매 토출부와, 상기 실외 열교환기 측으로 액체 냉매가 토출되는 액체 냉매 토출부를 포함하는 공기 조화기.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 냉매 유입부로 유입되는 냉매를 팽창시키는 제 1 냉매 팽창 밸브를 더 포함하는 공기 조화기.
  6. 제 4 항에 있어서,
    상기 액체 냉매 토출부를 통해 토출되는 냉매를 팽창시키는 제 2 냉매 팽창 밸브를 더 포함하는 공기 조화기.
  7. 제 4 항에 있어서,
    상기 상기 액체 냉매 토출부의 선단과 상기 냉매 유입부의 선단을 연결하는 바이패스 배관을 더 포함하여, 냉방 운전시, 상기 실외 열교환기에 의해 열교환된 냉매가 상기 바이패스 배관을 통해 상기 실내 열교환기 측으로 이송되는 공기 조화 기.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 중압 냉매 배관상에 구비된 제 1 냉매 조절 밸브와, 상기 바이패스 배관에 구비된 제 2 냉매 조절 밸브를 더 포함하는 공기 조화기.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 제 1 냉매 조절 밸브는 난방 운전시 개방되고, 냉방 운전시 폐쇄되며,상기 제 2 냉매 조절 밸브는 난방 운전시 폐쇄되고, 냉방 운전시 개방되는 공기 조화기.
  10. 제 7 항에 있어서,
    냉방 운전시, 상기 바이패스 배관을 통해 상기 실내 열교환기 측으로 이송되는 냉매를 과냉각시키는 과냉각기를 더 포함하는 공기 조화기.
  11. 제 6 항에 있어서,
    상기 기액 분리기의 액체 냉매 토출구 선단에 구비되어, 냉방 운전시, 상기 실외 열교환기 측에서 상기 기액 분리기 측으로 냉매가 유입되는 것을 차단하는 체크 벨브를 더 포함하는 공기 조화기.
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