KR20110002717A - 공기조화시스템 - Google Patents

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KR20110002717A
KR20110002717A KR1020090060329A KR20090060329A KR20110002717A KR 20110002717 A KR20110002717 A KR 20110002717A KR 1020090060329 A KR1020090060329 A KR 1020090060329A KR 20090060329 A KR20090060329 A KR 20090060329A KR 20110002717 A KR20110002717 A KR 20110002717A
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서경원
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엘지전자 주식회사
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    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B13/00—Compression machines, plants or systems, with reversible cycle
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B43/00—Arrangements for separating or purifying gases or liquids; Arrangements for vaporising the residuum of liquid refrigerant, e.g. by heat

Abstract

본 발명은 공기조화시스템에 관한 것이다. 본 발명은, 과냉각기로부터 압축기를 향하여 유동하는 냉매 및 실외열교환기로부터 압축기를 향하여 유동하는 냉매를 가열하는 CNT 히터를 포함한다. 따라서, 상기 압축기로 액상의 냉매가 유입됨으로써 발생되는 압축기의 손상을 방지할 수 있고, 비교적 저온 지역에서도 전체적인 난방 성능이 유지 및 향상될 수 있는 이점이 있다.
공기조화시스템, CNT히터, 인젝션

Description

공기조화시스템{Air conditioning system}
본 발명은 공기조화시스템에 관한 것이다.
일반적으로, 공기조화시스템은 압축-응축-팽창-증발로 이루어지는 냉매사이클을 수행하여, 실내를 냉난방하는 장치이다.
상기 공기조화시스템은 냉매와 실내 공기의 열교환이 이루어지는 실내기 및, 냉매와 실외 공기의 열교환이 이루어지는 실외기를 포함한다. 상기 실내기에는 냉매와 실내 공기의 열교환을 위한 실내열교환기와, 상기 실내 공기를 송풍시키는 팬과, 상기 팬을 회전시키는 모터가 포함된다. 상기 실외기에는 냉매와 실외 공기의 열교환을 위한 실외열교환기와, 상기 실외 공기를 송풍시키는 팬과, 상기 팬을 회전시키는 모터와, 상기 냉매를 압축하는 압축기와, 상기 냉매를 팽창시키는 팽창부와, 상기 냉매의 유동 방향을 변경시키는 사방밸브가 포함된다.
그리고, 실내의 냉방을 수행하는 경우에는 상기 실내열교환기는 증발수단, 상기 실외열교환기는 응축수단이 된다. 실내의 난방을 수행하는 경우에는 상기 실내열교환기는 응축수단, 상기 실외열교환기는 증발수단이 된다. 상기 냉난방 운전의 전환은 상기 사방밸브에 의해 냉매의 유동 방향이 변경됨으로써 수행된다.
본 발명은 압축기의 손상을 예방할 수 있는 공기조화시스템을 제공하기 위한 것이다.
또한, 본 발명은 극한랭지역에서도 난방 성능이 유지 및 향상될 수 있는 공기조화시스템를 제공하기 위한 것이다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 공기조화시스템은, 냉매를 압축하는 압축기; 실내 공기와 상기 냉매 간의 열교환이 이루어지는 실내열교환기; 상기 냉매를 팽창시키는 팽창부; 실외 공기와 상기 냉매 간의 열교환이 이루어지는 실외열교환기; 내부로 냉매가 유동하고, 상기 압축기, 실내열교환기, 팽창부 및 실외열교환기를 연결하는 냉매 배관; 및 상기 냉매를 가열하기 위하여, 상기 냉매 배관 상의 일측에 설치되는 CNT 히터;를 포함한다.
그리고, 본 발명의 다른 실시예에 따른 공기조화시스템은, 냉매를 압축하는 압축기와, 냉매를 팽창시키는 팽창부와, 실외 공기와 냉매 간의 열교환이 이루어지는 실외열교환기를 포함하는 실외기; 실내 공기와 냉매 간의 열교환이 이루어지고, 상기 압축기, 팽창부 및 실외열교환기와 냉매 사이클을 이루는 실내열교환기를 포함하는 실내기; 상기 압축기, 실내열교환기, 팽창부 및 실외열교환기를 순차적으로 연결하는 메인 냉매 배관; 상기 실내열교환기로부터 토출되는 냉매 중 일부를 상기 압축기로 안내하기 위하여, 상기 메인 냉매 배관으로부터 분지되는 인젝션 냉매 배관; 및 상기 실외열교환기와 압축기 사이에 해당하는 상기 메인 냉매 배관 및 상기 인젝션 냉매 배관을 각각 유동하는 냉매를 동시에 가열하는 CNT 히터;를 포함한다.
상기와 같은 구성을 이루는 본 발명에 따른 공기조화시스템에 의하면, 압축기를 향하여 유동하는 냉매가 가열됨으로써, 상기 압축기로 유입되는 냉매가 기상의 상태로 유입될 수 있다. 따라서, 실내열교환기로부터 팽창부로 유동하는 냉매 중 일부가 압축기로 액상의 냉매가 유입됨으로써 발생될 수 있는 상기 압축기의 손상이 예방될 수 있는 이점이 있다.
그리고, 예를 들면 극한랭지역과 같이, 실외 공기의 온도가 상대적으로 저온 상태인 경우에도, 실외열교환기의 열교환량이 감소되는 만큼, 상기 실외열교환기로부터 압축기로 유동하는 냉매가 가열됨으로써 상기 압축기로 유입되는 냉매가 과열 상태로 유입될 수 있으므로, 상기 공기조화시스템의 난방 성능이 유지 및 향상될 수 있는 이점이 있다.
이하에서는 본 발명에 의한 공기조화시스템의 실시예에 대하여 첨부한 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명에 의한 공기조화시스템의 제 1 실시예의 시스템 구성도이다.
본 발명에 의한 공기조화시스템의 제 1 실시예(1)는, 냉매를 압축하는 압축기(21)와, 냉매와 실내 공기 간의 열교환이 이루어지는 실내열교환기(31)와, 냉매를 팽창시키는 팽창부(22)와, 냉매와 실외 공기 간의 열교환이 이루어지는 실외열교환기(23)와, 작동 모드에 따라서 냉매의 유동 방향을 변경하는 사방밸브(24)와, 상기 압축기(21)로 액상의 냉매가 유입되는 것을 방지하기 위한 어큐뮬레이터(25)를 포함한다.
상기 압축기(21), 실내열교환기(31), 팽창부(22), 실외열교환기(23), 사방밸브(24), 어큐뮬레이터(25) 간에 냉매가 유동할 수 있도록, 상기 압축기(21), 실내열교환기(31), 팽창부(22), 실외열교환기(23), 사방밸브(24), 어큐뮬레이터(25)는 냉매 배관(11,12)에 의하여 연결된다. 더욱 상세히, 상기 냉매 배관은, 상기 압축기(21), 실내열교환기(31), 팽창부(22), 실외열교환기(23)를 순차적으로 연결하는 메인 냉매 배관(11)과, 상기 실내열교환기(31)로부터 상기 팽창부(22)를 향하여 유동하는 냉매 중 일부가 상기 어큐뮬레이터(25) 또는 압축기(21)로 유동하기 위한 인젝션 냉매 배관(12)을 포함한다. 여기서, 상기 사방밸브(24)는, 상기 메인 냉매 배관(11) 상에서 상기 실외열교환기(23)와 상기 어큐뮬레이터(25) 사이에 해당하는 배관과, 상기 압축기(21)와 상기 실내열교환기(31) 사이에 해당하는 배관에 동시에 연결된다. 그리고, 상기 어큐뮬레이터(25)는, 상기 메인 냉매 배관(11) 상에서 상기 사방밸브(24)와 상기 압축기(21) 사이에 해당하는 지점에 설치된다.
다른 한편으로는, 본 발명에 의한 공기조화시스템의 제 1 실시예(1)는, 실내 의 냉난방을 위하여 실내에 설치되는 실내기(3)와, 상기 실내기(3)와 냉매 배관으로 연결되고 상기 실내기(3)로부터 토출되는 냉매가 실외 공기와 열교환되기 위하여 실외에 설치되는 실외기(2)를 포함한다.
상세히, 상기 실내기(3)는, 상기 실내열교환기(31)와, 실내 공기를 상기 실내열교환기(31)를 통과하도록 강제 유동시키기 위한 실내팬(미도시)과, 상기 실내팬을 회전시키기 위한 실내모터(미도시)를 포함한다. 상기 실내열교환기(31)의 내측으로는 냉매가, 외측으로는 실내 공기가 유동하면서, 상기 냉매 및 실내 공기 간의 열교환이 이루어진다. 더 정확하게는, 상기 공기조화시스템(1)이 실내 난방을 위하여 작동되는 경우에는, 냉매는 상기 실내열교환기(31)를 통과하면서 상기 실내 공기로 열을 방출하고 응축되게 된다.
그리고, 상기 실외기(2)는, 상기 팽창부(22)와, 상기 실외열교환기(23)와, 상기 사방밸브(24)와, 상기 어큐뮬레이터(25)와, 상기 압축기(21)와, 실외 공기를 상기 실외열교환기(23)를 통과하도록 강제 유동시키는 실외팬(미도시)과, 상기 실외팬을 회전시키기 위한 실외모터(미도시)를 포함한다. 상기 실외열교환기(23)의 내측으로는 냉매가, 외측으로는 실외 공기가 유동하면서, 상기 냉매 및 실외 공기 간의 열교환기이 이루어진다. 더 정확하게는, 상기 공기조화시스템(1)이 실내 난방을 위하여 작동하는 경우에는, 냉매는 상기 실외열교환기(23)를 통과하면서 상기 실외 공기로부터 열을 흡수하여 증발하게 된다.
한편, 상기 공기조화시스템(1)은, 상기 실내열교환기(31)를 통과한 후 상기 팽창부(22)를 향하여 유동하는 냉매를 더 냉각시키기 위한 과냉각기를 포함한다. 상세히, 상기 과냉각기는, 상기 실내열교환기(31)을 통과하여 팽창부(22)로 유동하는 냉매 중 상기 인젝션 냉매 배관(12)으로 분지되는 일부을 팽창시키는 과냉각팽창부(261)와, 상기 팽창부(22)를 통과하여 팽창된 일부 냉매와 상기 메인 냉매 배관(11)을 따라 팽창부(22)를 향하여 유동하는 나머지 냉매 간의 열교환이 이루어지는 과냉각열교환기(262)를 포함한다. 상기 과냉각팽창부(261)는 상기 인젝션 냉매 배관(12) 상에서 상기 과냉각열교환기(262)에 비하여 상류측에 설치된다. 그리고, 상기 과냉각열교환기(262)는, 상기 실내열교환기(31)와 팽창부(22) 사이에 해당하는 상기 메인 냉매 배관(11)과, 상기 인젝션 냉매 배관(12)에 동시에 설치된다. 더 정확하게는, 상기 실내열교환기(31)와 팽창부(22) 사이에 해당하는 상기 메인 냉매 배관(11)과, 상기 인젝션 냉매 배관(12)이 상기 과냉각열교환기(262)를 동시에 통과하게 된다. 이때, 상기 과냉각열교환기(262) 내부에서는, 상기 메인 냉매 배관(11)을 통과하는 냉매와, 상기 인젝션 냉매 배관(12)을 통과하는 냉매는 서로 독립적으로 유동하면서, 서로 열교환하게 된다.
그리고, 상기 인젝션 냉매 배관(12)은, 상기 과냉각열교환기(262)보다 하류측에 해당하는 지점에서 2개로 분지되어, 상기 압축기(21)로 연결되는 제 1 분지관(121)과, 상기 어큐뮬레이터(25)로 연결되는 제 2 분지관(122)을 포함한다. 즉, 상기 과냉각열교환기(262)를 통과한 냉매는, 상기 제 1 분지관(121)과 제 2 분지관(122)을 통하여 상기 어큐뮬레이터(25)와 압축기(21)로 각각 유동할 수 있다.
또한, 상기 제 1 분지관(121)에는, 상기 제 1 분지관(121)을 통한 냉매의 유동을 선택적으로 차단하기 위한 제 1 개폐밸브(28)가 구비된다.
한편, 상기 공기조화시스템(1)은, 상기 냉매 배관을 유동하는 냉매를 선택적으로 가열하기 위한 CNT(Carbon Nano Tube) 히터(271,272)를 포함한다. 상기 CNT 히터(271,272)는, CNT 소재에 전기를 인가할 때 발생되는 열을 이용하여, 상기 냉매 배관을 유동하는 냉매를 가열할 수 있다. 상기 CNT 히터(271,272)는, 종래의 전기 히터에 비하여 발열 밀도가 높아 더욱 작은 부피로 더 큰 열량을 방출할 수 있고, 사용 수명이 상대적으로 더욱 긴 장점이 있다.
상세히, 상기 CNT 히터(271,272)는, 상기 인젝션 냉매 배관(12) 중 상기 제 1 분지관(121)에 설치되는 제 1 CNT 히터(271)와, 상기 메인 냉매 배관(11) 상에서 상기 실외열교환기(23)와 사방밸프 사이에 설치되는 제 2 CNT 히터(272)를 포함한다. 즉, 상기 제 1 CNT 히터(271)는 상기 과냉각기를 통과하여 상기 압축기(21)로 유동하는 냉매를 가열하고, 상기 제 2 CNT 히터(272)는 상기 실외열교환기(23)를 통과하여 상기 사방밸브(24)를 향하여 유동하는 냉매를 가열할 수 있다.
이하에서는, 본 발명에 의한 공기조화시스템의 제 1 실시예에서 냉매의 흐름에 대하여 첨부한 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
도 1을 참조하면, 상기 압축기(21)에서 상대적으로 고온 고압으로 압축된 냉매는 상기 사방밸브(24)를 통과한 후, 상기 실내열교환기(31)를 향하여 유동한다. 즉, 상기 사방밸브(24)를 통과한 냉매는 상기 실외기(2)로부터 토출된 후 상기 실내기(3)를 향하여 유동하게 된다.
그리고, 상기 실내기(3)로 유입된 냉매는 상기 실내열교환기(31)를 통과하면서, 상기 실내 공기와의 열교환을 통하여 더 정확하게는, 상기 실내 공기로 열을 방출하여 응축되게 된다.
상기 실내열교환기(31)를 통과한 냉매는 상기 팽창부(22)를 향하여 즉, 상기 실내기(3)로부터 토출되어 상기 실외기(2)를 향하여 유동하게 된다. 상기 실외기(2)로 유입된 냉매 중 일부는 상기 인젝션 냉매 배관(12)을 따라 분지된 후, 상기 과냉각팽창부(261)를 통과하면서 상대적으로 저온 저압으로 팽창되게 된다. 상기 과냉각팽창부(261)를 통과한 냉매는 상기 과냉각열교환기(262)로 유입된다. 그리고, 상기 실외기(2)로 유입된 냉매 중 나머지는 상기 메인 냉매 배관(11)을 따라서 상기 과냉각열교환기(262)로 유입되게 된다. 상기 과냉각열교환기(262)로 유입된 인젝션 냉매 배관(12) 및 메인 냉매 배관(11)을 유동하는 냉매는, 상기 과냉각열교환기(262) 내부에서 서로 열교환하게 된다. 더 정확하게는, 상기 인젝션 냉매 배관(12)을 통하여 유동하는 냉매는 상기 과냉각팽창부(261)를 통과하면서 저온 저압의 상태가 되었으므로, 상기 메인 냉매 배관(11)을 통하여 유동하는 냉매에 비하여 상대적으로 낮은 온도를 가진다. 따라서, 상기 과냉각열교환기(262)를 통과하는 과정에서, 상기 메인 냉매 배관(11)을 유동하는 냉매는 과냉각되게 된다. 즉, 상기 실외열교환기(23)로 유입되는 냉매가 더욱 저온의 상태로 유입될 수 있으므로, 실외 공기로부터 흡수하는 열량이 더욱 증가하게 되고, 전체적인 상기 공기조화시스템(1)의 난방 성능이 증가하게 된다.
한편, 상기 메인 냉매 배관(11) 상에서 상기 과냉각열교환기(262)를 통과한 냉매는 상기 팽창부(22)를 향하여 유동하게 된다. 냉매는 상기 팽창부(22)를 통과하면서 상대적으로 저온 저압으로 팽창된 후, 상기 실외열교환기(23)로 유입된다. 상기 실외열교환기(23)를 통과하는 과정에서, 냉매는 실외 공기와 열교환하여 더 정확하게는, 냉매는 실외 공기로부터 열을 흡수하여 증발하게 된다. 그리고, 상기 실외열교환기(23)를 통과한 냉매는 상기 제 2 CNT 히터(272)를 통과하면서 가열되게 된다.
특히, 상기 공기조화시스템(1)이 극한랭지역과 같은 저온 지역에 설치되는 경우에는, 상기 실외열교환기(23)를 통과하는 냉매와 실외 공기 간의 온도 차이에 상대적으로 감소되기 때문에, 냉매가 실외 공기로부터 흡수하는 열량이 감소하게 된다. 그런데, 상기 실외열교환기(23)를 통과하는 냉매가 상기 제 2 CNT 히터(272)에 의하여 더욱 가열되기 때문에, 상기 공기조화시스템(1)에 저온 지역에 설치됨으로써 감소되는 냉매의 흡수 열량을 보충할 수 있다. 따라서, 상기 공기조화시스템(1)이 극한랭지역과 같은 저온 지역에 설치되는 경우에도, 상기 공기조화시스템(1)의 전체적인 난방 성능이 유지 및 향상될 수 있는 이점이 있다.
한편, 상기 인젝션 냉매 배관(12) 상에서 상기 과냉각열교환기(262)를 통과한 냉매는 상기 제 1 분지관(121) 및 제 2 분지관(122)으로 분지되어 각각 상기 어큐뮬레이터(25) 및 압축기(21)로 유동할 수 있다. 다만, 상기 밸브에 의하여 상기 제 1 분지관(121)을 통한 냉매의 유동은 선택적으로 차단될 수도 있다.
여기서, 상기 제 1 분지관(121)을 통과하는 냉매는 상기 제 1 CNT 히터(271)를 통과하면서 가열되게 된다. 특히, 상기 과냉각열교환기(262)를 통과하는 냉매는 액상 및 기상의 냉매가 혼합된 상태일 수 있는데, 상기 제 1 CNT 히터(271)에 의하여 가열됨으로써 상기 제 1 분지관(121)을 유동하는 냉매가 기상의 냉매로 상변화 될 수 있다. 따라서, 상기 압축기(21)로 액상의 냉매가 유입되는 현상이 최소화될 수 있다. 즉, 상기 압축기(21)로 액상의 냉매가 유입됨으로써 발생되는 상기 압축기(21)의 손상을 방지할 수 있는 이점이 있다.
그리고, 상기 제 2 분지관(122)을 통과하는 냉매는 상기 어큐뮬레이터(25)로 유입되는데, 상기 어큐뮬레이터(25)에 의하여 액상의 냉매는 걸리지고 기상의 냉매만이 통과하게 되므로, 상기 제 2 분지관(122)을 통하여 유동하는 냉매 중 액상의 냉매가 상기 압축기(21)로 유입되는 현상이 방지될 수 있다.
한편, 상기 제 2 CNT 히터(272)를 통과한 냉매는, 상기 사방밸브(24)를 통과한 후, 상기 어큐뮬레이터(25)로 유입된다. 그리고, 상기 어큐뮬레이터(25)로 유입된 냉매 중 액상의 냉매는 걸리진 후, 기상의 냉매만이 상기 어큐뮬레이터(25)로부터 토출된 후 상기 압축기(21)로 유입되게 된다. 그리고, 상술한 바와 같이 상기 압축기(21)에서 압축된 냉매는 다시 실내열교환기(31)로 유동하여, 상기 공기조화시스템(1) 전체를 순환하게 된다.
이하에서는, 본 발명에 의한 공기조화시스템의 제 2 실시예에 대하여 첨부한 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 본 실시예는, 제 1 실시예와 비교하여, 메인 냉매 배관의 냉매 및 인젝션 냉매 배관의 냉매가 단일 CNT 히터에 의하여 동시에 가열된다는 점에서 차이가 있다.
도 2는 본 발명에 의한 공기조화시스템의 제 2 실시예의 시스템 구성도이다.
도 2를 참조하면, 본 실시예는, 메인 냉매 배관(41)의 냉매 및 인젝션 냉매 배관(42)의 냉매를 동시에 가열하는 단일 CNT 히터(57)를 포함한다. 상세히, 상기 CNT 히터(57)는, 상기 메인 냉매 배관(41) 상에서 상기 실외열교환기(53)와 사방밸브(54) 사이에 해당하는 배관 및, 상기 인젝션 냉매 배관(42) 상에서 제 1 분지관(421)에 동시에 설치된다. 즉, 상기 실외열교환기(53)와 사방밸브(54) 사이에 해당하는 메인 냉매 배관(41)과, 상기 인젝션 냉매 배관(42) 중 제 1 분지관(421)은, 상기 CNT 히터(57)에 의하여 동시에 가열될 수 있도록 동일한 상기 CNT 히터(58)를 관통한다.
한편, 상기 공기조화시스템(4)의 냉매 유동을 살펴보면, 상기 과냉각열교환기(562)를 통과한 후 상기 제 1 분지관(421)을 유동하는 냉매와, 상기 실외열교환기(53)의 토출측에 해당하는 상기 메인 냉매 배관(41)을 유동하는 냉매는, 상기 CNT 히터(57)를 통과하면서 동시에 가열되게 된다.
본 실시예에 의하면, 서로 다른 2개의 배관 즉, 상기 실외열교환기(53)의 토출측에 해당하는 상기 메인 냉매 배관(41) 및 상기 제 1 분지관(421)을 각각 유동하는 냉매가, 단일 CNT 히터(57)에 의하여 동시에 가열될 수 있다. 따라서, 상기 CNT 히터(57)의 설치 공간이 감소될 수 있고, 단일 CNT 히터(57)로 2개의 배관(41,421)이 동시에 가열되므로 가열 효율이 향상될 수 있는 이점이 있다.
이하에서는, 본 발명에 의한 공기조화시스템의 제 3 실시예에 대하여 첨부한 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 본 실시예는, 제 1 실시예와 비교하여, CNT 히터가 실외기로부터 선택적으로 분리 가능하게 구비된다는 점에서 차이가 있다.
도 3은 본 발명에 의한 공기조화시스템의 제 3 실시예의 시스템 구성도이다.
도 3을 참조하면, 본 실시예는, 실외기(8)로부터 선택적으로 분리 가능한 CNT 히터(772)를 포함한다. 상세히, 상기 CNT 히터(772)는 히터 모듈(77)에 수용된다. 그리고, 상기 실외기(8) 및 히터 모듈(77)에는, 상기 실외기(8) 및 히터 모듈(77) 간에 냉매가 유동하기 위한 배관이 선택적으로 연결될 수 있는 배관 연결부(781,782)가 구비된다.
상기 히터 모듈(77)은, 상기 CNT 히터(772)를 관통하여 양단이 상기 배관 연결부(781)에 연결되는 제 1 가열배관(711)을 포함한다. 그리고, 상기 실외기(8)는, 일단이 상기 메인 냉매 배관(71)에 연결되고, 타단이 상기 실외기(8)의 배관 연결부(782)에 각각 연결되는 제 2 가열배관(712) 및 제 3 가열배관(713)을 포함한다.
또한, 상기 제 2 가열배관(712)에는, 상기 제 2 가열배관(712)을 통한 냉매의 유동을 선택적으로 차단하기 위한 제 2 개폐밸브(582)가 구비된다. 그리고, 상기 제 3 가열배관(713)에는, 상기 제 3 가열배관(713) 내부의 냉매가 상기 실외기(8)의 배관 연결부(781,782)로부터 상기 메인 냉매 배관(71)을 향하는 방향으로만 유동하도록 하는 체크밸브(584)가 구비된다. 더불어, 상기 메인 냉매 배관(71) 상에서, 상기 제 2 가열배관(712) 및 제 3 가열배관(713)의 사이에는 해당하는 지점에는, 상기 메인 냉매 배관(71) 내부의 냉매 유동을 선택적으로 차단하기 위한 제 3 개폐밸브(583)가 구비된다.
한편, 본 실시예에서 냉매 유동을 설명하면, 상기 히터 모듈(77)이 결합된 상태에서는, 상기 제 2 개폐밸브(582)는 개방되고 상기 제 3 개폐밸브(583)는 폐쇄된다. 따라서, 상기 실외열교환기(83)를 통과한 냉매는 상기 제 2 가열배관(712)을 통하여 상기 히터 모듈(77)로 유입된 후, 상기 제 1 가열배관(711)을 통과하면서 상기 CNT 히터(772)에 의하여 가열된 상태로 상기 제 3 가열배관(713)을 통하여 상기 메인 냉매 배관(71)으로 다시 유입될 수 있다.
다만, 상기 히터 모듈(77)이 결합된 상태에서도, 상기 CNT 히터(772)를 미사용해도 되는 경우에는, 상기 제 2 개폐밸브(582)가 폐쇄되고, 상기 제 3 개폐밸브(583)가 개방됨으로써, 상기 실외열교환기(83)를 통과한 냉매가 상기 CNT 히터(772)를 거치지 않고 곧장 상기 사방밸브(84)로 유입될 수도 있다.
또한, 상기 히터 모듈(77)이 분리된 상태에서는, 상기 제 2 개폐밸브(582)는 폐쇄되고 상기 제 3 개폐밸브(583)는 개방됨으로써, 상기 냉매는 상기 메인 냉매 배관(71)을 따라 유동하게 된다.
이때, 상기 제 2 개폐밸브(582)가 폐쇄되고, 상기 제 3 개폐밸브(583)가 개방된 경우에도, 상기 체크밸브(584)에 의하여 상기 메인 냉매 배관(71)의 냉매가 상기 제 3 가열배관(713)을 통하여 상기 실외기(8) 외부로 누출되는 현상이 방지될 수 있다.
본 실시예에 의하면, 상기 CNT 히터(772)가 선택적으로 설치될 수 있는 이점이 있다. 예를 들어, 극한랭지역과 같이 냉매 사이클에 의한 난방 효율이 저하될 염려가 있는 장소에 상기 공기조화시스템(7)이 설치되는 경우에는, 상기 히터 모듈(77)을 상기 실외기(8)에 연결함으로써, 상기 CNT 히터(772)에 의하여 냉매가 가열되도록 할 수 있다. 또한, 온대 기후 지역과 같이 냉매 사이클에 의한 난방 효율이 저하될 염려가 적은 장소에 상기 공기조화시스템(7)이 설치되는 경우에는, 상기 히터 모듈(77) 없이 사용할 수도 있다.
또한, 상기 CNT 히터(772)가 고장나는 경우에 상기 히터 모듈(77)을 교체하는 방법으로 간편하게 수리할 수 있는 이점이 있다.
이와 같은 본 발명의 기본적인 기술적 사상의 범주 내에서 당업계의 통상의 지식을 가진 자에게 있어서는 다른 많은 변형이 가능함은 물론이고, 본 발명의 권리범위는 첨부한 특허청구범위에 기초하여 해석되어야 할 것이다.
예를 들어, 제 2 실시예의 CNT 히터가, 제 3 실시예의 CNT 히터와 같이, 상기 실외기에 분리 가능하게 결합될 수도 있다. 상기 주 냉매 배관에 설치되는 CNT 히터는, 상기 주 냉매 배관 상에서 상기 실외열교환기의 하류측에 해당하고 상기 어큐뮬레이터의 상류측에 해당하는 다른 지점에 설치될 수도 있다.
도 1은 본 발명에 의한 공기조화시스템의 제 1 실시예의 시스템 구성도.
도 2는 본 발명에 의한 공기조화시스템의 제 2 실시예의 시스템 구성도.
도 3은 본 발명에 의한 공기조화시스템의 제 3 실시예의 시스템 구성도.

Claims (14)

  1. 냉매를 압축하는 압축기;
    실내 공기와 상기 냉매 간의 열교환이 이루어지는 실내열교환기;
    상기 냉매를 팽창시키는 팽창부;
    실외 공기와 상기 냉매 간의 열교환이 이루어지는 실외열교환기;
    내부로 냉매가 유동하고, 상기 압축기, 실내열교환기, 팽창부 및 실외열교환기를 연결하는 냉매 배관; 및
    상기 냉매를 가열하기 위하여, 상기 냉매 배관 상의 일측에 설치되는 CNT 히터;를 포함하는 공기조화시스템.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 냉매 배관은,
    상기 압축기, 실내열교환기, 팽창부, 실외열교환기을 순차적으로 연결하는 메인 냉매 배관; 및
    상기 실내열교환기 및 팽창부의 사이에 해당하는 상기 메인 냉매 배관으로부터 분지되어 상기 압축기에 연결되는 인젝션 냉매 배관;을 포함하는 공기조화시스템.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 CNT 히터는,
    상기 인젝션 냉매 배관에 설치되는 제 1 CNT 히터; 및
    상기 메인 냉매 배관에 설치되는 제 2 CNT 히터;를 포함하는 공기조화시스템.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 제 2 CNT 히터는, 상기 메인 냉매 배관 상에서 상기 실외열교환기와 상기 압축기 사이에 해당하는 지점에 설치되는 공기조화시스템.
  5. 제 2 항에 있어서,
    액상의 냉매를 걸리내기 위하여, 상기 메인 냉매 배관 상에서 상기 압축기의 상류측에 해당하는 지점에 설치되는 어큐뮬레이터;를 더 포함하고,
    상기 인젝션 냉매 배관은, 서로 분지되어 각각 압축기 및 어큐뮬레이터에 연결되는 제 1 분지관 및 제 2 분지관을 포함하는 공기조화시스템.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 CNT 히터는 상기 제 2 분지관에 설치되는 공기조화시스템.
  7. 제 2 항에 있어서,
    냉매를 팽창시키기 위하여, 상기 인젝션 냉매 배관에 설치되는 과냉각팽창 부; 및
    상기 과냉각팽창부의 하류측에 해당하는 상기 인젝션 냉매 배관을 유동하는 냉매와, 상기 인젝션 냉매 배관이 분지되는 지점보다 하류측에 해당하는 상기 메인 냉매 배관을 유동하는 냉매 간의 열교환이 이루어지는 과냉각열교환기;를 더 포함하는 공기조화시스템.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 CNT 히터는 상기 과냉각열교환기를 통과한 상기 인젝션 냉매 배관의 냉매를 가열하는 공기조화시스템.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 CNT 히터는, 상기 실외열교환기로부터 토출되는 냉매 및 상기 인젝션 냉매 배관을 유동하는 냉매를 동시에 가열하는 공기조화시스템.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 CNT 히터는, 상기 냉매 배관에 선택적으로 분리 가능하게 설치되는 공기조화시스템.
  11. 냉매를 압축하는 압축기와, 냉매를 팽창시키는 팽창부와, 실외 공기와 냉매 간의 열교환이 이루어지는 실외열교환기를 포함하는 실외기;
    실내 공기와 냉매 간의 열교환이 이루어지고, 상기 압축기, 팽창부 및 실외열교환기와 냉매 사이클을 이루는 실내열교환기를 포함하는 실내기;
    상기 압축기, 실내열교환기, 팽창부 및 실외열교환기를 순차적으로 연결하는 메인 냉매 배관;
    상기 실내열교환기로부터 토출되는 냉매 중 일부를 상기 압축기로 안내하기 위하여, 상기 메인 냉매 배관으로부터 분지되는 인젝션 냉매 배관; 및
    상기 실외열교환기와 압축기 사이에 해당하는 상기 메인 냉매 배관 및 상기 인젝션 냉매 배관을 각각 유동하는 냉매를 동시에 가열하는 CNT 히터;를 포함하는 공기조화시스템.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 실외열교환기와 압축기 사이에 해당하는 상기 메인 냉매 배관 및 상기 인젝션 냉매 배관은 상기 CNT 히터를 동시에 관통하는 공기조화시스템.
  13. 제 11 항에 있어서,
    상기 실내열교환기로부터 토출되는 냉매 중 일부를 팽창시키기 위하여, 상기 인젝션 냉매 배관에 설치되는 과냉각팽창부; 및
    상기 실내열교환기로부터 토출되는 냉매 중 나머지를 과냉각시키기 위하여, 상기 메인 냉매 배관과 인젝션 냉매 배관 사이에 열교환이 이루어지는 과냉각열교환기;를 더 포함하는 공기조화시스템.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 CNT 히터는, 상기 인젝션 냉매 배관 상에서 상기 과냉각열교환기의 하류측에 해당하는 부분의 냉매를 가열하는 공기조화시스템.
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