KR20120043905A - 공기 조화 시스템 - Google Patents

공기 조화 시스템 Download PDF

Info

Publication number
KR20120043905A
KR20120043905A KR1020100105194A KR20100105194A KR20120043905A KR 20120043905 A KR20120043905 A KR 20120043905A KR 1020100105194 A KR1020100105194 A KR 1020100105194A KR 20100105194 A KR20100105194 A KR 20100105194A KR 20120043905 A KR20120043905 A KR 20120043905A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
pipe
heat exchanger
refrigerant
water
heat
Prior art date
Application number
KR1020100105194A
Other languages
English (en)
Other versions
KR101699084B1 (ko
Inventor
조남준
이기섭
양동근
홍종호
Original Assignee
엘지전자 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 엘지전자 주식회사 filed Critical 엘지전자 주식회사
Priority to KR1020100105194A priority Critical patent/KR101699084B1/ko
Publication of KR20120043905A publication Critical patent/KR20120043905A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101699084B1 publication Critical patent/KR101699084B1/ko

Links

Images

Classifications

    • 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
    • F25B41/00—Fluid-circulation arrangements
    • F25B41/40—Fluid line arrangements
    • 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
    • F25B13/00—Compression machines, plants or systems, with reversible cycle
    • 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
    • F25B41/00—Fluid-circulation arrangements
    • F25B41/20—Disposition of valves, e.g. of on-off valves or flow control valves
    • 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
    • F25B41/00—Fluid-circulation arrangements
    • F25B41/30—Expansion means; Dispositions thereof
    • F25B41/31—Expansion valves
    • 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
    • F25B47/00—Arrangements for preventing or removing deposits or corrosion, not provided for in another subclass
    • F25B47/02—Defrosting cycles
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D15/00—Heat-exchange apparatus with the intermediate heat-transfer medium in closed tubes passing into or through the conduit walls ; Heat-exchange apparatus employing intermediate heat-transfer medium or bodies
    • F28D15/02—Heat-exchange apparatus with the intermediate heat-transfer medium in closed tubes passing into or through the conduit walls ; Heat-exchange apparatus employing intermediate heat-transfer medium or bodies in which the medium condenses and evaporates, e.g. heat pipes
    • F28D15/0275—Arrangements for coupling heat-pipes together or with other structures, e.g. with base blocks; Heat pipe cores
    • 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
    • F25B2313/00—Compression machines, plants or systems with reversible cycle not otherwise provided for
    • F25B2313/023—Compression machines, plants or systems with reversible cycle not otherwise provided for using multiple indoor units
    • F25B2313/0233—Compression machines, plants or systems with reversible cycle not otherwise provided for using multiple indoor units in parallel arrangements
    • F25B2313/02332—Compression machines, plants or systems with reversible cycle not otherwise provided for using multiple indoor units in parallel arrangements during defrosting
    • 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
    • F25B2313/00—Compression machines, plants or systems with reversible cycle not otherwise provided for
    • F25B2313/027—Compression machines, plants or systems with reversible cycle not otherwise provided for characterised by the reversing means
    • F25B2313/02741—Compression machines, plants or systems with reversible cycle not otherwise provided for characterised by the reversing means using one four-way valve

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Air Conditioning Control Device (AREA)

Abstract

본 발명의 실시예에 따른 공기 조화 시스템은, 냉매를 고온 고압으로 압축하는 압축기; 상기 압축기의 출구측에 연결되어 냉매의 흐름 방향을 선택적으로 전환하는 사방 밸브; 상기 사방 밸브의 출구들 중 어느 하나에 연결되는 제 1 열교환기; 상기 제 1 열교환기의 출구측에 연결되는 팽창변; 일단이 상기 팽창변의 출구측에 연결되고, 타단이 사방 밸브의 출구들 중 다른 하나에 연결되는 제 2 열교환기; 및 일단이 상기 압축기의 출구측 배관에 접촉되고, 타단이 상기 팽창변과 상기 제 2 열교환기를 연결하는 냉매 배관에 접촉되는 히트 파이프를 포함한다.

Description

공기 조화 시스템{Air conditioning system}
본 발명은 공기 조화 시스템에 관한 것이다.
일반적으로 공기 조화 시스템은, 냉매가 압축,응축,팽창 및 증발 과정을 순차적으로 수행하도록 하는 냉매 순환 사이클을 이용하여, 실내 공기를 냉각 또는 가열하는 시스템이다.
일반적인 냉매 순환 사이클은, 압축기, 응축기, 팽창부재 및 증발기가 냉매 배관에 의하여 연결되어, 폐회로를 형성한다. 그리고, 상기 응축기와 증발기에서 냉매가 공기와 열교환하도록 한다. 즉, 응축기에서는 공기와 열교환하여 냉매 온도가 낮아지고, 상기 증발기에서는 공기와 열교환하여 냉매 온도가 높아진다. 그리고, 상기 증발기를 통하여 열교환된 차가운 공기가 실내로 공급되거나, 상기 응축기를 통하여 열교환된 더운 공기가 실내로 공급되도록 한다.
최근에는, 상기 응축기 또는 증발기 중 어느 하나가 공기와 열교환하지 않고, 다른 유체, 예컨대 물과 열교환하도록 하는 수냉식 열교환기인 공기 조화 시스템이 개발되었다.
한편, 상기와 같이 수냉식과 공냉식이 복합적으로 연결된 공기 조화 시스템의 경우도, 일반적인 공기 조화 시스템과 같이 제상 운전을 필요로 한다.
예를 들어, 증발기의 기능을 수행하는 열교환기가 실외에 배치되는 공기 조화 시스템의 경우, 겨울철에 상기 공기 조화 시스템이 히트 펌프로 작동하면, 상기 증발기의 표면에 맺힌 물방울이 얼어서, 증발기와 실외 공기의 열교환이 원활하게 이루어지지 못하는 상황이 발생할 수 있다. 이 경우에는, 상기 증발기의 표면에 형성된 얼음을 녹이기 위한 제상 운전이 수행되어야 한다.
종래에는, 이러한 제상 운전의 한 방법으로서, 냉매 순환 사이클이 역방향으로 작동하도록 하여, 증발기가 응축기의 기능을 수행하도록 하는 역사이클 운전이 많이 사용되었다. 그러나, 이러한 역사이클 운전 방식의 경우, 난방이 필요한 겨울철에, 제상 운전이 수행되고 있는 과정에서는 차가운 공기가 실내로 공급될 수 있고, 증발기 팬이 작동하지 않는 경우에는 일정 시간 동안 난방 운전이 수행되지 못하는 단점이 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 개선하기 위하여 제안된 것으로서, 공기 조화 시스템의 운전 상태가 변하지 않고 제상 운전이 수행되도록 하는 공기 조화 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.
다시 말하면, 공기 조화 시스템이 히트 펌프로 동작하는 경우에, 실내 난방 기능이 멈추지 않고 계속 수행될 뿐만 아니라, 수냉식 열교환기에 연결된 별도의 장치도 원래의 기능을 계속 수행하도록 하면서, 공냉식 열교환기의 표면에 형성된 얼음을 제거하는 제상 운전이 수행될 수 있도록 하는 공기 조화 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 공기 조화 시스템은, 냉매를 고온 고압으로 압축하는 압축기; 상기 압축기의 출구측에 연결되어 냉매의 흐름 방향을 선택적으로 전환하는 사방 밸브; 상기 사방 밸브의 출구들 중 어느 하나에 연결되는 제 1 열교환기; 상기 제 1 열교환기의 출구측에 연결되는 팽창변; 일단이 상기 팽창변의 출구측에 연결되고, 타단이 사방 밸브의 출구들 중 다른 하나에 연결되는 제 2 열교환기; 및 일단이 상기 압축기의 출구측 배관에 접촉되고, 타단이 상기 팽창변과 상기 제 2 열교환기를 연결하는 냉매 배관에 접촉되는 히트 파이프를 포함한다.
상기와 같은 구성을 이루는 본 발명의 실시예에 따른 공기 조화 시스템에 의하면 다음과 같은 효과를 얻을 수 있다.
첫째, 공기 조화 시스템이 히트 펌프로 작동하는 상태에서, 상기 공기 조화 시스템의 운전 상태를 변화시키지 않으면서도, 제상 운전이 효과적으로 수행될 수 있는 장점이 있다. 상세히, 상기 공기 조화 시스템이 히트 펌프로 작동하는 경우, 실외에 설치되는 공냉식 열교환기는 증발기로서 기능하게 된다. 그러면, 상기 증발기의 표면에 형성되는 응축수가 얼어서 증발기 표면에 부착될 수 있다. 이 경우, 히트 파이프를 이용하여, 압축기의 출구측 냉매로부터 방출되는 열이 상기 증발기의 입구측 배관으로 전달되도록 함으로써, 냉매 흐름 방향을 전환하지 않고도 증발기로 유입되는 냉매의 온도를 높일 수 있다. 그 결과, 증발기의 표면에 부착된 얼음을 녹이는 제상 효과를 얻을 수 있다.
둘째, 제상 운전이 수행되는 과정에서 공기 조화 시스템의 운전 상태가 변하지 않기 때문에, 계속해서 실내 난방 운전이 수행되고, 수냉식 열교환기에 연결된 별도의 장치에서는 계속해서 온수를 공급할 수 있으므로, 사용 편의성이 확보되는 장점이 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 공기 조화 시스템을 보여주는 외관 사시도.
도 2는 상기 공기 조화 시스템의 구성을 보여주는 시스템도.
도 3은 히트 파이프와 냉매 배관 간의 선택적 접촉이 가능하도록 하는 액추에이터의 사시도.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 공기 조화 시스템을 보여주는 도면.
이하에서는 본 발명의 실시예에 따른 공기 조화 시스템에 대하여 도면을 참조하여 상세히 설명하도록 한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 공기 조화 시스템을 보여주는 외관 사시도이고, 도 2는 상기 공기 조화 시스템의 구성을 보여주는 시스템도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 공기 조화 시스템은 수냉식 열교환기와 공냉식 열교환기가 함께 사용되는 복합 시스템이다. 즉, 냉동 사이클에 사용되는 냉매와 열교환하여 냉각 또는 가열된 물을 이용하여 실내 공기를 가열 또는 냉각시키거나, 냉온수를 제공하는 목적으로 사용되는 공기 조화 시스템이다.
상세히, 본 발명의 실시예에 따른 공기 조화 시스템(10)은, 내부에 냉동 사이클 구성 부품이 수용되는 케이스(101)와, 상기 케이스(101)의 외측, 구체적으로는 상면에 놓이는 공냉식 열교환기(15)를 포함한다. 그리고, 상기 공기 조화 시스템(10)을 구성하는 요소들은 냉매 배관(16)에 의하여 연결되어 폐회로를 구성한다.
더욱 상세히, 상기 공기 조화 시스템(10)은, 냉매를 고온 고압으로 압축하는 압축기(11)와, 상기 압축기(11)의 출구측에 장착되어 냉매의 흐름 방향을 전환하는 사방 밸브(12)와, 상기 사방 밸브(12)의 출구들 중 어느 하나에 연결되는 수냉식 열교환기(13)와, 상기 수냉식 열교환기(13)의 출구측에 연결되는 팽창부재(14) 및 상기 팽창 부재(14)의 출구측에 연결되는 상기 공냉식 열교환기(15)를 포함한다. 그리고, 상기 공냉식 열교환기(15)의 출구단은 상기 사방 밸브(12)의 출구들 중 다른 하나에 연결된다. 그리고, 상기 수냉식 열교환기(13)에는 물을 작동 유체로 하는 워터 유틸라이저(water utilizer)(20)가 워터 파이프(17)에 의하여 연결된다. 상기 워터 유틸라이저(20)는, 실내에 장착되어 실내 공기 또는 실내 바닥을 냉각 또는 가열하는 냉난방기, 또는 냉온수를 공급하는 냉온수기 등을 포함할 수 있다.
또한, 상기 압축기(11)의 출구측에는 사방 밸브(12)가 장착되어, 운전 모드에 따라 상기 압축기(11)로부터 토출되는 고온 고압의 냉매가 상기 수냉식 열교환기(13) 또는 공냉식 열교환기(15) 중 어느 한 쪽으로 흐르도록 할 수 있다. 그리고, 상기 압축기(11)의 출구측 배관(16)과 상기 팽창 부재(14)의 출구측 배관은 히트 파이프(18)에 의하여 열교환 가능하게 연결된다. 다시 말하면, 상기 히트 파이프(18)의 일단은 상기 압축기(11)의 출구측 배관(16)에 접촉되고, 타단은 상기 팽창 부재(14)와 상기 공냉식 열교환기(15)를 연결하는 배관(16)에 접촉된다. 그리고, 상기 히트 파이프(18)의 양 단부 액추에이터(30:도 3 참조)에 의하여 상기 냉매 순환 사이클의 배관에 선택적으로 접촉하도록 구성된다. 상기 히트 파이프(18)는 종래에 널리 알려져 있으므로, 별도의 설명은 생략하기로 한다.
한편, 상기 공냉식 열교환기(15)의 일측에는 팬(151)이 장착되어, 외부 공기와 상기 공냉식 열교환기(15) 내부를 흐르는 냉매가 열교환하도록 구성된다. 여기서, 상기 공냉식 열교환기(15) 및 팬(151)으로 이루어지는 열교환 어셈블리는 상기 케이스(101)의 외부에 배치되고, 상기 워터 유틸라이저(20)를 제외한 나머지 구성들은 상기 케이스(101) 내부에 수용될 수 있다.
또한, 상기 수냉식 열교환기(13)는, 상기 냉매 순환 사이클을 따라 순환하는 냉매와 상기 워터 파이프(17)를 따라 흐르는 물이 서로 섞이지 않고 열교환만 수행하는 구조로 이루어질 수 있다. 예컨대, 종래에 알려진 판형 열교환기가 사용될 수 있으며, 도시된 바와 같이 원통형 케이스 내부로 냉매가 유입되고, 상기 원통형 케이스 내부에 S자 형태로 구불구불하게 다수회 만곡되는 워터 파이프가 수용되는 형태의 칠러(chiller)가 사용될 수도 있다. 상세히, 상기 칠러의 케이스 내부에는 상기 워터 파이프가 수용되고 냉매가 충진되는 구조를 이룬다. 따라서, 상기 워터 파이프 내부를 따라 흐르는 물은 상기 칠러의 케이스 내부에 충진되는 냉매와 접촉없이 열교환하게 된다.
상세히, 상기 칠러의 일측에는 냉매 흡입 포트가 형성되고, 타측에는 냉매 토출 포트가 형성될 수 있다. 그리고, 상기 냉매 흡입 포트에는 상기 사방 밸브(12)로부터 연장되는 냉매 배관이 연결되고, 상기 냉매 토출 포트는 상기 팽창 부재(14)의 입구와 냉매 배관에 의하여 연결된다. 그리고, 상기 사방 밸브(12)의 상태에 따라, 상기 압축기(11)로부터 토출되는 고온 고압의 냉매가 상기 수냉식 열교환기(13)로 공급되거나, 상기 팽창 부재(14)로부터 토출되는 저온 저압의 2상 냉매가 상기 수냉식 열교환기(13)로 공급될 수 있다.
여기서, 상기 사방 밸브(12)의 전환 상태에 따라서, 냉매의 흐름 방향이 결정된다. 예를 들어, 상기 공기 조화 시스템(10)이 히트 펌프와 같은 난방 사이클 운전을 할 경우 냉매의 흐름은 다음과 같다.
상세히, 상기 압축기(11)에서 고온 고압으로 압축된 과포화 냉매 기체는 상기 사방 밸브(12)에 의하여 흐름 방향이 결정되어, 상기 수냉식 열교환기(13)로 유입된다. 그리고, 상기 수냉식 열교환기(13)를 통과한 냉매는 상기 팽창 부재(14)를 통과하면서 저온 저압의 2상 냉매로 상변화된다. 그리고, 상기 팽창 부재(14)를 통과한 냉매는 상기 공냉식 열교환기(15)를 거치면서 저온 저압의 포화 냉매로 상변화된다. 그리고, 상기 사방밸브(12)를 통과하여 상기 압축기(11)로 되돌아간다. 이때, 상기 수냉식 열교환기(13)에서는 냉매와 물이 열교환하는 과정이 수행된다. 즉, 상기 워터 파이프(17)를 따라 상기 수냉식 열교환기(13) 내부로 유입된 물은, 상기 고온 고압의 냉매로부터 열을 흡수하여 가열된 다음 상기 워터 유틸라이저(20)로 되돌아간다. 그리고, 상기 워터 유틸라이저(20)는 실내 난방기 또는 온수기로 사용될 수 있다.
한편, 상기 공기 조화 시스템(10)이 에어컨과 같은 냉방 사이클 운전을 할 경우 냉매의 흐름은 다음과 같다.
상세히, 상기 압축기(11)에서 고온 고압으로 압축된 과포화 냉매 기체는 상기 사방 밸브(12)에 의하여 흐름 방향이 결정되어, 상기 공냉식 열교환기(15)로 유입된다. 그리고, 상기 공냉식 열교환기(15)로 유입된 냉매는 공기와 열교환을 통하여 고온 고압의 액체 상태로 상변화된다. 그리고, 상기 팽창 부재(14)를 통과하면서 저온 저압의 2상 냉매로 상변화되고, 상기 수냉식 열교환기(13)를 통과하면서 상기 워터 파이프(17)를 따라 흐르는 물로부터 열을 흡수하여 저온 저압의 포화 기체로 상변화된다. 그리고, 상기 수냉식 열교환기(13)를 통과한 냉매는 상기 사방 밸브(12)를 거쳐 상기 압축기(11)로 되돌아간다. 이때, 상기 워터 파이프(17)를 따라 흐르는 물은 상기 냉매로 열을 빼앗겨 저온으로 냉각되어, 상기 워터 유틸라이저(20)는 냉방기 또는 냉수기로 사용될 수 있다.
한편, 상기 공냉식 열교환기(15)는 실외에 설치되고, 상기 공기 조화 시스템(10)의 케이스는 실외 또는 실내에 설치될 수 있다. 그리고, 겨울철에 상기 공기 조화 시스템(10)이 히트 펌프로 작동할 경우, 상기 공냉식 열교환기(15)는 증발기로 작동하면서 실외의 저온 상태에 놓이게 된다.
상기 공냉식 열교환기(15)가 증발기로 작동할 경우, 열교환기 표면의 온도가 겨울철 실외 온도보다 낮기 때문에, 열교환기 표면에 응축수가 맺히게 된다. 그리고, 상기 응축수는 실외 온도가 영하로 떨어질 경우 열교환기 표면에 얼어붙게 된다. 그리고, 상기 열교환기 표면에 얼어붙은 응축수로 인하여 열교환기 표면과 공기와의 열교환 효율이 떨어지게 된다. 이러한 결빙 상태를 제거하기 위하여 제상 운전이 필요하게 된다.
제상 운전이 필요할 경우, 본 발명의 실시예에 따르면, 상기 히트 파이프(18)를 통하여 압축기(10)로부터 토출되는 고온 고압의 냉매로부터 상기 팽창 부재(14)와 상기 공냉식 열교환기(15)를 연결하는 배관으로 열이 전달되도록 한다. 그러면, 상기 팽창 부재(14)를 통과하는 저온 저압의 2상 냉매로 열이 전달되고, 전달된 열은 상기 공냉식 열교환기(15) 표면에 부착된 얼음으로 열을 빼앗기게 된다. 그 결과, 상기 공냉식 열교환기(15)의 표면에 부착된 얼음이 녹아서 열교환기 표면으로부터 분리된다.
이와 같이, 상기 히트 파이프(18)를 통한 냉매로의 열전달과, 냉매로부터 공냉식 열교환기(15)에 부착된 얼음으로의 열전달을 통하여, 별도의 제상 운전을 위한 역사이클 운전이 필요없게 되는 장점이 있다. 따라서, 제상 과정이 수행되는 과정에서도 실내 난방 또는 실내 온수 공급이 지속적으로 이루어짐으로써, 난방 효율이 좋아지는 장점이 있다.
한편, 제상 운전이 필요없는 시점에서는, 상기 히트 파이프(18)에 의하여 상기 압축기(10) 출구측 배관으로부터 상기 팽창 부재(14) 출구측 배관으로의 열전달이 일어나지 않아야 한다. 이를 위해서, 상기 히트 파이프(18)와 냉매 배관의 접촉 상태가 선택적으로 이루어져야 할 필요가 있다. 이를 위해서 본 발명에서는 다음과 같은 실시예를 제안한다.
도 3은 히트 파이프와 냉매 배관 간의 선택적 접촉이 가능하도록 하는 액추에이터의 사시도이다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 액추에이터(30)는 상기 히트 파이프(18)가 수직축을 회전 중심으로 시계 방향 또는 반시계 방향으로 회전하도록 하여, 상기 히트 파이프(18)가 냉매 배관과 접촉 또는 분리되도록 기능한다.
상세히, 본 발명의 실시예에 따른 액추에이터(30)는, 회전력을 발생시키는 모터(31)와, 상기 모터(31)의 회전축(32)에 연결되는 홀더(33)를 포함한다. 상기 홀더(33)는 상기 히트 파이프(18)의 외주면을 감싸서 파지하는 형태로 이루어질 수 있다.
상기와 같은 구성에 따르면, 상기 히트 파이프(18)가 냉매 배관과 접촉 또는 분리되도록 상기 히트 파이프(18)를 회전시키기 위해서, 상기 모터(31)에 전원을 인가한다. 그러면, 상기 회전축(32)이 회전하면서 상기 히트 파이프(18)를 설정 각도만큼 회전시킨다. 그러면, 상기 히트 파이프(18)의 양 단부가 냉매 배관으로부터 분리되거나 냉매 배관이 접촉되어, 열전달이 차단되거나 열전달이 가능한 상태로 된다.
또다른 방법으로서, 상기 히트 파이프(18)는 수평축을 회전 중심으로 하여 시계 방향 또는 반시계 방향으로 회전하도록 구성될 수도 있다. 또는, 솔레노이드와 같은 액추에이터를 사용하여, 상기 히트 파이프(18)의 일 단부, 구체적으로는 압축기 출구측 배관에 접촉하는 단부가 상승 또는 하강하도록 할 수도 있다. 위에서 제시된 방법 외에도, 상기 히트 파이프(18)가 냉매 배관과 선택적으로 접촉하도록 하는 다양한 실시예가 제안 가능할 것이며, 이러한 액추에이터 구조는 본 발명의 사상에 포함됨을 밝혀 둔다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 공기 조화 시스템을 보여주는 도면이다 .
도 4를 참조하면, 상기 공기 조화 시스템의 구성은 이전에 설명한 시스템과 실질적으로 동일하고, 압축기(10)의 출구측 배관의 어느 지점에 바이패스 배관(161)이 형성되는 것에 있어서만 차이가 있다. 따라서, 위에서 설명한 시스템과 동일한 구성에 대해서는 설명을 생략하도록 한다.
상세히, 상기 바이패스 배관(161)은, 상기 압축기(10)의 출구측 냉매 배관의 어느 지점에서 분지된 후 다른 지점에서 다시 합지되는 구조를 이룬다. 그리고, 상기 바이패스 배관(161)의 입구를 포함한 상기 바이패스 배관(161)의 어느 지점에 개폐 밸브(19)가 장착될 수 있다. 그리고, 상기 히트 파이프(18)의 일단은 상기 바이패스 배관(161)에 접촉되고, 타단은 상기 팽창 부재(14)와 상기 공냉식 열교환기(15)를 연결하는 냉매 배관에 접촉되는 구성을 이룬다. 그리고, 본 실시예에서 상기 히트 파이프(18)는 고정되어, 항상 양 단부가 냉매 배관에 접촉된 상태로 유지될 수 있다.
상기와 같은 구성을 이루는 공기 조화 시스템에서 제상 과정을 설명하면 다음과 같다.
상세히, 상기 공기 조화 시스템(10)이 히트 펌프로 작동하고 상기 공냉식 열교환기(15)가 실외에 설치되어, 겨울철에 상기 공냉식 열교환기(15)의 제상이 필요할 경우, 상기 개폐 밸브(19)가 작동한다.
제상 작용이 필요 없는 경우에는, 상기 개폐 밸브(19)는 폐쇄된 상태로 유지되어, 상기 압축기(10)로부터 토출되는 냉매 전부는 상기 수냉식 열교환기(13) 쪽으로 흘러간다. 그러나, 제상 작용이 필요하다고 판단되면 상기 개폐 밸브(19)가 개방되어, 상기 압축기(10)로부터 토출되는 냉매의 일부가 상기 바이패스 배관(161)으로 흘러가도록 한다. 여기서, 상기 바이패스 배관(161)으로 흘러가는 냉매의 양은 상기 개폐 밸브(19)의 개도 조절을 통하여 조절할 수 있다. 예를 들어, 상기 공냉식 열교환기(15)에 부착된 얼음의 두께가 두꺼워 제상열이 많이 필요할 경우, 상기 개폐 밸브(19)의 개도를 크게 하여 상기 바이패스 배관(161)으로 공급되는 냉매량이 증가하도록 할 수 있다.
이와 같이, 압축기(10) 출구측 배관에 제상을 위한 바이패스 배관(161)이 형성되도록 함으로써, 히트 펌프 사이클의 작동이 유지되면서 제상 작업도 함께 수행할 수 있는 장점이 있다.

Claims (11)

  1. 냉매를 고온 고압으로 압축하는 압축기;
    상기 압축기의 출구측에 연결되어 냉매의 흐름 방향을 선택적으로 전환하는 사방 밸브;
    상기 사방 밸브의 출구들 중 어느 하나에 연결되는 제 1 열교환기;
    상기 제 1 열교환기의 출구측에 연결되는 팽창변;
    일단이 상기 팽창변의 출구측에 연결되고, 타단이 사방 밸브의 출구들 중 다른 하나에 연결되는 제 2 열교환기; 및
    일단이 상기 압축기의 출구측 배관에 접촉되고, 타단이 상기 팽창변과 상기 제 2 열교환기를 연결하는 냉매 배관에 접촉되는 히트 파이프를 포함하는 공기 조화 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 히트 파이프의 타단이 상기 제 2 열교환기와 선택적으로 접촉하도록 상기 히트 파이프의 위치를 가변시키는 액추에이터를 더 포함하는 공기 조화 시스템.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 제 2 열교환기의 제상이 필요한 시점에서만 상기 히트 파이프의 단부가 냉매 배관에 접촉하도록 상기 액추에이터가 작동하는 것을 특징으로 하는 공기 조화 시스템.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 압축기의 구동 중에는, 상기 히트 파이프와 냉매 배관의 접촉 여부에 관계없이, 냉매의 순환이 계속되는 것을 특징으로 하는 공기 조화 시스템.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 압축기의 출구측 배관의 일 지점에서 분지되었다 합쳐지는 바이패스 배관을 더 포함하고,
    상기 히트 파이프의 일단은 상기 바이패스 배관에 접촉하는 것을 특징으로 하는 공기 조화 시스템.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 압축기 출구측에 연결되는 냉매 유로 상의 어느 지점에 제공되고, 상기 바이패스 배관으로 냉매의 적어도 일부가 선택적으로 흐르도록 하여, 상기 히트 파이프로의 열전달이 선택적으로 이루어지도록 하는 밸브를 더 포함하는 공기 조화 시스템.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 히트 파이프에 의한 열전달이 필요한 시점에서 상기 바이패스 배관으로 냉매의 일부가 흐르도록 상기 밸브의 개도가 조절되는 것을 특징으로 하는 공기 조화 시스템.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 열교환기와 제 2 열교환기 중 어느 하나는 공기와의 접촉을 통하여 냉매와 열교환하는 형태의 공냉식 열교환기를 포함하고,
    상기 제 1 열교환기와 제 2 열교환기 중 다른 하나는 냉매와 물이 섞이지 않고 열교환하는 형태의 수냉식 열교환기를 포함하는 공기 조화 시스템.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 수냉식 열교환기와 유로로 연결되어, 냉매와 열교환된 물을 이용하는 워터 유틸라이저를 더 포함하는 공기 조화 시스템.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 워터 유틸라이저의 입구와 출구를 연결하는 워터 파이프를 더 포함하고,
    상기 워터 파이프의 일부는 상기 수냉식 열교환기 내부로 연장되어,
    상기 수냉식 열교환기로 공급되는 냉매와 상기 워터 파이프 내부의 물이 열교환하는 것을 특징으로 하는 공기 조화 시스템.
  11. 제 9 항에 있어서,
    상기 워터 유틸라이저는,
    실내에 설치되어 실내 공기 또는 실내 바닥을 냉각하는 냉방기와,
    실내에 설치되어 실내 공기 또는 실내 바닥을 가열하는 난방기와,
    온수를 공급하는 온수기 및
    냉수를 공급하는 냉수기 중 어느 하나를 포함하는 공기 조화 시스템.

KR1020100105194A 2010-10-27 2010-10-27 공기 조화 시스템 KR101699084B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020100105194A KR101699084B1 (ko) 2010-10-27 2010-10-27 공기 조화 시스템

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020100105194A KR101699084B1 (ko) 2010-10-27 2010-10-27 공기 조화 시스템

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20120043905A true KR20120043905A (ko) 2012-05-07
KR101699084B1 KR101699084B1 (ko) 2017-01-23

Family

ID=46263870

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020100105194A KR101699084B1 (ko) 2010-10-27 2010-10-27 공기 조화 시스템

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101699084B1 (ko)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100216955B1 (ko) * 1997-10-31 1999-09-01 전주범 압축기를 이용한 냉장고의 제상장치
KR200396481Y1 (ko) * 2005-06-23 2005-09-22 한국에너지기술연구원 압축기를 이용한 히트파이프 제상 고효율 히트펌프
KR100741871B1 (ko) * 2006-12-12 2007-07-23 황도섭 일체형 멀티방식 공기열원 히트펌프 장치 및 이를 이용한시스템
KR20090069920A (ko) * 2007-12-26 2009-07-01 엘지전자 주식회사 공기조화 시스템

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100216955B1 (ko) * 1997-10-31 1999-09-01 전주범 압축기를 이용한 냉장고의 제상장치
KR200396481Y1 (ko) * 2005-06-23 2005-09-22 한국에너지기술연구원 압축기를 이용한 히트파이프 제상 고효율 히트펌프
KR100741871B1 (ko) * 2006-12-12 2007-07-23 황도섭 일체형 멀티방식 공기열원 히트펌프 장치 및 이를 이용한시스템
KR20090069920A (ko) * 2007-12-26 2009-07-01 엘지전자 주식회사 공기조화 시스템

Also Published As

Publication number Publication date
KR101699084B1 (ko) 2017-01-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN103062851B (zh) 空调系统及其除湿方法
CN100592007C (zh) 一种空气源热泵型空调器及其除霜方法
JP5172012B2 (ja) 空気調和装置
WO2013046720A1 (ja) 給湯空調システム
CN102575860B (zh) 空气调节装置
KR20110056180A (ko) 냉장 및 냉동 복합 공조시스템
EP2541170A1 (en) Air-conditioning hot-water-supply system
JP4651452B2 (ja) 冷凍空調装置
CN110285595B (zh) 制冷系统及具有其的制冷设备
JP2018080899A (ja) 冷凍装置
CN216481291U (zh) 空调器
JP2017036882A (ja) ヒートポンプシステム
JP2020192965A (ja) 熱交換システム
KR101173736B1 (ko) 냉장 및 냉동 복합 공조시스템
JP2010014343A (ja) 冷凍装置
WO2012114462A1 (ja) 空調給湯システム及び空調給湯システムの制御方法
KR20120043905A (ko) 공기 조화 시스템
KR101146783B1 (ko) 냉매시스템
JP2006017440A (ja) ヒートポンプ空調機
JP2005147582A (ja) 空気調和装置
CN218328397U (zh) 一种空调多联机
CN218328398U (zh) 一种空调多联机
JP6071540B2 (ja) ヒートポンプ冷温水システム
KR102261131B1 (ko) 제상과 바닥 및 공간의 냉,난방기능을 갖는 히트펌프 공기조화기
JP2013152045A (ja) 冷却装置および冷却システム

Legal Events

Date Code Title Description
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant