KR20120043914A - Air conditioning system - Google Patents

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Abstract

PURPOSE: An air conditioning system is provided to prevent degradation in heat exchange performance even if one among multiple fan assemblies installed in a heat exchanger is out of order. CONSTITUTION: An air conditioning system comprises a machine room, air-cooled heat exchangers(15), and a fan. A compressor(11) and a water-cooled heat exchanger(13) are arranged inside the machine room. The compressor compresses refrigerants. The water-cooled heat exchanger heat-exchanges the refrigerants with water flowing along a water pipe. The air-cooled heat exchangers, composed of polygonal refrigerants pipes, are installed on the top surface of the machine room and are connected to the compressor. The fan is located at the top of the air-cooled heat exchangers.

Description

공기 조화 시스템{Air conditioning system}Air conditioning system

본 발명은 공기 조화 시스템에 관한 것이다. The present invention relates to an air conditioning system.

일반적으로 공기 조화 시스템은, 냉매가 압축,응축,팽창 및 증발 과정을 순차적으로 수행하도록 하는 냉매 순환 사이클을 이용하여, 실내 공기를 냉각 또는 가열하는 시스템이다. In general, an air conditioning system is a system for cooling or heating indoor air by using a refrigerant circulation cycle in which a refrigerant sequentially performs compression, condensation, expansion, and evaporation processes.

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.In a typical refrigerant circulation cycle, a compressor, a condenser, an expansion member, and an evaporator are connected by a refrigerant pipe to form a closed circuit. Then, the refrigerant in the condenser and the evaporator to exchange heat with air. That is, in the condenser, the refrigerant temperature is lowered by heat exchange with air, and in the evaporator, the refrigerant temperature is increased by heat exchange with air. Then, the cold air heat exchanged through the evaporator is supplied to the room, or the hot air heat exchanged through the condenser is supplied to the room.

최근에는, 상기 응축기 또는 증발기 중 어느 하나가 공기와 열교환하지 않고, 다른 유체, 예컨대 물과 열교환하도록 하는 수냉식 열교환기인 공기 조화 시스템이 개발되었다. 상세히, 응축기 또는 증발기의 기능을 수행하는 어느 하나의 열교환기에서는 냉매와 물이 서로 섞이지 않고 열교환만 수행하도록 한다. Recently, an air conditioning system has been developed which is a water-cooled heat exchanger in which either the condenser or the evaporator does not heat exchange with air but heat exchanges with another fluid, such as water. In detail, in any one heat exchanger that performs the function of a condenser or an evaporator, only the heat exchange is performed without the refrigerant and the water mixing with each other.

한편, 공냉식 열교환기와 수냉식 열교환기가 구비되는 복합식 공기 조화 시스템의 경우, 공냉식 열교환기는 실외에 설치되고, 상기 공냉식 열교환기를 제외한 시스템 구성들은 별도의 케이스에 수용되어 실내에 설치될 수 있다. On the other hand, in the case of a complex air conditioning system equipped with an air-cooled heat exchanger and a water-cooled heat exchanger, the air-cooled heat exchanger is installed outdoors, the system components other than the air-cooled heat exchanger may be accommodated in a separate case and installed indoors.

또는 상기 공냉식 열교환기와 상기 케이스가 하나의 모듈 형태로 제공되어 실외에 설치되는 것도 가능하다. Alternatively, the air-cooled heat exchanger and the case may be provided in one module form and installed outdoors.

도 1은 종래의 공기 조화 시스템을 보여주는 사시도이다.1 is a perspective view showing a conventional air conditioning system.

도 1을 참조하면, 종래의 공기 조화 시스템(1)은, 압축기, 사방밸브, 수냉식 열교환기, 팽창 부재가 수용되는 케이스(2)와, 상기 케이스(2)의 상면에 설치되는 공냉식 열교환기(3) 및 상기 공냉식 열교환기(3)와 공기와의 열교환을 위하여 공기를 강제 유동하는 팬 어셈블리(4)를 포함한다. Referring to FIG. 1, a conventional air conditioner system 1 includes a case 2 in which a compressor, a four-way valve, a water-cooled heat exchanger, and an expansion member are accommodated, and an air-cooled heat exchanger installed on an upper surface of the case 2. 3) and a fan assembly 4 for forcibly flowing air for heat exchange between the air-cooled heat exchanger 3 and the air.

상세히, 상기 공냉식 열교환기(3)는, 상기 공기 조화 시스템(1)이 히트 펌프로 작동할 경우, 고온 고압의 냉매가 흐르는 응축기로 기능하고, 냉동기로 작동할 경우 저온 저압의 2상 냉매가 흐르는 증발기로 기능한다. In detail, the air-cooled heat exchanger (3) functions as a condenser through which a high temperature and high pressure refrigerant flows when the air conditioning system (1) operates as a heat pump, and a two-phase refrigerant with low temperature and low pressure flows when the air conditioning system (1) operates as a refrigerator. Functions as an evaporator

또한, 종래의 공냉식 열교환기(3)는 도시된 바와 같이 V 형태로 배치되었다. In addition, the conventional air-cooled heat exchanger (3) is arranged in a V shape as shown.

그러나, 상기 공냉식 열교환기(3)가 V 형태로 배치되는 경우, 상기 케이스(2)의 평면적, 다시 말하면 상기 열교환기의 바닥 면적이 한정되어 있는 조건에서 열교환기의 열교환 면적을 증가하는데에 한계가 존재한다. However, in the case where the air-cooled heat exchanger 3 is arranged in a V shape, there is a limit to increasing the heat exchange area of the heat exchanger under a plane area of the case 2, that is, a condition in which the bottom area of the heat exchanger is limited. exist.

뿐만 아니라, V 형태의 열교환기 상단부에 도시된 바와 같이 두 개(또는 그 이상)의 팬 어셈블리(4)가 설치되는 경우, 다수 개의 팬 중 어느 하나가 고장이 나면 열교환 효율이 급격히 떨어지는 단점이 있다. In addition, in the case where two (or more) fan assemblies 4 are installed at the upper end of the V-shaped heat exchanger, when one of the plurality of fans fails, the heat exchange efficiency drops sharply. .

상세히, 기존의 V 형상 열교환기 구조에서 팬 일부가 고장이 나면, 고장난 팬의 외부 상측에 존재하는 공기와, 열교환기 내부 공간 중 고장난 팬의 하측 공간에 존재하는 공기가, 정상 작동하는 팬 쪽으로 흡입되는 현상이 발생한다. 그 결과, 열교환기의 측면부 외부에 존재하는 공기가 열교환기 내부 공간으로 흡입되지 못하게 된다. 즉, 정상 작동하는 하나의 팬에 의하여 유동하는 공기의 양이 정상 작동하는 두 개의 팬에 의하여 유동하는 공기의 양보다 줄어들고, 이에 더하여 열교환기의 외부로부터 흡입되는 공기의 양도 줄어드는 현상이 발생하게 된다. 다시 말하면, 정상 작동하는 팬에 의하여 흡입되는 공기 중에서, V 형 열교환기 내부에 존재하는 공기의 양이 열교환기 외부로부터 흡입되는 공기의 양보다 많아지게 된다. 이는, 열교환기 외부로부터 흡입되는 공기는 열교환기의 핀들에 의한 유동 저항을 많이 받는 반면, 열교환기 내부의 공기는 이러한 유동 저항이 없기 때문이다. In detail, when a part of the fan fails in the existing V-shaped heat exchanger structure, the air present in the upper side of the failed fan and the air present in the lower space of the failed fan in the heat exchanger internal space are sucked toward the fan in operation. Phenomenon occurs. As a result, air existing outside the side part of the heat exchanger is not sucked into the space inside the heat exchanger. That is, the amount of air flowing by one fan operating normally decreases than the amount of air flowing by two fans operating normally, and in addition, the amount of air sucked from the outside of the heat exchanger also decreases. . In other words, in the air sucked by the fan in normal operation, the amount of air present in the V-type heat exchanger becomes larger than the amount of air drawn in from the outside of the heat exchanger. This is because the air sucked from outside the heat exchanger is subject to a lot of flow resistance by the fins of the heat exchanger, while the air inside the heat exchanger does not have this flow resistance.

따라서, 고장난 팬이 정상 작동할 때 커버되는 열교환기 영역뿐만 아니라, 정상 작동하는 팬에 의하여 커버되어야 하는 열교환기 영역에서의 열교환도 원활하게 이루어지지 못하는 문제가 발생한다. Therefore, a problem arises in that heat exchange in the heat exchanger area to be covered by the normally operating fan as well as the heat exchanger area covered when the failed fan operates normally occurs.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 개선하기 위하여 제안된 것으로서, 공기 조화 시스템에 제공되는 열교환기의 형상을 개선하여, 단일 바닥면적 대비 열교환 면적을 최대한으로 확보할 수 있는 공기 조화 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다. The present invention has been proposed to improve the above problems, and to improve the shape of the heat exchanger provided in the air conditioning system, to provide an air conditioning system that can ensure the maximum heat exchange area compared to a single floor area. It is done.

또한, 열교환기에 장착되는 팬 어셈블리의 일부가 고장날 경우, 고장난 팬 어셈블리에 의하여 커버되는 열교환기 부분에서의 열교환 기능만 정지되고, 정상 작동하는 팬에 의하여 커버되는 열교환기 부분은 고장난 팬 어셈블리에 의하여 영향을 받지 않고 정상적으로 열교환 효율이 얻어지도록 하는 공기 조화 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다. In addition, when a part of the fan assembly mounted on the heat exchanger fails, only the heat exchange function at the heat exchanger part covered by the failed fan assembly is stopped, and the heat exchanger part covered by the normally operating fan is affected by the failed fan assembly. It is an object of the present invention to provide an air conditioning system in which heat exchange efficiency can be normally obtained without receiving a gas.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 공기 조화 시스템은, 냉매를 압축하는 압축기와, 외부에서 유입되는 워터 파이프를 따라 흐르는 물과 상기 냉매가 열교환하도록 하는 수냉식 열교환기를 수용하는 기계실; 상기 기계실의 상면에 설치되며, 상기 압축기와 유동적으로(fluidly) 연결되는 공냉식 열교환기; 및 상기 공냉식 열교환기의 상측에 위치하는 팬을 포함하고, 상기 공냉식 열교환기를 구성하는 냉매 파이프는 상기 팬의 외측 가장자리를 따라 다수회 절곡되며, 상하 방향으로 연장되는 다각형 통 형상을 이루는 것을 특징으로 한다.An air conditioning system according to an embodiment of the present invention for achieving the above object, a machine room for receiving a compressor for compressing a refrigerant, a water-cooled heat exchanger for allowing the refrigerant to exchange heat and water flowing along the water pipe introduced from the outside ; An air-cooled heat exchanger installed on an upper surface of the machine room and fluidly connected to the compressor; And a fan located above the air-cooled heat exchanger, wherein the refrigerant pipe constituting the air-cooled heat exchanger is bent a plurality of times along an outer edge of the fan, and has a polygonal cylindrical shape extending in a vertical direction. .

상기와 같은 구성을 이루는 본 발명의 실시예에 따른 공기 조화 시스템에 의하면 다음과 같은 효과를 얻을 수 있다. According to the air conditioning system according to the embodiment of the present invention having the above configuration, the following effects can be obtained.

첫째, 열교환기에 설치되는 다수의 팬 어셈블리 중 어느 하나가 고장나더라도, 정상 작동하는 다른 팬 어셈블리 쪽의 열교환기 영역에서 열교환 성능이 영향을 받지 않는 장점이 있다. First, even if any one of the plurality of fan assemblies installed in the heat exchanger fails, there is an advantage that the heat exchange performance is not affected in the heat exchanger region on the other side of the normal fan assembly.

둘째, 열교환기가 다각형 통 형상으로 이루어지므로, 열교환기의 상단에서 하단에 이르기까지, 팬 어셈블리의 중심으로부터 원주 방향으로 열교환기의 거리가 일정하다. 따라서, 균일한 열교환기 전면 유속을 확보할 수 있는 장점이 있다. Second, since the heat exchanger is made in the shape of a polygonal cylinder, the distance of the heat exchanger in the circumferential direction from the center of the fan assembly is constant from the top to the bottom of the heat exchanger. Therefore, there is an advantage to ensure a uniform heat exchanger front flow rate.

도 1은 종래의 공기 조화 시스템을 보여주는 사시도.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 공기 조화 시스템을 보여주는 외관 사시도.
도 3은 상기 공기 조화 시스템의 구성을 보여주는 시스템도.
도 4는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 팬과 열교환기 세트의 평면도.
도 5는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 팬과 열교환기 세트의 평면도.1 is a perspective view showing a conventional air conditioning system.
Figure 2 is an external perspective view showing an air conditioning system according to an embodiment of the present invention.
3 is a system diagram showing a configuration of the air conditioning system.
4 is a plan view of a fan and a heat exchanger set according to a first embodiment of the present invention.
5 is a plan view of a fan and a heat exchanger set according to a second embodiment of the present invention.

이하에서는 본 발명의 실시예에 따른 공기 조화 시스템에 대하여 도면을 참조하여 상세히 설명하도록 한다. Hereinafter, an air conditioning system according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 공기 조화 시스템을 보여주는 외관 사시도이고, 도 3은 상기 공기 조화 시스템의 구성을 보여주는 시스템도이다.2 is an external perspective view showing an air conditioning system according to an exemplary embodiment of the present invention, and FIG. 3 is a system diagram showing a configuration of the air conditioning system.

도 2 및 도 3을 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.2 and 3, the air conditioner system according to the embodiment of the present invention is a complex system in which a water-cooled heat exchanger and an air-cooled heat exchanger are used together. That is, it is an air conditioning system used for the purpose of heating or cooling indoor air using water cooled or heated by heat exchange with a refrigerant used in a refrigeration cycle, or providing cold and hot water.

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.In detail, the air conditioner system 10 according to the embodiment of the present invention includes a case 101 in which a refrigeration cycle component is accommodated, and an air-cooled heat exchanger disposed on an outer side, specifically an upper surface of the case 101. 15). In addition, the elements constituting the air conditioning system 10 are connected by the refrigerant pipe 16 to form a closed circuit.

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.In more detail, the air conditioning system 10 includes a compressor 11 for compressing a refrigerant at a high temperature and high pressure, a four-way valve 12 mounted at an outlet side of the compressor 11 to switch a flow direction of the refrigerant, A water-cooled heat exchanger 13 connected to any one of the outlets of the four-way valve 12, an expansion member 14 connected to an outlet side of the water-cooled heat exchanger 13, and an outlet of the expansion member 14. It includes the air-cooled heat exchanger (15) connected to the side. The outlet end of the air-cooled heat exchanger 15 is connected to the other one of the outlets of the four-way valve 12. The water-cooled heat exchanger 13 is connected to a water utilizer 20 using water as a working fluid by a water pipe 17. The water utility 20 may include an air conditioner mounted in the room to cool or heat indoor air or an indoor floor, or a cold / hot water supply for supplying cold and hot water.

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. In addition, the four-way valve 12 is mounted on the outlet side of the compressor 11 so that the high-temperature and high-pressure refrigerant discharged from the compressor 11 according to the operation mode is the water-cooled heat exchanger 13 or the air-cooled heat exchanger 15. To either side.

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. On the other hand, the fan 151 is mounted on one side of the air-cooled heat exchanger (15), the external air and the refrigerant flowing inside the air-cooled heat exchanger (15) is configured to heat exchange. Here, the heat exchange assembly consisting of the air-cooled heat exchanger 15 and the fan 151 is disposed outside the case 101, the remaining components other than the water utility 20 is accommodated in the case 101 Can be.

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. In addition, the water-cooled heat exchanger 13 may be configured such that the refrigerant circulating along the refrigerant circulation cycle and the water flowing along the water pipe 17 do not mix with each other and perform only heat exchange. For example, a plate heat exchanger known in the art may be used, and a chiller may be introduced into a cylindrical case as shown in the figure, and a chiller having a water pipe that is curved in multiple times in an S shape in the cylindrical case may be accommodated. chiller) may be used. In detail, the water pipe is accommodated in the case of the chiller and forms a structure in which a refrigerant is filled. Therefore, the water flowing along the inside of the water pipe is heat-exchanged without contact with the refrigerant filled in the case of the chiller.

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. In detail, a coolant suction port may be formed at one side of the chiller, and a coolant discharge port may be formed at the other side. A refrigerant pipe extending from the four-way valve 12 is connected to the refrigerant suction port, and the refrigerant discharge port is connected to the inlet of the expansion member 14 by a refrigerant pipe. And, according to the state of the four-way valve 12, the high temperature and high pressure refrigerant discharged from the compressor 11 is supplied to the water-cooled heat exchanger 13, or the low temperature low pressure 2 discharged from the expansion member 14 Phase refrigerant may be supplied to the water-cooled heat exchanger (13).

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. Here, the flow direction of the refrigerant is determined according to the switching state of the four-way valve 12. For example, when the air conditioning system 10 performs a heating cycle operation such as a heat pump, the refrigerant flow is as follows.

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. In detail, the supersaturated refrigerant gas compressed at a high temperature and high pressure in the compressor 11 has a flow direction determined by the four-way valve 12, and flows into the water-cooled heat exchanger 13. The refrigerant having passed through the water-cooled heat exchanger 13 is phase-changed into a low-temperature, low-pressure two-phase refrigerant while passing through the expansion member 14. The refrigerant passing through the expansion member 14 is phase-changed into a low temperature low pressure saturated refrigerant while passing through the air-cooled heat exchanger 15. Then, the four-way valve 12 passes through and returns to the compressor 11. At this time, the water-cooled heat exchanger 13 is a process of heat exchange between the refrigerant and water. That is, water introduced into the water-cooled heat exchanger 13 along the water pipe 17 is heated by absorbing heat from the high temperature and high pressure refrigerant and then returns to the water utility 20. The water utility 20 may be used as an indoor heater or a water heater.

한편, 상기 공기 조화 시스템(10)이 에어컨과 같은 냉방 사이클 운전을 할 경우 냉매의 흐름은 다음과 같다.On the other hand, when the air conditioning system 10 performs a cooling cycle operation such as an air conditioner, the flow of refrigerant is as follows.

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. In detail, the supersaturated refrigerant gas compressed at a high temperature and high pressure in the compressor 11 has a flow direction determined by the four-way valve 12, and flows into the air-cooled heat exchanger 15. In addition, the refrigerant introduced into the air-cooled heat exchanger (15) is phase-changed into a liquid state of high temperature and high pressure through heat exchange with air. Then, the phase change into a low-temperature low-pressure two-phase refrigerant while passing through the expansion member 14, and absorbs heat from the water flowing along the water pipe 17 while passing through the water-cooled heat exchanger 13 to Phase change to saturated gas. The refrigerant having passed through the water-cooled heat exchanger 13 is returned to the compressor 11 via the four-way valve 12. At this time, the water flowing along the water pipe 17 is cooled to a low temperature by being deprived of heat to the refrigerant, the water utility 20 may be used as a cooler or cold water.

한편, 상기 공냉식 열교환기(15)는, 도시된 바와 같이, 다각형 통 형상으로 이루어질 수 있다. 본 실시예는 육각 통 형상으로 이루어지는 것으로 제시되어 있으나, 이에 제한되지 않고, 원통형뿐 아니라 6각통을 제외한 모든 다각형 통 형상이 가능함을 밝혀 둔다. On the other hand, the air-cooled heat exchanger 15, as shown, may be made of a polygonal tubular shape. The present embodiment is presented as being made of a hexagonal cylinder shape, but not limited to this, it turns out that not only cylindrical but also all polygonal cylinder shapes except hexagonal cylinders are possible.

상기 공냉식 열교환기(15)가 통 형상으로 이루어져서, 팬 하나당 하나의 통 형상 열교환기가 세트로 이루어지도록 함으로써, 다수의 팬들 중 어느 하나가 고장날 경우, 정상 작동하는 다른 팬과 열교환기 세트에 영향을 주지 않게 된다. 즉, 열교환기 전체의 열교환 효율은 감소하지만, 정상 작동하는 팬측의 열교환기에서는 고장난 팬에 의하여 영향을 받지 않고 열교환이 정상적으로 이루어지게 된다.The air-cooled heat exchanger (15) is made in a tubular shape, so that one tubular heat exchanger is made of a set per fan, so that when one of the plurality of fans fails, it does not affect other fans and heat exchanger sets that are operating normally. Will not. In other words, the heat exchange efficiency of the entire heat exchanger is reduced, but the heat exchanger on the fan side in normal operation is not affected by the failed fan and the heat exchange is normally performed.

뿐만 아니라, 열교환기가 통형상으로 이루어짐으로써, 팬의 중심으로부터 반경 방향 어느 지점까지의 거리가, 열교환기의 길이 방향으로 일정하게 유지되므로,균일한 열교환기 전면 유속을 확보할 수 있는 장점이 있다. In addition, since the heat exchanger is made in a tubular shape, since the distance from the center of the fan to a certain point in the radial direction is kept constant in the longitudinal direction of the heat exchanger, there is an advantage of ensuring a uniform heat exchanger front flow rate.

이하에서는 상기에서 제시된 통 형상의 열교환기 구조에 대하여 구체적으로 설명하되, 육각통 형상의 열교환기로 한정하여 설명하도록 한다. Hereinafter will be described in detail with respect to the heat exchanger structure of the cylindrical shape presented above, it will be described to be limited to the heat exchanger of the hexagonal cylinder shape.

도 4는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 팬과 열교환기 세트의 평면도이다.4 is a plan view of a fan and a heat exchanger set according to the first embodiment of the present invention.

도 4를 참조하면, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 공기 조화 시스템의 공냉식 열교환기(15)는, 직사각형 형태의 열교환기가 2회 절곡되는 형태의 제 1 파트(15a) 및 제 2파트(15b)가 결합된 형태를 이룬다. Referring to FIG. 4, the air-cooled heat exchanger 15 of the air conditioning system according to the first embodiment of the present invention includes a first part 15a and a second part 15b in which a rectangular heat exchanger is bent twice. ) Form a combined form.

상세히, 상기 공냉식 열교환기(15)의 제 1 파트(15a)와 제 2 파트(15b)는 서로 대칭되는 형태를 이룰 수 있다. 그리고, 상기 제 1 파트(15a)와 제 2 파트(15b) 각각은, 가로 방향으로 연장되고 상하 방향으로 일정 간격으로 이격되게 배치되는 다수의 메인 파이프와, 상하 방향으로 인접하는 메인 파이프들의 단부를 연결하는 ⊂ 형태의 리턴 밴드를 포함한다. 상기 메인 파이프들과 리턴 밴드들의 결합에 의하여, 상기 제 1 파트(15a) 및 제 2 파트(15b)를 구성하는 각각의 냉매 배관은 S 형상으로 구불구불하게 연결되는 미앤더 라인(meander line)을 형성하게 된다. 그리고, 상기 메인 파이프와 리턴 밴드의 연결에 의하여 형성되는 냉매 배관은 다수의 냉각핀을 관통한다. In detail, the first part 15a and the second part 15b of the air-cooled heat exchanger 15 may have a symmetrical shape. Each of the first part 15a and the second part 15b includes a plurality of main pipes extending in the horizontal direction and spaced apart at regular intervals in the vertical direction, and end portions of the main pipes adjacent in the vertical direction. It contains a pin-shaped return band to connect to. By the combination of the main pipes and the return bands, each of the refrigerant pipes constituting the first part 15a and the second part 15b is connected to a meander line meandering in an S shape. To form. The refrigerant pipe formed by the connection of the main pipe and the return band passes through a plurality of cooling fins.

또한, 상기 제 1 파트(15a)와 제 2 파트(15b)의 양 측단부가 근접하게 배치되어, 상기 공냉식 열교환기(15)의 평면 형상은 다각형(본 실시예에서는 육각형 평면)을 이루게 된다. 그리고, 상기 팬(151)은 상기 공냉식 열교환기(15)의 상측에 놓인다. 그리고, 상기 팬(151)이 구동함에 따라, 상기 공냉식 열교환기(15)의 외측에서 내측으로(화살표 방향) 공기 유동이 형성된다. 그리고, 상기 팬(151)에 의하여 형성되는 공기 유동에 의하여 공기와 열교환기 내부의 냉매가 열교환하게 된다. In addition, both side end portions of the first part 15a and the second part 15b are disposed to be adjacent to each other so that the planar shape of the air-cooled heat exchanger 15 forms a polygon (a hexagonal plane in this embodiment). The fan 151 is placed above the air-cooled heat exchanger 15. As the fan 151 is driven, an air flow is formed from the outside of the air-cooled heat exchanger 15 to the inside (the arrow direction). In addition, air and the refrigerant inside the heat exchanger exchange heat by the air flow formed by the fan 151.

도 5는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 팬과 열교환기 세트의 평면도이다.5 is a plan view of a fan and a heat exchanger set according to a second embodiment of the present invention.

도 5를 참조하면, 본 실시예에 따른 공냉식 열교환기(15)는, 이전 실시예의 구조와 마찬가지로 냉매 배관이 메인 파이프와 리턴 밴드들의 결합으로 이루어지고, 다수의 냉각핀을 관통하는 구조로 이루어진다. Referring to FIG. 5, the air-cooled heat exchanger 15 according to the present embodiment has a structure in which a refrigerant pipe is made of a combination of a main pipe and a return band and penetrates a plurality of cooling fins, as in the structure of the previous embodiment.

다만, 제 1 파트(15a)와 제 2 파트(15b)로 이루어지는 제 1 실시예의 구조와 달리, 본 실시예에 따른 공냉식 열교환기(15)는 단일의 열교환기가 다수회 절곡되고, 일 측단부와 타 측단부가 서로 인접하게 위치된다. 다시 말하면, 서로 대칭되는 한 쌍의 열교환기가 인접하에 위치하여 하나의 다각형을 이루는 것이 아니라, 하나의 열교환기가 다수회 절곡되어 하나의 다각형을 형성하는 구조를 이룬다. 따라서, 일 측단에 배열되는 리턴 밴드와 타 측단에 배열되는 리턴 밴드가 서로 인접하게 마주보는 형태를 이룬다. 그리고, 양 측단이 소정의 180도보다 작은 각도로 교차되는 형태로 인접하게 마주본다.However, unlike the structure of the first embodiment consisting of the first part 15a and the second part 15b, the air-cooled heat exchanger 15 according to the present embodiment has a single heat exchanger bent a plurality of times, The other side ends are located adjacent to each other. In other words, a pair of heat exchangers which are symmetrical to each other are not adjacent to form one polygon, but rather a single heat exchanger is bent several times to form a polygon. Therefore, the return band arranged at one side end and the return band arranged at the other end face each other adjacently. Then, the two side ends face each other in the form of being crossed at an angle smaller than a predetermined 180 degrees.


Claims (4)

냉매를 압축하는 압축기와, 외부에서 유입되는 워터 파이프를 따라 흐르는 물과 상기 냉매가 열교환하도록 하는 수냉식 열교환기를 수용하는 기계실;
상기 기계실의 상면에 설치되며, 상기 압축기와 유동적으로(fluidly) 연결되는 공냉식 열교환기; 및
상기 공냉식 열교환기의 상측에 위치하는 팬을 포함하고,
상기 공냉식 열교환기를 구성하는 냉매 파이프는 상기 팬의 외측 가장자리를 따라 다수회 절곡되며, 상하 방향으로 연장되는 다각형 통 형상을 이루는 것을 특징으로 하는 공기 조화기.A machine room accommodating a compressor for compressing a refrigerant, and a water-cooled heat exchanger for allowing the refrigerant to exchange heat with water flowing along a water pipe introduced from the outside;
An air-cooled heat exchanger installed on an upper surface of the machine room and fluidly connected to the compressor; And
A fan located above the air-cooled heat exchanger,
Refrigerant pipe constituting the air-cooled heat exchanger is bent a plurality of times along the outer edge of the fan, the air conditioner, characterized in that forming a polygonal cylindrical shape extending in the vertical direction. 제 1 항에 있어서,
상기 공냉식 열교환기는,
상하 방향으로 간격을 두어 배치되고, 상기 팬의 외측 가장자리를 따라 다수회 절곡되는 다수의 메인 파이프와,
상기 열교환기의 양 측단에 제공되고, 상하로 인접하는 메인 파이프들의 단부를 연결하는 리턴 밴드를 포함하는 공기 조화기. The method of claim 1,
The air-cooled heat exchanger,
A plurality of main pipes spaced in the vertical direction and bent a plurality of times along an outer edge of the fan,
An air conditioner provided at both ends of said heat exchanger, said return band connecting up and down adjacent ends of said main pipes. 제 2 항에 있어서,
상기 메인 파이프는 상기 다각형 평면의 각(angle) 수만큼 절곡되어, 상기 열교환기의 양 측단에 형성되는 리턴 밴드가 서로 마주하는 것을 특징으로 하는 공기 조화기.The method of claim 2,
The main pipe is bent by the number of angles (angle) of the polygonal plane, the air conditioner, characterized in that the return band formed on both side ends of the heat exchanger facing each other. 제 3 항에 있어서,
상기 열교환기는 서로 대칭되는 형태의 제 1 파트 및 제 2 파트를 포함하고,
상기 제 1 파트의 양 측단에 형성되는 리턴 밴드와 상기 제 2 파트의 양 측단에 형성되는 리턴 밴드들이 서로 인접하게 놓이는 것에 의하여, 상기 다각형 평면이 형성되는 것을 특징으로 하는 공기 조화기.
The method of claim 3, wherein
The heat exchanger includes a first part and a second part of a shape symmetrical with each other,
And the polygonal plane is formed by return bands formed at both side ends of the first part and return bands formed at both side ends of the second part adjacent to each other.
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