KR20120052743A

KR20120052743A - 공기조화기

Info

Publication number: KR20120052743A
Application number: KR1020100114035A
Authority: KR
Inventors: 김병수; 김범찬; 박상경
Original assignee: 엘지전자 주식회사
Priority date: 2010-11-16
Filing date: 2010-11-16
Publication date: 2012-05-24
Also published as: KR101259625B1

Abstract

본 발명은 공기조화기에 관한 것으로서, 특히, 적어도 스크롤 압축기의 2군데로 냉매 가스를 주입하도록 제1냉매 주입유로 및 제2냉매 주입유로를 가지는 공기조화기에 있어서, 냉매가 상기 제1냉매 주입유로 및 제2냉매 주입유로를 통과하기 전 열교환시켜 잔존하는 액체 냉매를 기체 냉매로 증발시키는 내부 열교환기의 열교환 효과를 상승시킬 수 있는 이점을 제공한다.

Description

공기조화기{Air conditioner}

본 발명은 공기조화기에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 적어도 스크롤 압축기의 2군데로 냉매 가스를 주입하도록 제1냉매 주입유로 및 제2냉매 주입유로를 가지는 공기조화기에 있어서, 냉매가 상기 제1냉매 주입유로 및 제2냉매 주입유로를 통과하기 전 열교환시켜 잔존하는 액체 냉매를 기체 냉매로 증발시키는 내부 열교환기의 열교환 효과를 상승시킬 수 있는 공기조화기에 관한 것이다.

일반적으로, 공기조화기는, 냉매가 압축기에 의하여 압축된 후 응축기를 통과하면서 열교환되어 응축되고, 응축된 냉매는 팽창기구에 의하여 팽창된 다음 증발기를 통과한 후 다시 압축기로 순환하면서 상변화시 발생되는 열/또는 냉기를 실내의 냉/난방에 활용하는 장치이다.

그런데, 일정한 운전률로 운전되는 공기조화기에 있어서도, 압축기로 유입되는 기체 냉매의 양이 부족하여 외기 온도 또는 요구 부하에 대응하도록 운전되지 못하는 경우가 있다. 이는 극도로 외기 온도가 높은 경우 또는 극도로 외기 온도가 낮은 경우에 요구 부하가 압축기의 운전률에 비하여 크기 때문에 순환 냉매가 부족하여 소비자의 요구를 만족시키지 못하는 결과이다.

한편, 냉매 사이클 상으로 순환 냉매를 보충하기 위하여 냉매 보상기와 같은 구성을 별도로 설치하거나, 액 냉매가 저장되는 리시버를 별도 구비하기도 하나, 압축기 내에서의 냉매 부족 현상을 직접적으로 해결하는 방법이 아니라는 점에서 문제된다.

본 발명은 상기와 같은 기술적 과제를 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 적어도 압축기의 2군데로 냉매 가스를 주입하도록 제1냉매 주입유로 및 제2냉매 주입유로를 가지는 공기조화기에 있어서, 냉매가 상기 제1냉매 주입유로 및 제2냉매 주입유로를 통과하기 전 냉매를 열교환시켜 잔존하는 액체 냉매를 기체 냉매로 증발시키는 내부 열교환기의 열교환 효과를 상승시킬 수 있는 공기조화기를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

본 발명에 따른 공기조화기는, 응축기와 증발기 사이에서 분기되어 스크롤 압축기의 흡입부와 토출부 사이에 연결되는 제1냉매 주입유로와, 상기 응축기와 상기 증발기 사이에서 분기되어 상기 스크롤 압축기의 흡입부와 토출부 사이에 연결되는 제2냉매 주입유로와, 압축기-상기 응축기-팽창장치-상기 증발기를 순환하면서 냉동 사이클을 구현하는 냉매 메인 회로의 일부를 구성하는 메인 열교환 튜브와, 상기 제1냉매 주입유로의 일부를 구성하고 상기 메인 열교환 튜브의 일부를 관통시키도록 배치된 제1냉매 열교환 튜브와, 상기 제2냉매 주입유로의 일부를 구성하고 상기 메인 열교환 튜브의 다른 일부를 관통시키도록 배치된 제2냉매 열교환 튜브로 구성된 내부 열교환기를 포함한다.

여기서, 상기 제1냉매 주입유로에는 상기 팽창장치 외에 상기 제1냉매 주입 유로를 통과하는 냉매를 소정의 팽창 압력까지 팽창시키는 제1팽창장치가 구비되고, 상기 제2냉매 주입유로에는 상기 팽창장치 외에 상기 제2냉매 주입 유로를 통과하는 냉매를 소정의 팽창 압력까지 팽창시키는 제2팽창장치가 구비될 수 있다.

또한, 상기 제1팽창장치가 팽창시키는 냉매의 팽창 압력은 상기 제2팽창장치가 팽창시키는 냉매의 팽창 압력보다 높을 수 있다.

또한, 상기 메인 열교환 튜브는, 지그재그 형상으로 절곡되어 연장되는 적어도 하나의 지그재그 형상부를 포함하고, 상기 제1냉매 열교환 튜브는, 상기 메인 열교환 튜브의 지그재그 형상부의 일부를 감싸도록 배치되고, 상기 제2냉매 열교환 튜브는, 상기 메인 열교환 튜브의 지그재그 형상부의 다른 일부를 감싸도록 배치될 수 있다.

또한, 상기 메인 열교환 튜브는, 중간에 소정 개수의 가닥으로 분지되어 합쳐지는 제1병렬부 및 제2병렬부가 소정거리 이격되게 배치되고, 상기 제1냉매 열교환 튜브는, 상기 제1병렬부의 일부를 감싸도록 배치되고, 상기 제2냉매 열교환 튜브는, 상기 제2병렬부의 일부를 감싸도록 배치될 수 있다.

또한, 상기 메인 열교환 튜브는 지그재기 형상으로 절곡되어 연장되는 적어도 하나의 지그재그 형상부를 가지도록 2가닥으로 분지되어 합쳐지는 병렬부를 포함하고, 상기 제1냉매 열교환 튜브는, 상기 병렬부의 일측 지그재그 형상부 일부를 감싸도록 배치되고, 상기 제2냉매 열교환 튜브는, 상기 병렬부의 타측 지그재그 형상부 일부를 감싸도록 배치될 수 있다.

또한, 상기 메인 열교환 튜브는, 중간에 소정 개수의 가닥으로 분지되어 합쳐지는 소병렬부를 가지도록 2가닥으로 분지되어 합쳐지는 대병렬부를 포함하고, 상기 제1냉매 열교환 튜브는 상기 대병렬부의 일측 소병렬부 일부를 감싸도록 배치되고, 상기 제2냉매 열교환 튜브는 상기 대병렬부의 타측 소병렬부 일부를 감싸도록 배치될 수 있다.

본 발명에 따른 공기조화기는, 압축기의 2군데로 직접 기체 냉매를 주입하므로 한랭지 또는 극서지에서의 냉/난방 효율을 상승시키는 효과를 가진다.

또한, 본 발명에 따른 공기조화기는, 압축기로 기체 냉매를 분사하기 전 잔존하는 액체 냉매를 기화시킬 수 있는 내부 열교환기를 구비함으로써, 압축기의 내부 구성의 손/망실을 방지하여 내구성을 향상시킬 수 있는 효과를 가진다.

또한, 본 발명에 따른 공기조화기에서 내부 열교환기는, 최대 열교환시킬 수 있는 다양한 실시예의 구조로 형성됨으로써 내부 열교환기의 열교환 효율을 상승시키는 효과를 가진다.

아울러, 본 발명에 따른 공기조화기에서 내부 열교환기는, 상이한 온도의 냉매가 각각 교차하면서 열교환되도록 이중관 형상으로 형성되므로, 각 냉매 주입유로마다 각각 설치되었던 내부 열교환기의 개수를 줄여 내부 열교환기의 설치 공간을 줄이고, 공기조화기 본체 내부의 다양한 설계변경에 도움을 준다.

도 1은 본 발명에 따른 공기조화기의 내부 열교환기가 배치된 사이클 구성도이고,
도 2는 도 1의 구성 중 내부 열교환기의 제1실시예를 나타낸 단면도이며,
도 3은 도 1의 구성 중 내부 열교환기의 제2실시예를 나타낸 단면도이고,
도 4는 도 1의 구성 중 내부 열교환기의 제3실시예를 나타낸 단면도이며,
도 5는 도 1의 구성 중 내부 열교환기의 제4실시예를 나타낸 단면도이다.

이하, 본 발명에 따른 공기조화기의 바람직한 일실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명하기로 한다.

본 발명에 따른 공기조화기의 바람직한 일실시예는, 도 1에 참조된 바와 같이, 기체 냉매를 고온/고압으로 압축시키는 압축기(10)와, 압축기를 통과한 냉매를 외기 또는 실내 공기와 열교환시키면서 응축시키는 응축기(20)와, 응축기(20)를 통과한 냉매를 교축시키는 팽창장치(30)와, 팽창장치(30)에서 교축된 냉매를 전달받아 실내 공기 또는 외기와 열교환시키면서 증발시키는 증발기(40)를 포함한다.

이하에서는 설명의 편의를 위하여, 압축기는 기체 냉매를 고온/고압으로 압축시키기 위한 장치로써, 본 발명에서는 고압축이 가능한 스크롤 압축기(10)인 것을 전제로 하여 설명하기로 한다.

또한, 압축기, 응축기(20), 팽창장치(30) 및 증발기(40)를 순차적으로 냉매가 순환되는 회로를 설명의 편의를 위하여 냉매 메인 회로(100)라 지칭하기로 한다.

한편, 본 발명에 따른 공기조화기의 바람직한 일실시예는, 응축기(20)와 증발기(40) 사이에서 분기되어 스크롤 압축기(10)의 흡입부와 토출부 사이의 어느 한 곳을 통하여 기체 냉매를 주입시키도록 연결된 제1냉매 주입유로(51)를 포함한다.

보다 상세하게는, 제1냉매 주입유로(51)는, 스크롤 압축기(10)로 유입되는 냉매가 팽창장치(30)에서 팽창된 기체 냉매임이 보다 바람직하므로 팽창장치(30)와 증발기(40) 사이에서 분기되는 것이 좋다.

또한, 본 발명에 따른 공기조화기의 바람직한 일실시예는, 응축기(20)와 증발기(40) 사이에서 분기되어 스크롤 압축기(10)의 흡입부와 토출부 사이의 어느 한 곳을 통하여 기체 냉매를 주입시키도록 연결된 제2냉매 주입유로(52)를 더 포함한다.

여기서의 제2냉매 주입유로(52)는, 보다 상세하게는, 제1냉매 주입유로(51)와 증발기(40) 사이에서 분기되는 것이 바람직하다. 그러나, 기체 냉매를 스크롤 압축기(10)에 주입시키는 것은 중간압으로 팽창된 냉매를 주입하는 개념인 바, 도면에 도시하지 않았지만, 제1냉매 주입유로(51)가 분지되기 전 또는 후에 팽창장치(30)가 하나 구비되고, 제2냉매 주입유로(52)가 분지되기 전 또는 후에 팽창 압력이 상이하도록 냉매를 팽창시키는 팽창장치(30)가 각각 더 구비될 수 있음은 당연하다.

한편, 제1냉매 주입유로(51) 및 제2냉매 주입유로(52)를 따라 이동되어 스크롤 압축기(10)로 주입되는 냉매는 기체 상태의 냉매임이 바람직하다. 이를 위해, 제1냉매 주입유로(51)와 제2냉매 주입유로(52)에는 각각 내부 열교환기(50)가 배치된다.

내부 열교환기(50)는 팽창된 저압의 액상 냉매를 열교환시켜 기상의 액상 냉매로 상변화시키기 위한 기능을 수행한다. 이와 같은 내부 열교환기(50)는 제1냉매 주입유로(51)로 유동되는 냉매와 열교환시키는 전단 열교환기(50a)와 제2냉매 주입유로(52)로 유동되는 냉매와 열교환시키는 후단 열교환기(50b)를 포함할 수 있다.

전단 열교환기(50a)와 후단 열교환기(50b)는 각각 별도로 분리되어 구성된 것이 아니라, 도 1에 참조된 바와 같이, 하나의 냉매 메인 회로(100)로부터 분지(분지된 부분을 제1분지점 및 제2분지점이라 칭하고, 도면부호 53 및 54로 지시)된 제1냉매 주입유로(51) 및 제2냉매 주입유로(52)를 유동하는 냉매를 동시 또는 순차적으로 열교환시킬 수 있도록 모듈화된 구성을 의미한다.

여기서, 제1냉매 주입유로(51)는 난방시 냉매의 흐름인 냉매 메인 회로(100)로부터 냉매가 제2냉매 주입유로(52)보다 먼저 분기되도록 구성되는 것이 바람직하고, 제1냉매 주입유로(51)는 제2냉매 주입유로(52)보다 압축기(10)의 토출측에 가깝게 연결되는 것이 바람직하다.

압축기(10)에는 냉매 메인 회로(100)로부터 먼저 분기된 제1냉매 주입유로(51)가 연결될 수 있는 제1토출 포트(11) 고압의 압축냉매를 형성하는 토출측에 가깝게 구비되고, 냉매 메인 회로(100)로부터 나중에 분기된 제2냉매 주입유로(52)가 연결될 수 있는 제2토출 포트(12)가 상대적으로 흡입측보다 낮은 압력의 압축냉매를 형성하는 흡입측에 가깝게 구비된다.

고압측인 제1토출 포트(11)를 통해 주입되는 냉매 및 저압측인 제2토출 포트(12)를 통해 주입되는 냉매는 각각 그 팽창되는 압력이 서로 상이한 바, 이의 조절은 제1팽창밸브 및 제2팽창밸브의 개도 조절로써 가능하다.

이와 같은 냉매의 팽창되는 압력의 조절은, 외기온도 또는 압축기(10)의 요구부하치를 변수로 하는 적어도 어느 하나의 설정값에 따라 제1냉매 주입유로(51) 또는 제2냉매 주입유로(52)를 유동하는 냉매의 상태를 다양하게 변경시킬 수 있으므로, 압축기(10) 작동의 다양한 작동설계가 가능함은 당연하다.

즉, 외기온도 또는 압축기(10)의 요구부하치를 변수로 하여 정해지는 설정값은 압축기(10) 내부로 주입되는 냉매의 압력(중간압)일 수 있고, 냉매가 중간압으로 압축기(10)로 직접 주입되는 바, 압축기(10)의 압축성능을 향상시키는 효과를 가질 수 있다.

한편, 본 발명에 따른 공기조화기에 있어서, 내부 열교환기(50)는, 도 2 내지 도 5에 참조된 바와 같이, 다양한 형상의 열교환기일 수 있다.

이해의 편의를 위하여, 냉매 메인 회로(100)는 도면부호 100으로 지칭하고, 내부 열교환기(50)를 통과하는 냉메 메인 회로는 각각 실시예마다 다른 형상을 가지도록 형성된다.

보다 구체적으로, 내부 열교환기(50)는, 일단과 타단이 냉매 메인 회로(100)에 연결되어 냉매 메인 회로(100)의 일부를 구성하는 메인 열교환 튜브(100)와, 일단(111a)과 타단(111b)이 제1냉매 주입유로(51)에 연결되어 제1냉매 주입유로(51)의 일부를 구성하고 메인 열교환 튜브(100)의 일부와 열교환되는 제1냉매 열교환 튜브(110)와, 일단(121a)과 타단(121b)이 제2냉매 주입유로(52)에 연결되어 제2냉매 주입유로(52)의 일부를 구성하고 메인 열교환 튜브(100)의 또 다른 일부와 열교환되는 제2냉매 열교환 튜브(120)를 포함한다.

한편, 도 2는 도 1의 구성 중 내부 열교환기(50)의 제1실시예를 나타낸 단면도로서, 내부 열교환기(50)는, 도 2에 참조된 바와 같이, 냉매 메인 회로(100)를 형성하는 어느 하나의 메인 열교환 튜브(100)와, 제1냉매 주입유로(51) 또는 제2냉매 주입유로(52)의 일부를 형성하는 제1냉매 열교환 튜브(110) 또는 제2냉매 열교환 튜브(120)로 구비되고, 제1냉매 열교환 튜브(110) 또는 제2냉매 열교환 튜브(120)의 내부를 메인 열교환 튜브(100)가 관통하도록 이른 바 이중관 형상으로 형성될 수 있다.

제1실시예에 따른 내부 열교환기(50)는, 도 2에 참조된 바와 같이, 메인 열교환 튜브(100)가 지그재그 형상으로 절곡되어 연장되는 적어도 하나의 지그재그 형상부(도 2의 도면상 메인 열교환 튜브(100)의 굴곡진 형상을 말함)를 포함하도록 형성된다. 이처럼, 메인 열교환 튜브(100)가 지그재그 형상의 양장형으로 형성됨으로써 협소한 공간에서도 열전달 면적을 넓힐 수 있기 때문에 열교환이 용이하게 이루어지는 이점이 있다.

여기서, 제1냉매 열교환 튜브(110)는 메인 열교환 튜브(100)의 지그재그 형상부의 일부를 감싸도록 배치되고, 제2냉매 열교환 튜브(120)는 메인 열교환 튜브(100)의 지그재그 형상부의 다른 일부를 감싸도록 배치된다.

제1실시예에 따른 내부 열교환기(50)는, 메인 열교환 튜브(100)가 양장형이기는 하나 실질적으로 하나의 배관이 직렬로 연장되고, 마찬가지로 제1냉매 열교환 튜브(110) 및 제2열교환 튜브(120) 또한 대략 "ㄹ"자 형상으로 구부러져 있으나 실질적으로 하나의 배관이 직렬로 연장된 형상이다.

제1실시예에 따른 내부 열교환기(50)는, 냉매 메인 회로(100)의 냉매 진행 방향으로 용적을 크게 차지하지 않으므로 비교적 컴팩트한 설계가 가능하다.

한편, 도 3은 도 1의 구성 중 내부 열교환기(50)의 제2실시예를 나타낸 단면도로서, 도 3에 참조된 바와 같이, 제2실시예에 따른 내부 열교환기(50)에서, 메인 열교환 튜브(100)는 중간에 소정 개수의 가닥으로 분지되어 합쳐지는 제1병렬부(101) 및 제2병렬부(105)가 소정거리 이격되게 배치되고, 제1냉매 열교환 튜브(210)는 제1병렬부(101)의 일부를 감싸도록 배치되며, 제2냉매 열교환 튜브(220)는 제2병렬부(105)의 일부를 감싸도록 배치된다.

제2실시예에 따른 내부 열교환기(50)는, 메인 열교환 튜브(100)가 제1병렬부(101) 및 제2병렬부(105)로 분지됨에 따라 냉매 메인 회로(100)의 냉매 진행 방향의 용적을 작게 할 수 있고, 제1병렬부(101) 및 제2병렬부(105)에 각각의 제1냉매 열교환 튜브 및 제2냉매 열교환 튜브를 구획하여 설치할 수 있는 설치상의 이점이 창출된다. 미설명 도면부호 211a, 211b, 221a, 221b는 각각 제1냉매 주입유로(51)와 제2냉매 주입유로(52)를 각각 연결하는 제1냉매 열교환 튜브(210) 및 제2냉매 열교환 튜브(220)의 일단과 타단이다.

그러나, 내부 열교환기(50)의 실시예가 반드시 제1실시예 및 제2실시예에 의하여 한정되는 것은 아님에 주의하여야 한다. 도 4는 도 1의 구성 중 내부 열교환기(50)의 제3실시예를 나타낸 단면도로서, 제3실시예에 따른 내부 열교환기(50)는, 도 4에 참조된 바와 같이, 메인 열교환 튜브(100)는 2가닥으로 분지되어 합쳐지는 병렬부(101)를 포함한다. 여기서, 각각의 분지된 병렬부(101)의 가닥에는 지그재그 형상으로 절곡되어 연장되는 적어도 하나의 지그재그 형상부(101A)(101B)를 가지도록 형성됨이 바람직하다. 여기서, 병렬부(101)의 어느 한 가닥에 형성된 지그재그 형상부를 제1지그재그 형상부(101A)라고 칭할 경우, 나머지 한 가닥에 형성된 지그재그 형상부를 제2지그재그 형상부(101B)라고 칭하기로 한다.

한편, 제3실시예에 따른 내부 열교환기(50)는, 제1냉매 열교환 튜브(310)가 제1지그재그 형상부(101A)의 일부를 감싸도록 배치되고, 제2냉매 열교환 튜브(320)가 제2지그재그 형상부(101B)의 일부를 감싸도록 배치된다.

제3실시예에 따른 내부 열교환기(50)는, 냉매 메인 회로(100)의 냉매 진행 방향에 대하여 비교적 짧은 용적을 가지도록 구성될 수 있음은 물론, 냉매 메인 회로(100)의 냉매 진행 방향의 직교되는 방향으로도 넓은 폭을 가지도록 구성될 수 있어서 내부 열교환기(50)의 내부 구성에 대한 다양한 설계 변경에 도움을 준다. 미설명 도면부호 311a, 311b, 321a, 321b는 각각 제1냉매 주입유로(51)와 제2냉매 주입유로(52)를 각각 연결하는 제1냉매 열교환 튜브(310) 및 제2냉매 열교환 튜브(320)의 일단과 타단이다.

마지막으로, 도 5는 도 1의 구성 중 내부 열교환기(50)의 제4실시예를 나타낸 단면도로서, 제4실시예에 따른 내부 열교환기(50)는, 도 5에 참조된 바와 같이, 메인 열교환 튜브(100)가 중간에 소정 개수의 가닥으로 분지되어 합쳐지는 소병렬부(103)(104)를 가지도록 2가닥으로 분지되어 합쳐지는 대병렬부(101)를 포함한다.

소병렬부(103)(104)는 도면상 3가닥으로 분지되어 있지만, 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 그 이상의 가닥으로 분지되도록 형성될 수 있음은 당연하다.

또한, 대병렬부(101)는 본 발명에서 2개의 냉매 주입유로(51)(52)를 갖기에 2가닥으로 분지되도록 구성되는 것이지만, 반드시 이에 한정되는 것은 아니고, 3이상의 복수개의 냉매 주입유로를 갖는 경우에는 대병렬부 또한 3이상의 복수개로 구비될 수 있음은 당연하다.

제4실시예에 따른 내부 열교환기(50)는, 냉매 메인 회로(100)로부터 복잡하게 분지되는 형상인 바, 제1실시예 내지 제3실시예에 비하여서는, 주 냉매의 흐름이 원활하지 못할 수도 있는 것을 고려하여 분지되는 가닥 수를 결정함이 바람직하다. 미설명 도면부호 411a, 411b, 421a, 421b는 각각 제1냉매 주입유로(51)와 제2냉매 주입유로(52)를 각각 연결하는 제1냉매 열교환 튜브(410) 및 제2냉매 열교환 튜브(420)의 일단과 타단이다.

이처럼, 본 발명에 따른 공기조화기의 바람직한 일실시예에서, 내부 열교환기(50)는, 제1실시예 내지 제4실시예의 다양한 실시예로 구현될 수 있다.

본 발명의 다양한 실시예로 구현되는 내부 열교환기(50)는, 냉매 메인 회로(100)의 일부의 형상을 변경하여 메인 열교환 튜브(100)를 제작하고, 변경된 냉매 메인 회로(100)의 일부를 감싸도록 제1냉매 주입유로(51)를 형성하는 제1냉매 열교환 튜브(210?410) 및 제2냉매 주입유로(52)를 형성하는 제2냉매 열교환 튜브(220?420)를 하나의 메인 열교환 튜브(100)에 제작하여 단품으로 모듈화하여 완성함으로써, 냉매 주입유로의 개수마다 별도로 제작해야 하는 불편함을 덜어주는 이점을 가진다.

또한, 본 발명의 다양한 실시예로 구현되는 내부 열교환기(50)는, 각 냉매 주입유로(51)(52)를 통해 유동되는 냉매를 외기온도 또는 압축기(10)의 요구부하치에 따라 설정된 설정값에 따라 선택적으로 열교환시키도록 구성되므로, 제품 전체의 작동 효율을 상승시킬 수 있는 이점이 있다.

즉, 다양한 실시예에 따른 내부 열교환기(50)는, 먼저 분기된 제1냉매 주입유로(51) 상의 냉매를 상대적으로 고온 상태에서 열교환시키는 전단 열교환기(50a) 및 나중에 분기된 제2냉매 주입유로(52) 상의 냉매를 상대적으로 저온 상태에서 열교환시키는 후단 열교환기(50b)로 명확하게 구분 가능하고, 외기 온도 및 압축기(10)의 요구부하치에 따른 설정값의 설정이 용이한 한편 그 설정값에 따라 제1팽창밸브(55) 및 제2팽창밸브(56)의 개도 조절이 다양한 설정값에 근거하여 가능한 이점이 있다.

이상, 본 발명에 따른 공기조화기의 바람직한 일실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명하였다. 그러나, 본 발명의 실시예가 반드시 이에 의하여 한정되는 것은 아님에 주의하여야 한다. 즉, 본 발명의 바람직한 일실시예에서는, 압축기로 주입되는 냉매 주입유로를 2개 구비하고, 각 냉매 주입유로 상을 유동하는 냉매를 열교환시키기 위하여 각각의 냉매 열교환 튜브를 메인 열교환 튜브를 감싸도록 2개소 구비한 것으로 한정하여 설명하였으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니고, 냉매 주입유로의 개수에 관계없이 외기 온도 또는 압축기의 요구부하치에 따라 하나의 냉매 주입유로를 통과하는 냉매를 2개소에서 연속적으로 열교환시킬 수 있도록 냉매 열교환 튜브를 복수개소에 배치하는 것도 가능함은 당연하다. 이 때에는 복수개의 냉매 열교환 튜브는, 복수개의 냉매 주입유로의 개수보다 많이 구비될 수 있다. 따라서, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 다양한 변형 및 균등한 범위에서의 실시가 가능함은 당연하다. 따라서, 본 발명의 진정한 권리범위는 후술하는 특허청구범위에 의하여 정해져야 할 것이다.

10: 스크롤 압축기 20: 응축기
30: 팽창장치 40: 증발기
50: 내부 열교환기 50a: 제1내부 열교환기
50b: 제2내부 열교환기 51: 제1냉매 주입유로
52: 제2냉매 주입유로 53: 제1분지점
54: 제2분지점 55: 제1팽창장치
56: 제2팽창장치
100: 냉매 메인 회로 110: 제1냉매 열교환 튜브
120: 제2냉매 열교환 튜브

Claims

압축기-응축기-팽창장치-증발기 및 상기 압축기를 순환하면서 냉매 사이클을 구현하는 냉매 메인 회로와;
상기 냉매 메인 회로로부터 분기된 냉매가 열교환된 후 상기 압축기의 흡입부와 토출부 사이의 어느 한 곳의 상이한 위치에 주입되도록 상기 냉매 메인 회로와 상기 압축기를 연결하는 제1냉매 주입유로 및 제2냉매 주입유로와;
상기 제1냉매 주입유로 및 상기 제2냉매 주입유로의 활성화 여부에 따라 상기 제1냉매 주입유로 및/또는 상기 제2냉매 주입유로를 통해 유동되는 냉매와 상기 냉매 메인 회로를 통해 유동되는 냉매를 선택적으로 열교환시키는 내부 열교환기를 포함하고,
상기 내부 열교환기는,
상기 냉매 메인 회로의 일부를 구성하는 메인 열교환 튜브와;
상기 제1냉매 주입유로 및 상기 제2냉매 주입유로의 일부를 구성하는 제1냉매 열교환 튜브 및 제2냉매 열교환 튜브를 포함하는 공기조화기.
청구항 1에 있어서,
상기 제1냉매 주입유로 및 상기 제2냉매 주입유로 상에는 상기 내부 열교환기 내부의 상기 제1냉매 열교환 튜브 및 상기 제2냉매 열교환 튜브로 냉매가 각각 유입되기 전 상기 냉매를 팽창시키는 제1팽창장치 및 제2팽창장치가 구비된 공기조화기.
청구항 2에 있어서,
상기 제1냉매 주입유로는 난방시 상기 냉매 메인 회로로부터 냉매가 상기 제2냉매 주입유로보다 먼저 분기되도록 구성되고,
상기 제1냉매 주입유로는 상기 제2냉매 주입유로보다 상기 압축기의 토출측에 가깝게 연결되는 공기조화기.
청구항 3에 있어서,
상기 제1팽창장치 및 상기 제2팽창장치는, 외기온도 또는 상기 압축기의 요구부하치를 변수로 하는 적어도 어느 하나의 설정값에 따라 상기 제1냉매 주입유로 또는 상기 제2냉매 주입유로를 유동하는 냉매의 흐름을 제어하는 공기조화기.
청구항 4에 있어서,
상기 제1팽창장치가 팽창시키는 냉매의 팽창 압력은 상기 제2팽창장치가 팽창시키는 냉매의 팽창 압력보다 높은 공기조화기.
청구항 4에 있어서,
상기 메인 열교환 튜브는, 지그재그 형상으로 절곡되어 연장되는 적어도 하나의 지그재그 형상부를 포함하고,
상기 제1냉매 열교환 튜브는, 상기 메인 열교환 튜브의 지그재그 형상부의 일부를 감싸도록 배치되고, 상기 제2냉매 열교환 튜브는, 상기 메인 열교환 튜브의 지그재그 형상부의 다른 일부를 감싸도록 배치되는 공기조화기.
청구항 4에 있어서,
상기 메인 열교환 튜브는, 중간에 소정 개수의 가닥으로 분지되어 합쳐지는 제1병렬부 및 제2병렬부가 소정거리 이격되게 배치되고,
상기 제1냉매 열교환 튜브는, 상기 제1병렬부의 일부를 감싸도록 배치되고, 상기 제2냉매 열교환 튜브는, 상기 제2병렬부의 일부를 감싸도록 배치되는 공기조화기.
청구항 4에 있어서,
상기 메인 열교환 튜브는 지그재기 형상으로 절곡되어 연장되는 적어도 하나의 지그재그 형상부를 가지도록 2가닥으로 분지되어 합쳐지는 병렬부를 포함하고,
상기 제1냉매 열교환 튜브는, 상기 병렬부의 일측 지그재그 형상부 일부를 감싸도록 배치되고, 상기 제2냉매 열교환 튜브는, 상기 병렬부의 타측 지그재그 형상부 일부를 감싸도록 배치되는 공기조화기.
청구항 4에 있어서,
상기 메인 열교환 튜브는, 중간에 소정 개수의 가닥으로 분지되어 합쳐지는 소병렬부를 가지도록 2가닥으로 분지되어 합쳐지는 대병렬부를 포함하고,
상기 제1냉매 열교환 튜브는 상기 대병렬부의 일측 소병렬부 일부를 감싸도록 배치되고, 상기 제2냉매 열교환 튜브는 상기 대병렬부의 타측 소병렬부 일부를 감싸도록 배치되는 공기조화기.
압축기-응축기-팽창장치-증발기 및 상기 압축기를 순환하면서 냉매 사이클을 구현하는 냉매 메인 회로와;
상기 냉매 메인 회로로부터 분기된 냉매가 열교환된 후 상기 압축기의 흡입부와 토출부 사이의 어느 한 곳의 상이한 위치에 주입되도록 상기 냉매 메인 회로와 상기 압축기를 연결하는 복수개의 냉매 주입유로와;
상기 복수개의 냉매 주입유로의 활성화 여부에 따라 상기 복수개의 냉매 주입유로를 통해 유동되는 냉매와 상기 냉매 메인 회로를 통해 유동되는 냉매를 선택적으로 열교환시키는 내부 열교환기를 포함하고,
상기 내부 열교환기는,
상기 냉매 메인 회로의 일부를 구성하는 메인 열교환 튜브와;
상기 복수개의 냉매 주입유로 각각의 일부를 구성하는 복수개의 냉매 열교환 튜브를 포함하며,
상기 복수개의 냉매 열교환 튜브는, 상기 복수개의 냉매 주입유로의 개수보다 많이 구비된 공기조화기.