KR20120124708A - 열교환기 및 이를 포함하는 공기조화기 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 소음이 저감되고 성능이 개선되는 열교환기 및 이를 포함하는 공기조화기에 관한 것이다. 본 발명의 실시예에 따른 열교환기는, 외부 공기와 열교환을 하는 복수의 플레이트; 상기 복수의 플레이트를 관통하며 내부를 유동하는 액상 냉매가 중력에 의하여 유출되도록 연결되는 복수의 냉매 튜브; 상기 복수의 냉매 튜브와 연결되어 상기 복수의 냉매 튜브에 기상 냉매를 유입시키는 기관 헤더; 및 상기 복수의 냉매 튜브와 연결되어 상기 복수의 냉매 튜브에서 유출되는 액상 냉매가 유동하는 액관 헤더를 포함한다.

Description

열교환기 및 이를 포함하는 공기조화기 {Heat exchanger and air conditioner comprising the same}
본 발명은 열교환기 및 이를 포함하는 공기조화기에 관한 것으로, 보다 상세하게는 소음이 저감되고 성능이 개선되는 열교환기 및 이를 포함하는 공기조화기 에 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.
이러한 냉난방 겸용 공기조화기는 냉난방 절환시 실내기 또는 실외기의 열교환기는 응축기로 작용하다가 증발기로 작용된다. 열교환기가 응축기로 작용하는 경우 열교환기 내부에 응축된 액상 냉매가 남게 되면, 열교환기가 증발기로 작용시 소음을 유발하고 성능도 떨어지는 문제점이 있었다. 또한, 열교환기 내부에 남은 액상 냉매로 인하여 냉매 부족이 유발되며 이를 회수하는 경우 시스템의 불안정을 초래하게 되는 문제점이 있었다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 냉매 튜브 내부에 응축된 액상 냉매가 효율적으로 유출되는 열교환기 및 이를 포함하는 공기조화기를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 과제는 응축된 액상 냉매를 효율적으로 회수할 수 있는 열교환기 및 이를 포함하는 공기조화기를 제공하는 것이다.
본 발명의 과제들은 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 과제를 달성하기 위하여, 본 발명의 실시예에 따른 열교환기는, 외부 공기와 열교환을 하는 복수의 플레이트; 상기 복수의 플레이트를 관통하며 내부를 유동하는 액상 냉매가 중력에 의하여 유출되도록 연결되는 복수의 냉매 튜브; 상기 복수의 냉매 튜브와 연결되어 상기 복수의 냉매 튜브에 기상 냉매를 유입시키는 기관 헤더; 및 상기 복수의 냉매 튜브와 연결되어 상기 복수의 냉매 튜브에서 유출되는 액상 냉매가 유동하는 액관 헤더를 포함한다.
상기 과제를 달성하기 위하여, 본 발명의 실시예에 따른 공기조화기는, 냉매를 응축하는 열교환기; 상기 열교환기와 연결되어 응축된 냉매를 팽창하는 팽창 밸브; 및 상기 팽창 밸브와 연결되어 액상 냉매를 일시 저장하는 수액기를 포함하고, 상기 열교환기는, 외기와 열교환을 복수의 플레이트; 상기 복수의 플레이트를 관통하며 내부를 유동하는 액상 냉매가 중력에 의하여 하부로 유출되도록 연결되는 복수의 냉매 튜브; 상기 복수의 냉매 튜브와 연결되어 상기 복수의 냉매 튜브에 기상 냉매를 유입시키는 기관 헤더; 및 상기 복수의 냉매 튜브와 연결되어 상기 복수의 냉매 튜브에서 유출되는 액상 냉매가 유동하는 액관 헤더를 포함한다.
기타 실시예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.
본 발명의 열교환기 및 이를 포함하는 공기조화기에 따르면 다음과 같은 효과가 하나 혹은 그 이상 있다.
첫째,　열교환기의 냉매 튜브에서 응축된 액상 냉매가 중력에 의하여 효율적으로 유출되어 소음이 저감되고 공기조화기의 성능이 개선되는 장점이 있다.
둘째,　열교환기 내부에 기상 냉매가 열교환기의 최상측 냉매 튜브로 유입되고, 복수의 냉매 튜브를 유동하여 응축된 액상 냉매가 최하측 냉매 튜브로 유출되어 냉매 튜브 내부에 액상 냉매가 남지 않는 장점도 있다.
셋째,　열교환기의 냉매 튜브에서 유출된 액상 냉매가 이를 유동하는 액상 헤더가 액상 냉매를 일시 저장하고 저장하여 과냉도가 확보되는 장점도 있다.
넷째, 액상 헤더에 일시 저장되는 액상 냉매의 높이를 측정하여 이에 따라 액상 헤더와 연결되는 팽창장치를 제어하여 효율적으로 냉매를 회수할 수 있는 장점도 있다.
본 발명의 효과들은 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 청구범위의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 공기조화기의 구성도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 공기조화기의 열교환기에 대한 사시도이다.
도 3은 도 2에 도시된 열교환기에 대한 정면도 및 배면도이다.
도 4는 도 2에 도시된 열교환기에 대한 구조도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 공기조화기의 팽창 밸브를 나타내는 도면이다.
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.
이하, 본 발명의 실시예들에 의하여 열교환기 및 이를 포함하는 공기조화기를 설명하기 위한 도면들을 참고하여 본 발명에 대해 설명하도록 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 공기조화기의 구성도이다.
실외기(OU)는, 압축기(110), 실외 열교환기(140), 실외 팽창 밸브(132), 과냉각기(180)를 포함한다. 공기조화기는 1개 또는 복수의 실외기(OU)를 포함할 수 있으며, 본 실시예에서는 1개의 실외기(OU)가 구비된다.
압축기(110)는 유입되는 저온 저압의 냉매를 고온 고압의 냉매로 압축시킨다. 압축기(110)는 다양한 구조가 적용될 수 있으며, 인버터형 압축기 또는 정속 압축기가 채택될 수 있다. 본 실시예에서, 압축기(110)는 복수로 구비된다. 압축기(110)에 액상의 냉매가 유입되는 것을 방지하도록, 압축기(110)의 흡입배관(162)에는 어큐뮬레이터(187)가 설치될 수 있다.
압축기(110)는 압축된 냉매가 토출되는 냉매 토출관(172)이 연결된다. 냉매 토출관(172)에는 토출되는 냉매 중 포함된 오일을 분리하는 오일분리기(171)가 연결된다. 오일분리기(171)를 통과한 냉매는 토출배관(161)을 통하여 사방밸브(160)로 안내된다.
사방밸브(160)는 냉난방 절환을 위한 유로 절환 밸브이다. 사방밸브(160)는 압축기(110)에서 압축된 냉매를, 냉방 운전시 유입배관(168)을 통하여 실외 열교환기(140)로 안내하고, 난방 운전시 기관(169)을 통하여 실내 열교환기(120)로 안내한다. 사방밸브(160)는 냉방 운전시 B 상태이며, 난방 운전시 A 상태이다.
기관(169)은 냉방 운전시 실내 열교환기(120)에서 증발된 냉매를 사방밸브(160)로 안내하여 압축기(110)로 유동될 수 있도록 한다. 기관(169)은 난방 운전시 압축기(110)에서 압축된 냉매가 사방밸브(160)를 거쳐 실내 열교환기(120)로 유동될 수 있도록 안내한다.
실외 열교환기(140)는 실외 공간에 배치되며, 실외 열교환기(140)를 통과하는 냉매가 실외 공기와 열교환을 한다. 실외 열교환기(140)는 냉방 운전 시 응축기로 작용하고, 난방 운전 시 증발기로 작용한다. 실외 열교환기(140)는 유출배관(166)에 의하여 액관(165)과 연결된다.
실외 팽창 밸브(132)는 난방 운전 시 유입되는 냉매를 팽창하며, 유출배관(166) 상에 설치된다. 또한, 유출배관(166) 상에는 냉매가 실외 팽창 밸브(132)를 바이패스 하기 위한 제1바이패스 배관(167)이 설치되며, 제1바이패스 배관(167) 상에는 체크 밸브(133)가 설치된다.
체크밸브(133)는 냉방 운전 시 실외 열교환기(140)로부터 복수의 실내기(IU)로 냉매가 흐르게 하지만, 난방 운전 시 냉매의 유동을 차단한다.
과냉각기(180)는 과냉용 열교환기(184), 제2바이패스 배관(181), 과냉 팽창 밸브(182) 및 배출 배관(185)을 포함한다. 과냉용 열교환기(184)는 유출배관(166) 상에 배치된다. 냉방 운전 시, 제2바이패스 배관(181)은 과냉용 열교환기(184)로부터 토출되는 냉매를 바이패스 시켜서 과냉 팽창 밸브(182)로 유입시키는 기능을 수행한다.
과냉 팽창 밸브(182)는 제2바이패스 배관(181) 상에는 배치되어, 제2바이패스 배관(181)으로 유입되는 액상의 냉매를 팽창시켜서, 냉매의 압력 및 온도를 낮춘 후, 과냉용 열교환기(184)로 유입시킨다. 과냉 팽창 밸브(182)는 다양한 종류가 이용될 수 있으며 사용의 편의성을 위하여 선형 팽창 밸브(Linear expansion valve)가 이용될 수 있다.
냉방 운전 시, 실외 열교환기(140)를 거친 응축 냉매가 제2바이패스 배관(181)을 통하여 유입된 저온의 냉매와 과냉용 열교환기(184)에서 열교환하여 과냉된 후 액관(165)을 통하여 복수의 실내기(IU)로 유동한다.
제2바이패스 배관(181)을 통과한 냉매는 과냉 열교환기(184)에서 열교환 후, 배출 배관(185)을 통하여 어큐뮬레이터(187)로 유입된다.
본 발명의 일 실시예에 따른 공기조화기에서 복수의 실내기(IU)는, 각각 실내 열교환기(120), 실내 송풍기(125) 및 실내 팽창 밸브(131)를 포함한다. 공기조화기는 1개 또는 복수의 실내기(IU)를 포함할 수 있으며, 본 실시예에서는 3개의 실내기(IU)가 구비된다.
실내 열교환기(120)는 실내 공간에 배치되어 실내 열교환기(120)를 통과하는 냉매는 실내 공기와 열교환을 한다. 실내 열교환기(120)는 냉방 운전시 증발기로 작용하고 난방 운전시 응축기로 작용한다. 실내 열교환기(120)는 실내 출구 배관(164)에 의하여 기관(169)과 연결되며, 실내 입구 배관(163)에 의하여 액관(165)과 연결된다. 냉방 운전시 실내 입구 배관(163)으로 냉매가 유입되어 실내 열교환기(120)를 거쳐 실내 출구 배관(164)으로 냉매가 유출되며, 난방 운전시 실내 출구 배관(164)으로 냉매가 유입되어 실내 열교환기(120)를 거쳐 실내 입구 배관(163)으로 냉매가 유출된다.
실내 송풍기(125)는 실내 열교환기(120)에서 열교환되는 실내 공기를 송풍시킨다.
실내 입구 배관(163)에는 실내 팽창 밸브(131)가 구비된다. 실내 팽창 밸브(131)는 냉방 운전 시 유입되는 냉매를 팽창하는 장치이다. 실내 팽창 밸브(131)는 실내기(IU)의 실내 입구 배관(163)에 설치된다. 실내 팽창 밸브(131)는 다양한 종류가 이용될 수 있으며 사용의 편의성을 위하여 선형 팽창 밸브(Linear expansion valve)가 이용될 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 공기조화기의 열교환기에 대한 사시도이고, 도 3은 도 2에 도시된 열교환기에 대한 정면도 및 배면도이고, 도 4는 도 2에 도시된 열교환기에 대한 구조도이다.
이하에서 열교환기는 난방 운전시 응축기로 작용되는 실내 열교환기(120)를 실시예로 하고, 팽창 밸브는 실내 팽창 밸브(131)를 실시예로 하여 설명한다. 본 실시예의 열교환기는 냉방 운전시 응축기로 작용되는 실외 열교환기(140)에 적용될 수 있으며, 마찬가지로 팽창 밸브는 실외 팽창 밸브(132)에 적용될 수 있다.
또한, 이하에서 설명하는 수평 방향은 중력 방향과 수직한 방향이며, 수직 방향은 중력 방향과 평행한 방향을 칭한다. 다만, 정확히 중력 방향과 수직하거나 수평한 것에 한정되지 않으며 이에 근사한 경우도 포함한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 열교환기(120)는, 외부 공기와 열교환을 하는 복수의 플레이트(121)와, 복수의 플레이트(121)를 관통하며 내부를 유동하는 액상 냉매가 중력에 의하여 유출되도록 연결되는 복수의 냉매 튜브(122)와, 복수의 냉매 튜브(122)와 연결되어 복수의 냉매 튜브(122)에 기상 냉매를 유입시키는 기관 헤더(164-1)와, 복수의 냉매 튜브(122)와 연결되어 복수의 냉매 튜브(122)에서 유출되는 액상 냉매가 유동하는 액관 헤더(163-1)를 포함한다.
복수의 플레이트(121)는 외부 공기와 열교환을 한다. 복수의 플레이트(121)는 이를 관통하여 결합되는 복수의 냉매 튜브(122)와 상호 열전달을 하여, 복수의 냉매 튜브(122)를 유동하는 냉매가 외부 공기와 열교환을 하도록 한다. 열교환기(120)가 응축기로 작용하는 경우 복수의 냉매 튜브(122)를 유동하는 냉매로부터 열을 전달받아 외부 공기로 전달하며, 열교환기(120)가 증발기로 작용하는 경우 외부 공기의 열을 전달받아 복수의 냉매 튜브(122)를 유동하는 냉매에 전달한다. 본 실시예에서 외부 공기는 실내 공기이나 실시예에 따라 실외 공기일 수 있다.
복수의 플레이트(121)는 판형상으로 형성된 각각의 플레이트(121)가 평행하게 배치된다. 복수의 플레이트(121)는 냉매 튜브(122)의 직선 부분과 직교하도록 배치되는 것이 바람직하다. 복수의 플레이트(121)는 열전달이 잘 이루어지도록 금속 재질로 형성되는 것이 바람직하다.
평행하게 배치되는 복수의 플레이트(121)는 각각 양측 가장자리에 배치되는 제 1 엔드 플레이트(128)와 제 2 엔드 플레이트(129)를 포함한다. 본 실시예에서 제 1 엔드 플레이트(128)는 A 방향에 배치되고, 제 2 엔드 플레이트(129)는 B 방향에 배치된다.
복수의 냉매 튜브(122)는 복수의 플레이트(121)를 관통한다. 복수의 냉매 튜브(122)는 복수의 플레이트(121)와 열교환을 할 수 있도록 복수의 플레이트(121)와 결합된다. 복수의 냉매 튜브(122)는 내부에 냉매가 유동한다.
복수의 냉매 튜브(122) 각각은 직선으로 형성된 두 부분과 이를 연결하는 곡선으로 형성된 부분으로 이루어져, U자 형상의 헤어핀(hairpin) 형상으로 형성된다.
복수의 냉매 튜브(122)는 복수의 리턴 밴드(123)에 의하여 연결된다. 복수의 냉매 튜브(122)는 복수의 리턴 밴드(123)에 의하여 직렬로 연결되어 냉매가 유동한다. 리턴 밴드(123)는 곡선 형태로 형성되어, 하나의 냉매 튜브(122)의 직선으로 형성된 부분을 다른 냉매 튜브(122)의 직선으로 형성된 부분과 연결한다. 실시예에 따라 복수의 냉매 튜브(122)는 리턴 밴드(123)와 일체로 형성되어, 하나의 냉매 튜브(122)로 구성될 수 있다.
열교환기(120)가 응축기로 작용하는 경우, 직렬로 연결된 복수의 냉매 튜브(122)에는 기상 냉매가 유입되어 열교환에 의하여 응축되어 액상 냉매로 변화된다. 직렬로 연결된 복수의 냉매 튜브(122)는 응축된 액상 냉매가 중력에 의하여 유출되도록 배치된다.
직렬로 연결된 복수의 냉매 튜브(122) 각각은 수직 방향으로 배치된다. 도 2의 A 방향에서 바라본 도 3의 (a)에 도시된 바와 같이, 복수의 냉매 튜브(122) 각각의 곡선으로 형성된 부분은 사선 방향으로 배치되는 것이 바람직하며, 복수의 냉매 튜브(122) 각각의 직선으로 형성된 부분은 수평 방향으로 배치되는 것이 바람직하다. 또한, 도 2의 B 방향에서 바라본 도 3의 (b)에 도시된 바와 같이, 복수의 리턴 밴드(123)는 사선 방향으로 배치되는 것이 바람직하다.
하나의 냉매 튜브(122)은 직선으로 형성된 두 부분이 동일한 수평면 또는 수직면 상에 배치되지 않는다. 직렬로 연결된 복수의 냉매 튜브(122)의 직선으로 형성된 부분 각각은 동일한 수평면 상에 배치되지 않는다. 직렬로 연결된 복수의 냉매 튜브(122)의 직선으로 형성된 부분 각각은 수직 방향으로 이격하여 배치된다.
직렬로 연결된 복수의 냉매 튜브(122)는 수직 방향으로 최상측에 배치되는 냉매 튜브(122)의 상측에 배치되는 직선으로 형성된 부분(124)으로 냉매가 유입되어 최하측에 배치되는 냉매 튜브(122)의 하측에 배치되는 직선으로 형성된 부분(125)으로 냉매가 유출된다. 도 4에 도시된 바와 같이, 복수의 냉매 튜브(122)에서 응축된 액상 냉매는 중력 방향으로 유동하여 최하측에 배치되는 냉매 튜브(122)의 하측에 배치되는 직선으로 형성된 부분(125)으로 유출된다.
리턴 밴드(123)에 의하여 직렬로 연결된 복수의 냉매 튜브(122)는 하나의 세트를 형성하고, 복수의 냉매 튜브(122) 세트는 기관 헤더(164-1) 및 액관 헤더(163-1)에 의하여 병렬로 연결될 수 있다. 도 3의 (b)에 도시된 바와 같이 복수의 냉매 튜브(122) 세트는 수직 방향으로 배치되어 복수의 플레이트(121)와 결합되는 것이 바람직하다.
도 4에 도시된 바와 같이 복수의 냉매 튜브(122) 세트가 병렬로 연결된 열교환기(120)는 하나의 실내기(IU)에 복수로 구비될 수 있다. 이 경우 복수의 기관 헤더(164-1)는 실내 출구 배관(164)에 의하여 병렬로 연결되고, 복수의 액관 헤더(163-1)는 실내 입구 배관(163)에 의하여 병렬로 연결된다.
기관 헤더(164-1)는 직렬로 연결된 복수의 냉매 튜브(122)와 연결된다. 기관 헤더(164-1)는 기상 냉매가 유동되는 실내 출구 배관(164)과 연결된다. 기관 헤더(164-1)는 원통 형상으로 수직 방향으로 배치되는 것이 바람직하다.
열교환기(120)가 응축기로 작용되는 경우, 실내 출구 배관(164)을 유동하는 냉매는 기관 헤더(164-1)로 유입되고, 기관 헤더(164-1)로 유입된 냉매는 기관 헤더 출입구(164-3)를 통하여 복수의 냉매 튜브(122)로 유입된다.
열교환기(120)가 증발기로 작용되는 경우, 복수의 냉매 튜브(122)에서 유출된 냉매는 기관 헤더 출입구(164-3)를 통하여 기관 헤더(164-1)로 유입되고, 기관 헤더(164-1)로 유입된 냉매는 실내 출구 배관(164)으로 유입된다.
기관 헤더(164-1)는 직렬로 연결된 복수의 냉매 튜브(122) 중 수직 방향으로 최상측에 배치되는 냉매 튜브(122)와 연결된다. 기관 헤더(164-1)의 기관 헤더 출입구(164-3)는 직렬로 연결된 복수의 냉매 튜브(122) 중 수직 방향으로 최상측에 배치되는 냉매 튜브(122)의 상측에 배치되는 직선으로 형성된 부분(124)과 연결된다. 기관 헤더 출입구(164-3)로 유출되는 기상 냉매는 수직 방향으로 최상측에 배치되는 냉매 튜브(122)의 상측에 배치되는 직선으로 형성된 부분(124)으로 유입된다.
기관 헤더(164-1)는 복수의 냉매 튜브(122) 세트를 병렬로 연결한다. 기관 헤더(164-1)는 복수의 기관 헤더 출입구(164-3)를 구비하여 각각 직렬로 연결된 복수의 냉매 튜브(122) 세트를 병렬로 연결한다.
액관 헤더(163-1)는 직렬로 연결된 복수의 냉매 튜브(122)와 연결된다. 액관 헤더(163-1)는 액상 냉매가 유동되는 실내 입구 배관(163)과 연결된다. 액관 헤더(163-1)는 원통 형상으로 수직 방향으로 배치되는 것이 바람직하다.
열교환기(120)가 증발기로 작용되는 경우, 실내 입구 배관(163)을 유동하는 냉매는 액관 헤더(163-1)로 유입되고, 액관 헤더(163-1)로 유입된 냉매는 액관 헤더 출입구(163-3)를 통하여 복수의 냉매 튜브(122)로 유입된다.
열교환기(120)가 응축기로 작용되는 경우, 복수의 냉매 튜브(122)에서 유출된 냉매는 액관 헤더 출입구(163-3)를 통하여 액관 헤더(163-1)로 유입되고, 액관 헤더(163-1)로 유입된 냉매는 실내 입구 배관(163)으로 유입된다.
액관 헤더(163-1)는 직렬로 연결된 복수의 냉매 튜브(122) 중 수직 방향으로 최하측에 배치되는 냉매 튜브(122)와 연결된다. 액관 헤더(163-1)의 액관 헤더 출입구(163-3)는 직렬로 연결된 복수의 냉매 튜브(122) 중 수직 방향으로 최하측에 배치되는 냉매 튜브(122)의 하측에 배치되는 직선으로 형성된 부분(125)과 연결된다. 수직 방향으로 최하측에 배치되는 냉매 튜브(122)의 하측에 배치되는 직선으로 형성된 부분(125)으로 유출되는 액상 냉매는 액관 헤더 출입구(163-3)로 유입된다.
액관 헤더(163-1)는 복수의 냉매 튜브(122) 세트를 병렬로 연결한다. 액관 헤더(163-1)는 복수의 액관 헤더 출입구(163-3)를 구비하여 각각 직렬로 연결된 복수의 냉매 튜브(122) 세트를 병렬로 연결한다.
액관 헤더(163-1)는 액상 냉매를 일시 저장할 수 있다. 액관 헤더(163-1)는 복수의 냉매 튜브에서 유출된 액상 냉매가 수직 방향을 따라 쌓여 저장될 수 있다. 액관 헤더(163-1)는 액상 냉매를 일시 저장하는 수액기(liquid receiver) 역할을 한다.
액관 헤더(163-1)에는 액관 헤더(163-1)에 일시 저장되는 액상 냉매의 높이를 측정하는 액관 헤더 센서(163-5)가 구비될 수 있다. 액관 헤더 센서(163-5)는 액상 냉매의 높이를 측정하고, 측정된 액상 냉매의 높이에 따라 팽창 밸브(131)가 제어된다. 열교환기(120)가 복수로 구비되는 경우 팽창 밸브(131)에 가까운 곳에 설치되는 열교환기(120)의 액관 헤더(163-1)에만 액관 헤더 센서(163-5)가 구비될 수 있다.
실시예에 따라 본 발명의 일 실시예에 따른 공기조화기는 액상 냉매를 일시 저장하는 수액기(135)를 구비할 수 있다. 수액기(135)는 팽창 밸브(131)와 연결되어 액상 냉매를 일시 저장한다. 수액기(135)는 실내 입구 배관(163)와 액관(165) 사이에 구비되거나, 팽창 밸브(131)와 열교환기(120) 사이에 구비될 수 있다.
수액기(135)에는 수액기(135)에 일시 저장되는 액상 냉매 높이를 측정하는 수액기 센서(135-1)가 구비될 수 있다. 수액기 센서(135-1)는 액상 냉매의 높이를 측정하고, 측정된 액상 냉매의 높이에 따라 팽창 밸브(131)가 제어된다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 공기조화기의 팽창 밸브를 나타내는 도면이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 팽창 밸브(131)는 냉매가 유입되는 팽창 밸브 유입관(131-1)과, 냉매를 팽창하는 팽창 밸브 본체(131-2)와 팽창된 냉매가 유출되는 팽창 밸브 유출관(131-3)을 포함한다.
팽창 밸브 유출관(131-3)은 팽창 밸브 본체(131-2) 내부에 팽창된 기상 냉매가 차지 않도록 수평 방향으로 배치되는 것이 바람직하다. 실시예에 따라 팽창 밸브 유출관(131-3)은 수직 방향으로 배치되어 상측으로 냉매가 유출되도록 설치될 수 있다.
이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 특허청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어서는 안될 것이다.
120: 열교환기 121: 플레이트
122: 냉매 튜브 123: 리턴 밴드
135: 수액기 135-1: 수액기 센서
163-1: 액관 헤더 163-3: 액관 헤더 출입구
163-5: 액관 헤더 센서 164-1: 기관 헤더
164-3: 기관 헤더 출입구

Claims (16)

  1. 외부 공기와 열교환을 하는 복수의 플레이트;
    상기 복수의 플레이트를 관통하며 내부를 유동하는 액상 냉매가 중력에 의하여 유출되도록 연결되는 복수의 냉매 튜브;
    상기 복수의 냉매 튜브와 연결되어 상기 복수의 냉매 튜브에 기상 냉매를 유입시키는 기관 헤더; 및
    상기 복수의 냉매 튜브와 연결되어 상기 복수의 냉매 튜브에서 유출되는 액상 냉매가 유동하는 액관 헤더를 포함하는 열교환기.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 복수의 냉매 튜브를 연결하는 복수의 리턴 밴드를 더 포함하는 열교환기.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 기관 헤더는 상기 복수의 냉매 튜브 중 최상측에 배치되는 냉매 튜브와 연결되고,
    상기 액관 헤더는 상기 복수의 냉매 튜브 중 최하측에 배치되는 냉매 튜브와 연결되는 열교환기.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 복수의 냉매 튜브 각각은 헤어핀 형상인 열교환기.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 복수의 냉매 튜브 각각은 직선으로 형성된 부분이 동일한 수평면 또는 수직면 상에 배치되지 않는 열교환기.
  6. 제 4 항에 있어서,
    상기 복수의 냉매 튜브는 직선으로 형성된 부분 각각이 동일한 수평면 상에 배치되지 않는 열교환기.
  7. 제 4 항에 있어서,
    상기 복수의 냉매 튜브는 직선으로 형성된 부분 각각이 수직 방향으로 이격하여 배치되는 열교환기.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 액관 헤더는 수직 방향으로 배치되어 액상 냉매를 일시 저장하는 열교환기.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 액관 헤더에 일시 저장되는 액상 냉매의 높이를 측정하는 액관 헤더 센서를 더 포함하는 열교환기.
  10. 냉매를 응축하는 열교환기;
    상기 열교환기와 연결되어 응축된 냉매를 팽창하는 팽창 밸브; 및
    상기 팽창 밸브와 연결되어 액상 냉매를 일시 저장하는 수액기를 포함하고,
    상기 열교환기는,
    외기와 열교환을 복수의 플레이트;
    상기 복수의 플레이트를 관통하며 내부를 유동하는 액상 냉매가 중력에 의하여 하부로 유출되도록 연결되는 복수의 냉매 튜브;
    상기 복수의 냉매 튜브와 연결되어 상기 복수의 냉매 튜브에 기상 냉매를 유입시키는 기관 헤더; 및
    상기 복수의 냉매 튜브와 연결되어 상기 복수의 냉매 튜브에서 유출되는 액상 냉매가 유동하는 액관 헤더를 포함하는 공기조화기.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 수액기에 일시 저장되는 액상 냉매의 높이를 측정하는 수액기 센서를 더 포함하는 공기조화기.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 팽창 밸브는 상기 수액기 센서에서 측정하는 액상 냉매의 높이에 따라 제어되는 공기조화기.
  13. 제 10 항에 있어서,
    상기 액관 헤더는 액상 냉매를 일시 저장하고,
    상기 액관 헤더에 일시 저장되는 액상 냉매의 높이를 측정하는 액관 헤더 센서를 더 포함하는 공기조화기.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 팽창 밸브는 상기 액관 헤더 센서에서 측정하는 액상 냉매의 높이에 따라 제어되는 공기조화기.
  15. 제 10 항에 있어서,
    상기 팽창 밸브는 팽창한 냉매를 수평 방향으로 유출하는 공기조화기.
  16. 제 10 항에 있어서,
    상기 팽창 밸브는 팽창한 냉매를 상측으로 유출하는 공기조화기.
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