KR20120124711A - Air conditioning system - Google Patents

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KR20120124711A
KR20120124711A KR1020110042525A KR20110042525A KR20120124711A KR 20120124711 A KR20120124711 A KR 20120124711A KR 1020110042525 A KR1020110042525 A KR 1020110042525A KR 20110042525 A KR20110042525 A KR 20110042525A KR 20120124711 A KR20120124711 A KR 20120124711A
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황본창
김철민
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엘지전자 주식회사
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Abstract

PURPOSE: An air conditioning system is provided to improve the whole exchange efficiency of an evaporator while preventing the reduction of heat exchange efficiency. CONSTITUTION: An air conditioning system comprises an evaporator case, a heat exchange passage(40), a coolant distributor(20), and a coolant spraying unit. Liquid coolant is filled to the evaporator case. The heat exchange passage is arranged in the evaporator case and heat media is passed through the heat exchange passage. The coolant distributor sprays coolant flowed through the evaporator case to inlet and outlet for heat media.

Description

공기조화시스템{Air conditioning system}Air conditioning system

본 발명은 공기조화시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 증발기로 유입되기 이전 냉매 중 일부를 바이패스하여, 증발기 내부에서 열교환 유로의 출구측에 분사함으로써, 열교환 효율을 향상시킬 수 있는 공기조화시스템에 관한 것이다.
The present invention relates to an air conditioning system, and more particularly, an air conditioning system capable of improving heat exchange efficiency by bypassing some of the refrigerant before entering the evaporator and spraying the inside of the evaporator to the outlet side of the heat exchange passage. It is about.

일반적으로 공기조화시스템은, 냉매를 압축, 응축, 팽창, 증발시키는 과정을 수행하면서 냉매와 실내 공기를 열교환시켜, 실내 공간을 냉방 또는 난방시키는 장치이다. 상기 공기조화시스템은 압축기, 응축기, 팽창기구, 증발기를 포함하고, 냉매를 순환시키는 냉매 사이클을 형성한다.In general, an air conditioning system is a device for cooling or heating an indoor space by performing heat exchange between the refrigerant and indoor air while performing a process of compressing, condensing, expanding, and evaporating the refrigerant. The air conditioning system includes a compressor, a condenser, an expansion mechanism, an evaporator, and forms a refrigerant cycle for circulating the refrigerant.

상기 공기조화시스템의 증발기는, 보통 건식 증발기(dry expansion evaporator)와 만액식 증발기(flooded evaporator)로 구분될 수 있다. The evaporator of the air conditioning system can be generally divided into a dry expansion evaporator and a flooded evaporator.

상기 건식 증발기는 팽창기구에서 감압된 냉매가 튜브내를 흐르면서 증발하도록 구성된다. The dry evaporator is configured to evaporate the refrigerant decompressed in the expansion mechanism as it flows through the tube.

상기 만액식 증발기는, 증발기 케이스의 내부에 냉매액이 차있고, 증발기 케이스의 내부에서 냉매와 열교환하는 물과 같은 열교환 매체가 흐르는 복수의 열교환 유로이 배치된다. 상기 증발기 케이스에는, 상기 팽창기구에서 감압된 냉매가 유입되는 냉매 입구와, 내부에서 증발된 냉매가 유출되는 냉매 출구가 형성된다. The fully evaporator has a plurality of heat exchange flow paths in which a refrigerant liquid is filled inside the evaporator case and a heat exchange medium, such as water for exchanging heat with the refrigerant, is disposed inside the evaporator case. The evaporator case is provided with a refrigerant inlet through which the refrigerant depressurized by the expansion mechanism flows in, and a refrigerant outlet through which the evaporated refrigerant flows out.

상기와 같이 구성된 만액식 증발기는, 상기 열교환 유로에 고온의 물이 공급되어, 상기 냉매 입구로부터 유입된 냉매는 상기 열교환 유로에 의해 증발되어 상기 냉매 출구를 통해 빠져나가고, 냉매에 의해 냉각된 물은 수요처로 공급된다. The liquid-vapor evaporator configured as described above is supplied with hot water to the heat exchange passage, the refrigerant introduced from the refrigerant inlet is evaporated by the heat exchange passage and exits through the refrigerant outlet, and the water cooled by the refrigerant is Supply to demand.

종래의 만액식 증발기의 경우, 냉매가 상기 증발기 케이스의 일측에서 유입되어 상기 복수의 열교환 유로 사이를 통과한 후, 상기 증발기 케이스의 타측을 통해 빠져나가도록 구성되기 때문에, 상기 열교환 유로의 출구측 열교환율이 낮아지게 되어, 증발기의 효율적인 사용이 어렵고 전체적인 열교환 효율이 저하된다.
In the case of the conventional full-sized evaporator, since the refrigerant flows from one side of the evaporator case and passes between the plurality of heat exchange passages, the refrigerant flows out through the other side of the evaporator case. The rate is lowered, making it difficult to use the evaporator efficiently and lowering the overall heat exchange efficiency.

본 발명의 목적은, 열교환 유로의 출구측 열교환율을 향상시켜, 증발기의 전체적인 열교환 효율을 향상시킬 수 있는 공기조화시스템을 제공하는 데 있다.
An object of the present invention is to provide an air conditioning system which can improve the heat exchange rate at the outlet side of a heat exchange passage, thereby improving the overall heat exchange efficiency of the evaporator.

본 발명에 따른 공기조화시스템은, 액냉매가 채워지는 증발기 케이스와, 상기 증발기 케이스 내부에 배치되고, 냉매와 열교환하는 열매체가 통과하는 열교환 유로와, 상기 증발기 케이스로 유입된 냉매를 상기 열교환 유로 중에서 열매체가 유입되는 입구측 유로를 향해 분배하는 냉매 분배기와, 상기 증발기 케이스로 유입되기 이전 냉매를 바이패스하여, 상기 열교환 유로 중에서 열매체가 유출되는 출구측 유로를 향해 분사(Spray)하는 냉매 분사수단을 포함한다.An air conditioning system according to the present invention includes an evaporator case filled with a liquid refrigerant, a heat exchange passage disposed inside the evaporator case, and a heat medium through which a heat medium exchanges heat with a refrigerant, and a refrigerant introduced into the evaporator case from the heat exchange passage. A refrigerant distributor for distributing toward the inlet flow path through which the heat medium flows, and a refrigerant injection means for spraying the refrigerant before flowing into the evaporator case and spraying toward the outlet flow path through which the heat medium flows out of the heat exchange flow path; Include.

또한, 본 발명의 다른 측면에 따른 공기조화시스템은, 팽창장치에서 팽창된 냉매가 유입되는 냉매 입구와 증발된 냉매가 유출되는 냉매 출구가 형성되고, 내부에는 냉매액이 채워진 증발기 케이스와; 상기 증발기 케이스 내부에 배치되고, 냉매와 열교환하는 열교환 매체가 통과하는 복수의 열교환 유로들과; 상기 증발기 케이스의 내부에서 상기 냉매 입구측에 배치되어, 상기 냉매 입구를 통해 유입된 냉매를 상기 복수의 열교환 유로들 중에서 상기 냉매 입구측에 배치된 열교환 유로들을 향해 분배하는 냉매 분배기와; 상기 증발기 케이스로 유입되기 이전 냉매를 바이패스하여, 상기 복수의 열교환 유로들 중에서 상기 냉매 출구측에 배치된 열교환 유로들을 향해 분사하는 냉매 분사수단을 포함한다.
In addition, the air conditioning system according to another aspect of the present invention, the refrigerant inlet for the expanded refrigerant flows in the expansion device is formed with a refrigerant outlet through which the evaporated refrigerant is discharged, the inside of the evaporator case filled with the refrigerant liquid; A plurality of heat exchange passages disposed inside the evaporator case and through which a heat exchange medium for exchanging heat with a refrigerant passes; A refrigerant distributor disposed at the refrigerant inlet side of the evaporator case and distributing the refrigerant introduced through the refrigerant inlet toward heat exchange passages disposed at the refrigerant inlet side among the plurality of heat exchange passages; And a refrigerant injection means for bypassing the refrigerant before entering the evaporator case and injecting toward the heat exchange passages disposed at the refrigerant outlet side of the plurality of heat exchange passages.

본 발명에 따른 공기조화시스템은, 증발기 케이스로 유입된 냉매는 열교환 유로의 입구측 유로에 분배하고, 상기 증발기 케이스로 유입되기 이전 냉매 중 일부는 바이패스하여 상기 열교환 유로 중 출구측 유로에 분사시켜 공급함으로써, 상기 열교환 유로 중 출구측 유로에서 열교환율이 저하되는 것을 방지하고, 상기 열교환 유로상에서 열교환율이 고르게 이루어짐으로써, 증발기 전체의 열교환효율이 향상될 수 있는 효과가 있다. 증발기의 열교환 효율이 향상됨에 따라 증발기 크기의 축소가 가능해져 설치면적 및 비용이 감소될 수 있을 뿐만 아니라, 공기조화시스템의 능력이 향상될 수 있는 효과가 있다. In the air conditioning system according to the present invention, the refrigerant flowing into the evaporator case is distributed to the inlet side flow path of the heat exchange passage, and a portion of the refrigerant is bypassed before being introduced into the evaporator case and injected into the outlet side passage of the heat exchange passage. By supplying, the heat exchange rate is prevented from being lowered in the outlet side flow path of the heat exchange flow path, and the heat exchange rate is evenly formed on the heat exchange flow path, thereby improving the heat exchange efficiency of the entire evaporator. As the heat exchange efficiency of the evaporator is improved, the size of the evaporator can be reduced, thereby reducing the installation area and cost, and also improving the capability of the air conditioning system.

또한, 냉매 분사관이 상기 열교환 유로의 출구측 전열관들 사이에 배치되어, 상기 출구측 전열관들 향해 바이패스된 냉매를 직접 분사함으로써, 열교환 효율이 증대될 수 있다.
In addition, a refrigerant injection tube is disposed between the outlet side heat exchanger tubes of the heat exchange flow path, thereby directly injecting the bypassed refrigerant toward the outlet side heat exchanger tubes, thereby increasing heat exchange efficiency.

도 1은 본 발명의 제 1실시예에 따른 공기조화시스템의 증발기가 도시된 사시도이다.
도 2는 도 1에서 A-A방향에서 본 단면도이다.
도 3은 도 1에 도시된 냉매 분사관과 열교환 유로가 확대 도시된 사시도이다.
도 4는 본 발명의 제 1실시예에 따른 공기조화시스템의 증발기와 바이패스 유로가 도시된 도면이다.
도 5는 본 발명의 제 2실시예에 따른 공기조화시스템의 증발기와 바이패스 유로가 도시된 도면이다.
도 6은 본 발명의 제 3실시예에 따른 공기조화시스템의 증발기와 바이패스 유로가 도시된 도면이다.1 is a perspective view showing an evaporator of an air conditioning system according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a cross-sectional view taken from the direction AA in FIG. 1.
3 is an enlarged perspective view of the refrigerant injection pipe and the heat exchange passage shown in FIG. 1.
4 is a diagram illustrating an evaporator and a bypass flow path of an air conditioning system according to a first embodiment of the present invention.
5 is a diagram illustrating an evaporator and a bypass flow path of an air conditioning system according to a second embodiment of the present invention.
6 is a diagram illustrating an evaporator and a bypass flow path of an air conditioning system according to a third embodiment of the present invention.

이하, 본 발명에 따른 공기조화시스템의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다. Hereinafter, exemplary embodiments of an air conditioning system according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명의 제 1실시예에 따른 공기조화시스템의 증발기가 도시된 사시도이다. 도 2는 도 1에서 A-A방향에서 본 단면도이다. 도 3은 도 1에 도시된 냉매 분사관과 열교환 유로가 확대 도시된 사시도이다. 도 4는 본 발명의 제 1실시예에 따른 공기조화시스템의 증발기와 바이패스 유로가 도시된 도면이다.1 is a perspective view showing an evaporator of an air conditioning system according to a first embodiment of the present invention. FIG. 2 is a sectional view seen from the direction A-A in FIG. 1. 3 is an enlarged perspective view of the refrigerant injection pipe and the heat exchange passage shown in FIG. 1. 4 is a diagram illustrating an evaporator and a bypass flow path of an air conditioning system according to a first embodiment of the present invention.

본 발명의 제 1실시예에 따른 공기조화시스템은, 냉매를 압축하는 압축기(미도시)와. 상기 압축기(미도시)에서 압축된 냉매를 응축하는 응축기(미도시)와, 상기 응축기(미도시)에서 응축된 냉매를 팽창하는 팽창장치(2)와, 상기 팽창장치(2)에서 팽창된 냉매를 증발시키는 증발기(10)를 포함하여 구성된다. An air conditioning system according to a first embodiment of the present invention includes a compressor (not shown) for compressing a refrigerant. A condenser (not shown) for condensing the refrigerant compressed in the compressor (not shown), an expansion device (2) for expanding the refrigerant condensed in the condenser (not shown), and a refrigerant expanded in the expansion device (2). It comprises an evaporator 10 for evaporating.

본 발명의 제 1실시예에 따른 공기조화시스템의 증발기(10)는, 내부에 냉매액이 채워지고, 내부에서 일어나는 열교환에 의해 냉매가 증발되어 외부로 빠져나가는 구조로 이루어진 만액식 증발기(flooded evaporator)인 것으로 설명한다. The evaporator 10 of the air conditioning system according to the first embodiment of the present invention has a structure in which a refrigerant liquid is filled in the inside, and the refrigerant is evaporated by the heat exchange occurring in the inside to exit the outside. Explain that

도 1 내지 도 4를 참조하면, 본 발명의 제 1실시예에 따른 공기조화시스템의 증발기(10)는, 외관을 형성하고 내부에 냉매액이 채워지는 증발기 케이스(11)와, 상기 증발기 케이스(11)내부에 배치되고 냉매와 열교환하는 열교환 매체가 통과하는 열교환 유로(40)와, 상기 증발기 케이스(11)로 유입된 냉매를 상기 열교환 유로(40) 중에서 열매체가 유입되는 입구측 유로를 향해 분배하는 분배하는 냉매 분배기(20)와, 상기 증발기 케이스(11)로 유입되기 이전의 냉매를 바이패스하여 상기 열교환 유로(40) 중에서 냉매가 유출되는 출구측 유로를 향해 분사하는 냉매 분사수단을 포함한다. 1 to 4, the evaporator 10 of the air conditioning system according to the first embodiment of the present invention includes an evaporator case 11 having an external appearance and a refrigerant liquid filled therein, and the evaporator case ( 11) a heat exchange passage 40 disposed inside and passing through a heat exchange medium for exchanging heat with the refrigerant, and the refrigerant introduced into the evaporator case 11 toward the inlet side passage through which the heat medium flows in the heat exchange passage 40; A refrigerant distributor 20 for distributing the refrigerant, and refrigerant injection means for injecting the refrigerant before flowing into the evaporator case 11 and injecting toward the outlet side passage through which the refrigerant flows out of the heat exchange passage 40. .

상기 증발기 케이스(11)는 원통 형상으로 이루어지고, 상기 팽창장치(2)에서 나온 냉매가 유입되는 냉매 입구(12)와, 상기 증발기 케이스(11) 내부에서 증발된 냉매가 유출되는 냉매 출구(14)가 형성된다. The evaporator case 11 has a cylindrical shape, a refrigerant inlet 12 through which the refrigerant from the expansion device 2 flows in, and a refrigerant outlet 14 through which the evaporated refrigerant flows out of the evaporator case 11. ) Is formed.

상기 증발기 케이스(11)의 내부에는 상기 냉매 입구(12)로부터 유입된 냉매가 채워진다. 상기 증발기 케이스(11)의 내부에는 상기 열교환 유로(40)가 잠길 수 있을 정도로 냉매가 채워지는 것이 바람직하다. The refrigerant introduced from the refrigerant inlet 12 is filled in the evaporator case 11. The evaporator case 11 is preferably filled with a refrigerant to the extent that the heat exchange passage 40 is locked.

상기 냉매 입구(12)는 상기 증발기 케이스(11)의 하부에 형성되고, 상기 냉매 출구(14)는 상기 증발기 케이스(11)의 상부에 형성될 수 있다. 상기 냉매 입구(12)와 냉매 출구(14)는 냉매가 흐르는 냉매 유로가 연결될 수 있도록 각각 관 형상으로 이루어질 수 있다.The refrigerant inlet 12 may be formed below the evaporator case 11, and the refrigerant outlet 14 may be formed above the evaporator case 11. The coolant inlet 12 and the coolant outlet 14 may each have a tubular shape so that a coolant flow path through which the coolant flows can be connected.

상기 열교환 유로(40)의 내부에는 상기 증발기 케이스(11) 내부에 채워지는 냉매와 열교환하는 열매체가 통과하게 된다. 여기서, 상기 열매체는 물인 것으로 예를 들어 설명한다. 상기 열교환 유로들(40)의 내부에는 고온의 물이 공급된다. In the heat exchange passage 40, a heat medium that exchanges heat with a refrigerant filled in the evaporator case 11 passes. Here, the heat medium is described as an example of water. High temperature water is supplied into the heat exchange passages 40.

상기 열교환 유로(40)는 복수의 전열관들(41)(42)(43)이 연결된 구성이고, 상기 복수의 전열관들(41)(42)(43)은 상하 및 좌우 방향으로 서로 소정간격 이격되고 적층되게 배치된다. 상기 복수의 전열관들(41)(42)(43)은 직렬 연결되어, 하나의 열교환 유로를 이룬다. 즉, 상기 복수의 전열관들(41)(42)(43)은 각 끝단이 서로 연결되고, 연결부(44)는 굴곡지게 형성될 수 있다. 본 실시예에서는, 3개의 전열관들(41)(42)(43)이 하나의 열교환 유로(40)를 형성하는 것으로 예를 들어 설명한다. The heat exchange passage 40 is a configuration in which a plurality of heat pipes 41, 42, 43 are connected to each other, and the plurality of heat pipes 41, 42, 43 are spaced apart from each other in a vertical direction and a left and right direction. It is arranged to be stacked. The plurality of heat transfer tubes 41, 42, 43 are connected in series to form one heat exchange flow path. That is, the ends of the plurality of heat pipes 41, 42, 43 may be connected to each other, and the connection part 44 may be formed to be bent. In the present embodiment, the three heat transfer tubes 41, 42, 43 will be described by way of example as forming one heat exchange passage 40.

또한, 상기 3개의 전열관들(41)(42)(43)들은 상기 입구측 유로에 해당하는 입구측 전열관(41)과, 상기 출구측 유로에 해당하는 출구측 전열관(42)(43)으로 구분할 수 있다. 본 실시예에서는 1개의 입구측 단위유로(41)와, 2개의 출구측 단위유로(42)(43)로 구분하였으나, 적층 배치된 단위 유로의 개수에 따라 구분을 달리하는 것도 물론 가능하다. In addition, the three heat transfer tubes 41, 42, 43 may be divided into an inlet heat exchanger tube 41 corresponding to the inlet side flow path and an outlet side heat exchanger tube 42 and 43 corresponding to the outlet side flow path. Can be. In this embodiment, one inlet unit flow passage 41 and two outlet side flow passages 42 and 43 are divided, but it is of course possible to change the division according to the number of unit flow passages arranged in a stack.

상기 열교환 유로(40)는 각각 상기 증발기 케이스(11)의 길이방향으로 길게 형성된다. 상기 열교환 유로(40)는 상기 냉매 입구(12)로부터 유입되는 냉매와 열교환이 보다 잘 이루어지도록 상기 증발기 케이스(11)의 내부에서 상기 냉매 입구(12)측에 가깝게 배치되는 것이 바람직하다. 즉, 본 실시예에서는 상기 냉매 입구(12)가 상기 증발기 케이스(12)의 하부에 형성되므로, 상기 열교환 유로(40)는 상기 증발기 케이스(11)의 하부에 배치되는 것이 바람직하다.The heat exchange passage 40 is formed long in the longitudinal direction of the evaporator case 11, respectively. The heat exchange passage 40 is preferably disposed close to the refrigerant inlet 12 side inside the evaporator case 11 so that heat exchange with the refrigerant flowing from the refrigerant inlet 12 is performed better. That is, in the present embodiment, since the refrigerant inlet 12 is formed under the evaporator case 12, the heat exchange passage 40 is preferably disposed under the evaporator case 11.

또한, 상기 열교환 유로(40)는 상기 냉매 분배기(20)의 상측에 배치되는 것이 바람직하다. In addition, the heat exchange passage 40 is preferably disposed above the refrigerant distributor 20.

또한, 상기 입구측 전열관(41)이 상기 냉매 입구(12)에 가깝게 배치되고, 상기 출구측 전열관들(42)(43)이 상기 냉매 출구(14)에 가깝게 배치될 수 있다. In addition, the inlet side heat exchanger tube 41 may be disposed close to the refrigerant inlet 12, and the outlet side heat exchanger tubes 42 and 43 may be disposed close to the refrigerant outlet 14.

도 1 및 도 2를 참조하면, 상기 냉매 분배기(20)는 상기 증발기 케이스(11)의 길이방향으로 길게 형성되고, 상기 열교환 유로들(40)에 대응될 수 있도록 소정의 폭을 갖는 패널 형상으로 이루어진다. 상기 냉매 분배기(20)는 상기 냉매 입구(12)의 상측에 배치되어, 상기 냉매 입구(12)로부터 유입된 냉매를 분배하는 복수의 냉매 분배홀(22)이 형성된다. 상기 복수의 냉매 분배홀(22)은 각각 상기 복수의 입구측 전열관들(41)에 대응되는 위치에 형성되는 것이 바람직하다. 1 and 2, the refrigerant distributor 20 is formed to be long in the longitudinal direction of the evaporator case 11 and has a panel shape having a predetermined width so as to correspond to the heat exchange passages 40. Is done. The refrigerant distributor 20 is disposed above the refrigerant inlet 12, and a plurality of refrigerant distribution holes 22 for distributing the refrigerant introduced from the refrigerant inlet 12 are formed. The plurality of refrigerant distribution holes 22 may be formed at positions corresponding to the plurality of inlet side heat transfer tubes 41, respectively.

상기와 같이, 상기 냉매 분배기(20)는 상기 증발기 케이스(11)의 내부에서 상기 냉매 입구(12)측에 배치되어, 상기 냉매 입구(12)측에 가깝게 배치된 상기 복수의 입구측 전열관들(41)을 향해 냉매를 분배한다.As described above, the refrigerant distributor 20 is disposed inside the evaporator case 11 at the refrigerant inlet 12 side, and the plurality of inlet-side heat transfer tubes disposed close to the refrigerant inlet 12 side ( Distribute the refrigerant towards 41).

한편, 도 1 내지 도 4를 참조하면, 상기 냉매 분사수단은, 상기 증발기 케이스(11)로 유입되기 이전 냉매를 바이패스하는 바이패스 유로(54)과, 상기 바이패스 유로(54)을 통해 바이패스된 냉매를 상기 열교환 유로들(40)을 향해 분사하는 냉매 분사부(50)를 포함한다. On the other hand, referring to Figures 1 to 4, the refrigerant injection means, the bypass flow path 54 for bypassing the refrigerant before flowing into the evaporator case 11, and the bypass through the bypass flow path 54 It includes a refrigerant injector 50 for injecting the passed refrigerant toward the heat exchange paths (40).

도 4를 참조하면, 상기 바이패스 유로(54)은, 상기 팽창 장치(2)에서 나온 냉매를 상기 냉매 분사부(50)로 바이패스하도록 형성된다.Referring to FIG. 4, the bypass flow path 54 is formed to bypass the refrigerant from the expansion device 2 to the refrigerant injection unit 50.

상기 팽창 장치(2)의 입구측에는 상기 응축기(미도시)에서 응축된 냉매를 상기 팽창 장치(2)로 안내하는 응축 냉매유로(4)이 연결되고, 상기 팽창 장치(2)의 출구측에는 상기 팽창 장치(2)에서 팽창된 냉매를 상기 증발기(10)측으로 안내하는 팽창 냉매 유로(6)이 연결된다. 상기 팽창 냉매유로(6)은 상기 냉매 입구(12)와 연결된다. The inlet side of the expansion device 2 is connected to the condensation refrigerant flow path 4 for guiding the refrigerant condensed in the condenser (not shown) to the expansion device 2, the outlet side of the expansion device 2 is the expansion An expansion refrigerant flow path 6 is connected to guide the expanded refrigerant in the device 2 to the evaporator 10 side. The expanded refrigerant passage 6 is connected to the refrigerant inlet 12.

상기 바이패스 유로(54)은 상기 팽창 냉매 유로(6)에서 분기되어, 상기 증발기 케이스(11)의 측면(11a)으로 연결되도록 형성된다. The bypass passage 54 is branched from the expansion refrigerant passage 6 and is formed to be connected to the side surface 11a of the evaporator case 11.

상기 증발기 케이스(11)의 측면(11a)에는 상기 복수의 전열관들(41)(42)(43)을 하나의 유로로 통합하고, 상기 냉매 분사부의 유로를 별도로 형성하는 헤더(미도시)가 구비될 수 있다. 상기 바이패스 유로(54)은 상기 헤더(미도시)를 통해 상기 냉매 분사부(50)로 냉매를 안내할 수 있다. The side 11a of the evaporator case 11 is provided with a header (not shown) for integrating the plurality of heat pipes 41, 42, 43 into a single flow path and separately forming a flow path of the refrigerant injection unit. Can be. The bypass flow path 54 may guide the refrigerant to the refrigerant injection unit 50 through the header (not shown).

상기 냉매 분사부(50)는, 상기 전열관들(41)(42)(43)의 길이방향으로 길게 형성된 냉매 분사관인 것으로 예를 들어 설명한다. 다만, 이에 한정되지 않고, 상기 냉매 분사부(50)는 관 형상이 아닌 다른 형상도 물론 가능하다. The coolant injection unit 50 is described as an example of a coolant injection tube formed long in the longitudinal direction of the heat transfer tubes 41, 42, 43. However, the present invention is not limited thereto, and the refrigerant injection unit 50 may be formed in a shape other than a tubular shape.

상기 냉매 분사부(50)는 상기 복수의 출구측 전열관들(42)(43)의 상측에 별도로 배치되는 것도 가능하고, 상기 복수의 출구측 전열관들(42)(43)사이에 배치되는 것도 가능하다. 본 실시예에서는, 상기 냉매 분사부(50)는 상기 복수의 출구측 전열관들(42)(43) 사이에 배치되는 것으로 설명한다. The refrigerant injection unit 50 may be disposed separately above the plurality of outlet side heat exchanger tubes 42 and 43, or may be disposed between the plurality of outlet side heat exchanger tubes 42 and 43. Do. In the present embodiment, it is described that the refrigerant injection unit 50 is disposed between the plurality of outlet side heat transfer pipes 42 and 43.

상기 냉매 분사부(50)는 냉매를 분사하기 위한 복수의 냉매 분사홀(52)이 형성된다. 상기 복수의 냉매 분사홀(52)은 주변에 배치된 상기 출구측 전열관들(42)(43)을 향하는 위치에 형성되는 것이 바람직하다. 본 실시예에서는 상기 복수의 냉매 분사홀(52)은 4개가 형성되되, 서로 45도 이격된 위치에 형성된 것으로 예를 들어 설명한다. The refrigerant injection unit 50 is formed with a plurality of refrigerant injection holes 52 for injecting the refrigerant. Preferably, the plurality of refrigerant injection holes 52 are formed at positions facing the outlet side heat transfer tubes 42 and 43 disposed around the plurality of refrigerant injection holes 52. In the present embodiment, four of the plurality of refrigerant injection holes 52 are formed, which are formed at positions 45 degrees apart from each other, for example.

도 1 및 도 2를 참조하면, 상기 증발기 케이스(11)의 상측에는 상기 증발기 케이스(11)내부에서 증발한 냉매가 통과하는 데미스터(demister,30)가 배치될 수 있다.
1 and 2, a demister 30 through which refrigerant evaporated inside the evaporator case 11 may be disposed above the evaporator case 11.

상기와 같이 구성된 본 발명의 제 1실시예에 따른 공기조화시스템의 작용을 설명하면 다음과 같다. Referring to the operation of the air conditioning system according to the first embodiment of the present invention configured as described above are as follows.

먼저, 상기 팽창 장치(2)에서 팽창된 냉매 중 일부는 상기 팽창 냉매유로(6)을 거치고, 상기 냉매 입구(12)를 통해 상기 증발기 케이스(11)의 하부로 유입된다. First, some of the refrigerant expanded in the expansion device 2 passes through the expansion refrigerant passage 6 and flows into the lower portion of the evaporator case 11 through the refrigerant inlet 12.

상기 증발기 케이스(11)의 하부로 유입된 냉매는 상기 냉매 분배기(20)의 분배홀(22)을 통해 상기 복수의 입구측 전열관들(41)에 골고루 분배될 수 있다. The refrigerant introduced into the lower portion of the evaporator case 11 may be evenly distributed to the plurality of inlet-side heat transfer tubes 41 through the distribution holes 22 of the refrigerant distributor 20.

또한, 상기 팽창 장치(2)에서 팽창된 냉매 중 또 다른 일부는 상기 바이패스 유로(54)을 통해 바이패스된다.In addition, another portion of the refrigerant expanded in the expansion device 2 is bypassed through the bypass flow path 54.

상기 바이패스 유로(54)을 통해 바이패스된 냉매는 상기 증발기 케이스(11)의 측면(11a)을 통해 상기 냉매 분사부(50)로 유입된다. The refrigerant bypassed through the bypass flow path 54 is introduced into the refrigerant injection unit 50 through the side surface 11a of the evaporator case 11.

상기 냉매 분사부(50)로 유입된 냉매는 상기 냉매 분사홀(52)을 통해 상기 열교환 유로들(40) 중에서 상기 입구측 전열관(41)을 통과한 열매체가 통과하는 출구측 단위전열관들(42)(43)을 향해 분사된다. The refrigerant flowed into the refrigerant injection unit 50 is the unit heat transfer pipes 42 of the outlet side through which the heat medium passing through the inlet heat transfer pipe 41 in the heat exchange passages 40 passes through the refrigerant injection hole 52. To 43).

따라서, 상기 열교환 유로(40)를 유입된 고온의 열매체는 상기 입구측 전열관(41)을 통과하면서 상기 냉매 분배기(20)를 통해 분배되는 냉매와 1차적으로 열교환을 한 후, 상기 출구측 전열관(42)(43)을 통과하면서 상기 바이패스 유로(54)를 통해 바이패스된 냉매와 2차적으로 열교환을 하게 된다. Therefore, the high temperature heat medium flowing into the heat exchange passage 40 passes through the inlet side heat transfer pipe 41 and primarily exchanges heat with the refrigerant distributed through the refrigerant distributor 20. While passing through the 42 and 43, the second heat exchange is performed with the refrigerant bypassed through the bypass passage 54.

상기 팽창장치(2)에서 팽창된 저온의 냉매를 바이패스시켜, 상기 출구측 전열관(42)(43)을 향해 분사시킴으로써, 상기 출구측 전열관들(42)(43)에서는 저온의 냉매와의 열교환이 한번 더 이루어질 수 있다. 따라서, 상기 출구측 전열관들(42)(43)의 열교환 효율은 냉매를 바이패스시키지 않는 경우보다 향상될 수 있다.
By bypassing the low-temperature refrigerant expanded in the expansion device (2), and sprayed toward the outlet side heat exchanger pipes (42) 43, the heat exchanger tube 42, 43 in the outlet side heat exchanger with the low-temperature refrigerant This can be done once more. Therefore, the heat exchange efficiency of the outlet side heat pipes 42 and 43 may be improved than when the refrigerant is not bypassed.

도 5는 본 발명의 제 2실시예에 따른 공기조화시스템의 증발기와 바이패스 유로가 도시된 도면이다.5 is a diagram illustrating an evaporator and a bypass flow path of an air conditioning system according to a second embodiment of the present invention.

도 5를 참조하면, 본 발명의 제 2실시예에 따른 공기조화시스템은, 상기 증발기 케이스(11)로 유입되기 이전의 냉매를 바이패스하는 바이패스 유로(60)와, 상기 열교환 유로(40)중에서 열매체가 유출되는 출구측 전열관들(42)(43)을 향해 바이패스된 냉매를 분사하는 냉매 분사관(50)을 포함하되, 상기 바이패스 유로(60)는 상기 팽창장치(2)로 유입되기 이전 냉매를 바이패스하도록 구성된 것 이외의 구성 및 작용은 상기 제 1실시예와 동일하므로, 동일 구성에 대해 동일 부호를 사용하고 동일 구성에 따른 상세한 설명은 생략한다. Referring to FIG. 5, an air conditioning system according to a second embodiment of the present invention includes a bypass flow path 60 for bypassing a refrigerant before flowing into the evaporator case 11 and the heat exchange flow path 40. It includes a refrigerant injection pipe 50 for injecting the refrigerant bypassed toward the outlet heat transfer pipes (42, 43) in which the heat medium is discharged, the bypass flow path 60 is introduced into the expansion device (2) Since the configuration and operation other than that configured to bypass the refrigerant before the same is the same as in the first embodiment, the same reference numerals are used for the same configuration, and detailed descriptions according to the same configuration will be omitted.

상기 바이패스 유로(60)의 일단은, 상기 응축기(미도시)에서 응축된 냉매를 상기 팽창 장치(2)로 안내하는 상기 응축 냉매유로(4)에 연결되고, 타단은 상기 증발기 케이스(11)측으로 연결된다. One end of the bypass flow path 60 is connected to the condensation refrigerant flow path 4 for guiding the refrigerant condensed in the condenser (not shown) to the expansion device 2, and the other end thereof is the evaporator case 11. Connected to the side.

상기 바이패스 유로(60)에는 바이패스되는 냉매의 유량과 압력을 조절하는 조절기구가 별도로 설치된다. 상기 조절기구는 바이패스용 팽창장치(62)를 포함하고, 상기 바이패스 유로(60)를 통과하는 냉매를 팽창시켜, 상기 냉매 분사관(50)을 통해 분사되는 냉매의 온도 및 유량을 조절할 수 있다.
The bypass passage 60 is provided with a separate control mechanism for adjusting the flow rate and pressure of the refrigerant to be bypassed. The control mechanism includes a bypass expansion device 62 and expands the refrigerant passing through the bypass flow path 60 to adjust the temperature and flow rate of the refrigerant injected through the refrigerant injection pipe 50. have.

도 6은 본 발명의 제 3실시예에 따른 공기조화시스템의 증발기와 바이패스 유로가 도시된 도면이다.6 is a diagram illustrating an evaporator and a bypass flow path of an air conditioning system according to a third embodiment of the present invention.

도 6을 참조하면, 본 발명의 제 3실시예에 따른 공기조화시스템은, 상기 증발기 케이스(11)로 유입되기 이전의 냉매를 바이패스하는 바이패스 유로(71)(72)와, 상기 열교환 유로(40)중에서 열매체가 유출되는 출구측 전열관들(42)(43)을 향해 바이패스된 냉매를 분사하는 냉매 분사관(50)을 포함하되, 상기 바이패스 유로(71)(72)는 상기 팽창장치(2)로 유입되기 이전 냉매를 바이패스하는 제 1바이패스 유로(71)와, 상기 팽창장치(2)에서 나온 냉매를 바이패스하는 제 2바이패스 유로(72)를 포함하는 것 이외의 구성 및 작용은 상기 제 1실시예와 동일하므로, 동일 구성에 대해 동일 부호를 사용하고 동일 구성에 따른 상세한 설명은 생략한다. Referring to FIG. 6, the air conditioning system according to the third embodiment of the present invention includes a bypass passage 71 and 72 for bypassing a refrigerant before flowing into the evaporator case 11, and the heat exchange passage. Refrigerant injection pipe 50 for injecting the refrigerant bypassed toward the outlet side heat transfer pipes (42) (43) out of the heat medium 40, wherein the bypass flow path (71) (72) is the expansion Other than including a first bypass flow path 71 for bypassing the refrigerant before entering the device 2 and a second bypass flow path 72 for bypassing the refrigerant from the expansion device 2. Since the configuration and operation are the same as in the first embodiment, the same reference numerals are used for the same configuration, and detailed descriptions according to the same configuration are omitted.

상기 제 1바이패스 유로(71)는 상기 응축 냉매유로(4)에 연결되고, 상기 제 2바이패스 유로(72)는 상기 팽창 냉매유로(6)에 연결된다. The first bypass passage 71 is connected to the condensation refrigerant passage 4, and the second bypass passage 72 is connected to the expansion refrigerant passage 6.

상기 제 1바이패스 유로(71)에는 바이패스되는 냉매의 유량과 압력을 조절하는 조절기구가 별도로 설치된다. 상기 조절기구는 바이패스용 팽창장치(74)를 포함하고, 상기 바이패스 유로(71)를 통과하는 냉매를 팽창시켜, 상기 냉매 분사관(50)을 통해 분사되는 냉매의 온도 및 유량을 조절할 수 있다. The first bypass flow path 71 is provided with a separate control mechanism for adjusting the flow rate and pressure of the refrigerant to be bypassed. The regulating mechanism includes a bypass expansion device 74 and expands the refrigerant passing through the bypass flow path 71 to adjust the temperature and flow rate of the refrigerant injected through the refrigerant injection pipe 50. have.

본 실시예에 따른 공기조화시스템은, 상기 출구측 전열관(42)(43)을 통해 유출되는 물 등의 열매체의 온도를 제어하기 위해, 상기 제 1바이패스 유로(71)와 상기 제 2바이패스 유로(72)에 각각 개폐 밸브를 설치하고, 상기 제 1바이패스 유로(71)와 상기 제 2바이패스 유로(72)를 선택적으로 사용하는 것도 가능하다. 또한, 상기 바이패스용 팽창장치(74)의 개도를 제어할 경우, 상기 출구측 전열관들(42)(43)의 열교환율이 달라질 수 있으므로, 상기 출구측 전열관(42)(43)을 통해 유출되는 물의 온도를 요구온도에 적합하게 제어하는 것도 가능하다.
In the air conditioning system according to the present embodiment, the first bypass flow path 71 and the second bypass in order to control the temperature of the heat medium such as water flowing out through the outlet side heat transfer pipes 42 and 43. It is also possible to provide an opening / closing valve in each of the flow passages 72 and to selectively use the first bypass flow passage 71 and the second bypass flow passage 72. In addition, when the opening degree of the bypass expansion device 74 is controlled, the heat exchange rate of the outlet side heat exchanger pipes 42 and 43 may vary, so that it flows out through the outlet heat transfer pipes 42 and 43. It is also possible to control the temperature of the water to be suitable for the required temperature.

2: 팽창 장치 10: 증발기
11: 증발기 케이스 12: 냉매 입구
14: 냉매 출구 20: 냉매 분배기
22: 냉매 분배홀 40: 열교환 유로
41: 입구측 전열관 42,43: 출구측 전열관
50: 냉매 분사관 52: 냉매 분사홀
54: 바이패스 유로2: expansion device 10: evaporator
11: evaporator case 12: refrigerant inlet
14: refrigerant outlet 20: refrigerant distributor
22: refrigerant distribution hole 40: heat exchange path
41: inlet heat exchanger pipe 42,43: outlet heat transfer pipe
50: refrigerant injection pipe 52: refrigerant injection hole
54: Bypass Euro

Claims (12)

액냉매가 채워지는 증발기 케이스와;
상기 증발기 케이스 내부에 배치되고, 냉매와 열교환하는 열매체가 통과하는 열교환 유로와;
상기 증발기 케이스로 유입된 냉매를 상기 열교환 유로 중에서 열매체가 유입되는 입구측 유로를 향해 분배하는 냉매 분배기와;
상기 증발기 케이스로 유입되기 이전 냉매를 바이패스하여, 상기 열교환 유로 중에서 열매체가 유출되는 출구측 유로를 향해 분사하는 냉매 분사수단을 포함하는 공기조화시스템.An evaporator case filled with a liquid refrigerant;
A heat exchange flow path disposed inside the evaporator case and through which a heat medium that exchanges heat with the refrigerant passes;
A refrigerant distributor configured to distribute the refrigerant introduced into the evaporator case toward an inlet side flow path through which a heat medium flows in the heat exchange flow path;
And a refrigerant injection means for bypassing the refrigerant before entering the evaporator case and injecting the refrigerant toward the outlet side flow path through which the heat medium flows out of the heat exchange flow path. 청구항 1에 있어서,
상기 냉매 분사수단은,
상기 증발기 케이스로 유입되기 이전 냉매를 바이패스하는 바이패스 유로와;
상기 증발기 케이스 내부에 배치되고, 상기 바이패스 유로를 통해 바이패스된 냉매를 상기 열교환 유로의 출구측 유로를 향해 분사하는 냉매 분사부를 포함하는 공기조화시스템. The method according to claim 1,
The refrigerant injection means,
Bypass passage for bypassing the refrigerant before entering the evaporator case;
And a refrigerant injector disposed in the evaporator case and configured to inject the refrigerant bypassed through the bypass passage toward the outlet side passage of the heat exchange passage. 청구항 2에 있어서,
상기 공기조화시스템은, 냉매를 팽창하고 상기 증발기 케이스측으로 내보내는 팽창장치를 더 포함하고,
상기 바이패스 유로는 상기 팽창장치에서 나온 냉매를 바이패스하는 공기조화시스템.The method according to claim 2,
The air conditioning system further includes an expansion device for expanding a refrigerant and discharging it to the evaporator case side,
And the bypass flow passage bypasses the refrigerant from the expansion device. 청구항 2에 있어서,
상기 공기조화시스템은, 냉매를 팽창하고 상기 증발기 케이스측으로 내보내는 팽창장치를 더 포함하고,
상기 바이패스 유로는 상기 팽창장치로 유입되기 이전 냉매를 바이패스하고, 상기 바이패스 유로에는 냉매 유량과 압력을 조절하는 조절기구가 별도로 구비되는 공기조화시스템.The method according to claim 2,
The air conditioning system further includes an expansion device for expanding a refrigerant and discharging it to the evaporator case side,
The bypass flow path bypasses the refrigerant before it flows into the expansion device, and the bypass flow path is provided with a separate control mechanism for adjusting the refrigerant flow rate and pressure. 청구항 2에 있어서,
상기 공기조화시스템은, 냉매를 팽창하고 상기 증발기 케이스측으로 내보내는 팽창장치를 더 포함하고,
상기 바이패스 유로는 상기 팽창장치로 유입되기 이전 냉매를 바이패스하는 제 1바이패스 유로와, 상기 팽창장치에서 나온 냉매를 바이패스하는 제 2바이패스 유로를 포함하는 공기조화시스템.The method according to claim 2,
The air conditioning system further includes an expansion device for expanding a refrigerant and discharging it to the evaporator case side,
The bypass passage includes a first bypass passage for bypassing the refrigerant before entering the expansion device, and a second bypass passage for bypassing the refrigerant from the expansion device. 청구항 2에 있어서,
상기 냉매 분사부는,
복수의 냉매 분사홀이 형성되고, 상기 열교환 유로의 길이방향으로 길게 형성된 냉매 분사관을 포함하는 공기조화시스템.The method according to claim 2,
The refrigerant injection unit,
A plurality of refrigerant injection holes are formed, and the air conditioning system including a refrigerant injection tube formed long in the longitudinal direction of the heat exchange passage. 청구항 1에 있어서,
상기 열교환 유로는, 서로 소정간격 이격되고 적층되게 배치된 복수의 전열관들이 직렬 연결된 것이고,
상기 냉매 분사수단은 냉매를 상기 복수의 전열관들을 향해 사방으로 분사하는 냉매 분사부를 포함하는 공기조화시스템. The method according to claim 1,
The heat exchange flow path is a plurality of heat pipes arranged in a predetermined interval spaced apart from each other are connected in series,
The coolant spraying means includes a coolant spraying unit for spraying coolant in all directions toward the plurality of heat transfer tubes. 청구항 7에 있어서,
상기 냉매 분사부는 복수의 냉매 분사홀을 갖고, 상기 전열관들의 길이방향으로 길게 형성된 냉매 분사관을 포함하는 공기조화시스템. The method of claim 7,
The refrigerant injection unit has a plurality of refrigerant injection holes, the air conditioning system including a refrigerant injection tube formed long in the longitudinal direction of the heat transfer tubes. 청구항 7에 있어서,
상기 복수의 전열관들은, 상기 입구측 유로에 해당하는 복수의 입구측 전열관들과, 상기 출구측 유로에 해당하는 복수의 출구측 전열관들을 포함하고,
상기 냉매 분사부는 상기 복수의 출구측 전열관들 사이에 배치되는 공기조화시스템.The method of claim 7,
The plurality of heat transfer tubes may include a plurality of inlet heat transfer tubes corresponding to the inlet side flow paths and a plurality of outlet side heat transfer tubes corresponding to the outlet side flow paths,
And the refrigerant injection unit is disposed between the plurality of outlet side heat transfer tubes. 청구항 9에 있어서,
상기 복수의 입구측 전열관들은 상기 증발기 케이스에서 냉매가 유입되는 냉매 입구측에 배치되고,
상기 복수의 출구측 전열관들은 상기 증발기 케이스에서 냉매가 유출되는 냉매 출구측에 배치되는 공기조화시스템.The method according to claim 9,
The plurality of inlet-side heat transfer tubes are disposed at a refrigerant inlet side through which refrigerant is introduced from the evaporator case.
And the plurality of outlet side heat transfer tubes are disposed at a refrigerant outlet side at which refrigerant flows out of the evaporator case. 청구항 1에 있어서,
상기 냉매 분배기는 복수의 냉매 분배홀이 형성된 패널이고,
상기 냉매 분사수단은 복수의 냉매 분사홀이 형성된 관을 포함하는 공기조화시스템. The method according to claim 1,
The refrigerant distributor is a panel formed with a plurality of refrigerant distribution holes,
The refrigerant injecting means comprises an air conditioning system comprising a plurality of refrigerant injection holes formed. 팽창장치에서 팽창된 냉매가 유입되는 냉매 입구와 증발된 냉매가 유출되는 냉매 출구가 형성되고, 내부에는 냉매액이 채워진 증발기 케이스와;
상기 증발기 케이스 내부에 배치되고, 냉매와 열교환하는 열교환 매체가 통과하는 복수의 열교환 유로들과;
상기 증발기 케이스의 내부에서 상기 냉매 입구측에 배치되어, 상기 냉매 입구를 통해 유입된 냉매를 상기 복수의 열교환 유로들 중에서 상기 냉매 입구측에 배치된 열교환 유로들을 향해 분배하는 냉매 분배기와;
상기 증발기 케이스로 유입되기 이전 냉매를 바이패스하여, 상기 복수의 열교환 유로들 중에서 상기 냉매 출구측에 배치된 열교환 유로들을 향해 분사하는 냉매 분사수단을 포함하는 공기조화 시스템. A refrigerant inlet through which the expanded refrigerant flows into the expansion device and a refrigerant outlet through which the evaporated refrigerant flows out, and an evaporator case filled with the refrigerant liquid therein;
A plurality of heat exchange passages disposed inside the evaporator case and through which a heat exchange medium for exchanging heat with a refrigerant passes;
A refrigerant distributor disposed at the refrigerant inlet side of the evaporator case and distributing the refrigerant introduced through the refrigerant inlet toward heat exchange passages disposed at the refrigerant inlet side among the plurality of heat exchange passages;
And a refrigerant injection means for bypassing the refrigerant before being introduced into the evaporator case and injecting the refrigerant toward the heat exchange passages disposed on the refrigerant outlet side of the plurality of heat exchange passages.
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KR102331964B1 (en) * 2021-05-24 2021-12-01 (주)월드이엔씨 Evaporator of refrigerator

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