KR20130028455A - 실외기 없는 난방장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 압축기와 응축기의 역활을 수행하는 1열교환기및 팽창변의 역활을 수행하는 모세관, 증발기의 역활을 수행하는 제2열교환기가 실내에 설치되는 케이시에 일체로 구비되는 구성으로 실외가 필요없어 설치가 용이하게 됨은 물론 냉매에 의해 동파 등의 염려가 없는 실외기 없는 난방장치에 관한 것이다.

Description

실외기 없는 난방장치{a heating apparatus without an outside-equipment}

본 발명은 압축기와 응축기의 역활을 수행하는 1열교환기및 팽창변의 역활을 수행하는 모세관유니트, 증발기의 역활을 수행하는 제2열교환기가 실내에 설치되는 케이싱의 내측에 일체로 구비되는 구성으로 실외기가 필요 없어 설치가 용이하게 됨은 물론 냉매에 의해 동파 등의 염려가 없는 실외기 없는 난방장치에 관한 것이다.

히트 펌프는 에어컨의 냉각 사이클에서 냉매의 흐름을 정방향 및 역방향으로 순환시킴으로써 냉방(冷房)과 난방(煖房)을 겸할 수 있는 공기 조절장치의 하나로써 특히 계절에 구애받지 않고 사용할 수 있는 장점에 따라 점차적으로 그 사용영역이 확대되고 있다.

일반적인 히트펌프에 있어서 공냉식 실외측 열교환기가 갖는 열교환 온도범위인 상온 이하로 냉각시킬 수 없는 한계성을 극복하기 위하여 상기 실외측 열교환기의 열교환방식을 수냉식으로 제작하여 사용한 종래의 수냉식 히트펌프를 이용한 냉난방장치가 사용되고 있다.

이와같은 기술과 관련되어 등록특허 제862277호에 히트펌프식 난방기용 복합증발장치의 기술이 제시되고 있으며 그 구성은 도1과 같이, 냉매를 압축하여 고온고압의 기체상태로 냉매를 급송하는 압축기(1)와, 상기 압축기(1)로부터 1차냉매라인을 경유 고온고압상태로 공급된 냉매를 고압의 액상으로 전환하면서 난방에 필요한 열을 팬(2)으로 발산시키는 방열기(3)와, 상기 방열기(3)로부터 상기 압축기(1)에 이르는 회수냉매라인 중에 냉매의 팽창변(4)을 포함하고, 상기 방열기(3)로부터 상기 압축기(1)에 이르는 회수냉매라인 중에 냉매의 팽창변(4)을 포함하는 복합증발기(5)를 설치하여 이루어지되, 상기 복합증발기(5)는 밀폐된 몸체(50)의 내부에 상기 방열기(3)의 연결 냉매라인의 끝부분인 잠열냉매관(52)이 경유하도록 내장 설치하고 상기 몸체(50) 외부로 관통되어 나온 잠열냉매관(52)의 끝부분에는 팽창변 역할을 수행하는 모세관(4)을 설치하며 상기 모세관(4)의 끝부분에는 상기 몸체(50)의 내측으로 길게 연장된 냉매기화관(54)을 아래 끝부분이 개방된 상태로 결합 설치하여 기화된 냉매가스가 큰 체적의 증발기 상부로 급속히 확산 증발되도록 하여 흡수 냉열 발생을 최대한 억제하며 냉매출구(56)를 통하여 압축기(1)로 회수되도록 구성된다.

그러나, 상기와 같은 복합증발장치는, 냉매가 충진되는 복합증발기(5)를 구비하여야 하여 장치가 증가함은 물론 사용되는 냉매의 량이 증가하게 되는 단점이 있는 것이다.

상기와 같은 종래의 문제점들을 개선하기 위한 본 발명의 목적은, 냉매가 관로상을 유동하면서 열교환에 따른 온도편차를 최소화 하는 구성으로 제작이 간편하게 이루어 질 수 있도록 하고, 실외기를 없애 설치가 용이하면서 동파나 냉매의 유동불량에 따른 문제점을 해결할 수 있도록 하며, 운전조건에 따라 압축기에 공급되는 냉매의 상태 조절이 가능토록 하고, 케이싱의 컴팩트한 배치가 가능토록 되어 설치면적을 최소화 할 수 있도록 하는 실외기 없는 난방장치를 제공하는 데 있다.

본 발명은 상기 목적을 달성하기 위하여, 실내에 설치되는 케이싱의 내측에 압축기와 응축기의 역활을 수행하는 1열교환기 및 팽창변의 역활을 수행하는 모세관유니트, 증발기의 역활을 수행하는 제2열교환기가 일체로 구비되는 구성으로 이루어진 실외기 없는 난방장치를 제공한다.

그리고, 본 발명은 제1열교환기와 제2열교환기가 연속하여 설치되는 구성으로 이루어지며, 제2열교환기는 냉매파이프와 냉각핀으로 이루어진 열교환블럭이 그리는 수직방향폭의 내부 일측에 송풍팬이 위치토록 되는 실외기 없는 난방장치를 제공한다.

더하여, 본 발명의 모세관유니트는, 센싱유니트와 이에 연결되는 보조사방변 및 서로다른 면적을 갖는 모세관의 조합으로 이루어진 실외기 없는 난방장치를 제공한다.

이상과 같이 본 발명에 의하면, 냉매가 관로상을 유동하면서 열교환에 따른 온도편차를 최소화 하여 제작이 간편하고, 실외기를 없애 설치가 용이하면서 동파나 냉매의 유동불량에 따른 문제점을 해결하며, 운전조건에 따라 압축기에 공급되는 냉매의 상태 조절이 가능하고, 케이싱의 컴팩트한 배치로 설치면적을 최소화 하는 효과가 있는 것이다.

도1은 종래의 히트펌프를 도시한 회로도이다.
도2는 본 발명에 따른 난방기를 도시한 회로도이다.
도3은 본 발명에 따른 난방기를 도시한 측면도이다.
도4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 난방기를 도시한 측면도이다.

이하, 첨부된 도면에 의거하여 본 발명의 실시예를 상세하게 설명하면 다음과 같다.

도2는 본 발명에 따른 난방기를 도시한 회로도이고, 도3은 본 발명에 따른 난방기를 도시한 측면도이며, 도4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 난방기를 도시한 측면도이다.

본 발명의 난방기(100)는, 압축기(110)와 응축기의 역활을 수행하는 1열교환기(150)및, 보조응축기 또는 보조증발기의 역활을 수행하는 제2열교환기(130) 및 팽창변의 역활을 수행하는 모세관유니트(170)를 냉매가 순환하는 구성을 통하여 난방동작을 수행토록 설치된다.

이때, 상기 압축기(110)의 일측에는 밸브(200)가 구비되어 냉매가 제1교환기(150) 및 수액기(250) 측으로 흐르도록 설치된다.

더하여, 상기 제2열교환기(130)는, 냉매파이프와 냉각핀으로 이루어진 열교환블럭(135)이 차폐블럭(133)의 내측에 밀착되는 구성으로 수직방향의 공기흐름이 가능토록 설치되고, 수직방향으로 공기가 유동할 때 상기 열교환블럭이 그리는 수직방향폭 내부의 적어도 일측에 제1송풍팬(131a)이 위치토록 설치된다.

이때, 상기 열교환블럭(135)은, 저면에 흡입에 의한 공기유동이 가능토록 제2송풍팬(131b)이 배치된다.

한편, 상기 열교환블럭은, 큰폭을 갖는 제2열교환블럭(137)과 적은폭을 갖는 제1열교환블럭(136)으로 구분되는 구성으로 제1열교환블럭의 일측에 케이싱의 후방일측의 흡기그릴(138)을 통한 공기유입이 가능토록 제3송풍팬(131)이 배치된다.

그리고, 상기 모세관유니트(170)는, 온도 및 압력을 측정하는 센싱유니트(171)와 이에 연결되는 보조사방변(173) 및 서로다른 면적을 갖도록 분리설치되는 모세관(170)의 조합으로 이루어진다.

또한, 상기 제1열교환기(150)는, 케이싱의 상부에만 위치한 급기그릴(101b) 및 배기그릴(101a)을 통한 공기유동이 가능토록 제1송풍팬(151)이 배치된다.

다른 한편, 상기 제1열교환기(150)는, 케이싱의 상부 및 하부에 각각 위치한 급기그릴(101b) 및 배기그릴(101a)을 통한 공기유동이 가능토록 제1송풍팬(151)이 배치되는 구성으로 이루어진다.

상기와 같은 구성으로 이루어진 본 발명의 동작을 설명한다.

도2 내지 도4에서 도시한 바와같이 본 발명의 난방기(100)는, 압축기(110)의 동작에 의해 고온고압으로 압축되는 냉매가 제1열교환기(150)에 공급될 때 제1송풍팬(151)에 의해 공급되는 실내의 공기와 열교환 하면서 응축토록 된다.

이때, 상기 제1열교환기(150)는 도2와 같이, 케이싱의 상부측에만 급기그릴(101b) 및 배기그릴(101a)이 배치될 때 공기의 유입측에 제1열교환기(150)가 배치토록 되어 케이싱의 공간활용이 용이하게 된다.

다른 한편, 상기 제1열교환기(150)는 도3과 같이, 케이싱의 상부 및 하부에 각각 급기그릴(101b) 및 배기그릴(101a)이 배치되는 구성으로 공기의 배출측에 제1열교환기(150)가 배치토록 되어 실내의 상부 및 하부공기가 적절하게 유동토록 되어 성층화 현상을 방지하게 된다.

그리고, 상기 제1열교환기(150)를 통과하면서 응축되는 제2열교환기(130)에 공급될 때 제2송풍팬(131)의 동작에 의해 다시 한번 응축토록 한다

이때, 상기 압축기(110)에서 공급되는 고온고압의 냉매가 제1열교환기(150)를 통과하면서 중온중압으로 변화된 후 제2열교환기(130)를 통과하면 중 저온저압으로 변화된다.

즉, 상기와 같은 동작으로 제1열교환기(130)및 제2열교환기(130)가 냉,난방기의 전후측에서 실내공기를 이용하여 열교환할 때 배기되는 공기의 온도차를 최소화 하게 된다.

더하여, 상기 제2열교환기(130)를 통과하면서 완전하게 열량을 전달하지 못한 냉매는 증발기의 역활을 수행하는 모세관유니트(170)를 통과하면서 일반적인 냉각싸이클과 동일한 저온저압으로 변화되어 압축기(110)에 공급토록 된다.

이때, 상기 모세관유니트(170)는, 온도 및 압력을 측정하는 센싱유니트(171)와 이에 연결되는 보조사방변(173) 및 서로다른 면적을 갖도록 분리설치되는 모세관(170)의 조합으로 이루어져 유입되는 냉매의 온도 및 압력에 따라 보조사방변(173)을 개방하여 최적의 모세관(170)을 흐르도록 하여 항상 일정한 온도 및 압력의 유지가 가능토록 된다.

이때, 상기 압축기(110)의 일측에는 사방밸브(200)가 구비되어 냉매가 제1교환기(150) 및 제3열교환기(120)측에 선택적으로 흐르도록 설치되고, 압축기(110)로 유입되는 라인에 수액기(250)가 구비되어 냉매중 액상의 냉매를 최소화 하도록 한다.

더하여, 상기 제2열교환기(130)는 도2에서와 같이, 냉매파이프와 냉각핀으로 이루어진 열교환블럭(135)의 수직방향으로 공기가 유동하면서 열교환토록 설치될 때 그 상부및 하부에 제1,2송풍팬(131a)(131b)이 각각 배치되어 공기의 신속한 유동이 가능하게 된다.

한편, 상기 열교환블럭은 도3에서와 같이 큰폭을 갖는 제2열교환블럭(137)과 적은폭을 갖는 제1열교환블럭(136)으로 구분되어 수직방향에 적층설치되는 구성으로 적은폭의 제1열교환블럭의 일측에 제2송풍팬(131)이 배치될 때 큰 폭의 제2열교환블럭과 실질적으로 동일한 폭을 형성토록 하는 구성으로 공기의 신속한 유동이 가능함은 물론 적은두께의 열교환블럭의 측면에 송풍팬이 위치하여 컴팩트한 구조의 구현이 가능토록 되는 것이다.

100...난방기 110...압축기
130...제2열교환기 170...모세관유니트
200...사방밸브 250...수액기

Claims (4)

1. 압축기(110)와 응축기의 역활을 수행하는 1열교환기(150)및 보조응축기 또는 보조증발기의 역활을 수행하는 제2열교환기(130) 및 팽창변의 역활을 수행하는 모세관유니트(170)를 냉매가 순환하는 구성을 통하여 난방동작을 수행토록 설치되고,
   상기 압축기(110)의 일측에는 밸브(200)가 구비되어 냉매가 제1교환기(150) 및 수액기(250)로 흐르도록 설치되는 실외기 없는 난방장치
2. 제1항에 있어서, 상기 모세관유니트(170)는, 온도 및 압력을 측정하는 센싱유니트(171)와 이에 연결되는 보조사방변(173) 및 서로다른 면적을 갖도록 분리설치되는 모세관(170)의 조합으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 실외기 없는 난방장치
3. 제1항에 있어서, 상기 제2열교환기(130)는, 냉매파이프와 냉각핀으로 이루어진 열교환블럭(135)의 수직방향 또는 수평방향으로 공기가 유동할 때 상기 열교환블럭이 그리는 수직방향폭 내부의 적어도 일측에 송풍팬이 위치토록 설치되는 것을 특징으로 하는 실외기 없는 난방장치
4. 제1항에 있어서, 상기 제2열교환기는, 열교환블럭은 큰폭을 갖는 제2열교환블럭(137)과 적은폭을 갖는 제1열교환블럭(136)으로 구분되는 구성으로 제1열교환블럭의 일측에 제3송풍팬(131)이 배치되는 것을 특징으로 하는 실외기 없는 난방장치

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