KR20130031638A - 공기조화기 - Google Patents

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KR20130031638A
KR20130031638A KR1020110095341A KR20110095341A KR20130031638A KR 20130031638 A KR20130031638 A KR 20130031638A KR 1020110095341 A KR1020110095341 A KR 1020110095341A KR 20110095341 A KR20110095341 A KR 20110095341A KR 20130031638 A KR20130031638 A KR 20130031638A
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박용대
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엘지전자 주식회사
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Abstract

본 발명의 공기조화기는 냉매가 흡입되는 흡입관이 설치되고 흡입관 보다 높은 위치에 냉매가 토출되는 토출관이 설치된 압축기와; 흡입관에 연결되어 흡입관으로 냉매를 안내하는 흡입 파이프와; 토출관에 연결되어 토출관에서 토출된 냉매를 안내하는 토출 파이프를 포함하고, 흡입 파이프는 토출 파이프 보다 높이가 낮은 제 1 영역과 토출 파이프 보다 높이가 높은 제 2 영역을 포함하며, 토출 파이프는 제 1 영역 보다 높이가 높은 제 3 영역과, 제 2 영역 보다 높이가 낮은 제 4 영역을 포함하고, 제 4 영역에는 제 2 영역의 표면에서 낙하된 응축수를 받아 제 4 영역을 냉각시키는 응축수 받침대가 배치되어, 흡입 파이프에서 낙하된 응축수에 의해 응축 온도를 낮출수 있으므로 냉동능력이 향상되고 흡입 파이프와 토출 파이프가 접촉될 필요가 없으므로, 흡입 파이프와 토출 파이프의 접촉시 발생될 수 있는 진동에 의한 손상을 방지할 수 있는 이점이 있다.

Description

공기조화기{An air conditioner}
본 발명은 공기조화기에 관한 것으로서, 특히 하부로 냉매가 흡입되어 냉매를 압축하고 상부로 압축된 냉매를 토출하는 압축기를 갖는 공기조화기에 관한 것이다.
일반적으로 공기조화기는 사용자에게 보다 쾌적한 실내 환경을 조성하기 위해 압축기, 응축기, 팽창기구, 증발기로 이루어지는 냉매의 냉동사이클을 이용하여 실내를 냉방 또는 난방시킬 수 있다.
공기조화기는 증발기에서 증발된 냉매를 압축기로 안내하는 흡입파이프와, 압축기에서 압축된 냉매를 안내되는 토출파이프를 포함할 수 있고, 흡입파이프와 토출파이프는 압축기의 서로 다른 위치에 연결될 수 있다.
종래 기술에 따른 공기조화기는 흡입파이프가 압축기의 하부에 연결되고 토출파이프가 압축기의 상부에 연결될 경우, 흡입파이프의 표면에서 생성되어 낙하되는 응축수가 토출파이프의 냉각에 이용되기 어려운 문제점이 있다.
본 발명은 냉매가 흡입되는 흡입관이 설치되고 상기 흡입관 보다 높은 위치에 냉매가 토출되는 토출관이 설치된 압축기와; 상기 흡입관에 연결되어 상기 흡입관으로 냉매를 안내하는 흡입 파이프와; 상기 토출관에 연결되어 상기 토출관에서 토출된 냉매를 안내하는 토출 파이프를 포함하고, 상기 흡입 파이프는 상기 토출 파이프 보다 높이가 낮은 제 1 영역과 상기 토출 파이프 보다 높이가 높은 제 2 영역을 포함하며, 상기 토출 파이프는 상기 제 1 영역 보다 높이가 높은 제 3 영역과, 상기 제 2 영역 보다 높이가 낮은 제 4 영역을 포함하고, 상기 제 4 영역에는 상기 제 2 영역의 표면에서 낙하된 응축수를 받아 상기 제 4 영역을 냉각시키는 응축수 받침대가 배치된다.
본 발명은 흡입 파이프 표면에서 생성된 응축수를 이용하여 토출 파이프를 냉각시킬 수 있으므로, 냉동 성능을 향상시킬 수 있고, 흡입 파이프와 토출 파이프가 접촉된 상태에서 열교환될 필요가 없으므로, 흡입 파이프와 토출 파이프의 접촉시 발생될 수 있는 진동에 의한 손상을 방지할 수 있는 이점이 있다.
도 1은 본 발명에 따른 공기조화기 일실시예의 냉매 흐름이 도시된 구성도,
도 2는 본 발명에 따른 공기조화기 일실시예의 압축기와 흡입 파이프와 토출 파이프가 도시된 측면도,
도 3은 도 2에 도시된 흡입 파이프와 토출 파이프의 횡단면도,
도 4는 도 2에 도시된 흡입 파이프와 토출 파이프가 확대 도시된 종단면도,
도 5는 본 발명에 따른 공기조화기 다른 실시예의 종단면도이다.
이하, 본 발명의 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 공기조화기 일실시예의 냉매 흐름이 도시된 구성도이다.
본 실시예의 공기조화기는 도 1에 도시된 바와 같이, 냉매를 압축하는 압축기(2)와, 압축기(2)에서 압축된 냉매가 응축되는 응축기(4)와, 응축기(4)에서 응축된 냉매가 팽창되는 팽창기구(6)와, 팽창기구(6)에서 팽창된 냉매가 증발되는 증발기(8)를 포함할 수 있다.
압축기(2)에는 증발기(8)와 흡입 파이프(10)로 연결될 수 있고, 증발기(8)에서 증발된 냉매는 흡입 파이프(10)를 통해 압축기(2)로 흡입될 수 있다.
압축기(2)는 응축기(4)와 토출 파이프(11)로 연결될 수 있고, 압축기(2)에서 압축된 냉매를 토출 파이프(11)를 통해 응축기(4)로 안내될 수 있다.
응축기(4)는 냉매와 물을 열교환시켜 물을 가열하는 수냉매 열교환기로 구성될 수 있다. 응축기(4)는 냉매와 실외공기를 열교환시는 공기냉매열교환기로 구성될 수 있다.
응축기(4)는 수냉매 열교환기로 구성되고 수냉매 열교환기와 온수 수요처가 온수 유로로 연결될 경우, 응축기(4)에서 가열된 물이 온수 수요처에서 사용될 수 있고, 공기조화기는 급탕기로 사용될 수 있다.
응축기(4)는 수냉매 열교환기로 구성될 경우, 냉각탑(미도시)와 냉각수 유로로 연결될 수 있고, 냉매가 통과하는 냉매유로와 냉각수가 통과하는 냉각수유로를 포함할 수 있다. 응축기(4)는 압축기(2)에서 압축된 후 냉매유로를 통과한 냉매를 냉각탑에서 냉각된 후 냉각수유로를 통과하는 냉각수와 열교환시킬 수 있다.
응축기(4)는 공기냉매 열교환기로 구성될 경우, 냉매가 통과하는 냉매유로를 포함할 수 있다. 응축기(4)는 실외팬(5)에서 송풍된 실외공기를 냉매유로를 통과하는 냉매와 열교환시킬 수 있다.
응축기(4)는 팽창기구(6)와 응축기-팽창기구 연결 파이프(12)로 연결될 수 있고, 응축기(4)에서 응축된 냉매는 응축기-팽창기구 연결 파이프(12)를 통해 팽창기구(6)로 안내될 수 있다.
팽창기구(6)는 증발기(8)와 팽창기구-증발기 연결 파이프(14)로 연결될 수 있고, 팽창기구(6)에서 팽창된 냉매는 팽창기구-증발기 연결 파이프(14)를 통해 증발기(8)로 안내될 수 있다.
증발기(8)는 냉매를 실내공기와 열교환시키게 설치될 경우 실내를 공조시키는 공기조화기에 사용될 수 있다.
증발기(8)는 냉매와 실내공기를 열교환시켜 실내공기를 냉각시키는 공기냉매 열교환기로 구성될 수 있다.
증발기(8)는 냉매를 물과 열교환시키게 구성될 경우, 냉수 수요처(미도시)로 저온의 물을 공급하는 칠러로 구성될 수 있다.
냉수 수요처는 실내 공기와 실외 공기를 혼합한 후 혼합 공기를 증발기(8)에서 냉각된 저온의 물과 열교환시킨 후 실내로 토출하는 에어 핸들링 유닛(AHU: Air Handing Unit)으로 구성되는 것이 가능하다.
에어 핸들링 유닛은 증발기(8)와 입수 유로(16) 및 출수 유로(18)로 연결되는 물-공기 열교환기와, 물-공기 열교환기로 실내공기와 실외공기의 혼합공기를 송풍시키는 팬을 포함할 수 있다.
냉수 수요처는 실내에 설치되어 실내 공기를 흡입하여 증발기(8)에서 냉각된 저온의 물과 열교환시킨 후 실내로 토출하는 팬 코일 유닛(FCU: Fan Coil Unit)으로 구성되는 것이 가능하다.
팬 코일 유닛은 증발기(8)와 입수 유로(16) 및 출수 유로(18)로 연결되는 코일과, 실내 공기를 코일로 송풍시킨 후 실내로 토출시키는 팬을 포함할 수 있다.
냉수 수요처는 증발기(8)와 입수 유로(16) 및 출수 유로(18)로 연결되는 코일유닛을 포함할수 있고, 실내에 설치되어 실내의 공기를 직접 냉각하거나 가열할 수 있다.
증발기(8)는 입수 유로(16) 및 출수 유로(18)가 연결되고, 냉매와 물을 열교환시켜 물을 냉각시키는 수냉매 열교환기로 구성될 수 있다.
증발기(8)는 수냉매 열교환기로 구성될 경우, 냉매가 통과하는 쉘과, 쉘 내부에 배치되고 물이 통과하는 튜브를 포함하는 쉘-튜브형 열교환기로 구성될 수 있다.
증발기(8)는 수냉매 열교환기로 구성될 경우, 냉매가 통과하는 냉매유로와 물이 통과하는 물 유로가 판상의 전열부재를 사이에 두고 형성되는 판형 열교환기로 구성될 수 있다.
이하, 편의를 위해 응축기(4)는 공기냉매 열교환기로 이루어짐과 아울러 실외팬(5)이 응축기(4)로 실외공기를 송풍시키고, 증발기(8)가 수냉매 열교환기로 이루어짐과 아울러 냉수 수요처와 입수 유로(16) 및 출수 유로(18)로 연결되는 것으로 설명한다.
도 2는 본 발명에 따른 공기조화기 일실시예의 압축기와 흡입 파이프와 토출 파이프가 도시된 측면도이다.
압축기(2)는 흡입 파이프(10)를 통해 냉매를 흡입하고 냉매를 압축한 후 토출 파이프(11)를 통해 토출할 수 있다.
압축기(2)는 냉매가 흡입되는 흡입관(20)이 설치될 수 있고, 냉매가 토출되는 토출관(22)이 설치될 수 있다.
흡입관(20)에는 흡입 파이프(10)가 연결될 수 있고, 토출관(22)에는 토출 파이프(11)가 연결될 수 있다.
압축기(2)는 토출관(22)이 흡입관(20) 보다 높은 위치에 설치될 수 있다.
압축기(2)는 외관을 형성하는 쉘(24)과, 쉘(24)에 설치된 탑 커버(25)와, 쉘(24)을 지지하는 베이스(26)을 포함할 수 있다.
압축기(2)는 냉매를 압축하는 압축부(미도시)와, 압축부를 구동시키는 모터부(미도시)가 배치될 수 있다.
압축기(2)는 쉘(24)에 흡입관(20)이 설치될 수 있고, 탑 커버(25)에 토출관(22)이 설치될 수 있다.
흡입관(20)은 쉘(24)의 외부로 돌출되게 설치될 수 있고 수평하게 설치될 수 있다.
토출관(22)은 탑 커버(25)의 외부로 돌출되게 설치될 수 있고 수평하게 설치될 수 있다.
이하, 흡입 파이프(10)와 토출 파이프(11)에 대해서 상세히 설명한다.
흡입 파이프(10)는 토출 파이프(11) 보다 높이가 낮은 제 1 영역(32)과 토출 파이프(11) 보다 높이가 높은 제 2 영역(34)을 포함할 수 있다.
토출 파이프(11)는 제 1 영역(32) 보다 높이가 높은 제 3 영역(42)과, 제 2 영역(34) 보다 높이가 낮은 제 4 영역(44)을 포함할 수 있다.
흡입 파이프(10)는 제 1 영역(32)과 제 2 영역(34)의 사이에 제 1 영역(32)과 제 2 영역(34)을 잇는 제 5 영역(36)이 제 1 영역(32) 및 제 2 영역(34)과 절곡되게 배치될 수 있다.
토출 파이프(11)는 제 3 영역(42)과 제 4 영역(44)의 사이에 제 3 영역(42)과 제 4 영역(44)을 잇는 제 6 영역(46)이 제 3 영역(42)과 제 4 영역(44)과 절곡되게 배치될 수 있다.
제 4 영역(36)에는 제 2 영역(34)의 표면에서 낙하된 응축수를 받아 제 4 영역(36)을 냉각시키는 응축수 받침대(50)가 배치될 수 있다.
제 4 영역(44)은 제 2 영역(34)의 하측 위치에 제 2 영역(34)과 상하 방향으로 겹치게 배치되는 것이 가능하고, 제 2 영역(34)의 하측 위치 이외에 제 2 영역(34)과 상하 방향으로 겹치지 않게 배치되는 것이 가능하다.
응축수 받침대(50)는 제 2 영역(44) 중 적어도 일부의 하측 위치에 배치될 수 있고, 제 2 영역(34)과 상하 방향으로 겹치게 배치될 수 있다.
도 3은 도 2에 도시된 흡입 파이프와 토출 파이프의 횡단면도이고, 도 4는 도 2에 도시된 흡입 파이프와 토출 파이프가 확대 도시된 종단면도이다.
응축수 받침대(50)는 제 4 영역(44)의 상부에 제 4 영역(44)의 상부와 접촉되게 설치될 수 있다.
응축수 받침대(50)는 압축기(2) 구동시 흡입 파이프(10)와 토출 파이프(11)의 진동을 고려하여, 흡입 파이프(10)와 비접촉되게 설치되는 것이 바람직하고, 흡입 파이프(10)의 하측 위치에 흡입 파이프(10)와 이격되게 위치된다.
응축수 받침대(50)는 제 4 영역(44)의 길이 방향으로 길게 형성되고 제 4 영역(44)의 직경 보다 폭이 넓게 형성될 수 있다.
응축수 받침대(50)는 상면이 개방된 박스 형상으로 형성될 수 있고, 제 4 영역(44)과 접촉되는 하판부(51)와, 하판부(51)에서 돌출된 테두리부(52)를 포함할 수 있다.
하판부(51)는 제 4 영역(44)과 면접촉되는 면접촉부(53)가 형성될 수 있다. 면접촉부(53)는 하판부(51)에 함몰 형성될 수 있다. 면접촉부(53)는 제 4 영역(44)의 적어도 일부를 둘러싸는 형상으로 형성될 수 있다. 면접촉부(53)는 제 4 영역(44)과 같이 길이 방향으로 길게 형성될 수 있다.
응축수 받침대(50)는 제 4 영역(44)의 열을 응축수로 빠르게 전달하도록 열전달율이 높은 금속체로 이루어지는 것이 바람직하다.
응축수 받침대(50)는 응축수를 제 4 영역(44)의 표면으로 배수하는 배수홀(56)이 형성될 수 있다.
배수홀(56)은 제 4 영역(44)의 상측 옆에 위치되게 형성되는 것이 바람직하다. 응축수 받침대(50)로 낙하된 응축수는 응축수 받침대(50)를 통해 제 4 영역(44)의 냉매와 1차적으로 열교환된 후 배수홀(56)을 통해 제 4 영역(44)의 외표면으로 이동되어 제 4 영역(44)의 냉매와 2차적으로 열교환될 수 있다.
이하, 상기와 같이 구성된 본 발명의 작용을 설명하면 다음과 같다.
먼저, 압축기(2)의 구동시, 흡입 파이프(10)의 냉매는 흡입관(20)을 통해 압축기(2)로 흡입되고 압축기(2) 내부에서 압축된 후 토출관(22)으로 토출된다. 토출관(22)으로 토출된 냉매는 토출 파이프(11)로 토출된다.
토출 파이프(11)로 토출된 냉매는 제 3 영역(42)과 제 6 영역(46)과 제 4 영역(44)을 순차적으로 통과한 후 응축기(4)로 유입된다. 응축기(4)로 유입된 냉매는 응축기(4)를 통과하면서 실외공기와 열교환되어 응축된다. 응축기(4)에서 응축된 냉매는 팽창기구(6)에서 팽창된다. 팽창기구(6)에서 팽창된 냉매는 물과 열교환되어 증발기(8)에서 증발된다. 증발기(8)에서 증발된 냉매는 제 2 영역(34)과 제 5 영역(36)과 제 1 영역(32)을 순차적으로 통과한 후 흡입관(20)을 통해 압축기(2)로 흡입된다.
상기와 같은 압축기(2)의 구동시, 흡입 파이프(10)에는 증발기(8)에서 증발된 저온 저압의 냉매가 통과하고, 흡입 파이프(10)의 외표면에는 흡입 파이프(10) 주변 공기 중의 수분이 응축되며, 흡입 파이프(10)의 외표면에 응축된 응축수(W)는 흡입 파이프(10)의 하측으로 낙하된다.
흡입 파이프(10) 중 제 2 영역(32)의 외표면에서 하측으로 낙하된 응축수(W)는 그 하측에 위치하는 응축수 받침대(50)의 내부로 떨어지고, 응축수 받침대(50)를 따라 흐른다.
응축수 받침대(50)는 제 4 영역(44)에 접촉된 상태에서, 응축수(W)와 제 4 영역(44)을 열교환시키고, 제 4 영역(44)은 응축수 받침대(50)로 열을 빼앗기며, 압축기(2)에서 토출된 냉매는 제 4 영역(44)을 통과하면서 온도가 낮아진다.
즉, 공기조화기는 압축기(2)에서 토출된 냉매가 응축수(W)에 의해 냉각되므로, 응축기(4)의 응축온도가 낮아지게 되고, 그로 인해 냉동능력(COP)이 향상되게 된다.
한편, 토출 파이프(11)의 제 4 영역(44)을 통과하는 냉매는 주변의 공기를 가열한다. 토출 파이프(11)의 제 4 영역(44)에 의해 승온된 공기의 열은 흡입 파이프(10)의 제 2 영역(34)으로 전달되고, 흡입 파이프(10)를 통해 압축기(2)로 흡입되는 냉매는 과열 효과가 발생되며, 압축기(2)는 저온 조건인 경우에도 운전의 신뢰성이 확보될 수 있다.
도 5는 본 발명에 따른 공기조화기 다른 실시예의 종단면도이다.
본 실시예에 따른 공기조화기는 제 4 영역(44)이 제 2 영역(34)의 하측 위치에 배치될 수 있고, 제 4 영역(44)은 제 2 영역(34)과 상하 방향으로 겹치게 배치될 수 있다.
제 4 영역(44)은 제 2 영역(34)의 하측 위치에 배치되므로, 본 발명 일실시예의 응축수 받침대(50) 없이, 제 2 영역(34)에서 낙하되는 응축수를 직접 받을 수 있고, 제 2 영역(34)에서 낙하된 응축수(W)는 제 4 영역(44)에 접촉되어 제 4 영역(44)을 냉각시킬 수 있다.
2: 압축기 4: 응축기
6: 팽창기구 8: 증발기
10: 흡입 파이프 11: 토출 파이프
20: 흡입관 22: 토출관
32: 제 1 영역 34: 제 2 영역
36: 제 5 영역 42: 제 3 영역
44: 제 4 영역 46: 제 6 영역
50: 응축수 받침대 51: 하판부
52: 테두리부 53: 면접촉부
56: 배수홀

Claims (9)

  1. 냉매가 흡입되는 흡입관이 설치되고 상기 흡입관 보다 높은 위치에 냉매가 토출되는 토출관이 설치된 압축기와;
    상기 흡입관에 연결되어 상기 흡입관으로 냉매를 안내하는 흡입 파이프와;
    상기 토출관에 연결되어 상기 토출관에서 토출된 냉매를 안내하는 토출 파이프를 포함하고,
    상기 흡입 파이프는 상기 토출 파이프 보다 높이가 낮은 제 1 영역과 상기 토출 파이프 보다 높이가 높은 제 2 영역을 포함하며,
    상기 토출 파이프는 상기 제 1 영역 보다 높이가 높은 제 3 영역과, 상기 제 2 영역 보다 높이가 낮은 제 4 영역을 포함하고,
    상기 제 4 영역에는 상기 제 2 영역의 표면에서 낙하된 응축수를 받아 상기 제 4 영역을 냉각시키는 응축수 받침대가 배치된 공기조화기.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 응축수 받침대는 상기 제 4 영역의 상부에 접촉되게 설치된 공기조화기.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 흡입 파이프와 이격되는 공기조화기.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 응축수 받침대는 상기 제 4 영역의 길이 방향으로 길게 형성되고 상기 제 4 영역의 직경 보다 폭이 넓은 공기조화기.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 응축수 받침대는 상기 제 4 영역과 접촉되는 하판부와, 상기 하판부에서 돌출된 테두리부를 포함하는 공기조화기.
  6. 제 4 항에 있어서,
    상기 하판부는 상기 제 4 영역과 면접촉되는 면접촉부가 형성된 공기조화기.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 응축수 받침대는 상기 응축수를 상기 제 4 영역의 외표면으로 배수하는 배수홀이 형성된 공기조화기.
  8. 냉매가 흡입되는 흡입관이 설치되고 상기 흡입관 보다 높은 위치에 냉매가 토출되는 토출관이 설치된 압축기와;
    상기 흡입관과 증발기를 연결하는 흡입 파이프과;
    상기 토출관과 응축기를 연결하는 토출 파이프를 포함하고,
    상기 흡입 파이프는 상기 토출 파이프 보다 높이가 낮은 제 1 영역과 상기 토출 파이프 보다 높이가 높은 제 2 영역을 포함하며,
    상기 토출 파이프는 상기 제 1 영역 보다 높이가 높은 제 3 영역과, 상기 제 2 영역 보다 높이가 낮은 제 4 영역을 포함하고,
    상기 제 4 영역은 상기 제 2 영역의 하측 위치에 상기 제 2 영역과 상하 방향으로 겹치게 배치되는 공기조화기.
  9. 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 1 영역과 제 2 영역의 사이에는 제 1 영역과 제 2 영역을 잇는 제 5 영역이 제 1 영역 및 제 2 영역과 절곡되게 배치되고,
    상기 제 3 영역과 제 4 영역의 사이에는 제 3 영역과 제 4 영역을 잇는 제 6 영역이 제 3 영역과 제 4 영역과 절곡되게 배치되는 공기조화기.
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