KR20130053752A - 냉난방기의 실외기 냉각 및 가열장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 실외기(10)에 장치되는 열교환기(11) 주위에 분사장치(20)가 설치되어 열교환기(11) 표면에 냉수 또는 온수를 뿌려 주도록 되고, 분사장치(20)에 물을 공급하는 물탱크(33) 내부에 히터(34)가 장치되어, 난방가동시 분사장치(20)를 통해 온수를 열교환기(11)에 분사해주고, 냉방가동시 물탱크(33)의 물 온도에 따라 상수도관(32)의 물이나 집수조(31)의 물을 선택적으로 공급하여 분사장치(20)를 통해 냉수를 열교환기(11)에 분사해 주도록 하므로, 난방가동시 열교환기를 온수가 가열시켜 주어 난방효율을 향상시켜주고, 냉방가동시 비교적 차가운 냉수가 선택되어 열교환기를 냉각시켜 주어 냉방효율을 높여주는 냉난방기의 실외기 냉각 및 가열장치이다.

Description

냉난방기의 실외기 냉각 및 가열장치{Outdoor cooling and heating apparatus air conditioning}
본 발명은 냉난방 겸용 실외기의 냉각 및 가열장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 실외기의 열교환기 표면에 물을 분사하는 노즐을 설치하고, 외부의 온도에 따라 노즐을 통해 열교환기에 찬물을 분사하거나 더운 물을 분사하도록 하여 열교환기의 열교환 효율을 극대화시켜주는 냉난방기의 실외기 냉각 및 가열장치에 관한 것이다.
일반적으로 냉난방 겸용 냉난방기는 실내기와 실외기에 각기 열교환기가 장치되고, 실외기에는 냉매 또는 열매를 고온 고압으로 압축하는 압축기의 출구가 4방밸브를 통해 실외 열교환기에 통하도록 연결되고, 실외 열교환기에 드라이어 및 팽창장치가 연결되며, 압축기의 입구에 4방밸브에 연결되는 어큐뮬레이터가 통하도록 연결된다. 또한, 실내기의 실내 열교환기는 배관의 일단부가 실외기의 팽창장치에 연통되게 연결되고, 배관의 타단부가 4방밸브에 연통되도록 연결되어 있다.
이러한 냉난방 겸용 냉난방기는 냉방의 경우 압축기에서 고온 고압으로 압축한 냉매가 4방밸브를 통해 먼저 실외 열교환기로 이동하여 방열을 하고 팽창장치에 의해 팽창되어 차갑게 냉각된 냉매가 실내 열교환기를 통과하며 실내 공기와 열교환이 이루어지도록 하므로 실내 냉방을 실시하고, 실내 열교환기를 통과한 냉매는 4방밸브를 통해 다시 압축기로 순환하게 된다.
또한, 난방의 경우는 압축기에서 고온 고압으로 압축된 열매가 4방밸브를 통해 실내기의 실내 열교환기로 먼저 이동하여 방열을 실내에서 하도록 하므로 실내 난방을 실시하도록 하고, 실내 열교환기를 통과한 열매가 팽장장치와 실외 열교환기를 거쳐 열교환이 이루어진 후 4방밸브를 통해 다시 압축기로 순환하게 된다.
이러한 냉난방 겸용 냉난방기는 통상적으로 실외기가 건물의 옥상과 같은 실외에 비치되는데, 냉방을 하는 여름철은 실외 온도가 비교적 높기 때문에 더워진 실외기의 열교환기를 냉각시킬 때 냉각 효율이 떨어졌으며, 난방을 하는 겨울철은 실외 온도가 낮아 열매가 응고되어 열매의 흐름이 저하되므로 말미암아 난방효율이 저하되는 등 실외기의 외부 온도 차이에 따라 냉난방효율이 저하되는 문제가 있었다.
본 발명은 외부 온도에 따라 열교환 효율이 가변되는 실외기의 열교환기에 인위적으로 냉각작용이나 가열작용을 해주는 장치를 부가하여 여름철 냉방가동시 열교환기의 방열 효율이 극대화되도록 하고, 겨울철 난방가동시 열교환기의 흡열 효율이 극대화 되도록 하므로 냉난방효율이 저하되는 문제를 해결하고자 한다.
본 발명은 실외기에 장치되는 열교환기 주위에 냉수 또는 온수를 분사할 수 있는 분사장치를 장치하고, 상기 분사장치에 물을 공급하는 물탱크 내부에 히터를 장치하여 난방가동시 물탱크 물이 상기 히터에 의해 가열되도록 하며, 열교환기 하부에 분사된 물이 다시 고이도록 하는 집수조를 장치하여 집수조에 고인 물이 물탱크를 통해 다시 순환 가능하도록 하고, 상수도관이 선택적으로 물탱크에 물을 공급할 수 있도록 장치하여, 난방가동시 분사장치를 통해 온수를 열교환기에 분사해주고, 냉방가동시 물탱크의 물 온도에 따라 상수도관의 물이나 집수조의 물을 선택적으로 공급하여 분사장치를 통해 냉수를 열교환기에 분사해 주도록 한다.
이러한 본 발명은 난방가동시 열교환기를 온수가 가열시켜 주어 난방효율을 향상시켜주고, 냉방가동시 비교적 차가운 냉수가 선택되어 열교환기를 냉각시켜 주어 냉방효율을 높여주게 된다.
도 1은 본 발명 실외기 냉각 및 가열장치의 물순환 경로를 설명하는 개략도
도 2는 본 발명 물탱크의 장치구성과 연결관계를 나타내는 단면도
도 3은 본 발명 실외기에 장치되는 분사장치와 물탱크의 연결관계 및 작동상태를 나타내는 단면도
도 4는 본 발명 실외기의 내부구조 및 분사장치의 작동을 개략적으로 나타내는 설명도
본 발명은 도 1 내지 도 3에 도시되는 바와 같이, 냉난방 겸용 냉난방기의 실외기(10)에 장치되는 열교환기(11) 주위에 설치되어 냉수 또는 온수를 열교환기(11) 표면에 뿌려 주는 분사장치(20)와; 분사장치(20)에 배관으로 연결되어 물을 공급하도록 하는 물탱크(33)가 구비되며, 열교환기(11) 하부에 설치되어 분사된 물을 다시 회수하는 집수조(31) 및 상수도관(32)에 연결되어 선택적으로 물을 물탱크(33)에 보충하도록 하고, 물탱크(33) 내부에는 히터(34)와 수온감지센서(도시생략) 및 수위감지센서(36)가 장치되는 물공급장치(30)와; 물공급장치(30)의 수온감지센서와 히터(34) 및 실외기(10)의 열교환기(11) 주변 온도를 감지하는 외기온도센서(41)에 통전 가능하게 연결되어, 외기온도센서(41)의 감지온도에 따라 냉난방 가동을 선택하고, 난방 가동시 수온감지센서에서 입력되는 온도 값을 연산하여 일정 온도 범위가 되도록 히터(34)에 전원을 인가하므로 발열하는 히터(34)에 의해 물탱크(33) 내부의 물을 가열하며, 냉방 가동시 수온감지센서의 감지 온도가 일정 온도 이상이면 상수도 물이 공급되도록 하고 일정 온도 이하이면 집수조(21)의 물이 순환되도록 제어하는 제어장치(도시생략)로 이루어지는 것을 그 기술적 구성상의 기본 특징으로 한다.
이와 같이 구성되는 본 발명은 외기온도센서(41)에서 입력되는 온도 값에 따라 제어장치에서 냉방과 난방을 선택적으로 작동시키게 되며, 냉방 작동시 물공급장치(30)의 물탱크(33)에 저장된 상온의 물이 분사장치(20)에 의해 열교환기(11) 표면에 분사되도록 하여 열교환기(11)를 냉각시켜 주고, 열교환기(11)에 분사되어 열교환 하고 자연 낙하는 물은 집수조(31)에 모여 다시 물탱크(33)로 순환하게 된다.
또한, 난방 작동시는 제어장치에서 히터(34)에 전원을 인가시켜 발열하도록 하므로 물탱크(33) 내부에 저장된 물이 일정 온도로 가열되도록 하며, 이렇게 가열된 물이 분사장치(20)에 의해 열교환기(11) 표면에 분사되도록 하여 열교환기(11)를 가열시켜 주고, 열교환기(11)에 분사되어 열교환 하고 자연 낙하하는 물은 집수조(31)에 모여 다시 물탱크(33)로 순환하게 된다.
여기에서, 실외기(10)는 도 3과 도 4에 도시되는 바와 같이, 내부 중간에 횡으로 집수조(31)가 설치되어 내부 상부공간에서 열교환기(11) 하단이 집수조(31)의 상면에 경사를 갖고 설치되며, 열교환기(11) 상부 쪽에 냉각팬(12)이 장치되고, 실외기(10) 내부에 온도를 감지하는 외기온도센서(41)가 장치되며, 집수조(31) 하부의 내부 공간에 압축기(13)와 팽창장치(14) 및 어큐뮬레이터(15)가 서로 연통되게 장치되고, 물탱크(33)가 장치된다.
분사장치(20)는 열교환기(11)를 향하여 물을 분사할 수 있도록 된 하나 또는 다수개의 분사기(21)들이 실외기(10) 내부에 설치되는 분사관(23)에 연통되게 장치되고, 물탱크(33)에 배관이 연결되어 물탱크(33)의 물을 압송시키는 분사펌프(22)가 분사기(21)들이 장치되는 분사관(23)에 연통되게 연결되며, 분사관(23) 중간에 밸브가 개폐 가능하게 장치된다.
이러한 분사장치(20)는 제어장치에서 분사펌프(22)를 작동시키면, 물탱크(33)에 저장된 찬물 또는 데워진 물을 분사기(21)들로 압송시켜 열교환기(11) 표면에 물이 분사되도록 하므로 열교환기(11)가 분사되는 물과 열교환 되도록 한다. 즉, 냉방시 찬물이 열교환기(11)를 냉각시켜 주고, 난방시 더운 물이 열교환기(11)를 가열시켜주게 된다.
물공급장치(30)는 도 1 내지 도 4에 도시되는 바와 같이, 물탱크(33) 일측 상부에 공급관(37)이 내부와 통하도록 연결되고, 물탱크(33) 타측 상부에 분사펌프(22)의 배관이 내부에 잠기도록 연결되며, 물탱크(33) 상부에 수위를 감지하는 수위감지센서(36)가 장치되고, 물탱크(33) 내측 하부에 히터(34)가 장치된다.
또한, 공급관(37)은 상수도관(32)과 집수조(31)에 연결되는 공급관(37) 및 빗물이나 상수를 저장해두는 저장조(38)에 연결되는 공급관(37)에 서로 연통되게 연결되며, 상수도관(32)과 집수조(31)의 공급관(37) 및 저장조(38)의 공급관(37) 중간에 장치되는 밸브들이 제어장치에 의해 전기적으로 개폐가 제어되도록 장치된다.
한편, 집수조(31)와 물탱크(33)는 각기 일측 저면에 배수관(35)이 밸브에 의해 개폐 가능하게 장치되고, 상기 배수관들은 각기 저장조(38)에 배수할 수 있도록 연결되며, 집수조(31) 및 저장조(39)에 연결되는 공급관(37) 중간에는 공급펌프(39)가 장치된다.
이러한 물공급장치(30)는 수위감지센서(36)에 의해 물탱크(33) 내부 수위가 감지되어 감지신호가 제어장치에 입력되게 되며, 상기 제어장치에서 입력되는 감지신호 값을 연산하여 물탱크(33) 내부로 물을 공급하는 공급관(37) 중간에 장치되는 밸브를 열거나 닫아 주어 물탱크(33)에 일정 범위의 물이 저장되도록 한다.
또한, 이러한 물공급장치(30)는 저장조(38)의 공급관(37)과 집수조(31)의 공급관(37) 및 상수도관(32) 중간에 장치되는 밸브들이 각기 제어장치에 의해 전기적으로 제어 가능하게 연결되어, 냉방과 난방 선택 조건 또는 열교환기(11) 주위에 장치되는 외기온도센서(41)에서 입력하는 감지 신호 값에 따라 제어장치에서 각 밸브들을 열거나 닫아 물공급원을 선택하게 된다.
한편, 난방가동을 하는 경우는 제어장치에서 히터(34)에 전원을 인가하여 발열하도록 하므로 물탱크(33) 내부에 물이 가열되도록 하고, 물탱크(33) 내부에 저장된 물의 온도는 수온감지센서에 감지되어 그 감지신호가 전기적으로 제어장치제어장치 제어장치에서 입력되는 전기적인 신호를 연산하여 히터(34)로 연결되는 전원을 연결하거나 차단한다.
예를 들어, 냉방가동시 실외기(10)의 온도가 40℃ 이상일 때 저장조(38)의 물을 물탱크(33)로 공급하고, 물탱크(33)의 물을 분사펌프(22)를 통해 분사기(21)에 압송시켜 열교환기(11)의 표면에 분사한다.
또, 난방가동시는 열교환기(11)와 열교환 되었지만 온도를 어느 정도 유지한 상태의 물이 다시 고이는 집수조(31)의 물을 물탱크(33)로 공급하고, 물탱크(33)에서 히터(34)에 의해 80℃로 가열한 다음 분사펌프(22)에 의해 각 분사기(21)로 압송되어 열교환기(11)의 표면에 분사한다.
이때 열교환기(11) 내부에 저온으로 응고되어 흐름이 저하된 열매의 온도를 상승시켜 흐름이 좋게 한다.
10 : 실외기 11 : 열교환기
12 : 냉각팬 13 : 압축기
14 : 팽창장치 15 : 어큐뮬레이터
20 : 분사장치 21 : 분사기
22 : 분사펌프 23: 분사관
30 : 물공급장치 31 : 집수조
32 : 상수도관 33 : 물탱크
34 : 히터 35: 배수관
36 : 수위감지센서 37 : 공급관
38 : 저장조 39 : 공급펌프
41 : 외기온도센서

Claims (8)

  1. 실외기(10)에 장치되는 열교환기(11) 주위에 분사장치(20)가 설치되어 열교환기(11) 표면에 냉수 또는 온수를 뿌려 주도록 되고, 분사장치(20)에 물을 공급하는 물탱크(33) 내부에 히터(34)가 장치되어 난방가동시 물탱크(33) 물이 히터(34)에 의해 가열되도록 하는 것을 특징으로 하는 냉난방기의 실외기 냉각 및 가열장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    실외기(10)는 열교환기(11) 하부에 설치되어 분사된 물을 다시 회수하는 집수조(31)가 물탱크(33)에 연결되어 물이 순환 가능하도록 되는 것을 특징으로 하는 냉난방기의 실외기 냉각 및 가열장치.
  3. 제 1항에 있어서,
    물탱크(33)에 상수를 저장해 두는 저장조(38)가 연결되어 선택적으로 물을 물탱크(33)에 보충할 수 있도록 되는 것을 특징으로 하는 냉난방기의 실외기 냉각 및 가열장치.
  4. 제 1항에 있어서,
    물탱크(33) 내부에는 수위를 제어하도록 하는 수위감지센서(36)가 장치되는 것을 특징으로 하는 냉난방기의 실외기 냉각 및 가열장치.
  5. 제 1항에 있어서,
    물탱크(33) 내부에는 수온감지센서가 장치되는 것을 특징으로 하는 냉난방기의 실외기 냉각 및 가열장치.
  6. 실외기(10)에 장치되는 열교환기(11) 주위에 설치되어 냉수 또는 온수를 열교환기(11) 표면에 뿌려 주는 분사장치(20)와; 분사장치(20)에 연결되어 물을 공급하도록 하는 물탱크(33)가 구비되며, 열교환기(11) 하부에 설치되어 분사된 물을 다시 회수하는 집수조(31) 및 상수도관(32)에 연결되어 선택적으로 물을 물탱크(33)에 보충하도록 하고, 물탱크(33) 내부에는 히터(34)와 수온감지센서(도시생략) 및 수위감지센서(36)가 장치되는 물공급장치(30)와; 물공급장치(30)의 수온감지센서와 히터(34) 및 실외기(10)의 열교환기(11) 주변 온도를 감지하는 외기온도센서(41)에 통전 가능하게 연결되어, 외기온도센서(41)의 감지온도에 따라 냉난방 가동을 선택하고, 난방 가동시 수온감지센서에서 입력되는 온도 값을 연산하여 일정 온도 범위가 되도록 히터(34)에 전원을 인가하므로 발열하는 히터(34)에 의해 물탱크(33) 내부의 물을 가열하며, 냉방 가동시 수온감지센서의 감지 온도가 일정 온도 이상이면 상수도 물이 공급되도록 하고 일정 온도 이하이면 집수조(21)의 물이 순환되도록 제어하며, 수위감지센서(36)로부터 감지신호를 입력받아 집수조(31) 또는 상수도관(32)으로부터 물탱크(33)에 물을 공급하거나 차단하여 수위를 제어하도록 하는 제어장치를 특징으로 하는 냉난방기의 실외기 냉각 및 가열장치.
  7. 제 6항에 있어서,
    집수조(31)와 물탱크(33)는 각기 저면에 배수관이 밸브에 의해 개폐 가능하게 장치되고, 상기 배수관들은 각기 상수를 저장하는 저장조(38)에 배수할 수 있도록 연결되며, 집수조(31) 및 저장조(38)에 연결되는 공급관(37)이 공급펌프(39)를 통해 물탱크(33)에 연결되는 것을 특징으로 하는 냉난방기의 실외기 냉각 및 가열장치.
  8. 제 6항 또는 제 7항에 있어서,
    물탱크(33)에 연결되는 상수도관(32)과 집수조(31)에 연결되는 공급관(37) 및 저장조(38)에 연결되는 공급관(37) 중간에 각기 밸브들이 장치되고, 상기 밸브들이 제어장치에 의해 전기적으로 개폐가 제어되도록 장치되는 것을 특징으로 하는 냉난방기의 실외기 냉각 및 가열장치.
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