KR20130086454A - Heat pump - Google Patents

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KR20130086454A
KR20130086454A KR1020120007265A KR20120007265A KR20130086454A KR 20130086454 A KR20130086454 A KR 20130086454A KR 1020120007265 A KR1020120007265 A KR 1020120007265A KR 20120007265 A KR20120007265 A KR 20120007265A KR 20130086454 A KR20130086454 A KR 20130086454A
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이한춘
이상열
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엘지전자 주식회사
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    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B30/00—Heat pumps
    • F25B30/02—Heat pumps of the compression type
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F1/00—Tubular elements; Assemblies of tubular elements
    • F28F1/10—Tubular elements and assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with projections, with recesses
    • F28F1/12—Tubular elements and assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with projections, with recesses the means being only outside the tubular element
    • F28F1/124—Tubular elements and assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with projections, with recesses the means being only outside the tubular element and being formed of pins

Abstract

PURPOSE: A heat pump is provided to improve pressure loss even when flow patterns in a tube form separated flow. CONSTITUTION: A heat pump comprises a compressor (2), an outdoor heat exchanger (4), an indoor heat exchanger (6), an indoor fan (7), an expansion unit and switching part (10) for heating and cooling. The compressor inhales refrigerants and discharges the refrigerants after the refrigerants are compressed. The outdoor heat exchangers exchanges heat of liquid thermal medium with outdoor air. The indoor heat exchanger is operated by the condenser or evaporator. The indoor fan circulates indoor air to the indoor heat exchanger. The expansion unit expands the refrigerants. The switching part for heating and cooling circulates the refrigerants in order of the compressor, outdoor heat exchanger, expansion unit, and the indoor heat exchanger.

Description

히트 펌프{Heat pump} Heat pump {Heat pump}

본 발명은 히트 펌프에 관한 것으로서, 특히 실내열교환기가 내경이 상이한 튜브의 조합으로 이루어진 히트 펌프에 관한 것이다.The present invention relates to a heat pump, and more particularly, to a heat pump in which an indoor heat exchanger is composed of a combination of tubes having different inner diameters.

일반적으로 히트 펌프는 압축기와 실외열교환기와 팽창기구와 실내열교환기를 포함하여 실내를 냉방 또는 난방하거나 급탕에 이용되는 기기이다.In general, a heat pump is a device used to cool or heat a room, or to supply hot water, including a compressor, an outdoor heat exchanger, an expansion device, and an indoor heat exchanger.

히트 펌프는 냉방 운전시 실외열교환기가 응축기로 기능하고 실내열교환기가 증발기로 기능하고, 난방 운전시 실내열교환기가 응축기로 기능하고 실외열교환기가 증발기로 기능한다. 히트 펌프는 실내기와 실외기로 구성될 수 있다. 실내기는 냉방운전시 차가운 공기를 실내로 공급할 수 있고, 난방 운전시 따뜻한 공기를 실내로 공급할 수 있다.The heat pump functions as an outdoor heat exchanger as a condenser and an indoor heat exchanger as an evaporator in a cooling operation, an indoor heat exchanger as a condenser and an outdoor heat exchanger as an evaporator in a heating operation. The heat pump may be composed of an indoor unit and an outdoor unit. The indoor unit may supply cold air to the room during the cooling operation, and supply warm air to the room during the heating operation.

실내열교환기는 튜브와 핀을 포함할 수 있고, 튜브는 복수개가 연결되어 냉매가 흐를 수 있게 구성될 수 있다. 실내열교환기의 성능을 향상시키기 위해서 튜브 내측을 흐르는 냉매의 열전달계수를 향상시킬 필요가 있고, 이를 위해 튜브 내측에 적정한 유량의 냉매가 흐를 수 있도록 냉매가 통과하는 유로를 적절하게 분지할 수 있고, 이러한 분지는 실내열교환기 성능을 결정하는 중요한 설계 인자이다.The indoor heat exchanger may include a tube and a fin, and a plurality of tubes may be connected to each other so that refrigerant may flow. In order to improve the performance of the indoor heat exchanger, it is necessary to improve the heat transfer coefficient of the refrigerant flowing inside the tube. For this purpose, the flow path through which the refrigerant passes can be appropriately branched to allow the refrigerant to flow at an appropriate flow rate inside the tube. This branching is an important design factor that determines room heat exchanger performance.

종래에는 냉난방 표준성능이 중요하였기 때문에, 표준조건에서의 전체 냉매유량을 고려해 적절히 분지수를 결정하였고, 최근에는 다양한 조건에서의 열교환성능이 중요해지면서 부하가 작은 부분부하의 성능을 향상시키는 것이 요구되고 있다.In the related art, since standard heating and cooling performance was important, the number of branches was appropriately determined in consideration of the total refrigerant flow rate under standard conditions. Recently, heat exchange performance under various conditions is important, and it is required to improve the performance of a small load. have.

종래 기술에 따른 히트 펌프는 표준조건만을 고려하여 실내열교환기를 분지 설계를 하므로, 부분부하시 튜브 내의 유동패턴이 분리유동을 형성하여 열전달계수가 낮은 문제점이 있고, 냉매유량이 작은 부분부하 조건을 고려하여 전체 실내열교환기를 설계할 경우 냉매측 압력손실이 과다하여 전열성능이 낮은 문제점이 있다.Since the heat pump according to the prior art designs the indoor heat exchanger in consideration of only the standard conditions, there is a problem in that the flow pattern in the tube at the partial load forms a separate flow, resulting in a low heat transfer coefficient, and considering a partial load condition with a small refrigerant flow rate. Therefore, when designing the entire indoor heat exchanger, there is a problem that the heat transfer performance is low due to excessive pressure loss on the refrigerant side.

상기한 과제를 해결하기 위한 본 발명에 따른 히트 펌프는 제 1 튜브와 상기 제 1 튜브에 결합되는 제 1 핀을 갖는 제 1 열교환유닛과 상기 제 1 튜브 보다 내경이 작은 제 2 튜브와 상기 제 2 튜브에 결합되는 제 2 핀을 갖는 제 2 열교환유닛을 포함하고, 냉방 운전시 냉매가 상기 제 2 튜브를 통과한 후 상기 제 1 튜브를 통과하며, 난방 운전시 냉매가 상기 제 1 튜브를 통과한 후 상기 제 2 튜브를 통과하는 실내열교환기와; 실내 공기가 상기 제 2 열교환유닛을 통과한 후 제 1 열교환유닛을 통과하게 실내 공기를 유동시키는 실내팬을 포함하고, 상기 제 2 튜브의 내경은 식 1에 의해 결정된다.The heat pump according to the present invention for solving the above problems is a first heat exchange unit having a first fin and a first fin coupled to the first tube and a second tube having a smaller inner diameter than the first tube and the second tube. And a second heat exchange unit having a second fin coupled to the tube, wherein the refrigerant passes through the first tube after passing through the second tube during the cooling operation, and the refrigerant passes through the first tube during the heating operation. An indoor heat exchanger passing through the second tube thereafter; An indoor fan for flowing the indoor air to pass through the first heat exchange unit after the indoor air passes through the second heat exchange unit, the inner diameter of the second tube is determined by the equation (1).

[식 1] [Formula 1]

Figure pat00001
Figure pat00001

여기서, 상기 D2는 상기 제 2 튜브의 내경이고, 상기 D1은 상기 제 1 튜브의 내경이다.Here, D 2 is the inner diameter of the second tube, D 1 is the inner diameter of the first tube.

본 발명은 냉매유량이 작은 부분부하 조건시 실내열교환기 전 영역에서 전열성능이 우수한 냉매의 환상유동을 발생시킬 수 있는 이점이 있다.The present invention has the advantage of generating the annular flow of the refrigerant having excellent heat transfer performance in the entire area of the indoor heat exchanger under the partial load condition of the refrigerant flow rate.

또한, 냉매유량이 많은 표준조건에서의 성능을 유지하면서 부분 부하에서의 냉방성능을 향상시킬 수 있는 이점이 있다. In addition, there is an advantage that can improve the cooling performance at the partial load while maintaining the performance under standard conditions with a large amount of refrigerant flow.

도 1은 본 발명에 따른 히트 펌프 일실시예의 구성도이다.
도 2는 본 발명에 따른 히트 펌프 일실시예의 실내기의 내부가 도시된 단면도,
도 3은 튜브 내측의 분리 유동과 환상 유동을 도시한 단면도,
도 4는 본 발명에 따른 히트 펌프 일실시예의 실내열교환기를 동일 내경의 튜브가 3열 설치된 실내열교환기와 비교 도시한 도이다.
도 5는 본 발명에 따른 히트 펌프 일실시예의 실내열교환기 전열 성능을 동일 내경의 튜브가 3열 설치된 실내열교환기의 전열 성능과 비교한 그래프이며,
도 6은 본 발명에 따른 히트 펌프 일실시예의 실내열교환기 제 2 튜브 외경에 따른 증발 열량을 도시한 도이다.1 is a block diagram of an embodiment of a heat pump according to the present invention.
2 is a cross-sectional view showing the inside of the indoor unit of the heat pump according to the embodiment of the present invention;
3 is a cross-sectional view showing the separation flow and the annular flow inside the tube;
4 is a view showing a heat pump according to an embodiment of the present invention compared with an indoor heat exchanger having three rows of tubes having the same inner diameter.
5 is a graph comparing the heat transfer performance of the indoor heat exchanger heat exchanger of one embodiment of the heat pump according to the present invention with the heat transfer performance of an indoor heat exchanger in which three tubes of the same inner diameter are installed;
6 is a view showing the amount of evaporation heat according to the outer diameter of the second tube of the indoor heat exchanger heat pump according to an embodiment of the present invention.

이하, 본 발명의 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명에 따른 히트 펌프 일실시예의 구성도이다.1 is a block diagram of an embodiment of a heat pump according to the present invention.

도 1을 참조하면, 히트 펌프는 압축기(2)와 실외열교환기(4)와 실내열교환기(6)와 팽창기구(8)와 냉난방 절환부(10)를 포함할 수 있다. Referring to FIG. 1, the heat pump may include a compressor 2, an outdoor heat exchanger 4, an indoor heat exchanger 6, an expansion mechanism 8, and an air conditioning switch 10.

압축기(2)는 냉매를 흡입하여 압축한 후 토출할 수 있다.The compressor 2 may suck and compress the refrigerant and then discharge the refrigerant.

실외열교환기(4)는 실외 공기 또는 액상 열매체를 냉매와 열교환시키는 것이 가능하다. 실외열교환기(4)는 냉방 운전시 압축기(2)에서 압축된 냉매를 응축시키는 응축기로 기능할 수 있고, 난방 운전시 팽창기구(8)에서 팽창된 냉매를 증발시키는 증발기로 기능할 수 있다. 실외열교환기(4)는 실외 공기를 냉매와 열교환시킬 경우, 실외팬(5)에서 유동되는 실외 공기를 냉매와 열교환시킬 수 있다. 실외팬(5)은 실외열교환기(4)와 함께 실외에 위치되어 실외열교환기(4)로 실외 공기를 유동시킬 수 있다.The outdoor heat exchanger 4 can heat-exchange the outdoor air or the liquid heat medium with the refrigerant. The outdoor heat exchanger 4 may function as a condenser for condensing the refrigerant compressed in the compressor 2 during the cooling operation, and may function as an evaporator for evaporating the expanded refrigerant in the expansion mechanism 8 during the heating operation. When the outdoor heat exchanger 4 heats the outdoor air with the refrigerant, the outdoor heat exchanger 4 may heat the outdoor air flowing in the outdoor fan 5 with the refrigerant. The outdoor fan 5 may be located outdoors together with the outdoor heat exchanger 4 to flow outdoor air to the outdoor heat exchanger 4.

실내열교환기(6)는 실내 공기와 냉매를 열교환할 수 있다. 실내열교환기(6)는 냉방 운전시 압축기(2)에서 압축된 냉매를 응축시키는 응축기로 기능할 수 있고, 난방 운전시 팽창기구(8)에서 팽창된 냉매를 증발시키는 증발기로 기능할 수 있다. 실내열교환기(6)는 실내팬(7)에 의해 유동되는 실내 공기를 냉매와 열교환시킬 수 있다. 실내팬(7)은 실내열교환기(6)와 함께 실내에 위치되어 실내열교환기(6)로 실내 공기를 유동시킬 수 있다.The indoor heat exchanger 6 may exchange heat between the indoor air and the refrigerant. The indoor heat exchanger 6 may function as a condenser for condensing the refrigerant compressed in the compressor 2 during the cooling operation, and may function as an evaporator for evaporating the expanded refrigerant in the expansion mechanism 8 during the heating operation. The indoor heat exchanger 6 may heat-exchange the indoor air flowing by the indoor fan 7 with the refrigerant. The indoor fan 7 may be positioned indoors with the indoor heat exchanger 6 to flow indoor air to the indoor heat exchanger 6.

팽창기구(8)는 실외열교환기(4)와 실내열교환기(6) 사이에 설치되어 냉매를 팽창시킬 수 있다.The expansion mechanism 8 may be installed between the outdoor heat exchanger 4 and the indoor heat exchanger 6 to expand the refrigerant.

냉난방 절환부(10)는 냉방 운전이나 제상 운전시 냉매가 압축기(2)와 실외열교환기(4)와 팽창기구(8)와 실내열교환기(6) 순서로 순환되게 할 수 있다. 냉난방 절환부(10)는 난방 운전시 냉매가 압축기(2)와 실내열교환기(6)와 팽창기구(8)와 실외열교환기(4) 순서로 순환되게 할 수 있다.The cooling and heating switching unit 10 may allow the refrigerant to be circulated in the order of the compressor 2, the outdoor heat exchanger 4, the expansion mechanism 8, and the indoor heat exchanger 6 during the cooling operation or the defrosting operation. The heating and cooling switching unit 10 may allow the refrigerant to be circulated in the order of the compressor 2, the indoor heat exchanger 6, the expansion mechanism 8, and the outdoor heat exchanger 4 during the heating operation.

냉난방 절환부(10)는 하나의 사방밸브가 냉매의 유동 방향을 전환시키는 것이 가능하고, 복수개의 개폐밸브가 냉매의 유동 방향을 전환시키는 것도 가능하다.In the air-conditioning switching unit 10, one four-way valve can change the flow direction of the refrigerant, and a plurality of on-off valves can also change the flow direction of the refrigerant.

히트 펌프는 압축기(2)와 실외열교환기(4)와 실외팬(5)과 팽창기구(8)와 유로 절환부(10)가 실외기(O)에 설치될 수 있고, 실내열교환기(6)와 실내팬(7)이 실내기(I)에 설치될 수 있다.The heat pump may include a compressor (2), an outdoor heat exchanger (4), an outdoor fan (5), an expansion mechanism (8), and a flow path switching unit (10) installed in the outdoor unit (O), and the indoor heat exchanger (6). And an indoor fan 7 may be installed in the indoor unit I.

도 2는 본 발명에 따른 히트 펌프 일실시예의 실내기의 내부가 도시된 단면도이고, 도 3은 튜브 내측의 분리 유동과 환상 유동을 도시한 단면도이다.Figure 2 is a cross-sectional view showing the inside of the indoor unit of the heat pump according to an embodiment of the present invention, Figure 3 is a cross-sectional view showing the separation flow and the annular flow inside the tube.

실내기(I)는 실내공기 흡입구(11)와 실내공기 토출구(12)가 형성된 실내기 케이싱(13)을 포함할 수 있다.The indoor unit I may include an indoor unit casing 13 in which an indoor air inlet 11 and an indoor air outlet 12 are formed.

실내열교환기(6)는 실내기 케이싱(13) 내부에 설치될 수 있다.The indoor heat exchanger 6 may be installed inside the indoor unit casing 13.

실내열교환기(6)는 튜브와 핀을 갖는 열교환유닛(16)(18)을 복수개 포함할 수 있다. The indoor heat exchanger 6 may include a plurality of heat exchange units 16 and 18 having tubes and fins.

복수개의 열교환유닛(16)(18)은 제 1 열교환유닛(16)과, 제 2 열교환유닛(18)을 포함할 수 있다. 제 2 열교환유닛(18)은 실내 공기의 유동 방향으로 제 1 열교환유닛(16)의 이전에 설치될 수 있고, 실내 공기는 제 2 열교환유닛(18)을 통과한 후 제 1 열교환유닛(16)을 통과할 수 있다.The plurality of heat exchange units 16 and 18 may include a first heat exchange unit 16 and a second heat exchange unit 18. The second heat exchange unit 18 may be installed before the first heat exchange unit 16 in the flow direction of the indoor air, and the indoor air passes through the second heat exchange unit 18 and then the first heat exchange unit 16. Can pass through

실내팬(7)은 실내 공기가 제 2 열교환유닛(18)을 통과한 후 제 1 열교환유닛(16)을 통과하게 실내 공기를 유동시킬 수 있다. 제 2 열교환유닛(18)은 제 1 열교환유닛(16) 보다 실내공기 흡입구(11)에 더 가깝게 위치될 수 있다.The indoor fan 7 may allow the indoor air to flow through the first heat exchange unit 16 after the indoor air passes through the second heat exchange unit 18. The second heat exchange unit 18 may be located closer to the indoor air inlet 11 than the first heat exchange unit 16.

실내열교환기(6)는 튜브 내측의 냉매 유동이 분리유동(Seperated flow)과 환상유동(Annular flow)으로 구분될 수 있다. 분리 유동은 냉매의 유속이 느린 저건도 영역에서 발생하며, 중력의 영향으로 도 3 (a)에 도시된 바와 같이, 튜브 하부에 액상 냉매가 집중되는 유동이고, 열전달계수가 환상유동에 비해 낮아 전열성능이 나쁘다. 반면에, 환상유동은 도 3 (b)에 도시된 바와 같이, 냉매가 튜브 내부에 고리 형상으로 분포되는 유동이고, 열전달계수가 높으며, 전열성능이 좋다.In the indoor heat exchanger (6), the refrigerant flow inside the tube may be divided into a separated flow and an annular flow. Separation flow occurs in the low-dry region where the flow velocity of the refrigerant is slow, as shown in Figure 3 (a) due to the influence of gravity, the liquid refrigerant is concentrated in the lower tube, the heat transfer coefficient is lower than the cyclic flow The performance is bad. On the other hand, the annular flow is a flow in which the refrigerant is distributed in a ring shape inside the tube, as shown in Figure 3 (b), the heat transfer coefficient is high, the heat transfer performance is good.

실내열교환기(6)는 냉매유량이 많은 표준조건의 냉방 운전시 열전달계수가 높은 환상유동이 주로 발생되지만, 냉매유량이 적은 부분부하 운전의 냉방 운전시 냉매의 유속이 느려 분리유동이 발생되는 구간이 증가할 수 있고, 이 경우 실내열교환기(6)의 열교환 성능은 하락될 수 있다.In the indoor heat exchanger (6), an annular flow with a high heat transfer coefficient is mainly generated in the cooling operation under standard conditions with a large amount of refrigerant flow, but a separation flow is generated due to a slow flow rate of the refrigerant during the cooling operation of a partial load operation with a small refrigerant flow rate This can be increased, in which case the heat exchange performance of the indoor heat exchanger 6 can be reduced.

실내열교환기(6)는 부분부하 운전에서의 열교환 성능을 향상시키기 위해서 적은 냉매유량이 실내열교환기(6)로 흐를 경우에도 튜브 내부에 환상유동을 형성하게 하는 것이 바람직하고, 실내열교환기(6) 중 저건도 영역에 관경이 작은 튜브를 사용하는 것이 바람직하다. 실내열교환기(6)는 전체 영역에 걸쳐 즉, 제 1 열교환유닛(16)과 제 2 열교환유닛(18) 모두에 관경이 작은 튜브를 사용하게 되면, 고건도 영역에서 냉매압력손실이 증가되어 열교환기 성능이 저하된다. 실내열교환기(6)는 냉매유동을 환상유동으로 하면서 냉매압력손실을 최소화하는 튜브의 관경비와 길이비를 갖는 것이 바람직하다.In order to improve the heat exchange performance in the partial load operation, the indoor heat exchanger (6) preferably forms annular flow in the tube even when a small amount of refrigerant flows into the indoor heat exchanger (6). It is preferable to use a tube with a small diameter in the low-drying region. When the indoor heat exchanger (6) uses a tube having a small diameter across the entire area, that is, in both the first heat exchange unit 16 and the second heat exchange unit 18, the refrigerant pressure loss is increased in the high-dry region. Performance is degraded. The indoor heat exchanger 6 preferably has a tube diameter ratio and a length ratio of the tube which minimizes the refrigerant pressure loss while making the refrigerant flow annular flow.

제 1 열교환유닛(16)은 제 1 튜브(22)와 제 1 튜브(22)에 결합되는 제 1 핀(24)을 갖는 핀-튜브형 열교환유닛으로 구성될 수 있다. 제 1 튜브(22)는 제 1 핀(24)에 복수개 배치될 수 있고, 제 1 튜브(22)의 좌우 방향 길이가 길고 제 1 튜브(22)의 수가 많을수록 전열량이 많게 된다. 복수개의 제 1 튜브(22)는 U 밴드로 연결될 수 있다.The first heat exchange unit 16 may be configured as a fin-tube type heat exchange unit having a first tube 22 and a first fin 24 coupled to the first tube 22. The plurality of first tubes 22 may be disposed on the first fins 24. The longer the left and right lengths of the first tubes 22 and the larger the number of the first tubes 22, the greater the amount of heat transfer. The plurality of first tubes 22 may be connected by a U band.

제 2 열교환유닛(18)은 제 1 튜브(22) 보다 내경이 작은 제 2 튜브(32)와 제 2 튜브(32)에 결합되는 제 2 핀(34)을 갖는 핀-튜브형 열교환유닛으로 구성될 수 있다. 제 2 튜브(32)는 제 2 핀(34)에 복수개 배치될 수 있고, 제 2 튜브(32)의 좌우 방향 길이가 길고 제 2 튜브(32)의 수가 많을수록 전열량이 많게 된다. 복수개의 제 2 튜브(32)는 U 밴드로 연결될 수 있다.The second heat exchange unit 18 may be composed of a fin-tube type heat exchange unit having a second tube 32 having a smaller inner diameter than the first tube 22 and a second fin 34 coupled to the second tube 32. Can be. The plurality of second tubes 32 may be disposed on the second fins 34, and the longer the left and right lengths of the second tubes 32 and the larger the number of the second tubes 32, the greater the amount of heat transfer. The plurality of second tubes 32 may be connected by a U band.

실내열교환기(6)는 제 1 열교환유닛(16)의 제 1 튜브(22)와 제 2 열교환유닛(18)의 제 2 튜브(32)가 튜브 연결 유로(미도시)로 연결될 수 있다. 실내열교환기(6)는 냉방 운전시 냉매가 제 2 튜브(32)를 통과한 후 제 1 튜브(22)를 통과하며, 난방 운전시 냉매가 제 1 튜브(22)를 통과한 후 제 2 튜브(32)를 통과할 수 있다. 실내열교환기(6)는 냉방 운전시 제 1 튜브(22)가 저건도 영역이 될 수 있고, 제 2 튜브(32)가 고건도 영역이 될 수 있다.In the indoor heat exchanger 6, the first tube 22 of the first heat exchange unit 16 and the second tube 32 of the second heat exchange unit 18 may be connected to a tube connection flow path (not shown). The indoor heat exchanger (6) passes through the first tube (22) after the refrigerant passes through the second tube (32) during the cooling operation, and passes through the first tube (22) after the refrigerant passes through the second tube (32). Can pass through (32). In the indoor heat exchanger 6, the first tube 22 may be a low dry area and the second tube 32 may be a high dry area during a cooling operation.

실내열교환기(6)는 제 2 튜브(32)가 제 2 핀(34)에 1 열 배치될 수 있고, 제 1 튜브(22)가 제 1 핀(24)에 2 열 이상 배치될 수 있다. 그리고, 실내열교환기(6)는 제 2 튜브(32)가 배치되는 제 2 핀(34)의 높이가 제 1 튜브(22)가 배치되는 제 1 핀(24)의 높이 보다 낮을 수 있다.In the indoor heat exchanger 6, the second tube 32 may be disposed in one row on the second fin 34, and the first tube 22 may be disposed in the first fin 24 in two or more rows. In addition, the indoor heat exchanger 6 may have a height of the second fin 34 on which the second tube 32 is disposed is lower than a height of the first fin 24 on which the first tube 22 is disposed.

실내열교환기(6)는 냉매유동을 환상유동으로 하면서 냉매압력손실을 최소화하는 튜브의 관경비를 갖기 위해서, 제 2 튜브(32)의 내경이 식 1에 의해 결정될 수 있다. In order for the indoor heat exchanger 6 to have the tube diameter ratio of the tube which minimizes the refrigerant pressure loss while making the refrigerant flow annular flow, the inner diameter of the second tube 32 may be determined by Equation 1.

[식 1] [Formula 1]

여기서, D2는 제 2 튜브(32)의 내경이고, D1은 제 1 튜브(22)의 내경이다.Here, D 2 is the inner diameter of the second tube 32 and D 1 is the inner diameter of the first tube 22.

한편, 실내열교환기(6)는 제 2 튜브(32)의 수와 제 2 튜브(32)의 길이가 식 2에 의해 결정될 수 있다.On the other hand, in the indoor heat exchanger 6, the number of the second tubes 32 and the length of the second tubes 32 can be determined by equation (2).

[식 2][Formula 2]

Figure pat00003
Figure pat00003

여기서, N2는 제 2 튜브(32)의 수이고, L2는 제 2 튜브(32)의 길이이며, N1은 제 1 튜브(22)의 수이고, L1은 제 1 튜브(22)의 길이이다.Where N 2 is the number of the second tubes 32, L 2 is the length of the second tubes 32, N 1 is the number of the first tubes 22, and L 1 is the number of the first tubes 22. Is the length of.

제 2 튜브(32)의 수(N2) 및 길이(L2)는 냉매유량이 클 때 냉매압력손실의 증가를 효과적으로 억제할 수 있게 설정될 수 있고, 냉매유량이 작을 때 안정적으로 환상 유동을 확보할 수 있게 설정될 수 있다.
The number N 2 and the length L 2 of the second tube 32 can be set to effectively suppress the increase in the refrigerant pressure loss when the refrigerant flow rate is large, and stably annular flow is stable when the refrigerant flow rate is small. It can be set to be secured.

도 4는 본 발명에 따른 히트 펌프 일실시예의 실내열교환기를 동일 내경의 튜브가 3열 설치된 실내열교환기와 비교 도시한 도이고, 도 5는 본 발명에 따른 히트 펌프 일실시예의 실내열교환기 전열 성능을 동일 내경의 튜브가 3열 설치된 실내열교환기의 전열 성능과 비교한 그래프이며, 도 6은 본 발명에 따른 히트 펌프 일실시예의 실내열교환기 제 2 튜브 외경에 따른 증발 열량을 도시한 도이다.4 is a view showing a heat pump according to an embodiment of the present invention compared with an indoor heat exchanger having three rows of tubes having the same inner diameter, and FIG. 5 is a diagram showing heat exchange performance of an indoor heat exchanger according to an embodiment of the present invention. 6 is a graph comparing the heat transfer performance of an indoor heat exchanger having three rows of tubes having the same inner diameter, and FIG. 6 is a view showing the amount of evaporation heat according to the outer diameter of the second tube of the indoor heat exchanger according to an embodiment of the heat pump according to the present invention.

도 4의 (a)는 동일 내경의 튜브가 3열 설치된 실내열교환기(이하, 3열 실내열교환기라 칭함)의 측면도이고, 도 4의 (b)에는 세경 튜브 1열과 대경 튜브 2열이 설치된 실내열교환기(이하, 세경 튜브 1열과 대경 튜브 2열 실내열교환기라 칭함)의 측면도이다. 도 4의 (a)에 도시된 3열 실내열교환기는 공기와 가장 먼저 열교환되는 최전방열의 튜브 내에 분리 유동이 과다 발생될 수 있는 반면에, 도 4의 (b)에 도시된 세경 튜브 1열과 대경 튜브 2열 실내열교환기는 최전방열의 튜브 내에 분리 유동이 최소화된다.4 (a) is a side view of an indoor heat exchanger (hereinafter, referred to as a three-row indoor heat exchanger) in which three rows of tubes of the same inner diameter are installed, and in FIG. 4 (b), one row of narrow tubes and two rows of large diameter tubes are installed. A side view of a heat exchanger (hereinafter referred to as one row of narrow tubes and two rows of large diameter tubes). While the three-row indoor heat exchanger shown in FIG. 4 (a) may have excessive separation flow in the foremost heat-exchanging tube which is first heat exchanged with air, the first-row narrow tube and the large-diameter tube shown in FIG. The two-row indoor heat exchanger minimizes separation flow in the foremost heat tube.

본 발명에 따른 실내열교환기(6)는 도 5에 도시된 바와 같이, 제 2 튜브(32)의 내경에 따라, 3열 실내열교환기 대비 증발 열량이 105%가 될 수 있고, 3열 실내열교환기 대비 응축 열량이 103%가 될 수 있다. As shown in FIG. 5, the indoor heat exchanger 6 according to the present invention may have an evaporation heat amount of 105% compared to a three heat indoor heat exchanger according to the inner diameter of the second tube 32. The heat of condensation can be 103%.

본 발명에 따른 실내열교환기(6)는 제 2 튜브(32)의 내경이 식 1에 의해 결정될 때, 도 6에 도시된 바와 같이, 증발 열량이 튜브가 동일 외경을 갖는 3열 실내열교환기 대비 102% 이상 발휘할 수 있다.
In the indoor heat exchanger 6 according to the present invention, when the inner diameter of the second tube 32 is determined by Equation 1, as shown in FIG. Can exert 102% or more.

6: 실내열교환기 7: 실내팬
16: 제 1 열교환유닛 18: 제 2 열교환유닛
22: 제 1 튜브 24: 제 1 핀
32: 제 2 튜브 34: 제 2 핀6: indoor heat exchanger 7: indoor fan
16: first heat exchange unit 18: second heat exchange unit
22: first tube 24: first pin
32: second tube 34: second pin

Claims (3)

제 1 튜브와 상기 제 1 튜브에 결합되는 제 1 핀을 갖는 제 1 열교환유닛과 상기 제 1 튜브 보다 내경이 작은 제 2 튜브와 상기 제 2 튜브에 결합되는 제 2 핀을 갖는 제 2 열교환유닛을 포함하고, 냉방 운전시 냉매가 상기 제 2 튜브를 통과한 후 상기 제 1 튜브를 통과하며, 난방 운전시 냉매가 상기 제 1 튜브를 통과한 후 상기 제 2 튜브를 통과하는 실내열교환기와;
실내 공기가 상기 제 2 열교환유닛을 통과한 후 제 1 열교환유닛을 통과하게 실내 공기를 유동시키는 실내팬을 포함하고,
상기 제 2 튜브의 내경은 식 1에 의해 결정되는 히트 펌프.
[식 1]
Figure pat00004

여기서, 상기 D2는 상기 제 2 튜브의 내경이고, 상기 D1은 상기 제 1 튜브의 내경이다.A first heat exchange unit having a first tube and a first fin coupled to the first tube; a second heat exchange unit having a second tube having an inner diameter smaller than the first tube and a second fin coupled to the second tube; And an indoor heat exchanger configured to pass through the first tube after the refrigerant passes through the second tube in a cooling operation, and pass through the second tube after the refrigerant passes through the first tube in a heating operation;
An indoor fan for flowing the indoor air to pass through the first heat exchange unit after the indoor air passes through the second heat exchange unit,
And wherein the inner diameter of the second tube is determined by equation (1).
[Formula 1]
Figure pat00004

Here, D 2 is the inner diameter of the second tube, D 1 is the inner diameter of the first tube. 제 1 튜브와 상기 제 1 튜브에 결합되는 제 1 핀을 갖는 제 1 열교환유닛과 상기 제 1 튜브 보다 내경이 작은 제 2 튜브와 상기 제 2 튜브에 결합되는 제 2 핀을 갖는 제 2 열교환유닛을 포함하고, 냉방 운전시 냉매가 상기 제 2 튜브를 통과한 후 상기 제 1 튜브를 통과하며, 난방 운전시 냉매가 상기 제 1 튜브를 통과한 후 상기 제 2 튜브를 통과하는 실내열교환기와;
실내 공기가 상기 제 2 열교환유닛을 통과한 후 상기 제 1 열교환유닛을 통과하게 실내 공기를 유동시키는 실내팬을 포함하고,
상기 제 1 튜브는 상기 제 1 핀에 2열 설치되고,
상기 제 2 튜브는 상기 제 2 핀에 1열 설치되며,
상기 제 2 튜브의 내경은 식 1에 의해 결정되는 히트 펌프.
[식 1]
Figure pat00005

여기서, 상기 D2는 상기 제 2 튜브의 내경이고, 상기 D1은 상기 제 1 튜브의 내경이다.A first heat exchange unit having a first tube and a first fin coupled to the first tube; a second heat exchange unit having a second tube having an inner diameter smaller than the first tube and a second fin coupled to the second tube; And an indoor heat exchanger configured to pass through the first tube after the refrigerant passes through the second tube in a cooling operation, and pass through the second tube after the refrigerant passes through the first tube in a heating operation;
And an indoor fan for flowing indoor air to pass through the first heat exchange unit after the indoor air passes through the second heat exchange unit.
The first tube is installed in two rows on the first pin,
The second tube is installed in one row on the second pin,
And wherein the inner diameter of the second tube is determined by equation (1).
[Formula 1]
Figure pat00005

Here, D 2 is the inner diameter of the second tube, D 1 is the inner diameter of the first tube. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 제 2 튜브의 수와 제 2 튜브의 길이는 식 2에 의해 결정되는 히트 펌프.
[식 2]
Figure pat00006

여기서, 상기 N2는 상기 제 2 튜브의 수이고, 상기 L2는 상기 제 2 튜브의 길이며, 상기 N1은 상기 제 1 튜브의 수이고, 상기 L1은 상기 제 1 튜브의 길이이다.3. The method according to claim 1 or 2,
Wherein the number of second tubes and the length of the second tubes are determined by equation (2).
[Formula 2]
Figure pat00006

Here, N 2 is the number of the second tube, L 2 is the length of the second tube, N 1 is the number of the first tube, L 1 is the length of the first tube.
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