KR20130115619A - 응축수를 이용한 에어컨용 실외기 냉각장치 - Google Patents

응축수를 이용한 에어컨용 실외기 냉각장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 응축수를 이용한 에어컨용 실외기 냉각장치에 관한 것으로, 기존의 낙수식 냉각장치에서 응축수가 열교환기의 상부측만 국부적으로 적시게 됨으로써 냉각효율의 향상효과가 미미한 문제점을 해소할 수 있도록 한 것인 바, 실내기에서 발생한 응축수를 응축수 유도배관을 통해 실외기 측으로 유도하여 실외기의 열교환기를 적셔주도록 된 에어컨의 실외기 냉각장치에 있어서; 상기 실외기(30)의 열교환기(32) 상부에는 응축수 유도배관(20)을 통해 공급된 응축수가 저장되는 전도식 버킷(34)이 회동가능하게 설치되고, 상기 전도식 버킷(34)의 하부에는 낙수유도판(36)이 설치되어 실내기(10)에서 공급된 응축수가 전도식 버킷(34)에 일정량 이상 채워지게 되면 전도식 버킷(34)의 무게중심이 불안정한 상태가 되어 순간적으로 뒤집히면서 낙수유도판(36)을 통해 한꺼번에 쏟아져 내려 실외기(30)의 열교환기(32)를 적시도록 되어 있다.

Description

응축수를 이용한 에어컨용 실외기 냉각장치 {A Cooling device for outdoor heat exchanger of air-conditioning unit using condensation water}
본 발명은 분리형 에어컨에서 실내에 설치된 실내기에서 발생하는 응축수를 응축수 유도배관을 통해 실외기 측으로 공급하여 실외기 상부에 설치한 전도식 버킷 위에 채워지도록 하고 전도식 버킷에 응축수가 일정량 이상 채워지게 되면 무게중심의 변화에 의해 버킷이 뒤집어지면서 낙수유도판을 통해 한꺼번에 쏟아져 내리려 실외기의 열교환기(열교환 핀)를 적셔 냉각효율을 향상시킬 수 있도록 한 것이며, 전도식 버킷은 응축수가 채워질 때마다 반복적으로 뒤집어져 열교환기를 적셔줌으로써 런닝코스트가 들지 않고도 열교환기의 냉각효율을 극대화시킬 수 있고, 고온이면서 건조한 날씨에 실내기에서 발생하는 응축수의 양이 적은 경우에는 자동으로 실외기 측으로 수도수가 공급되도록 하여 냉각효율을 향상시킬 수 있도록 한 것이다.
일반적으로 실내기와 실외기로 분리된 분리형 에어컨에서는 실내기에서 발생한 응축수를 호스를 통해 외부로 배출시거나 별도의 양동이에 물을 받아서 버리고 있으며, 실외기에서는 팬을 가동시켜 공냉식으로 열교환기 내부를 흐르는 냉매를 냉각시켜서 다시 실내로 순환공급시키도록 되어 있다.
이와 같은 분리형 에어컨에서 실내기에서 발생하는 응축수를 그대로 흘려보내거나 버리지 않고 실외기 측으로 공급하여 실외기의 열교환효율 즉 냉각효율을 향상시키고자 하는 시도가 오래전부터 이루어져 왔다.
본 출원인이 검색한 바에 의하면 본 발명과 관련된 종래기술로는 특허 제0406047호의 "에어컨의 응축수를 이용한 실외 열교환기 냉각장치", 특허 제0555417호의 "실외기의 응축수 배출구조", 일본공개특허 제2004-190877호의 "공냉식 냉방장치" 등이 개시되어 있는데, 이들은 에어컨의 실내기에서 발생한 응축수를 응축수 연결관을 사용하여 실외기 측으로 공급하여 실외기의 열교환기 하부를 응축수로 적시도록 하거나(특허 제0406047호), 실외기의 열교환기 상부에 설치된 집수탱크로 공급하고 집수탱크에 저장된 응축수는 배출홈을 통해 열교환기 위로 낙수되도록 함으로써 열교환기를 적셔주게 됨으로써 에어컨의 열효율을 향상시킬 수 있도록(특허 제0555417호 및 일본공개특허 제2004-190877호) 되어 있다.
한편, 위와는 다른 방식으로 에어컨의 응축수를 실외기의 열교환기에 분사시키는 스프레이 방식(특허공개 제2000-0040089호, 특허공개 제2000-0040090호 등)도 제안되었다.
한편, 상기한 종래기술에 의한 낙수식 실외기 냉각장치에 있어서는 낙수되는 양이 미미하여 응축수가 열교환기의 상부측만을 적셔주게 됨으로써 전체적인 냉각효율의 향상에는 그다지 효과적이지 못한 단점이 있었으며, 스프레이식 실외기 냉각장치에 있어서는 실외기의 팬을 이용하여 이젝터 방식으로 분사하는 경우에는 분사효율이 떨어져 실질적인 냉각성능의 향상을 도모하는 것이 불가능하였고, 별도의 분사장치를 사용할 경우에는 이 분사장치의 작동을 위한 전력이 추가로 소모되어야 했었으므로 에어컨의 소비전력이 상대적으로 증가하게 되어 런닝코스트가 상승하게 되는 폐단이 발생하게 된다.
본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 부품수의 증가 및 제조비용이 증가하고 런닝코스트가 소요되었던 종래의 스프레이식 실외기 냉각장치의 단점을 해소할 수 있고, 기존의 낙수식 실외기 냉각장치에서 응축수가 열교환기의 상부측만 국부적으로 적시게 됨으로써 냉각효율의 향상효과가 미미한 문제점을 해소할 수 있는 개선된 구조의 낙수식 실외기 냉각장치를 제공하는 데 있다.
상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 실내기에서 발생한 응축수를 응축수 유도배관을 통해 실외기 측으로 유도하여 실외기의 열교환기를 적셔주도록 된 에어컨의 실외기 냉각장치에 있어서; 상기 실외기의 열교환기 상부에는 응축수 유도배관을 통해 공급된 응축수가 저장되는 전도식 버킷이 회동가능하게 설치되고, 상기 전도식 버킷의 하부에는 낙수유도판이 설치되어 실내기에서 공급된 응축수가 전도식 버킷에 일정량 이상 채워지게 되면 전도식 버킷의 무게중심이 불안정한 상태가 되어 순간적으로 뒤집히면서 낙수유도판을 통해 한꺼번에 쏟아져 내려 실외기의 열교환기를 적시도록 한 응축수를 이용한 에어컨용 실외기 냉각장치를 제공한다.
본 발명의 다른 실시 예에서는 고온이면서 건조한 날씨에는 실내기에서 발생하는 응축수의 양이 적으므로 응축수 유도관에 수도관을 접속시켜 수도수가 실외기 측으로 공급되도록 함으로써 냉각효율을 향상시킬 수 있도록 한 응축수를 이용한 에어컨용 실외기 냉각장치를 제공한다.
본 발명은 실내기에서 발생하는 응축수를 이용하되 응축수를 점적식으로 흘려보내지 않고 전도식 버킷 위에 일정량 이상 채워지도록 한 후, 한꺼번에 쏟아지도록 함으로써 열교환기 전체를 적셔줄 수 있도록 함으로써 실외기의 냉각효율을 효과적으로 향상시킬 수 있는 것이며, 고온이면서 건조한 날씨에는 수돗물을 공급하여 실외기의 냉각효율을 향상시킬 수 있도록 함으로써 하절기 분리형 에어컨의 효율을 극대화시킬 수 있는 유용한 효과를 갖는다.
도 1은 본 발명에 의한 실외기 냉각장치의 전체구성을 도시한 사시도,
도 2는 본 발명에 의한 실외기 냉각장치의 실외기를 도시한 사시도,
도 3은 본 발명에 의한 에어컨 실외기의 단면도,
도 4는 본 발명에 의한 에어컨 실외기의 동작상태를 도시한 단면도,
도 5는 본 발명의 다른 실시 예에 의한 실외기 냉각장치의 구성도이다.
이하, 본 발명을 한정하지 않는 바람직한 실시 예를 첨부된 도면에 의하여 상세히 설명하기로 한다.
본 발명의 제 1실시 예에 의한 실외기 냉각장치가 도 1 내지 도 4에 도시되어 있다.
도 1 내지 도 4에 도시된 바와 같이 본 실시 예에서는 실내기(10)에서 발생한 응축수를 응축수 유도배관(20)을 통해 실외기(30) 측으로 유도하여 실외기(30)의 열교환기(32)를 적셔주도록 된 것으로, 상기 실외기(30)의 열교환기(32) 상부에는 응축수 유도배관(20)을 통해 공급된 응축수가 저장되는 전도식 버킷(34)이 회동가능하게 설치되고, 상기 전도식 버킷(34)의 하부에는 낙수유도판(36)이 설치되어 실내기(10)에서 공급된 응축수가 전도식 버킷(34)에 일정량 이상 채워지게 되면 전도식 버킷(34)의 무게중심이 불안정한 상태가 되어 순간적으로 뒤집히면서 응축수가 낙수유도판(36)을 통해 한꺼번에 쏟아져 내려 실외기(30)의 열교환기(32)를 적시도록 되어 있다.
본 발명의 실외기 냉각장치는 기본적으로 실내기에서 발생한 응축수를 실외기 측으로 유도하여 실외기의 열교환기를 적셔줌으로써 증발 잠열에 의한 냉각효율을 향상시키도록 한 원리에 있어서는 기존의 낙수식 실외기 냉각장치와 동일하나, 본 발명에서는 실내에서 공급된 응축수를 전도식 버킷(34)에 일시적으로 저장되도록 하고, 일정량 이상의 응축수가 전도식 버킷(34)에 채워지게 되면 이를 한꺼번에 열교환기(32) 쪽으로 쏟아부어 열교환기의 전 면적을 동시에 적셔줄 수 있도록 함으로써 열교환기(32) 내부를 흐르는 냉매의 냉각효율을 향상시킬 수 있도록 한 점에 특징이 있는 것으로, 기존의 낙수식 실외기 냉각장치는 소량의 응축수가 낙수되는 방식에 불과하여 열교환기의 상부측만을 국부적으로 적셔주게 됨으로써 가시적인 열교환효율의 향상을 도모하지 못하던 단점을 해소할 수 있도록 한 것이다.
본 실시 예에서 상기 전도식 버킷(34)은 도 3의 단면도에서와 같이 역삼각 단면형태로 이루어져 있으며, 길다란 도랑 형태를 이루어 실외기(30)의 열교환기(32)의 좌우 폭에 일치하는 길이로 제작되는 것이 바람직하며, 이 전도식 버킷(34)의 좌우 측면은 막힌 상태이고, 좌우 측면의 하부 측이 회동축(35)에 의해 회동가능하게 설치되어 있어서 전도식 버킷(34)의 내부가 비어있는 경우에는 전도식 버킷(34)이 안정되게 세워져 있는 상태를 이루게 되고, 전도식 버킷(34) 내부에 응축수가 채워지게 되면 점차 무게중심이 위로 올라가게 되면서 불안정해지게 되고 수위가 어느 정도 이상 올라가게 되면 전도성 버킷(34)의 균형이 깨지면서 뒤쪽으로 뒤집히게 되어 응축수가 쏟아지도록 되어 있다.
본 발명에서 상기 전도식 버킷(34)의 무게중심은 도면에는 도시되어 있지 않으나 전도식 버킷(34)의 하부에 무게추를 설치하여 평상시 즉, 물이 채워지지 않은 상태나 물이 적게 채워진 상태에서는 무게중심이 회동축(35)의 하부에 위치함으로써 바르게 서있는 상태를 유지할 수 있고, 전도식 버킷(34)의 내부에 채워지는 응축수의 수위가 일정량 이상 높아지게 되면 응축수의 무게와 무게추의 무게추의 무게에 의한 무게중심이 회동축(35) 위쪽으로 변하게 되면서 전도식 버킷(34)이 뒤쪽으로 뒤집혀 응축수를 비워내게 되는 것이며, 응축수를 비우게 되면 다시 전도식 버킷(34)은 하부의 무게추에 의해 무게중심이 회동축(35)의 아래쪽에 위치하게 됨으로써 다시 응축수를 받을 수 있는 안정적인 상태로 복귀하게 된다.
한편, 상기 전도식 버킷(34)은 투명 케이스(37)의 내부 상측에 설치되는데, 이 투명 케이스(37)는 응축수의 외부 비산을 방지하는 역할을 함과 동시에 이하에 설명되는 낙수 유도판의 기능을 겸하게 된다.
본 실시 예에서 상기 전도식 버킷(34)은 앞으로 쏟아지지 않고 뒤쪽으로만 뒤집히도록 스톱퍼 등을 부가할 수 있으며, 이러한 스톱퍼는 본 발명이 속한 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 자명한 사항이므로 이에 대한 구체적인 설명은 생략한다.
상기 전도식 버킷(34)의 하부에는 후방으로 전도된 전도식 버킷(34)에서 쏟아진 응축수를 1차로 받아서 전방으로 유도하는 1차 낙수 유도판(36a)과, 상기 1차 낙수유도판(36a)의 물을 받아 실외기의 열교환기(32)로 유도하는 2차 낙수 유도판(36b)으로 이루어진 낙수 유도판(36)이 설치되어 있다.
본 실시 예에서 상기 2차 낙수 유도판(36b)은 투명 케이스(37)의 전면에 해당하는데, 이 2차 낙수 유도판(36b)의 하부는 열교환기(32) 쪽으로 응축수를 흘려보낼 수 있도록 원호형으로 벤딩되어 있다.
또, 상기 케이스(37)의 내부에 설치되는 1차 낙수 유도판(36a)은 2차 낙수 유도판(36b)과 반대방향으로 벤딩되어 있어서 뒤쪽으로 뒤집힌 전도식 버킷(34)의 응축수를 2차 낙수 유도판(36b) 쪽으로 방향을 전환시켜주게 된다.
본 실시 예에서 상기 2차 낙수 유도판(36b)은 1차 낙수 유도판(36a)에 비해 상하의 길이가 길게 형성되어 있어 충분한 낙차를 갖고 떨어지도록 함으로써 응축수가 열교환기(32) 쪽으로 힘있게 떨어질 수 있도록 함으로써 열교환기의 내측으로 깊게 확산될 수 있도록 되어 있다.
이와 같이 구성된 본 실시 예의 실외기 냉각장치는 실내기(10)에서 발생한 응축수가 응축수 유도배관(20)을 통해 실외기(30) 측으로 공급되되 공급되는 즉시 열교환기로 흘러내리지 않고 일단은 열교환기(32) 상부에 설치된 전도식 버킷(34)에 채워지게 되며, 전도식 버킷(34) 안에 응축수가 소정량 이상 채워지게 되면 즉, 응축수가 열교환기 전체를 적셔줄 수 있는 정도의 양이 되게 되면 도 4에 도시된 바와 같이 전도성 버킷(34)이 뒤집히면서 한꺼번에 낙수유도판(36)을 통해 열교환기(32) 전체로 확산되어 열교환기 전체를 적셔줄 수 있게 되는 것이며, 열교환기 전체를 적셔준 응축수가 증발하는 것에 의해 열교환기 내부를 통과하는 냉매를 보다 효과적으로 냉각시킬 수 있게 됨으로써 열교환효율을 향상시킬 수 있는 것이며, 이에 의해 런닝코스트의 증가 없이도 에어컨의 냉방효율을 극대화시킬 수 있는 효과를 볼 수 있는 것이다.
도 5에는 본 발명의 제 2실시 예에 의한 에어컨 실외기 냉각장치가 도시되어 있는데, 본 실시 예의 실외기 냉각장치의 구성도 기본적으로는 상술한 제 1실시 예와 동일하나 고온이면서 건조한 기후나 날씨에도 냉각효율을 향상시킬 수 있도록 실내기(10)와 실외기(30) 사이에 연결된 응축수 유도배관(20)에 수도관(수도꼭지)으로 연결된 보조 유도관(22)을 부가하여 고온이면서 건조한 날씨에 응축수의 양이 적은 경우에 대비할 수 있도록 한 것이다.
본 실시 예에서 상기 보조 유도관(22)에는 솔레노이드 밸브(24)가 설치되고, 상기 실내기(10) 측에는 습도센서(12)가 설치되어 실내 습도가 설정치 이하일 경우 실내기(10)에 설치된 제어부(11)에서 상기 솔레노이드 밸브(24)가 개방되도록 제어하여 수도수가 실외기(30) 측으로 공급되도록 하고, 실내 습도가 설정치 이상인 경우에는 다시 솔레노이드 밸브(24)가 폐쇄되어 수도수의 공급을 차단하고 실내기(10)에서 발생한 응축수만을 갖고 실외기의 냉각효율을 향상시킬 수 있도록 한 것이다.
본 실시 예에서 상기 보조 유도관(22)과 솔레노이드 밸브(24)는 각 가정이나 사무실 등 에어컨의 실내기(10) 또는 실외기(30)를 설치하는 위치를 고려하여 실내 또는 실외 측의 적정한 곳에 설치할 수 있으며, 수도관이 없는 현장에서는 별도의 보조 공급수를 공급하기 위한 보조 물탱크 등을 실내 또는 실외에 추가로 설치하여 운용할 수도 있음은 물론이다.
이와 같이 구성된 본 실시 예의 실외기 냉각장치는 고온이면서도 건조한 날씨가 지속되거나 또는 이러한 기후 특성을 갖는 지역에 사용하기 적합하며, 별도의 런닝코스트를 소비하지 않으면서도 실외기를 공냉식 및 수냉식 겸용으로 냉각시킴으로써 실외기의 냉각효율을 극대화시킬 수 있게 되는 것이다.
10 : 실내기 11 : 제어부
12 : 습도센서 20 : 응축수 유도배관
22 : 보조 유도관 24 : 솔레노이드 밸브
30 : 실외기 32 : 열교환기
34 : 전도식 버킷 35 : 회동축
36 : 낙수 유도판 36a : 1차 낙수 유도판
36b : 2차 낙수 유도판 37 : 투명 케이스

Claims (4)

  1. 실내기에서 발생한 응축수를 응축수 유도배관을 통해 실외기 측으로 유도하여 실외기의 열교환기를 적셔주도록 된 에어컨의 실외기 냉각장치에 있어서;
    상기 실외기(30)의 열교환기(32) 상부에는 응축수 유도배관(20)을 통해 공급된 응축수가 저장되는 전도식 버킷(34)이 회동가능하게 설치되고, 상기 전도식 버킷(34)의 하부에는 낙수유도판(36)이 설치되어 실내기(10)에서 공급된 응축수가 전도식 버킷(34)에 일정량 이상 채워지게 되면 전도식 버킷(34)의 무게중심이 불안정한 상태가 되어 순간적으로 뒤집히면서 낙수유도판(36)을 통해 한꺼번에 쏟아져 내려 실외기(30)의 열교환기(32)를 적시도록 된 것을 특징으로 하는 응축수를 이용한 에어컨용 실외기 냉각장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 응축수 유도배관(20)에는 수도관으로 연결된 보조 유도관(22)이 접속되어 수도수가 실외기 측으로 공급될 수 있도록 된 것을 특징으로 하는 응축수를 이용한 에어컨용 실외기 냉각장치.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 전도식 버킷(34)은 역삼각 단면형태로 이루어지고, 후방으로 전도되도록 설치되며, 상기 낙수유도판(36)은 전도식 버킷(34)에서 떨어진 물을 1차로 받아서 전방으로 유도하는 1차 낙수유도판(36a)과, 상기 1차 낙수유도판(36a)의 물을 받아 실외기의 열교환기(32)로 유도하는 2차 낙수유도판(36b)을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 응축수를 이용한 에어컨용 실외기 냉각장치.
  4. 청구항 2에 있어서,
    상기 보조 유도관(22)에는 솔레노이드 밸브(24)가 설치되고, 상기 실내기(10) 측에는 습도센서(12)가 설치되어 실내 습도가 설정치 이하일 경우 상기 솔레노이드 밸브(24)가 개방되도록 하여 수도수가 실외기(30) 측으로 공급되고, 실내 습도가 설정치 이상인 경우에는 솔레노이드 밸브(24)가 폐쇄되어 수도수의 공급을 차단하도록 된 것을 특징으로 하는 응축수를 이용한 에어컨용 실외기 냉각장치.
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