KR20140013697A

KR20140013697A - 실외 열교환기

Info

Publication number: KR20140013697A
Application number: KR1020120081815A
Authority: KR
Inventors: 김동휘; 서경원; 박준성; 심재훈
Original assignee: 엘지전자 주식회사
Priority date: 2012-07-26
Filing date: 2012-07-26
Publication date: 2014-02-05
Also published as: KR101425042B1

Abstract

본 발명의 실시예에 따른 실외 열교환기는, 공기조화기에 포함되어 냉방운전 시 응축기로 작용되고 난방운전시 증발기로 작용되는 실외 열교환기에 있어서, 상기 실외 열교환기는 공기와 열교환하고 내부에 냉매가 통과하는 냉매통과부를 구비하는 적어도 2개 이상의 열교환부를 포함하고, 냉방운전 시 압축기를 통과한 냉매가 먼저 통과하는 열교환부의 냉매통과부의 단면적은 압축기를 통과한 냉매가 나중에 통과하는 열교환부의 냉매통과부의 단면적보다 크게 형성된다.

Description

실외 열교환기 {Outdoor heat exchanger}

본 발명은 실외 열교환기에 관한 것으로, 보다 상세하게는 열교환 능력이 향상된 실외 열교환기에 관한 것이다.

일반적으로 공기조화기는 압축기, 실외열교환기, 팽창밸브 및 실내 열교환기를 포함하는 냉동 사이클을 이용하여 실내를 냉방 또는 난방시키는 장치이다. 즉 실내를 냉방시키는 냉방기, 실내를 난방시키는 난방기로 구성될 수 있다. 그리고 실내를 냉방 또는 난방시키는 냉난방 겸용 공기조화기로 구성될 수도 있다.

상기 공기조화기가 냉난방 겸용 공기조화기로 구성되는 경우, 냉방운전과 난방운전에 따라 압축기에서 압축된 냉매의 유로를 바꾸는 사방밸브를 포함하여 구성된다. 즉 냉방운전 시 압축기에서 압축된 냉매는 사방밸브를 통과하여 실외열교환기로 유동을 하고 실외열교환기는 응축기 역할을 한다. 그리고, 실외열교환기에서 응축된 냉매는 팽창밸브에서 팽창된 후, 실내열교환기로 유입된다. 이 때, 실내열교환기는 증발기로 작용을 하게 되고, 실내열교환기에서 증발된 냉매는 다시 사방밸브를 통과하여 압축기로 유입된다.

한편, 난방운전시 압축기에서 압축된 냉매는 사방밸브를 통과하여 실내열교환기로 유동을 하고 실내열교환기는 응축기 역할을 한다. 그리고, 실내열교환기에서 응축된 냉매는 팽창밸브에서 팽창된 후, 실외열교환기로 유입된다. 이때 실외열교환기는 증발기로 작용을 하게 되고, 실외열교환기에서 증발된 냉매는 다시 사방밸브를 통과하여 압축기로 유입된다.

본 발명이 해결하고자 하는 과제는 냉방 운전시와 난방 운전시 냉매의 유로가 가변되는 실외 열교환기를 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 과제는 난방 운전시 냉매와 공기의 열교환을 줄이고 냉방 운전시 냉매와 공기의 열교환을 늘이는 실외 열교환기를 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 과제는 열교환량 및 효율이 향상된 실외 열교환기를 제공하는 것이다.

상기 과제를 달성하기 위하여, 본 발명의 실시예에 따른 실외 열교환기는, 공기조화기에 포함되어 냉방운전 시 응축기로 작용되고 난방운전시 증발기로 작용되는 실외 열교환기에 있어서, 상기 실외 열교환기는 공기와 열교환하고 내부에 냉매가 통과하는 냉매통과부를 구비하는 적어도 2개 이상의 열교환부를 포함하고, 냉방운전 시 압축기를 통과한 냉매가 먼저 통과하는 열교환부의 냉매통과부의 단면적은 압축기를 통과한 냉매가 나중에 통과하는 열교환부의 냉매통과부의 단면적보다 크게 형성된다.

본 발명의 실외 열교환기에 따르면 다음과 같은 효과가 하나 혹은 그 이상 있다.

압축기에서 압축된 냉매가 먼저 통과하는 열교환부의 냉매튜브 단면적을 크게 하여서 공기와 냉매가 열교환할 수 있는 충분한 시간을 가질 수 있음으로 열교환량이 증가하는 이점이 있다.

압축기에서 압축된 냉매가 나중에 통과하는 열교환부의 냉매튜브 단면적을 줄여서, 이미 열교환된 액상냉매가 열교환부 내에서 지체하여서 실외 열교환기의 열교환량이 감소하는 것을 방지하는 이점이 있다.

열교환되는 공기의 유동속도 가 큰 곳에 큰 열교환 량을 가지는 열교환부를 배치시켜서, 실외 열교환기의 열교환 능력을 향상시키고, 공기 조화기의 효율도 상승시킬 수 있는 이점이 있다.

또한, 냉방 운전시와 난방 운전시 냉매의 유로가 가변되는 장점이 있다.

또한,,　난방 운전시 냉매와 공기의 열교환을 줄이고 냉방 운전시 냉매와 공기의 열교환을 늘여 효율을 극대화하는 장점도 있다.

본 발명의 효과들은 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 청구범위의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 공기조화기의 구성도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 실외 열교환기의 구성도이다.
도 3은 도 2의 실외 열교환기 내의 공기 유동 속도에 관한 그래프이다.
도 4는 냉방운전 시의 도 2의 실외 열교환기의 동작 상태를 나타내는 동작도이다.
도 5는 난방운전 시의 도 2의 실외 열교환기의 동작 상태를 나타내는 동작도이다.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.

공간적으로 상대적인 용어인 "아래(below)", "아래(beneath)", "하부(lower)", "위(above)", "상부(upper)" 등은 도면에 도시되어 있는 바와 같이 하나의 구성 요소들과 다른 구성 요소들과의 상관관계를 용이하게 기술하기 위해 사용될 수 있다. 공간적으로 상대적인 용어는 도면에 도시되어 있는 방향에 더하여 사용시 또는 동작 시 구성요소의 서로 다른 방향을 포함하는 용어로 이해되어야 한다. 예를 들면, 도면에 도시되어 있는 구성요소를 뒤집을 경우, 다른 구성요소의 "아래(below)"또는 "아래(beneath)"로 기술된 구성요소는 다른 구성요소의 "위(above)"에 놓여질 수 있다. 따라서, 예시적인 용어인 "아래"는 아래와 위의 방향을 모두 포함할 수 있다. 구성요소는 다른 방향으로도 배향될 수 있고, 이에 따라 공간적으로 상대적인 용어들은 배향에 따라 해석될 수 있다.

본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소, 단계 및/또는 동작은 하나 이상의 다른 구성요소, 단계 및/또는 동작의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.

다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않은 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.

도면에서 각 구성요소의 두께나 크기는 설명의 편의 및 명확성을 위하여 과장되거나 생략되거나 또는 개략적으로 도시되었다. 또한 각 구성요소의 크기와 면적은 실제크기나 면적을 전적으로 반영하는 것은 아니다.

또한, 실시예의 구조를 설명하는 과정에서 언급하는 각도와 방향은 도면에 기재된 것을 기준으로 한다. 명세서에서 실시예를 이루는 구조에 대한 설명에서, 각도에 대한 기준점과 위치관계를 명확히 언급하지 않은 경우, 관련 도면을 참조하도록 한다.

이하, 본 발명의 실시예들에 의하여 실외 열교환기를 설명하기 위한 도면들을 참고하여 본 발명에 대해 설명하도록 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 공기조화기의 구성도이다.

본 발명의 일 실시예에 따른 공기조화기는, 실외기(OU) 및 실내기(IU)를 포함한다.

실외기(OU)는, 압축기(110), 실외 열교환기(140), 과냉각기(180)를 포함한다. 공기조화기는 1개 또는 복수의 실외기(OU)를 포함할 수 있다.

압축기(110)는 유입되는 저온 저압의 냉매를 고온 고압의 냉매로 압축시킨다. 압축기(110)는 다양한 구조가 적용될 수 있으며, 인버터형 압축기 또는 정속 압축기가 채택될 수 있다. 압축기(110)의 토출배관(161) 상에는 토출 온도 센서(171) 및 토출 압력 센서(151)가 설치된다. 또한, 압축기(110)의 흡입배관(162) 상에는 흡입 온도 센서(175) 및 흡입 압력 센서(154)가 설치된다.

실외기(OU)는 1개의 압축기(110)를 포함하지만, 본 발명은 이에 한정되지 않고, 실외기(OU)가 복수 개의 압축기들을 포함할 수 있으며, 인버터형 압축기 및 정속 압축기를 함께 포함할 수 있다.

압축기(110)에 액상의 냉매가 유입되는 것을 방지하도록, 압축기(110)의 흡입배관(162)에는 어큐뮬레이터(187)가 설치될 수 있다. 압축기(110)에서 토출된 냉매 중 오일을 회수하도록 압축기(110)의 토출배관(161)에는 오일분리기(113)가 설치될 수 있다.

사방밸브(160)는 냉난방 절환을 위한 유로 절환 밸브로서, 압축기(110)에서 압축된 냉매를 냉방 운전시 실외 열교환기(140)로 안내하고, 난방 운전시 실내 열교환기(120)로 안내한다. 사방밸브(160)는 냉방 운전시 A 상태이며, 난방 운전시 B 상태이다.

실외 열교환기(140)는 실외 공간에 배치되며, 실외 열교환기(140)를 통과하는 냉매가 실외 공기와 열교환을 한다. 실외 열교환기(140)는 냉방 운전 시 응축기로 작용하고, 난방 운전 시 증발기로 작용한다.

실외 열교환기(140)는 제 1 유입배관(166)과 연결되어 액관(165)을 통하여 실내기(IU)와 연결된다. 실외 열교환기(140)는 제 2 유입배관(167)과 연결되어 사방밸브(160)과 연결된다.

과냉각기(180)는 과냉용 열교환기(184), 제2바이패스 배관(181), 과냉 팽창 밸브(182) 및 배출 배관(185)을 포함한다. 과냉용 열교환기(184)는 제 1 유입배관(166) 상에 배치된다. 냉방 운전 시, 제2바이패스 배관(181)은 과냉용 열교환기(184)로부터 토출되는 냉매를 바이패스 시켜서 과냉 팽창 밸브(182)로 유입시키는 기능을 수행한다.

과냉 팽창 밸브(182)는 제2바이패스 배관(181) 상에는 배치되어, 제2바이패스 배관(181)으로 유입되는 액상의 냉매를 교축시켜서, 냉매의 압력 및 온도를 낮춘 후, 과냉용 열교환기(184)로 유입시킨다. 과냉 팽창 밸브(182)는 다양한 종류가 이용될 수 있으며 사용의 편의성을 위하여 선형 팽창 밸브(Linear expansion valve)가 이용될 수 있다. 제2바이패스 배관(181) 상에는 과냉 팽창 밸브(182)에서 교축된 냉매의 온도를 측정하는 과냉 온도 센서(183)가 설치된다.

냉방 운전 시, 실외 열교환기(140)를 거친 응축 냉매가 제2바이패스 배관(181)을 통하여 유입된 저온의 냉매와 과냉용 열교환기(184)에서 열교환하여 과냉된 후 실내기(IU)로 유동한다.

제2바이패스 배관(181)을 통과한 냉매는 과냉 열교환기(184)에서 열교환 후, 배출 배관(185)을 통하여 어큐뮬레이터(187)로 유입된다. 배출 배관(185) 상에는 어큐뮬레이터(187)로 유입되는 냉매의 온도를 측정하는 배출 배관 온도 센서(178)가 설치된다.

과냉각기(180)와 실내기(IU)를 연결하는 액관(165) 상에는 액관 온도 센서(174) 및 액관 압력 센서(156)가 설치된다.

본 발명의 일 실시예에 따른 공기조화기에서 실내기(IU)는, 실내 열교환기(120), 실내 송풍기(125) 및 실내 팽창 밸브(131)를 포함한다. 공기조화기는 1개 또는 복수의 실내기(IU)를 포함할 수 있다.

실내 열교환기(120)는 실내 공간에 배치되어 실내 열교환기(120)를 통과하는 냉매는 실내 공기와 열교환을 한다. 실내 열교환기(120)는 냉방 운전 시 증발기로 작용하고, 난방 운전 시 응축기로 작용한다. 실내 열교환기(120)에는 실내 온도를 측정하는 실내 온도 센서(176)가 설치된다.

실내 팽창 밸브(131)는 냉방 운전 시 유입되는 냉매를 교축하는 장치이다. 실내 팽창 밸브(131)는 실내기(IU)의 실내 입구 배관(163)에 설치된다. 실내 팽창 밸브(131)는 다양한 종류가 이용될 수 있으며 사용의 편의성을 위하여 선형 팽창 밸브(Linear expansion valve)가 이용될 수 있다. 실내 팽창 밸브(131)는 냉방 운전 시 설정된 개도로 개방되며, 난방 운전시 완전 개방되는 것이 바람직하다.

실내 입구 배관(163) 상에는 실내 입구 배관 온도 센서(173)가 설치된다. 실내 입구 배관 온도 센서(173)는 실내 열교환기(120)와 실내 팽창 밸브(131) 사이에 설치될 수 있다. 또한, 실내 출구 배관(164) 상에는 실내 출구 배관 온도 센서(172)가 설치된다.

상술한 공기조화기의 냉방 운전시 냉매의 흐름은 다음과 같다.

압축기(110)로부터 토출된 고온 고압의 기상 냉매는, 사방밸브(160)를 거쳐 제 2 유입배관(167)을 통하여 실외 열교환기(140)로 유입된다. 실외 열교환기(140)에서 냉매는 실외 공기와 열교환되어 응축한다. 실외 열교환기(140)로부터 유출되는 냉매는 제 1 유입배관(166)을 통하여 과냉각기(180)로 유입된다. 유입된 냉매는 과냉용 열교환기(184)에서 과냉된 후 실내기(IU)로 유입된다.

과냉용 열교환기(184)에서 과냉된 냉매의 일부는 과냉 팽창 밸브(182)에서 교축되어 과냉용 열교환기(184)를 통과하는 냉매를 과냉시킨다. 과냉 열교환기(184) 과냉시킨 냉매는 어큐뮬레이터(187)로 유입된다.

실내기(IU)로 유입된 냉매는 설정된 개도로 개방된 실내 팽창 밸브(131)에서 교축된 후 실내 열교환기(120)에서 실내 공기와 열교환하여 증발한다. 증발된 냉매는 사방밸브(160) 및 어큐뮬레이터(187)를 거쳐 압축기(110)로 유입된다.

상술한 공기조화기의 난방 운전시 냉매의 흐름은 다음과 같다.

압축기(110)로부터 토출된 고온 고압의 기상 냉매는, 사방밸브(160)를 거쳐 실내기(IU)로 유입된다. 실내기(IU)의 실내 팽창 밸브(131)들은 완전 개방된다. 실내기(IU)로부터 유출되는 냉매는 제 1 유입배관(166)을 통하여 실외 열교환기(140)로 유입되고 실외 열교환기(140)에서 실외 공기와 열교환하여 증발한다. 증발된 냉매는 제 2 유입배관(167)을 통하여 사방밸브(160) 및 어큐뮬레이터(187)를 거쳐 압축기(110)의 흡입배관(162)으로 유입된다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 실외 열교환기의 구성도, 도 3은 도 2의 실외 열교환기 내의 공기 유동 속도에 관한 그래프이다.

도 2 및 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 실외 열교환기(140)는, 공기와 열교환하고 내부에 냉매가 통과하는 냉매통과부를 구비하는 적어도 2개 이상의 열교환부(143a)(143b)(143c)를 포함하고, 냉방운전 시 압축기(110)를 통과한 냉매가 먼저 통과하는 열교환부의 냉매통과부 단면적은 압축기(110)를 통과한 냉매가 나중에 통과하는 열교환부의 냉매통과부 단면적보다 크게 형성된다.

실외 열교환기(140)는 도 2에서 도시하는 바와 같이, 열교환부들(143a)(143b)이 내부에 구비되고, 열교환부들(143a)(143b)과 외부의 공기가 접촉할 수 있는 일정한 공간을 가지는 구조를 가질 수 있다.

또한, 실외 열교환기(140)는 실외기(OU)의 내부에 구비될 수도 있다.

여기서, 열교환부들(143a)(143b)(143c)은 예를 들면, 제 1 열교환부(143a)와 제 2 열교환부(143b)와 제 3 열교환부(143c)를 포함할 수 있다. 다만, 열교환부들의 개수는 이에 한정되는 것은 아니고, 당업자가 적절한 개수를 선택할 수 있으나, 제조비용 대비 효과를 고려하면 2개 내지 4개가 바람직할 것이다.

제 1 열교환부(143a)는 냉방운전 시 압축기(110)에서 압축된 냉매가 유입된다.

제 2 열교환부(143b)는 냉방운전 시 제 1 열교환부(143a)를 통과한 냉매가 유입되어 공기와 열교환한다.

제 3 열교환부(143c)는 냉방운전 시 제 2 열교환부(143b)를 통과한 냉매가 유입되어 공기와 열교환한다.

즉, 열교환부들(143a)(143b)(143c)은 공기 조화기의 냉방 운전 시에 압축기(110)에서 압축된 냉매가 제 1 열교환부(143a)를 통과하며 열교환하고, 이후 제 2 열교환부(143b)를 통과하며 열교환하고, 이후 제 3 열교환부(143c)를 통과하며 열교환할 수 있도록 배치된다. 열교환부들(143a)(143b)(143c)의 연결 및 배치의 자세한 설명은 후술한다.

열교환부들(143a)(143b)(143c)은 열교환부들(143a)(143b)(143c)의 내부를 흐르는 냉매와 외부의 공기가 열교환되는 장치이다. 열교환부들(143a)(143b)(143c)은 예를 들면, 냉매통과부를 구비할 수 있다. 냉매통과부는 냉매가 유동하면서 공기와 열교환하는 복수의 냉매튜브(196a)(196b)(196c)를 포함할 수 있다. 다만 이에 한정되지 않고, 냉매통과부는 다양한 형상을 가질 수 있다. 다만, 이후에서는 냉매튜브들(196a)(196b)(196c)을 기준으로 설명한다. 열교환부들(143a)(143b)(143c)은 복수의 냉매튜브들(196a)(196b)(196c)과 복수의 전열핀으로 구성되어 냉매와 공기가 열교환 된다.

제 1 열교환부(143a)는 공기와 열교환하는 냉매가 흐르는 제 1 냉매튜브(196a)를 포함하고, 제 2 열교환부(143b)는 공기와 열교환하는 냉매가 흐르는 제 2 냉매튜브(196b)를 포함하고 제 3 열교환부(143c)는 공기와 열교환하는 냉매가 흐르는 제 3 냉매튜브(196c)를 포함할 수 있다.

냉매튜브들(196a)(196b)(196c)은 내부에 냉매가 흐를 수 있는 공간을 가진다. 냉매튜브들(196a)(196b)(196c)의 단면형상은 제한이 없으나, 와류 등을 방지하기 위해 원형 및 원형에 가깝게 형성된다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니다. 이후, 냉매튜브들(196a)(196b)(196c)을 설명함에 있어서, 냉매튜브들(196a)(196b)(196c)의 형상은 원형을 기준으로 설명한다.

실외 열교환기(140) 내 또는 열교환부들(143a)(143b)(143c)의 주위의 공기유동을 위해서 실외 열교환기(140)에는 실외 열교환기(140) 내로 외부의 공기가 흡입되는 흡입구(193)와, 실외 열교환기(140) 내에서 열교환부들(143a)(143b)(143c)과 열교환된 공기가 토출되는 토출구(194)와, 흡입구(193)에서 토출구(194) 방향으로 흐르는 공기의 유동을 발생시키는 공기유동 발생부를 더 포함할 수 있다.

토출구(194)와 흡입구(193)는 하우징(195)의 일측에 형성되는 개구부일 수 있다. 하우징(195)는 외부 공기와 열교환부들(143a)(143b)이 접촉하는 공간을 제공한다. 그리고, 하우징(195)은 실외기(OU)의 케이싱일 수도 있다.

그리고, 토출구(194)는 흡입구(193) 보다 상단에 배치될 수 있다. 즉, 대형 공기 조화기에서 열교환 효율을 향상시키기 위해 토출구(194)는 상단에 배치하고, 흡입구(193)는 하단 측면에 배치하는 것이 보통이다. 이 경우, 도 2에서 도시하는 바와 같이 공기의 흐름이 형성된다.

상기 공기유동 발생부는 공기의 유동을 발생시키는 장치이고, 예를 들면, 팬(191)과 팬(191)을 회전시키는 팬모터(192)를 포함할 수 있다.

상기 공기유동 발생부는 토출구(194)에 인접하여 배치될 수 있다. 이 경우 실외 열교환기(140)의 공기 유동속도(유속)는 도 3에서 도시하는 바와 같이 상기 공기유동 발생부에 인접할 수록 커지게 된다.

일 실시예에 따른 실외 열교환기(140)는 냉방운전 시 압축기(110)를 통과한 냉매가 먼저 통과하는 열교환부의 냉매튜브(냉매통과부)의 단면적은 압축기(110)를 통과한 냉매가 나중에 통과하는 열교환부의 냉매튜브의 단면적보다 크게 형성된다. 다시 설명하면 압축기(110)에서 압축된 냉매가 먼저 통과하는 열교환부 일수록 냉매가 나중에 통과하는 열교환부 보다 큰 냉매튜브의 단면적을 가지는 것이다. 예를 들면, 압축기(110)에서 압축된 냉매가 가장 먼저 통과하는 제 1 열교환부(143a)의 제 1 냉매튜브(196a)의 단면적은 냉매가 나중에 통과하는 제 2 열교환부(143b)의 제 2 냉매튜브(196b) 단면적 보다 크게 형성되고, 압축기(110)에서 압축된 냉매가 먼저 통과하는 제 2 열교환부(143b)의 제 2 냉매튜브(196b)의 단면적은 냉매가 나중에 통과하는 제 3 열교환부(143c)의 제 3 냉매튜브(196c)의 단면적 보다 크게 형성될 수 있다.

또한, 압축기(110)에서 압축된 냉매가 가장 먼저 통과하는 제 1 열교환부(143a)의 제 1 냉매튜브(196a)의 직경은 냉매가 나중에 통과하는 제 2 열교환부(143b)의 제 2 냉매튜브(196b)의 직경 보다 크게 형성되고, 압축기(110)에서 압축된 냉매가 먼저 통과하는 제 2 열교환부(143b)의 제 2 냉매튜브(196b)의 직경은 냉매가 나중에 통과하는 제 3 열교환부(143c)의 제 3 냉매튜브(196c)의 직경 보다 크게 형성될 수 있다.

여기서, 냉매튜브들(196a)(196b)(196c)의 단면적은 냉매의 진행방향에 수직인 임의의 선을 따라 냉매튜브들(196a)(196b)(196c)을 절단하였을 때 보이는 내부공간 단면적이다.

열교환부들(143a)(143b)(143c)의 냉매튜브들(196a)(196b)(196c)의 단면적은 열교환부들(143a)(143b)(143c) 사이의 경계에서 단차를 가지고 변경되거나, 단차 없이 점진적으로 변경될 수도 있다.

압축기(110)에서 압축된 냉매는 기체 상태이므로 그 부피가 동일 질량의 액체 상태보다 크게 된다. 질량보존의 법칙상 열교환부들(143a)(143b)(143c)을 통과하는 단위시간당 냉매량은 동일하게 되고, 따라서 냉매는 부피가 큰 기체 상태일 경우 액체 상태의 냉매 보다 빠른 속도로 열교환부들(143a)(143b)(143c)을 통과하게 된다. 냉매가 열교환부들(143a)(143b)(143c)을 너무 빠르게 통과하면 공기와 냉매가 열교환할 수 있은 충분한 시간을 가질 수 없어서 열교환량이 감소되고, 냉매가 열교환부들(143a)(143b)(143c)을 너무 느리게 통과하면 이미 열교환이 완료된 냉매가 열교환부들(143a)(143b)(143c) 내에서 지체하게 되므로, 열교환 량이 저하된다.

실외 열교환기(140)에서의 열교환의 효율을 향상시키기 위해서, 열교환부들(143a)(143b)(143c)을 통과하는 냉매는 기체상태에서 액체상태로 상변화하게 된다. 따라서, 압축기(110)에서 압축된 냉매가 가장 먼저 통과하게 되는 제 1 열교환부(143a)는 냉매가 기체상태로 존재하는 량이 많을 것이므로, 이에 대응하여 제 1 열교환부(143a)의 제 1 냉매튜브(196a)의 단면적을 다른 냉매튜브(196b)(196c)의 단면적보다 크게 하면, 제 1 열교환부(143a)를 통과하는 기상냉매의 유속을 줄일 수 있고, 공기와 냉매가 열교환할 수 있는 충분한 시간을 가질 수 있어, 열교환량이 증가하는 이점이 있다.

또한, 압축기(110)에서 압축된 냉매가 가장 나중에 통과하는 제 3 열교환부(143c)는 냉매가 액체상태로 존재하는 량이 많을 것이므로, 이에 대응 하여 제 3 열교환부(143c)의 제 3 냉매튜브(196c)의 단면적을 다른 냉매튜브(196a)(196b)의 단면적 보다 작게 하면, 제 3 열교환부(143c)를 통과하는 액상냉매의 유속을 증가시킬 수 있고, 이미 열교환된 액상냉매가 제 3 열교환부(143c) 내에서 지체하여서 실외 열교환기(140)의 열교환량이 감소하는 것을 방지하는 이점이 있다. 따라서 공기조화기 전체의 효율도 향상시키는 이점이 있다.

또한, 일 실시예에 따른 실외 열교환기(140)는 냉방운전 시 압축기(110)를 통과한 냉매가 먼저 통과하는 열교환부는 냉방 운전시 압축기를 통과한 냉매가 나중에 통과하는 열교환부에 비해 실외 열교환기(140) 내에 공기의 유속이 상대적으로 빠른 위치에 배치될 수 있다. 예를 들면, 냉방운전 시 압축기(110)를 통과한 냉매가 가장 먼저 통과하는 제 1 열교환부(143a)는 실외 열교환기(140) 내의 공기 유속이 가장 빠른 위치에 배치되고, 냉방운전 시 압축기(110)를 통과한 냉매가 가장 나중에 통과하는 제 3 열교환부(143c)는 실외 열교환기(140) 내의 공기 유속이 가장 느린 위치에 배치되게 된다.

여기서, 압축기(110)에서 압축된 냉매가 가장 먼저 통과하는 제 1 열교환부(143a)를 통과하는 냉매는 대부분은 기체상태이다. 바람직하게는 제 1 열교환부(143a)를 통과하는 냉매의 90% 이상은 기체상태일 수 있다.

제 1 열교환부(143a)에서 열교환하고 제 2 열교환부(143b)를 통과하는 냉매는 기체액체 혼합상태이다. 바람직하게는 제 2 열교환부(143b)를 통과하는 냉매는 기체상태 20% 내지 80%, 액체상태 20% 내지 80%를 포함할 수 있다.

제 2 열교환부(143b)에서 열교환하고 제 3 열교환부(143c)를 통과하는 냉매의 대부분은 액체상태이다. 바람직하게는 제 3 열교환부(143c)를 통과하는 냉매의90% 이상은 액체상태일 수 있다.

여기서, 냉매의 % 단위의 기준은 질량%이다.

열교환량은 공기와 냉매의 접촉면적에 비례하게 되고, 공기와 냉매의 유속에도 비례한다. 공기의 유속이 가장 빠른 곳에 제 1 냉매튜브(196a)의 단면적이 가장 큰 제 1 열교환부(143a)를 배치시키고, 공기의 유속이 가장 느린 곳에는 제 3 열교환부(143c)를 배치시켜서 열교환량을 향상시킬 수 있다.

또한, 실외 열교환기(140) 내의 공기유동을 형성하기 위해 공기유동발생부를 포함하는 경우, 열교환부들(143a)(143b)(143c) 중 다른 열교환부의 냉매튜브의 단면적 보다 큰 냉매튜브의 단면적을 가지는 열교환부는 상기 공기유동 발생부에 인접하여 배치될 수 있다. 다시 설명하면, 도 3에서 도시하는 바와 같이, 실외 열교환기(140) 내에 공기 유속은 공기유동발생부에 인접할 수록 빠르므로, 공기유동발생부에 인접한 열교환부의 냉매튜브의 단면적은 다른 열교환부의 냉매튜브 단면적 보다 클 수 있다. 예를 들면, 제 1 열교환부(143a)는 공기유동 발생부에 인접한 토출구(194) 측에 위치하고, 제 2 열교환부(143b)는 제 1 열교환부(143a)의 하단에 위치하며, 제 3 열교환부(143c)는 제 2 열교환부(143b)의 하단에 위치한다면, 제 1 열교환부(143a)의 제 1 냉매튜브(196a)의 단면적은 제 2 열교환부(143b) 및 제 3 열교환부(143c)의 제 2 및 제 3 냉매튜브(196b)(196c) 보다 크게 형성될 수 있다.

또한, 열교환부들(143a)(143b)(143c)의 냉매튜브들(196a)(196b)(196c)의 단면적은 열교환부들(143a)(143b)(143c)에 인접한 주위의 공기 유동속도에 비례하여 증가할 수 있다.

예를 들면, 상단에서 하단으로 제 1 열교환부(143a), 제 2 열교환부(143b) 및 제 3 열교환부(143c)가 순서대로 배치되고, 제 3 열교환부(143c)에서 제 1 열교환부(143a)의 방향으로 진행할 수록 공기의 유동속도가 증가한다면, 제 3 열교환부(143c)의 제 3 냉매튜브(196c)의 단면적은 제 2 열교환부(143b)의 제 2 냉매튜브(196b)의 단면적 보다 작고, 제 2 열교환부(143b)의 제 2 냉매튜브(196b)의 단면적은 제 1 열교환부(143a)의 제 1 냉매튜브(196a)의 단면적 보다 작게 형성될 수 있다.

여기서, 비례의 의미는 수학적 의미의 정확한 비례를 의미하는 것은 아니고, 선형적 또는 비선형적 비례를 포함하는 의미이다.

여기서, 실외 열교환기(140) 내의 공기 유동속도의 의미는, 상술한 바와 같이 실외 열교환기(140) 내에 열교환부들(143a)(143b)(143c)과 외부의 공기가 접촉할 수 있는 일정한 공간 내의 공기의 유동속도를 의미한다.

여기서 공기의 유동은 자연적 또는 인위적 유동을 포함한다.

열교환부들(143a)(143b)(143c)의 배치와 연결관계는 압축기(110)에서 압축된 냉매가 냉방운전 시에 제 1 열교환부(143a), 제 2 열교환부(143b) 및 제 3 열교환부(143c) 순으로 통과하면 자유롭게 배치될 수 있다. 열교환부들(143a)(143b)(143c)의 배치와 연결관계는 예를 들면 다음과 같다.

열교환부들(143a)(143b)(143c)은 냉방운전 시 압축기(110)에서 압축된 냉매가 유입되는 제 1 헤더파이프(141a)와 연결되어 냉매를 공기와 열교환하는 제 1 열교환부(143a)와, 냉방운전 시 제 1 열교환부(143a)를 통과한 냉매가 유입되는 제 2 헤더파이프(141b)와 연결되어 냉매를 공기와 열교환하는 제 2 열교환부(143b)와, 냉방운전 시 제 2 열교환부(143b)를 통과한 냉매가 유입되는 제 3 헤더파이프(141c)와 연결되어 냉매를 공기와 열교환하는 제 3 열교환부(143c)를 포함한다.

또한 실시예의 실외 열교환기(140)는 냉방운전 시 제 1 열교환부(143a)에서 열교환된 냉매를 상기 제 2 헤더파이프(141b)로 안내하는 제 1 바이패스 배관(144a)과, 냉방운전 시 제 2 열교환부(143b)에서 열교환된 냉매를 상기 제 3 헤더파이프(141c)로 안내하는 제 2 바이패스 배관(144b)을 더 포함한다.

즉, 실외 열교환기(140)는 압축기(110)와 연결된 제 1 헤더파이프(141a)와, 일측이 제 1 헤더파이프(141a)와 연결되며 냉매를 공기와 열교환하는 제 1 열교환부(143a)와, 제 1 열교환부(143a)의 타측과 연결되는 제 1 바이패스 배관(144a)과, 제 1 열교환부(143a)의 타측과 연결되는 제 1 분배 배관(148a)과, 제 1 헤더파이프(141a) 및 제 1 바이패스 배관(144a)과 연결되는 제 2 헤더파이프(141b)와, 일측이 제 2 헤더파이프(141b)와 연결되며 냉매를 공기와 열교환하는 제 2 열교환부(143b)와, 제 2 열교환부(143b)의 타측과 연결되는 제 2 바이패스 배관(144b)과, 제 2 헤더파이프(141b) 및 제 2 바이패스 배관(144b)과 연결되는 제 3 헤더파이프(141c)와, 일측이 제 3 헤더파이프(141c)와 연결되며 냉매를 공기와 열교환하는 제 3 열교환부(143c)와, 제 3 열교환부(143c)의 타측과 연결되는 제 2 분배 배관(148b)을 포함한다.

제 1 헤더파이프(141a)의 일단은 제 2 유입배관(167)과 연결되어 압축기(110)와 연결된다. 제 1 헤더파이프(141a)의 타단은 제 1 바이패스 배관(144a) 및 제 2 헤더파이프(141b)와 연결된다. 제 1 헤더파이프(141a)의 타단에는 제 1 체크밸브(142a)가 배치된다. 제 1 체크밸브(142a)는 제 1 헤더파이프(141a)로부터 제 2 헤더파이프(141b)로 냉매가 유입되는 것을 방지하고, 제 2 헤더파이프(141b)로부터 제 1 헤더파이프(141a)로 냉매가 유입되는 것은 허용한다.

제 1 헤더파이프(141a)는 제 1 열교환부(143a)의 일측과 연결된다. 제 1 헤더파이프(141a)는 제 1 열교환부(143a)의 복수의 냉매튜브와 연결된다. 즉, 제 1 헤더파이프(141a)는 제 1 열교환부(143a)의 복수의 냉매튜브로 분지된다.

제 1 열교환부(143a)는 일측이 제 1 헤더파이프(141a)와 연결되고, 타측이 제 1 가변헤더파이프(146a)와 연결된다. 제 1 열교환부(143a)는 냉매가 유동하는 복수의 냉매튜브와 복수의 전열핀으로 구성되어 냉매를 공기와 열교환한다. 제 1 열교환부(143a)의 복수의 냉매튜브의 일측은 제 1 헤더파이프(141a)로 합지되고, 타측은 제 1 가변헤더파이프(146a)로 합지된다.

제 1 가변헤더파이프(146a)는 제 1 열교환부(143a)의 타측과 연결되고, 제 1 바이패스 배관(144a)과 연결되고, 제 1 분배기(147a)와 연결된다.

제 1 가변헤더파이프(146a)는 제 1 열교환부(143a)의 복수의 제 1 냉매튜브(196a)와 연결된다. 즉, 제 1 가변헤더파이프(146a)는 제 1 열교환부(143a)의 복수의 제 1 냉매튜브(196a)로 분지된다.

제 1 가변헤더파이프(146a)는 복수의 냉매파이프로 분지되어 제 1 분배기(147a)와 연결된다. 제 1 열교환부(143a)의 복수의 제 1 냉매튜브(196a)는 제 1 가변헤더파이프(146a)로 합지된 후 다시 복수의 냉매파이프로 분지되어 제 1 분배기(147a)와 연결된다. 실시예에 따라, 제 1 가변헤더파이프(146a)는 생략되어 제 1 열교환부(143a)의 복수의 제 1 냉매튜브(196a)가 제 1 분배기(147a)로 연결될 수 있다.

제 1 가변헤더파이프(146a)의 일단은 제 1 바이패스 배관(144a)와 연결된다. 실시예에 따라, 제 1 가변헤더파이프(146a)는 생략되어 제 1 바이패스 배관(144a)이 제 1 열교환부(143a)의 복수의 제 1 냉매튜브(196a)와 연결되거나, 제 1 바이패스 배관(144a)이 제 1 분배기(147a) 또는 제 1 분배 배관(148a)과 연결될 수 있다.

제 1 분배기(147a)는 제 1 가변헤더파이프(146a)와 제 1 분배 배관(148a)을 연결한다. 제 1 분배기(147a)는 제 1 가변헤더파이프(146a)에서 분지된 복수의 냉매파이프를 제 1 분배 배관(148a)으로 합지한다. 실시예에 따라 제 1 분배기(147a)는 제 1 열교환부(143a)의 복수의 제 1 냉매튜브(196a)를 제 1 분배 배관(148a)으로 합지한다.

제 1 분배 배관(148a)은 제 1 분배기(147a) 및 제 1 가변헤더파이프(146a)를 통하여 제 1 열교환부(143a)의 타측과 연결된다. 제 1 분배 배관(148a)은 제 1 유입배관(166)과 연결된다.

제 1 분배 배관(148a)에는 제 1 분배 배관(148a)의 개도를 조절하는 제 1 팽창밸브(149a)가 배치된다. 제 1 팽창밸브(149a)는 제 1 분배 배관(148a)을 통과하는 냉매를 교축하거나 바이패스하거나 차단할 수 있다.

제 1 바이패스 배관(144a)은 일단이 제 1 가변헤더파이프(146a)와 연결되고, 타단이 제 2 헤더파이프(141b)와 연결된다. 제 1 바이패스 배관(144a)에는 개폐되어 냉매의 흐름을 조절하는 제 1 단속밸브(145a)가 배치된다. 제 1 단속밸브(145a)는 개방되어 제 1 가변헤더파이프(146a)로부터 제 2 헤더파이프(141b)로 냉매가 유동하도록 하고, 폐쇄되어 제 2 헤더파이프(141b)로부터 제 1 가변헤더파이프(146a) 냉매가 유동하는 것을 차단할 수 있다.

제 2 헤더파이프(141b)의 일단은 제 1 바이패스 배관(144a) 및 제 1 헤더파이프(141a)와 연결되고, 타단은 제 2 바이패스 배관(144b) 및 제 3 헤더파이프(141c)와 연결된다. 제 2 헤더파이프(141b)의 타단에는 제 2 체크밸브(142b)가 배치된다. 제 2 체크밸브(142b)는 제 2 헤더파이프(141b)로부터 제 3 헤더파이프(141c)로 냉매가 유입되는 것을 방지하고, 제 3 헤더파이프(141c)로부터 제 2 헤더파이프(141b)로 냉매가 유입되는 것은 허용한다.

제 2 헤더파이프(141b)는 제 2 열교환부(143b)의 일측과 연결된다. 제 2 헤더파이프(141b)는 제 2 열교환부(143b)의 복수의 제 2 냉매튜브(196b)와 연결된다. 즉, 제 2 헤더파이프(141b)는 제 2 열교환부(143b)의 복수의 제 2 냉매튜브(196b)로 분지된다.

제 2 열교환부(143b)는 일측이 제 2 헤더파이프(141b)와 연결되고, 타측이 제 2 가변헤더파이프(146b)와 연결된다. 제 2 열교환부(143b)는 냉매가 유동하는 복수의 냉매튜브와 복수의 전열핀으로 구성되어 냉매를 공기와 열교환한다. 제 2 열교환부(143b)의 복수의 제 2 냉매튜브(196b)의 일측은 제 2 헤더파이프(141b)로 합지되고, 타측은 제 2 가변헤더파이프(146b)로 합지된다.

제 2 가변헤더파이프(146b)는 제 2 열교환부(143b)의 타측과 연결되고, 제 2 바이패스 배관(144b)과 연결되고, 제 2 분배기(147b)와 연결된다.

제 2 가변헤더파이프(146b)는 제 2 열교환부(143b)의 복수의 제 2 냉매튜브(196b)와 연결된다. 즉, 제 2 가변헤더파이프(146b)는 제 2 열교환부(143b)의 복수의 제 2 냉매튜브(196b)로 분지된다.

제 2 가변헤더파이프(146b)의 일단은 제 2 바이패스 배관(144b)와 연결된다. 실시예에 따라, 제 2 가변헤더파이프(146b)는 생략되어 제 2 바이패스 배관(144b)이 제 2 열교환부(143b)의 복수의 제 2 냉매튜브(196b)와 연결될 수 있다.

제 2 바이패스 배관(144b)은 일단이 제 2 가변헤더파이프(146b)와 연결되고, 타단이 제 3 헤더파이프(141c)와 연결된다. 제 2 바이패스 배관(144b)에는 개폐되어 냉매의 흐름을 조절하는 제 2 단속밸브(145b)가 배치된다. 제 2 단속밸브(145b)는 개방되어 제 2 가변헤더파이프(146b)로부터 제 3 헤더파이프(141c)로 냉매가 유동하도록 하고, 폐쇄되어 제 3 헤더파이프(141c)로부터 제 2 가변헤더파이프(146b) 냉매가 유동하는 것을 차단할 수 있다.

제 3 헤더파이프(141c)의 일단은 제 2 바이패스 배관(144b) 및 제 2 헤더파이프(141b)와 연결된다. 제 3 헤더파이프(141c)는 제 3 열교환부(143c)의 일측과 연결된다. 제 3 헤더파이프(141c)는 제 3 열교환부(143c)의 복수의 제 3 냉매튜브(196c)와 연결된다. 즉, 제 3 헤더파이프(141c)는 제 3 열교환부(143c)의 복수의 제 3 냉매튜브(196c)로 분지된다.

제 3 열교환부(143c)는 일측이 제 2 헤더파이프(141b)와 연결되고, 타측이 제 2 분배기(147b)와 연결된다. 제 3 열교환부(143c)는 냉매가 유동하는 복수의 제 3 냉매튜브(196c)와 복수의 전열핀으로 구성되어 냉매를 공기와 열교환한다. 제 3 열교환부(143c)의 복수의 제 3 냉매튜브(196c)의 일측은 제 3 헤더파이프(141c)로 합지되고, 타측은 제 2 분배기(147b)로 합지된다.

제 2 분배기(147b)는 제 3 열교환부(143c)와 제 2 분배 배관(148b)을 연결한다. 제 2 분배기(147b)는 제 3 열교환부(143c)에서 분지된 복수의 제 3 냉매튜브(196c)를 제 2 분배 배관(148b)으로 합지한다.

제 2 분배 배관(148b)은 제 2 분배기(147b)를 통하여 제 3 열교환부(143c)의 타측과 연결된다. 제 2 분배 배관(148b)은 제 1 유입배관(166)과 연결된다.

제 2 분배 배관(148b)에는 제 2 분배 배관(148b)의 개도를 조절하는 제 2 팽창밸브(149b)가 배치된다. 제 2 팽창밸브(149b)는 제 2 분배 배관(148b)을 통과하는 냉매를 교축하거나 바이패스하거나 차단할 수 있다.

상술한 제 2 열교환부(143b)는 제 1 열교환부(143a)의 하단에 배치되고, 제 3 열교환부(143c)는 제 2 열교환부(143b)의 하단에 배치된다. 즉, 제 1 열교환부(143a), 제 2 열교환부(143b) 및 제 3 열교환부(143c)는 수직으로 배치되어 복수의 전열핀이 공유될 수 있다.

상술한 제 1 헤더파이프(141a), 제 2 헤더파이프(141b) 및 제 3 헤더파이프(141c)는 수직으로 연결되어 하나의 파이프를 구성할 수 있다.

실시예에 따라, 상술한 제 2 헤더파이프(141b), 제 2 열교환부(143b) 및 제 2 바이패스 배관(144b)은 복수로 구비되어 상술한 과정을 반복하여 연결될 수 있다.

도 4는 냉방운전 시의 도 2의 실외 열교환기의 동작 상태를 나타내는 동작도이다.

도 4를 참고하면, 상술한 실외 열교환기(140)의 냉방 운전시 냉매의 흐름은 다음과 같다.

압축기(110)에서 압축된 냉매는 제 2 유입배관(167)을 통하여 제 1 헤더파이프(141a)로 유입된다. 제 1 헤더파이프(141a)로 유입된 냉매는 제 1 체크밸브(142a)에 의하여 제 2 헤더파이프(141b)로 유입되는 것이 방지된다. 제 1 헤더파이프(141a)로 유입된 냉매는 제 1 열교환부(143a)로 유동된다.

제 1 열교환부(143a)로 유동된 냉매는 공기와 열교환되어 응축된다. 제 1 열교환부(143a)에서 응축된 냉매는 제 1 가변헤더파이프(146a)로 유동된다.

냉방 운전시 제 1 팽창밸브(149a)는 폐쇄되어 제 1 가변헤더파이프(146a)로 유동된 냉매는 제 1 분배기(147a) 및 제 1 분배 배관(148a)으로 유동되지 못한다. 냉방운전 시 제 1 단속밸브(145a)가 개방되어 제 1 가변헤더파이프(146a)로 유동된 냉매는 제 1 바이패스 배관(144a)으로 유동된다.

제 1 바이패스 배관(144a)을 통과한 냉매는 제 2 헤더파이프(141b)로 유입된다. 제 2 헤더파이프(141b)로 유입된 냉매는 제 2 열교환부(143b)로 유동된다.

제 2 열교환부(143b)로 유동된 냉매는 공기와 열교환되어 재차 응축된다. 제 2 열교환부(143b)에서 응축된 냉매는 제 2 가변헤더파이프(146b)로 유동된다. 냉방운전 시 제 2 단속밸브(145b)가 개방되어 제 2 가변헤더파이프(146b)로 유동된 냉매는 제 2 바이패스 배관(144b)으로 유동된다.

제 2 바이패스 배관(144b)을 통과한 냉매는 제 3 헤더파이프(141c)로 유입된다. 제 3 헤더파이프(141c)로 유입된 냉매는 제 3 열교환부(143c)로 유동된다.

제 3 열교환부(143c)로 유동된 냉매는 공기와 열교환되어 재차 응축된다. 제 3 열교환부(143c)에서 응축된 냉매는 제 2 분배기(147b)로 유동된다. 냉방운전 시 제 2 팽창밸브(149b)는 완전 개방되어 제 2 분배 배관(148b)으로 유입된다.

제 2 분배 배관(148b)을 통과한 냉매는 제 1 유입배관(166)으로 유동되어 액관(165)을 통하여 실내기(IU)로 유동된다.

실시예에 따라, 상술한 제 2 헤더파이프(141b), 제 2 열교환부(143b) 및 제 2 바이패스 배관(144b)은 복수로 구비되어 냉매가 더 많이 반복되어 응축될 수 있다. 또한, 외부 공기의 유동속도에 따라 각 열교환부들(143a)(143b)(143c)의 열교환량을 달리하여서 열교환 량을 상승시킬 수 있다.

도 5는 난방운전 시의 도 2의 실외 열교환기의 동작 상태를 나타내는 동작도이다.

도 5를 참고하면, 상술한 실외 열교환기(140)의 난방 운전시 냉매의 흐름은 다음과 같다.

실내기(IU)의 실내 열교환기(120)에서 응축된 냉매는 액관(165)을 통하여 제 1 유입배관(166)으로 유동된다. 제 1 유입배관(166)으로 유동된 냉매는 제 1 분배 배관(148a)과 제 2 분배 배관(148b)으로 각각 유동된다.

제 2 분배 배관(148b)으로 유동된 냉매는 개도가 조절된 제 2 팽창밸브(149b)에서 팽창된다 제 2 팽창밸브(149b)에서 팽창된 냉매는 제 2 분배기(147b)를 거쳐 제 3 열교환부(143c)로 유동된다.

제 3 열교환부(143c)로 유동된 냉매는 공기와 열교환되어 증발된다. 제 3 열교환부(143c)에서 증발된 냉매는 제 3 헤더파이프(141c)로 유입된다.

난방 운전시 제 2 단속밸브(145b)는 폐쇄되어 제 3 헤더파이프(141c)로 유입된 냉매는 제 2 바이패스 배관(144b)으로 유동되지 못한다. 제 3 헤더파이프(141c)로 유입된 냉매는 제 2 헤더파이프(141b)로 유입된다.

난방 운전시 제 1 단속밸브(145a)는 폐쇄되어 제 2 헤더파이프(141b)로 유입된 냉매는 제 1 바이패스 배관(144a)으로 유동되지 못한다. 제 2 헤더파이프(141b)로 유입된 냉매는 제 1 헤더파이프(141a)로 유입된다.

한편, 제 1 분배 배관(148a)으로 유동된 냉매는 개도가 조절된 제 1 팽창밸브(149a)에서 팽창된다 제 1 팽창밸브(149a)에서 팽창된 냉매는 제 1 분배기(147a) 및 제 1 가변헤더파이프(146a)로 유동된다.

난방운전시 제 1 단속밸브(145a)는 폐쇄되어 제 1 가변헤더파이프(146a)로 유입된 냉매는 제 2 헤더파이프(141b)로 유동되지 못한다. 제 1 가변헤더파이프(146a)로 유입된 냉매는 제 1 열교환부(143a)로 유동된다.

제 1 열교환부(143a)로 유동된 냉매는 공기와 열교환되어 증발된다. 제 1 열교환부(143a)에서 증발된 냉매는 제 1 헤더파이프(141a)로 유입된다.

제 1 열교환부(143a)에서 증발된 냉매와 제 3 헤더파이프(141c) 및 제 2 헤더파이프(141b)를 통과한 냉매는 제 2 유입배관(167)으로 유동되어 압축기(110)로 유동된다.

실시예에 따라, 상술한 제 2 헤더파이프(141b), 제 2 열교환부(143b) 및 제 2 바이패스 배관(144b)이 복수로 구비되어도 냉매는 제 1 열교환부(143a) 및 제 3 열교환부(143c)에서만 증발된다.

이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 특허청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어서는 안될 것이다.

Claims

공기조화기에 포함되어 냉방운전 시 응축기로 작용되고 난방운전시 증발기로 작용되는 실외 열교환기에 있어서,
상기 실외 열교환기는 공기와 열교환하고 내부에 냉매가 통과하는 냉매통과부를 구비하는 적어도 2개 이상의 열교환부를 포함하고,
냉방운전 시 압축기를 통과한 냉매가 먼저 통과하는 열교환부의 냉매통과부 단면적은 압축기를 통과한 냉매가 나중에 통과하는 열교환부의 냉매통과부 단면적보다 크게 형성되는 실외 열교환기.
제 1 항에 있어서,
냉방운전 시 압축기를 통과한 냉매가 먼저 통과하는 상기 열교환부는,
냉방 운전시 압축기를 통과한 냉매가 나중에 통과하는 상기 열교환부에 비해 실외 열교환기 내에 공기의 유속이 상대적으로 빠른 위치에 배치되는 실외 열교환기.
제 1 항에 있어서,
상기 실외 열교환기는,
상기 실외 열교환기 내로 외부의 공기가 흡입되는 흡입구;
상기 실외 열교환기 내에서 상기 열교환부들과 열교환된 공기가 토출되는 토출구; 및
상기 흡입구에서 상기 토출구 방향으로 흐르는 공기의 유동을 발생시키는 공기유동 발생부를 더 포함하는 실외 열교환기.
제 3 항에 있어서,
상기 열교환부들 중 다른 열교환부의 냉매통과부 단면적 보다 큰 냉매통과부 단면적을 가지는 열교환부는 상기 공기유동 발생부에 인접하여 배치되는 실외 열교환기.
제 4 항에 있어서,
상기 공기유동 발생부는,
상기 토출구에 인접하여 배치되는 실외 열교환기.
제 4 항에 있어서,
상기 토출구는 상기 흡입구 보다 상단에 배치되는 실외 열교환기.
제 1 항에 있어서,
상기 열교환부는,
냉방운전 시 압축기에서 압축된 냉매가 유입되어 공기와 열교환하는 제 1 열교환부;
냉방운전 시 상기 제 1 열교환부를 통과한 냉매가 유입되어 공기와 열교환하는 제 2 열교환부; 및
냉방운전 시 상기 제 2 열교환부를 통과한 냉매가 유입되어 공기와 열교환하는 제 3 열교환부를 포함하는 실외 열교환기.
제 7 항에 있어서,
상기 제 1 열교환부를 통과하는 냉매의 90% 이상은 기체상태이고,
상기 제 2 열교환부를 통과하는 냉매는 기체액체 혼합상태이고,
상기 제 3 열교환부를 통과하는 냉매의 90% 이상은 액체상태인 실외 열교환기.
제 7 항에 있어서,
냉방운전 시 압축기에서 압축된 냉매가 유입되고, 유입된 냉매를 상기 제 1 열교환부로 안내하는 제 1 헤더파이프;
냉방운전 시 상기 제 1 열교환부에서 열교환된 냉매가 통과하는 제 1 바이패스 배관;
냉방운전 시 상기 제 1 바이패스 배관을 통과한 냉매가 유입되고, 유입된 냉매를 상기 제 2 열교환부로 안내하는 제 2 헤더파이프;
냉방운전 시 상기 제 2 열교환부에서 열교환된 냉매가 통과하는 제 2 바이패스 배관; 및
냉방운전 시 상기 제 2 바이패스 배관을 통과한 냉매가 유입되고, 유입된 냉매를 상기 제 3 열교환부로 안내하는 제 3 헤더파이프를 더 포함하는 실외 열교환기.
제 9 항에 있어서,
상기 제 1 헤더파이프는 상기 제 2 헤더파이프와 연결되고,
상기 제 2 헤더파이프는 상기 제 3 헤더파이프와 연결되고,
상기 제 1 헤더파이프에 배치되며 냉방운전 시 상기 제 1 헤더파이프로부터 상기 제 2 헤더파이프로 냉매가 유입되는 것을 방지하는 제 1 체크밸브; 및
상기 제 2 헤더파이프에 배치되며 냉방운전 시 상기 제 2 헤더파이프로부터 상기 제 3 헤더파이프로 냉매가 유입되는 것을 방지하는 제 2 체크밸브를 더 포함하는 실외 열교환기.
제 9 항에 있어서,
상기 제 1 바이패스 배관에 배치되며 개폐되어 냉매의 흐름을 조절하는 제 1 단속밸브; 및
상기 제 2 바이패스 배관에 배치되며 개폐되어 냉매의 흐름을 조절하는 제 2 단속밸브를 더 포함하고,
상기 제 1 단속밸브는 냉방운전 시 개방되고,
상기 제 2 단속밸브는 냉방운전 시 개방되는 실외 열교환기.
제 9 항에 있어서,
상기 제 1 열교환부와 연결되는 제 1 분배 배관;
상기 제 3 열교환부와 연결되는 제 2 분배 배관;
상기 제 1 분배 배관에 배치되어 개도를 조절하는 제 1 팽창밸브; 및
상기 제 2 분배 배관에 배치되어 개도를 조절하는 제 2 팽창밸브를 더 포함하고,
상기 제 1 팽창밸브는 냉방운전 시 폐쇄되고,
상기 제 2 팽창밸브는 냉방운전 시 개방되는 실외 열교환기.
제 12 항에 있어서,
상기 제 2 팽창밸브는 난방운전시 실내 열교환기에서 응축된 냉매를 팽창하고,
상기 제 3 열교환부는 난방운전시 상기 제 2 팽창밸브에서 팽창된 냉매를 공기와 열교환하고,
상기 제 3 헤더파이프는 상기 제 3 열교환부에서 열교환된 냉매가 유입되고,
상기 제 1 팽창밸브는 난방운전시 실내 열교환기에서 응축된 냉매를 팽창하고,
상기 제 1 열교환부는 난방운전시 상기 제 1 팽창밸브에서 팽창된 냉매를 공기와 열교환하고,
제 1 헤더파이프는 상기 제 1 열교환부에서 열교환된 냉매와 상기 제 3 헤더파이프로로 유입되어 상기 제 2 헤더파이프를 통과한 냉매가 유입되는 실외 열교환기.