KR20140057453A - 공기조화기 - Google Patents

Abstract

본 발명의 공기조화기는 복수개의 냉매 유로가 형성되고 냉매를 증발시키는 증발기와; 증발기에서 증발된 냉매를 압축하는 압축기와; 압축기에서 압축된 냉매를 응축시키는 응축기와; 응축기에서 응축된 냉매를 팽창시키는 팽창기구와; 팽창기구에서 팽창된 냉매를 상기 복수개의 냉매 유로로 분배시키는 증발기 입구 헤더 분배기를 포함하고, 증발기 입구 헤더 분배기는 냉매 유로에 연결된 냉매출구관의 복수개를 포함하고, 복수개의 냉매출구관이 연통되는 헤더 유로부와, 헤더 유로부의 상측과 하측을 연통시키게 헤더 유로부의 상측과 하측에 각각 연결된 리턴 유로부를 갖는 분배기 바디와; 헤더 유로부와 리턴 유로부 중 하나로 팽창기구에서 팽창된 냉매를 안내하는 냉매 입구관을 포함하여, 헤더 유로부 중 냉매입구관의 맞은편에 액냉매가 쏠리는 것을 방지할 수 있는 이점이 있다.

Description

공기조화기{Air conditioner}

본 발명은 공기조화기에 관한 것으로서, 특히 팽창기구와 증발기 사이에 냉매를 증발기로 분배하는 증발기 입구 헤더 분배기가 설치된 공기조화기에 관한 것이다.

일반적으로 공기조화기는 냉매가 순환하는 냉매 사이클을 이용하여 실내를 냉방 또는 난방 시킬 수 있는 장치로서, 냉매가 순차적으로 압축,응축,팽창,증발되고, 냉매가 기화될 때 주위의 열을 흡수하고 액화될 때 그 열을 방출하는 특성에 의하여 냉방 또는 난방작용을 수행한다.

공기조화기는 냉매가 순환하는 압축기와, 응축기와, 팽창기구와, 증발기를 포함할 수 있고, 팽창기구를 통과한 냉매는 기상 냉매와 액냉매의 2상 냉매의 상태로 증발기로 유동될 수 있다.

증발기는 하나의 냉매유로가 형성되는 것이 가능하고, 복수개의 냉매유로가 형성되는 것이 가능하다. 공기조화기는 증발기가 복수개의 냉매 유로를 갖을 수 있고, 팽창기구에서 유동된 2상 냉매는 증발기의 복수개 냉매 유로로 분배되어 냉매 유로 각각에서 증발될 수 있고, 이후 압축기로 유동될 수 있다.

종래 기술에 따른 공기조화기는 증발기의 복수개 냉매 유로 중 일부로 액냉매가 과다 유입될 수 있고, 복수개 냉매 유로 상호간의 액냉매량 편차로 인해 증발기의 효율이 저하될 수 있는 문제점이 있다.

본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 액냉매가 쏠리지 않게 안내하는 리턴 유로부를 형성한 공기조화기를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기한 과제를 해결하기 위한 본 발명에 따른 공기조화기는 복수개의 냉매 유로가 형성되고 냉매를 증발시키는 증발기와; 상기 증발기에서 증발된 냉매를 압축하는 압축기와; 상기 압축기에서 압축된 냉매를 응축시키는 응축기와; 상기 응축기에서 응축된 냉매를 팽창시키는 팽창기구와; 상기 팽창기구에서 팽창된 냉매를 상기 복수개의 냉매 유로로 분배시키는 증발기 입구 헤더 분배기를 포함하고, 상기 증발기 입구 헤더 분배기는 상기 냉매 유로에 연결된 냉매출구관의 복수개를 포함하고, 상기 복수개의 냉매출구관이 연통되는 헤더 유로부와, 상기 헤더 유로부의 상측과 하측을 연통시키게 상기 헤더 유로부의 상측과 하측에 각각 연결된 리턴 유로부를 갖는 분배기 바디와; 상기 헤더 유로부와 리턴 유로부 중 하나로 상기 팽창기구에서 팽창된 냉매를 안내하는 냉매 입구관을 포함한다.

상기 냉매 입구관은 상기 분배기 바디의 하부에 설치될 수 있다.

상기 냉매 입구관은 출구단이 상기 냉매 입구관의 상단에 형성됨과 아울러 상기 헤더 유로부를 향할 수 있다.

상기 리턴 유로부는 상기 헤더 유로부의 상측으로 유동된 냉매를 상기 헤더 유로부의 하측으로 안내할 수 있다.

상기 분배기 바디는 내부에 상기 헤더 유로부와 리턴 유로부를 구획하는 격리판이 형성될 수 있다.

상기 복수개의 냉매출구관은 입구단이 상기 격리판을 마주보게 설치될 수 있다.

상기 격리판은 상단이 상기 분배기 바디 상단과 이격될 수 있고, 하단이 상기 분배기 바디 하단과 이격될 수 있다.

상기 리턴 유로부는 상부가 상기 복수개의 냉매출구관 중 최상측 냉매출구관 보다 낮은 위치에 접속될 수 있다.

본 발명은 분배기 바디에 헤더 유로부와 연통되는 리턴 유로부가 형성되어 헤더 유로부 중 냉매입구관의 맞은편에 액냉매가 쏠리는 것을 방지할 수 있는 이점이 있다.

또한, 헤더 유로부에서 복수개의 냉매출구관으로 유입되지 못한 액냉매가 헤더 유로부에 정체되지 않고 리턴 유로부로 유동된 후 헤더 유로부를 다시 통과하면서 복수개의 냉매출구관으로 유동될 수 있으므로, 분배기 바디에 액냉매가 정체되어 쌓이는 것을 최소화할 수 있고, 증발기의 열교환 성능을 높일 수 있는 이점이 있다.

도 1은 본 발명에 따른 공기조화기 제 1 실시예의 구성도이고,
도 2는 본 발명에 따른 공기조화기 제 1 실시예의 증발기 입구 헤더 분배기 내부가 도시된 단면도,
도 3은 본 발명에 따른 공기조화기 제 2 실시예의 증발기 입구 헤더 분배기 내부가 도시된 단면도,
도 4는 본 발명에 따른 공기조화기 제 3 실시예의 증발기 입구 헤더 분배기 내부가 도시된 단면도,
도 5는 본 발명에 따른 공기조화기 제 4 실시예의 증발기 입구 헤더 분배기 내부가 도시된 단면도이다.

이하, 본 발명의 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 공기조화기 제 1 실시예의 구성도이다.

공기조화기는 압축기(1)와 제 1 열교환기(2)와 팽창기구(3)와 제 2 열교환기(4)와, 증발기 입구 헤더 분배기(5)(5')와, 증발기 출구 헤더 파이프(6)(6')를 포함할 수 있다.

공기조화기는 냉매가 실내를 냉방시키는 냉방 전용 공기조화기로 구성되거나, 냉매가 실내를 냉방시키거나 난방시키는 냉난방 겸용 공기조화기로 구성되는 것이 가능하다.

공기조화기가 냉방 전용 공기조화기로 구성될 경우, 압축기(1)에서 압축된 냉매는 제 2 열교환기(4)와 팽창기구(3)와 제 1 열교환기(2)를 순차적으로 통과한 후 압축기(1)로 흡입될 수 있고, 제 2 열교환기(4)는 실외 공기 또는 냉각수를 냉매와 열교환시키는 실외 열교환기로 구성됨과 아울러 압축기에서 압축된 냉매를 응축시키는 응축기가 될 수 있으며, 제 1 열교환기(2)는 실내 공기를 냉매와 열교환시키는 실내 열교환기로 구성됨과 아울러 팽창기구(3)에서 팽창된 냉매를 증발시키는 증발기가 될 수 있다.

공기조화기가 냉방 전용 공기조화기로 구성될 경우, 증발기 입구 헤더 분배기(5')는 팽창기구(3)와 제 1 열교환기(2) 사이에 설치될 수 있고, 팽창기구(3)에서 팽창된 냉매를 제 1 열교환기(2)로 분배시킬 수 있다. 제 1 열교환기(2)는 복수개의 냉매 유로가 형성될 수 있고, 증발기 입구 헤더 분배기(5')는 기상 냉매 및 액상 냉매를 복수개의 냉매 유로로 고르게 분배시킬 수 있다. 증발기 출구 헤더 파이프(6')는 제 1 열교환기(2)와 압축기(1) 사이에 설치될 수 있고, 증발기인 제 1 열교환기(2)의 복수개 냉매 유로에서 팽창된 냉매는 증발기 출구 헤더 파이프(6')에서 합쳐진 후 압축기(1)로 흡입될 수 있다.

공기조화기는 냉난방 겸용 공기조화기로 구성될 경우, 냉방 운전되거나 냉방 운전될 수 있다. 냉방 운전시, 압축기(1)에서 압축된 냉매는 제 2 열교환기(4)와 팽창기구(3)와 제 1 열교환기(2)를 순차적으로 통과한 후 압축기(1)로 흡입될 수 있다. 제 2 열교환기(4)는 실외 공기 또는 냉각수를 냉매와 열교환시키는 실외 열교환기로 구성됨과 아울러 응축기가 될 수 있다. 제 1 열교환기(2)는 실내 공기를 냉매와 열교환시키는 실내 열교환기로 구성됨과 아울러 증발기가 될 수 있다. 난방 운전시, 압축기(1)에서 압축된 냉매는 제 1 열교환기(2)와 팽창기구(3)와 제 2 열교환기(4)를 순차적으로 통과한 후 압축기(1)로 흡입될 수 있고, 제 1 열교환기(2)는 실내 공기를 냉매와 열교환시키는 실내 열교환기로 구성됨과 아울러 응축기가 될 수 있으며, 제 2 열교환기(4)는 실외 공기 또는 냉각수를 냉매와 열교환시키는 실외 열교환기로 구성됨과 아울러 증발기가 될 수 있다.

증발기 입구 헤더 분배기(5')는 팽창기구(3)와 제 1 열교환기(2) 사이에 설치될 수 있고, 냉방 운전시 팽창기구(3)에서 팽창된 냉매를 제 1 열교환기(2)로 분배시킬 수 있다. 제 1 열교환기(2)는 복수개의 냉매 유로가 형성될 수 있고, 증발기 입구 헤더 분배기(5')는 냉방 운전시 기상 냉매 및 액상 냉매를 제 1 열교환기(2)의 복수개 냉매 유로로 고르게 분배시킬 수 있다. 증발기 출구 헤더 파이프(6')는 제 1 열교환기(2)와 압축기(1) 사이에 설치될 수 있고, 냉방 운전시 제 1 열교환기(2)의 복수개 냉매 유로에서 팽창된 냉매는 증발기 출구 헤더 파이프(6')에서 합쳐진 후 압축기(1)로 흡입될 수 있다.

증발기 입구 헤더 분배기(5)는 팽창기구(3)와 제 2 열교환기(4) 사이에 설치될 수 있고, 난방 운전시 팽창기구(3)에서 팽창된 냉매를 제 2 열교환기(4)로 분배시킬 수 있다. 제 2 열교환기(4)는 복수개의 냉매 유로가 형성될 수 있고, 증발기 입구 헤더 분배기(5)는 난방 운전시 기상 냉매 및 액상 냉매를 제 2 열교환기(4)의 복수개 냉매 유로로 고르게 분배시킬 수 있다. 증발기 출구 헤더 파이프(6)는 제 2 열교환기(4)와 압축기(1) 사이에 설치될 수 있고, 냉방 운전시 제 2 열교환기(4)의 복수개 냉매 유로에서 팽창된 냉매는 증발기 출구 헤더 파이프(6)에서 합쳐진 후 압축기(1)로 흡입될 수 있다.

공기조화기는 제 1 열교환기(2) 및 제 2 열교환기(4)의 각각이 복수개의 냉매유로를 갖고, 증발기 입구 헤더 분배기(5')가 팽창기구(3)와 제 1 열교환기(2) 사이 설치됨과 아울러 증발기 입구 헤더 분배기(5)가 팽창기구(3)와 제 2 열교환기(4)의 사이에 각각에 설치되는 것이 가능하다.

공기조화기는 제 1 열교환기(2)가 복수개의 냉매유로를 갖고 증발기 입구 헤더 분배기(5')가 팽창기구(3)와 제 1 열교환기(2) 사이에 설치되고 팽창기구(3)와 제 2 열교환기(4)의 사이에는 증발기 입구 헤더 분배기(5)가 설치되지 않는 것도 가능하다.

공기조화기는 제 2 열교환기(4)가 복수개의 냉매 유로를 갖고 증발기 입구 헤더 분배기(5)가 팽창기구(3)와 제 2 열교환기(4)의 사이에 설치에 설치되고 팽창기구(3)와 제 1 열교환기(2) 사이에는 증발기 입구 헤더 분배기(5')가 설치되지 않는 것도 가능함은 물론이다.

이하, 공기조화기는 냉난방 겸용 공기조화기인 히트 펌프로 구성되고, 증발기 입구 헤더 분배기(5')는 팽창기구(3)와 제 1 열교환기(2) 사이에 설치되고, 증발기 입구 헤더 분배기(5)는 팽창기구(3)와 제 2 열교환기(4)의 사이에 설치되는 것으로 설명한다. 공기조화기는 냉방 운전과 난방 운전시 냉매 유로를 절환하는 냉난방절환밸브(7)를 더 포함할 수 있다.

압축기(1)는 증발기에서 증발된 냉매를 압축하는 것으로서, 증발기에서 증발된 냉매를 흡입하여 압축한 후 토출할 수 있다. 압축기(1)는 일측에는 냉매가 압축기(1)로 흡입되는 압축기 흡입유로(11)가 연결되고, 타측에는 압축기(1)에서 압축된 냉매가 토출되는 압축기 토출유로(12)가 연결될 수 있다. 압축기 흡입유로(11)에는 액냉매가 담겨지고 기상냉매가 압축기 흡입유로(11)로 안내되는 어큐물레이터(13)가 설치될 수 있다. 압축기 흡입유로(11)는 일단이 압축기(1)에 연결되고 타단이 냉난방절환밸브(7)에 연결될 수 있다. 압축기 토출유로(12)는 일단이 압축기(1)에 연결되고 타단이 냉난방절환밸브(7)에 연결될 수 있다.

제 1 열교환기(2)는 냉방 운전시, 팽창기구(3)에서 팽창된 후 증발기 입구 헤더(5)에 의해 고루 분배된 냉매를 증발시키는 증발기가 될 수 있고, 난방 운전시 압축기(1)에서 압축된 냉매를 응축시키는 응축기가 될 수 있다. 제 1 열교환기(2)는 실내팬(21)에서 송풍된 공기를 냉매와 열교환시킬 수 있고, 실내팬(21)과 함께 실내기(O)에 설치될 수 있다. 제 1 열교환기(2)는 핀-튜브형 열교환기나 판형 열교환기 등으로 구성될 수 있다. 제 1 열교환기(2)는 복수개의 냉매 유로(21)(22)(23)(24)를 포함할 수 있다. 제 1 열교환기(2)는 냉방 운전시 액상 냉매와 기상 냉매가 혼합된 2 상 냉매가 복수개의 냉매 유로(21)(22)(23)(24)로 고르게 분산될 경우 전체적인 열교환 성능이 높고, 복수개의 냉매 유로(21)(22)(23)(24) 중 일부로 액냉매가 집중될 경우 전체의 열교환 성능이 낮게 된다. 제 1 열교환기(2)는 복수개의 냉매유로(21)(22)(23)(24) 각각의 일단이 증발기 입구 헤더 분배기(5')와 연결될 수 있고, 복수개의 냉매유로(21)(22)(23)(24) 각각의 타단이 증발기 출구 헤더 파이프(6')와 연결될 수 있다. 제 1 열교환기(2)에 연결되는 증발기 입구 헤더 분배기(5')는 팽창기구(3)와 팽창기구 연결유로(51)로 연결될 수 있다. 제 1 열교환기(2)에 연결되는 증발기 출구 헤더 파이프(6')는 냉난방 절환밸브(7)와 냉난방 절환밸브 연결 유로(52)로 연결될 수 있다.

팽창기구(3)는 응축기에서 응축된 냉매를 팽창시키는 것으로서, EEV나 LEV 등의 팽창밸브나 캐필러리 튜브를 포함할 수 있다. 팽창기구(3)는 하나 또는 복수개가 설치될 수 있다. 팽창기구(3)는 제 1 열교환기(2)와 제 2 열교환기(4) 각각이 증발기 입구 헤더 분배기(5)(5')와 연결될 경우, 제 1 열교환기(2)가 연결된 증발기 입구 헤더 분배기(5')와, 제 2 열교환기(4)가 연결된 증발기 입구 헤더 분배기(5) 사이에 설치될 수 있다. 냉방 운전시 제 2 열교환기(4)에서 응축된 냉매는 제 2 열교환기(4)가 연결된 증발기 입구 헤더 분배기(5)와, 팽창기구(3)와, 제 1 열교환기(2)가 연결된 증발기 입구 헤더 분배기(5')와, 제 1 열교환기(2)의 순서로 유동될 수 있다. 반면에, 난방 운전시 제 1 열교환기(2)에서 응축된 냉매는 제 1 열교환기(2)가 연결된 증발기 입구 헤더 분배기(5')와, 팽창기구(3)와, 제 2 열교환기(4)가 연결된 증발기 입구 헤더 분배기(5)와, 제 2 열교환기(4) 순서로 유동될 수 있다. 팽창기구(3)는 하나의 팽창기구가 실외기(O)와 실내기(I) 중 하나에 설치되는 것이 가능하고, 실내기(I)에 실내팽창기구가 설치됨과 아울러 실외기(O)에 실외팽창기구가 설치되는 것이 가능하다.

제 2 열교환기(4)는 냉방 운전시, 압축기(1)에서 압축된 냉매를 응축시키는 응축기가 될 수 있고, 난방 운전시 팽창기구(3)에서 팽창된 후 증발기 입구 헤더(5)에 의해 고루 분배된 냉매를 증발시키는 증발기가 될 수 있다. 제 2 열교환기(4)는 실외팬(41)에서 송풍된 공기를 냉매와 열교환시키는 공랭식 열교환기로 구성되는 것이 가능하고, 냉각수 공급원에서 공급되는 냉각수를 냉매와 열교환시키는 수냉식 열교환기로 구성되는 것이 가능하다. 제 2 열교환기(4)는 공랭식 열교환기로 구성될 경우, 핀-튜브형 열교환기나 판형 열교환기로 구성될 수 있다. 제 2 열교환기(4)는 수냉식 열교환기로 구성될 경우, 쉘-튜브형 열교환기로 구성될 수 있다. 제 2 열교환기(4)는 압축기(1) 및 실외팬(41)과 함께 실외기(O)에 설치될 수 있다. 제 2 열교환기(4)는 복수개의 냉매 유로(41)(42)(43)(44)를 포함할 수 있다. 제 2 열교환기(4)는 난방 운전시 액상 냉매와 기상 냉매가 혼합된 2 상 냉매가 복수개의 냉매 유로(41)(42)(43)(44)로 고르게 분산될 경우 전체적인 열교환 성능이 높고, 복수개의 냉매 유로(41)(42)(43)(44) 중 일부로 액냉매가 집중될 경우 전체의 열교환 성능이 낮게 된다. 제 1 열교환기(4)는 복수개의 냉매유로(41)(42)(43)(44) 각각의 일단이 증발기 입구 헤더 분배기(5)와 연결될 수 있고, 복수개의 냉매유로(41)(42)(43)(44) 각각의 타단이 증발기 출구 헤더 파이프(6)와 연결될 수 있다. 제 2 열교환기(4)에 연결되는 증발기 입구 헤더 분배기(5)는 팽창기구(3)와 팽창기구 연결유로(52)로 연결될 수 있다. 제 2 열교환기(4)에 연결되는 증발기 출구 헤더 파이프(6)는 냉난방 절환밸브(7)와 냉난방 절환밸브 연결 유로(54)로 연결될 수 있다.

증발기 입구 헤더 분배기(5)(5')는 증발기의 복수개 냉매 유로의 일부로 액냉매가 집중되지 않도록 2상 냉매를 증발기의 복수개 냉매 유로로 균일하게 분배할 수 있다. 증발기 입구 헤더 분배기(5)(5')의 상세 구성에 대해서는 도 2를 참고하여 상세히 설명한다.

증발기 출구 헤더 파이프(6)(6')는 증발기의 복수개 냉매유로에서 증발된 냉매를 합친 후 압축기(1)측을 향해 유동되게 할 수 있다. 증발기 출구 헤더 파이프(6)(6')는 내부에 공간이 형성될 수 있고, 증발기의 냉매유로 각각과 냉매입구관으로 각각 연결될 수 있으며, 기상 냉매는 하나의 냉매출구관을 통해 유출될 수 있다. 증발기 출구 헤더 파이프는 제 1 열교환기(2)에 연결된 증발기 출구 헤더 파이프(6')의 경우, 제 1 열교환기(2)의 복수개 냉매유로(21)(22)(23)(24)각각과 냉매입구관이 연결될 수 있다. 증발기 출구 헤더 파이프는 제 2 열교환기(4)에 연결된 증발기 출구 헤더 파이프(6)의 경우, 제 2 열교환기(4)의 복수개 냉매유로(41)(42)(43)(44)각각과 냉매입구관이 연결될 수 있다.

냉난방절환밸브(7)는 사방밸브로 구성될 수 있다. 냉난방절환밸브(7)는 냉방 운전시, 압축기(1)에서 압축된 냉매를 제 2 열교환기(4)에 연결된 증발기 출구 헤더 파이프(6)로 안내할 수 있고, 제 1 열교환기(2)에 연결된 증발기 출구 헤더 파이프(6')에서 유동된 냉매를 압축기 흡입유로(11)로 안내할 수 있다. 냉난방절환밸브(7)는 난방 운전시, 압축기(1)에서 압축된 냉매를 제 1 열교환기(2)에 연결된 증발기 출구 헤더 파이프(6')로 안내할 수 있고, 제 2 열교환기(4)에 연결된 증발기 출구 헤더 파이프(6)에서 유동된 냉매를 압축기 흡입유로(11)로 안내할 수 있다.

도 2는 본 발명에 따른 공기조화기 제 1 실시예의 증발기 입구 헤더 분배기 내부가 도시된 단면도이다.

증발기 입구 헤더 분배기(5)(5')는 분배기 바디(50)와 냉매입구관(70)과 복수개의 냉매출구관(80)(82)(84)(86)을 포함한다. 냉매는 냉매입구관(60)을 통해 분배기 바디(50)로 유입된 후 분배기 바디(50) 내부에서 복수개의 냉매출구관(80)(82)(84)(86)으로 분배될 수 있고, 복수개의 냉매출구관(80)(82)(84)(86)로 분배된 냉매는 증발기의 복수개 냉매유로로 안내될 수 있다.

분배기 바디(50)는 복수개의 냉매출구관(80)(82)(84)(86)이 연통되는 헤더 유로부(52)와, 헤더 유로부(52)의 상측과 하측을 연통시키게 헤더 유로부(52)의 상측과 하측에 각각 연결된 리턴 유로부(54)를 갖는다. 분배기 바디(50)는 내부의 유로(P1)(P2) 중에서, 복수개의 냉매출구관(80)(82)(84)(86)이 연통되는 영역이 헤더 유로부(52)가 될 수 있고, 그 이외가 리턴 유로부(54)가 될 수 있다.

헤더 유로부(52)는 상하 방향으로 길게 형성될 수 있다. 헤더 유로부(52)는 헤더 유로(P1)가 내부에 상하 방향으로 길게 형성될 수 있다. 헤더 유로부(52)에는 냉매출구관이 관통되는 냉매출구관 관통공(55)(56)(57)(58)이 형성될 수 있다.

리턴 유로부(54)는 냉매 입구관(70)에서 헤더 유로부(52)로 공급된 2상 냉매를 다시 냉매 입구관(70)측으로 되돌릴 수 있다. 2상 냉매는 리턴 유로부(54)가 없는 경우 헤더 유로부(52) 중 냉매 입구관(70)의 맞은편에 액상 냉매가 몰릴 수 있고, 복수개의 냉매출구관(80)(82)(84)(86) 중 냉매 입구관(70)과 거기가 먼 냉매출구관(80)으로 액냉매가 과다 유입될 수 있다. 반면에, 리턴 유로부(54)가 있는 경우 헤더 유로부(52) 중 냉매 입구관(70)의 맞은편에 위치하는 액상 냉매 중 일부는 리턴 유로부(54)를 따라 다시 냉매 입구관(70)로 유동될 수 있고, 헤더 유로부(52) 중 냉매 입구관(70)의 맞은편에 액상 냉매가 몰리는 것은 최소화될 수 있다. 리턴 유로부(54)는 냉매 입구관(70)이 헤더 유로부(52)의 하측에서 헤더 유로부(52)로 2상 냉매를 공급하는 경우 헤더 유로부(52)의 상측으로 유동된 냉매를 헤더 유로부(52)의 하측으로 안내할 수 있다. 리턴 유로부(54)는 냉매 입구관(70)이 헤더 유로부(52)의 상측에서 헤더 유로부(52)로 2상 냉매를 공급하는 경우 헤더 유로부(52)의 하측으로 유동된 냉매를 헤더 유로부(52)의 상측으로 안내할 수 있다. 리턴 유로부(54)는 헤더 유로부(52) 외부에 위치될 수 있고, 헤더 유로부(52)의 상단과 연통될 수 있고, 헤더 유로부(52)의 하단과 연통될 수 있다.

분배기 바디(50)는 복수개의 냉매출구관(80)(82)(84)(86)이 관통되는 제 1 파이프부(61)와, 제 1 파이프부(62)와 이격되는 제 2 파이프부(62)와, 제 1 파이프부(61)의 상부와 제 2 파이프부(62)의 상부를 연결하는 상부 연결 파이프부(63)와, 제 1 파이프부(61)의 하부와 제 2 파이프부(62)의 하부를 연결하는 하부 연결 파이프부(64)를 포함할 수 있다.

제 1 파이프부(61)는 상하 방향으로 긴 직관 형상으로 형성될 수 있다.

제 2 파이프부(61)는 직관 형상 또는 곡관 형상으로 형성될 수 있다. 제 2 파이프부(61)는 제 1 파이프부(61)와 이격될 수 있다.

상부 연결 파이프부(63)는 곡관 형상으로 형성될 수 있다. 상부 연결 파이프부(63)는 내부에 ' ∩ ' 형상의 유로가 형성될 수 있다.

하부 연결 파이프부(64)는 곡관 형상으로 형성될 수 있다. 하부 연결 파이프부(64)는 내부에 ' ∪ ' 형상의 유로가 형성될 수 있다.

분배기 바디(50)는 제 1 파이프부(61)가 헤더 유로부(52)가 되고, 제 2 파이프부(61)와 상부 연결 파이프부(63) 및 하부 연결 파이프부(64)가 리턴 유로부(54)가 될 수 있다.

분배기 바디(50)는 상부 연결 파이프부(63)와 제 1 파이프부(61) 및 하부 연결 파이프부(64)가 헤더 유로부(52)가 되고, 제 2 파이프부(62)가 리턴 유로부(54)가 될 수 있다.

분배기 바디(50)는 수직 중심축(VX)를 기준으로, 상부 연결 파이프부(63)의 일부와 제 1 파이프부(61) 및 하부 연결 파이프부(64)의 일부가 헤더 유로부(52)가 되고, 상부 연결 파이프부(63)의 나머지와 제 2 파이프부(62) 및 하부 연결 파이프부(64)의 나머지가 리턴 유로부(54)가 될 수 있다. 분배기 바디(50)는 냉매출구관(52)이 헤더 유로부(52)의 좌측에 위치될 경우, 리턴 유로부(54)가 헤더 유로부(52)의 상측 및 우측 및 하측에 위치될 수 있다. 분배기 바디(50)는 냉매출구관(52)이 헤더 유로부(52)의 우측에 위치될 경우, 리턴 유로부(54)가 헤더 유로부(52)의 상측 및 좌측 및 하측에 위치될 수 있다.

분배기 바디(50)는 헤더 유로부(52)와 리턴 유로부(54) 중 하나에 냉매입구관(70)이 관통될 수 있는 냉매입구관 관통공(59)이 형성될 수 있다. 냉매입구관 관통공(59)은 헤더 유로부(52)의 하측 위치에 형성될 수 있다.

냉매입구관(70)은 증발기 입구 헤더 분배기가 제 1 열교환기(2)와 연결되는 증발기 입구 헤더 분배기(5')인 경우, 도 1에 도시된 팽창기구 연결유로(51)에 연결될 수 있다. 냉매입구관(70)은 증발기 입구 헤더 분배기가 제 2 열교환기(4)와 연결되는 증발기 입구 헤더 분배기(5)인 경우, 도 1에 도시된 팽창기구 연결유로(52)에 연결될 수 있다. 냉매입구관(70)은 분배기 바디(50)를 관통하여 배치되거나 분배기 바디(50)에 접속되게 배치될 수 있다. 냉매입구관(70)은 하나의 분배기 바디(50)에 하나 설치될 수 있다. 냉매입구관(70)은 냉매가 유입되는 입구단(71)이 분배기 바디(50) 외부에 위치될 수 있고, 냉매가 분배기 바디(50)로 유출되는 출구단(72)이 분배기 바디(50)의 내부에 위치될 수 있다. 냉매입구관(70)은 출구단(72)의 방향에 따라 냉매 주입 방향이 결정될 수 있다. 냉매 입구관(70)은 팽창기구(3)에서 팽창된 냉매를 헤더 유로부(52)와 리턴 유로부(54) 중 하나로 안내한다. 출구단(72)은 헤더 유로부(52)의 상부 또는 하부를 향하는 것이 바람직하다. 냉매 입구관(70)은 분배기 바디(50)의 하부에 설치될 수 있다. 냉매 입구관(70)은 출구단(72)이 냉매 입구관(70)의 상단에 형성됨과 아울러 헤더 유로부(52)를 향하게 배치될 수 있다. 냉매 입구관(70)은 헤더 유로부(52)의 길이 방향과 같거나 나란한 방향으로 배치될 수 있다.

냉매출구관(80)(82)(84)(86)은 헤더 유로부(52)의 냉매를 증발기의 냉매유로로 안내할 수 있고, 하나의 냉매출구관이 증발기의 냉매유로 하나에 연결되는 것이 가능하고, 복수개의 냉매출구관이 증발기의 냉매유로 하나에 연결되는 것이 가능하며, 하나의 냉매출구관이 증발기의 냉매유로 복수개에 연결되는 것이 가능하다. 이하, 편의를 위해 하나의 냉매출구관이 증발기의 냉매유로 하나에 연결되는 것으로 설명한다. 냉매출구관(80)(82)(84)(86)은 증발기 입구 헤더 분배기가 제 1 열교환기(2)와 연결되는 증발기 입구 헤더 분배기(5')인 경우, 제 1 열교환기(2)의 냉매 유로(21)(22)(23)(24)에 각각 연결될 수 있다. 증발기 입구 헤더 분배기(5')은 하나의 냉매출구관이 제 1 열교환기(2)의 하나의 냉매 유로에 각각 연결될 수 있다. 냉매출구관(80)(82)(84)(86)은 증발기 입구 헤더 분배기가 제 2 열교환기(4)와 연결되는 증발기 입구 헤더 분배기(5)인 경우, 제 2 열교환기(4)의 냉매 유로(41)(42)(43)(44)에 각각 연결될 수 있다. 증발기 입구 헤더 분배기(5)는 하나의 냉매출구관이 제 2 열교환기(4)의 하나의 냉매 유로에 각각 연결될 수 있다. 복수개의 냉매출구관(80)(82)(84)(86)은 헤더 유로부(52)를 관통하여 설치될 수 있다. 복수개의 냉매출구관(80)(82)(84)(86)은 헤더 유로부(52)에 이격되게 설치될 수 있다. 복수개의 냉매출구관(80)(82)(84)(86)은 분배기 바디(50)의 헤더 유로부(52)로 삽입될 수 있다. 복수개의 냉매출구관(80)(82)(84)(86)은 그 각각의 입구단(88)이 헤더 유로(P1)에 위치될 수 있고, 그 각각의 출구단(89)이 분배기 바디(50) 외부에 위치될 수 있다. 복수개의 냉매출구관(80)(82)(84)(86)은 입구단(88)이 헤더 유로부(52)의 내벽을 마주보게 배치될 수 있다. 복수개의 냉매출구관(80)(82)(84)(86)은 헤더 유로부(52)의 길이 방향과 직교한 방향으로 길게 배치될 수 있다. 복수개의 냉매출구관(80)(82)(84)(86)은 헤더 유로부(52)에 높이차를 갖고 설치될 수 있다. 복수개의 냉매출구관(80)(82)(84)(86) 중 최상측 냉매출구관(80)은 헤더 유로부(52)의 상단 보다 높이가 낮거나 헤더 유로부(52)의 상단과 높이가 같을 수 있다. 복수개의 냉매출구관(80)(82)(84)(86) 중 최하측 냉매출구관(86)은 헤더 유로부(52)의 하단 보다 높이가 높거나 헤더 유로부(52)의 하단과 높이가 같을 수 있다.

이하, 상기와 같이 구성된 본 발명의 작용을 설명하면 다음과 같다.

먼저, 공기조화기의 난방 운전시, 압축기(1)는 냉매를 압축할 수 있고, 제 1 열교환기(2)는 냉매를 응축시키는 응축기가 될 수 있으며, 팽창기구(3)가 응축기에서 응축된 냉매를 팽창시킬 수 있고, 제 2 열교환기(4)에 연결된 증발기 입구 헤더 분배기(5)는 팽창기구(3)에서 팽창된 냉매를 제 2 열교환기(4)의 복수개 냉매유로(41)(42)(43)(44)로 분배할 수 있으며, 제 2 열교환기(4)는 냉매를 증발시키는 증발기가 될 수 있고, 압축기(1)는 증발기에서 증발된 냉매를 압축시킬 수 있다.

압축기(1)에서는 고온 고압의 기상 냉매가 토출될 수 있고, 고온 고압의 기상 냉매는 응축기인 제 1 열교환기(2)에서 응축될 수 있다. 제 1 열교환기(2)에서 응축된 냉매는 팽창기구(3)에 의해 팽창될 수 있고, 액냉매와 기상냉매의 2상 냉매는 증발기인 제 2 열교환기(4)에 연결된 증발기 입구 냉매 분배기(5)로 유동될 수 있다. 증발기 입구 냉매 분배기(5)로 유동된 2상 냉매는 냉매입구관(70)을 통해 분배기 바디(60)로 유입될 수 있다. 분배기 바디(60)로 유입된 냉매는 헤더 유로부(52)의 헤더 유로(P2)를 통과하면서 상측 방향으로 유동될 수 있고, 이때, 일부 냉매가 복수개의 냉매출구관(80)(82)(84)(86)의 입구단(88)을 통해 복수개의 냉매출구관(80)(82)(84)(86)으로 유출될 수 있고, 2상 냉매 중 나머지가 헤더 유로(P2)의 상측을 통과하여 리턴 유로부(54)의 리턴 유로(P2)로 유입될 수 있다. 리턴 유로(P2)로 유입된 냉매는 리턴 유로(P2)를 통과한 후 다시 헤더 유로부(52)의 헤더 유로(P2)로 유입될 수 있고, 이때, 냉매 입구관(70)의 출구단(72)을 통해 새로 유입되는 2상 냉매와 혼합되면서 다시 헤더 유로부(52)의 헤더 유로(P2)로 유동될 수 있다. 상기와 같은 2상 냉매가 리턴 유로부(54)를 돌아 헤더 유로부(52)로 재유입되게 되면, 헤더 유로부(52)의 상부에는 액냉매가 쏠리지 않게 되고, 공기조화기는 복수개의 냉매출구관(80)(82)(84)(86) 전체로 2상 냉매가 고르게 분배되게 된다.

공기조화기의 냉방 운전시, 압축기(1)는 냉매를 압축할 수 있고, 제 2 열교환기(4)는 냉매를 응축시키는 응축기가 될 수 있으며, 팽창기구(3)가 응축기에서 응축된 냉매를 팽창시킬 수 있고, 제 1 열교환기(2)에 연결된 증발기 입구 헤더 분배기(5')는 팽창기구(3)에서 팽창된 냉매를 제 1 열교환기(2)의 복수개 냉매유로(21)(22)(23)(24)로 분배할 수 있으며, 제 1 열교환기(2)는 냉매를 증발시키는 증발기가 될 수 있고, 압축기(1)는 증발기에서 증발된 냉매를 압축시킬 수 있다.

압축기(1)에서는 고온 고압의 기상 냉매가 토출될 수 있고, 고온 고압의 기상 냉매는 응축기인 제 2 열교환기(4)에서 응축될 수 있다. 제 2 열교환기(4)에서 응축된 냉매는 팽창기구(3)에 의해 팽창될 수 있고, 액냉매와 기상냉매의 2상 냉매는 증발기인 제 1 열교환기(2)에 연결된 증발기 입구 냉매 분배기(5')로 유동될 수 있다. 제 1 열교환기(2)에 연결된 증발기 입구 냉매 분배기(5')로 유동된 2상 냉매는 공기조화기의 난방 운전시와 같이, 복수개의 냉매출구관(80)(82)(84)(86)으로 유입되지 않는 냉매가 리턴 유로부(54)의 리턴 유로(P2)를 돌아 헤더 유로부(52)의 헤더 유로(P1)로 유입될 수 있고, 복수개의 냉매출구관(80)(82)(84)(86)으로는 2상 냉매가 고르게 분배될 수 있다. 2상 냉매는 증발기의 복수개 냉매 유로(21)(22)(23)(24)로 균일하게 분배되어 증발될 수 있다. 복수개의 냉매유로(21)(22)(23)(24) 각각에서 증발된 냉매는 이후 증발기인 제 1 열교환기(2)에 연결된 증발기 출구 헤더 파이프(6')로 유입될 수 있고, 증발기 출구 헤더 파이프(6') 내부에서 다시 혼합될 수 있다. 냉매는 이후 압축기(1)로 유동될 수 있고, 압축기(1)는 증발기인 제 1 열교환기(2)에서 증발된 냉매를 압축할 수 있다.

도 3은 본 발명에 따른 공기조화기 제 2 실시예의 증발기 입구 헤더 분배기 내부가 도시된 단면도이다.

본 실시예의 공기조화기는 분배기 바디(50')가 헤더 유로부(52')와 리턴 유로부(54')를 포함할 수 있고, 헤더 유로부(52')에는 냉매 입구관(70')과 복수개의 냉매출구관(80)(82)(84)(86)이 연결될 수 있다.

헤더 유로부(52')는 상단 및 하단이 막히고 내부에 헤더 유로(P1)가 형성된 헤더 파이프로 구성될 수 있다. 헤더 유로(P1)는 상하 방향으로 길게 형성될 수 있고, 그 상단 및 하단은 막힐 수 있다. 헤더 파이프는 파이프부(52a)와, 파이프부(52a)의 상단을 막는 상판부(52b)와, 파이프부(52a)의 하단을 막는 하판부(52c)를 포함할 수 있다. 파이프부(52a)에는 냉매출구관 관통공(55)(56)(57)(58)이 형성될 수 있다. 하판부(52c)에는 냉매흡입관 관통공(59)이 형성될 수 있다.

리턴 유로부(54')는 헤더 유로부(52')의 파이프부(52a)의 상부에 상부(54a)가 연결될 수 있고, 헤더 파이프부(52')의 파이프부(52a)의 하부 또는 하판부(52c)에 하부(54b)가 연결될 수 있다. 리턴 유로부(54')는 ' ??' 자 형상또는 'C' 자 형상의 리턴 유로(P2)가 형성될 수 있다. 리턴 유로부(54')는 상부(54a)가 복수개의 냉매출구관(80)(82)(84)(86) 중 최상측 냉매출구관(80) 보다 낮은 위치에 접속될 수 있다.

냉매 입구관(70')은 그 설치위치만 본 발명 제 1 실시예와 상이할 수 있고, 기타의 구성 및 작용은 본 발명 제 1 실시예와 동일하거나 유사하므로 그에 대한 상세한 설명은 생략한다.

본 발명은 분배기 바디(60')와 냉매 입구관(70') 이외의 기타의 구성 및 작용은 본 발명 제 1 실시예와 동일하거나 유사하므로 그에 대한 상세한 설명은 생략한다.

도 4는 본 발명에 따른 공기조화기 제 3 실시예의 증발기 입구 헤더 분배기 내부가 도시된 단면도이다.

본 실시예의 공기조화기는 분배기 바디(50")의 내부에 헤더 유로부(52")와 리턴 유로부(54")를 구획하는 격리판(100)이 배치될 수 있고, 격리판(100)은 상단(102)이 분배기 바디(50") 상단과 이격될 수 있으며, 하단(104)이 분배기 바디(50") 하단과 이격될 수 있으며, 분배기 바디(50") 및 격리판(100) 이외의 기타 구성 및 작용은 본 발명 제 1 실시예와 동일하거나 유사할 수 있으므로 그에 대한 상세한 설명은 생략한다.

분배기 바디(50")는 공기조화기에 상하 방향으로 길게 설치될 수 있다. 분배기 바디(50")는 파이프부(61")가 상하로 길게 형성될 수 있고, 상부(62") 및 하부(64")가 라운드지게 형성될 수 있다. 분배기 바디(50")는 파이프부(61")가 상하로 길게 형성될 수 있고, 파이프부(61")의 상단에 상판부가 형성되며, 파이프부(61")의 하부에 하판부가 형성될 수 있다. 파이프부(61")는 중공 원통 형상 또는 중공 사각통 형상으로 형성될 수 있다. 분배기 바디(50")는 상부(62") 및 하부(64")가 라운드지게 형성될 경우 헤더 유로(P1)의 2상 냉매가 리턴 유로(P2)를 선회 유동하여 헤더 유로(P1)로 다시 돌아오기 쉽고, 분배기 바디(50")는 상부(62") 및 하부(64")가 라운드지게 형성되는 것이 바람직하다. 분배기 바디(50")는 냉매출구관(80)(82)(84)(86)이 관통되는 냉매출구관 관통공(55)(56)(57)(58)이 형성될 수 있고, 냉매입구관(70)이 관통되는 냉매입구관 관통공(59)가 형성될 수 있다.

냉매입구관(70)은 출구단(72)이 헤더 유로부(52)를 향해 냉매를 안내하게 배치될 수 있다. 냉매입구관(70)은 분배기 바디(50")의 하부(64")를 관통하는 것이 바람직하고, 냉매입구관 관통공(59)은 분배기 바디(50")의 하부(64")에 상하 방향으로 개구 형성되는 것이 바람직하다.

복수개의 냉매출구관(80)(82)(84)86)은 입구단(88)이 격리판(100)을 마주보게 설치될 수 있다.

격리판(100)은 분배기 바디(50") 내부를 헤더 유로(P1)와 러턴 유로(P2)로 구획할 수 있다. 격리판(100)은 분배기 바디(50") 내부에 수직하게 배치될 수 있다. 격리판(100)은 파이프부(61") 중 복수개의 냉매출구관(80)(82)(84)(84)가 관통하는 부분과 헤더 유로(P1)를 형성할 수 있고, 파이프부(61") 중 복수개의 냉매출구관(80)(82)(84)(84)가 관통하는 부분은 맞은편 부분과 리턴 유로(P2)를 형성할 수 있다. 헤더 유로(P1)는 상단이 리턴 유로(P2)와 연통될 수 있고, 하단이 리턴 유로(P2)와 연통될 수 있다.리턴 유로(P2)는 상부의 단면 형상이 ' ∩' 형상으로 헤더 유로(P1)와 연결될 수 있고 하부의 단면 형상이 '∪' 형상으로 헤더 유로(P1)와 연결될 수 있다.

도 5는 본 발명에 따른 공기조화기 제 4 실시예의 증발기 입구 헤더 분배기 내부가 도시된 단면도이다.

본 실시예의 공기조화기는 본 발명 제 3 실시예와 같이 격리판(100)이 분배기 바디(50")에 배치될 수 있고, 냉매입구관(70")의 출구단(72)이 리턴유로부(54")를 향해 냉매를 안내하게 배치될 수 있으며, 냉매입구관(70")의 출구단(72) 이외의 기타 구성 및 작용은 본 발명 제 3 실시예와 동일하거나 유사하므로 동일부호를 사용하고 그에 대한 상세한 설명은 생략한다.

분배기 바디(50") 및 복수개의 냉매출구관(80)(82)(84)(84)는 본 발명 제 3 실시예와 같이 구성될 수 있다.

냉매입구관(70")은 출구단(72)이 리턴유로(P2)와 연통되게 설치될 수 있고, 2상 냉매는 냉매입구관(70")의 출구단(72)을 통해 리턴유로(P2)로 먼저 유입될 수 있다. 리턴유로(P2)로 유입된 2상 냉매는 리턴유로(P2)를 따라 상측 방향으로 유동될 수 있고, 격리판(100)의 상단(102)과 분배기 바디(50")의 상부(64") 사이를 통과한 후 헤더 유로(P1)로 유동될 수 있다. 헤더 유로(P1)로 유동된 냉매는 일부가 복수개의 냉매출구관(80)(82)(84)(86)으로 분배되고, 나머지가 헤더 유로(P1)의 하측으로 유동될 수 있다. 헤더 유로(P1)의 하측으로 유동된 2상 냉매는 격리판(100)의 하단(104)와 분배기 바디(50")의 하부(64") 사이를 통과할 수 있고, 이후 냉매입구관(70")의 출구단(72)의 주변에서 냉매입구관(70")의 출구단(72)을 통해 유입되는 새로운 2상 냉매와 혼합될 수 있다. 이와 같이 혼합된 2상 냉매는 리턴 유로(P2)의 상부를 향해 유동될 수 있다. 2상 냉매가 리턴 유로(P2)와 헤더 유로(P1)를 순환함에 따라, 헤더 유로(P1)의 상부 또는 하부에는 액냉매가 집중되지 않고, 2상 냉매는 복수개의 냉매출구관(80)(82)(84)(86)으로 고르게 분배될 수 있다.

1: 압축기 2: 제 1 열교환기
3: 팽창기구 4: 제 2 열교환기
5,5': 증발기 입구 헤더 분배기
6,6': 증발기 출구 헤더 파이프
7: 냉난방 절환밸브 50: 분배기 바디
52,52',52": 헤더 유로부 54,54'.54": 리턴 유로부
70: 냉매입구관 80,82,84,86: 냉매출구관
100: 격벽

Claims (8)

1. 복수개의 냉매 유로가 형성되고 냉매를 증발시키는 증발기와;
   상기 증발기에서 증발된 냉매를 압축하는 압축기와;
   상기 압축기에서 압축된 냉매를 응축시키는 응축기와;
   상기 응축기에서 응축된 냉매를 팽창시키는 팽창기구와;
   상기 팽창기구에서 팽창된 냉매를 상기 복수개의 냉매 유로로 분배시키는 증발기 입구 헤더 분배기를 포함하고,
   상기 증발기 입구 헤더 분배기는
   상기 냉매 유로에 연결된 냉매출구관의 복수개를 포함하고,
   상기 복수개의 냉매출구관이 연통되는 헤더 유로부와, 상기 헤더 유로부의 상측과 하측을 연통시키게 상기 헤더 유로부의 상측과 하측에 각각 연결된 리턴 유로부를 갖는 분배기 바디와;
   상기 헤더 유로부와 리턴 유로부 중 하나로 상기 팽창기구에서 팽창된 냉매를 안내하는 냉매 입구관을 포함하는 공기조화기.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 냉매 입구관은 상기 분배기 바디의 하부에 설치된 공기조화기.
3. 제 2 항에 있어서,
   상기 냉매 입구관은 출구단이 상기 냉매 입구관의 상단에 형성됨과 아울러 상기 헤더 유로부를 향하는 공기조화기.
4. 제 2 항에 있어서,
   상기 리턴 유로부는 상기 헤더 유로부의 상측으로 유동된 냉매를 상기 헤더 유로부의 하측으로 안내하는 공기조화기.
5. 제 1 항에 있어서,
   상기 분배기 바디는 내부에 상기 헤더 유로부와 리턴 유로부를 구획하는 격리판이 형성된 공기조화기.
6. 제 1 항에 있어서,
   상기 복수개의 냉매출구관은 입구단이 상기 격리판을 마주보게 설치된 공기조화기.
7. 제 6 항에 있어서,
   상기 격리판은 상단이 상기 분배기 바디 상단과 이격되고,
   하단이 상기 분배기 바디 하단과 이격되는 공기조화기.
8. 제 1 항에 있어서,
   상기 리턴 유로부는 상부가 상기 복수개의 냉매출구관 중 최상측 냉매출구관 보다 낮은 위치에 접속되는 공기조화기.

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