KR20140144482A

KR20140144482A - 공기 조화기

Info

Publication number: KR20140144482A
Application number: KR20130066472A
Authority: KR
Inventors: 신수연; 안병하; 오민석; 임우진
Original assignee: 엘지전자 주식회사
Priority date: 2013-06-11
Filing date: 2013-06-11
Publication date: 2014-12-19
Also published as: KR102125091B1

Abstract

본 발명은 공기 조화기에 관한 것이다.
본 발명의 실시예에 따른 공기 조화기에는, 압축기, 응축기, 팽창 장치 및 증발기를 포함하는 냉매 싸이클이 구동되는 공기 조화기에 있어서, 상기 냉매 싸이클의 구동을 위한 제어부품을 포함하는 전장유닛; 상기 전장유닛의 적어도 일측에 제공되며, 상기 전장유닛에서 발생되는 열을 방출시키기 위한 방열 어셈블리; 및 상기 방열 어셈블리로 냉매를 공급하는 냉매 배관이 포함되며, 상기 방열 어셈블리에는, 상기 전장유닛의 일측에 결합되며, 열전도성 플라스틱으로 구성되는 방열판; 상기 방열판의 내부에 형성되어, 냉매가 유동하는 냉매 유로; 상기 방열판의 일측에 제공되며, 상기 전장유닛에서 발생되는 열을 상기 냉매 유로로 전달하는 열전달 시트가 포함된다.

Description

공기 조화기 {An air conditioner}

본 발명은 공기 조화기에 관한 것이다.

공기 조화기는 실내의 공기를 용도, 목적에 따라 가장 적합한 상태로 유지하기 위한 가전기기이다. 이를테면, 여름에는 실내를 시원한 냉방상태로, 겨울에는 실내를 따뜻한 난방상태로 조절하고, 또한 실내의 습도를 조절하며, 실내의 공기를 쾌적한 청정상태로 조절한다.

상세히, 공기 조화기는 냉매의 압축, 응축, 팽창 및 증발과정을 수행하는 냉동 사이클이 구동되며, 이에 따라 실내공간의 냉방 또는 난방운전을 수행할 수 있다.

이러한 공기 조화기는 실내기와 실외기의 분리 여부에 따라, 실내기와 실외기를 각각 분리된 분리형 공기조화기와, 실내기와 실외기를 하나의 장치로 결합된 일체형 공기조화기로 구분될 수 있다. 실외기에는 외기와 열교환하는 실외 열교환기가 포함되며, 실내기에는 실내 공기와 열교환하는 실내 열교환기가 포함된다.

냉동사이클이 냉방 운전을 하는 경우, 상기 실외 열교환기는 응축기로서, 상기 실내 열교환기는 증발기로서 기능을 한다. 반면에, 냉동사이클이 난방 운전을 하는 경우, 상기 실내 열교환기는 응축기로서, 상기 실외 열교환기는 증발기로서 기능을 한다.

한편, 상기 실외기의 내부에는 공기 조화기의 구동을 위한 전장 유닛이 구비된다. 상기 전장 유닛은 다수의 제어부품을 포함한다. 상기 공기 조화기가 구동되는 과정에서, 상기 전장 유닛에는 많은 발열이 이루어질 수 있다. 상기 전장 유닛의 발열 온도는 대략 70~80℃를 형성할 수 있다.

종래의 공기 조화기에 의하면, 상기 전장 유닛을 충분히 냉각시키지 못하는 경우 상기 제어부품이 오작동 되는 현상이 나타났다. 이에 따라, 공기 조화기의 기능(열교환 작용)이 충분히 수행되지 못하거나 공기 조화기에 고장이 발생하게 되는 문제점이 있었다.

이러한 전장유닛을 냉각시키기 위하여, 종래의 공기 조화기에는 전장 유닛의 일측에 열전도성이 높은 기판을 배치시키고 외기에 의하여 열교환이 이루어지는 방식(히트싱크, heat-sink)이 적용되었다. 이러한 기판은 상기 전장 유닛에 나사등의체결부재에 의하여 결합된다.

그러나, 이러한 히트싱크 방식은 외기 온도가 매우 높은(일례로, 약 50℃) 지역에서는 이러한 히트싱크 방식의 효과가 제한되는 문제점이 있었다.

따라서, 이러한 문제점을 해결하기 위하여, 최근에는 상기 전장유닛의 일측에 냉동 사이클의 냉매가 유동하는 냉각장치가 마련되고, 냉매와 전장 유닛간에 열교환이 이루어짐으로써 전장 유닛의 냉각이 이루어지는 기술이 소개되고 있다. 일례로, 상기 냉각장치에는 냉매 배관이 포함될 수 있다.

한편, 상기 냉각장치는 전장 유닛에 결합된 상태가 유지되는데, 상기 전장유닛의 수리가 필요하거나 제어 부품을 교체하고자 할 경우 상기 냉각장치 또는 냉매배관을 제거하여야 하고, 수리 또는 교체작업이 완료되면 상기 냉각장치 또는 냉매 배관을 다시 조립하고 냉매를 재충전 하여야 하는 등 작업이 번거롭다는 문제점이 있었다.

본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로서, 전장 유닛을 효율적으로 냉각시킬 수 있는 공기 조화기를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 실시예에 따른 공기 조화기에는, 압축기, 응축기, 팽창 장치 및 증발기를 포함하는 냉매 싸이클이 구동되는 공기 조화기에 있어서, 상기 냉매 싸이클의 구동을 위한 제어부품을 포함하는 전장유닛; 상기 전장유닛의 적어도 일측에 제공되며, 상기 전장유닛에서 발생되는 열을 방출시키기 위한 방열 어셈블리; 및 상기 방열 어셈블리로 냉매를 공급하는 냉매 배관이 포함되며, 상기 방열 어셈블리에는, 상기 전장유닛의 일측에 결합되는 제 1 방열판; 상기 제 1 방열판에 분리 가능하게 결합되는 제 2 방열판; 및 상기 냉매 배관이 연장되어 구성되며, 상기 제 1 방열판과 제 2 방열판의 사이에 개입되는 모듈결합 배관이 포함된다.

또한, 상기 제 1 방열판 또는 제 2 방열판에는, 상기 모듈결합 배관이 안착되도록 함몰 형성되는 삽입홈이 형성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 제 1 방열판 및 제 2 방열판에 분리 가능하게 체결되는 체결부재가 더 포함되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 제 1 방열판에는, 상기 제 2 방열판과 결합되는 결합면을 가지는 내면부; 상기 내면부에 함몰되어 상기 모듈결합 배관의 적어도 일부분이 수용되는 제 1 삽입홈; 및 상기 제 1 삽입홈의 일측에 형성되며, 상기 체결부재가 결합되는 제 1 체결부가 포함되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 제 2 방열판에는, 상기 제 1 방열판과 결합되는 결합면을 가지는 제 1 면; 상기 제 1 면의 반대면을 규정하며, 방열핀이 결합되는 제 2 면; 상기 제 1 면에 함몰되어 상기 모듈결합 배관의 적어도 일부분이 수용되는 제 2 삽입홈; 및 상기 제 2 삽입홈의 일측에 형성되며, 상기 체결부재가 결합되는 제 2 체결부가 포함되는 것을 특징으로 한다.

다른 측면에 따른 공기 조화기에는, 냉매 싸이클의 구동을 위한 제어부품을 포함하는 전장유닛; 상기 전장유닛의 일측에 결합되며, 적어도 하나 이상의 방열핀이 제공되는 방열판; 상기 방열판의 내부에 형성되며, 상기 냉매 싸이클을 순환하는 냉매가 유입되는 냉매 유로; 상기 냉매 유로로 냉매를 공급하는 입구배관 및 상기 냉매 유로로부터 냉매를 배출시키는 출구배관이 포함되는 냉매 배관; 및 상기 입구배관 또는 출구배관에 제공되며, 상기 입구배관 또는 출구배관을 상기 냉매 배관의 다른 배관으로부터 분리 가능하게 결합시키는 밸브부재가 포함된다.

이러한 본 발명에 의하면, 냉동 사이클을 순환하는 냉매열을 이용하여 전장 유닛을 냉각시킬 수 있으므로, 전장 유닛에 제공되는 제어부품의 오작동을 방지하고 공기 조화기의 고장을 방지할 수 있다는 효과가 있다.

또한, 방열 어셈블리에는 분리 가능하게 결합되는 복수의 방열판이 포함되고, 복수의 방열판 사이에 냉매 배관이 개입되도록 구성되므로 방열 어셈블리와 전장 유닛의 분해 또는 조립이 용이하다는 장점이 있다.

따라서, 전장 유닛에 포함된 제어 부품을 교체하거나 전장 유닛의 수리를 위한 분해 및 조립 작업이 용이하게 이루어질 수 있다는 효과가 있다.

또한, 방열판의 내부에 냉매가 유동하는 채널이 형성되고, 냉매 배관이 밸브부재에 의하여 상기 방열판에 분리 가능하게 결합될 수 있으므로, 제어 부품의 교체 또는 전장 유닛의 수리가 용이하다는 효과가 있다.

또한, 증발기를 통과한 저압 저온의 냉매가 방열 어셈블리에 공급되어 전장 유닛을 냉각할 수 있으므로, 전장 유닛과 냉매간에 열교환 효율이 개선되는 효과가 있다. 특히, 외기 온도가 높은 지역에서도 전장 유닛의 냉각 효과를 기대할 수 있다는 장점이 있다.

또한, 방열판과 전장 유닛의 기판 사이, 또는 방열판의 내부에 열전달 시트가 구비되어 냉매와 전장 부품간에 열교환이 신속하고 효과적으로 이루어질 수 있다는 장점이 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 공기 조화기의 구성을 보여주는 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 실외기의 내부 구성을 보여주는 사시도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 공기 조화기의 구성을 보여주는 시스템 도면이다.
도 4는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 전장 유닛 및 방열 어셈블리의 결합 모습을 보여주는 사시도이다.
도 5는 상기 방열 어셈블리의 분해 사시도이다.
도 6은 도 4의 I-I'를 따라 절개한 단면도이다.
도 7은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 방열 어셈블리의 구성을 보여주는 사시도이다.
도 8은 도 7의 II-II'를 따라 절개한 단면도이다.

이하에서는 도면을 참조하여, 본 발명의 구체적인 실시예를 설명한다. 다만, 본 발명의 사상은 제시되는 실시예에 제한되지 아니하며, 본 발명의 사상을 이해하는 당업자는 동일한 사상의 범위 내에서 다른 실시예를 용이하게 제안할 수 있을 것이다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 공기 조화기의 구성을 보여주는 도면이고, 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 실외기의 내부 구성을 보여주는 사시도이다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 공기 조화기(1)에는, 실외 공기와 열교환 되는 실외기(10)와, 실내 공간에 배치되어 실내 공기를 조화하는 실내기(20) 및 상기 실외기(10)와 실내기(20)를 연결하는 연결 배관(30)이 포함된다.

상기 실외기(10)에는, 외관을 형성하며 다수의 부품을 내장하는 케이스(100)가 포함된다. 상기 케이스(100)에는, 실외 공기를 흡입하는 흡입 그릴(미도시) 및 흡입된 공기가 열교환된 후 토출되는 토출 그릴(105)이 포함된다. 상기 토출 그릴(105)은 상하 방향으로 복수 개가 제공될 수 있다.

상기 케이스(100)의 내부에는, 냉매를 압축하는 압축기(110)와, 상기 압축기(110)에 유입되는 냉매 중 액냉매를 걸러내는 기액분리기(115)와, 실외 열교환기(121,122) 및 상기 실외 열교환기(121,122)로 외기를 불어주는 송풍 팬(130)이 포함된다.

상기 케이스(100)에는, 상기 실외 열교환기(121,122) 및 송풍팬(130)이 구비되는 송풍실(101) 및 상기 압축기(110) 및 기액 분리기(115)가 구비되는 기계실(102)이 포함된다. 상기 송풍실(101)과 기계실(102)은 구획부(103)에 의하여 구획될 수 있다.

상기 실외 열교환기(121,122)에는, 냉매가 유동하는 냉매 배관(121) 및 외기와 냉매간 열교환 성능을 증대하기 위한 열교환 핀(122)이 포함된다. 상기 냉매 배관(121)은 상기 열교환 핀(122)을 관통하도록 배치될 수 있다. 그리고, 상기 실외 열교환기(121,122)는 상기 케이스(100)의 상부로부터 하부에 이르기까지 길이 방향으로 연장되며, 상기 케이스(100)의 후면으로부터 측면에 이르기까지 ┓ 형상으로 절곡되어 배치될 수 있다.

상기 송풍 팬(130)은 상기 토출 그릴(105)의 후방에 배치되며, 상기 케이스(100)의 상부 및 하부에 복수 개가 제공될 수 있다. 물론, 상기 송풍 팬(130) 및 토출 그릴(105)의 수는 어느 하나에 한정되지 않으며, 상기 실외 열교환기(121,122)의 길이 또는 배치에 따라 각각 1개가 제공될 수도 있을 것이다.

상기 기계실(102)에는, 다수의 제어부품이 배치되는 전장 유닛(200)이 제공된다. 일례로, 상기 전장 유닛(200)은 상기 압축기(110)의 상측에 배치될 수 있다.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 공기 조화기의 구성을 보여주는 시스템 도면이다. 이하에서는, 냉동 시스템이 냉방 운전을 수행하는 경우를 기준으로, 구성요소를 설명한다.

도 3을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 공기 조화기에는, 냉매를 압축시키는 압축기(110) 및 상기 압축기(110)에서 토출된 냉매를 응축시키는 실외 열교환기(120) 및 상기 실외 열교환기(120)를 통과한 냉매가 감압되도록 하는 팽창장치(140)가 포함된다. 상기 실외 열교환기(120)에는, 상기한 바와 같이, 냉매 배관(121) 및 열교환 핀(122)이 포함된다.

상기 실내기(20)에는, 상기 팽창장치(140)를 거친 냉매가 유입되어 증발되도록 하는 실내 열교환기(150)가 포함된다. 즉, 상기 실외 열교환기(120)는 "응축기", 상기 실내 열교환기(150)는 "증발기"로서 기능한다.

상기 실내 열교환기(150)의 출구측에는, 상기 압축기(110)로 유입될 냉매 중 기상 냉매를 분리하여 상기 압축기(110)로 공급하는 기액 분리기(170)가 제공된다.

그리고, 상기 공기 조화기(1)에는, 상기 압축기(110), 실외 열교환기(120), 팽창장치(140), 실내 열교환기(150) 및 기액 분리기(170)를 연결하여 냉매의 유동을 가이드 하는 냉매 배관(160)이 더 포함된다.

상기 실내 열교환기(150)와 기액 분리기(170)의 사이에는, 방열 어셈블리(300)가 제공된다. 상기 방열 어셈블리(300)는 전장 유닛(200)에 분리 가능하게 결합될 수 있다. 상기 방열 어셈블리(300)에는 냉매 배관(160)이 관통되며, 상기 냉매 배관(160)은 상기 실내 열교환기(150)에서 증발된 냉매를 상기 방열 어셈블리(300)로 가이드 한다.

상기 실내 열교환기(150)에서 증발되어 저온 저압을 형성하는 냉매는 상기 방열 어셈블리(300)를 통과하면서 상기 전장 유닛(200)을 냉각시킨 후 상기 기액 분리기(170)로 유입될 수 있다.

상세히, 상기 실내 열교환기(150)에서 증발된 냉매는 약 10℃의 온도 범위를 형성한다. 반면에, 상기 전장 유닛(200)의 발열 온도는 대략 70-80℃로 형성될 수 있다. 상기 냉매의 온도와 발열 온도간에 큰 온도 차이에 의하여, 상기 전장 유닛(200)은 냉각(방열)될 수 있다.

도 4는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 전장 유닛 및 방열 어셈블리의 결합 모습을 보여주는 사시도이고, 도 5는 상기 방열 어셈블리의 분해 사시도이고, 도 6은 도 4의 I-I'를 따라 절개한 단면도이다.

도 4 내지 도 6을 참조하면, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 전장유닛(200)에는, 전장기판(210) 및 상기 전장기판(210)에 배치되는 다수의 제어부품(220)이 포함된다. 상기 다수의 제어부품(220)에는, 고온의 열을 발생시키는 발열부품이 포함된다.

일례로, 상기 발열부품에는 전원 모듈(Intelligent Power Module, IPM, 지능형 전력모듈)이 포함될 수 있다. 상기 IPM은 전력을 제어하는 전력 MOSFET이나 IGBT 등의 전력장치의 구동회로 및 자기보호 기능의 보호회로를 설치한 모듈로서 이해된다. 그리고, 상기 전장기판(210)은 상기 IPM의 일 구성일 수 있다.

상기 전원 모듈이 구동되면, 상기 전원 모듈에 구비되는 스위칭 소자의 온오프 작용에 의하여 대략 70-80℃고온의 열을 발생한다.

그 외에, 상기 발열부품에는, 마이크로 컴퓨터, 인버터, 컨버터, EEPROM, 정류 다이오드 또는 콘덴서등이 더 포함될 수 있다.

상기 전장유닛(200)의 일측에는, 상기 전장유닛(200)을 냉각시키기 위한 "냉각모듈"로서 방열 어셈블리(300)가 제공된다. 상기 방열 어셈블리(300)는 상기 전장기판(210)의 일측면에 결합될 수 있다. 상기 방열 어셈블리(300)가 상기 전장기판(210)에 결합되는 방법은, 체결 또는 접착에 의한 결합방법을 포함한다.

상기 방열 어셈블리(300)에는, 상기 전장기판(210)의 일측에 결합되며 상기 전장유닛(200)에서 발생되는 열을 방출시키는 복수의 방열판(310,320)이 포함된다. 상기 복수의 방열판(310,320)의 내부에는, 냉매 배관을 설치하기 위한 설치공간 또는 냉매 유로가 규정된다.

상기 복수의 방열판(310,320)은 열전도도가 우수한 금속 또는 열전도성 플라스틱(heat trasmittable plstice)으로 구성될 수 있다. 상기 열전도성 플라스틱은 플라스틱이 가지고 있는 성질, 즉 작은 중량, 자유로운 디자인 및 낮은 열팽창 계수와, 금속과 세라믹이 가지고 있는 열전달 성질을 함께 포함하고 있는 재료로서 이해된다.

일례로, 상기 복수의 방열판(310,320)은 금속소재로서 알루미늄이 포함될 수 있다.

다른 예로서, 상기 복수의 방열판(310,320)에는, 상기 열전도성 플라스틱으로서, 에틸렌을 중합한 폴리에틸렌(-[CH₂CH₂]n-) 및 탄소나노튜브(Carbon Nanotube, CNT)가 포함된다. 상기 열전도성 플라스틱은, 일반적인 플라스틱의 열전도성에 비하여 100배 이상의 열전도성을 가질 수 있다.

상기 복수의 방열판(310,320)에는, 서로 분리 가능하게 결합되는 제 1 방열판(310) 및 제 2 방열판(320)이 포함된다. 상기 제 1 방열판(310)과 제 2 방열판(320)의 사이에는, 냉매 배관(160)이 개입될 수 있다.

상기 제 1 방열판(310)은 대략 육면체의 형상을 가지며, 상기 전장기판(210)의 일면에 결합되도록 구성된다. 그리고, 상기 제 1 방열판(310)에는, 상기 냉매 배관(150)의 적어도 일부분이 수용 또는 안착되는 제 1 삽입홈(315)을 가지는 내면부(311)가 포함된다. 상기 내면부(311)는 상기 제 2 방열판(320)과 결합되는 결합면을 포함할 수 있다.

상기 제 1 삽입홈(315)은 상기 냉매 배관(160)의 외형에 대응하여, 상기 내면부(311)로부터 소정 깊이만큼 함몰되도록 형성되며, 상기 내면부(311)의 상단부로부터 하단부까지 연장될 수 있다. 일례로, 상기 제 1 삽입홈(315)은 소정의 곡률 반경을 가지도록 라운드지게 연장되는 홈일 수 있다.

그리고, 상기 제 1 방열판(310)에는, 상기 제 2 방열판(320)과 결합되기 위하여 체결부재(330)가 삽입되는 제 1 체결부(316)가 형성된다. 일례로, 상기 제 1 체결부(316)는 상기 내면부(311)의 양측에 복수 개로 제공될 수 있다.

상기 제 2 방열판(320)은 대략 육면체의 형상을 가지며, 상기 제 1 방열판(310)의 일측에 결합되도록 구성된다. 상기 제 2 방열판(320)에는, 상기 제 2 방열판(320)의 외면을 규정하는 제 1 면(321)과, 상기 제 2 방열판(320)의 내면을 규정하는 제 2 면(323)이 포함된다.

상기 제 1 면(321)과 제 2 면(323)은 서로 반대면을 형성하며, 상기 제 2 면(323)은 상기 제 1 방열판(310)의 내면부(311)와 결합되는 결합면을 포함할 수 있다.

상기 제 1 면(321)에는, 외기와의 열교환 면적을 증가시키기 위하여 제공되는 방열핀(350)이 결합된다. 상기 방열핀(350)은 상기 제 1 면(321)에 결합되어, 상기 제 1 면(321)의 외측 방향으로 연장될 수 있다.

상기 방열핀(350)은 복수 개로 제공될 수 있으며, 복수의 방열핀(350)은 설정거리 만큼 이격되어 일방향으로 배치될 수 있다. 일례로, 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 복수의 방열핀(350)은 세로 방향으로 배치될 수 있다.

상기 제 2 방열판(320)에는, 상기 제 1 방열판(310)과 제 2 방열판(320)의 결합을 위하여 상기 체결부재(330)가 관통되는 제 2 체결부(326)가 형성된다. 상기 체결부재(330)는 상기 제 2 체결부(326)를 관통하여 상기 제 1 체결부(316)에 삽입되도록 연장될 수 있다.

상기 제 2 면(323)에는, 상기 냉매 배관(160)의 적어도 일부분이 수용 또는 안착되는 제 2 삽입홈(325)이 형성된다.

상기 제 2 삽입홈(325)은 상기 냉매 배관(160)의 외형에 대응하여, 상기 제 2 면(323)으로부터 소정 깊이만큼 함몰되도록 형성되며, 상기 제 2 면(323)의 상단부로부터 하단부까지 연장될 수 있다. 일례로, 상기 제 2 삽입홈(325)은 소정의 곡률 반경을 가지도록 라운드지게 연장되는 홈일 수 있다.

상기 방열 어셈블리(300)에는, 상기 제 1,2 방열판(310,320)의 내부에 삽입되어 냉매 유로를 형성하는 냉매 배관(160)이 더 포함된다. 상기 냉매 배관(160)의 적어도 일부분은 라운드지게 구성되며, 상기 냉매 배관(160)은 전체적으로 U 형상을 가진다.

상세히, 상기 냉매 배관(160)에는, 상기 제 1 삽입홈(315) 및 제 2 삽입홈(325)에 안착되는 복수의 직선 배관부(160a) 및 상기 복수의 직선 배관부(160a)로부터 연장되며 상기 제 1,2 방열판(310,320)의 외부로 돌출되도록 구성되는 곡선 배관부(160b)가 포함된다.

상기 곡선 배관부(160b)는 상기 복수의 직선 배관부(160a) 중 일 배관부에서 유동하는 냉매를 타 배관부로 전달하여 냉매의 유동방향을 전환시키도록 가이드 한다. 상기 복수의 직선 배관부(160a) 및 곡선 배관부(160b)는 상기 방열 어셈블리(300)에 결합되는 배관으로서, "모듈결합 배관"이라 이름할 수 있다.

상기 냉매 배관(160)에는, 상기 실내 열교환기(150)에서 증발된 냉매를 상기 제 1,2 방열판(310,320)의 내부로 가이드 하는 입구배관(161) 및 상기 제 1,2 방열판(310)에서 토출된 냉매를 상기 기액 분리기(170)로 가이드 하는 출구배관(163)이 포함된다. 상기 입구배관(161) 및 출구배관(163)은 상기 복수의 직선 배관부(160a)의 각 단부를 구성할 수 있다.

상기 입구배관(161) 및 출구배관(163)에는, 밸브부재(162,164)가 제공된다. 상기 밸브부재(162,164)에는, 상기 입구배관(161)에 제공되는 제 1 밸브(162) 및 상기 출구배관(163)에 제공되는 제 2 밸브(164)가 포함된다.

상기 제 1,2 밸브(162,164)는 2개의 분리 가능한 배관을 연결하기 위한 "커넥션 밸브"로서 이해된다. 즉, 상기 냉매 배관(160)을 구성하는 적어도 2개의 배관은 상기 제 1 밸브(162) 또는 제 2 밸브(164)에 의하여 분리 가능하게 결합될 수 있다.

상기 전장 유닛(200)을 애프터 서비스(수리 또는 교체)하기 위하여, 상기 방열판(310,320) 또는 냉매 배관(160)을 분리하고자 할 때, 상기 제 1 밸브(162) 또는 제 2 밸브(164)를 조작하여 상기 냉매 배관(160) 중 상기 모듈결합 배관(160a,160b)을 분리할 수 있다. 따라서, 상기 전장 유닛(200)의 애프터 서비스가 용이하다는 효과가 있다.

그리고, 상기 제 1 밸브(162) 또는 제 2 밸브(164)를 OFF 하여, 전장 유닛(200)을 애프터 서비스 하는 과정에서 상기 냉매 배관(160)으로부터 냉매가 누설되는 것을 방지할 수 있다.

그리고, 상기 방열판(310,320)과 전장유닛(200)의 사이에는, 열전달 작용을 촉진시키는 열전달 시트(340)가 제공될 수 있다. 상기 열전달 시트(340)는 상기 전장유닛(200)의 열을 상기 방열판(310,320) 내부의 냉매 유로로 신속하게 전달하는 구성으로서 이해될 수 있다.

일례로, 상기 열전달 시트(340)는 상기 제 1 방열판(310)의 일면과 상기 전장기판(210)의 일면의 사이에 개입될 수 있다. 상기 제 1 방열판(310)의 일면은 상기 전장기판(210)에 접촉되는 접촉면일 수 있다.

일례로, 상기 열전달 시트(340)에는, 그래파이트 시트(graphite sheet)가 포함된다. 상기 그래파이트 시트에는, 흑연 및 상기 흑연의 외측에 코팅되는 보호막이 포함될 수 있다.

상기 그래파이트 시트는 면 방향의 열전도율 및 열확산성이 금속소재, 예를 들어 은,동 또는 알루미늄보다 뛰어난 성질을 가진다. 상기 그래파이프 시트가 제공됨으로써, 상기 전장 유닛(200)에서 발생된 열은 상기 그래파이프 시트를 통하여 상기 제 1,2 방열판(310,320)으로 신속히 방출될 수 있다.

본 실시예에 따른 전장 유닛(200) 및 방열 어셈블리(300)의 작용에 대하여 간단하게 설명한다.

상기 공기 조화기(1)가 운전되면, 상기 전원 모듈등의 발열 부품의 구동에 의하여 고온의 열이 발생된다. 발생된 열은 상기 열전달 시트(340)를 통하여 상기 제 1,2 방열판(310,320)으로 전달될 수 있다.

상기 제 1,2 방열판(310,320)은 알루미늄 또는 열전도성이 우수한 전도성 플라스틱으로 구성되므로, 상기 발열 부품에서 발생된 열을 신속히 흡열할 수 있으며, 이에 따라 상기 제 1,2 방열판(310,320)의 온도는 상승될 수 있다.

한편, 상기 공기 조화기(1)가 운전되는 과정에서, 냉매 사이클이 구동되며, 상기 실내 열교환기(150)에서 증발된 냉매는 상기 냉매 배관(160)을 따라 유동하여 상기 제 1,2 방열판(310,320)의 내부로 유입된다.

상대적으로 저온인 냉매가 상기 제 1,2 방열판(310,320)의 내부를 통과하는 과정에서, 상기 제 1,2 방열판(310,320)은 신속히 냉각될 수 있다. 즉, 약 10℃의 냉매와, 약 70℃의 방열판 간에 온도 차이에 의하여, 상기 제 1,2 방열판(310,320)의 냉각이 효과적으로 이루어질 수 있다.

상기 출구배관(163)을 통하여 상기 제 1,2 방열판(310)에서 배출된 냉매는 상기 기액분리기(170)로 유입되어 상분리 된 후, 기상 냉매가 상기 압축기(110)로 흡입될 수 있다.

이하에서는, 전장 유닛(200)을 교체 또는 수리할 경우 조작 방법에 대하여 간단히 설명한다.

상기한 바와 같이, 상기 제 1 방열판(310)과 제 2 방열판(320)은 상기 체결 부재(330)에 의하여 분리 가능하게 결합된다.

상기 체결 부재(330)를 풀어서 상기 제 2 방열판(320)을 상기 제 1 방열판(310)으로부터 분리시킬 수 있다. 그리고, 상기 제 1 방열판(310)과 제 2 방열판(320)의 사이에 개재되어 있는 냉매 배관(160)을 분리하고, 상기 밸브부재(162,164)를 조작하여 상기 냉매 배관(160)으로부터 상기 모듈결합 배관(160a,160b)을 분리할 수 있다.

한편, 상기 제 1 방열판(310)은 상기 전장 유닛(200)에 결합된 상태가 유지될 수도 있고, 서비스의 편의를 위하여 상기 전장 유닛(200)으로부터 분리될 수도 있을 것이다.

상기 전장 유닛(200)에 대한 애프터 서비스를 완료하면, 위 설명의 역순으로 냉매 배관(160) 및 제 1,2 방열판(310,320)을 손쉽게 조립하며, 상기 밸브부재(162,164)를 ON 하여 냉매가 상기 방열판(310,320)의 내부를 유동하도록 할 수 있다. 이와 같이, 상기 전장 유닛(200)에 대한 서비스를 수행하기 위하여, 방열판 및 냉매 배관을 용이하게 분리 및 조립할 수 있다는 장점이 있다.

도 7은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 방열 어셈블리의 구성을 보여주는 사시도이고, 도 8은 도 7의 II-II'를 따라 절개한 단면도이다.

도 7 및 도 8을 참조하면, 본 발명의 제 2 실시예에 따른 방열 어셈블리(400)에는, 대략 육면체 형상을 가지며 냉매와 열교환 되어 열을 외부로 방출하는 방열판 본체(410)와, 상기 방열판 본체(410)로 냉매를 유입시키는 입구배관(461) 및 상기 방열판 본체(410)를 통과한 냉매를 배출시키는 출구배관(463)이 포함된다.

상기 방열판 본체(410)에는, 적어도 하나 이상의 방열핀(450)이 결합된다.

상기 입구배관(461) 및 출구배관(463)에는, 밸브부재(462,464)가 각각 제공된다. 상기 밸브부재(462,464)에는, 제 1 밸브(462) 및 제 2 밸브(464)가 포함된다. 상기 밸브부재(462,464)에 관한 설명은, 이전 실시예에서의 밸브부재(162,164)에 관한 설명을 원용한다.

상기 방열판 본체(410)의 내부에는, 냉매 유로로서 냉매의 유동공간을 규정하는 채널(430)이 형성된다. 상기 채널(430)은 상기 방열판 본체(410)의 적어도 일부분이 절개되어 내부에 비어있는 공간으로서 이해될 수 있다.

상기 채널(430)의 일측은 상기 입구배관(461)에 결합되며, 상기 채널(430)의 타측은 상기 출구배관(463)에 결합될 수 있다. 상기 채널(430)은 냉매의 유동방향을 변화시키도록, 다수 회 절곡되도록 구성된다.

상기 입구배관(461)에서 상기 채널(430)로 유입된 냉매는 절곡된 채널(430)을 통하여 유동방향이 변경되며, 상기 출구배관(463)을 통하여 배출될 수 있다.

본 실시예와 같은 구성에 의하면, 전장 유닛(200)의 애프터 서비스 과정에서, 상기 밸브부재(462,464)를 조작하여, 상기 입구배관(461) 및 출구배관(463)을 냉매배관(160)의 다른 부분으로부터 분리할 수 있다.

이 때, 상기 입구배관(461) 및 출구배관(463)이 분리되었을 때 냉매의 누설을 방지하기 위하여 상기 밸브부재(462,464)를 OFF 시킬 수 있다.

상기 전장 유닛(200)의 애프터 서비스가 완료되면, 상기 밸브부재(462,464)를 조작하여 상기 입구배관(461)과 출구배관(463)을 상기 냉매배관(160)의 다른 부분에 연결시키고, 상기 밸브부재(462,464)를 ON 하여 냉매가 상기 냉매배관(160) 및 채널(430)을 유동하도록 할 수 있다.

이와 같은 구성에 의하여, 전장 유닛의 냉각이 효과적으로 이루어지며, 전장 유닛의 애프터 서비스간 방열 어셈블리의 조작이 용이하다는 장점이 있다.

10 : 실외기 20 : 실내기
110 : 압축기 120 : 실외 열교환기
140 : 팽창 장치 150 : 실내 열교환기
160 : 냉매 배관 161 : 입구배관
163 : 출구배관 200 : 전장 유닛
210 : 전장 기판 220 : 전장 부품
300 : 방열 어셈블리 310 : 제 1 방열판
311 : 내면부 315 : 제 1 삽입홈
316 : 제 1 체결부 320 : 제 2 방열판
321 : 제 1 면 323 : 제 2 면
325 : 제 2 삽입홈 326 : 제 2 체결부
330 : 체결부재 340 : 열전달 시트

Claims

압축기, 응축기, 팽창 장치 및 증발기를 포함하는 냉매 싸이클이 구동되는 공기 조화기에 있어서,
상기 냉매 싸이클의 구동을 위한 제어부품을 포함하는 전장유닛;
상기 전장유닛의 적어도 일측에 제공되며, 상기 전장유닛에서 발생되는 열을 방출시키기 위한 방열 어셈블리; 및
상기 방열 어셈블리로 냉매를 공급하는 냉매 배관이 포함되며,
상기 방열 어셈블리에는,
상기 전장유닛의 일측에 결합되는 제 1 방열판;
상기 제 1 방열판에 분리 가능하게 결합되는 제 2 방열판; 및
상기 냉매 배관이 연장되어 구성되며, 상기 제 1 방열판과 제 2 방열판의 사이에 개입되는 모듈결합 배관이 포함되는 공기 조화기.
제 1 항에 있어서,
상기 제 1 방열판 또는 제 2 방열판에는,
상기 모듈결합 배관이 안착되도록 함몰 형성되는 삽입홈이 형성되는 것을 특징으로 하는 공기 조화기.
제 1 항에 있어서,
상기 제 1 방열판 및 제 2 방열판에 분리 가능하게 체결되는 체결부재가 더 포함되는 공기 조화기.
제 3 항에 있어서,
상기 제 1 방열판에는,
상기 제 2 방열판과 결합되는 결합면을 가지는 내면부;
상기 내면부에 함몰되어 상기 모듈결합 배관의 적어도 일부분이 수용되는 제 1 삽입홈; 및
상기 제 1 삽입홈의 일측에 형성되며, 상기 체결부재가 결합되는 제 1 체결부가 포함되는 공기 조화기.
제 4 항에 있어서,
상기 제 2 방열판에는,
상기 제 1 방열판과 결합되는 결합면을 가지는 제 1 면;
상기 제 1 면의 반대면을 규정하며, 방열핀이 결합되는 제 2 면;
상기 제 1 면에 함몰되어 상기 모듈결합 배관의 적어도 일부분이 수용되는 제 2 삽입홈; 및
상기 제 2 삽입홈의 일측에 형성되며, 상기 체결부재가 결합되는 제 2 체결부가 포함되는 공기 조화기.
제 1 항에 있어서,
상기 모듈결합 배관에는,
상기 제 1 삽입홈 및 제 2 삽입홈에 안착되는 복수의 직선 배관부; 및
상기 복수의 직선 배관부로부터 연장되며 상기 제 1 방열판 및 제 2 방열판의 외부로 돌출되도록 구성되는 곡선 배관부가 포함되는 공기 조화기.
제 1 항에 있어서,
상기 냉매 배관에는,
상기 제 1 방열판 및 제 2 방열판에 결합되어, 상기 모듈결합 배관으로 냉매를 유입시키는 입구배관; 및
상기 제 1 방열판 및 제 2 방열판에 결합되어, 상기 모듈결합 배관으로부터 냉매를 배출시키는 출구배관이 포함되는 공기 조화기.
제 1 항에 있어서,
상기 방열 어셈블리는 상기 증발기의 출구측에 배치되는 것을 특징으로 하는 공기 조화기.
제 8 항에 있어서,
상기 방열 어셈블리의 출구측에 배치되며, 기상 냉매를 분리시키는 기액 분리기가 더 포함되며,
상기 냉매 배관은 상기 방열 어셈블리에서 배출된 냉매를 상기 기액 분리기로 가이드 하는 것을 특징으로 하는 공기 조화기.
냉매 싸이클의 구동을 위한 제어부품을 포함하는 전장유닛;
상기 전장유닛의 일측에 결합되며, 적어도 하나 이상의 방열핀이 제공되는 방열판;
상기 방열판의 내부에 형성되며, 상기 냉매 싸이클을 순환하는 냉매가 유입되는 냉매 유로;
상기 냉매 유로로 냉매를 공급하는 입구배관 및 상기 냉매 유로로부터 냉매를 배출시키는 출구배관이 포함되는 냉매 배관; 및
상기 입구배관 또는 출구배관에 제공되며, 상기 입구배관 또는 출구배관을 상기 냉매 배관의 다른 배관으로부터 분리 가능하게 결합시키는 밸브부재가 포함되는 공기 조화기.
제 10 항에 있어서,
상기 방열판에는,
복수의 방열판; 및
상기 복수의 방열판을 분리 가능하게 결합시키는 체결부재가 포함되는 공기 조화기.
제 10 항에 있어서,
상기 복수의 방열판의 사이에 분리 가능하게 수용되며, 상기 냉매 유로를 형성하는 모듈결합 배관이 더 포함되는 공기 조화기.
제 10 항에 있어서,
상기 냉매 유로에는, 상기 방열판의 적어도 일부분이 절개되어 형성되는 채널이 포함되며,
상기 채널은 상기 입구배관 및 출구배관에 결합되는 것을 특징으로 하는 공기 조화기.