KR20170068202A - 공기조화장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 공기조화장치에 관한 것으로서, 구체적으로, 냉매를 압축하도록 형성된 압축기, 냉매와 실내공기를 열교환시키도록 형성된 실내열교환기, 냉매와 실외공기를 열교환시키도록 형성된 실외열교환기, 냉매를 팽창시키도록 형성된 팽창밸브 및 냉매를 기상냉매와 액상냉매로 분리하도록 형성된 어큐뮬레이터를 포함하는 공기조화장치로서, 상기 어큐뮬레이터는 기상냉매와 액상냉매를 분리하는 기냉 분리부 및 액상 냉매를 저장하기 위한 냉매 저장부를 포함하며, 상기 냉매 저장부와 상기 압축기의 흡입단은 공급배관을 통해 연결되고, 상기 공급배관에는 개폐밸브가 구비된 것을 특징으로 하는 공기조화장치에 관한 것이다.

Description

공기조화장치{Air conditioner}

본 발명은 공기조화장치에 관한 것으로서, 보다 구체적으로 어큐뮬레이터에 액냉매를 중력에 의해 저장하기 위한 저장수단이 구비되고, 상기 저장수단에 수용된 액냉매를 이용하여 냉매 사이클의 과냉도가 조절될 수 있는 공기조화장치에 관한 것이다.

도 1은 종래의 공기조화장치를 나타내는 도면이다.

도 1을 참조하면, 일반적으로, 공기조화장치는 냉매를 압축하도록 형성된 압축기(1), 실내공기와 냉매를 열교환시키도록 형성된 실내열교환기(2), 실외공기와 냉매를 열교환시키도록 형성된 실외열교환기(3), 냉매를 팽창시키도록 형성된 팽창밸브(4), 상기 압축기(1)로 유입되는 냉매를 기상냉매와 액상냉매로 분리하도록 형성된 어큐뮬레이터(5) 및 상기 압축기로부터 토출된 냉매를 실내기열교환기(2) 또는 실외열교환기(3)로 선택적으로 공급하도록 형성된 유로전환밸브(6)를 포함할 수 있다.

상기 어큐뮬레이터(5)는 실내열교환기(2) 및 실외열교환기(3) 중 증발기로 기능하는 열교환기로부터 나온 냉매가 압축기(1)로 유입되기 전에, 상기 냉매를 기상냉매와 액상냉매로 분리하는 기능을 한다.

어큐뮬레이터(5)에서 분리된 기상냉매는 상기 압축기(1)로 유입되고, 액상냉매는 상기 어큐뮬레이터(5)에 저장될 수 있다.

이때, 상기 어큐뮬레이터(5)에 저장된 액상냉매는 증발하여 상기 압축기(1)로 유입되거나, 상기 압축기(1)로 연장되는 토출배관(7)에 형성된 액냉매 공급홀(8)을 통해 소량의 액상냉매가 기상냉매와 함께 상기 압축기(1)로 유입될 수 있다.

한편, 실내열교환기(2)와 실외열교환기(3)는 냉매의 순환방향에 따라서, 증발기 또는 응축기로 작동할 수 있다.

예를 들어, 난방 시에, 실내열교환기(2)는 응축기로 작동하고 실외열교환기(3)는 증발기로 작동할 수 있다. 이와 반대로, 냉방 시에, 상기 실내열교환기(2)는 증발기로 작동하고 상기 실외열교환기(3)는 응축기로 작동할 수 있다.

한편, 공기조화장치의 효율 극대화를 위하여, 응축기로 작동하는 열교환기 내에는 적절한 기상, 2상 및 액상 구간이 존재해야 한다.

통상적으로, 냉매 사이클을 순환하는 냉매의 양이 기준양보다 많을 때, 응축기 내에 액냉매가 최적 양보다 많이 존재하게 된다.

예를 들어, 응축기로 작동하는 열교환기 내에 액냉매가 너무 많으면 2상 열교환 구간이 줄어들게 되고, 이 경우, 응축압 상승에 따른 압축기(1)의 소비전력 증가로 인해 시스템 효율이 감소하게 되는 문제점이 있다.

종래의 공기조화장치의 경우, 어큐뮬레이터(5)의 경우, 어큐뮬레이터(5) 내에 저장되는 액냉매가 토출배관(7)에 형성된 액냉매 공급홀(8)을 통해 압축기(1) 측으로 공급되기는 하나, 냉매 사이클을 순환하는 냉매의 양을 기설정된 과냉도와 측정된 과냉도의 차이에 기초하여 능동적으로 줄일 수 없는 문제점이 있다.

또한, 통상적으로, 냉매 사이클을 순환하는 냉매의 양이 기준양보다 적을 때, 응축기 내에 액냉매가 최적 양보다 적게 존재하게 된다.

응축기로 작동하는 열교환기 내에 액냉매가 너무 적으면 과냉도가 작아지게 되어 증발기의 입구 건도가 커지되 되며, 이 경우, 증발기의 효율이 감소하게 되는 문제점이 있다.

종래의 공기조화장치의 경우, 냉매 사이클을 순환하는 냉매의 양을 기설정된 과냉도와 측정된 과냉도의 차이에 기초하여 능동적으로 늘릴 수 없는 문제점이 있다.

본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 냉매 사이클을 순환하는 냉매를 적절히 조절할 수 있는 공기조화장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한, 본 발명은 중력에 의해 어큐뮬레이터의 저장부 내에 액냉매를 저장할 수 있는 공기조화장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한, 본 발명은 어큐뮬레이터의 저장부에 저장된 액냉매의 적어도 일부를 기설정된 과냉도에 기초하여 압축기를 향해 공급할 수 있는 공기조화장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한, 본 발명은 단 하나의 밸브를 사용하여 냉매 사이클의 과냉도를 능동적으로 조절할 수 있는 컴팩트한 구조의 공기조화장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명은 전술한 목적을 달성하기 위한 것으로서, 냉매를 압축하도록 형성된 압축기, 냉매와 실내공기를 열교환시키도록 형성된 실내열교환기, 냉매와 실외공기를 열교환시키도록 형성된 실외열교환기, 냉매를 팽창시키도록 형성된 팽창밸브 및 냉매를 기상냉매와 액상냉매로 분리하도록 형성된 어큐뮬레이터를 포함하는 공기조화장치로서, 상기 어큐뮬레이터는 기상냉매와 액상냉매를 분리하는 기냉 분리부 및 액상 냉매를 저장하기 위한 냉매 저장부를 포함하며, 상기 냉매 저장부와 상기 압축기의 흡입단은 공급배관을 통해 연결되고, 상기 공급배관에는 개폐밸브가 구비된 것을 특징으로 하는 공기조화장치를 제공한다.

이때, 상기 어큐뮬레이터는 상기 기냉 분리부 및 상기 냉매 저장부를 분리하도록 형성된 분리부재를 더 포함하고, 상기 분리부재에는 상기 기냉 분리부로부터 상기 냉매 저장부로 액상냉매가 유동하기 위한 적어도 하나의 유입홀이 형성될 수 있다.

또한, 상기 기냉 분리부는 상기 냉매 저장부의 상측에 배치되고, 상기 기냉 분리부 내의 액상냉매의 적어도 일부는 중력에 의해 상기 유입홀을 통해 상기 냉매 저장부로 떨어질 수 있다.

또한, 상기 분리부재에 상기 유입홀이 1개가 형성되고, 상기 유입홀의 직경은 1mm 내지 5mm일 수 있다.

또한, 상기 공급배관은 상기 냉매 저장부의 측면 하측과 상기 압축기의 흡입단을 연결하도록 형성될 수 있다.

본 발명의 다른 실시예에 따르면, 상기 어큐뮬레이터는 상기 기냉 분리부 및 상기 냉매 저장부를 분리하도록 형성된 분리부재를 더 포함하고, 상기 기냉 분리부의 측면 및 상기 냉매 저장부의 측면은 연결배관을 통해 연통될 수 있다.

이때, 상기 기냉 분리부는 상기 냉매 저장부의 상측에 배치되고, 상기 기냉 분리부 내의 액상냉매의 적어도 일부는 중력에 의해 상기 연결배관을 통하여 상기 냉매 저장부로 유동할 수 있다.

또한, 상기 공급배관은 상기 연결배관의 하측에서 상기 냉매 저장부의 측면에 연결될 수 있다.

또한, 상기 공급배관에 구비된 개폐밸브는 솔레노이드밸브 또는 전자팽창밸브가 될 수 있다.

본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 상기 어큐뮬레이터는 상기 기냉 분리부 및 상기 냉매 저장부를 분리하도록 형성된 분리부재를 더 포함하고, 상기 어큐뮬레이터로 냉매가 유입되는 유입배관의 일측은 바이패스 배관을 통해 상기 냉매 저장부에 연통될 수 있다.

이때, 상기 유입배관은 수평으로 연장된 수평부 및 상기 수평부로부터 상측 방향으로 연장된 경사부를 포함하고, 상기 바이패스 배관의 일단은 상기 수평부와 상기 경사부가 만나는 지점에 구비되고, 상기 바이패스 배관의 타단은 상기 냉매 저장부의 내측을 향하여 배치될 수 있다.

또한, 상기 바이패스 배관의 일단은 상기 바이패스 배관의 타단보다 높이 배치될 수 있다.

또한, 상기 냉매 저장부는 상기 기냉 분리부의 상측에 배치되고, 상기 유입배관은 상기 냉매 저장부를 경유하여 상기 기냉 분리부 내측까지 연장될 수 있다.

또한, 상기 냉매 저장부의 측면과 상기 기냉 분리부의 측면은 연결배관을 통해 연결되고, 상기 연결배관에는 개폐밸브가 구비될 수 있다.

또한, 상기 유입배관을 흐르는 냉매 중 액상냉매의 적어도 일부는 중력에 의해 상기 바이패스 배관을 통하여 상기 냉매 저장부로 떨어질 수 있다.

본 발명에 따르면, 냉매 사이클을 순환하는 냉매를 적절히 조절할 수 있는 공기조화장치를 제공할 수 있다.

또한, 본 발명에 따르면, 중력에 의해 어큐뮬레이터의 저장부 내에 액냉매를 저장할 수 있는 공기조화장치를 제공할 수 있다.

또한, 본 발명에 따르면, 어큐뮬레이터의 저장부에 저장된 액냉매의 적어도 일부를 기설정된 과냉도에 기초하여 압축기를 향해 능동적으로 공급할 수 있는 공기조화장치를 제공할 수 있다.

또한, 본 발명에 따르면, 단 하나의 밸브를 사용하여 과냉도를 능동적으로 조절할 수 있는 공기조화장치를 제공할 수 있다.

도 1은 종래의 공기조화장치를 나타내는 도면이다
도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 공기조화장치를 나타내는 도면이다.
도 3은 도 2에 도시된 어큐뮬레이터를 나타내는 도면이다.
도 4는 본 발명의 제2실시예에 따른 공기조화장치를 나타내는 도면이다.
도 5는 본 발명의 제3실시예에 따른 공기조화장치를 나타내는 도면이다.
도 6은 도 2, 4 및 5에 도시된 공기조화장치에 적용되는 제어부, 밸브 및 온도센서의 연결관계를 나타내는 도면이다.

이하, 본 발명의 실시예에 따른 공기조화장치를 첨부된 도면을 참고하여 상세히 설명한다. 첨부된 도면은 본 발명의 예시적인 형태를 도시한 것으로, 이는 본 발명을 상세히 설명하기 위해 제공되는 것일 뿐, 이에 의해 본 발명의 기술적인 범위가 한정되는 것은 아니다.

또한, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 대응되는 구성요소는 동일한 참조번호를 부여하고 이에 대한 중복 설명은 생략하기로 하며, 설명의 편의를 위하여 도시된 각 구성 부재의 크기 및 형상은 과장되거나 축소될 수 있다.

도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 공기조화장치를 나타내는 도면이다.

도 2를 참조하면, 본 발명의 제1실시예에 따른 공기조화장치는 압축기(10), 실내열교환기(20), 실외열교환기(30), 팽창밸브(40), 어큐뮬레이터(50) 및 유로전환밸브(60)를 포함할 수 있다.

상기 압축기(10)는 냉매를 가압하도록 형성된다. 구체적으로, 상기 압축기(10)는 저온 저압의 냉매를 가압하여 고온 고압의 냉매 상태로 만들도록 형성될 수 있다. 상기 압축기(10)는 공기조화장치 내에 복수 개의 구비될 수 있다.

또한, 상기 압축기(10)가 공기조화장치(10) 내에 복수 개 구비되는 경우, 복수 개의 압축기는 냉매의 유동방향을 따라서 직렬 또는 병렬로 마련될 수 있다.

상기 실내열교환기(20)는 실내 공기와 냉매를 열교환시키도록 형성될 수 있다. 상기 실내열교환기(20)는 공기조화장치의 냉방모드에서 증발기로 작동될 수 있고, 난방모드에서 응축기로 작동될 수 있다.

상기 실외열교환기(30)는 실외 공기와 냉매를 열교환시키도록 형성될 수 있다. 상기 실외열교환기(30)는 공기조화장치의 냉방모드에서 응축기로 작동될 수 있고, 난방모드에서 증발기로 작동될 수 있다.

이때, 상기 실내열교환기(20) 및 상기 실외열교환기(30)는 핀-튜브 방식의 열교환기가 될 수 있다.

도시되어 있지는 않으나, 상기 실내열교환기(20) 측에는 실내팬이 마련될 수 있고, 상기 실외열교환기(30) 측에는 실외팬이 마련될 수 있다. 또한, 실내열교환기(20)와 실외열교환기(30)는 각각 하나 이상이 마련될 수 있다.

상기 팽창밸브(40)는 실내열교환기(20) 및 실외열교환기(30) 중 증발기로 작동하는 열교환기로 유입되는 냉매를 팽창시키도록 형성될 수 있다.

예를 들어, 난방 모드의 경우, 상기 팽창밸브(40)는 상기 실외열교환기(30)로 유입되는 냉매를 상기 실외옆교환기(30)로 유입되기 전에 팽창시키도록 형성될 수 있다.

상기 유로전환밸브(60)는 공기조화장치의 냉방 모드와 난방 모드를 전환하기 위하여 냉매의 순환방향을 전환시키도록 형성될 수 있다.

예를 들어, 상기 유로전환밸브(60)는 4방 밸브(Four-way valve)로 형성될 수 있다.

상기 어큐뮬레이터(50)는 증발기로 작동하는 열교환기를 통과한 냉매를 기상냉매와 액상냉매로 분리하도록 형성될 수 있다.

이하, 설명의 편의를 위하여, 실내열교환기(20)가 응축기로 작동하고 실외열교환기(30)가 증발기로 작동하는 난방 모드를 기준으로 설명한다.

상기 어큐뮬레이터(50)는 실외열교환기(30)를 통과한 냉매를 기상냉매와 액상냉매로 분리하고, 기상냉매를 압축기(10)를 향해 공급하도록 형성될 수 있다.

한편, 냉매 사이클을 순환하는 냉매의 양을 능동적으로 조절하기 위하여, 상기 어큐뮬레이터(50)에 액상 냉매를 저장하고 저장된 액상 냉매를 압축기(10)를 향해 적절히 공급할 필요가 있다.

이하, 도 3을 함께 참조하여, 냉매 사이클을 순환하는 냉매의 양을 능동적으로 조절할 수 있도록 형성된 본 발명의 제1실시예에 따른 어큐뮬레이터(50)에 대하여 구체적으로 설명한다.

도 3은 도 2에 도시된 어큐뮬레이터를 나타내는 도면이다.

도 2 및 3을 함께 참조하면, 본 발명의 제1실시예에 따른 어큐뮬레이터(50)는 기상냉매와 액상냉매를 분리하도록 형성된 기냉 분리부(510) 및 액상냉매를 저장하도록 형성된 냉매 저장부(520)를 포함할 수 있다.

상기 기냉 분리부(510)는 증발기로 작동하는 열교환기(예를 들어, 실외열교환기(30))를 통과한 냉매가 공급되도록 형성될 수 있다.

예를 들어, 실외열교환기(30)를 통과한 냉매는 유로전환밸브(60) 및 유입배관(70)을 경유하여 상기 기냉 분리부(510) 내로 공급될 수 있다. 이때, 상기 유입배관(70)의 일단은 유로전환밸브(60)에 연결되고 상기 유입배관(70)의 타단은 상기 기냉 분리부(510) 내에 배치될 수 있다.

상기 기냉 분리부(510)로 공급된 냉매 중 기상냉매는 토출배관(80)을 경유하여 압축기(10)로 공급될 수 있다. 구체적으로, 상기 기냉 분리부(510)로 공급된 냉매 중 기상냉매는 토출배관(80)을 경유하여 상기 압축기(10)의 흡입단(11)으로 공급될 수 있다.

상기 토출배관(80)의 일단은 상기 압축기(10)의 흡입단(11)에 연결되고, 상기 토출배관(80)의 타단은 상기 기냉 분리부(510) 내에 배치될 수 있다.

이때, 상기 기냉 분리부(510) 내에서, 상기 유입배관(70)의 타단 보다 상기 토출배관(70)의 타단이 더 높게 배치될 수 있다. 또한, 상기 유입배관(70)의 타단은 하방을 향하도록 배치되고 상기 토출배관(70)의 타단은 상방을 향하도록 배치될 수 있다.

또한, 상기 기냉 분리부(510)로 공급된 냉매 중 액상냉매는 상기 기냉 분리부(510) 내에 또는 전술한 냉매 저장부(520) 내에 저장될 수 있다.

그리고, 상기 기냉 분리부(510)에 저장된 액상냉매 중 적어도 일부는 상기 토출배관(80)에 형성된 토출홀(81)을 통해 기상냉매와 함께 압축기(10)로 공급될 수 있다.

특히, 어큐뮬레이터(50)로 유입되는 냉매에는 압축기(10)의 오일이 일부 포함되어 있기 때문에, 상기 액상냉매에 포함되어 있는 압축기 오일도 상기 토출홀(81)을 통해 기상냉매와 함께 압축기(10)로 공급될 수 있다.

구체적으로, 상기 토출배관(80) 중 상기 기냉 분리부(510) 내에 배치되는 부분은 굴곡부를 가지고 "U"자 형태로 형성될 수 있으며, 굴곡부의 측면에 상기 토출홀(81)이 형성될 수 있다.

그리고, 상기 토출홀(81)의 직경은 미량의 액상냉매가 상기 토출배관(80)을 통해 압축기(10)로 공급되도록 결정될 수 있다.

예를 들어, 상기 토출홀(81)의 직경은 0.1mm 내지 2mm로 형성될 수 있다. 상기 토출홀(81)의 직경은 공기조화장치의 전체 크기 및 어큐뮬레이터의 규모에 기초하여 실험치에 따라 달라질 수 있다.

따라서, 상기 기냉 분리부(510) 내에 저장되는 액상냉매의 적어도 일부는 상기 토출홀(81)을 통해 압축기(10)로 공급될 수 있다. 물론, 기냉 분리부(510)에 저장된 액상냉매의 높이가 상기 토출홀(81)보다 높을 때, 상기 액상냉매가 상기 토출홀(81)을 통해 상기 압축기(10)로 공급될 수 있다.

즉, 상기 기냉 분리부(510) 내에 저장되는 액상냉매의 수위는 상기 토출홀(81)보다 낮은 높이로 유지될 수 있다.

한편, 상기 냉매 저장부(520)와 상기 압축기(10)의 흡입단(11)은 공급배관(90)을 통해 연결될 수 있으며, 상기 공급배관(90)에는 개폐밸브(95)가 구비될 수 있다.

구체적으로, 상기 공급배관(90)은 상기 냉매 저장부(520)의 측면 하측과 상기 압축기(10)의 흡입단(11)을 연결하도록 형성될 수 있으며, 상기 개폐밸브(95)는 상기 공급배관(90)의 일측에 마련될 수 있다. 이때, 상기 개폐밸브(95)는 솔레노이드밸브 또는 전자팽창밸브가 될 수 있다.

따라서, 기설정된 과냉도와 냉매 사이클에서 측정된 과냉도의 차이에 기초하여 상기 개폐밸브(95)가 개방될 수 있으며, 상기 개폐밸브(96)가 개방되면 압축기(10)의 흡입단(11)과 냉매 저장부(520) 사이의 압력차에 의해 냉매 저장부(520)로부터 압축기(10)로 액상냉매가 공급될 수 있다.

보다 구체적으로, 본 발명의 제1실시예에 따른 어큐뮬레이터(50)는 상기 기냉 분리부(510) 및 상기 냉매 저장부(520)를 분리하도록 형성된 분리부재(530)를 더 포함할 수 있다.

상기 분리부재(530)는 상기 어큐뮬레이터(50) 내에서 상기 기냉 분리부(510)와 상기 냉매 저장부(520)를 구획하도록 형성될 수 있다. 예를 들어, 상기 어큐뮬레이터(50)는 원기둥 형태로 형성될 수 있으며, 상기 분리부재(530)는 원형 판 형태로 형성될 수 있다.

상기 분리부재(530)에는 상기 기냉 분리부(510)로부터 상기 냉매 저장부(520)로 액상냉매가 유동하기 위한 적어도 하나의 유입홀(531)이 형성될 수 있다.

즉, 상기 기냉 분리부(510)에 저장되는 액상냉매의 적어도 일부는 상기 유입홀(531)을 통하여 상기 냉매 저장부(520)로 유입될 수 있다.

따라서, 냉매 저장부(520)에 소정 양의 액상냉매가 저장될 수 있고, 상기 냉매 저장부(520)에 저장되는 액상냉매는 기설정된 과냉도와 측정된 과냉도의 차이값에 기초하여 압축기(10)로 선택적으로 공급될 수 있다.

이때, 상기 유입홀(531)의 직경은 기냉 분리부(510)로부터 냉매 저장부(520)로 액상 냉매가 방울 형태로 유입될 수 있는 크기로 결정될 수 있다.

예를 들어, 상기 유입홀(531)의 직경은 1mm 내지 5mm로 형성될 수 있다. 상기 유입홀(531)의 직경은 공기조화장치의 전체 크기 및 어큐뮬레이터의 규모에 기초하여 실험치에 따라 달라질 수 있다.

한편, 본 발명의 제1실시예에 따르면, 상기 기냉 분리부(510)는 상기 냉매 저장부(520)의 상측에 배치될 수 있다. 그리고, 상기 기냉 분리부(510) 내의 액상냉매의 적어도 일부는 중력에 의해 상기 유입홀(531)을 통해 상기 냉매 저장부(520)로 떨어질 수 있다.

상기와 같이, 기냉 분리부(510)와 냉매 저장부(520)의 상하배치 및 상기 분리부재(530)에 형성된 유입홀(531)에 의해, 기냉 분리부(510) 내의 액상냉매의 적어도 일부는 중력에 의해 상기 냉매 저장부(520)로 떨어질 수 있다.

특히, 상기 유입홀(531)은 상기 분리부재(530)를 상하방향으로 관통하도록 형성될 수 있고, 상기 분리부재(530)에는 1개의 유입홀(531)이 형성될 수 있다. 상기 유입홀(531)의 개수 및 전술한 유입홀(531)의 크기에 의해, 상기 기냉 분리부(510) 내의 액상냉매가 상기 냉매 저장부(520)로 방울 형태로 조금씩 떨어질 수 있다.

따라서, 본 발명의 제1실시예에 따르면, 액상냉매를 기냉 분리부(510)에서 냉매 저장부(520)로 이동시키기 위한 별도의 밸브가 필요 없다.

또한, 기냉 분리부(510)에 한 번에 많은 양의 액상냉매가 도입되더라도, 냉매 저장부(520)에 저장된 냉매가 상기 개폐밸브(95)의 개방을 통해 신속하게 압축기(10)로 다시 공급될 수 있으며, 어큐뮬레이터(50)의 소음 및 진동을 감소시킬 수 있다.

이하, 다른 도면을 참조하여, 본 발명의 제2실시예에 따른 공기조화장치에 대하여 설명한다.

도 4는 본 발명의 제2실시예에 따른 공기조화장치를 나타내는 도면이다.

이하, 본 발명의 제2실시예에 따른 공기조화장치를 설명함에 있어서, 전술한 제1실시예에서의 설명과 중복되는 부분에 대한 설명은 생략하기로 하며, 제1실시예에서의 구성과 동일하거나 대응하는 구성은 동일한 명칭 및 동일한 도면부호로 나타낸다.

한편, 이해의 편의를 위하여, 본 발명의 제2실시예에 따른 공기조화장치에 있어서, 전술한 제1실시예와의 차이점을 중심으로 설명한다.

도 4를 참조하면, 본 발명의 제2실시예에 따르면, 어큐뮬레이터(50)의 일부 구성을 제외하고 전술한 제1실시예와 동일하다.

본 발명의 제2실시예에서는 제1실시예와 같이 분리부재(530)가 기냉 분리부(510)와 냉매 저장부(520)를 구획하도록 구비될 수 있다.

그러나, 제1실시예에서와는 달리, 제2실시예에 따르면, 상기 분리부재(530)에는 유입홀(531)이 형성되지 않을 수 있다. 즉, 제2실시예에서, 기냉분리부(510)와 냉매 저장부(520)는 분리부재(530)에 의해 상하방향으로 구획되어 있기 때문에, 기냉 분리부(510) 내의 액상냉매는 분리부재(530)를 관통하여 냉매 저장부(520)로 유동될 수 없다.

구체적으로, 본 발명의 제2실시예에 따르면 어큐뮬레이터(50)의 기냉 분리부(510)와 냉매 저장부(520)는 연결배관(535)을 통해서 연결될 수 있다.

예를 들어, 상기 기냉 분리부(510)의 측면 및 상기 냉매 저장부(520)의 측면은 연결배관(535)을 통해 연결될 수 있다. 구체적으로, 상기 기냉 분리부(510)의 측면 하측과 상기 냉매 저장부(520)의 측면 하측이 상기 연결배관(535)을 통해 연결될 수 있다.

이때, 상기 기냉 분리부(510)는 상기 냉매 저장부(520)의 상측에 배치될 수 있다. 따라서, 상기 기냉 분리부(510) 내의 액상냉매의 적어도 일부는 중력에 의해 상기 연결배관(535)을 통하여 상기 냉매 저장부로 유동할 수 있다.

따라서, 본 발명의 제2실시예에 따르면, 냉매 저장부(520)로 액상 냉매를 공급하기 위한 별도의 밸브 등의 구성이 필요 없으며, 상기 연결배관(535)을 통해 중력에 의해 액상 냉매를 냉매 저장부(520)로 공급할 수 있다.

또한, 제1실시예에서와 같이, 제2실시예에서도, 공급배관(90)이 냉매 저장부(520)의 측면과 압축기(10)의 흡입단(11)을 연결하도록 형성될 수 있다.

이때, 상기 공급배관(90)은 상기 연결배관(535)의 하측에서 상기 냉매 저장부(520)의 측면에 연결될 수 있다.

즉, 상기 연결배관(535)과 상기 냉매 저장부(520)의 연결부는 상기 공급배관(90)과 상기 냉매 저장부(520)의 연결부보다 높은 위치에 배치될 수 있다. 이는, 냉매 저장부(520)의 바닥에서부터 저장되는 액상냉매를 상기 공급배관(90)을 통해 압축기(10)로 용이하게 공급하기 위함이다.

이하, 다른 도면을 참조하여, 본 발명의 제3실시예에 따른 공기조화장치에 대하여 설명한다.

도 5는 본 발명의 제3실시예에 따른 공기조화장치를 나타내는 도면이다.

이해의 편의를 위하여, 본 발명의 제3실시예에 따른 공기조화장치에 있어서, 전술한 제1실시예 및 제2실시예와의 차이점을 중심으로 설명한다.

도 5를 참조하면, 본 발명의 제3실시예에 따른 공기조화장치의 어큐뮬레이터(50) 역시, 기냉 분리부(510) 및 냉매 저장부(520)를 분리하도록 형성된 분리부재(530)를 포함할 수 있다.

한편, 상기 어큐뮬레이터(50)로 냉매가 유입되는 유입배관(70)의 일측은 바이패스 배관(75)을 통해 상기 냉매 저장부(520)에 연통될 수 있다. 즉, 상기 유입배관(70)과 상기 냉매 저장부(520)는 바이패스 배관(75)을 통해 서로 연결될 수 있다.

상기 바이패스 배관(75)은 상기 유입배관(70)을 유동하는 냉매 중 액상냉매의 적어도 일부를 상기 냉매 저장부(520)로 공급하는 기능을 할 수 있다.

구체적으로, 상기 유입배관(70)은 수평으로 연장된 수평부(71)와 상기 수평부(71)로부터 상측 방향으로 연장된 경사부(72)를 포함할 수 있다. 이때, 상기 경사부(72)는 상기 수평부(71)의 후단에서 상방으로 수직으로 연장되도록 형성될 수 있다.

또한, 상기 바이패스 배관(75)의 일단은 상기 수평부(71)와 상기 경사부(72)가 만나는 지점에 구비되고, 상기 배이패스 배관(75)의 타단은 상기 냉매 저장부(520)의 냉측을 향하도록 배치될 수 있다.

이때, 상기 바이패스 배관(75)의 일단은 상기 바이패스 배관(75)의 타단보다 높이 배치될 수 있다.

따라서, 상기 유입배관(70)을 유동하는 냉매 중 액상냉매의 적어도 일부는 중력에 의해서 상기 바이패스 배관(75)을 통해 상기 냉매 저장부(520)로 유입될 수 있고, 기상냉매의 대부분은 상기 경사부(72)로 진행될 수 있다.

한편, 본 실시예에서, 냉매 저장부(520)는 기냉 분리부(510)의 상측에 배치될 수 있다. 즉, 분리부재(530)의 상측에 냉매 저장부(520)가 배치되고 상기 분리부재(530)의 하측에 기냉 분리부(510)가 배치될 수 있다. 그리고, 상기 유입배관(70)은 상기 냉매 저장부(520)를 경유하여 상기 기냉 분리부(510)의 내측까지 연장되도록 형성될 수 있다.

즉, 유입배관(70)은 어큐뮬레이터(50)의 상측에서 상기 어큐뮬레이터(50)를 향하여 연장될 수 있다. 이때, 상기 바이패스 배관(75)을 통해 액상냉매가 냉매 저장부(520)로 중력에 의해 공급되기 위해서는, 상기 냉매 저장부(520)가 기냉 분리부(510) 보다 상측에 배치되는 것이 바람직하다.

또한, 상기 냉매 저장부(520)의 측면과 상기 기냉 분리부(510)의 측면은 연결배관(535)을 통해 연결될 수 있다. 이때, 상기 연결배관(535)에는 개폐밸브(95)가 구비될 수 있다.

따라서, 냉매 저장부(520)에 저장되는 액상 냉매는 기설정된 과냉도와 측정된 과냉도의 차이값에 기초하여 선택적으로 상기 기냉 분리부(510)로 공급될 수 있다.

물론, 유입배관(70)을 통해 기냉 분리부(510)로 공급되는 냉매에도 액상냉매가 포함되어 있을 수 있으므로 기냉 분리부(510) 내에도 어느 정도의 액상 냉매가 존재할 수 있다.

다만, 냉매 사이클의 과냉도 조절을 위해 추가적인 액상 냉매의 공급이 필요할 때, 상기 개폐밸브(95)의 개방을 통해 기냉 분리부(510)로 액상 냉매가 공급될 수 있다.

그리고, 기냉 분리부(510) 내의 액상냉매는 토출배관(80)에 형성된 토출홀(81)을 통해 기상냉매와 함께 압축기(10)로 공급될 수 있다.

따라서, 제3실시예에 따르면, 제1실시예 및 제2실시예에서와 같은 냉매 저장부(520)와 압축기(10)를 연결하는 공급배관(90)이 별도로 구비되지 않을 수 있다.

이하, 다른 도면을 참조하여, 공기조화장치의 냉매 사이클을 순환하는 냉매량의 조절에 대하여 설명한다.

도 6은 도 2, 4 및 5에 도시된 공기조화장치에 적용되는 제어부, 밸브 및 온도센서의 연결관계를 나타내는 도면이다.

즉, 이하에 설명되는 제어부 및 온도센서와 관련된 구성은 전술한 실시예 1, 2 및 3에 모두 적용될 수 있다.

도 6을 참조하면, 본 발명에 따른 공기조화장치는 압축기(10) 및 개폐밸브(95)를 제어하도록 형성된 제어부(C)를 더 포함할 수 있다.

상기 제어부(C)는 기설정된 과냉도와 응축기로 작동하는 열교환기에서 측정된 과냉도 사이의 차이값에 기초하여 상기 개폐밸브(95) 제어하도록 형성될 수 있다.

이때, 과냉도는 응축기로 작동하는 열교환기 내의 냉매온도와 응축기로 작동하는 열교환기 출구의 냉매온도 사이의 차이로 측정될 수 있다.

구체적으로, 도 2, 4 및 5에서, 실내열교환기(20)와 실외열교환기(30)는 선택적으로 응축기로 작동될 수 있다.

따라서, 실내열교환기(20) 내측에 제1온도센서(T1)가 구비되고, 실내열교환기(20)가 응축기로 작동될 때의 토출단에 제2온도센서(T2)가 구비될 수 있다.

즉, 상기 제1온도센서(T1)는 응축기로 작동하는 실내열교환기(20) 내측의 냉매온도를 측정하도록 구비될 수 있다. 또한, 상기 제2온도센서(T2)는 응축기로 작동하는 실내열교환기(20)의 토출단에서의 냉매온도를 측정하도록 구비될 수 있다.

또한, 실외열교환기(30) 내측에 제3온도센서(T3)가 구비되고, 실외열교환기(30)가 응축기로 작동될 때의 토출단에 제4온도센서(T4)가 구비될 수 있다.

즉, 상기 제3온도센서(T3)는 응축기로 작동하는 실외열교환기(30) 내측의 냉매온도를 측정하도록 구비될 수 있다. 또한, 상기 제4온도센서(T4)는 응축기로 작동하는 실외열교환기(30)의 토출단에서의 냉매온도를 측정하도록 구비될 수 있다.

예를 들어, 실내열교환기(20)가 응축기로서 기능하는 경우, 제어부(C)는 상기 제1온도센서(T1)에서 감지된 값과 상기 제2온도센서(T2)에서 감지된 값의 차이를 통해 과냉도를 측정할 수 있다.

또한, 상기 측정된 과냉도가 기설정된 과냉도 보다 낮은 경우에, 상기 제어부(C)는 냉매 저장부(520) 내의 액상 냉매가 압축기(10)를 향해 공급되도록 전술한 개폐밸브(95)를 개방할 수 있다.

이때, 개폐밸브(95)의 개방 시간 및 과냉도의 반복적인 체크와 관려된 사항은 실험을 통해 최적치로 도출될 수 있다.

한편, 실외열교환기(30)가 응축기로서 기능하는 경우에도 전술한 경우와 동일하므로, 이에 대한 구체적인 설명은 생략한다.

위에서 설명된 본 발명의 바람직한 실시예는 예시의 목적을 위해 개시된 것이고, 본 발명에 대한 통상의 지식을 가지는 당업자라면 본 발명의 사상과 범위 안에서 다양한 수정, 변경, 부가가 가능할 것이며, 이러한 수정, 변경 및 부가는 하기의 특허청구범위에 속하는 것으로 보아야 할 것이다.

10 압축기 20 실내열교환기
30 실외열교환기 40 팽창밸브
50 어큐뮬레이터 60 유로전환밸브
510 기냉 분리부 520 냉매 저장부
530 분리부재

Claims (15)

1. 냉매를 압축하도록 형성된 압축기, 냉매와 실내공기를 열교환시키도록 형성된 실내열교환기, 냉매와 실외공기를 열교환시키도록 형성된 실외열교환기, 냉매를 팽창시키도록 형성된 팽창밸브 및 냉매를 기상냉매와 액상냉매로 분리하도록 형성된 어큐뮬레이터를 포함하는 공기조화장치로서,
   상기 어큐뮬레이터는 기상냉매와 액상냉매를 분리하는 기냉 분리부 및 액상 냉매를 저장하기 위한 냉매 저장부를 포함하며,
   상기 냉매 저장부와 상기 압축기의 흡입단은 공급배관을 통해 연결되고, 상기 공급배관에는 개폐밸브가 구비된 것을 특징으로 하는 공기조화장치.
2. 제1항에 있어서,
   상기 어큐뮬레이터는 상기 기냉 분리부 및 상기 냉매 저장부를 분리하도록 형성된 분리부재를 더 포함하고,
   상기 분리부재에는 상기 기냉 분리부로부터 상기 냉매 저장부로 액상냉매가 유동하기 위한 적어도 하나의 유입홀이 형성된 것을 특징으로 하는 공기조화장치.
3. 제2항에 있어서,
   상기 기냉 분리부는 상기 냉매 저장부의 상측에 배치되고, 상기 기냉 분리부 내의 액상냉매의 적어도 일부는 중력에 의해 상기 유입홀을 통해 상기 냉매 저장부로 떨어지는 것을 특징으로 하는 공기조화장치.
4. 제2항에 있어서,
   상기 분리부재에 상기 유입홀이 1개가 형성되고,
   상기 유입홀의 직경은 1mm 내지 5mm인 것을 특징으로 하는 공기조화장치.
5. 제1항에 있어서,
   상기 공급배관은 상기 냉매 저장부의 측면 하측과 상기 압축기의 흡입단을 연결하도록 형성된 것을 특징으로 하는 공기조화장치.
6. 제1항에 있어서,
   상기 어큐뮬레이터는 상기 기냉 분리부 및 상기 냉매 저장부를 분리하도록 형성된 분리부재를 더 포함하고,
   상기 기냉 분리부의 측면 및 상기 냉매 저장부의 측면은 연결배관을 통해 연통된 것을 특징으로 하는 공기조화장치.
7. 제6항에 있어서,
   상기 기냉 분리부는 상기 냉매 저장부의 상측에 배치되고, 상기 기냉 분리부 내의 액상냉매의 적어도 일부는 중력에 의해 상기 연결배관을 통하여 상기 냉매 저장부로 유동하는 것을 특징으로 하는 공기조화장치.
8. 제7항에 있어서,
   상기 공급배관은 상기 연결배관의 하측에서 상기 냉매 저장부의 측면에 연결되는 것을 특징으로 하는 공기조화장치.
9. 제1항에 있어서,
   상기 공급배관에 구비된 개폐밸브는 솔레노이드밸브 또는 전자팽창밸브인 것을 특징으로 하는 공기조화장치.
10. 제1항에 있어서,
    상기 어큐뮬레이터는 상기 기냉 분리부 및 상기 냉매 저장부를 분리하도록 형성된 분리부재를 더 포함하고,
    상기 어큐뮬레이터로 냉매가 유입되는 유입배관의 일측은 바이패스 배관을 통해 상기 냉매 저장부에 연통된 것을 특징으로 하는 공기조화장치.
11. 제10항에 있어서,
    상기 유입배관은 수평으로 연장된 수평부 및 상기 수평부로부터 상측 방향으로 연장된 경사부를 포함하고,
    상기 바이패스 배관의 일단은 상기 수평부와 상기 경사부가 만나는 지점에 구비되고, 상기 바이패스 배관의 타단은 상기 냉매 저장부의 내측을 향하여 배치되는 것을 특징으로 하는 공기조화장치.
12. 제11항에 있어서,
    상기 바이패스 배관의 일단은 상기 바이패스 배관의 타단보다 높이 배치되는 것을 특징으로 하는 공기조화장치.
13. 제10항에 있어서,
    상기 냉매 저장부는 상기 기냉 분리부의 상측에 배치되고,
    상기 유입배관은 상기 냉매 저장부를 경유하여 상기 기냉 분리부 내측까지 연장된 것을 특징으로 하는 공기조화장치.
14. 제13항에 있어서,
    상기 냉매 저장부의 측면과 상기 기냉 분리부의 측면은 연결배관을 통해 연결되고,
    상기 연결배관에는 개폐밸브가 구비된 것을 특징으로 하는 공기조화장치.
15. 제12항에 있어서,
    상기 유입배관을 흐르는 냉매 중 액상냉매의 적어도 일부는 중력에 의해 상기 바이패스 배관을 통하여 상기 냉매 저장부로 떨어지는 것을 특징으로 하는 공기조화장치.

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