KR20210098017A - 공기조화기 - Google Patents

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KR20210098017A
KR20210098017A KR1020200011693A KR20200011693A KR20210098017A KR 20210098017 A KR20210098017 A KR 20210098017A KR 1020200011693 A KR1020200011693 A KR 1020200011693A KR 20200011693 A KR20200011693 A KR 20200011693A KR 20210098017 A KR20210098017 A KR 20210098017A
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진홍석
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엘지전자 주식회사
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Abstract

본 발명은 공기조화기에 관한 발명으로, 흡입된 외기를 냉각시키는 메인열교환기와, 메인열교환기의 하류에 배치되어 메인열교환기를 통과한 외기를 가열하는 메인열교환기와, 리히트열교환기 및 메인열교환기의 사이에 배치되어 냉매를 더욱 냉각시키는 과냉각기를 포함하고,
상기 과냉각기는 메인열교환기의 하방에 배치되고 메인열교환기에서 응축된 응축수를 집수하는 드레인팬과, 리히트열교환기에서 배출된 냉매를 메인열교환기로 안내하되 적어도 일부가 드레인팬에 삽입되는 과냉각배관을 포함하여, 리히트열교환기에서 배출된 냉매가 과냉각기를 통과하며 더욱 냉각된 상태로 메인열교환기로 유동하는 바, 버려지는 응축수를 활용하여 효율을 향상시키는 공기조화기에 관한 것이다.

Description

공기조화기 {Airconditioner}
본 발명은 공기조화기에 관한 것으로, 보다 상세하게는 집수한 응축수로 냉매를 과냉각하는 공기조화기에 관한 것이다.
환기란 실내의 나쁜 공기를 배출하고 실외의 신선한 공기를 유입시키는 것이다.
환기를 하는 이유는 여러가지가 있을 수 있다. 추운 겨울에 실내에 난방을 가동하는 경우에는 따뜻한 공기가 새어나가지 않게 하기 위하여 문을 닫고 있으며, 더운 여름에 실내에 냉방을 가동하는 경우에는 차가운 공기가 새어나가지 않게 하기 위하여 문을 닫고 있으며, 최근 미세먼지의 농도가 짙어짐에 따라 미세먼지의 유입을 막기 위하여 문을 닫고 있다. 실내공간이 밀폐된 상태로 시간이 지나는 경우, 산소의 농도가 낮아지고 이산화탄소의 농도가 높아져 공기가 탁해지게 된다. 이에, 환기장치는 탁한 실내공기를 실외로 배출하고, 실외의 신선한 공기를 유입시켜 실내공기를 항상 신선하게 유지한다.
하지만, 환기중에는 항상 에너지손실 문제가 발생한다. 예를 들어, 추운 겨울에는 실내의 따뜻한 공기가 배출되고 실외의 차가운 공기가 유입되기 때문에, 환기시에는 실내온도가 낮아질 수밖에 없다. 이와 유사하게, 더운 여름에는 실내의 시원한 공기가 배출되고 실외의 더운 공기가 유입되기 때문에, 환기시에는 실내온도가 높아질 수밖에 없다. 이러한 에너지 손실을 방지하기 위하여 여러가지 연구가 계속되고 있다.
에너지손실을 방지하기 위하여, 종래기술은 공기의 일부만 환기하는 믹싱 시스템(Mixing System)을 채택하였다. 예를 들어, 방에서 10의 공기를 배출할 때, 3의 공기만을 외부로 배출하고 7의 공기는 흡입구로 바이패스 시킨다. 흡입구에는 3의 외부공기가 유입되고, 유입된 공기는 바이패스된 7의 공기와 혼합되며 온도가 상승한다. 혼합된 10의 공기는 실내로 공급된다.
종래기술의 경우, 방에서 배출된 공기에 존재하는 100%의 열 중 30%의 열만이 외부로 배출되어 소실되고, 70%의 열은 외부공기와 함께 실내로 다시 공급되므로, 70%만큼의 에너지손실을 방지하는 효과가 있다.
하지만, 종래기술의 경우 실질적으로는 30%의 공기만 교환되고 70%의 공기는 순환되어 다시 실내로 공급되기 때문에, 신선한 공기로 교환되는 효율이 나쁘다는 문제점이 있다.
한편, 환기장치는 습도를 맞추기 위하여, 쿨링코일과 리히팅코일을 구비한다. 쿨링코일은 증발기로, 외기를 냉각한다. 리히팅코일은 응축기로, 외기를 목표온도로 다시 가열한다.
이때, 쿨링코일은 외기를 이슬점까지 냉각할 수 있는 바, 다량의 응축수가 발생할 수 있다. 상기 응축수를 집수하기 위하여 드레인팬이 쿨링코일의 하부에 배치되고, 집수된 응축수는 드레인팬에 형성된 드레인홀을 통하여 배수된다.
이때, 집수된 응축수는 쿨링코일의 온도와 같거나 낮은 것이 보통이다. 종래기술은 이러한 응축수를 곧바로 배수하는 바, 공기조화기의 효율을 저해하는 문제점이 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 버려지는 응축수를 활용하여 냉매를 과냉각하는 공기조화기를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 과제는 응축수와 과냉각배관과의 지속적인 열교환성능을 유지하는 공기조화기를 제공하는 것이다.
본 발명의 과제들은 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 과제를 달성하기 위하여, 본 발명의 실시예에 따른 공기조화기는, 내부에 공간을 형성하는 케이스, 케이스의 내부에 배치되고 케이스의 내부공간을 구획하는 격벽, 격벽에 의하여 구획되고 외기를 실내로 공급하는 공급유로, 격벽에 의하여 구획되고 내기를 외부로 배출하는 배출유로, 공급유로상에 배치되고 흡입된 외기를 냉각하는 메인열교환기, 메인열교환기의 공기유동방향 상의 하류에 배치되고 메인열교환기를 통과한 외기를 가열하는 리히트열교환기 및 리히트열교환기와 메인열교환기의 사이에 배치되어 냉매를 더욱 냉각시키는 과냉각기를 포함한다.
과냉각기는, 메인열교환기의 하방에 배치되고 메인열교환기에서 응축된 응축수를 집수하는 드레인팬과, 리히트열교환기에서 배출된 냉매를 메인열교환기로 안내하되 적어도 일부가 드레인팬에 삽입되는 과냉각배관을 포함한다.
메인열교환기는 흡입된 외기를 이슬점까지 냉각할 수 있다.
과냉각배관은, 냉매를 드레인팬으로 안내하는 드레인팬 유입배관, 유입배관과 연결되고 드레인팬에 삽입되어 드레인팬의 응축수에 잠기는 드레인팬 잠김배관, 잠김배관과 연결되고 잠김배관에서 배출되는 냉매를 메인열교환기로 안내하는 드레인팬 배출배관을 포함할 수 있다.
과냉각배관은, 일 측이 리히트열교환기의 냉매출구단에 연결되고, 타 측이 메인열교환기의 냉매입구단에 연결될 수 있다.
드레인팬은 측벽의 일 측에 관통하여 형성되는 드레인홀을 더 포함하고, 드레인홀은 과냉각배관의 최하단보다 상측에 배치될 수 있다.
드레인팬은 일 방향으로 기울어진 제1경사(θ1)를 가지도록 배치될 수 있고, 제1경사방향의 수직방향으로 기울어진 제2경사(θ2)를 가지도록 배치될 수도 있다.
과냉각기는, 일 측이 리히트열교환기의 하단에 배치되고, 타 측이 드레인팬의 상단에 배치되는 응축수안내판을 더 포함할 수 있다.
제2실시예에 따르면, 과냉각기는 리히트열교환기의 냉매출구단과, 액냉매헤더를 연결하는 제3실내액관에 배치될 수 있다.
제3실시예에 따르면, 과냉각기는 액관과 메인열교환기의 냉매입구단을 연결하는 제1실내액관에 배치될 수 있다.
기타 실시예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.
본 발명의 공기조화기에 따르면 다음과 같은 효과가 하나 혹은 그 이상 있다.
첫째,　리히트열교환기에서 배출된 냉매는 메인열교환기에 공급되기 전 응축수에 의하여 과냉각되는 바, 버려지는 응축수를 활용하여 효율을 향상시키는 장점이 있다.
둘째,　리히트열교환기에서 배출된 냉매는 제3실내액관 또는 제1실내액관을 통과하며 응축수에 의하여 과냉각되는 바, 버려지는 응축수를 활용하여 효율을 향상시키는 장점도 있다.
셋째,　드레인홀을 과냉각배관의 최하단보다 상측에 배치하여 일정이상의 응축수를 유지하는 바, 지속적으로 응축수를 활용하는 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 발명에 따른 공기조화기의 사시도,
도 2는 도 1 중 실내기의 정면 단면도,
도 3은 실내기의 공기 흐름 개략도,
도 4는 실외기의 냉매흐름 개략도,
도 5는 제1실시예에 따른 실내기의 각 구성요소 간에 냉매흐름을 도시한 도,
도 6은 본 발명에 따른 과냉각기의 사시도,
도 7은 도 6의 평면도,
도 8은 도 6의 정면도,
도 9는 드레인팬을 정면에서 본 개략도,
도 10은 드레인팬을 좌측면에서 본 개략도,
도 11은 제2실시예에 따른 실내기의 각 구성요소 간에 냉매흐름을 도시한 도,
도 12은 제3실시예에 따른 실내기의 각 구성요소 간에 냉매흐름을 도시한 도이다.
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.
이하, 본 발명의 실시예들에 의하여 공기조화기(1)를 설명하기 위한 도면들을 참고하여 본 발명에 대해 설명하도록 한다.
<공기조화기>
본 발명의 공기조화기(1)는, 냉매를 압축하는 압축기(12)와 냉매와 실외공기를 열교환하는 실외열교환기(14)를 포함하는 실외기(10)와, 실내공기를 열교환하여 외부로 배출하고, 실외공기를 열교환하여 실내로 공급하는 실내기(100)와, 실내기(100)와 실외기(10)를 연결하는 복수의 냉매관(30, 40, 50)을 포함한다.
실내기(100)는, 실내공기를 실외공간으로 배출하고, 실외공기를 실내공간으로 공급하는 환기장치일 수 있다. 실내기(100)는, 내부에 복수의 열교환기를 배치하여, 실내공간으로 공급되는 실외공기를 가열 또는 냉각할 수 있다. 실내기(100)는, 실외공기와 실내공기를 서로 열교환할 수 있다. 실내기(100)는, 실외공간으로 배출되는 실내공기를 열교환하여, 배출할 수 있다.
실내기(100) 내부에는, 복수의 열교환기 각각으로 냉매를 보내는 냉매분배기(150)를 포함한다. 실내기(100)는, 냉매분배기(150)를 통해, 내부에 배치되는 복수의 열교환기 각각으로 액상냉매 또는 기상냉매를 공급할 수 있다. 따라서, 실내기(100) 내부에 배치되는 복수의 열교환기 각각은, 유동하는 공기를 가열함과 동시에, 유동하는 공기를 냉각할 수 있다.
실내기(100)는, 복수의 냉매관(30, 40, 50)을 통해 실외기(10)와 연결될 수 있다. 실내기(100)는 3개의 냉매관을 통해 실외기(10)와 연결될 수 있다. 복수의 냉매관(30, 40, 50)은, 액상냉매가 유동하는 액관(30), 고압의 기상냉매가 유동하는 고압냉매관(40), 및 저압의 기상냉매가 유동하는 저압냉매관(50)을 포함할 수 있다.
실외기(10)는, 내부에 배치되는 압축기(12)로 냉매를 압축하고, 압축된 냉매를 실외열교환기(14)로 보내거나, 실내기(100)로 보낼 수 있다.
본 발명의 실내기(100)는, 실내공간과 실외공간 사이에 설치되어, 실내공기를 실외로 유동시키고, 실외공기를 실내로 유동시킬 수 있다. 본 발명의 실내기(100)는, 외기를 실내로 유입시키고, 내기를 실외로 보내는 환기장치일 수 있다.
실내기(100)는, 복수의 냉매관(30, 40, 50)을 통해 실외기(10)와 연결될 수 있다. 도 1을 참조하면, 실내기(100)는 액상냉매가 유동하는 액관(30), 고압의 기상냉매가 유동하는 고압냉매관(40), 및 저압의 기상냉매가 유동하는 저압냉매관(50)으로 실외기(10)와 연결된다.
본 발명의 실내기(100)는, 내부에 외기가 유동하는 공급유로(120)와, 내기가 유동하는 배출유로(122)를 형성하는 케이스(110), 케이스(110) 내부에 배치되고, 공급유로(120)와 배출유로(122)를 구분하는 격벽(124), 케이스(110) 내측에 배치되고, 공급유로(120)를 유동하는 외기와 배출유로(122)를 유동하는 내기를 열교환하는 전열교환기(130), 공급유로(120) 또는 배출유로(122) 상에 배치되고, 유동하는 공기를 냉매와 열교환하는 복수의 열교환기(200, 210, 220, 230), 실외기(10)로부터 유동하는 냉매를 복수의 열교환기(200, 210, 220, 230) 중 적어도 하나로 유동시키고, 상기 복수의 열교환기(200, 210, 220, 230) 중 적어도 하나로부터 유동하는 냉매를 실외기(10)로 보내는 냉매분배기(150)를 포함한다.
실내기(100)는, 공급유로(120) 상에 회전가능하게 배치되는 제1송풍팬(140)과, 제1송풍팬(140)을 회전시키는 제1송풍모터(142), 배출유로(122) 상에 회전가능하게 배치되는 제2송풍팬(144)과 제2송풍팬(144)을 회전시키는 제2송풍모터(146)를 더 포함한다.
복수의 열교환기는, 공급유로(120) 상에 배치되어, 냉매와 유동하는 외기를 열교환하는 메인열교환기(200), 배출유로(122) 상에 배치되어, 냉매와 유동하는 내기를 열교환하는 리커버리열교환기(210), 및 공급유로(120) 상에 배치되고, 냉매와 메인열교환기(200)를 통과한 외기를 열교환하는 리히트열교환기(220)를 포함한다. 복수의 열교환기는, 공급유로(120) 상에 배치되어, 리히트열교환기(220)를 통과한 외기를 열교환하는 옥스히트열교환기(230)를 더 포함할 수 있다.
공기조화기(1)의 실내기(100)는 외형을 형성하고 내부에 공간을 형성하는 케이스(110)를 포함한다.
도 1은 공기조화기(1)의 사시도로서, 케이스(110)는 외부프레임을 형성한다. 케이스는 상부면(110a), 하부면(110b), 전방면(110c), 후방면(110d), 좌측면(110e), 우측면(110f)으로 구성될 수 있다. 하지만 이에 한하지 않고, 통상의 기술자가 용이하게 변경할 수 있는 정도의 범위내에서 케이스(110)는 형상은 변경할 수 있다.
케이스(110)는, 내부에 공급유로(120)와 배출유로(122)를 형성한다. 케이스(110)은, 내부에 냉매분배기(150)가 배치되는 공간을 형성한다. 냉매분배기(150)가 배치되는 공간은, 공급유로(120) 및 배출유로(122)와 구분되는 공간일 수 있다. 또한, 냉매분배기(150)는, 공급유로(120) 또는 배출유로(122)의 일측에 배치될 수 있다. 냉매분배기(150)는, 공급유로(120)의 일측에서 공기의 유동을 방해하지 않는 위치에서 배치될 수 있다.
케이스(110)는, 공급유로(120)의 일측으로 케이스(110) 내부와 실외가 연통하는 외기흡입구(116)가 형성되고, 공급유로(120)의 타측으로 케이스(110) 내부와 실내가 연통하는 외기공급구(118)가 형성된다. 케이스(110)은, 배출유로(122)의 일측으로 케이스(110) 내부와 실외가 연통하는 내기배출구(114)가 형성되고, 배출유로(122)의 타측으로 케이스(110) 내부와 실내가 연통하는 내기흡입구(112)가 형성된다.
외기흡입구(116)는 외부공기를 공기조화기의 실내기(100)로 유입시키는 구성요소이다. 외기흡입구(116)는 케이스우측면(110f)에 형성될 수 있다. 외기흡입구(116)는 케이스(110)의 일부가 개구되어 형성될 수 있다. 외기흡입구(116)의 개구부에는 캡을 포함하여, 운전시에는 외기흡입구(116)의 개구부가 개방되고 비운전시에는 개구부를 폐쇄할 수 있다.
외기공급구(118)는 외기흡입구(116)로부터 공기조화기(1)로 유입된 실외공기를 실내로 급기하는 구성요소이다. 외기공급구(118)는 케이스하부면(110b)에 형성될 수 있다. 외기공급구(118)는 케이스(110)의 일부가 개구되어 형성될 수 있다. 공기조화기(1)로 유입된 실외공기는 배출되는 실내공기와 열교환된 후에 외기공급구(118)로 토출된다.
내기흡입구(112)는 실내공기를 공기조화기(1)로 유입시켜 배기하는 구성요소이다. 내기흡입구(112)는 케이스하부면(110b)에 형성될 수 있다. 내기흡입구(112)는 외기공급구(118)와 이격되게 배치될 수 있다. 케이스(110)를 좌-우로 분할한다면, 외기공급구(118)는 좌반면에 형성되고 내기흡입구(112)는 우반면에 배치될 수 있다.
내기배출구(114)는 상기 내기흡입구(112)로부터 공기조화기(1)로 유입된 실내공기를 실외로 배출하는 구성요소이다. 내기배출구(114)는 케이스후방면(110d)에 형성될 수 있다. 공기조화기(1)로 유입된 실내공기는 공급되는 실외공기와 열교환된 후에 내기배출구(114)로 배출된다.
외기흡입구(116)와 외기공급구(118)는, 수직한 방향으로 배치될 수 있다. 내기흡입구(112)와 내기배출구(114)는, 수직한 방향으로 배치될 수 있다.
공급유로(120)는, 배출유로(122)보다 짧은 유로를 형성한다. 도 2를 참조하면, 공급유로(120)는, ‘ㄱ’자 형태의 수직한 유로를 형성할 수 있다.
공급유로(120)는, 외기흡입구(116)에서 전열교환기(130) 사이로 형성되는 제1공급유로(120a), 전열교환기(130)에서 메인열교환기(200) 사이로 형성되는 제2공급유로(120b), 메인열교환기(200)에서 리히트열교환기(220) 사이로 형성되는 제3공급유로(120c), 리히트열교환기(220)으로부터 외기공급구(118) 사이로 형성되는 제4공급유로(120d)로 구분?? 수 있다.
제1공급유로(120a) 상에는, 냉매분배기(150)와 연결되어, 외기흡입구(116)로 유입되는 공기를 가열하는 프리히팅열교환기(미도시)가 배치될 수 있다. 제1공급유로(120a) 상에는 흡입된 공기 중의 이물질을 여과하기 위한 필터(181)가 배치될 수 있다. 상기 필터(181)는 외기흡입구(116)의 하류에 배치될 수 있고, 공기유동방향으로 하향의 기울기를 가지는 상부필터와 공기유동방향으로 상향의 기울기를 가지는 하부필터로 구성될 수 있다.
제2공급유로(120b)는, 공기의 유동방향으로 상류에서 하류로 갈수록 유로의 단면적이 확대된다. 제2공급유로(120b)의 하류단부에는, 메인열교환기(200)가 배치된다. 제2공급유로(120b)를 유동하는 공기는, 하류로 갈수록 유속이 느려지고, 유로가 확장되므로, 메인열교환기(200)에서 다량의 공기의 열교환이 진행될 수 있다.
메인열교환기(200)는 흡입공기를 냉각시킬 수 있고, 이때에는 메인열교환기(200)에 수분이 응축될 수 있다. 따라서, 메인열교환기(200)의 하측으로 응축수가 일시적으로 저장되고, 응축수를 외부로 배출하는 드레인팬(211)이 배치될 수 있다.
제3공급유로(120c)는, 공기의 유동방향으로 상류에서 하류로 갈수록 유로의 단면적이 줄어드는 형태를 가진다. 따라서, 제3공급유로(120c)를 유동하는 공기에서 생성되는 응축수는 드레인팬(211)으로 이동할 수 있다. 제3공급유로(120c)를 유동하는 공기는 유속이 점점 빠르게 형성될 수 있다.
제4공급유로(120d)에는, 제1송풍팬(140)이 배치된다. 제4공급유로(120d)는, 제3공급유로(120c)와 수직한 유로를 형성할 수 있다. 제1송풍팬(140)은, 리히트열교환기(220)를 통과한 공기를 외기공급구(118)로 유동시킨다.
배출유로(122)는, 내기흡입구(112)에서 전열교환기(130) 사이로 형성되는 제1배출유로(122a)와, 전열교환기(130)에서 내기배출구(114) 사이로 형성되는 제2배출유로(122b)를 포함할 수 있다.
제2배출유로(122b)는, 제1공급유로(120a)의 하측에 배치된다. 제1배출유로(122a)는, 제2공급유로(120b)의 하측에 배치된다.
제1배출유로(122a)는, 제2배출유로(122b)와 수직한 유로를 형성한다.
제2배출유로(122b) 상에는, 리커버리열교환기(210)가 배치된다. 제2배출유로(122b) 상에는, 제2송풍팬(144)이 배치되어, 배출유로(122)를 유동하는 공기를 내기배출구(114)로 유동시킨다.
케이스(110) 내부에는, 공급유로(120)와 배출유로(122)를 구분하는 격벽(124)이 배치된다.
격벽(124)은, 제2공급유로(120b)와 제1배출유로(122a) 사이를 구획하는 제1격벽(124a)과, 제1공급유로(120a)와 제2배출유로(122b) 사이를 구획하는 제2격벽(124b)을 포함한다.
제2격벽(124b)은, 제1공급유로(120a)와 제2배출유로(122b)를 구획하는 수평한 판 형태일 수 있다.
제1격벽(124a)은, 제2공급유로(120b)의 유로단면적을 확장하기 위한 경사면(124a1)을 포함할 수 있다. 제1격벽의 경사면(124a1)은 케이스하부면(110b)에 접할 수 있다. 제1격벽의 경사면(124a1)은 외기공급구(118)와 내기흡입구(112)의 사이에 배치될 수 있다. 제1격벽의 경사면(124a1)은 외기공급구(118)와 내기흡입구(112)를 이격시킨다.
제1격벽의 경사면(a1)은 공기유동방향을 기준으로 하향하는 경사를 가질 수 있다. 따라서 제2공급유로(120b)의 단면적은 점점 증가할 수 있다.
전열교환기(130)는, 저속으로 회전시키면서 외기와 환기 간의 온도차 및 습도차를 이용하여 현열과 잠열을 회수하는 장치이다. 전열교환기(130)는, 원통형 바디 형상으로 이루어지며, 내부는 허니콤(honeycomb) 구조로 형성되어 공기가 통과할 수 있게 형성된다.
전열교환기(130)는, 열교환체(132)를 저속으로 회전시키면서 외기와 환기 간의 온도차 및 습도차를 이용하여 현열과 잠열을 회수할 수 있다. 열교환체(132)는 모재로서 알루미늄으로 구성되어 알루미늄의 열전달 특성에 의해 현열을 회수할 수 있다. 또한, 알루미늄에 제습제(desiccant)가 함침되어 수증기 흡착원리에 의해 잠열이 회수될 수 있다.
전열교환기(130)는, 공급유로(120)와 배출유로(122) 모두에 걸쳐서 배치된다.
복수의 열교환기(200) 각각은, 복수의 실내기관(170, 172, 174, 176)과 복수의 실내액관(160, 162, 164, 166)으로 냉매분배기(150)와 연결된다.
메인열교환기(200)는, 공급유로(120) 상에서, 전열교환기(130)의 하류에 배치된다. 메인열교환기(200)는, 공급유로(120) 상에서, 단면적이 확대된 부분에서 배치될 수 있다. 메인열교환기(200)는, 리히트열교환기(220)보다 큰 면적에서 공기와 열교환할 수 있다. 메인열교환기(200)는, 냉매분배기(150)와 연결되어, 고압냉매관(40)에서 유입되는 압축된 냉매 또는 액관(30)에서 유입되는 액상냉매를 공급받을 수 있다.
메인열교환기(200)는 유동하는 공기를 냉각할 수 있다. 메인열교환기(200)는 공기를 이슬점까지 냉각할 수 있다. 메인열교환기(200)는 유동하는 공기를 이슬점까지 냉각하여 습도를 100%로 할 수 있고, 여분의 수분은 메인열교환기(200)상에 응축될 수 있다. 이때에는 차후에 리히트열교환기(220)로 공기를 다시 가열하여 특정한 습도를 만들어 실내공기를 쾌적하게 할 수 있다.
메인열교환기(200)에서 응축된 응축수는 메인열교환기(200)의 하측에 배치된 드레인팬(310)에 집수된다. 또한, 메인열교환기(200)와 리히트열교환기(220) 사이의 제3공급유로(120c)상에서 형성된 응축수도 드레인팬(310)에 집수될 수 있다.
리커버리열교환기(210)는, 배출유로(122) 상에서 전열교환기(130)의 하류에 배치된다. 리커버리열교환기(210)는, 배출유로(122)를 통해 실외공간으로 유동하는 실내공기를 가열하거나, 냉각한다. 리커버리열교환기(210)는, 메인열교환기(200)와 반대로 작동할 수 있다. 여기서, 반대로 작동한다는 것은, 공기를 가열하거나 냉각하는 열교환이 서로 다르게 이루어지는 것을 의미할 수 있다. 즉, 메인열교환기(200)가 공급유로(120)를 유동하는 공기를 냉각할 때, 리커버리열교환기(210)는 배출유로(122)를 유동하는 공기를 가열하고, 메인열교환기(200)가 공급유로(120)를 유동하는 공기를 가열할 때, 리커버리열교환기(210)가 배출유로(122)를 유동하는 공기를 냉각하는 것을 의미할 수 있다.
리커버리열교환기(210)는, 배출유로(122) 상에서, 제2송풍팬(144)의 상류에 배치될 수 있다.
리히트열교환기(220)는, 공급유로(120) 상에서, 메인열교환기(200)의 하류에 배치된다. 리히트열교환기(220)는, 제1송풍팬(140)의 입구단에 배치될 수 있다. 따라서, 리히트열교환기(220)는, 제1송풍팬(140)의 입구단으로 유입되는 공기를 가열할 수 있다.
리히트열교환기(220)는 메인열교환기(200)를 통과한 습도100%의 공기를 가열할 수 있다. 리히트열교환기(220)는 공기를 가열하여 습도를 낮출 수 있다. 리히트열교환기(220)는 유동하는 공기를 사용자에 적합한 온도와 습도로 맞춰 사용자에게 쾌적함을 제공할 수 있다.
리히트열교환기(220)는, 냉매분배기(150)와 연결되어, 압축기(12)에서 토출되는 냉매를 공급받을 수 있다. 또한, 다른 실시예로, 리히트열교환기(220)는, 고압냉매관(40)과 직접 연결되어, 압축기(12)에서 토출되는 냉매를 공급받을 수 있다.
옥스열교환기(230)는, 공급유로(120) 상에서, 리히트열교환기(220)의 하류에 배치된다. 옥스열교환기(230)는, 공급유로(120)의 배출단부에 배치되어, 외기공급구(118)로 토출되는 공기를 가열할 수 있다. 옥스열교환기(230)는, 외기공급구(118)에 배치될 수 있다.
냉매분배기(150)는, 실외기(10)와 연결되고, 복수의 열교환기(200) 각각과 연결된다. 냉매분배기(150)는, 액관(30), 고압냉매관(40), 저압냉매관(50)을 통해 실외기(10)와 연결된다.
냉매분배기(150)는, 케이스(110)의 내측에 배치된다. 냉매분배기(150)는 복수의 실내기관(170, 172, 174, 176)과 복수의 실내액관(160, 162, 164, 166)을 통해, 실내기(100) 내부에 배치되는 복수의 열교환기(200, 210, 220, 230) 각각과 연결된다. 복수의 실내기관(170, 172, 174, 176)은, 메인열교환기(200)와 연결되는 제1실내기관(170), 리커버리열교환기(210)와 연결되는 제2실내기관(172), 리히트열교환기(220)와 연결되는 제3실내기관(174)을 포함할 수 있다. 복수의 실내기관(170, 172, 174, 176)은, 옥스히트열교환기(230)와 연결되는 제4실내기관(176)을 더 포함할 수 있다.
복수의 실내기관(170, 172, 174, 176) 각각은, 냉매분배기(150) 내부에서 분지되어, 고압냉매헤더(154)와 저압냉매헤더(156)로 연결된다. 분지된 복수의 실내기관(170, 172, 174, 176) 각각에는, 냉매의 유동을 조절하는 조절밸브(170a, 170b, 172a, 172b, 174a, 174b, 176a, 176b)가 배치된다.
복수의 실내액관(160, 162, 164, 166)은, 메인열교환기(200)와 연결되는 제1실내액관(160), 리커버리열교환기(210)와 연결되는 제2실내액관(162), 리히트열교환기(220)와 연결되는 제3실내액관(164)을 포함할 수 있다. 복수의 실내액관(160, 162, 164, 166)은, 옥스히트열교환기(230)와 연결되는 제4실내액관(166)을 더 포함할 수 있다.
복수의 실내액관(160, 162, 164, 166) 각각에는, 실내열교환기 팽창밸브(202, 212, 222, 232)가 배치될 수 있다. 따라서, 복수의 실내액관(160, 162, 164, 166) 각각에 배치되는 실내열교환기 팽창밸브(202, 212, 222, 232)는, 복수의 실내액관(160, 162, 164, 166) 각각을 유동하는 냉매를 팽창할 수 있다.
냉매분배기(150)는, 제1실내액관(160)과 제1실내기관(170)을 통해 메인열교환기(200)와 연결된다. 냉매분배기(150)는, 제2실내액관(162)과 제2실내기관(172)을 통해 리커버리열교환기(210)와 연결된다. 냉매분배기(150)는, 제3실내액관(164)과 제3실내기관(174)을 통해 리히트열교환기(220)와 연결된다.
냉매분배기(150)는, 액관(30)과 복수의 열교환기(200, 210, 220, 230) 각각을 연결하는 액냉매헤더(152), 고압냉매관(40)과 복수의 열교환기(200, 210, 220, 230) 각각을 연결하는 고압냉매헤더(154), 저압냉매관(50)과 복수의 열교환기(200, 210, 220, 230) 각각을 연결하는 저압냉매헤더(156)를 포함한다.
액냉매헤더(152)는, 액관(30)과 복수의 실내액관(160, 162, 164, 166) 각각을 연결한다. 고압냉매헤더(154)는, 고압냉매관(40)과 복수의 실내기관(170, 172, 174, 176) 각각을 연결한다. 저압냉매헤더(156)는, 저압냉매관(50)과 복수의 실내기관(170, 172, 174, 176) 각각을 연결한다.
도 4를 참조하여 실외기를 설명한다. 실외기(10)에는, 냉매를 압축하는 압축기(12), 실외기(10) 내부에 배치되고, 냉매와 외기를 열교환하는 실외열교환기(14), 압축기(12)에서 토출된 냉매를 실내기(100)로 보내거나 실내기(100)에서 공급되는 냉매를 압축기(12)로 보내는 제1절환밸브(18)와, 압축기(12)에서 토출된 냉매를 실외열교환기(14)로 보내거나, 실외열교환기(14)로부터 유입되는 냉매를 압축기(12)로 보내는 제2절환밸브(20)를 포함한다.
압축기(12)에서 토출된 냉매를 유동시키는 압축기토출배관은, 분지되어, 제1절환밸브(18)와 제2절환밸브(20) 각각으로 연결된다.
제1절환밸브(18)는, 압축기(12), 저압냉매관(50), 및 고압냉매관(40)과 연결된다. 제2절환밸브(20)는, 압축기(12), 실외열교환기(14), 및 저압냉매관(50)과 연결된다.
실외기(10)는, 실외열교환기(14)와 인접하게 배치되어, 실외열교환기(14) 주변의 공기의 유동을 형성하는 실외송풍팬(16)을 더 포함한다. 실외열교환기(14)는, 액관(30)과 연결되어, 실외열교환기(14)에서 열교환된 액상냉매를 실내기(100)로 보낸다. 실외열교환기(14)는, 액관(30)을 통해, 실내기(100)에서 열교환된 액상냉매를 공급받을 수 있다. 실외기(10)는, 액관(30)에 배치되어, 액관(30) 내부를 유동하는 냉매를 팽창하는 실외기팽창밸브(22)를 포함한다.
실외기(10)는, 액관(30), 고압냉매관(40), 및 저압냉매관(50)으로 실내기(100)와 연결된다. 액관(30)은, 실외열교환기(14)와 실내기(100)의 냉매분배기(150)를 연결한다. 고압냉매관(40)은, 제1절환밸브(18)와 냉매분배기(150)를 연결한다. 저압냉매관(50)은, 제2절환밸브(20) 또는 압축기(12)와 냉매분배기(150)를 연결한다.
본 발명의 실내기(100)는 냉방운전 또는 난방운전을 실시할 수 있다. 냉방운전과 난방운전은, 실내기(100) 내부에 배치되는 메인열교환기(200)를 기준으로 판단할 수 있다.
실내기(100)가 냉방운전 또는 난방운전을 실시할 때, 제1송풍팬(140)과 제2송풍팬(144)이 작동한다. 실내기(100)가 냉방운전 또는 난방운전할 때, 전열교환기(130)가 회전하여, 공급유로(120)를 유동하는 공기와 배출유로(122)를 유동하는 공기 간의 열교환이 이루어진다.
도 4를 참조하면, 공기조화기(1)가 냉방운전할 때, 압축기(12)에서 토출된 냉매는, 제1절환밸브(18)를 거쳐 고압냉매관(40)으로 유동한다. 또한, 압축기(12)에서 토출된 냉매는, 제2절환밸브(20)를 거쳐 실외열교환기(14)로 유동한다. 실외열교환기(14)를 통과한 냉매는 액관(30)으로 유동한다. 또한, 저압냉매관(50)을 통해 실내기(100)로부터 공급되는 냉매는 압축기(12)로 유동한다.
미도시 하였으나, 공기조화기(1)가 난방운전할 때, 압축기(12)에서 토출된 냉매는, 제1절환밸브(18)를 거쳐 고압냉매관(40)으로 유동한다. 저압냉매관(50)을 통해 실내기(100)로부터 공급되는 냉매는 압축기(12)로 유동한다. 또한, 액관(30)을 통해 실내기(100)로부터 공급되는 냉매는 실외열교환기(14)로 유동하고, 제2절환밸브(20)를 거쳐 압축기(12)로 공급된다.
도 5를 참조하면, 실내기(100)가 냉방운전할 때, 메인열교환기(200)는, 액냉매헤더(152)와 저압냉매헤더(156) 각각에 연결된다. 실내기(100)가 냉방운전할 때, 리커버리열교환기(210)는, 고압냉매헤더(154)와 액냉매헤더(152) 각각에 연결된다. 실내기(100)가 냉방운전할 때, 리히트열교환기(220)는, 고압냉매헤더(154)와 액냉매헤더(152) 각각에 연결된다. 실내기(100)가 냉방운전할 때, 옥스히트열교환기(230)는, 제4실내기관(176)에 배치되는 조절밸브(176a, 176b)가 잠겨, 냉매가 유동하지 않는다.
실내기(100)가 냉방운전할 때, 메인열교환기(200)는, 공급유로(120) 상을 유동하는 공기를 냉각한다. 실내기(100)가 냉방운전할 때, 리커버리열교환기(210)는, 배출유로(122) 상을 유동하는 공기를 가열한다. 실내기(100)가 냉방운전할 때, 리히트열교환기(220)는, 공급유로(120) 상을 유동하는 공기를 가열할 수 있다.
실내기(100)가 냉방운전할 때, 공급유로(120)를 유동하는 공기는, 전열교환기(130)를 통해 실내공기와 열교환된다. 실내기(100)가 냉방운전할 때, 공급유로(120)를 유동하는 공기는, 배출유로(122)를 유동하는 차가운공기와 열교환하여, 1차적으로 냉각될 수 있다.
실내기(100)가 냉방운전할 때, 전열교환기(130)를 통과하여 공급유로(120)를 유동하는 공기는, 메인열교환기(200)를 통과하여, 냉각된다. 이때, 냉각된 공기는 이슬점에 도달하여 메인열교환기(200)에서 결로될 수 있고, 응축수가 발생할 수 있다. 응축수는 메인열교환기(200) 하방에 배치된 드레인팬(310)에 집수될 수 있다.
실내기(100)가 냉방운전할 때, 메인열교환기(200)를 통과하여 유동하는 공기는, 리히트열교환기(220)를 통과하여 건조될 수 있다. 리히트열교환기(220)는, 메인열교환기(200)에 비해 작은 크기를 가지고, 메인열교환기(200)에 비해 열교환량이 적으므로, 외기공급구(118)로 토출되는 공기는 냉각 건조된 공기일 수 있다. 따라서, 실내기(100)가 냉방운전할 때, 실내기(100)는, 실내공간으로 냉각 건조된 공기를 공급할 수 있다.
실내기(100)가 냉방운전할 때, 배출유로(122)를 유동하는 공기는, 전열교환기(130)를 통해 실외공기와 열교환된다. 실내기(100)가 냉방운전할 때, 배출유로(122)를 유동하는 공기는, 리커버리열교환기(210)를 통과하여 가열될 수 있다.
실내기(100)가 냉방운전할 때, 압축기(12)에서 토출된 냉매는, 제1절환밸브(18)를 통해 고압냉매관(40)으로 공급되고, 제2절환밸브(20)를 통해 실외열교환기(14)로 공급될 수 있다.
실내기(100)는 냉방운전과 병행하거나 또는 별개로 제습운전을 수행할 수 있다. 실내기(100)가 제습운전할 때, 메인열교환기(200)는, 공급유로(120) 상을 유동하는 공기를 냉각하여 원하는 절대습도를 맞춘다. 실내기가 제습운전할 때, 리히트열교환기(220)는 공급유로상을 유동하는 공기를 가열하여, 목표로 하는 온도를 맞춘다.
제습운전시, 실내기(100)는 목표로 하는 절대습도를 산정한다. 메인열교환기(200)는 외기를 이슬점까지 냉각하며, 목표로 하는 절대습도에 대응되는 온도까지 외기를 더욱 냉각한다. 메인열교환기(200)에서는 현재의 수증기량과 절대습도까지의 차이만큼 응축될 수 있으며, 응축된 응축수는 하방의 드레인팬에 집수된다.
메인열교환기(200)에서 냉각된 외기는 리히트열교환기(220)를 통하여 가열될 수 있다. 리히트열교환기에서 외기가 가열됨에 따라 상대습도는 낮아지며, 외기는 목표로 하는 온도 및 상대습도로 맞춰진 상태로 실내로 공급된다.
미도시 하였으나, 실내기(100)가 난방운전할 때, 메인열교환기(200)는, 고압냉매헤더(154)와 액냉매헤더(152) 각각에 연결된다. 실내기(100)가 난방운전할 때, 리커버리열교환기(210)는, 액냉매헤더(152)와 저압냉매헤더(156) 각각에 연결된다. 실내기(100)가 난방운전할 때, 리히트열교환기(220)는, 고압냉매헤더(154)와 액냉매헤더(152) 각각에 연결된다. 실내기(100)가 난방운전할 때, 옥스히트열교환기(230)는, 고압냉매헤더(154)와 액냉매헤더(152) 각각에 연결될 수 있다.
실내기(100)가 난방운전할 때, 메인열교환기(200)는, 공급유로(120) 상을 유동하는 공기를 가열한다. 실내기(100)가 난방운전할 때, 리커버리열교환기(210)는, 배출유로(122) 상을 유동하는 공기를 냉각한다. 실내기(100)가 난방운전할 때, 리히트열교환기(220)는, 공급유로(120) 상을 유동하는 공기를 가열할 수 있다. 실내기(100)가 난방운전할 때, 옥스히트열교환기(230)는, 공급유로(120) 상을 유동하는 공기를 가열할 수 있다.
실내기(100)가 난방운전할 때, 공급유로(120)를 유동하는 공기는, 전열교환기(130)를 통해 실내공기와 열교환된다. 실내기(100)가 난방운전할 때, 공급유로(120)를 유동하는 공기는, 배출유로(122)를 유동하는 따뜻한공기와 열교환하여, 1차적으로 가열될 수 있다.
실내기(100)가 난방운전할 때, 전열교환기(130)를 통과하여 공급유로(120)를 유동하는 공기는, 메인열교환기(200)를 통과하여, 가열된다.
실내기(100)가 난방운전할 때, 메인열교환기(200)를 통과하여 유동하는 공기는, 리히트열교환기(220)를 통과하여 가열될 수 있다.
실내기(100)가 난방운전할 때, 리히트열교환기(220)를 통과하여 유동하는 공기는, 옥스히트열교환기(230)를 통과하여 가열될 수 있다. 옥스히트열교환기(230)는 사용자가 설정한 목표온도에 따라 선택적으로 작동할 수 있다.
실내기(100)가 난방운전할 때, 배출유로(122)를 유동하는 공기는, 전열교환기(130)를 통해 실외공기와 열교환된다. 실내기(100)가 난방운전할 때, 배출유로(122)를 유동하는 공기는, 리커버리열교환기(210)를 통과하여 냉각될 수 있다.
실내기(100)가 난방운전할 때, 압축기(12)에서 토출된 냉매는, 제1절환밸브(18)를 통해 고압냉매관(40)으로 공급된다.
<과냉각기>
이하, 도 6 내지 도 8을 참조하여, 과냉각기(300)를 설명한다.
과냉각기(300)는 리히트열교환기(220)의 출구배관과 메인열교환기(200)의 입구배관 사이에 배치될 수 있다.
도 5를 참조하면, 본 발명의 제1실시예에 의한 과냉각기(300A)는 리히트열교환기의 제3실내액관(164)과 메인열교환기의 제1실내액관(160) 사이에 연결될 수 있다. 또는, 도 11을 참조하면, 본 발명의 제2실시예에 의한 과냉각기(300B)는 리히트열교환기의 제3실내액관(164) 상에 배치될 수 있다. 또는, 도 12를 참조하면, 본 발명의 제3실시예에 의한 과냉각기(300C)는 메인열교환기의 제1실내액관(160) 상에 배치될 수 있다. 이하 제1실시예에 의한 과냉각기(300A)를 제습운전 또는 냉방운전을 기준으로 설명한 후, 제2 및 제3실시예에 의한 과냉각기(300B,300C)를 설명한다.
과냉각기(300)는 제습운전 또는 냉방운전할 때, 리히트열교환기(220)와 메인열교환기(200) 사이에 배치된다. 보다 상세하게는, 리히트열교환기(220)에서 배출된 냉매는 과냉각기(300)를 거친 후 메인열교환기(200)로 유입된다.
도 6을 참조하면, 과냉각기(300)는 메인열교환기(200)에서 응축된 응축수를 집수하는 드레인팬(310)과, 응축수를 통과하고 응축수에 의하여 냉매를 과냉각시키는 과냉각배관(320)을 구비한다.
드레인팬(310)은 메인열교환기(200)의 하방에 배치되고, 메인열교환기(200)에서 응축된 응축수를 집수한다.
드레인팬(310)은 메인열교환기(200)가 설치된 벽의 일 측에서 돌출되어 형성될 수 있다. 보다 상세하게는, 드레인팬(310)은 메인열교환기(200)의 하방에서 메인열교환기(200) 쪽으로 돌출되어 형성될 수 있다.
공기유동방향으로, 드레인팬(310)의 수평길이는 메인열교환기(200)의 폭보다 길게 형성될 수 있다.
드레인팬(310)의 일 단은 응축수안내판(330)의 일 단에 인접하게 배치된다.
드레인팬(310)은 응축수가 집수되는 수조가 형성된다. 드레인팬(310)은 일부에 수조가 형성되고, 다른 일부는 수조로 응축수를 안내하도록 안내판(330)이 형성될 수 있다. 드레인팬(310)의 응축수가 집수되는 수조는 메인열교환기(200)를 따라 길게 형성될 수 있다. 드레인팬(310)의 응축수가 집수되는 수조는 너비가 넓게 형성된다.
드레인팬(310)에는 응축수가 집수되며, 과냉각배관(320)의 일부가 응축수에 잠기어, 과냉각배관(320) 내부의 냉매와 응축수 간에 열을 교환한다.
도 9 및 도 10을 참조하면, 드레인팬(310)은 특정 방향으로 기울어져 배치될 수 있다. 도 9는 정면에서 본 드레인팬(310)의 정면도이고, 도 10은 공기토출방향에서 바라본 드레인팬(310)의 좌측면도이다.
드레인팬(310)은 공기토출방향으로 기울어져 배치될 수 있다. 도 9를 참조하면, 드레인팬(310)은 공기토출방향으로 θ1정도의 각도를 가지도록 배치된다. 드레인팬(310)의 기울어진 하단에는 응축수 안내판(330)이 연결될 수 있다. 드레인팬(310)의 기울어진 하단에는 잠김배관(322)이 배치될 수 있다. 드레인팬(310)의 기울어진 하단에는 드레인홀(311)이 배치될 수 있다.
본 발명에서는 드레인팬(310)은 공기토출방향으로 하향하는 경사를 가지게 배치되도록 하였으나, 이에 한하지 않고, 공기토출방향으로 상향하는 경사를 가지게 배치될 수도 있다.
드레인팬(310)은 공기토출방향의 수직방향으로 기울어져 배치될 수 있다. 도 10을 참조하면, 드레인팬(310)은 공기토출방향의 수직방향으로 θ2 정도의 각도를 가지도록 배치된다. 드레인팬(310)의 기울어진 상단에는 과냉각배관의 유입배관(321)과 배출배관(323)이 위치하고, 하단에는 잠김배관(322)의 커브부가 배치될 수 있다. 드레인팬(310)의 기울어진 하단에는 드레인홀(311)이 배치될 수 있다.
본 발명에서는 드레인팬(310)은 잠김배관(322)의 커브부 쪽이 하향하는 경사를 가지게 배치되도록 하였으나, 이에 한하지 않고 커브부 쪽이 상향하는 경사를 가지게 배치될 수도 있다.
과냉각배관(320)은 리히트열교환기(220)에서 배출된 냉매를 메인열교환기(200)로 안내하되, 적어도 일부가 드레인팬(310)에 삽입된다. 과냉각배관(320)은 리히트열교환기(220)에서 배출된 냉매를 드레인팬(310)으로 안내하여 냉매를 과냉각시키고, 과냉각된 냉매를 메인열교환기(200)로 안내하여 효율을 향상시킨다.
제습운전 또는 냉방운전을 기준으로 할 때, 과냉각배관(320)은 일 측이 리히트열교환기(220)의 냉매출구단에 연결되고, 타 측이 메인열교환기(200)의 냉매입구단에 연결될 수 있다. 제1실시예에 따르면, 과냉각배관(320)의 일 측이 리히트열교환기(220)의 냉매출구단에 연결되고, 타 측이 메인열교환기(200)의 냉매입구단에 연결된다. 제2실시예에 따르면, 과냉각배관(320)의 일 측이 리히트열교환기(220)의 냉매출구단에 연결된다. 제3실시예에 따르면, 과냉갑배관의 타 측이 메인열교환기(200)의 냉매입구단에 연결된다.
도 5를 참조할 때, 제1실시예에 따르면, 과냉각배관(320)의 일 측은 리히트열교환기의 팽창밸브(222)의 냉매출구단에 연결되고, 타 측이 상기 메인열교환기의 팽창밸브(202)의 냉매입구단에 연결되된다.
과냉각배관(320)은 냉매를 드레인팬(310)으로 안내하는 드레인팬 유입배관(321)을 포함한다. 드레인팬 유입배관(321)은 직접적으로 또는 간접적으로 과냉각배관(320)에서 배출되는 냉매를 공급받으며, 공급받은 냉매를 드레인팬(310)으로 안내한다.
도 6을 참조하면, 드레인팬 유입배관(321)은 리히트열교환기(220)에서 배출되는 냉매배관과 연결된다. 보다 상세하게는, 드레인팬 유입배관(321)은 리히트열교환기의 제3실내액관(164)에 연결된다. 드레인팬 유입배관(321)은 리히트열교환기(220)의 일 측에 연결되고, 하방에 배치된 드레인팬 잠김배관(322)을 향해 하향으로 냉매를 안내할 수 있다.
과냉각배관(320)은 드레인팬 유입배관(321)과 연결되고, 드레인팬(310)에 삽입되어 드레인팬(310)에 집수된 응축수에 잠기는 드레인팬 잠김배관(322)을 포함한다. 냉매는 드레인팬 잠김배관(322)에서 응축수와 열교환한다. 보다 상세하게는, 드레인팬 잠김배관(322)을 유동하는 냉매는 응축수로 열을 방출하며 냉각된다.
드레인팬 잠김배관(322)은 드레인팬(310)의 일 측에서 드레인팬 유입배관(321)과 연결된다. 드레인팬 잠김배관(322)은 U자형으로 형성될 수 있다. 드레인팬 잠김배관(322)은 드레인팬(310)의 일 단에 배치되고, 타 단으로 연장되고, 커브되어 다시 일 단으로 연장된 후, 일 단에서 배출될 수 있다. 드레인팬 잠김배관(322)은 드레인팬 유입배관(321)과 연결된 쪽에서 드레인팬 배출배관(323)과 연결될 수 있다.
잠김배관(322)에는 방열판(324)이 더 형성될 수 있다. 방열판(324)은 잠김배관(322)의 외둘레면에 형성된다. 방열판(324)은 표면적을 증가하여, 잠김배관(322) 내부의 냉매와 잠김배관(322) 외부의 응축수 사이에 열교환성능을 비약적으로 향상시킨다.
과냉각배관(320)은 잠김배관(322)과 연결되고, 잠김배관(322)에서 배출되는 냉매를 메인열교환기(200)로 안내하는 드레인팬 배출배관(323)을 포함한다. 드레인팬 배출배관(323)은 잠김배관(322)으로부터 냉매를 공급받으며, 공급받은 냉매를 직접적으로 또는 간접적으로 메인열교환기(200)로 안내한다. 드레인팬 배출배관(323)은 드레인팬 입구배관와 같은 측에서 잠김배관(322)과 연결될 수 있다. 드레인팬 배출배관(323)은 잠김배관(322)에서 유입된 냉매를 상방으로 유동시켜 메인열교환기(200)로 안내한다. 드레인팬 배출배관(323)은 잠김배관(322)에서 수직한 상방으로 연장될 수 있다.
도 9 및 도 10을 참조하면, 드레인팬(310)의 일 측에는 집수된 응축수를 배출하는 드레인홀(311)이 형성될 수 있다. 드레인홀(311)은 드레인팬(310)의 일 측 측벽에 관통하여 형성된다. 도 9는 정면에서 본 드레인팬(310)의 정면도이고, 도 10은 공기토출방향에서 바라본 드레인팬(310)의 좌측면도이다.
드레인홀(311)은 잠김배관(322)보다 상방에 배치될 수 있다. 드레인홀(311)은 잠김배관(322)보다 상방에 배치되어, 잠김배관(322)과 열교환할 수 있는 응축수가 일정이상 계속 구비될 수 있다.
드레인홀(311)은 과낵각배관의 최하단보다 상측에 배치된다. 드레인홀(311)은 잠김배관(322)의 최하단보다 상방에 배치된다.
드레인홀(311)은 잠김배관(322)의 최상단보다 상방에 배치될 수 있다.
응축수안내판(330)은 제3공급유로(120d)상에서 응축된 응축수를 드레인팬(310)으로 안내하는 구성요소이다.
응축수안내판(330)의 일 측은 드레인팬(310)의 상단에 배치되고, 타 측은 리히트열교환기(220)의 하단에 배치된다.
응축수안내판(330)은 경사지게 배치된다. 보다 상세하게는, 응축수안내판(330)의 상단은 리히트열교환기(220)의 하단에 배치되고, 하단은 드레인팬(310)의 일 측에 배치된다.
리히트열교환기(220)의 하단은 메인열교환기(200)의 하단보다 상측에 배치되는 바, 응축수안내판(330)은 드레인팬(310) 쪽으로 하향하는 경사를 가지고, 응축수를 드레인팬(310) 쪽으로 안내한다.
응축수안내판(330)은 드레인팬 유입배관(321)의 하방에 배치되어, 드레인팬 유입배관(321)의 외둘레면에서 응축되어 떨어지는 응축수를 드레인팬(310)으로 안내한다.
도 7을 참조하면, 응축수안내판(330)의 너비는 드레인팬(310)의 너비보다 작지 않게 형성될 수 있다.
<제2실시예>
이하, 도 11을 참조하여 제2실시예에 따른 과냉각기(300B)를 설명한다. 제2실시예에 따른 과냉각기(300B)는 상술한 제1실시예에 따른 과냉각기(300A)와 저촉되지 않는 범위에서 원용될 수 있다.
도 11을 참조하면, 제2실시예에 따른 과냉각기(300B)는 리히트열교환기의 제3실내액관(164)에 배치될 수 있다. 보다 상세하게는, 드레인팬 유입배관(321)은 제3실내액관(164)의 상류에 연결되고, 드레인팬 배출배관(323)은 제3실내액관(164)의 하류에 연결될 수 있다. 즉, 드레인팬 유입배관(321)은 리히트열교환기(220)의 냉매출구단에 연결되고, 냉매를 드레인팬(310)으로 안내한다. 잠김배관(322)은 유입배관(321)과 연결되고, 드레인팬(310)에 삽입되어 드레인팬의 응축수에 잠긴다. 배출배관(323)은 잠김배관(322)과 연결되고, 잠김배관(322)에서 배출되는 냉매를 액냉매헤더(152)로 안내한다.
과냉각기(300B)는 리히트열교환기의 제3실내액관(164)에서 분기되고, 드레인팬(310)을 통과한 후, 다시 리히트열교환기의 제3실내액관(164)에 합류하여 액냉매헤더(152)로 유동할 수 있다. 따라서, 리히트열교환기(220)에서 액냉매헤더(152)로 유동하는 냉매를 더욱 냉각시키고, 결과적으로 메인열교환기(200)로 유동하는 냉매도 더욱 냉각시킬 수 있다.
<제3실시예>
이하, 도 12을 참조하여 제3실시예에 따른 과냉각기(300C)를 설명한다. 제3실시예에 따른 과냉각기(300C)는 상술한 제1실시예에 따른 과냉각기(300A)와 저촉되지 않는 범위에서 원용될 수 있다.
도 12을 참조하면, 제3실시예에 따른 과냉각기(300C)는 메인열교환기(200)의 제1실내액관(160)에 배치될 수 있다. 보다 상세하게는, 제3실시예에 따른 과냉각배관(320C)은 액냉매헤더와 메인열교환기(200)의 냉매입구단을 연결하는 제1실내액관(160)에 배치될 수 있다.
드레인팬 유입배관(321)은 제1실내액관(160)의 상류에 연결되고, 드레인팬 배출배관(323)은 제1실내액관(160)의 하류에 연결될 수 있다. 즉, 드레인팬 유입배관(321)은 액냉매헤더(152)에 연결되고, 냉매를 드레인팬(310)으로 안내한다. 잠김배관(322)은 유입배관(321)과 연결되고, 드레인팬(310)에 삽입되어 드레인팬의 응축수에 잠긴다. 드레인팬 배출배관(323)은 잠김배관(322)과 연결되고, 잠김배관(322)에서 배출되는 냉매를 메인열교환기(200)로 안내한다.
과냉각기(300C)는 메인열교환기의 제1실내액관(160)에서 분기되고, 드레인팬(310)을 통과한 후, 다시 메인열교환기의 제1실내액관(160)에 합류하여 메인열교환기(200)로 유동할 수 있다. 따라서, 제1실내액관(160)에서 메인열교환기(200)로 유동하는 냉매를 더욱 냉각시킬 수 있다.
과냉각기(300)는 메인열교환기(200)에서 응축된 응축수를 집수하여 배수하는 드레인팬(310)을 구비한다.
드레인팬(310)에 응축된 응축수는 일반적으로 메인열교환기에 흐르는 냉매의 온도와 같거나 낮은 온도일 수 있다.
따라서, 공기조화기(1)는 상기 응축수를 이용하여, 냉각이 필요한 냉매를 냉각시킬 수 있다.
보다 상세하게, 제1실시예에 따른 과냉각기(300A)는 리히트열교환기(220)에서 배출된 냉매를 상기 응축수를 통과시켜 온도를 더욱 냉각시키고, 냉각된 냉매를 메인열교환기(200)로 안내한다. 따라서 메인열교환기(200)로 유동하는 냉매의 온도가 낮아짐으로써 냉각성능을 향상시킨다.
제2실시예에 따른 과냉각기(300B)는 리히트열교환기(220)에서 배출된 냉매를 상기 응축수를 통과시켜 온도를 더욱 냉각시키고, 냉각된 냉매를 액냉매헤더(152)로 안내한다. 따라서, 액냉매헤더(152)의 냉매의 온도가 낮아지고, 액냉매헤더(152)에서 메인열교환기(200)로 유동하는 냉매의 온도가 낮아짐으로써, 냉각성능을 향상시킨다.
제3실시예에 따른 과냉각기(300C)는 액냉매헤더(152)에서 메인열교환기(200)로 유동하는 냉매를 상기 응축수를 통과시켜 온도를 더욱 냉각시키고, 냉각된 냉매를 메인열교환기(200)로 안내한다. 따라서 메인열교환기(200)로 유동하는 냉매의 온도가 낮아짐으로써, 냉각성능을 향상시킨다.
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.
1: 공기조화기
10: 실외기 12: 압축기
14: 실외열교환기 16: 실외송풍팬
18,20: 제1,2절환밸브 30,40,50: 냉매관
100: 실내기 110: 케이스
112: 내기흡입구 114: 내기배출구
116: 외기흡입구 118: 외기공급구
120: 공급유로 122: 배출유로
124: 격벽
130: 전열교환기 132: 열교환체
140: 제1송풍팬 144: 제2송풍팬
150: 냉매분배기
200: 메인열교환기 220: 리히트열교환기
230: 옥스히트열교환기 210: 리커버리열교환기
300: 과냉각기
310: 드레인팬 311: 드레인홀
320: 과냉각배관 330: 응축수안내판

Claims (16)

  1. 내부에 공간을 형성하는 케이스;
    상기 케이스의 내부에 배치되고, 상기 케이스의 내부공간을 구획하는 격벽;
    상기 격벽에 의하여 구획되고, 외기를 실내로 공급하는 공급유로;
    상기 격벽에 의하여 구획되고, 내기를 외부로 배출하는 배출유로;
    상기 공급유로상에 배치되고, 흡입된 외기를 냉각하는 메인열교환기;
    상기 메인열교환기의 공기유동방향 상의 하류에 배치되고, 상기 메인열교환기를 통과한 외기를 가열하는 리히트열교환기;
    상기 리히트열교환기와 상기 메인열교환기의 사이에 배치되어 냉매를 더욱 냉각시키는 과냉각기를 포함하고,
    상기 과냉각기는,
    상기 메인열교환기의 하방에 배치되고, 상기 메인열교환기에서 응축된 응축수를 집수하는 드레인팬;
    상기 리히트열교환기에서 배출된 냉매를 메인열교환기로 안내하되, 적어도 일부가 상기 드레인팬에 삽입되는 과냉각배관;을 포함하는 공기조화기.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 메인열교환기는, 흡입된 외기를 이슬점까지 냉각하는 공기조화기.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 과냉각배관은,
    냉매를 드레인팬으로 안내하는 드레인팬 유입배관;
    상기 유입배관과 연결되고, 상기 드레인팬에 삽입되어 드레인팬의 응축수에 잠기는 잠김배관;
    상기 잠김배관과 연결되고, 상기 잠김배관에서 배출되는 냉매를 상기 메인열교환기로 안내하는 드레인팬 배출배관;을 포함하는 공기조화기.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 과냉각기는,
    상기 잠김배관을 감싸는 방열판을 더 포함하는 공기조화기.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 과냉각배관은,
    일 측이 상기 리히트열교환기의 냉매출구단에 연결되고,
    타 측이 상기 메인열교환기의 냉매입구단에 연결되는 공기조화기.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 과냉각배관은,
    일 측이 상기 리히트열교환기의 팽창밸브의 냉매출구단에 연결되고,
    타 측이 상기 메인열교환기의 팽창밸브의 냉매입구단에 연결되는 공기조화기.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 드레인팬은,
    측벽의 일 측에 관통하여 형성되는 드레인홀을 더 포함하고,
    상기 드레인홀은 상기 과냉각배관의 최하단보다 상측에 배치되는 공기조화기.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 드레인팬은,
    일 방향으로 기울어진 제1경사(θ1)를 가지도록 배치되는 공기조화기.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 드레인팬은
    상기 제1경사방향의 수직방향으로 기울어진 제2경사를 가지도록 배치되는 공기조화기.
  10. 제1항에 있어서,
    일 측이 상기 리히트열교환기의 하단에 배치되고, 타 측이 상기 드레인팬의 상단에 배치되는 응축수안내판;을 더 포함하는 공기조화기.
  11. 10항에 있어서,
    상기 리히트열교환기의 하단은 상기 메인열교환기의 하단보다 상측에 배치되는 공기조화기.
  12. 내부에 공간을 형성하는 케이스;
    상기 케이스의 내부에 배치되고, 상기 케이스의 내부공간을 구획하는 격벽;
    상기 격벽에 의하여 구획되고, 외기를 실내로 공급하는 공급유로;
    상기 격벽에 의하여 구획되고, 내기를 외부로 배출하는 배출유로;
    상기 공급유로상에 배치되고, 흡입된 외기를 냉각하는 메인열교환기;
    상기 메인열교환기의 공기유동방향 상의 하류에 배치되고, 상기 메인열교환기를 통과한 외기를 가열하는 리히트열교환기;
    상기 메인열교환기 또는 리히트열교환기에 각각 연결되는 고압냉매헤더와 액냉매헤더와 저압냉매헤더를 구비하는 냉매분배기;
    상기 리히트열교환기 또는 상기 메인열교환기와 상기 액냉매헤더 사이의 액관에 배치되어 냉매를 더욱 냉각시키는 과냉각기를 포함하고,
    상기 과냉각기는,
    상기 메인열교환기의 하방에 배치되고, 상기 메인열교환기에서 응축된 응축수를 집수하는 드레인팬;
    상기 액관에 연결되고, 적어도 일부가 상기 드레인팬에 삽입되는 과냉각배관;을 포함하는 공기조화기.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 과냉각기는 상기 리히트열교환기의 냉매출구단과 상기 액냉매헤더를 연결하는 제3실내액관에 연결되는 과냉각배관;을 포함하는 공기조화기.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 과냉각기는,
    상기 리히트열교환기의 냉매출구단에 연결되고, 냉매를 드레인팬으로 안내하는 드레인팬 유입배관;
    상기 유입배관과 연결되고, 상기 드레인팬에 삽입되어 드레인팬의 응축수에 잠기는 잠김배관;
    상기 잠김배관과 연결되고, 상기 잠김배관에서 배출되는 냉매를 상기 액냉매헤더로 안내하는 드레인팬 배출배관;을 포함하는 공기조화기.
  15. 제12항에 있어서,
    상기 과냉각배관은 상기 액냉매헤더와 상기 메인열교환기의 냉매입구단을 연결하는 제1실내액관에 연결되는 과냉각배관;을 포함하는 공기조화기.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 과냉각배관은,
    상기 액냉매헤더에 연결되고, 냉매를 드레인팬으로 안내하는 드레인팬 유입배관;
    상기 유입배관과 연결되고, 상기 드레인팬에 삽입되어 드레인팬의 응축수에 잠기는 잠김배관;
    상기 잠김배관과 연결되고, 상기 잠김배관에서 배출되는 냉매를 상기 메인열교환기로 안내하는 드레인팬 배출배관;을 포함하는 공기조화기.
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