KR20210107565A - 에어컨 응축수를 재활용한 실외기 분무냉각장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 외부로 배출되는 응축수(결로)를 재활용하여, 실외기 내부의 온도를 낮추고, 실외기 내의 응축기를 냉각하기 위한 에어컨 응축수를 재활용한 실외기 분무냉각장치에 관한 것이다.
본 발명에 의한 에어컨 응축수를 재활용한 실외기 분무냉각장치는, 실외기(100) 상부에서 배수 연결관(210)을 통해 재활용응축수를 저장하는 수조(200); 응축수 이송을 위해 실외기팬 모터(610)와 동력축을 연결한 저압펌프(300); 응축기(500)로 미스트를 방사하기 위한 분무노즐(400)을 포함한다.
에어컨 응축수를 재활용한 실외기 분무냉각장치를 이용하면, 응축기의 냉각방식을 개선하여 냉방효율을 향상하고, 응축수를 재활용하여 에너지 손실을 제거하는 장점이 있다.

Description

에어컨 응축수를 재활용한 실외기 분무냉각장치{Device for spray cooling the outdoor unit by recycling air conditioning condensation}

본 발명은 재활용응축수를 사용하여 실외기의 응축기를 냉각하는 것으로, 실내기의 증발기와 실내 공기의 열교환 중에 발생하는 저온의 응축수(결로)를 버리면 에너지 손실이 되므로, 재활용하여 응축기 냉각에 이용하는 에어컨 응축수를 재활용한 실외기 분무냉각장치에 관한 것이다.

일반적으로 실내기와 실외기가 분리된 에어컨시스템에서, 실내기의 증발기 표면에서 발생하는 저온의 응축수(결로)를 배수관을 통해 외부로 배출하면서 에너지 손실이 되었다.

이와 같이 외부로 배출되는 응축수를 실외기 상부의 수조에 저장하여 배출홈을 통해 응축기로 낙수 시키는 종래기술(특허 제0555417호 및 일본공개특허 제2004-190877호)이 있으나, 낙수 되는 물의 양을 제어하기 어려울 뿐만 아니라 이런 수냉각 방식은 미스트를 방사하여 기화열을 이용하는 냉각방식보다 효율이 떨어지는 단점이 있다.

최근의 기술(공개특허 10-2021-0065744)로 초음파 진동자를 이용하여 미스트를 발생시키고 응축기에서 기화열을 이용한 냉각방식이 있으나, 초음파 진동자의 전원공급이나 미스트 발생량 제어 및 친수필터로 인한 통풍방해가 문제될 수 있다.

본 발명과 가장 유사한 방식의 기술(공개특허 10-2016-0106953)은 실외기팬의 전면에 회전날개를 설치 및 발전하여 축전지에 축전하고, 축전지의 전기에너지로 가압펌프를 작동하여 수조에서 실외기의 응축기로 분무하는 형태이거나 외부의 급수를 통해 분무하는 형태이지만, 발전 및 축전설비를 구성하기 복잡할 뿐만 아니라 외부 급수를 사용하더라도 실외기 가동상태에 따라 분무량을 제어하기 쉽지 않은 구조로 되어 있다.

따라서, 본 발명의 주 목적은 재활용응축수를 분무하여 실외기의 응축기 냉각에 효율적인 기화열을 이용하는 방법을 구성하며, 실외기 가동상태에 따라 응축수 분무량이 조절되어 작동비용을 최소화하고, 추가되는 동력원 없이 설치를 간소화하는 데 있다.

아울러, 본 발명은 재활용응축수를 저장하는 수조로 실외기 냉각에 이용할 수 있는 효과적인 구조를 적용하고, 응축수 분무 시 노즐에서 발생 되는 액체팽창에 의한 냉각 효과를 수조에 전달하여, 수조의 수온을 낮추고자 하는 데 있다.

이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 실내기의 증발기에서 발생하는 저온의 응축수를 배수관을 통해 실외기 상부에 저장하여, 상기 응축수로 실외기 내부를 냉각시키는 작용을 제공하고, 분무노즐에서 액체팽창으로 인한 냉각 효과를 수조 내부의 동관에 전달하여 수온을 낮추도록 구성한 수조와, 실외기팬 모터의 피동축에 저압펌프의 구동축을 연결하여 회전속도를 동기화시키므로 응축수의 분무량을 실외기 가동상태에 의해 조절할 수 있도록 기능 하는 저압펌프와, 실외기 응축기의 고온에 의해 기화되면서 기화열을 빼앗아 냉각 효과를 증대할 수 있도록 미스트를 방사하는 분무노즐로 구성한 것을 특징으로 한다.

상술한 바와 같이, 본 발명의 에어컨 응축수를 재활용한 실외기 분무냉각장치는 저온의 응축수를 회수하여 기존 공랭식 실외기의 응축기에 상기 응축수를 분무하며, 분무 된 미스트의 기화열에 의한 냉각방식을 추가로 이용하므로 응축기 냉각 효과를 증가시켜 에어컨시스템의 냉방효율을 향상한다.

또한, 본 발명은 추가 동력원의 구성없이 에어컨의 기존 동력원과 연동하여 응축수 분무량을 제어하므로 장비의 추가설치 및 운용에 대한 비용 절감을 기대할 수 있다.

그리고 본 발명은 외부로 배출되는 저온의 응축수를 수조에 저장하여 실외기 내부를 냉각할 뿐만 아니라, 분무노즐의 액체팽창에 따른 냉각 효과를 이용하여 수조의 수온을 낮추므로 에너지 회수 및 재사용으로 에너지소비효율 향상을 기대할 수 있다.

도 1은 본 발명의 에어컨 응축수를 재활용한 실외기 분무냉각장치 구성도.
도 2는 일반적인 에어컨시스템의 냉매순환에 따른 냉방 사이클 개념도.
도 3은 일반적인 에어컨시스템의 실내기팬과 실외기팬 기능도.
도 4는 본 발명의 에어컨 응축수를 재활용한 실외기 분무냉각장치 부품 사시도.
도 5는 본 발명의 에어컨 응축수를 재활용한 실외기 분무냉각장치와 실외기 부분조립 사시도.
도 6은 실외기 상부에서 본 발명의 열교환작용을 설명하는 부분 확대도.

본 발명의 개념에 따른 실시 예는 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있으므로, 특정 실시 예를 통하여 도면에 예시하고 본 명세서 또는 출원에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명의 개념에 따른 실시 예를 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

이하, 본 발명의 실시 예를 설명하면서 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다.

도 2를 참조해보면, 압축기로부터 고온고압의 냉매가 응축기로 보내지고, 응축기에서 냉매를 고온고압에서 상온 고압으로 냉각하여 팽창밸브로 보내며, 팽창밸브에서 기체팽창에 따른 냉각효과로 저온 저압의 냉매가 증발기로 보내지고, 증발기에서 냉매를 저온저압에서 상온저압으로 흡열하여 압축기로 보낸다.

상술한 바와 같이, 응축기의 기능은 냉매를 고온에서 상온으로 냉각하는 것이며, 증발기의 기능은 냉매를 저온에서 상온으로 흡열하는 것이다.

이때, 본 발명은 응축기에서 냉매를 상온 이하의 온도로 냉각하여 팽창밸브로 보내고, 상기 팽창밸브에서 냉매가 팽창하여 기존의 저온보다 낮은 저온으로 증발기에 보내지며, 기존보다 낮아진 저온의 증발기에서 실내 공기로부터 더 많은 흡열을 할 수 있게 되어, 에어컨시스템의 냉방효율이 높아지게 된다.

도 3에서 실내기팬은 상온의 실내공기를 저온의 증발기로 송풍시켜 열교환작용으로 실내공기를 냉각시키는 기능을 하며, 실외기팬은 상온의 외기를 고온의 응축기로 송풍시켜 열교환작용으로 응축기를 냉각시키는 기능을 한다.

상술한 바와 같이 실내기팬이 증발기로 송풍할 때, 저온의 증발기 표면에서 응축수(결로)가 발생하고, 일반적으로 상기 응축수(결로)를 배수관을 통해 외부로 배출한다.

또한, 실외기팬이 응축기를 냉각시키는 방식은 공랭식으로, 상온의 실외공기를 응축기에 송풍하므로 외기온도 이하로 냉각시킬 수 없어 냉각효율에 한계가 있다는 단점이 있다.

따라서, 본 발명의 에어컨 응축수를 재활용한 실외기 분무냉각장치는 증발기에서 발생하는 응축수(결로)를 회수하여 응축기에 분무하므로 기존의 공랭식에 더하여 기화열을 이용한 냉각방식을 구성하고, 응축기를 외기온도 이하로 냉각할 수 있어 냉각 효과를 증가시킨다.

도 4에서 도시한 바와 같이, 본 발명의 에어컨 응축수를 재활용한 실외기 분무냉각장치는 응축수를 저장하기 위한 수조(200)와, 응축수를 가압 이송하기 위한 저압펌프(300)와, 응축수를 응축기로 분무하기 위한 분무노즐(400)로 구성된다.

이때, 수조(200)는 증발기에서 발생 된 저온의 응축수를 회수하기 위한 배수 연결관(210)과, 수조(200) 내의 공기압을 조절하는 통기구(220)로 구성되며, 태양의 복사열 차단 및 저장된 저온의 응축수로 실외기 내부를 냉각하는 기능을 제공한다.

상기 저압펌프(300)는 응축수 유입을 위한 흡입호스(310)와, 유출을 위한 배출호스(320)와, 실외기팬 모터의 피동축과 저압펌프(300)의 구동축을 연결하는 소켓(330)으로 연결되며, 실외기팬 모터의 회전속도와 동기화되어 응축수의 가압 배출량을 조절 할 수 있는 기능을 제공한다.

또한, 상기 분무노즐(400)은 수조(200)를 관통하는 동관(410)과 접속하며, 응축수 분무 시 액체팽창에 의한 냉각 효과가 발생하여, 동관(410)을 매개로 수조(200)의 수온을 낮추는 기능을 제공한다.

도 5를 참조하면, 기존 실외기는 고온의 냉매가 냉각되는 응축기(500)와, 실외기팬을 회전시키기 위한 실외기팬 모터(610)와, 응축기(500)에 상온의 외기를 송풍하기 위한 실외기팬(600)으로 구성된다.

또한, 본 발명의 에어컨 응축수를 재활용한 실외기 분무냉각장치는 응축수를 저장하기 위한 수조(200)와, 실외기팬 모터(610)의 피동축과 연결되어 응축수를 가압 이송하기 위한 저압펌프(300)와, 응축수를 응축기(500)로 분무하기 위한 분무노즐(400)로 구성된다.

기존 실외기의 냉각방식은 공랭식으로, 상기 응축기(500)에서 고온의 냉매가 방열 할 수 있도록 상기 실외기팬(600)이 상온의 외기를 송풍하는 것이며, 외기온도 이하로 냉매를 냉각하는 것이 어려운 구조이다.

따라서, 본 발명은 수조(200)의 응축수를 기존 실외기 동력을 이용한 저압펌프(300)로 가압하여, 분무노즐(400)을 통해 응축기(500)로 미스트를 방사한다.

그리고 방사된 미스트는 실외기팬(600)에 의해 외기와 혼합되어 응축기(500)로 보내지며, 고온의 응축기(500) 표면에서 기화되어 기화열만큼 흡열한다.

상기 응축기(500)는 기화열만큼 추가로 방열하면서, 냉매의 온도를 상온의 외기온도 이하로 냉각한다.

이렇게 본 발명의 에어컨 응축수를 재활용한 실외기 분무냉각장치는 응축기에서 냉매를 상온 이하의 온도로 냉각하여 팽창밸브로 보내고, 상기 팽창밸브에서 기존의 에어컨보다 상대적으로 낮은 저온냉매를 증발기로 보내면서, 상기 증발기는 실내 공기로부터 더 많은 흡열 할 수 있으므로 에어컨의 냉방효율을 향상시킨다.

도 6을 참조하면, 본 발명의 에어컨 응축수를 재활용한 실외기 분무냉각장치에서 응축기(500)가 방열하여 실외기 상부로 고온이 전달되고, 수조(200) 내의 응축수에 의해 실외기 상부로 저온이 전달되며, 이런 열교환작용은 실외기 내부온도가 낮아지는 효과를 발생시킨다.

또한, 분무노즐(400)에서 응축수를 미스트 형태로 방사 할 때, 액체팽창에 의해 발생한 냉각효과가 동관(410)을 통해 수조(200) 내부의 응축수로 열전달되면서, 수조(200) 내부의 수온을 떨어뜨리는 기능을 제공한다.

따라서, 본 발명의 에어컨 응축수를 재활용한 실외기 분무냉각장치는 낭비되는 에너지 회수 및 재사용으로 에너지소비효율 향상을 기대 할 수 있다.

100 : 에어컨 실외기
200 : 수조 210 : 배수 연결관 220 : 수조의 통기관
300 : 저압펌프 310 : 흡입호스 320 : 배출호스 330 : 소켓
400 : 분무노즐 410 : 동관
500 : 실외기의 응축기

Claims (1)

1. 재활용응축수를 저장하여 실외기 내부의 온도를 낮추며, 수조 내부를 관통하는 동관과 저장된 응축수의 열교환으로 수온조절 기능을 포함한 수조와,
   
   실외기팬 모터의 피동축에 저압펌프의 구동축을 연결하여 실외기 가동상태에 따라 응축수 분무량을 조절하는 저압펌프와,
   
   응축수를 분무 시 액체팽창으로 발생하는 냉각효과를 상기 동관에 열전달하면서, 미스트가 방사되어 실외기의 응축기를 기화열로 냉각하는 기능의 분무노즐과,
   
   수조와 저압펌프 및 분무노즐의 구성으로 실외기 냉각방식을 개선하며, 에어컨 냉방효율을 향상시킬 수 있는 것을 특징으로 하는 에어컨 응축수를 재활용한 실외기 분무냉각장치.

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