KR20220019932A

KR20220019932A - 공기조화기의 실외기

Info

Publication number: KR20220019932A
Application number: KR1020200100232A
Authority: KR
Inventors: 사용철; 조은준; 박준성; 김대형
Original assignee: 엘지전자 주식회사
Priority date: 2020-08-11
Filing date: 2020-08-11
Publication date: 2022-02-18

Abstract

본 발명은 압축기; 상기 압축기에 냉매를 제공하는 어큐뮬레이터; 실외공기와 냉매를 열교환시키는 제 1 실외열교환부와, 상기 제 1 실외열교환부의 하측에 배치되는 제 2 실외열교환부를 포함하는 실외열교환기; 상기 제 1 실외열교환부와 연결되어 냉매를 유동시키는 제 1 가변패스헤더; 상기 제 2 실외열교환부와 연결되어 냉매를 유동시키는 제 2 가변패스헤더; 상기 제 1 실외열교환부와 연결되고, 상기 제 1 실외열교환부를 유동하는 냉매의 일부를 바이패스시키는 바이패스밴드; 상기 바이패스밴드와 연결되고, 상기 바이패스밴드에서 공급된 냉매에서 기체 냉매 및 액체냉매를 분리하는 기액분리헤더; 상기 기액분리헤더 및 어큐뮬레이터를 연결하고, 상기 기액분리헤더의 기체냉매를 상기 어큐뮬레이터에 제공하는 기액분리배관;을 포함한다.
본 발명의 실외열교환기가 증발기로 작동될 때, 풍속이 큰 상단에서 증발된 냉매를 분리하기 때문에, 실외열교환기를 유동하는 냉매의 압력손실을 최소화할 수 있는 장점이 있다.

Description

공기조화기의 실외기{Outdoor unit of air conditioner}

본 발명은 공기조화기의 실외기에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 실외기의 열교환기에서 기체냉매 및 액체냉매를 분리하여 바이패스할 수 있는 공기조화기의 실외기에 관한 것이다.

일반적으로 공기조화기는 압축기, 응축기, 증발기, 팽창기로 구성되고, 공기조화 사이클을 이용하여 건물 또는 방에 냉기 또는 온기를 공급한다.

공기조화기는 구조적으로 압축기가 실외에 배치된 분리형과, 압축기가 일체로 제작된 일체형으로 구분된다.

분리형은 실내기에 실내 열교환기를 설치하고, 실외기에 실외 열교환기와 압축기를 설치하여 서로 분리된 두 장치를 냉매 배관으로 연결시킨다.

일체형은 실내 열교환기, 실외 열교환기 및 압축기를 하나의 케이스 안에 설치한 것이다. 일체형 공기조화기로는 창에 장치를 걸어서 직접 설치하는 창문형 공기조화기와, 흡입덕트와 토출덕트를 연결하여 실내 외측에 설치하는 덕트형 공기조화기 등이 있다.

상기 분리형 공기조화기로는 직립으로 설치하는 스탠드형 공기조화기, 벽에 걸어서 설치하는 벽걸이형 공기조화기 등이 있다.

또한 분리형 공기조화기의 한 종류로서, 복수개의 공간에 공기조화된 공기를 제공할 수 있는 시스템에어컨이 있다.

멀티형 공기조화기의 경우, 실외기의 개수보다 실내기를 더 많이 구비한다. 그래서 하나의 실외기에 복수개의 실내기가 구비될 수 있다.

대용량 실외기의 경우, 측면에서 공기를 흡입하여 상측으로 공기를 토출하는 구조가 많이 사용된다.

대용량 실외기의 경우, 상측에 실외송풍팬이 배치되기 때문에, 실외열교환기의 상하 방향에 대해 공기유동이 불균일한 문제점이 있었다.

즉, 실외송풍팬이 실외열교환기의 상측에 배치되는 경우, 실외열교환기의 하측에서는 공기유동이 작게 형성되고, 실외열교환기의 상측에서는 공기유동이 크게 형성되기 때문에, 실외열교환기의 상측 및 하측에서 열교환이 불균일하게 형성되는 문제점이 있었다.

일본 공개특허공보 2012-002503 A

본 발명의 해결하려고 하는 과제는, 실외송풍팬이 실외열교환기의 상측에 배치되는 구조에서, 난방운전 시 실외열교환기의 상측에서 발생되는 냉매의 압력손실을 최소화할 수 있는 공기조화기의 실외기를 제공하는데 목적이 있다.

본 발명은 실외송풍팬이 실외열교환기의 상측에 배치되는 구조에서 기액분리장치를 실외열교환기의 상측에 배치하여 냉매의 압력손실을 최소화하고, 난방성능을 향상시킬 수 있는 공기조화기의 실외기를 제공하는데 목적이 있다.

본 발명의 과제들은 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

본 발명은 실외송풍팬이 실외열교환기의 상측에 배치되는 구조에서 기액분리헤더를 실외열교환기의 상측에 배치하여 난방운전 시 냉매의 압력손실을 최소화하고, 난방성능을 향상시킬 수 있는 공기조화기의 실외기를 제공할 수 있다.

본 발명은 증발기로 작동되는 실외열교환기의 패스 중간에서 액상냉매 및 기상냉매를 분리하고, 분리된 기상냉매를 어큐뮬레이터로 바이패스할 수 있다.

본 발명의 실외열교환기가 증발기로 작동될 때, 풍속이 큰 상단에서 증발된 냉매를 분리하여 어큐뮬레이터에 제공한다.

본 발명은 압축기; 상기 압축기에 냉매를 제공하는 어큐뮬레이터; 실외공기와 냉매를 열교환시키는 제 1 실외열교환부와, 상기 제 1 실외열교환부의 하측에 배치되는 제 2 실외열교환부를 포함하는 실외열교환기; 상기 제 1 실외열교환부와 연결되어 냉매를 유동시키는 제 1 가변패스헤더; 상기 제 2 실외열교환부와 연결되어 냉매를 유동시키는 제 2 가변패스헤더; 상기 제 1 실외열교환부와 연결되고, 상기 제 1 실외열교환부를 유동하는 냉매의 일부를 바이패스시키는 바이패스밴드; 상기 바이패스밴드와 연결되고, 상기 바이패스밴드에서 공급된 냉매에서 기체 냉매 및 액체냉매를 분리하는 기액분리헤더; 상기 기액분리헤더 및 어큐뮬레이터를 연결하고, 상기 기액분리헤더의 기체냉매를 상기 어큐뮬레이터에 제공하는 기액분리배관;을 포함한다.

상기 바이패스밴드는 상기 실외열교환기의 상측 1/3 이상에 배치할 수 있다.

상기 제 1 실외열교환기는, 바깥쪽에 배치된 제 1 열; 안쪽에 배치된 열을 제 3 열; 및 제 1 열 및 제 3 열 사이에 배치된 열을 제 2 열;을 포함하고, 상기 바이패스밴드는, 상기 제 1 열 및 제 3 열의 튜브들을 연결시키는 제 1 바이패스밴드; 상기 제 2 열의 튜브들을 연결시키는 제 2 바이패스밴드; 상기 제 1 바이패스밴드 및 기액분리헤더를 연결시키는 제 1 바이패스연결밴드; 및 상기 제 2 바이패스밴드 및 기액분리헤더를 연결시키는 제 2 바이패스연결밴드;를 더 포함할 수 있다.

상기 제 1 바이패스밴드 및 제 2 바이패스밴드는 상기 실외열교환기의 상측 1/3 이상에 배치될 수 있다.

상기 기액분리헤더는, 제 1 기액분리헤더 및 제 2 기액분리헤더를 포함하고,

상기 제 1 바이패스연결밴드는 상기 제 1 기액분리헤더에 연결되고, 상기 제 2 바이패스연결배드는 상기 제 2 기액분리헤더에 연결될 수 있다.

상기 기액분리배관은, 상기 제 1 기액분리헤더에 연결된 제 1 기액분리배관; 및 상기 제 2 기액분리헤더에 연결된 제 2 기액분리배관;을 포함할 수 있다.

상기 제 1 가변패스헤더 및 제 2 가변패스헤더를 연결하고, 상기 제 1 가변패스헤더에서 제 2 가변패스헤더로만 유동시키는 체크밸브; 상기 제 2 가변패스헤더 및 제 1 실외열교환기 배관을 연결하는 가변패스헤더 연결배관; 및 상기 가변패스헤더 연결배관에 배치되어 냉매의 유동을 제어하는 솔레노이드밸브;를 더 포함할 수 있다.

상기 기액분리배관에 배치된 솔레이노이드밸브를 더 포함할 수 있다.

상기 압축기에서 토출된 냉매를 공급받아 실내열교환기 또는 상기 실외열교환기에 제공하는 사방밸브; 상기 사방밸브 및 제 1 가변패스헤더를 연결하는 사방밸브-실외열교환기 연결배관; 상기 사방밸브 및 어큐뮬레이터를 연결하는 사방밸브-어큐뮬레이터 연결배관;을 더 포함하고, 상기 기액분리배관이 상기 사방밸브-어큐뮬레이터 연결배관에 연결할 수 있다.

상기 제 1 실외열교환부에 연결된 제 1 실외열교환기 배관; 상기 제 2 실외열교환부에 연결된 제 2 실외열교환기 배관; 상기 제 1 실외열교환기 배관에 배치된 제 1 실외팽창밸브; 및 상기 제 2 실외열교환기 배관에 배치된 제 2 실외팽창밸브;를 더 포함하고, 상기 가변패스헤더 연결배관이 상기 제 1 실외열교환기 배관에 연결할 수 있다.

본 발명에 따른 공기조화기의 열교환기는 다음과 같은 효과가 하나 혹은 그 이상 있다.

첫째, 본 발명은 실외송풍팬이 실외열교환기의 상측에 배치되는 구조에서 기액분리헤더를 실외열교환기의 상측에 배치하여 난방운전 시 냉매의 압력손실을 최소화하고, 난방성능을 향상시킬 수 있는 공기조화기의 실외기를 제공할 수 있는 장점이 있다.

둘째, 본 발명은 증발기로 작동되는 실외열교환기의 패스 중간에서 액상냉매 및 기상냉매를 분리하고, 분리된 기상냉매를 어큐뮬레이터로 바이패스할 수 있는 장점이 있다.

셋째, 본 발명의 실외열교환기가 증발기로 작동될 때, 풍속이 큰 상단에서 증발된 냉매를 분리하기 때문에, 실외열교환기를 유동하는 냉매의 압력손실을 최소화할 수 있는 장점이 있다.

도 1은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 멀티형 공기조화기의 구성도이다.
도 2는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 실외기가 도시된 사시도이다.
도 3은 도 2에 도시된 열교환기 및 실외팬의 정면도이다.
도 4는 도 3의 평면도이다.
도 5는 실외열교환기의 풍속 및 높이가 표시된 그래프이다.
도 6은 도 1에 도시된 실외열교환기의 일부 확대도이다.
도 7은 종래기술과 비교하여 본 발명의 실외열교환기에서 압력손실 또는 유량의 비교표이다.

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 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 대해 구체적으로 살펴보기로 한다.

도 1은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 멀티형 공기조화기의 구성도이다.

본 발명에 따른 멀티형 공기조화기는 실외기(A) 및 실내기(D)를 포함한다.

상기 실내기(D)의 경우, 냉방 또는 난방으로 운전될 수 있다. 상기 실내기(D)는 복수개(C1, C2, C3)가 배치될 수 있다.

각각의 실내기(C1, C2, C3)는 실내열교환기, 실내팽창밸브 및 실내송풍팬을 포함한다.

별도로 설명하진 않지만, 상기 실외기(A) 또는 실내기(D)에는 압력스위치, 압력센서, 온도센서, 체크밸브, 스트레이너 등 당업자가 충분히 알 수 있는 구조의 각종 구조물이 설치된다.

<실외기의 구성>

상기 실외기(A)는 실외기케이스(미도시), 및 그 내부에 배치되는 압축기(10)와, 실외열교환기(20), 어큐뮬레이터(30), 사방밸브(40), 오일분리기(50), 실외팽창밸브(70)를 포함한다.

상기 실외기케이스에는 가스배관(82)이 연결되는 가스배관 서비스밸브(13) 및 액체배관(12)이 연결되는 액체배관 서비스밸브(14)를 포함한다.

상기 가스배관 서비스밸브(13) 및 액체배관 서비스밸브(14)는 실내기(D)와 냉매배관을 통해 연결되고, 상기 실외기(A)의 냉매를 순환시킨다.

상기 압축기(10)는 운전주파수를 조절하여 냉매량 및 냉매의 토출압력을 제어할 수 있는 인버터압축기가 사용된다.

상기 실외열교환기(20)는 실외공기와 냉매를 열교환시키는 장치이다. 본 실시예에서 상기 실외열교환기(20)는 복수개의 구성될 수 있다. 상기 실외열교환기(20)는 냉방운전 시 응축기로 작동되고, 난방운전 시 증발기로 작동된다.

본 실시예에서 상기 실외열교환기(20)는 상하 방향을 기준으로 제 1 실외열교환부(22) 및 제 2 실외열교환부(24)로 구성된다. 상기 제 1 실외열교환부(22)는 상기 제 2 실외열교환부(24) 상측에 배치된다. 상기 제 1 실외열교환부(22)는 상기 제 2 실외열교환부(24)는 하나의 열교환기로 작동된다.

상기 제 1 실외열교환부(22) 및 제 2 실외열교환부(24)의 열교환면적은 비대칭으로 형성된다. 본 실시예에서 상기 제 1 실외열교환부(22)의 열교환면적이 상기 제 2 실외열교환부(24)의 열교환면적보다 크게 형성된다.

제 1 실외팽창밸브(72)에서 팽창된 냉매는 상기 제 1 실외열교환부(22)에 공급되고, 제 2 실외팽창밸브(74)에서 팽창된 냉매는 제 2 실외열교환부(24)에 공급된다.

상기 제 1 실외열교환부(22)의 복수개 튜브에 각각 냉매를 공급하기 위해 냉매를 분배하는 제 1 분배기(22a)가 배치될 수 있다. 상기 제 2 실외열교환부(24)의 복수개 튜브에 각각 냉매를 공급하기 위해 냉매를 분배하는 제 2 분배기(24a)가 배치될 수 있다.

상기 실외열교환기(20)의 열교환을 향상시키기 위해 실외팬(160)이 배치된다.

상기 어큐뮬레이터(30)는 상기 압축기(10)에 냉매를 제공한다. 상기 어큐뮬레이터(30)는 압축기(10)의 흡입 측에 배치되고, 상기 사방밸브(40)와 연결된다.

<사방밸브의 구성>

상기 사방밸브(40)는 제 1 유로(41), 제 2 유로(42), 제 3 유로(43) 및 제 4 유로(44)를 포함한다.

상기 제 1 유로(41)는 압축기(10) 토출측과 연결된다. 상기 제 1 유로(41) 및 상기 압축기(10)의 토출측을 연결하는 배관을 사방밸브-압축기 연결배관(81)으로 정의한다.

상기 제 2 유로(42)는 가스배관(82)과 연결된다. 상기 제 2 유로(42) 및 가스배관 서비스밸브(13)를 연결하는 배관을 상기 가스배관(82)으로 정의한다.

상기 제 3 유로(43)는 실외열교환기(20)와 연결된다. 상기 제 3 유로(43) 및 실외열교환기(20)를 연결하는 배관을 사방밸브-실외열교환기 연결배관(83)으로 정의한다.

상기 실외열환기(20)가 2개로 구성되기 때문에, 사방밸브-실외열교환기 연결배관(83)도 2개가 배치된다.

상기 제 4 유로(44)는 어큐뮬레이터(30)와 연결된다. 상기 제 4 유로(44) 및 어큐뮬레이터(30)를 연결하는 배관을 사방밸브-어큐뮬레이터 연결배관(84)으로 정의한다.

<오일분리기의 구성>

상기 오일분리기(50)는 상기 압축기(10)의 토출 측에 배치되고, 상기 압축기(10)에 토출된 냉매는 상기 오일분리기(50)를 거쳐 상기 사방밸브(40)로 유동된다.

상기 오일분리기(50)는 토출된 냉매 중에 포함된 오일을 회수하여 다시 압축기(10)에 제공한다.

상기 오일분리기(50)는 상기 압축기(10)로 오일을 안내하는 오일회수관(51) 및 상기 오일회수관(51)에 배치되고, 냉매를 한쪽 방향으로 유동되게 하는 체크밸브(52)를 더 포함한다.

상기 오일분리기(50)는 사방밸브-압축기 연결배관(81)에 설치된다.

상기 어큐뮬레이터(30)에도 상기 압축기(10)로 오일을 회수시킬 수 있는 오일회수구조가 배치된다. 상기 어큐뮬레이터(30)의 하측 및 압축기의 흡입 측 배관(35)을 연결하는 오일회수배관(31)과, 상기 오일회수배관(31)에 배치되어 오일의 유동을 제어하는 오일리턴밸브(32)가 배치될 수 있다.

<실외팽창밸브의 구성>

상기 실외팽창밸브(70)는 난방운전 시, 상기 실외열교환기(20)로 유동되는 냉매를 팽창시킨다. 냉방운전 시, 상기 실외팽창밸브(70)는 냉매를 팽창시키지 않고 통과시킨다. 상기 실외팽창밸브(70)는 입력된 신호에 따라 개도값을 조절할 수 있는 전자팽창밸브가 사용될 수 있다.

상기 실외팽창밸브(70)는 상기 제 1 실외열교환기(72)로 유동되는 냉매를 팽창시키는 제 1 실외팽창밸브(72)와, 상기 제 2 실외열교환기(74)로 유동되는 냉매를 팽창시키는 제 2 실외팽창밸브(74)를 포함한다.

상기 제 1 실외팽창밸브(72) 및 제 2 실외팽창밸브(74)는 상기 액체배관(12)과 연결된다. 난방운전 시, 실내기(D)에 응축된 냉매가 상기 제 1 실외팽창밸브(72) 및 제 2 실외팽창밸브(74)에 공급된다.

상기 제 1 실외팽창밸브(72) 및 제 2 실외팽창밸브(74)와 연결되기 위해, 상기 액체배관(12)은 분지되고, 상기 제 1 실외팽창밸브(72) 및 제 2 실외팽창밸브(74)에 각각 연결된다. 상기 제 1 실외팽창밸브(72) 및 제 2 실외팽창밸브(74)은 병렬배치된다.

상기 제 1 실외팽창밸브(72) 및 제 1 실외열교환부(22)를 연결하는 배관을 제 1 실외열교환기 배관(23)으로 정의한다.

및 제 2 실외팽창밸브(74) 및 제 2 실외열교환부(24)를 연결하는 배관을 상기 제 2 실외열교환기 배관(25)으로 정의한다.

<과냉각유닛의 구성>

상기 액체배관(12)에는 과냉각유닛(100)이 더 배치될 수 있다.

상기 과냉각유닛(100)은 과냉각열교환기(101)와, 상기 액체배관(12)에서 바이패스되고, 상기 과냉각열교환기(101)와 연결되는 과냉각 바이패스배관(102)과, 상기 과냉각 바이패스배관(102)에 배치되고 유동되는 냉매를 선택적으로 팽창시키는 제 1 과냉각팽창밸브(103)와, 상기 과냉각열교환기(101) 및 압축기(10)를 연결하는 과냉각-압축기 연결배관(104)과, 상기 과냉각-압축기 연결배관(104)에 배치되고, 유동되는 냉매를 선택적으로 팽창시키는 제 2 과냉각팽창밸브(105)를 포함한다.

또한, 상기 과냉각유닛(100)은 상기 어큐뮬레이터(30) 및 상기 과냉각-압축기 연결배관(104)을 연결시키는 어큐뮬레이터 바이패스배관(106)을 더 포함하고, 상기 어큐뮬레이터 바이패스배관(106)은 상기 어큐뮬레이터의 냉매를 상기 제 2 과냉각팽창밸브(105)에 제공한다.

상기 어큐뮬레이터 바이패스배관(106)에는 과냉각 바이패스밸브(107)가 더 배치된다.

상기 제 1 과냉각팽창밸브(103)은, 난방운전 시, 액체냉매를 팽창시켜 과냉각열교환기(101)에 제공하고, 팽창된 냉매가 상기 과냉각열교환기(101)에서 증발되어 상기 과냉각열교환기(101)를 냉각시킨다. 상기 액체배관(12)을 통해 상기 실외열교환기(20)로 유동되는 액체냉매는 상기 과냉각열교환기(101)를 통과하면서 냉각될 수 있다. 상기 제 1 과냉각팽창밸브(103)는 선택적으로 작동되고 상기 액체냉매의 온도를 제어할 수 있다.

상기 제 1 과냉각팽창밸브(103)의 작동 시, 상기 제 2 과냉각팽창밸브(105)가 개방되고 냉매는 상기 압축기(10)로 유동된다.

상기 과냉각열교환기(101)의 입구 측 및 출구 측에는 각각 온도센서가 배치되고, 통과되는 냉매의 온도를 감지한다.

상기 과냉각 바이패스밸브(107)는 선택적으로 작동되고, 상기 어큐뮬레이터(30)의 액냉매를 상기 제 2 과냉각팽창밸브(105)에 제공할 수 있다.

상기 제 2 과냉각팽창밸브(105)는 선택적으로 작동되고, 냉매를 팽창시켜 상기 압축기(10)에 공급되는 냉매의 온도를 낮출 수 있다. 상기 압축기(10)가 정상 작동 온도범위를 초과하는 경우, 상기 제 2 과냉각팽창밸브(105)에서 팽창된 냉매가 상기 압축기(10)에서 증발될 수 있고, 이를 통해 상기 압축기(10)의 온도를 낮출 수 있다.

<리시버유닛의 구성>

상기 액체배관(12)에는 리시버유닛(110)이 더 배치될 수 있다.

상기 리시버(110)는 순환되는 냉매의 양을 조절하기 위해 액냉매를 저장할 수 있다. 상기 리시버(110)는 어큐뮬레이터(30)에서 액냉매를 저장하는 것과 별도로 액냉매를 저장한다.

상기 리시버(110)는 순환되는 냉매의 양이 부족한 경우 상기 어큐뮬레이터(30)에 냉매를 공급하고, 순환되는 냉매의 양이 많은 경우 냉매를 회수하여 저장한다.

상기 액체배관(12) 중 상기 실외팽창밸브(23)(25)들 및 과냉각열교환기(101)를 연결하는 배관을 과냉각액체배관(12')으로 구분하여 정의한다.

상기 리시버(110)는 냉매를 저장하는 리시버탱크(111)와, 상기 리시버탱크(111) 및 과냉각액체배관(12')을 연결하는 제 1 리시버연결배관(112)과, 상기 리시버탱크(111) 및 어큐뮬레이터(30)를 연결하는 제 2 리시버연결배관(114)과, 상기 제 1 리시버연결배관(112)에 배치되어 냉매의 유동을 단속하는 리시버입구밸브(113)와, 상기 제 2 리시버연결배관(114)에 배치되어 냉매의 유동을 단속하는 리시버출구밸브(115)를 포함한다.

멀티형 공기조화기의 제어부는 상기 리시버입구밸브(113) 및 리시버출구밸브(115)를 제어하여 순환되는 냉매의 양을 조절한다.

도 2는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 실외기가 도시된 사시도이고, 도 3은 도 2에 도시된 열교환기 및 실외팬의 정면도이고, 도 4는 도 3의 평면도이다.

상기 실외기(A)는 베이스(110)와, 상기 베이스(110)에 결합되어 상측에 배치되는 케이스(120)와, 상기 케이스(120) 내부에 배치되고, 상기 베이스(110) 상측에 위치되고, 냉매를 압축시키는 상기 압축기(10)와, 상기 케이스(120) 내부에 배치되고, 상기 베이스(110) 상측에 위치되고, 상기 압축기(10)에 기체냉매를 제공하는 어큐뮬레이터(30)와, 상기 케이스(120) 내부에 배치되고, 상기 베이스(110) 상측에 위치되고, 상기 압축기(10)에서 토출된 냉매의 유로를 절환시키는 사방밸브(150)와, 상기 케이스(120) 내부에 배치되고, 상기 베이스(110) 상측에 위치되고, 냉매와 공기를 열교환시키를 실외열교환기(20)와, 상기 케이스(120) 내부에 배치되고, 상기 케이스(120) 내부의 공기를 외부로 토출시키는 실외팬(160)을 포함한다.

상기 베이스(110)는 지면에 설치된다. 상기 베이스(110)는 실외기의 하중을 지지한다.

상기 케이스(120)는 상기 실외기(A)의 측면 중 일부를 형성하고, 상기 베이스(110)에 고정되고, 외부공기를 내부로 유입시키기 위해 다수개의 홀이 형성된 에어패널(122)과, 상기 실외기(A)의 측면 중 나머지를 형성하고, 상기 에어패널(122)의 양단을 연결하여 상기 케이스(120) 내부를 차폐시키고, 상기 에어패널(122)에서 분리가능한 서비스패널(124)과, 상기 에어패널(122) 및 서비스패널(124)의 상측에 배치되고, 실외기(A) 내부의 공기를 외부로 토출시키는 토출그릴(126)을 포함한다.

상기 에어패널(122)은 실외기(A)의 측면 4면 중 3개의 면에 배치된다. 상기 에어패널(122)은 하나의 패널을 절곡하여 형성할 수 있다. 본 실시예에서 상기 에어패널(122)은 정면 중 일부를 제외한 나머지 측면을 커버한다.

상기 서비스패널(124)은 작업자에 의해 상기 케이스(120)에서 분리될 수 있다. 상기 서비스패널(124) 및 에어패널(122)은 상기 케이스(120)의 측면을 구성한다.

상기 에어패널(122)은 4면 중 적어도 3개의 면에 형성되고, 이를 통해 공기의 흡입량을 최대로 확보할 수 있다.

상기 서비스패널(124)의 최소화하여 상기 에어패널(122)의 면적을 최대화하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 서비스패널(124)은 케이스(120) 내부로 흡입될 때, 공기 저항을 최소화한다.

상기 토출그릴(126)은 케이스(120)의 상면을 형성한다. 상기 토출그릴(126)에 공기가 토출되는 토출구(127)가 형성된다.

상기 실외열교환기(20)는 상기 에어패널(122) 및 서비스패널(124)의 내측에 위치된다. 본 실시예에서 상기 실외열교환기(20)는 복수개가 배치되고, 좌우 배칭되게 배치된다.

제 1 실외열교환기(210) 및 제 2 실외열교환기(220)는 상기 서비스패널(124)을 중심으로 일측 및 타측에 배치된다. 즉, 상기 제 1 실외열교환기(210) 및 제 2 실외열교환기(220)는 상기 서비스패널(124)을 중심으로 대칭되게 배치되고, 이를 통해 상기 제 1 실외열교환기(210) 및 제 2 실외열교환기(220)의 효율을 균일하게 형성시킬 수 있다.

상기 제 1 실외열교환기(210) 및 제 2 실외열교환기(220)는 각각 "ㄷ"자 형상으로 형성된다. 상기 제 1 실외열교환기(210) 및 제 2 실외열교환기(220)는 서로 마주보게 배치되고, 그 사이에 압축기(10), 어큐뮬레이터(30), 사방밸브(150) 실외팬(160) 등의 장치가 배치된다.

상기 제 1 실외열교환기(210)는 "ㄷ"자로 절곡되어 케이스(120)의 정면, 좌측면 및 배면을 커버하고, 상기 제 2 실외열교환기(220)는 "ㄷ"자로 절곡되어 상기 케이스(120)의 정면, 우측면 및 배면을 커버한다.

상기 제 1 실외열교환기(210) 및 제 2 실외열교환기(220)는 서로 마주보게 배치되고, 양단이 이격되어 배치된다. 정면에 배치된 일단들은 넓게 이격되어 배치되고, 배면에 배치된 타단들은 가깝게 근접되어 배치된다.

상기 일단(211)(221)들은 서비스를 위해 이격공간(S)를 형성한다.

상기 타단(212)(222)들은 제 2 브래킷(174)에 의해 커버된다.

상기 에어패널(122)을 통해 상기 케이스(120) 내부로 흡입되는 공기는 상기 제 1 실외열교환기(210) 및 제 2 실외열교환기(220)를 수평방향으로 통과한다.

상기 제 1 실외열교환기(210)는 수직방향으로 세워져 설치되고, 베이스(110) 및 케이스(120)와 결합되어 고정된다. 상기 제 2 실외열교환기(220)는 수직방향으로 세워져 설치되고, 베이스(110) 및 케이스(120)와 결합되어 고정된다.

특히 상기 제 1 실외열교환기(210) 및 제 2 실외열교환기(220)를 케이스(120)에 고정하기 위해 브래킷이 사용된다.

상기 제 1 실외열교환기(210) 및 제 2 실외열교환기(220)의 상단에 서포트프레임(230)이 배치될 수 있다. 상기 서포트프레임(230)은 상기 제 1 실외열교환기(210) 및 제 2 실외열교환기(220)에 고정되고, 상기 제 1 실외열교환기(210) 및 제 2 실외열교환기(220)를 고정시킨다.

상기 서포트프레임(230)에 상기 실외팬(160)이 설치된다.

상기 실외팬(160)은 상측으로 공기를 토출시키도록 배치된다.

본 실시예에서 제 1 실외열교환기(210) 및 제 2 실외열교환기(220)는 수평 방향에 대해 3열로 배치된다. 상기 실외팬(160)의 작동 시 실외열교환기(20) 외부의 공기는 상기 제 1 실외열교환기(210) 및 제 2 실외열교환기(220)를 수평으로 관통하여 내부로 유동된 후, 실외팬(160)이 배치된 상측으로 토출된다.

도 5는 실외열교환기의 풍속 및 높이가 표시된 그래프이다.

도 5를 참조하면, 상기 실외팬(160)이 실외열교환기(20)의 상측에 배치된 경우, 상측에서 더 높은 풍속을 형성한다.

구체적으로 실외열교환기(20)의 높이(H)를 기준으로 상측 1/3 부근의 풍속이 하단에서 2/3 부근까지의 풍속보다 크게 형성된다.

도 6은 도 1에 도시된 실외열교환기의 일부 확대도이다.

도 6을 참조하면, 상기 실외열교환기(20)는 핀-튜브열교환기가 사용된다.

상기 실외열교환기(20)는 케이스의 외측에서 내측 방향을 기준으로 3열로 형성된다. 상기 제 1 실외열교환부(22) 및 제 2 실외열교환부(24)는 각각 3열로 구성될 수 있다.

가장 바깥쪽에 배치된 열을 제 1 열(231)이라 하고, 가장 안쪽에 배치된 열을 제 3 열(233)이라 하며, 제 1 열(231) 및 제 3 열(233) 사이에 배치된 열을 제 2 열(232)라 한다.

난방운전 시, 냉매는 제 1 열(231), 제 2 열(232) 및 제 3 열(233) 순으로 유동된다. 냉방운전 시, 냉매는 제 3열(233), 제 2 열(232) 및 제 1 열(231) 순으로 유동된다.

상기 실외열교환기(20)는, 상기 제 1 실외열교환부(22)와 이격되고, 상기 제 1 실외열교환부(22)를 통과한 냉매가 공급되는 제 1 가변패스헤더(241)과, 상기 제 2 실외열교환부(24)와 이격되고, 상기 제 2 실외열교환부(24)를 통과한 냉매가 공급되는 제 2 가변패스헤더(242)와, 상기 제 1 가변패스헤더(241) 및 제 2 가변패스헤더(242)를 연결하고, 상기 제 1 가변패스헤더(241)에서 제 2 가변패스헤더(242)로만 유동시키는 체크밸브(243)와, 상기 제 1 실외열교환부(22)의 냉매를 바이패스시키는 바이패스밴드(260)와, 상기 바이패스밴드(260)와 연결되고, 상기 바이패스밴드(260)에서 공급된 냉매에서 기체 냉매 및 액체냉매를 분리하는 기액분리헤더(250)와, 상기 기액분리헤더(250) 및 어큐뮬레이터(30)를 연결하고, 상기 기액분리헤더(250)의 기체냉매를 상기 어큐뮬레이터(30)에 제공하는 기액분리배관(270)과, 상기 제 2 가변패스헤더(242) 및 제 1 실외열교환기 배관(23)을 연결하는 가변패스헤더 연결배관(244)과, 상기 가변패스헤더 연결배관(244)에 배치되어 냉매의 유동을 제어하는 솔레노이드밸브(245)를 더 포함한다.

상기 제 1 가변패스헤더(241)는 실외열교환기(20)의 상측에 배치되고, 상기 제 1 실외열교환부(22)와 연결된다. 상기 제 1 가변패스헤더(241)는 사방밸브-실외열교환기 연결배관(83)과 연결되어 냉매를 유동시킨다.

상기 제 2 가변패스헤더(242)는 실외열교환기(20)의 하측에 배치되고, 상기 제 2 실외열교환부(24)와 연결된다. 상기 제 2 가변패스헤더(241)는 상기 체크밸브(243)를 통해 상기 제 1 가변패스헤더(242)와 연결된다.

상기 체크밸브(243)는 상기 제 2 가변패스헤더(242)에서 제 1 가변패스헤더(241) 방향으로만 냉매를 유동시킨다.

냉방운전 시, 냉매는 제 1 가변패스헤더(241), 제 1 실외열교환부(22), 제 1 실외열교환기 배관(23), 가변패스헤더 연결배관(244), 제 2 가변패스헤더(242) 및 제 2 실외열교환기 배관(25) 순으로 유동된다.

난방운전 시, 상기 액체배관(12)의 냉매는 제 1 실외열교환기 배관(23) 및 제 2 실외열교환기 배관(25)에 병렬로 공급된다.

상기 제 1 실외열교환기 배관(23)의 냉매는 제 1 실외팽창밸브(72)에서 팽창된 후, 제 1 실외열교환부(22)에서 열교환된 후, 제 1 가변패스헤더(241)로 유동된다.

상기 제 2 실외열교환기 배관(25)의 냉매는 제 2 실외팽창밸브(74)에서 팽창된 후, 제 2 실외열교환부(24)에서 열교환된 후, 제 2 가변패스헤더(242)로 유동된다.

상기 제 2 가변패스헤더(242)의 냉매는 상기 체크밸브(243)을 통해 제 1 가변패스헤더(241)로 유동된 후, 제 1 가변패스헤더(242)의 냉매와 함께 사방밸브-실외열교환기 연결배관(83)으로 유동될 수 있다.

상기 바이패스밴드(260)는, 제 1 열(231) 및 제 3 열(233)의 튜브들을 연결시키는 제 1 바이패스밴드(261)와, 상기 제 2 열(232)의 튜브들을 연결시키는 제 2 바이패스밴드(262)와, 상기 제 1 바이패스밴드(261) 및 기액분리헤더(250)를 연결시키는 제 1 바이패스연결밴드(263)와, 상기 제 2 바이패스밴드(262) 및 기액분리헤더(250)를 연결시키는 제 2 바이패스연결밴드(264)를 포함한다.

상기 제 1 바이패스밴드(261) 및 제 2 바이패스밴드(262)는 제 1 실외열교환부(22)의 일부에만 배치된다. 구체적으로 상기 제 1 바이패스밴드(261) 및 제 2 바이패스밴드(262)는 풍속이 빠른 제 1 실외열교환부(22) 상측 1/3 이내에 배치된다.

상기 제 1 바이패스밴드(261)는 수평방향으로 배치되고, 제 2 바이패스밴드(262)는 수직방향으로 배치된다.

상기 기액분리헤더(250)는 복수개가 배치될 수 있다. 상기 기액분리헤더(250)는 제 1 기액분리헤더(251) 및 제 2 기액분리헤더(252)를 포함한다.

본 실시예에서 상기 제 1 기액분리헤더(251)는 제 2 기액분리헤더(252) 보다 상측에 배치된다. 상기 제 1 기액분리헤더(251) 및 제 2 기액분리헤더(252)는 제 1 가변패스헤더(241)의 높이 내에 배치된다.

난방운전 시, 상기 제 1 가변패스헤더(241)로 유동되던 냉매의 일부가 상기 제 1 기액분리헤더(251) 및 제 2 기액분리헤더(252)에 공급될 수 있다.

상기 제 1 기액분리헤더(251) 및 제 2 기액분리헤더(252)의 공급받는 냉매를 기체냉매 및 액체냉매로 분리할 수 있다. 제 1 기액분리헤더(251) 및 제 2 기액분리헤더(252)는 내부에 공간이 형성되고, 상하 방향으로 길게 연장되어 형성되기 때문에, 액체냉매는 하부에 저장되고, 기체냉매는 상부에 저장될 수 있다.

상기 제 1 기액분리헤더(251) 및 제 2 기액분리헤더(252)는 각각 기액분리배관(270)에 연결된다.

상기 기액분리배관(270)은 상기 제 1 기액분리헤더(251)에 연결된 제 1 기액분리배관(271)과, 상기 제 2 기액분리헤더(252)에 연결된 제 2 기액분리배관(272)을 포함한다.

제 1 기액분리배관(271) 및 제 2 기액분리배관(272)은 어큐뮬레이터(30)에 연결된다. 제 1 기액분리헤더(251) 및 제 2 기액분리헤더(252)에서 기체냉매를 추출할 수 있도록 상기 제 1 기액분리헤더(251)의 상측에 상기 제 1 기액분리배관(271)이 연결되고, 상기 제 2 기액분리헤더(252)의 상측에 제 2 기액분리배관(272)이 연결된다.

본 실시예에서 상기 제 1 기액분리배관(271) 및 제 2 기액분리배관(272)은 합지되어 상기 어큐뮬레이터(30)에 연결된다. 본 실시예와 달리 제 1 기액분리배관(271) 및 제 2 기액분리배관(272) 각각이 상기 어큘뮬레이터(30)에 연결되어도 무방하다.

상기 기액분리배관(270)에 냉매 유량을 조절하는 솔레노이드밸브(273)가 배치된다. 상기 솔레노이드밸브(273)는 난방운전 시 개방되고, 냉방운전 시에는 폐쇄될 수 있다.

도 5 또는 도 6을 참조하면, 제 1 실외열교환부(22) 상측 1/3 부근의 풍속이 나머지 부분보다 빠르기 때문에, 공기와 냉매의 열교환이 신속하게 이루어진다.

그래서 난방운전 시, 제 1 실외열교환부(22) 상측 1/3 부근에서 냉매가 효가적으로 증발되고, 증발된 기체냉매를 바이패스밴드(260) 및 기액분리헤더(250)를 통해 어큐뮬레이터(30)로 바이패스시킴으로서, 실외열교환기(20)에서의 냉매 압력손실을 최소화할 수 있다.

도 7은 종래기술과 비교하여 본 발명의 실외열교환기에서 압력손실 또는 유량의 비교표이다.

도 7은 참조하면, 종래와 동일유량일 경우, 압력손실이 저감(64%)되는 것을 확인할 수 있다. 또한 종래와 동일 압력손실인 경우, 더 큰 출력(115%)를 제공할 수 있다.

그래서 난방저온(실외온도 -15℃) 운전의 경우, 4.1% 이상의 효율을 증가시킬 수 있고, 난방표준(7/6℃) 운전의 경우, 2.8% 이상의 효율을 증가시킬 수 있다.

이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 제조될 수 있으며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.

20 : 실외열교환기 30 : 어큐뮬레이터
22 : 제 1 실외열교환부 24 : 제 2 실외열교환부
110 : 베이스 120 : 케이스
130 : 압축기 160 : 실외팬
231 : 제 1 열 232 : 제 2 열
233 : 제 3 열 241 : 제 1 가변패스헤더
242 : 제 2 가변패스헤더 250 : 기액분리헤더
251 : 제 1 기액분리헤더 252 : 제 2 기액분리헤더
260 : 바이패스밴드 261 : 제 1 바이패스밴드
262 : 제 2 바이패스밴드 263 : 제 1 바이패스연결밴드
264 : 제 2 바이패스연결밴드
270 : 기액분리배관

Claims

압축기;
상기 압축기에 냉매를 제공하는 어큐뮬레이터;
실외공기와 냉매를 열교환시키는 제 1 실외열교환부와, 상기 제 1 실외열교환부의 하측에 배치되는 제 2 실외열교환부를 포함하는 실외열교환기;
상기 제 1 실외열교환부 측에 배치되어 공기를 토출시키는 실외팬;
상기 제 1 실외열교환부와 연결되어 냉매를 유동시키는 제 1 가변패스헤더;
상기 제 2 실외열교환부와 연결되어 냉매를 유동시키는 제 2 가변패스헤더;
상기 제 1 실외열교환부와 연결되고, 상기 제 1 실외열교환부를 유동하는 냉매의 일부를 바이패스시키는 바이패스밴드;
상기 바이패스밴드와 연결되고, 상기 바이패스밴드에서 공급된 냉매에서 기체 냉매 및 액체냉매를 분리하는 기액분리헤더;
상기 기액분리헤더 및 어큐뮬레이터를 연결하고, 상기 기액분리헤더의 기체냉매를 상기 어큐뮬레이터에 제공하는 기액분리배관;을 포함하는 공기조화기의 실외기.
청구항 1에 있어서,
상기 바이패스밴드는 상기 실외열교환기의 상측 1/3 이상에 배치된 공기조화기의 실외기.
청구항 1에 있어서,
상기 제 1 실외열교환기는, 바깥쪽에 배치된 제 1 열; 안쪽에 배치된 열을 제 3 열; 및 제 1 열 및 제 3 열 사이에 배치된 열을 제 2 열;을 포함하고,
상기 바이패스밴드는,
상기 제 1 열 및 제 3 열의 튜브들을 연결시키는 제 1 바이패스밴드;
상기 제 2 열의 튜브들을 연결시키는 제 2 바이패스밴드;
상기 제 1 바이패스밴드 및 기액분리헤더를 연결시키는 제 1 바이패스연결밴드; 및
상기 제 2 바이패스밴드 및 기액분리헤더를 연결시키는 제 2 바이패스연결밴드;를 더 포함하는 공기조화기의 실외기.
청구항 3에 있어서,
상기 제 1 바이패스밴드 및 제 2 바이패스밴드는 상기 실외열교환기의 상측 1/3 이상에 배치된 공기조화기의 실외기.
청구항 3에 있어서,
상기 기액분리헤더는, 제 1 기액분리헤더 및 제 2 기액분리헤더를 포함하고,
상기 제 1 바이패스연결밴드는 상기 제 1 기액분리헤더에 연결되고, 상기 제 2 바이패스연결배드는 상기 제 2 기액분리헤더에 연결되는 공기조화기의 실외기.
청구항 1에 있어서,
상기 기액분리배관은,
상기 제 1 기액분리헤더에 연결된 제 1 기액분리배관; 및 상기 제 2 기액분리헤더에 연결된 제 2 기액분리배관;을 포함하는 공기조화기의 실외기.
청구항 1에 있어서,
상기 제 1 가변패스헤더 및 제 2 가변패스헤더를 연결하고, 상기 제 1 가변패스헤더에서 제 2 가변패스헤더로만 유동시키는 체크밸브;
상기 제 2 가변패스헤더 및 제 1 실외열교환기 배관을 연결하는 가변패스헤더 연결배관; 및
상기 가변패스헤더 연결배관에 배치되어 냉매의 유동을 제어하는 솔레노이드밸브;를 더 포함하는 공기조화기의 실외기.
청구항 7에 있어서,
상기 기액분리배관에 배치된 솔레이노이드밸브를 더 포함하는 공기조화기의 실외기.
청구항 7에 있어서,
상기 압축기에서 토출된 냉매를 공급받아 실내열교환기 또는 상기 실외열교환기에 제공하는 사방밸브;
상기 사방밸브 및 제 1 가변패스헤더를 연결하는 사방밸브-실외열교환기 연결배관;
상기 사방밸브 및 어큐뮬레이터를 연결하는 사방밸브-어큐뮬레이터 연결배관;을 더 포함하고,
상기 기액분리배관이 상기 사방밸브-어큐뮬레이터 연결배관에 연결된 공기조화기의 실외기.
청구항 7에 있어서,
상기 제 1 실외열교환부에 연결된 제 1 실외열교환기 배관; 상기 제 2 실외열교환부에 연결된 제 2 실외열교환기 배관; 상기 제 1 실외열교환기 배관에 배치된 제 1 실외팽창밸브; 및 상기 제 2 실외열교환기 배관에 배치된 제 2 실외팽창밸브;를 더 포함하고,
상기 가변패스헤더 연결배관이 상기 제 1 실외열교환기 배관에 연결된 공기조화기의 실외기.