KR20240068206A - 열교환기 및 이를 포함하는 공기 조화기 - Google Patents

열교환기 및 이를 포함하는 공기 조화기 Download PDF

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KR20240068206A
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백지호
강현욱
정두한
최재우
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Abstract

일 예시에 따른 열교환기는, 제1냉매가 흐르며, 벤딩부 및 열교환부를 포함하는 내관, 열교환부와 이중관 구조를 형성하며, 제1냉매와 열을 교환하는 제2냉매가 흐르는 외관, 외관의 양 단부에 구비되는 통공 및 외관 간에 연결하는 연결관을 포함할 수 있다.

Description

열교환기 및 이를 포함하는 공기 조화기{HEAT EXCHANGER AND AIR CONDITIONER HAVING THE SAME}
실시 예들은 열교환기 및 이를 포함하는 공기 조화기를 제공하는 데 있다.
일반적으로 공기 조화기는 냉동 사이클을 이용하여 인간이 활동하기 알맞은 온도, 습도 등을 조절함과 동시에 공기 속에 있는 먼지 등을 제거하는 장치이다. 공기조화기는 냉매를 증발시켜 주변의 대기를 냉각시키는 증발기, 증발기를 통하여 나온 기체 상태의 냉매를 고온 고압으로 압축시키는 압축기, 압축기를 통하여 압축된 기체 상태의 냉매를 상온의 액체 상태로 응축시키는 응축기 및 응축기를 통하여 나온 액체 상태의 고압의 냉매를 감압시키는 팽창 장치 등으로 구성된다.
공기 조화기는 실내기와 실외기가 분리되어 설치되는 분리형 공기 조화기와, 실내기와 실외기가 하나의 캐비닛에 함께 설치되는 일체형 공기 조화기로 구분될 수 있다. 이 중 분리형 공기 조화기는 실내에 설치되어 실내 공기를 흡입하여 냉매와 열교환시키고 열교환된 공기를 다시 실내로 토출시키는 실내기, 실내기로부터 유입된 냉매를 외부 공기와 열교환시켜 다시 실내 공기와 열교환할 수 있는 상태로 만들어 실내기로 공급하는 실외기로 구성된다.
분리형 공기 조화기에 있어서, 응축된 액화 상태 냉매의 온도를 떨어뜨려 냉매의 과냉도를 증가시키기 위해 일종의 열교환기에 해당하는 과냉각기가 적용된다. 과냉각기에서 고온의 냉매와 저온의 냉매가 열을 교환하기 위해서는 일정 길이의 유효 전열 구간이 확보되어야 한다. 다만, 충분한 유효 전열 구간을 확보하기 위해 과냉각기의 길이 혹은 규모가 커질수록 설계에 있어서 공간적 제약이 많아지게 되며, 이를 포함하는 공기조화기 설계에 있어서도 많은 어려움이 따르게 된다.
일 예시에 따른 열교환기는, 관 내부에 제1냉매가 흐르며, 상기 관은 소정의 곡률로 벤딩된 벤딩부, 및 상기 벤딩부의 양단으로부터 각각 연장된 열교환부를 포함하는 내관을 포함할 수 있다.
일 예시에 따른 열교환기는, 상기 각 열교환부에 구비되며, 내부에 상기 열교환부를 포함하여 상기 열교환부와 이중관 구조를 형성하며, 상기 열교환부의 외주면을 경계로 상기 제1냉매와 열을 교환하는 제2냉매가 흐르는 외관을 포함할 수 있다.
일 예시에 따른 열교환기는, 상기 외관의 양 단부의 외주면 일측에 각 구비되어 제2냉매가 유입 또는 유출되는 통공을 포함할 수 있다.
일 예시에 따른 열교환기는, 상기 통공을 연결하여 상기 각 외관 간에 상기 제2냉매가 연속적으로 흐를 수 있는 유로를 형성하는 연결관을 포함할 수 있다.
일 예시에 따른 공기 조화기는, 압축기, 실내 열교환기, 실외 열교환기, 과냉각기 및 팽창 밸브를 포함할 수 있다.
일 예시에 따른 공기 조화기에서 상기 실내 열교환기, 상기 실외 열교환기, 상기 과냉각기 중 적어도 어느 하나는, 관 내부에 제1냉매가 흐르며, 상기 관은 소정의 곡률로 벤딩된 벤딩부, 및 상기 벤딩부의 양단으로부터 각각 연장된 열교환부를 포함하는 내관을 포함할 수 있다.
일 예시에 따른 공기 조화기에서 상기 실내 열교환기, 상기 실외 열교환기, 및 상기 과냉각기 중 적어도 어느 하나는, 상기 각 열교환부에 구비되며, 내부에 상기 열교환부를 포함하여 상기 열교환부와 이중관 구조를 형성하며, 상기 열교환부의 외주면을 경계로 상기 제1냉매와 열을 교환하는 제2냉매가 흐르는 외관을 포함할 수 있다.
일 예시에 따른 공기 조화기에서 상기 실내 열교환기, 상기 실외 열교환기, 및 상기 과냉각기 중 적어도 어느 하나는, 상기 외관의 양 단부의 외주면 일측에 각 구비되어 제2냉매가 유입 또는 유출되는 통공을 포함할 수 있다.
일 예시에 따른 공기 조화기에서 상기 실내 열교환기, 상기 실외 열교환기, 및 상기 과냉각기 중 적어도 어느 하나는, 상기 통공을 연결하여 상기 각 외관 간에 상기 제2냉매가 연속적으로 흐를 수 있는 유로를 형성하는 연결관을 포함할 수 있다.
도 1은 일 예시에 따른 열교환기를 나타낸 분리 사시도이다.
도 2는 일 예시에 따른 열교환기를 나타낸 사시도이다.
도 3은 일 예시에 따라 모든 외관이 동일 평면 상에 위치하는 3단 분리 구조의 열교환기의 사시도이다.
도 4는 일 예시에 따라 외관 간에 서로 다른 평면 상에 위치하는 3단 분리 구조의 열교환기의 사시도이다.
도 5는 일 예시에 따라 외관 간에 서로 다른 평면 상에 위치하는 4단 분리 구조의 열교환기의 사시도이다.
도 6은 일 예시에 따른 공기 조화기의 개략도이다.
이하, 첨부된 도면들에 기재된 내용들을 참조하여 본 발명에 따른 예시적 실시 예를 상세하게 설명한다. 각 도면에서 제시된 동일한 참조 번호 또는 부호는 실질적으로 동일한 기능을 수행하는 부품 또는 구성요소를 나타낸다.
“제1”, “제2” 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성 요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 구성 요소들은 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. “및/또는” 이라는 용어는 복수의 관련된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 항목들 중의 어느 하나의 항목을 포함한다.
본 출원서에서 사용한 용어는 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 제한 및/또는 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면에 제시된 동일한 참조 부호는 실질적으로 동일한 기능을 수행하는 부재를 나타낸다.
도 1은 일 예시에 따른 열교환기를 나타낸 분리 사시도이다. 도 2는 일 예시에 따른 열교환기를 나타낸 사시도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 일 예시에 따른 열교환기는 내관(100) 및 외관(200)을 포함할 수 있다. 일 예시에 따른 열교환기에 있어서, 내관(100)은 단일의 연속적인 관으로 구비될 수 있으며, 외관(200)은 독립적인 관으로 복수 개 구비되어, 외관(200) 간에는 연결관(220)에 의해 간접적으로 연결되도록 구비될 수 있다.
이에 따라 내관(100) 및 외관(200)의 배치에 관한 제약이 개선되어, 열교환기 설계의 자유도와 설계 효율이 높아진다. 또한 내관(100)과 외관(200) 사이에 열 교환이 실질적으로 이뤄지는 유효 전열 구간의 집약도를 높일 수 있다. 또한 선택적인 교체가 가능하여 유지 및 보수에 있어서도 장점을 가진다. 자세한 효과는 각 부분에서 후술하기로 한다.
일 예시에 따른 열교환기에 있어서, 내관(100)은 관 내부에 제1냉매가 흐를 수 있다. 제1냉매는 후술할 제2냉매와 다른 온도로 구비될 수 있으며, 제2냉매와 열을 교환하여 제2냉매의 온도를 높이거나 낮출 수 있다. 예를 들어, 일 예시에 따른 열교환기는 제1냉매가 저온의 냉매로 구비되고, 제2냉매가 제1냉매보다 고온의 냉매로 구비되어 열교환을 수행함에 따라 제1냉매가 제2냉매를 냉각시켜 제2냉매의 과냉도를 증가시키는 과냉각기일 수 있다.
일 예시에서, 내관(100)은 적어도 어느 하나의 지점에서 내관(100)이 소정의 곡률로 벤딩된 벤딩부(110) 및 벤딩부(110)의 양 단으로부터 각각 연장된 열교환부(120)를 포함할 수 있다.
일 예시에서, 벤딩부(110)는 벤딩부(110)의 양 단으로부터 각각 연장된 열교환부(120)가 독립적인 관으로 구비된 복수의 외관(200)에 삽입될 수 있도록 내관(100)의 일부를 구부리거나 비튼 것으로 이해할 수 있다. 예를 들어, 평행하게 구비된 두 개의 외관(200)에 삽입될 수 있도록 내관(100)의 벤딩부(110)는 두 개의 외관(200) 사이의 이격 거리를 지름으로 하는 반원의 형태로 벤딩될 수 있다. 이에 따라 내관(100)을 흐르는 제1냉매의 유속에 영향을 주지 않으면서 동시에 내관(100)에 있어서 열교환이 이뤄지지 않는 구간을 최소화할 수 있다. 또는, 예를 들어 두 개의 외관(200)이 서로 다른 평면 상에 위치하는 경우 내관(100)의 벤딩부(110)는 비틀림을 포함하여 구비될 수 있다.
다만, 이에 제한되지 않고 벤딩부(110)는 양 단으로부터 각각 연장된 열교환부(120)가 외관(200)에 삽입될 수 있는 다양한 곡률, 다양한 각도로 및 다양한 비틀림을 포함하여 구비될 수 있다.
일 예시에서, 벤딩부(110)는 곡률 반경이 10mm 내지 30mm가 되도록 벤딩되는 것을 포함할 수 있다. 예를 들어, 벤딩부(110) 양단의 열교환부(120)가 평행하게 구비된 경우, 벤딩부(110)는 상기 양단의 평행한 열교환부(120) 사이를 반경이 10mm 내지 30mm를 갖는 반원의 형태로 이을 수 있다. 이와 같이 작은 벤딩 반경은 외관(200)이 분리형 구조로 되어, 벤딩 시에 외관(200)이 내관(100)을 가압하여 파손하지 않고, 매우 높은 자유도로 외관(200)과 외과(200)를 연결할 수 있기에 달성 가능한 수치이다.
일 예시에서, 벤딩부(110)는 연성의 소재로 구비되며 벤딩부(110)를 감싸는 단열 부재(미도시)를 포함할 수 있다. 내관(100)의 벤딩부(110)는 열교환이 수행되지 않으며, 외부에 노출되어 있는 점에서, 대기와 접촉하여 목적하지 않은 열교환이 발생하는 것을 차단하고, 벤딩부(110)를 흐르는 제1냉매의 온도를 일정하게 유지하기 위함이다. 다만, 이에 제한되지 않고, 벤딩부(110)가 대기에 노출되는 것이 유리한 환경에서는 단열 부재를 포함하지 않은 상태로 사용될 수 있음은 물론이다.
일 예시에서 단열 부재는 벤딩하여도 파손 가능성이 없고, 내부의 내관(100)을 압박할 염려가 없는 연성의 소재로 구비될 수 있다. 예를 들어, 발포-폴리스티렌, 발포-폴리우레탄, 발포-염화비닐 등의 유기질 단열재를 포함하여 구비될 수 있다.
일 예시에서, 열교환부(120)는 내관(100)에 있어서 외관(200)과 내관(100)의 외주면을 경계로 실질적인 열 교환을 수행하는 부분으로 이해될 수 있다.
일 예시에서, 열교환부(120)는 벤딩부(110)의 양 단으로부터 연장되어 구비될 수 있다. 예를 들어, 두 개의 외관(200)이 구비된 경우, 열교환부(120)는 벤딩부(110)의 양 단으로부터 각각 연장되어 외관(200)과 열교환을 수행하는 부분일 수 있다. 또는 예를 들어, 벤딩부(110)가 복수로 구비되는 경우 어느 하나의 벤딩부(110)의 일단과 다른 어느 하나의 벤딩부(110)의 일단 사이를 연결하는 관으로 구비될 수 있다.
일 예시에서, 내관(100)은 열교환부(120)가 외관(200)에 삽입되고, 외관(200)의 양측 말단에서 외관(200)과 내관(100) 사이에 용접이 수행되어 외관(200)과 연결될 수 있다. 다만 이에 제한되지 않는다.
일 예시에서, 내관(100)이 외관(200)에 삽입될 때, 내관(100)과 외관(200) 사이의 실링(sealing)을 견고히 하기 위하여, 실링 부재 또는 가압 부재를 포함할 수 있다.
예를 들어, 내관(100)과 외관(200) 사이에 고무 링이 포함되어 누수를 방지할 수 있다. 예를 들어, 내관(100)과 외관(200)이 용접 등으로 연결된 후에 외관(200)을 감싸는 가압 링이 추가될 수 있다.
일 예시에서, 내관(100)은 6mm 내지 10mm의 직경을 갖도록 구비될 수 있다. 이와 같이 얇은 직경을 갖도록 구비할 수 있으므로, 동일 공간 내에서 유효 전열 길이 및 유효 전열 표면적 값을 높일 수 있으며, 종국적으로 열 교환 효율이 우수함을 쉽게 예상할 수 있다.
일 예시에 따른 열교환기에 있어서, 외관(200)은 내관(100)의 각 열교환부(120)에 구비될 수 있다. 예를 들어, 단일의 연속하는 내관(100)에 있어서, 외관(200)은 내관(100)의 벤딩부(110) 상에는 위치하지 않으며, 벤딩부(110)의 양 단으로부터 연장된 열교환부(120) 상에만 위치하도록, 외관(200) 간에 독립적으로 구비될 수 있다. 이에 따라 외관(200)의 배치에 있어서 자유도가 개선되어, 열교환기의 설계 집약도와 효율이 개선될 수 있다.
일 예시에서, 외관(200)은 내부에 내관(100)의 열교환부(120)를 포함하여 내관(100)과 외관(200)간에 이중관 구조를 형성할 수 있다. 이중관 구조를 구비하여 내관(100)의 열교환부(120)와 외관(200) 사이에 제2냉매가 흐를 수 있으며, 제2냉매는 열교환부(120)의 외주면을 경계로 제1냉매와 열을 교환할 수 있다.
일 예시에서, 제2냉매는 제1냉매와 다른 온도로 구비될 수 있으며, 열 교환으로 제1냉매의 온도를 높이거나 낮출 수 있다.
일 예시에서, 어느 하나의 외관(200)과 연결관(220)으로 직접 연결되는 외관(200) 간에는 동일한 평면 상에 위치하도록 구비될 수 있다. 다만 이에 제한되지 않고, 전술한 바와 같이 내관(100)의 벤딩부(110)가 비틀림을 포함하여 벤딩되고, 어느 하나의 외관(200)과 연결관(220)으로 직접 연결되는 두 개의 외관(200) 간에 서로 다른 평면 상에 위치하는 것을 제한하지 않는다.
일 예시에서, 어느 하나의 연결관(220)으로 연결관(220) 외관(200) 간에는 20mm 내지 60mm로 이격된 것일 수 있다. 열교환기에 있어서, 유효 전열 구간을 높이기 위해 외관(200) 사이의 간격을 좁히는 경우, 외관(200)이 내관(100)의 벤딩부(110)를 포함하여 같이 벤딩이 된다면, 내관(100)보다 두꺼운 외관(200)의 지름을 고려하여 설계 해야하므로 벤딩에 한계가 있으며, 경우에 따라 벤딩된 외관(200)이 내관(100)의 벤딩부(110)를 압박하여 내관(100)의 파손 가능성이 증가하는 문제가 있다. 또한 일반적으로 외관(200)은 외관(200) 유지를 위해 연성이 적고 강성이 우수한 금속 재료로 구비되므로 외관(200)의 벤딩에 있어서 한계가 있으며, 벤딩 시 외관(200)의 파손 염려 또한 증가되는 문제가 있다.
반면, 본 발명에 따른 일 예시에서 개시하는 열교환기는 내관(100)의 벤딩만을 고려하면 되므로, 파손 염려가 줄어들며, 연결관(220)으로 직접 연결된 외관(200)들 사이의 간격을 매우 좁게 설계할 수 있다. 예를 들어, 내관(100)의 벤딩부(110)까지 외관(200)이 구비된 열교환기와 달리, 본 예시에 따른 열교환기는 연결관(220)으로 연결된 외관(200) 사이의 간격을 60mm 이하로 설계 및 제조할 수 있다.
또한, 일 예시에서, 외관(200)은 12mm 내지 20mm의 직경을 갖도록 구비될 수 있다. 전술한 바와 같이, 이와 같은 얇은 직경을 갖도록 구비할 수 있으므로, 동일 공간 내에서 유효 전열 길이 및 유효 전열 표면적 값을 높일 수 있으며, 종국적으로 열 교환 효율이 우수함을 쉽게 예상할 수 있다.
일 예시에 따른 열교환기에 있어서, 통공(210)은 외관(200) 내부로 제2냉매가 유입 또는 유출되는 통로로 이해될 수 있다.
일 예시에서, 통공(210)은 어느 하나의 외관(200)의 양 단부의 외주면 일측에 각 구비될 수 있다. 어느 하나의 외관(200)에 구비되는 통공(210) 간에는 크기가 동일하거나 상이할 수 있으며, 통공(210) 간에 외관(200)의 축을 기준으로 이루는 각도는 설계에 따라 다양할 수 있다.
일 예시에서, 통공(210)은 후술할 연결관(220)과 외관(200)을 연결하기 위한 체결부(미도시)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 통공(210)은 외관(200)의 외주면 상에서 돌출되어 연결관(220)이 삽입될 수 있는 도입관의 형태로 구비될 수 있다. 또는, 예를 들어 통공(210)의 일측에 암나사선 또는 수나사선이 구비되어, 연결관(220)에 구비되는 수나사선 또는 암나사선과 체결되는 형태로 구비될 수 있다.
일 예시에 따른 열교환기에 있어서, 연결관(220)은 어느 하나의 벤딩부(110)의 양단에 위치하는 외관(200)들 간을 연결하여 외관(200)들 간에 제2냉매가 흐르게 하기 위한 관으로 이해될 수 있다.
일 예시에서, 연결관(220)은 외관(200)들 간을 최단 거리로 잇는 원통 형상으로 구비될 수 있다. 다만 이에 제한되지 않고, 설계에 따라 곡면, 곡률을 포함하거나 특정 각도로 구부러진 형태로 구비될 수 있다.
일 예시에서, 연결관(220)의 단면적은 열교환부(120)와 외관(200) 사이의 면적과 동일하게 구비될 수 있다. 외관(200)을 흐르는 제2냉매의 유속이 연결관(220)에서 변하지 않게 하기 위함이다. 다만 이에 제한되지 않는다.
일 예시에서, 연결관(220)은 소정의 강성을 갖는 소재로 구비될 수 있다. 외관(200) 사이의 간격이 유지되지 않는 경우, 내관(100)의 벤딩부(110)에 압력이 가해질 수 있으므로, 연결관(220)을 소정의 강성을 갖는 소재로 구비하여 외관(200) 사이의 간격을 유지하기 위함이다. 소정의 강성이란, 열교환기의 설계에 있어서 외관(200) 사이의 간격을 유지하는데 필요한 정도의 강성으로 이해될 수 있다.
도 3은 일 예시에 따라 모든 외관(200)이 동일 평면 상에 위치하는 3단 분리 구조의 열교환기의 사시도이다. 도 4는 일 예시에 따라 외관(200) 간에 서로 다른 평면 상에 위치하는 3단 분리 구조의 열교환기의 사시도이다. 도 5는 일 예시에 따라 외관(200) 간에 서로 다른 평면 상에 위치하는 4단 분리 구조의 열교환기의 사시도이다.
도 3 내지 도 5를 참조하면, 일 예시에 따른 열교환기에 있어서, 내관(100) 상에 벤딩부(110)는 n개 구비되며, 외관(200)은 n+1개 구비될 수 있다. 이때 n은 2 이상의 자연수이다. 예를 들어, 벤딩부(110)가 단일의 연속한 내관(100) 상에서 2곳 형성되며, 외관(200)은 3개로 구비될 수 있다.
도 3을 참조하면, 일 예시에 따른 열교환기에 있어서, 모든 외관(200)은 동일 평면 상에 위치하도록 배치될 수 있다. 이에 따라, 내관(100)이 벤딩부(110) 없이 단일의 축을 갖도록 구비되고, 동일한 유효 전열 길이를 갖는 열교환기와 비교할 때, 공간 효율이 개선됨을 알 수 있다.
예를 들어, 유효 전열 길이 만을 기준으로, 내관(100)이 벤딩부(110) 없이 단일의 축을 갖도록 구비된 경우 열교환기의 설계 상 고려해야할 길이는 도 3에 도시된 외관(200)의 3배이다. 반면, 본 예시에서 개시하는 열교환기의 경우 외관(200) 하나의 길이만 요구되며, 나란한 외관(200)들 간의 이격 거리는 전술한 바와 같이 외관(200)의 길이에 비해 무시할 수 있는 수준이다. 냉매 간에 열교환이 이뤄지기 위해서 소정의 유효 전열 구간이 필수적으로 구비되어야 함을 고려할 때 본 예시의 개시에 따라 열교환기의 설계에 있어서 공간 효율이 개선됨을 알 수 있다.
도 4를 참조하면, 일 예시에 따른 열교환기에 있어서, 어느 하나의 외관(200) 및 어느 하나의 외관(200)의 일측과 연결관(220)으로 직접 연결되는 외관(200)이 위치하는 제1평면(300)은, 어느 하나의 외관(200)의 및 어느 하나의 외관(200)의 타측과 연결관(220)으로 직접 연결되는 외관(200)이 위치하는 제2평면(310)과 나란하지 않을 것을 포함하도록 구비될 수 있다.
예를 들어, 일 예시에서 열교환기가 내관(100)에 벤딩부(110)를 2개 포함하고, 3개의 외관(200)을 포함하는 3단 분리 구조로 구비될 때, 전술한 도 3에서 요구되는 공간보다 더욱 집약적인 공간 내에서 동일한 유효 전열 길이를 구현할 수 있음을 쉽게 예상할 수 있다.
또한, 도 3과 비교할 때, 제1냉매가 유입되는 내관(100)의 일측 단부와 유출되는 타측 단부 간에 이격 거리도 가까워지므로, 내관(100)의 양 단부에 연결되는 장치의 배치 등 설계에 있어서도 자유도와 효율이 개선됨을 예상할 수 있다.
일 예시에서, 제1평면(300)과 제2평면(310)이 이루는 각도는 50° 내지 70°로 구비될 수 있다. 도 4를 예로 들면, 동일한 직경을 갖는 3개의 외관(200)이 모두 모여있을 때, 최적의 공간 효율을 보이며, 이때 제1평면(300)과 제2평면(310)이 이루는 각도는 60°가 된다.
이때, 하단에 위치하는 2개의 외관(200)이 모여 있고, 이들로부터 상단의 외관(200)이 멀어질수록 제1평면(300)과 제2평면(310)이 이루는 각도는 작아지나, 공간 효율이 떨어지며, 동시에 내관(100)에서 열교환이 이뤄지지 않는 벤딩부(110)의 비율이 증가하게 된다. 마찬가지로 상단의 외관(200)의 위치가 고정되고, 하단의 2개의 외관(200) 간에 이격 될수록 제1평면(300)과 제2평면(310)이 이루는 각도는 커지나, 공간 효율이 떨어지며, 동시에 내관(100)에서 열교환이 이뤄지는 벤딩부(110)의 비율이 증가하는 상관 관계를 갖는다.
따라서, 공정 상 구현 가능한 외관(200) 간의 거리를 고려할 때, 일 예시에 따른 열교환기에 있어서 제1평면(300)과 제2평면(310)이 이루는 각도는 50° 내지 70°로 구비될 수 있다.
도 5를 참조하여, 일 예시에 따른 열교환기는, 내관(100)의 벤딩부(110)가 3개 이상이고, 외관(200)이 4개 이상이며, 어느 하나의 외관(200) 및 상기 어느 하나의 외관(200)의 일측이 상기 연결관(220)으로 직접 연결되는 외관(200)이 위치하는 제1평면(300)은 어느 하나의 외관(200) 및 어느 하나의 외관(200)의 타측과 연결관(220)으로 직접 연결되는 외관(200)이 위치하는 제2평면(310)과 나란하지 않은 것을 포함하도록 구비될 수 있다.
일 예시에서, 제1평면(300)과 제2평면(310)이 이루는 각도는 제2평면(310)이 어느 하나의 외관(200)의 일측에 연결관(220)으로 직접 연결되는 외관(200)이 연결관(220)으로 직접 연결되는 다른 어느 하나의 외관(200)과 위치하는 제3평면(320)과 이루는 각도는 상이할 수 있다. 이 경우 다양한 적층 구조의 구현이 가능한 점에서 도 3 및 도 4에서 전술한 일 예시보다 더욱 공간 다양성 및 효율이 개선됨을 예상할 수 있다.
도 6은 일 예시에 따른 공기 조화기의 개략도이다.
도 6을 참조하여, 일 예시에 따른 공기 조화기(1)를 상세히 설명하도록 한다. 설명에 있어서, 열교환기와 동일한 구성은 동일한 도면 부호를 병기하여 나타내며, 중복된 설명은 생략하거나 축약하여 차이점 위주로 설명하도록 한다. 동일한 도면 부호가 병기된 구성은 동일한 구조, 기능, 효과를 가지며, 변형 예시에 있어서도 동일한 변형이 가능한 것으로 해석될 수 있다.
다양한 예시들에 따른 공기조화기(1)는, 공기 조화의 대상이 되는 공기 조화 공간의 냉방을 위하여, 공기 조화 공간(이하에서는 "실내"라 한다)에서 열을 흡수하고 공기 조화 공간의 외부(이하에서는 "실외"라 한다)에서 열을 방출할 수 있다. 또한, 공기조화기(1)는, 실내의 난방을 위하여, 실외에서 열을 흡수하고 실내에 열을 방출할 수 있다.
공기조화기(1)는 실외에 설치되는 하나 이상의 실외기(10)와 실내에 설치되는 하나 이상의 실내기(20)를 포함할 수 있다. 실외기(10)는 실내기(20)와 전기적으로 연결될 수 있다. 예를 들어, 사용자는 유저 인터페이스를 통하여 실내기(20)를 제어하기 위한 정보(또는 명령)를 입력할 수 있으며, 실외기(10)는 실내기(20)의 사용자 입력에 응답하여 동작할 수 있다.
실외기(10)는 실외에 마련된다. 실외기(10)는 냉매의 상 변화(예를 들어, 증발 또는 응축)를 이용하여 냉매와 실외 공기 사이의 열 교환을 수행할 수 있다. 예를 들어, 실외기(10)에서 냉매가 응축되는 동안 냉매는 실외 공기로 열을 방출할 수 있다. 실외기(10)에서 냉매가 증발하는 동안 냉매는 실외 공기에서 열을 흡수할 수 있다.
실내기(20)는 실내에 마련된다. 실내기(20)는 다양한 형태로 실내에 마련될 수 있다. 예를 들어, 실내기(20)는 스탠드 형태로 마련되거나, 벽걸이 형태로 마련되거나 천장에 매립된 형태로 마련될 수 있다. 실내기(20)는 냉매의 상 변화(예를 들어, 증발 또는 응축)를 이용하여 냉매와 실내 공기 사이의 열 교환을 수행할 수 있다. 예를 들어, 실내기(20)에서 냉매가 증발하는 동안 냉매는 실내 공기에서 열을 흡수할 수 있으며, 실내가 냉방 될 수 있다. 실내기(20)에서 냉매가 응축되는 동안 냉매는 실내 공기로 열을 방출할 수 있으며, 실내가 난방 될 수 있다.
도 6을 참조하면, 공기 조화기(1)는 압축기(11), 실외 열교환기(12), 팽창 장치(13), 실내 열교환기(21), 및 냉매관(2)을 포함할 수 있다. 냉매관(2)은 압축기(11), 실외 열교환기(12), 팽창 장치(13) 및 실내 열교환기(21)를 연결할 수 있다.
실외기(10)는 냉매관(2)을 통해 실내기(20)와 유체적으로 연결될 수 있다. 냉매관(2)을 통해, 실외기(10)와 실내기(20) 사이에서 냉매가 순환될 수 있다. 냉매는 냉매관(2)을 통해 압축기(11), 실외 열교환기(12), 팽창 장치(13) 및 실내 열교환기(21)의 순서로 순환하거나, 또는 압축기(11), 실내 열교환기(21), 팽창 장치(13) 및 실외 열교환기(12)의 순서로 순환할 수 있다.
압축기(11)와 실외 열교환기(12)와 팽창 장치(13)는 실외기(10)에 배치될 수 있다. 실내기(20)에는 실내 열교환기(21)가 설치될 수 있다. 다만, 실외기(10) 및 실내기(20)의 구성은 이에 한정되지 아니하며, 다양할 수 있다. 예를 들어, 팽창 장치(13)의 위치는 실외기(10)에 한정되지 아니하며, 필요에 따라 실내기(20)에 배치될 수도 있다.
압축기(11)는 냉매 가스를 압축할 수 있다. 압축기(11)에 의해 압축되는 과정에서, 냉매 가스는 저온 저압 상태에서 고온 고압 상태로 변환될 수 있다.
공기 조화기(1)는 유로 전환 밸브(14)를 더 포함할 수 있다. 유로 전환 밸브(14)는 예를 들어 4방 밸브(4-way valve)를 포함할 수 있다. 유로 전환 밸브(14)는 공기 조화기(1) 운전 모드(예를 들어, 냉방 운전 또는 난방 운전)에 의존하여 냉매의 순환 경로를 전환할 수 있다. 유로 전환 밸브(14)는 압축기(11)에서 냉매 가스가 배출되는 배출부에 연결될 수 있다.
공기 조화기(1)는 어큐뮬레이터(15)를 포함할 수 있다. 어큐뮬레이터(15)는 압축기(11)에서 냉매 가스가 흡입되는 흡입부에 연결될 수 있다. 어큐뮬레이터(15)에는, 실내 열교환기(21) 또는 실외 열교환기(12)에서 증발된 저온 저압의 냉매가 유입될 수 있다. 어큐뮬레이터(15)는 냉매 액과 냉매 가스가 혼합된 냉매가 유입될 시 냉매 가스에서 냉매 액을 분리하고, 냉매 액이 분리된 냉매 가스를 압축기(11)에 제공할 수 있다.
실외 열교환기(12)에서는, 냉매와 실외 공기 사이의 열 교환이 이루어질 수 있다. 예를 들어, 냉방 운전 중에 실외 열교환기(12)에서는 고압 고온의 냉매가 응축되며, 냉매가 응축되는 동안 냉매는 실외 공기에 열을 방출할 수 있다. 난방 운전 중에 실외 열교환기(12)에서는, 저온 저압의 냉매가 증발되며, 냉매가 증발되는 동안 냉매는 실외 공기에서 열을 흡수할 수 있다.
실외 열교환기(12)의 인근에는 실외 팬(16)이 마련될 수 있다. 실외 팬(16)은 냉매와 실외 공기 사이의 열 교환이 촉진되도록 실외 열교환기(12)에 실외 공기를 송풍 할 수 있다.
팽창 장치(13)는 냉방 운전 중에 실외 열교환기(12)에서 응축된 냉매의 압력과 온도를 낮출 수 있으며, 난방 운전 중에 실내 열교환기(21)에서 응축된 냉매의 압력과 온도를 낮출 수 있다.
팽창 장치(13)는 일 예로 교축 효과를 이용하여 냉매의 온도 및 압력을 낮출 수 있다. 팽창 장치(13)는 유로의 단면적을 감소시킬 수 있는 오리피스(orifice)를 포함할 수 있다. 오리피스를 통과한 냉매는 온도 및 압력이 낮아질 수 있다.
팽창 장치(13)는 일 예로 개방 비율(완전 개방된 상태에서 밸브의 유로의 단면적에 대한 부분 개방된 상태에서 밸브의 유로의 단면적의 비율)를 조절할 수 있는 전자 팽창 밸브로 구현될 수 있다. 전자 팽창 밸브의 개방 비율에 의존하여 팽창 장치(13)를 통과하는 냉매의 양이 제어될 수 있다.
공기 조화기(1)는 과냉각기(17)를 포함할 수 있다. 실외 열교환기(12)와 실내 열교환기(21) 사이의 배관 길이가 긴 경우 냉매를 액상태로 유지하기 위하여 과냉각기가 구비될 수 있다. 과냉각기는 실외 열교환기(12)와 실내 열교환기(21)를 연결하는 냉매관(2)을 내관으로 하고 이를 감싸는 외관이 구비되어, 냉매관(2)을 흐르는 제1냉매와 외관을 흐르는 제2냉매 사이에서 열교환을 수행하는 일종의 열교환기로 구비될 수 있다.
냉방 운전시 과냉각기(17)를 통과하여 냉각된 제1냉매 일부는 냉매관(2) 상에 마련된 분지로 유입되어 다시 과냉각기(17)로 유입될 수 있다.
과냉각기(17)로 다시 유입되는 냉매는, 분지 경로 상에 구비된 과냉각 팽창 장치(18)에 의해 팽창되어 냉각되며, 과냉각기(17)의 외관으로 유입되어 열교환으로 냉매관(2)을 흐르는 제1냉매를 과냉각 시킬 수 있다.
과냉각기(17)로 재유입되어 제1냉매를 과냉각시킨 냉매는 어큐뮬레이터(15)로 공급될 수 있다.
실내 열교환기(21)에서는, 냉매와 실내 공기 사이의 열 교환이 이루어질 수 있다. 냉방 운전 중에 실내 열교환기(21)에서는 저온 저압의 냉매가 증발되며, 냉매가 증발되는 동안 냉매는 실내 공기에서 열을 흡수할 수 있다. 난방 운전 중에 실내 열교환기(21)에서는 고압 고온의 냉매가 응축되며, 냉매가 응축되는 동안 냉매는 실내 공기에 열을 방출할 수 있다.
실내 열교환기(21)의 인근에는 실내 팬(22)이 마련될 수 있다. 실내 팬(22)은 냉매와 실내 공기 사이의 열 교환이 촉진되도록 실내 열교환기(21)에 실내 공기를 송풍 할 수 있다. 실내 팬(22)의 형태는 다양할 수 있다. 예를 들어, 실내 팬(22)은 축류팬, 사류팬, 크로스플로우팬, 원심팬 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
일 예시에 따른 공기 조화기(1)에서, 실내 열교환기(21), 실외 열교환기(12), 및 과냉각기(17) 중 적어도 어느 하나는 상술한 예시들에 따른 열교환기를 포함할 수 있다.
예를 들어, 다시 도 1 및 도 2를 참조하면, 일 예시에 따른 공기 조화기(1)에서, 실내 열교환기(21), 실외 열교환기(12), 및 과냉각기(17) 중 적어도 어느 하나는 내관(100) 및 외관(200)을 포함할 수 있다. 내관(100)은 단일의 연속적인 관으로 구비될 수 있으며, 외관(200)은 독립적인 관으로 복수 개 구비되어, 외관(200) 간에는 연결관(220)에 의해 간접적으로 연결되도록 구비될 수 있다.
일 예시에서, 내관(100)은 관 내부에 제1냉매가 흐를 수 있다. 예를 들어, 일 예시에 따른 공기 조화기(1)에 포함된 열교환기(12, 21)는 제1냉매가 저온의 냉매로 구비되고, 제2냉매가 제1냉매보다 고온의 냉매로 구비되어 열교환을 수행함에 따라 제1냉매가 제2냉매를 냉각시켜 제2냉매의 과냉도를 증가시키는 과냉각기일 수 있다.
일 예시에서, 내관(100)은 적어도 어느 하나의 지점에서 내관(100)이 소정의 곡률로 벤딩된 벤딩부(110) 및 벤딩부(110)의 양 단으로부터 각각 연장된 열교환부(120)를 포함할 수 있다.
일 예시에서, 내관(100)은 6mm 내지 10mm의 직경을 갖도록 구비될 수 있다.
일 예시에서, 벤딩부(110)는 벤딩부(110)의 양 단으로부터 각각 연장된 열교환부(120)가 독립적인 관으로 구비된 복수의 외관(200)에 삽입될 수 있도록 내관(100)의 일부를 구부리거나 비튼 것으로 이해할 수 있다. 예를 들어, 평행하게 구비된 두 개의 외관(200)에 삽입될 수 있도록 내관(100)의 벤딩부(110)는 두 개의 외관(200) 사이의 이격 거리를 지름으로 하는 반원의 형태로 벤딩될 수 있다.
일 예시에서, 벤딩부(100)는 곡률 반경이 10mm 내지 30mm가 되도록 벤딩될 수 있다.
일 예시에서, 벤딩부(110)는 연성의 소재로 구비되며 벤딩부(110)를 감싸는 단열 부재(미도시)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 발포-폴리스티렌, 발포-폴리우레탄, 발포-염화비닐 등의 유기질 단열재를 포함하여 구비될 수 있다.
일 예시에서, 열교환부(120)는 벤딩부(110)의 양 단으로부터 연장되어 구비될 수 있다.
일 예시에 따른 공기 조화기(1)에서, 실내 열교환기(21), 실외 열교환기(12), 및 과냉각기(17) 중 적어도 어느 하나는 외관(200)이 내관(100)의 각 열교환부(120)에 구비될 수 있다. 예를 들어, 단일의 연속하는 내관(100)에 있어서, 외관(200)은 내관(100)의 벤딩부(110) 상에는 위치하지 않으며, 벤딩부(110)의 양 단으로부터 연장된 열교환부(120) 상에만 위치하도록, 외관(200) 간에 독립적으로 구비될 수 있다.
일 예시에서, 외관(200)은 내부에 내관(100)의 열교환부(120)를 포함하여 내관(100)과 외관(200)간에 이중관 구조를 형성할 수 있다. 이중관 구조를 구비하여 내관(100)의 열교환부(120)와 외관(200) 사이에 제2냉매가 흐를 수 있으며, 제2냉매는 열교환부(120)의 외주면을 경계로 제1냉매와 열을 교환할 수 있다.
일 예시에서, 외관(200)은 12mm 내지 20mm의 직경을 갖도록 구비될 수 있다.
일 예시에서, 어느 하나의 연결관(220)으로 연결관(220) 외관(200) 간에는 20mm 내지 60mm로 이격된 것일 수 있다.
일 예시에 따른 공기 조화기(1)에 있어서, 통공(210)은 외관(200) 내부로 제2냉매가 유입 또는 유출되는 통로로 이해될 수 있다.
일 예시에서, 통공(210)은 어느 하나의 외관(200)의 양 단부의 외주면 일측에 각 구비될 수 있다. 어느 하나의 외관(200)에 구비되는 통공(210) 간에는 크기가 동일하거나 상이할 수 있으며, 통공(210) 간에 외관(200)의 축을 기준으로 이루는 각도는 설계에 따라 다양할 수 있다.
일 예시에 따른 공기 조화기(1)에서, 실내 열교환기(21), 실외 열교환기(12), 및 과냉각기(17) 중 적어도 어느 하나에 구비되는 연결관(220)은 어느 하나의 벤딩부(110)의 양단에 위치하는 외관(200)들 간을 연결하여 외관(200)들 간에 제2냉매가 흐르게 하기 위한 관으로 이해될 수 있다.
일 예시에서, 연결관(220)은 외관(200)들 간을 최단 거리로 잇는 원통 형상으로 구비될 수 있다. 다만 이에 제한되지 않고, 설계에 따라 곡면, 곡률을 포함하거나 특정 각도로 구부러진 형태로 구비될 수 있다.
일 예시에서, 연결관(220)의 단면적은 열교환부(120)와 외관(200) 사이의 면적과 동일하게 구비될 수 있다. 외관(200)을 흐르는 제2냉매의 유속이 연결관(220)에서 변하지 않게 하기 위함이다. 다만 이에 제한되지 않는다.
일 예시에서, 연결관(220)은 소정의 강성을 갖는 소재로 구비될 수 있다. 소정의 강성이란, 열교환기(12, 21)의 설계에 있어서 외관(200) 사이의 간격을 유지하는데 필요한 정도의 강성으로 이해될 수 있다.
도 3 내지 도 6을 참조하면, 일 예시에 따른 공기 조화기(1)에서, 실내 열교환기(21), 실외 열교환기(12), 및 과냉각기(17) 중 적어도 어느 하나는 내관(100) 상에 벤딩부(110)가 n개 구비되며, 외관(200)은 n+1개 구비될 수 있다. 이때 n은 2 이상의 자연수이다.
다시 도 3을 참조하면, 일 예시에 따른 공기 조화기(1)에서, 실내 열교환기(21), 실외 열교환기(12), 및 과냉각기(17) 중 적어도 어느 하나는 모든 외관(200)이 동일 평면 상에 위치하도록 배치될 수 있다.
다시 도 4를 참조하면, 일 예시에 따른 공기 조화기(1)에서, 실내 열교환기(21), 실외 열교환기(12), 및 과냉각기(17) 중 적어도 어느 하나는 어느 하나의 외관(200) 및 어느 하나의 외관(200)의 일측과 연결관(220)으로 직접 연결되는 외관(200)이 위치하는 제1평면(300)이, 어느 하나의 외관(200)의 및 어느 하나의 외관(200)의 타측과 연결관(220)으로 직접 연결되는 외관(200)이 위치하는 제2평면(310)과 나란하지 않을 것을 포함하도록 구비될 수 있다.
예를 들어, 일 예시에서 열교환기(12, 21)가 내관(100)에 벤딩부(110)를 2개 포함하고, 3개의 외관(200)을 포함하는 3단 분리 구조로 구비될 때, 전술한 도 3에서 요구되는 공간보다 더욱 집약적인 공간 내에서 동일한 유효 전열 길이를 구현할 수 있음을 쉽게 예상할 수 있다.
또한, 도 3과 비교할 때, 제1냉매가 유입되는 내관(100)의 일측 단부와 유출되는 타측 단부 간에 이격 거리도 가까워지므로, 내관(100)의 양 단부에 연결되는 장치의 배치 등 설계에 있어서도 자유도와 효율이 개선됨을 예상할 수 있다.
일 예시에서, 제1평면(300)과 제2평면(310)이 이루는 각도는 50° 내지 70°로 구비될 수 있다.
다시 도 5를 참조하여, 일 예시에 따른 공기 조화기(1)에서, 실내 열교환기(21), 실외 열교환기(12), 및 과냉각기(17) 중 적어도 어느 하나는, 내관(100)의 벤딩부(110)가 3개 이상이고, 외관(200)이 4개 이상이며, 어느 하나의 외관(200) 및 상기 어느 하나의 외관(200)의 일측이 상기 연결관(220)으로 직접 연결되는 외관(200)이 위치하는 제1평면(300)은 어느 하나의 외관(200) 및 어느 하나의 외관(200)의 타측과 연결관(220)으로 직접 연결되는 외관(200)이 위치하는 제2평면(310)과 나란하지 않은 것을 포함하도록 구비될 수 있다.
일 예시에서, 제1평면(300)과 제2평면(310)이 이루는 각도는 제2평면(310)이 어느 하나의 외관(200)의 일측에 연결관(220)으로 직접 연결되는 외관(200)이 연결관(220)으로 직접 연결되는 다른 어느 하나의 외관(200)과 위치하는 제3평면(320)과 이루는 각도는 상이할 수 있다.
발명의 이해를 위하여, 도면에 도시된 바람직한 실시예들에서 참조 부호를 기재하였으며, 상기 실시 예들을 설명하기 위하여 특정 용어들을 사용하였으나, 상기 특정 용어에 의해 발명이 한정되는 것은 아니며, 발명은 당업자에 있어서 통상적으로 생각할 수 있는 모든 구성 요소들을 포함할 수 있다.
발명에서 설명하는 특정 실행들은 일 실시예들로서, 어떠한 방법으로도 발명의 범위를 한정하는 것은 아니다. 명세서의 간결함을 위하여, 종래 전자적인 구성들, 제어 시스템들, 소프트웨어, 상기 시스템들의 다른 기능적인 측면들의 기재는 생략될 수 있다. 또한, 도면에 도시된 구성 요소들 간의 선들의 연결 또는 연결 부재들은 기능적인 연결 및/또는 물리적 또는 회로적 연결들을 예시적으로 나타낸 것으로서, 실제 장치에서는 대체 가능하거나 추가의 다양한 기능적인 연결, 물리적인 연결, 또는 회로 연결들로서 나타내어질 수 있다. 또한, “필수적인”, “중요하게” 등과 같이 구체적인 언급이 없다면 발명의 적용을 위하여 반드시 필요한 구성 요소가 아닐 수 있다. 여기에서 사용되는 “포함하는”, “구비하는” 등의 표현은 기술의 개방형 종결부의 용어로 이해되기 위해 사용된 것이다.
발명의 명세서(특히 특허청구범위에서)에서 "상기"의 용어 및 이와 유사한 지시 용어의 사용은 단수 및 복수 모두에 해당하는 것일 수 있다. 또한 발명에서 범위(range)를 기재한 경우 상기 범위에 속하는 개별적인 값을 적용한 발명을 포함하는 것으로서(이에 반하는 기재가 없다면), 발명의 상세한 설명에 상기 범위를 구성하는 각 개별적인 값을 기재한 것과 같다. 마지막으로, 본 발명에 따른 방법을 구성하는 단계들에 대하여 명백하게 순서를 기재하거나 반하는 기재가 없다면, 상기 단계들은 적당한 순서로 행해질 수 있다. 반드시 상기 단계들의 기재 순서에 따라 본 발명이 한정되는 것은 아니다. 본 발명에서 모든 예들 또는 예시적인 용어(예들 들어, 등등)의 사용은 단순히 본 발명을 상세히 설명하기 위한 것으로서 특허청구범위에 의해 한정되지 않는 이상 상기 예들 또는 예시적인 용어로 인해 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다. 또한 기술이 속한 분야의 통상의 지식을 갖는 자는 발명의 범위와 사상에서 벗어나지 않으면서도 다양한 수정과 변경이 용이하게 이루어질 수 있음을 명확히 알 수 있다.
일 예시에 따른 열교환기는, 관 내부에 제1냉매가 흐르며, 상기 관은 소정의 곡률로 벤딩된 벤딩부, 및 상기 벤딩부의 양단으로부터 각각 연장된 열교환부를 포함하는 내관을 포함할 수 있다.
일 예시에 따른 열교환기는, 상기 각 열교환부에 구비되며, 내부에 상기 열교환부를 포함하여 상기 열교환부와 이중관 구조를 형성하며, 상기 열교환부의 외주면을 경계로 상기 제1냉매와 열을 교환하는 제2냉매가 흐르는 외관을 포함할 수 있다.
일 예시에 따른 열교환기는, 상기 외관의 양 단부의 외주면 일측에 각 구비되어 제2냉매가 유입 또는 유출되는 통공을 포함할 수 있다.
일 예시에 따른 열교환기는, 상기 통공을 연결하여 상기 각 외관 간에 상기 제2냉매가 연속적으로 흐를 수 있는 유로를 형성하는 연결관을 포함할 수 있다.
일 예시에 따른 열교환기는, 상기 어느 하나의 외관과 상기 연결관으로 직접 연결되는 외관 간에는 동일한 평면 상에 위치하는 것을 포함할 수 있다.
일 예시에 따른 열교환기는, 상기 내관 상에 상기 벤딩부는 n개 구비되며, 상기 외관은 n+1개 구비될 수 있다. 이때, 상기 n은 2 이상의 자연수일 수 있다.
일 예시에 따른 열교환기는, 상기 어느 하나의 외관 및 상기 어느 하나의 외관의 일측과 상기 연결관으로 직접 연결되는 외관이 위치하는 제1평면은, 상기 어느 하나의 외관 및 상기 어느 하나의 외관의 타측과 상기 연결관으로 직접 연결되는 외관이 위치하는 제2평면과 나란하지 않은 것을 포함할 수 있다.
일 예시에 따른 열교환기는, 상기 어느 하나의 외관 및 상기 어느 하나의 외관의 일측과 상기 연결관으로 직접 연결되는 외관이 위치하는 제1평면은, 상기 어느 하나의 외관 및 상기 어느 하나의 외관의 타측과 상기 연결관으로 직접 연결되는 외관이 위치하는 제2평면과 50° 내지 70°의 각도를 이루는 것을 포함할 수 있다.
일 예시에 따른 열교환기는, 상기 어느 하나의 연결관으로 연결된 상기 외관 간에는 20mm 내지 60mm로 이격된 것을 포함할 수 있다.
일 예시에 따른 열교환기는, 상기 벤딩부를 감싸며, 연성의 소재로 구비된 단열 부재를 포함할 수 있다.
일 예시에 따른 열교환기는, 상기 연결관의 단면적은 상기 열교환부와 상기 외관 사이의 면적과 동일하게 구비될 수 있다.
일 예시에 따른 열교환기는, 상기 벤딩부의 곡률 반경이 10mm 내지 30mm가 되도록 벤딩된 것을 포함할 수 있다.
일 예시에 따른 열교환기는, 내관이 6mm 내지 10mm의 직경을 갖도록 구비될 수 있다.
일 예시에 따른 열교환기는, 외관이 12mm 내지 20mm의 직경을 갖도록 구비될 수 있다.
일 예시에 따른 공기 조화기는, 압축기, 실내 열교환기, 실외 열교환기, 과냉각기 및 팽창 밸브를 포함할 수 있다.
일 예시에서, 상기 실내 열교환기, 상기 실외 열교환기, 및 상기 과냉각기 중 적어도 어느 하나는, 관 내부에 제1냉매가 흐르며, 상기 관은 소정의 곡률로 벤딩된 벤딩부, 및 상기 벤딩부의 양단으로부터 각각 연장된 열교환부를 포함하는 내관을 포함할 수 있다.
일 예시에 따른 공기 조화기에서, 상기 실내 열교환기, 상기 실외 열교환기, 및 상기 과냉각기 중 적어도 어느 하나는, 상기 각 열교환부에 구비되는 외관을 포함할 수 있다.
일 예시에 따른 공기 조화기에서, 상기 실내 열교환기, 상기 실외 열교환기, 및 상기 과냉각기 중 적어도 어느 하나는, 내부에 상기 열교환부를 포함하여 상기 열교환부와 이중관 구조를 형성하는 외관을 포함할 수 있다.
일 예시에 따른 공기 조화기에서, 상기 실내 열교환기, 상기 실외 열교환기, 및 상기 과냉각기 중 적어도 어느 하나는, 상기 열교환부의 외주면을 경계로 상기 제1냉매와 열을 교환하는 제2냉매가 흐르는 외관을 포함할 수 있다.
일 예시에 따른 공기 조화기에서, 상기 실내 열교환기, 상기 실외 열교환기, 및 상기 과냉각기 중 적어도 어느 하나는, 상기 외관의 양 단부의 외주면 일측에 각 구비되어 제2냉매가 유입 또는 유출되는 통공을 포함할 수 있다.
일 예시에서, 상기 실내 열교환기, 상기 실외 열교환기, 및 상기 과냉각기 중 적어도 어느 하나는, 상기 통공을 연결하여 상기 각 외관 간에 상기 제2냉매가 연속적으로 흐를 수 있는 유로를 형성하는 연결관을 포함할 수 있다.
일 예시에 따른 공기 조화기에서, 상기 실내 열교환기, 상기 실외 열교환기, 및 상기 과냉각기 중 적어도 어느 하나는, 상기 어느 하나의 외관과 상기 연결관으로 직접 연결되는 외관 간에는 동일한 평면 상에 위치하는 것을 포함할 수 있다.
일 예시에 따른 공기 조화기에서, 상기 실내 열교환기, 상기 실외 열교환기, 및 상기 과냉각기 중 적어도 어느 하나는, 상기 내관 상에 상기 벤딩부는 n개 구비되며, 상기 외관은 n+1개 구비되며, 상기 n은 2 이상의 자연수인 것을 포함할 수 있다.
일 예시에 따른 공기 조화기에서, 상기 실내 열교환기, 상기 실외 열교환기, 및 상기 과냉각기 중 적어도 어느 하나는, 상기 어느 하나의 외관 및 상기 어느 하나의 외관의 일측과 상기 연결관으로 직접 연결되는 외관이 위치하는 제1평면이, 상기 어느 하나의 외관 및 상기 어느 하나의 외관의 타측과 상기 연결관으로 직접 연결되는 외관이 위치하는 제2평면과 나란하지 않은 것을 포함할 수 있다.
일 예시에 따른 공기 조화기에서, 상기 실내 열교환기, 상기 실외 열교환기, 및 상기 과냉각기 중 적어도 어느 하나는, 상기 어느 하나의 외관 및 상기 어느 하나의 외관의 일측과 상기 연결관으로 직접 연결되는 외관이 위치하는 제1평면이, 상기 어느 하나의 외관 및 상기 어느 하나의 외관의 타측과 상기 연결관으로 직접 연결되는 외관이 위치하는 제2평면과 50° 내지 70°의 각도를 이루는 것을 포함할 수 있다.
일 예시에 따른 공기 조화기에서, 상기 실내 열교환기, 상기 실외 열교환기, 및 상기 과냉각기 중 적어도 어느 하나는, 상기 어느 하나의 연결관으로 연결된 상기 외관 간에 20mm 내지 60mm로 이격된 것을 포함할 수 있다.
일 예시에 따른 공기 조화기에서, 상기 실내 열교환기, 상기 실외 열교환기, 및 상기 과냉각기 중 적어도 어느 하나는, 상기 벤딩부를 감싸며, 연성의 소재로 구비된 단열 부재를 포함할 수 있다.
일 예시에 따른 공기 조화기에서, 상기 실내 열교환기, 상기 실외 열교환기, 및 상기 과냉각기 중 적어도 어느 하나는, 상기 연결관의 단면적은 상기 열교환부와 상기 외관 사이의 면적과 동일하게 구비된 것을 포함할 수 있다.
일 예시에 따른 공기 조화기에서, 상기 실내 열교환기, 상기 실외 열교환기, 및 상기 과냉각기 중 적어도 어느 하나는, 상기 벤딩부의 곡률 반경이 10mm 내지 30mm가 되도록 벤딩된 것을 포함할 수 있다.
일 예시에 따른 공기 조화기에서, 상기 실내 열교환기, 상기 실외 열교환기, 및 상기 과냉각기 중 적어도 어느 하나에서, 상기 내관은 6mm 내지 10mm의 직경을 갖도록 구비될 수 있다.
일 예시에 따른 공기 조화기에서, 상기 실내 열교환기, 상기 실외 열교환기, 및 상기 과냉각기 중 적어도 어느 하나에서, 상기 외관은 12mm 내지 20mm의 직경을 갖도록 구비될 수 있다.
1 : 공기 조화기
2 : 냉매관
10 : 실외기
11 : 압축기
12 : 실외 열교환기
13 : 팽창 장치
14 : 유로 전환 밸브
15 : 어큐뮬레이터
16 : 실외 팬
17 : 과냉각기
18 : 과냉각 팽창 장치
20 : 실내기
21 : 실내 열교환기
22 : 실내 팬
100 : 내관
110 : 벤딩부
120 : 열교환부
200 : 외관
210 : 통공
220 : 연결관
300 : 제1평면
310 : 제2평면
320 : 제3평면

Claims (15)

  1. 관 내부에 제1냉매가 흐르며, 상기 관은 소정의 곡률로 벤딩된 벤딩부(110), 및 상기 벤딩부(110)의 양 단으로부터 각각 연장된 열교환부(120)를 포함하는 내관(100);
    상기 각 열교환부(120)에 구비되며, 내부에 상기 열교환부(120)를 포함하여 상기 열교환부(120)와 이중관 구조를 형성하며, 상기 열교환부(120)의 외주면을 경계로 상기 제1냉매와 열을 교환하는 제2냉매가 흐르는 외관(200);
    상기 외관(200)의 양 단부의 외주면 일측에 각 구비되어 제2냉매가 유입 또는 유출되는 통공(210); 및
    상기 통공(210)을 연결하여 상기 각 외관(200) 간에 상기 제2냉매가 연속적으로 흐를 수 있는 유로를 형성하는 연결관(220);을 포함하는, 열교환기.
  2. 제2항에 있어서,
    상기 어느 하나의 외관(200)과 상기 연결관(220)으로 직접 연결되는 외관(200) 간에는 동일한 평면 상에 위치하는 것을 포함하는, 열교환기.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 내관(100) 상에 상기 벤딩부(110)는 n개 구비되며,
    상기 외관(200)은 n+1개 구비되며,
    상기 n은 2 이상의 자연수인 것을 포함하는, 열교환기.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 어느 하나의 외관(200) 및 상기 어느 하나의 외관(200)의 일측과 상기 연결관(220)으로 직접 연결되는 외관(200)이 위치하는 제1평면(300)은, 상기 어느 하나의 외관(200) 및 상기 어느 하나의 외관(200)의 타측과 상기 연결관(220)으로 직접 연결되는 외관(200)이 위치하는 제2평면(310)과 나란하지 않은 것을 포함하는, 열교환기.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 어느 하나의 외관(200) 및 상기 어느 하나의 외관(200)의 일측과 상기 연결관(220)으로 직접 연결되는 외관(200)이 위치하는 제1평면(300)은, 상기 어느 하나의 외관(200) 및 상기 어느 하나의 외관(200)의 타측과 상기 연결관(220)으로 직접 연결되는 외관(200)이 위치하는 제2평면(310)과 50° 내지 70°의 각도를 이루는 것을 포함하는, 열교환기.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 어느 하나의 연결관(220)으로 연결된 상기 외관(200) 간에는 20mm 내지 60mm로 이격된 것을 포함하는, 열교환기.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 벤딩부(110)를 감싸며, 연성의 소재로 구비된 단열 부재를 더 포함하는, 열교환기.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 벤딩부(110)는 곡률 반경이 10mm 내지 30mm가 되도록 벤딩된 것을 포함하는, 열교환기.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 내관(100)은 6mm 내지 10mm의 직경을 갖도록 구비되며,
    상기 외관(200)은 12mm 내지 20mm의 직경을 갖도록 구비되는 것을 포함하는, 열교환기.
  10. 압축기;
    실내 열교환기;
    실외 열교환기;
    과냉각기; 및
    팽창 밸브;를 포함하고,
    상기 실내 열교환기, 상기 실외 열교환기 및 상기 과냉각기 중 적어도 어느 하나는,
    관 내부에 제1냉매가 흐르며, 상기 관은 소정의 곡률로 벤딩된 벤딩부(110), 및 상기 벤딩부(110)의 양단으로부터 각각 연장된 열교환부(120)를 포함하는 내관(100);
    상기 각 열교환부(120)에 구비되며, 내부에 상기 열교환부(120)를 포함하여 상기 열교환부(120)와 이중관 구조를 형성하며, 상기 열교환부(120)의 외주면을 경계로 상기 제1냉매와 열을 교환하는 제2냉매가 흐르는 외관(200);
    상기 외관(200)의 양 단부의 외주면 일측에 각 구비되어 제2냉매가 유입 또는 유출되는 통공(210); 및
    상기 통공(210)을 연결하여 상기 각 외관(200) 간에 상기 제2냉매가 연속적으로 흐를 수 있는 유로를 형성하는 연결관(220);을 포함하는, 공기 조화기.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 어느 하나의 외관(200)과 상기 연결관(220)으로 직접 연결되는 외관(200) 간에는 동일한 평면 상에 위치하는 것을 포함하는, 공기 조화기.
  12. 제10항 또는 제11항에 있어서,
    상기 내관(100) 상에 상기 벤딩부(110)는 n개 구비되며,
    상기 외관(200)은 n+1개 구비되며,
    상기 n은 2 이상의 자연수인 것을 포함하는, 공기 조화기.
  13. 제10항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 어느 하나의 외관(200) 및 상기 어느 하나의 외관(200)의 일측과 상기 연결관(220)으로 직접 연결되는 외관(200)이 위치하는 제1평면(300)은, 상기 어느 하나의 외관(200) 및 상기 어느 하나의 외관(200)의 타측과 상기 연결관(220)으로 직접 연결되는 외관(200)이 위치하는 제2평면(310)과 나란하지 않은 것을 포함하는, 공기 조화기.
  14. 제10항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 어느 하나의 외관(200) 및 상기 어느 하나의 외관(200)의 일측과 상기 연결관(220)으로 직접 연결되는 외관(200)이 위치하는 제1평면(300)은, 상기 어느 하나의 외관(200) 및 상기 어느 하나의 외관(200)의 타측과 상기 연결관(220)으로 직접 연결되는 외관(200)이 위치하는 제2평면(310)과 50° 내지 70°의 각도를 이루는 것을 포함하는, 공기 조화기.
  15. 제10항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 어느 하나의 연결관(220)으로 연결된 상기 외관(200) 간에는 20mm 내지 60mm로 이격된 것을 포함하는, 공기 조화기.
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