KR900002410B1 - 공기 조화기 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

공기 조화기

제 1 도는 냉방운전시의 본 발명 실시예.

제 2 도는 급속난방시의 본 발명 실시예.

제 3 도는 외기온도가 낮은 경우의 난방시 본 발명 실시예.

제 4 도는 외기온도가 높은 경우의 난방시 본 발명 실시예.

제 5 도는 축열시의 본 발명 실시예.

제 6 도는 제상시의 본 발명 실시예.

제 7 도는 본 발명의 실시예에 사용되는 축열시의 일부절취 정면도.

제 8 도(a)는 동 축열시의 일부절취 사시도.

(b)는 동 축열기 내의 축열 열교환기 발췌도.

(c)는 동 축열기내의 과냉열교환기 발췌도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 실내 유니트 2 : 실외유니트

4 : 과냉열교환기 4' : 축열열교환기

6 : 축열재 7 : 축열기

8, 8a, 8b, 8c : 밸브 10 : 3방밸브

11,11a : 팽창밸브 15 : 4방밸브

본 발명은 초기 난방부하를 벗어나 난방운전을 유지할 때의 잉여 난방능력이나 난방 정지시의 난방능력을 이용하여 축열기내에 충진시킨 축열재가 보유하게 되는 현열이나 잠열을 초기 난방시의 열원으로 사용하므로 초기난방 운전시에 정상운전으로의 전환시간을 단축시키고, 또 이에 따라 난방효율도 극대화 시킬 수 있도록 함을 특징으로 하는 공기조화기에 대한 것이다.

종래의 냉,난방겸용 공기조화기는 인버터(INVERTER)를 설치하여 난방초기 운전시 압축기의 회전수를 올려주거나, 전열히이터를 보조열원으로 사용하는 등의 방법으로 난방초기시에서 정상운전으로의 전환시간을 단축 시켜 주도록 하였으나, 이러한 방법을 사용할 경우 특히 외기온도가 낮은 겨울에는 난방부하가 큰 저녁, 아침시간에는 외기온도가 낮아 난방효율이 매우 저하되는 등의 단점이 있으며, 또, 이러한 방법은 잉여 난방 능력이나 난방정지시의 난방능력을 이용할 수 없었고 열 손실이 많게되는 등의 결함도 있었다.

본 발명은 이와같은 문제점들을 해결하기 위해 상변화 온도가 43-59℃로 그 잠열이 31-40Kcal/Kg인 왁스게 파라핀등을 축열재로 사용하는 축열기를 부설하여 축열운전시에는 압축기에서 나온 고온, 고압의 냉매가 축열기내의 축열 열교환기를 거치면서 축열재에 방열을 하도록 하여 축열재가 그 열을 받아 상변화를 일으켜 축열을 하도록 하고, 외기온도가 높은 경우의 난방 운전시에는 실내열교환기를 통해 열을 방출한 고압의 냉매를 다시 축열시의 과냉열교환기를 거치도록 하여 잉여 난방능력에 의한 냉매의 과냉각을 이용, 축열재에 열을 축적할 수 있도록 하므로서 축열 운전시나 외기온도가 높은 경우의 축열과정을 통해 축열기가 보유하게 되는 열을 초기 난방시의 열원으로 사용, 난방운전 초기시에서 정상운전으로의 전환시간을 단축시키고, 난방부하가 커지는 시간대에도 열원으로 사용하여 난방효율을 극대화시켜 주도록 함은 물론, 제상운전시에도 축열기에 축적된 열을 사용토록 하므로 실내로는 냉기가 전혀 유출되지 않게 되는 효과도 얻을 수 있게한 것이다.

이하, 본 발명의 실시예를 첨부한 도면에 의하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 발명 공조기는 실내유니트(1)와 실외유니트(2)로 분리 구성되며, 통상의 분리형 공조기와 같이 연결밸브(3)(3') 및 연결관들에 의해 연결되는 것으로, 실내유니트(1)에는 제 7 도 및 8 도에서 보는 바와같이 외면에 다수의 열교환핀(5)(5')들을 부착한 과냉열교환기(4)와 축열 열교환기(4')를 서로 격리되게 착설하고, 내부 공간에는 상변화 온도가 43-59℃이며, 그 잠열이 31-40Kcal/Kg인 왁스게 파라핀등의 축열재(6)를 적정량 충진시킨 축열기(7)를 부설하여 제 1-6 도에서 보는 바와같이 과냉 열교환기(4)의 일측 끝부분(4a)은 밸브(8)측에 타측 끝부분(4a')은 순환관(9)측에 각각 연결하고, 축열 열교환기(4')의 일측 끝부분(4b')은 3방밸브(10)와 팽창밸브(11)가 연결되는 연결관에 타측 끝부분(4b')은 밸브(8a)측에 각각 연결하였으며, 또 밸브(8b)와 실내열교환기(12)도 순환관(9)으로 연결시켰다.

한편, 실외유니트(2)에는 실외열교환기(13)와 압축기(14)를 설치하여 순환관으로 팽창밸브(11a)와 밸브(8c) 및 4방밸브(15)들과 연결하였다.

이와 같이 구성된 본 발명 공조기의 각 운전별 작동상태를 설명하면 다음과 같다.

냉방운전시에는 제 1 도에서 보는 바와같이 4방밸브(15)가 "오프"되어 이 사방밸브(15)의 냉매통로는 "A"는 "B"와 또 "D"는 "C"와 각각 연결되어 압축기(14)를 통과한 냉매는 실외열교환기(13)를 거쳐 팽창밸브(11a)와 연결밸브(3)를 통과 실내유니트(1)측으로 이동되고, 이때 밸브(8)(8a)와 팽창밸브(11) 및 3방밸브(10)들도 "오프"상태가 되기 때문에 냉매는 순환관(9)을 따라 "온"상태인 밸브(8b)를 통과하여 실내열교환기(12)를 거치면서 실내를 냉방시켜 주면서 3방밸브(10)를 지나 연결밸브(3')와 4방밸브(15)의 "D"와 "C"를 통해 다시 압축기(14)로 이동하게 되는 화살표로 표시한 바와 같은 과정을 거쳐 축열기(7)와 관계없이 순환되므로 통상의 공조기와 같이 냉방작동이 진행되며, 급속 난방시에는 제 4 도에서 보는 바와같이 외거온도가 높은 경우의 난방운전시나, 또는 제 5 도에서 보는 바와같이 축열시의 운전에 의해 축열기(7)내의 온도가 설정값 이상인 경우 작동되는 것으로 이때에는 축열기(7)가 바로 열원이 되어 열을 공급하므로 급속 난방시에는 매우 높은 난방능력을 발휘할 수 있어 난방 초기운전시나 외기온도가 매우 낮은 경우의 난방운전에 적합하며, 그 작동상태는 제 2 도에서 보는 바와같이 4방밸브(15)는 "온"되어 냉매통로가 "A"는 "D"와, "B"는 "C"와 연결되고 밸브(8a)(8c)와 팽창밸브(11)는 "온"되며, 밸브(8)(8b)와 3방밸브(10) 및 팽창밸브(11a)는 "오프"되어 압축기(14)를 통과하는 고온, 고압의 냉매는 화살표와 같이 4방밸브(15)의 "A"와 "D"를 거쳐 연결밸브(3')와 3방밸브(10)를 지나 실내교환기(12)를 통과하면서 방열하고, 팽창밸브(11)를 거쳐 축열기(7)의 축열열교환기(4')를 통과하면서 잔유열을 방열하여 축열재(6)를 가열시킨 다음 밸브(8a)를 거쳐 연결밸브(3)와 밸브(8c)를 통과하여 다시 압축기(14)로 유입되는 순환과정을 계속하면서 실내난방과 축열기(7)의 축열작동을 동시에 진행하게 된다.

또한, 외기온도가 낮은 경우의 난방시에는 상술한 급속난방에 의해 실내난방에 유지부하만 걸리는 경우 제 3 도에서 보는 바와같은 작동을 하게 되는데, 이는 최초 난방 운전 선택시에도 같은 동작을 하며, 이는 통상의 인버터식 냉난방기의 난방운전과도 동일한 것으로서 그 작동은 제 3 도에서와 같이 4방밸브(15)는 "온"상태이므로 냉매통로가"A"는 "D"와, "B"는 "C"와 각각 연결되고, 또 밸브(8a)(8b)(8c) 및 3방밸브(10), 팽창밸브(11)는 "오프"되며 밸브(8b) 및 팽창밸브(11a)는 "온"되어 압축기(14)를 통하는 고온, 고압의 냉매는 4방밸브(15)의 "A"와 "D"로 연결되는 통로를 통과하여 연결밸브(3')와 3방밸브(10)를 거쳐 실내 열교환기(12)를 통과하면서 방열한 다음, "온"되어 있는 밸브(8b)와 연결밸브(3) 및 팽창밸브(11a)를 거쳐 실외열교환기(13)를 통과한 다음 4방밸브(15)의 B"와 "C"로 연결되는 통로를 거쳐 다시 압축기(14)로 들어가는 순환과정을 반복하면서 난방을 하게되는데, 이 과정에서 냉매는 축열기(7)와 관계없이 화살표 방향으로 순환되는 것이며, 외기온도가 높은 경우의 난방시에는 상술한 난방운전이 계속되어 실내열교환기(12)의 출구온도가 설정값 이상이 되면(초기 난방부하를 만족시킨 후 난방능력이 유지부하보다 크거나, 외기 온도가 높아 난방능력이 충분히 큰 경우등) 이때는 축열기(7)의 과냉각을 이용하여 과냉각 열교환기(4)를 통해 축열을 하는 것으로서, 그 작동은 제 4 도에서 보는 바와같이 4방밸브(15)는 "온"되어 냉매의 통로가"A"는 "D"와 또, "B"는 "C"와 연결되고 밸브(8)와 팽창밸브(11a)는 "온"되며, 밸브(8)(8a)(8b) 및 3방밸브(10), 팽창밸브(11)는 각각 "오프"되어 압축기(14)를 통과한 고온, 고압의 냉매는 화살표 방향을 따라, 즉 4방밸브(15)의 "A"와 "D"로 연결되는 통로를 거쳐 연결밸브(3')와 3방밸브(10)를 통해 신재 열교환기(12)를 거치면서 방열하고, "온"되어 있는 밸브(8)를 통해 축열기(7)의 과냉열교환기(4)를 통과하면서 잔유열이 축열재(6)를 가열시켜준 다음 연결밸브(3)와 팽창밸브(11a) 및 실외 열교환기(13)를 거쳐 4방밸브(15)의 "B"와 "C"로 연결되는 통로를 통과하여 다시 압축기(14)로 들어가는 순환과정이 반복하면서 냉배잔유열을 축열기(7)에 축열시켜 놓게 되는 것이다.

또, 축열시에는 외기온도가 낮은 경우나, 외기온도가 높은 경우의 난방운전중 유지부하보다 난방능력이 커지게 되거나, 또는 사용자의 선택에 의해 운전되는 것으로 이때는 실내열교환기(12)대신 축열기(7)의 축열교환기(4')를 통해 축열이 진행되는 것으로 그 작동은 제 5 도에서 보는 바와같이 4방밸브(15)는 "온"되어 냉매의 통로가 "A"는 "D"와, "B"는 "C"와 연결되고, 또 밸브(8a)와 3방밸브(10) 및 팽창밸브(11a)는 "온"되며, 밸브(8)(8b)(8c)와 팽창밸브(11)는 "오프"되어 압축기(14)를 통과한 고온, 고압의 냉매는 화살표 방향과 같이 4방밸브(15)의 통로"A"와 "D"를 거쳐 연결밸브(3')와 3방밸브(10)를 통해 축열기(7)의 축열열교환기(4')를 통과하면서 방열하여 축열재(6)를 가열한 다음 밸브(8a)와 연결밸브(3), 팽창밸브(11a) 및 실외열교환기(13)를 거쳐 4방밸브(15)의 "B"와 "C"로 연결되는 통로를 통하여 다시 압축기(14)로 들어가는 순환과정을 반복하면서 열을 축열기(7)에 축열하게 되는 것이다.

한편, 난방이나 축열 운전시와 같이 실외 열교환기(13)를 통해 실외공기로 부터 열을 흡수하는 과정에서 실외측 온도가 매우 저하되어 열교환기에 성애가 생겨 열교환율이 떨어지게 될 경우에는 실외측 열교환기(13)의 출구에 부착된 센서등이 이를 감지하여 제상운전을 하게 되는데, 이때는 축열기(7)에 축열된 열을 이용하여 제상작동을 하게 되므로 실내측으로는 냉기가 유출되지 않게되며 그 작동은 제 6 도에서 보는 바와같이 4방밸브(15)는 "오프"되어 냉매통로가"A"는 "B"와 "C"는 "D"와 연결되고, 밸브(8a) 및 3방밸브(10), 팽창밸브(11a)는 "온"되며, 밸브(8)(8b)(8c), 팽창밸브(11)는 "오프"되어 냉매는 화살표 방향으로 즉, 압축기(14)를 통과하는 냉매는 "A"와 "B"를 연결하는 통로를 거쳐 실외열교환기(13)를 통과하면서 방열제상 작동을 하게 되는데, 이 열은 냉매가 팽창밸브(11a)와 연결밸브(3), 밸브(8a)를 거쳐 축열기(7)내의 축열열교환기(4')를 통과하면서 축열기(7)내의 축열재(6)가 보유하고 있는 열을 흡수하여 얻게되는 것이며, 이 열에 의해 고온, 고압이 된 냉매는 이후 3방밸브(10), 연결밸브(3) 및 4방밸브(15)의 "C"와 "D"를 연결하는 통로와 압축기(14)를 거쳐 실외 열교환기(13)를 다시 통과하면서 제상작동을 하게 되는 것이다.

이와 같이 작동하는 본 발명 공조기는 축열기를 이용하므로 초기 난방을 벗어나 난방운전을 유지할 때의 잉여난방 능력이나, 난방정지시의 난방능력을 이용하여 열을 축열시켜 이 열을 초기 난방시의 열원으로 사용하므로 난방 운전 초기시에서 정상 운전으로의 시간을 단축할 수 있으며, 또 외기 온도가 낮은 겨울에도 낮동안의 잉여능력이나 난방정지시의 난방능력을 축열시켜 난방부하가 터지는 저녁이나 아침시간대등에 열원으로 사용할 수 있어 난방효율이 극대화되며, 제상운전시에는 축열기에 축적된 열을 이용하므로 실내로 냉기가 유출되지 않게 됨은 물론 축열 운전시간의 단축, 또는 별도의 축열운전을 하지 않아도 되는 등의 장점도 있다.

Claims (1)

1. 분리 구성된 실내유니트(1)와 실외유니트(2)를 연결밸브 및 연결관으로 연결시켜서 되는 공기조화기에 있어서, 다수의 열교환핀을 외면에 부착한 과냉열교환기(4)와 축열 열교환기(4')를 서로 격리되게 내부에 착설하고, 내부공간에는 축열재(6)를 충진시킨 축열기(7)를 실내유니트(1)에 부설하여 실내 열교환기와 사이에 밸브(8)(8a)(8b) 3방밸브(10) 및 팽창밸브(11)들을 개재시켜 연결하고, 실외유니트(2)의 실외 열교환기와 압축기 사이에는 밸브(8c)와 팽창밸브(11a) 및 4방밸브(15)들을 개재시켜서 되는 것을 특징으로 하는 공기 조화기.

Images