KR950000020B1 - 냉,난방 겸용 에어콘 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

냉, 난방 겸용 에어콘

제 1 도는 본 발명에 따른 냉, 난방 겸용 에어콘의 사이클 구성도로서 냉방시의작동상태도이다.

제 2 도는 본 발명에 따른 냉, 난방 겸용 에어콘의 사이클 구성도로서 난방 및 제습시의 작동상태도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 실내열교환기 2 : 압축기

3 : 실외열교환기 4 : 감압기(모세관)

5 : 사방밸브 6 : 보조열교환기

7 : 제 1 삼방밸브 8 : 제 2 삼방밸브

본 발명은 냉, 난방 겸용 에어콘에 관한 것으로, 특히 실외측 열교환기와 인접하여 보조열교환기를 설치하고 난방시 압축기로부터 토출된 고온의 냉매가스가 실내측 열교환기와 보조열교환기플 통과하도록 구성하므로써 보조열교환기의 방열에 의해 실외측 열교환기에 생긴 성애를 제거하여 난방과 함께 제상을 수행하는 냉, 난방 겸용 에어콘에 관한 것이다.

일반적으로 냉, 난방 겸용 에어콘은 하나의 기기로 냉방과 난방을 선택적으로 수행하는 것으로, 압축기와 실내측 열교환기, 감압기, 실외측 열교환기가 차례로 냉매관에 의해 연결되고, 압축기의 토출측과 흡입측에는 냉매의 유동방향을 전환하기 위한 사방밸브가 설치되어 구성된다.

이러한 냉, 난방 겸용 에어콘에서는, 냉방시 실내측 열교환기가 증발기로 작용하고 실외측 열교환기가 응축기로 작용하여 생성된 냉기를 조화공간에 토출함으로써 냉방기능을 수행하고, 난방시에는 사방밸브에 의해 냉매의 유동방향이 반대로 되어 실내측 열교환기가 응측기로 작용하고 실외측 열교환기가 증발기로 작용하여 생성된 온기를 조화공간에 토출함으로써 난방기능을 수행한다. 따라서 난방시에는 증발기로서 작용하는 실외측 열교환기의 표면에 성애가 생기게 되는데, 냉난방기능을 효율적으로 수행하기 위해서는 이 성애를 적절히 제거해 주어야 한다.

이러한 성애를 제거하기 위한 종래의 방식은 2 가지로 대별된다.

하나는 별도의 성애제거장치, 즉 제상장치를 사용하는 것이고, 다른 하나는 난방시 일시적으로 냉매의 유동 방향을 반대로 하여 실외측 열교환기에 고온의 압축가스가 통과하게 함으로써 착상(着霜)제거를 수행하는 것이다. 그러나 이러한 종래의 성애 제거방식은 착상제거를 위한 별도의 기구(機構)가 요구되거나, 난방중에 별도의 착상제거를 위한 동작을 수행해야 하므로 지속적인 난방이 이루어지지 않을 뿐만 아니라 난방효율이 떨어지는 문제점이 있었다.

이러한 문제점을 해결하기 위한 기술이 일본 실용신안공보소 50-22493 호에 개시되어 있다. 이는 실외열교환기에 근접하여 보조열교환기를 설치하고 압축기와 사방밸브 사이의 토출관에 오일분리기를 설치하고 오일분리기의 출구에는 보조열교환기로의 오일의 흐름을 제어하기 위한 밸브를 설치한 것으로, 난방시에는 고온의 냉매가스와 함께 압축기로부터 토출한 고온의 오일이 오일분리기에서 분리되어 보조열교환기를 통과하게 함으로써 보조열관환기를 가열하게 하고 가열된 보조열교환기의 방열을 이용하여 실외열교환기의 표면에 부착된 성애를 제거하는 것이다. 냉방시에는 밸브를 열어 오일분리기에서 분리된 오일이 밸브를 통과하여 다시 압축기로 복귀된다.

이 공기조화장치는 난방중에 난방의 기능에 저해하지 않고 제상을 수행할 수 있는 이점이 있으나, 별도의 오일분리기와 밸브를 설치해야 하고 오일의 순환을 위한 다수의 배관을 설치해야 하므로 그 구조가 복잡하고 설치가 곤란한 문제점이 있고 비경제적이다. 또한 제상시 보조열교환기에는 오일분리기에서 분리된 오일만이 통과하므로 효과적인 제상을 위해서는 압축기로부터 다량의 오일이 냉매가스와 함께 토출되어야 하는데, 이럴 경우에 압축기에서 토출되는 냉매가스의 양이 상대적으로 감소되어 압축기의 효율이 떨어지는 문제점이 있고, 냉매가스의 양을 감소시키지 않은 상태로 다량의 오일이 토출되게 할 경우에는 압축기를 무리하게 작동시켜야 하는 문제점이 있다.

따라서, 본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 난방과 함께 제상을 수행하여 난방효율을 향상시킴과 동시에 제상을 위한 구조를 단순화하여 효율적으로 제상을 수행할 수 있는 냉, 난방 겸용 에어콘을 제공하는데 있다.

본 발명의 다른 목적은 다른 구성부품에 기계적 무리를 가하지 않고 적절하게 제상을 수행할 수 있는 냉, 난방 겸용 에어콘을 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 제상을 위해 사용된 냉매도 정상적인 팽창과 증발과정을 겪게 함으로써 냉난방 효율을 향상시키는 냉, 난방 겸용 에어콘을 제공하는 것이다.

이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 냉, 난방 겸용 에어콘은, 냉매를 압축하는 압축기, 상기 압축기의 일측에 연결되어 냉매와 실내공기 상이에 열교환을 수행시키는 실내열교환기, 상기 압축기의 타측에 연결되어 냉매와 실외공기 사이에 열교환을 수행시키는 실외열교환기, 상기 실내열교환기와 실외열교환기 사이에 설치되어 냉매를 감압시키는 감압기, 상기 압축기로부터 토출된 압축냉매의 유동방향을 제어하여 냉매의 유동을 상기 실내열교환기와 살외열교환기로 선택적으로 안내하는 사방밸브, 상기 실외열교환기에 인접 설치된 보조열교환기, 냉방시에는 상기 압축기로부터 토출된 냉매가 상기 보조열교환기와 상기 실외열교환기를 통과하도록 상기 보조열교환기의 입구와 상기 실외열교환기의 입구를 연결하고, 난방시에는 상기 압축기로부터 토출된 냉매가 상기 보조열교환기와 상기 실내열교환기를 통과하도록 상기 보조열교환기의 입구와 상기 실내열교환기의 입구를 연결하는 제 1 삼방밸브, 냉방시에는 상기 보조열교환기의 출구를 상기 실외열교환기의 출구에 연결시키고, 난방시에는 상기 보조열교환기의 출구를 상기 실내열교환기의 출구에 연결시키는 제 2 삼방밸브를 구비하여 구성된다.

본 발명에서는 난방시 보조열교환기를 통과하는 냉매의 방열에 의해 실외열교환기의 표면에 성애가 착상되는 것을 방지하거나 착상된 성애를 제거한다.

이하에서는 첨부도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.

제 1 도와 제 2 도는 본 발명에 따른 냉, 난방 겸용 에어콘의 사이클 구성도로서 냉방과 난방시의 작동상태도이다. 이에 도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 에어콘을 실내측에 위치한 실내열교환기(1), 실외측에 위치된 압축기(2)와 실외열교환기(3), 그리고 감압기로서 기능을 하는 모세관(4)을 구비한다. 압축기(2)의 출구와 입구에는 사방밸브(5)가 설치되어 냉매의 유동방향을 제어함으로써 냉매가 냉방 또는 난방을 위한 사이클을 따라 선택적으로 순환하도록 한다. 이들은 냉매관에 의해 냉동사이클을 수행하도록 연결되는데, 냉매관은 사방밸브(5)와 실내열교환기(1)를 연결시키는 제 1 배관(10), 사방밸브(5)와 실외열교환기(3)를 연결시키는 제 2 배관(11), 실외열관환기(3)와 모세관(4)을 연결시키는 제 3 배관(18), 모세관(4)과 실내열교환기(1)를 연결시키는 제 4 배관(19), 그리고 압축기(2)와 사방밸브(5) 사이에 마련된 토출관(2A)과 흡입관(2B)으로 구성된다.

실외열교환기(3) 부근에는 보조열교환기(6)가 설치되고, 이 보조열교환기(6)의 입구관(14)와 출구관(15)에는 제 1 삼방밸브(7)와 제 2 삼방밸브(8)가 각각 설치된다. 제 1 삼방밸브(7)는 제 1 배관(10)으로부터 분기된 제 1 분기관(13)과 제 2 배관(11)으로부터 분기된 제 2 분기관(12)을 보조열교환기(6)의 입구관(14)에 선택적으로 연결시키도록 설치되고, 제 2 삼방밸브(8)는 제 3 배관(18)으로부터 분기된 제 3 분기관(16)과 제 4 배관(19)으로부터 분기된 제 4 분기관(17)을 보조열교환기(6)의 출구관(15)에 선택적으로 연결시키도록 설치된다. 따라서 냉방시 제 1 삼방밸브(7)는 제 2 분기관(12)과 보조열교환기(6)의 입구관(14)을 연통시키고, 제 2 삼방밸브(8)는 보조열교환기(6)의 출고관(15)과 제 3 분기관(16)을 연통한다. 이와 반대로 난방시에는 제 1 삼방밸브(7)는 제 1 분기관(13)과 보조열교환기(6)의 입구관(14)을 연통시키고 제 2 삼방밸브(8)는 보조열교환기(6)의 출구관(15)과 제 4 분기관(17)을 연통시킨다.

한편, 보조열교환기(6)의 부근에는 팬(20)이 설치된다. 이 팬(20)은 보조열교환기(20)를 통과하는 냉매의 고열을 실외열교환기(3)에 전달하기 위한 것으로, 제 2 도에 도시한 바와 같이 난방시에 작동하여 제상작용을 수행하는 것이다. 물론 팬을 사용하지 않고 보조열교환기의 열이 자연적으로 실외열교환기로 지향하도록 구성할 수도 있다.

이하에서는 이와 같이 구성된 본 발명에 따른 냉, 난방 에어콘의 작동을 설명한다.

먼저, 제 1 도를 참조하여 냉방시의 작동상태를 설명한다. 압축기(2)에서 고압으로 압축되어 토출된 냉매 가스는, 실선 화살표로 나타낸 바와 같이, 토출관(2A)과 사방밸브(5)를 거쳐 제 2 배관(11)을 따라 흐르는데, 이때 제 1 삼방밸브(7)에 의해 제 2 분기관(12)과 보조열교환기(6)의 입구관(14)이 연통되므로 냉매가스의 일부는 실외열교환기(3)를 통과하고 나머지 일부는 보조열교환기(6)를 통과하면서 응축된다. 또한 제 2 삼방밸브(8)는 보조열교환기(6)의 출구관(15)과 제 3 분기관(16)을 연통시키므로 보조열교환기(6)와 실외열 교환기(3)를 통과한 냉매는 모세관(4)의 입구측에서 합류하여 모세관(4)를 통과하면서 팽창되고 실내교환기(1)를 통과하면서 증발된다. 이때 실내열교환기(1)에서는 증발되는 냉매가 주위의 실내공기로부터 열을 흡수함으로써 냉기가 생성되고 이 냉기가 실내에 토출됨으로써 냉방이 수행되는 것이다. 실내열교환기(1)를 통과한 냉배는 사방밸브(5)와 흡입관(2B)를 거쳐 다시 압축기(2)에 흡입되어 사이클을 이룬다.

다음에는 제 2 도를 참조하여 난방시의 작동상태를 설명한다. 압축기(2)에서 고온 고압으로 압축되어 토출된 냉매가스는, 실선 화살표로 나타낸 바와 같이, 토출관(2A)과 사방밸브(5)를 거쳐 제 1 배관(10)을 따라 흐르는데, 이때 제 1 삼방밸브(7)에 의해 제 1 분기관(12)과 보조열교환기(6)의 입구관(14)이 연통되므로 냉매가스의 일부는 실내열교환기(1)을 통과하고 나머지 일부는 보조열교환기(6)를 통과하면서 응축된다. 또한 제 2 삼방밸브(8)는 보조열교환기(6)의 출구관(15)과 제 4 분기관(17)을 연통시키므로 보조열교환기(6)와 실내열교환기(1)를 통과한 냉매는 모세관(4)의 입구측에서 합류하여 모세관(4)을 통과하면서 팽창되고 실외열 교환기(3)를 통과하면서 증발된다. 이때 실내열교환기(1)에서는 응축되는 냉매가 주위의 실내공기에 열을 방출함으로써 온기가 생성되고 이온기가 실내에 토출됨으로써 난방이 수행되는 것이다.

실내열교환기(1)에서는 응축되는 냉매가 주위의 실내공기에 열을 방출함으로써 온기가 생성되고 이온기가 실내에 토출됨으로써 난방이 수행되는 것이다.

또한 난방시에시에는 실외의 온도가 낮기 때문에 증발기로서 작동하는 실외열교환기(3)의 표면에 성애가 생기게 되는데, 난방기능을 적절하게 수행하기 위해서는 이 성애를 제거해 주어야 한다. 이 제상작용을 설명하면 다음과 같다. 전술한 바와 같이 난방시, 압축기(2)에서 토출된 고온의 냉매가스는 실내열교환기(1)는 물론 보조열교환기(6)를 통과하면서 응축되는데, 보조열교환기(6)를 통과하는 냉매는 주위의 공기에 열을 방출하여 온기를 생성한다. 이때 팬(20)이 작동되어 보조열교환기(6)의 방열에 의한 온기를 실외열교환기(3)로 통과시킴으로써 실외열교환기(3)의 표면에 착상된 성애를 녹이는 것이다. 즉 난방시 난방기능을 방해함이 없이 제상기능을 수행하는 것이다.

한편, 냉난방 에어콘에서 열교환 효율을 높이기 위해서는 실내열교환기의 열전달면적과 실외열교환기의 열전달면적의 비가 1 : 1.2 ∼ 1.4 이라는 것이 알려져 있다. 본 실시예에서는 실내열교환기의 전열면적을 1 로 하였을 때 실외열교환기의 전열면적과 보조열교환기의 전열면적을 각각 1 과 0.2 ∼ 0.4 로 구성하였다. 따라서 냉방시와 난방시의 실내열교환기와 실외열교환기, 보조열교환기의 전열면적의 비는 1 : 1 : 0.2 ∼ 0.4이다.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 냉난방 에어콘에 의하면, 난방시 난방기능을 저해함이 없이 제상작용을 효율적으로 수행할 수 있고 이를 위한 보조열교환기 및 그 부대구조가 간단할 뿐만 아니라 다른 구성부품 특히 압축기에 아무런 기계적 무리를 주지 않는 이점이 있다. 또한 난방시 제상을 위해 보조열교환기를 통과하는 냉매도 정상적으로 팽창과 증발과정을 겪으므로 냉난방 효율을 증대시킬 수 있다.

Claims (2)

1. 냉매를 압축하는 압축기(2), 상기 압축기의 일측에 연결되어 냉매와 실내공기 사이에 열교환을 수행시키는 실내열교환기(1), 상기 압축기의 타측에 연결되어 냉매와 실외공기 사이에 열교환을 수행시키는 실외열교환기(3), 상기 실내열교환기와 실외열교환기 사이에 설치되어 냉매를 감압시키는 감압기(4), 상기 압축으로 안내하는 사방밸브(5), 상기 실외열교환기에 인접 설치된 보조열교환기(6), 냉방시에는 상기압축기로부터 토출된 냉매가 상기 보조열교환기와 상기 실외열교환기를 통과하도록 상기 보조열교환기의 입구와 상기 실외열교환기의 입구를 연결하고, 난방시에는 상기 압축기로부터 토출된 냉매가 상기 보조열교환기와 상기 실내열교환기를 통과하도록 상기 보조열교환기의 입구와 상기 실내열교환기의 입구를 연결하는 제 1삼방밸브(7),냉방시에는 상기 보조열교환기의 출구를 상기 실외열교환기의 출구에 연결시키고,난방시에는 상기보조열교환기의 출구를 상기 실내열교환기의 출구에 연결시키는 제 2 삼방밸브(8)를 구비하는 냉, 난방 겸용 에어콘.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 실내열교환기와 실외열교환기, 보조열교환기의 전열면적비가 1 : 1 : 0.2 ∼ 0.4 인 것을 특징으로 하는 냉, 난방 겸용 에어콘.