KR950003045Y1 - 냉난방 겸용의 에어컨디셔너에 있어 역지(逆止) 기능을 갖는 냉매팽창기구 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

냉난방 겸용의 에어컨디셔너에 있어 역지(逆止) 기능을 갖는 냉매팽창기구

제1도는 종래의 냉난방 겸용 에어컨의 냉동 사이클을 보인 계통도.

제2도는 본 고안의 냉매팽창기구를 적용시킨 냉난방 겸용 에어컨의 냉동사이클을 보인 계통도.

제3a도, b도는 본 고안의 냉매팽창기구의 구조 및 동작을 설명하기 위한 단면 예시도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 압축기 4,5 : 실내외측 열교환기

10 : 냉난방겸용 냉매팽창기구 11 : 난방용 쇼트 튜브

11′ : 냉방용 쇼트 튜브 13,13′ : 스프링

14,14′ : 플러그

본 고안은 냉난방 겸용 에어컨디셔너의 히트 펌프 냉동 사이클에 적용되는 냉매 팽창기구에 관한 것으로 특히 냉난방 겸용형 냉동사이클의 냉매팽창기구 전후에 반드시 사용되고 있는 체크밸브(逆止幷)을 사용하지 않고도 냉동 사이클을 조성할 수 있도록 냉매팽창기구 자체에 역지기능을 갖도록 구조를 변경시킨 것에 관한 것이다.

종래의 냉난방 겸용형 에어컨디셔너의 냉동 사이클의 팽창기구 전후에는 반드시 사이클 절환(냉방 사이클-난방 사이클 혹은 그 반대로의 절환)시에 발생하는 부하의 불균형을 방지하기 위하여 냉매팽창기구를 2단 또는 3단으로 사용하고 있으며 그 전후에는 제1도에 도시된 바와 같이 체크밸브를 부착하여 냉동 사이클 내의 냉매의 역류 혹은 바이패스되는 것을 방지하고 있는 것이다.

종래의 냉난방 겸용형 에어컨디셔너에서 채용하고 있는 냉동 사이클의 작동 계통도는 제1도에 도시한 바와 같이 냉매의 흐름을 사방변(4-WAY VALVE)(3)이 절환하고 있으며 절환방향은 냉방용 사이클의 흐름방향은 실선 화살표 방향이며, 난방용 사이클은 점선 화살표 방향으로써 즉, 난방사이클의 경우는 압축기(1)에서 토출된 냉매는 실내측 열교환기(4)를 거쳐서 난방용 팽창기구(7)를 통과하여 실외측 열교환기(5) 및 4방변(3)을 통과하고 다시 냉매 저장소인 어큐뮬레이터(ACCUMULATOR)(2)를 거쳐 압축기(1)로 되돌아간다.

이러한 흐름방향은 냉방용 사이클의 경우는 실선과 같은 방향으로 4방변(3)에서 절환되어 실외측 열교환기(5)-냉방용 팽창기구(6)-냉방용 역지변(8)-실내측 열교환기(4)-4방변(3)-어큐뮬레이터(2)-압축기(1)로 되돌아 가도록 구성된다.

이와 같이 냉매 흐름의 방향이 반대가 되면 팽창기구는 각기 다른 팽창 능력을 갖기 때문에 냉방용/난방용을 제1도에서와 같이 구분하여 사용해야만 하는 것으로 이와 같이 구분 사용할 경우는 다른 팽창기구로 냉매가 유입되어 팽창되는 일이 없도록 체크밸브(8)(9)를 사용하고 있으며 이 체크밸브는 흐름방향을 한 방향(화살표)으로 고정시켜 역류되거나 바이패스(BY PASS)되는 일이 없도록 하는 것이다.

이와 같은 종래의 냉난방 겸용 에어컨디셔너의 냉동 사이클에 일정면적식 팽창 기구를 적용하려면 제1도에서 보는 바와 같이 여러개(최소한 2개이상)의 체크밸브를 사용하여야 하는 것으로 여러개의 팽창밸브를 채용하는 다단 팽창 사이클의 경우는 그 갯수가 더욱 많아지는 것으로 체크밸브의 가격이 고가일 뿐 아니라 부착시 작업공정이 많아지므로 제조원가가 상승되며 또한 체크밸브의 부착방식이 모두 용접식이어서 부착 후 냉매의 누설이 발생될 경우 교체를 위해 사이클을 모두 절단 해체한 후 재용접해야 하므로 보수가 매우 비경제적이고 불편한 문제점을 갖는 것이다.

본 고안은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 일정면적식 팽창기구의 하나인 쇼트 튜브 오리피스(SHORT TUBE ORIFICE) 팽창기구의 구조를 제3도에서와 같이 변경하여 체크밸브를 사용하지 않고도 간단히 냉매의 흐름을 일정방향으로 제어할 수 있게 한 것으로 이하 첨부된 도면에 의거 본 고안의 구성을 설명하면 다음과 같다.

본 고안은 사방변(3)과 어큐뮬레이터(2)에 동시에 연결되며, 사방변(3)에 압축냉매를 공급하기 위한 압축기(1)와 ; 상기 압축기(1)와 사방변(3)의 일측방향에 연결되며 사방변(3)을 통과한 냉매를 압축기(1)로 보내기전 일시적으로 저장하기 위한 어큐뮬레이터(2)와 ; 상기 압축기(1) 및 어큐뮬레이터(2), 실내측 열교환기(4), 실외측 열교환기(5)가 접속되며 원하는 방향으로 상호 연통시켜 주기 위한 사방변(3)과 ; 상기 사방변(3)과 냉난방 겸용 냉매팽창기구(10) 사이에 설치되며 사방변(3)을 통과한 냉매의 열교환을 행하여 주기 위한 실내 및 실외측 열교환기(4)(5)와, 상기 실내외측 열교환기(4)(5) 사이에 설치되며 냉매를 팽창시켜줌과 동시에 냉매의 흐름을 원하는 방향으로 자동제어시켜 주기 위한 냉난방 겸용 냉매팽창기구(10)를 각각 구비하여서 된 것이다.

한편 상기 냉난방 겸용 냉매팽창기구(10)는 실내측 열교환기(4)로부터 공급되어온 냉매를 팽창시키기 위한 냉매 유입구(12)를 갖는 난방용 쇼트 튜브(11) 및 실외측 열교환기(5)로부터 공급되어온 냉매를 팽창시키기 위한 냉매 유입구(12′)를 갖는 냉방용 쇼트 튜브(11′)와 ; 상기 쇼트 튜브(11)(11′)의 토출구(12A)(12A′)를 개폐할 수 있도록 케이스(16)(16′)내에 스프링(13)(13′)로 탄지된 플러그(14)(14′)와 ; 상기 난방용 쇼트 튜브의 토출구(12A)는 냉방용 쇼트 튜브의 냉매 유입구(12′)와 각각 연통될 수 있도록 연결관(15)(15′)을 각각 구비하여서 구성된다.

미설명부호(20)는 쇼트 튜브(11)(11′)와, 케이스(16)(16′)를 체결시키기 위한 나착식 체결부를 보인 것이다.

이와 같이 구성된 본 고안의 작동효과를 설명하면 다음과 같다.

제3a도는 냉매가 공급되기 전의 상태 즉, 냉난방용 쇼트 튜브(11)(11′)의 토출구(12A)(12A′)를 플러그(14)(14′)가 폐쇄시키고 있는 상태이며, 제3b도는 실내외측 열교환기(4)(5)중 일측에서 고압의 냉매가 공급되어 본 고안의 냉매팽창기구(10)가 동작되는 상태를 보인 것으로 어느 측의 열교환기에서 고압 냉매가 융입되든지 동작은 동일한 상태로 이루어지므로 설명의 이중을 피하기 위하여 난방상태 즉, 실내측의 열교환기(4)에서 고압냉매가 유입되는 경우를 기준으로 하여 설명하기로 한다.

점선과 같이 압축기(1), 사방변(3) 그리고 실내측 열교환기(4)를 거쳐 고압으로 공급되는 냉매는 난방용 쇼트 튜브(11)의 냉매유입구(12)를 향해 유입되며 이 고압의 냉매는 냉매유입구(12) 및 연결관(15′)을 통해 케이스(16)(16′)내에 동시에 공급되는 것으로 이때 케이스(16′)내의 플러그(14′)는 냉매의 압력과 스프링(13′)에 의해 냉방용 쇼트 튜브(11′)의 토출구(12A′)를 견고히 폐쇄시키는 상태가 되며, 냉매 유입구(12)로 유입된 냉매는 난방용 쇼트 튜브(11)를 통하여 토출부(12A)쪽으로 유출되며 이때 냉매는 스프링(13)의 탄발력을 능가하는 압력으로 공급되게 되어 토출구(12A)를 막고 있는 플러그(14)를 밀어 토출부(12A)를 개방시킨다.

이때 스프링(13)의 탄발력은 약 2kg/㎠ 이하로서 냉매의 팽창후 압력보다 낮으므로 충분히 뒤로 밀려 팽창된 냉매가 배출되는데 충분한 유로를 형성하게 된다.

냉매는 토출구(12A)를 빠져나옴과 동시에 팽창되며 저압 상태로 바뀌어진다.

그 이유는 스프링(13)에 탄지된 플러그(14) 표면과의 마찰력 및 토출구(12A)의 좁은 출구에 의해 압력이 분산되면서 기압이 낮은 케이스(16) 내부로 토출되기 때문이다.

팽창된 저압상태로 바뀐 냉매는 연결관(15)을 통해 실외측 열교환기(5)로 배출되는 것이다.

이때 냉방용 쇼트 튜브(11′)의 냉매유입구(12′) 쪽은 저압상태이고 플러그(14′)와 스프링(13′) 쪽은 고압상태이므로 냉방용 쇼트 튜브(11′)의 토출구(12A′)는 전후의 압력차에 의하여 스프링(13′)과 플러그(14′)에 의해 완전히 막힌 상태로 있게 된다.

이상과 같은 모든 동작은 냉방시와 같이 실외측 열교환기(5)에서 실선과 같이 난방시와는 반대방향의 냉방용 쇼트 튜브(11′) 쪽으로 냉매가 공급될 때에는 각 구성부품의 동작이 전술한 상태와 상반되게 이루어지는 것으로 별도의 설명이 없더라도 쉽게 추측이 가능한 것으로서 반복하지 않기로 한다.

또한 본 고안은 냉난방 에어컨디셔너 뿐 아니라 다단 팽창 냉동사이클을 이용하는 냉동/공조기류에도 적용할 수 있는 것이며, 냉매사이클의 절환/제어가 필요한 모든 냉동사이클 부속품으로 광범위하게 적용시킬 수 있다.

이상과 같이 본 고안은 다수의 별도 체크밸브를 사용치 않고서도 공급되는 압력차이를 이용한 구조를 냉매팽창기구에 일체화시킴으로써 고가의 체크밸브의 사용을 배제시킬 수 있어 제조원가가 절감되며 조립작업이 단순하므로 작업능률이 향상됨과 아울러 쇼트 튜브와 케이스부가 용접식이 아닌 나착식이어서 유지보수가 간편한 잇점이 있는것이다.

Claims (2)

1. 사방변(3)과 어큐뮬레이터(2)에 동시에 연결되며 사방변(3)에 압축냉매를 공급하기 위한 압축기(1)와 ; 상기 압축기(1)와 사방변(3)의 일측방향에 연결되며 사방변(3)을 통과한 냉매를 압축기(1)로 보내기전 일시적으로 저장하기 위한 어큐뮬레이터(2)와 ; 상기 압축기(1) 및 어큐뮬레이터(2), 실내측 열교환기(4), 실외측 열교환기(5)가 접속되며 냉매의 흐름방향을 임의로 선택 연결시켜 주기 위한 사방변(3)과 ; 상기 사방변(3)과 냉난방 겸용 냉매팽창기구(10) 사이에 설치되며 사방변(3)을 통과한 냉매의 열교환을 행하여 주기 위한 실내 및 실외측 열교환기(4)(5)를 구비하는 공지 구조에 있어서 ; 상기 실내외측 열교환기(4)(5) 사이에 설치되며 냉매를 팽창시켜줌과 동시에 냉매의 공급방향에 따른 고압의 냉매유압측과 상대적 저압의 냉매유출측의 압력차에 의한 냉매가 역류됨 없이 일방향 순환되도록 하기 위한 냉난방 겸용 냉매팽창기구(10)를 각각 구비하여서 된 것을 특징으로 하는 냉난방 겸용의 에어컨디셔너에 있어 역지 기능을 갖는 냉매팽창기구.
2. 제1항에 있어서, 상기 냉난방 겸용 냉매팽창기구(10)는 실내측 열교환기(4)로부터 공급되어온 냉매를 팽창시키기 위한 냉매 유입구(12)를 갖는 난방용 쇼트 튜브(11)와 ; 실외측 열교환기(5)로부터 공급되어온 냉매를 팽창시키기 위한 냉매 유입구(12′)를 갖는 냉방용 쇼트 튜브(11′)와 ; 상기 쇼트 튜브(11)(11′)의 토출구(12A)(12A′)를 개폐할 수 있도록 케이스(16)(16′)내에 스프링(13)(13′)로 탄지된 플러그(14)(14′)와 ; 상기 난방용 쇼트 튜브의 토출구(12A)는 냉방용 쇼트 튜브의 냉매 유입구(12′)와 냉방용 쇼트 튜브의 토출구(12′)는 난방용 쇼트 튜브의 냉매유입구(12)와 각각 연통시킬 수 있도록 연결관(15)(15′)을 각각 구비하여서 된 것을 특징으로 하는 냉난방 겸용의 에어컨디셔너에 있어 역지 기능을 갖는 냉매팽창기구.