WO2017065367A1 - 공기조화장치, 이에 사용되는 이젝터, 및 공기조화장치의 제어방법 - Google Patents

공기조화장치, 이에 사용되는 이젝터, 및 공기조화장치의 제어방법 Download PDF

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ejectors
inlet
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정희문
길성호
김보흠
김석욱
김선수
홍용택
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삼성전자 주식회사
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Definitions

  • the present invention relates to an air conditioner, and more particularly, to an air conditioner using a plurality of ejectors, an ejector used therein, and a control method of the air conditioner.
  • a refrigerant passes through a compressor, a condenser, an expansion valve, and an evaporator in sequence, and a phase of the refrigerant changes to absorb ambient heat to cool the surroundings.
  • the prior art uses two ejectors to cope with load fluctuations in the refrigerating device.
  • the refrigerant flows simultaneously through the two ejectors.
  • the needle is installed only in one of the two ejectors so that the opening degree can be controlled, and the other ejector has a fixed opening degree that cannot control the opening degree.
  • Such a prior art has a problem that it is difficult to maximize the boosting effect when supplying the refrigerant to the two ejectors because the flow rate of the refrigerant is increased by simultaneously flowing the refrigerant to the two ejectors. This is because the two ejectors do not have a shape optimized for each refrigerant flow rate.
  • the refrigeration apparatus having two ejectors according to the prior art has a problem in that the boosting effect cannot be maximized in the range of all refrigerant flow rates when the refrigerant flow rate varies in various ranges according to load variation.
  • the present invention has been made in view of the above problems, and in the case where the refrigerant flow rate fluctuates in a plurality of ranges due to load variation, an air conditioner capable of maximizing the boosting effect of the ejector in all the refrigerant flow rate ranges, and It is related to the ejector used.
  • an air conditioner includes a plurality of ejectors including a refrigerant circuit including a compressor, a condenser, and an evaporator, connected in parallel to the refrigerant circuit, and having different maximum refrigerant flow rates; And a controller configured to control the refrigerant to flow into one of the ejectors according to the operating condition of the air conditioner, and to prevent the refrigerant from flowing into the other ejectors.
  • Each of the plurality of ejectors may include an ejector body; A nozzle installed inside the ejector body; And an opening degree adjusting device installed at the nozzle and formed to adjust the opening degree of the nozzle.
  • the opening adjustment device may include a needle inserted into the nozzle to adjust the opening degree of the nozzle, and the plurality of needles installed in the plurality of ejectors may be operated by one driving unit.
  • the opening adjustment device further comprises a needle guide member, the needle guide member, the base plate is installed on the rear end of the nozzle; And a protrusion formed to protrude from the base plate, and a through hole into which the needle is inserted may be formed at the center of the base plate and the protrusion.
  • the ejector body includes a main inlet
  • the nozzle includes a sub inlet
  • a sub valve installed between the evaporator and the sub inlet and allowing or blocking a refrigerant to be introduced into the sub inlet.
  • the main valve may include a three-way valve, a four-way valve.
  • the sub-valve may include a two-way, a three-way valve, a four-way valve.
  • the nozzle includes a refrigerant passage penetrating in the longitudinal direction, the refrigerant passage, the cylindrical nozzle inlet; A truncated conical portion converging in the refrigerant moving direction at the nozzle inlet; A nozzle neck connected to the reduction part and having a minimum inner diameter; And a truncated cone diffuser portion spreading from the nozzle neck.
  • the reduction angle of the reduction portion is preferably larger than the diffusion angle of the nozzle diffuser portion.
  • the diffusion angle of the nozzle diffuser may be 0.5 degrees to 2 degrees.
  • the inside diameter of the nozzle inlet may be larger than the inside diameter of the outlet end of the nozzle diffuser.
  • the length of the nozzle diffuser may be formed to 10 to 50 times the inner diameter of the nozzle neck.
  • the ejector used in the air conditioner the ejector body; A nozzle installed inside the ejector body; And an opening degree adjusting device installed at the nozzle and configured to adjust the opening degree of the nozzle, wherein the opening adjustment device includes a needle inserted into the nozzle to adjust the opening degree of the nozzle; And a needle guide member supporting the needle, wherein the needle guide member comprises: a base plate installed at a rear end of the nozzle; And a protrusion formed to protrude from the base plate, and a through hole into which the needle is inserted may be formed at the center of the base plate and the protrusion.
  • the needle may be provided with a stopper that interferes with the base plate.
  • the ejector used in the air conditioner the ejector body; And a nozzle installed inside the ejector body, wherein the nozzle includes a refrigerant passage penetrating in a longitudinal direction, and the refrigerant passage includes a cylindrical nozzle inlet; A truncated conical portion converging in the refrigerant moving direction at the nozzle inlet; A nozzle neck connected to the reduction part and having a minimum inner diameter; And a truncated cone diffuser portion diffused from the nozzle neck, wherein the reduction angle of the reduction portion is larger than the diffusion angle of the nozzle diffuser portion.
  • a control method of an air conditioner having a plurality of ejectors includes: determining which operation mode is selected from a plurality of operation modes of the air conditioner; And allowing the refrigerant to flow through one ejector corresponding to the selected operation mode among the plurality of ejectors according to the selected operation mode, and controlling the refrigerant not to flow through the remaining ejectors.
  • the control method of the air conditioner may further include controlling a flow rate of the refrigerant passing through the selected ejector by adjusting the opening degree control device of the selected ejector.
  • each of the plurality of ejectors Valves installed at each of the main inlet and the sub inlet can be turned on or off.
  • FIG. 1 is a refrigerant circuit diagram of an air conditioner according to an embodiment of the present invention using two ejectors;
  • FIG. 2 is a functional block diagram of the air conditioner of FIG. 1;
  • FIG. 3 is a conceptual diagram illustrating an ejector used in the air conditioner of FIG. 1;
  • FIG. 4 is a refrigerant circuit diagram showing a modification of the air conditioner of FIG. 1;
  • FIG. 5 is a functional block diagram of the air conditioner of FIG. 4;
  • FIG. 6 is a refrigerant circuit diagram of an air conditioner according to an embodiment of the present invention using three ejectors;
  • FIG. 7 is a functional block diagram of the air conditioner of FIG. 6;
  • FIG. 8 is a conceptual diagram illustrating an ejector used in the air conditioner of FIG. 7;
  • FIG. 9 is a refrigerant circuit diagram of an air conditioner according to another embodiment of the present invention using two ejectors;
  • FIG. 10 is a cross-sectional view showing an ejector used in the air conditioner according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 11 is a view for explaining the shape of the front end portion of the inlet portion connected to the mixing portion of the ejector body of FIG.
  • FIG. 12 is a graph showing the results of a boost ratio increase test result for the shape of the tip of the inlet of the ejector body in the ejector according to the embodiment of the present invention.
  • FIG. 13 is a sectional view of a nozzle of the ejector of FIG. 10; FIG.
  • FIG. 14 is a cross-sectional view showing a needle guide member installed in the nozzle of the ejector of FIG. 10;
  • 15 is a graph showing a boosting effect compared to a conventional ejector when the ejector according to an embodiment of the present invention has an optimal shape
  • FIG. 16 is a graph illustrating test results of pressure-increasing characteristics for each inner diameter of a nozzle neck according to a change in load conditions in an air conditioner according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 17 is a flowchart illustrating a control method of an air conditioner according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 1 is a refrigerant circuit diagram of an air conditioner according to an embodiment of the present invention using two ejectors.
  • FIG. 2 is a functional block diagram of the air conditioner of FIG. 1.
  • 3 is a conceptual diagram illustrating an ejector used in the air conditioner of FIG. 1.
  • the refrigerant circuit of the air conditioner 100 includes a compressor 110, a condenser 120, two ejectors 1 and 2, a gas-liquid separator 130, and an evaporator. 140.
  • the compressor 110 sucks the refrigerant and pressurizes the refrigerant to a high pressure refrigerant to discharge the refrigerant.
  • a scroll compressor, a vane compressor, or the like may be used as the compressor 110.
  • the discharge port of the compressor 110 is connected to the refrigerant inlet of the condenser 120 through the pipe 111.
  • the condenser 120 cools the high pressure refrigerant discharged from the compressor 110 by the cooling fan 129.
  • the outlet of the condenser 120 is connected to each of the main inlets 11, 12 of the two ejectors (1, 2) through the discharge pipe 121.
  • the two ejectors 1, 2 are connected in parallel.
  • the two ejectors 1 and 2 are formed such that when the refrigerant flows through one ejector, the refrigerant does not flow through the other ejectors.
  • the ejector through which the refrigerant flows among the two ejectors 1 and 2 is determined according to the operating conditions of the air conditioner 100.
  • the two ejectors 1 and 2 are referred to as the first ejector 1 and the second ejector 2, respectively.
  • the first ejector 1 and the second ejector 2 are each optimized for different refrigerant flow rate ranges. Therefore, the maximum ejector flow rate of the first ejector 1 and the second ejector 2 is formed differently.
  • the air conditioner 100 when configured to operate in one of a minimum mode, an intermediate mode, and a maximum mode according to a cooling load, the ejector may be connected to the ejector in each mode. Flowing refrigerant flow rate changes.
  • the flow rate of the refrigerant flowing to the ejector When the cooling load increases, the flow rate of the refrigerant flowing to the ejector also increases. Therefore, the flow rate of the refrigerant flowing through the ejector is minimum in the minimum mode, the flow rate of the refrigerant flowing through the ejector is intermediate in the intermediate mode, and the flow rate of the refrigerant flowing through the ejector is maximum in the maximum mode.
  • the first ejector 1 may be formed to have an optimal shape for the minimum refrigerant flow rate and the intermediate refrigerant flow rate
  • the second ejector 2 may be formed to have an optimum shape for the maximum refrigerant flow rate. The optimum shape of the ejector according to the refrigerant flow rate will be described later.
  • Both the first ejector 1 and the second ejector 2 are provided with opening adjustment devices 50 and 50 '. Therefore, when the opening control device 50 of the first ejector 1 is controlled, the refrigerant flow rate passing through the first ejector 1 can be controlled within the range of the minimum refrigerant flow rate and the intermediate refrigerant flow rate. In addition, when the opening degree adjusting device 50 'of the second ejector 2 is controlled, the refrigerant flow rate passing through the second ejector 2 can be controlled within the range of the maximum refrigerant flow rate. As shown in FIG. 3, the opening control device 50 of the first ejector 1 and the opening control device 50 ′ of the second ejector 2 may be driven by one driving unit 60.
  • the opening control device 50 of the first ejector 1 and the opening control device 50 'of the second ejector 2 may be configured to operate as separate driving units. That is, the opening control device 50 of the first ejector 1 and the opening control device 50 'of the second ejector 2 may be configured to be operated by two driving units.
  • a main valve may be installed between the condenser 120 and the first and second ejectors 1 and 2 to select the ejector to which the refrigerant is supplied.
  • a three-way valve 123 is provided as a main valve. Specifically, the three-way valve 123 is connected to the discharge pipe 121 of the condenser 120, the main inlet 11 of the first ejector 1 and the main inlet 11 ′ of the second ejector 2. Are respectively connected to the three-way valve 123 through a pipe.
  • the three-way valve 123 is electrically connected to the control unit 101 of the air conditioner 100.
  • the control unit 101 is configured to control the main valve, the sub-valve, the driving unit 60 of the opening control device, the compressor 110, the condenser fan 129, and the evaporator fan 149 of the air conditioner 100. Different operating conditions are stored depending on the cooling load.
  • the controller 101 controls the main valve and the sub-valve according to the operating condition so that the refrigerant flows only to the ejector corresponding to the operating condition among the plurality of ejectors.
  • the controller 101 controls the three-way valve 123 that is the main valve according to the operation mode of the air conditioner 100, the refrigerant from the condenser 120 is transferred to the first ejector 1 and the second ejector ( It can be selectively introduced into one of the ejectors.
  • Gas-liquid separator 130 includes a liquid outlet 133 and a gas outlet 132.
  • the gas outlet 132 of the gas-liquid separator 130 is connected to the refrigerant inlet of the compressor 110, and the liquid outlet 133 is connected to the inlet of the evaporator 140 through the pipe 136.
  • the outlet of the evaporator 140 is connected to the sub inlets 21, 21 ′ of the two ejectors 1, 2 through the pipe 141. Between the evaporator 140 and the two ejectors (1,2) there is a sub-valve that can selectively introduce the refrigerant from the evaporator 140 into one of the ejector of the first ejector 1 and the second ejector (2) Is installed.
  • a first valve 144 is installed between the first ejector 1 and the evaporator 140
  • a second valve 145 is installed between the second ejector 2 and the evaporator 140.
  • the first valve 144 when the first valve 144 is turned on, the refrigerant from the evaporator 140 is introduced into the sub inlet 21 of the first ejector 1, and the second valve 145 is turned off. In the off state, the refrigerant from the evaporator 140 is not drawn into the sub inlet 21 ′ of the second ejector 2.
  • the refrigerant from the evaporator 140 is discharged using the two-way valves 144 and 145 as the sub-valve. 2) is selectively configured to be drawn into one of the ejectors, but in another embodiment, a three-way valve may be used as the sub-valve.
  • FIG. 4 is a refrigerant circuit diagram illustrating a modification of the air conditioner of FIG. 1, and illustrates a case where a three-way valve is used as a sub valve between the first and second ejectors and the evaporator.
  • a three-way valve 146 is installed between the evaporator 140 and the first and second ejectors 1 and 2. Specifically, a three-way valve 146 is connected to the discharge pipe 141 of the evaporator 140, and the sub inlet 21 of the first ejector 1 and the sub inlet 21 ′ of the second ejector 2 are provided. Are connected to the three-way valve 146 through branch pipes 141-1 and 141-2, respectively.
  • the three-way valve 123 connecting the condenser 120 and the main inlets 11 and 11 'of the two ejectors 1 and 2 is referred to as a first three-way valve
  • the three-way valve 146 connecting the sub inlets 21 and 21 'of the two ejectors 1 and 2 may be referred to as a second three-way valve.
  • the first three-way valve 123 and the second three-way valve 146 are electrically connected to the control unit 101 of the air conditioner 100. Therefore, when the controller 101 controls the second three-way valve 146 according to the operation mode of the air conditioner 100, the refrigerant from the evaporator 140 may be supplied to the first ejector 1 and the second ejector 2. It can be selectively introduced into the sub inlet (21, 21 ') of one ejector.
  • the refrigerant lines 111 and 121 connecting the main inlets 11 and 11 'of the two ejectors 1 and 2 through the compressor 110 and the condenser 120 are Form the main loop of the refrigeration cycle.
  • the refrigerant lines 136 and 141 connecting the sub inlets 21 and 21 'of the ejectors 1 and 2 through the evaporator 140 at the liquid outlet 133 of the gas-liquid separator 130 are connected to the auxiliary loop of the refrigeration cycle.
  • the air conditioner 100 according to an embodiment of the present invention may be configured to be adjusted in three stages according to the outside air temperature. That is, the air conditioner 100 according to an embodiment of the present invention is one of the minimum mode operating at the minimum cooling load, the intermediate mode operating at the intermediate cooling load, and the maximum mode operating at the maximum cooling load according to the outside temperature. Can be operated in the mode of.
  • the minimum cooling load may be about 3KW
  • the intermediate cooling load may be about 7KW. Therefore, it is necessary to evenly maximize the boosting effect of the ejector in the variation of the cooling load in the range of 3KW to 10KW.
  • the flow rate of the refrigerant flowing to the ejector increases as the cooling load increases. Therefore, when one ejector having a nozzle capable of adjusting the opening degree is used as in the prior art, it is not easy to obtain an even boosting effect over the entire range of the cooling load only by adjusting the opening degree of the nozzle.
  • the present invention uses at least two ejectors 1, 2 depending on the cooling load.
  • Both ejectors 1 and 2 include opening control devices 50 and 50 'which can adjust the opening degree.
  • the first ejector 1 is formed to have an optimal boosting effect in the case of the minimum cooling load and the intermediate cooling load
  • the second ejector 2 is formed to have an optimum boosting effect in the case of the maximum cooling load.
  • the first ejector 1 is formed to have an optimum boosting effect only at the minimum cooling load
  • the second ejector 2 is formed to have an optimum boosting effect at the intermediate cooling load and the maximum cooling load. Can be.
  • the first ejector 1 when the maximum cooling load of the air conditioner 100 is 10 KW, for example, the first ejector 1 is formed to have an optimum boosting effect when the cooling load is in the range of 3 to 7 KW.
  • the second ejector 2 is formed to have an optimal boosting effect when the cooling load is in the range of 7 to 10 KW.
  • the high pressure refrigerant compressed by the compressor 110 is introduced into the condenser 120.
  • the high pressure refrigerant introduced into the condenser 120 condenses while radiating heat with outdoor air.
  • the high pressure refrigerant flowing out of the condenser 120 is introduced into the main inlet 11 of the first ejector 1 or the main inlet 11 ′ of the second ejector 2 through the three-way valve 123.
  • the controller 101 controls the three-way valve 123 so that the refrigerant from the condenser 120 is discharged from the main inlet of the first ejector 1. To be drawn in (11).
  • the controller 101 turns on the first valve 144 to connect the evaporator 140 and the sub inlet 21 of the first ejector 1 so that the refrigerant flowing out of the evaporator 140 receives the first ejector ( To be introduced into 1).
  • the second valve 145 connecting the evaporator 140 and the sub inlet 21 ′ of the second ejector 2 is turned off, and the refrigerant flowing out of the evaporator 140 is introduced into the second ejector 2. It doesn't work.
  • the high-pressure refrigerant introduced into the main inlet 11 of the first ejector 1 from the condenser 120 through the three-way valve 123 is decompressed and accelerated.
  • the low pressure refrigerant flowing out of the evaporator 140 by the negative pressure generated by the acceleration of the high pressure refrigerant is sucked into the ejector body 10 of the first ejector 1 through the sub inlet 21 of the first ejector 1. .
  • the accelerated high pressure refrigerant and the suctioned low pressure refrigerant are combined in the mixing section 15 of the ejector body 10 and mixed while passing through the mixing section 15.
  • the mixed refrigerant is decelerated in the diffuser unit 16 of the ejector body 10 to be boosted and then discharged.
  • the refrigerant discharged from the first ejector 1 is introduced into the gas-liquid separator 130 through the refrigerant inlet 131.
  • the refrigerant introduced into the gas-liquid separator 130 is separated into a gas refrigerant and a liquid refrigerant.
  • the liquid refrigerant separated from the gas-liquid separator 130 is reduced in pressure while passing through the auxiliary expansion valve 150 and flows into the evaporator 140.
  • the liquid refrigerant introduced into the evaporator 140 evaporates by sucking heat from indoor air.
  • the refrigerant flowing out of the evaporator 140 is sucked into the ejector body 10 through the sub inlet 21 of the first ejector 1 as described above.
  • the gas refrigerant separated from the gas-liquid separator 130 is introduced into the compressor 110 is compressed to a predetermined pressure.
  • the high pressure refrigerant compressed by the compressor 110 is introduced into the main inlet 11 of the first ejector 1 through the condenser 120 as described above.
  • the air conditioner 100 repeats such a refrigerant circulation to cool the surrounding air.
  • the controller 101 controls the three-way valve 123 to connect the main inlet 11 ′ of the condenser 120 and the second ejector 2.
  • the controller 101 turns on the second valve 145 and turns off the first valve 144 so that the refrigerant from the evaporator 140 passes through the second valve 145 to the sub inlet of the second ejector 2. Inhalation at 21 '.
  • the evaporator 140 and the sub inlet 21 of the first ejector 1 are blocked, and the refrigerant flowing out of the evaporator 140 is not sucked into the first ejector 1.
  • the high pressure refrigerant introduced into the main inlet 11 ′ of the second ejector 2 through the three-way valve 123 is decompressed and accelerated.
  • the low pressure refrigerant flowing out of the evaporator 140 due to the negative pressure generated by the acceleration of the high pressure refrigerant flows through the sub inlet 21 'of the second ejector 2 to the ejector body 10' of the second ejector 2. Is inhaled.
  • the high pressure refrigerant and the low pressure refrigerant introduced into the second ejector 2 are mixed while passing through the mixing part 15 'of the second ejector 2, and the mixed refrigerant is decelerated to be boosted and then discharged to 17'. Is discharged through).
  • the refrigerant discharged from the second ejector 2 is introduced into the gas-liquid separator 130 through the refrigerant inlet 131.
  • the refrigerant introduced into the gas-liquid separator 130 is separated into a gas refrigerant and a liquid refrigerant.
  • the liquid refrigerant separated from the gas-liquid separator 130 is reduced in pressure while passing through the auxiliary expansion valve 150 and flows into the evaporator 140.
  • the liquid refrigerant introduced into the evaporator 140 evaporates by sucking heat from indoor air.
  • the refrigerant flowing out of the evaporator 140 is sucked into the ejector body 10 'through the sub inlet 21' of the second ejector 2 as described above.
  • the gas refrigerant separated from the gas-liquid separator 130 is introduced into the compressor 110 is compressed to a predetermined pressure.
  • the high pressure refrigerant compressed by the compressor 110 flows back into the second ejector 2 through the condenser 120 and the three-way valve 123 as described above.
  • the air conditioner 100 repeats such a refrigerant circulation to cool the surrounding air.
  • the air conditioner 100 has a refrigerant flowing through one ejector optimally designed for the cooling load among the two ejectors 1 and 2 according to the operation mode, so that the pressure is increased in all the operation modes. The effect can be maximized.
  • FIG. 6 is a refrigerant circuit diagram of an air conditioner according to an embodiment of the present invention using three ejectors.
  • FIG. 7 is a functional block diagram of the air conditioner of FIG. 6, and
  • FIG. 8 is a conceptual diagram illustrating an ejector used in the air conditioner of FIG. 6.
  • the refrigerant circuit of the air conditioner 100 ′ includes a compressor 110, a condenser 120, three ejectors 1, 2, 3, a gas-liquid separator 130, and an evaporator 140. .
  • the outlet of the condenser 120 is connected to each of the main inlets 11, 11 ', 11 "of the three ejectors 1, 2, 3 through the pipe 121.
  • Three ejectors 1, 2, 3 ), I.e., the first ejector 1, the second ejector 2, and the third ejector 3. are connected in parallel.
  • the remaining ejectors are formed such that the refrigerant does not flow in.
  • the ejector through which the refrigerant flows among the three ejectors 1, 2, and 3 is determined according to the operating conditions of the air conditioner 100 '.
  • the first ejector 1, the second ejector 2, and the third ejector 3 are each optimized for different refrigerant flow rate ranges. Accordingly, the maximum ejector flow rates of the first ejector 1, the second ejector 2, and the third ejector 3 are respectively different.
  • the air conditioner 100 ′ according to an embodiment of the present invention is configured to operate in three operation modes of a minimum mode, an intermediate mode, and a maximum mode
  • the first ejector 1 may be a minimum.
  • the second ejector 2 is formed in an optimal shape for the minimum refrigerant flow rate range corresponding to the mode, the second ejector 2 is formed in an optimal shape for the intermediate refrigerant flow rate range corresponding to the intermediate mode, and the third ejector 3 is in the maximum mode. It may be formed in a shape that is optimal for the corresponding maximum refrigerant flow rate range.
  • the first ejector 1, the second ejector 2, and the third ejector 3 each have an opening control device 50, 50 ', 50 ". Therefore, the opening control device of the first ejector 1 is provided.
  • the 50 By controlling the 50, it is possible to control the flow rate of the refrigerant passing through the first ejector 1.
  • the opening degree control device 50 'of the second ejector 2 Within the range of the minimum refrigerant flow rate, by controlling the opening degree control device 50 'of the second ejector 2, It is possible to control the flow rate of the refrigerant passing through the second ejector 2 within the range of the refrigerant flow rate.
  • the opening degree adjusting device 50 "of the third ejector 3 is controlled, it is within the range of the maximum refrigerant flow rate.
  • the flow rate of the refrigerant passing through the third ejector 3 may be controlled.
  • the opening control device 50 of the first ejector 1, the opening control device 50 ′ of the second ejector 2, and the opening control device 50 of the third ejector 3 are shown. ") May be driven by one drive unit 60.
  • the opening degree adjusting device 50 of the first ejector 1 and the opening degree adjusting device 50 'of the second ejector 2 are not implemented.
  • the opening control device 50 "of the third ejector 3 can be configured to be operated by a separate drive unit.
  • the opening degree adjusting device 50 of the first ejector 1, the opening degree adjusting device 50 'of the second ejector 2, and the opening degree adjusting device 50 "of the third ejector 3 are driven by three driving units. Can be configured to operate individually.
  • a four-way valve is selected between the condenser 120 and the first to third ejectors 1, 2 and 3 as a main valve for selecting one of the three ejectors 1, 2 and 3 to introduce refrigerant. (four-way valve) is installed. Specifically, the four-way valve 124 is connected to the discharge pipe 121 of the condenser 120, the main inlet 11 of the first ejector 1, the main inlet 11 ′ of the second ejector 2. , And the main inlet 11 "of the third ejector 3 are connected to the saway valve 124 through pipes, respectively.
  • the saway valve 124 is electrically connected to the control unit 101 of the air conditioner 100 ′. Therefore, when the controller 101 controls the saway valve 124 according to the operation mode of the air conditioner 100 ′, the refrigerant from the condenser 120 is discharged from the first ejector 1 and the second ejector 2. , And may be selectively introduced into one of the third ejectors 3.
  • the outlet of the evaporator 140 is connected to the sub inlets 21, 21 ′, 21 ′′ of the three ejectors 1, 2, 3 through a pipe 141.
  • the first ejector 1 and the evaporator The first valve 144 is installed between the 140, the second valve 145 is installed between the second ejector 2 and the evaporator 140, and between the third ejector 3 and the evaporator 140. And a third valve 147.
  • the refrigerant from the evaporator 140 when the first valve 144 is turned on, the refrigerant from the evaporator 140 is introduced into the sub inlet 21 of the first ejector 1, The second valve 145 and the third valve 147 are turned off, and the refrigerant from the evaporator 140 is introduced into the sub inlets 21 ′ and 21 ′′ of the second ejector 2 and the third ejector 3. It doesn't work.
  • the second valve 145 is turned on, the refrigerant from the evaporator 140 is introduced into the sub inlet 21 'of the second ejector 2, and the first valve 144 and the third valve 147 are turned off.
  • the refrigerant from the evaporator 140 is not introduced into the sub inlets 21 and 21 "of the first ejector 1 and the third ejector 3.
  • the third valve 147 when the third valve 147 is turned on, the evaporator is turned on.
  • the refrigerant from 140 is introduced into the sub inlet 21 "of the third ejector 3, and the first valve 144 and the second valve 145 are turned off, and the refrigerant from the evaporator 140 is removed. It does not enter into the sub inlet 21, 21 'of the 1 ejector 1 and the 2nd ejector 2. As shown in FIG.
  • the refrigerant from the evaporator 140 is transferred to the first ejector 1 and the second ejector using three two-way valves 144, 145, and 147 as sub valves. 2), but is configured to be selectively introduced into one of the third ejector (3), although not shown in another way, using a four-way valve as a sub-valve (4) and the evaporator 140 and It is also possible to connect the sub inlets 21, 21 ′, 21 ′′ of the three ejectors 1, 2, 3.
  • the outlets 17, 17 ′, 17 ′′ of the first to third ejectors 1, 2, 3 are connected to the refrigerant inlet 131 of the gas-liquid separator 130 through a pipe 134.
  • the control unit 101 of the air conditioner 100 ′ having the above-described configuration may control the main inlets 11, 11 ′, 11 of the condenser 120 and the three ejectors 1, 2, 3 according to the selected operation mode. Saway valve 124 connecting " " and first to third valves 144,145,147 connecting evaporator 140 and sub inlets 21, 21 ', 21 " of the three ejectors 1, 2, 3 " ), So that the refrigerant flows through only one ejector (1, 2, 3) suitable for the operation mode among the three ejectors (1, 2, 3). Since the control unit 101 controls the air conditioner 100 'is similar to the above-described embodiment, a detailed description thereof will be omitted.
  • the air conditioner 100 ′ allows the refrigerant to flow through one ejector optimally designed for the cooling load in the operation mode among the three ejectors 1, 2, 3 according to the operation mode. Therefore, the boosting effect can be maximized in all driving modes.
  • the refrigerant circuit may be configured to include four or more ejectors.
  • FIG. 9 is a refrigerant circuit diagram of an air conditioner according to another embodiment of the present invention using two ejectors.
  • the refrigerant circuit of the air conditioner 200 is a compressor 210, a condenser 220, two ejectors (1, 2), a first evaporator 240, A second evaporator 230 is included.
  • the compressor 210 sucks the refrigerant, pressurizes the refrigerant to a high pressure refrigerant, and discharges the refrigerant.
  • a scroll compressor, a vane compressor, or the like may be used as the compressor 210.
  • the discharge port of the compressor 210 is connected to the refrigerant inlet of the condenser 220 through a pipe 211.
  • the condenser 220 cools the high pressure refrigerant discharged from the compressor 210 with a cooling fan.
  • the outlet of the condenser 220 is connected to the two ejectors (1, 2) and the first evaporator 240 through the branched discharge pipe 221.
  • the first branch pipe 221-1 of the discharge pipe 221 is connected to each main inlet 11, 11 ′ of the two ejectors 1, 2.
  • the two ejectors 1, 2 are connected in parallel.
  • the two ejectors 1 and 2 are formed such that when the refrigerant flows through one ejector, the refrigerant does not flow through the other ejectors.
  • the ejector through which the refrigerant flows among the two ejectors 1 and 2 is determined according to the operating conditions of the air conditioner 200.
  • the two ejectors 1 and 2 are referred to as the first ejector 1 and the second ejector 2, respectively.
  • the first ejector 1 and the second ejector 2 are optimized for different refrigerant flow rate ranges so as to correspond to the operating conditions of the air conditioner 200. Since the first and second ejectors 1 and 2 are the same as or similar to the first and second ejectors 1 and 2 of the air conditioner 100 according to the above-described embodiment, a detailed description thereof will be omitted.
  • a three-way valve is installed between the condenser 220 and the main inlets 11 and 11 'of the first and second ejectors 1 and 2 as a main valve.
  • the three-way valve 223 is connected to the first branch pipe 221-1 of the condenser 220, and the main inlet 11 and the main inlet of the second ejector 2 of the first ejector 1 are connected.
  • 11 ' is respectively connected to the three-way valve 223 through a pipe.
  • the three-way valve 223 is electrically connected to a control unit (not shown) of the air conditioner 200. Therefore, when the controller controls the three-way valve 223 according to the mode of the air conditioner 200, the refrigerant from the condenser 220 is transferred to one of the first ejector 1 and the second ejector 2. Can be selectively pulled in.
  • the outlets 17, 17 ′ of the first and second ejectors 1, 2 are connected to the inlets of the second evaporator 230 through pipes 231. While the liquid refrigerant passes through the second evaporator 230, it exchanges heat with the air supplied by the fan to become a gaseous refrigerant. Air cooled in the second evaporator 230 is discharged to the outside by the fan to cool the surroundings. The gaseous refrigerant from the second evaporator 230 is introduced into the compressor 210.
  • liquid refrigerant from the condenser 220 is connected to the inlet of the first evaporator 240 through the second branch pipe 221-2 of the discharge pipe 221.
  • the liquid refrigerant passes through the first evaporator 240, it exchanges heat with the air supplied by the fan to become a gaseous refrigerant. Air cooled in the first evaporator 240 is discharged to the outside by the fan to cool the surroundings.
  • the outlet of the first evaporator 240 is connected to the sub inlets 21, 21 ′ of the two ejectors 1, 2 through the pipe 241.
  • a first valve 244 is installed between the first ejector 1 and the first evaporator 240
  • a second valve 245 is provided between the second ejector 2 and the first evaporator 240. Is installed.
  • the first valve 244 when the first valve 244 is turned on, the refrigerant from the first evaporator 240 is introduced into the sub inlet 21 of the first ejector 1, and the second valve 245 is turned off. The refrigerant from the first evaporator 240 is not drawn into the sub inlet 21 ′ of the second ejector 2.
  • the second valve 245 when the second valve 245 is turned on, the refrigerant from the first evaporator 240 is introduced into the sub inlet 21 'of the second ejector 2, and the first valve 244 is turned off. The refrigerant from the first evaporator 240 is not drawn into the sub inlet 11 of the first ejector 1.
  • the refrigerant from the first evaporator 240 is selectively selected as one of the first ejector 1 and the second ejector 2 using two two-way valves as sub-valve. Although configured to be pulled in, it may be configured by using a three-way valve as a sub-valve as shown in FIG.
  • FIG. 10 is a cross-sectional view showing an ejector used in an air conditioner according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 11 is a view for explaining a shape of a tip portion of an inlet part connected to the mixing part of the ejector body of FIG. 10.
  • 12 is a graph showing a result of a boost ratio ratio test result for the shape of the leading end of the ejector body in the ejector according to the embodiment of the present invention.
  • FIG. 13 is a cross-sectional view illustrating the nozzle of the ejector of FIG. 10
  • FIG. 14 is a cross-sectional view of the needle guide member installed in the nozzle of the ejector of FIG. 10.
  • the ejector 1 shown in FIG. 10 is used in the air conditioners 100, 100 ', and 200 of the above-described embodiment, and when two ejectors are used, two ejectors 1 may be used. In the case of using three ejectors, three ejectors 1 of FIG. 10 may be used. Although not shown, the ejector 1 of FIG. 10 may also be used in an air conditioner using one ejector.
  • the ejector 1 includes an ejector body 10, a nozzle 20 installed inside the ejector body 10, and an opening degree adjusting device 50 for adjusting the opening degree of the nozzle 20. can do.
  • the ejector body 10 includes an inlet portion 13, a mixing portion 15, and a diffusion portion 16 sequentially in the longitudinal direction.
  • the inlet 13 is connected to the main inlet 11 through which the refrigerant discharged from the condenser 120 is introduced.
  • the main inlet 11 is formed spaced apart from the nozzle 20 on the side of the ejector body 10.
  • the inlet part 13 is formed to allow the refrigerant introduced into the main inlet 11 to pass through before moving to the mixing part 15.
  • the inlet 13 is formed into a cylindrical space, and the inside diameter donb 3 is formed larger than the maximum outer diameter d out of the nozzle 20.
  • the distal end portion 14 of the inlet portion 13 connected to the mixing portion 15 is formed in a truncated cone shape converging in the refrigerant moving direction, and the distal end portion 14 of the inlet portion 13 connects the inlet of the mixing portion 15.
  • the inner surface of the tip portion 14 of the inlet portion 13 may be formed into a continuous curved surface that satisfies the following conditions.
  • the contour of the tip portion 14 may be formed to satisfy the following condition.
  • d m is the inner diameter (mm) of the mixing portion 15 of the ejector body 10
  • donb 3 is the inner diameter (mm) of the inlet portion 13 of the ejector body 10
  • ⁇ is of the ejector body 10 It is the inclination angle of the tip portion 14 of the lead portion 13. 11 shows the case where ⁇ is 30 degrees.
  • FIG. 12 is a graph showing the results of a boost ratio ratio test for the shape of the tip portion of the inlet portion connected to the mixing portion of the ejector body in the ejector according to the embodiment of the present invention.
  • the mixing unit 15 is a place where the refrigerant introduced into the main inlet 11 and the refrigerant introduced into the sub inlet 21 are mixed, and are formed in a cylindrical shape having a predetermined length. Therefore, the refrigerant introduced into the main inlet 11 and the refrigerant introduced into the sub inlet 21 are mixed with each other while passing through the mixing unit 15 to form a mixed refrigerant.
  • the diffuser 16 passes through the mixing section 15 and functions as a boosting section that increases the pressure of the mixed refrigerant by reducing the speed of the mixed refrigerant.
  • the diffuser portion 16 is formed in the shape of a truncated cone having a larger diameter toward the outlet 17. That is, the diffuser portion 16 is formed in a shape that diverges toward the outlet 17.
  • the outlet 17 is connected to a pipe connected to the refrigerant inlet 131 of the gas-liquid separator 130 (see FIG. 1). Therefore, the mixed refrigerant whose speed is reduced and the pressure is increased while passing through the diffuser unit 16 is discharged to the gas-liquid separator 130 through the outlet 17.
  • the nozzle 20 is installed inside the inlet 13 of the ejector body 10 and is connected to the sub inlet 21 to form a refrigerant flow path through which the refrigerant flowing out of the evaporator 140 (see FIG. 1) is sucked in. .
  • the refrigerant passage inside the nozzle 20 includes a nozzle inlet 23, a reduction 24, a nozzle neck 25, and a nozzle diffuser 26.
  • the nozzle inlet 23 is formed in a cylindrical shape having a constant inside diameter d in , and the refrigerant flowing through the sub inlet 21 and flowing out of the evaporator 140 (see FIG. 1) passes through the sub inlet 21. It enters into the nozzle lead-in part 23.
  • the reduction part 24 is provided at the tip of the nozzle lead-in part 23 and is formed in a substantially truncated conical shape converging in the moving direction of the refrigerant.
  • the nozzle neck 25 is a place where the reduction part 24 and the nozzle diffuser part 26 meet and are formed to have a minimum inside diameter d th in the refrigerant flow path formed inside the nozzle 20.
  • the nozzle diffuser 26 is formed in a substantially truncated cone shape that diverges in the moving direction of the refrigerant.
  • the refrigerant introduced into the sub inlet 21 of the nozzle 20 passes through the nozzle inlet 23, the reduction part 24, the nozzle neck 25, and the nozzle diffuser portion 26 in order, thereby ejecting the ejector body ( 10 is introduced into the inlet of the mixing section 15.
  • the efficiency of the nozzle 20 should be maximized.
  • it is necessary to make the nozzle 20 into a specific shape. Maximizing the nozzle efficiency means maximizing the speed of the refrigerant passing through the nozzle 20.
  • the optimum shape conditions of the nozzle 20 used in the ejector 1 according to the embodiment of the present invention are as follows.
  • the pressure drop of the ejector 1 is determined by the inside diameter d th of the nozzle neck 25, the nozzle efficiency is determined by the diffusion angle ⁇ of the nozzle 20, and the diffusion angle ⁇ is about It is in the range of 0.5 degrees to 2 degrees.
  • the length L nd of the nozzle diffuser portion 26 has a size of 10 to 50 times the inner diameter d th of the nozzle neck 25.
  • FIG. 14 is a graph illustrating test results of pressure increase characteristics for each inner diameter of a nozzle neck according to a change in load conditions in an air conditioner according to an exemplary embodiment of the present invention. Referring to FIG. 14, it can be seen that the inside diameter d th of the nozzle neck 25 of the nozzle 20 exhibiting the maximum boosting characteristic under the maximum load condition is deteriorated under the minimum load condition and the intermediate load condition. .
  • the refrigerant diameter d th of the nozzle neck 25 passes through the small ejector 1 at the low load condition of the minimum load condition and the intermediate load condition, and the inside diameter d of the nozzle neck 25 at the high load condition. It can be seen that passing the refrigerant through the ejector 2 having a large th ) is effective to improve the boosting efficiency. Therefore, in the case of using the plurality of ejectors 1 and 2 as in the air conditioner 100 according to the embodiment of the present invention, the inner diameter d th of the nozzle neck 25 is small in the case of low load. It is preferable to configure the refrigerant to pass through the ejector 1, and in the case of high load, the refrigerant passes through the ejector 2 having a large inner diameter d th of the nozzle neck 25.
  • the main factors affecting the boosting of the ejector 1 through the experiment are the diffusion angle ⁇ of the nozzle diffuser portion 26, the length L nd of the nozzle diffuser portion 26, and the diffuser portion of the ejector body 10.
  • Length Ld of 16 inner diameter d th of nozzle neck 25 inner diameter d m of mixing portion 15 of ejector body 10, and length Lm of mixing portion 15 It was found to be.
  • the ejector 1 has an inside diameter d m and a length Lm of the mixing part 15, a length Ld and a diffusion angle ⁇ of the diffuser part 16, and a draw-in.
  • the angle ⁇ of the tip portion 14 of the portion 13 and the position of the nozzle 20 have the following dimensional relationship, the boosting pressure of the ejector 1 can be maximized.
  • d m is the inner diameter of the mixing section 15 of the ejector body 10
  • d tip is the outer diameter of the tip of the nozzle 20
  • Lm is the length of the mixing section 15 of the ejector body 10
  • Ld is the ejector
  • Ln is the distance between the tip of the nozzle 20 and the inlet of the mixing portion 15 of the ejector body 10
  • ⁇ is the inlet of the ejector body 10 (
  • the inclination angle of the tip portion 14 of 13 is ⁇ , the diffusion angle of the diffuser portion 16 of the ejector body 10.
  • the ejector 1 according to an embodiment of the present invention having an optimized shape as described above has a boosting ratio of about 1.32 increase of about 30% compared to the boosting ratio of the ejector according to the prior art It can be seen that it works.
  • FIG. 15 is a graph showing a boosting effect in comparison with an ejector according to the prior art when the ejector according to an embodiment of the present invention has an optimal shape.
  • the ejector according to the present invention may include an opening control device that can adjust the opening degree of the nozzle to adjust the amount of the refrigerant sucked through the nozzle.
  • FIG. 16 shows an example of an apparatus for adjusting the opening degree of a nozzle used in an ejector according to an embodiment of the present invention.
  • the opening adjustment device 50 used in the ejector 1 includes a needle 30, a needle guide member 40, and a driving unit 60. It may include.
  • the needle 30 is installed in the nozzle inlet 23 of the nozzle 20, one end of the needle 30 is located in the nozzle neck 25 and passes through the nozzle neck 25 according to the position of the needle 30.
  • the flow rate of the refrigerant can be adjusted. That is, the needle 30 is installed in the nozzle 20 to adjust the opening degree of the nozzle 20.
  • the needle 30 is provided with a stopper 31 that can limit the insertion depth of the needle (30).
  • the stopper 31 is formed to have a diameter larger than the inner diameter of the through hole 43 of the base plate 41 described later.
  • the needle guide member 40 may include a base plate 41 installed at the rear end of the nozzle 20 and a protrusion 42 formed to protrude toward the nozzle neck 25 from the base plate 41.
  • the base plate 41 serves to fix the needle guide member 40 to the nozzle 20, and supports the needle 30 to slide forward or backward with respect to the nozzle neck 25.
  • the first through hole 43 into which the needle 30 is inserted is formed at the center of the base plate 41.
  • the protrusion 42 is formed to support the needle 30 together with the base plate 41 at two places. Accordingly, a second through hole 44 is formed at the center of the tip of the protrusion 42 to slide and move the needle 30 to support the needle 30.
  • the needle 30 is supported by the first through hole 43 of the base plate 41 and the second through hole 44 of the protrusion 42 so that the needle 30 is supported by the nozzle neck 25.
  • the slide can be moved reliably.
  • a space portion 45 in which the needle 30 does not contact is provided between the first through hole 43 of the base plate 41 and the second through hole 44 of the protruding portion 42.
  • the needle guide member 40 is formed in a cylindrical shape so as not to disturb the flow of the refrigerant flowing into the sub inlet 21, and is formed to have a diameter smaller than the inner diameter of the nozzle inlet 23 of the nozzle 20. .
  • the needle 30 is configured to be slideable by the drive unit 60.
  • the driving unit 60 may be composed of a driving unit and a power transmission unit.
  • the driving unit may use a motor such as a stepping motor, and the power transmission unit is configured to convert the rotational motion of the motor into a linear motion to transmit the linear motion to the needle 30.
  • the power train may be a rack structure or a screw structure.
  • the air conditioner 100 includes two or more ejectors 1 and 2 as in the present invention
  • 30 may be configured to move linearly by each drive unit 60, but in the present embodiment, as shown in FIGS. 1, 3, 4, 6, and 8, two or more needles 30 are connected to one drive unit. It was configured to be able to move straight by (60). Therefore, when the controller 101 controls the driving unit 60, the two or more needles 30 installed in the two or more ejectors 1 and 2 simultaneously move linearly.
  • the driving unit 60 drives the plurality of needles 30. Even so, only the flow rate of the refrigerant flowing to one ejector 1 or 2 may be controlled by the needle 30.
  • the controller of the air conditioner having the plurality of ejectors described above determines which operation mode is selected among the plurality of operation modes. For example, the operating condition of the air conditioner is selected from a plurality of operating modes, that is, a minimum mode operating at the minimum cooling load, an intermediate mode operating at the intermediate cooling load, and a maximum mode operating at the maximum cooling load. Check (S1710).
  • the controller allows the refrigerant to flow through one ejector corresponding to the selected operation mode among the plurality of ejectors according to the selected operation mode (S1720).
  • the controller controls the refrigerant not to flow to the ejector other than the selected ejector.
  • the control unit turns on the valve installed at the main inlet of the selected ejector and the valve installed at the sub inlet so that air from the condenser or the evaporator is drawn into the ejector.
  • the control unit turns off the valves installed at the main inlet and the sub inlet of the remaining ejectors to block the refrigerant from entering the main inlet and the sub inlet of the ejector.
  • the controller controls the flow rate of the refrigerant passing through the selected ejector by adjusting the opening degree control device of the selected ejector (S1730).
  • the opening adjustment device may include a needle, a needle guide member, and a driving unit as described above.
  • the needle is installed at the nozzle inlet of the nozzle, and one end of the needle is positioned in the nozzle neck to adjust the flow rate of the refrigerant passing through the nozzle neck according to the position of the needle.
  • the needle is configured to be slidable by the drive unit. Therefore, the controller may control the flow rate of the refrigerant passing through the ejector by controlling the position of the needle by controlling the driving unit.
  • the ejector according to an embodiment of the present invention in an air conditioner using a plurality of ejectors has been described, but the ejector according to the embodiment of the present invention may be used in an air conditioner using one ejector. Of course it is possible. In this case, the ejector may be formed to be optimized only in one of several operating conditions of the air conditioner.

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Abstract

본 발명은 복수의 이젝터를 갖는 공기조화장치에 관한 것으로서, 공기조화장치는 압축기, 응축기, 증발기를 포함하는 냉매 회로를 구비하며, 상기 냉매 회로에 병렬로 연결되며, 각각 최대 냉매 유량이 다르게 형성된 복수의 이젝터; 및 상기 공기조화장치의 운전조건에 따라 상기 복수의 이젝터 중 한 개의 이젝터로 냉매가 흐르도록 하고, 나머지 이젝터로는 냉매가 흐르지 않도록 제어하는 제어부;를 포함한다.

Description

공기조화장치, 이에 사용되는 이젝터, 및 공기조화장치의 제어방법
본 발명은 공기조화장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 복수의 이젝터를 사용하는 공기조화장치, 이에 사용되는 이젝터, 및 공기조화장치의 제어방법에 관한 것이다.
일반적으로 공기조화장치는 냉매가 압축기, 응축기, 팽창밸브, 증발기를 순차적으로 통과하며 냉매의 상이 변화하여 주변의 열을 흡수하여 주변을 냉각하게 된다.
종래의 팽창밸브는 감압과정에서 운동에너지를 잃어버리기 때문에 팽창 손실이 발생한다. 그러나 이젝터는 종래의 팽창밸브에서 발생하는 팽창 손실을 운동에너지로 변환하여 압력 상승에 이용함으로써 압축일을 감소시키므로 공기조화장치의 에너지 효율을 향상시킬 수 있다.
2개의 이젝터를 사용하는 공기조화장치의 일 예가 일본 공개 특허 2010-151424(발명의 명칭; 냉동장치, 출원일; 2008.12.26.)에 개시되어 있다.
종래 기술은 냉동장치의 부하 변동에 대응하기 위해 2개의 이젝터를 사용하고 있으나, 많은 냉매 유량이 필요한 경우에는 2개의 이젝터에 동시에 냉매가 흐르도록 구성되어 있다. 또한, 냉매 유량 조절을 위해 2개의 이젝터 중 한 개의 이젝터에만 니들을 설치하여 개도를 제어할 수 있도록 구성하고, 나머지 한 개의 이젝터는 개도를 제어할 수 없는 고정 개도를 갖는 구조이다.
이와 같은 종래 기술은 2개의 이젝터에 동시에 냉매를 흘려 냉매 유량을 증가시키기 때문에, 2개의 이젝터로 냉매를 공급할 때 승압 효과를 극대화하는 것이 곤란하다는 문제점이 있다. 이는 2개의 이젝터가 각 냉매 유량에 최적화된 형상을 갖고 있지 않기 때문이다.
따라서, 종래 기술에 의한 2개의 이젝터를 갖는 냉동장치는 부하 변동에 따라 냉매 유량이 여러 범위에서 변하는 경우에, 모든 냉매 유량의 범위에서 승압 효과를 극대화할 수 없다는 문제점이 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 감안하여 창안한 것으로서, 부하 변동에 따라 냉매 유량이 복수의 범위에서 변동하는 경우에, 모든 냉매 유량 범위에서 이젝터의 승압 효과를 최대로 할 수 있는 공기조화장치 및 이에 사용되는 이젝터에 관련된다.
본 발명의 일 측면에 따르는 공기조화장치는, 압축기, 응축기, 증발기를 포함하는 냉매 회로를 구비하며, 상기 냉매 회로에 병렬로 연결되며, 각각 최대 냉매 유량이 다르게 형성된 복수의 이젝터; 및 상기 공기조화장치의 운전조건에 따라 상기 복수의 이젝터 중 한 개의 이젝터로 냉매가 흐르도록 하고, 나머지 이젝터로는 냉매가 흐르지 않도록 제어하는 제어부;를 포함할 수 있다.
상기 복수의 이젝터 각각은, 이젝터 본체; 상기 이젝터 본체의 내부에 설치되는 노즐; 및 상기 노즐에 설치되며, 상기 노즐의 개도를 조절할 수 있도록 형성된 개도조절장치;를 포함할 수 있다.
또한, 상기 개도조절장치는 상기 노즐에 삽입되어 상기 노즐의 개도를 조절하는 니들을 포함하며, 상기 복수의 이젝터에 설치된 복수의 니들은 한 개의 구동부에 의해 동작될 수 있다.
또한, 상기 개도조절장치는 니들가이드부재를 더 포함하며, 상기 니들가이드부재는, 상기 노즐의 후단에 설치되는 베이스 판; 및 상기 베이스 판에서 돌출되도록 형성되는 돌출부;를 포함하며, 상기 베이스 판과 상기 돌출부의 중심에는 상기 니들이 삽입되는 관통공이 형성될 수 있다.
또한, 상기 이젝터 몸체는 메인 입구를 포함하고, 상기 노즐은 서브 입구를 포함하며, 상기 응축기와 상기 메인 입구 사이에 설치되며, 냉매가 상기 메인 입구로 인입되는 것을 허용하거나 차단하는 메인 밸브; 및 상기 증발기와 상기 서브 입구 사이에 설치되며, 냉매가 상기 서브 입구로 인입되는 것을 허용하거나 차단하는 서브 밸브;를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 메인 밸브는 쓰리웨이 밸브, 사웨이 밸브를 포함할 수 있다.
또한, 상기 서브 밸브는 투웨이, 쓰리웨이 밸브, 사웨이 밸브를 포함할 수 있다.
또한, 상기 노즐은 길이 방향으로 관통하는 냉매 유로를 포함하며, 상기 냉매 유로는, 원통 형상의 노즐 인입부; 상기 노즐 인입부에서 냉매 이동방향으로 수렴되는 원뿔대 형상의 축소부; 상기 축소부와 연결되며, 최소 안지름을 갖는 노즐 목; 및 상기 노즐 목에서 확산되는 원뿔대 형상의 노즐 디퓨저부;를 포함할 수 있다.
또한, 상기 축소부의 축소각이 상기 노즐 디퓨저부의 확산각보다 큰 것이 바람직하다.
또한, 상기 노즐 디퓨저부의 확산각은 0.5도 내지 2도일 수 있다.
또한, 상기 노즐 인입부의 안지름이 상기 노즐 디퓨저부의 출구단 안지름보다 클 수 있다.
또한, 상기 노즐 디퓨저부의 길이는 상기 노즐 목의 안지름의 10~50배로 형성될 수 있다.
본 발명의 다른 측면에서, 공기조화장치에 사용되는 이젝터는, 이젝터 본체; 상기 이젝터 본체의 내부에 설치되는 노즐; 및 상기 노즐에 설치되며, 상기 노즐의 개도를 조절할 수 있도록 형성된 개도조절장치;를 포함하며, 상기 개도조절장치는 상기 노즐에 삽입되어 상기 노즐의 개도를 조절하는 니들; 및 상기 니들을 지지하는 니들가이드부재를 포함하며, 상기 니들가이드부재는, 상기 노즐의 후단에 설치되는 베이스 판; 및 상기 베이스 판에서 돌출되도록 형성되는 돌출부;를 포함하며, 상기 베이스 판과 상기 돌출부의 중심에는 상기 니들이 삽입되는 관통공이 형성될 수 있다.
이때, 상기 니들에는 상기 베이스판과 간섭되는 스토퍼가 마련될 수 있다.
본 발명의 다른 측면에서, 공기조화장치에 사용되는 이젝터는, 이젝터 본체; 및 상기 이젝터 본체의 내부에 설치되는 노즐;을 포함하며, 상기 노즐은 길이 방향으로 관통하는 냉매 유로를 포함하며, 상기 냉매 유로는, 원통 형상의 노즐 인입부; 상기 노즐 인입부에서 냉매 이동방향으로 수렴되는 원뿔대 형상의 축소부; 상기 축소부와 연결되며, 최소 안지름을 갖는 노즐 목; 및 상기 노즐 목에서 확산되는 원뿔대 형상의 노즐 디퓨저부;를 포함하며, 상기 축소부의 축소각이 상기 노즐 디퓨저부의 확산각보다 큰 것이 바람직하다.
본 발명의 다른 측면에서, 복수의 이젝터를 구비하는 공기조화장치의 제어방법은, 상기 공기조화장치의 복수의 동작 모드 중에서 어떤 동작 모드가 선택되었는지를 판단하는 단계; 및 상기 선택된 동작 모드에 따라 복수의 이젝터 중 상기 선택된 동작 모드에 대응하는 한 개의 이젝터를 통해 냉매가 흐르도록 하고, 나머지 이젝터를 통해서는 냉매가 흐르지 않도록 제어하는 단계;를 포함할 수 있다.
또한, 공기조화장치의 제어방법은 상기 선택된 이젝터의 개도조절장치를 조절하여 상기 선택된 이젝터를 통과하는 냉매 유량을 제어하는 단계;를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 선택된 동작 모드에 따라 복수의 이젝터 중 상기 선택된 동작 모드에 대응하는 한 개의 이젝터를 통해 냉매가 흐르도록 하고, 나머지 이젝터를 통해서는 냉매가 흐르지 않도록 제어하는 단계는, 상기 복수의 이젝터 각각의 메인 입구와 서브 입구 각각에 설치된 밸브를 온 또는 오프시킬 수 있다.
도 1은 2개의 이젝터를 사용한 본 발명의 일 실시예에 의한 공기조화장치의 냉매 회로도;
도 2는 도 1의 공기조화장치의 기능 블록도;
도 3은 도 1의 공기조화장치에 사용되는 이젝터를 나타내는 개념도;
도 4는 도 1의 공기조화장치의 변형예를 나타내는 냉매 회로도;
도 5는 도 4의 공기조화장치의 기능 블록도;
도 6은 3개의 이젝터를 사용한 본 발명의 일 실시예에 의한 공기조화장치의 냉매 회로도;
도 7은 도 6의 공기조화장치의 기능 블록도;
도 8은 도 7의 공기조화장치에 사용되는 이젝터를 나타내는 개념도;
도 9는 2개의 이젝터를 사용한 본 발명의 다른 실시예에 의한 공기조화장치의 냉매 회로도;
도 10은 본 발명의 일 실시예에 의한 공기조화장치에 사용되는 이젝터를 나타내는 단면도;
도 11은 도 10의 이젝터 몸체의 혼합부와 연결되는 인입부의 선단부의 형상을 설명하기 위한 도면;
도 12는 본 발명의 일 실시예에 의한 이젝터에서 이젝터 몸체의 인입부의 선단부의 형상에 대한 승압비 상승 실험 결과를 나타내는 그래프;
도 13은 도 10의 이젝터의 노즐을 나타내는 단면도;
도 14는 도 10의 이젝터의 노즐에 설치된 니들가이드부재를 나타내는 단면도;
도 15는 본 발명의 일 실시예에 의한 이젝터를 최적의 형상으로 한 경우 승압 효과를 종래의 이젝터와 비교하여 나타내는 그래프;
도 16은 본 발명의 일 실시예에 의한 공기조화장치에서 부하 조건의 변동에 따른 노즐 목의 안지름별 승압 특성 실험 결과를 나타내는 그래프;
도 17은 본 발명의 일 실시예에 의한 공기조화장치의 제어방법을 나타내는 순서도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 의한 공기조화장치 및 이에 사용되는 이젝터의 실시예들에 대하여 상세하게 설명한다.
이하에서 설명되는 실시예는 본 발명의 이해를 돕기 위하여 예시적으로 나타낸 것이며, 본 발명은 여기서 설명되는 실시예들과 다르게 다양하게 변형되어 실시될 수 있음이 이해되어야 할 것이다. 다만, 이하에서 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기능 혹은 구성요소에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명 및 구체적인 도시를 생략한다. 또한, 첨부된 도면은 발명의 이해를 돕기 위하여 실제 축척대로 도시된 것이 아니라 일부 구성요소의 치수가 과장되게 도시될 수 있다.
도 1은 2개의 이젝터를 사용한 본 발명의 일 실시예에 의한 공기조화장치의 냉매 회로도이다. 도 2는 도 1의 공기조화장치의 기능 블록도이다. 도 3은 도 1의 공기조화장치에 사용되는 이젝터를 나타내는 개념도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 의한 공기조화장치(100)의 냉매 회로는 압축기(110), 응축기(120), 2개의 이젝터(1,2), 기액분리기(130), 증발기(140)를 포함한다.
압축기(110)는 냉매를 흡입하여 고압의 냉매로 가압하여 토출한다. 압축기(110)로는 스크롤형 압축기, 베인형 압축기 등이 사용될 수 있다.
압축기(110)의 토출구는 배관(111)을 통해 응축기(120)의 냉매 입구에 접속된다. 응축기(120)는 압축기(110)에서 토출된 고압의 냉매를 냉각 팬(129)으로 냉각시킨다.
응축기(120)의 배출구는 배출 배관(121)을 통해 2개의 이젝터(1,2)의 각각의 메인 입구(11,12)에 연결된다. 2개의 이젝터(1,2)는 병렬로 연결되어 있다. 2개의 이젝터(1,2)는 한 개의 이젝터로 냉매가 흐르면, 나머지 이젝터로는 냉매가 흐르지 않도록 형성된다. 2개의 이젝터(1,2) 중 냉매가 흐르는 이젝터는 공기조화장치(100)의 운전조건에 따라 결정되된다.
이하, 2개의 이젝터(1,2)는 각각 제1이젝터(1)와 제2이젝터(2)라 한다. 제1이젝터(1)와 제2이젝터(2)는 각각 다른 냉매 유량 범위에 최적화되어 있다. 따라서, 제1이젝터(1)와 제2이젝터(2)는 최대 냉매 유량이 다르게 형성된다. 예를 들면, 본 발명의 일 실시예에 의한 공기조화장치(100)가 냉각 부하에 따라 최소 모드, 중간 모드, 및 최대 모드 중 하나의 모드로 동작할 수 있도록 구성된 경우에, 각 모드에서 이젝터에 흐르는 냉매 유량이 변화한다. 냉각 부하가 증가하는 경우, 이젝터에 흐르는 냉매 유량도 증가하게 된다. 따라서, 최소 모드에서는 이젝터에 흐르는 냉매 유량은 최소가 되고, 중간 모드에서는 이젝터에 흐르는 냉매 유량은 중간이며, 최대 모드에서는 이젝터에 흐르는 냉매 유량이 최대로 된다. 따라서, 일 예로서, 제1이젝터(1)는 최소 냉매 유량과 중간 냉매 유량에 최적인 형상을 갖도록 형성되고, 제2이젝터(2)는 최대 냉매 유량에 최적인 형상을 갖도록 형성될 수 있다. 냉매 유량에 따른 이젝터의 최적 형상에 대해서는 후술한다.
제1이젝터(1)와 제2이젝터(2)는 모두 개도조절장치(50,50')를 구비한다. 따라서, 제1이젝터(1)의 개도조절장치(50)를 제어하면, 최소 냉매 유량과 중간 냉매 유량의 범위 내에서 제1이젝터(1)를 통과하는 냉매 유량을 제어할 수 있다. 또한, 제2이젝터(2)의 개도조절장치(50')를 제어하면, 최대 냉매 유량의 범위 내에서 제2이젝터(2)를 통과하는 냉매 유량을 제어할 수 있다. 도 3에 도시된 바와 같이, 제1이젝터(1)의 개도조절장치(50)와 제2이젝터(2)의 개도조절장치(50')는 한 개의 구동부(60)로 구동될 수 있다. 다른 예로서, 실시하지는 않았지만, 제1이젝터(1)의 개도조절장치(50)와 제2이젝터(2)의 개도조절장치(50')는 별개의 구동부로 동작되도록 구성할 수 있다. 즉, 2개의 구동부로 제1이젝터(1)의 개도조절장치(50)와 제2이젝터(2)의 개도조절장치(50')를 동작시킬 수 있도록 구성할 수 있다.
응축기(120)와 제1 및 제2이젝터(1,2) 사이에는 냉매가 공급되는 이젝터를 선택할 수 있는 메인 밸브가 설치된다. 도 1의 실시예에는 메인 밸브로 쓰리웨이 밸브(three-way valve)(123)가 설치되어 있다. 구체적으로, 응축기(120)의 배출 배관(121)에는 쓰리웨이 밸브(123)가 연결되고, 제1이젝터(1)의 메인 입구(11)와 제2이젝터(2)의 메인 입구(11')는 각각 배관을 통해 쓰리웨이 밸브(123)에 연결되어 있다.
도 2에 도시된 바와 같이 쓰리웨이 밸브(123)는 공기조화장치(100)의 제어부(101)에 전기적으로 연결되어 있다. 제어부(101)는 공기조화장치(100)의 메인 밸브, 서브 밸브, 개도조절장치의 구동부(60), 압축기(110), 응축기 팬(129), 증발기 팬(149)을 전체적으로 제어하도록 구성되며, 냉각 부하에 따라 여러 운전 조건이 저장되어 있다. 제어부(101)는 운전 조건에 따라 메인 밸브와 서브 밸브를 제어하여 복수의 이젝터 중 운전 조건에 대응하는 이젝터로만 냉매가 흐르도록 제어한다. 따라서, 제어부(101)가 공기조화장치(100)의 운전 모드에 따라 메인 밸브인 쓰리웨이 밸브(123)를 제어하면, 응축기(120)에서 나오는 냉매를 제1이젝터(1)와 제2이젝터(2) 중 하나의 이젝터로 선택적으로 인입시킬 수 있다.
제1 및 제2이젝터(1,2)의 배출구(17,17')는 배관(134)을 통해 기액분리기(130)의 냉매 유입구(131)에 연결된다. 기액분리기(130)는 액체 출구(133)와 기체 출구(132)를 포함한다. 기액분리기(130)의 기체 출구(132)는 압축기(110)의 냉매 입구에 연결되고, 액체 출구(133)는 배관(136)를 통해 증발기(140)의 입구에 연결된다.
액체 상태의 냉매가 증발기(140)를 통과하는 동안 팬(149)에 의해 공급되는 공기와 열교환을 하여 기체 상태의 냉매가 된다. 증발기(140)에서 차가워진 공기는 팬에 의해 외부로 배출되어 주위를 냉각시킨다.
증발기(140)의 출구는 배관(141)을 통해 2개의 이젝터(1,2)의 서브 입구(21,21')에 연결된다. 증발기(140)와 2개의 이젝터(1,2) 사이에는 증발기(140)에서 나오는 냉매를 제1이젝터(1)와 제2이젝터(2) 중의 하나의 이젝터로 선택적으로 인입시킬 수 있는 서브 밸브가 설치된다.
구체적으로, 제1이젝터(1)와 증발기(140) 사이에는 제1밸브(144)가 설치되고, 제2이젝터(2)와 증발기(140) 사이에는 제2밸브(145)가 설치된다. 본 실시예의 경우에는 제1밸브(144)가 온(on)되면, 증발기(140)에서 나온 냉매가 제1이젝터(1)의 서브 입구(21)로 인입되고, 제2밸브(145)는 오프(off) 상태로 증발기(140)에서 나온 냉매는 제2이젝터(2)의 서브 입구(21')로 인입되지 않는다. 반대로, 제2밸브(145)가 온되면, 증발기(140)에서 나온 냉매가 제2이젝터(2)의 서브 입구(21')로 인입되고, 제1밸브(144)는 오프 상태로 증발기(140)에서 나온 냉매는 제1이젝터(1)의 서브 입구(21)로 인입되지 않는다.
도 1에 도시된 실시예에서는 서브 밸브로 2개의 투(2)웨이 밸브(two-way valve)(144,145)를 사용하여 증발기(140)에서 나온 냉매가 제1이젝터(1)와 제2이젝터(2) 중 하나의 이젝터로 선택적으로 인입되도록 구성하였으나, 다른 실시예로는 서브 밸브로 쓰리(3)웨이 밸브(three-way valve)를 사용하여 구성할 수도 있다.
도 4는 도 1의 공기조화장치의 변형예를 나타내는 냉매 회로도로서, 제1 및 제2이젝터와 증발기 사이에 서브 밸브로 쓰리웨이 밸브를 사용한 경우를 나타낸다.
도 4를 참조하면, 증발기(140)와 제1 및 제2이젝터(1,2) 사이에는 쓰리웨이 밸브(146)가 설치되어 있다. 구체적으로, 증발기(140)의 배출 배관(141)에는 쓰리웨이 밸브(146)가 연결되고, 제1이젝터(1)의 서브 입구(21)와 제2이젝터(2)의 서브 입구(21')는 각각 분기 배관(141-1,141-2)을 통해 쓰리웨이 밸브(146)에 연결되어 있다. 이 경우는, 응축기(120)와 2개의 이젝터(1,2)의 메인 입구(11,11')를 연결하는 쓰리웨이 밸브(123)는 제1쓰리웨이 밸브라 하고, 증발기(140)와 2개의 이젝터(1,2)의 서브 입구(21,21')를 연결하는 쓰리웨이 밸브(146)를 제2쓰리웨이 밸브라 할 수 있다.
도 5에 도시된 바와 같이 제1쓰리웨이 밸브(123)과 제2쓰리웨이 밸브(146)는 공기조화장치(100)의 제어부(101)에 전기적으로 연결되어 있다. 따라서, 제어부(101)가 공기조화장치(100)의 운전 모드에 따라 제2쓰리웨이 밸브(146)를 제어하면, 증발기(140)에서 나오는 냉매를 제1이젝터(1)와 제2이젝터(2) 중 하나의 이젝터의 서브 입구(21,21')로 선택적으로 인입시킬 수 있다.
기액분리기(130)의 기체 출구(132)에서, 압축기(110)와 응축기(120)를 통해 2개의 이젝터(1,2)의 메인 입구(11,11')를 연결하는 냉매 라인(111,121)은 냉동사이클의 메인 루프를 형성한다. 또한, 기액분리기(130)의 액체 출구(133)에서 증발기(140)를 거쳐 이젝터(1,2)의 서브 입구(21,21')를 연결하는 냉매 라인(136,141)은 냉동사이클의 보조 루프를 형성한다.
본 발명의 일 실시예에 의한 공기조화장치(100)는 외기 온도에 따라 3단계로 조절할 수 있도록 구성될 수 있다. 즉, 본 발명의 일 실시예에 의한 공기조화장치(100)는 외기 온도에 따라 최소 냉각 부하에서 작동하는 최소 모드, 중간 냉각 부하에서 작동하는 중간 모드, 및 최대 냉각 부하에서 작동하는 최대 모드 중 하나의 모드로 운전될 수 있다.
일 예로, 최대 냉각 부하가 10KW일 때, 최소 냉각 부하는 약 3KW이고, 중간 냉각 부하는 약 7KW로 정할 수 있다. 따라서, 냉각 부하의 변동이 3KW ~ 10KW 범위에서 이젝터의 승압 효과를 고르게 극대화시킬 필요가 있다. 그런데 공기조화장치의 냉매 회로에서는 냉각 부하의 증가에 따라 이젝터에 흐르는 냉매 유량이 증가한다. 따라서, 종래 기술과 같이 개도를 조절할 수 있는 노즐을 구비한 한 개의 이젝터를 사용하면, 노즐의 개도를 조절하는 것만으로는 냉각 부하의 전 범위에 걸쳐 고른 승압 효과를 얻는 것이 쉽지 않다.
이러한 문제를 해결하기 위해, 본 발명에서는 냉각 부하에 따라 적어도 2개의 이젝터(1,2)를 사용한다. 2개의 이젝터(1,2)는 모두 개도를 조절할 수 있는 개도조절장치(50,50')를 포함한다. 이때, 제1이젝터(1)는 최소 냉각 부하와 중간 냉각 부하일 경우에 최적의 승압 효과를 갖도록 형성되고, 제2이젝터(2)는 최대 냉각 부하일 경우에 최적의 승압 효과를 갖도록 형성된다. 다른 예로는, 제1이젝터(1)는 최소 냉각 부하일 경우에만 최적의 승압 효과를 갖도록 형성되고, 제2이젝터(2)는 중간 냉각 부하와 최대 냉각 부하일 경우에 최적의 승압 효과를 갖도록 형성될 수 있다.
본 실시예의 경우에는, 공기조화장치(100)의 최대 냉각 부하가 10KW일 때, 일 예로서, 제1이젝터(1)는 냉각 부하가 3~7KW의 범위일 때, 최적의 승압 효과를 갖도록 형성되며, 제2이젝터(2)는 냉각 부하가 7~10KW의 범위일 때, 최적의 승압 효과를 갖도록 형성된다.
이하, 상기와 같은 구조를 갖는 본 발명의 일 실시예에 의한 공기조화장치(100)의 동작에 대해 도 1 내지 도 3을 참조하여 상세하게 설명한다.
공기조화장치(100)가 온되면, 압축기(110)에서 압축된 고압 냉매는 응축기(120)로 인입된다. 응축기(120)로 인입된 고압의 냉매는 실외 공기로 방열하면서 응축된다. 응축기(120)에서 유출된 고압 냉매는 쓰리웨이 밸브(123)를 통해 제1이젝터(1)의 메인 입구(11) 또는 제2이젝터(2)의 메인 입구(11')로 유입된다.
공기조화장치(100)가 최소 냉각 모드나 중간 냉각 모드로 동작하는 경우에는 제어부(101)는 쓰리웨이 밸브(123)를 제어하여 응축기(120)에서 나온 냉매가 제1이젝터(1)의 메인 입구(11)로 인입되도록 한다. 또한, 제어부(101)는 제1밸브(144)를 온시켜 증발기(140)와 제1이젝터(1)의 서브 입구(21)가 연결되도록 하여 증발기(140)에서 유출되는 냉매가 제1이젝터(1)로 인입되도록 한다. 이때, 증발기(140)와 제2이젝터(2)의 서브 입구(21')를 연결하는 제2밸브(145)는 오프되어 있어 증발기(140)에서 유출되는 냉매는 제2이젝터(2)로 인입되지 않는다.
따라서, 응축기(120)로부터 쓰리웨이 밸브(123)를 통해 제1이젝터(1)의 메인 입구(11)로 인입된 고압의 냉매는 감압되어 가속된다. 이 고압 냉매의 가속에 의해 생기는 부압에 의해 증발기(140)에서 유출된 저압 냉매가 제1이젝터(1)의 서브 입구(21)를 통해 제1이젝터(1)의 이젝터 본체(10)로 흡입된다.
따라서, 가속된 고압 냉매와 흡입된 저압 냉매는 이젝터 본체(10)의 혼합부(15)에서 합류하여 혼합부(15)를 통과하는 동안 혼합된다. 혼합된 냉매는 이젝터 본체(10)의 디퓨저부(16)에서 감속되어 승압된 후 배출된다.
제1이젝터(1)에서 배출된 냉매는 냉매 유입구(131)를 통해 기액분리기(130)로 인입된다. 기액분리기(130)로 인입된 냉매는 가스 냉매와 액체 냉매로 분리된다.
기액분리기(130)에서 분리된 액체 냉매는 보조 팽창밸브(150)를 통과하면서 감압되어 증발기(140)로 유입된다. 증발기(140)로 유입된 액체 냉매는 실내 공기로부터 열을 흡입하여 증발한다. 증발기(140)에서 유출된 냉매는 상술한 바와 같이 제1이젝터(1)의 서브 입구(21)를 통해 이젝터 본체(10) 내로 흡입된다.
한편, 기액분리기(130)에서 분리된 가스 냉매는 압축기(110)로 인입되어 소정의 압력까지 압축된다. 압축기(110)에서 압축된 고압 냉매는 상술한 바와 같이 응축기(120)를 거쳐 다시 제1이젝터(1)의 메인 입구(11)로 유입된다. 공기조화장치(100)는 이와 같은 냉매 순환을 반복하여 주변의 공기를 냉각시키게 된다.
공기조화장치(100)가 최대 냉각 모드로 동작하는 경우에는 제어부(101)는 쓰리웨이 밸브(123)를 제어하여 응축기(120)와 제2이젝터(2)의 메인 입구(11')가 연결되도록 하여 응축기(120)에서 유출되는 냉매가 제2이젝터(2)로 인입되도록 한다. 또한, 제어부(101)는 제2밸브(145)를 온시키고 제1밸브(144)는 오프시켜 증발기(140)에서 나온 냉매가 제2밸브(145)를 통해 제2이젝터(2)의 서브 입구(21')로 흡입되도록 한다. 이때, 증발기(140)와 제1이젝터(1)의 서브 입구(21) 사이는 차단되어 증발기(140)에서 유출되는 냉매는 제1이젝터(1)로 흡입되지 않는다.
따라서, 쓰리웨이 밸브(123)를 통해 제2이젝터(2)의 메인 입구(11')로 인입된 고압의 냉매는 감압되어 가속된다. 이 고압 냉매의 가속에 의해 생기는 부압에 의해 증발기(140)에서 유출된 저압 냉매가 제2이젝터(2)의 서브 입구(21')를 통해 제2이젝터(2)의 이젝터 본체(10')로 흡입된다.
따라서, 제2이젝터(2)로 유입된 고압 냉매와 저압 냉매는 제2이젝터(2)의 혼합부(15')를 통과하는 동안 혼합되고, 혼합된 냉매는 감속되어 승압된 후 배출구(17')를 통해 배출된다.
제2이젝터(2)에서 배출된 냉매는 냉매 유입구(131)를 통해 기액분리기(130)로 인입된다. 기액분리기(130)로 인입된 냉매는 가스 냉매와 액체 냉매로 분리된다.
기액분리기(130)에서 분리된 액체 냉매는 보조 팽창밸브(150)를 통과하면서 감압되어 증발기(140)로 유입된다. 증발기(140)로 유입된 액체 냉매는 실내 공기로부터 열을 흡입하여 증발한다. 증발기(140)에서 유출된 냉매는 상술한 바와 같이 제2이젝터(2)의 서브 입구(21')를 통해 이젝터 본체(10') 내로 흡입된다.
한편, 기액분리기(130)에서 분리된 가스 냉매는 압축기(110)로 인입되어 소정의 압력까지 압축된다. 압축기(110)에서 압축된 고압 냉매는 상술한 바와 같이 응축기(120)와 쓰리웨이 밸브(123)를 거쳐 다시 제2이젝터(2)로 유입된다. 공기조화장치(100)는 이와 같은 냉매 순환을 반복하여 주변의 공기를 냉각시키게 된다.
이와 같이 본 발명의 일 실시예에 의한 공기조화장치(100)는 운전 모드에 따라 2개의 이젝터(1,2) 중에서 냉각 부하에 최적으로 설계된 한 개의 이젝터를 통해 냉매가 흐르게 되므로 모든 운전 모드에서 승압 효과를 최대로 할 수 있다.
이상에서는 공기조화장치(100)의 운전 조건에 따라 2개의 이젝터(1,2)를 사용한 경우에 대해 설명하였다. 그러나 공기조화장치(100)의 운전 조건이 3가지인 경우 3개의 이젝터를 사용할 수 있다.
도 6은 3개의 이젝터를 사용한 본 발명의 일 실시예에 의한 공기조화장치의 냉매 회로도이다. 도 7은 도 6의 공기조화장치의 기능 블록도이고, 도 8은 도 6의 공기조화장치에 사용되는 이젝터를 나타내는 개념도이다.
본 실시예에 의한 공기조화장치(100')의 냉매 회로는 압축기(110), 응축기(120), 3개의 이젝터(1,2,3), 기액분리기(130), 증발기(140)를 포함한다.
압축기(110), 응축기(120), 기액분리기(130), 증발기(140)는 상술한 실시예와 동일하므로 상세한 설명은 생략하고, 3개의 이젝터(1,2,3)에 대해서만 설명한다.
응축기(120)의 배출구는 배관(121)을 통해 3개의 이젝터(1,2,3)의 각각의 메인 입구(11,11',11")에 연결된다. 3개의 이젝터(1,2,3), 즉 제1이젝터(1), 제2이젝터(2), 및 제3이젝터(3)는 병렬로 연결되어 있다. 3개의 이젝터(1,2,3)는 한 개의 이젝터로 냉매가 흐르면, 나머지 이젝터로는 냉매가 흐르지 않도록 형성된다. 3개의 이젝터(1,2,3) 중 냉매가 흐르는 이젝터는 공기조화장치(100')의 운전조건에 따라 결정된다.
제1이젝터(1), 제2이젝터(2), 및 제3이젝터(3)는 각각 다른 냉매 유량 범위에 최적화되어 있다. 따라서, 제1이젝터(1), 제2이젝터(2), 및 제3이젝터(3)는 각각 최대 냉매 유량이 다르게 형성된다. 예를 들면, 본 발명의 일 실시예에 의한 공기조화장치(100')가 최소 모드, 중간 모드, 최대 모드의 3가지 운전 모드로 동작할 수 있도록 구성된 경우에, 제1이젝터(1)는 최소 모드에 대응하는 최소 냉매 유량 범위에 최적인 형상으로 형성되고, 제2이젝터(2)는 중간 모드에 대응하는 중간 냉매 유량 범위에 최적인 형상으로 형성되며, 제3이젝터(3)는 최대 모드에 대응하는 최대 냉매 유량 범위에 최적인 형상으로 형성될 수 있다.
제1이젝터(1), 제2이젝터(2), 제3이젝터(3)는 모두 개도조절장치(50,50',50")를 구비한다. 따라서, 제1이젝터(1)의 개도조절장치(50)를 제어하면, 최소 냉매 유량의 범위 내에서 제1이젝터(1)를 통과하는 냉매 유량을 제어할 수 있다. 제2이젝터(2)의 개도조절장치(50')를 제어하면, 중간 냉매 유량의 범위 내에서 제2이젝터(2)를 통과하는 냉매 유량을 제어할 수 있다. 또한, 제3이젝터(3)의 개도조절장치(50")를 제어하면, 최대 냉매 유량의 범위 내에서 제3이젝터(3)를 통과하는 냉매 유량을 제어할 수 있다.
도 8에 도시된 바와 같이, 제1이젝터(1)의 개도조절장치(50), 제2이젝터(2)의 개도조절장치(50'), 및 제3이젝터(3)의 개도조절장치(50")는 한 개의 구동부(60)로 구동될 수 있다. 다른 예로서, 실시하지는 않았지만, 제1이젝터(1)의 개도조절장치(50), 제2이젝터(2)의 개도조절장치(50'), 및 제3이젝터(3)의 개도조절장치(50")는 별개의 구동부에 의해 동작되도록 구성할 수 있다. 즉, 3개의 구동부로 제1이젝터(1)의 개도조절장치(50), 제2이젝터(2)의 개도조절장치(50'), 및 제3이젝터(3)의 개도조절장치(50")를 개별적으로 동작시킬 수 있도록 구성할 수 있다.
응축기(120)와 제1 내지 제3이젝터(1,2,3) 사이에는 3개의 이젝터(1,2,3) 중 한 개의 이젝터를 선택하여 냉매를 인입시키는 메인 밸브로 사(4)웨이 밸브(four-way valve)가 설치되어 있다. 구체적으로, 응축기(120)의 배출 배관(121)에는 사웨이 밸브(124)가 연결되고, 제1이젝터(1)의 메인 입구(11), 제2이젝터(2)의 메인 입구(11'), 및 제3이젝터(3)의 메인 입구(11")는 각각 배관을 통해 사웨이 밸브(124)에 연결되어 있다.
도 7에 도시된 바와 같이 사웨이 밸브(124)는 공기조화장치(100')의 제어부(101)에 전기적으로 연결되어 있다. 따라서, 제어부(101)가 공기조화장치(100')의 운전 모드에 따라 사웨이 밸브(124)를 제어하면, 응축기(120)에서 나오는 냉매를 제1이젝터(1), 제2이젝터(2), 및 제3이젝터(3) 중 하나의 이젝터로 선택적으로 인입시킬 수 있다.
증발기(140)의 출구는 배관(141)을 통해 3개의 이젝터(1,2,3)의 서브 입구(21,21',21")에 연결된다. 구체적으로, 제1이젝터(1)와 증발기(140) 사이에는 제1밸브(144)가 설치되고, 제2이젝터(2)와 증발기(140) 사이에는 제2밸브(145)가 설치되며, 제3이젝터(3)와 증발기(140) 사이에는 제3밸브(147)가 설치된다. 본 실시예의 경우에는 제1밸브(144)가 온되면, 증발기(140)에서 나온 냉매가 제1이젝터(1)의 서브 입구(21)로 인입되고, 제2밸브(145)와 제3밸브(147)는 오프 상태로 증발기(140)에서 나온 냉매는 제2이젝터(2)와 제3이젝터(3)의 서브 입구(21',21")로 인입되지 않는다. 제2밸브(145)가 온되면, 증발기(140)에서 나온 냉매가 제2이젝터(2)의 서브 입구(21')로 인입되고, 제1밸브(144)와 제3밸브(147)는 오프 상태로 증발기(140)에서 나온 냉매는 제1이젝터(1)와 제3이젝터(3)의 서브 입구(21,21")로 인입되지 않는다. 또한, 제3밸브(147)가 온되면, 증발기(140)에서 나온 냉매가 제3이젝터(3)의 서브 입구(21")로 인입되고, 제1밸브(144)와 제2밸브(145)는 오프 상태로 증발기(140)에서 나온 냉매는 제1이젝터(1)와 제2이젝터(2)의 서브 입구(21,21')로 인입되지 않는다.
도 6에 도시된 실시예에서는 서브 밸브로 3개의 투(2)웨이 밸브(two-way valve)(144,145,147)를 사용하여 증발기(140)에서 나온 냉매가 제1이젝터(1), 제2이젝터(2), 제3이젝터(3) 중 하나의 이젝터로 선택적으로 인입되도록 구성하였으나, 다른 방법으로 도시하지는 않았지만 서브 밸브로 사(4)웨이 밸브(four-way valve)를 사용하여 증발기(140)와 3개의 이젝터(1,2,3)의 서브 입구(21,21',21")를 연결할 수도 있다.
제1 내지 제3이젝터(1,2,3)의 배출구(17,17',17")는 배관(134)을 통해 기액분리기(130)의 냉매 유입구(131)에 연결된다.
상기와 같은 구성을 갖는 공기조화장치(100')의 제어부(101)는 선택된 운전 모드에 따라, 응축기(120)와 3개의 이젝터(1,2,3)의 메인 입구(11,11',11")를 연결하는 사웨이 밸브(124) 및 증발기(140)와 3개의 이젝터(1,2,3)의 서브 입구(21,21',21")를 연결하는 제1 내지 제3밸브(144,145,147)를 제어하여, 3개의 이젝터(1,2,3) 중 운전 모드에 적합한 한 개의 이젝터(1,2,3)를 통해서만 냉매가 흐르도록 제어한다. 제어부(101)가 공기조화장치(100')를 제어하는 방법은 상술한 실시예와 유사하므로 상세한 설명은 생략한다.
이와 같이 본 발명의 일 실시예에 의한 공기조화장치(100')는 운전 모드에 따라 3개의 이젝터(1,2,3) 중에서 운전 모드의 냉각 부하에 최적으로 설계된 한 개의 이젝터를 통해 냉매가 흐르게 되므로 모든 운전 모드에서 승압 효과를 최대로 할 수 있다.
이상에서는 이젝터를 2개 또는 3개 사용하는 공기조화장치에 대해 설명하였으나, 공기조화장치의 운전 모드가 4개 이상인 경우에는 4개 이상의 이젝터를 포함하도록 냉매 회로를 구성하는 것도 가능하다.
이상에서는 기액분리기(130)를 사용하는 냉매 회로에 대해 설명하였으나, 본 발명의 다른 실시예에 의한 공기조화장치는 기액분리기를 포함하지 않을 수 있다. 이하에서는 기액분리기를 포함하지 않는 냉매 회로를 포함하는 공기조화장치에 대해 첨부된 도 9를 참조하여 설명한다. 여기서, 도 9는 2개의 이젝터를 사용한 본 발명의 다른 실시예에 의한 공기조화장치의 냉매 회로도이다.
도 9를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 의한 공기조화장치(200)의 냉매 회로는 압축기(210), 응축기(220), 2개의 이젝터(1,2), 제1증발기(240), 제2증발기(230)를 포함한다.
압축기(210)는 냉매를 흡입하여 고압의 냉매로 가압하여 토출한다. 압축기(210)로는 스크롤형 압축기, 베인형 압축기 등이 사용될 수 있다.
압축기(210)의 토출구는 배관(211)을 통해 응축기(220)의 냉매 입구에 접속된다. 응축기(220)는 압축기(210)에서 토출된 고압의 냉매를 냉각 팬으로 냉각시킨다.
응축기(220)의 배출구는 분기된 배출 배관(221)을 통해 2개의 이젝터(1,2)와 제1증발기(240)로 연결된다.
배출 배관(221)의 제1분기 배관(221-1)은 2개의 이젝터(1,2)의 각각의 메인 입구(11,11')에 연결된다. 2개의 이젝터(1,2)는 병렬로 연결되어 있다. 2개의 이젝터(1,2)는 한 개의 이젝터로 냉매가 흐르면, 나머지 이젝터로는 냉매가 흐르지 않도록 형성된다. 2개의 이젝터(1,2) 중 냉매가 흐르는 이젝터는 공기조화장치(200)의 운전조건에 따라 결정되된다.
이하, 2개의 이젝터(1,2)는 각각 제1이젝터(1)와 제2이젝터(2)라 한다. 제1이젝터(1)와 제2이젝터(2)는 공기조화기(200)의 운전 조건에 대응하도록 각각 다른 냉매 유량 범위에 최적화되어 있다. 제1 및 제2이젝터(1,2)는 상술한 실시예에 의한 공기조화장치(100)의 제1 및 제2이젝터(1,2)와 동일하거나 유사하므로 상세한 설명은 생략한다.
응축기(220)와 제1 및 제2이젝터(1,2)의 메인 입구(11,11') 사이에는 메인 밸브로 쓰리웨이 밸브(three-way valve)가 설치되어 있다. 구체적으로, 응축기(220)의 제1분기 배관(221-1)에는 쓰리웨이 밸브(223)가 연결되고, 제1이젝터(1)의 메인 입구(11)와 제2이젝터(2)의 메인 입구(11')는 각각 배관을 통해 쓰리웨이 밸브(223)에 연결되어 있다.
쓰리웨이 밸브(223)는 공기조화장치(200)의 제어부(미도시)에 전기적으로 연결되어 있다. 따라서, 제어부가 공기조화장치(200)의 모드에 따라 쓰리웨이 밸브(223)를 제어하면, 응축기(220)에서 나오는 냉매를 제1이젝터(1)와 제2이젝터(2) 중 하나의 이젝터로 선택적으로 인입시킬 수 있다.
제1 및 제2이젝터(1,2)의 배출구(17,17')는 배관(231)을 통해 제2증발기(230)의 인입구에 연결된다. 액체 상태의 냉매가 제2증발기(230)를 통과하는 동안 팬에 의해 공급되는 공기와 열교환을 하여 기체 상태의 냉매가 된다. 제2증발기(230)에서 차가워진 공기는 팬에 의해 외부로 배출되어 주위를 냉각시킨다. 제2증발기(230)에서 나온 기체 상태의 냉매는 압축기(210)로 인입된다.
또한, 응축기(220)에서 나온 액체 냉매는 배출 배관(221)의 제2분기 배관(221-2)을 통해 제1증발기(240)의 입구에 연결된다.
액체 상태의 냉매가 제1증발기(240)를 통과하는 동안 팬에 의해 공급되는 공기와 열교환을 하여 기체 상태의 냉매가 된다. 제1증발기(240)에서 차가워진 공기는 팬에 의해 외부로 배출되어 주위를 냉각시킨다.
제1증발기(240)의 출구는 배관(241)을 통해 2개의 이젝터(1,2)의 서브 입구(21,21')에 연결된다. 구체적으로, 제1이젝터(1)와 제1증발기(240) 사이에는 제1밸브(244)가 설치되고, 제2이젝터(2)와 제1증발기(240) 사이에는 제2밸브(245)가 설치된다. 본 실시예의 경우에는 제1밸브(244)가 온되면, 제1증발기(240)에서 나온 냉매가 제1이젝터(1)의 서브 입구(21)로 인입되고, 제2밸브(245)는 오프 상태로 제1증발기(240)에서 나온 냉매는 제2이젝터(2)의 서브 입구(21')로 인입되지 않는다. 반대로, 제2밸브(245)가 온되면, 제1증발기(240)에서 나온 냉매가 제2이젝터(2)의 서브 입구(21')로 인입되고, 제1밸브(244)는 오프 상태로 제1증발기(240)에서 나온 냉매는 제1이젝터(1)의 서브 입구(11)로 인입되지 않는다.
도 9에 도시된 실시예에서는 서브 밸브로 2개의 투웨이 밸브(two-way valve)를 사용하여 제1증발기(240)에서 나온 냉매가 제1이젝터(1)와 제2이젝터(2) 중 하나로 선택적으로 인입되도록 구성하였으나, 다른 방법으로 도 4에 도시된 바와 같이 서브 밸브로 쓰리웨이 밸브를 사용하여 구성할 수도 있다.
이하, 도 10 내지 도 13를 참조하여, 상술한 공기조화장치에 사용되는 이젝터에 대해 상세하게 설명한다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 의한 공기조화장치에 사용되는 이젝터를 나타내는 단면도이다. 도 11은 도 10의 이젝터 몸체의 혼합부와 연결되는 인입부의 선단부의 형상을 설명하기 위한 도면이다. 도 12는 본 발명의 일 실시예에 의한 이젝터에서 이젝터 몸체의 인입부의 선단부의 형상에 대한 승압비 상승 실험 결과를 나타내는 그래프이다. 도 13은 도 10의 이젝터의 노즐을 나타내는 단면도이고, 도 14는 도 10의 이젝터의 노즐에 설치된 니들가이드부재를 나타내는 단면도이다.
도 10에 도시된 이젝터(1)는 상술한 실시예의 공기조화장치(100,100',200)에 사용되는 것으로서, 2개의 이젝터를 사용하는 경우에는 도 10의 이젝터(1)를 2개 사용할 수 있으며, 3개의 이젝터를 사용하는 경우에는 도 10의 이젝터(1)를 3개 사용할 수 있다. 도시하지는 않았지만, 도 10의 이젝터(1)는 한 개의 이젝터를 사용하는 공기조화장치에도 사용될 수 있다.
도 10을 참조하면, 이젝터(1)는 이젝터 몸체(10), 이젝터 몸체(10)의 내부에 설치되는 노즐(20), 및 노즐(20)의 개도를 조절하는 개도조절장치(50)를 포함할 수 있다.
이젝터 몸체(10)는 길이 방향으로 순차로 인입부(13), 혼합부(15), 및 디퓨전부(16)를 포함한다.
인입부(13)에는 응축기(120)에서 배출되는 냉매가 인입되는 메인 입구(11)가 연결된다. 메인 입구(11)는 이젝터 몸체(10)의 측면에 노즐(20)과 이격되어 형성된다.
인입부(13)는 메인 입구(11)로 인입된 냉매가 혼합부(15)로 이동하기 전에 통과할 수 있도록 형성된다. 인입부(13)는 원통 형상의 공간으로 형성되며, 그 안지름(donb3)은 노즐(20)의 최대 바깥지름(dout)보다 크게 형성된다. 혼합부(15)와 연결되는 인입부(13)의 선단부(14)는 냉매 이동 방향으로 수렴되는 원뿔대 형상으로 형성되며, 인입부(13)의 선단부(14)는 혼합부(15)의 입구를 형성한다. 이젝터(1)의 성능을 향상시키기 위해 인입부(13)의 선단부(14)의 내면은 다음의 조건을 만족하는 연속 곡면으로 형성될 수 있다.
즉, 도 11에 도시된 바와 같이, 인입부(13)의 선단부(14)의 내면을 중심축을 따라 절단하였을 때, 선단부(14)의 윤곽이 다음의 조건을 만족하도록 형성될 수 있다.
x1 = (3dmsinθ, 3dmcosθ)
x2 = (-1.5dmsinθ, -1.5dmcosθ)
O1 = (0, 0.5donb3 - 3dm)
O2 = (CL, 2dm)
CL = 3dmsinθ + Δx + 1.5dmsinθ
Δx = Δy/tanθ
Δy = (O1 + x1)y - (O2 + x2)y = 0.5donb3 - 5dm + 4.5dmcosθ
여기서, dm은 이젝터 몸체(10)의 혼합부(15)의 안지름(mm), donb3는 이젝터 몸체(10)의 인입부(13)의 안지름(mm), θ는 이젝터 몸체(10)의 인입부(13)의 선단부(14)의 경사각이다. 도 11는 θ가 30도인 경우를 도시하고 있다.
인입부(13)의 선단부(14)가 상기와 같이 조건을 만족하도록 형성하면, 흡입 냉매가 원활하게 혼합부(15)로 흡입되어 흡입 냉매의 흡입 손실이 줄어든다. 따라서, 이젝터(1)의 승압비가 상승된다. 이는 도 12의 그래프로부터 본 발명의 일 실시예에 의한 이젝터(1)의 승압비가 종래 기술에 의한 이젝터의 승압비보다 높은 것을 알 수 있다. 여기서, 도 12는 본 발명의 일 실시예에 의한 이젝터에서 이젝터 몸체의 혼합부에 연결되는 인입부의 선단부의 형상에 대한 승압비 상승 실험의 결과를 나타내는 그래프이다.
혼합부(15)는 메인 입구(11)로 인입된 냉매와 서브 입구(21)로 인입된 냉매가 혼합되는 곳으로서, 일정 길이의 원통 형상으로 형성된다. 따라서, 메인 입구(11)로 인입된 냉매와 서브 입구(21)로 인입된 냉매가 혼합부(15)를 통과하는 동안 서로 혼합되어 혼합 냉매가 된다.
디퓨저부(diffuser)(16)는 혼합부(15)를 통과하며 혼합된 냉매의 속도를 감소시켜 혼합 냉매의 압력을 상승시키는 승압부로서 기능 한다. 디퓨저부(16)는 배출구(17)를 향해 지름이 점점 커지는 원뿔대의 형상으로 형성된다. 즉, 디퓨저부(16)는 배출구(17)를 향해 발산되는 형태로 형성된다.
배출구(17)에는 기액분리기(130)(도 1 참조)의 냉매 유입구(131)와 연결되는 배관이 연결된다. 따라서, 디퓨저부(16)를 거치면서 속도가 감소되고 압력이 상승된 혼합 냉매는 배출구(17)를 통해 기액분리기(130)로 유출된다.
노즐(20)은 이젝터 몸체(10)의 인입부(13) 내부에 설치되며, 서브 입구(21)와 연결되어 증발기(140)(도 1 참조)에서 유출되는 냉매가 흡입되는 냉매 유로를 형성한다. 도 13을 참조하면, 노즐(20) 내부의 냉매 유로는 노즐 인입부(23), 축소부(24), 노즐 목(25), 및 노즐 디퓨저부(26)로 구성된다.
노즐 인입부(23)는 일정한 안지름(din)을 갖는 원통 형상으로 형성되며, 서브 입구(21)와 연통되어 증발기(140)(도 1 참조)에서 유출된 냉매가 서브 입구(21)를 통해 노즐 인입부(23)로 인입된다.
축소부(24)는 노즐 인입부(23)의 선단에 마련되며, 냉매의 이동방향으로 수렴되는 대략 원뿔대 형상으로 형성된다.
노즐 목(25)은 축소부(24)와 노즐 디퓨저부(26)가 만나는 곳으로서, 노즐(20) 내부에 형성된 냉매 유로에서 최소 안지름(dth)을 갖도록 형성된다.
노즐 디퓨저부(26)는 냉매의 이동방향으로 발산되는 대략 원뿔대 형상으로 형성된다.
따라서, 노즐(20)의 서브 입구(21)로 인입된 냉매는 노즐 인입부(23), 축소부(24), 노즐 목(25), 및 노즐 디퓨저부(26)를 차례로 통과하여 이젝터 몸체(10)의 혼합부(15) 입구로 인입된다.
이젝터(1)의 성능을 향상시키기 위해서는 노즐(20)의 효율이 최대로 되어야 한다. 노즐(20)의 효율을 최대로 하기 위해서는 노즐(20)을 특정한 형상으로 할 필요가 있다. 노즐 효율을 최대로 한다는 것은 노즐(20)을 통과한 냉매의 속도를 최대로 하는 것을 말한다. 본 발명의 일 실시예에 의한 이젝터(1)에서는 액상 냉매가 노즐 목(25)을 통과할 때, 상변화가 발생하며 노즐 확산각(α)에 따라 계면 및 유체 분자간 마찰손실이나 박리에 의해 속도가 저하되며, 이 속도 저하를 최소화할 수 있는 최적 노즐 확산각(α)이 존재한다. 따라서, 본 발명의 일 실시예에 의한 이젝터(1)에 사용되는 노즐(20)의 최적 형상 조건은 다음과 같다.
1) 냉매 유로가 수렴되는 축소부(24)의 축소각(δ)은 냉매 유로가 발산되는 노즐 디퓨저부(26)의 확산각(α)보다 크다.
2) 이젝터(1)의 압력 강하는 노즐 목(25)의 안지름(dth)으로 결정되고, 노즐 효율은 노즐(20)의 확산각(α)에 의해 결정되며, 확산각(α)은 약 0.5 도 ~ 2 도의 범위에 있다.
3) 노즐 출구부(27)의 안지름(ddo)보다 노즐 입구부, 즉 노즐 인입부(23)의 안지름(din)이 더 크다.
4) 노즐 디퓨저부(26)의 길이(Lnd)는 노즐 목(25)의 안지름(dth)의 10 ~ 50 배의 크기를 갖는다.
또한, 노즐(20)은 노즐 목(25)의 안지름(dth)에 따라 승압 특성이 변화한다. 도 14는 본 발명의 일 실시예에 의한 공기조화장치에서 부하 조건의 변동에 따른 노즐 목의 안지름별 승압 특성 실험 결과를 나타내는 그래프이다. 도 14를 참조하면, 최대 부하 조건에서 최대 승압 특성을 보이는 노즐(20)의 노즐 목(25)의 안지름(dth)이 최소 부하 조건과 중간 부하 조건에서는 오히려 승압 특성이 저하되는 것을 알 수 있다. 따라서, 최소 부하 조건과 중간 부하 조건의 저부하 조건에서는 노즐 목(25)의 안지름(dth)이 작은 이젝터(1)를 통해 냉매를 통과시키고, 고부하 조건에서는 노즐 목(25)의 안지름(dth)이 큰 이젝터(2)를 통해 냉매를 통과시키는 것이 승압 효율을 향상시키는데 효과적이라는 것을 알 수 있다. 따라서, 본 발명의 일 실시예에 의한 공기조화장치(100)와 같이 복수의 이젝터(1,2)를 사용하는 경우에는, 저부하의 경우에는 노즐 목(25)의 안지름(dth)이 작은 이젝터(1)를 통해 냉매가 통과하도록 하고, 고부하의 경우에는 노즐 목(25)의 안지름(dth)이 큰 이젝터(2)를 통해 냉매가 통과하도록 구성하는 것이 좋다.
한편, 상기와 같은 구조를 갖는 본 발명의 일 실시예에 의한 이젝터(1)의 성능을 최대화하기 위해서는 이젝터(1)가 특정한 형상을 갖도록 형성하는 것이 필요하다.
실험을 통해 이젝터(1)의 승압에 영향을 주는 주요한 인자는 노즐 디퓨저부(26)의 확산각(α), 노즐 디퓨저부(26)의 길이(Lnd), 이젝터 몸체(10)의 디퓨저부(16)의 길이(Ld), 노즐 목(25)의 안지름(dth), 이젝터 몸체(10)의 혼합부(15)의 안지름(dm), 및 혼합부(15)의 길이(Lm)인 것을 알 수 있었다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 의한 이젝터(1)는 혼합부(15)의 안지름(dm) 및 길이(Lm), 디퓨저부(16)의 길이(Ld) 및 확산각(β), 인입부(13)의 선단부(14)의 각도(θ), 및 노즐(20) 위치가 다음과 같은 치수 관계를 가질때, 이젝터(1)의 승압을 최대화할 수 있다.
1) dm/dtip = 1.2 ~ 3
2) Lm/dm = 4.5 ~ 38
3) Ld/dm = 75 ~ 31
4) Ln/dm = 0.2 ~ 2.5
5) θ = 20° ~ 60°
6) β = 4° ~ 10°
여기서, dm은 이젝터 몸체(10)의 혼합부(15)의 안지름, dtip은 노즐(20) 선단의 바깥지름, Lm은 이젝터 몸체(10)의 혼합부(15)의 길이, Ld는 이젝터 몸체(10)의 디퓨저부(16)의 길이, Ln은 노즐(20)의 선단과 이젝터 몸체(10)의 혼합부(15)의 입구 사이의 거리, θ는 이젝터 몸체(10)의 인입부(13)의 선단부(14)의 경사각, β는 이젝터 몸체(10)의 디퓨저부(16)의 확산각이다.
도 15에서 알 수 있는 바와 같이, 상기와 같이 최적화된 형상을 갖는 본 발명의 일 실시예에 의한 이젝터(1)는 승압비가 약 1.32로서 종래 기술에 의한 이젝터의 승압비에 비해 약 30%의 상승 효과가 있는 것을 알 수 있다. 여기서, 도 15는 본 발명의 일 실시예에 의한 이젝터를 최적의 형상으로 한 경우 승압 효과를 종래 기술에 의한 이젝터와 비교하여 나타내는 그래프이다.
한편, 본 발명에 의한 이젝터는 노즐을 통해 흡입되는 냉매의 량을 조절할 수 있도록 노즐의 개도를 조절할 수 있는 개도조절장치를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 의한 이젝터에 사용되는 노즐의 개도조절장치의 일 예가 도 16에 도시되어 있다.
도 16을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 의한 이젝터(1)(도 10 참조)에 사용되는 개도조절장치(50)는 니들(30), 니들가이드부재(40), 및 구동부(60)을 포함할 수 있다.
니들(30)은 노즐(20)의 노즐 인입부(23)에 설치되며, 니들(30)의 일단이 노즐 목(25)에 위치하여 니들(30)의 위치에 따라 노즐 목(25)을 통과하는 냉매의 유량을 조절할 수 있다. 즉, 니들(30)은 노즐(20)의 개도를 조절할 수 있도록 노즐(20)에 설치된다. 또한, 니들(30)에는 니들(30)의 삽입 깊이를 제한할 수 있는 스토퍼(31)가 마련된다. 스토퍼(31)는 후술하는 베이스판(41)의 관통공(43)의 안지름보다 큰 지름을 갖도록 형성되어 있다.
니들가이드부재(40)는 노즐(20)의 후단에 설치되는 베이스판(41)과 베이스판(41)에서 노즐 목(25)을 향하여 돌출되도록 형성되는 돌출부(42)를 포함할 수 있다. 베이스판(41)은 니들가이드부재(40)를 노즐(20)에 고정하는 역할을 하며, 니들(30)이 노즐 목(25)에 대해 전진하거나 후퇴하는 슬라이드 운동을 할 수 있도록 지지한다. 베이스판(41)의 중심에는 니들(30)이 삽입되는 제1관통공(43)이 형성된다. 또한, 돌출부(42)는 베이스판(41)과 함께 니들(30)을 2곳에서 지지할 수 있도록 형성된다. 따라서, 돌출부(42)의 선단의 중심에는 니들(30)이 슬라이딩하며 이동할 수 있고 니들(30)을 지지할 수 있는 제2관통공(44)이 형성된다. 따라서, 니들(30)은 베이스판(41)의 제1관통공(43)과 돌출부(42)의 제2관통공(44)에 의해 2점 지지되어 니들(30)이 노즐 목(25)에 대해 안정적으로 슬라이드 이동할 수 있다. 베이스판(41)의 제1관통공(43)과 돌출부(42)의 제2관통공(44) 사이에는 니들(30)이 접촉하지 않는 공간부(45)가 마련된다. 또한, 니들가이드부재(40)는 서브 입구(21)로 인입되는 냉매의 흐름을 방해하지 않도록 원통 형상으로 형성되며, 노즐(20)의 노즐 인입부(23)의 안지름보다 작은 지름을 갖도록 형성된다.
니들(30)은 구동부(60)에 의해 슬라이드 이동 가능하도록 구성된다. 구동부(60)는 구동부과 동력전달부로 구성될 수 있다. 구동부은 스텝핑 모터와 같은 모터를 사용할 수 있으며, 동력전달부는 모터의 회전운동을 직선 운동으로 변환하여 직선 운동을 니들(30)로 전달할 수 있도록 구성된다. 동력전달부는 랙 구조 또는 스크류 구조일 수 있다.
본 발명과 같이 공기조화장치(100)가 2개 이상의 이젝터(1,2)를 포함하는 경우에는 2개 이상의 이젝터(1,2)에 구비되는 2개 이상의 노즐(20)에 설치된 2개 이상의 니들(30)은 각각의 구동부(60)에 의해 직선 이동하도록 구성할 수도 있으나, 본 실시예에서는 도 1,3,4,6,8에 도시된 바와 같이 2개 이상의 니들(30)이 한 개의 구동부(60)에 의해 직진 이동할 수 있도록 구성하였다. 따라서, 제어부(101)가 구동부(60)를 제어하면 2개 이상의 이젝터(1,2)에 설치된 2개 이상의 니들(30)은 동시에 직선 이동을 한다. 그러나, 본 발명에 의한 공기조화장치(100)에서는 부하에 따라 복수의 이젝터(1,2) 중 한 개의 이젝터에만 냉매가 흐르도록 구성되어 있으므로, 구동부(60)가 복수의 니들(30)을 구동하여도, 한 개의 이젝터(1,2)로 흐르는 냉매의 유량만이 니들(30)에 의해 제어될 수 있다.
이하, 도 17을 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 의한 공기조화장치의 제어방법에 대해 설명한다.
상술한 복수의 이젝터를 구비하는 공기조화장치의 제어부는 복수의 동작 모드 중 어떤 동작 모드가 선택되었는지를 판단한다. 예를 들면, 공기조화장치의 운전 조건이 복수의 동작 모드, 즉 최소 냉각 부하에서 작동하는 최소 모드, 중간 냉각 부하에서 작동하는 중간 모드, 및 최대 냉각 부하에서 작동하는 최대 모드 중 어느 모드가 선택되었는지를 확인한다(S1710).
이어서, 제어부는 선택된 동작 모드에 따라 복수의 이젝터 중 선택된 동작 모드에 대응하는 한 개의 이젝터를 통해 냉매가 흐르도록 한다(S1720). 이때, 제어부는 선택된 이젝터 이외의 다른 이젝터로는 냉매가 흐르지 않도록 제어한다. 구체적으로, 제어부는 선택된 이젝터의 메인 입구에 설치된 밸브와 서브 입구 에 설치된 밸브를 온시켜 응축기나 증발기에서 나오는 공기가 이젝터로 인입되도록 한다. 또한, 제어부는 선택되지 않은 나머지 이젝터의 메인 입구와 서브 입구에 설치된 밸브들을 오프시켜 냉매가 이젝터의 메인 입구와 서브 입구로 인입되는 것을 차단한다.
이어서, 제어부는 선택된 이젝터의 개도조절장치를 조절하여 선택된 이젝터를 통과하는 냉매 유량을 제어한다(S1730). 일 예로서, 개도조절장치는 상술한 바와 같이 니들, 니들가이드부재, 및 구동부를 포함할 수 있다. 니들은 노즐의 노즐 인입부에 설치되며, 니들의 일단이 노즐 목에 위치하여 니들의 위치에 따라 노즐 목을 통과하는 냉매의 유량을 조절할 수 있다. 니들은 구동부에 의해 슬라이드 이동 가능하도록 구성된다. 따라서, 제어부는 구동부를 제어하여 니들의 위치를 제어함으로써 이젝터를 통과하는 냉매 유량을 제어할 수 있다.
이상에서는 본 발명의 일 실시예에 의한 이젝터를 복수의 이젝터를 사용하는 공기조화장치에 사용하는 경우에 대해 설명하였으나, 본 발명의 일 실시예에 의한 이젝터는 한 개의 이젝터를 사용하는 공기조화기에 사용할 수도 있음은 당연하다. 이때, 이젝터는 공기조화기의 여러 운전 조건 중 하나의 조건에만 최적화되도록 형성할 수 있다.
이상에서 본 발명은 예시적인 방법으로 설명되었다. 여기서 사용된 용어들은 설명을 위한 것이며, 한정의 의미로 이해되어서는 안 될 것이다. 상기 내용에 따라 본 발명의 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 따라서 따로 부가 언급하지 않는 한 본 발명은 청구범위의 범주 내에서 자유로이 실시될 수 있을 것이다.

Claims (15)

  1. 압축기, 응축기, 증발기를 포함하는 냉매 회로를 구비하는 공기조화장치에 있어서,
    상기 냉매 회로에 병렬로 연결되며, 각각 최대 냉매 유량이 다르게 형성된 복수의 이젝터; 및
    상기 공기조화장치의 운전조건에 따라 상기 복수의 이젝터 중 한 개의 이젝터로 냉매가 흐르도록 하고, 나머지 이젝터로는 냉매가 흐르지 않도록 제어하는 제어부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 공기조화장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 복수의 이젝터 각각은,
    이젝터 본체;
    상기 이젝터 본체의 내부에 설치되는 노즐; 및
    상기 노즐에 설치되며, 상기 노즐의 개도를 조절할 수 있도록 형성된 개도조절장치;를 포함하는 것을 특징으로 하는 공기조화장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 개도조절장치는 상기 노즐에 삽입되어 상기 노즐의 개도를 조절하는 니들을 포함하며,
    상기 복수의 이젝터에 설치된 복수의 니들은 한 개의 구동부에 의해 동작되는 것을 특징으로 하는 공기조화장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 개도조절장치는 니들가이드부재를 더 포함하며,
    상기 니들가이드부재는,
    상기 노즐의 후단에 설치되는 베이스 판; 및
    상기 베이스 판에서 돌출되도록 형성되는 돌출부;를 포함하며,
    상기 베이스 판과 상기 돌출부의 중심에는 상기 니들이 삽입되는 관통공이 형성된 것을 특징으로 하는 공기조화장치.
  5. 제 2 항에 있어서,
    상기 이젝터 몸체는 메인 입구를 포함하고, 상기 노즐은 서브 입구를 포함하며,
    상기 응축기와 상기 메인 입구 사이에 설치되며, 냉매가 상기 메인 입구로 인입되는 것을 허용하거나 차단하는 메인 밸브; 및
    상기 증발기와 상기 서브 입구 사이에 설치되며, 냉매가 상기 서브 입구로 인입되는 것을 허용하거나 차단하는 서브 밸브;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 공기조화장치.
  6. 제 2 항에 있어서,
    상기 노즐은 길이 방향으로 관통하는 냉매 유로를 포함하며,
    상기 냉매 유로는,
    원통 형상의 노즐 인입부;
    상기 노즐 인입부에서 냉매 이동방향으로 수렴되는 원뿔대 형상의 축소부;
    상기 축소부와 연결되며, 최소 안지름을 갖는 노즐 목; 및
    상기 노즐 목에서 확산되는 원뿔대 형상의 노즐 디퓨저부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 공기조화장치.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 축소부의 축소각이 상기 노즐 디퓨저부의 확산각보다 큰 것을 특징으로 하는 공기조화장치.
  8. 제 6 항에 있어서,
    상기 노즐 인입부의 안지름이 상기 노즐 디퓨저부의 출구단 안지름보다 큰 것을 특징으로 하는 공기조화장치.
  9. 제 6 항에 있어서,
    상기 노즐 디퓨저부의 길이는 상기 노즐 목의 안지름의 10~50배인 것을 특징으로 하는 공기조화장치.
  10. 공기조화장치에 사용되는 이젝터에 있어서,
    상기 이젝터는,
    이젝터 본체; 및
    상기 이젝터 본체의 내부에 설치되는 노즐;을 포함하며,
    상기 노즐은 길이 방향으로 관통하는 냉매 유로를 포함하며,
    상기 냉매 유로는,
    원통 형상의 노즐 인입부;
    상기 노즐 인입부에서 냉매 이동방향으로 수렴되는 원뿔대 형상의 축소부;
    상기 축소부와 연결되며, 최소 안지름을 갖는 노즐 목; 및
    상기 노즐 목에서 확산되는 원뿔대 형상의 노즐 디퓨저부;를 포함하며,
    상기 축소부의 축소각이 상기 노즐 디퓨저부의 확산각보다 큰 것을 특징으로 하는 이젝터.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 노즐 인입부의 안지름이 상기 노즐 디퓨저부의 출구단 안지름보다 큰 것을 특징으로 하는 이젝터.
  12. 제 10 항에 있어서,
    상기 노즐 디퓨저부의 길이는 상기 노즐 목의 안지름의 10~50배인 것을 특징으로 하는 이젝터.
  13. 복수의 이젝터를 구비하는 공기조화장치의 제어방법에 있어서,
    상기 공기조화장치의 복수의 동작 모드 중에서 어떤 동작 모드가 선택되었는지를 판단하는 단계; 및
    상기 선택된 동작 모드에 따라 복수의 이젝터 중 상기 선택된 동작 모드에 대응하는 한 개의 이젝터를 통해 냉매가 흐르도록 하고, 나머지 이젝터를 통해서는 냉매가 흐르지 않도록 제어하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 공기조화장치의 제어방법.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 선택된 이젝터의 개도조절장치를 조절하여 상기 선택된 이젝터를 통과하는 냉매 유량을 제어하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 공기조화장치의 제어방법.
  15. 제 13 항에 있어서,
    상기 선택된 동작 모드에 따라 복수의 이젝터 중 상기 선택된 동작 모드에 대응하는 한 개의 이젝터를 통해 냉매가 흐르도록 하고, 나머지 이젝터를 통해서는 냉매가 흐르지 않도록 하는 단계는, 상기 복수의 이젝터 각각의 메인 입구와 서브 입구 각각에 설치된 밸브를 온 또는 오프시키는 것을 특징으로 하는 공기조화장치의 제어방법.
PCT/KR2016/003371 2015-10-16 2016-04-01 공기조화장치, 이에 사용되는 이젝터, 및 공기조화장치의 제어방법 WO2017065367A1 (ko)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP16855585.2A EP3330636A4 (en) 2015-10-16 2016-04-01 AIR CONDITIONING, EJECTOR USED THEREFOR AND APPARATUS FOR CONTROLLING THE AIR CONDITIONING SYSTEM
US15/763,249 US11573035B2 (en) 2015-10-16 2016-04-01 Air conditioning device, ejector used therein, and method for controlling air conditioning device
CN201680059703.9A CN108603700B (zh) 2015-10-16 2016-04-01 空气调节装置、其中使用的喷射器以及控制空气调节装置的方法

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Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3023713A1 (en) * 2014-11-19 2016-05-25 Danfoss A/S A method for controlling a vapour compression system with an ejector
CA2993328A1 (en) 2015-08-14 2017-02-23 Danfoss A/S A vapour compression system with at least two evaporator groups
BR112018007270A2 (pt) 2015-10-20 2018-10-30 Danfoss As método para controlar um sistema de compressão a vapor em modo ejetor por um tempo prolongado
CA2997658A1 (en) 2015-10-20 2017-04-27 Danfoss A/S A method for controlling a vapour compression system with a variable receiver pressure setpoint
KR101838636B1 (ko) * 2016-10-27 2018-03-14 엘지전자 주식회사 이젝터 및 이를 구비한 냉동사이클 장치
US11009266B2 (en) * 2017-03-02 2021-05-18 Heatcraft Refrigeration Products Llc Integrated refrigeration and air conditioning system
US10760838B2 (en) 2017-12-20 2020-09-01 Lennox Industries Inc. Method and apparatus for refrigerant detector calibration confirmation
PT110900B (pt) * 2018-08-01 2021-11-04 Univ Do Porto Ejetor de geometria variável para aplicações de arrefecimento e sistema de arrefecimento compreendendo o ejetor de geometria variável
DK180146B1 (en) 2018-10-15 2020-06-25 Danfoss As Intellectual Property Heat exchanger plate with strenghened diagonal area

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004324930A (ja) * 2003-04-22 2004-11-18 Denso Corp 蒸気圧縮式冷凍機
JP2005076914A (ja) * 2003-08-28 2005-03-24 Tgk Co Ltd 冷凍サイクル
US20050155374A1 (en) * 2004-01-21 2005-07-21 Hiroshi Oshitani Ejector cycle and ejector device
KR20070029132A (ko) * 2004-09-22 2007-03-13 가부시키가이샤 덴소 이젝터-타입 냉동사이클 장치
JP2010151424A (ja) * 2008-12-26 2010-07-08 Daikin Ind Ltd 冷凍装置

Family Cites Families (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU881471A1 (ru) 1980-02-05 1981-11-15 Николаевский Ордена Трудового Красного Знамени Кораблестроительный Институт Им.Адмирала С.О.Макарова Холодильна установка
JP4120296B2 (ja) 2002-07-09 2008-07-16 株式会社デンソー エジェクタおよびエジェクタサイクル
JP4400522B2 (ja) 2005-07-19 2010-01-20 株式会社デンソー エジェクタ式冷凍サイクル
KR100801658B1 (ko) 2006-09-19 2008-02-05 한국에너지기술연구원 연료전지용 양방향 가변노즐 이젝터
JP4781390B2 (ja) 2008-05-09 2011-09-28 三菱電機株式会社 冷凍サイクル装置
JP4889714B2 (ja) 2008-12-03 2012-03-07 三菱電機株式会社 冷凍サイクル装置及びこれを搭載した空気調和機
US20130000348A1 (en) * 2010-03-31 2013-01-03 Mitsubishi Electric Corporation Ejector, motive fluid foaming method, and refrigeration cycle apparatus
WO2012012490A2 (en) 2010-07-23 2012-01-26 Carrier Corporation Ejector cycle
EP2646761B1 (en) 2010-11-30 2019-05-15 Carrier Corporation Ejector cycle
JP5482767B2 (ja) * 2011-11-17 2014-05-07 株式会社デンソー エジェクタ式冷凍サイクル
JP2014077579A (ja) 2012-10-10 2014-05-01 Daikin Ind Ltd エジェクタ装置及びエジェクタ装置を備えた冷凍装置
JP5967022B2 (ja) * 2012-11-16 2016-08-10 株式会社デンソー 冷凍サイクル装置
JP6056596B2 (ja) * 2013-03-27 2017-01-11 株式会社デンソー エジェクタ
KR20150068710A (ko) 2013-12-12 2015-06-22 삼성전자주식회사 냉각장치
US10598414B2 (en) 2014-09-05 2020-03-24 Danfoss A/S Method for controlling a variable capacity ejector unit
PL3295093T3 (pl) * 2015-05-12 2023-05-22 Carrier Corporation Obieg chłodniczy eżektora i sposób działania takiego obiegu

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004324930A (ja) * 2003-04-22 2004-11-18 Denso Corp 蒸気圧縮式冷凍機
JP2005076914A (ja) * 2003-08-28 2005-03-24 Tgk Co Ltd 冷凍サイクル
US20050155374A1 (en) * 2004-01-21 2005-07-21 Hiroshi Oshitani Ejector cycle and ejector device
KR20070029132A (ko) * 2004-09-22 2007-03-13 가부시키가이샤 덴소 이젝터-타입 냉동사이클 장치
JP2010151424A (ja) * 2008-12-26 2010-07-08 Daikin Ind Ltd 冷凍装置

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
See also references of EP3330636A4 *

Also Published As

Publication number Publication date
KR20170045031A (ko) 2017-04-26
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