WO2018026092A1 - 의류처리장치 - Google Patents

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WO2018026092A1
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evaporator
refrigerant
condenser
disposed
heat exchanger
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PCT/KR2017/005278
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고철수
김현중
김효준
홍석기
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엘지전자 주식회사
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    • D06F2105/30—Blowers

Definitions

  • the present invention relates to a laundry treatment apparatus having a heat pump system.
  • the laundry treatment apparatus collectively refers to a washing machine that performs a function of washing clothes, a dryer that performs a function of drying clothes after washing, or a laundry dryer that performs both washing and drying functions.
  • the clothes treating apparatus including a drying function includes a hot air supply unit configured to supply hot air to a drying object put into the clothes accommodating unit.
  • the hot air supply unit may be classified into a gas heater, an electric heater, and a heat pump system according to the type of heat source provided to the air.
  • the heat pump system includes a compressor, a condenser, an expansion valve, and an evaporator.
  • the high temperature and high pressure refrigerant REFRIGERANT compressed by the compressor circulates to the condenser, the expansion valve, the evaporator and the compressor.
  • the air discharged from the drum DRUM which is a clothes accommodating part, is cooled by heat exchange with a refrigerant of the evaporator, dehumidified, and then heated by heat exchange with a refrigerant of the condenser. Hot air dried at high temperature by the dehumidification and heating is supplied to the drum.
  • the inside of the evaporator is a low pressure saturated refrigerant in which a liquid refrigerant and a gas refrigerant are mixed. Approximately 90% or more of the refrigerant immediately after passing through the expansion valve is a liquid refrigerant, and the liquid refrigerant exchanges heat with the air discharged from the drum while passing through the evaporator, and absorbs heat from the air to change into a gaseous refrigerant.
  • the refrigerant should be completely gaseous between the outlet of the evaporator and the inlet of the compressor, so that the compressor has no problem compressing the gaseous refrigerant.
  • liquid refrigerant in the refrigerant passing through the evaporator when there is a sudden indoor load change such as a sudden temperature change of air in the drum.
  • a compressor configured to compress only the compressive fluid (gas) when the liquid refrigerant enters the compressor is at risk of being damaged when compressing the incompressible liquid refrigerant.
  • the saturation temperature in the evaporator is 7 °C temperature of the superheated refrigerant entering the compressor should be about 12 °C
  • the temperature difference of 5 °C is the superheat degree. That is, the degree of superheat ( ⁇ Ts) may be defined as follows.
  • T1 Saturation temperature of saturated refrigerant in the evaporator
  • T2 Superheated refrigerant temperature entering the compressor
  • the overheating of the refrigerant should take place at the rear end of the evaporator (outlet side) or in the process from the evaporator to the compressor.
  • the last part of the evaporator is not filled with saturated refrigerant and the refrigerant is overheated from the inside of the evaporator, and the latter part of the evaporator is filled with the superheated refrigerant, which does not function as an evaporator. Therefore, the dehumidification capacity of the evaporator is lowered.
  • the compressor will operate at higher temperatures, which will reduce the motor efficiency of the compressor.
  • the refrigerant of the condenser is cooled and condensed by heat exchange with the air passing through the evaporator.
  • the temperature at which the gaseous refrigerant flowing into the condenser becomes a liquid refrigerant is called a saturated condensation temperature.
  • the saturation condensation temperature of the refrigerant is 51 ° C.
  • the temperature of the liquid refrigerant condensed in the condenser is lower than 51 ° C. and is about 46 ° C., which is referred to as supercooling.
  • the expansion valve serves to depressurize the high temperature and high pressure liquid refrigerant into the low temperature low pressure refrigerant which is easy to evaporate by the action of throttling (reducing pressure without exchanging heat or quantity with the outside).
  • throttling reducing pressure without exchanging heat or quantity with the outside.
  • FIG. 24 is a graph showing a change in Hz (frequency) of the compressor and the opening degree of the expansion valve as drying proceeds in the heat pump clothes treating apparatus of the related art.
  • the frequency (Hz) of the inverter compressor is increased from the beginning of drying to provide the amount of heat required to heat the air.
  • the Hz of the compressor is reduced early, the amount of refrigerant discharged from the compressor decreases, and the temperature of the air supplied to the drum decreases due to the decrease of the heat dissipation amount of the condenser, thereby increasing the drying time.
  • the heat dissipation amount of the condenser is reduced to increase the size of the condenser, there is a problem that the manufacturing cost of the condenser increases.
  • an auxiliary condenser is installed at the rear end of the condenser to increase the subcooling degree of the condenser.
  • the auxiliary condenser serves to discharge heat emitted from the condenser to the outside.
  • the heat that can be absorbed from the air discharged from the drum decreases toward the second half of the drying stroke, that is, the degree of superheat can be lowered.
  • the opening degree of the expansion valve In order to ensure adequate superheat, it is necessary to reduce the opening degree of the expansion valve. That is, in the related art, as the drying process proceeds to the second half, the expansion valve is controlled in a direction in which the opening degree of the expansion valve decreases.
  • the opening degree of the expansion valve is reduced, the amount of refrigerant flowing into the evaporator is reduced and the flow rate of the circulating refrigerant is reduced, thereby reducing the capacity (or capacity) of the heat pump cycle.
  • a first object of the present invention is to provide a laundry treatment apparatus capable of ensuring subcooling in a condenser without lowering the frequency (Hz) of the compressor early and without using an auxiliary condenser.
  • a second object of the present invention is to provide a laundry treatment apparatus capable of stably securing the superheat degree of the evaporator by expanding or maintaining the opening degree of the expansion valve without lowering the opening degree of the expansion valve when the superheat degree of the evaporator is low in the latter part of the drying process.
  • the first to second objects of the present invention can be achieved by heat exchange between the refrigerant discharged from the condenser and the refrigerant passing through the evaporator.
  • the drum is rotatably provided in the interior, and accommodates the laundry and drying objects; And a heat pump module having an evaporator, a compressor, a condenser, and an expansion valve through which the refrigerant is circulated, and providing a heat source to the air discharged from the drum and circulated to the drum, wherein the heat pump module is discharged from the condenser. And an internal heat exchanger in which heat exchange is performed between the refrigerant and the refrigerant passing through the evaporator.
  • the internal heat exchanger may be configured as a heat exchanger of fin and tube type.
  • the internal heat exchanger may be provided inside the evaporator.
  • the internal heat exchanger may include an internal heat exchanger tube disposed inside the evaporator; And a connection pipe connecting the refrigerant outlet of the condenser and the internal heat exchange tube so that the refrigerant discharged from the condenser is introduced into the internal heat exchange tube.
  • the internal heat exchanger may be disposed downstream of the evaporator with respect to the moving direction of the air.
  • the internal heat exchanger may share heat exchange fins of the evaporator to heat exchange the refrigerant discharged from the condenser and the refrigerant of the evaporator through the heat exchange fins.
  • the refrigerant outlet of the evaporator is disposed downstream of the evaporator, and the internal heat exchanger may heat exchange the refrigerant discharged from the condenser and the refrigerant at the outlet side of the evaporator.
  • the internal heat exchange tube may include: a plurality of straight pipe portions spaced apart in a vertical direction on a downstream side with respect to the movement direction of the air in the heat exchange fin of the evaporator; And a plurality of connection pipe portions disposed to protrude from the heat exchange fins of the evaporator, and connecting end portions of two straight pipe portions adjacent to each other among the plurality of straight pipe portions.
  • the plurality of straight pipe portions may be disposed in the last row downstream of the evaporator based on the moving direction of the air.
  • the plurality of straight pipe portions may be disposed in a part of the last row of the evaporator, and the refrigerant pipe of the evaporator may be disposed in the remaining part of the last row of the evaporator.
  • the plurality of straight pipe portions may be further disposed in a part of the upstream row from the last row of the evaporator.
  • the plurality of straight pipe portions may be disposed higher than the refrigerant pipe of the evaporator.
  • the internal heat exchanger tube may be disposed at a ratio of 1/5 to 1/3 of the refrigerant tube of the evaporator.
  • the plurality of straight pipe portions may be disposed adjacent to the refrigerant outlet of the evaporator.
  • the plurality of straight pipe portions may be disposed adjacent to the refrigerant inlet of the evaporator.
  • the tub is provided in the interior of the cabinet to store the wash water;
  • a drum rotatably installed in the tub and accommodating laundry and drying objects;
  • a heat pump module including an evaporator, a compressor, a condenser, and an expansion valve through which the refrigerant is circulated, and providing a heat source to the air discharged from the drum and circulated to the drum, wherein the heat pump module includes: the evaporator and the condenser; A heat exchange duct part accommodating and forming a flow path for circulation of the air connected to the tub; And an internal heat exchanger tube extending from the condenser to the inside of the evaporator, wherein the internal heat exchanger is configured to exchange heat between the internal heat exchanger tube and the refrigerant tube of the evaporator.
  • the internal heat exchanger may include a connection pipe connecting the refrigerant outlet pipe of the condenser and the internal heat exchange tube so that the refrigerant discharged from the condenser is introduced into the internal heat exchange tube.
  • the internal heat exchange tube may be disposed inside the evaporator.
  • the heat pump module is provided on one side of the heat exchange duct part, and the air discharged from the drum passes through an evaporator and a condenser to introduce the air into the drum. And a suction fan for circulating.
  • the heat exchange duct part is disposed above and in front of the tub, and the evaporator and the condenser are eccentrically in one direction from the vertical centerline of the tub and spaced apart from each other in the lateral direction. Can be arranged.
  • the condenser may extend in a downward direction lower than the evaporator.
  • the heat exchange duct part the air inlet side is connected in communication with the upper left rear of the tub, the air outlet side is connected in communication with the upper right front of the tub,
  • the movement direction of air may be directed from the left rear to the right front of the tub.
  • the condenser may be disposed downstream of the evaporator based on the moving direction of the air, and the refrigerant of the condenser may flow in a direction opposite to the moving direction of the air.
  • the internal heat exchange tube is disposed in one or two rows downstream of the evaporator with respect to the moving direction of the air, and the refrigerant outlet of the evaporator downstream of the evaporator. Is disposed, the heat discharged from the condenser may be transferred to the refrigerant outlet of the evaporator.
  • the internal heat exchanger tube is disposed in one or two rows downstream of the evaporator with respect to the moving direction of the air, and a refrigerant inlet of the evaporator downstream of the evaporator. Is disposed, the heat discharged from the condenser may be transferred to the refrigerant inlet of the evaporator.
  • the tub is provided in the interior of the cabinet to store the wash water;
  • a drum rotatably installed in the tub and accommodating laundry and drying objects;
  • a heat pump module including an evaporator, a gas-liquid separator, a compressor, a condenser, and an expansion valve through which the refrigerant is circulated, and providing a heat source to the air discharged from the drum and circulated to the drum, wherein the heat pump module includes the evaporator.
  • a heat exchange duct part accommodating a condenser and connected to the tub to form a flow path for circulation of the air;
  • a compressor base part integrally connected to a rear part of the heat exchange duct part and supporting the compressor;
  • a gas-liquid separator mounting part which is integrally provided with a rear part of the heat exchange duct part and one side part of the compressor base part, and supports the gas-liquid separator;
  • an internal heat exchanger tube extending from the condenser to the inside of the evaporator, wherein the internal heat exchanger is configured to exchange heat between the internal heat exchanger tube and the refrigerant tube of the evaporator.
  • the heat exchange duct part is disposed to cover a part of the upper front of the tub
  • the compressor base part is disposed to cover a part of the upper rear of the tub
  • the mounting part may be disposed to cover another part of the upper rear of the tub
  • the front part of the heat exchange duct part may be fastened to the front face of the cabinet
  • the rear part of the compressor base part may be fastened to the rear face of the cabinet.
  • a portion of the heat exchange duct unit in which the evaporator and the condenser are accommodated, the compressor base unit in which the compressor is mounted, and the gas-liquid separator mounting unit cover the upper and rear sides of the tub so as to cover the upper side of the tub. It may be disposed eccentrically in one direction from the direction center line.
  • the heat exchange duct part may have an air inlet part connected to the upper left rear part of the tub and an air outlet part connected to the upper right front part of the tub. .
  • the outlet portion of the heat exchange duct part may be connected in communication with a gasket provided in front of the tub.
  • the internal heat exchanger tube includes an internal heat exchanger tube disposed in one or two rows downstream of the evaporator with respect to the moving direction of the air, A refrigerant inlet of the evaporator is disposed upstream, a refrigerant outlet of the evaporator is disposed downstream of the evaporator, and a first refrigerant pipe extending from the expansion valve to the refrigerant inlet of the evaporator and the refrigerant outlet of the evaporator.
  • the second refrigerant pipe extending to the gas-liquid separator may be arranged to cross each other.
  • the internal heat exchanger tube includes an internal heat exchanger tube disposed in one or two rows downstream of the evaporator with respect to the moving direction of the air, A refrigerant outlet of the evaporator is disposed upstream, a refrigerant inlet of the evaporator is disposed downstream of the evaporator, and a first refrigerant pipe extending from the expansion valve to the refrigerant inlet of the evaporator and at the refrigerant outlet of the evaporator.
  • the second refrigerant pipe extending to the gas-liquid separator may be arranged parallel to each other.
  • the tub is provided in the interior of the cabinet to store the wash water;
  • a drum rotatably installed in the tub and accommodating laundry and drying objects;
  • a heat pump module including an evaporator, a gas-liquid separator, a compressor, a condenser, and an expansion valve through which the refrigerant is circulated, and providing a heat source to the air discharged from the drum and circulated to the drum, wherein the heat pump module includes the compressor.
  • Compressor base portion for supporting the; And an internal heat exchanger tube extending from the condenser to the inside of the evaporator, wherein the internal heat exchanger is configured to exchange heat between the internal heat exchanger tube and the refrigerant tube of the evaporator.
  • the compressor may be a horizontal compressor in which a rotating shaft is disposed in the front-rear direction of the cabinet.
  • the compressor has a central portion arranged and fixed to surround a portion of the upper outer circumferential surface of the compressor body, and an edge portion is disposed above the compressor base portion and fastened with the compressor base portion.
  • the refrigerant outlet of the compressor may be disposed in a direction facing the refrigerant inlet pipe of the condenser.
  • an internal heat exchanger extending from the condenser to the inside of the evaporator may have an effect of expanding the heat exchange area of the condenser.
  • the internal heat exchanger does not reduce the circulation of the refrigerant in the latter part of the drying stroke Even if the opening degree of the expansion valve is expanded or maintained, the superheat degree can be secured stably.
  • the normal operating area of the heat pump cycle can be secured widely through heat exchange between the evaporator and the condenser, and the capacity and capacity of the heat pump cycle can be improved.
  • FIG. 1 is a perspective view showing the appearance of a laundry treatment apparatus according to the present invention.
  • FIG. 2 is a perspective view illustrating a heat pump module mounted on an inner upper portion of the cabinet in FIG. 1.
  • FIG. 3 is a conceptual view illustrating a PCB case of the controller mounted on the upper part of the cabinet in FIG. 2.
  • FIG. 4 is a conceptual diagram illustrating a state in which air is circulated between the tub and the heat pump module of FIG. 2.
  • FIG. 5 is a conceptual view illustrating the tub and heat pump module of FIG. 4 as viewed from the front of the cabinet.
  • FIG. 5 is a conceptual view illustrating the tub and heat pump module of FIG. 4 as viewed from the front of the cabinet.
  • FIG. 6 is a perspective view illustrating the heat pump module of FIG. 5.
  • FIG. 7 is an exploded perspective view of FIG. 6.
  • FIG. 8 is a conceptual view showing a view of the evaporator, the condenser, the expansion valve, the gas-liquid separator, and the compressor according to the first embodiment of the present invention from above.
  • FIG. 9 is a conceptual view illustrating a three-dimensional view of the condenser and the evaporator from the rear of the cabinet.
  • FIG. 10 is a conceptual view illustrating the condenser and the evaporator of FIG. 9 viewed from the rear of the cabinet in a plan view (two-dimensional).
  • FIG. 11 is a ph diagram illustrating a process of evaporating, compressing, condensing and expanding a refrigerant in a heat pump module according to a first embodiment of the present invention.
  • FIG. 12 is a conceptual view showing a view of an evaporator, a condenser, an expansion valve, a gas-liquid separator, and a compressor according to a second embodiment of the present invention from above.
  • FIG. 13 is a conceptual view three-dimensionally showing the condenser and the evaporator of FIG. 12 as viewed from the rear of the cabinet.
  • FIG. 14 is a conceptual view illustrating the condenser and the evaporator of FIG. 12 viewed from the rear of the cabinet in a plan view (two-dimensional).
  • 15 is a ph diagram illustrating a process of evaporating, compressing, condensing and expanding a refrigerant in a heat pump module according to a second exemplary embodiment of the present invention.
  • 16 to 23 is a conceptual view showing the internal heat exchanger according to the present invention installed in various embodiments on the downstream side of the evaporator.
  • FIG. 25 is a graph showing a change in the frequency (Hz) and the opening degree of the expansion valve (LEV) of the compressor with the drying time in the heat pump laundry dryer of the present invention.
  • FIG. 26 is a graph showing changes in pressure and enthalpy of each process of a heat pump cycle with a drying time in a P (pressure) -h (enthalpy) diagram according to the prior art.
  • FIG. 27 is a graph showing changes in pressure and enthalpy of each process of a heat pump cycle with a drying time in the P-h diagram according to the present invention.
  • 29 is a graph showing the change in supercooling degree and glossiness with the drying time of the present invention.
  • FIG. 1 is a perspective view showing the appearance of a laundry treatment apparatus according to the present invention.
  • the laundry treatment apparatus of the present invention should be understood as a concept including a washing machine and a laundry dryer.
  • the laundry treatment apparatus may be implemented as a laundry dryer.
  • the clothes treating apparatus shown in FIG. 1 includes a cabinet 10 forming a body of a laundry dryer.
  • the cabinet 10 may be formed in a hexahedral shape, the top cover 10a forming the upper surface of the laundry dryer, the base cover 10b forming the lower surface of the laundry dryer, and the side cover forming both sides of the laundry dryer. 10c, the front cover 10d forming the front surface of the laundry dryer, and the back cover 10e forming the rear surface of the laundry dryer.
  • An inlet for injecting laundry and drying objects is formed in the front cover 10d, and a circular door 15 for opening and closing the inlet is rotatably installed in the front cover 10d.
  • the left end of the door 15 is coupled to the door hinge, the right end of the door 15 is rotated in the front and rear direction around the door hinge to open and close the inlet.
  • the other side of the door 15 is provided with a push locking device, by pressing the other side of the door 15 once, the door 15 is locked, and pressing it once again can unlock the door 15.
  • the upper end of the door 15 is provided with a touch display 12 for the user's operation, it is possible to select and change the operation mode for performing the washing, dehydration and drying stroke.
  • the upper right side of the front cover (10d) is provided with a power button 13, it is possible to turn on / off the power during the laundry, dehydration and drying stroke of the laundry treatment apparatus.
  • the lower part of the cabinet 10 may be installed to be pulled out and inserted in a drawer type, and the lower cover 14 covering the detergent supply part may be rotatably installed in a vertical direction.
  • FIG. 2 is a perspective view illustrating a heat pump module mounted on an inner upper part of the cabinet in FIG. 1
  • FIG. 3 is a conceptual view illustrating a PCB case of the controller mounted on an upper part of the cabinet in FIG. 2.
  • a tub 16 is disposed in the cabinet 10 shown in FIG. 2.
  • the tub 16 is formed in a cylindrical shape.
  • the virtual center line 161 penetrating the center of the tub 16 may be disposed in the front-rear direction of the cabinet 10.
  • the tub 16 may be inclined so that the front face is positioned higher than the rear face.
  • Washing water may be stored in the tub 16.
  • An inlet for injecting laundry into the front face of the tub 16 is formed in communication with the inlet of the cabinet 10.
  • a sump may be provided at the bottom of the tub 16.
  • the sump is where the wash water stored in the tub 16 is temporarily collected to drain the tub 16 to the outside of the tub 16.
  • the sump is concave, so that water flowing out of the tub 16 can accumulate in the sump.
  • a sump is formed in the sump, and the wash water may be discharged to the outside through the drain.
  • a gasket 16b is provided at the front end of the tub 16.
  • the gasket 16b may be formed of a rubber material or the like along the circumferential direction of the front portion of the tub 16. The gasket 16b prevents the wash water stored in the tub 16 from leaking into the cabinet 10.
  • the drum 17 is rotatably provided in the tub 16.
  • the front part of the drum 17 is opened to connect the cabinet 10 and the inlet of the tub 16 to communicate with each other.
  • the drum 17 is provided with an accommodation space for receiving the laundry and drying objects therein.
  • a driving unit such as a motor may be installed on the rear surface of the tub 16.
  • the rear part of the drum 17 may be connected to the driving part through the rotation shaft.
  • the drum 17 may be rotated by receiving power from the driving unit.
  • a plurality of through holes may be formed on the circumferential surface of the drum 17 so that water or air may flow from the tub 16 to the drum 17 or out of the drum 17 to the tub 16 through the through holes.
  • a plurality of lifters may be disposed on the inner circumferential surface of the drum 17 to be spaced apart in the circumferential direction.
  • the lifter rotates the laundry and drying objects contained in the drum 17 while rotating together with the drum 17. In this case, the laundry and drying objects may be tumbling by falling by gravity in the drum 17.
  • the heat pump module 20 is mounted on the tub 16.
  • the heat pump module 20 includes an evaporator 21, a condenser 23, a compressor 22, an expansion valve 24, a gas-liquid separator 25 and a suction fan 27, and an integrated unit for assembling them into one module. And a housing 30.
  • the integrated housing 30 includes a heat exchange duct part 31 accommodating the evaporator 21 and the condenser 23 therein, a compressor base part 34 equipped with a compressor 22, and a gas liquid equipped with a gas liquid separator 25. Separator mounting portion 35 may be included.
  • Evaporator 21, gas-liquid separator 25, compressor 22, condenser 23, expansion valve 24 may be mounted to the integral housing 30 to modularize the heat pump system into one assembly.
  • the reason why the heat pump module 20 is disposed above the tub 16 is that in the case of the washing machine, when washing water is supplied into the tub 16, water may leak to the bottom of the tub 16 due to sealing problems. In order to protect the heat pump module 20 from water leakage, since water flows downward due to gravity. In addition, when the heat pump module 20 is installed or dismantled for maintenance, the operator does not have to bend much of the waist, so that the heat pump module 20 is positioned at the bottom of the tub 16 rather than the tub 16. It is more advantageous to be located at the top of.
  • the heat pump module 20 of the present invention together with the heat exchanger 110 of the evaporator 21 and the condenser 23, the compressor 22, expansion valve 24, gas-liquid separator 25 and suction fan
  • the structure of the heat pump system can be simplified, and the arrangement space of the heat pump system can be compactly optimized.
  • the heat pump module 20 of the present invention arranges the compressor 22 together with the heat exchanger 110 in the integrated housing 30 located above the tub 16, thereby providing the heat exchanger 110 and the compressor.
  • the structure of the pipe connecting 22 is simplified and the pipe length is shortened.
  • assembly and installation are simple, and only the heat pump module 20 itself enables performance inspection before assembly of the finished product.
  • the heat exchange duct part 31, the compressor base part 34, and the gas-liquid separator mounting part 35 may be formed of one body.
  • the heat exchange duct part 31, the compressor base part 34, and the gas-liquid separator 25 may be integrally injection molded.
  • the heat exchange duct part 31 may be disposed in front of the upper part of the tub 16, and the compressor base part 34 may be disposed in the upper rear part of the tub 16.
  • One side of the heat exchange duct part 31 (left rear end with respect to the front surface of the cabinet 10) is connected in communication with the air outlet 16a at the upper rear of the tub 16, and is discharged from the drum 17. Air may flow into the heat exchange duct part 31.
  • the other side of the heat exchange duct portion 31 (the right front end portion relative to the front face of the cabinet 10) is connected in communication with the air inlet of the gasket 16b of the tub 16, thereby exchanging heat in the heat exchange duct portion 31.
  • the heated air can be resupplied and circulated back into the drum 17.
  • the suction fan 27 may be mounted on the right side of the heat exchange duct part 31 based on the front surface of the cabinet 10.
  • the suction fan 27 provides circulation power to the air discharged from the drum 17, and the air discharged from the drum 17 is circulated back to the drum 17 after passing through the evaporator 21 and the condenser 23. Be sure to
  • the integrated housing 30 may further include a gas-liquid separator mounting part 35 on the rear side of the heat exchange duct part 31 and the left side of the compressor base part 34 with respect to the front surface of the cabinet 10.
  • the gas-liquid separator mounting unit 35 may surround the lower portion of the gas-liquid separator 25.
  • the gas-liquid separator 25 may be fixed while being mounted on the gas-liquid separator mounting portion 35.
  • the gas-liquid separator 25 separates the liquid refrigerant from the gaseous refrigerant and transfers only the gaseous refrigerant to the compressor 22 when the liquid refrigerant is included in the gaseous refrigerant discharged from the evaporator 21.
  • the heat exchange duct part 31 is forwardly supported on the front surface of the cabinet 10, and the compressor base part 34 is rearwardly supported on the rear surface of the cabinet 10.
  • the front frame 15 may be provided at the front upper part of the cabinet 10, and the front part of the heat exchange duct part 31 may be fastened and supported by the screw 315 to the front frame 15. At this time, the two screws 315 may be fastened by being disposed in a diagonal direction on the front frame 15.
  • the rear portion of the compressor base portion 34 may be fastened and supported by a screw 315 to the back cover 10e.
  • two screws 315 may be fastened to be spaced apart from the back cover 10e in a diagonal direction.
  • the integrated housing 30 having the heat exchange duct part 31 and the compressor base part 34 integrally mounted on the upper side of the cabinet 10 may be firmly supported.
  • the controller 36 controls the overall operation of the heat pump module 20 and the clothes treating apparatus.
  • the controller 36 may include a PCB case 361 having a height of a rectangular parallelepiped having a smaller height than a width and length, a PCB embedded in the PCB case 361, and electrical / electronic control components mounted on the PCB. Can be.
  • the PCB case 361 has a space between the top of the tub 16 and the left side edge of the cabinet 10 in a diagonal direction (as viewed from the front cover 10d) on the left side of the heat pump module 20. ) May be arranged.
  • the PCB case 361 is directed from the top of the center of the cabinet 10 downward to the left side downward when viewed from the front cover 10d. It is preferred to be arranged obliquely.
  • the PCB case 361 can avoid the interference with other components and compactly configure the PCB case 361 together with the heat pump module 20.
  • the PCB case 361 may include a fixing protrusion 362 that protrudes from one side of the upper surface of the PCB case 361 so as to be stably supported in the cabinet 10. .
  • the upper end of the fixing protrusion 362 may be formed in a hook shape.
  • the cabinet 10 may include a fixing member 363 that extends from one side of the upper end of the front cover 10d to one side of the upper end of the back cover 10e to support the PCB case 361.
  • the front end of the fixing member is connected to the front cover 10d, and the rear end of the fixing member is connected to the back cover 10e.
  • the PCB case 361 is stably supported between the left side edge of the cabinet 10 and the heat pump module 20 and compact To be placed.
  • the PCB case 361 may be electrically connected to the heat pump module 20 to test the performance of the heat pump module 20 on a module basis before assembling the finished product of the clothes treating apparatus. As such, since the PCB case 361 is connected to the heat pump module 20 for the performance inspection of the heat pump module 20, the PCB case 361 is preferably located close to the heat pump module 20.
  • the PCB case 361 may be compactly installed in the cabinet 10 together with the heat pump module 20 as the PCB case 361 is disposed and connected in a diagonal direction to the side of the heat pump module 20.
  • FIG. 4 is a conceptual view illustrating a state in which air is circulated between the tub and the heat pump module of FIG. 2
  • FIG. 5 is a conceptual view illustrating the tub and heat pump module of FIG. 4 as viewed from the front of the cabinet.
  • the heat pump module 20 is configured to provide a heat source to the air discharged from the drum 17.
  • the heat exchange duct part 31 may be connected to the tub 16 to form a circulation passage for circulation of air.
  • One side of the heat exchange duct part 31 may be connected to the upper left rear of the tub 16, and the other side of the heat exchange duct part 31 may be connected to the upper right front of the tub 16.
  • An air outlet 16a may be formed at the upper left rear of the tub 16.
  • the air outlet 16a is formed in the form of a circular pipe (PIPE), and may be formed to protrude upward from the tub 16.
  • PIPE circular pipe
  • connection duct 32 may be formed in the form of an elbow.
  • connection duct 32 One side of the connection duct 32 is provided with a bellows corrugated tube made of rubber material and connected to the air outlet 16a of the tub 16, and the other side of the connection duct 32 is provided with a corrugated pipe made of rubber material. It may be connected to one side of the part 31.
  • the corrugated pipe of the connection duct 32 may block the vibration generated from the tub 16 from being transmitted to the heat pump module 20. For example, vibration generated from a motor installed at the rear of the tub 16 may be prevented from being transmitted to the heat pump module 20 through the tub 16. On the contrary, the vibration generated in the heat pump module 20 may be blocked from being transmitted to the tub 16.
  • the other side (right end) of the heat exchange duct part 31 may be connected to the gasket 16b of the tub 16 by the fan duct part 33.
  • the fan duct unit 33 includes a suction fan 27 therein to circulate air discharged from the heat exchange duct unit 31 to the tub 16.
  • One side of the fan duct part 33 is connected to the other side of the heat exchange duct part 31, and the other side of the fan duct part 33 is connected to communicate with the upper portion of the gasket 16b of the tub 16, thereby providing a fan duct part ( 33 connects the heat exchange duct part 31 and the tub 16.
  • the fan duct part 33 is connected to the gasket 16b made of a rubber material, thereby preventing the vibration generated from the tub 16 from being transmitted to the heat exchange duct part 31 and the heat pump module 20. Transmission of vibration from the heat pump module 20 to the tub 16 may be blocked.
  • the evaporator 21 and the condenser 23 are spaced apart from each other in the heat exchange duct part 31.
  • the air discharged from the air outlet 16a of the tub 16 passes through the evaporator 21 and the condenser 23 in order.
  • the evaporator 21 is disposed upstream of the condenser 23 based on the air movement direction.
  • the air introduced into the heat exchange duct part 31 through the connection duct 32 at the air outlet 16a of the tub 16 is a suction fan 27.
  • the suction force of the) through the evaporator 21 and the condenser 23 in the right direction from the center of the tub 16 is introduced into the tub 16 through the fan duct part 33.
  • the condenser 23 is spaced apart on the right side of the evaporator 21.
  • the condenser 23 is made to have a larger area than the evaporator 21.
  • the amount of heat radiated through the condenser 23 increases, so that the amount of heat provided to the air to be introduced into the tub 16 also increases, resulting in a significant improvement in the performance of the heat pump and shortening the drying time. Can contribute.
  • the upper side of the condenser 23 and the evaporator 21 may be located at the same height, and the lower side of the condenser 23 may extend further downward to be located below the evaporator 21.
  • the condenser 23 may extend longer in the horizontal direction than the evaporator 21.
  • each of the evaporator 21 and the condenser 23 is located on the same plane so as to correspond to the plane of the top cover 10a of the cabinet 10, the lower side of each of the evaporator 21 and the condenser 23
  • the evaporator 21 and the condenser 23 are located stepwise in a section in the direction from the upper center to the right along the circumferential surface of the tub 16 and between the long and short needles at approximately 2 o'clock in the analog clock. Can be efficiently arranged utilizing a narrow space above the cabinet 10.
  • the suction fan 27 may be disposed between the condenser 23 and the cabinet 10 for efficient space utilization of the cabinet 10.
  • the suction fan 27 may be vertically disposed such that one side faces the condenser 23 and the other side faces the right side of the cabinet 10. When the suction fan 27 is driven, the suction fan 27 may suck air passing through the condenser 23 and blow the air to the tub 16 through the fan duct 33.
  • FIG. 6 is a perspective view illustrating the heat pump module of FIG. 5, and FIG. 7 is an exploded perspective view of FIG. 6.
  • the heat pump module 20 may be disposed by utilizing an upper space in the cabinet 10, that is, a space between the top cover 10a and the tub 16.
  • the heat pump module 20 includes a heat exchange duct unit 31, a fan duct unit 33, a compressor base unit 34, and a gas-liquid separator mounting unit 35.
  • the heat exchange duct part 31 is disposed in front of the cabinet 10, and the compressor base part 34 and the gas-liquid separator mounting part 35 are disposed at the rear of the cabinet 10.
  • the compressor base portion 34 may be disposed behind the heat exchange duct portion 31.
  • the heat exchange duct part 31, the fan duct part 33, the compressor base part 34, and the gas-liquid separator mounting part 35 may be integrally formed by injection molding.
  • the heat exchange duct part 31 may include a base part 311 and a cover part 312.
  • the base portion 311 forms a lower portion of the heat exchange duct portion 31, and the cover portion 312 forms an upper portion of the heat exchange duct portion 31.
  • the base portion 311 and the cover portion 312 are coupled to each other by contacting the edge portion.
  • a plurality of coupling protrusions 313a are formed at any one of the base portion 311 and the cover portion 312, and a plurality of protrusion accommodation portions 313b are formed to correspond to the plurality of coupling protrusions 313a at the other. Since the coupling protrusion 313a and the protrusion accommodation portion 313b are coupled to each other, the base portion 311 and the cover portion 312 may be fastened.
  • a plurality of fastening portions 314 are formed to protrude from the base portion 311, and the fastening portion 314 and the front frame formed at the front upper side of the cabinet 10 are fastened with screws 315 to form a heat exchange duct part ( 31 may be supported in front of the cabinet 10.
  • the fan duct part 33 is provided on the right side of the heat exchange duct part 31, and the suction fan 27 is accommodated in the fan duct part 33.
  • the fan duct part 33 may include a first part 331 integrally formed with the heat exchange duct part 31 and a second part 332 covering the rear surface of the suction fan 27.
  • the first part 331 and the second part 332 may also be fastened to each other by a fastening member such as the above-described coupling protrusion 313a and the protrusion receiving portion 313b.
  • the evaporator 21 and the condenser 23 are accommodated in the heat exchange duct part 31.
  • the evaporator 21 is disposed upstream with respect to the air movement direction, and the condenser 23 is disposed downstream with respect to the air movement direction.
  • the evaporator 21 is spaced apart on the left side of the condenser 23 when viewed from the front of the cabinet 10.
  • the evaporator 21 may be composed of a refrigerant pipe 211 and a plurality of heat exchange expansion fins 210.
  • the plurality of heat exchanging fins 210 is a heat conductive material and is formed in a flat plate shape. Each of the plurality of heat exchange expansion fins 210 is in contact with the refrigerant pipe 211 to expand the heat exchange area of the refrigerant and air.
  • the heat exchanging fins 210 may be spaced apart from each other at very small intervals in the front and rear directions of the heat exchanging duct part 31. Air may pass between the heat exchange expansion fins 210 in the left and right directions of the heat exchange duct part 31.
  • the refrigerant pipe 211 is formed in a tube shape so that the refrigerant flows therein.
  • the coolant pipe 211 includes a plurality of straight pipe portions 2111 and a connection pipe portion 2112.
  • the plurality of straight pipe portions 2111 may extend in the front-back direction of the heat exchange duct part 31 and may be spaced apart in the vertical direction and the left and right directions.
  • the plurality of straight pipe portions 2111 are in contact with the heat exchange expansion fins 210 and are formed to penetrate through the plurality of heat exchange expansion fins 210.
  • the plurality of connection portions are formed in a semi-circular tube shape and connect two straight pipe portions 2111 disposed adjacent to each other.
  • the plurality of connection parts may be arranged to protrude from both sides of the heat exchange duct part 31 in the front and rear directions from the heat exchange expansion pin 210.
  • the plurality of straight pipe portions 2111 and the connecting portion may include a plurality of rows and a plurality of columns in the heat exchange expansion fin 210 so as to extend the length of the refrigerant pipe 211 as long as possible in the evaporator 21. Can be arranged.
  • the condenser 23 may be composed of a refrigerant pipe 231 and a heat exchange expansion fin 210. Since the structure of the refrigerant pipe 231 and the heat exchange expansion fin 210 of the condenser 23 is similar to the evaporator 21, a detailed description thereof will be omitted and the description will be given mainly on the difference from the evaporator 21.
  • the condenser 23 is larger in size than the evaporator 21.
  • the refrigerant of the evaporator 21 is evaporated by absorbing heat from the air through heat exchange with the air.
  • the refrigerant in the condenser 23 condenses by dissipating heat into the air through heat exchange with the air.
  • the evaporator 21 and the condenser 23 have opposite directions of heat transfer.
  • the compressor main body 221 is mounted on the upper part of the compressor base part 34.
  • the compressor 22 is a horizontal compressor 22.
  • the horizontal compressor 22 may have a rotating shaft disposed horizontally. More precisely, in the present embodiment, the horizontal compressor 22 may be disposed to be inclined in an angle range of 1 to 10 degrees with respect to the horizontal line extending in the front and rear direction of the compressor base portion 34.
  • the front part of the lateral compressor 22 may be arranged higher than the rear part.
  • the reason for this is that an electric motor driven by an electric motor is arranged in front of the horizontal compressor 22, and a compressor mechanism for compressing gas refrigerant is arranged in the rear of the electric compressor, so that the oil inclines downward by gravity. This is to ensure that the lubrication is made smoothly by the oil is smoothly supplied to the sliding portion of the sliding portion.
  • a discharge port 221a for discharging the compressed refrigerant in the front portion of the horizontal compressor 22 may be formed.
  • a suction port 221b may be formed at a rear portion of the bottom surface of the horizontal compressor 22 to suck gas refrigerant.
  • the compressor base portion 34 includes a support 341 supporting the compressor 22.
  • the support 341 is provided on both sides with the compressor body 221 interposed therebetween and is spaced apart from each other in the left and right direction and extends in the vertical direction.
  • Two bellows-type antivibration mounts 223 are disposed in the front-rear direction on the upper portion of each support 341 to insulate the vibration generated from the compressor 22.
  • An approximately X-shaped bracket 222 is disposed on the upper surface of the compressor body 221, and a central portion of the bracket 222 may be fixed to the compressor body 221 by welding at least two locations. Through holes may be formed at the edges of the brackets 222 so that a portion of the bolts may pass through, respectively.
  • Coupling holes may be formed in both front and rear directions of the support 341 so that the bolt penetrates.
  • each of the edges of the bracket 222 is fastened to the upper portion of the support 341 by a fastening member 343, such as bolts and nuts.
  • the compressor 22 may be positioned on the bottom of the bracket 222 and supported while hanging on the top of the support 341.
  • Both sides of the compressor body 221 may be wrapped by a support 341.
  • the compressor base portion 34 includes a lower connection portion 342 connecting the lower portion of the support 341.
  • the lower surface of the compressor body 221 may be wrapped by the lower connection portion 342.
  • the fastening part 314 is formed to protrude on the rear surface of the support base 341 of the compressor base part 34, and the fastening part 314 and the back cover 10e of the cabinet 10 are fastened by a screw 315.
  • the rear portion of the compressor base portion 34 may be supported on the rear surface of the cabinet 10.
  • the gas-liquid separator mounting portion 35 may be disposed on the right side of the compressor base portion 34.
  • the gas-liquid separator is mounted to the gas-liquid separator mounting unit 35.
  • the gas-liquid separator 25 separates the gaseous refrigerant and the liquid refrigerant and delivers the gaseous refrigerant to the compressor 22 when the gaseous refrigerant and the liquid refrigerant are mixed and discharged in the evaporator 21.
  • Both sides and the bottom surface of the gas-liquid separator 25 may be wrapped by the gas-liquid separator mounting portion 35.
  • the gas-liquid separator mounting portion 35 may support the gas-liquid separator 25.
  • FIG. 8 is a conceptual view showing a view of the evaporator, the condenser, the expansion valve, the gas-liquid separator, and the compressor according to the first embodiment of the present invention from above.
  • the evaporator 21 and the condenser 23 are spaced apart from each other on the upstream side and the downstream side of the heat exchange duct part 31 based on the air moving direction.
  • the heat exchange duct part 31, the compressor base part 34, and the gas-liquid separator mounting part 35 of FIG. 6 are removed.
  • the evaporator 21, the condenser 23, the compressor 22, the expansion valve 24 and the gas-liquid separator 25 are spaced apart from each other. It can be arranged compactly.
  • the left side of the evaporator 21 and the condenser 23 faces the front of the cabinet 10, and the right side of the evaporator 21 and the condenser 23 faces the rear of the cabinet 10.
  • the upper side of the evaporator 21 is directed to the left side cover of the cabinet 10, and the lower side of the condenser 23 is directed to the right side cover of the cabinet 10.
  • the expansion valve 24 may be disposed in a direction facing one side of the evaporator 21 (the right side of the evaporator 21 based on FIG. 8).
  • the compressor 22 may be disposed in a direction in which the discharge port 221a faces one side of the condenser 23 (the right side of the condenser 23 based on FIG. 8). Since the suction port 221b of the compressor 22 is formed behind the bottom of the compressor main body 221, it is not visible in FIG.
  • a dryer 28 may be arranged between the condenser 23 and the compressor 22.
  • the dryer 28 may be disposed between the right side of the condenser 23 and the discharge port 221a of the compressor 22.
  • the dryer 28 is a device for removing moisture from the liquid refrigerant discharged from the condenser 23.
  • the dryer 28 is provided with the moisture absorbent for absorbing moisture inside.
  • the gas-liquid separator 25 may be disposed diagonally to the right side of the expansion valve 24.
  • FIG. 9 is a conceptual view illustrating a condenser 23 and an evaporator 21 of FIG. 8 viewed from the rear of the cabinet 10 in three dimensions
  • FIG. 10 illustrates the condenser 23 and the evaporator 21 of FIG. This is a conceptual view showing the view seen from the rear of 10) in plan (two-dimensional).
  • FIG. 9 since the evaporator 21 and the condenser 23 are seen from the rear of the cabinet 10, the positions of the evaporator 21 and the condenser 23 of FIG. 9 are located in the evaporator 21 and the condenser (FIG. 5). 23) can be seen as opposed to each other.
  • the air may move from the right side (upstream side) to the left side (downstream side), the evaporator 21 on the left side and the condenser 23 on the right side.
  • FIG. 10 is also seen in the same direction as in Figure 9, the evaporator 21 is located on the right, the condenser 23 is located on the left.
  • a part of the heat exchange duct part 31, that is, the upper surface of the cover part 312 and the lower surface of the base part 311 are further illustrated.
  • the refrigerant pipe 231 of the condenser 23 shown in FIG. 9 includes a plurality of straight pipe portions 2311 extending in the front-rear direction in the heat exchange duct part 31 and two straight pipe portions adjacent to each other in the form of a semi-circular pipe ( 2311 may be divided into a connecting tube portion 2312.
  • the plurality of straight pipe parts 2311 and the connection pipe parts 2312 may be connected to each other to form one refrigerant path.
  • the straight portion 2311 of the condenser 23 may be arranged in five rows by five columns. Rows means that the straight pipe portion 2311 is spaced apart longitudinally from the heat exchange expansion fin 210 of the condenser 23, the column (columns) is the straight pipe portion 2311 of the condenser 23 Means a state spaced apart in the horizontal direction from the heat exchange expansion pin (210).
  • the straight portions 2311 of the condenser 23 are disposed in the first to fifth rows from the left side to the right side of the heat exchange expansion fin 230 of the condenser 23 for the convenience of description, and the heat exchange expansion fin ( 230 may be disposed at the first to fifth ends from the top to the bottom.
  • the first row, the third row, and the fifth row may be located above the second row and the fourth row.
  • the first to fifth rows may be alternately arranged in the vertical direction while alternately in the left and right directions in the heat exchange expansion fin 230 of the condenser 23.
  • each of the first to fifth columns may be disposed on a straight line in the vertical direction.
  • the refrigerant inlet 231a of the condenser 23 may be located at the first end of the first row, and the refrigerant outlet 231b of the condenser 23 may be located at the first end of the fifth row.
  • the refrigerant of the condenser 23 moves from the left side to the right side of the heat exchange expansion fin 230, and the air moves from the right side to the left side of the heat exchange duct part 31.
  • the refrigerant in the condenser 23 and the air passing through the condenser 23 may be better heat exchanged by flow in the opposite direction.
  • the refrigerant introduced into the refrigerant inlet 231a of the condenser 23 exchanges heat with the air passing through the condenser 23 while flowing along the refrigerant passage, and the refrigerant releases heat to the air, thereby cooling the refrigerant itself and condensing it into the liquid refrigerant. , The air is heated.
  • the straight pipe portion 2111 of the evaporator 21 may be arranged in three rows by four columns.
  • the straight pipe portions 2111 of the evaporator 21 are disposed in the second to fourth rows from the left to the right of the heat exchange expansion fin 210 of the evaporator 21 on the basis of FIG. 10 for convenience of description. It may be disposed in the first to fourth stage from the top of the heat exchange expansion fin 210 to the bottom. Rows 2 and 4 may be located above the third row. The second to fourth rows may be alternately arranged in the vertical direction while alternately in the left and right directions in the heat exchange expansion fin 210 of the evaporator 21. In addition, each of the second to fourth columns may be disposed on a straight line in the vertical direction.
  • the refrigerant inlet 211a of the evaporator 21 may be located at the first end of the fourth row, and the refrigerant outlet 211b of the evaporator 21 may be located at the fourth end of the second row.
  • the refrigerant of the evaporator 21 moves from the right side to the left side of the heat exchange expansion fin 210, and the air moves from the right side to the left side of the heat exchange duct part 31.
  • the refrigerant passing through the evaporator 21 and the air passing through the condenser 23 may flow in the same direction and exchange heat.
  • the refrigerant introduced into the refrigerant inlet 211a of the evaporator 21 exchanges heat with the air passing through the evaporator 21 while flowing along the refrigerant passage, whereby the heat of the air is transferred to the refrigerant to cool the air, and the moisture contained in the air. Is condensed to produce condensate, and the refrigerant itself absorbs heat from the air and evaporates.
  • the first refrigerant pipe 212 extending from the outlet of the expansion valve 24 to the refrigerant inlet 211a of the evaporator 21.
  • the second refrigerant pipe 213 extending from the refrigerant outlet 211b of the evaporator to the inlet of the gas-liquid separator 25.
  • the heat pump module 20 further includes an internal heat exchanger 26.
  • the internal heat exchanger 26 is configured to heat exchange the refrigerant discharged from the condenser 23 and the refrigerant passing through the evaporator 21.
  • the internal heat exchanger 26 may be a fin and tube type heat exchanger.
  • Fin and tube type heat exchanger 26 means a heat exchanger 26 composed of a combination of fin and tube. As air passes between the fins, it can exchange heat with the refrigerant. The refrigerant flows inside the tube to exchange heat with the refrigerant. The air may be in contact with the fins and tubes to exchange heat with the refrigerant. However, air and refrigerant do not mix with each other.
  • the pins have a flat plate shape, and the plurality of pins may be spaced apart from each other. Fins can extend the heat exchange area of air and refrigerant.
  • the internal heat exchanger 26 may share the heat exchange expansion fins 210 of the evaporator 21 without providing fins separately.
  • the internal heat exchanger 26 may be provided inside the evaporator 21. In this case, since the internal heat exchanger 26 is provided inside the evaporator 21, a separate installation space is not required.
  • the internal heat exchanger 26 includes an internal heat exchange tube 261 and a connection tube 262.
  • the internal heat exchange tube 261 may be disposed inside the evaporator 21.
  • the internal heat exchange tube 261 is provided separately from the refrigerant tube 211 of the evaporator 21. That is, the internal heat exchange tube 261 is provided separately from the plurality of straight pipe portions 2111 and the connection pipe portions 2112 of the evaporator 21.
  • the internal heat exchange tube 261 may be provided downstream in the evaporator 21.
  • the downstream side in the evaporator 21 means that it is located on the left side of the evaporator 21 with respect to the air movement direction.
  • the internal heat exchange tube 261 may include a plurality of straight tube portions 2611 and a plurality of connecting tube portions 2612.
  • the straight pipe portion 2611 of the internal heat exchange tube 261 may be arranged in one row on the downstream side of the heat exchange expansion fin 210 of the evaporator 21.
  • the straight pipe sections 2611 of the internal heat exchange tube 261 are four in the first row to the left of the heat exchange expansion fins 210 of the evaporator 21 and from the top to the bottom of the first to second for convenience of description. It can be arranged in four stages.
  • connection pipe parts 2612 are disposed to protrude from both front and rear ends of the heat exchange expansion fins 210 of the evaporator 21 to connect the straight pipe parts 2611 of the internal heat exchange pipe 261.
  • the connecting pipe 262 of the internal heat exchanger 26 has a semicircular connection connecting the first and second straight pipe parts 2621 and 2622 and the first and second straight pipe parts 2621 and 2622 disposed to be parallel to each other. It may be composed of the tubular portion 2623.
  • the first straight pipe section 2621 extends from the refrigerant outlet 231b of the condenser 23 to the connecting pipe section 2623, and the second straight pipe section 2622 extends from the connecting pipe section 2623 to the internal heat exchange pipe 261. It can be extended to.
  • the connection pipe 262 of the internal heat exchanger 26 includes the refrigerant outlet 231b located at the first end of the fifth row of the heat exchange expansion fins 230 of the condenser 23 and the heat exchange expansion fins 210 of the evaporator 21. Extends to the refrigerant inlet 261a of the internal heat exchanger 26 located at the first end of the first row, and connects the refrigerant outlet 231b of the condenser 23 to the internal heat exchange tube 261. As a result, the refrigerant discharged from the condenser 23 may flow into the internal heat exchange tube 261 of the internal heat exchanger 26.
  • the internal heat exchanger 26 may ensure superheat degree and subcooling degree by performing heat exchange between the condenser 23 and the evaporator 21.
  • the heat exchange function of the condenser 23 and the dehumidification function of the evaporator 21 are separate. to be.
  • FIG. 11 is a ph diagram illustrating a process of evaporating, compressing, condensing and expanding a refrigerant in the heat pump module 20 according to the first embodiment of the present invention.
  • the coolant is moved in the order of the evaporator 21, the compressor 22, the condenser 23, the expansion valve 24 and the evaporator 21 again, and circulated repeatedly with the next step as one cycle.
  • the refrigerant temperature may vary in the following steps. At this time, the temperature of the refrigerant in each stage is not limited thereto.
  • the refrigerant moves to the evaporator 21 and exchanges heat with air in the evaporator 21 to absorb heat from the air and evaporate to gas.
  • the temperature of the refrigerant in the evaporator 21 may be in the range of 20 ⁇ 40 °C.
  • the refrigerant is overheated.
  • the superheat degree is the refrigerant temperature Teva_out at the refrigerant outlet 211b of the evaporator 21 and the refrigerant temperature at the inlet 221b of the compressor 22. It may be defined as a difference of (Tcomp_in). That is, the degree of superheat may be Tcomp_in-Teva_out.
  • Superheat is controlled in the laundry dryer. Superheat degree can be adjusted to 3 ⁇ 7 °C range.
  • the evaporator 21 may exchange heat with the condenser 23 through an internal heat exchanger 26.
  • the internal heat exchanger 26 is provided on the downstream side of the evaporator 21 (based on the air movement direction), and the refrigerant after the evaporator 21 includes internal heat exchange tubes 261 and the evaporator of the internal heat exchanger 26. As the heat exchange is performed between the refrigerant pipes 211 of 21, the heat is absorbed from the refrigerant of the condenser 23 and overheated. Thereby, the evaporator 21 according to the present invention can secure the superheat degree by absorbing heat from the condenser 23.
  • the liquid refrigerant that failed to evaporate at the rear end of the evaporator 21 may be overheated by the internal heat exchanger 26, thereby minimizing the introduction of the liquid refrigerant into the compressor 22.
  • the gaseous refrigerant is discharged from the gas-liquid separator 25 and moved to the compressor 22.
  • the liquid refrigerant may be stored in the liquid refrigerant storage unit of the gas-liquid separator 25 and then evaporated while a small amount of the liquid refrigerant exits through the micropores formed in the refrigerant storage unit and moves along the flow path.
  • the gaseous refrigerant exiting the gas-liquid separator 25 moves to the compressor 22, and the gaseous refrigerant is compressed in the compression mechanism of the compressor 22.
  • the refrigerant temperature in the compressor 22 may be 90 ⁇ 100 °C.
  • the refrigerant discharged from the compressor 22 moves to the condenser 23, and the refrigerant condenses into a liquid after heat is exchanged with air in the condenser 23 to release heat to the air.
  • the temperature of the refrigerant in the condenser 23 may be in the range of 50 ⁇ 80 °C.
  • the refrigerant discharged from the condenser 23 moves to the expansion valve 24.
  • the refrigerant discharged from the condenser 23 is supercooled at the rear end of the evaporator 21 before entering the expansion valve 24.
  • the subcooling is at the refrigerant temperature Tcond_out at the refrigerant outlet 231b of the condenser 23 and at the refrigerant inlet 24a of the expansion valve 24. It may be defined as the difference in the refrigerant temperature Texp_in. That is, the degree of subcooling may be Texp_in-Tcond_out.
  • the subcooling degree can be set according to the washing dryer.
  • the subcooling can be adjusted to 5 ° C.
  • the condenser 23 may exchange heat with the evaporator 21 through the internal heat exchanger 26.
  • the internal heat exchanger 26 is provided on the downstream side of the evaporator 21 (based on the air movement direction), and the refrigerant discharged from the condenser 23 is connected to the internal heat exchanger 26 through the connection pipe 262.
  • the refrigerant of the condenser 23 is cooled by the refrigerant of the evaporator 21 as the heat exchange is introduced into the heat exchange tube 261 and the heat exchange is performed between the internal heat exchange tube 261 and the refrigerant tube 211 of the evaporator 21.
  • Supercooled As a result, the condenser 23 according to the present invention can secure supercooling by dissipating heat to the evaporator 21.
  • the gas refrigerant not condensed in the condenser 23 is supercooled by the internal heat exchanger 26, thereby preventing the gaseous refrigerant from flowing into the expansion valve 24.
  • the air discharged from the tub 16 and the drum 17 is sucked into the heat exchange duct part 31 by the suction fan 27.
  • the air sucked into the heat exchange duct part 31 is cooled through heat exchange with the refrigerant of the evaporator 21 while passing through the evaporator 21.
  • Moisture in the air passing through the evaporator 21 is condensed to generate condensate, and the generated condensate may be collected through a condensate collection unit provided under the evaporator 21 and then discharged to the outside of the cabinet 10. (Dehumidification function of the evaporator 21).
  • the dry air from which moisture is removed from the evaporator 21 moves to the condenser 23 to exchange heat between the refrigerant and the air in the condenser 23, and is heated by heat emitted from the refrigerant of the condenser 23 to generate hot air. (Heating Function of Condenser 23).
  • the generated hot air may be supplied to the drying object accommodated in the tub 16 and the drum 17 through the fan duct part 33 to dry the drying object.
  • FIG. 12 is a conceptual view showing a view of an evaporator, a condenser, an expansion valve, a gas-liquid separator, and a compressor according to a second embodiment of the present invention from above.
  • FIG. 13 is a conceptual view showing a condenser and an evaporator of FIG. 12 as viewed from the rear of the cabinet
  • FIG. 14 is a conceptual view showing the condenser and evaporator of FIG. 12 as viewed from the rear of the cabinet in a plan view (two-dimensional). .
  • the configuration and effect are the same or similar to those of the first embodiment.
  • the description of other components according to the second embodiment will be omitted, and the differences between the first embodiment and the second embodiment will be mainly described.
  • the refrigerant inlet 211a of the evaporator 21 is formed at the lower right side (downstream of the air moving direction) of the evaporator 21 with reference to FIG. 12. Air moves from top to bottom.
  • the refrigerant outlet 211b of the evaporator 21 is formed on the upper right side (upstream side of the air moving direction) of the evaporator 21 with reference to FIG. 12.
  • the first refrigerant pipe extending from the outlet of the expansion valve 24 to the refrigerant inlet 211a of the evaporator 21 ( 312 is disposed side by side with the second refrigerant pipe 313 extending from the refrigerant outlet 211b of the evaporator 21 to the inlet of the gas-liquid separator 25, and the structure of the pipe is simpler than that of the first embodiment.
  • the refrigerant inlet 211a of the evaporator 21 is formed downstream in the evaporator 21 with respect to the air moving direction. More specifically, the refrigerant inlet 211a of the evaporator 21 is located at the fourth row of the second row of the heat exchange expansion fin 210 of the evaporator 21. The refrigerant inlet 211a of the evaporator 21 may be disposed below the evaporator 21.
  • the refrigerant outlet 211b of the evaporator 21 is formed on the upstream side in the evaporator 21 based on the air movement direction. More specifically, the refrigerant outlet 211b of the evaporator 21 is located at the first row of the fourth row of the heat exchange expansion fin 210 of the evaporator 21. The refrigerant outlet 211b of the evaporator 21 may be formed at the upper right corner of the evaporator 21.
  • the refrigerant inlet 211a of the evaporator 21 When the refrigerant inlet 211a of the evaporator 21 is disposed close to the internal heat exchanger 26, the refrigerant flowing into the evaporator 21 is averaged in the evaporator 21 by heat emitted from the internal heat exchanger 26. Rises. Therefore, since the refrigerant temperature of the evaporator 21 of the second embodiment is relatively higher than that of the evaporator 21 of the first embodiment, the dehumidification performance of the evaporator 21 according to the second embodiment is reduced from the viewpoint of refrigerant. It may fall compared to the first embodiment.
  • the refrigerant of the evaporator 21 moves from the left side to the right side of the heat exchange duct portion 31 with reference to FIG. 14, and the air discharged from the tub 16 moves from the right side to the left side of the heat exchange duct portion 31.
  • the evaporator 21 according to the second embodiment from the viewpoint of the heat exchange efficiency of the refrigerant and the air in the evaporator 21.
  • the dehumidification performance may be higher than that of the first embodiment.
  • FIG. 15 is a ph diagram illustrating a process of evaporating, compressing, condensing and expanding a refrigerant in the heat pump module 30 according to the second embodiment of the present invention.
  • heat exchange of the internal heat exchanger 26 provided on the downstream side of the evaporator 21 based on the air movement direction is performed between the refrigerant discharged from the condenser 23 and the refrigerant flowing into the refrigerant inlet of the evaporator 21. It is different from the first embodiment in that it is the same in that it ensures the supercooling degree of the condenser 23 and the superheating degree of the evaporator 21.
  • 16 to 23 is a conceptual view showing a state in which the internal heat exchanger according to the present invention is installed in various embodiments downstream of the evaporator.
  • the heat exchange expansion fins 210 of the evaporator 21 may include internal heat exchanger mounting parts 26 ', 36', 46 ', 56', 66 ', 76', 86 ', and 96' and an evaporator refrigerant. It may be divided into a tube mounting portion 21 '.
  • the inner heat exchanger mounting parts 46 ', 56', 66 ', 76', 86 'and 96' are provided with straight portions 261,3611,4611,5611,7611,8611,9611 of the internal heat exchange tubes 261,361,461,561,761,861 and961.
  • the straight pipe portion 2111 of the refrigerant pipe 211 of the evaporator 21 is mounted on the evaporator refrigerant pipe mounting portion 21 ′.
  • the internal heat exchangers 26, 36, 46, 56, 66, 76, 86, and 96 illustrated in FIGS. 16 to 19 may be disposed in at least two stages in one row downstream of the evaporator 21.
  • the internal heat exchangers 26 may be arranged in one row on the downstream side of the evaporator 21 based on the air moving direction. More specifically, the straight pipe portion 2611 of the internal heat exchange tube 261 is arranged in one row x four stages on the left side of the heat exchange expansion fin 210 of the evaporator 21. This is the same as the arrangement of the internal heat exchanger 26 according to the first and second embodiments of the present invention.
  • the refrigerant pipe 211 of the evaporator 21 is installed at the heat exchange expansion fin 210 of the remaining portion except for the internal heat exchanger mounting portion 26 ′ in the heat exchange expansion fin 210 of the evaporator 21.
  • Four refrigerant pipes 211 of the evaporator 21 may be installed in the first to fourth stages in the second to fourth rows of the heat exchange expansion fins 210 of the evaporator 21.
  • the ratio of the internal heat exchanger 26 may be 1/4, and the ratio of the refrigerant pipe 211 of the evaporator 21 may be 3/4.
  • the internal heat exchanger 36 is disposed in one row on the downstream side of the evaporator 21 based on the air movement direction, and the straight pipe portion 361 of the internal heat exchanger tube 36 is an evaporator.
  • the heat exchange expansion fin 210 of (21) it is arrange
  • the internal heat exchange tube 361 of FIG. 17 may be located below a portion of the refrigerant tube 211 of the evaporator 21. That is, the straight pipe portions 3611 of the internal heat exchange tube 361 may be located below the refrigerant tube 211 of the evaporator 21 located at the first row first end of the heat exchange expansion fin 210 of the evaporator 21. Can be.
  • the internal heat exchanger 46 is disposed in the first to third stages in the first row on the downstream side of the evaporator 21 based on the air movement direction, and the internal heat exchanger tube (
  • the straight pipe portion 4611 of the 461 is arranged in one row x three stages on the left side of the heat exchange expansion fin 210 of the evaporator 21, unlike the straight pipe portion 4611 of the internal heat exchange pipe 461, unlike FIG.
  • the refrigerant pipe 211 of the evaporator 21 may be positioned above the heat exchange expansion fin 210 of the evaporator 21 in the first row and the fourth end of the evaporator 21 located in the fourth stage.
  • the condensed water generated in the evaporator 21 may be mounted on the internal heat exchange tube 461 and the internal heat exchanger. Since it goes down without contacting the 46 ', it is advantageous in terms of discharge of condensate.
  • the internal heat exchangers 56 are arranged in one row on the downstream side of the evaporator 21 based on the air movement direction, and the straight pipe portion 561 of the internal heat exchange tube 56 is an evaporator.
  • the heat exchange expansion fin 210 of 21 may be arranged in the second row to the third row (1 row ⁇ 2 steps) in the first row on the left side.
  • the straight pipe portion 5611 of the internal heat exchange pipe 561 is positioned between the first and fourth ends of the first row of the straight pipe portions 2111 of the refrigerant pipe 211 of the evaporator 21.
  • the internal heat exchangers 66, 76, 86, and 96 illustrated in FIGS. 20 to 23 may be further disposed at least one stage in two downstream rows (including the first row and the second row) of the evaporator 21.
  • the internal heat exchanger 66 shown in FIG. 20 is arranged in the first row and the second row downstream of the evaporator 21.
  • the straight pipe portions 6611 of the internal heat exchange tube 661 are formed in the heat exchange expansion fins 210 of the evaporator 21 in the first to fourth stages in the first row and the first to third stages in the second row. Dogs can be installed.
  • the straight pipe portions 6611 of the internal heat exchange tubes 661 disposed at the first to third stages in the second row are straight pipe portions 2111 of the refrigerant pipe 211 of the evaporator 21 (second row and fourth row). It is advantageous from the viewpoint of condensate discharge because it is located above).
  • the straight tube portion 7611 of the internal heat exchange tube 761 may be disposed at the second to fourth stages in the first row, respectively, and at the third to fourth stages in the second row.
  • the 22 may be provided with three and two internal heat exchangers 86 in the first row and the second row, respectively, downstream of the evaporator 21.
  • the straight pipe portions 8611 of the internal heat exchanger tube 861 may be disposed at the first to third ends in the first row, respectively, and may be disposed at the first to second ends in the second row.
  • the 23 may have two and one internal heat exchangers 96 in the first row and the second row downstream of the evaporator 21, respectively.
  • the straight pipe portion 9621 of the internal heat exchange tube 961 may be disposed at each of the second to third ends in the first row, and may be installed at the third end in the second row.
  • the internal heat exchanger (46, 66, 86) is located higher than the refrigerant pipe of the evaporator 21 in the evaporator 21 at the discharge point of the condensate, or the internal heat exchanger (26) is a refrigerant pipe of the evaporator (21) It is preferable not to be below (211).
  • the proportion of the internal heat exchangers 26, 36, 46, 56, 66, 76, 86, and 96 inside the evaporator 21 is preferably in the range of 1/4 to 1/2. Most preferably, the ratio of the internal heat exchangers 26, 36, 46, 56, 66, 76, 86, and 96 is in the range of 1/5 to 1/3 of the refrigerant pipe of the evaporator 21.
  • the dehumidification performance of the evaporator 21 is lowered, If there is a problem that the drying time is delayed and the ratio of the internal heat exchangers 26, 36, 46, 56, 66, 76, 86 and 96 is less than the lower limit of the above range, the dehumidification performance of the evaporator 21 is increased. However, there is a problem that it is difficult to secure the degree of superheat and supercooling.
  • the number of internal heat exchange tubes 261 and 561 of the internal heat exchangers 26 and 56 is preferably even (see Figs. 16 and 19).
  • the number of rows of the inner heat exchanger tubes 361,461,761 is odd (see FIGS. 17, 18, and 21)
  • the inlets 361a, 461a, 761a and the outlets 361b, 461b, 761b of the inner heat exchanger tubes 361,461,761 ) Is arranged in the opposite direction, there is a problem that the piping structure of the refrigerant is complicated and the piping length of the refrigerant is long.
  • the refrigerant inlets 361a, 461a, 761a of the internal heat exchange tubes 361,461,761 are disposed behind the heat exchange duct part 31, and the internal heat exchange tubes Refrigerant outlets 361b, 461b, 761b of 361, 461, 761b are disposed in front of the heat exchange duct portion 31.
  • FIG. 24 is a graph showing changes in the frequency (Hz) of the compressor and the opening degree of the expansion valve (LEV) according to the drying time in the conventional heat pump laundry dryer
  • FIG. 25 is a graph showing the drying time in the heat pump laundry dryer of the present invention. It is a graph showing the change in the frequency (Hz) and the opening degree of the expansion valve (LEV) of the compressor according to.
  • the compressor 22 according to the present invention may be configured as an inverter compressor. According to the inverter compressor 22, the refrigerant discharge amount of the compressor 22 can be increased by controlling the frequency (Hz) of the compressor 22. As the frequency of the compressor 22 increases, the refrigerant discharge amount and the refrigerant temperature of the condenser increase.
  • Hz frequency of the compressor 22
  • the frequency of the compressor 22 is increased to the maximum, thereby rapidly increasing the refrigerant temperature of the condenser as quickly as possible to reach the drying constant section through air heating of the condenser.
  • the refrigerant discharged from the condenser 23 of the present invention exchanges heat with the refrigerant of the evaporator 21 through the internal heat exchanger 26, so that the refrigerant of the condenser does not have to be provided with an auxiliary condenser previously provided for subcooling of the condenser. The supercooling can be ensured.
  • the control point of the compressor 22 may be delayed by the subcooling of the condenser 23 through the internal heat exchanger 26. That is, the frequency of the compressor 22 is further maintained for a predetermined time without lowering the frequency of the compressor 22 early, thereby increasing the work of the compressor 22 and shortening the drying time.
  • the refrigerant discharged from the condenser 23 is provided downstream of the evaporator 21 through the internal heat exchanger 26 so that the refrigerant of the evaporator 21 and the refrigerant of the condenser 23 are evaporator 21.
  • the refrigerant may be overheated at the rear end of the evaporator 21 to secure the superheat degree.
  • the expansion valve 24 of the present invention is enlarged and maintained as the opening degree toward the end of the drying, the amount of refrigerant supplied to the evaporator 21 is increased and maintained to increase the work of the compressor 22 The compressor can be protected.
  • the opening degree of the expansion valve decreases toward the end of drying in the case of FIG. 24 (prior art), but in the case of FIG. 25 (the present invention), the opening degree of the expansion valve 24 can be raised and maintained. have.
  • the control direction of the expansion valve 24 according to the present invention is opposite to the prior art.
  • FIG. 26 is a graph showing changes in pressure and enthalpy of each process of a heat pump cycle with a drying time in a P (pressure) -h (enthalpy) diagram according to the prior art
  • FIG. 27 is a drying diagram in a Ph diagram according to the present invention. This graph shows the change in pressure and enthalpy of each process of the heat pump cycle over time.
  • FIG. 28 is a graph showing changes in supercooling degree and superheat degree according to a conventional drying time
  • FIG. 29 is a graph showing changes in subcooling degree and glossiness according to a drying time of the present invention.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
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Abstract

본 발명은, 캐비닛의 내부에 회전 가능하게 구비되고, 세탁 및 건조대상물이 투입되는 드럼; 및 냉매가 순환되는 증발기, 압축기, 응축기 및 팽창밸브를 구비하고, 상기 드럼에서 배출되어 상기 드럼으로 순환되는 공기에 열원을 제공하는 히트펌프 모듈을 포함하고, 상기 히트펌프 모듈은, 상기 응축기에서 배출된 냉매와 상기 증발기를 지나는 냉매 사이에 열교환이 이루어지는 내부 열교환기를 포함하는 의류처리장치를 개시한다.

Description

의류처리장치
본 발명은 히트펌프 시스템을 구비한 의류처리장치에 관한 것이다.
의류처리장치는 의류를 세탁하는 기능을 수행하는 세탁기, 세탁을 마친 의류를 건조하는 기능을 수행하는 건조기, 또는 세탁 및 건조 기능을 모두 수행하는 세탁건조기를 통칭한다.
건조 기능을 포함하는 의류처리장치는 의류수용부에 투입된 건조대상물에 열풍을 공급하는 열풍공급부를 구비한다. 열풍공급부는 공기에 제공하는 열원의 종류에 따라 가스식 히터, 전기식 히터 및 히트펌프 시스템으로 분류될 수 있다.
히트펌프 시스템은 압축기(COMPRESSOR), 응축기(CONDENSER), 팽창밸브(EXPANSION VALVE) 및 증발기(EVAPORATOR)를 포함한다. 상기 압축기에서 압축된 고온 고압의 냉매(REFRIGERANT)는 응축기, 팽창밸브, 증발기 및 압축기로 순환한다.
의류수용부인 드럼(DRUM)에서 배출된 공기는 상기 증발기의 냉매와 열교환을 통해 냉각되어 제습된 후, 상기 응축기의 냉매와 열교환을 통해 가열된다. 상기 제습 및 가열로 고온 건조한 열풍은 상기 드럼으로 공급된다.
증발기의 내부는 액체 냉매와 기체 냉매가 혼합된 저압의 포화냉매로 되어 있다. 팽창밸브를 통과한 직후의 냉매는 대략 90% 이상이 액체 냉매인데, 액체 냉매는 증발기를 통과하면서 드럼에서 배출된 공기와 열교환하며 상기 공기로부터 열을 흡수하여 증발하면서 기체 냉매로 변한다.
이론대로 라면, 냉매는 증발기의 출구와 압축기의 입구 사이에서 완전히 기체 상태로 되어, 압축기가 상기 기체 상태로 된 냉매를 압축하는데 전혀 문제가 없어야 한다.
그러나, 드럼 내에서 공기의 급격한 온도 변화 등 급격한 실내 부하변동이 있을 경우에 증발기를 통과한 냉매에도 약간의 액체 상태의 냉매가 있을 수 있다. 이 액체 상태의 냉매는 비압축성 유체이므로, 액체 냉매가 압축기로 들어가면 압축성 유체(기체)만을 압축하도록 구성된 압축기는 비압축성 액체 냉매를 압축시 손상을 받을 위험이 있다.
이를 방지하기 위해, 증발기를 통과한 냉매가 압축기로 가는 과정에서 약 5℃ 정도의 온도가 상승하게 하여, 액체의 냉매가 없도록 하는 것이 냉매의 과열이다.
증발기 내에서 포화온도가 7℃라면 압축기에 들어가는 과열 냉매의 온도는 12℃ 정도로 되어야 하는데, 상기 온도차인 5℃가 과열도이다. 즉, 과열도(ΔTs; degree of superheat)는 다음과 같이 정의될 수 있다.
ΔTs= T2-T1
T1: 증발기에서의 포화냉매의 포화온도, T2: 압축기로 들어가는 과열 냉매 온도
냉매의 과열은 증발기의 후단(출구측)에서 또는 증발기로부터 압축기로 가는 과정에서 이루어져야 한다.
만약, 과열도가 기설정된 값보다 높으면 증발기의 마지막 부분까지 포화냉매로 가득 차지 못하고 증발기 내부에서부터 냉매가 과열하게 되어, 증발기의 후반 부분은 과열 냉매로 가득 차게 되는데, 이 부분은 증발기의 역할을 못하게 되므로, 증발기의 제습능력이 떨어진다.
또한, 예를 들어 과열도가 10℃ 라면 5℃ 일 때보다 기체 냉매의 부피가 늘어나므로, 압축기에 의해 순환되는 냉매량이 상대적으로 줄어들어 압축기의 일량(amount of work done)이 축소하게 된다. 또한, 압축기가 더 높은 온도에서 운전을 하게 되어, 압축기의 모터 효율도 떨어지게 된다.
따라서, 과열도는 적절한 값으로 조절되는 것이 중요하다.
한편, 응축기의 냉매는 증발기를 통과한 공기와 열교환함에 따라 냉각되어 응축된다. 응축기로 유입된 기체 상태의 냉매가 액체 상태의 냉매로 될 때의 온도를 포화 응축온도라 한다.
예를 들어, 냉매의 포화 응축 온도가 51℃라면, 응축기에서 응축된 액체 냉매의 온도가 51℃보다 낮아져, 46℃ 정도로 되는 것을 과냉이라 한다.
만약, 과냉이 되지 않은 포화 냉매를 그대 팽창밸브로 보내면 배관의 저항으로 액체냉매의 일부가 증발하면서 기체 상태로 되는데(FLASH GAS), 기체 냉매와 액체 냉매가 혼합된 혼합 냉매가 팽창밸브로 가게 되면, 기체 냉매로 인해 팽창밸브의 정상적인 작동을 방해한다. 즉, 팽창밸브는 교축(throttling; 외부와 열량이나 일량의 교환 없이도 압력이 감소하는 것) 작용에 의해 고온 고압의 액체 냉매를 증발하기 쉬운 저온 저압의 냉매로 감압시켜주는 역할을 하는데, 액체 냉매가 기체 냉매와 함께 팽창밸브로 유입되면, 부피가 작은 액체 냉매는 팽창밸브의 좁은 유로를 지날 때 상대적으로 부피가 큰 기체 냉매의 방해로 인해 액체 냉매의 유동량이 감소될 수 있다.
따라서, 플래시 가스의 발생을 방지하기 위해 대략 5℃ 정도의 과냉도가 유지되어야 한다.
도 24는 종래기술의 히트펌프 의류처리장치에서 건조가 진행됨에 따라 압축기의 Hz(주파수)의 변화와 팽창밸브의 개도를 보여주는 그래프이다.
종래의 히트펌프 의류처리장치에 인버터 압축기를 적용할 경우에, 공기를 가열하는데 필요한 열량을 제공하기 위해 건조 초반부터 인버터 압축기의 주파수(Hz)를 높인다.
그런데, 건조행정 시 조기 과열로 응축기의 냉매온도가 기설정된 값보다 증가하면, 응축기의 냉매온도를 기설정된 값으로 낮추기 위해 압축기의 주파수를 조기에 낮추는 제어가 필요하다.
이에 따라, 상기 압축기의 Hz를 조기에 줄이면, 압축기의 냉매 토출량이 감소하여, 응축기의 방열량 감소로 인해 드럼으로 공급되는 공기의 온도가 떨어지므로, 건조 시간이 늘어나는 문제가 있다. 또한, 응축기의 방열량이 감소하여 응축기의 크기를 늘릴 경우 응축기의 제조원가가 상승하는 문제가 있다.
또한, 종래 기술에서는 응축기의 과냉도를 키우기 위해 응축기의 후단에 보조 응축기를 설치한다. 보조 응축기는 응축기로부터 방출되는 열을 외부로 배출시키는 역할을 수행한다.
그러나, 상기 보조 응축기는 응축기의 열을 외부로 배출하기 때문에 에너지 관점에서는 손실이 발생하는 문제점이 있다.
종래의 히트펌프 의류처리장치의 경우에 건조행정의 후반부로 갈수록 드럼에서 배출된 공기로부터 흡수할 수 있는 열이 줄어들어, 즉 과열도가 낮아질 수 있다. 적절한 과열도를 확보하기 위해 팽창밸브의 개도(개방 정도;OPEN DEGREE)를 줄이는 것이 필요하다. 즉, 종래에는 건조행정이 후반부로 진행됨에 따라 팽창밸브의 개도가 감소하는 방향으로 팽창밸브를 제어한다.
그러나, 상기 팽창밸브의 개도를 줄이면, 증발기로 유입되는 냉매량이 줄어들어 순환 냉매의 유량이 감소하므로, 히트펌프 사이클의 용량(또는 능력)이 감소한다.
따라서, 본 발명의 첫번째 목적은, 압축기의 주파수(Hz)를 조기에 낮추지 않고 보조 응축기를 사용하지 않고도 응축기에서의 과냉도를 확보할 수 있는 의류처리장치를 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 두번째 목적은, 건조 행정 후반에 증발기의 과열도가 낮은 경우에 팽창밸브의 개도를 낮추지 않고 확대하거나 유지하여 증발기의 과열도를 안정적으로 확보할 수 있는 의류처리장치를 제공하기 위한 것이다.
이와 같은 본 발명의 첫번째 내지 두번째 목적은 응축기에서 배출된 냉매와 증발기를 지나는 냉매 사이에 열교환이 이루어짐으로 달성될 수 있다.
본 발명의 일 측면과 관련된 의류처리장치는, 캐비닛의 내부에 회전 가능하게 구비되고, 세탁 및 건조대상물을 수용하는 드럼; 및 냉매가 순환되는 증발기, 압축기, 응축기 및 팽창밸브를 구비하고, 상기 드럼에서 배출되어 상기 드럼으로 순환되는 공기에 열원을 제공하는 히트펌프 모듈을 포함하고, 상기 히트펌프 모듈은, 상기 응축기에서 배출된 냉매와 상기 증발기를 지나는 냉매 사이에 열교환이 이루어지는 내부 열교환기를 포함한다.
본 발명과 관련된 일 예에 따르면, 상기 내부 열교환기는 핀 앤 튜브 타입의 열교환기로 구성될 수 있다.
본 발명과 관련된 일 예에 따르면, 상기 내부 열교환기는 상기 증발기의 내부에 구비될 수 있다.
본 발명과 관련된 일 예에 따르면, 상기 내부 열교환기는, 상기 증발기의 내부에 배치되는 내부 열교환관; 및 상기 응축기에서 배출된 냉매가 상기 내부 열교환관으로 유입되도록, 상기 응축기의 냉매출구와 상기 내부 열교환관을 연결하는 연결관을 포함할 수 있다.
본 발명과 관련된 일 예에 따르면, 상기 내부 열교환기는, 상기 공기의 이동방향으로 기준으로 상기 증발기의 하류측에 배치될 수 있다.
본 발명과 관련된 일 예에 따르면, 상기 내부 열교환기는, 상기 증발기의 열교환핀을 공유하여, 상기 열교환핀을 통해 상기 응축기에서 배출된 냉매와 상기 증발기의 냉매를 열교환시킬 수 있다.
본 발명과 관련된 일 예에 따르면, 상기 증발기의 냉매 출구는 상기 증발기의 하류측에 배치되고, 상기 내부 열교환기는, 상기 응축기에서 배출된 냉매와 상기 증발기의 출구측 냉매를 열교환시킬 수 있다.
본 발명과 관련된 일 예에 따르면, 상기 내부 열교환관은, 상기 증발기의 열교환핀에서 상기 공기의 이동방향을 기준으로 하류측에 상하방향으로 이격 배치되는 복수의 직관부분; 및 상기 증발기의 열교환핀에서 돌출되게 배치되고, 상기 복수의 직관부분 중 서로 인접한 두 직관부분의 단부를 연결하는 복수의 연결관부분를 포함할 수 있다.
본 발명과 관련된 일 예에 따르면, 상기 복수의 직관부분은, 상기 공기의 이동방향을 기준으로 증발기의 하류측 마지막 열에 배치될 수 있다.
본 발명과 관련된 다른 일 예에 따르면, 상기 복수의 직관부분은 상기 증발기의 마지막 열의 일부에 배치되고, 상기 증발기의 마지막 열의 나머지 부분에 상기 증발기의 냉매관이 배치될 수 있다.
본 발명과 관련된 또 다른 일 예에 따르면, 상기 복수의 직관부분은, 상기 증발기의 마지막 열로부터 상류측 열의 일부에 더 배치될 수 있다.
본 발명과 관련된 일 예에 따르면, 상기 복수의 직관부분은, 상기 증발기의 냉매관보다 더 높게 배치될 수 있다.
본 발명과 관련된 일 예에 따르면, 상기 내부 열교환관은, 상기 증발기의 냉매관 대비 1/5 내지 1/3 비율로 배치될 수 있다.
본 발명과 관련된 일 예에 따르면, 상기 복수의 직관부분은 상기 증발기의 냉매 출구와 인접하게 배치될 수 있다.
본 발명과 관련된 일 예에 따르면, 상기 복수의 직관부분은 상기 증발기의 냉매 입구와 인접하게 배치될 수 있다.
본 발명의 다른 측면과 관련된 의류처리장치는, 캐비닛의 내부에 구비되고, 세탁수를 저장하는 터브; 상기 터브의 내부에 회전가능하게 설치되고, 세탁 및 건조대상물을 수용하는 드럼; 냉매가 순환되는 증발기, 압축기, 응축기 및 팽창밸브를 구비하고, 상기 드럼에서 배출되어 상기 드럼으로 순환되는 공기에 열원을 제공하는 히트펌프 모듈을 포함하고, 상기 히트펌프 모듈은, 상기 증발기 및 응축기를 수용하고, 상기 터브와 연결되어 상기 공기의 순환을 위한 유로를 형성하는 열교환 덕트부; 및 상기 응축기로부터 상기 증발기의 내부로 연장되는 내부 열교환관을 구비하고, 상기 내부 열교환관과 상기 증발기의 냉매관 사이에 열교환이 상기 증발기의 내부에서 이루어지는 내부 열교환기를 포함한다.
본 발명의 다른 측면과 관련된 일 예에 따르면, 상기 내부 열교환기는, 상기 응축기에서 배출된 냉매가 상기 내부 열교환관으로 유입되도록, 상기 응축기의 냉매출구관과 상기 내부 열교환관을 연결하는 연결관을 포함하고, 상기 내부 열교환관은 증발기의 내부에 배치될 수 있다.
본 발명의 다른 측면과 관련된 일 예에 따르면, 상기 히트펌프 모듈은, 상기 열교환 덕트부의 일측에 구비되고, 상기 드럼에서 배출된 공기가 증발기와 응축기를 통과하여 상기 드럼 내부로 유입되도록, 상기 공기를 순환시키는 흡입팬을 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 측면과 관련된 일 예에 따르면, 상기 열교환 덕트부는 상기 터브의 상부 및 전방에 배치되고, 상기 증발기와 응축기는 상기 터브의 상하방향 중심선에서 일 측방향으로 편심되며 상기 측방향으로 서로 이격되게 배치될 수 있다.
본 발명의 다른 측면과 관련된 일 예에 따르면, 상기 응축기는 하측이 상기 증발기보다 더 낮게 하방향으로 연장될 수 있다.
본 발명의 다른 측면과 관련된 일 예에 따르면, 상기 열교환 덕트부는, 공기 입구측이 상기 터브의 상부 좌측 후방과 연통되게 연결되고, 공기 출구측이 상기 터브의 상부 우측 전방과 연통되게 연결되고, 상기 공기의 이동방향은 상기 터브의 좌측 후방에서 우측 전방으로 향할 수 있다.
본 발명의 다른 측면과 관련된 일 예에 따르면, 상기 응축기는 상기 공기의 이동방향을 기준으로 증발기의 하류측에 배치되고, 상기 응축기의 냉매는 상기 공기의 이동방향과 반대방향으로 흐를 수 있다.
본 발명의 다른 측면과 관련된 일 예에 따르면, 상기 내부 열교환관은 상기 공기의 이동방향을 기준으로 상기 증발기의 하류측에 1열 또는 2열로 배치되고, 상기 증발기의 하류측에 상기 증발기의 냉매 출구가 배치되어, 상기 응축기에서 방출된 열이 상기 증발기의 냉매 출구로 전달될 수 있다.
본 발명의 다른 측면과 관련된 일 예에 따르면, 상기 내부 열교환관은 상기 공기의 이동방향을 기준으로 상기 증발기의 하류측에 1열 또는 2열로 배치되고, 상기 증발기의 하류측에 상기 증발기의 냉매 입구가 배치되어, 상기 응축기에서 방출된 열이 상기 증발기의 냉매 입구로 전달될 수 있다.
본 발명의 또 다른 측면과 관련된 의류처리장치는, 캐비닛의 내부에 구비되고, 세탁수를 저장하는 터브; 상기 터브의 내부에 회전가능하게 설치되고, 세탁 및 건조대상물을 수용하는 드럼; 냉매가 순환되는 증발기, 기액분리기, 압축기, 응축기 및 팽창밸브를 구비하고, 상기 드럼에서 배출되어 상기 드럼으로 순환되는 공기에 열원을 제공하는 히트펌프 모듈을 포함하고, 상기 히트펌프 모듈은, 상기 증발기 및 응축기를 수용하고, 상기 터브와 연결되어 상기 공기의 순환을 위한 유로를 형성하는 열교환 덕트부; 상기 열교환 덕트부의 후방부와 일체형으로 연결되고, 상기 압축기를 지지하는 압축기 베이스부; 상기 열교환 덕트부의 후방부 및 압축기 베이스부의 일 측면부와 일체형으로 구비되고, 상기 기액분리기를 지지하는 기액분리기 장착부; 및 상기 응축기로부터 상기 증발기의 내부로 연장되는 내부 열교환관을 구비하고, 상기 내부 열교환관과 상기 증발기의 냉매관 사이에 열교환이 상기 증발기의 내부에서 이루어지는 내부 열교환기를 포함한다.
본 발명의 또 다른 측면과 관련된 일 예에 따르면, 상기 열교환 덕트부는 일부가 상기 터브의 상부 전방을 덮도록 배치되고, 상기 압축기 베이스부는 상기 터브의 상부 후방의 일부를 덮도록 배치되고, 상기 기액분리 장착부는 상기 터브의 상부 후방의 다른 일부를 덮도록 배치되고, 상기 열교환 덕트부의 전방부는 상기 캐비닛의 전방면에 체결되고, 상기 압축기 베이스부의 후방부는 상기 캐비닛의 후방면에 체결될 수 있다.
본 발명의 또 다른 측면과 관련된 일 예에 따르면, 상기 증발기 및 응축기가 수용된 열교환 덕트부의 일부, 상기 압축기가 장착된 압축기베이스부 및 상기 기액분리기 장착부는 상기 터브의 상부 일측을 덮도록 상기 터브의 전후방향 중심선으로부터 일 측방향으로 편심되게 배치될 수 있다.
본 발명의 또 다른 측면과 관련된 일 예에 따르면, 상기 열교환 덕트부는, 공기 입구부가 상기 터브의 상부 좌측 후방부와 연통되게 연결되고, 공기 출구부가 상기 터브의 상부 우측 전방부와 연통되게 연결될 수 있다.
본 발명의 또 다른 측면과 관련된 일 예에 따르면, 상기 열교환 덕트부의 출구부는 상기 터브의 전방에 구비되는 가스켓과 연통되게 연결될 수 있다.
본 발명의 또 다른 측면과 관련된 일 예에 따르면, 상기 내부 열교환관은, 상기 공기의 이동방향을 기준으로 상기 증발기의 하류측에 1열 또는 2열로 배치되는 내부 열교환관을 포함하고, 상기 증발기의 상류측에 상기 증발기의 냉매 입구가 배치되고, 상기 증발기의 하류측에 상기 증발기의 냉매 출구가 배치되며, 상기 팽창밸브에서 상기 증발기의 냉매 입구로 연장되는 제1냉매배관과 상기 증발기의 냉매 출구에서 상기 기액분리기로 연장되는 제2냉매배관은 서로 교차되게 배치될 수 있다.
본 발명의 또 다른 측면과 관련된 일 예에 따르면, 상기 내부 열교환관은, 상기 공기의 이동방향을 기준으로 상기 증발기의 하류측에 1열 또는 2열로 배치되는 내부 열교환관을 포함하고, 상기 증발기의 상류측에 상기 증발기의 냉매 출구가 배치되고, 상기 증발기의 하류측에 상기 증발기의 냉매 입구가 배치되며, 상기 팽창밸브에서 상기 증발기의 냉매 입구로 연장되는 제1냉매배관과 상기 증발기의 냉매 출구에서 상기 기액분리기로 연장되는 제2냉매배관은 서로 나란하게 배치될 수 있다.
본 발명의 또 다른 측면과 관련된 의류처리장치는, 캐비닛의 내부에 구비되고, 세탁수를 저장하는 터브; 상기 터브의 내부에 회전가능하게 설치되고, 세탁 및 건조대상물을 수용하는 드럼; 냉매가 순환되는 증발기, 기액분리기, 압축기, 응축기 및 팽창밸브를 구비하고, 상기 드럼에서 배출되어 상기 드럼으로 순환되는 공기에 열원을 제공하는 히트펌프 모듈을 포함하고, 상기 히트펌프 모듈은, 상기 압축기를 지지하는 압축기 베이스부; 및 상기 응축기로부터 상기 증발기의 내부로 연장되는 내부 열교환관을 구비하고, 상기 내부 열교환관과 상기 증발기의 냉매관 사이에 열교환이 상기 증발기의 내부에서 이루어지는 내부 열교환기를 포함한다.
본 발명의 또 다른 측면과 관련된 일 예에 따르면, 상기 압축기는, 회전축이 상기 캐비닛의 전후방향으로 배치되는 횡형 압축기일 수 있다.
본 발명의 또 다른 측면과 관련된 일 예에 따르면, 상기 압축기는, 중앙부가 압축기본체의 상부 외주면의 일부를 감싸도록 배치되며 고정되고, 가장자리부가 상기 압축기 베이스부의 상부에 배치되며 상기 압축기 베이스부와 체결되어, 상기 압축기본체를 압축기 베이스부의 상부에 매단 채로 지지하는 브라켓; 및 상기 브라켓의 가장자리부와 압축기 베이스부의 상부 사이에 배치되어 상기 브라켓을 탄성 지지하는 방진마운트를 포함할 수 있다.
본 발명의 또 다른 측면과 관련된 일 예에 따르면, 상기 압축기의 냉매출구는 상기 응축기의 냉매입구관과 마주보는 방향으로 배치될 수 있다.
상기와 같이 구성된 본 발명에 의하면, 다음과 같은 효과가 있다.
첫째, 응축기로부터 증발기의 내부로 연장되는 내부 열교환기를 구비하여 응축기의 열교환 면적이 확장되는 효과를 얻을 수 있다.
둘째, 응축기의 확장을 위한 응축기의 추가 설치 공간이 의류처리장치 내부에 별도로 구비되지 않아도 되므로, 히트펌프 시스템이 장착되는 캐비닛의 상부 공간의 활용도를 높일 수 있다.
셋째, 응축기의 열교환 면적이 증가함에 따라 응축기의 발열이 원활해져 압축기의 일을 더욱 키울 수 있다.
넷째, 내부 열교환기를 통해 응축기와 증발기 사이에 열교환이 이루어짐에 따라, 증발기의 저온부를 이용하여 응축기를 냉각함으로 응축기의 과냉도를 추가로 확보할 수 있다.
다섯째, 보조 응축기를 사용하여 응축기의 열을 방출하는 종래 기술과 달리, 응축기의 열을 외부로 방출하지 않으므로, 에너지 관점에서 손실이 없는 장점이 있다.
여섯째, 응축기에서 외부로 방출될 열을 재활용하여 증발기를 가열함으로 증발기의 적절한 과열도를 확보할 수 있다.
일곱째, 증발기의 과열도가 부족할 경우 팽창밸브의 개도를 감소하여 증발기로 유입되는 냉매유량을 줄임으로 과열도를 확보하는 종래 기술과 달리, 내부 열교환기를 통해 건조행정의 후반부에서 냉매의 순환량을 줄이지 않고 팽창밸브의 개도를 확대하거나 유지하여도 과열도를 안정적으로 확보할 수 있다.
여덟째, 증발기와 응축기의 열교환을 통해 히트펌프 사이클의 정상 운전 영역이 넓게 확보될 수 있고, 히트펌프 사이클의 용량 및 능력이 향상될 수 있다.
아홉째, 건조행정 초반 시 조기 과열로 압축기의 주파수를 낮추는 종래 기술과 달리, 응축기의 확대 효과로 압축기의 Hz를 낮추는 제어 시점이 늦춰짐에 따라 압축기의 일을 증대시켜 건조 시간을 단축할 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 의류처리장치의 외관을 보여주는 사시도이다.
도 2는 도 1에서 캐비닛의 내측 상부에 히트펌프 모듈이 장착된 모습을 보여주는 사시도이다.
도 3은 도 2에서 컨트롤러의 PCB 케이스가 캐비닛의 상부에 장착된 모습을 보여주는 개념도이다.
도 4는 도 2의 터브와 히트펌프 모듈 사이에서 공기가 순환하는 모습을 보여주는 개념도이다.
도 5는 도 4의 터브 및 히트펌프 모듈을 캐비닛의 전방에서 바라본 모습을 보여주는 개념도이다.
도 6은 도 5의 히트펌프 모듈을 보여주는 사시도이다.
도 7은 도 6의 분해 사시도이다.
도 8은 본 발명의 제1실시예에 따른 증발기, 응축기, 팽창밸브, 기액분리기 및 압축기를 위에서 바라본 모습을 보여주는 개념도이다.
도 9는 도 8의 응축기와 증발기를 캐비닛의 후방에서 바라본 모습을 입체적으로 보여주는 개념도이다.
도 10은 도 9의 응축기 및 증발기를 캐비닛의 후방에서 바라본 모습을 평면적(2차원적)으로 보여주는 개념도이다.
도 11은 본 발명의 제1실시예에 따른 히트펌프 모듈에서 냉매의 증발, 압축, 응축 및 팽창 과정을 설명하기 위한 ph 선도이다.
도 12는 본 발명의 제2실시예에 따른 증발기, 응축기, 팽창밸브, 기액분리기 및 압축기를 위에서 바라본 모습을 보여주는 개념도이다.
도 13은 도 12의 응축기와 증발기를 캐비닛의 후방에서 바라본 모습을 입체적으로 보여주는 개념도이다.
도 14는 도 12의 응축기 및 증발기를 캐비닛의 후방에서 바라본 모습을 평면적(2차원적)으로 보여주는 개념도이다.
도 15는 본 발명의 제2실시예에 따른 히트펌프 모듈에서 냉매의 증발, 압축, 응축 및 팽창 과정을 설명하기 위한 ph 선도이다.
도 16 내지 도 23은 본 발명에 따른 내부 열교환기가 증발기의 하류측에 다양한 실시예로 설치된 모습을 보여주는 개념도이다.
도 24는 종래의 히트펌프 세탁건조기에서 건조시간 경과에 따른 압축기의 주파수(Hz) 및 팽창밸브(LEV)의 개도 변화를 보여주는 그래프이다.
도 25는 본 발명의 히트펌프 세탁건조기에서 건조시간 경과에 따른 압축기의 주파수(Hz) 및 팽창밸브(LEV)의 개도 변화를 보여주는 그래프이다.
도 26은 종래 기술에 따른 P(압력)-h(엔탈피) 선도에서 건조시간 경과에 따른 히트펌프 사이클의 각 과정의 압력 및 엔탈피 변화를 보여주는 그래프이다.
도 27은 본 발명에 따른 P-h 선도에서 건조시간 경과에 따른 히트펌프 사이클의 각 과정의 압력 및 엔탈피 변화를 보여주는 그래프이다.
도 28은 종래의 건조시간 경과에 따른 과냉도 및 과열도의 변화를 보여주는 그래프이다.
도 29는 본 발명의 건조시간 경과에 따른 과냉도 및 광려도의 변화를 보여주는 그래프이다.
이하, 본 발명에 관련된 의류처리장치에 대하여 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명한다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
본 명세서에 개시된 실시 예를 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 명세서에 개시된 실시 예의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
도 1은 본 발명에 따른 의류처리장치의 외관을 보여주는 사시도이다.
본 발명의 의류처리장치는 세탁기 및 세탁건조기 등을 포함하는 개념으로 이해되어야 한다. 본 실시예에서는 의류처리장치가 세탁건조기로 구현될 수 있다.
도 1에 도시된 의류처리장치는 세탁건조기의 몸체를 형성하는 캐비닛(10)을 포함한다.
캐비닛(10)은 육면체 형상으로 이루어질 수 있고, 세탁건조기의 상부면을 형성하는 탑커버(10a), 세탁건조기의 하부면을 형성하는 베이스커버(10b), 세탁건조기의 양쪽 측면을 형성하는 사이드커버(10c), 세탁건조기의 전방면을 형성하는 프런트커버(10d) 및 세탁건조기의 후방면을 형성하는 백커버(10e)로 구성될 수 있다.
프런트커버(10d)에 세탁 및 건조대상물을 투입하기 위한 투입구가 형성되고, 투입구를 개폐하기 위한 원형의 도어(15)가 프런트커버(10d)에 회전가능하게 설치된다. 도어(15)의 왼쪽 단부는 도어힌지로 결합되고, 도어(15)의 오른쪽 단부는 도어힌지를 중심으로 전후방향으로 회전되어 상기 투입구를 개폐할 수 있다. 도어(15)의 타측에는 누름식 로킹장치가 구비되어, 도어(15)의 타측을 한번 누르면 도어(15)가 잠금되고, 다시 한번 누르면 도어(15)가 잠금해제될 수 있다.
도어(15)의 상단부에는 사용자의 조작을 위한 터치식 디스플레이(12)가 구비되어, 세탁, 탈수 및 건조 행정을 수행하기 위한 작동모드의 선택 및 변경이 가능하다.
또한, 프런트커버(10d)의 오른쪽 상단에는 전원버튼(13)이 구비되어, 의류처리장치의 세탁, 탈수 및 건조 행정 시 전원을 온/오프시킬 수 있다.
캐비닛(10)의 하부에는 세제공급부가 서랍식으로 인출 및 삽입가능하게 설치되고, 세제공급부를 커버하는 하부커버(14)가 상하방향으로 회전가능하게 설치될 수 있다.
도 2는 도 1에서 캐비닛의 내측 상부에 히트펌프 모듈이 장착된 모습을 보여주는 사시도이고, 도 3은 도 2에서 컨트롤러의 PCB 케이스가 캐비닛의 상부에 장착된 모습을 보여주는 개념도이다.
도 2에 도시된 캐비닛(10)의 내부에 터브(16)가 배치된다. 터브(16)는 원통 형태로 형성된다. 터브(16)의 중심부를 관통하는 가상의 중심선(161)은 캐비닛(10)의 전후방향으로 배치될 수 있다.
터브(16)는 전방면이 후방면보다 더 높게 위치하도록 경사지게 배치될 수 있다.
터브(16)의 내부에 세탁수가 저장될 수 있다. 터브(16)의 전방면에 세탁물을 투입하기 위한 투입구가 캐비닛(10)의 투입구와 연통되게 형성된다.
터브(16)의 저면에 섬프(sump)가 구비될 수 있다. 섬프는 터브(16)에 저장된 세탁수를 터브(16)의 외부로 배출시키기 위해 임시적으로 수집되는 곳이다. 섬프는 오목하게 형성되어, 터브(16)에서 흘러내려오는 물이 섬프에 고일 수 있다. 섬프에는 배수구가 형성되어, 배수구를 통해 세탁수가 외부로 배출될 수 있다.
터브(16)의 전단부에 가스켓(16b)이 구비된다. 가스켓(16b)은 터브(16)의 전방부에 원주방향을 따라 고무 재질 등으로 형성될 수 있다. 가스켓(16b)은 터브(16)의 내부에 저장된 세탁수가 캐비닛(10) 내부로 누수되는 것을 막는다.
터브(16)의 내부에 드럼(17)이 회전가능하게 구비된다. 드럼(17)의 전방부는 개방되어 캐비닛(10) 및 터브(16)의 투입구를 연통되게 연결된다. 드럼(17)은 내부에 세탁 및 건조 대상물을 수용하는 수용공간을 구비한다.
터브(16)의 후방면에 모터 등과 같은 구동부가 설치될 수 있다. 드럼(17)의 후방부는 회전축을 통해 구동부와 연결될 수 있다. 드럼(17)은 구동부로부터 동력을 전달받아 회전될 수 있다.
드럼(17)의 원주면에 다수의 관통공이 형성되어, 관통공을 통해 물 또는 공기가 터브(16)에서 드럼(17)으로 유입되거나 드럼(17)에서 터브(16)로 유출될 수 있다.
드럼(17)의 내주면에 복수의 리프터가 원주방향으로 이격되게 배치될 수 있다. 리프터는 드럼(17)과 함께 회전하면서 드럼(17)의 내부에 수용된 세탁 및 건조 대상물을 회전시킨다. 이때, 세탁 및 건조 대상물은 드럼(17) 내부에서 중력에 의해 낙하함으로 텀블링(tumbling)될 수 있다.
터브(16)의 상부에 히트펌프 모듈(20)이 장착된다. 히트펌프 모듈(20)은 증발기(21), 응축기(23), 압축기(22), 팽창밸브(24), 기액분리기(25) 및 흡입팬(27)과, 이들을 하나의 모듈로 조립하기 위한 일체형 하우징(30)을 포함한다.
일체형 하우징(30)은 증발기(21)와 응축기(23)를 내부에 수용하는 열교환 덕트부(31), 압축기(22)를 장착한 압축기 베이스부(34), 기액분리기(25)를 장착한 기액분리기 장착부(35)를 포함할 수 있다.
증발기(21), 기액분리기(25), 압축기(22), 응축기(23), 팽창밸브(24)는 일체형 하우징(30)에 장착되어 히트펌프 시스템을 한 개의 조립체로 모듈화할 수 있다.
히트펌프 모듈(20)을 터브(16)의 상부에 배치한 이유는 세탁기의 경우 터브(16)의 내부로 세탁수가 공급되면 실링(sealing) 문제로 터브(16)의 하부로 누수될 염려가 있고, 물은 중력을 받아 하부로 흐르게 되므로, 누수로부터 히트펌프 모듈(20)을 보호하기 위함이다. 또한, 히트펌프 모듈(20)을 설치하거나 또는 유지보수를 위해 해체할 경우 작업자가 허리를 많이 굽히지 않아도 되므로, 히트펌프 모듈(20)이 터브(16)의 하부에 위치하는 것보다 터브(16)의 상부에 위치하는 것이 더 유리하다.
본 발명의 히트펌프 모듈(20)은 증발기(21: evaporator) 및 응축기(23: condenser)의 열교환기(110)와 함께 압축기(22), 팽창밸브(24), 기액분리기(25) 및 흡입팬(27)을 일체형 하우징(30)에 일체형으로 장착함에 따라, 히트펌프 시스템의 구조를 단순화시킬 수 있고, 히트펌프 시스템의 배치공간을 컴팩트하게 최적화시킬 수 있다.
이에 의해, 본 발명의 히트펌프 모듈(20)은, 터브(16)의 상부에 위치되는 일체형 하우징(30)에 열교환기(110)와 함께 압축기(22)를 배치함으로 열교환기(110)와 압축기(22)를 연결하는 배관의 구조가 간단해지고 배관 길이가 단축된다. 또한, 히트펌프 시스템이 모듈화됨에 따라 조립 및 설치가 간편하고, 히트펌프 모듈(20) 자체만으로 완제품 조립 전에 성능검사가 가능하다.
열교환 덕트부(31), 압축기 베이스부(34) 및 기액분리기 장착부(35)는 단일 몸체(one body)로 이루어질 수 있다. 예를 들면, 열교환 덕트부(31), 압축기 베이스부(34) 및 기액분리기(25)는 일체형으로 사출성형될 수 있다.
열교환 덕트부(31)는 터브(16)의 상부 앞쪽에 배치되고, 압축기 베이스부(34)는 터브(16)의 상부 뒤쪽에 배치될 수 있다. 열교환 덕트부(31)의 일측(캐비닛(10)의 전방면을 기준으로 왼쪽 후단부)은 터브(16)의 상부 뒤쪽의 공기 출구(16a)와 연통되게 연결되어, 드럼(17)에서 배출되는 공기가 열교환 덕트부(31)의 내부로 유입될 수 있다. 열교환 덕트부(31)의 타측(캐비닛(10)의 전방면을 기준으로 오른쪽 전단부)은 터브(16)의 가스켓(16b)의 공기입구와 연통되게 연결되어, 열교환 덕트부(31)에서 열교환된 가열 공기가 다시 드럼(17) 내부로 재공급 및 순환될 수 있다.
캐비닛(10)의 전방면을 기준하여 열교환 덕트부(31)의 오른쪽 측면에 흡입팬(27)이 장착될 수 있다. 흡입팬(27)은 드럼(17)에서 배출되는 공기에 순환동력을 제공하여, 드럼(17)에서 배출되는 공기가 증발기(21) 및 응축기(23)를 경유한 후 다시 드럼(17)으로 순환되도록 한다.
일체형 하우징(30)은 캐비닛(10)의 전방면을 기준하여 열교환 덕트부(31)의 후방 및 압축기 베이스부(34)의 왼쪽 측면에 기액분리기 장착부(35)를 더 포함할 수 있다. 기액분리기 장착부(35)는 기액분리기(25)의 하부를 감쌀 수 있다. 기액분리기(25)가 기액분리기 장착부(35)에 장착된 상태로 고정될 수 있다. 기액분리기(25)는 증발기(21)에서 배출되는 기체 냉매 중 액체 냉매가 포함될 경우에 액체 냉매를 기체 냉매로부터 분리시키며 기상 냉매만을 압축기(22)로 전달하는 역할을 한다.
열교환 덕트부(31)는 캐비닛(10)의 전방면에 전방 지지되고, 압축기 베이스부(34)는 캐비닛(10)의 후방면에 후방 지지된다.
예를 들어, 캐비닛(10)의 전방 상부에 전방프레임(15)이 구비되고, 전방프레임(15)에 열교환 덕트부(31)의 전방부가 스크류(315)에 의해 체결되어 지지될 수 있다. 이때, 2개의 스크류(315)가 전방프레임(15)에 대각선방향으로 이격 배치되어 체결될 수 있다.
또한, 압축기 베이스부(34)의 후방부는 백커버(10e)에 스크류(315)에 의해 체결되어 지지될 수 있다. 이때, 2개의 스크류(315)가 백커버(10e)에 대각선방향으로 이격 배치되어 체결될 수 있다.
이에 의해, 열교환 덕트부(31)와 압축기 베이스부(34)가 일체형으로 구성된 일체형 하우징(30)이 캐비닛(10)의 상부 일측에 장착되어 견고하게 지지될 수 있다.
컨트롤러(36)는 히트펌프 모듈(20)과 의류처리장치의 전반적인 동작을 제어한다. 컨트롤러(36)는 높이가 가로 및 세로에 비해 작은 직육면체 형태로 이루어지는 PCB 케이스(361)와, PCB 케이스(361)의 내부에 내장되는 PCB와, PCB에 장착되는 전기/전자 제어부품들로 구성될 수 있다.
PCB 케이스(361)는 터브(16)의 상부와 캐비닛(10)의 왼쪽 측면 모서리 사이의 공간을 이용하여 히트펌프 모듈(20)의 왼쪽 측면에 대각선 방향(프런트커버(10d)에서 봤을 때를 기준)으로 배치될 수 있다.
터브(16)의 상부 중앙과 왼쪽 사이드커버(10b) 사이의 공간이 협소하므로, PCB 케이스(361)는 프런트커버(10d)에서 봤을 때 캐비닛(10)의 중앙 상부에서 왼쪽 측면 아래방향으로 향하도록 경사지게 배치되는 것이 바람직하다.
이에 의해, PCB 케이스(361)는 다른 구성요소들과의 간섭을 회피하고 PCB 케이스(361)를 히트펌프 모듈(20)과 함께 컴팩트하게 구성할 수 있다.
도 3에 도시한 바와 같이, PCB 케이스(361)는 캐비닛(10)의 내부에 안정적으로 지지될 수 있도록 PCB 케이스(361)이 상부면 일측에서 돌출형성되는 고정돌기(362)를 구비할 수 있다. 고정돌기(362)의 상단부는 후크 형상으로 이루어질 수 있다.
또한, 캐비닛(10)은 PCB 케이스(361)의 지지를 위해 프런트커버(10d)의 상단부 일측에서 백커버(10e)의 상단부 일측으로 길게 연장되는 고정부재(363)를 구비할 수 있다. 고정부재의 전단부는 프런트커버(10d)와 연결되고, 고정부재의 후단부는 백커버(10e)에 연결된다.
상기 고정돌기(362)의 상단부가 고정부재(363)의 측면에 걸리도록 지지됨으로, PCB 케이스(361)가 캐비닛(10)의 왼쪽 측면 모서리 및 히트펌프 모듈(20) 사이에 안정적으로 지지되며 컴팩트하게 배치된다.
PCB 케이스(361)는 히트펌프 모듈(20)과 전기적으로 연결되어, 의류처리장치의 완제품 조립 전에 모듈 단위로 히트펌프 모듈(20)의 성능을 검사할 수 있다. 이처럼 PCB 케이스(361)는 히트펌프 모듈(20)의 성능 검사 등을 위해 히트펌프 모듈(20)과 연결되므로, PCB 케이스(361)가 히트펌프 모듈(20)과 가깝게 위치하는 것이 바람직하다.
따라서, PCB 케이스(361)는 히트펌프 모듈(20)의 측면에 대각선 방향으로 가깝게 배치 및 연결됨에 따라 히트펌프 모듈(20)과 함께 캐비닛(10)의 내부에 컴팩트하게 설치될 수 있다.
도 4는 도 2의 터브와 히트펌프 모듈 사이에서 공기가 순환하는 모습을 보여주는 개념도이고, 도 5는 도 4의 터브 및 히트펌프 모듈을 캐비닛의 전방에서 바라본 모습을 보여주는 개념도이다.
히트펌프 모듈(20)은 드럼(17)에서 배출된 공기에 열원을 제공하도록 이루어진다.
열교환 덕트부(31)는 터브(16)와 연결되어, 공기의 순환을 위한 순환 유로를 형성할 수 있다. 열교환 덕트부(31)의 일측은 터브(16)의 상부 좌측 후방에 연결되고, 열교환 덕트부(31)의 타측은 터브(16)의 상부 우측 전방에 연결될 수 있다.
터브(16)의 상부 좌측 후방에 공기 출구(16a)가 형성될 수 있다. 공기 출구(16a)는 원형의 관(PIPE) 형태로 이루어지며, 터브(16)에서 직상방으로 돌출되게 형성될 수 있다.
열교환 덕트부(31)의 일측(좌측 후단부)은 연결덕트(32)에 의해 터브(16)와 연결될 수 있다. 연결덕트(32)는 엘보우(ELBOW) 형태로 이루어질 수 있다.
연결덕트(32)의 일측은 고무 재질로 된 벨로우즈 형상의 주름관을 구비하여 터브(16)의 공기 출구(16a)와 연결되고, 연결덕트(32)의 타측도 고무 재질의 주름관을 구비하여 열교환 덕트부(31)의 일측과 연결될 수 있다. 연결덕트(32)의 주름관은 터브(16)에서 발생된 진동이 히트펌프 모듈(20)로 전달되는 것을 차단할 수 있다. 예를 들면, 터브(16)의 후방부에 설치된 모터로부터 발생된 진동이 터브(16)를 통해 히트펌프 모듈(20)로 전달되는 것을 차단할 수 있다. 반대로, 히트펌프 모듈(20)에서 발생하는 진동이 터브(16)로 전달되는 것이 차단될 수 있다.
열교환 덕트부(31)의 타측(우측 단부)은 팬 덕트부(33)에 의해 터브(16)의 가스켓(16b)과 연결될 수 있다. 팬 덕트부(33)는 내부에 흡입팬(27)을 구비하여, 열교환 덕트부(31)에서 배출되는 공기를 터브(16)로 순환시킨다.
팬 덕트부(33)의 일측은 열교환 덕트부(31)의 타측에 연결되고, 팬 덕트부(33)의 타측은 터브(16)의 가스켓(16b) 상부와 연통되게 연결되어, 팬 덕트부(33)는 열교환 덕트부(31)와 터브(16)를 연결한다. 팬 덕트부(33)는 고무 재질로 이루어진 가스켓(16b)과 연결됨으로, 터브(16)에서 발생하는 진동이 열교환 덕트부(31) 및 히트펌프 모듈(20)로 전달되는 것을 차단할 수 있다. 히트펌프 모듈(20)에서 터브(16)로 진동이 전달되는 것도 차단될 수 있다.
열교환 덕트부(31)의 내부에 증발기(21)와 응축기(23)가 서로 이격되게 배치된다.
터브(16)의 공기 출구(16a)에서 배출된 공기는 증발기(21)와 응축기(23)를 차례대로 통과한다. 증발기(21)는 공기이동방향을 기준으로 응축기(23)보다 상류측에 배치된다.
도 4를 참고하여 캐비닛(10)의 전방에서 바라보면, 터브(16)의 공기 출구(16a)에서 연결덕트(32)를 통해 열교환 덕트부(31)의 내부로 유입된 공기는 흡입팬(27)의 흡입력에 의해 터브(16)의 중앙 상부에서 우측방향으로 증발기(21)와 응축기(23)를 경유하며 팬 덕트부(33)를 통해 터브(16)로 유입된다.
응축기(23)는 증발기(21)의 우측에 이격 배치된다. 응축기(23)는 증발기(21)보다 더 큰 면적을 가지도록 이루어진다. 응축기(23)의 크기 및 면적이 증가할수록 응축기(23)를 통해 방열되는 열량이 커지므로, 터브(16)에 유입될 공기에 제공되는 열량도 커져서 결국 히트펌프의 성능 향상 및 건조시간 단축에도 크게 기여할 수 있다.
이를 위해, 응축기(23)와 증발기(21)의 상측은 동일한 높이에 위치하고, 응축기(23)의 하측은 증발기(21)보다 더 아래에 위치하도록 하방향으로 더 연장될 수 있다. 또한, 응축기(23)는 증발기(21)보다 좌우방향의 가로길이가 더 길게 연장될 수 있다.
이에 의해, 증발기(21)와 응축기(23) 각각의 상측은 캐비닛(10)의 탑커버(10a)의 평면과 대응되도록 서로 동일한 평면상에 위치하고, 증발기(21)와 응축기(23) 각각의 하측은 터브(16)의 원주면을 따라 상부 중앙부에서 우측방향으로 일정 구간에, 대략 아날로그 시계에서 2시의 긴 바늘과 짧은 바늘 사이 부분에 계단식으로 위치함에 따라, 증발기(21) 및 응축기(23)는 캐비닛(10) 상부의 협소한 공간을 활용하여 효율적으로 배치될 수 있다.
또한, 흡입팬(27)은 캐비닛(10)의 효율적인 공간 활용을 위해 응축기(23)와 캐비닛(10) 사이에 배치될 수 있다. 흡입팬(27)은 일측이 응축기(23)와 마주보는 방향으로 향하고 타측이 캐비닛(10)의 우측면을 향하도록 수직하게 배치될 수 있다. 흡입팬(27)이 구동되면, 흡입팬(27)은 응축기(23)를 통과하는 공기를 흡입하여 팬 덕트부(33)를 통해 터브(16)로 송풍할 수 있다.
도 6은 도 5의 히트펌프 모듈을 보여주는 사시도이고, 도 7은 도 6의 분해 사시도이다.
히트펌프 모듈(20)은 캐비닛(10) 내의 상부 공간, 즉 탑커버(10a)와 터브(16) 사이의 공간을 활용하여 배치될 수 있다.
히트펌프 모듈(20)은 열교환 덕트부(31), 팬 덕트부(33), 압축기 베이스부(34), 기액분리기 장착부(35)를 포함하여 구성된다.
열교환 덕트부(31)는 캐비닛(10)의 전방에 배치되고, 압축기 베이스부(34)와 기액분리기 장착부(35)는 캐비닛(10)의 후방에 배치된다. 압축기 베이스부(34)는 열교환 덕트부(31)의 후방에 배치될 수 있다. 열교환 덕트부(31), 팬 덕트부(33), 압축기 베이스부(34) 및 기액분리기 장착부(35)는 사출 성형에 의해 일체형으로 형성될 수 있다.
열교환 덕트부(31)는 베이스부분(311)과 덮개부분(312)으로 구성될 수 있다. 베이스부분(311)은 열교환 덕트부(31)의 하부를 형성하고, 덮개부분(312)은 열교환 덕트부(31)의 상부를 형성한다. 베이스부분(311)과 덮개부분(312)은 가장자리부분끼리 서로 맞닿아 결합된다.
베이스부분(311)과 덮개부분(312) 중 어느 하나에 복수의 결합돌기(313a)가 형성되고, 다른 하나에 복수의 돌기수용부(313b)가 복수의 결합돌기(313a)와 대응되게 형성되어, 결합돌기(313a) 및 돌기수용부(313b)가 서로 결합됨으로, 베이스부분(311)과 덮개부분(312)이 체결될 수 있다.
베이스부분(311)에 복수의 체결부(314)가 돌출되게 형성되고, 상기 체결부(314)와 캐비닛(10)의 전방 상측에 형성된 전방프레임이 스크류(315)로 체결되어, 열교환 덕트부(31)가 캐비닛(10)의 전방에 지지될 수 있다.
팬 덕트부(33)는 열교환 덕트부(31)의 우측에 구비되고, 팬 덕트부(33)의 내부에 흡입팬(27)이 수용된다. 팬 덕트부(33)는 열교환 덕트부(31)와 일체형으로 형성되는 제1부분(331)과 흡입팬(27)의 후방면을 덮는 제2부분(332)으로 구성될 수 있다. 제1부분(331)과 제2부분(332)도 상술한 결합돌기(313a) 및 돌기수용부(313b)와 같은 체결부재에 의해 서로 체결될 수 있다.
열교환 덕트부(31)의 내부에 증발기(21)와 응축기(23)가 수용된다.
증발기(21)는 공기이동방향을 기준으로 상류측에 배치되고, 응축기(23)는 공기이동방향을 기준으로 하류측에 배치된다.
캐비닛(10)의 전방에서 바라봤을 때 증발기(21)는 응축기(23)의 왼쪽에 이격 배치된다.
증발기(21)는 냉매관(211)과 복수의 열교환 확장핀(210)으로 구성될 수 있다.
복수의 열교환 확장핀(210)은 열전도성 재질이며 평판 형태로 형성된다. 복수의 열교환 확장핀(210) 각각은 냉매와 공기의 열교환 면적을 확장하기 위해 냉매관(211)과 접촉된다. 열교환 확장핀(210)은 열교환 덕트부(31)의 전후방향으로 매우 작은 간격을 두고 이격 배치될 수 있다. 열교환 확장핀(210) 사이로 공기가 열교환 덕트부(31)의 좌우방향으로 지나갈 수 있다.
냉매관(211)은 내부에 냉매가 흐르도록 튜브 형태로 이루어진다. 냉매관(211)은 복수의 직관부분(2111)과 연결관부분(2112)을 포함한다.
복수의 직관부분(2111)은 열교환 덕트부(31)의 전후방향으로 연장되고 상하방향 및 좌우방향으로 이격되게 배치될 수 있다. 복수의 직관부분(2111)은 열교환 확장핀(210)과 접촉되며 복수의 열교환 확장핀(210)을 관통하도록 이루어진다.
복수의 연결부분은 반원형의 튜브 형태로 형성되고, 서로 인접하게 배치되는 두 직관부분(2111)을 연결한다. 복수의 연결부분은 열교환 확장핀(210)으로부터 열교환 덕트부(31)의 전후방향 양측으로 돌출되게 배치될 수 있다.
복수의 직관부분(2111)과 연결부분은 증발기(21) 내에서 냉매관(211)의 길이를 최대한 길게 연장되도록 열교환 확장핀(210)에서 복수의 열(rows)과 복수의 단(columns)으로 배열될 수 있다.
응축기(23)는 냉매관(231)과 열교환 확장핀(210)으로 구성될 수 있다. 응축기(23)의 냉매관(231)과 열교환 확장핀(210)의 구조는 증발기(21)와 유사하므로 상세한 설명을 생략하고 증발기(21)와의 차이점 위주로 설명하기로 한다.
다만, 응축기(23)는 크기가 증발기(21)보다 더 크다.
또한, 증발기(21)의 냉매는 공기와의 열교환을 통해 공기로부터 열을 흡수하여 증발된다. 응축기(23)의 냉매는 공기와의 열교환을 통해 공기로 열을 방출하여 응축된다. 증발기(21)와 응축기(23)는 열의 이동방향이 서로 반대이다.
압축기 베이스부(34)의 상부에 압축기본체(221)가 매달린 채로 장착된다.
압축기(22)는 횡형 압축기(22)이다. 횡형 압축기(22)는 회전축이 수평하게 배치될 수 있다. 보다 정확하게 말하면, 본 실시예에서는 횡형 압축기(22)가 압축기 베이스부(34)의 전후방향으로 연장되는 수평선에 대하여 1도 내지 10도 사이의 각도 범위에서 경사지게 배치될 수 있다.
횡형 압축기(22)의 전방부가 후방부보다 더 높게 배치될 수 있다. 그 이유는 횡형 압축기(22) 내측 전방에 전기모터로 구동되는 전동기구부가 배치되고, 전동기구부의 후방에 기체냉매를 압축하는 압축기구부가 배치되므로, 오일이 중력에 의해 하방향으로 경사진 압축기구부의 습동부로 모이도록 하여 상기 습동부로 오일이 원활하게 공급됨으로 윤활작용이 원활하게 이루어지도록 하기 위함이다.
횡형 압축기(22)의 전방부에 압축된 냉매를 토출시키기 위한 토출구(221a)가 형성될 수 있다. 횡형 압축기(22)의 저면 후방부에 기체 냉매를 흡입하기 위한 흡입구(221b)가 형성될 수 있다.
압축기 베이스부(34)는 압축기(22)를 지지하는 지지대(341)를 포함한다. 지지대(341)는 압축기본체(221)를 사이에 두고 양측에 각각 구비되어 좌우방향으로 서로 이격되며 상하방향으로 연장된다.
각 지지대(341)의 상부에 전후방향으로 벨로우즈 형태의 방진마운트(223)가 두 개씩 배치되어, 압축기(22)로부터 발생하는 진동을 절연시킬 수 있다.
압축기본체(221)의 상부면에 대략 X 형태의 브라켓(222)이 배치되고, 브라켓(222)의 중심부는 압축기본체(221)와 적어도 2개소 이상에서 용접에 의해 고정될 수 있다. 브라켓(222)의 가장자리 단부에 각각 볼트의 일부가 관통되도록 관통홀이 형성될 수 있다.
지지대(341)의 전후방향 양측에는 볼트가 관통되도록 결합홀이 형성될 수 있다.
압축기본체(221)가 브라켓(222)의 저면에 고정된 상태에서, 브라켓(222)의 가장자리부 각각은 볼트 및 너트 등과 같은 체결부재(343)에 의해 지지대(341)의 상부에 체결된다.
또한, 압축기(22)는 브라켓(222)의 저면에 위치하며 지지대(341)의 상부에 매달린 채로 지지될 수 있다.
압축기본체(221)의 양측면은 지지대(341)에 의해 감싸질 수 있다.
압축기 베이스부(34)는 지지대(341)의 하부를 연결하는 하부연결부분(342)을 포함한다.
압축기본체(221)의 하부면은 하부연결부분(342)에 의해 감싸질 수 있다.
압축기 베이스부(34)의 지지대(341) 후방면에 체결부(314)가 돌출되게 형성되고, 상기 체결부(314)와 캐비닛(10)의 백커버(10e)는 스크류(315)에 의해 체결되어, 압축기 베이스부(34)의 후방부가 캐비닛(10)의 후방면에 지지될 수 있다.
기액분리기 장착부(35)는 압축기 베이스부(34)의 우측면에 배치될 수 있다.
기액분리기는 기액분리기 장착부(35)에 장착된다. 기액분리기(25)는 증발기(21)에서 기체 냉매와 액체 냉매가 혼합되어 배출될 경우에 상기 기체 냉매와 액체 냉매를 분리한 후 기체 냉매를 압축기(22)로 전달한다.
기액분리기(25)의 양측면과 하부면은 기액분리기 장착부(35)에 의해 감싸질 수 있다. 기액분리기 장착부(35)는 기액분리기(25)를 받쳐주어 지지해 줄 수 있다.
도 8은 본 발명의 제1실시예에 따른 증발기, 응축기, 팽창밸브, 기액분리기 및 압축기를 위에서 바라본 모습을 보여주는 개념도이다.
도 8을 참고하면, 공기 이동방향을 기준으로 열교환 덕트부(31)의 상류측과 하류측에 증발기(21)와 응축기(23)가 상호 이격된 상태로 배치된다. 도 8에서는 도 6의 열교환 덕트부(31), 압축기 베이스부(34), 기액분리기 장착부(35)를 제거한 모습을 보여준다.
캐비닛(10)과 터브(16) 사이의 공간을 효율적으로 활용하기 위해, 증발기(21), 응축기(23), 압축기(22), 팽창밸브(24) 및 기액분리기(25)는 상호 간의 간격이 컴팩트하게 배치될 수 있다.
도 8을 기준으로 증발기(21)와 응축기(23)의 왼쪽 측면은 캐비닛(10)의 전방으로 향하고, 증발기(21)와 응축기(23)의 오른쪽 측면은 캐비닛(10)의 후방으로 향한다. 증발기(21)의 상부 측면은 캐비닛(10)의 왼쪽 사이드커버로 향하고, 응축기(23)의 하부 측면은 캐비닛(10)의 오른쪽 사이드커버로 향한다.
팽창밸브(24)는 증발기(21)의 일측(도 8을 기준으로 증발기(21)의 오른쪽 측면)과 마주하는 방향으로 배치될 수 있다.
압축기(22)는 토출구(221a)가 응축기(23)의 일측(도 8을 기준으로 응축기(23)의 오른쪽 측면)과 마주하는 방향으로 배치될 수 있다. 압축기(22)의 흡입구(221b)는 압축기본체(221)의 저면 후방에 형성되므로, 도 8에서는 보이지 않는다.
응축기(23)와 압축기(22) 사이에 드라이어(28)가 배치될 수 있다. 드라이어(28)는 응축기(23)의 오른쪽 측면과 압축기(22)의 토출구(221a) 사이에 배치될 수 있다. 드라이어(28)는 응축기(23)에서 배출되는 액체 냉매에서 수분을 제거하는 장치이다. 드라이어(28)는 내부에 수분을 흡습하기 위한 흡습제를 구비한다.
기액분리기(25)는 팽창밸브(24)에서 오른쪽 대각선 방향으로 배치될 수 있다.
도 9는 도 8의 응축기(23)와 증발기(21)를 캐비닛(10)의 후방에서 바라본 모습을 입체적으로 보여주는 개념도이고, 도 10은 도 9의 응축기(23) 및 증발기(21)를 캐비닛(10)의 후방에서 바라본 모습을 평면적(2차원적)으로 보여주는 개념도이다.
다만, 도 9 및 도 10은 응축기(23), 증발기(21) 및 내부 열교환기(26)를 보여줄 뿐, 도 9 및 도 10에서 압축기(22), 내부 열교환기(26)의 연결관(262), 팽창밸브(24), 기액분리기(25) 등과의 연결을 위한 냉매배관은 생략되어 있다.
도 9에서는 증발기(21)와 응축기(23)가 캐비닛(10)의 후방에서 보여지는 모습이므로, 도 9의 증발기(21) 및 응축기(23)의 위치는 도 5의 증발기(21)와 응축기(23)와 서로 반대로 보여질 수 있다. 도 9에서 공기는 오른쪽(상류측)에서 왼쪽(하류측)으로 이동하고, 증발기(21)는 왼쪽에, 응축기(23)는 오른쪽에 위치할 수 있다.
도 10도 도 9와 같은 방향으로 바라본 모습이므로, 증발기(21)가 오른쪽에 위치하고, 응축기(23)는 왼쪽에 위치한다. 다만, 도 10에서는 열교환 덕트부(31)의 일부, 즉 덮개부분(312)의 상면과 베이스부분(311)의 하면이 추가로 도시되어 있다.
도 9에 도시된 응축기(23)의 냉매관(231)은 열교환 덕트부(31) 내에서 전후방향으로 연장되는 복수의 직관부분(2311)과 반원형의 관 형태로 이루어져 서로 인접하는 두 직관부분(2311)을 연결하는 연결관부분(2312)으로 구분될 수 있다. 냉매관(231)은 복수의 직관부분(2311) 및 연결관부분(2312)이 서로 연결되어 한 개의 냉매 유로를 형성할 수 있다.
응축기(23)의 직관부분(2311)은 5열(rows)×5단(columns)으로 배치될 수 있다. 열(rows)은 직관부분(2311)들이 응축기(23)의 열교환 확장핀(210)에서 세로방향으로 이격 배치된 모습을 의미하고, 단(columns)은 직관부분(2311)들이 응축기(23)의 열교환 확장핀(210)에서 가로방향으로 이격 배치된 모습을 의미한다.
응축기(23)의 직관부분(2311)들은 설명의 편의상 도 10을 기준으로 응축기(23)의 열교환 확장핀(230)의 왼쪽에서 오른쪽으로 제1열 내지 제5열에 배치되고, 상기 열교환 확장핀(230)의 위에서 아래로 제1단 내지 제5단에 배치될 수 있다. 제1열, 제3열 및 제5열은 제2열 및 제4열보다 상부에 위치할 수 있다. 제1 내지 제5열은 응축기(23)의 열교환 확장핀(230)에서 좌우 방향으로 번갈아가면서 상하방향으로 서로 엇갈리게 배치될 수 있다. 또한, 제1 내지 제5열 각각은 상하방향의 직선상에 배치될 수 있다.
응축기(23)의 냉매 입구(231a)는 제1열 제1단에 위치하고, 응축기(23)의 냉매 출구(231b)는 제5열 제1단에 위치할 수 있다. 응축기(23)의 냉매는 열교환 확장핀(230)의 왼쪽에서 오른쪽으로 향하여 이동하고, 공기는 열교환 덕트부(31)의 오른쪽에서 왼쪽으로 이동한다. 응축기(23)의 냉매와 응축기(23)를 지나는 공기는 서로 반대방향으로 흐름으로 열교환이 더욱 잘 이루어질 수 있다.
응축기(23)의 냉매 입구(231a)로 유입된 냉매는 냉매유로를 따라 흐르면서 응축기(23)를 지나는 공기와 열교환을 하여, 냉매는 공기로 열을 방출하여 냉매 자신은 냉각되며 액체 냉매로 응축되고, 공기는 가열된다.
증발기(21)의 직관부분(2111)은 3열(rows)×4단(columns)으로 배치될 수 있다.
증발기(21)의 직관부분(2111)들은 설명의 편의상 도 10을 기준으로 증발기(21)의 열교환 확장핀(210)의 왼쪽에서 오른쪽으로 제2열 내지 제4열에 배치되고, 증발기(21)의 열교환 확장핀(210)의 위에서 아래로 제1단 내지 제4단에 배치될 수 있다. 제2열 및 4열은 제3열보다 상부에 위치할 수 있다. 제2열 내지 제4열은 증발기(21)의 열교환 확장핀(210)에서 좌우 방향으로 번갈아가면서 상하방향으로 서로 엇갈리게 배치될 수 있다. 또한, 제2 내지 제4열 각각은 상하방향의 직선상에 배치될 수 있다.
증발기(21)의 냉매 입구(211a)는 제4열 제1단에 위치하고, 증발기(21)의 냉매 출구(211b)는 제2열 제4단에 위치할 수 있다. 증발기(21)의 냉매는 열교환 확장핀(210)의 오른쪽에서 왼쪽으로 향하여 이동하고, 공기는 열교환 덕트부(31)의 오른쪽에서 왼쪽으로 이동한다. 증발기(21)의 냉매와 응축기(23)를 지나는 공기는 서로 동일한 방향으로 흐르며 열교환이 이루어질 수 있다.
증발기(21)의 냉매 입구(211a)로 유입된 냉매는 냉매유로를 따라 흐르면서 증발기(21)를 지나는 공기와 열교환을 하여, 공기의 열이 냉매로 전달되어 공기는 냉각되고, 공기 중에 함유된 수분은 응축되어 응축수가 생성되며, 냉매 자신은 공기로부터 열을 흡수하여 증발된다.
도 8에서 증발기(21)의 냉매 입구(211a)가 증발기의 오른쪽 측면 상부에 형성되면, 팽창밸브(24)의 출구에서 증발기(21)의 냉매 입구(211a)로 연장되는 제1냉매배관(212)은 증발기의 냉매 출구(211b)에서 기액분리기(25)의 입구로 연장되는 제2냉매배관(213)과 서로 교차되게 배치될 수 있다.
히트펌프 모듈(20)은 내부 열교환기(26) 를 더 포함한다.
내부 열교환기(26)는 응축기(23)에서 배출된 냉매와 증발기(21)를 지나는 냉매를 열교환시키도록 이루어진다.
내부 열교환기(26)는 핀 앤 튜브 타입의 열교환기일 수 있다.
핀 앤 튜브 타입의 열교환기(26)는 핀과 튜브의 조합으로 구성되는 열교환기(26)를 의미한다. 핀 사이로 공기가 통과하면서 냉매와 열교환할 수 있다. 튜브는 내부에 냉매가 흘러, 공기와 냉매의 열교환시킨다. 공기는 핀 및 튜브와 접촉되어 냉매와 열교환할 수 있다. 하지만, 공기와 냉매는 서로 섞이지 않는다.
핀은 평판 형태로 이루어지고, 복수의 핀이 서로 인접하게 이격 배치될 수 있다. 핀은 공기와 냉매의 열교환 면적을 확장시킬 수 있다.
본 실시예에서 내부 열교환기(26)는 핀을 별도로 구비하지 않고 증발기(21)의 열교환 확장핀(210)을 공유할 수 있다.
내부 열교환기(26)는 증발기(21) 내부에 구비될 수 있다. 이 경우 내부 열교환기(26)는 증발기(21) 내부에 구비되므로 별도의 설치공간이 필요하지 않는다.
내부 열교환기(26)는 내부 열교환관(261) 및 연결관(262)을 포함한다.
내부 열교환관(261)은 증발기(21)의 내부에 배치될 수 있다. 내부 열교환관(261)은 증발기(21)의 냉매관(211)과 별개로 구비된다. 즉, 내부 열교환관(261)은 증발기(21)의 복수의 직관부분(2111)과 연결관부분(2112) 별개로 구비된다.
내부 열교환관(261)은 증발기(21) 내의 하류측에 구비될 수 있다. 증발기(21) 내의 하류측이란 공기이동방향을 기준하여 증발기(21)의 왼쪽 측면에 위치함을 의미한다.
내부 열교환관(261)은 복수의 직관부분(2611)과 복수의 연결관부분(2612)을 포함할 수 있다.
내부 열교환관(261)의 직관부분(2611)은 증발기(21)의 열교환 확장핀(210)의 하류측에 1열로 배치될 수 있다.
내부 열교환관(261)의 직관부분(2611)들은 4개로서 설명의 편의상 도 10을 기준하여 증발기(21)의 열교환 확장핀(210)의 왼쪽 제1열에, 그리고 위에서 아래로 제1단 내지 제4단에 배치될 수 있다.
복수의 연결관부분(2612)은 증발기(21)의 열교환 확장핀(210)의 전후단 양측에 각각 돌출되게 배치되어 내부 열교환관(261)의 직관부분(2611)들을 연결한다.
내부 열교환기(26)의 연결관(262)은 서로 나란하게 배치되는 제1 및 제2직관부분(2621,2622)과, 제1 및 제2직관부분(2621,2622)을 연결하는 반원형의 연결관부분(2623)으로 구성될 수 있다. 제1직관부분(2621)은 응축기(23)의 냉매 출구(231b)에서 연결관부분(2623)으로 연장되고, 제2직관부분(2622)은 연결관부분(2623)에서 내부 열교환관(261)으로 연장될 수 있다.
내부 열교환기(26)의 연결관(262)은 응축기(23)의 열교환 확장핀(230)에서 제5열 제1단에 위치한 냉매 출구(231b)와 증발기(21)의 열교환 확장핀(210)에서 제1열 제1단에 위치한 내부 열교환기(26)의 냉매 입구(261a)로 연장되어, 응축기(23)의 냉매 출구(231b)와 내부 열교환관(261)을 연통되게 연결한다. 이에 의해, 응축기(23)에서 배출된 냉매는 내부 열교환기(26)의 내부 열교환관(261)으로 유입될 수 있다.
내부 열교환기(26)는 응축기(23)와 증발기(21) 사이에 열교환이 이루어지도록 하여 과열도 및 과냉도를 확보할 수 있다.
내부 열교환기(26)에서 응축기(23)와 증발기(21)의 열교환하는 목적은 과열도 및 과냉도를 확보하기 위한 것이므로, 응축기(23)의 발열기능 및 증발기(21)의 제습 기능과는 별개이다.
도 11은 본 발명의 제1실시예에 따른 히트펌프 모듈(20)에서 냉매의 증발, 압축, 응축 및 팽창 과정을 설명하기 위한 ph 선도이다.
냉매는 증발기(21), 압축기(22), 응축기(23), 팽창밸브(24) 및 다시 증발기(21) 순서로 이동하고, 다음의 단계를 1 사이클(cycle)로 하여 반복해서 순환된다. 또한, 다음의 단계별로 냉매 온도가 다를 수 있다. 이때, 각 단계별 냉매의 온도는 이에 한정되지 않는다.
①단계: 증발(냉매온도 20~40℃),
②단계: 압축(냉매온도 90~100℃),
③단계: 응축(냉매온도 50~80℃),
④단계: 팽창(냉매온도 45~75℃)
냉매의 이동 경로 및 각 단계에서 냉매의 작용을 더욱 상세하게 살펴보기로 한다.
냉매는 증발기(21)로 이동하고 증발기(21)에서 공기와 열교환하여 공기로부터 열을 흡수하여 기체로 증발된다. 증발기(21) 내에서 냉매의 온도는 20~40℃ 범위일 수 있다.
증발기(21)의 후단에서 냉매의 과열이 이루어진다. 이론상 증발기(21) 내에서 냉매의 온도가 일정하다고 가정한다면, 과열도는 증발기(21)의 냉매 출구(211b)에서의 냉매온도(Teva_out)와 압축기(22)의 흡입구 (221b)에서의 냉매온도(Tcomp_in)의 차이로 정의될 수 있다. 즉, 과열도=Tcomp_in- Teva_out 일 수 있다.
과열도는 세탁건조기에서 제어대상이다. 과열도는 3~7℃ 범위로 조절될 수 있다.
증발기(21)는 내부 열교환기(26)를 통해 응축기(23)와 열교환할 수 있다.
상기 내부 열교환기(26)는 증발기(21) 내부의 하류측(공기이동방향 기준)에 구비되고, 증발기(21) 후단의 냉매는 내부 열교환기(26)의 내부 열교환관(261)과 증발기(21)의 냉매관(211) 사이에 열교환이 이루어짐에 따라 응축기(23)의 냉매로부터 열을 흡수하여 과열된다. 이에 의해, 본 발명에 따른 증발기(21)는 응축기(23)로부터 열을 흡수함으로 과열도를 확보할 수 있다.
따라서, 증발기(21) 후단에서 증발하지 못한 액체 냉매는 내부 열교환기(26)에 의해 과열됨으로써 액체 상태의 냉매가 압축기(22)로 유입되는 것을 최소화할 수 있다.
냉매는 증발기(21)에서 기액분리기(25)로 이동하고 기액분리기(25)에서 기체 냉매와 액체 냉매가 분리된 후, 기체 냉매는 기액분리기(25)에서 배출되어 압축기(22)로 이동하고, 액체 냉매는 기액분리기(25)의 액체 냉매저장부에 저장된 후 증발하기 용이하도록 상기 냉매저장부에 형성된 미세 구멍을 통해 소량의 액체 냉매가 빠져나와 유로를 따라 이동하면서 증발될 수 있다.
기액분리기(25)에서 빠져나온 기체 냉매는 압축기(22)로 이동하고, 상기 기체 냉매는 압축기(22)의 압축기구부에서 압축된다. 압축기(22)에서의 냉매 온도는 90~100℃일 수 있다.
압축기(22)에서 배출된 냉매는 응축기(23)로 이동하고, 냉매는 응축기(23)에서 공기와 열교환하여 공기로 열을 방출한 후 액체로 응축된다. 응축기(23) 내에서 냉매의 온도는 50~80℃ 범위일 수 있다.
응축기(23)에서 배출되는 냉매는 팽창밸브(24)로 이동한다.
응축기(23)에서 배출된 냉매는 팽창밸브(24)로 유입되기 전에 증발기(21)의 후단에서 과냉된다. 이론상 응축기(23) 내에서 냉매의 온도가 일정하다고 가정한다면, 과냉도는 응축기(23)의 냉매 출구(231b)에서의 냉매온도(Tcond_out)와 팽창밸브(24)의 냉매 입구(24a)에서의 냉매온도(Texp_in)의 차이로 정의될 수 있다. 즉, 과냉도=Texp_in- Tcond_out 일 수 있다.
과냉도는 세탁건조기에 따라 설정될 수 있다. 과냉도는 5℃ 로 조절될 수 있다.
여기서, 응축기(23)는 내부 열교환기(26)를 통해 증발기(21)와 열교환할 수 있다.
상기 내부 열교환기(26)는 증발기(21) 내부의 하류측(공기이동방향 기준)에 구비되고, 응축기(23)에서 배출된 냉매는 연결관(262)을 통해 내부 열교환기(26)의 내부 열교환관(261)으로 유입되고, 내부 열교환관(261)과 증발기(21)의 냉매관(211) 사이에 열교환이 이루어짐에 따라 응축기(23)의 냉매는 증발기(21)의 냉매에 의해 냉각되어 과냉된다. 이에 의해, 본 발명에 따른 응축기(23)는 증발기(21)로 열을 방출함으로 과냉도를 확보할 수 있다.
따라서, 응축기(23)에서 응축되지 못한 기체 냉매는 내부 열교환기(26)에 의해 과냉됨으로써 기체 상태의 냉매가 팽창밸브(24)로 유입되는 것을 방지할 수 있다.
다음은 공기이동경로 및 히트펌프 모듈(20)의 작용을 설명하기로 한다.
터브(16) 및 드럼(17)에서 배출된 공기는 흡입팬(27)에 의해 열교환 덕트부(31)의 내부로 흡입된다.
열교환 덕트부(31)로 흡입된 공기는 증발기(21)를 지나면서 증발기(21)의 냉매와 열교환을 통해 냉각된다. 증발기(21)를 통과하는 공기 중의 수분은 응축되어 응축수가 생성되며, 생성된 응축수는 증발기(21)의 하부에 구비되는 응축수 수집부를 통해 수집된 후, 캐비닛(10)의 외부로 배출될 수 있다(증발기(21)의 제습 기능).
증발기(21)에서 수분이 제거된 건조한 공기는 응축기(23)로 이동하여 응축기(23)에서 냉매와 공기의 열교환이 이루어지며, 응축기(23)의 냉매에서 방출된 열에 의해 가열되어 열풍이 생성된다(응축기(23)의 가열 기능).
생성된 열풍은 팬 덕트부(33)를 통해 터브(16) 및 드럼(17)의 내부에 수용된 건조대상물에 공급되어, 건조대상물을 건조시킬 수 있다.
도 12는 본 발명의 제2실시예에 따른 증발기, 응축기, 팽창밸브, 기액분리기 및 압축기를 위에서 바라본 모습을 보여주는 개념도이다.
도 13은 도 12의 응축기와 증발기를 캐비닛의 후방에서 바라본 모습을 입체적으로 보여주는 개념도이고, 도 14는 도 12의 응축기 및 증발기를 캐비닛의 후방에서 바라본 모습을 평면적(2차원적)으로 보여주는 개념도이다.
다만, 도 13 및 도 14는 응축기(23), 증발기(21) 및 내부 열교환기(26)를 보여줄 뿐, 도 13 및 도 14에서 압축기(22), 내부 열교환기(26)의 연결관(262), 팽창밸브(24), 기액분리기(25) 등과의 연결을 위한 냉매배관은 생략되어 있다.
제2실시예에서는 증발기(21)의 냉매 입구(211a)와 냉매 출구(211b)의 방향이 제1실시예와 반대라는 점을 제외하고는 제1실시예와 구성 및 작용효과가 동일 내지 유사하므로, 제2실시예에 따른 기타 구성에 대한 설명은 생략하고 제1실시예와 다른 제2실시예의 차이점을 위주로 설명하기로 한다.
본 실시예에서 증발기(21)의 냉매 입구(211a)는 도 12를 기준하여 증발기(21)의 오른쪽 측면 하부(공기이동방향을 기준하여 하류측)에 형성된다. 공기는 상측에서 하측으로 이동한다.
본 실시예에서 증발기(21)의 냉매 출구(211b)는 도 12를 기준하여 증발기(21)의 오른쪽 측면 상부(공기이동방향을 기준하여 상류측)에 형성된다.
상기 증발기(21)의 냉매 출구(211b)가 증발기(21)의 오른쪽 측면 상부에 형성되면, 팽창밸브(24)의 출구에서 증발기(21)의 냉매 입구(211a)로 연장되는 제1냉매배관(312)은 증발기(21)의 냉매 출구(211b)에서 기액분리기(25)의 입구로 연장되는 제2냉매배관(313)과 나란하게 배치되어, 제1실시예보다 배관의 구조가 간단하여 생산성 측면에서 유리하다.
도 13 및 도 14에 도시된 바와 같이, 증발기(21)의 냉매 입구(211a)는 공기이동방향을 기준으로 증발기(21) 내의 하류측에 형성된다. 더욱 상세하게는 증발기(21)의 냉매 입구(211a)는 증발기(21)의 열교환 확장핀(210)에서 제2열 제4단에 위치한다. 증발기(21)의 냉매 입구(211a)는 증발기(21)의 하측에 배치될 수 있다.
또한, 증발기(21)의 냉매 출구(211b)는 공기이동방향을 기준으로 증발기(21) 내의 상류측에 형성된다. 더욱 상세하게는 증발기(21)의 냉매 출구(211b)는 증발기(21)의 열교환 확장핀(210)에서 제4열 제1단에 위치한다. 증발기(21)의 냉매 출구(211b)는 증발기(21)의 우상측 모퉁이에 형성될 수 있다.
증발기(21)의 냉매 입구(211a)가 내부 열교환기(26)와 가깝게 배치되면, 증발기(21)로 유입되는 냉매는 내부 열교환기(26)로부터 방출되는 열에 의해 증발기(21) 내에서 평균온도가 상승한다. 따라서, 제2실시예의 증발기(21)의 냉매 온도는 제1실시예의 증발기(21)에 비해 상대적으로 상승하므로, 냉매적 관점에서 봤을 때 제2실시예에 따른 증발기(21)의 제습 성능이 제1실시예 대비 떨어질 수 있다.
대신에, 증발기(21)의 냉매는 도 14를 기준하여 열교환 덕트부(31)의 왼쪽에서 오른쪽으로 이동하고, 터브(16)에서 배출된 공기는 열교환 덕트부(31)의 오른쪽에서 왼쪽으로 이동하여, 증발기(21)에서의 냉매와 공기의 흐름은 서로 반대방향의 대향류를 형성하게 되므로, 증발기(21) 내에서 냉매와 공기의 열교환 효율 관점에서 봤을 때 제2실시예에 따른 증발기(21)의 제습 성능은 제1실시예 대비 높아질 수 있다.
따라서, 냉매적 관점 및 냉매와 공기의 열교환 효율적 관점을 모두 고려한다면 증발기(21)의 전체적인 제습성능은 크게 달라지지 않는다.
도 15는 본 발명의 제2실시예에 따른 히트펌프 모듈(30)에서 냉매의 증발, 압축, 응축 및 팽창 과정을 설명하기 위한 ph 선도이다.
제2실시예에서 냉매의 이동경로 및 각 단계별 냉매의 작용은 제1실시예에 따른 도 11의 설명과 대동 소이하므로, 자세한 설명은 생략하기로 한다.
다만, 공기이동방향을 기준으로 증발기(21)의 하류측에 구비되는 내부 열교환기(26)의 열교환은 응축기(23)에서 배출된 냉매와 증발기(21)의 냉매입구로 유입되는 냉매 사이에 이루어진다는 점에서 제1실시예와 차이가 있을 뿐, 응축기(23)의 과냉도 및 증발기(21)의 과열도를 확보한다는 점에서 동일하다.
도 16 내지 도 23은 본 발명에 따른 내부 열교환기가 증발기의 하류측에 다양한 실시예로 설치되는 모습을 보여주는 개념도이다.
도 16 내지 도 23에서 증발기(21)의 열교환 확장핀(210)은 내부 열교환기 장착부(26',36',46',56',66',76',86',96')와 증발기 냉매관 장착부(21')로 구분될 수 있다. 내부 열교환기 장착부(46',56',66',76',86',96')에 내부 열교환관(261,361,461,561,761,861,961)의 직관부분(2611,3611,4611,5611,7611,8611,9611)이 장착되고, 증발기 냉매관 장착부(21')에 증발기(21)의 냉매관(211)의 직관부분(2111)이 장착된다. 다만, 도 16 내지 도 23에 도시된 내부 열교환기(26,36,46,56,66,76,86,96)의 배치 및 증발기(21) 내에서 내부 열교환기(26,36,46,56,66,76,86,96)가 차지하는 비율이 다를 수 있다.
도 16 내지 도 19에 도시된 내부 열교환기(26,36,46,56,66,76,86,96)는 증발기(21)의 하류측 1열에 적어도 2단 이상 배치될 수 있다.
도 16에 도시된 증발기(21)에서 내부 열교환기(26)는 공기이동방향을 기준으로 증발기(21)의 하류측에 1열로 배치될 수 있다. 더욱 상세하게는, 내부 열교환관(261)의 직관부분(2611)은 증발기(21)의 열교환 확장핀(210)에서 왼쪽 측면에 1열×4단으로 배치되어 있다. 이는 본 발명의 제1실시예와 제2실시예에 따른 내부 열교환기(26)의 배치 구조와 동일하다.
도 16에서 증발기(21)의 열교환 확장핀(210)에서 내부 열교환기 장착부(26')를 제외한 나머지 부분의 열교환 확장핀(210)에 증발기(21)의 냉매관(211)이 설치된다. 증발기(21)의 냉매관(211)은 증발기(21)의 열교환 확장핀(210)에서 제2열 내지 제4열 각각에 제1 내지 제4단으로 4개씩 설치될 수 있다.
도 16의 증발기(21)에서 내부 열교환기(26)가 차지하는 비율은 1/4이고, 증발기(21)의 냉매관(211)이 차지하는 비율은 3/4일 수 있다.
도 17에 도시된 증발기(21)에서 내부 열교환기(36)는 공기이동방향을 기준으로 증발기(21)의 하류측에 1열로 배치되되, 내부 열교환관(36)의 직관부분(361)은 증발기(21)의 열교환 확장핀(210)에서 왼쪽 측면에 제1열에서 제2단 내지 제4단(1열×3단)에 배치되어 있다. 이는 도 16의 내부 열교환관 대비 직관부분의 개수가 더 작다.
도 17의 내부 열교환관(361)은 증발기(21)의 냉매관(211)의 일부보다 하부에 위치할 수 있다. 즉, 내부 열교환관(361)의 직관부분(3611)들은 증발기(21)의 열교환 확장핀(210)에서 제1열 제1단에 위치한 증발기(21)의 냉매관(211)보다 아래에 위치할 수 있다.
내부 열교환관(361)의 직관부분(3611)이 증발기(21)의 냉매관(211)의 하부에 위치하게 되면, 증발기(21)에서 생성된 응축수가 하방향으로 내려가면서 내부 열교환관 및 내부 열교환기 장착부(36')에 의해 가열되어 증발하게 되므로, 응축수의 배출 관점에서 불리하다.
도 18에 도시된 증발기(21)에서 내부 열교환기(46)는 공기이동방향을 기준으로 증발기(21)의 하류측에 제1열에서 제1단 내지 제3단에 배치되고, 내부 열교환관(461)의 직관부분(4611)은 증발기(21)의 열교환 확장핀(210)에서 왼쪽 측면에 1열×3단으로 배치되되, 도 17과 달리 내부 열교환관(461)의 직관부분(4611)이 증발기(21)의 냉매관(211; 증발기(21)의 열교환 확장핀(210)에서 제1열 및 제4단에 위치하는 증발기(21)의 직관부분)의 상부에 위치할 수 있다.
내부 열교환관(461)의 직관부분(4611)이 증발기(21)의 냉매관(211)의 상부에 위치하게 되면, 증발기(21)에서 생성된 응축수가 내부 열교환관(461) 및 내부 열교환기 장착부(46')와 접촉되지 않고 내려가므로, 응축수의 배출 관점에서 유리하다.
도 19에 도시된 증발기(21)에서 내부 열교환기(56)는 공기이동방향을 기준으로 증발기(21)의 하류측에 1열로 배치되고, 내부 열교환관(56)의 직관부분(561)은 증발기(21)의 열교환 확장핀(210)에서 왼쪽 측면에 제1열에서 제2단 내지 제3단에(1열×2단)으로 배치될 수 있다.
내부 열교환관(561)의 직관부분(5611)은 증발기(21)의 냉매관(211)의 직관부분(2111) 중 제1열에서 제1단과 제4단 사이에 위치한다.
도 20 내지 도 23에 도시된 내부 열교환기(66,76,86,96)는 증발기(21)의 하류측 2열(제1열과 제2열 포함)에 적어도 1단 이상 더 배치될 수 있다.
도 20에 도시된 내부 열교환기(66)는 증발기(21)의 하류측에 제1열과 제2열에 배치된다. 내부 열교환관(661)의 직관부분(6611)들은 증발기(21)의 열교환 확장핀(210)에서 제1열에서 제1단 내지 제4단과 제2열에서 제1단 내지 제3단에 총 7개가 설치될 수 있다.
상기 제2열에서 제1단 내지 제3단에 배치되는 내부 열교환관(661)의 직관부분(6611)들은 증발기(21)의 냉매관(211)의 직관부분(2111;제2열 및 제4단에 위치)보다 위에 위치하므로, 응축수 배출관점에서 유리하다.
도 21에 도시된 내부 열교환기(76)는 증발기(21)의 하류측에 제1열과 제2열에 각각 3개 및 2개씩 설치될 수 있다.
내부 열교환관(761)의 직관부분(7611)은 제1열에서 제2단 내지 제4단에 각각 배치되고, 제2열에서 제3단 내지 제4단에 각각 배치될 수 있다.
도 22에 도시된 내부 열교환기(86)는 증발기(21)의 하류측에 제1열과 제2열에 각각 3개 및 2개씩 설치될 수 있다.
내부 열교환관(861)의 직관부분(8611)은 제1열에서 제1단 내지 제3단에 각각 배치되고, 제2열에서 제1단 내지 제2단에 각각 배치될 수 있다.
도 23에 도시된 내부 열교환기(96)는 증발기(21)의 하류측에 제1열과 제2열에 각각 2개 및 1개씩 설치될 수 있다.
내부 열교환관(961)의 직관부분(9611)은 제1열에서 제2단 내지 제3단에 각각 배치되고, 제2열에서 제3단에 설치될 수 있다.
도 16 내지 도 23에 도시한 바와 같이, 내부 열교환기(26,36,46,56,66,76,86,96)는 증발기(21)의 하류측에 구비되어, 증발기(21)의 과열도와 응축기의 과냉도를 확보할 수 있다.
여기서, 내부 열교환기(46,66,86)는 응축수의 배출관점에서 증발기(21) 내에서 증발기(21)의 냉매관보다 더 높게 위치하거나 내부 열교환기(26)는 증발기(21)의 냉매관(211) 아래에 있지 않는 것이 바람직하다.
내부 열교환기(26,36,46,56,66,76,86,96)가 증발기(21)의 내부에서 차지하는 비율은 1/4~ 1/2 범위에 있는 것이 바람직하다. 가장 바람직하게는 내부 열교환기(26,36,46,56,66,76,86,96)가 차지하는 비율은 증발기(21)의 냉매관 대비 1/5~ 1/3 범위에 있는 것이 최적이다.
왜냐하면, 증발기(21) 내에서 내부 열교환기(26,36,46,56,66,76,86,96)가 차지하는 비율이 상기한 범위의 상한값보다 크면 증발기(21)의 제습 성능이 떨어지므로, 건조시간의 늦어지는 문제가 있고, 내부 열교환기(26,36,46,56,66,76,86,96)가 차지하는 비율이 상기한 범위의 하한값보다 작으면 증발기(21)의 제습 성능은 상승하지만 과열도 및 과냉도를 확보하기가 어려운 문제가 있다.
내부 열교환기(26,56)의 내부 열교환관(261,561)의 개수는 짝수인 것이 바람직하다(도 16, 도 19 참조). 왜냐하면 내부 열교환관(361,461,761)의 각 열의 개수가 홀수개인 경우(도 17, 도 18, 도 21 참조)에 내부 열교환관(361,461,761)의 입구(361a,461a,761a)와 출구(361b,461b,761b)가 서로 반대방향으로 배치되어, 냉매의 배관 구조가 복잡해지고 냉매의 배관 길이가 길어지는 문제가 있다.
예를 들면, 내부 열교환관(361,461,761)의 개수가 홀수일 경우에, 내부 열교환관(361,461,761)의 냉매 입구(361a,461a,761a)가 열교환 덕트부(31)의 후방에 배치되고, 내부 열교환관(361,461,761)의 냉매 출구(361b,461b,761b)가 열교환 덕트부(31)의 전방에 배치된다.
내부 열교환관(361,461,761)의 냉매 출구(361b,461b,761b)가 열교환 덕트부(31)의 전방에 배치되면, 내부 열교환관(361,461,761)의 냉매 출구(361b,461b,761b)와 연결되는 드라이어(28) 및 팽창밸브(25) 등이 열교환 덕트부(31)의 후방에 위치하므로, 냉매배관이 내부 열교환관(361,461,761)의 냉매 출구에서 열교환 덕트부의 외측 전방으로 돌출되어 열교환 덕트부(31)를 우회하며 상기 드라이어(28) 및 팽창밸브(24)와 연결되어 냉매배관의 구조가 복잡해지고 냉매배관의 길이가 길어진다.
도 24는 종래의 히트펌프 세탁건조기에서 건조시간 경과에 따른 압축기의 주파수(Hz) 및 팽창밸브(LEV)의 개도 변화를 보여주는 그래프이고, 도 25는 본 발명의 히트펌프 세탁건조기에서 건조시간 경과에 따른 압축기의 주파수(Hz) 및 팽창밸브(LEV)의 개도 변화를 보여주는 그래프이다.
본 발명에 따른 압축기(22)는 인버터 압축기로 구성될 수 있다. 인버터 압축기(22)에 의하면, 압축기(22)의 주파수(Hz)를 제어하여 압축기(22)의 냉매 토출량을 증가시킬 수 있다. 압축기(22)의 주파수가 상승할수록 냉매 토출량 및 응축기의 냉매온도가 증가한다.
건조 초반에는 압축기(22)의 주파수를 최대로 높임으로 응축기의 냉매온도를 최대한 신속하게 상승시켜 응축기의 공기 가열을 통해 건조항률구간에 빨리 도달하도록 이루어진다.
도 24의 동그라미로 표시된 바와 같이, 종래에는 건조 초반에 응축기의 조기 과열로 인해 압축기의 주파수를 낮추는 제어가 조기에 필요하였다.
하지만, 본 발명의 응축기(23)에서 배출된 냉매는 내부 열교환기(26)를 통해 증발기(21)의 냉매와 열교환을 함으로써, 기존에 응축기의 과냉을 위해 별도로 구비되었던 보조 응축기가 없어도 응축기의 냉매가 과냉되어 과냉도를 확보할 수 있다.
도 25의 동그라미로 표시된 바와 같이, 본 발명에서는 내부 열교환기(26)를 통한 응축기(23)의 과냉에 의해 압축기(22)의 제어 시점이 늦춰질 수 있다. 즉, 압축기(22)의 주파수를 조기에 낮추지 않고 압축기(22)의 주파수가 일정시간 동안 더 유지됨으로써, 압축기(22)의 일을 증대시켜 건조 시간을 단축시키는 효과를 얻을 수 있다.
다시 도 24에서 건조 후반부로 갈수록 팽창밸브의 개도가 점점 줄어드는 방향으로 화살표가 아래로 경사지게 표시되는 바와 같이, 종래에는 증발기의 과열도를 확보 및 압축기 보호를 위해 팽창밸브의 개도를 줄이는 제어가 필요하였다.
하지만, 본 발명에서는 응축기(23)에서 배출된 냉매가 내부 열교환기(26)를 통해 증발기(21)의 하류측에 제공되어 증발기(21)의 냉매와 응축기(23)의 냉매가 증발기(21)의 후단에서 열교환함으로써, 증발기(21)의 후단에서 냉매의 과열이 이루어져 과열도를 확보할 수 있다.
따라서, 도 25를 참고하면, 본 발명의 팽창밸브(24)는 건조 후반부로 갈수록 개도가 확대 및 유지됨으로써, 증발기(21)로 공급되는 냉매유량이 증가 및 유지되어 압축기(22)의 일을 증대시키면서 압축기를 보호할 수 있다.
도 24 및 도 25를 비교하면, 팽창밸브의 개도가 도 24(종래기술)의 경우 건조 후반부로 갈수록 줄어들지만, 도 25(본 발명)의 경우 팽창밸브(24)의 개도가 상승 및 유지될 수 있다. 본 발명에 따른 팽창밸브(24)의 제어방향이 종래기술 대비 반대이다.
도 26은 종래 기술에 따른 P(압력)-h(엔탈피) 선도에서 건조시간 경과에 따른 히트펌프 사이클의 각 과정의 압력 및 엔탈피 변화를 보여주는 그래프이고, 도 27은 본 발명에 따른 P-h 선도에서 건조시간 경과에 따른 히트펌프 사이클의 각 과정의 압력 및 엔탈피 변화를 보여주는 그래프이다.
도 26과 도 27의 P-h 선도에서 종래 및 본 발명에 따른 히트펌프 사이클의 증발, 압축, 응축 및 팽창 과정에서 압력 및 엔탈피 변화를 비교하면, 본 발명에 따른 내부 열교환기(26)가 적용된 히트펌프 사이클은 증발기(21)의 냉매가 필요 이상 과열되는 것을 억제할 수 있다. 또한, 기설정된 응축기(23)의 과냉도가 확보됨을 확인할 수 있다.
도 28은 종래의 건조시간 경과에 따른 과냉도 및 과열도의 변화를 보여주는 그래프이고, 도 29는 본 발명의 건조시간 경과에 따른 과냉도 및 광려도의 변화를 보여주는 그래프이다.
도 28 및 도 29의 종래 및 본 발명에 따른 응축기(23)의 과냉도 및 증발기의 과열도의 변화를 비교하면, 본 발명에 따른 내부 열교환기(26)의 적용으로 건조 초반 내지 건조 중반까지도 과냉도가 확보됨을 확인할 수 있었다. 또한, 과열도는 적절한 범위 내에서 조절됨을 확인할 수 있었다.
이상의 설명은 본원발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본원발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본원발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 수정, 변경 및 치환이 가능할 것이다.
또한, 본원발명에 개시된 실시 예 및 첨부된 도면들은 본원발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시 예 및 첨부된 도면에 의하여 본원발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다.
본원발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본원발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims (35)

  1. 캐비닛의 내부에 회전 가능하게 구비되고, 세탁 및 건조대상물을 수용하는 드럼; 및
    냉매가 순환되는 증발기, 압축기, 응축기 및 팽창밸브를 구비하고, 상기 드럼에서 배출되어 상기 드럼으로 순환되는 공기에 열원을 제공하는 히트펌프 모듈을 포함하고,
    상기 히트펌프 모듈은,
    상기 응축기에서 배출된 냉매와 상기 증발기를 지나는 냉매 사이에 열교환이 이루어지는 내부 열교환기를 포함하는 의류처리장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 내부 열교환기는 핀 앤 튜브 타입의 열교환기로 구성되는 것을 특징으로 하는 의류처리장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 내부 열교환기는 상기 증발기의 내부에 구비되는 것을 특징으로 하는 의류처리장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 내부 열교환기는,
    상기 증발기의 내부에 배치되는 내부 열교환관; 및
    상기 응축기에서 배출된 냉매가 상기 내부 열교환관으로 유입되도록, 상기 응축기의 냉매출구와 상기 내부 열교환관을 연결하는 연결관;
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 의류처리장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 내부 열교환기는,
    상기 공기의 이동방향으로 기준으로 상기 증발기의 하류측에 배치되는 특징으로 하는 의류처리장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 내부 열교환기는,
    상기 증발기의 열교환핀을 공유하여, 상기 열교환핀을 통해 상기 응축기에서 배출된 냉매와 상기 증발기의 냉매를 열교환시키는 것을 특징으로 하는 의류처리장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 증발기의 냉매 출구는 상기 증발기의 하류측에 배치되고,
    상기 내부 열교환기는,
    상기 응축기에서 배출된 냉매와 상기 증발기의 출구측 냉매를 열교환시키는 것을 특징으로 하는 의류처리장치.
  8. 제4항에 있어서,
    상기 내부 열교환관은,
    상기 증발기의 열교환핀에서 상기 공기의 이동방향을 기준으로 하류측에 상하방향으로 이격 배치되는 복수의 직관부분; 및
    상기 증발기의 열교환핀에서 돌출되게 배치되고, 상기 복수의 직관부분 중 서로 인접한 두 직관부분의 단부를 연결하는 복수의 연결관부분;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 의류처리장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 복수의 직관부분은,
    상기 공기의 이동방향을 기준으로 증발기의 하류측 마지막 열에 배치되는 것을 특징으로 하는 의류처리장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 복수의 직관부분은 상기 증발기의 마지막 열의 일부에 배치되고, 상기 증발기의 마지막 열의 나머지 부분에 상기 증발기의 냉매관이 배치되는 것을 특징으로 하는 의류처리장치.
  11. 제9항에 있어서,
    상기 복수의 직관부분은,
    상기 증발기의 마지막 열로부터 상류측 열의 일부에 더 배치되는 것을 특징으로 하는 의류처리장치.
  12. 제10항 또는 11항에 있어서,
    상기 복수의 직관부분은,
    상기 증발기의 냉매관보다 더 높게 배치되는 것을 특징으로 하는 의류처리장치.
  13. 제8항에 있어서,
    상기 내부 열교환관은,
    상기 증발기의 냉매관 대비 1/5 내지 1/3 비율로 배치되는 것을 특징으로 하는 의류처리장치.
  14. 제8항에 있어서,
    상기 복수의 직관부분은 상기 증발기의 냉매 출구와 인접하게 배치되는 것을 특징으로 하는 의류처리장치.
  15. 제8항에 있어서,
    상기 복수의 직관부분은 상기 증발기의 냉매 입구와 인접하게 배치되는 것을 특징으로 하는 의류처리장치.
  16. 캐비닛의 내부에 구비되고, 세탁수를 저장하는 터브;
    상기 터브의 내부에 회전가능하게 설치되고, 세탁 및 건조대상물을 수용하는 드럼;
    냉매가 순환되는 증발기, 압축기, 응축기 및 팽창밸브를 구비하고, 상기 드럼에서 배출되어 상기 드럼으로 순환되는 공기에 열원을 제공하는 히트펌프 모듈을 포함하고,
    상기 히트펌프 모듈은,
    상기 증발기 및 응축기를 수용하고, 상기 터브와 연결되어 상기 공기의 순환을 위한 유로를 형성하는 열교환 덕트부; 및
    상기 응축기로부터 상기 증발기의 내부로 연장되는 내부 열교환관을 구비하고, 상기 내부 열교환관과 상기 증발기의 냉매관 사이에 열교환이 상기 증발기의 내부에서 이루어지는 내부 열교환기를 포함하는 의류처리장치.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 내부 열교환기는,
    상기 응축기에서 배출된 냉매가 상기 내부 열교환관으로 유입되도록, 상기 응축기의 냉매출구관과 상기 내부 열교환관을 연결하는 연결관을 포함하고,
    상기 내부 열교환관은 증발기의 내부에 배치되는 것을 특징으로 하는 의류처리장치.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 히트펌프 모듈은,
    상기 열교환 덕트부의 일측에 구비되고, 상기 드럼에서 배출된 공기가 증발기와 응축기를 통과하여 상기 드럼 내부로 유입되도록, 상기 공기를 순환시키는 흡입팬을 포함하는 것을 특징으로 하는 의류처리장치.
  19. 제17항에 있어서,
    상기 열교환 덕트부는 상기 터브의 상부 및 전방에 배치되고,
    상기 증발기와 응축기는 상기 터브의 상하방향 중심선에서 일 측방향으로 편심되며 상기 측방향으로 서로 이격되게 배치되는 것을 특징으로 하는 의류처리장치.
  20. 제19항에 있어서,
    상기 응축기는 하측이 상기 증발기보다 더 낮게 하방향으로 연장되는 것을 특징으로 하는 의류처리장치.
  21. 제19항에 있어서,
    상기 열교환 덕트부는,
    공기 입구측이 상기 터브의 상부 좌측 후방과 연통되게 연결되고, 공기 출구측이 상기 터브의 상부 우측 전방과 연통되게 연결되고,
    상기 공기의 이동방향은 상기 터브의 좌측 후방에서 우측 전방으로 향하는 것을 특징으로 하는 의류처리장치.
  22. 제21항에 있어서,
    상기 응축기는 상기 공기의 이동방향을 기준으로 증발기의 하류측에 배치되고,
    상기 응축기의 냉매는 상기 공기의 이동방향과 반대방향으로 흐르는 것을 특징으로 하는 의류처리장치.
  23. 제22항에 있어서,
    상기 내부 열교환관은 상기 공기의 이동방향을 기준으로 상기 증발기의 하류측에 1열 또는 2열로 배치되고,
    상기 증발기의 하류측에 상기 증발기의 냉매 출구가 배치되어,
    상기 응축기에서 방출된 열이 상기 증발기의 냉매 출구로 전달되는 것을 특징으로 하는 의류처리장치.
  24. 제22항에 있어서,
    상기 내부 열교환관은 상기 공기의 이동방향을 기준으로 상기 증발기의 하류측에 1열 또는 2열로 배치되고,
    상기 증발기의 하류측에 상기 증발기의 냉매 입구가 배치되어,
    상기 응축기에서 방출된 열이 상기 증발기의 냉매 입구로 전달되는 것을 특징으로 하는 의류처리장치.
  25. 캐비닛의 내부에 구비되고, 세탁수를 저장하는 터브;
    상기 터브의 내부에 회전가능하게 설치되고, 세탁 및 건조대상물을 수용하는 드럼;
    냉매가 순환되는 증발기, 기액분리기, 압축기, 응축기 및 팽창밸브를 구비하고, 상기 드럼에서 배출되어 상기 드럼으로 순환되는 공기에 열원을 제공하는 히트펌프 모듈을 포함하고,
    상기 히트펌프 모듈은,
    상기 증발기 및 응축기를 수용하고, 상기 터브와 연결되어 상기 공기의 순환을 위한 유로를 형성하는 열교환 덕트부;
    상기 열교환 덕트부의 후방부와 일체형으로 연결되고, 상기 압축기를 지지하는 압축기 베이스부;
    상기 열교환 덕트부의 후방부 및 압축기 베이스부의 일 측면부와 일체형으로 구비되고, 상기 기액분리기를 지지하는 기액분리기 장착부; 및
    상기 응축기로부터 상기 증발기의 내부로 연장되는 내부 열교환관을 구비하고, 상기 내부 열교환관과 상기 증발기의 냉매관 사이에 열교환이 상기 증발기의 내부에서 이루어지는 내부 열교환기를 포함하는 의류처리장치.
  26. 제25항에 있어서,
    상기 열교환 덕트부는 일부가 상기 터브의 상부 전방을 덮도록 배치되고,
    상기 압축기 베이스부는 상기 터브의 상부 후방의 일부를 덮도록 배치되고,
    상기 기액분리 장착부는 상기 터브의 상부 후방의 다른 일부를 덮도록 배치되고,
    상기 열교환 덕트부의 전방부는 상기 캐비닛의 전방면에 체결되고, 상기 압축기 베이스부의 후방부는 상기 캐비닛의 후방면에 체결되는 것을 특징으로 하는 의류처리장치.
  27. 제25항에 있어서,
    상기 증발기 및 응축기가 수용된 열교환 덕트부의 일부, 상기 압축기가 장착된 압축기베이스부 및 상기 기액분리기 장착부는 상기 터브의 상부 일측을 덮도록 상기 터브의 전후방향 중심선으로부터 일 측방향으로 편심되게 배치되는 것을 특징으로 하는 의류처리장치.
  28. 제26항에 있어서,
    상기 열교환 덕트부는,
    공기 입구부가 상기 터브의 상부 좌측 후방부와 연통되게 연결되고, 공기 출구부가 상기 터브의 상부 우측 전방부와 연통되게 연결되는 것을 특징으로 하는 의류처리장치.
  29. 제28항에 있어서,
    상기 열교환 덕트부의 출구부는 상기 터브의 전방에 구비되는 가스켓과 연통되게 연결되는 것을 특징으로 하는 의류처리장치.
  30. 제28항에 있어서,
    상기 내부 열교환기는,
    상기 공기의 이동방향을 기준으로 상기 증발기의 하류측에 1열 또는 2열로 배치되는 내부 열교환관을 포함하고,
    상기 증발기의 상류측에 상기 증발기의 냉매 입구가 배치되고, 상기 증발기의 하류측에 상기 증발기의 냉매 출구가 배치되며,
    상기 팽창밸브에서 상기 증발기의 냉매 입구로 연장되는 제1냉매배관과 상기 증발기의 냉매 출구에서 상기 기액분리기로 연장되는 제2냉매배관은 서로 교차되게 배치되는 것을 특징으로 하는 의류처리장치.
  31. 제28항에 있어서,
    상기 내부 열교환관은,
    상기 공기의 이동방향을 기준으로 상기 증발기의 하류측에 1열 또는 2열로 배치되는 내부 열교환관을 포함하고,
    상기 증발기의 상류측에 상기 증발기의 냉매 출구가 배치되고, 상기 증발기의 하류측에 상기 증발기의 냉매 입구가 배치되며,
    상기 팽창밸브에서 상기 증발기의 냉매 입구로 연장되는 제1냉매배관과 상기 증발기의 냉매 출구에서 상기 기액분리기로 연장되는 제2냉매배관은 서로 나란하게 배치되는 것을 특징으로 하는 의류처리장치.
  32. 캐비닛의 내부에 구비되고, 세탁수를 저장하는 터브;
    상기 터브의 내부에 회전가능하게 설치되고, 세탁 및 건조대상물을 수용하는 드럼;
    냉매가 순환되는 증발기, 기액분리기, 압축기, 응축기 및 팽창밸브를 구비하고, 상기 드럼에서 배출되어 상기 드럼으로 순환되는 공기에 열원을 제공하는 히트펌프 모듈을 포함하고,
    상기 히트펌프 모듈은,
    상기 압축기를 지지하는 압축기 베이스부; 및
    상기 응축기로부터 상기 증발기의 내부로 연장되는 내부 열교환관을 구비하고, 상기 내부 열교환관과 상기 증발기의 냉매관 사이에 열교환이 상기 증발기의 내부에서 이루어지는 내부 열교환기를 포함하는 의류처리장치.
  33. 제32항에 있어서,
    상기 압축기는,
    회전축이 상기 캐비닛의 전후방향으로 배치되는 횡형 압축기인 것을 특징으로 하는 의류처리장치.
  34. 제33항에 있어서,
    상기 압축기는,
    중앙부가 압축기본체의 상부 외주면의 일부를 감싸도록 배치되며 고정되고, 가장자리부가 상기 압축기 베이스부의 상부에 배치되며 상기 압축기 베이스부와 체결되어, 상기 압축기본체를 압축기 베이스부의 상부에 매단 채로 지지하는 브라켓; 및
    상기 브라켓의 가장자리부와 압축기 베이스부의 상부 사이에 배치되어 상기 브라켓을 탄성 지지하는 방진마운트;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 의류처리장치.
  35. 제33항에 있어서,
    상기 압축기의 냉매출구는 상기 응축기의 냉매입구관과 마주보는 방향으로 배치되는 것을 특징으로 하는 의류처리장치.
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