KR100256404B1 - 공기조화기의 열교환기 - Google Patents

Abstract

공기조화기의 열교환기는, 기류가 사이 사이로 통과되도록 일정간격을 두고 평행하게 배열된 다수개의 평판핀과, 냉매가 내부로 흐르면서 그 냉매열이 상기 다수개의 평판핀에 전도되도록 다수개의 평판핀에 직각되게 삽입된 다수개의 냉매관을 구비한 공기조화기의 열교환기에 있어서, 상기 다수개의 평판핀의 하부 소정위치에는 냉매열이 전도되지 않게하여 물방울의 생성을 억제함과 동시에 기류가 원활하게 통과되도록 적어도 2개 이상의 냉매관이 설치되지 않게 한 것을 특징으로 되어 있으므로, 물방울의 생성을 억제하여 줌에 따라 중력방향으로 흘러내리는 응축수의 흐름을 안내하여 열교환 성능을 높이고, 기류의 통과를 원활하게 함에 따라 송풍수단에 무리한 저항이 발생되지 않게 하여 소비전력소모량을 감소시킬 수 있는 것이다.

Description

공기조화기의 열교환기

본 발명은 공기조화기의 열교환기에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 열교환기(예컨대, 증발기)와 기류가 접촉될 때 평판핀의 표면에 생성된 응축수가 정제되지 않고 용이하게 흘러내리도록 냉매패스(PASS)의 배열상태를 개선한 공기조화기의 열교환기에 관한 것이다.

종래에 따른 공기조화기의 실내기는 제1도에 도시한 바와 같이 외관을 형성하도록 본체(10)의 전면에는 전면판넬(20)이 설치되어 있고, 기류가 실내기내에 흡입되도록 상기 전면판넬(20)의 하측에는 흡입구(30)가 형성되어 있으며, 상기 전면판넬(20)의 상측에는 토출구(40)가 형성되어 있다.

상기 흡입구(30)에는 그 흡입구(30)를 외부로부터 보호하면서 흡입구(30)와 통로가 연결되도록 다수개의 관통구멍(61)을 가진 흡입그릴체(60)가 설치되어 있고, 상기 토출구(40)에는 그 토출구(40)를 통해서 실내로 토출되는 기류의 흐름을 상하 및 좌우방향으로 제어하도록 풍향흐름조절수단(70)이 설치되어 있으며, 상기 흡입그릴체(60)의 내측면에는 상기 흡입구(30)로부터 실내기의 내부로 유입되는 기류중에 부유하는 각종 이물질을 필터링하도록 에어필터(90)가 착탈가능케 설치되어 있다.

상기 흡입구(30)측 후방에는 그 흡입구(30)를 통하여 실내기의 내부로 흡입된 기류를 차가운 공기로 열교환시키도록 열교환기(110)가 일정각도로 경사지게 설치되어 있고, 상기 열교환기(110)의 상측에는 전원을 인가받아 구동되면서 상기 흡입구(30)를 통해 외부의 기류를 본체(10)내에 강제 흡입함과 동시에 그 기류를 토출구(40)를 통해 외부로 토출시키도록 송풍수단(120)이 설치되어 있다.

이때, 상기 열교환기(110)는 제2도에 도시한 바와 같이 기류가 사이 사이로 통과하면서 전열되도록 일장간격을 두고 평행하게 수직 배열되도록 다수개의 평판핀(111)이 설치되어 있고, 상기 평판핀(111)의 측면에는 냉매가 내부로 흐르게 하면서 그 냉매온도가 평판핀(111)에 전도되도록 다수개의 냉매관(112)이 평판핀(111)에 대하여 직각되는 수평방향으로 삽입되어 있으며, 상기 다수개의 냉매관(112)의 양단에는 다수개의 냉매관(112)이 상하방향으로 분할된 제1 내지 제4냉매패스군(113)(114)(115)(116)을 형성하면서 서로 독립된 냉매유입측 및 냉매유출측을 가지도록 다수개의 리턴밴드관(117)이 연결 설치되어 있다.

그리고, 상기 제1 내지 제4냉매패스군(113)(114)(115)(116)의 기류방향측에는 각각 냉매패스유입부(113a)(114a)(115a)(116a)가 설치되어 있고, 그들 기류반대방향측에는 냉매패스유출부(113b)(114b)(115b)(116b)가 설치되어 있다.

여기서, 상기 냉매패스유입부(113a)(114a)(115a)(116a)에는 도시되지 않은 실외기의 열교환기(응축기)에서 약 35-40℃ 고온 고압으로 보내진 액체냉매를 받아 통과시킬 때 약 7-8℃ 저온 저압의 액체냉매로 감압(팽창)시켜 상기 열교환기(110)에 공급하도록 제1 내지 제4모세관(13)(131)(132)(133)이 각각 연결 설치되어 있다.

그러나, 이와 같이 구성된 종래에 의한 공기조화기의 열교환기(110)에 의하면, 제4냉매패스군(116)의 평판핀(111)에는 기류의 유동진행방향측이나 또는 기류의 유동진행반대방향측에 빈공간이 없이 촘촘히 다수개의 냉매관(112)이 상하 일정간격을 두고 직각되게 설치되어 있으나, 이러한 냉매패스는 송풍수단(120)이 가동될 때 제1 내지 제4냉매패스군(113)(114)(115)(116)의 위치마다 통과되는 기류분포가 다르게 나타나는 통상적인 신뢰성 시험결과, 즉 A 및 B구간에 각각 40% 및 25%의 기류가 통과되고, C 및 D구간에 각각 20% 및 5%의 기류가 통과되기 때문에 열교환기(110)의 냉매온도와 통과기류의 온도차에 의해 평판핀(111)의 표면에 생성되는 응축수가 약한 풍량이 통과되는 제4냉매패스군(116)와 열교환기(110)의 완만한 경사각도에 의해서 그 즉시 흘려내리지 못하고 소정위치에 정체되어 왔었다.

즉, 냉매온도와 기류온도와의 온도차에 의해 제1 내지 제4냉매패스군(113)(114)(115)(116)의 평판핀(111)에 생성된 물방울(응축수)은 일정부피로 형성되면, 중력과 열교환기(110)의 경사각도에 의해 평판핀(111)을 타고 흘러내리다가 다른 물방울과 합쳐져 가속되면서 열교환기(110)의 하부에 설치된 응축수받이(도시안됨)로 낙하되지만, 특히 제4냉매패스군(116)에 생성되는 물방울은 다수개의 평판핀(111)의 표면장력과 제4냉매패스군(116)을 통과하는 풍량(약한 풍력)에 의해 하부로 흐르지 못하고 장시간 소정위치에 정체되면서 평판핀(111)의 사이 사이 간격을 막음에 따라 통과기류의 흐름을 저하시켜 열교환 성능을 저하시키고, 또 통과기류가 늦어 송풍수단(120)에 무리한 저항을 줌에 따라 소비전력소모량을 증가시킨다는 문제점이 있었다.

따라서, 본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위하여 이루어진 것으로, 본 발명의 목적은 열교환기의 하단 소정위치에 냉매열이 전도되지 않게 하여, 물방울의 생성을 억제함과 동시에 중력방향으로 흘러내리는 응축수의 흐름을 안내하여 열교환 성능을 높이고, 기류의 통과를 원활하게 함에 따라 원활한 통과기류에 의해 송풍수단에 무리한 저항이 발생되지 않게 하여 소비전력소모량을 감소시키도록 한 공기조화기의 열교환기를 제공하는데 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여 이루어진 본 발명에 의한 공기조화기의 열교환기는, 기류가 사이 사이로 통과되도록 일정간격을 두고 평행하게 배열된 다수개의 평판핀과, 냉매가 내부로 흐르면서 그 냉매열이 상기 다수개의 평판핀에 전조되도록 다수개의 평판핀에 직각되게 삽입된 다수개의 냉매관을 구비한 공기조화기의 열교환기에 있어서, 상기 다수개의 평판핀의 하부 소정위치에는 냉매열이 전도되지 않게하여 물방울의 생성을 억제함과 동시에 기류가 원활하게 통과되도록 적어도 2개 이상의 냉매관이 설치되지 않게 한 것을 특징으로 한다.

제1도는 종래에 따른 실내기를 도시한 개략적인 단면도.

제2도는 종래에 따른 열교환기를 도시한 측면도.

제3도는 본 발명에 따른 열교환기를 도시한 측면도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

200 : 열교환기 210 : 평판핀

220 : 냉매관 P : 소정위치

이하, 본 발명의 일실시예에 관하여 첨부도면을 참조하면서 상세히 설명한다.

참고로, 도면에서 종래의 구성과 동일한 구성에 대해서는동일명칭 및 동일 부호를 부여하고, 그에 대한 상세한 설명은 생략한다.

본 발명에 의한 열교환기(200)는 제3도에 도시한 바와 같이 기류가 사이 사이로 통과하면서 전열되도록 일정간격을 두고 평행하게 수직 배열되도록 다수개의 평판핀(210)이 설치되어 있고, 상기 평판핀(210)의 측면에는 냉매가 내부로 흐르게 하면서 그 냉매온도가 평판핀(210)에 전도되도록 다수개의 냉매관(220)이 평판핀(210)에 대하여 직각되는 수평방향으로 삽입되어 있으며, 상기 다수개의 냉매관(220)의 양단에는 다수개의 냉매관(220)이 상하방향으로 분할된 제1 내지 제4냉매패스군(230)(231)(232)(233)을 형성하면서 서로 독립된 냉매유입측 및 냉매유출측을 가지도록 다수개의 리턴밴드관(240)이 연결 설치되어 있다.

그리고, 상기 제1 내지 제4냉매패스군(230)(231)(232)(233)의 기류방 향측에는 각각 냉매패스유입부(230a)(231a)(232a)(233a)가 설치되어 있고, 그들 기류반대 방향측에는 냉매패스유출부(230b)(231b)(232b)(233b)가 설치되어 있다.

이때, 상기 냉매패스유입부(230a)(231a)(232a)는 냉매가 상기 다수개의 냉매관(220)에 중력반대방향으로 유입되도록 상기 제1 내지 제3냉매패스군(230)(231)(232)의 최저 하단에 각각 설치되어 있고, 상기 냉매패스유출부(230b)(231b)(232b)는 상기 다수개의 냉매관(220)을 따라 흐르는 냉매가 중력반대방향으로 유출되도록 상기 제1 내지 제3냉매패스군(230)(231)(232)의 최고 상단에 각각 설치되어 있다.

상기 냉매패스유입부(233a)는 냉매가 상기 다수개의 냉매관(220)에 중력방향으로 유입되도록 상기 제4냉매패스군(233)의 최고 상단에 설치되어 있고, 상기 냉매패스유출부(233b)는 상기 다수개의 냉매관(220)을 따라 흐르는 냉매가 중력반대방향으로 유출되도록 상기 제4냉매패스군(230)의 최고 상단에 설치되어 있다.

상기 냉매패스유입부(230a)(231a)(232a)(233a)에는 도시되지 않은 실외기의 열교환기(예컨대, 응축기)에서 약 35-40℃ 고온 고압으로 보내진 액체냉매를 받아통과시킬 때 약 7-8℃ 저온 저압의 액체냉매로 감압(팽창)시켜 상기 열교환기(200)의 냉매관(220)에 공급하도록 제1 내지 제4모세관(250)(251)(252)(253)이 각각 연결 설치되어 있다.

이때, 상기 제4냉매패스군(233)의 다수개의 평판핀(210)에 대하여 기류의 유동진행방향측 소정위치(P)에는 물방울이 생성을 억제하여 줌에 따라 기류의 통과를 원활하게 함과 동시에 중력방향으로 흘러내리는 응축수의 흐름을 안내하여 열교환 성능을 높이도록 적어도 2개 이상의 냉매관(220)이 삭제되어 있다.

즉, 상기 소정위치(P)는 제3냉매패스군(232)의 냉매패스유입부(232a)와 제4냉매패스군(233)의 냉매패스유입부(233a)와의 사이측에 형성되어 있다.

다음에는, 이와 같이 구성된 본 발명의 작용 및 효과를 설명한다.

제3도에 도시한 바와 같이 표시된 화살표(S) 방향으로 기류가 열교환기(200)를 향해 유동되면, 이 기류는 제1도를 기준으로 하여 열교환기(200)를 통과할 때 기류분포 상태(신뢰성 시험시)가 통상적으로 다르도록 냉매패스를 설치한 제1 내지 제4냉매패스군(230)(231)(232)(233)를 향해 40%, 25%, 20%, 5%정도 각각 분포되어 통과되면서 냉방에 필요한 온도로 열교환되어 진다.

이때, 제4냉매패스군(233)의 평판핀(210)에는 기류의 유동진행방향측 전방면소정위치(P)에 적어도 2개 이상의 냉매관이 설치되지 않는 냉매패스로 이루어져 있기 때문에 그 소정위치(P)에는 냉매열이 전달되지 않음은 물론 물방울이 생기지 않게 된다.

따라서, 상기 열교환기(200)를 일정각도로 경사지게 설치한 상태에서 기류를 통과시키면, 열교환기(200)의 제1 내지 제4냉매패스군(230)(231)(232)(233)에서 발생되는 냉매열과 통과기류의 온도차에 의해 다수개의 평판핀(210)의 표면에 물방울이 생성되고, 이 물방울은 일정부피로 형성될 때 중력과 열교환기(200)의 경사각도에 의해 평판핀(210)을 타고 흘러내린다.

이때, 제1 내지 제3냉매패스군(230)(231)(232)에서 생성된 물방울은 다수개의 평판핀(210)을 타고 흐르다가 서로 합쳐져 가속됨과 동시에 열교환기(200)의 경사각도에 의해 대부분 낙하되고, 이 물방울중 일부는 제4냉매패스군(233)측 다수개의 평판핀(210)을 타고 흐를 때 제3냉매패스군(233)측 다수개의 평판핀(210)에 생성된 물방울과 합쳐짐과 동시에 상기 소정위치(P)가 안내되어 그 즉시 낙하됨으로써 평판핀(210)의 사이 사이에 물방울이 정체되지 않게 되고, 이로 인하여 열교환성능이 향상되게 된다.

또, 상기 제4냉매패스군(233)을 통과하는 기류는 상기 소정위치(P)의 공간확보에 의해 흐름이 끊기지 않고 원활히 통과됨으로써 송풍수단(120)에 무리한 저항을 주지 않게 되고, 이로 인하여 소비전력소모량을 감소시키게 된다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 의한 공기조화기의 열교환기에 의하면, 열교환기의 하부측 평판핀의 소정위치에 냉매열이 전도되지 않도록 복수개의 냉매관을 삭제한 구조로 되어 있기 때문에 물방울의 생성을 억제하여 줌에 따라 중력방향으로 흘러내리는 응축수의 흐름을 안내하여 열교환 성능을 높이고, 기류의 통과를 원활하게 함에 따라 송풍수단에 무리한 저항이 발생되지 않게 하여 소비전력소모량을 감소시키는 효과가 있다.

Claims (1)

1. 기류가 사이 사이로 통과되도록 일정간격을 두고 평행하게 배열된 다수개의 평판핀과, 냉매가 내부로 흐르면서 그 냉매열이 상기 다수개의 평판핀에 전도되도록 다수개의 평판핀에 직각되게 삽입된 다수개의 냉매관을 구비한 공기조화기의 열교환기에 있어서, 상기 다수개의 평판핀의 하부 소정위치에 대하여 기류의 유동진행방향측 전방면에는 냉매열이 전도되지 않게하여 물방울의 생성을 억제함과 동시에 기류가 원활하게 통과되도록 냉매관이 일부 설치되지 않게 한 것을 특징으로 하는 공기조화기의 열교환기.

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