KR100598216B1 - 에어컨 실외기의 배관 배치 구조 - Google Patents

에어컨 실외기의 배관 배치 구조 Download PDF

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Abstract

본 발명은 에어컨 실외기의 배관 배치구조에 관한 것으로서, 압축기의 진동 저감 및 컴팩트화 배관 구조를 위해 압축기의 흡입관, 대향류식 열교환기, 전자팽창밸브 사이의 배치 각도에 관한 것이다.
본 발명에 따른 에어컨 실외기의 배관 배치 구조는, 압축기의 흡입관과, 상기 흡입관에 일단이 연결되며 수직한 대향류식 열교환기와, 상기 대향류식 열교환기와 평행한 전자팽창밸브 배관부를 배치하되, 압축기의 기동에 따른 흡입관의 진동을 저감시켜 주기 위해 상기 대향류식 열 교환기를 지점으로 상기 흡입관과 전자팽창밸브 배관부의 사이의 각도가 90도 범위 이내에 배치되도록 한다.
에어컨, 실외기, 압축기, 흡입관, 대향류식 열교환기, LEV

Description

에어컨 실외기의 배관 배치 구조{The pipe arrangement structure of air conditioner outdoor unit}
도 1은 종래 에어컨의 냉방과정을 나타낸 사이클도.
도 2는 종래 에어컨의 난방과정을 나타낸 사이클도.
도 3은 본 발명 실시 예에 따른 에어컨 실외기의 배관 배치 구조를 나타낸 사시도.
도 4는 본 발명 도 3의 평면도.
도 5는 본 발명에 채용되는 대향류식 열교환기의 개략 구성도.
도 6은 본 발명에 따른 실외기의 기계부 구성요소인 전자팽창밸브, 드라이어, 대향류식 열교환기, 압축기 흡입관의 배치각도에 대한 실외기 컴팩트 율을 나타낸 그래프.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *
110... 압축기 115...전자팽창밸브
120...드라이어 130...대향류식 열 교환기.
132... 흡입관
본 발명은 에어컨에 관한 것으로, 보다 상세하게는 에어컨의 고 효율화를 위해 대향류식 열교환기를 압축기의 흡입측과, 전자팽창밸브(LEV) 및 드라이어 배관부 사이의 각도를 최적 배치 각도를 이룰 수 있도록 한 에어컨 실외기의 배관배치 구조에 관한 것이다.
일반적으로 에어컨은 냉매의 압축 및 응축, 팽창, 증발과정을 거쳐 생성된 냉기를 실내로 토출시켜 실내 온도를 저하시키는 기기로서, 실외측에 설치되는 실외기와, 실내측에 설치되는 실내기로 구분되며, 상기 실외기는 압축기(10) 및 사방변(20), 실외 열교환기(22), 실외팬(24), 팽창밸브(26)로 구성되어 있고, 상기 실내기는 실내 열교환기(28) 및 실내팬(30)으로 구성되어 있다.
또한 상기 에어컨의 경우, 다수의 실내공간을 냉방 또는 난방시킬 수 있도록 하나의 실외기에 다수의 실내기를 연결한 멀티 형태로 구성하여 사용하기도 한다.
상기와 같이 구성된 에어컨의 냉방과정을 살펴보면, 도 1에 도시한 바와 같이, 실내 열교환기(28)로부터 압축기(10)로 유입된 저온 저압의 기상냉매는 압축기(10)의 가압작용을 통해 고온 고압의 기상상태로 가압됨과 동시에, 냉방 사이클이 이루어지도록 절환된 사방변(20)을 통해 실외 열교환기(22)로 토출되게 되고, 상기 실외 열교환기(22)로 토출된 냉매는 상기 실외 열교환기(22)의 내부를 유동하면서 실외팬(24) 구동을 통해 실외기 내로 흡입된 외부공기와 열 교환을 이뤄 상온 고압의 액상상태로 상변화를 이루게 된다.
상기와 같이 상변화된 냉매는 팽창밸브(26)로 토출됨과 동시에, 상기 팽창밸브(26)의 내부를 유동하면서 증발작용이 쉽게 이루어질 수 있도록 저온 저압의 액상상태로 감압되어 실내 열교환기(28)로 토출되게 되고, 상기 실내 열교환기(28)로 토출된 냉매는 상기 실내 열교환기(28)의 주위 공기와 열교환을 이뤄 저온 저압의 기상상태로 상 변화를 이룬 후, 사방변(20)를 통해 다시 압축기(10)로 유입되게 된다.
상기와 같이 실내 열교환기(28)에서 팽창밸브(26)를 통해 감압된 냉매와 열교환된 주위 공기는 상기 냉매에 열을 빼앗기면서 차가운 냉기로 변화되고, 상기 냉기는 실내팬(30)을 통해 실내로 토출되면서 냉방이 이루어지게 된다.
또한 에어컨의 난방과정은, 전술한 냉방과정과 반대의 사이클을 이루는 것으로서, 도 2에 도시한 바와 같이, 실외 열교환기(22)로부터 압축기(10)로 유입된 저온 저압의 기상냉매는 압축기(10)의 가압작용을 통해 고온 고압의 기상상태로 가압됨과 동시에, 난방 사이클이 이루어지도록 절환된 사방변(20)를 통해 실내 열교환기(28)로 토출되어 실내 열교환기(28)의 주위 공기와 열교환을 통해 상온 고압의 액상상태로 상변화를 이룬 후 팽창밸브(26)로 토출되게 되는데, 이 때 고온 고압의 기상 냉매와 열교환된 주위 공기는 상기 냉매 열에 의해 더운 공기로 변화됨과 동시에, 실내팬(30)을 통해 실내로 토출되어 실내의 온도가 상승하게 되는 난방이 이루어지게 된다.
또한, 팽창밸브(26)로 토출된 냉매는 실외 열교환기(22)에서 증발작용이 원활히 이루어질 수 있도록 저온 저압의 액상상태로 감압된 다음 실외 열교환기(22) 로 토출되게 되고, 상기 실외 열교환기(22)로 토출된 냉매는 실외기 내로 유입된 외부공기와의 열교환을 통해 저온 저압의 기상상태로 상변화를 이룬 후, 사방변(20)를 통해 다시 압축기(10)로 유입되게 된다.
그러나, 상기와 같이 구성된 실외기에 있어, 상기 실외기의 구성요소 중 압축기(10)의 흡입관에 에어컨의 고 효율화를 위한 대향류식 열교환기(Liquid to Suction Hex)를 설치하게 된다. 이러한 대향류식 열 교환기의 경우, 압축기(10) 주위에 설치될 때 그 적절한 위치에 대한 고려없이 임의적으로 기계부 내에 배치하기 때문에, 기계부 내의 공간 효율성이 크게 저하되면서 상기 기계부의 크기가 증대되게 되는 커다란 문제점과 함께, 상기 실외기의 기계부 증대에 따른 전체적인 실외기 크기 역시 증대되게 되는 커다란 문제점이 있었다.
또한, 상기 기계부 및 실외기 전체의 크기 증대에 따른 흡자음재(미도시) 적용이나 제품의 양산성도 크게 저하되게 되는 문제점과 아울러, 상기 기계부 및 실외기 전체의 크기 증대에 따른 제조단가 및 제품단가가 올라가게 되는 커다란 문제점도 있었다.
상기와 같은 문제점을 해소하기 위하여 안출된 본 발명은, 실외기의 구성요소 중 압축기의 흡입측과 사방변을 연결하는 흡입관 직전에 대향류식 열 교환기를 배치함과 동시에, 상기 대향류식 열 교환기와 전자팽창밸브 배관부를 평행하게 연결시키되, 상기 압축기의 흡입관과, 대향류식 열교환기와, 전자팽창밸브 배관부를 컴팩트화시킬 수 있는 최적의 배치 각도로 배치함으로써, 에어컨의 고 효율화와 함 께, 상기 배치된 흡입관, 대향류식 열교환기, 전자팽창밸브 및 드라이어의 최적 배치 각도에 의해 압축기 기동에 따른 흡입관의 진동을 저감시키면서 실외기를 컴팩트하게 구성할 수 있도록 하는데 그 목적이 있다.
상기한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 에어컨 실외기의 배관 배치 구조는,
에어컨 실외기에 있어서,
압축기의 흡입관과, 상기 흡입관에 일단이 연결되며 수직한 대향류식 열교환기와, 상기 대향류식 열교환기와 평행한 전자팽창밸브 배관부를 배치하되, 압축기의 기동에 따른 흡입관의 진동을 저감시켜 주기 위해 상기 대향류식 열 교환기를 지점으로 상기 흡입관과 전자팽창밸브 사이의 각도가 90도 범위 이내에 배치되도록 한 것을 특징으로 한다.
바람직하게, 상기 대향류식 열 교환기의 상부 지점으로 흡입관과, 전자팽창밸브 및 드라이어 배관부가 약 15∼90°범위인 것을 특징으로 한다.
바람직하게, 상기 전자팽창밸브 배관부는 전자팽창밸브 하부에 드라이어가 수직하게 상기의 대향류식 열교환기와 평행하게 설치된 것을 특징으로 한다.
이러한 본 발명에 의하면, 압축기의 흡입관 직전에 대향류식 열교환기를 배치함과 동시에, 상기 대향류식 열교환기와, 전자팽창밸브 배관부를 평행하게 연결시키되, 상기 압축기의 흡입관과, 대향류식 열교환기와, 전자팽창밸브 및 드라이어 가 최적의 배치 각도로 배치될 수 있도록 한 구성이다.
이하 첨부된 도면을 참고로 상세히 설명한다.
도 3 및 도 4는 본 발명에 따른 에어컨 실외기의 배관 배치 구조를 나타낸 사시도 및 그 평면도이다.
도 3 및 도 4를 참조하면, 본 발명인 에어컨 실외기의 배관 구조는, 압축기(110), 대향류식 열교환기(130), 전자팽창밸브(LEV)(115) 및 드라이어(120)로 구성된 에어컨 실외기에 있어서;
상기 압축기(110)의 흡입관(132) 직전에 대향류식 열 교환기(130)의 일단을 배치함과 동시에, 상기 대향류식 열교환기(130)와 전자팽창밸브(115) 및 드라이어(120)를 상호 평행하게 연결시키되, 대향류식 열 교환기(130)의 지점을 기준으로 상기의 압축기 흡입관(132) 및 전자팽창밸브(115) 및 드라이어(120)를 연결하는 관의 배치 각도는 15~90도 범위에 배치되도록 구성한다.
즉, 상기 흡입관(132), 대향류식 열교환기(130)와, 전자팽창밸브(115) 및 드라이어(120)가 이루는 최적의 배치 각도(A-A')는 압축기(130) 기동에 따른 흡입관(132)의 진동을 저감시키면서 컴팩트화시킬 수 있는 약 15∼90°범위인 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 최적의 배치 각도를 통한 공간사용 및 진동의 유리함을 위해 상기 전자팽창밸브(115)와 드라이어(120)가 상호 수직으로 연결된 것을 특징으로 한다.
이하, 본 발명인 에어컨 실외기의 배관 구조에 대하여 도 3 및 도 4를 참조 하여 상세하게 설명하면, 에어컨의 고 효율화를 위해 대향류식 열교환기(130)를 이중관 열 교환기로서, 내관은 압축기(110)의 흡입관(132)에 일단을 연결하고, 타단(131)을 증발기 출구(131)에 연결되므로, 증발기 출구에서 압축기 방향으로 냉매가 흐른다. 외관은 전자팽창밸브(115)에 일단이 연결되고 타단(134)은 응축기 출구에 연결된다.
상세하게 이중관 열 교환기는 도 5를 참조하면, 대향류식 열 교환기(130)는 내관(130a) 및 외관(130b)이 이중관 형태로 결합되며, 내관(130a)는 일측이 증발기 출구측 배관(131)에 연결되며 타측이 압축기 입구측 배관(132)에 연결되어 저온저압의 기체를 흡입하고 외관(130b)으로 흐르는 유체에 의해 열 교환시켜 압축기로 전달한다.
즉, 내관(130a)은 증발기 출구측 배관(131) 및 압축기 입구측 배관(흡입관)(132)에 연결되어 저온 저압의 기체가 흐르는 관이며, 외관(130b)은 팽창밸브 입구측 배관(133) 및 응축기 출구측 배관(134)에 연결되어 내관(130a)에 흐르는 냉매와 대향류 방식으로 고온고압의 액체가 흐르게 됨으로써, 내관(130a)에 흐르는 기체를 고온으로 전도시켜 준다.
이러한 대향류식 열교환기(130)는 흡입관(132) 직전에 수직하게 배치되고, 전자팽창밸브(115) 및 드라이어(120)를 연결하는 배관부를 상기 대향류식 열 교환기(130)와 평행하게 배치된다.
여기서, 대향류식 열 교환기(130)를 지점(B)으로 하여, 흡입관(132)과 상기 배관부(전자팽창밸브-드라이어) 사이의 배치 각도(Θ: B-A, B-A')는 소정의 각도를 이루게 된다.
여기서, 배치각도(Θ)는 흡입관(132)의 흡입 파이핑과의 각도로서, 대향류식 열 교환기(130)를 수직한 축(B)으로 할 경우 상기 압축기(110)의 흡입관(132)을 연결한 지점(B-A), 배관부인 전자팽창밸브(115) 및 드라이어(120) 사이를 연결한 지점(B-A') 사이의 각도이다.
특히, 압축기(110) 기동에 따른 회전 토션 즉, 중심축을 따라 회전운동하는 압축기(110) 내의 회전자(미도시)에 의해 발생되는 회전 토션에 대한 진동을 압축기(110) 주위에 배열된 배관들(미도시)이 견디기 위해서는, 배관의 강성이 높으면서 진동의 편심이 심한 압축기(110) 흡입관(132)이 회전 토션에 의한 압축기(110) 진동을 견디기 위해서는 상기 흡입관(132)의 중심이 상기 압축기(110) 중심과 일치되는 상태로 하여 압축기(110) 중심으로부터 90°이내에 배치하는 것이 상기 압축기(10)로부터 전달되는 진동을 지지하여 상기 진동이 흡입관(132)을 통해 다른 배관들(미도시)로 전달되지 않도록 하는 등 가장 이상적인 배치 구조라 할 수 있다.
이의 경우, 압축기(110)의 기동시 회전 토션에 의한 진동력이 상기 흡입관(132)에 작용하더라도, 상기 압축기(110) 중심으로부터 직각을 이루는 90°상에 상기 흡입관(132)이 배치되어 있기 때문에, 상기 압축기(110) 중심과 대응되는 흡입관(132)의 수직부위 즉, 상기 압축기(110) 중심과 일치되게 배치된 흡입관(132)의 수직길이에 의해 상기 회전 토션에 의한 진동력이 지지되면서 상기 흡입관(132)과 소정각도를 이루며 연결 배치된 대향류식 열교환기(130), 전자팽창밸브(115) 및 드라이어(120)가 압축기(10)의 진동으로부터 자유로워질 수 있는 효 과적 특징을 이루게 된다.
더욱이, 압축기(110) 기동시 발생되는 진동이 상기 흡입관(132)을 통해 대향류식 열교환기(130), 전자팽창밸브(115) 및 드라이어(120)로 전달되는 것을 방지하기 위한 방법으로, 상기 흡입관(132)을 상기 압축기(110)로부터 전달되는 진동을 지지하는 배치 각도로서, 상기 압축기(110) 중심으로부터 직각을 이루는 90°이내에 배치하게 된다.
구체적으로, 상기 흡입관(132)과, 대향류식 열교환기(130)와, 전자팽창밸브(115) 및 드라이어(120)가 이루는 최적의 배치 각도는 전술한 바와 같이, 압축기(110) 기동에 따른 흡입관(132)의 진동을 저감시키면서 컴팩트화시킬 수 있는 약 15∼90°범위로 한다.
또한, 상기 최적의 배치 각도를 통한 공간사용 및 진동 저감을 위해 상기 전자팽창밸브(115)와 드라이어(120)가 상호 수직으로 연결되어 있다.
도 6은 본 발명에 따른 실외기의 기계부 구성요소인 전자팽창밸브(115), 드라이어(120), 대향류식 열교환기(130), 압축기 흡입관(132)의 배치각도에 대한 실외기 컴팩트율을 나타낸 그래프이다.
이상과 같이 압축기(110)의 흡입관(132) 직전에 대향류식 열교환기(130)를 연결 배치하고, 상기 대향류식 열교환기(130)와 전자팽창밸브(115) 및 드라이어(120)를 평행하게 연결시킴과 동시에, 최적의 배치 각도(약 15∼90°범위)로 상기 대향류식 열교환기(130)와 전자팽창밸브(115) 및 드라이어(120)가 압축기(110) 주위에 배치된 상태에서 압축기(110) 기동에 따른 상기 압축기(110)로 부터 진동이 흡입관(132)에 작용하게 되면, 상기 흡입관(132)은 전술한 바와 같이 압축기(110)로부터 전달되는 진동을 지지하기 위한 가장 이상적인 배치 각도서부터 어느 정도 압축기(110)의 진동을 지지할 수 있는 등의 배치 각도까지 이루는 배치 각도 범위 내에서 압축기(110)의 흡입측에 연결 설치되어 있기 때문에, 압축기(110)로부터 전달된 진동을 지지하면서 상기 흡입관(132)을 통해 대향류식 열교환기(130), 전자팽창밸브(115) 및 드라이어(120)로 전달되는 것을 방지하게 되는 특징적 효과를 이룰 수 있다.
더욱이, 상기 압축기(110) 주위로 대향류식 열교환기(130)와 전자팽창밸브(115) 및 드라이어(120)를 배치하는데 있어, 상기 압축기(10)의 흡입관(132)과, 대향류식 열교환기(130)와 전자팽창밸브(115) 및 드라이어(120)가 약 15∼90°범위인 최적의 배치 각도를 이루며 배치되어 있기 때문에, 상기 흡입관(132)과, 대향류식 열교환기(130)와 전자팽창밸브(115) 및 드라이어(120)가 상기와 같은 최적의 배치 각도 범위로 배치될 경우, 압축기(110) 기동에 따른 흡입관(132)의 진동을 저감시키면서도 실외기 내부 즉, 압축기(110)가 설치되는 기계부(5)의 사용공간을 줄일 수 있어 도 3에 도시한 바와 같이, 실외기를 컴팩트하게 구성할 수 있다.
이상과 같은 에어컨 실외기의 배관 구조의 경우, 일반적인 냉/난방 시스템인 히트 펌프(Heat Pump)의 실외기 이외에도, 냉방운전용 에어컨의 실외기, 멀티형 에어컨의 실외기, 어큐뮬레이터가 구비된 에어컨 실외기 등에도 적용할 수 있음을 미리 밝혀둔다.
본 발명인 에어컨 실외기의 배관 구조는, 실외기의 구성요소 중 압축기의 흡입측과 사방변을 연결하는 흡입관 직전에 대향류식 열교환기를 배치함과 동시에, 상기 대향류식 열교환기와 전자팽창밸브 및 드라이어를 평행하게 연결시키되, 상기 압축기의 흡입관과, 대향류식 열교환기와, 전자팽창밸브 및 드라이어를 컴팩트화시킬 수 있는 최적의 배치 각도로 배치함으로써, 상기 대향류식 열교환기에 의한 에어컨의 고효율화를 이룸과 아울러, 상기와 같이 배치된 흡입관, 대향류식 열교환기, 전자팽창밸브 및 드라이어의 최적 배치 각도에 의해 압축기 기동에 따른 흡입관의 진동을 저감시키면서 실외기를 컴팩트하게 구성할 수 있는 탁월한 효과가 있다.

Claims (3)

  1. 에어컨 실외기에 있어서,
    압축기의 흡입관과, 상기 흡입관에 일단이 연결되며 수직한 대향류식 열교환기와, 상기 대향류식 열교환기와 평행한 전자팽창밸브 배관부를 배치하되, 압축기의 기동에 따른 흡입관의 진동을 저감시켜 주기 위해 상기 대향류식 열 교환기를 지점으로 상기 흡입관과 전자팽창밸브 사이의 각도가 90도 범위 이내에 배치되도록 한 것을 특징으로 하는 에어컨 실외기의 배관 배치구조.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 대향류식 열 교환기의 상부 지점으로 흡입관과, 전자팽창밸브 및 드라이어 배관부가 약 15∼90°범위인 것을 특징으로 하는 에어컨 실외기의 배관 배치구조.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 전자팽창밸브 배관부는 전자팽창밸브 하부에 드라이어가 수직하게 상기의 대향류식 열교환기와 평행하게 설치된 것을 특징으로 하는 에어컨 실외기의 배관 배치구조.
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