KR100767683B1

KR100767683B1 - 공기조화기

Info

Publication number: KR100767683B1
Application number: KR1020060001791A
Authority: KR
Inventors: 고영환; 김병순; 이혁수
Original assignee: 엘지전자 주식회사
Priority date: 2006-01-06
Filing date: 2006-01-06
Publication date: 2007-10-17

Abstract

본 발명은 압축기의 성능 및 신뢰성을 향상시키고 운전효율을 향상시킬 수 있는 공기조화기에 관한 것이다.

이를 위해, 본 발명은 내부로 유입된 냉매를 기상 냉매와 액상 냉매로 분리하는 상 분리기; 상기 상 분리기에서 분리된 액상 냉매를 증발시키는 증발기; 상기 증발기를 통과한 냉매가 유입되는 압축기; 그리고, 상기 증발기를 통과한 냉매와 상기 상 분리기에서 분리된 기상 냉매를 상호 열교환시키는 열교환장치를 포함하는 공기조화기를 제공한다.

공기조화기, 압축기, 상 분리기, 열교환 장치

Description

공기조화기{Air Conditioner}

도 1은 종래 기술에 따른 공기조화기를 개략적으로 나타낸 구성도

도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 공기조화기를 개략적으로 나타낸 구성도

도 3은 도 2의 열교환 장치를 개략적으로 나타낸 평면도

도 4는 도 2의 압축기를 개략적으로 나타낸 종단면도

도 5는 도 2의 상 분리기를 개략적으로 나타낸 종단면도

도 6은 본 발명의 제1실시예에 따른 공기조화기의 효과를 설명하기 위한 압력-엔탈피 선도

도 7은 본 발명의 제2실시예에 따른 공기조화기를 개략적으로 나타낸 구성도

도 8은 도 7의 압축기를 개략적으로 나타낸 종단면도

도 9는 본 발명의 제2실시예에 따른 공기조화기의 효과를 설명하기 위한 압력-엔탈피 선도

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

100:압축기 110:제1 압축장치

120:제2 압축장치 200:사방 밸브

300:응축기 410:제1 팽창밸브

420:제2 팽창밸브 500:상 분리기

600:증발기 710:제1 냉매관

720:제2 냉매관 730:냉매제어밸브

740:중간 냉매관 750:혼합 냉매관

800:열교환 장치 810:내부관

820:외부관

본 발명은 공기조화기에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 압축기의 성능 및 신뢰성을 향상시키고 운전효율을 향상시킬 수 있는 공기조화기에 관한 것이다.

일반적으로 공기조화기는 냉매를 압축, 응축, 팽창 및 증발시키는 과정을 수행함에 따라 실내 공간을 냉방 또는 난방시키는 장치이다.

상기 공기조화기는 실외기에 1대의 실내기가 연결되는 통상적인 공기조화기와, 실외기에 다수대의 실내기가 연결되는 멀티형 공기조화기로 구분된다.

또한, 공기조화기는 냉매사이클을 일방향으로만 가동하여 실내에 냉기만을 공급하도록 냉방용 공기조화기와, 냉매사이클을 양방향으로 선택적으로 가동하여 실내에 냉기 또는 온기를 공급하는 냉난방 공기조화기로 구분된다.

도 1을 참조하여, 종래 기술에 따른 공기조화기의 구성을 간단하게 설명한다.

종래 기술에 따른 공기조화기는 기본적으로 압축기(10), 응축기(30), 팽창밸 브(40), 증발기(60), 사방밸브(20)로 구성되는 냉동사이클을 형성한다. 그리고, 상술한 구성요소들은 냉매가 흐르는 통로역할을 하는 연결배관(70)에 의하여 연결된다.

실내 공간을 냉방시키기 위하여 상기 공기조화기가 운전되는 과정을 냉매의 흐름을 따라 설명하면 다음과 같다.

증발기(60)에서 실내 공기와 열교환된 기체상태의 냉매는 압축기(10)로 유입된다. 상기 압축기(10)로 유입된 기체 냉매는 상기 압축기(10)에서 고온 고압으로 압축된다. 이후에 기체 냉매는 응축기(30)로 유입되어 액체 냉매로 상변화를 하게 된다. 상기 응축기(30)에서 냉매가 상변화를 하면서 외부로 열을 방출하게 된다.

이후에 응축기(30)에서 배출되는 냉매는 팽창밸브(40)를 거치면서 팽창되고 증발기(60)로 유입된다. 그리고, 증발기(60)로 유입된 액체 냉매는 기체 냉매로 상변화를 하게 된다. 상기 냉매가 증발기(60)에서 상변화를 하면서 외부의 열을 흡수하게 됨으로써 실내 공간을 냉방시키게 된다. 물론, 실내 공간을 난방시키기 위해서는 사방밸브(20)로 냉매의 흐름을 절환하여 상기 냉동사이클을 역방향으로 운전하면 된다.

그러나, 종래 기술에 따른 공기조화기는 고온 지역에서 운전시, 압축기(10)의 신뢰성과 성능 및 공기조화기의 운전효율이 떨어지는 문제점이 있었다.

즉, 고온 지역에서 공기조화기를 운전할 경우, 평상시보다 온도와 압력이 높은 냉매가 압축기(10)로 유입되기 때문에, 압축기(10)의 압축일이 증가하여 압축기의 성능이 떨어지고, 공기조화기의 운전효율이 저하된다.

그리고, 평상시보다 고온 고압의 냉매가 압축기(20)로 유입되는 것에 대한 보상으로 응축기(30)로부터 토출되는 액냉매를 증발기(60) 출구에 분사하는데, 상기 증발기(60) 출구로 분사된 액냉매가 압축기(10)로 유입됨에 따라 압축기 신뢰성이 떨어진다.

본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 압축기의 신뢰성 및 성능을 향상시킴은 아울러, 운전효율을 증가시킬 수 있는 공기조화기를 제공하는 것이다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 내부로 유입된 냉매를 기상 냉매와 액상 냉매로 분리하는 상 분리기; 상기 상 분리기에서 분리된 액상 냉매를 증발시키는 증발기; 상기 증발기를 통과한 냉매가 유입되는 압축기; 그리고, 상기 증발기를 통과한 냉매와 상기 상 분리기에서 분리된 기상 냉매를 상호 열교환시키는 열교환장치를 포함하는 공기조화기를 제공한다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 한 형태에 의하면, 내부로 유입된 냉매를 기상 냉매와 액상 냉매로 분리하는 상분리기; 상기 상분리기에서 분리된 액상 냉매를 증발시키는 증발기; 상기 증발기를 통과한 냉매가 유입되는 제1 압축장치와, 상기 상 분리기에서 분리된 기상 냉매가 유입되는 제2 압축장치를 포함하여 이루어진 다단 압축기; 그리고, 상기 증발기를 통과한 냉매와 상기 상 분리기에서 분리된 기상 냉매를 상호 열교환시키는 열교환장치를 포함하는 공기조화기를 제공한다.

이하, 첨부된 도면을 참고하여, 본 발명에 따른 공기조화기의 바람직한 실시예들에 대하여 상세히 설명한다.

먼저, 도 2 내지 도 6을 참조하여, 본 발명의 제1실시예에 따른 공기조화기를 설명하면 다음과 같다.

도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제1실시예에 따른 공기조화기는 증발기(600), 응축기(300), 팽창밸브(410,420), 압축기(100) 뿐만 아니라 유입된 냉매 중에서 기상냉매와 액상냉매를 분리하는 상 분리기(500)와, 상기 증발기(600)를 통과한 냉매와 상기 상 분리기(500)에서 분리된 기상 냉매를 상호 열교환시키는 열교환장치(800)를 포함한다.

이와 더불어, 상기 공기조화기는 상기 응축기(300), 압축기(100) 및 증발기(600)로 공급되는 냉매를 제어하는 사방 밸브(200)가 설치된다.

이하에서는, 실내공간을 냉방시키기 위하여 냉방운전을 할 때의 냉매 흐름을 따라 공기조화기를 설명한다.

도 2와 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 열교환장치(800)는 내부관(810)과, 상기 내부관(810)을 감싸는 외부관(820)으로 이루어진 이중관 형태로 형성된다.

상기 내부관(810)은 상기 상 분리기(500)와 압축기(100) 사이의 냉매의 흐름을 연결하도록 구비되어, 상기 상 분리기(500)에서 분리된 기상 냉매가 유동된다.

그리고, 상기 외부관(820)은 상기 내부관(810)을 감싸도록 구비되되, 상기 증발기(600)와 압축기(100) 사이의 냉매의 흐름을 연결하도록 구비되어, 상기 증발 기(600)를 통과한 냉매가 유동된다.

여기서, 상기 이중관(800)은 나선형으로 회전되면서 적층된 스파이럴(spiral) 형상으로 이루어지고, 일측에는 내부관(810)의 냉매 유입부(810a)와 외부관(820)의 냉매 토출부(820b)가 각각 형성되며, 타측에는 내부관(810)의 냉매 토출부(810b)와 외부관(820)의 냉매 유입부(820a)가 각각 형성된다.

즉, 상 분리기(500)로부터 토출된 기상 냉매와 증발기(600)를 통과한 냉매는 이중관(800)의 반대측에서 각각 유입되고 이중관(800)의 반대측에서 각각 토출된다.

따라서, 상기 이중관(800)은 상 분리기(500)로부터 토출된 기상 냉매와 증발기(600)를 통과한 냉매를 서로 교차되도록 유동시킴에 따라, 보다 균일하고 신속한 열교환을 유도할 수 있다.

한편, 상기 상 분리기(500)와 상기 압축기(100)의 사이에는 압축기(100)로 냉매를 안내하는 냉매유입장치가 설치된다. 상기 압축기와 냉매유입장치에 대한 설명은 후술한다.

상기 팽창밸브(410,420)는 응축기(300)를 통과한 냉매를 1차적으로 팽창시키는 제1 팽창밸브(410)와, 상 분리기(500)에서 분리된 액체냉매를 팽창시키는 제2 팽창밸브(420)를 포함한다. 상기 응축기(300)를 통과한 냉매는 과냉상태에 있으며, 상기 제1 팽창밸브(410)를 통과하면서 팽창된 후 기상냉매와 액상냉매가 혼합된 상태로 상 분리기(500)로 유입된다.

상기 상 분리기(500)는 제1 팽창밸브(410)와 제2 팽창밸브(420) 사이에 설치 되며, 액상 냉매와 기상 냉매를 분리하는 역할을 한다. 상기 상 분리기(500)는 상기 응축기(300)를 통과한 냉매가 흐르는 혼합 냉매관(750)과 연결되고, 상분리기에서 분리된 기상냉매가 흐르는 제1 냉매관(710)과 연결되고, 상기 상분리기에서 분리된 액상냉매가 흐르는 제2 냉매관(720)과 연결된다.

상기 상 분리기(500)에서 분리된 액상냉매는 제2 팽창밸브(420)를 통과하면서 팽창되고, 상기 제2 팽창밸브(420)를 경유한 액상냉매는 증발기(600)로 유입되어 기상 냉매로 상변화한다. 이후에, 증발기(600)를 경유한 기상 냉매는 사방 밸브(200)를 경유하여 압축기(100)로 유입된다.

상기 상 분리기(500)에서 분리된 기상냉매는 제1 냉매관(710)을 따라 흐른 후 중간 냉매관(740)을 통해 압축기(100)로 유입된다. 또한, 상기 제1 냉매관(710)상에는 냉매의 흐름을 제어하는 냉매제어밸브(730)가 설치되어 있다. 상기 냉매제어밸브(730)는 공기조화기의 운전을 제어하는 제어장치(미도시)에 의하여 제어된다. 따라서, 상기 제어장치는 외부부하에 따라 상기 냉매제어밸브(730)의 개폐여부를 제어함으로써 상 분리기(500)에서 분리된 기상냉매가 상기 압축기(100)로 선택적으로 유입되도록 한다.

즉, 공기조화기가 고온 지역에서 운전될 경우와 같이, 외부부하가 클 경우 상기 냉매제어밸브(730)를 개방하여 상 분리기(500)에서 분리된 기상 냉매를 압축기(100)로 공급한다.

따라서, 증발기(600)를 통과한 냉매와 부가하여 상 분리기(500)에서 분리된 기상 냉매를 압축기(100)로 공급함에 따라, 냉매의 순환량이 증가됨으로써 압축기 (100)의 용량이 증가하게 되어 공기조화기의 성능이 향상된다.

그리고, 외부부하가 작을 경우에 상기 제어장치는 냉매제어밸브(730)를 폐쇄시킨다. 그러면, 상 분리기(500)에서 분리된 기상냉매는 더 이상 압축기(100)로 유입되지 않고, 상기 상 분리기(500)는 리시버(Receiver)의 역할을 수행하게 된다.

그리고, 상기 상 분리기(500)에서 토출되는 액상냉매는 제2 팽창밸브(420)를 경유하면서 팽창되고, 증발기로 유입된다. 이후에 증발기에서 상변화된 냉매는 제2 냉매관(720)을 경유하여 중간 냉매관(740)을 통해 압축기(100)로 유입된다.

도 4를 참조하여, 본 발명에 따른 압축기(100)와 압축기(100)로 냉매를 안내하는 냉매유입장치를 설명한다.

상기 압축기는 외형을 형성하는 케이스(130), 상기 케이스 내부에 설치되는 구동장치(140), 상기 구동장치에 의하여 구동되는 압축장치(110)를 포함하여 구성된다.

상기 구동장치(140)는 권선코일이 구비된 고정자(141)와 상기 고정자(141)의 내부에 회전가능하게 삽입되는 회전자(143)를 포함하여 구성된다. 상기 회전자(143)의 내부에는 회전축(145)이 압입되고, 상기 회전축(145)은 상기 압축장치(110)와 연결된다.

상기 압축장치(110)는 상기 케이스(130)의 하단부에 설치된다.

그리고, 상기 압축장치(110)는 냉매가 압축되는 공간을 제공하는 제1 실린더(111)와 상기 제1 실린더의 하부에 설치되는 제1 베어링(113)을 포함한다. 물론, 상기 제1 베어링은 상기 제1 실린더의 하부에 설치될 수도 있다.

상기 제1 실린더의 일측에는 증발기를 경유한 냉매가 유입되는 제1 실린더 흡입구(111a)가 구비되어 있고, 타측에는 상기 제1 실린더 내부에서 압축된 냉매가 토출되는 제1 실린더 토출구(111b)가 구비되어 있다. 또한, 상기 제1 실린더의 토출구(111b)에는 상기 토출구(111b)를 개폐하는 제1 개폐밸브(115)가 설치된다.

상기 압축장치(110)로 유입되는 냉매는 냉매유입장치에 의하여 제어된다. 상기 냉매유입장치는 상기 압축장치(110)와 연결된 중간 냉매관(740), 그리고 상기 압축장치(110)로 유입되는 기상 냉매의 흐름을 제어하는 냉매제어밸브(730)를 포함한다. 물론, 상기 냉매유입장치는 상기 중간 냉매관(740)과 상기 상분리기(500)를 연결하는 제1 냉매관(710), 제2 냉매관(720)을 포함할 수도 있다.

상기 냉매제어밸브(730)는 제1 냉매관(710)상에 설치되어 상기 제1 냉매관(710)에 흐르는 기상냉매를 제어하게 된다. 상기 제1 냉매관(710)과 제2 냉매관(720)은 중간 냉매관(740)과 연결되어 있으며, 상기 중간 냉매관(740)은 상기 압축장치(110)의 흡입구(111a)와 연통되어 있다. 따라서, 상기 냉매제어밸브(730)가 개방되어 있을 경우, 상기 상 분리기(500)에서 분리된 기상냉매와 상기 증발기(600)를 통과한 냉매가 상기 중간 냉매관(740)을 통해 압축장치(110)로 유입되어 압축된다.

도 5를 참조하여, 본 발명에 따른 상 분리기(500)의 구조를 설명한다.

상기 상 분리기(500)는 냉매가 저장되는 저장용기(530), 상기 냉매를 상기 저장용기(530)로 안내하는 혼합 냉매관 연결부(550), 상기 저장용기(530) 내부에 설치되는 분리판(540), 상기 저장용기(530) 내부에서 분리된 기상의 냉매가 배출되 는 제1 냉매관 연결부(510), 그리고 액상의 냉매가 배출되는 제2 냉매관 연결부(520)를 포함한다.

상기 저장용기(530)는 일시적으로 냉매가 저장되는 장소를 제공하는 것으로서 상기 저장용기(530)로 유입되는 냉매는 기상냉매와 액상냉매가 혼합된 상태로 유입된다.

상기 저장용기(530)는 원통형상의 몸통부(531), 상기 몸통부(531)의 상부 끝단에 형성된 상부벽(533), 상기 몸통부(531)의 하부 끝단에 형성된 하부벽(535)을 포함한다.

상기 상부벽(533)은 상기 몸통부(531)의 상부로 볼록한 반구(半球)형상을 가지면서 상기 몸통부(531)와 일체로 형성된다. 또한, 상기 하부벽(535)은 상기 몸통부(531)의 하부로 볼록한 반구(半球)형상을 가지면서 상기 몸통부(531)와 일체로 형성된다.

상기 상부벽(533)과 하부벽(535)이 반구형상을 가짐으로써 상기 상 분리기(500) 내부의 압력은 골고루 분포하게 된다. 또한, 상기 상부벽(533)으로 둘러싸인 체적과 상기 하부벽(535)으로 둘러싸인 체적의 합한 값이 저장용기 전체체적의 1/2이 되도록 설계하는 것이 바람직하다. 상 분리기(500)가 상술한 형상을 가짐으로써 상기 저장용기(530)의 제작이 용이할 뿐만 아니라 저장용기(530) 내부의 압력을 골고루 분포시키게 된다.

또한, 상기 제1 냉매관 연결부(510)는 상기 상부벽(533)의 최상단에 위치하는 것이 바람직하다. 기상 냉매는 액상의 냉매보다 밀도가 낮기 때문에 항상 저장 용기(530)의 상부에 위치하게 된다. 그리고, 기상 냉매와 액상 냉매는 분리판(540)에 의하여 분리되기는 하지만, 액상 냉매로부터 가장 멀리 떨어진 기상 냉매를 배출하도록 함으로써, 상기 제1 냉매관 연결부(510)를 통하여 액상의 냉매가 배출되는 것을 효율적으로 방지할 수 있게 된다.

또한, 상기 혼합 냉매관 연결부(550)와 상기 제2 냉매관 연결부(520)는 상기 상부벽(533)을 관통하고 하부로 연장 형성되어 상기 하부벽(535)과 소정간격을 갖도록 설치된다. 구체적으로, 상기 제2 냉매관 연결부(520)는 냉방운전과 난방운전시 냉매흐름의 방향이 바뀜을 고려하여 상기 혼합 냉매관 연결부(550)와 동등한 높이로 설치되는 것이 바람직하다.

또한, 상기 제2 냉매관 연결부(520)와 상기 혼합 냉매관 연결부(550)는 상기 저장용기 전체높이의 1/4 지점보다 아래까지 연장형성되는 것이 바람직하다. 이는 공기조화기가 냉방운전을 하던 난방운전을 하던 상기 저장용기(530)의 하부벽(535) 근처에는 항상 액상 냉매가 고여 있게 되고, 상기 제2 냉매관 연결부(520)와 혼합 냉매관 연결부(550)는 항상 액체 냉매에 잠겨 있어야 하기 때문이다.

또한, 상기 제1 냉매관 연결부(510)의 직경은 상기 제2 냉매관 연결부(520)의 직경보다 작거나 같게 형성되는 것이 된다. 구체적으로, 상기 제1 냉매관 연결부(510)의 직경은 상기 제2 냉매관 연결부(520) 직경의 1/2~1배가 되도록 하는 것이 바람직하다. 상기 제1 냉매관 연결부(510)의 직경이 작을수록 상기 제1 냉매관 연결부(510)를 통하여 액상의 냉매가 배출되기가 어렵기 때문이다. 또한, 상기 제1 냉매관 연결부(510)를 통하여 배출되는 기상 냉매는 외부부하에 따라 냉매제어밸브 (730)에 의하여 흐름이 제어되기 때문에 상기 제1 냉매관 연결부(510)를 통하여 흐르는 기상 냉매의 유량은 작을수록 좋다.

상기 분리판(540)은 기상 냉매가 통과할 수 있는 다수의 통공을 가진 다공성 부재를 포함하여 구성된다. 물론, 상기 분리판(540)의 테두리에는 상기 저장용기(530)와 상기 분리판(540)을 결합시키기 위한 결합수단이 설치될 수도 있다.

상기 분리판(540)은 저장용기(530) 내부에 유입된 냉매 중에서 액상 냉매와 기상 냉매를 분리하는 역할을 하는 것으로서 상부벽(533)의 하부에 설치된다. 따라서, 혼합 냉매관 연결부(550)을 통하여 저장용기(530)로 냉매가 유입되면, 상기 냉매 중의 기상 냉매는 상기 분리판(540)을 통과하여 제1 냉매관 연결부(510)를 통하여 압축기(100)로 배출된다.

반면, 액상 냉매는 분리판(540)에 부딪혀서 상기 분리판(540)의 하방으로 낙하되고, 상기 분리판(540)의 하부에 저장된 액상의 냉매는 제2 냉매관 연결부(520)를 통하여 배출된 후 제2 팽창밸브(도 3의 420)로 유입되게 된다.

상기 분리판(540)은 상기 저장용기(530)에 유입된 냉매 중에 포함된 이물질을 걸러주고, 압축기(100)의 기동시 급격한 압력변화로 인하여 상기 제1 냉매관 연결부(510)로 액상의 냉매가 배출되는 것을 방지하는 역할을 수행한다.

도 6을 참조하여, 본 발명의 제1실시예에 따른 공기조화기의 작용을 설명하면 다음과 같다.

도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제1실시예에 따른 공기조화기는 기존 공기조화기가 1→3'의 압축과정과, 3'→4의 응축과정과, 4→5'의 팽창과정과, 5'→ 1의 증발과정으로 구성된 냉동사이클을 이루는 것과 달리, 1→3의 압축과정과, 3→4의 응축과정과, 4→5의 팽창과정과, 5→1의 증발과정으로 구성된 냉동사이클을 이룬다.

즉, W1만큼의 일을 외부로 더 출력 가능하고, W2만큼의 압축일을 줄일 수 있어, 공기조화기의 성능을 향상시킬 수 있다.

우선, 상 분리기(500)와 제1,2 팽창밸브(410,420)가 구비되어 있어, W1만큼의 일을 외부로 더 출력 가능하여, 증발기(600)의 열교환 효율을 증가시킨다.

구체적으로, 제1 팽창밸브(410)를 통과한 냉매를 상 분리기(500)에서 혼합 냉매를 유입하여 기상 냉매를 제거하여 냉매의 온도를 낮출수 있다. 그리고, 상 분리기(500)에서 기상 냉매가 제거되어 온도가 낮아진 액상 냉매를 제2 팽창밸브(420)를 통해 한번 더 팽창시킴에 따라 보다 낮은 온도와 압력을 갖는 냉매를 생성하여 증발기(600)로 공급한다.

즉, 기존에 4→5'로의 팽창 과정을 4→5로 팽창되도록 하여, 증발기(600)의 열교환을 5'→1이 아니라 함으로써, 증발기(600)의 열교환 효율을 증가시켜 공기조화기의 냉동능력을 향상시킬 수 있다.

다음, 열교환 장치(800)가 구비되어 있어, W2만큼의 압축일을 줄여, 압축기의 효율을 증가시킨다.

구체적으로, 열교환 장치(800)를 통해 상 분리기(500)에서 분리된 기상 냉매와 상기 증발기(600)를 통과한 냉매를 상호 열교환시킴에 따라, 압축기(100)로 유입되는 냉매의 온도를 낮출 수 있다.

즉, 기존에 1→3'로의 압축 과정을 1→3으로 압축되도록 하여, 압축기(100)가 냉매를 압축하기 위하여 소요되는 압축일을 W2만큼 줄일 수 있어, 압축기(100)의 성능 및 효율을 증대시켜 이로 구성된 공기조화기의 성능을 향상시킬 수 있다.

한편, 실내공간을 냉방시키기 위한 냉방운전에 있어서, 외부에서 압축기에 가해주어야 하는 압축일, 즉 외부부하는 외기온도에 비례하게 된다. 즉, 외기온도가 낮으면 실내공간을 냉방시킬 필요가 적어지기 때문에 외부부하는 작고, 외기온도가 높으면 상대적으로 실내공간을 냉방시키기 위하여 공기조화기에 많을 일을 공급해주어야 하기 때문에 외부부하는 크게 된다.

그러므로, 공기조화기가 고온 지역 또는 고온의 환경에서 작동될 경우, 열교환 장치(800)를 이용하여 압축기(100)로 유입되는 냉매의 온도와 압력을 저하시킴에 따라 압축기(100)의 압축일의 감소 및 압축기의 성능을 증가시켜, 이로 구성된 공기조화기의 운전효율을 향상시킨다.

또한, 증발기(600)를 통과한 냉매 뿐만 아니라 상 분리기(500)에서 분리된 기상 냉매 역시 압축기(100)로 공급함에 따라, 냉매의 순환량이 증가됨으로써 압축기(100)의 용량이 증가하게 되어 공기조화기의 능력이 향상된다.

다음으로, 도 7 내지 도 9를 참조하여, 본 발명의 제2실시예에 따른 공기조화기를 설명하면 다음과 같다.

도 7에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제2실시에에 따른 공기조화기는 증발기(600), 응축기(300), 팽창밸브(410,420), 압축기(100) 뿐만 아니라 유입된 냉매 중 에서 기상 냉매와 액상 냉매를 분리하는 상 분리기(500)를 포함한다. 또한, 상기 공기조화기에는 상기 응축기(300), 압축기(100) 및 증발기(600)로 공급되는 냉매를 제어하는 사방 밸브(200)가 설치된다. 또한, 상기 공기조화기에는 상기 증발기(600)를 통과한 냉매와 상 분리기(500)에서 분리된 기상 냉매를 상호 열교환시키는 열교환 장치(800)를 포함한다. 이하에서는, 실내공간을 냉방시키기 위하여 냉방운전을 할 때의 냉매 흐름을 따라 공기조화기를 설명한다.

상기 압축기(100)는 증발기(600)를 통과한 냉매가 유입되는 제1 압축장치(110)와 상 분리기(500)에서 분리된 기상 냉매가 선택적으로 유입되는 제2 압축장치(120)를 포함한다. 상기 상 분리기(500)와 상기 압축기(100)의 사이에는 제1 압축장치(110) 및 제2 압축장치(120)로 냉매를 안내하는 냉매유입장치가 설치된다. 상기 압축기(100)와 냉매유입장치에 대한 설명은 후술한다.

상기 팽창밸브(410,420)는 응축기(300)를 통과한 냉매를 1차적으로 팽창시키는 제1 팽창밸브(410)와 상 분리기(500)에서 분리된 액체 냉매를 팽창시키는 제2 팽창밸브(420)를 포함한다. 상기 응축기(300)를 통과한 냉매는 과냉상태에 있으며, 상기 제1 팽창밸브(410)를 통과하면서 팽창된 후 기상 냉매와 액상 냉매가 혼합된 상태로 상 분리기(500)로 유입된다.

상기 상 분리기(500)는 제1 팽창밸브(410)와 제2 팽창밸브(420) 사이에 설치되며, 액상 냉매와 기상 냉매를 분리하는 역할을 한다. 상기 상 분리기(500)는 상기 응축기(300)를 통과한 냉매가 흐르는 혼합 냉매관(750)과 연결되고, 상 분리기(500)에서 분리된 기상 냉매가 흐르는 제1 냉매관(710)과 연결되고, 상기 상 분리 기(500)에서 분리된 액상 냉매가 흐르는 제2 냉매관(720)과 연결된다.

상 분리기(500)에서 분리된 액상 냉매는 제2 팽창밸브(420)를 통과하면서 팽창되고, 상기 제2 팽창밸브(420)를 경유한 액상 냉매는 증발기(600)로 유입되어 기상 냉매로 상변화 한다. 이후에, 증발기(600)를 경유한 기상 냉매는 사방 밸브(200)를 경유하여 압축기(100), 즉 제1 압축장치(110)로 유입된다.

상 분리기(500)에서 분리된 기상 냉매는 제1 냉매관(710)을 따라 흐른 후 제2 압축장치(120)로 유입된다. 또한, 상기 제1 냉매관상에는 냉매의 흐름을 제어하는 냉매제어밸브(730)가 설치되어 있다. 상기 냉매제어밸브(730)는 공기조화기의 운전을 제어하는 제어장치(미도시)에 의하여 제어된다. 따라서, 상기 제어장치는 외부부하에 상기 냉매제어밸브(730)의 개폐여부를 제어함으로써 기상 냉매가 상기 제2 압축장치(120)로 선택적으로 유입되도록 한다.

즉, 공기조화기가 고온 지역에서 운전될 경우와 같이, 외부부하가 클 경우 공기조화기는 제1 압축장치(110)와 제2 압축장치(120)을 동시에 구동한다.

구체적으로, 상기 제어장치는 상기 제1 압축장치(110)와 상기 제2 압축장치(120)를 동시에 구동시키기 위하여 상기 냉매제어밸브(730)를 개방시킨다. 그러면, 증발기(600)를 경유한 냉매는 제1 압축장치(110)로 유입되고, 상기 제1 압축장치(110)에서 압축된 냉매는 제2 압축장치(120)로 유입된다.

이때, 상 분리기(500)에서 분리된 기상 냉매는 제1 냉매관(710)을 경유하여 제2 압축장치(120)로 유입된다. 결과적으로, 상 분리기(500)에서 분리된 기상 냉매와 제1 압축장치(110)에서 압축된 냉매는 함께 제2 압축장치(120)에서 압축되어, 압축기(100)의 외부로 토출된다.

따라서, 제2 압축장치(120)에는 상 분리기(500)에서 분리된 기상 냉매와 제1 압축장치(110)에서 압축된 냉매가 함께 압축되기 때문에 상기 압축기(100)에 가해지는 압축일이 줄어들게 된다. 또한, 냉매의 순환량이 증가됨으로써 압축기(100)의 용량이 증가하게 되어, 공기조화기의 성능이 향상된다.

그리고, 외부부하가 작을 경우에 공기조화기는 제1 압축장치만을 구동시킨다.

구체적으로, 상기 제어장치는 제1 압축장치(110)만을 구동시키기 위하여 냉매제어밸브(730)를 폐쇄시킨다. 그러면, 상 분리기(500)에서 분리된 기상 냉매는 더 이상 압축기(100)로 유입되지 않고, 상기 상 분리기(500)는 리시버(Receiver)의 역할을 수행하게 된다.

그러면, 상기 상 분리기(500)에서 토출되는 액상 냉매는 제2 팽창밸브(420)를 경유하면서 팽창되고, 증발기(600)로 유입된다. 이후에 증발기(600)에서 상변화된 냉매는 제2 냉매관(720)을 경유하여 제1 압축장치(110)로 유입된다. 결과적으로, 냉매는 제2 압축장치(120)에서는 압축되지 않고, 제1 압축장치(110)에서만 압축되어, 압축기(100)의 외부로 토출된다.

본 실시예에서는 외부 부하가 작을 경우 제1 압축장치(110)만을 구동시키는 것을 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되지는 않고, 외부 부하가 작을 경우 제2 압축장치(120)만을 구동시킬 수도 있다.

도 7과 8을 참조하여, 본 발명에 따른 압축기(100)와 압축기(100)로 냉매를 안내하는 냉매유입장치를 설명한다.

상기 압축기(100)는 외형을 형성하는 케이스(130), 상기 케이스(130) 내부에 설치되는 구동장치(140), 상기 구동장치(140)에 의하여 구동되는 제1 압축장치(110) 및 제2 압축장치(120)를 포함하여 구성된다.

상기 구동장치(140)는 권선코일이 구비된 고정자(141)와 상기 고정자(141)의 내부에 회전가능하게 삽입되는 회전자(143)를 포함하여 구성된다. 상기 회전자(143)의 내부에는 회전축(145)이 압입되고, 상기 회전축(145)은 상기 제1 압축장치(110) 및 제2 압축장치(120)와 연결된다.

상기 제1 압축장치(110)와 제2 압축장치(120)는 외부 부하에 따라 가변되는 압축용량을 가지며 하나의 압축기(100)에 설치된다. 상기 제1 압축장치(110)는 상기 케이스(130)의 하단부에 설치되고, 상기 제2 압축장치(120)는 상기 제1 압축장치(110)의 상부에 설치된다. 물론, 상기 제1 압축장치(110)와 제2 압축장치(120) 사이에는 상기 제1 압축장치(110)와 제2 압축장치(120)를 분리시키는 중간 플레이트가 설치될 수도 있다.

상기 제1 압축장치(110)는 냉매가 압축되는 공간을 제공하는 제1 실린더(111)와 상기 제1 실린더(111)의 하부에 설치되는 제1 베어링(113)을 포함한다. 상기 제2 압축장치(120)는 냉매가 압축되는 제2 실린더(121)와 상기 제2 실린더(121)의 상부에 설치되는 제2 베어링(123)을 포함한다. 물론, 상기 제1 베어링(113)은 상기 제1 실린더(111)의 상부에 설치될 수도 있으며, 상기 제2 베어링(123)은 상기 제2 실린더(121)의 하부에 설치될 수도 있다.

상기 제1 실린더(111)의 일측에는 증발기(600)를 경유한 냉매가 유입되는 제1 실린더 흡입구(111a)가 구비되어 있고, 타측에는 상기 제1 실린더(111) 내부에서 압축된 냉매가 토출되는 제1 실린더 토출구(111b)가 구비되어 있다. 물론, 상기 제1 실린더의 토출구(111b)에는 상기 토출구를 개폐하는 제1 개폐밸브가 설치될 수도 있다.

상기 제2 실린더(121)의 일측에는 상기 제1 압축장치(110)에서 압축된 냉매와 상 분리기(500)에서 분리된 기상 냉매가 함께 유입되는 제2 실린더 흡입구(121a)가 구비되어 있고, 타측에는 상기 제2 실린더(121)에서 압축된 냉매가 토출되는 제2 실린더 토출구(121b)가 구비되어 있다. 또한, 상기 제2 실린더 토출구(121b)에는 상기 토출구를 개폐하는 제2 개폐밸브(125)가 구비되어 있다.

한편, 상기 제1 압축장치(110) 및 제2 압축장치(120)로 유입되는 냉매는 냉매유입장치에 의하여 제어된다. 상기 냉매유입장치는 상기 제1 압축장치(110) 및 제2 압축장치(120)와 연결된 중간 냉매관(740), 그리고 상기 제2 압축장치(120)로 유입되는 기상 냉매의 흐름을 제어하는 냉매제어밸브(730)를 포함한다. 물론, 상기 냉매유입장치는 상기 중간 냉매관(740)과 상기 상 분리기(500)를 연결하는 제1 냉매관(710), 상기 제1 압축장치(110)와 상기 상 분리기(500)를 연결하는 제2 냉매관(720)을 포함할 수도 있다.

상기 냉매제어밸브(730)는 제1 냉매관(710)상에 설치되어 상기 제1 냉매관(710)에 흐르는 기상 냉매를 제어하게 된다. 상기 제1 냉매관(710)은 중간 냉매관(740)과 연결되어 있으며, 상기 중간 냉매관(740)은 제2 실린더의 흡입구(121b)와 연통되어 있다. 또한, 상기 중간 냉매관(740)은 제1 실린더의 토출구(111b)와도 연통되어 있다. 따라서, 제1 실린더(111)에서 압축된 냉매와 상 분리기(500)에서 분리된 기상 냉매가 함께 제2 실린더(121)로 유입되어 압축된다.

물론, 상기 제1 실린더(111)에서 압축된 냉매와 상 분리기(500)에서 분리된 기상 냉매가 각각 제2 실린더(121)로 유입될 수도 있다. 구체적으로, 상기 중간 냉매관(740)은 제2 실린더(121)와 직접 연통되고, 상기 제1 실린더의 토출구(111b)는 제2 실린더(121)와 직접 연통됨으로써 각각의 냉매가 개별적으로 제2 실린더(121)로 유입될 수도 있다.

상기 압축기의 동작과정을 간단하게 살펴보면 다음과 같다.

먼저, 외부 부하가 작을 경우 공기조화기가 작동되면, 제어장치는 냉매제어밸브(730)를 폐쇄시켜, 상 분리기(500)에서 분리된 기상 냉매가 중간 냉매관(740)으로 유입되지 않도록 한다. 동시에 증발기(600)를 경유한 냉매는 제1 실린더의 흡입구(111a)로 유입되고, 유입된 냉매는 구동장치(140)의 작동에 의하여 제1 실린더(111)에서 압축된다.

압축된 냉매는 제 1실린더의 토출구(111b)를 통하여 중간 냉매관(740)으로 유입되고, 중간 냉매관(740)으로 유입된 냉매는 제2 실린더(121)의 내부로 유입되게 된다. 그러나, 제2 실린더(121)에서는 냉매의 압축이 일어나지 않는다. 따라서, 제1 압축장치(110)에서 압축된 냉매는 토출된 압력을 그대로 유지하면서 제2 실린더의 토출구(121b)를 통하여 케이스(130) 내부로 토출된 후, 상기 케이스(130)에 형성된 압축기 토출관(133)을 다시 응축기로 유입된다.

물론, 상기 제1 압축장치(110)에서 압축된 냉매는 제2 압축장치(120)로 유입되지 않고 곧바로 압축기 토출관(133)을 통하여 응축기(300)로 유입될 수도 있다.

한편, 외부 부하가 클 경우 공기조화기가 작동되면, 제어장치는 상기 제1 압축장치(110)와 상기 제2 압축장치(120)를 동시에 구동시킨다. 이때 상기 제어장치는 냉매제어밸브(730)를 개방시켜 상 분리기(500)에서 분리된 기상 냉매가 중간 냉매관(740)으로 유입되도록 한다.

이때, 증발기(600)를 경유한 냉매는 제1 실린더의 흡입구(111a)를 통하여 제1 실린더(111) 내부로 유입되어 압축된다. 상기 제1 실린더(111)에서 압축된 냉매는 제1 토출구(111b)를 통하여 중간 냉매관(740)으로 유입된다.

그러면, 상 분리기(500)에서 분리된 기상 냉매와 제1 압축장치(110)에서 압축된 냉매는 중간 냉매관(740)에서 만나게 되고, 함께 제2 실린더의 흡입구(121a)로 유입되어 압축된다. 이후에 제2 실린더에서 압축된 냉매는 제2 토출구(121b)를 통하여 제2 실린더(121)의 외부로 배출된 후, 케이스(130)에 구비된 압축기 토출관(133)을 통하여 응축기(300)로 유입된다.

본 실시예에 있어서, 제1 압축장치(110)에서만 압축되는 경우를 외부 부하가 작을 경우의 공기조화의 운전모드라고 하였지만, 본 발명은 이에 한정되지 않고, 제2 압축장치에서만 압축되는 경우도 외부 부하가 작을 경우의 공기조화기의 운전모드가 될 수 있다.

한편, 본 발명의 제2실시예에 따른 상 분리기(500:도 5 참조) 역시, 상술한 제1실시예와 동일한 구조 및 작용을 하므로, 이에 대한 자세한 설명은 생략한다.

그리고, 본 발명의 제2실시예에 따른 열교환 장치(800:도 3 참조) 역시, 상술한 제1실시예와 동일한 구조 및 작용을 하므로, 이에 대한 자세한 설명은 생략한다.

다만, 상기 제2실시예에서는 증발기(600)를 통과한 냉매가 열교환 장치(800)를 통하여 상 분리기(500)로부터 분리된 기상 냉매와 열교환 한 후 제1 압축장치(110)로 유입되고, 상 분리기(500)로부터 분리된 기상 냉매는 열교환 장치(800)를 통해 상기 증발기(600)를 통과한 냉매와 열교환 한 후 중간 냉매관(740)을 통해 제2 압축장치(120)로 유입된다.

물론, 상기와 같은 압축기(100)로의 냉매 유입은 전술한 바와 같이, 공기조화기에 작용하는 외부 부하에 따라 달라질 수 있다.

도 9를 참조하여, 본 발명의 제2실시예에 따른 공기조화기의 작용을 설명하면 다음과 같다.

도 9에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제2실시예에 따른 공기조화기는 기존 공기조화기가 1→3'의 압축과정과, 3'→4의 응축과정과, 4→5'의 팽창과정과, 5'→1의 증발과정으로 구성된 냉동사이클을 이루는 것과 달리, 1→3의 압축과정과, 3→4의 응축과정과, 4→5의 팽창과정과, 5→1의 증발과정으로 구성된 냉동사이클을 이룬다.

즉, 상기 제2실시예에 따른 공기조화기는 상기 제1실시예와 마찬가지로, W1만큼의 일을 외부로 더 출력 가능하고, W2만큼의 압축일을 줄일 수 있어, 공기조화기의 성능을 향상시킬 수 있다.

이와 더불어, 상기 제2실시예에 따른 공기조화기는 제1실시예와 다르게 압축기(100)의 제1 압축장치(110)와 제2 압축장치(120)를 통해 냉매를 이단압축함으로써, W3만큼의 압축일을 더 줄일 수 있다.

다음, 열교환 장치(800)가 구비되고, 이단압축을 수행함으로써, W2+W3 만큼의 압축일을 줄여, 압축기의 효율을 더욱 증가시킨다.

즉, 기존에 1→3'로의 압축 과정을 1→3으로 압축되도록 하여, 압축기(100)가 냉매를 압축하기 위하여 소요되는 압축일을 W2+W3 만큼 줄일 수 있어, 압축기 (100)의 성능 및 효율을 증대시켜 이로 구성된 공기조화기의 성능을 향상시킬 수 있다.

그러므로, 공기조화기가 고온 지역 또는 고온의 환경에서 작동될 경우, 열교환 장치(800)를 이용하여 압축기(100)로 유입되는 냉매의 온도와 압력을 저하시킴에 따라 압축기(100)의 압축일의 감소 및 압축기(100)의 성능을 증가시켜, 이로 구성된 공기조화기의 운전효율을 향상시킨다.

본 발명은 상술한 실시예들에 한정되지 않으며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 정신을 벗어나지 않고 변형이 가능하고 이러한 변형은 본 발명의 범위에 속한다.

상술한 본 발명에 따른 공기 조화기는 다음과 같은 효과가 있다.

첫째, 가변용량을 갖는 압축기를 설치함으로써 공기조화기를 효율적으로 운 전할 수 있는 이점이 있다. 또한, 상 분리기에서 분리된 기상 냉매를 외부부하에 따라 선택적으로 압축기에 공급함으로써 공기조화기의 효율을 증가시킬 수 있는 이점이 있다.

둘째, 상 분리기에서 분리된 기상 냉매를 압축기에 공급함으로써 압축기에 가해지는 압축일을 줄일 수 있는 이점이 있다. 또한, 상 분리기에서 분리된 기상 냉매를 압축기에 공급하여 순환되는 냉매의 양을 늘림으로써 공기조화기의 운전영역을 확대시킬 수 있는 이점이 있다.

셋째, 상 분리기의 구조를 개선함으로써 액체 냉매가 압축기로 유입되는 것을 방지할 수 있으며, 압축기의 신뢰성을 증가시킬 수 있는 이점이 있다.

넷째, 상 분리기에서 분리된 기상 냉매와 증발기를 통과한 냉매를 상호 열교환시키는 열교환 장치가 구비되어 있어, 압축기에 가해지는 압축일을 보다 크게 줄일 수 있는 이점이 있다.

다섯째, 열교환 장치에서 냉매 간의 열교환과 압축기의 이단 냉매 압축을 제공함으로써, 고온 지역 또는 고온 환경에서와 같이 공기조화기의 외부 부하가 클 경우에도 공기조화기의 성능 저하를 최소화함은 물론, 기존의 공기조화기에 비하여 성능 및 효율을 향상시킬 수 있는 이점이 있다.

Claims

삭제
삭제
삭제
삭제
삭제
내부로 유입된 냉매를 기상 냉매와 액상 냉매로 분리하는 상 분리기;

상기 상 분리기에서 분리된 액상 냉매를 증발시키는 증발기;

상기 증발기를 통과한 냉매가 유입되는 압축기; 그리고,

상기 증발기를 통과한 냉매와 상기 상 분리기에서 분리된 기상 냉매를 상호 열교환시켜 상기 압축기로 유입되는 냉매의 온도를 저하시키는 열교환장치;

상기 압축기로 냉매를 안내하는 냉매유입장치를 포함하고,

상기 냉매유입장치는 상기 압축기와 연결된 중간 냉매관; 그리고,

상기 압축기로 유입되는 기상 냉매의 흐름을 제어하는 냉매제어밸브를 포함하는 공기조화기.
제 6 항에 있어서,

상기 냉매제어밸브는 선택적으로 개폐되는 것을 특징으로 하는 공기조화기.
삭제
삭제
삭제
삭제
내부로 유입된 냉매를 기상 냉매와 액상 냉매로 분리하는 상 분리기;

상기 상 분리기에서 분리된 액상 냉매를 증발시키는 증발기;

상기 증발기를 통과한 냉매가 유입되는 압축기; 그리고,

상기 증발기를 통과한 냉매와 상기 상 분리기에서 분리된 기상 냉매를 상호 열교환시켜 상기 압축기로 유입되는 냉매의 온도를 저하시키는 열교환장치를 포함하고,

상기 상분리기는 기체와 액체가 혼합된 상태의 냉매가 저장되는 저장용기;

상기 냉매를 상기 저장용기로 안내하는 혼합 냉매관 연결부;

분리된 기상의 냉매가 배출되는 제1 냉매관 연결부; 그리고,

분리된 액상의 냉매가 배출되는 제2 냉매관 연결부를 포함하고,

상기 제1 냉매관 연결부는 상기 저장용기의 상부벽 최상단에 위치하는 것을 특징으로 하는 공기조화기.
내부로 유입된 냉매를 기상 냉매와 액상 냉매로 분리하는 상 분리기;

상기 상 분리기에서 분리된 액상 냉매를 증발시키는 증발기;

상기 증발기를 통과한 냉매가 유입되는 압축기; 그리고,

상기 증발기를 통과한 냉매와 상기 상 분리기에서 분리된 기상 냉매를 상호 열교환시켜 상기 압축기로 유입되는 냉매의 온도를 저하시키는 열교환장치를 구비하고,

상기 상분리기는 기체와 액체가 혼합된 상태의 냉매가 저장되는 저장용기;

상기 냉매를 상기 저장용기로 안내하는 혼합 냉매관 연결부;

분리된 기상의 냉매가 배출되는 제1 냉매관 연결부; 그리고,

분리된 액상의 냉매가 배출되는 제2 냉매관 연결부를 포함하고,

상기 혼합 냉매관 연결부와 상기 제2 냉매관 연결부는 상기 저장용기의 상부벽을 관통하고 하부로 연장 형성되고, 상기 저장용기의 하부벽과 소정간격을 갖도록 설치되는 것을 특징으로 하는 공기조화기.
삭제
삭제
삭제
삭제
삭제
내부로 유입된 냉매를 기상 냉매와 액상 냉매로 분리하는 상분리기;

상기 상분리기에서 분리된 액상 냉매를 증발시키는 증발기;

상기 증발기를 통과한 냉매가 유입되는 제1 압축장치와, 상기 상 분리기에서 분리된 기상 냉매가 유입되는 제2 압축장치를 포함하여 이루어진 다단 압축기;

상기 증발기를 통과한 냉매와 상기 상 분리기에서 분리된 기상 냉매를 상호 열교환시켜 상기 압축기로 유입되는 냉매의 온도를 저하시키는 열교환장치;

상기 제1 압축장치 및 제2 압축장치로 냉매를 안내하는 냉매유입장치를 포함하고,

상기 냉매유입장치는 상기 제1 압축장치 및 제2 압축장치와 연결된 중간 냉매관; 그리고,

상기 제2 압축장치로 유입되는 기상 냉매의 흐름을 제어하는 냉매제어밸브를 포함하는 공기조화기.
제 19 항에 있어서,

상기 냉매제어밸브는 선택적으로 개폐되는 것을 특징으로 하는 공기조화기.
삭제
삭제
삭제
삭제
내부로 유입된 냉매를 기상 냉매와 액상 냉매로 분리하는 상분리기;

상기 상분리기에서 분리된 액상 냉매를 증발시키는 증발기;

상기 증발기를 통과한 냉매가 유입되는 제1 압축장치와, 상기 상 분리기에서 분리된 기상 냉매가 유입되는 제2 압축장치를 포함하여 이루어진 다단 압축기;

상기 증발기를 통과한 냉매와 상기 상 분리기에서 분리된 기상 냉매를 상호 열교환시켜 상기 압축기로 유입되는 냉매의 온도를 저하시키는 열교환장치를 포함하고,

상기 상분리기는 기체와 액체가 혼합된 상태의 냉매가 저장되는 저장용기;

상기 냉매를 상기 저장용기로 안내하는 혼합 냉매관 연결부;

분리된 기상의 냉매가 배출되는 제1 냉매관 연결부; 그리고,

분리된 액상의 냉매가 배출되는 제2 냉매관 연결부를 포함하고,

상기 제1 냉매관 연결부는 상기 저장용기의 상부벽 최상단에 위치하는 것을 특징으로 하는 공기조화기.
내부로 유입된 냉매를 기상 냉매와 액상 냉매로 분리하는 상분리기;

상기 상분리기에서 분리된 액상 냉매를 증발시키는 증발기;

상기 증발기를 통과한 냉매가 유입되는 제1 압축장치와, 상기 상 분리기에서 분리된 기상 냉매가 유입되는 제2 압축장치를 포함하여 이루어진 다단 압축기;

상기 증발기를 통과한 냉매와 상기 상 분리기에서 분리된 기상 냉매를 상호 열교환시켜 상기 압축기로 유입되는 냉매의 온도를 저하시키는 열교환장치를 포함하고,

상기 상분리기는 기체와 액체가 혼합된 상태의 냉매가 저장되는 저장용기;

상기 냉매를 상기 저장용기로 안내하는 혼합 냉매관 연결부;

분리된 기상의 냉매가 배출되는 제1 냉매관 연결부; 그리고,

분리된 액상의 냉매가 배출되는 제2 냉매관 연결부를 포함하고,

상기 혼합 냉매관 연결부와 상기 제2 냉매관 연결부는 상기 저장용기의 상부벽을 관통하고 하부로 연장 형성되고, 상기 저장용기의 하부벽과 소정간격을 갖도록 설치되는 것을 특징으로 하는 공기조화기.