KR101685846B1 - 공기 조화기 - Google Patents

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KR101685846B1
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김동휘
박준성
신일융
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엘지전자 주식회사
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Abstract

본 발명은 공기 조화기에 관한 것이다.
본 발명은, 증발기에서 증발된 냉매를 응축기로 가이드 하는 바이패스 배관을 포함하여, 상기 배이패스 배관은 상기 증발기에서 증발된 냉매의 적어도 일부분을 상기 응축기로 가이드 하는 제 1 배관; 상기 제 1 배관에 연결되며, 상기 응축기의 냉매와 열교환 되는 제 2 배관; 상기 제 2 배관에 연결되며, 상기 응축기의 냉매와 열교환된 냉매를 상기 응축기로부터 배출시키는 제 3 배관이 포함한다.
따라서, 본 발명에 의하면, 증발기에 증발된 냉매가 응축기에 의해 가열되어 압축기의 소요동력을 줄일 수 있는 이점이 있다.

Description

공기 조화기 {An air conditioner}
본 발명은 공기 조화기에 관한 것이다.
공기 조화기는 소정공간의 공기를 용도, 목적에 따라 가장 적합한 상태로 유지하기 위한 기기이다. 일반적으로, 상기 공기 조화기에는, 압축기, 응축기, 팽창장치 및 증발기가 포함되며, 냉매의 압축, 응축, 팽창 및 증발과정을 수행하는 냉매 사이클이 구동되어, 상기 소정공간을 냉방 또는 난방 할 수 있다.
상기 소정공간은 상기 공기 조화기는 사용되는 장소에 따라, 다양하게 제안될 수 있다. 일례로, 상기 공기 조화기가 가정이나 사무실에 배치되는 경우, 상기 소정공간은 집 또는 건물의 실내 공간일 수 있다. 반면에, 상기 공기 조화기가 자동차에 배치되는 경우, 상기 소정 공간은 사람이 탑승하는 탑승 공간일 수 있다.
공기 조화기가 냉방 운전을 수행하는 경우, 실외기에 구비되는 실외 열교환기가 응축기 기능을 하며 실내기에 구비되는 실내 열교환기가 증발기 기능을 수행한다. 반면에, 공기 조화기가 난방 운전을 수행하는 경우, 상기 실내 열교환기가 응축기 기능을 하며 상기 실외 열교환기가 증발기 기능을 수행한다.
종래의 공기 조화기는, 압축기, 사방밸브, 실내 열교환기, 실외 열교환기, 팽창장치, 기액 분리기 및 다수의 냉매관으로 이루어진다.
종래의 공기 조화기가 냉방 운전을 하는 경우, 압축기에서 냉매가 고압고온의 기상냉매로 압축되며, 압축된 냉매는 사방밸브를 통과하여, 실외 열교환기로 유입되어 응축되고, 응축된 액상 냉매는 실내기로 인출된다.
실내기로 인입된 냉매는 팽창장치를 거쳐서 실내 열교환기로 유입되며, 실내 열교환기를 통과한 냉매는 증발되어, 저온저압의 기체냉매가 다시 실외기로 인출된다.
실외기로 인입된 냉매는 다시 사방밸브를 통과하여, 기액 분리기로 유입되고, 기액 분리기에서 분리된 기상의 냉매만이 압축기로 흡입된다.
종래의 공기 조화기의 구조에 의하면, 공기 조화기의 냉방운전 시, 실내 열교환기를 통과한 냉매가 실내기와 실외기를 연결하는 긴 배관을 유동하며. 기액 분리기를 통과하면서 큰 압력손실이 발생한다. 그 결과, 냉매의 온도 및 압력이 크게 떨어진 상태가 되며, 이를 압축기에서 다시 고온고압의 냉매로 만들기 위해서 많은 양의 압축기 소요동력(AW)을 요구하게 된다.
이와 관련된 선행기술 정보는 아래와 같다.
출원번호(출원일): KR1020060133020 (2006-12-22)
발명의 명칭: 공기조화시스템{AIR CONDITIONING SYSTEM}
본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로서, 압축기의 소요동력을 줄일 수 있는 공기 조화기를 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 별도의 가열원이 없이도 증발된 냉매를 가열할 수 있는 공기 조화기를 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 증발된 냉매를 추가적으로 가열하여 압축기에 흡입 시, 압축기의 고장을 방지할 수 있는 냉매로 흡입되는 것을 목적으로 한다.
본 발명은 증발기에서 증발된 냉매를 응축기로 가이드 하는 바이패스 배관을 포함하여, 상기 증발기에서 증발된 냉매의 적어도 일부분을 상기 응축기로 가이드 하는 제 1 배관; 상기 제 1 배관에 연결되며, 상기 응축기의 냉매와 열교환 되는 제 2 배관; 상기 제 2 배관에 연결되며, 상기 응축기의 냉매와 열교환된 냉매를 상기 응축기로부터 배출시키는 제 3 배관이 포함된다.
또한, 유동 전환부로부터 기액 분리기로 연장되어, 상기 증발된 냉매를 기액 분리기로 가이드 하는 기액분리 유입배관 및 상기 기액분리 유입배관에 형성되며, 상기 제 1 배관이 연결되는 분지부가 포함된다.
또한, 응축기는 실외 열교환기를 포함하며, 상기 실외 열교환기는 냉매의 유동을 가이드 하는 다수의 냉매배관 및 상기 다수의 냉매배관에 결합되며, 냉매가 유동하는 유동공간을 형성하는 헤더가 포함되고, 상기 제 1 배관은 상기 헤더에 연결된다.
또한, 상기 제 2 배관은 상기 헤더의 유동공간에 위치한다.
또한, 상기 헤더에는, 상기 제 1 열교환부에 연결되는 제 1 헤더; 상기 제 2 열교환부에 연결되는 제 2 헤더; 및 상기 제 1, 2 헤더의 사이에 위치하는 체크밸브가 포함되며, 상기 제 2 배관은 상기 제 1 헤더의 유동공간에 위치된다.
또한, 상기 기액 분리기에서 분리된 기상냉매를 상기 압축기로 가이드 하는 기액분리 토출배관이 더 포함되며, 상기 기액분리 토출배관에는, 상기 제 3 배관에 연결되는 합지부가 포함된다.
또한, 상기 제 3 배관에 설치되는 가변 밸브가 더 포함되며, 상기 가변 밸브는 상기 공기 조화기의 냉방운전시 개방되고 난방운전시 폐쇄된다.
이러한 본 발명에 의하면, 증발기에서 증발된 냉매의 온도 및 압력을 상승시킬 수 있으므로, 압축기의 소요 동력을 낮출 수 있다.
또한, 별도의 가열원을 사용하지 않고, 증발된 저온 저압의 냉매를 응축기를 통하여 가열시키므로, 구성의 단순해질 수 있어 단가절감의 효과가 있으며, 별도의 가열원의 구동하기 위한 동력을 절감할 수 있다.
또한, 증발된 냉매가 응축기를 통과하면서 가열되므로, 건도가 증가하여 액상 냉매가 기상 냉매로 상변화가 일어나, 바로 압축기로 유입될 수 있다.
또한, 기액 분리기를 포함하여 냉매 중에 액상의 냉매를 분리할 수 있으며, 분리된 기상냉매와 응축기를 통과한 냉매가 합쳐져 압축기에 유입되므로, 액상 냉매가 압축기에 들어갈 우려가 없어지는 바, 압축기의 고장 발생 염려가 없다.
또한, 다수의 응축기를 포함하거나 다수의 실외 열교환기를 포함할 수 있으므로, 큰 응축용량이 요구되는 공기 조화기에도 적용이 가능하다.
또한, 응축기의 헤더에서 증발된 냉매가 응축기를 유동하는 냉매에 의하여 가열되므로, 외기에 의해서 응축되기 전에 고온 고압의 냉매와 열교환할 수 있으므로, 열교환량을 증가시킬 수 있다.
또한, 냉매의 유동을 가이드하는 유동 전환부 및 가변밸브를 추가하여 구성할 수 있고, 냉방운전시 가변밸브를 개방하고 난방운전시 상기 가변밸브를 폐쇄함으로써, 냉매유동의 제어가 용이하게 이루어질 수 있다.
도 1은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 공기 조화기(10)의 구성을 보여주는 도면이다.
도 2는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 공기 조화기가 냉방 운전 시, 도 1의 유동 전환부, 실외 열교환기 및 기액 분리기를 흐르는 냉매의 유동모습을 보여주는 도면이다.
도 3는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 공기 조화기가 냉방 운전 시, 도 1의 유동 전환부, 실외 열교환기 및 기액 분리기를 흐르는 냉매의 유동모습을 보여주는 도면이다.
이하에서는 도면을 참조하여, 본 발명의 구체적인 실시예를 설명한다. 다만, 본 발명의 사상은 제시되는 실시예에 제한되지 아니하며, 본 발명의 사상을 이해하는 당업자는 동일한 사상의 범위 내에서 다른 실시예를 용이하게 제안할 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 공기 조화기의 구성을 보여주는 도면이고, 도 2는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 공기 조화기가 냉방 운전 시, 도 1의 유동 전환부, 실외 열교환기 및 기액 분리기를 흐르는 냉매의 유동모습을 보여주는 도면이다.
도 1 및 2를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 공기 조화기(10)에는, 실외에 배치되는 실외기(100), 실내에 배치되는 실내기(200) 중 적어도 하나 또는 전부가 포함된다,
상기 실외기(100)에는, 실외 열교환기(110), 팽창밸브(120), 압축기(130), 유동 전환부(140), 과냉각 열교환기(150) 및 기액 분리기(160) 중 적어도 하나 또는 전부가 포함될 수 있으며, 상기 실내기(200)에는, 실내 열교환기(210), 실내EEV(220) 및 실내배관(230) 중 적어도 하나 또는 전부가 포함될 수 있다.
상기 압축기(130)의 출구측에는, 상기 압축기(130)에서 토출된 냉매를 실외 열교환기(110) 또는 실내기(200) 측으로 가이드 하는 유동 전환부(140)가 제공된다. 일례로, 상기 유동 전환부(140)에는, 사방 밸브가 포함될 수 있다.
상기 유동 전환부(140)의 출구측에는 제 1 전환배관(141), 제 2 전환배관(142) 및 제 3 전환배관(143)가 제공되며, 상기 제 1 전환배관(141)은 상기 실외 열교환기(110)로 연결되며, 상기 제 2 전환배관(142)은 상기 기액 분리기(160)로 연결되며, 상기 제 3 전환배관(143)은 실내기(200)로 연결되어 냉매를 유동시킨다.
상기 공기 조화기(10)가 냉방 운전하는 경우, 상기 압축기(130)에서 토출된 냉매는 상기 유동 전환부(140)로부터 상기 제 1 전환배관(141)을 통하여, 상기 실외 열교환기(110)로 유입된다. 반면에, 상기 공기 조화기(10)가 난방 운전하는 경우, 냉매는 상기 유동 전환부(140)로부터 상기 제 3 전환배관(143)을 통하여, 상기 실내 열교환기(210)측으로 유동한다.
상기 실외 열교환기(110)는 제 1 실외 열교환부(111), 제 2 실외 열교환부(112), 및 상기 제 1,2 실외 열교환부(111, 112)의 입구측에 각각 구비된 헤더(115, 116)를 포함할 수 있다. 상기 헤더(115, 116)는 상기 제 1,2 실외 열교환부(111, 112)를 이루는 다수의 냉매배관에 결합되며, 냉매가 유동하는 유동공간을 형성한다.
상기 공기 조화기(10)가 냉방 운전하는 경우, 상기 유동 전환부(140)의 냉매가 상기 헤더(115, 116)을 통하여 상기 제 1,2 실외 열교환부(111, 112)로 유입될 수 있으며, 난방 운전하는 경우, 상기 제 1,2 실외 열교환부(111, 112)의 냉매가 상기 헤더 (115,116)을 통하여 유동 전환부(140)로 유입될 수 있다.
또한, 제 1 실외 열교환부(111)의 일측에는 제 1 헤더(115)가 구비될 수 있으며, 제 2 실외 열교환부(112)의 일측에는 제 2 헤더(116)가 구비될 수 있고, 상기 공기 조화기(10)는 상기 제 1 헤더(115)와 제 2 헤더(116) 사이에 제 2 헤더(116)의 냉매를 제 1 헤더(115)로 유동시키는 체크밸브(119)가 구비될 수 있다.
상기 유동 전환부(140)를 통해서 상기 제 1 헤더(115)로 유입된 냉매는 상기 체크밸브(119)에 의하여 상기 제 2 헤더(116)로의 유동이 제한되며, 상기 제 1 실외 열교환부(111)로만 유입될 수 있다.
상기 실외 열교환기(110)에는 상기 제 1 실외 열교환부(111)의 출구측으로부터 상기 제 2 실외 열교환부(112)의 입구측에 위치한 제 2 헤더(116)로 냉매의 유동을 가이드 하는 가변유로(117)가 포함된다.
또한, 상기 실외 열교환기(110)에는 상기 가변유로(117)에 제공되어, 가변 유로(117)의 냉매의 흐름을 선택적으로 차단하는 가변밸브(118)가 제공된다.
상기 가변 밸브(118)의 온/오프여부에 따라, 상기 제 1 실외 열교환부(111)를 통과한 냉매는 상기 제 2 실외 열교환부(112)에 선택적으로 유입될 수 있다.
상세히, 상기 가변 밸브(118)가 오프 또는 폐쇄되면, 상기 제 1 실외 열교환부(111)를 통과한 냉매는 제 1 실외 열교환기의 출구측에 배치된 제 1 열 배관(113)을 통해서 후술할 팽창밸브(120)로 유동할 수 있다.
상기 가변 밸브(118)가 온 또는 개방되면, 상기 제 1 실외 열교환부(111)를 통과한 냉매의 일부는 상기 가변유로(117)를 거쳐 상기 제 2 실외 열교환부(112)의 상기 제 2 헤더(116)로 유입되며, 상기 제 2 헤더(116)로 유입된 냉매는 제 2 실외 열교환부(112)를 통과하며, 제 2 실외 열교환부(112)의 출구측에 배치된 제 2 열 배관(114)을 통해서 상기 팽창장치(120)로 유동한다.
상기 제 1 실외 열교환부(111)를 통과한 냉매의 나머지는 상기 제 1 열 배관(113)을 통해서 상기 팽창밸브(120)로 유동한다.
한편, 상기 공기 조화기(10)가 난방 운전하는 경우에, 팽창장치(120)로부터 유입된 냉매는 제 1 열 배관(113) 및 제 2 열 배관(114)으로 나누어져 유동하며, 제 1 열 배관(113)의 냉매는 제 1열교환기(111)를 통과하여 제 1 헤더(115)로 유동하며, 제 2 열 배관(114)의 냉매는 제 2 열교환기(112)를 통과하여 제 2 헤더(165)로 유동하며, 상기 제 2 헤더(116)의 냉매는 상기 체크밸브(119)를 통과하여 제 1 헤더(115)로 유동한다.
상기 팽창밸브(120)는, 냉방 운전을 기준으로 상기 실외 열교환기(110)의 출구측에 설치될 수 있으며, 상기 제 1 열 배관(113)의 냉매가 통과하는 제 1실외EEV(121) 및 상기 제 2 열 배관(114)의 냉매가 통과하는 제 2실외EEV(122)가 포함될 수 있다.
또한, 상기 팽창밸브에는 상기 제 1, 제 2실외EEV(121, 122)의 냉매가 합지되어 유동하는 실외합지부(123) 및 상기 실외합지부에 연결되는 실외배관(124)을 포함할 수 있다.
다만, 상기 공기 조화기(10)가 냉방 운전하는 경우, 상기 팽창밸브(121, 122)는 완전 개방되어 냉매의 감압작용을 수행하지 않는다.
상기 공기 조화기(10)에는, 상기 팽창밸브(121,122)을 거친 냉매가 유입되는 과냉각 열교환기(150) 및 상기 과냉각 열교환기(150)의 입구측에 제공되어 냉매를 분지하는 과냉각 분배기(151)가 더 포함된다.
상기 과냉각 열교환기(150)는 시스템을 순환하는 제 1 냉매와, 상기 제 1 냉매 중 일부의 냉매(제 2 냉매)가 분지된 후 열교환되는 중간 열교환기로서 기능한다.
여기서, 상기 제 1 냉매는 상기 과냉각 분배기(151)를 거쳐 상기 과냉각 열교환기(150)로 유입되는 냉매이며 상기 제 2 냉매에 의하여 과냉각 될 수 있다. 반면에, 상기 제 2 냉매는 상기 제 1 냉매로부터 흡열할 수 있다. 즉, 상기 제 1 냉매는 냉각되고, 상기 제 2 냉매는 가열될 수 있다.
상기 공기 조화기(10)에는, 상기 과냉각 열교환기(150)의 출구측에 제공되어 상기 제 1 냉매로부터 제 2 냉매가 분지되도록 하는 제 1 과냉각 유로(153)가 포함된다.
그리고, 상기 과냉각 유로(153)에는, 상기 제 2 냉매를 감압하기 위한 과냉각 팽창장치(152)가 제공된다. 상기 과냉각 팽창장치(152)에는, EEV(Electric Expansion Valve)가 포함될 수 있다.
상기 과냉각 유로(153)의 제 2 냉매는 상기 과냉각 열교환기(150)로 유입되어 상기 제 1 냉매와 열교환 된 후, 제 2 과냉각 유로(154)를 통하여 압축기(130)로 유동할 수 있다.
상기 과냉각 열교환기(150)를 통과한 제 1 냉매는 실내배관(230)을 유동하여, 실내기(200)로 인입된다.
상기 공기 조화기(10)에는, 상기 유동 전환부(140)의 제 2 전환배관(142)을 거친 냉매가 분지되는 분지부(181), 상기 압축기(130)의 입구측에 제공되며, 상기 분지부에서 분지된 냉매를 합하는 합지부(182), 냉매가 상기 압축기(130)로 유입되기 전 기상 냉매가 분리하는 기액 분리기(160) 및 상기 분지부(181)에서 분지된 냉매가 상기 실외 열교환기(110)를 유동하는 냉매와 열교환하는 열교환배관(170)을 더 포함한다.
상기 열교환배관(170)은 상기 제 1 헤더(115) 또는 제 2 헤더(116) 중 적어도 하나의 내부 유동공간에 위치되며, 상기 압축기(130)로부터 토출된 고온 고압의 기상 냉매와 실내 열교환기(210)에서 증발된 저온 저압의 기상 냉매를 열교환시킨다. 따라서, 실내 열교환기(210)에서 증발된 냉매가 가열된다.
냉동 사이클이 구동되는 과정에서, 상기 실내 열교환기(210)에서 증발된 냉매는 상기 유동 전환부(140)를 거치며, 상기 유동 전환부의 냉매는 상기 분지부(181)에서 분지되며, 분지된 일부(제 3 냉매)는 상기 기액 분리기(160)로 유입될 수 있으며, 이 때 분지된 나머지(제 4 냉매)는 상기 열교환배관(170)로 유입된다.
상세히, 상기 실내 열교환기(210)에서 증발된 냉매는 상기 유동 전환부(140)를 통과하며, 상기 분지부(181)에서 기액 분리기로 연결되는 제 1 분지관 및 상기 열교환배관(170)으로 연결되는 제 2 분지관으로 나뉘어 유동한다,
상기 제 1 분지관을 유동하는 냉매(제 3 냉매)는 상기 기액 분리기(160)를 통하여 기상 냉매만 분리되어 유동하며, 제 2 분지관을 유동하는 냉매(제 4 냉매)는 상기 열교환배관을 통하여 가열된다.
상기 제 1 분지관을 통해서 상기 기액 분리기를 통과한 냉매는 제 1 합지관으로 유입되며, 상기 제 2 분지관을 통해서 상기 열교환배관을 통과한 냉매는 제 2 합지관으로 유입되고, 상기 제 1 합지관 및 제 2 합지관의 냉매는 상기 합지부(182)에서 합지되여, 상기 압축기(130)로 유입된다.
상기 제 2 합지관(172)의 냉매(제 4 냉매)는 상기 실외 열교환기(110)를 유동하는 고온 고압의 냉매와 열교환되므로, 기액 분리기(160)를 통과한 제 1 합지관(162)의 저온 저압의 냉매(제 3 냉매)보다 고온 고압일 수 있으며, 합지부(182)에서의 합지된 냉매는 상기 유동전환부(140)를 통과한 냉매보다 고온 고압의 냉매가 될 수 있다.
상기 분지부(181)에서 열교환배관(170)으로 냉매를 유입시키는 제 2 분지관(171)을 제 1 배관으로 이해할 수 있으며, 상기 열교환배관(170)을 제 2 배관으로 이해할 수 있고, 상기 열교환배관(170)에서 상기 합지부로 냉매를 유출시키는 제 2 합지관(172)를 제 3 배관으로 이해할 수 있다.
또한, 상기 제 1 내지 제 3 배관은 상기 기액분리 유입배관 및 기액분리 토출배관에서 바이패스된 배관으로 볼 수 있으므로, 상기 제 1 내지 제 3 배관을 바이패스 배관이라고 이해할 수 있다.
또한, 상기 제2연결배관(142) 및 상기 제1분지관(161)은 냉매가 기액 분리기로 인입되는 냉매를 가이드 하므로, 기액분리 유입배관으로 이해할 수 있으며, 상기 제1합지관(162) 및 흡입배관(132)은 냉매가 기액 분리기에서 인출되어 압축기로 유입되는 냉매를 가이드 하므로, 기액분리 토출배관으로 이해될 수 있다.
상기 열교환배관은 사형으로 형성될 수 있으며, 상기 열교환배관을 유동하는 냉매(제 4 냉매)와 상기 실외 열교환기를 유동하는 냉매는 서로 대향될 수 있다.
반면, 상기 제 2 합지관(172)에는 가변 밸브(180)를 구비할 수 있으며, 상기 가변 밸브(180)는 상기 공기 조화기(10)가 냉방 운전을 하는 경우에는 개방되지만. 난방 운전을 하는 경우에는 폐쇄된다.
즉, 난방 운전을 하는 경우, 상기 가변 밸브(180)에 의해서 제 2 분지관(171) 및 제 2 분지관(172)으로 냉매가 유동하지 않으므로, 상기 유동전환부(140)의 냉매 전부가 제 1 분지관(161) 및 제 1 합지관(162)을 통하여 상기 압축기(130)로 유입된다.
상기 합지부(182)의 냉매는 상기 압축기(130)로 연결되는 흡입배관(132)으로 유동한다.
흡입배관(132)을 통해서 압축기(130)로 유입된 냉매는 압축기(130)에 의해서 고온 고압의 냉매가 되어서, 다시 토출배관(131)으로 유출되어, 상기 공기 조화기(10)를 순환한다.
이하에서는, 상기 공기 조화기(10)의 난방운전 시 공기 조화기(10)에서의 냉매 유동에 대하여 설명한다.
상기 압축기(130)에서 압축된 고온 고압의 냉매는 상기 유동 전환부(140)를 거쳐 제 1 전환배관(141)으로 유동하며, 상기 제 1 헤더(115)로 유입된다.
상기 제 1 헤더(115)로 유입된 냉매는 상기 제 1 실외 열교환부(111)의 냉매 배관을 유동하면서 외기와 열교환 된다. 이 때, 상기 제 1 헤더(115)의 냉매는, 상기 체크밸브(119)에 의하여 상기 제 2 헤더(116)로 유입되는 것이 제한된다. 그리고, 재 1열교환부(111)를 통과한 냉매는 제 1 열 배관(113)과 기변유로(117)로 분지되어 유동한다.
가변유로(117)를 유동하는 냉매는 상기 제 2 헤더(116)로 유입되어, 제 2 실외 열교환부(112)를 통과하며 실외 공기와 열교환하고, 제 2 열 배관(114)으로 유동한다.
제 1, 제 2 열 배관의 냉매는 각각 팽창장치(121, 122)를 통과하여 실외합지관(123)에서 합지되어, 실외배관(124)으로 유동한다.
상기 실외배관(124)의 냉매는 상기 과냉각 분배기(151)에서 제 1 냉매와 제 2 냉매로 분배되며, 상기 제 2 냉매는 상기 과냉각유로(153) 상에 위치한, 과냉각 팽창장치(152)를 통하여 팽창되며, 상기 제 2 냉매는 상기 과냉각 열교환기(150)를 통과하며, 가열되고, 상기 제 1 냉매는 상기 과냉각 열교환기(150)에서 팽창된 제 1 냉매가 열교환하여 냉각된다.
상기 제 2 냉매는 상기 과냉각유로(154)를 통하여, 상기 압축기(130)로 유입되고, 상기 제 1 냉매는 실내배관(230)을 통하여 실내기(200)로 유입되고, 실내 열교환기(210)에서 증발된다.
상기 증발된 냉매는 상기 실내배관(230)을 통해서 실외기(100)로 유입된다. 상기 실내배관(230)과 연결되는 제 3 전환배관(143)을 통하여 유동 전환부(140) 로 유입된 냉매는 제 2 전환배관(142)으로 유출된다.
제 2 전환배관(142)의 냉매는 분지점(181)에서 제 1 분지관(161) 및 제 2 분지관(171)으로 나뉘어 유동하며, 제 1 분지관(161)으로 유입된 냉매(제 3냉매)는 기액 분리기(160)을 통과하여 제 1 합지관(162)으로 배출되며, 제 2 분지관(171)으로 유입된 냉매는 열교환배관(170)을 통과하여, 상기 제 1 헤더 또는 제 2 헤더 중 적어도 하나를 유동하는 냉매에 의해서 가열되며, 제 2 합지관(172)으로 배출된다.
상기 제 1, 제 2 합지관(162, 172)은 합지부(182)에서 합지되며, 제 1, 제 2 합지관(162, 172)을 유동하는 냉매는 압축기(130)의 유입배관(132)을 통하여 압축기(130)로 유입된다.
상기 열교환배관(170)을 통과하면서 제 4 냉매가 가열되므로, 압축기(130)의 소요동력을 줄일 수 있다.
이하에서는 제 2 실시예를 설명한다. 본 실시예는 제 1 실시예와 비교하여, 바이패스 배관의 구성에 있어서만 차이가 있으므로 차이점을 위주로 설명하며, 제 1 실시예와 동일한 부분에 대하여는 제 1 실시예의 설명과 도면부호를 원용한다.
도 3는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 공기 조화가가 냉방 운전시, 도 1의 유동 전환부, 실외 열교환기 및 기액 분리기를 흐르는 냉매의 유동모습을 보여주는 도면이다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 공기 조화기는 상기 헤더(115, 116) 내부의 유동공간에 구비되는 열교환배관의 구성을 제외하고는 이전 실시예와 동일하다.
본 실시예에서는 상기 열교환배관(170)은 복수로 구비될 수 있다.
즉, 상기 열교환배관(170)은 제1열교환배관(174), 제2열교환배관(175) 및 상기 복수의 열교환배관 사이에는 상기 열교환배관을 연결하는 연결관(176)를 포함한다.
상기 제 1 열교환배관(174)은 상기 제 1 헤더(115)의 내부에 위치되며, 상기 제 2 열교환배관(175)은 상기 제 2 헤더(116)의 내부에 위치될 수 있다.
따라서, 상기 공기 조화기(10)가 냉방운전 하는 경우에는, 상기 분지부(181)에서 분지되는 제2분지관(171)이 상기 제 2 열교환배관(175)의 일단과 연결되며, 상기 제 2 열교환배관(175)의 타단과 상기 제 1 열교환배관(176)의 일단이 상기 연결관(175)를 통하여 연결되며, 상기 제 1 열교환배관(176)의 타단은 상기 제 2 합지관(172)와 연결될 수 있다.
본 실시예는 제 1 헤더(115)와 제2헤더(116) 모두에 열교환배관(174, 175)를 구성하므로, 하나의 헤더에 열교환배관을 구비하는 경우보다 열교환되는 유로를 길게 구성할 수 있으므로, 열교환량을 증가시킬 수 있는 이점이 있다.
본 실시예에서는 2개의 헤더에 구비되는 열교환배관을 표현하였으나, 이에 한정되지 않으며, 3개 이상의 헤더에도 적용될 수 있다.

Claims (15)

  1. 냉매를 압축시키는 압축기;
    상기 압축기에서 압축된 냉매를 응축시키는 응축기;
    상기 응축기에서 응축된 냉매를 팽창시키는 팽창장치;
    상기 팽창장치에서 팽창된 냉매를 증발시키는 증발기;
    상기 증발기와 상기 압축기 사이에 배치되며, 상기 증발기에서 증발된 냉매가 유입되는 기액 분리기;
    상기 기액분리기의 유입측에 배치되는 분지부;
    상기 기액분리기의 배출측에 배치되는 합지부;
    상기 분지부로부터 상기 응축기로 연장되며, 상기 증발기를 통과한 냉매 중 일부가 상기 기액 분리기를 바이패스하여 상기 압축기로 유동되도록 가이드 하는 바이패스 배관이 포함되며, 상기 바이패스 배관에는,
    상기 분지부로부터 연장되어 상기 응축기까지 연결되는 제 1 배관;
    상기 제 1 배관에 연결되며, 상기 응축기의 냉매와 열교환되는 제 2 배관; 및
    상기 제 2 배관에 연결되며, 상기 응축기와 열교환된 냉매의 배출을 가이드 하는 제 3 배관이 포함되며,
    상기 제 3 배관을 통과한 냉매는 상기 기액분리기에서 배출된 냉매와 상기 합지부에서 합지되는 공기 조화기.
  2. 제 1 항에 있어서,
    냉방 또는 난방운전 여부에 따라 상기 냉매의 유동방향을 전환하는 유동 전환부; 및
    상기 증발된 냉매가 상기 유동 전환부를 거쳐 유입되는 기액 분리기가 더 포함되는 공기 조화기.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 유동 전환부로부터 상기 기액 분리기로 연장되어, 상기 증발된 냉매를 상기 기액 분리기로 가이드 하는 기액분리 유입배관; 및
    상기 기액분리 유입배관에 형성되며, 상기 제 1 배관이 연결되는 분지부가 포함되는 공기 조화기.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 응축기는, 상기 냉매를 실외 공기와 열교환하는 실외 열교환기이고,
    상기 증발기는, 상기 냉매를 실내 공기와 열교환하는 실내 열교환기인 것을 특징으로 하는 공기 조화기.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 실외 열교환기에는,
    냉매의 유동을 가이드 하는 다수의 냉매배관; 및
    상기 다수의 냉매배관에 결합되며, 냉매가 유동하는 유동공간을 형성하는 헤더가 포함되는 공기 조화기.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 제 1 배관은 상기 헤더에 연결되는 공기 조화기.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 제 2 배관은, 상기 헤더의 유동공간에 위치하는 공기 조화기.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 제 3 배관은 상기 헤더로부터 외부로 연장되는 공기 조화기.
  9. 제 5 항에 있어서,
    상기 실외 열교환기에는, 제 1 실외 열교환부 및 제 2 실외 열교환부가 포함되고,
    상기 실외 열교환기의 제 1 실외 열교환부의 일 측으로부터 제 2 실외 열교환부의 일 측으로 연장되어 냉매의 유동을 가이드 하는 가변유로가 더 포함되는 공기 조화기.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 헤더에는
    상기 제 1 실외 열교환부에 연결되는 제 1 헤더;
    상기 제 2 실외 열교환부에 연결되는 제 2 헤더; 및
    상기 제 1, 2 헤더의 사이에 위치하는 체크밸브가 포함되는 공기 조화기.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 제 2 배관은 상기 제 1 헤더의 유동공간에 위치되는 공기 조화기.
  12. 제 9 항에 있어서,
    상기 가변유로에 제공되며, 상기 가변유로의 냉매의 흐름을 선택적으로 차단하는 가변밸브를 더 포함하는 공기 조화기.
  13. 제 3 항에 있어서,
    상기 기액 분리기에서 분리된 기상냉매를 상기 압축기로 가이드 하는 기액분리 토출배관이 더 포함되며,
    상기 기액분리 토출배관에는, 상기 제 3 배관에 연결되는 합지부가 포함되는 공기 조화기.
  14. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 3 배관에 설치되는 가변 밸브가 더 포함되며,
    상기 가변 밸브는 상기 공기 조화기의 냉방운전시 개방되고 난방운전시 폐쇄되는 공기 조화기.
  15. 제 10 항에 있어서,
    상기 제 2 배관은 상기 제 1 헤더 및 제 2 헤더의 내부공간에 위치하는 공기 조화기.
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