KR102122250B1 - Air Conditioner - Google Patents

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KR102122250B1
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김병수
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고영환
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엘지전자 주식회사
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Abstract

본 발명은 냉매를 압축기에 안정적으로 인젝션할 수 있는 공기조화기에 관한 것이다. 본 발명의 실시예에 따른 공기조화기는, 냉매를 압축하는 압축기; 상기 압축기에서 압축된 냉매를 응축하는 응축기; 상기 응축기에서 응축된 냉매를 증발하는 증발기; 상기 증발기에서 증발된 냉매에서 기상 냉매와 액상 냉매를 분리하는 기액분리기; 상기 응축기에서 증발기로 유동되는 냉매 일부를 팽창하는 인젝션 팽창밸브; 및 상기 응축기에서 증발기로 유동되는 냉매를 상기 인젝션 팽창밸브에서 팽창된 냉매 및 상기 기액분리기를 통과한 냉매와 열교환하는 인젝션 열교환기를 포함한다.The present invention relates to an air conditioner capable of stably injecting a refrigerant into a compressor. Air conditioner according to an embodiment of the present invention, a compressor for compressing a refrigerant; A condenser condensing the compressed refrigerant in the compressor; An evaporator that evaporates the refrigerant condensed in the condenser; A gas-liquid separator separating a gaseous refrigerant and a liquid refrigerant from the refrigerant evaporated in the evaporator; An injection expansion valve that expands a portion of the refrigerant flowing from the condenser to the evaporator; And an injection heat exchanger that heats the refrigerant flowing from the condenser to the evaporator with the refrigerant expanded in the injection expansion valve and the refrigerant that has passed through the gas-liquid separator.

Description

공기조화기 {Air Conditioner}Air conditioner {Air Conditioner}

본 발명은 공기조화기에 관한 것으로, 보다 상세하게는 냉매를 압축기에 안정적으로 인젝션할 수 있는 공기조화기에 관한 것이다.The present invention relates to an air conditioner, and more particularly, to an air conditioner capable of stably injecting a refrigerant into a compressor.

일반적으로 공기조화기는 압축기, 실외 열교환기, 팽창밸브 및 실내 열교환기를 포함하는 냉동 사이클을 이용하여 실내를 냉방 또는 난방시키는 장치이다. 즉 실내를 냉방시키는 냉방기, 실내를 난방시키는 난방기로 구성될 수 있다. 그리고 실내를 냉방 또는 난방시키는 냉난방 겸용 공기조화기로 구성될 수도 있다.In general, an air conditioner is a device that cools or heats a room using a refrigeration cycle including a compressor, an outdoor heat exchanger, an expansion valve, and an indoor heat exchanger. That is, it may be composed of a cooler for cooling the room, and a heater for heating the room. In addition, it may be configured as an air conditioner combined with air conditioning to cool or heat the room.

상기 공기조화기가 냉난방 겸용 공기조화기로 구성되는 경우, 냉방운전과 난방운전에 따라 압축기에서 압축된 냉매의 유로를 바꾸는 절환부를 포함하여 구성된다. 즉 냉방운전시 압축기에서 압축된 냉매는 절환부를 통과하여 실외 열교환기로 유동을 하고 실외 열교환기는 응축기 역할을 한다. 그리고, 실외 열교환기에서 응축된 냉매는 팽창밸브에서 팽창된 후, 실내 열교환기로 유입된다. 이 때, 실내 열교환기는 증발기로 작용을 하게 되고, 실내 열교환기에서 증발된 냉매는 다시 절환부를 통과하여 압축기로 유입된다.When the air conditioner is configured as an air conditioner for both air conditioning and heating, the air conditioner includes a switching unit for changing the flow path of the compressed refrigerant in the compressor according to the cooling operation and the heating operation. That is, in the cooling operation, the refrigerant compressed by the compressor passes through the switching part and flows to the outdoor heat exchanger, and the outdoor heat exchanger serves as a condenser. Then, the refrigerant condensed in the outdoor heat exchanger expands in the expansion valve and then flows into the indoor heat exchanger. At this time, the indoor heat exchanger acts as an evaporator, and the refrigerant evaporated from the indoor heat exchanger passes through the switching part again and flows into the compressor.

이러한 공기조화기는 난방운전 또는 냉방운전시 응축된 냉매 일부를 압축기에 인젝션(injection)하여 효율을 향상시킨다.The air conditioner improves efficiency by injecting some of the condensed refrigerant into the compressor during the heating operation or the cooling operation.

본 발명이 해결하고자 하는 과제는 안정적으로 냉매를 압축기에 인젝션할 수 있는 공기조화기 및 그 제어방법을 제공하는 것이다.The problem to be solved by the present invention is to provide an air conditioner and a control method for stably injecting refrigerant into a compressor.

본 발명의 과제들은 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The problems of the present invention are not limited to the problems mentioned above, and other problems not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the following description.

상기 과제를 달성하기 위하여, 본 발명의 실시예에 따른 공기조화기는, 냉매를 압축하는 압축기; 상기 압축기에서 압축된 냉매를 응축하는 응축기; 상기 응축기에서 응축된 냉매를 증발하는 증발기; 상기 증발기에서 증발된 냉매에서 기상 냉매와 액상 냉매를 분리하는 기액분리기; 상기 응축기에서 증발기로 유동되는 냉매 일부를 팽창하는 인젝션 팽창밸브; 및 상기 응축기에서 증발기로 유동되는 냉매를 상기 인젝션 팽창밸브에서 팽창된 냉매 및 상기 기액분리기를 통과한 냉매와 열교환하는 인젝션 열교환기를 포함한다.In order to achieve the above object, the air conditioner according to an embodiment of the present invention, a compressor for compressing a refrigerant; A condenser condensing the compressed refrigerant in the compressor; An evaporator that evaporates the refrigerant condensed in the condenser; A gas-liquid separator separating a gaseous refrigerant and a liquid refrigerant from the refrigerant evaporated in the evaporator; An injection expansion valve that expands a portion of the refrigerant flowing from the condenser to the evaporator; And an injection heat exchanger that heats the refrigerant flowing from the condenser to the evaporator with the refrigerant expanded in the injection expansion valve and the refrigerant that has passed through the gas-liquid separator.

상기 과제를 달성하기 위하여, 본 발명의 실시예에 따른 공기조화기는, 냉매를 압축하는 압축기; 상기 압축기에서 압축된 냉매를 응축하는 응축기; 상기 응축기에서 응축된 냉매를 증발하는 증발기; 상기 증발기에서 증발된 냉매에서 기상 냉매와 액상 냉매를 분리하는 기액분리기; 상기 응축기에서 증발기로 유동되는 냉매 일부를 팽창하는 인젝션 팽창밸브; 및 상기 응축기에서 증발기로 유동되는 냉매를 과냉각하고 상기 인젝션 팽창밸브에서 팽창된 냉매를 증발하고 상기 기액분리기를 통과한 냉매를 과열하는 인젝션 열교환기를 포함한다.In order to achieve the above object, the air conditioner according to an embodiment of the present invention, a compressor for compressing a refrigerant; A condenser condensing the compressed refrigerant in the compressor; An evaporator that evaporates the refrigerant condensed in the condenser; A gas-liquid separator separating a gaseous refrigerant and a liquid refrigerant from the refrigerant evaporated in the evaporator; An injection expansion valve that expands a portion of the refrigerant flowing from the condenser to the evaporator; And an injection heat exchanger for supercooling the refrigerant flowing from the condenser to the evaporator, evaporating the expanded refrigerant at the injection expansion valve, and overheating the refrigerant passing through the gas-liquid separator.

기타 실시예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.Details of other embodiments are included in the detailed description and drawings.

본 발명의 공기조화기에 따르면 다음과 같은 효과가 하나 혹은 그 이상 있다.According to the air conditioner of the present invention, there are one or more of the following effects.

첫째,　기액분리기를 통과한 냉매를 과열시켜 압축기로 흡입되는 냉매를 기상으로 확보하여 압축기의 신뢰성 및 시스템 성능을 개선할 수 있는 장점이 있다.First, there is an advantage of improving the reliability and system performance of the compressor by overheating the refrigerant passing through the gas-liquid separator and securing the refrigerant sucked into the compressor in the gas phase.

둘째,　기액분리기를 통과한 냉매를 과열시켜 압축기의 토출온도를 상승시켜 압축기의 신뢰성 및 시스템 성능을 개선할 수 있는 장점도 있다.Second, there is also an advantage of improving the reliability and system performance of the compressor by increasing the discharge temperature of the compressor by overheating the refrigerant passing through the gas-liquid separator.

셋째,　인젝션되는 냉매의 증발과 응축된 냉매의 과냉과 압축기 유입 냉매의 과열을 하나의 열교환기로 수행하여 간단한 구조로 시스템 성능을 확보할 수 있는 장점도 있다.Third, there is an advantage in that system performance can be secured with a simple structure by performing evaporation of the injected refrigerant, supercooling of the condensed refrigerant, and superheating of the refrigerant entering the compressor with a single heat exchanger.

본 발명의 효과들은 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 청구범위의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The effects of the present invention are not limited to the effects mentioned above, and other effects not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the description of the claims.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 공기조화기의 냉방운전시 냉매 흐름이 도시된 구성도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 공기조화기의 인젝션 열교환기의 구조도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 공기조화기의 난방운전시 냉매 흐름이 도시된 구성도이다.1 is a block diagram showing a refrigerant flow during the cooling operation of the air conditioner according to an embodiment of the present invention.
2 is a structural diagram of an injection heat exchanger of an air conditioner according to an embodiment of the present invention.
3 is a block diagram showing a refrigerant flow during the heating operation of the air conditioner according to an embodiment of the present invention.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.Advantages and features of the present invention, and methods for achieving them will be clarified with reference to embodiments described below in detail together with the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments disclosed below, but may be implemented in various different forms, and only the embodiments allow the disclosure of the present invention to be complete, and common knowledge in the technical field to which the present invention pertains. It is provided to completely inform the person having the scope of the invention, and the present invention is only defined by the scope of the claims. The same reference numerals refer to the same components throughout the specification.

이하, 본 발명의 실시예들에 의하여 공기조화기를 설명하기 위한 도면들을 참고하여 본 발명에 대해 설명하도록 한다.Hereinafter, the present invention will be described with reference to the drawings for explaining an air conditioner according to embodiments of the present invention.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 공기조화기의 냉방운전시 냉매 흐름이 도시된 구성도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 공기조화기의 인젝션 열교환기의 구조도이다.1 is a block diagram showing a refrigerant flow during cooling operation of an air conditioner according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a structural diagram of an injection heat exchanger of an air conditioner according to an embodiment of the present invention.

본 발명의 일 실시예에 따른 공기조화기는, 냉매를 압축하는 압축기(110)와, 실외에 설치되어 실외 공기와 냉매를 열교환하는 실외 열교환기(120)와, 실내에 설치되어 실내 공기와 냉매를 열교환하는 실내 열교환기(130)와, 압축기에서 토출된 냉매를 냉방운전시 실외 열교환기(120)로 안내하고 난방운전시 실내 열교환기(130)로 안내하는 절환부(190)와, 냉방운전시 실외 열교환기(120)에서 실내 열교환기(130)로 유동되는 냉매 일부를 팽창하고 난방운전시 실내 열교환기(130)에서 실외 열교환기(120)로 유동되는 냉매 일부를 팽창하는 인젝션 팽창밸브(180)와, 냉방운전시 실외 열교환기(120)에서 실내 열교환기(130)로 유동되는 냉매를 과냉각하고 난방운전시 실내 열교환기(130)에서 실외 열교환기(120)로 유동되는 냉매를 과냉각하며, 인젝션 팽창밸브(180)에서 팽창된 냉매를 증발하고, 기액분리기(160)를 통과한 냉매를 과열하는 인젝션 열교환기(170)를 포함한다.An air conditioner according to an embodiment of the present invention includes a compressor 110 for compressing a refrigerant, an outdoor heat exchanger 120 installed outdoors to exchange outdoor air and refrigerant, and indoor air and refrigerant installed indoors. An indoor heat exchanger (130) exchanging heat, a switching unit (190) guiding the refrigerant discharged from the compressor to the outdoor heat exchanger (120) during cooling operation, and an indoor heat exchanger (130) during heating operation, during cooling operation Injection expansion valve (180) to expand a portion of the refrigerant flowing from the outdoor heat exchanger (120) to the indoor heat exchanger (130) and to expand a portion of the refrigerant flowing from the indoor heat exchanger (130) to the outdoor heat exchanger (120) during heating operation. ), supercooling the refrigerant flowing from the outdoor heat exchanger (120) to the indoor heat exchanger (130) during cooling operation, and supercooling the refrigerant flowing from the indoor heat exchanger (130) to the outdoor heat exchanger (120) during heating operation, It includes an injection heat exchanger 170 for evaporating the refrigerant expanded in the injection expansion valve 180, and superheating the refrigerant that has passed through the gas-liquid separator 160.

압축기(110)는 유입되는 저온 저압의 냉매를 고온 고압의 냉매로 압축시킨다. 압축기(110)는 다양한 구조가 적용될 수 있으며, 실린더 및 피스톤을 이용한 왕복동 압축기 또는 선회 스크롤 및 고정 스크롤을 이용한 스크롤 압축기일 수 있다. 본 실시예에서 압축기(110)는 스크롤 압축기이다. 압축기(110)는 실시예에 따라 복수로 구비될 수 있다.The compressor 110 compresses the incoming low temperature low pressure refrigerant into a high temperature high pressure refrigerant. Various structures may be applied to the compressor 110, and may be a reciprocating compressor using a cylinder and a piston, or a scroll compressor using orbiting scroll and fixed scroll. In this embodiment, the compressor 110 is a scroll compressor. Compressor 110 may be provided in a plurality according to the embodiment.

압축기(110)는, 기액분리기(160)에서 유출되어 인젝션 열교환기(170)에서 과열된 냉매가 흡입되는 유입포트(111)와, 인젝션 팽창밸브(180)에서 팽창되어 인젝션 열교환기(170)에서 증발된 냉매가 유입되는 인젝션 포트(112)와, 압축된 냉매가 토출되는 토출포트(114)를 포함한다.Compressor 110, the inlet port 111 is discharged from the gas-liquid separator 160 and the superheated refrigerant is sucked in the injection heat exchanger 170, and expanded in the injection expansion valve 180 in the injection heat exchanger 170 It includes an injection port 112 through which the evaporated refrigerant flows, and a discharge port 114 through which the compressed refrigerant is discharged.

압축기(110)는 유입포트(111)로 흡입된 냉매를 압축실(미도시)에서 압축하며 압축실에 형성된 인젝션 포트(112)로 인젝션되는 냉매와 합류시킨다. 압축기(110)는 합류된 냉매를 압축하여 토출포트(114)로 토출시킨다.The compressor 110 compresses the refrigerant sucked into the inlet port 111 in a compression chamber (not shown) and joins the refrigerant injected into the injection port 112 formed in the compression chamber. The compressor 110 compresses the condensed refrigerant and discharges it to the discharge port 114.

기액분리기(160)는 냉방운전시 실내 열교환기(130)에서 증발된 냉매 또는 난방운전시 실외 열교환기(120)에서 증발된 냉매에서 기상 냉매와 액상 냉매를 분리한다. 기액분리기(160)는 절환부(190)와 인젝션 열교환기(170) 사이에 구비된다. 기액분리기(160)에서 분리된 냉매는 인젝션 열교환기(170)로 유입된다.The gas-liquid separator 160 separates the gaseous refrigerant and the liquid refrigerant from the refrigerant evaporated in the indoor heat exchanger 130 during cooling operation or the refrigerant evaporated in the outdoor heat exchanger 120 during heating operation. The gas-liquid separator 160 is provided between the switching unit 190 and the injection heat exchanger 170. The refrigerant separated from the gas-liquid separator 160 flows into the injection heat exchanger 170.

절환부(190)는 냉난방 절환을 위한 유로 절환 밸브로서, 압축기(110)에서 압축된 냉매를 냉방운전시 실외 열교환기(120)로 안내하고, 난방운전시 실내 열교환기(130)로 안내한다. 실시예에 따라, 절환부(190)는 4개의 유로를 절환할 수 있는 다양한 밸브 또는 그 조합으로 구현될 수 있다.The switching unit 190 is a flow path switching valve for heating and cooling switching, and guides the refrigerant compressed by the compressor 110 to the outdoor heat exchanger 120 during cooling operation and to the indoor heat exchanger 130 during heating operation. Depending on the embodiment, the switching unit 190 may be implemented with various valves or combinations of which can switch four flow paths.

절환부(190)는 압축기(110)의 토출포트(114) 및 기액분리기(160)와 연결되고, 실내 열교환기(130) 및 실외 열교환기(120)와 연결된다. 절환부(190)는 냉방운전시 압축기(110)의 토출포트(114)와 실외 열교환기(120)를 연결하고, 실내 열교환기(130)와 기액분리기(160)를 연결한다. 절환부(190)는 난방운전시 압축기(110)의 토출포트(114)와 실내 열교환기(130)를 연결하고, 실외 열교환기(120)와 기액분리기(160)를 연결한다.The switching unit 190 is connected to the discharge port 114 and the gas-liquid separator 160 of the compressor 110, and is connected to the indoor heat exchanger 130 and the outdoor heat exchanger 120. The switching unit 190 connects the discharge port 114 of the compressor 110 and the outdoor heat exchanger 120 during cooling operation, and connects the indoor heat exchanger 130 and the gas-liquid separator 160. The switching unit 190 connects the discharge port 114 of the compressor 110 and the indoor heat exchanger 130 during the heating operation, and connects the outdoor heat exchanger 120 and the gas-liquid separator 160.

절환부(190)는 서로 다른 유로를 연결할 수 있는 다양한 모듈로 구현될 수 있으며 본 실시예에서는 유로 절환을 위한 사방밸브이다. 실시예에 따라 절환부(190)는 삼방밸브 2개의 조합 등 다양한 밸브 또는 그 조합으로 구현될 수 있다.The switching unit 190 may be implemented with various modules capable of connecting different flow paths, and in this embodiment, it is a four-way valve for switching the flow paths. Depending on the embodiment, the switching unit 190 may be implemented with various valves or a combination thereof, such as a combination of two three-way valves.

실외 열교환기(120)는 실외 공간에 배치되며, 실외 열교환기(120)를 통과하는 냉매가 실외공기와 열교환을 한다. 실외 열교환기(120)는 냉방운전시 냉매를 응축하는 응축기로 작용하고, 난방운전시 냉매를 증발하는 증발기로 작용한다.The outdoor heat exchanger 120 is disposed in an outdoor space, and the refrigerant passing through the outdoor heat exchanger 120 exchanges heat with outdoor air. The outdoor heat exchanger 120 acts as a condenser condensing the refrigerant during cooling operation and as an evaporator evaporating the refrigerant during heating operation.

실외 열교환기(120)는 절환부(190) 및 실외 팽창밸브(140)와 연결된다. 냉방운전시 압축기(110)에서 압축되어 압축기(110)의 토출포트(114) 및 절환부(190)를 통과한 냉매는 실외 열교환기(120)로 유입된 후 응축되어 실외 팽창밸브(140)로 유동된다. 난방운전시 실외 팽창밸브(140)에서 팽창된 냉매는 실외 열교환기(120)로 유입된 후 증발되어 절환부(190)로 토출된다.The outdoor heat exchanger 120 is connected to the switching unit 190 and the outdoor expansion valve 140. During the cooling operation, the refrigerant compressed by the compressor 110 and passed through the discharge port 114 and the switching unit 190 of the compressor 110 flows into the outdoor heat exchanger 120 and condenses to the outdoor expansion valve 140. Flow. The refrigerant expanded in the outdoor expansion valve 140 during the heating operation flows into the outdoor heat exchanger 120 and then evaporates and is discharged to the switching unit 190.

실외 팽창밸브(140)는 냉방운전시 완전 개방되어 냉매를 통과시키고, 난방운전시 개도가 조절되어 냉매를 팽창한다. 실외 팽창밸브(140)는 실외 열교환기(120) 및 인젝션 열교환기(170)와 연결된다. 실외 팽창밸브(140)는 실외 열교환기(120)와 인젝션 열교환기(170) 사이에 구비된다.The outdoor expansion valve 140 is completely opened during the cooling operation to pass the refrigerant, and the opening degree is adjusted during the heating operation to expand the refrigerant. The outdoor expansion valve 140 is connected to the outdoor heat exchanger 120 and the injection heat exchanger 170. The outdoor expansion valve 140 is provided between the outdoor heat exchanger 120 and the injection heat exchanger 170.

실외 팽창밸브(140)는 냉방운전시 실외 열교환기(120)로부터 유입되는 냉매를 통과시켜 인젝션 열교환기(170)로 안내한다. 실외 팽창밸브(140)는 난방운전시 인젝션 열교환기(170)에서 실외 열교환기(120)로 유동되는 냉매를 팽창한다.The outdoor expansion valve 140 passes the refrigerant flowing from the outdoor heat exchanger 120 during cooling operation and guides it to the injection heat exchanger 170. The outdoor expansion valve 140 expands the refrigerant flowing from the injection heat exchanger 170 to the outdoor heat exchanger 120 during heating operation.

실내 열교환기(130)는 실내 공간에 배치되며, 실내 열교환기(130)를 통과하는 냉매가 실내공기와 열교환을 한다. 실내 열교환기(130)는 냉방운전시 냉매를 증발하는 증발기로 작용하고, 난방운전시 냉매를 응축하는 응축기로 작용한다.The indoor heat exchanger 130 is disposed in an indoor space, and the refrigerant passing through the indoor heat exchanger 130 exchanges heat with indoor air. The indoor heat exchanger 130 acts as an evaporator for evaporating the refrigerant during cooling operation and as a condenser for condensing the refrigerant during heating operation.

실내 열교환기(130)는 절환부(190) 및 실내 팽창밸브(150)와 연결된다. 냉방운전시 실내 팽창밸브(150)에서 팽창된 냉매는 실내 열교환기(130)로 유입된 후 증발되어 절환부(190)로 토출된다. 난방운전시 압축기(110)에서 압축되어 압축기(110)의 토출포트(114) 및 절환부(190)를 통과한 냉매는 실내 열교환기(130)로 유입된 후 응축되어 실내 팽창밸브(150)로 유동된다.The indoor heat exchanger 130 is connected to the switching unit 190 and the indoor expansion valve 150. The refrigerant expanded in the indoor expansion valve 150 during the cooling operation flows into the indoor heat exchanger 130 and then evaporates and is discharged to the switching unit 190. During the heating operation, the refrigerant compressed by the compressor 110 and passing through the discharge port 114 and the switching unit 190 of the compressor 110 flows into the indoor heat exchanger 130 and condenses to the indoor expansion valve 150. Flow.

실내 팽창밸브(150)는 냉방운전시 개도가 조절되어 냉매를 팽창하고 난방운전시 완전 개방되어 냉매를 통과시킨다. 실내 팽창밸브(150)는 실내 열교환기(130) 및 인젝션 열교환기(170)와 연결된다. 실내 팽창밸브(150)는 실내 열교환기(130)와 인젝션 열교환기(170) 사이에 구비된다.The indoor expansion valve 150 expands the refrigerant by controlling the opening degree during cooling operation, and fully opens during the heating operation to pass the refrigerant. The indoor expansion valve 150 is connected to the indoor heat exchanger 130 and the injection heat exchanger 170. The indoor expansion valve 150 is provided between the indoor heat exchanger 130 and the injection heat exchanger 170.

실내 팽창밸브(150)는 냉방운전시 인젝션 열교환기(170)에서 실내 열교환기(130)로 유동되는 냉매를 팽창한다. 실내 팽창밸브(150)는 난방운전시 실내 열교환기(130)로부터 유입되는 냉매를 통과시켜 인젝션 열교환기(170)로 안내한다.The indoor expansion valve 150 expands the refrigerant flowing from the injection heat exchanger 170 to the indoor heat exchanger 130 during cooling operation. The indoor expansion valve 150 guides the injection heat exchanger 170 by passing the refrigerant flowing from the indoor heat exchanger 130 during the heating operation.

인젝션 팽창밸브(180)는 냉방운전시 응축기로 작용하는 실외 열교환기(120)에서 증발기로 작용하는 실내 열교환기(130)로 유동되는 냉매 일부를 팽창하고, 난방운전시 응축기로 작용하는 실내 열교환기(130)에서 증발기로 작용하는 실외 열교환기(120)로 유동되는 냉매 일부를 팽창한다.The injection expansion valve 180 expands a portion of the refrigerant flowing from the outdoor heat exchanger 120 serving as a condenser during cooling operation to the indoor heat exchanger 130 serving as an evaporator, and an indoor heat exchanger serving as a condenser during heating operation. At 130, a portion of the refrigerant flowing to the outdoor heat exchanger 120 acting as an evaporator is expanded.

인젝션 팽창밸브(180)는 실외 팽창밸브(140)와 실내 팽창밸브(150) 사이에 배치된다. 인젝션 팽창밸브(180)는 실외 팽창밸브(140)와 인젝션 열교환기(170) 사이 또는 실내 팽창밸브(150)와 인젝션 열교환기(170) 사이에서 인젝션 열교환기(170)와 병렬로 연결된다. 본 실시예에서 인젝션 팽창밸브(180)는 실외 팽창밸브(140)와 인젝션 열교환기(170) 사이에서 인젝션 열교환기(170)와 병렬로 연결된다. 즉, 본 실시예에서 인젝션 팽창밸브(180)는 실외 팽창밸브(140) 및 인젝션 열교환기(170)와 연결된다. 실시예에 따라 인젝션 팽창밸브(180)는 실내 팽창밸브(150) 및 인젝션 열교환기(170)와 연결된다.The injection expansion valve 180 is disposed between the outdoor expansion valve 140 and the indoor expansion valve 150. The injection expansion valve 180 is connected in parallel with the injection heat exchanger 170 between the outdoor expansion valve 140 and the injection heat exchanger 170 or between the indoor expansion valve 150 and the injection heat exchanger 170. In this embodiment, the injection expansion valve 180 is connected in parallel with the injection heat exchanger 170 between the outdoor expansion valve 140 and the injection heat exchanger 170. That is, in this embodiment, the injection expansion valve 180 is connected to the outdoor expansion valve 140 and the injection heat exchanger 170. According to an embodiment, the injection expansion valve 180 is connected to the indoor expansion valve 150 and the injection heat exchanger 170.

인젝션 팽창밸브(180)는 냉방운전시 실외 열교환기(120)로부터 실외 팽창밸브(140)를 거쳐 유동되는 냉매의 일부를 팽창하여 인젝션 열교환기(170)로 안내한다. 인젝션 팽창밸브(180)는 난방운전시 실내 열교환기(130)로부터 실내 팽창밸브(150)를 거쳐 유동된느 냉매의 일부를 팽창하여 인젝션 열교환기(170)로 안내한다.During the cooling operation, the injection expansion valve 180 expands a portion of the refrigerant flowing from the outdoor heat exchanger 120 through the outdoor expansion valve 140 to guide it to the injection heat exchanger 170. During the heating operation, the injection expansion valve 180 expands a portion of the refrigerant flowing from the indoor heat exchanger 130 through the indoor expansion valve 150 and guides it to the injection heat exchanger 170.

인젝션 열교환기(170)는 실내 팽창밸브(150), 인젝션 팽창밸브(180), 실외 팽창밸브(150), 기액분리기(160) 및 압축기(110)와 연결된다.The injection heat exchanger 170 is connected to the indoor expansion valve 150, the injection expansion valve 180, the outdoor expansion valve 150, the gas-liquid separator 160, and the compressor 110.

인젝션 열교환기(170)는 냉방운전시 응축기로 작용되는 실외 열교환기(120)로부터 실외 팽창밸브(140)를 거쳐 실내 팽창밸브(150)로 유동되는 냉매를, 인젝션 팽창밸브(180)에서 팽창되어 압축기(110)의 인젝션 포트(112)로 인젝션되는 냉매 및 기액분리기(160)를 통과하여 압축기(110)의 유입포트(111)로 흡입되는 냉매와 열교환한다.The injection heat exchanger 170 expands the refrigerant flowing from the outdoor heat exchanger 120, which acts as a condenser during the cooling operation, to the indoor expansion valve 150 through the outdoor expansion valve 140, and is expanded by the injection expansion valve 180. The refrigerant injected through the injection port 112 of the compressor 110 and the gas-liquid separator 160 pass through to exchange heat with the refrigerant sucked into the inlet port 111 of the compressor 110.

냉방운전시 인젝션 열교환기(170)는 실외 열교환기(120)로부터 실외 팽창밸브(140)를 거쳐 실내 팽창밸브(150)로 유동되는 냉매로부터 인젝션 팽창밸브(180)에서 팽창되어 압축기(110)의 인젝션 포트(112)로 인젝션되는 냉매 및 기액분리기(160)를 통과하여 압축기(110)의 유입포트(111)로 흡입되는 냉매로 열을 전달한다.During the cooling operation, the injection heat exchanger 170 expands from the injection expansion valve 180 from the refrigerant flowing from the outdoor heat exchanger 120 to the indoor expansion valve 150 through the outdoor expansion valve 140 to expand the compressor 110. Heat is transferred to the refrigerant injected into the injection port 112 and the refrigerant flowing through the gas-liquid separator 160 and sucked into the inlet port 111 of the compressor 110.

냉방운전시 인젝션 열교환기(170)는 실외 열교환기(120)로부터 실외 팽창밸브(140)를 거쳐 유입되는 냉매를 과냉각하고, 인젝션 팽창밸브(180)에서 팽창된 냉매를 증발하고, 기액분리기(160)를 통과한 냉매를 과열한다.During the cooling operation, the injection heat exchanger 170 supercools the refrigerant flowing from the outdoor heat exchanger 120 through the outdoor expansion valve 140, evaporates the refrigerant expanded by the injection expansion valve 180, and the gas-liquid separator 160 ) To overheat the refrigerant that has passed.

냉방운전시 인젝션 열교환기(170)에서 과냉각된 냉매는 실내 팽창밸브(150)로 유동되고, 증발된 냉매는 압축기(110)의 인젝션 포트(112)로 유동되고, 과열된 냉매는 압축기(110)의 유입포트(111)로 유동된다.During the cooling operation, the refrigerant supercooled in the injection heat exchanger 170 flows to the indoor expansion valve 150, the evaporated refrigerant flows to the injection port 112 of the compressor 110, and the superheated refrigerant is the compressor 110 Flows into the inlet port 111 of the.

인젝션 열교환기(170)는 난방운전시 응축기로 작용되는 실내 열교환기(130)로부터 실내 팽창밸브(150)를 거쳐 실외 팽창밸브(140)로 유동되는 냉매를, 인젝션 팽창밸브(180)에서 팽창되어 압축기(110)의 인젝션 포트(112)로 인젝션되는 냉매 및 기액분리기(160)를 통과하여 압축기(110)의 유입포트(111)로 흡입되는 냉매와 열교환한다.The injection heat exchanger 170 expands the refrigerant flowing from the indoor heat exchanger 130, which acts as a condenser during the heating operation, through the indoor expansion valve 150 to the outdoor expansion valve 140, at the injection expansion valve 180. The refrigerant injected through the injection port 112 of the compressor 110 and the gas-liquid separator 160 pass through to exchange heat with the refrigerant sucked into the inlet port 111 of the compressor 110.

난방운전시 인젝션 열교환기(170)는 실내 열교환기(130)로부터 실내 팽창밸브(150)를 거쳐 실외 팽창밸브(140)로 유동되는 냉매로부터 인젝션 팽창밸브(180)에서 팽창되어 압축기(110)의 인젝션 포트(112)로 인젝션되는 냉매 및 기액분리기(160)를 통과하여 압축기(110)의 유입포트(111)로 흡입되는 냉매로 열을 전달한다.During the heating operation, the injection heat exchanger 170 expands from the injection expansion valve 180 from the refrigerant flowing from the indoor heat exchanger 130 to the outdoor expansion valve 140 via the indoor expansion valve 150 to expand the compressor 110 of the compressor 110. Heat is transferred to the refrigerant injected into the injection port 112 and the refrigerant flowing through the gas-liquid separator 160 and sucked into the inlet port 111 of the compressor 110.

난방운전시 인젝션 열교환기(170)는 실내 열교환기(130)로부터 실내 팽창밸브(150)를 거쳐 유입되는 냉매를 과냉각하고, 인젝션 팽창밸브(180)에서 팽창된 냉매를 증발하고, 기액분리기(160)를 통과한 냉매를 과열한다.During the heating operation, the injection heat exchanger 170 supercools the refrigerant flowing from the indoor heat exchanger 130 through the indoor expansion valve 150, evaporates the refrigerant expanded by the injection expansion valve 180, and the gas-liquid separator 160 ) To overheat the refrigerant that has passed.

난방운전시 인젝션 열교환기(170)에서 과냉각된 냉매는 실외 팽창밸브(140)로 유동되고, 증발된 냉매는 압축기(110)의 인젝션 포트(112)로 유동되고, 과열된 냉매는 압축기(110)의 유입포트(111)로 유동된다.In the heating operation, the refrigerant supercooled in the injection heat exchanger 170 flows to the outdoor expansion valve 140, the evaporated refrigerant flows to the injection port 112 of the compressor 110, and the superheated refrigerant compressor 110 Flows into the inlet port 111 of the.

인젝션 열교환기(170)는, 냉방운전시 응축기로 작용하는 실외 열교환기(120)로부터 냉매가 유입되거나 난방운전시 응축기로 작용하는 실내 열교환기(130)로부터 냉매가 유입되는 메인 유동관(172)과, 인젝션 팽창밸브(180)에서 팽창된 냉매가 유입되는 인젝션 유동관(171)과, 기액분리기(160)를 통과한 냉매가 유입되는 흡입 유동관(173)을 포함한다.The injection heat exchanger 170 includes a main flow tube 172 through which refrigerant is introduced from the outdoor heat exchanger 120 serving as a condenser during cooling operation or refrigerant is introduced from an indoor heat exchanger 130 serving as a condenser during heating operation. , An injection flow pipe 171 through which the refrigerant expanded in the injection expansion valve 180 flows, and a suction flow pipe 173 through which the refrigerant passing through the gas-liquid separator 160 flows.

메인 유동관(172)은 실내 팽창밸브(150)와 실외 팽창밸브(140) 사이에 배치되어, 냉방운전시 실외 열교환기(120)에서 실내 열교환기(130)로 유동되는 냉매가 유동하고, 난방운전시 실내 열교환기(130)에서 실외 열교환기(120)로 유동되는 냉매가 유동한다.The main flow pipe 172 is disposed between the indoor expansion valve 150 and the outdoor expansion valve 140, so that the refrigerant flowing from the outdoor heat exchanger 120 to the indoor heat exchanger 130 during cooling operation flows, and the heating operation The refrigerant flowing from the indoor heat exchanger 130 to the outdoor heat exchanger 120 flows.

메인 유동관(172)은 냉방운전시 실외 열교환기(120)에서 응축되어 실외 팽창밸브(140)를 통과한 냉매가 유입되고, 난방운전시 실내 열교환기(130)에서 응축되어 실내 팽창밸브(150)를 통과한 냉매가 유입된다. 메인 유동관(172)에서 유출된 냉매는 냉방운전시 실내 팽창밸브(150)에서 팽창되어 실내 열교환기(130)에서 증발되고, 난방운전시 실외 팽창밸브(140)에서 팽창되어 실외 열교환기(120)에서 증발된다.The main flow pipe 172 is condensed in the outdoor heat exchanger 120 during cooling operation, and refrigerant passing through the outdoor expansion valve 140 flows in, and condensed in the indoor heat exchanger 130 during heating operation, thereby expanding the indoor expansion valve 150 The refrigerant passing through is introduced. The refrigerant leaked from the main flow pipe 172 expands in the indoor expansion valve 150 during cooling operation and evaporates in the indoor heat exchanger 130, and expands in the outdoor expansion valve 140 during heating operation to expand the outdoor heat exchanger 120 Is evaporated from.

메인 유동관(172)을 유동하는 냉매는 인젝션 유동관(171)을 유동하는 냉매 및 흡입 유동관(173)을 유동하는 냉매와 열교환한다. 메인 유동관(172)을 유동하는 냉매는 인젝션 유동관(171)을 유동하는 냉매 및 흡입 유동관(173)을 유동하는 냉매에 열을 전달하여 과냉각된다.The refrigerant flowing through the main flow pipe 172 exchanges heat with the refrigerant flowing through the injection flow pipe 171 and the refrigerant flowing through the suction flow pipe 173. The refrigerant flowing through the main flow pipe 172 is supercooled by transferring heat to the refrigerant flowing through the injection flow pipe 171 and the refrigerant flowing through the suction flow pipe 173.

인젝션 유동관(171)은 인젝션 팽창밸브(180)와 압축기(110)의 인젝션 포트(112) 사이에 배치되어, 인젝션 팽창밸브(180)에서 팽창되어 압축기(110)의 인젝션 포트(112)로 인젝션되는 냉매가 유동한다.The injection flow pipe 171 is disposed between the injection expansion valve 180 and the injection port 112 of the compressor 110, and is expanded by the injection expansion valve 180 to be injected into the injection port 112 of the compressor 110. Refrigerant flows.

인젝션 유동관(171)은 인젝션 팽창밸브(180)에서 팽창된 냉매가 유입된다. 인젝션 유동관(171)에서 유출된 냉매는 압축기(110)의 인젝션 포트(112)를 통하여 압축기(110)로 인젝션되어 압축기(110)의 유입포트(111)로 흡입되어 압축되는 냉매와 합류한다.The refrigerant expanded in the injection expansion valve 180 flows into the injection flow pipe 171. The refrigerant flowing out of the injection flow pipe 171 is injected into the compressor 110 through the injection port 112 of the compressor 110 and is sucked into the inlet port 111 of the compressor 110 to join the refrigerant compressed.

인젝션 유동관(171)을 유동하는 냉매는 메인 유동관(172)을 유동하는 냉매와 열교환한다. 인젝션 유동관(171)을 유동하는 냉매는 메인 유동관(172)을 유동하는 냉매로부터 열을 흡수하여 증발한다. 인젝션 유동관(171)을 유동하는 냉매는 흡입 유동관(173)을 유동하는 냉매와 열교환하지 않는다.The refrigerant flowing through the injection flow pipe 171 exchanges heat with the refrigerant flowing through the main flow pipe 172. The refrigerant flowing through the injection flow pipe 171 absorbs heat from the refrigerant flowing through the main flow pipe 172 and evaporates. The refrigerant flowing through the injection flow pipe 171 does not exchange heat with the refrigerant flowing through the suction flow pipe 173.

흡입 유동관(173)은 기액분리기(160)와 압축기(110)의 유입포트(111) 사이에 배치되어, 기액분리기(160)에서 분리되어 압축기(110)의 유입포트(111)로 흡입되는 냉매가 유동한다.The suction flow pipe 173 is disposed between the gas-liquid separator 160 and the inlet port 111 of the compressor 110, so that the refrigerant separated from the gas-liquid separator 160 and sucked into the inlet port 111 of the compressor 110 To flow.

흡입 유동관(173)은 기액분리기(160)에서 분리된 냉매가 유입된다. 흡입 유동관(173)에서 유출된 냉매는 압축기(110)의 유입포트(111)를 통하여 압축기(110)로 흡입된다. 압축기(110)의 유입포트(111)를 통하여 흡입된 냉매는 압축되며 압축기(110)의 인젝션 포트(112)를 통하여 인젝션되는 냉매와 합류한다.Refrigerant separated from the gas-liquid separator 160 flows into the suction flow pipe 173. The refrigerant flowing out of the suction flow pipe 173 is sucked into the compressor 110 through the inlet port 111 of the compressor 110. The refrigerant sucked through the inlet port 111 of the compressor 110 is compressed and joins the refrigerant injected through the injection port 112 of the compressor 110.

흡입 유동관(173)을 유동하는 냉매는 메인 유동관(172)을 유동하는 냉매와 열교환한다. 흡입 유동관(173)을 유동하는 냉매는 메인 유동관(172)을 유동하는 냉매로부터 열을 흡수하여 과열된다. 기액분리기(160)에서 분리되지 않은 액상 냉매는 메인 유동관(172)에서 과열되며 기상 냉매로 변화될 수 있다. 흡입 유동관(173)을 유동하는 냉매는 인젝션 유동관(171)을 유동하는 냉매와 열교환하지 않는다.The refrigerant flowing through the suction flow pipe 173 exchanges heat with the refrigerant flowing through the main flow pipe 172. The refrigerant flowing through the suction flow pipe 173 is superheated by absorbing heat from the refrigerant flowing through the main flow pipe 172. The liquid refrigerant that is not separated from the gas-liquid separator 160 is superheated in the main flow pipe 172 and may be changed into a gaseous refrigerant. The refrigerant flowing through the suction flow pipe 173 does not exchange heat with the refrigerant flowing through the injection flow pipe 171.

메인 유동관(172)과 인젝션 유동관(171)과 흡입 유동관(173)은 열교환이 적절히 이루어지도록 구성된다. 특히, 인젝션 유동관(171)와 흡입 유동관(173)은 상호 열교환이 이루어지지 않도록 구성된다.The main flow pipe 172, the injection flow pipe 171, and the suction flow pipe 173 are configured to properly exchange heat. In particular, the injection flow pipe 171 and the suction flow pipe 173 are configured such that mutual heat exchange is not performed.

본 실시예에서 인젝션 열교환기(170)는 도 2에 도시된 바와 같이 삼중관 형태로 형성되는 것이 바람직하다. 도 2를 참조하면, 메인 유동관(172)과 인젝션 유동관(171)과 흡입 유동관(173)은 단면이 실질적으로 동심원을 형성한다.In this embodiment, the injection heat exchanger 170 is preferably formed in the form of a triple tube as shown in FIG. 2. Referring to FIG. 2, the main flow pipe 172, the injection flow pipe 171, and the suction flow pipe 173 form substantially concentric cross sections.

메인 유동관(172)은 인젝션 유동관(171)의 둘레에 배치되고, 흡입 유동관(173)은 메인 유동관(172)의 둘레에 배치된다. 즉, 메인 유동관(172)은 흡입 유동관(173)의 내부에 배치되고, 인젝션 유동관(171)은 메인 유동관(172)의 내부에 배치되어, 흡입 유동관(173)과 인젝션 유동관(171)은 상호 열교환이 이루어지지 않도록 한다.The main flow pipe 172 is disposed around the injection flow pipe 171, and the suction flow pipe 173 is disposed around the main flow pipe 172. That is, the main flow pipe 172 is disposed inside the suction flow pipe 173, and the injection flow pipe 171 is disposed inside the main flow pipe 172, so that the suction flow pipe 173 and the injection flow pipe 171 mutually exchange heat. This should not be done.

상술한 구조에 의하여, 냉방운전시 실외 열교환기(120)에서 응축되어 실외 팽창밸브(140)를 통과한 냉매 또는 난방운전시 실내 열교환기(130)에서 응축되어 실내 팽창밸브(150)를 통과한 냉매는 메인 유동관(172)과 인젝션 유동관(171)의 사이로 유입된다. 또한, 기액분리기(160)에서 분리된 냉매는 흡입 유동관(173)과 메인 유동관(172)의 사이로 유입된다.With the above-described structure, the refrigerant condensed in the outdoor heat exchanger 120 during cooling operation and passed through the outdoor expansion valve 140 or condensed in the indoor heat exchanger 130 during heating operation and passed through the indoor expansion valve 150 The refrigerant flows between the main flow pipe 172 and the injection flow pipe 171. In addition, the refrigerant separated from the gas-liquid separator 160 flows between the suction flow pipe 173 and the main flow pipe 172.

실시예에 따라 인젝션 유동관(171)이 메인 유동관(172)의 둘레에 배치되고, 메인 유동관(172)이 흡입 유동관(173)에 배치될 수 있으나, 흡입 유동관(173)을 유동하는 냉매는 인젝션 유동관(171)을 유동하는 냉매보다 온도가 더 낮으므로 흡입 유동관(173)이 최외각에 배치되는 것이 바람직하다.According to an embodiment, the injection flow pipe 171 may be disposed around the main flow pipe 172, and the main flow pipe 172 may be disposed in the suction flow pipe 173, but the refrigerant flowing through the suction flow pipe 173 is an injection flow pipe. Since the temperature is lower than the refrigerant flowing through 171, it is preferable that the suction flow pipe 173 is disposed at the outermost side.

이하, 본 발명의 일 실시예에 따른 공기조화기의 냉방운전시 작용을 설명한다.Hereinafter, the operation of the air conditioner according to an embodiment of the present invention during cooling operation will be described.

압축기(110)에서 압축된 냉매는 토출포트(114)에서 토출되어 절환부(190)로 유동된다. 냉방운전시 절환부(190)는 압축기(110)의 토출포트(114)와 실외 열교환기(120)를 연결하므로, 절환부(190)로 유동된 냉매는 실외 열교환기(120)로 유동된다.The refrigerant compressed by the compressor 110 is discharged from the discharge port 114 and flows to the switching unit 190. During the cooling operation, the switching unit 190 connects the discharge port 114 of the compressor 110 and the outdoor heat exchanger 120, so that the refrigerant flowing into the switching unit 190 flows to the outdoor heat exchanger 120.

절환부(190)에서 실외 열교환기(120)로 유동된 냉매는 실외공기와 열교환을 하여 응축된다. 실외 열교환기(120)에서 응축된 냉매는 실외 팽창밸브(140)로 유동된다. 냉방운전시 실외 팽창밸브(140)는 완전 개방되므로 냉매를 통과시켜 인젝션 열교환기(170) 및 인젝션 팽창밸브(180)로 안내한다. 실시예에 따라 냉방운전시 실외 팽창밸브(140)를 통과한 냉매는 모두 인젝션 열교환기(170)로 유동될 수 있으며, 인젝션 열교환기(170)에서 과냉각된 냉매가 인젝션 팽창밸브(180)로 유동될 수 있다.The refrigerant flowing from the switching unit 190 to the outdoor heat exchanger 120 is condensed by exchanging heat with the outdoor air. The refrigerant condensed in the outdoor heat exchanger (120) flows to the outdoor expansion valve (140). During the cooling operation, the outdoor expansion valve 140 is completely opened, so that the refrigerant is passed to guide the injection heat exchanger 170 and the injection expansion valve 180. According to an embodiment, all refrigerants that have passed through the outdoor expansion valve 140 during cooling operation may flow to the injection heat exchanger 170, and the refrigerant supercooled in the injection heat exchanger 170 flows to the injection expansion valve 180. Can be.

인젝션 팽창밸브(180)로 유동된 냉매는 팽창된다. 인젝션 팽창밸브(171)에서 팽창된 냉매는 인젝션 유동관(171)으로 유입된다. 인젝션 유동관(171)으로 유입된 냉매는 메인 유동관(172)을 유동하는 냉매로부터 열을 흡수하여 증발한다. 인젝션 유동관(171)에서 유출된 냉매는 압축기(110)의 인젝션 포트(112)를 통하여 압축기(110)로 인젝션된다. 압축기(110)로 인젝션된 냉매는 압축기(110)의 유입포트(111)로 흡입되어 압축되는 냉매와 합류한다.The refrigerant flowing through the injection expansion valve 180 expands. The refrigerant expanded in the injection expansion valve 171 flows into the injection flow pipe 171. The refrigerant flowing into the injection flow pipe 171 absorbs heat from the refrigerant flowing through the main flow pipe 172 and evaporates. The refrigerant leaked from the injection flow pipe 171 is injected into the compressor 110 through the injection port 112 of the compressor 110. The refrigerant injected into the compressor 110 is sucked into the inlet port 111 of the compressor 110 to join the refrigerant compressed.

인젝션 열교환기(170)로 유동된 냉매는 메인 유동관(172)으로 유입된다. 메인 유동관(172)으로 유입된 냉매는 인젝션 유동관(171)을 유동하는 냉매 및 흡입 유동관(173)을 유동하는 냉매에 열을 전달하여 과냉각된다.The refrigerant flowed into the injection heat exchanger 170 flows into the main flow tube 172. The refrigerant flowing into the main flow pipe 172 is supercooled by transferring heat to the refrigerant flowing through the injection flow pipe 171 and the refrigerant flowing through the suction flow pipe 173.

메인 유동관(172)에서 과냉각된 냉매는 실내 팽창밸브(150)로 안내된다. 실내 팽창밸브(150)에서 팽창된 냉매는 실내 열교환기(130)로 안내된다. 실내 열교환기(130)로 유동된 냉매는 실내공기 열교환을 하여 증발된다. 실내 열교환기(130)에서 증발된 냉매는 절환부(190)로 유동된다.The refrigerant supercooled in the main flow pipe 172 is guided to the indoor expansion valve 150. The refrigerant expanded in the indoor expansion valve 150 is guided to the indoor heat exchanger 130. The refrigerant flowing into the indoor heat exchanger (130) is evaporated by exchanging indoor air. The refrigerant evaporated in the indoor heat exchanger 130 flows to the switching unit 190.

절환부(190)는 냉방운전시 실내 열교환기(130)와 기액분리기(160)를 연결하므로, 실내 열교환기(130)에서 절환부(190)로 유동된 냉매는 기액분리기(160)로 유동된다. 기액분리기(160)로 유동된 냉매는 기상 냉매와 액상 냉매가 분리된다. 기액분리기(160)에서 분리된 냉매는 인젝션 열교환기(170)로 유입된다.Since the switching unit 190 connects the indoor heat exchanger 130 and the gas-liquid separator 160 during cooling operation, the refrigerant flowing from the indoor heat exchanger 130 to the switching unit 190 flows to the gas-liquid separator 160 . The refrigerant flowing into the gas-liquid separator 160 is separated from the gaseous refrigerant and the liquid refrigerant. The refrigerant separated from the gas-liquid separator 160 flows into the injection heat exchanger 170.

기액분리기(160)를 통과한 냉매는 흡입 유동관(173)으로 유입된다. 흡입 유동관(173)으로 유입된 냉매는 메인 유동관(172)을 유동하는 냉매로부터 열을 흡수하여 과열된다. 흡입 유동관(173)에서 과열된 냉매는 압축기(110)의 유입포트(111)를 통하여 압축기(110)로 흡입된다. 압축기(110)의 유입포트(111)를 통하여 흡입된 냉매는 압축되며 압축기(110)의 인젝션 포트(112)를 통하여 인젝션되는 냉매와 합류한다. 압축기(110)에서 압축된 냉매는 토출포트(114)로 토출된다.The refrigerant that has passed through the gas-liquid separator 160 flows into the suction flow pipe 173. The refrigerant flowing into the suction flow pipe 173 is superheated by absorbing heat from the refrigerant flowing through the main flow pipe 172. The refrigerant superheated in the suction flow pipe 173 is sucked into the compressor 110 through the inlet port 111 of the compressor 110. The refrigerant sucked through the inlet port 111 of the compressor 110 is compressed and joins the refrigerant injected through the injection port 112 of the compressor 110. The refrigerant compressed in the compressor 110 is discharged to the discharge port 114.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 공기조화기의 난방운전시 냉매 흐름이 도시된 구성도이다.3 is a block diagram showing a refrigerant flow during the heating operation of the air conditioner according to an embodiment of the present invention.

이하, 본 발명의 일 실시예에 따른 공기조화기의 난방운전시 작용을 설명한다.Hereinafter, the operation during the heating operation of the air conditioner according to an embodiment of the present invention will be described.

압축기(110)에서 압축된 냉매는 토출포트(114)에서 토출되어 절환부(190)로 유동된다. 난방운전시 절환부(190)는 압축기(110)의 토출포트(114)와 실내 열교환기(130)를 연결하므로, 절환부(190)로 유동된 냉매는 실내 열교환기(130)로 유동된다.The refrigerant compressed by the compressor 110 is discharged from the discharge port 114 and flows to the switching unit 190. During the heating operation, the switching unit 190 connects the discharge port 114 of the compressor 110 and the indoor heat exchanger 130, so that the refrigerant flowing into the switching unit 190 flows into the indoor heat exchanger 130.

절환부(190)에서 실내 열교환기(130)로 유동된 냉매는 실내공기와 열교환을 하여 응축된다. 실내 열교환기(130)에서 응축된 냉매는 실내 팽창밸브(150)로 유동된다. 난방운전시 실내 팽창밸브(150)는 완전 개방되므로 냉매를 통과시켜 인젝션 열교환기(170)로 안내한다. 실시예에 따라 난방운전시 실외 팽창밸브(140)를 통과한 냉매는 인젝션 열교환기(170) 및 인젝션 팽창밸브(180)로 유동될 수 있으며, 메인 유동관(172)에서 과냉각된 냉매는 모두 실외 팽창밸브(140)로 유동될 수 있다.The refrigerant flowing from the switching unit 190 to the indoor heat exchanger 130 is condensed by exchanging heat with the indoor air. The refrigerant condensed in the indoor heat exchanger 130 flows to the indoor expansion valve 150. During the heating operation, the indoor expansion valve 150 is completely opened, so that the refrigerant is passed to guide the injection heat exchanger 170. Depending on the embodiment, the refrigerant that has passed through the outdoor expansion valve 140 during the heating operation may flow to the injection heat exchanger 170 and the injection expansion valve 180, and all the refrigerants supercooled in the main flow pipe 172 expand outdoors. It may flow to the valve 140.

인젝션 열교환기(170)로 유동된 냉매는 메인 유동관(172)으로 유입된다. 메인 유동관(172)으로 유입된 냉매는 인젝션 유동관(171)을 유동하는 냉매 및 흡입 유동관(173)을 유동하는 냉매에 열을 전달하여 과냉각된다. 메인 유동관(172)에서 과냉각된 냉매는 실외 팽창밸브(140) 및 인젝션 팽창밸브(180)로 안내된다.The refrigerant flowed into the injection heat exchanger 170 flows into the main flow tube 172. The refrigerant flowing into the main flow pipe 172 is supercooled by transferring heat to the refrigerant flowing through the injection flow pipe 171 and the refrigerant flowing through the suction flow pipe 173. The refrigerant supercooled in the main flow pipe 172 is guided to the outdoor expansion valve 140 and the injection expansion valve 180.

인젝션 팽창밸브(180)로 유동된 냉매는 팽창된다. 인젝션 팽창밸브(171)에서 팽창된 냉매는 인젝션 유동관(171)으로 유입된다. 인젝션 유동관(171)으로 유입된 냉매는 메인 유동관(172)을 유동하는 냉매로부터 열을 흡수하여 증발한다. 인젝션 유동관(171)에서 유출된 냉매는 압축기(110)의 인젝션 포트(112)를 통하여 압축기(110)로 인젝션된다. 압축기(110)로 인젝션된 냉매는 압축기(110)의 유입포트(111)로 흡입되어 압축되는 냉매와 합류한다.The refrigerant flowing through the injection expansion valve 180 expands. The refrigerant expanded in the injection expansion valve 171 flows into the injection flow pipe 171. The refrigerant flowing into the injection flow pipe 171 absorbs heat from the refrigerant flowing through the main flow pipe 172 and evaporates. The refrigerant leaked from the injection flow pipe 171 is injected into the compressor 110 through the injection port 112 of the compressor 110. The refrigerant injected into the compressor 110 is sucked into the inlet port 111 of the compressor 110 to join the refrigerant compressed.

실외 팽창밸브(140)에서 팽창된 냉매는 실외 열교환기(120)로 안내된다. 실외 열교환기(120)로 유동된 냉매는 실외공기 열교환을 하여 증발된다. 실외 열교환기(120)에서 증발된 냉매는 절환부(190)로 유동된다.The refrigerant expanded in the outdoor expansion valve 140 is led to the outdoor heat exchanger (120). The refrigerant flowing into the outdoor heat exchanger (120) is evaporated by exchanging outdoor air. The refrigerant evaporated in the outdoor heat exchanger (120) flows to the switching unit (190).

절환부(190)는 난방운전시 실외 열교환기(120)와 기액분리기(160)를 연결하므로, 실외 열교환기(120)에서 절환부(190)로 유동된 냉매는 기액분리기(160)로 유동된다. 기액분리기(160)로 유동된 냉매는 기상 냉매와 액상 냉매가 분리된다. 기액분리기(160)에서 분리된 냉매는 인젝션 열교환기(170)로 유입된다.Since the switching unit 190 connects the outdoor heat exchanger 120 and the gas-liquid separator 160 during the heating operation, the refrigerant flowing from the outdoor heat exchanger 120 to the switching unit 190 flows to the gas-liquid separator 160 . The refrigerant flowing into the gas-liquid separator 160 is separated from the gaseous refrigerant and the liquid refrigerant. The refrigerant separated from the gas-liquid separator 160 flows into the injection heat exchanger 170.

기액분리기(160)를 통과한 냉매는 흡입 유동관(173)으로 유입된다. 흡입 유동관(173)으로 유입된 냉매는 메인 유동관(172)을 유동하는 냉매로부터 열을 흡수하여 과열된다. 흡입 유동관(173)에서 과열된 냉매는 압축기(110)의 유입포트(111)를 통하여 압축기(110)로 흡입된다. 압축기(110)의 유입포트(111)를 통하여 흡입된 냉매는 압축되며 압축기(110)의 인젝션 포트(112)를 통하여 인젝션되는 냉매와 합류한다. 압축기(110)에서 압축된 냉매는 토출포트(114)로 토출된다.The refrigerant that has passed through the gas-liquid separator 160 flows into the suction flow pipe 173. The refrigerant flowing into the suction flow pipe 173 is superheated by absorbing heat from the refrigerant flowing through the main flow pipe 172. The refrigerant superheated in the suction flow pipe 173 is sucked into the compressor 110 through the inlet port 111 of the compressor 110. The refrigerant sucked through the inlet port 111 of the compressor 110 is compressed and joins the refrigerant injected through the injection port 112 of the compressor 110. The refrigerant compressed in the compressor 110 is discharged to the discharge port 114.

이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 특허청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어서는 안될 것이다.In the above, preferred embodiments of the present invention have been illustrated and described, but the present invention is not limited to the above-described specific embodiments, and the technical field to which the present invention pertains without departing from the gist of the present invention claimed in the claims. Of course, various modifications can be made by those skilled in the art, and these modifications should not be individually understood from the technical idea or prospect of the present invention.

110: 압축기
120: 실외 열교환기
130: 실내 열교환기
140: 실외 팽창밸브
150: 실내 팽창밸브
160: 기액분리기
170: 인젝션 열교환기
171: 인젝션 유동관
172: 메인 유동관
173: 흡입 유동관
180: 인젝션 팽창밸브110: compressor
120: outdoor heat exchanger
130: indoor heat exchanger
140: outdoor expansion valve
150: indoor expansion valve
160: gas-liquid separator
170: injection heat exchanger
171: injection flow pipe
172: main flow pipe
173: suction flow tube
180: injection expansion valve

Claims (10)

냉매를 압축하는 압축기;
상기 압축기에서 압축된 냉매를 응축하는 응축기;
상기 응축기에서 응축된 냉매를 증발하는 증발기;
상기 증발기에서 증발된 냉매에서 기상 냉매와 액상 냉매를 분리하는 기액분리기;
상기 응축기에서 증발기로 유동되는 냉매를 팽창하는 실외팽창밸브;
상기 실외팽창밸브에서 증발기로 유동되는 냉매 일부를 팽창하는 인젝션 팽창밸브; 및
상기 응축기에서 증발기로 유동되는 냉매를 상기 인젝션 팽창밸브에서 팽창된 냉매 및 상기 기액분리기를 통과한 냉매와 열교환하는 인젝션 열교환기를 포함하고,
상기 인젝션 열교환기는,
상기 응축기로부터 냉매가 유입되는 메인 유동관;
상기 인젝션 팽창밸브에서 팽창된 냉매가 유입되는 인젝션 유동관; 및
상기 기액분리기를 통과한 냉매가 유입되는 흡입 유동관을 포함하고,
상기 메인 유동관은 상기 인젝션 유동관의 둘레에 배치되고,
상기 흡입 유동관은 상기 메인 유동관의 둘레에 배치되는 공기조화기.
A compressor for compressing the refrigerant;
A condenser condensing the compressed refrigerant in the compressor;
An evaporator that evaporates the refrigerant condensed in the condenser;
A gas-liquid separator separating a gaseous refrigerant and a liquid refrigerant from the refrigerant evaporated in the evaporator;
An outdoor expansion valve for expanding the refrigerant flowing from the condenser to the evaporator;
An injection expansion valve that expands a portion of the refrigerant flowing from the outdoor expansion valve to the evaporator; And
And an injection heat exchanger for exchanging the refrigerant flowing from the condenser to the evaporator with the refrigerant expanded in the injection expansion valve and the refrigerant passing through the gas-liquid separator,
The injection heat exchanger,
A main flow pipe through which the refrigerant flows from the condenser;
An injection flow pipe through which the refrigerant expanded in the injection expansion valve flows; And
And a suction flow pipe through which the refrigerant passing through the gas-liquid separator flows,
The main flow pipe is disposed around the injection flow pipe,
The intake flow pipe is an air conditioner disposed around the main flow pipe.
삭제delete 제 1 항에 있어서,
상기 메인 유동관, 상기 인젝션 유동관 및 상기 흡입 유동관은 단면이 동심원을 형성하는 공기조화기.
According to claim 1,
The main flow pipe, the injection flow pipe and the intake flow pipe are air conditioners having a concentric cross section.
삭제delete 제 1 항에 있어서,
상기 메인 유동관에서 유출되는 냉매는 상기 증발기로 유동되고,
상기 인젝션 유동관에서 유출되는 냉매는 상기 압축기로 인젝션되고,
상기 흡입 유동관에서 유출되는 냉매는 상기 압축기로 흡입되어 압축되며 상기 인젝션 유동관에서 상기 압축기로 인젝션되는 냉매와 합류하는 공기조화기.According to claim 1,
The refrigerant flowing out of the main flow pipe flows to the evaporator,
The refrigerant flowing out of the injection flow pipe is injected into the compressor,
The refrigerant flowing out of the suction flow pipe is compressed by being sucked into the compressor and joined to the refrigerant injected from the injection flow pipe to the compressor. 제 1 항에 있어서,
상기 인젝션 유동관을 유동하는 냉매는 상기 메인 유동관을 유동하는 냉매와 열교환하고,
상기 흡입 유동관을 유동하는 냉매는 상기 메인 유동관을 유동하는 냉매와 열교환하는 공기조화기.According to claim 1,
The refrigerant flowing through the injection flow pipe exchanges heat with the refrigerant flowing through the main flow pipe,
The refrigerant flowing through the suction flow pipe is an air conditioner that exchanges heat with the refrigerant flowing through the main flow pipe. 제 6 항에 있어서,
상기 인젝션 유동관을 유동하는 냉매는 상기 메인 유동관을 유동하는 냉매로부터 열을 흡수하고,
상기 흡입 유동관을 유동하는 냉매는 상기 메인 유동관을 유동하는 냉매로부터 열을 흡수하는 공기조화기.The method of claim 6,
The refrigerant flowing through the injection flow pipe absorbs heat from the refrigerant flowing through the main flow pipe,
The refrigerant flowing through the suction flow pipe is an air conditioner that absorbs heat from the refrigerant flowing through the main flow pipe. 냉매를 압축하는 압축기;
상기 압축기에서 압축된 냉매를 응축하는 응축기;
상기 응축기에서 응축된 냉매를 증발하는 증발기;
상기 증발기에서 증발된 냉매에서 기상 냉매와 액상 냉매를 분리하는 기액분리기;
상기 응축기에서 증발기로 유동되는 냉매를 팽창하는 실외팽창밸브;
상기 실외팽창밸브에서 증발기로 유동되는 냉매 일부를 팽창하는 인젝션 팽창밸브; 및
상기 응축기에서 증발기로 유동되는 냉매를 과냉각하고 상기 인젝션 팽창밸브에서 팽창된 냉매를 증발하고 상기 기액분리기를 통과한 냉매를 과열하는 인젝션 열교환기를 포함하고,
상기 인젝션 열교환기는,
상기 응축기로부터 냉매가 유입되어 과냉각되는 메인 유동관;
상기 인젝션 팽창밸브에서 팽창된 냉매가 유입되어 증발되는 인젝션 유동관; 및
상기 기액분리기를 통과한 냉매가 유입되어 과열되는 흡입 유동관을 포함하고,
상기 메인 유동관은 상기 인젝션 유동관의 둘레에 배치되고,
상기 흡입 유동관은 상기 메인 유동관의 둘레에 배치되는 공기조화기.
A compressor for compressing the refrigerant;
A condenser condensing the compressed refrigerant in the compressor;
An evaporator that evaporates the refrigerant condensed in the condenser;
A gas-liquid separator separating a gaseous refrigerant and a liquid refrigerant from the refrigerant evaporated in the evaporator;
An outdoor expansion valve for expanding the refrigerant flowing from the condenser to the evaporator;
An injection expansion valve that expands a portion of the refrigerant flowing from the outdoor expansion valve to the evaporator; And
And an injection heat exchanger for supercooling the refrigerant flowing from the condenser to the evaporator, evaporating the expanded refrigerant at the injection expansion valve, and overheating the refrigerant passing through the gas-liquid separator,
The injection heat exchanger,
A main flow pipe through which refrigerant is introduced and supercooled from the condenser;
An injection flow pipe through which the expanded refrigerant flows from the injection expansion valve and evaporates; And
And a suction flow pipe through which the refrigerant passing through the gas-liquid separator is introduced and superheated.
The main flow pipe is disposed around the injection flow pipe,
The intake flow pipe is an air conditioner disposed around the main flow pipe.
삭제delete 제 8 항에 있어서,
상기 인젝션 유동관을 유동하는 냉매는 상기 메인 유동관을 유동하는 냉매로부터 열을 흡수하여 증발되고,
상기 흡입 유동관을 유동하는 냉매는 상기 메인 유동관을 유동하는 냉매로부터 열을 흡수하여 과열되고,
상기 메인 유동관을 유동하는 냉매는 상기 인젝션 유동관을 유동하는 냉매 및 상기 흡입 유동관을 유동하는 냉매에 열을 전달하여 과냉각되는 공기조화기.The method of claim 8,
The refrigerant flowing through the injection flow pipe absorbs heat from the refrigerant flowing through the main flow pipe and is evaporated,
The refrigerant flowing through the suction flow pipe is superheated by absorbing heat from the refrigerant flowing through the main flow pipe,
The refrigerant flowing through the main flow pipe is an air conditioner that is supercooled by transferring heat to the refrigerant flowing through the injection flow pipe and the refrigerant flowing through the suction flow pipe.
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