KR20040020709A - 일체형 공기조화기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 압축기, 응축기, 팽창밸브, 증발기를 따라 냉매가 순환되면서 실내공기를 열교환시키는 일체형 공기조화기에 관한 것으로서, 특히 응축기를 통과한 냉매가 증발기의 응축수와 열교환되어 팽창밸브 측으로 유입되도록 하는 냉각수단이 응축기와 팽창밸브 사이에 설치됨으로 냉매의 과냉각도를 향상시킴으로 냉방 효율을 향상시킬 수 있는 일체형 공기조화기에 관한 것이다.

Description

일체형 공기조화기 {An air-conditioner}

본 발명은 압축기, 응축기, 팽창밸브, 증발기를 따라 냉매가 순환되는 일체형 공기조화기에 관한 것으로서, 특히 응축기와 팽창밸브 사이를 통과하는 냉매를 증발기의 응축수와 열교환시킴으로 과냉각도를 향상시킬 수 있는 일체형 공기조화기에 관한 것이다.

일반적으로 공기조화기는 실내 공기를 쾌적한 조건으로 유지할 수 있도록 흡입공기를 처리하여 건물 또는 방에 공급하는 장치로서 크게 분리형(seperate type 또는 split type)과 일체형(window type)으로 구분된다.

상기한 분리형과 일체형은 기능적으로는 같지만 분리형은 실내측에 냉각 장치를 설치하고 실외측에 방열 및 압축 장치를 설치하여 서로 분리된 두 장치간을 냉매 배관으로 연결시킨 것이고, 일체형은 냉각 방열의 기능을 일체화하여 가옥의 벽에 구멍을 뚫거나 창에 장치를 걸어서 직접 설치한 것이다.

도 1은 종래 기술에 따른 일체형 공기조화기가 도시된 분해 사시도이고, 도 2는 종래 기술에 따른 일체형 공기조화기가 도시된 측면도이다.

종래 기술에 따른 일체형 공기조화기는 도 1과 도 2에 도시된 바와 같이 일측에 실외공기가 유,출입되는 흡입구(2a) 및 토출구(2b)가 형성되어 벽 또는 창문에 장착된 캐비닛(2) 및 베이스 팬(3)과, 상기 캐비닛(2)의 실내측 전면에 결합되어 실내공기가 유출입되는 흡입구(4a) 및 토출구(4b)가 형성된 전면패널(4)과, 상기 전면패널(4)의 일측 내부에 설치되어 공기조화기의 작동을 조절하는 컨트롤박스(6)와, 상기 전면패널(6) 내측에 설치되어 실내 공기를 흡입하여 순환하는 냉매와 열교환시키는 증발기(8) 및 실내측 송풍팬(9)과, 상기 캐비닛(2) 내측 후방에 설치되어 실외 공기를 흡입하여 순환하는 냉매와 열교환시키는 응축기(10) 및 실외측 송풍팬(11)을 포함하여 구성된다.

여기서, 상기 실내측 송풍팬(9) 측에는 실내 공기를 흡/토출 유로를 형성하는 에어 가이드(12)가 설치되고, 상기 실외측 송풍팬(11) 측에는 실외 공기의 유동을 안내하는 쉬라우드(14)가 설치된다.

그리고, 상기 에어 가이드(12)와 쉬라우드(14) 사이에는 상기 실내측 송풍팬(9)과 실외측 송풍팬(11)을 회전 작동시키는 양축 모터(16)가 설치되고, 상기 양축 모터(16)의 일측에는 상기 증발기(8)와 응축기(10) 사이를 연결하도록 압축기(18)와 팽창밸브(19)가 설치된다.

상기와 같이 구성된 종래의 일체형 공기조화기가 작동되면, 양축 모터(16)가 작동되어 실내측 송풍팬(9) 및 실외측 송풍팬(11)이 회전됨과 아울러 압축기(18)가 작동되면서 냉매가 압축기(18), 응축기(10), 팽창밸브(19), 증발기(8)를 따라 순환된다.

이때, 상기 실내측 송풍팬(9)에 의해 흡입된 공기는 상기 증발기(8)를 통과하면서 차가워진 뒤, 다시 실내 측으로 토출되고, 상기 실외측 송풍팬(11)에 의해 흡입된 공기는 상기 응축기(10)를 통과하면서 냉매를 응축시킨 뒤, 다시 실외 측으로 토출된다.

그러나, 종래 기술에 따른 일체형 공기조화기는 응축기(10)와 팽창밸브(19)를 연결하는 냉매배관(20)이 상기 응축기(10)와 팽창밸브(19) 사이의 협소한 공간에 설치됨으로 상기와 같은 냉매배관(20)은 단순히 응축기와 팽창밸브(19)를 연결하는 것에 불과하다.

본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 응축기와 팽창밸브 사이를 연결하는 냉매배관이 응축수와 열교환되도록 함으로 과냉각도를 향상시킬 수 있는 일체형 공기조화기를 제공하는데 그 목적이 있다.

도 1은 종래 기술에 따른 일체형 공기조화기가 도시된 사시도,

도 2는 종래 기술에 따른 일체형 공기조화기가 도시된 평면도,

도 3은 본 발명에 따른 일체형 공기조화기의 일예가 도시된 분해 사시도,

도 4는 본 발명에 따른 일체형 공기조화기의 일예가 도시된 평면도,

도 5는 본 발명에 따른 냉각수단의 일예가 도시된 사시도,

도 6은 본 발명에 따른 일체형 공기조화기의 다른 일예가 도시된 측면도,

도 7은 본 발명에 따른 냉각수단의 다른 일예가 도시된 사시도,

도 8은 본 발명에 따른 일체형 공기조화기의 모리엘 선도가 도시된 그래프이다.

<도면의 주요 부분에 관한 부호의 설명>

58 : 증발기 60 : 응축기

68 : 압축기 69 : 팽창밸브

70 : 냉각수단 72 : 냉매배관

74 : 지지대

상기한 과제를 해결하기 위한 본 발명에 따른 일체형 공기조화기는 냉매를 압축시키는 압축기와, 상기 압축기와 연결되어 상기 압축기를 통과한 냉매를 실외공기와 열교환시키는 응축기와, 상기 응축기와 연결되어 상기 응축기를 통과한 냉매를 감압시키는 팽창밸브와, 상기 팽창밸브와 연결되어 상기 팽창밸브를 통과한 냉매를 실내공기와 열교환시키는 증발기와, 상기 응축기와 팽창밸브 사이에 설치되어 냉매를 상기 증발기의 응축수와 열교환시켜 과냉각도를 향상시키는 냉각수단으로 구성된다.

이하, 본 발명의 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 3은 본 발명에 따른 일체형 공기조화기의 일예가 도시된 분해 사시도이고, 도 4는 본 발명에 따른 일체형 공기조화기의 일예가 도시된 측면도이며, 도 5는 본 발명에 따른 냉각수단의 일예가 도시된 사시도이다.

본 발명에 따른 일체형 공기조화기는 도 3과 도 4에 도시된 바와 같이 일측에 실외공기가 유,출입되는 흡입구(52a) 및 토출구(52b)가 형성되어 벽 또는 창문에 장착된 캐비닛(52) 및 베이스 팬(53)과, 상기 캐비닛(52)의 실내측 전면에 결합되어 실내공기가 유출입되는 흡입구(54a) 및 토출구(54b)가 형성된 전면패널(54)과, 상기 전면패널(54)의 일측 내부에 설치되어 공기조화기의 작동을 조절하는 컨트롤박스(56)와, 상기 전면패널(54) 내측에 설치되어 실내 공기를 흡입하여 순환하는 냉매와 열교환시키는 증발기(58) 및 실내측 송풍팬(59)과, 상기 캐비닛(52) 내측 후방에 설치되어 실외 공기를 흡입하여 순환하는 냉매와 열교환시키는 응축기(60) 및 실외측 송풍팬(61)을 포함하여 구성된다.

여기서, 상기 실내측 송풍팬(59) 측에는 실내 공기를 흡/토출 유로를 형성하는 에어 가이드(62)가 설치되고, 상기 실외측 송풍팬(61) 측에는 실외 공기의 유동을 안내하는 쉬라우드(64)가 설치된다.

그리고, 상기 에어 가이드(62)와 쉬라우드(64) 사이에는 상기 실내측 송풍팬(59)과 실외측 송풍팬(61)을 회전 작동시키는 양축 모터(66)가 설치되고, 상기 양축 모터(66)의 일측에는 상기 증발기(58)와 응축기(60) 사이를 연결하도록 압축기(68)와 팽창밸브(69)가 설치되며, 상기 응축기(60)와 팽창밸브(69) 사이에는상기 응축기(60)를 통과한 냉매를 상기 증발기(58)의 응축수와 열교환시켜 과냉각도를 향상시키는 냉각수단(70)이 설치된다.

구체적으로 상기 냉각수단(70)은 도 5에 도시된 바와 같이 상기 응축기(60)의 양측을 가로지르도록 상기 응축기(60)의 하단 일측에 배설된 냉매배관(72)과, 상기 냉매배관(72)의 양단을 지지하도록 상기 냉매배관(72)이 끼움 고정되는 안내홀(74h)이 형성된 지지대(74)와, 상기 증발기(58)의 응축수가 상기 냉매배관(72) 측으로 모이도록 상기 베이스 팬(53)에 형성된 응축수 유로(미도시)로 구성된다.

여기서, 상기 응축기(60)는 양측에 소정간격을 두고 배치된 튜브시트(60a,60b) 사이에 냉매관(60c)이 굴곡되게 배치되고, 상기 냉매관(60c)에는 수직하게 다수개의 방열핀(60d)이 장착되며, 상기 튜브시트(60a,60b)의 하단에는 상기 응축기의 냉매관(60c)과 연결된 냉매배관(72)을 지지하도록 상기 지지대(74)가 스크루(S)로 고정된다.

그리고, 상기 베이스 팬(53)에 형성된 유로는 상기 증발기(58)의 열교환 작용시 상기 증발기(58) 표면에 맺히는 응축수가 떨어져 상기 응축기(60) 측으로 이동될 수 있도록 상기 응축기(60)가 설치된 부분이 상기 증발기(58)가 설치된 부분보다 더 낮게 형성된다.

물론, 상기 지지대(74)는 하단이 상기 베이스 팬(53)에 밀접하게 설치되어 상기 지지대(74)에 설치된 냉매배관(72)이 상기 베이스 팬(53)에 고인 응축수와 접촉되도록 하며, 열교환 면적을 넓히기 위해 상기 냉매배관(72)은 여러 겹으로 굴곡지게 배치된다.

한편, 상기 냉매배관(72)은 상기 지지대(74) 없이 상기 베이스 팬(53) 바닥면에 직접 접촉되도록 배설될 수도 있다.

도 6은 본 발명에 따른 일체형 공기조화기의 다른 일예가 도시된 측면도이고, 도 7은 본 발명에 따른 냉각수단의 다른 일예가 도시된 사시도이다.

한편, 본 발명에 따른 일체형 공기조화기의 다른 일예는 도 6에 도시된 바와 같이 냉매가 순환되는 압축기(82), 응축기(84), 팽창밸브(86), 증발기(88)가 캐비닛(81) 및 베이스 팬(83) 내측에 설치되고, 상기 응축기(84)와 일체로 형성되어 냉매를 상기 증발기(88)의 응축수와 열교환시킴으로 과냉각도를 향상시키는 냉각수단이 설치된다.

여기서, 상기 냉각수단은 도 7에 도시된 바와 같이 상기 베이스 팬(83)에 접촉되는 면적이 넓어지도록 상기 응축기(84)로부터 소정 각도로 절곡된 응축기 하단(92)과, 상기 증발기(88)의 응축수가 상기 응축기 하단(92) 측으로 모이도록 상기 베이스 팬(83)에 형성된 응축수 유로(미도시)로 구성된다.

구체적으로, 상기 응축기(84)는 양측에 소정간격을 두고 배치된 튜브시트(84a,84b) 사이에 냉매관(84c)이 굴곡되게 배치되고, 상기 냉매관(84c)에는 수직하게 다수개의 방열핀(84d)이 장착되며, 상기 응축기(84)의 하단 일부가 상기 응축기(84)로부터 90°각도로 절곡되어 상기 베이스 팬(83)에 설치된다.

물론, 상기 응축기(84)로부터 절곡된 응축기 하단(92)은 상기 튜브시트(84a,84b)의 하단이 절곡되게 형성되고, 그 사이에 냉매관(92a)이 설치된것으로 방열핀(84d)은 설치되지 않는다.

그리고, 상기 베이스 팬(83)에 형성된 응축수 유로(미도시)는 상기 증발기(88)의 열교환 작용시 상기 증발기(88) 표면에 맺히는 응축수가 떨어져 상기 응축기(84) 측으로 이동될 수 있도록 상기 응축기(84)가 설치된 부분이 상기 증발기(88)가 설치된 부분보다 더 낮게 형성된다.

상기와 같이 구성된 일체형 공기조화기의 일예가 작동되는 상태를 살펴보면 다음과 같다.

먼저, 공기조화기가 작동되면, 압축기(68)가 작동되면서 냉매가 압축기(68), 응축기(60), 냉매배관(72), 팽창밸브(69), 증발기(58)를 순환하게 된다.

아울러, 양축 모터(66)가 작동되면, 실내측 송풍팬(59)이 회전되면서 실내 공기를 증발기(58) 측으로 송풍시키고, 송풍된 실내 공기는 상기 증발기(58) 내부를 순환하는 냉매와 열교환되어 차가워진 뒤, 다시 실내 측으로 토출된다.

이때, 상기 증발기(58) 표면에 맺히는 응축수는 상기 베이스 팬(53)으로 떨어져 상기 베이스 팬(53)에 형성된 응축수 유로를 따라 상기 응축기(60) 측으로 흘러간다.

또한, 상기 양축 모터(66)가 작동되면, 실외측 송풍팬(61)이 회전되면서 실외 공기를 응축기(60) 측으로 송풍시키고, 송풍된 실외 공기는 상기 응축기(60) 내부를 순환하는 냉매와 열교환되어 냉매를 응축시킨 뒤, 다시 실외 측으로 토출된다.

이때, 상기 응축기(60) 하단 일측에 상기 응축기(60)와 팽창밸브(69)를 연결하도록 상기 베이스 팬(53)에 근접하게 설치된 냉매배관(72)과 상기 베이스 팬(53)에 모여진 응축수 사이에 열교환 작용이 일어난다.

따라서, 냉매는 상기 응축기(60)를 통과하면서 실외 공기와 열교환될 뿐 아니라 상기 냉매배관(72)을 통과하면서 응축수와 열교환되어 상기 팽창밸브(69)를 지나 상기 증발기(58) 측으로 유입되기 때문에 상기 증발기(58)로 유입되는 냉매의 온도를 낮추어 주어 냉방 효율을 높일 수 있다.

도 8은 본 발명에 따른 일체형 공기조화기의 모리엘 선도가 도시된 그래프이다.

상기와 같이 작동되는 일체형 공기조화기를 따라 순환되는 냉매의 작용을 좀더 자세히 살펴보면, 냉매는 도 8에 도시된 바와 같이 상기 압축기(68)를 통과하면서 a 와 b 사이 구간에서 압축되고, 상기 압축기(68)를 통과한 냉매는 상기 응축기(60)를 통과하면서 실외 공기와 열교환되어 b 와 c 구간에서 응축되며, 상기 응축기(60)를 통과한 냉매는 상기 냉매배관(72)을 통과하면서 응축수와 열교환되어 c 와 d 사이 구간에서 과냉각된다.

그리고, 상기 냉매배관(72)을 통과한 냉매는 상기 팽창밸브(69)를 통과하면서 d 와 e 구간에서 감압되고, 상기 팽창밸브(69)를 통과한 냉매는 상기 증발기(58)를 통과하면서 실내 공기와 열교환되어 e 와 a 구간에서 증발되며 순환하게 된다.

즉, 냉매는 상기 냉매배관(72)을 지나면서 c 와 d 사이의 구간에서 과냉각됨으로 상기 증발기(58)로 유입되는 냉매의 온도가 낮아짐으로 냉방 효율을 향상시킬 수 있다.

상기와 같이 구성되는 본 발명의 일체형 공기조화기는 응축기와 팽창밸브 사이를 연결하도록 설치된 냉매배관 또는 냉매관이 증발기의 응축수와 접촉 면적이 넓어지도록 설치함으로 냉매를 과냉각시켜 팽창밸브를 지나 증발기로 유입시키기 때문에 공기조화기의 냉방 효율을 크게 향상시킬 수 있는 이점이 있다.

Claims (5)

1. 냉매를 압축시키는 압축기와, 상기 압축기와 연결되어 상기 압축기를 통과한 냉매를 실외공기와 열교환시키는 응축기와, 상기 응축기와 연결되어 상기 응축기를 통과한 냉매를 감압시키는 팽창밸브와, 상기 팽창밸브와 연결되어 상기 팽창밸브를 통과한 냉매를 실내공기와 열교환시키는 증발기와, 상기 응축기와 팽창밸브 사이에 설치되어 냉매를 상기 증발기의 응축수와 열교환시켜 과냉각도를 향상시키는 냉각수단을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 일체형 공기조화기.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 압축기, 응축기, 감압수단, 증발기는 베이스 팬의 상측에 설치되고,

   상기 냉각수단은 상기 응축기의 양측을 가로지르도록 상기 응축기의 하단 일측에 설치된 냉매배관과, 상기 냉매배관의 양단을 지지하는 지지대와, 상기 증발기의 응축수가 상기 냉매배관 측으로 모이도록 상기 베이스 팬에 형성된 응축수 유로로 이루어진 것을 특징으로 하는 일체형 공기조화기.
3. 제 2 항에 있어서,

   상기 지지대는 상기 냉매배관이 지지되는 안내홀이 형성되어 상기 응축기의 양측면에 각각 스크루 고정된 것을 특징으로 하는 일체형 공기조화기.
4. 제 1 항에 있어서,

   상기 압축기, 응축기, 감압수단, 증발기는 베이스 팬의 상측에 설치되고,

   상기 냉각수단은 상기 베이스 팬에 접촉되는 면적이 넓어지도록 상기 응축기로부터 소정 각도로 절곡된 응축기의 하단과, 상기 증발기의 응축수가 상기 응축기 하단 측으로 모이도록 상기 베이스 팬에 형성된 응축수 유로로 이루어진 것을 특징으로 하는 일체형 공기조화기.
5. 제 4 항에 있어서,

   상기 응축기 하단은 상기 응축기로부터 90°각도로 절곡된 것을 특징으로 하는 일체형 공기조화기.