KR20130026674A - 공기조화기 - Google Patents

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Abstract

본 실시 예에 따른 공기조화기는, 액상의 냉매와 기상의 냉매를 분리할 수 있는 기액분리장치; 상기 기액분리 장치로 냉매를 유입시키는 유입부; 상기 기액분리장치에서 분리된 기상의 냉매가 유출되는 기체분리부; 상기 기액분리장치 내에 제공되며, 상기 유입관에서 유입되는 냉매와 열교환 되는 내부열교환기를 포함할 수 있다.
또한 본 실시 예에 따른 공기조화기는, 액상의 냉매와 기상의 냉매를 분리할 수 있는 기액분리장치; 상기 기액분리장치에서 분리된 기체상태의 냉매가 유출되는 기체분리부; 상기 기액분리장치로 냉매를 유입시키는 유입부 및 냉매를 유출시키는 유출부; 상기 유출부에서 분지되어 형성되며, 상기 기액분리장치로 냉매를 유동시키는 바이패스부; 상기 기액분리장치를 유동하는 냉매와 상기 바이패스부를 유동하는 냉매가 열교환할 수 있는 내부열교환기;를 포함할 수 있다.
제안되는 실시 예에 따르면, 제안되는 실시 예에 따르면, 공기조화기에서 다단압축부를 구비한 압축기에 인젝션을 통한 냉,난방 성능 개선을 할 수 있다.
상기 공기조화기는 기액분리장치를 포함하며 상기 기액분리장치는 내부에 내부 열교환기를 포함 할 수 있다. 이와 같은 구성을 가짐으로써 별도의 기액분리장치와 내부 열교환기를 구비하지 않아도 됨으로써 조립성을 향상할 수 있고 제품의 소형화를 할 수 있는 장점이 있다.

Description

공기조화기 {Air conditioner}
본 명세서는 공기조화기에 관한 것으로서, 보다 상세히는 시스템의 효율 및 성능이 향상되고 소형화가 가능한 공기조화기에 관한 것이다.
일반적으로 공기조화기는 냉매를 압축, 응축, 팽창, 증발 시키는 과정을 거치면서 공기와의 열교환을 통해 실내 공간을 냉방 또는 난방시키는 장치이다. 상기 공기조화기는 압축기, 응축기, 팽창밸브, 증발기를 포함한다. 상기 압축기에서 토출된 냉매는 상기 응축기에서 응축되고, 상기 팽창밸브에서 팽창한다. 상기 팽창된 냉매는 상기 증발기에서 증발된 후 다시 상기 압축기로 흡입되게 된다.
그러나 종래 기술에 따른 공기 조화기는 실내외 온도 변화에 따른 냉, 난방 부하 변동시 냉, 난방 능력을 충분히 발휘하지 못하는 경우가 있었다. 일 예로 극한랭지역의 경우 외기와의 온도 교환이 원활하게 일어나지 않게 됨으로 난방성능이 매우 저하되는 문제점이 있었다. 이 같은 문제점을 해결하기 위해 대용량의 압축기를 구비하거나 추가적으로 압축기를 더 설치해야 하는 문제가 있었다.
이와 같이 냉,난방 부하가 커질 경우, 응축기를 거친 냉매의 일부를 압축기로 다시 유입 시킴으로써 압축기의 부하를 줄이고 충분한 냉매를 확보하는 증기분사(Vapor injection) 방안이 고려되었다. 그러나 이 경우 압축기로 기상의 냉매를 보내기 위한 상분리기와 충분한 냉매를 확보할 수 있도록 내부에 추가 열교환기를 더 구비하여야 하는 문제점이 있다.
본 실시예의 목적은 냉,난방 성능을 향상시킬 수 있고, 내부공간을 효율적으로 활용할 수 있는 공기조화기를 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한 냉난방시 모두 활용 될 수 있는 내부 열교환기 및 기액분리장치를 포함하는 공기조화기를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 실시 예에 따른 공기조화기는, 액상의 냉매와 기상의 냉매를 분리할 수 있는 기액분리장치; 상기 기액분리 장치로 냉매를 유입시키는 유입부; 상기 기액분리장치에서 분리된 기상의 냉매가 유출되는 기체분리부; 상기 기액분리장치 내에 제공되며, 상기 유입관에서 유입되는 냉매와 열교환 되는 내부열교환기를 포함할 수 있다.
또한 본 실시 예에 따른 공기조화기는, 액상의 냉매와 기상의 냉매를 분리할 수 있는 기액분리장치; 상기 기액분리장치에서 분리된 기체상태의 냉매가 유출되는 기체분리부; 상기 기액분리장치로 냉매를 유입시키는 유입부 및 냉매를 유출시키는 유출부; 상기 유출부에서 분지되어 형성되며, 상기 기액분리장치로 냉매를 유동시키는 바이패스부; 상기 기액분리장치를 유동하는 냉매와 상기 바이패스부를 유동하는 냉매가 열교환할 수 있는 내부열교환기;를 포함할 수 있다.
제안되는 실시 예에 따르면, 공기조화기에서 다단압축부를 구비한 압축기에 인젝션을 통한 냉,난방 성능 개선을 할 수 있다.
상기 공기조화기는 기액분리장치를 포함하며 상기 기액분리장치는 내부에 내부 열교환기를 포함 할 수 있다. 이와 같은 구성을 가짐으로써 별도의 기액분리장치와 내부 열교환기를 구비하지 않아도 됨으로써 조립성을 향상할 수 있고 제품의 소형화를 할 수 있는 장점이 있다.
도1은 공기 조화기의 한가지 실시 예로서 복수의 관을 통해 압축기로 냉매를 유동시키는 냉동 사이클이다.
도 2는 실시예인 기액분리장치를 보여주는 도면이다.
도 3은 기액분리장치와 압축기의 연결관계를 보여주는 도면이다..
도 4는 기액분리장치가 적용된 냉매회로에서 난방시 냉매의 유동을 보여주는 도면이다.
도 5는 기액분리장치가 적용된 냉매회로에서 냉방시 냉매의 유동을 보여주는 도면이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 상세히 설명한다. 각 구성요소의 상 또는 하부에 대한 기준은 도면을 기준으로 설명한다. 도면에서의 각 구성요소들의 크기는 설명을 위하여 과장될 수 있으며, 실제로 적용되는 크기를 의미하는 것은 아니다.
도1은 공기 조화기의 한가지 실시 예로서 복수의 관을 통해 압축기로 냉매를 유동시키는 공기조화기이다.
본 실시예에서는 난방사이클을 기준으로 냉매의 유동을 설명하나, 냉방사이클일 경우에도 동일하게 적용될 수 있음을 밝혀둔다.
도1을 참조하면 상기 공기 조화기는 제1압축실(12), 제2압축실(14) 및 제3압축실(16)을 포함하는 압축기(10)를 포함한다. 상기 압축기(10)는 각 압축실을 거치며 냉매를 압축하여 토출하게 된다.
상기 압축기(10)에서 토출된 냉매는 응축기(20)를 거쳐 제1팽창밸브(30)를 거친다. 상기 제1팽창밸브(30)를 거친 냉매는 상분리기(40)로 유입되게 된다. 상기 상분리기(40)로 유입된 냉매는 액상의 냉매와 기상의 냉매가 섞여있다. 상기 상분리기(40)는 기상의 냉매를 별도의 관으로 분리하여 배출하게 되고, 기상의 냉매가 분리되고 남은 액상과 기상이 혼합된 냉매를 배출하게 된다.
상기 분리된 기상의 냉매는 제1인젝션배관(45)을 통해 상기 압축기(10)의 상기 제2압축실(14) 토출부 측으로 유동한다. 상기 제2압축실(14)에서 토출된 냉매와 상기 제1인젝션배관(45)을 통해 유동한 냉매가 합쳐져서 상기 제3압축실(16)로 유입되게 된다.
상기 제1인젝션배관(45)은 제1인젝션밸브(42)를 포함할 수 있다. 상기 제1인젝션밸브(42)는 상기 제1인젝션배관(45)을 유동하는 냉매의 양을 조절할 수 있다. 바람직하게는 공기조화기의 난방부하에 따라 상기 제1인젝션밸브(42)를 조절함으로써 상기 제1인젝션배관(45)을 유동하는 냉매의 양을 조절하게 된다.
상기 상분리기(40)에서 토출된 액상과 기상의 냉매는 내부 열교환기(50)로 유입될 수 있다. 상기 공기조화기는 내부 열교환기(50)로 유동하는 배관에서 분지되어 형성되는 제2인젝션배관(65)을 더 포함할 수 있다. 상기 제2인젝션배관(65)을 유동하는 냉매는 상기 내부 열교환기(50)를 지내면서 상기 내부 열교환기(50)에 존재하는 냉매와 열교환될 수 있다.
상기 제2인젝션배관(65)은 상기 압축기(10)로 연통될 수 있다. 보다 구체적으로 상기 제2인젝션 배관 상기 제1압축실(12)의 토출부와 연결된다. 따라서 제2인젝션배관(65)으로 유입된 냉매는 상기 제1압축실(12)에서 토출된 냉매와 합쳐져서 상기 제2압축실(14)로 들어가게 된다.
이와 같이 상기 제1인젝션배관(45)과 상기 제2인젝션배관(65)을 통해 상기 압축기(10)로 냉매를 유동시킴으로써 난방 부하가 큰 상황에서도 충분한 냉매를 확보할 수 있으며 고온 고압의 냉매를 유입시킴으로써 압축기(10)의 동작 부하를 줄일 수 있게 된다.
상기와 같은 공기조화기는 별도의 제어부(미도시)를 구비할 수 있으며 상기 제어부는 난방부하에 따라 상기 제1인젝션밸브(42) 및 상기 제2인젝션밸브(60)의 개도를 조절할 수 있다.
보다 구체적으로 난방부하가 커져서 압축기(10)에서 토출되는 냉매의 온도가 설정온도에 미치지 못할 경우 상기 제1인젝션밸브(42) 및/또는 제2인젝션밸브(60)의 개도를 크게 할 수 있다. 이와 같이 인젝션 되는 냉매의 양을 늘림으로써 압축기(10)의 부하를 줄이고 난방성능의 향상을 가지고 올 수 있다.
상기 상분리기(40)에서 토출된 냉매는 제2팽창밸브(70)를 지나면서 교축되고 상기 제2팽창밸브(70)를 지난 냉매는 증발기(80)로 유동한다. 상기 증발기(80)에서 증발된 냉매는 다시 상기 압축기(10)로 유입되면서 난방 사이클을 형성하게 된다.
상기 난방 사이클에서 3개의 압축실을 가지는 압축기(10)로 복수의 배관을 사용하여 인젝션 하기 위해서는 기상의 냉매를 분리해야 하고 이를 위해서는 상분리기(40)와 내부 열교환기(50)를 각각 필요로 하게 된다.
도 2는 실시예인 기액분리장치이다.
도 2를 참조하면 상기 기액분리장치(100)는 액상과 기상의 냉매가 혼합되어 유입되는 유입부(110)를 포함한다. 상기 유입부(110)로 유입된 냉매중 기상의 냉매가 분리되어 기체분리부(130)로 유출되게 된다.
상기 유입부(110)로 유입된 냉매중 상기 기체분리부(130)로 기상의 냉매가 유출되고 남은 냉매는 유출부(120)를 통해 유출되게 된다.
또한 상기 기액분리장치(100)는 외부에서 연통되어서 냉매를 유입시킬 수 있는 제1유입관(140)과 상기 제1유입관(140)으로 유입된 냉매를 외부로 유동시키는 제1유출관(150)을 포함할 수 있다.
상기 제1유입관(140)과 상기 제1유출관(150)은 내부 열교환기(145)로 연통될 수 있다. 상기 내부 열교환기(145)는 상기 기액분리장치(100)내부에 제공되게 되며 상기 유입부(110)로 유입된 냉매와 상기 제1유입관(140)으로 유입된 냉매 사이에 열교환을 일어나게 해준다. 상기 내부 열교환기(145)는 열교환 효율을 높일 수 있도록 표면적을 넓힐 수 있는 구조로 이루어 질 수 있으며 바람직하게는 코일과 같은 형상을 이룰 수 있다.
일 실시예로서 상기 유입부(110)를 통해 고온의 냉매가 유입이 되고 상기 제1유입관(140)을 통해 저온의 냉매가 유입될 경우 상기 제1유입관(140)을 통해 유입된 냉매는 상기 유입부(110)를 통해 유입된 냉매와 열 교환 하여서 유입시에 비해 상대적으로 고온의 상태로 상기 제1유출관(150)을 통해 유출되게 된다. 이로써 상기 압축기(200)에 보다 고온 고압의 냉매를 인젝션 할 수 있게 된다.
도 3은 기액분리장치(100)와 압축기(200)의 연결관계를 나타낸 도면이다.
도 3을 참조하여 인젝션 되는 냉매의 유동을 설명하도록 한다.
상기 기액분리장치(100) 내부로 액상과 기상이 혼합된 냉매는 유입부(110)를 통해 유입될 수 있다. 상기 유입부(110)에는 제1팽창밸브(210)가 제공될 수 있으며 운전상태에 따라 상기 제1팽창밸브(210)의 개도를 조절할 수 있다.
상기 유입부(110)로 유입된 냉매는 상기 기액분리장치(100) 내부로 유동하며 상기 기액분리장치(100) 내부에서 분리된 기상의 냉매는 기체분리부(130)를 통해서 유출될 수 있다.
상기 기체분리부(130)로 유입된 냉매는 고압인젝션배관(235)을 통해 압축기(200)로 인젝션 될 수 있다. 상기 고압인젝션배관(235)은 유로상에 제1밸브(230)를 포함할 수 있으며 상기 제1밸브(230)의 개도를 제어함으로써 인젝션 되는 냉매의 양을 조절할 수 있다.
상기 압축기(200)는 다단압축을 할 수 있도록 복수개의 압축부를 포함할 수 있다. 실시예의 압축기(200)는 3단 압축을 할 수 있도록 제1압축부(202), 제2압축부(204) 및 제3압축부(206)를 포함할 수 있다. 상기 압축기(200)로 유입된 냉매는 제1압축부(202), 제2압축부(204) 및 제3압축부(206)를 지나면서 다단 압축될 수 있다.
상기 고압인젝션배관(235)은 상기 압축기(200) 내부와 연통되며, 보다 자세히 상기 제2압축부(204)의 출구측으로 연통된다. 따라서 상기 고압인젝션배관(235)으로 인젝션 된 냉매는 상기 제2압축부(204)를 거친 냉매와 합쳐져서 상기 제3압축부(206)로 유입되어서 한번 더 압축될 수 있다. 상기 고압인젝션배관(235)이 유입되는 압축기(200)의 부분을 고압부라 칭할 수 있다.
상기 기액분리장치(100) 내부의 냉매중 상기 기체분리부(130)로 기체상의 냉매가 유출되고 남은 액상과 기상이 혼합된 냉매는 유출부(120)를 통해 유출될 수 있으며 상기 유출부(120) 상에는 제2팽창밸브(220)가 제공될 수 있다.
상기 제2팽창밸브(220)는 상기 액상분리장치를 통과한 냉매를 팽창시킬 수 있으며 상기 제2팽창밸브(220)의 개도는 상기 제어부(미도시)에 의해 조절될 수 있다.
실시예는 상기 유출부(120)에서 분지되며 유출부(120)를 유동하는 냉매를 다시 상기 기액분리장치(100) 내부로 바이패스 시킬 수 있는 제1유입관(140)을 더 포함할 수 있다. 상기 제1유입관(140)은 관로중에 제2밸브(240)를 포함할 수 있다. 상기 제1유입관(140)은 상기 기액분리장치(100)를 통과한 냉매를 분지하여 다시 기액분리장치(100)로 유입시키고 상기 제1유입관(140)을 포함하는 부분을 바이패스부라 할 수 있다.
상기 제1유입관(140)은 상기 기액분리장치(100) 내부로 연통되며 상기 기액분리장치(100) 내부에 제공되는 내부 열교환기(145)와 연결된다. 상기 내부 열교환기(145)에서 상기 제1유입관(140)으로 유입된 냉매와 상기 기액분리장치(100) 내부의 냉매 사이에 열교환이 이루어 질 수 있다.
따라서 상대적으로 고온인 상기 기액분리장치(100) 내부의 냉매로부터 상기 내부 열교환기(145) 내부의 냉매로 열이 이동할 수 있다.
상기 내부 열교환기(145)를 기친 냉매는 제1유출관(150)을 통해 상기 기액분리장치(100) 외부로 빠져나가게 된다. 상기 제1유출관(150)으로 유출된 냉매는 상기 압축기(200)로 유동한다. 보다 자세히 상기 제1유출관(150)은 저압인젝션배관(250)을 통해 상기 압축기(200) 내부에 제공되는 상기 제1압축부(202) 출구측에 연통될 수 있다.
따라서 상기 제1압축부(202)에서 압축된 냉매와 상기 저압인젝션배관(250)을 통해 인젝션 된 냉매가 합쳐져서 상기 제2압축부(204)로 유입될 수 있다. 상기 저압인젝션배관(250)이 연통되는 압축기(200)의 부분을 저압부라 칭할 수 있다.
상기 저압인젝션배관(250)을 통해 인젝션 되는 냉매의 양은 상기 제1유입관(140) 상에 제공되는 제2밸브(240)의 개도를 제어함으로써 조절할 수 있다. 또한 상기 제2밸브(240)의 개도 제어는 상기 기액분리장치(100)로 유입되는 냉매에 상태에 따라 조절될 수 있다. 이는 상기 내부 열교환기(145)를 지나는 냉매가 열교환 할 수 있는 상태의 냉매가 상기 기액분리 장치 내부에 충분히 존재할 수 있어야 하기 때문이다.
제어부(미도시)는 난방 혹은 냉방 부하에 따라 상기 제1밸브(230) 및/또는 상기 제2밸브(240)를 제어하게 되고, 이로써 상기 압축기(200)의 부하를 줄일 수 있게 되며 난방 혹은 냉방에 사용될 충분한 양의 냉매를 확보할 수 있게 된다.
도 4는 기액분리장치가 적용된 냉매회로에서 난방시 냉매의 유동을 나타낸 도면이다. 도 5는 기액분리장치가 적용된 냉매회로에서 냉방시 냉매의 유동을 나타낸 도면이다.
도 4를 참조하여 상기 냉매회로의 구성을 설명한다.
상기 냉매회로는 압축기(200)에서 나온 고온, 고압의 냉매를 냉방 혹은 난방 운전에 따라 유동방향을 조절해주는 사방밸브(320), 실외에서 외기와 열교환 하는 실외열교환기(330), 실내에서 내기와 열교환 하는 실내열교환기(340), 압축기(200)로 유동하는 냉매를 일시적으로 저정하는 어큐뮬레이터(350)를 포함할 수 있다.
상기 냉매회로에서 상기 기액분리장치(100)로 유입되는 냉매는 응축기를 지난 냉매일 수 있다. 이는 상기 기액분리장치(100)로 유입된 냉매가 상기 내부 열교환기(145) 내부의 냉매와 열교환을 하기 위해서는 상기 기액분리장치(100)로 유입되는 냉매가 응축기를 지난 고온의 냉매이어야 하기 때문이다. 따라서 냉방시에는 실외열교환기(330)를 지난 냉매가 난방시에는 실내 열교환장치를 지난 냉매가 상기 기액분리장치(100)로 유입될 수 있다.
따라서 상기 기액분리장치(100)가 적용된 냉매회로는 냉방과 난방시 모두 기액분리작용과 인젝션을 할 수 있도록 냉매의 유동을 조절할 수 있는 복수개의 체크밸브 및 복수개의 연결부를 더 포함할 수 있다.
상기 냉매회로는 상기 기액분리장치(100)의 유출부(120)와 상기 실내열교환기(340)를 연결하는 제1연결부(312) 및 상기 제1연결부(312) 상에 제공될 수 잇는 제1체크밸브(302)를 더 포함할 수 있다. 상기 제1체크밸브(302)는 제2팽창밸브(220)를 지나 상기 제1연결부(312) 상에 위치할 수 있으며 냉매를 한방향으로만 유동하게 할 수 있다.
상기 냉매회로는 상기 제1체크밸브(302)를 지나서 분지되어서 형성되며 상기 유입부(110)와 연통되는 제2연결부(314)를 더 포함할 수 있다. 또한 상기 제2연결부(314)는 상기 유입부(110) 방향으로만 냉매를 유동시킬 수 있는 제2체크밸브(304)를 더 포함할 수 있다.
상기 냉매회로는 상기 실외열교환기(330)에서 상기 유입부(110)로 냉매를 유동시킬 수 있는 제3연결부(316)를 더 포함할 수 있다. 또한 상기 제3연결부(316)는 상기 실외기에서 상기 유입부(110)로 냉매를 유동시킬 수 있는 제3체크밸브(306)를 더 포함할 수 있다.
상기 냉매회로는 상기 제1체크밸브(302)를 지나기 전에 상기 제1연결부(312)에서 분지되어 형성되며 상기 제3체크밸브(306)와 상기 실외기 사이의 상기 제3연결부(316)로 연통되는 제4연결부(318)를 더 포함할 수 있다. 상기 제4연결부(318)는 상기 제1연결부(312)에서 상기 제3연결부(316)로 냉매를 유동시킬 수 있는 제4체크밸브(308)를 포함할 수 있다.
도 4를 참조하여 난방시에 냉매회로에서 냉매의 유동을 설명한다.
상기 압축기(200)에서 압축된 냉매는 상기 사방밸브(320)를 지나 상기 실내열교환기(340)로 유동한다. 상기 실내열교환기(340)를 지나 응축된 냉매는 제2연결부(314)로 유동하게 된다. 이때 제1체크밸브(302)가 상기 냉매를 제1연결부(312)로 유동하는 것을 막게 된다. 제2연결부(314)를 지난 상기 냉매는 상기 제2체크밸브(304)를 지나서 상기 제1팽창밸브(210)에서 팽창하게 된다. 상기 제1팽창밸브(210)의 개도는 제어부(미도시)에 의해 결정되게 된다.
상기 제1팽창밸브(210)를 지난 냉매는 유입부(110)를 통해 기액분리장치(100)로 유입되게 된다. 상기 기액분리장치(100)에서 분리된 기상의 냉매는 고압인젝션배관(235)을 통해 상기 압축기(200)의 고압부로 인젝션 될 수 있으며 상기 고압부로 인젝션 되는 냉매의 양은 제1밸브(230)에 의해 조절될 수 있다. 바람직하게 상기 제1밸브(230)의 개도는 난방부하에 따라 조절될 수 있으며 난방 부하가 클 경우 상기 제1밸브(230)의 개도값을 크게 할 수 있다.
상기 기액분리장치(100)에서 분리되지 않고 남은 기상과 액상의 냉매는 유출부(120)를 통해 유출되게 된다. 상기 냉매회로는 상기 유출부(120) 상에서 분지되어 형성되며 상기 기액분리장치(100)로 냉매를 다시 유동시키는 제1유입관(140)을 더 포함할 수 있다. 상기 유출부(120)에서 유출된 냉매는 상기 제1유입관(140)을 지나 상기 실내 열교환기에서 상기 기액분리장치(100)에서 열교환하게 된다. 상기 실내열교환기(340)를 지난 냉매는 상기 저압인젝션배관(250)을 거쳐 상기 압축기(200)의 저압부로 인젝션 된다. 상기 저압부로 인젝션되는 냉매의 양은 상기 제2밸브(240)에 의해 조절될 수 있다. 바람직하게 상기 제2밸브(240)의 개도값은 난방부하에 따라 조절될 수 있으며 난방 부하가 클 경우 상기 제2밸브(240)의 개도값을 크게 할 수 있다.
상기 유출부(120)로 나온 냉매는 상기 제2팽창밸브(220)를 지나면서 팽창하게 된다. 상기 제2팽창밸브(220)의 개도는 상기 제어부(미도시)에 의해 조절될 수 있다.
상기 제2팽창밸브(220)를 지난 냉매는 제4연결부(318)로 유동하게 된다. 상기 제1체크밸브(302)는 상기 제1연결부(312)에서 상기 실내열교환기(340)로 냉매를 유동시킬 수 있으나 상기 실내기를 나온 냉매의 압력이 상기 제1체크밸브(302)를 지나기 전에 위치하는 냉매의 압력보다 상대적으로 고압이므로 상기 제2팽창밸브(220)를 지난 냉매는 상기 제4연결부(318)로 유동하게 된다.
상기 제4체크밸브(308)를 지난 냉매는 상기 제3연결부(316)를 통해 상기 실외열교환기(330)로 유동하게 된다. 상기 제3체크밸브(306)의 경우 상기 실외기에서 상기 유입부(110) 쪽으로 냉매를 유동하게 하나 상기 유입부(110)측의 냉매의 압력이 상기 실외기 입구측의 압력보다 크기 때문에 냉매는 제4체크밸브(308)를 지나 상기 제3연결부(316)를 지나 상기 실외기로 유동하게 된다.
상기 실외열교환기(330)에서 냉매는 증발하게 되고 실외열교환기(330)를 통과한 냉매는 상기 사방밸브(320)를 지나 상기 어큐뮬레이터(350)로 유입된다. 상기 어큐뮬레이터(350)에서 일시적으로 저장된 냉매는 다시 상기 압축기(200)로 유입됨으로써 난방싸이클이 완성되게 된다.
도 5를 참조하여 냉방시에 냉매회로에서 냉매의 유동을 설명한다.
상기 압축기(200)에서 압축된 냉매는 상기 사방밸브(320)를 지나 상기 실외열교환기(330)로 유동한다. 상기 실외열교환기(330)를 지나 응축된 냉매는 제3연결부(316)로 유동하게 된다. 상기 제3연결부(316)로 유동한 냉매는 상기 제3체크밸브(306)를 지나 상기 제1팽창밸브(210)을 지나서 상기 유입부(110)로 유입되게 된다. 상기 제3연결부(316)를 유동하는 냉매는 상기 제2체크밸브(304) 및 상게 제4체크밸브(308)에 의해 각각 상기 제2연결부(314) 및 상기 제4연결부(318)측으로 유동하지 않게 된다.
상기 유입부(110)로 유입된 냉매는 상기 기액분리장치(100)를 통과하게 된다. 상기 기액분리장치(100)에서 압축기(200)로 인젝션 되는 냉매의 유동은 도4를 기준으로 설명하였던 난방사이클에서 인젝션 되는 냉매의 유동과 동일하므로 상세한 설명은 생략하도록 한다.
상기 유입부(110)를 지나 상기 제2팽창밸브(220)를 지난 냉매는 상기 제1연결부(312)를 통해 유동하게 되고 상기 제1체크밸브(302)를 지나 실내열교환기(340)로 유동하게 된다. 상기 제2연결부(314) 및 상기 제4연결부(318)를 통해 상기 제3연결부(316) 혹은 상기 유입부(110)측으로 냉매가 유동할 수 있으나 상기 제3연결부(316)를 유동하는 냉매의 압력이 상기 제1연결부(312)를 유동하는 냉매의 압력보다 상대적으로 고압이므로 상기 제1연결부(312)를 지난 냉매는 실내열교환기(340)로 유입되게 된다.
상기 실내열교환기(340)에서 증발한 냉매는 상기 사방밸브(320)를 거쳐 어큐뮬레이터(350)로 유입되게 된다. 상기 어큐뮬레이터(350)에서 일시적으로 저장된 냉매는 다시 상기 압축기(200)로 유입됨으로써 냉방 싸이클이 완성되게 된다.
이상에서 실시예를 중심으로 설명하였으나 이는 단지 예시일 뿐 본 발명을 한정하는 것이 아니며, 본 발명이 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시예의 본질적인 특성을 벗어나지 않는 범위에서 이상에 예시되지 않은 여러 가지의 변형과 응용이 가능함을 알 수 있을 것이다. 예를 들어, 실시예에 구체적으로 나타난 각 구성 요소는 변형하여 실시할 수 있는 것이다. 그리고 이러한 변형과 응용에 관계된 차이점들은 첨부된 청구 범위에서 규정하는 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
100 : 기액분리장치 145: 내부 열교환기
200: 압축기 235: 고압인젝션배관
250: 저압인젝션배관 330: 실외열교환기
340: 실내열교환기

Claims (11)

  1. 액상의 냉매와 기상의 냉매를 분리할 수 있는 기액분리장치;
    상기 기액분리 장치로 냉매를 유입시키는 유입부;
    상기 기액분리장치에서 분리된 기상의 냉매가 유출되는 기체분리부;
    상기 기액분리장치 내에 제공되며, 상기 유입관에서 유입되는 냉매와 열교환 되는 내부열교환기를 포함하는 공기조화기.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 기액분리장치에서 액상과 기상이 혼합된 냉매가 유출되는 유출부를 더 포함하는 공기조화기.
  3. 제1항에 있어서,
    냉매를 압축할 수 있는 압축기를 더 포함하며
    상기 기체분리부로 유출된 기상의 냉매가 압축기로 유동하는 공기조화기.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 내부열교환기로 유입되는 제1유입관 및 상기 내부열교환기를 통과한 냉매를 상기 열교환기 밖으로 유입시키는 제1유출관을 포함하며
    상기 제1유출관을 유동하는 냉매는 상기 압축기로 유동시키는 공기조화기.
  5. 액상의 냉매와 기상의 냉매를 분리할 수 있는 기액분리장치;
    상기 기액분리장치에서 분리된 기체상태의 냉매가 유출되는 기체분리부;
    상기 기액분리장치로 냉매를 유입시키는 유입부 및 냉매를 유출시키는 유출부;
    상기 유출부에서 분지되어 형성되며, 상기 기액분리장치로 냉매를 유동시키는 바이패스부;
    상기 기액분리장치를 유동하는 냉매와 상기 바이패스부를 유동하는 냉매가 열교환할 수 있는 내부열교환기;를 포함하는 공기조화기.
  6. 제5항에 있어서,
    냉매를 압축할 수 있는 압축기;를 더 포함하며,
    상기 압축기는, 유입된 냉매를 압축하는 제1압축부, 상기 제1압축부에서 압축된 냉매를 압축하는 제2압축부 및 상기 제2압축부에서 압축된 냉매를 압축하는 제3압축부를 포함하며,
    상기 기체분리부를 유동하는 냉매는 상기 제2압축부와 상기 제3압축부 사이로 유입되며,
    상기 바이패스부를 유동하며 내부열교환기를 통과한 냉매는 상기 제1압축부와 상기 제2압축부 사이로 유입되는 공기조화기.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 기체분리부에 위치하는 제1밸브; 및
    상기 바이패스부에 위치하는 제2밸브;를 더 포함하는 공기조화기.
  8. 제5항에 있어서,
    외기와 열교환할 수 있는 실외열교환기;
    내기와 열교환할 수 있는 실내열교환기;
    상기 유출부 상에 위치하는 실외팽창밸브; 및
    상기 유출부에서 상기 실내열교환기로 연통되는 제1체크밸브를 포함하는 제1연결부;을 더 포함하는 공기조화기.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 제1연결부에서 상기 제1체크밸브를 지난 부분에서 분지되어 형성되며,
    상기 제1연결부에서 상기 유입부로 연통되는 제2체크밸브를 포함하는 제2연결부;를 더 포함하는 공기조화기.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 실외열교환기에서 상기 유입부로 연통되는 제3체크밸브를 포함하는 제3연결부;를 더 포함하는 공기조화기.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 기액분리유출관에서 분지되어 형성되며 상기 제3연결부로 연통되는 제4체크밸브를 포함하는 제4연결부;를 더 포함하며,
    상기 제4연결부는 상기 제3체크밸브와 상기 실외열교환기 사이부분에 연통되는 공기조화기.
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20150109748A (ko) 2014-03-20 2015-10-02 엘지전자 주식회사 공기조화기
KR20180056862A (ko) * 2016-11-21 2018-05-30 엘지전자 주식회사 공기조화기
KR20190096658A (ko) * 2018-02-09 2019-08-20 엘지전자 주식회사 공기조화기
KR20200061005A (ko) 2018-11-23 2020-06-02 엘지전자 주식회사 공기조화기

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3885670B1 (en) * 2014-06-27 2023-09-06 Mitsubishi Electric Corporation Refrigeration cycle apparatus
KR101702736B1 (ko) * 2015-01-12 2017-02-03 엘지전자 주식회사 공기 조화기
CN108731155A (zh) * 2015-11-11 2018-11-02 充梦霞 适于提高机组制冷量的空调装置
CN109974349B (zh) * 2019-03-05 2020-04-24 中国科学院力学研究所 一种喷流自降温装置
JP2022181836A (ja) * 2021-05-27 2022-12-08 三菱重工サーマルシステムズ株式会社 多段圧縮冷凍装置

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS60261A (ja) * 1983-06-17 1985-01-05 株式会社日立製作所 冷凍サイクル
JPH07127926A (ja) * 1993-11-05 1995-05-19 Kubota Corp 圧縮式ヒートポンプにおける気液分離器
US5692389A (en) * 1996-06-28 1997-12-02 Carrier Corporation Flash tank economizer
US5996360A (en) * 1997-11-27 1999-12-07 Denso Corporation Refrigerant cycle system
US6959557B2 (en) * 2003-09-02 2005-11-01 Tecumseh Products Company Apparatus for the storage and controlled delivery of fluids
US7299649B2 (en) * 2003-12-09 2007-11-27 Emerson Climate Technologies, Inc. Vapor injection system
JP2005226972A (ja) 2004-02-16 2005-08-25 Denso Corp 冷凍装置
US20060225459A1 (en) * 2005-04-08 2006-10-12 Visteon Global Technologies, Inc. Accumulator for an air conditioning system
JP4899489B2 (ja) * 2006-01-19 2012-03-21 ダイキン工業株式会社 冷凍装置
KR100784610B1 (ko) 2006-08-17 2007-12-11 주식회사 두원공조 냉방장치의 내부열교환기 일체형 기액분리기
JP4245064B2 (ja) * 2007-05-30 2009-03-25 ダイキン工業株式会社 空気調和装置
KR101155494B1 (ko) * 2009-11-18 2012-06-15 엘지전자 주식회사 히트 펌프

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20150109748A (ko) 2014-03-20 2015-10-02 엘지전자 주식회사 공기조화기
KR20180056862A (ko) * 2016-11-21 2018-05-30 엘지전자 주식회사 공기조화기
KR20190096658A (ko) * 2018-02-09 2019-08-20 엘지전자 주식회사 공기조화기
KR20200061005A (ko) 2018-11-23 2020-06-02 엘지전자 주식회사 공기조화기

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