KR20190059026A - 공기조화기 - Google Patents

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KR20190059026A
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하정훈
김성호
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엘지전자 주식회사
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Abstract

본 발명의 공기조화기에 관한 것이다. 본 발명의 사상에 따른 공기조화기에는, 압축기, 응축기, 팽창밸브 및 증발기가 포함되는 공기조화기에 있어서, 상기 팽창밸브에서 유입된 냉매를 액체 냉매 및 기체 냉매로 분리하는 기액분리기, 상기 기액분리기에서 분리된 액체 냉매가 유동되도록, 상기 기액분리기와 상기 증발기를 연결하는 액배관 및 상기 기액분리기에서 분리된 기체 냉매가 유동되도록, 상기 기액분리기와 상기 증발기를 연결하는 기배관이 포함되고, 상기 증발기에는 냉매가 각각 유동되는 복수의 열교환배관이 구비되고, 상기 액배관 및 상기 기배관은 상기 복수의 열교환배관에 대응되는 개수로 구비된다.

Description

공기조화기{AN AIR CONDITIONER}
본 발명은 공기조화기에 관한 것이다.
공기조화기는 소정공간의 공기를 용도, 목적에 따라 가장 적합한 상태로 유지하기 위한 기기이다. 일반적으로, 상기 공기조화기는, 압축기, 응축기, 팽창장치 및 증발기가 포함되며, 냉매의 압축, 응축, 팽창 및 증발과정을 수행하는 냉매 사이클이 구동되어, 상기 소정공간을 냉방 또는 난방할 수 있다.
이때, 상기 소정공간은 상기 공기조화기가 사용되는 장소에 따라, 다양하게 제안될 수 있다. 예를 들어, 상기 공기조화기가 가정이나 사무실에 배치되는 경우, 상기 소정공간은 집 또는 건물의 실내 공간일 수 있다. 또한, 상기 공기조화기가 자동차에 배치되는 경우, 상기 소정공간은 사람이 탑승하는 탑승 공간일 수 있다.
이러한 공기조화기는 상기 소정공간에 설치되는 실내기와, 상기 실내기로 냉매를 공급하는 실외기를 포함한다. 또한, 상기 공기조화기는, 냉매의 흐름에 따라 냉방 운전으로 작동할 수도 있고 난방 운전으로 작동할 수도 있다. 상기 공기조화기의 냉방 운전 또는 난방 운전은 순환하는 냉매의 흐름에 따라 결정된다.
상기 공기조화기가 냉방 운전으로 작동할 때 냉매의 흐름을 설명하면, 상기 실외기에 구비되는 압축기에서 압축된 냉매는 응축기로 기능하는 실외 열교환기를 거쳐서 액체 냉매가 된다. 상기 액체 냉매가 상기 실내기로 공급되면, 증발기로 기능하는 실내 열교환기에서 냉매가 팽창되면서 기화 현상이 발생할 수 있다. 상기 기화 현상에 의해 상기 실내 열교환기의 주변 공기의 온도가 하강하게 된다. 그리고, 상기 실내기 팬이 회전하면 온도가 하강된 상기 실내 열교환기의 주변 공기는 상기 소정공간으로 토출되어 상기 소정공간이 냉방될 수 있다.
한편, 상기 공기조화기가 난방 운전으로 작동할 때 냉매의 흐름을 설명하면, 상기 실외기의 압축기에서 고온고압의 기체 냉매가 실내기로 공급되면, 응축기로 기능하는 실내 열교환기에서 고온고압의 기체 냉매가 액화될 수 있다. 상기 액화 현상에 의해 방출된 에너지는 상기 실내 열교환기의 주변 공기의 온도를 상승시킨다. 그리고, 실내기 팬이 회전되면 온도가 상승된 상기 실내 열교환기의 주변 공기가 상기 소정공간으로 토출되어 상기 소정공간이 난방될 수 있다. 또한, 상기 액화된 냉매는 메인 팽창장치에서 팽창된 후 증발기로 기능하는 실외 열교환기로 유입되어 기화될 수 있다.
이와 같이, 상기 실내 열교환기 및 상기 실외 열교환기는 응축기 또는 증발기로 기능하며 열교환된다. 특히, 상기 증발기는 액체 냉매를 증발시켜 기체 냉매로 상변화시키는 역할을 한다.
본 출원인은 상기 증발기의 열교환 효율을 증대시키기 위한 기술을 연구하여 다음과 같은 문헌을 출원하여 등록된 바 있다.
[선행문헌 1] : 등록특허 제10-1615445호, 공기조화기
상기 선행문헌 1에는, 증발기의 흡입 측에 기액분리기를 설치하여, 상기 기액분리기에서 분리된 액체 냉매는 상기 증발기로 유동시키고, 기체 냉매는 압축기로 유동시킨다.
이때, 상기 증발기를 유동하는 냉매의 유량이 적거나 상기 공기조화기가 저부하 조건에서 운전되는 경우, 상기 증발기의 열교환효율이 떨어지는 문제점이 발생되었다.
자세하게는, 중력의 영향으로 액체 냉매가 상기 증발기의 하부로 쏠리는 현상이 발생되었다. 그에 따라, 상기 증발기 내에서 유량의 불균등이 발생되며, 열교환효율의 저하 등의 문제가 발생되었다.
본 발명의 목적은 이러한 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로서, 증발기의 열교환효율을 극대화한 공기조화기를 제공하는 것에 있다.
특히, 저유량 조건에서 고효율을 내도록, 일반적으로 가정에서 사용되는 저용량 공기조화기를 제공하는 것에 있다.
자세하게는, 상기 증발기로 제공되는 냉매를 기상냉매와 액상냉매로 분리하여 상기 증발기에 형성된 각 패스에 균일하게 유동시키는 공기조화기를 제공하는 것에 있다.
본 발명의 사상에 따른 공기조화기에는, 압축기, 응축기, 팽창밸브 및 증발기가 포함되는 공기조화기에 있어서, 상기 팽창밸브에서 유입된 냉매를 액체 냉매 및 기체 냉매로 분리하는 기액분리기, 상기 기액분리기에서 분리된 액체 냉매가 유동되도록, 상기 기액분리기와 상기 증발기를 연결하는 액배관 및 상기 기액분리기에서 분리된 기체 냉매가 유동되도록, 상기 기액분리기와 상기 증발기를 연결하는 기배관이 포함되고, 상기 증발기에는 냉매가 각각 유동되는 복수의 열교환배관이 구비되고, 상기 액배관 및 상기 기배관은 상기 복수의 열교환배관에 대응되는 개수로 구비된다.
복수의 액배관에는 동일한 양의 액체 냉매가 각각 유동되고, 복수의 기배관에는 동일한 양의 기체 냉매가 각각 유동되어, 상기 복수의 열교환배관에는 동일한 양의 액체 냉매 및 기체 냉매가 각각 유동될 수 있다.
상기 기액분리기에는 냉매가 유동되는 관(Pipe) 형태로 각각 마련되는 냉매유입부 및 냉매토출부가 구비되고, 상기 냉매유입부의 일 단은 상기 냉매토출부의 일 측에 결합되고, 타 단은 상기 팽창밸브에 연결될 수 있다.
상기 냉매토출부의 직경은 상기 냉매유입부의 직경보다 클 수 있다.
상기 냉매토출부는 바닥면에 수직하게 배치되고, 상기 냉매유입부는 바닥면과 소정의 경사(c)를 이루도록 배치될 수 있다.
상기 소정의 경사(c)는 30도 이상, 45도 이하일 수 있다.
상기 냉매토출부는, 상기 냉매유입부와 연결된 부분을 기준으로 하부에 위치되는 제 1 냉매토출부 및 상부에 위치되는 제 2 냉매토출부로 구성되고, 상기 제 1 냉매토출부에는 상기 액배관이 연결되고, 상기 제 2 냉매토출부에는 상기 기배관이 연결될 수 있다.
상기 열교환배관에는, 제 1 열교환배관, 제 2 열교환배관 및 제 3 열교환배관이 포함되고, 상기 액배관에는, 상기 제 1 열교환배관과 연결되는 제 1 액배관, 상기 제 2 열교환배관과 연결되는 제 2 액배관 및 상기 제 3 열교환배관과 연결되는 제 3 액배관이 포함되고, 상기 기배관에는, 상기 제 1 열교환배관과 연결되는 제 1 기배관, 상기 제 2 열교환배관과 연결되는 제 2 기배관 및 상기 제 3 열교환배관과 연결되는 제 3 기배관이 포함될 수 있다.
상기 제 1 열교환배관에는 상기 제 1 액배관 및 상기 제 1 기배관에서 유입된 냉매가 열교환되고, 상기 제 2 열교환배관에는 상기 제 2 액배관 및 상기 제 2 기배관에서 유입된 냉매가 열교환되며, 상기 제 3 열교환배관에는 상기 제 3 액배관 및 상기 제 3 기배관에서 유입된 냉매가 열교환되어, 상기 제 1 내지 3 열교환배관에서 토출된 냉매는, 합지되어 상기 압축기로 유동될 수 있다.
상기 제 1 액배관, 상기 제 2 액배관 및 상기 제 3 액배관에는 동일한 양의 냉매가 유동되며, 상기 제 1 기배관, 상기 제 2 기배관 및 상기 제 3 기배관에는 동일한 양의 냉매가 유동될 수 있다.
상기 제 1 액배관, 상기 제 2 액배관 및 상기 제 3 액배관에는 소정의 비율로 냉매가 유동되며, 상기 제 1 기배관, 상기 제 2 기배관 및 상기 제 3 기배관에는 소정의 비율로 냉매가 유동될 수 있다.
상기 제 1 액배관, 상기 제 2 액배관 및 상기 제 3 액배관 중 적어도 어느 하나로 냉매가 유동되며, 상기 제 1 기배관, 상기 제 2 기배관 및 상기 제 3 기배관 중 적어도 어느 하나로 냉매가 유동될 수 있다.
상기 제 2 냉매토출부에는 상기 기배관으로 유동되는 냉매를 차폐하는 기액배관이 설치될 수 있다.
상기 증발기는 실외 열교환기일 수 있다.
상기 냉매는 R32일 수 있다.
본 발명의 실시 예에 의한 공기조화기에서는 아래와 같은 효과를 기대할 수 있다.
본 발명의 실시 예에 의하면, 증발기에 구비된 복수 개의 패스에 액체냉매 및 기체냉매를 균등하게 분배함에 따라, 상기 증발기의 열교환 효율을 향상시킬 수 있다는 장점이 있다.
또한, 그에 따라 공기조화기 전체의 효율이 상승되고, 외부조건 변화에 따라 효율이 달라지지 않기 때문에 상기 공기조화기의 구동에 신뢰성을 확보할 수 있다는 장점이 있다.
특히, 냉매의 유량이 적거나 저부하 조건에서 중력의 영향에 의한 냉매의 쏠림현상을 방지할 수 있다는 장점이 있다.
또한, 액체 냉매와 기체 냉매로 분리하여 각각의 배관을 상기 증발기에 연결함에 따라, 보다 확실하게 냉매를 균등하게 분배할 수 있다는 장점이 있다.
또한, 간단한 형상을 갖는 기액분리기를 설치함에 따라, 제작비용, 설치비용 및 설치시간을 절감할 수 있다는 장점이 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 공기조화기의 실내기 및 실외기를 도시한 도면이다.
도 2는 도 1의 I-I'단면을 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 공기조화기의 실외기를 분해하여 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 공기조화기 실외기의 냉매 흐름을 간략하게 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 공기조화기의 기액분리기 및 증발기에서 냉매 흐름을 도시한 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 공기조화기의 기액분리기를 도시한 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 공기조화기의 제어구성을 도시한 도면이다.
이하에서는 도면을 참조하여, 본 발명의 구체적인 실시 예를 설명한다. 다만, 본 발명의 사상은 제시되는 실시 예에 제한되지 아니하며, 본 발명의 사상을 이해하는 당업자는 동일한 사상의 범위 내에서 다른 실시 예를 용이하게 제안할 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 공기조화기의 실내기 및 실외기를 도시한 도면이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 사상에 따른 공기조화기에는, 냉방 또는 난방을 제공하는 소정공간에 설치되는 실내기(1) 및 상기 실내기(1)와 연결되어 냉동사이클을 형성하는 실외기(10)가 구비된다.
일반적으로 상기 실내기(1)는 실내공간에 설치되고, 상기 실외기(10)는 실외공간에 설치된다. 도 1에서는 기재의 편의상 상기 실내기(1)와 상기 실외기(10)를 함께 도시하였다.
상기 실내기(1)와 상기 실외기(10)는 냉매가 유동되는 냉매배관으로 연결될 수 있다. 이때, 본 발명의 사상에 따른 공기조화기에 유동되는 냉매는 R32에 해당될 수 있다. 상기 R32 냉매는 비교적 소량으로 높은 효율을 낼 수 있는 고효율 친환경 냉매로 주목받고 있다.
또한, 상기 실내기(1) 및 상기 실외기(10)는 다양한 형태로 마련될 수 있다.
이하, 도 1을 참고하여 도 2 및 도 3에서 상기 실내기(1) 및 실외기(10)의 일 예에 대하여 설명한다.
도 2는 도 1의 I-I'단면을 도시한 도면이다.
도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 실내기(1)는 실내공간의 벽에 부착되는 벽걸이형 실내기에 해당될 수 있다. 상기 벽걸이형 실내기는 일반적으로 가정에 사용되며 비교적 적은 용량에 해당된다.
상기 실내기(1)에는, 외관을 형성하며 내부에 실내 열교환기(4) 및 실내 송풍팬(3)이 배치되는 케이스(1a) 및 상기 케이스(1a)의 전방에 결합되어 상기 실내기(1)의 전면 외관을 형성하는 전면 패널(1b)이 포함된다. 이때, 넓은 의미에서, 상기 전면 패널(1b)은 상기 케이스(1a)의 일 구성으로서 이해될 수 있다.
상기 케이스(1a)에는, 실내공기가 유입되는 흡입구(2) 및 상기 흡입구(2)를 통하여 유입된 공기가 열교환된 후 실내 공간으로 토출되도록 하는 토출구(5)가 포함된다.
상기 흡입구(2)는 상기 케이스(1a)의 상부에 적어도 일부분이 개구되어 형성된다. 또한, 상기 흡입구(2)에는 이물의 유입을 방지하기 위한 흡입그릴(2a)이 형성될 수 있다.
상기 토출구(5)는 상기 케이스(1a)의 하부에서 적어도 일부분이 개구되어 형성될 수 있다. 상기 토출구(5)의 일측에는, 상기 토출구(5)를 개방 또는 폐쇄하기 위하여 이동가능하게 제공되는 토출 베인(5a)이 포함된다.
상기 토출 베인(5a)이 개방되면, 상기 케이스(1a) 내에서 조화된 공기가 실내 공간으로 배출될 수 있다. 예를 들어, 상기 토출 베인(5a)은, 상기 토출 베인(5a)의 하부가 상방으로 회전하여 개방될 수 있다. 또한, 상기 토출구(5)에는 토출그릴(미도시)이 구비될 수 있다.
상기 케이스(1a)의 내부에는, 상기 흡입구(2)에서 흡입된 공기와 열교환 되는 실내 열교환기(4)가 설치된다. 상기 실내 열교환기(4)는 실내 송풍팬(3)의 흡입 측을 둘러싸도록 배치된다. 즉, 상기 실내 열교환기(4)는 복수 개로 절곡되어 형성될 수 있다.
상기 실내 송풍팬(3)에는, 원주 방향으로 흡입된 공기를 원주 방향으로 토출시키는 횡류팬이 포함된다. 또한, 상기 실내 송풍팬(3)에는, 고정부재로서의 팬 본체(3a) 및 상기 팬 본체(3a)의 일 측에 고정되며 원주 방향으로 이격되어 배치되는 복수의 블레이드(3b)가 포함된다. 즉, 상기 복수의 블레이드(3b)는 원주 방향을 따라 배열된 형태를 갖는다.
상기 케이스(1a)의 내부에는, 상기 실내 송풍팬(3)의 외주면 근처에 배치되어 공기의 흐름을 안내하는 유로 가이드(8, 9)가 설치된다. 상기 유로 가이드(8, 9)에는, 리어 가이드(8) 및 스테빌라이저(9)가 포함된다.
상기 리어 가이드(8)는, 상기 케이스(1a)의 후측에서 상기 실내 송풍팬(3)의 흡입 측으로 연장된다. 이러한 상기 리어 가이드(8)는, 상기 실내 송풍팬(3)이 회전될 때 상기 실내 송풍팬(3) 측으로 흡입 공기가 원활하게 안내되도록 한다. 또한, 상기 리어 가이드(8)는, 상기 실내 송풍팬(3)에 의해 유동하는 공기가 상기 실내 송풍팬(3)에서 박리되는 현상을 방지할 수 있다.
상기 스테빌라이저(9)는, 상기 실내 송풍팬(3)의 토출 측에 배치된다. 상기 스테빌라이저(9)는, 상기 실내 송풍팬(3)의 외주면과 이격되도록 설치되어 상기 실내 송풍팬(3)에서 토출된 공기가 상기 실내 열교환기(4) 측으로 역류하는 것을 방지한다. 상기 리어 가이드(8)와 스테빌라이저(9)는, 상기 실내 송풍팬(3)의 길이방향을 따라 연장된다.
상기 실내 열교환기(4)의 하측에는, 공기와 냉매의 열교환 과정에서 발생되는 응축수가 저장될 수 있는 드레인부(6)가 제공된다.
상기 케이스(1a)의 내부에는, 상기 흡입구(2)를 통하여 흡입된 공기 중 이물을 필터링 하기 위한 필터(7)가 제공된다. 상기 필터(7)는 상기 흡입구(2)의 내측에 상기 실내 열교환기(4)를 둘러싸도록 배치된다. 상기 필터(7)에서 필터링된 공기는 상기 실내 열교환기(4)측으로 유동할 수 있다.
이와 같은 실내기(1)의 형상은 예시적이며 상기 실내기(1)는 다양한 형상으로 구비될 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 공기조화기의 실외기를 분해하여 도시한 도면이다.
도 1 및 도 3을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 공기조화기의 실외기(10)는 실외 공기와 열교환되도록 마련된다.
상기 실외기(10)에는, 외관을 형성하며 다수의 부품을 내장하는 케이스가 포함된다. 상기 케이스에는, 전방패널(11), 후방패널(12), 상면패널(13) 및 측면패널(14, 15)이 포함된다.
상기 전방패널(11)은 상기 실외기(10)의 전면을 구성하며, 상기 실외기(10)의 외부로 공기가 토출되는 전방토출구(11a)가 구비된다.
상기 후방패널(12)은 상기 실외기(10)의 내부공간을 형성하도록 상기 전방패널(11)과 후방으로 이격되어 배치된다. 또한, 상기 후방패널(12)에는 상기 실외기(10)의 내부로 공기가 흡입되는 후방흡입구(12a)가 구비된다.
상기 측면패널은 상기 실외기(10)의 양측면을 구성하며, 좌측패널(14) 및 우측패널(15)를 포함한다. 상기 좌측패널(14) 및 상기 우측패널(15)은 상기 전방패널(11) 및 상기 후방패널(12)과 각각 결합되어 상기 실외기(10)의 내부공간을 형성한다. 또한, 상기 좌측패널(14) 및 상기 우측패널(15)에는, 측면흡입구(14a, 15a)가 각각 구비된다.
상기 상면패널(13)은 상기 실외기(10)의 상면을 구성하도록, 상기 전방패널(11), 상기 후방패널(12) 및 상기 측면패널(14, 15)의 상부에 결합된다.
또한, 상기 케이스에는, 상기 실외기(10)의 하면을 이루는 베이스(17)가 더 포함된다. 상기 베이스(17)의 하면이 설치위치에 고정됨에 따라, 상기 실외기(10)가 설치위치에 고정될 수 있다.
그에 따라, 상기 실외기(10)에는 상기 케이스에 의해서 둘러싸인 내부공간이 형성되며, 상기 내부공간에는 후술할 압축기 등이 배치될 수 있다. 즉, 상기 베이스(17)의 상면에는 상기 압축기 등이 장착될 수 있다.
또한, 앞서 설명한 바와 같이, 상기 실외기(10)에는, 실외 공기를 흡입하는 흡입구(12a, 14a, 15a)와 흡입된 공기가 토출되는 토출구(11a)가 형성된다. 상기 토출구(11a)는 상기 케이스의 전방에 형성될 수 있으며, 상기 흡입구(12a, 14a, 15a)는 케이스의 후방 또는 측방에 형성될 수 있다. 다만, 이는 예시적인 것이며 상기 토출구 및 상기 흡입구는 다양한 형태로 형성되어 다양한 위치에 위치될 수 있다.
또한, 상기 실외기(10)에는, 압축기 등이 설치된 전장실을 커버하는 서비스패널(16)이 더 포함될 수 있다. 상기 서비스패널(16)은 상기 실외기(10)의 전면에서 일측면으로 라운드지도록 형성될 수 있다.
예를 들어, 상기 서비스패널(16)은 상기 실외기(10)의 전면에서 우측면으로 라운드지게 형성될 수 있으며, 상기 서비스패널(16)의 일 단이 상기 전방패널(11)의 우측단에 체결되고, 서비스패널(16)의 타 단이 상기 우측패널(15)의 전단에 체결될 수 있다. 상기 서비스패널(16)은 하나의 패널로 구비되어, 전방과 측방을 동시에 개방 및 폐쇄할 수 있게 하므로, 설치자 또는 관리자는 전장실에 쉽게 접근할 수 있다.
또한, 상기 서비스패널(16)에는, 서비스창과 서비스커버(16a)가 포함될 수 있다. 상기 서비스창은 서비스패널(16)을 관통한 개구이며, 상기 서비스커버(16a)는 상기 서비스창을 개폐하도록 설치된다.
상기 서비스창은, 사용자가 실외기(10)의 상태를 판단하고 조작할 수 있는 디스플레이부에 대응되도록 형성될 수 있다. 이때, 상기 디스플레이부는 상기 서비스창을 통해서 외부에 노출되므로, 설치자가 상기 서비스패널(16)을 전부 분리하지 않고, 상기 서비스커버(16a)만을 제거하여 실외기(10)의 상태를 확인할 수 있다.
또한, 상기 서비스창은 실외기(10)의 측면에 구비될 수 있다. 즉, 상기 서비스커버(16a)는 실외기(10)의 측면에 구비될 수 있으며, 예를 들어, 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이 상기 서비스패널(16)의 우측면에 구비될 수 있다.
상기 서비스창이 상기 실외기(10)의 측면에 배치됨에 따라, 상기 실외기(10)가 베란다나 건물의 벽면 등의 협소한 공간에 배치되어 전면에 접근이 힘든 경우에도, 상기 실외기(10)의 일 측면에 설치된 서비스창을 통해서 상기 실외기(10)의 상태를 파악할 수 있다는 장점이 있다.
또한, 상기 실외기(10)에는, 상기 베이스(17)로부터 상방으로 연장되어 상기 내부공간을 열교환실과 전장실로 구분하는 분리벽(18)이 포함될 수 있다. 상기 분리벽(18)은 상기 열교환실 내부의 수분이 상기 전장실로 침투하는 것을 방지하는 구성으로 이해될 수 있다.
상기 분리벽(18)은 상하방향으로 연장되는 플레이트이며, 일 단이 상기 베이스(17)의 상면에 결합될 수 있다. 상기 분리벽(18)은 상기 전장실에 배치되는 구성들과 대응되도록 곡면으로 마련될 수 있다.
상기 열교환실은, 실외 열교환기(24) 및 실외 송풍팬(32) 등이 배치되는 공간이며, 상기 실외 열교환기(24)를 통과하는 냉매와 상기 실외 송풍팬(32)에 의해서 유동하는 외부공기의 열교환이 이루어지는 공간이다.
상기 실외 열교환기(24)는 외부 공기와 냉매를 열교환시키며, 상기 공기 조화기가 냉방 운전하는 경우에는 응축기의 기능을, 상기 공기조화기가 난방 운전하는 경우에는 증발기의 기능을 한다. 상기 실외 열교환기(24)는 냉매가 유동되는 열교환배관과 냉매와 공기의 열교환면전을 넓여주는 열교환핀으로 구성될 수 있다.
상기 실외 송풍팬(32)은 모터(31) 및 모터마운트(33)와 연결되어 상기 실외기(10) 내부의 공기를 강제대류시킬 수 있다. 자세하게는, 상기 실외 송풍팬(32)은 상기 모터(31)의 회전축에 결합되어, 상기 모터(31)의 구동에 따라 회전될 수 있다.
상기 모터(31)는 상기 모터마운트(33)에 결합되어 지지될 수 있다. 즉, 상기 모터마운트(33)는 상기 모터(31) 및 상기 모터(31)에 결합된 상기 실외 송풍팬(32)을 지지할 수 있다.
상기 모터마운트(33)는 상기 베이스(17)와 상기 상면패널(13) 사이에 형성되는 구조물로 이해된다. 따라서, 상기 모터마운트(33)의 일 단은 상기 베이스(17)의 상면에 체결되고, 타 단은 상기 상면패널(13)의 하면과 인접하게 배치된다.
상기 모터(31) 및 상기 실외 송풍팬(32)은 상기 모터마운트(33)의 전면에 체결될 수 있다. 특히, 상기 모터(31) 및 상기 실외 송풍팬(32)은 상기 전방토출구(11a)에 대응되는 위치에 체결될 수 있다.
상기 실외기(10)를 관통하는 공기의 유동을 자세히 설명하면, 상기 모터(31)에 의해 상기 실외 송풍팬(32)이 회전되며 공기의 유동이 발생된다. 상기 실외기(10)의 후면 및 측면에 마련된 흡입구(12a, 14a, 15a)를 통해 흡입된 공기는 상기 실외 열교환기(24)를 통과하며 냉매와 열교환을 한다. 상기 실외 열교환기(24)를 통과한 공기는 상기 전면토출구(11a)를 통해 상기 실외기(10)의 외부로 토출된다.
이와 같이 유동되는 실외 공기와 상기 실외 열교환기(24)를 유동하는 냉매가 열교환될 수 있다.
상기 전장실은, 압축기(21) 및 전장부(22) 등이 위치하는 공간이다.
상기 압축기(21)는 냉매를 압축하도록 상기 베이스(18)에 고정되어 설치된다. 상기 압축기(21)는 다양한 형상 및 다양한 압축방법을 갖도록 구비될 수 있다. 예를 들어, 상기 압축기(21)는 피스톤과 실린더 사이에 작동가스가 흡입 또는 토출되는 압축공간이 형성되도록 하여 피스톤이 실린더 내부에서 직선 왕복 운동하면서 냉매를 압축시키는 왕복동식 압축기일 수 있다.
상기 전장부(22)는 수분의 침투를 방지하기 위해서 상기 전장실의 상부에 위치될 수 있다. 상기 전장부(22)에는 상기 공기조화기의 각종 구성을 제어하기 위한 제어부가 구비될 수 있다.
또한, 상기 실외기(10)의 내부공간에는 다양한 장치들이 더 구비될 수 있다.
이와 같은 실외기(10)의 형상은 예시적이며 상기 실외기(10)는 다양한 형상으로 구비될 수 있다. 이하, 상기 실외기(10)에 구비되는 장치을 참고하여, 상기 실외기(10)에 유동되는 냉매의 흐름에 대하여 자세하게 설명한다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 공기조화기 실외기의 냉매 흐름을 간략하게 도시한 도면이다. 도 4는 냉매의 흐름을 도시하기 위해, 앞서 설명한 구성 중 일부만을 도시하고, 각 구성을 연결하는 냉매배관을 간략하게 도시하였다. 또한, 상기 실내기(1)와 연결되기 위하여 상기 실외기(10)의 외부로 연장되는 냉매배관은 생략하고 도시하였다.
앞서 설명한 바와 같이, 상기 실외기(10)에는, 상기 압축기(21) 및 상기 실외 열교환기(24)가 구비된다. 또한, 상기 실외기(10)에는, 메인 팽창장치(27), 어큐뮬레이터(26), 유동전환부(25), 오일분리기(미도시), 기액분리기(100) 및 다수의 냉매배관이 구비된다.
상기 메인 팽창장치(27)는 응축기에서 응축된 고온고압 상태의 액상 냉매를 저압상태의 액상냉매로 팽창시키는 구성이다. 예를 들어, 상기 메인 팽창장치(27)에는, 전자팽창장치(EEV, Electric Expansion Valve)가 포함될 수 있다.
즉, 상기 메인 팽창장치(27)는 개도량(opening rate)을 변경할 수 있도록 마련된다. 이때, 상기 개도량은 pulse단위로 제어될 수 있으며, 상기 메인 팽창장치(27)는 소정의 범위 내에서 개도량이 변경될 수 있다.
이때, 상기 개도량이 증가한다는 것은 밸브가 열린다는 것을 의미하며, 상기 개도량이 감소한다는 것은 밸브가 닫힌다는 것을 의미한다. 또한, 상기 개도량이 증가되면 유동되는 냉매의 양이 증가되고, 상기 개도량이 감소되면 유동되는 냉매의 양이 감소될 수 있다.
상기 어큐뮬레이터(26)는 냉매가 상기 압축기(21)로 유입되기 전, 즉 상기 압축기(21)의 입구 측에 배치되어 기상 냉매를 분리한다. 상기 어큐뮬레이터(26)에서 분리된 기상 냉매는 상기 압축기(21)로 유입된다.
상기 유동전환부(25)는 상기 압축기(21)의 출구 측에 배치되어 상기 압축기(21)에서 토출되는 냉매의 방향을 전환시킨다. 즉, 상기 유동전환부(25)는 냉방 운전 및 난방 운전에 따라 상기 실외 열교환기(24) 또는 상기 실내기 측으로 냉매를 유동시킨다. 예를 들어, 상기 유동전환부(25)는 사방밸브(four-way valve)로 구비될 수 있다.
상기 오일분리기는 상기 압축기(21)의 출구 측에 배치되며 상기 압축기(21)에서 토출된 냉매 중 오일을 분리한다.
상기 기액분리기(100)는 증발기의 흡입 측에 배치되어, 유동되는 냉매를 기체 냉매와 액체 냉매로 분리시켜 유동시킬 수 있다. 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 기액분리기(100)는 상기 실외 열교환기(24)의 일 측에 배치된다. 특히, 상기 실외 열교환기(24)가 증발기로 기능하는 경우, 상기 실외 열교환기(24)의 흡입 측에 배치된다.
또한, 본 발명의 사상에 따른 기액분리기(100)는 분리된 기체 냉매와 액체 냉매를 모두 상기 증발기로 유동시킨다. 특히, 상기 실외 열교환기(24)가 증발기로 기능하는 경우, 상기 실외 열교환기(24)로 유동되는 냉매를 기체 냉매와 액체 냉매로 분리하여 상기 실외 열교환기(24)에 공급할 수 있다. 이에 관하여, 자세하게 후술한다.
상기 다수의 냉매배관에는 각 구성을 연결하여 냉매가 유동되는 냉매배관이 구비된다. 설명의 편의상 각 냉매배관을 제 1 배관 내지 제 6 배관으로 구분한다.
제 1 배관(40)은 상기 메인 팽창장치(27)와 연결되어 상기 실내기로 연장되는 냉매배관이며, 제 2 배관(42)은 상기 메인 팽창장치(27)와 상기 실외 열교환기(24)를 연결하는 냉매배관이다.
이때, 상기 기액분리기(100)는 상기 제 2 배관(42)에 설치된다. 즉, 앞서 설명한 바와 같이, 상기 기액분리기(100)는 또한, 상기 기액분리기(100)는 상기 제 2 배관(42)의 적어도 일부로 이해될 수 있다.
또한, 제 3 배관(44)은 상기 실외 열교환기(24)와 상기 유동전환부(25)를 연결하는 냉매배관이며, 제 4 배관(46)은 상기 어큐뮬레이터(26)를 통과하여 상기 유동전환부(25)와 상기 압축기(21)의 흡입 측을 연결하는 냉매배관이다. 이때, 상기 제 4 배관(46)에는 상기 어큐뮬레이터(26)가 설치된다.
또한, 제 5 배관(48)은 상기 압축기(21)의 토출 측과 상기 유동전환부(25)를 연결하는 냉매배관이며, 제 6 배관(50)은 상기 유동전환부(25)에서 상기 실내기로 연장되는 냉매배관이다.
이하, 도 4를 참고하여 공기조화기의 운전모드에서 냉매의 흐름을 설명한다.
본 발명의 사상에 따른 공기조화기가 냉방운전을 하는 경우, 냉매의 흐름을 도 4에서 점선화살표로 도시하였다. 냉방운전은 상기 실내기(1)가 설치된 실내공간에 냉기를 공급하는 경우에 해당되며, 상기 실외 열교환기(24)는 응축기로 기능한다. 또한, 상기 실내기(1)에 배치되는 실내 열교환기(4)가 증발기로 기능하며 상기 실내공간에 냉기를 공급할 수 있다.
그에 따라, 상기 제 6 배관(50)을 통해 상기 실내 열교환기(4)에서 증발된 저온저압의 냉매가 상기 실외기(10)로 유입된다. 상기 유동전환부(25)는 상기 제 6 배관(50)과 상기 제 4 배관(46)을 연결하고, 그에 따라 냉매는 상기 어큐뮬레이터(26)를 통과하여 상기 압축기(21)로 유입된다.
상기 압축기(21)에서 고온고압으로 토출된 냉매는 상기 제 5 배관(48) 및 상기 제 3 배관(44)을 따라 유동된다. 그리고, 냉매는 응축기로 기능하는 상기 실외 열교환기(24)에서 응축되고, 상기 제 2 배관(42) 및 상기 제 1 배관(40)을 따라 상기 실내기로 유입되어 상기와 같이 순환될 수 있다.
이때, 상기 메인 팽창장치(27)는 완전히 개방되어 유동되는 냉매에 영향을 주지 않을 수 있다. 또한, 상기 기액분리기(100)는 냉매가 유동되는 일 냉매배관으로 기능한다.
한편, 본 발명의 사상에 따른 공기조화기가 난방운전을 하는 경우, 냉매의 흐름을 도 4에 실선화살표로 도시하였다. 난방운전은 상기 실내기(1)가 설치된 실내공간에 온기를 공급하는 경우에 해당되며, 상기 실외 열교환기(24)는 증발기로 기능한다. 또한, 상기 실내기(1)에 배치되는 실내 열교환기(4)가 응축기로 기능하며 상기 소정의 공간에 온기를 공급할 수 있다.
그에 따라, 상기 제 1 배관(40)을 통해 상기 실내기(1)에서 응축된 냉매가 상기 실외기(10)로 유입된다. 그리고, 상기 메인 팽창장치(27)에서 팽창되어 상기 제 2 배관(42)을 따라 상기 기액분리기(100)를 통과하여 상기 실외 열교환기(24)로 유동된다.
상기 실외 열교환기(24)는 상기 기액분리기(100)를 통과하여 유동된 냉매와 실외 공기를 열교환시켜 냉매를 증발시킨다. 증발된 냉매는 상기 제 3 배관(44)을 따라 상기 유동전환부(25)로 유동되고, 상기 유동전환부(25)는 상기 제 3 배관(44)과 상기 제 4 배관(46)을 연결한다. 즉, 상기 냉방모드와는 서로 다른 배관을 연결한다.
그리고, 냉매는 상기 제 4 배관(46)을 따라 상기 어큐뮬레이터(26)를 통과하여 상기 압축기(21)로 유입된다. 상기 압축기(21)에서 고온고압으로 토출된 냉매는 상기 제 5 배관(48)으로 유동되어, 상기 유동전환부(25)에서 상기 제 6 배관(50)을 따라 유동된다. 그리고, 냉매는 상기 제 6 배관(50)을 따라 상기 실내기로 유입되어 상기와 같이 순환될 수 있다.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 공기조화기의 기액분리기 및 증발기에서 냉매 흐름을 도시한 도면이다. 도 5는 공기조화기의 난방운전시, 즉, 상기 실외 열교환기(24)가 증발기로 기능하는 경우 냉매의 흐름을 도시한 것이다. 또한, 도 6는 본 발명의 일 실시 예에 따른 공기조화기의 기액분리기를 도시한 도면이다.
도 5에 도시된 바와 같이, 상기 팽창밸브(27)를 통과한 냉매는 상기 기액분리기(100)로 유동되고, 상기 기액분리기(100)에서 상기 실외 열교환기(24)로 유동된다. 또한, 상기 실외 열교환기(24)를 통과한 냉매는 상기 압축기(21)로 유동될 수 있다.
도 6를 참조하면, 상기 기액분리기(100)는 냉매유입부(102) 및 냉매토출부(104, 106)로 구성된다. 이때, 상기 냉매유입부(102)는 상기 팽창밸브(27)와 연결되고, 상기 냉매토출부(104, 106)는 상기 실외 열교환기(24)와 연결된다.
상기 냉매유입부(102) 및 상기 냉매토출부(104, 106)는 내부에 냉매가 유동되는 공간이 마련된 관(Pipe)의 형태로 구비된다. 그에 따라, 상기 냉매유입부(102) 및 상기 냉매토출부(104, 106)는 각각 직경을 가진다.
설명의 편의상, 상기 냉매유입부(102)의 직경을 a라 하고 상기 냉매토출부(104, 106)의 직경을 b라 한다. 이때, a는 b보다 작은 값에 해당된다. 즉, 상기 냉매토출부(104, 106)는 상기 냉매유입부(102)보다 큰 직경으로 마련된다.
예를 들어, a는 6.35mm이상으로 구비되고, b는 23mm이하로 구비될 수 있다. 이는 냉매의 종류, 유량 등과 같은 실제 설계를 고려한 예시적인 수치로 이에 한정되지 않으며, a보다 b가 큰 어떠한 수치도 무관하다.
도 6에 도시된 바와 같이, 상기 냉매토출부(104, 106)는 바닥면과 수직한 방향으로 연장되도록 마련된다. 다시 말하면, 상기 냉매토출부(104, 106)는 중력방향으로 연장되도록 배치될 수 있다.
이때, 상기 냉매유입부(102)는 상기 냉매토출부(104, 106)의 일 측에 내부가 연통되도록 연결된다. 또한, 상기 냉매유입부(102)는 바닥면을 기준으로 c각도만큼 기울어지도록 설치된다. 이때, c는 30도 이상, 45도 이하일 수 있다.
또한, 도 4 및 도 5에서는 냉매의 유동방향을 도시하기 위해, 상기 기액분리기(100)와 상기 메인 팽창장치(27)를 이격하여 도시하였으나, 상기 냉매유입부(102)는 상기 메인 팽창장치(27)와 상기 냉매토출부(104, 106)를 연결한다. 다시 말하면, 상기 냉매유입부(102)의 일 단은 상기 냉매토출부(104, 106)에 결합되고, 타 단은 상기 메인 팽창장치(27)에 연결된다.
상기 냉매유입부(102)의 길이는 d로 구비될 수 있다. 또한, d는 상기 메인 팽창장치(27)에서 상기 냉매토출부(104, 106)까지 냉매가 유동되는 길이로 이해될 수 있다. 이때, d는 160mm이상일 수 있다.
상기 냉매토출부는 상기 냉매유입부(102)와 연결된 부분을 기준으로 하부에 위치되는 제 1 냉매토출부(104) 및 상부에 위치되는 제 2 냉매토출부(106)로 구성된다.
상기 기액분리기(100)에서 냉매의 유동을 설명하면, 상기 팽창밸브(27)를 통과한 냉매가 상기 냉매유입부(102)를 통해 유입되어 상기 냉매토출부(104, 106)로 유동된다. 이때, 중력에 의해 기체 냉매는 상부로 유동되며, 액체 냉매는 하부로 유동될 수 있다.
따라서, 상기 제 1 냉매토출부(104)로 액체 냉매가 유동되고, 상기 제 2 냉매토출부(106)로 기체 냉매가 유동된다. 이때, 실제로 상기 제 1 냉매토출부(104)로 기체 냉매가 유동되거나 상기 제 2 냉매토출부(106)로 액체 냉매가 유동될 수 있으나 이는 아주 작은 값으로 무시한다.
이와 같이, 상기 기액분리기(100)는 냉매를 기체 냉매와 액체 냉매로 분리시킬 수 있다.
이때, 상기 b가 상기 a보다 큰 값은 냉매가 보다 잘 분리되기 위함이다. 즉, 보다 좁은 공간에서 넓은 공간으로 유동되어 부피가 확장되는 과정에서 기체 냉매와 액체 냉매로 보다 잘 분리될 수 있다.
또한, 상기 d는 냉매가 기체와 액체로 잘 분리될 수 있을 정도의 길이를 의미한다. 예를 들어, 상기 d가 너무 작은 길이로 구비되면, 상기 냉매토출부(104, 106)에 도달되었을 때 냉매의 유속이 너무 빨라 잘 분리되지 않을 수 있다.
또한, 상기 c는 냉매의 유속이 비교적 크지 않도록 유동될 수 있는 각도를 의미한다. 예를 들어, 상기 c가 너무 큰 각도로 구비되면, 냉매가 비교적 빠른 속도로 유동되며 액체 냉매가 상기 냉매 유입부(102)의 내측에 밀착되어 이동될 수 있다. 따라서, 상기 냉매토출부(104, 106)에 도달되었을 때 상측으로 유동될 가능성이 있다.
따라서, 앞서 기재한 상기 a 내지 d의 수치는 예시적인 것이며 이에 한정되지 않는다.
이와 같이 분리된 기체 냉매 및 액체 냉매는 상기 실외 열교환기(24)로 각각 유동된다. 이때, 액체 냉매가 유동되는 배관을 액배관(110)이라 하고, 기체 냉매가 유동되는 배관을 기배관(120)이라 한다.
또한, 상기 기배관(120)에는, 기액밸브(130)가 구비될 수 있다. 이는 공기조화기의 냉방운전시 상기 기배관(120)으로 냉매가 유동되는 것을 방지하기 위함이다. 또한, 공기조화기의 난방운전시 상기 기액밸브(130)는 상기 기배관(120)으로 냉매의 유동을 차단할 수 있다.
자세하게는, 소정의 조건에서 상기 기액밸브(130)가 개방되어 상기 기배관(120)으로 냉매가 유동될 수 있다. 예를 들어, 유동되는 냉매의 유량이 적은 저유량조건이거나 공기조화기가 저부하 조건에서 운전되는 경우, 상기 기액밸브(130)가 개방되어 상기 기배관(120)으로 냉매가 유동될 수 있다.
공기조화기의 난방운전시 상기 기액밸브(130)가 폐쇄되는 경우, 상기 메인 팽창장치(27)를 통과하는 냉매는 모두 상기 액배관(110)으로 유동된다. 이때, 일반적으로 상기 액배관(110)을 유동하는 기체냉매의 양이 액체 냉매의 양보다 매우 적기 때문에, 이와 같은 경우 상기 액배관(110)에는 액체냉매가 유동된다고 할 수 있다.
이때, 상기 액배관(110) 및 상기 기배관(120)은 복수 개로 마련될 수 있다. 상기 액배관(110) 및 상기 기배관(120)은 동일한 개수로 마련되며, 이는 상기 실외 열교환기(24)의 패스 수와 대응된다.
상기 실외 열교환기(24)는 냉매가 유동되는 열교환배관(242, 244, 246)과 냉매와 공기의 열교환면적을 넓여주는 열교환핀(240)으로 구성될 수 있다. 이때, 상기 열교환배관은 각각 냉매가 유동되는 복수의 열교환배관으로 구성된다.
자세하게는, 상기 열교환배관에는 제 1 열교환배관(242), 제 2 열교환배관(244) 및 제 3 열교환배관(246)이 포함된다. 이와 같은 열교환배관의 개수는 예시적인 것으로 다양한 개수로 구비될 수 있다.
또한, 이와 대응하여, 상기 액배관(110)에는, 상기 제 1 열교환배관(242)과 연결되는 제 1 액배관(112), 상기 제 2 열교환배관(244)와 연결되는 제 2 액배관(114) 및 상기 제 3 열교환배관(246)과 연결되는 제 3 액배관(116)이 포함된다.
또한, 상기 기배관(120)에는, 상기 제 1 열교환배관(242)과 연결되는 제 1 기배관(122), 상기 제 2 열교환배관(244)와 연결되는 제 2 기배관(124) 및 상기 제 3 열교환배관(246)과 연결되는 제 3 기배관(126)이 포함된다.
이때, 상기 액배관(112, 114, 116)과 상기 기배관(122, 124, 126)은 합지되어 상기 열교환배관(242, 244, 246)과 각각 연결될 수 있다. 이때, 상기 액배관(112, 114, 116)과 상기 기배관(122, 124, 126)이 합지되는 합지부는, 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 열교환배관(242, 244, 246)의 외측일 수도 있고, 상기 열교환배관(242, 244, 246)의 내측일 수도 있다.
이와 같이, 상기 열교환배관(242, 244, 246)의 일 단은 상기 액배관(112, 114, 116) 및 상기 기배관(122, 124, 126)과 연결된다. 또한, 상기 열교환배관(242, 244, 246)의 타 단은 상기 제 3 배관(44)과 연결된다.
그에 따라, 도 5를 참조하여, 공기조화기가 난방운전을 하는 경우, 즉, 상기 실외 열교환기(24)가 증발기로 기능하는 경우 냉매의 유동을 설명한다. 이때, 상기 기액밸브(130)는 개방된 상태로 상기 메인 팽창장치(27)에서 상기 기액분리기(100)로 유동된 냉매는 앞서 설명한 바와 같이 액체냉매와 기체냉매로 분리된다.
액체냉매는 상기 기액분리기(100)의 제 1 냉매토출부(104)를 따라 상기 액배관(110)으로 유동된다. 그리고, 상기 액체 냉매는 상기 제 1 액배관(112), 상기 제 2 액배관(114) 및 상기 제 3 액배관(116)로 분할되어 상기 제 1 열교환배관(242), 상기 제 2 열교환배관(244) 및 상기 제 3 열교환배관(246)으로 각각 유입된다.
한편, 기체냉매는 상기 기액분리기(100)의 제 2 냉매토출부(106)를 따라 상기 기배관(120)으로 유동된다. 그리고, 상기 기체 냉매는 상기 제 1 기배관(122), 상기 제 2 기배관(124) 및 상기 제 3 기배관(126)로 분할되어 상기 제 1 열교환배관(242), 상기 제 2 열교환배관(244) 및 상기 제 3 열교환배관(246)으로 각각 유입된다.
상기 제 1 열교환배관(242), 상기 제 2 열교환배관(244) 및 상기 제 3 열교환배관(246)에서 열교환된 냉매는 토출되고, 합지되어 상기 제 3 배관(44)을 따라 상기 압축기(21)로 유동될 수 있다.
도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 공기조화기의 제어구성을 도시한 도면이다.
도 7에 도시된 바와 같이, 본 발명의 사상에 따른 공기조화기에는 각 구성을 제어하는 제어부(150)가 구비된다. 도 7에 도시된 구성은 예시적인 것으로 상기 제어부(150)에 의해 제어되는 구성은 이에 한정되지 않는다.
상기 제어부(150)는 상기 압축기(21)의 구동, 상기 메인 팽창장치(27)의 개도 등을 제어할 수 있다. 자세하게는, 상기 압축기(21)의 구동을 통해 부하를 조절하거나, 그에 관한 정보를 저장할 수 있다. 또한, 상기 메인 팽창장치(27)를 통해 냉매의 유량을 조절하거나, 그에 관한 정보를 저장할 수 있다.
또한, 상기 제어부(150)는 상기 기액밸브(130)를 제어할 수 있다. 앞서 설명한 바와 같이, 상기 제어부(150)는 난방운전시 저유량, 저부하와 같은 조건에서 상기 기액밸브(130)를 개방할 수 있다.
또한, 상기 제어부(150)는 상기 제 1 액배관(112), 상기 제 2 액배관(114) 및 상기 제 3 액배관(116)으로 동일한 양의 냉매가 유동되도록 제어할 수 있다. 또한, 상기 제 1 기배관(122), 상기 제 2 기배관(124) 및 상기 제 3 기배관(126)으로 동일한 양의 냉매가 유동되도록 제어할 수 있다.
상기와 같은 냉매유동은 하드웨어(장치) 측면에서 마련될 수 있으며, 이를 상기 제어부(150)의 제어에 의한 것으로 포함한다.
상기와 같은 제어에 의해, 상기 제 1 열교환배관(242), 상기 제 2 열교환배관(244) 및 상기 제 3 열교환배관(246)에 동일한 양의 액체 냉매 및 기체 냉매가 각각 유동될 수 있다. 그에 따라, 상기 제 1 열교환배관(242), 상기 제 2 열교환배관(244) 및 상기 제 3 열교환배관(246)에서 효율적으로 열교환이 이루어지고, 상기 실외 열교환기(24)의 증발 효율이 향상될 수 있다.
특히, 냉매의 유량이 적거나, 저부하 조건에서 각 열교환배관(242, 244, 246)에 액체 냉매와 기체 냉매가 동일하게 분배됨에 따라 열교환 효율이 향상된다. 즉, 상기 기액분리기(100)에 의해 액체 냉매와 기체 냉매를 균등하게 분배하여 중력 등에 의한 냉매 쏠림현상을 방지할 수 있다.
또한, 상기 제어부(150)는 냉매가 상기 제 1 내지 3 액배관(112, 114, 116) 또는 상기 제 1 내지 3 기배관(122, 124, 126) 중 적어도 어느 하나로 유동되도록 제어할 수 있다. 예를 들어, 냉매의 유량이 매우 적은 경우, 상기 제 3 액배관(116) 및 상기 제 3 기배관(126)으로 냉매가 유동되지 않도록 제어한다.
그에 따라, 상기 제 3 열교환배관(246)으로는 냉매가 유동되지 않을 수 있다. 즉, 냉매의 유량이 매우 적은 경우, 상기 실외 열교환기(24)의 일부에서만 열교환이 발생되도록 제어할 수 있다.
또한, 상기 제어부(150)는 냉매가 소정의 비율로 상기 제 1 내지 3 액배관(112, 114, 116) 또는 상기 제 1 내지 3 기배관(122, 124, 126)로 유동되도록 제어할 수 있다.
예를 들어, 설치되는 실외기의 형태에 따라, 각 열교환배관(242, 244, 246)의 열교환효율이 상이할 수 있다. 상기 제 1 열교환배관(242)의 열교환효율이 다른 열교환배관(244, 246)의 열교환효율보다 높다고 가정하면, 상기 제 1 열교환배관(242)으로 더 많은 양의 냉매를 유동시킬 수 있다.
예를 들어, 상기 제 1 액배관(112) 및 상기 제 1 기배관(122)으로는 전체의 50%, 상기 제 2 액배관(114) 및 상기 제 2 기배관(124)으로는 전체의 25%, 상기 제 3 액배관(116) 및 상기 제 3 기배관(126)으로는 전체의 25%에 해당되는 냉매가 유동되도록 제어할 수 있다.
또한, 필요에 따라 각 배관에서 액체 냉매와 기체 냉매의 비율이 다르게 제어할 수 있다. 이와 같은 제어는 각 배관에 설치되는 밸브 등에 의해 구현될 수있다. 예를 들어, 상기 밸브는 유량제어밸브일 수 있다.
10 : 실외기 21 : 압축기
24 : 실외 열교환기 27 : 팽창밸브
100 : 기액분리기 102 : 냉매유입부
104 : 제 1 냉매토출부 106 : 제 2 냉매토출부
110 : 액배관 120 : 기배관

Claims (15)

  1. 압축기, 응축기, 팽창밸브 및 증발기가 포함되는 공기조화기에 있어서,
    상기 팽창밸브에서 유입된 냉매를 액체 냉매 및 기체 냉매로 분리하는 기액분리기;
    상기 기액분리기에서 분리된 액체 냉매가 유동되도록, 상기 기액분리기와 상기 증발기를 연결하는 액배관; 및
    상기 기액분리기에서 분리된 기체 냉매가 유동되도록, 상기 기액분리기와 상기 증발기를 연결하는 기배관;이 포함되고,
    상기 증발기에는 냉매가 각각 유동되는 복수의 열교환배관이 구비되고,
    상기 액배관 및 상기 기배관은 상기 복수의 열교환배관에 대응되는 개수로 구비되는 것을 특징으로 하는 공기조화기.
  2. 제 1 항에 있어서,
    복수의 액배관에는 동일한 양의 액체 냉매가 각각 유동되고,
    복수의 기배관에는 동일한 양의 기체 냉매가 각각 유동되어,
    상기 복수의 열교환배관에는 동일한 양의 액체 냉매 및 기체 냉매가 각각 유동되는 것을 특징으로 하는 공기조화기.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 기액분리기에는 냉매가 유동되는 관(Pipe) 형태로 각각 마련되는 냉매유입부 및 냉매토출부가 구비되고,
    상기 냉매유입부의 일 단은 상기 냉매토출부의 일 측에 결합되고, 타 단은 상기 팽창밸브에 연결되는 것을 특징으로 하는 공기조화기.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 냉매토출부의 직경은 상기 냉매유입부의 직경보다 큰 것을 특징으로 하는 공기조화기.
  5. 제 3 항에 있어서,
    상기 냉매토출부는 바닥면에 수직하게 배치되고,
    상기 냉매유입부는 바닥면과 소정의 경사(c)를 이루도록 배치되는 것을 특징으로 하는 공기조화기.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 소정의 경사(c)는 30도 이상, 45도 이하인 것을 특징으로 하는 공기조화기.
  7. 제 3 항에 있어서,
    상기 냉매토출부는, 상기 냉매유입부와 연결된 부분을 기준으로 하부에 위치되는 제 1 냉매토출부 및 상부에 위치되는 제 2 냉매토출부로 구성되고,
    상기 제 1 냉매토출부에는 상기 액배관이 연결되고,
    상기 제 2 냉매토출부에는 상기 기배관이 연결되는 것을 특징으로 하는 공기조화기.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 열교환배관에는, 제 1 열교환배관, 제 2 열교환배관 및 제 3 열교환배관이 포함되고,
    상기 액배관에는, 상기 제 1 열교환배관과 연결되는 제 1 액배관, 상기 제 2 열교환배관과 연결되는 제 2 액배관 및 상기 제 3 열교환배관과 연결되는 제 3 액배관이 포함되고,
    상기 기배관에는, 상기 제 1 열교환배관과 연결되는 제 1 기배관, 상기 제 2 열교환배관과 연결되는 제 2 기배관 및 상기 제 3 열교환배관과 연결되는 제 3 기배관이 포함되는 것을 특징으로 하는 공기조화기.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 제 1 열교환배관에는 상기 제 1 액배관 및 상기 제 1 기배관에서 유입된 냉매가 열교환되고,
    상기 제 2 열교환배관에는 상기 제 2 액배관 및 상기 제 2 기배관에서 유입된 냉매가 열교환되며,
    상기 제 3 열교환배관에는 상기 제 3 액배관 및 상기 제 3 기배관에서 유입된 냉매가 열교환되어,
    상기 제 1 내지 3 열교환배관에서 토출된 냉매는, 합지되어 상기 압축기로 유동되는 것을 특징으로 하는 공기조화기.
  10. 제 8 항에 있어서,
    상기 제 1 액배관, 상기 제 2 액배관 및 상기 제 3 액배관에는 동일한 양의 냉매가 유동되며,
    상기 제 1 기배관, 상기 제 2 기배관 및 상기 제 3 기배관에는 동일한 양의 냉매가 유동되는 것을 특징으로 하는 공기조화기.
  11. 제 8 항에 있어서,
    상기 제 1 액배관, 상기 제 2 액배관 및 상기 제 3 액배관에는 소정의 비율로 냉매가 유동되며,
    상기 제 1 기배관, 상기 제 2 기배관 및 상기 제 3 기배관에는 소정의 비율로 냉매가 유동되는 것을 특징으로 하는 공기조화기.
  12. 제 8 항에 있어서,
    상기 제 1 액배관, 상기 제 2 액배관 및 상기 제 3 액배관 중 적어도 어느 하나로 냉매가 유동되며,
    상기 제 1 기배관, 상기 제 2 기배관 및 상기 제 3 기배관 중 적어도 어느 하나로 냉매가 유동되는 것을 특징으로 하는 공기조화기.
  13. 제 7 항에 있어서,
    상기 제 2 냉매토출부에는 상기 기배관으로 유동되는 냉매를 차폐하는 기액배관이 설치되는 것을 특징으로 하는 공기조화기.
  14. 제 1 항에 있어서,
    상기 증발기는 실외 열교환기인 것을 특징으로 하는 공기조화기.
  15. 제 1 항에 있어서,
    상기 냉매는 R32인 것을 특징으로 하는 공기조화기
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