KR20090069994A - 안정화된 냉매 싸이클을 갖는 카세트 타입 히트펌프공기조화기 - Google Patents

안정화된 냉매 싸이클을 갖는 카세트 타입 히트펌프공기조화기 Download PDF

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Abstract

본 발명은 유입되는 냉매와 실내공기가 열교환되도록 하는 실외 열교환기를 구비하고, 실내의 벽 또는 천정에 매립되어 설치되는 실내 유닛; 및 유입되는 냉매와 실외공기가 열교환되도록 하는 실내 열교환기, 압축기, 사방밸브, 팽창기구, 어큐믈레이터, 및 난방운전시 상기 실내 열교환기로부터 유입되는 냉매의 압력을 강하시켜 상기 실외 열교환기로 고온·고압의 냉매 유입을 방지하는 캐필러리 어셈블리를 구비한 실외 유닛을 포함하는 안정화된 냉매 싸이클을 갖는 카세트 타입 히트펌프 공기조화기에 관한 것으로서, 실내 열교환기로부터 실외 열교환기 측으로 유입되는 냉매의 고압시 일부의 냉매가 캐필러리 어셈블리 측으로 유입됨으로써, 실외 열교환기로 유입되는 냉매의 압력을 강하시켜 냉매 싸이클의 냉매 밸런스를 유지할 수 있다.
히트펌프, 공기조화기, 카세트 타입, 냉매 싸이클, 캐필러리 튜브

Description

안정화된 냉매 싸이클을 갖는 카세트 타입 히트펌프 공기조화기{CASSETTE TYPE HEAT-PUMP AIR CONDITIONER WITH STABILIZED REFRIGERANT-CYCLE}
본 발명은 카세트 타입 히트펌프 공기조화기에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 실내 열교환기로부터 실외 열교환기 측으로 유입되는 냉매의 고압시 일부의 냉매가 캐필러리 어셈블리 측으로 유입됨으로써, 실외 열교환기로 유입되는 냉매의 압력을 강하시켜 냉매 싸이클의 냉매 밸런스를 유지할 수 있는 안정화된 냉매 사이클을 갖는 카세트 타입 히트펌프 공기조화기에 관한 것이다.
일반적으로 카세트 타입 히트펌프 공기조화기는 실내기가 건물의 천정에 매립되도록 설치되어 실내공간을 냉방 또는 난방하기 위한 장치이다.
도 1은 종래의 카세트 타입 히트펌프 공기조화기의 실내 유닛 구성을 개략적으로 도시한 도면으로서, 도시된 바와 같이, 사각 박스 형상의 본체(10)의 중앙에 송풍팬(20)이 설치되어 송풍팬(20)의 하측에 형성된 흡입구(30)로부터 공기가 흡입되도록 하고, 송풍팬(20)을 둘러싸듯이 열교환기(40)가 장착되며, 상기 열교환기(40)의 외측 즉, 본체(10)의 테두리 내측 부분에 열교환기(40)를 통해 열교환된 공기가 토출되는 토출구(50)가 형성된다.
즉, 본체(10) 중앙의 송풍팬(20)의 구동에 의해 흡입구(30)를 통해 실내의 공기가 흡입되고, 이 흡입된 공기는 열교환기(40)를 거쳐 열교환된 후, 토출구(50)를 통해 실내로 토출된다.
이러한 구조의 카세트 타입 히트펌프 공기조화기는 일반적인 히트펌프 공기조화기와 비교하여 작은 체적을 갖기 때문에, 배관구성이 어려워 실내기 및 실외기에 각각 캐필러리(capillary)를 설치한 냉매 싸이클 구성이 아니라, 하나의 캐필러리를 설치한 냉매 싸이클 구성을 일반적으로 적용하여 왔다.
따라서, 운전시 압축기로 복귀하는 냉매의 충분한 압력 강하가 이루어지지 않아 냉매 싸이클 내의 냉매 밸런스의 불균형이 발생하여 난방 및 냉방의 용량 안정화가 어려우며, 실내기 구동시 고압의 냉매 유동에 의해 유음이 발생하는 문제가 있었다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 발명된 것으로서, 실내 열교환기에서 열교환된 냉매가 고온·고압의 상태로 실외 열교환기로 유입되는 것을 방지함으로써, 냉매 싸이클 내의 냉매 밸런스를 유지함과 동시에 냉매의 유동소음을 감소시킬 수 있는 안정화된 냉매 싸이클을 갖는 카세트 타입 히트펌프 공기조화기를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 형태에 따르면, 유입되는 냉매와 실내공기가 열교환되도록 하는 실외 열교환기를 구비하고, 실내의 벽 또는 천정에 매립되어 설치되는 실내 유닛; 및 유입되는 냉매와 실외공기가 열교환되도록 하는 실내 열교환기, 압축기, 사방밸브, 팽창기구, 어큐믈레이터, 및 난방운전시 상기 실내 열교환기로부터 유입되는 냉매의 압력을 강하시켜 상기 실외 열교환기로 고온·고압의 냉매 유입을 방지하는 캐필러리 어셈블리를 구비한 실외 유닛을 포함하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 실내 열교환기 및 상기 실외 열교환기를 연결하는 배관에 소음기를 설치한 것을 특징으로 한다.
더 바람직하게는, 상기 캐필러리 어셈블리는 난방운전시 상기 실내 열교환기로부터 상기 실외 열교환기로 유입되는 냉매 중 일부가 상기 어큐믈레이터 측으로 유입되도록 상기 실외 열교환기 및 상기 실내 열교환기를 연결하는 배관으로부터 분기된 분지관 및 상기 분지관에 설치된 캐필러리 튜브를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 실내 열교환기로부터 실외 열교환기 측으로 유입되는 냉매의 고압시 일부의 냉매가 캐필러리 어셈블리 측으로 유입됨으로써, 실외 열교환기로 유입되는 냉매의 압력을 강하시켜 냉매 싸이클의 냉매 밸런스를 유지할 수 있으며, 이로 인해, 냉매의 유동 소음이 저하되어 소비자의 제품 만족도를 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.
도 2는 본 발명에 따른 안정화된 냉매 싸이클을 갖는 카세트 타입 히트펌프 공기조화기의 냉매 싸이클을 도시한 도면이고, 도 3은 도 2의 A를 확대 도시한 것으로서, 캐필러리 튜브를 도시한 도면이다.
도면에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 카세트 타입 히트펌프 공기조화기는 크게 실내 유닛(100)과 실외 유닛(200)으로 구성된다.
실내 유닛(100)은 건물의 벽 또는 천정 등에 매립되어 설치되며, 실내 열교 환기(110)가 구비되어 유입되는 냉매와 실내공기를 열교환하여 실내를 냉방 또는 난방한다.
실외 유닛(200)에는 냉매를 고온, 고압으로 압축하는 압축기(210), 압축기(210)로 흡입되는 냉매 중의 액냉매를 분리하는 어큐믈레이터(220), 난방 또는 냉방 운전에 따라 냉매의 흐름이 바뀌도록 전환되는 사방밸브(230), 유입되는 냉매와 실외공기가 열교환되도록 하는 실외 열교환기(240), 체크 밸브(251)와 모세관(252) 등으로 이루어져 냉매를 감압 팽창시키는 팽창기구(250), 및 실내 열교환기(110)와 실외 열교환기(240)를 연결하는 배관(201)으로부터 분기되어 어큐믈레이터(220)의 흡입측으로 연장된 분지관(261)에 설치된 캐필러리 어셈블리(260)가 구비된다.
실외 유닛(200)에 구비된 캐필러리 어셈블리(260)는 난방 운전시 실내 열교환기(110)로부터 열교환된 후, 실외 열교환기(240) 측으로 유입되는 냉매가 고온·고압 상태로 유입되는 것을 방지하기 위한 것이다.
구체적으로, 캐필러리 어셈블리(260)는 난방 운전시 실내 열교환기(110)에서 열교환된 후 실외 열교환기(240)로 유입되는 냉매가 유동하는 배관(201)으로부터 분기되어 어큐믈레이터(220)의 흡입단 측으로 연장된 분지관(261) 및 이 분지관(261)에 설치되어 유입되는 냉매의 압력을 강하시키는 캐필러리 튜브(262)를 포함한다.
캐필러리 튜브(262)는 도 3에 도시된 바와 같이, 양단부 측의 분지관(261)보다 소정폭 작게 형성된 일반적인 모세관의 형태를 갖으며, 실내 열교환기(110)에서 열교환된 후 실외 열교환기(240)로 유입되는 냉매의 압력이 일정압력(보통 23kg/cm2) 이하인 경우에는, 배관의 압력차이에 의해 분지관(261) 측으로 냉매의 유입이 이루어지지 않는다.
그러나, 실내 열교환기(110)에서 열교환된 후 실외 열교환기(240)로 유입되는 냉매의 압력이 일정압력(보통 23kg/cm2) 이상인 경우에는 이 냉매 중 일부가 분지관(261)으로 유입되고, 분지관(261)으로 유입되는 냉매는 캐필러리 튜브(262)를 통과하면서 압력이 강하되어 어큐믈레이터(220)로 유입된다.
이와 동시에, 실외 열교환기(240) 측으로 유입되는 냉매 역시 분지관(261)으로 유입된 일부의 냉매로 인해 냉매량이 감소되어 일정압력 이하로 강하된다.
따라서, 실외 열교환기(240)로 고온·고압의 냉매 유입을 방지할 수 있어 압축기(210)로 흡입되는 냉매 역시 최대한 저온·저압 상태로 흡입되도록 함으로써, 전체 냉매 싸이클의 냉매 밸런스를 유지할 수 있다.
이와 같은 안정화된 냉매 싸이클로 인해, 실내 열교환기(110)로부터 실외 열교환기(240) 측으로 유입되는 냉매의 압력을 안정시켜, 실내 유닛(100)의 배관에서 발생하던 급격한 냉매 유동에 따른 소음을 감소시킬 수 있다.
한편, 실내 열교환기(110)에서 열교환된 후 실외 열교환기(240) 측으로 유입되는 냉매의 유동 소음을 감소시키기 위해, 실내 열교환기(110)와 실외 열교환기(240)를 연결하는 배관(201)에 소음기(120)를 설치할 수 있다.
여기서, 소음기(120)는 금속제의 원통이나 직사각형의 상자 모양을 하는 공 지의 형상을 가지며, 가는 관에서 넓은 공간으로 확산시켜 소리를 작게 하는 팽창식, 가는 관의 많은 구멍에서 넓은 공명실(共鳴室)로 확산시켜 서로 음을 상쇄시키는 공명식(共鳴式), 스틸울(금속을 실 모양으로 한 것)에 흡수시키는 흡수식, 및 앞의 세 가지 방식을 혼합한 격벽식(隔壁式) 등의 소음기를 채용할 수 있다.
이와 같이, 실내 열교환기(110)와 실외 열교환기(240)를 연결하는 배관(201)에 소음기(120)를 설치함으로써, 난방 운전시 실내 열교환기(110)에서 열교환된 냉매는 1차적으로 소음기(120)를 통해 유동소음이 감소되며, 2차적으로 캐필러리 어셈블리(260)에 의해 압력이 강하되어 유동소음 역시 감소되기 때문에, 냉매의 유동 소음을 감소시킬 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명은 실내 열교환기로부터 실외 열교환기 측으로 유입되는 냉매의 고압시 일부의 냉매가 캐필러리 어셈블리 측으로 유입됨으로써, 실외 열교환기로 유입되는 냉매의 압력을 강하시켜 냉매 싸이클의 냉매 밸런스를 유지할 수 있으며, 이로 인해, 냉매의 유동 소음이 저하되어 소비자의 제품 만족도를 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
도 1 은 종래의 카세트 타입 히트펌프 공기조화기의 실내 유닛 구성을 개략적으로 도시한 도면,
도 2는 본 발명에 따른 안정화된 냉매 싸이클을 갖는 카세트 타입 히트펌프 공기조화기의 냉매 싸이클을 도시한 도면,
도 3은 도 2의 A를 확대 도시한 도면.
- 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 -
100: 실내 유닛 110: 실내 열교환기
120: 소음기 200: 실외 유닛
210: 압축기 220: 어큐믈레이터
230: 사방밸브 240: 실외 열교환기
250: 팽창기구 251: 체크밸브
252: 모세관 260: 캐필러리 어셈블리
261: 분지관 262: 캐필러리 튜브

Claims (3)

  1. 유입되는 냉매와 실내공기가 열교환되도록 하는 실외 열교환기를 구비하고, 실내의 벽 또는 천정에 매립되어 설치되는 실내 유닛; 및
    유입되는 냉매와 실외공기가 열교환되도록 하는 실내 열교환기, 압축기, 사방밸브, 팽창기구, 어큐믈레이터, 및 난방운전시 상기 실내 열교환기로부터 유입되는 냉매의 압력을 강하시켜 상기 실외 열교환기로 고온·고압의 냉매 유입을 방지하는 캐필러리 어셈블리를 구비한 실외 유닛을 포함하는 것을 특징으로 하는 안정화된 냉매 싸이클을 갖는 카세트 타입 히트펌프 공기조화기.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 실내 열교환기 및 상기 실외 열교환기를 연결하는 배관에 소음기를 설치한 것을 특징으로 하는 안정화된 냉매 싸이클을 갖는 카세트 타입 히트펌프 공기조화기.
  3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
    상기 캐필러리 어셈블리는 난방운전시 상기 실내 열교환기로부터 상기 실외 열교환기로 유입되는 냉매 중 일부가 상기 어큐믈레이터 측으로 유입되도록 상기 실외 열교환기 및 상기 실내 열교환기를 연결하는 배관으로부터 분기된 분지관 및 상기 분지관에 설치된 캐필러리 튜브를 포함하는 것을 특징으로 하는 안정화된 냉 매 싸이클을 갖는 카세트 타입 히트펌프 공기조화기.
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