KR20170109352A

KR20170109352A - 공기조화기

Info

Publication number: KR20170109352A
Application number: KR1020160033363A
Authority: KR
Inventors: 김범찬; 류병진; 양태만; 정춘면
Original assignee: 엘지전자 주식회사
Priority date: 2016-03-21
Filing date: 2016-03-21
Publication date: 2017-09-29

Abstract

본 발명은 냉매를 압축하도록 형성된 압축기, 실내 공기와 냉매를 열교환시키도록 형성된 실내 열교환기, 냉매를 팽창시키도록 형성된 팽창밸브; 및 실외 공기와 냉매를 열교환시키도록 형성된 실외 열교환기를 포함하는 공기조화기로서, 상기 실내 열교환기 및 상기 실외 열교환기 중 적어도 하나는, 냉매가 유입 또는 토출되는 제1안내라인; 상기 제1냉매라인으로부터 이격되어 냉매가 토출 또는 유입되는 제2안내라인; 상기 제1안내라인과 상기 제2안내라인 사이에 구비되는 복수 개의 냉매 튜브들; 및 상기 제1안내라인 및 상기 제2안내라인 중 하나로 유입된 냉매를 상기 복수 개의 냉매 튜브들에 선택적으로 안내하도록 형성된 적어도 하나의 유로조절밸브를 포함하는 것을 특징으로 하는 공기조화기에 관한 것이다.

Description

공기조화기{Air conditioner}

본 발명은 공기조화기에 관한 것으로서, 구체적으로, 공기조화기의 작동 모드에 기초하여(즉, 열교환기가 응축기로 작동하는지 또는 증발기로 작동하는지 여부에 따라서), 열교환기 내의 냉매 유로가 가변될 수 있는 공기조화기에 관한 것이다.

일반적으로, 공기조화기는 냉매를 압축하는 압축기, 실내공기와 열교환하는 실내열교환기, 냉매를 팽창시키는 팽창밸브, 실외공기와 열교환하는 실외열교환기를 포함한다.

상기 압축기 및 상기 실외열교환기는 실외기에 포함될 수 있고, 상기 팽창밸브 및 상기 실내열교환기는 실내기에 포함될 수 있다. 제품에 따라서, 상기 팽창밸브가 실외기에 포함되는 경우도 있다.

상기 실내기에는 외부 공기를 상기 실내기 내로 유입하여 실내열교환기와 열교환한 외부 공기를 상기 실내기 밖으로 토출시키기 위한 실내팬이 구비될 수 있다.

실내열교환기 및 실외열교환기에는 냉매가 유동하기 위한 냉매 유로(또는 냉매 패스)가 형성될 수 있으며, 냉매는 상기 냉매 유로를 유동하는 과정에서 열교환기 외측의 공기와 열교환될 수 있다.

한편, 열교환기가 응축기로서 작동될 때 열교환기 내의 냉매 유로는 증발기로서 작동될 때 열교환기 내의 냉매유로보다 길게 마련되는 것이 바람직하다.

열교환기 내의 냉매 유로를 응축 성능에 기초하여 형성하는 경우, 열교환기가 증발기로 작동될 때에는 압력강하로 인해 증발 성능이 저하되는 문제점이 발생될 수 있다.

반대로, 열교환기 내의 냉매 유로를 증발 성능에 기초하여 형성하는 경우, 열교환기가 응축기로 작동될 때에는 상대적으로 짧아지는 냉매 유로로 인해 응축 성능이 저하되는 문제점이 있다.

특히, 마이크로 채널 핀-튜브(Micro channel fin tube, MF) 방식의 열교환기에서 이러한 문제점이 발생되기 쉽다.

예를 들어, 도 1은 종래의 열교환기를 나타내는 도면이다.

도 1을 참조하면, 종래의 열교환기는 서로 평행하게 배열된 복수 개의 냉매튜브들(1)과, 상기 냉매튜브들(1)의 양 단부에 구비되는 헤더(2) 및 상기 헤더(2)에 연결되는 제1포트(4)와 제2포트(5)를 구비한다.

냉매는 상기 제1포트(4) 및 상기 제2포트(5) 중 하나를 통해 유입될 수 있고, 유입된 냉매는 상기 복수 개의 냉매튜브들(1)을 순차적으로 형유하여 상기 제1포트(4) 및 상기 제2포트(5) 중 다른 하나를 통해 토출될 수 있다.

냉매의 유입 방향은 열교환기가 응축기 및 증발기 중 어느 하나로 작동되는지 여부에 기초하여 결정될 수 있다.

이러한 종래의 열교환기는 응축기로 작동될 때의 전체 냉매 유로와 증발기로 작동될 때의 전체 냉매 유로가 냉매의 유동 방향을 제외하고 서로 동일하다. 즉, 종래의 열교환기는 응축기로 작동될 때의 전체 냉매 유로의 패스(pass)가 증발기로 작동될 때의 전체 냉매 유로의 패스와 동일하다.

도시된 실시예에서, 4개의 냉매 튜브들(1)이 개시되어 있으며, 각각의 튜브(1)는 하나의 패스를 형성할 수 있다. 따라서, 냉매의 유입 방향과 관계없이(열교환기의 작동모드와 관계없이) 열교환기 내로 유입된 냉매는 4개의 패스를 경유한 후 열교환기 밖으로 토출된다.

한편, 열교환기의 응축 성능을 기준으로 냉매 튜브(1)가 상대적으로 많은 패스로 제작될 경우, 응축 성능은 확보되나, 열교환기가 증발기로 작동될 때에는 상대적으로 긴 패스로 인해 냉매의 압력 강하가 발생되고 증발 성능이 저하되는 문제점이 발생될 수 있다.

또한, 열교환기의 증발 성능을 기준으로 냉매 튜브(1)가 상대적으로 적은 패스로 제적될 경우, 증발기로 작동될 때의 압력 강하는 없으나, 응축 성능이 저하되는 문제점이 발생될 수 있다.

본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 열교환기 내의 냉매 유로(냉매 패스)를 조절하여 응축 성능 및 증발 성능을 동시에 확보할 수 있는 공기조화기를 제공하는 것을 목적을 한다.

또한, 본 발명은 기존의 열교환기에 최소한의 추가 구성을 부가하여, 열교환기 내의 냉매 유로를 조절할 수 있는 공기조화기를 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한, 본 발명은 냉매 유로를 조절하기 위한 구성으로서 온오프 밸브 또는 체크 밸브를 사용하여, 구성 및 제어를 간단히 함과 동시에 제작 비용을 절감할 수 있는 공기조화기를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명은 전술한 목적을 달성하기 위한 것으로서, 냉매를 압축하도록 형성된 압축기, 실내 공기와 냉매를 열교환시키도록 형성된 실내 열교환기, 냉매를 팽창시키도록 형성된 팽창밸브; 및 실외 공기와 냉매를 열교환시키도록 형성된 실외 열교환기를 포함하는 공기조화기로서, 상기 실내 열교환기 및 상기 실외 열교환기 중 적어도 하나는, 냉매가 유입 또는 토출되는 제1안내라인; 상기 제1냉매라인으로부터 이격되어 냉매가 토출 또는 유입되는 제2안내라인; 상기 제1안내라인과 상기 제2안내라인 사이에 구비되는 복수 개의 냉매 튜브들; 및 상기 제1안내라인 및 상기 제2안내라인 중 하나로 유입된 냉매를 상기 복수 개의 냉매 튜브들에 선택적으로 안내하도록 형성된 적어도 하나의 유로조절밸브를 포함하는 것을 특징으로 하는 공기조화기를 제공한다.

이때, 상기 복수 개의 냉매 튜브들은 서로 평행하게 배열된 제1 내지 제4 냉매튜브를 포함하고, 상기 복수 개의 냉매 튜브들의 일 단부는 제1헤더에 의해 연결되고, 타 단부는 제2헤더에 의해 연결되며, 상기 제1헤더에는 제1냉매튜브의 일 단부와 제2냉매튜브의 일 단부 사이를 차단하는 제1차단막, 및 제3냉매튜브의 일 단부와 제4냉매튜브의 일 단부 사이를 차단하는 제2차단막이 구비되고, 상기 제2헤더에는 제2냉매튜브의 타 단부와 제3냉매튜브의 타 단부 사이를 차단하는 제3차단막이 구비될 수 있다.

또한, 상기 제1헤더는 상기 제1차단막과 상기 제1헤더의 길이방향 일 단부 사이의 제1공간, 상기 제1차단막과 상기 제2차단막 사이의 제2공간, 및 상기 제2차단막과 상기 제1더의 길이방향 타 단부 사이의 제3공간을 구비하고, 상기 제1공간과 상기 제2공간은 상기 유로조절밸브에 의해 선택적으로 연통될 수 있다.

또한, 상기 제2헤더는 상기 제3차단막과 상기 제2헤더의 길이방향 일 단부 사이의 제4공간 및 상기 제3차단막과 상기 제2헤더의 길이방향 타 단부 사이의 제5공간을 구비하고, 상기 제4공간과 상기 제5공간은 상기 유로조절밸브에 의해 선택적으로 연통될 수 있다.

또한, 상기 유로조절밸브는 상기 제1공간과 상기 제2공간을 선택적으로 연통시키기 위한 제1유로조절밸브 및 상기 제4공간과 상기 제5공간을 선택적으로 연통시키기 위한 제2유로조절밸브를 포함할 수 있다.

또한, 상기 제1안내라인은 분지관을 통해 상기 제1헤더의 제1공간 및 제2공간에 연결될 수 있다..

또한, 상기 분지관은 상기 제1공간에 연결되는 제1분지부 및 상기 제2공간에 연결되는 제2분지부를 포함하고, 상기 제1유로조절밸브는 상기 제2분지부에 구비될 수 있다.

또한, 상기 제4공간 및 상기 제5공간은 연결관을 통해 서로 연결되고, 상기 제2유로조절밸브는 상기 연결관에 구비될 수 있다.

또한, 상기 제2안내라인은 상기 제3공간에 연결될 수 있다.

또한, 상기 제1유로조절밸브 및 상기 제2유로조절밸브는 제어부에 의해 제어되는 온오프 밸브로 형성되고, 열교환기가 응축기로 작동될 때 상기 제1 및 제2 유로조절밸브는 오프되고, 열교환기가 증발기로 작동될 때 상기 제1 및 제2 유로조절밸브는 온으로 제어될 수 있다.

이와 달리, 상기 제1유로조절밸브 및 상기 제2유로조절밸브는 체크밸브로 형성될 수 있다.

이때, 상기 제1유로조절밸브는 상기 제2공간에서 상기 제1안내라인을 향하는 방향으로만 개방되는 체크밸브로 형성되고, 상기 제2유로조절밸브는 상기 제5공간에서 상기 제4공간을 향하는 방향으로만 개방되는 체크밸브로 형성될 수 있다.

한편, 열교환기가 응축기로서 작동될 때, 상기 제1안내라인을 통해 유입되는 냉매는 상기 제1분지부와 상기 제1냉매튜브 내지 제4냉매튜브를 순차적으로 경유하여 상기 제2안내라인을 통해 토출될 수 있다.

또한, 열교환기가 증발기로서 작동될 때, 상기 제2안내라인을 통해 유입되어 상기 제4튜브로 안내되는 냉매는 상기 연결관에 의해 상기 제1 내지 제3 냉매튜브로 동시에 유입된 후, 상기 분지관을 통해 상기 제1안내라인으로 토출될 수 있다.

또한, 상기 복수 개의 냉매 튜브들 각각은 내측에 복수 개의 세경 유로들을 구비하고, 상기 복수 개의 세경 유로들에는 복수 개의 돌출부들이 구비될 수 있다.

본 발명에 따르면, 열교환기 내의 냉매 유로(냉매 패스)를 조절하여 응축 성능 및 증발 성능을 동시에 확보할 수 있는 공기조화기를 제공할 수 있다.

또한, 본 발명에 따르면, 기존의 열교환기에 최소한의 추가 구성을 부가하여, 열교환기 내의 냉매 유로를 조절할 수 있는 공기조화기를 제공할 수 있다.

또한, 본 발명에 따르면, 냉매 유로를 조절하기 위한 구성으로서 온오프 밸브 또는 체크 밸브를 사용하여, 구성 및 제어를 간단히 함과 동시에 제작 비용을 절감할 수 있는 공기조화기를 할 수 있다.

도 1은 종래의 열교환기를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 공기조화기를 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 열교환기를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 4는 도 3에 도시된 열교환기가 응축기로 작동될 때의 냉매 유동 경로를 나타내는 도면이다.
도 5는 도 3에 도시된 열교환기가 증발기로 작동될 때의 냉매 유동 경로를 나타내는 도면이다.
도 6은 도 3의 열교환기에 구비되는 냉매 튜브의 단면도이다.

이하, 본 발명에 따른 공기조화기를 첨부된 도면을 참고하여 상세히 설명한다. 첨부된 도면은 본 발명의 예시적인 형태를 도시한 것으로, 이는 본 발명을 상세히 설명하기 위해 제공되는 것일 뿐, 이에 의해 본 발명의 기술적인 범위가 한정되는 것은 아니다.

또한, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 대응되는 구성요소는 동일한 참조번호를 부여하고 이에 대한 중복 설명은 생략하기로 하며, 설명의 편의를 위하여 도시된 각 구성 부재의 크기 및 형상은 과장되거나 축소될 수 있다.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 공기조화기를 나타내는 도면이다.

도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 공기조화기(10)는 압축기(100), 실내열교환기(200), 팽창밸브(300), 실외열교환기(400)를 포함한다. 도시된 실시예에서, "I"는 실내기를 나타내고 "O"는 실외기를 나타낼 수 있다. 도 2에서, 상기 팽창밸브(300)는 실내기(I) 내에 구비되는 것으로 도시되어 있으나, 상기 팽창밸브(300)는 실외기(O)에 구비되는 것도 가능하다.

압축기(100)는 냉매를 압축하도록 형성된다. 즉, 상기 압축기(100)는 저온 저아의 냉매를 가압하여 고온 고압의 냉매로 만들도록 형성될 수 있다. 상기 압축기(100)는 공기조화장치(10) 내에 하나 이상이 구비될 수 있다.

상기 압축기(100)가 공기조화장치(10) 내에 복수 개 구비되는 경우, 복수 개의 압축기는 냉매의 유동방향을 따라서 직렬 및/또는 병렬로 마련될 수 있다.

상기 실내열교환기(200)는 실내 공기와 열교환하도록 형성될 수 있다. 즉, 상기 실내열교환기(200)는 실내 공기와 상기 실내열교환기(200) 내로 유동하는 냉매가 열교환하도록 형성될 수 있다.

예를 들어, 상기 실내열교환기(200)는 공기조화장치(100)의 냉방 모드에서 증발기의 기능을 수행하고, 난방 모드에서 응축기의 기능을 수행할 수 있다.

상기 실외열교환기(400)는 실외 공기와 열교환하도록 형성될 수 있다. 즉, 상기 실외열교환기(400)는 실외 공기와 상기 실외열교환기(400) 내로 유동하는 냉매가 열교환하도록 형성될 수 있다.

예를 들어, 상기 실외열교환기(400)는 공기조화장치(100)의 냉방 모드에서 응축기의 기능을 수행하고, 난방 모드에서 증발기의 기능을 수행할 수 있다.

상기 실내열교환기(200) 및 실외열교환기(400) 중 적어도 하나는 마이크로 채널 핀-튜브 방식의 열교환기가 될 수 있다. 또한, 상기 실내열교환기(200) 측에는 실내팬(210)이 마련될 수 있고, 상기 실외열교환기(400) 측에는 실외 팬(410)이 마련될 수 있다.

상기 공기조화장치(10)는 압축기(100)로부터 토출된 냉매와 오일의 혼합기로부터 오일을 분리하기 위한 오일분리기(500)를 포함할 수 있다.

상기 오일분리기(500)는 압축기(100)로부터 토출된 냉매와 오일의 혼합기로부터 오일을 분리하여 다시 압축기(100)로 공급하도록 형성될 수 있다. 그리고, 상기 오일분리기(500)로 유입된 혼합기에서 분리된 냉매는 실내열교환기(200)와 실외열교환기(400)를 포함하는 냉매 사이클을 순환할 수 있다.

예를 들어, 압축기(100)로부터 토출된 혼합기는 공급유로(105)를 통해 오일분리기(500)로 공급될 수 있다. 그리고, 오일분리기(500)에서 분리된 액상 오일은 회수유로(505)를 통해 다시 압축기(100)로 공급되고, 상기 오일분리기(500)에서 분리된 기상 냉매는 냉매 사이클을 순환할 수 있다.

상기 공기조화장치(10)는 냉방 모드와 난방 모드가 전환될 때, 냉매의 순환방향을 전환시키기 위한 유로전환밸브(600)를 포함할 수 있다. 상기 유로전환밸브(600)는 4방 밸브(four-way valve)로 형성될 수 있다.

예를 들어, 상기 유로전환밸브(600)는 냉방모드에서 압축기(100)로부터 토출된 냉매를 실외기로 안내하고, 난방모드에서 압축기(100)로부터 토출된 냉매를 실내기로 안내하도록 형성될 수 있다.

한편, 열교환기 내의 냉매 유로("냉매 패스"라고도 함)는 열교환기가 응축기로 작동될 때 상대적으로 길게 형성되고 증발기로 작동될 때 상대적으로 짧게 형성되는 것이 바람직하다.

이는, 전술한 바와 같이, 열교환기 내의 상대적으로 긴 냉매 유로는 응축기로 작동하는 열교환기의 응축 성능에 유리하고, 상대적으로 짧은 냉매 유로는 증발기로 작동하는 열교한기의 압력 강하의 방지에 유리하기 때문이다.

상기 실내열교환기(200) 및 상기 실외열교환기(400) 중 적어도 하나는 냉매 유로가 가변되도록 형성될 수 있으며, 이하, 다른 도면을 참조하여, 냉매 유로를 가변하기 위한 구조에 대하여 구체적으로 설명한다.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 열교환기를 개략적으로 나타낸 도면이다.

도 3의 열교환기는 실내열교환기(200) 및 실외열교환기(400) 중 적어도 하나에 적용될 수 있다. 예를 들어, 도 3의 열교환기는 실내열교환기(200) 및 실외열교환기(400) 모두에 동일하게 적용될 수 있다.

이하, 설명의 편의를 위하여, 도 3의 열교환기가 실외열교환기(400)라는 전제 하에 설명한다.

도 3을 참조하면, 실외열교환기(400)는 냉매가 유입 또는 토출되는 제1안내라인(421), 냉매가 토출 또는 유입되는 제2안내라인(422), 상기 제1안내라인(421)과 상기 제2안내라인(422) 사이에 구비되는 복수 개의 냉매 튜브들(431, 432, 433, 434), 및 상기 제1안내라인(421)과 상기 제2안내라인(422) 중 하나로 유입된 냉매를 상기 복수 개의 냉매 튜브들(431, 432, 433, 434)에 선택적으로 안내하도록 형성된 적어도 하나의 유로조절밸브(451, 452)를 포함할 수 있다.

예를 들어, 상기 실외열교환기(400)가 응축기로 작동될 때, 상기 제1안내라인(421)을 통해 실외열교환기(400) 내로 냉매가 유입되고 상기 제2안내라인(422)을 통해 상기 실외열교환기(400) 밖으로 냉매가 토출될 수 있다.

이와 달리, 상기 실외열교환기(400)가 증발기로 작동될 때, 상기 제2안내라인(422)을 통해 실외열교환기(400) 내로 냉매가 유입되고 상기 제2안내라인(422)을 통해 상기 실외열교환기(400) 밖으로 냉매가 토출될 수 있다.

따라서, 상기 제1안내라인(421)과 상기 제2안내라인(422)은 실외열교환기(400)의 냉매 유입부 및 토출부로서의 기능을 모두 구비한다.

또한, 상기 실외열교환기(400)가 증발기로 작동될 때에 비해 응축기로 작동될 때, 실외열교환기(400) 내의 냉매 유로가 상대적으로 더 길게 형성될 수 있다.

다시 말해서, 상기 실외열교환기(400)가 증발기로 작동될 때에 비해 응축기로 작동될 때, 실외열교환기(400) 내에서 냉매가 유동하는 냉매 패스가 상대적으로 더 많이 형성될 수 있다. 이는, 상기 유로조절밸브(451, 452)에 의한 냉매 유로의 변경에 따른 것으로서, 이에 대한 구체적인 구조는 후술하기로 한다.

상기 복수 개의 냉매 튜브들(431, 432, 433, 434)은 상기 제1안내라인(421)과 상기 제2안내라인(422) 사이에 마련될 수 있다. 상기 복수 개의 냉매 튜브들(431, 432, 433, 434)은 서로 동일한 길이를 구비할 수 있으며, 서로 평행하게 정렬될 수 있다.

구체적으로, 상기 복수 개의 냉매 튜브들(431, 432, 433, 434)은 서로 평행하게 배열된 4개의 냉매튜브들(즉, 제1 내지 제4 냉매튜브)을 포함할 수 있다. 도시된 실시예에서, 제1냉매튜브(431), 제2냉매튜브(432), 제3냉매튜브(433) 및 제4냉매튜브(434)는 순차적으로 정렬될 수 있다.

이때, 상기 복수 개의 냉매 튜브들(431, 432, 433, 434)의 일 단부는 제1헤더(441)에 의해 연결되고, 복수 개의 냉매 튜브들(431, 432, 433, 434)의 타 단부는 제2헤더(442)에 의해 연결될 수 있다.

상기 제1헤더(441) 및 상기 제2헤더(442)는 상기 복수 개의 냉매 튜브들(431, 432, 433, 434)로 유입되는 냉매를 안내하거나 또는 복수 개의 냉매 튜브들(431, 432, 433, 434)로부터 토출되는 냉매를 안내하도록 형성될 수 있다.

또한, 상기 복수 개의 냉매 튜브들(431, 432, 433, 434)은 모두 동일한 길이를 구비하며, 상기 제1헤더(441) 및 상기 제2헤더(442)는 상기 복수 개의 냉매 튜브들(431, 432, 433, 434)의 양 단부에서 서로 평행하게 배치될 수 있다.

상기 제1헤더(441)에는 상기 제1냉매튜브(431)의 일 단부와 상기 제2냉매튜브(432)의 일 단부 사이를 차단하는 제1차단막(461), 및 상기 제3냉매튜브(433)의 일 단부와 상기 제4냉매튜브(434)의 일 단부 사이를 차단하는 제2차단막(462)이 구비될 수 있다.

따라서, 상기 제2냉매튜브(432)의 일 단부와 상기 제3냉매튜브(433)의 일 단부는 상기 제1헤더(441)에 의해 서로 연통될 수 있다.

또한, 상기 제2헤더(442)에는 상기 제2냉매튜브(432)의 타 단부와 상기 제3냉매튜브(433)의 타 단부 사이를 차단하는 제3차단막(463)이 구비될 수 있다.

따라서, 상기 제1냉매튜브(431)의 타 단부와 상기 제2냉매튜브(432)의 타 단부는 상기 제2헤더(442)에 의해 서로 연통되고, 상기 제3냉매튜브(433)의 타 단부와 상기 제4냉매튜브(434)의 타 단부 역시 상기 제2헤더(442)에 의해 서로 연통될 수 있다.

보다 구체적으로, 상기 제1헤더(441)는 상기 제1차단막(461)과 상기 제1헤더(441)의 길이방향 일 단부(441') 사이의 제1공간(S1)과, 상기 제1차단막(461)과 상기 제2차단막(462) 사이의 제2공간(S2), 및 상기 제2차단막(462)과 상기 제1헤더(441)의 길이방향 타 단부(441") 사이의 제3공간을 구비할 수 있다.

즉, 상기 제1헤더(441) 내에서 서로 이격되어 구비되는 상기 제1차단막(461)과 상기 제2차단막(462)에 의해, 상기 제1헤더(441)의 내측에 제1공간(S1), 제2공간(S2) 및 제3공간(S3)이 형성될 수 있다.

또한, 상기 제2헤더(442)는 상기 제3차단막(463)과 상기 제2헤더(442)의 길이방향 일 단부(442') 사이의 제4공간(S4), 및 상기 제3차단막(463)과 상기 제2헤더(442)의 길이방향 타 단부(442") 사이의 제5공간을 구비할 수 있다.

즉, 상기 제2헤더(442) 내에 구비되는 상기 제3차단막(463)에 의해, 상기 제2헤더(442)의 내측에 제4공간(S4) 및 제5공간(S5)이 형성될 수 있다.

이때, 상기 제1공간(S1)과 상기 제2공간(S2)은 전술한 유로조절밸브(451, 452)에 의해 선택적으로 연통될 수 있고, 상기 제4공간(S4)과 상기 제5공간(S5) 역시 상기 유로조절밸브(451, 452)에 의해 선택적으로 연통될 수 있다.

본 발명의 실시예에 따르면, 상기 유로조절밸브(451, 452)는 상기 제1공간(S1)과 상기 제2공간(S2)을 선택적으로 연통시키기 위한 제1유로조절밸브(451), 및 상기 제4공간(S4)과 상기 제5공간(S5)을 선택적으로 연통시키기 위한 제2유로조절밸브(452)를 포함할 수 있다.

구체적으로, 상기 제1안내라인(421)은 분지관(471, 472)을 통해 상기 제1헤더(441)의 제1공간(S1) 및 제2공간(S2)에 연결될 수 있다. 즉, 상기 분지관(471, 472)은 상기 제1안내라인(421)을 상기 제1공간(S1) 및 상기 제2공간(S2)에 연통시키도록 형성될 수 있다.

이때, 상기 분지관(471, 472)은 상기 제1공간(S1)에 연결되는 제1분지부(471) 및 상기 제2공간(S2)에 연결되는 제2분지부(472)를 포함하고, 상기 제1유로조절밸브(451)는 상기 제2분지부(472)에 구비될 수 있다.

따라서, 상기 제1안내라인(421)을 통해 유입되는 냉매는 상기 제1유로조절밸브(451)의 작동에 기초하여, 상기 제1공간(S1) 및 상기 제2공간(S2)으로 동시에 안내되거나, 또는 상기 제1공간(S1)으로만 안내될 수 있다.

상기 제2공간(S4)과 상기 제5공간(S5)은 연결관(473)을 통해 서로 연결될 수 있다. 이때, 상기 제2유로조절밸브(452)가 상기 연결관(473)에 구비될 수 있다.

또한, 상기 제2안내라인(422)은 제1헤더(441)의 제3공간(S3)에 연결될 수 있다.

따라서, 상기 제3안내라인(422)을 통해 유입되는 냉매는 상기 제2유로조절밸브(451)의 작동에 기초하여, 제4냉매튜브(434)를 거쳐서 상기 제4공간(S4) 및 상기 제5공간(S5)으로 동시에 안내되거나, 또는 제4냉매튜브(434)를 거쳐서 상기 제5공간(S5)으로만 안내될 수 있다.

본 발명의 실시예에 따르면, 상기 제1유로조절밸브(451) 및 상기 제2유로조절밸브(452) 중 적어도 하나는 제어부(미도시)에 의해 제어되는 온오프 밸브로 형성될 수 있다.

예를 들어, 상기 제1유로조절밸브(451) 및 상기 제2유로조절밸브(452)는 모두 온오프 밸브로 형성될 수 있다.

이 경우, 실외열교환기(400)가 응축기로 작동될 때, 상기 제1 및 제2 유로조절밸브(451, 452)는 오프되고, 실외열교환기(400)가 증발기로 작동될 때 상기 제1 및 제2 유로조절밸브(451, 452)는 온될 수 있다.

본 발명의 다른 실시예에 따르면, 상기 제1유로조절밸브(451) 및 상기 제2유로조절밸브(452) 중 적어도 하나는 체크밸브로 형성될 수 있다.

예를 들어, 상기 제1유로조절밸브(451) 및 상기 제2유로조절밸브(452)는 모두 체크밸브로 형성될 수 있다.

이 경우, 상기 제1유로조절밸브(451)는 상기 제2공간(S2)에서 상기 제1안내라인(421)을 향하는 방향으로만 개방되는 체크밸브로 형성되고, 상기 제2유로조절밸브(452)는 상기 제5공간(S5)에서 상기 제4공간(S4)을 향하는 방향으로만 개방되는 체크밸브로 형성될 수 있다.

상기 제1유로조절밸브(451) 및 상기 제2유로조절밸브(452)가 모두 체크밸브로 형성되는 경우, 제조 비용이 절감되며, 밸브의 제어를 위한 별도의 알고리즘이 불필요하다는 이점이 있다.

본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 상기 제1유로조절밸브(451) 및 상기 제2유로조절밸브(452) 중 하나는 제어부(미도시)에 의해 제어되는 온오프 밸브로 형성되고, 다른 하나는 체크밸브로 형성될 수 있다.

전술한 실외열교환기(400)의 구조는 실내열교환기(200)에도 동일하게 적용될 수 있다. 즉, 실내열교환기(200) 역시 응축기 및 증발기 중 하나로 작동될 수 있으므로, 실내열교환기(200) 내의 냉매 유로는 전술한 구조에 의해 가변될 수 있다.

이하, 다른 도면을 참조하여, 열교환기가 응축기로 작동될 때와 열교환기가 증발기로 작동될 때의 냉매 유로가 가변되는 구성에 대하여 설명한다.

이하의 설명에서도, 설명의 편의를 위하여 실외열교환기를 기준으로 설명하나, 실내열교환기에도 동일한 구성이 적용될 수 있음은 자명하다.

도 4는 도 3에 도시된 열교환기가 응축기로 작동될 때의 냉매 유로(즉, 냉매 유동 경로)를 나타내는 도면이다. 도 4에서 화살표는 열교환기그 응축기로 작동될 때의 냉매의 유동 경로를 나타낸다.

도 4를 참조하면, 실외열교환기(400)가 응축기로서 작동될 때, 전술한 유로조절밸브(451, 452)는 모두 오프되고, 압축기에서 토출된 냉매는 제1안내라인(421)을 통해 상기 실외열교환기(400)로 유입될 수 있다.

물론, 유로조절밸브(451, 452)가 체크밸브로 형성된 경우, 유로조절밸브(451, 452)는 별도로 오프로 제어될 필요가 없다.

상기 제1안내라인(421)을 통해 유입되는 냉매는 상기 제1분지부(471)와 상기 제1냉매튜브 내지 제4냉매튜브(431, 432, 433, 434)를 순차적으로 경유하여 상기 제2안내라인(422)을 통해 토출될 수 있다.

구체적으로, 상기 제1안내라인(421)을 통해 유입되는 냉매는 분지관의 제1분지부(471), 제1공간(S1), 제1냉매튜브(431), 제4공간(S4), 제2냉매튜브(432), 제2공간(S2), 제3냉매튜브(433), 제5공간(S5), 제4냉매튜브(434) 및 제3공간(S3)을 순차적으로 경유하여 상기 제2안내라인(422)을 통해 토출될 수 있다.

이때, 제1 내지 제4 냉매튜브들(431, 432,433, 434)은 냉매를 순차적으로 안내하기 위한 4개의 패스(pass)를 형성할 수 있다. 즉, 제1냉매튜브(431)는 제1패스를 형성할 수 있고, 제2냉매튜브(432)는 제2패스를 형성할 수 있으며, 제3냉매튜브(433)는 제3패스를 형성할 수 있고, 제4냉매튜브(434)는 제4패스를 형성할 수 있다.

따라서, 실외열교환기(400)가 응축기로 작동될 때, 상기 실외열교환기(400) 내로 유입되는 냉매는 4개의 패스를 순차적으로 경유한 뒤에 실외열교환기(400) 밖으로 토출될 수 있다.

즉, 실외열교환기(400)가 응축기로 작동될 때, 상기 유로조절밸브(451, 452)에 의해 복수 개의 냉매튜브들(431, 432,433, 434)에 상대적으로 긴 냉매 유로(즉, 냉매 패스)가 형성될 수 있으므로, 응축 성능이 확보될 수 있다.

도 5는 도 3에 도시된 열교환기가 증발기로 작동될 때의 냉매 유로(즉, 냉매 유동 경로)를 나타내는 도면이다. 도 5에서 화살표는 열교환기가 증발기로 작동될 때의 냉매의 유동 경로를 나타낸다.

도 5를 참조하면, 실외열교환기(400)가 증발기로서 작동될 때, 전술한 유로조절밸브(451, 452)는 모두 온되고, 팽창밸브(300)를 통과한 냉매는 제2안내라인(422)을 통해 상기 실외열교환기(400)로 유입될 수 있다.

물론, 유로조절밸브(451, 452)가 체크밸브로 형성된 경우, 유로조절밸브(451, 452)는 별도로 온으로 제어될 필요가 없다.

상기 제2안내라인(422)을 통해 유입되어 상기 제4튜브(433)로 안내되는 냉매는 상기 연결관(473)에 의해 상기 제1 내지 제3 냉매튜브(431, 432, 433)로 동시에 유입된 후, 상기 분지관(471, 462)을 통해 상기 제1안내라인(421)으로 토출될 수 있다.

구체적으로, 상기 제2안내라인(422)을 통해 유입되는 냉매는 제3공간(S3), 제4냉매튜브(434)를 통과한 후, 연결관(473)에 의해 제4공간(S4)과 제5공간(S5)으로에 동시에 안내될 수 있다. 상기 제4공간(S4) 및 제5공간(S5)으로 안내된 냉매는 제1 내지 제3 냉매튜브(431, 432, 433)로 동시에 유입된다.

상기 제1튜브(431)로 유입된 냉매는 제1공간(S1) 및 제1분지부(471)를 순차적으로 경유하여 제1냉매라인(421)으로 토출되고, 상기 제2튜브(432) 및 상기 제3튜브(433)로 유입된 냉매는 제2공간(S2) 및 제2분지부(472)를 순차적으로 경유하여 제1냉매라인(421)으로 토출될 수 있다.

이때, 제1 내지 제4 냉매튜브들(431, 432,433, 434)은 냉매를 순차적으로 안내하기 위한 2개의 패스(pass)를 형성할 수 있다. 즉, 제4냉매튜브(434)는 제1패스를 형성할 수 있고, 제1 내지 제3 냉매튜브들(431, 432, 433)은 제2패스를 형성할 수 있다.

따라서, 실외열교환기(400)가 증발기로 작동될 때, 상기 실외열교환기(400) 내로 유입되는 냉매는 2개의 패스를 순차적으로 경유한 뒤에 실외열교환기(400) 밖으로 토출될 수 있다.

즉, 실외열교환기(400)가 증발기로 작동될 때, 상기 유로조절밸브(451, 452)에 의해 복수 개의 냉매튜브들(431, 432,433, 434)에 상대적으로 짧은 냉매 유로(냉매 패스)가 형성될 수 있으므로, 증발압력 손실을 방지할 수 있으며 증발 성능이 확보될 수 있다.

상기와 같이, 본 발명에 따르면, 기 설정된 수의 냉매 튜브들을 유동하는 냉매의 유동 경로를 조절하여, 열교환기가 응축기로 작동될 때 냉매 유로를 상대적으로 길게 연장하고 열교환기가 증발기로 장동될 때 냉매 유로를 상대적으로 짧게 축소시킬 수 있다.

도 6은 도 3의 열교환기에 구비되는 냉매 튜브의 단면도이다. 구체적으로, 도 6은 도 3에 도시된 복수 개의 냉매 튜브들 중 하나의 단면도이다.

도 3을 참조하면, 전술한 복수 개의 냉매 튜브들(431, 432, 433, 434) 각각은 복수 개의 세경 유로들(43)을 구비할 수 있다

구체적으로, 상기 복수 개의 냉매 튜브들(431, 432, 433, 434) 각각은 외관을 형성하는 바디(B) 및 상기 바디(B) 내측에서 상기 바디(B)의 내측에서 기 설정된 간격으로 이격된 복수 개의 세경 유로들(43)을 구비할 수 있다.

이는, 냉매와 외부 공기 사이의 열교환 효율을 증대시키기 위함이다.

이때, 상기 바디(B)는 기설정된 폭을 구비하고, 상기 복수 개의 세경 유로들(43)은 상기 바디(B)의 폭방향으로 정렬될 수 있다.

또한, 상기 복수 개의 세경 유로들(43)에는 복수 개의 돌출부들(44)이 구비될 수 있다.

예를 들어, 상기 복수 개의 세경 유로들(43) 각각에는 냉매와 접촉 가능하도록 복수 개의 돌출부들(44)이 구비될 수 있다. 즉, 상기 복수 개의 돌출부들(44)은 상기 복수 개의 세경 유로들(43) 각각의 중심을 향하여 돌출하도록 형성될 수 있다.

도시된 실시예에서, 상기 복수 개의 돌출부들(44)은 상기 세경 유로(43)의 중심을 향하여 서로 마주하도록 배치될 수 있다. 이와 달리, 상기 복수 개의 돌출부들(44)은 상기 세경 유로(43)의 중심을 향하여 상기 세경 유러(43) 내주면 전체에 균일하게 배치될 수 있다.

이 역시, 냉매와의 접촉 면적 증대를 통해 냉매와 외부 공기 사이의 열교환 효율을 증대시키기 위함이다.

위에서 설명된 본 발명의 바람직한 실시예는 예시의 목적을 위해 개시된 것이고, 본 발명에 대한 통상의 지식을 가지는 당업자라면 본 발명의 사상과 범위 안에서 다양한 수정, 변경, 부가가 가능할 것이며, 이러한 수정, 변경 및 부가는 하기의 특허청구범위에 속하는 것으로 보아야 할 것이다.

100 압축기 200 실내열교환기
210 실내팬 300 팽창밸브
400 실외열교환기 451 제1유로조절밸브
452 제2유로조절밸브 500 오일분리기
600 유로전환밸브

Claims

냉매를 압축하도록 형성된 압축기, 실내 공기와 냉매를 열교환시키도록 형성된 실내 열교환기, 냉매를 팽창시키도록 형성된 팽창밸브; 및 실외 공기와 냉매를 열교환시키도록 형성된 실외 열교환기를 포함하는 공기조화기로서,
상기 실내 열교환기 및 상기 실외 열교환기 중 적어도 하나는,
냉매가 유입 또는 토출되는 제1안내라인; 상기 제1냉매라인으로부터 이격되어 냉매가 토출 또는 유입되는 제2안내라인; 상기 제1안내라인과 상기 제2안내라인 사이에 구비되는 복수 개의 냉매 튜브들; 및 상기 제1안내라인 및 상기 제2안내라인 중 하나로 유입된 냉매를 상기 복수 개의 냉매 튜브들에 선택적으로 안내하도록 형성된 적어도 하나의 유로조절밸브를 포함하는 것을 특징으로 하는 공기조화기.
제1항에 있어서,
상기 복수 개의 냉매 튜브들은 서로 평행하게 배열된 제1 내지 제4 냉매튜브를 포함하고,
상기 복수 개의 냉매 튜브들의 일 단부는 제1헤더에 의해 연결되고, 타 단부는 제2헤더에 의해 연결되며,
상기 제1헤더에는 제1냉매튜브의 일 단부와 제2냉매튜브의 일 단부 사이를 차단하는 제1차단막, 및 제3냉매튜브의 일 단부와 제4냉매튜브의 일 단부 사이를 차단하는 제2차단막이 구비되고,
상기 제2헤더에는 제2냉매튜브의 타 단부와 제3냉매튜브의 타 단부 사이를 차단하는 제3차단막이 구비되는 것을 특징으로 하는 공기조화기.
제2항에 있어서,
상기 제1헤더는 상기 제1차단막과 상기 제1헤더의 길이방향 일 단부 사이의 제1공간, 상기 제1차단막과 상기 제2차단막 사이의 제2공간, 및 상기 제2차단막과 상기 제1더의 길이방향 타 단부 사이의 제3공간을 구비하고,
상기 제1공간과 상기 제2공간은 상기 유로조절밸브에 의해 선택적으로 연통되는 것을 특징으로 하는 공기조화기.
제3항에 잇어서,
상기 제2헤더는 상기 제3차단막과 상기 제2헤더의 길이방향 일 단부 사이의 제4공간 및 상기 제3차단막과 상기 제2헤더의 길이방향 타 단부 사이의 제5공간을 구비하고,
상기 제4공간과 상기 제5공간은 상기 유로조절밸브에 의해 선택적으로 연통되는 것을 특징으로 하는 공기조화기.
제4항에 있어서,
상기 유로조절밸브는 상기 제1공간과 상기 제2공간을 선택적으로 연통시키기 위한 제1유로조절밸브 및 상기 제4공간과 상기 제5공간을 선택적으로 연통시키기 위한 제2유로조절밸브를 포함하는 것을 특징으로 하는 공기조화기.
제5항에 있어서,
상기 제1안내라인은 분지관을 통해 상기 제1헤더의 제1공간 및 제2공간에 연결되는 것을 특징으로 하는 공기조화기.
제6항에 있어서,
상기 분지관은 상기 제1공간에 연결되는 제1분지부 및 상기 제2공간에 연결되는 제2분지부를 포함하고,
상기 제1유로조절밸브는 상기 제2분지부에 구비되는 것을 특징으로 하는 공기조화기.
제6항에 있어서,
상기 제4공간 및 상기 제5공간은 연결관을 통해 서로 연결되고,
상기 제2유로조절밸브는 상기 연결관에 구비되는 것을 특징으로 하는 공기조화기.
제5항에 있어서,
상기 제2안내라인은 상기 제3공간에 연결되는 것을 특징으로 하는 공기조화기.
제5항에 있어서,
상기 제1유로조절밸브 및 상기 제2유로조절밸브는 제어부에 의해 제어되는 온오프 밸브로 형성되고,
열교환기가 응축기로 작동될 때 상기 제1 및 제2 유로조절밸브는 오프되고, 열교환기가 증발기로 작동될 때 상기 제1 및 제2 유로조절밸브는 온되는 것을 특징으로 하는 공기조화기.
제5항에 있어서,
상기 제1유로조절밸브 및 상기 제2유로조절밸브는 체크밸브로 형성된 것을 특징으로 하는 공기조화기.
제11항에 있어서,
상기 제1유로조절밸브는 상기 제2공간에서 상기 제1안내라인을 향하는 방향으로만 개방되는 체크밸브로 형성되고,
상기 제2유로조절밸브는 상기 제5공간에서 상기 제4공간을 향하는 방향으로만 개방되는 체크밸브로 형성된 것을 특징으로 하는 공기조화기.
제8항에 있어서,
열교환기가 응축기로서 작동될 때,
상기 제1안내라인을 통해 유입되는 냉매는 상기 제1분지부와 상기 제1냉매튜브 내지 제4냉매튜브를 순차적으로 경유하여 상기 제2안내라인을 통해 토출되는 것을 특징으로 하는 공기조화기.
제8항에 있어서,
열교환기가 증발기로서 작동될 때,
상기 제2안내라인을 통해 유입되어 상기 제4튜브로 안내되는 냉매는 상기 연결관에 의해 상기 제1 내지 제3 냉매튜브로 동시에 유입된 후, 상기 분지관을 통해 상기 제1안내라인으로 토출되는 것을 특징으로 하는 공기조화기.
제1항에 있어서,
상기 복수 개의 냉매 튜브들 각각은 내측에 복수 개의 세경 유로들을 구비하고,
상기 복수 개의 세경 유로들에는 복수 개의 돌출부들이 구비된 것을 특징으로 하는 공기조화기.