KR101283252B1 - 열매체 균등분할 공기조화기 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 간단한 구조에 의해 열매체를 균등하게 분할 및 통합하여 순환되도록 함으로 인해 열교환기를 포함한 장치 전체의 열교환 효율을 대폭적으로 증대시킬 수 있는 새로운 구조의 열매체 균등분할 공기조화기에 관한 것이다.
본 발명에 따르면, 열매체가 순환되도록 구비된 순환라인(20)에 의해 상호 연결되는 압축기(10), 제1 열교환기(11), 팽창밸브(14), 제2 열교환기(12)가 구비되고, 상기 순환라인(20) 상에 구비되어 사용처의 수요에 따라 냉난방(또는 냉온수)를 공급하도록 열매체의 흐름을 절환시키는 사방밸브(16)를 포함하여 이루어진 공기조화기에 있어서; 상기 각 열교환기(11,12)는 열매체의 순환에 의해 열교환이 이루어지도록 된 본체(30,31)와, 이 본체(30,31)의 입구측 또는 출구측에 구비되어 열매체를 분배 또는 통합하도록 된 헤더(32,33)가 구비되며; 상기 헤더(32,33)는 상기 본체(30,31)로부터 분기되도록 구비되어 각각의 길이방향 일측에 통공(40,41)이 형성된 다수의 메인분기관(34,35)과, 상기 메인분기관(34,35)이 연결되어 상기 각 통공(40,41)을 내장하도록 챔버(C)가 형성됨과 동시에 상기 챔버(C)에 연통되도록 하단에 구비되어 상기 순환라인(20)에 연결되는 배출구(42,43)가 형성된 집수바디(36,37)와, 상기 각 메인분기관(34,35)에 대응되도록 연장 형성되어 상기 각 열교환기(11,12) 측에 열매체를 분배하도록 된 보조분기관(38,39)을 포함하여 이루어진 열매체 균등분할 공기조화기가 제공된다.
본 발명에 따르면, 열매체가 순환되도록 구비된 순환라인(20)에 의해 상호 연결되는 압축기(10), 제1 열교환기(11), 팽창밸브(14), 제2 열교환기(12)가 구비되고, 상기 순환라인(20) 상에 구비되어 사용처의 수요에 따라 냉난방(또는 냉온수)를 공급하도록 열매체의 흐름을 절환시키는 사방밸브(16)를 포함하여 이루어진 공기조화기에 있어서; 상기 각 열교환기(11,12)는 열매체의 순환에 의해 열교환이 이루어지도록 된 본체(30,31)와, 이 본체(30,31)의 입구측 또는 출구측에 구비되어 열매체를 분배 또는 통합하도록 된 헤더(32,33)가 구비되며; 상기 헤더(32,33)는 상기 본체(30,31)로부터 분기되도록 구비되어 각각의 길이방향 일측에 통공(40,41)이 형성된 다수의 메인분기관(34,35)과, 상기 메인분기관(34,35)이 연결되어 상기 각 통공(40,41)을 내장하도록 챔버(C)가 형성됨과 동시에 상기 챔버(C)에 연통되도록 하단에 구비되어 상기 순환라인(20)에 연결되는 배출구(42,43)가 형성된 집수바디(36,37)와, 상기 각 메인분기관(34,35)에 대응되도록 연장 형성되어 상기 각 열교환기(11,12) 측에 열매체를 분배하도록 된 보조분기관(38,39)을 포함하여 이루어진 열매체 균등분할 공기조화기가 제공된다.
Description
본 발명은 열매체 균등분할 공기조화기에 관한 것으로, 보다 상세하게는 간단한 구조에 의해 열매체를 균등하게 분할 공급하여 열교환기에 의해 열교환 효율을 대폭적으로 증대시킬 수 있는 새로운 구조의 열매체 균등분할 공기조화기에 관한 것이다.
일반적으로 히트펌프는 압축기, 응축기, 증발기 그리고 팽창밸브를 순환하는 열매체(냉매)의 상변화를 통해 열을 흡수 또는 방출하여 냉온수 또는 냉난방을 공급하도록 된 장치(또는 시스템)로, 이러한 종래의 히트펌프시스템 일례를 도시된 도면에 의해 설명하면 다음과 같다.
도 1에 도시된 바와 같이, 냉매의 순환사이클을 형성하도록 순환라인(20)에 의해 상호 연결되는 압축기(10), 제1 열교환기(11), 제2 열교환기(12) 및 팽창밸브(14,15)가 구비되고, 냉방(또는 냉수)과 난방(또는 온수)에 따라 냉매의 흐름을 절환할 수 있는 사방밸브(16)가 구비되며, 상기 각 팽창밸브(14,15) 측에는 냉난방에 따른 냉매의 흐름이 변경하도록 체크밸브(17,18)가 구비되어 있다.
이러한 구성에 있어서, 상기 각 열교환기(11,12)에는 사용처에 냉난방 또는 냉온수를 공급하도록 부하측과의 열교환이 이루어진 된 본체(11a,12a)가 구비되고, 이 본체(11a,12a)의 입출구 측에 열매체의 유출입이 가능하도록 된 헤더(11b,12b)가 구비되어 있다.
이러한 헤더(11b,12b)는 상기 본체(11a,12a)의 일측에 구비되어 운전모드에 따라 열매체가 유입 또는 유출되도록 구비되는데, 대개 상기 열교환기(11,12)로부터 다수로 분기된 분기관(11c,12c)이 하나로 합지되어 상기 순환라인(20)에 연결되도록 된 분배기 형태로 구비된 것으로, 상기 열교환기(11,12)로 유입되는 열매체를 분배하여 열교환 효율을 높이고자 하는 것이다.
하지만 종래의 헤더(11b,12b)는 설치장소에 직립 설치되는 각 열교환기(11,12)의 본체(11a,12a)의 상하방향으로 상기 분기관(11c,12c)이 배열되어 열교환기(11,12) 전체에 걸쳐 열매체를 분배하도록 한 것이기는 하나, 상기 열교환기(11,12)가 응축기로 작동되는 경우에는 응축액이 본체(11a,12a)나 헤더(11b,12b)의 하부로 가라앉음에 따라 상대적으로 상부에 위치된 분기관(11c,12c)을 통해서는 응축액이 흡출되는 것이 아니라 기체가 흡출되게 된다.
그러므로 종래에는 전술된 바와 같은 헤더(11b,12b)가 구비됨에 따라 상기 분기관(11c,12c)의 일부에서만 응축액이 공급될 뿐만 아니라 상기 분기관(11c,12c)에 의해 기체와 액체가 각각 배출되어 순환라인(20) 상에서 기체와 액체가 혼합된 상태로 팽창밸브(14,15) 측에 공급됨으로 인해 열매체의 압축과 팽창 등을 이상적으로 달성하기 위한 각 구성의 효율이 저하됨과 동시에 그로 인해 장치의 전체적인 열교환 효율이 떨어지는 문제점이 있는 것이다.
본 발명은 전술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명은 간단한 구조에 의해 열매체를 균등하게 분할 및 통합하여 순환되도록 함으로 인해 열교환기를 포함한 장치 전체의 열교환 효율을 대폭적으로 증대시킬 수 있는 새로운 구조의 열매체 균등분할 공기조화기를 제공하는 것이다.
본 발명의 특징에 따르면, 순환라인(20)에 의해 상호 연결되어 열매체가 순차적으로 순환되도록 압축기(10), 제1 열교환기(11), 팽창밸브(14), 제2 열교환기(12)가 구비되고, 상기 순환라인(20) 상에 구비되어 사용처의 수요에 따라 냉방(또는 냉수) 또는 난방(또는 온수)를 공급하도록 열매체의 흐름을 절환시키도록 상기 압축기(10)의 입출구 측에 위치되는 사방밸브(16) 및 상기 팽창밸브(14)의 전후단에 위치되는 다수의 제어밸브(21~24)를 포함하여 이루어진 공기조화기에 있어서;
상기 제1 열교환기(11) 및 제2 열교환기(12)는 각각 열매체의 순환에 의해 열교환이 이루어지도록 된 본체(30,31)와, 이 본체(30,31)의 입구측 또는 출구측에 구비되어 열매체를 분배 또는 통합하도록 된 헤더(32,33)가 구비되며;
상기 헤더(32,33)는 상기 본체(30,31)로부터 분기되도록 구비되어 각각의 길이방향 일측에 통공(40,41)이 형성된 다수의 메인분기관(34,35)과, 상기 메인분기관(34,35)이 연결되어 상기 각 통공(40,41)을 내장하도록 형성된 챔버(C)가 형성됨과 동시에 상기 챔버(C)에 연통되도록 하단에 구비되어 상기 순환라인(20)에 연결되는 배출구(42,43)가 형성된 집수바디(36,37)와, 상기 각 메인분기관(34,35)에 대응되도록 연장 형성되어 상기 각 열교환기(11,12) 측에 열매체를 분배하도록 된 보조분기관(38,39)을 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 열매체 균등분할 공기조화기가 제공된다.
본 발명의 다른 특징에 따르면, 상기 보조분기관(38,39)은 상기 메인분기관(34,35)의 내부로 관통되어 상기 통공(40,41)을 지나도록 연장되되, 상기 메인분기관(34,35)에 비해 상대적으로 작은 직경으로 구비되어 상기 메인분기관(34,35)의 내부에 위치되는 내부연장부(44,45)가 형성된 것을 특징으로 하는 열매체 균등분할 공기조화기가 제공된다.
이상에서와 같이 본 발명에 의하면, 열교환기(11,12)의 헤더(32,33)는 통공(40,41)이 형성된 메인분기관(34,35)과 상기 통공(40,41)을 내장하는 집수바디(36,37)를 포함하여 이루어짐으로써, 상기 열교환기(11,12)가 운전모드에 따라 응축기로 작동될 때에 상기 메인분기관(34,35)으로부터 배출되는 응축액이 상기 통공(40,41)을 통해 집수바디(36,37)에 수집되어 순환라인(20) 상으로 공급됨으로 인해 종래처럼 순환라인(20) 상에서 기체와 액체가 혼합된 상태로 팽창밸브(14)에 공급될 우려가 적을 뿐만 아니라 이로 인해 각 구성이 이상적으로 작동되어 장치의 전체적인 열효율을 증대시킬 수 있는 장점이 있다.
또한 상기 메인분기관(34,35)에는 상기 통공(40,41)을 지나도록 연장되는 내부연장부(44,45)가 형성된 보조분기관(38,39)이 연결됨으로써, 상기 보조분기관(38,39)을 통해 상기 열교환기(11,12) 측으로 유입되는 열매체가 상기 통공(40,41)을 통해 역류되는 것을 최소화함과 동시에 상기 열교환기(11,12)에 균등하게 분배하여 전술된 바와 같은 열효율을 더욱 증대시킬 수 있는 장점이 있다.
도 1은 종래의 공기조화기 일례를 도시한 구성도
도 2는 본 발명의 일실시예를 도시한 작동상태도
도 3은 도 2의 A부분에 대한 확대 단면도
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 다른 작동상태도
도 2는 본 발명의 일실시예를 도시한 작동상태도
도 3은 도 2의 A부분에 대한 확대 단면도
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 다른 작동상태도
상술한 본 발명의 목적, 특징들 및 장점은 다음의 상세한 설명을 통하여 보다 분명해질 것이다. 이하, 첨부된 도면에 의거하여 설명하면 다음과 같다.
도 2 내지 도 4는 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 구성 및 작동상태를 도시한 것이다. 도 2와 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명은 열매체가 순환되도록 연장 형성된 순환라인(20)에 의해 압축기(10)와 제1 열교환기(11), 팽창밸브(14) 및 제2 열교환기(12)가 상호 연결되고, 상기 순환라인(20) 상에는 사용처의 수요에 따라 냉방(또는 냉수공급)과 난방(또는 온수공급)을 선택적으로 공급하기 위해 상기 압축기(10)로부터 공급되는 열매체의 흐름을 절환하도록 된 사방밸브(16)가 구비되어 있다.
이러한 구성에 있어서, 상기 제1 열교환기(11)에는 사용처에 냉난방(또는 냉온수)를 공급하도록 부하측의 냉온수라인 등이 연결되는 통상의 실내기에 상응하는 것이고, 상기 제2 열교환기(12)는 통상의 실외기에 상응하여 열매체의 열의 외부로 방출하거나 외부열을 흡수하도록 된 것으로, 각 열교환기(11,12)는 냉방 또는 난방모드에 따라 증발기나 응축기로 작동되게 된다.
또한 상기 각 열교환기(11,12)는 열매체의 순환에 의해 열교환이 이루어지도록 된 본체(30,31)와, 이 본체(30,31)의 입구측 또는 출구측에 구비되어 열매체를 분배 또는 통합하여 공급하도록 된 헤더(32,33)가 구비되어 있다.
보다 상세하게는 상기 헤더(32,33)는 상기 본체(30,31)로부터 분기되어 상하로 배열된 다수개의 메인분기관(34,35)이 구비되는데, 상기 메인분기관(34,35)은 단부가 폐쇄된 상태에서 단부측에 근접된 길이방향 일측에 일정 크기의 통공(40,41)이 형성되어 있다.
또한 상기 메인분기관(34,35)에는 상기 통공(40,41)을 내장하도록 된 챔버(C)가 형성된 집수바디(36,37)가 연결되는데, 상기 집수바디(36,37)의 하단부에는 상기 순환라인(20)에 연결되는 배출구(42,43)가 형성되어 있다.
또한 상기 각 메인분기관(34,35)에는 상기 각 열교환기(11,12) 측에 열매체를 분배하도록 된 보조분기관(38,39)이 연결되는데, 이 보조분기관(38,39)은 상기 순환라인(20)에 연결되는 분배바디(46,47)로부터 상기 메인분기관(34,35)에 대응되도록 다수개가 구비되어 있다.
여기에서 상기 각 열교환기(11,12)에 사이에 위치되는 순환라인(20)은 상기 각 분배바디(46,47) 측에 연결되는 제1 라인(20a)과 상기 집수바디(36,37) 측에 연결되는 제2 라인(20b)을 포함하여 이루어지고, 상기 제1 라인(20a)과 제2 라인(20b) 상에는 열매체의 흐름을 제어하기 위한 다수의 제1 내지 제4 제어밸브(21~24)가 구비되고, 상기 팽창밸브(14)는 상기 제1 라인(20a)과 제2 라인(20b)을 상호 연결하도록 형성된 제3 라인(20c) 상에 위치되어 있다.
이와 같은 구성에 따른 냉난방모드에 따른 작동상태를 설명하면 다음과 같다. 도 2는 난방모드에 의해 난방(또는 온수공급)을 공급하기 위해 열매체의 흐름을 도시한 것으로, 상기 압축기(10)에 의해 공급되는 고온 고압의 핫가스는 응축기로 작동되는 제1 열교환기(11)를 통과하면서 사용처에 연결되는 냉온수라인과의 열교환이 이루어지게 되는데, 이때에 상기 제1 열교환기(11)의 본체(30)를 통과한 열매체는 상기 각 메인분기관(34)을 통해 응축액 형태로 배출되게 된다.
본 발명에서는 상기 메인분기관(34)에 형성된 통공(40)을 통해 응축액이 배출되어 상기 집수바디(36)에 의해 일체로 수집되어 그에 형성된 배출구(42)를 통해 상기 팽창밸브(14) 측의 순환라인(20) 상으로 공급되게 된다.
보다 상세하게는 상기 제1 열교환기(11) 측에 구비되는 집수바디(36)의 배출구(42)에 연결되는 제2 라인(20b)을 통해 상기 팽창밸브(14)를 거쳐 상기 2 열교환기(12) 측으로 열매체가 공급되는데, 증발기로 작동되는 상기 제2 열교환기(12)에서는 그에 구비되는 보조분기관(39)을 통해 열매체가 균등하게 분배 유입되어 열교환이 이루어지게 된다.
여기에서 상기 보조분기관(39)은 상기 메인분기관(34)의 일측에 연결될 수 있는 것이나, 상기 통공(40)을 통해 열매체가 역류되는 것을 최대한 방지하도록 상기 열교환기(12)의 본체(31) 측에 근접되는 위치에서 열매체가 배출되도록 구비되게 된다.
바람직하게는 상기 보조분기관(38)은 상기 메인분기관(34)의 단부에서 내부로 관통 형성되는 내부연장부(44)가 형성되는데, 상기 내부연장부(44)는 상기 메인분기관(34)에 비해 상대적으로 작은 직경으로 구비되어 상기 통공(40)을 지나도록 연장 형성되게 된다.
또한 이러한 난방모드에서는 상기 제1 내지 제4 제어밸브(21~24) 중에서 상기 제2 및 제3 제어밸브(22,23)는 개방되고, 상기 제1 및 제4 밸브(21,24)는 폐쇄되어 열매체의 역류가 방지된 상태로 원활한 순환이 이루어지게 된다.
한편, 도 4에 도시된 바와 같이, 냉방모드에서는 전술된 난방모드와는 반대로 상기 제1 열교환기(11)와 제2 열교환기(12)가 각각 증발기와 응축기로 작동되며, 상기 압축기(10)에 의해 공급되는 열매체는 상기 제2 열교환기(12) 측에서 상기 제1 열교환기(11) 측으로 순환되게 된다.
여기에서 상기 제2 열교환기(12)는 그에 구비되는 헤더(33)의 집수바디(37)에 의해 응축액이 배출되고, 상기 제1 열교환기(11)는 그에 구비되는 헤더(32)의 보조분기관(38)에 의해 열매체가 분배 공급되는데, 이때에 상기 제1 내지 제4 제어밸브(21~24)는 상기 제1 및 제4 제어밸브(21,24)가 개방되고, 상기 제2 및 제3 제어밸브(22,23)가 폐쇄되어 전술된 난방모드에서와 같이 열매체의 역류가 방지된 상태로 원활한 순환이 이루어지게 된다.
이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능함은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명백할 것이다.
Claims (2)
- 순환라인(20)에 의해 상호 연결되어 열매체가 순차적으로 순환되도록 압축기(10), 제1 열교환기(11), 팽창밸브(14), 제2 열교환기(12)가 구비되고, 상기 순환라인(20) 상에 구비되어 사용처의 수요에 따라 냉방(또는 냉수) 또는 난방(또는 온수)를 공급하도록 열매체의 흐름을 절환시키도록 상기 압축기(10)의 입출구 측에 위치되는 사방밸브(16) 및 상기 팽창밸브(14)의 전후단에 위치되는 다수의 제어밸브(21~24)를 포함하여 이루어진 공기조화기에 있어서;
상기 제1 열교환기(11) 및 제2 열교환기(12)는 각각 열매체의 순환에 의해 열교환이 이루어지도록 된 본체(30,31)와, 이 본체(30,31)의 입구측 또는 출구측에 구비되어 열매체를 분배 또는 통합하도록 된 헤더(32,33)가 구비되며;
상기 헤더(32,33)는 상기 본체(30,31)로부터 분기되도록 구비되어 각각의 길이방향 일측에 통공(40,41)이 형성된 다수의 메인분기관(34,35)과, 상기 메인분기관(34,35)이 연결되어 상기 각 통공(40,41)을 내장하도록 챔버(C)가 형성됨과 동시에 상기 챔버(C)에 연통되도록 하단에 구비되어 상기 순환라인(20)에 연결되는 배출구(42,43)가 형성된 집수바디(36,37)와, 상기 각 메인분기관(34,35)에 대응되도록 연장 형성되어 상기 각 열교환기(11,12) 측에 열매체를 분배하도록 된 보조분기관(38,39)을 포함하여 이루어지며;
상기 보조분기관(38,39)은 상기 메인분기관(34,35)의 내부로 관통되어 상기 통공(40,41)을 지나도록 연장되되, 상기 메인분기관(34,35)에 비해 상대적으로 작은 직경으로 구비되어 상기 메인분기관(34,35)의 내부에 위치되는 내부연장부(44,45)가 형성된 것을 특징으로 하는 열매체 균등분할 공기조화기.
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| KR1020130011969A KR101283252B1 (ko) | 2013-02-01 | 2013-02-01 | 열매체 균등분할 공기조화기 |
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