KR20150039989A - An air conditioner - Google Patents
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Abstract
본 발명은, 냉매를 압축하는 압축기, 압축기에서 압축된 냉매를 응축하는 응축기, 응축기를 통과한 냉매가 과냉각 되도록 하는 과냉각 장치, 및 과냉각기를 거친 냉매가 증발되도록 하는 증발기를 포함하는 공기조화기에 있어서, 과냉각 장치의 내부에 형성되며, 응축기를 통과한 냉매가 증발기로 유입되도록 가이드 하는 제 1 유로, 과냉각 장치의 내부에서 제 1 유로와 열교환되도록 작용하며, 압축기로 냉매를 유입시키기 위한 제 2 유로, 및 내측에는 제 1 유로를 형성하며, 외측에는 제 2 유로를 형성하는 메인 튜브를 포함하며, 제 2 유로 상에는 메인 튜브와 적어도 일측에서 접촉하는 열교환 튜브가 구비되는 공기조화기에 관한 것이다.
본 발명을 통해, 실질적인 열교환 면적이 향상되므로 냉매 간의 열교환 효율이 향상되는 장점이 있다.The present invention relates to an air conditioner including a compressor for compressing a refrigerant, a condenser for condensing the refrigerant compressed in the compressor, a supercooling device for allowing the refrigerant passed through the condenser to be supercooled, and an evaporator for evaporating the refrigerant through the supercooler, A first flow path formed inside the supercooling device and guiding the refrigerant having passed through the condenser to flow into the evaporator, a second flow path for heat exchange with the first flow path in the supercooling device and for introducing the refrigerant into the compressor, And a heat exchanging tube contacting at least one side of the main tube with the main tube. The present invention relates to an air conditioner,
The present invention has the advantage that the heat exchange efficiency between the refrigerants is improved because the substantial heat exchange area is improved.
Description
본 발명은 공기 조화기에 관한 것이다.
The present invention relates to an air conditioner.
공기 조화기는 실내의 공기를 용도, 목적에 따라 가장 적합한 상태로 유지하기 위한 가전기기이다. 이를테면, 여름에는 실내를 시원한 냉방상태로, 겨울에는 실내를 따뜻한 난방상태로 조절하고, 또한 실내의 습도를 조절하며, 실내의 공기를 쾌적한 청정상태로 조절한다. The air conditioner is an appliance for keeping the indoor air in the most suitable condition according to the purpose and purpose. For example, in the summer, the room is controlled by a cool air condition, while in winter the room is controlled by a warm heating condition, by the humidity of the room, and by the clean air of the room.
상세히, 공기 조화기는 냉매의 압축, 응축, 팽창 및 증발과정을 수행하는 냉동 사이클이 구동되며, 이에 따라 실내공간의 냉방 또는 난방운전을 수행할 수 있다.In detail, the air conditioner is driven by a refrigeration cycle for compressing, condensing, expanding and evaporating the refrigerant, thereby performing the cooling or heating operation of the indoor space.
이러한 공기 조화기는 실내기와 실외기의 분리 여부에 따라, 실내기와 실외기를 각각 분리된 분리형 공기조화기와, 실내기와 실외기를 하나의 장치로 결합된 일체형 공기조화기로 구분될 수 있다. The air conditioner may be divided into a separate type air conditioner in which the indoor unit and the outdoor unit are separated from each other and an integrated type air conditioner in which the indoor unit and the outdoor unit are combined into one unit depending on whether the indoor unit and the outdoor unit are separated.
실외기에는 외기와 열교환하는 실외 열교환기가 포함되며, 실내기에는 실내 공기와 열교환하는 실내 열교환기가 포함된다. 공기 조화기는 냉방 모드 또는 난방 모드로 전환 가능하게 작동될 수 있다.The outdoor unit includes an outdoor heat exchanger that exchanges heat with outdoor air. The indoor unit includes an indoor heat exchanger that performs heat exchange with indoor air. The air conditioner can be operated so as to be switchable to the cooling mode or the heating mode.
상기 공기 조화기가 냉방모드로 운전되는 경우, 상기 실외 열교환기는 응축기, 상기 실내 열교환기는 증발기로 기능한다. 반면에, 상기 공기 조화기가 난방모드로 운전되는 경우, 상기 실외 열교환기는 증발기, 상기 실내 열교환기는 응축기로서 기능한다.When the air conditioner is operated in the cooling mode, the outdoor heat exchanger functions as a condenser and the indoor heat exchanger functions as an evaporator. On the other hand, when the air conditioner operates in the heating mode, the outdoor heat exchanger functions as an evaporator and the indoor heat exchanger functions as a condenser.
한편, 공기 조화기에는 응축기에서 응축된 냉매가 팽창되기 이전에 과냉각되도록 하는 과냉각기가 더 포함된다. 상기 과냉각기는, 냉동 사이클을 순환하는 메인 냉매와, 상기 메인 냉매로부터 일부 분지되어 팽창된 분지 냉매간에 열교환이 이루어지도록 구성된다. 상기 메인 냉매와 분지 냉매간의 열교환에 의하여, 상기 메인 냉매는 과냉각 될 수 있다.On the other hand, the air conditioner further includes a supercooling device for supercooling the refrigerant condensed in the condenser before it is expanded. The supercooler is configured to perform heat exchange between a main refrigerant circulating in a refrigeration cycle and a branched refrigerant partially branched from the main refrigerant. By the heat exchange between the main refrigerant and the branch refrigerant, the main refrigerant can be supercooled.
종래의 과냉각기에 의하면, 상기 메인 냉매 및 분지 냉매가 유동하는 배관이 스파이럴 튜브(spiral tube)로 구성되며, 상기 튜브의 접촉에 의한 열교환을 통해 메인 냉매의 과냉각이 이루어지도록 작용된다.According to the conventional supercooler, the pipe through which the main refrigerant and the branch refrigerant flow is constituted by a spiral tube, and the subcooling of the main refrigerant is performed through the heat exchange by the contact of the tube.
그러나, 열교환기의 배관이 스파이럴 튜브로 구성되는 경우, 상기 메인 냉매와 분지 냉매의 열교환 면적이 제한되어, 메인 냉매와 분지 냉매간 열교환 효율이 저하되며, 이에 따라 냉매의 충분한 과냉을 달성하지 못하는 문제점이 있다.
However, when the piping of the heat exchanger is composed of a spiral tube, the heat exchange area between the main refrigerant and the branch refrigerant is limited and the heat exchange efficiency between the main refrigerant and the branch refrigerant is lowered, .
본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로서, 냉매 간 열교환 효율을 향상시킨 과냉각 장치를 포함하는 공기조화기를 제공하는 것을 목적으로 한다.
SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide an air conditioner including a supercooling device having improved heat exchange efficiency between refrigerants.
본 발명의 일례에 따른 공기조화기는, 냉매를 압축하는 압축기, 상기 압축기에서 압축된 냉매를 응축하는 응축기, 상기 응축기를 통과한 냉매가 과냉각 되도록 하는 과냉각 장치, 및 상기 과냉각기를 거친 냉매가 증발되도록 하는 증발기를 포함하는 공기조화기에 있어서, 상기 과냉각 장치의 내부에 형성되며, 상기 응축기를 통과한 냉매가 상기 증발기로 유입되도록 가이드 하는 제 1 유로; 상기 과냉각 장치의 내부에서 상기 제 1 유로와 열교환되도록 작용하며, 상기 압축기로 냉매를 유입시키기 위한 제 2 유로; 및 내측에는 상기 제 1 유로를 형성하며, 외측에는 상기 제 2 유로를 형성하는 메인 튜브를 포함하며, 상기 제 2 유로 상에는 상기 메인 튜브와 적어도 일측에서 접촉하는 열교환 튜브가 구비될 수 있다.An air conditioner according to an exemplary embodiment of the present invention includes a compressor for compressing refrigerant, a condenser for condensing the refrigerant compressed in the compressor, a supercooling device for supercooling the refrigerant passing through the condenser, and an evaporator for evaporating the refrigerant through the
또한, 상기 메인 튜브는 원통형이며, 상기 열교환 튜브는 상기 메인 튜브 보다 직경이 작은 원통형일 수 있다.The main tube may have a cylindrical shape, and the heat exchange tube may have a cylindrical shape having a smaller diameter than the main tube.
또한, 상기 메인 튜브는 원통형이며, 상기 열교환 튜브는 상기 메인 튜브의 외주면을 빙 둘러 구비될 수 있다.In addition, the main tube may be cylindrical, and the heat exchange tube may surround the outer circumference of the main tube.
또한, 상기 열교환 튜브는 상호 간 이격 구비될 수 있다.The heat exchange tubes may be spaced apart from each other.
또한, 상기 과냉각 장치는, 내측에 상기 메인 튜브 및 열교환 튜브가 배치되고, 상기 메인 튜브와의 이격 공간 상에 제 2 유로를 형성하는 과냉각 본체를 포함할 수 있다.The supercooling device may include a supercooling body having the main tube and the heat exchange tube disposed on the inner side and forming a second flow path on the space separated from the main tube.
또한, 상기 열교환 튜브는 상기 과냉각 본체와 이격 구비될 수 있다.The heat exchange tube may be spaced apart from the supercooling body.
또한, 상기 제 1 유로 상에는 이상의 냉매가 유동하며, 상기 제 2 유로 상에는 단상의 냉매가 유동할 수 있다.
In addition, the above-mentioned refrigerant may flow on the first flow path, and the single-phase refrigerant may flow on the second flow path.
본 발명의 일례에 따른 공기조화기는, 냉매를 압축하는 압축기; 상기 압축기를 통과한 냉매를 응축하는 응축기; 및 상기 응축기의 출구측에 배치되는 과냉각기가 포함되며, 상기 과냉각기에는, 제 1 냉매와 제 2 냉매간 열교환이 이루어지는 본체; 상기 본체로 상기 제 1 냉매의 유입이 이루어지도록 하는 제 1 유입부; 상기 본체로 상기 제 2 냉매의 유입이 이루어지도록 하는 제 2 유입부; 및 내측이 상기 제 1 유입부와 연통되며, 외측이 상기 제 2 유입부와 연통되는 메인 튜브를 포함하며, 상기 메인 튜브의 외측에는, 상기 메인 튜브와 열교환하는 다수의 열교환 튜브가 구비될 수 있다.An air conditioner according to an example of the present invention includes: a compressor for compressing a refrigerant; A condenser for condensing the refrigerant having passed through the compressor; And a supercooler disposed at an outlet side of the condenser, wherein the supercooler includes a main body in which heat exchange is performed between the first refrigerant and the second refrigerant; A first inlet for allowing the first refrigerant to flow into the main body; A second inflow portion for allowing inflow of the second refrigerant into the main body; And a main tube having an inner side communicating with the first inlet portion and an outer side communicating with the second inlet portion, and a plurality of heat exchange tubes for heat-exchanging with the main tube may be provided outside the main tube .
또한, 상기 응축기와 상기 제 1 유입부를 연통시키는 제 1 냉매 배관; 및 상기 제 1 냉매 배관으로부터 분지되어 상기 제 2 유입부와 연통되는 제 2 냉매 배관을 더 포함하며, 상기 제 2 냉매 배관 상에는 팽창장치가 구비될 수 있다.A first refrigerant pipe communicating the condenser and the first inlet; And a second refrigerant pipe branched from the first refrigerant pipe and communicating with the second inflow portion, and an expansion device may be provided on the second refrigerant pipe.
또한, 상기 과냉각 장치의 출구측에는 냉매를 감압하기 위한 팽창 장치; 상기 본체를 유동하여 열교환된 상기 제 1 냉매가 토출되는 제 1 토출부; 및 상기 본체를 유동하여 열교환된 상기 제 2 냉매가 토출되는 제 2 토출부를 더 포함하며, 상기 제 1 토출부는 상기 팽창 장치와 연통되며, 상기 제 2 토출부는 상기 압축기와 연통될 수 있다.
Further, an expansion device for depressurizing the refrigerant is provided at the outlet side of the supercooling device. A first discharge portion through which the first refrigerant flowing in the main body flows and is heat-exchanged; And a second discharge portion through which the second refrigerant heat-exchanged flows through the main body, the first discharge portion communicating with the expansion device, and the second discharge portion communicating with the compressor.
본 발명에 의하면, 열교환 튜브를 통해 실질적인 열교환 면적이 향상되므로 냉매 간의 열교환 효율이 향상되는 장점이 있다. 특히, 동일 길이를 기준으로 스파이럴 튜브(spiral tube)와 비교했을 때, 약 3 내지 4배의 열교환 효율 향상을 기대할 수 있다.According to the present invention, since the substantial heat exchange area is improved through the heat exchange tube, heat exchange efficiency between refrigerants is improved. In particular, compared with a spiral tube having the same length as the spiral tube, the heat exchange efficiency can be improved by about 3 to 4 times.
따라서, 과냉각 효율도 상승되며, 충분한 과냉을 확보함으로써 냉동 사이클의 운전효율이 증대될 수 있다는 효과가 있다.Therefore, the supercooling efficiency is also increased, and sufficient subcooling is ensured, so that the operation efficiency of the refrigeration cycle can be increased.
또한, 과냉각 장치를 통과한 냉매를 압축기에 유입(인젝션)시킴으로써 압축기를 순환하는 냉매량을 증가시킬 수 있게 된다. 이에 따라, 난방 능력을 향상시킬 수 있다는 장점이 있다.Further, by injecting (injecting) the refrigerant that has passed through the supercooling device into the compressor, it is possible to increase the amount of refrigerant circulating through the compressor. Accordingly, there is an advantage that the heating capacity can be improved.
또한, 종래와 비교했을 때 동일한 열교환량을 확보하기 위해 과냉각 장치의 길이를 짧게 구비할 수 있으므로 재료비 절감이 가능하다.
Furthermore, since the length of the supercooling device can be shortened in order to secure the same amount of heat exchange as compared with the prior art, the material cost can be reduced.
도 1은 본 발명의 일례에 따른 공기조화기의 구성을 보여주는 시스템 도면이다.
도 2는 본 발명의 일례에 따른 공기조화기의 과냉각 장치의 외관을 도시하는 사시도이다.
도 3은 도 2의 I-I'를 따라 절개한 단면도이다.1 is a system diagram showing the configuration of an air conditioner according to an example of the present invention.
2 is a perspective view showing an appearance of a supercooling apparatus of an air conditioner according to an example of the present invention.
3 is a cross-sectional view taken along line I-I 'of FIG.
이하, 본 발명의 일부 실시예들을 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명의 실시예를 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 실시예에 대한 이해를 방해한다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.Hereinafter, some embodiments of the present invention will be described in detail with reference to exemplary drawings. It should be noted that, in adding reference numerals to the constituent elements of the drawings, the same constituent elements are denoted by the same reference numerals even though they are shown in different drawings. In the following description of the embodiments of the present invention, a detailed description of known functions and configurations incorporated herein will be omitted when it may make the difference that the embodiments of the present invention are not conclusive.
또한, 본 발명의 실시예의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나 접속될 수 있지만, 각 구성 요소 사이에 또 다른 구성 요소가 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.
In describing the components of the embodiment of the present invention, terms such as first, second, A, B, (a), and (b) may be used. These terms are intended to distinguish the constituent elements from other constituent elements, and the terms do not limit the nature, order or order of the constituent elements. When a component is described as being "connected", "coupled", or "connected" to another component, the component may be directly connected or connected to the other component, Quot; may be "connected,""coupled," or "connected. &Quot;
도 1은 본 발명의 일례예에 따른 공기 조화기의 구성을 보여주는 시스템 도면이다.1 is a system diagram showing a configuration of an air conditioner according to an example of the present invention.
도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 공기 조화기(1)에는 냉매가 순환하는 냉동 사이클이 구동된다. 상기 공기 조화기(1)는 냉매의 순환 방향에 따라 냉방 또는 난방운전이 수행될 수 있다. Referring to FIG. 1, a refrigerating cycle in which refrigerant circulates is driven in an
공기 조화기(1)가 난방운전을 수행하는 경우, 상기 공기 조화기(1)에는, 냉매를 압축하기 위한 압축기(10)와, 상기 압축기(10)로 흡입되는 냉매 중 액 냉매를 분리하기 위한 기액 분리기(40)와, 상기 압축기(10)에서 압축된 냉매가 실내공기와 열교환되도록 하는 실내 열교환기(20)와, 상기 실내 열교환기(20)에서 응축된 냉매를 팽창시키기 위한 실외 팽창장치(38)와, 팽창된 냉매가 외기와 열교환되도록 하는 실외 열교환기(30)와, 상기 압축기(10)에서 토출된 냉매의 순환 방향을 제어하기 위한 사방 밸브(50) 및 이들 구성을 연결하며 냉매의 유동을 가이드 하는 냉매관(60)이 포함된다.When the
그리고, 상기 실내 열교환기(20) 및 실외 열교환기(30)의 일측에는, 냉매와 열교환 되는 유체(공기)를 불어주기 위한 송풍팬(25,35)이 각각 제공된다. 상기 송풍팬(25,35)에는, 실내팬(25) 및 실외팬(35)이 포함된다.
한편, 상기 사방 밸브(50)의 제어에 따라 냉방운전이 수행되는 경우, 냉매의 순환방향은 위에서 설명한 난방운전에서의 냉매순환 방향과 반대가 된다. 즉, 냉매는 압축기(10) 및 실외 열교환기(30)를 통과한 후 실내 팽창장치(28)에서 팽창되며, 실내 열교환기(20)에서 열교환 된다.On the other hand, when the cooling operation is performed under the control of the four-
공기 조화기(1)가 냉방운전을 수행하는 경우, 냉매의 유동방향을 기준으로 상기 실외 열교환기(30)와 실내 열교환기(20)의 사이에는, 상기 실외 열교환기(30)에서 응축된 냉매를 과냉각 하기 위한 과냉각 장치(100, 과냉각기)가 제공된다.When the
상기 냉매관(60)에는, 상기 과냉각 장치(100)로 메인 냉매를 유입시키기 위한 메인 유입부(71) 및 상기 과냉각 장치를 거친 메인 냉매의 토출을 가이드 하는 메인 토출부(72)가 포함된다. 상기 메인 냉매는, 상기 냉매관(60)을 유동하는 냉매로서, "제 1 냉매"라 이름할 수 있다.The
상기 공기 조화기(1)에는, 상기 냉매관(60)의 제 1 냉매 중 적어도 일부 냉매가 분지하여 상기 압축기(10)로 인젝션 하기 위한 인젝션 유로(150)가 포함된다. 여기서, 냉매관(60)은 "제 1 냉매 배관(60)"이라 칭하고, 상기 제 1 냉매 배관(60)에서 분지된 인젝션 유로(150)는 "제 2 냉매 배관(150)"이라 칭할 수 있다. 상기 인젝션 유로(150)는 상기 냉매관(60)으로부터 분지되어 상기 과냉각 장치(100)에 연결된다. 상기 제 1 냉매에서 분지된 적어도 일부의 냉매를 "제 2 냉매"라 이름한다.The
상기 인젝션 유로(150)에는, 분지된 냉매가 상기 과냉각 장치(100)로 유입되도록 하는 인젝션 유입부(151)가 포함된다. 상기 인젝션 유입부(151)는 상기 메인 유입부(71)와는 다른 위치에 규정되는 유입부로서 이해된다.The
그리고, 상기 인젝션 유로(150)에는, 상기 인젝션 유입부(151)를 통하여 유입된 냉매가 상기 과냉각 장치(100)를 통과한 후 유출되도록 가이드 하는 인젝션 토출부(152)가 포함된다. 상기 인젝션 토출부(152)는 상기 메인 토출부(72)와는 다른 위치에 규정되는 유출부이며, 상기 인젝션 토출부(152)를 통하여 토출된 냉매는 상기 압축기(10)로 인젝션 된다.The
이와 같이, 상기 냉매관(60)을 유동하는 냉매 중 적어도 일부의 냉매를 과냉각 장치(100)에 통과시키고, 이를 상기 압축기(10)에 유입시킴으로써 압축기 또는 냉매 시스템을 순환하는 냉매의 양을 증가시킬 수 있게 된다.In this way, at least a part of the refrigerant flowing through the refrigerant pipe (60) is passed through the supercooling device (100) and introduced into the compressor (10) to increase the amount of refrigerant circulating in the compressor or refrigerant system .
상기 인젝션 유로(150)에는, 상기 제 2 냉매를 팽창시키기 위한 인젝션 팽창장치(155)가 포함된다. 상기 제 2 냉매는 상기 인젝션 팽창장치(155)를 통과하면서 상기 제 1 냉매보다 저온 저압으로 변화되며, 상기 과냉각 장치(100)에서 상기 제 1 냉매와 열교환 하면서 상기 제 1 냉매를 과냉시킬 수 있다.The injection flow path (150) includes an injection expansion device (155) for expanding the second refrigerant. The second refrigerant is changed to a lower temperature and a lower pressure than the first refrigerant while passing through the
상기 과냉각 장치(100)에서 과냉된 제 1 냉매는 상기 실내 팽창장치(28)를 거치면서 팽창되고, 상기 실내 열교환기(20)에서 증발될 수 있다.The first subcooled refrigerant in the
위에서는 공기 조화기의 냉방 운전시 과냉각 장치에서의 냉매 유동을 설명하였으나, 상기 사방변(50)이 조절되어 난방 운전이 수행되는 경우에는 이와는 반대의 냉매 유동을 형성한다.The refrigerant flow in the supercooling apparatus during the cooling operation of the air conditioner has been described above. However, when the four
상세히, 상기 실내 열교환기(20)에서 응축된 냉매는 상기 메인 토출부(72)를 통하여 상기 과냉각 장치(100)로 유입되어 상기 메인 유입부(71)로 유출된다. 그리고, 유출된 제 1 냉매는 상기 실외 팽창장치(38)에서 팽창된 후 상기 실외 열교환기(30)에서 증발된다.In detail, the refrigerant condensed in the
한편, 상기 메인 유입부(71)에서 유출된 제 1 냉매 중 일부의 냉매, 즉 제 2 냉매는 상기 인젝션 유로(150)로 분지되며, 상기 인젝션 팽창장치(155)에서 팽창되어 상기 과냉각 장치(100)로 유입된다. 상기 과냉각 장치(100)의 내부에서 상기 제 1 냉매와 제 2 냉매는 열교환되며, 열교환 과정에서 상기 제 1 냉매는 과냉되고 상기 제 2 냉매는 기화되어 상기 압축기(10)로 인젝션 된다.A part of the first refrigerant flowing from the
이하에서는, 상기 과냉각 장치(100)의 구성에 대하여 도면을 참조하여 설명한다.Hereinafter, the configuration of the
도 2는 본 발명의 일례에 따른 공기조화기의 과냉각 장치의 외관을 도시하는 사시도이고, 도 3은 도 2의 I-I'를 따라 절개한 단면도이다. FIG. 2 is a perspective view showing an outer appearance of a supercooling apparatus of an air conditioner according to an exemplary embodiment of the present invention, and FIG. 3 is a cross-sectional view taken along line I-I 'of FIG.
도 2 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 일례에 따른 공기조화기의 과냉각 장치(100)는, 일례로서 과냉각 본체(110), 케이싱(120), 메인 튜브(130) 및 열교환 튜브(140)를 포함할 수 있다.2 through 3, the
과냉각 본체(110)는, 상기 제 1 냉매 및 제 2 냉매가 유동하는 유동 공간을 형성한다. 또한, 과냉각 본체(110)는 내부가 비어있는 중공의 배관으로 형성될 수 있다.The supercooling
케이싱(120)은, 과냉각 본체(110)의 양단에 각각 구비될 수 있다. 이 경우, 과냉각 본체(110)의 일측에 구비되는 케이싱(120)은, "제 1 케이싱(120a)"이라 칭하고, 과냉각 본체(110)의 타측에 구비되는 케이싱(120)은, "제 2 케이싱(120b)"이라 칭할 수 있다. The
케이싱(120)은, 중공을 포함하며 상기 중공에는 과냉각 본체(110)의 일단이 삽입되는 방식으로 고정될 수 있다. 이와 같이, 케이싱(120)의 중공에 과냉각 본체(110)가 삽입되어 고정되는 경우, 제 1 케이싱(120a)의 내부 공간에는 후술할 분지부(111)가 형성되며, 제 2 케이싱(120b)의 내부 공간에는 후술할 합지부(112)가 형성된다. 또한, 위에서는 과냉각 본체(110)와 케이싱(120)의 별도의 부재로 구성되는 것으로 설명하였으나, 과냉각 본체(110)와 케이싱(120)은 일체로 형성될 수도 있다.The
상기 과냉각 장치(100)에는, 상기 과냉각 본체(110)의 일측에 제공되며 냉방 운전시 상기 제 1 냉매의 유입을 가이드 하는 메인 유입부(71) 및 상기 과냉각 본체(110)의 타측에 제공되며 상기 제 1 냉매의 유출을 가이드 하는 메인 토출부(72)가 포함된다. The
그리고, 상기 과냉각 장치(100)에는, 상기 과냉각 본체(110)의 외주면 일측에 제공되며 상기 제 2 냉매의 유입을 가이드 하는 인젝션 유입부(151) 및 상기 과냉각 본체(110)의 외주면 타측에 제공되며 상기 제 2 냉매의 유출을 가이드 하는 인젝션 토출부(152)가 포함된다.The
상기 메인 유입부(71), 메인 토출부(72), 인젝션 유입부(151) 및 인젝션 토출부(152)는 상기 과냉각 본체(110)의 외면 중 서로 다른 위치에 구비됨으로써, 구분될 수 있다. 그리고, 상기 메인 유입부(71) 및 인젝션 유입부(151)는 냉매가 유입되는 점에서 "제 1 유입부" 및 "제 2 유입부"라 이름할 수 있고, 상기 메인 토출부(72) 및 인젝션 토출부(152)는 냉매가 토출되는 점에서 "제 1 토출부" 및 "제 2 토출부"라 이름할 수 있다.The
제 1 케이싱(120a)의 내부에 형성되는 분지부(111)는, 인젝션 유입부(151)와는 연통되지만 메인 유입부(71)와는 연통되지 않는다. 또한, 제 2 케이싱(120b)의 내부에 형성되는 합지부(112)는, 인젝션 토출부(152)와는 연통되지만 메인 토출부(72)와는 연통되지 않는다. 따라서, 인젝션 유입부(151)를 통해 분지부(111)로 유입된 제 2 냉매는 후술할 메인 튜브(130)의 외측을 유동하게 되며, 이렇게 메인 튜브(130)의 외측을 유동한 제 2 냉매는 합지부(112)로 유입된 후 인젝션 토출부(152)를 통해 토출된다. 보다 상세히, 메인 튜브(130)의 외측에는 후술할 다수의 열교환 튜브(140)가 구비되어 유로가 다수 개로 구획되므로 인젝션 유입부(151)를 통해 유입된 제 2 냉매는 분지되어 메인 튜브(130)의 외측을 유동한 후 다시 합지되어 인젝션 토출부(152)로 토출되는 것으로 설명될 수 있다.The branched
메인 튜브(130)는, 과냉각 본체(110) 내부에 구비된다. 상세히, 메인 튜브(130)의 내측에는 메인 유입부(71)를 통하여 유입된 제 1 냉매가 유동하여 메인 토출부(72)를 통해 토출되며, 메인 튜브(130)의 외측에는 인젝션 유입부(151)를 통하여 유입된 제 2 냉매가 유동하여 인젝션 토출부(152)를 통해 토출된다. The
이때, 제 1 냉매가 유동하는 경로인 메인 유입부(71), 메인 튜브(130)의 내측, 및 메인 토출부(72)를 통칭하여 "제 1 유로(135)"로 칭할 수 있으며, 제 2 냉매가 유동하는 경로인 인젝션 유입부(151), 메인 튜브(130)의 외측, 및 인젝션 토출부(152)를 통칭하여 "제 2 유로(113)"로 칭할 수 있다. 또한, 제 1 유로(135)는 과냉각 장치(100)의 내부에 형성되며, 응축기를 통과한 냉매가 증발기로 유입되도록 가이드하는 유로로 설명될 수 있으며, 제 2 유로(113)는 응축기를 통과한 냉매가 제 1 유로(135)를 지나는 냉매와 열교환되도록 작용한 후 열교환된 냉매를 압축기(10)로 유입시키기 위한 유로로 설명될 수 있다. 여기서, 공기조화기(1)가 냉방 운전되는 경우라면 실내 열교환기(20)가 증발기가 되고 실외 열교환기(30)가 응축기가 되며, 공기조화기(1)가 난방 운전되는 경우라면 실내 열교환기(20)가 응축기가 되고 실외 열교환기(30)가 증발기가 된다. 즉, 제 1 유로(135)를 통해서는 이상의 냉매가 유동하며, 제 2 유로(113)를 통해서는 단상의 냉매가 유동하게 된다.In this case, the
따라서, 메인 튜브(130)의 내측에는 제 1 유로(135)가 형성되며, 메인 튜브(130)의 외측에는 제 2 유로(113)가 형성되는 것으로도 설명될 수 있다. 또한, 메인 튜브(130)의 외측에는 과냉각 본체(110)가 배치되므로 메인 튜브(130)와 과냉각 본체(110) 사이의 이격 공간에 제 2 유로(113)가 형성되는 것으로 설명될 수도 있다.Therefore, it is also possible to explain that the
열교환 튜브(140)는, 제 2 유로(113) 상에 다수 개가 구비된다. 열교환 튜브(140)는, 원통형일 수 있으며 적어도 일부가 메인 튜브(130)와 접촉하여 상기 메인 튜브(130)와 열교환할 수 있다. 일례로서, 메인 튜브(130)가 원통형인 경우 열교한 튜브(140)는 메인 튜브(130)의 원주 방향을 빙 둘러 구비될 수 있다. 이때, 다수의 열교환 튜브(140) 각각은 이격 구비될 수 있다. 이 경우, 다수의 열교환 튜브(140) 간 열교환을 방지할 수 있다. A plurality of heat exchange tubes (140) are provided on the second flow path (113). The
또한, 열교환 튜브(140)는, 도 3에 도시된 바와 같이 제 2 유로(113)를 튜브 내측 제 2 유로(114) 및 튜브 외측 제 2 유로(115)로 구획할 수 있다. 이 경우, 튜브 내측 제 2 유로(114)는 열교환 튜브(140)의 개수만큼 구비되며, 튜브 외측 제 2 유로(115)는 제 2 유로(113) 상에서 열교환 튜브(140)가 차지하는 공간을 제외한 나머지 공간이 된다. 3, the
메인 튜브(130)와 열교환 튜브(140)는, 열전도 효율이 좋은 금속으로 제조될 수 있으며, 일례로서 알루미늄(Al)으로 제조될 수 있다. 이 경우, 재료비 절감 효과도 기재할 수 있다.The
또한, 메인 튜브(130)와 열교환 튜브(140)는 열전도를 위해 적어도 일부가 접촉하도록 구비되는데, 메인 튜브(130)와 열교환 튜브(140)의 접촉면은 브레이징(Brazing) 결합에 의할 수 있다. 이 경우, 열교환 튜브(140)와 메인 튜브(130) 사이의 열교환 효율이 향상될 수 있다.
The
이하에서는 본 발명의 일례에 따른 공기조화기의 작용에 대하여 설명한다. 이하에서는 본 발명의 일례에 따른 공기조화기가 냉방 운전되는 경우를 예를 들어 설명하지만, 공기조화기가 난방 운전되는 경우에도 유추 적용될 수 있다.Hereinafter, the operation of the air conditioner according to one example of the present invention will be described. Hereinafter, a case where the air conditioner according to the exemplary embodiment of the present invention is operated in the cooling mode will be described as an example, but the air conditioner may be applied to the case where the air conditioner is operated in the heating mode.
압축기(10)에서 압축되어 토출된 냉매는 사방변(50)에 의해 실외 열교환기(30)로 유동한다. 실외 열교환기(30)에서 응축된 이상(기상 및 액상 혼합)의 냉매는 제 1 냉매 배관(60)을 통해 과냉각 장치(100)의 메인 유입부(71)로 유입된다. 또한, 제 1 냉매 배관(60)을 유동하는 냉매 중 일부는 제 1 냉매 배관(60)으로부터 분지된 제 2 냉매 배관(150)을 통해 유동하여 인젝션 팽창장치(155)에서 팽창되어 단상의 냉매로 과냉각 장치(100)의 인젝션 유입부(151)로 유입된다. The refrigerant compressed and discharged from the compressor (10) flows to the outdoor heat exchanger (30) by the four sides (50). The refrigerant condensed in the outdoor heat exchanger 30 (gas-phase and liquid-phase mixture) flows into the
메인 유입부(71)를 통해 유입된 제 1 냉매는 메인 튜브(130)의 내측 공간인 제 1 유로(135)를 통해 유동하여 메인 토출부(72)를 통해 토출되며, 인젝션 유입부(151)를 통해 유입된 제 2 냉매는 메인 튜브(130)의 외측 공간인 제 2 유로(113)를 통해 유동하여 인젝션 토출부(152)를 통해 토출된다. 보다 상세히, 인젝션 유입부(151)를 통해 유입된 제 2 냉매는 제 1 케이싱(120a) 내부에 형성된 분지부(111)로 유동한 후, 다수의 열교환 튜브(140)에 의해 구획된 다수의 제 2 유로(113) 각각으로 유입되며, 이후 제 2 케이싱(120b) 내부에 형성된 합지부(112)에서 합지되어 인젝션 토출부(152)로 토출된다. 이때, 제 1 유로(135)를 유동하는 제 1 냉매와 제 2 유로(113)를 유동하는 제 2 냉매 사이에는 열교환이 발생한다. 이 과정에서 메인 튜브(130)와 적어도 일부에서 접촉되도록 구비되는 열교환 튜브(140)는 열교환 면적을 넓히는 역할을 하게 된다. The first refrigerant flowing through the
이하에서는, 도 3을 참조하여 열교환 튜브(140)의 역할을 보다 상세히 설명한다. 제 2 유로(113)는, 앞서 살핀 바와 같이 열교환 튜브(140)에 의해 튜브 내측 제 2 유로(114) 및 튜브 외측 제 2 유로(115)로 구분될 수 있다. 튜브 외측 제 2 유로(115)를 유동하는 제 2 냉매의 경우 접촉된 열교환 튜브(140)에 열을 전달하거나(a), 메인 튜브(130)에 열을 전달하게 된다(b). 이때, 열교환 튜브(140)에 전달된 열은, 열교환 튜브(140) 전체로 퍼지므로 열교환 튜브(140)와 메인 튜브(130)가 접촉된 부분까지도 전달된다(d). 열교환 튜브(140)와 메인 튜브(130)가 접촉된 부분으로 전달된 열은 메인 튜브(130) 내측을 유동하는 제 1 냉매에 전달된다(e).Hereinafter, the role of the
또한, 튜브 내측 제 2 유로(114)를 유동하는 제 2 냉매의 경우 접촉된 열교환 튜브(140)에 열을 전달하게 된다(c). 이때, 열교환 튜브(140)에 전달된 열은, 앞서 살핀 바와 같이 열교환 튜브(140) 전체로 퍼지므로 열교환 튜브(140)와 메인 튜브(130)가 접촉된 부분까지도 전달되며(d), 열교환 튜브(140)와 메인 튜브(130)가 접촉된 부분으로 전달된 열은 메인 튜브(130) 내측을 유동하는 제 1 냉매에 전달된다(e). 즉, 제 2 냉매가 열교환 튜브(140)에 전달하는 열(a,c) 및 제 2 냉매가 메인 튜브(130)에 전달하는 열(b) 모두가 제 1 냉매와의 열교환에 사용되는 것이다.In the case of the second refrigerant flowing through the tube-inside
따라서, 열교환 튜브(140)가 없는 경우와 비교하여 열교환효율이 향상되는 결과를 기대할 수 있으며, 다수의 실험을 통해 3 내지 4배의 열교환 효율 향상을 확인하였다.Accordingly, it is expected that the heat exchange efficiency is improved as compared with the case where the
위와 같이 열교환된 제 1 냉매는 메인 토출부(72)로 토출되어 실내 팽창장치(28) 및 실내 열교환기(20)를 지나 압축기(10)로 유동하여 냉매 사이클을 순환하게 되며, 제 2 냉매는 인젝션 토출부(152)로 토출되어 압축기(10)로 인젝션되어 냉내 사이클을 순환하게 된다.
The first refrigerant that has been heat-exchanged as described above is discharged to the
이상에서, 본 발명의 실시예를 구성하는 모든 구성 요소들이 하나로 결합하거나 결합하여 동작하는 것으로 설명되었다고 해서, 본 발명이 반드시 이러한 실시예에 한정되는 것은 아니다. 즉, 본 발명의 목적 범위 안에서라면, 그 모든 구성 요소들이 하나 이상으로 선택적으로 결합하여 동작할 수도 있다. 또한, 이상에서 기재된 "포함하다", "구성하다" 또는 "가지다" 등의 용어는, 특별히 반대되는 기재가 없는 한, 해당 구성 요소가 내재할 수 있음을 의미하는 것이므로, 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다. 기술적이거나 과학적인 용어를 포함한 모든 용어들은, 다르게 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미가 있다. 사전에 정의된 용어와 같이 일반적으로 사용되는 용어들은 관련 기술의 문맥상의 의미와 일치하는 것으로 해석되어야 하며, 본 발명에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.While the present invention has been described in connection with what is presently considered to be the most practical and preferred embodiment, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments. That is, within the scope of the present invention, all of the components may be selectively coupled to one or more of them. Furthermore, the terms "comprises", "comprising", or "having" described above mean that a component can be implanted unless otherwise specifically stated, But should be construed as including other elements. All terms, including technical and scientific terms, have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art to which this invention belongs, unless otherwise defined. Commonly used terms, such as predefined terms, should be interpreted to be consistent with the contextual meanings of the related art, and are not to be construed as ideal or overly formal, unless expressly defined to the contrary.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
The foregoing description is merely illustrative of the technical idea of the present invention and various changes and modifications may be made by those skilled in the art without departing from the essential characteristics of the present invention. Therefore, the embodiments disclosed in the present invention are intended to illustrate rather than limit the scope of the present invention, and the scope of the technical idea of the present invention is not limited by these embodiments. The scope of protection of the present invention should be construed according to the following claims, and all technical ideas within the scope of equivalents should be construed as falling within the scope of the present invention.
100 : 과냉각 장치
110 : 과냉각 본체
120 : 케이싱
130 : 메인 튜브
140 : 열교환 튜브100: supercooling device
110: supercooling body
120: casing
130: main tube
140: Heat exchange tube
Claims (10)
상기 과냉각 장치의 내부에 형성되며, 상기 응축기를 통과한 냉매가 상기 증발기로 유입되도록 가이드 하는 제 1 유로;
상기 과냉각 장치의 내부에서 상기 제 1 유로와 열교환되도록 작용하며, 상기 압축기로 냉매를 유입시키기 위한 제 2 유로; 및
내측에는 상기 제 1 유로를 형성하며, 외측에는 상기 제 2 유로를 형성하는 메인 튜브를 포함하며,
상기 제 2 유로 상에는 상기 메인 튜브와 적어도 일측에서 접촉하는 열교환 튜브가 구비되는 공기조화기.
An air conditioner comprising: a compressor for compressing a refrigerant; a condenser for condensing the refrigerant compressed in the compressor; a supercooling device for supercooling the refrigerant passed through the condenser; and an evaporator for evaporating the refrigerant through the subcooler,
A first flow path formed in the supercooling device and guiding the refrigerant passing through the condenser to flow into the evaporator;
A second flow path for heat exchange with the first flow path inside the supercooling device, and for introducing the refrigerant into the compressor; And
The main tube forming the first flow path on the inner side and the main tube forming the second flow path on the outer side,
And a heat exchange tube contacting at least one side of the main tube is provided on the second flow path.
상기 메인 튜브는 원통형이며,
상기 열교환 튜브는 상기 메인 튜브 보다 직경이 작은 원통형인 공기조화기.
The method according to claim 1,
The main tube is cylindrical,
Wherein the heat exchange tube is a cylindrical shape having a smaller diameter than the main tube.
상기 메인 튜브는 원통형이며,
상기 열교환 튜브는 상기 메인 튜브의 외주면을 빙 둘러 구비되는 공기조화기.
The method according to claim 1,
The main tube is cylindrical,
Wherein the heat exchange tube is provided on an outer circumferential surface of the main tube.
상기 열교환 튜브는 상호 간 이격 구비되는 공기조화기.
The method of claim 3,
Wherein the heat exchange tubes are spaced apart from each other.
상기 과냉각 장치는,
내측에 상기 메인 튜브 및 열교환 튜브가 배치되고, 상기 메인 튜브와의 이격 공간 상에 제 2 유로를 형성하는 과냉각 본체를 포함하는 공기조화기.
The method according to claim 1,
The subcooling apparatus may further comprise:
And a supercooling main body having the main tube and the heat exchange tube disposed therein and forming a second flow path on a space separated from the main tube.
상기 열교환 튜브는 상기 과냉각 본체와 이격 구비되는 공기조화기.
6. The method of claim 5,
Wherein the heat exchange tube is spaced apart from the supercooling body.
상기 제 1 유로 상에는 이상의 냉매가 유동하며,
상기 제 2 유로 상에는 단상의 냉매가 유동하는 공기조화기.
The method according to claim 1,
The refrigerant flows above the first flow path,
And the single-phase refrigerant flows on the second flow path.
상기 압축기를 통과한 냉매를 응축하는 응축기; 및
상기 응축기의 출구측에 배치되는 과냉각기가 포함되며,
상기 과냉각기에는,
제 1 냉매와 제 2 냉매간 열교환이 이루어지는 본체;
상기 본체로 상기 제 1 냉매의 유입이 이루어지도록 하는 제 1 유입부;
상기 본체로 상기 제 2 냉매의 유입이 이루어지도록 하는 제 2 유입부; 및
내측이 상기 제 1 유입부와 연통되며, 외측이 상기 제 2 유입부와 연통되는 메인 튜브를 포함하며,
상기 메인 튜브의 외측에는, 상기 메인 튜브와 열교환하는 다수의 열교환 튜브가 구비되는 공기조화기.
A compressor for compressing the refrigerant;
A condenser for condensing the refrigerant having passed through the compressor; And
A supercooler disposed at an outlet side of the condenser,
In the subcooler,
A main body for performing heat exchange between the first refrigerant and the second refrigerant;
A first inlet for allowing the first refrigerant to flow into the main body;
A second inflow portion for allowing inflow of the second refrigerant into the main body; And
And a main tube having an inner side communicating with the first inflow portion and an outer side communicating with the second inflow portion,
And a plurality of heat exchange tubes for exchanging heat with the main tube are provided outside the main tube.
상기 응축기와 상기 제 1 유입부를 연통시키는 제 1 냉매 배관; 및
상기 제 1 냉매 배관으로부터 분지되어 상기 제 2 유입부와 연통되는 제 2 냉매 배관을 더 포함하며,
상기 제 2 냉매 배관 상에는 팽창장치가 구비되는 공기조화기.
9. The method of claim 8,
A first refrigerant pipe communicating the condenser and the first inlet; And
Further comprising a second refrigerant pipe branched from the first refrigerant pipe and communicating with the second inflow portion,
And an expansion device is provided on the second refrigerant pipe.
상기 과냉각 장치의 출구측에는 냉매를 감압하기 위한 팽창 장치;
상기 본체를 유동하여 열교환된 상기 제 1 냉매가 토출되는 제 1 토출부; 및
상기 본체를 유동하여 열교환된 상기 제 2 냉매가 토출되는 제 2 토출부를 더 포함하며,
상기 제 1 토출부는 상기 팽창 장치와 연통되며,
상기 제 2 토출부는 상기 압축기와 연통되는 공기조화기.9. The method of claim 8,
An expansion device for decompressing the refrigerant at an outlet side of the supercooling device;
A first discharge portion through which the first refrigerant flowing in the main body flows and is heat-exchanged; And
Further comprising a second discharge portion through which the second refrigerant having flowed in the main body flows and is heat-exchanged,
Wherein the first discharge portion is in communication with the expansion device,
And the second discharge portion communicates with the compressor.
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WO2019004681A1 (en) * | 2017-06-26 | 2019-01-03 | 엘지전자 주식회사 | Heat exchange apparatus |
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