KR20110083335A - 냉난방제습기능을 갖는 공기청정기 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 냉방,난방 및 제습을 할 수 있는 공기조화기에 관한 것으로서, 특히 냉난방 및 제습을 필요로 하는 실내의 천정에 각각 설치하여 제어부에 의해 설정값에 따라 자동으로 작동되게 함으로서 에너지를 효율적으로 절감함은 물론 덕트 설치비용과 송풍 용량을 감소시키는 효과를 갖는 냉난방제습 공기청정기에 관한 것이다.

Description

냉난방제습기능을 갖는 공기청정기{AIR CLEANER WITH AN AIR-CONDITIONING AND DEHUMIDIFICATIVE FUNCTIONS}
본 발명은 냉방,난방 및 제습을 할 수 있는 공기청정기에 관한 것으로서, 특히 냉난방 및 제습을 필요로 하는 실내 각각의 천정에 설치하여 제어부에 의해 설정값에 따라 자동으로 작동되게 함으로서 에너지를 효율적으로 절감함은 물론 덕트 설치비용과 송풍 용량을 감소시키는 효과를 갖는 냉난방제습기능을 갖는 공기청정기에 관한 것이다.
종래에는 공기 조화기(air conditioner)를 구성하는 응축기(condenser)와 냉각기(cooler)를 실내와 실외에 분리 설치하여 사용하고 있다.
실내에 송풍팬이 구비된 증발기가 설치되고, 실외에 실외기 팬이 구비된 응축기(condenser)와 압축기(compressor)가 설치된다.
냉방사이클은 압축기와 응축기가 유로로 연결되고, 응축기와 증발기가 유로로 연결된다.
증발기와 압축기를 연결하는 유로는 증발기에서 압축기로 냉매가 일방향으로 항상 이송되도록 구성된다.
또한 압축기와 증발기의 유로에는 응축기에서 압축된 냉매가 팽창되도록 팽창밸브가 설치된다.
이와 같이 구성된 통상의 냉방사이클에서 압축기에 의해 고온 고압으로 압축된 냉매는 응축기에서 응축되면서 냉각되고, 냉각된 냉매는 팽창밸브를 통해서 증발기로 이동되어 차가운 공기가 송풍팬에 의해 실내로 유입된다.
본 발명은 냉난방 및 제습을 행하는 기능이 일체화 된 냉난방제습기능을 갖는 공기청정기를 제공하고자 하는 것이다.
본 발명은 실내에 설치하여 공기를 공급하는 덕트를 최소화함으로서 송풍 용량을 최소화하여 에너지를 절감하는 냉난방제습기능을 갖는 공기청정기를 제공하고자 하는 것이다.
본 발명은 실내 천정에 각각 설치하여 각각 제어함으로써 불필요한 가동을 감소시켜서 에너지를 절감하는 냉난방제습기능을 갖는 공기청정기를 제공하고자 하는 것이다.
본 발명은 압축기(5)와 응축기(1), 응축기(1)와 증발기(3), 증발기(3)와 압축기(5)로 냉매가 유동하도록 유로로 연결된 냉난방장치에 있어서,
서브 쿨러(sub-cooler)(2)가 응축기(1)와 병렬로 설치되고,
응축기(1)와 압축기(5) 사이에 설치된 증발기(3)와 병렬로 서브 응축기(4)가 설치되되,
압축기(5)와 응축기(1)를 연결하는 유로에는 서브 응축기(4)가 설치되고, 이 서브 응축기(4)는 응축기(1) 후방의 서브 쿨러(2)와 연결되며, 이 서브 쿨러(2)는 압축기(5)와 연결함으로써 이루어진다.
본 발명의 냉난방제습기능을 갖는 공기청정기는 일체로 구비된 냉난방제습회로에 의해 냉방, 난방 및 제습이 신속하게 이루어지고 공기를 청정하게 유지하는 효과가 있다.
또한 본 발명의 냉난방제습기능을 갖는 공기청정기가 실내 천청에 각각 개별적으로 설치되어 각각 작동됨으로써 불필요한 장치의 운전이 방지되어 에너지 절감이 이루어짐은 물론 덕트가 최소화되어 송풍 용량을 최소화하는 효과가 있고, 그에 따라 에너지가 절감되는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 냉난방제습기의 회로도.
도 2는 도 1의 냉방 회로도.
도 3은 도 1의 난방 회로도.
도 4는 도 1의 제습 회로도.
도 5는 본 발명의 냉난방제습기가 케이스에 내장설치된 것을 보여주는 개략 배치도.
본 발명의 냉난방제습기능을 갖는 공기청정기는 실내 각각에 독립적으로 설치되어 독립적으로 작동됨으로써 불필요한 에너지의 절감이 이루어진다.
이를 위해 본 발명의 냉난방제습기능을 갖는 공기청정기는 일체로 된 케이스 내에 설치되어 공기를 공급하는 실내측으로 서브응축기(sub-condenser)와 증발기(cooler)가 설치되고 실외측으로 압축기(compressor)와 응축기(condenser)와 서브쿨러(sub-cooler)가 설치된다.
그리고 이들 압축기와 응축기, 응축기와 증발기, 증발기와 응축기는 냉매가 유동하도록 유로로 연결되되, 압축기와 실외측으로 설치된 응축기를 연결하는 유로에는 압축기로부터 실내 측에 배치된 증발기(cooler)로 냉매가 선택적으로 공급되어 제습사이클을 구성하도록 서브 응축기(sub-condenser)가 증발기 후방에 설치되고, 실내측에 설치된 서브 응축기를 통과한 냉매가 실외측에 설치된 서브 쿨러(sub-cooler)로 선택적으로 냉매가 공급되도록 실내측의 서브 응축기와 증발기를 연결하는 라인은 실외측에 설치된 서브 쿨러(sub-cooler)와 연결되어 난방사이클을 구성한다.
압축기에 의해 압축된 냉매가 응축기와 증발기, 및 이와 같이 설치된 서브쿨러, 자체 발생된 압축 가스열원의 서브 응축기(히터) 등을 선택적으로 유동하여 냉방사이클, 난방사이클 및 제습사이클을 구성하여 냉난방 및 제습을 효과적으로 행할 수 있음은 물론 헤파 필터(hepa filter)를 케이스의 토출구에 설치하여 공기를 정화시킨다.
이하 첨부도면을 참조하여 본 발명의 냉난방제습기능을 갖는 공기청정기에 대해 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 냉난방제습기능을 갖는 공기청정기의 냉방사이클, 난방사이클, 및 제습사이클을 이루는 회로가 도시되어 있고, 도 2는 도 1의 사이클 중 냉방사이클의 회로가 도시되어 있고, 도 3은 도 1의 사이클 중 난방사이클의 회로가 도시되어 있고, 도 4는 도 1의 사이클 중 제습사이클의 회로가 도시되어 있다. 이들 도면에서 본 발명의 각 사이클의 간략한 설명을 위해 기타 회로는 생략하였다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 냉난방제습기능을 갖는 공기청정기에서 냉방회로는 통상의 냉방회로와 같이 압축기(5)에서 압축된 냉매는 유로를 통해 응축기(1)로 유동하고, 응축기(1)에서 응축된 냉매는 유로를 통해서 증발기(3)로 유동하되 응축기(3)와 증발기(3)를 연결하는 유로에 설치된 팽창밸브(9-1)를 통과한다. 이 팽창밸브(9-1)를 통과한 냉매는 증발기(3)에 구비된 블로워(blower)(7)의 작동에 의해 차가운 공기가 실내로 송풍된다.
증발기(3)의 냉매는 압축기(5)로 유동되어 다시 압축되고 응축기(1), 증발기(3)로 연속하여 유동함으로서 실내의 냉방이 이루어진다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 난방회로는 압축기(5)에서 고온 고압으로 압축된 냉매가 응축기(1)와 증발기(3)로의 유동이 차단되는 한편 압축기(5)와 응축기(1)의 유로에 연결된 자체 발생된 압축 가스열원의 서브 응축기(히터)(4)로 공급되어 유동되고, 이 서브 응축기(히터)(4)를 통과할 때 블로워(7)가 작동되어 실내로 난방이 공급된다. 이후 냉매는 서브쿨러(2)로 유동된 후 다시 압축기(5)로 유입되어 압축된다. 이와 같이 압축기(5)로 부터 자체 발생된 압축 가스열원의 서브 응축기(히터)(4)로, 이 서브 응축기(히터)(4)에서 서브쿨러(2)로, 그리고 서브쿨러(2)에서 압축기(5)로 계속 순환되어 난방사이클이 이루어진다.
도 4를 참조하면, 본 발명의 제습회로는 응축기(1)로의 유동이 차단되는 한편 압축기(5)에서 고온 고압으로 압축된 냉매가 서브 응축기(히터)(4)를 통과하고, 이 자체 발생된 압축 가스열원의 서브 응축기(히터)(4)를 통과한 다음 팽창밸브(9-1)와 증발기(3)로 유동하며, 이때 블로워(7)가 작동되어 실내로 건조 공기가 공급됨으로서 실내공기에 함유된 습기가 제거된다. 증발기(3)를 통과한 냉매는 서브쿨러(2)로 유동한 후 압축기(5)로 유입되어 압축되는 과정을 계속함으로써 제습사이클이 이루어진다.
냉방사이클, 난방사이클, 및 제습사이클 등의 사이클은 도시되지 않은 온도센서와 습도센서 등에 의해 감지된 설정값에 따라 본 발명의 냉난방제습 기능을 갖는 공기청정기가 자동으로 작동하도록 제어부(도시되지 않음)를 포함한다.
기타 냉난방제습기능을 갖는 공기청정기에 필요한 솔레노이드밸브, 체크밸브 등은 통상의 구성요소이므로 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.
도5를 참조하면, 본 발명의 냉난방제습기능을 갖는 공기청정기는 케이스(100)에 일체로 구성된다.
이 케이스(100)에는 필요시 급기덕트(도시되지 않음)와 배기덕트(109)가 필요에 의해 구비될 수 있고, 온도 및 습도가 설정된 값으로 제어된 청정한 공기가 실내로 토출되어 공급되도록 헤파 필터(101)가 토출구에 설치되고, 실내의 공기가 케이스(100) 내로 흡입되도록 흡입그릴(103)이 케이스에 인접한 천정패널(P)에 설치된다. 실내에 천정에 설치된 본 발명의 공기 청정기를 작동시켜서 실내의 냉방, 난방, 제습, 청정 기능을 실행하는 리모콘(remote controller)과 같은 제어장치(control unit)는 이 분야의 통상의 기술이므로 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.
본 발명의 냉난방제습기능을 갖는 공기청정기가 내장된 케이스(100)는 벽체 또는 천정 패널(P)에 설치된다. 이 케이스(100)는 건물 슬라브(S)에 고정된 지지봉(R)에 높이가 조절되도록 현수되게 고정된다.
케이스에 구비되거나 별도의 리모콘(도시되지 않음)으로 제어되는 본 발명의 냉난방제습기능을 갖는 공기청정기는 전원이 공급된 상태에서 제어장치를 냉방모드로 선택하면 압축기(5)의 작동에 의해 압축된 냉매가 응축기(1)로 이동되고, 응축기(1)로 응축된 냉매는 개방된 솔레노이드 밸브(8-1, 8-3)를 통해서 이동한 후 팽창밸브(9-1)에서 팽창된 다음 실내측으로 설치된 증발기(cooler)(3)로 이동되고, 증발기(3)를 통과한 냉매는 압축기(5)로 이동된다. 이 후 이와 같은 순환경로를 반복함으로써 냉방모드에 의한 냉방사이클은 도시되지 않은 온도센서에 의해 설정온도가 될 때까지 연속적으로 이루어진다. 냉방모드에서 솔레노이드 밸브(8-2, 8-4)는 닫힌 상태이다.
제어장치에서 난방모드를 선택하면, 도 3에 예시된 바와 같이, 압축기(5)에 고온 고압으로 압축된 냉매는 실내측에 설치된 서브응축기(4)로 공급되고, 이때 서브응축기(4) 후방에 설치된 블로워(blower)(7)의 작동에 의해 서브쿨러(4)와 열교환이 이루어진 고온의 공기가 실내로 유입된다. 서브응축기(4)를 통과한 냉매는 팽창밸브(9-2)를 통해서 실외측에 설치된 서브 쿨러(2)로 유동된 후 다시 압축기(5)로 유동되어 난방사이클을 계속하여 반복한다. 난방모드에 의한 난방사이클은 도시되지 않은 온도센서에 의해 실내온도가 설정온도가 될 때까지 연속적으로 이루어진다. 난방모드에서 솔레노이드 밸브(8-1, 8-2, 8-3)는 닫힌 상태이다.
제어장치에서 제습모드를 선택하면, 도 4에 예시된 바와같이, 압축기(5)에 의해 고온고압으로 압축된 냉매는 서브응축기(4)로 공급되고, 솔레노이드밸브(8-2, 8-3)를 통해서 그리고 팽창밸브(9-1)를 통과하여 냉매가 팽창되어 증발기(3)로 공급된다. 이때 솔레노이드밸브(8-1, 8-4)는 닫힌 상태이다. 이와 같이 냉매가 서브응축기(4)를 통과한 후 증발기(3)로 이동될 때 서브응축기(4)의 후방에 설치된 블로워(blower)(7)가 작동되어 서브응축기(4)와 증발기(3)로 공기가 송풍되면 뜨거운 공기와 찬공기가 혼합되어 실내로 공급된다. 즉 찬공기에 포함된 습기가 뜨거운 공기에 의해 가열되어 습기가 제거됨으로써 제습이 이루어진다. 증발기(3)를 통과한 냉매는 다시 압축기(5)로 공급되어 도시되지 않은 습도센서에 의해 설정된 제습값이 될 때 까지 제습 사이클이 연속적으로 이루어진다.
본 발명은 냉난방 및 제습이 필요한 공간에 각각의 구성부재가 일체로 내장설치된 케이스를 실내의 천장에 설치함으로써 통상의 방식과 달리 덕트가 필요없으므로 설치가 간편해지고, 각각 설정된 값으로 독립적으로 가동함으로써 유지비가 절감된다.
상기에 설명한 바와 같이 제어장치의 선택에 의해 냉방기능, 난방기능, 제습기능을 갖는 본 발명의 냉난방제습기능을 갖는 공기청정기는 케이스(100)의 상측이 건물 슬라브에 행거로 현수되게 고정되고 하측은 실내의 천정에 노출되게 고정 설치된다(도 5참조).
미설명부호 101은 본 발명의 공기청정기에서 실내로 공기를 토출하는 토출구에 설치된 헤파 필터이고, 102는 실내로부터 공기청정기로 흡입되는 흡입구이고, 103은 케이스(100)의 흡입구로 실내공기가 흡입되도록 케이스(100)가 설치된 천정에 인접하여 설치된 흡입그릴이다. 미설명부호 6은 응축기 팬으로서 여름철과 같이 외기 온도가 높을 때 응축기(1)에서 발생되는 열을 냉각시키기 위해 흡기댐퍼(108)를 개방하여 외기로부터 공기를 흡입되게 하는 한편 배기팬(6)의 작동에 의해 배기덕트(109)로 공기를 배출시키는 역할을 한다.
압축기(5)와 연결된 응축기(1)는 동일 공간에 설치되고, 응축기(1) 후방에 서브 쿨러(2)가 설치되며, 이 서브 쿨러(2) 후방에 모터로 구동되는 응축기 팬(fan)(6)이 설치된다. 응축기(1)의 하부에 설치된 드레인(104)은 응축기(1)에서 발생된 수분을 외부로 배출하도록 케이스(100) 외부로 연결된다.
케이스(100)의 흡입구(103) 내측은 공기가 실내로 공급되는 통로에 증발기(3)와 서브 응축기(4)가 설치된다. 이 통로에는 흡입댐퍼(OA damper)(106)가 설치되고, 믹싱댐퍼(mixing damper)(105)에 의해 케이스(100)의 흡입구(102)와 차단되며, 또한 증발기(1)측과 차단되도록 배기댐퍼(EA damper)(107)가 설치된다.
증발기(3)와 서브 응축기(4)에 의해 열교환이 이루어진 공기는 블로워(7)에 의해 케이스(100)의 토출구(101)로 토출된다. 이 토출구(10)에는 실내로 토출되는 공기를 정화시키도록 헤파 필터(heper filter)(101)를 포함하는 헤파모듈이 설치된다.
본 발명의 공기청정기가 작동되어 실내를 설정온도로 냉난방하고 제습작동에 의해 습기가 제거되어 쾌적한 실내를 유지시키기 위해 실내공기를 순환시킬 때 케이스 내의 믹싱댐퍼(105)를 개방시킨다. 이때 나머지 댐퍼들, 즉 흡입댐퍼(106)와 배기댐퍼(107)는 차단시킨상태이다.
또한 실내공기와 외부공기를 혼합시키고자 할 때 믹싱댐퍼(105), 흡입댐퍼(106), 배기댐퍼(107)는 모두 설정값에 따라서 비례제어방식으로 개방시킨다.
그리고 실내공기를 배출시키고자 할 때 믹싱댐퍼(105)는 차단시키고 나머지 흡입댐퍼(106)와 배기댐퍼(107)는 개방시킨다.
상기에 설명한 바와 같이 냉방모드, 난방모드, 제습모드 등을 선택적으로 행하면서 실내를 순환시키거나 실내공기를 배출시키거나 실내외공기를 혼합시키는 것을 선택적으로 행할 수 있으며 공기도 정화시킬 수 있다.
따라서 본 발명품은 배기를 시키려면 배기블로워를 설치하였으나 본 제품은 응축기 팬을 이용하여 응축기 냉각 및 배기까지 동시에 사용하여 에너지 절감은 물론 실내용 공기온도로 냉각을 시켜 줌으로 냉난방 효율을 높일 수 있다.
본 발명은 냉난방과 제습기능을 갖게하고 공기정화용 필터(헤파 필터(hepa filter))가 설치된 공기청정기를 필요한 적재 적소에 각각 설치하여 각각 제어함으로써 실내 공기를 공급, 순환, 배출할 수 있게 하여 에너지를 절감하는 것으로서 공기의 제어를 필요로 하는 제약산업, 식품산업, 반도체산업 등에 이용될 수 있다.
1: 응축기(condenser) 2: 서브 쿨러(sub cooler)
3: 증발기 4: 서브 응축기(sub condenser)
5: 압축기 6: 응축기 팬
7: 블로워(blower) 8-1, 8-2, 8-3, 8-4: 솔레노이드밸브
9-1, 9-2: 팽창밸브 100:케이스
101: 헤파 필터 102: (케이스의)흡입구
103: 흡입 그릴 104: 드레인(drain)
105: 믹싱댐퍼 106: 흡입댐퍼(OA damper)
107: 배기댐퍼(EA damper) 108: 흡기댐퍼

Claims (3)

  1. 압축기(5)와 응축기(1), 응축기(1)와 증발기(3), 증발기(3)와 압축기(5)로 냉매가 유동하도록 유로로 연결된 냉난방장치에 있어서,
    서브 쿨러(sub-cooler)(2)가 응축기(1)와 병렬로 설치되고,
    응축기(1)와 압축기(5) 사이에 설치된 증발기(3)와 병렬로 서브 응축기(4)가 설치되되,
    압축기(5)와 응축기(1)를 연결하는 유로에는 서브 응축기(4)가 설치되고, 이 서브 응축기(4)는 응축기(1) 후방의 서브 쿨러(2)와 연결되며, 이 서브 쿨러(2)는 압축기(5)와 연결된 것을 특징으로 하는 냉난방제습기능을 갖는 공기청정기.
  2. 청구항 1에 있어서,
    압축기(5)에서 압축된 냉매가 유로를 통해 응축기(1)로 유동하고, 응축기(1)에서 응축된 냉매가 팽창밸브(9-1)를 통과한 후 증발기(3)로 유동한 후 다시 압축기(5)로 유동하여 냉방사이클이 이루어지고,
    압축기(5)에서 고온 고압으로 압축된 냉매가 응축기(1)와 증발기(3)로의 유동이 차단되는 한편 압축기(5)와 응축기(1)의 유로에 연결된 자체 발생된 압축 가스열원의 서브 응축기(4)로 공급되어 유동되고, 이 자체 발생된 압축 가스열원의 서브 응축기(4)를 통과한 냉매는 서브쿨러(2)로 유동한 후 다시 압축기(5)로 유동하여 난방사이클이 이루어지고,
    응축기(1)로의 유동이 차단되는 한편 압축기(5)에서 고온 고압으로 압축된 냉매가 자체 발생된 압축 가스열원의 서브 응축기(4)를 통과하고, 이 서브 응축기(4)를 통과한 냉매가 팽창밸브(9-1)와 증발기(3)로 유동하며, 증발기(3)를 통과한 냉매가 압축기(5)로 유동하여 제습사이클이 이루어지는 것을 특징으로 하는 냉난방제습기능을 갖는 공기청정기.
  3. 압축기(5)와 응축기(1), 응축기(1)와 증발기(3), 증발기(3)와 압축기(5)로 냉매가 유동하도록 유로로 연결된 냉난방장치에 있어서,
    압축기(5)와 응축기(1)를 연결하는 유로에는 서브 응축기(4)가 연결되어 증발기(3)의 후방에 배치되고, 이 서브 응축기(4)는 응축기(1)와 증발기(3)를 연결하는 유로에 연결되며, 이 서브 응축기(4)는 솔레노이드 밸브(8-4)와 팽창밸브(9-2)를 통해서 증발기(1)의 후방에 배치된 서브 쿨러(2)와 연결되고, 이 서브 쿨러(2)는 압축기(5)와 연결되게 구성되되,
    압축기(5), 서브 응축기(4), 서브 쿨러(2)로 냉매가 순환되어 난방사이클을 구성하고,
    압축기(5), 서브 응축기(4), 증발기(3)로 냉매가 순환되어 제습사이클을 구성하며,
    압축기(5), 응축기(1), 증발기(3)로 냉매가 순환되어 냉방사이클을 구성하는 것을 특징으로 하는 냉난방제습기는을 갖는 공기청정기.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101154329B1 (ko) * 2010-07-23 2012-06-13 (주)신일산업 반건시 제조장치 및 제조방법
CN106871478A (zh) * 2017-03-21 2017-06-20 李军 一种变频式除湿、空调一体机
KR101917819B1 (ko) 2018-03-12 2019-01-29 주식회사 서한테크 냉-난방 및 공기청정 기능을 갖는 제습기
CN114484916A (zh) * 2021-12-31 2022-05-13 重庆再升净化设备有限公司 空气调节系统

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