KR100330322B1 - 냉축열식 에어컨디셔너 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 냉축열식 에어컨디셔너에 관한 것으로, 전력요금이 비교적 싼 심야전력을 이용하여 냉축열재내에 냉열을 저장하여 두었다가 주간에 냉방을 하는 경우 콤프레셔를 작동하지 않고도 내축열재의 잠열만을 이용하여 냉방을 꾀함으로써 보다 저렴한 가격으로 냉방을 수행할 수 있는 냉축열식 에어컨디셔너를 제공함에 그 목적이 있다. 전술한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 소정의 수납공간이 형성된 본체케이스(110)의 하측에는 흡입구(112)가, 상측에는 송풍구(114)가 구성된 냉축열식 에어컨디셔너에 있어서, 상기 본체 케이스(110) 내부 하측에 위치되며, 그 내부에 액상의 냉축열재(122)가 저장되는 냉축열조(120); 그 중간은 상기 냉축열재(122) 내부에 매설되고 양 끝단은 상기 본체 케이스(110) 외부로 연장 형성되는 증발코일(130); 상기 증발코일(130)의 끝단에 연결되며, 상기 증발코일(130) 내부로 냉매를 강제 순환시켜 상기 냉축열재(122)를 소정온도로 냉각시키는 콤프레셔(140); 상기 냉각된 액상의 냉축열재(122)가 순환될 수 있도록 상기 냉축열조(120)에 연결되는 순환관(150); 상기 냉축열재(122)가 상기 순환관 내부를 흐르면서 팬코일(170)에 의하여 냉기를 방열할 수 있도록 상기 순환관의 상측에 형성되는 냉방열기(160)로 이루어짐으로써 냉축열조(120)와 냉방열기(160)가 일체로 구성된 것을 특징으로 하는 냉축열식 에어컨디셔너이다.

Description

냉축열식 에어컨디셔너{Cooling Heat Reserving Type Airconditioner}
본 발명은 냉축열식 에어컨디셔너에 관한 것으로, 보다 상세하게는 본체 케이스의 내부 하측에 냉축열재를 담은 냉축열조를 마련하고 냉축열조 내부에는 증발코일을 설치하여 전력소비 요금이 저렴한 심야에 콤프레셔를 작동시켜서 냉축열재내에 냉열을 저장하여 두었다가 주간에 냉방을 하는 경우 냉축열재에 저장된 잠열을 이용하여 냉방을 수행할 수 있도록 냉축열조와 냉방열기가 일체로 구성된 냉축열식 에어컨디셔너에 관한 것이다.
일반적으로 에어컨디셔너(Air Conditioner)는 증발하여 기체로 된 냉매를 회수하여 다시 액체로 되돌리는 사이클이 필요하게 된다. 이와같이 증발한 냉매를 원래의 액체로 되돌려 순환 사용하는 기구를 일반적으로 냉동 사이클이라고 하고, 이러한 방법에는 압축식과 흡수식등의 2가지가 있다. 압축식은 콤프레셔(압축기)를 사용해서 기계적으로 하는 방식이고, 흡수식은 냉매를 화학적으로 액화하는 방식이다. 전술한 에어컨디셔너의 냉동 사이클은 압축식 냉동기를 사용한다. 콤프레셔는 모터부와 압축부가 일체로 되어 있으며, 이들은 밀폐 용기속에 넣어져 완전 밀폐되는 방식으로 되어 있고, 이들은새지 않도록 용접에 의해 접속되어 있으며, 그 속에는 냉매(프레온 22)가 봉입되어 있다. 이 가스상의 냉매는 콤프레셔에의해서 고온 고압으로 압축되어 응축 액화된다. 액화된 냉매는 모세관을 통해서 압력이 강화되어 증발기내로 유입됨과 동시에 증발기 주위에서 열을 빼앗아 증발한다. 증발한 냉매는 가스로 되어 다시 콤프레셔(140)에 흡입되며 이러한 순환작용이 반복 수행된다. 이 증발기에 근접하는 위치에는 송풍기가 설치되며, 송풍기는 실내의 더운 공기를 통과시켜 찬공기로 전환시키고 이를 다시 실내로 송풍한다. 이것을 반복함으로써 실내를 냉방하는 것이다.
도 1 은 이러한 종래 에어컨디셔너를 개략적으로 도시한 구성도이다. 도 1에 도시된 바와같이, 종래 에어컨디셔너(10)는본체 케이스(12)의 내부에 냉매를 모세관을 통해 기화시켜서 주위의 열을 빼앗는 증발기(14)가 설치되어 있고, 증발기(14)에 근접하는 위치에는 증발기(14) 주위의 냉기를 실내로 강제 송풍하는 송풍기(16)가 설치되어 있다. 본체 케이스(12)의 실외에는 증발기(14)에서 기화된 냉매를 다시 콤프레셔(20)로 액화시키는 응축기(18)가 설치되어 있다.
이와같이, 구성된 종래 에어컨디셔너는 전원이 인가되어 콤프레셔(20)가 작동되면 콤프레셔(20)의 압축력에 의해서 냉매가 화살표 방향과 같이 증발기(14), 응축기(18)를 흐르면서 강제 이동되고 이에 따라 냉매가 증발과 응축을 반복적으로 거치면서 기체와 액체로 전환되고 이때 증발기(14) 주위 냉기를 송풍기(16)를 사용하여 실내로 강제 송풍하여 실내를 냉방시키는 것이다.
그러나, 종래 에어컨디셔너는 주로 심야보다는 거의 주간에 사용하도록 구성되어 있는 바, 냉열을 별도로 저장하여 두는냉열 저장수단이 마련되어 있지 않기 때문에 값싼 심야의 전력을 활용하지 못하는 한계성이 있다. 다시 말하면, 종래 에어컨디셔너는 전력요금이 비싼 주간에만 냉방을 할 수 밖에 없는 구성이기 때문에 냉방을 수행함에 있어서 전력비용이 많이 드는 문제점이 있으며, 특히 하절기에 있어서 냉방기를 주간에 가동함에 따라 전력난을 겪게 되는 등의 문제가 있다.
본 발명은 전술한 문제점을 감안하여 창출된 것으로, 본체 케이스의 내부 하측에 냉축열재를 담은 냉축열조를 마련하고 냉축열조 내부에는 증발코일을 설치하여 전력요금이 비교적 싼 심야에 콤프레셔를 작동시켜서 냉축열재내에 냉열을 저장하여 두었다가 주간에 냉방을 하는 경우 상기 콤프레셔를 작동하지 않고도 냉축열재(122)의 잠열만을 이용하여 냉방을 함으로써 보다 저렴한 가격으로 냉방을 할 수 있도록 냉축열조(120)와 냉방열기(160)가 일체로 구성된 냉축열식 에어컨디셔너를 제공함에 그 목적이 있다.
도 1 은 종래 에어컨디셔너를 개략적으로 도시한 구성도.
도 2 는 본 발명의 냉축열식 에어컨디셔너를 도시한 구성도.
* 도면의 주요부분에 대한 설명 *
100:에어컨디셔너 110:본체 케이스
112:흡입구 114:송풍구
120:냉축열조 122:냉축열재
130:증발코일 140:콤프레셔
150:순환관 160:냉방열기170:팬코일
이하에서는 첨부 도면을 참조하여 본 고안의 바람직한 실시 예를 상세히 설명한다.
도 2 는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 냉축열식 에어컨디셔너를 도시한 구성도이다. 도 2에 도시된 바와같이, 본 발명의 에어컨디셔너(100)는 소정의 수납 공간이 형성된 본체케이스(110)의 하측에는 공기가 흡입되는 흡입구(112)가, 상측에는 냉기가 송풍되는 송풍구(114)가 구성된 냉축열실 에어컨디셔너에 있어서, 상기 본체 케이스(110) 내부 하측에 위치되며, 그 내부에 액상의 냉축열재(122)가 저장되는 냉축열조(120); 그 중간은 상기 냉축열재(122) 내부에 매설되고 양 끝단은 상기 본체 케이스(110) 외부로 연장 형성되는 증발코일(130); 상기 증발코일(130)의 끝단에 연결되며, 상기 증발코일(130) 내부로 냉매를 강제 순환시켜 상기 냉축열재(122)를 소정온도로 냉각시키는 콤프레셔(140); 상기 냉각된 액상의 냉축열재(122)가 순환될 수 있도록 상기 냉축열조(120)에 연결되는 순환관(150); 상기 냉축열재(122)가 상기 순환관 내부를 흐르면서 팬코일(170)에 의하여 냉기를 방열할 수 있도록 상기 순환관에 상측에 형성되는 냉방열기(160)로 이루어짐으로써 냉축열조(120)와 냉방열기(160)가 일체로 구성된 것을 특징으로 하는 냉축열식 에어컨디셔너이다.
전술한 본 발명의 구성요소를 보다 상세하게 설명하면, 우선 본체 케이스(110)는 그 내부에 소정의 수납 공간이 형성되어있으며, 본체 케이스(110) 하측에는 내부로 실내의 공기가 유입되는 흡입구(112)가 형성되어 있고 본체 케이스(110) 상측에는 냉기가 송풍되는 송풍구(114)가 형성되어 있다.
냉축열조(120)는 본체 케이스(110) 내부 하측에 위치되어 있으며,냉축열조(120) 내부에는 액상의 냉축열재(122)가 저장되어 있다. 이 냉축열재(122)는 상변환하는 물질로서 소정의 온도가 될 때 까지는 주위의 열을 계속적으로 흡수하고 소정온도가 되면 열흡수를 멈추고 소정시간 동안 흡수한 열을 소정 시간동안 유지하는 물질이다.
증발코일(130)은 그 중간이 냉축열재(122) 내부에 꾸불꾸불 매설되어 있고, 양 끝단이 본체 케이스(110) 외부로 연장 형성되어 있다. 여기서 증발코일(130)은 증발역할을 하는 것으로, 냉매가 콤프레셔(140)의 압축력에 의해서 강제 이송될 때 냉매가 모세현상으로 인하여 증발하도록 하는 역할을 한다.
콤프레셔(140)는 증발코일(130)의 끝단에 연결되어 있으며, 상기 증발코일(130) 내부로 냉매를 강제 순환시켜 상기 냉축열재(122)를 소정온도, 예를 들면 -5℃로 냉각시키는 역할을 한다.
순환관(150)은 상기 냉각된 액상의 냉축열재(122)가 순환될 수 있도록 상기 냉축열조(120)에 연결되어 있다.
냉방열기(160)는 냉축열재(122)가 상기 순환관(150) 내부를 흐르면서 팬코일(170)에 의하여 냉기를 방열할 수 있도록 상기 순환관(150)의 상측에 형성되어 있는 바, 냉축열재(122)에 보다 넓게 접촉되도록 꾸불꾸불한 형상으로 하는 것이 바람직하다.
팬코일(170)은 상기 순환관(150) 내부의 냉축열재(122)를 강제 순환시킴과 동시에 상기 냉방열기(160) 주위의 냉기를 상기 본체 케이스(110)의 외부 전방으로 송풍시킬 수 있도록 상기 순환관(150)에 설치되어 있다.
이와같이 구성된 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 냉축열재 내장형 에어컨디셔너의 작용을 설명하면 다음과 같다.
도 2에 도시된 바와같이, 본 발명은 심야전력을 활용할 수 있도록 심야시간대에 에어컨디셔너(100)의 콤프레셔(140)를 작동시켜서 냉축열조(120)내에 잠열을 저장하는 동작과, 주간에 저장된 잠열을 사용하는 동작으로 나뉘어진다.
즉, 심야에 콤프레셔(140)를 작동시키면, 증발코일(130)내에 냉매가 강제 순환되고 이때 냉매가 증발코일(130) 내부를 흐르면서 증발한다. 증발코일(130)내를 흐르는 냉매가 증발됨에 따라 증발코일(130) 주위가 냉각되고 이에 따라 냉축열재(122)가 냉각된다. 냉축열재(122)는 계속 냉각되어 -5℃를 유지한다. 이와 동시에 도면에 도시하지 않은 온도 감지부에의해서 냉축열재(122)의 온도가 감지되어 콤프레셔(140)의 작동은 자동으로 정지된다. 이렇게 냉축열조(120)가 냉열을 간직하고 있는 상태에서, 주간에 냉방을 하고자 하는 경우, 콤프레셔(140)를 작동시키지 않은 상태에서도 팬코일(170)만을작동시켜서 냉축열재(122)를 순환관(150)내로 순환시킨다. 즉, 팬코일(170)을 작동시키면 냉축열조(120)내의 액상 냉축열재(122)가 화살표 방향을 따라 순환관(150)내로 강제 순환된다.
이때, 냉축열재(122)는 냉방열기(160)을 거치면서 주위로 부터 열을 빼앗아 냉방열기(160) 주위의 공기를 냉각시키고 이렇게 냉각된 공기는 팬코일(170)의 팬에 의해서 본체 케이스(110) 상측에 형성된 송풍구(114)를 통해서 실내로 송풍된다.실내에서 더워진 공기는 다시 본체 케이스(110) 하측에 형성된 흡입구(112)를 통해서 본체 케이스(110) 내부로 유입되며유입된 공기는 냉방열기(160)를 거치면서 냉기로 전환된 후 송풍구(114)로 송풍되고 이에 따라 실내가 냉방되는 것이다.참고적으로, 주간에 전력을 소비하는 종래 가정용 에어컨디셔너와 심야에 전력을 저장하는 본 발명의 가정용 에어컨디셔너의 전력량 요금을 비교해 보면, 예를 들어 산업용 전력(을)경우(1999.2.2일 현재 기준) ㎾h당 심야는 29.20원이고 주간은 79.40원이다. 따라서, 하루에 30㎾h를 사용한다고 가정하면 종래에는 79.40*30=2982원이고, 본 발명에서는29.20*30=876원이다. 이와같이 하루에 2106원의 차이가 발생하는 바, 월(月) 및 연(年)으로 계산하면 상당한 차이가 있음을 알 수 있다.
이와같이 본 발명은 본체 케이스의 내부 하측에 냉축열재를 담은 냉축열조를 마련하고 냉축열조 내부에는 증발코일을 설치하여 심야에 콤프레셔를 작동시켜서 냉축열재내에 냉열을 저장하여 두었다가 주간에 냉방을 하고자 하는 경우 냉축열재의 잠열을 이용하여 냉방을 수행함으로써 심야의 전력을 최대한 활용하여 전력부족 현상을 극복할 수 있기 때문에 국가산업발전에 도움을 주는 효과 있으며 또한, 심야전력을 이용함으로써 사용자에게는 전력소비 비용을 대폭 줄일 수 있는 경제적인 효과가 있는 것이다.

Claims (1)

  1. 소정의 수납공간이 형성된 본체케이스(110)의 하측에는 흡입구(112)가, 상측에는 송풍구(114)가 구성된 냉축열식 에어컨디셔너에 있어서,
    상기 본체 케이스(110) 내부 하측에 위치되며, 그 내부에 액상의 냉축열재(112)가 저장되는 냉축열조(120);
    그 중간은 상기 냉축열재(122) 내부에 매설되고 양 끝단은 상기 본체 케이스(110) 외부로 연장 형성되는 증발코일(130);
    상기 증발코일(130)의 끝단에 연결되며, 상기 증발코일(130) 내부로 냉매를 강제 순환시켜 상기 냉축열재(122)를 소정온도로 냉각시키는 콤프레셔(140);
    상기 냉각된 액상의 냉축열재(122)가 순환될 수 있도록 상기 냉축열조(120)에 연결되는 순환관(150);
    상기 냉축열재(122)가 상기 순환관 내부를 흐르면서 팬코일(170)에 의하여 냉기를 방열할 수 있도록 상기 순환관에 상측에 형성되는 냉방열기(160)로 이루어짐으로써 냉축열조(120)와 냉방열기(160)가 일체로 구성된 것을 특징으로 하는 냉축열식 에어컨디셔너.
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