KR100357114B1 - 개인용 직립형 냉난방 공기조화기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 냉난방 공기조화기에 관한 것으로, 특히 실내기와 실외기가 하나의 케이스 내에 직립형으로 형성되어 소형화가 용이하도록 된 직립형 냉난방 공기조화기에 관한 것이다.

이를 위해 본 발명은, 단열재로 된 분리판에 의해 전,후방으로 분리되어 외부의 공기를 강제로 유입하여 배출하도록 된 전방구획실 및 후방구획실과, 상기 전방구획실 또는 후방구획실 바닥부에 설치되어 냉매를 압축시키는 압축기와, 상기 압축기에 연결되는 냉매관을 포함하며 상기 전방구획실에 상하로 배열형성된 1개 이상의 실내측 열교환기 및, 상기 후방구획실에 상하로 배열형성된 1개 이상의 실외측 열교환기와, 상기 후방구획실의 실외측 열교환기와 상기 전방구획실의 실내측 열교환기 사이에 설치된 팽창밸브와, 상기 전방구획실 및 후방구획실의 열교환기 상단에 설치되어 상기 전방구획실 및 후방구획실 각각에 외부의 공기를 흡입하여 각 열교환기들에 송풍시키도록 된 송풍팬을 포함하여 이루어진 냉난방 공기조화기를 제공한다.

Description

개인용 직립형 냉난방 공기조화기{An upright type air-conditioner for cooling and heating the personal environment}

본 발명은 냉난방 공기조화기에 관한 것으로, 특히 실내기와 실외기가 하나의 케이스 내에 형성된 직립형 냉난방 공기조화기에 관한 것이다.

일반적으로, 냉난방장치는 주거공간, 레스토랑, 또는 사무실 등의 실내 공간을 냉방 및 난방시키기 위한 장치로서, 이러한 냉난방장치의 작동을 첨부된 도면의 도 1을 참조로 설명하면 다음과 같다.

먼저 압축기(1)에서 고온고압으로 압축된 냉매가스는 제 1열교환기(2)로 보내어지고, 이 제 1열교환기(2)에서는 일측에 설치된 송풍팬(3)에 의해 송풍된 외부의 공기에 의해 냉매가스가 응축열을 방출하여 액화되면서 응축작용이 일어나게 된다.

이 때, 상기 제 1열교환기(2)를 통과한 뜨거운 공기는 실외로 배출된다.

이와 같이 제 1열교환기(2)에서 응축된 냉매는 팽창밸브(4)를 지나면서 교축되어 증발하기 쉬운 압력으로 감압되어 제 2열교환기(5)로 보내어지고, 이 제 2열교환기(5)에서는 일측에 설치된 송풍팬(6)에 의해 송풍된 외부의 공기에 의해 냉매액이 증발하면서 외부의 열을 흡수하게 된다.

이에 따라 상기 제 2열교환기(5)를 지나면서 열을 빼앗긴 냉각공기는 실내로 배출되어 실내를 냉방시키게 되며, 상기 증발된 냉매는 저온저압의 가스로 되어 상기 압축기(1)로 보내어져 상기와 같은 과정을 반복하며 실내 전체를 냉방시키게 된다.

한편, 상기와 같은 냉난방장치로 실내를 난방하고자 하는 경우에는 냉매를 역으로 순환시키면 되는데, 이 경우에는 상기 제 2열교환기(5)는 응축기로서 작용하여 따뜻한 공기가 실내로 유입되게 되고, 반대로 상기 제 1열교환기(2)는 증발기로서 작용하여 차가운 공기가 실외로 배출되게 된다.

그러나, 상기와 같은 구성으로 이루어진 종래의 냉난방장치들은 실내 전체를 냉방하도록 설계되어 제작되는바, 통상적으로 개인이 휴대하거나 원하는 위치에 수시로 배치할 수 없을 정도로 크고, 개별적인 국지적 냉난방이 불가능하므로 실내의 각 개인의 냉방 및 난방욕구를 충분히 만족시킬 수 없는 문제점이 있었다.

또한, 종래의 냉방장치들은 분리형 냉방장치와 창문형 냉방장치로 대별할 수 있는데, 상기 분리형 냉방장치의 경우 따뜻한 공기가 배출되는 실외기와 냉각된 공기가 배출되는 실내기가 분리되어 설치되도록 되어 있으므로, 사용자가 이 분리형 냉방장치를 사용하고자 하는 경우 상기 실외기를 별도로 설치할 공간을 확보해야하는 문제점이 있었으며, 상기 창문형 냉방장치의 경우에는 상기 실내기와 실외기가 하나의 케이스 내에 함께 설치되기는 하지만, 통상적인 창문형 냉방장치들은 실내 전체를 냉방시키기에 충분한 냉방성능을 제공하기 위해서 그 구성요소들이 가로로 배치되므로 설치면적을 많이 차지하게 되는 문제점이 있었다.

한편, 종래의 냉방장치들은 냉방작동을 하면서 제습작용도 함께 이루어지도록 되어 있는데, 이러한 제습작용시 냉방장치에서 토출되는 공기의 온도는 외부의 공기보다 낮도록 냉각되어 토출되므로, 여름철이라도 비가 오는 등 외부의 온도가 상대적으로 낮은 경우에는 토출되는 공기의 온도가 너무 낮아 사람이 느끼기에 오히려 추울수가 있고, 따라서 제습작동시 불쾌감을 느낄 수가 있었다.

이에 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 냉난방장치의 실내기와 실외기를 하나의 케이스에 장착함과 더불어, 냉난방장치를 직립형으로 구현함으로써, 냉난방장치의 개별화 및 소형화가 용이하게 이루어짐과 동시에 설치면적을 줄여 실내의 각 개인의 주변을 국지적으로 냉난방시킬 수 있도록 된 개인용 직립형 냉난방 공기조화기를 제공함에 그 목적이 있다.

또한, 본 발명의 다른 목적은 냉난방장치로부터 토출되는 공기의 온도를 많이 떨어뜨리지 않으면서도 제습이 이루어지도록 하는 정온제습기능도 함께 갖춘 개인용 직립형 냉난방 공기조화기를 제공하는 것이다.

도 1은 일반적인 냉난방용 공기조화기의 구성을 나타내는 구성도

도 2는 본 발명에 따른 직립형 공기조화기의 구조를 개략적으로 나타낸 측면에서 본 단면도

도면의 주요부분에 대한 설명

10 - 전방구획실 20 - 후방구획실

30 - 분리판 40 - 풍향가이드

50 - 여과기 60 - 배출덕트

71 - 상측유도관 72 - 하측유도관

80 - 히터 100 - 압축기

200 - 냉매관 310, 320 - 실외측 열교환기

400 - 팽창밸브 510, 520 - 실내측 열교환기

610, 620 - 직교류팬 700 - 공기유로

710 - 입구개폐수단 720 - 출구개폐수단

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 단열재로 된 분리판에 의해 전,후방으로 분리되어 외부의 공기를 강제로 유입하여 배출하도록 된 전방구획실 및 후방구획실과, 상기 전방구획실 또는 후방구획실 바닥부에 설치되어 냉매를 압축시키는 압축기와, 상기 압축기에 연결되는 냉매관을 포함하며 상기 전방구획실에 상하로 배열형성된 1개 이상의 실내측 열교환기 및, 상기 후방구획실에 상하로 배열형성된 1개 이상의 실외측 열교환기와, 상기 후방구획실의 실외측 열교환기와 상기 전방구획실의 실내측 열교환기 사이에 설치된 팽창밸브와, 상기 전방구획실 및 후방구획실의 열교환기 상단에 설치되어 상기 전방구획실 및 후방구획실 각각에 외부의 공기를 흡입하여 각 열교환기들에 송풍시키도록 된 송풍팬을 포함하여 이루어진 냉난방 공기조화기를 제공한다.

이하 본 발명에 따른 냉난방 공기조화기의 일 실시예를 첨부된 도면을 이용하여 상세히 설명한다.

본 발명의 공기조화기는 도 2에 도시된 바와 같이, 단열재로 된 분리판(30)에 의해 전방구획실(10)과 후방구획실(20)로 구획되고, 이 전방구획실(10)의 하단부에는 냉매를 압축하기 위한 압축기(100)가 설치되어 있다.

그리고, 상기 전방구획실(10)과 후방구획실(20)의 각 상단부에는 외부로부터 공기를 흡입하여 배출하기 위한 직교류팬(610, 620)과 이 직교류팬(610, 620)을 구동시키기 위한 구동모터(미도시)가 장착되어 있으며, 상기 전방구획실(10)에는 그 전방면 하단부에 외부로부터 공기가 유입되는 전방유입구(11)가 형성되어 있고, 그 전방면 상단부에 공기가 배출되는 전방배출구(12)가 형성되어 있다.

또한, 상기 후방구획실(20)에는 그 후방면 상단부에 공기가 유입되는 후방유입구(21)가 형성되어 있고, 그 후방면 하단부에 공기가 배출되는 후방배출구(22)가 형성되어 있다.

그리고, 상기 전방구획실(10)의 전방유입구(11)와 전방배출구(12) 및, 상기 후방구획실(20)의 후방유입구(21)와 후방배출구(22) 각각의 내측에는 유입 및 배출되는 공기로부터 오염물을 걸러내기 위한 여과기(50)가 장착되는데, 이 여과기(50)는 사용자의 필요에 따라 상기 각 전,후방유입구(11, 21)와 전,후방배출구(12, 22)에 선택적으로 장착될 수도 있다.

또한, 상기 전방구획실(10)의 전방배출구(12)에는 이 전방배출구(12)를 통과하는 냉각 또는 가열된 공기를 사용자가 원하는 방향으로 토출시키기 위하여 상하 및 좌우로 방향조절이 가능한 풍향가이드(40)가 착탈가능하게 부착된다.

또한, 상기 후방구획실(20)의 후방배출구(22)에는 상기 후방구획실(20)을 통과하며 가열 또는 냉각된 공기를 실외로 배출하기 위하여 실외로 연결된 배출덕트(60)가 착탈가능하게 장착된다.

한편, 상기 전방구획실(10)에는 상기 전방유입구(11)를 통해 유입된 외부 공기와 열교환을 하는 실내측 열교환기(510, 520)들이 상하로 설치되며, 상기 후방구획실(20)에도 상기 후방유입구(21)를 통해 유입된 외부 공기와 열교환을 하는 실외측 열교환기(310, 320)들이 상하로 설치되는데, 이 열교환기(310, 320,; 510, 520)들은 상기 압축기(100)와 연결된 냉매관(200)이 여러 층으로 굴곡되어 형성되고 이 굴곡된 냉매관(200) 층을 가로지르는 형상으로 배열된 다수의 방열핀으로 이루어진다.

또한, 상기 후방구획실(20)의 실외측 열교환기(310)의 냉매관(200)과, 상기 전방구획실(10)의 실내측 열교환기(510)의 냉매관(200) 사이에는 팽창밸브(400)가 설치된다.

한편, 상기 전방구획실(10)의 각 실내측 열교환기(510, 520)의 하단부에는 이 실내측 열교환기(510, 520)들에서 생성된 물방울을 포집하여 후방구획실(20)로 안내하기 위하여 분리판(30)을 관통하는 상,하측유도관(71, 72)이 형성되어 있는데, 상기 상측유도관(71)의 단부는 상기 후방구획실(20)의 하부의 실외측 열교환기(320) 상단에 위치하고, 상기 하측유도관(72)의 단부는 바로후방구획실(20) 바닥면 위쪽에 위치하게 된다.

그리고, 상기 후방구획실(20) 바닥면에는 상기 상,하측유도관(71, 72)을 통해 안내되어 낙하하는 물방울을 포집하여 증발시키기 위한 히터(80)가 착탈가능하게 장착되는데, 이 히터(80)는 난방작동시 상기 후방구획실(20)에서 탈거되어 상기 전방구획실(10)의 전방배출구(12)에도 부착될 수 있다.

한편, 상기 전방구획실(10)의 실내측 열교환기들 중 하부에 위치하는 실내측 열교환기(520) 상단에는 상기 분리판(30)을 관통하여 상기 후방구획실(20)의 실외측 열교환기들 중 상부에 위치하는 실외측 열교환기(310) 쪽으로 공기유로(700)가 형성되고, 이 공기유로(700)는 상기 상부의 실외측 열교환기(310)를 지나 이 실외측 열교환기(310) 상단에 설치된 분리판(30)까지 이어지도록 형성된다.

그리고, 상기 상부의 실외측 열교환기(310) 내측 하단에는 상기 하부의 실내측 열교환기(520)의 상단과의 사이에 형성된 공기유로(700)의 입구를 개방 및 폐쇄하기 위한 입구개폐수단(710)이 형성되어 있으며, 상기 공기유로(700)의 출구가 되는 상기 상부의 실외측 열교환기(310) 상단의 분리판(30)에도 상기 공기유로(700)의 출구를 개방 및 폐쇄하기 위한 출구개폐수단(720)이 형성되어 있는데, 여기서 상기 입구개폐수단(710)과 출구개폐수단(720)은 공기조화기 외부에서 전기기계적으로 개폐조작이 가능하도록 구성되는 것이 바람직하며, 이러한 전기기계적인 메커니즘은 이미 공지된 임의의 방식을 이용하여 구현할 수 있다.

이하, 상기와 같은 구성으로 이루어진 본 발명의 공기조화기의 냉난방작동 및 제습작동에 대해 설명한다.

사용자가 냉난방작동을 하고자 하는 경우에는, 상기 공기유로(700)의 입구개폐수단(710)과 출구개폐수단(720)들을 폐쇄하여 전방구획실(10)과 후방구획실(20)을 완전히 분리한 상태에서 냉난방작동이 이루어진다.

먼저 냉방작동에 대해 설명한다.

상기 압축기(100)에서 고온고압으로 압축된 냉매가스는 냉매관(200)을 따라 후방구획실(20)에 위치한 실외측 열교환기(310, 320)로 보내어지고, 이 실외측 열교환기(310, 320)로 보내어진 냉매가스는 상기 후방구획실(20) 상단에 설치된 직교류팬(620)에 의해 후방유입구(21)를 통해 유입된 외부의 공기에 의해 응축열을 방출하여 액화되면서 응축된다.

이 때, 상기 실외측 열교환기(310, 320)와 열교환을 하여 온도가 상승된 공기는 상기 후방구획실(20)의 후방배출구(22)와 배출덕트(60)를 차례로 통과하며 실외로 배출된다.

한편, 상기 실외측 열교환기(310, 320)에서 응축된 냉매는 상기 팽창밸브(400)를 지나면서 교축되어 증발하기 쉬운 압력으로 감압된 다음, 상기 전방구획실(10)에 위치한 실내측 열교환기(510, 520)로 보내어지게 된다.

이어, 상기 전방구획실(10) 상단의 직교류팬(610)에 의해 하단의 전방유입구(11)를 통해 외부의 공기가 유입되어 상승하고, 이렇게 상승하는 공기는 상기 하부의 실내측 열교환기(520)와 상부의 실내측 열교환기(510)를 차례로 거치면서 이들 실내측 열교환기(510, 520) 내의 냉매액을 증발시키면서 열교환을 하여 냉각된다.

상기와 같이 전방구획실(10)의 실내측 열교환기(510, 520)를 지나면서 열을 빼앗긴 냉각공기는 전방배출구(12)를 통해 실내로 배출되어 냉방시키게 된다.

한편, 상기 실내측 열교환기(510)에서 증발된 냉매는 저온저압의 가스로 되어 상기 압축기(100)로 보내어져 상기와 같은 과정을 반복하며 냉방작동을 수행하게 된다.

다음으로, 난방작동에 대해 설명한다.

난방작동은 상기와 같은 과정이 역으로 발생하도록 하면 되는데, 즉, 압축기(100)에서 고온고압으로 압축된 냉매가 전방구획실(10)의 실내측 열교환기(510, 520)로 송출되어, 이 실내측 열교환기(510, 520)에서 응축작용이 일어나 따뜻한 공기가 전방배출구(12)를 통해 배출되도록 하고, 상기 후방구획실(20)의 실외측 열교환기(310, 320)에서는 상기 팽창밸브(400)를 거치면서 감압된 냉매액이 증발되는 증발작용이 일어나도록 하여, 이 증발작용에 의해 냉각된 공기를 후방배출구(22)를 통해 배출시킴으로써 난방작동이 이루어지도록 한다.

한편, 본 발명 공기조화기는 냉방작동과 동일한 냉방사이클이 일어나도록 한 상태에서 상기 입구개폐수단(710)과 출구개폐수단(720)을 개방함으로써 공기유로(700)를 개방하여 정온제습기능을 수행할 수 있다.

이를 더욱 구체적으로 설명하면, 앞에서 설명한 냉방작동과 마찬가지로 상기 후방구획실(20)의 실외측 열교환기(310, 320)에서 응축작용이 일어나게 하고, 상기 전방구획실(10)의 실내측 열교환기(510, 520)에서 증발작용이 일어나도록 한 상태에서, 상기 전방구획실(10) 하단의 전방유입구(11)를 통해 유입된 공기는 전방구획실(10) 하부의 실내측 열교환기(520)를 통과하면서 1차적으로 냉각되면서 제습된다.

이어서, 상기 하부의 실내측 열교환기(520)를 통과한 공기중 일부는 바로 위로 상승하여 상부의 실내측 열교환기(510)에 의해 2차적으로 냉각되면서 제습되는 반면에, 상기 하부의 실내측 열교환기(520)를 통과한 나머지 공기는 상기 입구개폐수단(710)을 통해 공기유로(700)를 지나면서 상기 후방구획실(20)에 위치하는 상부의 실외측 열교환기(310)에 의해 가열된 후, 상기 출구개폐수단(720)을 통과하여 다시 전방구획실(10) 상단으로 유입된다.

따라서, 상기 출구개폐수단(720)을 통과한 제습되고 가열된 공기와 상기 전방구획실(10)의 상부의 실내측 열교환기(510)를 통과한 냉각된 공기가 서로 섞이면서 전방배출구(12)를 통해 토출됨으로써 정온제습기능이 이루어지게 된다.

한편, 본 발명은 앞에서 설명한 실시예에 국한되지 아니하며, 본 발명의 요지를 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변경 및 실시가 가능하다.

이상에서와 같이 본 발명에 따르면, 냉난방용 공기조화기를 직립형으로 형성하고 실내기와 실외기를 하나의 케이스 내에 설치함으로써 설치면적이 감소할 뿐만 아니라, 소형화가 용이하여 개인용으로 제작하여 사용할 수가 있다.

또한, 본 발명 공기조화기는 냉난방기능 뿐만 아니라 정온제습기능도 가능하도록 되어 있는 바, 비가 오는 등의 기온이 낮으면서 습도가 높은 환경에서 토출되는 공기의 온도가 외부의 공기 온도와 큰 차이가 없이 제습된 공기를 공급할 수 있게 되므로, 사용자의 만족성을 극대화시킬 수가 있게 된다.

Claims (14)

1. 단열재로 된 분리판에 의해 전,후방으로 분리된 전방구획실 및 후방구획실과,

   상기 전방구획실 또는 후방구획실 바닥부에 설치되어 냉매를 압축시키는 압축기와,

   상기 압축기에 연결되는 냉매관을 포함하며, 상기 전방구획실 내에 상하로 배열형성된 1개 이상의 실내측 열교환기 및 상기 후방구획실 내에 상하로 배열형성된 1개 이상의 실외측 열교환기와,

   상기 후방구획실의 실외측 열교환기와 상기 전방구획실의 실내측 열교환기 사이에 설치된 팽창밸브와,

   상기 전방구획실 및 후방구획실 내의 각 열교환기 상단에 각각 설치되어, 상기 전방구획실 및 후방구획실 각각에 외부의 공기를 흡입하여 각 열교환기들에 송풍시키도록 된 송풍팬을 포함하여 이루어진 개인용 직립형 냉난방 공기조화기.
2. 삭제
3. 삭제
4. 삭제
5. 제 1항에 있어서, 상기 전방구획실의 각 실내측 열교환기의 하단부에는 이 실내측 열교환기에서 생성된 물방울을 상기 후방구획실의 실외측 열교환기 또는 후방구획실 바닥으로 안내하기 위하여 상기 분리판을 관통하는 유도관이 형성된 것을 특징으로 하는 개인용 직립형 냉난방 공기조화기.
6. 제 5항에 있어서, 상기 후방구획실의 바닥면에는 상기 유도관으로부터 안내된 물을 포집하고, 이 포집된 물방울을 가열하여 증발시키는 히터로 된 포집수단이 더 포함되어 형성됨을 특징으로 하는 개인용 직립형 냉난방 공기조화기.
7. 삭제
8. 삭제
9. 제 1항에 있어서, 상기 전방구획실의 실내측 열교환기들 중 하부에 위치하는 열교환기 상단에는 상기 분리판을 관통하여 상기 후방구획실의 실외측 열교환기들 중 상부에 위치하는 열교환기 쪽으로 공기유로가 형성되고,

   이 공기유로는 상기 실외측 열교환기의 상부 열교환기를 지나 이 상부 열교환기 상단에 설치된 분리판까지 이어지도록 형성되며,

   상기 공기유로의 입구와 출구에는 상기 공기유로의 입구와 출구를 개방 및 폐쇄하는 개폐수단이 각각 설치됨을 특징으로 하는 개인용 직립형 냉난방 공기조화기.
10. 삭제
11. 삭제
12. 삭제
13. 삭제
14. 제 1항에 있어서, 상기 후방구획실의 배출구에는 배출되는 공기를 실외로 배출할 수 있도록 실외로 연결된 배출덕트가 착탈가능하게 장착되는 것을 특징으로 하는 개인용 직립형 냉난방 공기조화기.