KR100572060B1 - 공기조화시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 외기와 환기를 덕트 내의 정해진 위치에서 혼합한 후 공기조화기로 하여금 외기와 환기를 일방향으로 받아 처리하도록 하여 환기효율을 극대화하면서도 비용을 최소화한 공기조화시스템에 관한 것으로서, 이를 위해, 실외기(10)와 그 실외기(10)의 열원을 이용해 외기(IA) 및 환기(RA)를 냉난방하여 실내로 공급하는 공기조화기(20)를 포함하는 공기조화시스템(1)을 제공하며, 그 공기조화시스템(1)은, 실외로부터 공기조화기(20)까지 외기(IA)의 통로를 형성하면서 그 통로에서 분기된 환기로(34a, 34b)를 통해 실내(R)의 환기(RA)가 공기조화기(20)로 흐르는 것을 허용하는 흡기덕트(30)와; 상기 공기조화기(20)에서 냉난방된 공기가 실외까지 배기되는 통로를 형성하면서 그 통로에서 분기된 급기로(44a, 44b)를 통해 신선한 공기(SA)를 실내(R)로 공급하는 배기덕트(40)와; 상기 흡기덕트(30) 내에 설치되고, 상기 환기(RA)와 외기(IA)의 흐름에 의해 무동력으로 회전하는 복수의 회전날개(52, 54, 56)를 구비하여, 그 환기(RA)와 외기(IA)를 혼합하는 무동력 혼합기(50)를 포함하는 것을 특징으로 한다.

실외기, 공기조화기, 흡기덕트, 배기덕트, 환기로, 급기로, 혼합기,

Description

공기조화시스템{AIR CONDITIONING SYSTEM}

도 1은 본 실시예에 따른 공기조화시스템을 개략적으로 예시한 모식도.

도 2는 본 발명에 따라 믹싱박스가 제거된 공기조화기의 일예를 나타낸 도면.

도 3은 도 1 실시예에 따라 흡기덕트와 배기덕트가 동시에 통과되는 열교환기를 나타낸 도면.

도 4는 본 실시예에 따른 공기조화시스템의 무동력 혼합기의 설치 단면도를 개략적으로 예시한 도면.

도 5는 도 4 무동력 혼합기의 회전날개들을 전체적으로 예시한 정면도.

도 6은 종래 공기조화기의 일예를 나타낸 도면.

<도면의 주요부분에 대한 부호설명>

10: 실외기 15: 냉매배관

20: 공기조화기 30: 흡기덕트

34a, 34b: 환기로 40: 배기덕트

44a, 44b: 급기로 50: 혼합기

52, 54, 56: 회전날개 60: 열교환기

본 발명은, 공기조화시스템에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 외기와 환기를 덕트 내의 정해진 위치에서 혼합한 후 공기조화기로 하여금 외기와 환기를 일방향으로 받아 처리하도록 하여 환기효율을 극대화하면서도 비용을 최소화한 공기조화시스템에 관한 것이다.

널리 알려진 바와 같이, 공기조화시스템은 실외기로부터 냉반방 열원을 공급받은 공기조화기가 옥외의 신선한 공기를 받아 실내의 환기, 냉난방, 습도관리 및/또는 먼지제거 등을 수행하게끔 구성된 것이다.

통상의 공기조화시스템에 있어서, 공기조화기(20')는 지하공간에 배치된 채 옥상 또는 지하에 설치된 실외기에 연결되며, 통상, 도 6에 도시된 바와 같이, 외기 흡입구(22a) 및 환기흡입구(22b)를 갖는 믹싱박스(23')를 자체 내에 구비하여, 그 믹싱박스(23')에서 외기와 환기를 혼합한 후, 그 혼합된 공기를 송풍휀(24')의 회전을 통해 필터부(26') 및 열교환 코일부(28')를 거치게 한 후 실내로 공급하도록 되어 있었다.

하지만, 상기한 공기조화기는, 믹싱박스의 설치에도 불구하고, 외기와 환기의 혼합이 제대로 이루어지지 않아, 두 기류의 온도차에 의한 성층화 현상이 야기되었으며, 이 성층화 현상은 겨울철 내내 외기 온도를 빙점 이하로 떨어지게 하는 문제점을 야기하였으며, 이는 고동속(필터진동)에 의한 필터손상, 열교환 코일부에 서의 응축수 비산 현상, 그리고 시스템 제어부의 오작동 등을 일으키는 하나의 원인이 되어왔다.

이에 대해, 믹싱박스 내에 공기혼합기를 설치하여, 외기와 환기의 온도차에 의한 성층화 현상을 감소시키는 공기조화기가 종래에 제안되어진 바 있으며, 이러한 종래의 공기조화기는 국내 실용신안 등록 제 307309호에 잘 개시되어 있다.

하지만, 상기한 공기조화기는, 믹싱박스 및 그 내부의 공기혼합기 설치에 의해 그 부피가 커져 실용성이 떨어지며, 통상 실외기와 멀리 떨어진 채 지하에 설치되어 있어 냉매배관 길이가 길고 냉매 봉입량이 크다는 문제점을 여전히 갖고 있었다.

따라서, 본 발명의 종래기술의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 외기와 환기를 덕트 내의 정해진 위치에서 혼합한 후 공기조화기로 하여금 외기와 환기를 일방향으로 받아 처리하도록 하여, 최소의 비용으로, 성층화 현상을 완전 제거하고, 환기효율을 극대화시키는 공기조화시스템을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

또한, 본 발명의 다른 목적은, 외기와 환기를 덕트 내의 정해진 위치에서 혼합한 후 공기조화기로 하여금 외기와 환기를 일방향으로 받아 처리하도록 하는 한편, 통상 지하공간에 배치되던 공기조화기를 실외기와 함께 옥외에 설치하여, 냉매배관 길이를 축소하고, 이에 따라, 냉매봉입량을 감소시켜 원가를 절감할 수 있는 공기조화시스템을 제공하는 것이다.

상술한 목적을 달성하기 위해, 본 발명은, 실외기와 그 실외기의 열원을 이용해 외기 및 환기를 냉난방하여 실내로 공급하는 공기조화기를 포함하는 공기조화시스템을 제공하되, 상기 공기조화시스템은, 실외로부터 공기조화기까지 외기의 통로를 형성하면서 그 통로에서 분기된 환기로를 통해 실내의 환기가 공기조화기로 흐르는 것을 허용하는 흡기덕트와, 상기 공기조화기에서 냉난방된 공기가 실외까지 배기되는 통로를 형성하면서 그 통로에서 분기된 급기로를 통해 신선한 공기를 실내로 공급하는 배기덕트와, 상기 흡기덕트 내에 설치되고, 상기 환기와 외기의 흐름에 의해 무동력으로 회전하는 복수의 회전날개를 구비하여, 그 환기와 외기를 혼합하는 무동력 혼합기를 포함하는 것을 특징으로 한다.

여기에서, 상기 무동력 혼합기는 상류로부터 하류를 향해 직경이 감소되는 제 1, 제 2, 제 3 회전날개를 하나의 축봉 상에 연속되게 그리고 회전가능하게 구비하며, 상기 제 1 회전날개는 외기 및 환기의 흐름에 대해 정방향으로 회전하도록 날개각이 형성되고, 상기 제 2 회전날개는 상기 제 1 회전날개의 날개각과 반대의 날개각을 가져 제 1 회전날개와 반대로 회전하며, 상기 제 3 회전날개는 상기 제 1 회전날개의 날개각과 같은 날개각을 가져 상기 제 1 회전날개와 같은 방향으로 회전하는 것이 바람직하다.

이에 더하여, 상기 제 1, 제 2, 제 3 회전날개 각각은 환형의 프레임과 그 프레임에 지지된 난연성 천 소재의 날개편을 갖는 것이 바람직하다.

또한, 상기한 공기조화시스템은, 상기 흡기덕트와 배기덕트가 동시에 통과되 는 열교환기를 더 포함하는 것이 바람직하다.

추가로, 본 발명에 따른 공기조화시스템은 공기조화기와 실외기가 서로 이웃한 채 옥외에 함께 설치되어 냉매 배관의 축소를 허용하는 것이 바람직하다.

<실시예>

이하, 첨부된 도면을 참조로 하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명하고자 한다.

도 1은 본 실시예에 따른 공기조화시스템을 개략적으로 예시한 모식도이며, 도 2는 본 발명에 따라 크기가 감소된 공기조화기의 일예를 나타낸 도면이고, 도 3은 본 발명의 실시예에 따라 흡기덕트와 배기덕트가 동시에 통과되는 열교환기를 나타낸 도면이며, 도 4 내지 도 6은 본 발명의 실시예에 따라 흡기덕트 내에서 외기와 환기를 서로 혼합하는 무동력 혼합기를 설명하기 위한 도면이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 실시예의 공기조화시스템(1)은, 실외기(10), 그 실외기(10)로부터 냉난방 열원을 공급받는 공기조화기(20), 그리고, 공기조화기(20)로 공기가 흡입되는 것을 허용하는 흡기덕트(30) 및 그 공기조화기로(20)부터 공기가 배출되는 것을 허용하는 배기덕트(40)를 포함한다.

실외기(10)와 공기조화기(20)는 옥외, 보다 상세하게는, 옥상(f) 위에서 서로 이웃하게 설치된 채 냉매관로(15)를 통해 서로 연결되어 있으며, 이와 같이, 상기한 실외기(10)와 공기조화기(20)가 한 옥상 위에서 서로 이웃하게 배치됨으로써 냉매배관(15)의 길이가 크게 감소되며, 이는 냉매봉입량의 감소를 가능케 하여 공기조화시스템(1)의 가동 및 설치에 따른 비용을 감소시켜준다.

또한, 공기조화기(20)는, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 흡기덕트(30)가 접속되는 흡입구(22)를 일단에 구비한 채 자체의 송풍휀(24)의 가동에 따라 흡기덕트(30)를 통해 흐른 외기(IA)와 환기(RA)를 필터부(24)와 냉난방 코일부(28)를 거쳐 배기덕트(40)를 통해 실내 및 외부로 배출하도록 되어 있다.

이 때, 본 실시예의 공기조화기(20)에는 통상의 공기조화기에 마련된 믹싱박스(23'; 도 6 참조)가 제거됨을 도 2를 통해 알 수 있는데, 이는 이하 상세히 설명되는 본 발명의 특징들에 따라 구현된다.

흡기덕트(30)는 일단이 건물의 측방을 통해 실외로 뻗어있고 그 타단은 앞서 언급된 바와 같이 공기조화기(20)에 접속된 채 그 대부분이 옥상(f)과 실내(R) 사이에 마련된 천장(M) 내에 위치하고 있다.

특히, 상기한 흡기덕트(30)는 외기(IA)의 통로(32)로부터 분기된 환기로(34a, 34b)를 구비하여, 외기(IA)와 함께 환기(RA)가 공기조화기(20) 내로 흐르는 것을 허용한다.

한편, 배기덕트(40)는 송풍휀(24)의 하류에 위치하도록 공기조화기(20)에 접속되어 그 공기조화기(20)로부터 냉난방되어 나온 신선한 공기(SA)를 환기(RA)의 양에 비례하여 실내로 공급하는 한편 나머지 배출공기(OA)를 외부로 배출시키는 기능을 수행한다.

이를 위해, 상기한 배기덕트(40)는 공기조화기(40)로부터 실외까지 연장된 배출공기(OA)의 통로(42)를 갖는 한편, 그 통로(42)로부터 분기되어 실내로 연장된 급기로(44a, 44b)를 추가로 구비한다.

한편, 본 발명의 공기조화시스템(1)은 흡기덕트(30)와 배기덕트(40)가 동시에 통과되는 무동력의 열교환기(60)를 더 포함하는 것이 바람직하다.

이 열교환기(60)는, 흡기덕트(30)를 통해 외기(IA)가 통과되고 배기덕트(40)을 통해 냉방 또는 난방된 배출공기(OA)가 통과될 때, 그 내부에서 외기(IA)와 배출공기(OA)간의 열교환이 이루어지게끔 하여, 두 기류의 온도차이를 감소시켜 주며, 이는 이하 설명될 무동력의 혼합기(50)와 함께 서로 다른 두 기류의 온도차에 의한 성층화 현상을 막는데 기여한다(도 3 참조).

한편, 혼합기(50)는 흡기덕트(30) 내에 설치된 채 흡기덕트(30)를 흐르는 공기의 흐름에 의해 무동력으로 가동되어 제 1 및 제 2 환기로(34a, 34b)에서 흡입된 환기(RA)를 흡기덕트(30)의 통로(32)를 통해 실외로부터 흐르는 공기에 각각 혼합하여, 공기조화시스템(1) 내에서 두 기류의 온도차에 의한 성층화 현상을 완전하게 배제하도록 되어 있다.

본 실시예에서, 상기한 혼합기(50)는 흡기덕트(30)의 통로(32)에서 제 1 환기로(34a)의 앞쪽과 제 2 환기로(34b)의 앞쪽에 각각 설치되어 1, 2차로 외기(OA)와 환기(RA)의 혼합을 수행하는데, 이는 본 발명을 한정하는 것이 아니며 다양한 개수로 변경되어 실시될 수 있음은 물론이다.

또한, 상기의 혼합기(50)는, 도 4 및 도 5에 가장 잘 도시된 바와 같이, 상류로부터 하류를 향해 직경이 감소되는 제 1, 제 2, 제 3 회전날개(52, 54, 56)를 연속되게 구비하는데, 그 제 1, 제 2, 제 3 회전날개(52, 54, 56)들 각각은 베어링(51a, 51b, 51c)들에 의해 하나의 축봉(51) 상에 회전가능하게 지지되어 있다.

이 때, 상기 제 1 회전날개(52)가 외기(IA) 및 환기(RA)의 흐름에 대해 정방향으로 회전하도록 날개각이 형성되는 한편, 상기 제 2 회전날개(54)는 상기 제 1 회전날개(52)의 날개각과 반대의 날개각을 가져 제 1 회전날개(52)와 반대로 회전하며, 상기 제 3 회전날개(56)는 상기 제 1 회전날개(52)의 날개각과 같은 날개각을 가져 상기 제 1 회전날개(52)와 같은 방향으로 회전하도록 되어 있다.

따라서, 제 1 회전날개(52)의 정방향 회전에 따라 외기(IA)와 환기(RA)로 이루어진 두 기류가 성층화된 상태로 하류를 향해 흐르고, 제 2 회전날개(54)는 그 두 기류의 흐름에 따라 반대방향으로 회전하여 그 두 기류에 와류를 형성시켜 혼합시키게 된다. 이에 더하여, 제 3 회전날개(56)는 와류를 형성하면서 제 2 회전날개(54)를 넘어온 혼합된 기류를 제 2 회전날개(54)에 의해 방해받지 않고 공기조화기(10)을 향해 흐르게 하는 기능을 수행하며, 그 제 3 회전날개(56)의 회전에 의해서도 와류가 추가로 형성되어 성층화 현상을 완전 배제시킬 수 있다.

한편, 상기한 제 1, 제 2, 제 3 회전날개(52, 54, 56) 각각을 형성하는 다수의 날개편(52a, 54a, 56a)들 각각은 난연성의 천 소재로 이루어진 채 환형의 강성 프레임(52b, 54b, 56b)에 의해 지지되어 대략 바람개비 같은 형태를 이루며, 이는 그 회전날개(52, 54, 56) 각각의 경량화를 가능하게 하여 기류에 의한 회전을 용이케 하는 동시에 혼합기(50) 자체의 제조가 용이하게 이루어질 수 있도록 해준다.

본 실시예에서, 상기한 제 1, 제 2, 제 3 회전날개(52, 54, 56)가 천 소재의 날개편(52a, 54a, 56a)과 이를 지지하는 프레임(57)으로 구성된 것으로 설명되 고 도시되었지만, 이는 하나의 실시예일 뿐, 플라스틱 또는 경금속 등과 같은 다른 경량의 소재로 날개편이 형성될 수 있음은 물론이다.

상술한 바와 같이, 본 발명은, 흡기덕트 내에 마련된 무동력의 혼합기를 이용해 온도가 다른 두 기류의 성층화 현상을 공기조화기의 흡입구 전에서 제거하며, 이는 고동에 의한 필터의 손상, 열교환 코일부의 응축수 비산 현상 및 시스템 오동작을 미연에 방지함과 동시에 건물 내 전체를 균일한 온도로 냉난방할 수 있다.

게다가, 본 발명은 흡기덕트 내의 혼합기 설치 구조에 의해 공기조화기의 부품 및 부피를 감소시켜 그 공기조화기의 컴팩트한 생산을 가능케 하는 효과를 또한 갖는다.

또한, 본 발명은 혼합기가 대기와 환기를 서로 혼합시키기 전에 무동력의 열교환기로써 두 기류의 온도차이를 감소시키므로 보다 정확하고 신뢰성 있는 성층화 방지 기능을 수행할 수 있다.

또한, 본 발명은, 실외기와 공기조화기가 서로 인접한 채 옥외에서 설치되어짐으로써, 공기조화기가 지하공간에 설치되던 통상의 공기조화시스템에 비해 냉매배관 길이 및 냉매봉입량을 현격히 감소시켜 공기조화시스템의 설치비 및 작동비를 크게 감소시키는 원가절감의 효과를 추가로 갖는다.

이에 더하여, 본 발명은 환기와 외기를 혼합시키는 회전날개들을 경량이면서도 플렉시블한 소재로 채택함으로써 서로 이웃한 채 정역방향으로 회전하는 것에 의해 회전날개가 파손되는 것을 미연에 방지할 수 있다.

Claims (5)

1. 실외기(10)와 그 실외기(10)의 열원을 이용해 외기(IA) 및 환기(RA)를 냉난방하여 실내로 공급하는 공기조화기(20)를 포함하는 공기조화시스템(1)에 있어서,

   실외로부터 공기조화기(20)까지 외기(IA)의 통로를 형성하면서 그 통로에서 분기된 환기로(34a, 34b)를 통해 실내(R)의 환기(RA)가 공기조화기(20)로 흐르도록 설치되는 흡기덕트(30)와;

   상기 공기조화기(20)에서 냉난방된 공기가 실외까지 배기되는 통로를 형성하면서 그 통로에서 분기된 급기로(44a, 44b)를 통해 신선한 공기(SA)를 실내(R)로 공급하는 배기덕트(40);및,

   상기 흡기덕트(30)와 배기덕트(40)가 동시에 통과되도록 설치되는 열교환기(60)로서 이루어 지며,

   상기 흡기덕트(30)는, 그 내측에 환기(RA)와 외기(IA)의 흐름에 의해 무동력으로 회전하는 복수의 회전날개(52, 54, 56)를 통하여 환기(RA)와 외기(IA)를 혼합하도록 설치되는 무동력 혼합기(50)가 구비되는 것을 특징으로 하는 공기조화시스템.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 무동력 혼합기(50)는 상류로부터 하류를 향해 직경이 감소되는 제 1, 제 2, 제 3 회전날개(52, 54, 56)를 하나의 축봉(51) 상에 연속되게 그리고 회전가능하게 구비하며,

   상기 제 1 회전날개(52)는 외기 및 환기의 흐름에 대해 정방향으로 회전하도 록 날개각이 형성되고,

   상기 제 2 회전날개(54)는 상기 제 1 회전날개(52)의 날개각과 반대의 날개각을 가져 제 1 회전날개와 반대로 회전하며,

   상기 제 3 회전날개(56)는 상기 제 1 회전날개(52)의 날개각과 같은 날개각을 가져 상기 제 1 회전날개(52)와 같은 방향으로 회전하는 것을 특징으로 하는 공기조화시스템.
3. 제 2항에 있어서,

   상기 제 1, 제 2, 제 3 회전날개(52, 54, 56) 각각은 환형의 프레임(52b, 54b, 56b)과 그 프레임들(52b, 54b, 56b) 각각에 지지되면서 천으로 이루어진 날개편(52a, 54a, 56a)을 갖는 것을 특징으로 하는 공기조화시스템.
4. 삭제
5. 제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 공기조화기(20)는, 냉매 배관(15)의 길이를 축소시키도록 상기 실외기(10)에 이웃한 채 옥외에 설치되는 것을 특징으로 하는 공기조화시스템.

Images