KR100573778B1 - 복수의 송풍팬이 구비된 저소음 고효율 공기조화기 및 복수의 송풍팬의 풍량 제어 방법 - Google Patents

Abstract

개시된 복수의 송풍팬이 구비된 저소음 고효율 공기조화기는, 실내 및 실외공기를 흡입시키는 흡입구와, 이 흡입구를 통과한 공기 중에 포함된 이물질을 제거해주는 필터와, 흡입된 공기를 열교환시키는 매개체로서의 냉각코일 및 히팅코일과, 이 냉각코일 및 히팅코일을 통과한 공기를 흡입하여 송풍시키는 송풍팬을 포함하며, 이 송풍팬의 토출부로 배출되어지는 공기의 기류 분포를 안정화시킬 수 있도록 상기 송풍팬은 복수개로 구성되고, 이 복수의 송풍팬의 이상 작동 여부를 감지할 수 있는 센서와, 복수의 송풍팬 중 일부 송부팬의 이상 작동시 정상 작동되는 나머지 송풍팬으로 주파수 변조신호를 인가하는 콘트롤러 및 복수의 송풍팬에 포함된 팬모터에 부착되며 콘트롤러로부터 주파수 변조신호를 받아 복수의 송풍팬의 풍량을 변화시키는 주파수 변조기를 포함하는 제어부가 더 구비된다.

송풍팬, 주파수 변조기, 공기조화기

Description

복수의 송풍팬이 구비된 저소음 고효율 공기조화기 및 복수의 송풍팬의 풍량 제어 방법{An air conditioner equipped with multiple fans characterized in low noise, high efficiency and air flow control method of the multiple fans}

도 1은 종래 공기조화기의 공기흡입유닛을 나타낸 단면도,

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 공기조화기의 공기흡입유닛을 간략하게 도시한 사시도,

도 3은 본 발명의 일 예에 따른 임펠러를 나타낸 사시도,

도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 복수의 송풍팬의 풍량 제어방법을 나타낸 도면이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

110... 흡입구 120... 필터

130... 냉각코일 140... 히팅코일

150... 격벽 160... 송풍팬

161... 임펠러 162a,162b,162c,162d... 팬모터

163... 노즐 164... 압력측정튜브

165... 흡입부 166... 콘스로트

171... 센서 172... 센서

본 발명은 공기조화기에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 복수의 송풍팬이 구비되어 풍량 조절이 가능한 복수의 송풍팬이 구비된 공기조화기 및 송풍팬의 풍량 제어방법에 관한 것이다.

일반적으로 공기조화기는 실내의 공기를 사용 목적에 따라 온도, 습도, 기류흐름, 정화 등의 요소를 최적의 조건으로 유지하기 위하여 냉방 및 난방, 정화기능을 수행하는 장치로서, 냉, 난방을 구현하기 위해서 냉동사이클을 위한 장치가 구비되어 있다.

여기서, 냉동사이클은 보통 실내외 열교환기, 압축기, 응축기, 팽창밸브, 사방밸브, 전자부품 등의 구성요소로 이루어지며, 온도, 습도 등의 요소를 최적의 조건으로 유지하기 위한 방법으로는 여러 가지가 있으나 냉매가 상변화를 일으키면서 냉동사이클을 순환하도록 함으로써 냉반방을 하게 되는 방식을 채택하고 있는 것이 일반적이다.

이하, 공기조화기의 냉난방 방식에 대해 간략하게 살펴보도록 한다.

먼저, 공기조화기가 냉방모드로 운전되면, 압축기에서 압축된 냉매는 실외열교환기에서 응축된 후에 팽창장치로 이송되고, 이 팽창장치에서 팽창된 냉매는 실 내열교환기에서 실내 공기와 열교환되고, 이렇게 열교환된 냉기는 실내 공간으로 토출되어 실내 공간을 냉방시킨다.

이때, 실외열교환기는 응축기로 기능하며, 실내열교환기는 증발기로 기능한다.

다음으로, 공기조화기의 난방모드는 상기 냉방모드와 냉매의 유동방향이 반대일 뿐 거의 유사하므로 생략하기로 한다.

다만, 공기조화기가 난방모드로 운전되는 경우, 실내열교환기는 응축기로 기능하며, 실외열교환기는 증발기로 기능한다.

한편, 이와 같은 공기조화기는 공기가 유입되는 공기흡입유닛과 공기흡입유닛을 통과한 공기를 냉매와 열교환시키는 냉난방유닛으로 구성된다.

도 1은 종래 공기조화기의 공기흡입유닛을 나타낸 단면도이다.

도 1을 참조하면, 종래 공기흡입유닛(10)은 신선한 외기를 흡입하는 실외공기흡입구(1)와, 실내의 탁한 공기를 흡입하는 실내공기흡입구(2)와, 실내외공기흡입구(1,2)의 내측에 위치하여 흡입된 공기에 포함된 이물질을 걸러주는 에어필터(3)와, 이 에어필터(3)를 통과한 공기의 온도를 냉각시켜주는 냉각코일(4)과 에어필터(3)를 통과한 공기의 온도를 상승시켜주는 히팅코일(5) 및 송풍팬(6)으로 구성되어 진다.

여기서, 송풍팬(6)은 임펠러(7)가 내부에 구비된 케이싱(8)과 팬모터(9)로 구성되어 지고, 송풍팬(6)을 통과하여 토출된 공기는 냉난방유닛으로 이송되어진다.

그러나, 이와 같은 종래 공기조화기의 공기흡입유닛(10)은 송풍팬(6)이 대형용량으로 공기흡입유닛(10)내에서 차지하는 면적이 대단히 크며, 송풍팬(6)에서 발생하는 소음을 감소시키는 데에도 한계가 있다.

또한, 단일의 송풍팬(6)을 사용하는 경우에는, 토출측의 기류 분포가 고르게 형성되지 못하게 되어서, 냉난방유닛의 열효율을 떨어뜨리는 문제점을 지니게 된다.

또한, 단일 송풍팬(6)의 기계적 고장이 발생할 경우에는, 공기조화기 전체가 멈추게 되어 보수가 완료되기까지 작동이 불가능하다는 문제점이 있다.

본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로서, 공기조화기의 설치 면적을 줄일 수 있고, 송풍팬을 통해 토출되는 공기의 기류분포를 안정화시킬 수 있고, 일부 송풍팬의 작동 이상이 있더라도 연속적인 공정을 수행할 수 있는 복수의 송풍팬이 구비된 공기조화기를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

본 발명의 또 다른 목적은, 복수의 송풍팬 중 일부의 작동 이상시 정상 작동되는 나머지 송풍팬의 풍량을 조절할 수 있는 복수의 송풍팬의 풍량 제어방법을 제공하고자 한다.

본 발명의 다른 목적 및 장점들은 하기에 설명될 것이며, 본 발명의 실시예에 의해 알게 될 것이다. 또한, 본 발명의 목적 및 장점들은 특허 청구 범위에 나타낸 수단 및 조합에 의해 실현될 수 있다.

본 발명에 일 측면에 따른 복수의 송풍팬이 구비된 공기조화기는, 실내 및 실외공기를 흡입시키는 흡입구와, 상기 흡입구를 통과한 공기 중에 포함된 이물질을 제거해주는 필터와, 흡입된 공기를 열교환시키는 매개체로서의 냉각코일 및 히팅코일과, 상기 냉각코일 및 히팅코일을 통과한 공기를 흡입하여 송풍시키는 송풍팬을 포함하고, 상기 송풍팬의 토출부로 배출되어지는 공기의 기류 분포를 안정화시킬 수 있도록 상기 송풍팬은 복수개로 구성되어지는 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 송풍팬은 회전운동으로 흡입되는 공기에 압력을 가하여주는 임펠러와 상기 임펠러를 구동시키는 팬모터를 구비하며, 상기 송풍팬의 흡입과 토출의 압력비를 측정할 수 있도록 상기 임펠러의 흡입부 및 토출부에 각각 복수의 노즐과 압력측정튜브가 더 구비되는 것이 바람직하다.

또한, 상기 공기조화기는, 상기 복수의 송풍팬의 이상 작동 여부를 감지할 수 있는 센서와, 상기 복수의 송풍팬 중 일부 송부팬의 이상 작동시 정상 작동되는 나머지 송풍팬으로 주파수 변조신호를 인가하는 콘트롤러 및 상기 복수의 송풍팬에 포함된 팬모터에 부착되며 상기 콘트롤러로부터 주파수 변조신호를 받아 상기 복수의 송풍팬의 풍량을 변화시키는 주파수 변조기를 포함하는 제어부가 더 구비되어지는 것이 바람직하다.

또한, 일부 송풍팬의 이상 작동시 상기 콘트롤러로부터 신호를 받아 경고음을 내거나 램프의 점등을 나타내는 이상작동표시부가 더 구비되어지는 것이 바람직 하다.

본 발명의 또 다른 측면에 따른 복수의 송풍팬의 풍량 제어방법은, 복수의 송풍팬 중 일부 송풍팬의 이상 작동시 센서에 의해 이상 작동 여부를 감지하는 제1단계; 일부 송풍팬의 이상 작동시 센서에 의해 감지된 신호를 컨트롤러에 송신하는 제2단계; 상기 콘트롤러에 의해 일부 송부팬의 이상 작동시 정상 작동되는 나머지 송풍팬의 팬모터에 구비된 주변수 변조기에 주파수 변조신호를 인가하는 제 3단계; 및 상기 주파수 변조기에 인가된 신호에 따라 정상 작동되는 나머지 송풍팬의 팬모터 회전수를 변화시켜 풍량을 증가시키는 제 4단계를 포함하여 이루어진다.

본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.

따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 공기조화기의 공기흡입유닛을 간략하게 도시한 사시도이다. 도 3은 본 발명의 일 예에 따른 임펠러를 나타낸 사시도이다. 도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 복수의 송풍팬의 풍량 제어방법을 나타낸 도면이다.

먼저, 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 공기조화기(100)는 실내 및 실외공기를 흡입시키는 흡입구(110)와, 상기 흡입구를 통과한 공기 중에 포함된 이물질을 제거해주는 필터(120)와, 흡입된 공기를 열교환시키는 매개체로서의 냉각코일(130) 및 히팅코일(140)과, 상기 냉각코일(130) 및 히팅코일(140)을 통과한 공기를 흡입하여 송풍시키는 송풍팬(160)을 포함하여 구성된다.

여기서, 상기 송풍팬(160)은 상기 송풍팬(160)의 토출부로 배출되어지는 공기의 기류 분포를 안정화시킬 수 있도록 복수개로 구성되어 지며, 복수의 구멍(151)이 형성된 격벽(150)에 체결수단(미도시)을 사용하여 고정되어 진다.

이와 같이 복수의 송풍팬(160)을 사용하여 흡입되는 공기를 토출시키면, 공기조화기(100)의 설치 면적을 크게 줄일 수 있고, 대형 팬모터를 사용함에 따른 소음의 문제를 해결할 수 있고, 상기 복수의 송풍팬(160)로부터 토출되는 공기의 풍량을 일정하게 유지시키며 유선을 안정적으로 유지시킬 수 있다.

또한, 상기 송풍팬(160)은 회전운동으로 흡입되는 공기에 압력을 가하여주는 임펠러(161)와 상기 임펠러(161)를 구동시키는 팬모터를 구비하며, 상기 송풍팬(160)의 흡입과 토출의 압력비를 측정할 수 있도록 상기 임펠러(161)의 흡입부(165) 및 토출부(미도시)에 각각 복수의 노즐(163)과 압력측정튜브(164)가 더 구비된다.

도 3을 참조하여 구체적으로 설명하면, 송풍팬(160)의 흡입부(165)측의 임펠러(161)는 흡입공기의 연결 통로로 내부에 복수의 구멍이 형성된 콘스로트(Cone throat;166)가 마련되고, 상기 복수의 구멍을 통해 노즐(163)이 관통되어 설치된다. 여기서, 상기 노즐(163)은 흡입부(165)를 통해 흡입되는 공기와 대향되도록 위치한다.

상기 콘스로트(166)의 외주면에는 흡입부(165)를 통해 흡입되는 공기의 유속을 측정하기 위해 상기 노즐(163)과 연결되는 압력측정투브(164)가 구성된다.

도시되어 있지는 않으나, 토출부측에도 복수의 노즐과 압력측정튜브가 구비된다.

압력차는 상기 콘스로트(166) 내부를 통과하는 풍속의 제곱에 비례하기 때문에, 상기 흡입부(165)의 압력측정튜브(164)와 상기 토출부의 압력측정튜브를 각각 속도를 압력으로 변환시켜주는 마노미터(180)에 연결하여 송풍팬의 흡입 및 토출 압력비를 알 수 있게 된다.

상기 마노미터(180)를 송풍팬의 흡입 및 토출 압력비를 미리 인지할 수 있으므로, 소음의 증가 및 효율의 저하를 사전에 예방시킬 수 있는 장점이 있다.

그리고, 본 발명의 일 실시예에 따른 상기 공기조화기(100)는 상기 복수의 송풍팬(160)의 이상 작동 여부를 감지할 수 있는 센서(171)와, 상기 복수의 송풍팬 중 일부 송부팬의 이상 작동시 정상 작동되는 나머지 송풍팬으로 주파수 변조신호를 인가하는 콘트롤러(172) 및 상기 복수의 송풍팬(160)에 포함된 팬모터에 부착되며 상기 콘트롤러(172)로부터 주파수 변조신호를 받아 상기 복수의 송풍팬(160)의 풍량을 변화시키는 주파수 변조기(미도시)를 포함하는 제어부(170)를 더 구비한다.

이때, 상기 공기조화기(100)는 일부 송풍팬의 이상 작동시 상기 콘트롤러로(172)부터 신호를 받아 경고음을 내거나 램프의 점등을 나타내는 이상작동표시부( 미도시)가 더 구비되어질 수도 있다.

상기 제어부(170)는 후술할 복수의 송풍팬의 풍량 제어방법에서 자세히 설명하도록 한다.

이하, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 복수의 송풍팬의 풍량 제어방법에 대하여 각 단계별로 살펴보도록 한다.

도 4는 4개의 복수의 송풍팬(160a,160b,160c,160d) 중 1개의 송풍팬(160a)이 이상 작동되는 경우를 그 예로 든 것이다.

먼저, 도 4를 참조하면, 복수의 송풍팬(160a,160b,160c,160d) 중 일부 송풍팬(160a)의 이상 작동시 센서(171)에 의해 이상 작동 여부를 감지한다.

다음으로, 상기 센서(171)는 상기 복수의 송풍팬(160a,160b,160c,160d)에 연결되어 이상 작동 여부를 감지하여 콘트롤러(172)에 신호를 인가한다.

다음으로, 상기 콘트롤러(172)에 의해 일부 송부팬(160a)의 이상 작동시 정상 작동되는 나머지 송풍팬(160b,160c,160d)의 팬모터(162b,162c,162d)에 구비된 주변수 변조기(미도시)에 주파수 변조신호를 송신한다.

마지막으로, 상기 컨트롤러(172)에 의해 주파수 변조신호를 받은 팬모터(162b,162c,162d)는 회전수를 증가시키고, 상기 정상 작동되는 송풍팬(160b,160c,160d)의 풍량은 증가하게 된다.

상술한 바와 같이 본 발명에 따른 복수의 송풍팬이 구비된 공기조화기 및 송 풍팬의 풍량 제어방법은 다음과 같은 효과를 제공한다.

첫째, 복수의 송풍팬을 사용하여 공기조화기의 설치 면적을 크게 줄일 수 있는 장점이 있다.

둘째, 팬모터의 용량이 소형이기 때문에, 소음 문제를 해결할 수 있는 장점이 있다.

셋째, 복수의 송풍팬을 사용함으로 인해 일부 송풍팬의 이상 작동이 있더라도 공기조화기를 멈추지 않고 연속적으로 운전이 가능하다는 장점이 있다.

넷째, 복수의 송풍팬을 사용하여 토출풍량을 일정하게 유지시킬 수 있고, 유선을 안정적으로 유지시킬 수 있는 장점이 있다.

다섯째, 송풍팬의 후단에 설치된 코일 전면에 고르게 바람이 균등하게 통과하므로 열전달효율을 향상시킬 수 있다.

이상과 같이, 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술 사상과 아래에 기재될 특허 청구범위의 균등 범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.

Claims (5)

1. 실내 및 실외공기를 흡입시키는 흡입구와, 상기 흡입구를 통과한 공기 중에 포함된 이물질을 제거해주는 필터와, 흡입된 공기를 열교환시키는 매개체로서의 냉각코일 및 히팅코일과, 상기 냉각코일 및 히팅코일을 통과한 공기를 흡입하여 송풍시키는 송풍팬을 포함한 공기조화기에 있어서,

   상기 송풍팬의 토출부로 배출되어지는 공기의 기류 분포를 안정화시킬 수 있도록 상기 송풍팬은 복수개로 구성되고,

   상기 복수의 송풍팬의 이상 작동 여부를 감지할 수 있는 센서와, 상기 복수의 송풍팬 중 일부 송부팬의 이상 작동시 정상 작동되는 나머지 송풍팬으로 주파수 변조신호를 인가하는 콘트롤러 및 상기 복수의 송풍팬에 포함된 팬모터에 부착되며 상기 콘트롤러로부터 주파수 변조신호를 받아 상기 복수의 송풍팬의 풍량을 변화시키는 주파수 변조기를 포함하는 제어부가 더 구비되어지는 것을 특징으로 하는,

   복수의 송풍팬이 구비된 저소음 고효율 공기조화기.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 송풍팬은 회전운동으로 흡입되는 공기에 압력을 가하여주는 임펠러와 상기 임펠러를 구동시키는 팬모터를 구비하며, 상기 송풍팬의 흡입과 토출의 압력비를 측정할 수 있도록 상기 임펠러의 흡입부 및 토출부에 각각 복수의 노즐과 압력측정튜브가 더 구비되는 것을 특징으로 하는,

   복수의 송풍팬이 구비된 저소음 고효율 공기조화기.
3. 삭제
4. 제 1항에 있어서,

   일부 송풍팬의 이상 작동시 상기 콘트롤러로부터 신호를 받아 경고음을 내거나 램프의 점등을 나타내는 이상작동표시부가 더 구비되어지는 것을 특징으로 하는,

   복수의 송풍팬이 구비된 저소음 고효율 공기조화기.
5. 복수의 송풍팬 중 일부 송풍팬의 이상 작동시 센서에 의해 이상 작동 여부를 감지하는 제1단계;

   일부 송풍팬의 이상 작동시 센서에 의해 감지된 신호를 컨트롤러에 송신하는 제2단계;

   상기 콘트롤러에 의해 일부 송부팬의 이상 작동시 정상 작동되는 나머지 송풍팬의 팬모터에 구비된 주변수 변조기에 주파수 변조신호를 인가하는 제 3단계;

   상기 주파수 변조기에 인가된 신호에 따라 정상 작동되는 나머지 송풍팬의 팬모터 회전수를 변화시켜 풍량을 증가시키는 제 4단계;를 포함하는,

   복수의 송풍팬의 풍량 제어방법.

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