KR100657461B1 - 가습 기능을 갖는 냉난방 공기 조화기 - Google Patents

가습 기능을 갖는 냉난방 공기 조화기 Download PDF

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Abstract

본 발명에 따른 가습 기능을 갖는 냉난방 공기 조화기는, 압축기와, 실외 열교환기와, 팽창 장치와, 실내 열교환기 및 사방 밸브가 구비되어 냉난방 작동이 가능하도록 이루어진 냉동 사이클 장치와; 상기 실외 열교환기와 실내 열교환기 중 증발기로 작용하는 열교환기에서 발생하는 응축수를 받아 저장하는 응축수 모음수단과; 상기 응축수 모음수단을 통해 모아진 응축수를 가습을 위한 스팀 상태로 변화시키는 스팀생성장치와; 상기 스팀생성장치에서 생성된 스팀을 실내에 공급하는 가습 분무 수단을 포함하여 구성됨으로써, 건조해지기 쉬운 난방 공간에 더욱 쾌적한 공조환경을 실현할 수 있음은 물론, 응축수도 효율적으로 처리 이용할 수 있는 효과가 있다.
실내기, 난방, 냉방, 응축수, 증발기, 초음파, 펌프, 응축기

Description

가습 기능을 갖는 냉난방 공기 조화기{Cooling and heating type air-conditioner with humidification function}
도 1은 종래 냉난방 공기 조화기가 도시된 구성도,
도 2는 본 발명에 따른 가습 기능을 갖는 냉난방 공기 조화기가 도시된 구성도,
도 3은 본 발명에서 난방 실내기의 가습 공기 토출 상태가 도시된 사시도이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
1 : 압축기 2 : 실외 열교환기
3 : 사방 밸브 8 : 축압기
20, 20a, 20b, 20c : 고압 배관 21, 21a, 21b, 21c : 저압 배관
22, 22a, 22b, 22c : 액관 30a, 30b, 30c : 고압 밸브
31a, 31b, 31c : 저압 밸브 50a, 50b, 50c : 실내 열교환기
55a, 55b, 55c : 전자팽창밸브 61, 62, 63, 64 : 응축수 받이
65 : 스팀발생탱크 66, 67 : 응축수 배관
68 : 펌프 70 : 외부 물공급장치
71 : 공급호수 72 : 물저장탱크
73 : 개폐밸브 74 : 수위감지센서
80 : 스팀생성장치 81 : 진동자
85 : 스팀배관 86, 87, 88 : 분무 노즐
91,92, 93 : 개폐 밸브
본 발명은 냉난방 공기 조화기에 관한 것으로서, 특히 응축기로 작용하는 열교환기에서 발생되는 응축수를 이용하여 난방 영역에 가습 공기를 제공할 수 있도록 이루어진 가습 기능을 갖는 냉난방 공기 조화기에 관한 것이다.
일반적으로 냉난방 동시형 공기 조화기는 멀티 에어컨의 일종으로, 냉방과 난방을 동시에 수행하여 각 룸을 개별적으로 냉방 또는 난방시킬 수 있도록 구성된다.
즉, 냉난방 동시형 공기 조화기는 난방을 요하는 룸에는 이에 설치된 실내기에 난방모드가 작동되도록 하고 이와 동시에 냉방을 요하는 룸에는 이에 설치된 실내기에 냉방모드가 작동되도록 구성된다.
도 1은 종래 냉난방 공기 조화기가 도시된 구성도로서, 냉방 주체 운전 상태를 나타낸 도면이다.
종래 냉난방 동시형 공기 조화기는 크게 실외기(A)와 분배기(B) 그리고 다수개의 실내기(C)로 크게 이루어진다.
상기 실외기(A)에는 압축기(1)와 실외열교환기(2), 사방밸브(3), 축압기(8) 등이 구비된다.
상기 분배기(B)에는 상기 실외기(A)와 실내기(C) 사이에 고압 및 저압의 냉매가 유동하는 고압 배관(20,20a,20b,20c), 저압 배관(21,21a,21b,21c)과 액관(22,22a,22b,22c)이 통과한다. 그리고, 상기 고압 배관(20a,20b,20c) 상에는 고압 밸브(30a,30b,30c)가 각각 설치되며, 상기 저압 배관(21a,21b,21c) 상에는 저압 밸브(31a,31b,31c)가 설치된다.
상기 각 실내기(C)에는 실내열교환기(50a,50b,50c)와 전자팽창밸브(55a,55b,55c) 등이 각각 설치된다.
이와 같은 냉난방 동시형 공기 조화기는 냉방전실??냉방주체동시??난방전실??난방주체동시 등 운전조건에 따라 상기 사방밸브(4) 및 고압 밸브(30a,30b,30c), 그리고 저압 밸브(31a,31b,31c)를 각각 제어하여 냉난방을 동시에 또는 독립적으로 실시하게 된다.
도 1을 참조하여 냉방 주체 동시 운전 상태를 설명하면, 압축기(1)에서 토출된 냉매가 실외 열교환기(2)쪽 액관(22) 및 고압 배관(20)으로 유동하게 되는 데, 실외 열교환기(2)를 통과한 냉매는 두 실의 전자팽창밸브(55a,55b) 및 실내 열교환기(5a,50b)를 거치면서 실내를 냉방하게 되고, 이후, 저압 밸브(31a,31b), 저압 배관(21a,21b,21), 축압기(8)를 통과하여 압축기(1)로 다시 흡입된다. 또한, 고압 배 관(20) 쪽으로 유동한 냉매는 개방된 고압 밸브(30c)를 통과하여 실내 열교환기(50c)를 거치면서 실내를 난방하고, 상기 두 실내 열교환기(50a,50b)로 유동하는 냉매와 합류하여 두 실내 열교환기(50a,50b)를 통과하면서 냉방을 돕고 압축기(1) 쪽으로 흡입된다.
여기서, 냉방 전실 운전 조건과 같이 모든 실내기(C)가 냉방으로 작동하는 경우에는 실외 열교환기(2)에서 과냉액을 실내 열교환기(50a,50b,50c)에 공급하므로 소음 등의 문제가 발생하지 않으나, 상기와 같이 냉방 주체 동시 운전과 같이 일부 실내기(C)가 난방으로 작동할 경우에 실외 열교환기(2) 뿐만 아니라 난방측 실내 열교환기(50c)도 응축기로 작용하게 된다.
그러나, 상기와 같은 종래 냉난방 공기 조화기는 가습 기능을 갖추고 있지 않기 때문에 상기 난방측 실내 열교환기(50c)가 작동하는 실내에는 가습을 위해서는 별도의 가습기를 구비하여야 하는 문제점이 있다.
특히, 상기 냉방측 실내 열교환기는 증발기로 작용하게 되므로, 냉방 작동 과정에서 응축수가 발생되는데, 이렇게 발생되는 응축수는 통해 드레인 호스를 통해 외부에 그대로 배출되어 응축수를 효율적으로 이용하지 못하는 문제점도 있다.
본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 증발기로 이용되는 열교환기에서 발생되는 응축수를 이용하여 난방 영역을 가습함으로써 응축수를 효율적으로 이용함과 아울러 난방 영역에 난방과 동시에 가습을 실시할 수 있 도록 하는 가습 기능을 갖는 냉난방 공기 조화기를 제공하는 데 목적이 있다.
상기한 과제를 실현하기 위한 본 발명에 따른 가습 기능을 갖는 냉난방 공기 조화기는, 압축기와, 실외 열교환기와, 팽창 장치와, 실내 열교환기 및 사방 밸브가 구비되어 냉난방 작동이 가능하도록 이루어진 냉동 사이클 장치와; 상기 실외 열교환기와 실내 열교환기 중 증발기로 작용하는 열교환기에서 발생하는 응축수를 받아 저장하는 응축수 모음수단과; 상기 응축수 모음수단을 통해 모아진 응축수를 가습을 위한 스팀 상태로 변화시키는 스팀생성장치와; 상기 스팀생성장치에서 생성된 스팀을 실내에 공급하는 가습 분무 수단을 포함한 것을 특징으로 하여 가능하게 된다.
상기 냉동 사이클 장치는 실내 열교환기가 복수개가 구비되어 냉방 작동과 난방 작동이 동시에 이루어지도록 하는 냉난방 동시형 구조로 구성된다.
상기 응축수 모음수단은 상기 실외 열교환기 또는 상기 실내 열교환기의 하부에 위치되어 각 열교환기에서 떨어지는 응축수를 받는 복수개의 응축수 받이와, 상기 각 응축수 받이에 떨어진 응축수가 모이는 스팀발생탱크와, 상기 각 응축수 받이와 상기 스팀 발생 탱크 사이에 연결되는 응축수 배관을 포함한다.
상기 응축수 배관 상에는 상기 응축수 받이에 떨어진 응축수를 상기 스팀발생탱크로 유동시키는 펌프가 구비된다.
상기 스팀발생탱크에는 외부에서 물을 공급할 수 있는 외부 물공급장치가 연 결된다.
상기 스팀생성장치는 전기적 초음파에 의해 진동하는 진동자를 이용하여 물입자를 분리시키면서 스팀을 생성시키도록 구성된다.
상기 가습 분무수단은 상기 응축수 모음수단에서 실내 쪽으로 연결되어 상기 스팀생성장치에 의해 생성된 스팀이 이송되는 스팀 배관과, 상기 스팀 배관의 끝단에 구비되어 각 실내에 스팀을 분사하는 분무 노즐을 포함한다.
상기 분무 노즐의 상류측에는 유로를 개폐할 수 있도록 개폐 밸브가 구비된 다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 설명하면 다음과 같다.
참고로, 본 실시예를 설명함에 있어서 전술한 종래 기술과 동일 유사한 구성 요소에 대해서는 동일 참조 번호를 부여하고 자세한 설명은 생략한다. 또한, 편의상 3개의 실내기가 구비된 멀티 에어컨의 구성을 중심으로 설명하나, 이에 한정되지 않고 2개 또는 3개 이상의 실내기가 구비된 멀티 에어컨과 하나의 실내기만 구비되는 싱글형 에어컨에도 적용 가능함은 물론이다.
본 발명에 따른 가습 기능을 갖는 냉난방 공기 조화기는, 도 2에 도시된 바와 같이 실외기(A)에 압축기(1)와 실외열교환기(2), 사방밸브(3), 축압기(8) 등이 구비된다.
분배기(B)에는 상기 실외기(A)와 실내기(C,C1,C2,C3) 사이에 냉매가 유동하는 고압 배관(20,20a,20b,20c), 저압 배관(21,21a,21b,21c)과 액관(22,22a,22b,22c)이 통과한다. 그리고, 상기 고압 배관(20a,20b,20c) 상에는 고압 밸브(30a,30b,30c)가 각각 설치되며, 상기 저압 배관(21a,21b,21c) 상에는 저압 밸브(31a,31b,31c)가 설치된다.
복수개의 실내기(C)에는 실내 열교환기(50a,50b,50c)와 전자팽창밸브(55a,55b,55c) 등이 각각 설치된다.
이와 같은 냉난방 공기 조화기는 가습 기능을 갖도록 상기 실외 열교환기(2)와 실내 열교환기(50a,50b,50c) 중 증발기로 작용하는 열교환기에서 발생하는 응축수를 받아 저장하는 응축수 모음수단이 구비된다.
상기 응축수 모음수단은 상기 실외 열교환기(2) 또는 상기 실내 열교환기(50a,50b,50c)의 하부에 각각 위치되어 각 열교환기에서 떨어지는 응축수를 받는 각각의 응축수 받이(61,62,63,64)와, 상기 각 응축수 받이에 떨어진 응축수가 모이는 스팀발생탱크(65)와, 상기 각 응축수 받이(61,62,63,64)와 상기 스팀 발생 탱크(65) 사이에 연결되는 응축수 배관(66,67)을 포함하여 구성된다.
여기서 상기 응축수 배관(66,67) 상에는 상기 응축수 받이(61,62,63,64)에 떨어진 응축수를 상기 스팀발생탱크(65)로 유동시키는 펌프(68)가 구비되는 것이 바람직하다.
또한, 상기 스팀발생탱크(65)에는 상기 응축수가 부족할 경우에 외부에서 물 을 공급할 수 있는 외부 물공급장치(70)가 연결된다. 이 외부 물공급장치(70)는 공급 호수(71)와, 상기 공급 호스(71)를 통해 물을 공급받는 물저장탱크(72)와, 상기 물저장탱크(72)와 상기 스팀발생탱크(65) 사이에 구비되어 물공급을 조절하는 개폐밸브(73)와, 상기 스팀발생탱크(65) 내에 구비되어 저수위를 감지하는 수위감지센서(74)로 구성된다.
다음, 상기와 같은 응축수 모음수단을 통해 모아진 응축수를 가습을 위한 스팀 상태로 변화시키는 스팀생성장치(80)가 구비된다.
상기 스팀생성장치(80)는 전기적 초음파에 의해 진동하는 진동자(81)를 이용하여 물입자를 분리시키면서 스팀을 생성시키도록 구성된 것으로서, 일반적인 가습기에 널리 사용되는 장치로서, 실외기(A) 또는 분배기(B) 쪽에 장치되는 것이 바람직하다.
다음, 상기 스팀생성장치(80)에서 생성된 스팀을 실내에 공급하는 가습 분무 수단이 구비된다. 이 가습 분무수단은 상기 응축수 모음수단에서 실내 쪽으로 연결되어 상기 스팀생성장치에 의해 생성된 스팀이 이송되는 스팀 배관(85)과, 상기 스팀 배관(85)의 끝단에 구비되어 각 실내에 스팀을 분사하는 분무 노즐(86,87,88)로 구성된다.
여기서, 상기 분무 노즐(86,87,88)은 도 3에 도시된 바와 같이 실내기(C)의 일측에 노출되게 구비되어 실내에 스팀을 분사할 수 있도록 구성되는 것이 바람직하고, 실시조건에 따라 토출구(58)의 내부에 구비하여 토출 공기와 함께 배출되도록 구성하는 것도 가능하다.
그리고 상기 분무 노즐(86,87,88)의 상류측에는 난방되고 있는 실내 등 가습이 요구되는 방에만 스팀을 분사할 수 있도록 선택적으로 유로를 개폐하는 개폐 밸브(91,92,93)가 구비된다.
또한, 상기 스팀 배관(85)에는 상기 분무 노즐(86,87,88)을 통해 분사되는 분무량을 조절할 수 있도록 유량조절밸브(95)가 구비된다.
상기와 같이 구성되는 본 발명에 따른 가습 기능을 갖는 냉난방 공기 조화기의 작용을 설명하면 다음과 같다.
도 2에 도시된 바와 같이 냉방주체 동시 운전시에는 두 개의 실내기(C1,C2)는 냉방 작동을 하고, 하나의 실내기(C3)는 난방 작동을 하게 된다.
이 때, 상기 두 개의 실내기(C1,C2)에 구비된 실내 열교환기(50a,50b)는 증발기로서 작동하게 되고, 여기서 발생된 응축수는 응축수 받이(62,63)에 떨어진 다음, 응축수 배관(67)을 따라 스팀발생탱크(65)로 고이게 된다. 물론, 높이 차에 의해 자연 유동이 어려운 경우에는 펌프(68)의 구동에 의해 응축수가 스팀발생탱크(65)로 저장되게 된다.
이와 같이 스팀발생탱크(65)에 응축수가 고이면, 초음파 진동자를 이용한 스팀생성장치(80)가 작동되면서 스팀을 생성하게 되고, 이렇게 생성된 스팀은 스팀 배관(85)을 통해 난방 실내기(C3)가 위치된 실내로 공급되어 가습이 이루어진다.
물론, 냉방 작동이 이루어지는 실내에는 개폐 밸브(87,88)가 닫혀 있으므로, 스팀 공급은 이루어지지 않게 된다.
다음, 모든 방이 난방되는 전실 난방 운전시에는 실내 열교환기(50a,50b,50c)가 모두 응축기로 작용하고, 실외 열교환기(2)가 증발기로 작용하므로, 실외 열교환기(2)에서 발생된 응축수를 이용하여 상기와 같은 방법으로 스팀을 생성하여 난방 실내기(C1,C2,C3)가 위치되는 실내에 스팀을 공급하면서 가습 작동을 하게 된다.
한편, 상기 스팀발생탱크(65)에 공급되는 응축수가 적을 경우에는 외부 물 공급 장치(70)를 통해 물을 공급받아 스팀을 발생시킨다. 즉, 스팀발생탱크(65)내에 구비된 수위감지센서(74)의 신호에 의해 수위가 일정 이하로 낮아지면 개폐 밸브(73)가 개방되면서 물저장탱크(72) 내에 저장된 물이 스팀발생탱크(65) 내로 공급되고, 이를 이용하여 스팀을 발생시키게 된다.
상기와 같이 구성되고 작용되는 본 발명에 따른 가습 기능을 갖는 냉난방 공기 조화기는, 냉난방 가동시 발생되는 응축수를 이용하여 스팀을 생성한 다음, 난방이 이루어지는 실내에 공급할 수 있도록 구성되어 있기 때문에 건조해지기 쉬운 난방 공간에 더욱 쾌적한 공조환경을 실현할 수 있음은 물론, 응축수도 효율적으로 처리 이용할 수 있는 이점이 있다.

Claims (9)

  1. 압축기와, 실외 열교환기와, 팽창 장치와, 실내 열교환기 및 사방 밸브가 구비되어 냉난방 작동이 가능하도록 이루어진 냉동 사이클 장치와;
    상기 실외 열교환기와 실내 열교환기 중 증발기로 작용하는 열교환기에서 발생하는 응축수를 받아 저장하는 응축수 모음수단과;
    상기 응축수 모음수단을 통해 모아진 응축수를 가습을 위한 스팀 상태로 변화시키는 스팀생성장치와;
    상기 스팀생성장치에서 생성된 스팀을 실내에 공급하는 가습 분무 수단을 포함하고,
    상기 응축수 모음수단은 상기 실외 열교환기 또는 상기 실내 열교환기의 하부에 위치되어 각 열교환기에서 떨어지는 응축수를 받는 복수개의 응축수 받이와, 상기 각 응축수 받이에 떨어진 응축수가 모이는 스팀발생탱크와, 상기 각 응축수 받이와 상기 스팀 발생 탱크 사이에 연결되는 응축수 배관을 포함하고,
    상기 응축수 배관 상에는 상기 응축수 받이에 떨어진 응축수를 상기 스팀발생탱크로 유동시키는 펌프가 구비된 가습 기능을 갖는 냉난방 공기 조화기.
  2. 압축기와, 실외 열교환기와, 팽창 장치와, 실내 열교환기 및 사방 밸브가 구비되어 냉난방 작동이 가능하도록 이루어진 냉동 사이클 장치와;
    상기 실외 열교환기와 실내 열교환기 중 증발기로 작용하는 열교환기에서 발생하는 응축수를 받아 저장하는 응축수 모음수단과;
    상기 응축수 모음수단을 통해 모아진 응축수를 가습을 위한 스팀 상태로 변화시키는 스팀생성장치와;
    상기 스팀생성장치에서 생성된 스팀을 실내에 공급하는 가습 분무 수단을 포함하고,
    상기 가습 분무수단은 상기 응축수 모음수단에서 실내 쪽으로 연결되어 상기 스팀생성장치에 의해 생성된 스팀이 이송되는 스팀 배관과, 상기 스팀 배관의 끝단에 구비되어 각 실내에 스팀을 분사하는 분무 노즐을 포함하는 가습 기능을 갖는 냉난방 공기 조화기.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 냉동 사이클 장치는 실내 열교환기가 복수개가 구비되어 냉방 작동과 난방 작동이 동시에 이루어지도록 하는 냉난방 동시형 구조로 구성된 것을 특징으로 하는 가습 기능을 갖는 냉난방 공기 조화기.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 응축수 모음수단은 상기 실외 열교환기 또는 상기 실내 열교환기의 하부에 위치되어 각 열교환기에서 떨어지는 응축수를 받는 복수개의 응축수 받이와, 상기 각 응축수 받이에 떨어진 응축수가 모이는 스팀발생탱크와, 상기 각 응축수 받이와 상기 스팀 발생 탱크 사이에 연결되는 응축수 배관을 포함한 것을 특징으로 하는 가습 기능을 갖는 냉난방 공기 조화기.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 응축수 배관 상에는 상기 응축수 받이에 떨어진 응축수를 상기 스팀발생탱크로 유동시키는 펌프가 구비된 것을 특징으로 하는 가습 기능을 갖는 냉난방 공기 조화기.
  6. 제 1 항 또는 제 4 항에 있어서,
    상기 스팀발생탱크에는 외부에서 물을 공급할 수 있는 외부 물공급장치가 연결된 것을 특징으로 하는 가습 기능을 갖는 냉난방 공기 조화기.
  7. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 스팀생성장치는 전기적 초음파에 의해 진동하는 진동자를 이용하여 물입자를 분리시키면서 스팀을 생성시키도록 구성된 것을 특징으로 하는 가습 기능을 갖는 냉난방 공기 조화기.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 가습 분무수단은 상기 응축수 모음수단에서 실내 쪽으로 연결되어 상기 스팀생성장치에 의해 생성된 스팀이 이송되는 스팀 배관과, 상기 스팀 배관의 끝단에 구비되어 각 실내에 스팀을 분사하는 분무 노즐을 포함한 것을 특징으로 하는 가습 기능을 갖는 냉난방 공기 조화기.
  9. 제 2 항 또는 제 8 항에 있어서,
    상기 분무 노즐의 상류측에는 유로를 개폐할 수 있도록 개폐 밸브가 구비된 것을 특징으로 하는 가습 기능을 갖는 냉난방 공기 조화기.
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