KR100701430B1 - 혼합식 바닥공조시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 바닥슬래브 위로 이격하여 이중바닥층을 형성하여 바닥슬래브와 이중바닥층 사이의 바닥공조공간과 이중바닥층 위의 실내공간으로 구획하는 건축물에서 공조기를 이용함으로 바닥공조공간으로부터 공조공기를 유입하여 실내공간으로 취출시키는 바닥공조시스템으로서 실내 부하 패턴에 효율적으로 대응할 수 있도록 바닥공조공간에 등압식과 가압식의 공조장치를 혼합하여 설치함으로 바닥공조공간의 높이를 낮추어 적용건물의 층고를 낮춤은 물론 에너지 절약 및 실내 환경을 개선할 수 있도록 한 혼합식 바닥공조시스템에 관한 것이다.

본 발명의 혼합식 바닥공조시스템은, 실내부하변동폭이 작은 내주부(interior zone)에 배치되며, 바닥공조공간의 공조공기를 실내공간으로 취출시키도록 바닥공조공간에 설치되는 가압식 급기구(diffuser); 및, 실내부하변동폭이 큰 외주부(perimeter zone)에 배치되며, 실내공간의 실내공기를 바닥공조공간으로 흡입하면서 바닥공조공간의 공조공기와 함께 실내공간으로 취출시키도록 바닥공조공간에 설치되는 등압식 터미널유닛(terminal unit);을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

바닥공조, 외주부, 내주부, 터미널유닛, 혼합식, 등압, 가압

Description

혼합식 바닥공조시스템{Underfloor air distribution system}

도 1은 종래의 바닥공조시스템을 도시한 개념도이다.

도 2는 본 발명에 따른 혼합식 바닥공조시스템을 도시한 개념도이다.

도 3은 본 발명에 적용되는 등압식 터미널유닛의 구조도이다.

도 4는 본 발명에 따른 혼합식 바닥공조시스템의 적용방법에 따른 실시예를 도시한 개념도이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

100: 가압식 급기구

200: 등압식 터미널유닛 210: 흡입구

220: 본체 221: 송풍기

222: 혼합댐퍼 222C: 댐퍼구동체

223: 전기히팅코일 224: 온도센서

230: 연결덕트 240: 취출구

300: 배플판 400: 외주부덕트

S: 바닥슬래브 F: 이중바닥층

FC: 바닥공조공간 IC: 실내공간

PZ(perimeter zone): 외주부 IZ(interior zone): 내주부

본 발명은 혼합식 바닥공조시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 바닥슬래브 위로 이격하여 이중바닥층을 형성하여 바닥슬래브와 이중바닥층 사이의 바닥공조공간과 이중바닥층 위의 실내공간으로 구획하는 건축물에서 공조기를 이용함으로 바닥공조공간으로부터 공조공기를 유입하여 실내공간으로 취출시키는 바닥공조시스템으로서 실내 부하 패턴에 효율적으로 대응할 수 있도록 바닥공조공간에 등압식과 가압식의 공조장치를 혼합하여 설치함으로 바닥공조공간의 높이를 낮추어 적용건물의 층고를 낮춤은 물론 에너지 절약 및 실내 환경을 개선할 수 있도록 한 혼합식 바닥공조시스템에 관한 것이다.

실내의 온도, 습도, 환기, 청정 및 기류 등을 조절하여 실내의 사용목적에 알맞은 상태를 유지시키는 것을 공기조화라 한다. 바닥공조시스템은 건물내에서 공기흐름을 바닥을 통해 조절하는 방식으로, 도 1에서와 같이 공조기 등에서 송풍되는 공조공기가 엑세스 플로어와 같은 이중바닥층 하부의 바닥공조공간으로 전달되고 바닥급기구를 통해 실내로 송풍되는 구조를 이룬다.

바닥급기시스템의 공조공기 공급방식은 바닥공조공간을 일정한 압력으로 유지하여 가압식 급기구를 통해 실내에 공기를 공급하는 가압식 방식으로 별도의 덕트가 없어 층고를 절감할 수 있다는 장점이 있으나, 바닥공조공간 내부를 일정한 압력으로 유지하여야만 하므로 공조 면적(200㎡내외)과 공조 길이(15m내외)에 한계가 있다는 단점이 있다. 이러한 단점때문에 종래의 바닥공조시스템을 그대로 따르게 되는 경우, 공조기로부터 멀리 떨어져 배치되면서 옥외의 기상상태의 영향을 많이 받아 실내부하변동폭이 크게 되는 외주부(perimeter zone)에는 공조공기의 급기가 제대로 이루어지지 않게 되는 문제가 초래된다.

이에, 일반적인 바닥공조시스템은 외주부 부하처리를 위한 다음과 같은 방안을 마련하여 보완하고 있다.

첫째가 별도의 외주부 부하처리용 장비(컨벡터, 팬코일유닛)를 두는 방식이다. 이 방식은 외주부 부하를 효과적으로 처리할 수 있으나, 창가에 별도의 장비가 있어 창가 자유도 측면에서 불리하고 바닥공조공간에 수(水)배관이 설치되므로 배관 누수에 의한 문제 등이 발생할 수 있고 외주부 부하처리용 장비가 수(水)방식으로 공기방식에 비해 실내 환기 측면에서 불리한 단점이 있다.

둘째가 바닥공조공간을 외주부와 내주부로 구분하여 구성하는 방식이다. 이 방식은 창가에 별도의 장비가 없어 창가 자유도 측면은 좋으나, 외주부에 공조공기를 별도 공급하기 위한 별도의 외주부덕트를 마련해야 하므로 바닥공조공간의 높이가 증가(바닥공조공간의 높이는 대략 200∼400mm 정도이면 되나 공조덕트가 설치되 는 경우에는 400∼600mm 정도로 증가)하고 덕트와 전기트레이 간섭 등 시공상 어려운 점이 발생하는 단점이 있다.

본 발명은 상기한 종래의 문제를 개선하고자 안출된 것으로서, 바닥슬래브 위로 이격하여 이중바닥층을 형성하여 바닥슬래브와 이중바닥층 사이의 바닥공조공간과 이중바닥층 위의 실내공간으로 구획하는 건축물에서 공조기를 이용함으로 바닥공조공간으로부터 공조공기를 유입하여 실내공간으로 취출시키는 바닥공조시스템으로서 바닥공조공간에 등압식과 가압식의 공조장치를 혼합하여 설치함으로 창가에 설치되는 별도의 외주부 부하처리 장치나 별도의 외주부덕트를 설치하지 않고도 실내 부하 패턴에 효율적으로 대응할 수 있도록 한 혼합식 바닥공조시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.

상기한 목적달성을 위해 본 발명은

바닥슬래브 위로 이격하여 이중바닥층을 형성하여 바닥슬래브와 이중바닥층 사이의 바닥공조공간과 이중바닥층 위의 실내공간으로 구획하는 건축물에서 공조기를 이용함으로 바닥공조공간으로부터 공조공기를 유입하여 실내공간으로 취출시키는 바닥공조시스템으로서,

실내부하변동폭이 작은 내주부(interior zone)에 배치되며, 바닥공조공간의 공조공기를 실내공간으로 취출시키도록 바닥공조공간에 설치되는 가압식 급기구(diffuser); 및,

실내부하변동폭이 큰 외주부(perimeter zone)에 배치되며, 실내공간의 실내공기를 바닥공조공간으로 흡입하면서 바닥공조공간의 공조공기와 함께 실내공간으로 취출시키도록 바닥공조공간에 설치되는 등압식 터미널유닛(terminal unit);을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 혼합식 바닥공조시스템을 제공한다.

이하, 첨부한 도면 및 바람직한 실시예에 따라 본 발명을 상세히 설명한다.

도 2는 본 발명에 따른 혼합식 바닥공조시스템을 도시한 개념도로서, 본 발명은 도시하고 있는 바와 같이 실내부하변동이 많은 외주부(PZ)에는 등압식 방식을 적용하고, 실내부하변동이 적은 내주부(IZ)에는 가압식 방식을 구분하여 적용한다는데 특징이 있다. 즉, 본 발명은 기본적으로 바닥공조공간을 이용한 가압식 방식을 적용하고, 다만 가압식 방식은 공조 길이가 길어지는 경우 공조기에서 멀리 위치한 외주부까지 공조공기가 급기되기 어려우므로 이를 보완하기 위해 가압식 방식에 등압식 방식을 혼용하고 있는 것이다.

본 발명의 혼합식 바닥공조시스템은 가압식 급기구(diffuser, 100)를 실내부하변동폭이 작은 내주부(interior zone, IZ)에 배치하면서 바닥공조공간(FC)의 공조공기를 실내공간(IC)으로 취출시키도록 바닥공조공간(FC)에 설치하고, 등압식 터미널유닛(terminal unit, 200)을 실내부하변동폭이 큰 외주부(perimeter zone, PZ)에 배치하고 실내공간(IC)의 실내공기를 바닥공조공간(FC)으로 흡입하면서 바닥공 조공간(FC)의 공조공기를 실내공간(IC)으로 취출시키도록 바닥공조공간(FC)에 설치함으로 완성된다.

이와 같이 가압식과 등압식의 혼합으로 본 발명은 외기상태변화에 따른 실내부하변동에 효율적으로 대응하면서 층고를 낮출 수 있게 된다.

다시 말해, 일반적인 가압식 방식은 바닥공조공간의 높이를 낮추면 압력손실 증가로 수평거리가 긴 대규모 사무실의 경우 위치별 바닥공조공간의 압력차가 증가하여 적정한 급기 풍량을 제공하기 어렵게 되는데 반해, 본 발명에서는 가압식 방식 외에 바닥공조공간(FC)의 외주부(PZ)에 등압식 터미널유닛(200)을 설치함으로 바닥공조공간의 외주부(PZ) 압력이 떨어져도 등압식 터미널유닛(200)에 의해 실내공기를 바닥공조공간(FC)으로 유입할 수 있도록 하여 위치별 바닥공조공간(FC)의 압력차를 줄이고 나아가 등압식 터미널유닛(200)에 의해 유입된 실내공기를 바닥공조공간(FC)의 공조공기와 함께 등압식 터미널유닛(200)에 의해 다시 실내공간(IC) 외주부로 취출시켜 외주부(PZ) 부하처리를 유도하게 되며, 그 결과 실내공간으로 적정한 급기 풍량을 제공할 수 있게 되는 것이다.

또한, 수직높이가 높은 등압식 터미널유닛(200)을 바닥공조공간(FC) 말단 즉 외주부(PZ)에만 설치함으로써 액세스 플로어와 같이 바닥공조공간(FC)에 전력선이 배치되는 경우 등압식 터미널유닛과 전력선의 간섭을 최소화할 수 있게 되어 층고를 낮출 수 있는 것이다.

도 3은 본 발명에 적용되는 등압식 터미널유닛(200)의 구조도로, 등압식 터 미널유닛(200)은 흡입구(210), 본체(220), 취출구(240)를 포함하고 있는 바닥취출장치로서 실내부하변동에 따라 급기 풍량을 조절할 수 있도록 하고 구성하고 있다. 이와 같은 구성으로 외주부(PZ)에도 공조공기를 원활히 공급할 수 있게 된다.

흡입구(210)는 외주부(PZ) 선단 이중바닥층(F)에 장착되는 것으로, 실내공간(IC)의 실내공기를 유입하게 된다. 상기 흡입구(210)는 외주부(PZ) 선단 즉 내주 후단과 근접하게 되므로 부하변동이 작은 실내공간(IC) 내주부의 실내공기를 바닥공조공간(FC)으로 다시 유입시키는 역할을 하게 된다.

본체(220)는 그 내부에 송풍기(221)가 구비되고 흡입구(210) 및 바닥공조공간(FC)과 연통하는 것으로, 송풍기(221)의 구동에 의해 흡입구로(210)부터 흡입된 실내공간(IC)의 실내공기와 바닥공조공간(FC)의 공조공기가 본체 내부로 유입된다.

상기 본체(220)는 흡입구(210)로부터 흡입되는 실내공간(IC)의 실내공기와 바닥공조공간(FC)의 공조공기 각각의 온도를 감지하는 온도센서(224);와 내부의 공기를 예열하거나 냉각하는 전기히팅코일(223);이 더 구비되도록 구성할 수 있다. 상기 전기히팅코일(223)은 온도센서(224)에 의해 감지된 온도에 따라 조절되어 본체(220) 내부의 공기(흡입구로부터 흡입되는 실내공간의 실내공기와 바닥공조공간의 공조공기)를 적정의 온도로 조정하며, 특히 전기히팅코일(223)은 별도의 수배관 없이 외주부부하를 담당하게 되므로 수배관 설치에 따른 안정성 저하 문제가 미연에 차단된다.

또한, 상기 본체(220)는 흡입구(210)로부터 흡입되는 실내공간(IC)의 실내공기가 유입되는 실내공기유입댐퍼(222a)와 바닥공조공간(FC)의 공조공기가 유입되는 공조공기유입댐퍼(222b)로 구분되는 혼합댐퍼(222)가 더 구비되면서 상기 혼합댐퍼(222)에 실내공기유입댐퍼(222a)와 공조공기유입댐퍼(222b)의 개폐정도를 조절하는 댐퍼구동체(222c)가 장착되도록 구성할 수 있는데, 이러한 구성은 상기 댐퍼구동체(222c)를 구동시켜 등압식 터미널유닛(200)의 급기 풍량 상태에 따라 혼합댐퍼(222)의 개폐정도가 조절되도록 함으로 바닥공조공간의 압력을 일정하게 유지시켜 급기 풍량을 조절할 수 있게 한다.

한편, 구체적으로 도시하지는 않았지만, 급기 풍량의 조절은 등압식 터미널유닛의 본체(220)를 공조기와 연동시켜 등압식 터미널유닛(200)의 급기 풍량 상태에 따라 공조기 풍량이 조절되도록 함(등압식 터미널유닛과 공조기가 연동하는 인버터시스템)으로 바닥공조공간(FC)의 압력을 일정하게 유지시키는 방법을 채택할 수도 있다.

취출구(240)는 외주부(PZ) 말단 이중바닥층(F)에 장착되는 것으로, 상기 본체의 송풍기(221)를 통과한 공기를 실내공간(IC) 외주부 취출시키는 역할을 한다. 다만, 도시하고 있는 바와 같이 본체(220)와 취출구(240)를 연결하는 연결덕트(230)를 더 구성하면 본체(220) 내로 유입된 공기는 전량 취출구(240)를 통해 실내공간 외주부로 취출될 것이다.

도 4는 본 발명에 따른 혼합식 바닥공조시스템의 다른 실시예를 도시한 개념도이다. 본 발명의 바닥공조시스템은 도 4(a)와 같이 바닥공조공간(FC) 전체를 단일 공간으로 활용하는 단일챔버방식과 도 4(b)와 같이 바닥공조공간(FC)을 외주부(PZ)와 내주부(IZ) 두개의 공간으로 구분하는 이중챔버방식으로 적용될 수 있다.

바닥공조시스템은 덕트를 따로 추가 설치하지 않고 바닥슬래브(S)와 이중바닥층(F) 사이 공간 전체를 바닥공조공간(FC)으로 사용하는 것이 층고절감을 위해 바람직하므로 일반적으로는 단일챔버방식을 적용할 것이나, 공조 길이가 지나치게 길어 바닥공조공간(FC)의 공조공기가 외주부(PZ)에 배치된 등압식 터미널유닛(200)으로 직접 유입되기 어려운 경우에 이중챔버방식을 적용하도록 한다.

도 4(b)에서는 바닥공조공간(FC)에 외주부(PZ)와 내주부(IZ)를 분리구획하는 배플판(300)을 설치하고, 상기 바닥공조공간의 외주부(PZ)에 공조기와 연통하는 외주부덕트(400)를 별도 설치함으로 이중챔버방식을 구현하고 있다.

이상과 같은 본 발명에 따르면, 바닥슬래브 위로 이격하여 이중바닥층을 형성하여 바닥슬래브와 이중바닥층 사이의 바닥공조공간과 이중바닥층 위의 실내공간으로 구획하는 건축물에서 공조기를 이용함으로 바닥공조공간으로부터 공조공기를 유입하여 실내공간으로 취출시키는 바닥공조시스템으로서 바닥공조공간에 등압식과 가압식의 공조장치를 혼합하여 설치함으로 창가에 설치되는 별도의 외주부 부하처리 장치나 별도의 외주부덕트를 설치하지 않고도 실내 부하 패턴에 효율적으로 대 응할 수 있게 되며 그 결과 공조 에너지 절약 및 실내 환경 개선이 가능해진다.

또한, 외주부에도 활발하게 공조공기의 공급이 가능해지므로 내주부와 외주부 실내공기의 온도편중을 해소하거나 대폭 억제할 수 있게 되며, 나아가 가압식 단독 방식에 비하여 공조 면적과 공조 길이가 증가하므로 유연성 있는 설계가 가능해진다.

Claims (7)

1. 삭제
2. 바닥슬래브 위로 이격하여 이중바닥층을 형성하여 바닥슬래브와 이중바닥층 사이의 바닥공조공간과 이중바닥층 위의 실내공간으로 구획하는 건축물에서 공조기를 이용함으로 바닥공조공간으로부터 공조공기를 유입하여 실내공간으로 취출시키는 바닥공조시스템으로서,

   실내부하변동폭이 작은 내주부(interior zone)에 배치되며, 바닥공조공간의 공조공기를 실내공간으로 취출시키도록 바닥공조공간에 설치되는 가압식 급기구(diffuser); 및,

   실내부하변동폭이 큰 외주부(perimeter zone)에 배치되며, 실내공간의 실내공기를 바닥공조공간으로 흡입하면서 바닥공조공간의 공조공기와 함께 실내공간으로 취출시키도록 바닥공조공간에 설치되는 등압식 터미널유닛(terminal unit);을 포함하여 구성되며,

   상기 등압식 터미널유닛은

   외주부 선단 이중바닥층에 장착된 흡입구;

   상기 흡입구 및 바닥공조공간과 연통하며, 내부에 구비된 송풍기에 의해 흡입구로부터 흡입된 실내공간의 실내공기와 바닥공조공간의 공조공기가 유입되는 본체;

   외주부 말단 이중바닥층에 장착되어 본체 송풍기를 통과한 공기를 실내공간으로 취출시키는 취출구;를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 혼합식 바닥공조시스템.
3. 제2항에서,

   상기 등압식 터미널유닛의 본체를 상기 공조기와 연동시켜 등압식 터미널유닛의 급기 풍량 상태에 따라 공조기 풍량이 조절되도록 함으로 바닥공조공간의 압력을 일정하게 유지시키는 것을 특징으로 하는 혼합식 바닥공조시스템.
4. 제2항에서,

   상기 등압식 터미널유닛의 본체는 흡입구로부터 흡입되는 실내공간의 실내공기가 유입되는 실내공기유입댐퍼와 바닥공조공간의 공조공기가 유입되는 공조공기유입댐퍼로 구분되는 혼합댐퍼를 더 구비하며,

   상기 혼합댐퍼에는 실내공기유입댐퍼와 공조공기유입댐퍼의 개폐정도를 조절하는 댐퍼구동체가 장착되며,

   상기 댐퍼구동체를 구동시켜 등압식 터미널유닛의 급기 풍량 상태에 따라 혼합댐퍼의 개폐정도가 조절되도록 함으로 바닥공조공간의 압력을 일정하게 유지시키 는 것을 특징으로 하는 혼합식 바닥공조시스템.
5. 제2항 내지 제4항 중 어느 한 항에서,

   상기 등압식 터미널유닛은

   본체와 취출구를 서로 연결하는 연결덕트;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 혼합식 바닥공조시스템.
6. 제2항 내지 제4항 중 어느 한 항에서,

   상기 등압식 터미널유닛의 본체는

   흡입구로부터 흡입되는 실내공간의 실내공기와 바닥공조공간의 공조공기 각각의 온도를 감지하는 온도센서;

   내부의 공기를 예열하거나 냉각하는 전기히팅코일;

   을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 혼합식 바닥공조시스템.
7. 제2항 내지 제4항 중 어느 한 항에서,

   상기 바닥공조공간에는 외주부와 내주부를 분리구획하는 배플판이 설치되며,

   상기 바닥공조공간의 외주부에는 공조기와 연통하는 외주부덕트가 별도 설치되는 것을 특징으로 하는 혼합식 바닥공조시스템.

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