KR100711625B1 - 공기조화장치 - Google Patents

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슈지 이케가미
도모히로 야부
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다이킨 고교 가부시키가이샤
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Abstract

냉매회로(40)에는, 실외열교환기(54), 실내열교환기(55), 및 흡착열교환기(56, 57)가 설치된다. 실내열교환기(55)는 실내유닛(11)에 배치되며, 실외열교환기(54)와 2개의 흡착열교환기(56, 57)는 실외유닛(12)에 설치된다. 실외유닛(12)에 도입된 실외공기의 수분이, 증발기로 된 흡착열교환기(56, 57)의 흡착제에 흡착되어 이 공기가 제습된다. 제습된 공기는, 증발기로 된 실내열교환기(55)에서 냉각되고, 이 공기가 실내공간에 공급된다.

Description

공기조화장치{AIR CONDITIONER}
본 발명은 실내공간의 현열부하와 잠열부하를 처리하는 공기조화장치에 관한 것이다.
종래, 특허문헌1(국제공개 제 03/029728호 책자)에 개시된 바와 같이, 실내공간의 냉방과 제습을 실행하는 공기조화장치가 알려져 있다. 이 공기조화장치는, 이용측 열교환기로서의 실내열교환기와 열원측 열교환기로서의 실외열교환기가 배치된 냉매회로를 구비하며, 냉매회로에서 냉매를 순환시켜 냉동주기를 실행한다. 그리고 상기 공기조화장치는, 실내열교환기에서의 냉매증발온도를 실내공기의 이슬점(dew point) 온도보다 낮게 설정하여, 실내공기 중의 수분을 응축시킴으로써 실내공간의 제습을 실행한다.
한편, 특허문헌2(일특개평 7-265649호 공보)에 개시된 바와 같이, 표면에 흡착제가 구성된 열교환기를 구비한 제습장치도 알려져 있다. 이 제습장치는, 수분의 흡탈착을 행하는 흡착제가 구성된 열교환기(흡착열교환기)를 2대 구비하며, 이들 중 한쪽에서 공기를 제습하여 다른 쪽을 재생시키는 동작을 실행한다. 이때 수분을 흡착하는 쪽의 흡착열교환기에는 냉각탑에서 냉각된 물이 공급되고, 재생될 열교환기에는 온수가 공급된다. 그리고 상기 제습장치는 전술한 동작에 의해 제습 된 공기를 실내공간에 공급한다.
해결과제
전술한 바와 같이 특허문헌1에 기재된 공기조화장치에서는, 실내열교환기에서의 냉매증발온도를 실내공기의 이슬점 온도보다 낮게 설정하여, 공기 중의 수분을 응축시킴으로써 실내 공간의 잠열부하를 처리한다. 즉 실내열교환기에서의 냉매증발온도가 실내공기의 이슬점 온도보다 높아도 현열부하의 처리는 가능하나, 잠열부하를 처리하기 위해 실내열교환기에서의 냉매증발온도를 낮은 값으로 설정한다. 때문에 냉동주기의 고저압 차가 커지고 압축기로의 입력이 많아져 낮은 COP(coefficient of performance;성적계수)밖에 얻을 수 없다는 문제가 있다.
또 특허문헌2에 기재된 제습장치에서는, 냉각탑에서 냉각된 냉각수, 즉 실내온도에 비해 그다지 온도가 낮지 않은 냉각수를 열교환기에 공급한다. 따라서 이 제습장치에서는, 실내공간의 잠열부하는 처리할 수 있어도 현열부하는 처리할 수 없다는 문제가 있다.
본 발명은, 이러한 점에 감안하여 이루어진 것이며 그 목적으로 하는 바는, 실내공간의 현열부하와 잠열부하 양쪽의 처리가 가능하며, 더욱이 높은 COP를 얻을 수 있는 공기조화장치를 제공하는 데 있다.
발명의 개시
본 발명은, 냉매회로에 공기온도를 조절하는 열교환기와 수분의 흡탈착을 행하는 흡착열교환기를 배치하고, 상기 열교환기와 상기 흡착열교환기 양쪽에서 공기를 처리하여 실내공간에 공급하도록 하는 것이다.
보다 구체적으로 제 1 발명은, 열원측 열교환기(54)와 이용측 열교환기(55)를 갖는 냉매회로(40)를 구비하며, 상기 냉매회로(40)에서 냉동주기를 실행하고, 상기 이용측 열교환기(55)를 통과한 공기를 실내공간에 공급하여 실내의 현열부하 및 잠열부하를 처리하는 공기조화장치를 전제로 한다. 그리고 이 공기조화장치는 상기 냉매회로(40)에, 표면에 수분의 흡탈착을 행하는 흡착제가 담지된 흡착열교환기(56, 57)가 배치되고, 상기 흡착열교환기(56, 57)를 통과한 공기를 상기 이용측 열교환기(55)를 통해 실내공간에 공급하도록 구성되는 것이다.
상기 제 1 발명에서는, 공기조화장치의 냉매회로(40)에 1개 또는 복수의 열원측 열교환기(54)와, 1개 또는 복수의 이용측 열교환기(55)가 배치된다. 여기서, 냉매회로(40)의 냉매가 순환하여 냉동주기를 행함으로써, 이용측 열교환기(55)를 유통하는 공기의 냉각 또는 가열이 이루어진다. 또 냉매회로(40)에는, 1개 또는 복수의 흡착열교환기(56, 57)가 배치된다. 여기서 냉매회로(40)의 냉매가 순환하여 냉동주기를 행함으로써, 흡착열교환기(56, 57)를 유통하는 공기의 습도가, 이 흡착열교환기(56, 57)에 담지된 흡착제의 흡탈착 작용에 의해 조절된다.
또 이 공기조화장치의, 예를 들어 여름철 제습냉방 시에는, 흡착열교환기(56, 57)에서 수분이 흡착된 공기를 이용측 열교환기(55)에서 냉각시켜 실내공간에 공급할 수 있다. 이 때 이용측 열교환기(55)를 유통하는 공기는, 흡착열교환기(56, 57)에 의해 제습되므로, 흡착열교환기(56, 57)에서 제습을 행하지 않는 경우에 비해 이용측 열교환기(55)의 냉각 시 응축수량이 감소된다.
제 2 발명은, 열원측 열교환기(54)와 이용측 열교환기(55)를 갖는 냉매회로(40)를 구비하며, 상기 냉매회로(40)에서 냉동주기를 실행하고, 상기 이용측 열교환기(55)를 통과한 공기를 실내공간에 공급하여 실내의 현열부하 및 잠열부하를 처리하는 공기조화장치를 전제로 한다. 그리고 이 공기조화장치는, 상기 냉매회로(40)에, 표면에 수분의 흡탈착을 행하는 흡착제가 담지된 흡착열교환기(56, 57)가 배치되고, 상기 이용측 열교환기(55)를 통과한 공기를 상기 흡착열교환기(56, 57)를 통해 실내공간에 공급하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 것이다.
상기 제 2 발명에서는 제 1 발명과 마찬가지로, 이용측 열교환기(55)를 유통하는 공기의 냉각 또는 가열이 이루어진다. 또한 흡착열교환기(56, 57)를 유통하는 공기의 습도가, 이 흡착열교환기(56, 57)에 담지된 흡착제의 흡탈착 작용에 의해 조절된다.
또 이 공기조화장치에서 예를 들어 여름철 제습냉방 시에는, 이용측 열교환기(55)에서 냉각된 후의 공기를 흡착열교환기(56, 57)에서 제습하여 실내공간에 공급할 수 있다. 이 때 흡착열교환기(56, 57)를 유통하는 공기는, 이용측 열교환기(55)에서 냉각되므로, 이용측 열교환기(55)에서 냉각을 실행하지 않는 경우에 비해, 공기 온도가 낮은 상태이다. 따라서 흡착열교환기(56, 57) 흡착제에서의 수분 흡착성능이 향상된다.
그리고 이 공기조화장치에서 이른바 겨울철 가습난방 시에는, 이용측 열교환기(55)에서 가열된 후의 공기를 흡착열교환기(56, 57)에서 가습하여 실내공간에 공급할 수 있다. 이 때 흡착열교환기(56, 57)를 유통하는 공기는, 이용측 열교환기(55)에서 가열되므로, 이용측 열교환기(55)에서 가열을 실행하지 않는 경우에 비해, 공기 온도가 높은 상태이다. 따라서 흡착열교환기(56, 57)의 흡착제에서의 수분 탈리성능이 향상된다.
제 3 발명은, 열원측 열교환기(54)와 이용측 열교환기(55)를 갖는 냉매회로(40)를 구비하며, 상기 냉매회로(40)에서 냉동주기를 실행하고, 상기 이용측 열교환기(55)를 통과한 공기를 실내공간에 공급하여 실내의 현열부하 및 잠열부하를 처리하는 공기조화장치를 전제로 한다. 그리고 이 공기조화장치는, 상기 냉매회로(40)에, 표면에 수분의 흡탈착을 행하는 흡착제가 담지된 흡착열교환기(56, 57)가 배치되고, 상기 이용측 열교환기(55)와 상기 흡착열교환기(56, 57)에 공기를 병행으로 유통시켜 실내공간에 공급하도록 구성되는 것이다.
상기 제 3 발명에서는 제 1 발명과 마찬가지로, 이용측 열교환기(55)를 유통하는 공기의 냉각 또는 가열이 이루어진다. 또한 흡착열교환기(56, 57)를 유통하는 공기의 습도가, 이 흡착열교환기(56, 57)에 담지된 흡착제의 흡탈착 작용에 의해 조절된다.
또, 이 공기조화장치에서는, 공기가 이용측 열교환기(55)와 흡착열교환기(56, 57)에 병행으로 유입되어, 한쪽 공기가 이용측 열교환기(55)를 유통한 후에 실내공간에 공급되고, 다른 쪽 공기는 흡착열교환기(56, 57)를 유통한 후에 실내공간에 공급된다.
제 4 발명은, 열원측 열교환기(54)와 이용측 열교환기(55)를 갖는 냉매회로(40)를 구비하며, 상기 냉매회로(40)에서 냉동주기를 실행하고, 상기 이용측 열교환기(55)를 통과한 공기를 실내공간에 공급하여 실내의 현열부하 및 잠열부하를 처리하는 공기조화장치를 전제로 한다. 그리고 이 공기조화장치는 상기 냉매회로(40)에, 표면에 수분의 흡탈착을 행하는 흡착제가 담지된 흡착열교환기(56, 57)가 배치되고, 상기 흡착열교환기(56, 57)를 통과한 공기를 상기 열원측 열교환기(54)를 통해 실외공간으로 배출하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 것이다.
상기 제 4 발명에서는, 예를 들어 겨울철 가습난방 시에, 흡착열교환기(56, 57)의 흡착제에 수분을 부여한 공기를 열원측 열교환기(54)에서 냉각시켜 실외공간으로 배출할 수 있다. 이 때 열원측 열교환기(54)를 유통하는 공기는, 흡착열교환기(56, 57)에 의해 감습되므로, 흡착열교환기(56, 57)에서 감습을 행하지 않는 경우에 비해, 열원측 열교환기(54)의 냉각 시 응축수량이 감소한다.
제 5 발명은, 열원측 열교환기(54)와 이용측 열교환기(55)를 갖는 냉매회로(40)를 구비하며, 상기 냉매회로(40)에서 냉동주기를 실행하고, 상기 이용측 열교환기(55)를 통과한 공기를 실내공간에 공급하여 실내의 현열부하 및 잠열부하를 처리하는 공기조화장치를 전제로 한다. 그리고 이 공기조화장치는 상기 냉매회로(40)에, 표면에 수분의 흡탈착을 행하는 흡착제가 담지된 흡착열교환기(56, 57)가 배치되고, 상기 열원측 열교환기(54)를 통과한 공기를 상기 흡착열교환기(56, 57)를 통해 실외공간으로 배출하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 것이다.
상기 제 5 발명에서는, 예를 들어 여름철 제습냉방 시에, 열원측 열교환기(54)에서 가열된 후의 공기로 흡착열교환기(56, 57) 흡착제의 수분을 탈리시켜 실외공간으로 배출할 수 있다. 이 때 흡착열교환기(56, 57)를 유통하는 공기는, 열원측 열교환기(54)에서 가열되므로, 열원측 열교환기(54)에서 가열을 행하지 않는 경우에 비해, 공기 온도가 높은 상태이다. 따라서 흡착열교환기(56, 57) 흡착제에서의 수분 탈리성능이 향상된다.
또 예를 들어 겨울철 가습난방 시에는, 열원측 열교환기(54)에서 냉각된 후의 공기를 흡착열교환기(56, 57)에서 감습하여 실외공간으로 배출할 수 있다. 이 때 흡착열교환기(56, 57)를 유통하는 공기는, 열원측 열교환기(54)에서 냉각되므로, 열원측 열교환기(54)에서 냉각을 행하지 않는 경우에 비해, 공기 온도가 낮은 상태이다. 따라서 흡착열교환기(56, 57) 흡착제에서의 수분 흡착성능이 향상된다.
제 6 발명은, 열원측 열교환기(54)와 이용측 열교환기(55)를 갖는 냉매회로(40)를 구비하며, 상기 냉매회로(40)에서 냉동주기를 실행하고, 상기 이용측 열교환기(55)를 통과한 공기를 실내공간에 공급하여 실내의 현열부하 및 잠열부하를 처리하는 공기조화장치를 전제로 한다. 그리고 이 공기조화장치는 상기 냉매회로(40)에, 표면에 수분의 흡탈착을 행하는 흡착제가 담지된 흡착열교환기(56, 57)가 배치되고, 상기 열원측 열교환기(54)와 상기 흡착열교환기(56, 57)에 공기를 병행으로 유통시켜 실외공간으로 배출하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 것이다.
상기 제 6 발명에서는, 공기가 열원측 열교환기(54)와 흡착열교환기(56, 57)에 병행으로 유입되어, 한쪽 공기가 열원측 열교환기(54)를 유통한 후에 실외공간으로 배출되고, 다른 쪽 공기는 흡착열교환기(56, 57)를 유통한 후에 실외공간으로 배출된다.
제 7 발명은, 제 1 내지 제 6 발명 중 어느 한 발명의 공기조화장치에 있어서, 흡착열교환기(56, 57)는, 제 1 흡착열교환기(56)와 제 2 흡착열교환기(57)로 구성되며, 상기 제 1 흡착열교환기(56)를 통과한 공기를 실내공간에 공급하는 동시에 상기 제 2 흡착열교환기(57)를 통과한 공기를 실외공간으로 배출하는 제 1 동작과, 상기 제 2 흡착열교환기(57)를 통과한 공기를 실내공간에 공급하는 동시에 상기 제 1 흡착열교환기(56)를 통과한 공기를 실외공간으로 배출하는 제 2 동작을 교대로 반복하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 것이다.
상기 제 7 발명에서는, 공기조화장치의 냉매회로(40)에 제 1 흡착열교환기(56)와 제 2 흡착열교환기(57)가 배치된다. 그리고 이 공기조화장치에 있어서, 제 1 흡착열교환기(56)와 제 2 흡착열교환기(57)의 한쪽에서 공기 중의 수분이 흡착되는 흡착동작이 이루어지고, 동시에 제 1 흡착열교환기(56)와 제 2 흡착열교환기(57)의 다른 한쪽에서 흡착제의 수분이 탈리되는 탈리동작(재생동작)이 이루어진다.
발명의 효과
본 발명에서는 냉매회로(40)에 흡착열교환기(56, 57)를 배치하고, 공기를 이 흡착열교환기(56, 57)에 통과시킴으로써, 이 공기의 습도를 조절한다. 즉 종래와 같이 공기 중의 수분을 응축시켜 공기를 제습하는 것이 아닌, 공기 중의 수분을 흡착제에 흡착시켜 공기를 제습한다. 따라서 종래와 같이 냉동주기의 냉매증발온도를 공기의 이슬점 온도보다 낮게 설정할 필요가 없으며, 냉매증발온도를 공기의 이슬점 온도 이상으로 설정해도 공기의 제습이 가능해진다. 이로써 본 발명에 의하면, 공기를 제습할 경우도 냉동주기의 냉매증발온도를 특허문헌1보다 높게 설정할 수 있어, 냉동주기의 고저압차를 축소할 수 있다. 그 결과, 냉매의 압축에 필요한 동력의 삭감이 가능해져, 냉동주기의 COP를 향상시킬 수 있다.
특히 상기 제 1 발명에 의하면 제습냉방 시에 있어서, 흡착열교환기(56, 57)에서 수분이 흡착된 공기를 이용측 열교환기(55)로 냉각시켜 실내공간에 공급하도록 한다. 이 경우, 이용측 열교환기(55)에서 냉각될 공기는 흡착열교환기(56, 57)에 의해 제습되므로, 냉각에 따라 이용측 열교환기(55) 근방에서 발생하는 응축수량을 감소시킬 수 있다. 따라서 이용측 열교환기(55)에서의 드레인수 발생을 억제할 수 있어, 드레인대책에 관한 장치의 소형화가 가능하다.
상기 제 2 발명에 의하면 제습냉방 시에 있어서, 이용측 열교환기(55)에서 냉각된 공기를 흡착열교환기(56, 57)에서 제습하여 실내공간에 공급하도록 한다. 이 경우, 흡착열교환기(56, 57)에서 흡착제에 의해 제습될 공기는 이용측 열교환기(55)에서 냉각되므로, 흡착제의 흡착성능이 향상된다. 따라서 이 공기조화장치의 제습성능이 향상된다.
또 이 공기조화장치는 가습난방 시에, 이용측 열교환기(55)에서 가열된 공기를 흡착열교환기(56, 57)에서 가습하여 실내공간에 공급하도록 한다. 이 경우, 흡착열교환기(56, 57)에서 흡착제에 의해 가습될 공기는 이용측 열교환기(55)에서 가열되므로, 흡착제의 탈리성능이 향상된다. 따라서 이 공기조화장치의 가습성능이 향상된다.
상기 제 3 발명에 의하면, 공기를 이용측 열교환기(55)와 흡착열교환기(56, 57)에 병행으로 유통시켜 실내공간에 공급하도록 한다. 이와 같이 하면 예를 들어, 이용측 열교환기(55) 및 흡착열교환기(56, 57)에 직류로 공기를 유통시키는 경우에 비해, 공기 흐름에 따라 발생하는 압력손실이 작아진다. 따라서 이 공기를 송풍하기 위한 송풍수단의 동력을 삭감할 수 있어, 송풍수단의 소형화를 도모할 수 있다.
또한 공기를 이용측 열교환기(55)와 흡착열교환기(56, 57)에서 병행으로 처리할 수 있으므로, 예를 들어 이용측 열교환기(55)를 유통하는 공기의 풍량과, 흡착열교환기(56, 57)를 유통하는 공기의 풍량을 각각 조정하여, 공기의 온도조절과 습도조절을 개별적으로 행할 수 있다. 따라서 이 공기조화장치의 공조에 관한 자유도가 확대되어 실내공간의 쾌적성을 향상시킬 수 있다.
상기 제 4 발명에 의하면 가습난방 시에, 흡착열교환기(56, 57)에서 수분이 흡착된 공기를 열원측 열교환기(54)에서 냉각시켜 실외공간으로 배출하도록 한다. 이 경우 열원측 열교환기(54)에서 냉각될 공기는 흡착열교환기(56, 57)에 의해 감습되므로, 냉각에 따라 열원측 열교환기(54) 근방에서 발생하는 응축수량을 감소시킬 수 있다. 따라서 열원측 열교환기(54)에서의 드레인수 발생을 억제할 수 있어, 드레인대책에 관한 장치의 소형화가 가능하다. 또한 열원측 열교환기(54)가 실외공간에 배치될 경우, 이 열원측 열교환기(54) 표면에서의 응축수 동결을 억제할 수 있다.
상기 제 5 발명에 의하면 제습냉방 시에, 열원측 열교환기(54)에서 가열된 공기를 흡착열교환기(56, 57)에서 가습시켜 실외공간으로 배출하도록 한다. 이 경우 흡착열교환기(56, 57) 흡착제의 수분을 탈리시킬 공기는, 열원측 열교환기(54)에서 가열되므로, 이 흡착제의 탈리성능, 바꾸어 말하면 재생성능이 향상된다. 따라서 흡착열교환기(56, 57)의 흡착제로 공기 중의 수분을 흡착하고, 이 공기를 실내공간에 공급할 때 제습성능이 향상된다.
또 이 공기조화장치는 가습난방 시에, 열원측 열교환기(54)에서 냉각된 공기를 흡착열교환기(56, 57)에서 제습시켜 실외공간으로 배출하도록 한다. 이 경우 흡착열교환기(56, 57)의 흡착제에 수분을 부여할 공기는, 열원측 열교환기(54)에서 냉각되므로, 이 흡착제의 흡착성능이 향상된다. 따라서 흡착열교환기(56, 57)의 흡착제의 수분을 공기로 탈리시켜, 이 공기를 실내공간에 공급할 때 가습성능이 향상된다.
상기 제 6 발명에 의하면, 공기를 열원측 열교환기(54)와 흡착열교환기(56, 57)에 병행으로 유통시켜, 실외공간으로 배출하도록 한다. 이와 같이 하면, 예를 들어 열원측 열교환기(54) 및 흡착열교환기(56, 57)에 직류로 공기를 유통시키는 경우에 비해, 공기 흐름에 따라 발생하는 압력손실이 작아진다. 따라서 이 공기를 송풍하기 위한 송풍수단의 동력을 삭감할 수 있어, 송풍수단의 소형화를 도모할 수 있다.
상기 제 7 발명에 의하면, 제 1, 제 2 흡착열교환기(56, 57)의 한쪽에서 처리한 공기를 실내공간에 공급하는 동시에, 제 1, 제 2 흡착열교환기(56, 57)의 다른 한쪽에서 처리한 공기를 실외공간으로 배출함으로써, 제 1, 제 2 흡착열교환기(56, 57)의 흡착동작과 재생동작을 동시에 실시할 수 있다. 따라서 실내공간의 냉방제습 또는 난방가습을 연속적으로 실행할 수 있다.
도 1은 제 1 실시형태에 관한 공기조화장치에서의 제 1 동작 시 공기의 흐름을 나타내는 개념도.
도 2는 제 1 실시형태에 관한 공기조화장치에서의 제 2 동작 시 공기의 흐름을 나타내는 개념도.
도 3은 실시형태에 관한 냉매회로의 구성과 제습냉각운전 시의 동작을 나타내는 개략구성도.
도 4는 실시형태에 관한 냉매회로의 구성과 가습난방운전 시의 동작을 나타내는 개략구성도.
도 5는 제 1 실시형태의 변형예에 관한 공기조화장치에서의 제 1 동작 시 공기의 흐름을 나타내는 개념도.
도 6은 제 1 실시형태의 변형예에 관한 공기조화장치에서의 제 2 동작 시 공기의 흐름을 나타내는 개념도.
도 7은 제 2 실시형태에 관한 공기조화장치에서의 제 1 동작 시 공기의 흐름을 나타내는 개념도.
도 8은 제 2 실시형태에 관한 공기조화장치에서의 제 2 동작 시 공기의 흐름을 나타내는 개념도.
도 9는 제 2 실시형태의 변형예에 관한 공기조화장치에서의 제 1 동작 시 공기의 흐름을 나타내는 개념도.
도 10은 제 2 실시형태의 변형예에 관한 공기조화장치에서의 제 2 동작 시 공기의 흐름을 나타내는 개념도.
도 11은 제 3 실시형태에 관한 공기조화장치에서의 제 1 동작 시 공기의 흐름을 나타내는 개념도.
도 12는 제 3 실시형태에 관한 공기조화장치에서의 제 2 동작 시 공기의 흐름을 나타내는 개념도.
도 13은 제 3 실시형태에 관한 공기조화장치의 구성을 나타내는 개략구성도.
도 14는 제 3 실시형태에 관한 공기조화장치에서의 제 1 동작 시 공기의 흐름을 나타내는 개념도.
도 15는 제 3 실시형태에 관한 공기조화장치에서의 제 2 동작 시 공기의 흐름을 나타내는 개념도.
도 16은 제 3 실시형태에 관한 공기조화장치의 공기 흐름을 나타내는 개념도.
이하, 본 발명의 실시형태를 도면에 기초하여 상세하게 설명한다.
제 1 실시형태
본 발명의 제 1 실시형태에 대해 설명한다. 본 실시형태의 공기조화장치(10)는, 냉매회로(40)의 냉매를 순환시켜 증기압축 냉동주기를 실행하여, 실내공간의 현열부하와 잠열부하 양쪽을 처리하는 것이다. 이 공기조화장치(10)의 냉매회로(40)에는, 열원측 열교환기로서의 실외열교환기(54)와 이용측 열교환기로서의 실내열교환기(55)와, 2개의 흡착열교환기(제 1, 제 2 흡착열교환기)(56, 57)가 배치 된다.
도 1 및 도 2에 나타내는 바와 같이 상기 공기조화장치(10)는, 이른바 분리형으로 구성되며 실내유닛(11)과 실외유닛(12)을 구비한다. 실내유닛(11)은 실내열교환기(55)를 구비하며 실내공간에 배치된다. 한편 실외유닛(12)은, 실외열교환기(54)와 제 1 흡착열교환기(56)와 제 2 흡착열교환기(57)를 구비하며 실외공간에 배치된다. 실내유닛(11)은 이른바 벽걸이형으로 구성되어 실내 벽면에 설치된다. 그리고 상기 실내유닛(11)과 상기 실외유닛(12)은, 냉매회로(40)의 도시하지 않은 연락배선으로 서로 접속된다. 또 상기 실내유닛(11)과 상기 실외유닛(12) 사이에는, 상세한 설명은 후술하는, 도시하지 않는 공기통로가 개설된다.
이 공기조화장치(10)의 냉매회로(40)에는 도 3 및 도 4에 나타내는 바와 같이, 압축기(50)와 전동팽창밸브(53)가 하나씩 배치되고, 십자절환밸브(51, 52)가 2개 배치된다. 또한 냉매회로(40)에는, 실외열교환기(54)와 실내열교환기(55)가 1개씩 배치되며, 또 흡착열교환기(56, 57)가 2개 배치된다.
압축기(50)는, 그 토출측이 제 1 십자절환밸브(51)의 제 1 포트에, 그 흡입측이 제 1 십자절환밸브(51)의 제 2 포트에 각각 접속된다. 실외열교환기(54)는 그 한끝이 제 1 십자절환밸브(51)의 제 3 포트에, 다른 끝이 제 2 십자절환밸브(52)의 제 1 포트에 각각 접속된다. 실내열교환기(55)는, 그 한끝이 제 1 십자절환밸브(51)의 제 4 포트에, 다른 끝이 제 2 십자절환밸브(52)의 제 2 포트에 각각 접속된다. 이 냉매회로(40)에서는, 제 2 십자절환밸브(52)의 제 3 포트로부터 제 4 포트를 향해 차례로, 제 1 흡착열교환기(56)와 전동팽창밸브(53)와 제 2 흡착열 교환기(57)가 배치된다.
실외열교환기(54), 실내열교환기(55), 및 각 흡착열교환기(56, 57)는, 모두 전열관과 다수의 핀으로 구성된 크로스핀형의 핀튜브 열교환기이다. 이 중 흡착열교환기(56, 57)는, 그 핀 표면에 흡착제가 담지된다. 이 흡착제로는 제올라이트나 실리카겔 등이 이용된다. 한편 실외열교환기(54) 및 실내열교환기(55)는, 각각의 핀 표면에 흡착제가 담지되지 않고, 공기와 냉매의 열교환만을 실행한다.
상기 제 1 십자절환밸브(51)는, 제 1 포트와 제 3 포트가 서로 연통되며 제 2 포트와 제 4 포트가 서로 연통되는 제 1 상태(도 3에 나타내는 상태)와, 제 1 포트와 제 4 포트가 서로 연통되며 제 2 포트와 제 3 포트가 서로 연통되는 제 2 상태(도 4에 나타내는 상태)로 절환된다. 한편 상기 제 2 십자절환밸브(52)는, 제 1 포트와 제 3 포트가 서로 연통되며 제 2 포트와 제 4 포트가 서로 연통되는 제 1 상태(도 3의 (A) 및 도 4의 (B)에 나타내는 상태)와, 제 1 포트와 제 4 포트가 서로 연통되며 제 2 포트와 제 3 포트가 서로 연통되는 제 2 상태(도 3의 (B) 및 도 4의 (A)에 나타내는 상태)로 절환된다.
이상과 같은 구성에 있어서 제 1 실시형태의 공기조화장치(10)는, 도 1 및 도 2에 나타내는 바와 같이, 실외유닛(12)에 구비된 흡착열교환기(56, 57)를 통과한 후의 공기를 실내열교환기(55)를 통해 실내공간에 공급하도록 구성된다. 또 이 공기조화장치(10)는, 실외열교환기(54)를 통과한 후의 공기를 흡착열교환기(56, 57)를 통해 실외공간으로 배출하도록 구성된다. 그리고 이 공기조화장치(10)는, 제 1 흡착열교환기(56)를 통과한 공기를 실내공간에 공급하는 동시에 제 2 흡착열 교환기(57)를 통과한 공기를 실외공간으로 배출하는 동작(제 1 동작)과, 제 2 흡착열교환기(57)를 통과한 공기를 실내공간에 공급하는 동시에 제 1 흡착열교환기(56)를 통과한 공기를 실외공간으로 배출하는 동작(제 2 동작)을 교대로 반복함으로써, 이른바 일괄식의 연속적 제습 및 가습을 행하도록 구성된다.
-운전동작-
다음으로 제 1 실시형태의 공기조화장치(10) 운전동작에 대해 도 1에서 도 4까지를 참조하면서 설명한다. 본 실시형태의 공기조화장치(10)에서는, 제습냉방운전과 가습난방운전이 이루어진다. 여기서 이 공기조화장치(10)는, 실외공기를 처리하여 실내공간에 공급함과 더불어, 실내공기의 일부를 처리하여 실내공간에서 순환시킴으로써, 실내공간의 공조 및 환기를 행한다. 이 공기조화장치(10)에서 도시하지 않는 실내 팬 및 배기 팬을 운전시키면, 실내공기가 실내유닛(11)으로 도입되는 한편, 실외공기가 실외유닛(12)으로 도입된다.
<제습냉방운전>
제습냉방운전 시에는, 도 3에 나타내는 바와 같이 냉매회로(40)에서, 제 1 십자절환밸브(51)가 제 1 상태로 설정됨과 더불어 전동팽창밸브(53)의 개방도가 적절히 조절되어, 실외열교환기(54)가 응축기로 되고 실내열교환기(55)가 증발기로 된다. 또 이 공기조화장치(10)에서는, 제 1 흡착열교환기(56)가 증발기로 되고 제 2 흡착열교환기(57)가 응축기로 되는 제 1 동작(도 3의 (B) 상태)과, 제 2 흡착열교환기(57)가 증발기로 되고 제 1 흡착열교환기(56)가 응축기로 되는 제 2 동작(도 3의 (A) 상태)이 교대로 반복된다.
제 1 동작에서는 도 1에 나타내는 바와 같이, 실외유닛(12)으로 도입된 공기가, 제 1 흡착열교환기(56)와 실외열교환기(54)로 각각 따로 유입된다. 제 1 흡착열교환기(56)로 유입된 공기는, 증발기로서 기능하는 제 1 흡착열교환기(56)를 흐르는 냉매에 증발열을 빼앗겨 냉각된다. 또한 이 공기 중의 수분은 제 1 흡착열교환기(56)에 담지된 흡착제에 흡착되어 이 공기가 제습된다. 제 1 흡착열교환기(56)에 의해 냉각 및 제습된 공기는, 실외유닛(12)과 실내유닛(11) 사이에 개설된, 도시하지 않는 공기통로를 유통하여 실내유닛(11)으로 유입된다. 이 공기는 실내유닛(11)에 도입된 전술한 실내공기와 혼합되어 실내열교환기(55)로 흐른다. 이 혼합공기는, 증발기로서 기능하는 실내열교환기(55)를 흐르는 냉매에 증발열을 빼앗겨 더욱 냉각된다. 이와 같이 하여 냉각 및 제습된 공기는, 실내유닛(11)에서 실내공간에 공급된다.
한편, 실외유닛(12)으로 도입된 공기 중, 실외열교환기(54)로 유입된 공기는, 응축기로서 기능하는 실외열교환기(54)를 흐르는 냉매의 응축열이 부여되어 가열된다. 실외열교환기(54)에서 가열된 공기는 제 2 흡착열교환기(57)로 유입된다. 이 공기는 제 2 흡착열교환기(57) 흡착제의 수분을 탈리시키고, 이 탈리된 수분이 공기에 부여된다. 이와 같이 하여 제 2 흡착열교환기(57)를 재생시킨 공기는 실외유닛(12)에서 실외공간으로 배출된다.
제 2 동작에서는 도 2에 나타내는 바와 같이, 실외유닛(12)으로 도입된 공기가, 제 2 흡착열교환기(57)와 실외열교환기(54)로 각각 따로 유입된다. 제 2 흡착열교환기(57)로 유입된 공기는, 증발기로서 기능하는 제 2 흡착열교환기(57)를 흐 르는 냉매에 증발열을 빼앗겨 냉각된다. 또한 이 공기 중의 수분은 제 2 흡착열교환기(57)에 담지된 흡착제에 흡착되어 이 공기가 제습된다. 제 2 흡착열교환기(57)에 의해 냉각 및 제습된 공기는, 실외유닛(12)과 실내유닛(11) 사이에 개설된, 도시하지 않는 공기통로를 유통하여 실내유닛(11)으로 유입된다. 이 공기는 실내유닛(11)에 도입된 전술한 실내공기와 혼합되어 실내열교환기(55)로 흐른다. 이 혼합공기는, 증발기로서 기능하는 실내열교환기(55)를 흐르는 냉매에 증발열을 빼앗겨 더욱 냉각된다. 이와 같이 하여 냉각 및 제습된 공기는, 실내유닛(11)에서 실내공간에 공급된다.
한편, 실외유닛(12)으로 도입된 공기 중, 실외열교환기(54)로 유입된 공기는, 응축기로서 기능하는 실외열교환기(54)를 흐르는 냉매의 응축열이 부여되어 가열된다. 실외열교환기(54)에서 가열된 공기는 제 1 흡착열교환기(56)로 유입된다. 이 공기는 제 1 흡착열교환기(56) 흡착제의 수분을 탈리시키고, 이 탈리된 수분이 공기에 부여된다. 이와 같이 하여 제 1 흡착열교환기(56)를 재생시킨 공기는 실외공간으로 배출된다.
<가습난방운전>
가습난방운전 시에는, 도 4에 나타내는 바와 같이 냉매회로(40)에서, 제 1 십자절환밸브(51)가 제 2 상태로 설정됨과 더불어 전동팽창밸브(53)의 개방도가 적절히 조절되어, 실내열교환기(55)가 응축기로 되고 실외열교환기(54)가 증발기로 된다. 또 이 공기조화장치(10)에서는, 제 1 흡착열교환기(56)가 응축기로 되고 제 2 흡착열교환기(57)가 증발기로 되는 제 1 동작(도 4의 (A) 상태)과, 제 2 흡착열 교환기(57)가 응축기로 되고 제 1 흡착열교환기(56)가 증발기로 되는 제 2 동작(도 4의 (B) 상태)이 교대로 반복된다.
제 1 동작에서는 도 1에 나타내는 바와 같이, 실외유닛(12)으로 도입된 공기가, 제 1 흡착열교환기(56)와 실외열교환기(54)로 각각 따로 유입된다. 제 1 흡착열교환기(56)로 유입된 공기는, 응축기로서 기능하는 제 1 흡착열교환기(56)를 흐르는 냉매의 응축열이 부여되어 가열된다. 또한 이 공기는 제 1 흡착열교환기(56)의 흡착제로부터 탈리된 수분이 부여되어 가습된다. 제 1 흡착열교환기(56)에 의해 가열 및 가습된 공기는, 실외유닛(12)과 실내유닛(11) 사이에 개설된, 도시하지 않는 공기통로를 유통하여 실내유닛(11)으로 유입된다. 이 공기는 실내유닛(11)에 도입된 전술한 실내공기와 혼합되어 실내열교환기(55)로 흐른다. 이 혼합공기는, 응축기로서 기능하는 실내열교환기(55)를 흐르는 냉매의 응축열이 부여되어 더욱 가열된다. 이와 같이 하여 가열 및 가습된 공기는, 실내유닛(11)에서 실내공간에 공급된다.
한편, 실외유닛(12)으로 도입된 공기 중, 실외열교환기(54)로 유입된 공기는, 증발기로서 기능하는 실외열교환기(54)를 흐르는 냉매에 증발열을 빼앗겨 냉각된다. 실외열교환기(54)에서 냉각된 공기는 제 2 흡착열교환기(57)로 유입된다. 이 공기 중의 수분은, 제 2 흡착열교환기(57)의 흡착제에 흡착된다. 이와 같이 하여 제 2 흡착열교환기(57)에 수분을 부여한 공기는 실외유닛(12)에서 실외공간으로 배출된다.
제 2 동작에서는 도 2에 나타내는 바와 같이, 실외유닛(12)으로 도입된 공기 가, 제 2 흡착열교환기(57)와 실외열교환기(54)로 각각 따로 유입된다. 제 2 흡착열교환기(57)로 유입된 공기는, 응축기로서 기능하는 제 2 흡착열교환기(57)를 흐르는 냉매의 응축열이 부여되어 가열된다. 또한 이 공기는 제 2 흡착열교환기(57)의 흡착제로부터 탈리된 수분이 부여되어 가습된다. 제 2 흡착열교환기(57)에 의해 가열 및 가습된 공기는, 실외유닛(12)과 실내유닛(11) 사이에 개설된, 도시하지 않는 공기통로를 유통하여 실내유닛(11)으로 유입된다. 이 공기는 실내유닛(11)에 도입된 전술한 실내공기와 혼합되어 실내열교환기(55)로 흐른다. 이 혼합공기는, 응축기로서 기능하는 실내열교환기(55)를 흐르는 냉매의 응축열이 부여되어 더욱 가열된다. 이와 같이 하여 가열 및 가습된 공기는, 실내유닛(11)에서 실내공간에 공급된다.
한편, 실외유닛(12)으로 도입된 공기 중, 실외열교환기(54)로 유입된 공기는, 증발기로서 기능하는 실외열교환기(54)를 흐르는 냉매에 증발열을 빼앗겨 냉각된다. 실외열교환기(54)에서 냉각된 공기는 제 1 흡착열교환기(56)로 유입된다. 이 공기 중의 수분은, 제 1 흡착열교환기(56) 흡착제에 흡착된다. 이와 같이 하여 제 1 흡착열교환기(56)에 수분을 부여한 공기는 실외유닛(12)에서 실외공간으로 배출된다.
-제 1 실시형태의 효과-
제 1 실시형태에서는, 냉매회로(40)에 흡착열교환기(56, 57)를 배치하고, 공기를 흡착열교환기(56, 57)로 통과시킴으로써 공기의 습도를 조절한다. 즉 종래와 같이 공기 중의 수분을 응축시켜 공기를 제습하는 것이 아닌, 공기 중의 수분을 흡 착제에 흡착시켜 공기를 제습한다. 이로써 종래와 같이 냉동주기의 냉매증발온도를 공기의 이슬점 온도보다 낮게 설정할 필요가 없으며, 냉매증발온도를 공기의 이슬점 온도 이상으로 설정해도 공기의 제습이 가능해진다.
따라서 본 실시형태에 의하면, 공기를 제습할 때 냉동주기의 냉매증발온도를 종래보다 높게 설정할 수 있어, 냉동주기의 고저압차를 축소할 수 있다. 그 결과 압축기(50)의 소비전력 삭감이 가능해져 냉동주기의 COP를 향상시킬 수 있다.
또 제 1 실시형태에서는, 제 1, 제 2 흡착열교환기(56, 57)를 통과한 후의 공기를 실내열교환기(55)에 유통시키고, 이 공기를 실내유닛(11)에서 실내공간에 공급하도록 한다. 이로써 제습냉방운전 시에, 실내열교환기(55)에서 냉각될 공기의 온도를 제 1, 제 2 흡착열교환기(56, 57)의 흡착작용에 의해 낮게 할 수 있다. 따라서 실내열교환기(55)에 의한 공기의 냉각 시 발생하는 응축수량을 저감할 수 있다. 그 결과 실내열교환기(55) 근방에 배치되는 예를 들어 드레인회수장치 등을 소형화할 수 있다.
그리고 제 1 실시형태에서는, 제 1, 제 2 흡착열교환기(56, 57)를 통과한 후의 공기와 실내공기를 혼합시킨 후에 실내열교환기(55)로 유통시키나, 이 실내열교환기(55)를 유통하는 공기는, 제 1, 제 2 흡착열교환기(56, 57)를 통과한 후의 실내 공기만이어도 되며, 이 경우에도 전술한 이유에서 실내열교환기(55)에 의한 공기의 냉각 시 발생하는 응축수량을 저감할 수 있다.
또 제 1 실시형태에서는, 실외열교환기(54)를 통과한 후의 공기를 제 1, 제 2 흡착열교환기(56, 57)에 유통시키고, 이 공기를 실외유닛(12)에서 실외공간으로 배출하도록 한다. 이로써 제습냉방운전 시에, 제 1, 제 2 흡착열교환기(56, 57)를 유통하는 공기가 실외열교환기(54)에서 가열되지 않은 경우에 비해, 제 1, 제 2 흡착열교환기(56, 57)를 유통하는 공기의 온도는 높은 온도가 된다. 따라서 제 1, 제 2 흡착열교환기(56, 57)의 흡착제에 있어서의 수분탈리성능이 향상되며, 이 흡착제의 재생효율도 향상된다. 이와 같이 하면, 제습 시에 실내공간에 공급하는 공기 중의 수분을 제 1, 제 2 흡착열교환기(56, 57)의 흡착제로 흡착할 때 이 흡착제의 흡착성능도 향상된다. 그 결과 이 공기조화장치(10)의 제습성능이 향상된다.
한편 가습난방운전 시에 있어서, 제 1, 제 2 흡착열교환기(56, 57)를 유통하는 공기가 실외열교환기(54)에서 냉각되지 않은 경우에 비해, 제 1, 제 2 흡착열교환기(56, 57)를 유통하는 공기의 온도는 낮은 온도이다. 따라서 제 1, 제 2 흡착열교환기(56, 57)의 흡착제에 있어서의 수분 흡착성능이 향상되며, 이 흡착제에 부여되는 수분량도 증가된다. 이와 같이 하면, 가습 시에 실내공간에 공급하는 공기에 흡착제로부터 부여되는 수분량도 증가한다. 그 결과 이 공기조화장치(10)의 가습성능이 향상된다.
또한 본 실시형태에서는, 흡착열교환기를 제 1 흡착열교환기(56)와 제 2 흡착열교환기(57)로 구성한다. 이로써 제 1 동작과 제 2 동작을 교대로 반복하여 연속적인 제습냉방운전 및 가습난방운전이 가능해진다.
제 1 실시형태의 변형예
전술한 바와 같이 제 1 실시형태에서는, 실외열교환기(54)를 통과시킨 후의 공기를 제 1, 제 2 흡착열교환기(56, 57)로 유통시켜 실외유닛(12)에서 실외공간으 로 배출하도록 한다.
이에 반해 변형예의 공기조화장치(10)는, 공기를 실외유닛(12)에서 실외공간으로 배출하는 동작으로서, 실외열교환기(54)와 흡착열교환기(56, 57)에 공기를 병행으로 유통시키고, 실외열교환기(54)를 통과한 공기와 흡착열교환기(56, 57)를 통과한 공기를 병행으로 처리하여 실외공간으로 배출하도록 구성된다(도 5 및 도 6 참조). 여기서 이 변형예에 있어서 공기조화장치(10)의 그 밖의 구성은 제 1 실시형태와 마찬가지이다.
-운전동작-
이 변형예의 공기조화장치(10) 운전동작에 대해 도 3에서 도 6까지를 참조하면서 설명한다. 본 변형예의 공기조화장치(10)에서는, 제습냉방운전과 가습난방운전이 이루어진다. 여기서 이 공기조화장치(10)는, 실외공기를 처리하여 실내공간에 공급함과 더불어, 실내공기의 일부를 처리하여 실내공간에서 순환시킴으로써, 실내공간의 공조 및 환기를 행한다. 이 공기조화장치(10)에서, 도시하지 않는 실내 팬 및 배기 팬을 운전시키면, 실내공기가 실내유닛(11)으로 도입되는 한편, 실외공기가 실외유닛(12)으로 도입된다.
<제습냉방운전>
제습냉방운전에서는, 냉매회로(40)가 도 3에 나타내는 상태로 된다. 또 이 공기조화장치(10)에서는, 냉매회로(40)가 도 3의 (B) 상태로 되는 제 1 동작과, 냉매회로(40)가 도 3의 (A) 상태로 되는 제 2 동작이 교대로 반복된다.
제 1 동작에서는 도 5에 나타내는 바와 같이, 실외 유닛(12)으로 도입된 공 기가, 제 1 흡착열교환기(56)와 실외열교환기(54)와 제 2 흡착열교환기(57)로 각각 따로 유입된다.
제 1 흡착열교환기(56)로 유입된 공기는, 증발기로서 기능하는 제 1 흡착열교환기(56)를 흐르는 냉매에 증발열을 빼앗겨 냉각된다. 또한 이 공기 중의 수분은 제 1 흡착열교환기(56)에 담지된 흡착제에 흡착되어 이 공기가 제습된다. 제 1 흡착열교환기(56)에 의해 냉각 및 제습된 공기는, 실외유닛(12)과 실내유닛(11) 사이에 개설된, 도시하지 않는 공기통로를 유통하여 실내유닛(11)으로 유입된다. 이 공기는 실내유닛(11)에 도입된 전술한 실내공기와 혼합되어 실내열교환기(55)로 흐른다. 이 혼합공기는, 증발기로서 기능하는 실내열교환기(55)를 흐르는 냉매에 증발열을 빼앗겨 더욱 냉각된다. 이와 같이 하여 냉각 및 제습된 공기는, 실내유닛(11)에서 실내공간에 공급된다.
한편, 실외유닛(12)으로 도입된 공기 중, 실외열교환기(54)로 유입된 공기는, 응축기로서 기능하는 실외열교환기(54)를 흐르는 냉매의 응축열이 부여되어 가열된다. 실외열교환기(54)에서 가열된 공기는, 실외유닛(12)에서 실외공간으로 배출된다. 또 실외유닛(12)으로 도입된 공기 중, 제 2 흡착열교환기(57)로 유입된 공기는 제 2 흡착열교환기(57) 흡착제의 수분을 탈리시키고, 이 탈리된 수분이 공기에 부여된다. 이와 같이 하여 제 2 흡착열교환기(57)를 재생시킨 공기는 실외유닛(12)에서 실외공간으로 배출된다.
제 2 동작에 있어서는 도 6에 나타내는 바와 같이, 제 1 동작과 역으로, 제 2 흡착열교환기(57)에서 공기의 제습이 이루어지고, 제 1 흡착열교환기(56)의 흡착 제가 공기에 의해 재생된다. 그 이외의 동작은 전술한 제 1 동작과 마찬가지이다.
<가습난방운전>
가습난방운전에서는, 냉매회로(40)가 도 4에 나타내는 상태로 된다. 또 이 공기조화장치(10)에서는, 냉매회로(40)가 도 4의 (A) 상태로 되는 제 1 동작과, 냉매회로(40)가 도 4의 (B) 상태로 되는 제 2 동작이 교대로 반복된다.
제 1 동작에서는 도 5에 나타내는 바와 같이, 실외 유닛(12)으로 도입된 공기가, 제 1 흡착열교환기(56)와 실외열교환기(54)와 제 2 흡착열교환기(57)로 각각 따로 유입된다.
제 1 흡착열교환기(56)로 유입된 공기는, 응축기로서 기능하는 제 1 흡착열교환기(56)를 흐르는 냉매의 응축열이 부여되어 가열된다. 또한 이 공기는 제 1 흡착열교환기(56)로부터 탈리된 수분이 부여되어 가습된다. 제 1 흡착열교환기(56)에 의해 가열 및 가습된 공기는, 실외유닛(12)과 실내유닛(11) 사이에 개설된, 도시하지 않는 공기통로를 유통하여 실내유닛(11)으로 유입된다. 이 공기는 실내유닛(11)에 도입된 전술한 실내공기와 혼합되어 실내열교환기(55)로 흐른다. 이 혼합공기는, 응축기로서 기능하는 실내열교환기(55)를 흐르는 냉매의 응축열이 부여되어 더욱 가열된다. 이와 같이 하여 가열 및 가습된 공기는, 실내유닛(11)에서 실내공간에 공급된다.
한편, 실외유닛(12)으로 도입된 공기 중, 실외열교환기(54)로 유입된 공기는, 증발기로서 기능하는 실외열교환기(54)를 흐르는 냉매에 증발열을 빼앗겨 냉각된다. 실외열교환기(54)에서 냉각된 공기는, 실외유닛(12)에서 실외공간으로 배출 된다. 또 실외유닛(12)으로 도입된 공기 중, 제 2 흡착열교환기(57)로 유입된 공기 중의 수분은 제 2 흡착열교환기(57) 흡착제에 흡착된다. 이와 같이 하여 제 2 흡착열교환기(57)의 흡착제에 수분을 부여한 공기는 실외유닛(12)에서 실외공간으로 배출된다.
제 2 동작에 있어서는 도 6에 나타내는 바와 같이, 제 1 동작과 역으로, 제 2 흡착열교환기(57)에서 공기의 가습이 이루어지고, 제 1 흡착열교환기(56)의 흡착제에 공기 중의 수분이 부여된다. 그 이외의 동작은 전술한 제 1 동작과 마찬가지이다.
이 변형예의 공기조화장치(10)에서는 실외유닛(12)에 있어서, 실외열교환기(54)를 통과한 공기와 흡착열교환기(56, 57)를 통과한 공기를 병행으로 유통시켜 실외공간으로 배출하도록 한다. 이로써 예를 들어 흡착열교환기 및 실외열교환기에 공기를 직류로 유통시키는 경우에 비해, 공기 흐름에 따라 발생하는 압력손실은 작아진다. 따라서 실외팬의 동력을 삭감할 수 있어 운전비용을 저감할 수 있다. 또 실외팬을 소형화할 수 있다.
제 2 실시형태
다음으로 본 발명의 제 2 실시형태에 대해 설명한다. 도 7 및 도 8에 나타내는 바와 같이, 제 2 실시형태의 공기조화장치(10)는, 제 1 실시형태와 마찬가지로 이른바 분리형으로 구성되며, 실내유닛(11)과 실외유닛(12)을 구비한다. 이 공기조화장치(10)의 냉매회로(40)에는, 실외열교환기(54) 및 실내열교환기(55)와, 제 1, 제 2 흡착열교환기(56, 57)가 배치된다.
실내유닛(11)은, 실내열교환기(55)와 제 1 흡착열교환기(56)와 제 2 흡착열교환기(57)를 구비하며 실내공간에 배치된다. 한편 실외유닛(12)은 실외열교환기(54)를 구비하며 실외공간에 배치된다.
제 2 실시형태의 공기조화장치(10)는 도 7 및 도 8에 나타내는 바와 같이, 실내유닛(12)에 구비된 실내열교환기(55)와 흡착열교환기(56, 57)에 공기를 병행으로 유통시켜, 상기 실내열교환기(55)를 통과한 공기와 상기 흡착열교환기(56, 57)를 통과한 공기를 실내공간에 공급하도록 구성된다. 또 이 공기조화장치(10)는, 흡착열교환기(56, 57)를 통과한 공기를 실외열교환기(54)를 통해 실외공간으로 배출하도록 구성된다. 제 2 실시형태의 그 밖의 구성은 제 1 실시형태와 마찬가지이다.
-운전동작-
제 2 실시형태의 공기조화장치(10)의 운전동작에 대해, 도 3, 도 4, 도 7, 도 8을 참조하면서 설명한다. 본 실시형태의 공기조화장치(10)에서는 제습냉방운전과 가습난방운전이 이루어진다. 여기서 이 공기조화장치(10)는 실내공기를 처리하여 실내공간으로 회송함과 더불어, 실내공기의 일부를 실외공간으로 배출함으로써 실내공간의 공조와 환기를 행한다. 이 공기조화장치(10)에서 도시하지 않는 실내 팬 및 배기 팬을 운전시키면, 실내공기가 실내유닛(11)으로 도입되는 한편, 실외공기가 실외유닛(12)으로 도입된다.
<제습냉방운전>
제습냉방운전에서는, 냉매회로(40)가 도 3에 나타내는 상태가 된다. 또 이 공기조화장치(10)에서는, 냉매회로(40)가 도 3의 (B) 상태로 되는 제 1 동작과, 냉매회로(40)가 도 3의 (A) 상태로 되는 제 2 동작이 교대로 반복된다.
제 1 동작에서는 도 7에 나타내는 바와 같이, 실내유닛(11)으로 도입된 공기가, 제 1 흡착열교환기(56)와 실내열교환기(55)와 제 2 흡착열교환기(57)로 각각 따로 유입된다.
제 1 흡착열교환기(56)로 유입된 공기는, 증발기로서 기능하는 제 1 흡착열교환기(56)를 흐르는 냉매에 증발열을 빼앗겨 냉각된다. 또한 이 공기 중의 수분은 제 1 흡착열교환기(56)의 흡착제에 흡착되어 이 공기가 제습된다. 제 1 흡착열교환기(56)로 냉각 및 제습된 공기는, 실내유닛(11)에서 실내공간으로 공급된다.
실내열교환기(55)로 유입된 공기는, 증발기로서 기능하는 실내열교환기(55)를 흐르는 냉매에 증발열을 빼앗겨 냉각된다. 실내열교환기(55)에 의해 냉각된 공기는 실내유닛(11)에서 실내공간으로 공급된다.
한편 실내유닛(11)으로 도입된 공기 중 제 2 흡착열교환기(57)로 유입된 공기는, 제 2 흡착열교환기(57) 흡착제의 수분을 탈리시키고, 이 탈리된 수분이 공기에 부여된다. 이와 같이 하여 제 2 흡착열교환기(57)를 재생시킨 공기는, 실내유닛(11)과 실외유닛(12) 사이에 개설된 도시하지 않는 공기통로를 유통하여, 실외유닛(12)으로 유입된다. 이 공기는 실외유닛(12)에 도입된 전술한 실외공기와 혼합되어 실외열교환기(54)로 유통한다. 이 혼합공기는, 응축기로서 기능하는 실외열교환기(54)를 흐르는 냉매의 응축열이 부여되어 가열된 후, 실외유닛(12)에서 실외공간으로 배출된다.
제 2 동작에서는 도 8에 나타내는 바와 같이, 제 1 동작과는 역으로 제 2 흡착열교환기(57)에서 공기의 제습이 이루어지고, 제 1 흡착열교환기(56)의 흡착제가 공기에 의해 재생된다. 그 이외의 동작은 전술한 제 1 동작과 마찬가지이다.
<가습난방운전>
가습난방운전에서는, 냉매회로(40)가 도 4에 나타내는 상태가 된다. 또 이 공기조화장치(10)에서는, 냉매회로(40)가 도 4의 (A) 상태로 되는 제 1 동작과, 냉매회로(40)가 도 4의 (B) 상태로 되는 제 2 동작이 교대로 반복된다.
제 1 동작에서는 도 7에 나타내는 바와 같이, 실내유닛(11)으로 도입된 공기가, 제 1 흡착열교환기(56)와 실내열교환기(55)와 제 2 흡착열교환기(57)로 각각 따로 유입된다.
제 1 흡착열교환기(56)로 유입된 공기는, 응축기로서 기능하는 제 1 흡착열교환기(56)를 흐르는 냉매의 응축열이 부여되어 가열된다. 또한 이 공기는 제 1 흡착열교환기(56)로부터 탈리된 수분이 부여되어 가습된다. 제 1 흡착열교환기(56)에 의해 가열 및 가습된 공기는, 실내유닛(11)에서 실내공간으로 공급된다.
실내열교환기(55)로 유입된 공기는, 응축기로서 기능하는 실내열교환기(55)를 흐르는 냉매의 응축열이 부여되어 가열된다. 실내열교환기(55)에 의해 가열된 공기는 실내유닛(11)에서 실내공간으로 공급된다.
한편 실내유닛(11)으로 도입된 공기 중 제 2 흡착열교환기(57)로 유입된 공기는, 제 2 흡착열교환기(57) 흡착제에 수분을 부여한다. 그리고 이 공기는, 실내유닛(11)과 실외유닛(12) 사이에 개설된 도시하지 않는 공기통로를 유통하여, 실외 유닛(12)으로 유입된다. 이 공기는 실외유닛(12)에 도입된, 전술한 실외공기와 혼합되어 실외열교환기(54)로 유통한다. 이 혼합공기는, 증발기로서 기능하는 실외열교환기(54)를 흐르는 냉매에 증발열을 빼앗겨 냉각된 후, 실외유닛(12)에서 실외공간으로 배출된다.
한편, 제 2 동작에서는 도 8에 나타내는 바와 같이, 제 1 동작과는 역으로 제 2 흡착열교환기(57)에서 공기의 가습이 이루어지고, 제 1 흡착열교환기(56)의 흡착제에 공기 중의 수분이 부여된다. 그 이외의 동작은 전술한 제 1 동작과 마찬가지이다.
-제 2 실시형태의 효과-
제 2 실시형태에서는 제 1 실시형태와 마찬가지로, 냉매회로(40)에 흡착열교환기(56, 57)를 배치하여, 공기를 흡착열교환기(56, 57)로 통과시킴으로써 이 공기의 습도를 조절한다. 이로써 공기를 제습할 때 냉동주기의 냉매증발온도를 종래보다 높게 설정할 수 있어, 냉동주기의 고저압차를 축소할 수 있다. 그 결과 압축기(50)의 소비전력 삭감이 가능해져 냉동주기의 COP를 향상시킬 수 있다.
또 제 2 실시형태에서는, 공기를 실내열교환기(55)와 흡착열교환기(56, 57)에 병행으로 유통시켜, 실내열교환기(55) 및 흡착열교환기(56, 57)에서 개별로 처리된 공기를 실내공간에 공급하도록 한다. 이로써 예를 들어 흡착열교환기 및 실외열교환기에 공기를 직류로 유통시키는 경우에 비해, 공기 흐름에 따라 발생하는 압력손실은 작아진다. 따라서 실외팬의 동력을 삭감할 수 있으며, 이 실외팬의 소형화도 가능해진다. 또한 실내공간에 공급하는 공기를, 실내열교환기(55)와 흡착 열교환기(56, 57)에서 개별로 처리할 수 있으므로, 예를 들어 실내열교환기(55)를 유통하는 공기의 풍량과, 흡착열교환기(56, 57)를 유통하는 공기의 풍량을 각각 조정함으로써, 실내공간의 온도조절과 습도조절을 개별로 행할 수 있다. 따라서 이 공기조화장치(10)에서의 공조 자유도가 확대되어 실내공간의 쾌적성을 향상시킬 수 있다.
그리고 제 2 실시형태에서는 제 1, 제 2 흡착열교환기(56, 57)를 통과한 공기를 실외열교환기(54)로 유통시키고, 이 공기를 실외유닛(12)에서 실외공간으로 배출하도록 한다. 이로써 가습난방운전 시에는, 실외열교환기(54)에서 냉각될 공기의 습도를 제 1, 제 2 흡착열교환기(56, 57)의 흡착작용에 의해 낮게 할 수 있다. 따라서 실외열교환기(54)에 의한 공기 냉각 시에 발생하는 응축수량을 저감할 수 있다. 그 결과 실외열교환기(54) 근방에 설치되는 예를 들어 드레인회수장치 등이 소형화 가능하다. 또 이 응축수의 동결을 억제할 수 있어, 이 동결대책장치도 필요 없게 되거나 혹은 소형화 가능하다. 따라서 이 공기조화장치를 소형으로 설계할 수 있다.
여기서 제 2 실시형태에서는, 제 1, 제 2 흡착열교환기(56, 57)를 통과한 후의 공기와, 실외공기를 혼합한 후에 실외열교환기(54)로 유통시키나, 이 실외열교환기(54)를 유통하는 공기는, 제 1, 제 2 흡착열교환기(56, 57)를 통과한 후의 실내공기만이라도 되며, 이 경우에도 전술한 이유에서 실외열교환기(54)에 의한 공기 냉각 시에 발생하는 응축수량을 저감할 수 있다.
제 2 실시형태의 변형예
이 변형예는 제 2 실시형태의 공기조화장치(10)에 있어서, 처리될 공기의 흐름이 다른 것이다. 이 변형예의 공기조화장치(10)는 도 9 및 도 10에 나타내는 바와 같이, 실내유닛(11)으로부터 실내공간에 공기를 공급하는 동작으로서, 실내열교환기(55)를 통과한 공기를 제 1, 제 2 흡착열교환기(56, 57)를 통해 실내공간에 공급하도록 구성된다. 또 이 공기조화장치(10)는, 제 2 실시형태에서 전술한 실내유닛(11)과 실외유닛(12) 사이에 개설된 공기통로가 없으며, 실내유닛(11)에는, 처리된 공기를 실외공간으로 배출하기 위한, 도시하지 않는 배기통로가 구성된다. 이 변형예의 공기조화장치(10)의 그 밖의 구성은 제 2 실시형태와 마찬가지이다.
-운전동작-
이 변형예의 공기조화장치(10) 운전동작에 대해, 도 3, 도 4, 도 9, 도 10을 참조하면서 설명한다. 본 변형예의 공기조화장치(10)에서는 제습냉방운전과 가습난방운전이 이루어진다. 여기서 이 공기조화장치(10)는 실내공기를 처리하여 실내공간으로 회송함과 더불어, 실내공기의 일부를 실외공간으로 배출함으로써 실내공간의 공조와 환기를 행한다. 이 공기조화장치(10)에서 도시하지 않는 실내 팬 및 배기 팬을 운전시키면, 실내공기가 실내유닛(11)으로 도입되는 한편, 실외공기가 실외유닛(12)으로 도입된다.
<제습냉방운전>
제습냉방운전에서는, 냉매회로(40)가 도 3에 나타내는 상태가 된다. 또 이 공기조화장치(10)에서는, 냉매회로(40)가 도 3의 (B) 상태로 되는 제 1 동작과, 냉매회로(40)가 도 3의 (A) 상태로 되는 제 2 동작이 교대로 반복된다.
제 1 동작에서는 도 9에 나타내는 바와 같이, 실내유닛(11)으로 도입된 공기가, 실내열교환기(55)와 제 2 흡착열교환기(57)로 각각 따로 유입된다.
실내열교환기(55)로 유입된 공기는, 증발기인 실내열교환기(55)에서 냉각된다. 이 공기는, 일부가 제 1 흡착열교환기(56)를 유통하는 한편, 나머지 공기는, 실내유닛(11)에서 실내공간으로 공급된다. 제 1 흡착열교환기(56)를 유통하는 공기는, 증발기인 제 1 흡착열교환기(56)에서 냉각되고, 또 제 1 흡착열교환기(56)의 흡착제에 의해 공기 중의 수분이 흡착되어 제습된다. 이와 같이 하여 냉각 및 제습된 공기는 실내유닛(11)에서 실내공간으로 공급된다.
또 실내유닛(11)으로 도입된 실내 공기 중 제 2 흡착열교환기(57)로 유입된 공기는, 제 2 흡착열교환기(57) 흡착제의 수분을 탈리시키고, 이 탈리된 수분이 공기에 부여된다. 이와 같이 하여 제 2 흡착열교환기(57)를 재생시킨 공기는, 전술한 배기통로를 통해 실외공간으로 배출된다.
한편, 제 2 동작에서는 도 10에 나타내는 바와 같이, 제 1 동작과는 역으로 제 2 흡착열교환기(57)에서 공기의 제습이 이루어지고, 제 1 흡착열교환기(56)의 흡착제가 공기에 의해 재생된다. 그 이외의 동작은 전술한 제 1 동작과 마찬가지이다.
<가습난방운전>
가습난방운전에서는, 냉매회로(40)가 도 4에 나타내는 상태가 된다. 또 이 공기조화장치(10)에서는, 냉매회로(40)가 도 4의 (A) 상태로 되는 제 1 동작과, 냉매회로(40)가 도 4의 (B) 상태로 되는 제 2 동작이 교대로 반복된다.
제 1 동작에서는 도 9에 나타내는 바와 같이, 실내유닛(11)으로 도입된 공기가, 실내열교환기(55)와 제 2 흡착열교환기(57)로 각각 따로 유입된다.
실내열교환기(55)로 유입된 공기는, 응축기인 실내열교환기(55)에서 가열된다. 이 공기는, 일부가 제 1 흡착열교환기(56)를 유통하는 한편, 나머지 공기는, 실내유닛(11)에서 실내공간으로 공급된다. 제 1 흡착열교환기(56)를 유통하는 공기는, 제 1 흡착열교환기(56)의 흡착제에 의해 탈리된 수분이 부여되어 가습된다. 이와 같이 하여 가열 및 가습된 공기는 실내유닛(11)에서 실내공간으로 공급된다.
또 실내유닛(11)으로 도입된 실내공기 중 제 2 흡착열교환기(57)로 유입된 공기는, 제 2 흡착열교환기(57) 흡착제에 수분을 부여한다. 그리고 이 공기는, 전술한 배기통로를 통해 실외공간으로 배출된다.
한편, 제 2 동작에서는 도 10에 나타내는 바와 같이, 제 1 동작과는 역으로 제 2 흡착열교환기(57)에서 공기의 가습이 이루어지고, 제 1 흡착열교환기(56)의 흡착제에 공기 중의 수분이 부여된다. 그 이외의 동작은 전술한 제 1 동작과 마찬가지이다.
이 변형예에서는, 실내열교환기(55)를 통과한 후의 공기를 제 1, 제 2 흡착열교환기(56, 57)로 유통시키고, 이 공기를 실내유닛(11)에서 실내공간으로 공급하도록 한다. 이로써 제습냉방운전 시에는, 제 1, 제 2 흡착열교환기(56, 57)를 유통하는 공기를 실내열교환기(55)에서 냉각시키지 않는 경우에 비해, 제 1, 제 2 흡착열교환기(56, 57)를 유통하는 공기의 온도는 낮은 온도가 된다. 따라서 제 1, 제 2 흡착열교환기(56, 57)의 흡착제에서의 수분 흡착성능이 향상된다. 그 결과 이 공기조화장치(10)의 제습성능도 향상된다.
한편 가습난방운전 시에는, 제 1, 제 2 흡착열교환기(56, 57)를 유통하는 공기를 실내열교환기(55)에서 가열시키지 않는 경우에 비해, 제 1, 제 2 흡착열교환기(56, 57)를 유통하는 공기의 온도는 높은 온도가 된다. 따라서 제 1, 제 2 흡착열교환기(56, 57)의 흡착제에서의 수분 탈리성능이 향상된다. 그 결과 이 공기조화장치(10)의 가습성능이 향상된다.
여기서 이 변형예에서는, 실내열교환기(55)를 통과한 공기의 일부를 제 1, 제 2 흡착열교환기(56, 57)로 유통시키나, 실내열교환기(55)를 통과한 공기 전부를 제 1, 제 2 흡착열교환기(56, 57)로 유통시켜도 되며, 이 경우에도 전술한 이유에서 제습 및 가습성능의 향상을 도모할 수 있다.
제 3 실시형태
다음으로 본 발명의 제 3 실시형태의 공기조화장치(10)에 대해 도면을 참조하면서 상세히 설명한다. 이 공기조화장치(10)의 냉매회로(40)에는, 실외열교환기(54) 및 실내열교환기(55)와, 제 1, 제 2 흡착열교환기(56, 57)가 배치된다. 이 냉매회로(40)의 구성은, 도 3 및 도 4에 나타내는 바와 같이 전술한 제 1, 제 2 실시형태와 마찬가지이다.
도 11 및 도 12에 나타내는 바와 같이, 상기 공기조화장치(10)는, 이른바 분리형으로 구성되며, 실내유닛(11)과 실외유닛(12)을 구비한다. 실내유닛(11)은, 실내열교환기(55)를 구비하며 실내공간에 배치된다. 이 실내유닛(11)은 이른바 벽걸이형으로 구성되어 실내 벽면에 설치된다. 한편 실외유닛(12)은 실외열교환기 (54)와 제 1 흡착열교환기(56)와 제 2 흡착열교환기(57)를 구비하며 실외공간에 배치된다. 그리고 도 13에 나타내는 바와 같이, 실내유닛(11)과 실외유닛(12)은, 냉매회로(40)의 가스측 연락배관(43) 및 액측 연락배관(44)에 의해 서로 접속된다. 또 실외유닛(12)의 실외케이싱(13)에는, 실외열교환기(54) 외에 압축기(50)나 실외팬(14)이 수납된다.
실내유닛(11)은, 가로로 긴 상자형으로 형성된 실내케이싱(20)을 구비한다. 실내케이싱(20)에는, 그 전면(前面)에 실내열교환기(55)와 제 1 흡착열교환기(56)와 제 2 흡착열교환기(57)가 배치된다. 보다 구체적으로 실내케이싱(20)의 전면 상부에는, 제 1 흡착열교환기(56)와 제 2 흡착열교환기(57)가 좌우로 나열 배치된다. 실내케이싱(20)을 전면 쪽에서 본 상태에서, 제 1 흡착열교환기(56)는 왼쪽에, 제 2 흡착열교환기(57)는 오른쪽에 각각 설치된다. 실내케이싱(20)의 전면에서, 제 1 흡착열교환기(56) 및 제 2 흡착열교환기(57)의 아래쪽에는 실내열교환기(55)가 배치되며, 실내열교환기(55) 아래쪽에는 토출구(26)가 개구된다.
실내케이싱(20)의 내부공간은, 전면 쪽과 배면 쪽으로 구획된다. 실내케이싱(20) 내의 배면 쪽 공간은, 배기통로(24)를 구성한다. 실내케이싱(20) 내의 전면 쪽 공간은, 상하로 구획된다. 이 전면 쪽 공간 중 아래쪽 공간은, 실내열교환기(55)의 배면 쪽에 위치하며 급기통로(23)를 구성한다. 한편 전면 쪽 공간 중 위쪽 공간은 다시 좌우로 구획된다. 그리고 왼쪽의 제 1 흡착열교환기(56) 배면 쪽에 위치하는 쪽이 제 1 흡착공간(21)을, 오른쪽의 제 2 흡착열교환기(57) 배면 쪽에 위치하는 쪽이 제 2 흡착공간(22)을 각각 구성한다.
실내케이싱(20) 내의 배기통로(24)에는 배기팬(32)이 수납된다. 또 배기통로(24)에는, 실외로 개구되는 배기덕트(25)가 접속된다. 한편 급기통로(23)에는 실내팬(31)이 수납된다. 이 급기통로(23)는 토출구(26)로 연통된다.
실내케이싱(20)에는, 개폐식 댐퍼(33～36)가 4개 구성된다. 구체적으로 제 1 흡착공간(21)과 급기통로(23)의 구획에는 제 1 급기댐퍼(33)가, 제 1 흡착공간(21)과 배기통로(24)의 구획에는 제 1 배기댐퍼(34)가 각각 구성된다. 또 제 2 흡착공간(22)과 급기통로(23)의 구획에는 제 2 급기댐퍼(35)가, 제 2 흡착공간(22)과 배기통로(24)의 구획에는 제 2 배기댐퍼(36)가 각각 구성된다.
이상의 구성에 있어서, 이 공기조화장치(10)는 도 11 및 도 12에 나타내는 바와 같이, 실내유닛(11)에 구비된 실내열교환기(55)와 흡착열교환기(56, 57)에 공기를 병행으로 유통시켜, 상기 실내열교환기(55)를 통과한 공기와 상기 흡착열교환기(56, 57)를 통과한 공기를 실내공간에 유통시켜 공급하는 동작을 실행하여, 실내공간의 제습 또는 가습을 행하도록 구성된다.
-운전동작-
본 실시형태의 공기조화장치(10)에서는 제습냉방운전과 가습난방운전이 이루어지나, 여기서는 이 공기조화장치(10)의 제습냉방운전에 대해서만 설명한다.
이 공기조화장치(10)에서 실내팬(31) 및 배기팬(32)을 운전시키면, 실내열교환기(55), 제 1 흡착열교환기(56), 및 제 2 흡착열교환기(57) 각각으로 실내공기가 유입된다. 또 실외팬(14)을 운전시키면, 실외열교환기(54)로 실외공기가 유입된다.
제습냉방운전에서, 냉매회로(40)는 도 3에 나타내는 바와 같이, 제 1 십자절환밸브(51)가 제 1 상태로 설정됨과 더불어 전동팽창밸브(53)의 개방도가 적절히 조절되어, 실외열교환기(54)가 응축기로 되고 실내열교환기(55)가 증발기로 된다. 또 이 공기조화장치(10)에서는, 제 1 흡착열교환기(56)가 증발기로 되고 제 2 흡착열교환기(57)가 응축기로 되는 제 1 동작(도 3의 (B) 상태)과, 제 2 흡착열교환기(57)가 증발기로 되고 제 1 흡착열교환기(56)가 응축기로 되는 제 2 동작(도 3의 (A) 상태)이 교대로 반복된다.
제 1 동작에서는 도 14에 나타내는 바와 같이, 제 1 급기댐퍼(33) 및 제 2 배기댐퍼(36)가 개방상태로 되고, 제 1 배기댐퍼(34) 및 제 2 급기댐퍼(35)가 폐쇄상태로 된다. 그리고 공기의 흐름이 도 11에 나타내는 상태로 된다.
제 1 흡착열교환기(56)로 유입된 공기는, 증발기인 제 1 흡착열교환기(56)에서 냉각되며, 또 제 1 흡착열교환기(56)의 흡착제에 의해 공기 중의 수분이 흡착되어 제습된다. 제 1 흡착열교환기(56)에서 제습된 공기는, 제 1 흡착공간(21)으로부터 제 1 급기댐퍼(33)를 지나 급기통로(23)로 유입된다. 한편 실내열교환기(55)로 유입된 공기는, 증발기인 실내열교환기(55)에서 냉각된다. 그리고 실내열교환기(55)로 냉각된 공기는 급기통로(23)에서, 상기 제 1 흡착열교환기(56)에서 제습 및 냉각된 공기와 혼합된다. 그리고 이 혼합공기는 토출구(26)에서 실내공간으로 공급된다.
또 제 2 흡착열교환기(57)로 유입된 공기는, 제 2 흡착열교환기(57) 흡착제의 수분을 탈리시키고, 이 수분이 공기에 부여된다. 이와 같이 하여 제 2 흡착열 교환기(57)를 재생시킨 공기는, 제 2 흡착공간(22)으로부터 제 2 배기댐퍼(36)를 통해 배기통로(24)로 유입되고, 배기덕트(25)를 통해 실외공간으로 배출된다.
제 2 동작에서는 도 15에 나타내는 바와 같이, 제 1 배기댐퍼(34) 및 제 2 급기댐퍼(35)가 개방상태로 되며, 제 1 급기댐퍼(33) 및 제 2 배기댐퍼(36)가 폐쇄상태로 된다. 그리고 공기의 흐름이 도 12에 나타내는 상태로 된다.
제 2 흡착열교환기(57)로 유입된 공기는, 증발기인 제 2 흡착열교환기(57)에서 냉각되며, 또 제 2 흡착열교환기(57)의 흡착제에 의해 공기 중의 수분이 흡착되어 제습된다. 제 2 흡착열교환기(57)에서 제습된 공기는, 제 2 흡착공간(22)으로부터 제 2 급기댐퍼(35)를 지나 급기통로(23)로 유입된다. 한편 실내열교환기(55)로 유입된 공기는, 증발기인 실내열교환기(55)에서 냉각된다. 그리고 실내열교환기(55)로 냉각된 공기는 급기통로(23)에서, 상기 제 2 흡착열교환기(57)에서 제습 및 냉각된 공기와 혼합된다. 그리고 이 혼합공기는 토출구(26)에서 실내공간으로 공급된다.
또 제 1 흡착열교환기(56)로 유입된 공기는, 제 1 흡착열교환기(56) 흡착제의 수분을 탈리시키고, 이 수분이 공기에 부여된다. 이와 같이 하여 제 1 흡착열교환기(56)를 재생시킨 공기는, 제 1 흡착공간(21)으로부터 제 1 배기댐퍼(34)를 통해 배기통로(24)로 유입되고, 배기덕트(25)를 통해 실외공간으로 배출된다.
-제 3 실시형태의 효과-
제 3 실시형태에서는 제 1, 제 2 실시형태와 마찬가지로, 냉매회로(40)에 흡착열교환기(56, 57)를 배치하여, 공기를 흡착열교환기(56, 57)로 통과시킴으로써 이 공기의 습도를 조절한다. 이로써 공기를 제습할 때 냉동주기의 냉매증발온도를 종래보다 높게 설정할 수 있어, 냉동주기의 고저압차를 축소할 수 있다. 그 결과 압축기(50)의 소비전력 삭감이 가능해져 냉동주기의 COP를 향상시킬 수 있다.
또 제 3 실시형태에서는, 공기를 실내열교환기(55)와 흡착열교환기(56, 57)에 병행으로 유통시켜, 실내열교환기(55) 및 흡착열교환기(56, 57)에서 개별로 처리된 공기를 실내공간에 공급하도록 한다. 이로써 예를 들어 흡착열교환기 및 실내열교환기에 공기를 직류로 유통시키는 경우에 비해, 공기 흐름에 따라 발생하는 압력손실은 작아진다. 따라서 실내팬(31)의 동력을 삭감할 수 있어 실내팬(31)을 소형화할 수 있다. 또 이 공기조화장치(10)를 소형으로 설계할 수 있다.
제 3 실시형태의 변형예
이 변형예는 제 3 실시형태의 공기조화장치(10)에서, 공기의 흐름을 일부 변경한 것이다. 이 공기조화장치(10)에서는 도 16에 나타내는 바와 같이, 실내에서 실외로의 배기와 더불어 실외로부터 도입한 실외공기를 한쪽 흡착열교환기(56, 57)로 도입하고, 그 흡착열교환기(56, 57)를 통과한 공기를 실외로 배출하도록 한다. 이 경우, 제습냉방운전 중이라면, 응축기로 된 흡착열교환기(56, 57)로 실내공기와 실외공기 양쪽을 공급하고, 이 흡착열교환기(56, 57)를 통과한 공기가 실외공간으로 배출된다. 또 가습난방운전 중이라면, 증발기로 된 흡착열교환기(56, 57)로 실내공기와 실외공기 양쪽을 공급하고, 이 흡착열교환기(56, 57)를 통과한 공기가 실외공간으로 배출된다.
이 변형예에 의하면, 흡착열교환기(56, 57)의 통과풍량을 실내로부터의 배기 량보다 많게 설정할 수 있다. 이로써 제습냉방운전 중이라면, 응축기로 된 흡착열교환기(56, 57)의 통과풍량을 증대시킬 수 있어, 그 흡착열교환기(56, 57)의 재생을 충분히 행할 수 있다. 또 가습난방운전 중이라면, 증발기로 된 흡착열교환기(56, 57)의 통과풍량을 증대시킬 수 있어, 그 흡착열교환기(56, 57)에 흡착될 수분량을 증대시킬 수 있다.
그 밖의 실시형태
상기 실시형태에서는 다음과 같은 구성으로 해도 된다.
상기 실시형태에서 서술한 바와 같이 공기조화장치(10)는, 실내공간에 공기를 공급하는 동작으로서, 흡착열교환기(56, 57)를 통과한 공기를 실내열교환기(55)로 유통시키는 제 1 급기패턴, 실내열교환기(55)를 통과한 공기를 흡착열교환기(56, 57)로 유통시키는 제 2 급기패턴, 실내열교환기(55)와 흡착열교환기(56, 57)에 병행으로 유통시키는 제 3 급기패턴 중 어느 한 가지를 행하도록 구성된다. 또 상기 실시형태에서 서술한 바와 같이 공기조화장치(10)는, 실외공간으로 공기를 배출하는 동작으로서, 흡착열교환기(56, 57)를 통과한 공기를 실외열교환기(54)로 유통시키는 제 1 배기패턴, 실외열교환기(54)를 통과한 공기를 흡착열교환기(56, 57)로 유통시키는 제 2 배기패턴, 실외열교환기(54)와 흡착열교환기(56, 57)에 병행으로 유통시키는 제 3 배기패턴 중 어느 한 가지를 행하도록 구성된다. 이와 같은 급기패턴과 배기패턴의 조합은, 제 1, 제 2, 제 3 급기패턴의 어느 한 가지 패턴과, 제 1, 제 2, 제 3 배기패턴의 어느 한 가지 패턴으로 이루어지는 어떤 조합이라도 된다.
또 이 공기조화장치(10)는, 제 1, 제 2, 제 3 급기패턴의 어느 한 가지 패턴으로 실내공간에 공기를 공급하는 한편, 실외공간으로 공기를 배출하는 동작에서는, 제 1, 제 2, 제 3 배기패턴 이외의 것이라도 된다. 또한 이 공기조화장치(10)는, 제 1, 제 2, 제 3 배기패턴의 어느 한 가지 패턴으로 실외공간에 공기를 배출하는 한편, 실내공간으로 공기를 공급하는 동작에서는, 제 1, 제 2, 제 3 급기패턴 이외의 것이라도 된다.
또 본 실시형태에서는, 냉매회로(40)에 2개의 흡착열교환기(56, 57)를 배치했으나, 이 흡착열교환기는 한 개라도 된다. 이 경우 흡착열교환기에서는, 흡착동작과 재생동작이 교대로 이루어져, 간헐운전에 의한 제습 또는 가습을 실행할 수 있다.
그리고 본 실시형태에서는, 냉매회로(40)에 이용측 열교환기로서의 실내열교환기(55)와 열원측 열교환기로서의 실외열교환기(54)를 배치한다. 여기서 상기 이용측 열교환기는 반드시 실내공간에 배치할 필요는 없으며, 실외공간에 배치해도 된다. 또 상기 열원측 열교환기는 반드시 실외공간에 배치할 필요는 없으며, 실내공간에 배치해도 된다. 또한 상기 이용측 열교환기 및 열원측 열교환기를 냉매회로에 복수 배치해도 된다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명은 냉동주기를 행하여 실내의 현열부하 및 잠열부하를 처리하는 공기조화장치에 대해 유용하다.

Claims (7)

  1. 열원측 열교환기와 이용측 열교환기를 갖는 냉매회로를 구비하며,
    상기 냉매회로에서 냉동주기를 실행하고, 상기 이용측 열교환기를 통과한 공기를 실내공간에 공급하여 실내의 현열부하 및 잠열부하를 처리하는 공기조화장치에 있어서,
    상기 냉매회로에는, 표면에 수분의 흡탈착을 행하는 흡착제가 담지된 흡착열교환기가 배치되고,
    상기 흡착열교환기를 통과한 공기를 상기 이용측 열교환기를 통해 실내공간에 공급하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 공기조화장치.
  2. 열원측 열교환기와 이용측 열교환기를 갖는 냉매회로를 구비하며,
    상기 냉매회로에서 냉동주기를 실행하고, 상기 이용측 열교환기를 통과한 공기를 실내공간에 공급하여 실내의 현열부하 및 잠열부하를 처리하는 공기조화장치에 있어서,
    상기 냉매회로에는, 표면에 수분의 흡탈착을 행하는 흡착제가 담지된 흡착열교환기가 배치되고,
    상기 이용측 열교환기를 통과한 공기를 상기 흡착열교환기를 통해 실내공간에 공급하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 공기조화장치.
  3. 열원측 열교환기와 이용측 열교환기를 갖는 냉매회로를 구비하며,
    상기 냉매회로에서 냉동주기를 실행하고, 상기 이용측 열교환기를 통과한 공기를 실내공간에 공급하여 실내의 현열부하 및 잠열부하를 처리하는 공기조화장치에 있어서,
    상기 냉매회로에는, 표면에 수분의 흡탈착을 행하는 흡착제가 담지된 흡착열교환기가 배치되고,
    상기 이용측 열교환기와 상기 흡착열교환기에 공기를 병행으로 유통시켜 실내공간에 공급하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 공기조화장치.
  4. 열원측 열교환기와 이용측 열교환기를 갖는 냉매회로를 구비하며,
    상기 냉매회로에서 냉동주기를 실행하고, 상기 이용측 열교환기를 통과한 공기를 실내공간에 공급하여 실내의 현열부하 및 잠열부하를 처리하는 공기조화장치에 있어서,
    상기 냉매회로에는, 표면에 수분의 흡탈착을 행하는 흡착제가 담지된 흡착열교환기가 배치되고,
    상기 흡착열교환기를 통과한 공기를 상기 열원측 열교환기를 통해 실외공간으로 배출하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 공기조화장치.
  5. 열원측 열교환기와 이용측 열교환기를 갖는 냉매회로를 구비하며,
    상기 냉매회로에서 냉동주기를 실행하고, 상기 이용측 열교환기를 통과한 공기를 실내공간에 공급하여 실내의 현열부하 및 잠열부하를 처리하는 공기조화장치에 있어서,
    상기 냉매회로에는, 표면에 수분의 흡탈착을 행하는 흡착제가 담지된 흡착열교환기가 배치되고,
    상기 열원측 열교환기를 통과한 공기를 상기 흡착열교환기를 통해 실외공간으로 배출하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 공기조화장치.
  6. 열원측 열교환기와 이용측 열교환기를 갖는 냉매회로를 구비하며,
    상기 냉매회로에서 냉동주기를 실행하고, 상기 이용측 열교환기를 통과한 공기를 실내공간에 공급하여 실내의 현열부하 및 잠열부하를 처리하는 공기조화장치에 있어서,
    상기 냉매회로에는, 표면에 수분의 흡탈착을 행하는 흡착제가 담지된 흡착열교환기가 배치되고,
    상기 열원측 열교환기와 상기 흡착열교환기에 공기를 병행으로 유통시켜 실외공간으로 배출하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 공기조화장치.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
    흡착열교환기는, 제 1 흡착열교환기와 제 2 흡착열교환기로 구성되며,
    상기 제 1 흡착열교환기를 통과한 공기를 실내공간에 공급하는 동시에 상기 제 2 흡착열교환기를 통과한 공기를 실외공간으로 배출하는 제 1 동작과, 상기 제 2 흡착열교환기를 통과한 공기를 실내공간에 공급하는 동시에 상기 제 1 흡착열교환기를 통과한 공기를 실외공간으로 배출하는 제 2 동작을 교대로 반복하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 공기조화장치.
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