KR100748136B1 - 공기조화장치 - Google Patents

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KR100748136B1
KR100748136B1 KR1020060079957A KR20060079957A KR100748136B1 KR 100748136 B1 KR100748136 B1 KR 100748136B1 KR 1020060079957 A KR1020060079957 A KR 1020060079957A KR 20060079957 A KR20060079957 A KR 20060079957A KR 100748136 B1 KR100748136 B1 KR 100748136B1
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백창인
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Abstract

본 발명은 댐퍼의 개폐를 제어함으로서 실내의 공기를 흡입하여 실외로 배출하는 배기 싸이클과, 실외의 공기를 흡입하여 실내로 배출하는 급기 싸이클을 제어할 수 있는 공기조화장치에 관한 것이다.
본 발명은 중공의 통체로서, 전단 및 후단에는 각각 통기구가 형성되되, 상기 전단은 실내와 연통되고, 상기 후단은 실외와 연통되도록 배치된 하우징; 상기 하우징 내부에 배치되고, 실내 공기를 흡입하여 실외로 배출하거나, 실외 공기를 흡입하여 실내로 배출하도록 장착된 송풍팬 및 상기 송풍팬을 덮으며, 흡기구와 배기구가 형성된 케이싱으로 구성된 송풍기; 상기 하우징 내부의 전단측에 장착된 제1,2댐퍼; 상기 하우징 내부의 후단측에 장착된 제3,4댐퍼; 및 상기 하우징 내부에 장착되어 특정 조건하에서 상기 제1,2,3,4댐퍼의 개폐와 상기 송풍기의 작동을 제어하는 제어부; 를 포함하여 구성되되, 상기 제1,4댐퍼는 급기 싸이클에서는 열리고 배기 싸이클에서는 닫히도록 제어되고, 상기 제2,3댐퍼는 배기 싸이클에서는 열리고 급기 싸이클에서는 닫히도록 제어되며, 상기 송풍기 케이싱의 흡기구는 열린 상태의 상기 제2댐퍼 또는 제4댐퍼와 연통되고, 송풍기 케이싱의 배기구는 상기 열린 상태의 상기 제1댐퍼 또는 제3댐퍼와 연통되도록 배치되는 것을 특징으로 하는 공기조화장치를 제공한다.
공기조화장치, 송풍기, 댐퍼, 열교환부

Description

공기조화장치{Air conditioner}
도1은 종래 공기조화장치의 실제 사진과 개략도이다.
도2는 종래 환기 시스템이 설치된 건물의 모습을 나타내는 설치 상태도이다.
도3은 교류형 공기조화장치의 사시도이다.
도4는 본 발명에 따른 1팬, 4댐퍼가 구비된 공기조화장치의 제1실시예(A타입)이다.
도5는 본 발명에 따른 1팬, 4댐퍼가 구비된 공기조화장치의 제2실시예(B타입)이다.
도6은 본 발명에 따른 2팬, 2댐퍼가 구비된 공기조화장치의 실시예이다.
도7은 본 발명에 따른 열교환부의 실시예이다.
도8은 열교환부 지지블럭 및 축열판의 상세도이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
100 : 종래 공기조화장치
200a, 200b : 교류형 공기조화장치
300 : 1팬, 4댐퍼가 구비된 공기조화장치 A타입
400 : 1팬, 4댐퍼가 구비된 공기조화장치 B타입
500 : 2팬, 2댐퍼가 구비된 공기조화장치
310, 410, 510 : 하우징
320, 420 : 송풍기
330, 430 : 제1댐퍼 340, 440 : 제2댐퍼
350, 450 : 제3댐퍼 360, 460 : 제4댐퍼
370, 470, 570 : 제어부
520 : 제1송풍기 530 : 제2송풍기
540 : 전단댐퍼 550 : 후단댐퍼
600 : 열교환부
610 : 축열판
620 : 지지블럭 621 : 몸체부
622 : 탄성끼움부 623 : 연결안내돌기
624 : 연결안내홈 625 : 고정턱
626 : 고정홈
630a, 630b : 마무리판
본 발명은 댐퍼의 개폐를 제어함으로서 실내외 공기의 흐름을 조절하여 실내 외로 흡입, 배출되는 공기 사이에 열과 습기를 교환시키기 위한 공기조화장치에 관한 것이다.
종래에는 실내로 유입되거나 배출되는 공기에 포함되어 있는 에너지를 회수하면서 환기시킬 수 있는 장치로 도1에 도시된 공기조화장치(100)가 이용되어 왔다. 상기 공기조화장치(100)는 소정형상의 케이스 일측에 실내의 공기를 유입하기 위한 배기 유입구(180)와 실외의 공기를 실내로 전달하기 위한 외기 유출구(170)가 형성되고, 상기 케이스의 다른 일측에는 실외의 공기를 유입하기 위한 외기 유입구(150)와 실내의 공기를 실외로 배출하기 위한 배기 유출구(160)가 형성되며, 상기 케이스의 내측 공간은 격벽에 의해서 4개의 공간으로 구분되어지며, 상기 격벽이 교차되는 케이스의 중앙부에는 외부로 배출되는 실내공기와 실외에서 유입되는 공기의 열교환을 위한 열교환유니트(110)가 구비되고, 배기팬(120) 및 급기팬(130)이 각각 구비되어 이루어진다.
상기 공기조화장치(100)는 도1b 및 도2에서 도시된 바와 같이, 건물의 상부에 형성된 천정부 일측에 설치되고, 상기 공기조화장치(100)의 배기 유입구(180)는 실외로 배기되는 공기의 유통로인 배기덕트(30)와 연결되며, 상기 배기덕트(30)는 각 실내(1, 2, 3, 4)의 천정부에 설치된 배기구(10)와 연통되는 구조로 설치된다. 한편, 상기 공기조화장치(100)의 외기 유출구(170)는 실내로 유입되는 공기의 유통 로인 급기덕트(40)와 연결되며, 상기 급기덕트(40)는 각 실내(1, 2, 3, 4)의 천정부에 설치된 급기구(20)와 연통되는 구조로 설치된다. 즉, 상기 공기조화장치(100)의 배기 유입구(180)와 외기 유출구(170)는 배기덕트(30) 및 급기덕트(40)에 의해서 실내 공간과 연결되고 상기 공기조화장치(100)의 외기 유입구(150)와 배기 유출구(160)도 급기덕트(30a)와 배기덕트(40a)를 통해 각각 실외공간과 연결된다. 종래에는 이처럼 상기 공기조화장치(100)와 배기덕트(30) 및 급기덕트(40)가 하나의 환기시스템으로 구성되어 외부공기를 유입할 때와 실내공기를 배출시키는 경로를 서로 상이하게 할 수 밖에 없었다.
그러나 종래의 공기조화장치(100)를 이용한 환기시스템은 사이즈가 너무 크고, 복잡한 배기덕트(30) 및 급기덕트(40)의 구성이 필요하며, 상기 배기덕트(30) 및 급기덕트(40)를 설치하기 위해서 일정높이 이상의 천정고를 반드시 확보해야만 하는 문제점이 있었다. 그리고, 상기 공기조화장치(100)의 열회수 기능을 원하지 않고 단순 환기만을 원할 경우 상기 외부의 공기가 상기 공기조화장치(100)를 거치지 않고 실내로 유입되기 위해 공기조화장치(100)에 바이패스 통로를 형성시키는 등의 복잡한 구성을 취할 수밖에 없었다. 또한 상기 공기조화장치(100)는 장치가격이 상당히 고가이면서도 유지보수가 어려운 문제점도 있었다.
이에 본 발명자는 천정에 복잡하게 설치되는 덕트가 필요없이 건물의 측벽에 직접 설치할 수 있으며 유지보수가 용이한 컴팩트(Compact)한 크기의 공기조화장치 에 흡기 및 배기되는 공기의 열 및 습도를 흡수 또는 방출하기 위하여 목탄을 이용하여 공기의 열 및 습도를 흡수 또는 방출하는 기능을 더해 교류형 공기조화장치(200a, 200b)를 개발하여 실용신안등록출원 및 특허출원하여 등록받은 바 있다.(등록번호 : 10-0549206호, 20-0375800호)
상기 '교류형'이란 말은 교류전기처럼 공기방향이 시간에 따라 바뀌며 환기가 이루어지는 공기조화장치의 특성에 착안하여 명명된 것이다. 상기 실용신안등록된 교류형 공기조화장치(200a, 200b)는 도3에 도시된 바와 같이, 중공의 통체이고, 길이방향의 양측면에 각각 흡배기 통기구(211, 212)가 형성되어 있으며, 일측은 실내와 연통되도록 배치되고 타측은 실외와 연통되도록 배치되기 위한 하우징(210)과, 목탄을 이용하여 제조된 판을 소정간격으로 다단으로 쌓은 필터로서 상기 하우징(210)의 내부에 하나 또는 다수개 설치되어 하우징의 내부를 흐르는 공기의 열 및 습기를 흡수하거나 흡수된 열 및 습기를 방출하는 열/습기 교환수단(240)과, 상기 하우징(210)의 내부에 실외측으로부터 공기를 흡입하여 실내측으로 배출하도록 배치된 제1팬(220)과, 상기 하우징(210)의 내부에 실내측으로부터 공기를 흡입하여 실외측으로 배출하도록 배치된 제2팬(230)과, 상기 하우징(210)의 실외측에 설치된 제1온도센서(250)와, 실내에 설치되기 위한 제2온도센서(미도시)와, 상기 제1온도센서와 제2온도센서의 출력 값을 입력받아 온도차이를 연산하고 정해진 온도차이 범위에 있을 경우 상기 제1팬(220)과 제2팬(230)을 교대로 일정한 시간동안 동작시키는 제어부(미도시)를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
상기한 바와 같이 구성된 교류형 공기조화장치(200a, 200b)는 사이즈가 작아 큰 설치공간이 필요 없게 되어 천정고가 낮은 건물에 특히 유용하게 사용되고, 1개의 덕트 라인만으로 시공하거나 무덕트로도 시공이 가능하며, 참숯판으로 구성된 열/습기 교환수단(240)의 수명이 매우 길고 청소 등의 주기도 종래보다 크게 늘어난 점 등의 장점이 있다. 단, 상기 공기조화장치는 하우징(210) 내에서 실내공기와 실외공기가 이동하는 경로가 동일하다. 즉, 실외공기는 제2팬(230)을 거쳐 제1팬(220)의 작동으로 실내로 유입되고, 실내공기는 제1팬(220)을 거쳐 제2팬(230)의 작동으로 실외로 배출되므로, 공기의 흐름과정에서 작동하지 않는 제1팬(220) 또는 제2팬(230)을 거치는 동안 압력손실이 발생하여 고풍량을 얻기에는 어려움이 있었다.
본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 설치 공간이 크게 필요하지 않고 유지보수가 용이하면서도 고풍량을 얻을 수 있는 공기조화장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은 실내의 공기를 흡입하여 실외로 배출하고, 실외의 공기를 흡입하여 실내로 배출하면서 실내 및 실외로 흡입 및 배출되는 공기 사이에 열과 습기를 교환시키기 위한 공기조화장치에 관한 것으로서, 실내의 공기를 흡입하여 실외로 배출하는 배기 싸이클과, 실외의 공기를 흡입하여 실내로 배출하는 급기 싸이클을 제어하기 위해, 댐퍼의 개폐를 제어하고, 송풍팬과 댐퍼를 특징있게 배치하여 다양한 풍향제어를 할 수 있는 공기조화장치에 관한 것이다. 구체적인 예로서는 하기한 바와 같이 A, B타입의 1팬, 4댐퍼가 구비된 공기조화장치와 2팬, 2댐퍼가 구비된 공기조화장치가 있으며, 이하에서는 도면과 함께 상세히 설명하고자 한다.
Ⅰ. 1팬 , 4댐퍼가 구비된 공기조화장치(A타입)
도4는 본 발명에 따른 1팬, 4댐퍼가 구비된 공기조화장치의 제1실시예(A타입, 300)를 도시한 것이다.
도4의 (a)에 도시된 바와 같이 본 발명은 중공의 통체로서, 전단 및 후단에는 각각 통기구(311a, 311b)가 형성되되, 상기 전단은 실내와 연통되고, 상기 후단은 실외와 연통되도록 배치된 하우징(310); 상기 하우징(310) 내부에 배치되고, 실내 공기를 흡입하여 실외로 배출하거나, 실외 공기를 흡입하여 실내로 배출하도록 장착된 송풍팬 및 상기 송풍팬을 덮으며, 흡기구와 배기구가 형성된 케이싱으로 구성된 송풍기(320); 상기 하우징(310) 내부의 전단측에 장착된 제1,2댐퍼(330, 340); 상기 하우징(310) 내부의 후단측에 장착된 제3,4댐퍼(350, 360); 및 상기 하우징(310) 내부에 장착되어 특정 조건하에서 상기 제1,2,3,4댐퍼(330, 340, 350, 360)의 개폐와 상기 송풍기(320)의 작동을 제어하는 제어부; 를 포함하여 구성되 되, 상기 제1,4댐퍼(330, 360)는 급기 싸이클에서는 열리고 배기 싸이클에서는 닫히도록 제어되고, 상기 제2,3댐퍼(340, 350)는 배기 싸이클에서는 열리고 급기 싸이클에서는 닫히도록 제어되며, 상기 송풍기 케이싱의 흡기구는 열린 상태의 상기 제2댐퍼(340) 또는 제4댐퍼(360)와 연통되고, 송풍기 케이싱의 배기구는 상기 열린 상태의 상기 제1댐퍼(330) 또는 제3댐퍼(350)와 연통되도록 배치되는 것을 특징으로 하는 공기조화장치(300)를 제공한다.
상기 하우징(310)은 공간활용면에서 박스형으로 제작되는 것이 바람직하다. 상기 하우징(310)의 전단은 실내와 연통되고, 상기 하우징(310)의 후단은 실외와 연통되도록 배치되는데 전단 및 후단에는 각각 통기구(311a, 311b)가 형성되어 있어야 한다. 상기 하우징(310)을 직접 건물의 측벽에 설치하여 상기 통기구(311a, 311b)가 직접 실내,외에 노출되도록 할 수도 있으나, 상기 통기구(311a, 311b)에 각각 플랜지를 결합시켜 흡기 또는 배기를 위한 덕트와 연결되도록 할 수도 있다.
상기한 바와 같이 종래의 공기조화장치(100)에서는 실내와 실외로 연결되는 덕트가 각각 2라인씩 설치되어야 했으므로, 천장 공간이 크게 필요했던 반면에 본 발명의 공기조화장치(300)는 무덕트 방식으로 설치하거나 실내와 실외로 연결되는 1개 라인의 덕트만으로 설치될 수 있다는 점은 본 발명의 큰 특징이라 할 것이다.
또한, 상기 하우징(310)의 전,후단에는 흡기 도는 배기되는 공기의 이물질을 걸러주기 위한 필터를 결합시켜 구성할 수 있으며, 상기 하우징(310)의 외측면에는 용이한 설치를 위한 행거(312)를 장착할 수 있다.
상기 송풍기(320)는 상기 하우징(310) 내부에 배치되고, 실내 공기를 흡입하여 실외로 배출하거나, 실외 공기를 흡입하여 실내로 배출하도록 장착된 송풍팬 및 상기 송풍팬을 덮으며, 흡기구와 배기구가 형성된 케이싱으로 구성된다. 송풍기(320)에 사용되는 송풍팬은 일반 환기팬, 터보팬, 시로코팬 등의 다양한 모델을 적용할 수 있다. 케이싱의 형태 및 크기도 다양하게 할 수 있다. 단, 유입, 배출되는 공기의 흐름을 고려하여 케이싱 상단에 흡기구를 형성하고, 케이싱 측면에 배기구를 형성하는 것이 바람직하다.
본 발명은 개폐조절이 가능한 제1,2,3,4댐퍼(330, 340, 350, 360)의 배치 및 조작에 큰 특징이 있다.
상기 제1댐퍼(330)는 상기 하우징(310) 내부의 전단측에 설치된다. 상기 제1댐퍼(330)는 실내 공기 흡입시에는 닫히고, 흡입한 실외 공기를 실내로 배출시에는 열리도록 제어된다. 상기 제2댐퍼(340)는 상기 하우징(310) 내부의 전단측에 설치된다. 상기 제2댐퍼(330)는 실내 공기 흡입시에는 열리고, 흡입한 실외 공기를 실내로 배출시에는 닫히도록 제어된다. 상기 제3댐퍼(350)는 상기 하우징 내부(310)의 후단측에 설치된다. 상기 제3댐퍼(350)는 실외 공기 흡입시에는 닫히고, 흡입한 실내 공기를 실외로 배출시에는 열리도록 제어된다. 상기 제4댐퍼(360)는 상기 하우징(310) 내부의 후단측에 설치된다. 상기 제4댐퍼(360)는 실외 공기 흡입시에는 열리고, 흡입한 실내 공기를 실외로 배출시에는 닫히도록 제어된다. 단, 상기 송풍기 케이싱의 흡기구는 열린 상태의 상기 제2댐퍼(340) 또는 제4댐퍼(360)와 연통되고, 송풍기 케이싱의 배기구는 상기 열린 상태의 상기 제1댐퍼(330) 또는 제3댐퍼(340)와 연통되도록 배치되는 것이다.
도4의 (b)는 제1,4댐퍼(330, 360)는 닫히고, 제2,3댐퍼(340, 350)는 열려 실내공기를 실외로 배출하는 기류의 흐름을 도시한 모식도이고, 도4의 (c)는 제2,3댐퍼는 닫히고(340, 350) 제1,4댐퍼(330, 360)는 열려 실외공기를 실내로 배출하는 기류의 흐름을 도시한 모식도이다.
상기 제어부(370)는 상기 하우징(310) 내부에 장착되어 특정 조건하에서 상기 제1,2,3,4댐퍼(330, 340, 350, 360)의 개폐를 조절한다. 상기 제어부가 제1,2,3,4댐퍼(330, 340, 350, 360)의 개폐를 조절하는 조건으로는 온도, CO2농도, 시간 등의 다양한 조건을 반영하도록 할 수 있다. 실내외의 온도차를 고려하여 쾌적한 실내환경을 유지할 수 있도록 하기 위해서는 온도변화에 따라 상기 제1,2,3,4댐퍼(330, 340, 350, 360)의 개폐를 조절하는 것이 좋다. 예를 들어 사용자의 조작에 따른 구동신호가 입력되면, 실내온도센서 및 실외온도센서로부터 온도값을 입력받아 실외온도가 미리 설정된 온도 미만인지를 판단하여, 실외의 온도가 설정온도 미만이면 송풍기의 무리한 구동으로 인한 기기손상을 방지하기 위해 구동신호를 발생 하지 않는다. 한편, 상기 실외의 온도가 설정온도 이상이면 상기 송풍기가 작동하면서, 상기 실내온도와 실외온도의 차이 절대값을 연산하여 연산된 온도차의 절대값이 특정한 범위내에 존재하면 미리 설정된 시간동안 제1,4댐퍼(330, 360)와 제2,3댐퍼(340, 350)가 교대로 개폐하도록 제어신호를 출력한다.
더욱 상세한 예를 들어 설명하면, 상기 제어부(370)는 실내외의 온도차에 의해 상기 제1,2,3,4댐퍼(330, 340, 350, 360)의 개폐를 제어하되, 실내외 온도차의 절대값이 특정 수치를 초과할 때는, 상기 제1,4댐퍼(330, 360)는 열고, 상기 제2,3댐퍼(340, 350)는 닫아 실외 공기를 실내로 급기하는 급기 싸이클과, 상기 제1,4댐퍼(330, 360)는 닫고, 상기 제2,3댐퍼(340, 350)는 열어 실내 공기를 실외로 배기하는 배기 싸이클이 주기적으로 교번하도록 설정할 수 있다.
한편, 실내외 온도차의 절대값이 특정 수치 이하일 때는, 상기 급기 싸이클만을 유지하도록 하거나 급기 싸이클과 배기 싸이클의 교번 주기를 길게 설정할 수 있다.
즉, 실내외의 온도차가 작으면 구동시간을 길게 하거나 급기만을 하도록 하여 충분한 환기가 이루어지도록 하고, 실내외의 온도차가 크면 구동시간을 짧게 하여 유입되는 실외의 공기로 인해 실내의 온도변화가 급격하게 이루어지지 않도록 하는 등, 온도차에 의해 급배기, 환기시간 등을 제어할 수 있도록 하는 것이다. 물론, 상기한 바와 같은 온도센서에 의한 풍량 및 풍향 조절방법 이외에 CO2센서에 의한 조절, 타이머 설정, 수동조작에 의한 제어방식 등 여러 가지 제어방식을 적용할 수 있음은 앞서 설명한 바와 같다.
상기 송풍팬과 댐퍼는 모두 모터로 구동된다.
Ⅱ. 1팬 , 4댐퍼가 구비된 공기조화장치(B타입)
도5는 본 발명에 따른 1팬, 4댐퍼가 구비된 공기조화장치의 제2실시예(B타입, 400)을 도시한 것이다.
도5의 (a)에 도시된 바와 같이 본 발명은, 중공의 통체로서, 전단에는 제1,2통기구(411, 412)가 형성되고, 후단에는 제3,4 통기구(413, 414)가 형성되되, 상기 전단은 실내와 연통되고, 상기 후단은 실외와 연통되도록 배치된 하우징(410); 상기 하우징(410) 내부에 배치되고, 실내 공기를 흡입하여 실외로 배출하거나, 실외 공기를 흡입하여 실내로 배출하도록 장착된 송풍팬 및 상기 송풍팬을 덮으며, 흡기구와 배기구가 형성된 케이싱으로 구성된 송풍기(420); 상기 제1통기구(411)와 연결된 덕트(430a) 내부에 장착된 제1댐퍼(430); 상기 제2통기구(412)와 연결된 덕트(440a) 내부에 장착된 제2댐퍼(440); 상기 제3통기구(413)와 연결된 덕트(450a) 내부에 장착된 제3댐퍼(450); 상기 제4통기구(414)와 연결된 덕트(460a) 내부에 장착된 제4댐퍼(460); 및 상기 하우징(410) 내부에 장착되어 특정 조건하에서 상기 제1,2,3,4댐퍼(430, 440, 450, 460)의 개폐 및 상기 송풍기(420)의 작동을 조절하는 제어부(470); 를 포함하여 구성되되, 상기 제1,4댐퍼(430, 460)는 급기 싸이클에서는 열리고 배기 싸이클에서는 닫히도록 제어되고, 상기 제2,3댐퍼(440, 450)는 배기 싸이클에서는 열리고 급기 싸이클에서는 닫히도록 제어되며, 상기 송풍기 케이싱의 흡기구는 상기 하우징의 제2통기구(412) 또는 제4통기구(414)와 연통되고, 송풍기 케이싱의 배기구는 상기 하우징의 제1통기구(411) 또는 제3통기구(413)와 연통되도록 배치되는 것을 특징으로 하는 공기조화장치(400)를 제공한다.
상기 하우징(410)은 상기 A타입의 하우징(310)과 크게 다를 바 없으나 하기 제1,2,3,4댐퍼(430, 440, 450, 460)를 하우징(410) 밖의 여유있는 공간 어디에서라도 설치할 수 있으므로 장치를 훨씬 작은 크기로 제작하여 작은 공간에 설치할 수 있다는 장점이 있다. 또한, 상기 하우징(410)의 전단 및 후단에는 각각 2개씩의 통기구(411, 412, 413, 414)가 형성되어 있어야 한다. 이에 대해서는 후술하기로 한다.
상기 송풍기와 제1,2,3,4댐퍼(430, 440, 450, 460)는 상기 A타입과 동일하다.
또한, 상기 제어부(470)도 상기 A타입과 마찬가지로 구성할 수 있다. 즉, 온도센서에 의한 풍량 및 풍향 조절방법, CO2센서에 의한 조절, 타이머 설정, 수동조작에 의한 제어방식 등 여러 가지 제어방식을 적용할 수 있고, 구체적으로 상기 제어부(470)는, 실내외의 온도차에 의해 상기 제1,2,3,4댐퍼(430, 440, 450, 460)의 개폐를 제어하되, 실내외 온도차의 절대값이 특정 수치를 초과할 때는, 상기 제1,4댐퍼(430, 460)는 열고, 상기 제2,3댐퍼(440, 450)는 닫아 실외 공기를 실내로 급 기하는 급기 싸이클과, 상기 제1,4댐퍼(430, 460)는 닫고, 상기 제2,3댐퍼(440, 450)는 열어 실내 공기를 실외로 배기하는 배기 싸이클이 주기적으로 교번하도록 설정할 수 있고, 실내외 온도차의 절대값이 특정 수치 이하일 때는, 상기 급기 싸이클만을 유지하도록 하거나 급기 싸이클과 배기 싸이클의 교번 주기를 길게 할 수 있는 것이다.
한편, 본 B타입의 2팬, 4댐퍼를 구비한 공기조화장치(400)는 제1,2,3,4댐퍼(430, 440, 450, 460)의 배치상태에 큰 특징이 있다.
상기 제1댐퍼(430)는 하우징(410) 전단의 제1통기구(411)와 연결된 덕트(430a) 내부에 설치된다. 제1댐퍼(430)는 실내 공기 흡입시에는 닫히고, 흡입한 실외 공기를 실내로 배출시에는 열리도록 제어된다. 상기 제2댐퍼(440)는 하우징(410) 전단의 제2통기구(412)와 연결된 덕트(440a) 내부에 설치된다. 제2댐퍼(440)는 실내 공기 흡입시에는 열리고, 흡입한 실외 공기를 실내로 배출시에는 닫히도록 제어된다. 상기 제3댐퍼(450)는 하우징(410) 후단의 제3통기구(413)와 연결된 덕트(450a) 내부에 설치된다. 제3댐퍼(450)는 실외 공기 흡입시에는 닫히고, 흡입한 실내 공기를 실외로 배출시에는 열히도록 제어된다. 상기 제4댐퍼(460)는 하우징(410)의 후단의 제4통기구(414)와 연결된 덕트(460a) 내부에 설치된다. 제4댐퍼(460)는 실외 공기 흡입시에는 열리고, 흡입한 실내 공기를 실외로 배출시에는 닫히도록 제어된다. 단, 상기 송풍기 케이싱의 흡기구는 상기 하우징의 제2통기구(412) 또는 제4통기구(414)와 연통되고, 송풍기 케이싱의 배기구는 상기 하우징 의 제1통기구(411) 또는 제3통기구(413)와 연통되도록 배치되어 있어야 한다.
도5의 (a)는 제1,4댐퍼(430, 460)는 닫히고, 제2,3댐퍼(440, 450)는 열려 실내공기를 실외로 배출하는 기류의 흐름을 도시한 모식도이고, 도5의 (b)는 제2,3댐퍼(440, 450)는 닫히고 제1,4댐퍼(430, 460)는 열려 실외공기를 실내로 배출하는 기류의 흐름을 도시한 모식도이다.
상기한 바와 같이, 하우징(410)의 크기를 크게 줄이고, 제1,2,3,4댐퍼(430, 440, 450, 460)를 하우징(410)의 외부에 배치하면, 공기조화장치의 설치에 필요한 공간이 크게 줄어 공간이 협소한 아파트 등에 적용이 용이하다.
Ⅲ. 2팬 , 2댐퍼가 구비된 공기조화장치
도6은 본 발명에 따른 2팬, 2댐퍼가 구비된 공기조화장치(500)의 실시예이다.
도6의 (a)에 도시된 바와 같이 본 발명은, 중공의 통체로서, 전단 및 후단에는 각각 통기구(511a, 511b)가 형성되되, 상기 전단은 실내와 연통되고, 상기 후단은 실외와 연통되도록 배치된 하우징(510); 상기 하우징(510) 내부의 전단측에 배치되고, 실외 공기를 흡입하여 실내로 배출하도록 장착된 송풍팬 및 상기 송풍팬을 덮으며, 흡기구와 배기구가 형성된 케이싱으로 구성된 제1송풍기(520); 상기 하우징(510) 내부의 후단측에 배치되고, 실내 공기를 흡입하여 실외로 배출하도록 장착 된 송풍팬 및 상기 송풍팬을 덮으며, 흡기구와 배기구가 형성된 케이싱으로 구성된 제2송풍기(530); 상기 하우징(510) 내부의 전단측에 장착되어, 배기 싸이클에서는 열리고, 급기 싸이클에서는 닫히도록 제어되는 전단댐퍼(540); 상기 하우징 내부의 후단측에 장착되어, 급기 싸이클에서는 열리고, 배기 싸이클에서는 닫히도록 장착된 후단댐퍼(550); 및 상기 하우징(510) 내부에 장착되어 특정 조건하에서 상기 전,후단댐퍼(540, 550)의 개폐와 상기 제1,2송풍기(520, 530)의 작동을 조절하는 제어부(570); 를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 공기조화장치(500)를 제공한다.
상기 제1,2송풍기(520, 530) 및 전,후단댐퍼(540, 550)는 앞서 설명한 A,B타입의 1팬, 4댐퍼를 구비한 공기조화장치(300, 400)에 구비된 송풍기(320, 420) 및 댐퍼(330, 340, 350, 360, 430, 440, 450, 460)와 동일한 것이다.
또한, 상기 제어부(570)도 앞서 설명한 A,B타입의 1팬, 4댐퍼를 구비한 공기조화장치(300, 400)에 구비된 제어부(370, 470)와 마찬가지로 구성할 수 있다. 즉, 온도센서에 의한 풍량 및 풍향 조절방법, CO2센서에 의한 조절, 타이머 설정, 수동조작에 의한 제어방식 등 여러 가지 제어방식을 적용할 수 있고, 구체적으로 상기 제어부(570)는, 실내외의 온도차에 의해 상기 전,후단댐퍼(540, 550)의 개폐를 제어하되, 실내외 온도차의 절대값이 특정 수치를 초과할 때는, 상기 전단댐퍼(540) 는 닫고, 상기 후단댐퍼(550)는 열어 실외 공기를 실내로 급기하는 급기 싸이클과, 상기 전단댐퍼(540)는 열고, 상기 후단댐퍼(550)는 닫아 실내 공기를 실외로 배기하는 배기 싸이클이 주기적으로 교번하도록 설정할 수 있다.
한편, 실내외의 온도차의 절대값이 특정 수치 이하일 때는, 상기 급기 싸이클만을 유지하도록 하거나, 급기 싸이클과 배기 싸이클의 교번 주기를 길게 설정할 수 있다.
한편, 본 실시예는 2팬, 2댐퍼를 구비한 것으로서 제1,2송풍기(520, 530)와 전,후단댐퍼(540, 550)의 배치상태에 특징이 있다.
상기 제1송풍기(520)는 하우징(510) 내부의 전단측에 배치된다. 제1송풍기(510)는 상기 하우징(510) 내부로 유입된 실외 공기를 흡입하여 실내로 배출한다. 상기 제2송풍기(530)는 하우징(510) 내부의 후단측에 배치된다. 제2송풍기(530)는 상기 하우징(510) 내부로 유입된 실내 공기를 흡입하여 실외로 배출한다. 상기 전단댐퍼(540)는 하우징(510) 내부의 전단측에 배치된다. 상기 전단댐퍼(540)는 실내 공기 흡입시에는 열리고, 상기 하우징(510) 내부로 유입된 실외 공기를 실내로 배출시에는 닫히도록 제어된다. 상기 후단댐퍼(550)는 하우징(510) 내부의 후단측에 배치된다. 상기 후단댐퍼(550)는 실외 공기 흡입시에는 열리고, 상기 하우징(510) 내부로 유입된 실내 공기를 실외로 배출시에는 닫히도록 제어된다.
도6의 (a)는 전단댐퍼(540)는 열리고, 후단댐퍼(550)는 닫혀 실내공기를 실 외로 배출하는 기류의 흐름을 도시한 모식도이고, 도5의 (b)는 전단댐퍼(540)는 닫히고 후단댐퍼(550)는 열려 실외공기를 실내로 배출하는 기류의 흐름을 도시한 모식도이다.
상기한 바와 같은 2팬, 2댐퍼를 구비한 공기조화장치(500)는 교류형 공기조화장치(200a, 200b)와 비슷한 구조이나, 공기의 흡입을 전,후단댐퍼(540, 550)에서 주로 하게 되어 고풍량이 요구되고, 전장공간 협소로 덕트라인의 최소화가 필요한 경우에 적용하기 유리하다.
Ⅳ. 열교환부
한편, 상기한 1팬, 4댐퍼가 구비된 공기조화장치 A,B타입(300, 400) 및 2팬, 2댐퍼가 구비된 공기조화장치(500)는 하우징(310, 410, 510)에 열교환부(600)를 더 포함시켜 구성할 수 있다. 상기 열교환부(600)는 하우징(310, 410, 510) 내부로 유입된 실내,외 공기가 하우징(310, 410, 510) 외부로 배출되기 전에 거쳐가는 통로에 배치되는 장치로서, 여름에는 실외의 공기를 실내로 유입시킬 때 실외의 공기에 포함된 열을 저장하여 시원한 공기가 실내로 배출되도록 하고, 실내의 공기를 실외로 배출할 때는 상기 유입된 열을 배출하며, 겨울에는 여름과 상반되게 열교환이 이루어지도록 하는 장치이다.
도7은 본 발명에 따른 열교환부(600)의 실시예를 도시한 것이고, 도8은 상기 열교환부(600) 지지블럭(620) 및 축열판(610)의 상세도를 도시한 것이다. 도시된 바와 같이 상기 열교환부(600)는 축열판(610)이 적층되어 구성된다. 상기 축열판(610)은 숯, 금속, 합성수지, 섬유 중의 어느 하나로 구성할 수 있다.
한편, 상기 열교환부(600)는, 축열판(610)의 각 모서리에 각각 끼워져 상,하 결합하는 지지블럭(620); 및 최상층 축열판의 상면과 최하층 축열판의 하면에 각각 끼워지는 마무리판(630a, 630b); 을 더 포함하여 구성할 수 있다.
이 때, 상기 지지블럭(620)은, 몸체부(621); 상기 몸체부(621)의 측면에 형성되며, 상기 축열판(610)의 모서리에 끼여지는 탄성끼움부(622); 상기 몸체부(621)의 상면에 장착된 연결안내돌기(623); 하층 지지블럭의 연결안내돌기(623)가 삽입되도록 상기 몸체부의 하면에 형성된 연결안내홈(624); 상기 몸체부(621)의 일측 모서리에 형성된 고정홈(626) 및 상기 몸체부(621)의 일측 모서리에 형성되어 상층 지지블럭의 고정홈(626)에 끼워져 고정되는 고정턱(625); 을 포함하여 구성된다. 이와 같은 구성은 숯 등으로 만든 축열판(610)의 공차에 의한 적층의 어려움을 극복하기 위해 안출된 것이다.
상기 탄성끼움부(622)는 축열판(610)을 끼울 때, 축열판(610)의 두께공차에 상관없이 끼움고정할 수 있도록 고무, 합성수지 등의 탄성재를 사용하여 제작한다. 상기 축열판(610)의 각 모서리마다 지지블럭(620)을 끼운 후에는 상기 연결안내돌 기(623)와 연결안내홈(624)을 이용하여 적층한다. 이 때, 상기 축열판(610)의 넓이 공차로 인해 하층 축열판의 연결안내돌기(623)와 상층 축열판의 연결안내홈(624)의 끼움결합이 어려울 수 있으므로 상기 연결안내홈(624)은 연결안내돌기(623)에 비해 큰 직경으로 형성하는 것이 바람직하다. 또한, 하층 축열판의 고정턱(625)과 상층 축열판의 고정홈(626)으로 홈-턱 결합을 하여 적층한 축열판(610)이 쉽게 해체되지 않도록 구성한다. 적층한 축열판(610)을 해체할 때는 상기 고정턱(625)을 제껴 빼낼 수 있도록 구성한다. 이와 같은 방식으로 축열판(610)을 소정의 높이로 적층한 후에, 최하층 축열판의 아래와 최상층 축열판의 위에 마무리판(630a, 630b)을 끼워 고정하면 축열판(610) 자체가 잘 빠지지 않고 충격흡수도 용이한 열교환부(600)가 완성되는 것이다.
상기한 바와 같은 본 발명의 공기조화장치를 이용하면 다음과 같은 효과가 있다.
1. 1팬, 4댐퍼를 구비한 공기조화장치 A타입(300)은 종래의 2개의 덕트라인을 설치하기 어려운 협소한 천장공간에 덕트1개라인으로 컴팩트하게 설치하거나 덕트없이 건축물의 측벽에 직접 연결되도록 설치할 수 있다. 한편 1팬, 4댐퍼를 구비한 공기조화장치 B타입(400)은 2줄의 덕트라인을 설치하나 장치사이즈가 최소화되므로 협소한 공간에서 컴팩트하게 설치가능하다. 양자 모두 공기조화장치 내에서 공기 흐름을 방해하는 요소가 없어 풍량확보에도 유리하며, 모터댐퍼를 4개 사용하지만, 송풍팬은 1개를 사용하므로 전체적인 전력소모는 줄어들고 제조단가도 저렴해진다.
2. 2팬, 2댐퍼를 구비한 공기조화장치(500)는 많은 풍량이 요구되거나 1팬 적용이 어려운 부위에도 적용할 수 있다. 송풍팬과 모터댐퍼를 2개씩 사용하지만 풍량이 크고 덕트라인이 1줄만 요구되므로 상대적으로 낮은 단가를 유지할 수 있다. 또한, 종래의 공기조화장치에 비해 구조가 간단하고, 같은 풍량을 낼 수 있는 종래의 공기조화장치에 비해 전력소모도 절반으로 줄일 수 있다.
3. 상기한 모든 공기조화장치에는 열전달 및 열축적에 유리한 숯 등의 재료로 구성된 열교환부를 더 포함하여 구성함으로서, 에너지를 절약할 수 있다. 상기 열교환부를 구성할 때는 지지블럭과 마무리판을 이용하여 축열판의 적층을 용이하고 견고하게 할 수 있다.

Claims (8)

  1. 무덕트 방식으로 설치하거나, 실내와 실외로 연통되는 하나의 덕트라인을 갖도록 설치하고, 실내의 공기를 흡입하여 실외로 배출하는 배기 싸이클과, 실외의 공기를 흡입하여 실내로 배출하는 급기 싸이클을 제어할 수 있는 공기조화장치에서,
    중공의 통체로서, 전단 및 후단에는 각각 통기구가 형성되되, 상기 전단은 실내와 연통되고, 상기 후단은 실외와 연통되도록 배치된 하우징;
    상기 하우징 내부에 배치되고, 실내 공기를 흡입하여 실외로 배출하거나, 실외 공기를 흡입하여 실내로 배출하도록 장착된 송풍팬 및 상기 송풍팬을 덮으며, 흡기구와 배기구가 형성된 케이싱으로 구성된 송풍기;
    상기 하우징 내부의 전단측에 장착된 제1,2댐퍼;
    상기 하우징 내부의 후단측에 장착된 제3,4댐퍼; 및
    상기 하우징 내부에 장착되어 특정 조건하에서 상기 제1,2,3,4댐퍼의 개폐와 상기 송풍기의 작동을 제어하는 제어부; 를 포함하여 구성되되,
    상기 제1,4댐퍼는 급기 싸이클에서는 열리고 배기 싸이클에서는 닫히도록 제어되고, 상기 제2,3댐퍼는 배기 싸이클에서는 열리고 급기 싸이클에서는 닫히도록 제어되며,
    상기 송풍기 케이싱의 흡기구는 열린 상태의 상기 제2댐퍼 또는 제4댐퍼와 연통되고, 송풍기 케이싱의 배기구는 상기 열린 상태의 상기 제1댐퍼 또는 제3댐퍼 와 연통되도록 배치되는 것을 특징으로 하는 공기조화장치.
  2. 실내와 실외로 연통되는 두개의 덕트라인을 갖도록 설치하고, 실내의 공기를 흡입하여 실외로 배출하는 배기 싸이클과, 실외의 공기를 흡입하여 실내로 배출하는 급기 싸이클을 제어할 수 있는 공기조화장치에서,
    중공의 통체로서, 전단에는 제1,2통기구가 형성되고, 후단에는 제3,4통기구가 형성되되, 상기 제1,2통기구는 실내와 연통되고, 상기 제3,4통기구는 실외와 연통되도록 배치된 하우징;
    상기 하우징 내부에 배치되고, 실내 공기를 흡입하여 실외로 배출하거나, 실외 공기를 흡입하여 실내로 배출하도록 장착된 송풍팬 및 상기 송풍팬을 덮으며, 흡기구와 배기구가 형성된 케이싱으로 구성된 송풍기;
    상기 제1통기구와 연결된 덕트 내부에 장착된 제1댐퍼;
    상기 제2통기구와 연결된 덕트 내부에 장착된 제2댐퍼;
    상기 제3통기구와 연결된 덕트 내부에 장착된 제3댐퍼;
    상기 제4통기구와 연결된 덕트 내부에 장착된 제4댐퍼; 및
    상기 하우징 내부에 장착되어 특정 조건하에서 상기 제1,2,3,4댐퍼의 개폐 및 상기 송풍기의 작동을 조절하는 제어부; 를 포함하여 구성되되,
    상기 제1,4댐퍼는 급기 싸이클에서는 열리고 배기 싸이클에서는 닫히도록 제어되고, 상기 제2,3댐퍼는 배기 싸이클에서는 열리고 급기 싸이클에서는 닫히도록 제어되며,
    상기 송풍기 케이싱의 흡기구는 상기 하우징의 제2통기구 또는 제4통기구와 연통되고, 송풍기 케이싱의 배기구는 상기 하우징의 제1통기구 또는 제3통기구와 연통되도록 배치되는 것을 특징으로 하는 공기조화장치.
  3. 무덕트 방식으로 설치하거나, 실내와 실외로 연결되는 하나의 덕트라인을 갖도록 설치하고, 실내의 공기를 흡입하여 실외로 배출하는 배기 싸이클과, 실외의 공기를 흡입하여 실내로 배출하는 급기 싸이클을 제어할 수 있는 공기조화장치에서,
    중공의 통체로서, 전단 및 후단에는 각각 통기구가 형성되되, 상기 전단은 실내와 연통되고, 상기 후단은 실외와 연통되도록 배치된 하우징;
    상기 하우징 내부의 전단측에 배치되고, 실외 공기를 흡입하여 실내로 배출하도록 장착된 송풍팬 및 상기 송풍팬을 덮으며, 흡기구와 배기구가 형성된 케이싱으로 구성된 제1송풍기;
    상기 하우징 내부의 후단측에 배치되고, 실내 공기를 흡입하여 실외로 배출하도록 장착된 송풍팬 및 상기 송풍팬을 덮으며, 흡기구와 배기구가 형성된 케이싱으로 구성된 제2송풍기;
    상기 하우징 내부의 전단측에 장착되어, 배기 싸이클에서는 열리고, 급기 싸이클에서는 닫히도록 제어되는 전단댐퍼;
    상기 하우징 내부의 후단측에 장착되어, 급기 싸이클에서는 열리고, 배기 싸이클에서는 닫히도록 장착된 후단댐퍼; 및
    상기 하우징 내부에 장착되어 특정 조건하에서 상기 전,후단댐퍼의 개폐와 상기 제1,2송풍기의 작동을 조절하는 제어부; 를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 공기조화장치.
  4. 제1항 또는 제2항에서, 상기 제어부는,
    실내외의 온도차에 의해 상기 제1,2,3,4댐퍼의 개폐를 제어하되,
    실내외 온도차의 절대값이 특정 수치를 초과할 때는, 급기 싸이클과 배기 싸이클이 주기적으로 교번하도록 설정되고,
    실내외 온도차의 절대값이 특정 수치 이하일 때는,
    상기 급기 싸이클만을 유지하거나, 급기 싸이클과 배기 싸이클의 교번 주기가 길게 설정되는 것을 특징으로 하는 공기조화장치.
  5. 제3항에서, 상기 제어부는,
    실내외의 온도차에 의해 상기 전,후단댐퍼의 개폐를 제어하되,
    실내외 온도차의 절대값이 특정 수치를 초과할 때는, 급기 싸이클과 배기 싸이클이 주기적으로 교번하도록 설정되고,
    실내외의 온도차의 절대값이 특정 수치 이하일 때는,
    상기 급기 싸이클만을 유지하거나, 급기 싸이클과 배기 싸이클의 교번 주기가 길게 설정되는 것을 특징으로 하는 공기조화장치.
  6. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에서,
    축열판이 적층되어 구성되고, 상기 하우징 내부로 유입된 실내,외 공기가 하우징 외부로 배출되기 전에 거쳐가도록 배치된 열교환부; 를 더 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 공기조화장치.
  7. 제6항에서,
    상기 축열판은 숯, 금속, 합성수지, 섬유 중의 어느 하나로 구성된 것을 특징으로 하는 공기조화장치.
  8. 제7항에서,
    상기 열교환부는, 축열판의 각 모서리에 각각 끼워져 상,하 결합하는 지지블럭; 및 최상층 축열판의 상면과 최하층 축열판의 하면에 각각 끼워지는 마무리판; 을 더 포함하여 구성되되,
    상기 지지블럭은, 몸체부; 상기 몸체부의 측면에 형성되며, 상기 축열판의 모서리에 끼여지는 탄성끼움부; 상기 몸체부의 상면에 장착된 연결안내돌기; 하층 지지블럭의 연결안내돌기가 삽입되도록 상기 몸체부의 하면에 형성된 연결안내홈; 상기 몸체부의 일측 모서리에 형성된 고정홈 및 상기 몸체부의 일측 모서리에 형성되어 상층 지지블럭의 고정홈에 끼워져 고정되는 고정턱; 을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 공기조화장치.
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