KR100821568B1 - 공조기 - Google Patents

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KR100821568B1
KR100821568B1 KR1020070040879A KR20070040879A KR100821568B1 KR 100821568 B1 KR100821568 B1 KR 100821568B1 KR 1020070040879 A KR1020070040879 A KR 1020070040879A KR 20070040879 A KR20070040879 A KR 20070040879A KR 100821568 B1 KR100821568 B1 KR 100821568B1
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KR
South Korea
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air
heat
ventilation
heat exchanger
supply side
Prior art date
Application number
KR1020070040879A
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Inventor
기무라 케이치
나가시마 노부오
모리타 미츠오
카사하라 카즈유키
Original Assignee
키무라코우키 가부시키가이샤
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    • F24F—AIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F12/00—Use of energy recovery systems in air conditioning, ventilation or screening
    • F24F12/001—Use of energy recovery systems in air conditioning, ventilation or screening with heat-exchange between supplied and exhausted air
    • F24F12/002—Use of energy recovery systems in air conditioning, ventilation or screening with heat-exchange between supplied and exhausted air using an intermediate heat-transfer fluid
    • F24F12/003—Use of energy recovery systems in air conditioning, ventilation or screening with heat-exchange between supplied and exhausted air using an intermediate heat-transfer fluid using a heat pump
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F24F3/00—Air-conditioning systems in which conditioned primary air is supplied from one or more central stations to distributing units in the rooms or spaces where it may receive secondary treatment; Apparatus specially designed for such systems
    • F24F3/001—Air-conditioning systems in which conditioned primary air is supplied from one or more central stations to distributing units in the rooms or spaces where it may receive secondary treatment; Apparatus specially designed for such systems in which the air treatment in the central station takes place by means of a heat-pump or by means of a reversible cycle
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    • F24F3/14—Air-conditioning systems in which conditioned primary air is supplied from one or more central stations to distributing units in the rooms or spaces where it may receive secondary treatment; Apparatus specially designed for such systems characterised by the treatment of the air otherwise than by heating and cooling by humidification; by dehumidification
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Abstract

냉각·가열절환 가능한 외기처리용 열교환기를 가지는 제1 히트펌프와, 냉각·가열절환 가능한 환기처리용 열교환기를 가지는 제2 히트펌프와, 외기를 가습하는 가습기와, 상기 환기처리용 열교환기를 통과한 환기와 상기 외기처리용 열교환기 및 상기 가습기를 통과한 외기를 혼합해서 급기하는 급기측 송풍기를 구비함으로써, 외기 및 환기를 혼합한 후에 냉각 또는 가열을 하는 것이 아니라, 외기부하와 실내부하를 따로 처리함으로써, 환기를 추가적으로 냉각, 재열하는 에너지가 불필요하여 에너지 절약이 가능하여 운전 비용을 삭감할 수 있을 뿐 아니라, 냉온수 코일을 사용하지 않고 히트펌프만으로 급기의 온습도제어가 가능하여 설비비용과 운전비용의 삭감을 도모할 수 있는 공조기를 제공할 수 있는 공조기를 제공한다.
외기처리용 열교환기, 환기처리용 열교환기, 커버, 혼기 챔버

Description

공조기{AIR CONDITIONER}
도 1은 본 발명의 실시예1에 관련하는 공조기의 모식적 종단면도이다.
도 2는 본 발명의 실시예1에 관련하는 공조기의 모식적 평면도이다.
도 3은 도1의 B-B선에 의한 횡단면도이다.
도 4는 환기의 취입구로부터 본 실시예1에 관련하는 공조기의 모식적 측면도이다.
도5는 본 발명의 실시예1에 관련하는 공조기의 요부구성을 나타내는 구성도이다.
도 6은 본 발명의 실시예2에 관련하는 공조기의 모식적 측면도이다.
도 7은 본 발명의 실시예2에 관련하는 공조기의 모식적 평면도이다.
도 8은 본 발명의 실시예2에 관련하는 공조기의 요부구성을 나타내는 구성도이다.
도 9는 실시예3에 관련하는 공조기의 급기측 케이스부의 일부 횡단면도이다.
도 10은 실시예4에 관련하는 공조기의 급기측 케이스부의 일부 횡단면도이다.
도 11은 실시예4에 관련하는 공조기의 실내로의 급기를 설명하는 설명도이 다.
도 12는 실시예5에 관련하는 공조기의 평면도이다.
도 13은 실시예6에 관련하는 공조기의 평면도이다.
도 14는 실시예6에 관련하는 공조기의 실내로의 급기를 설명하는 설명도이다.
[부호의 설명]
1: 외기처리용 열교환기
2: 환기처리용 열교환기
3: 급기측 송풍기
4: 열원측 송풍기
5: 가습기
6: 케이싱
7: 열원용 열교환기
8: 급기측 케이스부
9: 열원측 케이스부
10: 압축기
11: 커버
12: 열원측 외기취입구
13: 급기측 외기취입구
17: 방풍단열판
18: 혼기 챔버
19: 외기댐퍼
A 히트펌프
본 발명은, 외기(外氣)를 처리해서 옥내에 급기(給氣)하는 공조기에 관한 것이다.
종래의 외기와 환기를 혼합하는 소위 외기 혼합형의 공조기(또는 공기 조화 장치)는 외부로부터의 외기와, 옥내로부터의 환기를 혼합한 후, 혼합한 공기(이하, '혼합기'라고 한다)의 냉각, 제습, 가열 등을 수행한다. 예를 들면, 여름철 냉방 운전의 경우는, 일단 혼합기를 과냉각시켜서 제습을 실시하고, 습도 제어를 위해서 재가열(재열)을 행하여 옥내로 급기하였다. (예를 들면, 일본국 특개평4-174225호 공보, 특개소63-233244호 공보 참조)
그러나 이와 같은 방식의 공조기에서는 혼합기를 냉각 및 재열하기 때문에, 혼합기를 구성하는 외기 및 환기를 같이 냉각 또는 재열할 필요가 있어서 운전 비용이 높아진다는 문제가 있다.
게다가, 열원수 회로를 4관식으로 하여 냉수 코일과 온수 코일로 각각 냉수 와 온수를 흘려 운전하는 공조기의 경우, 4관식의 열원수 회로에서는 배관거리가 길어 설비 비용이 소요될 뿐만 아니라 냉각 및 재열을 행하기 때문에, 열원수인 냉수 및 온수를 동시에 만들 필요가 있기 때문에, 열원기의 설비 비용 및 운전 비용이 소요되는 문제점이 있다.
그러나, 일본국 특개평4-174225호 공보 및 특개소63-233244호 공보에 개시되어 있는 공기조화장치는 상술한 것과 같은 높은 설비 비용 및 높은 운전 비용의 문제를 해결 할 수가 없었다.
본 발명은 이와 같은 사정에 감안하여 안출된 것으로, 그 목적은 냉각·가열전환 가능한 외기처리용 열교환기를 가지는 제1히트펌프와, 냉각·가열전환 가능한 환기처리용 열교환기를 가지는 제2히트펌프와, 외기를 가습하는 가습기와, 상기 환기처리용 열교환기를 통과한 환기와 상기 외기처리용 열교환기 및 상기 가습기를 통과한 외기를 혼합해서 급기하는 급기측 송풍기를 구비함으로써, 외기 및 환기를 혼합한 후에 냉각 또는 가열을 하는 것이 아니라, 외기부하와 실내부하를 개별적으로 처리함으로써, 환기를 추가적으로 냉각, 재열하는 에너지가 불필요하여 에너지 절약이 가능하기 때문에 운전 비용을 절감할 수 있을 뿐만 아니라, 냉온수 코일을 사용하지 않고 히트펌프만으로 급기의 온습도제어가 가능하여 설비비용과 운전비용의 삭감을 도모할 수 있는 공조기를 제공하는 것에 있다.
또한, 본 발명의 다른 목적은, 열원측의 열교환을 행하는 열원용 열교환기를 구비하여, 상기 열원용 열교환기가 공기열원방식의 상기 제1 히트펌프 및 제2 히트 펌프에 의해서 공유되도록 구성함으로써, 열원수 회로, 칠러(Chiller) 등의 열원기가 불필요하여 설비 비용 및 운전 비용을 삭감할 수 있고, 시공도 용이해질 뿐 아니라, 공용되는 열원용 열교환기의 냉매의 한 쪽이 증발과정이며, 다른 쪽이 응축과정인 경우, 냉매 서로간의 열교환이 가능하여 ＣＯＰ（Ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ　ｏｆ　Ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ）가 높아지는 공조기를 제공하는 것에 있다.
또한, 본 발명의 다른 목적은, 상기 열원용 열교환기가 외기 및 환기를 공기열원으로 하도록 구성함으로써, 열원용 열교환기의 열교환에 있어서 환기의 열을 재이용할 수 있어, 열교환능력의 향상 및 운전 비용의 삭감을 도모할 수 있는 공조기를 제공하는 것에 있다.
또한, 본 발명의 다른 목적은, 상기 외기처리용 열교환기 및 환기처리용 열교환기의 어느 한 쪽은, 타원형 관으로 된 핀튜브(Fin Tube)를 가지며 다른 쪽은 원형 관으로 된 핀튜브를 가지도록 구성함으로써, 상기 급기측 송풍기의 공기입구에 있어서 환기와 외기의 압력차가 없어져 균형이 취해지기 때문에 풍량혼합비가 안정화될 뿐만 아니라 정밀한 급기의 온습도제어가 가능한 공조기를 제공하는 것에 있다.
또한, 본 발명의 다른 목적은, 외기를 상기 급기측 케이스부 내로 받아들이기 위한 급기측 외기취입구와, 이 급기측 외기취입구로부터의 외기를 상기 급기측 송풍기까지 바이패스시키는 외기댐퍼를 구비함으로써, 예를 들면 중간기에 실내냉방부하가 큰 경우 등에, 외기댐퍼를 열어 실외로부터 취입한 그대로의 열교환되지 않은 외기를 최대 전급기풍량분(全給氣風量分)까지 실내로 공급하여, 환기를 냉각 시키지 않고 외기만으로 냉방이 가능한 공조기를 제공하는 것에 있다.
또한, 본 발명의 다른 목적은, 냉각·가열전환이 가능한 외기처리용 열교환기를 가지는 히트펌프와, 외기를 가습하는 가습기와, 환기와 함께 상기 외기처리용 열교환기 및 상기 가습기를 통과한 외기를 혼합하여 급기하는 급기측 송풍기를 구비함으로써, 외기 및 환기를 혼합한 후에 냉각 또는 가열하는 것이 아니라 외기부하와 실내부하를 별도로 처리함으로써, 환기를 추가적으로 냉각, 재열하는 에너지가 불필요하여 에너지를 절약할 수 있으며 운전 비용을 삭감하는 것이 가능할 뿐 아니라, 냉온수 코일을 사용하지 않고 히트펌프만으로 급기의 온습도제어가 가능하여, 설비 비용과 운전 비용의 삭감을 도모할 수 있는 공조기를 제공하는 것에 있다.
또한, 본 발명의 다른 목적은, 공기열원방식의 히트펌프를 구비함으로써 열원수 회로, 칠러(Chiller)등의 열원기(熱源機)가 불필요하며 설비 비용과 운전 비용을 삭감할 수 있어, 시공도 용이하게 되는 공조기를 제공하는 것에 있다.
또한, 본 발명의 다른 목적은, 상기 열원용 열교환기가 외기 및 환기를 공기열원으로 하도록 구성함으로써, 열원용 열교환기의 열교환에 있어서 환기의 열을 재이용할 수 있어, 열교환능력의 향상 및 운전 비용의 삭감을 도모할 수 있는 공조기를 제공하는 것에 있다.
또한, 본 발명의 다른 목적은, 급기측 외기취입구 및 이 급기측 외기취입구를 거쳐서 급기측 케이스부 내로 들어오는 외기를 상기 급기측 송풍기까지 바이패스 시키는 외기댐퍼를 구비함으로써, 예를 들면 중간기에 실내냉방부하가 큰 경우 등에 외기댐퍼를 열어 실외로부터 취입된 그대로의 열교환되지 않은 외기를 최대 전급기풍량분까지 실내로 공급하여, 환기를 냉각시키지 않고 외기만으로 냉방이 가능한 공조기를 제공하는 것에 있다.
또한, 본 발명의 다른 목적은 냉각·가열절환이 가능한 외기처리용 열교환기를 가지는 히트펌프와, 외기를 가습하는 가습기와, 환기와 함께 상기 외기처리용 열교환기 및 상기 가습기를 통과한 외기를 혼합하는 혼기(混氣) 챔버와, 상기 혼기 챔버에 외기를 보내는 급기측 송풍기를 구비함으로써, 외기 및 환기를 혼합한 후에 냉각 또는 가열하는 것이 아니라, 외기부하와 실내부하를 따로 처리함으로써, 환기를 추가적으로 냉각, 재열하는 에너지가 불필요하여 에너지를 절약할 수 있으며, 운전 비용을 삭감하는 것이 가능할 뿐 아니라 냉온수 코일을 사용하지 않고 히트펌프만으로 급기의 온습도제어가 가능하여, 설비 비용과 운전 비용의 삭감을 도모할 수 있고, 외기만을 전기 혼기 챔버에 송풍하기만 하면 되기 때문에 상기 급기측 송풍기의 소형화 및 송풍전력비를 삭감할 수 있는 공조기를 제공하는 것에 있다.
또한, 본 발명의 다른 목적은 상기 히트펌프를 공기열원 방식으로 구성함으로써, 열원수 회로, 칠러(Chiller) 등의 열원기가 불필요하며 설비 비용과 운전 비용을 삭감할 수 있어 시공도 용이하게 되는 공조기를 제공하는 것에 있다.
또한, 본 발명의 다른 목적은 상기 열원용 열교환기가 외기 및 환기를 공기열원으로 구성함므로써, 열원용 열교환기의 열교환에 있어서 환기의 열을 재이용할 수 있어, 열교환능력의 향상 및 운전 비용의 삭감을 도모할 수 있는 공조기를 제공하는 것에 있다.
또한, 본 발명의 다른 목적은 외기를 상기 급기측 케이스부 내로 받아들이는 급기측 외기취입구와, 이 급기측 외기취입구를 거쳐서 상기 급기측 케이스부 내로 들어오는 외기를 상기 급기측 송풍기까지 바이패스 시키는 외기댐퍼를 구비함으로써, 예를 들면 중간기에 실내냉방부하가 큰 경우 등에, 외기댐퍼를 열어 실외로부터 취입된 그대로의 열교환되지 않은 외기를 최대 전급기풍량분까지 실내로 공급하여, 환기를 냉각시키지 않고 외기만으로 냉방이 가능한 공조기를 제공하는 것에 있다.
　　
본 발명에 관련하는 공조기는 외부로부터의 외기 및 실내로부터의 환기를 혼합해서 실내에 급기하는 공조기에 있어서, 외기를 열교환하는 냉각·가열절환이 가능한 외기처리용 열교환기를 가지는 제1 히트펌프와, 환기를 열교환하는 냉각·가열절환이 가능한 환기처리용 열교환기를 가지는 제2 히트펌프와, 외기를 가습하는 가습기와, 상기 환기처리용 열교환기를 통과한 환기와 함께 상기 외기처리용 열교환기 및 상기 가습기를 통과한 외기를 혼합해서 급기하는 급기측 송풍기를 구비하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 하기(夏期)의 냉방운전의 경우는 외기를 외기처리용 열교환기에서 냉각감습한 제습공기와, 환기를 환기처리용 열교환기에서 건조냉각한(상기 제습공기보다 고온의) 공기를 소정비율로 혼합하여, 재가열하지 않고 급기의 온습도제어를 행한다. 동기(冬期)의 난방운전의 경우에는, 외기를 외기처리용 열교환 기로 가열하고 가습기로 가습하여 습도조정한 공기와, 환기를 환기처리용 열교환기로 가열한 공기를 소정비율로 혼합하여, 실내로 공급하는 공기의 온습도제어를 행한다.
본 발명에 관련하는 공조기는, 상기 제1 히트펌프 및 제2 히트펌프는 공기열원 방식이며, 열원측의 열교환을 행하는 열원용 열교환기를 구비하고, 이 열원용 열교환기가 상기 제1 히트펌프 및 제2 히트펌프에 의해 공유되도록 구성되어 있는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서는, 상기 제1 히트펌프 및 제2 히트펌프가 공유하는 상기 열원용 열교환기가 별도의 열원기를 이용하지 않고 공기, 예를 들면 외기 또는 환기와의 열교환을 행한다.
본 발명에 관련하는 공조기는, 상기 열원용 열교환기는 외기 및 환기를 공기 열원으로하도록 구성되어 있는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 열원용 열교환기는 외기뿐만이 아니라 환기와도 열교환을 행하여 환기의 열을 최대한 재이용한다.
본 발명에 관련하는 공조기는, 상기 외기처리용 열교환기 및 환기처리용 열교환기 중 어느 하나는 타원형관으로된 핀튜브를 가지며, 다른 하나는 원형관으로된 핀튜브를 가지는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 원형의 전열관을 직경방향으로 통과하는 환기 또는 외기는 공기의 일부가 박리(剝離)되어 소용돌이를 형성하며, 이 소용돌이가 공기의 흐름을 방해한다. 한편, 타원형의 전열관을 장경(長經) 방향으로 통과하는 환기 또는 외기는 구형의 전열관과 같이 소용돌이가 형성되는 일이 없이 흐른다. 따라서, 상기 급기측 송풍기의 공기입구에서 환기와 외기와의 압력차가 없어진다.
본 발명에 관련하는 공조기는 상기 급기측 송풍기가 설치된 급기측 케이스부와, 외기를 상기 급기측 케이스부내로 받아들이기 위한 급기측 외기취입구와, 이 급기측 외기취입구로부터의 외기를 상기 급기측 송풍기까지 바이패스시키는 외기댐퍼를 구비하고 있는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서는, 상기 급기측 외기취입구를 거쳐서 상기 급기측 케이스부 내로 들어오는 외기가 상기 바이패스를 조작함으로써 상기 급기측 송풍기까지 열교환되는 일이 없이 보내져, 그대로 또는 다른 공기와 혼합되어 상기 급기측 송풍기에 의해 실내로 공급된다.
본 발명에 관련하는 공조기는, 외부로부터의 외기 및 실내로부터의 환기를 혼합해서 실내로 급기하는 공조기에 있어서, 외기를 열교환하는 냉각·가열전환이 가능한 외기처리용 열교환기를 가지는 히트펌프와, 외기를 가습하는 가습기와, 환기와 함께 상기 외기처리용 열교환기 및 상기 가습기를 통과한 외기를 혼합해서 급기하는 급기측 송풍기를 구비하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 하기의 냉방운전의 경우는 외기를 외기처리용 열교환기에서 냉각감습한 제습공기와, 상기 제습공기보다 고온의 환기를 소정비율로 혼합하여, 재가열하지 않고 급기의 온습도제어를 행한다. 동기의 난방운전의 경우에는 외기를 외기처리용 열교환기로 가열하여 가습기로 가습하여 습도조정한 공기와, 환기를 소정비율로 혼합하여 실내로 공급하는 공기의 온습도제어를 행하여 급기한다.
본 발명에 관련하는 공조기는, 상기 히트펌프가 공기열원 방식인 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 히트펌프는 별도의 열원기를 이용하지 않고, 공기, 예를 들면, 외기 또는 환기를 열원으로서 열교환을 행한다.
본 발명에 관련하는 공조기는 열원측의 열교환을 행하는 열원용 열교환기를 구비하며, 이 열원용 열교환기는 외기 및 환기를 공기열원으로 하도록 구성되어 있는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 열원용 열교환기가 외기뿐만이 아니라 환기와도 열교환을 행하도록 구성하여 환기의 열을 최대한 재이용한다.
본 발명에 관련하는 공조기는 상기 급기측 송풍기가 설치된 급기측 케이스부와, 외기를 상기 급기측 케이스부 내로 받아들이기 위한 급기측 외기취입구와, 이 급기측 외기취입구로부터의 외기를 상기 급기측 송풍기까지 바이패스시키는 외기댐퍼를 구비하고 있는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 급기측 외기취입구를 거쳐서 상기 급기측 케이스부 내로 들어오는 외기의 일부 또는 전부가 상기 바이패스를 통과해서 상기 급기측 송풍기까지 열교환되는 일이 없이 보내져, 그대로 또는 다른 공기와 혼합되어 상기 급기측 송풍기에 의해 실내로 공급된다.
본 발명에 관련하는 공조기는, 외부로부터의 외기 및 실내로부터의 환기를 혼합해서 실내에 급기하는 공조기에 있어서, 외기를 열교환하는 냉각·가열절환이 가능한 외기처리용 열교환기를 가지는 히트펌프와, 외기를 가습하는 가습기와, 환 기와 함께 상기 외기처리용 열교환기 및 상기 가습기를 통과한 외기를 혼합하는 혼기(混氣) 챔버와, 이 혼기 챔버로 상기 외기처리용 열교환기 및 상기 가습기를 통과한 외기를 보내는 급기측 송풍기를 구비하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 하기의 냉방운전의 경우는 외기를 외기처리용 열교환기에서 냉각감습한 제습공기를, 상기 급기측 송풍기를 이용하여 혼기 챔버까지 보낸다. 상기 제습공기는 혼기 챔버의 안에서 상기 제습공기보다 고온의 환기와 소정비율로 혼합됨으로써, 재가열하지 않고 급기의 온습도제어가 행하여져, 혼합된 공기는 실내로 공급된다. 동기의 난방운전의 경우에는 외기를 외기처리용 열교환기로 가열하고 가습기로 가습하여 습도조정한 공기를 상기 급기측 송풍기를 이용하여 혼기 챔버까지 보낸다. 상기 습도조정한 공기는 혼기 챔버의 안에서 환기와 소정비율로 혼합됨으로써 급기의 온습도제어가 행하여지며, 혼합된 공기는 실내로 공급된다.
본 발명에 관련하는 공조기는, 상기 히트펌프가 공기열원 방식인 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 히트펌프는 별도의 열원기를 이용하지 않고 공기, 예를 들면, 외기 또는 환기를 열원으로하여 열교환을 행한다.
본 발명에 관련하는 공조기는 상기 열원측의 열교환을 행하는 열원용 열교환기를 구비하며, 이 열원용 열교환기는 외기 및 환기를 공기열원으로 하도록 구성되어 있는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서는 상기 열원용 열교환기가 외기뿐만 아니라 환기와도 열교 환을 행하도록 구성되어 환기의 열을 최대한 재이용한다.
본 발명에 관련하는 공조기는 상기 급기측 송풍기가 설치된 급기측 케이스부와, 외기를 상기 급기측 케이스부내로 받아들이기 위한 급기측 외기취입구와, 이 급기측 외기취입구로부터의 외기를 상기 급기측 송풍기까지 바이패스시키는 외기댐퍼를 구비하고 있는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 급기측 케이스부에 설치한 상기 급기측 외기취입구를 거쳐서 상기 급기측 케이스부 내로 들어오는 외기는, 상기 바이패스를 조작함으로써 전부 또는 일부가 상기 급기측 송풍기까지 열교환되는 일이 없이 보내져, 그대로 또는 다른 공기와 혼합되어 상기 급기측 송풍기에 의해 실내로 공급된다.
　　
본 발명에 의하면, 외기 및 환기를 혼합한 후에 냉각 또는 가열을 하는 것이 아니라, 외기부하와 실내부하를 별개로 처리함으로써, 환기를 추가적으로 냉각, 재열하는 에너지가 불필요하여 에너지 절약이 가능하기 때문에 운전 비용을 삭감할 수 있을 뿐 아니라, 냉온수 코일을 사용하지 않고 히트펌프만으로 급기의 온습도제어가 가능하여 설비비용과 운전비용의 삭감을 도모할 수 있다.
본 발명에 의하면, 상기 열원용 열교환기가 공기열원 방식의 상기 제1 히트펌프 및 제2 히트펌프에 의해서 공유되어 있기 때문에, 열원수 회로, 칠러 등의 열원기가 불필요하여 설비 비용 및 운전 비용을 삭감할 수 있고, 시공도 용이해질 뿐 아니라, 공용되는 열원용 열교환기의 냉매의 한쪽이 증발과정이며 다른 쪽이 응축 과정인 경우, 냉매 서로간의 열교환이 가능하여 ＣＯＰ를 높일 수 있다.
본 발명에 의하면, 상기 열원용 열교환기가 외기 및 환기를 공기열원으로 하기 때문에, 열원용 열교환기의 열교환에 있어서 환기의 열을 재이용할 수 있어 열교환 능력의 향상 및 운전 비용의 삭감을 도모할 수 있다.
본 발명에 의하면, 상기 외기처리용 열교환기 및 환기처리용 열교환기 중 어느 하나는 타원형 관으로 된 핀튜브(Fin Tube)를 가지며, 다른 하나는 원형 관으로 된 핀튜브를 가지기 때문에 상기 급기측 송풍기의 공기입구에 있어서, 환기와 외기의 압력차의 균형이 취해져 송풍혼합비가 안정화됨과 동시에 정밀한 급기의 온습도제어가 가능하다.
본 발명에 의하면, 상기 급기측 외기취입구를 거쳐서 들어오는 외기를 상기 급기측 송풍기까지 바이패스시키는 외기댐퍼를 구비하고 있기 때문에, 예를 들면 중간기에 실내냉방부하가 큰 경우 등에, 외기댐퍼를 열어 실외로부터 취입한 그대로의 열교환되지 않은 외기를 최대 전급기풍량분(全給氣風量分)까지 실내로 공급하여, 환기를 냉각시키지 않고 외기만으로 냉방할 수 있다. 나아가, 환기측에 댐퍼를 추가적으로 설치하지 않더라도 외기 댐퍼의 개방에 의해 생기는 외기측과 환기측의 압력차에 의해 전급기풍량에 대한 외기풍량의 비율을 늘이는 것이 가능하기 때문에, 댐퍼 등의 설비비용의 삭감을 도모할 수 있다. 또한, 냉각감습한 외기에 외기 댐퍼로부터의 열교환되지 않은 외기를 혼합함으로써 온습도 제어가 가능하게 된다.
본 발명에 의하면, 외기 및 환기를 혼합한 후에 냉각 또는 가열하는 것이 아니라, 외기부하와 실내부하를 따로 처리함으로써 환기를 추가적으로 냉각, 재열하 는 에너지가 불필요하여 에너지를 절약할 수 있으며, 운전 비용을 삭감하는 것이 가능하고, 냉온수 코일을 사용하지 않고 히트펌프만으로 급기의 온습도제어가 가능하여 설비 비용과 운전 비용의 삭감을 도모할 수 있다. 또한, 실내가 아닌 공조기(공기조화기) 내에서 환기와 저온의 제습공기를 혼합함으로 실내측에 결로(結露) 대책 등의 설비가 불필요하여 비용절감을 도모할 수 있다. 나아가, 외기부하에 더하여 실내부하의 일부도 처리하므로 실내용공조기의 수를 줄이는 비용절감을 도모할 수 있다.
본 발명에 의하면, 히트펌프가 공기열원방식이므로 열원수 회로, 칠러 등의 열원기(熱源機)가 불필요하여 설비 비용과 운전 비용을 삭감할 수 있고 시공도 용이하게 된다.
본 발명에 의하면, 상기 열원용 열교환기가 외기 및 환기를 공기열원으로 하는 구성으로 하고 있기 때문에 열원용 열교환기의 열교환에 환기의 열을 재이용할 수 있어 열교환 능력의 향상 및 운전 비용의 삭감을 도모할 수 있다.
본 발명에 의하면, 상기 급기측 외기취입구로부터 급기측 케이스부 내로 들어오는 외기를 상기 급기측 송풍기까지 바이패스 시키는 외기댐퍼를 구비하고 있으므로, 예를 들면 중간기에 실내냉방부하가 큰 경우 등에 외기댐퍼를 열어 실외로부터 취입된 그대로의, 열교환되지 않은 상태의 외기를 최대 전급기풍량분까지 실내로 공급하여 환기를 냉각시키지 않고 외기만으로 냉방이 가능하다. 또한, 환기측에 댐퍼를 설치하지 않고서도 외기댐퍼의 개방으로 생기는 외기측과 환기측의 압력차에 의해, 전급기풍량에 대한 외기풍량의 비율을 늘이는 것이 가능하여, 댐퍼 등의 설비 비용의 삭감을 도모할 수 있다.
본 발명에 의하면, 외기 및 환기를 혼합한 후에 냉각 또는 가열하는 것이 아니라 외기부하와 실내부하를 따로 처리함으로써 환기를 추가적으로 냉각, 재열하는 에너지가 불필요하여 에너지를 절약할 수 있고 운전 비용을 삭감하는 것이 가능할 뿐 아니라, 냉온수 코일을 사용하지 않고 히트펌프만으로 급기의 온습도제어가 가능하여 설비 비용과 운전 비용의 삭감을 도모할 수 있다. 그리고 본 발명에 의하면, 외기만을 상기 혼기 챔버에 송풍하기만 하면 되기 때문에 상기 급기측 송풍기의 소형화 및 송풍전력비를 삭감할 수 있다.
본 발명에 의하면, 상기 히트펌프가 공기열원 방식으로 구성되어 있기 때문에 열원수 회로, 칠러 등의 열원기가 불필요하며 설비 비용과 운전 비용을 삭감할 수 있을 뿐 아니라 시공도 용이하게 된다.
본 발명에 의하면,　상기 열원용 열교환기가 외기 및 환기를 공기열원으로 하는 구성을 가지기 때문에 열원용 열교환기의 열교환에 환기의 열을 재이용할 수 있어 열교환 능력의 향상 및 운전 비용의 삭감을 도모할 수 있다.
본 발명에 의하면, 상기 급기측 외기취입구를 거쳐서 상기 급기측 케이스부 내로 들어오는 외기를 상기 외기댐퍼를 이용하여 상기 급기측 송풍기까지 바이패스 시키는 것이 가능하여, 예를 들면 중간기에 실내냉방 부하가 큰 경우 등에 외기댐퍼를 열어 실외로부터 취입된 그대로의 열교환되지 않은 상태의 외기를 최대 전급기풍량분까지 실내로 공급하여, 환기를 냉각시키지 않고 외기만으로 냉방하는 것이 가능하다. 또한, 환기측에 댐퍼를 추가적으로 설치하지 않고도 외기댐퍼의 개방으 로 생기는 외기측과 환기측의 압력차에 의해, 전급기풍량에 대한 외기풍량의 비율을 늘이는 것이 가능하기 때문에 댐퍼 등의 설비비용의 삭감을 도모할 수 있다.
[발명을 실시하기 위한 최선의 형태]
실시예1.
이하, 본 발명을 그 실시예를 나타내는 도면에 근거해서 상술한다. 도1은 본 발명의 실시예1에 관련하는 공조기의 모식적 종단면도, 도2는 평면도, 도3은 도1의 B-B선에 의한 횡단면도이다. 도4는 환기의 취입구로부터 본 실시예1에 관련하는 공조기의 모식적 측면도, 도5는 요부구성을 나타내는 구성도이다.
실시예1에 관련하는 공조기는 히트펌프식 제습공조기이며 직방체 형상의 급기측 케이스부(8)의 위에, 거의 같은 형상의 열원측 케이스부(9)를 설치한 케이싱(6)을 구비하고 있다. 상하방향으로 긴 직방체 형상의 케이싱(6) 내에는 압축식의 제1 히트펌프(Ａ１) 및 압축식의 제2 히트펌프(Ａ2)로 이루어진 히트펌프(Ａ)와, 외기를 열교환하는 냉각/가열절환이 가능한 제1 히트펌프(Ａ１)의 외기처리용 열교환기(1)와, 환기를 열교환하는 냉각/가열절환이 가능한 제2 히트펌프(Ａ2)의 환기처리용 열교환기(2)와, 외기를 가습하는 가습기(5)와, 환기처리용 열교환기(2)를 통과한 환기와 함께 외기처리용 열교환기(1) 및 가습기(5)를 통과한 외기를 혼합해서 급기하는 흡입(Induced draft)식의 급기측 송풍기(3)와, 히트펌프(A)의 두 열원용 열교환기(7, 7)에 외기를 통과시키는 두 열원측 송풍기(4, 4)가 구비되어 있다. 제1 히트펌프(A1) 및 제2 히트펌프(A2)의 각 열원용 열교환기(7, 7)는 제1 히트펌프(A1)의 외기처리용 열교환기(1) 및 제2 히트펌프(A2)의 환기처리용 열교환 기(2)에 의해 공용되고 있다.
또한, 케이싱(6)에는 열원측 케이스부(9)내로 외기를 받아들이는 열원측 외기취입구(12, 12)와, 열교환이 끝난 외기를 배기하는 배기구(20)와, 급기측 케이스부(8) 내로 환기를 받아들이는 급기측 환기취입구(15)와, 급기측 케이스부(8) 내로 외기를 받아들이는 급기측 외기취입구(13)와, 실내로 급기를 행하기 위한 급기구(16)을 설치하고 있다. 급기측 환기취입구(15)와 급기구(16)는 덕트 등을 통해서 실내와 각각 연통(連通)되어있다. 도중의 실선의 화살표는 송풍방향을 나타낸다.
급기측 케이스부(8)에는 외기처리용 열교환기(1), 환기처리용 열교환기(2), 가습기(5) 및 급기측 송풍기(3)를 내부에 설치하고 있으며, 열원측 케이스부(9)에는, 적어도 한 쌍의 (도면에서는 둘)의 열원용 열교환기(7, 7), 이들에 외기를 통과시키는 열원측 송풍기(4, 4) 및 산 형상의 커버(11)를 내부에 설치하고 있다. 커버(11)는 열원측 송풍기(4, 4)를 향하고 있으며, 히트펌프(A)의 구성부품 중에서 적어도 압축기(10) 및 방수를 요하는 부품(예를 들면 누전의 우려가 있는 전자부품, 커넥터 등)을 덮고 있다. 압축기(10)는 제1 압축기(10A) 및 제2 압축기(10B)로 이루어져있다. 두 열원용 열교환기(7, 7)의 사이에는 열원측 송풍기(4, 4) 및 커버(11)를 배치하고 있다. 열원용 열교환기(7, 7)와 각각 대향하는 열원측 케이싱부(9)의 측벽에 설치한 열원측 외기취입구(12, 12)의 바깥측에는 방풍단열판(17)을 설치하고 있다. 또한, 날개회전축의 방향으로 송풍하는 축류식의 열원측 송풍기(4, 4)는 양 열원용 열교환기(7, 7)의 사이이며 열원측 케이스부(9)의 천정에 배치하고 있으며, 커버(11)는 열원측 케이스부(9)의 바닥면으로부터 열원측 외기취입구(12, 12)의 상단까지의 높이와, 커버(11)의 높이가 거의 같도록 형성되어있다. 이에 의해, 한 쪽의 열원측 외기취입구(12)로부터 들어와서 한 쪽의 열원용 열교환기(7)에서 열교환된 공기가 열원측 송풍기(4, 4)를 거쳐서 배출되지 않고 다른 쪽의 열원용 열교환기(7)로 흘러 다른 쪽의 열원측 외기취입구(12)를 거쳐서 밖으로 나가버려서 효율이 떨어지는 문제가 해결 가능하며, 정류(整流)효과를 높이는 것도 가능하다.
히트펌프(A)는 순환냉매에 대해서 압축·응축·팽창·증발의 공정 순서를 반복하며, 이 순환냉매와 열교환하는 공기에 대해서 냉매 증발공정에서 흡열을, 냉매 응축공정에서 방열을 각각 행한다. 히트펌프(A1)는 순환냉매의 증발공정 및 응축공정 중 서로 다른 공정을 행하는 외기처리용 열교환기(1) 및 공용의 열원용 열교환기(7, 7)와, 순환냉매를 압축하는 압축기(10A)와, 순환냉매를 팽창시키는 팽창밸브 등의 감압기구와, 외기처리용 열교환기(1) 및 열원용 열교환기(7, 7)의 증발공정 및 응축공정을 절환할 수 있는 밸브 등의 절환기구(30A)를 적어도 구비하고 있으며, 이들을 냉매가 순환하도록 배관접속되어 있다. 한편, 히트펌프(A2)는 순환냉매의 증발공정 및 응축공정 중 서로 다른 공정을 행하는 환기처리용 열교환기(2) 및 공용의 열원용 열교환기(7, 7)와, 순환냉매를 압축하는 압축기(10B)와, 순환냉매를 팽창시키는 팽창밸브 등의 감압기구와, 환기처리용 열교환기(2) 및 열원용 열교환기(7, 7)의 증발공정 및 응축공정을 절환할 수 있는 밸브 등의 절환기구(30B)를 적어도 구비하고 있으며, 이들을 냉매가 순환되도록 배관접속되어 있다.
히트펌프(A1) 및 히트펌프(A2)의 냉매는 각 열원용 열교환기(7, 7)에 병렬로 분류(分流)해서 통과한 후 다시 하나로 합류하도록 구성되어 있으며, 열원용 열교환기(7, 7) 내의 히트펌프(A1)의 냉매유통로와 히트펌프(A2)의 냉매유통로를 서로 열교환이 자유롭도록 배설하여, 열원용 열교환기(7, 7)에 있어서 히트펌프(A1)의 냉매와 히트펌프(A2)의 냉매가 대향상태로 흐르도록 구성하여, 카운트 플로우(Count Flow)에 의한 열전달의 균일화 및 효율화를 도모한다. 또한, 열원용 열교환기(7, 7)에 있어서 핀튜브의 한 열마다, 핀튜브의 한 단마다 또는 핀튜브의 한 줄마다 흐르는 냉매가 다르도록 구성하여, 공기와의 열교환의 불균일을 없애 성능의 안정화를 도모한다. 급기측 송풍기(3)의 공기입구에 있어서는 환기와 외기의 압력차가 없어지도록 환기측과 외기측의 어느 한 쪽의 열교환기의 핀튜브를 원형 관으로 하고, 또한 다른 쪽의 열교환기의 핀튜브를 상기 원형 관보다 저압손(低壓損)의 타원형 관으로 하는 것이 바람직하나, 외기처리용 열교환기(1), 환기처리용 열교환기(2) 및 열원용 열교환기(7, 7)의 핀튜브를 적절하게 타원형 관 또는 원형 관으로 해도 좋다. 또한, 히프펌프(A1) 및 히트펌프(A2), 급기측 송풍기(3), 열원측 송풍기(4, 4), 가습기(5) 등의 각각의 용량제어를 하는 것과 함께 외기 및 환기의 온습도에 따라서 외기처리용 열교환기(1), 환기처리용 열교환기(2) 및 열원용 열교환기(7, 7)의 냉매증발/냉매응축을 절환하는 제어수단(도시하지 않음)을 구비한다.
또한, 실시예1에 관련하는 공조기는 급기측 외기취입구(13)으로부터의 외기를 급기측 송풍기(3)까지 바이패스시키는 외기댐퍼(19)를 케이싱(6) 내에 설치하여, 외기냉방이 가능하도록 구성하고 있다. 외기댐퍼(19)는 비열제어 또는 온오프 제어로 외기의 바이패스 비율을 전급기풍량(全給氣風量)까지 제어 가능하도록 구성 하고 있다.
실시예1에 관련하는 공조기에서는 실내부하에 따라서 환기처리용 열교환기(2)에서 환기를 냉각 또는 가열하며, 외기부하에 따라서 외기처리용 열교환기(1)에서 외기를 냉각 또는 가열한 후, 양 공기를 혼합하여 실내로 급기하여 공조한다. 하기에 냉방운전하는 경우, 외기를 외기처리용 열교환기(1)에서 냉각감습한 제습공기와, 환기를 환기처리용 열교환기(2)에서 건조 냉각시킨 공기를 소정 비율(예를 들면, 7:3)으로 혼합하면, 상기 건조 냉각한 공기에 의해 이보다도 저온저습의 상기 제습공기를 재열하는 것과 같은 효과가 얻어져 급기를 온습도제어 할 수 있다. 예를 들면, 약간 온도가 높으나 습도가 낮은(불쾌지수가 낮다) 공기를 급기하여 쾌적공조를 행할 수 있다. 동기에 난방운전을 하는 경우, 외기를 외기처리용 열교환기(1)에서 가열하며, 가습기(5)에서 가습하여 습도조정한 공기와, 환기를 환기처리용 열교환기(2)에서 가열한 공기를 소정 비율로 혼합함으로써 급기를 온습도제어 할 수 있다.
실시예1에 관련하는 공조기는 이상의 기재에 한정되는 것은 아니며, 케이싱(6)에 열원측 환기취입구를 설치하여 열원용 열교환기(7, 7)의 공기열원을 외기 및 환기로 하여도 된다.
실시예2
이하, 실시예2를 도면에 근거해서 상술한다. 도 6은 본 발명의 실시예2에 관련하는 공조기의 모식적 측면도, 도 7은 평면도, 도 8은 요부구성을 나타내는 구성도이다.
실시예2에 관련하는 공조기는 직방체 형상의 급기측 케이스부(8)가 거의 같은 형상의 열원측 케이스부(9)의 위에 설치된 케이싱(6)을 구비하고 있다. 열원측 케이스부(9)는 열원측 케이스부(9) 내로 외기를 받아들이는 열원측 외기취입구(12)와, 실시예1과 달리 하나의 열원용 열교환기(7)와, 제1 압축기(10A) 및 제2 압축기(10B)로 이루어진 압축기(10)와, 열원용 열교환기(7)에 외기 및 환기를 통과시키는 열원측 송풍기(4)와, 열교환이 끝난 외기 및 환기를 배기하는 배기구(20)를 구비하고 있다. 급기측 케이스부(8)는 급기측 케이스부(8) 내로 외기를 받아들이는 급기측 외기취입구(13)와, 급기측 케이스부(8) 내로 환기를 받아들이는 급기측 환기취입구(15)와, 외기를 처리하기 위한 외기처리용 열교환기(1)와, 외기를 가습하는 가습기(5)와, 환기를 처리하기 위한 환기처리용 열교환기(2)와, 환기처리용 열교환기(2)를 통과한 환기와 함께 외기처리용 열교환기(1) 및 가습기(5)를 통과한 외기를 혼합해서 급기하는 흡입식의 급기측 송풍기(3)와, 실내로 급기를 행하기 위한 급기구(16)를 구비하고 있다.
또한, 실시예2에 관련하는 공조기는 급기측 외기취입구(13)으로부터의 외기를 급기측 송풍기(3)까지 바이패스시키는 외기 댐퍼(19)를 케이싱(6) 내에 설치하여 외기냉각이 가능하도록 구성하고 있다. 외기댐퍼(19)는 비열제어 또는 온오프 제어로 외기의 바이패스 비율을 전급기풍량까지 제어 가능하도록 구성하고 있다.
또한, 실시예2에 관련하는 공조기는 압축식의 제1 히트펌프(Ａ１) 및 압축식의 제2 히트펌프(Ａ2)로 이루어진 히트펌프(Ａ)를 구비하고 있다. 제1 히트펌프(Ａ１)는 외기처리용 열교환기(1)와, 열원용 열교환기(7)와, 압축기(10A)와, 순환냉매 를 팽창시키는 팽창밸브 등의 감압기구와, 외기처리용 열교환기(1) 및 열원용 열교환기(7)의 증발공정 및 응축공정을 절환하는 밸브 등의 절환기구(30A)를 적어도 구비하여, 이들을 냉매가 순환하도록 배관접속되어 있다. 한편, 히트펌프(A2)는 환기처리용 열교환기(2)와, 열원용 열교환기(7)와, 압축기(10B)와, 순환냉매를 팽창시키는 팽창밸브 등의 감압기구와, 환기처리용 열교환기(2) 및 열원용 열교환기(7)의 증발공정과 응축공정을 절환하는 밸브 등의 전환기구(30B)를 적어도 구비하며, 이들을 냉매가 순환하도록 배관접속되어 있다.
제1 히트펌프(A1) 및 제2 히트펌프(A2)는 공기열원 방식이며, 열원용 열교환기(7)는 제1 히트펌프(A1)의 외기처리용 열교환기(1) 및 제2 히트펌프(A2)의 환기처리용 열교환기(2)에 의해 공용되고 있다. 열원용 열교환기(7) 내에서는 제1 히트펌프(A1)의 냉매유통로와 제2 히트펌프(A2)의 냉매유통로를 서로 열교환이 가능하도록 배설하여, 열원용 열교환기(7)에 있어서 제1 히트펌프(A1)의 냉매와 제2 히트펌프(A2)의 냉매가 대향상태로 흐르도록 구성하여, 카운트 플로우에 의한 열전달의 균일화와 효율화를 꾀하고 있다. 도면 중의 점선 화살표는 송풍방향을 나타낸다.
급기측외기 취입구(13)를 거쳐서 급기측 케이스부(8) 내에 들어가 외기처리용 열교환기(1) 및 가습기(5)에 의해 처리된 외기와, 급기측 환기취입구(15)를 거쳐서 급기측 케이스부(8) 내에 들어가 환기처리용 열교환기(2)에 의해 처리된 환기는, 급기측 송풍기(3)에 의해 혼합되어 급기구(16)를 거쳐서 실내로 공급된다. 한편, 열원측 외기취입구(12)를 거쳐서 열원측 케이스부(9) 내로 들어와 열원용 열교환기(7)와 열교환된 외기는 열원측 송풍기(4)에 의해 배기구(20)를 거쳐 밖으로 배 기된다.
실시예2에 관련하는 공조기는, 이상의 기재에 한정되는 것이 아니다. 예를 들면, 케이싱(6)에 열원측 케이스부(9) 내로 환기를 받아들이는 열원측 환기취입구(14)를 구비하며, 열원측 환기취입구(14)가 덕트 등을 통해서 실내와 연통되도록 구성하여, 열원용 열교환기(7)의 공기열원을 외기 및 환기로하여 환기로부터의 열회수가 가능하도록 해도 된다.
실시예1과 같은 형태의 부분에 대해서는 동일의 부호를 붙여 상세한 설명을 생략한다.
(실시예3)
이하, 실시예3을 도면을 근거해서 상술한다. 실시예3에 관련하는 공조기는 실시예1에 관련하는 공조기에 있어서 환기처리용 열교환기(2)를 생략한 것이다. 실시예3에 관련하는 공조기는, 케이싱(6) 내에 외기를 열처리하는 냉각/가열절환이 가능한 압축식의 히트펌프(A)의 외기처리용 열교환기(1)와, 외기를 가습하는 가습기(5)와, 환기와 외기처리용 열교환기(1) 및 가습기(5)를 통과한 외기를 혼합해서 급기하는 급기측 송풍기(3)를 구비하고 있다. 히트펌프(A)는 증발공정 및 응축공정 중에서 서로 다른 공정을 행하는 외기처리용 열교환기(1) 및 공용의 열원용 열교환기(7, 7)와, 순환냉매를 압축하는 제1 압축기(10)와, 순환냉매를 팽창시키는 팽창밸브 등의 감압기구와, 외기처리용 열교환기(1)와　열원용 열교환기(7, 7)의 증발공정과 응축공정을 절환하는 밸브 등의 절환기구를 적어도 구비하며, 이들을 냉매가 순환하도록 배관접속하여 이루어진다(도시하지 않음). 그 외의 구성은 실시예1 과 같은 형태이므로 자세한 설명은 생략한다.
도 9는 실시예3에 관련하는 공조기의 급기측 케이스부(8)의 일부 종단면도이다. 실시예3에 관련하는 공조기는 급기측 외기취입구(13)를 통해서 급기측 케이스부(8) 내에 들어와 부하에 따라서 외기처리용 열교환기(1) 및 가습기(5)에 의해 처리된 외기와 함께, 급기측 환기취입구(15)를 통해서 급기측 케이스부(8)내에 들어온 환기를 급기측 송풍기(3)에 의해 혼합하여 급기구(16)를 통해서 실내로 공급한다. 실내부하는 각종의 순환공조기로 처리한다(도시하지 않음).
실시예1과 같은 형태의 부분에 대해서는, 동일의 부호를 붙여 상세한 설명을 생략한다.
(실시예4)
이하, 실시예4를 도면을 근거해서 상술한다. 도 10은 실시예4에 관련하는 공조기의 급기측 케이스부(8)의 일부 종단면도이며, 도 11은 실시예4에 관련하는 공조기의 실내로의 급기를 설명하는 설명도이다. 실시예4에 관련하는 공조기는, 실시예3에 관련하는 공조기에 있어서 급기측 환기취입구(15)를 생략한 것이다. 실시예4에 관련하는 공조기는 히트펌프식 제습공조기이며, 케이싱(6) 내에 외기를 열처리하는 냉각/가열절환이 가능한 압축식의 히트펌프(A)의 외기처리용 열교환기(1)와, 외기를 가습하는 가습기(5)와, 후술하는 혼기(混氣) 챔버(18)로 열교환 된 외기를 보내는 급기측 송풍기(3)와, 실내에 설치하고 있으며 외기처리용 열교환기(1) 및 가습기(5)를 통과한 외기를 환기와 혼합하는 혼기 챔버(18)를 구비하고 있다. 혼기 챔버(18)의 공기출구는 덕트 등을 통해서 실내와 케이싱(6)의 급기구(16)와 각각 연통시킨다. 또한, 혼기 챔버(18)는 환기를 유인할 수 있는 구성으로 해도 좋고, 혹은 내부에 송풍기를 설치한 구성이어도 좋다. 그 외의 구성은 실시예3과 같은 형태이므로 자세한 설명은 생략한다.
실시예4에 관련하는 공조기는, 급기측 외기취입구(13)를 통해서 급기측 케이스부(8)내로 들어와 부하에 따라서 외기처리용 열교환기(1) 및 가습기(5)에 의해 처리된 외기가, 급기측 송풍기(3)에 의해 급기구(16)를 통해서 실내측의 혼기 챔버(18)로 보내어진다. 그 후, 혼기 챔버(18) 내에서 환기와 혼합된 공기가 실내로 급기된다. 실내부하는 각종의 순환공조기로 처리한다(도시하지 않음).
실시예1과 같은 형태의 부분에 대해서는, 동일한 부호를 붙여 상세한 설명을 생략한다.
(실시예5)
이하, 실시예5를 도면에 근거해서 상술한다. 도 12는 실시예5에 관련하는 공조기의 급기측 케이스부(8)의 일부 종단면도이다. 실시예5에 관련하는 공조기는, 실시예2에 관련하는 공조기에 있어서 환기처리용 열교환기(2)를 생략한 것이다. 실시예5에 관련하는 공조기는 히트펌프식 제습공조기이며, 케이싱(6) 내에 외기를 열처리하는 냉각/가열절환이 가능한 압축식의 히트펌프(A)의 외기처리용 열교환기(1)와, 외기를 가습하는 가습기(5)와, 환기와 외기처리용 열교환기(1) 및 가습기(5)를 통과한 외기를 혼합해서 급기하는 급기측 송풍기(3)를 구비하고 있다. 히트펌프(A)는 증발공정 및 응축공정 중에서 서로 다른 공정을 행하는 외기처리용 열교환기(1) 및 공용의 열원용 열교환기(7, 7)와, 순환냉매를 압축하는 제1 압축기(10)와, 순환 냉매를 팽창시키는 팽창밸브 등의 감압기구와, 외기처리용 열교환기(1)와　열원용 열교환기(7, 7)의 증발공정과 응축공정을 절환하는 밸브 등의 절환기구를 적어도 구비하며, 이들을 냉매가 순환하도록 배관접속하여 이루어진다(도시하지 않음). 그 외의 구성은 실시예2와 같은 형태이므로 자세한 설명은 생략한다.
실시예5에 관련하는 공조기는 급기측 외기취입구(13)를 통해서 급기측 케이스부(8)내에 들어와, 부하에 따라서 외기처리용 열교환기(1) 및 가습기(5)에 의해 처리된 외기와 함께, 급기측 환기취입구(15)를 통해서 급기측 케이스부(8) 내에 들어온 환기를, 급기측 송풍기(3)에 의해 혼합하여 급기구(16)를 통해서 실내로 공급한다. 실내부하는 각종의 순환공조기로 처리한다(도시하지 않음).
실시예1과 같은 형태의 부분에 대해서는, 동일의 부호를 붙여 상세한 설명을 생략한다.
(실시예6)
이하, 실시예6을 도면을 근거해서 상술한다. 도 13은 실시예6에 관련하는 공조기의 급기측 케이스부(8)의 일부 종단면도이다. 도 14는 실시예6에 관련하는 공조기의 실내로의 급기를 설명하는 설명도이다. 실시예6에 관련하는 공조기는 실시예5에 관련하는 공조기에 있어서 급기측 환기취입구(15)를 생략한 것이다. 실시예6에 관련하는 공조기는 히트펌프식 제습공조기이며, 케이싱(6) 내에 외기를 열처리하는 냉각/가열절환이 가능한 압축식의 히트펌프(A)의 외기처리용 열교환기(1)와, 외기를 가습하는 가습기(5)와, 후술하는 혼기 챔버(18)로 열교환된 외기를 보내는 급기측 송풍기(3)와, 실내에 설치하고 있으며 외기처리용 열교환기(1) 및 가습 기(5)를 통과한 외기를 환기와 혼합하는 혼기 챔버(18)를 구비하고 있다. 혼기 챔버(18)의 공기출구는 실내와 케이싱(6)의 급기구(16)와 각각 연통시킨다. 그 외의 구성은 실시예5와 같은 형태이므로 자세한 설명은 생략한다.
실시예６에 관련하는 공조기는, 급기측 외기취입구(13)를 통해서 급기측 케이스부(8) 내로 들어와 부하에 따라서 외기처리용 열교환기(1) 및 가습기(5)에 의해 처리된 외기가 급기측 송풍기(3)에 의해 급기구(16)를 통해서 실내측의 혼기 챔버(18)로 보내어진다. 그 후, 혼기 챔버(18)내에서 환기와 혼합된 공기가 실내로 급기된다. 실내부하는 각종의 순환공조기로 처리한다(도시하지 않음).
실시예2와 같은 형태의 부분에 대해서는, 동일의 부호를 붙여 상세한 설명을 생략한다.
또한, 실시예3, 4, 5 및 6에 관련하는 공조기는 이상의 기재에 한정되는 것이 아니다. 외기부하뿐만 아니라 실내부하의 일부도 처리시키도록 구성해도 된다.
또한, 실시예1 및 2의 경우에 있어서는, 케이싱(6) 내에 외기댐퍼(19)를 설치하여 외기냉방이 가능한 구성으로 한 경우에 대해서 설명하였고, 실시예3, 4, 5 및 6에 있어서는 외기댐퍼(19)를 설치하지 않은 경우에 대해서 설명하였으나, 이에 한정되지 않고, 필요에 따라서 외기댐퍼(19)를 설치하여 외기냉방이 가능한 구성으로 해도 된다.
또한, 본 발명은 상술한 각 실시예에 한정되는 것이 아니라 본 발명의 요지를 벗어나지 않는 범위에서 설계변경이 가능하다. 각각 도시(圖示)를 생략하나, 예를 들면, 히트펌프(A)를 수열원 방식으로 해도 되며, 열원용 열교환기(7, 7)를 제1 히트펌프(A1)의 외기처리용 열교환기(1)와 제2 히트펌프(A2)의 환기처리용 열교환기(2)에 의해 공용되지 않고 제1 및 제2 히트펌프(A1, A2)에 개별적으로 구비하도록 해도 된다. 또한, 외기와 환기의 혼합비율을 변경해도 된다. 또한, 각 실시예에 있어서 급기측 송풍기(3)를 각각의 열교환기의 풍류의 상류에 설치하여 압입식(Forced draft)으로 송풍하여 혼합해도 되며, 열원측 외기취입구(12, 12), 배기구(20), 급기측 환기취입구(15), 급기측 외기취입구(13) 및 급기구(16)에 풍량조정 댐퍼를 설치해도 된다. 실시예1, 3 및 4에 있어서는 열원측송풍기(4, 4) 및 열원용 열교환기(7, 7)의 배치 및 수의 증감도 가능하며, 방풍단열판(17)을 생략하는 구성으로 해도 된다.

Claims (13)

  1. 외부로부터의 외기 및 실내로부터의 환기를 혼합해서 실내에 급기하는 공조기에 있어서,
    외기를 열교환하는 냉각·가열절환이 가능한 외기처리용 열교환기를 가지는 제1 히트펌프와,
    환기를 열교환하는 냉각·가열절환이 가능한 환기처리용 열교환기를 가지는 제2 히트펌프와,
    외기를 가습하는 가습기와,
    상기 환기처리용 열교환기를 통과한 환기와 함께 상기 외기처리용 열교환기 및 상기 가습기를 통과한 외기를 혼합해서 급기하는 급기측 송풍기를 구비하는 것을 특징으로 하는 공조기.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 히트펌프 및 제2 히트펌프는 공기열원 방식이며,
    열원측의 열교환을 행하는 열원용 열교환기를 구비하고,
    상기 열원용 열교환기가 상기 제1 히트펌프 및 상기 제2 히트펌프에 의해 공유되도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 공조기.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 열원용 열교환기는 외기 및 환기를 공기열원으로 하도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 공조기.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 하나의 항에 있어서,
    상기 외기처리용 열교환기 및 상기 환기처리용 열교환기의 어느 한 쪽은 타원형관으로된 핀튜브를 가지며, 다른 쪽은 원형관으로된 핀튜브를 가지는 것을 특징으로 하는 공조기.
  5. 제1항 내지 제3항 중 어느 하나의 항에 있어서,
    상기 급기측 송풍기가 설치된 급기측 케이스부와, 외기를 상기 급기측 케이스부 내로 받아들이기 위한 급기측 외기취입구와, 상기 급기측 외기취입구로부터의 외기를 상기 급기측 송풍기까지 바이패스시키는 외기댐퍼를 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 공조기.
  6. 외부로부터의 외기 및 실내로부터의 환기를 혼합해서 실내로 급기하는 공조 기에 있어서,
    외기를 열교환하는 냉각·가열절환이 가능한 외기처리용 열교환기를 가지는 히트펌프와,
    외기를 가습하는 가습기와,
    환기와 함께 상기 외기처리용 열교환기 및 상기 가습기를 통과한 외기를 혼합해서 급기하는 급기측 송풍기를 구비하는 것을 특징으로 하는 공조기.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 히트펌프는 공기열원 방식인 것을 특징으로 하는 공조기.
  8. 제6항 또는 제7항 중 어느 하나의 항에 있어서,
    열원측의 열교환을 행하는 열원용 열교환기를 구비하며,
    상기 열원용 열교환기는 외기 및 환기를 공기열원으로 하도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 공조기.
  9. 제6항 또는 제7항 중 어느 하나의 항에 있어서,
    상기 급기측 송풍기가 설치된 급기측 케이스부와,
    외기를 상기 급기측 케이스부 내로 받아들이기 위한 급기측 외기취입구와,
    상기 급기측 외기취입구로부터의 외기를 상기 급기측 송풍기까지 바이패스시키는 외기댐퍼를 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 공조기.
  10. 외부로부터의 외기 및 실내로부터의 환기를 혼합해서 실내에 급기하는 공조기에 있어서,
    외기를 열교환하는 냉각·가열절환이 가능한 외기처리용 열교환기를 가지는 히트펌프와,
    외기를 가습하는 가습기와,
    환기와 함께 상기 외기처리용 열교환기 및 상기 가습기를 통과한 외기를 혼합하는 혼기(混氣) 챔버와,
    상기 혼기 챔버로 상기 외기처리용 열교환기 및 상기 가습기를 통과한 외기를 보내는 급기측 송풍기를 구비하는 것을 특징으로 하는 공조기.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 히트펌프는 공기열원 방식인 것을 특징으로 하는 공조기.
  12. 제10항 또는 제11항 중 어느 하나의 항에 있어서,
    열원측의 열교환을 행하는 열원용 열교환기를 구비하며,
    상기 열원용 열교환기는 외기 및 환기를 공기열원으로 하도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 공조기.
  13. 제10항 또는 제11항 중 어느 하나의 항에 있어서,
    상기 급기측 송풍기가 설치된 급기측 케이스부와,
    외기를 상기 급기측 케이스부 내로 받아들이기 위한 급기측 외기취입구와, 상기 급기측 외기취입구로부터의 외기를 상기 급기측 송풍기까지 바이패스시키는 외기댐퍼를 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 공조기.
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