KR100851500B1 - 전열교환기 내장형 공기조화기 - Google Patents

전열교환기 내장형 공기조화기 Download PDF

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Abstract

본 발명은 냉방 또는 난방시에 환기를 위해 배출되는 폐열의 회수가 용이하여 냉난방 효율을 높일 수 있을 뿐만 아니라 기기의 최대부하를 감소시켜 기기의 용량을 줄여 컴팩트하게 제작 가능하며, 이에 의해 제작 코스트를 대폭 절감할 수 있을 뿐만 아니라 사용시에 에너지를 대폭적으로 절감할 수 있는 전열교환기 내장형 공기조화기에 관한 것이다.
본 발명에 따르면, 단일의 케이스(30) 내부는 격벽(31)에 의해 상호 구획되어 상기 제1 열교환기(34)가 내장되는 제1 열교환실(32)과 상기 제2 열교환기(35)가 내장되는 제2 열교환실(33)이 구비되고; 상기 각 열교환실(32,33) 에는 상기 각 열교환기(34,35)를 중심으로 일측에 실내외공기가 유입되도록 실내공기 흡입구(36)와 실외공기 흡입구(37)가 구비되고, 타측에 상기 각 열교환기(34,35)를 통과한 공기를 실내 또는 실외로 토출하는 토출구(40,41)가 구비되며; 상기 격벽(31)에 관통되어 상기 제1 및 제2 열교환실(32,33)에 동시에 노출되도록 구비되며 상기 각 열교환실(32,33)의 상기 흡입구(36,37)를 통하여 유입된 실내 또는 실외공기를 상호 열교환시키는 전열교환기(50)가 구비되는 전열교환기 내장형 공기조화기가 제공된다.
Figure R1020070119227
공기조화기, 냉방, 난방, 전열교환기, 환기

Description

전열교환기 내장형 공기조화기{Air handling unit with an air to air heat exchanger}
본 발명은 전열교환기 내장형 공기조화기에 관한 것으로, 보다 상세하게는 에 냉방 또는 난방시에 환기를 위해 배출되는 폐열의 회수가 용이하여 냉난방 효율을 높일 수 있을 뿐만 아니라 기기의 최대부하를 감소시켜 기기의 용량을 줄여 컴팩트하게 제작 가능하며, 이에 의해 제작 코스트를 대폭 절감할 수 있을 뿐만 아니라 사용시에 에너지를 대폭적으로 절감할 수 있는 전열교환기 내장형 공기조화기에 관한 것이다.
일반적으로 실내공기와 실외공기의 흐름방향을 응축기와 증발기로 선택적으로 전환하거나 또는 실내공기와 실외공기를 적절한 비율로 혼합하여 응축기와 증발기로 나누어 흐르도록 하여 냉난방 겸용 공기조화기가 소개되고 있다. 이러한 냉난방 겸용 공기조화기는 공기흐름을 전환시키거나 또는 이를 위해 사방밸브를 장착하여 냉매흐름을 전환시키는 방법을 결합하여 단일의 응축기와 증발기를 구비한 공기 조화기에 의해 냉방과 난방을 겸할 수 있도록 하고 있으며, 또한 환기시에 외부로 배출되는 공기로부터 폐열을 회수하여 냉난방 효율을 높일 수 있도록 하고 있다.
이와 같은 종래의 냉난방 겸용 공기조화기의 일례를 도시된 도면에 의해 설명하면 다음과 같다. 도 1에 도시된 바와 같이, 단일의 케이스(10)의 중앙부에 횡방향으로 격벽(11)이 배치되어 있으며, 이 격벽(11)을 중심으로 양측에 제1 열교환실(12)과 제2 열교환실(13)이 구비되어 있다. 상기 각 열교환실(12,13)에는 각각 제1 열교환기(14)와 제2 열교환기(15)가 배치되어 있으며, 상기 각 열교환기(14,15)는 압축기와 팽창밸브에 사이클을 이루도록 냉매관으로 연결되어 사방밸브에 의해 냉매의 흐름이 절환되어 증발기 또는 응축기로 작동하게 된다. 또한 상기 각 열교환실(12,13)에는 상기 격벽(11)에 인접하는 케이스(10)의 상부벽 및 측벽에 각각 실내공기가 유입되는 제1 유입구(16)와 실외공기가 유입되는 제2 유입구(17)가 상기 격벽(11)의 양측에 걸치도록 배치되고, 상기 각 유입구(16,17)는 상기 각 열교환실(12,13)을 동시에 개방하도록 되어 있으며, 상기 각 유입구(16,17)에는 이를 개폐하거나 또는 유입되는 공기량을 조절하는 댐퍼(16a,16b,17a,17b)가 각각 구비되어 있다. 또한 상기 케이스(10)의 외측 또는 양측에는 상기 각 열교환실(12,13)에 제1 및 제2 토출구(18,19)와 이에 접속된 송풍기(20,21)가 구비되어 있으며, 이 토출구(18,19)에 의해 상기 각 열교환기(14,15)를 거친 실내외공기가 실내 또는 실외로 배출하도록 되는데, 상기 제1 열교환기(14) 측에는 유입되는 실외공기 내에 포함된 먼지를 필터링하는 필터(22)가 더 구비되어 있다.
상기 구성에 의한 종래의 공기조화기는 본 출원인에 의해 출원되어 특허 결 정된 공기흐름전환식 공기조화기(등록번호:10-0541247)의 일례를 도시한 것으로, 상기 각 열교환기(14,15)의 열교환 면적에 균일하게 충분히 접촉되어 냉난방 효율이 우수한 장점이 있으며, 또한 상기 댐퍼(16a,16b,17a,17b)의 개방정도를 적절하게 조절하여 실내외공기를 서로 혼합함으로써, 실내공기의 환기시에 폐열의 회수가 일부 이루어지도록 되어 있다.
하지만, 전술된 바와 같은 종래의 공기조화기에서는 압축기의 동력으로 폐열이 회수되어 응축효율 또는 증발효율을 개선시키는 것으로, 냉방시의 회수효율과 난방시의 회수효율이 차이가 있어 공기조화기의 전체적인 최대부하는 크게 감소되지 않는 문제점이 있어 최대부하에 따른 공기조화기의 전체적인 용량을 줄이지는 못하는 실정이다.
본 발명은 전술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 환기시에 배출되는 폐열의 회수율을 대폭적으로 개선시켜 냉난방 효율을 높일 수 있으며, 또한 냉방 또는 난방에 관계없이 폐열의 회수가 용이하여 기기의 최대부하를 감소시킬 수 있으므로 기기의 용량을 작게 형성할 수 있을 뿐만 아니라 이에 의해 제작비용 및 에너지 소모율을 대폭적으로 줄일 수 있는 전열교환기 내장형 공기조화기를 제공하는 것이다.
본 발명의 특징에 따르면, 단일의 케이스(30) 내에 구비되며 냉매관으로 서로 연결되어 사이클을 이루는 제1 및 제2 열교환기(34,35), 압축기, 팽창밸브를 포함하며, 상기 제1 열교환기(34)와 제2 열교환기(35)는 냉매의 흐름에 의해 상호 절환되어 냉방 또는 난방을 공급하거나, 또는 상기 제1 열교환기(34)와 제2 열교환기(35)에 의한 실내외 공기의 흐름이 절환되어 냉방 또는 난방을 공급하도록 구비된 공기조화기에 있어서, 상기 케이스(30)의 내부는 격벽(31)에 의해 상호 구획되어 상기 제1 열교환기(34)가 내장되는 제1 열교환실(32)과 상기 제2 열교환기(35)가 내장되는 제2 열교환실(33)이 구비되고; 상기 각 열교환실(32,33) 에는 상기 각 열교환기(34,35)를 중심으로하여 일측에는 유입되는 실내외공기의 양을 조절 가능하도록 된 실내공기 흡입구(36)와 실외공기 흡입구(37)가 구비되고, 타측에는 상기 각 열교환기(34,35)를 통과한 공기를 실내 또는 실외로 토출하는 토출구(40,41)가 구비되며; 상기 격벽(31)에 관통되어 상기 제1 및 제2 열교환실(32,33)에 동시에 노출되도록 구비되며 상기 각 열교환실(32,33)의 상기 흡입구(36,37)를 통하여 유입된 실내 또는 실외공기를 상호 열교환시키는 전열교환기(50)가 구비되고; 상기 전열교환기(50)에 의해 열교환된 실내외공기는 각각 상기 제1 및 제2 열교환기(34,35)를 거쳐 상기 토출구(40,41)를 통하여 배출되는 것을 특징으로 하는 전열교환기 내장형 공기조화기가 제공된다.
본 발명의 다른 특징에 따르면, 상기 격벽(31)은 중앙부 부근에서 상기 각 열교환실(32,33)을 구획하도록 구비되고; 상기 전열교환기(50)는 상기 케이스(30)의 중앙부 또는 중앙부에 근접되도록 위치되며; 상기 각 흡입구(36,37)는 상기 전열교환기(50)의 근접된 양측에 대향 배치되고, 상기 각 토출구(40,41)는 상기 케이스(30)의 양단부에 근접되도록 대향 배치되는 것을 특징으로 하는 전열교환기 내장형 공기조화기가 제공된다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 상기 격벽(31)은 중앙부 부근에서 상기 각 열교환실(32,33)을 구획하도록 구비되고; 상기 전열교환기(50)는 상기 케이스(30)의 일단에 근접되도록 위치되며; 상기 각 토출구(40,41)와 흡입구(36,37)는 상기 전열교환기(50)를 중심으로 케이스(30)의 내부 양측에 대향 배치되는 것을 특징으로 하는 전열교환기 내장형 공기조화기가 제공된다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 상기 격벽(31)은 상기 케이스(30)의 종방 향으로 경사 또는 단차가 형성되도록 연장되거나, 또는 상기 각 열교환실(32,33)의 일부가 상호 진입된 형상을 이루도록 연장되며; 상기 각 흡입구(36,37)는 유입되는 실내 또는 실외공기의 양을 조절이 가능하도록 댐퍼(36a,36b,37a,37b)가 구비되고; 상기 댐퍼(36a,36b,37a,37b)는 상기 각 열교환실(32,33)에 동시에 연통되도록 상기 격벽(31)에 걸쳐서 구비되거나 또는 각 열교환실(32,33)에 각각 별도로 구비되는 것을 특징으로 하는 전열교환기 내장형 공기조화기가 제공된다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 상기 각 열교환실(32,33)은 상기 케이스(30)의 중앙부에 근접된 위치에서 횡방향으로 연장된 격벽(31)에 의해 구획되고; 상기 전열교환기(50)는 상기 케이스(30)의 중앙부에서 일측으로 치우치도록 배치되며; 상기 각 열교환실(32,33)에는 상기 실내공기 흡입구(36)와 실외공기 흡입구(37)가 각각 구비되고; 상기 전열교환기(50)의 근접된 위치에는 상기 각 흡입구(36,37)로 유입되는 공기량의 조절이 가능하도록 댐퍼(38a,38b,39a,39b)가 구비되는 것을 특징으로 하는 전열교환기 내장형 공기조화기가 제공된다.
본 발명의 다른 특징에 따르면, 상기 전열교환기(50)는 상기 각 흡입구(36,37)를 통하여 유입된 실내 또는 실외공기를 상호 열교환하도록 회전되는 열교환날개(53) 및 실내외공기에 의한 습기를 제거하는 흡습제가 구비된 회전형 전열교환기(51)이거나, 또는 상기 각 흡입구(36,37)를 통하여 유입된 실내 또는 실외공기가 서로 교차하면서 통과되어 상호 열교환되도록 열교환판(54)이 구비된 플레이트형 전열교환기(52)인 것을 특징으로 하는 전열교환기 내장형 공기조화기가 제공 된다.
이상에서와 같이 본 발명에 의하면, 단일의 케이스(30) 내에 상호 절환되는 제1 열교환기(34)와 제2 열교환기(35)가 구비되어 냉방과 난방을 선택적으로 공급하는 공기조화기에 있어서, 환기를 위해 배출되는 실내공기로부터 폐열을 회수하기 위해 전열교환기(50)가 케이스(30)에 내장되며, 이 전열교환기(50)에 의해 실내외공기가 상호 열교환되어 배출되는 실내공기에서 유입되는 실외공기로 폐열이 바로 회수되므로 폐열의 회수율을 대폭적으로 높일 수 있는 장점이 있다. 또한 실내외공기의 온도차에 의한 현열의 회수 뿐만 아니라 열교환시에 발생되는 습기와 같은 상변화에 따른 잠열의 회수가 동시에 이루어질 수 있으므로 폐열로부터 확실한 열회수가 가능하며, 또한 환기량이 많더라도 폐열로부터 냉기 또는 온기와 같은 에너지를 확실하게 회수할 수 있는 장점이 있다.
또한, 상기 전열교환기(50)는 동력소모가 거의 없이 실내외공기가 통과되는 과정에서 열교환이 이루어지므로 냉방시나 또는 난방시에 관계없이 폐열의 회수가 확실하여 실외공기가 충분히 냉각 또는 가열된 상태로 공급되어 각 열교환기(34,35)의 부하를 줄일 수 있게 되며, 이에 의해 공기조화기에 작용되는 최대부하가 감소하게 되므로 공기조화기의 용량을 줄여 제작할 수 있을 뿐만 아니라 그에 따른 제작비용 및 전력소모량과 같은 에너지 소모율을 대폭적으로 줄일 수 있는 장점이 있다.
또한 상기 전열교환기(50)는 상기 각 열교환실(32,33)에 동시에 노출되도록 상기 격벽(31)에 관통되어 설치되고, 이 전열교환기(50)는 상기 케이스(30)의 중앙부 또는 일측에 근접되도록 배치됨으로써, 상기 전열교환기(50)의 다양한 배치에 따라 다른 구성의 배치가 다양하게 이루어져 설치장소의 여건에 따라 용이하게 제작이 가능하게 된다.
특히, 상기 각 열교환실(32,33)을 상호 구획하는 격벽(31)이 케이스(30)의 중앙부에 종방향으로 배치될 뿐만 아니라 각 열교환실(32,33)의 일부가 상호 진입된 형상으로 구비되도록 경사 또는 단차를 형성되고, 또한 상기 전열교환기(50)는 케이스(30)의 중앙부에 위치되도록 상기 격벽(31)에 설치됨으로써, 이에 의해 다른 구성들이 케이스(30)의 양측으로 대향적으로 배치 가능하게 되어 장치의 구성이 최적화되어 전체의 구조를 단순하면서도 균형있게 제작할 수 있어 설치공간 및 제작비용을 절감할 수 있는 장점이 있다.
또한 이외에도 상기 격벽(31)은 케이스(30)의 중앙부에서 횡방향으로 배치되고, 상기 전열교환기(50)는 케이스(30)의 일측에 근접되도록 설치됨으로써, 전술된 배치와 더블어 다양한 배치에 의해 특정한 설치공간 특성에 맞도록 최적화된 구조의 공기조화기를 제공할 수 있는 장점이 있다.
또한 본 발명에 구비되는 전열교환기(50)는 필요에 따라 실내 또는 실외공기의 온도차에 따른 열회수(현열회수) 및 습기제거와 같은 상변화에 따른 열회수(잠열회수)가 가능하도록 열교환날개(53) 및 흡습제가 구비된 회전형 전열교환기(51) 또는 공기가 교차되면서 온도차에 의한 현열 만을 회수 가능하도록 열교환판(54)이 구비된 플레이트형 전열교환기(52)를 선택적으로 사용 가능하게 됨으로써, 백화점이나 쇼핑몰과 같은 환기가 주로 필요로 하는 곳에서는 회전형 전열교환기(51)를 구비하거나 또는 습기가 많은 수영장 또는 사우나시설과 같은 곳에서는 플레이트형 전열교환기(52)를 선택적으로 채택하게 되어 공기조화기의 사용범위를 대폭적으로 넓힐 수 있는 장점이 있다.
상술한 본 발명의 목적, 특징들 및 장점은 다음의 상세한 설명을 통하여 보다 분명해질 것이다. 이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면에 의거하여 설명하면 다음과 같다.
도 2 와 도 5 내지 도 7은 다양한 실시예에 따른 평단면도를 도시한 것이고, 도 3과 도 4는 냉방 또는 난방모드에서의 작동상태를 도시한 것이다. 도 2에 도시된 바와 같이, 단일의 케이스(30) 내부는 격벽(31)에 의해 좌우로 상호 구획되어 있으며, 상기 격벽(31)은 대략 케이스(30)의 중앙부에 종방향으로 형성되고, 그 일부는 케이스(30) 내부의 중앙에서 수평 연장되어 단차가 형성되며, 이에 의해 대략 ㄱ자 형상의 제1 열교환실(32)과 ㄴ자 형상의 제2 열교환실(33)을 형성하여 각 열교환실(32,33)의 일부가 상호 진입된 형상으로 구비된다. 상기 제1 열교환실(32)에는 제1 열교환기(34)가 내장되고, 상기 제2 열교환실(33)에는 제2 열교환기(35)가 내장되어 있으며, 상기 케이스(30)의 대략 중앙부에는 상기 격벽(31)에 관통되어 상기 각 열교환실(32,33)에 동시에 노출되도록 전열교환기(50)가 구비되어 있다.
또한 상기 전열교환기(50)의 근접된 위치에는 상기 각 열교환실(32,33)에 연통되도록 구비되어 실내외공기를 유입시키기 위한 실내공기 흡입구(36)와 실외공기 흡입구(37)가 대향되어 배치되어 있으며, 상기 각 열교환실(32,33)에는 각각 상기 케이스(30)의 양측에 대향되도록 배치되어 실내와 실외로 각각 공기를 토출시키도록 송풍팬(42,43)이 구비된 토출구(40,41)가 형성되어 있다. 또한 상기 각 흡입구(36,37)는 유입되는 실내 또는 실외의 공기량을 조절하기 위한 댐퍼(36a,36b,37a,37b)가 구비되어 있으며, 상기 댐퍼(36a,36b,37a,37b)는 실내공기가 순환되거나 환기되도록 순환용 댐퍼(36a)와 환기용 댐퍼(36b)가 구비되고, 또한 실외공기가 순환되거나 공급되도록 순환용 댐퍼(37a)와 공급용 댐퍼(37b)가 구비되어 있다.
이와 같은 구성에 있어서, 상기 전열교환기(50)는 유입 또는 유출되는 공기 상호 간의 열교환이 이루어져 현열(온도차에 의한 열)과 잠열(상변화에 의한 열)을 회수할 수 있도록 구비된 것으로, 일실시예에 따른 상기 전열교환기(50)는 상기 각 흡입구(36,37)에 의해 유입된 실내 또는 실외공기를 상호 열교환하기 위해 그 표면적에 의해 열이 전도되는 알루미늄 또는 스테인레스 스틸 재질의 열교환날개(53) 및 실내외공기 자체에 포함되거나 또는 열교환시에 발생되는 습기를 제거하는 흡습제가 구비된 회전형 전열교환기(51)로 구비되어 있다.
이러한 회전형 전열교환기(51)에 의하면, 상기 열교환날개(53)는 구동모터(도시되지 않음)에 의해 저속으로 회전되면서 상기 실내공기 흡입구(36)의 환기용 댐퍼(36b)에 의해 배출되는 실내공기와 상기 실외공기 흡입구(37)의 환기용 댐 퍼(37a)에 의해 공급되는 실외공기가 양방향으로 통과시켜 열교환이 이루어지게 된다. 일례로 냉방을 공급할 때에는 상기 제1 열교환기(34)는 증발기로 작동하게 되고, 상기 제2 열교환기(35)는 응축기로 작동하게 되며, 상기 제2 교환실(33)에 위치된 상기 환기용 댐퍼(36b)에 의해 차가운 실내공기가 배출되고, 상기 제1 열교환실(32)에 위치된 상기 환기용 댐퍼(37a)에 의해 더운 실외공기가 유입된다. 이에 의해 상기 제2 열교환실(33)에 위치된 열교환날개(53)의 일부는 배출되는 실내공기에 의해 냉각되고, 이 열교환날개(53)가 회전되어 제1 열교환실(32)에 위치되면 상대적으로 고온인 실외공기가 통과되면서 상기 열교환날개(53)와의 열교환이 이루어지게 된다. 그러므로 실외공기는 온도가 낮아진 상태로 전방의 제1 열교환기(34)로 공급되고, 이에 의해 상기 제1 열교환기(34)는 냉방을 위한 부하를 덜 받게 되며, 또한 상기 회전형 전열교환기(51)에 의해 폐열을 회수함에 있어서, 상기 열교환날개(53)에 의해 실내공기와 실외공기의 온도차에 의한 열(현열)이 회수될 뿐만 아니라 실내외공기가 열교환하면서 발생되는 습기를 흡습제로 제거하여 회수되는 열(잠열)이 동시에 회수되므로 열교환 효율을 최대로 발휘할 수 있게 된다.
이와 같은 본 발명의 작동상태를 보다 상세하게 살펴보면, 도 3에 도시된 바와 같이, 냉방시에는 전술한 대로 상기 제1 열교환기(34)는 증발기로 작동하게 되고, 제2 열교환기(35)는 응축기로 작동하게 되는데, 상기 각 열교환기(34,35)는 압축기(25)와 팽창밸브(26)에 냉매관(28)에 의해 서로 연결되어 싸이클를 형성하게 되고, 냉난방모드의 절환은 사방밸브(27)에 의해 냉매관(28)을 흐르는 냉매의 흐름을 절환시키거나 또는 별도의 덕트가 구비되어 상기 각 열교환기(34,35)를 통과한 공기의 흐름을 절환시켜 가능하게 된다. 이와 같은 구성에 의한 냉동싸이클에 의해 상기 제1 열교환기(34)가 증발기로 작동하여 제1 열교환실(32)에 구비된 상기 토출구(40)를 통하여 실내로 냉기를 공급하게 되며, 상기 제2 열교환기(35)는 응축기로 작동하여 제2 열교환실(33)에 구비된 토출구(41)를 통하여 실외로 고온의 공기를 배출하게 된다. 또한 도 4에 도시된 바와 같이, 난방모드일때는 전술된 바와 반대로 상기 제1 열교환기(34)가 응축기로 작동하고 제2 열교환기(35)가 증발기로 작동하게 되며, 상기 실내측 토출구(40)를 통하여 고온의 공기를 실내로 공급하고 저온의 공기를 실외측 토출구(41)를 통하여 외부로 배출하게 된다.
이때에, 상기 각 제1 열교환실(32)의 순환용 댐퍼(36a)를 통하여 실내공기가 제1 열교환기(34) 측으로 순환되고, 상기 제2 열교환실(33)의 순환용 댐퍼(37b)를 통하여 실외공기가 제2 열교환기 측으로 순환되면서 냉방 또는 난방이 이루어지게 된다. 또한 냉방 또는 난방시에는 실내공기의 일부가 배출되어 환기가 동시에 이루어지는데, 상기 제1 열교환실(32)의 환기용 댐퍼(37a)를 통하여 실외공기가 유입되고, 상기 제2 열교환실(33)의 환기용 댐퍼(36b)를 통하여 실내공기의 일부가 배출되며, 상기 전열교환기(50)에 의해 실내 또는 실외공기가 상호 열교환되어 실내공기로부터의 폐열이 회수되어 유입된 실외공기로 공급하게 된다. 또한 도시된 실시예에서는 상기 사방밸브(27)에 의해 냉매의 흐름을 전환시켜 냉난방을 전환하는 방식을 예시하고 있으나, 본 발명은 이러한 냉매흐름방식 이외에도 순전히 공기흐름전환에 의해서만 냉난방을 전환하는 공기조화기에도 적용될수 있으며, 이를 위한 일례로 상기 각 토출구(40,41)를 실내 또는 실외로 상호 절환하여 유도하도록 케이 스(30)의 외부에 적절한 덕트시스템을 구성하면 된다.
또한 도 5에 도시된 바와 같이, 전술된 바와 같은 일실시예와는 달리 케이스 (30) 내부에 구비되는 격벽(31)에 각 열교환실(32,33)의 위치가 좌 또는 우로 상호 바뀌도록 배치될 수도 있으며, 이러한 경우에 상기 케이스(30)의 중앙부에 위치되는 전열교환기(50)를 중심으로 각 열교환기(34,35) 및 각 토출구(40,41)의 배치가 상기 일실시예와 반대로 배치되게 되는데, 이와 같이 상기 케이스(30)의 내부가 격벽(31)에 의해 상호 구획됨에 있어서, 전술된 바와 같이 좌우로 각 열교환실(32,33)이 형성되는 것 이외에도 전후 또는 상하로 구획되어 다양한 배치가 가능함은 물론이며, 이때에 상기 회전형 전열교환기(51)의 위치는 항상 케이스(30)의 중앙부에 위치되고, 각 구성들을 대략 상기 회전형 전열교환기(50)를 중심으로 서로 대향되도록 배치되는 것이 바람직하다. 또한 도 2와 도 5에서 설명되지 않는 부호는 실외공기가 제1 열교환실의 제2 흡입구를 통하여 유입될 때에 공기 내에 포함된 먼지 또는 이물질을 필터링하기 위한 필터(45)를 나타낸 것이며, 또한 공기조화기의 구조상 냉방작동시에는 고온인 실외로 열을 방출하고, 난방작동시에는 저온인 실외로부터 열을 흡수하여야 하므로 제1 열교환기(34)에 비해 제2 열교환기(35)의 용량이 상대적으로 크게 구비되는 것이 바람직하며, 이를 위해 상기 각 열교환실(32,33)은 그 크기를 달리하여 장치의 최적화설계를 도모하면서도 장치 전체의 구조를 단순하고 균형있게 제작하여 설치공간 및 제작비용을 줄일 수 있도록 하는 것이 바람직하다.
또한 도 6과 도 7은 또 다른 실시예를 도시한 것으로, 상기 전열교환기(50) 는 전술된 회전형 전열교환기(51)와는 달리 상기 실내공기 흡입구(36)와 실외공기 흡입구(37)를 통하여 유입된 실외 또는 실내공기가 서로 교차하면서 통과되도록 열교환판(54)이 구비된 플레이트형 전열교환기(52)가 구비된 것이다. 상기 회전형 전열교환기(51)는 대략 0.2~2kw 정도의 미미한 소비동력으로 회전되는 열교환날개(53)가 회전됨에 비해 상기 플레이트형 전열교환기(52)는 무동력으로 구비되는 상기 열교환판(54)에 의해 열이 전도되면서 열교환되는 특징으로 갖는 것이다.
도 6에 도시된 바와 같이, 상기 플레이트형 전열교환기(52)는 대략 상기 케이스(30)의 중앙부에 위치되는 격벽(31)에 관통되어 상기 케이스(30)의 중앙부에 배치되어 있으며, 이 플레이트형 전열교환기(52)의 특성상 공기가 서로 교차하도록 구비된 상기 열교환판(54)에 의해 실외내공기가 각각 유입되는 환기용 댐퍼(36b,37a) 및 순환용 댐퍼(36a,37b)의 배치만이 전술된 실시예와는 다른 방향에 배치되고, 상기 각 열교환실(32,33) 및 각 열교환기(34,35) 그리고 각 토출구(40,41)는 상기 플레이트형 전열교환기(52)의 양측에 대향 배치되어 있다.
또한 도 7에 도시된 바와 같이, 상기 케이스(30)의 내부는 전후로 상호 구획되도록 종방향으로 격벽(31)이 설치되어 있으며, 이에 의해 상기 케이스(30)의 전측에 제1 열교환실(32)이 형성되고, 후측에 제2 열교환실(33)이 형성되어 있다. 상기 각 열교환실(32,33)에는 대략 중앙부에 근접된 위치에 제1 및 제2 열교환기(34,35)가 각각 설치되어 있으며, 상기 각 열교환기(34,35)를 중심으로 일측에 상기 각 흡입구(36,37)이 구비되고 반대편에 각 토출구(40,41)가 구비되어 있다. 또한 상기 격벽(31)에는 케이스(30)의 일측에 근접되도록 플레이트형 전열교환 기(52)가 관통되어 있으며, 상기 각 토출구(40,41)는 상기 각 열교환기(34,35)를 중심으로 상기 플레이트형 전열교환기(52)의 반대편에 배치되어 있다. 이때에, 상기 제1 열교환실(32)에는 상기 플레이트형 전열교환기(52)의 전방에 환기용 댐퍼(38b)가 구비되고, 측면에 순환용 댐퍼(38a)가 구비되며, 제2 열교환실(33)에는 상기 플레이트형 전열교환기(52)의 전방에 환기용 댐퍼(39a)가 구비되고, 측면에 순환용 댐퍼(39a)가 구비되어 있다. 이 댐퍼(38a,38b,39a,39b)는 상기 각 흡입구(36,37)에 별도로 구비되어 상기 플레이트형 전열교환기(52)에 근접되어 배치된 것이며, 또한 상기 제1 교환실(32)에 내장된 제1 열교환기(34)에는 상기 플레이트형 전열교환기(52)를 통과한 실외공기에 포함된 먼지 등을 필터링하기 위한 필터(45)가 더 구비되어 있다.
이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능함은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명백할 것이다.
도 1은 종래의 공기조화기 일례를 도시한 사시도
도 2는 본 발명의 일실시예를 도시한 평면도
도 3은 본 발명의 냉방 싸이클을 도시한 작동상태도
도 4는 본 발명의 난방 싸이클을 도시한 작동상태도
도 5는 본 발명의 다른 실시예를 도시한 평면도
도 6은 본 발명의 또 다른 실시예를 도시한 평면도
도 7은 본 발명의 또 다른 실시예를 도시한 평면도

Claims (6)

  1. 단일의 케이스(30) 내에 구비되며 냉매관으로 서로 연결되어 사이클을 이루는 제1 및 제2 열교환기(34,35), 압축기, 팽창밸브를 포함하며, 상기 제1 열교환기(34)와 제2 열교환기(35)는 냉매의 흐름에 의해 상호 절환되어 냉방 또는 난방을 공급하거나, 또는 상기 제1 열교환기(34)와 제2 열교환기(35)에 의한 실내외 공기의 흐름이 절환되어 냉방 또는 난방을 공급하도록 구비된 공기조화기에 있어서, 상기 케이스(30)의 내부는 격벽(31)에 의해 상호 구획되어 상기 제1 열교환기(34)가 내장되는 제1 열교환실(32)과 상기 제2 열교환기(35)가 내장되는 제2 열교환실(33)이 구비되고; 상기 각 열교환실(32,33) 에는 상기 각 열교환기(34,35)를 중심으로하여 일측에는 유입되는 실내외공기의 양을 조절 가능하도록 된 실내공기 흡입구(36)와 실외공기 흡입구(37)가 구비되고, 타측에는 상기 각 열교환기(34,35)를 통과한 공기를 실내 또는 실외로 토출하는 토출구(40,41)가 구비되며; 상기 격벽(31)에 관통되어 상기 제1 및 제2 열교환실(32,33)에 동시에 노출되도록 구비되며 상기 각 열교환실(32,33)의 상기 흡입구(36,37)를 통하여 유입된 실내 또는 실외공기를 상호 열교환시키는 전열교환기(50)가 구비되고; 상기 전열교환기(50)에 의해 열교환된 실내외공기는 각각 상기 제1 및 제2 열교환기(34,35)를 거쳐 상기 토출구(40,41)를 통하여 배출되는 것을 특징으로 하는 전열교환기 내장형 공기조화기.
  2. 제1항에 있어서, 상기 격벽(31)은 중앙부 부근에서 상기 각 열교환실(32,33)을 구획하도록 구비되고; 상기 전열교환기(50)는 상기 케이스(30)의 중앙부 또는 중앙부에 근접되도록 위치되며; 상기 각 흡입구(36,37)는 상기 전열교환기(50)의 근접된 양측에 대향 배치되고, 상기 각 토출구(40,41)는 상기 케이스(30)의 양단부에 근접되도록 대향 배치되는 것을 특징으로 하는 전열교환기 내장형 공기조화기.
  3. 제1항에 있어서, 상기 격벽(31)은 중앙부 부근에서 상기 각 열교환실(32,33)을 구획하도록 구비되고; 상기 전열교환기(50)는 상기 케이스(30)의 일단에 근접되도록 위치되며; 상기 각 토출구(40,41)와 흡입구(36,37)는 상기 전열교환기(50)를 중심으로 케이스(30)의 내부 양측에 대향 배치되는 것을 특징으로 하는 전열교환기 내장형 공기조화기.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 격벽(31)은 상기 케이스(30)의 종방향으로 경사 또는 단차가 형성되도록 연장되거나, 또는 상기 각 열교환실(32,33)의 일부가 상호 진입된 형상을 이루도록 연장되며; 상기 각 흡입구(36,37)는 유입되는 실내 또는 실외공기의 양을 조절이 가능하도록 댐퍼(36a,36b,37a,37b)가 구비되고; 상기 댐퍼(36a,36b,37a,37b)는 상기 각 열교환실(32,33)에 동시에 연통되도록 상기 격벽(31)에 걸쳐서 구비되거나 또는 각 열교환실(32,33)에 각각 별도로 구비되는 것을 특징으로 하는 전열교환기 내장형 공기조화기.
  5. 제1항 또는 제3항에 있어서, 상기 각 열교환실(32,33)은 상기 케이스(30)의 중앙부 부근에서 길이방향으로 연장된 격벽(31)에 의해 전후 또는 상하로 구획되고; 상기 전열교환기(50)는 상기 케이스(30)의 중앙부에서 일측으로 치우치도록 배치되며; 상기 각 열교환실(32,33)에는 상기 실내공기 흡입구(36)와 실외공기 흡입구(37)가 각각 구비되고; 상기 전열교환기(50)의 근접된 위치에는 상기 각 흡입구(36,37)로 유입된 공기량의 조절이 가능한 댐퍼(38a,38b,39a,39b)가 구비되는 것을 특징으로 하는 전열교환기 내장형 공기조화기.
  6. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 전열교환기(50)는 상기 각 흡입구(36,37)를 통하여 유입된 실내 또는 실외공기를 상호 열교환하도록 회전되는 열교환날개(53) 및 실내외공기에 의한 습기를 제거하는 흡습제가 구비된 회전형 전열교환기(51)이거나, 또는 상기 각 흡입구(36,37)를 통하여 유입된 실내 또는 실외공기가 서로 교차하면서 통과되어 상호 열교환되도록 열교환판(54)이 구비된 플레이트형 전열교환기(52)인 것을 특징으로 하는 전열교환기 내장형 공기조화기.
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