KR100869534B1

KR100869534B1 - 통신장비용 냉방장치 및 그 제어방법

Info

Publication number: KR100869534B1
Application number: KR1020070041537A
Authority: KR
Inventors: 박희태
Original assignee: 주식회사 창조이십일
Priority date: 2007-04-27
Filing date: 2007-04-27
Publication date: 2008-11-19
Also published as: WO2008133399A1

Abstract

본 발명은 기지국 밖에 설치되는 실외기 및 통신장비와 함께 기지국 안에 설치되는 실내기를 포함하여 구성되는 통신장비용 냉방장치에 관한 것으로, 상기 실외기는, 응축기, 리저버 탱크, 드라이어 및 실외기 하우징을 포함하고, 상기 실내기는, 팽창밸브, 증발기, 제 1 송풍기 및 실내기 하우징을 포함한다. 이때, 상기 실내기 하우징의 일측에는 실외공기 및 실내공기가 유입되는 제 1 및 제 2 유입구가 형성되고, 그 타측에는 냉각된 공기가 배출되는 제 1 배출구가 형성되며, 상기 제 1 및 제 2 유입구에는 제 1 및 제 2 개폐수단이 마련되어, 필요에 따라 실외공기 및 실내공기를 선택적으로 사용함으로써 전력의 낭비를 최소화하고, 냉방효율을 향상시킬 수 있는 통신장비용 냉방장치 및 그 제어방법을 제공한다.

통신장비, 냉방장치, 실외공기, 실내공기, 개폐수단

Description

통신장비용 냉방장치 및 그 제어방법{AIR CONDITIONING SYSTEM FOR COMMUNICATION EQUIPMENT AND CONTROLLING METHOD THEREOF}

도 1은 본 발명에 의한 통신장비용 냉방장치를 개략적으로 도시한 구성도.

도 2는 본 발명에 의한 통신장비용 냉방장치의 제어방법을 도시한 순서도.

도 3 및 도 4는 도 2의 제어방법에 따른 통신장비용 냉방장치의 상태를 도시하는 구성도.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*

100 : 실외기 110 : 압축기

120 : 응축기 130 : 리저버 탱크

140 : 드라이어 150 : 실외기 하우징

160 : 온도센서 200 : 실내기

210 : 팽창밸브 220 : 증발기

230 : 제 1 송풍기 240 : 제 2 송풍기

250 : 실내기 하우징 262 ~ 266 : 제 1 내지 제 3 개폐수단

270 : 필터 290 : 온도센서

300 : 기지국

본 발명은 통신장비용 냉방장치 및 그 제어방법에 관한 것으로, 구체적으로는 필요에 따라 실외공기 및 실내공기를 선택적으로 사용함으로써 냉방효율을 향상시킬 수 있는 통신장비용 냉방장치 및 그 제어방법에 관한 것이다.

일반적인 냉방장치(Air Conditioner)는 냉매가 증발할 때 주위에서 열을 빼앗는 증발열을 이용하는 것으로, 냉매로는 통상 저온에서도 쉽게 증발하는 암모니아, 프레온, 공비혼합냉매, 클로로메탄 등과 같은 액체를 사용한다.

이러한 통상적인 냉방장치는 압축기에서 고압으로 압축된 기체 상태의 냉매가 응축기를 거치면서 외기와의 열교환에 의해 고압의 액체상태의 냉매로 응축된 후에 팽창밸브 또는 모세관 등을 통해 저압의 분무상태 냉매로 변환된다. 그리고 저압의 분무상태의 냉매는 증발기로 유입되어 내기와의 열교환에 의해 증발된 후에 다시 압축기로 유입되어 상술한 과정의 사이클이 순환되는데, 이때 증발기에서 발생된 냉매의 증발열로 냉각된 공기는 송풍팬에 의해 냉방하고자 하는 소정의 공간이나 대상체로 송풍된다.

즉, 이러한 일반적인 냉방장치는 액화 및 증발 등과 같은 상변화가 용이한 냉매를 이용하여 냉방하고자 하는 소정의 공간이나 대상체를 냉각시킨다. 특히, 통신 기지국 또는 통신차량 등의 경우 그 내부에 다수의 유무선 통신장비들이 설치되는데, 이러한 통신장비들은 잦은 열발생에 의해 접촉불량 및 기기고장 등과 같은 각종 오동작을 유발할 수 있으므로 4계절 연중무휴로 냉방시켜야만 작동의 안정성 을 확보할 수 있다.

하지만, 종래의 통신장비용 냉방장치는 외부의 온도에 따른 자연 상태의 냉기를 적절히 이용하지 못하고, 단순히 외부전력에 의해 구동되는 방식을 채택함에 따라 전력낭비가 심하고 냉방효율이 매우 낮은 단점이 있다.

따라서 본 발명은 상술한 제반 문제점을 해결하기 위한 것으로서 필요에 따라 실외공기 및 실내공기를 선택적으로 사용함으로써 전력의 낭비를 최소화하고, 냉방효율을 향상시킬 수 있는 통신장비용 냉방장치 및 그 제어방법을 제공하는데 목적이 있다.

상술한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 통신장비용 냉방장치는, 기지국 밖에 설치되는 실외기 및 통신장비와 함께 기지국 안에 설치되는 실내기를 포함하여 구성된다.

상기 실외기는, 냉매를 고온/고압의 기체로 변환하는 압축기와, 냉매와 실외공기 사이에 열교환이 이루어지는 응축기와, 상기 응축기를 통해 액체로 변환한 냉매를 일시 저장하는 리저버 탱크와, 상기 리저버 탱크에서 배출되는 냉매에 포함된 수분 및 이물질을 제거하는 드라이어와, 기지국의 외측에 설치되고 상기 각 구성요소가 내부에 마련되는 실외기 하우징을 포함한다. 또한, 상기 실내기는, 상기 드라이어에서 유입된 냉매가 저온/저압의 액체로 변환되는 팽창밸브와, 냉매와 실내공기 사이에 열교환이 이루어지는 증발기와, 증발기에서 냉각된 공기를 통신장비 측으로 이송하는 제 1 송풍기와, 기지국의 내측에 설치되고 상기 각 구성요소가 내부에 마련되는 실내기 하우징을 포함한다. 이때, 상기 실내기 하우징의 일측에는 실외공기 및 실내공기가 유입되는 제 1 및 제 2 유입구가 형성되고, 그 타측에는 냉각된 공기가 배출되는 제 1 배출구가 형성되며, 상기 제 1 및 제 2 유입구에는 제 1 및 제 2 개폐수단이 마련된다.

한편, 본 발명에 의한 통신장비용 냉방장치의 제어방법은, 실내온도를 측정하는 제 1 단계와, 실내온도가 제 1 설정온도 이상일 경우 실내기를 가동시키는 제 2 단계와, 실외온도를 측정하고 실내온도와 비교하는 제 3 단계와, 실내온도가 높으면 제 1 및 제 3 개폐수단을 개방하고 제 2 개폐수단을 폐쇄하며, 실내온도가 낮으면 제 1 및 제 3 개폐수단은 폐쇄하고 제 2 개폐수단은 개방하는 제 4 단계를 포함한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 실시예를 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명에 의한 통신장비용 냉방장치를 개략적으로 도시한 구성도이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 의한 통신장비용 냉방장치는 기지국(300) 밖에 설치되는 실외기(100)와, 통신장비(미도시)와 함께 기지국(300) 안에 설치되는 실내기(200)로 구성된다.

상기 실외기(100)는 일반적인 냉방장치의 실외기와 동일한 구성요소인 압축기(110), 응축기(120), 리저버 탱크(130) 및 드라이어(140)와, 상술한 각 구성요 소(110 ~ 140)가 내장되는 실외기 하우징(150)으로 구성된다. 이때, 상기 실외기(100)는 기지국의 외벽이나 옥상 등에 주로 설치된다.

상술한 각 구성요소(110 ~ 150) 중에서 상기 압축기(110)는 후술할 증발기(220)에서 열교환이 이루어진 고온/저압의 냉매를 단열압축하여 고온/고압으로 변환한다. 상기 압축기(110)에서 변환된 냉매는 상기 응축기(120)에서 실외공기(이하, 외기(外氣)라 함)와 열교환되어 저온/고압으로 변한다. 이때, 열교환에 사용되는 실외공기는 상기 실외기 하우징(150)에 마련된 개구부(152)를 통해 유입되고, 응축기 팬(122)에 의해 다시 외부로 배출된다.

이와 같은 과정을 거쳐 변환된 저온/고압의 냉매는 상기 리저버 탱크(130)에서 냉매를 일시 저장되고, 상기 드라이어(140)를 통해 수분 및 이물질이 제거된다.

한편, 상기 실외기 하우징(150)에는 실외온도를 측정하여 후술할 제 1 내지 제 3 개폐수단(262, 264, 266)의 작동을 제어하기 위한 온도센서(160)가 구비된다. 이때, 상기 온도센서(160)는 실외온도를 정확하게 측정하기 위하여 실외공기가 유입되는 부분인 제 1 유입구(312)에 마련되는 것이 바람직하다.

상기 실내기(200) 또한 일반적인 냉방장치의 실내기와 동일한 구성요소인 팽창밸브(210), 증발기(220) 및 제 1 송풍기(230)와, 실내공기(내기)를 외부로 배출하기 위한 제 2 송풍기(240)와, 상기 기지국 벽체(310)의 내측, 즉 실내에 설치되는 실내기 하우징(250)으로 구성된다.

상기 팽창밸브(210)는 상기 드라이어(140)에서 수분 및 이물질이 제거된 저온/고압의 냉매를 등온팽창하여 저온/저압으로 변환한다. 상기 팽창밸브(210)에서 변환된 냉매는 상기 증발기(220)에서 실내공기(이하, 내기(內氣)라 함)와 열교환되어 고온/저압으로 변한다. 이때, 상기 제 1 송풍기(230)는 상기 증발기(220)에서 냉각된 공기를 통신장비(미도시) 측으로 이송하고, 상기 제 2 송풍기(240)는 공기 흐름이 원활하지 못한 경우 작동하여 내기를 외부로 배출한다. 즉, 상기 제 2 송풍기(240)는 사용자의 필요에 따라 설치 및 해체 가능하다.

여기서 본 발명에 의한 통신장비용 냉방장치의 실외기(100)와 실내기(200) 사이를 순환하는 냉매는 공기이다. 통신장비를 냉방하는 본 발명은 일반적인 냉방장치와 달리 제 1 설정온도(T_s1, 일예로 25℃) 이하로만 냉방하면 되므로 프레온 가스와 같은 냉매가 필요치 아니하다.

한편, 상기 실내기 하우징(250)은 도 1에 도시된 바와 같이 일측이 기지국 벽체(310)로 이루어지고, 소정의 격벽(252)에 의해 상부공간(254)과 하부공간(256)으로 구획된다.

상기 상부공간(254)의 일측, 즉 기지국 벽체(310)에는 외기가 유입되는 제 1 유입구(312)가 형성되고, 상기 제 1 유입구(312)에는 외기의 유입을 허용 또는 차단하기 위한 제 1 개폐수단(262)이 마련되며, 제 1 유입구(312)의 내측에는 외기에 포함된 이물질을 제거하기 위한 필터(270)가 구비된다. 또한, 상기 제 1 유입구(312)와 마주보는 실내기 하우징(250)의 측벽에는 제 1 배출구(282)가 형성되고, 상기 제 1 배출구(282)의 내측에는 상기 증발기(220)가 설치되며, 그 내측에는 제 1 송풍기(230)가 위치된다. 또한, 상기 상부공간(254)의 바닥, 즉 격벽(252)에는 후술할 제 3 유입구(286)를 통해 유입되는 내기가 상부공간(254)으로 이송될 수 있도록 제 2 유입구(284)가 형성되고, 상기 제 2 유입구(284)에는 내기의 유입을 허용 또는 차단하기 위한 제 2 개폐수단(264)이 마련된다.

상기 하부공간(256)의 일측, 즉 기지국 벽체(310)에는 내기를 배출하기 위한 제 2 배출구(314)가 형성되고, 상기 제 2 배출구(314)에는 내기의 배출을 허용 또는 차단하기 위한 제 3 개폐수단(266)이 마련되며, 제 2 배출구(314)의 내측에는 상기 제 2 송풍기(240)가 설치된다.

본 실시예에서는 상기 실내기(200)가 기지국 벽체(310)에 설치된 것을 일예로 하고 있으나 반드시 이에 한정되는 것은 아니며 벽체(310)와 이격되어 설치될 수 있다. 이와 같이 실내기가 기지국 벽체(310)와 이격되는 경우, 덕트 등을 이용하여 외기 및 내기를 유입 및 배출할 수 있다.

한편, 상기 실내기 하우징(250)에는 실내온도를 측정하기 위한 온도센서(290)가 구비되고, 그를 통해 측정된 실내온도에 따라 제 1 내지 제 3 개폐수단(262, 264, 266)의 작동을 제어한다. 이때, 상기 온도센서(290)는 실내온도를 정확하게 측정하기 위하여 상기 실내기 하우징(250)의 외부에 마련되는 것이 바람직하다.

다른 한편, 상기 제 1 내지 제 3 개폐수단(262, 264, 266)은 폭이 좁은 판을 일정 간격으로 수평 배열하여 제작한 전동식 루버로, 상기 한 쌍의 온도센서(160, 290)에서 측정된 실외온도와 실내온도에 따라 개폐된다.

이상과 같은 구성의 본 발명은 온도센서(160, 290)에서 측정된 실외온도 및 실내온도에 따라 외기 또는 내기를 선택적으로 사용하여 냉방할 수 있다. 또한, 실외온도 및 실내온도에 따라 실내기(200)를 가동하거나 실외기(100)와 실내기(200)를 모두 가동하여 냉방할 수 있다. 따라서 냉방 시 전력 낭비를 최소화하고, 냉방효율을 향상시킬 수 있는 장점이 있다.

외기 또는 내기를 선택적으로 사용하는 본 발명에 의한 통신장비용 냉방장치의 제어방법을 도 2 내지 도 4를 참조하여 살펴보도록 한다.

도 2는 본 발명에 의한 통신장비용 냉방장치의 제어방법을 도시한 순서도이고, 도 3 및 도 4는 도 2의 제어방법에 따른 통신장비용 냉방장치의 상태를 도시하는 구성도이다.

먼저, 실내기(200)에 마련된 온도센서(290)와 실외기(100)에 마련된 온도센서(160)를 이용하여 기지국(300) 안과 밖의 온도, 즉 실내온도(T_in)와 실외온도(T_out)를 측정한다(S102). 이렇게 측정된 실내온도(T_in)가 기 설정된 제 1 설정온도(T_s1,일예로 25℃)보다 높을 경우 실내기(200)를 가동한다(S106). 이와 같이 실내기(200)만 가동한 상태를 자연냉방이라 한다. 즉, 열교환되지 않은 외기 또는 내기를 불어넣어 실내온도를 저하시킨다.

이와 같은 송풍상태에서 실외온도(T_out)를 측정하고(S108), 측정된 실외온도(T_out)보다 실내온도(T_in)가 높으면(S110), 도 3과 같이 제 1 및 제 3 개폐수단(262, 266)을 개방하여 제 1 유입구(312)를 통해 외기를 도입함과 동시에 제 2 배출구(314)를 통해 내기를 배출시킨다(S112). 이때, 실내기 하우징(250)의 하부공간(256)으로 유입된 내기가 상부공간(254)으로 이송되지 아니하도록 제 2 개폐수단(264)을 폐쇄한다. 반면, 실내온도(T_in)보다 실외온도(T_out)가 높으면, 도 4 같이 제 1 및 제 3 개폐수단(262, 266)을 폐쇄하여 제 1 유입구(312) 및 제 2 배출구(314)를 통해 외기가 유입되거나 내기가 배출되는 것을 방지하고, 제 2 개폐수단(264)을 개방하여 내기가 순환되도록 한다(S122). 즉, 전자는 저온의 외기를 이용하여 실내온도를 저하시키기 위한 방법이고, 후자는 고온의 외기가 유입되어 실내온도가 상승하는 것을 방지하기 위한 방법이다.

한편, 전자와 같이 제 1 및 제 3 개폐수단(262, 266)을 개방하고 제 2 개폐수단(264)을 폐쇄한 상태에서, 실내온도(T_in)가 제 2 설정온도(T_s2 일예로 26.5℃)보다 상승하면(S114), 실외기(100)를 가동하여 냉매를 순환시킨다(S116). 이와 같이 실내기(200)와 실외기(100)가 동시에 가동하여 증발기(220)에서 열교환이 이루어지는 상태를 강제냉방이라 한다. 즉, 제 1 유입구(312)를 통해 유입된 외기가 증발기(200)를 거쳐 저온의 공기로 열교환되어 실내로 배출된다. 이때, 실내온도(T_in)가 실외온도(T_out)보다 낮으면(S118), 도 4와 같이 제 1 및 제 3 개폐수단(262, 266)을 폐쇄하고 제 2 개폐수단(264)을 개방하여, 외기의 유입 및 내기의 배출을 막아 냉방효율이 저하되는 것을 방지한다(S120).

다른 한편, 후자와 같이 제 1 및 제 3 개폐수단(262, 266)을 폐쇄하고 제 2 개폐수단(264)을 개방한 상태에서, 실내온도(T_in)가 제 2 설정온도(T_s2 일예로 26.5℃)보다 상승하면(S124), 실외기(100)를 가동하여 냉매를 순환시킨다(S126). 이와 같이 실내기(200)와 실외기(100)가 동시에 가동하여 증발기(220)에서 열교환이 이루어지는 상태를 일반적으로 냉방이라 한다. 즉, 제 2 유입구(284)를 통해 유입된 내기가 증발기(200)를 거쳐 저온의 공기로 열교환되어 실내로 배출된다. 이때, 실외온도(T_out)가 실내온도(T_in)보다 낮으면(S128), 도 3과 같이 제 1 및 제 3 개폐수단(262, 266)을 개방하고 제 2 개폐수단(264)을 폐쇄한다. 상술한 냉방에 의해 실내온도(T_in)가 제 2 설정온도(T_s2)보다 낮아지면 실외기(100)의 작동을 중지함으로써 전력이 낭비되는 것을 방지한다(S130). 여기서 상기 실외기(100)의 작동은 실내온도(T_in)에 의해 제어된다. 즉, 실내온도(T_in)가 제 2 설정온도(T_s2)보다 높으면 작동하고, 낮으면 작동이 중지된다.

상술한 바와 같은, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 통신장비용 냉방장치의 구성 및 그 제어방법을 상기한 설명 및 도면에 따라 도시하였지만, 이는 예를 들어 설명한 것에 불과하며 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변화 및 변경이 가능하다는 것을 이 분야의 통상적인 기술자들은 잘 이해할 수 있을 것이다.

이상과 같이 본 발명에 따른 통신장비용 냉방장치 및 그 제어방법은, 측정된 실외온도 및 실내온도에 따라 외기 또는 내기를 선택적으로 사용하고, 실내기만을 가동하거나 실외기와 실내기를 모두 가동하도록 함으로써 냉방 시 전력 낭비를 최소화하고, 냉방효율을 향상시킬 수 있는 장점이 있다.

Claims

삭제
삭제
기지국 밖에 설치되는 실외기 및 통신장비와 함께 기지국 안에 설치되는 실내기를 포함하는 통신장비용 냉방장치에 있어서,

상기 실외기는, 냉매를 고온/고압으로 변환하는 압축기와, 냉매와 실외공기 사이에 열교환이 이루어지는 응축기와, 상기 응축기를 통해 액체로 변환한 냉매를 일시 저장하는 리저버 탱크와, 상기 리저버 탱크에서 배출되는 냉매에 포함된 수분 및 이물질을 제거하는 드라이어와, 상기 압축기, 응축기, 리저버 탱크 및 드라이어가 내부에 마련되며 기지국의 외측에 설치되는 실외기 하우징을 포함하고,

상기 실내기는, 상기 드라이어에서 유입된 냉매가 저온/저압으로 변환되는 팽창밸브와, 냉매와 실내공기 사이에 열교환이 이루어지는 증발기와, 증발기에서 냉각된 공기를 통신장비 측으로 이송하는 제 1 송풍기와, 상기 팽창밸브, 증발기 및 제 1 송풍기가 내부에 마련되며 기지국의 내측에 설치되는 실내기 하우징을 포함하되,

상기 실내기 하우징은, 일측에 실외공기가 유입되는 제 1 유입구 및 실내공기가 유입되는 제 2 유입구가 형성되고 그 타측에 냉각된 공기가 배출되는 제 1 배출구가 형성되는 상부공간과, 실내공기가 유입되는 제 3 유입구 및 실내공기가 배출되는 제 2 배출구가 형성되고 상기 제 2 배출구의 전방에 제 2 송풍기가 선택적으로 마련되는 하부공간으로 구획되며,

상기 제 1 유입구에는 제 1 개폐수단이, 상기 제 2 유입구에는 제 2 개폐수단이, 상기 제 2 배출구에는 제 3 개폐수단이 각각 마련되고, 상기 제 1 내지 제 3 개폐수단은 실외기와 실내기에 설치된 온도센서에서 측정된 온도에 따라 개폐되며, 상기 실내기와 실외기 사이를 순환하는 냉매는 공기인 것을 특징으로 하는 통신장비용 냉방장치.
삭제
제 3 항에 있어서,

상기 제1, 제2 및 제3 개폐수단은 전동식 루버인 것을 특징으로 하는 통신장비용 냉방장치.
삭제
제 5 항에 따른 통신장비용 냉방장치의 제어방법에 있어서,

실내온도를 측정하는 제 1 단계와,

실내온도가 제 1 설정온도 이상일 경우 실내기를 가동하는 제 2 단계와,

실외온도를 측정하고 실내온도와 비교하는 제 3 단계와,

실내온도가 실외온도보다 높으면 제 1 및 제 3 개폐수단을 개방하고 제 2 개폐수단을 폐쇄하며, 실내온도가 실외온도보다 낮으면 제 1 및 제 3 개폐수단을 폐쇄하고 제 2 개폐수단을 개방하는 제 4 단계를 포함하는 통신장비용 냉방장치의 제어방법.
제 7 항에 있어서,

제 1 및 제 3 개폐수단이 개방되고 제 2 개폐수단이 폐쇄된 상태에서 실내온도가 제 2 설정온도 이상일 경우 실외기를 가동하는 제 5 단계와,

실내온도와 실외온도를 비교하는 제 6 단계와,

실내온도가 낮을 경우 제 1 및 제 3 개폐수단을 폐쇄하고 제 2 개폐수단을 개방하는 제 7 단계,

를 더 포함하는 통신장비용 냉방장치의 제어방법.
제 7 항에 있어서,

제 1 및 제 3 개폐수단이 폐쇄되고 제 2 개폐수단이 개방된 상태에서 실내온도가 제 2 설정온도 이상일 경우 실외기를 가동하는 제 8 단계와,

실내온도와 실외온도를 비교하는 제 9 단계와,

실내온도가 높을 경우 제 1 및 제 3 개폐수단을 개방하고 제 2 개폐수단을 폐쇄하는 제 10 단계,

를 더 포함하는 통신장비용 냉방장치의 제어방법.