KR100925776B1 - 공기조화기의 열교환 성능 측정시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 공기조화기의 열교환 성능 측정시스템에 관한 것으로서, 테스트대상(10)이 연결되는 제1챔버(20); 제1챔버(20)와 연결된 제2챔버(30); 제2챔버(30)와 연결되어 그 제1챔버(20) 내부의 정압을 맞추기 위한 배기팬(40); 제1챔버(20) 내부에 설치되는 것으로서, 테스트대상(10)으로부터 토출된 공기가 일정한 온도 분포와 습도 분포를 가지도록 믹싱하는 믹서(50); 믹서(50)에 의하여 믹싱된 공기중 일부를 강제로 흡입하여 건구온도와 습구온도를 측정하는 에어샘플러(60); 제2챔버(30)에 설치되어 제1챔버(20)로부터 유입되는 공기의 풍량을 계산하기 위한 것으로서, 소정면적의 구멍을 가지는 다수의 노즐(71)이 형성된 노즐판(70); 제1챔버(20)의 주위에 설치되어 제1챔버(20) 내부 공기의 정압을 측정하기 위한 제1정압측정부(91); 및 제2챔버(30)의 주위에 설치되어 제2챔버(30) 내부 노즐판(70) 전후단 공기의 정압을 측정하기 위한 제2,3정압측정부(92)(93);를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

공기조화기의 열교환 성능 측정시스템{A heat exchanger performance test system for airconditioner}

본 발명은 공기조화기의 열교환 성능을 정확하게 측정할 수 있는 열교환 성능 측정시스템에 관한 것이다.

공기조화기, 예를 들면 에어컨이나 온풍기는 냉방 또는 난방을 하기 위한 최근 많은 주택에 보급되어 사용되고 있다. 이러한 공기조화기의 성능은 열교환기의 열교환 성능에 따라 정해지는데, 공기조화기 제조업체에서는 열교환 성능을 높이기 위하여 구조를 개선하는 등의 노력을 경주하고 있다.

그런데 공기조화기의 성능은 눈에 보이는 것이 아니기 때문에, 업체에서는 개선 및 개발하고자 하는 공기조화기의 열교환 성능을 객관적으로 측정하기 위한 장치의 필요성을 절감하고 있는 실정이다.

본 발명은 상기와 같은 필요성에 따라 창출된 것으로서, 공기조화기의 열교환 성능을 객관적으로 정확하게 측정할 수 있는 공기조화기의 열교환 성능 측정시 스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 공기조화기 열교환 성능 측정시스템은, 테스트대상(10)인 공기조화기가 연결되는 제1챔버(20); 상기 제1챔버(20)와 연결된 제2챔버(30); 상기 제2챔버(30)와 연결되어 그 제1챔버(20) 내부의 정압을 맞추기 위한 배기팬(40); 상기 제1챔버(20) 내부에 설치되는 것으로서, 상기 테스트대상(10)으로부터 토출된 공기가 일정한 온도 분포와 습도 분포를 가지도록 믹싱하는 믹서(50); 상기 믹서(50)에 의하여 믹싱된 공기중 일부를 강제로 흡입하여 건구온도와 습구온도를 측정하는 에어샘플러(60); 상기 제2챔버(30)에 설치되어 상기 제1챔버(20)로부터 유입되는 공기의 풍량을 계산하기 위한 것으로서, 선택적으로 차단되거나 개방되는 소정면적의 구멍을 가지는 다수의 노즐(71)이 형성된 노즐판(70); 상기 제1챔버(20)의 주위에 설치되어 상기 제1챔버(20) 내부 공기의 정압을 측정하기 위한 제1정압측정부(91); 상기 제2챔버(30)의 주위에 설치되어 상기 제2챔버(30) 내부 노즐판(70) 전후단 공기의 정압을 측정하기 위한 제2,3정압측정부(92)(93); 및 상기 노즐판(70)의 전방 및 후방측 각각에 설치되는 제1,2다공판(80)(85);을 포함하는 것을 특징으로 한다.

삭제

본 발명에 있어서, 상기 제1,2챔버(20)(30)를 승강시키는 리프터(100)를 더 포함한다.

본 발명에 있어서, 상기 제1챔버(20)에 설치되어 그 제1챔버(20) 내부로 진 입하기 위한 도어(26) 및 상기 제2챔버(30)에 설치되어 그 제2챔버(30) 내부로 진입하기 위한 제2도어(36)를 더 포함한다.

본 발명에 따른 공기조화기의 열교환 성능 측정시스템에 따르면, 테스트대상으로부터 토출되는 열교환된 공기의 건구온도 및 습구온도를 제1챔버에서 에어샘플러가 측정하고, 제2챔버의 노즐판 전후단의 공기 정압을 제2,3정압측정부가 측정하여 제2,3정압측정부 사이의 차압을 측정하고, 노즐판에 설치된 노즐의 선택적 선정에 의해서 노즐판의 전후단의 차압과 노즐의 크기에 의해서 노즐을 통과하는 공기의 양을 정확히 계산함으로써, 결국 공기조화기의 열교환 성능을 객관적으로 정확하게 측정할 수 있다.

이하, 본 발명에 따른 공기조화기의 열교환 성능 측정시스템을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 공기조화기의 열교환 성능 측정시스템의 내부구성도이고, 도 2는 도 1의 열교환 성능 측정시스템에 있어 제1챔버측에서 본 도면이다. 또 도 3은 도 1의 제1,2다공판을 발췌하여 도시한 도면이고, 도 4는 도 1의 노즐판을 발췌하여 도시한 도면이다.

열교환기의 성능은, 열교환되어 토출되는 공기의 정확한 온도 및 습도와, 풍량을 측정함으로써 알 수 있다. 이를 위하여, 먼저 열교환 되기전의 공기의 온도 및 습도와, 열교환된 공기의 온도 및 습도를 측정하여, 열교환기에 의하여 변화된 공기의 온도 및 습도의 변화를 알아내야 하고, 그리고 열교환된 공기의 풍량을 알아내어야 한다.

이를 가능하게 하기 위하여 본 발명에 따른 공기조화기의 열교환 성능 측정시스템은, 에어컨이나 온풍기와 같은 테스트대상(10)인 공기조화기가 연결되는 제1챔버(20)와; 제1챔버(20)와 연결된 제2챔버(30)와; 제2챔버(30)와 연결된 것으로서, 테스트대상(10)으로부터 토출되는 시료대상인 공기가 유동될 수 있도록 그 제1챔버(20)의 정압을 맞추기 위한 배기팬(40); 제1챔버(20) 내부에 설치되는 것으로서, 테스트대상(10)으로부터 토출된 공기가 일정한 온도 분포와 습도 분포를 가지도록 믹싱하는 믹서(50)와; 상기 믹서(50)에 의하여 믹싱된 공기중 일부를 강제로 흡입하여 건구온도와 습구온도를 측정하는 에어샘플러(60)와; 제2챔버(30)에 설치되어 제1챔버(20)로부터 유입되는 공기의 풍량을 계산하기 위한 것으로서, 소정면적의 구멍을 가지는 다수의 노즐(71)로 설치된 노즐판(70)과; 노즐판(70)의 전방 및 후방측 각각에 설치되는 것으로서, 공기의 정밀한 정압 측정을 위하여 제2챔버(30) 내부에서 공기가 확산되도록 하는 제1,2다공판(80)(85)과; 제1챔버(20)의 주위에 설치되어 제1챔버(20) 내부 공기의 정압을 측정하기 위한 제1정압측정부(91)와; 제2챔버(30)의 주위에 설치되어 그 제2챔버(30) 노즐판 전후단 공기의 정압을 측정하기 위한 제2,3정압측정부(92)(93)와; 제1,2챔버(20)(30)를 승강시키는 리프터(100);를 포함한다.

제1챔버(20)는, 테스트대상(10)으로부터 토출되는 공기의 온도 및 습도를 측정하는 곳으로서, 테스트대상(10)에서 유입되는 공기의 열손실을 최소화하고, 외부 의 온도에 영향을 받지 않도록 하기 위하여 단열성이 강한 우레탄 판넬로 단열된다. 이러한 제1챔버(20)에는 테스트대상(10)의 토출구와 연결된 덕트(25a)가 연결될 수 있도록 흡입구(25)가 형성되어 있다.

제2챔버(30)는, 테스트대상(10)으로부터 유입되는 공기의 풍량을 측정하기 위한 곳이며, 제1챔버(20)에서 유입되는 공기가 빠져나가지 않도록 밀봉되게 연결된다.

배기팬(40)은, 그 제1챔버(20) 내부의 정압을 맞추기 위한 것이다. 즉, 제1챔버(20) 내부에서의 공기의 정압은 노즐판(70)에 의하여 달라지는데, 테스트대상(10)의 열교환기의 성능을 정확히 테스트하기 위하여 제1챔버(20) 내부의 정압을 대기압과 맞추거나, 또는 필요에 따라 높이거나 낮추어야 한다. 배기팬(40)은 제1챔버(20) 내부의 정압을 가변하여 맞추기 위한 것이다.

믹서(50)는, 후술할 에어샘플러(60)가 공기의 정확한 온도와 습도를 측정할 수 있도록 공기를 믹싱하는 것으로서, 공기가 흐르는 수많은 유로가 형성되어 구현된다.

에어샘플러(60)는, 믹서(50)에 믹싱된 공기중 일부를 강제로 흡입하여 그 공기의 건구온도와 습구온도를 측정한다. 이때 에어샘플러(60)에서 흡입하는 공기에 의하여 후술할 제2챔버(30)에서의 풍량값이 변화되는 것이 방지되어야 하며, 이를 위하여 에어샘플러(60)는 소량의 공기만을 흡입하여 건구온도와 습구온도를 측정한다. 본 실시예에서 에어샘플러(60)는 건구온도를 측정하는 센서와 습구온도를 측정하는 센서와, 공기를 흡입하여 건구 센서와 습구 센서로 유도하는 흡입부로 이루어 지며, 이러한 에어샘플러는 당업계에서 일반적인 기술이므로 더 이상의 상세한 설명은 생략한다.

노즐판(70)은, 후술할 제2,3정압측정부(92)(93)에서 측정된 열교환된 공기의 노즐판 전후단 차압과 연계하여, 열교환된 공기의 풍량을 측정하기 위한 것이다. 이러한 노즐판(70)은 특정한 크기(면적)의 구멍이 형성된 노즐(71)이 다수개로 설치된 구조를 가지며, 특정한 노즐(71)을 선택적으로 선정하여 차단되거나 개방함으로써 그 노즐(71)을 경유하는 공기의 양을 제어한다.
본원에서 노즐판(70)이 선택적으로 차단 또는 개방되는 다양한 크기의 노즐(71)을 가지는 이유는, 테스트대상(10)의 용량이 크거나 작더라도 범용적으로 성능측정을 가능하게 하는 것이다. 만약 특정 크기의 노즐만을 채용하였을 때 성능측정할 수 있는 테스트대상의 용량은 한정될 수 밖에 없기 때문이다.

제1다공판(80) 및 제2다공판(85)은, 후술할 제2,3정압측정부(92)(93)가 제2챔버(30) 내부에서 노즐판 전후단의 정밀한 정압측정을 가능하게 하기 위한 것으로서, 열교환된 공기가 제2챔버(30) 내부에서 고르게 확산되도록 하는 것이다. 이러한 제1,2다공판(80)(85)은 판재에 다수의 펀칭구멍(81)(86)이 형성됨으로써 구현된다.

제1정압측정부(91)는 제1챔버(20) 내부의 정압을 측정하기 위한 것이다. 이러한 제1정압측정부(91)는 다양한 형태로 구현될 수 있는데, 본 실시예에서는 제1챔버(20)의 상하좌우 각각에 형성된 4개의 구멍으로 이루어진 측정단과, 그 측정단을 통하여 제1챔버(20) 내부의 정압을 측정하는 압력센서로 구현된다. 압력센서는 측정단의 구멍을 통하여 제1챔버(20) 내부의 정압을 측정한다.

제2정압측정부(92)는 제2챔버(30) 내부 노즐판(70) 전단의 정압을 측정하기 위한 것으로서, 노즐판(70)의 전방에 설치된다. 이러한 제2정압측정부(92)는 다양한 형태로 구현될 수 있는데, 본 실시예에서는 노즐판(70)의 전방측의 제2챔버(30) 상하좌우에 형성된 4개의 구멍으로 이루어진 측정단과, 그 측정단을 통하여 제2챔버(30) 내부 노즐판(70) 전단의 정압을 측정하는 압력센서로 구현된다. 압력센서는 측정단의 구멍을 통하여 제2챔버(30) 내부 노즐판(70) 전단 정압을 측정한다.

제3정압측정부(93)는 제2챔버(30) 내부 노즐판(70) 후단의 정압을 측정하기 위한 것으로서, 노즐판(70)의 후방에 설치된다. 이러한 제3정압측정부(93)는 다양한 형태로 구현될 수 있는데, 본 실시예에서는 노즐판(70)의 후방측의 제2챔버(30) 상하좌우에 형성된 4개의 구멍으로 이루어진 측정단과, 그 측정단을 통하여 제2챔버(30) 내부 노즐판(70) 후단의 정압을 측정하는 압력센서로 구현된다. 압력센서는 측정단의 구멍을 통하여 제2챔버(30) 내부 노즐판(70) 후단 정압을 측정한다.

상기한 제2정압측정부(92)에 의하여 측정된 노즐판(70) 전단의 정압과, 제3정압측정부(93)에 의하여 측정된 제2챔버(30)의 노즐판(70) 후단의 정압으로부터, 노즐판(70) 전후단의 사이의 정압의 차압을 알아낼 수 있다.

리프터(100)는, 테스트대상(10)의 토출구의 위치에 따라 흡입구(25)의 위치를 가변하기 위한 것이다. 통상적으로 테스트대상(10)의 덕트(25a)의 길이가 길어지게 되면 열교환된 공기의 온도 및 풍량이 변하기 때문에, 성능 테스트시에는 덕트(25a)의 길이를 짧게 한다. 따라서 본원의 제1,2챔버(20)(30)를 테스트대상(10)의 크기에 맞추어 위치를 가변시켜야 하며, 이를 위하여 리프터(100)는, 바닥에 지지되는 바닥베이스(101)와, 제1,2챔버(20)(30)를 지지하는 챔버베이스(102)와, 바닥베이스(101)와 챔버베이스(102) 사이에 엇갈리게 설치되는 레버부재(103)와, 레버부재(103)의 일측단을 밀거나 당기는 실린더(104)로 구성된다. 이러한 구조에 의 하여 레버부재(103)를 일측단을 밀거나 당김으로써 제1,2챔버(20)(30)의 위치를 가변시킬 수 있는 것이다.

한편, 제1챔버(20)에는 그 제1챔버(20) 내부로 진입하기 위한 도어(26)가 설치되고, 제2챔버(30)에는 그 제2챔버(30) 내부로 진입하기 위한 도어(36)가 설치된다. 상기한 도어(26)(36)는 작업자가 제1,2챔버(20)(30) 내부로 진입할 수 있는 통로를 제공하여 부품의 교환이나 AS 등을 할 수 있도록 한다.

다음 본 발명에 따른 공기조화기의 열교환 성능 측정시스템의 동작을 설명한다.

먼저, 에어컨이나 온풍기와 같은 공기조화기의 토출구를 덕트(25a)를 이용하여 제1챔버(20)의 흡입구(25)에 연결하고, 배기팬(40)을 작동하여 테스트대상(10)으로부터 토출되는 열교환된 공기가 제1챔버(20) 및 제2챔버(30)를 경유하여 배기될 수 있도록 한 후, 제1,2챔버(20)(30) 외부에서 대기의 건구온도와 습구온도와 대기압을 측정하여 기준값으로 정한다.

이후, 에어샘플러(60)는 제1챔버(20) 내부를 경유하는 열교환된 공기의 일부를 강제로 흡입함으로써 건구온도 및 습구온도를 측정한다. 이때 믹서(50)가 열교환된 공기를 믹싱하여 온도 분포와 습도 분포가 일정하도록 함으로써, 에어샘플러(60)가 건구온도와 습구온도를 정확히 측정할 수 있도록 한다. 즉, 기준값인 외부의 건구온도 및 습구온도와, 열교환된 공기의 건구온도 및 습구온도를 측정함으로써, 건구온도 및 습구온도의 변화값을 알아낼 수 있는 것이다.

한편, 제1정압측정부(91)는 제1챔버(20) 내부의 정압을 측정하여 대응되는 신호를 발생하는데, 이러한 신호를 테스트대상(10)이 일정 풍량으로 공기를 토출할 수 있도록 하거나 제1챔버(20) 내부의 정압을 맞추는 신호로 사용된다.

제2정압측정부(92)는 제2챔버(30) 내부 노즐판(70) 전단의 정압을 측정하고, 제3정압측정부(93)는 제2챔버(30) 내부 노즐판(70) 후단의 정압을 측정하여, 제2,3정압측정부(92)(93)는 제2챔버(30)의 노즐판(70) 전후단의 사이의 정압의 차압을 알아낸다.

그리고, 노즐판(70)의 특정 크기(면적)의 노즐(71)을 선택적으로 차단 또는 개방함으로써 열교환된 공기의 통과 면적을 알 수 있고, 이러한 열교환된 공기의 통과 면적과 제2,3정압측정부(92)(93)로부터 측정된 차압에 의하여, 결국 열교환된 공기의 풍량을 측정할 수 있는 것이다.

이와 같이, 제1챔버(20)에서 열교환된 공기의 건구온도 및 습구온도를 측정하여 온도 변화를 알 수 있고, 제2챔버(30)에서 열교환된 공기의 풍량을 알아냄으로써, 결국 열교환기의 성능을 테스트할 수 있는 것이다.

본 발명은 도면에 도시된 일 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 공기조화기의 열교환 성능 측정시스템의 내부구성도,

도 2는 도 1의 열교환 성능 측정시스템에 있어 제1챔버측에서 본 도면,

도 3은 도 1의 제1,2다공판을 발췌하여 도시한 도면,

도 4는 도 1의 노즐판을 발췌하여 도시한 도면.

<도면 중 주요부분에 대한 부호의 설명>

10 ... 테스트대상 20 ... 제1챔버

25 ... 흡입구 25a ... 덕트

30 ... 제2챔버 40 ... 배기팬

50 ... 믹서 60 ... 에어샘플러

70 ... 노즐판 80, 85 ... 제1,2다공판

91, 92, 93 ... 제1,2,3정압측정부

100 ... 리프터 101 ... 바닥베이스

102 ... 챔버베이스 103 ... 레버부재

104 ... 실린더

Claims (4)

1. 테스트대상(10)인 공기조화기가 연결되는 제1챔버(20);

   상기 제1챔버(20)와 연결된 제2챔버(30);

   상기 제2챔버(30)와 연결되어 그 제1챔버(20) 내부의 정압을 맞추기 위한 배기팬(40);

   상기 제1챔버(20) 내부에 설치되는 것으로서, 상기 테스트대상(10)으로부터 토출된 공기가 일정한 온도 분포와 습도 분포를 가지도록 믹싱하는 믹서(50);

   상기 믹서(50)에 의하여 믹싱된 공기중 일부를 강제로 흡입하여 건구온도와 습구온도를 측정하는 에어샘플러(60);

   상기 제2챔버(30)에 설치되어 상기 제1챔버(20)로부터 유입되는 공기의 풍량을 계산하기 위한 것으로서, 선택적으로 차단되거나 개방되는 소정면적의 구멍을 가지는 다수의 노즐(71)이 형성된 노즐판(70);

   상기 제1챔버(20)의 주위에 설치되어 상기 제1챔버(20) 내부 공기의 정압을 측정하기 위한 제1정압측정부(91);

   상기 제2챔버(30)의 주위에 설치되어 상기 제2챔버(30) 내부 노즐판(70) 전후단 공기의 정압을 측정하기 위한 제2,3정압측정부(92)(93); 및

   상기 노즐판(70)의 전방 및 후방측 각각에 설치되는 제1,2다공판(80)(85);을 포함하는 것을 특징으로 하는 공기조화기의 열교환 성능 측정시스템.
2. 삭제
3. 제1항에 있어서,

   상기 제1,2챔버(20)(30)를 승강시키는 리프터(100)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 공기조화기의 열교환 성능 측정시스템.
4. 제1항에 있어서,

   상기 제1챔버(20)에 설치되어 그 제1챔버(20) 내부로 진입하기 위한 도어(26) 및 상기 제2챔버(30)에 설치되어 그 제2챔버(30) 내부로 진입하기 위한 제2도어(36)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 공기조화기의 열교환 성능 측정시스템.

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