KR100937906B1

KR100937906B1 - 에너지절감형 복합 식수제조장치

Info

Publication number: KR100937906B1
Application number: KR1020090078366A
Authority: KR
Inventors: 박광; 김현옥; 박정자
Original assignee: 박광; 김현옥; 박정자
Priority date: 2009-08-24
Filing date: 2009-08-24
Publication date: 2010-01-21
Also published as: WO2011025196A3; KR20090098946A; WO2011025196A2

Abstract

본 발명은 에너지절감형 복합 식수제조장치에 관한 것으로, 공기중에 포함된 물분자을 온도차이로 인한 결로현상으로 응축시키고 정수처리하여 식수로 만드는 과정에서 압축기, 응축기, 팽창밸브, 증발기로 된 공조기부가 가동이 되는 바, 응축기에서 생성되는 온열과 증발기에서 생성되는 냉열을 모두 이용하여 냉난방용으로 사용할 수 있게 하고 계절이나 지역에 관계없이 공기를 이용한 전천후 물생성이 이루어질 수 있도록 하여 식수 공급을 함과 아울러 식수 및 공기의 살균 및 공기정화기능을 강화하며, 제습 및 가습기능, 온수제공기능, 제빙기능 등이 복합적으로 및 에너지절감형으로 이루어질 수 있도록 구성한 것이다.

공기, 식수제조, 냉난방, 공기청정, 제습기, 가습기, 제빙기

Description

에너지절감형 복합 식수제조장치{ENERGY SAVING COMPLEX APPARATUS FOR PRODUCING DRINKING-WATER}

본 발명은 식수제조장치에 관한 것으로, 특히 공기를 이용하여 식수를 얻음과 동시에 살균 및 공기청정기능, 냉난방기능, 제습 및 가습기능, 온수제공기능, 제빙기능 등의 복합기능을 가지며 에너지 절감까지도 가능하도록 하는 에너지절감형 복합 식수제조장치에 관한 것이다.

요즈음 산업화와 오존층파괴, 지구온난화 등으로 인해 많은 나라들이 물부족 국가로 분류되고 있고 우리나라도 집중 호우에 따른 물관리가 적절히 이루어지지 못하는 관계로 물부족 국가로 분류되고 있는 실정이다.

이러한 물부족과 수질오염 등의 복합적인 영향으로 식수를 얻기위해 사람들은 많은 비용을 지출하고 있으며, 물부족 현상이 심화가 되면 식수 부족도 당연하므로 제한 급수가 이루어져야 할 것이다.

이에 따라 식수 제조를 위한 원수의 부족현상을 개선하기 위한 대안적인 방법이 모색되었고 공기 중에 포함된 수증기를 응축시킴으로써 식수를 얻는 방법도 시도되었다.

국내 공개특허 제10-2005-0118916호 "식수 제조시스템"은 공기중에 포함된 습기(수증기)를 응축시켜서 식수를 얻는 방법을 일예로 개시하고 있다.

하지만 국내 공개특허 제10-2005-0118916호와 같은 종래기술은 공기를 응축해야 하고 또 응축수를 정수해야 하며 또 정수된 저장수가 세균번식되거나 이물질이 생기지 않도록 조치를 취해 주어야 하므로 제작비용이 많이 들고 에너지 소모가 그만큼 많아지는 단점이 있다.

따라서 본 발명의 목적은 공기를 이용한 식수제공기능은 물론이고 공기청정기능, 냉난방기능, 제습 및 가습기능, 온수제공기능, 제빙기능 등의 복합기능을 갖춘 복합 식수제조장치를 제공하는데 있다.

본 발명의 다른 목적은 공기를 이용하여 식수를 얻으면서도 에너지 절감까지도 가능한 에너지절감형 복합 식수제조장치를 제공하는데 있다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 압축기와 응축기와 팽창밸브와 복수의 증발기들로 된 공조기부를 구비하되, 본체에 상기 복수의 증발기들을 내장한 증발블록 하우징과 상기 응축기를 내장한 응축블록 하우징을 형성하며 상기 증발블록 하우징의 공기유입부와 응축블록 하우징의 공기배출구 간은 연결관으로 연통되게 구성하고, 상기 증발블록 하우징에는 공기유입구에 개폐작동가능한 흡입그릴이 설치되고 공기배출구에 개폐작동가능한 배출그릴과 외부 배기구와 연통된 배기관이 설치되고 상기 배기관의 초입부에 배기단속게이트가 장치되며 복수의 증발기들의 하방에는 저수조와 연통되며 결로로 인해 생성된 물의 집수판이 설치되게 구성하며, 상기 응축블록 하우징에는 공기유입구에 외부 흡기구와 연통된 흡기관과 개폐작동가능한 흡입그릴이 설치되고 공기배출구에 개폐작동가능한 배출그릴이 설치되게 구성하며, 상기 연결관에는 상기 배기관과 연통되는 우회 배기관이 분기 형성되며, 응축블록 하우징의 흡기관 초입부와 증발블록 하우징의 배기관 초입부와 연결관의 분기노드에는 흡기단속게이트와 온풍방향 제어게이트와 배기단속 게이트를 대응 장치하며, 상기 저수조의 물은 정수부에서 정수되어서 식수저장탱크에 저장되게 구성함을 특징으로 하는 에너지절감형 복합 식수제조장치이다.

또한, 본 발명은, 상기 복수의 증발기들은 물생성용 증발기와 냉방용 증발기로 구성함을 특징으로 한다.

또한 본 발명은, 상기 물생성용 증발기와 냉방용 증발기의 각 냉매관에는 핀기능의 다수 주름판들이 이격 배열되게 구성함을 특징으로 한다.

또한 본 발명은, 상기 물생성용 증발기는 냉매관이 냉매의 도관과 외피관으로 된 이중관 구조로 구성되어 외피관의 표면온도가 냉장온도를 유지하게 구성함을 특징으로 한다.

또한 본 발명은, 상기 물생성용 증발기는 냉매관이 냉매의 도관에 인체 무해한 내열전도성 수지재질로 피복코팅되게 구성하여서 외피관의 표면온도가 냉장온도를 유지하게 구성함을 특징으로 한다.

또한 본 발명은, 상기 집수판, 저수조, 정수부, 식수저장탱크는 물의 흐름이 중력에 의한 자연낙하가 이루어지도록 본체 상방에서 하방으로 차례로 배치된 구조를 가짐을 특징으로 한다.

또한 본 발명은, 상기 증발블록 하우징과 응축블록 하우징내 각 공기유입구에는 다수 필터부재들로 된 공기필터와 자외선 살균기가 설치됨을 특징으로 한다.

또한 본 발명은, 상기 증발블록 하우징과 응축블록 하우징내 각 공기배출구 에는 송풍팬과 방충망이 설치됨을 특징으로 한다.

또한 본 발명은, 상기 응축블록 하우징내 공기배출구에는 전기로 작동하는 보조히터가 설치됨을 특징으로 한다.

또한 본 발명은, 상기 저수조와 식수저장탱크 내부는 은도금처리되며 상기 식수저장탱크에는 램프구조의 자외선살균기가 내장설치됨을 특징으로 한다.

또한 본 발명은, 상기 저수조는 외부 유입수를 직접 공급받을 수 있도록 급수밸브를 갖는 급수관을 더 구비함을 특징으로 한다.

또한 본 발명은, 상기 저수조와 정수부를 연결하는 저수조의 배출관에는 저수조에 저장된 물에 무게에 의거하여 자동개방되는 자동압력밸브를 구비함을 특징으로 한다.

또한 본 발명은, 상기 식수저장탱크의 하방에는 중력에 의한 물의 흐름으로 물을 공급받는 가습기와 냉수기 및 온수기가 연통설치됨을 특징으로 한다.

또한 본 발명은, 상기 식수저장탱크는 수위감지기와, 상기 수위감지기 상부에 위치되며 만수위시 개방 작동하는 볼탑형 배수밸브와, 상기 배수밸브를 갖는 배수관을 구비함을 특징으로 한다.

또한 본 발명은, 상기 온수기는 냉수기에 연통되어서 냉수기의 정수물을 공급받으며, 내부에 온수히터와 물무게 감지센서가 설치되며 상기 물무게 감지센서의 감지 물무게와 온수설정온도에 의거한 온수제어기의 제어 하에 상기 온수히터로 공급전원을 선택적으로 공급함을 특징으로 한다.

또한 본 발명은, 상기 팽창밸브에 연결된 유입냉매관의 분기노드를 통해 두 개의 유입냉매지관으로 나뉘어져 상기 물생성용 증발기와 냉방용 증발기가 대응 연결되며, 두개의 유입냉매지관에는 물생성조절밸브와 냉방조절밸브를 구비하고, 상기 물생성용 증발기와 냉방용 증발기는 증발블록 하우징에 장탈가능케 설치 구성함을 특징으로 한다.

또한 본 발명은, 상기 물생성용 증발기의 배출냉매지관에는 각얼음 제빙기가 장치되게 구성함을 특징으로 한다.

또한 본 발명은, 상기 팽창밸브는 두개의 팽창밸브로 구성하며, 두개의 팽창밸브 각각에는 각 냉매관을 통해서 상기 물생성용 증발기와 냉방용 증발기가 대응 연결되게 구성함을 특징으로 한다.

본 발명은 식수제공기능, 공기청정기능, 냉난방기능, 제습 및 가습기능, 온수제공기능, 제빙기능 등의 복합기능을 갖는 복합 식수제조장치를 구현할 수 있으며, 더욱이 공기를 이용해 식수를 얻으면서도 에너지 절감까지도 가능한 장점이 있다.

이하 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

사람은 습도가 높은 환경에서는 불쾌감을 느끼게 된다. 그러므로 습도가 높 은 환경을 쾌적하게 하기 위해 제습기나 냉방기를 사용한다. 제습기와 냉방기의 시스템은 냉매를 압축시키는 압축기와 압축된 냉매를 응축시키는 응축기, 그리고 응축된 냉매를 증발시키는 증발기의 구성요소들을 공통적으로 포함하여 구성한다. 또 공기를 흡입하여 물을 생성하는 물생성기도 제습기와 냉방기의 구성요소와 흡사한 구성요소들을 포함하고 있다.

개별적 기능의 기기들을 살펴보면, 제습기와 냉방기는 제습과 냉방시 생성되는 물을 폐수로 취급하여 버리고 있고 물생성기는 물생성 작동시 부가적으로 나오는 냉열과 온열을 그냥 버리고 있다.

본 발명의 실시 예에서는 제습기 및 냉방기, 물생성기가 공통적인 구성부품을 구비하므로 유기적으로 통합시켜서 하나의 기기가 작동시에 적은 에너지를 소모할 수 있도록 하며 특히 버려지는 부산물인 물, 냉열, 온열을 모두 활용할 수 있도록 구현한다. 또 음용수를 만들기 위해서는 살균기, 공기청정기와 제습기능이 첨가되는 것이 바람직하므로 살균기, 공기청정기와 제습기 기능을 포함시키고 그때 부산물로 나오는 냉열과 온열도 마찬가지로 활용할 수 있도록 구현한다.

본 발명에서는 복합식수제조장치를 구현시 여름철이나 더운 지방에서는 제습기, 냉방기, 물생성기, 공기청정기를 겸용 사용할 수 있고, 또 겨울철이나 추운 지방에서는 가습기, 공기청정기, 난방기, 냉온수기를 겸용 사용할 수 있도록 구현한다.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따라 복합기능을 갖는 복합 식수제조장치의 개략적인 기능블록 구성도로서, 식수제공기능, 살균 및 공기청정기능, 냉난방기능, 제습 및 가습기능, 온수제공기능, 제빙기능 등이 유기적으로 통합된 구성이다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 복합 식수제조장치(2)는 크게 응축기능블록(4)과 증발기능블록(6)과 정수기능블록(8)으로 구분된다.

응축기능블록(4)은 기체 냉매를 고온고압으로 압축하는 압축기(12)와 내부 공기를 자외선 살균하는 자외선 살균기(14)와 방열핀 등을 통해 열을 방출하여 난방되게 함과 동시에 압축기(12)로부터의 기체 냉매를 저온고압의 액체 냉매로 응축시키며 열교환이 이루어지는 난방용 응축기(16)를 포함하여 구성한다.

응축기능블록(4)에서 압축후 응축된 냉매는 팽창밸브(10)를 통과하면서 저온저압으로 된 후 증발기능블록(6)으로 유입된다.

증발기능블록(6)은 본 발명에 따라 복수개의 증발기들 즉 물생성용 증발기(18)와 냉방용 증발기(22)를 포함하며, 내부 공기를 자외선 살균하기 위한 자외선 살균기(20)도 포함한다.

또 증발기능블록(6)에는 팽창밸브(10)로부터 배출된 응축 냉매가 물생성용 증발기(18)나 냉방용 증발기(22)중 적어도 하나로 유입될 수 있도록, 팽창밸브(10)에 연결된 유입냉매관(24)의 분기노드를 통해서 두개의 유입냉매지관(24a)(24b)으로 나뉘어져서 물생성용 증발기(18)와 냉방용 증발기(22)가 대응 연결되며, 각 유입냉매지관(24a)(24b)에는 물생성조절밸브(26)와 냉방조절밸브(28)가 대응 형성되게 구성하여서 각 냉매의 통과량이 조절되게 구성한다.

물생성용 증발기(18)와 냉방용 증발기(22)의 각 배출냉매지관(30a)(30b)은 공통노드에서 하나로 합쳐진 후 냉매배출관(30)을 통해서 응축기능블록(4)의 압축 기(12)로 연결되며, 물생성용 증발기(18)의 냉매배출지관(30a)에는 각얼음 등을 제조하기 위한 각얼음 제빙기(32)가 구비된다.

증발기능블록(6)을 통과한 냉매는 다시 응축기능블록(4)의 압축기(12)로 유입되며, 상기한 난방용 응축기(16), 팽창밸브(10), 물생성용 증발기(18)나 냉방용 증발기(22)를 거치는 과정의 냉매 흐름을 반복한다.

상기한 응축기능블록(4)의 압축기(12)와 난방용 응축기(16), 팽창밸브(10), 증발기능블록(6)의 증발기(18)(22)는 공조기부(도 6의 200)를 구성하는 것이며, 이러한 공조기부(200)에서는 증발기(18)(22)에서의 냉열과 응축기(16)에서의 온열이 동시에 생성하는 바 본 발명에서는 냉열과 온열중 일부만 이용하는 종래와는 다르게 모두를 이용케 하는 구성을 갖는다.

또 증발기능블록(6)내 물생성용 증발부(18)와 냉방용 증발부(22)에서는 차가운 냉매가 도관내를 따라 흐르면서 외부환경과의 온도 차에 의해서 도관 외표면에 결로현상이 발생되며, 결로현상에 의해 생긴 물방울은 밑의 집수판(34)으로 떨어진 후 정수기능블록(8)의 저수조(50)로 모이게 된다. 이중 물생성용 증발부(18)는 결로현상에 의한 물생성 효율이 높도록 구현한 증발기로서, 이에 대한 구체 설명은 증발기능블록(6)의 다른 구성요소들에 대한 구체 설명과 함께 상세히 후술될 것이다.

저수조(50)에 물이 미리 설정된 일정량이 모이게 되면 그 압력으로 저수조(50)의 배출관(51)에 구비된 자동압력밸브(52)를 자동 개방시키며, 그 자동압력밸브(52)를 통과한 물은 정수부(54)내 다수의 정수필터들(54a)~(54d)을 거치고 다 수 정수필터들(54a)~(54d)을 통과한 정수물은 식수저장탱크(56)에 모이게 된다.

정수기능블록(8)내 식수저장탱크(56)에 저장된 정수물은 가습기(58), 냉수기(60)와 온수기(62)의 각 원수가 되며, 식수저장탱크(56)에 연결된 배수관(64)이 갖는 배수밸브(66)를 통해서 외부로 바로 배출될 수도 있다.

그러므로 사용자가 냉수기(60)나 온수기(62) 또는 배수관(64)의 배수밸브(66)를 이용하게 되면 정수된 냉온수나 상온의 정수물을 마실 수 있다.

본 발명의 복합 식수제조장치(2)는 증발기능블록(6)내 물생성용 증발기(18)와 냉방용 증발기(22)로부터 시작하여 집수판(34), 저수조(50), 다수의 정수필터(54a)~(54d)들을 포함한 정수부(54)를 거쳐서 식수저장탱크(56)로 모아지고, 온수기(62), 냉수기(60), 및 가습기(58)에서 사용되어지는 물의 흐름은 중력에 의한 자연낙하가 이루어지는 배치구조를 갖는다. 그러므로 본 발명의 복합 식수제조장치(2)는 물의 흐름을 위한 펌프 등을 사용하지 않아도 되므로 그 만큼의 에너지 절감에 기여한다.

또한 본 발명에서는 전술한 팽창밸브(10)를 포함한 증발기능블록(6) 및 응축기능블록(4)에서의 냉매순환과정에서 각 기능블록(4)(6)에서 발생되는 냉열과 온열을 이용하도록 공기이동통로를 유기적으로 배치 및 형성되게 함으로써 냉난방을 할 수 있도록 구현한다.

도 2 및 도 3은 도 1의 기능블록(4)(6)내 구성요소들과 관련된 공기이동통로의 배치구성 및 복합 식수제조장치의 개략구성을 함께 보여주는 도면이며, 도 4 및 도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 복합기능을 갖는 복합 식수제조장치(2)의 외관 및 부분 절개 사시도이다.

도 2 내지 도 5를 도 1과 함께 참조하여 본 발명의 복합 식수제조장치(2)의 구성을 보다 구체적으로 설명한다.

먼저 실내로 차가운 바람을 송출할 수 있는 증발기능블록(6)의 구성요소인 냉방용 증발기(22)와 물생성용 증발부(18)는 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이 증발블록 하우징(36)내에 서로 인접되게 설치한다. 상기 증발블록 하우징(36)은 도 4 및 도 5에서와 같이 본체의 상측부에 위치한다.

증발블록 하우징(36)에는 후방 공기유입구(38)와 전방 공기배출구(40)를 형성하되 후방 공기유입구(38)에는 흡입그릴(38a)을 힌지작동가능케 장치하고 전방 공기배출구(40)에는 배출그릴(40a)을 힌지작동가능케 장치한다. 흡입그릴(38a)을 갖는 후방 공기유입구(38)측의 증발블록 하우징(36)내에는 공기정화부로서 공기필터(42)가 장착되고, 배출그릴(40a)을 갖는 전방 공기배출구(40)측의 증발블록 하우징(36)내에는 송풍부로서 송풍팬(44)과 방충망(46)이 장착된다.

또 증발블록 하우징(36)내에서 증발기능블록(6)을 구성하는 물생성용 증발기(18)와 냉방용 증발기(22)의 하방에는 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이 정수기능블록(8)의 저수조(50)와 연통된 집수판(34)이 설치된다.

다음으로 실내로 따뜻한 바람을 송출할 수 있는 도 1의 응축기능블록(4)의 구성요소인 응축기(16)는 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이 응축블록 하우징(70)내에 설치된다. 상기 응축블록 하우징(70)은 도 4 및 도 5에서와 같이 본체의 하측부에 위치한다.

응축블록 하우징(70)에는 후방 및 측방 공기유입구(72)와 전방 공기배출구(74)를 형성하되 후방 및 측방 공기유입구(72)에는 흡입그릴(72a)을 힌지작동 가능케 장치하고 전방 공기배출구(74)에는 힌지작동 가능케 배출그릴(74a)을 장치한다. 흡입그릴(72a)을 갖는 후방 및 측방 공기유입구(72)측의 응축블록 하우징(70)내에는 공기정화부로서 공기필터(76)가 장착되고, 배출그릴(74a)을 갖는 전방 공기배출구(74)측의 응축블록 하우징(70)내에는 송풍부로서 송풍팬(78)과 방충망(80)이 장착된다. 또 상기 송풍팬(78)과 방충망(80) 사이에는 선택적으로 작동하는 보조히터(81)가 구비된다.

상기와 같은 구성의 증발블록 하우징(36)과 응축블록 하우징(70)에서 증발블록 하우징(36)의 전방 공기배출구(40)를 통해서는 차가운 바람이 나오고 응축블록 하우징(70)의 전방 공기배출구(74)를 통해서는 따뜻한 바람이 나오게 된다.

또한 상기의 증발블록 하우징(36)과 응축블록 하우징(70)에는 각 기능블록(4)(6)에서 발생되는 냉열과 온열을 이용하도록 공기이동통로들이 구비되는데, 응축블록 하우징(70)의 후방 및 측방 공기유입구(72)에는 일단의 흡기구(81)가 복합 식수제조장치(2)가 설치된 내실에서부터 바깥으로 뻗어있는 흡기관(82)이 도 2 및 도 3, 도 5에 도시된 바와 같이 연통되고, 응축블록 하우징(70)의 전방 공기배출구(74)에는 증발블록 하우징(36)과 연통된 연결관(84)이 형성된다.

상기 연결관(84)에는 흡기관(82)과 마찬가지로 바깥으로 뻗어있는 배기구(90)를 갖는 우회 배기관(86)이 분기형성되고, 증발블록 하우징(36)의 전방 공기배출구(40)에는 상기 배기구(90)와 만나는 배기관(88)이 연통형성된다.

상기 흡기관(82)내 응축블록 하우징(70)의 공기유입구(72) 인접부에는 외부공기 흡입을 단속하기 위한 흡기단속게이트(92)가 설치되고, 또 연결관(84)내 분기지점에는 온풍방향 제어게이트(94)가 설치되며, 배기관(88)내 증발블록 하우징(36)의 공기배출구(40) 인접부에는 공기배출을 단속하기 위한 배기단속게이트(96)가 설치된다.

이렇게 흡기관(82), 연결관(84), 배기관(88), 우회 배기관(86)으로 된 공기이동통로 구비와 아울러 흡기단속게이트(92), 온풍방향 제어게이트(94), 배기단속게이트(96)의 선택 제어를 통해서 각 기능블록(4)(6)에서 발생되는 냉열과 온열을 효과적으로 이용할 수 있는 공기이동경로가 형성되고 그에 따라 실내 냉난방과 전천후 물생성이 효율적으로 이루어진다.

도 2는 실내가 더운 환경임에 따라 냉방모드로 작동될 경우 공기이동경로를 보여주는 도면이고, 도 3은 실내가 추운 환경임에 따라 난방모드로 작동될 경우 공기이동경로를 보여주는 도면이다. 냉방모드 및 난방모드로 작동시 제어는 도 4에 도시된 제어박스(100)의 제어 하에 수행되며 냉방모드 및 난방모드로 작동시 동작에 대해서는 도 2 및 도 3이 함께 참조되어서 구성의 설명 이후에 구체적으로 설명될 것이다.

도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 제어회로 블록 구성로서, 도 4에 도시된 제어박스(100)내에 주로 내장된다.

제어박스(100)에는 도 6에 도시된 복합 식수제조장치(2)의 전반적인 제어를 위한 메인제어부(102), 가습기(58)를 제어하기 위한 가습기제어기(106), 증발블록 하우징(36)내 및 응축블록 하우징(70)내 송풍팬(44)(78)의 구동을 제어하는 냉온풍제어기(108), 램프형 자외선살균기(14)(20)(152)의 작동을 제어하는 자외선램프 제어기(110), 온수기(62)를 제어하기 위한 온수제어기(112), 응축블록 하우징(70)내 구비된 보조히터(81)의 전원을 제어하기 위한 히터제어기(114), 냉난방모드에 따른 식수저장탱크(56)내 수위감지기(10)의 온오프를 제어하는 냉난방모드 제어기(122)가 내장 구성될 수 있다.

그리고, 제어박스(100)의 전면 판넬에는 온도조절, 가습기 제어, 냉온풍제어, 온수제어, 히터제어 등을 위한 각종 버튼이나 스위치들이 구비된 입력부(116)와 각종 상태를 램프표시나 정보표시하기 위한 표시부(117), 공조기부(200)의 온도설정을 위한 온도조절기(104), 실내습도를 감지하기 위한 습도감지센서(118)가 형성될 수 있다.

또한 제어박스(100)내의 메인제어부(102)는 식수저장탱크(17)내에 설치된 수위감지기(120), 공기통로에 형성된 흡기단속게이트(92)와 온풍방향 제어게이트(94)와 배기단속 게이트(96)를 구동시키는 게이트구동부(124), 증발블록하우징(36)과 응축블록하우징(70)에 구비된 그릴(38a)(40a)(72a)(74a)을 개폐작동시키는 그릴 구동부(126) 등과는 전기적으로 연결되게 구성한다. 또한 메인 제어부(102)는 도 1에 도시된 응축기능블록(4)의 압축기(12)와 난방용 응축기(16), 팽창밸브(10), 증발기능블록(6)의 증발기(18)(22)로 구성된 공조기부(200)와도 전기적으로 연결되어 공조기부(200)의 작동을 제어한다.

제어박스(100)의 전면판넬에 구비된 습도감지센서(118)는 가습기(58)를 제어 하기 위한 가습기제어기(106)와 전기적으로 연결되므로, 습도감지센서(118)가 감지한 실내습도와 사용자가 입력부(116)를 통해 입력한 습도설정값에 따라 가습기제어기(106)가 가습기(58)의 작동을 제어한다.

본 발명의 실시 예에 따라 복합 식수제조장치(2)는 증발기능블록(6)과 응축기능블록(4)을 구성하는 증발블록 하우징(36)과 응축블록 하우징(70)내에 고성능의 공기정화부가 구비되게 한다. 즉 증발블록 하우징(36) 및 응축블록 하우징(70)에는 초기 실내공기를 흡입할 때부터 고필터 효율을 갖는 공기필터(38)(76)를 채용하여서 공기중 오염물질(예컨대, 분진 등)을 걸러내고 그 후에는 자외선 램프와 같은 자외선 살균기(20)(14)로 세균이나 박테리아 등의 살균이 이루어지게 하여 살균된 청정공기가 다양하게 활용될 수 있도록 해준다.

고필터효율의 공기필터(38)(76)의 필터부재로는 셀룰로오스 등의 고성능 집진필터나 활성탄으로 된 탈취필터, 살균용의 광촉매필터 및 탈취용의 탄소필터들중 적어도 둘이상을 복겹으로 채용하여 구현할 수 있으며, 그 필터부재의 외표면에 광촉매성분을 코팅하여 구현할 수도 있다. 또한 본 발명의 공기필터(38)(76)는 운전에 필요한 공기소통과 공기청정효율을 함께 높일 수 있도록 하는 필터부재의 공극 및 내부에 구성되는 비드들 크기와 두께를 갖도록 하는 것이 바람직하다.

증발블록 하우징(36)과 응축블록 하우징(70)에 내장된 공기필터(38)(76) 및 자외선살균기(20)(14)를 통과한 살균된 청정공기는 제습되어 식수로 생성될 수 있으며, 또 제습된 공기나 따뜻해진 공기는 냉난방모드에 따른 냉온풍으로 실내에 공 급될 수도 있다.

그리고 증발블록 하우징(36)내 구비된 두개의 증발기 즉 물생성용 증발기(18)와 냉방용 증발기(22)는 냉매관 내부로 흐르는 액체 냉매가 기체로 증발하면서 주위 열을 흡수하므로 그 주위가 저온상태가 되도록 한다.

증발블록 하우징(36)내 구비된 물생성용 증발기(18)와 냉방용 증발기(22)는 공기가 냉매관에 냉각되지 않고 입력 공기상태로 지나쳐 버리지 않도록 즉, 바이패스(by pass)공기가 최소화되도록 도 7에 도시된 바와 같이 핀기능 주름판(150)들을 일정간격으로 세워서 배치하고 물생성용 증발기(18)와 냉방용 증발기(22)의 냉매관이 주름판(150)들을 지그재그로 통과되게 구성한다. 그래서 주름판(150)들에 공기가 부딪히면서 물생성용 증발기(18)와 냉방용 증발기(22)의 냉매관 표면과 주름판(150)들에 공기가 최대로 접촉되어서 냉각된 포화상태의 출력 공기가 되도록 해준다.

증발블록 하우징(36)내 두개의 증발기(18)(22)와 함께 배치된 주름판(150)의 구조는 응축블록 하우징(70)에 설치된 응축기(16)에도 그대로 적용됨을 이해하여야 한다.

상기 증발블록 하우징(36)내 두개의 증발기(18)(22)의 각 냉매관은 물생성에 관여를 하게되므로 생성된 물의 중금속 오염을 막기 위해서 스텐레스 스틸재질로 구현하거나 그 냉매관 표면을 산화티타늄 등이나 인체 무해한 특수합금재질로 코팅처리하는 것이 바람직하다.

또 증발블록 하우징(36)내 두개의 증발기(18)(22)중 물생성용 증발기(18)의 냉매관(19)은 이중 파이프구조로서, 도 8에 도시된 바와 같이 냉매가 흐르는 도관(19a)이 수지재질 외피관(19c)에 삽입되고 다수 패킹(19b)들로 지지 고정되게 구성하여서 물생성용 증발기(18)의 표면온도 즉 외피관(19c)의 표면온도가 0℃이하로 내려가지 않도록 한다. 다른 변형 예로서 상기 물생성용 증발기(18)의 냉매관(19)은 냉매가 흐르는 도관(19a)에 인체 무해한 내열전도성 수지재질로 피복코팅되게 구성하여서 외피관(19c)의 표면온도가 0℃이하로 내려가지 않도록 할 수도 있다.

물생성용 증발기(18)의 표면온도를 0℃이하로 내려가지 않도록 하는 것은, 즉 물생성용 증발기(18)의 표면온도를 냉장온도(예컨대 0~4℃)로 유지하는 것은 증발기(18)의 표면온도가 물의 빙점인 0℃이하로 내려갈 시 증발기(18) 주위 공기중의 수분이 결빙되므로 인한 물생성의 저해를 방지하기 위함이다.

본 발명의 실시 예에 따른 물생성용 증발기(18)의 상기와 같은 냉매관(19) 구조는 수분결빙에 따른 주기적 가동 중단후 휴지시간(ilde time)을 부여할 필요가 없게 하고 또 빠른 시간내에 결빙을 녹이기 위한 해빙장치도 둘 필요가 없도록 해준다.

이러한 구조의 물생성용 증발기(18)가 설치된 증발블록 하우징(36)은 연결관(84)를 통해서 응축블록 하우징(70)으로부터의 온풍을 받을 수 있으므로 저온저습한 겨울철과 같은 추운 환경에서도 물생성용 증발기(18) 및 냉방용 증발기(22)에서의 물생성이 수월하도록 해준다. 일반적으로 공기는 온도가 높을수록 수분함유를 많이 하며 온도가 일정한 상태에서는 기압이 낮아짐에 따라 수분함유를 많이 한다. 그러므로 물생성용 증발기(18)나 냉방용 증발기(22)가 추운환경에서 온풍을 받게 되면 공기중 다량 함유된 수분을 결로시켜 물생성이 이루어지게 한다.

본 발명의 실시 예에 따른 물생성용 증발기(18) 및 냉방용 증발기(22)에서는 공기대류식으로 공기중 수분을 끌어당겨 모아서 물을 얻으며, 물생성용 증발기(18)및 냉방용 증발기(22)에서 얻을 수 있는 물의 생성량은 '증발기의 표면적×절대습도×온도차이'에 비례한다.

그러므로, 물생성용 증발기(18) 및 냉방용 증발기(22)의 표면온도와 대기의 온도차가 크면 물의 생성량이 더 많게 되며, 물생성용 증발기(18) 및 냉방용 증발기(22)에 설치된 주름판(150)의 표면적이 넓어지는 만큼 물생성량도 많아진다.

예를 들면, 물생성용 증발기(18)에 설치된 주름판(150)이 길이가 30cm이고 넓이가 10cm이고, 이러한 주름판(150) 20개가 물생성용 증발기(18) 및 냉방용 증발라기(22)에 설치되었다가 가정하면, 물로 결로될 수 있는 표면적은 30×10×20=6000㎠이며, 여기에 주름판(150)이 앞뒷면을 가지므로 총 표면적은 6000㎠×2=12000㎠이 된다. 이러한 증발기(18)의 표면적일 때 분당 1㎠당 응축되는 물이 0.001g정도만 생성되어 12000×0.001=12g/min이 된다. 그러므로 한시간당 720g, 하루당 17280g=17.3ℓ정도의 많은 물이 생성될 수 있는 것이다.

물생성용 증발기(18) 및 냉방용 증발기(22)의 용량에 따라서 물생성량이 달라질 수 있다. 그러므로 증발블록 하우징(36)내 물생성용 증발기(18) 및 냉방용 증발기(22)는 사용자가 필요한 용량으로 교체할 수 있도록 장탈가능하게 설치되며, 도 1에 도시된 바와 같이 물생성용 증발기(18)의 물생성조절밸브(26)와 냉방용 증발기(22)의 냉방조절밸브(28)는 물생성량의 조절이 필요하거나 냉열 온도의 조절이 필요한 경우에 그 개폐정도가 자동 또는 수동 조절될 수 있다.

또한 본 발명의 도 1에서는 팽창밸브(10)가 물생성용 증발기(18)와 냉방용 증발기(22)에 공용되는 것을 일예로 설명하였지만, 물생성용 증발기(18)와 난방용 증발기(22) 각각에 각 팽창밸브들을 대응 설치하여서 각 냉매압력을 정밀 조정할 수도 있다. 즉, 팽창밸브(10)는 두개의 팽창밸브들로 대체 구성하며, 상기 두개의 팽창밸브 각각에는 각 냉매관을 통해서 물생성용 증발기(18)와 냉방용 증발기(22)가 대응 연결되게 구성할 수 있다.

이러한 개별의 팽창밸브의 구성은 각각에 필요한 냉열(특히 냉열의 온도)을 효율적으로 공급할 수 있도록 허락하므로 에너지 절약과 각 증발기의 효율성을 높일 수 있게 해준다.

물생성용 증발기(18) 및 냉방용 증발기(22)가 작동되면 물생성과 아울러 실내 냉방이 이루어지고 공기중의 수분을 흡수하여 물로 바꾸어주므로 제습기능도 자연스럽게 이루어진다.

한편 응축블록 하우징(70)내에 설치된 난방용 응축기(16)는 냉방용 증발기(22)에 비해서 압축기(12)의 일만큼(압축열) 열이 더해지는 관계로 발산하는 열량도 많고 그 온도도 높다. 즉 상기 난방용 응축기(16)에서 내놓은 열량은 냉방용 증발기(22)에서 빼앗은 열랑과 압축기(12)에서의 압축열(압축기에 필요한 전력량[kw]×860[kcal/kw])의 합계이므로, 난방용 응축기(16)에서는 적은 전력량으로도 많은 열량을 내놓을 수 있어 난방효과가 크다. 이러한 난방효과를 이용한 것이 공 지(公知)의 히트펌프이며, 히트펌프의 성적계수의 공식은 하기 수학식 1과 같이 표현된다.

증발기와 응축기 사이에 온도차가 클수록 성적계수는 작아지므로 응축온도(응축기에서 냉매가 응축되는 온도)를 일정하게 한 경우 열을 퍼올리는 증발기의 온도가 낮을수록 효율을 나쁘게 된다. 하지만 기온이 0℃정도의 공기중에서도 성적계수 3.0정도의 열을 퍼올릴 수 있으므로, 1kw의 전력량으로 도 1의 압축기(12)를 운전하게 되면 난방용 응축기(16)에서는 그 3배 가까운 열량에 상당하는 2600kcal 전후의 열량을 얻을 수 있다(통상 전기히트에서는 전력량 1kw에 860kcal의 열량을 냄). 그리고, 난방용 응축기(16)에서의 발열온도는 대략 60℃까지도 가능하다.

난방용 응축기(16)는 도 7의 주름판(150)과 같은 방열핀 구조를 가지므로 바이스패스 공기를 줄여서 난방효율을 높혀준다. 또 방열기능의 난방용 응축기(16)와 아울러 증발블록 하우징(36)에는 보조히터(81)가 구비되므로 빠른 시간내에 실내온도를 높힐 필요가 있거나 외부기온의 영향으로 실내 기온이 많이 떨어져 있을 때 보조히터(81)를 구동하면 높은 열을 얻을 수 있다. 보조히터(81)는 전기로 작동하는 히터로서 탄소발열체 히터로 구현되는 것이 더욱 바람직하다.

다른 한편 물생성용 증발기(18) 및 냉방용 증발기(22)에서 공기를 이용해 생 성된 물은 하방에 위치한 집수판(34)을 통해서 정수기능블록(8)의 저수조(50)로 이동후 저장된다.

정수기능블록(8)의 저수조(50)에는 증발기(18)(22)를 통해서 생성된 물보다 많은 물이 갑작스럽게 필요로 하거나 공기의 결로를 통해 물을 생성할 수 없을 경우를 대비해서 외부 유입수를 직접 공급받을 수 있도록 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이 급수밸브(47)를 갖는 급수관(48)을 설치하며, 급수관(48)을 통해서는 외부의 유입수가 공급된다.

또 저수조(50)와 그 저수조(50)의 물을 정수부(54)를 통해 정수하여 저장하는 식수저장탱크(56)는 각 내부면이 은도금되게 하여서 항균력을 높이며, 더욱이 내부면이 은도금된 식수저장탱크(56)의 천장(또는 수중)에는 자외선 살균램프(152)를 설치하여서 식수저장탱크(56)에 저장된 물이 순환되지 않더라도 살균상태가 장시간 그대로 유지될 수 있도록 해준다. 또한 식수저장탱크(56)에는 수위감지기(120)가 설치되며 수위감지기(120)의 활성화 작동은 제어박스(100)내 전면판넬에 구비된 스위치 조작 등을 통해서 온/오프될 수 있다. 식수저장탱크(56)에는 물맛을 좋게 하도록 하기 위해 필요에 따라 이온화기도 설치할 수도 있다.

저수조(50)의 물이 미리 설정된 일정량만큼 모이게 되면 그 압력으로 저수조(50)의 배출관(51)에 구비된 자동압력밸브(52)를 자동 개방시키며, 그 자동압력밸브(52)를 통과한 물은 정수부(54)내 다수의 정수필터들(54a)~(54d)을 거치게 된다.

본 발명에서는 물을 정수하는 정수부(54)를 구성함에 있어, 다수의 정수필터 들(54a)~(54d)(및 살균용 자외선램프)을 복합적으로 사용하여 침전, 여과 살균이 이루어지도록 구성하는 것이 바람직하며, 첨부 도면들의 일예와 같이 4개의 정수필터들을 사용하였을 경우 마지막 차의 정수필터 즉 제4 정수필터(54d)는 활성탄필터를 사용하는 것이 더욱 바람직하다. 이는 공기중에서 생성된 물의 단점인 미네랄을 보충할 수 있도록 하기 위함이다. 즉 활성탄필터의 재질인 숯성분은 탄소질이 약 80%이고 나머지가 미네랄(칼슘, 나트륨, 철, 마그네슘, 칼륨, 인 등)로 구성되어 있으며, 숯성분에 내재하는 미네랄은 나무가 토양에서 빨아올린 천연 미네랄로서 각 미네랄성분이 균형있게 포함되어 있다. 또 숯이 만들어지는 과정에서 4~5배 농축된 미네랄이 회분으로 숯속에 잔류하고 있으며 아울러 그 숯은 음이온도 방출하며 물맛도 좋게 한다.

또 본 발명에서 정수부(54)를 구성함에 있어 역삼투압방식은 가압펌프가 있어야 되고 사용 물의 80%정도가 버려지고 나머지 20%정도만 정수물로 얻을 수 있을 만큼 물낭비가 많고 또 인체에 유익한 미네랄까지 제거하며 물이 산성화되는 경향도 있으므로 가능한 한 채용하지 않는 것이 바람직하다.

정수부(54)에서 정수된 물은 식수저장탱크(56)에 저장된다.

식수저장탱크(56)는 그 내부면이 은도금된 관계로 천장에 설치된 램프형 자외선살균기(152)의 빛이 구석구석으로 반사될 수 있으므로 식수저장탱크(56)내의 은물질에 의한 항균작용과 아울러 살균작용이 증대될 수 있다. 식수저장탱크(56)내 자외선살균기(152)는 제어박스(100)내 자외선램프 제어기(110)에 내장된 타이머의 작동에 의거하여 자동 점소등이 가능하게 구현된다. 또 식수저장탱크(56)는 탈부착 가능하게 장치하여서 일정 기간 사용후 청소와 소독을 할 수 있도록 한다.

식수저장탱크(56)내에는 수위감지기(120)가 설치되어 있으므로 메인제어부(102)의 제어 하에 수위감지기(120)에 미리 설정된 기준수위를 넘게되면 복합 식수제조장치(2)는 그 물생성 작동을 중지시킨다. 하지만 복합 식수제조장치(2)가 실내의 지속적인 냉난방을 위해 연속적으로 가동되어야 하는 경우에는 제어박스(100)내 냉난방모드 제어기(108)에 의해서 수위감지기(120)가 그 작동을 멈추게 할 수 있다.

냉난방모드시 수위감지기(120)가 작동을 멈추면 식수저장탱크(56)에 채워지는 물이 만수위까지 차오르게 되는데 만수위가 되면 수위감지기(120)의 상부에 위치하며 만수위시 개방 작동하는 볼탑형 배수밸브(66)와 그 배수관(64)을 통해서 정수물이 외부로 배출된다. 배수관(64)을 통해서 배출되는 정수물은 사용자가 집수통으로 받아 놓으면 취사나 기타 다른 용도로 활용할 수 있다.

식수저장탱크(56)에 저장된 정수물은 가습기(58)나 냉수기(60) 또는 온수기(62)에 공급이 되어진다. 가습기(58), 냉수기(60) 및 온수기(62)는 중력에 의한 자연낙하방식으로 물이 흐를 수 있도록 식수저장탱크(56)의 하부에 설치된다.

본 발명의 실시 예에 따른 가습기(58)는 식수저장탱크(56)의 하방에 연통되어서 식수저장탱크(56)의 정수물을 미리 설정된 만큼을 상시 공급받으며, 그 작동은 제어박스(100)의 전면에 설치된 습도감지센서(118)의 감지값과 입력부(116)를 통해 입력 설정된 습도설정값에 근거하여 작동하는 가습기 제어기(도 6의 106)에 의해 이루어진다. 가습기(58)로 공급되는 물은 살균 및 정수된 후 식수저장탱 크(56)에 저장된 물이므로 가습기(58)에서의 세균번식 등이 최소화될 수 있다.

본 발명의 실시 예에 따른 냉수기(60)는 식수저장탱크(56)의 하방에 바로 연통되어 있는 생수저장부로서 냉수기(60)의 냉수는 끓이지 않은 물을 의미한다. 냉수기(60)에 저장된 물은 음용수 콕밸브를 통해서 사용자가 컵 등으로 받아 먹을 수 있다. 상기 냉수기(60)에 저장된 물은 증발기(22)(18)들에 의해서 생성된 다소 차가운 물이 그 원수가 되므로 굳이 냉각할 필요가 없으며, 더 차가운 물을 사용자가 마시고 싶으면 각얼음 제빙기(32)내에 얼어 있는 각얼음을 꺼내서 이용하면 된다.

온수기(62)는 냉수기(60)와 연통되어서 냉수기(60)의 정수물을 공급받으며, 온수기(64)와 냉수기(60)간의 연통관에 공급차단밸브(63)가 설치되고 내부에는 온수히터(도 6의 154)와 아울러 물무게 감지센서(도 6의 158)도 설치되게 구성한다. 공급차단밸브(63), 온수히터(154), 물무게 감지센서(158)는 온수 제어기(112)와 전기적으로 연결되며, 온수기(62)에 구비된 표시등(158)도 온수 제어기(112)와 전기적으로 연결된다.

온수기(62)도 냉수기(60)와 마찬가지로 음용수콕밸브를 구비하며, 온수기(62)의 온수히터(154)에 공급되는 히터전원은 물무게 감지센서(158)가 감지한 온수기 내부의 물 무게와 온수설정온도에 의거한 온수 제어부(112)의 제어 하에 온/오프 작동된다. 예컨대 온수기(62)는 바이메탈 스위치 등을 이용하여서 차마시기 좋은 온도(약 80℃)를 충분히 넘어서 과온상태가 되면 온수히터(154)가 오프되도록 할 수 있으며, 물의 온도가 미리 설정된 적정 온수온도(예컨대 60~80℃)가 되면 표시등(158)이 점등되도록 할 수 있다. 또 온수기(62)가 일정 시간동안 사용되지 않 으면 온수제어기(112)에 의해 공급차단밸브(63)가 작동되게 하여서 온수기(62)로 정수물이 공급되지 않도록 할 수도 있다.

이제 본 발명의 실시 예에 따른 복합 식수제조장치(2)가 냉난방모드로 작동시에 동작을 상세히 설명한다.

복합 식수제조장치(2)는 사무실이나 학교 또는 가정내 실내에 설치될 수 있으며, 먼저 여름철이나 더운 지방과 같은 더운 환경에서는 냉방모드로 작동하게 된다.

사용자는 제어박스(100)의 전면에 노출된 작동판넬의 입력부(116)를 통해서 냉방모드를 선택 입력할 수 있으며, 냉방모드의 입력에 따라 제어박스(100)의 메인제어부(102)의 제어 하에 물생성기의 기능은 물론이고 제습기, 냉방기, 공기청정기, 냉온수기, 제빙기의 기능도 한꺼번에 복합적으로 수행된다.

도 2에서는 냉방모드시의 작동상태를 보여주고 있다.

도 2를 참조하여 냉방모드시 복합 식수제조장치(2)의 동작을 보다 구체적으로 설명한다.

사용자에 의해서 냉방모드가 입력되면 메인제어부(102)의 제어 하에 응축기능블록(4)의 압축기(12)와 난방용 응축기(16), 팽창밸브(10), 증발기능블록(6)의 증발기(18)(22)로 된 공조기부(200)가 작동되고, 동시에 그릴구동부(126)에 의해서 증발블록 하우징(36)의 후방 공기유입구(38)측 흡입그릴(38a)과 전방 공기배출구(40)측 배출그릴(40a)이 개방되어진다. 이때 응축블록 하우징(70)의 후방 및 측 방의 공기유입구(72)측 흡입그릴(72a)과 전방 공기배출구(74)측 배출그릴(74a)은 그릴구동부(126)에 의해서 폐쇄된다. 또 게이트구동부(128)에 의해서 응축블록 하우징(70)의 흡기단속 게이트(92)는 열리고 연결관(84)의 온풍방향 제어게이트(94)는 우회 배기관(86)으로 열리며, 증발블록 하우징(36)의 배기단속 게이트(96)는 닫히게 된다. 또한 냉온풍 제어기(108)에 의해서 증발블록 하우징(36)의 송풍팬(44)은 구동되고 응축블록 하우징(70)의 송풍팬(78)은 작동하지 않게된다.

그러므로 열려져 있는 증발블록 하우징(36)의 후방 공기유입구(38)측 흡입그릴(38a)을 통해서 실내공기가 흡입되어 먼저 공기필터(42)와 자외선램프로 된 자외선 살균기(20)를 거쳐면서 정화 및 살균이 이루어지고, 이어서 증발블록 하우징(36)내 물생성용 증발기(18)와 냉방용 증발기(22)를 거치면서 제습된 차가운 공기가 되고 송풍팬(44)에 의해서 송풍된 후 증발블록 하우징(36)의 전방 공기배출구(40)의 배출그릴(40a)를 통해서 차가운 바람이 나가게 된다. 그러므로 실내는 정화 및 살균되고 제습된 차가운 공기로 인해서 시원하게 쾌적하게 될 수 있다.

아울러 증발블록 하우징(36)내 물생성용 증발기(18)와 냉방용 증발기(22)에서는 냉매관을 통해 흐르는 저온저압의 액체냉매가 기체로 증발하면서 주위 열을 흡수하므로 그 주위가 저온상태가 되므로 정화 및 살균된 공기중에 함유된 수분이 물로 변하는 결로현상이 생기게 되며(이때 공기는 제습되어짐), 생성된 물은 하방의 집수판(34)으로 낙하된다. 특히 물생성용 증발기(18)는 그 냉매관(19)이 도 8과 같은 이중관 구조 또는 코팅된 관구조로서 냉장상태의 표면온도를 유지하므로 결빙현상이 발생되지 않도록 하여 많은 물 생성이 이루질 수 있도록 해준다.

생성된 물은 집수판(34)을 통해 저수조(50)에 모이고 일정량 모인 후 정수부(54)내 다수의 정수필터들(54a)~(54d)을 거쳐서 정수되고 그후에 정수물은 식수저장탱크(56)에 저수된다. 식수저장탱크(56)에 모인 정수물은 가습기(58), 냉수기(60)와 온수기(62) 등에 다양하게 사용되어진다.

한편 압축기(12), 난방용 응축기(16), 팽창밸브(10), 물생성용 증발기(18) 및 자외선 살균기(20)로 된 공조기부(200)가 작동을 하게되면, 응축블록 하우징(70)내 난방용 응축기(16)도 당연히 작동을 하게된다.

응축블록 하우징(70)에는 공기유입구(72)의 흡입그릴(72a) 및 공기배출구(74)의 배출그릴(74a)이 닫혀있고 그 초입부에 위치한 흡기단속게이트(92)가 열려 있는 바, 응축블록 하우징(70)내로는 흡기관(82)을 통해 흡입된 외부공기가 흡입되고 응축블록 하우징(70)내의 난방용 응축기(16)를 통과하면서 데워진 공기는 증발블록 하우징((36)의 증발기(18)(22)로는 가지 못하고 공기배출구(74)에 연통된 연결관(84)내 우회배기관(86)으로 우회하도록 조정된 온풍방향 제어게이트(86)에 의해서 우회배기관(86)으로 빠져나가서 배기구(90)를 통해 외부로 배출이 되어진다.

전술한 바와 같이 본 발명에 따른 냉방모드에서는 물생성기능은 물론이고, 제습기, 냉방기, 살균을 포함한 공기청정기, 냉온수기, 제빙기의 기능이 한꺼번에 복합적으로 이루어진다.

다음으로 겨울철이나 추운 지방과 같은 추운 환경에서는 복합 식수제조장 치(2)가 난방모드로 작동하게 되며, 난방모드에서는 물생성기의 기능은 물론이고 가습기, 공기청정기, 난방기, 냉온수기, 제빙기의 기능도 한꺼번에 복합적으로 수행된다.

도 3에서는 난방모드시의 작동상태를 보여주고 있다.

도 3을 참조하여 난방모드시 복합식수제조장치(2)의 동작을 보다 구체적으로 설명한다.

사용자에 의해서 입력부(16)를 통해서 난방모드가 입력되면 메인제어부(102) 제어 하에 응축기능블록(4)의 압축기(12)와 난방용 응축기(16), 팽창밸브(10), 증발기능블록(6)의 증발기(18)(22)로 된 공조기부(200)가 작동되고, 동시에 그릴구동부(126)에 의해서 응축블록 하우징(70)의 측방 및 후방 공기유입구(72)측 흡입그릴(72a)과 전방 공기배출구(74)측 배출그릴(74a)이 개방되어진다. 이때 증발블록 하우징(36)의 후방 공기유입구(38)측 흡입그릴(38a)과 전방 공기배출구(40)측 배출그릴(40a)은 그릴구동부(126)에 의해서 폐쇄된다. 또 게이트구동부(128)에 의해서 응축블록 하우징(70)의 흡기단속 게이트(92)는 열리고 연결관(84)의 온풍방향 제어게이트(94)는 증발블록 하우징(36)측 공기통로로 열리며, 증발블록 하우징(36)의 배기단속 게이트(96)는 열리게 된다. 또한 냉온풍 제어기(108)에 의해서 응축블록 하우징(70)의 송풍팬(78)은 구동되고 증발블록 하우징(36)의 송풍팬(44)은 작동하지 않게된다.

그러므로 열려져 있는 응축블록 하우징(70)의 측방 및 후방의 공기유입구(72)측 흡입그릴(72a)을 통해서 실내공기가 흡입되어 먼저 공기필터(76)와 자외 선램프로 된 자외선 살균기(14)를 거쳐면서 정화 및 살균이 이루어지고, 이어서 응축블록 하우징(36)내 난방용 응축기(16)를 거치면서 따뜻한 공기로 데워지고 송풍팬(78)에 의해서 송풍된 후 응축블록 하우징(70)의 전방 공기배출구(74)의 배출그릴(74a)을 통해서 따뜻한 바람이 나가게 된다. 그러므로 실내는 정화 및 살균되고 데워진 공기로 인해서 쾌적하고 따뜻하게 될 수 있다.

아울러 응축블록 하우징(70)의 전방 공기배출구(74)와 연통된 연결관(84)에는 온풍방향 제어게이트(94)가 우회 배기관(86)은 막고 증발블록 하우징(36)측 공기통로는 열어 놓은 상태이므로, 응축블록 하우징(70)의 전방공기배출구(74)의 연결관(84)으로 일부 유입된 공기 즉 정화 및 살균되고 데워진 공기 일부는 증발블록 하우징(36)측으로 주입된다.

증발블록 하우징(36)으로 주입되는 데워진 공기는 실내환경이 저온저습한 겨울철이나 추운지방이라도 주위 습기를 최대로 끌어들여 다습한 상태이고, 증발블록 하우징(36)내 자외선살균기(20)에서 재차 살균되고(선택사항임), 물생성용 증발기(18)와 냉방용 증발기(22)를 거치면서 제습된 저온상태가 됨과 동시에 정화 및 살균된 공기중에 함유된 수분이 물로 변하는 결로현상이 생기게 된다. 물생성용 증발기(18)와 냉방용 증발기(22)에서 생성된 물은 하방의 집수판(34)으로 낙하되어 저수조(50)에 모이고, 정수부(54)를 통해서 정수되어 식수저장탱크(56)에 저장된다. 물생성용 증발기(18)는 그 냉매관(19)이 도 8과 같은 이중관 구조 또는 코팅된 관구조로서 냉장상태의 표면온도를 유지하므로 결빙현상이 발생되지 않도록 하여 많은 물 생성이 이루질 수 있도록 해주며, 식수저장탱크(56)에 모인 정수물은 가습기(58), 냉수기(60)와 온수기(62) 등에 다양하게 사용되어진다.

한편 증발블록 하우징(36)의 물생성용 증발기(18)와 냉방용 증발기(22)를 거친 찬 공기는 증발블록 하우징(36)의 전방 공기배출구(40)의 배출그릴(40a)이 닫혀 있고 배기단속 게이트(96)가 열려 있는 관계로 증발블록 하우징(36)의 배기관(88)과 그 배기구(9)를 통해서 외부로 빠져 나가게 된다.

날씨가 몹시 춥거나 갑작스럽게 실내온도를 높일 필요가 있을 경우 사용자는 온도조절기(104) 등의 조절이나 입력부(16)의 터보난방모드버튼 선택 등을 입력할 수 있다. 그러면 메인제어부(102)의 제어 하에 히터제어기(114)가 전기로 구동되는 보조히터(81)를 작동시키게 되고, 그에 따라 실내는 보다 빠른 시간내에 높게 가열된 공기로 데워질 수 있게 된다.

전술한 바와 같이 본 발명에 따른 난방모드에서는 겨울철이나 추운지방임에도 불구하고 여전히 공기중에서 물을 얻어내는 물생성기 기능이 가능하고, 난방기, 살균을 포함한 공기청정기, 냉온수기, 제빙기의 기능도 한꺼번에 복합적으로 이루어지게 해준다.

이러한 본 발명의 복합 식수제조장치(2)는 강에서 취수하기 힘든 지역이나 물이 부족한 지역 등에 유용하게 사용될 수 있으며, 공기청정, 냉난방기능, 제습 및 가습기능, 온수제공기능, 제빙기능 등이 복합적으로 가능하다.

또 복합 식수제조장치(2)의 주전원으로서 본원 출원인들중 박 광이 발명자 및 특허 등록권자로 되어 있는 국내특허 제10-912430호 "풍력발전기용 수직축 풍차장치"를 이용한 풍력을 통해서도 얻을 수 있다.

상술한 본 발명의 설명에서는 구체적인 실시 예에 관해 설명하였으나, 여러 가지 변형이 본 발명의 범위에서 벗어나지 않고 실시할 수 있다. 따라서 본 발명의 범위는 설명된 실시 예에 의하여 정할 것이 아니고 특허청구범위 및 그 특허청구범위와 균등한 것에 의해 정해 져야 한다.

본 발명은 강에서 취수하기 어려운 지역이나 물이 부족한 지역에서와, 정수기 물이나 플라스틱용기 생수의 다량 사용 등으로 과다 지출이 발생되거나 식수의 안전 확보가 어려운 곳에서 이용할 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따라 복합기능을 갖는 복합 식수제조장치의 개략적인 기능블록 구성도,

도 2 및 도 3은 도 1의 기능블록내 구성요소들과 관련된 공기이동통로의 배치구성 및 복합 식수제조장치 개략구성을 함께 보여주는 도면,

도 4 및 도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 복합기능을 갖는 복합 식수제조장치의 외관 및 부분 절개 사시도,

도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 복합 식수제조장치에서의 제어회로 블록 구성도,

도 7은 물생성용 증발기 및 냉방용 증발기에서의 냉매관 및 주름판 구조 사시도,

도 8은 물생성용 증발기의 냉매관 구조 부분 사시도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

(2)-- 복합 식수제조장치 (4)-- 응축기능블록

(6)-- 증발기능블록 (8)-- 정수기능블록

(10)-- 팽창밸브 (12)-- 압축기

(14)(20)(152)-- 자외선살균기 (16)-- 난방용 응축기

(18)-- 물생성용 증발기 (20)-- 자외선 살균기

(22)-- 냉방용 증발기 (34)-- 집수판

(36)-- 증발블록하우징

(38)(72)-- 공기유입구 (40)(74)-- 공기배출구

(38a)(72a)-- 흡입그릴 (40a)(74a)-- 배출그릴

(42)(76)-- 공기필터 (44)(46)-- 송풍팬

(48)-- 급수관 (50)-- 저수조

(54)-- 정수부 (54a)~(54d)-- 정수필터

(56)-- 식수저장탱크 (58)-- 가습기

(60)-- 냉수기 (62)-- 온수기

(64)-- 배수관 (70)-- 응축블록 하우징

(82)-- 흡기관 (84)-- 연결관

(86)-- 우회 배기관 (88)-- 배기관

(92)-- 흡기단속게이트 (94)-- 온풍방향 제어게이트

(96)-- 배기단속게이트 (100)-- 제어박스

Claims

압축기와 응축기와 팽창밸브와 복수의 증발기들로 된 공조기부를 구비하되, 본체에 상기 복수의 증발기들을 내장한 증발블록 하우징과 상기 응축기를 내장한 응축블록 하우징을 형성하며 상기 증발블록 하우징의 공기유입부와 응축블록 하우징의 공기배출구 간은 연결관으로 연통되게 구성하고,

상기 증발블록 하우징에는 공기유입구에 개폐작동가능한 흡입그릴이 설치되고 공기배출구에 개폐작동가능한 배출그릴과 외부 배기구와 연통된 배기관이 설치되고 상기 배기관의 초입부에 배기단속게이트가 장치되며 복수의 증발기들의 하방에는 저수조와 연통되며 결로로 인해 생성된 물의 집수판이 설치되게 구성하며, 상기 응축블록 하우징에는 공기유입구에 외부 흡기구와 연통된 흡기관과 개폐작동가능한 흡입그릴이 설치되고 공기배출구에 개폐작동가능한 배출그릴이 설치되게 구성하며, 상기 연결관에는 상기 배기관과 연통되는 우회 배기관이 분기 형성되며, 응축블록 하우징의 흡기관 초입부와 증발블록 하우징의 배기관 초입부와 연결관의 분기노드에는 흡기단속게이트와 온풍방향 제어게이트와 배기단속 게이트를 대응 장치하며,

상기 저수조의 물은 정수부에서 정수되어서 식수저장탱크에 저장되게 구성함을 특징으로 하는 에너지절감형 복합 식수제조장치.
제1항에 있어서, 상기 복수의 증발기들은 물생성용 증발기와 냉방용 증발기로 구성함을 특징으로 하는 에너지절감형 복합 식수제조장치.
제2항에 있어서, 상기 물생성용 증발기와 냉방용 증발기의 각 냉매관에는 핀기능의 다수 주름판들이 이격 배열되게 구성함을 특징으로 하는 에너지절감형 복합 식수제조장치.
제3항에 있어서, 상기 물생성용 증발기는 냉매관이 냉매의 도관과 외피관으로 된 이중관 구조로 구성되어 외피관의 표면온도가 냉장온도를 유지하게 구성함을 특징으로 하는 에너지절감형 복합식수제조장치.
제3항에 있어서, 상기 물생성용 증발기는 냉매관이 냉매의 도관에 인체 무해한 내열전도성 수지재질로 피복코팅되게 구성하여서 외피관의 표면온도가 냉장온도를 유지하게 구성함을 특징으로 하는 에너지절감형 복합식수제조장치.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 집수판, 저수조, 정수부, 식수저장탱크는 물의 흐름이 중력에 의한 자연낙하가 이루어지도록 본체 상방에서 하방으로 차례로 배치된 구조를 가짐을 특징으로 하는 에너지절감형 복합 식수제조장치.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 증발블록 하우징과 응축블록 하우징내 각 공기유입구에는 다수 필터부재들로 된 공기필터와 자외선 살균기가 설치됨을 특징으로 하는 에너지절감형 복합 식수제조장치.
제7항에 있어서, 상기 증발블록 하우징과 응축블록 하우징내 각 공기배출구에는 송풍팬과 방충망이 설치됨을 특징으로 하는 에너지절감형 복합 식수제조장치.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 응축블록 하우징내 공기배출구에는 전기로 작동하는 보조히터가 설치됨을 특징으로 하는 에너지절감형 복합 식수제조장치.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 저수조와 식수저장탱크 내부는 은도금처리되며 상기 식수저장탱크에는 램프구조의 자외선살균기가 내장설치됨을 특징으로 하는 에너지절감형 복합 식수제조장치.
제10항에 있어서, 상기 저수조는 외부 유입수를 직접 공급받을 수 있도록 급수밸브를 갖는 급수관을 더 구비함을 특징으로 하는 에너지절감형 복합 식수제조장치.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 저수조와 정수부를 연결하는 저수조의 배출관에는 저수조에 저장된 물에 무게에 의거하여 자동개방되는 자동압력밸브를 구비함을 특징으로 하는 에너지절감형 복합 식수제조장치.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 식수저장탱크의 하방에는 중력에 의한 물의 흐름으로 물을 공급받는 가습기와 냉수기 및 온수기가 연통설치됨을 특징으로 하는 에너지절감형 복합 식수제조장치.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 식수저장탱크는 수위감지기와, 상기 수위감지기 상부에 위치되며 만수위시 개방 작동하는 볼탑형 배수밸브와, 상기 배수밸브를 갖는 배수관을 구비함을 특징으로 하는 에너지절감형 복합 식수제조장치.
제13항에 있어서, 상기 온수기는 냉수기에 연통되어서 냉수기의 정수물을 공급받으며, 내부에 온수히터와 물무게 감지센서가 설치되며 상기 물무게 감지센서의 감지 물무게와 온수설정온도에 의거한 온수제어기의 제어 하에 상기 온수히터로 공급전원을 선택적으로 공급함을 특징으로 하는 에너지절감형 복합 식수제조장치.
제2항에 있어서, 상기 팽창밸브에 연결된 유입냉매관의 분기노드를 통해 두개의 유입냉매지관으로 나뉘어져 상기 물생성용 증발기와 냉방용 증발기가 대응 연결되며, 두개의 유입냉매지관에는 물생성조절밸브와 냉방조절밸브를 구비하고, 상기 물생성용 증발기와 냉방용 증발기는 증발블록 하우징에 장탈가능케 설치 구성함을 특징으로 하는 에너지절감형 복합 식수제조장치.
제2항 또는 제16에 있어서, 상기 물생성용 증발기의 배출냉매지관에는 각얼음 제빙기가 장치되게 구성함을 특징으로 하는 에너지절감형 복합 식수제조장치.
제2항에 있어서, 상기 팽창밸브는 두개의 팽창밸브로 구성하며, 두개의 팽창 밸브 각각에는 각 냉매관을 통해서 상기 물생성용 증발기와 냉방용 증발기가 대응 연결되게 구성함을 특징으로 하는 에너지절감형 복합 식수제조장치.