KR101075778B1 - 공기조화장치 - Google Patents
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Abstract
조습유닛을 가급적 작게 하여, 공기조화장치를 전체적으로 소형화한다.
공기조화장치(1)는 공기의 습도를 조절하는 조습유닛(2)과 공기의 온도를 조절하는 온도조절유닛(8)을 구비한다. 조습유닛(2)은 조습용 케이싱(20)과, 조습용 케이싱(20) 내의 공기습도를 조절하는 제 1 및 제 2 흡착열교환기(14, 15)와, 조습용 전장품유닛(19)을 갖는다. 온도조절유닛(8)은 조습용 케이싱(20)과 나란히 설치된 온도조절용 케이싱(80)과, 온도조절용 케이싱(20) 내에 수용되며 공기의 온도를 조절하는 온도조절용 열교환기(94)를 갖는다. 조습용 전장품유닛(19)은, 발생된 열을 방열하기 위한 방열핀(19a)이 설치됨과 더불어, 온도조절용 케이싱(80) 내의 공기통로에 배치된다.
공기조화장치(1)는 공기의 습도를 조절하는 조습유닛(2)과 공기의 온도를 조절하는 온도조절유닛(8)을 구비한다. 조습유닛(2)은 조습용 케이싱(20)과, 조습용 케이싱(20) 내의 공기습도를 조절하는 제 1 및 제 2 흡착열교환기(14, 15)와, 조습용 전장품유닛(19)을 갖는다. 온도조절유닛(8)은 조습용 케이싱(20)과 나란히 설치된 온도조절용 케이싱(80)과, 온도조절용 케이싱(20) 내에 수용되며 공기의 온도를 조절하는 온도조절용 열교환기(94)를 갖는다. 조습용 전장품유닛(19)은, 발생된 열을 방열하기 위한 방열핀(19a)이 설치됨과 더불어, 온도조절용 케이싱(80) 내의 공기통로에 배치된다.
Description
본 발명은 공기의 습도를 조절하는 조습유닛과 공기의 온도를 조절하는 온도조절유닛을 구비하는 공기조화장치에 관한 것이다.
종래부터 공기의 습도 조화와 온도 조화를 별개로 수행하는 공기조화장치가 알려져 있다.
예를 들어, 특허문헌1에 관한 공기조화장치는 증기압축식 냉동 사이클에 의해 주로 공기의 현열처리를 실행하는 온도조절유닛과, 공기중의 수분을 흡착/탈착 가능한 흡착제에 의해 공기의 잠열처리를 실행하는 조습유닛을 구비한다.
그런데, 전술한 조습유닛은 실외 및 실내의 공기를 유통시키는 통로, 실외 및 실내의 공기를 이 통로로 흡입시키기 위한 팬, 공기중의 수분을 흡착하는 흡착유닛, 이 흡착유닛을 재생하기 위한 열원 등, 여러 가지 구성부품을 구비하며, 그들을 케이싱 내에 수용한다. 이와 같이, 조습유닛은 구성부품이 비교적 많고, 대형화되어 버리는 경향이 있다.
본 발명은 이러한 점에 감안하여 이루어진 것이며, 그 목적으로 하는 바는 조습유닛을 가급적 작게 하여 공기조화장치를 전체적으로 소형화하는 데에 있다.
본 발명은 조습유닛의 전장품유닛을 온도조절유닛의 케이싱 내에 배치하도록 하는 것이다.
상세하게는, 제 1 발명은 공기의 습도를 조절하는 조습유닛(2)과, 공기의 온도를 조절하는 온도조절유닛(8)을 구비한 공기조화장치가 대상이다. 그리고 상기 조습유닛(2)은 조습용 케이싱(20)과, 이 조습용 케이싱(20) 내 공기의 습도를 조절하는 조습수단(11)과, 조습용 전장품유닛(19)을 구비하며, 상기 온도조절유닛(8)은 상기 조습용 케이싱(20)과 나란히 설치된 온도조절용 케이싱(80)과, 이 온도조절용 케이싱(80) 내에 수용되며 공기의 온도를 조절하는 온도조절수단(91)을 가지며, 상기 조습용 전장품유닛(19)은 발생된 열을 방열하기 위한 방열부(19a)가 설치됨과 동시에, 상기 온도조절용 케이싱(80) 내의 공기통로에 배치된다.
상기 구성의 경우, 조습유닛(2)의 조습용 전장품유닛(19)을 온도조절유닛(8)의 온도조절용 케이싱(80) 내에 배치함으로써, 조습유닛(2)의 조습용 케이싱(20) 내에 배치하는 부품점수를 삭감할 수 있으므로, 조습유닛(2)을 소형화할 수 있다. 한편, 온도조절유닛(8)의 온도조절용 케이싱(80) 내에 조습용 전장품유닛(19)이 배치되게 되는데, 일반적으로 온도조절유닛(8)이 조습유닛(2)보다 구성부품이 적기 때문에, 조습용 전장품유닛(19)을 조습용 케이싱(20) 내에 배치하는 구성에 비해, 공기조화장치 전체로서 소형화를 도모할 수 있다.
이에 더불어, 이 조습용 전장품유닛(19)을 온도조절용 케이싱(80) 내에 있어서 공기통로에 배치함으로써, 온도조절용 케이싱(80) 내를 유통하는 공기로 방열부(19a)를 통하여 조습용 전장품유닛(19)을 냉각할 수 있다. 이와 같이 함으로써, 조습용 전장품유닛(19)을 조습용 케이싱(20) 내에 배치하는 구성과 비교하여 조습용 전장품유닛(19)의 방열 효율이 향상되므로, 방열부(19a)를 소형화할 수 있고, 나아가서는 조습용 전장품유닛(19) 전체를 소형화할 수 있다. 그 결과 조습용 전장품유닛(19)을 온도조절용 케이싱(80) 내에 배치하는 구성이라도, 온도조절용 유닛이 대형화하는 것을 억제할 수 있다.
제 2 발명은 제 1 발명에 있어서, 상기 온도조절수단(91)은 온도조절용 케이싱(80) 내의 공기통로를 유통하는 공기의 온도를 조절하기 위한 온도조절용 열교환기(94)를 가지며, 상기 조습용 전장품유닛(19)은 상기 온도조절용 열교환기(94)에 대해 상류 쪽에 배치된다.
조습용 전장품유닛(19)을 온도조절용 열교환기(94)의 하류쪽에 배치하면, 온도조절유닛(8)이 난방운전을 실행하는 경우에는 온도조절용 열교환기(94)에 의해 가열된 공기로 조습용 전장품유닛(19)을 냉각하게 되므로, 효율이 나쁘다. 그러므로 상기 구성의 경우, 조습용 전장품유닛(19)을 온도조절용 열교환기(94)의 상류 쪽에 배치함으로써 조습용 전장품유닛(19)을 온도조절 되기 전의 공기에 의해 냉각할 수 있으며, 온도조절유닛(8)이 난방운전을 실행하는 경우라도 조습용 전장품유닛(19)을 효율적으로 냉각할 수 있다.
제 3 발명은 제 2 발명에 있어서, 상기 온도조절용 열교환기(94)는 상기 온도조절용 케이싱(80) 내의 공기통로에 기울어진 상태로 배치된다.
상기 구성의 경우, 온도조절용 열교환기(94)를 온도조절용 케이싱(80) 내에 있어서 공기통로에 대해 기울여서 배치함으로써, 온도조절용 케이싱(80)이 소형인 경우라도 온도조절용 열교환기(94)의 면적을 충분히 확보할 수 있다. 즉, 온도조절용 열교환기(94)의 면적을 충분히 확보하면서 온도조절용 케이싱(80), 결과적으로 온도조절유닛(8)을 소형화할 수 있다.
제 4 발명은 제 1 발명에 있어서, 상기 조습수단(11)은 수분을 흡착 또는 탈착하는 흡착제가 표면에 유지되는 흡착열교환기(14, 15), 및 냉매를 압축하는 조습용 압축기(12)가 접속됨과 동시에, 냉동 사이클을 실행하는 냉매회로(11)를 구비하며, 상기 조습용 압축기(12)는 상기 온도조절용 케이싱(80) 내에 배치된다.
상기 구성의 경우, 조습용 전장품유닛(19)에 더불어, 조습용 압축기(12)를 온도조절용 케이싱(80) 내에 배치함으로써, 조습유닛(2)을 더욱 소형화할 수 있다.
제 5 발명은 제 1 발명에 있어서, 상기 온도조절수단(91)은 상기 온도조절용 케이싱(80) 내의 공기통로를 유통하는 공기의 온도를 조절하기 위한 온도조절용 열교환기(94) 및 실외기 내에 배치되어 냉매를 압축하는 압축기(92)가 접속됨과 동시에, 냉동 사이클을 실행하는 냉매회로(91)를 구비하며, 상기 조습수단(11)은 표면에 수분을 흡착 또는 탈착하는 흡착제가 유지되는 흡착열교환기(14, 15)를 가지며, 상기 흡착열교환기(14, 15)는 상기 냉매회로(91)에 접속된다.
상기 구성의 경우, 온도조절수단(91)의 온도조절용 열교환기(94)와 조습수단(11)의 흡착열교환기(14, 15)가 하나의 냉매회로(91)에 접속되고, 공통의 압축기(92)에 의해 냉매의 순환이 이루어진다. 그 결과, 조습전용 압축기가 필요없게 되기 때문에, 조습전용 압축기의 설치 공간이 필요없게 되어 조습유닛(2) 및 온도조절유닛(8)을 더욱 소형화할 수 있다.
제 6 발명은 제 1 발명에 있어서, 상기 조습유닛(2)과 상기 온도조절유닛(8)은 별개로 구성되며, 조립시에 일체적으로 조립된다.
상기 구성의 경우, 조습유닛(2)과 온도조절유닛(8)은, 조립 시까지 분리시켜서 별개로 취급할 수 있음과 더불어, 각각이 소형화됨으로써, 각 유닛의 취급이 쉬워진다.
본 발명에 의하면, 조습유닛(2)의 조습용 전장품유닛(19)을 온도조절유닛(8)의 온도조절용 케이싱(80) 내에 배치함으로써, 조습유닛(2)을 소형화할 수 있다. 이 때, 조습용 전장품유닛(19)을 온도조절용 케이싱(80) 내의 공기통로에 배치함으로써, 조습용 전장품유닛(19)의 방열 효율이 향상되기 때문에, 조습용 전장품유닛(19)의 방열부(19a), 나아가서는 조습용 전장품유닛(19) 전체를 소형화할 수 있으므로, 온도조절유닛(8)의 대형화도 억제할 수 있다.
제 2 발명에 의하면, 조습용 전장품유닛(19)을 온도조절용 케이싱(80) 내에서 온도조절용 열교환기(94)의 상류 쪽에 배치함으로써, 온도조절유닛(8)이 난방운전을 하는 경우라도 조습용 전장품유닛(19)을 효율적으로 냉각할 수 있다.
제 3 발명에 의하면, 상기 온도조절용 열교환기(94)를 상기 온도조절용 케이싱(80) 내의 공기통로에 기울어진 상태로 배치함으로써, 온도조절용 열교환기(94)의 면적을 충분히 확보하면서, 온도조절용 케이싱(80), 결과적으로 온도조절유닛(8)을 소형화할 수 있다.
제 4 발명에 의하면, 조습용 전장품유닛(19)에 더불어, 상기 조습용 압축기(12)를 상기 온도조절용 케이싱(80) 내에 배치함으로써, 조습유닛(2)을 더욱 소형화할 수 있다.
제 5 발명에 의하면, 조습수단(11)의 흡착열교환기(14, 15)를, 온도조절용 열교환기(94) 및 압축기(92)가 접속되며 냉동 사이클을 실행하는 냉매회로(91)에 접속함으로써, 조습유닛(2)과 온도조절유닛(8)에서 압축기(92)를 공통화시킬 수 있어, 조습유닛(2) 및 온도조절유닛(8)을 더욱 소형화할 수 있다.
제 6 발명에 의하면, 상기 조습유닛(2)과 상기 온도조절유닛(8)을 별개로 구성하여, 조립 시에 일체적으로 조립 가능하게 함으로써, 각각이 소형화됨과 더불어, 각 유닛을 용이하게 취급할 수 있다.
도 1은 제 1 실시형태에 관한 공기조화장치의 개략 사시도이다.
도 2는 공기조화장치의 개략 구성도이며, (A)는 평면도를, (B)는 (A)의 B-B 선을, (C)는 (A)의 C-C선을, (D)는 (A)의 D-D선을 각각 따른 도이다.
도 3은 조습유닛의 내부를 나타내는 사시도이다.
도 4는 흡착열교환기의 개략 구성을 나타내는 사시도이다.
도 5는 조습유닛의 냉매회로의 개략 구성도이다.
도 6은 온도조절유닛의 냉매회로의 개략 구성도이다.
도 7은 공기조화장치의 제습환기운전 및 가습환기운전의 제 1 동작중의 공기 흐름을 설명하는 사시도이다.
도 8은 공기조화장치의 제습환기운전 및 가습환기운전의 제 2 동작중의 공기 흐름을 설명하는 사시도이다.
도 9는 공기조화장치의 제습순환운전 및 가습순환운전의 제 1 동작중의 공기 흐름을 설명하는 사시도이다.
도 10은 공기조화장치의 제습순환운전 및 가습순환운전의 제 2 동작중의 공기 흐름을 설명하는 사시도이다.
도 11은 제 2 실시형태에 관한 공기조화장치의 개략 구성과 냉방제습운전 시의 동작을 나타내는 냉매회로도이다.
도 12는 공기조화장치의 개략구성과 난방가습운전 시의 동작을 나타내는 냉매회로도이다.
도 2는 공기조화장치의 개략 구성도이며, (A)는 평면도를, (B)는 (A)의 B-B 선을, (C)는 (A)의 C-C선을, (D)는 (A)의 D-D선을 각각 따른 도이다.
도 3은 조습유닛의 내부를 나타내는 사시도이다.
도 4는 흡착열교환기의 개략 구성을 나타내는 사시도이다.
도 5는 조습유닛의 냉매회로의 개략 구성도이다.
도 6은 온도조절유닛의 냉매회로의 개략 구성도이다.
도 7은 공기조화장치의 제습환기운전 및 가습환기운전의 제 1 동작중의 공기 흐름을 설명하는 사시도이다.
도 8은 공기조화장치의 제습환기운전 및 가습환기운전의 제 2 동작중의 공기 흐름을 설명하는 사시도이다.
도 9는 공기조화장치의 제습순환운전 및 가습순환운전의 제 1 동작중의 공기 흐름을 설명하는 사시도이다.
도 10은 공기조화장치의 제습순환운전 및 가습순환운전의 제 2 동작중의 공기 흐름을 설명하는 사시도이다.
도 11은 제 2 실시형태에 관한 공기조화장치의 개략 구성과 냉방제습운전 시의 동작을 나타내는 냉매회로도이다.
도 12는 공기조화장치의 개략구성과 난방가습운전 시의 동작을 나타내는 냉매회로도이다.
이하, 본 발명의 실시형태를 도면에 기초하여 상세하게 설명한다.
[제 1 실시형태]
본 발명의 제 1 실시형태에 관한 공기조화장치(1)는, 온도조절된 공기와 습도조절된 공기를 실내로 공급한다. 공기조화장치(1)는 도 1, 도 2에 나타내는 바와 같이, 공기의 습도를 조절하는 조습유닛(2)과, 공기의 온도를 조절하는 온도조절유닛(8)과, 열원유닛으로서의 실외유닛(도시 생략)을 구비한다.
상기 조습유닛(2)은, 도 1∼도 3에 나타내는 바와 같이, 세로로 긴 거의 직방체이며 상부의 일부가 측방으로 돌출된 형상으로 형성된 조습용 케이싱(20)을 구비한다. 또한 도 3의 사시도(그 밖의 사시도도 포함한다)에서는, 편의상 조습용 케이싱(20)의 상부와 나머지 부위를 분해하여 도시한다. 조습용 케이싱(20)은 앞면만이 개방된 상자형태의 케이싱 본체부(21)와, 이 케이싱 본체부(21)의 앞쪽 개방부에 탈착 자유롭게 장착되는 앞면패널(22)을 구비한다.
케이싱 본체부(21)에는 상단부에 천장판(23)이, 하단부에 바닥판(24)이 각각 설치된다. 또한 케이싱 본체부(21)에는 우측 단부에 우측면판(25)이, 좌측 단부에 좌측면판(26)이 각각 설치된다. 좌측면판(26)은, 하부에 위치하는 하부판(26a)과, 하부판(26a) 상방에 위치하며 또 하부판(26a) 보다 좌측에 위치하는 상부판(26b)과, 하부판(26a)의 상단 테두리와 상부판(26b)의 하단 테두리를 연결하는 중간부 수평판(26c)으로 구성되며, 상부가 좌측으로 돌출된 형태로 구성된다. 또한 케이싱 본체부(21)에는 후단부에 후면판(27)이 형성된다.
상기 천장판(23)에는 3개의 덕트 접속구(31, 32, 33)가 형성된다. 구체적으로 3개의 덕트 접속구(31, 32, 33)는 천장판(23)의 후방 우측 쪽에 배치되는 실외흡입구(31)와, 천장판(23)의 후방 중앙 쪽에 배치되는 실내흡입구(32)와, 천장판(23)의 전방 중앙 쪽에 배치되는 실외배기구(33)로 구성된다.
3개의 덕트 접속구(31, 32, 33)에는 각각 공기가 유통 가능한 덕트가 접속된다(도 1 참조). 이들 덕트를 통하여, 실외흡입구(31) 및 실외배기구(33)는 실외공간과 연결되며, 실내흡입구(32)는 실내공간과 연결된다. 그리고 실외흡입구(31)는 실외공기(OA)를 조습용 케이싱(20) 내로 도입하기 위한 개구를 구성하며, 실내흡입구(32)는 실내공기(RA)를 조습용 케이싱(20) 내로 도입하기 위한 개구를 구성한다. 또한 실외배기구(33)는 조습용 케이싱(20) 내의 공기를 배출공기(EA)로서 실외로 배출하기 위한 개구를 구성한다.
또한, 좌측면판(26)의 상부판(26b)에는 조습측 급기연통구(34a)가 배치된다. 조습측 급기연통구(34a)는 상세함은 후술하나, 온도조절유닛(8)으로 연통된다. 이 조습측 급기연통구(34a)는 조습용 케이싱(20) 내의 공기를 조습공기로서 온도조절유닛(8)으로 공급하기 위한 개구를 구성한다.
상기 앞면패널(22)은 케이싱 본체부(21)의 앞쪽 개방부를 덮도록 이 케이싱 본체부(21)에 장착/분리 기능하게 구성된다. 앞면패널(22)에는 사용자 등이 공기조화장치(1)의 운전을 전환하기 위한 조작스위치(도시 생략)가 배치된다.
도 2 및 도 3에 나타내는 바와 같이, 케이싱 본체부(21)에 앞면패널(22)이 장착되는 상태에서는, 조습용 케이싱(20) 내부에 거의 직방체의 공간이 형성된다. 조습용 케이싱(20) 내부의 상방에는 상부구획판(40)이 설치된다. 상부구획판(40)은 사각형의 판상으로 형성되며, 수평 자세로 조습용 케이싱(20)에 지지된다. 이 상부구획판(40)의 왼쪽 끝 테두리는, 상기 중간부 수평판(26c)의 오른쪽 끝 테두리와 연결된다.
이 상부구획판(40)에 의해 조습용 케이싱(20)의 내부공간은 도 3에서 분리시켜 나타내는 바와 같이, 상부공간과 하부공간으로 구획된다.
상부구획판(40)과 천장판(23) 사이에 형성되는 상부공간은 편평한 직방체 형상으로 형성된다. 이 상부공간에는 좌우구획판(41)이 설치된다. 좌우구획판(41)은 거의 장방형으로 형성되며, 그 면이 수직방향으로 퍼지며(각 법선방향이 수평방향을 향한다), 또한 긴 변이 전후방향으로 이어지는 자세로 조습용 케이싱(20)에 지지된다. 이 좌우구획판(41)은 후술하는 좌측구획판(45)과 좌우방향에 있어서 같은 위치에 배치된다. 상부공간은 좌우구획판(41)에 의해, 오른쪽의 상부 우측공간과 왼쪽의 상부 좌측공간의 좌우 2개의 공간으로 구획된다.
상부 우측공간에는 우측후방의 코너부에 있어서, 상하방향으로 이어지는 단면 거의 L자형의 제 1 통로 형성판(42)이 설치된다. 이 제 1 통로 형성판(42)은 우측면판(25)과 후면판(27)에 연결된다. 또 제 1 통로 형성판(42)은 그 상단이 천장판(23)에, 그 하단이 상부구획판(40)에 연결된다. 이와 같이, 제 1 통로 형성판(42)은 상부 우측공간의 우측 후방 코너부에 있어서 이 우측면판(25) 및 후면판(27)과 함께 단면 사각형의 실외공기 흡입통로(51)를 구획형성하는 한편, 상부 우측공간의 그 외의 부분에 있어서, 이 우측면판(25), 후면판(27), 좌우구획판(41) 및 앞면패널(22)과 함께 단면 L자형상의 실외공기 배출통로(53)를 구획형성한다.
그리고 천장판(23)에 있어서 실외공기 흡입통로(51)에 임한 부분에는 실외흡입구(31)가 형성되는 한편, 상부구획판(40)에 있어서 실외공기 흡입통로(51)에 임한 부분에는 제 1 연통구(61)가 형성된다. 또한 천장판(23)에 있어서 실외공기 배출통로(53)에 임한 부분에는 실외배기구(33)가 형성되는 한편, 상부구획판(40)에 있어서 실외공기 배출통로(53)에 임한 부분에는 제 3 연통구(63)가 형성된다. 실외배기구(33)는 천장판(23)에 있어서 실외흡입구(31)의 왼쪽 측방에서 전후 방향으로 이어지는 장방형상으로 형성된다. 제 3 연통구(63)는 상부구획판(40)에 있어서 제 1 연통구(61)의 앞쪽에 형성된다.
한편, 상부 좌측공간에는 우측후방의 코너부에 있어서, 상하방향으로 이어지는 단면 거의 L자형상의 제 2 통로 형성판(43)이 설치된다. 이 제 2 통로 형성판(43)은 좌우구획판(41)과 후면판(27)에 연결된다. 또는 제 2 통로 형성판(43)은 그 상단이 천장판(23)에, 그 하단이 상부구획판(40)에 연결된다. 이와 같이, 제 2 통로 형성판(43)은 상부 좌측공간의 우측 후방 코너부에 있어서, 이 좌우구획판(41) 및 후면판(27)과 함께 단면 사각형의 실내공기 흡입통로(52)를 구획형성하는 한편, 상부 좌측공간의 그 외의 부분에 있어서 이 좌우구획판(41), 후면판(27), 좌측면판(26)(상세하게는 상부판(26b) 및 중간부 수평판(26c)) 및 앞면패널(22)과 함께 단면 L자형상의 실내공기 공급통로(54)를 구획형성한다.
그리고 천장판(23)에 있어서 실내공기 흡입통로(52)에 임한 부분에는 실내흡입구(32)가 형성되는 한편, 상부구획판(40)에 있어서 실내공기 흡입통로(52)에 임한 부분에는 제 2 연통구(62)가 형성된다. 또한 좌측면판(26)의 상부판(26b)에 있어서 실내공기 공급통로(54)에 임한 부분에는 조습측 급기연통구(34a)가 형성되는 한편, 상부구획판(40)에 있어서 실내공기 공급통로(54)에 임한 부분에는 제 4 연통구(64)가 형성된다. 제 4 연통구(64)는 상부구획판(40)에 있어서 제 2 연통구(62)의 앞쪽에 형성된다.
이와 같이, 상기 실외흡입구(31)는 실외공기 흡입통로(52)를 통하여 제 1 연통구(61)와 연통되며, 상기 실내흡입구(32)는 실내공기 흡입통로(52)를 통하여 제 2 연통구(62)와 연통된다. 또한 상기 실외배기구(33)는 실외공기 배출통로(53)를 통하여 제 3 연통구(63)와 연통되며, 상기 조습측 급기연통구(34a)는 실내공기 공급통로(54)를 통하여 제 4 연통구(64)와 연통된다.
실외공기 흡입통로(51)에는 실외공기 필터(36)가 설치되며, 실내공기 흡입통로(52)에는 실내공기 필터(37)가 설치된다. 이들 필터(36, 37)는 판형상 또는 시트형상으로 형성되며, 대응하는 각 흡입통로(51, 52)의 횡단면 전역을 피복하도록 수평 자세로 유지된다. 또 이들 필터(36, 37)는 각 흡입통로(51, 52)에 있어서 전후방향으로 진퇴 자유롭게 장착되며, 각 흡입통로(51, 52)로부터 탈착 자유롭게 구성된다.
실외공기 배출통로(53)에는 배기팬(29)이 설치되며, 실내공기 공급통로(54)에는 급기팬(30)이 설치된다(도 2 참조). 이들 팬(29, 30)은 원심형의 다익팬(이른바 시로코팬)으로 구성된다. 여기서, 도 3의 사시도(그 밖의 사시도도 포함한다)에서는 이들 팬(29, 30)의 도시를 생략한다. 배기팬(29)은 실외공기 배출통로(53)로부터 유인한 공기를 실외배기구(33)로 향하여 송풍한다. 급기팬(30)은 실내공기 공급통로(54)로부터 유인한 공기를 조습측 급기연통구(34a)로 향하여 송풍한다.
또한 상부구획판(40)과 바닥판(24) 사이에 형성되는 하부공간은 거의 직방체 형상으로 형성된다. 이 공간에는 우측구획판(44)과 좌측구획판(45)이 설치된다. 우측구획판(44) 및 좌측구획판(45)은 바닥판(24)에서 상부구획판(40)에 걸쳐 상하방향으로 이어져 형성되며, 조습용 케이싱(20)의 좌우 측면판(25, 26)과 평행인 자세로 조습용 케이싱(20)에 지지된다. 그리고, 우측구획판(44) 및 좌측구획판(45)은 바닥판(24) 및 상부구획판(40) 사이의 하부공간을 3개의 공간으로 구획한다.
상기 3개의 공간 중, 우측부근의 공간은 제 1 전후구획판(46)에 의해 전후 2개의 공간으로 구획되며, 상기 3개의 공간 중, 좌측부근의 공간은 제 2 전후구획판(47)에 의해 전후 2개의 공간으로 구획된다. 제 1 전후구획판(46)의 뒤쪽 공간은 제 1 중간통로(55)를 구성하고, 제 2 전후구획판(47)의 뒤쪽 공간이 제 2 중간통로(56)를 구성한다. 또한 제 1 전후구획판(46)의 앞쪽 공간은 제 3 중간통로(57)를 구성하며, 제 2 전후구획판(47)의 앞쪽 공간이 제 4 중간통로(58)를 구성한다.
제 1 중간통로(55) 상단은 상기 제 1 연통구(61)와 연통하고, 제 2 중간통로(56) 상단은 상기 제 2 연통구(62)와 연통하며, 제 3 중간통로(57)의 상단은 상기 제 3 연통구(63)와 연통하고, 제 4 중간통로(58)의 상단은 상기 제 4 연통구(64)와 연통한다. 또한 이들 중간통로(55, 56, 57, 58)의 하단은 모두 바닥판(24)에 의해 폐색된다.
상기 우측 및 좌측구획판(44, 45)에 의해 구획된 3개의 공간 중, 중앙 공간은 상하구획판(48)에 의해 상하 2개의 공간으로 구획된다. 이들 2개의 공간 중, 위쪽 공간이 제 1 조습실(65)을 구성하고, 아래쪽 공간이 제 2 조습실(66)을 구성한다. 즉, 제 1 조습실(65)과 제 2 조습실(66)은 상하구획판(48)을 개재하여 서로 인접하도록 상하방향으로 나란히 형성된다.
제 1 조습실(65)에는 제 1 흡착열교환기(14)가 수납되며, 제 2 조습실(66)에는 제 2 흡착열교환기(15)가 수납된다. 제 1 흡착열교환기(14) 및 제 2 흡착열교환기(15)는 상세하게는 후술하는 조습용 냉매회로(11)에 직렬로 접속된다.
도 4에 나타내는 바와 같이, 각 흡착열교환기(14, 15)는 크로스핀식의 핀튜브형 열교환기로 구성된다. 이들 흡착열교환기(14, 15)는 구리로 만들어진 전열관(16)과 알루미늄제인 핀(17)을 구비한다. 흡착열교환기(14, 15)에 설치된 복수의 핀(17)은 각각이 장방형 판상으로 형성되며, 일정한 간격으로 나열된다. 또한 전열관(16)은 핀(17)의 배열방향으로 사행하는 형상으로 구성된다. 즉, 이 전열관(16)에서는 각 핀(17)을 관통하는 직관부와, 서로 인접하는 직관부들을 접속하는 U자형 관부가 교대로 형성된다.
상기 각 흡착열교환기(14, 15)에서는, 각 핀(17)의 표면에 흡착제가 유지되며, 핀(17) 사이를 통과하는 공기가 핀(17)에 유지된 흡착제와 접촉된다. 이 흡착제로서는 제올라이트, 실리카겔, 활성탄, 친수성 관능기를 갖는 유기고분자 재료 등, 공기 중의 수분에 대하여 소정의 흡착 및 탈착 성능을 갖는 것이 이용된다.
각 흡착열교환기(14, 15)는 조습실(65, 66)에서 세로로 배치된다. 구체적으로, 각 흡착열교환기(14, 15)는 복수의 핀(17)이 우측구획판(44) 및 좌측구획판(45)과 평행이며, 또한 핀(17)의 길이방향이 상하방향으로 이어지는 상태로 조습실(65, 66)에 유지된다.
여기서 각 흡착열교환기(14, 15)를 조습실(65, 66)에서 기울여서 배치해도 된다. 구체적으로 각 흡착열교환기(14, 15)는 복수의 핀(17)이 우측구획판(44) 및 좌측구획판(45)과 평행이며, 또한 핀(17)의 상단이 수직방향보다 앞쪽 또는 뒤쪽으로 기울어지는 자세가 되도록 하여 조습실(65, 66)에 유지된다. 이로써 각 흡착열교환기(14, 15)의 각 핀(17)을 길이방향으로 연장시킬 수 있고, 각 흡착열교환기(14, 15)에서의 공기 통과면적을 얻을 수 있다. 그 결과, 흡착제와 공기의 접촉 효율이 증대한다.
상기 우측구획판(44) 및 좌측구획판(45)에는 공기가 유입 또는 유출하는 유통구가 4개씩 형성된다. 구체적으로 우측구획판(44)에는 상부 뒤쪽 부근에 제 1 유통구(71)가, 상부 앞쪽 부근에 제 2 유통구(72)가, 하부 뒤쪽 부근에 제 5 유통구(75)가, 하부 앞쪽 부근에 제 6 유통구(76)가 형성된다. 또한 좌측구획판(45)에는 상부 뒤쪽 부근에 제 3 유통구(73)가, 상부 앞쪽 부근에 제 4 유통구(74)가, 하부 뒤쪽 부근에 제 7 유통구(77)가, 하부 앞쪽 부근에 제 8 유통구(78)가 형성된다.
제 1 유통구(71)는 제 1 중간통로(55)와 제 1 조습실(65)을 연통시키고, 제 2 유통구(72)는 제 3 중간통로(57)와 제 1 조습실(65)을 연통시키며, 제 3 유통구(73)는 제 2 중간통로(56)와 제 1 조습실(65)을 연통시키고, 제 4 유통구(74)는 제 4 중간통로(58)와 제 1 조습실(65)을 연통시킨다. 또한 제 5 유통구(75)는 제 1 중간통로(55)와 제 2 조습실(66)을 연통시키고, 제 6 유통구(76)는 제 3 중간통로(57)와 제 2 조습실(66)을 연통시키며, 제 7 유통구(77)는 제 2 중간통로(56)와 제 2 조습실(66)을 연통시키고, 제 8 유통구(78)는 제 4 중간통로(58)와 제 2 조습실(66)을 연통시킨다.
우측구획판(44) 및 좌측구획판(45)에는, 대응하는 유통구의 개폐를 자유롭게 하는 댐퍼가 4개씩 설치된다. 즉, 우측구획판(44) 및 좌측구획판(45)은 복수의 댐퍼를 갖는 댐퍼측 구획판을 구성한다. 구체적으로 우측구획판(44)에는 제 1 유통구(73)를 개폐하는 제 1 댐퍼(D1)와, 제 2 유통구(72)를 개폐하는 제 2 댐퍼(D2)와, 제 3 유통구(71)를 개폐하는 제 3 댐퍼(D3)와, 제 4 유통구(74)를 개폐하는 제 4 댐퍼(D4)가 설치된다. 또 좌측구획판(45)에는 제 5 유통구(75)를 개폐하는 제 5 댐퍼(D5)와, 제 6 유통구(76)를 개폐하는 제 6 댐퍼(D6)와, 제 7 유통구(77)를 개폐하는 제 7 댐퍼(D7)와, 제 8 유통구(78)를 개폐하는 제 8 댐퍼(D8)가 설치된다.
각 댐퍼(D1∼D8)는, 예를 들어 2장의 셔터와 수평축을 받침점으로 하여 각 셔터를 선회시키는 모터를 갖는다. 즉, 각 댐퍼(D1∼D8)에서는 모터의 회전에 의해 2장의 셔터가 수직 자세로 변위되면 대응하는 유통구(71∼78)가 폐쇄상태가 되며, 모터의 회전에 의해 2장의 셔터가 수평 자세로 변위되면 대응하는 유통구(71∼78)가 개방상태가 된다.
〈냉매회로의 구성〉
조습유닛(2)에 탑재되는 조습용 냉매회로(11)에 대해 도 5를 참조하여 설명한다.
조습용 냉매회로(11)는, 제 1 흡착열교환기(14), 제 2 흡착열교환기(15), 조습용 압축기(12), 사방밸브(13), 및 전동팽창밸브(18)가 배치된 폐쇄회로이다. 조습용 냉매회로(11)는 충전된 냉매를 순환시킴으로써, 증기압축식 냉동 사이클을 실행한다. 이 제 1 및 제 2 흡착열교환기(14, 15)를 포함한 조습용 냉매회로(11)가 조습수단을 구성한다. 조습용 압축기(12)는 예를 들어, 스크롤계 압축기 또는 로터리계 압축기 등으로 구성된다.
조습용 냉매회로(11)에서는, 조습용 압축기(12)의 토출측이 사방밸브(13)의 제 1 포트와 접속되며, 조습용 압축기(12)의 흡입측이 사방밸브(13)의 제 2 포트와 접속된다. 또 조습용 냉매회로(11)에서는 제 1 흡착열교환기(14) 일단이 사방밸브(13)의 제 3 포트와 접속되며, 제 1 흡착열교환기(14) 타단이 전동팽창밸브(18)를 개재하여 제 2 흡착열교환기(15) 일단과 접속된다. 또한 제 2 흡착열교환기(15)의 타단이 사방밸브(13)의 제 4포트와 접속된다.
상기 사방밸브(13)는, 제 1 포트와 제 4 포트가 연통하며 제 2 포트와 제 3 포트가 연통하는 제 1 상태(도 5(A)에 나타내는 상태)와, 제 1 포트와 제 3 포트가 연통하며 제 2 포트와 제 4 포트가 연통하는 제 2 상태(도 5(B)에 나타내는 상태)로 전환 가능하게 구성된다.
이 조습용 냉매회로(11)에서는, 2개의 흡착열교환기(14, 15) 중 응축기(방열기)로 동작하는 쪽에 고압의 가스냉매가 가열용으로 공급되며, 증발기로 동작하는 쪽에 저압의 기액 2상 냉매가 냉각용으로 공급된다.
여기서, 조습용 압축기(12)나 사방밸브(13)는 후술하는 온도조절유닛(8)의 온도조절용 케이싱(80) 내에 배치된다.
또한, 이 조습용 압축기(12), 댐퍼(D1∼D8), 및 팬(29, 30)을 작동시키기 위한 전장품을 수납한 조습용 전장품유닛(이하, 단순히 「전장품유닛」이라고도 한다)(19)도 온도조절유닛(8)의 온도조절용 케이싱(80) 내에 배치된다.
다음으로 온도조절유닛(8)에 대해 설명한다.
온도조절유닛(8)은, 세로로 긴 거의 직방체 형상으로 형성된 온도조절용 케이싱(80)을 구비한다. 온도조절용 케이싱(80)은, 앞면만이 개방된 상자형태의 케이싱 본체부(81)와, 이 케이싱 본체부(81) 앞쪽의 개방부에 탈착 자유롭게 장착되는 앞면패널(82)을 구비한다.
케이싱 본체부(81)에는 상단부에 천장판(83)이, 하단부에 바닥판(84)이 각각 배치된다. 그리고 케이싱 본체부(81)에는 우측 단부에 우측면판(85)이, 좌측 단부에 좌측면판(86)이 각각 배치된다. 또한 케이싱 본체부(81)에는 후단부에 후면판(87)이 형성된다.
상기 우측면판(85)은 하부에 위치하는 하부판(85a)과, 하부판(85a) 상방에 위치하며, 또 하부판(85a)보다 좌측에 위치하는 상부판(85b)과, 하부판(85a)의 상단 테두리와 상부판(85b)의 하단 테두리를 연결하는 중간부 수평판(85c)으로 구성되며, 상부가 좌측으로 몰입된 형상을 이룬다. 이 우측면판(85)은 조습용 케이싱(20)의 좌측면판(26)과 마찬가지의 형상을 이룬다. 즉, 온도조절유닛(8)과 조습유닛(2)은 각각의 우측면판(85)과 좌측면판(86)이 서로 겹쳐져 인접하도록 구성된다.
상기 천장판(83)에는 온도조절측 실내흡입구(88)가 형성된다. 이 온도조절측 실내흡입구(88)에는 실내공간과 연통하며, 공기가 유통 가능한 덕트가 접속된다(도 1 참조). 또한 우측면판(85) 상부판(85b)에는, 조습용 케이싱(20)의 좌측면판(26)에 형성된 조습측 급기연통구(34a)와 연통하는 온도조절측 급기연통구(34b)가 형성된다. 또한 좌측면판(86)의 하방위치에는 실내급기구(89)가 형성된다. 이 실내급기구(89)에는 실내공간과 연통되며, 공기가 유통 가능한 덕트가 접속된다(도 1 참조). 실내급기구(89)는 온도조절용 케이싱(80) 내의 공기를 제습온도 조절공기(SA)로서 실내로 공급하기 위한 개구를 구성한다.
온도조절용 케이싱(80) 내에서의 실내급기구(89) 근방에는 급기팬(90)이 배치된다(도 2 참조). 이 급기팬(90)은 원심형의 다익팬(이른바 시로코팬)으로 형성된다. 급기팬(90)은 온도조절측 실내흡입구(88) 및 조습측 급기연통구(34a)로부터 유인한 공기를 실내급기구(89)로 향해 송풍한다. 즉, 온도조절용 케이싱(80)에는 온도조절측 실내흡입구(88) 및 조습측 급기연통구(34a)로부터 공기가 유입되며, 유입된 공기는 온도조절용 케이싱(80) 내를 하방으로 흘러, 실내급기구(89)로부터 실내로 공급된다.
이와 같이 구성된 온도조절용 케이싱(80) 내에는 온도조절용 열교환기(94)가 수납된다.
온도조절용 열교환기(94)는 상기 흡착열교환기(14, 15)와 마찬가지로, 크로스핀식의 핀튜브형 열교환기에 의해 구성된다. 여기서 온도조절용 열교환기(94)는, 핀의 표면에 흡착열교환기(14, 15)와 같은 흡착제는 유지하지 않는다.
이 온도조절용 열교환기(94)는 온도조절용 케이싱(80) 내에서 기울어진 상태로 배치된다. 상세하게는, 온도조절용 열교환기(94)는 그 상단이 온도조절용 케이싱(80)의 좌측면판(86) 상부에 근접하며, 그 하단이 우측면판(85)의 하부판(85a)에 근접하도록 기울어진 상태로 배치된다. 즉, 온도조절용 열교환기(94)는 온도조절용 케이싱(80) 내에서의 공기의 유통방향에 대해 기울어진 상태로 배치된다.
온도조절용 열교환기(94)는 도 6에 나타내는 바와 같이, 온도조절용 냉매회로(91)에 접속된다.
온도조절용 냉매회로(91)는 온도조절용 열교환기(94), 열원측 열교환기인 실외열교환기(95), 온도조절용 압축기(92), 사방밸브(93) 및 전동팽창밸브(98)가 배치된 폐쇄회로이다. 온도조절용 냉매회로(91)는 충전된 냉매를 순환시킴으로써, 증기압축식 냉동 사이클을 실행한다. 이 온도조절용 열교환기(94)를 포함한 온도조절용 냉매회로(91)가 온도조절수단을 구성한다.
온도조절용 냉매회로(91)는 온도조절용 압축기(92)의 토출측이 사방밸브(93)의 제 1 포트에 접속되며, 온도조절용 압축기(92)의 흡입측이 사방밸브(93)의 제 2 포트에 접속된다. 그리고 온도조절용 냉매회로(91)에서는 온도조절용 열교환기(94)의 일단이 사방밸브(93)의 제 3 포트에 접속되며, 온도조절용 압축기(94)의 타단이 전동팽창밸브(98)를 개재하여 실외열교환기(95)의 일단에 접속된다. 또한 실외열교환기(95)의 타단이 사방밸브(93)의 제 4 포트에 접속된다.
상기 사방밸브(93)는 제 1 포트와 제 4 포트가 연통하고 제 2 포트와 제 3 포트가 연통하는 제 1 상태(도 6(A)에 나타내는 상태)와, 제 1 포트와 제 3 포트가 연통하며 제 2 포트와 제 4 포트가 연통하는 제 2 상태(도 6(B)의 상태)로 전환 가능하게 구성된다.
이 온도조절용 냉매회로(91)에서는, 사방밸브(93)를 전환함으로써, 냉방운전을 수행할 때는 온도조절용 열교환기(94)에 저압의 기액 2상상태의 냉매를 공급하여 증방기로서 동작시키는 한편, 난방운전을 수행할 때에는 온도조절용 열교환기(94)에 고압의 가스냉매를 공급하여 응축기로서 동작시킨다. 그렇게 함으로써, 온도조절용 열교환기(94)의 주위를 통과하는 공기의 온도조절을 수행한다.
여기서, 온도조절용 냉매회로(91)를 구성하는 사방밸브(93)나, 온도조절용 압축기(92), 및 실외열교환기(95)는 실외기(도시 생략) 내에 수납된다.
- 운전동작 -
이상과 같이 설명해 온 공기조화장치(1)는, 「제습환기운전」, 「가습환기운전」, 「제습순환운전」, 그리고「가습순환운전」을 선택적으로 수행한다. 「제습환기운전」이나「가습환기운전」에서는, 도입한 실외공기(OA)를 습도 조절하고 나서 공급공기(SA)로서 실내로 공급함과 동시에, 도입한 실내공기(RA)를 배출공기(EA)로서 실외로 배출한다. 또 「제습순환운전」이나 「가습순환운전」에서는, 도입한 실내공기(RA)를 습도 조절하고 나서 공급공기(SA)로서 실내로 공급함과 동시에, 도입한 실외공기(OA)를 배출공기(EA)로서 실외로 배출한다.
또한, 공기조화장치(1)는 이들의 운전과 함께 「냉방운전」과 「난방운전」을 선택적으로 수행한다.
이하에서는, 먼저 조습유닛(2)에 의한 제습·가습운전에 대해 상세하게 설명하고, 이어서 온도조절유닛(8)에 의한 냉방·난방운전에 대해 설명한다.
〈제습환기운전〉
제습환기운전중의 공기조화장치(1)에서는, 후술하는 제 1 동작과 제 2동작이 소정의 시간간격(예를 들어 3분 간격)으로 교대로 반복된다.
제습환기운전중의 공기조화장치(1)에 있어서, 급기팬(30)을 운전하면, 실외공기가 실외흡입구(31)로부터 조습용 케이싱(20) 내로 제 1 공기로서 도입된다. 또한 배기팬(29)을 운전하면, 실내공기가 실내흡입구(32)로부터 조습용 케이싱(20) 내로 제 2 공기로서 도입된다.
먼저 제습환기운전의 제 1 동작에 대해 설명한다. 도 7에 나타내는 바와 같이, 이 제 1 동작 중에는 제 1 댐퍼(D1∼D8)의 상태가 전환됨으로써, 제 1 유통구(71), 제 4 유통구(74), 제 6 유통구(76), 및 제 7 유통구(77)가 개방상태가 되며, 제 2 유통구(72), 제 3 유통구(73), 제 5 유통구(75), 및 제 8 유통구(78)가 폐쇄상태가 된다.
제 1 동작 중의 냉매회로(11)에서는, 도 5(A)에 나타내는 바와 같이, 사방밸브(13)가 제 1 상태로 설정된다. 이 상태의 냉매회로(11)에서는, 냉매가 순환하여 냉동 사이클이 실행된다. 이 때, 냉매회로(11)에서는, 조습용 압축기로부터 토출된 냉매가 제 2 흡착열교환기(15), 전동팽창밸브(18), 제 1 흡착열교환기(14) 순으로 통과하며, 제 2 흡착열교환기(15)가 응축기가 되고 제 1 흡착열교환기(14)가 증발기가 된다.
도 7에 나타내는 바와 같이, 상기 실외흡입구(31)로부터 실외공기 흡입통로(51)로 유입된 제 1 공기는, 실외공기 필터(36)를 통과한다. 실외공기 필터(36)에서는, 제 1 공기중에 포함되는 먼지가 포착된다. 실외공기 필터(36)를 통과한 제 1 공기는, 제 1 연통구(61) 및 제 1 중간통로(55)를 차례로 흘러, 제 1 유통구(71)로부터 제 1 조습실(65)로 유입된다. 이 제 1 공기는 전방으로 흘러 제 1 흡착열교환기(14)를 통과한다. 제 1 흡착열교환기(14)에서는 제 1 공기 중의 수분이 흡착제에 흡착되며, 그 때 발생한 흡착열이 냉매에 흡열된다. 제 1 흡착열교환기(14)에서 제습된 제 1 공기는, 제 4 유통구(74)로부터 제 4 중간통로(58)로 유출된다. 이 제 1 공기는 제 4 연통구(64) 및 실내공기 공급통로(54)를 차례로 흘러, 조습측 급기연통구(34a) 및 온도조절측 급기연통구(34b)를 통해 온도조절유닛(8) 내로 유입된다.
한편, 상기 실내흡입구(32)로부터 실내공기 흡입통로(52)로 유입된 제 2 공기는 실내공기 필터(37)를 통과한다. 실내공기 필터(37)에서는, 제 2 공기 중에 포함되는 먼지가 포착된다. 실내공기 필터(37)를 통과한 제 2 공기는 제 2 연통구(62) 및 제 2 중간통로(56)를 차례로 흘러, 제 7 유통구(77)로부터 제 2 조습실(66)로 유입된다. 이 제 2 공기는 전방으로 흘러서 제 2 흡착열교환기(15)를 통과한다. 제 2 흡착열교환기(15)에서는 냉매에 의해 가열된 흡착제로부터 수분이 탈리되며, 이 탈리된 수분이 제 2 공기에 부여된다. 제 2 흡착열교환기(15)의 흡착제 재생에 이용된 제 2 공기는, 제 6 유통구(76)로부터 제 3 중간통로(57)로 유출된다. 이 제 2 공기는 제 3 연통구(63) 및 실외공기 배출통로(53)를 차례로 흐르며, 실외배기구(33)로부터 덕트로 유출되어, 실외로 배출된다.
다음으로, 제습환기운전의 제 2 동작에 대해 설명한다. 도 8에 나타내는 바와 같이, 이 제 2 동작 중에는 제 1 댐퍼(D1∼D8)의 상태가 전환됨으로써, 제 2 유통구(72), 제 3 유통구(73), 제 5 유통구(75), 및 제 8 유통구(78)가 개방상태가 되며, 제 1 유통구(71), 제 4 유통구(74), 제 6 유통구(76), 및 제 7 유통구(77)가 폐쇄상태가 된다.
제 2 동작 중의 냉매회로(11)에서는, 도 5(B)에 나타내는 바와 같이, 사방밸브(13)가 제 2 상태로 설정된다. 이 상태의 냉매회로(11)에서는, 냉매가 순환하여 냉동 사이클이 실행된다. 이 때, 냉매회로(11)에서는 조습용 압축기(12)로부터 토출된 냉매가 제 1 흡착열교환기(14), 전동팽창밸브(18), 제 2 흡착열교환기(15)의 순서로 통과하며, 제 1 흡착열교환기(14)가 응축기가 되며 제 2 흡착열교환기(15)가 증발기가 된다.
도 8에 나타내는 바와 같이, 상기 실외흡입구(31)로부터 실외공기 흡입통로(51)로 유입된 제 1 공기는 실외공기 필터(36)를 통과한다. 실외공기 필터(36)에서는 제 1 공기 중에 포함되는 먼지가 포착된다. 실외공기 필터(36)를 통과한 제 1 공기는, 제 1 연통구(61) 및 제 1 중간통로(55)를 차례로 흘러, 제 5 유통구(75)로부터 제 2 조습실(66)로 유입된다. 이 제 1 공기는 전방으로 흘러 제 2 흡착열교환기(15)를 통과한다. 제 2 흡착열교환기(15)에서는 제 1 공기 중의 수분이 흡착제로 흡착되며, 그 때 발생한 흡착열이 냉매에 흡열된다. 제 2 흡착열교환기(15)에서 제습된 제 1 공기는 제 8 유통구(78)로부터 제 4 중간통로(58)로 유출된다. 이 제 1 공기는, 제 4 연통구(64) 및 실내공기 공급통로(54)를 차례로 흘러, 조습측 급기연통구(34a) 및 온도조절측 급기연통구(34b)를 통해 온도조절유닛(8) 내로 유입된다.
한편, 실내흡입구(32)로부터 실내공기 흡입통로(52)로 유입된 제 2 공기는 실내공기 필터(37)를 통과한다. 실내공기 필터(37)에서는, 제 2 공기 중에 포함되는 먼지가 포착된다. 실내공기 필터(37)를 통과한 제 2 공기는 제 2 연통구(62) 및 제 2 중간통로(56)를 차례로 흘러, 제 3 유통구(73)로부터 제 1 조습실(65)로 유입된다. 이 제 2 공기는 전방으로 흘러 제 1 흡착열교환기(14)를 통과한다. 제 1 흡착열교환기(14)에서는, 냉매에 의해 가열된 흡착제로부터 수분이 탈리되며, 이 탈리된 수분이 제 2 공기에 부여된다. 제 1 흡착열교환기(14)의 흡착제 재생에 이용된 제 2 공기는 제 2 유통구(72)로부터 제 3 중간통로(57)로 유출된다. 이 제 2 공기는 제 3 연통구(63) 및 실외공기 배출통로(53)를 차례로 흐르며, 실외배기구(33)로부터 덕트로 유출되어, 실외로 배출된다.
〈가습환기운전〉
가습환기운전 중의 공기조화장치(1)에서는, 후술하는 제 1 동작과 제 2 동작이 소정의 시간간격(예를 들어 3분 간격)으로 교대로 반복된다.
가습환기운전 중의 공기조화장치(1)에 있어서, 급기팬(30)을 운전하면, 실외공기가 실외흡입구(31)로부터 조습용 케이싱(20) 내로 제 1 공기로서 도입된다. 또 배기팬(29)을 운전하면, 실내공기가 실내흡입구(32)로부터 조습용 케이싱(20) 내로 제 2 공기로서 도입된다.
가습환기운전의 제 1 동작 중에는, 도 7에 나타내는 바와 같이, 제 1 유통구(71), 제 4 유통구(74), 제 6 유통구(76), 및 제 7 유통구(77)가 개방상태가 되며, 제 2 유통구(72), 제 3 유통구(73), 제 5 유통구(75), 및 제 8 유통구(78)가 폐쇄상태가 된다. 또 냉매회로(11)는, 도 5(B)에 나타내는 상태가 되며, 제 1 흡착열교환기(14)가 응축기가 되고, 제 2 흡착열교환기(15)가 증발기가 된다.
도 7에 나타내는 바와 같이, 실외흡입구(31)로부터 실외공기 흡입통로(51)로 유입된 제 1 공기는, 실외공기 필터(36), 제 1 연통구(61), 제 1 중간통로(55) 및 제 1 유통구(71)를 차례로 흘러 제 1 조습실(65)로 유입되며, 제 1 흡착열교환기(14)를 통과한다. 제 1 흡착열교환기(14)에서는, 냉매에 의해 가열된 흡착제로부터 수분이 탈리되며, 이 탈리된 수분이 제 1 공기에 부여된다. 제 1 흡착열교환기(14)에서 가습된 제 1 공기는, 제 4 유통구(74), 제 4 중간통로(58), 제 4 연통구(64), 및 실내공기 공급통로(54)를 차례로 흘러, 조습측 급기연통구(34a) 및 온도조절측 급기연통구(34b)를 통해 온도조절유닛(8) 내로 유입된다.
한편, 실내흡입구(32)로부터 실내공기 흡입통로(52)로 유입된 제 2 공기는, 실내공기 필터(37), 제 2 연통구(62), 제 2 중간통로(56) 및 제 7 유통구(77)를 차례로 흘러 제 2 조습실(66)로 유입되며, 제 2 흡착열교환기(15)를 통과한다. 제 2 흡착열교환기(15)에서는, 제 2 공기 중의 수분이 흡착제에 흡착되며, 그 때 발생한 흡착열이 냉매에 흡열된다. 제 2 흡착열교환기(15)의 흡착제에 수분을 부여한 제 2 공기는, 제 6 유통구(76), 제 3 중간통로(57), 제 3 연통구(63), 및 실외공기 배출통로(53)를 차례로 흐르며, 실외배기구(33)로부터 덕트로 유출되어, 실외로 배출된다.
가습환기운전의 제 2 동작 중에는, 도 8에 나타내는 바와 같이, 제 2 유통구(72), 제 3 유통구(73), 제 5 유통구(75), 및 제 8 유통구(78)가 개방상태가 되며, 제 1 유통구(71), 제 4 유통구(74), 제 6 유통구(76), 및 제 7 유통구(77)가 폐쇄상태가 된다. 또 냉매회로(11)는 도 5(A)에 나타내는 상태가 되며, 제 2 흡착열교환기(15)가 응축기가 되고, 제 1 흡착열교환기(14)가 증발기가 된다.
도 8에 나타내는 바와 같이, 실외흡입구(31)로부터 실외공기 흡입통로(51)로 유입된 제 1 공기는, 실외공기 필터(36), 제 1 연통구(61), 제 1 중간통로(55) 및 제 5 유통구(75)를 차례로 흘러서 제 2 조습실(66)로 유입되며, 제 2 흡착열교환기(15)를 통과한다. 제 2 흡착열교환기(15)에서는, 냉매에 의해 가열된 흡착제로부터 수분이 탈리되며, 이 탈리된 수분이 제 1 공기에 부여된다. 제 2 흡착열교환기(15)에서 가습된 제 1 공기는, 제 8 유통구(78), 제 4 중간통로(58), 제 4 연통구(64), 및 실내공기 공급통로(54)를 차례로 흘러, 조습측 급기연통구(34a) 및 온도조절측 급기연통구(34b)를 통해 온도조절유닛(8) 내로 유입된다.
한편, 실내흡입구(32)로부터 실내공기 흡입통로(52)로 유입된 제 2 공기는, 실내공기 필터(37), 제 2 연통구(62), 제 2 중간통로(56) 및 제 3 유통구(73)를 차례로 흘러서 제 1 조습실(65)로 유입되며, 제 1 흡착열교환기(14)를 통과한다. 제 1 흡착열교환기(14)에서는 제 2 공기 중의 수분이 흡착제에 흡착되며, 그 때 발생한 흡착열이 냉매에 흡열된다. 제 1 흡착열교환기(14)의 흡착제에 수분을 부여한 제 2 공기는, 제 2 유통구(72), 제 3 중간통로(57), 제 3 연통구(63), 및 실외공기 배출통로(53)를 차례로 흐르며, 실외배기구(33)로부터 덕트로 유출되어, 실외로 배출된다.
〈제습순환운전〉
제습순환운전 중의 공기조화장치(1)에서는, 후술하는 제 1 동작과 제 2동작이 소정의 시간간격(예를 들어 3분 간격)으로 교대로 반복된다.
제습순환운전 중의 공기조화장치(1)에 있어서, 급기팬(30)을 운전하면, 실내공기가 실내흡입구(32)로부터 조습용 케이싱(20) 내로 제 1 공기로서 도입된다. 또한 배기팬(29)을 운전하면, 실외공기가 실외흡입구(31)로부터 조습용 케이싱(20) 내로 제 2 공기로서 도입된다.
제습순환운전의 제 1 동작 중에는, 도 9에 나타내는 바와 같이, 제 3 유통구(73), 제 4 유통구(74), 제 5 유통구(75), 및 제 6 유통구(76)가 개방상태가 되며, 제 1 유통구(71), 제 2 유통구(72), 제 7 유통구(77), 및 제 8 유통구(78)가 폐쇄상태가 된다. 또한 냉매회로(11)는 도 5(A)에 나타내는 상태가 되며, 제 2 흡착열교환기(15)가 응축기가 되고, 제 1 흡착열교환기(14)가 증발기가 된다.
도 9에 나타내는 바와 같이, 실내흡입구(32)로부터 실내공기 흡입통로(52)로 유입된 제 1 공기는, 실내공기 필터(37), 제 2 연통구(62), 제 2 중간통로(56) 및 제 3 유통구(73)를 차례로 흘러서 제 1 조습실(65)로 유입되며, 제 1 흡착열교환기(14)를 통과한다. 제 1 흡착열교환기(14)에서는 제 1 공기 중의 수분이 흡착제에 흡착되며, 그 때 발생한 흡착열이 냉매에 흡열된다. 제 1 흡착열교환기(14)에서 제습된 제 1 공기는, 제 4 유통구(74), 제 4 중간통로(58), 제 4 연통구(64) 및 실내공기 공급통로(54)를 차례로 흘러, 조습측 급기연통구(34a) 및 온도조절측 급기연통구(34b)를 통해 온도조절유닛(8) 내로 유입된다.
한편, 실외흡입구(31)로부터 실외공기 흡입통로(51)로 유입된 제 2 공기는, 실외공기 필터(36), 제 1 연통구(61), 제 1 중간통로(55) 및 제 5 유통구(75)를 차례로 흘러서 제 2 조습실(66)로 유입되며, 제 2 흡착열교환기(15)를 통과한다. 제 2 흡착열교환기(15)에서는, 냉매에 의해 가열된 흡착제로부터 수분이 탈리되며, 이 탈리된 수분이 제 2 공기에 부여된다. 제 2 흡착열교환기(15)의 흡착제 재생에 이용된 제 2 공기는, 제 6 유통구(76), 제 3 중간통로(57), 제 3 연통구(63) 및 실외공기 배출통로(53)를 차례로 흘러, 실외배기구(33)로부터 덕트로 유출되어, 실외로 배출된다.
제습순환운전의 제 2 동작 중에는, 도 10에 나타내는 바와 같이, 제 1 유통구(71), 제 2 유통구(72), 제 7 유통구(77), 및 제 8 유통구(78)가 개방상태가 되며, 제 3 유통구(73), 제 4 유통구(74), 제 5 유통구(75), 및 제 6 유통구(76)가 폐쇄상태가 된다. 또 냉매회로(11)는, 도 5(B)에 나타내는 상태가 되며, 제 1 흡착열교환기(14)가 응축기가 되고 제 2 흡착열교환기(15)가 증발기가 된다.
도 10에 나타내는 바와 같이, 실내흡입구(32)로부터 실내공기 흡입통로(52)로 유입된 제 1 공기는, 실내공기 필터(37), 제 2 연통구(62), 제 2 중간통로(56), 및 제 7 유통구(77)를 차례로 흘러서 제 2 조습실(66)로 유입되며, 제 2 흡착열교환기(15)를 통과한다. 제 2 흡착열교환기(15)에서는, 제 1 공기 중의 수분이 흡착제에 흡착되며, 그 때 발생한 흡착열이 냉매에 흡열된다. 제 2 흡착열교환기(15)에서 제습된 제 1 공기는, 제 8 유통구(78), 제 4 중간통로(58), 제 4 연통구(64), 및 실내공기 공급통로(54)를 차례로 흘러, 조습측 급기연통구(34a) 및 온도조절측 급기연통구(34b)를 통해 온도조절유닛(8) 내로 유입된다.
한편, 실외흡입구(31)로부터 실외공기 흡입통로(51)로 유입된 제 2 공기는, 실외공기 필터(36), 제 1 연통구(61), 제 1 중간통로(55) 및 제 1 유통구(71)를 차례로 흘러서 제 1 조습실(65)로 유입되며, 제 1 흡착열교환기(14)를 통과한다. 제 1 흡착열교환기(14)에서는, 냉매에 의해 가열된 흡착제로부터 수분이 탈리되며, 이 탈리된 수분이 제 2 공기에 부여된다. 제 1 흡착열교환기(14)의 흡착제 재생에 이용된 제 2 공기는, 제 2 유통구(72), 제 3 중간통로(57), 제 3 연통구(63) 및 실외공기 배출통로(53)를 차례로 흐르며, 실외배기구(33)로부터 덕트로 유출되어, 실외로 배출된다.
〈가습순환운전〉
가습순환운전 중의 공기조화장치(1)에서는, 후술하는 제 1 동작과 제 2 동작이 소정의 시간간격(예를 들어 3분 간격)으로 교대로 반복된다.
가습순환운전 중의 공기조화장치(1)에 있어서, 급기팬(30)을 운전하면, 실내공기가 실내흡입구(32)로부터 조습용 케이싱(20) 내로 제 1 공기로서 도입된다. 또한 배기팬(29)을 운전하면, 실외공기가 실외흡입구(31)로부터 조습용 케이싱(20) 내로 제 2 공기로서 도입된다.
가습순환운전의 제 1 동작 중에는, 도 9에 나타내는 바와 같이, 제 3 유통구(73), 제 4 유통구(74), 제 5 유통구(75), 및 제 6 유통구(76)가 개방상태가 되며, 제 1 유통구(71), 제 2 유통구(72), 제 7 유통구(77), 및 제 8 유통구(78)가 폐쇄상태가 된다. 또 냉매회로(11)는, 도 5(B)에 나타내는 상태가 되며, 제 1 흡착열교환기(14)가 응축기가 되고, 제 2 흡착열교환기(15)가 증발기가 된다.
도 9에 나타내는 바와 같이, 실내흡입구(32)로부터 실내공기 흡입통로(52)로 유입된 제 1 공기는, 실내공기 필터(37), 제 2 연통구(62), 제 2 중간통로(56) 및 제 3 유통구(73)를 차례로 흘러서 제 1 조습실(65)로 유입되며, 제 1 흡착열교환기(14)를 통과한다. 제 1 흡착열교환기(14)에서는, 냉매에 의해 가열된 흡착제로부터 수분이 탈리되며, 이 탈리된 수분이 제 1 공기에 부여된다. 제 1 흡착열교환기(14)에서 가습된 제 1 공기는, 제 4 유통구(74), 제 4 중간통로(58), 제 4 연통구(64) 및 실내공기 공급통로(54)를 차례로 흐르며, 조습측 급기연통구(34a) 및 온도조절측 급기연통구(34b)를 통해 온도조절유닛(8) 내로 유입된다.
한편, 실외흡입구(31)로부터 실외공기 흡입통로(51)로 유입된 제 2 공기는, 실외공기 필터(36), 제 1 연통구(61), 제 1 중간통로(55) 및 제 5 유통구(75)를 차례로 흘러서 제 2 조습실(66)로 유입되며, 제 2 흡착열교환기(15)를 통과한다. 제 2 흡착열교환기(15)에서는, 제 2 공기 중의 수분이 흡착제에 흡착되며, 그 때 발생한 흡착열이 냉매에 흡열된다. 제 2 흡착열교환기(15)의 흡착제에 수분을 부여한 제 2 공기는, 제 6 유통구(76), 제 3 중간통로(57), 제 3 연통구(63) 및 실외공기 배출통로(53)를 차례로 흐르며, 실외배기구(33)로부터 덕트로 유출되어 실외로 배출된다.
가습순환운전의 제 2 동작 중에는, 도 10에 나타내는 바와 같이, 제 1 유통구(71), 제 2 유통구(72), 제 7 유통구(77), 및 제 8 유통구(78)가 개방상태가 되며, 제 3 유통구(73), 제 4 유통구(74), 제 5 유통구(75), 및 제 6 유통구(76)가 폐쇄상태가 된다. 또 냉매회로(11)는, 도 5(A)에 나타내는 상태가 되며, 제 2 흡착열교환기(15)가 응축기가 되며 제 1 흡착열교환기(14)가 증발기가 된다.
도 10에 나타내는 바와 같이, 실내흡입구(32)로부터 실내공기 흡입통로(52)로 유입된 제 1 공기는, 실내공기 필터(37), 제 2 연통구(62), 제 2 중간통로(56) 및 제 7 유통구(77)를 차례로 흘러서 제 2 조습실(66)로 유입되며, 제 2 흡착열교환기(15)를 통과한다. 제 2 흡착열교환기(15)에서는, 냉매에 의해 가열된 흡착제로부터 수분이 탈리되며, 이 탈리된 수분이 제 1 공기에 부여된다. 제 2 흡착열교환기(15)에서 가습된 제 1 공기는, 제 8 유통구(78), 제 4 중간통로(58), 제 4 연통구(64) 및 실내공기 공급통로(54)를 차례로 흐르며, 조습측 급기연통구(34a) 및 온도조절측 급기연통구(34b)를 통해 온도조절유닛(8) 내로 유입된다.
한편, 실외흡입구(31)로부터 실외공기 흡입통로(51)로 유입된 제 2 공기는, 실외공기 필터(36), 제 1 연통구(61), 제 1 중간통로(55) 및 제 1 유통구(71)를 차례로 흘러서 제 1 조습실(65)로 유입되며, 제 1 흡착열교환기(14)를 통과한다. 제 1 흡착열교환기(14)에서는 제 2 공기 중의 수분이 흡착제에 흡착되며, 그 때 발생한 흡착열이 냉매에 흡열된다. 제 1 흡착열교환기(14)의 흡착제에 수분을 부여한 제 2 공기는, 제 2 유통구(72), 제 3 중간통로(57), 제 3 연통구(63) 및 실외공기 배출통로(53)를 차례로 흐르며, 실외배기구(33)로부터 덕트로 유출되어 실외로 배출된다.
〈냉방·난방운전〉
이와 같이, 조습유닛(2)에 의해 제습 또는 가습된 제 1 공기는, 온도조절유닛(8)에 의해 온도가 조절된다. 본 실시형태에 관한 공기조화장치(1)에서는, 난방가습운전과 냉방제습운전이 실행된다. 여기서, 공기조화장치(1)는 냉방가습운전 및 난방제습운전을 실행하는 구성이라도 된다.
냉방운전 중의 냉매회로(91)에서는, 도 6(A)에 나타내는 바와 같이, 사방밸브(93)가 제 1 상태로 설정된다. 이 상태의 냉매회로(91)에서는, 온도조절용 압축기(92)로부터 토출된 냉매가 실외열교환기(95), 전동팽창밸브(98), 온도조절용 열교환기(94)의 순서로 순환되어, 냉동 사이클이 실행된다. 이 때, 냉매회로(91)에서는 실외열교환기(95)가 응축기가 되며 온도조절용 열교환기(94)가 증발기가 된다.
즉, 온도조절용 케이싱(80) 내에 유입된 제 1 공기는 온도조절용 열교환기(94)를 통과함으로써 냉각되며, 냉각된 후의 제 1 공기는 실내급기구(89)로부터 덕트로 유출되어 실내로 공급된다.
한편, 난방운전 중의 냉매회로(91)에서는, 도 6(B)에 나타내는 바 와 같이, 사방밸브(93)가 제 2 상태로 설정된다. 이 상태의 냉매회로(91)에서는, 온도조절용 압축기(92)로부터 토출된 냉매가 온도조절용 열교환기(94), 전동팽창밸브(98), 실외열교환기(95)의 순서로 순환하여, 냉동 사이클이 실행된다. 이 때, 냉매회로(91)에서는 실외열교환기(95)가 증발기가 되며, 온도조절용 열교환기(94)가 응축기가 된다.
즉, 온도조절용 케이싱(80) 내에 유입된 제 1 공기는 온도조절용 열교환기(94)를 통과함으로써 가열되며, 가열된 후의 제 1 공기는 실내급기구(89)로부터 덕트로 유출되어 실내로 공급된다.
이와 같이, 공기조화장치(1)는 제습 또는 가습, 환기 또는 순환, 냉방 또는 난방의 3개의 운전을 조합시켜서 공기의 조습 및 온도의 조절을 수행한다. 즉, 공기 조화장치(1)가 어느 하나의 운전상태를 선택함으로써, 제습 또는 가습되며, 환기 또는 순환되고, 또한 냉방 또는 난방된 제 1 공기가 실내로 공급된다.
이와 같이 구성된 공기조화장치(1)에 있어서, 전술한 바와 같이, 조습유닛(2)의 전장품유닛(19) 및 조습용 압축기(12)는, 온도조절유닛(8)의 온도조절용 케이싱(80) 내에 배치된다. 전장품유닛(19)은 조습용 압축기(12)를 구동시키기 위한 인버터회로 등을 포함함과 더불어, 전장품유닛(19) 내에서 발생한 열을 방열시키기 위한 방열핀(19a)을 갖는다. 이 방열핀(19a)이 방열부를 구성한다.
여기서, 조습유닛(2)은 전술한 바와 같이, 공기가 유통되는 통로(51∼58), 댐퍼(D1∼D8), 열교환기(14, 15), 및 필터(36, 37) 등, 많은 구성부품을 갖는다. 이 때문에, 조습유닛(2)은 대형화되는 경향이 있다. 이에 반해, 온도조절유닛(8)은 공기의 유로가 조습유닛(2)에 비해 단순하다. 그와 더불어, 조습용 케이싱(20) 내에 배치되는 주된 구성 부품은, 온도조절용 열교환기(94)나 급기팬(90) 뿐이므로 적다.
즉, 조습유닛(2)의 전장품유닛(19)이나 조습용 압축기(12)를, 상대적으로 공간에 여유가 있는 온도조절용 케이싱(80) 내에 배치함으로써, 온도조절유닛(8)의 대형화를 억제하면서, 조습유닛(2)을 가급적 소형화할 수 있다. 그 결과, 공기조화장치(1) 전체로서, 소형화를 도모할 수 있다.
또한 일반적으로 온도조절유닛(8)이 조습유닛(2)보다 풍량이 많으므로(특히, 본 실시형태에서는, 온도조절유닛(8)에는, 조습유닛(2)으로부터 유입된 조습처리 후의 공기와 더불어, 온도조절측 실내흡입구(88)를 통하여 실내공기가 추가로 흡입된다), 전장품유닛(19)을 온도조절용 케이싱(80) 내의 공기통로에 배치하는 것이 방열 효율을 향상시킬 수 있다. 이로써, 전장품유닛(19)을 온도조절용 케이싱(80) 내의 공기통로에 배치함으로써, 단위 발열량에 대해 필요한 방열핀(19a)의 치수를 작게 할 수 있으며, 나아가서는, 전장품유닛(19)을 소형화할 수 있다. 즉, 전장품유닛(19)을 온도조절용 케이싱(80) 내에 배치하는 것이, 조습용 케이싱(20) 내에 배치하는 경우에 비해, 전장품유닛(19)의 배치 공간을 작게 할 수 있으며, 공기조화장치(1)를 전체적으로 소형화할 수 있다.
또한, 상기 실시형태에서는, 조습용 압축기(12)를 온도조절용 케이싱(80) 내에 배치함으로써, 조습유닛(2)을 더욱 소형화할 수 있다.
[제 2 실시형태]
이어서, 본 발명의 제 2 실시형태에 관한 공기조화장치(201)에 대해 설명한다. 제 2 실시형태에 관한 공기조화장치(201)는, 제 1 실시형태에서 조습유닛(2)과 온도조절유닛(8)이 별개의 냉매회로(11, 91)를 구비하는데 반해, 조습유닛(2)과 온도조절유닛(8)이 공통의 냉매회로(211)를 구비하는 점에서 다르다. 그래서, 이하에서는 제 1 실시형태와 마찬가지의 구성에 대해서는 마찬가지의 부호를 부여하여 설명을 생략하기로 하고, 제 1 실시형태와 다른 부분에 대해서 주로 설명한다.
공기조화장치(201)는 제 1 실시형태와 마찬가지로, 조습유닛(202), 온도조절유닛(208), 및 실외유닛(209)을 구비한다.
상기 실외유닛(209)에는 실외회로(291a)가 수납된다. 실외회로(291a)에는 압축기(292), 실외측 전동팽창밸브(298), 실외측 사방밸브(293), 열원측 열교환기인 실외열교환기(295), 그리고 4개의 폐쇄밸브(221∼224)가 설치된다. 또한 실외유닛(209)에는, 도시하지 않지만, 실외팬이 설치된다. 이 실외팬은 실외열교환기(295)로 실외공기를 공급한다.
상기 실외회로(291a)에 있어서, 압축기(292)는, 그 토출측이 실외측 사방밸브(293)의 제 1 포트에, 그 흡입측이 실외측 사방밸브(293)의 제 2 포트에 각각 접속된다. 실외측 사방밸브(293)의 제 4 포트는 제 2 폐쇄밸브(222)에 접속된다. 실외열교환기(295)는, 그 일단이 실외측 사방밸브(293) 제 3 포트에, 타단이 실외측 전동팽창밸브(298)를 개재하여 제 1 폐쇄밸브(221)에 각각 접속된다. 제 3 폐쇄밸브(223)는 압축기(292)의 토출측과 실외측 사방밸브(293) 사이에 접속된다. 제 4 폐쇄밸브(224)는 압축기(292)의 흡입측과 실외측 사방밸브(293) 사이에 접속된다.
상기 실외측 사방밸브(293)는, 제 1 포트와 제 3 포트가 서로 연통하며, 제 2 포트와 제 4 포트가 서로 연통하는 제 1상태(도 11에 나타내는 상태)와, 제 1 포트와 제 4 포트가 서로 연통하며, 제 2 포트와 제 3 포트가 서로 연통하는 제 2 상태(도 12에 나타내는 상태)로 전환된다.
상기 온도조절유닛(208)에는 온도조절회로(291b)가 수납된다. 온도조절회로(291b)에는, 이용측 열교환기인 온도조절용 열교환기(294)가 1개 배치된다. 이 온도조절회로(291b)는, 그 일단이 실외회로(291a)의 제 1 폐쇄밸브(221)에, 그 타단이 실외회로(291a)의 제 2 폐쇄밸브(221)에 각각 접속된다. 또 온도조절유닛(208)에는, 도시하지 않지만, 실내팬이 설치된다. 이 실내팬은 온도조절용 열교환기(294)로 실내공기를 공급한다.
상기 조습유닛(202)에는 조습회로(291c)가 수납된다. 조습회로(291c)에는, 조습측 전동팽창밸브(218), 조습측 사방밸브(213), 그리고 2개의 흡착열교환기(214, 215)가 배치된다.
상기 조습회로(291c)에서는, 조습측 사방밸브(213)의 제 3 포트에서 제 4 포트로 향해 차례로, 제 1 흡착열교환기(214), 조습측 전동팽창밸브(218), 그리고 제 2 흡착열교환기(215)가 배치된다. 조습측 사방밸브(213)는, 그 제 1 포트가 실외회로(291a)의 제 3 폐쇄밸브(223)에, 그 제 2 포트가 실외회로(291a)의 제 4 폐쇄밸브(224)에 각각 접속된다.
상기 조습측 사방밸브(213)는, 제 1 포트와 제 3 포트가 서로 연통하며 제 2 포트와 제 4 포트가 서로 연통하는 제 1 상태(도 11(A) 및 도 12(A)에 나타내는 상태)와, 제 1 포트와 제 4 포트가 서로 연통하며 제 2 포트와 제 3 포트가 서로 연통하는 제 2 상태(도 11(B) 및 도 12(B)에 니타내는 상태)로 전환된다.
이와 같이 구성된 공기조화장치(201)는, 1개의 압축기(292)에 의해 냉매회로(291) 중에서 냉매를 순환시키면서, 조습측 사방밸브(213) 및 실외측 사방밸브(293)를 각각 제어함으로써, 조습유닛(202)에 있어서의 2개의 열교환기(214, 215)의 운전상태(수분의 흡착·방출) 전환과 온도조절유닛(208)에 있어서의 냉방·난방운전 전환을 개별로 수행한다.
〈냉방제습운전〉
상세하게는, 냉방제습운전 시에는, 실외측 사방밸브(293)가 제 1 상태로 설정됨과 더불어, 실외측 전동팽창밸브(298)의 개방도가 적절하게 조절된다. 이 상태에 있어서, 냉매회로(291)에서는 실외열교환기(295)가 응축기가 되며, 온도조절용 열교환기(294)가 증발기가 된다. 그리고, 실외열교환기(295)에서 냉매로부터 흡열한 공기가 실외로 배출되며, 온도조절용 열교환기(294)에서 냉각된 공기가 실내로 공급된다.
이 때, 조습유닛(202)은, 조습측 사방밸브(213)를 제어함으로써, 조습회로(291c)에서 제 1 흡착열교환기(214)가 응축기가 되며 제 2 흡착열교환기(215)가 증발기가 되는 운전상태와, 조습회로(291c)에서 제 2 흡착열교환기(215)가 응축기가 되며 제 1 흡착열교환기(214)가 증발기가 되는 운전상태를 교대로 반복한다. 그와 더불어, 조습유닛(202)은, 상기 댐퍼(D1∼D8)를 제어함으로써, 증발기가 되는 흡착열교환기에 실외공기를 통과시켜서 실내로 공급하는 한편, 응축기가 되는 흡착열교환기에 실내공기를 통과시켜서 실외로 배출하는 제습환기운전, 및 증발기가 되는 흡착열교환기에 실내공기를 통과시켜서 실내로 공급하는 한편, 응축기가 되는 흡착열교환기에 실외공기를 통과시켜서 실외로 배출하는 제습순환운전 중 어느 하나의 제습운전을 실행한다.
〈난방가습운전〉
난방가습운전 시에는, 실외측 사방밸브(293)가 제 2 상태로 설정됨과 더불어, 실외측 전동팽창밸브(298)의 개방도가 적절하게 조절된다. 이 상태에 있어서, 냉매회로(291)에서는 온도조절용 열교환기(294)가 응축기가 되며, 실외열교환기(295)가 증발기가 된다. 그리고, 실외열교환기(295)에서 냉매에 방열한 공기가 실외로 배출되며, 온도조절용 열교환기(294)에서 가열된 공기가 실내로 공급된다.
이 때, 조습유닛(202)은, 조습측 사방밸브(213)를 제어함으로써, 조습회로(291c)에서 제 1 흡착열교환기(214)가 응축기가 되며, 제 2 흡착열교환기(215)가 증발기가 되는 운전상태와, 조습회로(291c)에서 제 2 흡착열교환기(215)가 응축기가 되며, 제 1 흡착열교환기(214)가 증발기가 되는 운전상태를 교대로 반복한다. 그와 더불어, 조습유닛(202)은, 상기 댐퍼(D1∼ D8)를 제어함으로써, 응축기가 되는 흡착열교환기에 실외공기를 통과시켜서 실내로 공급하는 한편, 증발기가 되는 흡착열교환기에 실내공기를 통과시켜서 실외로 배출하는 가습환기운전, 및 응축기가 되는 흡착열교환기에 실내공기를 통과시켜서 실내로 공급하는 한편, 증발기가 되는 흡착열교환기에 실외공기를 통과시켜서 실외로 배출하는 가습순환운전 중 어느 하나의 가습운전을 실행한다.
이와 같이, 하나의 압축기(292)를 갖는 1개의 냉매회로(291)에, 조습유닛(202)의 제 1 및 제 2 흡착열교환기(214, 215)와 온도조절유닛(208)의 온도조절용 및 실외열교환기(294, 295)를 접속시키는 경우라도, 조습측 사방밸브(213), 실외측 사방밸브(293) 및 댐퍼(D1∼D8)를 각각 제어함으로써, 냉방제습환기운전, 냉방제습순환운전, 난방가습환기운전 및 난방가습순환운전을 선택적으로 실행할 수 있다.
그리고, 이와 같이, 조습회로(291c)에 접속되는 압축기를, 온도조절회로(291b)에 접속되는 실외유닛(209)의 압축기(292)와 공통화시킴으로써, 상기 조습용 케이싱(20) 및 온도조절용 케이싱(80) 내에 압축기를 배치할 필요가 없어지므로, 조습유닛(202) 및 온도조절유닛(208)을 작게 할 수 있으며, 나아가서는, 공기조화장치(201)를 전체적으로 소형화할 수 있다.
[그 밖의 실시형태]
본 발명은, 상기 실시형태에 대해, 이하와 같은 구성으로 하여도 된다.
즉, 상기 실시형태에서는 제습환기운전, 가습환기운전, 제습순환운전, 그리고 가습순환운전을 선택적으로 실행할 수 있는 조습유닛(2)을 채용하나, 이에 한정 되는 것은 아니다. 공기의 습도를 조절할 수 있는 구성이라면, 임의의 구성을 채용할 수 있다.
또한 상기 실시형태에서는, 조습유닛(2)에 의해 조습처리를 행한 공기를, 온도조절유닛(8)에 있어서의 온도조절용 열교환기(94)의 상류 쪽으로 유입시켜, 조습처리 후의 공기의 온도를 추가로 조절하나, 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 조습유닛(2)에 의해 조습처리 후의 공기를 온도조절용 열교환기(94)의 하류 쪽으로 유입시켜, 온도조절측 실내흡입구(88)로부터 유입되어 온도조절용 열교환기(94)에 의해 온도 조절된 공기와 합류시키며, 이와 같이 하여 합류시킨 공기를 실내급기구(89)로부터 실내로 공급하여도 된다.
여기서 조습처리 후의 공기와 온도조절처리 후의 공기를 합류시키는 구성으로서는, 도 2에 있어서, 조습측 급기연통구(34a) 및 온도조절측 급기연통구(34b)를 온도조절용 열교환기(94)보다 하방에서 개구시키는 식의 구성이라도 되고, 혹은, 도 2에 있어서의 온도조절측 실내흡입구(88)와 실내급기구(89)의 위치를 바꾸어도 된다.
후자의 경우, 도 11에 있어서, 온도조절용 열교환기(94)의 하방 공간이 온도조절처리 전의 상류공간이 되는 한편, 온도조절용 열교환기(94)의 상방 공간이 온도조절처리 후의 하류공간이 된다. 그리고, 조습측 급기연통구(34a) 및 온도조절측 급기연통구(34b)가, 온도조절용 열교환기(94)보다 하류 쪽의 하류공간에 개구되게 된다. 이 때, 전장품유닛(19)은, 온도조절용 열교환기(94)보다 상류 쪽의 상류공간에 위치하게 되며, 온도조절유닛(8)이 난방운전을 실행하는 경우라도, 가열 전의 공기로 전장품유닛(19)을 냉각할 수 있어, 효율적으로 냉각할 수 있다.
그리고, 이상의 실시형태는 본질적으로 바람직한 예시이며, 본 발명, 그 적용물, 또는 그 용도범위의 제한을 의도하는 것은 아니다.
(산업상 이용 가능성)
이상으로 설명한 바와 같이, 본 발명은 공기의 습도를 조절하는 조습유닛과 공기의 온도를 조절하는 온도조절유닛을 구비한 공기조화장치에 대해 유용하다.
1 : 공기조화장치
2 : 조습유닛
8 : 온도조절유닛
11 : 조습용 냉매회로(조습수단)
12 : 조습용 압축기
14 : 제 1 흡착열교환기(흡착열교환기)
15 : 제 2 흡착열교환기(흡착열교환기)
19 : 조습용 전장품유닛
19a : 방열핀(방열부)
20 : 조습용 케이싱
80 : 온도조절용 케이싱
91 : 온도조절용 냉매회로(온도조절수단)
94 : 온도조절용 열교환기
2 : 조습유닛
8 : 온도조절유닛
11 : 조습용 냉매회로(조습수단)
12 : 조습용 압축기
14 : 제 1 흡착열교환기(흡착열교환기)
15 : 제 2 흡착열교환기(흡착열교환기)
19 : 조습용 전장품유닛
19a : 방열핀(방열부)
20 : 조습용 케이싱
80 : 온도조절용 케이싱
91 : 온도조절용 냉매회로(온도조절수단)
94 : 온도조절용 열교환기
Claims (6)
- 공기의 습도를 조절하는 조습유닛(2)과, 공기의 온도를 조절하는 온도조절유닛(8)을 구비한 공기조화장치에 있어서,
상기 조습유닛(2)은 조습용 케이싱(20)과, 이 조습용 케이싱(20) 내 공기의 습도를 조절하는 조습수단(11)과, 조습용 전장품유닛(19)을 가지며,
상기 온도조절유닛(8)은 상기 조습용 케이싱(20)과 나란히 설치된 온도조절용 케이싱(80)과, 이 온도조절용 케이싱(80) 내에 수용되며 공기의 온도를 조절하는 온도조절수단(91)을 가지며,
상기 조습용 전장품유닛(19)은, 발생된 열을 방열하기 위한 방열부(19a)가 설치됨과 더불어, 상기 온도조절용 케이싱(80) 내의 공기통로에 배치되는 것을 특징으로 하는 공기조화장치.
- 청구항 1에 있어서,
상기 온도조절수단(91)은 온도조절용 케이싱(80) 내의 공기통로를 유통하는 공기의 온도를 조절하기 위한 온도조절용 열교환기(94)를 가지며,
상기 조습용 전장품유닛(19)은 상기 온도조절용 열교환기(94)에 대하여 상류 쪽에 배치되는 것을 특징으로 하는 공기조화장치. - 청구항 2에 있어서,
상기 온도조절용 열교환기(94)는 상기 온도조절용 케이싱(80) 내의 공기통로에 기울어진 상태로 배치되는 것을 특징으로 하는 공기조화장치. - 청구항 1에 있어서,
상기 조습수단은, 수분을 흡착·탈착하는 흡착제가 표면에 유지되는 흡착열교환기(14, 15) 및 냉매를 압축하는 조습용 압축기(12)가 접속됨과 더불어, 냉동 사이클을 실행하는 냉매회로(11)를 가지며,
상기 조습용 압축기(12)는 상기 온도조절용 케이싱(80) 내에 배치되는 것을 특징으로 하는 공기조화장치. - 청구항 1에 있어서,
상기 온도조절수단은, 상기 온도조절용 케이싱(80) 내의 공기통로를 유통하는 공기의 온도를 조절하기 위한 온도조절용 열교환기(94) 및 실외기 내에 배치되어 냉매를 압축하는 압축기(92)가 접속됨과 더불어, 냉동 사이클을 실행하는 냉매회로(91)를 가지며,
상기 조습수단(11)은, 수분을 흡착·탈착하는 흡착제가 표면에 유지되는 흡착열교환기(14, 15)를 가지며,
상기 흡착열교환기(14, 15)는 상기 냉매회로(91)에 접속되는 것을 특징으로 하는 공기조화장치. - 청구항 1에 있어서,
상기 조습유닛(2)과 상기 온도조절유닛(8)은 별개로 구성되며, 조립시에 일체적으로 조립되는 것을 특징으로 하는 공기조화장치.
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