KR101132983B1 - Airconditioner for collecting of waste heat useing heat pipe - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 공기조화기에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 공기조화기를 이용하여 실내를 환기하고자 실내공기를 외부로 배기시키고 외기를 실내로 유입시킬 때, 히트파이프를 이용하여 배기되는 실내공기의 폐열을 회수하여 유입되는 외기와 열교환이 이루지도록 한 후에 실내로 유입되도록 함으로써, 에너지 손실을 최소화하도록 한 히트파이프를 이용한 폐열 회수형 공기조화기에 관한 것이다.
The present invention relates to an air conditioner, and more particularly, in order to ventilate an indoor room using an air conditioner, when exhausting indoor air to outside and introducing outdoor air into the room, the waste heat of the indoor air exhausted by using a heat pipe is recovered. By allowing heat to be introduced into the room after the heat exchange with the outside air, the waste heat recovery type air conditioner using a heat pipe to minimize energy loss.
최근에는, 산업의 발달에 따라 대기오염이 심각해지고 있으며, 이러한 대기오염으로부터 건강을 유지하면서 동시에 쾌적한 실내공간을 유지하기 위해 공기조화기가 개발되었다.Recently, air pollution has become serious with the development of the industry, and air conditioners have been developed to maintain a comfortable indoor space while maintaining health from such air pollution.
공기조화기는, 난방기, 냉방기, 공기정화기 등으로 실내를 냉난방시키거나 공기를 정화할 목적으로 설치되어 인간에게 보다 쾌적한 실내환경을 조성하는 역할을 하게 된다.The air conditioner is installed for the purpose of cooling or heating the room or purifying the air with a heater, an air conditioner, an air purifier, etc., and serves to create a more comfortable indoor environment for humans.
즉, 실내공간의 온도, 습도 및 기류 등을 조절하여 인간이 활동하기에 쾌적한 분위기를 조성하며, 더 나아가 실내공기를 순환시키는 과정에서 실내공기에 포함된 분진 등을 여과집진하여 쾌적한 실내환경을 조성하게 된다.That is, it creates a pleasant atmosphere for human activities by controlling the temperature, humidity, and airflow of the indoor space, and further, creates a pleasant indoor environment by filtering and collecting dust contained in the indoor air in the process of circulating the indoor air. Done.
이러한 공기조화기는 송풍팬의 흡입력에 의해 실내 및 외부의 공기를 흡입하고, 이와 같이 흡입한 공기를 열교환기를 통과시키면서 가열 또는 냉각시킨 다음 다시 실내로 토출시킴으로써, 냉난방 기능을 수행하게 되는 것이다.Such an air conditioner sucks air inside and outside by the suction force of a blower fan, heats or cools the air sucked through the heat exchanger, and discharges the air again to the room, thereby performing a cooling and heating function.
상기한 종래 공기조화기의 개략적인 구성을 도 1 및 도 2에 의거하여 설명하면 다음과 같다.A schematic configuration of the above-described conventional air conditioner will be described below with reference to FIGS. 1 and 2.
도시된 바와 같이, 종래의 공기조화기는 공조기몸체부와; 상기 공조기몸체부의 내부 일측에 순환공기가 흡입되는 순환공기 흡입구(21)가 댐퍼(23)와 함께 구비되고, 그 내부에 흡입팬부재(22)가 설치되어진 순환공기 흡입공간부(20)와; 상기 순환공기 흡입공간부(20)와 연통되면서 그 내부로 유입된 일부 공기를 댐퍼(32)가 구비된 배기구(31)로 배기하는 배기공간부(30)와; 상기 배기공간부(30)에서 혼합댐퍼(41)를 통해 공기가 유입되며, 소정량의 외기가 외기 댐퍼(42)의 조절을 받아 외기 흡입구(43)로 유입되는 외기 혼합공간부(40)와; 상기 외기 혼합공간부(40)와 근접 설치되어 흡입된 혼합공기를 여과하는 필터장치(50)와; 상기 필터장치(50)의 내측으로 설치되어 이 필터장치를 통과한 공기를 냉각, 또는 가열하는 열변환장치(60)와; 상기 열변환장치(60)와 근접/설치되어 이에 물을 살수하여 가습시키는 가습장치(80)와, 그 일측으로 공기송풍구(71)가 형성되고 그 내부에 냉각 또는 가열된 공기를 공기송풍구를 통해 강제 송출하는 송풍팬부재(72)가 설치되어진 송풍공간부(70);등으로 구성되어 있다.As shown, a conventional air conditioner includes an air conditioner body portion; A circulating
즉, 상기한 바와 같이 공기조화기(10), 공조기몸체부의 내부로 외부공기를 흡입하는 순환공기 흡입구(21)의 일측에 흡입팬부재(22) 및 필터장치(50), 그리고 열변환장치(60)가 직렬로 설치되어 상기 순환공기 흡입공간부(20)의 순환공기 흡입구(21)를 통해 흡입된 외부공기가 순차적으로 필터장치(50)를 통해 여과된 다음, 상기 열변환장치(60)에 의해 적당한 온도로 가열 또는 냉각되고, 이와 같이 가열 또는 냉각된 공기가 가습장치(80)로부터 살수된 물에 의해 적당한 습도를 유지한 상태에서 송풍공간부(70)의 송풍팬부재(72)를 통해 공기송풍구(71)로 송출되는 것이다.That is, as described above, the
앞서 설명한 바와 같이, 순환공기흡입구(21)의 댐퍼(23)가 개방되어 순환공기가 흡입공간부(20)로 유입된 상태에서, 실내의 공기 오염도에 따라 배기구의 댐퍼(32) 및 외기흡입구의 댐퍼(42)와 혼합댐퍼(41)의 개도량을 조절하면 된다.As described above, in the state where the
상기 배기구의 댐퍼(32)와 외기흡입구의 댐퍼(42)는 동일한 개도력을 가지게 되며, 상기 배기공간부(30)와 외기혼합공간부(40) 사이에 위치하는 혼합 댐퍼(41)는 배기구의 댐퍼(32) 및 외기흡입구의 댐퍼(42)와는 반대의 개도력을 가지게 된다.The
따라서, 실내공기의 오염으로 순환공기를 배출시키고, 반대로 외부의 신선한 공기를 유입시키고자 할 경우에는, 배기구의 댐퍼(32)와, 외기흡입구의 댐퍼(42)를 개방시키면 된다.Therefore, when the circulating air is discharged due to contamination of the indoor air and the fresh air from the outside is introduced, the
이때, 배기구의 댐퍼(32) 개도량이 50% 이면, 외기흡입구의 댐퍼(42) 또한 50% 개도되고, 배기공간부와 외기혼합공간부의 사이에 위치하는 혼합 댐퍼(41) 또흔 50% 개도되게 된다.At this time, when the opening amount of the
즉, 앞서 설명한 바와 같이, 상기 배기구의 댐퍼(32)와 외기흡입구의 댐퍼(42)는 동일하게 개도되고, 상기 배기구의 댐퍼(32) 및 외기흡입구의 댐퍼(42)와 혼합댐퍼(41)는 반대의 개도력을 가지게 되기 때문이다.That is, as described above, the
이에, 상기 배기구의 댐퍼(32) 개도량이 10% 이면, 외기흡입구의 댐퍼(42) 또한 10% 개도되고, 혼합 댐퍼(41)는 반대로 90% 개도된다.Accordingly, when the opening amount of the
반대로, 상기 배기구의 댐퍼(42) 개도량이 90%이면, 외기흡입구의 댐퍼(42) 또한 90% 개도되고, 혼합 댐퍼(41)는 10% 개도된다.On the contrary, when the opening amount of the
위의 기능에 따라, 실내공기 오염도가 높아 실내공기를 많이 배기시키고, 외부의 신선한 공기를 많이 유입시키고자 배기구 댐퍼(32)와 외기흡입구 댐퍼(42)를 50% 개도시키게 되면, 상기 혼합 댐퍼(41) 또한 50% 개도되는바, 순환공기흡입구를 통해 흡입공간부(20)로 유입된 순환공기가 흡입팬부재(22)에 의해 배기공간부(30)로 이송될 때, 일부의 공기(대략 50%)는 배기구 댐퍼(32)를 통해 배기구(31)로 배출되고, 나머지 일부(대략 50%)는 혼합 댐퍼(41)를 통해 외기혼합공간부(40)로 유입된다.According to the above function, if the indoor air pollution degree is high, and the indoor air is exhausted a lot, and the
이와 같이 외기혼합공간부(40)로 유입된 일부의 순환공기는 외기흡입구의 댐퍼(42)를 통해 유입된 신선한 외부공기(대략 50%)와 혼합된 후, 필터장치(50), 열교환장치(60) 및 가습장치(80) 등을 통해 열교환을 이룬 후, 송풍팬부재(72)에 의해 공기송풍구(71)를 거쳐 실내로 토출되는 것이다.Thus, some of the circulating air introduced into the outdoor
이와 같이, 지속적으로 순환공기의 일부가 외부로 배기되고, 반대로 배기된 만큼의 신선한 외기가 계속적으로 실내로 유입되는 과정을 거쳐 자연스럽게 환기가 이루어지게 된다.As described above, a part of the circulating air is continuously exhausted to the outside, and as a result, ventilation is naturally performed through the process of continuously introducing fresh air into the room.
물론, 이 경우에 배기구 댐퍼(32)와 외기흡입구 댐퍼(42)의 개도량을 조절함으로써, 실내공기의 환기량을 조절할 수 있다.In this case, the ventilation amount of the indoor air can be adjusted by adjusting the opening amounts of the
즉, 실내공기의 환기량을 적게 하고자 할 경우에는, 배기구 댐퍼(32) 및 외기흡입구 댐퍼(42)의 개도량을 적게 하여 실내공기의 배기 및 외부공기의 흡입을 적게 하고, 반대로 공기조화기를 순환하는 많은 양의 공기가 계속해서 순환되도록 하면 된다.That is, when the ventilation amount of the indoor air is to be reduced, the opening amount of the
예컨대, 실내공기를 조금만 환기시키고자, 배기구 댐퍼(32)를 10% 정도 개도시키게 되면, 외기흡입구 댐퍼(42) 또한 10% 개도되고, 반대로 혼합 댐퍼(41)는 90% 개도된다.For example, if the
따라서, 흡입공간부를 거쳐 배기공간부로 이동된 순환공기 중, 90% 정도는 혼합댐퍼(41)를 통과하여 외기혼합공간부로 이동되고, 10% 정도의 순환공기만 배기구(31)를 통해 외부로 배출된다.Accordingly, about 90% of the circulated air moved to the exhaust space part through the suction space part is moved to the outside air mixing space part through the
반대로, 상기 외기흡입구 댐퍼(42) 또한 10% 정도면 개도되어 있는바, 10% 만큼의 외부공기가 유입되어 90% 정도의 순환공기와 혼합된 후, 송풍공간부로 이송되는 것이다.On the contrary, the outside
한편, 실내공기의 오염도가 매우 커서, 대부분의 실내공기를 환기시키고자 배기구 댐퍼(32)를 100% 개도시키게 되면, 외기흡입구 댐퍼(42) 또한 100% 개도되고, 반대로 혼합댐퍼(41)는 완전히 폐쇄된다.On the other hand, when the pollution degree of the indoor air is very large and the
따라서, 실내를 순환하던 공기는 모두 배기구(31)를 통해 외부로 배출되고, 100% 외부의 신선한 공기가 공기조화기로 유입되어 실내를 순환하게 되는 것이다.
Therefore, all of the air circulating in the room is discharged to the outside through the
그러나, 상기와 같은 구성으로 이루어진 종래의 공기조화기는 실내공기의 오염에 따라 실내공기를 환기시킴에 따라 열손실이 발생되어 결국 효율의 저하로 인해 큰 전력이 소비되는 문제점이 있었다.However, the conventional air conditioner having the above configuration has a problem in that heat loss is generated as the indoor air is ventilated due to pollution of indoor air, resulting in a large power consumption due to a decrease in efficiency.
즉, 무더운 여름철에 냉방중인 실내공기의 오염에 따라 실내공기를 환기시킬 경우, 저온의 실내공기가 배기구를 통해 외부로 빠져나가고 반대로 고온의 외부공기가 외기흡입구를 통해 실내로 유입됨으로써, 전체적인 실내공기의 온도가 높아지게 되는바, 결국 온도가 높아진 실내공기를 다시 열교환에 의해 냉방시키는데 따른 에너지 소비가 커지게 되는 문제점이 있었다.In other words, when the indoor air is ventilated due to pollution of the indoor air being cooled during the hot summer season, the indoor air of low temperature escapes through the exhaust port, and the high temperature outside air flows into the room through the air intake port. Since the temperature of the bar is increased, there is a problem that the energy consumption of cooling the room air is increased by heat exchange again.
반대로, 추운 겨울철에 난방중인 실내공기의 오염에 따라 실내공기를 환기시킬 경우에도, 고온의 실내공기가 배기구를 통해 외부로 빠져나가고 이에 대응하여 저온의 외부공기가 외기흡입구를 통해 실내로 유입됨으로써, 전체적인 실내공기의 온도가 낮아지게 되는바, 결국 온도가 낮아진 실내공기를 다시 열교환에 의해 난방시키는데 따른 에너지 소비가 커지게 되는 문제점도 있었다.On the contrary, even when the indoor air is ventilated due to pollution of the heated indoor air in the cold winter season, the high temperature indoor air escapes to the outside through the exhaust port, and the low temperature outside air flows into the interior through the outside air intake, The overall temperature of the indoor air is lowered, there was also a problem that the energy consumption of heating the room air is lowered by heat exchange again.
본 발명은 상기와 같은 제반 문제점에 착안하여 안출된 것으로서, 공기조화기를 이용하여 실내를 냉방 또는 난방 중에, 실내공기의 오염에 따라 실내공기를 외부공기와 환기시키는 과정에서 실내공기의 온도변화를 최소화함으로써, 결국 실내공기의 열손실을 줄여 에너지소비에 따른 전력손실을 줄이도록 한 히트파이프를 이용한 폐열 회수형 공기조화기를 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention has been made in view of the above problems, and minimizes the temperature change of the indoor air in the process of ventilating the indoor air with the outside air according to the pollution of the indoor air during the cooling or heating of the room using the air conditioner Thus, the purpose is to provide a waste heat recovery type air conditioner using a heat pipe to reduce the heat loss of the indoor air to reduce the power loss due to energy consumption.
즉, 본 발명은 무더운 여름철 실내를 냉방운전 중에 실내공기를 환기시킬 경우, 외부의 더운 공기가 실내로 유입되면서 배기되는 실내의 차가운 공기의 폐열을 회수하여 열교환을 이룸에 따라 차가운 공기로 유입되도록 하고, 반대로 추운 겨울철 실내를 난방운전 중에 실내공기를 환기시킬 경우, 외부의 차가운 공기가 실내로 유입되면서 배기되는 실내의 더운 공기의 폐열을 회수하여 열교환을 이룸에 따라 따뜻한 공기로 유입되도록 함으로써, 실내의 열손실을 줄여 결국 에너지 소비에 따른 전력손실을 줄이도록 한 히트파이프를 이용한 폐열 회수형 공기조화기를 제공하는데 그 목적이 있다.
That is, when the indoor air is ventilated during a cooling operation in a hot summer room, the hot air from the outside is recovered as waste heat of the cold air exhausted as the air flows into the room, thereby allowing the heat exchange to flow into the cold air. On the contrary, when the indoor air is ventilated during the heating operation in the cold winter season, the waste heat of the indoor hot air that is exhausted as the cold air flows into the indoor air is recovered to allow the heat to flow into the warm air according to the heat exchange. The purpose of the present invention is to provide a waste heat recovery type air conditioner using a heat pipe that reduces heat loss and eventually reduces power loss due to energy consumption.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 히트파이프를 이용한 폐열 회수형 공기조화기는, 순환공기 흡입공간부와; 상기 순환공기 흡입공간부와 연통되면서 그 내부로 유입된 일부 공기를 배기구로 배기하는 배기공간부와; 상기 배기공간부에서 유입되는 공기와 외기 흡입구를 통해 유입되는 외기를 혼합하는 혼합공간부를 포함하며, 상기 배기공간부의 배기구와, 혼합공간부의 외기 흡입구에 걸쳐 복수의 히트 파이프가 그 중심을 기준으로 절곡되어 양쪽으로 상향경사지게 배열설치된 히트파이프 모듈이 설치되되, 상기 히트파이프 모듈은 배기구의 배기덕트 및 외기 흡입구의 외기 흡입덕트와 각각 신축이 가능한 벨로우즈관에 의해 연통되게 설치되어 승강수단에 의해 어느 한쪽이 상향 또는 하향의 경사진 각도로 설치가 이루어지되, 상기 배기구를 통해 배기되는 실내공기와, 상기 외기 흡입구를 통해 흡입되는 외기가 서로 혼합되지 않도록 구성된 것을 특징으로 한다.Waste heat recovery type air conditioner using a heat pipe according to the present invention for achieving the above object, circulating air suction space portion; An exhaust space portion communicating with the circulating air intake space portion and exhausting some air introduced into the exhaust air to the exhaust port; And a mixed space unit for mixing the air introduced from the exhaust space and the outside air introduced through the outside air inlet, and a plurality of heat pipes are bent based on the center of the exhaust space of the exhaust space and the outside air inlet of the mixed space. The heat pipe module is installed to be inclined upwardly on both sides, and the heat pipe module is installed in communication with an exhaust duct of an exhaust port and an air intake duct of an external air inlet by a bellows tube that is expandable and contracted, respectively. The installation is made at an inclined angle upward or downward, characterized in that the indoor air exhausted through the exhaust port and the outside air sucked through the outside air intake port are not mixed with each other.
여기서, 상기 히트파이프 모듈은, 여름철 냉방운전시, 배기구 쪽에 위치하는 부위가 배기공간부와 혼합공간부를 구획하는 구획벽을 기준으로 큰 각도만큼 상향경사지게 위치하고, 외기 흡입구 쪽에 위치하는 부위가 상기 구획벽을 기준으로 수평 또는 작은 각도만큼 하향경사지게 위치하도록 고정,설치되는 것이 바람직하며, Herein, the heat pipe module is located at an inclined upward angle by a large angle with respect to a partition wall partitioning an exhaust space portion and a mixed space portion during a summer cooling operation, and a portion located at an outside air intake side is located at the partition wall. It is preferable to be fixed and installed so as to be inclined downward by a horizontal or small angle relative to,
겨울철 난방운전시, 배기구 쪽에 위치하는 부위가 배기공간부와 혼합공간부를 구획하는 구획벽을 기준으로 작은 각도만큼 하향경사지게 위치하고, 외기 흡입구 쪽에 위치하는 부위가 상기 구획벽을 기준으로 큰 각도만큼 상향경사지게 위치하도록 고정,설치되는 것이 바람직하다.During winter heating operation, the part located on the exhaust port is inclined downward by a small angle with respect to the partition wall partitioning the exhaust space and the mixed space part, and the part located on the outside air inlet port is inclined upward by a large angle based on the partition wall. It is desirable to be fixed and installed to position.
한편, 상기 히트파이프 모듈의 절곡진 중앙부위로부터 일정길이만큼 차폐부가 연장형성되고, 상기 배기공간부와 혼합공간부 사이의 구획벽에는 일정깊이만큼 가이드홈이 형성되며, 상기 차폐부는 히트파이프 모듈의 시소운동에 따라 상기 구획벽의 가이드홈 내에서 일정간격만큼 승강을 이루면서 상기 배기공간부와 혼합공간부를 계속해서 차폐시키도록 구성되는 것이 바람직하다.On the other hand, the shielding portion is extended by a predetermined length from the bent center portion of the heat pipe module, the guide wall is formed in the partition wall between the exhaust space and the mixed space portion to a certain depth, the shielding portion of the heat pipe module According to the seesaw movement, it is preferable to be configured to continuously shield the exhaust space portion and the mixed space portion while ascending and descending by a predetermined interval in the guide groove of the partition wall.
이 경우, 상기 차폐부는, 고무와 같은 연질로 이루어져서 소정의 신축성을 갖는 것을 제공함이 바람직하다.
In this case, it is preferable that the shielding part is made of a soft material such as rubber to have a predetermined elasticity.
이상에서와 같이, 본 발명에 따른 히트파이프를 이용한 폐열 회수형 공기조화기에 의하면, 공기조화기를 이용하여 실내를 냉방 또는 난방 중에, 실내공기의 오염에 따라 실내공기를 외부공기와 환기시키는 과정에서 실내공기의 온도변화가 최소화됨으로써, 결국 실내공기의 열손실이 줄어 에너지소비에 따른 전력손실이 줄어들게 되는 효과가 제공된다.
As described above, according to the waste heat recovery type air conditioner using the heat pipe according to the present invention, during the cooling or heating the room using the air conditioner, the indoor air in the process of ventilating the indoor air with the outside air according to the pollution of the indoor air By minimizing the temperature change of the air, the heat loss of the indoor air is reduced, thereby reducing the power loss due to energy consumption.
도 1은 종래의 공기조화기 구성을 개략적으로 도시한 사시도.
도 2는 도 1의 내부 구성을 나타낸 구성도,
도 3은 본 발명에 따른 히트파이프를 이용한 폐열 회수형 공기조화기의 구성을 개략적으로 도시한 구성도.
도 4a 및 도 4b는 본 발명의 공기조화기에 적용되는 히트파이프 모듈의 개략적인 사시도와, 히트파이프 모듈에 적용되는 차폐부의 사시도.
도 5는 도 4에서 히트파이프의 내부구성을 나타낸 종단면도.
도 6은 히트파이프의 내부구성을 나타낸 종단면도.
도 7a는 여름철 실내 냉방운전시 히트파이프 모듈의 설치관계를 도시한 확대구성도.
도 7b는 도 7a의 설치구성에 따른 열교환 과정을 나타낸 작동 흐름도.
도 8a는 겨울철 실내 난방운전시 히트파이프 모듈의 설치관계를 도시한 확대구성도.
도 8b는 도 8a의 설치구성에 따른 열교환 과정을 나타낸 작동 흐름도.
도 9a 및 도 9b는, 여름철 또는 겨울철 실내 냉,난방 운전시 다른 형태의 히트파이프 모듈의 설치구성에 따른 열교환 과정을 나타낸 작동 흐름도.1 is a perspective view schematically showing a conventional air conditioner configuration.
2 is a configuration diagram showing the internal configuration of FIG.
Figure 3 is a schematic diagram showing the configuration of a waste heat recovery type air conditioner using a heat pipe according to the present invention.
4A and 4B are schematic perspective views of a heat pipe module applied to the air conditioner of the present invention, and a perspective view of a shield applied to the heat pipe module.
5 is a longitudinal cross-sectional view showing the internal structure of the heat pipe in FIG.
6 is a longitudinal sectional view showing an internal configuration of a heat pipe;
Figure 7a is an enlarged configuration showing the installation relationship of the heat pipe module during the indoor cooling operation in the summer.
FIG. 7B is an operational flowchart illustrating a heat exchange process according to the installation configuration of FIG. 7A. FIG.
Figure 8a is an enlarged configuration showing the installation relationship of the heat pipe module during the winter heating operation indoors.
8B is an operation flowchart showing a heat exchange process according to the installation configuration of FIG. 8A.
9A and 9B are operation flowcharts illustrating a heat exchange process according to an installation configuration of another type of heat pipe module during a summer or winter indoor cooling and heating operation.
이하, 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 예시도면에 의거하여 상세히 설명한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 3은 본 발명에 따른 히트파이프를 이용한 폐열 회수형 공기조화기의 구성을 개략적으로 도시한 구성도이고, 도 4a 및 도 4b는 본 발명의 공기조화기에 적용되는 히트파이프 모듈의 개략적인 사시도와 히트파이프 모듈에 적용되는 차폐부의 사시도이며, 도 5는 도 4a에서 히트파이프의 내부구성을 나타낸 종단면도이고, 도 6은 히트파이프의 작동구조를 나타내기 위한 구성도이다.Figure 3 is a schematic view showing the configuration of a waste heat recovery type air conditioner using a heat pipe according to the present invention, Figures 4a and 4b is a schematic perspective view of a heat pipe module applied to the air conditioner of the present invention and FIG. 5 is a perspective view illustrating the internal structure of the heat pipe in FIG. 4A, and FIG. 6 is a configuration diagram illustrating an operation structure of the heat pipe.
참고로, 본 발명의 실시 예를 설명함에 있어서 종래에 있어서와 동일한 부분에 대해서는 동일부호를 부여하여 설명하고, 그 반복되는 설명은 생략하여 설명하기로 한다.For reference, in describing the embodiments of the present invention, the same parts as in the related art will be described with the same reference numerals, and repeated description thereof will be omitted.
먼저, 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 히트파이프를 이용한 폐열 회수형 공기조화기는, 배기공간부(30) 상부 일측에 형성된 배기구(31)와, 혼합공간부(40) 상부 일측에 형성된 외기 흡입구(43)에 걸쳐 복수의 히트파이프(104)가 배열설치된 히트파이프 모듈(100)이 설치되어 있다.First, as shown in Figure 3, the waste heat recovery type air conditioner using a heat pipe according to the present invention, the
여기서, 상기 히트파이프(104)들은 그 중간을 기점으로 대략 V자 형상으로 그 중심의 절국부위를 기점으로 양방향으로 경사지게 형성된 상태로 배열설치된 구조로 이루어져 있다.Here, the
즉, 히트파이프 모듈(100)은 도 4에 도시된 바와 같이, 그 중간을 기점으로 V자 형상으로 절곡되어 어느 한쪽에 대하여 다른 한쪽이 경사지게 형성된 복수의 히트파이프(104)들과, 이 복수의 히트파이프(104)들을 감싸는 커버(102)로 구성되는데, 커버(102)의 양쪽은 상하면이 개방되어 연통이 가능하도록 구성되어 있다.That is, as shown in FIG. 4, the
여기서, 히트파이프 모듈(100)의 양쪽 상부 개방부위는, 배기구(31)의 배기턱트 및 외기 흡입구(43)의 외기 흡입덕트와 각각 신축이 가능한 벨로우즈관(110)에 의해 연통되게 설치되며, 이에 따라 히트파이프 모듈(100) 그 중앙부위를 기점으로 시소운동이 가능하게 된다.Here, both upper opening portions of the
즉, 히트파이프 모듈(100)에서 배기구(31)쪽에 위치하는 부위가 수평 또는 작은 각도로 경사를 이루고 외기 흡입구(43)쪽에 위치하는 부위가 큰 각도로 경사진 상태를 유지하도록 고정설치될 수도 있고, 반대로 배기구(31)쪽에 위치하는 부위가 큰 각도로 경사진 상태를 유지하고 외기 흡입구(43)쪽에 위치하는 부위가 수평 또는 작은 각도로 경사를 이룬 상태를 유지하도록 고정설치될 수도 있다.That is, the portion of the
여기서, 히트파이프 모듈(100)을 시소운동에 의해 어느 한쪽부위는 수평 또는 작은 각도로 경사진 상태를 이루도록 하고, 다른 한쪽은 큰 각도로 경사진 상태를 이루도록 하는 것은 계절에 따라 달라지게 되는데, 이와 같이 히트파이프 모듈(100)을 시소운동시키기 위한 승강수단(200)이 제공되어 있다.Here, the
상기 승강수단(200)은 배기공간부(30) 또는 혼합공간부(40) 중, 어느 하나의 공간부 상부 일측에 설치되는 구동부(202)와, 이 구동부(202)의 구동에 의해 승강이 이루어지며 그 끝단은 히트파이프 모듈(100)의 일측 상부 커버 모서리측에 고정설치되는 연결부(204)로 구성되어 있다.The lifting means 200 is lifted by the driving
예컨대, 도 7a 및 도 8a에 도시된 바와 같이, 혼합공간부(40)의 상부 일측에 구동부(202)가 설치되고, 이 구동부(202)와 연결된 연결부(204)의 끝단이 혼합공간부(40)쪽에 위치하는 히트파이프 모듈(100)의 일측 상부 커버 모서리측에 고정설치된 경우, 상기 승강수단(200)의 작동에 의해 히트파이프 모듈(100)이 시소운동을 할 수 있게 된다.For example, as shown in FIGS. 7A and 8A, a
즉, 승강수단(200)의 구동부(202)를 정회전시켜서 연결부(204)를 위로 당기게 되면, 도 8a에 도시된 바와 같이, 히트파이프 모듈(100)에서 혼합공간부(40)쪽에 위치하는 부위는 그 중심을 기준으로 상향경사진 상태가 되고 이에 따라 배기공간부(30)쪽에 위치하는 부위는 수평 또는 작은 각도로 하향 경사진 상태를 이루게 된다. 반대로, 승강수단(200)의 구동부(202)를 역회전시켜서 연결부(204)를 아래로 내려주게 되면, 도 7a에 도시된 바와 같이, 히트파이프 모듈(100)에서 혼합공간부(40)쪽에 위치하는 부위는 그 중심을 기준으로 수평 또는 작은 각도로 하향경사진 상태가 되고 이에 따라 배기공간부(30)쪽에 위치하는 부위는 큰 각도로 상향경사진 상태를 이루게 된다.That is, when the driving
참고로, 본 발명의 실시 예에서 상기 승강수단(200)이 구동부(202)와 연결부(204)로 구성된 것을 일예로 들어 설명하였으나, 상기 승강수단은 다양한 구성들에 의해 구현이 가능함은 물론이다. 즉, 별도로 도시되지는 않았지만, 히트파이프 모듈(100)의 커버 양측과 배기공간부(30) 또는 혼합공간부(40)의 상부 일측 사이에 턴버클을 각각 설치하여 승강이 이루어지도록 할 수도 있고, 유압 또는 공압실린더들에 의해 경사진 상태가 되도록 승강시킬 수도 있을 것이다.For reference, in the embodiment of the present invention, the lifting means 200 has been described as an example consisting of the
또한, 히트파이프 모듈(100)은 볼 스크류에 의한 승강과 다절링크들의 절첩에 의한 승강도 가능함은 물론, 종래의 공지되 다양한 기계적, 전기적 구성들의 조합에 의해 경사진 형태가 되도록 승강이 이루어질 수도 있음은 물론이다.In addition, the
여기서, 히트파이프 모듈(100)이 그 중심을 기점으로 승강수단(200)에 의해 시소운동을 하게 됨에 따라 배기공간부(30)와 혼합공간부(40)의 구획벽(210)에는 일정한 틈이 발생할 수밖에 없게 된다.Here, as the
즉, 히트파이프 모듈(100)이 수평으로 이루어질 경우에는 문제가 없으나, 앞서 설명한 바와 같이 V형상으로 이루어지고, 절곡부위인 중심을 기점으로 시소운동을 하게 됨으로써, 상기 절곡부위인 중심에서 상부점 또는 하부점 중 어느 하나의 부위를 힌지(212)에 의해 배기공간부(30)와 혼합공간부(40)의 구획벽(210)과 연결하게 되더라도 다른 하나의 부위는 시소운동에 따라 구획벽(210)과 수직선상에서 이탈되게 되어 틈이 발생할 수밖에 없게 된다.That is, there is no problem when the
따라서, 본 발명의 실시 예에서는 히트파이프 모듈(100)이 시소운동을 하더라도 배기공간부(30)와 혼합공간부(40)를 차폐하기 위한 차폐수단이 더 설치되어 있다.Therefore, in the embodiment of the present invention, even if the
도 3 내지 도 4b에 도시된 바와 같이, 히트파이프 모듈(100)의 절곡부위인 중심에서 상부점이 배기공간부(30)와 혼합공간부(40)의 구획벽(210)과 힌지에 의해 고정설치되어 있다. 또한, 상기 절곡부위인 중심에서 하부점에는 일정길이만큼 수직방향으로 차폐부(214)가 연장형성되어 있으며, 이 차폐부(214)는 고무와 같은 연질로 이루어져서 소정의 신축성을 갖게 된다. 여기서, 상기 배기공간부(30)와 혼합공간부(40) 사이의 혼합댐퍼(41) 상부쪽 구획벽에는 일정깊이만큼 가이드홈(216)이 형성되어 있으며, 상기 차폐부(214)는 히트파이프 모듈(100)의 시소운동에 따라 상기 구획벽(210)의 가이드홈(216) 내에서 일정간격만큼 승강을 이루면서 배기공간부(30)와 혼합공간부(40)를 계속해서 차폐시키게 된다.As shown in FIGS. 3 to 4b, the upper point is fixedly installed by the
상기 차폐부(214)는 히트파이프 모듈(100)의 커버(102) 내측으로도 연장형성되어 히트파이프(104)의 양측(응축부와 증발부)을 구획함에 따라 차폐가 이루어지도록 하는 차단막(215)이 연장형성되어 있으며, 이 차단막(215)에는 히트파이프 통과홀(215a)이 형성되어 있다.The shielding
따라서, 히트파이프(104) 내의 유체만 응축부 및 증발부로 이동이 이루어지며, 상기 히트파이프(104)의 응축부를 통과한 공기와, 히트파이프(104)의 증발부를 통과한 공기는 상기 차폐부의 차단막(215)에 의해 형성되는 단열부에 의해 서로 혼합되지 않게 된다.Therefore, only the fluid in the
이때, 상기 차폐부(214)는 고무와 같은 연질로 제작된 것이 적용되는 바, 히트파이프 모듈(100)이 힌지를 기점으로 시소운동을 하여 배기공간부(30)쪽 또는 혼합공간부(40)쪽으로 치우치더라도 탄성을 발휘하여 휘어진 상태를 유지하면서 구획벽(210)의 가이드홈(216) 내부에 위치하게 됨으로써, 배기공간부(30)와 혼합공간부(40)를 계속해서 차폐시키게 된다.At this time, the shielding
한편, 본 발명에 적용되는 히트파이프 모듈(100)에서의 히트파이프(104)는, 열전달 수단으로서, 이미 전기,전자 등의 산업분야 및 농업분야 등에서 널리 응용되어 사용되고 있는 것으로서, 진공상태의 금속관 내에 비점이 낮고 증발잠열이 큰 비활성 가스 등의 작동유체를 주입하여 제작되는 것이며, 저압의 조건에서 작동유체가 쉽게 액체에서 증기로 상변화 한다는 특징을 이용하여 상변화시 잠열로서 열을 전달하는 장치이다.On the other hand, the
히트파이프는 일반 공조 및 냉난방, 전자기기의 냉각, 증온범위의 폐열회수, 태양열의 집열 등에 효율적인 열전달 요소로 사용되며, 그 장점은 무엇보다도 별도의 동력원 없이 동의 최고 수천 배에 달하는 열전도 성능을 낼 수 있다는 것이다.Heat pipes are used as efficient heat transfer elements for general air conditioning and air conditioning, cooling of electronic devices, waste heat recovery in the temperature range, and solar heat collection.The advantage is that they can achieve up to thousands of times of heat conduction performance without a separate power source. Is there.
도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이, 히트파이프(104)는 밀폐용기(104a)와, 모세관(Wick)(104b) 및 비활성기체 등의 작동유체(104c)로 이루어지며, 작동유체(104c)의 기,액 계면은 곡률을 이루게 되고 밀폐용기(104a)의 길이 방향으로의 곡률 반경 차이에 의해 모세관 압력(Capillary Pressure)이 생기는바, 이 모세관 압력에 의해 응축부에서 응축된 액체는 증발부로 수송되는 써모사이폰(Thermosyphon) 현상이 일어난다.As shown in FIGS. 5 and 6, the
즉, 히트파이프(104)는 모세관(104b)에서의 증기압과 응축액의 압력차이에 의하여 모세관 내부에 고여 있는 응축액 계면이 곡률을 이룬다. 이러한 곡률은 응축부 끝단 쪽으로 이동할수록 작아지고 증발부 끝단으로 갈수록 증가한다. 증기압력은 증발부에서 최대가 되고 점차 감소하다가 단열부에서 최소가 된다. 이후 다시 응축부까지 압력이 서서히 증가한다. 따라서 증기유속은 증발부에서 가속되면서 단열부에서 최대 속도에 도달하고 다시 응축부까지는 응축과정으로 인해 유속이 감소된다.That is, the
응축압력은 응축이 활발한 응축부에서 크며 액체가 상대적으로 양이 적은 증발부에서는 응축압력이 작다. 응축액의 이동은 증기와 응축액의 압력차이에 의한 계면 곡률에 의하여 힘의 평형을 이루기 위해서 모세관 압력이 발생한다. 이러한 모세관 압력은 응축부에 응축된 응축액을 증발부로 펌핑하는 힘으로 작용한다.The condensation pressure is large in the condensation section where condensation is active and the condensation pressure is small in the evaporation section where the liquid is relatively small. The movement of the condensate generates capillary pressure to balance the force due to the interfacial curvature caused by the pressure difference between the vapor and the condensate. This capillary pressure acts as a force for pumping the condensate condensed on the condensate into the evaporator.
그런데, 히트파이프 모듈(100)이 수평 상태를 이루게 되면, 히트파이프 모듈(100)내에 구비되는 복수의 히트파이프(104) 내부 즉, 응축부에서 응축된 응축액이 모세관(104b)을 따라 증발부로 용이하게 이동되지 못함에 따라 써모싸이폰 현상이 제대로 일어나지 않게 되어 결국 원활한 열교환을 이루지 못하게 되는 문제점이 발생될 수 있다.However, when the
즉, 배기구(31)와 외기 흡입구(43)에 걸쳐 히트파이프 모듈(100)이 수평으로 설치된 상태에서, 여름철 실내를 냉방운전할 경우, 히트파이프 모듈(100)에서 배기구(31)와 연통되는 배기부위는 응축부를 형성하고, 외기 흡입구(43)와 연통되는 외기 흡입부위는 증발부를 형성하게 된다.That is, when the
즉, 냉방운전 중, 환기를 위하여 배기구(31)와 외기 흡입구(43)가 개방되면, 실내의 차가운 공기가 배기구(31)를 통해 외부로 배기됨으로써, 히트파이프 모듈(100)의 배기부위는 차가운 공기와 열교환을 이루어 따뜻한 공기를 외부로 배기시키는 응축부로 형성되고, 실외의 더운 공기가 외기 흡입구(43)를 통해 실내로 유입됨으로써, 히트파이프 모듈(100)의 외기 흡입부위는 유입되는 더운 공기와 열교환을 이루어 차가운 공기를 실내로 공급하는 증발부로 형성된다.That is, during the cooling operation, when the
이때, 히트파이프 모듈(100)의 응축부에서 열교환되어 응축된 응축액은 서모싸이폰 현상에 의해 증발부로 이동하고, 반대로 증발부에서 열교환되어 증발된 작동유체도 서모싸이폰 현상에 의해 응축부로 이동하여야 하는데, 앞서 설명한 바와 같이, 히트파이프 모듈(100)이 수평을 이루게 되면 서모싸이폰 현상이 원활하게 이루어지지 않게 되어 효율성이 저하되는 문제점이 발생된다.At this time, the condensate condensed by heat exchange in the condenser of the
이에, 공기조화기(10)의 냉방운전 또는 난방운전에 따라 히트파이프 모듈(100)을 경사지게 형성함으로써, 서모싸이폰 현상이 원활하게 이루어지도록 하여 효율성을 극대화하는 것이 바람직하다.Thus, by forming the
특히, 증발부는 수평이거나 상대적으로 수평에 대하여 경사각이 작게 경사지도록 하고, 응축부는 상대적으로 경사각이 크게 경사지도록 함으로써, 증발부에 대한 공기의 열교환 면적을 넓히도록 하고, 반대로 응축부의 응축액이 중력의 극대화에 의해 증발부로 빠른속도로 이동이 이루어지도록 하는 것이 바람직하다.In particular, the evaporator has a horizontal or relatively inclined angle with respect to the horizontal, and the condensation portion has a relatively inclined angle inclined so as to increase the heat exchange area of the air to the evaporator, conversely condensate of the condensate maximizes gravity It is preferable to make the movement to the evaporator at a high speed.
참고로, 상기 히트파이프 모듈(100)의 히트파이프(104) 외주면에는 통과되는 공기와의 접촉면적을 넓혀 열교환효율을 향상시키도록 코일(104d)이 감겨지도록 하는 것이 바람직하며, 상기 코일(104d)을 대신하여 핀 등 공기와의 접촉면적을 증가시킴과 아울러 접촉시간을 증대시키는 것이라면 어떠한 것이라도 부착,설치가 가능하다.
For reference, it is preferable that the
<여름철 냉방운전><Cooling operation in summer>
도 7a는 여름철 실내 냉방운전시 히트파이프 모듈(100)의 설치관계를 도시한 확대 구성도, 도 7b는 도 7a의 설치구성에 따른 열교환 과정을 나타낸 작동 흐름도이다.Figure 7a is an enlarged configuration diagram showing the installation relationship of the
도시된 바와 같이, 여름철 실내를 냉방운전할 경우, 구동수단을 이용하여 히트파이프 모듈(100)을 좌측에서 우측방향으로 하향경사지게 설치한다. 즉, 배기구(31) 쪽에 위치하는 배기부위는 배기공간부(30)와 혼합공간부(40)를 구획하는 구획벽(210)을 기점으로 큰 각도로 상향경사지도록 하고 외기 흡입구(43) 쪽에 위치하는 외기 흡입부위는 상기 구획벽(210)을 기점으로 상기 배기부위보다 작은 각도로 하향경사지도록 또는 수평이 되도록 설치한다.As shown, when the indoor cooling operation in the summer, the
따라서, 히트파이프 모듈(100)에서 배기구(31) 쪽에 위치하는 배기부위는 응축부로 되고, 반대로 외기 흡입구(43) 쪽에 위치하는 외기 흡입부위는 증발부로 된다.Therefore, in the
이때, 상기 히트파이프 모듈(100)은 승강수단(200)에 의해 경사지게 위치가 조절되어 고정이 가능하며, 각각의 배기덕트와 외기 흡입덕트에 대하여 신축가능한 벨로우즈관(110)에 의해 연통가능하게 설치되어 있는바, 승강에 따른 경사진 설치가 가능하게 된다.At this time, the
즉, 구동수단(200)의 구동부(202)를 구동시켜서 연결부(204)를 아래로 하강시키면, 히트파이프 모듈(100)에서 배기부위는 위로, 흡기부위는 아래로 이동하여 상기와 같이 경사진 형태를 이루게 된다.That is, when the driving
이와 같이, 히트파이프 모듈(100)이 배기구(31)에서는 높게, 외기 흡입구(43)에서는 낮게 설치되어 경사를 이루도록 설치된 상태에서, 실내공기가 오염되어 환기시키고자 배기구(31)와 외기 흡입구(43)를 개방시키게 되면, 도 7b에 도시된 바와 같이, 외부의 신선한 공기가 외기 흡입구(43)를 통해 실내로 공급되고, 공급된 만큼에 해당하는 실내의 공기가 배기구(31)를 통해 외부로 배기된다.As described above, the
이때, 실내의 차가운 공기는 배기구(31)를 통해 히트파이프 모듈(100)의 배기부위를 통과하게 되는바, 차가운 공기가 히트파이프 모듈(100)의 배기부위를 통과하면서 열교환을 이루어 작동유체를 응축시키게 되며, 배출되는 차가운 실내공기와 열교환에 의해 응축된 응축수는 큰 각도로 하향경사진 내부의 모세관을 따라 단열부를 거쳐 증발부로 수송된다.At this time, the indoor cold air passes through the exhaust portion of the
즉, 앞서 설명한 바와 같이 히트파이프 모듈(100)의 배기부위가 구획벽(210)을 중심으로 상향경사진 위치에 있는 배기부위에서 응축된 응축수는 중력에 따라 용이하게 증발부로 수송되는 것이다. 이때 히트파이프 모듈(100)의 배기부위는 큰 각도로 경사지게 위치하는 바, 중력이 더욱 크게 작용하여 응축수의 수송이 보다 신속하게 이루어지게 된다.That is, as described above, the condensed water condensed at the exhaust portion in which the exhaust portion of the
한편, 여름철 외기는 고온을 유지하는데, 실외의 더운 공기는 외기 흡입구(43)를 통해 히트파이프 모듈(100)의 흡기부위 즉 증발부를 통과하게 되는바, 증발부가 더운 공기 즉 외기의 열을 빼앗아 열교환을 이루어 차가운 공기로 실내에 공급된다. 이에 흡입되는 더운 외기와 열교환에 의해 증발된 작동유체는 상승작용에 의해 단열부럴 거쳐 배기부위 즉 응축부로 순환된다.On the other hand, the outdoor air in the summer to maintain a high temperature, the outdoor hot air passes through the intake portion, that is, the evaporation portion of the
여기서, 증발부는 응축부에 비하여 비교적 작은 각도로 경사지게 형성되거나 또는 수평으로 형성됨으로써, 외기가 접촉하는 단면적이 상대적으로 넓어지게 되는바, 열교환 효율이 증대된다.Here, the evaporator is formed to be inclined at a relatively small angle or horizontally compared to the condenser, so that the cross-sectional area in which the outside air contacts is relatively widened, thereby increasing heat exchange efficiency.
따라서, 실외의 더운 공기 즉 외기는 히트파이프 모듈(100)의 외기 흡입부위를 통과하면서 열교환을 이루어 차가운 공기로 되며, 이와 같이 차가운 공기가 실내로 유입됨으로써, 환기에 따른 실내 공기의 열손실이 줄어들게 되는바, 실내 공기의 온도를 낮추고자 에너지 소비를 늘리지 않아도 되어 결국 전력비용이 상승되지 않게 된다.Therefore, the outdoor hot air, ie, the outside air, becomes heat exchanged through the outside air suction portion of the
여기서, 실내의 차가운 공기는 배기공간부(30)를 통해 히트파이프 모듈(100)의 응축부만을 통과하여 배기덕트를 통해 외부로 배기만 이루어지고, 반대로 외부의 더운 공기는 외기 흡입구를 통해 히트파이프 모듈(100)의 증발부만을 통과하여 혼합공간부(40)로 흡기만 이루어지게 되는바, 배기되는 차가운 실내공기와 흡입되는 더운 외기가 서로 섞이지 않게 된다.Here, the cold air in the room passes through only the condensation part of the
즉, 히트파이프 모듈(100)의 응축부와 증발부는 그 중간의 단열부에 의해 서로 연통되지 않는 구조로 이루어지고, 또한 히트파이프 모듈(100)의 경사각을 이루더라도 연질의 바람막이가 배기공간부(30)와 혼합공간부(40)의 구획벽에 형성된 가이드홈 상에서 슬라이드 되어 상기 배기공간부(30)와 혼합공간부(40)를 완전히 차폐시키게 되는바, 유출입되는 다른 온도의 공기들이 서로 섞이지 않아 열교환 효율이 더욱 향상된다.
That is, the condensation part and the evaporation part of the
<겨울철 난방운전><Winter heating operation in winter>
도 8a는 겨울철 실내 난방운전시 히트파이프 모듈(100)의 설치관계를 도시한 확대 구성도, 도 8b는 도 8a의 설치구성에 따른 열교환 과정을 나타낸 작동 흐름도이다.8A is an enlarged configuration diagram illustrating an installation relationship of the
도시된 바와 같이, 겨울철 실내를 난방운전할 경우, 구동수단을 이용하여 히트파이프 모듈(100)을 좌측에서 우측방향으로 상향경사지게 설치한다. 즉, 배기구(31) 쪽에 위치하는 배기부위는 배기공간부(30)와 혼합공간부(40)를 구획하는 구획벽(210)을 기점으로 수평 또는 작은 각도로 상향경사지도록 하고 외기 흡입구(43) 쪽에 위치하는 외기 흡입부위는 상기 구획벽(210)을 기점으로 상기 배기부위보다 큰 각도로 상향경사지도록 설치한다.As shown, when the heating operation in the winter room, the
따라서, 히트파이프 모듈(100)에서 배기구(31) 쪽에 위치하는 배기부위는 증발부로 되고, 반대로 외기 흡입구(43) 쪽에 위치하는 외기 흡입부위는 응축부로 된다.Therefore, in the
이때, 상기 히트파이프 모듈(100)은 승강수단에 의해 경사지게 위치가 조절되어 고정이 가능하며, 각각의 배기덕트와 외기 흡입덕트에 대하여 신축가능한 벨로우즈관(110)에 의해 연통가능하게 설치되어 있는바, 승강에 따른 경사진 설치가 가능하게 된다.At this time, the
즉, 구동수단(200)의 구동부(202)를 구동시켜서 연결부(204)를 위로 상승시키면, 히트파이프 모듈(100)에서 배기부위는 아래로, 흡기부위는 위로 이동하여 상기와 같이 경사진 형태를 이루게 된다.That is, when driving the
이와 같이, 히트파이프 모듈(100)이 배기구(31)에서는 낮게, 외기 흡입구(43)에서는 높게 설치되어 경사를 이루도록 설치된 상태에서, 실내공기가 오염되어 환기시키고자 배기구(31)와 외기 흡입구(43)를 개방시키게 되면, 도 8b에 도시된 바와 같이, 외부의 신선한 공기가 외기 흡입구(43)를 통해 실내로 공급되고, 공급된 만큼에 해당하는 실내의 공기가 배기구(31)를 통해 외부로 배기된다.As described above, the
이때, 실내의 따뜻한 공기는 배기구(31)를 통해 히트파이프 모듈(100)의 배기부위를 통과하게 되는바, 따뜻한 공기가 히트파이프 모듈(100)의 배기부위를 통과하면서 열교환을 이루어 작동유체를 증발시키게 되며, 배출되는 따뜻한 실내공기와 열교환에 의해 증발된 작동유체는 수평 또는 작은 각도로 상향경사진 내부의 모세관을 따라 단열부를 거쳐 응축부로 수송된다.At this time, the warm air in the room passes through the exhaust part of the
한편, 겨울철 외기는 저온을 유지하는데, 실외의 차가운 공기는 외기 흡입구(43)를 통해 히트파이프 모듈(100)의 외기 흡입부위를 통과하게 되는바, 차가운 공기가 히트파이프 모듈(100)의 외기 흡입부위를 통과하면서 열교환을 이루어 증발된 작동유체를 응축시키게 되며, 흡입되는 차가운 외기와 열교환에 의해 응축된 작동유체는 큰 경사로 하향경사진 내부의 모세관을 따라 단열부를 거쳐 배기부위 즉 증발부로 순환된다.On the other hand, the outdoor air in the winter to maintain a low temperature, the outdoor cold air is passed through the outside air suction portion of the
즉, 앞서 설명한 바와 같이 히트파이프 모듈(100)의 흡입부위가 구획벽(210)을 중심으로 큰 각도로 상향경사진 위치에 있는 흡입부위에서 응축된 응축수는 중력에 따라 용이하게 증발부로 수송되는 것이다. 이때 히트파이프 모듈(100)의 흡입부위는 큰 각도로 경사지게 위치하는 바, 중력이 더욱 크게 작용하여 응축수의 수송이 보다 신속하게 이루어지게 된다.That is, as described above, the condensed water condensed at the suction part in which the suction part of the
여기서, 증발부는 응축부에 비하여 비교적 작은 각도로 경사지게 형성되거나 또는 수평으로 형성됨으로써, 외기가 접촉하는 단면적이 상대적으로 넓어지게 되는바, 열교환 효율이 증대된다.Here, the evaporator is formed to be inclined at a relatively small angle or horizontally compared to the condenser, so that the cross-sectional area in which the outside air contacts is relatively widened, thereby increasing heat exchange efficiency.
따라서, 실외의 차가운 공기 즉 외기는 히트파이프 모듈(100)의 외기 흡입부위를 통과하면서 열교환을 이루어 따뜻한 공기로 되며, 이와 같이 따뜻한 공기가 실내로 유입됨으로써, 환기에 따른 실내 공기의 열손실이 줄어들게 되는바, 실내 공기의 온도를 높이고자 에너지 소비를 늘리지 않아도 되어 결국 전력비용이 상승되지 않게 된다.Therefore, the outdoor cold air, ie, the outdoor air, becomes a warm air through heat exchange while passing through the outside air intake portion of the
여기서, 실내의 따뜻한 공기는 배기공간부(30)를 통해 히트파이프 모듈(100)의 증발부만을 통과하여 배기덕트를 통해 외부로 배기만 이루어지고, 반대로 외부의 차가운 공기는 외기 흡입구를 통해 히트파이프 모듈(100)의 응축부만을 통과하여 혼합공간부(40)로 흡기만 이루어지게 되는바, 배기되는 따뜻한 실내공기와 흡입되는 차가운 외기가 서로 섞이지 않게 된다.Here, the indoor warm air passes only through the evaporation part of the
즉, 히트파이프 모듈(100)의 증발부와 응축부는 그 중간의 단열부에 의해 서로 연통되지 않는 구조로 이루어지고, 또한 히트파이프 모듈(100)의 경사각을 이루더라도 연질의 바람막이가 배기공간부(30)와 혼합공간부(40)의 구획벽에 형성된 가이드홈 상에서 슬라이드 되어 상기 배기공간부(30)와 혼합공간부(40)를 완전히 차폐시키게 되는바, 유출입되는 다른 온도의 공기들이 서로 섞이지 않아 열교환 효율이 더욱 향상된다.
That is, the evaporation part and the condensation part of the
참고로, 별도로 도시되지는 않았지만, 상기 히트파이프 모듈(100)의 중앙 일측에는 히트파이프 모듈(100)의 경사진 각도를 육안으로 확인할 수 있도록 하는 각도계가 설치될 수도 있다.For reference, although not separately shown, a protractor may be installed at one central side of the
그 이유는, 여름철 또는 겨울철에 히트파이프 모듈(100)의 경사각을 어떻게 했을 경우, 가장 열교환 효율이 우수한지를 파악한 후, 가장 열교환 효율이 좋은 각도로 세팅이 용이하도록 하기 위함이다.
The reason for this is that when the inclination angle of the
한편, 도 9a 및 도 9b는 앞선 실시 예에서와 같이, 히트파이프 모듈(100)이 중심을 기준으로 양방향으로 경사지게 형성된 것이 아닌, 라운드 진 형태로 이루어진 것을 적용한 상태를 나타낸 것으로써, 이와 같이 히트파이프 모듈(100)이 라운드 진 형태로 이루어지더라도 그 작용효과는 동일함은 물론이다.9A and 9B illustrate a state in which the
이와 같이, 본 발명의 실시 예에서 설명한 기술적 사상들은 각각 독립적으로 실시될 수 있으며, 서로 조합되어 실시될 수도 있다. 또한, 본 발명은 도면 및 발명의 상세한 설명에 기재된 실시 예를 통하여 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시 예가 가능하다. 따라서, 본 발명의 기술적 보호범위는 첨부된 특허청구범위에 의해 정해져야 할 것이다.
As such, the technical spirits described in the embodiments of the present invention may be independently implemented, or may be implemented in combination with each other. In addition, the present invention has been described through the embodiments described in the drawings and the detailed description of the invention, which is merely exemplary, and those skilled in the art to which the present invention pertains have various modifications and equivalent other embodiments. It is possible. Accordingly, the technical scope of the present invention should be determined by the appended claims.
10 : 공기조화기 30 : 배기공간부
40 : 혼합공간부 100 : 히트파이프 모듈
104 : 히트파이프 200 : 승강수단
202 : 구동부 204 : 연결부
210 : 구획벽 214 : 차폐부
215 : 차단막 216 : 가이드홈10: air conditioner 30: exhaust space
40: mixed space part 100: heat pipe module
104: heat pipe 200: lifting means
202: drive portion 204: connection portion
210: partition wall 214: shield
215: barrier 216: guide groove
Claims (5)
상기 순환공기 흡입공간부와 연통되면서 그 내부로 유입된 일부 공기를 배기구로 배기하는 배기공간부와;
상기 배기공간부에서 유입되는 공기와 외기 흡입구를 통해 유입되는 외기를 혼합하는 혼합공간부를 포함하며,
상기 배기공간부의 배기구와, 혼합공간부의 외기 흡입구에 걸쳐 복수의 히트 파이프가 그 중심을 기준으로 절곡되어 양쪽으로 상향경사지게 배열설치된 히트파이프 모듈이 설치되되, 상기 히트파이프 모듈은 배기구의 배기덕트 및 외기 흡입구의 외기 흡입덕트와 각각 신축이 가능한 벨로우즈관에 의해 연통되게 설치되어 승강수단에 의해 어느 한쪽이 상향 또는 하향의 경사진 각도로 설치가 이루어지되,
상기 배기구를 통해 배기되는 실내공기와, 상기 외기 흡입구를 통해 흡입되는 외기가 서로 혼합되지 않도록 구성된 것을 특징으로 하는 히트파이프를 이용한 폐열 회수형 공기조화기.
Circulating air suction space;
An exhaust space portion communicating with the circulating air intake space portion and exhausting some air introduced into the exhaust air to the exhaust port;
It includes a mixing space for mixing the air introduced from the exhaust space portion and the outside air introduced through the outside air inlet,
A heat pipe module having a plurality of heat pipes bent with respect to the center thereof and arranged to be inclined upwardly on both sides is disposed on an exhaust port of the exhaust space and an outside air inlet of the mixed space, and the heat pipe module includes an exhaust duct and an outside air of the exhaust port. It is installed in communication with the outside air suction duct of the inlet by the expandable bellows pipes, respectively, by which the lifting means is installed at an inclined angle of upward or downward,
A waste heat recovery type air conditioner using a heat pipe, characterized in that the indoor air exhausted through the exhaust port and the outside air sucked through the outside air intake port are not mixed with each other.
상기 히트파이프 모듈은,
여름철 냉방운전시, 배기구 쪽에 위치하는 부위가 배기공간부와 혼합공간부를 구획하는 구획벽을 기준으로 큰 각도만큼 상향경사지게 위치하고, 외기 흡입구 쪽에 위치하는 부위가 상기 구획벽을 기준으로 수평 또는 작은 각도만큼 하향경사지게 위치하도록 고정,설치되는 것을 특징으로 하는 히트파이프를 이용한 폐열 회수형 공기조화기.
The method of claim 1,
The heat pipe module,
During the cooling operation in summer, the part located at the exhaust port side is inclined upward by a large angle with respect to the partition wall partitioning the exhaust space part and the mixing space part, and the part located at the outside air inlet port is horizontally or smallly angled relative to the partition wall. Waste heat recovery type air conditioner using a heat pipe, characterized in that fixed to be installed inclined downward.
상기 히트파이프 모듈은,
겨울철 난방운전시, 배기구 쪽에 위치하는 부위가 배기공간부와 혼합공간부를 구획하는 구획벽을 기준으로 작은 각도만큼 하향경사지게 위치하고, 외기 흡입구 쪽에 위치하는 부위가 상기 구획벽을 기준으로 큰 각도만큼 상향경사지게 위치하도록 고정,설치되는 것을 특징으로 하는 히트파이프를 이용한 폐열 회수형 공기조화기.
The method of claim 1,
The heat pipe module,
During winter heating operation, the part located on the exhaust port is inclined downward by a small angle with respect to the partition wall partitioning the exhaust space and the mixed space part, and the part located on the outside air inlet port is inclined upward by a large angle based on the partition wall. Waste heat recovery type air conditioner using a heat pipe, characterized in that fixed to be installed.
상기 히트파이프 모듈의 절곡진 중앙부위로부터 일정길이만큼 차폐부가 연장형성되고, 상기 배기공간부와 혼합공간부 사이의 구획벽에는 일정깊이만큼 가이드홈이 형성되며, 상기 차폐부는 히트파이프 모듈의 시소운동에 따라 상기 구획벽의 가이드홈 내에서 일정간격만큼 승강을 이루면서 상기 배기공간부와 혼합공간부를 계속해서 차폐시키도록 구성된 것을 특징으로 하는 히트파이프를 이용한 폐열 회수형 공기조화기.
The method according to any one of claims 1 to 3,
A shielding portion extends by a predetermined length from the bent center portion of the heat pipe module, and a guide groove is formed in a partition wall between the exhaust space portion and the mixed space portion to a predetermined depth, and the shielding portion moves the seesaw of the heat pipe module. Waste heat recovery type air conditioner using a heat pipe, characterized in that configured to continuously shield the exhaust space and the mixing space while ascending by a predetermined interval in the guide groove of the partition wall.
상기 차폐부는, 고무와 같은 연질로 이루어져서 소정의 신축성을 갖는 것을 특징으로 하는 히트파이프를 이용한 폐열 회수형 공기조화기. The method of claim 4, wherein
The shield part is made of soft, such as rubber and has a predetermined elasticity, waste heat recovery type air conditioner using a heat pipe.
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KR200431537Y1 (en) | 2006-08-25 | 2006-11-23 | 서진공조 주식회사 | Converting device for cooling and heating of heat recovery ventilators using heat pipe |
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