KR101346747B1 - 간접증발기를 이용한 공기조화시스템 - Google Patents

간접증발기를 이용한 공기조화시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명은, 외기유입구와, 내기유입구와, 실내배출구와, 배출구를 각각 구비하고, 상기 외기유입구로부터 유입된 상기 외기를 상기 실내배출구로 안내하는 흡기유로와, 상기 내기유입구로부터 유입된 상기 내기를 상기 배출구로 안내하는 배기유로가 형성된 하우징; 상기 배기유로와 상기 흡기유로 상에 구비되어 상기 외기와 상기 내기를 서로 열교환시키는 간접증발기; 상기 내기 또는 외기를 상기 간접증발기를 우회하여 실내로 공급 또는 외부로 배출되게 하는 바이패스유로; 상기 흡기유로 상에 구비되어 상기 외기를 실내로 강제 유인시키는 흡기팬과, 상기 배기유로 상에 구비되어 상기 내기를 실외로 강제 배출시키는 배기팬을 포함하는 송풍유닛; 상기 흡기유로와, 상기 배기유로와, 상기 바이패스유로 각각에 구비되어 상기 내기 또는 외기의 유동을 선택적으로 조절하는 개폐부; 및 상기 개폐부를 제어하여 외기온도에 따라 상기 외기 또는 내기의 유동을 선택적으로 제어하는 제어부를 포함하는 간접증발기를 이용한 공기조화시스템을 제공한다.
따라서 실외 공기와 실내 공기의 열교환이 효과적으로 이루어지는 구조로 되어 있어 에너지효율을 향상시킬 수 있으며, 사용에너지를 절감할 수 있다.

Description

간접증발기를 이용한 공기조화시스템 {Air conditioning system}
본 발명은 공기조화시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 에너지효율을 높일 수 있는 간접증발기를 이용한 공기조화시스템에 관한 것이다.
일반적으로 대부분의 주택, 특히 공동주택, 빌딩 등과 같은 건축물에는 냉방장치와, 난방장치 등이 설치되어 있어 쾌적하고 조화된 공기를 실내에 제공하고 있다. 특히, 주상복합건물 또는 빌딩과 같이 밀폐식 창문이 설치된 건축물에는 공동으로 냉방 및 난방은 물론 환기를 실행할 수 있는 공기조화시스템이 설치되고 있다.
이러한 공기조화시스템의 예로 대한민국 공개특허 제2005-0010571호의 환기시스템은, 본체케이스의 일측면에 형성되어 공기가 흡입되는 흡기구와, 상기 흡입구로부터 흡입된 공기를 강제 송풍하도록 하우징에 연결되는 송풍팬과, 상기 송풍팬에 의해 송풍되는 공기가 분출되는 배기구와, 외기와 내기가 서로 전열교환되게 하는 전냉각유닛을 포함하는 구성으로 되어 있다.
그런데, 상기한 종래의 공기조화시스템은, 구조적으로 실외 공기와 실내 공기가 서로 혼합되는 구조이기 때문에 에너지효율이 떨어져 성능 및 에너지절감효과가 저하되는 문제점이 있었다.
또한, 종래의 공기조화시스템은 동절기와 하절기 각각의 경우에 대하여 효과적으로 대응할 수 없는 구조로 되어 있기 때문에, 각 계절에 따라 다른 공기조화기를 마련해야하기 때문에 번거로울 뿐만 아니라 경제적이지 못하는 문제점이 있었다.
본 발명은, 실외 공기와 실내 공기의 열교환이 효과적으로 이루어지는 구조로 되어 있어 에너지효율을 향상시킬 수 있으며, 동절기와 하절기 각각의 경우에 대응하여 효과적으로 운전할 수 있기 때문에 비용을 절감할 수 있을 뿐만 아니라 경제적인 간접증발기를 이용한 공기조화시스템을 제공하는데 목적이 있다.
본 발명은, 외기가 유입되는 외기유입구와, 내기가 유입되는 내기유입구와, 상기 외기유입구 또는 상기 내기유입구로부터 유입된 상기 외기 또는 내기를 실내로 배출하는 실내배출구와, 상기 내기유입구로부터 유입된 상기 내기를 외부로 배출하는 배출구를 각각 구비하고, 상기 외기유입구로부터 유입된 상기 외기를 상기 실내배출구로 안내하는 흡기유로와, 상기 내기유입구로부터 유입된 상기 내기를 상기 배출구로 안내하는 배기유로가 형성된 하우징; 상기 배기유로와 상기 흡기유로 상에 구비되어 상기 외기와 상기 내기를 서로 열교환시키는 간접증발기; 상기 내기 또는 외기를 상기 간접증발기를 우회하여 실내로 공급 또는 외부로 배출되게 하는 바이패스유로; 상기 흡기유로 상에 구비되어 상기 외기를 실내로 강제 유인시키는 흡기팬과, 상기 배기유로 상에 구비되어 상기 내기를 실외로 강제 배출시키는 배기팬을 포함하는 송풍유닛; 상기 흡기유로와, 상기 배기유로와, 상기 바이패스유로 각각에 구비되어 상기 내기 또는 외기의 유동을 선택적으로 조절하는 개폐부; 및 상기 개폐부를 제어하여 외기온도에 따라 상기 외기 또는 내기의 유동을 선택적으로 제어하는 제어부를 포함하는 공기조화시스템을 제공한다.
여기서, 상기 간접증발기는, 상기 배기유로 상에 구비되고 공급받는 물의 증발잠열에 의하여 통과하는 상기 내기를 냉각하는 제1열교환셀과, 상기 흡기유로 상에 구비되고 상기 제1열교환셀과 접촉되어 냉각된 상기 내기로부터 냉각열을 전달받아 통과하는 상기 외기를 냉각하는 제2열교환셀과, 상기 제1열교환셀과 상기 제2열교환셀의 사이에 구비되어 상기 제1열교환셀과 상기 제2열교환셀을 구획하고, 상기 제1열교환셀과 상기 제2열교환셀과 각각 접촉되어 상기 제1열교환셀의 냉각열을 전달받아 상기 제2열교환셀로 상기 냉각열을 전달하는 전달부재를 포함한다.
이때, 상기 제1열교환셀은, 지그재그형상으로 절곡되고 표면에 물이 맺혀있는 제1열교환판이고, 상기 제2열교환셀은, 지그재그형상으로 절곡된 제2열교환판일 수 있다.
또한, 상기 제1열교환판은 플라스틱재질의 플라스틱층과, 상기 플라스틱층의 표면에 형성되고 상기 물을 흡수하는 종이재질의 종이층을 포함하고, 상기 제2열교환판은 플라스틱재질로 형성될 수 있다.
한편, 상기 간접증발기는, 상기 제1열교환판에 상기 물을 분사하는 물분사장치를 더 구비할 수 있다.
또한, 상기 간접증발기는, 복수개가 서로 직렬 또는 병렬로 인접하게 결합될 수 있다.
여기서, 상기 바이패스유로는, 상기 내기유입구로부터 유입된 상기 내기를 상기 간접증발기를 우회하여 상기 실내배출구로 안내하는 제1바이패스유로와, 상기 내기유입구로부터 유입된 상기 내기를 상기 간접증발기를 우회하여 상기 배출구로 안내하는 제2바이패스유로와, 상기 외기유입구로부터 유입된 상기 외기를 상기 간접증발기를 우회하여 상기 실내배출구로 안내하는 제3바이패스유로를 포함하고, 상기 개폐부는, 상기 외기유입구측에 구비되어 상기 외기의 유입을 선택적으로 조절하는 외기개폐도어와, 상기 내기유입구측의 상기 흡기유로 상에 구비되어 상기 내기의 유입을 선택적으로 조절하는 내기개폐도어와, 상기 배출구측에 구비되어 상기 내기의 유출을 선택적으로 조절하는 배기도어와, 상기 내기유입구측의 상기 제1바이패스유로 상에 구비되어 상기 내기의 바이패스를 선택적으로 조절하는 제1바이패스도어와, 상기 배출구측의 상기 제2바이패스유로 상에 구비되어 상기 내기의 바이패스를 선택적으로 조절하는 제2바이패스도어와, 상기 외기유입구측의 상기 제3바이패스유로 상에 구비되어 상기 외기의 바이패스 유입을 선택적으로 조절하는 제3바이패스도어를 포함한다.
한편, 본 발명은 상기 흡기유로 상에 구비되고, 상기 제어부에 의하여 상기 공기를 가열하여 실내로 공급하는 난방부를 더 포함한다.
또한, 상기 제어부는, 동절기의 내기순환모드인 경우, 상기 내기개폐도어와 상기 배기도어를 폐쇄하여 상기 내기가 외부로 배출되는 것을 차단하며, 상기 외기개폐도어를 차단하여 외기가 유입되는 것을 차단하고, 상기 제1바이패스도어를 개방하여 상기 내기가 상기 제1바이패스유로를 통하여 실내로 유입되게 하며, 상기 난방부를 구동하여 상기 내기를 가열하여 실내로 재공급할 수 있다.
또한, 상기 제어부는, 하절기 또는 동절기의 순환모드인 경우, 상기 제2바이패스도어와, 상기 제3바이패스도어를 폐쇄하여 상기 내기와 상기 외기가 상기 간접증발기를 우회하여 유출 및 유입되는 것을 차단하고, 상기 내기개폐도어와, 상기 외기개폐도어를 개방하여 상기 외기 및 내기가 상기 간접증발기를 거쳐 유입 및 배출되게 하고, 상기 난방부를 구동하여 유입되는 상기 외기를 가열하여 실내로 공급할 수 있으며, 이때 상기 제어부는, 상기 제1바이패스도어를 일부 개방하여 상기 내기가 상기 제1바이패스유로를 통하여 실내로 유입되게 할 수 있다.
또한, 상기 제어부는, 중간모드인 경우, 상기 내기개폐도어와, 상기 배기도어를 개방하여 외기가 상기 간접증발기를 거쳐 실내로 공급되게 하고, 상기 내기개폐도어와 상기 외기계폐도어를 개방하여 내기가 상기 간접증발기를 거쳐 외부로 배출되게 하며, 상기 제2바이패스도어와, 상기 제3바이패스도어를 일 부 개방하여 상기 내기 및 외기의 일부가 상기 간접증발기를 우회하여 실내로 유입 및 외부로 배출되게 할 수 있다.
또한, 상기 제어부는, 하절기의 과열모드인 경우, 상기 내기개폐도어와 상기 배기도어와 상기 제2바이패스도어를 개방하고 상기 제1바이패스도어를 패쇄하여 내기가 상기 간접증발기를 우회하여 외부로 배출되게 하고, 상기 외기개폐도어는 패쇄하고 상기 제3바이패스도어는 개방하여 외기가 상기 간접증발기를 우회하여 실내로 유입되게 할 수 있다.
또한, 상기 제어부는, 하절기의 단열모드인 경우, 상기 제2바이패스도어와, 상기 제3바이패스도어를 폐쇄하여 상기 내기와 상기 외기가 상기 간접증발기를 우회하여 유출 및 유입되는 것을 차단하고, 상기 내기개폐도어와, 상기 외기개폐도어를 개방하여 상기 외기 및 내기가 상기 간접증발기를 거쳐 유입 및 배출되게 하고, 상기 물분사장치를 구동시켜 통과하는 상기 외기를 냉각하여 실내로 유입되게 할 수 있다.
본 발명에 따른 간접증발기를 이용한 공기조화시스템은 다음과 같은 효과를 제공한다.
첫째, 실외 공기와 실내 공기의 열교환이 효과적으로 이루어지는 구조로 되어 있어 에너지효율을 향상시킬 수 있으며, 사용에너지를 절감할 수 있다.
둘째, 동절기와 하절기 각각의 경우에 대응하여 효과적으로 운전할 수 있기 때문에 비용을 절감할 수 있을 뿐만 아니라 경제적이다.
셋째, 컴팩트한 구조이기 때문에 전체적인 크기를 줄일 수 있어 공간활용도를 향상시킬 수 있으며, 구조가 간단하여 유지보수가 용이하다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 간접증발기를 이용한 공기조화시스템의 구성을 나타낸 단면도이다.
도 2는 도 1의 간접증발기를 나타내는 사시도이다.
도 3은 도 1의 제어부의 제어흐름을 나타내는 블록도이다.
도 4는 도 1의 공기조화시스템의 내기순환모드인 경우 공기의 흐름을 나타내는 단면도이다.
도 5는 도 1의 공기조화시스템의 순환모드인 경우 공기의 흐름을 나타내는 단면도이다.
도 6은 도 1의 공기조화시스템의 중간모드인 경우 공기의 흐름을 나타내는 단면도이다.
도 7은 도 1의 공기조화시스템의 과열모드인 경우 공기의 흐름을 나타내는 단면도이다.
도 8은 도 1의 공기조화시스템의 단열모드인 경우 공기의 흐름을 나타내는 단면도이다.
이하 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 간접증발기를 이용한 공기조화시스템의 구성을 나타낸 단면도이고, 도 2는 도 1의 간접증발기를 나타내는 사시도이며, 도 3은 도 1의 제어부의 제어흐름을 나타내는 블록도이다.
먼저, 도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 간접증발기를 이용한 공기조화시스템(700; 이하, '공기조화시스템'이라 한다)은, 하우징(100)과, 간접증발기(200)와, 바이패스유로(31,32,33)와, 송풍유닛(300)과, 개폐부(400)와, 제어부(500)를 포함한다.
상기 하우징(100)은, 일측으로 외기가 유입되는 외기유입구(101)와, 타측으로 내기가 유입되는 내기유입구(102)와, 상기 내기유입구(102)와 이격되는 타측으로 상기 외기유입구(101) 또는 상기 내기유입구(102)로부터 유입된 상기 외기 또는 내기를 실내로 배출하는 실내배출구(103)와, 상측으로 상기 내기유입구(102)로부터 유입된 상기 내기를 외부로 배출하는 배출구(104)를 각각 구비하고 있다. 여기서, 상기 외기유입구(101), 내기유입구(102), 실내배출구(103) 및 배출구(104)는 설계에 따라 그 위치가 변경될 수 있음은 물론이다.
그리고, 상기 하우징(100)은 내부적으로 상기 외기유입구(101)로부터 유입된 상기 외기를 상기 실내배출구(103)로 안내하는 흡기유로(10)와, 상기 내기유입구(102)로부터 유입된 상기 내기를 상기 배출구(104)로 안내하는 배기유로(20)가 형성되어 외기와 내기가 서로 혼합되지 않는 구조로 되어 있으며, 이와 더불어 후술되는 바이패스유로(31,32,33)를 형성하고 있다.
한편, 도면에서 O.A(Outdoor air)는 상기 흡기유로(10)로 유입되는 외기를 나타내고, S.A(Supply air)는 상기 하우징(100)을 통과하여 실내로 공급되는 공기를 나타내고, R.A(Return air)는 상기 하우징(100)으로 회수되는 실내 공기를 나타내고, E.A(Exhaust air)는 상기 하우징(100)을 통과하여 배출되는 실내 공기를 나타낸다.
상기 간접증발기(200)는 상기 배기유로(20)와 상기 흡기유로(10) 상에 구비되어 상기 외기와 상기 내기를 서로 열교환시켜, 유입되는 상기 외기를 냉각하는 역할을 한다.
상기 간접증발기(200)에 대하여 도 2를 참조하여 상세하게 살펴보면, 상기 간접증발기(200)는, 상기 배기유로(20) 상에 구비되는 상기 내기를 냉각하는 제1열교환셀(210)과, 상기 흡기유로(10) 상에 구비되는 제2열교환셀(220)과, 전달부재(230)를 포함한다.
상기 제1열교환셀(210)은, 상기 배기유로(20) 상에 구비되고 공급받는 물(1)의 증발잠열에 의하여 통과하는 상기 내기를 냉각하며, 제1열교환판(212)으로 이루어져 있다.
여기서, 상기 제1열교환판(212)은 표면에 물(1)이 맺혀 있어 상기 물(1)이 증발하면서 증발잠열에 의하여 상기 제1열교환셀(210)을 통과하는 실외 공기를 냉각 한다.
한편, 상기 간접증발기(200)는, 상기 제1열교환판(212)에 상기 물을 분사하는 물분사장치(250)를 더 구비한다. 상기 물분사장치(250)는 상기 제1열교환판(212)의 표면에 물을 균일하게 분사 도포시킬 수 있다면 스프레이 분사장치 등 모두 적용가능하며, 사용조건 등에 따라 수동식 또는 자동식 모두 가능함은 물론이다. 여기서, 미설명부호 251은 물이저장되는 저장탱크를, 252는 분사노즐을 나타낸다.
상기 제1열교환판(212)은 상기 실내 공기의 접촉면적을 늘려 열전달효율을 향상시키고, 상기 전달부재(230)와 선접촉 또는 면접촉되도록 지그재그형상으로 절곡되어 있다.
한편, 상기 제1열교환판(212)은, 일정 강성을 유지할 수 있도록 플라스틱재질로 이루어진 플라스틱층과, 상기 플라스틱층의 표면에 적층되고 상기 물을 용이하게 흡수할 수 있어 상기 물의 증발잠열로 인한 냉각효과를 향상시킬 수 있는 종이재질로 이루어진 종이층을 포함한다. 이때, 상기 플라스틱층은 폴리에틸렌(Polyethylene)으로 이루어지는 것이 바람직하나 이에 한정하는 것은 아니다. 또한 상기 제1열교환판은(212)은 플라스틱재질과 종이재질이 혼합된 혼합재질로 이루어질 수도 있다.
상기 제2열교환셀(220)은, 상기 흡기유로(10) 상에 구비되고 상기 제1열교환셀(210)과 접촉되어 냉각된 상기 내기로부터 냉각열을 전달받아 통과하는 상기 외기를 냉각한다. 이때, 상기 제2열교환셀(220)은 제2열교환판(222)으로 이루어져 있으며, 통과하는 실내 공기와의 접촉면적을 늘려 열전달효율을 향상시킬 수 있도록 지그재그 형상으로 절곡되어 있다.
여기서, 상기 제2열교환판(222)은 일정 강성을 유지할 수 있도록 플라스틱재질로 이루어져 있으며, 상기 제1열교환판(212)과 마찬가지로 폴리에틸렌으로 이루어질 수 있지만 이에 한정하지는 않는다.
상기 전달부재(230)는, 상기 제1열교환셀(210)과 상기 제2열교환셀(220)의 사이에 구비되어 상기 제1열교환셀(210)과 상기 제2열교환셀(220)을 구획하고, 상기 제1열교환셀(210)과 상기 제2열교환셀(220)과 각각 접촉되어 상기 제1열교환셀(210)의 냉각열을 전달받아 상기 제2열교환셀(220)로 상기 냉각열을 전달하는 역할을 한다.
여기서, 상기 전달부재(230)는 플라스틱 재질로 이루어지는 것이 좋으며, 상세하게 폴리프로필렌(Poly propylene)재질로 형성되는 것이 바람직하지만 이에 한정하지는 않는다.
상기한 바에 따라 상기 간접증발기(200)는, 제1열교환셀(210)에서 상기 물(1)의 증발잠열로 인하여 상기 실내 공기가 냉각되면, 상기 제1열교환셀(210)과 접촉된 전달부재(230)로 냉각열이 전달되고, 이에 상기 전달부재(230)는 상기 제2열교환셀(220) 로 상기 냉각열을 전달하여 상기 제2열교환셀(220)을 통과하는 실외 공기를 냉각시킨다.
한편, 상기 간접증발기(200)는, 상기 하우징(100)의 내부에 설치되고, 전체적으로 사각박스형상으로 상기 흡기유로(10)를 통과하는 실외 공기와, 상기 배기유로(20)를 통과하는 실내 공기가 4방 측면으로 통과할 수 있는 구조로 되어 있다. 즉, 상기 간접증발기(200)는, 상기 실외 공기는 전면으로부터 후면을 통과하면서 흐르고, 상기 실내 공기는 일측면으로부터 타측면으로 통과하면서 흐르는 구조로 되어 있다. 이에 따라 상기 간접증발기(200)는 상기 흡기유로(10)와 상기 배기유로(20)에 모두 효과적으로 위치할 수 있음과 동시에 차지하는 공간을 줄일 수 있어 컴팩트한 구조를 이룰 수 있다. 미설명부호 241,242는 커버부재를 나타낸다.
나아가, 상기 간접증발기(200)는, 복수개가 서로 직렬 또는 병렬로 인접하게 결합하여, 열교환 용량을 늘릴 수 있다. 여기서, 상기 간접증발기(200)는 도면에서 2개로 이루어져 서로 병렬로 인접하게 연결된 경우를 실시예로 나타내었지만, 이는 바람직한 실시예로, 설계 등에 따라 그 개수와 그 연결방식 등을 달리할 수 있음은 물론이다.
상기 바이패스유로(31,32,33)는, 상기 내기 또는 외기를 상기 간접증발기(200)를 우회하여 실내로 공급 또는 외부로 배출되게 하여, 외기와 내기의 온도차가 심한 경우 이를 보상하여 효율을 향상시키는 역할을 한다.
상세하게, 상기 바이패스유로(31,32,33)는, 제1바이패스유로(31)와, 제2바이패스유로(32)와, 제3바이패스유로(33)를 포함한다.
상기 제1바이패스유로(31)는, 상기 내기유입구(102)로부터 유입된 상기 내기를 상기 간접증발기(200)를 우회하여 상기 실내배출구(103)로 안내한다.
상기 제2바이패스유로(32)는, 상기 내기유입구(102)로부터 유입된 상기 내기를 상기 간접증발기(200)를 우회하여 상기 배출구(104)로 안내한다.
상기 제3바이패스유로(33)는, 상기 외기유입구(101)로부터 유입된 상기 외기를 상기 간접증발기(200)를 우회하여 상기 실내배출구(103)로 안내한다.
상기 송풍유닛(300)은, 상기 흡기유로(10) 상에 구비되어 상기 외기를 실내로 강제 유인시키는 흡기팬(310)과, 상기 배기유로(20) 상에 구비되어 상기 내기를 실외로 강제 배출시키는 배기팬(320)을 포함한다. 여기서 상기 흡기팬(310)과 상기 배기팬(320)은 상기한 목적을 달성할 수 있다면 상기 흡기유로(10)와 상기 배기유로(20) 상에 다양한 위치에 설치될 수 있음은 물론이며, 그 설치개수 또한 다양하게 할 수 있다.
상기 개폐부(400)는, 상기 흡기유로(10)와, 상기 배기유로(20)와, 상기 바이패스유로(31,32,33) 각각에 구비되어 상기 내기 또는 외기의 유동을 선택적으로 조절하는 역할을 한다.
이에 대하여 상세하게 살펴보면, 상기 개폐부(400)는, 상기 외기유입구(101)측의 흡기유로(10) 상에 구비되어 상기 외기의 유입을 선택적으로 조절하는 외기개폐도어(410)와, 상기 내기유입구(102)측의 상기 흡기유로(10) 상에 구비되어 상기 내기의 유입을 선택적으로 조절하는 내기개폐도어(미도시)와, 상기 배출구측에 구비되어 상기 내기의 유출을 선택적으로 조절하는 배기도어(420)를 포함한다.
또한, 상기 개폐부(400)는, 상기 내기유입구(102)측의 상기 제1바이패스유로(31) 상에 구비되어 상기 내기의 바이패스를 선택적으로 조절하는 제1바이패스도어(430)와, 상기 배출구측의 상기 제2바이패스유로(32) 상에 구비되어 상기 내기의 바이패스를 선택적으로 조절하는 제2바이패스도어(440)와, 상기 외기유입구(101)측의 상기 제3바이패스유로(33) 상에 구비되어 상기 외기의 바이패스 유입을 선택적으로 조절하는 제3바이패스도어(450)를 포함한다.
한편, 상기 개폐부(400)는 도면에서, 통과하는 공기의 유동을 조절하기 위하여 복수개의 도어를 구비하여, 상기 도어의 개폐수를 조절하여 공기의 유동을 조절하는 것을 바람직한 실시예로 나타내었으나, 이 외 통과하는 공기의 유동량을 조절하기 위한 구성으로 공지의 팬모터, 유량조절밸브, 또는 댐퍼 등 다양한 구성이 적용가능함은 물론이다.
본 발명은 상기 흡기유로(10) 상에 구비되고, 상기 제어부(500)에 의하여 상기 공기를 가열하여 실내로 공급하는 난방부(600)를 더 포함한다. 상세하게, 상기 난방부(600)는, 상기 실내배출구(103) 측에 구비되어 공기가 실내로 공급되기 전 가열하며, 열전달면적 및 효율이 좋은 오발타입(Oval type)의 히팅코일을 적용할 수 있다. 하지만, 이는 일 실시예로 상기한 목적을 달성할 수 있다면 다양한 실시예가 가능함은 물론이다.
상기한 바와 같이, 상기 공기조화시스템(700)은, 상기 간접증발기(200)를 통하여 물의 증발잠열에 의하여 실외 공기를 냉각함으로써 에너지효율을 향상시킬 수 있기 때문에 에너지효율을 향상시킬 수 있으며, 사용에너지를 절감할 수 있다.
도 3을 참조하면, 상기 제어부(500)는, 상기 난방부(600) 및 상기 물분사장치(250)와 연결되어 작동을 제어하고, 상기 개폐부(400)를 제어하여 외기온도에 따라 상기 외기 또는 내기의 유동을 선택적으로 제어하여 다양한 모드를 구현하는 역할을 한다. 여기서, 상기 제어부(500)에 대한 상세한 설명은 각 모드별 공기흐름을 나타내는 도 4 내지 도 8에서 살펴보기로 한다.
먼저, 도 4는 도 1의 공기조화시스템의 내기순환모드인 경우 공기의 흐름을 나타내는 단면도이다.
도면을 참조하면, 상기 내기순환모드는 동절기에 주로 적용되어 실내로 외기의 유입은 차단하고 내기가 순환하는 구조이다.
이러한 내기순환모드인 경우 상기 제어부(500)는, 상기 내기개폐도어와 상기 배기도어(420)를 폐쇄하여 상기 내기가 외부로 배출되는 것을 차단하고, 상기 외기개폐도어(410)를 차단하여 외기가 유입되는 것을 차단한 상태에서, 상기 제1바이패스도어(430)를 개방하여 상기 내기가 상기 제1바이패스유로(31)를 통하여 실내로 유입되도록 제어한다. 이때, 상기 제어부(500)는 내기 온도에 따라 상기 난방부(600)를 구동 제어하여 상기 내기를 설정된 온도로 가열하여 실내로 재공급할 수 있다.
다음으로, 도 5는 도 1의 공기조화시스템의 순환모드인 경우 공기의 흐름을 나타내는 단면도로서, 도면을 참조하면, 상기 순환모드는 하절기와 동절기 시 모두에 적용하며, 하절기 시엔 상대적으로 온도가 낮은 내기를 이용하여 외기를 냉각한 뒤 실내로 유입되게 하고, 동절기 시엔 상대적으로 온도가 높은 내기를 이용하여 외기를 가열한 뒤 실내로 유입되게 하는 모드이다.
상기한 순환모드인 경우 상기 제어부(500)는, 하절기 또는 동절기 모두 상기 제2바이패스도어(440)와, 상기 제3바이패스도어(450)를 폐쇄하여 상기 내기와 상기 외기가 상기 간접증발기(200)를 우회하여 유출 및 유입되는 것을 차단하고, 상기 내기개폐도어와, 상기 외기개폐도어(410)를 개방하여 상기 외기 및 내기가 상기 간접증발기(200)를 거쳐서 유입 및 배출되게 한다. 이때, 상기 제어부(500)는 경우에 따라 상기 제1바이패스도어(430)를 일부 개방하여 상기 내기가 상기 제1바이패스유로(31)를 통하여 실내로 유입되게 할 수 있다.
또한, 상기 순환모드 시 상기 제어부(500)는, 상기 난방부(600)를 구동 제어하여 유입되는 상기 외기를 가열하여 실내로 공급할 수도 있다.
도 6은 도 1의 공기조화시스템의 중간모드인 경우 공기의 흐름을 나타내는 단면도로서, 도면을 참조하면, 상기 중간모드는 외기온도가 평균 온도일 경우 주로 적용되며, 상기 순환모드에서 상기 제2바이패스유로(32)와 상기 제3바이패스유로(33)를 일부 개방하는 구조로 되어 있다.
상기한 중간모드인 경우 상기 제어부(500)는, 먼저 상기 순환모드와 마찬가지로 상기 내기개폐도어와, 상기 배기도어(420)를 개방하여 외기가 상기 간접증발기(200)를 거쳐 실내로 공급되게 하고, 상기 내기개폐도어와 상기 외기계폐도어를 개방하여 내기가 상기 간접증발기(200)를 거쳐 외부로 배출되게 하되, 이와 더불어 상기 제2바이패스도어(440)와, 상기 제3바이패스도어(450)를 일부 개방하여 상기 내기 및 외기의 일부가 상기 간접증발기(200)를 우회하여 실내로 유입 및 외부로 배출되게 한다.
도 7은 도 1의 공기조화시스템의 과열모드인 경우 공기의 흐름을 나타내는 단면도로서, 도면을 참조하면, 상기 과열모드는 외기의 온도가 설정된 온도보다 매우 높은 하절기에 주로 적용되며, 외기와 내기가 상기 간접증발기(200)에 의하여 서로 열교환되지 않도록 되어 있다.
상기한 과열모드인 경우 상기 제어부(500)는, 상기 내기개폐도어와 상기 배기도어(420)와 상기 제2바이패스도어(440)를 개방하고 상기 제1바이패스도어(430)를 패쇄하여 내기가 상기 간접증발기(200)를 우회하여 외부로 배출되게 하고, 상기 외기개폐도어(410)는 패쇄하고 상기 제3바이패스도어(450)는 개방하여 외기가 상기 간접증발기(200)를 우회하도록 하여 외기가 내기와 열교환되지 않고 그대로 실내로 유입되게 한다.
도 8은 도 1의 공기조화시스템의 단열모드인 경우 공기의 흐름을 나타내는 단면도로서, 도면을 참조하면, 상기 단열모드는 하절기에 주로 적용되며, 상기 물분사장치(250)를 구동하여 외기가 상기 간접증발기(200)에서 냉각되어 실내로 유입되게 하는 구조이다.
상기한 단열모드인 경우 상기 제어부(500)는, 상기 순환모드와 마찬가지로 상기 제2바이패스도어(440)와, 상기 제3바이패스도어(450)를 폐쇄하여 상기 내기와 상기 외기가 상기 간접증발기(200)를 우회하여 유출 및 유입되는 것을 차단하고, 상기 내기개폐도어와, 상기 외기개폐도어(410)를 개방하여 상기 외기 및 내기가 상기 간접증발기(200)를 거쳐 유입 및 배출되게 하되, 상기 물분사장치(250)를 구동시켜 통과하는 상기 외기를 냉각하여 실내로 유입되게 한다.
상기한 바와 같이, 상기 공기조화시스템(700)은, 하절기와 동절기 등 외기와 내기의 온도에 대응하여 상기한 다양한 공조모드를 실행할 수 있어 효용 가치를 높일 수 있으며, 또한 이로 인한 비용절감으로 경제성을 향상시킬 수 있다.
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.
100... 하우징 101... 외기유입구
102... 내기유입구 103... 실내배출구
104... 배출구 200... 간접증발기
210... 제1열교환셀 212... 제1열교환판
220... 제2열교환셀 222... 제2열교환판
230... 전달부재 241, 242... 커버부재
250... 물분사장치 251... 저장탱크
252... 분사노즐 300.. 송풍유닛
310... 흡기팬 320... 배기팬
410... 외기개폐도어 420... 내기개폐도어
430... 제1바이패스도어 440... 제2바이패스도어
450... 제3바이패스도어 500... 제어부
600... 난방부 700... 공기조화시스템

Claims (16)

  1. 외기가 유입되는 외기유입구와, 내기가 유입되는 내기유입구와, 상기 외기유입구 또는 상기 내기유입구로부터 유입된 상기 외기 또는 내기를 실내로 배출하는 실내배출구와, 상기 내기유입구로부터 유입된 상기 내기를 외부로 배출하는 배출구를 각각 구비하고, 상기 외기유입구로부터 유입된 상기 외기를 상기 실내배출구로 안내하는 흡기유로와, 상기 내기유입구로부터 유입된 상기 내기를 상기 배출구로 안내하는 배기유로가 형성된 하우징;
    상기 배기유로와 상기 흡기유로 상에 구비되어 상기 외기와 상기 내기를 서로 열교환시키는 간접증발기;
    상기 내기 또는 외기를 상기 간접증발기를 우회하여 실내로 공급 또는 외부로 배출되게 하는 바이패스유로;
    상기 흡기유로 상에 구비되어 상기 외기를 실내로 강제 유인시키는 흡기팬과, 상기 배기유로 상에 구비되어 상기 내기를 실외로 강제 배출시키는 배기팬을 포함하는 송풍유닛;
    상기 흡기유로와, 상기 배기유로와, 상기 바이패스유로 각각에 구비되어 상기 내기 또는 외기의 유동을 선택적으로 조절하는 개폐부; 및
    상기 개폐부를 제어하여 외기온도에 따라 상기 외기 또는 내기의 유동을 선택적으로 제어하는 제어부를 포함하고,
    상기 바이패스유로는,
    상기 내기유입구로부터 유입된 상기 내기를 상기 간접증발기를 우회하여 상기 실내배출구로 안내하는 제1바이패스유로와, 상기 내기유입구로부터 유입된 상기 내기를 상기 간접증발기를 우회하여 상기 배출구로 안내하는 제2바이패스유로와, 상기 외기유입구로부터 유입된 상기 외기를 상기 간접증발기를 우회하여 상기 실내배출구로 안내하는 제3바이패스유로를 포함하고,
    상기 개폐부는,
    상기 외기유입구측에 구비되어 상기 외기의 유입을 선택적으로 조절하는 외기개폐도어와, 상기 내기유입구측의 상기 흡기유로 상에 구비되어 상기 내기의 유입을 선택적으로 조절하는 내기개폐도어와, 상기 배출구측에 구비되어 상기 내기의 유출을 선택적으로 조절하는 배기도어와, 상기 내기유입구측의 상기 제1바이패스유로 상에 구비되어 상기 내기의 바이패스를 선택적으로 조절하는 제1바이패스도어와, 상기 배출구측의 상기 제2바이패스유로 상에 구비되어 상기 내기의 바이패스를 선택적으로 조절하는 제2바이패스도어와, 상기 외기유입구측의 상기 제3바이패스유로 상에 구비되어 상기 외기의 바이패스 유입을 선택적으로 조절하는 제3바이패스도어를 포함하는 간접증발기를 이용한 공기조화시스템.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 간접증발기는,
    상기 배기유로 상에 구비되고 공급받는 물의 증발잠열에 의하여 통과하는 상기 내기를 냉각하는 제1열교환셀과,
    상기 흡기유로 상에 구비되고 상기 제1열교환셀과 접촉되어 냉각된 상기 내기로부터 냉각열을 전달받아 통과하는 상기 외기를 냉각하는 제2열교환셀과,
    상기 제1열교환셀과 상기 제2열교환셀의 사이에 구비되어 상기 제1열교환셀과 상기 제2열교환셀을 구획하고, 상기 제1열교환셀과 상기 제2열교환셀과 각각 접촉되어 상기 제1열교환셀의 냉각열을 전달받아 상기 제2열교환셀로 상기 냉각열을 전달하는 전달부재를 포함하는 간접증발기를 이용한 공기조화시스템.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 제1열교환셀은, 지그재그형상으로 절곡되고 표면에 물이 맺혀있는 제1열교환판이고,
    상기 제2열교환셀은, 지그재그형상으로 절곡된 제2열교환판인 간접증발기를 이용한 공기조화시스템.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 제1열교환판은 플라스틱재질의 플라스틱층과, 상기 플라스틱층의 표면에 형성되고 상기 물을 흡수하는 종이재질의 종이층을 포함하는 간접증발기를 이용한 공기조화시스템.
  5. 청구항 3에 있어서,
    상기 제1열교환판은 플라스틱재질과 종이재질이 혼합된 재질로 이루어지는 간접증발기를 이용한 공기조화시스템.
  6. 청구항 4 또는 청구항 5에 있어서,
    상기 제2열교환판은 플라스틱재질로 형성된 간접증발기를 이용한 공기조화시스템.
  7. 청구항 3에 있어서,
    상기 간접증발기는,
    상기 제1열교환판에 상기 물을 분사하는 물분사장치를 더 구비하는 간접증발기를 이용한 공기조화시스템.
  8. 청구항 2 내지 청구항 5 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 간접증발기는,
    복수개가 서로 직렬 또는 병렬로 인접하게 결합된 간접증발기를 이용한 공기조화시스템.
  9. 삭제
  10. 청구항 1에 있어서,
    상기 흡기유로 상에 구비되고, 상기 제어부에 의하여 상기 공기를 가열하여 실내로 공급하는 난방부를 더 포함하는 간접증발기를 이용한 공기조화시스템.
  11. 청구항 10에 있어서,
    상기 제어부는, 동절기의 내기순환모드인 경우,
    상기 내기개폐도어와 상기 배기도어를 폐쇄하여 상기 내기가 외부로 배출되는 것을 차단하며, 상기 외기개폐도어를 차단하여 외기가 유입되는 것을 차단하고, 상기 제1바이패스도어를 개방하여 상기 내기가 상기 제1바이패스유로를 통하여 실내로 유입되게 하며, 상기 난방부를 구동하여 상기 내기를 가열하여 실내로 재공급하는 간접증발기를 이용한 공기조화시스템.
  12. 청구항 10에 있어서,
    상기 제어부는, 하절기 또는 동절기의 순환모드인 경우,
    상기 제2바이패스도어와, 상기 제3바이패스도어를 폐쇄하여 상기 내기와 상기 외기가 상기 간접증발기를 우회하여 유출 및 유입되는 것을 차단하고, 상기 내기개폐도어와, 상기 외기개폐도어를 개방하여 상기 외기 및 내기가 상기 간접증발기를 거쳐 유입 및 배출되게 하고, 상기 난방부를 구동하여 유입되는 상기 외기를 가열하여 실내로 공급하는 간접증발기를 이용한 공기조화시스템.
  13. 청구항 12에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 제1바이패스도어를 일부 개방하여 상기 내기가 상기 제1바이패스유로를 통하여 실내로 유입되게 하는 간접증발기를 이용한 공기조화시스템.
  14. 청구항 10에 있어서,
    상기 제어부는, 중간모드인 경우,
    상기 내기개폐도어와, 상기 배기도어를 개방하여 외기가 상기 간접증발기를 거쳐 실내로 공급되게 하고, 상기 내기개폐도어와 상기 외기계폐도어를 개방하여 내기가 상기 간접증발기를 거쳐 외부로 배출되게 하며, 상기 제2바이패스도어와, 상기 제3바이패스도어를 일 부 개방하여 상기 내기 및 외기의 일부가 상기 간접증발기를 우회하여 실내로 유입 및 외부로 배출되게 하는 간접증발기를 이용한 공기조화시스템.
  15. 청구항 10에 있어서,
    상기 제어부는, 하절기의 과열모드인 경우,
    상기 내기개폐도어와 상기 배기도어와 상기 제2바이패스도어를 개방하고 상기 제1바이패스도어를 패쇄하여 내기가 상기 간접증발기를 우회하여 외부로 배출되게 하고, 상기 외기개폐도어는 패쇄하고 상기 제3바이패스도어는 개방하여 외기가 상기 간접증발기를 우회하여 실내로 유입되게 하는 간접증발기를 이용한 공기조화시스템.
  16. 청구항 10에 있어서,
    상기 간접증발기는 물을 분사하는 물분사장치를 더 구비하고,
    상기 제어부는, 하절기의 단열모드인 경우,
    상기 제2바이패스도어와, 상기 제3바이패스도어를 폐쇄하여 상기 내기와 상기 외기가 상기 간접증발기를 우회하여 유출 및 유입되는 것을 차단하고, 상기 내기개폐도어와, 상기 외기개폐도어를 개방하여 상기 외기 및 내기가 상기 간접증발기를 거쳐 유입 및 배출되게 하고, 상기 물분사장치를 구동시켜 통과하는 상기 외기를 냉각하여 실내로 유입되게 하는 간접증발기를 이용한 공기조화시스템.
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