KR101393725B1 - 실내체육시설의 효율적 냉난방을 위한 공기조화기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 실내체육시설의 효율적 냉난방을 위한 공기조화기에 관한 것으로, 제트팬의 회전 등과 같이 복잡한 구성을 사용하지 않고 공조 공기를 공기조화기로부터 먼 곳까지 집중적으로 공급하거나 공기조화기의 가까운 곳을 포함하여 전체적으로 공급하여 대 공간의 모든 곳을 균일한 온도로 유지함을 목적으로 한다.
본 발명에 의한 실내체육시설의 효율적 냉난방을 위한 공기조화기는, 공기의 유입부와 토출부가 구비된 캐비넷과; 상기 캐비넷의 내부에 장착되며 상기 유입부를 통해 유입되는 공기를 열교환에 의해 냉각 또는 가온하여 공조 공기로 변화하는 열교환수단과; 상기 캐비넷(10)의 내부에 설치되며 대 공간 내부의 공기가 상기 열교환수단(20)를 거쳐 열교환된 후 다시 대 공간 내부로 토출되도록 하는 송풍수단과; 상기 캐비넷의 토출부에 설치되며 상기 열교환수단를 통과한 공조 공기가 상기 캐비넷의 앞쪽으로만 집중 토출되도록 유도하거나 상기 캐비넷의 앞쪽과 둘레부쪽으로 토출되도록 유도하는 송풍 노즐수단과; 상기 대 공간에 설치되는 온도 센서의 감지 값을 근거로 하여 상기 송풍 노즐수단의 풍향을 제어하는 컨트롤러를 포함하고, 상기 송풍 노즐수단은, 상기 캐비넷의 외부면에 상기 토출부와 대응하도록 설치되는 관형이며 둘레부에 다수의 제2토출구(32a)가 구비된 제2송풍 노즐(32), 전방에 제1토출구(31a)가 구비된 관형으로서 상기 제2송풍 노즐의 내부에 출몰 가능하게 연결되며 상기 제2송풍 노즐의 내부에 삽입되어 상기 제2토출구를 폐쇄하여 공조 공기가 전방의 제1토출구로만 토출되도록 하거나 상기 송풍 노즐의 외부로 돌출되어 상기 제2토출구를 개방하여 공조 공기가 상기 제2토출구와 제1토출구를 통해 동시에 토출되도록 하는 제1송풍 노즐(31), 상기 컨트롤러의 제어를 통해 상기 제1송풍 노즐을 출몰시키는 액추에이터를 포함한다.

Description

실내체육시설의 효율적 냉난방을 위한 공기조화기{AIR-CONDITIONER OF GYMNASIUM}

본 발명은 실내체육시설의 효율적 냉난방을 위한 공기조화기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 강당 등 대규모의 실내 공간의 벽쪽에 공기조화기를 설치하여도 실내 공간의 모든 곳의 온도를 균일하게 유지할 수 있는 대 공간용 공기조화기에 관한 것이다.

종래, 실내체육시설, 강당, 공장 등 대규모의 실내 공간을 냉방 또는 난방하기 위하여 공기 조화기를 설치한다. 공조 방법으로는 공기 조화기에서 공조 된 공기를 덕트(duct)를 통하여 냉방 또는 난방이 필요한 지점으로 유도한 후 분사하는 방법,공기 조화기에 노즐 형태의 원거리 분사기 또는 제트팬을 설치하여 공기 조화기에서 직접 냉방 또는 난방이 필요한 지점에 공기를 장거리 분사하는 방법이 있다.

열교환기에 의해 공조 된 공기는 고속팬에 의하여 기류가 형성되고, 원거리 분사기 또는 제트팬에 의하여 집속 및 방향성이 부여되어 먼 거리까지 분사된다. 원거리 분사 방식은 별도의 덕트 설치 비용을 절감할 수 있고, 국부적인 지점에의 지향 분사가 가능하여 근래에 선호되고 있다.

전형적인 원거리 분사 방식의 공기조화기가 한국 등록실용신안공보 등록번호 20-0181348호(특허문헌 1)에 개시되어 있다. 특허문헌 1은 제트팬을 설치하여 제트 기류를 발생시킬 뿐만 아니라, 재트팬의 분사 방향을 변경할 수 있게 하는 것을 목적으로 하나, 다음과 같은 구조적인 단점으로 인하여 그 개선이 요구된다.

제트팬은 동시에 여러 지점에 공기를 분사하지 못하는 단점이 있다. 제트팬을 상하좌우 방향으로 회전시키기 위하여, 공기조화기 본체 프레임에 외측 팬프레임을 회전 가능하게 결합하고, 상기 외측 팬프레임에 내측 팬프레임을 회전 가능하게 결합하며, 상기 내측 팬프레임에 고정되는 지지판에 적어도 하나 이상의 제트팬을 고정하여 구성된다. 이 때 제트팬의 팬본체 중간부에 설치용 고정판이 결합되고 , 내측 팬프레임에 고정된 지지판에 형성된 원형 결합공에 제트팬의 중간부가 삽입되어 결합공의 테두리부와 상기 제트팬 본체의 고정판이 볼트로 체결된다. 따라서, 제트팬 자체는 움직일 수 없도록 내측 팬프레임에 완전히 고정되며, 제트팬을 회전시키기 위하여 내측 팬프레임 또는 외측 팬프레임을 회전시켜야 한다. 그러나 제트팬 자체의 회전이 아닌, 팬프레임을 회전시키는 구조를 가질 경우, 좌우 회전시에는 외측 팬프레임과 본체 프레임간의 간격이 벌어져 이곳으로 외부 공기가 유입됨과 동시에 공조된 공기가 이 틈으로 누설되고, 상하 회전시에는 내측 팬프레임과 외측 팬프레임간의 간격이 벌어져 이 틈으로 외부 공기가 유입됨과 동시에 공조된 공기가 누설된다.

또한, 대개 공기조화기가 대 공간의 벽쪽에 설치되어 이로부터 먼 곳까지 공조 공기를 공급하기 위한 기술들만 제안되어 있을 뿐이며 따라서 공기조화기의 가까운 곳에는 공조 공기를 공급하지 못하며, 공기조화기가 벽면쪽에 설치되기 때문에 대 공간의 실내쪽과 실외쪽 간에 큰 온도차가 발생되므로 공조 효율이 떨어지는 문제점이 있다.

등록실용신안 제20-0443735호

본 발명은 전술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 제트팬의 회전 등과 같이 복잡한 구성을 사용하지 않고 공조 공기를 공기조화기로부터 먼 곳까지 집중적으로 공급하거나 공기조화기의 가까운 곳을 포함하여 전체적으로 공급하여 대 공간의 모든 곳을 균일한 온도로 유지할 수 있는 실내체육시설의 효율적 냉난방을 위한 공기조화기를 제공하려는데 그 목적이 있다.

본 발명에 의한 실내체육시설의 효율적 냉난방을 위한 공기조화기는, 공기의 유입부와 토출부가 구비된 캐비넷과; 상기 캐비넷의 내부에 장착되며 상기 유입부를 통해 유입되는 공기를 열교환에 의해 냉각 또는 가온하여 공조 공기로 변화하는 열교환수단과; 상기 캐비넷의 내부에 설치되며 대 공간 내부의 공기가 상기 열교환수단를 거쳐 열교환된 후 다시 대 공간 내부로 토출되도록 하는 송풍수단과; 상기 캐비넷의 토출부에 설치되며 상기 열교환수단를 통과한 공조 공기가 상기 캐비넷의 앞쪽으로만 집중 토출되도록 유도하거나 상기 캐비넷의 앞쪽과 둘레부쪽으로 토출되도록 유도하는 송풍 노즐수단과; 상기 대 공간에 설치되는 온도 센서의 감지 값을 근거로 하여 상기 송풍 노즐수단의 풍향을 제어하는 컨트롤러를 포함하고, 상기 송풍 노즐수단은, 상기 캐비넷의 외부면에 상기 토출부와 대응하도록 설치되는 관형이며 둘레부에 다수의 제2토출구가 구비된 제2송풍 노즐, 전방에 제1토출구가 구비된 관형으로서 상기 제2송풍 노즐의 내부에 출몰 가능하게 연결되며 상기 제2송풍 노즐의 내부에 삽입되어 상기 제2토출구를 폐쇄하여 공조 공기가 전방의 제1토출구로만 토출되도록 하거나 상기 송풍 노즐의 외부로 돌출되어 상기 제2토출구를 개방하여 공조 공기가 상기 제2토출구와 제1토출구를 통해 동시에 토출되도록 하는 제1송풍 노즐, 상기 컨트롤러의 제어를 통해 상기 제1송풍 노즐을 출몰시키는 액추에이터를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의한 실내체육시설의 효율적 냉난방을 위한 공기조화기에 의하면, 공기조화기가 설치된 곳으로부터 멀리 떨어진 곳의 온도 등을 근거로 하여 공조 공기가 먼 곳으로 집중적으로 토출되도록 하여 먼 곳을 적정 온도로 신속하게 유지할 수 있고 또는 공기조화기기 설치된 주변의 사각지대에도 함께 공조 공기를 송풍하여 대 공간의 모든 곳을 적정 온도로 신속하게 유지함으로써 대 공간용 공기조화기로서의 신뢰성을 향상할 수 있다.

도 1은 본 발명에 의한 실내체육시설의 효율적 냉난방을 위한 공기조화기의 측면도.
도 2는 본 발명에 의한 실내체육시설의 효율적 냉난방을 위한 공기조화기에 적용된 송풍 노즐수단의 예시도.
도 3은 본 발명에 의한 실내체육시설의 효율적 냉난방을 위한 공기조화기에 적용된 송풍 노즐수단의 다른 예시도.

도 1에서 보이는 것처럼, 본 발명에 따른 실내체육시설의 효율적 냉난방을 위한 공기조화기는, 공기의 유입부(11)와 토출부(12)가 구비된 캐비넷(10)과; 캐비넷(10)의 내부에 장착되며 유입부(11)를 통해 유입되는 공기를 열교환에 의해 냉각 또는 가온하여 공조 공기(열교환기를 통해 온도가 변화된 냉기 또는 온기)로 변화하는 열교환수단(20)과; 캐비넷(10)의 내부에 캐비닛(10)의 토출부와 대응하도록 설치되며 대 공간 내부의 공기가 열교환기(20)를 거쳐 열교환된 후 다시 대 공간 내부로 토출되도록 하는 송풍수단과; 상기 송풍수단에 의해 송풍되는 공조 공기를 대 공간 내부에 토출하는 송풍 노즐수단(30)으로 구성된다.

캐비넷(10)은 내부에 열교환수단(20) 등이 설치되고 공조 공기를 만들기 위한 공간을 제공하며, 대 공간 내의 공기가 유입되는 유입실, 열교환기(20) 등이 설치되는 기계실, 공조 공기를 송풍하는 송풍실로 구획될 수 있다.

열교환기(20)는 공기조화기에서 사용되는 모든 방식의 제품이 사용되며 예를 들어 히트펌프 사이클이다.

상기 송풍수단은 대 공간 내부의 공기를 캐비넷(10)의 유입실에 흡입되도록 하는 흡입팬, 열교환기(20)를 통과한 공조 공기를 대 공간으로 송풍하는 송풍팬으로 구분될 수 있다. 이와 같이 흡입팬과 송풍팬으로 구분되는 것은 대 공간의 넓은 공간을 공조하기 위하여 구분된 것이며 왜냐하면 하나의 팬(흡입팬 또는 송풍팬)만을 사용하면 공조 공기의 공급이 약하기 때문이다. 상기 송풍팬은 제트팬이 바람직하며 캐비넷(10)에 다수개가 설치된다.

도 1과 도 2에서 보이는 것처럼, 송풍 노즐수단(30)은 제1,2송풍 노즐(31,32)로 구분된다.

제2송풍 노즐(32)은 캐비넷(10)의 송풍실과 연통함과 아울러 공조 공기의 송풍을 위하여 전후 양측이 개방된 관형(원형, 사각형 등)으로 구성되어 캐비넷(10)의 전면에 돌출되면서 후방이 체결구를 통해 분리 가능하게 설치되고, 둘레부에 다수의 제2토출구(32a)가 구비된다.

제2토출구(32a)는 제1송풍 노즐(31)에 의해 개폐되며 즉 제1송풍 노즐(31)의 돌출시 개방되어 공조 공기가 둘레부로 토출되도록 하고 삽입시 폐쇄되어 공조 공기가 제1송풍 노즐(31)을 통해서만 토출되도록 한다.

제2토출구(32a)의 외부에는 공조 공기에 방향성을 부여하는 제3송풍 노즐(33)이 적용된다. 제3송풍 노즐(33)은 도면에서 보이는 것처럼 일정 각도로 경사지게 설치되어 공조 공기가 경사를 따라 일정한 방향으로 토출되도록 한다.

제2송풍 노즐(32)의 내부에는 제1송풍 노즐(31)가 출몰 가능하도록 설치되며 이를 위하여 제2송풍 노즐(32)의 내주면에는 제1송풍 노즐(31)의 출몰을 안내하는 가이드수단이 적용된다. 상기 가이드수단은 제2송풍 노즐(32)의 내주면에 전후방향으로 형성되는 가이드홈, 제1송풍 노즐(31)의 외주면에 돌출 형성되며 상기 가이드홈을 따라 슬라이딩 가능하게 연결되는 가이드돌기일 수 있다.

제1송풍 노즐(31)은 전후방이 각각 개방된 관형(원형, 사각형 등) 즉 전방에 제1토출구(31a)가 구비된 관형이며 상기 가이드수단을 통해 제2송풍 노즐(32)의 내부에 출몰 가능하게 설치된다. 제1송풍 노즐(31)은 공조 공기의 풍속을 가속하도록 전방으로 가면서 토출 면적이 점진적으로 좁아지는 관형으로 구성되는 것이 바람직하다.

제1송풍 노즐(31)은 제2송풍 노즐(32) 내부에 삽입된 상태에서 제2토출구(32a)를 폐쇄하여 공조 공기가 제1토출구(31a)를 통해서만 토출되도록 하며 즉 제1송풍 노즐(31)이 캐비넷(10)의 전면으로 돌출되어 있고 제2토출구(32a)가 폐쇄되어 있기 때문에 공조 공기가 제1토출구(31a)를 통해서만 빠르게 토출되도록 하고, 제2송풍 노즐(32)의 외부로 돌출되어 제2토출구(32a)를 개방함으로써 공조 공기가 제1,2토출구(31a,32a)를 통해 토출되도록 한다.

제1송풍 노즐(31)은 액추에이터(미도시)를 통해 전후진한다. 상기 액추에이터는 래크와 피니언[제1송풍 노즐(31)에는 래크가 제2송풍 노즐(32)에는 모터와 피니언이 설치], 제2송풍 노즐(32)의 외부 등에 설치되는 솔레노이드 등이 가능하다.

제1송풍 노즐(31)의 전진과 후진은 대 공간의 온도를 근거로 하는 컨트롤러의 제어에 의해 이루어질 수 있다.

예를 들어 캐비넷(10)으로부터 먼 곳에 온도센서를 설치하여 온도를 감지하고, 컨트롤러는 기준 온도(사용자에 의해 설정)와 상기 온도센서에서 감지한 온도를 비교하여 먼 곳의 온도가 기준 온도보다 낮으면 제1송풍 노즐(31)을 제2송풍 노즐(32)에 삽입하여 공조 공기가 제1토출구(31a)만을 통해 빠르고 집중적으로 토출되도록 하고 현재 온도가 기준 온도보다 높으면 제1,2토출구(31a,32a)를 통해 공조 공지가 넓게 분산되어 토출되도록 한다. 제1송풍 노즐(31)이 돌출되는 경우 일부 공기가 제2토출구(32b)를 통해 토출되어 전방에 공급되는 송풍량이 적지만 제1송풍노즐(31)이 돌출된 만큼 제1토출구(31a)를 통해 토출되는 공기의 손실이 줄어들게 되므로 공기조화기로부터 먼 곳도 빠르게 적정 온도로 조성할 수 있다.

한편, 제2토출구(32a)가 개방된 경우 제2토출구(32a)를 통해 이물질이 침투하여 제1,2송풍 노즐(31,32)의 사이에 끼게 되어 제1송풍 노즐(31)이 부드럽게 전후진하지 못할 수 있으며 이를 해결하기 위하여 제2토출구(32a)를 개폐식으로 구성하는 것도 가능하다.

제2토출구(32a)의 개폐는 제3송풍 노즐(33)에 의해 이루어진다. 제3송풍 노즐(33)은 일측이 제2송풍 노즐(32)에 회전축을 통해 설치되면서 모터와 연결되어 회전식으로 제2토출구(32a)를 개폐할 수 있다.

또는 제2토출구(32a)는 제1송풍 노즐(31)의 돌출시에만 개방되는 것이므로 제1송풍 노즐(31)의 출몰에 의해 연동하여 개폐되도록 구성되는 것도 가능하며, 이 경우 별도의 모터 등의 구동수단을 사용하지 않는 점에서 구조가 단순하고 제조원가를 절감할 수 있는 이점이 있다.

제1송풍 노즐(31)과 제3송풍 노즐(33)은 연결부재(34)를 통해 연결된다.

제3송풍 노즐(33)은 회전축을 통해 제2송풍 노즐(32)에 회전 가능하게 연결되고 연결부재(34)는 제2송풍 노즐(32)의 내주면에 전후진 가능하게 장착되면서 제3송풍 노즐(33)과 축핀(34a)으로 연결된다.

제2송풍 노즐(32)의 내주면에는 연결부재(34)가 전후진 가능하게 삽입되는 홈이 구성될 수 있고 또는 돌기들이 구성될 수 있다.

제1송풍 노즐(31)의 전진에 의해 연결부재(34)가 전진하여 제3송풍 노즐(33)을 회전 즉 제2토출구(32a)를 개방하는 방향으로 회전되도록 제1송풍 노즐(31)의 후방쪽 둘레부에는 제1돌기(34b)가 형성되고 연결부재(34)의 앞쪽에는 제1돌기(34b)에 의해 연결부재(34)가 전진하도록 제2돌기(34b)가 형성된다. 제2돌기(34b)의 앞쪽에는 연결부재(34)를 후진방향[제2토출구(32a)의 폐쇄방향]으로 탄력 지지하는 스프링이 구성될 수도 있다.

10 : 캐비넷, 20 : 열교환기
30 : 송풍 노즐수단, 31,32,33 : 제1 내지 제3송풍 노즐
31a,32a : 제1,2토출구, 34 : 연결부재

Claims (3)

1. 공기의 유입부와 토출부가 구비된 캐비넷과;
   상기 캐비넷의 내부에 장착되며 상기 유입부를 통해 유입되는 공기를 열교환에 의해 냉각 또는 가온하여 공조 공기로 변화하는 열교환수단과;
   상기 캐비넷(10)의 내부에 설치되며 대 공간 내부의 공기가 상기 열교환수단(20)를 거쳐 열교환된 후 다시 대 공간 내부로 토출되도록 하는 송풍수단과;
   상기 캐비넷의 토출부에 설치되며 상기 열교환수단를 통과한 공조 공기가 상기 캐비넷의 앞쪽으로만 집중 토출되도록 유도하거나 상기 캐비넷의 앞쪽과 둘레부쪽으로 토출되도록 유도하는 송풍 노즐수단과;
   상기 대 공간에 설치되는 온도 센서의 감지 값을 근거로 하여 상기 송풍 노즐수단의 풍향을 제어하는 컨트롤러를 포함하고,
   상기 송풍 노즐수단은, 상기 캐비넷의 외부면에 상기 토출부와 대응하도록 설치되는 관형이며 둘레부에 다수의 제2토출구(32a)가 구비된 제2송풍 노즐(32), 전방에 제1토출구(31a)가 구비된 관형으로서 상기 제2송풍 노즐의 내부에 출몰 가능하게 연결되며 상기 제2송풍 노즐의 내부에 삽입되어 상기 제2토출구를 폐쇄하여 공조 공기가 전방의 제1토출구로만 토출되도록 하거나 상기 송풍 노즐의 외부로 돌출되어 상기 제2토출구를 개방하여 공조 공기가 상기 제2토출구와 제1토출구를 통해 동시에 토출되도록 하는 제1송풍 노즐(31), 상기 컨트롤러의 제어를 통해 상기 제1송풍 노즐을 출몰시키는 액추에이터를 포함하는 것을 특징으로 하는 실내체육시설의 효율적 냉난방을 위한 공기조화기.
2. 청구항 1에 있어서, 상기 제2송풍 노즐은 상기 제2토출구를 개폐함과 아울러 공조 공기의 토출 방향을 가이드하는 제3송풍 노즐(33)을 포함하는 것을 특징으로 하는 실내체육시설의 효율적 냉난방을 위한 공기조화기.
3. 청구항 2에 있어서, 상기 제3송풍 노즐은 연결부재(34) 매개로 하여 상기 제1송풍 노즐과 연결되어 상기 제1송풍 노즐의 삽입시 상기 제2토출구를 폐쇄하는 한편 상기 제1송풍 노즐의 돌출시 상기 제2토출구를 개방하는 것을 특징으로 하는 실내체육시설의 효율적 냉난방을 위한 공기조화기.

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