KR101452420B1

KR101452420B1 - 공기조화기

Info

Publication number: KR101452420B1
Application number: KR1020080047599A
Authority: KR
Inventors: 박형호; 김정훈
Original assignee: 엘지전자 주식회사
Priority date: 2008-05-22
Filing date: 2008-05-22
Publication date: 2014-10-22
Also published as: KR20090121617A

Abstract

본 발명의 실시예에 따른 공기조화기는, 실내 공기가 흡입되어 통과한 후 배출되는 실내 공기 유로와 실외 공기가 흡입되어 통과한 후 배출되는 실외 공기 유로가 구획 형성된 케이스와, 상기 실내 공기 유로의 실내 공기를 제습시키고 상기 실외 공기 유로의 실외 공기에 의하여 재생되는 제습 로터와, 상기 제습 로터를 통과한 실내 공기를 냉각시키고 상기 제습 로터 통과 전의 실외 공기를 가열시키는 현열 로터와, 상기 현열 로터 통과 전의 실외 공기 일부를 물에 의하여 냉각시키며 상기 냉각된 실외 공기와의 열교환에 의하여 상기 현열 로터를 통과한 실내 공기를 냉각시키는 간접 증발 냉각기와, 상기 간접 증발 냉각기를 통과한 실내 공기를 물에 의하여 냉각시키는 직접 증발 냉각기를 포함하여, 안전성이 높고 소비 전력을 최소화하면서 실내를 고효율로 제습하면서 냉방시킬 수 있는 장점이 있다.

공기조화기, 케이스, 실내 공기 유로, 실외 공기 유로, 제습 로터, 현열 로터, 간접 증발 냉각기, 직접 증발 냉각기

Description

공기조화기{Dehumidifying air conditioner}

본 발명은 실내 공기를 제습시키면서 냉각시키는 공기조화기에 관한 것으로서, 특히 제습 로터와 현열 로터를 이용하여 실내를 제습시키면서 냉각시키는 공기조화기에 관한 것이다.

일반적으로 공기조화기는 사용자에게 보다 쾌적한 실내 환경을 조성하기 위해 압축기, 응축기, 팽창기구, 증발기로 이루어지는 냉매의 냉동사이클을 이용하여 실내를 냉난방 시키거나 공기를 정화시키는 것으로, 크게 분리형과 일체형으로 구분된다.

상기한 분리형과 일체형은 기능적으로는 같지만 분리형은 실내기에 냉각/방열 장치를 설치하고 실외기에 방열/냉각 및 압축 장치를 설치하여 서로 분리된 실내기와 실외기를 냉매 배관으로 연결시킨 것이고, 일체형은 냉각 방열의 기능을 일체화하여 가옥의 벽에 구멍을 뚫거나 창에 장치를 걸어서 직접 설치한 것이다.

상기와 같은 공기조화기는 실내 공기가 공기조화기 내부로 흡입된 후 증발기와 접촉되어 증발기를 통과하는 저온저압의 냉매로 열을 빼앗기는 것에 의해 온도가 내려가고, 이때 공기 중의 수분이 증발기 표면에 응축되며, 이후 공기조화기 외 부로 토출된다.

한편, 등록특허공보 10-0598214에는 공기가 데시컨트를 통과하면서 데시컨트로 수분을 빼앗기고, 데시컨트에 흡착된 수분이 히터의 열에 의해 증발되어 데시컨트가 재생되는 데시컨트를 이용한 가습 및 제습 장치가 개시되어 있다.

상기와 같은 데시컨트를 이용한 가습 및 제습 장치는, 히터에 의해 가열된 실내 공기가 데시컨트를 통과하여 데시컨트에 흡착된 수분을 간접 가열방식으로 증발시키거나, 전기 히터를 데시컨트와 일체화하여 데시컨트의 수분을 전기히터의 직접 가열방식으로 증발시킨다.

그러나, 상기와 같이 구성된 데시컨트를 이용한 가습 및 제습 장치는, 단순히 제습 기능만을 수행할 수 있으므로 실내를 제습시키면서 냉방시키고자 할 경우 실내에 냉방 기능을 갖는 공기조화기와 함께 설치되어야 하는 문제점이 있고, 데시컨트의 재생을 위한 별도의 전기 히터가 필요하여 화재 위험성이 클 뿐만 아니라 전기 히터의 전력 사용에 따른 유지비가 높은 문제점이 있다.

본 발명은 상기한 문제점을 개선하기 위해 고안된 것으로, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 안전성이 높고 소비 전력을 최소화하면서 실내를 고효율로 제습하면서 냉방시킬 수 있는 공기조화기를 제공하는 것이다.

본 발명의 과제들은 이상에서 언급한 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상기 과제를 달성하기 위하여, 본 발명의 실시예에 따른 공기조화기는, 실내 공기가 흡입되어 통과한 후 배출되는 실내 공기 유로와 실외 공기가 흡입되어 통과한 후 배출되는 실외 공기 유로가 구획 형성된 케이스와, 상기 실내 공기 유로의 실내 공기를 제습시키고 상기 실외 공기 유로의 실외 공기에 의하여 재생되는 제습 로터와, 상기 제습 로터를 통과한 실내 공기를 냉각시키고 상기 제습 로터 통과 전의 실외 공기를 가열시키는 현열 로터와, 상기 현열 로터 통과 전의 실외 공기 일부를 물에 의하여 냉각시키며 상기 냉각된 실외 공기와의 열교환에 의하여 상기 현열 로터를 통과한 실내 공기를 냉각시키는 간접 증발 냉각기와, 상기 간접 증발 냉각기를 통과한 실내 공기를 물에 의하여 냉각시키는 직접 증발 냉각기를 포함한다.

상기 과제를 달성하기 위하여, 본 발명의 실시예에 따른 공기조화기는, 실내 공기가 흡입되어 통과한 후 배출되는 실내 공기 유로와, 실외 공기가 흡입되어 통 과한 후 배출되는 실외 공기 유로가 형성된 케이스와, 상기 실내 공기 유로에 설치된 실내 송풍기와, 상기 실외 공기 유로에 설치된 실외 송풍기와, 상기 실내 공기 유로와 상기 실외 공기 유로에 배치되고 메조 실리카를 갖는 제습 로터와, 상기 실내 공기 유로와 상기 실외 공기 유로에 배치되는 직접 증발 냉각기와, 상기 실내 공기 유로와 상기 실외 공기 유로에 배치되고 상기 제습 로터와 상기 직접 증발 냉각기 사이에 설치되는 현열 로터와, 상기 실내 공기 유로에 배치되고 상기 현열 로터와 상기 직접 증발 냉각기 사이에 배치되며 상기 실외 공기 및 물이 통과하는 흡열 유로와 상기 실내 공기가 통과하는 방열 유로가 형성되는 간접 증발 냉각기와, 상기 실외 공기 유로에 배치되고 상기 현열 로터와 상기 제습 로터 사이에 설치되는 히팅기구를 포함한다.

기타 실시예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.

본 발명의 공기조화기에 따르면 다음과 같은 효과가 하나 혹은 그 이상 있다.

첫째,　제습 로터에 의해 제습된 실내 공기가 현열 로터에 의해 냉각된 후 실내로 공급되고, 현열 로터에 의해 가열된 실외 공기가 제습 로터를 재생시키므로, 실내를 효율적으로 제습시키면서 냉방시킬 수 있을 뿐만 아니라 제습 로터를 전기 히터 등으로 재생할 경우 보다 안전성이 향상된 장점이 있다.

둘째,　제습 로터에 의해 제습된 공기가 간접 증발 냉각기와 직접 증발 냉각 기를 차례로 통과하면서 다단 냉각되므로, 실내를 보다 효율적으로 냉방할 수 있는 장점도 있다.

셋째,　간접 증발 냉각기가 실외 공기가 통과하는 방열 유로와 실내 공기가 통과하는 흡열 유로를 포함하여 실내 공기가 실외 공기에 의해 냉각시키므로, 간접 증발 냉각기가 별도의 소비 전력 없이 실내 공기를 냉각시킬 수 있는 장점도 있다.

넷째, 간접 증발 냉각기가 흡열 유로로 물을 급수하는 급수부를 더 포함하여 방열 유로의 실내 공기가 보다 효율적으로 냉방될 수 있고 습도의 상승없이 효율적인 냉방이 가능한 장점도 있다.

다섯째, 현열 로터를 통과하면서 가열된 실외 공기가 히팅기구에 의해 재차 가열되어 제습 로터를 재생시키므로, 제습 로터의 재생에 필요한 충분한 열을 확보할 수 있고, 제습 로터를 보다 효율적으로 재생시킬 수 있는 장점도 있다.

여섯째, 히팅기구가 외부 온수 공급원에 온수 배관으로 연결되어 외부 온수 공급원에서 공급된 온수가 통과하는 히팅 코일로 이루어져, 전열 히터의 경우 보다 안전성이 높고, 제습 히터의 재생에 필요한 열이 안정적으로 공급될 수 있는 장점도 있다.

본 발명의 효과들은 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 청구범위의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.

이하, 본 발명의 실시예들에 의하여 공기조화기를 설명하기 위한 도면들을 참고하여 본 발명에 대해 설명하도록 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 공기조화기의 제습 및 냉각 원리가 도시된 도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 공기조화기의 개략 구성도이다.

본 실시예에 따른 공기조화기는, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 케이스(2)와, 제습 로터(6)와, 현열 로터(60)와, 간접 증발 냉각기(80)와, 직접 증발 냉각기(4)를 포함하고, 실내 공기(I)가 케이스(2)로 흡입되어 제습 로터(6)를 통과하면서 제습되고, 이후 현열 로터(60)와, 간접 증발 냉각기(80)와, 직접 증발 냉각기(4)에 의해 냉각된 다음 실내로 공급되고, 실외 공기(O)가 케이스(2)로 흡입되어 현열 로터(60)에 의해 가열되고, 이후 제습 로터(6)를 통과하면서 제습 로터(6)를 재생시킨 다음 실외로 배출된다.

케이스(2)는 공기조화기의 외관을 형성함과 아울러 실내 공기(I)와 실외 공기(O)가 각각 통과하는 것으로서, 실내 공기(I)가 흡입되어 통과한 후 배출되는 실내 공기 유로(11)와, 실외 공기(O)가 흡입되어 통과한 후 배출되는 실외 공기 유 로(12)가 구획 형성된다.

공기조화기는 실내에 설치되고 실외 공기 유로(12)와 실외가 실외 덕트로 연통되는 것도 가능하고, 실외에 설치되고 실내 공기 유로(11)와 실내를 실내 덕트로 연통되는 것도 가능하며, 창문이나 벽에 관통되게 설치되고 실내 공기 유로(11)가 실내와 통하며 실외 공기 유로(12)가 실외와 통하는 것도 가능하다.

공기조화기는 실내 송풍기(30) 및 실외 송풍기(40) 등의 소음과 실내 공간 활용도 등을 고려할 때 실외(아파트의 베란다 또는 다용도실 포함)에 설치되는 것이 바람직하고, 이하 실외에 설치되고, 케이스(2)에 실내 공기를 실내 공기 유로(11)로 흡입 안내하는 실내 흡입 덕트(13)가 연결되며, 케이스(2)에 실내 공기 유로(11)를 통과한 공기를 실내로 토출 안내하는 실내 토출 덕트(14)가 연결되는 것으로 설명한다.

케이스(2)는, 실내 흡입 덕트(13)가 연통되고 실내 공기(I)가 흡입되는 실내 공기 흡입구(15)와, 실내 토출 덕트(14)가 연통되고 실내 공기 유로(11)에서 제습 및 냉각된 공기가 토출되는 실내 공기 토출구(16)가 형성된다.

케이스(2)는, 실외 공기 유로(12)로 실외 공기(O)가 흡입되는 실외 공기 흡입구(17)와, 실외 공기 유로(12)를 통과한 실외 공기(O)가 실외로 배출되는 실외 공기 토출구(18)가 형성된다.

케이스(2)에는 실외 공기 유로(11)와 실외 공기 유로(12)를 구획하는 베리어(19)가 형성된다.

케이스(2)는 전체적으로 직사각형 형상으로 형성되고, 베리어(19)는 케이 스(2)의 장방향으로 길게 배치된다.

베리어(19)는 실외 공기 유로(11)를 통과하는 실내 공기(I)와 실외 공기 유로(12)를 통과하는 실외 공기(O)가 섞이지 않도록 하면서 케이스(2)와의 사이에 실내 공기 유로(11) 및 실외 공기 유로(12)를 형성시키는 일종의 에어 가이드이다.

이하, 케이스(2)는 케이스(2)와 베리어(19)를 사이에 형성된 제 1 공간이 실내 공기 흡입구(15)와 실내 공기 토출구(16)와 통하여 실내 공기 유로(11)를 구성하고, 케이스(2)와 베리어(19)를 사이에 형성된 제 2 공간이 실외 공기 흡입구(17)와 실외 공기 토출구(18)와 통하여 실외 공기 유로(12)를 구성하는 것으로 설명한다.

제습 로터(6)는 실내 공기 흡입구(15)로 흡입된 실내 공기(I)가 통과하면서 실내 공기(I)의 수분이 흡착되는 것으로서, 공기가 통과하면서 흡습되는 데시컨트(7)와, 데시컨트(7)를 회전시키는 데시컨트 회전기구(8)를 포함한다.

데시컨트(7)는 세라믹 섬유질의 평면지와 파형지를 번갈아 원통형 형상으로 감아 올리고, 기공 및 표면적이 매우 발달돼 있어 흡습 특성이 우수하고 대략 60℃ 이하인 저온에서도 재생 즉, 수분 제거가 가능한 메조 실리카(Meso-Silica(SiO2))가 포함된다.

여기서, 메조 실리카는 메조 다공성 실리카로서, 입경이 10～1000nm인 구형의 실리카 입자 및 실리카 전구체와 계면활성제를 용매하에서 반응시켜 구형의 실리카 입자 표면에 실리카와 계면 활성제 성분으로 이루어진 셀부를 성장시키고, 이후 쉘부가 형성된 결과물을 열처리하여 쉘부의 계면활성제 성분을 제거하면, 계면 활성제가 제거된 자리에 소정 직경의 기공들이 형성된 실리카 쉘부가 형성된다.

상기와 같은 메조 실리카는 기공 크기가 2㎚~50nm로 이루어진다.

[표 1]

시료	흡습성(mL/g)	재생온도(℃)	표면적BET
지올라이트	0.37	153	780
알루미나	0.47	80	327
메조 실리카	0.63	48	609

표 1은 데시컨트의 재생 영역 등을 시험한 결과로서, 크기가 200nm이고 기공이 2nm~50nm인 메조 실리카를 지올라이트와 알루미나와 비교한 결과로서, 표 1에 도시된 바와 같이, 메조 실리카는 지올라이트나 알루미나의 경우 보다 시료 1g당 수분 흡수량이 많아 제습 능력이 상대적으로 높고, 재생 온도가 상대적으로 낮아 상대적으로 낮은 열풍으로 재생이 가능하게 된다.

데시컨트(7)는 일부가 실내 공기 유로(11)가 위치되고 나머지가 실외 공기 유로(12)에 위치되게 배치되어, 실내 공기 유로(11)에 위치되어 실내 공기(I)가 통과하면서 수분이 흡착되는 부분이 실외 공기 유로(12)로 이동되어 실외 공기(O)에 의해 재생된다.

즉, 데시컨트(7)는 실내 공기 유로(11)와 실외 공기 유로(12)에 걸쳐 배치되고, 실내 공기(I)가 통과하면서 수분이 흡착되는 부분(이하, "흡착부"라 칭함)과 실외 공기(O)가 통과하면서 수분이 증발되는 부분(이하, "재생부"라 칭함)이 교대로 바뀌면서 수분이 흡착/증발된다.

데시컨트 회전기구(8)는 데시컨트(7)의 회전중심에 회전축이 축설된 모터로 이루어지는 것도 가능하고, 데시컨트(7)의 외주면에 감긴 벨트와, 벨트를 회전시키 는 모터로 이루어지는 것도 가능하다.

현열 로터(60)는 제습 로터(6)를 통과한 제습된 실내 공기(I)를 냉각시키고 제습 로터(6) 통과 전의 실외 공기(O)를 가열시키는 것으로서, 실내 공기(I)와 실외 공기(O) 간에 열교환이 이루어지는 현열판(61)과, 현열판(61)을 회전시키는 현열 회전기구(62)를 포함한다.

현열판(61)은 판형 열교환기로서 열전도성이 우수한 금속 재질의 원통형 형상으로 이루어진다. 현열판(61)은 일부가 실내 공기 유로(11)가 위치되고 나머지가 실외 공기 유로(12)에 위치되게 배치된다.

실내 공기 유로(11)에 위치된 부분에 실내 공기(I)가 통과하면, 실내 공기 유로에 위치된 부분은 가열되고, 실내 공기는 냉각된다. 가열된 현열판(61)의 부분이 회전되어 실외 공기 유로(12)로 이동된다. 실외 공기 유로(12)에 위치된 부분에 실외 공기(O)가 통과하면, 실외 공기 유로에 위치된 부분은 냉각되고, 실외 공기는 가열된다. 냉각된 현열판(61)의 부분이 회전되어 실내 공기 유로(11)로 이동되면 상술한 과정을 반복한다.

현열 회전기구(62)는 현열판(61)의 회전축이 축설된 모터로 이루어지는 것도 가능하고, 현열판(61)의 외주면에 감긴 벨트와, 벨트를 회전시키는 모터로 이루어지는 것도 가능하다.

간접 증발 냉각기(80)는 현열 로터(60) 통과 전의 실외 공기(O) 일부를 물에 의하여 냉각시키며, 냉각된 실외 공기와의 열교환에 의하여 현열 로터를 통과한 실내 공기(I)를 냉각시킨다.

간접 증발 냉각기(80)는 현열 로터(60)를 통과하면서 냉각된 실내 공기(I)가 냉각되게 실내 공기 유로(11)에 설치된다.

간접 증발 냉각기(80)는 실내 공기(I)가 통과하는 방열 유로(82)와, 실외 공기(O)가 통과하는 흡열 유로(84)가 열교환되는 열교환기(86)를 포함한다. 흡열 유로(84)는 수직 방향으로 개구되고, 방열 유로(82)는 수평 방향으로 개구된다.

간접 증발 냉각기(80)에는 실외 공기 유로(12)를 통과하는 실외 공기 중 일부가 흡열 유로(84)를 통과하도록 실외 공기 유로(12)와 실외 공기 유로 연결부(87)로 연결된다. 간접 증발 냉각기(80)는 실외 공기 유로(12)의 실외 공기(O)의 일부를 냉각기(80)의 흡열 유로(84)로 송풍시키는 냉각 팬(88)을 포함한다. 냉각 팬(88)은 실외 공기 유로(12)를 통과하는 실외 공기의 30%를 실외 공기 유로 연결부(87)로 송풍시키는 것이 바람직하다.

간접 증발 냉각기(80)는 흡열 유로(84)로 물을 급수하는 급수부(90)를 포함한다. 급수부(90)는 열교환기(86)의 하측에 설치되어 열교환기(86)에서 낙하된 물을 받는 물 받이(92)와, 물 받이에 낙하된 물을 흡열 유로(84)의 상측으로 유도하도록 물 받이(92)에 일단이 연결되고 타단이 흡열 유로(84)의 상측에 위치되는 물 급수 라인(94)과, 물 급수 라인(94)에 설치된 물 펌프(96)를 포함한다.

자세한 간접 증발 냉가기(80)의 구조는 도 3을 참조하여 후술하기로 한다.

직접 증발 냉각기(4)는 간접 증발 냉각기(80)를 통과한 실내 공기(I)를 물에 의하여 냉각시킨다.

직접 증발 냉각기(4)는 간접 증발 냉각기(80)를 통과하면서 냉각된 실내 공 기(I)가 냉각되게 실내 공기 유로(11)에 설치된다. 직접 증발 냉각기(4)는 실내 공기(I)가 통과하는 냉각 유로(51)와, 냉각 유로에 물을 급수하는 직접 급수부(52)를 포함한다.

직접 증발 냉각기(4)는 실외 공기 유로(12)에 설치되어, 실외 공기 흡입구(17)로 흡입되는 실외 공기(O)의 온도가 과도하게 높은 경우, 현열 로터(60) 통과 전의 실외 공기(O)를 물에 의하여 냉각시킬수 있다. 이 경우, 직접 증발 냉각기는 실내 공기 유로(11) 및 실외 공기 유로(12)에 걸쳐 일체형으로 구비될 수 있고, 따로 나뉘어 구비될 수도 있다.

또한, 직접 증발 냉각기(4)의 냉각 유로(51)에는 실외 공기(O)가 통과할 수 있으며, 직접 증발 냉각기(4)는 실외 공기 흡입구(17)로 흡입된 실외 공기(O)를 냉각시켜 현열 로터(60) 및 간접 증발 냉각기(80)의 효율을 향상 시킬 수 있다.

한편, 상기와 같은 공기조화기는 실내 공기(I)를 실내 공기 흡입구(15)로 흡입하여 실내 공기 유로(11)를 통과시킨 후 실내 공기 토출구(16)를 통해 토출시키는 실내 송풍기(30)와, 실외 공기(O)를 실외 공기 흡입구(17)로 흡입하여 실외 공기 유로(12)를 통과시킨 후 실외 공기 토출구(18)를 통해 토출시키는 실내 송풍기(40)를 더 포함할 수 있다.

실내 송풍기(30)와 실외 송풍기(40)는 하나의 구동원에 의해 함께 회전되는 것도 가능하고, 각각의 구동원에 의해 회전되는 것도 가능하며, 이하 각각이 구동원을 갖는 것으로 설명한다.

실내 송풍기(30)는 실내 공기 유로(11)에 배치되고, 실내 팬(32)과, 실내 팬(32)을 회전시키는 실내 팬모터(34)를 포함한다.

실외 송풍기(40)는 실외 공기 유로(12)에 배치되고, 실외 팬(42)와, 실외 팬(42)을 회전시키는 실외 팬모터(44)를 포함한다.

한편, 본 실시예에 따른 공기조화기는 실외 공기 유로(12)에 히팅기구(70)가 설치될 경우, 현열 로터(60)를 통과하면서 가열된 실외 공기가 히팅기구(70)에 의해 재가열된 후 제습 로터(6) 특히 데시컨트(7)의 재생부를 가열 재생시킨다.

히팅기구(70)는 외부 온수 공급원에 온수 배관(72)(74)으로 연결되어 외부 온수 공급원에서 공급된 온수가 통과하는 히팅 코일로 이루어진다.

외부 온수 공급원은 본 실시예에 따른 공기조화기와 동일 건물에 설치되고 온수 배관(72)(74)이 연결된 보일러로 이루어지는 것도 가능하고, 지역난방공사의 지역 난방수 공급원로 이루어지는 것도 가능하다.

도 3은 도 2에 도시된 간접 증발 냉각기의 일부 절결 사시도이다.

간접 증발 냉각기(80)는 방열 유로(82)와 흡열 유로(84)가 실내 공기가 통과하는 방열 유로(82)와 실외 공기와 물이 통과하는 흡열유로(84)가 열교환부(100)에 의해 구획된다.

즉, 간접 증발 냉각기(80)는 방열 유로(82)와 흡열 유로(84)가 열교환부(100)를 사이에 두고 교대 형성되고, 흡열 유로(84)는 물(W)과 실외 공기(O)가 상하 방향으로 통과하도록 수직 방향으로 개구되고, 방열 유로(82)는 흡열 유로(84) 교차하는 방향인 수평 방향으로 개구된다.

열교환부(100)는 합성수지물이나 알루미늄으로 이루어진 열교환판으로서, 그 외표면에 친수층(101)이 코팅된다.

열교환부(100)는 열전달면적이 확대되고 공기의 난류를 유도하여 열전달 성능이 높도록 딤플(102)이 형성된다.

도 4는 본 발명에 따른 일 실시예에 따른 공기조화기에 대한 온도 변화와 습도 변화가 도시된 그래프이다.

이하, 본 발명의 일 실시예에 따른 공기조화기의 작용을 도 4를 참조하여 설명하면 다음과 같다.

먼저, 공기조화기의 운전시, 실내 송풍기(30)와 실외 송풍기(40)가 구동되고, 급수부(90) 및 직접 급수부(52)가 구동되며, 데시컨트 회전기구(8)가 데시컨트(7)를 회전시키고, 현열 회전기구(62)가 현열판(61)을 회전시킨다.

실내 송풍기(30)의 구동시, 실내 공기는 실내 흡입 덕트(13)와 실내 공기 흡입구(15)를 차례로 통과해 실내 공기 유로(11)로 흡입되고, 제습 로터(6), 특히, 데시컨트(7)의 제습부를 통과한다. 실내 공기(I)는 도 4에 도시된 바와 같이, 데시컨트(7)의 제습부를 통과하면서 수분이 흡착되어 습도가 낮아지고 온도가 상승된다(P1->P2).

상기와 같이 데시컨트(7)의 제습부를 통과한 실내 공기(I)는 현열 로터(60)의 현열판(61)을 통과하면서 열을 빼앗겨 냉각된다(P2->P3).

상기와 같이 현열 로터(60)의 현열판(61) 통과한 실내 공기(I)는 이후 간접 증발 냉각기(80)의 방열 유로(82)를 통과하면서 재차 냉각된다(P3->P4).

상기와 같이 간접 증발 냉각기(80)를 통과한 실내 공기(I)는 직접 증발 냉각 기(4)를 통과하며 다시 냉각된 후 실내 공기 토출구(16)와 실내 토출 덕트(14)를 차례로 통과해 실내로 토출된다(P4->P5). 다만, 직접 증발 냉각기(4) 통과시 습도가 약간 오르게 된다.

실외 송풍기(40)의 구동시, 실외 공기(O)는 실외 공기 흡입구(17)를 통해 실외 공기 유로(12)를 통과하면서 도 4에 도시된 바와 같이, 직접 증발 냉각기(4)에 의해 냉각된다(S1->S2).

상기와 같이 직접 증발 냉각기(4)에 의해 냉각된 실외 공기(O)는 현열 로터(60)의 현열판(61)를 통과하면서 가열된다(S2->S3).

상기와 같이 현열 로터(60)의 현열판(61)을 통과한 실외 공기(O)는 히팅기구(70)를 통과하며 재차 가열된다(S3->S4).

상기와 같이 현열 로터(60)와 히팅기구(70)에 의해 다단 가열된 실외 공기(O)는 제습 로터(6) 특히 데시컨트(7)의 재생부를 통과하면서 데시컨트(7)를 재생시키고, 데시컨트(7)을 재생시킨 실외 공기(O)는 데시컨트(7)를 통과하면서 수분이 증대됨과 아울러 온도가 하강된 후 실외 공기 토출구(18)를 통과해 실외로 토출된다(S4->S5).

한편, 직접 증발 냉각기(4)의 의해 냉각된 실외 공기(I)의 일부는 간접 증발 냉각기(80)의 냉각 팬(88)에 의하여 실외 공기 유로 연결부(87)를 거쳐 흡열 유로(84)로 공급되어 냉각 및 열교환된 후 실외로 토출된다.

본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다 는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구의 범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구의 범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 공기조화기의 제습 및 냉각 원리가 도시된 도이다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 공기조화기의 개략 구성도이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

2: 케이스 4: 직접 증발 냉각기

6: 제습 로터 7: 데시컨트

8: 데시컨트 회전기구 11: 실내 공기 유로

12: 실외 공기 유로 13: 실내 공기 흡입 덕트

14: 실외 공기 흡입 덕트 15: 실내 공기 흡입구

16: 실외 공기 토출구 17: 실외 공기 흡입구

18: 실외 공기 토출구 30: 실내 송풍기

40: 실외 송풍기 60: 현열 로터

61: 현열판 62: 현열 회전기구

70: 히팅기구 80: 간접 증발 냉각기

82: 방열 유로 84: 흡열 유로

86: 열교환기 87: 실외 공기 유로 연결부

88: 냉각 팬 90: 급수부

92: 물 받이 94: 물 급수 라인

96: 물 펌프 100: 열교환부

Claims

실내 공기가 흡입되어 통과한 후 배출되는 실내 공기 유로와 실외 공기가 흡입되어 통과한 후 배출되는 실외 공기 유로가 구획 형성된 케이스;

상기 실내 공기 유로의 실내 공기를 제습시키고 상기 실외 공기 유로의 실외 공기에 의하여 재생되는 제습 로터;

상기 제습 로터를 통과한 실내 공기를 냉각시키고 상기 제습 로터 통과 전의 실외 공기를 가열시키는 현열 로터;

상기 현열 로터 통과 전의 실외 공기 일부를 물에 의하여 냉각시키며 상기 냉각된 실외 공기와의 열교환에 의하여 상기 현열 로터를 통과한 실내 공기를 냉각시키는 간접 증발 냉각기; 및

상기 간접 증발 냉각기를 통과한 실내 공기를 물에 의하여 냉각시키는 직접 증발 냉각기를 포함하는 공기조화기.
제 1 항에 있어서,

상기 제습 로터는,

메조 실리카를 포함하는 데시컨트; 및

상기 데시컨트를 회전시키는 데시컨트 회전기구를 포함하는 공기조화기.
제 1 항에 있어서,

상기 현열 로터는,

고열전도성 재질인 현열판; 및

상기 현열판를 회전시키는 현열 회전기구를 포함하는 공기조화기.
제 1 항에 있어서,

상기 간접 증발 냉각기는, 상기 제습 로터를 통과한 실내 공기가 통과하는 방열 유로와, 상기 실외 공기 유로를 통과하는 실외 공기 일부가 통과하는 흡열 유로가 형성된 열교환기인 공기조화기.
제 4 항에 있어서,

상기 간접 증발 냉각기는,

상기 실외 공기 유로와 상기 흡열 유로를 연통시키는 실외 공기 유로 연결부; 및

상기 실외 공기 유로의 실외 공기를 상기 실외 공기 유로 연결부를 통해 상기 흡열 유로로 송풍시키도록 설치된 냉각 팬을 더 포함하는 공기조화기.
제 4 항에 있어서,

상기 흡열 유로는 수직 방향으로 개구되고,

상기 방열 유로는 수평 방향으로 개구된 공기조화기.
제 4 항에 있어서,

상기 간접 증발 냉각기는 상기 흡열 유로로 물을 급수하는 급수부를 더 포함하는 공기조화기.
제 7 항에 있어서,

상기 급수부는,

상기 열교환기의 하측에 설치되어 상기 열교환기에서 낙하된 물을 받는 물 받이;

상기 물 받이에 낙하된 물을 상기 흡열 유로로 급수하도록 일단이 상기 물 받이에 연결되고 타단이 상기 흡열 유로의 상측에서 상기 흡열 유로로 물을 급수하게 배치된 물 급수 라인; 및

상기 물 급수 라인에 설치된 물 펌프를 포함하는 공기조화기.
제 1 항에 있어서,

상기 직접 증발 냉각기는 상기 현열 로터 통과 전의 실외 공기를 물에 의하여 냉각시키는 공기조화기.
제 1 항에 있어서,

상기 직접 증발 냉각기는,

상기 간접 증발 냉각기를 통과한 실내 공기가 통과하는 냉각 유로; 및

상기 냉각 유로에 물을 급수하는 직접 급수부를 포함하는 공기조화기.
제 1 항에 있어서,

상기 제습 로터 통과 전의 실외 공기를 가열시키는 히팅기구를 더 포함하는 공기조화기.
제 11 항에 있어서,

상기 히팅기구는 외부 온수 공급원에 온수 배관으로 연결되어 상기 외부 온수 공급원에서 공급된 온수가 통과하는 히팅 코일인 공기조화기.
제 12 항에 있어서,

상기 외부 온수 공급원은 지역 난방수 공급원인 공기조화기.
실내 공기가 흡입되어 통과한 후 배출되는 실내 공기 유로와, 실외 공기가 흡입되어 통과한 후 배출되는 실외 공기 유로가 형성된 케이스;

상기 실내 공기 유로에 설치된 실내 송풍기;

상기 실외 공기 유로에 설치된 실외 송풍기;

상기 실내 공기 유로와 상기 실외 공기 유로에 배치되고 메조 실리카를 갖는 제습 로터;

상기 실내 공기 유로와 상기 실외 공기 유로에 배치되는 직접 증발 냉각기;

상기 실내 공기 유로와 상기 실외 공기 유로에 배치되고 상기 제습 로터와 상기 직접 증발 냉각기 사이에 설치되는 현열 로터; 및

상기 실내 공기 유로에 배치되고 상기 현열 로터와 상기 직접 증발 냉각기 사이에 배치되며 상기 실외 공기 및 물이 통과하는 흡열 유로와 상기 실내 공기가 통과하는 방열 유로가 형성되는 간접 증발 냉각기를 포함하는 공기조화기.