KR101456869B1 - 유인 성능이 향상된 칠드빔 유인구조물 - Google Patents

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Abstract

칠드빔 공조시스템의 실내 유니트인 칠드빔에 대해 건축물의 조건에 적합하도록 측면 유인형 및 하부 유인형 칠드빔 유인구조물을 제시함으로써 유인 성능을 향상시킬 수 있고, 칠드빔의 노즐 각도에 따라 유인비를 용이하게 설계할 수 있는, 유인 성능이 향상된 칠드빔 유인구조물이 제공된다. 측면 유인형 칠드빔 유인구조물은, 신선 외기가 유입되고, 노즐을 통해 상기 신선 외기의 분출이 이루어지도록 압력이 높게 형성되는 압력 챔버; 압력 챔버와 연결되도록 압력 챔버의 중앙 하부에 위치시키고, 신선 외기가 통과되면서 압력이 하강하여 실내 공기를 유인하는 노즐; 압력의 하강으로 부압이 형성되어 실내 공기의 유인이 이루어지고, 실내 공기와 신선 외기의 혼합이 이루어지는 유인 챔버; 유인 챔버내의 좌우 측면에 수직으로 세워서 위치시키고, 유인되는 실내 공기가 통과하면서 열교환이 이루어지고, 실내 냉난방 부하를 처리하는 냉온수 코일; 및 냉온수 코일에서 발생하는 결로가 떨어지는 것을 모아서 외부로 배출시키는 드레인 팬을 포함하되, 실내 공기를 유인 챔버의 좌우 측면에서 유인하고, 실내 공기와 신선 외기의 취출 공기인 혼합 공기가 유인 챔버의 중앙 하부로 취출된다.

Description

유인 성능이 향상된 칠드빔 유인구조물 {INDUCTION STRUCTURE OF CHILLED BEAM WITH IMPROVED INDUCTION PERFORMANCE}
본 발명은 칠드빔 유인구조물에 관한 것으로, 보다 구체적으로, 칠드빔 공조시스템의 실내 유니트인 칠드빔에 대해 유인 성능(Induction Performance)을 향상시킨 측면 유인형 및 하부 유인형 칠드빔 유인구조물에 관한 것이다.
현대의 건축공법은 과거 건설노동자의 노동집약적인 방식에서 벗어나 단순하고 효율적인 방식으로 공장에서 대량으로 건축부재가 생산되고 있고, 건축공사 현장에서 바닥 및 외벽의 구조물 등과 조립되도록 활용되고 있다. 그러나 천장부분의 공조, 위생, 소화설비, 조명, 덕트 등의 설비는 그 구조가 노출되고 복합적으로 시공되기 때문에 효율적인 공사 진행과 천장설비의 모듈화가 곤란한 것이 현실이다.
또한, 현대식 건물에서는 공조용 에너지가 전체 건물 에너지 소비량의 40~50%를 차지하고 있고, 공조용 공기의 운송을 위한 반송 동력의 비율이 40%에 이르기 때문에 이러한 반송 동력이 건물 전체 에너지 소비량의 16~20%를 점유하고 있는 실정이다.
최근 전 세계적으로 건물에너지 절감을 위한 노력이 활발하게 전개되고 있는 가운데 구체적인 건물에너지 절감을 위한 다양한 요소기술들이 개발 및 소개되고 있다. 최근 건물에너지 절감 기술로 국내외적으로 주목을 받고 있는 기술 중의 하나가 칠드빔(Chilled Beam) 공조시스템(Air Conditioning System)이 있다.
이러한 칠드빔 공조시스템과 종래의 기술에 따른 공조시스템과의 근본적인 차이점은 칠드빔 공조시스템은 냉난방과 환기를 분리하는 시스템이며, 냉수 및 온수를 공급한다는 측면에서는 복사냉난방 시스템과 유사하지만, 주요한 열교환은 대류 열교환을 실시한다는 점이다. 이때, 칠드빔 공조시스템의 경우, 배관을 통해 전송된 물은 천장 또는 천장 부근에 설치되어 있는 "칠드빔"을 통과하면서 실내 공기와 열교환을 하게 된다.
이러한 칠드빔 공조시스템은 복사 및 대류 냉각효과를 이용하여 거주공간의 쾌적성과 에너지절약을 동시에 만족시킬 수 있도록 고안된 시스템으로서, 천정복사패널 시스템의 냉각효과를 증대시키기 위해 개발되었다. 즉, 이러한 칠드빔 시스템은 난류성 기류 이동에 의해 드래프트(Draft)를 최소화할 수 있는 신개념의 공조시스템으로서, 낮은 설치 높이로 기존 건물의 천장에 쉽게 설치할 수 있으며, 일반적인 덕트 방식에 비해 물(Water)을 이용함으로써 높은 열교환 효율, 낮은 소음, 배관 설치면적의 축소 등의 장점이 있는 시스템이다.
이러한 칠드빔 공조시스템은 공기조화용 반송 동력을 절감할 수 있고, 시공성과 실내환경 측면에서 많은 장점을 보유하고 있어서, 유럽을 중심으로 보급이 급속히 확산되고 있으며, 국내에서도 국내의 기후환경과 공조시스템 운영 조건에 적합한 제품의 개발이 이루어지고 있다.
구체적으로, 현재 유럽을 중심으로 급속히 확산되고 있는 공조 시스템인 칠드빔 공조시스템은 기존 천장에 위치한 시스템들을 집약하여 대량으로 생산이 가능한 시스템으로서, 층고를 절감시키고 시공 및 관리비용을 절감시킬 수 있다. 이러한 칠드빔 공조시스템은 전통적인 전공기 공조방식에 비해 물-공기의 공조방식을 채택하여 기존 시스템 대비 75~85%의 순환공기 풍량이 감소하고, 이로부터 반송 동력이 크게 줄어들어 최종적으로 공조용 에너지의 20% 내외를 감축할 수 있는 장점이 있다. 또한, 이러한 칠드빔 시스템은 쾌적한 공조환경과 미려한 천장을 제공함과 동시에 층고의 단축, 반송 동력의 저감, 시공 및 유지보수의 경제성 등 여러 측면에서의 이점으로 인해 국내에서도 건축물 환경에 적합한 칠드빔 공조시스템의 도입을 위한 기술개발이 적극적으로 수행되어야 할 것이다.
이러한 칠드빔 공조시스템에서는 실내에 설치되는 유니트(Unit)인 칠드빔의 유인구조물과 유인 성능에 대한 설계가 매우 중요하지만, 아직까지 칠드빔 유인구조물의 유인 성능에 대한 연구기 미흡한 실정이다.
미합중국 공개특허번호 제2012-295532호(공개일: 2012년 11월 22일), 발명의 명칭: "칠드빔 디바이스, 시스템 및 그 방법(Chilled Beam Devices, Systems, and Methods)" 미합중국 공개특허번호 제2011-155354호(공개일: 2011년 6월 30일), 발명의 명칭: "HVAC 시스템 및 존 제어 유닛(HVAC System And Zone Control Unit)" 미합중국 공개특허번호 제2012-118535 호(공개일: 2012년 5월 15일), 발명의 명칭: "칠드빔 공기조화 시스템(Chilled Beam Air Conditioning System)" 미합중국 공개특허번호 제2012-245739호(공개일: 2012년 9월 27일), 발명의 명칭: "빌딩 HVAC 시스템 내의 공기 온도를 유지하기 위한 시스템 및 방법(System And Method For Maintaining Air Temperature Within A Building HVAC System)" 미합중국 공개특허번호 제2010-307733호(공개일: 2010년 12월 9일), 발명의 명칭: "HVAC 시스템 및 존 제어 유닛"
전술한 문제점을 해결하기 위한 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 칠드빔 공조시스템의 실내 유니트인 칠드빔에 대해 건축물의 조건에 적합하도록 측면 유인형 칠드빔 유인구조물 및 하부 유인형 칠드빔 유인구조물을 제시함으로써 유인 성능을 향상시킬 수 있는, 유인 성능이 향상된 칠드빔 유인구조물을 제공하기 위한 것이다.
본 발명이 이루고자 하는 다른 기술적 과제는, 칠드빔의 유인 성능을 향상시킬 수 있도록 칠드빔의 노즐 각도에 따라 유인비를 용이하게 설계할 수 있는, 유인 성능이 향상된 칠드빔 유인구조물을 제공하기 위한 것이다.
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전술한 기술적 과제를 달성하기 위한 수단으로서, 본 발명에 따른 유인 성능이 향상된 하부 유인형 칠드빔 유인구조물은, 칠드빔 공조시스템의 실내 유니트인 칠드빔을 위한 하부 유인형 칠드빔 유인구조물에 있어서, 1차 공기인 신선 외기가 유입되고, 노즐을 통해 상기 신선 외기의 분출이 이루어지도록 압력이 높게 형성되는 압력 챔버; 상기 압력 챔버와 연결되도록 상기 압력 챔버의 좌우 측면 하부에 위치시키고, 상기 신선 외기가 통과되면서 압력이 하강하여 2차 공기인 실내 공기를 유인하는 노즐; 상기 압력 챔버와 연결되고 상기 실내 공기를 유인하는 유인 챔버; 상기 유인 챔버의 좌우 측면에 소정 경사로 위치시키고, 상기 압력의 하강으로 부압이 형성되어 상기 실내 공기의 유인이 이루어지고, 상기 실내 공기와 상기 신선 외기의 혼합이 이루어지는 유인 슬롯; 상기 유인 챔버내에서 좌우 측면에 소정 각도로 경사지게 유인슬롯 각각에 접하도록 위치시키고, 상기 유인 챔버를 통해 유인되는 실내 공기가 통과하면서 열교환이 이루어지고, 실내 냉난방 부하를 처리하는 냉온수 코일; 및
하절기에 상기 냉온수 코일에서 발생하는 결로가 떨어지는 것을 모아서 외부로 배출시키는 드레인 팬을 포함하되,
상기 유인 챔버의 하부에 실내 공기 흡입구를 위치시키고, 상기 실내 공기를 상기 유인 챔버의 중앙 하부에서 유인하고, 상기 실내 공기와 상기 신선 외기의 취출 공기인 혼합 공기가 상기 유인 슬롯의 좌우 하부로 취출되며, 상기 유인 슬롯의 폭 너비(
Figure 112014092164461-pat00123
)에 따라 유인비(IR)가 달라지며, 상기 칠드빔 유인구조물의 유인비가 향상되도록 유인비가 최대로 증가하는 유인 슬롯의 폭 너비를 선택하여 적용하되, 상기 유인 슬롯(360)의 폭 너비(
Figure 112014092164461-pat00127
)는 37.5㎜에서 125㎜으로 형성되도록 하되, 상기 유인 슬롯(360)의 폭 너비를 86㎜으로 하였을때 유인비가 4.02로서 최대의 값이 되도록 형성되도록 하는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 하부 유인형 칠드빔 유인구조물은 천장이 있는 일반 건축물 공간에 설치될 수 있다.
여기서, 상기 하부 유인형 칠드빔 유인구조물의 냉난방 용량에 적합한 유인비(IR)는,
Figure 112013023712687-pat00014
로 주어지고, 상기 압력 챔버와 연결되어 있는 상기 노즐의 각도(
Figure 112013023712687-pat00015
)로 조절하여 선정할 수 있도록 상기 유인비가
Figure 112013023712687-pat00016
로 주어지는 것을 특징으로 한다.
여기서, 칠드빔의 설계 유인비가 결정되면 이에 따른 노즐 각도를 적용하고, 이때, 형성하는 압력 챔버의 압력을 감당하도록 송풍압력을 설계하도록 하되, 상기 하부 유인형 칠드빔 유인구조물의 유인비(IR)는 상기 압력 챔버와 연결되어 있는 상기 노즐의 각도(
Figure 112014092164461-pat00017
)와 이차원적 함수의 대응관계를 갖도록
Figure 112014092164461-pat00018
로 주어지고, 여기서,
Figure 112014092164461-pat00019
,
Figure 112014092164461-pat00020
및
Figure 112014092164461-pat00021
는 각각 상수인 계수값인 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 선정된 노즐의 각도에 대하여 상기 압력 챔버에 형성되는 압력을 구하기 위하여, 상기 압력 챔버에서 형성되는 압력(P)을 상기 압력 챔버와 연결되어 있는 노즐의 각도(
Figure 112013023712687-pat00022
) 및 계수값을 이용하여
Figure 112013023712687-pat00023
와 같이 정량적으로 구하게 되고, 여기서,
Figure 112013023712687-pat00024
,
Figure 112013023712687-pat00025
및
Figure 112013023712687-pat00026
는 각각 상수인 계수값일 수 있다.
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본 발명에 따르면, 칠드빔 공조시스템의 실내 유니트인 칠드빔에 대해 건축물의 조건에 적합하도록 측면 유인형 칠드빔 유인구조물 및 하부 유인형 칠드빔 유인구조물을 제시함으로써 유인 성능을 향상시킬 수 있다.
본 발명에 따르면, 칠드빔의 유인 성능을 향상시킬 수 있도록 칠드빔의 노즐 각도에 따라 유인비를 용이하게 설계할 수 있다.
본 발명에 따르면, 고온다습한 국내 기후환경에 의한 여름철 결로 발생 문제를 해결할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 유인 성능이 향상된 칠드빔 유인구조물을 구비한 칠드빔 공조시스템을 개략적으로 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 측면 유인형 칠드빔 유인구조물을 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 하부 유인형 칠드빔 유인구조물을 나타내는 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 칠드빔 유인구조물에 적용되는 노즐의 각도를 설명하기 위한 도면이다.
도 5a 내지 도 5c는 각각 본 발명의 실시예에 따른 측면 유인형 칠드빔 유인구조물의 수치해석 모델로서, 투시도, 정면도 및 측면도를 나타낸다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 측면 유인형 칠드빔 유인구조물의 격자계를 예시하는 도면이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 측면 유인형 칠드빔 유인구조물의 수치해석 결과를 나타내는 도면으로서, 도 7의 a)는 속도벡터를 나타내고 도 7의 b)는 압력분포를 각각 나타낸다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 측면 유인형 칠드빔 유인구조물의 시제품을 예시하는 사진이다.
도 9a 내지 도 9e는 본 발명의 실시예에 따른 측면 유인형 칠드빔 유인구조물 시제품에 대한 유인비 실험장치를 나타내는 사진들이다.
도 10은 본 발명의 실시예에 따른 측면 유인형 칠드빔 유인구조물에서 노즐각도에 따른 유인비 변화를 나타내는 도면이다.
도 11은 본 발명의 실시예에 따른 측면 유인형 칠드빔 유인구조물에서 노즐각도에 따른 압력 챔버의 압력 변화를 나타내는 도면이다.
도 12a 및 도 12b는 본 발명의 다른 실시예에 따른 하부 유인형 칠드빔 유인구조물의 수치해석 모델을 나타내며, 도 12a는 투시도를 나타내고, 도 12b는 정면도를 각각 나타낸다.
도 13은 본 발명의 다른 실시예에 따른 하부 유인형 칠드빔 유인구조물의 격자계를 나타내는 도면이다.
도 14는 본 발명의 다른 실시예에 따른 하부 유인형 칠드빔 유인구조물의 수치해석 결과를 나타내는 도면으로서, 도 14의 a)는 속도벡터를 나타내고, 도 14b는 U 속도분포를 나타낸다.
도 15a 및 도 15b는 각각 본 발명의 다른 실시예에 따른 하부 유인형 칠드빔 유인구조물의 시제품을 나타내는 사진이다.
도 16a 및 도 16b는 각각 본 발명의 다른 실시예에 따른 하부 유인형 칠드빔 유인구조물 시제품에 대한 유인비 실험장치의 전경 및 2차 공기 풍속측정용 속도센서를 나타내는 도면이다.
도 17은 본 발명의 다른 실시예에 따른 하부 유인형 칠드빔 유인구조물에서 노즐각도에 따른 유인비 변화를 나타내는 도면이다.
도 18은 본 발명의 다른 실시예에 따른 하부 유인형 칠드빔 유인구조물에서 노즐각도에 따른 압력 챔버의 압력 변화를 나타내는 도면이다.
도 19는 본 발명의 다른 실시예에 따른 하부 유인형 칠드빔 유인구조물에서 유인 슬롯의 폭 너비(
Figure 112014092164461-pat00028
)를 설명하기 위한 도면이다.
도 20은 본 발명의 다른 실시예에 따른 하부 유인형 칠드빔 유인구조물에서 유인 슬롯의 폭 너비에 따른 유인비 변화를 나타내는 도면이다.
도 21은 본 발명의 다른 실시예에 따른 하부 유인형 칠드빔 유인구조물에서 유인 슬롯의 폭 너비에 따른 압력 챔버의 압력 변화를 나타내는 도면이다.
아래에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
현대식 건물에서는 공조용 에너지가 건물 전체 에너지 소비량의 40~50% 정도를 차지하고 있고, 이중에서 반송 동력이 차지하는 비율이 약 40% 정도이다. 따라서 반송 동력이 건물 전체 에너지 소비량의 약 16~20%를 점하고 있으므로 반송 동력의 저감을 위한 대책이 필요하다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 유인 성능이 향상된 칠드빔 유인구조물을 구비한 칠드빔 공조시스템을 개략적으로 설명하기 위한 도면이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 유인 성능이 향상된 칠드빔 유인구조물을 구비한 칠드빔 공조시스템은, 칠드빔 유인구조물(100), 외기처리용 공기조화기(300) 및 냉온수 공급기(400)를 포함한다.
본 발명의 실시예에 따른 유인 성능이 향상된 칠드빔 유인구조물을 구비한 칠드빔 공조시스템은, 물-공기 방식으로서 신선 외기와 냉온수를 실내 천장에 설치된 칠드빔 유인구조물(100)에 공급한다. 즉, 실내 공기의 질(Indoor Air Quality: IAQ)을 위해 요구되는 신선 외기를 OA 덕트를 통해 칠드빔의 압력 챔버에 공급하고, 냉난방 부하의 처리를 위해 필요한 냉온수를 배관을 통해 칠드빔의 냉온수 코일로 공급하게 된다.
본 발명의 실시예에 따른 칠드빔 유인구조물(100)에 공급된 외기가 노즐을 통과하면서 유인 효과가 발생하게 되고, 이러한 유인작용에 의해 실내 공기가 칠드빔 유인구조물 내로 유입되어 냉온수 코일을 통과하는 순환기류가 형성되게 된다. 이에 따라 신선 외기와 실내 공기는 유인 챔버 및 유인 슬롯에서 혼합된 후, 칠드빔 유인구조물(100)의 디퓨저를 통해 실내(200)로 공급될 수 있다.
즉, 신선 외기가 칠드빔 유인구조물(100) 내의 노즐을 통과하면서 유인 챔버 및 유인 슬롯에서 부압(Negative Pressure)이 형성되며, 이러한 부압으로 인하여 실내 공기가 칠드빔 유인구조물(100) 내로 유인되고, 유인 챔버 및 유인 슬롯에서 신선 외기와 혼합된 후 실내(200)로 급기된다. 이때, 유인되는 실내 공기는 냉온수 코일을 통과하여 냉각 또는 가열된다.
도 1에 도시된 바와 같이, 이러한 유인작용의 관점으로부터 칠드빔 유인구조물(100)에 공급되는 신선 외기는 노즐을 통과하면서 유인을 발생시키는 기능을 하므로, 1차 공기(Primary Air: 신선 외기)로 칭할 수 있고, 칠드빔 유인구조물(100)로 유인되는 실내 공기는 2차 공기(Secondary Air: 실내 공기)로 명명할 수 있다.
한편, 칠드빔의 유인 성능을 나타내는 유인비(Induction Ratio: IR)는 다음의 수학식 1과 같이 1차 공기의 유량에 대한 2차 공기의 유량의 비율로 나타낼 수 있다.
Figure 112013023712687-pat00029
따라서 칠드빔 공조시스템에서는 공조 영역의 냉난방 부하를 해결하기 위해 필요한 실내순환 공기량과 실내 공기질의 유지를 위한 신선 외기의 공급량을 동시에 효과적으로 만족시킬 수 있는 칠드빔의 유인구조물 개발이 이루어져야 한다.
또한, 국내 공조환경에 적합한 칠드빔 공조시스템의 구성을 위해 요구되는 칠드빔의 유인구조물을 도출하기 위하여 전산유체기법의 수치적 연구가 수행되었으며, 이러한 수치해석을 통해 제시된 설계안을 바탕으로 실규모의 모형(Mock-up)을 제작하고, 그 유인 성능을 측정하게 된다.
따라서 본 발명의 실시예에 따른 칠드빔 공조시스템은 전통적인 전공기 공조방식에 비해 물-공기의 공조방식을 채용하여, 냉난방 부하의 상당 부분은 냉온수의 공급으로 처리하고, 실내의 IAQ 확보를 위한 신선 외기량만을 송풍하기 때문에 반송 동력을 크게 절감할 수 있다. 또한, 본 발명의 실시예에 따른 칠드빔 공조시스템은 인테리어 개념이 가미된 천장판에 덕트와 배관을 포함한 기존의 기계설비와 전기설비의 모든 공종의 공사를 집합하여 모듈화한 칠드빔을 공장에서 대량으로 제작하고, 이것을 현장에 설치하기 때문에 건축공사의 천장 공정을 보다 비용 효율적으로 진행할 수 있다.
따라서 이러한 칠드빔 공조시스템은 에너지 절약과 효율적 시공 및 유지관리 뿐만 아니라 쾌적한 공조환경과 층고 저감 등의 이점을 제공할 수 있다.
한편, 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 측면 유인형 칠드빔 유인구조물을 나타내는 도면이다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 측면 유인형 칠드빔 유인구조물(100)은 칠드빔 공조시스템의 실내 유니트인 칠드빔을 위한 측면 유인형 칠드빔 유인구조물로서, 압력 챔버(110), 유인 챔버(120), 노즐(130), 냉온수 코일(140) 및 드레인 팬(150)을 포함한다.
압력 챔버(110)는 1차 공기인 신선 외기가 유입되고, 노즐(130)을 통해 상기 신선 외기의 분출이 이루어지도록 압력이 높게 형성된다.
노즐(130)은 상기 압력 챔버(110)와 연결되도록 상기 압력 챔버(110)의 중앙 하부에 위치시키고, 상기 신선 외기가 통과되면서 압력이 하강하여 2차 공기인 실내 공기를 유인한다.
유인 챔버(120)는 상기 압력의 하강으로 부압이 형성되어 상기 실내 공기의 유인이 이루어지고, 상기 실내 공기와 상기 신선 외기의 혼합이 이루어진다.
냉온수 코일(140)은 상기 유인 챔버(120)내의 좌우 측면에 수직으로 세워서 위치시키고, 상기 유인되는 실내 공기가 통과하면서 열교환이 이루어지고, 실내 냉난방 부하를 처리한다.
드레인 팬(150)은 하절기에 상기 냉온수 코일(140)에서 발생하는 결로가 떨어지는 것을 모아서 외부로 배출시킨다.
이에 따라 본 발명의 실시예에 따른 측면 유인형 칠드빔 유인구조물(100)은 상기 실내 공기를 상기 유인 챔버(120)의 좌우 측면에서 유인하고, 상기 실내 공기와 상기 신선 외기의 취출 공기인 혼합 공기가 상기 유인 챔버(120)의 중앙 하부로 취출될 수 있다. 이때, 본 발명의 실시예에 따른 측면 유인형 칠드빔 유인구조물(100)은 천장이 없는 개방된 건축물 공간에 설치될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 측면 유인형 칠드빔 유인구조물(100)은 천장이 없는 개방된 건축물 공간에서 칠드빔을 효과적으로 설치할 수 있도록 하기 위하여, 압력 챔버(110)와 연결된 노즐(130)을 칠드빔 유인구조물(100)의 중앙에 위치시키고 냉온수 코일(140)을 칠드빔 유인구조물(100)의 좌우 측면에 수직으로 세워서 위치시킴으로써, 실내 공기를 칠드빔 유인구조물(100)의 좌우 측면에서 유인하고, 결국, 실내 공기와 신선 외기의 혼합공기를 칠드빔 유인구조물(100)의 중앙 하부로 취출하게 된다.
한편, 도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 하부 유인형 칠드빔 유인구조물을 나타내는 도면이다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 하부 유인형 칠드빔 유인구조물(300)은 칠드빔 공조시스템의 실내 유니트인 칠드빔을 위한 하부 유인형 칠드빔 유인구조물로서, 압력 챔버(310), 유인 챔버(320), 노즐(330), 냉온수 코일(340), 드레인 팬(350) 및 유인 슬롯(360)을 포함한다.
압력 챔버(310)는 1차 공기인 신선 외기가 유입되고, 노즐(330)을 통해 상기 신선 외기의 분출이 이루어지도록 압력이 높게 형성된다.
노즐(330)은 상기 압력 챔버(310)와 연결되도록 상기 압력 챔버(310)의 좌우 측면 하부에 위치시키고, 상기 신선 외기가 통과되면서 압력이 하강하여 2차 공기인 실내 공기를 유인한다.
유인 챔버(320)는 상기 압력 챔버(310)와 연결되고 상기 실내 공기를 유인한다.
유인 슬롯(360)은 상기 유인 챔버(320)의 좌우 측면에 소정 경사로 위치시키고, 상기 압력의 하강으로 부압이 형성되어 상기 실내 공기의 유인이 이루어지고, 상기 실내 공기와 상기 신선 외기의 혼합이 이루어진다.
냉온수 코일(340)은 상기 유인 챔버(320)내에서 좌우 측면에 소정 각도로 경사지게 위치시키고, 상기 유인 챔버(320)를 통해 유인되는 실내 공기가 통과하면서 열교환이 이루어지고, 실내 냉난방 부하를 처리한다.
드레인 팬(350)은 하절기에 상기 냉온수 코일(340)에서 발생하는 결로가 떨어지는 것을 모아서 외부로 배출시킨다.
이에 따라 본 발명의 다른 실시예에 따른 하부 유인형 칠드빔 유인구조물(300)은 상기 유인 챔버(320)의 하부에 실내 공기 흡입구를 위치시키고, 상기 실내 공기를 상기 유인 챔버(320)의 중앙 하부에서 유인하고, 상기 실내 공기와 상기 신선 외기의 취출 공기인 혼합 공기가 상기 유인 슬롯(360)의 좌우 하부로 취출된다. 이때, 본 발명의 다른 실시예에 따른 하부 유인형 칠드빔 유인구조물(300)은 천장이 있는 일반 건축물 공간에 설치될 수 있다.
또한, 후술하는 바와 같이, 상기 유인 슬롯(360)의 폭 너비(
Figure 112014092164461-pat00030
)에 따라 상기 유인비가 달라지며, 상기 칠드빔 유인구조물(300)의 유인비가 향상되도록 상기 유인비가 최대로 증가하는 유인 슬롯(360)의 폭 너비를 선택하여 적용할 수 있다. 예를 들면, 상기 유인 슬롯(360)의 폭 너비가 86㎜ 일 때, 상기 유인비가 4.02의 최대값을 나타낼 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 하부 유인형 칠드빔 유인구조물(300)은 천장이 있는 일반 건축물 공간에서 칠드빔을 효과적으로 설치할 수 있도록 하기 위하여, 압력 챔버(310)와 연결된 노즐(330) 및 유인 슬롯(360)을 칠드빔의 좌우 측면에 위치시키고, 또한, 유인 챔버(320)의 하부에 실내 공기 흡입구를 위치시킴으로써, 실내 공기를 칠드빔의 중앙 하부에서 유인하고, 실내 공기와 신선 외기의 혼합공기를 칠드빔의 좌우 하부로 취출하게 된다.
이하, 전술한 도 2, 도 4 내지 도 11을 참조하여, 본 발명의 실시예에 따른 측면 유인형 칠드빔 유인구조물의 해석을 설명하기로 한다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 측면 유인형 칠드빔 유인구조물에 적용되는 노즐의 각도를 설명하기 위한 도면이다.
본 발명의 실시예에 따른 측면 유인형 칠드빔의 유인 성능에 가장 큰 영향을 미치는 인자는, 도 4에 도시된 바와 같이, 노즐(130)의 각도(
Figure 112013023712687-pat00031
)의 설계조건으로 판단된다. 상기 노즐(130)의 각도가 커지면 유인비는 상승하지만, 상기 압력 챔버(110) 내의 압력 또한 상승하여 외기공급 송풍기의 정압이 올라가게 된다. 반대로 노즐(130)의 각도가 작아지면 유인비가 줄어들어 칠드빔 유인구조물(100)의 냉난방 성능에 영향을 미치게 된다.
따라서 칠드빔 유인구조물(100)의 설계 유인비와 압력 챔버(110)내 형성 압력을 모두 고려하여 노즐(130)의 설계를 수행하여야 한다. 이러한 노즐(130)의 각도에 따른 유인비의 변화를 해석하기 위하여 수치해석적 분석과 실제 실험에 의한 분석을 각각 수행하였다.
먼저, 본 발명의 실시예에 따른 측면 유인형 칠드빔 유인구조물의 대상으로서, 노즐(130)의 각도에 따른 유인비의 변화에 대하여 분석을 수행하였다.
도 5a 내지 도 5c는 각각 본 발명의 실시예에 따른 측면 유인형 칠드빔 유인구조물의 수치해석 모델로서, 도 5a는 투시도이고, 도 5b는 정면도이며, 도 5c는 측면도를 각각 나타낸다.
도 5a 내지 도 5c에 각각 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 측면 유인형 칠드빔 유인구조물(100)에서, 상기 압력 챔버(110)의 바닥에 노즐(130)이 일렬로 위치하고 있으며, 유인 챔버(120)의 좌우 측면에 냉온수 코일(140)이 위치한다. 이러한 압력 챔버(110)에는 외기공급 덕트가 연결되어 외기를 공급하고, 유인댐퍼의 하단에 디퓨저(도시되지 않음)가 있고, 이를 통해 신선 외기와 실내 공기의 혼합 공기가 실내로 취출된다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 측면 유인형 칠드빔 유인구조물의 격자계를 예시하는 도면이고, 도 7은 본 발명의 실시예에 따른 측면 유인형 칠드빔 유인구조물의 수치해석 결과를 나타내는 도면으로서, 도 7의 a)는 속도벡터를 나타내고 도 7의 b)는 압력분포를 각각 나타낸다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 측면 유인형 칠드빔 유인구조물의 격자계를 예시하며, 도 7의 a)는 본 발명의 실시예에 따른 측면 유인형 칠드빔 유인구조물(100)의 단면에서의 속도벡터를 보여주고 있다. 도 7의 a)에 도시된 바와 같이, 외기공급 덕트에서 유입되는 신선 외기가 압력 챔버(110)와 노즐(130)을 거쳐 유인 챔버(120)로 토출되고 있다. 이때, 노즐(130)을 통과한 공기는 속도가 빠르게 증가하여 유인 챔버(120)내의 압력 강하를 이끌게 된다. 이러한 노즐(130)의 압력 강하에 의한 유인작용으로 인해, 실내 공기가 칠드빔 유인구조물(100)의 좌우 측면에 위치한 냉온수 코일(140)을 통과하여 상기 유인 챔버(120)로 흡입되는 것을 알 수 있다. 이에 따라 신선 외기와 실내 공기는 상기 유인 챔버(120)에서 혼합되어 실내로 취출된다.
또한, 도 7의 b)는 측면 유인형 칠드빔 유인구조물(100)의 단면에서의 압력분포를 보여주며, 신선 외기가 유입되는 압력 챔버(110)의 압력은 노즐(130)에서의 공기 분사로 인한 압력 상승에 따라 약 140 Pa 정도로 형성된다. 또한, 상기 노즐(130)의 공기가 분사되는 유인 챔버(120)에서는 실내보다 압력이 떨어지는 부압이 형성되고, 실내 공기가 측면 유인형 칠드빔 유인구조물(100)에 유인된다.
한편, 도 8은 본 발명의 실시예에 따른 측면 유인형 칠드빔 유인구조물의 시제품을 예시하는 사진이고, 도 9a 내지 도 9e는 본 발명의 실시예에 따른 측면 유인형 칠드빔 유인구조물(100) 시제품에 대한 유인비 실험장치를 나타내는 사진들로서, 도 9a는 유인비 실험장치 전경을 나타내며, 도 9b는 1차공기의 송풍시스템(210)을 나타내며, 도 9c는 1차 공기 풍량 측정용 FMS(220)를 나타내고, 도 9d는 2차 공기 풍속측정용 속도센서(230)를 나타내며, 도 9e는 압력 챔버내 압력측정 센서(240)를 각각 나타낸다.
도 9a에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 측면 유인형 칠드빔 유인구조물(100) 시제품에 대한 유인비 실험장치는, 송풍기, 인버터 및 공급덕트를 이용하여 1차공기의 공급풍량을 조절하면서 측면 유인형 칠드빔 유인구조물(100)의 압력 챔버(110)에 1차 공기를 공급한다. 이때, 도 9c에 도시된 바와 같이, 1차 공기 풍량 측정용 FMS(220)를 이용하여 1차 공기의 공급풍량을 측정할 수 있다. 또한, 압력 챔버(110)에 형성되는 압력은, 도 9e에 도시된 바와 같이, 압력측정 센서(240)인 차압센서를 이용하여 측정하고, 노즐(130)의 유인작용에 의해 유인 챔버(120)로 유입되는 실내 공기의 풍량은, 도 9d에 도시된 바와 같이, 16개의 속도센서(230)에 의한 평균 속도와 유입구의 면적을 이용하여 산출할 수 있다.
한편, 도 10은 본 발명의 실시예에 따른 측면 유인형 칠드빔 유인구조물에서 노즐각도에 따른 유인비 변화를 나타내는 도면이고, 도 11은 본 발명의 실시예에 따른 측면 유인형 칠드빔 유인구조물에서 노즐각도에 따른 압력 챔버의 압력 변화를 나타내는 도면이다.
도 10 및 도 11은 각각 측면 유인형 칠드빔 유인구조물에 대하여 전술한 바와 같이 수치해석 및 실험적 분석에 의한 유인특성의 해석결과로서, 노즐의 각도 변화에 따른 해석결과를 보여주고 있다. 도 10 및 도 11에 도시된 바와 같이, 노즐 각도가 증가하여 노즐이 급격해 질수록 유인비와 챔버내 압력도 증가하는 것을 알 수 있다. 즉, 노즐 각도에 따라 2차원 함수적 관계로 유인비와 압력이 증가한다. 이러한 해석 결과로부터 칠드빔 유인구조물(100)의 설계 유인비가 결정되면 이에 따른 노즐각도를 적용하고, 이때 형성하는 압력 챔버의 압력을 감당하도록 송풍압력을 설계할 수 있다.
전술한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 측면 유인형 칠드빔 유인구조물(100)의 냉난방 용량에 적합하도록 유인비를 조절하기 위하여, 측면 유인형 칠드빔 유인구조물(100)의 유인비(
Figure 112013023712687-pat00032
)를 압력 챔버(110)와 연결되어 있는 노즐(130)의 각도(
Figure 112013023712687-pat00033
)로 조절하는 방안이 제시되며, 이를 정리하면 수학식 2와 같이 주어진다.
Figure 112013023712687-pat00034
본 발명의 실시예에 따른 측면 유인형 칠드빔 유인구조물(100)에 대한 수치해석과 실험적 분석에 의하면, 측면 유인형 칠드빔 유인구조물(100)의 유인비(
Figure 112013023712687-pat00035
)는 압력 챔버(110)와 연결되어 있는 노즐의 각도(
Figure 112013023712687-pat00036
)와 이차원적 함수의 대응관계를 가지며, 다음의 수학식 3과 같이 표현될 수 있다.
Figure 112013023712687-pat00037
여기서,
Figure 112013023712687-pat00038
,
Figure 112013023712687-pat00039
및
Figure 112013023712687-pat00040
는 각각 상수이다.
이에 따라 전술한 수학식 2 및 수학식 3과 같은 방법으로 선정된 측면 유인형 칠드빔유인구조물(100)의 노즐(130)의 각도(
Figure 112013023712687-pat00041
)에 대하여 측면 유인형 칠드빔 유인구조물(100)의 압력 챔버(110)에 형성되는 압력을 구하여 송풍기 설계에 반영해야 한다. 본 발명의 실시예에서는 수치해석과 실험적 분석을 통하여 측면 유인형 칠드빔 유인구조물(100)의 압력 챔버(110)에서 형성되는 압력(
Figure 112013023712687-pat00042
)은 압력 챔버(110)와 연결되어 있는 노즐(130)의 각도(
Figure 112013023712687-pat00043
)와 이차원적 함수의 대응관계를 가지고 있는 것으로 파악되었으며, 다음의 수학식 4와 같이 정리할 수 있다.
Figure 112013023712687-pat00044
로 주어지고, 여기서,
Figure 112013023712687-pat00045
,
Figure 112013023712687-pat00046
및
Figure 112013023712687-pat00047
는 각각 상수이다.
이하, 전술한 도 3, 도 12 내지 도 21을 참조하여, 본 발명의 다른 실시예에 따른 하부 유인형 칠드빔 유인구조물의 해석을 설명하기로 하며, 이때, 유인형 칠드빔 유인구조물에 대하여 노즐의 각도에 따른 유인비의 변화에 대한 분석이 수행된다.
도 12a 및 도 12b는 본 발명의 다른 실시예에 따른 하부 유인형 칠드빔 유인구조물의 수치해석 모델을 나타내며, 도 12a는 투시도를 나타내고, 도 12b는 정면도를 각각 나타낸다.
도 12에 도시된 바와 같이, 본 발명의 다른 실시예에 따른 하부 유인형 칠드빔 유인구조물(300)은, 압력 챔버(310)와 연결된 노즐(330) 및 유인 슬롯(360)이 칠드빔의 측면에 위치하고, 유인 챔버(320)의 하부에 실내 공기 흡입구가 위치한다. 이에 따라 실내 공기가 칠드빔의 중앙 하부에서 유인되고 실내 공기와 신선 외기의 혼합공기가 칠드빔의 좌우 하부로 취출된다.
도 13은 본 발명의 다른 실시예에 따른 하부 유인형 칠드빔 유인구조물의 격자계를 나타내는 도면으로서, 하부 유인형 칠드빔 유인구조물(300)에 대한 수치해석을 수행하기 위한 격자계를 보여주고 있다. 또한, 도 14는 본 발명의 다른 실시예에 따른 하부 유인형 칠드빔 유인구조물의 수치해석 결과를 나타내는 도면으로서, 도 14의 a)는 속도벡터를 나타내고, 도 14b는 U 속도분포를 나타낸다.
도 14의 a)에 도시된 바와 같이, 본 발명의 다른 실시예에 따른 하부 유인형 칠드빔 유인구조물(300)의 단면에서의 속도벡터를 보여주고 있다. 도 14의 a)에 도시된 바와 같이, 외기공급덕트에서 유입되는 신선 외기가 압력 챔버(310)를 거쳐 양 측면의 노즐(330)을 거쳐 유인 슬롯(360)으로 도출되고 있다. 이때, 노즐(330)을 통과한 공기는 속도가 빠르게 증가하여 상기 유인 슬롯(360) 내의 압력 강하를 이끌게 된다. 또한, 상기 노즐(330)의 압력 강하에 의한 유인작용으로 실내 공기가 칠드빔의 하부에서 유인 챔버(320)로 유인되고, 이후 유인 챔버(320)의 좌우 측 상단에 기울어져 위치한 냉온수 코일(340)을 통과한 후, 상기 유인 슬롯(360)으로 흡입되는 것을 알 수 있다. 이에 따라 신선 외기와 실내 공기는 상기 유인 슬롯(360)에서 혼합되고, 디퓨저(도시되지 않음)를 거쳐 칠드빔의 좌우측 하부로 취출된다.
또한, 도 14의 b)는 하부 유인형 칠드빔 유인구조물의 단면에서의 U 속도분포로서 보여주고 있고, 이때, 상기 노즐(330)을 통과한 신선 외기가 빠르게 분출되고 있고, 실내 공기가 냉온수 코일(340)을 통과하는 것을 알 수 있다.
한편, 도 15a 및 도 15b는 각각 본 발명의 다른 실시예에 따른 하부 유인형 칠드빔 유인구조물의 시제품을 나타내는 사진이고, 도 16a 및 도 16b는 각각 본 발명의 다른 실시예에 따른 하부 유인형 칠드빔 유인구조물 시제품에 대한 유인비 실험장치의 전경 및 2차 공기 풍속측정용 속도센서(410)를 나타내는 도면이다.
도 15a는 본 발명의 다른 실시예에 따른 하부 유인형 칠드빔 유인구조물(300)의 하부가 위로 향한 상태를 나타내고, 도 15b는 하부 유인형 칠드빔 유인구조물(300)의 하부가 밑으로 향한 상태를 각각 나타낸다.
도 16은 도 15 및 도 15b에 도시된 본 발명의 다른 실시예에 따른 하부 유인형 칠드빔 유인구조물(300)의 시제품에 대한 유인비 측정실험 장치를 보여주고 있다. 도 16에 도시된 바와 같이, 유인비 실험장치는 송풍기, 인버터 및 공급덕트를 이용하여 1차 공기의 공급풍량을 조절하면서 하부 유인형 칠드빔 유인구조물(300)의 압력 챔버(310)에 1차 공기를 공급한다. 이때, FMS를 이용하여 1차공기의 공급풍량을 측정할 수 있다. 또한, 상기 압력 챔버(310)에 형성되는 압력은 차압센서를 이용하여 측정하고, 또한, 도 16b에 도시된 바와 같이, 노즐(330)의 유인 작용에 의해 유인 챔버(320)로 유입되는 실내 공기의 풍량은 32개의 속도센서(410)에 의한 평균 속도와 유입구의 면적을 이용하여 산출한다.
한편, 도 17은 본 발명의 다른 실시예에 따른 하부 유인형 칠드빔 유인구조물에서 노즐각도에 따른 유인비 변화를 나타내는 도면이고, 도 18은 본 발명의 다른 실시예에 따른 하부 유인형 칠드빔 유인구조물에서 노즐각도에 따른 압력 챔버의 압력 변화를 나타내는 도면이다.
도 17과 도 18은 본 발명의 다른 실시예에 따른 하부 유인형 칠드빔 유인구조물에 대하여 전술한 수치해석 및 실험적 분석에 의한 유인특성의 해석결과로서, 노즐의 각도 변화에 따른 해석결과를 보여주고 있다. 전술한 본 발명의 실시예에 따른 측면 유인형 칠드빔 유인구조물(100)에 대한 분석결과와 유사하게, 본 발명의 다른 실시예에 따른 하부 유인형 칠드빔 유인구조물(300)의 경우에도, 도 17 및 도 18에 도시된 바와 같이, 노즐 각도가 증가하여 노즐(330)이 급격해 질수록 유인비와 챔버내 압력도 증가하는 것을 알 수 있다. 마찬가지로, 노즐(330) 각도에 따라 2차원 함수적 관계로 유인비와 압력이 증가한다. 이러한 해석 결과로부터 발명의 다른 실시예에 따른 하부 유인형 칠드빔 유인구조물(300)에서도 전술한 측면 유인형 칠드빔 유인구조물(100)과 유사하게, 칠드빔의 설계 유인비가 결정되면 이에 따른 노즐 각도를 적용하고, 이때, 형성하는 압력 챔버의 압력을 감당하도록 송풍압력을 설계할 수 있다.
한편, 본 발명의 다른 실시예에 따른 하부 유인형 칠드빔 유인구조물(300)에서도 전술한 본 발명의 실시예에 따른 측면 유인형 칠드빔 유인구조물(100)과 동일하게, 하부 유인형 칠드빔 유인구조물(300)의 냉난방 용량에 적합하도록 유인비를 조절하도록 하부 유인형 칠드빔의 유인비(
Figure 112013023712687-pat00048
)를 압력 챔버와 연결되어 있는 노즐의 각도(
Figure 112013023712687-pat00049
)로 조절하는 방안이 제시되며, 이를 정리하면 다음의 수학식 5와 같이 주어진다.
Figure 112013023712687-pat00050
본 발명의 다른 실시예에 따른 하부 유인형 칠드빔 유인구조물(300)에 대한 수치해석과 실험적 분석에 의하면, 하부 유인형 칠드빔 유인구조물의 유인비(
Figure 112013023712687-pat00051
)는 압력 챔버(310)와 연결되어 있는 노즐(330)의 각도(
Figure 112013023712687-pat00052
)와 이차원적 함수의 대응관계를 가지며, 다음의 수학식 6과 같이 표현될 수 있다.
Figure 112013023712687-pat00053
여기서,
Figure 112013023712687-pat00054
,
Figure 112013023712687-pat00055
및
Figure 112013023712687-pat00056
는 각각 상수이다.
따라서 전술한 수학식 5 및 수학식 6과 같은 방법으로 선정된 하부 유인형 칠드빔유인구조물(300)의 노즐(330)의 각도에 대하여 하부 유인형 칠드빔 유인구조물(300)의 압력 챔버(310)에 형성되는 압력을 구하여 송풍기 설계에 반영해야 한다. 본 발명의 다른 실시예에서는 수치해석과 실험적 분석을 통하여 하부 유인형 칠드빔 유인구조물(300)의 압력 챔버(310)에서 형성되는 압력(
Figure 112013023712687-pat00057
)은 상기 압력 챔버(310)와 연결되어 있는 노즐(330)의 각도(
Figure 112013023712687-pat00058
)와 이차원적 함수의 대응관계를 가지고 있는 것으로 파악되었으며, 수학식 7과 같이 정리할 수 있다.
Figure 112013023712687-pat00059
여기서,
Figure 112013023712687-pat00060
,
Figure 112013023712687-pat00061
및
Figure 112013023712687-pat00062
는 각각 상수이다.
한편, 도 19는 본 발명의 다른 실시예에 따른 하부 유인형 칠드빔 유인구조물에서 유인 슬롯의 폭 너비(
Figure 112014092164461-pat00063
)를 설명하기 위한 도면이다.
도 19에 도시된 바와 같이, 본 발명의 다른 실시예에 따른 하부 유인형의 칠드빔 유인구조물(300)에서는 유인 슬롯(360)의 폭 너비(
Figure 112014092164461-pat00064
)에 따라 유인 성능에 변화가 발생한다. 즉, 상기 유인 슬롯(360)의 폭 너비에 따라서 상기 노즐(330)을 통과하여 분출하는 제트류의 특성, 유인 슬롯(360) 벽면과의 마찰, 유인 슬롯(360)으로의 실내 공기 유입 경로 등이 영향을 받게 되고, 결과적으로 하부 유인형 칠드빔 유인구조물(300)의 유인비가 달라진다.
본 발명의 다른 실시예에서는 하부 유인형 칠드빔 유인구조물(300)에 대해서, 유인 슬롯(360)의 폭 너비(
Figure 112014092164461-pat00065
)를 37.5㎜에서 125㎜까지 변경해 가면서 수치해석적 분석에 의해서 유인 성능을 검토하였다.
도 20은 본 발명의 다른 실시예에 따른 하부 유인형 칠드빔 유인구조물에서 유인 슬롯의 폭 너비에 따른 유인비 변화를 나타내는 도면이고, 도 21은 본 발명의 다른 실시예에 따른 하부 유인형 칠드빔 유인구조물에서 유인 슬롯의 폭 너비에 따른 압력 챔버의 압력 변화를 나타내는 도면이다.
도 20 및 도 21은 유인 슬롯의 폭 너비에 따른 분석결과를 나타내고 있다. 도 20에 도시된 바와 같이, 본 발명의 다른 실시예에 따른 하부 유인형 칠드빔 유인구조물(300)에서는 유인 슬롯(360)의 폭 너비에 따라 유인비가 달라지며, 상기 유인비가 최대로 증가하는 유인 슬롯의 폭 너비가 존재한다. 본 발명의 다른 실시예에서, 상기 유인 슬롯(360)의 폭 너비가 86㎜ 일 때, 유인비가 4.02로서 최대의 값을 보이고 있다. 전술한 바와 같이, 본 발명의 다른 실시예에 따른 하부 유인형 칠드빔 유인구조물(300)에서는 유인비가 최대로 증가하는 유인 슬롯의 폭 너비를 반영함으로써 칠드빔의 유인비를 향상시킬 수 있다.
전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.
본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
100: 측면 유인형 칠드빔 유인구조물
300: 하부 유인형 칠드빔 유인구조물
110, 310: 압력 챔버
120, 320: 유인 챔버
130, 330: 노즐
140, 340: 냉온수 코일
150, 350: 드레인 팬(Drain Fan)
360: 유인 슬롯

Claims (12)

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  6. 칠드빔 공조시스템의 실내 유니트인 칠드빔을 위한 하부 유인형 칠드빔 유인구조물에 있어서,
    1차 공기인 신선 외기가 유입되고, 노즐을 통해 상기 신선 외기의 분출이 이루어지도록 압력이 높게 형성되는 압력 챔버;
    상기 압력 챔버와 연결되도록 상기 압력 챔버의 좌우 측면 하부에 위치시키고, 상기 신선 외기가 통과되면서 압력이 하강하여 2차 공기인 실내 공기를 유인하는 노즐;
    상기 압력 챔버와 연결되고 상기 실내 공기를 유인하는 유인 챔버;
    상기 유인 챔버의 좌우 측면에 소정 경사로 위치시키고, 상기 압력의 하강으로 부압이 형성되어 상기 실내 공기의 유인이 이루어지고, 상기 실내 공기와 상기 신선 외기의 혼합이 이루어지는 유인 슬롯;
    상기 유인 챔버내에서 좌우 측면에 소정 각도로 경사지게 유인슬롯 각각에 접하도록 위치시키고, 상기 유인 챔버를 통해 유인되는 실내 공기가 통과하면서 열교환이 이루어지고, 실내 냉난방 부하를 처리하는 냉온수 코일; 및
    고온다습한 하절기에 유인슬롯 각각에 접하도록 위치시킨 상기 냉온수 코일에서 발생하는 결로가 떨어지는 것을 각각 모아서 외부로 배출시키는 드레인 팬을 포함하되,
    상기 유인 챔버의 하부에 실내 공기 흡입구를 위치시키고, 상기 실내 공기를 상기 유인 챔버의 중앙 하부에서 유인하고, 상기 실내 공기와 상기 신선 외기의 취출 공기인 혼합 공기가 상기 유인 슬롯의 좌우 하부로 취출되며,
    상기 유인 슬롯의 폭 너비(
    Figure 112014092164461-pat00125
    )에 따라 유인비(IR)가 달라지며, 상기 칠드빔 유인구조물의 유인비가 향상되도록 유인비가 최대로 증가하는 유인 슬롯의 폭 너비를 선택하여 적용하되,
    상기 유인 슬롯(360)의 폭 너비(
    Figure 112014092164461-pat00128
    )는 37.5㎜에서 125㎜으로 형성되도록 하되, 상기 유인 슬롯(360)의 폭 너비를 86㎜으로 하였을때 유인비가 4.02로서 최대의 값이 되도록 하며,
    칠드빔의 설계 유인비가 결정되면 이에 따른 노즐 각도를 적용하고, 이때, 형성하는 압력 챔버의 압력을 감당하도록 송풍압력을 설계하도록 하되,
    상기 하부 유인형 칠드빔 유인구조물의 유인비(IR)는 상기 압력 챔버와 연결되어 있는 상기 노즐의 각도(
    Figure 112014092164461-pat00129
    )와 이차원적 함수의 대응관계를 갖도록
    Figure 112014092164461-pat00130
    로 주어지고, 여기서,
    Figure 112014092164461-pat00131
    ,
    Figure 112014092164461-pat00132
    및
    Figure 112014092164461-pat00133
    는 각각 상수인 계수값이며,
    상기 선정된 노즐의 각도에 대하여 상기 압력 챔버에 형성되는 압력을 구하기 위하여, 상기 압력 챔버에서 형성되는 압력(P)을 상기 압력 챔버와 연결되어 있는 노즐의 각도(
    Figure 112014092164461-pat00134
    ) 및 계수값을 이용하여
    Figure 112014092164461-pat00135
    와 같이 정량적으로 구하게 되고, 여기서,
    Figure 112014092164461-pat00136
    ,
    Figure 112014092164461-pat00137
    및
    Figure 112014092164461-pat00138
    는 각각 상수인 계수값인 것을 특징으로 하는 유인 성능이 향상된 하부 유인형 칠드빔 유인구조물.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 하부 유인형 칠드빔 유인구조물은 천장이 있는 일반 건축물 공간에 설치되는 것을 특징으로 하는 유인 성능이 향상된 하부 유인형 칠드빔 유인구조물.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 하부 유인형 칠드빔 유인구조물의 냉난방 용량에 적합한 유인비(IR)는,
    Figure 112013023712687-pat00079
    로 주어지고, 상기 압력 챔버와 연결되어 있는 상기 노즐의 각도(
    Figure 112013023712687-pat00080
    )로 조절하여 선정할 수 있도록 상기 유인비가
    Figure 112013023712687-pat00081
    로 주어지는 것을 특징으로 하는 유인 성능이 향상된 하부 유인형 칠드빔 유인구조물.
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