KR101475131B1 - 환기 공조 장치 및 그 제어 방법 - Google Patents

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히데모토 아라이
마사히로 하세가와
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미쓰비시덴키 가부시키가이샤
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Abstract

환기 공조 장치는, 급기 흡입구(9)로부터 급기 취출구(8)에 통하는 급기 풍로와, 배기흡입구 (10)로부터 배기 취출구(7)에 통하는 배기 풍로와, 급기 풍로 및 배기 풍로를 흐르는 기류 사이에서 열교환을 행하는 열교환기(4)와, 배기 풍로와 병설되어 열교환기 (4)를 우회하는 바이패스 풍로와, 실내에 급기하는 급기 송풍기(3)와, 실외에 배기하는 배기 송풍기(2)와, 배기 공기를 열교환기(4)에 통과시킬지 통과시키지 않을지를 전환하는 댐퍼(12)와, 실내에 급기하는 공기의 온도를 측정하는 온도 센서(11)와, 급기 송풍기(3), 배기 송풍기(2) 및 댐퍼(12)를 제어하는 제어부(14)를 구비하고, 제어부(14)는, 온도 센서(11)의 출력에 의거하여 실내에 급기하는 공기의 온도가 소정의 온도에 근접하도록 댐퍼(12)의 개방도를 제어한다.

Description

환기 공조 장치 및 그 제어 방법{VENTILATION AND AIR-CONDITIONING APPARATUS AND METHOD FOR CONTROLLING SAME}
본 발명은, 급기 통로와 배기 통로를 흐르는 기류(氣流) 사이에서 열교환을 행하게 하는 열교환기를 구비한 환기 공조 장치 및 그 제어 방법에 관한 것이다.
종래, 공조 코일과 송풍기로 구성시키는 공조부와, 공조 코일의 능력을 제어하는 송기(送氣) 온도 설정기와, 인버터를 통하여 송풍기의 능력을 제어하는 실내 온도 설정기로 구성시키는 제어부와 송기 온도 설정기 및 실내 온도 설정기에 각각 검지 온도를 전달하는 송기 온도 검지기 및 실내 온도 검지기를 구비하고, 대상 실(室)의 온도를 일정한 범위 내로 유지하기 위한 공조 장치에 있어서, 송풍기의 송풍 능력을 변화시켜서, 대상 실의 온도를 일정한 범위 내로 유지하는 것이 알려져 있다.
또한, 종래, 냉동 사이클의 증발기에서 냉각한 공기를, 설정 온습도가 되도록 가열함과 함께 가습하여 공조 공기를 공급하는 온습도 제어 방법을 이용한 온습도 제어 장치에 있어서, 이 방법에 의해, 취출 온도에 응하여 압축기 능력을 제어하여 가습량을 제어하는 것이 알려져 있다.
또한, 실외로부터의 급기용 흡입구의 공기 온도 및 습도를 계측하는 센서와, 실내로의 급기용 취출구의 공기 온도 및 습도를 계측하는 센서를 갖는 공기 조화기에 있어서, 흡입 온도와 취출 온도의 차에 의거하여 송풍기의 풍량을 계산하여 풍량을 제어하고, 냉각 수단의 능력을 정하여 냉매량을 제어하는 것이 알려져 있다.
또한, 공기를 가열·가습하는 수단과, 욕실의 공기를 순환하는 송풍 수단과, 장치의 취출구에 마련한 취출구 온도 검출 수단을 구비하고, 이들의 수단을 제어하는 욕실 사우나 장치에 있어서, 공기 온도를 센서로 계측하고, 실내로의 급기용 취출구의 공기 온도 검출 수단의 검출치에 의해 취출 온도를 제어하는 것이 알려져 있다.
또한, 실내로의 급기용 취출구의 공기 온도에 의해, 송풍 수단, 가습 수단, 제습 수단, 가열 수단 및 냉각 수단을 제어하는 공기 조화 장치에 있어서, 환기 지역 내의 온습도를 제어 가능하게 하는 것이 알려져 있다.
또한, 공조 코일과 가습기를 가지며, 공조 코일로의 열교환에 의한 온도 제어와 가습기에서의 가습에 의한 습도 제어를 동시에 행하는 공기 조화 장치에 있어서, 급기용 취출구의 공기 온도에 의해, 가습기에 공급하는 물의 양을 조정하는 밸브를 구비하여 제어를 하는 것이 알려져 있다.
또한, 건물의 외부와 실내를 실외 흡입구와 실내 취출구를 통하여 연결하는 급기 통로와, 동 건물의 실내와 외부를 실내 흡입구와 실외 취출구를 통하여 연결하는 배기 통로와, 급기 통로에 실외 흡입구로부터 실내 취출구를 향하는 급기류를 형성하는 급기 송풍기와, 배기 통로에 실내 흡입구로부터 실외 취출구를 향하는 배기류를 형성하는 배기 송풍기와, 급기 통로와 배기 통로를 흐르는 기류 사이에서 열교환을 행하게 하는 열교환기를 본체에 마련한 열교환 환기 장치에 관한 것이 알려져 있다(예를 들면, 특허 문헌 1 내지 7 참조).
특허 문헌 1 : 일본 특개2006-97906호 공보 특허 문헌 2 : 일본 특개2003-302088호 공보 특허 문헌 3 : 일본 특개평7-4724호 공보 특허 문헌 4 : 일본 특개2008-125793호 공보 특허 문헌 5 : 일본 특개2002-48380호 공보 특허 문헌 6 : 일본 특개2006-29598호 공보 특허 문헌 7 : 일본 특개2009-293880호 공보
상기한 바와 같은 종래의 환기 공조 장치에서는, 실외로부터의 급기의 공기와 실내로부터의 배기의 공기를 전열교환시키거나, 전열교환시키지 않고서 실외의 공기를 직접 급기시키는 것에서 어느 하나를 댐퍼로 선택하는 것이기 때문에, 실내에 취출하는 공기의 급기 온도를 조정할 수가 없다는 문제가 있다. 또한, 종래의 환기 공조 장치에서는, 실내에 취출하는 공기의 급기 온도를 조정하기 위해서는 반드시 공조 코일을 동작시켜야 함으로써, 봄이나 가을 등의 중간기에서도 반드시 전력이 필요해진다는 문제가 있다.
또한, 종래의 공조 코일을 탑재한 환기 공조 장치에 있어서, 취출 온도가 설정 온도보다도 높은 또는 낮은 때에는, 공조 코일의 조임 장치(LEV)의 개방도를 조정하여 냉매량을 변화시킴으로써, 온도를 설정하고 있다. 그러나 LEV를 완전히 조이지 않은 경우 또는 LEV를 완전히 열지 않은 경우에도 아직 설정 온도에 도달하지 않은 때에는 공조 코일을 정지시킨다. 공조 코일의 운전이 정지하면, 본 환기 공조 장치 이외의 다른 공조기가 운전하지 않는 때에는 실외기의 운전도 정지하여 버린다. 그래서 공조 코일의 정지에 의해 실내 온도는 여름의 경우는 서서히 상승하고 겨울의 경우는 서서히 하강하여, 목표 온도로부터 떨어져서 상승 또는 하강하면 또한 실외기의 운전이 시작되고 공조 코일의 운전이 시작된다. 이 때문에, 목표 온도로 수속되지 않고 이 공조 코일과 실외기의 운전의 입절(入切)이 반복되어, 실내의 온도가 목표 온도를 중심으로 크게 변화하여 버리고, 불쾌한 공기 조건을 생기게 하여 버리는 문제가 있다.
본 발명은, 상기한 것을 감안하여 이루어진 것으로, 안정된 온도 관리를 할 수 있고, 또한 에너지 절약으로 쾌적한 취출 온도 제어가 가능한 환기 공조 장치 및 그 제어 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상술한 과제를 해결하고, 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 관한 환기 공조 장치는, 실외측에 급기 흡입구 및 배기 취출구가 마련되고, 실내측에 배기 흡입구 및 급기 취출구가 마련된 케이싱과, 케이싱에 급기 흡입구로부터 급기 취출구로 통하여 형성된 급기 풍로와, 케이싱에 배기 흡입구로부터 배기 취출구로 통하여 형성된 배기 풍로와, 급기 풍로 및 배기 풍로를 흐르는 기류 사이에서 열교환을 행하는 열교환기와, 케이싱에 배기 풍로와 병설되어 열교환기를 우회하여 배기 흡입구로부터 배기 취출구로 통하여 형성된 바이패스 풍로와, 급기 흡입구로부터 실외 공기를 흡입하여 급기 취출구로부터 실내에 급기하는 급기 송풍기와, 배기 흡입구로부터 실내 공기를 흡입하여 배기 취출구로부터 실외에 배기하는 배기 송풍기와, 배기 풍로 및 바이패스 풍로의 사이에 마련되어 배기 흡입구로부터 흡입한 실내 공기를 열교환기에 통과시킬지 통과시키지 않을지 전환하는 풍로 전환 수단과, 열교환기와 급기 취출구와의 사이에 마련되어 실내에 급기하는 공기의 온도를 측정하는 온도 센서와, 급기 송풍기, 배기 송풍기 및 풍로 전환 수단을 제어하는 제어부를 구비하고, 제어부는, 온도 센서의 출력에 의거하여 실내에 급기하는 공기의 온도가 소정의 온도에 근접하도록 풍로 전환 수단을 제어하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 관한 환기 공조 장치의 제어 방법은, 실외측에 급기 흡입구 및 배기 취출구가 마련되고, 실내측에 배기 흡입구 및 급기 취출구가 마련된 케이싱과, 케이싱에 급기 흡입구로부터 급기 취출구로 통하여 형성된 급기 풍로와, 케이싱에 배기 흡입구로부터 배기 취출구로 통하여 형성된 배기 풍로와, 급기 풍로 및 배기 풍로를 흐르는 기류 사이에서 열교환을 행하는 열교환기와, 급기 흡입구로부터 실외 공기를 흡입하여 급기 취출구로부터 실내에 급기하는 급기 송풍기와, 배기 흡입구로부터 실내 공기를 흡입하여 배기 취출구로부터 실외에 배기하는 배기 송풍기를 구비한 환기 공조 장치의 제어 방법으로서, 케이싱에 배기 풍로와 병설되어 열교환기를 우회하여 배기 흡입구로부터 배기 취출구로 통하여 바이패스 풍로를 형성하고, 배기 풍로 및 바이패스 풍로의 사이에, 배기 흡입구로부터 흡입한 실내 공기를 열교환기에 통과시킬지 통과시키지 않을지 전환하는 풍로 전환 수단을 마련하고, 열교환기와 급기 취출구와의 사이에 마련되어 실내에 급기하는 공기의 온도를 측정하는 온도 센서를 마련하고, 온도 센서의 출력에 의거하여 실내에 급기하는 공기의 온도가 소정의 온도에 근접하도록 풍로 전환 수단을 제어하는 것을 특징으로 한다. 그리고, 여기서 「열교환기」는, 열교환기와 전열교환기의 양쪽을 포함하는 것이다.
본 발명은, 안정된 온도 관리를 할 수 있고, 또한 봄, 가을 등의 중간기 등에서는 풍로 전환 수단을 제어하여, 열교환 환기를 보통 환기와 비율을 바꾸어 혼합시키는 것만으로 실내로의 급기 온도를 목표 온도에 접근시킬 수 있고, 에너지 절약으로 쾌적한 취출 온도 제어를 얻을 수 있다.
도 1은, 본 발명에 관한 환기 공조 장치의 실시의 형태 1의 모식도이고, 댐퍼가 열린 상태를 도시하는 모식도.
도 2는, 본 발명에 관한 환기 공조 장치의 실시의 형태 1의 모식도이고, 댐퍼가 닫힌 상태를 도시하는 모식도.
도 3은, 댐퍼에 의한 취출 온도 조정의 플로 차트도.
도 4는, 겨울 등의 난방 운전시의 제어를 도시하는 플로 차트도.
도 5는, 여름 등의 냉방 운전시의 제어를 도시하는 플로 차트도.
도 6은, 본 발명에 관한 환기 공조 장치의 실시의 형태 2의 모식도.
이하에, 본 발명에 관한 환기 공조 장치의 실시의 형태를 도면에 의거하여 상세히 설명한다. 그리고, 이 실시의 형태에 의해 본 발명이 한정되는 것이 아니다.
실시의 형태 1.
도 1은, 본 발명에 관한 환기 공조 장치의 실시의 형태 1의 모식도이고, 댐퍼가 열린 상태를 도시하는 모식도이다. 도 2는, 본 발명에 관한 환기 공조 장치의 실시의 형태 1의 모식도이고, 댐퍼가 닫힌 상태를 도시하는 모식도이다. 환기 공조 장치(101)는, 건축물에 거치되어 실외와 실내와의 양쪽에 노정되는 상자체 구조의 본체 케이싱(1)을 갖고 있다. 본체 케이싱(1)의 실외측에 배기 취출구(7)와 급기 흡입구(9)가 마련되고, 한편, 실내측에 급기 취출구(8)와 배기 흡입구(10)가 마련되어 있다. 그리고, 급기 흡입구(9)와 급기 취출구(8)가 연통함에 의해, 도면 중 그레이의 화살표와 같이 외기를 실내에 흡입하는 급기 풍로와, 배기 흡입구(10)와 배기 취출구(7)와 연통함에 의해, 도면 중 속이 하얀 화살표와 같이 실내 공기를 실외에 토출하는 배기 풍로가 형성되어 있다.
환기 공조 장치(101)는, 또한 급기 풍로 및 배기 풍로를 흐르는 기류 사이에서 전열교환을 행하는 전열교환기(4)를 장비하고 있다. 그리고 또한, 본체 케이싱(1)에는, 상기 배기 풍로와 병설되어 바이패스 풍로가 형성되어 있다. 바이패스 풍로는 전열교환기(4)를 우회하여 배기 흡입구(10)로부터 배기 취출구(7)에 통하여 형성되어 있다. 그리고 또한, 배기 풍로 및 바이패스 풍로의 분기의 부분에 풍로를 전환하는 댐퍼(12)가 마련되어 있다. 댐퍼(12)는, 배기 풍로와 바이패스 풍로의 분기점에 회동축을 가지며, 도면 중 화살표(A)와 같이 회동하여, 배기 흡입구(10)로부터 흡입한 실내 공기를 전열교환기(4)에 통과시킬지 통과시키지 않을지 전환하는 풍로 전환 수단을 구성하고 있다.
본체 케이싱(1)에는, 또한 상기 급기 풍로에 조립되어 급기류를 형성하는 급기 송풍기(3), 상기 배기 풍로 및 상기 바이패스 풍로의 공통 부분에 조립되어 배기류를 형성하는 배기 송풍기(2)와, 급기 송풍기(3)와 가습기(6)의 사이에 급기 공기의 가열·냉방 및 가습·제습을 목적으로 한 공조 코일(5)을 구비하고 있다. 공조 코일(5)은, 조임 장치(LEV)의 개방도를 변화시켜서 조정하여 능력이 조정된다.
또한, 환기 공조 장치(101)에는, 본체 케이싱(1) 내부의 급기 송풍기(3)의 취출구로부터의 급기류를 제습, 가열, 가습하는 가습 풍로부로서 상하 방향에 가습 풍로 상부와 가습 풍로 하부로 분할하고, 가습 풍로 상부는 발포 수지재로 덮는 형태로 형성하고, 가습 풍로 하부는 발포 수지제의 드레인 접시를 구비하고, 그 드레인 접시의 물받이 표면에 플라스틱재를 동시 성형시켜서, 발포 수지에의 침수를 막는 구조체로 하고, 상하 방향으로 감합하는 구조로 한 가습 풍로부를 형성하고, 상기 가습 풍로 상부의 급기 취출구(8) 부근에 온도 센서(11)를 구비하고 있다. 환기 공조 장치(101)는, 또한 리모콘(15)에 의한 운전 조작에 의거하여, 장치를 제어하는 제어부(14)를 장비하고 있다.
전열교환기(4)에서는, 전열교환기(4)의 배기류를 통과시키는 1차측 풍로와 급기류를 통과시키는 2차측 풍로는 내부에서 수직으로 교차하고, 전열이 교환되어, 열교환 환기를 행할 수가 있다.
또한, 배기 경로로서, 상기한 바와 같이 전열교환기(4)를 통과하는 배기 풍로와, 전열교환기(4)를 통과하지 않는 바이패스 풍로가 마련되어 있다. 배기 풍로와 바이패스 풍로와의 사이에, 배기 흡입구(10)로부터 흡입한 실내 공기를 전열교환기(4)에 통과시킬지 통과시키지 않을지 전환하는 풍로 전환 수단으로서, 전동의 댐퍼(12)가 마련되어 있다. 댐퍼(12)로 바이패스 풍로를 선택함에 의해, 도 2에 망이 그어진 화살표로 나타내는 바와 같이, 배기 송풍기(2)에 의해 실내 공기를 전열교환기(4)에 통과시키지 않고서 실외에 배기시킬 수도 있어서, 열교환을 행하지 않는 보통 환기를 행할 수가 있다.
환기 공조 장치(101)의 기본 동작으로서는, 외부의 리모콘(15)에 의해 운전의 ON-OFF, 풍량의 대소의 풍량 노치, 난방·냉방·송풍을 전환하는 모드 전환, 가습의 ON-OFF가 제어되고 있다. 난방·냉방시는 공조 코일(5)은 동작하고, 가습이 ON인 경우에는, 공조 코일(5)은 가열로 동작함과 함께, 가습기(6)에 물이 공급된다.
사용자는, 봄이나 가을 등의 비교적에 실외 온도가 쾌적한 중간기에서는, 통상적으로는 모드 전환은 「송풍」의 모드를 선택한다. 「송풍」의 모드가 선택되어 있는 경우는, 열교환 환기로 운전을 시작하고, 공조 코일(5)은 동작하지 않고, 실외의 공기가 급기 흡입구(9)로부터 흡입되고, 열교환기(4)에서 배기 흡입구(10)로부터 흡입된 실내 공기와 전열교환하여 급기 취출구(8)로부터 실내에 취출된다. 급기 취출구(8)에 마련된 온도 센서(11)가 급기되는 공기의 온도를 검지하고, 제어부(14)가 리모콘(15)으로 설정되어 있는 목표 취출 온도와 온도 센서(11)의 검지 온도를 비교하고, 급기되는 취출 공기의 온도가 목표 취출 온도가 되도록, 댐퍼(12)를 동작시켜서 바이패스 풍로를 0 내지 100%의 범위에서 댐퍼(12)의 개방도를 조정하고, 열교환 환기와 보통 환기의 비율을 바꾸어서 급기 온도를 조정하고 있다. 그리고, 본 실시의 형태의 경우, 댐퍼(12)의 개방도가 0%일 때, 전부 열교환 환기가 되고, 댐퍼(12)의 개방도가 100%일 때, 전부 보통 환기가 된다. 목표 온도에 달하지 않는 경우에는 댐퍼(12)의 개방도는 가장 목표 온도에 근접하는 곳에서 운전된다. 또한, 리모콘(15)의 가습이 ON 되어 있으면, 가습기(6)에 급수되고, 가습되어 실내의 급기 취출구(8)로부터 실내에 취출된다.
사용자는, 여름이나 겨울 등에서는, 통상적으로는 모드 전환은 「냉방」 또는「난방」의 모드를 선택한다. 냉방·난방에서는 열교환 환기로 운전을 시작하고, 공조 코일(5)은 동작하고, 실외의 공기가 급기 흡입구(9)로부터 흡입되고, 열교환기(4)에서 배기 흡입구(10)로부터 흡입된 실내 공기와 전열교환하여, 그 공기가 공조 코일(5)을 통하여 난방·냉방되고, 가습기(6)에 급수되어 있는 경우에는 가습되어 실내의 급기 취출구(8)로부터 실내에 취출된다. 급기 취출구(8)에 마련된 온도 센서(11)가 급기되는 공기의 온도를 검지하고, 제어부(14)가 리모콘(15)으로 설정되어 있는 목표 취출 온도와 온도 센서(11)의 검지 온도를 비교하고, 목표 취출 온도가 되도록 댐퍼(12)를 동작시켜서 바이패스 풍로를 0 내지 100%의 범위에서 댐퍼(12)의 개방도를 조정하고, 열교환 환기와 보통 환기의 비율을 바꾸어서 급기 온도를 조정하고, 더욱 공조 코일(5)의 LEV의 개방도를 조정하여 급기 온도를 조정하여 취출 온도를 제어하여 있다. 그리고, 리모콘(15)의 가습이 ON 되어 있으면, 가습기에 급수되고, 가습되어 실내의 급기 취출구(8)로부터 실내에 취출된다.
도 3은, 댐퍼(12)에 의한 취출 온도 조정의 플로 차트도이다. 봄이나 가을 등의 비교적 실외 온도가 쾌적한 중간기에서, 환기 공조 장치(101)의 운전이 시작하고, S1에서 열교환 환기로서 운전된다. 그리고 S2에서는 카운터 n을 리셋시킨다. S3에서는 카운터를 n=1으로 인식시킨다. S4에서는 급기 취출구(8)에 마련한 온도 센서(11)에 의해 급기 취출구(8)로부터 취출하는 공기가 취출 온도를 검지하고, 취출 온도와 설정 온도의 온도차(△Tn)의 절대치가 0인지의 여부를 판정한다. 상기 온도차(△Tn)의 절대치가 0이 아닌 경우에는 S5로 진행하고, 온도차(△Tn)의 절대치가 0인 경우는 S2의 카운터 리셋으로 되돌아온다.
S5에서는 댐퍼(12)의 개방도가 100%로 되어 있는지의 여부를 판정한다. 100%로 되어 있지 않은 경우에는 S6로 진행하고, 100%로 되어 있는 경우에는 S7로 진행한다. S6에서는 댐퍼(12)를 여는 방향으로 댐퍼 각도를 5°움직이는 것을 1스텝으로 하고, 이 동작을 1스텝 행한다. S7에서는 상기 카운터 n부터 하나 진행한 n+1을 인식시킨다. S8에서는 급기 취출구(8)의 온도 센서(11)에 의해 취출 온도를 검지하고, 카운터 n=n+1일 때의 취출 온도와 설정 온도의 온도차(△Tn +1)의 절대치가 0인지의 여부를 판정한다. 상기 온도차(△Tn +1)의 절대치가 0이 아닌 경우에 S9로 진행하고, 온도차(△Tn +1)의 절대치가 0인 경우는 S7로 되돌아온다. S9에서는 급기 취출구(8)의 온도 센서(11)에 의해 취출 온도를 검지하고, 카운터 n일 때의 온도차(△Tn)의 절대치보다도 카운터 n=n+1일 때의 온도차(△Tn +1)의 절대치 쪽이 작은지의 여부를 판정한다. 카운터 n=n+1일 때의 온도차(△Tn +1)의 절대치가 카운터 n일 때의 온도차(△Tn)의 절대치보다도 작은 경우에는 S5의 판정으로 되돌아오고, 커지는 경우에는 S10로 진행한다.
S10에서는 댐퍼(12)의 폐쇄도가 100%로 되어 있는지의 여부를 판정한다. 100%로 되어 있지 않은 경우에는 S11로 진행하고, 100%로 되어 있는 경우에는 S12로 진행한다. S11에서는 댐퍼(12)를 닫는 방향으로 5°움직이는 것을 1스텝으로 하여, 이 동작을 1스텝 행한다. S12에서는 상기 카운터 n부터 하나 진행한 n+1을 인식시킨다. S13에서는 급기 취출구(8)의 온도 센서(11)에 의해 취출 온도를 검지하고, 카운터 n=n+1일 때의 취출 온도와 설정 온도의 온도차(△Tn +1)의 절대치가 0인지의 여부를 판정한다. 상기 온도차(△Tn +1)의 절대치가 0이 아닌 경우에 S14로 진행하고, 온도차(△Tn +1)의 절대치가 0인 경우는 S12로 되돌아온다.
S14에서는 급기 취출구의 상기 온도 센서(11)에 의해 취출 온도를 검지하고, 카운터 n일 때의 온도차(△Tn)의 절대치보다도 카운터 n=n+1일 때의 온도차(△Tn+1)의 절대치쪽이 작은지의 여부를 판정한다. 카운터 n=n+1일 때의 온도차(△Tn+1)의 절대치가 카운터 n일 때의 온도차(△Tn)의 절대치보다도 작은 경우에는 S10의 판정으로 되돌아오고, 커지는 경우에는 S5로 되돌아온다. 이상의 제어예와 같이, 취출 온도의 조정을 댐퍼(12)로 행한다.
도 4 및 도 5는, 겨울이나 여름 등의 난방 운전시와 냉방 운전시의 제어를 도시하는 플로 차트도이다. 도 4에서는, 난방 운전시에 있어서, 환기 공조 장치의 운전이 시작하고, S15에서 급기 취출구(8)의 온도 센서(11)에 의해 취출 온도를 검지하면서 열교환 환기를 행한다. 그리고 S16에서는 취출 온도가 설정 온도보다도 큰지의 여부를 판정한다. 취출 온도가 설정 온도보다도 큰 경우에는 S17로 진행하고, 작은 경우에는 S16의 판정으로 되돌아온다. S17에서는 상기 댐퍼(12)의 개방도를 조절하여 보통 환기를 혼합한다. 그리고 취출 온도가 설정 온도까지 내려가도록 개방도를 조절한다. S18에서는 댐퍼(12)의 개방도가 100%가 되었는지의 여부를 판정한다. 100%의 개방도인 경우에 S19로 진행하고, 댐퍼(12)가 완전히 열리지 않은 경우에는 S16의 판정으로 되돌아온다. S19에서는 댐퍼(12)의 개방도가 100%인 상태에서, 취출 온도가 설정 온도보다도 큰지의 여부를 판정한다.
댐퍼(12)의 개방도가 100%인 상태로 완전하게 보통 환기만으로 된 경우에도 취출 온도가 설정 온도보다도 큰 경우에는 S20으로 진행하고, 작은 경우에는 S17의 동작으로 되돌아온다. S20에서는 공조 코일(5)의 LEV의 조임 양을 조절한다. 그리고 취출 온도가 설정 온도까지 내려가도록 조임 양을 조절한다. S21에서는 LEV의 조임 양이 100%가 되었는지의 여부를 판정한다. 100%의 조임 양인 경우에는 S22로 진행하고, 완전히 조여지지 않은 경우에는 S19의 판정으로 되돌아온다. S22에서는 재차 취출 온도가 설정 온도보다도 큰지의 여부를 판정한다. 취출 온도가 설정 온도보다도 큰 경우에는 S23로 진행하고, 작은 경우에는 S20로 되돌아온다. S23에서는 공조 코일(5)은 정지한다.
도 5에서는, 냉방 운전시에 있어서, 환기 공조 장치의 운전이 시작하고, S24에서 급기 취출구(8)의 온도 센서(11)에 의해 취출 온도를 검지하면서 열교환 환기를 행한다. 그리고 S25에서는 취출 온도가 설정 온도보다도 작은지의 여부를 판정한다. 취출 온도가 설정 온도보다도 작은 경우에는 S26으로 진행하고, 큰 경우에는 S25의 판정으로 되돌아온다. S26에서는 댐퍼(12)의 개방도를 조절한다. 그리고 취출 온도가 설정 온도까지 올라가도록 개방도를 조절하여 보통 환기를 혼합한다. S27에서는 댐퍼(12)의 개방도가 100%가 되었는지의 여부를 판정한다.
100%의 개방도이면 S28로 진행하고, 댐퍼(12)가 완전히 열리지 않은 경우에는 S25의 판정으로 되돌아온다. S28에서는 댐퍼(12)의 개방도가 100%인 상태에서, 취출 온도가 설정 온도보다도 작은지의 여부를 판정한다. 댐퍼(12)의 개방도가 100%인 상태로 완전히 보통 환기만으로 된 경우에도 취출 온도가 설정 온도보다도 작은 경우에는 S29로 진행하고, 큰 경우에는 S26의 동작으로 되돌아온다. S29에서는 공조 코일(5)의 LEV의 개방도를 조절한다. 그리고 취출 온도가 설정 온도까지 오르도록 열리는 양을 조절한다. S30에서는 LEV의 개방도가 100%가 되었는지의 여부를 판정한다. 100%의 개방도인 경우에 S31로 진행하고, 완전히 열리지 않은 경우에는 S28의 판정으로 되돌아온다. S31에서는 재차 취출 온도가 설정 온도보다도 작은지의 여부를 판정한다. 취출 온도가 설정 온도보다도 작은 경우에는 S32로 진행하고, 큰 경우에는 S29로 되돌아온다. S32에서는 공조 코일(5)은 정지한다.
이상과 같이, 본 실시의 형태의 환기 공조 장치(101)는, 공조 코일(5), 급배기 송풍기(2, 3), 전열교환기(4), 댐퍼(12), 온도 센서(11)를 탑재하고, 급기와 배기를 전열교환하면서 급기의 취출 온도를 소정의 목표 온도가 되도록 조임 장치(LEV)의 개폐 밸브로 공조 코일(5)을 제어하여 환기를 행한다. 그 때, 보통 환기도 행할 수 있는 바이패스 풍로를 구성하여 두고, 그리고, 댐퍼(12)에 의한 보통 환기를 0 내지 100% 혼합하고, 100% 보통 환기로 하여도 목표 온도에 도달하지 않을 때 공조 코일(5)의 조임 장치 LEV의 개방도 조정을 행한다. 그 때문에, 춘, 추 등의 중간기에서는 공조 코일(5)을 동작시키지 않고도 급기 온도를 제어할 수 있다. 또한, 공조 코일(5)을 이용하여 급기 온도를 제어하는 경우에도 외기 온도를 이용함으로써 공조 코일(5)의 조정 부하가 감소하기 때문에, 공조 코일(5)의 정지나 실외기의 운전 정지를 해야 할 기회를 저감시켜서, 안정된 동작을 실현할 수 있다.
본 실시의 형태의 환기 공조 장치에 의하면, 이상의 제어를 행함으로써, 중간기 등에서는 공조 코일(5)을 동작시키지 않아도 급배기 사이에서의 열교환된 공기와 실외로부터의 공기의 비율을 바꿈으로써 실내로의 급기 온도를 목표 온도에 접근할 수 있고, 에너지 절약으로 쾌적한 취출 온도 제어를 얻을 수 있다. 또한, 여름이나 겨울 등에서 공조 코일(5)을 동작시키고 있는 경우는, 급기되는 공기와 배기되는 공기를 전열교환시켜서 급기시켜, 취출 온도를 설정 온도에 도달시키기 까지의 과정에 있어서 외기를 도입시킴으로써 공조 코일(5)의 부하를 경감시켜서, 공조 코일(5) 및 실외기의 온 오프의 반복을 경감시킬 수 있고, 목표 온도에 대해 실내의 온도 변화가 적은 안정된 취출 온도를 제어하는 운전을 지속시킬 수 있다.
실시의 형태 2.
도 6은, 본 발명에 관한 환기 공조 장치의 실시의 형태 2의 모식도이다. 본 실시의 형태의 환기 공조 장치(102)에서는, 실시의 형태 1의 댐퍼(12)에 대신하여, 전열교환기(4)의 공기 취출측에 권입식(卷入式) 셔터(13)가 마련되어 있다. 권입식 셔터(13)는, 배기 풍로의 측부에 마련되고, 도면 중 화살표(B)와 같이 감아들이거나 당겨늘리거나 하여 전열교환기(4)의 표면을 덮어서, 전열교환기(4)의 단면적당의 통과 풍량을 조정하고, 교환 효율을 가변으로 한다. 또한, 본 실시의 형태의 경우, 권입식 셔터(13)의 개방도가 0%일 때, 전부 보통 환기가 되고, 권입식 셔터(13)의 개방도가 100%일 때, 50%의 보통 환기가 된다.
본 실시의 형태의 환기 공조 장치(102)에 의하면, 실시의 형태 1과 개략 같은 효과를 얻을 수 있는 외에, 권입식 셔터(13)가 배기 송풍기(2)를 덮기 때문에, 배기 송풍기(2)의 운전음을 저감할 수 있고, 취출음도 저감한다. 또한, 실시의 형태 1과 같이 댐퍼(12)를 마련하기 위한 스페이스를 마련할 필요가 없어서, 소형화를 도모할 수 있다.
또한, 상기 실시의 형태 1의 환기 공조 장치(101) 및 상기 실시의 형태 2의 환기 공조 장치(102)는, 급기 풍로 및 배기 풍로를 흐르는 기류 사이에서 열교환을 행하는 열교환기로서, 전열교환을 행하는 전열교환기(4)를 장비하고 있지만, 단지 열교환을 행하는 열교환기를 장비하는 것이라도 좋다.
(산업상의 이용 가능성)
본 발명의 환기 공조 장치 및 본 발명의 환기 공조 장치를 제어하는 방법은, 급기 통로와 배기 통로를 흐르는 기류 사이에서 열교환을 행하게 하는 열교환기를 구비한 환기 공조 장치 및 그 제어 방법에 적용되는데 유용하다.
1 : 본체 케이싱(케이싱)
2 : 배기 송풍기
3 : 급기 송풍기
4 : 전열교환기(열교환기)
5 : 공조 코일(온도 조정 수단)
6 : 가습기
7 : 배기 취출구
8 : 급기 취출구
9 : 급기 흡입구
10 : 배기 흡입구
11 : 온도 센서
12 : 댐퍼(풍로 전환 수단)
13 : 권입식 셔터(풍로 전환 수단)
14 : 제어부
15 : 외부 리모콘

Claims (10)

  1. 실외측에 급기 흡입구 및 배기 취출구가 마련되고, 실내측에 배기 흡입구 및 급기 취출구가 마련된 케이싱과,
    상기 케이싱에 급기 흡입구로부터 급기 취출구로 통하여 형성된 급기 풍로와,
    상기 케이싱에 배기 흡입구로부터 배기 취출구로 통하여 형성된 배기 풍로와,
    상기 급기 풍로 및 상기 배기 풍로를 흐르는 기류 사이에서 열교환을 행하는 열교환기와,
    상기 케이싱에 상기 배기 풍로와 병설되어 상기 열교환기를 우회하여 배기 흡입구로부터 배기 취출구로 통하여 형성된 바이패스 풍로와,
    급기 흡입구로부터 실외 공기를 흡입하여 급기 취출구로부터 실내에 급기하는 급기 송풍기와,
    배기 흡입구로부터 실내 공기를 흡입하여 배기 취출구로부터 실외에 배기하는 배기 송풍기와,
    상기 배기 풍로 및 상기 바이패스 풍로의 사이에 마련되어 배기 흡입구로부터 흡입한 실내 공기를 상기 열교환기에 통과시킬지 통과시키지 않을지 전환하는 풍로 전환 수단과,
    상기 급기 풍로의 상기 열교환기의 하류측에 마련되고, 상기 급기 풍로 내의 공기를 가열 또는 냉각하는 온도 조정 수단과,
    상기 온도 조정 수단과 급기 취출구와의 사이에 마련되어 실내에 급기하는 공기의 온도를 측정하는 온도 센서와,
    상기 급기 송풍기, 상기 배기 송풍기 및 상기 풍로 전환 수단을 제어하는 제어부를 구비하고,
    상기 제어부는, 상기 온도 센서의 출력에 의거하여 실내에 급기하는 공기의 온도가 소정의 온도에 근접하도록 상기 풍로 전환 수단을 제어하고, 상기 풍로 전환 수단의 동작 범위의 한계(limit)에 달하여도 실내에 급기하는 공기의 온도가 상기 소정의 온도가 되지 않을 때에, 상기 온도 조정 수단을 제어하는 것을 특징으로 하는 환기 공조 장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 풍로 전환 수단은, 상기 바이패스 풍로를 0 내지 100%의 범위에서 개폐하는 것을 특징으로 하는 환기 공조 장치.
  3. 삭제
  4. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
    상기 온도 조정 수단은, 조임 장치의 조이는 정도에 의해 가열 또는 냉각의 온도를 조정하는 공조 코일인 것을 특징으로 하는 환기 공조 장치.
  5. 삭제
  6. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
    상기 급기 풍로의 상기 온도 조정 수단의 하류측에 마련되고, 상기 급기 풍로 내의 공기를 가습한 가습기를 또한 구비하고,
    상기 제어부는, 실내에 급기하는 공기의 습도가 소정의 습도에 근접하도록 상기 가습기를 제어하는 것을 특징으로 하는 환기 공조 장치.
  7. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
    상기 풍로 전환 수단은, 상기 배기 풍로와 상기 바이패스 풍로의 분기에 마련되고, 배기 흡입구에 통하는 풍로를 상기 배기 풍로와 연통시키는지 상기 바이패스 풍로와 연통시키는지 전환하는 댐퍼인 것을 특징으로 하는 환기 공조 장치.
  8. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
    상기 풍로 전환 수단은, 상기 배기 풍로와 상기 바이패스 풍로에 마련되고, 감아들임 당겨늘림 동작에 의해 풍로를 개폐한 권입식 셔터인 것을 특징으로 하는 환기 공조 장치.
  9. 실외측에 급기 흡입구 및 배기 취출구가 마련되고, 실내측에 배기 흡입구 및 급기 취출구가 마련된 케이싱과,
    상기 케이싱에 급기 흡입구로부터 급기 취출구로 통하여 형성된 급기 풍로와,
    상기 케이싱에 배기 흡입구로부터 배기 취출구로 통하여 형성된 배기 풍로와,
    상기 급기 풍로 및 상기 배기 풍로를 흐르는 기류 사이에서 열교환을 행하는 열교환기와,
    급기 흡입구로부터 실외 공기를 흡입하여 급기 취출구로부터 실내에 급기하는 급기 송풍기와,
    배기 흡입구로부터 실내 공기를 흡입하여 배기 취출구로부터 실외에 배기하는 배기 송풍기와,
    상기 급기 풍로의 상기 열교환기의 하류측에 마련되고, 상기 급기 풍로 내의 공기를 가열 또는 냉각하는 온도 조정 수단을 구비한 환기 공조 장치의 제어 방법으로서,
    상기 케이싱에 상기 배기 풍로와 병설되어 상기 열교환기를 우회하여 배기 흡입구로부터 배기 취출구로 통하여 바이패스 풍로를 형성하고,
    상기 배기 풍로 및 상기 바이패스 풍로의 사이에 마련된 풍로 전환 수단에 의해 배기 흡입구로부터 흡입한 실내 공기를 상기 열교환기에 통과시킬지 통과시키지 않을지 전환하고,
    상기 온도 조정 수단과 급기 취출구와의 사이에 마련된 온도 센서에 의해 실내에 급기하는 공기의 온도를 측정하고,
    상기 측정 온도에 의거하여 실내에 급기하는 공기의 온도가 소정의 온도에 근접하도록 상기 풍로 전환 수단을 제어하고, 상기 풍로 전환 수단의 동작 범위의 한계(limit)에 달하여도 실내에 급기하는 공기의 온도가 상기 소정의 온도가 되지 않을 때에, 상기 온도 조정 수단을 제어하는 것을 특징으로 하는 환기 공조 장치의 제어 방법.
  10. 삭제
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