KR101485350B1 - 화재 방어 기능을 가진 에어컨 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 압축기 및 응축기를 포함하여 이루어지는 실외기, 증발기 및 팬을 포함하여 이루어지는 실내기, 상기 실외기 및 상기 실내기를 연결하는 냉매 순환라인을 포함하여 이루어지는 에어컨에 있어서 : 상기 냉매 순환라인의 상기 실외기의 출구측에 마련되는 출구측 제어변 ; 상기 냉매 순환라인의 상기 실외기의 입구측에 마련되는 입구측 제어변 ; 상기 실내기가 마련되는 공간 또는 상기 실내기 자체에 내장되어 화재 발생을 감지하는 냉매 회수용 화재 감지부 ; 상기 냉매 회수용 화재 감지부가 감지한 제2화재 발생 신호를 입력받으면, 상기 실외기에 냉매가 모이도록 상기 출구측 제어변을 닫는 출구측 제어변 구동 단계를 실행하고 상기 출구측 제어변 구동 단계 이후 상기 실외기로부터 냉매가 역류하는 것을 방지하기 위하여 상기 입구측 제어변을 닫는 입구측 제어변 구동 단계를 수행하도록 이루어진 제어부 ; 를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

Description

화재 방어 기능을 가진 에어컨{AIR-CONDITIONER FOR FIRE}

본 발명은 에어컨에 관한 것으로서, 화재시 실내기가 자동으로 정지되며, 초기 진화 실패시에는 에어컨의 냉매가 실외기 측으로 회수되게 하여 화재의 확산을 방지하고 냉매의 연소로 인한 유독가스의 발생을 방지할 수 있도록 하는 기술이다.

에어컨은 실내의 공기를 생활에 쾌적한 상태로 유지하기 위한 공조장치이며, 무더운 여름에는 실내의 온도를 낮추어 주도록 한다. 근래에는 냉/난방이 가능한 복합형 에어컨이 보급되고 있으며, 하나의 실외기를 이용하여 복수의 실내기를 가동하여 냉방을 할 수 있는 시스템 에어컨이 많이 사용되고 있다.

통상 에어컨은 압축기, 응축기, 팽창장치, 증발기와 같은 장치들을 구비하여 냉매를 순환시켜서 냉기를 발생시키게 된다.

압축기와 응축기는 실외기로 일체화되며, 증발기는 팬과 함께 구성되어 실내기를 이루게 되며, 실외기와 실내기는 냉매 순환라인에 의하여 서로 연결된다.

또한 팽창장치는 실시예에 따라 실외기에 설치되거나 혹은 실내기에 설치될 수 있다.

그리고 에어컨의 냉매는 여러 가지가 있지만 프레온 가스가 대표적인 냉매라 할 수 있다.

현재 이와 같은 에어컨 혹은 시스템 에어컨은 다양한 기능을 가지고 있지만 화재에 대한 방어 기능은 전무한 상태이다.

따라서 에어컨이 구동중인 상태에서 화재가 발생하는 경우 에어컨의 실내기에 장착된 팬에 의한 실내 공기의 순환은 화재를 더욱 크게 한다는 문제점이 있다.

또한 화재가 확대되어 냉매가 순환되는 냉매순환라인이 고온에 녹게 되면 프레온 가스는 유독가스인 포스겐 가스를 발생시키게 되어 인명 피해를 더욱 크게 한다는 문제점이 있다.

대한민국 공개특허 특2000-0038556호 "분리형 에어컨 시스템 및 그 제어 방법"(2000.7.5) 대한민국 등록특허 제10-0588841호 "에어컨과, 이의 자동 냉매회수 방법"(2006. 6. 5) 대한민국 등록특허 제10-0471430호 "멀티형 에어컨 및 그 제어방법"(2005. 2. 1)

본 발명은 에어컨에 있어서 화재 발생시 화재 초기에는 실내기가 자동적으로 정지되도록 하며, 초기 진화에 실패시에는 냉매순환라인의 냉매를 자동회수시켜서 실외기 측으로 모을 수 있도록 함으로써 화재의 확산을 방지하며, 화재시 냉매의 연소로 인한 위험을 줄일 수 있도록 하는 기술을 제공하고자 한다.

상기의 과제를 해결하기 위하여 본 발명은, 압축기 및 응축기를 포함하여 이루어지는 실외기, 증발기 및 팬을 포함하여 이루어지는 실내기, 상기 실외기 및 상기 실내기를 연결하는 냉매 순환라인을 포함하여 이루어지는 에어컨에 있어서 : 상기 냉매 순환라인의 상기 실외기의 출구측에 마련되는 출구측 제어변 ; 상기 냉매 순환라인의 상기 실외기의 입구측에 마련되는 입구측 제어변 ; 상기 실내기가 마련되는 공간 또는 상기 실내기 자체에 내장되어 화재 발생을 감지하는 냉매 회수용 화재 감지부 ; 상기 냉매 회수용 화재 감지부가 감지한 제2화재 발생 신호를 입력받으면, 상기 실외기에 냉매가 모이도록 상기 출구측 제어변을 닫는 출구측 제어변 구동 단계를 실행하고 상기 출구측 제어변 구동 단계 이후 상기 실외기로부터 냉매가 역류하는 것을 방지하기 위하여 상기 입구측 제어변을 닫는 입구측 제어변 구동 단계를 수행하도록 이루어진 제어부 ; 를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

상기에 있어서, 상기 실내기가 마련되는 공간의 화재 발생을 감지하는 실내기 구동 중단용 화재 감지부가 마련되며, 상기 제어부는 상기 실내기 구동 중단용 화재 감지부가 감지한 제1화재 발생 신호를 입력받으면 상기 팬의 구동이 중단되도록 상기 실내기로의 전원 공급을 차단하도록 이루어지는 것일 수 있다.

상기에 있어서, 상기 제어부는 건물 내에 설치된 화재 발생 감시 시스템과 연결되어 건물 화재 발생 신호를 입력받으며, 상기 제어부는 상기 건물 화재 발생 신호를 입력받으면 상기 팬의 구동이 중단되도록 상기 실내기로의 전원 공급을 차단하도록 이루어지는 것일 수 있다.

본 발명에 의한 화재시 냉매 자동 회수가 가능한 에어컨은 화재 초기엔 실내기의 동작이 정지되어 공기의 강제 순환이 이루어지지 않도록 함으로써 화재의 확산을 방지하며, 초기 진화 실패시에는 냉매가 실외기 측으로 자동 회수되게 함으로써 냉매의 연소로 인한 문제점을 해결할 수 있다는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 의한 화재 방어 기능을 가진 에어컨의 구성도.
도 2는 도 1의 실외기의 상세 구성도.
도 3은 도 1의 변형예.

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 부여하였다.

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.

첨부되는 도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 의한 화재 방어 기능을 가진 에어컨의 구성도이며, 도 2는 도 1의 실외기의 상세 구성도이며, 도 3은 도 1의 변형예이다.

이하 공지된 일반적인 에어컨의 구성요소들에 대한 설명은 생략하는 것으로 한다.

에어컨은 하나 이상의 실내기(100)와 하나의 실외기(200)를 포함하게 되며, 에어컨의 콘트롤을 위한 제어부(300)가 마련된다. 근래에는 하나의 실외기(200)를 이용하여 2개 이상의 실내기(100)를 가동할 수 있는 시스템 에어컨이 보급되고 있다. 본 발명은 하나의 실내기(100)와 하나의 실외기(200)로 이루어지는 에어컨 및 하나의 실외기(200)와 복수의 실내기(100)로 구성되는 에어컨에도 적용이 가능하다. 이하 설명에서는 하나의 실외기(200)를 이용하여 복수의 실내기(100)를 운전되게 하는 경우를 예로 제시한다.

하나의 실외기(200)는 건물의 외부, 즉 옥상, 베란다 등에 설치되며, 각각의 실내기(100)는 건물 실내에 마련되며, 하나의 층에 여러 개의 실내기(100)가 설치되거나 여러 층으로 이루어지는 건물인 경우 각 층마다 하나 이상의 실내기가 설치될 수 있다.

하나의 실외기(200)와 복수의 실내기(100)는 냉매순환라인(400)으로 연결되며, 냉매가 냉매순환라인(400)을 따라 순환되면서 각 실내기(100)에서 냉기를 배출시키게 된다.

실외기(200)에는 적어도 압축기와 응축기가 마련되며, 아울러 각각의 실내기(100)는 냉매가 증발하는 증발기와 함께 실내 내부 공기를 순환시키기 위한 팬 등을 구비하게 된다.

본 발명의 에어컨에는 냉매 회수용 화재 감지부(500)가 마련되며, 냉매 회수용 화재 감지부(500)는 실내기가 마련되는 공간에 별도로 마련될 수 있고, 실내기 자체에 내장된 것일 수도 있다.

냉매 회수용 화재 감지부(500)는 화재가 발생한 경우 소정의 조건이 만족되었을 때만 작동하여 제2화재 발생 신호를 제어부(300)로 보내게 되며, 여기서 소정의 조건이란 초기 진화가 이루어지지 않는 경우를 의미한다.

초기 진화가 이루어지지 않는 경우란, 화재감지센서(10)의 신호가 제어부(300)에 전달된 후 소정의 시간이 경과할 때까지 화재가 진압되지 않거나 실내 온도가 설정된 최대 온도에 도달하는 경우 등을 의미한다.

본 발명의 실시예의 경우 냉매 회수용 화재 감지부(500)는 실내기(100)에 내장되는 온도센서로 구성되며, 온도센서의 감지온도가 특정온도 이상이 되었을 때 제어신호가 발생되도록 한다.

지역에 따라 편차가 있겠지만 대한민국의 경우 한 여름에도 건물의 실내 온도는 40도 이상으로 상승하는 경우는 더물다. 따라서 냉매 회수용 화재 감지부(500)인 온도센서의 설정온도를 70도로 하여, 실내온도가 70도 이상이 되었을 때 냉매 회수용 화재 감지부(500)가 제어부(300)로 제어신호를 전달할 수 있도록 구성할 수 있다.

본 실시예에서 제시되는 냉매 회수용 화재 감지부(500)의 구체적인 예 및 초기 진화 실패의 예는 하나의 예에 불과한 것이며, 특정한 조건에서 제어신호를 발생시킬 수 있는 공지의 다양한 센서가 사용될 수 있다.

실외기(200)에는 적어도 압축기와 응축기가 마련된다.

통상 실외기는 펌프 다운(PUMP DOWN)이라고 하는 기능을 가진다.

펌프 다운 기능은, 실외기와 실내기를 분리할 필요가 있는 경우, 즉 에어컨을 이전하여 설치하고자 하는 경우 실내기의 냉매를 실외기로 모으기 위하여 실행되는 것이며, 이에 관한 종래의 다수의 기술들(선행기술문헌 참조)이 알려져 있으며, 이와 같은 펌프 다운 기법에 대하여는 상기 선행기술문헌의 기술들이 그대로 이용될 수 있다.

본 발명은 이와 같은 에어컨의 펌프 다운 기능을 화재 방어 기능으로 이용하고자 한다.

이를 위하여 실외기(200)의 출구측 냉매 순환라인(400)에는 출구측 제어변(210)이 마련되며, 실외기(200)의 입구측 냉매 순환라인(400)에는 입구측 제어변(220)이 마련된다.

출구측 제어변(210)은 제어부(300)의 제어명령이 있을 때 닫혀 냉매가 더 이상 실외기(200)로부터 배출되지 못하도록 하여 냉매가 실외기(200)로 모이도록 하는 기능을 한다.

반면 입구측 제어변(220)은 출구측 제어변(210)이 닫힌 후 규정된 조건(일정한 시간이 경과하거나 입구측 냉매 순환라인(400)의 압력이 일정값 이하에 도달하는 경우)이 달성되면 제어부(300)의 제어명령에 의해 닫혀서 냉매가 실외기(200)로부터 역류되는 것을 방지한다.

본 발명에 의한 화재 방어 기능을 가진 에어컨은 화재 초기시에는 건물에 설치된 화재감지센서(10)의 신호에 의해 1차적으로 실내기(100)의 전원이 차단되도록 구성되는 것으로 하는 것이 바람직하다.

즉, 냉매 회수용 화재 감지부(500)가 화재 발생을 감지하기 전에 화재감지센서(10)가 연기 등을 감지하여 화재가 발생되었음을 알릴 때 이 신호가 제어부(300)로 제공되어 에어컨의 실내기(100)로의 전원 공급이 실내기(100)의 팬의 구동이 정지되도록 하여 실내 공기의 강제 순환이 정지되도록 한다.

화재 초기시에 에어컨이 계속 작동하게 되면, 실내 공기는 계속적으로 순환되어 화재의 확산을 가속화시키게 된다. 따라서 본 발명에서는 화재감시센서(10)와 제어부(300)가 연동되게 하여 화재 발생이 감지되면 1차적으로 에어컨의 실내기(100)가 멈추도록 한다.

이와 같은 화재감시센서(10)는 도 1과 같이 본 발명의 에어컨의 제어부(300)에 직접 연결되어 실내기 구동 중단용 화재 감지부로서 기능하고 실내기 구동 중단용 화재 감지부가 화재 발생을 감지하면 제1화재 발생 신호를 제어부(300)에 전송하도록 구성할 수도 있다.

그러나 경우에 따라 화재감시센서(10)는 도 3과 같이 건물 내에 설치된 화재 발생 감시 시스템의 일부를 이룰 수 있으며, 화재감시센서(10)에서 발생한 화재 발생 감지 신호는 소화전 등과 같은 화재 발생 감시 시스템(20)에 전달되고, 화재 발생 감시 시스템(20)은 화재감시센서(10)에서 전송한 화재 발생 감지 신호를 분석하여 화재 여부를 판단하고, 화재라고 판단되는 경우 싸이렌 등을 울리도록 하는 동시에 건물 화재 발생 신호를 발생시켜 이 신호를 제어부(300)가 입력받도록 할 수도 있다.

상기와 같이 제어부(300)는 화재감시센서(10)로부터 직접 제1화재 발생 신호를 입력받던지, 건물 내에 설치된 화재 발생 감시 시스템(20)으로부터 건물 화재 발생 신호를 입력받아 에어컨의 실내기(100)의 팬의 구동이 멈추도록 제어하게 된다.

화재 초기에 실내기(100)의 팬의 구동이 멈추더라도 실외기(200)는 작동되는 상태이므로 냉매순환라인(400)의 냉매는 계속 순환하게 된다.

따라서 초기 진화가 실패하는 경우에는 냉매의 연소를 방지하기 위한 방안이 요구되며, 이러한 요구를 충족시키기 위해 언급된 냉매 회수용 화재 감지부(500)의 제어신호(제2화재 발생 신호)에 의해 제어부(300)는 먼저 실외기(200)의 출구측 제어변(210)이 닫히도록 하는 출구측 제어변 구동 단계를 실행하고, 이에 의하여 냉매가 실외기(200)에 모이면 입구측 제어변(210)이 닫히도록 하는 입구측 제어변 구동 단계를 실행한다.

대표적인 냉매인 프레인 가스는 800℃에서 유독가스인 포스겐 가스를 발생시키므로 화재시 인명 피해를 키우는 원인이 되었다. 하지만 본 발명과 같이 화재시 초기 진화에 실패하여 화재가 확산되기 전에 냉매순환라인(400)에 존재하던 냉매를 실외기(200)로 회수함으로써 화재 확산시 에어컨의 냉매로 인한 인명 피해를 줄일 수 있다.

구체적인 예로 5층으로 이루어진 건물의 1층에서 화재가 발생되는 경우 화재감지센서(10)는 화재발생을 제어부(300)로 알려주게 되며, 제어부(300)는 자동적으로 모든 층의 실내기(100)의 전원을 차단시키게 된다.

화재의 초기 진화가 이루어지는 경우에는 제어부(300)는 다시 정상화되겠지만, 화재 초기 진화가 실패한 것으로 인식되면, 즉 냉매 회수용 화재 감지부(500)가 제2화재 발생 신호를 제어부(300)에 전송하면 제어부(300)는 냉매순환라인(400)의 냉매를 자동회수하기 위한 절차로 들어간다.

냉매 회수용 화재 감지부(500)가 제어부(300)로 제어신호를 전달하면 제어부는 출구측 제어변(210)을 닫히게 하여 냉매가 실외기(200)로부터 더 이상 유출되지 않도록 하며, 냉매가 실외기(200)로 전량 모일 때까지는 입구측 제어변(220)을 열어두고, 냉매가 회수되면 입구측 제어변(220)을 닫아 냉매순환라인(400)을 따라 순환하던 대부분의 냉매가 실외기(200)에 수집되도록 한다.

이와 같이 냉매가 실외기(200)로 전량 모이게 되면, 화재가 확산되더라도 냉매의 연소를 방지할 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 것일 뿐 한정적이 아닌 것으로 이해되어야만 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.

본 발명에 의한 화재시 냉매 자동 회수가 가능한 에어컨은 화재 확산 방지 및 인명 피해 최소화에 도움을 줄 수 있어 건물에 설치되는 에어컨에 적용이 가능하다.

10 : 화재감시센서
100 : 실내기
200 : 실외기
210 : 출구측 제어변 220 : 입구측 제어변
300 : 제어부
400 : 냉매순환라인
500 : 냉매 회수용 화재 감지부

Claims (3)

1. 압축기 및 응축기를 포함하여 이루어지는 실외기, 증발기 및 팬을 포함하여 이루어지는 실내기, 상기 실외기 및 상기 실내기를 연결하는 냉매 순환라인을 포함하여 이루어지는 에어컨에 있어서 :
   상기 냉매 순환라인의 상기 실외기의 출구측에 마련되는 출구측 제어변 ;
   상기 냉매 순환라인의 상기 실외기의 입구측에 마련되는 입구측 제어변 ;
   상기 실내기가 마련되는 공간 또는 상기 실내기 자체에 내장되어 화재 발생을 감지하는 냉매 회수용 화재 감지부 ;
   상기 냉매 회수용 화재 감지부가 감지한 제2화재 발생 신호를 입력받으면, 상기 실외기에 냉매가 모이도록 상기 출구측 제어변을 닫는 출구측 제어변 구동 단계를 실행하고 상기 출구측 제어변 구동 단계 이후 상기 실외기로부터 냉매가 역류하는 것을 방지하기 위하여 상기 입구측 제어변을 닫는 입구측 제어변 구동 단계를 수행하도록 이루어진 제어부 ;
   를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 화재 방어 기능을 가진 에어컨.
   
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 실내기가 마련되는 공간의 화재 발생을 감지하는 실내기 구동 중단용 화재 감지부가 마련되며,
   상기 제어부는 상기 실내기 구동 중단용 화재 감지부가 감지한 제1화재 발생 신호를 입력받으면 상기 팬의 구동이 중단되도록 상기 실내기로의 전원 공급을 차단하도록 이루어지는 것을 특징으로 하는 화재 방어 기능을 가진 에어컨.
   
3. 제 1 항에 있어서,
   상기 제어부는 건물 내에 설치된 화재 발생 감시 시스템과 연결되어 건물 화재 발생 신호를 입력받으며, 상기 제어부는 상기 건물 화재 발생 신호를 입력받으면 상기 팬의 구동이 중단되도록 상기 실내기로의 전원 공급을 차단하도록 이루어지는 것을 특징으로 하는 화재 방어 기능을 가진 에어컨.
   

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