KR101536537B1 - 쿨링 보조 장치 - Google Patents

Abstract

실외기에 도입되는 공기를 냉각시키기 위한 쿨링 보조 장치가 개시된다. 쿨링 보조 장치는, 실외기의 적어도 일 면을 마주보고 설치되며, 그 내부에 냉각을 위한 물이 흘러내려 수증기로 기화시키기 위한 멤브레인, 멤브레인을 실외기 외측에 고정하기 위한 멤브레인 고정틀 및 멤브레인 고정틀 상부에 설치되고 외부에서 공급되는 물을 멤브레인에 공급하기 위한 유수구를 포함한다.

Description

쿨링 보조 장치{Cooling Aid Device}

본 발명은 쿨링 보조 장치에 관한 것이다. 구체적으로는 실외기에 도입되는 공기를 냉각함으로써 전기에너지사용량 및 비용을 절감하는 쿨링 보조 장치에 관한 것이다.

일반적으로 전기 구동 히트펌프 에어컨은 하절기 건물 내부의 온도를 낮출 목적으로 사용되는 장비로, 건물 외부에 설치되는 실외기와 건물 내부에 설치되는 실내기로 구성된다.

실외기는 냉매를 고온 고압으로 압축하는 압축기와, 압축기로부터 냉매를 공급받아 방열에 의하여 저온 저압의 냉매를 만드는 응축기와 응축기로부터 냉매를 공급받아 기화에 의하여 냉매를 저온 저압으로 만드는 팽창장치와 압축기, 응축기 및 팽창장치가 수납 설치되는 케이스를 포함하여 구성된다. 이와 같은 실외기는 저온 저압의 냉매를 실내기로 공급하는 기능을 수행한다.

실외기로부터 저온 저압의 냉매를 공급받은 실내기는 공급받은 냉매를 증발에 의한 냉각이 이루어지도록 하고 실내의 공기를 흡입하여 송풍함과 동시에 냉각된 공기를 실내로 토출하게 된다. 이와 같이 실내기는 실내의 더운 공기를 흡입하여 냉각시킨 후 다시 실내로 도출하여 실내의 온도를 낮추는 기능을 수행한다.

이때, 실외기 내부에 설치된 압축기는 냉매를 고온 고압으로 압축하는 과정을 수행하는 동안에 전기력을 이용하게 되는데 상기 압축기에서 사용되는 전기력은 실외기로 도입되는 공기의 온도가 높을수록 많은 양의 전기력이 소모되는 문제점이 있다.

이러한 문제를 해결하기 위해 특허출원 제10-2014-0021379호에서는 실외기에 공기도입하는 면을 둘러싸는 다공질벽을 형성하고 이 다공질벽에 응축수와 물을 공급하는 방법을 통해 기화식으로 공기를 냉각시키는 방법을 제시하였다.

이러한 선행 기술을 좀 더 발전시켜 공기를 냉각시키는 용량을 향상시키고 소비되는 물의 양을 줄일 수 있는 개량된 냉각 보조 장치의 개발이 요구되고 있다.

이에 본 발명의 목적은 상술한 종래의 문제점들을 해결하기 위한 것이며, 실외기로 도입되는 공기를 좀 더 효과적으로 냉각시킬 수 있는 냉각 보조 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 실외기로부터 배출되는 공기를 좀 더 효과적으로 냉각시킬 수 있는 냉각 보조 장치를 제공하는 것이다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 사상에 따르면, 실외기에 도입되는 열을 냉각시키기 위한 쿨링 보조 장치는, 상기 실외기의 공기 도입되는 면에 설치되며, 그 내부에 냉각을 위한 물이 흘러내려 수증기로 기화시키기 위한 멤브레인, 상기 멤브레인을 상기 실외기 외측에 고정하기 위한 멤브레인 고정틀 및 상기 멤브레인 고정 틀 상부에 설치되고 외부에서 공급되는 물을 상기 멤브레인에 공급하기 위한 유수구를 포함한다.

일 실시예에서, 멤브레인은 상기 실외기로부터 소정 간격 이격되어 설치된다.

일 실시예에서, 상기 멤브레인은, 상기 실외기의 송풍기에 의해 공기가 상기 실외기로 들어가는 방향에 설치된다.

다른 실시예에서, 상기 멤브레인은 상기 실외기 내에서 냉각 코일 외측에 부착되어 설치된다.

일 실시예에서, 상기 쿨링 보조 장치는, 상기 실외기의 동작을 감지하여 상기 실외기가 동작할 때만 상기 유수구로 물을 공급하기 위한 동작 감지 센서 및 제1 밸브 제어부를 더 포함한다.

일 실시예에서, 상기 쿨링 보조 장치는, 외부의 습도를 감지하여 소정의 습도 이하에서만 상기 유수구로 물을 공급하기 위한 습도 감지 센서 및 제2 밸브 제어부를 더 포함한다.

바람직하게는, 상기 유수구는 수돗물 또는 실내기에서 응축되어 나오는 물을 공급받아 상기 멤브레인에 주입한다.

더욱 바람직하게는, 상기 쿨링 보조 장치는 상기 수돗물과 상기 실내기에서 응축된 물을 상기 유수구로 선택적으로 공급하고, 상기 수돗물에서 상기 실내기로 물이 흘러가지 않도록 제어하는 원 웨이 밸브를 더 포함한다.

다른 실시예에서, 상기 유수구는 아래 부분은 좁고 위로 갈수록 폭이 넓은 다수개의 측면 홀을 포함하며, 상기 측면 홀의 아래 끝부분은 상기 유수구의 아래면과 일치한다.

본 발명에 따른 쿨링 보조 장치를 이용하면, 실외기로 도입되는 공기를 효과적으로 냉각할 수 있어, 전기에너지 사용량을 절감할 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 쿨링 보조 장치의 전체적인 시스템을 나타낸 개략도이다.
도 2a 및 도 2b는 유수구 부분을 확대한 확대도이다.
도 3은 다른 실시예에 따른 유수구이다.

기타 실시예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.

본 발명의 이점 및, 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 후술 되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 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.

도 1은 본 발명에 따른 쿨링 보조 장치의 전체적인 시스템을 나타낸 개략도이다.

도 1에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 쿨링 보조 장치(10)는, 실외기(20)로 도입되는 공기를 냉각시키는 기능을 하기 위한 장치이다. 쿨링 보조 장치(10)는 실외기의 적어도 일 면을 마주보고 설치되며, 그 내부에 냉각을 위한 물이 흘러내려 수증기로 기화시키기 위한 멤브레인(11), 이 멤브레인(11)을 실외기(20) 외측에 고정하기 위한 멤브레인 고정틀(12) 그리고 멤브레인 고정틀(12) 상부에 설치되고 외부에서 공급되는 물을 멤브레인(11)에 공급하기 위한 유수구(13)를 포함한다.

실외기(condensing unit; 20)는 외부 케이싱(21), 베이스 프레임, 압축기(22), 응축기(냉각 코일; 23), 팬(24) 등으로 구성된다.

케이싱(21) 판넬은 조립과 해체가 용이한 구조로 제작되며 내부 점검 및 보수를 위해 탈착이 용이한 구조로 제작되는 것이 좋다. 베이스 프레임은 일 예로 알루미늄을 사용하여 하중에 충분히 견딜 수 있는 구조로 제작하며 대용량의 경우 베이스를 등분시켜 운반 및 반입이 용이하도록 제작하는 것이 바람직하다.

압축기(22)는 실내기로부터 전달되는 냉매를 고온 고압으로 압축하며, 응축기(냉각 코일; 23) 압축기로부터 냉매를 공급받아 방열 및 기화에 의하여 저압의 냉매를 만드는 기능을 한다. 팬(24)은 프로펠러 형태의 팬으로 실외기로 공기를 주입하고 배출하는 것을 도와주는 기능을 한다.

유수구(13)은 파이프(15)를 통해 수돗물(18)이나 실내기(30)에서 응축되어 나오는 물을 공급받아 멤브레인(11)에 주입하는 장치이다. 이 유수구(13)은 파이프(15)를 통해 유입되는 물을 지속적으로 멤브레인(11)에 공급한다.

한편 쿨링 보조 장치(10)는 수돗물(18)과 실내기(30)에서 응축된 물을 유수구(13)로 선택적으로 공급하고, 수돗물(18)에서 실내기(30)쪽으로 물이 흘러가지 않도록 제어하는 안전을 위한 원 웨이 밸브(16)를 더 포함한다. 이는 수돗물(18)의 수압은 높지만, 실내기(30)에서 흘러나오는 물의 수압은 낮기 때문에 수돗물(18)이 유수구(13) 방향과 실내기(30) 방향으로 동시에 흐를 수 있기에, 실내기(30) 방향으로 역류하는 것을 방지하는 기능을 하여 수돗물(18)이 쿨링 보조 장치(10)의 유수구(13)으로만 흐르게 하는 기능을 한다.

또한 쿨링 보조 장치(10)는 실외기(20)가 동작할 때만 수돗물(18)을 공급할 수 있도록 하는 동작 감지 센서(17) 및 동작 감지 센서(17)의 신호를 받아 밸브를 제어하는 제1 밸브 제어부(미도시)를 더 포함할 수 있다. 이 동작 감지 센서(17)는 실외기(20)의 팬(24)의 동작을 센싱하고 이들 장치가 동작한다고 인식하면 수돗물(17)을 유수구(13)로 이어지는 파이프(15)로 공급하고 그렇지 않은 경우에는 차단하는 기능을 한다.

또한 쿨링 보조 장치(10)는, 외부의 습도를 감지하여 미리 정해진 소정의 습도 이하에서만 수돗물을 유수구(13)로 공급하도록 하게 할 수 있다. 습도가 지나치게 높은 경우에는 멤브레인(11)으로 물을 공급하더라도 공급된 물이 기화되지 않아 냉각 효과가 떨어지기 때문이다. 이를 위해, 쿨링 보조 장치(10)는 습도 감지 센서와 습도 감지 센서에서 외부 습도 정보를 전달받아 정해진 습도 이하에서만 수돗물을 공급하게 하는 제2 밸브 제어부(미도시)를 더 포함할 수 있다.

한편, 멤브레인(11)은 실외기(20)의 송풍기(팬; 24)에 의해 공기가 실외기로 들어가는 방향에 설치되는 것이 바람직하다. 멤브레인(11)이 실외기로 공기가 들어가는 방향에 설치되면 실외기로 도입되는 공기를 물의 기화를 통해 냉각시킬 수 있게 된다. 만일 송풍기(24)에 의해 외부에서 공기가 실외기(20)로 유입되도록 한다면 멤브레인(11)은 이 송풍기(24)가 설치된 면과 같은 면에 설치되는 것이 바람직하며, 송풍기(24)에 의해 공기가 실외기(20) 외부로 배출되도록 한다면 멤브레인(11)은 이 송풍기(24)가 설치되지 않은 면에 설치되는 것이 바람직하다. 이 경우 멤브레인(11)에 스며드는 물이 기화되면서 실외기(20)로 들어가는 공기를 냉각시킬 수 있게 된다.

멤브레인(11)은 미세한 구멍이 형성된 막의 형태를 갖기도 하며, 미세한 통공이 조밀하게 형성된 일정 두께의 벽의 형태를 갖기도 한다. 예를 들어 멤브레인(11)은 알루미늄판 패브릭 형태이거나 다른 패브릭 형태로 제작될 수 있다. 이 멤브레인(11)은 공기의 흐름을 방해하지 않도록 공기 저항을 최소화 하도록 하고, 넓은 표면적을 갖고 물이 천천히 많은 면적을 타고 흐를 수 있도록 제작되는 것이 바람직하다. 멤브레인(11)으로 흘러내린 물은 미세한 구멍이나 통공을 통해 형성된 넓은 표면적으로 인해 쉽게 기화될 수 있도록 한다. 따라 멤브레인(11)을 통과한 공기는 멤브레인(11) 내에서 기화되는 수증기를 통해 열을 빼앗기고 온도가 떨어지게 된다. 따라서 실외기(20)로 주입되는 외부 공기는 멤브레인(11)을 통해 더 낮은 온도의 공기가 되어 주입될 수 있다.

멤브레인 고정틀(12)은 멤브레인(11)을 실외기 외측에 고정하거나 실외기 박스 내에서 냉각 코일 외측에 부착시켜 고정하는 기능을 하며, 멤브레인(11)이 사각형인 경우 멤브레인(11)의 네 면 끝을 고정하게 된다. 이 멤브레인 고정틀(12)은 멤브레인(11)의 형태나 크기에 따라, 그리고 실외기(20)의 크기나 형태에 따라 다양하게 형성될 수 있다.

이 멤브레인 고정틀(12)은 외부의 힘이나 충격에도 쉽게 파손되거나 형태가 변형되지 않고 비나 눈 등에 의해 녹이 슬지 않는 재료로 제작되는 것이 바람직하다. 멤브레인 고정틀(12)의 재료로는 스테인레스 알루미늄, 강, 탄소강, 합성 물질 등이 사용될 수 있으며, 이 멤브레인 고정틀(12)은 내부가 비어있는 강관 파이프형태로 제작될 수 있다.

멤브레인 고정틀(12)은 사각형 형태로 제작이 되는 경우, 멤브레인(11)의 상부를 고정시키는 상부틀과 멤브레인(11)의 하부를 고정시키는 하부틀, 그리고 상부틀과 하부틀을 잇는 2개의 측면틀로 구성될 수 있다. 이 멤브레인 고정틀(12)은 필요에 따라 제작 시 생략될 수 있다.

도 2a 및 도 2b는 유수구 부분을 확대한 확대도이다.

도 2a 및 도 2b를 참조하면, 유수구(13)은 멤브레인(11)의 상부 측면에 물을 공급하여 멤브레인(11) 전체에 물이 스며들 수 있도록 적당량을 지속적 또는 간헐적으로 공급한다. 이를 위해 유수구(13)은 도 2a에 도시된 바와 같이 파이프(15)에 일렬로 다수개가 붙어 있는 형태로 제작될 수도 있고, 도 2b에 도시된 바와 같이 길다란 형태의 파이프로 모양으로 형성되고 아래 쪽에 공급을 위한 미세한 구멍이 다수 개 형성되는 형태를 가질 수 있다.

도 3은 다른 실시예에 따른 유수구이다.

도 3을 참조하면, 유수구(13)는 사각 또는 역삼각형 형태의 파이프로 제작될 수 있으며, 그 측면에는 다수개의 역삼각형 홀(40)을 뚫어 제작될 수 있다. 이 역삼각형 홀은 삼각형의 아래쪽 끝부분이 파이프의 밑 부분에 일치하도록 뚫는 것이 바람직하다. 그리고 이 역삼각형 홀은 그 형태가 역삼각형뿐만 아니라 아래 부분의 폭은 좁고 위로 올라갈수록 폭이 넓어지는 형태의 홀이면 어떤 모양이든 충분할 것이다. 단순히 유수구(13)가 파이프 아래 쪽에 동그란 작은 구멍을 뚫어 놓은 형태라면 물이 계속 흐름으로써 생기는 물때에 의해 구멍이 막히는 문제점이 생길 수 있다. 그러나 이와 같이 파이프 측면에 밑에서부터 폭이 넓어지는 홀이라면 아래 좁은 폭에 물때가 생기더라도 위쪽의 넓은 폭의 구멍을 통해 물이 흘러나갈 수 있고 이를 통해 아래쪽의 물때도 자연스럽게 제거될 수 있는 효과가 있게 된다. 이때 유수구(13) 파이프에 흐르는 물은 아래 바닥에만 흐를 수 있도록 조금씩 흘려 보내주는 것이 좋다. 유수구(13) 파이프에 물이 가득 차도록 물을 흘려 보내면 폭이 넓은 위쪽 구멍을 통해 너무 많은 물이 낭비될 수 있기 때문이다.

실외기(20)가 가동되어 실외기(20)의 팬(24) 또는 응축기(23)가 가동되면 동작 감지 센서(17)가 이를 감지하고 수돗물(18)을 파이프(15)를 통해 유수구(13)로 물을 공급한다. 이 물은 실내기(30)에서 응축된 물을 포함하게 된다. 유수구(13)은 멤브레인(11) 쪽으로 물을 공급하게 되고 이를 통해, 멤브레인(11)을 통해 공기가 통과할 때 물이 기화되게 된다. 팬(24)을 통해 실외기(20)로 공급되는 공기도 멤브레인(11)을 통과하면서 기화에 의해 냉각되어 더 낮은 공기를 실외기(20)로 제공하여 전기에너지사용량 및 비용을 절감할 수 있게 한다.

본 발명은 첨부된 도면에 도시된 실시예를 참고하여 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 발명과 관련된 기술분야에서의 통상적인 지식을 가진 자라면, 이로부터 다양한 변형 또는 균등한 타 실시 예가 존재 가능하다는 점을 이해할 것이다.

따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.

10 : 쿨링 보조 장치 11 : 멤브레인
12 : 멤브레인 고정틀 13 : 유수구
15 : 파이프 16 : 원 웨이 밸브
17 : 동작 감지 센서 18 : 수돗물
20 : 실외기
21 : 외부 케이싱 22 ; 압축기
23 : 냉각 코일 24 ; 팬
30 : 실내기 40 : 역삼각형 홀

Claims (9)

1. 실외기에 도입되는 공기를 냉각시키기 위한 쿨링 보조 장치에 있어서,
   상기 실외기의 송풍기에 의해 공기가 상기 실외기로 들어가는 방향에 상기 실외기의 공기도입 면에 설치되며, 그 내부에 냉각을 위한 물이 흘러내려 수증기로 기화시키기 위한 멤브레인;
   상기 멤브레인을 상기 실외기 외측에 고정하기 위한 멤브레인 고정틀;
   상기 멤브레인 고정틀 상부에 설치되고 외부에서 공급되는 물을 상기 멤브레인에 공급하기 위한 유수구;
   상기 실외기의 송풍기의 동작을 감지하여 상기 실외기가 동작할 때만 상기 유수구로 물을 공급하기 위한 동작 감지 센서 및 제1 밸브 제어부; 및
   수돗물과 실내기에서 응축되어 나오는 물을 상기 유수구로 선택적으로 공급하고, 상기 수돗물에서 상기 실내기로 물이 흘러가지 않도록 제어하는 원 웨이 밸브;를 포함하며,
   상기 멤브레인은 넓은 표면적을 갖고 공기의 흐름이 방해되지 않도록 미세한 통공이 조밀하게 형성되고 일정한 두께의 벽의 형태를 가지는 알루미늄 판 패브릭 형태이며,
   상기 멤브레인에 흘러내리는 물이 수증기로 기화되면서 상기 멤브레인을 통해 상기 실외기로 들어가는 공기가 열을 빼앗겨 냉각되며,
   상기 유수구는 아래 부분은 좁고 위로 갈수록 폭이 넓은 다수개의 측면 홀을 포함하며, 상기 측면 홀의 아래 끝부분은 상기 유수구의 아래면과 일치하는 쿨링 보조 장치.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 멤브레인은 상기 실외기로부터 소정 간격 이격되어 설치되는 쿨링 보조 장치.
3. 삭제
4. 제 1 항에 있어서,
   상기 멤브레인은 상기 실외기 내에서 냉각 코일 외측에 부착되어 설치되는 쿨링 보조 장치.
5. 삭제
6. 제 1 항에 있어서,
   상기 쿨링 보조 장치는, 외부의 습도를 감지하여 소정의 습도 이하에서만 상기 유수구로 물을 공급하기 위한 습도 감지 센서 및 제2 밸브 제어부를 더 포함하는 쿨링 보조 장치.
7. 삭제
8. 삭제
9. 삭제

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