KR101627810B1 - 외기 혼합을 이용한 고효율 외기냉방 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 외기 혼합을 이용한 고효율 외기냉방 시스템에 관한 것으로, 실내 온도 제어를 위해 냉방 운전하는 열교환기가 구성되어 실내에 냉방 공기를 제공하고, 실내 공기에 해당하는 외기를 외부로 배출함으로써 임의로 설정된 실내 온도값으로 내기 온도를 유지시켜주는 냉방 시스템에 있어서, 온도검출기에 의해 외기 온도가 임의의 설정값 이하에 해당하면 상기 열교환기는 외기를 흡입하여 열교환을 위한 냉각열로 적용하며, 상기 열교환기는 외기를 유입시키는 유입로와 유입된 외기를 배출시키기 위해 외기 배출로가 각각 구비되고, 내기를 흡입하기 위한 내기 흡입로와, 상기 내기 흡입로에서 흡입된 내기를 열교환하여 다시 실내로 공급하기 위해 내기 공급로가 각각 구비되고, 상기 외기 흡입로에서 흡입로를 통해 흡입된 외기 온도를 통해 내기 흡입로에서 흡입된 내기와 열교환하여 냉각된 내기를 상기 내기 공급로로 공급하여 실내에 공급하며, 상기 외기 흡입로에서 흡입된 외기가 상기 내기 흡입로에서 흡입된 내기와 열교환 된 후 해당 외기는 외기 배출로를 통해 외부로 배출되고, 외기 흡입로를 통해 외기가 계속적으로 공급되면서 내기와 열교환되는 것을 특징으로 한다.

Description

외기 혼합을 이용한 고효율 외기냉방 시스템{Outside air cooling system efficiency}

본 발명은 외기 혼합을 이용한 고효율 외기냉방 시스템에 관한 것으로, 좀 더 상세하게는 계절에 따라 외기를 선택적으로 공급하여 고효율, 고절전 모드에서 냉방 시스템을 운전할 수 있는 외기 도입형 냉방 시스템에 관한 것이다.

근래, 휴대폰 등의 이동식 통신기기의 보급에 따라 통신 중계를 실행하는 통신용 전자기판을 내장한 앰플리파이어를 복수로 갖고 있는 멀티랙 통신용 캐비넷이 다수 설치된 통신중계 기지국이나 대형 전산실에는 고열을 방출하는 전산 시스템이 운영중에 있다.

이것은 도심 빌딩 사무실이나 교외의 산꼭대기나 벌판에 컨테이너 형태로 건설되고 그 내부에 전자 멀티랙 캐비넷이 다수 설치되어 있으며, 내부 온도를 조절함으로써 통신장비들이 냉각시키고 있다.

중계기지국이나 전산실과 같은 실내에 설치되는 전기, 전자 통신장비는 최근 들어 소형화 및 고밀도화 되어 있으며, 고열유속의 발열칩이 장착되어 있어서 앰플 리파이어가 안정적으로 작동되기 위해서는 내부의 열원을 효율적으로 제거해야 될 필요가 있다. 앰플리파이어 내부 온도가 상승되면 전자부품의 성능이 저하되며, 보드에서의 접속 불량 등으로 기기 고장율이 증가하게 되는 문제점이 있다.

종래에는 냉방시스템은 내의 공기를 냉각시키기 위해 증기압축식 냉방시스템을 설치하여 사계절 일정한 온도로 냉각시키도록 하고 있다. 상기 냉방시스템은 일반적으로 압축기, 응축기, 팽창장치 및 증발기로 구성되며, 압축기는 냉매를 고온고압 상태로 만들며, 응축기는 실외에 설치되어 고온고압의 냉매로부터 대기로 열을 방출하고 냉매를 액체 상태로 만든다. 응축기를 나온 액체상태의 냉매는 팽창장치를 통과하며 저온저압 상태로 되고, 저온저압 상태의 냉매가 실내기에 설치된 증발기를 통과하며 실내공기로부터 열을 흡수하여 냉매는 기체상태가 되어 다시 압축기로 흡입된다. 상기 증발기에서의 열교환에 의해서 실내의 공기는 냉매로 열을 빼앗겨 차가운 공기가 되고 이로 인해 실내는 냉방이 된다.

임의의 공간에 설치된 전자기기에서는 연중 사계절 열이 발생하므로 일반주거용 냉방시스템과는 달리 하절기뿐만 아니라 동절기에도 냉방이 필요하다. 일반적으로 냉방시스템에서 동절기와 같이 외기온도가 낮은 경우에는 냉방시스템의 최적 냉매 충전량이 많아지게 되고 하절기와 같이 주위 온도가 높은 경우 냉방시스템의 최적 냉매 충전량이 적어지게 된다.

따라서, 하나의 냉방시스템을 사계절 사용하기 위해서는 동절기에 요구되는 동절기 최적 냉매 충전량을 기준으로 하여 냉매 충전량을 정하게 되며, 아울러 냉방시스템 내에 냉매를 축적하거나 공급하기 위한 보조장치로 응축기와 팽창장치 사이 실외기에 대형의 수액기를 설치한다. 하지만 수액기는 단지 냉매를 축적하는 작용을 할 뿐으로 수액기를 설치함으로 인한 냉방시스템 내의 총 냉매 충전량은 변화가 없다. 따라서 종래의 냉방시스템은 하절기 운전조건에 필요한 냉매 충전량보다 많은 냉매가 시스템에 충전된다. 그 결과 종래의 냉방시스템은 하절기 운전 시 응축기에서의 응축압력이 상승하여 압축기에 과부하가 발생하고 소요 동력이 증가하며, 팽창장치입구의 과냉도가 증가되고 냉방시스템을 순환하는 냉매 유량이 증가하게 되고, 압축기 입구 냉매의 과열도가 감소하여 액압축이 발생하게 되어 압축기를 손상시키는 문제점이 있다.

한편, 이러한 문제점 외에도 부각되는 문제점 중 하나는 외부 온도에 무관하게 연속적으로 냉방 운전되는 냉방 시스템은 매우 비효율적인 문제점이 있다. 특히, 영하권을 유지하는 하절기의 경우에도 고전력으로 소모되는 열교환 운전을 통해 실내에 냉방 공기를 제공하는 현재 냉방 시스템은 매우 효율적이지 못한 문제점이 있었다.

KR 10-0709387호 KR 10-0984118호

따라서, 본 발명은 외기 온도가 비교적 낮은(ex. 20도 이하) 조건에서는 외기 온도를 이용하여 높은 온기의 내기와 열교환을 통해 내기를 냉방시켜 고절전 냉방 운전을 구현할 수 있는 냉방 시스템을 제공하고자 하는데 목적이 있다.

또한, 본 발명에 따른 다른 목적으로 외기 온도가 높은 하절기에는 기계적으로 운전되는 열교환 시스템을 통해 내부로 냉기를 공급하며, 외기 온도가 극히 낮은 동절기에는 자연 방식으로 외기를 유입시켜 고절전, 고효율의 냉방 시스템을 제공하고자 하는데 목적이 있다.

특히, 본 발명은 외기를 활용하여 내기와 열교환 함에 따라 절전형 냉방 운전을 달성할 수 있는 냉방 공급 시스템을 제공하고자 하는데 큰 목적이 있다.

결과적으로 본 발명은 냉방시스템의 소비전력 저감과 시스템의 신뢰성을 증대시킬 수 있는 다용도 냉방시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한, 본 발명은 외기 온도 측정과 내기 온도 측정을 모니터링한 후 설정된 온도에 따라 온도 제어를 자동으로 실시하여 계절 변화에 따른 실시간 스마트 운전과 더불어 내기 온도의 안정화를 실현할 수 있는 냉방 시스템을 제공하고자 하는데 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 실내 온도 제어를 위해 냉방 운전하는 열교환기가 구성되어 실내에 냉방 공기를 제공하고, 실내 공기에 해당하는 외기를 외부로 배출함으로써 임의로 설정된 실내 온도값으로 내기 온도를 유지시켜주는 냉방 시스템에 있어서, 온도검출기에 의해 외기 온도가 임의의 설정값 이하에 해당하면 상기 열교환기는 외기를 흡입하여 열교환을 위한 냉각열로 적용하며, 상기 열교환기는 외기를 유입시키는 유입로와 유입된 외기를 배출시키기 위해 외기 배출로가 각각 구비되고, 내기를 흡입하기 위한 내기 흡입로와, 상기 내기 흡입로에서 흡입된 내기를 열교환하여 다시 실내로 공급하기 위해 내기 공급로가 각각 구비되고, 상기 외기 흡입로에서 흡입로를 통해 흡입된 외기 온도를 통해 내기 흡입로에서 흡입된 내기와 열교환하여 냉각된 내기를 상기 내기 공급로로 공급하여 실내에 공급하며, 상기 외기 흡입로에서 흡입된 외기가 상기 내기 흡입로에서 흡입된 내기와 열교환 된 후 해당 외기는 외기 배출로를 통해 외부로 배출되고, 외기 흡입로를 통해 외기가 계속적으로 공급되면서 내기와 열교환되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 내기 흡입로와 내기 공급로에는 제어기를 통해 내기 흡입과 열교환된 내기를 혼합하기 위한 제어밸브가 더 포함하고, 상기 제어밸브는 상기 온도검출기를 통해 검출되는 온도값에 따라 개방량을 조절하여 열교환된 내기에 열교환전 내기를 혼합하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 외기냉방 시스템은, 실외 온도가 20 ~ -20℃ 범위에서 내기와 열교환 되도록 구동하며, 상기 범위에서 열교환 동작으로 외기냉방 시스템이 운전될 경우 실내 온도를 25 ~ 30℃에 도달할 때까지 상기 온도 검출기를 통해 검출하여 운전하며, 상기 실내 온도가 해당 범위에 만족할 경우 열교환 동작이 중지되도록 제어기를 통해 운전되는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명은 실내 온도 제어를 위해 냉방 운전하는 열교환기가 구성되어 실내에 냉방 공기를 제공하고, 실내 공기에 해당하는 외기를 외부로 배출함으로써 임의로 설정된 실내 온도값으로 내기 온도를 유지시켜주는 냉방 시스템에 있어서, 실외 공기를 하절기와 동절기로 구분하여 온도가 높은 하절기에는 상기 열교환기를 통해 외기를 열교환하여 발생된 냉기를 열교환기와 연결된 배기로를 통해 실내에 공급하며, 임의로 설정된 온도값 이하에 해당하는 동절기에는 상기 열교환기의 열교환 운전이 중지된 상태에서 외기가 실내에 공급될 수 있도록 송풍팬을 구동하여 배기로를 통해 외기를 실내에 공급되도록 제어기를 통해 상기 열교환기와 송풍팬을 제어하며, 실내 공기를 흡기하여 상기 열교환기를 통해 외부로 배출되도록 실내와 열교환기를 연결하는 흡기로가 구성되고, 상기 제어기를 통해 임의로 설정된 온도값 이하의 외기 온도에 해당하는 동절기에 송풍팬을 제어하여 외기가 유입되도록 제어하는 경우 상기 배기로와 흡기로가 연통되는 구간을 선택적으로 개방하여 외기와 내기가 혼합될 수 있도록 제어되는 제어밸브를 포함하여 구성된다.

또한, 상기 제어밸브는, 내기를 실외로 배출하기 위해 흡입하는 흡기로와 외기를 실내로 공급하는 배기로의 임의의 지점에 구비되어 외부로 배출되는 고온의 내기를 실내로 공급되는 배기로의 외기에 공급하여 임의의 온도만큼 상승시켜 실내에 공급되도록 상기 제어기를 통해 밸브량을 제어하여 공급되도록 결정하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 외기냉방 시스템은, 실외측에 제 2온도검출기를 더 포함하고, 상기 실외측에서 검출된 온도값이 임의의 온도값 이하일 경우 상기 제어기는 열교환 운전을 중지시키고 송풍팬을 가동하여 외기가 배기를 통해 공급되도록 제어하며, 흡기로에 구성되는 제 1온도검출기를 통해 내기 온도를 검출한 후 상기 제 2온도검출기에서 검출된 온도값과 비교하여 최종적으로 실내에 공급될 공기 온도값에 따라 상기 제어밸브의 밸브량을 제어하여 공급하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 열교환기는, 내기를 흡입하는 흡기로가 열교환기에 연결되며, 열교환 모듈에서 의해 열교환된 냉각열이 상기 배기로에 공급되도록 흡기로와 연장선상에 연결되어 공급되며, 송풍모드에서 배기로를 통해 외기를 공급할 경우 외기를 공급받는 열교환기가 상기 흡기로에서 흡기된 내기와 먼저 혼합되어 상기 배기로를 통해 외기를 공급하되, 배기로 선상 어느 지점에 흡기로 내기를 다시 공급하여 최종적으로 외기가 공급되도록 구성된다.

상기와 같이 구성되고 작용되는 본 발명은 빌딩, 아파트, 주택, 학교, 특히, 전자 기기의 동작으로 발생되는 방열로 인한 내부 온도 관리가 절대적으로 필요한 전산실, 통신시스템 등 실내 온도를 제어하기 위한 냉방 시스템에서 열교환 시스템의 냉방 공급과 더불어 실외 온도에 따라 열교환 동작을 선택적으로 제어하여 외부 온도가 낮은 동절기에는 열교환 동작 없이 저전력 모드로 직접 공급 방식을 채택하고 고효율 냉방 시스템을 구현할 수 있는 장점이 있다.

특히, 본 발명은 하절기 외기 공급 모드에서 고온의 내기를 외기와 혼합되도록 밸브 운전 시스템을 적용하여 열교환기의 물리적 안정성을 함께 고려함으로써 최적화된 운전 안정성을 고려한 특징이 있다.

도 1은 본 발명에 따른 외기 혼합을 이용한 고효율 외기냉방 시스템의 전체 구성도,
도 2는 본 발명에 따른 선택 운전 가능한 열교환기의 개략적인 구성도,
도 3은 본 발명에 따른 외기냉방 시스템의 전체 흐름도,
도 4는 본 발명에 따른 외기 혼합을 이용한 고효율 외기 냉방 시스템의 열교환 냉기 공급 시스템을 설명한 흐름도,
도 5는 본 발명에 따른 외기 혼합을 이용한 고효율 외기 냉방 시스템의 자연 외기 공급 시스템을 설명한 흐름도.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 외기 혼합을 이용한 고효율 외기냉방 시스템의 바람직한 실시예를 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 발명에 따른 외기 혼합을 이용한 고효율 외기냉방 시스템은, 실내 온도 제어를 위해 냉방 운전하는 열교환기가 구성되어 실내에 냉방 공기를 제공하고, 실내 공기에 해당하는 외기를 외부로 배출함으로써 임의로 설정된 실내 온도값으로 내기 온도를 유지시켜주는 냉방 시스템에 있어서, 온도검출기에 의해 외기 온도가 임의의 설정값 이하에 해당하면 상기 열교환기는 외기를 흡입하여 열교환을 위한 냉각열로 적용하며, 상기 열교환기는 외기를 유입시키는 유입로와 유입된 외기를 배출시키기 위해 외기 배출로가 각각 구비되고, 내기를 흡입하기 위한 내기 흡입로와, 상기 내기 흡입로에서 흡입된 내기를 열교환하여 다시 실내로 공급하기 위해 내기 공급로가 각각 구비되고, 상기 외기 흡입로에서 흡입로를 통해 흡입된 외기 온도를 통해 내기 흡입로에서 흡입된 내기와 열교환하여 냉각된 내기를 상기 내기 공급로로 공급하여 실내에 공급하며, 상기 외기 흡입로에서 흡입된 외기가 상기 내기 흡입로에서 흡입된 내기와 열교환 된 후 해당 외기는 외기 배출로를 통해 외부로 배출되고, 외기 흡입로를 통해 외기가 계속적으로 공급되면서 내기와 열교환되는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명은 실내 온도 제어를 위해 냉방 운전하는 열교환기가 구성되어 실내에 냉방 공기를 제공하고, 실내 공기에 해당하는 외기를 외부로 배출함으로써 임의로 설정된 실내 온도값으로 내기 온도를 유지시켜주는 냉방 시스템에 있어서, 실외 공기를 하절기와 동절기로 구분하여 온도가 높은 하절기에는 상기 열교환기를 통해 외기를 열교환하여 발생된 냉기를 열교환기와 연결된 배기로를 통해 실내에 공급하며, 임의로 설정된 온도값 이하에 해당하는 동절기에는 상기 열교환기의 열교환 운전이 중지된 상태에서 외기가 실내에 공급될 수 있도록 송풍팬을 구동하여 배기로를 통해 외기를 실내에 공급되도록 제어기를 통해 상기 열교환기와 송풍팬을 제어하며, 실내 공기를 흡기하여 상기 열교환기를 통해 외부로 배출되도록 실내와 열교환기를 연결하는 흡기로가 구성되고, 상기 제어기를 통해 임의로 설정된 온도값 이하의 외기 온도에 해당하는 동절기에 송풍팬을 제어하여 외기가 유입되도록 제어하는 경우 상기 배기로와 흡기로가 연통되는 구간을 선택적으로 개방하여 외기와 내기가 혼합될 수 있도록 제어되는 제어밸브를 포함하여 구성된다.

본 발명에 따른 외기 혼합을 이용한 고효율 외기냉방 시스템은, 크게 2개의 운전 시스템으로 구성되며, 첫 번째 운전시스템은 열교환 모듈 즉, 냉매를 이용한 열교환 운전을 실시하지 않고 외기의 열을 이용하여 내기와 열교환을 통해 소정 온도 이하로 내기를 직접 냉각시켜 재공급하는 냉방 시스템을 제공하는 것을 특징으로 합니다.

또한, 두 번째 기술적 요지로는 실외 온도가 매우 낮은 동절기에는 열교환 기능을 동작시키지 않고 송풍 운전을 통해 순수 외기만을 공급하여 고효율 냉방 시스템을 구현함과 동시에 열교환 운전을 통해 냉방 운전이 필요한 하절기에는 운전을 통해 냉방 공기를 제공하여 고효율, 고절전 냉방 시스템을 제공하는 것을 특징으로 합니다.

도 1은 본 발명에 따른 외기 혼합을 이용한 고효율 외기냉방 시스템의 전체 구성도이다.

본 발명에 따른 외기 혼합을 이용한 고효율 외기냉방 시스템은, 열교환을 실행하는 열교환기(200), 실내에 설치되어 내기를 흡입하는 흡기로(110), 상기 열교환기에서 발생된 냉각열을 실내에 공급하기 위해 연장 형성되는 배기로(100), 연통된 흡기로(110)와 배기로(100)에 설치되어 흡기 내기와 배기 외기(or 냉각열)를 혼합하기 위한 제어밸브(210) 및 상기 열교환기와 제어밸브를 제어하는 제어기(220)를 포함하여 구성된다.

본 발명에 냉방 시스템은, 임의의 온도(ex. 20도 이하)로 외기 온도가 유지될 경우 냉방 공급을 위한 실내 내기를 상기 외기를 통해 직접적으로 열교환하여 흡입된 내기 보다 낮은 온도의 내기를 공급할 수 있도록 운전하는 냉방 시스템을 제공한다.

또 다른 운전 시스템으로는, 실외 온도가 높은 하절기(봄, 여름, 가을 철)에는 열교환기에 의한 열교환 동작을 통해 냉매의 순환 작용으로 외기를 냉각시켜 실내 온도를 낮추기 위해 냉방열을 공급하며, 실외 온도가 낮은 동절기(겨울철)에는 열교환 동작을 실시하지 않고 송풍 동작을 통해 외기를 내부에 공급하도록 온도 검출기 의해 자동으로 동작할 수 있는 시스템을 구성한다.

도 2는 본 발명에 따른 선택 운전 가능한 열교환기의 개략적인 구성도이다. 본 발명에 따른 열교환기는 냉매 운전을 통해 열교환을 실시하는 열교환 모듈(202)이 구성되고, 단순히 송풍 구현을 위한 송풍팬(201)이 마련될 수 있다. 이때 본 발명에서 언급되는 열교환기의 기술적 구성에 해당하는 열교환 모듈과 송풍팬은 당업자 수준에서 설계 가능한 것으로 구체적인 구성은 생략하기로 한다.

한편, 본 발명에 따른 열교환기는 외기를 응용한 시스템으로써, 열교환 묘듈과 송풍팬에 의해 외기/ 내기의 열교환 및 순환을 위하여 외기를 유입시키는 외기 유입로(303), 여기서 유입된 외기가 열교환된 후 다시 외부로 배출될 수 있도록 유입로와 마주하도록 구성되는 외기 배출로(304)가 위치한다. 즉, 유입로와 배출로 사이로 열교환 모듈이 마련되어 운전된다. 가장 기본적인 구성으로 내기의 온도를 외기에 의해 냉각시킨다. 이럴 경우 다수의 열전도판이 회전하면서 열교환을 실행할 수 있다.

따라서, 열교환기 상부측으로는 동일선상에 내기 흡입로(305)와 내기 배출로(306)가 구성된다. 그리고 그 사이에 열교환 모듈이 위치하여 하부측에서 외기로 냉각될 열전도판을 회전시켜 위치를 교환하면서 흡입된 내기가 공급로로 유입될 때 냉각된 열전도판에 의해 소정 온도로 냉각되면서 공급될 수 있는 구조이다.

상술한 바에서 열전도판을 이용한 열교환 모듈은 일실시예에 해당하는 것으로, 열교환 구조는 다양하게 변경할 수 있다.

또한, 상기 외기냉방 시스템은, 실외 온도가 20 ~ -20℃ 범위에서 내기와 열교환 되도록 구동한다. 상기 온도의 범위는 실외 온도의 특성과 실내 방열 온도(일반적인 전산실 등의 내부 방열 온도)에 해당하는 30도 이상의 온도를 외기를 통해 최적의 냉방 유도를 위하여 설정한다.

또한, 상기 범위에서 열교환 동작으로 외기냉방 시스템이 운전될 경우 실내 온도를 25 ~ 30℃에 도달할 때까지 상기 온도 검출기를 통해 검출하여 운전하며, 상기 실내 온도가 해당 범위에 만족할 경우 열교환 동작이 중지되도록 제어기를 통해 운전되는 것을 특징으로 한다.

도 3은 본 발명에 따른 외기냉방 시스템의 전체 흐름도이다.

실내에는 내기를 흡기하여 외부로 배출시킬 수 있는 흡기로(110)와 냉방 열을 실내 공급하기 위한 배기로(100)가 각각 설치되어 있다. 상기 흡기로(110)와 배기로(100)는 각각 열교환기에 연결되어 흡기로(110)를 통해 흡기된 내기를 냉각시킨 후 다시 배기로(100)를 통해 공급되도록 공기가 순환되는 구조를 가진다.

여기서, 상기 열교환기는 열교환 동작 운전을 실시할 수 있도록 열교환 모듈(압축기, 응축기, 냉매 등)이 구성되며, 순환 구조에서는 단순 송풍이 구현될 수 있도록 송풍팬으로 송풍 모드를 구현하여 동작된다.

도 4는 본 발명에 따른 외기 혼합을 이용한 고효율 외기 냉방 시스템의 열교환 냉기 공급 시스템을 설명한 흐름도이다. 도 3에서는 하절기에 열교환 동작 상태를 도시한 것이다. 열교환 동작 모드는 열교환 모듈에 의해 냉매를 순환시켜 외기를 냉각시킨 후 배기로를 통해 연속적으로 실내에 냉기를 공급한다.

이때, 실내에 설치된 흡기로를 통해 내기를 흡기시켜 실내의 고온을 배출되도록 하며, 여기서 배출된 내기도 마찬가지로 열교환기에 의해 냉각되어 다시 배기로를 통해 공급되는 구조를 가진다.

따라서, 상기 열교환기는 내부 온도 즉, 실내 설정된 온도에 따라 연속적으로 열교환 모듈을 동작시켜 냉방 공기를 제공하며, 실내 온도가 설정를 넘어선 경우 열교환 모듈을 동작을 중지하고 설정 온도 미만일 경우 다시 열교환 모듈을 동작시켜 냉각 공기가 공급되도록 연속적으로 제어한다.

한편, 외기 열을 통해 냉방 모드를 실행할 수 있는 하절기(ex. -5℃ 이하)에는 열교환 모듈을 동작시키기 위한 송풍 모드를 통해 외기가 배기로를 통해 공급되도록 제어한다.

도 5는 본 발명에 따른 외기 혼합을 이용한 고효율 외기 냉방 시스템의 자연 외기 공급 시스템을 설명한 흐름도이다.

본 발명에서는 외기 온도의 적절한 제어를 위하여 배기로 선상에 내기를 혼합하여 안정된 냉기가 공급될 수 있도록 제어밸브를 제어한다.

냉방 시스템은 제어기는 실외에 설치되는 제 2온도검출기(204)와 실내에 설치되는 제 1온도검출기(203)를 통해 실내 온도와 실외 온도를 검출한 후 외부 온도가 송풍 운전 모드를 만족할 경우 송풍 모드로 운전하면서 배기로를 통해 외기를 공급한다.

여기서, 외기를 공급하는 배기로(100)와 내기를 배출시키는 흡기로(110)의 임의 지점에는 제어밸브를 통해 흡기되는 내기를 배기로(100)에 공급하여 혼합될 수 있도록 제어밸브가 구비되어 상기 제어기에 의해 제어밸브의 밸브량을 제어한다.

이상, 본 발명의 원리를 예시하기 위한 바람직한 실시예와 관련하여 설명하고 도시하였지만, 본 발명은 그와 같이 도시되고 설명된 그대로의 구성 및 작용으로 한정되는 것이 아니다. 오히려, 첨부된 청구범위의 사상 및 범주를 일탈함이 없이 본 발명에 대한 다수의 변경 및 수정이 가능함을 당업자들은 잘 이해할 수 있을 것이다. 따라서 그러한 모든 적절한 변경 및 수정과 균등물들도 본 발명의 범위에 속하는 것으로 간주되어야 할 것이다.

100 : 배기로
110 : 흡기로
120 : 제어 밸브
200 : 열교환기
201 : 송풍팬
202 : 열교환 모듈
210 : 제어밸브
220 : 제어기
303 : 외기 유입로
304 : 외기 배출로
305 : 내기 흡입로
306 : 내기 공급로

Claims (8)

1. 삭제
2. 삭제
3. 삭제
4. 삭제
5. 실내 온도 제어를 위해 냉방 운전하는 열교환기가 구성되어 실내에 냉방 공기를 제공하고, 실내 공기에 해당하는 외기를 외부로 배출함으로써 임의로 설정된 실내 온도값으로 내기 온도를 유지시켜주는 냉방 시스템에 있어서,
   실외 공기를 하절기와 동절기로 구분하여 온도가 높은 하절기에는 상기 열교환기를 통해 외기를 열교환하여 발생된 냉기를 열교환기와 연결된 배기로를 통해 실내에 공급하며, 임의로 설정된 온도값 이하에 해당하는 동절기에는 상기 열교환기의 열교환 운전이 중지된 상태에서 외기가 실내에 공급될 수 있도록 송풍팬을 구동하여 송풍모드에서 배기로를 통해 외기를 실내에 공급되도록 제어기를 통해 상기 열교환기와 송풍팬을 제어하며,
   실내 공기를 흡기하여 상기 열교환기를 통해 외부로 배출되도록 실내와 열교환기를 연결하는 흡기로가 구성되고,
   상기 제어기를 통해 임의로 설정된 온도값 이하의 외기 온도에 해당하는 동절기에 송풍팬을 제어하여 외기가 유입되도록 제어하는 경우 상기 배기로와 흡기로가 연통되는 구간을 선택적으로 개방하여 외기와 내기가 혼합될 수 있도록 제어되는 제어밸브;를 포함하고,
   상기 열교환기는,
   내기를 흡입하는 흡기로가 열교환기에 연결되며, 열교환 모듈에서 의해 열교환된 냉각열이 상기 배기로에 공급되도록 흡기로와 연장선상에 연결되어 공급되며, 송풍모드에서 배기로를 통해 외기를 공급할 경우 외기를 공급받는 열교환기가 상기 흡기로에서 흡기된 내기와 먼저 혼합되어 상기 배기로를 통해 외기를 공급하되, 배기로 선상 어느 지점에 흡기로 내기를 다시 공급하여 최종적으로 외기가 공급되도록 구성되는 외기 혼합을 이용한 고효율 외기냉방 시스템.
6. 제 5항에 있어서, 상기 제어밸브는,
   내기를 실외로 배출하기 위해 흡입하는 흡기로와 외기를 실내로 공급하는 배기로의 임의의 지점에 구비되어 외부로 배출되는 고온의 내기를 실내로 공급되는 배기로의 외기에 공급하여 임의의 온도만큼 상승시켜 실내에 공급되도록 상기 제어기를 통해 밸브량을 제어하여 공급되도록 결정하는 것을 특징으로 하는 외기 혼합을 이용한 고효율 외기냉방 시스템.
7. 제 5항에 있어서, 상기 외기냉방 시스템은,
   실외측에 제 2온도검출기를 더 포함하고, 상기 실외측에서 검출된 온도값이 임의의 온도값 이하일 경우 상기 제어기는 열교환 운전을 중지시키고 송풍팬을 가동하여 외기가 배기를 통해 공급되도록 제어하며,
   흡기로에 구성되는 제 1온도검출기를 통해 내기 온도를 검출한 후 상기 제 2온도검출기에서 검출된 온도값과 비교하여 최종적으로 실내에 공급될 공기 온도값에 따라 상기 제어밸브의 밸브량을 제어하여 공급하는 것을 특징으로 하는 외기 혼합을 이용한 고효율 외기냉방 시스템.
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