KR101750181B1

KR101750181B1 - 공기조화장치

Info

Publication number: KR101750181B1
Application number: KR1020150182953A
Authority: KR
Inventors: 김학근
Original assignee: 김학근
Priority date: 2015-12-21
Filing date: 2015-12-21
Publication date: 2017-07-03

Abstract

본 발명은 한 쌍의 플레이트 열교환기를 이용하여 환기를 통해 배출되는 열에너지를 회수하여 외기를 냉각, 또는 가열함으로써 에너지 소비를 줄일 수 있고, 특히 냉방운전 시에는 열교환기로 인입되는 환기에 잠열수를 분사하여 증발냉각을 이용한 간접증발 냉각을 급기에 실시함으로써 열교환 효율을 증대시켜 급기를 냉각하는 냉각코일의 가동율을 추가로 줄일 수 있는 매우 경제적이고, 실내로부터 인입되는 환기의 유동경로를 조절하는 바이패스댐퍼 및 재순환댐퍼가 구비되어, 배기 및 외기의 상태(엔탈피)에 따라 열교환기를 이용한 열에너지 회수 운전모드, 바이패스 모드 및 재순환 운전 모드로 동작하여, 실내 수영장의 공기조화를 실시할 수 있을 뿐만 아니라, 운전에너지 절감에 탁월하고, 한 쌍의 플레이트 냉,난방 시스템 구성 요소 외 급기 측에 재열코일, 예냉코일을 런어라운드 방식으로 물이 순환되게 연결되어, 냉동기의 전력 요구량 감소 외에 급기의 재열 부하 없이 급기의 제습이 가능한 공기조화장치를 제공한다.

Description

공기조화장치{Air conditioning equipment}

본 발명은 실내의 분위기를 해당 설정 온도 및 습도로 유지되도록 하는 공기조화장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 급기를 선 냉각하는 예냉코일 및 급기를 재가열하는 재열코일을 물이 순환하는 런어라운드 방식으로 연결 구비하여, 급기의 선 냉각이 이루어짐에 따라 급기를 냉각하는 냉각코일의 부하감소로 냉동기의 전력 요구량 감소 외에 별도의 재열 부하 없이 급기의 제습이 가능한 매우 경제적인 공기조화장치에 관한 것이다.

일반적으로 대부분의 주택, 특히 공동주택, 빌딩 등과 같은 건축물에는 냉방장치와, 난방장치 등이 설치되어 있어 쾌적하고 조화된 공기를 실내에 제공하고 있다.

특히, 주상복합건물 또는 빌딩과 같이 밀폐식 창문이 설치된 건축물에는 공동으로 냉방 및 난방은 물론 환기를 실행할 수 있는 공기조화시스템이 설치되고 있다.

이러한 공기조화시스템의 예로 대한민국 공개특허 제2005-0010571호의 환기시스템은, 본체케이스의 일측면에 형성되어 공기가 흡입되는 흡기구와, 상기 흡입구로부터 흡입된 공기를 강제 송풍하도록 하우징에 연결되는 송풍팬과, 상기 송풍팬에 의해 송풍되는 공기가 분출되는 배기구와, 외기와 내기가 서로 전열교환되게 하는 전냉각 유닛을 포함하는 구성으로 되어 있다.

하지만 종래의 공기조화시스템은 실내의 냉방을 위해 실내로 제공하는 급기를 냉각코일로 냉각한 후, 냉각된 급기를 실내로 공급하거나, 난방을 위해 별도의 히터를 구비하여 실내로 제공하는 급기를 히터로 가열한 후 가열된 급기를 실내로 공급하는 등, 실내로 공급될 급기를 기 설정온도 및 습도로 조절하기 위해 과도한 냉각부하 및 난방부하로 인해 많은 운전에너지가 소비되는 문제점을 안고 있었다.

본 발명은 한 쌍의 플레이트 냉,난방 시스템 구성 요소 외에, 급기블록에 예냉코일, 냉각코일, 재열코일 순으로 구비하되, 상기 예냉코일 및 재열코일을 런어라운드 방식으로 물이 순환되도록 연결하고, 상기 재열코일의 운전 제어가 가능하여, 냉각코일의 부하감소로 냉동기의 전력 요구량 감소 외에 별도의 재열 부하 없이 급기의 제습이 가능하고, 실내로부터 인입되는 환기의 유동경로를 조절하는 바이패스댐퍼 및 재순환댐퍼가 구비되어, 배기 및 외기의 상태(엔탈피)에 따라 열교환기를 이용한 열에너지 회수 운전모드, 바이패스 모드 및 재순환 운전 모드로 동작하여, 실내 수영장의 공기조화를 실시할 수 있을 뿐만 아니라, 운전에너지 절감에 탁월한 공기조화장치를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

본 발명에 따른 공기조화장치는 실내와 연결되는 전방에 형성된 개구부를 통해 실내의 환기가 인입되어, 환기가 후방으로 유동되게 유로를 제공하는 환기블록과, 외부와 연결되는 후방에 형성된 개구부를 통해 외부의 외기가 인입되어, 외기가 전방으로 유동되게 유로를 제공하는 외기블록과, 상기 환기블록 및 외기블록 사이에 배치되어 연결되고, 환기블록을 통해 인입된 환기를 외부로 유동시키고, 외기블록을 통해 인입한 외기를 실내로 유동시키면서 환기 및 외기가 서로 간접으로 열교환되도록 한 열교환블록과, 상기 환기블록의 하부에 위치되고, 후방이 상기 열교환블록과 연통되며, 상기 열교환블록을 통과함에 따라 외기에서 급기로 전환된 급기를 실내와 연결된 전방으로 유동시켜 실내로 제공하는 급기블록과, 상기 급기블록 내부에 구비되고, 운전모드에 따라 선택적으로 내부를 따라 유동하는 물과의 열교환으로 급기를 냉각하는 예냉코일 및 운전모드에 따라 선택적으로 내부를 따라 유동하는 물과의 열교환으로 급기를 재가열하는 재열코일이 포함되고, 상기 재열코일 및 예냉코일은 상기 예냉코일의 일측에서 재열코일의 일측을 연결한 제1유로와, 상기 재열코일의 타측에서 예냉코일의 타측을 연결한 제2유로에 의해 런어라운드 방식으로 연결되어 물이 순환하는데, 상기 제1유로 선상에 구비되어, 유로를 선택적으로 유로를 개폐하는 개폐밸브와, 상기 제1유로 선상에 구비되어, 상기 제1유로을 따라 유동하는 물을 압송하는 펌프와, 일측단은 상기 제1유로 선상에 구비된 개폐밸브 및 펌프 사이에 연결되고, 타측단은 제2유로의 상기 재열코일 및 예냉코일 사이에 연결하는 바이패스유로를 포함하여, 운전모드의 선택에 따라 상기 개폐밸브를 폐쇄하고, 상기 바이패스유로를 개방시켜, 상기 제1유로, 예냉코일, 제2유로, 바이패스유로 순으로 물이 순환되어, 상기 재열코일의 선택적인 운전 제어가 가능하다.

삭제

그리고 본 발명에 따른 상기 열교환블록은 제1열교환기 및 제2열교환기가 수평으로 배치되고, 수평으로 배치된 상기 제1열교환기 및 제2열교환기의 하부에는 제1열교환기를 통한 환기를 제2열교환기로 안내하는 가이드통로가 배치되어, 환기가 'U'형태로 유동하게 하는 하부영역과, 상기 하부영역의 상부에 위치되고, 전방은 환기블록과 연결되어, 상기 환기블록을 통과한 환기를 인입해 제1열교환기 및 제2열교환기를 통과시킴에 따라 환기에서 배기로 전환된 배기를 외부로 배출하는 배기구가 후방에 형성된 상부영역과, 상기 상부영역의 내부 중 상기 제1열교환기 및 제2열교환기 경계선상의 상부를 차단하여 전방을 통해 인입된 환기가 상기 하부영역의 제1열교환기로 유동하게 유도하는 가이드격벽과, 상기 하부영역의 가이드통로 하부에 배치되고, 외기블록을 통한 외기를 급기블록으로 바로 유동되도록 안내하는 바이패스통로와, 상기 제1열교환기의 상부에 구비되어 선택적으로 열교환기에 증발냉각이 일어나도록 잠열수를 분사하는 잠열수분사수단이 포함된다.

또한 본 발명에 따른 상기 열교환블록에는 상기 가이드격벽의 개구부에 구비되어, 운전모드에 따라 선택적으로 개도량이 조절되고, 개도량이 조절됨에 따라 상기 열교환블록의 전방을 통해 인입된 환기의 일부 또는 전체를 상기 제1열교환기 및 제2열교환기를 통하지 않고 바로 배기구로 유동하게 단속하는 바이패스댐퍼가 포함된다.

더불어 본 발명에 따른 상기 외기블록의 내부에는 상기 외기블록으로 인입되는 외기에서 먼지를 제거하는 제2필터와, 운전모드에 따라 선택적으로 개폐되어, 상기 하부영역의 열교환기들을 통하는 외기의 유동을 단속하는 제1외기댐퍼와, 운전모드에 따라 선택적으로 개폐되어, 상기 바이패스통로를 통해 외기블록에서 급기블록으로 바로 통하는 외기의 유동을 단속하는 제2외기댐퍼가 포함된다.

그리고 본 발명에 따른 상기 열교환기블록의 배기구에는 운전모드에 따라 선택적으로 개폐되어, 외부로 배출되는 배기의 유동을 단속하는 배기댐퍼가 포함된다.

또한 본 발명에 따른 상기 환기블록의 내부에는 상기 환기블록으로 인입되는 환기에서 먼지를 제거하는 제1필터와, 상기 환기블록의 전방을 통해 인입된 환기를 후방으로 강제 송풍하는 제1송풍수단이 포함된다.

여기서 본 발명에 따른 상기 환기블록의 후방 하면과 상기 급기블록의 후방 상면이 서로 통하도록 하는 재순환개구부 및 상기 재순환개구부에 구비되고, 운전모드에 따라 선택적으로 개폐되어, 상기 환기블록에서 급기블록으로 바로 유동하는 환기의 유동을 단속하는 재순환댐퍼가 포함된다.

그리고 본 발명에 따른 상기 급기블록의 내부에는 상기 급기블록의 후방을 통해 인입된 급기를 상기 급기블록의 전방인 실내로 강제 송풍하는 제2송풍수단과, 운전모드에 따라 선택적으로 외부의 인입되는 냉수로 급기를 냉각하는 냉각코일이 포함된다.

본 발명에 따른 공기조화장치는 다음과 같은 효과를 가진다.

첫째, 한 쌍의 플레이트 냉,난방 시스템 구성 요소 외에, 급기블록에 예냉코일, 냉각코일, 재열코일 순으로 구비하되, 예냉코일 및 재열코일은 물이 순환하는 런어라운드 방식으로 연결되고, 바이패스유로와, 개폐밸브가 더 포함되어, 급기의 선 냉각이 이루어져 급기를 냉각하는 냉각코일의 부하감소로 인해 냉동기의 전력 요구량 감소되고, 또한 별도의 재열 부하 없이 급기의 제습이 가능하며, 선택적으로 상기 개폐밸브가 폐쇄됨에 따라 상기 재열코일로 유동하는 물이 상기 바이패스유로로 유동되도록 하여 상기 재열코일의 운전 제어가 가능한 효과를 가진다.

둘째, 한 쌍의 플레이트 열교환기를 이용하여 실내에서 배기되는 공기 중의 열에너지를 회수하고, 그 열에너지를 이용하여 실내로 인입되는 외기를 냉각, 또는 가열함으로써 에너지 소비를 줄일 수 있으며, 특히 냉방운전 시에는 배기 측에 물을 분사하여 단열냉각(간접증발 냉각)을 함으로서 외기와의 열교환 효율을 증대시켜 냉동기 가동율을 추가로 줄일 수 있는 매우 경제적인 효과를 가진다.

셋째, 실내로부터 인입되는 환기를 유동경로를 조절하는 바이패스댐퍼 및 재순환댐퍼가 구비되어, 배기 및 외기의 상태(엔탈피)에 따라 열교환기를 이용한 열에너지 회수 운전모드, 바이패스 모드 및 재순환 운전 모드로 동작하여, 실내 수영장의 공기조화를 실시할 수 있을 뿐만 아니라, 운전에너지 절감에 탁월한 효과를 가진다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 공기조화장치의 구성을 간략하게 보인 예시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 공기조화장치의 전외기 모드에서 환기 및 외기의 유동경로를 보인 예시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 공기조화장치의 일부 순환 모드에서 환기 및 외기의 유동경로를 보인 예시도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 공기조화장치의 열교환 및 일부 배기 모드에서 환기 및 외기의 유동경로를 보인 예시도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 공기조화장치의 열교환 모드에서 환기 및 외기의 유동경로를 보인 예시도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 공기조화장치의 증발냉각 모드에서 환기 및 외기의 유동경로를 보인 예시도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 공기조화장치의 실내순환 모드에서 환기의 유동경로를 보인 예시도이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시 예를 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여, 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.

따라서 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 실시 예에 불과할 뿐이고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들은 대체할 수 있는 균등한 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

본 발명은 급기를 선 냉각하는 예냉코일 및 급기를 재가열하는 재열코일을 물이 순환하는 런어라운드 방식으로 연결 구비하여, 급기를 냉각하는 냉각코일의 부하감소로 냉동기의 전력 요구량 감소 외에 별도의 재열 부하 없이 급기의 제습이 가능하고, 한 쌍의 플레이트 열교환기를 이용하여 환기를 통해 배출되는 열에너지를 회수하여 외기를 냉각, 또는 가열함으로써 에너지 소비를 줄일 수 있고, 특히 냉방운전 시에는 열교환기로 인입되는 환기에 잠열수를 분사하여 증발냉각을 이용한 간접증발 냉각을 급기에 실시함으로써 열교환 효율을 증대시켜 급기를 냉각하는 냉각코일의 가동율을 추가로 줄일 수 있는 매우 경제적인 공기조화장치에 관한 것으로, 도면을 참조하여 그 구성을 살펴보면 다음과 같다.

도 1 내지 도 7을 참조하면, 본 발명의 실시에 따른 공기조화장치는 실내에서 인입된 환기(Return air: RA)를 유도하는 환기블록(100), 외부에서 인입된 외기(outdoor air: OA)를 유도하는 외기블록(200), 상기 외기 및 환기를 서로 열교환시키는 열교환블록(300) 및 열교환에 의해 전환된 급기(supply air: SA)를 실내로 유도하는 급기블록(400)이 포함된다.

먼저 상기 환기블록(100)은 실내와 연결되는 전방에 형성된 개구부를 통해 실내의 환기가 인입되어, 내부를 통해 환기가 후방으로 유동되게 유로를 제공한다.

이때 상기 환기블록(100)의 전방은 실내와 연통하는 덕트와 연결되는 것이 바람직하고, 상기 환기블록(100)의 내부에는 제1필터(101) 및 제1송풍수단(102)이 구비된다.

상기 제1필터(101)는 환기블록(100)으로 인입된 환기에서 먼지 등을 필터링하여 제거하고, 상기 제1송풍수단(102)은 외부에서 인가된 전원으로 구동하여 환기블록(100)의 전방을 통해 인입된 환기를 후방으로 강제 송풍한다.

여기서 상기 환기블록(100)의 후방에는 열교환블록(300)이 연결되어 있어, 환기가 열교환블록(300)으로 강제 송풍된다.

그리고 상기 외기블록(200)은 그 후방에 형성된 개구부를 통해 외부에서 외기가 인입되고, 인입된 외기는 상기 외기블록(200)의 전방인 열교환블록 측으로 유동되도록 유로를 제공한다.

이때 상기 외기블록(200)의 전방에는 열교환블록(300)이 연결되어 있어, 외기가 열교환블록(300)으로 유동되도록 안내되고, 상기 외기블록(200)의 내부에는 제2필터(201), 제1외기댐퍼(202) 및 제2외기댐퍼(203)가 구비되는데, 상기 제2필터(201)는 외기블록(200)의 후방에 형성된 개구부를 통해 내부로 인입되는 외기에서 먼지 등과 같은 황사, 오염물, 유해가스를 필터링하여 제거한다.

또한 상기 외기블록(200)의 내부에 구비된 상기 제1외기댐퍼(202) 및 제2외기댐퍼(203)는 본 발명의 실시예에 따른 공기조화장치의 운전모드에 따라 선택적으로 개폐되어 외기의 유동을 단속하는 것으로, 상기 제1외기댐퍼(202)는 상기 열교환블록(300)의 열교환기(311,312)들을 통하는 외기의 유동을 단속하고, 상기 제2외기댐퍼(203)는 열교환기(311,312)들의 하부에 위치하는 바이패스통로(330)를 통해 외기블록(200)에서 급기블록(400)으로 바로 통하는 외기의 유동을 단속한다.

따라서 상기 제1외기댐퍼(202) 및 제2외기댐퍼(203)는 동시에 개방되지 않는 것이 바람직하고, 상기 제1외기댐퍼(202) 및 제2외기댐퍼(203) 중 어느 하나가 선택적인 개폐됨에 따라 상기 외기블록(200)으로 인입된 외기는 상기 열교환블록(300)의 열교환기(311,312)들을 통한 후 급기블록(400)으로 유동하거나, 상기 열교환블록(300)의 열교환기(311,312)들을 통하지 않고 외기블록(200)에서 급기블록(400)으로 바로 유동할 수 있도록 외기의 유동이 제어된다.

물론, 외기가 본 발명의 실시예에 따른 공기조화장치 내로 인입되지 않도록 외기의 유동을 제어할 수도 있다.

또한 상기 환기블록(100) 및 외기블록(200) 사이에는 열교환블록(300)이 배치되어 연결되는데, 상기 열교환블록(300)은 상기 환기블록(100) 및 외기블록(200)를 통해 인입된 환기와 외기를 진출을 유동하면서 서로 열교환되도록 하는 것으로, 상기 열교환블록(300)을 기준으로 상기 열교환블록(300)의 전방에는 상기 환기블록(100)이 위치되고, 상기 열교환블록(300)의 후방에는 상기 외기블록(200)이 위치되어, 상기 열교환블록(300)의 전방을 통해 환기가 인입되어 후방으로 유동되도록 하고, 상기 열교환블록(300)의 후방을 통해 외기를 인입되어 전방으로 유동되도록 하면서 환기 및 외기가 서로 간접으로 열교환되도록 한다.

이때 본 발명의 실시예에 따른 상기 열교환블록(300)은 그 내부를 하부영역(310)과 상부영역(320)으로 구획하는데, 하부영역(310)은 상기 열교환블록(300)의 하측에 위치하고, 상기 하부영역(310)의 전방은 급기블록(400)과 연결되며, 상기 하부영역(310)의 후방은 외기블록(200)과 연결되고, 상기 하부영역(310)에는 제1열교환기(311) 및 제2열교환기(312)가 수평으로 배치된다.

여기서 수평으로 배치된 상기 제1열교환기(311) 및 제2열교환기(312)은 환기 및 외기가 서로 근접하여 간접으로 열교환이 이루어지도록 격판과, 환기의 유동통로를 제공하는 제1부재와, 외기의 유동통로를 제공하는 제2부재로 구비되는 것이 바람직하고, 상기 격판은 판 상으로 적어도 둘 이상의 복수개로 이루어지고, 복수개로 이루진 격판들은 서로 일정 간격을 두고 적층되는 구조를 이루며, 서로 적층된 상기 격판들 사이에는 제1부재 및 제2부재가 교번으로 배치되어, 환기 및 외기의 유동통로를 제공한다.

여기서 제1부재 및 제2부재는 파형으로 그 상한부 및 하한부가 상기 격판에 접합되어, 파형에 의해 생성된 통로를 통해 환기가 통과하는 환기유동통로 및 외기가 통과하는 외기유동통로를 제공한다.

이때 제1부재 및 제2부재는 서로의 길이방향이 '+'자 형을 이루도록 교차되게 배치되어, 환기 및 외기는 십자흐름(Cross flow)을 보이고, 외기 및 환기가 외기유동통로 및 환기유동통로를 통과함에 따라 외기 및 환기의 열에너지가 격판으로 전도되어, 격판을 통해 외기 및 환기가 서로 열교환 한다.

이러한 상기 제1열교환기(311) 및 제2열교환기(312)의 하부에는 제1열교환기(311)를 통한 환기를 제2열교환기(312)로 안내하는 가이드통로(313)가 배치되어, 환기가 'U'형태로 유동하게 한다.

이때 상기 하부영역(310)의 가이드통로(313) 하부에는 바이패스통로(330)가 배치되어, 상기 외기블록(200)을 통한 외기를 급기블록(400)으로 바로 유동되도록 안내한다.

또한 상부영역(320)은 상기 열교환블록(300)의 상측인 상기 하부영역(310)의 상부에 위치되고, 상기 상부영역(320)의 전방은 환기블록(100)과 연결되어, 상기 환기블록(100)을 통과한 환기를 인입해 제1열교환기(311) 및 제2열교환기(312)를 통과시킴에 따라 환기에서 배기로 전환된 배기를 상부영역(320)의 후방에 형성된 배기구(322)를 통해 외부로 배출한다.

여기서 상기 상부영역(320)의 내부 중 상기 제1열교환기(311) 및 제2열교환기(312)의 경계선상의 상부에는 가이드격벽(323)이 형성되어, 상기 상부영역(320)의 전방을 통해 인입된 환기가 상기 하부영역의 제1열교환기(311)로 유동하게 유도한다.

이때 상기 가이드격벽(323)에는 환기가 관통하여 유동되도록 개구부가 형성되고, 상기 가이드격벽(323)의 개구부에는 바이패스댐퍼(324)가 구비되어, 운전모드에 따라 선택적으로 개도량이 조절되고, 개도량이 조절됨에 따라 상기 열교환블록(300)의 전방을 통해 인입되는 환기의 일부 또는 전체를 상기 제1열교환기(311)로 유도되지 않고 바로 배기구(322)로 유동되도록 한다.

또한 상기 열교환기블록(300)의 배기구(322)에는 운전모드에 따라 선택적으로 개폐되는 배기댐퍼(325)가 구비되어, 외부로 배출되는 배기의 유동을 단속한다.

그리고 상기 제1열교환기(311)의 상부에는 잠열수분사수단(321)이 구비되어, 운전모드에 따라 선택적으로 상기 제1열교환기(311)에 습채널이 형성되도록 해 습채널에서 증발냉각이 일어나도록 내기에 잠열수를 분사한다.

더불어 급기블록(400)은 상기 환기블록(100)의 하부에 위치되고, 후방이 상기 열교환블록(300)의 일측과 연통되며, 상기 열교환블록(300)을 통과함에 따라 외기에서 급기로 전환된 급기를 실내와 연결된 전방으로 유동시켜 실내로 제공한다.

이때 상기 환기블록(100)의 후방 하면과, 상기 급기블록(400)의 후방 상면이 서로 연통하도록 재순환개구부(110)가 형성되고, 상기 재순환개구부(110)에는 재순환댐퍼(120)가 구비되어, 운전모드에 따라 선택적으로 개폐되어, 상기 재순환개구부(110)를 통해 상기 환기블록(100)에서 급기블록(400)으로 바로 유동하는 환기의 유동을 단속한다.

그리고 상기 급기블록(400)의 내부에는 급기블록(400)의 후방을 통해 인입된 급기를 전방으로 강제 송풍하는 제2송풍수단(401)이 구비되고, 운전모드에 따라 선택적으로 내부를 따라 유동하는 열매체인 물과의 열교환으로 급기를 냉각하는 예냉코일(403)과, 운전모드에 따라 선택적으로 외부의 인입되는 냉수로 급기를 냉각하는 냉각코일(404)과, 운전모드에 따라 선택적으로 내부를 따라 유동하는 열매체인 물과의 열교환으로 급기를 재가열하는 재열코일(402)이 구비된다.

여기서 상기 재열코일(402) 및 예냉코일(403)은 런어라운드 방식으로 연결되는데, 상기 재열코일(402)의 일측에서 예냉코일(403)의 일측을 연결한 제1유로(501)와, 상기 예냉코일(403)의 타측에서 재열코일(402)의 타측을 연결한 제2유로(502)로 물이 직접순환하는 연결구조로 연결되어, 상기 예냉코일(403)의 물이 급기와 열교환으로 가열되면 재열코일(402)으로 유동하고, 상기 재열코일(402)에서 물이 급기와 열교환으로 냉각되면 다시 상기 예냉코일(403)로 유동하는 히트파이프를 이룬다.

따라서 상기 예냉코일(403)에 의해 급기를 선 냉각함에 따라 냉각코일(404)에 냉수를 제공하는 냉동기의 전력 요구량이 감소되는 효과 외에도, 상기 재열코일(402)에 의해 별도의 급기 재열 부하 없이 급기의 제습이 가능하도록 한다.

또한 상기 제1유로(501) 및 제2유로(502)에는 바이패스유로(503)가 병렬로 연결되는데, 물이 선택적으로 재열코일(402)을 유동하게 제어된다.

여기서 상기 제1유로(501) 선상에는 유로를 선택적으로 유로를 개폐하는 개폐밸브가 포함되고, 상기 제1유로(501)을 따라 유동하는 물을 압송하는 펌프가 포함되며, 상기 바이패스유로(503)의 일측단은 상기 제1유로(501) 선상에 구비된 개폐밸브 및 펌프 사이에 연결되고, 상기 바이패스유로(503)의 타측단은 제2유로(502)의 상기 재열코일(402) 및 예냉코일(403) 사이에 연결되고, 상기 바이패스유로(503) 선상에도 2웨이밸브 또는 3웨이밸브가 구비되어, 유로를 선택적으로 개폐한다.

따라서 상기한 구성에 제1유로(501) 선상에 위치하는 개폐밸브가 폐쇄되고, 상기 바이패스유로(503)가 개방되면, 상기 제1유로(501), 예냉코일(403), 제2유로(502), 재열코일(402) 순으로 순환하던 물이 재열코일(402) 측의 유로가 폐쇄됨에 따라 상기 제1유로(501), 예냉코일(403), 제2유로(502), 바이패스유로(503) 순으로 순환되어, 상기 재열코일(402)의 선택적인 운전 제어가 가능하다.

그러므로 상기한 예냉코일(403) 및 냉각코일(404) 및 재열코일(402)은 상기 급기블록(400)을 통해 실내로 공급되는 급기의 온도 및 습도를 기 설정 온도 및 습도에 준하도록 조절하는데, 급기의 냉각이 필요할 경우, 상기 예냉코일(403)로 물을 유동시켜 예냉코일(403)을 통하는 급기는 물과의 열교환으로 선 냉각된 후, 다음에 위치하는 냉각코일(404)에 의해 냉각되어 실내로 제공된다.

이때 급기의 냉각만이 이루어질 경우, 상기 예냉코일(403)과 바이패스유로(503)로만 물이 순환되도록 유로가 개방되고, 상기 예냉코일(403)에 의해 급기의 선 냉각이 일어짐에 따라 냉각코일(404)의 냉각부하가 낮아져 냉수를 냉각하는 냉동기의 전력 요구량이 감소한다.

또한 급기의 제습 및 급기의 재가열이 필요할 경우, 상기 제1유로(501) 및 제2유로(502)를 통해 예냉코일(403)과 재열코일(402)로만 물이 순환되도록 유로가 개방되고, 상기 예냉코일(403)을 통한 물이 재열코일(402)로 순환되어, 상기 재열코일(402)을 통하는 급기는 물과의 열교환으로 재가열되어 재습되거나 기설정 급기온도에 준하는 온도로 재가열되어 실내로 제공되므로, 별도의 재가열수단 없이 급기의 제습이 가능하다.

상기한 구성에 따른 공기조화장치의 전외기, 일부 순환, 열교환 및 일부 배기, 열교환, 증발냉각, 실내순환 모드 별로 환기 및 외기 유동경로를 살펴보면 다음과 같다.

먼저 전외기 모드에서는 도 2에 도시한 바와 같이 실내에서 인입된 환기가 환기블록(100)을 따라 열교환블록(300)의 상부영역(320)을 통하여 환기에서 배기로 전환된 후, 배기구(322)를 통해 외부로 배출되는데, 이때 열교환블록(300)에 구비된 바이패스댐퍼(324)는 전체 개방 또는 개방각도를 크게 하여 개방되고, 환기블록(100)의 후방에 위치하는 재순환댐퍼(120)는 폐쇄되어, 환기가 제1,제2열교환기들(311,312)을 통하지 않고 환기에서 배기로 바로 전환되어 외부로 배출된다.

그리고 외부에서 인입된 외기는 외기블록(200)을 통해 인입되어 제1외기댐퍼(202)가 폐쇄되고 제2외기댐퍼(203)가 개방됨에 따라, 외기가 상기 제2외기댐퍼(203)를 통해 열교환블록(300)의 하부영역(310) 하측에 위치하는 가이드통로(313)를 따라 유동하면서 외기에서 급기로 전환된 후, 급기블록(400)을 통해 실내로 급기가 제공된다.

여기서 열교환기들(311,312)을 거치지 않고 외기에서 급기로 바로 전환된 급기는 상기 급기블록(400) 내의 예냉코일(403), 냉각코일(404), 재열코일(402) 각각의 선택적인 구동으로 온도 및 습도가 기 설정에 부합하는 온도 및 습도로 조절된 후 실내로 제공된다.

일부 순환모드에서는 도 3에 도시한 바와 같이 실내에서 인입된 환기가 환기블록(100)을 따라 열교환블록(300)의 하부영역(310)에 위치하는 제1,제2열교환기(311,312)를 통하여 환기에서 배기로 전환된 후, 배기구(322)를 통해 외부로 배출되는데, 이때 열교환블록(300)에 구비된 바이패스댐퍼(324)는 폐쇄되어 환기가 제1,제2열교환기(311,312)를 통하도록 안내되고, 환기블록(100)에 위치하는 재순환댐퍼(120)는 개방되어, 상기 환기블록(100)을 따라 열교환블록(300)으로 유동하는 환기 중 일부가 상기 재순환개구부(110)를 통해 급기블록(400)으로 바로 인입된다.

여기서 상기 재순환개구부(110)를 통해 급기블록(400)으로 바로 인입된 환기는 환기에서 급기로 전환된다.

그리고 외부에서 외기블록(200)을 통해 인입된 외기는 제2외기댐퍼(203)가 폐쇄되고, 제1외기댐퍼(202)의 개방됨에 따라, 외기가 열교환블록(300)의 하부영역(310)에 위치하는 제1,제2열교환기(311,312)를 통하면서, 외기에서 급기로 전환되어 급기블록(400)을 통해 실내로 급기가 제공된다.

여기서 외기는 제1,제2열교환기(311,312)를 통할 시, 환기와의 열교환으로 온도가 1차 조절되면서 외기에서 급기로 전환되고, 전환된 급기는 급기블록(400) 내에서 환기의 일부와 혼합되면서, 급기블록(400)의 예냉코일(403), 냉각코일(404), 재열코일(402) 각각의 선택적인 구동으로 온도 및 습도가 기 설정에 부합하는 온도 및 습도로 2차 조절된 후 실내로 제공된다.

열교환 및 일부 배기 모드에서는 도 4에 도시한 바와 같이 실내에서 인입된 환기가 환기블록(100)을 따라 열교환블록(300)의 하부영역(310)에 위치하는 제1,제2열교환기(311,312)를 통하여 환기에서 배기로 전환된 후, 배기구(322)를 통해 외부로 배출되는데, 이때 환기블록(100)에 위치하는 재순환댐퍼(120)는 폐쇄되고, 열교환블록(300)에 구비된 바이패스댐퍼(324)는 부분 개방 또는 개방각도가 작게 개방되어, 환기가 제1,제2열교환기(311,312)를 통하도록 안내됨과 동시에, 환기의 일부가 배기구(322)를 통해 외부로 바로 배출되도록 한다.

그리고 외부에서 외기블록(200)을 통해 인입된 외기는 제1외기댐퍼(202)가 개방되고 제2외기댐퍼(203) 역시 개방됨에 따라, 상기 제1외기댐퍼(202)를 통하는 외기는 열교환블록(300)의 하부영역(310)에 위치하는 제1,제2열교환기(311,312)를 통하여, 외기에서 급기로 전환된 후 급기블록(400)을 통해 실내로 제공되고, 인입된 외기 중 제2외기댐퍼(203)을 통하는 외기의 일부는 가이드통로(313)를 따라 급기블록(400)을 통하면서 외기에서 급기로 전환되어 실내로 바로 제공된다.

여기서 상기 제1외기댐퍼(202)를 통하는 외기는 제1,제2열교환기(311,312)를 통할 시, 환기와의 열교환으로 온도가 1차 조절되면서 외기에서 급기로 전환되고, 상기 급기블록(400)에서 가이드통로(313)를 통한 급기와 혼합되면서 급기블록(400)의 예냉코일(403), 냉각코일(404), 재열코일(402) 각각의 선택적인 구동으로 온도 및 습도가 기 설정에 부합하는 온도 및 습도로 2차 조절된 후 실내로 제공된다.

열교환 모드에서는 도 5에 도시한 바와 같이 실내에서 인입된 환기가 환기블록(100)을 따라 열교환블록(300)의 하부영역(310)에 위치하는 제1,제2열교환기(311,312)를 통하여 환기에서 배기로 전환된 후, 배기구(322)를 통해 외부로 배출되는데, 이때 환기블록(100)에 위치하는 재순환댐퍼(120) 및 열교환블록(300)에 구비된 바이패스댐퍼(324)가 폐쇄되어, 환기 전체가 제1,제2열교환기(311,312)를 통하도록 환기에서 배기로 전환되고, 전환된 배기를 배기구(322)를 통해 외부로 배출된다.

그리고 외부에서 외기블록(200)을 통해 인입된 외기는 제1외기댐퍼(202)가 개방되고, 제2외기댐퍼(203)가 폐쇄됨에 따라 외기 전체가 열교환블록(300)의 하부영역(310)에 위치하는 제1,제2열교환기(311,312)를 통하게 되면서, 외기에서 급기로 전환되고, 전환된 급기가 급기블록(400)을 통해 실내로 제공된다.

여기서 외기는 제1,제2열교환기(311,312)를 통할 시, 환기와의 열교환으로 온도가 1차 조절되고, 급기블록(400)의 예냉코일(403), 냉각코일(404), 재열코일(402) 각각의 선택적인 구동으로 온도 및 습도가 기 설정에 부합하는 온도 및 습도로 2차 조절된 후 실내로 제공된다.

증발냉각모드에서는 도 6에 도시한 바와 같이 실내에서 인입된 환기가 환기블록(100)을 따라 열교환블록(300)의 하부영역(310)에 위치하는 제1,제2열교환기(311,312)를 통한 후 환기에서 배기로 전환되어, 배기구(322)를 통해 외부로 배출되는데, 이때 환기블록(100)에 위치하는 재순환댐퍼(120)는 폐쇄되고, 열교환블록(300)에 구비된 바이패스댐퍼(324)도 폐쇄되어, 환기 전체가 제1,제2열교환기(311,312)를 통하도록 안내되며, 열교환블록(300) 내에 구비된 잠열수분사수단(321)이 제1열교환기(311)에 잠열수를 분사하여 제1열교환기(311) 및 환기에 증발냉각이 일어나도록 한다.

따라서 제1열교환기(311)에 분사된 잠열수가 증발함에 따라 제1열교환기(311)를 통하는 환기는 냉각이 되고, 제2열교환기(312)를 통하면서 환기에서 배기로 전환된 후, 전환된 배기를 배기구(322)를 통해 외부로 배출된다.

그리고 외부에서 외기블록(200)을 통해 인입된 외기는 제1외기댐퍼(202)가 개방되고, 제2외기댐퍼(203)가 폐쇄됨에 따라 외기 전체가 열교환블록(300)의 하부영역(310)에 위치하는 제1,제2열교환기(311,312)를 통하게 되면서, 외기에서 급기로 전환된 급기가 급기블록(400)을 통해 실내로 제공되는데, 여기서 외기는 제1,제2열교환기(311,312)를 통할 시, 환기와의 열교환으로 온도가 1차 조절되고, 급기블록(400)의 예냉코일(403), 냉각코일(404), 재열코일(402) 각각의 선택적인 구동으로 온도 및 습도가 기 설정에 부합하는 온도 및 습도로 2차 조절된 후 실내로 제공된다.

실내 순환 모드에서는 도 7에 도시한 바와 같이 실내에서 인입된 환기가 환기블록(100)을 따라 급기블록(400)을 통해 실내로 제공되는데, 이때 열교환블록(300)에 구비된 바이패스댐퍼(324) 및 배기댐퍼(325)는 폐쇄되어 환기가 열교환블록(300)을 통하지 않게 되고, 환기블록(100)에 위치하는 재순환댐퍼(120)는 개방되어, 상기 환기블록(100)을 따라 열교환블록(300)으로 유동하는 환기 전체가 상기 재순환개구부(110)를 통해 급기블록(400)로 인입된다.

그리고 외부에서 외기블록(200)을 통해 인입된 외기는 제1외기댐퍼(202) 및 제2외기댐퍼(203) 모두가 폐쇄됨에 따라 외기의 인입이 차단되고, 환기블록(100)에서 급기블록(400)으로 바로 인입된 환기는 급기블록(400) 내에서 급기로 전환된 후, 급기블록(400)의 예냉코일(403), 냉각코일(404), 재열코일(402) 각각의 선택적인 구동으로 온도 및 습도가 기 설정에 부합하는 온도 및 습도로 조절된 후 실내로 제공된다.

본 발명은 도면에 도시된 실시 예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시 예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.

100: 환기블록 101: 제1필터
102: 제1송풍수단 110: 재순환개구부
120: 재순환댐퍼 200: 외기블록
201: 제2필터 202: 제1외기댐퍼
203: 제2외기댐퍼 300: 열교환블록
310: 하부영역 311: 제1열교환기
312: 제2열교환기 313: 가이드통로
320: 상부영역 321: 잠열수분사수단
322: 배기구 323: 가이드격벽
324: 바이패스댐퍼 325: 배기댐퍼
330: 바이패스통로 400: 급기블록
401: 제2송풍수단 402: 재열코일
403: 예냉코일 404: 냉각코일
501: 제1유로 502: 제2유로
503: 바이패스유로

Claims

실내와 연결되는 전방에 형성된 개구부를 통해 실내의 환기가 인입되어, 환기가 후방으로 유동되게 유로를 제공하는 환기블록과, 외부와 연결되는 후방에 형성된 개구부를 통해 외부의 외기가 인입되어, 외기가 전방으로 유동되게 유로를 제공하는 외기블록과, 상기 환기블록 및 외기블록 사이에 배치되어 연결되고, 환기블록을 통해 인입된 환기를 외부로 유동시키고, 외기블록을 통해 인입한 외기를 실내로 유동시키면서 환기 및 외기가 서로 간접으로 열교환되도록 한 열교환블록과, 상기 환기블록의 하부에 위치되고, 후방이 상기 열교환블록과 연통되며, 상기 열교환블록을 통과함에 따라 외기에서 급기로 전환된 급기를 실내와 연결된 전방으로 유동시켜 실내로 제공하는 급기블록과, 상기 급기블록 내부에 구비되고, 운전모드에 따라 선택적으로 내부를 따라 유동하는 물과의 열교환으로 급기를 냉각하는 예냉코일 및 운전모드에 따라 선택적으로 내부를 따라 유동하는 물과의 열교환으로 급기를 재가열하는 재열코일이 포함되고, 상기 재열코일 및 예냉코일은 상기 예냉코일의 일측에서 재열코일의 일측을 연결한 제1유로와, 상기 재열코일의 타측에서 예냉코일의 타측을 연결한 제2유로에 의해 런어라운드 방식으로 연결되어 물이 순환하는 공기조화장치에 있어서,
상기 제1유로 선상에 구비되어, 유로를 선택적으로 유로를 개폐하는 개폐밸브와;
상기 제1유로 선상에 구비되어, 상기 제1유로을 따라 유동하는 물을 압송하는 펌프와;
일측단은 상기 제1유로 선상에 구비된 개폐밸브 및 펌프 사이에 연결되고, 타측단은 제2유로의 상기 재열코일 및 예냉코일 사이에 연결하는 바이패스유로;를 포함하여,
운전모드의 선택에 따라 상기 개폐밸브를 폐쇄하고, 상기 바이패스유로를 개방시켜, 상기 제1유로, 예냉코일, 제2유로, 바이패스유로 순으로 물이 순환되어, 상기 재열코일의 선택적인 운전 제어가 가능한 것을 특징으로 하는 공기조화장치.
삭제
청구항 1에 있어서,
상기 열교환블록은
제1열교환기 및 제2열교환기가 수평으로 배치되고, 수평으로 배치된 상기 제1열교환기 및 제2열교환기의 하부에는 제1열교환기를 통한 환기를 제2열교환기로 안내하는 가이드통로가 배치되어, 환기가 'U'형태로 유동하게 하는 하부영역과;
상기 하부영역의 상부에 위치되고, 전방은 환기블록과 연결되어, 상기 환기블록을 통과한 환기를 인입해 제1열교환기 및 제2열교환기를 통과시킴에 따라 환기에서 배기로 전환된 배기를 외부로 배출하는 배기구가 후방에 형성된 상부영역과;
상기 상부영역의 내부 중 상기 제1열교환기 및 제2열교환기 경계선상의 상부를 차단하여 전방을 통해 인입된 환기가 상기 하부영역의 제1열교환기로 유동하게 유도하는 가이드격벽과;
상기 하부영역의 가이드통로 하부에 배치되고, 외기블록을 통한 외기를 급기블록으로 바로 유동되도록 안내하는 바이패스통로와;
상기 제1열교환기의 상부에 구비되어 선택적으로 열교환기에 증발냉각이 일어나도록 잠열수를 분사하는 잠열수분사수단이 포함되는 공기조화장치.
청구항 3에 있어서,
상기 열교환블록에는
상기 가이드격벽의 개구부에 구비되어, 운전모드에 따라 선택적으로 개도량이 조절되고, 개도량이 조절됨에 따라 상기 열교환블록의 전방을 통해 인입된 환기의 일부 또는 전체를 상기 제1열교환기 및 제2열교환기를 통하지 않고 바로 배기구로 유동하게 단속하는 바이패스댐퍼가 포함되는 공기조화장치.
청구항 3에 있어서,
상기 외기블록의 내부에는
상기 외기블록으로 인입되는 외기에서 먼지를 제거하는 제2필터와;
운전모드에 따라 선택적으로 개폐되어, 상기 하부영역의 열교환기들을 통하는 외기의 유동을 단속하는 제1외기댐퍼와;
운전모드에 따라 선택적으로 개폐되어, 상기 바이패스통로를 통해 외기블록에서 급기블록으로 바로 통하는 외기의 유동을 단속하는 제2외기댐퍼가 포함되는 공기조화장치.
청구항 3에 있어서,
상기 열교환블록의 배기구에는
운전모드에 따라 선택적으로 개폐되어, 외부로 배출되는 배기의 유동을 단속하는 배기댐퍼가 포함되는 공기조화장치.
청구항 1에 있어서,
상기 환기블록의 내부에는
상기 환기블록으로 인입되는 환기에서 먼지를 제거하는 제1필터와;
상기 환기블록의 전방을 통해 인입된 환기를 후방으로 강제 송풍하는 제1송풍수단이 포함되는 공기조화장치.
청구항 1에 있어서,
상기 환기블록의 후방 하면과 상기 급기블록의 후방 상면이 서로 통하도록 하는 재순환개구부; 및
상기 재순환개구부에 구비되고, 운전모드에 따라 선택적으로 개폐되어, 상기 환기블록에서 급기블록으로 바로 유동하는 환기의 유동을 단속하는 재순환댐퍼가 포함되는 공기조화장치.
청구항 1에 있어서,
상기 급기블록의 내부에는 상기 급기블록의 후방을 통해 인입된 급기를 상기 급기블록의 전방인 실내로 강제 송풍하는 제2송풍수단과;
운전모드에 따라 선택적으로 외부의 인입되는 냉수와의 열교환으로 급기를 냉각하는 냉각코일이 포함되는 공기조화장치.