KR101980549B1 - 공기조화 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 공기조화 장치에 관한 것으로서, 특히, 제습 및 가습을 위하여 구비된 제1데시칸트 열교환기 및 제2데시칸트 열교환기를 통하여 제습 및 가습된 공기를 실내로 토출하기 전에 냉방 및 난방을 위하여 구비된 제1현열 열교환기 및 제2현열 열교환기를 통하여 냉난방이 동시에 구현되도록 구비됨으로써, 재실자에게 환기와 동시에 제습 및 가습, 그리고 냉난방을 동시에 충족시킬 수 있도록 하여, 다양한 작동 모드를 실현할 수 있음은 물론 제품의 제조 단가의 상승을 방지하고, 용이하게 설치할 수 있는 이점을 제공한다.

Description

공기조화 장치{Air Conditioner}
본 발명은 공기조화 장치에 관한 것으로서, 별도의 냉난방 장치의 구비 없이도 실내를 환기 및 제습 또는 가습시킴과 동시에 냉난방을 수행할 수 있는 공기조화 장치에 관한 것이다.
일반적으로, 환기장치는 실내의 오염된 공기를 배출하고, 실외의 신선하고 깨끗한 공기를 흡입하여 실내로 공급하는 장치를 말한다.
환기기능이 없는 일반적인 냉난방 장치는 실내 공기를 순환시키면서 실내공기를 냉각 또는 가열시키는 장치이다.
여기서, 외부공기의 유입이 없는 냉난방 장치는, 필터 등을 통해 실내공기를 여과하지만, 실내공기만으로 공기조화를 실시하는 경우, 실내공기는 서서히 그 질이 저하됨은 당연하다.
한편, 냉난방 기능이 없는 환기장치의 주된 사용 목적은, 실외공기를 실내로 급기시키고 실내공기는 배출하는 환기 모드 작동을 수행하면서, 필요에 따라 실내를 제습하거나 가습하여 재실자에게 쾌적한 공조 환경을 부여하도록 하는 것이다.
제습 및 가습을 위해, 데시칸트 코팅된 데시칸트 열교환기가 구비되는 것이 일반적이고, 데시칸트 열교환기의 구동만으로도 간접적으로 실내를 냉난방시킬 수 있다.
그러나, 데시칸트 열교환기의 구비 이유는 실내를 제습 및 가습하기 위한 것임에 반하여, 실내 냉난방 요구부하를 만족시키기에는 부족한 실정이다.
이를 해결하기 위하여, 각각 별도의 냉매 사이클을 가지는 상술한 환기장치 및 냉난방 장치를 목표 공조공간인 실내에 동시 설치할 수도 있으나, 설치 비용이 증대하고, 복잡한 설치 공정을 요하는 문제점이 있다.
본 발명은 상기한 기술적 과제를 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 케이스 내에 동일한 압축기로부터 토출된 냉매를 이용한 데시칸트 냉매 순환회로 및 현열 냉매 순환회로를 포함하는 공기조화 장치를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
또한, 본 발명은, 데시칸트 냉매 순환회로를 순환하는 냉매를 이용하여 실내를 제습 또는 가습시킬 수 있음은 물론, 동시에 현열 냉매 순환회로를 순환하는 냉매를 이용하여 실내를 냉방 또는 난방시킬 수 있는 공기조화 장치를 제공하는 것을 다른 목적으로 한다.
아울러, 본 발명은, 동일한 압축기로부터 토출되는 냉매를 이용하여 실내를 제습 또는 가습하거나, 실내를 냉방 또는 난방 제어할 수 있는 공기조화 장치를 제공하는 것을 또 다른 목적으로 한다.
본 발명에 따른 공기조화 장치의 바람직한 일실시예는, 실내공기 또는 실외공기가 유동되는 제1공유유로와, 상기 제1공유유로와 별개로 실내공기 또는 실외공기가 유동되는 제2공유유로와, 상기 제1공유유로에 배치되고, 공기 중의 수분을 흡착시키거나 탈착시키는 제1데시칸트 열교환기와, 상기 제2공유유로에 배치되고, 공기 중의 수분을 흡착시키거나 탈착시키는 제2데시칸트 열교환기와, 상기 제1공유유로 및 제2공유유로로부터 실내로 공기가 토출되는 실내토출챔버에 배치된 제1현열 열교환기와, 상기 제1공유유 및 제2공유유로로부터 실외로 공기가 토출되는 실외토출챔버에 배치된 제2현열 열교환기를 가지는 케이스와, 상기 케이스 내부에 배치된 압축기로부터 토출된 냉매가 상기 제1현열 열교환기 및 제2현열 열교환기 중 어느 하나(이하, ‘응축기용 현열 열교환기’라 칭함)와, 현열 팽창기구와, 상기 제1현열 열교환기 및 제2현열 열교환기 중 다른 하나(이하, ‘증발기용 현열 열교환기’라 칭함)를 순차적으로 거쳐 상기 압축기로 회수되는 현열 냉매 순환회로와, 상기 압축기로부터 토출된 냉매가 상기 제1데시칸트 열교환기 및 제2데시칸트 열교환기 중 어느 하나(이하, ‘응축기용 데시칸트 열교환기’라 칭함)와, 데시칸트 팽창기구와, 상기 제1데시칸트 열교환기 및 제2데시칸트 열교환기 중 다른 하나(이하, ‘증발기용 데시칸트 열교환기’라 칭함)를 순차적으로 거쳐 상기 압축기로 회수되는 데시칸트 냉매 순환회로를 포함한다.
여기서, 상기 제1공유유로와 상기 제2공유유로는 상하로 적층되게 구비될 수 있다.
또한, 상기 현열 냉매 순환회로는, 상기 압축기로부터 토출된 냉매가 상기 응축기용 현열 열교환기로 유동되도록 구비된 제1 압축기-응축기 연결배관을 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 현열 냉매 순환회로는, 상기 압축기로부터 토출된 냉매가 상기 제1현열 열교환기 및 제2현열 열교환기 중 어느 하나가 응축기로 작용하는 상기 응축기용 현열 열교환기로 유동되도록 절환시키는 현열용 유동절환밸브를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 데시칸트 냉매 순환회로는, 상기 압축기로부터 토출된 냉매가 상기 응축기용 데시칸트 열교환기로 유동되도록 구비된 제2 압축기-응축기 연결배관을 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 제1 압축기-응축기 연결배관과 상기 제2 압축기-응축기 연결배관은, 상기 압축기와 연결된 공통 냉매 토출배관(44)으로부터 각각 분지되게 구비될 수 있다.
또한, 상기 데시칸트 냉매 순환회로는, 상기 압축기로부터 토출된 냉매가 상기 제1데시칸트 열교환기 및 제2데시칸트 열교환기 중 어느 하나가 응축기로 작용하는 상기 응축기용 데시칸트 열교환기로 유동되도록 절환시키는 제가습용 유동절환밸브를 더 포함할 수 있다.
또한, 제습 운전 모드 신호만 입력되면, 상기 현열 냉매 순환회로의 상기 현열 팽창기구는 폐쇄 작동되고, 상기 현열용 유동절환밸브는, 상기 응축기용 현열 열교환기 측으로 냉매가 유동되게 절환하되, 상기 제가습용 유동절환밸브는, 상기 압축기로부터 토출된 냉매가 상기 제2데시칸트 열교환기로 유동되게 절환할 수 있다.
또한, 냉방 및 제습 병행 운전 모드 신호가 입력되면, 상기 현열 냉매 순환회로의 상기 현열 팽창기구는 개방 작동되고, 상기 현열용 유동절환밸브는, 상기 압축기로부터 토출된 냉매가 상기 제2현열 열교환기로 유동되게 절환하고, 상기 제가습용 유동절환밸브는, 상기 압축기로부터 토출된 냉매가 상기 제2데시칸트 열교환기로 유동되게 절환할 수 있다.
또한, 가습 운전 모드 신호만 입력되면, 상기 현열 냉매 순환회로의 상기 현열 팽창기구는 폐쇄 작동되고, 상기 현열용 유동절환밸브는, 상기 증발기용 현열 열교환기 측으로 냉매가 유동되게 절환하되, 상기 제가습용 유동절환밸브는, 상기 압축기로부터 토출된 냉매가 상기 제1데시칸트 열교환기로 유동되게 절환할 수 있다.
또한, 난방 및 가습 병행 운전 모드 신호가 입력되면, 상기 현열 냉매 순환회로의 상기 현열 팽창기구는 개방 작동되고, 상기 현열용 유동절환밸브는, 상기 압축기로부터 토출된 냉매가 상기 제1현열 열교환기로 유동되게 절환하고, 상기 제가습용 유동절환밸브는, 상기 압축기로부터 토출되어 상기 제1데시칸트 열교환기로 유동되게 절환할 수 있다.
본 발명에 따른 공기조화 장치의 바람직한 일실시예에 따르면, 하나의 케이스 내에 데시칸트 냉매 순환회로 및 현열 냉매 순환회로를 구축함으로써 제품의 제조 단가를 절감할 수 있는 효과를 가진다.
또한, 본 발명에 따른 공기조화 장치의 바람직한 일실시예에 따르면, 데시칸트 냉매 순환회로를 통해서는 실내를 제습 또는 가습하도록 하고, 현열 냉매 순환회로를 통해서는 실내를 냉방 또는 난방하도록 동시 또는 별도로 제어할 수 있으므로, 다양한 작동 모드를 구현할 수 있는 효과를 가진다.
아울러, 본 발명에 따른 공기조화 장치의 바람직한 일실시예에 따르면, 제습 및 가습을 위한 환기장치와 냉방 및 난방을 위한 냉난방 장치를 별도로 구비하거나 설치할 필요가 없으므로 제품의 제조 단가의 상승을 방지함은 물론 설치성을 향상시킬 수 있는 효과를 가진다.
도 1은 본 발명에 따른 공기조화 장치의 바람직한 일실시예를 나타낸 일부 투영 사시도이고,
도 2는 도 1의 평면도이며,
도 3은 본 발명에 따른 공기조화 장치의 냉매 흐름도를 나타낸 개략도이고,
도 4a 내지 도 4f는 각 작동 모드별 냉매 흐름도를 나타낸 개략도이다.
이하, 본 발명에 따른 공기조화 장치의 바람직한 일실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명하기로 한다.
다만, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다. 용어가 동일하더라도 표시하는 부분이 상이하면 도면 부호가 일치하지 않음을 미리 말해두는 바이다.
그리고 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 설정된 용어들로서, 이는 실험자 및 측정자와 같은 사용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있으므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
본 명세서에서 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명 될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.
본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것이므로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한 복수의 표현을 포함한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가진 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
또한, 어떤 부분이 어떤 구성 요소를 “포함”한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소들을 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
도 1은 본 발명에 따른 공기조화 장치의 바람직한 일실시예를 나타낸 일부 투영 사시도이고, 도 2는 도 1의 평면도이다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 공기조화 장치의 바람직한 일실시예는, 케이스(10)와, 케이스(10)에 설치되고, 공기를 실외 측으로 토출시키는 실외 토출팬(20)과, 케이스(10)에 설치되고, 공기를 실내 측으로 토출시키는 실내 토출팬(30)과, 케이스(10)에 설치되고, 유동되는 공기 중의 수분을 흡착하여 실내를 제습하거나 유동되는 공기 중에 수분을 공급하여 실내를 가습하는 데시칸트 열교환부(41A,41B)와, 유동되는 공기와 열교환하여 실내를 냉방시키거나 난방시키는 현열 열교환부(42A,42B)로 이루어진 공기조화유닛(40)을 포함한다.
케이스(10)는 실내공기 또는 실외공기가 유동되는 제1공유유로(11), 실내공기 또는 실외공기가 유동되고 제1공유유로(11)의 상측에 적층되는 제2공유유로(12), 제1공유유로(11) 및 제2공유유로(12)와 연결되고 실내공기가 흡입되는 실내흡입챔버(54), 제1공유유로(11) 및 제2공유유로(12)와 연결되고 실내로 공기가 토출되는 실내토출챔버(55), 제1공유유로(11) 및 제2공유유로(12)와 연결되고 실외공기가 흡입되는 실외흡입챔버(56), 제1공유유로(11) 및 제2공유유로(12)와 연결되고 실외로 공기가 토출되는 실외토출챔버(57)를 포함한다.
제1공유유로(11) 및 제2공유유로(12)는 상하분리판(13)에 의해 형성된다. 상하분리판(13)의 하측에 제1공유유로(11)가 형성되고, 상측에 제2공유유로(12)가 형성된다. 그러나, 반드시 이에 한정되는 것이 아니라, 하측에 제2공유유로(12)가 형성되고, 상측에 제1공유유로(11)가 형성될 수 있음은 당연하다고 할 것이다.
제1공유유로(11) 및 제2공유유로(12) 각각에는 흡입가이드(90)가 구비된다. 흡입가이드(90)는, 실내흡입챔버(54) 및 실외흡입챔버(56)를 통해 흡입되는 흡입 공기를 공기조화유닛(40)을 구성하는 데시칸트 열교환부(41A,41B)로 안내하는 역할을 한다.
아울러, 실내흡입챔버(54), 실내토출챔버(55), 실외흡입챔버(56) 및 실외토출챔버(57)에는 제1공유유로(11) 또는 제2공유유로(12)와의 공기유동을 제어하는 실내흡입댐퍼(64), 실내토출댐퍼(65), 실외흡입댐퍼(66) 및 실외토출댐퍼(67)가 각각 배치될 수 있다. 실내토출챔버(55)에는 공기를 실내측으로 토출시키는 실내 토출팬(30)이 실내토출댐퍼(65)와 대향하는 케이스(10)의 내벽에 구비된다. 실외토출챔버(57)에는 공기를 실외측으로 토출시키는 실외 토출팬(20)이 실외토출댐퍼(67)와 대향하는 케이스(10)의 내벽에 구비된다.
여기서, 실내흡입챔버(54), 실내토출챔버(55), 실외흡입챔버(56) 및 실외토출챔버(57)는, 상하분리판(13)에 의해 제1공유유로(11) 및 제2공유유로(12)와 같이 상층 및 하층으로 구획되도록 구비될 수 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.
즉, 상기 챔버들(54~57)은, 상기 댐퍼들(64~67)의 개폐 작동에 의해 제1공유유로(11) 및 제2공유유로(12)의 공기의 흐름이 자동 제어되므로, 별도로 상층 및 하층으로 구획될 필요는 없다.
한편, 현열 열교환부(42A,42B)는, 상술한 챔버들(54~57) 중 실내토출챔버(55) 및 실외토출챔버(57)에 각각 구비되는 제1현열 열교환기(42A)와, 제2현열 열교환기(42B)를 포함할 수 있다.
보다 상세하게는, 도 1 및 도 2에 참조된 바와 같이, 제1현열 열교환기(42A)는 실내토출챔버(55)의 내부 중 제1공유유로(11) 및 제2공유유로(12) 측에 인접되게 구비된 실내토출댐퍼(65)와 실내로 공기를 토출시키도록 구비된 실내 토출팬(30) 사이에 구비되고, 제2현열 열교환기(42B)는 실외토출챔버(57)의 내부 중 제1공유유로(11) 및 제2공유유로(12) 측에 인접되게 구비된 실외토출댐퍼(67)와 실외로 공기를 토출시키도록 구비된 실외 토출팬(20) 사이에 구비된다.
제1현열 열교환기(42A) 및 제2현열 열교환기(42B) 중 실내토출챔버(55)에 구비된 현열 열교환기는, 공급되는 냉매의 성질에 따라 응축기용 현열 열교환기 또는 증발기용 현열 열교환기로 정의될 수 있다.
예를 들면, 후술하는 압축기(45)로부터 토출된 냉매가 제1현열 열교환기(42A)로 곧바로 공급되는 경우에는 고온 및 고압의 냉매를 공급받는 바, 제1현열 열교환기(42A)는 실내로 토출되는 공기를 난방시킬 수 있는 응축기용 현열 열교환기로 정의된다. 이때, 제2현열 열교환기(42B)는 증발기용 현열 열교환기로 정의됨은 당연하다.
반대로, 후술하는 압축기(45)로부터 토출된 냉매가 제2현열 열교환기(42B)로 곧바로 공급되는 경우에는 제2현열 열교환기(42B)는 실외로 토출되는 공기와 열교환하면서 냉매를 응축시키는 응축기로서의 기능을 수행한 후, 후술하는 현열 팽창기구(43)에 의하여 팽창된 다음 제1현열 열교환기(42A)로 공급되고, 제1현열 열교환기(42A)는 실내로 토출되는 공기와 열교환하면서 증발기로서의 기능을 수행하는 바, 이 때의 제1현열 열교환기(42A)는 증발기용 현열 열교환기로 정의되며, 제2현열 열교환기(42B)는 응축기용 현열 열교환기로 정의되는 것이다.
공기조화유닛(40)은, 상술한 데시칸트 열교환부(41A,41B), 현열 열교환부(42A,42B) 외에 압축기(45), 현열 팽창기구(43), 데시칸트 팽창기구(51), 현열용 유동절환밸브(48) 및 제가습용 유로절환밸브를 포함하여 구성된다. 여기서, 공기조화유닛(40)은 압축기(45)로부터 토출되는 냉매의 유동방향이 절환되어 상술한 데시칸트 열교환부(41A,41B) 및 현열 열교환부(42A,42B)가 각각 냉방 사이클 및 난방 사이클로 구동될 수 있는 히트펌프 일 수 있다. 이에 관한 상세한 설명은 후술하기로 한다.
한편, 데시칸트 열교환부(41A,41B)는, 제1공유유로(11)를 흡입측 유로(11A)와 토출측 유로(11B)로 구획하도록 배치된 제1데시칸트 열교환기(41A)와, 제2공유유로(12)를 흡입측 유로(도면부호 미표기)와 토출측 유로(도면부호 미표기)로 구획하도록 배치된 제2데시칸트 열교환기(41B)를 포함한다.
데시칸트 열교환부(41A,41B)는, 표면에 공기 중의 수분을 흡수할 수 있는 데시칸트 코팅이 실시된 열교환기이다. 데시칸트 코팅은 공기 중의 수분을 흡수하고(흡착), 열을 가할 경우 흡수된 수분을 공기 중으로 방출(탈착)시킬 수 있는 재질이며, 당업자가 일반적으로 사용하는 소재인 바 상세한 설명은 생략한다.
한편, 흡입측 유로(11A)에는, 도 1 및 도 2에 참조된 바와 같이, 흡입되는 실내공기 또는 실외공기를 안내하기 위한 흡입가이드(90)가 구비될 수 있다. 흡입가이드(90)는, 하측의 제1공유유로(11) 및 상측의 제2공유유로(12)에 각각 구비될 수 있다. 흡입가이드(90)는 제1데시칸트 열교환기(41A) 및 제2데시칸트 열교환기(41B)와 대향하는 케이스(10)의 내벽에서 돌출되되, 제1데시칸트 열교환기(41A) 및 제2데시칸트 열교환기(41B)와 대향하는 케이스(10)의 내벽과의 사이에 기계실(45A)을 형성한다. 압축기(45)는 기계실(45A)에 수용된다.
도 3은 본 발명에 따른 공기조화 장치의 냉매 흐름도를 나타낸 개략도이고, 도 4a 내지 도 4f는 각 작동 모드별 냉매 흐름도를 나타낸 개략도이다.
본 발명에 따른 공기조화 장치는, 도 3에 참조된 바와 같이, 케이스(10) 내부에 배치된 압축기(45)로부터 토출된 냉매가 제1현열 열교환기(42A) 및 제2현열 열교환기(42B) 중 어느 하나(응축기용 현열 열교환기)와, 현열 팽창기구(43)와, 제1현열 열교환기(42A) 및 제2현열 열교환기(42B) 중 다른 하나(증발기용 현열 열교환기)를 순차적으로 거쳐 다시 압축기(45)로 회수되는 현열 냉매 순환회로를 더 포함할 수 있다.
보다 상세하게는, 도 3에 참조된 바와 같이, 압축기(45)로부터 토출된 냉매는, 압축기(45)와 응축기용 현열 열교환기를 연결하는 제1 압축기-응축기 연결배관을 통하여 응축기용 현열 열교환기로 유동된다.
여기서, 응축기용 현열 열교환기는, 상술한 바와 같이, 냉매의 흐름에 따라 제1공유유로(11) 및 제2공유유로(12)의 실내토출챔버(55) 측에 구비된 제1현열 열교환기(42A)가 될 수 있음은 물론 제1공유유로(11) 및 제2공유유로(12)의 실외토출챔버(57) 측에 구비된 제2현열 열교환기(42B)가 될 수 있다.
따라서, 제1 압축기-응축기 연결배관은, 압축기(45)와 제1현열 열교환기(42A)를 연결하는 제1응축기 연결배관(46A)과, 압축기(45)와 제2현열 열교환기(42B)를 연결하는 제2응축기 연결배관(46B)으로 구성될 수 있다.
여기서, 제1응축기 연결배관(46A)과 제2응축기 연결배관(46B)은, 각각 압축기(45)의 토출단에 일단이 연결된 공통 냉매 토출배관(44)의 타단에 연결된다.
공통 냉매 토출배관(44)의 중간 부위에는 현열용 유동절환밸브((48)가 사방밸브 타입으로 구비되어, 압축기(45)로부터 토출된 냉매를 제1현열 열교환기(42A) 또는 제2현열 열교환기(42B) 중 어느 하나로 유동 절환한다.
제1현열 열교환기(42A)와 현열 팽창기구(43)는 제1팽창기 연결배관에 의해 연결되고, 제2현열 열교환기(42B)와 현열 팽창기구(43)는 제2팽창기 연결배관에 의해 연결된다.
압축기로(45)로부터 토출된 냉매는, 현열용 유동절환밸브((48)의 절환 동작에 의해, 제1현열 열교환기(42A)로 유입된 경우, 제1현열 열교환기(42A)에서 응축기로 기능하면서 실내토출챔버(55)를 통하여 실내로 토출되는 공기와 열교환하여 응축되고, 실내로 토출되는 공기는 가열되어 실내로 토출됨으로써 실내를 난방시키게 된다. 그리고, 현열 팽창기구(43)를 통과하면서 팽창된 다음, 제2현열 열교환기(42B)로 유입되어 증발기로 기능하면서 실외토출챔버(57)를 통하여 실외로 토출되는 공기와 열교환하여 증발되고, 순차적으로 현열용 유동절환밸브((48) 및 어큐뮬레이터(52)를 거쳐 다시 압축기(45)로 회수된다.
반대로, 압축기(45)로부터 토출된 냉매는, 현열용 유동절환밸브((48)의 절환 동작에 의해, 제2현열 열교환기(42B)로 유입된 경우, 제2현열 열교환기(42B)에서 응축기로 기능하면서 실외토출챔버(54)를 통하여 실외로 토출되는 공기와 열교환하여 응축된 후, 현열 팽창기구(43)를 통과하면서 팽창된 다음, 제1현열 열교환기(42A)로 유입되어 증발기로 기능하면서 실내토출챔버(55)를 통하여 실내로 토출되는 공기와 열교환하여 증발되고, 실내로 토출되는 공기는 냉각되어 실내로 토출됨으로써 실내를 냉방시키게 된다. 그리고, 순차적으로 상술한 현열용 유동절환밸브((48) 및 어큐뮬레이터(52)를 거쳐 다시 압축기(45)로 회수된다.
한편, 본 발명에 따른 공기조화 장치의 바람직한 일실시예는, 압축기(45)로부터 토출된 냉매가 제1데시칸트 열교환기(41A) 및 제2데시칸트 열교환기(41B) 중 어느 하나(응축기용 데시칸트 열교환기)와, 데시칸트 팽창기구(51)와, 제1데시칸트 열교환기(41A) 및 제2데시칸트 열교환기(41B) 중 다른 하나(증발기용 데시칸트 열교환기)를 순차적으로 거쳐 압축기(45)로 회수되는 데시칸트 냉매 순환회로를 더 포함할 수 있다.
보다 상세하게는, 도 3에 참조된 바와 같이, 압축기(45)로부터 토출된 냉매는, 압축기(45)와 응축기용 데시칸트 열교환기를 연결하는 제2 압축기-응축기 연결배관을 통하여 응축기용 데시칸트 열교환기로 유동된다.
여기서, 응축기용 데시칸트 열교환기는, 상술한 바와 같이, 냉매의 흐름에 따라 제1공유유로(11)에 구비된 제1데시칸트 열교환기(41A)가 될 수 있음은 물론 제2공유유로(12)에 구비된 제2데시칸트 열교환기(41B)가 될 수 있다.
따라서, 제2 압축기-응축기 연결배관은, 압축기(45)와 제1데시칸트 열교환기(41A)를 연결하는 제3응축기 연결배관(50A)과, 압축기(45)와 제2데시칸트 열교환기(41B)를 연결하는 제4응축기 연결배관(50B)으로 구성될 수 있다.
여기서, 제3응축기 연결배관(50A)과 제4응축기 연결배관(50B)은, 각각 압축기(45)의 토출단에 일단이 연결된 공통 냉매 토출배관(44)으로부터 냉매를 공급받거나 냉매를 공급하도록 연결된다.
보다 상세하게는, 공통 냉매 토출배관(44)은, 응축기용 현열 열교환기의 냉매 유입측에 해당하는 타단과 증발기용 현열 열교환기의 냉매 토출측에 해당하는 타단이 상호 연결된 공통 분지배관(47)을 더 포함할 수 있다.
여기서, 압축기(45)로부터 토출된 냉매는 공통 냉매 토출배관(44)을 통해 제1현열 열교환기(42A) 또는 제2현열 열교환기(42B) 측으로 유동되되, 공통 분지배관(47)을 통해 제1데시칸트 열교환기(41A) 또는 제2데시칸트 열교환기(41B) 측으로 분지되어 유동되게 된다.
공통 분지배관(47)의 일측과 타측 중간에는 압축기(45)로부터 토출된 냉매의 흐름을 조절하는 제1조절 밸브(47A) 및 제2조절 밸브(47B)가 구비된다.
여기서, 제2 압축기-응축기 연결배관 중 어느 하나에 해당하는 제3응축기 연결배관(50A)은, 일단이 제1조절 밸브(47A) 및 제2조절 밸브(47B) 사이에 해당하는 부위에 연결되고, 타단이 제1데시칸트 열교환기(41A)에 연결되며, 제2 압축기-응축기 연결배관 중 다른 하나에 해당하는 제4응축기 연결배관(50B)은, 일단이 제1조절 밸브(47A) 및 제2조절 밸브(47B) 사이에 해당하는 부위에 연결되고, 타단이 제2데시칸트 열교환기(41B)에 연결된다.
제3응축기 연결배관(50A) 및 제4응축기 연결배관(50B)의 일단은, 각각 제1조절 밸브(47A) 및 제2조절 밸브(47B) 사이에 해당하는 공통 분지배관(47)에 구비된 제가습용 유동절환밸브(49)과 연결되어, 제가습용 유동절환밸브(49)의 절환 작동에 따라 냉매의 흐름이 제어된다.
제가습용 유동절환밸브(49)는, 사방밸브 타입으로 구비되되, 어큐뮬레이터(52)의 냉매 유입단에 일단이 연결된 공통 냉매 유입배관(53)의 타단과 연결된다.
이와 같은 제가습용 유동절환밸브(49)는, 실내의 제습 운전 모드 신호가 입력되면, 제1공유유로(11) 및 제2공유유로(12) 중 실내공기가 실외로 토출되도록 제어되는 공유유로(예컨대 제2공유유로(12))에 구비된 제2데시칸트 열교환기(41B)로 압축기(45)의 고온 및 고압의 냉매가 공급되도록 절환하고, 제1공유유로(11)에서 증발기로 기능하는 제1데시칸트 열교환기(41A)를 통해 실외에서 실내로 유입되는 실외 공기 중의 수분을 흡착하도록 제어할 수 있다.
상기와 같이 구성된 본 발명에 따른 공기조화 장치의 작동 모습을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.
도 4a는 냉방 단독 운전 모드 시의 냉매 흐름도이고, 도 4b는 난방 단독 운전 모드 시의 냉매 흐름도이며, 도 4c는 제습 단독 운전 모드 시의 냉매 흐름도이고, 도 4d는 가습 단독 운전 모드 시의 냉매 흐름도이며, 도 4e는 냉방 및 제습 병행 운전 모드 시의 냉매 흐름도이고, 도 4f는 난방 및 가습 병행 운전 모드 시의 냉매 흐름도이다.
먼저, 도 4a에 참조된 바와 같이, 냉방 운전 모드 신호만 입력되면, 제1조절 밸브(47A) 및 제2조절 밸브(47B)는 폐쇄 작동되어, 압축기(45)로부터 토출된 냉매가 데시칸트 냉매 순환회로로 유입되지 않도록 한다.
아울러, 현열용 유동절환밸브((48)는, 압축기(45)로부터 토출된 냉매가 실외토출챔버(57)에 구비된 제2현열 열교환기(42B)로 최초 유동되게 절환 작동한다.
제2현열 열교환기(42B)로 유입된 냉매는 제2현열 열교환기(42B)에서 응축되면서 실외토출챔버(57)를 통해 실내로부터 실외로 토출되는 공기와 열교환하면서 응축된 후, 현열 팽창기구(43)를 거쳐 팽창된 다음 제1현열 열교환기(42A)로 유입된다.
제1현열 열교환기(42A)로 유입된 냉매는 실내토출챔버(55)를 통해 실외로부터 실내로 유입되는 공기와 열교환하면서 증발된 후 순차적으로 현열용 유동절환밸브((48) 및 어큐뮬레이터(52)를 거쳐 다시 압축기(45)로 최종 회수된다.
여기서, 제1현열 열교환기(42A)와 열교환된 공기는 실내로 토출되어 재실자에게 현열 부하에 따른 실내 냉방을 충족시킬 수 있다.
다음으로, 도 4b에 참조된 바와 같이, 난방 우전 모드 신호만 입력되면, 제1조절 밸브(47A) 및 제2조절 밸브(47B)는 폐쇄 작동되어, 압축기(45)로부터 토출된 냉매가 데시칸트 냉매 순환회로로 유입되지 않도록 한다.
아울러, 현열용 유동절환밸브((48)는, 압축기(45)로부터 토출된 냉매가 실내토출챔버(57)에 구비된 제1현열 열교환기(42A)로 최초 유동되게 절환 작동한다.
제1현열 열교환기(42A)로 유입된 냉매는 제1현열 열교환기(42A)에서 응축되면서 실내토출챔버(55)를 통해 실내로부터 실외로 토출되는 공기와 열교환하면서 응축된 후, 현열 팽창기구(43)를 거쳐 팽창된 다음 제2현열 열교환기(42B)로 유입된다. 이때, 제1현열 열교환기(42A)와 열교환된 공기는 실내로 토출되어 재실자에게 현열 부하에 따른 실내 난방을 충족시킬 수 있다.
한편, 제2현열 열교환기(42B)로 유입된 냉매는 실외토출챔버(54)를 통해 실내로부터 실외로 토출되는 공기와 열교환하면서 증발된 후 순차적으로 현열용 유동절환밸브((48) 및 어큐뮬레이터(52)를 거쳐 다시 압축기(45)로 최종 회수된다.
그리고, 도 4c에 참조된 바와 같이, 제습 운전 모드 신호만 입력되면, 현열 팽창기구(43)는 폐쇄 작동된다. 현열 팽창기구(43)가 폐쇄 작동되면, 현열 냉매 순환회로를 통하여는 냉매가 순환되지 않게 된다.
아울러, 제습 운전 모드 신호만 입력되면, 현열용 유동절환밸브((48)는, 응축기용 현열 열교환기 측으로 냉매가 유동되게 절환 작동한다. 이는, 실질적으로 냉매를 응축기용 현열 열교환기로 공급하기 위한 것이 아니라, 공통 냉매 토출배관(44)과 공통 분지배관(47)을 통해 제2데시칸트 열교환기(41B)로 냉매를 공급하기 위함이다. 이때, 제1조절 밸브(47A) 및 제2조절 밸브(47B) 중 제1현열 열교환기(42A) 측에 인접된 제1조절 밸브(47A)는 폐쇄 작동하고, 제2현열 열교환기(42B) 측에 인접된 제2조절 밸브(47B)는 개방 작동시킨다.
그리고, 제가습용 유동절환밸브(49)는, 압축기(45)로부터 토출된 냉매가 제2데시칸트 열교환기(41B)로 유동되게 절환 작동한다.
그러면, 압축기(45)로부터 토출된 냉매는, 순차적으로 공통 냉매 토출배관(44)과 공통 분지배관(47)을 통해 제가습용 유동절환밸브(49)로 유입되고, 제가습용 유동절환밸브(49)의 절환 작동에 의해 제2공유유로에 배치된 제2데시칸트 열교환기(41B)를 통과하면서 제2데시칸트 열교환기(41B)가 응축기로 기능하도록 하며, 데시칸트 팽창기구(51)에서 팽창되어 제1공유유로에 배치된 제1데시칸트 열교환기(41A)를 통과하면서 제1데시칸트 열교환기(41A)가 증발기로 기능하도록 한다.
여기서, 제2데시칸트 열교환기(41B)는 응축기로 기능하면서 표면의 수분을 탈착시켜 제2공유유로를 통해 실내에서 실외로 토출되는 공기와 함께 배기한다.
그리고, 제1데시칸트 열교환기(41A)는 증발기로 기능하면서 제1공유유로를 통해 실외에서 실내로 유입되는 공기 중의 수분을 표면에 흡착시킨 후 건조 공기를 실내로 급기한다.
이때, 제1데시칸트 열교환기(41A)의 표면에 수분 흡착이 더 이상 이루어지지 않는 포화상태에 이르를 경우, 제1공유유로(11) 및 제2공유유로(12)의 공기 흐름을 제어하는 상술한 댐퍼들(64~67) 및 제가습용 유동절환밸브(49)의 절환 작동을 통해 반대로 제1데시칸트 열교환기(41A)가 응축기로 기능함과 동시에 제2데시칸트 열교환기(41B)가 증발기로 기능하도록 제어함으로써 제습 운전 모드가 단절되지 않도록 할 수 있다.
한편, 증발기로 기능하는 제1데시칸트 열교환기(41A)를 통과한 냉매는, 순차적으로, 제가습용 유동절환밸브(49) 및 어큐뮬레이터(52)를 통과한 다음 다시 압축기(45)로 최종 회수된다.
그리고, 도 4d에 참조된 바와 같이, 가습 운전 모드 신호만 입력되면, 현열 팽창기구(43)는 폐쇄 작동된다. 현열 팽창기구(43)가 폐쇄 작동되면, 현열 냉매 순환회로를 통하여는 냉매가 순환되지 않게 된다.
아울러, 가습 운전 모드 신호만 입력되면, 현열용 유동절환밸브((48)는, 제1조절 밸브(47A) 및 제2조절 밸브(47B) 중 제1현열 열교환기(42A) 측에 인접된 제1조절 밸브(47A)는 개방 작동하고, 제2현열 열교환기(42B) 측에 인접된 제2조절 밸브(47B)는 폐쇄 작동시킨 상태에서 압축기(45)로부터 토출된 냉매가 제1데시칸트 열교환기(41A)로 유동되게 절환 작동한다.
그러면, 압축기(45)로부터 토출된 냉매는, 순차적으로 공통 냉매 토출배관(44)과 공통 분지배관(47)을 통해 제가습용 유동절환밸브(49)로 유입되고, 제가습용 유동절환밸브(49)의 절환 작동에 의해 제1공유유로에 배치된 제1데시칸트 열교환기(41A)를 통과하면서 제1데시칸트 열교환기(41A)가 응축기로 기능하도록 하며, 데시칸트 팽창기구(51)에서 팽창되어 제2공유유로에 배치된 제2데시칸트 열교환기(41B)를 통과하면서 제2데시칸트 열교환기(41B)가 증발기로 기능하도록 한다.
여기서, 제1데시칸트 열교환기(41A)는 응축기로 기능하면서 표면의 수분을 탈착시켜 제1공유유로를 통해 실외에서 실내로 급기되는 공기와 함께 실내로 토출시킴으로써 실내를 가습한다.
그리고, 제2데시칸트 열교환기(41B)는 증발기로 기능하면서 제2공유유로를 통해 실내에서 실외로 토출되는 공기 중의 수분을 표면에 흡착시킨다.
이때, 제1데시칸트 열교환기(41A)의 표면으로부터 수분이 전부 탈착되어 더 이상의 수분 탈착이 이루어지지 않는 경우에는, 제1공유유로(11) 및 제2공유유로(12)의 공기 흐름을 제어하는 상술한 댐퍼들(64~67) 및 제가습용 유동절환밸브(49)의 절환 작동을 통해 반대로 제2데시칸트 열교환기(41B)가 응축기로 기능함과 동시에 제1데시칸트 열교환기(41A)가 증발기로 기능하도록 제어함으로써 제습 운전 모드가 단절되지 않도록 할 수 있다.
한편, 증발기로 기능하는 제2데시칸트 열교환기(41B)를 통과한 냉매는, 순차적으로, 제가습용 유동절환밸브(49) 및 어큐뮬레이터(52)를 통과한 다음 다시 압축기(45)로 최종 회수된다.
또한, 도 4e에 참조된 바와 같이, 냉방 및 제습 병행 운전 모드 신호가 입력되면, 현열 냉매 순환회로의 현열 팽창기구(43)는 개방 작동된다. 또한, 상술한 제습 운전 모드 신호만 입력된 경우와 마찬가지로, 제1조절 밸브(47A)는 폐쇄 작동하고 제2조절 밸브(47B)는 개방 작동시킨다.
이때, 현열용 유동절환밸브((48)는, 압축기(45)로부터 토출된 냉매가 실외토출챔버(57)에 구비된 제2현열 열교환기(42B)로 최초 유동되게 절환 작동한다.
제2현열 열교환기(42B)로 유입된 냉매는 제2현열 열교환기(42B)에서 응축되면서 실외토출챔버(57)를 통해 실내로부터 실외로 토출되는 공기와 열교환하면서 응축된 후, 현열 팽창기구(43)를 거쳐 팽창된 다음 제1현열 열교환기(42A)로 유입된다.
제1현열 열교환기(42A)로 유입된 냉매는 실내토출챔버(55)를 통해 실외로부터 실내로 유입되는 공기와 열교환하면서 증발된 후 순차적으로 현열용 유동절환밸브((48) 및 어큐뮬레이터(52)를 거쳐 다시 압축기(45)로 최종 회수된다.
여기서, 제1현열 열교환기(42A)와 열교환된 공기는 실내로 토출되어 재실자에게 현열 부하에 따른 실내 냉방을 충족시킬 수 있다.
한편, 압축기(45)로부터 토출된 냉매 중 일부는 공통 냉매 토출배관(44)의 선단에서 공통 분지배관(47)을 통해 제3응축기 연결배관(50A) 및 제4응축기 연결배관(50B) 중 제2데시칸트 열교환기(41B)와 연결되는 제4응축기 연결 배관을 통해 제2데시칸트 열교환기(41B)로 공급된다.
그러면, 상술한 바와 같이, 제1데시칸트 열교환기(41A)가 증발기로 기능하면서 제1공유유로를 통하여 실외로부터 실내로 급기되는 공기 중의 수분을 제1데시칸트 열교환기(41A) 표면에 흡착시킨 후, 건조 공기를 실내로 토출하여 실내의 제습 운전 모드를 구현할 수 있다.
한편, 증발기로 기능하는 제1데시칸트 열교환기(41A)를 통과한 냉매는, 순차적으로, 제가습용 유동절환밸브(49) 및 어큐뮬레이터(52)를 통과한 다음 다시 압축기(45)로 최종 회수된다.
특히, 실내토출챔버(55)를 통하여 실내로 급기되는 공기는 제1데시칸트 열교환기(41A)에 의하여 제습이 충분히 이루어진 한편, 제1현열 열교환기(42A)를 통과하면서 냉각되므로, 실내를 동시에 제습함과 동시에 냉방시킬 수 있는 효과를 가진다.
마지막으로, 도 4f에 참조된 바와 같이, 난방 및 가습 병행 운전 모드 신호가 입력되면, 현열 냉매 순환회로의 현열 팽창기구(43)는 개방 작동된다. 또한, 상술한 가습 운전 모드 신호만 입력된 경우와 마찬가지로, 제1조절 밸브(47A)는 개방 작동하고 제2조절 밸브(47B)는 폐쇄 작동시킨다.
이때, 현열용 유동절환밸브((48)는, 압축기(45)로부터 토출된 냉매가 실내토출챔버(55)에 구비된 제1현열 열교환기(42A)로 최초 유동되게 절환 작동한다.
제1현열 열교환기(42A)로 유입된 냉매는 제1현열 열교환기(42A)에서 응축되면서 실내토출챔버(55)를 통해 실외로부터 실내로 급기되는 공기와 열교환하면서 응축된 후, 현열 팽창기구(43)를 거쳐 팽창된 다음 제2현열 열교환기(42B)로 유입된다. 여기서, 제1현열 열교환기(42A)와 열교환된 공기는 실내로 토출되어 재실자에게 현열 부하에 따른 실내 난방을 충족시킬 수 있다.
제2현열 열교환기(42B)로 유입된 냉매는 실외토출챔버(57)를 통해 실내로부터 실외로 토출되는 공기와 열교환하면서 증발된 후 순차적으로 현열용 유동절환밸브((48) 및 어큐뮬레이터(52)를 거쳐 다시 압축기(45)로 최종 회수된다.
한편, 압축기(45)로부터 토출된 냉매 중 일부는 공통 냉매 토출배관(44)의 선단에서 공통 분지배관(47)을 통해 제3응축기 연결배관(50A) 및 제4응축기 연결배관 중 제1데시칸트 열교환기(41A)와 연결되는 제3응축기 연결 배관을 통해 제1데시칸트 열교환기(41A)로 공급된다.
그러면, 상술한 바와 같이, 제1데시칸트 열교환기(41A)가 응축기로 기능하면서 제1공유유로를 통하여 실외로부터 실내로 급기되는 공기 중에 제1데시칸트 열교환기(41A) 표면으로부터 수분을 탈착시켜, 가습된 가습 공기를 실내로 토출하여 실내의 가습 운전 모드를 구현할 수 있다.
한편, 증발기로 기능하는 제2데시칸트 열교환기(41B)를 통과한 냉매는, 순차적으로, 제가습용 유동절환밸브(49) 및 어큐뮬레이터(52)를 통과한 다음 다시 압축기(45)로 최종 회수된다.
특히, 실내토출챔버(55)를 통하여 실내로 급기되는 공기는 제1데시칸트 열교환기(41A)에 의하여 가습이 충분히 이루어진 한편, 제1현열 열교환기(42A)를 통과하면서 가열되므로, 실내를 동시에 가습함과 동시에 난방시킬 수 있는 효과를 가진다.
이상, 본 발명에 따른 공기조화 장치의 바람직한 일실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명하였다. 그러나, 본 발명의 실시예가 반드시 상술한 바람직한 일실시예에 의하여 한정되는 것은 아니고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의한 다양한 변형 및 균등한 범위에서의 실시가 가능함은 당연하다고 할 것이다. 그러므로, 본 발명의 진정한 권리범위는 후술하는 청구범위에 의하여 정해진다고 할 것이다.
10: 케이스 11: 제1공유유로
12: 제2공유유로 13: 상하분리판
20: 실외 토출팬 30: 실내 토출팬
40: 공기조화유닛 41A,41B: 데시칸트 열교환부
41A: 제1데시칸트 열교환기 41B: 제2데시칸트 열교환기
42A,42B: 현열 열교환부 42A: 제1현열 열교환기
42B: 제2현열 열교환기 43: 현열 팽창기구
44: 공통 냉매 토출배관 45: 압축기
46A: 제1응축기 연결배관 46B: 제2응축기 연결배관
47: 공통 분지배관 48: 현열용 유동절환밸브
49: 제가습용 유동절환밸브 50A: 제3응축기 연결배관
50B: 제4응축기 연결배관 51: 데시칸트 팽창기구
52: 어큐뮬레이터 53: 공통 냉매 유입배관
54: 실내흡입챔버 55: 실내토출챔버
56: 실외흡입챔버 57: 실외토출챔버
64: 실내흡입댐퍼 65: 실내토출댐버
66: 실외흡입댐버 67: 실외토출댐버
90: 흡입가이드

Claims (11)

  1. 실내공기 또는 실외공기가 유동되는 제1공유유로와, 상기 제1공유유로와 별개로 실내공기 또는 실외공기가 유동되는 제2공유유로와, 상기 제1공유유로 및 상기 제2공유유로와 연결되고 실내공기가 흡입되는 실내흡입챔버와, 상기 제1공유유로 및 상기 제2공유유로와 연결되고 실내로 공기가 토출되는 실내토출챔버와, 상기 제1공유유로 및 상기 제2공유유로와 연결되고 실외공기가 흡입되는 실외흡입챔버와, 상기 제1공유유로 및 상기 제2공유유로와 연결되고 실외로 공기가 토출되는 실외토출챔버와, 상기 제1공유유로에 배치되고 공기 중의 수분을 흡착시키거나 탈착시키는 제1데시칸트 열교환기와, 상기 제2공유유로에 배치되고 공기 중의 수분을 흡착시키거나 탈착시키는 제2데시칸트 열교환기와, 상기 실내토출챔버에 배치된 제1현열 열교환기와, 상기 실외토출챔버에 배치된 제2현열 열교환기를 가지는 케이스와;
    상기 케이스 내부에 배치된 압축기로부터 토출된 냉매가 상기 제1현열 열교환기 및 제2현열 열교환기 중 어느 하나(이하, ‘응축기용 현열 열교환기’라 칭함)와, 현열 팽창기구와, 상기 제1현열 열교환기 및 제2현열 열교환기 중 다른 하나(이하, ‘증발기용 현열 열교환기’라 칭함)를 순차적으로 거쳐 상기 압축기로 회수되는 현열 냉매 순환회로와;
    상기 압축기로부터 토출된 냉매가 상기 제1데시칸트 열교환기 및 제2데시칸트 열교환기 중 어느 하나(이하, ‘응축기용 데시칸트 열교환기’라 칭함)와, 데시칸트 팽창기구와, 상기 제1데시칸트 열교환기 및 제2데시칸트 열교환기 중 다른 하나(이하, ‘증발기용 데시칸트 열교환기’라 칭함)를 순차적으로 거쳐 상기 압축기로 회수되는 데시칸트 냉매 순환회로를 포함하고,
    상기 실내흡입챔버, 상기 실내토출챔버, 상기 실외흡입챔버 및 상기 실외토출챔버에는, 상기 제1공유유로 또는 상기 제2공유유로와의 공기유동을 제어하는 실내흡입댐퍼, 실내토출댐퍼, 실외흡입댐퍼 및 실외토출댐퍼가 각각 배치되고,
    상기 실내토출챔버에는 공기를 실내측으로 토출시키는 실내 토출팬이 상기 실내토출댐퍼와 대향하는 상기 케이스의 내벽에 구비되고,
    상기 실외토출챔버에는 공기를 실외측으로 토출시키는 실외 토출팬이 상기 실외토출댐퍼와 대향하는 상기 케이스의 내벽에 구비되며,
    상기 제1공유유로 및 상기 제2공유유로 각각의 흡입측 유로에는, 상기 실내흡입챔버 및 상기 실외흡입챔버를 통해 흡입되는 흡입공기를 상기 제1데시칸트 열교환기 및 상기 제2데시칸트 열교환기로 안내하는 흡입가이드가 구비되고,
    상기 흡입가이드는 상기 제1데시칸트 열교환기 및 상기 제2데시칸트 열교환기와 대향하는 상기 케이스의 내벽에서 돌출되되, 상기 제1데시칸트 열교환기 및 상기 제2데시칸트 열교환기와 대향하는 상기 케이스의 내벽과의 사이에 기계실을 형성하고,
    상기 제1현열 열교환기는 상기 실내토출댐퍼 및 상기 실내 토출팬 사이에 구비되고,
    상기 제2현열 열교환기는 상기 실외토출댐퍼 및 상기 실외 토출팬 사이에 구비되며,
    상기 압축기는 상기 기계실에 수용되는 공기조화 장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 제1공유유로와 상기 제2공유유로는 상하로 적층되게 구비된 공기조화 장치.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 현열 냉매 순환회로는,
    상기 압축기로부터 토출된 냉매가 상기 응축기용 현열 열교환기로 유동되도록 구비된 제1 압축기-응축기 연결배관을 더 포함하는 공기조화 장치.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 현열 냉매 순환회로는,
    상기 압축기로부터 토출된 냉매가 상기 제1현열 열교환기 및 제2현열 열교환기 중 어느 하나가 응축기로 작용하는 상기 응축기용 현열 열교환기로 유동되도록 절환시키는 현열용 유동절환밸브를 더 포함하는 공기조화 장치.
  5. 청구항 3에 있어서,
    상기 데시칸트 냉매 순환회로는,
    상기 압축기로부터 토출된 냉매가 상기 응축기용 데시칸트 열교환기로 유동되도록 구비된 제2 압축기-응축기 연결배관을 더 포함하는 공기조화 장치.
  6. 청구항 5에 있어서,
    상기 제1 압축기-응축기 연결배관과 상기 제2 압축기-응축기 연결배관은, 상기 압축기와 연결된 공통 냉매 토출배관(44)으로부터 각각 분지되게 구비된 공기조화 장치.
  7. 청구항 4에 있어서,
    상기 데시칸트 냉매 순환회로는,
    상기 압축기로부터 토출된 냉매가 상기 제1데시칸트 열교환기 및 제2데시칸트 열교환기 중 어느 하나가 응축기로 작용하는 상기 응축기용 데시칸트 열교환기로 유동되도록 절환시키는 제가습용 유동절환밸브를 더 포함하는 공기조화 장치.
  8. 청구항 7에 있어서,
    제습 운전 모드 신호만 입력되면,
    상기 현열 냉매 순환회로의 상기 현열 팽창기구는 폐쇄 작동되고,
    상기 현열용 유동절환밸브는, 상기 응축기용 현열 열교환기 측으로 냉매가 유동되게 절환하되,
    상기 제가습용 유동절환밸브는, 상기 압축기로부터 토출된 냉매가 상기 제2데시칸트 열교환기로 유동되게 절환하는 공기조화 장치.
  9. 청구항 7에 있어서,
    냉방 및 제습 병행 운전 모드 신호가 입력되면,
    상기 현열 냉매 순환회로의 상기 현열 팽창기구는 개방 작동되고,
    상기 현열용 유동절환밸브는, 상기 압축기로부터 토출된 냉매가 상기 제2현열 열교환기로 유동되게 절환하고,
    상기 제가습용 유동절환밸브는, 상기 압축기로부터 토출된 냉매가 상기 제2데시칸트 열교환기로 유동되게 절환하는 공기조화 장치.
  10. 청구항 7에 있어서,
    가습 운전 모드 신호만 입력되면,
    상기 현열 냉매 순환회로의 상기 현열 팽창기구는 폐쇄 작동되고,
    상기 현열용 유동절환밸브는, 상기 증발기용 현열 열교환기 측으로 냉매가 유동되게 절환하되,
    상기 제가습용 유동절환밸브는, 상기 압축기로부터 토출된 냉매가 상기 제1데시칸트 열교환기로 유동되게 절환하는 공기조화 장치.
  11. 청구항 7에 있어서,
    난방 및 가습 병행 운전 모드 신호가 입력되면,
    상기 현열 냉매 순환회로의 상기 현열 팽창기구는 개방 작동되고,
    상기 현열용 유동절환밸브는, 상기 압축기로부터 토출된 냉매가 상기 제1현열 열교환기로 유동되게 절환하고,
    상기 제가습용 유동절환밸브는, 상기 압축기로부터 토출되어 상기 제1데시칸트 열교환기로 유동되게 절환하는 공기조화 장치.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112128852B (zh) * 2020-09-14 2024-04-12 珠海格力电器股份有限公司 一种双冷凝温度热泵系统和控制方法
CN112268321B (zh) * 2020-10-26 2021-12-03 珠海格力电器股份有限公司 混合工质制冷系统及除湿机
KR20230087204A (ko) 2021-12-09 2023-06-16 엘지전자 주식회사 공기조화기

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005283064A (ja) * 2004-03-31 2005-10-13 Daikin Ind Ltd 空気調和装置

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3668763B2 (ja) * 2003-10-09 2005-07-06 ダイキン工業株式会社 空気調和装置

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005283064A (ja) * 2004-03-31 2005-10-13 Daikin Ind Ltd 空気調和装置

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102374216B1 (ko) 2020-11-20 2022-03-14 백창인 열회수 기능을 구비한 제습 환기시스템

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