KR102113837B1

KR102113837B1 - 공기조화장치

Info

Publication number: KR102113837B1
Application number: KR1020170102448A
Authority: KR
Inventors: 박장희; 박한샘; 정용기; 하도용
Original assignee: 엘지전자 주식회사
Priority date: 2017-08-11
Filing date: 2017-08-11
Publication date: 2020-05-21
Also published as: KR20190017505A

Abstract

본 발명은 공기조화장치에 관한 것이다.
본 발명에 따른 공기조화기는, 실내공기 또는 실외공기가 유동되는 제1공유유로, 실내공기 또는 실외공기가 유동되고 상기 제1공유유로의 상측에 적층되는 제2공유유로, 상기 제1공유유로 및 제2공유유로와 연결되고, 실내공기가 흡입되는 실내흡입챔버, 상기 제1공유유로 및 제2공유유로와 연결되고, 실내로 공기가 토출되는 실내토출챔버, 상기 제1공유유로 및 제2공유유로와 연결되고, 실외공기가 흡입되는 실외흡입챔버, 상기 제1공유유로 및 제2공유유로와 연결되고, 실외로 공기가 토출되는 실외토출챔버가 내부에 형성되는 케이스; 상기 제1공유유로 또는 상기 제2공유유로를 유동하는 공기를 가습 또는 건조하는 공기조화유닛; 상기 실내흡입챔버 또는 상기 실내토출챔버를 상기 제1공유유로 또는 상기 제2공유유로와 선택적으로 연결시키는 실내측 슬라이딩도어; 및 상기 실외흡입챔버 또는 상기 실외토출챔버를 상기 제1공유유로 또는 상기 제2공유유로와 선택적으로 연결시키는 실외측 슬라이딩도어를 포함한다.

Description

공기조화장치{Air Conditioner}

본 발명은 공기조화장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 데시칸트 열교환기를 사용하는 공기조화장치에 관한 것이다.

일반적으로 공기조화기장치는 실내의 공기를 순환시키면서, 실내 공기를 냉각 또는 가열하는 장치를 말한다.

환기기능이 없는 공기조화기장치는 실내 공기만을 순환시키면서 실내공기를 냉각 또는 가열한다. 실내공기만으로 공기조화를 실시하는 경우, 실내 공기의 질이 서서히 저하되는 문제점이 있다.

최근에는 실외공기를 흡입하고, 실내공기를 배출할 수 있도록 환기기능이 있는 공기조화기장치의 설치 사례가 증가하고 있다. 또한, 압축기를 통해 냉매가 순환하는 열교환장치에 데시칸트코팅으로 가습이나 제습효과도 발휘할 수 있다.

상기와 같은 공기조화장치를 작동함에 있어서, 실외공기를 흡입하고, 토출하며, 실내공기를 흡입하며 토출하기 위한 복수의 댐퍼가 요구된다. 2개의 유로를 통해 실내외의 흡입 토출구를 개폐하기 위해서는 8개의 댐퍼가 사용될 수 있으며, 공기조화장치의 운전을 위해서는 다수의 댐퍼가 요구되는 문제가 있다.

댐퍼는 공기의 유동방향의 개폐되므로, 댐퍼를 개폐하는 과정에서 댐퍼 블레이드가 유동에 의해 높은 유동모멘트를 견뎌야 하는 문제가 있으며, 이는 댐퍼를 구동시키는 모터의 스펙 상승을 초래하는 문제를 초래한다.

또한, 댐퍼의 유지 보수 공정을 고려했을 경우, 댐퍼에 의해 개구되는 면적을 크게할 수 없고, 댐퍼에 의해 개구되는 면적이 줄어듬에 따라 공기조화장치 내의 정압이 상승하는 문제가 발생한다.

또한, 댐퍼를 구동시키는 모터로 사용되는 AC모터의 사용은 댐퍼의 고장여부의 진단이 어려워 댐퍼가 제대로 작동하고 있는지를 즉각적으로 확인할 수 없는 문제가 있다.

본 발명이 해결하고자 하는 과제는 다수의 댐퍼를 사용하지 않고, 단순화된 구조로 공기가 유동하는 유로를 개폐하는 공기조화장치를 제공하는 것이다.

본 발명이 해결하고자 하는 다른 과제는 공기의 유동방향으로 유동 모멘트의 영향을 적게 받는 공기조화장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 과제는 유로의 개폐여부에 관한 진단이 용이한 공기조화장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 과제들은 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상기 과제를 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 공기조화기는, 실내공기 또는 실외공기가 유동되는 제1공유유로, 실내공기 또는 실외공기가 유동되고 상기 제1공유유로의 상측에 적층되는 제2공유유로, 상기 제1공유유로 및 제2공유유로와 연결되고, 실내공기가 흡입되는 실내흡입챔버, 상기 제1공유유로 및 제2공유유로와 연결되고, 실내로 공기가 토출되는 실내토출챔버, 상기 제1공유유로 및 제2공유유로와 연결되고, 실외공기가 흡입되는 실외흡입챔버, 상기 제1공유유로 및 제2공유유로와 연결되고, 실외로 공기가 토출되는 실외토출챔버가 내부에 형성되는 케이스; 상기 제1공유유로 또는 상기 제2공유유로를 유동하는 공기를 가습 또는 건조하는 공기조화유닛; 상기 실내흡입챔버 또는 상기 실내토출챔버를 상기 제1공유유로 또는 상기 제2공유유로와 선택적으로 연결시키는 실내측 슬라이딩도어; 및 상기 실외흡입챔버 또는 상기 실외토출챔버를 상기 제1공유유로 또는 상기 제2공유유로와 선택적으로 연결시키는 실외측 슬라이딩도어를 포함하여, 댐퍼를 사용하는 경우에 비해 절반의 슬라이딩도어를 이용하여 공기가 유동하는 유로를 개폐할 수 있다.

본 발명에 따른 공기조화기의 상기 실내측 슬라이딩도어는, 상기 제1공유유로의 일측에 배치되는 제1실내측 슬라이딩도어와, 상기 제2공유유로의 일측에 배치되는 제2실내측 슬라이딩도어로 구분되며, 상기 실외측 슬라이딩도어는, 상기 제1공유유로의 타측에 배치되는 제1실외측 슬라이딩도어와, 상기 제2공유유로의 타측에 배치되는 제2실외측 슬라이딩도어로 구분되어, 제1공유유로와 제2공유유로의 일측과 타측을 선택적으로 개폐할 수 있다.

또한, 상기 실내측 슬라이딩도어는, 상기 제1공유유로를 상기 실내흡입챔버 또는 상기 실내토출챔버와 선택적으로 연결시키는 제1실내측 슬라이딩도어와, 상기 제2공유유로를 상기 실내흡입챔버 또는 상기 실내토출챔버와 선택적으로 연결시키는 제2실내측 슬라이딩도어로 구분되며, 상기 실외측 슬라이딩도어는, 상기 제1공유유로를 상기 실외흡입챔버 또는 상기 실외토출챔버와 선택적으로 연결시키는 제1실외측 슬라이딩도어와, 상기 제2공유유로를 상기 실외흡입챔버 또는 상기 실외토출챔버와 선택적으로 연결시키는 제2실외측 슬라이딩도어로 구분되어, 제1공유유로 및 제2공유유로와 흡입챔버 및 토출챔버를 선택적으로 연결시킬 수 있다.

본 발명에 따른 공기조화기의 상기 제1실내측 슬라이딩도어는 상기 제1실외측 슬라이딩도어의 이동과 반대로 이동하며, 상기 제2실내측 슬라이딩도어는 상기 제2실외측 슬라이딩도어의 이동과 반대로 이동하여, 공기조화장치의 공기유동을 조절할 수 있다.

본 발명에 따른 공기조화기의 상기 실내측 슬라이딩도어와 상기 실외측 슬라이딩도어는 상기 제1공유유로와 상기 제2공유유로를 유동하는 공기의 유동방향과 경사진 방향으로 이동하여, 공기가 유동하는 유동 모멘트에 영향을 적게 받을 수 있다.

본 발명에 따른 공기조화기는 상기 실내측 슬라이딩도어와 맞물리게 배치되어, 상기 실내측 슬라이딩도어를 이동시키는 실내측 구동모터와, 상기 실외측 슬라이딩도어와 맞물리게 배치되어, 상기 실외측 슬라이딩도어를 이동시키는 실외측 구동모터를 더 포함하여, 슬라이딩도어를 안정적으로 구동시킬 수 있다.

본 발명에 따른 공기조화기는 상기 실내측 구동모터와 상기 실외측 구동모터는 고정자에 대한 로터의 상대위치검출이 가능한 DC모터를 사용하여, 구동모터의 고장진단여부를 검출할 수 있다.

본 발명에 따른 공기조화기의 상기 실내측 슬라이딩도어 및 상기 실외측 슬라이딩도어 각각에는 일측에 피니언이 형성되고, 상기 실내측 구동모터 및 상기 실외측 구동모터 각각에는 상기 피니언과 맞물려 회전하는 랙이 연결되어, 슬라이딩도어의 이동에 신뢰성을 확보할 수 있다.

본 발명에 따른 공기조화기는 상기 케이스 내측에 배치되고, 상기 실내측 슬라이딩도어의 상측 및 하측에서 상기 실내측 슬라이딩도어의 이동을 가이드하는 트레일을 더 포함하여, 슬라이딩도어를 안정적으로 이동시킬 수 있다.

기타 실시예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.

본 발명의 공기조화기에 따르면 다음과 같은 효과가 하나 혹은 그 이상 있다.

첫째, 공기조화장치의 유로를 개폐하는데 있어서, 슬라이딩도어를 사용하여, 간단한 구조로 동일한 기능을 수행할 수 있는 바, 비용이 절감되는 장점이 있다.

둘째, 본 발명에 따른 슬라이딩도어는 공기의 유동방향에 수직하게 이동하므로, 공기의 유동모멘트의 영향을 적게 받아 높은 스펙의 모터를 사용하지 않아도 기능을 수행할 수 있으며, 그에 따라 슬라이딩도어의 장기간 사용이 보장되는 바, 비용이 절감되는 장점이 있다.

셋째, 슬라이딩모터를 구동하는 구동모터를 DC모터를 사용함으로써, 고정자에 대한 로터의 상대위치검출이 가능하여, 구동모터의 고장진단이 가능하므로, 슬라이딩도어의 오작동을 용이하게 감지할 수 있는 장점도 있다.

본 발명의 효과들은 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 청구범위의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 공기조화장치를 도시한 사시도이다.
도 2는 도 1의 Ⅱ-Ⅱ’를 자른 단면도이다.
도 3은 도 1의 Ⅲ-Ⅲ’을 자른 단면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 공기조화장치의 공기 흐름을 나타낸 도면이다.
도 5a는 본 발명에 따른 공기조화장치의 일 실시예에 따른 운전방법에 의한 공기흐름을 도시한 개략도이다.
도 5b는 본 발명에 따른 공기조화장치의 다른 실시예에 따른 운전방법에 의한 공기흐름을 도시한 개략도이다.
도 6a는 본 발명의 일 실시예에 따른 제1공유유로에서 슬라이딩도어의 배치를 도시한 도면이다.
도 6b는 본 발명의 일 실시예에 따른 제2공유유로에서 슬라이딩도어의 배치를 도시한 도면이다.
도 7a와 도 7b는 본 발명의 일 실시예에 따른 슬라이딩도어를 구동시키는 랙과 피니언을 도시한 도면이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 슬라이딩도어와 트레일을 설명하기 위한 도면이다.
도 9a와 도 9b는 본 발명의 일 실시예에 따른 제1공유유로에서의 공기의 흐름을 설명하기 위한 도면이다.
도 10a와 도 10b는 본 발명의 일 실시예에 따른 제2공유유로에서의 공기의 흐름을 설명하기 위한 도면이다.

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

이하에서 언급되는 “전(F)/후(R)/상(U)/하(D)/실내(I)/실외(O)” 등의 방향을 지칭하는 표현은 도면에 표시된 바에 따라 정의하나, 이는 어디까지나 본 발명이 명확하게 이해될 수 있도록 설명하기 위한 것이며, 기준을 어디에 두느냐에 따라 각 방향들을 다르게 정의할 수도 있음은 물론이다.

이하, 본 발명의 실시예들에 의하여 공기조화기를 설명하기 위한 도면들을 참고하여 본 발명에 대해 설명하도록 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 공기조화장치를 도시한 사시도이다. 도 2는 도 1의 Ⅱ-Ⅱ’를 자른 단면도이다. 도 3은 도 1의 Ⅲ-Ⅲ’을 자른 단면도이다. 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 공기조화장치의 공기 흐름을 나타낸 도면이다.

이하에서는 도 1 내지 도 4를 참조하여, 본 발명에 따른 공기조화장치의 일실시예를 상세하게 살펴보기로 한다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 본 실시예에 따른 공기조화장치는, 외형을 형성하는 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 공기에 대해 공기조화를 실시하는 공기조화유닛(40)을 포함한다.

케이스(10)는 내측에 실내공기 또는 실외공기가 유동되는 제1공유유로(11)와, 제1공유유로(11)의 상측에 적층되고, 실내공기 또는 실외공기가 유동되는 제2공유유로(12)를 형성한다. 본 실시예에 따른 케이스(10)는 내측에 제1공유유로(11) 및 제2공유유로(12)와 연결되고 실내공기가 흡입되는 실내흡입챔버(52), 제1공유유로(11) 및 제2공유유로(12)와 연결되고 실내로 공기가 토출되는 실내토출챔버(54)를 내부에 형성한다. 또한, 본 실시예에 따른 케이스(10)는 제1공유유로(11) 및 제2공유유로(12)와 연결되고 실외공기가 흡입되는 실외흡입챔버(56), 제1공유유로(11) 및 제2공유유로(12)와 연결되고 실외로 공기가 토출되는 실외토출챔버(58)를 형성한다.

실내토출챔버(54)에 실내 토출팬(30)이 배치되고, 실외토출챔버(58)에 실외 토출팬(20)이 배치된다. 도 2와 도 3을 참조하면, 실내토출챔버(54)와 실내흡입챔버(52)는 제1공유유로(11) 및 제2공유유로(12)의 일측에 배치된다. 또한, 실외토출챔버(58)와 실외흡입챔버(56)는 제2공유유로(12)와 제2공유유로(12)의 타측에 배치된다. 즉, 실내토출챔버(54) 및 실내흡입챔버(52)와 실외토출챔버(58) 및 실외흡입챔버(56) 사이에 제1공유유로(11) 및 제2공유유로(12)가 배치된다.

도 1 내지 도 4 를 참조하면, 본 실시예에 따른 흡입챔버(52, 56)는 토출챔버(54, 58)의 후방(R)에 배치된다. 따라서, 후방(R)에 배치된 흡입챔버(52, 56)로 공기를 흡입하여, 전방(F)에 배치된 토출챔버(54, 58)로 공기를 토출한다.

본 실시예에 따른 케이스(10)는 직육면체 형상으로 형성될 수 있다. 본 실시예에 따른 케이스(10)는 실내의 천장에 설치될 수 있도록 상하 높이에 비해 좌우 폭이 넓게 형성된다.

이하에서는, 설명의 편의를 위해, 실내흡입챔버(52)를 통하여 실내공기가 케이스(10) 내부로 유입되는 것을 ‘환기(IA)’라 칭하고, 케이스(10) 내부의 공기가 실내토출챔버(54)를 통하여 실내로 토출되는 것을 ‘급기(SA)’라 칭한다. 또한, 실외흡입챔버(56)를 통하여 실외공기가 케이스(10) 내부로 유입되는 것을 ‘흡기(OA)’라 칭하고, 케이스(10) 내부의 공기가 실외토출챔버(58)를 통하여 실외로 토출되는 것을 ‘배기(EA)’라 칭하기로 한다.

제1공유유로(11) 및 제2공유유로(12)는 케이스(10) 내측에 형성되고, 상하분리판(13)에 의해 구분된다. 본 실시예에 따른 공기조화장치는 상하분리판(13)의 하측에 제1공유유로(11)가 형성되고, 상측에 제2공유유로(12)가 형성될 수 있다. 제1공유유로(11) 및 제2공유유로(12)는 케이스(10) 내부에서 이하에서 설명할 제1파티션(21)과 제2파티션(22) 사이에서 형성된다.

본 실시예에 따른 공기조화장치는 실내흡입챔버(52) 및 실외흡입챔버(56)로 흡입되는 공기를 데시칸트 열교환기(41, 42)로 안내하는 흡입가이드(90)를 더 포함할 수 있다. 흡입가이드(90)는 제1공유유로(11) 및 제2공유유로(12) 각각에 배치된다. 흡입가이드(90)는 내부에 이하에서 설명할 압축기(45)가 수용되는 공간을 형성할 수 있다.

실내흡입챔버(52)와 실내토출챔버(54)에는 제1공유유로(11) 또는 제2공유유로(12)와의 공기유동을 제어하는 실내측 슬라이딩도어(62, 64)가 배치될 수 있다. 실외흡입챔버(56) 및 실외토출챔버(58)에는 제1공유유로(11) 또는 제2공유유로(12)와의 공기유동을 제어하는 실외측 슬라이딩도어(66, 68)가 배치될 수 있다.

본 실시예에 따른 슬라이딩도어(62, 64, 66, 68)는 공기의 유동방향에 경사진 방향으로 이동한다. 바람직하게는, 본 실시예에 따른 슬라이딩도어(62, 64, 66, 68)는 공기의 유동방향에 수직한 방향으로 이동한다.

본 실시예에 따른 슬라이딩도어(62, 64, 66, 68)는, 제1공유유로(11)와 제2공유유로(12)의 2개소에 각각 하나씩 구비되어, 총 4개의 슬라이딩도어들이 구비될 수 있다. 이하에서, 실내측 슬라이딩도어(62, 64)와 실외측 슬라이딩도어(66, 68)에 대해 자세히 설명한다.

본 실시예에 따른 공기조화장치는 케이스(10) 내부를 구획하여 상기의 챔버를 형성하는 파티션(21, 22)을 포함할 수 있다. 파티션(120)은 케이스(10)의 내부에서, 실내흡입챔버(52) 및 실내토출챔버(54)와 제1공유유로(11) 및 제2공유유로(12)를 구획하는 제1파티션(21)과, 실외흡입챔버(56) 및 실외토출챔버(58)와 1공유유로(11) 및 제2공유유로(12)를 구획하는 제2파티션(22)으로 구분될 수 있다.

제1파티션(21)에는 4개의 개구부가 형성된다. 제1파티션(21)의 하측에 형성된 2개의 개구부는 이하에서 설명할 제1실내측 슬라이딩도어(62)에 의해 선택적으로 개폐된다. 제1파티션(21)의 상측에 형성된 2개의 개구부는 이하에서 설명할 제2실내측 슬라이딩도어(64)에 의해 선택적으로 개폐된다.

제2파티션(22)에는 4개의 개구부가 형성된다. 제2파티션(22)의 하측에 형성된 2개의 개구부는 이하에서 설명할 제1실외측 슬라이딩도어(66)에 의해 선택적으로 개폐된다. 제2파티션(22)의 상측에 형성된 2개의 개구부는 이하에서 설명할 제2실외측 슬라이딩도어(68)에 의해 선택적으로 개폐된다.

또한, 파티션은 실내흡입챔버(52)와 실내토출챔버(54)를 구획하는 제3파티션(17)과, 실외흡입챔버(56)와 실외토출챔버(58)를 구획하는 제4파티션(18)을 더 포함할 수 있다. 제3파티션으로 실내흡입챔버(52)로 환기(IA)된 공기가 바로 실내토출챔버(54)로 급기(SA)되지 않고, 제1공유유로(11) 또는 제2공유유로(12)로 이동한다. 제4파티션으로 실외흡입챔버(56)로 흡기(OA)된 공기가 바로 실외토출챔버(58)로 배기(EA)되지 않고, 제1공유유로(11) 또는 제2공유유로(12)로 이동한다.

본 실시예에 따른 공기조화유닛(40)은, 압축기(45), 제1공유유로(11) 및 제2공유유로(12)에 각각 구비된 데시칸트 열교환기(41,42), 팽창밸브(43) 및 냉매절환밸브(44)를 포함하여 구성될 수 있다.

본 실시예에 따른 공기조화유닛(40)은 냉매가 압축기(45), 냉매절환밸브(44), 제1데시칸트 열교환기(41), 팽창밸브(43) 및 제2데시칸트 열교환기(42) 순으로 유동한다. 본 실시예에 따른 공기조화유닛(40)은 제1공유유로(11)나 제2공유유로(12)를 유동하는 공기와 열교환할 수 있다. 또한, 냉매절환밸브(44)는 압축기(45)에서 토출되는 냉매를 제1데시칸트 열교환기(41)나 제2데시칸트 열교환기(42)로 보낼 수 있다.

데시칸트 열교환기(41, 42)는 표면에 공기 중의 수분을 흡수할 수 있는 데시칸트 코팅이 실시된다. 데시칸트 코팅은 공기 중의 수분을 흡수하고, 열을 가할 경우 흡수된 수분을 공기 중으로 방출시킬 수 있는 재질이며, 당업자가 일반적으로 사용하는 소재인 바 상세한 설명은 생략하기로 한다.

본 실시예에 따른 데시칸트 열교환기(41,42)는, 제1공유유로(11)에 배치된 제1데시칸트 열교환기(41)와, 제2공유유로(12)에 배치된 제2데시칸트 열교환기(42)로 구분될 수 있다.

제1데시칸트 열교환기(41)는 상하분리판(13)의 하측에 위치된 제1공유유로(11)의 내부에 배치될 수 있다. 제2데시칸트 열교환기(42)는 상하분리판(13)의 상측에 위치된 제2공유유로(12)의 내부에 배치될 수 있다.

여기서, 공기조화유닛(40)은 냉방 사이클 및 난방 사이클로 구동될 수 있는 히트펌프일 수 있다. 따라서,, 냉매절환밸브(44)의 유로전환에 따라 제1데시칸트 열교환기(41)가 응축기로 작동되는 경우 제2데시칸트 열교환기(42)는 증발기로 기능할 수 있다. 제1데시칸트 열교환기(41)가 증발기로 작동되는 경우 제2데시칸트 열교환기(42)는 응축기로 기능할 수 있다. 공기조화유닛(40)의 작동 메커니즘은 당업자에게 일반적인 기술인 바 상세한 설명은 생략하기로 한다.

제1데시칸트 열교환기(41) 및 제2데시칸트 열교환기(42)는 각각 제1공유유로(11) 및 제2공유유로(12)를 흡입측 유로(15)와 토출측 유로(16)로 구획되도록 배치된다.

흡입측유로(15)는 실내흡입챔버(52) 및 실외흡입챔버(56)와 연결되는 제1공유유로(11) 또는 제2공유유로(12)의 영역이다. 토출측유로(16)는 실내토출챔버(54) 및 실외토출챔버(58)와 연결되는 제1공유유로(11) 또는 제2공유유로(12)의 영역이다.

본 실시예에 따른 공기조화장치는 케이스(10) 내부로 유입되는 공기를 필터링하는 필터(19)를 더 포함할 수 있다. 본 실시예에 따른 필터(19)는 실내흡입챔버(52)와 실외흡입챔버(56)에 배치될 수 있다. 또한, 본 실시예에 따른 필터(19)는 실내 또는 실외로 토출되는 공기를 필터링하기 위해, 실내토출챔버(54) 또는 실외토출챔버(58)에 배치되는 것도 가능하다.

도 5는 본 실시예에 따른 공기조화장치의 운전방법에 따른 공기흐름을 도시한 개략도이다.

도 5a는 실외흡입챔버(56)로 흡기(OA)된 공기가 제2공유유로(12)를 통해 실내토출챔버(54)로 급기(SA)된다. 또한, 실내흡입챔버(52)로 환기(IA)된 공기가 제1공유유로(11)를 통해 실외토출챔버(58)로 배기(EA)된다. 이 경우, 제1공유유로(11) 상에서는 제1실내측 슬라이딩도어(62)가 실내토출챔버(54)측에 배치되어 실내흡입챔버(52)를 개방하고, 제1실외측 슬라이딩도어(66)가 실외흡입챔버(56)측에 배치되어 실외토출챔버(58)를 개방한다. 또한, 제2공유유로(12) 상에서는 제2실내측 슬라이딩도어(64)가 실내흡입챔버(52)측에 배치되어 실내토출챔버(54)를 개방하고, 제2실외측 슬라이딩도어(68)가 실외토출챔버(58)측에 배치되어 실외흡입챔버(56)를 개방한다.

도 5b는 실외흡입챔버(56)로 흡기(OA)된 공기가 제1공유유로(11)를 통해 실내토출챔버(54)로 급기(SA)된다. 또한, 실내흡입챔버(52)로 환기(IA)된 공기가 제2공유유로(12)를 통해 실외토출챔버(58)로 배기(EA)된다. 제1공유유로(11) 상에서는 제1실내측 슬라이딩도어(62)가 실내흡입챔버(52)측에 배치되어 실내토출챔버(54)를 개방하고, 제1실외측 슬라이딩도어(66)가 실외토출챔버(58)측에 배치되어 실외흡입챔버(56)를 개방한다. 또한, 제2공유유로(12) 상에서는 제2실내측 슬라이딩도어(64)가 실내토출챔버(54)측에 배치되어 실내흡입챔버(52)를 개방하고, 제2실외측 슬라이딩도어(68)가 실외흡입챔버(56)측에 배치되어 실외토출챔버(58)를 개방한다.

제1공유유로(11)는 슬라이딩도어(62, 66)의 배치에 따라 실외공기를 흡기(OA)하여 실내로 공기를 급기(SA)하거나, 실내공기를 환기(IA)하여 실외로 공기를 배기(EA)할 수 있다. 마찬가지로, 제2공유유로(12)도 슬라이딩도어(64, 68)의 배치에 따라 실외공기를 흡기(OA)하여 실내로 공기를 급기(SA)하거나, 실내공기를 환기(IA)하여 실외로 공기를 배기(EA)할 수 있다.

도 5a와 도 5b에서의 제1공유유로(11), 제2공유유로(12), 제1데시칸트 열교환기(41) 및 제2데시칸트 열교환기(42)의 위치를 다르게 표시하였다. 다만, 이는 슬라이딩도어의 배치에 따라 제1공유유로(11) 또는 제2공유유로(12)를 통과하는 공기의 흐름이 변경된 것을 설명하기 위한 것이다. 따라서, 제1공유유로(11), 제2공유유로(12), 제1데시칸트 열교환기(41) 및 제2데시칸트 열교환기(42)의 실제 배치가 변경되는 것은 아니다.

압축기(45)로부터 토출된 고온 및 고압의 냉매는, 냉매절환밸브(44)에 의하여 절환되어, 제1공유유로(11)에 구비된 제1데시칸트 열교환기(41) 측으로 유입되거나 제2공유유로(12)에 구비된 제2데시칸트 열교환기(42) 측으로 유입될 수 있다.

실내를 건조하는 경우에 있어서는, 실외로 배기(EA)되는 공기가 유동하는 공유유로에 배치된 데시칸트 열교환기 측으로 유입된 냉매가 응축되는 응축기로 기능하도록 한다. 또한, 다른 공유유로에 배치된 데시칸트 열교환기는 증발기로 기능하도록 한다. 따라서, 실내로 급기(SA)되는 공기는 증발기로써 기능을 하는 데시칸트 열교환기를 통과한다. 증발기로써 기능을 하는 데시칸트 열교환기를 유동하는 공기의 수분이 데시칸트 열교환기 표면에 흡착되어 실내로 급기(SA)되는 공기가 건조될 수 있다.

예를 들면, 도 5a에서는, 실내로 급기(SA)되는 제2공유유로(12) 상에 배치된 제2데시칸트 열교환기(42)를 증발기로 기능하게 할 수 있다. 또한, 실외로 배기(EA)되는 제1공유유로(11) 상에 배치된 제1데시칸트 열교환기(41)를 응축기로써 기능을 하게 할 수 있다. 이 경우, 실내로 급기(SA)되는 공기는 제2데시칸트 열교환기(42)를 통과하여, 실내를 건조시킬 수 있다.

반면, 도 5b와 같은 공기의 유동에서는, 실내로 급기(SA)되는 제1공유유로(11) 상에 배치된 제1데시칸트 열교환기(41)를 증발기로 기능하게 한다. 또한, 실외로 배기(EA)되는 제2공유유로(12) 상에 배치된 제2데시칸트 열교환기(42)를 응축기로써 기능을 하게 하여, 실내를 건조시킬 수 있다.

반대로, 실내를 가습하는 경우에 있어서는, 실외로 배기(EA)되는 공기가 유동하는 공유유로에 배치된 데시칸트 열교환기 측으로 유입된 냉매가 증발되는 증발기로 기능하도록 한다. 또한, 다른 공유유로에 배치된 데시칸트 열교환기는 응축기로 기능하도록 한다. 따라서, 실내로 급기(SA)되는 공기는 응축기로써 기능을 하는 데시칸트 열교환기를 통과함으로써, 유동하는 공기에 데시칸트 열교환기가 수분을 공급하여 실내로 급기(SA)되는 공기를 가습할 수 있다.

예를 들면, 도 5a에서는, 실내로 급기(SA)되는 제2공유유로(12) 상에 배치된 제2데시칸트 열교환기(42)를 응축기로 기능하게 하고, 실외로 배기(EA)되는 제1공유유로(11) 상에 배치된 제1데시칸트 열교환기(41)를 증발기로써 기능을 하게 한다. 실내로 급기(SA)되는 공기는 제2데시칸트 열교환기(42)를 통과하므로, 실내를 가습할 수 있다.

도 6a는 본 발명의 일 실시예에 따른 제1공유유로에서 슬라이딩도어의 배치를 도시한 도면이다. 도 6b는 본 발명의 일 실시예에 따른 제2공유유로에서 슬라이딩도어의 배치를 도시한 도면이다. 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 슬라이딩도어의 구동을 설명하기 위한 도면이다. 도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 슬라이딩도어와 트레일을 설명하기 위한 도면이다. 도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 제1공유유로에서의 공기의 흐름을 설명하기 위한 도면이다. 도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 제2공유유로에서의 공기의 흐름을 설명하기 위한 도면이다.

이하에서는 도 6 내지 도 10을 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 슬라이딩도어의 구조, 배치 및 배치에 따른 공기의 흐름을 설명한다.

본 실시예에 따른 공기조화기는 상기 실내흡입챔버(52)와 상기 실내토출챔버(54)를 선택적으로 개폐하는 실내측 슬라이딩도어(62, 64); 및 상기 실외흡입챔버(56) 및 상기 실외흡입챔버(56)와 상기 실외토출챔버(58)를 선택적으로 개폐하는 실외측 슬라이딩도어(66, 68)를 포함한다.

실내측 슬라이딩도어(62, 64)는 상기 실내흡입챔버(52) 및 상기 실내토출챔버(54)와 상기 제1공유유로(11) 및 상기 제2공유유로(12)로 사이에 배치된다. 실외측 슬라이딩도어(66, 68)는 상기 실외흡입챔버(56) 및 상기 실외토출챔버(58)와 상기 제1공유유로(11) 및 상기 제2공유유로(12) 사이에 배치된다.

실내측 슬라이딩도어(62, 64)와 실외측 슬라이딩도어(66, 68)는, 실내흡입챔버(52)와 실외토출챔버(58)를 연결하거나, 실외흡입챔버(56)와 실내토출챔버(54)를 연결하도록 이동한다.

실내측 슬라이딩도어(62, 64)는 실내흡입챔버(52)의 일측과 실내토출챔버(54)의 일측을 이동한다. 실외측 슬라이딩도어(66, 68)는 실외흡입챔버(56)의 일측과 실외토출챔버(58)의 일측을 이동한다.본 실시예에 따른 실내측 슬라이딩도어(62, 64)는, 제1공유유로(11)의 일측에 배치되는 제1실내측 슬라이딩도어(62)와, 제2공유유로(12)의 일측에 배치되는 제2실내측 슬라이딩도어(64)로 구분된다. 또한, 실외측 슬라이딩도어(66, 68)는, 제1공유유로(11)의 일측에 배치되는 제1실외측 슬라이딩도어(66)와, 제2공유유로(12)의 일측에 배치되는 제2실외측 슬라이딩도어(68)로 구분된다.

도 6a를 참조하면, 제1실내측 슬라이딩도어(62)는 제1공유유로(11)와 연결되는 실내흡입챔버(52)와 실내토출챔버(54)를 선택적으로 개폐한다. 또한, 제1실외측 슬라이딩도어(66)는 제1공유유로(11)와 연결되는 실외흡입챔버(56)와 실외토출챔버(58)를 선택적으로 개폐한다.

도 6b를 참조하면, 제2실내측 슬라이딩도어(64)는 제2공유유로(12)와 연결되는 실내흡입챔버(52)와 실내토출챔버(54)를 선택적으로 개폐한다. 또한, 제2실외측 슬라이딩도어(68)는 제2공유유로(12)와 연결되는 실외흡입챔버(56)와 실외토출챔버(58)를 선택적으로 개폐한다.

본 실시예에 따른 공기조화기는 각각의 슬라이딩도어(62, 64, 66, 68)를 이동하는 구동모터를 더 포함할 수 있다. 본 실시예에 따른 구동모터(미도시)는 제1실내측 구동모터(미도시), 제1실외측 구동모터(미도시), 제2실내측 구동모터(미도시) 및 제2실외측 구동모터(미도시)로 구분될 수 있다. 제1실내측 구동모터는 제1실내측 슬라이딩도어(62)를 이동시키고, 제1실외측 구동모터는 제1실외측 슬라이딩도어(66)를 이동시킨다. 제2실내측 구동모터는 제2실내측 슬라이딩도어(64)를 이동시키고, 제2실외측 구동모터는 제2실외측 슬라이딩도어(68)를 이동시킨다.

각각의 슬라이딩도어(62, 64, 66, 68)를 이동시키는 각각의 구동모터는 브러시리스 DC 모터(BLDC모터: Brushless DC motor)를 사용할 수 있다. 이러한 BLDC모터는 일반 3상 DC 모터에서 정류자의 역할을 수행하는 브러시를 제거하면서도 3상 DC 모터의 특성을 유지할 수 있도록 개발된 것을 사용할 수 있다. 따라서, 영구자석으로 이루어진 회전자와 3개의 코일 즉, U상, V상 및 W상 코일이 권선되어 있는 고정자를 구비할 수 있다.

BLDC모터는 고정자에 권선되어 있는 U상, V상 및 W상 코일에 각각 3상 전류를 공급하고 그 공급한 3상 전류에 따라 U상, V상 및 W상 코일이 각각 자계를 발생하여 영구자석으로 이루어진 회전자를 회전시키는 것이다.

이때, BLDC모터의 회전자의 회전속도를 정확히 제어하기 위해서는 회전자의 위치를 정확히 추정해야 한다. 이를 위해 일반적으로 홀센서가 이용되는데 홀센서는 횰 효과를 이용한 것으로 모터의 회전위치 및 방향을 측정하는데 사용된다. 구체적으로 홀센서는 로터의 영구자석에 의해 생긴 자계에 기초하여 고정자에 대한 로터의 상대위치를 검출할 수 있다. 또한, 이를 바탕으로, 구동모터의 동작여부 및 슬라이딩도어(62, 64, 66, 68)의 동작여부나 고장진단을 할 수 있다.

본 실시예에 따른 각각의 구동모터와 각각의 슬라이딩도어(62, 64, 66, 68)는 전달기어를 통해 연결될 수 있다. 본 실시예에 따른 구동모터와 슬라이딩도어(62, 64, 66, 68) 각각은 랙(81)과 피니언(82)으로 연결될 수 있다. 즉, 슬라이딩도어의 일측에 피니언(82)이 형성되고, 피니언(82)과 맞물려 회전하는 랙(81)이 구동모터와 연결될 수 있다. 도 7a 내지 도 7b를 참조하면, 구동모터와 연결되는 피니언(82)이 슬라이딩도어가 이동하는 구간의 중앙에 배치된다. (82)의 회전하면, 피니언(82)과 맞물린 슬라이딩도어의 일측에 형성된 랙(81)이 이동하여, 슬라이딩도어가 이동하게 된다.

다만, 이는 하나의 실시예로써, 통상의 기술자가 변경할 수 있는 범위에서, 구동모터의 회전력을 슬라이딩도어에 전달하여 슬라이딩도어를 이동시키는 다른 전달수단를 사용하는 것도 가능하다.

본 실시예에 따른 공기조화기는 케이스(10)의 내부에서, 실내흡입챔버(52) 및 실내토출챔버(54)와 제1공유유로(11) 및 제2공유유로(12)를 구획하는 제1파티션(21)과, 케이스(10)의 내부에서, 실외흡입챔버(56) 및 실외토출챔버(58)와 1공유유로(11) 및 제2공유유로(12)를 구획하는 제2파티션(22)을 포함한다.

제1파티션(21)과 제2파티션(22) 각각은 4개의 개구부를 형성한다. 제1파티션(21) 또는 제2파티션(22)의 개구된 일측에는 슬라이딩도어(62, 64, 66, 68)가 각각 배치될 수 있다. 제1파티션(21)의 하측에는 제1실내측 슬라이딩도어(62)가 배치되고, 상측에는 제2실내측 슬라이딩도어(64)가 배치된다. 제2파티션(22)의 하측에는 제1실외측 슬라이딩 도어(66)가 배치되고, 상측에는 제2실외측 슬라이딩도어(68)가 배치된다.

제1파티션(21) 또는 제2파티션(22)에는 슬라이딩도어의 상측 및 하측에서 슬라이딩도어의 이동을 가이드하는 트레일(Trail)(84)이 배치될 수 있다. 슬라이딩도어는 상측과 하측에 배치된 트레일(84)을 따라 이동하여 안정적으로 토출챔버와 흡입챔버를 개폐할 수 있다.

제1공유유로(11)의 일측에는 제1실내측 슬라이딩도어가 배치되고, 타측에는 제1실외측 슬라이딩도어가 배치된다. 도 9a 와 도 9b를 참조하면, 제1실내측 슬라이딩도어와 제1실외측 슬라이딩도어는 상반되게 이동한다. 즉, 제1실내측 슬라이딩도어(62)가 실내흡입챔버 측에 배치되면,제1실외측 슬라이딩도어(66)가 실외토출챔버 측에 배치된다. 반대로, 제1실내측 슬라이딩도어(62)가 실내토출챔버 측에 배치되면, 제1실외측 슬라이딩도어(66)가 실외흡입챔버 측에 배치된다.

제2공유유로(12)의 일측에는 제2실내측 슬라이딩도어(64)가 배치되고, 타측에는 제2실외측 슬라이딩도어(68)가 배치된다. 도 10a 와 도 10b를 참조하면, 제2실내측 슬라이딩도어(64)와 제2실외측 슬라이딩도어(68)는 서로 상반되게 이동한다. 즉, 제2실내측 슬라이딩도어(64)가 실내흡입챔버 측에 배치되면, 제2실외측 슬라이딩도어(68)가 실외토출챔버 측에 배치된다. 반대로, 제2실내측 슬라이딩도어(64)가 실내토출챔버 측에 배치되면, 제2실외측 슬라이딩도어(68)가 실외흡입챔버 측에 배치된다.

이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 특허청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어서는 안될 것이다.

10 : 케이스 11 : 제1공유유로
12 : 제2공유유로 13 : 상하분리판
21 : 제1파티션 22 : 제2파티션
30 : 실외토출팬 35 : 실내토출팬
41 : 제1데시칸트 열교환기 42 : 제2데시칸트 열교환기
44 : 냉매절환밸브 45: 압축기
52 : 실내흡입챔버 54 : 실내토출챔버
56 : 실외흡입챔버 58 : 실외토출챔버
62 : 제1실내측 슬라이딩도어 64 : 제2실내측 슬라이딩도어
66 : 제1실외측 슬라이딩도어 68 : 제2실외측 슬라이딩도어

Claims

실내공기 또는 실외공기가 유동되는 제1공유유로, 실내공기 또는 실외공기가 유동되고 상기 제1공유유로의 상측에 적층되는 제2공유유로, 상기 제1공유유로 및 제2공유유로와 연결되고, 실내공기가 흡입되는 실내흡입챔버, 상기 제1공유유로 및 제2공유유로와 연결되고, 실내로 공기가 토출되는 실내토출챔버, 상기 제1공유유로 및 제2공유유로와 연결되고, 실외공기가 흡입되는 실외흡입챔버, 상기 제1공유유로 및 제2공유유로와 연결되고, 실외로 공기가 토출되는 실외토출챔버가 내부에 형성되는 케이스;
냉매를 압축하는 압축기;
상기 제1공유유로에 배치되어, 상기 제1공유유로를 유동하는 공기를 가습 또는 열교환하는 제1데시칸트 열교환기;
상기 제2공유유로에 배치되어, 상기 제2공유유로를 유동하는 공기를 가습 또는 열교환하는 제2데시칸트 열교환기;
상기 압축기에서 토출된 냉매를 상기 제1데시칸트열교환기 또는 상기 제2데시칸트 열교환기로 보내는 냉매절환밸브;
상기 실내흡입챔버 또는 상기 실내토출챔버를 상기 제1공유유로 또는 상기 제2공유유로와 선택적으로 연결시키는 실내측 슬라이딩도어;
상기 실외흡입챔버 또는 상기 실외토출챔버를 상기 제1공유유로 또는 상기 제2공유유로와 선택적으로 연결시키는 실외측 슬라이딩도어; 및
내측으로 상기 압축기가 배치되는 공간을 형성하고, 상기 제1공유유로 및 상기 제2공유유로에 각각 배치되며, 상기 실내흡입챔버 및 상기 실외흡입챔버로부터 흡입되는 공기를 상기 제1데시칸트 열교환기 또는 상기 제2데시칸트 열교환기로 안내하는 흡입가이드를 포함하고,
상기 흡입가이드는, 상기 실내흡입챔버 및 상기 실외흡입챔버를 마주하는 면이 상기 제1데시칸트 열교환기 또는 상기 제2데시칸트 열교환기가 배치된 전방을 향하도록 경사지게 배치되고,
상기 실내측 슬라이딩도어와 상기 실외측 슬라이딩도어는, 상기 실내흡입챔버와 상기 실외토출챔버를 연결하거나, 상기 실외흡입챔버와 상기 실내토출챔버를 연결하도록 이동하는 공기조화장치.
제 1 항에 있어서,
상기 실내측 슬라이딩도어는,
상기 제1공유유로의 일측에 배치되는 제1실내측 슬라이딩도어와, 상기 제2공유유로의 일측에 배치되는 제2실내측 슬라이딩도어로 구분되며,
상기 실외측 슬라이딩도어는,
상기 제1공유유로의 타측에 배치되는 제1실외측 슬라이딩도어와, 상기 제2공유유로의 타측에 배치되는 제2실외측 슬라이딩도어로 구분되는 공기조화장치.
제 1 항에 있어서,
상기 실내측 슬라이딩도어는,
상기 제1공유유로를 상기 실내흡입챔버 또는 상기 실내토출챔버와 선택적으로 연결시키는 제1실내측 슬라이딩도어와, 상기 제2공유유로를 상기 실내흡입챔버 또는 상기 실내토출챔버와 선택적으로 연결시키는 제2실내측 슬라이딩도어로 구분되며,
상기 실외측 슬라이딩도어는,
상기 제1공유유로를 상기 실외흡입챔버 또는 상기 실외토출챔버와 선택적으로 연결시키는 제1실외측 슬라이딩도어와, 상기 제2공유유로를 상기 실외흡입챔버 또는 상기 실외토출챔버와 선택적으로 연결시키는 제2실외측 슬라이딩도어로 구분되는 공기조화장치.
제 2 항에 있어서,
상기 제1실내측 슬라이딩도어는 상기 제1실외측 슬라이딩도어의 이동과 반대로 이동하며,
상기 제2실내측 슬라이딩도어는 상기 제2실외측 슬라이딩도어의 이동과 반대로 이동하는 공기조화장치.
제 1 항에 있어서,
상기 실내측 슬라이딩도어와 상기 실외측 슬라이딩도어는 상기 제1공유유로와 상기 제2공유유로를 유동하는 공기의 유동방향과 경사진 방향으로 이동하는 공기조화장치.
제 1 항에 있어서,
상기 실내측 슬라이딩도어와 맞물리게 배치되어, 상기 실내측 슬라이딩도어를 이동시키는 실내측 구동모터와,
상기 실외측 슬라이딩도어와 맞물리게 배치되어, 상기 실외측 슬라이딩도어를 이동시키는 실외측 구동모터를 더 포함하는 공기조화장치.
제 6 항에 있어서,
상기 실내측 구동모터와 상기 실외측 구동모터는 고정자에 대한 로터의 상대위치검출이 가능한 DC모터를 사용하는 공기조화장치.
제 6 항에 있어서,
상기 실내측 슬라이딩도어 및 상기 실외측 슬라이딩도어 각각에는 일측에 피니언이 형성되고,
상기 실내측 구동모터 및 상기 실외측 구동모터 각각에는 상기 피니언과 맞물려 회전하는 랙이 연결되는 공기조화장치.
제 1 항에 있어서,
상기 케이스 내측에 배치되고, 상기 실내측 슬라이딩도어의 상측 및 하측에서 상기 실내측 슬라이딩도어의 이동을 가이드하는 트레일을 더 포함하는 공기조화장치.