KR102190905B1 - 공기 조화기 - Google Patents

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KR102190905B1
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air
damper
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supply pipe
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이주혁
한재현
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주식회사 경동나비엔
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Abstract

본 발명은 공기 조화기 설치 공간의 공기까지 제어할 수 있는 공기 조화기를 제공하는 것으로, 사용공간과 공간적 분리된 설치 공간에 설치되는 공기 조화기로서, 공기가 유동하는 제1공기유로와 제2공기유로 및 제3공기유로를 구비하는 본체; 회전을 통해 상기 제2공기유로를 유동하는 공기로부터 수분을 제거하고 상기 제1공기유로를 유동하는 공기로 상기 수분을 배출하는 제습로터; 상기 제2공기유로 및 제3공기유로와 연계되며, 복수의 건채널과 복수의 습채널이 교대로 반복 배치되며 주수장치를 구비하여 상기 제습로터를 통과하여 상기 제2공기유로를 따라 공급되는 공기를 냉각하는 증발냉각기; 실내 공기가 상기 설치 공간을 통과한 후 상기 제 1 유로로 공급되도록 실내와 연결된 제1공급관을 통과한 실내 공기의 경로 상에 배치되며, 제어부에 연결되어 상기 설치공간으로 유로를 개방 혹은 폐쇄하는 설치공간 댐퍼;를 포함하는 것을 공기 조화기를 제공한다.

Description

공기 조화기{Air Conditioner}
본 발명은 공기 조화기에 대한 것으로, 설치공간과 연계한 공기 조화기에 대한 것이다.
일반적으로 공기조화기는 사용자의 요구에 따라 실내 온도와 습도를 조절하거나 실내 공기를 환기시켜 실내를 쾌적하게 유지하는 장치이다.
최근에는 공기조화기에 제습, 가습, 공기 정화, 환기 등의 다양한 기능을 부가시킴으로써 사용자의 선택에 따라 계절의 변화에 맞추어 실내 공기를 쾌적하게 유지할 수 있도록 하는 기술들이 개발되고 있다.
이러한 공기조화기에는 실내로 급기되는 공기를 제습하기 위해 제습로터가 구비되어 있다. 또한, 실내로 급기되는 공기를 냉각시키기 위해 증발냉각기가 구비되어 있다.
이러한 공기조화기는 가정이나 상업시설에 설치되는 경우, 천정, 기계실 혹은 다용도실 등 외부와 가까우면서 별도 구획된 공간에 설치되게 되는데, 이러한 공간에 설치되는 경우에 직접 난방이 적용되지 않으며, 외기에 영향을 많이 받게 되며, 특히, 겨울철에는 공기 조화기 내부의 수분이 얼게됨으로 인하여 고장이 발생된다는 문제가 있다.
(특허문헌 1) KR10-2019-0024394 A
본 발명은 위와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 공기 조화기 설치 공간의 공기까지 제어할 수 있는 공기 조화기를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은 위와 같은 목적을 달성하기 위하여 다음과 같은 공기 조화기를 제공한다.
본 발명은 일실시예로, 사용공간과 공간적 분리된 설치 공간에 설치되는 공기 조화기로서, 공기가 유동하는 제1공기유로와 제2공기유로 및 제3공기유로를 구비하는 본체; 회전을 통해 상기 제2공기유로를 유동하는 공기로부터 수분을 제거하고 상기 제1공기유로를 유동하는 공기로 상기 수분을 배출하는 제습로터; 상기 제2공기유로 및 제3공기유로와 연계되며, 복수의 건채널과 복수의 습채널이 교대로 반복 배치되며 주수장치를 구비하여 상기 제습로터를 통과하여 상기 제2공기유로를 따라 공급되는 공기를 냉각하는 증발냉각기; 실내 공기가 상기 설치 공간을 통과한 후 상기 제 1 유로로 공급되도록 실내와 연결된 제1공급관을 통과한 실내 공기의 경로 상에 배치되며, 제어부에 연결되어 상기 설치공간으로 유로를 개방 혹은 폐쇄하는 설치공간 댐퍼;를 포함하는 것을 공기 조화기를 제공한다.
일실시예에서, 상기 설치공간 댐퍼는 상기 제1공급관에 혹은 상기 제1공급관에 연결된 본체에 배치되는 제1댐퍼일 수 있다.
일실시예에서, 상기 설치 공간에 설치되되 상기 설치 공간을 외부에 개방 혹은 폐쇄하는 외기 댐퍼를 더 포함하며, 상기 외기 댐퍼는 상기 공기 조화기의 제어부에 연결될 수 있다.
일실시예에서, 상기 제2공기유로는 실내에 연결된 제2공급관과 외부에 연결된 제3공급관이 연결되며, 각 공급관에는 상기 제어부에 연결된 제2댐퍼 및 제3댐퍼가 구비되어, 제2공기유로에는 실내 공기와 외기 중 적어도 하나가 통과할 수 있다.
일실시예에서 상기 제3공기유로에는 상기 제어부에 연결된 제4댐퍼가 구비되며, 상기 제어부는 환기 모드에서 상기 외기 댐퍼를 폐쇄하고, 상기 제1댐퍼를 개방, 상기 제2댐퍼를 폐쇄, 상기 제3댐퍼를 개방, 상기 제 4댐퍼를 폐쇄하여, 외부 공기는 상기 제2공기유로를 통하여 실내로, 실내 공기는 상기 설치 공간과 상기 제1공기유로를 통하여 외부로 이동될 수 있다.
일실시예에서, 상기 제어부는 냉방 모드에서 상기 외기 댐퍼를 개방하며, 상기 제1댐퍼를 폐쇄, 상기 제2댐퍼를 개방, 상기 제3댐퍼를 개방, 상기 제4댐퍼를 개방하여, 실내 공기의 일부를 제3공기유로로, 실내 공기와 외부 공기를 제2유로로, 외부 공기가 설치 공간을 통과한 후 제1공기유로로 공급되게 할 수 있다.
일실시예에서, 상기 설치공간 댐퍼는 상기 제3유로에 배치되며, 외부와 설치공간을 선택적으로 연통시킬 수 있다.
일실시예에서, 상기 설치 공간에 설치되되 상기 설치 공간을 외부에 개방 혹은 폐쇄하는 외기 댐퍼를 더 포함하고, 상기 제2공기유로는 실내에 연결된 제2공급관과 외부에 연결된 제3공급관이 연결되며, 각 공급관에는 상기 제어부에 연결된 제2댐퍼 및 제3댐퍼가 구비되어, 제2공기유로에는 실내 공기와 외기 중 적어도 하나가 통과할 수 있다.
일실시예에서, 상기 제2공기유로는 실내에 연결된 제2공급관과 외부에 연결된 제3공급관이 연결되며, 각 공급관에는 상기 제어부에 연결된 제2댐퍼 및 제3댐퍼가 구비되어, 제2공기유로에는 실내 공기와 외기 중 적어도 하나가 통과하며, 상기 제어부는 환기 모드에서 상기 외기 댐퍼를 폐쇄하고, 상기 제2댐퍼를 폐쇄하고, 상기 제3댐퍼를 개방하고, 상기 설치공간 댐퍼를 설치공간 쪽 유로를 개방하게 하며, 외부 공기는 상기 제2공기유로를 통하여 실내로, 실내 공기는 상기 설치 공간과 상기 제1공기유로를 통하여 외부로 이동될 수 있다.
일실시예에서 상기 제어부는 냉방 모드에서 상기 외기 댐퍼를 개방하며, 상기 제2댐퍼를 개방하고, 상기 제3댐퍼를 개방하고, 상기 설치공간 댐퍼를 외부쪽 유로를 개방하게 하여, 실내 공기의 일부를 제3공기유로로, 실내 공기와 외부 공기를 제2유로로, 외부 공기가 설치 공간을 통과한 후 제1공기유로로 공급되게 할 수 있다.
본 발명은 위와 같은 구성을 통하여, 설치 공간의 공기까지 컨트롤 가능한 공기조화기를 제공하는 것이 가능하다.
도 1 은 본 발명의 일실시예에 따른 공기조화기의 환기 모드에서의 개략도이다.
도 2 는 본 발명의 일실시예에 따른 공기조화기의 냉방 모드에서의 개략도이다.
도 3 은 본 발명의 다른 실시예에 따른 공기조화기의 환기 모드에서의 개략도이다.
도 4 는 본 발명의 다른 실시예에 따른 공기조화기의 냉방 모드에서의 개략도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있도록 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. 다만, 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명함에 있어, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 유사한 기능 및 작용을 하는 부분에 대해서는 도면 전체에 걸쳐 동일한 부호를 사용한다. 또한, 본 명세서에서, '상', '상부', '상면', '하', '하부', '하면', '측면' 등의 용어는 도면을 기준으로 한 것이며, 실제로는 소자나 구성요소가 배치되는 방향에 따라 달라질 수 있을 것이다.
덧붙여, 명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 '연결'되어 있다고 할 때, 이는 '직접적으로 연결'되어 있는 경우뿐만 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 '간접적으로 연결'되어 있는 경우도 포함한다. 또한, 어떤 구성요소를 '포함'한다는 것은, 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있다는 것을 의미한다.
또한, 제어부와의 연결은 유선 혹은 무선을 통한 직접적 연결 뿐만 아니라 다른 장치를 통하여 직접 혹은 간접적으로 연결되는 것을 의미한다.
본 발명에서 공간적으로 분리된다는 것은 개폐수단, 예를 들면, 문 혹은 창문을 포함하여 두 공간이 서로 차단될 수 있다는 것을 의미하는 것으로 완벽하게 두 공간이 분리되지는 않더라도 실질적으로 두 공간이 나뉘어져 있다는 것을 의미한다.
도 1 내지 도 2를 참조하여 본 발명의 일실시예에 따른 공기조화기를 설명한다.
도면을 참조하면, 본 발명이 적용되는 공기조화기(1)는 본체(100)를 포함할 수 있다. 본 발명에서 공기조화기(1)는 사용공간과 공간적으로 분리된 설치 공간에 설치되는 것으로, 예를 들면 기계실, 실외기실 혹은 다용도실과 같은 공간이 될 수 있다. 사용공간은 집인 경우에는 거주공간이 될 수 있으며, 학교인 경우에는 교실, 상업시설인 경우에는 상업 공간이 될 수 있다. 즉, 본 발명의 공기조화기(1)는 사용공간으로부터 분리되어 상대적으로 작은 공간에 배치될 수 있다.
본체(100)는 프레임 부재에 해당하며, 공기가 유입되는 유입구 및 공기가 배출되는 배출구를 구비할 수 있다.
유입구는 실내공기가 유입되는 제1유입구(111), 실내공기와 실외공기 중 적어도 하나가 유입되는 제2유입구(112)와 제3유입구(113)를 포함할 수 있다. 제3유입구(113)는 외기댐퍼(26)와 마주하는 구조로 인접하여 배치될 수 있으며, 본체(100)가 설치 공간을 향하여 열려있다. 이때, 외기댐퍼(26)는 전동 루버일 수 있다.
배출구는 실외공기 또는 실내공기가 배출되는 제1배출구(121), 실내공기가 배출되는 제2배출구(122)를 포함할 수 있다.
또한, 본체(100)는 일단이 제3유입구(113)와 연결되고 타단이 제1배출구(121)와 연결되는 제1공기유로(131), 일단이 제2유입구(112)와 연결되고 타단이 추후 설명하는 증발냉각기(200)의 일측 하부영역과 연결되는 제2공기유로(132), 일단이 증발냉각기(200)의 타측 하부영역과 연결되고 타단이 제2배출구(122)와 연결되는 제3공기유로(133)를 포함할 수 있다.
또한, 제1유입구(111)에는 실내와 연결되는 제1공급관(11)이 연결되고, 제2유입구(112)에는 실내와 연결되는 제2공급관(12)이 연결될 수 있다. 또한, 제2공급관(12)은 실외와 연결되는 제3공급관(13)과 연결될 수 있다.
또한, 제1유입구(111)와 제2유입구(112) 및 제3유입구(113)에는 각각 프리필터(141, 142, 143)가 장착될 수 있고, 증발냉각기(200)의 일측 하부영역에는 집진필터(144)가 장착될 수 있다.
또한, 제1공기유로(131)에는 제3유입구(113)를 통해 실내공기와 실외공기 중 적어도 하나를 유입시키고 제1배출구(121)로 배출시키기 위한 재생송풍기(151) 및 제3유입구(113)를 통해 유입되는 실외공기를 가열하기 위한 가열수단이 구비될 수 있다. 이 경우, 가열수단은 추후 설명하는 히트펌프(300)의 응축기(320) 및 내부에 온수가 유동하는 온수배관을 구비하는 가열기(170)를 포함하여 구성될 수 있다.
또한, 제2공기유로(132)에는 제2유입구(112)를 통해 실내공기과 실외공기 중 적어도 하나를 유입시키고 증발냉각기(200)의 일측 하부영역으로 공급하기 위한 제습송풍기(152)가 구비될 수 있다. 또한, 제습로터(160)를 통과하기 전의 공기를 가열하기 위하여 가열부로서 난방 코일(330)이 제2공기유로(132)에 배치될 수 있다.
또한, 제3공기유로(133)에는 증발냉각기(200)의 일측 하부영역에서 제2배출구(122)를 통해 공기를 배출시키기 위한 추기송풍기(153)가 구비될 수 있다.
또한, 제1공급관(11)에는 제1댐퍼(21)가 구비되고, 제2공급관(12)의 내부에는 제2댐퍼(22)가 구비되며, 제3공급관(13)이 제2공급관(12)에 연결되는 부분에는 제3댐퍼(23)가 구비될 수 있다. 그리고, 제3공기유로(133)의 제2배출구(122) 측에는 제4댐퍼(24)가 구비되고, 제1공기유로(131)의 제1배출구(121) 측에는 제5댐퍼(25)가 구비될 수 있다.
제1댐퍼(21)는 실내공기의 설치공간으로 공급을 허용 혹은 차단하므로, 설치공간 댐퍼라고 부를 수도 있으며, 제1공급관(11)에 설치될 수도 있지만, 제1유입구(111)측에 설치될 수도 있다. 제1댐퍼(21)는 본체(100)에 설치될 수도 있음은 물론이다. 제1댐퍼(21)는 제1공급관(11) 통하여 공급되는 실내 공기의 설치공간으로 공급여부를 결정하는 것으로 제1댐퍼(21)가 열리면, 실내 공기는 설치공간으로 공급될 수 있다.
본 발명의 예시적 실시예에 따른 공기조화기(1)는 본체(100) 내에 배치되는 제습로터(160)를 포함하여 이루어질 수 있다.
제습로터(160)는 제1공기유로(131) 상에 구비된 재생영역(161)과 제2공기유로(132) 상에 구비된 제습영역(162)을 포함하며, 회전에 의해 제2공기유로(132)를 유동하는 공기에서 수분을 흡착하고, 흡착된 수분을 제1공기유로(131)를 유동하는 공기로 방출할 수 있다.
제습로터(160)에는 내부에 수분을 흡착하기 위한 흡착재가 구비된다. 흡착재는 제습영역(162)에서 수분을 흡착하여 제습하고, 히트펌프(300)의 응축기(320) 또는 가열기(170)에 의해 가열된 공기에 의해 재생영역(161)에서 수분을 방출함으로써 재생되도록 구성된다.
본 발명의 예시적 실시예에 따른 공기조화기(1)는 증발냉각기(200)를 포함하여 이루어질 수 있다.
본 발명이 적용되는 증발냉각기(200)는 냉각기본체(210)와, 냉각기본체(210)에 물(W)을 분무하기 위한 주수장치(220)로 구성될 수 있다.
냉각기본체(210)는 열교환부(211)와 상부유로가이드부(212) 및 하부유로가이드부(213)로 구성될 수 있다.
열교환부(211)의 내부에는, 복수의 건채널과 습채널이 격판에 의해 격리되어 구획되며 전후방으로 교대로 배치되어, 습채널을 경유하는 제1공기에 주수된 물(W)의 증발잠열을 이용하여 건채널을 경유하는 제2공기를 냉각하도록 구성될 수 있다.
제1공기는 실내측 환기를 통해 실내로부터 유입되어 실외측 배기를 통해 실외로 배기되는 실내공기일 수 있다. 그리고, 냉각 대상이 되는 제2공기는 제2공기유로(132)를 따라서 유동하며 제습영역(162)을 통과하여 공급되는 실내공기 와 실외공기 중 적어도 하나일 수 있으며, 실내측 급기를 통해 실내로 공급될 수 있다.
상부유로가이드부(212)는 습채널로 유입되는 제1공기의 유로를 형성함과 아울러 건채널을 통과한 제2공기의 유로를 형성한다.
하부유로가이드부(213)는 건채널로 유입되는 제2공기의 유로를 형성함과 아울러 습채널을 통과한 제1공기의 유로를 형성한다.
제1공기는 상부유로가이드부(212) 상부의 제1유입구(111)를 통해 상부유로가이드부(212)의 내부로 유입된 후, 열교환부(211)의 습채널을 경유하여 하부유로가이드부(213)의 일측부를 통해 제3공기유로(133)를 따라서 유동하여 실외로 배기된다.
이와 동시에, 제2공기는 제2유입구(112)를 통해 제2공기유로(132) 안으로 유입되어 제습로터(160)의 제습영역(162)을 통과한 후 증발냉각기(200)의 일측 하부영역에서 하부유로가이드부(213)의 타측부를 통해 하부유로가이드부(213)의 내부로 유입되고, 열교환부(211)의 건채널을 경유하여 상부유로가이드부(212)의 일측부를 통해 실내로 급기되는 급기관(14)을 따라서 유동한다.
그리고, 실외공기는 제3유입구(113)를 통해 제1공기유로(131) 안으로 유입되어 히트펌프(300)의 응축기(320) 또는 가열기(170)에 의해 가열된 후 제습로터(160)의 재생영역(161)을 통과하여 제습로터(160)를 재생시키고 제1배출구(121)를 통해 실외로 배기된다. 가열기(170)는 난방수를 사용하는 온수코일일 수 있다.
주수장치(220)는 증발냉각기(200)의 상측에서 습채널로 물(W)을 분무하도록 구성될 수 있다.
공급라인(222)을 따라서 물(W) 또는 직수가 냉각기본체(210)의 상측에 위치하는 주수장치(220)로 공급되면, 주수장치(220)에 구비되는 복수의 분사노즐(221)을 통해 물(W)을 분무수로 생성하여 상향으로 분무할 수 있다. 공급라인(222)에는 직수밸브(223)와 배수밸브(224)가 구비될 수 있다.
이렇게 분사노즐(221)을 통해 미세 크기의 분무수로 생성되어 상부유로가이드부(212)의 상측 공간으로 분무되면, 상부유로가이드부(212)와 열교환부(211)의 습채널 및 하부유로가이드부(213)를 통과하며 흘러내리는 증발수는 냉각기본체(210)의 하부에 모여 외부로 배수될 수 있다.
본 발명의 예시적 실시예에 따른 공기조화기(1)는 히트펌프(300)를 포함하여 이루어질 수 있다.
히트펌프(300)는 냉매가 냉매라인(미도시)을 따라 순환하며 증발기(310)에서 증발하여 증발냉각기(200)를 통과한 공기로부터 열을 흡수하여 추가로 냉각시키고 응축기(320)로 들어가 흡수한 열을 방출하도록 구성될 수 있다. 여기서, 추가 냉각 대상이 되는 공기는 건채널을 경유하는 제2공기일 수 있다.
히트펌프(300)의 증발기(310)는 증발냉각기(200)의 일측에 인접하여 배치될 수 있다. 구체적으로, 증발기(310)는 상부유로가이드부(212)의 일측부를 통해 실내로 급기되는 공기를 추가 냉각시킬 수 있다.
외기의 온도가 높은 하절기 또는 혹서기에는 주수장치(220)를 이용한 증발냉각기(200)로 충분히 냉기를 제공하기 어렵다는 단점이 있다. 즉, 열교환부(211)로 분무하는데 사용되는 물(W)은 온도가 낮아야 열교환이 잘 이루어져 충분한 냉기를 제공할 수 있는데, 하절기에는 분무되는 물(W)의 온도가 높아 열교환 효율이 떨어지게 된다.
이에 따라 추가적으로 히트펌프(300)를 작동시켜 증발기(310)를 통해 냉기를 추가적으로 제공하도록 구성된다. 증발기(310)는 건채널의 출구측에 배치되어 건채널을 통과해 실내로 유입되는 공기를 냉각시킬 수 있다.
증발기(310)는 히트펌프(300)의 가동에 의해 응축수를 발생시킨다. 이러한 응축수는 대략 15℃이하의 온도로 차가운 상태이며, 증발기(310)의 하측으로 낙하하여 외부로 배수된다.
히트펌프(300)의 응축기(320)는 가열수단으로서 제1공기유로(131)에 배치되어 유입되는 실외공기를 가열시킬 수 있다. 이렇게 가열된 공기는 제습로터(160)를 재생시키는데 사용된다.
본 발명의 일실시예에 따른 공기조화기(1)의 동작을 설명한다.
공기조화기(1)의 부품들은 기본적으로 제어부(미도시)에 연결되며, 제어부의 신호에 따라서 동작한다. 즉, 제1댐퍼(21), 제2댐퍼(22), 제3댐퍼(23), 제4댐퍼(24), 제5댐퍼(25), 외기댐퍼(26), 재생송풍기(151), 제습송풍기(152), 추기송풍기(153)를 포함한 전자제어 부품들은 제어부에 연결되어 있으며, 제어부의 신호에 따라서 동작 및 개폐가 제어된다.
공기조화기(1)는 환기 모드를 수행하는 경우에 상기 외기댐퍼(26)를 폐쇄하고, 상기 제1댐퍼(21)를 개방, 상기 제2댐퍼(22)를 폐쇄, 상기 제3댐퍼(23)를 개방, 상기 제4댐퍼(24)를 폐쇄하며, 재생송풍기(151)과 제습송풍기(152)를 가동한다. 본체(100)의 제1 및 제2공기유로(131, 132)를 사용하며, 제3공기유로(133)는 사용하지 않는다.
환기 모드의 모습은 도 1 에 도시되어 있다. 도 1 에서 보이듯이, 환기모드가 수행되는 동안에 실내의 공기는 재생송풍기(151)에 의해서 제1공급관(11)과 제1댐퍼(21) 및 설치 공간을 통과한 후 제3유입구(113)로 공급되며, 제1공기유로(131)를 따라 제습로터(160)를 통과한 후 외부로 빠져나가게 된다.
반면에, 외부 공기는 제습송풍기(152)에 의해서 제3공급관(13), 제3댐퍼(23)를 통하여 상기 제2공기유로(132)를 거쳐 급기관(14)을 통하여 실내로 공급된다.
본 발명의 일실시예에서, 공기조화기(1)는 환기모드에서 실내 공기를 공기조화기(1)가 설치된 설치공간을 경유한 후 외부로 배출되게 된다. 이 경우에 별도의 덕트를 구비하지 않더라도 공기조화기(1)가 설치 공간을 통하여 공기가 이동하기 때문에 덕트가 차지하는 공간 혹은 공기조화기(1)의 사이즈를 감소시킬 수 있을 뿐만 아니라, 온도/습도 등이 조절된 공기인 실내 공기를 설치 공간에 제공함으로써, 설치 공간의 온도/습도를 일정부분 조절할 수 있다.
특히, 일실시예에서 증발냉각기(200), 가열부(170) 및 난방 코일(330)에는 물이 사용되는데, 앞서 말한 바와 같이 통상 공기조화기(1)가 설치되는 공간은 외기의 영향을 많이 받기 때문에 외기온도가 낮은 경우에 동파의 위험이 있을 수 있으나, 환기 모드에서 공기조화기(1)가 설치되는 설치 공간으로 상대적으로 따뜻한 실내공기가 통과한 후 외부로 배출되기 때문에, 설치 공간의 온도가 낮아짐으로 인하여 발생할 수 있는 문제를 해결할 수 있다.
한편, 도 2 에 도시된 바와 같이, 냉방 모드에서 제어부는 증발냉각기(200)를 가동시키며, 상기 외기 댐퍼(26)를 개방하며, 상기 제1댐퍼(21)를 폐쇄, 상기 제2댐퍼(22)를 개방, 상기 제3댐퍼(23)를 개방, 상기 제4댐퍼(24)를 개방하여, 제습송풍기(152)를 통하여 실내 공기는 제2공기유로(132)와 제3공기유로(133)로, 실내 공기에서 제3공기유로(133)로 가는 만큼의 외부 공기를 제2공기유로(132)로 공급하여, 실내로 공급되는 공기를 제습 및 냉각한다. 외기 댐퍼(26)가 개방되는 경우에 설치 공간은 외부와 통하게 되므로, 외기 댐퍼(26) 및 설치 공간을 들어오는 외부 공기가 제1공기유로(131)로 공급되어 제습로터(160)를 재생시킨 후 외부로 빠져가나게 된다.
따라서, 본 발명은 일실시예에서, 외기 댐퍼(26)와 제1댐퍼(21)를 통하여 설치 공간을 외부 공기가 공급되는 공간으로 혹은 실내 공기가 공급되는 공간으로 활용할 수 있으며, 이는 공기조화기(1)가 설치되는 설치 공간을 공기조화기(1)가 조절함으로써, 설치 공간의 조건으로 인하여 공기조화기(1)에 발생할 수 있는 문제를 예방할 수 있다.
또한, 본 발명의 일실시예의 공기조화기(1)는 별도의 설치 공간 내에 배치되기 때문에, 실내 혹은 실외와 관으로 연결된다. 따라서, 실내 또는 실외와 연결되는 관과 설치 공간이 분리되어 있어서 설치 공간 역시 별도의 하나의 통로로써의 역할을 수행할 수 있어, 추가 구성 없이 공기조화기(1)의 구성을 간단하게 할 수 있다.
도 3 내지 도 4 를 참조하여 본 발명의 다른 실시예에 따른 공기조화기를 설명한다.
다른 실시예의 경우에 기본적 구조는 도 1 및 도 2 에 도시된 일실시예와 동일하므로, 차이점을 중심으로 설명하며, 설명하지 않는 부분은 도 1 및 도 2 의 실시예의 설명으로 대체하도록 한다.
도 3 의 실시예에서는 본체(100)는 프레임 부재에 해당하며, 공기가 유입되는 유입구 및 공기가 배출되는 배출구를 구비할 수 있다.
유입구는 실내공기가 유입되는 제1유입구(111), 실내공기와 실외공기 중 적어도 하나가 유입되는 제2유입구(112)와 제3유입구(113)를 포함할 수 있다. 제3유입구(113)는 외기댐퍼(26)와 마주하는 구조로 인접하여 배치될 수 있으며, 본체(100)가 설치 공간을 향하여 열려있다. 이때, 외기댐퍼(26)는 전동 루버일 수 있다.
배출구는 실외공기 또는 실내공기가 배출되는 제1배출구(121), 실내공기가 배출되는 제2배출구(122)를 포함할 수 있다.
또한, 본체(100)는 일단이 제3유입구(113)와 연결되고 타단이 제1배출구(121)와 연결되는 제1공기유로(131), 일단이 제2유입구(112)와 연결되고 타단이 추후 설명하는 증발냉각기(200)의 일측 하부영역과 연결되는 제2공기유로(132), 일단이 증발냉각기(200)의 타측 하부영역과 연결되고 타단이 제2배출구(122)와 연결되는 제3공기유로(133)를 포함할 수 있다.
또한, 제1유입구(111)에는 실내와 연결되는 제1공급관(11)이 연결되고, 제2유입구(112)에는 실내와 연결되는 제2공급관(12)이 연결될 수 있다. 또한, 제2공급관(12)은 실외와 연결되는 제3공급관(13)과 연결될 수 있다.
또한, 제1유입구(111)와 제2유입구(112) 및 제3유입구(113)에는 각각 프리필터(141, 142, 143)가 장착될 수 있고, 증발냉각기(200)의 일측 하부영역에는 집진필터(144)가 장착될 수 있다.
또한, 제1공기유로(131)에는 제3유입구(113)를 통해 실외공기를 유입시키고 제1배출구(121)로 배출시키기 위한 재생송풍기(151) 및 제3유입구(113)를 통해 유입되는 실외공기를 가열하기 위한 가열수단이 구비될 수 있다. 이 경우, 가열수단은 추후 설명하는 히트펌프(300)의 응축기(320) 및 내부에 온수가 유동하는 온수배관을 구비하는 가열기(170)를 포함하여 구성될 수 있다.
또한, 제2공기유로(132)에는 제2유입구(112)를 통해 실내공기과 실외공기 중 적어도 하나를 유입시키고 증발냉각기(200)의 일측 하부영역으로 공급하기 위한 제습송풍기(152)가 구비될 수 있다. 또한, 제습로터(160)를 통과하기 전의 공기를 가열하기 위하여 가열부로서 난방 코일(330)이 제2공기유로(132)에 배치될 수 있다.
또한, 제3공기유로(133)에는 증발냉각기(200)의 일측 하부영역에서 제2배출구(122)를 통해 공기를 배출시키기 위한 추기송풍기(153)가 구비될 수 있으며, 추기 송풍기(153)을 통과한 공기를 설치공간으로 공급할 지 아니면 외부로 배출할 지 결정하는 설치공간 댐퍼(27)가 구비될 수 있다.
또한, 제2공급관(12)의 내부에는 제2댐퍼(22)가 구비되며, 제3공급관(13)이 제2공급관(12)에 연결되는 부분에는 제3댐퍼(23)가 구비될 수 있다. 그리고, 제3공기유로(133)의 제2배출구(122) 측에는 공기를 설치공간으로 공급할 지 아니면 외부로 배출할 지 결정하는 설치공간 댐퍼(27)가 구비되고, 제1공기유로(131)의 제1배출구(121) 측에는 제5댐퍼(25)가 구비될 수 있다. 이때 제5댐퍼(25)는 역류 방지 댐퍼일 수 있다. 이 실시예에서 실내 공기의 설치공간으로 공급을 허용 혹은 차단하는 설치공간 댐퍼(27)는 제3공기유로(133)의 제2배출구(122)측에 구비되는 도 1, 2, 실시예의 제 4댐퍼에 대응된다.
설치공간 댐퍼(27)는 단일 댐퍼만을 의미하는 것은 아니며, 공기 공급 방향을 결정할 수 있다면 복수의 댐퍼가 조합되는 것도 가능하다. 설치공간 댐퍼(27)는 제3유로(133) 통하여 공급되는 실내공기의 설치공간으로 공급할 것인지 아니면 외부로 내보낼 것인지 결정하며, 설치공간 댐퍼(27)가 제2배출구(122)측 유로를 막는다면 실내 공기는 설치공간으로 공급될 수 있으며, 반대로 설치공간 댐퍼(27)가 설치공간 측 유로를 막는다면 실내 공기는 외부로 빠져나갈 수 있다.
나머지 구성은 도 1 및 2 의 실시예와 동일하므로, 자세한 설명은 생략하고, 다른 실시예에 따른 공기조화기(1)의 동작을 설명한다.
공기조화기(1)의 부품들은 기본적으로 제어부(미도시)에 연결되며, 제어부의 신호에 따라서 동작한다. 즉, 제2댐퍼(22), 제3댐퍼(23), 제5댐퍼(25),외기댐퍼(26), 설치공간 댐퍼(27), 재생송풍기(151), 제습송풍기(152), 추기송풍기(153)를 포함한 전자제어 부품들은 제어부에 연결되어 있으며, 제어부의 신호에 따라서 동작 및 개폐가 제어된다.
공기조화기(1)는 환기 모드를 수행하는 경우에 상기 외기댐퍼(26)를 폐쇄하고, 상기 제2댐퍼(22)를 폐쇄, 상기 제3댐퍼(23)를 개방, 설치공간 댐퍼(27)를 제2유출구(122)를 차단하고, 설치공간쪽으로 개방하도록 조절하며, 재생송풍기(151), 제습송풍기(152)를 가동하며, 필요에 따라서는 추기송풍기(153)도 가동할 수 있다. 본체(100)의 제1 내지 제3공기유로(131, 132, 133)를 사용하며, 증발냉각기(200)는 가동되지 않는다. 다만, 증발냉각기(200)가 가동되지 않는다고 하더라도, 건채널과 습채널을 통과하는 공기 사이의 현열 교환을 수행되며, 따라서, 버려지는 에너지를 절약할 수 있다.
환기 모드의 모습은 도 3 에 도시되어 있다. 도 3 에서 보이듯이, 환기모드가 수행되는 동안에 실내의 공기는 재생송풍기(151) 및 추기송풍기(153)에 의해서 제1공급관(11)과 제3유로(133), 설치공간 댐퍼(27) 및 설치 공간을 통과한 후 제3유입구(113)로 공급되며, 제1공기유로(131)를 따라 제습로터(160)를 통과한 후 외부로 빠져나가게 된다.
반면에, 외부 공기는 제습송풍기(152)에 의해서 제3공급관(13), 제3댐퍼(23)를 통하여 상기 제2공기유로(132)를 통하여 실내로 공급된다.
본 발명의 일실시예에서, 공기조화기(1)는 환기모드에서 실내 공기를 공기조화기(1)가 설치된 설치공간을 경유한 후 외부로 배출되게 된다. 이 경우에 별도의 덕트를 구비하지 않더라도 공기조화기(1)가 설치 공간을 통하여 공기가 이동하기 때문에 덕트가 차지하는 공간 혹은 공기조화기(1)의 사이즈를 감소시킬 수 있을 뿐만 아니라, 온도/습도 등이 조절된 공기인 실내 공기를 설치 공간에 제공함으로써, 설치 공간의 온도/습도를 일정부분 조절할 수 있다.
또한, 재생송풍기(151)만으로 충분히 공기를 빨아오지 못하는 경우에도 추기송풍기(153)를 통하여 실내공기를 좀더 용이하게 순환시키는 것이 가능하며, 환기모드에서 외부로 배출되는 공기와 실내 공간으로 유입되는 공기 사이의 현열교환이 이루어지기 때문에, 배출되는 공기와 함께 버려지는 에너지 낭비를 막을 수도 있다.
나아가 상대적으로 상측에 위치되기 쉬운 제1공급관(11)에서 실내공기를 설치공간으로 제공하는 것이 아니라, 상대적으로 제3유입구(113)와 인접하기 쉬운 제3유로(133)로부터 실내공기가 설치공간으로 제공되기 때문에 제3유입구(113)에서 제1유로(131)로 실내공기를 순환시키는 것이 좀 더 용이할 수 있다.
한편, 도 4 에 도시된 바와 같이, 냉방 모드에서 제어부는 증발냉각기(200)를 가동시키며, 상기 외기 댐퍼(26)를 개방하며, 상기 제2댐퍼(22)를 개방, 상기 제3댐퍼(23)를 개방, 상기 설치공간 댐퍼(27)를 설치공간 쪽은 폐쇄하며 제2유출구(122)쪽은 개방하게하여, 제습송풍기(152)를 통하여 실내 공기는 제2공기유로(132)와 제3공기유로(133)로, 실내 공기에서 제3공기류로(133)로 가는 만큼의 외부 공기를 제2공기유로(132)로 공급하여, 실내로 공급되는 공기를 제습 및 냉각한다. 외기 댐퍼(26)가 개방되는 경우에 설치 공간은 외부와 통하게 되므로, 외기 댐퍼(26) 및 설치 공간을 들어오는 외부 공기가 제1공기유로(131)로 공급되어 제습로터(160)를 재생시킨 후 외부로 빠져가나게 된다.
따라서, 본 발명은 일실시예에서, 외기 댐퍼(26)와 설치공간 댐퍼(27)를 통하여 설치 공간을 외부 공기가 공급되는 공간으로 혹은 실내 공기가 공급되는 공간으로 활용할 수 있으며, 이는 공기조화기(1)가 설치되는 설치 공간을 공기조화기(1)가 조절함으로써, 설치 공간의 조건으로 인하여 공기조화기(1)에 발생할 수 있는 문제를 예방할 수 있다.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예에는 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.
1: 공기조화기 11: 제1공급관
12: 제2공급관 13: 제3공급관
14: 급기관 100: 본체
111: 제1유입구 112: 제2유입구
113: 제3유입구 120: 배출구
121: 제1배출구 122: 제2배출구
131: 제1공기유로 132: 제2공기유로
133: 제3공기유로 141, 142, 143: 프리필터
144: 집진필터 151: 재생송풍기
152: 제습송풍기 153: 추기송풍기
160: 제습로터 161: 재생영역
162: 제습영역 200: 증발냉각기
210: 냉각기본체 211: 열교환부
212: 상부유로가이드부 213: 하부유로가이드부
220: 주수장치 221: 분사노즐
222: 공급라인 223: 직수밸브
224: 배수밸브 300: 히트펌프
310: 증발기 320: 응축기
330: 난방 코일

Claims (10)

  1. 사용공간과 공간적 분리된 설치 공간에 설치되는 공기 조화기로서,
    공기가 유동하는 제1공기유로와 제2공기유로 및 제3공기유로를 구비하는 본체;
    회전을 통해 상기 제2공기유로를 유동하는 공기로부터 수분을 제거하고 상기 제1공기유로를 유동하는 공기로 상기 수분을 배출하는 제습로터;
    상기 제2공기유로 및 제3공기유로와 연계되며, 복수의 건채널과 복수의 습채널이 교대로 반복 배치되며 주수장치를 구비하여 상기 제습로터를 통과하여 상기 제2공기유로를 따라 공급되는 공기를 냉각하는 증발냉각기;
    실내 공기가 상기 설치 공간을 통과한 후 상기 제1공기유로로 공급되도록 실내와 연결된 제1공급관을 통과한 실내 공기의 경로 상에 배치되며, 제어부에 연결되어 상기 설치 공간으로 유로를 개방 혹은 폐쇄하는 설치공간 댐퍼;를 포함하는 공기 조화기.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 설치공간 댐퍼는 상기 제1공급관에 혹은 상기 제1공급관에 연결된 본체에 배치되는 제1댐퍼인 것을 특징으로 하는 공기 조화기.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 설치 공간에 설치되되 상기 설치 공간을 외부에 개방 혹은 폐쇄하는 외기 댐퍼를 더 포함하며,
    상기 외기 댐퍼는 상기 공기 조화기의 제어부에 연결되는 것을 특징으로 하는 공기 조화기.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 제2공기유로는 실내에 연결된 제2공급관과 외부에 연결된 제3공급관이 연결되며,
    각 공급관에는 상기 제어부에 연결된 제2댐퍼 및 제3댐퍼가 구비되어, 제2공기유로에는 실내 공기와 외기 중 적어도 하나가 통과하는 것을 특징으로 하는 공기 조화기.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 제3공기유로에는 상기 제어부에 연결된 제4댐퍼가 구비되며,
    상기 제어부는 환기 모드에서
    상기 외기 댐퍼를 폐쇄하고,
    상기 제1댐퍼를 개방, 상기 제2댐퍼를 폐쇄, 상기 제3댐퍼를 개방, 상기 제 4댐퍼를 폐쇄하여, 외부 공기는 상기 제2공기유로를 통하여 실내로, 실내 공기는 상기 설치 공간과 상기 제1공기유로를 통하여 외부로 이동되는 것을 특징으로 하는 공기 조화기.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 제어부는 냉방 모드에서
    상기 외기 댐퍼를 개방하며,
    상기 제1댐퍼를 폐쇄, 상기 제2댐퍼를 개방, 상기 제3댐퍼를 개방, 상기 제4댐퍼를 개방하여, 실내 공기의 일부를 제3공기유로로, 실내 공기와 외부 공기를 제2유로로, 외부 공기가 설치 공간을 통과한 후 제1공기유로로 공급되게 하는 것을 특징으로 하는 공기 조화기.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 설치공간 댐퍼는 상기 제3공기유로에 배치되며, 외부와 설치공간을 선택적으로 연통시키는 것을 특징으로 하는 공기 조화기.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 설치 공간에 설치되되 상기 설치 공간을 외부에 개방 혹은 폐쇄하는 외기 댐퍼를 더 포함하고,
    상기 제2공기유로는 실내에 연결된 제2공급관과 외부에 연결된 제3공급관이 연결되며, 각 공급관에는 상기 제어부에 연결된 제2댐퍼 및 제3댐퍼가 구비되어, 제2공기유로에는 실내 공기와 외기 중 적어도 하나가 통과하는 것을 특징으로 하는 공기 조화기.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 제어부는 환기 모드에서
    상기 외기 댐퍼를 폐쇄하고,
    상기 제2댐퍼를 폐쇄하고, 상기 제3댐퍼를 개방하고, 상기 설치공간 댐퍼를 설치공간 쪽 유로를 개방하게 하며, 외부 공기는 상기 제2공기유로를 통하여 실내로, 실내 공기는 상기 설치 공간과 상기 제1공기유로를 통하여 외부로 이동되는 것을 특징으로 하는 공기 조화기.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 제어부는 냉방 모드에서
    상기 외기 댐퍼를 개방하며,
    상기 제2댐퍼를 개방하고, 상기 제3댐퍼를 개방하고, 상기 설치공간 댐퍼를 외부쪽 유로를 개방하게 하여, 실내 공기의 일부를 제3공기유로로, 실내 공기와 외부 공기를 제2유로로, 외부 공기가 설치 공간을 통과한 후 제1공기유로로 공급되게 하는 것을 특징으로 하는 공기 조화기.




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