KR102252300B1 - 상변화 물질을 이용한 듀얼 에어컨 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 상변화 물질을 이용한 듀얼 에어컨 시스템에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 상변화물질 (Phase Change Material)을 이용하여 실내 공기를 냉방하기 위해 냉각수의 온도를 저온으로 유지하고, 공기청정, 제습, 냉각을 하나의 장치에서 고효율로 수행할 수 있는 상변화 물질을 이용한 듀얼 에어컨 장치에 관한 것이다.

Description

상변화 물질을 이용한 듀얼 에어컨 장치 {Duel Air Conditioning Device Using Phase Change Material}
본 발명은 상변화 물질을 이용한 듀얼 에어컨 시스템에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 상변화물질 (Phase Change Material)을 이용하여 실내 공기를 냉방하기 위해 냉각수의 온도를 저온으로 유지하고, 공기청정, 제습, 냉각을 하나의 장치에서 고효율로 수행할 수 있는 상변화 물질을 이용한 듀얼 에어컨 장치에 관한 것이다.
또한, 일반적으로 건물이나 차량 등 외부로부터 밀폐된 실내공간에는 무더운 날씨에 높아진 실내온도를 낮춰 시원한 실내환경을 조성하기 위한 것으로서, 실내 냉방을 위하여 더운 공기로부터 냉기를 생성시킨 후 배출가능한 구조를 갖는 다양한 형태의 냉방장치를 설치하여 사용하고 있다.
최근에는 냉방장치의 경량화와 함께 가격 및 효율 등을 이유로 염화불화탄소(CFC) 계열의 냉매와 함께 프레온 가스를 사용한 기계 압축식 냉방장치를 사용하고 있으며, 이러한 냉매장치는 증발기를 비롯한 응축기, 압축기,팽창밸브 등의 구성이 파이프로 서로 연결된 구조를 이루는바 냉매가 파이프를 통해 내부순환되면서 압축 및 팽창시킴에 따라 실내의 공기와 열 교환하도록 구성된다.
종래의 에어컨 시스템의 경우 냉매가 압축기, 응축기, 팽창밸브 및 증발기를 차례로 거쳐 순환함으로써 상기 증발기에서 열을 흡수하고, 상기 응축기에서 열을 방출하게 된다. 이 때, 상기 증발기는 실내에 위치하고 있고, 상기 응축기는 압축기와 함께 실외에 위치한다. 이와 같이 실내에 위치한 증발기에서 열을 흡수하고, 실외에 위치한 응축기에서 열을 방출함으로써 실내의 열을 실외로 옮길 수 있고, 실내를 시원하게 유지할 수 있게 된다.
다만 이와 같은 종래의 에어컨 시스템은 실내의 장치와 실외의 장치 사이에서 냉매가 직접 이동하여야 하기 때문에, 벽에 구멍을 뚫어 냉매가 이동할 수 있는 관을 연결하여야 하는 번거로움이 있다. 또한, 에어컨을 설치했다가 제거하는 경우 벽에 뚫린 구멍을 다시 메워야 하는 문제가 있다.
그러나 종래 냉방장치의 경우에는 구조가 매우 복잡하여 생산공정이 어려우며 압축기나 응축기 등의 구성설비로부터 전반적인 장치의 부피가 대형화되고 제작비용이 많이 소요된다는 문제가 있다. 또한 종래의 냉방장치는 냉매인 염화불화탄소가 누설될 위험이 있음은 물론 냉매는 시간이 경과 할수록 자연히 누설되기 때문에 주기적으로 냉매를 보충해야만 하므로 관리가 번거로움은 물론 유지관리비용이 소요된다는 문제점이 있었다.
이와 같은 문제를 해결하기 위하여 특허문헌 1에서와 같이 방의 내부와 외부를 연결하는 창문에 설치할 수 있는 창문 형 에어컨이 개발되었으나, 이와 같은 창문 형 에어컨 또한 창문에 고정 설치하여야 하고, 에어컨을 사용하지 않는 경우에 창문의 역할을 수행할 수 없는 문제가 있다.
또한, 이와 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 개시되어 있었던 종래기술로써, 특허문헌 2는 외부공기를 흡입하여 송풍하는 송풍기; 중공부를 구비하며 내주면과 외주면을 연통시키는 다수의 공기분사통로가 형성되는 인테이크, 상기 인테이크가 내측에 고정되며 상기 인테이크의 다수의 공기분사통로 외측과 연통되는 흡기분배공간이 형성되는 케이싱, 상기 인테이크의 중공부에 회전가능하게 마련되어 상기 공기분사통로를 통하여 분사되는 공기에 의하여 회전되며 상기 분사된 공기를 냉각시켜 축방향으로 배출하는 터빈날개를 포함하여 이루어지는 냉각터빈; 상기 송풍기와 상기 흡기분배공간을 연통시키는 송풍관; 상기 냉각터빈에 의하여 냉각된 공기를 배출하기 위한 냉각공기 배출관; 상기 송풍관에 상기 송풍기로 흡입되는 외부공기와 열교환하기 위하여 마련되는 제1열교환기; 상기 송풍관에 상기 냉각공기 배출관으로 배출되는 냉각 공기와 열교환하기 위하여 마련되는 제2열교환기; 일단이 상기 송풍관에 연통되며 타단이 상기 냉각공기 배출관의 출구단측에 연통되도록 마련되는 제2고온공기 공급라인; 상기 제2고온공기 공급라인에 마련되는 온도조절용 밸브;를 포함하여 구성됨에 따라 냉매의 사용이 불필요하게 이루어지는 것을 특징으로 하는 무냉매 냉방장치가 공지되어 있다.
그러나, 위의 특허문헌 2의 경우 단순히 송풍기와 냉각 터빈만으로 공기를 냉각하여 냉방효율이 현저히 떨어지고, 송풍기나 냉각 터빈의 과도한 사용으로 전력사용량이 많다는 문제점이 있었다.
한국등록실용신안 제0156397호 한국등록특허 제1173518호
본 발명은 상변화물질 (Phase Change Material)을 이용하여 실내 공기를 냉방하기 위해 냉각수의 온도를 저온으로 유지하고, 공기청정, 제습, 냉각을 하나의 장치에서 고효율로 수행할 수 있는 상변화 물질을 이용한 듀얼 에어컨 장치를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
상기와 같은 과제를 해결하기 위하여 본 발명의 일실시예는 케이스; 케이스 내부에서 냉각된 공기를 외부로 배출하는 냉방팬; PCM케이스, 상기 PCM케이스 내부에 배치되는 PCM물질, 상기 PCM물질과 열교환을 수행할 수 있고, 내부에 냉각수가 흐르는 PCM내부배관을 포함하는 PCM모듈; 상기 PCM내부배관을 흐르는 냉각수를 순환시키는 순환펌프; 냉매에 의한 냉동싸이클을 구현하는 압축기, 응축기, 팽창밸브; 및 상기 PCM모듈에서 의하여 냉각된 냉각수가 흐르는 제1증발기배관, 및 상기 냉동싸이클의 증발기 역할을 구현하는 제2증발기배관을 포함하고, 주변에서 흐르는 공기의 열을 흡수하는 증발기모듈;을 포함하고, 상기 듀얼 에어컨장치가 냉방모드로 동작시 케이스 외부에서 유입된 공기는 상기 증발기모듈에 의하여 온도가 낮아져서 상기 냉방팬에 의하여 외부로 배출되는, 듀얼 에어컨장치를 제공한다.
본 발명의 몇 실시예에서는, 상기 듀얼 에어컨장치는, 상기 PCM모듈을 지난 냉각수가 통과하는 열교환기모듈을 더 포함하고, 상기 열교환기모듈을 통과한 냉각수는 상기 제1증발기배관으로 공급되고, 상기 케이스 외부에서 유입된 공기는 상기 열교환기모듈과 열교환을 한 후에, 상기 증발기모듈과 열교환을 수행할 수 있다.
본 발명의 몇 실시예에서는, 상기 듀얼 에어컨장치는, 다공성 재질로 형성되고, 중공 원기둥 형태를 가지고, 상기 증발기모듈에서 응축한 물이 분사되어 기화를 하면서 상기 케이스 외부에서 유입된 공기가 일차적으로 온도가 낮아지는 증발모듈; 상기 증발모듈 상측에 위치하고, 회전하면서 상기 응축한 물을 상기 증발모듈에 분사하는 팬; 상기 팬을 회전가능하게 지지하는 팬지지대; 및 상기 팬지지대를 상기 케이스 내부에서 지지하는 팬플레이트를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 몇 실시예에서는, 상기 듀얼 에어컨장치는, 상기 증발모듈을 둘러싸는 중공 원기둥 형태의 공기청정필터를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 몇 실시예에서는, 상기 증발기모듈은 상기 제1증발기배관과 상기 제2증발기배관이 전도에 의한 열교환을 수행할 수 있도록 상기 제1증발기배관 및 상기 제2증발기배관에 접촉하는 열교환플레이트를 더 포함하고, 상기 제1증발기배관은 복수의 지점에서 상기 열교환플레이트와 접촉하고 있고, 상기 제2증발기배관은 복수의 지점에서 상기 열교환플레이트와 접촉하고 있을 수 있다.
본 발명의 몇 실시예에서는, 상기 증발기모듈은 상기 제1증발기배관과 상기 제2증발기배관이 전도에 의한 열교환을 수행할 수 있도록 상기 제1증발기배관 및 상기 제2증발기배관에 접촉하는 열교환플레이트를 더 포함하고, 상기 듀얼 에어컨장치는 냉각모드로 동작할 수 있고, 상기 듀얼 에어컨장치가 냉각모드로 동작할 때, 케이스 외부에서 유입된 공기는 상기 제1증발기배관에서 냉각이 된 후에, 상기 제2증발기배관에서 냉각이 되도록 상기 제1증발기배관 및 상기 제2증발기배관이 배치될 수 있다.
본 발명의 몇 실시예에서는, 상기 듀얼 에어컨장치는 케이스 외부에서 유입된 공기가 응축기를 거쳐서 케이스 외부로 방출하도록 하는 응축기팬을 더 포함하고, 상기 듀얼 에어컨장치는 냉각모드로 동작할 수 있고, 상기 듀얼 에어컨장치는 냉각모드로 동작할 때, 상기 순환펌프 및 상기 냉동싸이클이 동시에 동작하는 제1냉각모드 및 상기 순환펌프만 동작하는 제2냉각모드로 동작할 수 있다.
본 발명의 몇 실시예에서는, 상기 제1냉각모드에서는 케이스 외부에서 유입된 공기 중 일부는 상기 증발기모듈과 열교환을 하고 상기 냉방팬에 의하여 상기 케이스 외부로 배출되고, 케이스 외부에서 유입된 공기 중 나머지는 상기 응축기와 열교환을 하고 상기 응측기팬에 의하여 상기 케이스 외부로 배출될 수 있다.
본 발명의 몇 실시예에서는, 상기 듀얼 에어컨장치는 케이스 외부에서 유입된 공기가 응축기를 거쳐서 케이스 외부로 방출하도록 하는 응축기팬을 더 포함하고, 상기 케이스는 상기 상기 냉방팬, 상기 증발기모듈이 배치되는 제1공간, 상기 응축기팬, 상기 응축기가 배치되는 제2공간으로 구획하는 상부케이스; 및 상기 케이스 외부에서 공기를 유입할 수 있도록 측면에 관통홀을 갖는 중간케이스를 포함하고, 상기 듀얼 에어컨장치는 상기 상부케이스 내부에 배치되고, 상기 중간케이스를 지나 유입된 공기의 상기 제1공간 및 상기 제2공간으로의 유입을 선택적으로 제어하는 개폐모듈을 더 포함할 수 있다.
본 발명의 몇 실시예에서는, 상기 듀얼 에어컨장치는 케이스 외부에서 유입된 공기가 응축기를 거쳐서 케이스 외부로 방출하도록 하는 응축기팬을 더 포함하고, 상기 듀얼 에어컨장치는 제습재생모드로 동작할 수 있고, 제습재생모드로 동작할 때, 상기 응축기팬 및 상기 냉동싸이클이 동작하게 되고, 외부의 공기는 상기 냉방팬에 형성된 유로를 통하여 유입되어, 상기 제2증발기배관에서 열교환을 한 후에, 상기 제1증발기배관에서 열교환을 하도록 상기 제1증발기배관 및 상기 제2증발기배관이 배치되고, 상기 제1증발기배관 및 상기 제2증발기배관과 열교환한 공기는 상기 응축기팬에 의하여 외부로 배출될 수 있다.
본 발명은 상변화물질 (Phase Change Material)을 이용하여 실내 공기를 냉방하기 위해 냉각수의 온도를 저온으로 유지하고, 공기청정, 제습, 냉각을 하나의 장치에서 고효율로 수행할 수 있는 상변화 물질을 이용한 듀얼 에어컨 장치를 제공하는 효과를 발휘할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 듀얼 에어컨장치의 내부 구성을 개략적으로 도시한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 PCM모듈의 내부 구성을 개략적으로 도시한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 중간케이스 내부에 배치되는 구성요소들의 분해 상태를 개략적으로 도시한다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 중간케이스 내부에 배치되는 구성요소의 조립상태의 단면을 개략적으로 도시한다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 증발기모듈의 전면을 개략적으로 도시한다.
도 6은 본 발명의 몇 실시예들에 따른 제1증발기배관, 제2증발기배관, 및 열교환플레이트를 개략적으로 도시한다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 PCM모듈에서 냉각된 냉각수의 이동경로를 개념적으로 도시한다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 냉동싸이클에서의 냉매의 이동경로를 개념적으로 도시한다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 증발기모듈에서 응축된 물의 이동경로를 개념적으로 도시한다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 제어부의 제어요소들을 개략적으로 도시한다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 냉방모드에서의 공기의 흐름을 개념적으로 도시한다.
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 냉방모드에서의 증발기모듈을 지나는 공기의 흐름에 대하여 개략적으로 도시한다.
도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 제습재생모드에서의 공기의 흐름을 개념적으로 도시한다.
도 14는 본 발명의 일 실시예에 따른 제습재생모드에서의 증발기모듈을 지나는 공기의 흐름에 대하여 개략적으로 도시한다.
이하에서는, 다양한 실시예들 및/또는 양상들이 이제 도면들을 참조하여 개시된다. 하기 설명에서는 설명을 목적으로, 하나이상의 양상들의 전반적 이해를 돕기 위해 다수의 구체적인 세부사항들이 개시된다. 그러나, 이러한 양상(들)은 이러한 구체적인 세부사항들 없이도 실행될 수 있다는 점 또한 본 발명의 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 인식될 수 있을 것이다. 이후의 기재 및 첨부된 도면들은 하나 이상의 양상들의 특정한 예시적인 양상들을 상세하게 기술한다. 하지만, 이러한 양상들은 예시적인 것이고 다양한 양상들의 원리들에서의 다양한 방법들 중 일부가 이용될 수 있으며, 기술되는 설명들은 그러한 양상들 및 그들의 균등물들을 모두 포함하고자 하는 의도이다.
본 명세서에서 사용되는 "실시예", "예", "양상", "예시" 등은 기술되는 임의의 양상 또는 설계가 다른 양상 또는 설계들보다 양호하다거나, 이점이 있는 것으로 해석되지 않을 수도 있다.
더불어, 용어 "또는"은 배타적 "또는"이 아니라 내포적 "또는"을 의미하는 것으로 의도된다. 즉, 달리 특정되지 않거나 문맥상 명확하지 않은 경우에, "X는 A 또는 B를 이용한다"는 자연적인 내포적 치환 중 하나를 의미하는 것으로 의도된다. 즉, X가 A를 이용하거나; X가 B를 이용하거나; 또는 X가 A 및 B 모두를 이용하는 경우, "X는A 또는 B를 이용한다"가 이들 경우들 어느 것으로도 적용될 수 있다. 또한, 본 명세서에 사용된 "및/또는"이라는 용어는 열거된 관련 아이템들 중 하나 이상의 아이템의 가능한 모든 조합을 지칭하고 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
또한, "포함한다" 및/또는 "포함하는"이라는 용어는, 해당 특징 및/또는 구성요소가 존재함을 의미하지만, 하나이상의 다른 특징, 구성요소 및/또는 이들의 그룹의 존재 또는 추가를 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
또한, 제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 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.
또한, 본 발명의 실시예들에서, 별도로 다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 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 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 발명의 실시예에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 듀얼 에어컨장치의 내부 구성을 개략적으로 도시한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 듀얼 에어컨장치는 케이스(100, 200, 300); 케이스 내부에서 냉각된 공기를 외부로 배출하는 냉방팬(321); PCM케이스(113), 상기 PCM케이스(113) 내부에 배치되는 PCM물질(112), 상기 PCM물질(112)과 열교환을 수행할 수 있고, 내부에 냉각수가 흐르는 PCM내부배관(111)을 포함하는 PCM모듈(110); 상기 PCM내부배관(111)을 흐르는 냉각수를 순환시키는 순환펌프(120); 냉매에 의한 냉동싸이클을 구현하는 압축기(130), 응축기(333), 팽창밸브(332); 상기 PCM모듈(110)에서 의하여 냉각된 냉각수가 흐르는 제1증발기배관(341), 및 상기 냉동싸이클의 증발기 역할을 구현하는 제2증발기배관(342)을 포함하고, 주변에서 흐르는 공기의 열을 흡수하는 증발기모듈(340); 상기 PCM모듈(110)을 지난 냉각수가 통과하는 열교환기모듈(311); 케이스 외부에서 유입된 공기가 응축기(333)를 거쳐서 케이스 외부로 방출하도록 하는 응축기팬(331); 상기 증발모듈(210)에 분사된 물 중 기화되지 않은 물을 수집하는 드레인물통(140); 다공성 재질로 형성되고, 중공 원기둥 형태를 가지고, 상기 증발기모듈(340)에서 응축한 물이 분사되어 기화를 하면서 상기 케이스 외부에서 유입된 공기가 일차적으로 온도가 낮아지는 증발모듈(210); 상기 증발모듈(210) 상측에 위치하고, 회전하면서 상기 응축한 물을 상기 증발모듈(210)에 분사하는 팬(232); 상기 팬(232)을 회전가능하게 지지하는 팬지지대(231); 및 상기 팬지지대(231)를 상기 케이스 내부에서 지지하는 팬플레이트(233)를 포함하는 펜모듈(230)을 포함한다.
전술한 케이스를 제외한 구성들은 상기 케이스 내부에 배치된다. 상기 케이스는 상부케이스(300), 중간케이스(200), 및 하부케이스(100)를 포함한다. 하부케이스(100) 내부에는 PCM모듈(110), 순환펌프(120), 압축기(130), 및 드레인물통(140)이 배치되어 있다. 중간케이스(200)에는 외부의 공기가 이동할 수 있도록 측면에 관통홀이 형성되어 있다. 이와 같은 관통홀을 통하여, 공기가 유입되고, 유입된 공기는 공기청정필터(220)를 거치면서 필터링되고, 이후 증발모듈(210)에서 기화열을 빼았겨서 일차적으로 온도가 낮아진다.
상기 상부케이스(300)는 내부 공간을 상기 냉방팬(321), 상기 증발기모듈(340), 및 물저장부(322)가 배치되는 제1공간(310), 상기 응축기팬(331), 상기 응축기(333), 상기 팽창밸브(332)가 배치되는 제2공간(320), 상기 제1공간(310)과 제2공간(320) 하측에 위치하는 제3공간(330)으로 구획한다.
상기 제1공간(310)과 제2공간(320) 사이에는 격벽이 존재하나, 격벽에는 연통홀이 형성되어 있어, 제1공간(310)과 제2공간(320) 사이에서 공기가 흐를 수 있다. 상기 제3공간(330)의 상기 제1공간(310) 및 제2공간(320)으로의 개폐여부는 개폐모듈(312)에 의하여 선택적으로 제어될 수 있다. 즉, 상기 개폐모듈(312)은 상기 상부케이스(300) 내부에 배치되고, 상기 중간케이스(200)를 지나 유입된 공기의 상기 제1공간(310) 및 상기 제2공간(320)으로의 유입을 선택적으로 제어한다.
한편, 상기 제3공간(330)의 내부에는 상기 열교환기모듈(311)이 배치된다. 냉방모드에서 상기 증발모듈(210)을 거친 공기는 상기 열교환기모듈(311)을 거치고, 상기 개폐모듈(312)이 오픈되어 있을 때, 상기 제1공간(310) 및 상기 제2공간(320)으로 유입되고, 각각 상기 냉방팬(321) 및 상기 응축기팬(331)을 통하여 상측 외부로 배출되게 된다.
위와 같은 구성에서, 상기 듀얼 에어컨장치가 냉방모드로 동작시 케이스 외부에서 유입된 공기는 상기 증발기모듈(340)에 의하여 온도가 낮아져서 상기 냉방팬(321) 및/또는 상기 응축기팬(331)에 의하여 외부로 배출된다. 즉, 상기 열교환기모듈(311)을 통과한 냉각수는 상기 제1증발기배관(341), 및 제2증발기배관(342)을 포함하는 증발기모듈(340)로 공급되고, 상기 케이스 외부에서 유입된 공기는 상기 열교환기모듈(311)과 열교환을 한 후에, 상기 증발기모듈(340)과 열교환을 수행한다.
이하에서는 본 발명의 일 실시예에 따른 듀얼 에어컨장치의 내부 구성요소들의 구조에 대하여 상세하게 설명하도록 한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 PCM모듈(110)의 내부 구성을 개략적으로 도시한다.
상기 PCM모듈(110)은 PCM케이스(113), 상기 PCM케이스(113) 내부에 배치되는 PCM물질(112), 상기 PCM물질(112)과 열교환을 수행할 수 있고, 내부에 냉각수가 흐르는 PCM내부배관(111); 및 PCM보충압력탱크(115), 및 상기 보충압력탱크의 기체를 외부로 배출할 수 있는 에어벤트(114)를 포함한다.
PCM물질(112)은 유기계, 무기계, 혹은 유기계 및 무기계 혼합 PCM(Phase Change Material) 물질이 이용될 수 있고, 상온 이하의 온도에서 상변화가 이루어질 수 있고, 이에 따라 상기 PCM내부배관(111)을 흐르는 냉각수와 열교환을 수행할 수 있는 공지된 PCM물질(112)이 사용될 수 있다. 바람직하게는 상변화온도가 16도 내지 20도 사이, 바람직하게는 약 18도 정도에 해당하는 PCM물질(112)이 사용됨이 바람직하다. 이와 같은 PCM물질(112)은 듀얼 에어컨장치가 냉방모드로 동작시에는 상기 냉각수의 열을 흡수하여, PCM물질(112)의 일부가 액체 상태로 변화하게 되고, 이후 듀얼 에어컨장치가 후술하는 제습재생모드로 동작함으로써 액체 상태의 물질이 고체 상태의 물질로 상변화를 하게 된다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 중간케이스(200) 내부에 배치되는 구성요소들의 분해 상태를 개략적으로 도시한다. 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 중간케이스(200) 내부에 배치되는 구성요소의 조립상태의 단면을 개략적으로 도시한다.
상기 증발모듈(210)은 다공성 재질로 형성되고, 중공 원기둥 형태를 가지고, 상기 증발기모듈(340)에서 응축한 물이 분사되어 기화를 하면서 상기 케이스 외부에서 유입된 공기가 일차적으로 온도가 낮아지게 된다.
상기 팬(232)은 상기 증발모듈(210) 상측에 위치하고, 회전하면서 증발기모듈(340)에서 응축한 물을 공급받아 상기 증발모듈(210)에 분사한다. 본 발명의 일 실시예에서는 상기 팬(232)은 상기 냉방팬(321) 및/또는 상기 응축기팬(331)의 동작에 의하여 상기 케이스 외부로부터 유입되는 공기에 의하여 동작할 수 있고, 팬(232)의 상측에 공급받은 물이 뿌려지고, 팬(232)이 회전함으로써 팬(232)의 각각의 블레이드의 선단으로 반지름 방향으로 물이 분사되게 된다. 본 발명의 일 실시예에서는 증발기모듈(340) 하측에는 물저장부(322)가 배치되어 있고, 물저장부(322)에 저장된 물이 연결된 호스를 통하여 상기 팬(232)의 중심으로 이동하게 되고, 상기 팬(232)의 회전에 의하여 상기 팬(232)의 중심에서 팬(232)의 블레이드 선단으로 물방울들이 이동하고, 이동방향을 따라 물방울들이 방사형으로 분사되고, 분사된 물방울들이 상기 다공성부재인 증발모듈(210)에 맺히게 된다.
이와 같은 구성에서 상기 증발모듈(210)을 지나는 공기에서 상기 물방울의 기화가 이루어짐에 따라 물의 냉각이 발생한다.
상기 팬지지대(231)는 상기 팬(232)을 회전가능하게 지지하고, 상기 펜 플레이트는 내부에 상기 팬(232)의 단면 크기보다 큰 중공이 형성되어 있고, 펜 플레이트는 상기 팬지지대(231)를 지지한다. 이와 같은 펜플레이트가 상기 케이스 내부에 고정됨으로써, 상기 팬(232)이 케이스 내부에서 회전가능하게 고정될 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에서는 상기 팬(232)은 외부 모터로부터 동력을 공급받아 회전하는 형태일 수도 있다.
한편, 상기 공기청정필터(220)는 상기 증발모듈(210)을 둘러싸는 중공 원기둥 형태이다. 이와 같은 구성을 통하여 본 발명의 듀얼 에어컨장치는 하나의 장치로서 공기청정기능, 냉방기능을 모두 수행할 수 있는 이점이 있다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 증발기모듈(340)의 전면을 개략적으로 도시한다.
상기 증발기모듈(340)은 상기 PCM모듈(110)에서 의하여 냉각된 냉각수가 흐르는 제1증발기배관(341), 상기 냉동싸이클의 증발기 역할을 구현하는 제2증발기배관(342), 상기 제1증발기배관(341)과 상기 제2증발기배관(342)이 전도에 의한 열교환을 수행할 수 있도록 상기 제1증발기배관(341) 및 상기 제2증발기배관(342)에 접촉하는 복수의 열교환플레이트(343), 및 상기 복수의 열교환플레이트(343)를 보호하는 증발기상측케이스(344), 및 증발기하측케이스(345)를 포함한다.
상기 제1증발기배관(341)은 복수의 지점에서 상기 열교환플레이트(343)와 접촉하고 있고, 상기 제2증발기배관(342)은 복수의 지점에서 상기 열교환플레이트(343)와 접촉하고 있다. 이와 같은 구성으로, 제1증발기배관(341) 및 제2증발기배관(342)은 공기의 흐름에 따라 상호 열교환을 수행할 수 있을 뿐만 아니라, 상기 열교환플레이트(343)를 통하여 전도에 의한 상호 열교환을 수행할 수도 있다.
도 6은 본 발명의 몇 실시예들에 따른 제1증발기배관(341), 제2증발기배관(342), 및 열교환플레이트(343)를 개략적으로 도시한다.
도 6의 (A), 및 (B)는 본 발명의 실시예들에 따른 하나의 열교환플레이트(343)에 제1증발기배관(341) 및 제2증발기배관(342)이 배치된 형태를 도시한다. 도 6에 도시된 바와 같이, 상기 열교환플레이트(343)는 상기 제1증발기배관(341)과 상기 제2증발기배관(342)이 전도에 의한 열교환을 수행할 수 있도록 상기 제1증발기배관(341) 및 상기 제2증발기배관(342)에 접촉한다. 이와 같은 구조에서는 제1증발기배관(341)을 흐르는 냉각수와 상기 제2증발기배관(342)을 흐르는 냉매가 상기 열교환플레이트(343)를 통하여 상호 열교환을 수행할 수 있고, 이를 통하여, PCM물질(112)의 충전(액체에서 고체로의 상변화)를 수행할 수 있다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 PCM모듈(110)에서 냉각된 냉각수의 이동경로를 개념적으로 도시한다.
도 7에 도시된 바와 같이 PCM모듈(110)에서 냉각된 냉각수는 열교환모듈을 거치게 되고, 듀얼 에어컨장치가 냉각모드로 동작하고 있는 경우에 열교환모듈에서 공기의 열을 흡수한다.
한편, 이와 같은 냉각수의 이동은 순환펌프(120)에 의하여 이루어질 수 있고, 냉각수는 순환펌프(120)를 거쳐서 증발기모듈(340)의 제1증발기배관(341)으로 공급된다. 이와 같은 증발기모듈(340)에서 냉각수는 2차적으로 공기와 열교환을 하게 되고, 이후 PCM모듈(110)로 회수되게 된다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 냉동싸이클에서의 냉매의 이동경로를 개념적으로 도시한다.
도 8에 도시된 냉동싸이클은 일반적인 에어컨에서 사용되는 냉동싸이클에 해당할 수 있다. 상기 압축기(130)에서 배출되는 고온고압의 냉매는 상기 응축기(333)로 유입되고, 응축기(333)에서 배출되는 저온고압의 냉매는 상기 팽창밸브(332)를 통하여 상기 증발기모듈(340)의 상기 제2증발기배관(342)을 거치게 되고, 이후 다시 압축기(130)로 냉매가 공급된다. 본 발명에서는 응축기(333)가 별도의 실외기로 외부에 존재하는 것이 아니라, 케이스 내부에 배치되고, 응축기(333)에서 발생하는 열을 PCM모듈(110)을 이용하여 보상을 할 수 있는 구조로서, 별도의 응축기(333) 설치 없이 에어컨을 구현할 수 있는 효과를 발휘할 수 있다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 증발기모듈(340)에서 응축된 물의 이동경로를 개념적으로 도시한다.
전술한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 상기 듀얼 에어컨장치는, 다공성 재질로 형성되고, 중공 원기둥 형태를 가지고, 상기 증발기모듈(340)에서 응축한 물이 분사되어 기화를 하면서 상기 케이스 외부에서 유입된 공기가 일차적으로 온도가 낮아지는 증발모듈(210); 상기 증발모듈(210) 상측에 위치하고, 회전하면서 상기 응축한 물을 상기 증발모듈(210)에 분사하는 팬(232); 상기 팬(232)을 회전가능하게 지지하는 팬지지대(231); 및 상기 팬지지대(231)를 상기 케이스 내부에서 지지하는 팬플레이트(233)를 더 포함한다.
도 9에 도시된 바와 같이 증발기모듈(340)에서 응축된 물은 물저장부(322)에 떨어지게 되고, 물저장부(322)의 물은 호스 등을 통하여 전술한 팬(232) 위에 뿌려지게 된다. 이후 팬(232)은 공기의 흐름 혹은 모터에 의하여 회전하게 되고, 팬(232)의 회전에 따라 증발모듈(210)의 내측에 물방울이 맺히게 되고, 이와 같은 물방울의 기화에 의하여 외부로부터 공급된 공기의 온도를 낮출 수 있다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 제어부(350)의 제어요소들을 개략적으로 도시한다.
도 10에 도시된 바와 같이, 제어부(350)는 냉방팬(321), 응축기팬(331), 개폐모듈(312), 팽창밸브(332), 순환펌프(120), 압축기(130), 디스플레이패널 등을 제어할 수 있다.
본 발명은 크게 냉방모드와 제습재생모드로 동작할 수 있다. 또한 냉방모드는 PCM모듈(110)에 의한 냉각수에 의한 공기냉각만이 수행되는 제1모드 및 PCM모듈(110)에 의한 냉각수에 의한 공기냉각 및 응축기(333) 등을 포함하는 냉동싸이클의 냉매에 의한 공기냉각이 동시에 수행되는 제2모드가 수행될 수 있다. 상기 제1모드에서는 제어부(350)는 순환펌프(120), 냉방팬(321)을 작동시키도록 제어하고, 제2모드에서는 추가적으로, 압축기(130), 응축기팬(331), 팽창밸브(332)를 동작하도록 제어한다.
한편, 듀얼 에어컨장치가 제습재생모드로 동작하는 경우에, 상기 제어부(350)는 상기 개폐모듈(312)을 제어함으로써, 상기 상부케이스(300)의 제3공간(330)과 제1공간(310) 사이 및 상기 제3공간(330)과 상기 제2공간(320)을 폐쇄하고, 상기 냉방팬(321)은 오프시키고 응축기팬(331)을 온시키고, 냉동싸이클과 관련된 구성요소들을 동작시킨다.
이와 같은 동작에 의하여, 외부 공기를 제습할 뿐만 아니라, 액체상태의 PCM물질(112)을 고체상태로 상변화시킴으로써, 결과적으로 고체 상태의 PCM물질(112)을 충전할 수 있게 된다.
이와 같은 냉방모드 및 제습재생모드에 대해서 도 11 내지 도 14를 참조하여 상세하게 설명하도록 한다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 냉방모드에서의 공기의 흐름을 개념적으로 도시한다.
도 11에서는 중간케이스(200)에 형성된 관통홀을 통하여 케이스내부에 유입된 공기가 냉방팬(321) 및 응축기팬(331)의 동작에 의하여 상기 제1공간(310) 및 상기 제2공간(320)으로 흡입된다. 이와 같은 흐름에서, 공기는 열교환기모듈(311)에서 1차적으로 냉각이 되고, 증발기모듈(340)에서 2차적으로 냉각이 된 후에 냉방팬(321)을 통해 외부로 방출된다. 한편, 공기의 일부는 상기 응축기(333)와 열교환을 하고, 응축기팬(331)을 통하여 외부로 방출된다.
이와 같은 상기 듀얼 에어컨장치는 냉각모드로 동작할 수 있고, 상기 듀얼 에어컨장치는 냉각모드로 동작할 때, 상기 순환펌프(120) 및 상기 냉동싸이클이 동시에 동작하는 제1냉각모드 및 상기 순환펌프(120)만 동작하는 제2냉각모드로 동작할 수 있다.
도 11에는 제1냉각모드를 도시하였고, 만약 제2냉각모드로 동작하는 경우에는 응축기팬(331)은 동작을 하지 않고, 공기는 냉방팬(321)을 통해서 외부로 배출되게 된다.
한편, 상기 제1냉각모드에서는 케이스 외부에서 유입된 공기 중 일부는 상기 증발기모듈(340)과 열교환을 하고 상기 냉방팬(321)에 의하여 상기 케이스 외부로 배출되고, 케이스 외부에서 유입된 공기 중 나머지는 상기 응축기(333)와 열교환을 하고 상기 응측기팬(232)에 의하여 상기 케이스 외부로 배출된다.
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 냉방모드에서의 증발기모듈(340)을 지나는 공기의 흐름에 대하여 개략적으로 도시한다.
전술한 바와 같이, 상기 증발기모듈(340)은 상기 제1증발기배관(341)과 상기 제2증발기배관(342)이 전도에 의한 열교환을 수행할 수 있도록 상기 제1증발기배관(341) 및 상기 제2증발기배관(342)에 접촉하는 열교환플레이트(343)를 더 포함한다.
한편, 상기 도 12에 도시된 바와 같이 냉각팬(232)에 의하여 공기가 제1공간(310)에서 이동할 때 공기는 오른쪽에서 왼쪽으로 흐르게 된다. 여기서 상기 제1증발기배관(341)은 증발기모듈(340) 내에서 도 12 상에서 오른쪽에 배치되고, 상기 제2증발기배관(342)은 증발기모듈(340) 내에서 도 12 상에서 왼쪽에 배치된다.
따라서, 제1냉각모드에서 상기 냉각팬(232)이 동작할 때, 공기는 제1증발기배관(341)과 열교환을 수행하고, 이후 제2증발기배관(342)과 열교환을 수행한다. PCM물질(112)의 상변화온도가 섭씨 18도라고 하는 경우에, 제1증발기배관(341)을 흐르는 냉각수의 온도는 섭씨 18도에 해당하고, 제2증발기배관(342)을 흐르는 냉매의 온도가 섭씨 10도 정도에 해당할 수 있다. 따라서, 여름철 20도 이상의 공기는 제1증발기배관(341)과 열교환을 하여 온도가 1차적으로 낮아지게 되고, 이후 제2증발기배관(342)과 열교환을 하여 온도가 2차적으로 낮아지게 된다.
즉, 상기 듀얼 에어컨장치가 냉각모드로 동작할 때, 케이스 외부에서 유입된 공기는 상기 제1증발기배관(341)에서 냉각이 된 후에, 상기 제2증발기배관(342)에서 냉각이 되도록 상기 제1증발기배관(341) 및 상기 제2증발기배관(342)의 상호적 위치가 결정된다. 구체적으로, 도 11과 같은 공기흐름 및 증발기모듈(340)의 배치에서 도 12에서와 같은 형태로 제1증발기배관(341) 및 제2증발기배관(342)의 상호 위치(제1증발기배관(341)이 오른쪽, 제2증발기배관(342)이 왼쪽)이 결정된다.
도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 제습재생모드에서의 공기의 흐름을 개념적으로 도시한다.
전술한 바와 같이 상기 듀얼 에어컨장치는 케이스 외부에서 유입된 공기가 응축기(333)를 거쳐서 케이스 외부로 방출하도록 하는 응축기팬(331)을 포함한다. 이와 같은 응축기팬(331) 및 냉방팬(321)은 흡입팬(232)으로서, 각각 제2공간(320) 및 제1공간(310) 내부의 공기를 흡입하여 외부로 배출하게 된다.
한편, 전술한 바와 같이, 상기 케이스는 상기 상기 냉방팬(321), 상기 증발기모듈(340)이 배치되는 제1공간(310), 상기 응축기팬(331), 상기 응축기(333)가 배치되는 제2공간(320)으로 구획하는 상부케이스(300); 및 상기 케이스 외부에서 공기를 유입할 수 있도록 측면에 관통홀을 갖는 중간케이스(200)를 포함하고, 상기 듀얼 에어컨장치는 상기 상부케이스(300) 내부에 배치되고, 상기 중간케이스(200)를 지나 유입된 공기의 상기 제1공간(310) 및 상기 제2공간(320)으로의 유입을 선택적으로 제어하는 개폐모듈(312)을 더 포함한다.
본 발명의 제습재생모드에서는 상기 개폐모듈(312)이 상기 제3공간(330)에서 제1공간(310) 및 제2공간(320)으로 공기가 흐르지 않도록 폐쇄한다. 한편, 상기 제1공간(310) 및 제2공간(320) 사이에는 격벽이 존재하고, 격벽에는 연통구멍이 형성되어 있어서, 제1공간(310) 및 제2공간(320) 사이에서 공기가 이동할 수 있다.
이와 같은 상태에서 냉방팬(321)은 동작하지 않고, 응축기팬(331)만을 동작시킴으로써, 외부의 공기는 냉방팬(321)에 형성된 구멍을 통하여 제1공간(310)으로 유입되고, 상기 연통구멍을 따라 제2공간(320)으로 이동하고, 이후 상기 응축기팬(331)을 통하여 외부로 방출된다.
도 14는 본 발명의 일 실시예에 따른 제습재생모드에서의 증발기모듈(340)을 지나는 공기의 흐름에 대하여 개략적으로 도시한다.
전술한 바와 같이, 상기 듀얼 에어컨장치는 제습재생모드로 동작할 수 있고, 제습재생모드로 동작할 때, 상기 순환펌프(120), 응축기팬(331) 및 상기 냉동싸이클이 동작하게 되고, 외부의 공기는 상기 냉방팬(321)에 형성된 유로를 통하여 유입되어, 상기 제2증발기배관(342)에서 열교환을 한 후에, 상기 제1증발기배관(341)에서 열교환을 하도록 상기 제1증발기배관(341) 및 상기 제2증발기배관(342)이 배치된다.
즉 도 13과 같은 공기흐름에서 도 14에서와 같이 제1증발기배관(341) 및 제2증발기배관(342)이 위치하고 있는 경우에, 도 14의 화살표에서와 같이 공기는 왼쪽에서 오른쪽으로 흐르게 된다.
여기서 왼쪽의 제2증발기배관(342)은 PCM물질(112)의 상변화온도(예를들어 섭씨 18도) 보다 낮은 온도(예를들어 섭씨 10도)를 가지고 있고, 제1증발기배관(341)은 PCM물질(112)의 상변화온도를 가지고 있다.
이와 같은 상태에서 공기는 일차적으로 제2증발기배관(342)에서 급격하게 냉각이 되고, 제2증발기배관(342)에서 급격하게 냉각된 공기에 의하여 제1증발기배관(341) 역시 냉각이 된다. 이후 제1증발기배관(341)에서 냉각된 냉각수에 의하여 결과적으로 PCM모듈(110)에서의 PCM물질(112)이 냉각, 즉 고체 상태로의 상변화가 되면서 PCM물질(112)의 재생이 이루어진다.
또한, 공기가 제2증발기배관(342)을 지나면서, 공기 중에 포함된 수증기가 상기 제2증발기배관(342) 외부에 응축하게 되고, 응축된 수증기는 상기 물저장부(322)에 저장된다. 이렇게 저장된 물은 이후 냉방모드 동작시에 상기 팬(232)에 뿌려지게 된다.
또한, 이와 같은 상태에서 상기 제1증발기배관(341)과 상기 제2증발기배관(342)은 상기 열교환플레이트(343)에 의하여 전도에 의한 열교환을 수행함으로써, 상기 제1증발기배관(341)의 냉각수는 상기 제2증발기배관(342)에 의하여 냉각되게 되고, 결과적으로 상기 PCM물질(112)의 재생 혹은 고체로의 상변화를 유도하게 된다.
이상과 같이 실시예들이 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기의 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 예를 들어, 설명된 기술들이 설명된 방법과 다른 순서로 수행되거나, 및/또는 설명된 시스템, 구조, 장치, 회로 등의 구성요소들이 설명된 방법과 다른 형태로 결합 또는 조합되거나, 다른 구성요소 또는 균등물에 의하여 대치되거나 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있다. 그러므로, 다른 구현들, 다른 실시예들 및 특허청구범위와 균등한 것들도 후술하는 특허청구범위의 범위에 속한다.

Claims (10)

  1. 케이스;
    케이스 내부에서 냉각된 공기를 외부로 배출하는 냉방팬;
    PCM케이스, 상기 PCM케이스 내부에 배치되는 PCM물질, 상기 PCM물질과 열교환을 수행할 수 있고, 내부에 냉각수가 흐르는 PCM내부배관을 포함하는 PCM모듈;
    상기 PCM내부배관을 흐르는 냉각수를 순환시키는 순환펌프;
    냉매에 의한 냉동싸이클을 구현하는 압축기, 응축기, 팽창밸브; 및
    상기 PCM모듈에서 의하여 냉각된 냉각수가 흐르는 제1증발기배관, 및 상기 냉동싸이클의 증발기 역할을 구현하는 제2증발기배관을 포함하고, 주변에서 흐르는 공기의 열을 흡수하는 증발기모듈;을 포함하고,
    듀얼 에어컨장치가 냉방모드로 동작시 케이스 외부에서 유입된 공기는 상기 증발기모듈에 의하여 온도가 낮아져서 상기 냉방팬에 의하여 외부로 배출되고,
    상기 듀얼 에어컨장치는, 상기 PCM모듈을 지난 냉각수가 통과하는 열교환기모듈을 더 포함하고,
    상기 열교환기모듈을 통과한 냉각수는 상기 제1증발기배관으로 공급되고,
    상기 케이스 외부에서 유입된 공기는 상기 열교환기모듈과 열교환을 한 후에, 상기 증발기모듈과 열교환을 수행하는, 듀얼 에어컨장치.
  2. 삭제
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 듀얼 에어컨장치는,
    다공성 재질로 형성되고, 중공 원기둥 형태를 가지고, 상기 증발기모듈에서 응축한 물이 분사되어 기화를 하면서 상기 케이스 외부에서 유입된 공기가 일차적으로 온도가 낮아지는 증발모듈;
    상기 증발모듈 상측에 위치하고, 회전하면서 상기 응축한 물을 상기 증발모듈에 분사하는 팬;
    상기 팬을 회전가능하게 지지하는 팬지지대; 및
    상기 팬지지대를 상기 케이스 내부에서 지지하는 팬플레이트를 더 포함하는, 듀얼 에어컨장치.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 듀얼 에어컨장치는,
    상기 증발모듈을 둘러싸는 중공 원기둥 형태의 공기청정필터를 더 포함하는, 듀얼 에어컨장치.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 증발기모듈은 상기 제1증발기배관과 상기 제2증발기배관이 전도에 의한 열교환을 수행할 수 있도록 상기 제1증발기배관 및 상기 제2증발기배관에 접촉하는 열교환플레이트를 더 포함하고,
    상기 제1증발기배관은 복수의 지점에서 상기 열교환플레이트와 접촉하고 있고,
    상기 제2증발기배관은 복수의 지점에서 상기 열교환플레이트와 접촉하고 있는, 듀얼 에어컨장치.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 증발기모듈은 상기 제1증발기배관과 상기 제2증발기배관이 전도에 의한 열교환을 수행할 수 있도록 상기 제1증발기배관 및 상기 제2증발기배관에 접촉하는 열교환플레이트를 더 포함하고,
    상기 듀얼 에어컨장치는 냉각모드로 동작할 수 있고,
    상기 듀얼 에어컨장치가 냉각모드로 동작할 때, 케이스 외부에서 유입된 공기는 상기 제1증발기배관에서 냉각이 된 후에, 상기 제2증발기배관에서 냉각이 되도록 상기 제1증발기배관 및 상기 제2증발기배관이 배치되는, 듀얼 에어컨장치.
  7. 청구항 1에 있어서,
    상기 듀얼 에어컨장치는 케이스 외부에서 유입된 공기가 응축기를 거쳐서 케이스 외부로 방출하도록 하는 응축기팬을 더 포함하고,
    상기 듀얼 에어컨장치는 냉각모드로 동작할 수 있고,
    상기 듀얼 에어컨장치는 냉각모드로 동작할 때, 상기 순환펌프 및 상기 냉동싸이클이 동시에 동작하는 제1냉각모드 및 상기 순환펌프만 동작하는 제2냉각모드로 동작할 수 있는, 듀얼 에어컨장치.
  8. 청구항 7에 있어서,
    상기 제1냉각모드에서는 케이스 외부에서 유입된 공기 중 일부는 상기 증발기모듈과 열교환을 하고 상기 냉방팬에 의하여 상기 케이스 외부로 배출되고, 케이스 외부에서 유입된 공기 중 나머지는 상기 응축기와 열교환을 하고 상기 응측기팬에 의하여 상기 케이스 외부로 배출되는, 듀얼 에어컨장치.
  9. 케이스;
    케이스 내부에서 냉각된 공기를 외부로 배출하는 냉방팬;
    PCM케이스, 상기 PCM케이스 내부에 배치되는 PCM물질, 상기 PCM물질과 열교환을 수행할 수 있고, 내부에 냉각수가 흐르는 PCM내부배관을 포함하는 PCM모듈;
    상기 PCM내부배관을 흐르는 냉각수를 순환시키는 순환펌프;
    냉매에 의한 냉동싸이클을 구현하는 압축기, 응축기, 팽창밸브; 및
    상기 PCM모듈에서 의하여 냉각된 냉각수가 흐르는 제1증발기배관, 및 상기 냉동싸이클의 증발기 역할을 구현하는 제2증발기배관을 포함하고, 주변에서 흐르는 공기의 열을 흡수하는 증발기모듈;을 포함하고,
    듀얼 에어컨장치가 냉방모드로 동작시 케이스 외부에서 유입된 공기는 상기 증발기모듈에 의하여 온도가 낮아져서 상기 냉방팬에 의하여 외부로 배출되고,
    상기 듀얼 에어컨장치는 케이스 외부에서 유입된 공기가 응축기를 거쳐서 케이스 외부로 방출하도록 하는 응축기팬을 더 포함하고,
    상기 케이스는 상기 상기 냉방팬, 상기 증발기모듈이 배치되는 제1공간, 상기 응축기팬, 상기 응축기가 배치되는 제2공간으로 구획하는 상부케이스; 및 상기 케이스 외부에서 공기를 유입할 수 있도록 측면에 관통홀을 갖는 중간케이스를 포함하고,
    상기 듀얼 에어컨장치는 상기 상부케이스 내부에 배치되고, 상기 중간케이스를 지나 유입된 공기의 상기 제1공간 및 상기 제2공간으로의 유입을 선택적으로 제어하는 개폐모듈을 더 포함하는, 듀얼 에어컨장치.
  10. 케이스;
    케이스 내부에서 냉각된 공기를 외부로 배출하는 냉방팬;
    PCM케이스, 상기 PCM케이스 내부에 배치되는 PCM물질, 상기 PCM물질과 열교환을 수행할 수 있고, 내부에 냉각수가 흐르는 PCM내부배관을 포함하는 PCM모듈;
    상기 PCM내부배관을 흐르는 냉각수를 순환시키는 순환펌프;
    냉매에 의한 냉동싸이클을 구현하는 압축기, 응축기, 팽창밸브; 및
    상기 PCM모듈에서 의하여 냉각된 냉각수가 흐르는 제1증발기배관, 및 상기 냉동싸이클의 증발기 역할을 구현하는 제2증발기배관을 포함하고, 주변에서 흐르는 공기의 열을 흡수하는 증발기모듈;을 포함하고,
    듀얼 에어컨장치가 냉방모드로 동작시 케이스 외부에서 유입된 공기는 상기 증발기모듈에 의하여 온도가 낮아져서 상기 냉방팬에 의하여 외부로 배출되고,
    상기 듀얼 에어컨장치는 케이스 외부에서 유입된 공기가 응축기를 거쳐서 케이스 외부로 방출하도록 하는 응축기팬을 더 포함하고,
    상기 듀얼 에어컨장치는 제습재생모드로 동작할 수 있고,
    제습재생모드로 동작할 때, 상기 응축기팬 및 상기 냉동싸이클이 동작하게 되고, 외부의 공기는 상기 냉방팬에 형성된 유로를 통하여 유입되어, 상기 제2증발기배관에서 열교환을 한 후에, 상기 제1증발기배관에서 열교환을 하도록 상기 제1증발기배관 및 상기 제2증발기배관이 배치되고,
    상기 제1증발기배관 및 상기 제2증발기배관과 열교환한 공기는 상기 응축기팬에 의하여 외부로 배출되는, 듀얼 에어컨장치.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20230119412A (ko) * 2022-02-07 2023-08-16 (주)연엔지니어링기술사사무소 케스케이드냉각기

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR0156397B1 (ko) 1994-02-03 1998-11-16 구자홍 휴대용 컴퓨터의 오디오 전환장치
KR20050057966A (ko) * 2003-12-11 2005-06-16 최동각 냉난방기용 열교환장치
KR101173518B1 (ko) 2010-06-15 2012-08-14 (주)엔바텍 무냉매 냉방장치
US20170205121A1 (en) * 2016-01-15 2017-07-20 Gerald McDonnell Evaporative fluid cooling apparatuses and methods thereof
KR20180063725A (ko) * 2016-12-02 2018-06-12 엘지전자 주식회사 가습청정장치

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR0156397B1 (ko) 1994-02-03 1998-11-16 구자홍 휴대용 컴퓨터의 오디오 전환장치
KR20050057966A (ko) * 2003-12-11 2005-06-16 최동각 냉난방기용 열교환장치
KR101173518B1 (ko) 2010-06-15 2012-08-14 (주)엔바텍 무냉매 냉방장치
US20170205121A1 (en) * 2016-01-15 2017-07-20 Gerald McDonnell Evaporative fluid cooling apparatuses and methods thereof
KR20180063725A (ko) * 2016-12-02 2018-06-12 엘지전자 주식회사 가습청정장치

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20230119412A (ko) * 2022-02-07 2023-08-16 (주)연엔지니어링기술사사무소 케스케이드냉각기
KR102671431B1 (ko) 2022-02-07 2024-05-30 (주)연엔지니어링기술사사무소 케스케이드냉각기

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