KR102305958B1 - 친환경 냉난방 환기일체형 천정형 공조 유니트 - Google Patents

친환경 냉난방 환기일체형 천정형 공조 유니트 Download PDF

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Abstract

본 발명은 친환경 냉난방 환기일체형 천정형 공조 유니트에 관한 것으로, 일측에 배기구(111)와 외기구(113)가 형성되고 반대되는 타측에 급기구(117)가 형성되며 중간측에 환기구(115)가 형성되는 박스 형상의 하우징(110)과, 상기 하우징(110)의 내부에 설치되어 상기 배기구(111), 상기 외기구(113), 상기 환기구(115) 및 상기 급기구(117)를 분리시키며 실외공기와 실내공기를 서로 열교환시키는 전열교환유니트(120)와, 상기 급기구(117) 측에 설치되며 정압 변동에 상관없이 일정한 풍량의 공기를 실내에 공급하는 고정압매입덕트(130)와, 상기 급기구(117)와 상기 고정압매입덕트(130)의 사이에 설치되어 에어챔버를 형성하는 에어챔버유니트(140)와, 상기 고정압매입덕트(130)와 상기 전열교환유니트(120)의 사이에 설치되어 살균 및 탈취된 공기를 실내에 공급하는 살균탈취유니트(150)를 포함한다. 본 발명은 냉난방과 환기를 한 대의 장비로 통합 제어할 수 있으며, 미세먼지 제거와 공기청정 기능을 가지며, 다양한 운전모드 선택이 가능한 이점이 있다.

Description

친환경 냉난방 환기일체형 천정형 공조 유니트{Eco-friendly cooling and heating ventilation integrated ceiling condition unit}
본 발명은 친환경 냉난방 환기일체형 천정형 공조 유니트에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 쾌적하고 깨끗한 실내환경을 조성하기 위한 친환경 냉난방 환기일체형 천정형 공조 유니트에 관한 것이다.
일반적으로, 건물의 내부에는 실내의 오염된 공기를 외부로 배출시키고 외부의 새로운 공기를 실내공간으로 공급할 수 있도록 에너지 절약형 전열교환기 환기유니트를 설치하여 사용하고 있다.
특히, 학교 및 병원 등과 같이 대중이용시설의 경우에는 실내의 공기가 급격하게 오염될 수 있어 전열교환기 환기유니트의 사용이 필수적이며, 이를 통해 신선한 외부공기를 탁한 실내공기와 환기시켜 공기오염도를 낮추고 있다.
이러한 전열교환기 환기유니트는 실내의 천장 등에 매립하여 사용하는 매립방식과 실내의 바닥에 설치하는 상치형(Floor-type)으로 구분할 수 있으며, 사용처에 따라 매립방식과 상치형을 선택적으로 사용하고 있다.
그런데 기존의 전열교환기 환기유니트는 창문을 닫은 상태에서 외부공기를 팬(FAN)를 이용하여 실내로 유입시키고 오염된 실내공기는 외부로 배출하는 환기 기능과 전열교환에 의한 온도차 감소를 실시하는 전열교환 기능만 있고 그 기능이 단순한 문제점이 있다. 특히 현재의 환경상황으로 볼 때, 환기는 환기가 필요한 시점에 언제든지 가능하여야 하나, 기후변화와 환경 문제의 대두나 장마철과 초미세먼지 등으로 인하여 최근 적용되는 환기시스템으로는 언제든지 필요한 시기에 환기가 불가능한 문제점을 직면하고 있다.
등록특허공보 제1042999호(2011.06.14 등록)
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 냉난방시스템과 전열교환용 환기유니트를 한 대의 장비로 통합 제어 함으로써 일체형으로 제작 설치함에 따른 초기투자비용 절감을 절감할 수 있고, 실 별 제어에 따른 인버터 운전 구현으로 에너지 절약을 실현할 수 있으며, 천정 매립설치로 인한 깨끗한 천정 인테리어를 구현할 수 있으며, 설치 및 관리에 용이함을 제공할 수 있으며, 초미세먼지(pm2.5) 제거와 살균, 탈취 공기청정 기능을 가지며, 다양한 냉난방, 환기, 청정 등의 운전모드 선택이 가능하고, 실내 환경 조건에 따라 실 별 온도 별도 제어기능을 가지며, 스케쥴 별 제어기능 등의 자동 제어가 가능하여 쾌적하고 깨끗한 실내환경을 조성할 수 있는 친환경 냉난방 환기일체형 천정형 공조 유니트를 제공하는 것이다.
상기한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 친환경 냉난방 환기일체형 천정형 공조 유니트는 일측에 배기구와 외기구가 형성되고 반대되는 타측에 급기구가 형성되며 중간측에 환기구가 형성되는 박스 형상의 하우징과 상기 하우징의 내부에 설치되어 상기 배기구, 상기 외기구, 상기 환기구 및 상기 급기구를 분리시키며 실외공기와 실내공기를 서로 열교환시키는 전열교환유니트와, 상기 급기구 측에 설치되며 정압 변동에 상관없이 일정한 풍량의 공기를 실내에 공급하는 고정압매입덕트(열원 코일과 급기팬 박스)와, 상기 급기구와 상기 고정압매입덕트의 사이에 설치되어 에어챔버를 형성하는 에어챔버유니트(실내 유입 냉난방 기류의 균등 분배와 소음챔버)와, 상기 고정압매립덕트와 상기 외부 공기가 급기구를 통하여 전열교환부를 거쳐 1차 승온(난방시) 및 감온(냉방시)된 상태에서 초미세 먼지 필터를 거쳐 99.9%이상 제거된 후 매립덕트를 통해 기 설정된 온도로 승온 및 감온 되어 실내기에 유입되어 냉난방을 실현하고 리턴된 실내 오염 공기를 일정 비율로 재순화 및 배기하는 믹싱 챔버와 전열교환 유니트의 설치되어 AOP 광 프라즈마 살균램프 탈취 필터에서 탈취된 공기를 실내에 공급하는 살균탈취 유니트를 포함한다.
상기 하우징은 앙카볼트 및 지지선으로 천정에 매입 설치되고, 상기 배기구에는 배기팬이 설치되고 배기덕트가 연결된다.
상기 전열교환유니트는 3차원 금속격자구조로 된 전열교환소자와 상기 전열교환소자의 상면에 배치된 프리필터를 포함한다. 3차원 금속격자구조는 3차원 펄프, PE, 금속등의 소재로 만든 격자구조이다.
상기 고정압매입덕트는 상기 외기구를 통한 실외공기의 유입과 상기 환기구를 통한 실내공기의 리턴유입을 수행하는 둘 이상의 메인팬와 가스 및 냉매에 의한 열교환이 수행되는 냉난방(EHP) 코일 및 냉온수를 사용하는 FCU형, 가스를 사용하는 GHP형을 포함한다.
상기 살균탈취유니트는 탈취필터와 미세먼지필터의 2중 구조이고, 살균램프를 더 포함하며, 상기 탈취필터는 SD02 필터이고, 상기 미세먼지필터는 헤파필터이고, 상기 살균램프는 AOP 광플라즈마 살균램프이다. 일 예로, 상기 살균탈취유니트는 탈취필터와 미세먼지필터의 병렬 구조로써 유입된 외부 신선공기는 초 미세먼지(pm2.5) 에서 MERV 값 16등급이며, 살균램프를 더 포함하며, 상기 탈취필터는 SD02 필터이고, 상기 미세먼지필터는 헤파필터이고, 상기 살균램프는 AOP 광플라즈마 살균램프이다.
상기 급기구는 다수 개이고, 상기 다수 개의 급기구가 각 실에 급기덕트로 연결도니다. 일 예로, 상기 급기구는 최소 2개 ~ 최대 6개로 구성되고, 상기 다수 개의 급기구가 각 실에 급기덕트로 연결된다.
실내공기를 환기구로 리턴시키고 리턴시킨 실내공기를 살균탈취유니트, 고정압매입덕트, 에어챔버유니트 및 급기구를 통해 실내공기로 다시 공급하는 환기모드와 실내공기를 환기구로 리턴시키고 리턴시킨 실내공기를 살균탈취유니트, 고정압매입덕트, 에어챔버유니트 및 급기구를 통해 실내공기로 다시 공급하되 냉난방 코일을 동작시켜 열교환시켜 온도조절된 실내공기를 공급하는 냉난방청정모드와 실외공기를 유입시켜 전열교환유니트, 살균탈취유니트, 고정압매입덕트, 에어챔버유니트 및 급기구를 통해 실내공기로 공급하고, 실내공기를 환기구로 리턴시키고 리턴시킨 실내공기 중 일부를 살균탈취유니트, 고정압매입덕트, 에어챔버유니트 및 급기구를 통해 실내공기로 다시 공급하되 냉난방 코일을 동작시켜 열교환시켜 온도조절된 실내공기를 공급하는 냉난방청정모드와 실외공기를 유입시켜 전열교환유니트, 살균탈취유니트, 고정압매립덕트, 에어챔버유니트 및 급기구를 통해 실내공기로 공급하는 환기모드로 선택하여 운전할 수 있다. 또한 간절기에는 송풍모드로 환기 및 실내공기 청정을 실시 할 수 있도록 운전할 수 있다.
본 발명은 전열교환유니트, 고정압매입덕트, 에어챔버유니트 및 살균탈취유니트가 일체화된 구조로 되어, 유입되는 실외공기 중의 미세먼지를 제거하고 살균 및 탈취된 청정한 공기를 실내로 유입시킬 수 있는 효과가 있다.
또한 본 발명은 전열교환유니트를 거치지 않고 실내공기를 내부순환만을 통한 냉난방 청정모드 기능을 수행할 수 있는 효과가 있다.
또한 본 발명은 환기시 실외공기의 미세먼지를 완벽하게 제거하여 신선외기를 실내에 공급할 수 있고 냉난방 환기모드도 동시에 동작시킬 수 있는 효과가 있다.
또한 본 발명은 SDO2 탈취필터와 AOP 광플라즈마 살균램프를 통하여 실내의 오염된 공기를 살균(부유세균, VOC 제거)하고 새집증후군(포름알데히드 제거, 암모니아 제거)에 지속적으로 억제 효과를 통하여 청정한 공기를 실내에 공급할 수 있는 효과가 있다.
또한 본 발명은 천정 매립형으로 설치하고 실내 실별로 급기구 및 환기구와 연결되게 급기덕트와 리턴덕트 설치하고 그 단부에 디퓨져로 마무리함에 의해 한 대의 냉난방 환기유니트로 각 실별로 운전할 수 있으며, 이때 각 실별로 별도 요구되는 설정온도에 맞춰 공기를 공급할 수 있고, 친환경 냉난방 환기일체형 천정형 공조 유니트 장비가 외부로 노출되지 않아 실내 천정의 외관을 미려하게 구성할 수 있으며, 저소음을 실현하여 기존 냉난방기보다 20% 이상의 소음을 절감할 수 있어 재실자에게 안락함을 제공할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 의한 친환경 냉난방 환기일체형 천정형 공조 유니트를 보인 사시도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 의한 친환경 냉난방 환기일체형 천정형 공조 유니트를 보인 평면도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 의한 친환경 냉난방 환기일체형 천정형 공조 유니트를 보인 측면도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 의한 친환경 냉난방 환기일체형 천정형 공조 유니트를 천정에 설치한 모습을 보인 측면도이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 의한 친환경 냉난방 환기일체형 천정형 공조 유니트를 통하여 각 실의 냉난방 및 환기 제어를 수행하기 위한 구조를 설명하기 위한 평면도이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 의한 친환경 냉난방 환기일체형 천정형 공조 유니트의 환기모드 동작을 보인 구성도이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 의한 친환경 냉난방 환기일체형 천정형 공조 유니트의 청정모드 동작을 보인 구성도이다.
도 8은 본 발명의 실시예에 의한 친환경 냉난방 환기일체형 천정형 공조 유니트의 환기모드 동작을 설명하기 위한 플로챠트이다.
도 9는 본 발명의 실시예에 의한 친환경 냉난방 환기일체형 천정형 공조 유니트의 냉난방청정모드 동작을 설명하기 위한 플로챠트이다.
도 10은 본 발명의 실시예에 의한 친환경 냉난방 환기일체형 천정형 공조 유니트의 냉난방환기 동시사용 청정모드 동작을 설명하기 위한 플로챠트이다.
도 11은 본 발명의 실시예에 의한 친환경 냉난방 환기일체형 천정형 공조 유니트의 라인 업(line up) 예시를 보인 표이다.
이하 본 발명의 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 의한 친환경 냉난방 환기일체형 천정형 공조 유니트를 보인 도면이다.
도 1에 도시된 바에 의하면, 본 발명의 실시예에 의한 친환경 냉난방 환기일체형 천정형 공조 유니트(100)는 전열교환유니트(120), 고정압매입덕트(130), 에어챔버유니트(140) 및 살균탈취유니트(150)가 일체화된 구조로 된다.
전열교환유니트(120), 고정압매입덕트(130), 에어챔버유니트(140) 및 살균탈취유니트(150)는 하우징(110)의 내부에 설치된다. 하우징(110)은 폭보다 길이가 상대적으로 긴 박스 형상으로 형성되며 친환경 냉난방 환기일체형 천정형 공조 유니트(100)의 외관을 형성한다.
하우징(110)은 측면을 둘러 일측에 배기구(111)와 외기구(113)가 형성되고 반대되는 타측에 급기구(117)가 형성되며 길이방향 측면에 해당하는 중간측에 환기구(115)가 형성된다. 배기구(111)는 실내공기를 실외(옥외)로 배출하는 출구이고, 외기구(113)는 실외공기를 빨아들이는 구멍이며, 환기구(115)는 탁한 공기를 맑은 공기로 바꾸거나 온도 조절하기 위해 만든 구멍이다. 실시예에서 배기구(111), 외기구(113) 및 환기구(115)는 한 개씩 형성되고, 급기구(117)는 다수 개가 형성된다. 하우징(110)에서 급기구(117)가 형성되는 부분에는 각을 형성하여 급기구(117)의 위치를 이격되게 함으로써 급기구(117)에 급기덕트의 연결이 용이하도록 한다.
배기구(111)는 플랜지가 설치되어 배기덕트와 연결할 수 있으며, 배기구(111)의 단부는 실외로 노출되어 실내공기를 실외로 배출할 수 있다. 외기구(113)는 플랜지가 설치되어 외기덕트와 연결할 수 있으며, 외기구(113)의 단부는 실외로 노출되어 실외공기를 빨아들일 수 있다. 환기구(115)는 플랜지가 설치되어 리턴덕트와 연결될 수 있으며, 리턴덕트의 단부는 실내로 노출되어 실내공기를 빨아들일 수 있다. 급기구(117)는 플랜지가 설치되어 급기덕트와 연결될 수 있으며 급기덕트의 단부는 실내로 노출되어 실내에 용도별 공기를 공급할 수 있다.
배기구(111), 외기구(113), 급기구(117) 및 환기구(115)의 플랜지에는 댐퍼 또는 게이트밸브가 설치되어 배기구(111), 외기구(113), 급기구(117) 및 환기구(115)를 선택적으로 개폐할 수 있다. 또한, 리턴덕트(D3)와 급기덕트(D4)의 단부는 천정으로 노출되고 디퓨져로 마무리할 수 있다.
하우징(110)의 내부에 메인팬(131)과 배기팬(160)이 설치된다. 기본적으로 메인팬(131)에 의해 실외공기가 유입될 수 있고 배기팬(160)에 의해 실내공기를 실외로 배출할 수 있다. 실내공기의 오염된 공기의 원활한 배출을 위해 배기팬(160)은 배기구(111)에 접하여 설치된다.
도 2는 본 발명의 실시예에 의한 친환경 냉난방 환기일체형 천정형 공조 유니트를 보인 평면도이고, 도 3은 본 발명의 실시예에 의한 친환경 냉난방 환기일체형 천정형 공조 유니트를 보인 측면도이다.
도 1 내지 도 3에 도시된 바에 의하면, 전열교환유니트(120)는 하우징(110)의 내부에 설치되어 배기구(111)(E.A), 외기구(113)(O.A), 환기구(R.A) 및 급기구(S.A)를 분리시키고 실외공기와 실내공기를 서로 열교환시킨다. 또한, 전열교환유니트(120)는 필터를 포함하여 먼지 및 기타 물질이 실내로 유입되는 것을 막아준다.
일 예로, 전열교환유니트(120)는 3차원 격자구조로 된 전열교환소자(121)와 전열교환소자(121)의 상면에 배치된 프리필터(123)를 포함한다. 전열교환소자(121)는 알루미늄, 펄프, 플라스틱 등으로 3차원 격자구조를 형성하여 배기되는 공기와 급기되는 공기가 격자구조를 통과하면서 열과 습도를 교환하도록 한다. 전열교환소자(121)는 항균성 특수 소재를 사용하여 내부 곰팡이 번식이 방지되도록 할 수 있다.
또한, 전열교환소자(121)의 상면에 프리필터(123)를 설치하여 유입되는 외부공기가 프리필터(123)를 거쳐 급기구(117) 측으로 이동하도록 한다. 이러한 전열교환유니트(120)는 신선한 외부공기를 유입시키고 각종 악취를 탈취시키며, 미세먼지를 제거하고 적절한 습도를 유지한다.
고정압매입덕트(130)는 하우징(110)의 내부에 설치되되 급기구(117) 측에 설치된다. 고정압매입덕트(130)는 정압 변동에 상관없이 일정한 풍량의 공기를 실내에 공급한다. 고정압매입덕트(130)는 메인팬(131)을 포함하고, 메인팬(131)은 BLDC 모터와 저소음 팬을 채용하여 조용하고 강력한 냉난방을 제공할 수 있도록 한다.
고정압매입덕트(130)는 열교환기로서 냉매로 열교환이 이루어지며 전기로 컴프레셔를 구동하는 EHP형 냉난방 코일(133) 및 냉수나 온수를 공급해서 열교환이 이루어지는 FCU형, 냉매로 열교환이 이루어지며 가스로 컴프레셔를 구동하는 GHP형을 포함한다.
냉난방 코일(133)은 코일내부로 지나가는 냉매를 증발 또는 응축시키거나 물을 사용함으로써 냉방 또는 난방을 제공할 수 있다. 냉난방 코일(133)은 냉매 가스관(135)과 냉매 액관(136) 또는 급수배관을 포함한다.
고정압매입덕트(130)는 중력배수 드레인부(137)와 배수펌프 드레인부(138)를 더 포함한다. 중력배수 드레인부(137)는 고정압매입덕트(130) 내에서 온도차로 발생한 물을 중력에 의해 외부로 배출하는 부분이고, 배수펌프 드레인부(138)는 배수펌프를 이용하여 외부로 배출하는 부분이다.
냉난방 코일(133)을 냉방 또는 난방의 열원을 사용하므로 친환경 냉난방 환기일체형 천정형 공조 유니트 장비 한대로 겨울에는 난방운전을 여름에는 냉방운전을 할 수 있다.
에어챔버유니트(140)는 급기구(117)와 고정압매입덕트(130)의 사이에 설치되어 에어챔버를 형성한다. 실질적으로는, 에어챔버유니트(140)는 급기구(117)와 냉난방 코일(133)의 사이를 형성한다. 에어챔버유니트(140)는 다수 개의 급기구(117)와 연통하는 에어챔버를 형성하여 살균탈취유니트(150)와 고정압매입덕트(130)를 통과하면서 깨끗해지고 정압 유지 및 냉난방 조절된 공기가 급기구(117)에 공급되도록 하기 위함이다.
살균탈취유니트(150)는 고정압매입덕트(130)와 전열교환유니트(120)의 사이에 설치된다. 살균탈취유니트(150)는 살균 및 탈취된 공기를 실내에 공급한다.
살균탈취유니트(150)는 탈취필터(151)와 미세먼지필터(153)의 2중 구조이고, 살균램프(155)를 더 포함한다. 탈취필터(151)와 미세먼지필터(153)는 하우징(110)의 내부에 폭방향을 가로지르도록 끼움 결합되되, 탈취필터(151)가 바깥쪽, 미세먼지필터(153)가 안쪽에 위치되게 한다. 이는 하우징(110)으로 유입된 실외공기가 탈취필터(151), 미세먼지필터(153)를 순차적으로 통과하여 급기구(117)측으로 이동하도록 한다. 탈취필터(151)는 SD02 필터이고, 미세먼지필터(153)는 헤파필터이며, 살균램프(155)는 AOP 광플라즈마 살균램프이다.
환기구(115)는 환기챔버(115a)와 연통되고, 환기챔버(115a)는 하우징(110)의 내부와 연통하고 살균램프(155)와 마주보는 위치에 내부연통환기구(115b)가 형성된다. 이는 환기구(115)를 통해 유입된 실내공기가 환기챔버(115a)의 내부연통환기구(115)를 통해 하우징(110)의 내부로 유입되고 살균램프(155), 탈취필터(151) 및 미세먼지필터(153)를 순차적으로 통과하여 고정압매입덕트(130)로 이동될 수 있도록 한다.
외기구(113)와 배기구(111)는 격막을 통해 분리된 외기챔버(113a)와 배기챔버(111a)에 각각 형성되며, 배기팬(160)은 배기챔버(111a)에 설치되어 실내공기를 배기구(111)를 통해 외부로 배출할 수 있다.
도 4는 본 발명의 실시예에 의한 친환경 냉난방 환기일체형 천정형 공조 유니트를 천정에 설치한 모습을 보인 측면도이다.
도 4에 도시된 바에 의하면, 하우징(110)은 앙카볼트(211) 및 지지선(212)으로 천정에 매입 설치된다. 배기구(111)는 배기덕트(D1)와 연결되며, 배기구(111)의 단부는 실외로 노출되어 실내공기를 실외로 배출할 수 있다. 외기구(113)는 외기덕트(D2)와 연결되며, 외기구(113)의 단부는 실외로 노출되어 실외공기를 빨아들일 수 있다. 급기구(117)는 급기덕트(D4)와 연결되며 급기덕트(D4)의 단부는 각 실로 노출되어 실내에 용도별 공기를 공급할 수 있다. 일 예로, 급기덕트(D4)의 단부는 각 실에 있는 디퓨져(P)와 연결되고 각 실에 있는 디퓨져를 통하여 실내공기를 순환시킬 수 있다.
배기덕트(D1)는 외측을 향하여 일정부분 하향 경사지게 설치하여 배기덕트를 통한 빗물 침입이 방지되게 한다. 냉난방 환기일체형 유니트(100)가 설치된 위치와 대응되는 천정에는 선택적으로 개방 가능한 점검구(220)를 형성하여 유지 보수 또는 점검이 가능하도록 한다. 점검구(220)의 크기는 600×600mm 일 수 있다.
도 5는 본 발명의 실시예에 의한 친환경 냉난방 환기일체형 천정형 공조 유니트를 통하여 각 실의 냉난방 및 환기 제어를 수행하기 위한 구조를 설명하기 위한 평면도이다.
도 5에 도시된 바에 의하면, 친환경 냉난방 환기일체형 천정형 공조 유니트(100) 1대로 실내의 멀티룸을 사용할 경우, 배기구와 외기구(113)는 배기덕트(D1)와 외기덕트(D2)를 연결하여 외부로 노출시키고, 각 실별(S1,S2,S3,S4,S5)로 급기구(117) 및 환기구(115)와 연결되게 리턴덕트(D3)와 급기덕트(D4)를 설치하고 그 단부에 디퓨져로 마무리하며, 각 급기구(117)에 설치된 플랜지의 댐퍼(도 1의 도면부호 B)를 온오프(ON/OFF) 제어하여 각 실별(S1,S2,S3,S4,S5)로 운전할 수 있으며, 이때, 설정온도에 맞춰 공기를 공급할 수 있다.
즉, 댐퍼가 온(ON) 또는 오프(OFF) 될 때, 인버터 제어로 공급되는 풍량 조절(설정온도에 맞춰 공기를 공급)이 가능하다. 즉 댐퍼 제어를 이용하여, 실별(S1,S2,S3,S4,S5) 설정온도를 제어할 수 있다(하기 도면 참조).
Figure 112021062505027-pat00001
실시예의 경우, 급기구(117)가 4개 이므로, 4개까지 개별 제어할 수 있고, 4개 이상인 경우 급기구(117) 중 하나를 더 연장하여 두 개의 실에 연결되게 설치한다.
각 실별로 설치된 급기덕트(D4)의 단부의 디퓨져를 통해 각 실에 공기가 공급되며, 각 실별로 설치된 리턴덕트(D3)의 단부의 디퓨져를 통해 각 실의 오염된 공기가 환기구(115)로 리턴될 수 있다.
도 6은 본 발명의 실시예에 의한 친환경 냉난방 환기일체형 천정형 공조 유니트의 환기모드 동작을 보인 구성도이다.
도 6에 도시된 바에 의하면, 친환경 냉난방 환기일체형 천정형 공조 유니트(100)의 환기모드 동작은 메인팬(131)의 동작에 의해 흡입된 외부공기가 전열교환유니트(120), 살균탈취유니트(150), 고정압매입덕트(130)를 통과하여 에어챔버유니트(140)로 유입된 다음 급기구(117)를 통해 각 실별로 공급되고, 실내공기가 리턴덕트(D3)를 통해 환기구(115)로 유입되고 배기팬(160)의 동작에 의해 환기구(115)로 유입된 실내공기가 전열교환유니트(120)를 통과하여 배기구(111)로 배출되는 동작이 수행된다.
이 과정에서 고정압매입덕트(130)의 냉난방 코일(133)을 동작시켜 열교환이 수행되게 함으로써 급기구(117)로 공급되는 공기를 가열 또는 냉각할 수 있고, 온도제어된 청정공기를 실내에 공급할 수 있다.
또한, 외부공기가 전열교환유니트(120)와 살균탈취유니트(150)를 통과함에 의해 실외공기의 미세먼지를 완벽히 제거할 수 있고 실내에 신선외기를 공급하여 냉난방 및 환기모드 기능을 완벽하게 수행할 수 있다.
도 7은 본 발명의 실시예에 의한 친환경 냉난방 환기일체형 천정형 공조 유니트의 청정모드 동작을 보인 구성도이다.
도 7에 도시된 바에 의하면, 친환경 냉난방 환기일체형 천정형 공조 유니트(100)의 청정모드 동작은 배기팬(160)은 동작하고 메인팬(131)만 동작함에 의해, 실내공기가 리턴덕트(D3)를 통해 환기구(115)로 유입되고 환기구(115)로 유입된 실내공기가 살균탈취유니트(150), 고정압매입덕트(130)를 통과하여 에어챔버유니트(140)로 유입된 다음 급기구(117)를 통해 각 실별로 공급된다.
이 과정에서 실내공기는 고정압매입덕트(130)의 냉난방 코일(133)을 동작시켜 열교환이 수행되게 함으로써 급기구(117)로 공급되는 공기를 가열 또는 냉각할 수 있고, 온도제어된 청정공기를 실내에 공급할 수 있다.
또한, 오염된 실내공기가 살균탈취유니트(150)를 통과하여 실내로 재유입되므로 오염된 실내공기의 미세먼지를 완벽히 제거할 수 있고 실내에 신선외기를 다시 공급하여 냉난방 청정모드 기능을 완벽하게 수행할 수 있다.
도 8은 본 발명의 실시예에 의한 친환경 냉난방 환기일체형 천정형 공조 유니트의 환기모드 동작을 설명하기 위한 플로챠트이다.
도 6 및 도 8에 도시된 바에 의하면, 친환경 냉난방 환기일체형 천정형 공조 유니트의 환기모드 동작 수행방법은, 환기버튼 온(ON)하는 단계와, 냉난방 코일(133)을 예열하는 단계와, 외기구(OA)(113)의 댐퍼를 개방하는 단계와 메인팬을 동작시켜 외부공기(외기)를 도입하는 단계와 외부공기가 살균탈취유니트(150), 고정압매입덕트(130), 에어챔버유니트(140)를 순차적으로 통과하고 급기구(117)를 통해 실내로 유입되는 단계를 포함한다.
동시에, 실내공기가 리턴덕트(D3)를 통해 환기구(115)로 유입되는 단계와 환기구(115)로 유입된 실내공기는 일정비율은 외부 방출하고 나머지는 실내공기로 재순환시키는 단계를 더 포함하고, 실내공기로 재순환시키는 경우 살균탈취유니트(150)를 통과시켜 살균, 탈취, 살균 기능이 수행되고, 다음 급기구(117)를 통해 실내공기로 유입될 수 있다.
이때, 실내공기 30%는 외부방출하고 나머지 실내공기 70%는 재순환시킬 수 있다. 이는 배기팬의 동작으로 수행 가능하며, 배기팬의 용량에 따라 실내공기의 외부방출 비율을 조절할 수 있다.
도 9는 본 발명의 실시예에 의한 친환경 냉난방 환기일체형 천정형 공조 유니트의 냉난방청정모드 동작을 설명하기 위한 플로챠트이다.
도 9에 도시된 바에 의하면, 친환경 냉난방 환기일체형 천정형 공조 유니트의 냉난방/청정모드 동작 수행방법은 냉난방 버튼 온(ON)하는 단계와, 메인팬을 동작시켜 냉난방 및 환기시키는 단계와, 실내공기가 리턴덕트(D3)를 통해 환기구(115)로 유입되는 단계와, 환기구(115)로 유입된 실내공기는 일정비율은 외부 방출하고 나머지는 실내공기로 재순환시키는 단계를 더 포함하고, 실내공기로 재순환시키는 경우 살균탈취유니트(150)를 통과시켜 살균, 탈취, 살균 기능이 수행되고 급기구(117)를 통해 실내공기로 유입될 수 있다.
이때, 실내공기 30%는 외부방출하고 나머지 실내공기 70%는 재순환시킬 수 있다. 이는 배기팬의 동작으로 수행 가능하며, 배기팬의 용량에 따라 실내공기의 외부방출 비율을 조절할 수 있다.
도 10은 본 발명의 실시예에 의한 친환경 냉난방 환기일체형 천정형 공조 유니트의 냉난방환기 동시사용 청정모드 동작을 설명하기 위한 플로챠트이다.
친환경 냉난방 환기일체형 천정형 공조 유니트의 냉난방환기 동시사용 청정모드 동작 수행방법은 냉난방 버튼 온(ON)하는 단계와, 냉난방 코일(133)을 예열하는 단계와, 외기구(OA)(113)의 댐퍼를 개방하는 단계와, 메인팬을 동작시켜 외부공기(외기)를 도입하는 단계와, 외부공기가 살균탈취유니트(150), 고정압매입덕트(130), 에어챔버유니트(140)를 순차적으로 통과하고 급기구(117)를 통해 실내로 유입되는 단계를 포함한다.
이때, 외부공기가 고정압매입덕트(130)의 예열된 냉난방 코일을 통과하면서 열교환이 발생하여 온도조절된 외부공기가 실내로 공급될 수 있다.
동시에, 실내공기가 리턴덕트(D3)를 통해 환기구(115)로 유입되는 단계와 환기구(115)로 유입된 실내공기는 일정비율은 외부 방출하고 나머지는 실내공기로 재순환시키는 단계를 더 포함하고, 실내공기로 재순환시키는 경우 살균탈취유니트(150)를 통과시켜 살균, 탈취, 살균 기능이 수행되고 냉난방 코일(133)을 통과시켜 온도조절된 다음 급기구(117)를 통해 실내공기로 유입될 수 있다.
이때, 실내공기 30%는 외부방출하고 나머지 실내공기 70%는 재순환시킬 수 있다. 이는 배기팬의 동작으로 수행 가능하며, 배기팬의 용량에 따라 실내공기의 외부방출 비율을 가능하다.
또한, 메인팬(131)의 동작은 다단으로 조절함으로써 급기구를 통해 실내로 유입되는 실내공기의 풍량을 조절할 수 있다. 또한, 급기덕트(D4)의 단부에 부착된 디퓨져는 상하좌우 각각 45도씩 90도의 회전이 가능하도록 하여 원하는 장소로서의 기류의 방향 조정이 가능하도록 할 수 있다.
한편, 친환경 냉난방 환기일체형 천정형 공조 유니트는 기화식 가습기를 장착한 가습기능 및 제습기능을 옵션으로 장착하여 제공될 수 있다. 여기서 기화식 가습기는 공지기술이므로 자세한 설명은 생략하도록 한다.
상술한, 본 발명의 친환경 냉난방 환기일체형 천정형 공조 유니트는 AOP 광플라즈마 살균램프, SDO2 탈취필터, 헤파필터를 포함한 살균탈취유니트(150)가 실내의 오염된 공기 및 유입된 실외공기의 살균 및 미세먼지 제거 효과가 우수하여 실내에 청정공기를 공급할 수 있는 이점이 있다.
아래의 표 1은 미세먼지 필터의 성능을 실험한 결과를 나타낸 것이고, 표 2는 AOP 광플라즈마 살균램프의 성능을 실험한 결과를 나타낸 것이고, 표 2는 SDO2 탈취필터의 성능을 시험한 결과를 나타낸 것이다.
최소효율 #1
보고값 MERV 16 @ 2.5
(ASHRAE STANDARD 52.2 : 2017, 계수법)
주)복합 평균 입자 크기 효율
- E1 99.972%, E2 99.983, E3 99.99%
시험풍속: 2.5m/s
말기압력손실: 117mmAq
시험항목
 시험
방법		 시험결과
 시험환경
초기농도
(CFU/ml)		 2시간 후
농도
(CFU/ml)		 세균
감소율
(%)
항균시험:
대장균		 BLANK 의뢰자제시 1.5×104 1.5×104 - 37.0±0.2℃
IOP SOLUTION AOP 살균램프 1.5×104 <10 99.9
항균시험:
황색포도상구균		 BLANK 1.5×104 1.0×104 -
IOP SOLUTION AOP 살균램프 1.5×104 <10 99.9
시험항목 단위 시험방법 시험결과 비고
가스 제거율(암모니아, NH3) % (1) 59.7 (21±1)℃.(45±5)%
R.H
가스 제거율(아세트알데하이드, CH3CHO) % (1) 5.3 (21±1)℃.(45±5)%
R.H
<시험조건> 정격풍량: 0.7㎡/min
표 1, 표 2, 표 3에 의하면, 미세먼지 필터와 SDO2 탈취필터와 AOP 광플라즈마 살균램프를 통하여 실내의 오염된 공기를 살균(부유세균, VOC 제거) 및 새집증후군(포름알데히드 제거, 암모니아 제거)에 지속적으로 억제 효과 기능을 함을 확인할 수 있다.
한편, 상술한 친환경 냉난방 환기일체형 천정형 공조 유니트(100)는 환기모드, 냉난방청정모드 및 냉난방송풍환기동시사용 청정모드와 같이 다양한 운전모드 선택이 가능하고, 실내 환경 조건에 따라 자동 제어가 가능하여 쾌적하고 깨끗한 실내환경을 조성할 수 있다.
이를 위해, 친환경 냉난방 환기일체형 천정형 공조 유니트(100)는 실내온도 감지센서 및 실내 오염도 감지센서를 더 포함하고, 실내온도 감지센서 및 실내 오염도 감지센서가 감지한 감지신호를 근거로 감지한 값과 기설정된 값을 비교하여 환기모드, 냉난방청정모드, 냉난방송풍환기동시사용 청정모드를 선택적으로 구동할 수 있고, 냉난방 코일도 선택적으로 구동할 수 있다.
친환경 냉난방 환기일체형 천정형 공조 유니트(100)는 원격검침이 가능하다.
친환경 냉난방 환기일체형 천정형 공조 유니트(100)는 실외기와 컴퓨터 및 디지털 적산전력계를 연결하여 상가, 임대사무실, 공동주택 등에 사용한 전력만큼 전기요금을 부여할 수 있다. 일 예로, 냉방/난방을 위한 사용시간에 대하여 전기요금을 부여하기 위해 실내기에 부착된 PMV개폐량(냉매량)에 의해 요금을 산출한다.
친환경 냉난방 환기일체형 천정형 공조 유니트(100)는 자동제어 가능하다.
친환경 냉난방 환기일체형 천정형 공조 유니트(100)는 미세먼지 센서, CO2 센서를 통해 농도를 측정하고 원격관리 시스템과 연동하여 통합감시 및 제어가 가능하다.
친환경 냉난방 환기일체형 천정형 공조 유니트(100)의 라인 업(line up) 예시는 도 11에서 확인된다.
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능함은 물론이고, 본 발명의 기술적 보호 범위는 첨부된 특허 청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.
100: 친환경 냉난방 환기일체형 천정형 공조 유니트
110: 하우징 111: 배기구
113: 외기구 115: 환기구
117: 급기구 120: 전열교환유니트
121: 전열교환소자 123: 프리필터
130: 고정압매입덕트 131: 메인팬
133: 냉난방 코일 135: 가스관
136: 액관 137: 중력배수 드레인부
138: 배수펌프 드레인부 140: 에어챔버유니트
150: 살균탈취유니트 151: 탈취필터
153: 미세먼지필터 155: 살균램프
160: 배기팬 D1: 배기덕트
D2: 외기덕트 D3: 리턴덕트
D4: 급기덕트

Claims (2)

  1. 일측에 배기구와 외기구가 형성되고 반대되는 타측에 급기구가 형성되며 중간측에 환기구가 형성되는 박스 형상의 하우징;
    상기 하우징의 내부에 설치되어 상기 배기구, 상기 외기구, 상기 환기구 및 상기 급기구를 분리시키며 실외공기와 실내공기를 서로 열교환시키는 전열교환유니트;
    상기 급기구 측에 설치되며 정압 변동에 상관없이 일정한 풍량의 공기를 실내에 공급하는 고정압매입덕트;
    상기 급기구와 상기 고정압매입덕트의 사이에 설치되어 에어챔버를 형성하는 에어챔버유니트; 및
    상기 고정압매입덕트와 상기 전열교환유니트의 사이에 설치되어 살균 및 탈취된 공기를 실내에 공급하는 살균탈취유니트;
    를 포함하고,
    상기 하우징은 앙카볼트 및 지지선으로 천정에 매입 설치되고,
    상기 배기구에는 배기팬이 설치되고 배기덕트가 연결되며,
    상기 전열교환유니트는,
    3차원 금속격자구조로 된 전열교환소자; 및
    상기 전열교환소자의 상면에 배치된 프리필터;
    를 포함하고,
    상기 전열교환소자를 거쳐 상기 급기구 측으로 이동하고,
    상기 전열교환유니트는 외부공기를 유입시키고 악취를 탈취시키고, 미세먼지를 제거하고 적절한 습도를 유지하며,
    상기 고정압매입덕트는
    상기 외기구를 통한 실외공기의 유입과 상기 환기구를 통한 실내공기의 리턴유입을 수행하는 둘 이상의 메인팬; 및
    냉매 가스 및 물에 의한 열교환이 수행되는 냉난방(EHP) 코일;
    상기 고정압매입덕트 내에서 온도차로 발생한 물을 중력에 의해 외부로 배출하는 중력배수 드레인부; 및
    배수펌프를 이용하여 외부로 배출하는 배수펌프 드레인부;
    를 포함하고,
    상기 살균탈취유니트는
    탈취필터와 미세먼지필터의 2중 구조이고, 살균램프를 더 포함하며,
    상기 탈취필터는 SD02 필터이고, 상기 미세먼지필터는 헤파필터이고, 상기 살균램프는 AOP 광플라즈마 살균램프이며,
    상기 급기구는 다수 개이고, 상기 다수 개의 급기구가 각 실에 급기덕트로 연결되며,
    실내공기를 리턴덕트와 결합된 환기구로 리턴시키고 리턴시킨 실내공기를 살균탈취유니트, 고정압매입덕트, 에어챔버유니트 및 급기구를 통해 실내공기로 다시 공급하는 환기모드;
    실내공기를 환기구로 리턴시키고 리턴시킨 실내공기를 살균탈취유니트, 고정압매입덕트, 에어챔버유니트 및 급기구를 통해 실내공기로 다시 공급하되 냉난방 코일을 동작시켜 열교환시켜 온도조절된 실내공기를 공급하는 냉난방청정모드; 및
    실외공기를 유입시켜 전열교환유니트, 살균탈취유니트, 고정압매입덕트, 에어챔버유니트 및 급기구를 통해 실내공기로 공급하고, 실내공기를 환기구로 리턴시키고 리턴시킨 실내공기 중 일부를 살균탈취유니트, 고정압매입덕트, 에어챔버유니트 및 급기구를 통해 실내공기로 다시 공급하되 냉난방 코일을 동작시켜 열교환시켜 온도조절된 실내공기를 공급하는 냉난방송풍환기동시사용 청정모드;
    가 선택적으로 운전되고,
    상기 냉난방 코일은, 코일내부로 지나가는 냉매를 증발 또는 응축시키거나 물을 사용하여 냉방 또는 난방을 제공하고,
    상기 냉난방 코일은 냉매 가스관과, 냉매 액관 또는 급수배관을 포함하는
    친환경 냉난방 환기일체형 천정형 공조 유니트.
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