KR19980073109A - 에어콘의 저소음 유로구조 - Google Patents

Abstract

본 발명은 냉난방 겸용 패키지 터미널 에어콘의 유로구조에 관한 것으로, 특히 금속재질의 횡류팬(1)을 사출 플라스틱재질의 팬(1)(2)으로 대체함과 동시에, 상기 횡류팬(1)에서 발생되는 소음은 저감시킬 수 있도록 하기 위해, 모우터(4)(5)가 각각 구비된 실내기(I)와 실외기(O)를 일체로 결합시킨 패키지 터미널 에어콘의 상기 실내기(I)에 소정 형태의 팬을 통해 외부공기가 흡입된 후, 상기 팬으로부터 토출된 공기가 실내 열교환기(6)와 난방용 코일(7)을 순차적으로 통과하여 외부로 배출될 수 있도록 배치한 구조로 된 것으로서, 팬(1)(2)과 열교환기(6) 및 난방용 코일(7)의 위치를 재배치하여 상기 난방용 코일(7)로부터 발생되는 열이 상기 팬(1)(2)에 미치지 않도록 하므로써 종래의 금속재 팬(1)(2)을 사출 플라스틱재질의 팬(1)(2)으로 대체 가능하여 생산성이 향상되고, 제작비가 대폭 절감되며, 특히 실내기(I)에 시로코팬(2)을 적용하게 되는 경우, 풍량이 증가됨은 물론, 팬에서 발생되는 소음을 현저히 저감시킬 수 있에 관한 것이다.

Description

에어콘의 저소음 유로구조

본 발명은 냉난방 겸용 패키지 터미널 에어콘의 유로구조에 관한 것으로, 특히 금속재질의 횡류팬을 사출 플라스틱재질의 팬으로 대체하므로써 생산성이 향상되고, 이에 따른 구조를 변경하므로써 팬에서 발생되는 소음을 저감시킬 수 있도록 된 에어콘의 유로구조에 관한 것이다.

일반적으로, 패키지 터미널 에어콘(Package Terminal Air Conditioner; PTAC)은 창문 고정형의 에어콘으로서, 상기 에어콘은 건축물의 시공시 이미 정해진 규격에 따라 창문이나 벽 등에 마련되어진 기존의 설치공간 내에 삽입 설치하여 고정하도록 된 것이다.

한 개의 모우터와, 실내기에 설치된 시로코팬(Sirocco Fan)과, 실외기에 설치된 축류팬으로 구성된 실내외기 일체형의 종전 에어콘과는 달리, 실내외기 일체형의 종래 패키지 터미널 에어콘은 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 실내기(I)에는 횡류팬(Cross Flow Fan;1)이 설치되고, 실외기(O)에는 축류팬(Axial Fan;3)이 설치되며, 이들 실내기(I)와 실외기(O)에는 2개의 모우터(4)(5)가 각각 설치된 것이었다.

즉, 상기 PTAC의 실내기(I) 내에는 상부에 횡류팬(1)이 모우터(4)와 연결되어 설치되고, 그 하부에는 실내 열교환기(6)가 수직 또는 다소 경사진 상태로 설치되며, 상기 횡류팬(1)과 실내 열교환기(6) 사이에는 난방용 코일(7)이 장착되어 있는 것으로, 실내기류가 상기 실내 열교환기(6)를 통과한 후, 상기 난방용 코일(7)과 횡류팬(1)을 거쳐 상방향으로 토출되도록 되어 있다.

또한, 상기 실외기(O) 내에는 일측 하부에 압축기(8)가 설치되고, 중앙부에는 모우터(5)가 장착되며, 이 모우터(5)의 축선단에는 축류팬(3)이 설치되고, 상기 축류팬(3)의 전방에는 실외 열교환기(9)가 설치되어 있는 것으로, 흡입기류가 상기 실외 열교환기(9)의 양쪽에 마련된 흡입구(10)를 통해 180°선회한 후, 상기 축류팬(3)을 거쳐 실외 열교환기(9)의 외부로 토출되도록 되어 있다.

이러한 종래의 PTAC는, 종전 PTAC에 있어서 회전수에 따른 풍량 및 압력이 상이하게 나타나는 시로코팬과 축류팬의 특성을 감안하지 못한 채 하나의 모우터에 의해 동일 회전수로 운전하여 실내기측 시로코팬으로부터 높은 소음을 유발하게 되었던 문제점을 해결하고자, 2개의 모우터(4)(5)를 실내기(I)와 실외기(O)에 각각 설치하므로써 각각의 팬 특성에 적합한 운전상태의 구현이 가능해지고, 또한 건축물 내벽에 매립시 실내 미감이 향상되는 장점이 있다.

그러나, 냉난방 겸용으로 설계된 상기 PTAC는 실내 열교환기(6) 배면에 난방열량을 공급하기 위한 난방용 코일(7)이 부착되어 있어 공기의 흡입저항이 매우 크고, 상기 횡류팬(1)의 운전 특성이 불안정하게 나타나며, 또한 비소음이 높다는 문제점이 있다.

즉, 도 3에 나타낸 유량계수에 대한 횡류팬(1)의 정압계수 곡선 및 비소음 곡선에서 보는 바와 같이, 상기 정압계수 성능곡선상의 정점 부근에 존재하는 횡류팬 운전점(A)은 그 특성상 매우 불안정한 상태에 있게 되므로, 시스템에서 약간의 유동저항이 발생하는 등의 정압계수의 미세한 변화에도 민감하게 반응하여 풍량이 크게 변화하게 되는 불안정성 인자를 가지고 있는 것이다.

또한, 상기 비소음 성능곡선상의 최저점 부근에 존재하는 횡류팬 최저 비소음점(C)은 상기 정압계수 성능곡선의 횡류팬 운전점(A)에 대해 우측으로 편재되어 있으므로 현재의 횡류팬 운전점(A)과 이 지점에 해당하는 횡류팬 운전 비소음점(B)은 상기 횡류팬 최저 비소음점(C) 만큼 저감될 수 있는 여지가 있게 되고, 따라서 비소음을 낮추기 위해서는 시스템의 흡입저항을 낮춰 운전점을 횡류팬 최저 비소음 운전점(D)의 위치로 이동시키면 되지만, 종래 PTAC의 구조상 상기 시스템 흡입저항을 낮추는 것이 어려우므로 결국 비소음이 낮은 다른 종류의 팬을 사용하는 것이 효과적이다.

한편, 상기 PTAC에 고온이 발생되는 난방용 코일(7)을 부착하기 위해서는 이러한 고온에 견딜 수 있는 금속재의 횡류팬(1)을 사용해야 하므로, 상기 횡류팬(1)을 대량 생산하는 경우 고가의 프레스 금형이 필요하여 제작단가가 높아지는 문제점도 있다.

이에 본 발명은 상기와 같은 제반 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 금속재질의 횡류팬을 사출 플라스틱재질의 팬으로 대체하므로써 생산비가 대폭 절감되고, 이에 따른 구조를 변경하므로써 팬에서 발생되는 소음을 저감시킬 수 있도록 된 에어콘의 유로구조를 제공하는데 그 목적이 있다.

도 1은 종래 기술에 의한 패키지 터미널 에어콘의 개략적 구조를 측면 도시한 종단면도,

도 2는 종래 기술에 의한 패키지 터미널 에어콘의 개략적 구조를 평면 도시한 횡단면도,

도 3은 종래 기술에 의한 패키지 터미널 에어콘 내에 설치된 횡류팬의 성능특성을 나타낸 유량계수-정압계수 및 유량계수-비소음 관계 그래프,

도 4는 횡류팬을 적용한 본 발명에 따른 패키지 터미널 에어콘의 개략적 구조를 측면 도시한 종단면도,

도 5는 횡류팬을 적용한 본 발명에 따른 패키지 터미널 에어콘의 개략적 구조를 평면 도시한 횡단면도,

도 6은 시로코팬을 적용한 본 발명에 따른 패키지 터미널 에어콘의 개략적 구조를 측면 도시한 종단면도,

도 7은 시로코팬을 적용한 본 발명에 따른 패키지 터미널 에어콘의 개략적 구조를 평면 도시한 횡단면도,

도 8은 본 발명에 따른 패키지 터미널 에어콘에 적용된 시로코팬 임펠러의 구조를 도시한 측면도 및 정면도,

도 9는 본 발명에 따른 패키지 터미널 에어콘에 적용된 시로코팬의 성능특성을 나타낸 유량계수-정압계수 및 유량계수-비소음 관계 그래프이다.

도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

A ; 횡류팬 운전점 B ; 횡류팬 운전 비소음점

C ; 횡류팬 최저 비소음점 D ; 횡류팬 최저 비소음 운전점

E ; 시로코팬 운전점 F ; 시로코팬 운전 비소음점

G ; 시로코팬 최저 비소음점 H ; 시로코팬 최저 비소음 운전점

I ; 실내기 O ; 실외기

1 ; 횡류팬 2 ; 시로코팬

3 ; 축류팬 4, 5 ; 모우터

6 ; 실내 열교환기 7 ; 난방용 코일

8 ; 압축기 9 ; 실외 열교환기

10 ; 흡입구 11 ; 스크롤판

12 ; 격판 13 ; 링

14 ; 블레이드 15 ; 모우터축 삽입공

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 에어콘의 저소음 유로구조는 모우터가 각각 구비된 실내기와 실외기를 일체로 결합시킨 패키지 터미널 에어콘의 상기 실내기에 소정 형태의 팬을 통해 외부공기가 흡입된 후, 상기 팬으로부터 토출된 공기가 실내 열교환기와 난방용 코일을 순차적으로 통과하여 외부로 배출될 수 있도록 배치한 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 난방용 코일은 실내기의 토출구와 인접한 상기 실내 열교환기의 외측면 상에 설치된 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 팬은 횡류팬(Cross Flow Fan)으로 구성된 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 팬은 시로코팬(Sirocco Fan)으로 구성되어 있되, 복수개로 구성되어 상기 모우터의 양단에 각각 설치되고, 각 시로코팬의 외주연에는 흡입 공기의 유로를 형성하기 위한 스크롤판이 설치된 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명을 첨부된 도면에 의거하여 상세히 설명한다.

도 4 및 도 5는 횡류팬(1)을 적용한 본 발명에 따른 패키지 터미널 에어콘의 개략적 구조를 도시한 것이고, 도 6 내지 도 8은 시로코팬(2)을 적용한 본 발명에 따른 패키지 터미널 에어콘의 개략적 구조를 도시한 것이며, 종래의 PTAC는 횡류팬(1)이 작동됨에 따라 실내 열교환기(6)를 통해 외부의 공기가 흡입된 후 상기 횡류팬(1)을 거쳐 외부로 토출되는 흡입 방식인데 반하여, 본 발명에 따른 PTAC는 횡류팬(1)을 통과한 외부 공기가 실내 열교환기(6)를 거쳐 토출되는 블로우 방식으로 되어 있다.

횡류팬(1)을 적용한 PTAC는 실내기(I)의 외부공기가 유입되는 내측 하부에 횡류팬(Cross Flow Fan;1)이 모우터(4)와 연결되어 설치되고, 그 상부에는 실내 열교환기(6)가 수직 또는 다소 경사진 상태로 설치되며, 상기 실내 열교환기(6)의 외측에는 난방용 코일(7)이 장착되어 있는 것으로, 실내기류가 상기 횡류팬(1)에 의해 상부로 흡출된 후, 상기 실내 열교환기(6)와 난방용 코일(7)을 거쳐 외부로 토출되도록 되어 있다.

이때, 상기 난방용 코일(7)에서 발생하여 상기 횡류팬(1)쪽으로 전달되는 열전달량은 대류에 의한 열전달량이 배제된 상태로 복사에 의한 열전달량만이 존재하게 되므로 그 전달 열량이 현저히 감소하게 되며, 따라서 횡류팬(1)에 부하되는 열량이 매우 적으므로 열변형이 염려가 적어 종래의 금속재 횡류팬(1)을 사출 플라스틱재질로 대체할 수 있게 된다.

그러나, 상기 횡류팬(1)을 적용한 본 발명에 따른 PTAC는 시스템 저항의 발생에 있어서는 종래의 방식과 별다른 차이가 없으므로, 도 9에서 보는 바와 같이 운전점 특성이 불안정하게 형성되고, 소음도 크게 발생하는 등의 문제점이 여전히 존재하게 된다.

따라서, 이러한 문제점을 해결하기 위해서는 상기 횡류팬(1)을 대체할 수 있는 시로코팬(2)을 설치할 필요가 있다.

시로코팬(2)을 적용한 본 발명에 따른 PTAC는 실내기(I)의 외부공기가 유입되는 내측 하부에, 양방향으로 흡입 가능한 복수개의 시로코팬(2)이 모우터(4)의 양쪽에 연결되어 설치되고, 상기 시로코팬(2)의 외주를 따라 스크롤판(11)이 구비되며, 그 상부에는 실내 열교환기(6)가 수직 또는 다소 경사진 상태로 설치되고, 상기 실내 열교환기(6)의 외측에는 난방용 코일(7)이 장착되어 있는 것으로, 상기 시로코팬(2)이 회전하면 양방향에서 실내기류가 상부로 흡출된 후, 상기 실내 열교환기(6)와 난방용 코일(7)을 거쳐 외부로 토출되도록 되어 있다.

도 8은 상기 시로코팬(2)의 구조를 도시한 것으로, 원통형 임펠러 몸체의 중앙부에 원판형의 격판(12)이 구비되며, 상기 격판(12)의 중앙에는 모우터축 삽입공(15)이 형성되고, 이 격판(12)의 가장자리 둘레를 따라 일정방향으로 다수의 블레이드(14)가 취부되어 있으며, 상기 블레이드(14)의 외주연에는 이 블레이드(14)의 변형 및 이탈을 방지하기 위한 링(13)이 결합된 것이다. 상기 시로코팬(2)은 회전시에 양방향으로 공기가 흡입되므로 팬의 직경에 비해 다량의 풍량을 흡입할 수 있는 이점이 있다.

도 9는 상기 시로코팬(2)을 적용한 PTAC의 성능 특성과 횡류팬(1)을 적용한 PTAC의 성능 특성을 대비하여 도시한 것이다. 일반적으로, 유량계수(φ)에 대한 시로코팬(2)의 정압계수(Ψ_s) 곡선은 상기 횡류팬(1)의 정압계수(Ψ_s) 곡선과 비교해 볼 때, 그 발생압력은 상승하고 풍량은 감소하게 되는데, 횡류팬 정압계수 곡선상의 정점 부근에 존재하는 횡류팬 운전점(A)은 매우 불안정한 위치에 있게 되는데 반해, 시로코팬(2)을 사용할 경우 그 운전점(A)이 시로코팬 운전점(E)으로 이동되어 풍량이 증가하게 되며, 횡류팬 비소음 곡선에 비해 시로코팬 비소음곡선이 낮게 형성되어 있으므로 상기 시로코팬(2)을 사용할 경우 풍량은 증가하고 소음은 감소하게 된다.

즉, 시스템 저항곡선을 따라 운전점이 A에서 E로 이동하게 되면 시로코팬 비소음 곡선상에서 그 비소음 값인 운전 비소음점(F)이 최저 비소음점(G)에 근접하게 되므로, 소음은 더욱 낮아지게 된다.

또한, 상기 실외기(O)는 종래의 것과 같이, 상기 실외기(O) 내의 일측 하부에 압축기(8)가 설치되고, 중앙부에는 모우터(5)가 장착되며, 이 모우터(5)의 축선단에는 축류팬(3)이 설치되고, 상기 축류팬(3)의 전방에는 실외 열교환기(9)가 설치되어 있는 것으로, 흡입기류가 상기 실외 열교환기(9)의 양쪽에 마련된 흡입구(10)를 통해 180°선회한 후, 상기 축류팬(3)을 거쳐 실외 열교환기(9)의 외부로 토출되도록 된 것이다.

상기와 같은 구성및 작용에 의해 기대할 수 있는 본 발명의 효과는 다음과 같다.

본 발명에 따른 에어콘의 저소음 유로구조는 팬(1)(2)과 열교환기(6) 및 난방용 코일(7)의 위치를 재배치한 것으로, 상기 난방용 코일(7)로부터 발생되는 열이 상기 팬(1)(2)에 미치지 않도록 하여 종래의 금속재 팬(1)(2)을 사출 플라스틱재질의 팬(1)(2)으로 대체 가능하도록 하므로써 생산성이 향상되고, 제작비가 대폭 절감되며, 특히 실내기(I)에 시로코팬(2)을 적용하게 되는 경우, 풍량이 증가됨은 물론, 팬에서 발생되는 소음을 현저히 저감시킬 수 있는 효과가 있다.

Claims (5)

1. 모우터가 각각 구비된 실내기와 실외기를 일체로 결합시킨 패키지 터미널 에어콘의 상기 실내기에 소정 형태의 팬을 통해 외부공기가 흡입된 후, 상기 팬으로부터 토출된 공기가 실내 열교환기와 난방용 코일을 순차적으로 통과하여 외부로 배출될 수 있도록 배치한 에어콘의 저소음 유로구조.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 난방용 코일은 실내기의 토출구와 인접한 상기 실내 열교환기의 외측면 상에 설치된 것을 특징으로 하는 에어콘의 저소음 유로구조.
3. 제 1 항에 있어서, 상기 팬은 횡류팬(Cross Flow Fan)으로 구성된 것을 특징으로 하는 에어콘의 저소음 유로구조.
4. 제 1 항에 있어서, 상기 팬은 시로코팬(Sirocco Fan)으로 구성된 것을 특징으로 하는 에어콘의 저소음 유로구조.
5. 제 4 항에 있어서, 상기 시로코팬은 복수개로 구성되어 상기 모우터의 양단에 각각 설치되고, 각 시로코팬의 외주연에는 흡입 공기의 유로를 형성하기 위한 스크롤판이 설치된 것을 특징으로 하는 에어콘의 저소음 유로구조.