KR20010094498A - 대형 공기조화기의 바이패스 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 빌딩 및 공장등 대형건물에 사용되는 공기조화기에 관한 것으로서, 특히 동절기 또는 하절기가 아닌 환절기시 공기조화기를 가동시킬 때 공기가 냉/온수가 흐르는 2차 열교환기를 우회(迂廻)토록 바이패스 시킴에 따라 토출측 송풍모터에 작용하는 부하가 감쇠되도록 한 것이다.

이를 위한 본 발명은,

흡입송풍기(11), 1차 열교환기(21), 에어필터(31), 2차 열교환기(32), 토출송풍기(42)가 순차 설치된 공기조화기에 있어서;

상기 2차 열교환기(32)의 전방에는 2차 열교환기(32)로 향하는 유로를 선택적으로 개폐하는 댐퍼(50)를 설치하고, 상기 댐퍼(50)의 전방에는 댐퍼를 폐쇄하였을 때 기내공기가 배출되는 공기유출구(30)를 형성하며, 상기 2차 열교환기(32)의 후방에는 상기 공기유출구(30)와 연결되어 공기유출구를 통해 배출되는 공기가 2차 열교환기(32)를 통하지 않고 그 후방으로 유입되도록 하는 공기 유입구(30b)를 형성하여서 됨을 특징으로 한다.

Description

대형 공기조화기의 바이패스 장치{device for by-pass in big size air conditioner}

본 발명은 빌딩 및 공장등 대형건물에 사용되는 공기조화기에 관한 것으로서, 특히 동절기 또는 하절기가 아닌 환절기시 공기조화기를 가동시킬 때 공기가 2차 열교환기를 우회(迂廻)토록 바이패스 시킴에 따라 토출측 송풍모터에 작용하는부하가 감쇠되도록 한 것이다.

일반적으로, 공기조화기(air conditioner)란 실내로 공급되는 공기의 온도, 습도, 기류, 청정의 4가지 요소가 조화를 이룰 수 있도록 최적 상태로 조절하여 주는 장치를 일컫는 것으로서, 통상 가정용에 사용되는 소형 공기조화기와 빌딩 및 공장등의 대형 공간에 사용되는 대형 공기조화기로 대별된다.

이러한 공기조화기는 공통적으로 입구를 통해 유입된 실내공기를 고온 또는 저온으로 열교환 한 후 실내로 재유입되도록 하는 사이클을 기본시스템으로 적용하고 있다.

도 1은 상기한 공기조화기중 빌딩 및 공장 등의 대형공간을 냉방 또는 온방시키기 위한 대형 공기조화기의 일예를 도시한 것이다.

도면에 의하면, 대형 공기조화기는 흡입유닛(1), 1차 열교환유닛(2), 2차 열교환유닛(3), 배출유닛(4)으로 크게 구분된다.

먼저, 흡입유닛(1)은 실내와 덕트(duct)에 의해 연결되며, 케이스(10)의 내부에는 실내공기를 강제 유입하기 위한 흡입송풍기(11) 및 이를 구동시키기 위한 팬모터(12)가 벨트(belt) 및 풀리(pulley)에 의해 연계되어 있다.

그리고, 1차 열교환유닛(2)은 케이스(20)의 상부 일측에 외부공기가 유입되는 공기유입구(20a)와 기내공기가 유출되는 공기유출구(20b)가 각각 형성되어 있으며, 상기 케이스(20)의 내부에는 사각형상을 가진 다수개의 플레이트를 적층하여 구성된 1차 열교환기(21)가 설치되어 있다.

그리고, 2차 열교환기유닛(3)은 케이스(30)의 내부 전방에 공기에 포함된 이물질을 여과시켜주는 에어필터(31)가 설치되어 있으며, 그 후방에는 냉수가 흐르는 코일(coil) 형상의 2차 열교환기(32)가 설치되어 있다.

참고로, 상기 2차 열교환기(32)는 상기 1차 열교환기(21)를 통하면서 냉각된 공기를 다시 통과시킴에 따라 재차 냉각되도록 하는 역할을 한다.

그리고, 배출유닛(4)은 케이스(40) 상에 실내와 연결되는 냉기토출구(41)가 설치되며, 냉기를 상기 냉기토출구(41) 측으로 강제 배출되도록 하는 토출송풍기(42) 및 이를 구동시키기 위한 팬모터(43)가 설치되어 있다.

이러한 구성을 가진 대형 공기조화기의 냉방과정을 설명하면 다음과 같다.

먼저, 팬모터(12)에 의해 흡입송풍기(11)이 회전되면, 그 회전력에 의해 실내의 더운 공기가 기내로 유입되며, 유입된 더운공기는 1차 열교환기(21)를 구성하고 있는 금속재의 플레이트 사이를 통하면서 온도가 약 3 ~ 5℃ 정도 떨어진다.

이때, 상기 1차 열교환기(21)가 내장되어 있는 1차 열교환기유닛(2)의 케이스(20) 상에는 외기가 유입되는 공기유입구(20a)와 공기유출구(20b)가 각각 형성되어 있으므로 열교환된 공기중 약 30는 공기유출구(20b)를 통해 외부로 배출되고, 반대로 공기유입구(20a)로는 외부공기가 유입되어 잔류되어 있는 기내공기 약 70와 혼합된 상태로 2차 열교환기유닛(3)을 향해 유동된다.

2차 열교환기유닛(3)으로 유입된 공기는 에어필터(31)를 통과하면서 불순물이 여과된 상태에서 에어필터(31)의 후방에 설치되어 저온의 냉각수가 순환되고 있는 2차 열교환기(32)를 통하면서 더욱 저온화 된다.

저온의 공기는 배출유닛(4)의 내부에 설치된 토출송풍기(42)에 의해케이스(40) 상에 형성된 냉기토출구(41)를 통해 다시 실내로 환원되는 과정을 반복하면서 실내의 냉방을 이루게 된다.

그러나, 이러한 종래의 공기조화기는 공기정화 및 습도조절의 목적으로 공기조화기의 흡입송풍기(11)와 토출송풍기(42)만을 가동시킬 때 2차 열교환기(32)를 반드시 경유하게 되므로 토출송풍기(42)의 팬모터(43)에 큰 부하가 발생하게 된다.

즉, 유동공기가 2차 열교환기(32)를 통할 경우 2차 열교환기의 간섭으로 공기의 유동방향이 다변화 될 뿐만 아니라(난류형성), 토출송풍기(32)로 유입되는 공기량도 줄어들게 되므로 팬모터(43)에 부하로 작용하게 된다.

따라서, 지속적인 부하는 팬모터(43)의 수명단축은 물론, 소비전력을 가중시키는 문제점을 낳고 있다.

본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로서, 냉/난방 이외의 목적으로 공기조화기를 가동시킬 때 기내의 공기가 2차 열교환기를 우회하여 통과할 수 있도록 바이패스 구간을 부여함에 따라 유동공기의 난류발생을 억제하여 유출송풍기의 팬모터에 발생되는 부하를 최소화하는데 그 목적을 두고 있다.

도 1은 종래 대형 공기조화기의 구성도

도 2는 본 발명에 따른 공기조화기의 구성도

도 3은 본 발명에 따른 공기조화기의 공기흐름도

도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

11. 흡입송풍기 21. 1차 열교환기

30a. 공기유출구 30b. 공기유입구

31. 에어필터 32. 2차 열교환기

42. 토출송풍기 43. 팬모터

50. 댐퍼

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 형태에 따르면,

흡입송풍기, 1차 열교환기, 에어필터, 2차 열교환기, 토출송풍기가 순차 설치된 공기조화기에 있어서;

상기 2차 열교환기의 전방에는 2차 열교환기로 향하는 유로를 선택적으로 개폐하는 댐퍼를 설치하고, 상기 댐퍼의 전방에는 댐퍼를 폐쇄하였을 때 기내공기가 배출되는 공기유출구를 형성하며, 상기 2차 열교환기의 후방에는 상기 공기유출구와 연결되어 공기유출구를 통해 배출되는 공기가 2차 열교환기를 통하지 않고 그 후방으로 유입되도록 하는 공기 유입구를 형성하여서 됨을 특징으로 한다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부도면을 참조하여 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 2는 본 발명에 따른 공기조화기의 구성도이다.

도면에 따르면, 본 발명의 공기조화기는 실내공기를 흡입하는 흡입송풍기(11) 및 이를 구동시키기 위한 팬모터(12)와, 복수개의 금속재 플레이트를 적층하여 구성된 1차 열교환기(21)와, 순환공기에 포함된 이물질을 여과하여 주는 에어필터(31)와, 냉수 또는 온수가 순환되는 2차 열교환기(32)(또는 냉각코일)와, 열교환된 냉기를 실내로 강제 환원시키기 위한 토출송풍기(42)를 갖춘 대형 공기조화기에 있어서;

상기 에어필터(31)와 2차 열교환기(32) 사이에 공기유출구(30a)를 형성하고, 상기 공기유출구(30a)와 2차 열교환기(32) 사이에는 2차 열교환기(32)를 향하는 유로를 선택적으로 개폐 가능한 댐퍼(50)를 설치하며, 상기 2차 열교환기(32)와 토출송풍기(42) 사이에는 상기 공기유출구(30a)와 연결된 공기유입구(30b)를 형성한 구성이다.

이상과 같이 구성된 본 발명의 작용을 도 3을 통해 상세 설명하면 다음과 같다.

먼저, 일반적인 냉방 또는 난방의 목적으로 공기조화기가 가동될 때는 외기가 공기유입구(20a)를 통해 유입되어 1차 열교환기(21)를 통하게 되므로 외기는 적정온도로 상승 또는 하강된 상태로 기내를 통하게 된다. 따라서 2차 열교환기(32)의 부하를 줄여 열효율의 향상을 가져오는 장점이 있다.

한편, 외기냉방을 이루기 위한 목적으로 공기조화기를 가동시킬 때는 별도로 열교환이 필요치 않으므로 공기가 2차 열교환기(32)를 통할 필요가 없다.

만약, 2차 열교환기(32)를 통할 경우, 상술한 바 있듯이 공기의 난류유동으로 소음발생은 물론 토출송풍기(42)의 팬모터(43)에 부하로 작용되는 부작용이 발생되므로 공기가 이를 우회토록 바이패스 구간을 부여하면 이러한 문제점을 해소할 수 있게 된다.

따라서, 흡입송풍기(11)와 토출송풍기(42) 만이 가동되는 외기냉방모드시, 흡입송풍기(11)에 의해 유입된 공기는 1차 열교환기(21)를 거치면서 약 30는 배출되고, 나머지 70는 공기유입구(20a)를 통해 유입되는 외기와 혼합되어 에어필터(31)를 거치면서 이물질이 여과되어 청정공기만이 통과하게 된다.

이때, 상기 에어필터(31)와 2차 열교환기(32) 사이에는 공기유출구(30a)가 형성되고, 상기 공기유출구(30a)와 2차 열교환기(32) 사이에는 냉/난방 운전시를 제외하고는 2차 열교환기(32)를 향하는 유로를 폐쇄되도록 하는 댐퍼(50)가 설치되어 있다.

그러므로 유동공기는 댐퍼(50)에 의해 2차 열교환기(32)로 향하는 유로를 통하지 못하고, 대신 댐퍼(50)의 전방에 위치한 공기유출구(30a)를 통해 배출되었다가 이와 연결된 공기유입구(30b)를 통해 다시 기내로 유입되는 우회통로를 거치게 된다.

이는 유동공기가 그 저항체로 작용되는 2차 열교환기(32)를 통하지 않고 바이패스(by-pass)되도록 하므로써 유동저항을 받지 않도록 함에 따라 원활한 공기흐름을 유도하여 소음을 방지할 수 있고, 난류발생을 억제하여 토출송풍기(42)의 팬모터(43)에 과부하가 발생되는 것을 미연에 방지할 수 있게 된다.

이상과 같은 본 발명은 외기냉방모드시 유동공기가 2차 열교환기를 통하지 않고 바이패스 되도록 하므로써 공기의 저항감소로 소음을 방지할 수 있다.

또한, 공기의 원활한 흐름을 유도할 수 있으므로 이에 인접한 토출송풍팬의 팬모터에 과부하가 발생됨을 방지할 수 있다. 따라서, 팬모터의 수명을 연장시킬 수 있는 후속효과를 기대할 수 있다.

Claims (1)

1. 흡입송풍기(11), 1차 열교환기(21), 에어필터(31), 2차 열교환기(32), 토출송풍기(42)가 순차 설치된 공기조화기에 있어서;

   상기 2차 열교환기(32)의 전방에는 2차 열교환기(32)로 향하는 유로를 선택적으로 개폐하는 댐퍼(50)를 설치하고,

   상기 댐퍼(50)의 전방에는 댐퍼를 폐쇄하였을 때 기내공기가 배출되는 공기유출구(30)를 형성하며,

   상기 2차 열교환기(32)의 후방에는 상기 공기유출구(30)와 연결되어 공기유출구를 통해 배출되는 공기가 2차 열교환기(32)를 통하지 않고 그 후방으로 유입되도록 하는 공기 유입구(30b)를 형성하여서 됨을 특징으로 하는 대형 공기조화기의 바이패스 장치.