KR20010097498A - 대용량 공기조화기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 빌딩 및 공장등의 대형 공간에 설치되는 공기조화기에 관한 것으로서, 특히 공기조화기의 바이패스 구역에 열교환기를 추가로 설치하여 폐열량을 최소화하므로써 열효율을 배가시킬 수 있도록 한 것이다.

본 발명의 목적은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로서, 공기조화기의 사영역인 바이패스 구역에 열교환기를 추가로 설치하여 열효율이 향상되도록 하는데 있다.

본 발명의 다른 목적은 공기조화기의 비 운전시 동파방지용 히터를 설치하지 않더라도 추가로 설치된 열교환기에 의해 유입되는 외부공기의 온도가 자연 상승하여 또 다른 열교환기가 동파되는 것을 방지토록 하는데 있다.

이를 위한 본 발명의 형태에 따르면,

실내공기를 기내로 강제 흡입하는 흡입유닛(100)과; 상기 흡입유닛(100)의 후방에 설치되어 공기를 적정 온도로 높이거나 또는 낮춰주는 1차 열교환기(400)와; 상기 1차 열교환기(400)의 후방에 설치되어 공기를 정화시켜주는 에어필터(200)와; 상기 에어필터(200)의 후방에 설치되어 공기온도를 재차 높이거나 또는 낮춰주는 2차 열교환기(500)와; 상기 2차 열교환기(500)의 후방에 설치되어 열교환된 공기를 흡입하여 실내로 환원시켜주는 배출유닛(600)을 포함하여 구성된 것이다.

Description

대용량 공기조화기{a large type air conditioner}

본 발명은 빌딩 및 공장등의 대형 공간에 설치되는 공기조화기에 관한 것으로서, 특히 공기조화기의 바이패스 구역에 열교환기를 추가로 설치하여, 폐열량을 최소화하므로써 열효율을 배가시킬 수 있도록 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 가정용과 산업용으로 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 산업용(빌딩 및 공장등 대형공간에 설치됨)으로 사용되는 대용량 공기조화기의 일예를 도시한 것이다.

도면에 의하면, 대형 공기조화기는 흡입유닛(1), 히터(2), 에어필터(3), 열교환기(4), 배출유닛(5)이 순차 배열된 구성을 이루고 있다.

이하, 상기 각 구성요소를 상세 설명하면 다음과 같다.

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 동력전달체인 벨트(13) 및 풀리(14)에 의해 연계되어 있다.

그리고, 흡입유닛(1)의 후방에 설치되는 히터(2)는 동절기에 공기조화기의 운전이 정지된 상태에서 기내온도가 설정온도 이하로 떨어지면 "온" 되어 열교환기(4)가 동파되는것을 방지하는 역할을 한다.

이때, 상기 히터(2)는 공기조화기의 기종에 따라 설치되지 않기도 하는데, 이 경우 열교환기(4)가 동파되어 기기의 보수 및 관리가 어렵기 때문에 현재 대부분의 공기조화기에는 히터(2)를 필수적으로 설치하고 있다.

그리고, 상기 흡입유닛(1)의 후방에 설치되는 에어필터(3)는 유입되는 공기중에 포함된 이물질을 여과하여 주는 역할을 한다.

그리고, 상기 에어필터(3)의 후방에 설치되는 열교환기(4)는 굴곡형 파이프에 냉수 또는 온수가 순환되도록 하므로써, 이를 통과하는 공기를 저온 또는 고온으로 열교환 시켜주는 역할을 한다.

그리고, 상기 열교환기(4)의 후방에 설치되는 배출유닛(5)은 열교환 된 기내공기를 강제 흡입하여 실내로 환원하여 주는 배출송풍기(50) 및 이를 구동시키기 위한 팬모터(51)가 벨트(52) 및 풀리(53)에 의해 연계되어 있다.

한편, 상기 흡입유닛(1)과 히터(2) 사이에는 바이패스(by-pass) 구간(6)이 구성되어 있는데, 이 바이패스 구간(6)은 배출구(61)를 가진 제 1 실(60)과, 흡입구(63)를 가진 제 2 실(62)로 구분되어 있고, 상기 제 1, 2 실(60)(62)의 사이에는 두 공간을 선택적으로 연통시켜주는 댐퍼(64)가 설치되어 있다.

따라서, 상기 댐퍼(64)를 완전 개방하게 되면, 흡입유닛(1)으로부터 유입된 공기는 제 1 실(60)을 통할 때 약 30%는 배출구(61)를 통해 외부로 배출되고, 나머지 약 70%는 댐퍼(64)를 통해 제 2 실(62)로 유입된다. 이후, 상기 제 2 실(62)로 유입된 70%의 공기는 제 2 실(62)에 구비된 흡입구(63)를 통해 유입되는 30%의 외부공기와 혼합되어 다음 코스로 유동된다.

반면, 댐퍼(64)를 폐쇄하게 되면, 흡입유닛(1)으로부터 유입된 공기가 제 2 실(62)로 유입되지 못하고 제 1 실(60)의 배출구(61)를 통해 전량 배출된다.

그러나, 이러한 종래의 공기조화기는 하나의 열교환기(4) 만이 설치되어 있으므로 폐열량이 많고, 이에 따라 열교환효율이 떨어지는 문제점이 있었다.

또한, 공기조화기의 비 가동시에 제 2 실(62)의 흡입구(63)를 통해 항상 외부공기가 기내로 유입됨에 따라 동절기에 열교환기(4)가 동파되는 문제점을 해결하기 위해 반드시 동파방지용 히터(2)를 설치해야 하기 때문에 공기조화기가 히터 설치공간만큼 대형화 되는 문제점도 함께 가지고 있다.

본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로서, 공기조화기의 사영역인 바이패스 구역에 열교환기를 추가로 설치하여 열효율이 향상되도록 한 대용량 공기조화기를 제공하는데 목적이 있다.

또한, 공기조화기의 비 운전시 동파방지용 히터를 설치하지 않더라도 추가로 설치된 열교환기에 의해 유입되는 외부공기의 온도가 자연 상승하여 또 다른 열교환기가 동파되는 것을 방지토록 한 대용량 공기조화기를 제공하는데 목적이 있다.

도 1은 종래 대용량 공기조화기의 구성도

도 2는 본 발명에 따른 대용량 공기조화기의 구성도

도 3은 본 발명에 따른 대용량 공기조화기에 있어서, 공기흐름을 나타낸 도면

도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

100. 흡입유닛 200. 에어필터

300. 바이패스 구간 400. 1차 열교환기

500. 2차 열교환기 600. 배출유닛

상기 목적을 달성하기 위한 본 고안의 형태에 따르면,

실내공기를 기내로 강제 흡입하는 흡입유닛과; 상기 흡입유닛의 후방에 설치되어 공기를 적정 온도로 높이거나 또는 낮춰주는 1차 열교환기와; 상기 1차 열교환기의 후방에 설치되어 공기를 정화시켜주는 에어필터와; 상기 에어필터의 후방에 설치되어 공기온도를 재차 높이거나 또는 낮춰주는 2차 열교환기와; 상기 2차 열교환기의 후방에 설치되어 열교환된 공기를 흡입하여 실내로 환원시켜주는 배출유닛을 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.

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

도 2는 본 발명에 따른 대용량 공기조화기의 구성도이다.

도면에 의하면, 본 발명의 대용량 공기조화기는 실내공기를 기내로 강제 흡입하는 흡입유닛(100)과; 상기 흡입유닛(100)의 후방에 설치되어 기내로 유입된 공기를 정화시켜주는 에어필터(200)와; 상기 흡입유닛(100)과 에어필터(200) 사이의 바이패스 구간(300)에 설치되어 외부로 부터 유입되는 공기를 적정온도로 높여주는 1차 열교환기(400)와; 상기 에어필터(200)의 후방에 설치되어 공기온도를 재차 높이거나 또는 낮춰주는 2차 열교환기(500)와; 상기 2차 열교환기(500)의 후방에 설치되어 기내의 공기를 강제 흡입하여 실내로 환원시켜주는 배출유닛(600)을 포함하여 구성된다.

이때, 상기 1차 열교환기(400)는 여러개의 금속재 평판(410)을 적층하되, 평판과 평판 사이로 미세간격을 두어 공기가 통과되도록 한 판형 열교환기; 또는 하니콤(honey comb) 형태의 다수개 공기통과공을 가지며, 구동수단에 의해 회전되는 로터리형 열교환기중 어느 하나를 적용하여도 무방하나, 별도로 동력이 필요없는 판형 열교환기를 적용하는것이 보다 바람직 하다.

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

도 3은 본 발명에 따른 대용량 공기조화기에 있어서, 공기흐름을 나타낸 도면이다.

도면에 의하면, 흡입유닛(100)를 통과한 실내공기는 1차 열교환기(400)를 통하면서 적정온도로 열교환(저온 또는 고온)되고, 열교환 된 공기중 약 30%는 1차열교환기(400)를 커버링 하고 있는 케이스(420)에 형성된 배출구(421)를 통해 기외로 배출되며, 열교환된 공기중 나머지 70%는 기내에 잔류하게 된다.

그리고, 상기 케이스(420)에 형성된 유입구(422)로는 배출된 기내공기와 동일한 양의 외부공기가 유입되어 1차 열교환기(400)를 통하면서 열교환되어 기내에 잔류된 70%의 공기와 합류되어 유동된다.

이후, 상기 혼합된 공기는 에어필터(200)를 통하면서 정화되고, 2차 열교환기(500)를 통하면서 재차 열교환 된 후 배출유닛(600)의 흡입력에 의해 다시 실내로 환원되는 과정이 반복된다.

한편, 상기 1차 열교환기(400)는 저온 또는 고온인 외부공기가 통과하면서 적정온도도 열교환되어 기내로 유입된다. 특히 동절기에 공기조화기의 운전이 정지된 상태에서 저온의 외부공기가 기내로 유입될 경우, 저온공기가 1차 열교환기(400)를 통하면서 적정온도로 상승되면서 수냉식 열교환기인 2차 열교환기(500)의 결빙/동파를 방지할 수 있게 된다.

아울러, 기내공기가 1차 열교환기(400)를 통하면서 1차적으로 열교환이 이루어지므로 외기부하를 줄일 수 있으며, 이는 열교환효율의 향상은 물론 기존에 비해 단시간내에 설정치의 열량을 얻을 수 있으므로 운전시간을 줄여 소비전력도 절감할 수 있게 된다.

또한, 상기 1차 열교환기(400)는 폐공간이었던 바이패스 구간(300)에 설치되므로 별도의 공간확보가 필요없다. 따라서 기존 공기조화기의 크기를 확장하지 않고도 1차 열교환기(400)를 설치할 수 있는 잇점을 있다.

또한, 1차 열교환기(400)의 추가로 인해 기존 공기조화기에 필수적으로 설치되었던 2차 열교환기(500)의 동파방지용 히터를 설치하지 않아도 되므로 기기의 콤팩트화가 가능하다.

이상과 같은 본 발명은 기존 공기조화기의 크기 확장 없이 열교환기를 추가로 설치함에 따라 열효율을 향상시킬 수 있게 된다.

또한, 추가로 설치된 열교환기에 의해 외부공기가 기내로 유입될 때 고온화가 가능하므로 수냉식 열교환기인 2차 열교환기의 결빙/동파를 방지할 수 있게 된다. 따라서 기존에 2차 열교환기의 동파방지를 위해 설치되었던 히터의 삭제가 가능하므로 제품의 단순화가 가능하며, 외형의 컴팩트화가 가능하다.

Claims (3)

1. 실내공기를 기내로 강제 흡입하는 흡입유닛(100)과;

   상기 흡입유닛(100)의 후방에 설치되어 공기를 적정 온도로 높이거나 또는 낮춰주는 1차 열교환기(400)와;

   상기 1차 열교환기(400)의 후방에 설치되어 공기를 정화시켜주는 에어필터(200)와;

   상기 에어필터(200)의 후방에 설치되어 공기온도를 재차 높이거나 또는 낮춰주는 2차 열교환기(500)와;

   상기 2차 열교환기(500)의 후방에 설치되어 열교환된 공기를 흡입하여 실내로 환원시켜주는 배출유닛(600)을 포함하여 구성됨을 특징으로 대용량 공기조화기.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 1차 열교환기(400)는 다수개의 평판을 적층하여 구성된 판형 열교환기인 것을 특징으로 하는 대용량 공기조화기.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 1차 열교환기(400)는 하니콤(honey comb) 형상의 유로를 가지며 동력수단에 의해 회전가능하게 설치되는 로터리형 열교환기인 것을 특징으로 대용량 공기조화기.