KR200181345Y1 - 냉난방겸용 공기조화기 - Google Patents

Abstract

본 고안은 난방시 외기온도가 영하로 내려갈 경우 외기의 차가운 공기가 유입되더라도 외기 및 실내부하의 필요 충분 조건에 따라 비례 제어가 이루어지므로 충분히 증발압력을 유지할 수 있도록 하며, 송풍기 또는 송풍팬을 적어도 2대 이하로 설치 운영하여 제작원가를 절감시킬 수 있도록 하며, 환기를 위해 실내의 공기가 배출되면서 증발기 역할을 하는 제1 열교환기측의 온도가 영상을 유지하므로 제상이 거의 필요없어 압축기의 잦은 기동과 정지로 인한 전력비 낭비 및 장비의 수명 저하를 예방할 수 있는등의 성능이 탁월하게 뛰어난 냉난방겸용 공기조화기를 제공한다.

Description

냉난방겸용 공기조화기{AN AIR CONDITIONING SYSTEM}

본 고안은 공기조화기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 난방시 외기온도가 영하로 내려갈 경우 외기의 차가운 공기가 유입되더라도 외기 및 실내부하의 필요 충분 조건에 따라 비례 제어가 이루어지므로 충분히 증발압력을 유지할 수 있도록 하며, 송풍기 또는 송풍팬을 적어도 2대 이하로 설치 운영하여 제작원가를 절감시킬 수 있도록 하며, 환기를 위해 실내의 공기가 배출되면서 증발기 역할을 하는 제1 열교환기측의 온도가 영상을 유지하므로 제상이 거의 필요없어 압축기의 잦은 기동과 정지로 인한 전력비 낭비 및 장비의 수명 저하를 예방할 수 있는등의 성능이 탁월하게 뛰어난 냉난방겸용 공기조화기에 관한 것이다.

잘 알려져 있듯이, 실내의 냉방 및 난방을 하는 종래 공기조화기는 예를 들면, 대한민국 공개 제97-62554호에 공개되어 있는 바, 이를 도 1을 참조하여 설명하면 다음과 같다.

도시된 바와 같이, 종래 기술에 따르면 케이스(1)에는 실내측 급기토출구(11)와 실내측 공기흡입구(12) 및 실외측 토출구(13)와 실외측흡입구(14)가 서로 대향하는 위치에 형성되어 있다.

상기 실내측 급기토출구(11)와 실외측 배기토출구(13)는 격벽(25)에 의해 상호 구획되어 있고, 상기 실내측 급기토출구(12)와 실외측흡입구(14)는 격벽(26)에 의해 상호 구획되어 있다.

그리고, 이들 토출구(11,13) 및 흡입구(12,14) 사이에는 각각 댐퍼(31~38)에 의해 구획되어 있는 열교환실(20)이 형성되어 있다. 이 열교환실(20)은 다시 수평 배치된 격판(21)에 의해 상하로 구획되어 상부열교환실(22)에는 증발기(2)가 배치되어 있고, 하부열교환실(28)에는 응축기(3)가 배치되어 있다.

상부열교환실(22)의 증발기(2)에서 발생된 응축수는 격판(21)에 형성된 적절한 드레인에 의해 하부열교환실(22)의 응축기(3)로 낙하되어 열효율을 높이도록 되어 있으나 통과 풍속이 2.5m/sec 이상으로 응축수가 비산되므로 효율이 낮다.

상기 댐퍼(31~38)들은 다수의블라인드 형태로 이루어져 있으며 수동으로 조작하도록 구성되어 있다.

제1 댐퍼(31)는 증발기(2)와 실내측 급기토출구(11) 사이에 배치되어 이들 사이에 공기의 풍량을 조절하도록 구성되어 있고, 동일한 형태로 제2 댐퍼(32)는 응축기(3)와 실내측 급기토출구(11) 사이에 형성되어 있으며, 제3 댐퍼(33)는 실내측힙입구(12)와 증발기(2) 사이에 형성되어 있고, 제4 댐퍼(34)는 실내측 공기흡입구(12)와 응축기(3) 사이에 형성되어 있으며, 제 5댐퍼(35)는 실외측흡입구(14)와 증발기(2) 사이에 형성되어 있으며, 제 7댐퍼(37)는 실외측 배기토출구(13)와 증발기(2) 사이에 형성되어 있으며, 제8 댐퍼(38)는 실외측흡입구(13)와 응축기(3) 사이에 형성되어 있다.

실내측 급기토출구(11)내에는 블로워(10a)가 배치되어 있고, 실외측 배기토출구(13)내에는 또 다른 블로워(10b)가 배치되어 있다.

미설명 부호 4는 압축기이고, 5는 팽창밸브이며, 15는 실내외측 흡입구(12,14)와 이에 면하는 댐퍼(33,34,35,36) 사이에 구비된 필터이다.

상기와 같이 구성된 종래 기술에 의한 냉난방겸용 공기조화기의 작용을 냉방모드와 난방모드로 구분하여 설명한다.

먼저, 냉방모드를 설명하면, 실내공기루트와 증발기(2) 사이에 형성된 댐퍼(31,33)와 실외공기루트와 응축기(3) 사이에 형성된 댐퍼(36,38)를 개방하고, 나머지 댐퍼(32,34,35,37)를 닫으면, 증발기(2)를 거쳐서 냉각된 실내공기는 실내공기토출구(11)를 통해 실내로 흐르고, 실내에서 가온된 공기는 실내공기흡입구(12)를 통해 증발기(2)로 흐르게 된다.

한편, 실외공기흡입구(14)를 통해 유입된 외부공기는 응축기(3)를 거치면서 열을 흡수하여 실외공기토출구(13)를 통해 외부로 배출되어 실내의 냉방이 이루어진다.

다음으로, 난방모드를 설명하면, 전술한 냉방모드와 반대로, 실내공기루트와 응축기(3) 사이에 형성된 댐퍼(32,34)와 실외공기루트와 증발기(2) 사이에 형성된 댐퍼(35,37)을 개방하고, 나머지 댐퍼(31,33,36,38)를 닫으면, 응축기(3)를 거쳐서 가온된 실내공기는 실내공기토출구(11)를 통해 실내로 흐르고, 다시 실내공기흡입구(12)를 통해 응축기(3)로 흐르게 된다. 한편, 실외공기흡입구(14)를 통해 유입된 차가운 외부공기는 증발기(2)를 거치면서 열을 빼앗긴 후 실외공기토출구(13)를 통해 외부로 배출되어 실내의 난방이 이루어진다.

상기와 같이 구성된 종래 기술에 의한 공기조화기는 냉방에는 큰 문제가 없이 사용되고 있으나, 난방시 외기온도가 영하로 내려갈 경우 외기의 차가운 공기로 증발압력을 유지하여야 하는 문제로 인하여 난방열량이 부족한 문제점이 있었다.

또한, 이를 해결하기 위해 별도의 전기보조코일을 사용하여야 하기 때문에 전력 사용비용이 증가되는 문제점도 있었다.

또한, 냉동기의 용량이 대용량이나 환기가 전외기방식에는 사실상 사용이 불가능한 문제점이 있었다.

또한, 전외기방식을 적용하고자 할 경우에는 장비용량의 2배가 필요하여 하절기 응축기 냉각부족 및 덕트 공간의 부족등 설치 면적이 증가하는 문제점도 있었다.

또한, 배기 풍량이 많아야 함으로 공조실내 덕트가 차지하는 비율이 70% 이상 차지하게 되며, 영하의 기온에서 30% 이상의 환기가 불가하였다.

또한, 냉방시 응축기 부분의 응축온도를 낮추기 위한 풍량증가로 소음이 크게 발생되는 문제점도 있었다.

또한, 동절기 영하의 기온으로 증발기측의 제상으로 난방효율이 저하되는 문제점도 있었다.

또한, 빈번한 핫가스(Hot Gas)를 이용한 제상으로 장비의 잦은 기동과 정지로 전력비 낭비 및 장비의 수명이 저하되는 문제점도 있었다.

또한, 제상시 남은 수분이 차가운 영하의 온도에 의해 다시 얼어붙어 압축기 손상될 우려를 안고 있다.

또한, 송풍기가 2대 수평으로 설치되므로 설치면적이 증가되는 문제점도 있었다.

상기와 같은 문제점들로 인해 공사 비용의 증가, 운전 관리비 증가, 적용 분야에 한계가 있으며, 전력의 낭비, 장비의 수명이 저하되는 문제점을 해결할수가 없었다.

따라서, 본 고안의 목적은 난방시 외기온도가 영하로 내려갈 경우 외기의 차가운 공기가 유입되더라도 충분히 증발압력을 유지할 수 있도록 한 냉난방겸용 공기조화기를 제공하는 것이다.

본 고안의 다른 목적은 송풍기 또는 송풍팬을 적어도 2대 이하로 설치 운영하여 제작원가를 절감시킬 수 있도록 한 냉난방겸용 공기조화기를 제공하는 것이다.

본 고안의 또 다른 목적은 환절기에 외기를 유입하여 냉난방이 가능하고, 또한 필요조건에 따라 열교환기가 순차적으로 필요한 만큼 운전되고 최종적으로 압축기가 운전되므로 초절전형 냉난방겸용 공기조화기를 제공하는 것이다.

본 고안의 또다른 목적은 핫가스등의 별도로 사용하지 않고서도 제상을 할수 있어 비의 잦은 기동과 정지로 전력비 낭비 및 장비의 수명 저하를 막을 수 있도록 한 에너지 절감형 냉난방겸용 공기조화기를 제공하는 것이다.

본 고안의 또 다른 목적은 전외기 방식의 공기조화기를 설계할 경우 외기 부하에 따른 장비 부하가 2배가 필요하나 전열교환기를 사용하므로 열회수율 10~15%의 손실량에 따른 안전율만 필요하므로 설치 비용, 운전관리 비용, 관리의 편리성이 탁월한 냉난방겸용 공기조화기를 제공하는 것이다.

본 고안의 또 다른 목적은 필터를 공조기 외측에 설치함으로써 필터를 공조기 내부에 설치하였던 종래에 비해 제작 원가나 유지 보수 비용의 가중을 탈피하여 경제성이 있는 냉난방겸용 공기조화기를 제공하는 것이다.

본 고안의 또 다른 목적은 제3 열교환기의 경우 시수를 사용하고, 이 시수를 재활용할수 있어 하절기에 냉동 부하가 반으로 축소되므로 50%이상의 전력부하낭비를 현저하게 절감할 수 있는 냉난방겸용 공기조화기를 제공하는 것이다.

도 1은 종래 기술에 의한 냉난방겸용 공기조화기의 구성을 나타낸 사시도.

도 2는 본 고안에 의한 공기조화기의 일실시예의 구성을 도시한 사시도.

도 3은 도 2의 실시예에 따른 냉방싸이클을 나타낸 도면.

도 4는 도 2의 실시예에 따른 난방싸이클을 나타낸 도면.

도 5는 본 고안에 의한 공기조화기의 다른 실시예의 구성을 도시한 사시도.

도 6은 도 5의 실시예에 따른 냉방싸이클을 나타낸 도면.

도 7은 도 5의 실시예에 따른 난방싸이클을 나타낸 도면.

도 8은 본 고안에 의한 공기조화기의 다른 실시예를 나타낸 도면.

〈도면의 주요부분에 대한 부호의 설명.

40 : 공조케이스

42 : 실내측 급기토출구

43 : 실외측 배기토출구

44a,44b : 실내측 공기흡입구

50 : 제1 열교환기

51 : 제2 열교환기

52 : 제3 열교환기

53 : 제4 열교환기

54 : 전열교환기

60 : 필터

61 : 댐퍼

62,63 : 송풍팬

64 : 압축기

65 : 사방밸브

66 : 팽창밸브

67 : 제4 열교환기

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 고안은 압축기, 사방밸브, 제1 열교환기, 팽창밸브, 제2 열교환기와 이들을 순차적으로 연결하는 냉매관과, 송풍팬 및 필터를 포함하는 냉난방겸용 공기조화기에 있어서, 격벽에 의해 구획된 공조케이스; 격벽을 기준으로 하여 공조케이스의 일단에는 실내측 공기흡입구와 제1 열교환기 및 실외측 배기토출구가 구비되고, 그 타단에는 실내측 공기흡입구와 제2 열교환기 및 실내측 급기토출구가 설치되며, 실내측 급기토출구는 덕트를 매개로 하여 공기가 실내와 연통되게 설치되고, 실내측 공기흡입구에는 실내에서 덕트가 분기되어 설치되는 것을 특징으로 한다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 고안은, 압축기, 사방밸브, 제1 열교환기, 팽창밸브, 제2 열교환기와 이들을 순차적으로 연결하는 냉매관과, 송풍팬 및 필터를 포함하는 냉난방겸용 공기조화기에 있어서, 내부가 비어있는 공조케이스; 공조케이스의 일단에는 실내측 급기토출구가, 그 타단에는 실외측 배기토출구가, 그 중간부에는 실내측 공기흡입구가 형성되고, 실내측 공기흡입구와 상기 실내측 급기토출구 사이에 제1 열교환기와 제2 열교환기가 배치되며, 실내측 급기토출구는 덕트를 매개로 하여 공기가 실내와 연통되게 설치되고, 실내측 공기흡입구에는 덕트를 매개로 하여 실내와 연통되게 설치되는 것을 특징으로 한다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 고안은, 압축기, 사방밸브, 제1 열교환기, 팽창밸브, 제2 열교환기와 이들을 순차적으로 연결하는 냉매관과, 송풍팬 및 필터를 포함하는 냉난방겸용 공기조화기에 있어서, 한조로 분리되게 이루어진 공조케이스; 공조케이스중의 어느 하나에는 실내측 공기흡입구와 제1 열교환기 및 실외측 배기토출구가 구비되며, 다른 하나에는 실내측 공기흡입구와 제2 열교환기 및 실내측 급기토출구가 구비되며,실내측 급기토출구는 덕트를 매개로 하여 공기가 실내와 연통되게 설치되고, 실내측 공기흡입구에는 실내측에서 덕트가 분기되어 설치되는 것을 특징으로 한다.

이하, 본 고안에 의한 냉난방겸용 공기조화기의 바람직한 일실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.

도 1은 종래 기술에 의한 냉난방겸용 공기조화기의 구성을 나타낸 사시도이고, 도 2는 본 고안에 의한 공기조화기의 일실시예의 구성을 도시한 사시도이며, 도 3은 도 2의 실시예에 따른 냉방싸이클을 나타낸 도면이며, 도 4는 도 2의 실시예에 따른 난방싸이클을 나타낸 도면이다.

도시된 바와 같이, 공조케이스(40)는 일실시예로 내부가 비어있는 직육면체 형상으로 형성됨과 아울러 일자형으로 형성된다.

이 공조케이스(40)의 대략 중간의 내부에는 내부를 두공간으로 구획하는 격벽(41)이 설치되며, 이 격벽(41)을 기준으로 하여 공조케이스(40)의 양단부분에는 각각 실내측과 연통되는 실내측 급기토출구(42) 및 실외와 연통되는 실외측 배기토출구(43)가 형성된다.

그리고, 격벽(41)과 실내측 급기토출구(42) 사이 및 격벽(41)과 실외측 배기토출구(43) 사이에 해당되는 공조케이스(40)에는 실내(R)로부터 토출되는 공기가 상기 격벽(41)에 구획된 공조케이스(40)의 두공간으로 분기되어 흡입되도록 각각 한쌍의 실내측 공기흡입구(44a,44b)가 형성된다.

상기 격벽(41)에 의해 두공간으로 구획된 공조케이스(40)의 내부에는 각각 제1 열교환기(50)와 제2 열교환기(51)가 배치되는 바, 제1 열교환기(50)는 실내측 공기흡입구(44a)와 실외측 배기토출구(43) 사이에 수직으로 배치되며, 제2 열교환기(51)는 실내측 공기흡입구(44b)와 실내측 급기토출구(42) 사이에 배치된다.

상기 실내측 공기흡입구(44a)와 격벽(41) 사이에는 냉동능력을 향상시키기 위한 코일인 제3 열교환기(52)가 구비되고, 격벽(41)과 제2 열교환기(51) 사이에 형성된 실내측 공기흡입구(44b)에는 과냉각을 시키기 위한 제4 열교환기(53)가 구비되며, 격벽(41)와 제2 열교환기(51) 사이에는 제4 열교환기(53)로부터 소정 간격 이격되게 전열교환기(54)가 구비된다.

제1 열교환기(50)와 제2 열교환기(51) 사이에 해당되는 공조케이스(40)의 외측에는 격벽(41)을 기준으로 하여 격벽(41)과 제1 열교환기(50) 사이의 공간 및 격벽(41)와 제2 열교환기(51) 사이의 공간으로 각각 독립적으로 외기의 먼지를 걸러 신선한 공기가 유입되도록 하는 필터(60)가 구비된다.

여기서, 필터는 공조케이스의 외측에 설치되기 때문에, 종래의 내장형 타입에 비해 교체 작업이 손쉬우며, 종래에서처럼 내장형 타입에서 필터의 교체시 먼지등이 공조케이스의 내부로 떨어지는 일이 발생되지 않게 된다.

이 필터(60)는 용도에 따라 프리 필터(Pree Filter)와 미디엄 필터(Midium Filter)의 두개의 층으로 이루어진다.

이 필터(60)의 전면부에는 신선 외기량을 자동제어하는 댐퍼(61)가 구비되어 있는 바, 이 댐퍼(61)는 다수의 블라인드 형태로 이루어져 도시안된 콘트롤러의 제어에 따라 공기 흐름 통로의 개도 조건에 따라 비례 제어로 조절할수 있도록 구성된다.

상기 격벽(41)에는 다수의 블라인드 형태로 이루어져 도시안된 콘트롤러의 제어에 따라 공기 흐름 통로의 개도를 임의로 조절할수 있도록 구성된 역류방지용 댐퍼(41a)가 설치된다.

상기 실내측 급기토출구(42)와 실외측 배기토출구(43)에는 각각 한개씩 송풍팬(62,63)이 구비된다.

상기 두개의 송풍팬중에서 실외측 배기토출구(43)에 위치한 송풍팬(63)에는 그 회전수를 제어하는 인버터(64')가 설치되어 있어 증발압력을 부하조건에 따라 적절하게 유지하여 필요충분조건에 따라 실외로 배출하도록 하고 있다.

상기와 같이 구성된 본 고안의 일실시예에 따른 공기조화기는 통상적으로 사용되는 흡입구와 토출구를 가짐과 아울러 흡입구로부터 흡입되는 저온저압 기체 상태의 냉매를 압축하여 고온고압 기체 상태로 토출관을 통해 토출해내는 압축기, 이 압축기의 흡입구와 토출구를 상기 제1 열교환기와 제2 열교환기로 각각 연결시키는 두개의 독립된 통로를 가짐과 아울러 사용자의 선택에 따른 냉방운전과 난방운전 모드에 따라 냉매의 흐름을 바꾸도록 절환 조작되는 사방밸브 및 팽창밸브등이 구비되어 냉매가 흐르는 싸이클을 형성하게 된다.

여기서, 상기 압축기는 본 고안에서 2기가 구비되어 있는데 이렇게하는 이유는 동, 하절기에 비상 사태나 보수 발생으로 인한 운전의 문제시 다른 하나로 대처할 수 있기 때문이다.

여기서, 팽창밸브는 전자 팽창밸브를 사용하여 부하조건에 따라 필요한 만큼만 정밀하게 공급되므로 냉동능력이 향상된다.

상기와 같이 사방밸브를 이용하여 냉매가 흐르는 싸이클의 설명을 난방시와 냉방시로 도 3과 도 4를 참조하여 설명한다.

먼저, 냉방시는 도 3에 도시된 바와 같이, 압축기(64)에서 고온고압의 기체상태로 토출구를 통해 토출된 냉매는 사방밸브(65)를 통과하여 제1 열교환기(50)를 통과하게 된다.

이때, 제1 열교환기(50)의 주변의 공기는 실내측 공기흡입구(44a)를 통해 흡입된 공기 50%와 필터(60)를 통해 제1 열교환기(50)와 격벽(41) 사이의 공간으로 유입된 외기 50%가 서로 혼합된 혼합 공기와 열교환되며, 이로 인해 냉매는 제1 열교환기(50)를 통과하면서 응축작용을 행한 다음 고온의 포화액 상태로 배출되어 팽창밸브(66)를 통과하게 되며, 이후 냉매는 팽창밸브(66)에서 교축작용을 하면서 배출되어 과냉각콘덴서인 제4 열교환기(67)를 통과하여 냉매의 일부를 과냉각시키는등 냉동능력을 향상시킨다.

이후, 제4 열교환기(67)를 통과한 냉매는 제2 열교환기(51)를 통과하면서 실내측 공기흡입구(44b)에서 흡입되는 공기와 열교환하여 자신은 온도를 빼앗겨 기화하고 외부의 부하열을 차게 냉각하게된다.

이때, 송풍팬(62)에 의해 주위의 냉기는 실내측 급기토출구(42)를 통해 실내로 토출되어 실내 냉방이 이루어진다.

이후, 제2 열교환기(51)에서 열교환되어 부피가 증가된 냉매는 저온저압의 상태로 사방밸브(65)를 통과하여 압축기(64)의 흡입구측으로 흡입되며, 압축기(64)는 다시 압축을 실시하게 된다.

이로인해 연속적인 냉방싸이클이 이루어지게 된다.

여기서, 상기 냉동능력을 향상시키기 위한 코일인 제3 열교환기(52)에는 하절기 시수 15~18℃를 통과되는 것으로, 제1 열교환기(50)의 응축 압력을 낮추게 되며, 이 시수를 대,소변기에 재활용되도록 할수도 있다.

또한, 상기 역류방지용 댐퍼(41a)는 냉방시에만 사용하는 것으로, 실내의 청정도를 유지하기 위하여 필터(60)를 통과하여 집진된 공기는 전열교환기(54)와 열교환되며, 이로 인해 공기의 온도는 외기의 온도보다 낮기 때문에, 역류방지용 댐퍼(41a)를 개방하게 되면, 공기는 제1 열교환기(50)를 통과하면서 응축압력을 낮추어 성적계수를 향시키게 된다.

이 제1 열교환기(50)를 통과하면서 열교환된 공기는 송풍팬(63)에 의해 실외측 배기토출구(43)를 통해 외부로 배출된다.

다음으로, 난방시는 도 4에 도시된 바와 같이, 압축기(64)에서 고온고압의 기체상태 또는 가스로 토출구를 통해 토출된 냉매는 사방밸브(65)를 통과하여 제2 열교환기(51)를 통과하게 된다.

이때, 제2 열교환기(51)의 주변의 공기는 실내측 공기흡입구(44b)를 통해 흡입된 공기 50%와 필터(60)를 통해 제2 열교환기(51)와 격벽(41) 사이의 공간으로 유입된 외기 50%가 서로 혼합된 혼합 공기와 열교환되며, 이 열교환된 공기는 송풍팬(62)에 의해 실내측 급기토출구(42)를 통해 실내(R)로 토출되어 지속적인 난방이 이루어지게 된다.

이후, 제2 열교환기(51)를 통과하면서 열교환되어 응축된 냉매는 팽창밸브(66)를 통과하면서 교축 작용을 행한다음 과냉각콘덴서인 제4 열교환기(67)를 거치면서 1차 냉동 능력을 향상시키고, 제1 열교환기(50)를 경유하여 사방밸브(65)를 거친후 압축기(64)의 흡입구로 흡입되는 과정을 이루게 되는 등 연속적인 난방싸이클이 형성된다.

여기서, 상기 제1 열교환기(50)에는 필터(60)의 전면에 설치된 자동 제어되는 댐퍼(61)가 폐쇄되어 있기 때문에, 외기가 전혀 유입되지 않게 된다.

그리고, 실외측 배기토출구(43)측에서는 인버터(64')의 자동 제어에 의해 송풍팬(63)이 필요 충분 조건만큼만 회전되며, 이로 인해 제1 열교환기(50)와 열교환된 공기는 실외측 배기토출구(43)로 설정된 양만큼만 토출되어 결국에는 난방에 필요한 만큼의 증발 압력을 항상 유지시켜준다.

상기와 같이 난방에 필요한 만큼의 증발 압력을 유지하기 위해 송풍팬()의 회전을 제어하기 때문에, 전력 손실을 절감할 수 있게 된다.

이를 부언하면, 제1 열교환기(50)측으로 외기가 전혀 유입되지 않아 항상 상온을 유지할 수 있기 때문에 제상으로 인한 압축기(64)의 빈번한 온/오프가 발생되지 않아 장비 수명의 저하 냉동 효과가 떨어지는 것을 현저하게 개선할 수 있게 된다.

한편, 실내의 청정도를 유지하기 위하여 필터(60)를 통과하여 집진된 차가운 공기는 전열교환기(54)와 열교환되어 데워진 공기로 변화하며, 이 데워진 공기는 송풍팬(62)에 의해 실내측 급기토출구(42)를 통해 실내로 토출된다.

미설명 부호 68은 가습장치이다.

전술한 도 2에서 화살표의 방향은 냉난방시 공기가 흐르는 방향을 나타낸 것이다.

도 5는 본 고안에 의한 공기조화기의 다른 실시예를 나타낸 사시도이고, 도 6은 도 5의 실시예에 따른 냉방싸이클을 나타낸 도면이며, 도 7은 도 5의 실시예에 따른 난방싸이클을 나타낸 도면이다.

도시된 바와 같이, 실내측 급기토출구(81)와 실내측 공기흡입구(82) 및 실외측 배기토출구(83)가 순서적으로 소정 간격 이격되게 형성된 공조케이스(80)가 구비되며, 실내측 공기흡입구(82)와 실내측 급기토출구(81) 사이에 제1 열교환기(84)와 제2 열교환기(85)가 배치되되, 실내측 공기흡입구(82)에는 제1 열교환기(84)가, 실내측 급기토출구(81)에는 제2 열교환기(85)가 배치된다.

상기 실내측 공기흡입구(82)와 실외측 배기토출구(83) 사이에는 전열교환기(86)가 구비되며, 제1 열교환기(84)와 제2 열교환기(85) 사이에는 냉동능력을 향상시키기 위한 제3 열교환기(87) 및 제4 열교환기(88)가 구비된다.

상기 전열교환기(86)와 공조케이스(80) 사이의 공간으로 외기가 여과되어 유입되도록 공조케이스(80)의 외측에는 필터(89)가 설치되는 바, 필터(89)는 프리 필터와 미디엄 필터의 두개의 층으로 이루어진다.

이 필터(89)의 전면부에는 외기의 유입량을 자동제어하는 댐퍼(89a)가 전술한 도 2의 일실시예에서 처럼 구비된다.

상기 실내측 급기토출구(81)에는 송풍팬(90)이 연결 설치된다.

여기서, 도면상의 화살표는 냉난방시 공기의 흐름을 나타낸 것이다.

상기와 같이 구성된 본 고안의 다른 실시예에 따른 공기조화기는 통상적으로 사용되는 흡입구와 토출구를 가짐과 아울러 흡입구로부터 흡입되는 저온저압 기체 상태의 냉매를 압축하여 고압고압 기체 상태로 토출관을 통해 토출해내는 압축기, 이 압축기의 흡입구와 토출구를 상기 제1 열교환기와 제2 열교환기로 각각 연결시키는 두개의 독립된 통로를 가짐과 아울러 사용자의 선택에 따른 냉방운전과 난방운전 모드에 따라 냉매의 흐름을 바꾸도록 절환 조작되는 사방밸브 및 팽창밸브등이 구비되어 냉매가 흐르는 싸이클을 형성하게 된다.

미설명 부호 64는 압축기, 66은 팽창밸브, 65는 사방밸브이다.

여기서, 도 5 내지 도 7에 도시된 본 고안의 다른 실시예에서 냉난방시의 냉매 흐름에 대한 설명은 전술한 실시예인 도 2와 같은 기본 원리를 하고 있어 이를 생략한다.

도 8은 본 고안의 다른 실시예를 나타낸 도면이다.

도시된 바와 같이, 한조(100a,100b)로 이루어진 공조케이스(100)가 구비되며, 이 공조케이스(100) 각각에는 실내로부터 토출되는 공기가 분기되어 흡입되도록 실내측 공기흡입구(101,102)가 형성되고, 이 공조케이스(100)중의 어느 하나에는 실내측 공기흡입구(101)와 이격되게 실내측과 연통되는 실내측 급기토출구(103)가 형성되며, 공조케이스(100)의 다른 하나에는 실내측 공기흡입구(102)와 이격되게 실외와 연통되는 실외측 배기토출구(104)가 형성된다.

상기 실내측 공기흡입구(102)와 실외측 배기토출구(104) 사이에는 제1 열교환기(105)가 배치되며, 상기 실내측 공기흡입구(101)와 실내측 급기토출구(103) 사이에는 제2 열교환기(106)가 배치된다.

상기 제1 열교환기(105)와 공조케이스(100a)의 일측벽 사이에는 냉동능력을 향상시키기 위한 제3 열교환기(107)가 구비되고, 상기 제2 열교환기(106)와 공조케이스(100b)의 일측벽 사이에는 과냉각을 시키기위한 제4 열교환기(110) 및 전열교환기(111)가 구비된다.

상기 제1 열교환기(105)와 공조케이스(100a)의 일측벽 사이의 공간 및 제2 열교환기(106)와 공조케이스(100b)의 일측벽 사이의 공간에는 각각 실외의 공기가 여과되어 분리 유입되도록 필터(112a,112b)가 설치된다.

상기 필터(112a,112b)에는 전술한 본 고안의 일실시예 및 다른 실시예에처럼, 댐퍼가 구비됨음 물론이다.

상기 실내측 급기토출구(103)와 실외측 배기토출구(104)에는 각각 한개씩 송풍팬(113,114)이 구비된다.

상기 두개의 송풍팬중에서 실외측 배기토출구(104)에 위치한 송풍팬(114)에는 그 회전수를 제어하는 인버터(115)가 설치되어 있어 항상 적정량만 실외로 배출하도록 하고 있다.

여기서, 전술한 한조로 이루어진 공조케이스(100a,100b)는 수평으로 상호 인접되게 배치될 수도 있고, 상하로 2층이되게 배치될 수 있음은 물론이다.

상기와 같이 구성된 본 고안의 다른 실시예에 따른 공기조화기는 통상적으로 사용되는 흡입구와 토출구를 가짐과 아울러 흡입구로부터 흡입되는 저온저압 기체 상태의 냉매를 압축하여 고압고압 기체 상태로 토출관을 통해 토출해내는 압축기(64), 이 압축기(64)의 흡입구와 토출구를 상기 제1 열교환기와 제2 열교환기로 각각 연결시키는 두개의 독립된 통로를 가짐과 아울러 사용자의 선택에 따른 냉방운전과 난방운전 모드에 따라 냉매의 흐름을 바꾸도록 절환 조작되는 사방밸브(65) 및 팽창밸브(66)등이 구비되어 냉매가 흐르는 싸이클을 형성하게 된다.

여기서, 도 8에 도시된 본 고안의 또 다른 실시예에서 냉난방시의 냉매 흐름에 대한 설명은 전술한 실시예인 도 2와 같은 기본 원리를 하고 있어 이를 생략한다.

전술한 본 고안에 으한 3가지의 실시예에서 전열교환기는 공조케이스의 내부 또는 외부 좌우로 설치할수 있으며, 열교환기의 배치를 상하좌우로 설치하고, 각종 댐퍼나 공기흡입배기, 필터는 상하 좌우 어느곳이든 그 설치위치를 한정하지 않는다.

이상 살펴본 바와 같이, 본 고안에 따르면, 외기온도가 영하로 내려갈 경우 외기의 차가운 공기가 유입되더라도 충분히 증발압력을 유지할 수 있도록 하고, 동절기 외기를 전혀 받아들이지 않고 실내의 공기를 부하에 맞게 인버터 비례 제어를 실시할 수 있으며, 필터가 외장형으로 설치되어 있기 때문에 유지 보수 비용이 적고 관리가 용이하며, 증발기내의 온도가 상온을 유지하므로 거의 제상이 필요없어 냉동능력 및 수명이 연장되며, 송풍기 또는 송풍팬을 적어도 2대 이하로 설치 운영하여 제작원가를 절감시킬 수 있는 등 종래 기술에 비해 여러가지 측면에서 공기조화기에 대한 신뢰성이 우수해지게 된다.

또한, 장비의 간편성으로 인해 설치 공사비용은 물론이고, 이에 따른 운전관리비가 저렴하다.

Claims (13)

1. 압축기(64), 사방밸브(65), 제1 열교환기(50), 팽창밸브(66), 제2 열교환기(51)와 이들을 순차적으로 연결하는 냉매관과, 송풍팬(62,63) 및 필터(60)를 포함하는 냉난방겸용 공기조화기에 있어서,

   격벽(41)에 의해 구획된 공조케이스(40);

   상기 격벽(41)을 기준으로 하여 상기 공조케이스(40)의 일단에는 실내측 공기흡입구(44a)와 제1 열교환기(50) 및 실외측 배기토출구(43)가 구비되고, 그 타단에는 실내측 공기흡입구(44b)와 제2 열교환기(51) 및 실내측 급기토출구(42)가 설치되며,

   상기 실내측 급기토출구(42)는 덕트를 매개로 하여 공기가 실내(R)와 연통되게 설치되고, 상기 실내측 공기흡입구(44a,44b)에는 실내(R)측에서 덕트가 분기되어 설치되는 것을 특징으로 하는 냉난방겸용 공기조화기.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 제1 열교환기(50)와 상기 격벽(41) 사이에는 냉동능력을 향상시키기 위한 제3 열교환기(52)가 구비되고, 상기 제2 열교환기(51)와 상기 격벽(41) 사이에는 과냉각을 시키기위한 제4 열교환기(53) 및 전열교환기(54)가 구비되며,

   상기 필터(60)는 외기가 상기 제1 열교환기(50)와 격벽(41) 사이의 공간 및 상기 제2 열교환기(51)와 격벽(41) 사이의 공간으로 분리되어 유입되도록 상기 공조케이스(40)의 외측에 설치되는 것을 특징으로 하는 냉난방겸용 공기조화기.
3. 제 2 항에 있어서,

   상기 격벽(41)에는 역류방지용 댐퍼(41a)가 설치되는 것을 특징으로 하는 냉난방겸용 공기조화기.
4. 제 2 항에 있어서,

   상기 필터(60)는 프리 필터와 미디엄 필터의 두개의 층으로 이루어지며, 상기 필터(40)의 전면부에는 외기의 유입량을 자동제어하는 댐퍼(61)가 구비되는 것을 특징으로 하는 냉난방겸용 공기조화기.
5. 제 1 항에 있어서,

   상기 송풍팬(62,63)은 상기 실내측 급기토출구(42)와 상기 실외측 배기토출구(43)에 각각 한개씩 연결되도록 상기 공기조화기(40)의 내부에 설치되는 것을 특징으로 하는 냉난방겸용 공기조화기.
6. 압축기(64), 사방밸브(65), 제1 열교환기(84), 팽창밸브(66), 제2 열교환기(85)와 이들을 순차적으로 연결하는 냉매관과, 송풍팬(90) 및 필터(89)를 포함하는 냉난방겸용 공기조화기에 있어서,

   내부가 비어있는 공조케이스(80);

   상기 공조케이스(80)의 일단에는 실내측 급기토출구(81)가, 그 타단에는 실외측 배기토출구(83)가, 그 중간부에는 실내측 공기흡입구(82)가 형성되고,

   상기 실내측 공기흡입구(82)와 상기 실내측 급기토출구(81) 사이에 제1 열교환기(84)와 제2 열교환기(85)가 배치되며,

   상기 실내측 급기토출구(81)는 덕트를 매개로 하여 공기가 실내(R)와 연통되게 설치되고, 상기 실내측 공기흡입구(82)에는 덕트를 매개로 하여 실내(R)와 연통되게 설치되는 것을 특징으로 하는 냉난방겸용 공기조화기.
7. 제 6 항에 있어서,

   상기 실내측 공기흡입구(82)와 상기 실외측 배기토출구(83) 사이에는 전열교환기(86)가 구비되며, 상기 제1 열교환기(84)와 제2 열교환기(85) 사이에는 냉동능력을 향상시키기 위한 제3 열교환기(87) 및 제4 열교환기(88)가 구비되며,

   상기 필터(89)는 외기가 상기 전열교환기(86)와 상기 공조케이스(80) 사이의 공간으로 유입되도록 상기 공조케이스(80)의 외측에 설치되어 이루어진 것을 특징으로 하는 냉난방겸용 공기조화기.
8. 제 7 항에 있어서,

   상기 필터(89)는 프리 필터와 미디엄 필터의 두개의 층으로 이루어지며, 상기 필터(89)의 전면부에는 외기의 유입량을 자동제어하는 댐퍼(89a)가 구비되는 것을 특징으로 하는 냉난방겸용 공기조화기.
9. 제 6 항에 있어서,

   상기 송풍팬(90)은 상기 실내측 급기토출구(81)에만 연결되도록 상기 공기조화기(80)의 내부에 설치되는 것을 특징으로 하는 냉난방겸용 공기조화기.
10. 압축기(64), 사방밸브(65), 제1 열교환기(105), 팽창밸브(66), 제2 열교환기(106)와 이들을 순차적으로 연결하는 냉매관과, 송풍팬(113,114) 및 필터(112a,112b)를 포함하는 냉난방겸용 공기조화기에 있어서,

    한조로 분리되게 이루어진 공조케이스(100a,100b);

    상기 공조케이스중의 어느 하나(100a)에는 실내측 공기흡입구(102)와 제1 열교환기(105) 및 실외측 배기토출구(104)가 구비되며, 다른 하나(100b)에는 실내측 공기흡입구(101)와 제2 열교환기(106) 및 실내측 급기토출구(103)이 구비되며,

    상기 실내측 급기토출구(103)는 덕트를 매개로 하여 공기가 실내(R)와 연통되게 설치되고, 상기 실내측 공기흡입구(101,102)에는 실내(R)측에서 덕트가 분기되어 설치되는 것을 특징으로 하는 냉난방겸용 공기조화기.
11. 제 10 항에 있어서,

    상기 제1 열교환기(105)와 상기 공조케이스(100a)의 일측벽 사이에는 냉동능력을 향상시키기 위한 제3 열교환기(107)가 구비되고, 상기 제2 열교환기(106)와 상기 공조케이스(100b)의 일측벽 사이에는 과냉각을 시키기위한 제4 열교환기(110) 및 전열교환기(111)가 구비되며,

    상기 필터(112a,112b)는 외기가 상기 제1 열교환기(105)와 공조케이스(100a)의 일측벽 사이의 공간 및 상기 제2 열교환기(106)와 상기 공조케이스(100b)의 일측벽 사이의 공간으로 분리되어 유입되도록 상기 공조케이스(100a,100b)의 외측에 각각 분리 설치되어 이루어진 것을 특징으로 하는 냉난방겸용 공기조화기.
12. 제 10 항에 있어서,

    상기 한조의 공조케이스(100a,100b)는 수평으로 상호 인접되게 배치되는 것을 특징으로 하는 냉난방겸용 공기조화기.
13. 제 10 항에 있어서,

    상기 한조의 공조케이스(100a,110b)는 상하로 2층이되게 배치되는 것을 특징으로 하는 냉난방겸용 공기조화기.