KR20020018327A - 대용량 공기조화기의 바이패스 구조 - Google Patents

Abstract

본 발명은 중/고층 빌딩 또는 대형건물에 적용되는 대형 공기조화기에 관한 것으로서, 특히 동절기 또는 하절기를 제외한 환절기시 공기조화기를 가동시킬 때 공기가 2차 열교환기를 우회(迂廻)하여 유동되도록 한 대형 공기조화기의 바이패스 구조에 관한 것이다.

본 발명의 목적은 냉/난방 이외의 목적으로 공기조화기를 가동시킬 때 기내의 공기가 2차 열교환기를 우회하여 통과할 수 있도록 하는 바이패스 기능이 큰 구조변경 없이 가능토록 한 대용량 공기조화기의 바이패스 구조를 제공하는데 있다.

이를 위한 본 발명은 2차 열교환기(32)의 공기유입측에 2차 열교환기(32)로 향하는 유로를 선택적으로 개폐할 수 있는 댐퍼(35)를 설치하고, 상기 2차 열교환기와 이를 감싸는 케이스(30)의 내면 사이에는 바이패스 유로(33)를 형성하여,

상기 댐퍼(35)를 개방하면 케이스(30)의 내부를 흐르는 유동공기가 2차 열교환기(32)와 바이패스 유로(33)를 동시에 통하도록 하고, 상기 댐퍼(35)를 폐쇄하면 2차 열교환기(32)로 향하는 유로가 차단되어 유동공기가 상기 바이패스 유로(33)를 통해서만 흐르도록 한 것을 특징으로 한다.

Description

대용량 공기조화기의 바이패스 구조{by-pass structure of air-conditioner}

본 발명은 중/고층 빌딩 또는 대형건물에 적용되는 대형 공기조화기에 관한 것으로서, 특히 동절기 또는 하절기를 제외한 환절기시 공기조화기를 가동시킬 때 공기가 2차 열교환기를 우회(迂廻)하여 유동되도록 한 대형 공기조화기의 바이패스구조에 관한 것이다.

통상, 공기조화기(air conditioner)란 실내로 공급되는 공기의 온도, 습도, 기류, 청정의 4가지 요소가 조화를 이룰 수 있도록 최적 상태로 조절하여 주는 장치를 일컫는 것으로서, 가정용으로 사용되는 소용량 공기조화기와 빌딩 또는 공장 등의 대형 건물에 사용되는 대용량 공기조화기로 구별된다.

이러한 공기조화기는 그 종류에 관계없이 실내공기를 고온 또는 저온으로 열교환시킨 후 실내로 환원되도록 하는 냉/난방 사이클을 기본으로 하고 있으며, 이를 위해, 열교환기 및 공기순환을 위한 송풍팬 등을 기본적으로 갖추고 있다.

도 1은 종래 대용량 공기조화기의 제 1 실시예를 도시한 구성도이다.

도면에 따르면, 종래 대용량 공기조화기는 흡입유닛(1), 1차 열교환 유닛(2), 2차 열교환 유닛(3), 배출유닛(4)으로 크게 구분된다.

먼저, 흡입유닛(1)은 건물실내와 덕트(duct)(5)에 의해 개폐 가능하게 연결되며, 케이스(10)의 내부에는 실내공기를 강제로 흡인하기 위한 흡입송풍기(11) 및 이를 구동시키기 위한 팬모터(12)가 밸트(belt) 및 풀리(pully)에 의해 연결된 구성을 이루고 있다.

그리고, 상기 1차 열교환 유닛(2)은 케이스(20)의 상부 일측에 외기(外氣)가 유입되는 공기유입구(21)와, 내기(內氣)가 배출되는 공기배출구(22)가 각각 형성되어 있으며, 상기 케이스(20)에는 그 내부로 유입되는 공기를 1차적으로 열교환시키는 1차 열교환기(23)가 내장된 구성을 이루고 있다.

그리고, 상기 2차 열교환 유닛(3)은 케이스(30)의 내부 전방에 설치되어 공기중에 포함된 이물질을 여과시켜주는 에어필터(31)와, 상기 에어필터(31) 후방에 설치되어 공기를 2차적으로 열교환시키는 코일(coil)형상의 2차 열교환기(32)로 이루어져 있다.

그리고, 상기 배출유닛(4)은 케이스(40) 상에 건물의 실내와 연통되는 냉기토출구(41)가 형성되어 있으며, 냉기를 상기 냉기토출구(41)를 향해 강제로 배출되도록 하는 토출송풍기(42)및 이를 구동시키기 위한 팬모터(43)가 밸트 및 풀리에 의해 연결된 구성을 이루고 있다.

이러한 구성을 가진 대형 공기조화기의 냉방과정(난방과정도 동일함)을 설명하면 다음과 같다.

먼저, 팬모터(12)에 의해 흡입송풍기(11)가 회전되면, 그 회전력에 의해 건물내의 고온공기가 기내로 유입되며, 유입된 고온공기는 1차 열교환기(22)를 통과하면서 온도가 약 3 ∼ 5℃ 정도 떨어진다.

이때, 상기 1차 열교환기(23)가 내장된 1차 열교환기 유닛(2)의 케이스(20) 상에는 외기가 유입되는 공기유입구(21)와 공기배출구(22)가 각각 형성되어 있으므로 열교환된 공기중 약 30%는 공기배출구(22)를 통해 외부로 배출되고, 반대로 공기유입구(21)로는 외기가 유입되어 잔류하고 있는 기내공기 약 70%와 혼합된 상태로 2차 열교환기 유닛(3)을 향해 유동된다.

상기 2차 열교환기 유닛(3)으로 유입된 공기는 에어필터(31)를 통하면서 불순물이 여과된 이후, 에어필터(31)의 후방에 설치된 2차 열교환기(32)를 통과하면서 재차 저온으로 열교환 된다.

이와 같이 열교환된 저온 공기는 배출유닛(4)의 내부에 설치된 토출송풍기(42)의 회전력에 의해 케이스(40) 상에 설치된 냉기토출구(41)를 통해 건물내로 환원되는 과정이 반복되면서 실내의 냉방을 이루게 된다.

그러나, 상기한 종래 대용량 공기조화기는 환절기시 공기정화 및 습도조절을 목적으로 공기조화기의 흡입송풍기(11)와 토출송풍기(42)만을 가동시킬 경우, 기내의 유동공기가 2차 열교환기(32)를 반드시 경유할 수 밖에 없는 구조적인 문제점으로 토출송풍기(42)의 팬모터(43)에 큰 부하가 발생하게 된다.

그 이유는 유동공기가 그 유동경로상에 위치한 2차 열교환기(32)를 통할 때 이 열교환기와 충돌되면서 유동방향이 다변화 된다. 따라서, 일정 흡인량을 유지하기 위한 팬모터(43)에 부하로 작용하게 된다.

이와 같이 팬모터(43)에 작용되는 부하로 인해 팬모터(43)의 수명을 단축시키는 원인이 될 뿐만 아니라, 소비전력을 증가시키는 문제점도 낳고 있다.

이를 해결하기 위해, 2000년 3월 31일 본 출원인에 의해 대형 공기조화기의 바이패스 장치가 출원된 바 있다(특허출원 제10-2000-0016819호, 발명의 명칭:대형공기조화기의 바이패스 장치).

이 장치는 도 2에서와 같이 2차 열교환기(32)의 전방에 이 열교환기로의 유입로를 선택적으로 개폐하는 댐퍼(50)를 설치하고, 상기 댐퍼(50)의 전방에는 댐퍼를 폐쇄하였을 때 기내공기가 배출되는 공기배출구(61)를 형성하며, 상기 2차 열교환기(32)의 후방에는 상기 공기배출구(61)와 연결되어 공기배출구(61)를 통해 배출되는 공기가 2차 열교환기(32)를 통하지 않고 그 후방으로 유입되도록 하는 공기유입구(62)를 형성하여 구성된 것이다.

따라서, 흡입송풍기(11)와 토출송풍기(42) 만이 가동되는 외기냉방모드시, 상기 댐퍼(50)를 폐쇄하게 되면 유동공기가 2차 열교환기(32)를 통하지 못하고, 대산 공기배출구(61)로 배출되었다가 이 공기배출구(61)와 연통된 공기유입구(62)를 통해 다시 기내로 유입되는 우회통로(63)를 거치게 된다.

이는 유동공기가 2차 열교환기(32)를 통하지 않도록 하므로써 유동공기의 저항요소를 배제함에 따라 소음방지는 물론 와류발생을 억제하여 토출송풍기(42)의 팬모터(43)에 과부하가 발생되는 것을 미연에 방지하는 효과를 가져왔다.

하지만, 상기한 바이패스(by-pass) 구조는 별도의 우회통로(63)를 구비해야 하기 때문에 기기전체의 부피가 확장될 뿐만 아니라, 이를 제작하기 위한 작업공수의 증가와 제작비가 상승하는 문제점이 있었다.

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 하는 바이패스 기능이 큰 구조변경 없이 가능토록 한 대용량 공기조화기의 바이패스 구조를 제공하는데 그 목적을 두고 있다.

도 1은 종래 대용량 공기조화기의 제 1 실시예를 도시한 구성도

도 2는 종래 대용량 공기조화기의 제 2 실시예를 도시한 구성도

도 3a는 본 발명에 따른 바이패스 구조를 나타낸 것으로서, 특히 댐퍼가 개방된 상태의 요부 사시도

도 3b는 본 발명에 따른 바이패스 구조를 나타낸 것으로서, 특히 댐퍼가 폐쇄된 상태의 요부 사시도

도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

30 : 케이스 32 : 제 2 열교환기

33 : 바이패스 유로 34 : 공기유입유로

35 : 댐퍼

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은,

2차 열교환기의 공기유입측에 2차 열교환기로 향하는 유로를 선택적으로 개폐할 수 있는 댐퍼를 설치하고, 상기 2차 열교환기와 이를 감싸는 케이스의 내면사이에는 바이패스 유로를 형성하여,

상기 댐퍼를 개방하면 케이스의 내부를 흐르는 유동공기가 2차 열교환기와 바이패스 유로를 동시에 통하도록 하고, 상기 댐퍼를 폐쇄하면 2차 열교환기로 향하는 유로가 차단되어 유동공기가 상기 바이패스 유로를 통해서만 흐르도록 한 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 댐퍼는 루버(louver)형태로 된 것을 특징으로 한다.

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

도 3은 본 발명에 따른 바이패스 구조를 보인 요부 사시도이다.

도 3에 따르면(필요에 따라 도 1 및 도 2를 일부 인용한다), 본 발명의 바이패스 구조는 케이스(30)와 2차 열교환기(32) 사이에 형성되어 있는 공간부를 바이패스 유로(33)로 활용한 것으로서, 기존 공기조화기에서는 상기 바이패스 유로(33)가 사영역(dead zone) 이었으며, 이 부분은 차단판(미도시)에 의해 봉한 상태였다.

그러나, 본 발명에서는 이를 바이패스 유로(33)로 활용하고, 이와 더불어 2차 열교환기(32)로 향하는 공기유입로(34) 상에 수동 또는 자동개폐가 가능한 댐퍼(35)를 설치한 것이다.

이때, 상기 댐퍼(35)는 루버(louver)형으로 되며, 크기는 대략 2차 열교환기(32)의 면적과 동일하게 형성된다.

따라서, 냉/난방모드시에는 댐퍼(35)를 개방하므로써, 2차 열교환기(32)의 공기유입로(34)가 개방되도록 하고, 흡입송풍기(11)와 토출송풍기(42) 만을 가동시키는 외기냉방모드시에는 댐퍼(35)를 폐쇄하므로써 2차 열교환기(32)의 공기유입로(34)가 차단되도록 한다.

상기에서 후자의 경우에는 2차 열교환기(32)의 공기유입로(34)가 차단된 상태이므로 유동공기는 2차 열교환기(32)의 양 사이드와 케이스(30) 사이에 형성된 바이패스 유로(33)로만 통하게 된다.

이때, 상기 바이패스 유로(33)상에는 유동공기를 저지하는 저항물체가 없기 때문에 유동공기의 정속유동이 가능하다. 따라서, 토출송풍기(42)측 팬모터(43)의 과부하 발생을 억제할 수 있게 된다.

이는 유동공기가 그 저항체로 작용되는 2차 열교환기(32)를 통하지 않고 바이패스(by-pass)되도록 하므로써 원활한 공기흐름을 유도하여 소음을 방지할 수 있고, 난류발생을 억제하므로써 결국 팬모터(43)에 과부하가 발생되는 것을 방지할 수 있게 된다.

특히, 상기 바이패스 구조는 댐퍼(35)만을 추가로 설치하면 되므로 최소한의 구조변경으로 성능향상에 기여하게 되므로 경제성, 실용성, 생산성 측면에서 상당한 이점을 볼 수 있다는데 큰 특징을 부여할 수 있다.

이상과 같은 본 발명은 댐퍼 설치를 제외하고는 기존 구조를 활용하여 환절기시 공기조화기를 가동시킬 때 제 2 열교환기를 통하지 않도록 하는 바이패스 구조를 가능케 하므로써 효율적인 공기조화기의 운영이 가능하다.

아울러, 공기의 원활한 흐름을 유도할 수 있으므로 소음방지 및 팬모터에 작용하는 과부하 발생을 최소화함에 따라 공기조화기의 수명연장은 물론 신뢰도를 보다 향상시키는 효과를 얻게 된다.

Claims (2)

1. 2차 열교환기(32)의 공기유입측에 2차 열교환기(32)로 향하는 유로를 선택적으로 개폐할 수 있는 댐퍼(35)를 설치하고, 상기 2차 열교환기와 이를 감싸는 케이스(30)의 내면 사이에는 바이패스 유로(33)를 형성하여,

   상기 댐퍼(35)를 개방하면 케이스(30)의 내부를 흐르는 유동공기가 2차 열교환기(32)와 바이패스 유로(33)를 동시에 통하도록 하고, 상기 댐퍼(35)를 폐쇄하면 2차 열교환기(32)로 향하는 유로가 차단되어 유동공기가 상기 바이패스 유로(33)를 통해서만 흐르도록 한 것을 특징으로 하는 대용량 공기조화기의 바이패스 구조.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 댐퍼(35)는 루버(louver)형태로 된 것을 특징으로 하는 대용량 공기조화기의 바이패스 구조.