KR20020020392A - 고층 아파트의 수냉식 공기조화기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 각 가구에서 개별 공조를 수행하는 고층 아파트의 공기조화기에 관한 것으로, 특히 각 가구의 냉방기에서 공조된 공기를 실내 급기덕트 및 배기덕트를 통해 각 방에 순환시키고, 냉방기의 응축기를 수냉식으로 냉각시키어, 각 방의 소음 및 하자 발생 요인을 제거하며, 각 가구의 냉방기 응축기 냉각에 의한 소음이 외부로 확산되는 것을 방지하기 위한 것으로, 각 가구의 냉방기(10)와; 상기 냉방기(10)로부터 각 방에 각각 연결되어 공조된 공기를 공급하는 통로인 다수개의 실내 급기덕트(20)와; 상기 각 실내 급기덕트(20) 내의 댐퍼의 개도량을 조절하는 다수개의 풍량조절부(30)와; 각 방에 연결되어 각 방으로부터 실내 공기가 배출되는 통로인 실내 배기덕트(40)와; 냉방기(10)의 흡입구와 실내 배기덕트(40) 사이에 설치되어, 실내 배기덕트(40)로부터의 실내 공기 일부와 실외 공기를 냉방기(10)의 흡입구에 공급하고, 상기 실내 공기 일부를 실외로 배출하는 환기부(50)와; 아파트 옥상에 설치된 냉각탑(61)과, 상기 냉각탑(61)으로부터 각 가구의 냉방기(10) 응축기(11)를 냉각시키는 냉각수를 공급하는 냉각수 배관(62) 및 냉각수 순환펌프(63)로 된 냉각수 순환부(60)로 구성되는 고층 아파트의 수냉식 공기조화기이다.

Description

고층 아파트의 수냉식 공기조화기{water cooling type air conditioner in high apartment}

본 발명은 각 가구에서 개별 공조를 수행하는 고층 아파트의 공기조화기에 관한 것으로, 특히 각 가구에 설치된 냉방기에서 공조된 공기를 실내 급기덕트 및 배기덕트를 통해 각 방에 순환시키고, 상기 냉방기의 응축기를 아파트 옥상으로부터의 냉각수순환을 통해 냉각시키어, 각 방의 소음발생을 감소시키고 하자 발생 요인을 제거하며, 각 가구의 냉방기에 의한 소음이 외부로 확산되는 것을 방지하는 고층 아파트의 수냉식 공기조화기에 관한 것이다.

일반적인 고층 아파트 중에서 각 가구마다 독립적으로 개별 공조를 수행하는 경우, 각 가구의 공기조화기는 베란다 쪽에 설치되는 공냉식 실외기와 각 방에 설치되는 여러 대의 실내기로 이루어진다.

이러한 종래의 독립적인 공기조화기는 각 가구마다 별도의 공기조화를 수행하여 경제적이며, 각 방마다 임의로 공기조화를 수행하여 효과적이다.

그러나 상기 공냉식 실외기가 고층에 설치되는 경우, 실외기의 응축기를 냉각시키기 위해 실외공기를 응축기에 순환시키는 실외기팬의 작동에 있어서 고층 부분의 강한 풍압에 의해 작동 장애가 발생하거나 작동이 불가능한 상태가 발생한다.

그리고 각 가구마다 실외기가 공냉식으로 동작되므로, 다수개의 실외기팬 소음이 외부로 확산되는 문제가 발생한다.

또한, 실내기팬과 실내열교환기 등이 구비된 실내기가 각 방에 설치됨으로 인해 각 방마다 소음이 발생하고, 실내기가 천장에 설치된 경우 실내기 또는 배관상에 하자 발생시 천장재의 교체 등으로 높은 비용이 발생한다.

그리고 고층에서는 창문의 개폐가 불가능하기 때문에 환기장치가 별도로 필요하며, 겨울에는 별도의 가습기를 설치해야 하는 문제점이 있었다.

본 발명의 목적은 종래의 문제점을 해소하기 위한 것으로, 특히 개별 공조를 수행하는 고층 아파트의 공기조화기에 있어서, 각 가구에 설치된 냉방기에서 공조된 공기를 실내 급기덕트 및 배기덕트를 통해 각 방에 순환시키고, 상기 냉방기의 응축기를 아파트 옥상으로부터의 냉각수순환을 통해 냉각시키어, 각 방의 소음발생을 감소시키고 하자 발생 요인을 제거하며, 각 가구의 냉방기에 의한 소음이 외부로 확산되는 것을 방지하는 고층 아파트의 수냉식 공기조화기를 제공하는데 있다.

또한, 냉방 또는 환기시 신선한 실외 공기를 각 방에 공급하는 환기장치를 구비한 수냉식 공기조화기를 제공하는데 있다.

본 발명 고층 아파트의 수냉식 공기조화기는 각 가구에 설치되는 냉방기와; 상기 냉방기로부터 각 방에 각각 연결되어 공조된 공기를 각 방에 공급하는 통로인 다수개의 실내 급기덕트와; 각 방에 연결되어 각 방으로부터 실내 공기가 배출되는통로인 실내 배기덕트와; 상기 냉방기의 흡입구와 실내 배기덕트 사이에 설치되어, 실내 배기덕트로부터의 실내 공기 일부와 실외 공기를 냉방기의 흡입구에 공급하고, 상기 실내 공기 일부를 실외로 배출하는 환기부와; 아파트 옥상에 설치된 냉각탑과, 상기 냉각탑으로부터 각 가구의 냉방기의 응축기를 냉각시키는 냉각수를 공급하는 냉각수 배관 및 냉각수 순환펌프로 이루어진 냉각수 순환부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

도 1은 본 발명 수냉식 공기조화기의 한 가구에서의 냉매순환과 냉각수순환

을 나타낸 도,

도 2는 본 발명 수냉식 공기조화기의 전체 가구에서의 냉각수순환을 나타낸

도,

도 3은 본 발명 수냉식 공기조화기의 냉방기 및 환기부로부터 각 방으로의

공기순환을 나타낸 도,

도 4는 본 발명 수냉식 공기조화기의 각 방으로의 실내 급기덕트 및 배기덕

트의 설치예를 나타낸 도,

도 5는 본 발명 수냉식 공기조화기의 주제어장치의 구성을 나타낸 블록도,

도 6은 본 발명 수냉식 공기조화기의 보조제어장치의 구성을 나타낸 블록도.

< 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 >

10 : 냉방기 11 : 응축기 12 : 실내송풍팬

13 : 압축기 14 : 증발기 15 : 모세관

20 : 실내 급기덕트 30 : 풍량조절부 40 : 실내 배기덕트

50 : 환기부 51 : 외기 급기팬 52 : 급기필터

53 : 내외기 열교환기 54 : 가습기 55 : 히터

56 : 내기 배기팬 57 : 배기필터 60 : 냉각수 순환부

61 : 냉각탑 62 : 냉각수 배관 63 : 냉각수 순환펌프

70 : 냉각수 유량계 80 : 주제어장치 90 : 보조제어장치

본 발명의 실시예를 도 1 내지 도 6을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 발명 고층 아파트의 수냉식 공기조화기는 각 가구에 설치되는 냉방기(10)와; 상기 냉방기(10)로부터 각 방에 각각 연결되어 공조된 공기를 각 방에 공급하는 통로인 다수개의 실내 급기덕트(20)와; 상기 각 실내 급기덕트(20) 내의 댐퍼의 개도량을 조절하는 다수개의 풍량조절부(30)와; 각 방에 연결되어 각 방으로부터 실내 공기가 배출되는 통로인 실내 배기덕트(40)와; 상기 냉방기(10)의 흡입구와 실내 배기덕트(40) 사이에 설치되어, 실내 배기덕트(40)로부터의 실내 공기 일부와 실외 공기를 냉방기(10)의 흡입구에 공급하고, 상기 실내 공기 일부를 실외로 배출하는 환기부(50)와; 아파트 옥상에 설치된 냉각탑(61)과, 상기 냉각탑(61)으로부터 각 가구의 냉방기(10)의 응축기(11)를 냉각시키는 냉각수를 공급하는 냉각수 배관(62) 및 냉각수 순환펌프(63)로 이루어진 냉각수 순환부(60)로 구성된다.

또한, 냉각수 유량계(70)가 상기 각 가구마다의 냉각수 배관에 설치되어, 각가구의 냉각수 배관에 흐르는 냉각수량을 검출한다.

또한, 상기 환기부(50)는 실외공기를 급기하는 외기 급기팬(51)과; 상기 급기된 외기를 정화하는 급기필터(52)와; 내기와 상기 정화된 외기의 열을 교환하는 내외기 열교환기(53)와; 상기 열교환된 외기에 습기를 가하는 가습기(54)와; 가습기를 통과한 외기를 가열하여 냉방기의 흡입구에 공급하는 히터(55)와; 상기 실내 배기덕트로(40)부터 실내공기를 배기하는 내기 배기팬(56)과; 상기 배기된 내기를 정화하는 배기필터(57)로 이루어지고, 상기 내외기 열교환기(53)를 통해 상기 정화된 내기와 상기 정화된 외기를 열교환시킨 후 배기한다.

본 발명 고층 아파트의 수냉식 공기조화기의 냉방기(10)에 설치되는 주제어장치(80)는 도 5에 나타낸 바와 같이, 사용자가 조작하여 제어신호를 입력하는 주사용자조작부(81)와; 설정상태 및 동작상태를 사용자에게 표시하는 주사용자표시부(82)와; 상기 주사용자조작부(81)로부터 입력된 주사용자 제어신호와 각 방에 설치된 보조제어부(93)로부터 인가되는 보조제어신호에 따라 각 부하를 제어하는 주제어부(836)로 구성된다.

상기 각 부하는 실내송풍팬(12), 압축기(13), 외기 급기팬(51), 내기 배기팬(56), 냉각수 순환펌프(63), 냉각탑(61) 등이다.

또한, 본 발명 고층 아파트의 수냉식 공기조화기의 각 방에 설치되는 보조제어장치(90)는 도 6에 나타낸 바와 같이, 사용자가 조작하여 제어신호를 입력하는 보조사용자조작부(91)와; 설정상태 및 동작상태를 사용자에게 표시하는 보조사용자표시부(92)와; 상기 보조사용자조작부(91)로부터 입력된 보조사용자 제어신호와 상기 주제어부(83)로부터 인가되는 주제어신호에 따라 각 부하를 제어하는 보조제어부(93)와; 상기 보조제어부(93)로부터 입력되는 설정실내온도와 현재실내온도에 따라 상기 풍량조절부(30)를 작동시키는 자동온도조절부(94)로 구성된다.

상기와 같이 구성된 본 발명의 작동 및 효과를 설명하면 다음과 같다.

첫 번째, 도 1과 도 2를 참고로 냉매순환과 냉각수흐름을 설명한다.

냉방기(10)의 압축기(11)에서 토출된 고온 고압의 기체 냉매는 응축기(11)에서 응축되어 고온 상온의 액체 냉매가 되고, 모세관(15)에서 저온 저압의 액체 냉매가 되며, 증발기(14)에서 증발되어 저온 저압의 기체 냉매가 압축기(11)에 흡입된다.

즉, 상기 증발기(14)는 공냉식으로, 실내송풍팬(12)에 의해 공급된 공기가 상기 증발기(14)에서 열교환되어 시원한 공기로 각 방에 공급된다.

그리고 상기 응축기(11)는 수냉식으로, 도 2와 같이 냉각수 순환펌프(63)에 의해 순환되는 냉각수가 냉각수 배관(62)을 통해 각 가구의 상기 응축기(11)에 공급되어 응축기(11)와 열교환되어 응축기(11)를 냉각시킨다.

이와 같이, 냉방기(10)의 응축기(11)를 공냉식이 아닌 수냉식으로 냉각시키므로, 고층에서도 풍압에 관계없이 응축기(11)를 냉각시킬 수 있으며, 냉방기(10)의 응축을 위한 소음과 진동이 감소된다.

즉, 종래 각 가구의 실외기에서 응축기를 냉각시키기 위한 실외기팬이 고층에서 풍압에 의해 작동 장애가 발생하거나 작동이 불가능한 상태가 발생하는 것을 방지하고, 각 가구마다의 실외기팬의 작동에 의한 소음이 외부로 확산되는 것을 방지하게 된다.

그리고 각 방에는 실내기팬, 실내열교환기 및 냉매배관이 구비되지 않으므로 실내기팬으로 인한 소음과 하자 발생 요인이 감소된다. 그리고 하자 발생은 대부분 냉방기(10)와 냉각수순환부(60)에서 발생하므로 각 방에 들어가지 않고 외부에서 하자 수리를 할 수 있으므로 하자 발생시 수리가 용이하다.

또한, 냉방기(10)를 많이 작동시킬수록 응축기(11)를 냉각하는 냉각수를 많이 사용하게 되므로, 각 가구의 냉각수 배관에 흐르는 냉각수량을 냉각수 유량계(70)로 검출하여 응축기의 냉각비용을 부담하도록 한다.

두 번째, 도 3과 도 4를 참고로 냉방 및 환기시 공기순환을 설명한다.

도 4와 같이, 실내 급기덕트(20)는 다수개로 이루어져 냉방기(10)의 급기구와 각 방에 각각 연결되고, 또한 실내 배기덕트(40)는 각 방으로부터 환기부(50)에 연결된다.

냉방시, 각 가구에 설치된 냉방기(10)에서 공조된 공기는 다수개의 실내 급기덕트(20)를 통해 각 방에 공급되며, 이때, 풍량조절부(30)에 의해 각 실내 급기덕트(20) 내의 댐퍼의 개도량이 조절되는데, 댐퍼가 열려 있는 실내 급기덕트가 연결된 방에만 공조된 공기가 공급된다. 그리고 환기부(50)의 내기 배기팬(56)에 의해 해당 방을 순환한 공기는 실내 배기덕트(40)를 통해 환기부(50)로 배출된다.

이때, 각 방에 설치된 실내 배기덕트(40) 내에도 상기 실내 급기덕트(20) 내에 설치된 풍량조절부와 연동되는 다른 풍량조절부를 설치하여, 공조된 공기가 공급되는 방에서만 실내 공기가 환기부(50)로 배기되도록 할 수 있다.

한편, 상기 환기부(50)에 배기된 실내공기, 즉 순환된 실내공기의 일부는 실외로 배출되고, 일부는 냉방기(10)의 흡입구에 공급되며, 상기 실외로 배출된 실내공기 만큼 신선한 실외공기를 외기 급기팬(51)에 의해 냉방기(10)의 흡입구에 공급한다.

예를 들어, 냉방공조시 냉방기(10)의 흡입구에 공급되는 공기중에서 30% 정도를 실외공기를 공급하면, 100% 실내공기만 공급되는 경우에 비하여 쾌적한 공조를 수행하게 된다.

그리고 상기 외기 급기팬(51)에 의해 급기된 실외공기(고온)는 급기필터(52)에서 정화된 다음 내외기 열교환기(53)에 의해 배기되는 실내공기(저온)와 열교환되어 중온으로 1차 공조된 후 냉방기(10)의 흡입구에 공급된다(이때, 가습기(54)와 히터(55)는 작동 중지). 또한, 내기 배기팬(56)에 의해 실외로 배기되는 상기 실외공기(저온)는 배기필터(57)에서 정화된 다음 상기 내외기 열교환기(53)에 의해 실외공기(고온)와 열교환되어 중온으로 1차 공조된 후 실외로 배출된다.

이에 따라, 냉방기(10)의 흡입구에 공급되는 실외공기는 내외기 열교환기(53)를 통해 배기되는 실내공기에 의해 1차 공조된 다음에 냉방기(10)에서 2차 공조되는 것으로, 배기되는 실내공기의 에너지를 회수하여 급기되는 실외공기에 전달하여 냉방에너지를 절약하게 된다.

상기 실내공기와 실외공기의 열교환은 상기 내외기 열교환기(53) 내부를 통과하는 실외공기와 외부를 통과하는 실내공기 사이에 일어나거나, 상기 내외기 열교환기(53) 내부를 통과하는 실내공기와 외부를 통과하는 실외공기 사이에 일어나도록 할 수 있으며, 열교환효율이 높은 것을 선택한다.

냉방공조시 상기 환기부(50)의 가습기(54)는 실외공기가 건조한 경우에 선택적으로 작동되어 공조공기의 습도를 쾌적하게 유지한다.

한편, 냉방공조 없이 환기만 하는 경우, 냉방기(10)의 실내송풍팬(12), 풍량조절부(30), 환기부(50)의 외기 급기팬(51) 및 내기 배기팬(56)이 작동되어, 실외공기와 실내공기를 환기시키게 된다. 그리고 필요시 가습기(54)와 히터(55)를 작동시키어 급기되는 실외공기의 습도와 온도를 조정하여 건조하고 찬 외기가 실내에 유입되지 않도록 하여 쾌적한 환기를 수행하게 된다.

세 번째, 도 5와 도 6을 중심으로 냉방기(10)에 설치되는 주제어장치(80)와 각 방에 설치되는 보조제어장치(90)의 작동을 설명한다.

사용자는 주사용자조작부(81)를 조작하여 운전/정지, 운전모드(냉방/냉방환기/환기), 설정실내온도 및 공조대상되는 방을 선택한다. 주제어부(83)는 상기 주사용자 제어신호를 각 방에 설치된 보조제어부(90)에 전송하고, 각 방에 설치된 보조제어부(90)로부터 인가되는 보조제어신호와 주사용자 제어신호에 따라 각 부하를 제어한다.

즉, 운전모드가 냉방모드이면, 주제어부(83)는 외기 급기팬(51)을 정지시키어 실내공기만을 공조시킴으로 냉방운전을 수행하고, 운전모드가 냉방환기모드인 경우 외기 급기팬(51)을 작동시키어 실내공기의 일부를 배출시키고 실내공기 일부와 실외공기를 공조시킴으로 냉방환기운전을 수행하고, 운전모드가 환기모드인 경우 냉방기(10)의 실내송풍팬(12)과 환기부(50)를 작동시키어 환기운전을 수행한다.

그리고 냉방운전이 선택된 경우, 주제어부(83)는 현재실내온도가 설정실내온도에 도달되었는지의 여부에 따라 실내송풍팬(12), 압축기(13), 외기 급기팬(51), 내기 배기팬(56), 냉각수 순환펌프(63), 냉각탑(61) 등을 제어하여 실내 급기덕트(20)로 공조된 공기를 공급한다.

상기 주제어부(83)는 상기 사용자에 의한 설정상태 및 동작상태를 주사용자표시부(82)를 통해 사용자에게 표시한다.

또한, 사용자는 자기가 위치하는 방의 보조사용자조작부(91)를 조작하여 운전/정지 및 설정실내온도를 선택한다. 보조제어부(93)는 보조사용자 제어신호를 주제어부(83)에 전송하고, 상기 주제어부(83)로부터 인가된 주제어신호와 보조사용자 제어신호에 따라 각 부하를 제어한다.

자동온도조절부(94)는 현재실내온도를 검출하고, 상기 보조제어부(93)로부터 인가된 설정실내온도와 현재실내온도를 비교하며, 비교결과 현재실내온도가 설정실내온도 보다 높은 경우 해당 방에 연결되는 풍량조절부(30)를 작동시키어 댐퍼를 연다. 이에 따라, 해당 방의 실내 급기덕트를 통해 냉방기(10)에서 공조된 공기가 해당 방에 공급되어 냉방을 수행한다.

즉, 여러 개의 방을 동시에 냉방하는 경우, 설정실내온도에 먼저 도달된 방의 댐퍼가 닫히고 더 이상 공조된 공기가 공급되지 않는다.

상기 보조제어부(93)는 상기 사용자에 의한 설정상태 및 동작상태를 보조사용자표시부(92)를 통해 해당 방의 사용자에게 표시한다.

이와 같이, 본 발명은 각 가구의 여러 개의 방을 개별적으로 공조할 수 있으므로 공조비용을 절약할 수 있다.

본 발명 고층 아파트의 수냉식 공기조화기는 개별 공조를 수행하는 고층 아파트의 공기조화기에 있어서, 각 가구에 설치된 냉방기에서 공조된 공기를 실내 급기덕트 및 배기덕트를 통해 각 방에 순환시키고, 상기 냉방기의 응축기를 아파트 옥상으로부터의 냉각수순환을 통해 냉각시키는 것으로, 각 방에 실내기팬, 실내열교환기 및 냉매배관이 구비되지 않으므로 실내의 소음과 하자 발생 요인이 감소되고, 하자 발생시 수리가 용이하다. 그리고 각 가구에서 냉방기의 응축기 냉각을 위한 소음과 진동을 감소시키어 소음이 외부로 확산되는 것을 방지하고, 고층에서도 풍압에 관계없이 응축기를 냉각시킬 수 있는 유용한 것이다.

또한, 본 발명 고층 아파트의 수냉식 공기조화기는 냉방기의 흡입구와 실내 배기덕트 사이에 환기부를 설치하여 실내공기의 일부를 배출시키고 남은 실내공기의 일부와 실외공기를 공조하는 것으로, 신선하고 쾌적한 공조를 수행할 수 있으며, 실외로 배기되는 실내공기와 실내로 급기되는 실외공기를 열교환시키므로 냉방에너지를 절약할 수 있는 유용한 것이다.

Claims (4)

1. 각 가구에 설치되는 냉방기와;

   상기 냉방기로부터 각 방에 각각 연결되어 공조된 공기를 각 방에 공급하는 통로인 다수개의 실내 급기덕트와;

   상기 각 실내 급기덕트 내의 댐퍼의 개도량을 조절하는 다수개의 풍량조절부와;

   각 방에 연결되어 각 방으로부터 실내공기가 배출되는 통로인 실내 배기덕트와;

   상기 냉방기의 흡입구와 실내 배기덕트 사이에 설치되어, 실내 배기덕트로부터의 실내공기 일부와 실외공기를 냉방기의 흡입구에 공급하고, 상기 실내공기 일부를 실외로 배출하는 환기부와;

   아파트 옥상에 설치된 냉각탑과, 상기 냉각탑으로부터 각 가구의 냉방기의 응축기를 냉각시키는 냉각수를 공급하는 냉각수 배관 및 냉각수 순환펌프로 이루어진 냉각수 순환부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 고층 아파트의 수냉식 공기조화기.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 각 가구마다 냉각수 배관에 흐르는 냉각수량을 검출하는 냉각수 유량계가 설치되는 것을 특징으로 하는 고층 아파트의 수냉식 공기조화기.
3. 제 1 항에 있어서, 상기 환기부는

   실외공기를 급기하는 외기 급기팬과;

   상기 급기된 외기를 정화하는 급기필터와;

   상기 정화된 외기를 정화된 내기와 열교환한 후 냉방기의 흡입구에 공급하는 내외기 열교환기와;

   상기 실내 배기덕트로부터 실내공기를 배기하는 내기 배기팬과;

   상기 배기된 내기를 정화하는 배기필터로 이루어지고,

   상기 내외기 열교환기를 통해 상기 정화된 내기와 정화된 외기를 열교환시킨 후 정화된 내기를 배기하는 것을 특징으로 하는 고층 아파트의 수냉식 공기조화기.
4. 제 3 항에 있어서, 상기 환기부는

   상기 내외기 열교환기와 냉방기의 흡입구 사이에,

   상기 내외기 열교환기에서 열교환된 외기에 습기를 가하는 가습기와, 가습기를 통과한 외기를 가열하는 히터가 구비된 것을 특징으로 하는 고층 아파트의 수냉식 공기조화기.