KR200278064Y1 - 공기조화기의 에어 바이패스 장치 - Google Patents

Abstract

본 고안은 빌딩 및 공장 등 대형건물에 사용되는 공기조화기의 에어 바이패스 장치에 관한 것으로서, 특히 동절기 또는 하절기가 아닌 환절기에 공기정화 및 습도조절의 목적으로 공기조화기를 가동시킬 때 공기가 냉·온수 또는 스팀이 흐르는 열교환기를 통과시키지 않고 상측에 형성된 바이패스 통로로 통과함에 따라 토출측 송풍모터에 작용하는 부하가 감쇠되도록 한 것이다.

본 고안에 따른 공기조화기의 바이패스 장치는, 흡입송풍기(11), 1차 열교환기(21), 에어필터(31), 2차 열교환기(32), 토출송풍기(42)가 순차 설치된 공기 조화기에 있어서,

상기 2차 열교환기(32)로 유입되는 공기를 선택적으로 우회시키기 위해 상기 2차 열교환기(32)의 공기흡입측 정면에 설치되어 상기 2차 열교환기(32)속을 통과되도록 하거나 상기 바이패스 유로(33)로 통과되도록 독립적으로 작용되는 댐퍼(60) 및 바이패스 댐퍼(61)의 구성에 특징이 있다.

Description

공기조화기의 에어 바이패스 장치 {Air Bypass Apparatus of Air Handling Unit}

본 고안은 빌딩 및 공장 등 대형건물에 사용되는 공기조화기의 에어 바이패스 장치에 관한 것으로서, 특히 계절에 따라 공기조화기의 에어통로를 바이패스시켜 토출측 송풍모터의 부하를 방지하도록 한 공기조화기의 에어 바이패스 장치에 관한 것이다.

일반적으로, 공기조화기(air handling unit)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 공장 등의 대형 공간에 사용되는 대형 공기조화기로 대별된다.

이러한 공기조화기는 공통적으로 입구를 통해 유입된 실내공기를 고온 또는 저온으로 열 교환 혹은 여과시켜 실내로 재 유입되도록 하는 사이클을 기본시스템으로 적용하고 있다. 따라서, 동절기에는 열교환된 온풍을 하절기에는 열교환된 냉풍을 실내로 송풍하게 됨으로 실내의 난방과 냉방을 수행하도록 하게된다.

그러나, 동절기 또는 하절기가 아닌 환절기에 공기정화 및 습도조절의 목적으로 공기조화기의 흡입송풍기와 토출송풍기만을 가동시킬 때에도 열 교환기를 반드시 경유하게 되므로 토출송풍기의 팬모터에 큰 부하가 발생하게 된다.

이러한 문제점을 해결하기 위하여 공기가 열 교환기를 우회하여 통과할 수 있도록 바이패스 구간을 부여함에 따라 유동공기의 난류발생을 억제하여 유출송풍기의 팬모터에 발생되는 부하를 최소화하는 장치가 제시되고 있다.

이와 같은 공기조화기의 일 예는 대한민국 실용신안출원 2000-9249호에 그 구현수단이 상세히 개시되어 있다.

도 1은 빌딩 및 공장 등의 대형공간을 냉방 또는 난방 시키기 위한 상기 대형 공기조화기의 일 예를 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 냉수, 온수 또는 스팀이 흐르는 코일(coil) 형상의 2차 열교환기(32)가 설치되어 있다. 그리고, 상기 에어필터(31)와 2차 열교환기(32) 사이에는 공기유출구(30a)가 형성되고, 상기 공기유출구(30a)와 2차 열교환기(32)사이에는 2차 열교환기(32)를 향하는 유로를 선택적으로 개폐 가능한 댐퍼(50)를 설치되며, 상기 2차 열교환기(32)와 토출송풍기(42) 사이에는 상기 공기유출구(30a)와 연결된 공기유입구(30b)가 형성되어 있다.

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

이러한 구성을 가진 대형 공기조화기의 냉방과정의 일예를 설명하면 다음과 같다.

먼저, 팬모터(12)에 의해 흡입송풍기(11)가 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 30%는 공기유출구(20b)를 통해 외부로 배출되고, 반대로 공기유입구(20a)로는 외부공기가 유입되어 잔류되어 있는 기내공기 약 70%와 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 의해 케이스(40) 상에 형성된 공기토출구(41)를 통해 다시 실내로 환원되는 과정을 반복하면서 실내의 냉방을 이루게 된다.

한편, 외기 냉방을 이루기 위한 목적으로 공기조화기를 가동시킬 때는 별도로 열교환이 필요치 않으므로 공기가 2차 열교환기를 통할 필요가 없다.

그러므로, 공기조화기의 흡입송풍기(11)와 토출송풍기(42)만을 가동시킬 때에는 댐퍼(50)를 차단하여 2차 열교환기(32)로의 유동공기 유입을 차단한 상태에서 상기 2차 열교환기(32)와 토출송풍기(42) 사이에 형성된 공기유출구(30a)와 연결된 공기유입구(30b)를 통하여 2차 열교환기를 우회(迂廻)토록 바이패스 시킴에 따라 팬모터(43)의 회전에 따른 부하를 줄일 수 있도록 한 것이다.

그러나, 상기한 바이패스 구조는 별도의 우회통로를 구비해야 하기 때문에 기기 전체의 부피가 확장되어 설치공간에 제약이 많을 뿐만 아니라, 이를 제작하기 위한 작업공수의 증가와 제작비가 상승하고, 바이패스 시키는 과정에 있어서 이송거리가 길어짐에 따라 그로 인한 마찰저항이 생김으로써 송풍기의 동력부하증가로 인한 팬모터의 수명단축은 물론 소비전력을 가중시키게 되는 문제점을 낳고 있다.

따라서, 본 고안은 상술한 바와 같은 문제점을 해소하기 위하여 안출된 것으로, 특히 동절기 또는 하절기가 아닌 환절기에 공기정화 및 습도조절의 목적으로 외기 냉방 모드로 공기조화기를 가동시킬 경우 열교환기를 우회하여 바이패스 공간을 형성하되, 바이패스 구간의 구조를 간단히 함으로써 유동공기의 이송거리와 마찰저항을 줄여 유출송풍기의 팬모터에 발생되는 부하가 감쇠하도록 하는데 그 목적이 있다.

상술한 바와 같은 본 고안의 목적을 달성하기 위하여 본 고안에 따른 공기조화기의 에어 바이패스 장치는,

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

상기 2차 열교환기(32)로 유입되는 공기를 선택적으로 우회시키기 위해 상기 2차 열교환기(32)의 공기흡입측 정면에 설치되어 상기 2차 열교환기(32)속을 통과되도록 하거나 상기 바이패스 유로(33)로 통과되도록 독립적으로 작용되는 댐퍼(60) 및 바이패스 댐퍼(61)를 포함하는 점에 그 특징이 있다.

도 1은 종래의 공기조화기를 보여주는 정면도이고,

도 2는 본 고안에 따른 공기조화기의 에어 바이패스 장치를 보여주는 정면도이다.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*

11: 흡입송풍기 21: 1차 열교환기

31: 에어필터 32: 2차 열교환기

33: 바이패스 유로 42: 토출송풍기

43: 팬모터 60: 댐퍼

61: 바이패스 댐퍼

이하, 본 고안에 따른 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도2는 본 고안에 따른 공기조화기의 에어 바이패스 장치를 보여주는 도면이다.

도2에 도시된 바와 같이, 본 고안의 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, 온수 또는 스팀이 순환되는 2차 열교환기(32)와, 열교환된 공기를 실내로 강제 환원시키기 위한 토출송풍기(42)를 갖춘 대형 공기조화기에 있어서,

상기 에어필터(31)와 2차 열 교환기(32)사이에 2차 열교환기로(32) 향하는 유로를 선택적으로 개폐할 수 있도록 2차 열교환기(32)의 전면에 댐퍼(60)가 설치되고, 상기 댐퍼(60)의 상측에 설치되어 바이패스 유로(33)로 향하는 통로를 선택적으로 개폐할 수 있도록 한 바이패스 댐퍼(61)가 더 설치된 구성이다.

이상과 같은 구성의 본 고안에 따른 공기조화기의 작용은 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.

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

상기 에어필터(31)를 통과한 공기는 2차 열교환기(32)의 전면에 형성된 댐퍼(60)를 폐쇄함으로써 상기 댐퍼(60)의 상측에 형성된 토출송풍기(42)로 향하는 바이패스 댐퍼(61)로만 통하게 된다.

이때, 상기 바이패스 유로(33)상에는 공기의 흐름을 저해시키는 저항물이 없기 때문에 공기의 원활한 유동이 가능하므로 토출송풍기(42)측의 팬모터(43)의 과부하 발생을 억제할 수 있게 된다.

이처럼 모터의 부하를 줄이면서도 공기조화기 자체 부피가 커지는 문제 등을 해소할 수 있어 시공상에 공간의 제약을 받지 않는다.

상술한 바와 같은, 본 고안의 바람직한 실시예에 따른 공기조화기에 대한 구성 및 동작을 상기한 설명 및 도면에 따라 도시하였지만, 하나의 댐퍼를 상하로 이동시켜 공기통로를 선택적으로 개폐시킬 수도 있다.

이외에도 본 고안의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변화 및 변경이 가능하다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 고안은, 동절기 또는 하절기가 아닌 환절기에 공기정화 및 습도조절의 목적으로 외기 냉방 모드로 공기조화기를 가동시킬 경우 2차 열교환기를 통하지 않도록 하는 바이패스 구조를 가능케 함으로써 효율적인 공기조화기의 운영이 가능하다.

Claims (1)

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

   상기 2차 열교환기(32)로 유입되는 공기를 선택적으로 우회시키기 위해 상기 2차 열교환기(32)의 공기흡입측 정면에 설치되어 상기 2차 열교환기(32)속을 통과되도록 하거나 상기 바이패스 유로(33)로 통과되도록 독립적으로 작용되는 댐퍼(60) 및 바이패스 댐퍼(61)를 구비한 것을 특징으로 하는 공기조화기의 에어 바이패스 장치.