KR200307425Y1 - 멀티형 가스히트펌프 공기조화 시스템 - Google Patents

Abstract

본 고안은 가스엔진의 출력으로 히트펌프를 가동시키고 외기 및 엔진의 배열을 실내로 공급시키되, 냉매회로를 순방향 또는 역방향으로 전환시켜 냉/난방을 선택적으로 실시할 있도록 된 가스히트펌프(GHP: Gas Heat Pump)를 이용한 멀티형 GHP 공기조화 시스템(A Multi Type GHP Air Conditioner System)에 관한 것으로써, 실외와 실내기의 열교환기를 복수로 설치하여 팽창변이 구비된 액관과 별도의 가스관에 의해 서로 연결시켜 멀티형으로 형성하였으므로 필요한 냉/난방의 필요 용량에 따라 가동세트의 수를 조절하면서 가동시킬 수 있고, 하나 또는 하나 이상의 실외기와 실내기 열교환기에 의해 냉방 및 난방을 선택적으로 동시에 실시할 수 있으며, 실내기(에어핸드링유니트)에 설치된 급기팬과 환기팬에 의해 신선한 외기를 실내로 공급시키고 오염된 실내공기를 실외로 배출시킬 수 있으며, 실내로 외기를 공급시킬 때에 필터링에 의해 깨끗하게 정화하고 가습기에 의해 적정한 습기로 유지시키면서 덕트로 실내에 공급시킬 수 있도록 하여 항온항습 공조로도 사용할 수 있다.

Description

멀티형 가스히트펌프 공기조화 시스템{A Multi Type GHP Air Conditioner System}

본 고안은 가스히트펌프(GHP: Gas Heat Pump)를 이용한 멀티형 GHP 공기조화시스템(A Multi Type GHP Air Conditioner System)에 관한 것이다.

이를 좀더 상세히 설명하면, 가스엔진의 출력으로 히트펌프를 가동시키고 외기 및 엔진의 배열을 실내로 공급시키되, 냉매회로를 순방향 또는 역방향으로 전환시켜 냉/난방을 선택적으로 실시할 있도록 된 것이다.

통상적으로 설치되어 운용되고 있는 종래의 시스템은 냉방과 난방을 겸하여 운용할 수 있도록 되어 있지 않았으며, 종래 시스템의 그 대표적인 것으로는 도 4에 예시된 것을 들 수 있다.

도 4에 예시된 종래의 시스템은 전기동력 구동형 인버터 공조시스템(40)을 보인 것으로서, 이는 실외기(41)와 실내기(46)로 형성되어 있는데, 실외기(41)는 전원이 공급되는 전동기(42)를 이용하여 압축기(43)를 작동시켜 냉매를 압축시키고 압축기(43)에 의해 압축된 냉매는 사방밸브(44)를 거쳐 응축기(45)에 공급되어 공기를 냉각시켜 주며, 냉각된 냉기는 실내기(46)의 증발기를 통하여 실내로 공급하도록 되어 있다. 그러나 이는 실외기(41)의 압축기(43)와 응축기(45)에 의해 응축된 냉매에 의해 공기를 냉각시켜 실내로 공급시켜 주도록 되어 있어 단순히 하절기에 냉방기로만 이용할 수 있을 뿐이었다.

또한 종래의 다른 냉난방시스템으로서는 구체적으로 도시하지는 아니하였으나 흡수식냉온수기를 이용한 냉난방시스템으로 알려져 있는데, 이는 냉/온수기를 통하여 냉각탑과 공기조화기를 연결시키되, 상기 공기조화기에서 발생되는 냉풍 또는 온풍을 덕트를 통하여 실내로 공급시키도록 되어 있다.

그러나 냉/온수유니트와 냉각탑을 설치하여야 하고, 이들을 설치할 수 있도록 별도의 기계실을 마련하여 기계실의 내부에 배관을 복잡하게 설치해 주어야 할 뿐만 아니라 냉/온수유니트에서 만들어진 냉/온수를 이송시키기 위한 장치를 구비하고 및 배관을 설치해 주어야 하는 문제가 있었다.

특히, 냉/온수가 배관을 따라 공기조화기 및 휀코일유니트로 이송되어질 때에 물의 온도 손실이 발생하여 냉/난방의 효율이 떨어지면서 에너지를 낭비하게 되는 문제가 있었다.

이와 같은 문제를 해소할 수 있도록 하기 위하여 상기 시스템과는 전혀 다른 방식으로 고안된 것으로는 "GHP(Gas Heat Pump)를 이용하는 공기조화기"가 국내 실용신안 등록 제 240516호에 의해 알려져 있다.

이는 엔진에 의해 가동되는 가스히트펌프(GHP)에 의해 냉매를 강제로 순환시키고 방열기에 의해 냉매를 열 교환시키도록 된 실외기와, 상기 실외기로부터 공급되는 냉매를 코일에서 열 교환시키고 이를 팬(Fan)에 의해 냉풍 또는 온풍으로 발생시키며, 발생된 냉풍 또는 온풍은 덕트를 통하여 실내로 공급할 수 있도록 된 것이다.

그러나 이와 같은 종래의 공기조화기는 실외기와 실내기 열교환기가 일대일로 구성되어 단순히 냉풍 또는 온풍을 발생시켜 공급하도록 하는 단순한 기능만을 실행할 수 있었고, 외기를 실내로 도입시키거나 내기를 실외로 배출시킬 수 없으며, 열교환기능이 일체형으로 되어있어 정밀하게 조정할 수 없는 문제가 있었으며, 가습기능이 구비되어 있지 않아 건조한 공기를 실내에 공급하게 되는 문제가 있으며, 실외기 고장시 전체가동이 중단되며 실외기 용량(현재 최대용량 20마력)의 한계와 실내기가 단일 열교환기이므로 냉난방 동시 가동이 불가능하다.

본 고안은 상기와 같은 문제를 해소할 수 있도록 더욱 개선된 GHP형 공조 시스템을 제공하려는 것이다.

본 고안은 가스히트펌프를 가동시켜 외기 및 엔진의 배열을 실내로 공급시키되, 냉매회로를 순방향 또는 역방향으로 전환시켜 냉/난방을 선택적으로 실시할 있도록 된 멀티형 GHP 공기조화 시스템을 제공하려는데 그 목적이 있다.

본 고안의 다른 목적은, 가습된 외기를 도입시키고 내기를 외부에 배출시킬 수 있도록 하여 실내공기를 항상 신선하게 유지시키며 중간기 외기냉방이 가능할 수 있도록 된 멀티형 GHP 공기조화 시스템을 제공하는데 있다.

본 고안의 또 다른 목적은, 실내기 열교환기를 멀티형으로 형성하여 공급되는 냉풍 또는 온풍의 량에 따라 정밀하게 조정할 수 있도록 하고, 통상의 필터링 기능을 구비하여 이물질이나 먼지가 공급되는 것을 방지할 수 있도록 하며, 가습기능을 구비하여 습기를 선택적으로 공급하여 실내를 건조하지 않고 신선하게 유지시킬 수 있도록 된 멀티형 GHP 공기조화 시스템을 제공하는데 있다.

본 고안의 또 다른 목적은, 실외기를 복수 대 설치하여 용량의 한계를 극복하고 고장 대책에도 유리하도록 하고 실내기의 열교환기도 실외기와 동일한 개수 또는 더욱 세분화하여 설치하여 선택적으로 운용할 수 있도록 하고, 난방 및 냉방 또는 냉난방 동시(재열) 기능을 부분적으로 분할하여 선별적으로 운용할 수 있도록구성된 멀티형 GHP 공기조화 시스템을 제공하는데 있다.

본 고안의 상기 및 기타 목적은,

엔진에 의해 가동되는 가스히트펌프(3)에 의해 냉매를 강제 순환시키면서 열교환기의 코일로 공급시켜 주는 실외기(2)와, 실외기(2)로부터 공급되는 냉매를 열교환기에서 열 교환하고 이를 급기팬에 의해 실내공기토출구(20)를 통하여 실내(30)로 강제 공급시켜 주도록 하는 것에 있어서,

가스히트펌프(3)가 구비된 복수개의 실외기(2-1 ~ 2-n)를 병렬로 설치하여 실외기유니트(2)를 형성한 것과,

환기팬(5)과 에어홀딩파트(6) 및 급기팬(7)에 의해 실내기(에어핸드링유니트)(4)를 형성하되, 환기팬(5)은 리턴덕트(16)를 통하여 실내(30)에 설치된 실내공기흡입구(21)와 연결하여 실내공기를 흡입하여 배출시킬 수 있도록 하고, 급기팬(70)은 공급덕트(15)를 통하여 실내(30)에 설치된 실내공기토출구(20)를 통하여 냉/온풍을 실내(20)로 공급시킬 수 있도록 한 것과,

에어홀딩파트(6)에는 통상의 필터 및 가습장치로 구성되는 필터링부(8) 및 가습기부(9)와 복수개의 코일(10-1 ~ 10-n)로 구성되는 멀티열교환기(10)를 설치한 것과,

실외기(2)의 각 실외기(2-1 ~ 2-n)와 실내기멀티열교환기(10)의 각 코일(10-1 ~ 10-n)은 팽창변(13)이 구비된 액관(11)과 가스관(12)으로 연결시킨 것이 포함되는 것을 특징으로 하는 멀티형 GHP 공기조화 시스템(1)에 의해 달성된다.

도 1은 본 고안에 따른 멀티형 GHP 공기조화 시스템의 설치상태 예시도.

도 2는 본 고안에 따른 멀티형 GHP 공기조화 시스템에서 본 고안의 주요부인 실내기(에어핸드링유니트)를 발췌하여 보인 예시도.

도 3은 본 고안에 따른 멀티형 GHP 공기조화 시스템에서 실외기와 실내기의 열교환기가 멀티 형으로 설치된 상태를 보인 예시도.

도 4는 종래의 전기동력 구동형 인버터 공조시스템을 보인 계통도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

1. 멀티형GHP공기조화시스템 2. 실외기 3. 가스히트펌프

4. 실내기(에어핸드링유니트) 5. 환기팬 6. 에어홀딩파트

7. 급기팬 9. 가습기 10. 멀티열교환기

16.환기덕트 20. 실내공기토출구 21. 실내공기흡입구

40.전기동력 구동형 인버터시스템

본 고안의 상기 및 기타 목적과 특징은 첨부도면에 의거한 다음의 상세한 설명에 의해 더욱 명확하게 이해 할 수 있을 것이다.

첨부도면 도 1 내지 도 3은 본 고안에 따른 멀티형GHP공기조화시스템(1)의 구체적인 실현 예를 보인 것으로써, 도 1은 본 고안의 설치상태 예시도이고, 도 2는 본 고안의 주요부인 에어핸드링유니트를 발췌하여 보인 예시도이며, 도 3은 실외기와 실내기의 열교환기가 멀티 형으로 설치된 상태를 보인 예시도이다.

본 고안에 따른 멀티형GHP공기조화시스템(1)은 도 1에 예시된바와 같이 실외기(2)와 실내기(에어핸드링유니트)(4) 및 실내(30)에 설치되는 실내공기토출구(20)로 크게 형성하였다.

실외기(2)는 내부에 설치된 엔진(구체적으로 도시하지 아니함)에 의해 가동되는 가스히트펌프(3)에 의해 냉매를 강제 순환시키면서 차후에 구체적으로 설명되는 실내기의 멀티열교환기(10)의 코일(10-1 ~ 10-n)과 연결되는 복수개의 실외기(2)를 설치하였다.

실내기(에어핸드링유니트)(4)는 실내(30)의 공기를 흡입시키는 환기팬(5)과 냉/온풍을 실내(30)로 공급시켜 주는 급기팬(7) 및 에어홀딩파트(6)로 형성하였다.

상기 에어홀딩파트(6)는 하우징에 실내공기를 배출시키는 배출댐퍼와 외기를 도입하는 도입댐퍼를 구비하였고, 내부에는 통상의 필터 및 가습장치로 구성된 필터링부(8)와 가습기부(9)를 설치하였으며, 전술한 실외기(2)와 연결되는 멀티열교환기(10)를 구비하였다.

실내(30)에는 천정(34)에 여러 개의 실내공기토출구(20)를 설치하고 공급덕트(15)를 통하여 에어핸드링유니트(4)의 급기팬(7)과 연결하여 냉/온풍을 실내(30)로 공급할 수 있도록 하였고, 내벽(31) 또는 천정에는 실내흡입구(21)를 설치하여 외벽(32)과의 공간부(33)를 통과하는 리턴덕트(16)에 의해 에어핸드링유니트(4)의 환기팬(5)과 연결하였다.

특히, 실외기(2)와 에어핸드링유니트(4)의 멀티열교환기(10)는 도 3에 구체적으로 예시된바와 같이 구성하였다.

실외기(2)는 복수 개의 실외기(2-1 ~ 2-n)를 설치하고 멀티열교환기(10)도 실외기(2-1 ~ 2-n)와 동일한 개수의 열교환기(10-1 ~ 10-n) 또는 더욱 세분하여 설치하였고, 각 실외기(2-1 ~ 2-n)와 열교환기(10-1 ~ 10-n)는 팽창변(13)이 구비된 액관(11)과 별도의 가스관(12)으로 서로 연결하였다.

이하 본 고안의 작동관계를 설명한다.

본 고안에 따른 멀티형GHP공기조화시스템(1)에서 냉방을 실시하고자 할 때에는 실외기(2)의 실외기(2-1 ~ 2-n)로부터 저온 저압의 냉매(액)를 통상의 팽창변(13)이 구비된 액관(11)을 통하여 실내기의 멀티열교환기(10)의 코일(10-1 ~ 10-n)에 공급하여 열 교환시키고, 열 교환된 고온 고압의 냉매가스를 다시 실외기(2)의 실외기(2-1 ~ 2-n)로 공급(복귀)시켜주며, 실외기(2-1 ~ 2-n)에서 귀환된 냉매가스를 열 교환시켜 저온 저압의 냉매(액)로 변환시켜 주는 과정을 반복적으로 실시하게 된다.

반면에 멀티형GHP공기조화시스템(1)에서 난방을 실시하고자 할 때에는 냉방을 실시하는 것과는 반대방법으로 실시하여 줌으로써 난방을 실시할 수 있게 된다.

이와 같이 생성된 냉/난방은 급기팬(7)에 의해 강제로 송풍되어 공급덕트(15)를 통해 각 실내(30)로 이동하고 실내공기토출구(20)를 통하여 실내(30)로 공급되어진다.

상기와 같이 냉/난방을 실시할 때에 외기를 도입하여 실내(30)로 공급시킬 수 있고, 실내(30)의 탁한 공기를 실외로 방출하여 공기를 교환할 수 있다.

외기를 실내(30)로 공급시키고자 할 때에는 에어홀딩파트(6)에 형성된 외기도입댐퍼를 개방시켜 주면 외기는 개방된 외기도입댐퍼로 강제로 흡입(도입)되어지고, 흡입된 외기는 필터링부(8)를 통과하면서 먼지 및 이물질 등이 필터링되어 깨끗하게 정화되어지고, 필터링딘 외기는 가습기부(9)를 통과하게 되는데 가습기부(9)가 가동되고 있는 상태에서는 적량의 습기가 공급되어지며, 적량의 습기가 함유된 외기는 환기팬(7)에 의해 강제로 송풍되면서 공급덕트(15)와 실내공기토출구(20)를 통하여 실내(30)로 공급되어진다.

반면에 각 실내(30)의 오염된 공기는 실외로 방출시키고자 할 때에는, 환기팬(5)을 가동시키게 되면 실내공기흡입구(21)에 의해 실내(30)의 공기가 강제로 흡입되어지고, 실내공기흡입구(21)에 의해 강제로 흡입된 실내(30)의 공기는 리턴덕트(16)와 환기팬(5)을 거쳐 에어홀딩파트(6)의 배기댐퍼를 통하여 외부(실외)로 방출되어진다.

상기와 같이 작동되는 본 고안에 따른 멀티형GHP공기조화(1)은 필요에 따라 냉방과 난방을 동시에 실시할 수 있는데, 실외기(2)의 실외기(2-1 ~ 2-n)와 실내기의 멀티열교환기(10)의 열교환기(10-1 ~ 10-n) 중에서 복수개의 실외기(2-1 ~ 2-x)와 열교환기(10-1 ~ 10-x)는 전술한 바와 같은 방법에 의해 냉방을 실시하도록 가동시키고, 다른 실외기(2-(x-1) ~ 2-(n-x))와 열교환기(10-(x-1) ~ 10-(n-x))는 전술한 바와 같은 방법에 의해 난방을 실시하도록 가동시킬 수 있으며, 이와 같이 본 고안은 하나 또는 하나 이상의 실외기와 실내기열교환기에 의해 냉방 또는 난방을 선택적으로 동시에 실시할 수 있게 된다.

이상에서와 같이 본 고안에 멀티형 GHP 공기조화 시스템은, 멀티실외기와 멀티실내기열교환기에 복수 개씩의 실외기와 열교환기를 설치하여 팽창변이 구비된 액관과 별도의 가스관에 의해 서로 연결시켜 멀티형으로 형성하였으므로 필요한 냉/난방의 필요 용량에 따라 가동세트의 수를 조절하면서 가동시킬 수 있고, 하나 또는 하나 이상의 실외기와 열교환기에 의해 냉방 및 난방을 선택적으로 동시에 실시할 수 있으며, 에어핸드링유니트에 설치된 급기팬과 환기팬에 의해 신선한 외기를 실내로 공급시키고 오염된 실내공기를 실외로 배출시킬 수 있으며, 실내로 외기를 공급시킬 때에 필터링에 의해 깨끗하게 정화하고 가습기에 의해 적정한 습기로 유지시키면서 공급시킬 수 있게 된다.

Claims (2)

1. 엔진에 의해 가동되는 가스히트펌프(3)에 의해 냉매를 강제 순환시키면서 열교환기의 코일로 공급시켜 주는 실외기(2)와, 실외기(2)로부터 공급되는 냉매를 열교환기에서 열 교환하고 이를 급기팬에 의해 실내열교환기(20)를 통하여 실내(30)로 강제 공급시켜 주도록 하는 것에 있어서,

   가스히트펌프(3)가 구비된 복수개의 실외기(2-1 ~ 2-n)를 병렬로 설치하여 시스템을 형성한 것과,

   급기팬(5)과 에어홀딩파트(6) 및 급기팬(7)에 의해 에어핸드링유니트(4)를 형성하되, 환기팬(5)은 리턴덕트(16)를 통하여 실내(30)에 설치된 실내공기흡입구(21)와 연결하여 실내공기를 흡입하여 배출시킬 수 있도록 하고, 급기팬(70은 공급덕트(15)를 통하여 실내(30)에 설치된 실내공기토출(20)를 통하여 냉/온풍을 실내(20)로 공급시킬 수 있도록 한 것과,

   에어홀딩파트(6)에는 통상의 필터 및 가습장치로 구성되는 필터링부(8) 및 가습기부(9)와 복수개의 열교환기(10-1 ~ 10-n)로 구성되는 멀티열교환기(10)를 설치한 것과,

   실외기(2)의 각 실외기(2-1 ~ 2-n)와 실내기의 멀티열교환기(10)의 각 열교환기(10-1 ~ 10-n)는 팽창변(13)이 구비된 액관(11)과 가스관(12)으로 연결시킨 것이 포함되는 것을 특징으로 하는 멀티형 GHP 공기조화 시스템.
2. 청구항 1에 있어서, 실외기(2)의 실외기(2-1 ~ 2-n)와 실내기의 멀티열교환기(10)의 열교환기(10-1 ~ 10-n)는 냉방 또는 난방을 동시에 선택적으로 가동시키는 것을 특징으로 하는 멀티형 GHP 공기조화 시스템.