KR200351615Y1 - 습식 가스히트펌프 공기조화시스템 - Google Patents

Abstract

본 고안은 가스엔진의 출력으로 압축기를 가동시켜 외기 및 엔진의 배열을 실내로 공급시키되, 냉매회로를 순방향 또는 역방향으로 전환시켜 냉/난방을 선택적으로 실시할 있도록 된 다수의 가스히트펌프(GHP: Gas Heat Pump)실외기를 이용하여 습식공기청정방식을 적용한 습식 GHP 공기조화 시스템(A Wet Type GHP Air Conditioning System)에 관한 것으로써, 실외기와 실내기의 열교환기를 복수로 설치하여 팽창변이 구비된 액관과 별도의 가스관에 의해 서로 연결시켜 습식으로 형성하였으므로 필요한 냉/난방의 필요 용량에 따라 가동세트의 수를 조절하면서 가동시킬 수 있고, 하나 또는 하나이상의 실외기와 실내기 열교환기에 의해 냉방 및 난방을 선택적으로 동시에 실시할 수 있으며, 실내기(에어핸드링유니트)에 설치된 청정파트를 통과한 오염된 외기 및 실내공기를 제진, 제균, 탈취, 가습, 탈 가스기능을 구비하고 음이온을 발생시켜 쾌적하게 하여 닥트를 통하여 실내에 공급시킬 수 있도록 함으로서 일반 공조뿐만 아니라 클린룸 공조 및 항온항습 공조로도 사용할 수 있다.

Description

습식 가스히트펌프 공기조화시스템{A Wet Type G H P Air Conditioning System}

본 고안은 가스히트펌프(G H P: Gas Heat Pump)의 원리를 이용한 습식 GHP 공기조화시스템(A Wet Type G H P Air Conditioning System)에 관한 것이다.

이를 좀더 상세히 설명하면, 가스엔진의 출력으로 압축기를 가동시키고 외기 및 엔진의 배열을 실내로 공급시키되, 냉매회로를 순방향 또는 역방향으로 전환시켜 냉/난방을 선택적으로 실시할 수 있도록 하되, 공기(에어)가 유통(공급)되는 역 방향으로 미세한 물분자를 분사시키도록 하는 습식공기청정파트를 채택하여 공기청정 기능과 음이온발생 기능을 극대화시켜줄 수 있도록 된 공기조화시스템을 제공하려는 것이다.

통상적으로 설치되어 운용되고 있는 종래의 시스템은 냉방과 난방기능 만을 수행할 수 있도록 있도록 된 것에 불과하고, 환기기능과 가습기능 및 공기청정기능이 을 겸하여 운용할 수 있도록 되어 있지 않았으며, 종래 시스템의 그 대표적인 것으로는 도 5에 예시된 것을 들 수 있다.

도 5에 예시된 종래의 시스템은 전기동력 구동형 인버터 냉난방시스템(40)을 보인 것으로서, 이는 실외기(41)와 실내기(46)로 형성되어있는데, 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 냉각하여 실내로 공급시켜 하절기에는 냉방기로 이용하고, 냉매회로를 역방향으로 전환시켜 동절기에는 난방으로 이용하는, 단순히 냉난방으로만 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 닥트를 통하여 실내로 공급시키고 공기의 정화(청정)도 건식방식에 의해 실시하므로, 미세한 분진과 냄새 및 세균 등을 제거하는데 한계가 있고, 가습기를 별도로 설치하여야 하는 문제가 있다.

또한 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 발생하며, 냉/난방의 경년효율이 떨어지면서 에너지를 낭비하게 되는 문제가 있었다.

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

이는 엔진에 의해 가동되는 가스히트펌프(G H P)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 닥트를 통하여 실내로 공급할 수 있도록 된 것이다.

그러나 이와 같은 종래의 공기조화기는 실외기와 실내기가 1 : 1의 비율로 되어 있거나 또는 하나의 실외기에 복수개의 실내기를 설치하는 구성으로 되어, 용량과 공기청정의 기능에 한계가 있으므로 중대형 건물이나 산업용공기조화시스템으로 적용할 수 없는 문제가 있었다.

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

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

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

본 고안의 또 다른 목적은, 실내기 열교환기를 습식으로 형성하여 공급되는 냉풍 또는 온풍의 량에 따라 정밀하게 조정할 수 있도록 하고, 습식 필터링 기능을 구비하여 먼지와 세균과 냄새 및 가스가 실내로 공급되는 것을 방지할 수 있도록 하며, 가습기능에 의해 습기를 효과적이고 선택적으로 공급하여 동절기에도 실내를 건조하지 않고 신선하게 유지시킬 수 있도록 된 습식 GHP 공기조화시스템을 제공하는데 있다.

본 고안의 또 다른 목적은, 실외기를 복수 대 설치하여 용량의 한계를 극복하면서 고장 대책에도 유리하도록 하고, 실내기의 열교환기도 실외기와 동일한 개수를 설치하거나 또는 더욱 세분화시켜 설치하여 선택적으로 운용할 수 있도록 하며, 난방 및 냉방 또는 냉난방 동시(재열)기능을 부분적으로 분할하여 선별적으로 운용할 수 있도록 하는 일반 및 클린룸 공조와 항온항습공조용 습식 GHP 공기조화 시스템을 제공하는데 있다.

본 고안의 상기 및 기타 목적은,

엔진에 의해 가동되는 가스히트펌프압축기(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(17)를 통하여 실내(30)로 강제 공급시켜 주도록 하는 것에 있어서,

가스히트펌프압축기(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(4)를 형성하되,환기팬(5)은 리턴닥트(16)를 통하여 실내(30)에 설치된 실내공기흡입구(21)와 연결하여 실내공기를 흡입하여 배출시킬 수 있도록 하고, 급기팬(70)은 공급닥트(15)를 통하여 실내(30)에 설치된 실내공기토출구(17)를 통하여 냉/온풍을 실내공기토출구(17)를 통하여 냉/온풍을 실내(30)로 공급시킬 수 있도록 한 것과,

에어홀딩파트(6)에는 습식필터로 구성되는 습식공기청정파트(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 습식 GHP공기조화시스템(1)에 의해 달성된다.

도 1은 본 고안에 따른 습식 GHP 공기조화시스템의 설치상태 예시도.

도 2는 본 고안에 따른 습식 GHP 공기조화시스템에서 본 고안의 주요부 실내기(에어핸드링유니트)를 발췌하여 보인 예시도.

도 3은 본 고안에 따른 습식 GHP 공기조화시스템에서 실외기와 실내기 열교환기가 멀티 형으로 설치된 상태를 보인 예시도.

도 4는 본 고안에 따른 습식 GHP 공기조화시스템에서 습식공기청정파트를 보인 예시도.

도 5는 종래의 전기동력 구동형 인버터 냉난방시스템을 보인 계통도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 *

1. 습식GHP공기조화시스템 2. 실외기 3. 가스히트펌프압축기

4. 실내기 5. 환기팬 6. 에어홀딩파트

7. 급기팬 9. 습식공기청정파트 10. 멀티열교환기

16.환기닥트 17. 실내공기토출구 .

40.전기동력 구동형 인버터 냉난방시스템

본 고안의 상기 목적들과 특징은 첨부도면에 의거한 다음의 상세한 설명에 의하여 더욱 명확하게 이해할 수 있을 것이다.

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 4는 본 고안에 따른 습식GHP공기조화시스템(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 습식GHP공기조화시스템(1)은 도 1에 예시된바와 같이 실외기(2)와 실내기(에어핸드링유니트)(4) 및 실내(30)에 설치되는 실내공기토출구(17)로 크게 형성하였다.

실외기(2)는 내부에 설치된 엔진(구체적으로 도시하지 아니함)에 의해 가동되는 가스히트펌프압축기(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(4)는 실내(30)의 공기를 흡입시키는 환기팬(5)과 냉/온풍을 실내(30)로 공급시켜 주는 급기팬(7) 및 에어홀딩파트(6)로 형성하였는데, 상기 에어홀딩파트(6)는 하우징에 실내공기를 배출시키는 배출댐퍼와 외기를 도입하는 도입댐퍼를 구비하였고, 내부에는 습식필터로 구성된 습식공기청정파트(9)를 설치하였으며, 전술한 실외기(2)와 연결되는 멀티열교환기(10)를 구비하였다.

상기 에어홀딩파트(6)의 내부에 설치되는 습식공기청정파트(9)는 도 4에 구체적으로 예시된바와 같이, 실내기와 외기가 도입되는 공기도입댐퍼(14)의 배출 측에 필터(15-1)와 살수관(15-2)으로 구성된 가스히트펌프공조기(15)를 설치하되 살수관(15-2)에는 물공급관(19)을 연결하여 물을 공급시킬 수 있도록 하였고, 살수관(15-2)의 외측에 제습여과부(15-3)를 설치하였으며, 이들의 하측에는 배출관(19-1)이 구비된 물받이(18)를 설치하였다.

실내(30)에는 천정(34)에 여러 개의 실내공기토출구(17)를 설치하고 공급닥트(15)를 통하여 에어핸드링유니트(4)의 급기팬(7)과 연결하여 냉/온풍을실내(30)로 공급할 수 있도록 하였고, 내벽(31) 또는 천정에는 실내공기흡입구(35)를 설치하되 외벽(32)과의 공간부(33)를 통과하는 리턴닥트(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 습식GHP공기조화시스템(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 습식GHP공기조화시스템(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 공급닥트(15)를 통해 각 실내(30)로 이동하고 실내공기토출구(17)를 통하여 실내(30)로 공급되어진다.

상기와 같이 냉/난방을 실시할 때에 외기를 도입하여 실내(30)로 공급시킬 수 있고, 실내(30)의 오염된 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 외기 및 실내기는 습식공기청정파트(9)를 통과하면서 먼지 및 이물질 등이 필터링 되어 깨끗하게 정화되고 동시에 가습되어진 상태에서 급기팬(7)에 의해 강제로 송풍되면서 공급닥트(15)와 실내공기토출구(17)를 통하여 실내(30)로 공급되어진다.

즉, 공기도입범퍼(14)를 통하여 습식공기청정파트(9)로 공급되어지는 공기는 필터(15-1)를 통과하면서 먼지와 세균 및 냄새와 가스 등이 필터링 되어지고, 필터(15-1)를 통과하면서 깨끗하게 정화된 공기는 물공급관(19)을 통하여 공급되어 살수관(15-2)의 분사노즐에서 분사되어지는 미세한 물분자를 통과하면서 먼지 등이 재차 정화됨과 동시에 가습되어지며, 가습된 공기는 제습여과부(15-3)를 통과한 후에 실내(30)로 공급되어지며, 필터(15-1)와 살수관(15-2) 및 제습여과부(15-3)에서 낙하하는 수분(물)은 물받이(18)에 받아지게 되며, 물받이(18)에 받아지는 오염된 물은 배출관(19-1)을 통하여 외부로 배출시키게 되는 것이다.

반면에 각 실내(30)의 오염된 공기는 실외로 방출시키고자 할 경우 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 리턴닥트(16)와 환기팬(5)을 거쳐 에어홀딩파트(6)의 배기댐퍼를 통하여 외부(실외)로 방출되어진다.

상기와 같이 작동되는 본 고안에 따른 습식GHP공기조화시스템(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.

본 고안에서는 구체적인 실시 예에 대하여 설명했지만 본 고안의 기술사상범위 내에서 다양한 변형 및 수정이 가능함을 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속함은 당연한 것이다.

이상에서와 같이 본 고안에 습식 GHP 공기조화 시스템은, 멀티실외기와 멀티실내기열교환기에 복수 개씩의 실외기와 열교환기를 설치하여 팽창변이 구비된 액관과 별도의 가스관에 의해 서로 연결시켜 습식으로 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, 실내기 또는 실외기를 공급시킬 때에 습식공기청정파트를 통과시켜 깨끗하게 필터링하고 가습시켜서 된 적정한 공기를 실내에 공급시킬 수 있게 된다.

Claims (3)

1. 엔진에 의해 가동되는 가스히트펌프압축기(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(17)를 통하여 실내(30)로 강제 공급시켜 주도록 된 것에 있어서,

   가스히트펌프압축기(3)가 구비된 복수개의 실외기(2-1 ~ 2-n)를 병렬로 설치 형성한 것과,

   급기팬(5)과 에어홀딩파트(6) 및 급기팬(7)에 의해 에어핸드링유니트(4)를 형성하되, 환기팬(5)은 리턴닥트(16)를 통하여 실내(30)에 설치된 실내공기흡입구(35)와 연결하여 실내공기를 흡입하여 배출시킬 수 있도록 하고, 급기팬(7)은 공급닥트(15)를 통하여 실내(30)에 설치된 실내공기토출구(17)를 통하여 냉/온풍을 실내(17)로 공급시킬 수 있도록 한 것과,

   에어홀딩파트(6)에는 습식필터로 구성되는 습식공기청정파트(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 습식 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 또는 선택적으로 가동시키는 것을 특징으로 하는 습식 GHP 공기조화 시스템.
3. 청구항 1에 있어서, 에어홀딩파트(6)의 내부에 설치되는 습식공기청정파트(9)는,

   실내기와 외기가 도입되는 공기도입댐퍼(14)의 배출 측에 필터(15-1)와 살수관(15-2)으로 구성된 가스히트펌프공조기(15)를 설치한 것과,

   살수관(15-2)의 외측에 제습여과부(15-3)를 설치한 것과,

   가스히트펌프공조기(15)와 제습여과부(15-3)의 하측에 배출관(19-1)이 구비된 물받이(18)를 설치한 것이 포함되는 것을 특징으로 하는 습식 GHP 공기조화 시스템.