KR200435915Y1

KR200435915Y1 - 공기조화기

Info

Publication number: KR200435915Y1
Application number: KR2020070002366U
Authority: KR
Inventors: 박승태
Original assignee: (주)에이티이엔지
Priority date: 2007-02-08
Filing date: 2007-02-08
Publication date: 2007-03-15

Abstract

본 고안은 공기조화장치에 관한 것으로, 본 고안의 공기조화기는 외기공기의 유입을 조절하는 외기댐퍼를 갖는 외기입구, 상기 외기입구와 연결되어 공기조화공간으로 급기공기를 배출하는 급기출구, 상기 외기공기와 합쳐지도록 외기입구와 급기출구를 연결하는 통로로부터 분기되어 공기조화공간의 환기공기의 유입을 조절하는 환기댐퍼를 갖는 환기입구, 상기 환기입구와 연결되어, 배기공기가 배출되는 배기출구 및, 상기 외기입구와 급기출구의 통로 사이에 외기입구측부터 냉각밸브가 설치된 냉각코일, 가열코일, 엘리미네이터 및 급기송풍기가 구비되며, 제어장치와 연결된 기능선택 스위치가 구비된다.

상기와 같은 공기조화기를 이용하는 것에 의해, 엘리미네이터의 설치로 고풍속에서도 비산이 없어 에너지 효율이 상승하고, 코일의 정적면적을 줄일 수 있어 장비의 크기가 줄어들어 제조원가 절약이 가능하다.

공기조화기, 항온항습기, 외기공기, 환기공기, 코일

Description

공기조화기{AIR CONDITIONING SYSTEM AND CONTROL METHOD}

도 1은 종래기술에 따른 공기조화기의 구성을 나타낸 도면.

도 2는 본 고안의 제 1실시예에 따른 공기조화기의 운전을 나타낸 도면.

도 3은 본 고안의 제 2실시예에 따른 공기조화기의 운전을 나타낸 도면.

도 4는 본 고안의 제 3실시예에 따른 공기조화기의 운전을 나타낸 도면.

도 5는 본 고안에 따른 공기조화기의 제어방법을 흐름도로 나타낸 도면.
도 6은 본 고안에 따른 엘리미네이터를 나타낸 도면.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

10 : 외기입구

20 : 급기출구

30 : 환기입구

40 : 배기출구

50 : 공기필터

60 : 냉각코일

70 : 가열코일

80 : 엘리미네이터

22 : 온도감지기

23 : 습도감지기

본 고안은 공기조화기에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 풍속이 빠르고 비산이 일어나지 않으며, 그 크기가 작아 설치에 필요한 면적이 작은 공기조화기에 관한 것이다.

일반적으로, 공기조화기는 일정한 공간을 인간이 활동하기에 알맞은 온도, 습도, 기류(氣流) 분포로 조절하고, 동시에 공기 속의 먼지 등을 제거하는 것이다.

특히, 온도 제어를 위해서는 액체가 증발할 때 주위에서 열을 빼앗는 증발열을 이용하며 냉매로는 저온에서도 증발하기 쉬운 액체가 사용되기도 하고 냉동기를 이용한 냉수 또는 브라인을 포함한다.

또한, 기본 구조는 밀봉된 철제용기 속에 전동모터와 압축기를 직결시키고, 전동기로 압축기를 회전시켜 냉매를 압축한 후, 응축기, 팽창밸브 및 증발기를 지나게 하여 냉각하는 사이클로 되어있는 직접팽창식과 냉동기에서 만들어진 냉수 또는 브라인을 이용하는 간접팽창식이 있다.

이 과정에서, 증발기 표면에 접촉한 공기의 온도는 내려가고, 공기 속의 수분은 증발기의 표면에 물방울이 맺혀 제거된다.

이러한 공기조화기는 가정에서 사용하는 소형에서부터 대형 건물에 사용되는 대형에 이르기까지 다양하며, 대형의 특수형 공기조화기의 경우, 주요 장치를 중앙에 놓고 그곳으로부터 덕트(duct)로 각 실내의 냉, 난방을 하는 중앙집중식이 주종 을 이룬다.

이와 같은 공기조화기에 대한 대표적인 종래기술이 대한민국 등록실용신안공보 0323078호에 개시되어 있으며, 이하 도 1을 참조하여 개략적으로 설명한다.

도시된 바와 같이, 종래의 항온항습기는 기화식 가습기를 갖는 것으로서, 케비넷 형상으로 제작되어 항온항습이 필요한 룸 내부 바닥에 설치된다.

또한, 항온항습기의 일측면 하부에는 실내 공기를 항온항습기의 하우징(100) 내부로 유입하기 위한 공기흡입구(200)가 형성되며, 상기 공기흡입구 외측에는 집진필터(300)가 구비되어 공기 중의 부유물을 걸러 준다.

하우징(100) 상부에는 송풍기를 구비하여 공기흡입구(200)로 유입된 공기를 하우징 상방으로 배출하게 하고, 상부 일측에 마련된 공기배출구(500)를 통하여 배출된다.

본 고안의 특징은 상기 증발기(600)에 인접하여 상 방향의 경사를 갖는 주름이 형성된 시트와 하방향의 경사를 갖는 주름이 형성된 시트를 교대로 다수 중첩하여 판상형으로 만든 기화식 가습 엘레먼트(700)를 배치하고, 세디먼트필터(800), 프리카본필터(900) 또는 자외선램프관(111) 중 적어도 어느 하나를 거쳐 정수 또는 살균된 물을 상기 기화식 가습 엘레먼트(700)에 분사할 수 있게 구성한데 있다.

그러나, 이러한 종래의 기화식 가습기를 갖는 항온항습기는 냉각과 제습 및 가습이 동시에 진행되는 경우가 발생하여 항온항습기 작동의 효율이 떨어졌다.

또한, 종래의 기화식 가습기를 갖는 항온항습기는 기화식 가습기 적용으로 제품의 크기가 크고 생산적이지 못했다.

또한, 종래의 기화식 가습기를 갖는 항온항습기는 냉각된 공기의 상대습도가 높아 항온항습 운전에 어려움이 있었고, 비산으로 인해 고풍속의 운전이 힘들었다.

여기서, 비산이란 공기조화기로 유입된 고온다습한 공기가 냉각코일에 의해 온도가 낮아지고, 공기중의 습기의 양이 줄어 응결수가 발생게 되는되며, 냉각코일의 정면풍속이 일정치 이상 높아지게 되면 응결수는 풍속에 의해 날아가는 것을 말한다.

본 고안의 목적은 상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 각 기능별 작동이 선택적으로 이루어져 효율이 높은 공기조화기를 제공하는 것이다.

또한, 본 고안의 다른 목적은 외기공기와 환기공기를 사용하고, 고풍속에서도 비산이 없으며, 제품의 크기가 작아 설치면적이 축소되어 에너지가 절약되는 공기조화기를 제공하는 것이다.

또한, 본 고안의 다른 목적은 각 기능별 선택에 있어 자동제어가 가능한 공기조화기를 제공하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 고안의 공기조화기는 외기공기의 유입을 조절하는 외기댐퍼를 갖는 외기입구, 상기 외기입구와 연결되어 공기조화공간으로 급기공기를 배출하는 급기출구, 상기 외기공기와 합쳐지도록 외기입구와 급기출구를 연결하는 통로로부터 분기되어 공기조화공간의 환기공기의 유입을 조절하는 환기댐퍼를 갖는 환기입구, 상기 환기입구와 연결되어, 배기공기가 배출되는 배기출구 및, 상기 외기입구와 급기출구의 통로 사이에 외기입구측부터 냉각밸브가 설치된 냉각코일, 가열코일, 엘리미네이터 및 급기송풍기가 구비되며, 제어장치와 연결된 기능선택 스위치가 구비된 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 냉각코일의 후단에는 살균램프가 부착되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 가열코일의 동파방지를 위해 전열히터가 구비된 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 환기입구에는 온도감지기, 습도감지기, 이산화탄소감지기 및 연감지기가 더 포함된 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 엘리미네이터에는 설정 압력보다 높아지면 급수밸브를 작동시키는 차압스위치가 더 포함된 것을 특징으로 한다.

이하, 첨부한 도면에 의거하여 본 고안의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.

도 2는 본 고안의 제 1실시예에 따른 공기조화기의 운전을 나타낸 도면이고, 도 3은 본 고안의 제 2실시예에 따른 공기조화기의 운전을 나타낸 도면이고, 도 4 는 본 고안의 제 3실시예에 따른 공기조화기의 운전을 나타낸 도면이고, 도 5는 본 고안에 따른 공기조화기의 제어방법을 흐름도로 나타낸 도면이다.

본 실시예에 따른 공기조화장치는 외기공기와 환기공기(공기조화공간에서 유입되는 순환공기)가 유입되는 외기입구(10)와 환기입구(30)를 각각 갖고, 급기공기와 배기공기가 배출되는 급기출구(20)와 배기출구(40)가 구비된다. 또한, 급기송풍기(21)와 환기 및 배기를 돕는 환기송풍기(32)가 설치되며, 공기중의 이물질을 걸러주는 공기필터(50)를 갖는다.

계절에 따라 기능을 달리하도록 냉각코일(60)과 가열코일(70)이 각각 구비되고 항균 및 항곰팡이의 번식을 방지하고 비산을 방지하는 엘리미네이터(80)가 설치된다.

상기 냉각코일(60)은 별도의 냉각 사이클의 일부일 수 있고, 가열코일(70) 역시 보일러 또는 난방 사이클의 일부일 수 있다.

또한, 계절에 따른 선택이 가능하도록 기능선택 스위치(미도시)가 구비된다.

외기공기가 유입되는 외기입구(10)에는 외기공기의 공급과 차단이 가능하도록 외기댐퍼(11)가 구비되고 그 후단으로 외기공기의 먼지 등 오염물을 걸러주는 공기필터(50)가 구비된다.

여기서, 외기댐퍼(11)와 공기필터(50)의 사이로는 환기공기가 공급되는 통로가 형성되고, 상기 통로에는 환기댐퍼(31)가 형성되어 환기공기의 유입과 차단이 조절될 수 있도록 한다.

환기댐퍼(31)의 후단으로는 환기송풍기(32)가 설치되어 환기입구(30)로부터 유입되는 환기공기의 유입이 용이하도록 하며, 환기입구(30)와 환기송풍기(32)의 사이에는 온도감지기(22)와 습도감지기(23), 이산화탄소감지기(24) 및 연감지기(25)가 설치되어 각각의 수치를 측정하여 감지하고 자동제어장치(미도시)에 신호를 전달하여 공기조화장치가 제어되도록 한다.

환기송풍기(32)의 앞쪽으로는 배기댐퍼(41)가 설치되고, 상기 배기댐퍼(41)는 배기출구(40)와 연결되어 조건에 따라 배기댐퍼(41)가 작동되고 공기조화기 내의 공기가 배출되도록 한다.

동절기에 공기조화기의 정지시에는 동파로 인해 코일이 손상되는 것을 방지하기 위하여 전열히터(52)가 구비되고, 상기 전열히터(52)는 공기조화기 내부의 설정된 온도에 따라 작동하여 코일이 동파에 의해 손상되지 않도록 한다.

전열히터(52)의 뒷쪽으로는 냉각코일(60)이 설치된다. 상기 냉각코일(60)에는 냉각밸브가 연결되어 냉각코일(60)의 작동을 제어한다.

상기 냉각코일은 동코일과 동핀을 재료로 사용하여 살균효과를 제공하고 추가적으로 냉각코일(60)의 후단으로는 살균램프(53)가 구비되어 응결수 오염에 따른 세균의 번식을 방지하고 오염된 공기가 실내로 유입되는 것을 막는다.

살균램프(53)의 후단에는 가열코일(70)이 구비되고, 가열코일(70)에는 가열밸브(71)가 연결되어 가열코일(70)의 작동이 제어되도록 한다.

상기 전열히터, 냉각코일, 살균램프 및 가열코일은 시중에서 쉽게 구할 수 있다.

가열코일(70)의 후단으로는 엘리미네이터(80)가 설치된다. 상기 엘리미네이 터(80)에는 가습을 위한 급수 또는 세정을 위한 급수를 조작하는 급수밸브(81)가 연결되며, 가습을 위한 급수는 동절기시에 사용되는 것으로 엘리미네이터(80)에 급수를 하면 기화식 가습기의 효과가 나타난다.

여기서 엘리미네이터(80)는 도 6에 도시된 바와 같이 다수의 허니컴 형상으로 제작되고, 일방향의 비교착형인것이 바람직하다. 또한, 상기 허니컴을 여러개 적층하여 보형강도가 높도록 한다.

한편, 공기필터(50)에 의해 제거되지 않은 미세먼지는 높은 밀도로 형성된 허니컴 구조의 엘리미네이터(80)에 의해 걸러지며, 고풍속에 의한 비산 현상이 제거된다.

걸러진 미세먼지가 쌓이면 엘리미네이터(80)의 공기압력이 증가하고 일정치 이상의 공기압력이 되었을 때 엘리미네이터(80)에 연결된 차압스위치(82)에 의해 급수밸브가 작동하여 급수입구(83)를 통해 설정된 시간만큼 급수되어 엘리미네이터(80)가 세정되도록 한다.

엘리미네이터(80)의 후단으로는 급기송풍기(21)가 설치되고, 공기조화장치를 거친 공기는 상기 급기송풍기(21)에 의해 급기출구(20)로 배출되어 쾌적한 공기가 실내에 공급된다.

또한, 이산화탄소감지기(24)는 환기입구를 통해 유입된 환기공기의 이산화탄소농도를 감지하여 설정치 이상의 농도가 감지되면 경보가 발생하도록 하여 사용자의 안전을 도모한다.

이하 본 고안에 따른 공기조화기의 계절별 작동예를 기술한다.

제 1실시예

본 실시예는 공기조화기의 하절기 운전을 나타내며, 도 2와 도 5를 참조하여 그 작용예를 상세히 설명하였다.

먼저, 공기조화기의 운전 스위치를 온(ON) 시킨 후 기능선택 스위치를 통해 하절기 운전으로 전환하면(S1, S2), 자동제어장치에 의해 외기댐퍼(11)가 열리고 급기송풍기(21)와 환기송풍기(32)가 작동되어, 외기와 혼합된 환기공기가 공기필터(50)를 통과한다.

공기조화기의 내부로 유입된 환기공기는 온도감지기(22)에 의해 온도가 감지되어 냉각밸브(61)가 열리게 되고, 냉각코일(60)을 거친 혼합공기가 적절한 실내온도를 유지하도록 한다.

여기서, 냉각코일(60)의 정면풍속을 3.5~4.5㎧로 운전함에 따라 비산된 물방울들은 엘리미네이터(80)에서 제거되고, 공기필터(50)에서 제거되지 않은 미세먼지들 또한 엘리미네이터(80)를 통해 걸러져 쾌적한 공기가 실내로 배출되도록 한다.

또한, 엘리미네이터(80)에 미세차압계를 부착하고, 엘리미네이터(80)에서 걸러진 미세먼지 등이 쌓임에 따라 공기압력이 증가하게 되면 차압스위치(82)에 의해(S11) 설정된 시간만큼(S12) 세정용 급수밸브(81)가 열려(S5) 급수되어(S6) 엘리미네이터(80)를 세정한다(S7).

일반적인 실내 공기조화기는 하절기에 온도조절만 하는 경우가 많고, 산업용 공기조화기에서는 온도 조절과 제습을 위해 냉각코일(60)이 과냉각 운전되도록 하고, 가열코일(70)의 가열밸브(71)를 통한 재열을 이용하여 항온항습이 유지되도록 한다.

한편, 필요에 따라 살균램프(53)를 작동하여 응결수의 오염에 따른 세균의 번식과 오염된 공기의 실내유입을 차단하여 실내 공기의 질이 향상되도록 한다.

제 2실시예

본 실시예는 공기조화기의 중간기 운전을 나타내며, 도 3과 도 5를 참조하여 그 작용예를 상세히 설명하였다.

공기조화장치의 중간기 운전은 외기냉방시스템으로 외기를 이용하여 운전을 하게 된다.

스위치를 온(ON) 시킨 후 기능선택 스위치를 중간기로 맞춰놓으면(S1, S2), 외기댐퍼(11')는 완전히 개방되고 환기댐퍼(31')는 완전히 닫힌다. 즉, 실내 환기공기는 공기조화기로 유입되어 환기송풍기(32')를 통한 후 곧바로 배기댐퍼(41')를 지나 배기출구(40')로 배출되어 외기공기와 혼합되지 않는다.

외기공기는 외기댐퍼(11')를 통해 유입되어 공기필터(50')에서 먼지 등과 같은 오염물질이 1차로 제거되고 공기필터(50')에서 걸러지지 않은 미세먼지 등은 엘리미네이터(80')를 거치면서 걸러진다.

엘리미네이터(80')를 통과하여 걸러진 쾌적한 공기는 급기송풍기(21')를 통하여 급기출구(20')로 배출된다.

엘리미네이터(80')에서 걸러진 미세먼지 등이 엘리미네이터(80')에 쌓임에 따라 공기압력이 증가하게 되면, 하절기 운전과 마찬가지로 차압스위치(82')에 의해(S11) 설정된 시간만큼(S12) 급수밸브(81')가 열려(S5) 급수되고(S6) 엘리미네이 터(80')를 세정한다(S7).

상기 세정시 기화식 가습기와 같은 단열변화가 이루어져 실내 상대습도가 상승할 수 있으나 실내온도는 떨어지게 되어 공기중의 엔탈피 변화는 없으므로 중간기에도 적절한 습도와 온도를 유지하여 쾌적한 실내공기를 제공한다.

제 3실시예

본 실시예는 공기조화기의 동절기 운전을 나타내며, 도 4와 도 5를 참조하여 그 작용예를 상세히 설명하였다.

공기조화기의 운전 스위치를 온(ON)시킨 후 기능선택 스위치를 동절기로 맞추면(S1, S2), 자동제어장치에 의해 외기댐퍼(11")가 열리고 급기송풍기(21")와 환기송풍기(32")가 작동되어 환기공기가 외기와 혼합되어 공기필터(50")를 통과한다.

공기필터(50")를 통과한 공기는 전열히터(52")를 거치고 가열코일(70")을 지나면서 실내에 적절한 온도를 제공할 수 있도록 하고, 엘리미네이터(80")를 거치면서 습도를 조절하고 미세먼지 등이 걸러진다.

상기 전열히터(52")는 공기조화기의 정지시 동파로 인해 코일이 손상되는 것을 방지하기 위하여 구비된다.

가열코일(70")은 온도감지기(22")에서 온도를 감지하여 가열코일(70")에 연결된 가열밸브(71")가 작동되고, 습도감지기(23")에서 습도를 감지하여(S3) 급수밸브(81")를 작동시켜(S5) 엘리미네이터(80")에 가습용 급수(S6)가 이루어지도록 한다. 엘리미네이터(80")에 급수가 이루어지면 기화식 가습을 통해(S7) 실내에 적절한 습도가 유지되도록 한다.

동절기의 엘리미네이터(80")는 가습작동과 하절기, 중간기에 운전에서와 같이 미세먼지 제거와 자동 세정기능을 갖는다.

상술한 바와 같이, 본 고안에 따른 공기조화기에 의하면, 엘리미네이터의 설치로 고풍속에서도 비산이 없어 에너지 효율이 상승하고, 코일의 정적면적을 줄일 수 있어 장비의 크기가 줄어들어 제조원가 절약이 가능하다.

또한, 살균효과를 위해 살균램프를 장착하여 세균의 서식을 방지한다.

또한, 하나의 엘리미네이터로 미세먼지제거가 가능하고, 엘리미네이터의 세정을 위한 자동급수 및 가습을 위한 급수시 가습이 이루어지므로 높은 효율의 장비 제공이 가능하다.

또한, 계절에 따른 기능에 대해 각각의 자동제어가 가능하므로 효율이 높아진다.

Claims

외기공기의 유입을 조절하는 외기댐퍼를 갖는 외기입구,

상기 외기입구와 연결되어 공기조화공간으로 급기공기를 배출하는 급기출구,

상기 외기공기와 합쳐지도록 외기입구와 급기출구를 연결하는 통로로부터 분기되어 공기조화공간의 환기공기의 유입을 조절하는 환기댐퍼를 갖는 환기입구,

상기 환기입구와 연결되어, 배기공기가 배출되는 배기출구 및,

상기 외기입구와 급기출구의 통로 사이에 외기입구측부터 냉각밸브가 설치된 냉각코일, 가열코일, 엘리미네이터 및 급기송풍기가 구비되며, 제어장치와 연결된 기능선택 스위치가 구비된 것을 특징으로 하는 공기조화기.
제1항에 있어서,

상기 냉각코일의 후단에는 살균램프가 부착되는 것을 특징으로 하는 공기조화기.
제1항에 있어서,

상기 가열코일의 동파방지를 위해 전열히터가 구비된 것을 특징으로 하는 공기조화기.
제1항에 있어서,

상기 환기입구에는 온도감지기, 습도감지기, 이산화탄소감지기 및 연감지기가 더 포함된 것을 특징으로 하는 공기조화기.
제1항에 있어서,

상기 엘리미네이터에는 설정 압력보다 높아지면 급수밸브를 작동시키는 차압스위치가 더 포함된 것을 특징으로 하는 공기조화기.