KR20050074826A - 환기장치의 배기를 이용한 공기조화기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 환기장치의 배기를 이용하여 공기조화기의 효율을 향상키기기 위한 것으로,

실내기와 실외기를 포함하여 구성되는 공기조화기에 있어서,상기 실외기가 설치된 실외기실에 전열교환기의 배기를 공급하여 실외열교환기의 효율을 향상시키는 것을 특징으로 함으로서, 환기장치에서 배출되는 실내공기를 실내열교환기에 공급하여 상기 실내열교환기에서 발생되는 냉매와 공기의 열교환 효율을 향상시키는 이점을 가지고 있다.

Description

환기장치의 배기를 이용한 공기조화기{Air-conditioner using exhausting of ventilation}

본 발명은 공기조화기의 실외기에 관한 것으로, 보다 상세하게는 실외기가 설치되는 실외기실의 환기를 향상시켜 실외기의 냉난방 성능을 향상시키는 공기조화기 구조에 관한 것이다.

일반적으로 공기조화기는 난방기, 냉방기, 청정기 등으로 실내를 냉난방시키거나 공기를 정화할 목적으로 설치되어 인간에게 보다 쾌적한 실내 환경을 조성하는 것이다.

이러한 공기조화기는 크게 일체형(window type)과 분리형(separate type 또는 split type)으로 구분된다. 상기한 일체형과 분리형은 기능적으로는 같지만 일체형은 증발기, 압축기, 응축기, 송풍기를 하나의 캐비닛에 장착한 것이고, 분리형은 실내에 위치하는 실내기에 실내 열교환기(증발기 혹은 응축기) 및 송풍기를 설치하고, 실외에 위치하는 실외기에 실외 열교환기(응축기 혹은 증발기)와 압축기와 및 송풍기를 설치하며, 상기 실내기와 실외기 중 적어도 어느 하나에 팽창기구를 설치하여 서로 분리된 두 장치를 냉매 배관으로 연결시킨 것이다.

도 6은 종래 기술에 따른 공기조화기의 부분 절개 사시도이고, 도 7은 종래 기술에 따른 실외기실의 개략 단면도이다.

도 6, 7에 도시된 바와 같이 종래 기술에 따른 공기조화기는 실내기(1)와 실외기(2)와, 상기 실내기(1) 및 상기 실외기(2)를 연결하여 냉매를 유동시키는 냉매배관(3)을 포함하여 구성된다.

종래의 실외기(2)는 냉매를 압축시키는 압축기(4)와, 상기 압축기(4)에 의해 압축된 냉매를 실외열교환기(5) 또는 실내열교환기(7)에 공급하는 사방밸브(미도시)와, 냉방사이클로 구동될 경우 상기 압축기(4)에 의해 압축된 냉매를 실외 공기와 열교환시키는 실외열교환기(5)와, 상기 실외열교환기(5)에 의해 열교환된 냉매를 저온 저압으로 팽창시키는 팽창장치(6)와, 상기 팽창장치에 의해 팽창된 냉매를 공기와 열교환시켜 냉매를 증발시키는 실내열교환기(7)를 포함하여 구성된다.

상기 공기조화기가 난방사이클로 구동될 경우 상기 사방밸브는 냉매를 상기 실내열교환기(7)로 보내 냉매와 실내공기를 열교환시켜 응축시켜 실내 공기를 가열시키고, 상기 실내열교환기(7)에 응축된 냉매는 상기 팽창장치(6)에 의해 저온저압으로 팽창되며, 상기 실외열교환기(5)는 실외공기와 냉매를 열교환시켜 냉매를 증발시킨다.

한편, 상기와 같이 구성되는 공기조화기는 실내기(1)가 실내에 설치되고, 실외기(2)는 실내와 분리된 실외공간에 설치되며, 상기 실외기(2)가 설치된 실외기실(A)은 외부공기가 유입되도록 형성되는 것이 일반적이다.

그런데 상기 공기조화기를 냉방사이클로 구동시킬 경우 상기 실외기(2)가 설치된 실외기실(A)은 상기 실외열교환기(5)에 의해 가열되고, 상기 공기조화기를 난방사이클로 구동시킬 경우 상기 실외기실(A)은 상기 실외열교환기(5)에 의해 냉각되는바, 상기 실외기(2)에 설치된 실외송풍기(8)가 작동한다고 하더라도 상기 실외기실(A)의 공기를 충분히 배기되지 못하여 상기 실외열교환기(5)의 성능을 저하시키는 문제점을 가지고 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 독립적인 실외기실에 설치된 실외열교환기의 성능을 향상시킬 수 있는 공기조화기 구조를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

상기한 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명은 실내기와 실외기를 포함하여 구성되는 공기조화기에 있어서, 상기 실외기가 설치된 실외기실에 전열교환기의 배기를 공급하는 것을 특징으로 한다.

이하 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 첨부 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명에 따른 건물의 구조를 도시한 사시도이고, 도 2는 도 1 중 실외기실의 개략 사시도이며, 도 3은 도 2 중 실외기의 부분 절개 사시도이고, 도 4는 도 2 중 환기장치의 개략 단면도이며, 도 5는 도 4 중 전열교환기의 사시도이다.

도 1 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 공기조화기는 분리형 공기조화기로서 실내기(60)는 실내(B)에 설치되고, 실외기(50)는 실외기실(C)에 설치되며, 상기 실내기(60)와 실외기(50)는 냉매배관(미도시)에 의해 연결된다.

상기 실외기실(C)에 설치되는 실외기(50)는 냉매를 압축하는 압축기(52)와, 냉방사이클로 구동될 경우 응축기로 작용하고 난방사이클로 구동될 경우 증발기로 작동되는 실외열교환기(54)와, 상기 실외열교환기(54)의 열교환을 돕는 실외송풍기(56)를 포함하여 구성된다.

그리고 상기 건물에는 실내공기를 실외로 배출시키기 위한 환기장치(70)가 설치된다. 통상적으로 밀폐된 공간의 공기는 생명체의 호흡으로 인해시간이 지나면서 이산화탄소의 함량이 증가되고 생명체의 호흡에 지장을 주게 되기 때문에 사무실이나 차량과 같이 사람이 많거나 협소한 공간에 오래 머물게 되는 경우, 실내의 오염된 공기를 실외의 신선한 공기로 수시로 대체해 주어야 한다. 이때, 통상적으로 사용되는 것이 환기장치(70)이다.

통상적인 환기장치는 하나의 송풍기(미도시)를 이용하여 실내의 공기만을 외부로 강제 배출시키는 방식을 채택하고 있으나, 하나의 송풍기를 이용하여 실내의 공기만을 강제로 배출시킬 경우, 실내(B)의 냉기 도는 열기가 여과없이 외부로 배출됨과 더불어 실외의 공기가 문이나 창 틈 등을 통해 열교환 없이 유입되기 때문에 실내를 난방 및 냉방시키기 위해 에너지가 많이 사용되게 된다.

이를 대체하기 위하여 전열교환기(30)가 장착된 환기장치(70)가 사용되고, 상기 환기장치(70)는 박스형태의 케이스(80)와, 상기 케이스(80)의 내부에 장착되고 실외공기를 실내(B)로 안내하는 급기덕트(10)와, 상기 급기덕트(10)와 소정 위치에서 교차하며 실내공기를 실외(C)로 안내하는 배기덕트(20)를 포함하여 구성된다. 그리고 상기 급기덕트(10)와 배기덕트(20)가 교차하는 지점에 급기되는 실외공기와 배기되는 실내공기가 열교환되는 전열교환기(30)가 구비된다.

상기 급기덕트(10)는 일단(10a)에는 실외와 연통되는 급기 흡입구(11)가 형성되고 타단(10b)에는 실내와 연통되는 급기 배출구(13)가 형성된다. 더불어 상기 배기덕트(20)의 일단(20a)에는 실내와 연통되는 배기 흡입구(21)가 형성되고 타단(20b)에 실외와 연통되는 배기 배출구(23)가 형성된다.

이때, 상기 급기덕트(10)와 배기덕트(20)는 전열교환기(30)를 중심으로 케이스(80)의 내부공간을 상하로 횡단하면서 서로 간섭을 받지 않게 되며, 이것은 상기 급기덕트(10)와 배기덕트(20)를 상하로 구획하는 격벽(82)에 의해 가능하다.

상기 급기덕트(10)의 상기 급기 흡입구(11) 측에는 공기중의 이물질을 제거하는 필터(17)가 설치되고, 상기 급기 배출구(13) 측에는 실외공기를 강제 흡입하는 급기팬(15)이 장착되며, 상기 배기덕트(20)의 배기 배출구(23) 측에는 실내공기를 강제 배출하는 배기팬(25)이 장착된다.

한편, 상기 전열교환기(30)는 상하 모서리가 케이스(80)에 의해 지지되고 좌우 모서리가 급기덕트(10) 및 배기덕트(20)를 구획하는 격벽(82)에 의해 지지되는 육면체 형상으로, 그 내부에 급기덕트(10)와 연통되는 다수의 급기통로(37)와 상기 급기통로(37)와 이웃하며 배기덕트(20)와 연통되는 다수의 배기통로(39)가 구비된다.

이하, 상기 전열교환기의 구조를 보다 상세하게 설명하면 다음과 같다.

상기 전열교환기(30)는 밀폐된 양측면의 지지판(31) 사이에 급기되는 실외공기 및 배기되는 실내공기의 일방향 유동통로(37,39)를 형성하는 다수의 단위 열교환부(35)가 적층되고, 상기 단위 열교환부(35)의 네 측면 모서리는 보강대(33)에 의해 지지되며, 상기 보강대(33)는 단위 열교환부(35)를 지지함과 동시에 환기장치를 이루는 케이스(80)와 격벽(82)에 고정되어 전열교환기(30)를 지지한다.

상기 단위 열교환부(35)는 양면에 구비된 열교환판(35a)과 상기 열교환판 사이에 구비되며 공기의 일방향 유동통로를 형성하는 주름판(35b)을 포함하여 구성되고, 상기 주름판(35b)은 일정 간격으로 이격되어 공기 유동통로(37,39)를 형성시킨다. 그래서 상기 주름관(35b)의 양측에 위치되는 주름판(35b)에 의해 상기 주름판(35b)을 지나는 실내공기 또는 실외공기는 상기 주름판(35b)에서 서로 교차되며 열교환된다.

상기 단위 열교환부(35)는 주름판(35b)에 의해 형성되는 공기 유동통로가 서로 직교하도록 적층되며, 따라서 서로 이웃한 공기 유동통로 중 임의의 하나는 급기덕트(10)와 연통되는 급기통로(37)가 되고, 다른 하나는 배기덕트(20)와 연통되는 배기통로(39)가 된다. 일례로, 도면상 상하으로 종단하는 공기 유동통로는 실내공기의 배기통로(39)이며, 좌우로 횡단하는 공기 유동통로는 실외공기의 급기통로(37)이다.

이와 같이 구성된 전열교환 방식 환기장치의 작용을 상술하면 다음과 같다.

먼저, 실내공기가 어느 정도 오염되었을 때 배기팬(25)에 전원이 인가되면서 실내공기가 배기 흡입구(21)를 통해 배기덕트(20)로 유입된 다음, 전열교환기의 배기통로(39)를 지나 배기 배출구(23)를 통해 실외기실(C)로 배출된다.

이와 동시에, 급기팬(15)에 전원이 인가되면서 신선한 실외공기가 급기 흡입구(11)를 통해 급기덕트(10)로 유입된 다음, 전열교환기의 급기통로(37)를 지나 급기 배출구(13)를 통해 실내(B)로 유입된다.

이 때, 상기 전열교환기(30)를 지나는 실내공기와 실외공기는 열교환판(35a)을 통해 열교환되어 실외에서 유입되는 공기를 실내(B)에서 배출되는 공기의 온도와 유사하게 상승 또는 하강시킨다.

본 발명은 상기 환기장치(70)의 배기 배출구(23)를 통해 배출되는 공기가 상기 실외기(50)의 실외열교환기(54)로 향하게 하여 실외열교환기(54)의 열교환 효율을 향상시키기 위한 것으로, 냉방사이클로 공기조화기가 구동될 경우 상기 실외열교환기(54) 주위의 공기온도가 실내 온도보다 높은 바, 상기 배기 배출구(23)를 통해 배출되는 실내공기를 상기 실외열교환기(54)에 공급한다. 더불어 상기 공기조화기가 난방사이클로 구동될 경우 상기 실외열교환기(54) 주위의 공기온도가 실외온도보다 낮은 바, 상기 배기 배출구(23)를 통해 배출되는 실내공기를 상기 실외열교환기(54)에 공급하여 상기 실외열교환기(54)에서 냉매의 증발을 촉진시킨다.

더불어 상기 환기장치(70)에서 배출되는 공기를 상기 실외기실(C)에 공급할 경우 상기 실외기실(C) 내부 압력은 양압이 되어 상기 실외송풍기(56)만을 구동시킬 경우보다 실외기실(C)의 공기를 보다 효율적으로 배출시키게 된다.

본 발명에 의한 공기조화기는 환기장치에서 배출되는 실내공기를 실내열교환기에 공급하여 상기 실내열교환기에서 발생되는 냉매와 공기의 열교환 효율을 향상시키는 이점을 가지고 있다.

도 1은 본 발명에 따른 건물의 구조를 도시한 사시도

도 2는 도 1 중 실외기실의 개략 사시도

도 3은 도 2 중 실외기의 부분 절개 사시도

도 4는 도 2 중 환기장치의 개략 단면도

도 5는 도 4 중 전열교환기의 사시도

도 6은 종래 기술에 따른 공기조화기의 부분 절개 사시도

도 7은 종래 기술에 따른 실외기실의 개략 단면도

<도면의 주요 부분에 관한 부호의 설명>

10 : 급기덕트 15 : 급기팬

17 : 필터 20 : 배기덕트

25 : 배기팬 30 : 전열교환기

50 : 실외기 52 : 압축기

54 : 실외열교환기 56 : 실외송풍기

60 : 실내기 70 : 환기장치

80 : 케이스 82 : 격벽

Claims (3)

1. 실내기와 실외기를 포함하여 구성되는 공기조화기에 있어서,

   상기 실외기가 설치된 실외기실에 전열교환기의 배기를 공급하여 실외열교환기의 효율을 향상시키는 것을 특징으로 하는 공기조화기
2. 제 1항에 있어서,

   상기 전열교환기는 실내공기를 환기시키는 환기장치에 장착되고, 상기 환기장치는 상기 실외기실에 설치되는 것을 특징으로 하는 공기조화기
3. 제 2항에 있어서,

   상기 환기장치는 환기를 위해 실내에서 흡입되어 실외로 배기되는 공기를 상기 실외열교환기를 향해 유동시키는 것을 특징으로 하는 공기조화기