KR20070100434A - 공조 시스템 - Google Patents

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KR20070100434A
KR20070100434A KR1020060031669A KR20060031669A KR20070100434A KR 20070100434 A KR20070100434 A KR 20070100434A KR 1020060031669 A KR1020060031669 A KR 1020060031669A KR 20060031669 A KR20060031669 A KR 20060031669A KR 20070100434 A KR20070100434 A KR 20070100434A
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황석훈
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Abstract

본 발명은 공조 시스템에 관한 것으로서, 아파트 또는 단독주택 등과 같이 실내가 여러 개로 구획되는 공간에 사용되는 공조 시스템에 있어서 상기 아파트 또는 단독주택 실내에 설치되며 유입구와 유출구가 형성되는 실내덕트와, 상기 실내덕트와 연결되고 내부에는 열교환판이 장착되되 상기 실내덕트는 열교환판을 기준으로 일측으로는 급기로가 타측으로는 배기로가 형성되는 스파이럴 덕트와, 상기 스파이럴 덕트와 연결되어 외부의 공기를 실내에 공급 및 실내의 공기를 외부에 배출하며 내부로는 다수개의 필터가 마련되는 교환기를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 아파트 또는 단독주택 등과 같이 실내가 여러 개로 구획되는 공간에 실내온도를 유지하면서 오염된 내부 공기를 외부로 배출하고 내부에는 외부의 신선한 공기를 공급할 수 있는 효과가 있다.
또한, 종래의 복잡한 구성과 많은 면적을 차지하는 것이 아닌 연결통로 또는 덕트가 형성되는 구성에 스파이럴 덕트로 형성하므로써 경비를 감소하고 열효율을 높일 수 있는 효과가 있다.
공조 시스템, 실내덕트, 스파이럴 덕트, 열교환판, 교환기

Description

공조 시스템{Airconditioner system}
도 1 내지 3은 종래의 공조 시스템을 나타낸 도면.
도 4는 본 발명의 공조 시스템을 간략하게 도시한 개략도.
도 5는 본 발명의 공조 시스템의 실내덕트를 나타낸 단면도.
도 6은 본 발명의 공조 시스템의 스파이럴 덕트를 나타낸 단면도.
도 7은 본 발명의 공조 시스템의 스파이럴 덕트의 다른 형상을 나타낸 정면도.
도 8은 본 발명의 공조 시스템의 교환기를 나타낸 정단면도.
도 9는 본 발명의 공조 시스템의 교환기를 나타낸 측단면도.
※ 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
1 : 공조 시스템 10 : 실내덕트
12 : 유입구 14 : 유출구
20 : 스파이럴 덕트 22 : 외부케이스
24 : 내부케이스 30 : 열교환판
40 : 교환기 42 : 공간부
44 : 격벽 46 : 수용공간
48 : 배출공간 52 : 필터
54 : 송풍기 56 : 흡입기
본 발명은 공조 시스템에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 아파트 또는 단독주택 등과 같이 실내가 여러 개로 구획되는 공간에 실내온도를 유지하면서 오염된 내부 공기를 외부로 배출하고 내부에는 외부의 신선한 공기를 공급할 수 있는 공조 시스템에 관한 것이다.
일반적으로, 에어컨은 공기를 순환시키면서 냉동사이클과 연동되어 실내공기를 냉방 또는 난방하는 것으로, 그 구성은 크게 실내기와 실외기로 나누어지며 상기 실내기와 실외기가 한 몸체에 설치되어 구성되는 것을 일체형 에어컨이라 하며,각각 별도로 분리되어 설치되는 것을 분리형 에어컨이라 한다.
전자인 일체형 에어컨의 대표적인 것으로 창문형 에어컨이 있으며, 후자인 분리형 에어컨의 대표적인 것으로 천장형과 패키지형이 있다.
한편, 이와 같은 에어컨의 사용중에는 냉방 혹은 난방 환경을 유지하기 위해 실내를 밀폐시키게 된다.
이와 같이 밀폐된 공간의 공기는 생명체의 호흡에 의해 시간이 지나면서 이산화탄소의 함량이 증가하게 되어 생명체의 호흡에 지장을 주게 된다. 따라서, 사무실이나 학교, 아파트, 단독주택 등과 같이 많은 사람이 협소한 공간에 머물게 되는 경우 실내의 오염된 공기를 실외의 신선한 공기로 수시로 대체해 주어야 하며 이때, 통상적으로 사용되는 것이 환기장치이다.
종래에 알려진 대부분의 환기장치는 하나의 송풍기를 이용하여 실내의 공기만을 외부로 강제 배출시키는 방식을 채택하고 있다. 그런데, 하나의 송풍기를 이용하여 실내의 공기만을 강제로 배출시킬 경우, 실내의 냉기 또는 열기가 여과없이 외부로 배출됨과 더불어 실외의 공기가 문이나 창틈 등을 통해 열교환 없이 유입됨으로 인해 실내를 난방 및 냉방 시키는데 경비가 불필요하게 많이 들게 된다.
또한, 갑작스런 냉기 및 열기가 외부에서 내부로 유입됨으로 인해 실내공기의 급격한 온도변화로 그 내부에 존재하는 사람들이 불쾌감을 느끼게 되고, 특히 실내의 창문이나 문이 닫힌 상태에서 실내공기만을 외부로 배출시키는 경우 외부의 신선한 공기의 유입이 차단되어 산소결핍현상이 발생될 수 있음은 물론, 실내공기의 습도조절이 전혀 이루어지지 않게 되어 쾌적한 실내환경을 유지시키지 못하는 문제점 등이 있었다.
이러한 문제점을 해결하고자, 실외공기와 실내공기를 먼저 열교환시킨 다음 실내로 공급하는 전열교환 방식의 환기장치가 제시되었다.
도 1 및 도 2는 상기한 천장형 에어컨과 전열교환방식의 환기장치가 함께 구비된 경우를 나타낸 것으로서, 도 1 은 개략적인 구성도이고, 도 2 는 상기 실내의 천장부를 도시한 평면도이다. 이들 도면을 참조하여 기존의 환기 및 냉난방을 위한 공조시스템에 대해 개략적으로 설명하면 다음과 같다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 실내 천장의 일측에 냉난방용 에어컨의 실내기(500)가 장착되고, 건물의 외부에는 상기 실내기(500)와 연결된 실외기(600)가 설치되며, 실내 천장부의 에어컨 설치 영역을 벗어난 소정 위치에는 급기구(200)와 배기구(100)가 각각 설치된다.
그리고, 상기 급기구(200) 및 배기구(100)에는 급기용 덕트(210)와 및 배기용 덕트(110)가 각각 연결되고, 상기 급기용 덕트(210)와 배기용 덕트(110)에는 실외공기와 실내공기의 현열전달 및 잠열전달이 이루어지도록 하는 전열교환기(300)가 연결된다. 한편, 실외에는 에어컨의 실외기(도시는 생략함)가 장착된다.
이와 같이 구성된 기존 공조시스템의 작용은 다음과 같다.
상기 급기용 덕트(210)를 통해 외부의 공기가 흡입되어 덕트(210)를 통해 전열교환기(300)에 도달하여 전열교환기(300)에서 실내공기와 전열교환후 다시 상기 전열교환기(300)에 연결된 급기용 덕트(210)를 통해 실내로 급기된다.
이때, 전열교환기(300)를 통과한 실외공기는 천장의 필요개소에 설치된 각 급기구(200)를 통해 배출되기에 앞서 분기되어 각 급기구(200)로 공급된다.
한편, 실내의 오염공기는 흡입되어 배기용 덕트(110)를 통해 전열교환기(300)에 도달하여 전열교환기(3)에서 외부의 공기와 전열교환후 다시 상기 전열교환기(300)에서 외부의 공기와 전열교환후 다시 상기 전열교환기(300)에 연결된 배기용 덕트(110)를 통해 실외로 배출된다.
이하에서는 도 3을 참조하여 전열교환기(300)의 구성 및 상기 전열교환기(300)에서의 실외공기와 실내공기의 열교환과정을 참고적으로 설명한다.
도 3을 참조하면, 박스형태의 전열교환소자(310) 내부에 실외공기가 실내로 안내되는 급기유로(230)가 구비되고, 상기 급기유로(230)와 소정 위치에서 교차하 며 실내공기가 실외로 안내되는 배기유로(130)가 구비된다. 그리고 상기 급기유로(230)와 배기유로(130)가 교차하는 지점에 급기되는 실외공기와 배기되는 실내공기가 열교환하는 전열교환부(320)가 구비된다.
이때, 상기 급기유로(230)와 배기유로(130)는 전열교환부(320)를 중심으로 각각 전열교환소자(310)의 내부공간을 상·하로 횡단하면서 서로 간섭을 받지 않게 된다. 이것은 상기 급기유로(230)와 배기유로(130)를 상하로 구획하는 격벽(미도시)에 의해 가능하다.
한편, 상기 급기유로(230)의 급기배출부 측에는 실외공기를 강제 흡입하는 급기팬(250)이 구비되고, 실외측에 마련된 급기흡입부(미도시)와 전열교환소자(310) 사이에는 실외공기에 포함된 각종 이물질을 제거하는 공기정화필터(160)가 구비된다.
또한, 상기 배기유로(130)의 배기 배출구 측에는 실내공기를 강제 배출하는 배기팬(150)이 구비된다.
한편, 상기 전열교환소자(310)는 상하 모서리가 케이스에 의해 지지되고 좌우 모서리가 급기덕트(210) 및 배기덕트(110)를 구획하는 격벽에 의해 지지되는 육면체 형상으로, 그 내부에 급기유로(230)와 배기유로(130)가 독립적으로 형성되며, 상기 급기유로(230)와 배기유로(130)의 경계부에는 열전도 효율이 뛰어난 열교환막이 구비된다.
이와 같이 구성된 전열교환기에서의 열교환 작용은 급기되는 실외공기와 배기되는 실내공기 사이에 일어나는 현열(顯熱) 교환과, 실내공기 또는 실외공기 중 고온의 공기가 노점온도(dew point temp.) 이하의 상태가 되면서 생성된 응축수에 의한 잠열(潛熱)교환으로 이루어진다.
전술한 바와 같은 전열교환 방식 환기장치의 경우 실내가 냉방 또는 난방 분위기일 때 급기되는 실외공기가 실내공기와 1차적으로 열교환된 다음 실내로 유입됨에 따라, 실내온도의 급격한 상승이나 하강을 방지할 수 있으며, 공조 부하를 줄여 에너지 절감효과를 줄 수 있다.
그러나, 이와 같은 종래 공조시스템의 실외기에서는 냉방운전시 실외 열교환기가 실내보다 상대적으로 온도가 높은 외부공기와 열교환되고, 난방운전시 실내보다 상대적으로 온도가 낮은 외부공기와 열교환되도록 함으로써 열교환 효율이 떨어지는 문제점가 있을 뿐만 아니라 구성 복잡하므로 공간을 많이 차지하는 등의 문제점이 있었다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로써, 아파트 또는 단독주택 등과 같이 실내가 여러 개로 구획되는 공간에 실내온도를 유지하면서 오염된 내부 공기를 외부로 배출하고 내부에는 외부의 신선한 공기를 공급할 수 있는 공조 시스템을 제공하는데 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 아파트 또는 단독주택 등과 같이 실내가 여러 개로 구획되는 공간에 사용되는 공조 시스템에 있어서 상기 아파트 또는 단독주택 실내에 설치되며 유입구와 유출구가 형성되는 실내덕트와, 상기 실내덕트와 연결되고 내부에는 열교환판이 장착되되 상기 실내덕트는 열교환판을 기준으로 일측으로는 급기로가 타측으로는 배기로가 형성되는 스파이럴 덕트와, 상기 스파이럴 덕트와 연결되어 외부의 공기를 실내에 공급 및 실내의 공기를 외부에 배출하며 내부로는 다수개의 필터가 마련되는 교환기를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
이하, 본 발명의 구성을 첨부된 도면을 참조로 설명하면 다음과 같다.
도시된 도 4를 참조로 본 발명인 공조 시스템(1)을 설명하면 공조 시스템(1)은 아파트 또는 단독주택 실내에 설치되는 실내덕트(10)와, 상기 실내덕트(10)와 연결되고 내부에는 열교환판(30)이 장착되는 스파이럴 덕트(20)와, 상기 스파이럴 덕트(20)와 연결되고 외부의 공기를 내부로 공급 및 내부의 공기를 외부로 배출하는 교환기(40)로 대별할 수 있다.
도시된 도 5을 참조로 실내덕트(10)를 설명하면 상기 실내덕트(10)는 외부의 공기를 내부로 공급하기 위한 유입구(12)와 내부의 실내공기를 외부로 유출하기 위한 유출구(14)가 형성되며 도시된 도 5와 같이 일측으로는 유입구(12)가 타측으로는 유출구(14)가 형성되는 구성될 수 있다.
또한 상기 실내덕트(10)는 중앙으로는 유입구(12)가 그리고 상기 유입구(12) 둘레로는 유출구(14)가 형성되는 구성으로 형성될 수 있으며 여기서는 일측으로는 유입구(12)가 타측으로는 유출구(14)가 형성되는 예를 들어 설명하기로 한다.
상기 실내덕트(10)와 연결되는 스파이럴 덕트(20)는 도시된 도 4 및 5를 참조로 설명하면 스파이럴 덕트(20)는 도시된 도 5와 같은 원형 또는 다각형의 여러 가지 형상으로 형성될 수 있으며 여기서는 직사각형으로 형성되는 스파이럴 덕트(20)의 형상을 예를 들어 설명하기로 한다.
상기 스파이럴 덕트(20)는 천정 또는 프레임에 고정되는데 이때, 상기 스파이럴 덕트(20)는 단일구조로 형성될 수 있지만 효과적으로 사용하기 위해서는 이중구조로 형성되는 것이 바람직하며 여기서는 이중구조로 형성되는 예를 들어 설명하기로 한다.
이중구조로 형성되는 상기 스파이럴 덕트(20)는 천정 또는 프레임에 고정되는 외부케이스(22)와 상기 외부케이스(22)의 내부에 마련되는 내부케이스(24)로 형성되며 상기 외부케이스(22)와 내부케이스(24)의 결합은 외부케이스(22)의 내부에 형성되는 홈(22a)에 상기 내부케이스(24)의 결합돌기(24a)가 끼워져 결합되는 구조로 형성되며 타측으로는 별도의 보강부재가 형성되는 것이 효과적이다. 이때, 상기 결합되는 구조는 홈이 형성되어 결합되는 구조뿐만 아니라 별도의 결합수단을 통해서도 결합될 수 있음을 밝힌다.
또한, 상기 홈(22a)과 결합돌기(24a)로는 반원형상의 홈과 원형링이 별도로형성되어 상기 내부케이스(24)가 외부케이스(22)의 홈에서 빠지거나 흔들리는 것을 방지하게 된다.
그리고 상기 외부케이스(22)와 내부케이스(24)는 하나하나의 부품이 결합되어 조립되거나 또는 일체형으로 형성될 수 있으며 여기서는 일체형으로 형성되는 예를 들어 설명하기로 하며 상기 외부케이스(22)와 내부케이스(24) 사이에는 형성되는 공간으로는 열을 보호하기 위한 보온부재(미도시)가 개재될 수 있다.
상기 스파이럴 덕트(20)의 내부에 장착되어 내부에 공급되는 공기와 외부로 배출되는 공기를 일정온도로 조절하는 열교환판(30)은 상기 내부케이스(24)에 세로 또는 가로에 장착될 수 있으며 여기서는 세로로 장착되는 예를 들어 설명하기로 하며 상기 열교환판(30)의 형상은 오토바이에 사용되는 냉각핀, 대포의 총신과 같은 유선형,
Figure 112006024279587-PAT00001
,
Figure 112006024279587-PAT00002
등의 형상으로 형성된다.
상기 스파이럴 덕트(20)와 연결되어 외부의 공기를 실내에 공급 및 실내의 공기를 외부로 배출하는 교환기(40)는 도시된 도 8 및 9를 참조로 설명하면 상기 교환기(40)의 내부에는 공간부(42)가 형성되되 상기 공간부(42)의 중앙으로는 외부의 공기를 수용하기 위한 수용공간(46)과 내부의 공기를 외부로 배출하기 위한 배출공간(48)을 형성하기 위한 격벽(44)이 형성된다.
그리고 상기 수용공간(46)으로는 다수개의 필터(52)가 개재되며 여기서 상기 다수개의 필터(52)는 처음 교환기(40) 내부로 들어오는 공기가 폴리카보네이트필터 > 헤파필터 > 전자필터를 거쳐서 상기 스파이럴 덕트(20)에 공급되도록 형성된다.
또한, 상기 스파이럴 덕트(20)와 교환기(40)가 결합되는 부위에는 송풍기(54) 또는 흡입기(56)가 더 마련되는 것이 효과적이다.
좀더 보충설명하면 수용공간(46)과 스파이럴 덕트(20)의 급기로(26)가 맞닿는 곳으로는 송풍기(54)가 형성하여 신선한 공기를 빠르게 공급하고 상기 배출공간(48)과 스파이럴 덕트(20)가 배기로(28)가 맞닿는 곳으로는 흡입기(56)를 형성하여 오염된 공기를 외부로 신속하게 배출하는 것이 효과적이다.
또한, 상기 교환기(40)와 외부벽면이 맞닿는 곳으로는 외부의 공기를 공급 및 배출하기 위한 공급수단(미도시)이 별도로 형성될 수 있음을 밝힌다.
상기와 같이 구성되는 본 발명의 실시 예를 설명하면 다음과 같다.
먼저 아파트 또는 단독주택의 내부에 실내덕트(10)를 설치한 후 천정 또는 프레임에 이중구조를 가지는 스파이럴 덕트(20)를 장착한 후 실내덕트(10)와 스파이럴 덕트(20)를 결합한다. 이때 상기 스파이럴 덕트(20)의 내부에 장착되는 열교환판(30)은 세로방향으로 설치한다.
다음으로 상기 스파이럴 덕트(20)에 다수개의 필터(52)가 마련되는 교환기(40)를 결합하되 상기 스파이럴 덕트(20)의 급기로(26) 및 배기로(28)를 맞춘 후 결합한다.
다음으로 사용자가 내부에 공기를 배출하고 외부의 공기를 공급하고자 할 경우에는 외부공기는 교환기에 형성되는 다수개의 필터를 거쳐서 스파이럴 덕트에 형성되는 급기로를 따라 실내덕트를 통해서 실내에 공급된다.
보충설명하면, 상기 교환기를 거쳐서 스파이럴 덕트에 공급되는 공기는 배기로를 따라 배출되는 공기의 열기 또는 냉기를 열교환판을 통해서 전달받게 됨으로써 상기 스파이럴 덕트를 거쳐 실내에 공급될 때에는 실내 내부에 온도와 유사한 온도가 유지된 상태에서 실내덕트를 통해서 아파트 또는 단독주택 등과 같은 내부에 공급되는 것이다.
반대로 내부의 공기는 실내덕트의 내부를 따라서 스파이럴 덕트와 교환기를 거쳐서 외부로 배출되는 것이다.
본 발명에 따르면, 아파트 또는 단독주택 등과 같이 실내가 여러 개로 구획되는 공간에 실내온도를 유지하면서 오염된 내부 공기를 외부로 배출하고 내부에는 외부의 신선한 공기를 공급할 수 있는 효과가 있다.
또한, 종래의 복잡한 구성과 많은 면적을 차지하는 것이 아닌 연결통로 또는 덕트가 형성되는 구성에 스파이럴 덕트로 형성하므로써 경비를 감소하고 열효율을 높일 수 있는 효과가 있다.

Claims (7)

  1. 아파트 또는 단독주택 등과 같이 실내가 여러 개로 구획되는 공간에 사용되는 공조 시스템(1)에 있어서,
    상기 아파트 또는 단독주택 실내에 설치되며 유입구(12)와 유출구(14)가 형성되는 실내덕트(10)와;
    상기 실내덕트(10)와 연결되고 내부에는 열교환판(30)이 장착되되 상기 실내덕트는 열교환판(30)을 기준으로 일측으로는 급기로(26)가 타측으로는 배기로(28)가 형성되는 스파이럴 덕트(20)와;
    상기 스파이럴 덕트(20)와 연결되어 외부의 공기를 실내에 공급 및 실내의 공기를 외부에 배출하며 내부로는 다수개의 필터(52)가 마련되는 교환기(40); 를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 공조 시스템.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 스파이럴 덕트(20)의 형상은 원형 또는 다각형의 형상으로 형성되는 것을 특징으로 하는 공조 시스템.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 스파이럴 덕트(20)의 내부에 마련되는 열교환판(30)은 오토바이에 사용되는 냉각핀, 대포의 총신과 같은 유선형,
    Figure 112006024279587-PAT00003
    ,
    Figure 112006024279587-PAT00004
    형상으로 형성되는 것을 특징으로 하는 공조 시스템.
  4. 제 1항 또는 2항에 있어서,
    상기 스파이럴 덕트(20)는 천정 또는 프레임에 고정되는 외부케이스(22)와 상기 외부케이스(22)의 내부에 설치되는 내부케이스(24)의 이중구조로 형성되는 것을 특징으로 하는 공조 시스템.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 외부케이스(22)와 내부케이스(24)는 조립형 또는 일체형으로 형성되는 것을 특징으로 하는 공조 시스템.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 교환기(40)의 내부에 공간부(42)가 형성되고 상기 공간부(42)에는 수용공간(46) 및 배출공간(48)이 별도로 형성되거나 또는 일체로 형성되는 것을 특징으로 하는 공조 시스템.
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 스파이럴 덕트(20)와 교환기(40)가 결합하는 부위에는 상기 스파이럴 덕트(20)의 급기로에 많은 양의 공기를 신속하게 공급하기 위해서 송풍기(54)가 더 포함되고 배기로에는 내부의 공기를 배출하고자 송풍기(54)가 더 포함되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 공조 시스템.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102252394A (zh) * 2011-06-22 2011-11-23 徐浩钟 室内新鲜空气装置
KR101129677B1 (ko) * 2010-11-12 2012-03-28 대현산업 (주) 다중 복합구조용 다각형 상하수도관의 제조방법 및 그 장치
CN109386928A (zh) * 2018-10-30 2019-02-26 雄安万科绿色研发有限公司 校园新风系统

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