KR20070111927A - 공기조화기 및 이의 운전 제어방법 - Google Patents

공기조화기 및 이의 운전 제어방법 Download PDF

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KR20070111927A
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air conditioner
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refrigerant
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장덕용
박준호
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엘지전자 주식회사
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Abstract

본 발명은 다수개의 압축기가 구비되고 기지국 내부의 온도에 따라 압축기가 교번 또는 동시 운전되는 공기조화기 및 이의 운전 제어방법에 관한 것이다.
본 발명은, 실내열교환기(260)가 설치되어 무인기지국(S) 내부의 공기를 열교환하는 실내측(I)과; 다수개 압축기(170)가 설치되어 냉매를 압축하는 실외측(O)을 포함하는 구성을 가지며, 상기 다수개의 압축기(170)는 무인기지국(S) 내부의 온도에 따라 교번 또는 동시 작동된다. 본 발명에 의한 공기조화기의 운전 제어방법은, 무인기지국(S) 내부에 설치된 온도측정수단으로 무인기지국(S)의 내부온도(TI)를 측정하는 온도측정단계(S100)와, 상기 내부온도(TI)와 기(旣)설정된 설정온도(TS)를 마이콤(micom)에서 비교하는 온도비교단계(S200)와, 내부온도(TI)와 비교된 설정온도(TS)의 고저(高低)에 따라 냉매 유동을 차단하는 다수개 밸브를 개/폐(on/off)하는 밸브조절단계(S300)와, 다수개의 압축기(170) 중에서 적어도 하나 이상을 가동하는 압축기작동단계(S400)를 포함하여 구성된다. 이와 같은 구성에 의하면, 공기조화기의 열교환 효율이 향상되는 이점이 있다.
무인기지국, 공기조화기, 압축기, 교번

Description

공기조화기 및 이의 운전 제어방법 {Air conditioner and method for controling operation of the same }
도 1 은 종래 기술에 의한 공기조화기가 무인기지국에 장착된 모습을 보인 외관 사시도.
도 2 는 종래 기술에 의한 공기조화기의 내부 구성을 보인 측종단면도.
도 3 은 본 발명에 의한 공기조화기가 무인기지국에 장착된 모습을 보인 외관 사시도.
도 4 는 본 발명에 의한 공기조화기의 후면 외관을 보인 후면 사시도.
도 5a 는 본 발명에 의한 공기조화기의 내부 구성을 보인 분해 사시도.
도 5b 는 본 발명에 의한 공기조화기의 운전 제어방법에서 정속압축기만 작동시켜 냉방 운전시의 냉매 흐름을 보인 블럭 구성도.
도 6a 는 본 발명에 의한 공기조화기의 일구성인 필터가이드의 외관을 보인 사시도.
도 6b 는 본 발명에 의한 기지국 공기조화기의 일구성인 필터가이드에 두꺼운 실내필터가 장착된 모습을 개략적으로 보인 종단면도.
도 6c 는 본 발명에 의한 공기조화기의 일구성인 필터가이드에 얇은 실내필터가 장착된 모습을 개략적으로 보인 종단면도.
도 7 은 본 발명에 의한 공기조화기의 일구성인 실내송풍장치가 드레인팬에 장착된 모습을 개략적으로 보인 종단면도.
도 8 은 본 발명에 의한 공기조화기에서 드레인팬과 실내송풍장치의 결합 구조를 보인 종단면도.
도 9 는 본 발명에 의한 공기조화기의 내부 구성을 보인 측종단면도.
도 10 은 본 발명에 의한 공기조화기에서 송풍모드로 운전시의 공기 유동을 보인 측종단면도.
도 11 은 본 발명에 의한 공기조화기의 운전 제어방법에서 제1압축기만 작동시켜 냉방 운전시의 냉매 흐름을 보인 블럭 구성도.
도 12a 는 본 발명에 의한 공기조화기의 운전 제어방법에서 제1압축기만 작동시켜 난방 운전시의 냉매 흐름을 보인 블럭 구성도.
도 12b 는 본 발명에 의한 공기조화기의 운전 제어방법에서 모든 압축기를 작동시켜 작동시켜 난방 운전시의 냉매 흐름을 보인 블럭 구성도.
도 13 은 본 발명에 의한 공기조화기의 운전 제어방법을 순서대로 나타낸 순서도.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
100. 공기조화기 112. 실내토출구
114. 실내흡입구 116. 실외흡입구
118. 실외토출구 122. 전면상부판넬
124. 전면중앙판넬 124'. 외기유입구
126. 전면하부판넬 132. 좌측판넬
134. 우측판넬 136. 후면판넬
138. 상면판넬 140. 컨트롤박스
142. 박스바디 144. 박스커버
146. 힌지 152. 제한돌기
154. 회동안내공 160. 전환댐퍼
162. 회동돌기 164. 구획판
165. 연통구 170. 압축기
172. 제1압축기 173. 어큐뮬레이터
174. 제2압축기 175. 오일분리기
175'. 오일회수관 176. 장착판
180. 실외송풍장치 182. 실외모터
184. 실외팬 186. 실외모터브라켓
187. 통기공 188. 에어가이드
189. 천공부 190. 실외열교환기
210. 실내구획판 212. 공기유동공
220. 필터가이드 220'. 실내필터
222. 지지부 223. 체결공
224. 절제부 226. 조절공
228. 구속부 229. 고정공
230. 실내송풍장치 232. 실내팬
236. 풍향가이드 238. 공기토출구멍
240. 드레인팬 242. 집수공간
244. 구멍 246. 배수구
248. 호스연결구 248'. 수나사
250. 드레인가이드 252. 슬라이더
260. 실내열교환기 270. 토출측플랜지
280. 흡입측플랜지 310. 냉매절환밸브
312. 제3밸브 314. 제4밸브
316. 분지관 320. 용량제어밸브
322. 제1밸브 324. 제2밸브
330. 냉매차단밸브 332. 제5밸브
334. 제6밸브 I . 실내측
O . 실외측 P . 냉매관
S . 무인기지국 S100. 온도측정단계
S200. 온도비교단계 S300. 밸브조절단계
S400. 압축기작동단계 TI . 내부온도
TS . 설정온도 TH . 상한온도
TL . 하한온도
본 발명은 공기조화기 및 이의 운전 제어방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 다수개의 압축기가 구비되고 기지국 내부의 온도에 따라 압축기가 교번 또는 동시 운전되어 열교환 효율이 향상되도록 하는 공기조화기 및 이의 운전 제어방법에 관한 것이다.
일반적으로 공기조화기는 압축기, 실외열교환기, 팽창밸브, 실내열교환기 등의 구성부품을 포함하여 이루어지며 실내 공간의 온도, 습도 등을 적정 수준으로 유지하는 것으로, 작동 유체인 냉매가 상술한 각 구성 부품 내부를 순환하면서 액체에서 기체로, 기체에서 액체로 변화되고, 이러한 냉매의 순환작용에 의해 실내 공간을 쾌적한 환경으로 유지하게 된다.
즉, 공기조화기는 차량이나 사무실 또는 가정 등과 같은 실내의 한 공간 또는 벽면에 설치되어 실내를 냉방하거나 난방하는 냉/난방기기이며, 압축기-실외열교환기-팽창밸브(모세관)-실내열교환기로 이루어진 일련의 냉동사이클 또는 냉매의 역방향 순환에 의한 난방사이클을 구성하는 기기이다.
특히 근래에는 산업 사회의 발전 및 기술 개발로 인하여 셀룰러, PCS(Personal Communication Server) 등의 무선통신 산업이 급격하게 발달하고 있으며, 광대역, 대용량, 고신뢰도의 무선 통신망을 구축하기 위하여 원거리에 떨어진 통신 회선을 연결할 수 있도록 지역마다 트레일러 형태의 무인기지국이 설치되 고 있다.
무인기지국은 통화 서비스의 질적 향상을 위해 원거리에 위치한 가입자의 위치를 수시로 확인 및 통신망을 연결하기 위한 수대의 통신 장비가 탑재되는 것으로, 이 통신 장비의 가동시에는 60℃ 이상의 고온이 발열되며, 이러한 열이 밀폐된 기지국 내부에 모이게 되면 통신 장비의 정상 작동이 어렵게 된다.
이런 결과로 통신 장비에 고장이 발생되면 셀룰러 또는 PCS를 사용하는 사용자는 큰 불편을 격게 되므로 기지국에는 기지국 내부의 환경, 즉 온도 및 습도를 적정 수준으로 유지할 수 있도록 기지국 공기조화기가 설치된다.
이하에서는 상기한 기지국 공기조화기(이하 '공기조화기'라 칭함)의 구성을 첨부된 도면을 참조하여 설명하기로 한다.
도 1에는 종래 기술에 의한 공기조화기가 무인기지국에 장착된 모습을 보인 외관 사시도가 도시되어 있다.
도면에 도시된 바와 같이, 공기조화기(1)는 대략 세로로 긴 직육면체 모양의 외관을 가지며 무인기지국(S)의 외면에 바닥면이 이격된 상태로 설치된다.
그리고, 상기 공기조화기(1)는 동일한 크기 및 용량을 가지는 한 쌍이 한 개의 무인기지국(S)에 설치된다. 이것은 무인기지국(S) 내부의 환경 특성 즉, 24시간 가동되어야 하는 특성 때문인데 즉, 두 대의 공기조화기(1)가 12시간씩 교번하여 작동함으로써 공기조화기(1)의 부하를 줄이기 위함이다.
상기 공기조화기(1)의 상부로는 신호연결선(P)이 구비된다. 상기 신호연결선(P)은 무인기지국(S)의 좌측면에 부착 설치된 컨트롤박스(C) 내부와 연결되어, 상기 컨트롤박스(C)가 공기조화기(1)의 제어를 위해 발생한 신호를 상기 공기조화(1)기로 전달하게 된다.
따라서, 상기 신호연결선(P)은 한 개의 컨트롤박스(C)가 한 쌍의 공기조화기(1)를 제어할 수 있도록 공기조화기(1)마다 한 개씩 연결됨이 바람직하다.
이하에서는 상기한 공기조화기(1)의 내부 구성을 도 2를 참조하여 살펴보기로 한다. 도 2에는 종래 기술에 의한 공기조화기의 내부 구성을 보인 측종단면도가 도시되어 있다.
도면과 같이 상기 공기조화기(1)는 캐비넷(10)에 의해 외관이 형성되며, 대략 내부 중앙에는 캐비넷(10) 내부의 공간을 상/하로 구획하는 격벽(12)이 구비된다. 따라서, 상기 격벽(12)을 중심으로 상측에는 실내기 역할을 수행하는 실내측(20)이, 그리고 격벽(12)의 하측에는 실외기 역할을 수행하는 실외측(30)이 형성된다.
상기 실내측(20)의 상부 중앙에는 전원 인가시에 회전동력을 발생하는 송풍장치(40)가 설치되고, 상기 송풍장치(40)로부터 이격된 우측에는 실내열교환기(50)가 설치된다. 따라서, 상기 송풍장치(40)가 우측방향으로 공기 유동을 강제하게 되면, 상기 실내열교환기(50) 내부를 경유하는 냉매는 공기와 열교환하게 된다.
그리고, 상기 실내열교환기(50)의 우측 즉, 캐비넷(10)의 우측면 상부에는 다수개의 토출구(12)가 천공 형성된다. 상기 토출구(12)는 실내열교환기(50)에 의해 열교환된 공기가 무인기지국(S) 내부로 유입될 수 있도록 안내하기 위한 구성이다.
상기 실내측(20)의 하부 좌측에는 외기가이드(14)가 좌측으로 돌출 형성된다. 상기 외기가이드(14)는 외부의 공기가 공기조화기(1) 내부로 유입되도록 하는 것으로 상기 실내측(20)과 연통된다.
상기 외기가이드(14)의 이격된 우측에는 전환댐퍼(60)가 회전 가능하게 설치된다. 상기 전환댐퍼(60)는 공기조화기(1) 외부의 공기 또는 무인기지국(S) 내부의 공기가 선택적으로 실내열교환기(50)와 열교환될 수 있도록 조절하기 위한 구성으로, 상기 격벽(12)의 상면에 구비된 회전축(62)을 기준으로 상부가 좌우로 회전된다.
그리고, 상기 실내측(20) 내부에는 실내측(20) 내부 공간을 상/하로 구획하는 실내측격벽(22)이 더 구비된다. 그리고, 상기 실내측격벽(22)에는 통공(24)이 천공되며 상기 통공(24)의 좌우측은 전환댐퍼(60)의 상부 좌우측면과 선택적으로 접촉하게 된다.
따라서, 상기 전환댐퍼(60)가 회전축(62)을 기준으로 회전하게 되면, 도 2와 같이 외기가이드(14)를 통한 외부 공기의 유입은 차단되며, 상기 전환댐퍼(60)가 회전하여 전환댐퍼(60)의 상부 우측면이 통공(24)의 내부 우측면과 접촉하게 되면 무인기지국(S) 내부의 공기는 실내측(20) 상부로 유입되지 않게 된다.
이를 위해 상기 캐비넷(10)의 우측면 중앙부에는 상기 무인기지국(S) 내부의 공기가 실내측(20)으로 유입될 수 있도록 하는 다수개의 흡입구(16)가 천공 형성된다.
그리고, 상기 통공(24)을 통해 실내측(20) 상부로 유동하는 공기 중의 이물 을 필터링하기 위해 상기 실내측격벽(22)의 상측에는 필터(70)가 구비된다.
한편, 상기 실외측(30)의 바닥에는 냉매를 고온 고압으로 압축하는 압축기(80)가 구비되며, 상기 압축기(80)로부터 이격된 상측에는 비스듬하게 실외열교환기(90)가 설치된다. 상기 실외열교환기(90)는 압축기(80)에서 압축된 냉매가 외부 공기와의 열교환에 의해 응축되도록 하는 구성이다.
따라서, 상기 실외측(30)의 좌측에는 외부 공기가 실외측(30)으로 유입될 수 있도록 공기유입구(18)가 다수개 천공되며, 전/후면에는 상기 실외열교환기(90)에 의해 열교환 된 공기가 실외측(30) 외부로 유출될 수 있도록 공기유출구(도 1의 도면부호 19)가 형성된다.
그러나, 상기한 바와 같은 구성을 가지는 종래 기술에 의한 공기조화기에는 다음과 같은 문제점이 있다.
즉, 상기 공기조화기는 내부에 한 개의 압축기가 구비되고, 무인기지국에 두대의 공기조화기가 설치되어 교번 운전하도록 구성되므로 공기조화기의 비용이 증대되는 문제점이 있다.
또한, 무인기지국 내부의 온도와 상관없이 두 대의 공기조화기가 교번 운전만 하도록 구성되어 있으므로, 열교환 효율이 저하되는 문제점이 있다.
뿐만 아니라, 무더운 하절기나 혹한기에 한 대의 공기조화기만으로 열교환시에는 통신 장비의 정상 작동이 가능한 온도 범위를 넘게 되므로 통신장비의 파손을 야기하게 되므로 바람직하지 못하다.
따라서 본 발명의 목적은 상기한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 다수개의 압축기가 구비되고 기지국 내부의 온도에 따라 압축기가 교번 또는 동시 운전되어 열교환 효율이 향상되도록 하는 공기조화기 및 이의 운전 제어방법에 관한 것이다.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 따르면, 본 발명은 무인기지국 일측에 설치되어 무인기지국 내부 공기를 조화하는 공기조화기에 있어서, 내부에 실내열교환기가 설치되어 무인기지국 내부의 공기를 열교환하는 실내측과; 상기 실내측의 하측에 형성되고, 내부에 다수개의 압축기가 설치되어 작동 유체인 냉매를 압축하는 실외측을 포함하는 구성을 가지며, 상기 다수개의 압축기는 무인기지국 내부의 온도에 따라 교번 또는 동시 작동됨을 특징으로 한다.
상기 압축기는, 정속 운전을 하는 정속압축기와, 부하 용량에 따라 회전수가 조절되는 인버터압축기를 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.
상기 압축기는, 정속 운전하는 정속압축기를 적어도 두 개 이상 포함하여 구성되며, 상기 정속압축기들은 서로 다른 용량을 가지는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의한 공기조화기의 운전 제어방법은, 무인기지국 내부에 설치된 온도측정수단으로 무인기지국의 내부온도를 측정하는 온도측정단계와, 측정된 무인기지국의 내부온도와 기(旣)설정된 설정온도를 마이콤(micom)에서 비교하는 온도비교단계와, 내부온도와 비교된 설정온도의 고저(高低)에 따라 냉매 유동을 선택적으로 차단하는 다수개 밸브를 개/폐(on/off)하는 밸브조절단계와, 내부온도와 비교된 설정온도의 고저(高低)에 따라 다수개의 압축기 중에서 적어도 하나 이상을 가동하는 압축기작동단계를 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.
상기 온도비교단계에서, 상기 설정온도는 무인기지국 내부에 장착된 통신 장비가 작동 가능한 온도범위의 상한(上限)온도 및 하한(下限)온도 임을 특징으로 한다.
상기 밸브조절단계는, 냉/난방 절환시에 상기 압축기로부터 압축된 냉매의 유동 방향을 선택적으로 절환하는 냉매절환밸브와, 상기 압축기와 어큐뮬레이터 사이의 냉매 유동을 선택적으로 차단하는 용량제어밸브와, 상기 어큐뮬레이터로 유입되는 냉매의 유동을 선택적으로 차단하는 냉매차단밸브를 개/폐(on/off)하는 과정임을 특징으로 한다.
상기 온도비교단계에서 내부온도가 상한온도 이상이거나 하한온도 이하이면,상기 다수개의 압축기는 모두 작동됨을 특징으로 한다.
상기 온도비교단계에서 내부온도가 하한온도 이상 상한온도 미만이면, 상기 다수개의 압축기 중에서 어느 하나만 작동됨을 특징으로 한다.
상기 상한온도는 섭씨 60℃이며, 상기 하한온도는 섭씨 -20℃ 임을 특징으로 한다.
상기 용량제어밸브에는, 상기 압축기의 일구성인 제1압축기와 어큐뮬레이터 사이의 냉매 유동을 차단하는 제1밸브와, 상기 압축기의 다른 구성인 제2압축기와 어큐뮬레이터 사이의 냉매유동을 차단하는 제2밸브가 포함되며, 상기 제1밸브와 제2밸브는 모두 개방(on) 상태임을 특징으로 한다.
상기 압축기작동단계에서 압축기의 작동시간이 설정시간을 경과하게 되면, 작동한 압축기는 정지하고 미리 정해진 차순(順次)에 따라 다른 한 개의 압축기가 작동함을 특징으로 한다.
상기 용량제어밸브에는, 상기 압축기의 일 구성인 제1압축기와 어큐뮬레이터 사이의 냉매 유동을 차단하는 제1밸브와, 상기 압축기의 다른 구성인 제2압축기와 어큐뮬레이터 사이의 냉매유동을 차단하는 제2밸브가 포함되며, 상기 제1밸브와 제2밸브는 교번하여 온(on)됨을 특징으로 한다.
상기 제1압축기와 제2압축기는 교번하여 작동되며, 상기 제1밸브가 개방시에는 제1압축기가 작동하고, 제2밸브가 개방시에는 제2압축기가 작동됨을 특징으로 한다.
상기 공기조화기가 냉방 모드로 운전시에는, 상기 압축기와 실외열교환기 사이의 냉매 유동을 안내하는 제4밸브와, 상기 실내열교환기와 어큐뮬레이터 사이의 냉매 유동을 안내하는 제6밸브는 개방(on)상태임을 특징으로 한다.
상기 공기조화기가 난방 모드로 운전시에는, 상기 압축기와 실내열교환기 사이의 냉매 유동을 안내하는 제3밸브와, 상기 실외열교환기와 어큐뮬레이터 사이의 냉매 유동을 안내하는 제5밸브는 개방(on)상태임을 특징으로 한다.
상기 제3밸브와 제4밸브는 냉매절환밸브에 포함되며, 상기 제5밸브 및 제6밸브는 냉매차단밸브에 포함됨을 특징으로 한다.
이와 같은 구성을 가지는 본 발명에 의하면, 공기조화기의 열교환 효율이 향상되어 유지 비용이 절감되며, 부품 파손이 미연에 방지되는 이점이 있다.
이하 상기한 바와 같은 구성을 가지는 본 발명에 의한 기지국 공기조화기(이하 '공기조화기'라 칭함)의 구성을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 3에는 본 발명에 의한 공기조화기가 무인기지국에 장착된 모습을 보인 외관 사시도가 도시되어 있고, 도 4에는 본 발명에 의한 공기조화기의 후면 외관을 보인 후면 사시도가 도시되어 있다.
이들 도면에 도시된 바와 같이, 공기조화기(100)는 세로로 긴 직육면체의 외형을 가지며, 다수개 판넬의 결합으로 이루어진 캐비넷(110)에 의해 외관이 형성된다. 그리고, 상기 공기조화기(100)는 무인기지국(S)의 전면에 바닥면이 이격된 상태로 결합되어 고정되며, 후면을 통해 상기 무인기지국(S) 내부의 공기를 조화하게 된다.
즉, 상기 캐비넷(110) 후면(도 4 참조)의 상부 및 중앙부에는 천공 형성되어 상기 무인기지국(S) 내부와 캐비넷(110) 내부가 연통되는 실내토출구(112) 및 실내흡입구(114)가 각각 형성되며, 상기 실내토출구(112) 및 실내흡입구(114)가 무인기지국(S) 내부와 연통될 수 있도록 상기 무인기지국(S) 전면(도 3에서)에는 실내토출구(112) 및 실내흡입구(114)와 대응되는 크기의 환기구(미도시)가 천공된다.
그리고, 상기 공기조화기(100) 하부의 좌우측면 및 전면에는 외부 공기가 흡입 또는 토출될 수 있도록 천공된 실외흡입구(116)와 실외토출구(118)가 구비된다.
따라서, 상기 공기조화기(100) 내부 공간의 상부로는 무인기지국(S) 내부의 공기가 순환하게 되며, 상기 공기조화기(100)의 내부 공간의 하부로는 실외공기가 순환하게 된다.
상기 공기조화기(100)는 무인기지국(S) 내부의 온도에 따라 냉/난방 용량이 달라지도록 구성된다. 즉, 상기 공기조화기(100)와 무인기지국(S) 내부에는 도시되진 않았지만 마이콤(micom)과 온도측정수단이 각각 설치되며, 상기 온도측정수단에 의해 측정된 무인기지국(S)의 내부온도는 마이콤에 의해 기설정된 온도와 비교되어 공기조화기(100) 자체의 용량이 가변된다.
이러한 역할을 위한 구성은 아래에서 상세히 설명하기로 한다.
이하에서는 상기 공기조화기(100)의 내부 구성을 도 5a 및 도 5b를 참조하여 상세히 설명한다. 도 5a에는 본 발명에 의한 공기조화기의 내부 구성을 보인 분해 사시도가 도시되어 고, 도 5b에는 본 발명에 의한 공기조화기의 운전 제어방법에서 정속압축기만 작동시켜 냉방 운전시의 냉매 흐름을 보인 블럭 구성도가 도시되어 있다.
도시된 바와 같이, 상기 공기조화기(100)는 전술한 캐비넷(110)에 의해 세로로 긴 직육면체 형상을 가진다. 보다 상세하게는 전면 외관을 형성하는 전면상부판넬(122), 전면중앙판넬(124) 및 전면하부판넬(126)과, 좌우 측면 외관을 형성하는 좌측판넬(132) 및 우측판넬(134), 그리고, 후면 외관을 형성하는 후면판넬(136)에 의해 상하로 개구된 사각관 형상을 이루며, 상면판넬(138)과 베이스팬(139)에 의해 직육면체 형상을 완성하게 된다.
상기 전면중앙판넬(124)의 하부에는 가로 방향으로 다수개의 외기유입구(124')가 천공되며, 전면하부판넬(126)의 전면(全面)에는 공기조화기(100) 내부의 공기가 외부로 토출되도록 안내하는 실외토출구(118)가 천공 형성된다.
상기 외기유입구(124')는 외부 공기가 상기 캐비넷(110) 내부로 유입되도록 안내하는 역할을 수행하는 것으로, 상기 외기유입구(124')가 형성된 전면중앙판넬(124)의 후면에서 상측으로는 컨트롤박스(140)가 부착된다. 따라서, 상기 외기유입구(124')를 통해 공기조화기(100) 내부로 유입된 외부 공기는 컨트롤박스(140)와 간섭되지 않게 된다.
상기 컨트롤박스(140)는 공기조화기(100)의 작동을 제어하는 것으로, 전방이 개구된 박스바디(142)와, 상기 박스바디(142)의 전면을 차폐하는 박스커버(144)에 의해 가로로 긴 직육면체의 외형을 가지며 내부에 공간을 형성하여 인쇄회로기판(PCB,미도시) 등 다수의 전자부품이 내장된다.
그리고, 상기 컨트롤박스(140)는 부품 파손으로 서비스가 요구될 때 개방이 용이하도록 상기 박스바디(142)와 박스커버(144)는 힌지(146)에 의해 결합된다. 즉, 상기 박스바디(142)와 박스커버(144)가 접하는 좌측단에는 힌지가 결합되며 상기 박스커버(144)와 박스바디(142)는 힌지(146)를 중심으로 우측단이 서로 멀어져 내부가 개방 가능하게 된다.
상기 좌측판넬(132)과 우측판넬(134)의 하부에는 전술한 실외흡입구(116)가 서로 대응되는 위치에 동일한 크기로 천공되며, 상기 실외흡입구(116) 내부에는 실외필터(116')가 장착된다. 상기 실외필터(116')는 상기 공기조화기(100) 내부로 유입되는 실외 공기 중에 포함된 이물을 걸러내어 공기조화기(100) 내부의 이물 적재를 방지하게 된다.
상기 실외필터(116')의 상측에는 중앙부가 끊어진 대략 '×'모양의 제한돌 기(152)가 형성된다. 상기 제한돌기(152)는 좌측판넬(132)과 우측판넬(134)이 마주보는 방향으로 돌출되어 아래에서 설명할 전환댐퍼(160)의 회동 범위를 제한하기 위한 구성으로, 다수개가 구비되며 상기 다수개의 제한돌기(152)는 길이방향의 연장선이 서로 다른 평면상에 놓이도록 형성된다.
따라서, 상기 전환댐퍼(160)가 회동하게 되면, 도 10과 같이 전환댐퍼(160)의 하면 상부와 상면 하부의 전/후단부는 제한돌기(152)와 접촉하여 상기 전환댐퍼(160)의 회동이 제한된다.
한편, 상기 제한돌기(152)와 실외흡입구(116) 사이에는 사각판의 중앙부를 천공시켜 형성한 구획판(164)이 구비된다. 상기 구획판(164)은 좌우측단이 상기 좌측판넬(132)과 우측판넬(134)에 결합되어 지면에 대하여 평행하게 장착되며, 상기 캐비넷(110) 내부 공간을 상하로 구획하게 된다.
즉, 상기 구획판(164)을 중심으로 상측에는 실내기 역할을 수행하는 실내측(도 9의 도면부호 I)이 형성되며, 상기 구획판(164)의 하측에는 실외기 역할을 수행하는 실외측(O)이 형성된다.
그리고, 상기 구획판(164)의 중앙에는 사각형상으로 천공되어 상기 실외측(O)과 실내측(I)이 서로 연통되도록 하는 연통구(165)가 형성된다. 상기 연통구(165)는 공기조화기(100)의 운전 모드에 따라 무인기지국(S) 내부 공기 또는 공기조화기(100) 외부 공기가 실외측(O)으로 유동할 수 있도록 안내하게 된다.
상기 구획판(164)의 상측에는 전환댐퍼(160)가 구비된다. 상기 전환댐퍼(160)는 좌/우측단 중앙을 중심으로 회동하여 상기 연통구(165)로 무인기지국(S) 내부 공기 또는 실외 공기가 선택적으로 유동하도록 안내하는 것으로, 사각판모양을 가지며 좌/우측단 중앙에는 상기 회동안내공(154)에 삽입되어 전환댐퍼(160)가 회동 가능하도록 하는 회동돌기(162)가 돌출 형성된다.
따라서, 상기 전환댐퍼(160)는 회동돌기(162)가 회동안내공(154)에 삽입되어 이탈되지 않은 상태를 유지함에 따라 회동 가능하며, 상기 전환댐퍼(160)의 좌우측단 모서리는 상기 제한돌기(152)와 선택적으로 접촉하게 되어 회동 범위가 제한된다.
그리고, 도시되진 않았지만 상기 회동돌기(162)에는 전원 인가시에 회전동력을 발생하는 동력발생장치가 연결되어 회동돌기(162)에 회전동력을 전달함으로써 전환댐퍼(160)를 선택적으로 회동할 수 있게 된다.
상기 구획판(164)으로부터 이격된 하측 즉, 상기 공기조화기(100)의 바닥면에는 상기 베이스팬(139)이 구비된다. 상기 베이스팬(139)은 공기조화기(100)의 바닥면을 형성함과 동시에 다수개의 부품이 상면에 장착되도록 하는 것으로, 상기 다수개 부품의 하중을 지지하며, 유동을 구속하게 된다.
즉, 상기 베이스팬(139)의 상면에는 압축기(170)가 설치된다. 상기 압축기(170)는 냉매를 압축하여 고온 고압이 되도록 하는 것으로, 다수개로 구비되어 상기 무인기지국(S) 내부의 온도에 따라 교번 또는 동시 작동 되도록 구성된다.
보다 상세하게는, 상대적으로 우측에는 정속운전을 하는 제1압축기(172)가 설치되고, 좌측에는 가변속 열펌프(Variable Speed Heat Pump)인 제2압축기(174)가 설치된다.
상기 제1압축기(172)로는 소음이 작고 효율이 뛰어난 스크롤압축기가 사용되며, 특히 상기 제2압축기(174)는 부하용량에 따라 회전수가 조절되는 인버터압축기이다.
따라서, 하절기의 대기온도와 통신장비의 발열로 인하여 24시간 냉방되어야 하는 무인기지국(S)의 특성상 상기 제1압축기(172)와 제2압축기(174)는 12시간씩 서로 교번하여 작동하도록 구성됨이 바람직하다.
또한, 제1압축기(172)가 작동중에 무인기지국(S)에 장착된 온도측정수단(미도시)이 측정한 무인기지국(S)의 내부온도(TI)가 마이콤에 미리 설정된 설정온도(TS,무인기지국(S) 내부에 장착된 통신 장비가 작동 가능한 온도범위의 하한온도(TL) 및 상한온도(TH)) 예컨대, 섭씨 -20℃이하로 낮아지거나, 섭씨 60℃ 이상으로 높아질 때에는 상기 제2압축기(174)가 동시에 작동하여 무인기지국(S) 내부온도(TI)를 급격하게 낮추게 된다.
그리고, 상기 압축기(170)는 인버터압축기는 설치하지 않고 정속 운전하는 정속압축기를 적어도 두 개 이상 설치하는 것도 가능하며, 이때 상기 압축기(170)들은 서로 다른 용량을 가지도록 구성됨이 바람직할 것이다.
상기 압축기(170)와 베이스팬(139) 사이에는 장착판(176)이 구비된다. 상기 장착판(176)은 압축기(170)가 베이스팬(139)에 장착될 수 있도록 하는 것으로, 상기 장착판(176)의 상면은 압축기(170)의 하면과 결합되고, 하면은 상기 베이스팬(139)과 결합됨으로써 상기 압축기(170)를 견고하게 지지하게 된다.
상기 제1압축기(172)와 제2압축기(174) 출구측에는 오일분리기(175)가 각각 구비된다. 상기 오일분리기(175)는 상기 압축기(170)로부터 배출되는 냉매속에 섞여있는 오일을 걸러내어 압축기(170)로 회수되도록 한다.
즉 상기 압축기(170)의 구동시 발생되는 마찰열을 냉각시키기 위해 사용되는 오일(oil)이 냉매와 더불어 상기 압축기(170)의 출구로 배출되는데, 이러한 냉매속의 오일을 상기 오일분리기(175)에서 분리하여 오일회수관(175')을 통해 압축기(170)로 되돌려 보내는 것이다.
그리고 상기 오일분리기(175)의 출구측에는 체크밸브(175")가 더 설치되어 냉매의 역류를 방지한다. 즉 상기 압축기(170) 중 어느 하나만 가동되는 경우에 정지중인 압축기(170) 내부로 압축 냉매가 역류되지 않도록 하는 것이다.
상기 오일분리기(175)는 배관에 의해 냉매절환밸브(310)와 연통되도록 구성된다. 상기 냉매절환밸브(310)는 냉,난방 운전에 따라 냉매의 흐름 방향을 바꾸어 주도록 배설된다.
즉, 상기 냉매절환밸브(310)의 하단부 좌/우측에는 선택적으로 차폐되어 상기 압축기(170)로부터 압축된 냉매가 아래에서 설명할 실내열교환기(260) 또는 실외열교환기(190)와 연통되도록 하는 제3밸브(312) 및 제4밸브(314)가 결합되며, 상기 제3밸브(312) 및 제4밸브(314)와 압축기(170) 사이에는 분지관(316)이 구비된다.
따라서 상기 제1압축기(172)와 제2압축기(174)로부터 토출된 냉매는 분지관(316)으로 모아진 다음, 상기 실내열교환기(260) 또는 실외열교환기(190)로 유입 된다.
상기 제1압축기(172)와 제2압축기(174) 사이에는 어큐뮬레이터(173)가 설치된다. 상기 어큐뮬레이터(173)는 액냉매를 걸러내어 기체상태의 냉매만 상기 압축기(170)로 유입되도록 한다.
즉, 상기 어큐뮬레이터(173) 내부로 유입된 냉매 중 미처 증발되지 못하고 액상으로 남아있는 냉매는 기상의 냉매보다 상대적으로 무겁기 때문에 어큐뮬레이터(173)의 하부에 저장되고, 상부의 기체상태 냉매만 상기 압축기(170)로 유입된다.
상기 어큐뮬레이터(173)와 압축기(170) 사이에는 용량제어밸브(도 5b의 도면부호 320)가 구비된다. 상기 용량제어밸브(320)는 압축기(170)와 어큐뮬레이터(173) 사이의 냉매 유동을 선택적으로 차단하는 역할을 수행한다.
보다 상세하게는 상기 용량제어밸브(320)는 어큐뮬레이터(173)와 제1압축기(172) 사이에 위치하는 제1밸브(322)와, 어큐뮬레이터(173)와 제2압축기(174) 사이에 위치하는 제2밸브(324)를 포함하여 구성되며, 상기 제1밸브(322)와 제2밸브(324)는 전원 인가시에 냉매 유동을 차폐하도록 구성된다.
상기 어큐뮬레이터(173)의 상측에는 냉매차단밸브(330)가 구비된다. 상기 냉매차단밸브(330)는 어큐뮬레이터(173)로 유입되는 냉매의 유동을 선택적으로 차단하는 것으로, 공기조화기(100)의 냉방운전시에 실외열교환기(190)를 경유한 냉매가 어큐뮬레이터(173)로 유입되는 것을 차단하는 제5밸브(332)와, 난방운전시에 실내열교환기(260)를 경유한 냉매가 어큐뮬레이터(173)로 유입되는 것을 차단하는 제6 밸브(334)를 포함하는 구성을 가진다.
따라서, 상기 제5밸브(332)와 제6밸브(334)는 동시에 개방 또는 차폐되지 않고 어느 하나만 선택적으로 개방되어 공기조화기(100)의 냉/난방 절환을 가능하게 한다.
한편 도 5a와 같이 상기 압축기(170)의 전방에는 실외송풍장치(180)가 구비된다. 상기 실외송풍장치(180)는 실외측(O) 내부의 공기를 전방으로 토출하기 위한 것으로, 크게 회전동력을 발생하는 실외모터(182)와, 상기 실외모터(182)와 결합되어 풍력을 발생하는 실외팬(184)과, 상기 실외모터(182)가 베이스팬(139)으로부터 이격된 상태로 고정될 수 있도록 하는 실외모터브라켓(186)을 포함하여 구성된다.
따라서, 상기 실외모터브라켓(186)의 하단부가 베이스팬(139)의 상면에 스크류 등으로 결합되어 직립된 상태에서 상기 실외모터(182)와 실외팬(184)을 축결합 한 후에 상기 실외모터(182)가 실외모터브라켓(186)에 장착되면, 상기 실외팬(184)은 베이스팬(139)으로부터 이격된 상태를 유지하게 된다.
그리고, 상기 실외모터브라켓(186)의 상하측에는 사각형으로 천공된 통기공(187)이 형성된다. 상기 통기공(187)은 실외팬(184)이 후측에서 전방으로 공기 유동을 강제할 때 공기의 이동량을 증가시키기 위한 구성이다.
따라서, 상기 실외흡입구(116)를 통해서 실외측(O)으로 유입된 공기는 상기 통기공(187)을 관통하여 간섭되지 않은 상태로 상기 실외팬(184)에 빠르게 근접하게 된다.
상기 실외팬(184)의 전방에는 에어가이드(188)가 설치된다. 상기 에어가이 드(188)는 실외팬(184)이 발생한 풍력에 의해 상기 실외측(O) 내부로 유입된 공기와 토출되는 공기가 서로 혼합되지 않도록 구획하는 역할을 수행하는 것으로, 사각팬재의 좌/우측을 절곡하여 상방에서 볼 때 '
Figure 112006035210461-PAT00001
'모양을 가진다.
그리고, 상기 에어가이드(188)의 중앙에는 실외팬(184)의 크기보다 조금 크게 천공되어 실외팬(184)에 의해 유동 강제된 공기가 전방으로 집중될 수 있도록 하는 천공부(189)가 형성됨이 일반적이다.
상기 에어가이드(188)의 전방에는 실외열교환기(190)가 구비된다. 상기 실외열교환기(190)는 냉방 운전시에 압축기(170)에서 압축되어 나온 냉매를 응축하는 것으로, 압축기(170)와 냉매관(P)에 의해 연통된다.
따라서, 상기 실외열교환기(190) 내부로 유입된 냉매는 상기 실외송풍장치(180)에 의해 공냉되어 응축되며, 상기 실외열교환기(190) 내부의 냉매를 응축시킨 공기는 전술한 실외토출구(118)를 통해 상기 실외측(O) 외부로 토출된다.
한편, 상기 실내측(I)의 대략 하부에는 실내측(I) 내부 공간을 상/하로 구획하는 실내구획판(210)이 구비된다. 상기 실내구획판(210)의 중앙에는 사각모양으로 천공되어 상기 실내구획판(210)의 상/하측의 공간이 서로 연통되도록 하는 공기유동공(212)이 형성되며, 상기 공기유동공(212)의 하측에는 상기 전환댐퍼(160)가 위치하게 된다.
따라서, 상기 전환댐퍼(160)가 회동돌기(162)를 기준으로 회동하게 되면 상기 공기유동공(212)은 실내구획판(210) 하측 공간의 좌측 또는 우측과 연통하게 된다.
즉, 상기 전환댐퍼(160)가 도 9와 같은 상태이면 상기 공기유동공(212)은 실내구획판(210) 하측의 우측공간과 연통되며, 상기 전환댐퍼(160)가 시계방향으로 회동하여 도 10과 같은 상태이면 공기조화기(100)의 외부와 연통된다.
그리고, 상기 실내구획판(210)의 좌/우측 하면에는 필터가이드(220)가 구비된다. 상기 필터가이드(220)는 상기 실내측(I) 상부로 이물의 유입을 차단하는 실내필터(도 6b의 도면부호 220')가 장착되는 곳으로, 다양한 두께의 실내필터(220')를 선택적으로 장착할 수 있도록 구성된다.
이하 도 6a 내지 도 6c를 참조하여 상기 필터가이드(220)의 외관 및 장착된 모습을 살펴보면, 상기 필터가이드(220)는 판재를 다수회 절곡하여 전방에서 볼 때 대략 '
Figure 112006035210461-PAT00002
'모양으로 형성되며 상기 실내필터(220')를 지지하는 지지부(222)와, 상기 지지부(222)가 서로 마주보는 면에 고정되어 상기 실내필터(220')의 유동을 구속하는 구속부(228)를 포함하여 구성된다.
상기 지지부(222)는 좌측판넬(132)과 우측판넬(134)에 각각 부착되어 고정되며, 서로 동일한 형상으로 한 쌍이 구비된다. 그리고, 상기 지지부(222)에는 좌측판넬(132)과 우측판넬(134)에 결합될 수 있도록 다수개의 체결공(223)이 형성된다.
상기 지지부(222)의 상면에는 일단이 타원형을 가지도록 절제(折除,Slit)된 절제부(224)가 다수개 형성된다. 상기 절제부(224)는 냉매관(P)이 관통할 수 있도록 안내하는 역할을 수행한다.
즉, 상기 지지부(222)가 좌측판넬(132) 및 우측판넬(134)에 결합된 상태에서 상기 냉매관(P)이 절제부(224)를 관통하여 상하로 길게 설치되면, 상기 냉매관(P) 설치로 인한 공기조화기(100) 내부의 공간활용이 높아지게 된다.
상기 한 쌍의 지지부(222)가 마주보는 면에는 상기 구속부(228)의 결합 위치가 선택적으로 조절 가능하도록 하는 조절공(226)이 천공 형성된다. 상기 조절공(226)은 한 쌍의 지지부(222)에 서로 대응되는 위치에 다수개 천공되며 구속부(228)에 천공된 고정공(229)과 전후 방향으로 동일한 간격을 가진다.
따라서, 상기 고정공(229)에 삽입된 스크류(미도시)를 상기 조절공(226)에 체결하게 되면 상기 구속부(228)는 지지부(222)로부터 이탈되지 않고 고정된다.
그리고, 상기 고정공(229)이 하측에 위치한 조절공(226)에 체결되면 상기 지지부(222)는 결합 위치가 낮아지게 된다. 이것은 도 6b 및 도6c에서 확인할 수 있듯이 다양한 두께의 실내필터(220')를 흔들림없이 장착할 수 있도록 하기 위함이다.
따라서, 상기 필터가이드(220)가 실내구획판(210)의 하측에 위치한 상태로 실내필터(220')가 슬라이딩 삽입되면 상기 실내필터(220')의 좌우측단 하면은 지지부(222)에 안착되어 하방향 낙하가 규제되며, 상기 구속부(228)에 의해 상방향 유동이 구속될 수 있게 된다.
상기 실내구획판(210)의 상측 즉, 실내측(I)에는 실내송풍장치(230)가 구비된다. 상기 실내송풍장치(230)는 전원 인가시에 공기 유동을 발생하는 것으로, 전술한 실내토출구(112)로 송풍하게 된다.
이를 위해 상기 실내송풍장치(230)는 회전동력을 발생하는 실내모터(미도시)와, 상기 실내모터와 축결합되어 풍력을 발생하는 실내팬(232)과, 상기 실내 팬(232)에서 발생한 바람의 유동 방향을 안내하는 풍향가이드(236)를 포함하여 구성된다.
상기 실내팬(232)은 횡류팬이 적용되어 풍향가이드(236) 내부에 삽입된 상태로 회동하여 좌우측방에서는 흡입력을 발생하고 상방향으로 토출하도록 구성된다. 따라서, 상기 풍향가이드(236)의 상단에는 풍향가이드(236) 내부로 흡입된 공기가 상방향으로 토출될 수 있도록 천공된 공기토출구멍(238)이 형성된다.
그리고, 상기 실내송풍장치(230)의 상측에는 드레인팬(240)이 구비된다. 상기 드레인팬(240)은 아래에서 설명할 실내열교환기(260)의 외주면에 발생한 응축수를 집수하기 위한 구성으로, 도 7에 도시된 바와 같이 후반부에는 하방향으로 함몰되어 공간을 형성함으로써 응축수가 집수되도록 하는 집수공간(242)이 형성된다.
그리고, 상기 드레인팬(240)은 후방으로 하향 기울기를 가지도록 경사지게 장착된다. 보다 상세하게는 지면에 대하여 10°정도 경사지게 장착된다. 이것은 상기 드레인팬(240) 상면에 낙수되는 응축수가 상기 집수공간(242)으로 효율적으로 집수될 수 있도록 하기 위함이다.
또한, 상기 드레인팬(240)의 좌우측에는 공기토출구멍(238)을 통해 상방향으로 유동한 공기가 간섭없이 관통할 수 있도록 천공된 구멍(244)이 형성된다. 상기 구멍(244)은 공기토출구멍(238)과 대응되는 크기 및 형상으로 구비되어 공기 유동을 안내하게 된다.
그리고, 상기 집수공간(242) 내부 바닥면에는 집수된 응축수가 공기조화기(100) 외부로 배수될 수 있도록 천공된 배수구(246)가 형성된다. 상기 배수 구(246)는 집수공간(242)의 대략 중앙부에 천공되며, 상기 배수구(246)에는 드레인호스(미도시)와 연통되게 결합되는 호스연결구(248)가 결합된다.
상기 호스연결구(248)는 상면이 사각판 모양을 가지며, 하측에는 외주면에 수나사(248')가 형성된다. 상기 수나사(248')는 호스연결구(248)가 배수구(246)에 나사 체결하듯이 결합될 수 있도록 하는 것으로, 상기 수나사(248')의 외경은 배수구의 내경보다 조금 크게 형성됨이 바람직하다.
또한, 상기 호스연결구(248)와 드레인팬(240)이 접촉하는 부위에는 응축수의 누수가 발생되지 않도록 고무재질의 방수부재(미도시)가 더 구비되어야 함은 자명하다.
상기 드레인팬(240)의 하면, 보다 상세하게는 상기 구멍(244)의 하측 테두리부에는 드레인가이드(250)가 구비된다.(도 8참조) 상기 드레인가이드(250)는 실내송풍장치(230)가 슬라이딩에 의해 드레인팬(240) 하면에 장착될 수 있도록 하는 것으로, 전후 방향으로 긴 판재를 절곡하여 형성되며, 서로 마주보는 면이 개구되어 전방에서 볼 때 '
Figure 112006035210461-PAT00003
'모양을 가진다.
그리고, 상기 풍향가이드(236)의 상단부 즉, 공기토출구멍(238)의 좌우측 상단에는 상기 드레인가이드(250)와 드레인팬(240) 사이의 틈으로 슬라이딩 삽입될 수 있도록 슬라이더(252)가 형성된다.
상기 슬라이더(252)는 도 8에 도시된 바와 같이 상기 풍향가이드(236)의 좌/우측면 상단에 각각 부착되어 전방에서 볼 때 대략 '
Figure 112006035210461-PAT00004
'형상을 가지며, 마주보는 면은 상기 풍향가이드(236)의 측면에 부착 고정된다.
따라서, 상기 슬라이드가 풍향가이드(236)에 결합 고정되고, 상기 드레인가이드(250)가 드레인팬(240) 하면에 부착되면, 상기 슬라이더(252)는 드레인팬(240)과 드레인가이드(250) 사이의 틈으로 슬라이딩되어 상기 실내송풍장치(230)의 장착을 안내할 수 있게 된다.
상기 집수공간(242)의 상측에는 전방으로 상향 경사를 가지도록 실내열교환기(260)가 설치된다. 상기 실내열교환기(260)는 실내송풍장치(230)에 의해 강제 토출된 공기를 열교환하기 위한 것으로 상기 압축기(170)와 냉매관(P)에 의해 연통된다.
따라서, 냉방 운전시에 상기 실내열교환기(260) 내부를 경유하면서 저온 저압으로 증발된 냉매는 상기 압축기(170)로 유입되어 압축 가능하게 된다.
상기 실내열교환기(260)의 상측에는 전술한 상면판넬(138)이 설치된다. 상기 상면판넬(138)은 공기조화기(100)의 상면 외관을 형성할 뿐만 아니라, 상기 공기조화기(100) 내부로 빗물 및 이물의 유입을 차단하는 역할도 동시에 수행한다.
따라서, 상기 상면판넬(138)은 상면에 적재되는 빗물 또는 이물이 고이지 않도록 전방으로 갈수록 하향 기울기를 가지도록 장착됨이 바람직하다.
한편, 상기 후면판넬(136)에는 실내토출구(112)와 실내흡입구(114)가 이격되어 천공된다. 즉, 상기 실내토출구(112)의 하측에는 실내흡입구(114)가 이격되어 형성된다.
상기 실내토출구(112)와 실내흡입구(114)는 공기조화기(100)가 무인기지국(S) 일면에 부착되었을 때 무인기지국(S) 내부와 연통되게 설치되는 것으로, 상 기 실내토출구(112) 및 실내흡입구(114) 내부에는 공기 누설을 방지하기 위한 토출측플랜지(270) 및 흡입측플랜지(280)가 구비된다.
따라서, 상기 토출측플랜지(270) 및 흡입측플랜지(280)가 실내토출구(112) 및 실내흡입구(114)에 각각 삽입된 후에 후단부가 무인기지국(S) 일측과 결합되면 상기 실내토출구(112) 및 실내흡입구(114)는 무인기지국(S) 내부와 공기 누설이 차단된다.
이하에서는 상기한 바와 같은 구성을 가지는 공기조화기(100)의 작용을 도 9 및 도 10을 참조하여 설명하기로 한다.
도 9에는 본 발명에 의한 공기조화기의 내부 구성을 보인 측종단면도가 도시되어 있고, 도 10에는 본 발명에 의한 공기조화기에서 송풍모드로 운전시의 공기 유동을 보인 측종단면도가 도시되어 있다.
먼저, 냉방 모드로 운전시에는 도 9과 같이 상기 전환댐퍼(160)가 우측으로 갈수록 하향 기울기를 가지게 되면, 상기 전환댐퍼(160)의 하면 상부와 상면 하부는 제한돌기(152)와 접촉하게 되며, 상기 공기유동공(212)은 실내흡입구(114)와 연통된다.
이때, 상기 실내모터(미도시)와 실외모터(182)에는 전원이 인가되어 회전동력을 발생하게 되며, 상기 실내모터와 실외모터(182)로부터 발생된 회전동력으로 상기 실내송풍장치(230)와 실외송풍장치(180)는 공기 유동을 발생시키게 된다.
보다 상세하게는, 상기 실내송풍장치(230)가 작동되면, 상기 실내흡입구(114)를 통해 무인기지국(S) 내부의 뜨거운 공기가 실내측(I)으로 유입되며, 이 와 동시에 상기 전환댐퍼(160)에 의해 가이드되어 상기 공기유동공(212)을 관통하게 된다.
상기 공기유동공(212)을 관통한 무인기지국(S) 내부의 공기는 상기 풍향가이드(236) 내부로 유입된 후에 상기 공기토출구멍(238)으로 토출된다. 상기 공기토출구멍(238)으로 토출된 공기는 실내열교환기(260) 내부를 경유하는 차가운 냉매와 열교환하여 냉각되며, 이런 상태로 상기 실내토출구(112)를 통해 무인기지국(S) 내부로 유입되면서 내부 공기를 조화하게 된다.
그리고, 상기 실외송풍장치(180)가 작동되면 공기조화기(100) 외부의 공기는 필터를 경유하면서 이물이 걸러져 깨끗한 상태로 실외측(O) 내부로 유입되며, 상기 실내팬(232)에 의해 좌측으로 강제된다.
이후 상기 실내팬(232)에 의해 강제된 공기는 에어가이드(188)에 의해 안내되어 상기 실외열교환기(190)와 열교환하게 된다.
상기 실외열교환기(190) 내부의 냉매와 열교환되어 데워진 공기는 실외토출구(118)를 통해 상기 공기조화기(100) 외부로 토출된다.
이와 동시에 상기 실내팬(232)에 의해 발생된 풍력은 외기유입구(124')에 흡입력을 발생하게 된다. 따라서, 상기 외기유입구(124')를 통해 공기조화기(100) 외부의 공기는 실내측(I)으로 유입되며 상기 연통공을 통해 실외측(O)으로 유입된 후에 전술한 과정을 거쳐 상기 실외토출구(118)를 통해 공기조화기(100) 외부로 토출된다.
한편, 이하에서는 봄 가을 철에 통신 장비에서 발생한 열을 낮추기 위한 환 기 작용을 도 10을 참조하여 살펴보기로 한다.
먼저 상기 공기조화기(100)가 환기운전 모드로 작동하게 되면, 상기 전환댐퍼(160)는 시계방향으로 회동하여 도 10과 같은 상태가 된다. 즉, 상기 전환댐퍼(160)는 좌측으로 갈수록 하향기울기를 가지며, 무인기지국(S) 내부와 실외측(O)이 연통되도록 안내하게 된다. 그리고, 상기 외기유입구(124')는 공기유동공(212)과 연통된다.
또한, 상기 압축기(170)는 작동이 정지되어 냉매의 유동은 일어나지 않으며, 상기 실내송풍장치(230) 및 실외송풍장치(180)만 작동된다.
즉, 상기 실내송풍장치(230)의 작동으로 상기 외기유입구(124')를 통해 실외공기가 실내측(I)으로 유입되며, 상기 전환댐퍼(160)에 의해 상방향으로 안내되어 실내송풍장치(230)로 이동하게 된다.
상기 실내송풍장치(230)로 이동한 외부공기는 상방향으로 강제된 후에 상기 실내토출구(112)를 통해 무인기지국(S) 내부로 유입되어 냉각시키게 된다.
반면, 상기 실외송풍장치(180)가 작동되면 무인기지국(S) 내부의 따뜻한 공기는 실내흡입구(114)를 통해 실내측(I)으로 유입되며, 상기 실내측(I)으로 유입된 공기는 전환댐퍼(160)에 의해 안내되어 하방향으로 유동하게 된다.
이와 동시에, 하방향으로 유동한 공기는 상기 연통공을 따라 실외측(O)으로 유입된다. 이것은 상기 실외팬(184)이 좌측방향으로 토출하는데 따른 우측공간의 흡입력 때문이다.
이후 상기 실외팬(184)에 의해 좌측으로 강제된 공기는 상기 실외토출 구(118)를 통해 공기조화기(100) 외부로 토출되면서 무인기지국(S) 내부는 냉각된다.
즉, 상기 무인기지국(S) 내부의 더운 공기는 실외측(O)을 통해 빠져나가고, 공기조화기(100) 외부의 선선한 공기는 실내측(I)을 통해 무인기지국(S) 내부로 유입되는 환기 과정을 통해 상기 무인기지국(S) 내부의 온도는 낮아지게 된다.
이하에서는 상기와 같은 공기조화기(100)가 냉방 또는 난방 운전시에 압축기(170)의 작동상태에 따른 운전 제어방법을 냉매 유동 경로를 통해 도 5b 및 도 11 내지 도 13을 예로 들어 설명하기로 한다.
도 11에는 본 발명에 의한 공기조화기의 운전 제어방법에서 제1압축기만 작동시켜 냉방 운전시의 냉매 흐름을 보인 블럭 구성도가 도시되어 있고, 도 12a 에는 본 발명에 의한 공기조화기의 운전 제어방법에서 제1압축기만 작동시켜 난방 운전시의 냉매 흐름을 보인 블럭 구성도가 도시되어 있고, 도 12b에는 본 발명에 의한 공기조화기의 운전 제어방법에서 모든 압축기를 작동시켜 난방 운전시의 냉매 흐름을 보인 블럭 구성도가 도시되어 있으며, 도 13에는 본 발명에 의한 공기조화기의 운전 제어방법을 순서대로 나타낸 순서도가 도시되어 있다.
먼저 상기 공기조화기(100)의 운전 제어방법을 도 13을 참조하여 살펴보면, 상기 공기조화기(100)는 전술한 바와 같이 다수개의 압축기(170)가 구비되며 상기 무인기지국(S) 내부온도(TI)와 마이콤의 설정온도(TS)의 대소에 따라 상기 다수개의 압축기(170)는 교번 또는 동시동작 된다.
즉, 상기 공기조화기(100)의 운전 제어방법은 상기 온도측정수단(미도시)으로 무인기지국(S)의 내부온도(TI)를 측정하는 온도측정단계(S100)와, 측정된 내부온도(TI)와 설정온도(TS)를 마이콤(미도시)에서 비교하는 온도비교단계(S200)와, 내부온도(TI)와 비교된 설정온도(TS)의 고저(高低)에 따라 전술한 냉매절환밸브(310), 냉매차단밸브(330) 및 용량제어밸브(320)를 개/폐(ON/OFF)하는 밸브조절단계(S300)와, 상기 다수개 압축기(170)를 교번 또는 동시 동작시키는 압축기작동단계(S400)를 포함하여 구성된다.
먼저, 상기 공기조화기(100)가 냉방 운전되고 상기 내부온도(TI)가 상한온도(TH)미만인 경우의 냉매 유동을 도 5b 및 도 11을 참조하여 설명한다.
상기 공기조화기(100)가 이러한 운전을 하기 위해서는 상기 밸브조절단계(S300)에서 냉매절환밸브(310), 냉매차단밸브(330) 및 용량제어밸브(320)의 개폐가 조절되어야 한다.
보다 상세하게는 상기 분지관(316)과 실내열교환기(260) 사이의 냉매 유동을 차단하는 냉매절환밸브(310)와, 제2압축기(174)와 어큐뮬레이터(173) 사이의 냉매 유동을 차단하는 제2밸브(324)와, 상기 실내열교환기(260)와 어큐뮬레이터(173) 사이의 냉매 유동을 차단하는 제5밸브(332)는 차단된 상태이며, 상기 제2압축기(174)는 가동이 중지된 상태이다.
먼저 상기 제1압축기(172)가 냉매를 압축하게 되면, 압축된 냉매는 상기 분지관(316)과 제4밸브(314)를 경유하여 실외열교환기(190) 내부로 유입된다. 이후 상기 냉매는 실내열교환기(260)와 제6밸브(334)를 차례로 경유한 다음에 어큐뮬레이터(173) 내부로 유입된다.
상기 어큐뮬레이터(173) 내부로 유입된 냉매는 상기 제2밸브(324)가 차폐된 상태이므로 제1밸브(322)를 경유하여 상기 제1압축기(172) 내부로 다시 유입된다.
그리고, 상기 제1압축기(172)가 12시간 작동한 이후에는 작동이 정지되고 미리 정해진 차순에 따라 제2압축기(174)가 이어서 작동하게 된다. 즉, 상기 제1압축기(172)와 제2압축기(174)는 교번 작동하게 된다.
상기 압축기(170)의 교번 작동시에 냉매가 유동하기 위해서는 도 5b와 같이 제2밸브(324)가 차폐되고 제1밸브(322)가 개방된 상태에서 도 11과 같은 상태로 전환된다.
즉, 상기 제1압축기(172) 작동시에 개방되어 있던 제1밸브(322)는 차폐되고, 차폐되어 있던 제2밸브(324)는 개방되어 상기 제2압축기(174) 내부로 냉매 유입이 가능하도록 안내하게 된다. 상기 제1압축기(172)와 제2압축기(174)의 교번 작동시에 제1밸브(322)와 제2밸브(324)는 서로 교번하여 개방되며, 그 이외의 구성 요소는 변화가 없으므로 냉매 흐름을 기준한 작용 설명은 생략하기로 한다.
한편, 상기 무인기지국(S)의 내부온도(TI)가 상한온도(TH)보다 같거나 높을 때에는 상기 제1압축기(172)와 제2압축기(174)의 교번 작동으로 냉방이 역부족인 것으로 판단되므로 상기 제1압축기(172)와 제2압축기(174)는 동시에 작동된다.
이때, 상기 제1밸브(322)와 제2밸브(324)는 동시에 개방(on)되어 상기 제1압 축기(172)와 제2압축기(174) 내부로 냉매 유입이 될 수 있도록 안내하게 된다.
이하에서는 상기 공기조화기(100)가 난방 운전되고 상기 내부온도(TI)가 하한온도(TL)이상 상한온도(TH) 미만인 경우의 냉매 유동을 도 12a 및 도 12b를 참조하여 설명한다.
상기 공기조화기(100)가 난방 운전을 수행하기 위해서는 냉방 운전시에 개방된 밸브는 차폐되고 차폐되어 있던 밸브는 개방되며, 상기 제2밸브(324)는 차폐된 상태를 그대로 유지하게 된다.
즉, 상기 분지관(316)과 실외열교환기(190) 사이의 냉매 유동을 차단하는 제4밸브(314)와, 상기 제2압축기(174)와 어큐뮬레이터(173) 사이의 냉매 유동을 차단하는 제2밸브(324)와, 상기 실외열교환기(190)와 어큐뮬레이터(173) 사이의 냉매 유동을 차단하는 제6밸브(334)는 차폐된 상태이며, 상기 제2압축기(174)는 가동이 중지된 상태이다.
상기와 같이 밸브조절단계(S300)가 완료되면, 상기 제1압축기(172)는 냉매를 압축하여 분지관(316)으로 보내게 된다. 상기 분지관(316) 내부로 유입된 냉매는 상기 냉매절환밸브(310)를 경유한 후에 상기 실내열교환기(260)로 유입되어 열교환(방열) 된다.
상기 실내열교환기(260)에서 열교환된 공기는 실외열교환기(190)를 경유한 후에 상기 제5밸브(332)를 지나 상기 어큐뮬레이터(173) 내부로 유입된다. 이후 상기 어큐뮬레이터(173) 내부의 냉매는 상기 제1밸브(322)를 지나 제1압축기(172) 내 부로 유입되면서 난방사이클을 완성하게 된다.
그리고, 상기 제1압축기(172)가 12시간 작동된 후에는 상기 제2압축기(174)가 작동하여 서로 교번 작동하게 되며, 이때 상기 제1밸브(322)는 차폐되고 제2밸브(324)는 개방된다.
한편, 상기 온도측정수단(미도시)이 측정한 무인기지국(S)의 내부온도(TI)가 하한온도(TL)와 비교할 때 같거나 낮아질 경우에는 한 개의 압축기(170) 용량으로 난방 효율이 저하되므로 상기 제1압축기(172)와 제2압축기(174)를 동시에 가동하게 된다.
상기 제1압축기(172)와 제2압축기(174)를 동시에 가동하기 위해서는, 상기 압축기(170)를 교번 작동시에 선택적으로 개방되던 제1밸브(322)와 제2밸브(324)가 동시에 개방된다.
따라서, 상기 제1압축기(172)와 제2압축기(174)가 동시에 작동하게 되면, 냉매는 도 12b에 도시된 화살표와 같이 유동하게 되며 상기 무인기지국(S) 내부의 공기는 하한온도(TL) 이상으로 급격하게 데워져 통신 장비가 무리없이 작동 가능한 온도로 높여지게 된다.
이러한 본 발명의 범위는 상기에서 예시한 실시예에 한정되지 않고, 상기와 같은 기술범위 안에서 당업계의 통상의 기술자에게 있어서는 본 발명을 기초로 하는 다른 많은 변형이 가능할 것이다.
위에서 상세히 설명한 바와 같은 본 발명에 의한 공기조화기에서는, 다수개의 압축기가 구비되고 온도측정수단에 의해 측정된 기지국의 내부온도에 따라 압축기가 교번 또는 동시 운전되도록 구성하였다.
따라서, 공기조화기의 열교환 효율이 향상되며 통신 장비의 파손이 미연에 방지되는 이점이 있다.
또한, 다수개의 압축기가 교번 작동되므로 압축기의 과열이 미연에 방지되어 파손을 막을 수 있는 이점이 있다.

Claims (16)

  1. 무인기지국 일측에 설치되어 무인기지국 내부 공기를 조화하는 공기조화기에 있어서,
    내부에 실내열교환기가 설치되어 무인기지국 내부의 공기를 열교환하는 실내측과;
    상기 실내측의 하측에 형성되고, 내부에 다수개의 압축기가 설치되어 작동 유체인 냉매를 압축하는 실외측을 포함하는 구성을 가지며,
    상기 다수개의 압축기는 무인기지국 내부의 온도에 따라 교번 또는 동시 작동됨을 특징으로 하는 공기조화기.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 압축기는,
    정속 운전을 하는 제1압축기와,
    부하 용량에 따라 회전수가 조절되는 제2압축기를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 공기조화기.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 압축기는,
    정속 운전하는 정속압축기를 적어도 두 개 이상 포함하여 구성되며, 상기 압축기들은 서로 다른 용량을 가지는 것을 특징으로 하는 공기조화기.
  4. 무인기지국 내부에 설치된 온도측정수단으로 무인기지국의 내부온도를 측정하는 온도측정단계와,
    측정된 무인기지국의 내부온도와 기(旣)설정된 설정온도를 마이콤(micom)에서 비교하는 온도비교단계와,
    내부온도와 비교된 설정온도의 고저(高低)에 따라 냉매 유동을 선택적으로 차단하는 다수개 밸브를 개/폐(on/off)하는 밸브조절단계와,
    내부온도와 비교된 설정온도의 고저(高低)에 따라 다수개의 압축기 중에서 적어도 하나 이상을 가동하는 압축기작동단계를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 공기조화기의 운전 제어방법.
  5. 제 4 항에 있어서, 상기 온도비교단계에서,
    상기 설정온도는 무인기지국 내부에 장착된 통신 장비가 작동 가능한 온도범위의 상한(上限)온도 및 하한(下限)온도 임을 특징으로 하는 공기조화기의 운전 제어방법.
  6. 제 5 항에 있어서, 상기 밸브조절단계는,
    냉/난방 절환시에 상기 압축기로부터 압축된 냉매의 유동 방향을 선택적으로 절환하는 냉매절환밸브와, 상기 압축기와 어큐뮬레이터 사이의 냉매 유동을 선택적으로 차단하는 용량제어밸브와, 상기 어큐뮬레이터로 유입되는 냉매의 유동을 선택적으로 차단하는 냉매차단밸브를 개/폐(on/off)하는 과정임을 특징으로 하는 공기 조화기의 운전 제어방법.
  7. 제 4 항에 있어서, 상기 온도비교단계에서 내부온도가 상한온도 이상이거나 하한온도 이하이면, 상기 다수개의 압축기는 모두 작동됨을 특징으로 하는 공기조화기의 운전 제어방법.
  8. 제 6 항에 있어서, 상기 온도비교단계에서 내부온도가 하한온도 이상 상한온도 미만이면, 상기 다수개의 압축기 중에서 어느 하나만 작동됨을 특징으로 하는 공기조화기의 운전 제어방법.
  9. 제 5 항 내지 제 8 항 중 어느 하나의 항에 있어서, 상기 상한온도는 섭씨 60℃이며, 상기 하한온도는 섭씨 -20℃ 임을 특징으로 하는 공기조화기의 운전 제어방법.
  10. 제 7 항에 있어서, 상기 용량제어밸브에는,
    상기 압축기의 일구성인 제1압축기와 어큐뮬레이터 사이의 냉매 유동을 차단하는 제1밸브와, 상기 압축기의 다른 구성인 제2압축기와 어큐뮬레이터 사이의 냉매유동을 차단하는 제2밸브가 포함되며, 상기 제1밸브와 제2밸브는 모두 개방(on) 상태임을 특징으로 하는 공기조화기의 운전 제어방법.
  11. 제 10 항에 있어서, 상기 압축기작동단계에서 압축기의 작동시간이 설정시간을 경과하게 되면, 작동한 압축기는 정지하고 미리 정해진 차순(順次)에 따라 다른 한 개의 압축기가 작동함을 특징으로 하는 공기조화기의 운전 제어방법.
  12. 제 8 항에 있어서, 상기 용량제어밸브에는,
    상기 압축기의 일 구성인 제1압축기와 어큐뮬레이터 사이의 냉매 유동을 차단하는 제1밸브와, 상기 압축기의 다른 구성인 제2압축기와 어큐뮬레이터 사이의 냉매유동을 차단하는 제2밸브가 포함되며, 상기 제1밸브와 제2밸브는 교번하여 온(on)됨을 특징으로 하는 공기조화기의 운전 제어방법.
  13. 제 12 항에 있어서, 상기 제1압축기와 제2압축기는 교번하여 작동되며, 상기 제1밸브가 개방시에는 제1압축기가 작동하고, 제2밸브가 개방시에는 제2압축기가 작동됨을 특징으로 하는 공기조화기의 운전 제어방법.
  14. 제 13 항에 있어서, 상기 공기조화기가 냉방 모드로 운전시에는,
    상기 압축기와 실외열교환기 사이의 냉매 유동을 안내하는 제4밸브와, 상기 실내열교환기와 어큐뮬레이터 사이의 냉매 유동을 안내하는 제6밸브는 개방(on)상태임을 특징으로 하는 공기조화기의 운전 제어방법.
  15. 제 14 항에 있어서, 상기 공기조화기가 난방 모드로 운전시에는,
    상기 압축기와 실내열교환기 사이의 냉매 유동을 안내하는 제3밸브와, 상기 실외열교환기와 어큐뮬레이터 사이의 냉매 유동을 안내하는 제5밸브는 개방(on)상태임을 특징으로 하는 공기조화기의 운전 제어방법.
  16. 제 15 항에 있어서, 상기 제3밸브와 제4밸브는 냉매절환밸브에 포함되며, 상기 제5밸브 및 제6밸브는 냉매차단밸브에 포함됨을 특징으로 하는 공기조화기의 운전 제어방법.
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