KR20080008768A - 브라인 열교환기를 이용한 공기조화장치 및 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 브라인 열교환기와 복수개의 냉매 열교환기를 이용하여 계절별 냉난방을 효과적으로 수행할 수 있는 공기조화장치 및 방법에 관한 것이다.
본 발명은 계절 변화 등에 의한 외기의 온도에 따라 복수개의 냉매 열교환기를 모두 또는 교번으로 가동시키는 시스템을 구현함으로써, 냉난방 효율을 높이고 전력의 소모량을 줄일 수 있는 한편, 냉매 열교환기와 연계하여 외기의 온도에 따라 선택적으로 열교환이 이루어지도록 하는 브라인 열교환기를 적용함으로써, 에어컨 가동시 냉난방 부하를 줄일 수 있고, 에어컨 미가동시 외기와 브라인 간의 열교환만으로 냉난방이 가능하도록 하여 전력의 소모량을 더욱 줄일 수 있는 브라인 열교환기를 이용한 공기조화장치 및 방법을 제공한다.
공기조화시스템, 브라인, 냉매, 열교환기, 냉난방, 에어컨, 부하, 전력

Description

브라인 열교환기를 이용한 공기조화장치 및 방법{Air conditioning method and system using brine heat exchanger}
도 1은 본 발명에 따른 공기조화장치를 나타내는 회로도
도 2는 본 발명에 따른 공기조화장치의 일 구현예를 나타내는 개략도
도 3은 본 발명에 따른 공기조화장치의 제 3 모드(여름철) 냉방 운전상태를 나타내는 회로도
도 4는 본 발명에 따른 공기조화장치의 제 2 모드(봄/가을철) 냉방 운전상태를 나타내는 회로도
도 5는 본 발명에 따른 공기조화장치의 제 1 모드(겨울철) 냉방 운전상태를 나타내는 회로도
도 6은 본 발명에 따른 공기조화방법의 제어로직을 나타내는 순서도
〈도면의 주요부분에 대한 부호의 설명〉
10,20 : 냉매 열교환기 11,21 : 냉매 압축기
12,22 : 냉매 응축기 13,23 : 냉매 팽창밸브
14,24 : 냉매 증발기 15,25 : 냉매 응축용 팬/모터
16,26 : 냉매액 저장탱크 17,27 : 냉매 필터/드라이
18,28 : 냉매 액면계
30 : 브라인 열교환기 31 : 실내측 브라인 열교환기
32 : 실외측 브라인 열교환기 33 : 브라인 저장탱크
34 : 브라인 펌프 35 : 실외측 브라인 팬/모터
40 : 실내측 팬/모터
본 발명은 브라인 열교환기를 이용한 공기조화장치 및 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 외기의 온도에 따라 복수개의 냉매 열교환기를 모두 또는 교번으로 가동시키는 한편, 냉매 열교환기와 선택적으로 열교환되는 브라인 열교환기를 연계하는 시스템을 구축함으로써, 에어컨 가동시 냉난방 부하를 줄일 수 있고, 에어컨 미가동시 외기와 브라인 간의 열교환만으로 냉난방이 가능하도록 하여 전력 소모량을 줄일 수 있는 브라인 열교환기를 이용한 공기조화장치 및 방법에 관한 것이다.
일반적으로 냉난방을 선택할 수 있는 공기조화시스템은 압축기, 실외열교환기, 냉매팽창수단, 실내열교환기 등을 포함하며, 이러한 냉난방 공기조화시스템의 냉방운전시에는 압축기로 토출되는 냉매가 실외열교환기쪽으로 공급되고 실내열교 환기를 거친 냉매가 압축기의 흡입측으로 유입될 수 있도록 유로가 전환된다.
따라서, 압축기에서 압축된 고온고압의 냉매는 실외열교환기로 유입되어 액냉매상태로 응축되고, 응축된 냉매가 냉매팽창수단을 거치면서 저압의 냉매로 팽창되며, 냉매팽창수단을 거친 냉매는 실내열교환기에서 기체상태로 증발된 후 다시 압축기의 흡입측으로 흐른다.
이때, 실외열교환기쪽 냉매는 외기와 열교환을 통해 열을 방출하고 실내열교환기쪽 냉매는 실내공기와 열교환을 통해 열을 흡수함으로써 실내공간의 냉방을 수행한다.
보편적으로 우리나라를 포함하여 4계절이 뚜렷한 지역에서는 통상 여름철과 겨울철 간의 냉방 부하 차이가 크고, 봄/가을철에 요구되는 냉방 부하는 약 40% 정도 낮아지게 되는데, 기존 대부분의 공기조화시스템에서는 계절별 냉방 부하에 차이가 있음에도 불구하고 저부하가 걸리는 경우에도 냉매를 공급하기 위한 펌프 등의 가동매체는 100% 용량으로 가동되어 필요 이상으로 열교환기가 가동되는 등 냉방 효율의 저하를 초래하고, 불필요한 동력 및 에너지의 낭비가 발생한다는 문제가 있다.
따라서, 본 발명은 이와 같은 점을 감안하여 안출한 것으로서, 계절 변화 등에 의한 외기의 온도에 따라 복수개의 냉매 열교환기를 모두 또는 교번으로 가동시키는 시스템을 구현함으로써, 냉방 효율을 높이고 전력의 소모량을 줄일 수 있는 브라인 열교환기를 이용한 공기조화장치 및 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
또한, 본 발명의 다른 목적은 냉매 열교환기와 연계하여 외기의 온도에 따라 선택적으로 열교환이 이루어지도록 하는 브라인 열교환기를 적용함으로써, 에어컨 가동시 냉방 부하를 줄일 수 있고, 에어컨 미가동시 외기와 브라인 간의 열교환만으로 냉방이 가능하도록 하여 전력의 소모량을 더욱 줄일 수 있는 브라인 열교환기를 이용한 공기조화장치 및 방법을 제공하는 데 있다.
본 발명의 목적들은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해되어질 수 있을 것이다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 공기조화장치는 외기의 온도에 따라 모두 또는 교번으로 가동되는 복수개의 냉매 열교환기와, 상기 냉매 열교환기와 연계되어 함께 가동되거나 냉매 열교환기 미가동시 단독으로 가동되는 브라인 열교환기를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 냉매 열교환기는 냉매 압축기, 냉매 응축기, 냉매 팽창밸브 및 냉매 증발기가 폐순환회로를 구성하는 동시에 상기 냉매 응축기 및 냉매 증발기에는 각각 냉매 응축용 팬/모터와 실내측 팬/모터가 배속되는 형태로 이루어진 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 브라인 열교환기는 서로 폐순환회로를 구성하는 실내측 브라인 열교환기 및 실외측 브라인 열교환기와, 상기 실내외측 브라인 열교환기 사이의 폐순환회로상에 각각 설치되는 브라인 저장탱크 및 브라인 펌프와, 상기 실외측 브라인 열교환기와 실내측 브라인 열교환기에 각각 배속되는 실외측 브라인 팬/모터 및 실내측 팬/모터를 포함하는 것을 특징으로 한다.
한편, 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 공기조화방법은 외기의 온도 환경에 따라 복수개의 냉매 열교환기를 모두 또는 교번으로 가동시키는 한편, 복수개의 냉매 열교환기와 연계 가동되는 브라인 열교환기를 냉매 열교환기와 함께 가동시키거나 냉매 열교환기 미가동시 브라인 열교환기만 단독으로 가동시켜 브라인을 이용한 외기 냉방을 수행할 수 있는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 냉매 열교환기와 브라인 열교환기를 가동시키는 방법은 실내 온도를 설정하는 단계와, 실내 온도와 설정 온도를 비교하여 그 차이가 ±1℃ 이내이면 제 1 냉방운전(겨울)모드로 전환하면서 복수개의 냉매 열교환기 가동을 모두 중지하는 단계와, 냉매 열교환기 가동 또는 중지 조건하에서 실내 유입 공기 온도와 외기 온도를 비교하여 실내 유입 공기 온도가 외기 온도보다 10℃ 이상이면 브라인 열교환기를 가동하여 외기 냉방을 수행하고 10℃ 미만이면 브라인 열교환기를 가동시키지 않는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 냉매 열교환기와 브라인 열교환기를 가동시키는 방법은 실내 온도를 설정하는 단계와, 실내 온도와 설정 온도를 비교하여 실내 온도가 설정 온도보다 2～3℃ 이상이면 제 2 냉방운전(봄/가을)모드로 전환하면서 복수개의 냉매 열교환기 중 1개만 가동하는 단계와, 냉매 열교환기 1개 가동 조건하에서 실내 유입 공기 온도와 외기 온도를 비교하여 실내 유입 공기 온도가 외기 온도보다 10℃ 이상이면 브라인 열교환기를 가동하여 외기 냉방을 수행하고 10℃ 미만이면 브라인 열교환기를 가동시키지 않는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 냉매 열교환기와 브라인 열교환기를 가동시키는 방법은 실내 온도를 설정하는 단계와, 실내 온도와 설정 온도를 비교하여 실내 온도가 설정 온도보다 4～5℃ 이상이면 제 3 냉방운전(여름)모드로 전환하면서 복수개의 냉매 열교환기를 모두 가동하는 단계와, 복수개의 냉매 열교환기 가동 조건하에서 실내 유입 공기 온도와 외기 온도를 비교하여 실내 유입 공기 온도가 외기 온도보다 10℃ 이상이면 브라인 열교환기를 가동하여 외기 냉방을 수행하고 10℃ 미만이면 브라인 열교환기를 가동시키지 않는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 1은 본 발명에 따른 공기조화장치를 나타내는 회로도이다.
도 1에 도시한 바와 같이, 상기 공기조화장치는 복수개의 냉매 열교환기(10,20)와 이것과 연계적으로 가동되는 브라인 열교환기(30)를 포함한다.
상기 냉매 열교환기(10,20)의 경우 실내 온도에 따라 모두 또는 교번 가동되는 방식으로 이루어져 있다.
예를 들면, 제 3 냉방(여름)모드의 경우 2개의 냉매 열교환기(10,20)가 모두 작동되거나, 제 2 냉방(봄/가을)모드의 경우 2개 중 어느 1개의 냉매 열교환기(10,20)만 가동되거나, 제 1 냉방(겨울)모드의 경우 2개의 냉매 열교환기(10,20) 모두 가동되지 않게 된다.
물론, 위와 같은 냉매 열교환기(10,20)의 선택적인 가동은 실내 온도와 이와 관련한 외기의 온도를 기준으로 결정되는 것이 좋다.
또한, 상기 브라인 열교환기(30)의 경우 외기 온도와 연계되어 가동되는 방식으로 이루어져 있다.
즉, 냉매 열교환기(10,20)의 가동 형태에 따라서 적절한 시점, 예를 들면 외기 냉방조건이 충족되는 시점에 함께 또는 단독으로 가동되면서 브라인을 이용한 외기 냉방을 수행하게 되므로서, 전체적인 냉방 효율을 높일 수 있고, 또 냉매 열교환기의 부하를 줄일 수 있게 된다.
다시 말해, 실내의 온도조건(외기 온도조건)에 따라서 냉매 열교환기의 가동과 브라인 열교환기의 가동을 적절하게 조합함으로써, 냉방 효율 향상을 기대할 수 있고, 지나친 냉매 열교환기의 가동에 따른 부하를 줄일 수 있다.
상기 냉매 열교환기(10,20)는 냉매 압축기(11,21), 냉매 응축기(12,22), 냉매 팽창밸브(13,23) 및 냉매 증발기(14,24) 등이 순차적으로 배치되어 폐순환회로를 이루면서 냉방 사이클을 구성하고 있는 형태로 이루어져 있다.
또한, 상기 냉매 응축기(12,22) 및 냉매 증발기(14,24)에는 각각 냉매 응축용 팬/모터(15,25)와 실내측 팬/모터(40)가 하나씩 배속되어 있어서 냉매 팬/모터 작동시 응축기 내의 냉매를 응축하거나 실내로 열교환된 공기를 토출하는 역할을 수행하게 된다.
또한, 상기 냉매 응축기(12,22)와 냉매 팽창밸브(13,23) 사이 구간에는 냉매 액 저장탱크(16,26), 냉매 필터/드라이어(17,27) 및 냉매 액면계(18,28)가 설치되어 있어서 냉매를 제공하거나 냉매 속의 불순물을 제거하는 등의 역할을 수행하게 된다.
이러한 냉매 열교환기(10,20)의 가동에 따른 냉방 운전은 보편적인 냉방 사이클의 원리를 적용할 수 있다.
상기 브라인 열교환기(30)는 서로 폐순환회로를 구성하는 실내측 브라인 열교환기(31) 및 실외측 브라인 열교환기(32)을 포함하며, 이때의 폐순환회로상에는 브라인 저장탱크(33)와 적어도 2개의 브라인 펌프(34)가 설치되고, 실외측 브라인 열교환기(32)와 실내측 브라인 열교환기(31)에는 실외측 브라인 팬/모터(35)와 실내측 팬/모터(40)가 각각 배속되어 팬/모터의 작동에 따라 브라인의 열교환작용이 가능하게 된다.
예를 들면, 브라인 펌프(34)의 작동에 따라 브라인이 실내외측 브라인 열교환기(31,32) 사이를 순환하게 되는데, 이때의 브라인은 실외측 브라인 열교환기(32)를 경유하면서 비교적 저온으로 변하게 되고, 계속해서 실내측 브라인 열교환기(31)를 경유하면서 실내측 공기와 열교환작용을 수행하여 실내 공기의 온도를 낮추어주는 역할을 할 수 있게 된다.
도 2는 본 발명에 따른 공기조화장치의 일 구현예를 나타내는 개략도이다.
도 2에 도시한 바와 같이, 기본적으로 실내측에는 냉매 열교환기(10,20)가 배치되는 동시에 실외측에는 브라인 열교환기(30)가 배치되며, 이것들은 서로 배관 을 통해 연결되어 냉매의 연락 등이 가능하게 된다.
또한, 상기 브라인 열교환기(30)의 실내측 브라인 열교환기(31)는 냉매 열교환기(10,20)의 본체 내에 탑재되어 실내 공기와 브라인 간의 열교환작용이 이루어질 수 있게 되고, 보통의 에어컨과 마찬가지로 실외, 예를 들면 냉매 열교환기(10,20)의 냉매 압축기(11,21)은 브라인 열교환기(30)의 본체 내에 탑재된다.
따라서, 실내에서는 냉매 열교환기의 가동과 함께 실내측 팬/모터가 작동되면서 냉매를 이용한 실내 냉방이 이루어질 수 있게 되고, 실외에서는 브라인 열교환기의 가동과 함께 실외측 브라인 팬/모터가 작동되면서 브라인의 열교환이 이루어질 수 있게 되는 동시에 이렇게 열교환이 이루어진 브라인이 실내측 브라인 열교환기측으로 제공되면서 실내측 팬/모터의 작동에 의해 브라인을 이용한 실내 냉방도 이루어질 수 있게 된다.
이와 같은 냉매 열교환기(10,20)와 브라인 열교환기(30)는 계절의 변화 등에 따른 외기의 온도에 기초를 두고(실질적으로는 실내의 온도에 기초를 두고) 연계적으로 가동된다.
이를 위하여, 본 발명에서는 3곳의 지점(P1,P2,P3)에 각각 온도센서를 설치하여 각 지점에서의 온도값을 센싱한 후, 이것을 가지고 냉매 열교환기와 브라인 열교환기의 연계 가동에 활용할 수 있다.
여기서, P1은 실내 설정온도를 센싱하는 지점이고, P2는 실내 유입 온도를 센싱하는 지점이고, P3는 외기 온도를 센싱하는 지점으로서, P1에서의 온도 센싱값으로 실내 온도를 설정할 수 있고, P2와 P3의 비교 온도 센싱값으로는 브라인을 이 용하는 외기 냉방 조건 결정 및 계절 등의 환경을 파악할 수 있다.
한편, 계절 등에 따른 냉방 모드별로 각 센서의 온도값을 기초로 하여 냉매 열교환기를 가동시키거나, 이와 연계하여 브라인 열교환기를 가동시키는 것과 관련한 기술적인 방법 등은 당해 기술 분야에서 통상적으로 알려져 있는 방법이라면 특별히 제한되지 않고 채택될 수 있다.
도 3 내지 도 5는 본 발명에 따른 공기조화장치의 모드별 냉방 운전상태를 나타내는 회로도이다.
도 3에 도시한 바와 같이, 제 3 냉방 모드(여름)에서는 2개의 냉매 열교환기(10,20)가 모두 가동된다.
이때, 상기 2개의 냉매 열교환기(10,20)의 가동은 통상의 에어컨 시스템과 같은 냉매의 흐름과 같은 냉방 사이클로 수행되며, 냉매의 이동경로는 냉매 압축기(11,21), 냉매 응축기(12,22), 냉매 팽창밸브(13,23), 냉매 증발기(14,24)의 순서로 이루어진다.
이러한 제 3 냉방모드의 경우에는 실외 온도가 고온이므로, 즉 고온의 브라인과 외기 간의 열교환은 의미가 없으므로, 브라인 열교환기(30)는 가동되지 않으며, 브라인 펌프(34)의 작동 정지로 실내외측 브라인 열교환기(31,32) 간에는 브라인이 이동되지 않게 된다.
여기서, 실선은 가동되는 라인, 점선을 가동되지 않는 라인을 의미한다.
도 4에 도시한 바와 같이, 제 2 냉방 모드(봄/가을)에서는 2개의 냉매 열교 환기(10,20)가 상호 교번으로 어느 1개만 가동된다.
또한, 브라인 열교환기(30)의 경우 외기 냉방 조건의 여부에 따라 브라인 펌프(34)가 ON/OFF 하게 되고, 이에 따라 브라인 열교환기(30)가 가동되면서 브라인을 이용한 실내 냉방을 선택적으로 수행할 수 있게 된다.
이렇게 브라인을 이용한 외기 냉방이 수행되면, 냉매 열교환기(10)에 있는 냉매 증발기(14)의 앞쪽에 배치되어 있는 실내측 브라인 열교환기(31)를 통과하는 공기의 온도를 1차적으로 낮출 수 있으므로, 즉 냉매 열교환기(10)의 가동에 의해 열교환기 본체로 유입된 후 재차 실내측으로 배출되면서 순환하는 실내 공기의 온도를 실내측 브라인 열교환기(31)로 낮출 수 있으므로, 그 만큼 냉매 열교환기의 부하를 줄일 수 있고 냉방 효율 또한 높일 수 있게 된다.
도 5에 도시한 바와 같이, 제 1 냉방모드(겨울)에서는 2개의 냉매 열교환기(10,20)가 모두 가동되지 않는다.
이때의 냉매 열교환기(10,20)는 냉동기, 냉방 사이클의 가동이 중지되는 것을 의미하며, 실내측 팬/모터(40)는 작동되고 있는 상태이다.
한편, 브라인 열교환기(30)는 외기 냉방 조건의 여부에 따라 가동되면서 실외의 차가운 공기와 열교환을 마친 브라인을 이용하여 실내 냉방을 수행하게 된다.
즉, 브라인 펌프(34)가 작동되면서 실내측 브라인 열교환기(41)와 실외측 브라인 열교환기(42) 사이에 브라인의 순환이 이루어지게 되고, 계속해서 실외측 브라인 팬/모터(35)의 작동과 함께 실외측 브라인 열교환기(41)를 통과하면서 차가운 외기와 열교환을 마친 저온의 브라인이 실내측 브라인 열교환기(42)로 이동하면서 실내 냉방을 수행할 수 있게 된다.
이와 같은 방식에 의하면, 가령 여름철 보다 비교적 저온인 봄/가을철에 2개의 냉매 열교환기 중 어느 1개만 가동함으로써 불필요한 전력 소모를 줄일 수 있으며, 실외측 브라인 열교환기를 통한 외부 공기와의 열교환작용에 의해 비교적 저온으로 되는 브라인을 이용하여 실내 냉방을 수행할 수 있으므로, 2개의 냉매 열교환기에 부여되는 냉방 부하를 감소시킬 수 있게 된다는 등의 장점이 있다.
도 6은 본 발명에 따른 공기조화방법의 제어로직을 나타내는 순서도이다.
도 6에 도시한 바와 같이, 여기서는 외기 온도에 따른(실질적으로는 실내 온도값을 가지고) 모드 1(겨울철), 모드 2(봄/가을철) 및 모드 3(여름철)과 같은 각각의 냉방 모드에 따라 복수개의 냉매 열교환기를 모두 또는 교번으로 가동시키거나, 외기 냉방 조건이 되면 냉매 열교환기와 연계 가동되는 브라인 열교환기를 이용하여 냉매 열교환기와 함께 가동시키거나 냉매 열교환기 미가동시 단독으로 가동시키는 방식으로 외기 냉방을 병행하는 운전 방법을 보여준다.
먼저, 실내의 온도를, 예를 들면 25℃로 설정하는 단계를 수행한다.
다음, 이렇게 설정한 온도와 실제 실내의 온도를 비교하는 단계를 수행한다.
이때의 단계에서는 설정 온도와 실내 온도 간의 비교 결과에 따라 3가지 냉방모드, 즉 제 1(겨울철) 냉방모드, 제 2(봄/가을철) 냉방모드, 제 3(여름철) 냉방모드가 결정될 수 있다.
첫째, 실내 온도와 설정 온도를 비교하여 그 차이가 ±1℃ 이내이면, 예를 들면 설정 온도가 25℃이고, 24℃<실온≤26℃의 조건이면 제 1(겨울철) 냉방운전모드로 전환되고, 계속해서 복수개의 냉매 열교환기 가동을 모두 중지하는 단계를 수행한다(실내측 팬/모터는 가동되고 있는 상태이다).
이때, 외기 냉방 조건이 되면, 즉 실내 유입 공기 온도와 외기 온도를 비교하여 실내 유입 공기 온도가 외기 온도보다 10℃ 이상 높으면, 브라인 펌프의 교번 운전 및 실외측 브라인 팬/모터의 작동과 함께 브라인 열교환기를 가동하여 외기 냉방을 수행하고, 10℃ 미만이면 브라인 열교환기를 가동시키지 않는 단계를 수행한다.
둘째, 실내 온도와 설정 온도를 비교하여 실내 온도가 설정 온도보다 2～3℃ 이상이면, 예를 들면 26℃<실온≤28℃의 조건이면 제 2(봄/가을철) 냉방운전모드로 전환되고, 계속해서 복수개의 냉매 열교환기 중 1개의 냉매 열교환기만 가동하는 단계를 수행한다.
즉, 실내측 팬/모터의 작동과 함께 1개의 냉매 열교환기에 대한 냉방 사이클을 가동하는 단계를 수행한다.
이때, 외기 냉방 조건이 되면, 즉 실내 유입 공기 온도와 외기 온도를 비교하여 실내 유입 공기 온도가 외기 온도보다 10℃ 이상 높으면, 브라인 열교환기를 가동하여 외기 냉방을 수행하고, 10℃ 미만이면 브라인 열교환기를 가동시키지 않는 단계를 수행한다.
셋째, 실내 온도와 설정 온도를 비교하여 실내 온도가 설정 온도보다 4～5℃ 이상이면, 예를 들면 28℃<실온≤30℃의 조건이면 제 3(여름철) 냉방운전모드로 전 환되고, 계속해서 복수개의 냉매 열교환기를 모두 가동하는 단계를 수행한다.
즉, 실내측 팬/모터의 작동과 함께 2개의 냉매 열교환기에 대한 냉방 사이클을 가동하는 단계를 수행한다.
이때, 외기 냉방 조건이 되면, 즉 실내 유입 공기 온도와 외기 온도를 비교하여 실내 유입 공기 온도가 외기 온도보다 10℃ 이상 높으면, 브라인 열교환기를 가동하여 외기 냉방을 수행하고, 10℃ 미만이면 브라인 열교환기를 가동시키지 않는 단계를 수행한다.
이와 같이, 실내 온도를 설정하고 실내 발생 부하에 따라 냉매 열교환기를 적절하게 가동하여 해당 냉방모드별로 냉방을 수행하고, 또 실내 유입 공기 온도(실내측 팬/모터 가동시 냉매 열교환기 본체측으로 유입되는 공기의 온도)와 외부 온도를 비교하는 방법으로 외기 냉방 조건 여부를 결정하여 브라인 열교환기를 적절하게 병행 가동함으로써, 계절의 변화 등에 따른 외기 온도 환경에 대응되는 최적의 조건으로 실내의 전체적인 냉난방을 수행할 수 있고, 또 브라인 열교환작용의 적절한 선택으로 에어컨 부하를 줄일 수 있으며, 이에 따라 전력 소모량 또한 크게 줄일 수 있다.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이 며 한정적이 아닌 것으로 이해되어야만 한다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명은 외기의 온도에 따라 복수개의 냉매 열교환기를 모두 또는 교번으로 가동시키는 방식, 냉매 열교환기와 브라인 열교환기를 연계하여 에어컨 미가동시 브라인 열교환기를 단독으로 가동시키는 방식 등을 포함하는 공기조화시스템을 제공함으로써, 냉방 효율을 높일 수 있고, 에어컨 부하를 줄일 수 있으며, 전력 소모량을 획기적으로 줄일 수 있는 효과가 있다.

Claims (7)

  1. 외기의 온도에 따라 모두 또는 교번으로 가동되는 복수개의 냉매 열교환기(10,20)와, 상기 냉매 열교환기(10,20)와 연계되어 함께 가동되거나 냉매 열교환기(10,20) 미가동시 단독으로 가동되는 브라인 열교환기(30)를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 브라인 열교환기를 이용한 공기조화장치.
  2. 청구항 1에 있어서, 상기 냉매 열교환기(10,20)는 냉매 압축기(11,21), 냉매 응축기(12,22), 냉매 팽창밸브(13,23) 및 냉매 증발기(14,24)가 폐순환회로를 구성하는 동시에 상기 냉매 응축기(12,22) 및 냉매 증발기(14,24)에는 각각 냉매 응축용 팬/모터(15,25)와 실내측 팬/모터(40)가 배속되는 형태로 이루어진 것을 특징으로 하는 브라인 열교환기를 이용한 공기조화장치.
  3. 청구항 1에 있어서, 상기 브라인 열교환기(30)는 서로 폐순환회로를 구성하는 실내측 브라인 열교환기(31) 및 실외측 브라인 열교환기(32)와, 상기 실내외측 브라인 열교환기(31,32) 사이의 폐순환회로상에 각각 설치되는 브라인 저장탱크(33) 및 브라인 펌프(34)와, 상기 실외측 브라인 열교환기(32)와 실내측 브라인 열교환기(31)에 각각 배속되는 실외측 브라인 팬/모터(35) 및 실내측 팬/모터(40) 를 포함하는 것을 특징으로 하는 브라인 열교환기를 이용한 공기조화장치.
  4. 실내의 발생부하(온도 조건)에 따라 복수개의 냉매 열교환기를 모두 또는 교번으로 가동시키는 한편, 외기 온도 조건에 따라 브라인 열교환기를 냉매 열교환기와 함께 가동시키거나 냉매 열교환기 미가동시 브라인 열교환기만 단독으로 가동시켜 브라인을 이용한 외기 냉방을 수행할 수 있는 것을 특징으로 하는 브라인 열교환기를 이용한 공기조화방법.
  5. 청구항 4에 있어서, 상기 각 모드별 냉매 열교환기와 브라인 열교환기를 가동시키는 방법은 실내 온도를 설정하는 단계와, 실내 온도와 설정 온도를 비교하여 그 차이가 ±1℃ 이내이면 제 1 냉방운전모드로 전환하면서 복수개의 냉매 열교환기 가동을 모두 중지하는 단계와, 냉매 열교환기 가동 중지 조건하에서 실내 유입 공기 온도와 외기 온도를 비교하여 실내 유입 공기 온도가 외기 온도보다 10℃ 이상이면 브라인 열교환기를 가동하여 외기 냉방을 수행하고 10℃ 미만이면 브라인 열교환기를 가동시키지 않는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 브라인 열교환기를 이용한 공기조화방법.
  6. 청구항 4에 있어서, 상기 각 모드별 냉매 열교환기와 브라인 열교환기를 가동시키는 방법은 실내 온도를 설정하는 단계와, 실내 온도와 설정 온도를 비교하여 실내 온도가 설정 온도보다 2～3℃ 이상이면 제 2 냉방운전모드로 전환하면서 복수개의 냉매 열교환기 중 1개만 가동하는 단계와, 냉매 열교환기 1개 가동 조건하에서 실내 유입 공기 온도와 외기 온도를 비교하여 실내 유입 공기 온도가 외기 온도보다 10℃ 이상이면 브라인 열교환기를 가동하여 외기 냉방을 수행하고 10℃ 미만이면 브라인 열교환기를 가동시키지 않는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 브라인 열교환기를 이용한 공기조화방법.
  7. 청구항 4에 있어서, 상기 각 계절별 냉매 열교환기와 브라인 열교환기를 가동시키는 방법은 실내 온도를 설정하는 단계와, 실내 온도와 설정 온도를 비교하여 실내 온도가 설정 온도보다 4～5℃ 이상이면 제 3 냉방운전모드로 전환하면서 복수개의 냉매 열교환기를 모두 가동하는 단계와, 복수개의 냉매 열교환기 가동 조건하에서 실내 유입 공기 온도와 외기 온도를 비교하여 실내 유입 공기 온도가 외기 온도보다 10℃ 이상이면 브라인 열교환기를 가동하여 외기 냉방을 수행하고 10℃ 미만이면 브라인 열교환기를 가동시키지 않는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 브라인 열교환기를 이용한 공기조화방법.
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