KR20090008542A - 소음 저감 구조를 갖는 공기 조화기 - Google Patents

소음 저감 구조를 갖는 공기 조화기 Download PDF

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Abstract

본 발명은 소음 저감 구조를 갖는 공기조화기에 관한 것으로, 보다 구체적으로 히트펌프 방식을 채용한 공기조화기에 있어서 급기 및 배기 유니트에 별도의 소음 저감실을 제공하며, 공기조화기의 소음을 현저히 저감시킬 수 있을 뿐만 아니라, 급기의 일부를 외기와 혼합하여 히트펌프의 문제점인 제상기능을 구현할 수 있으며, 배기 유니트의 실외기 코일의 열 교환 단면적을 증가시킬 수 있는 2열구조 또는 "＜" 또는 "＞" 형으로 구성함으로서 공기조화기의 열 효율을 대폭 향상시킬 수 있는 소음 저감구조를 갖는 공기조화기에 관한 것이다.
히트펌프, 소음 감소, 증발기, 응축기, 가이드 부재

Description

소음 저감 구조를 갖는 공기 조화기{Air conditioner having a noise reduction structure}
도1은 종래 기술에 따른 공기조화기를 도시하는 개략도이다.
도2는 본 발명의 제1실시예에 따른 소음 저감 구조를 갖는 공기조화기의 전체 구성을 도시하는 정면도이다.
도3은 본 발명의 제1실시예에 따른 소음 저감 구조를 갖는 공기조화기의 전체구성을 도시하는 평면도이다.
도4는 본 발명의 제2실시예에 따른 소음 저감 구조를 갖는 공기조화기의 전체구성을 도시하는 평면도이다.
도5는 본 발명에 따른 소음 저감 구조를 갖는 공기조화기의 초기 운전모드를 도시하는 작용도이다.
도6은 본 발명에 따른 소음 저감 구조를 갖는 공기조화기의 냉방 운전 모드를 도시하는 작용도이다.
도7은 본 발명에 따른 소음 저감 구조를 갖는 공기조화기의 난방 운전 모드를 도시하는 작용도이다.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
100: 급기 유니트
200: 배기 유니트
120: 급기 구조실
220: 배기 구조실
130: 급기 소음 저감실
230: 배기 소음 저감실
본 발명은 소음 저감 구조를 갖는 공기조화기에 관한 것으로, 보다 구체적으로 히트펌프 방식을 채용한 공기조화기에 있어서 급기 및 배기 유니트에 별도의 소음 저감실을 제공하며, 공기조화기의 소음을 현저히 저감시킬 수 있을 뿐만 아니라, 급기의 일부를 외기와 혼합하여 히트펌프의 문제점인 제상기능을 구현할 수 있으며, 배기 유니트의 실외기 코일의 열 교환 단면적을 증가시킬 수 있는 2열구조 또는 "＜" 또는 "＞" 형으로 구성함으로서 공기조화기의 열 효율을 대폭 향상시킬 수 있는 소음 저감구조를 갖는 공기조화기에 관한 것이다.
일반적으로 히트펌프 방식을 채용한 공기조화기는 배관에 의하여 압축기, 제1열교환기(응축기 또는 증발기), 팽창밸브 및 제2열교환기(증발기 또는 응축기)를 순차적으로 연결하여 폐회로를 구성한 증기압축 냉동사이클(통상 "냉동사이클" 또는 "냉매순환회로"라고 함)에서 냉매의 순환 방향을 절환함으로써 냉방과 난방을 모두 수행할 수 있게 한 냉난방 시스템이다. 히트펌프에서 냉매의 순환 방향을 절 환하는 절환 수단으로는 통상 4방변을 사용하며, 각 열교환기는 냉매 순환 방향에 따라 응축잠열을 방출하는 응축기로 작용하기도 하고 증발잠열을 흡수하는 증발기로 작용하기도 한다.
도1을 참조하여 상기와 같은 일반적인 히트펌프 방식을 채용한 공기조화기의 구조와 문제점을 설명하면 다음과 같다.
도1에 도시된 바와 같이, 종래의 히트펌프 방식을 채용한 공기조화기는 전체적으로 케이스(20), 열 교환장치(10), 내기 챔버(3), 댐퍼(4), 외기 유입부(50)로 구성된다.
여기서, 상기 케이스(20)는 실내(R)와 순환 덕트(21)에 의하여 연통되도록 형성되어, 실내 공기가 순화되는 괘도가 형성되도록 구성되며, 상기 열 교환장치(10)는 케이스(20)의 내부 양측에 설치된 증발기, 응축기를 구현하는 열 교환기(11)와, 상기 열 교환기(11)의 각 외측에 설치되어 내기를 순환시키는 순환팬(12)과 외기를 배기하는 배기팬(13)으로 구성되어 있다.
상기 열 교환장치부(10)는 양측의 열 교환기(11)로 냉매를 순환시키기 위한 압축기, 수액기, 밸브, 유분리기, 액분리기 등의 구성을 포함한다.
상기 내기 챔버(30)는 케이스(20)의 내부에서 양측의 열과환기(11) 내측으로 이격되어 격벽(31)이 설치되어 형성되며, 상기 격벽(31) 사이의 공간은 내기가 순환되는 순환덕트(21)와 연통된다.
상기와 같은 구성에 의하여, 내기 챔버(30)는 내기가 실내에서 냉난방을 수행한 이후, 케이스(20)로 유입되는 측의 순환 덕트(21)를 사이에 두고 격벽(31)이 설치된 것이며, 양측의 격벽(31)과 각 열교환기(11) 사이의 공간은 내기와 후술될 외기가 혼합되기 위한 순환 혼합실(33) 및 배기 혼합실(34)로 형성되는 것이다.
상기 댐퍼(40)는 내기 챔버(30)의 양측 격벽(31)에 각각 설치되는 것이며, 이 댐퍼(40)는 별도의 구동 수단(미도시)에 의해 공기의 통과/차단을 수행하게 된다.
상기 댐퍼(40)는 공기가 통과하기 위한 공간이 개방된 정도에 따라 공기가 양측으로 분기되는 비율을 설정할 수 있다.
그리고, 상기 종래 기술에 있어서 외기 유입부(50)는 외기 유입덕트(51), 분기 덕트(52), 분기 댐퍼(53)로 구성된다.
상기 외기 유입덕트(5)는 케이스(20)의 내부의 배기 혼합실(34)로 외기가 유입되도록 상호 연통 형성되어 있으며, 분기 덕트(52)는 외기 유입덕트(51)에서 분기되어 순환 혼합실(33)과 연통되도록 구성된다.
상기 분기 덕트(53)는 분기 덕트(52)에 외기 유입덕트(51)로 유입되어 외기가 분기되는 정도를 설정하기 위해 분기 덕트(52) 또는 분기 덕트(52)와 외기 유입덕트(51)의 분기 지점에 결합되어 구성된다.
상기의 구성에 있어서, 외기 유입부(50)의 외기 유입덕트(51)와 분기덕트(53)는 내기가 내기 챔버(30)를 통과하여 진행되는 방향과 직교 또는 일정한 각도를 가지며 케이스(20)에 결합되는데, 이는 내기의 진행 방향에 대하여 외기의 혼합이 보다 효율적으로 혼합되도록 하기 위함이다.
상기와 같은 구성을 갖는 종래 기술에 의한 히트펌프 방식을 채용한 공기조 화기는 다음과 같은 문제점을 갖는다.
일반적으로 히트펌프에 의한 냉방 운전모드의 경우, 응축기에서 냉매가 충분한 응축잠열을 방출함에 따라 높은 효율의 냉매 응축을 얻을 수 있으며, 이에 따라 고압냉매의 과냉각도가 높아져 팽창밸브에서 온도 및 압력이 하강하게 된다. 이에 따라 증발기에서 증발 잠열의 흡수량이 커져 냉동 효과를 높일 수 있다. 히트펌프에 의한 난방 운전 모드인 경우에는 냉매가 갖고있는 증발 잠열을 공기가 충분하게 흡수됨으로서 증발 작용이 보다 효과적으로 일어나며, 이에 따라 저압냉매의 건포화도 또는 과열도가 높아져 압축기에서의 높은 효율의 압축이 이루어진다. 압축기에서 압축이 잘 이루어 져야 압축부하가 떨어져 전력 소모량이 적고, 응축기에서 흡입냉매의 비체적이 작아지며, 결과적으로 난방에 사용되는 응축열 발생량이 많아진다.
그러나, 상기에 기술한 종래기술에 의한 히트펌프 방식을 채용한 공기조화기의 경우는 증발기 측 통과 풍량보다 응축기 측 풍량이 2배 정도 크지만 공기조화기내의 크기에 제약을 받아 증발기와 응축기의 크기가 같아 증발기측의 통과풍속이 2.5m/sec를 유지하지만, 응축기 측의 통과풍속은 4.5 ～ 5m/sec정도를 유지하게 되어 통과하는 공기의 풍속이 너무 빠르게 되어 냉매의 응축잠열을 충분히 흡수하지 못하여 응축기가 하절기에는 실외기의 방열 작용이 충분하지 못하여 응축 작용이 원활하지 못하는 문제점이 있다. 더구나 혹서기에는 상기와 같은 응축기의 문제점으로 인하여 압축기의 토출 압력이 과다하게 상승하여 전력 소모가 심하여 유지 보수비용이 증가하는 문제점이 있다.
그리고, 종래기술과 같은 히트펌프를 채용한 공기조화기에 있어서 동절기의 난방 운전의 경우, 실내기에서는 응축 작용이 일어나고, 실외기에서는 증발 작용이 일어난다. 이와 같은 경우에 있어서 충분한 증발 잠열을 실외기의 증발기 주변에서 얻을 수 없는 문제점이 있기 때문에, 원하는 증발 효과를 얻을 수 없다. 따라서, 혹한기에는 상기와 같은 문제점으로 인하여 공기 조화기 시스템에 있어서 원하는 난방 효과를 얻을 수 없는 문제점이 있다.
그리고, 일반적인 공기조화기는 실내 또는 실외에 설치되는 관계로 급기 또는 배기 팬의 작용에 따라 발생하는 강한 토출압과 흡입압으로 인하여 높은 소음이 발생한다. 특히, 종래 기술에 의한 공기조화기를 실내에 설치하는 경우에는 높은 소음으로 인하여 사용자들이 소음으로 인한 많은 고통을 호소하고 있는 실정이다.
따라서, 본 발명에 의한 소음 저감 구조를 갖는 공기조화기는 상기와 같은 문제점들을 극복하고자 발명되었다.
본 발명의 제1 목적은 공기조화기에 있어서 급기팬 및 배기팬의 운전 및 그에 따른 토출 공기압으로 인하여 발생하는 높은 소음을 현저히 줄일 수 있는 소음 저감 구조를 갖는 공기조화기를 제공하는데 있다.
본 발명의 제2 목적은 공기조화기에 있어서 실외기 코일의 구조를 2열 방식 또는 "＜" 또는 "＞" 형상으로 구성함으로써 열교환 단면적을 대폭 증가시켜 열 효율을 향상시킬 수 있는 소음 저감 구조를 갖는 공기조화기를 제공하는데 있다.
본 발명의 제3 목적은 2열 구조 또는 "＜" 또는 "＞" 형상의 코일을 제공하 여 혹서기 또는 혹한기에도 저렴한 비용으로 충분한 냉방 효과를 얻을 수 있는 소음 저감 구조를 갖는 공기조화기를 제공하는데 있다.
본 발명의 제4 목적은 열교환기와 급기팬 사이에 가습기를 채용하여 별도의 추가 동력 없이도 실내에 적절한 습기를 제공하여 쾌적한 실내 환경을 제공할 수 있는 소음 저감 구조를 갖는 공기 조화기를 제공하는데 있다.
본 발명의 제5 목적은 내기 혼합 챔버와 실내기 열교환기 사이에 프리필터와 중간 필터를 동시에 채용하여 항균 및 악취 제거 기능을 구현하여 보다 쾌적한 실내 환경을 제공할 수 있는 소음 저감 구조를 갖는 공기 조화기를 제공하는데 있다.
본 발명의 제6 목적은 실내기 코일 및 급기팬 등이 설치되는 급기 구조실 상부에 급기 소음 저감실을 별도로 구성하여 급기 팬으로부터 토출되는 냉방/난방 공기 중 대부분은 실내로 공급되고, 그 중 일부는 내기 혼합실을 통하여 외기와 혼합되어 다시 실내기 코일을 통하여 실내로 공급되게 함으로서 공기조화기의 열 효율을 대폭 증가시킬 수 있는 소음 저감 구조를 갖는 공기 조화기를 제공하는데 있다.
상기의 목적을 달성하기 위하여, 급기 유니트(100) 및 배기 유니트(200)가 상하 또는 좌우로 연통 가능하게 연결 설치되거나, 또는 소정의 각도로 서로 어긋나게 서로 연통 가능하게 연결 설치되고, 설치될 건물의 구조에 따라 실내 또는 실외에 동시에 또는 서로 분리되어 설치되는 일반적은 공기 조화기에 있어서, 상기 급기 유니트(100)는 실내 및 외부로부터 공기를 흡입하여 혼합하기 위한 내기 혼합실(110)과; 상기 내기 혼합실(110)과 연통 가능하게 설치되며, 프리필터(121), 실내기 코일(124), 비상용 히터(125), 가습기(126) 및 급기팬(120)을 구성하고 있는 급기 구조실(120)과; 상기 급기 구조실(120)과 상호 연통되게 연결 구성되고, 상기 급기팬(120) 자체로부터 발생하는 진동 소음과, 상기 급기팬(120)으로부터 공기가 토출될 때 발생하는 토출 소음을 저감시키기고, 상기 급기팬(120)으로부터 토출되는 공기의 일부는 실내로 가이드하고, 그 중 일부는 상기 내기 혼합실(110)로 다시 순환시키기 위한 급기 소음 저감실(130)로 구성되며, 상기 급기 유니트(100)와 상호 연통 가능하게 구성되는 상기 내기 유니트(200)는 실내 및 외부로부터 공기를 흡입하여 혼합하기 위한 외기 혼합실(210)과; 상기 외기 혼합실(210)과 연통 가능하게 설치되며, 연결부(224-3)에 의하여 상호 연결되는 제1 코일부(224-1)와 제2코일부(224-1)로 구성되는 실외기 코일(224)와, 배기팬(222)으로 구성되는 배기 구조실(220)과; 상기 배기 구조실(220)과 상호 연통되게 연결 구성되고, 상기 배기팬(220) 자체로부터 발생하는 진동 소음과, 상기 배기팬(220)으로부터 공기가 토출될 때 발생하는 토출 소음을 저감시키기고, 상기 배기팬(220)으로부터 토출되는 공기의 일부는 실내로 가이드하고, 그 중 일부는 상기 배기 혼합실(210)로 다시 순환시키기 위한 배기 소음 저감실(230)로 구성되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의한 소음 저감 구조를 갖는 공기조화기의 구성을 첨부된 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.
도2는 본 발명의 제1실시예에 따른 소음 저감 구조를 갖는 공기조화기의 전체 구성을 도시하는 정면도이다. 도3은 본 발명의 제1실시예에 따른 소음 저감 구조를 갖는 공기조화기의 전체구성을 도시하는 평면도이다. 도4는 본 발명의 제2실 시예에 따른 소음 저감 구조를 갖는 공기조화기의 전체구성을 도시하는 평면도이다. 도5는 본 발명에 따른 소음 저감 구조를 갖는 공기조화기의 초기 운전모드를 도시하는 작용도이다. 도6은 본 발명에 따른 소음 저감 구조를 갖는 공기조화기의 냉방 운전 모드를 도시하는 작용도이다. 도7은 본 발명에 따른 소음 저감 구조를 갖는 공기조화기의 난방 운전 모드를 도시하는 작용도이다.
도2에 도시된 바와 같이, 본 발명에 의한 소음 저감 구조를 갖는 공기조화기는 급기 유니트(100)와 배기 유니트(200)로 구성된다.
우선 급기 유니트(100)의 구성을 첨부된 도2를 참조하여 설명하면 다음과 같다.
급기 유니트(100)는 직사각형 육면체 형상의 구조로 되어 있다.
상기 급기 유니트의 우측에는 내기 혼합실(110)이 형상되며, 상기 내기 혼합실의 좌측에는 급기 구조실(120)이 형성되며, 상기 급기 구조실(120)의 상부에는 급기 소음 저감실(130)이 구성되어 있다.
상기 내기 혼합실(110)의 상단은 실내의 내기를 흡입하기 위한 내기 흡입구(111)가 설치되며, 그 하단에는 외기를 흡입하기 위한 외기 흡입구(112)가 형성되어 있다.
상기 내기 혼합실(110)과 공간적으로 상호 연결되는 상기 급기 구조실(120)의 최우측에는 상기 내기 혼합실(110)로부터 혼합되어 흡입되는 공기를 정화 및 살균처리하기 위한 프레히터(121)와 중간필터(122)가 나란히 수직으로 설치되어 있다. 그리고, 생기 급기 구조실(120)의 최좌측에는 실내로 공기를 공급하기 위한 급 기팬(123)이 설치되어 있다. 상기 프레히터(121) 및 중간필터(122)와, 상기 급기팬(123)의 사이에는 실내기 코일(124), 비상용히터(125) 및 가습기(126)가 순서적으로 수직으로 설치되어 있다. 여기서, 실내기 코일(124)은 열 교환을 하기 위한 열교환기이며, 비상용 히터(125)는 혹한기 등 비상용으로 급기 공기를 가열하거나 특별한 경우 코일에서 발생할 수 있는 성애를 제상하기 위하여 설치되며, 가습기(126)는 실내에 공급되는 공기에 적당량의 습기를 제공하며 쾌적한 실내 환경을 만들기 위하여 설치된다.
상기 급기 구조실(120)의 상부에는 급기 팬(123)으로부터 강하게 토출되는 급기에서 발생하는 소음을 저감하기 위한 급기 소음 저감실(130)이 설치되어 있다. 상기 급기 구조실(120)와 상기 소음 저감실(130)은 급기 덕트(127)를 통하여 상호 공간적으로 연결되어 있다. 상기 급기 소음 저감실(130)의 전체적으로 횡으로 구성되는 직면체 형상의 구조로 만들어지며, 그 내부는 중공으로 형성된다. 상기 급기 소음 저감실(130)의 최좌측단에는 상기 급기 덕트(127)로부터 토출되는 강한 토출 공기를 가이드 하기 위하여 그 내면이 소정의 곡률로 오목하게 형성된 가이드부재(131)가 설치되어 있다. 그리고, 상기 급기 소음 저감실(130)의 전체 내면에는 소정의 흡음재(미도시)가 부착되어 있어, 상기 급기 팬(123)으로부터 전달되는 진동 소음과, 상기 급기 팬(123)으로부터 토출 소음을 보다 효과적으로 흡음할 수 있다.
상기 가이드부재(131)에서 우측 방향으로는 상기 급기 소음 저감실(130)의 상부면과 하부 면에는 각각 하부의 방향으로 그리고 각각 상부의 방향으로 돌출되는 복수개의 소음 저감 부재(132)가 설치되어 있다. 상기 소음 저감 부재(132)는 전체적으로 소정의 두께를 갖는 사각 판 형상으로 형성된다. 보다 구체적으로 설명하면, 복수개의 소음 저감 부재(132)는 서로 소정의 간격으로 급기 소음 저감실(130)의 내부 상면으로부터 하부 방향으로 수직으로 매달리는 구성으로 형성되며, 그리고 복수개의 소음 저감 부재(132)는 서로 소정의 간격으로 급기 소음 저감실(130)의 내부 하부면으로부터 상부 방향으로 수직으로 돌출되는 형상으로 설치된다. 그 상면에 설치되는 소음 저감 부재(132)와 그 하부면에서 상부 방향으로 둘출되는 소음 저감 부재(132)는 상호 소정의 간격으로 서로 엇갈리는 구조로 설치된다. 따라서, 상기 소음 저감 부재(132)의 사이에는 소정의 공간이 형성된다. 상기 급기 소음 저감실(130)의 우측 상면에는 실내로 공간적으로 연결되는 내기 공급구(133)가 설치된다. 여기서, 상기 내기 혼합실(110)과 상기 급기 소음 저감실(130)은 뒤에 설명될 댐퍼를 통하여 상호 공간적으로 연결되어 있다. 상기와 같은 구성에 따라 급기 소음 저감실(130)내의 소음 저감부재(132)들 사이에 형성되는 공간들을 통과하면서, 그리고 상기 급기 소음 저감실(130)의 내면 전체에 부착된 흡음재(미도시)의 상호 작용에 따라 급기 팬(123)으로부터 전달되는 진동 소음과, 공기 토출 소음은 저감된다.
상기에 기술한 급기 유니트(100)와 일체로 나란히 병렬로 설치되는 배기 유니트(200)의 구성을 첨부된 도2를 참조하여 설명하면 다음과 같다.
상기 배기 유니트(200)는 전체적으로 급기 유니트(100)의 외부 형상과 거의 동일한 형상으로 제작된다.
상기 배기 유니트(200)의 내부 최좌측부에는 내기와 외기를 혼합하여 공급하 기 위한 외기 혼합실(210)이 구성되어 있다. 상기 외기 혼합실(210)과 공간적으로 연결된 우측에는 배기구조실(220)이 설치되어 있다. 상기 배기 구조실(220)의 상부에는 뒤에 설명된 배기팬으로부터 토출되는 소음을 저감시키기 위한 배기 소음 저감실(230)이 설치되어 있다.
상기의 외기 혼합실(210)은 순환된 공기를 실내로부터 흡입하기 위한 배기 흡입구(211)가 그 상단에 설치되어 있으며, 내부 하단에는 실외로부터 외기를 흡입하기 위한 외기 흡입구(212)가 설치되어 있다.
상기 외기 혼합실(210)과 공간적으로 상호 내통하는 우측에는 배기 구조실(220)이 내부가 빈 육면체 형상으로 구성되어 있다. 상기의 배기 구조실(220)의 최좌측단에는 실내로부터 흡입 및 외부로부터 흡입되는 공기를 필터링하기 위한 필터(221)가 설치되어 있으며, 상기 배기 구조실(220)의 최우측단에는 흡입된 공기를 배기시키기 위한 배기팬(222)이 설치된다. 그리고, 상기 필터(221)과 상기 배기팬(222) 사이에는 실외기 코일(224)이 설치되어 있다. 상기 배기 구조실(220)의 우측 상부 일측에는 배기덕트(225)가 설치되어 있다. 여기서 상기 실외기 코일(240)은 그 상부에서 보았을 때 전체적으로 엔(N) 형상으로 설치되어 있다. 상기 실외기 코일(224)의 구조를 구체적으로 도2 및 도3을 참조하여 구체적으로 설명하면 다음과 같다.
일반적인 코일은 평판 형상으로 구성되어 있으나, 본 발명에 의한 실외기 코일(224)은 실제적인 열 교환이 발생하는 그 단면적을 보다 증가시키기 위하여 그 구조를 이중으로 제작하였다. 즉, 본 발명에 의한 실외기 코일(224)은 제1 코일부 (224-1)과 제2 코일부(224-2)로 설치되어 있으며, 상기 제1 및 제2 코일부(224-1 및 224-2)의 사이에는 사각 평판 형상의 연결부(224-3)가 설치되어 있다. 즉, 상기 제1 및 제2 코일부(224-1 및 224-2) 및 상기 연결부(224-3)의 결합 구조는 전체적으로 상부에서 보았을 때 그 단면이 엔(N) 형상으로 하고 있다. 따라서, 외기 혼합실(210)로부터 흡입되는 공기로부터 보다 효율적으로 열 교환을 할 수 있는 장점이 있다.
그리고 상기 배기 구조실(220)의 상부에는 상기 배기 팬(222)로부터 발생하는 소음과 상기 배기 덕트(225)로부터 토출되는 공기의 토출 소음으로 저감시키기 위한 배기 소음 저감실(230)이 설치되어 있다. 상기 배기 소음 저감실(230)은 이전에 설명한 급기 유니트(100)의 급기 소음 저감실(130)과 동일한 구성과 구조로 이루어져 있다. 즉, 상기 배기 소음 저감실(230)은 가이드부재(231)와, 복수개의 소음 저감 부재(232) 및 배기 공급구(233)로 구성되어 있다.
상기 배기 소음 저감실(230)의 구성을 구체적으로 설명하면 다음과 같다.
상기 배기 소음 저감실(230)의 최우측단에는 상기 배기기 덕트(225)로부터 토출되는 강한 토출 공기를 가이드 하기 위하여 그 내면이 소정의 곡률로 오목하게 형성된 가이드부재(231)가 설치되어 있다. 상기 배기 소음 저감실(230)의 내면 전체에는 소정의 흡음재(미도시)가 부착되어 있다. 상기 배기 팬(222)으로부터 전달되는 진동 소음과, 상기 배기 팬(222)으로부터 토출 소음을 보다 효과적으로 흡음할 수 있다.
상기 가이드부재(231)에서 좌측 방향으로는 상기 배기 소음 저감실(230)의 상부면과 하부 면에는 각각 하부의 방향으로 그리고 각각 상부의 방향으로 돌출되는 복수개의 소음 저감 부재(232)가 설치되어 있다. 상기 소음 저감 부재(232)는 전체적으로 소정의 두께를 갖는 사각 판 형상으로 형성된다. 보다 구체적으로 설명하면, 복수개의 소음 저감 부재(232)는 서로 소정의 간격으로 배기 소음 저감실(230)의 내부 상면으로부터 하부 방향으로 수직으로 매달리는 구성으로 형성되며, 그리고 복수개의 소음 저감 부재(232)는 서로 소정의 간격으로 배기 소음 저감실(230)의 내부 하부면으로부터 상부 방향으로 수직으로 돌출되는 형상으로 설치된다. 그 상면에 설치되는 소음 저감 부재(232)와 그 하부면에서 상부 방향으로 돌출되는 소음 저감 부재(232)는 상호 소정의 간격으로 서로 엇갈리는 구조로 설치된다. 따라서, 상기 소음 저감 부재(232)의 사이에는 소정의 공간이 형성된다. 상기 배기 소음 저감실(230)의 좌측 상면에는 실내로 공간적으로 연결되는 배기 공급구(233)가 설치된다. 여기서, 상기 외기 혼합실(210)과 상기 배기 소음 저감실(230)은 뒤에 설명될 댐퍼를 통하여 상호 공간적으로 연결되어 있다. 상기와 같은 구성에 따라 배기 소음 저감실(230)내의 소음 저감부재(232)들 사이에 형성되는 공간들을 통과하면서, 그리고 상기 배기 소음 저감실(230)의 내면 전체에 부착된 흡음재(미도시)의 상호 작용에 따라 배기 팬(222)으로부터 전달되는 진동 소음과, 공기 토출 소음은 저감된다.
그리고, 상기 급기 유니트(100) 및 배기 유니트(200)에는 복수개의 댐퍼(D1～D9)가 설치되어 있으며, 그 구체적인 구성을 설명하면 다음과 같다.
댐퍼 D1은 실내와 내기 혼합실(110)을 연결하며, 댐퍼 D2는 내기 혼합실 (110)과 외기 혼합실(210)을 연결하며, 댐퍼 D3은 외기와 내기 혼합실(110)을 연결하며, 댐퍼 D4는 실내와 급기 소음 저감실(130)을 연결하며, 댐퍼 D5는 급기 소음 저감실(130)과 내기 혼합실(110)을 연결하며, 댐퍼 D6는 실내와 외기 혼합실(210)을 연결하며, 댐퍼 D7은 외기와 외기 혼합실(210)을 연결하며, 댐퍼 D8은 외기와 배기 소음 저감실(230)을 연결하며, 댐퍼 D9은 배기 소음 저감실(230)과 외기 혼합실(210)을 연결한다. 여기서 각각의 댐퍼는 댐퍼 고유의 기능을 수행한다.
도4를 참조하여 본 발명의 제2실시예에 따른 의한 소음 저감 구조를 갖는 공기조화기의 구조를 설명하면 다음과 같다.
본 발명의 제2 실시예에 따른 소음 저감 구조를 갖는 공기조화기의 구성에 있어서, 제1의 실시예와 그 구성 및 구조가 동일하나 제2 실시예에 있어서는 제1실시예에서 엔(N) 형상으로 구성되었던 실외기 코일(224)이 "＜" 또는 "＞" 형으로 구성되어 있는 것만 다르다. 즉, 본 발명의 제2 실시예에 있어서 실외기 코일(224')은 제1 코일부(224-1')와 제2 코일부(224-2')로 구성되어 있으며, 상기 제1 및 제2 코일부(224-1' 및 224-2')의 일측면부가 각각 상호 접하여 "＜" 또는 "＞" 형태로 구성되어 있다. 상기와 같이 구성함으로서 실제적인 열 교환이 발생하는 단면적이 증가하는 관계로 한정된 공간에서의 열 교환 효율을 더욱 증가시킬 수 있는 장점이 있다.
상기와 같은 구성되는 소음 저감 구조를 갖는 공기조화기의 작용과 효과를 첨부된 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.
도5는 본 발명에 따른 소음 저감 구조를 갖는 공기조화기의 초기 운전모드를 도시하는 작용도이다. 도6은 본 발명에 따른 소음 저감 구조를 갖는 공기조화기의 냉방 운전 모드를 도시하는 작용도이다. 도7은 본 발명에 따른 소음 저감 구조를 갖는 공기조화기의 난방 운전 모드를 도시하는 작용도이다.
이에 도시된 바와 같이, 시스템의 전원을 온 시키면, 초기 운전 모드에서는 시스템이 작동한다. 도5도는 시스템의 초기 운전 모드를 도시하는 도면이다.
상기와 같은 초기 운전 모드에서는, 실내기 유니트(100) 및 실외기 유니트(200)에서 모든 댐퍼는 차단된 상태이나, 댐퍼 D5 및 D9는 열린 상태에서 운전된다. 상기와 같은 구성에 있어서, 실내기 유니트(100)에서의 공기의 흐름은 화살표 A1 내지 A5의 순서로 흐르고, 실외기 유니트(200)에서는 B1 내지 B5의 순서로 공기가 흐르게 된다.
본 발명의 소음 저감 구조를 갖는 공기조화기의 냉방 및 난방 운전시의 작용을 설명하면 다음과 같다.
먼저, 도6을 참조하여 냉방 운전의 과정을 설명하면 다음과 같다. 본 발명의 공기 조화기에 있어서 실내기 코일(124)은 증발기 역할을 하게 된다. 즉, 공지의 냉각 사이클에 따라 압축기에 의하여 고온 압축된 냉매가 실내기 코일(124)로 유입되어 순환함에 따라 상기 실내기 코일을 통과하는 공기로부터 열을 빼앗아 열 교환작용을 수행하게 된다. 상기와 같이 실내기 코일(124)에 의한 증발 작용에 따라 주위의 공기가 차갑게 냉각되어 급기팬(123)에 의하여 강제로 실내로 공급되게 된다.
즉, 초기 운전 모드를 완료하면, 소정의 제어 신호에 따라 실내기 유니트(100) 및 실외기 유니트(200)의 모든 댐퍼가 열린 상태에서 공기의 흐름이 시작된 다.
즉, 외기 흡입구(112)를 통하여 외기가 흡입됨과 동시에 내기 흡입구(111)를 통하여 실내의 공기가 유입되어 내기 혼합실(110)에서 상호 혼합이 일어난다. 상기와 같은 혼합된 공기는 프레필터 및 중간 필터(121 및 122)를 통하여 항균, 탈취 및 살균 처리 과정을 거쳐 실내기 코일(124)을 통과하면서 냉각된다. 상기와 같이 냉각된 공기는 가습기(126)를 통과하면서, 소정의 습기를 공급받고, 급기팬(123)에 의하여 강제로 공급된다. 상기 급기팬(123)을 통과한 냉각 공기는 급기 덕트(127)를 통하여 급기 소음 저감실(130)을 통하여 그리고 내기 공급구(133)를 통하여 실내로 공급되며, 그 중 일부는, 바람직하게는 실내로 공급되는 냉각 공기의 10％ 정도는 댐퍼 D5를 통하여 다시 내기 혼합실(110)로 투입되어 외기와 혼합되어 상기와 같은 과정을 반복하게 된다.
이때 냉각된 공기가 급기 팬(123)을 통과하면서 강한 토출 압력으로 인하여 상당한 수준의 냉각 공기 토출 소음이 발생하게 될 뿐만 아니라, 상기 급기팬(123) 자체에서 발생된 진동 소음 등은 상기 냉각 공기와 같은 매질에 실려 실내로 공급된다. 본 발명에서 상기와 같은 소음을 대폭 감소시키고자 본 발명에 의한 공기조화기에 있어서는 상기 급기 구조실(120) 상부에 급기 소음 저감실(130)을 구성하였다.
즉, 상기와 같이 발생된 소음은 상기 급기 소음 저감실(130) 내에 설치된 가이드 부재에 의하여 1차적으로 그 유로가 부드럽게 변경되고, 소정의 간격으로 공간적으로 이격 설치된 복수개의 소음 저감 부재(132)를 각각 넘어서 통과하면서 대 폭 감소된다. 상기와 같이 소음이 감소된 상태에서 약 90％의 냉각 공기는 댐퍼 D4와 내기 공급구(133)를 통하여 실내에 공급되고, 나머지 약 10％ 정도는 댐퍼 D5를 통하여 내기 혼합실(110)로 피드백되어 다시 순화과정을 거치게 된다.
실내로 유입된 냉각된 공기는 실내로 공급되어 냉각 작용을 수행하게 된다. 그리고, 실내에 설치된 복수개의 댐퍼(미도시)를 통하여 흡입된 실내 공기는 내기 흡입구(111)와 댐퍼 D1 및 내기 흡입구(211) 및 댐퍼 D6을 통하여 공기조화기 내로 다시 투입된다. 상기 내기 흡입구(111) 및 댐퍼 D1을 통하여 흡입된 실내 공기는 댐퍼 D5를 통하여 순환된 냉각 공기 및 외기 흡입구(112)를 통하여 흡입된 공기와 다시 내기 혼합실(110)에서 혼합되어 상기에 설명한 순환 과정을 거치게 된다. 따라서, 소정의 냉각 작용을 수행하게 된다.
그리고, 내기 흡입구(211)와 댐퍼 D6를 통하여 외기 혼합실(212)로 흡입된 실내 공기는 외기 흡입구(212)를 통하여 흡입된 외기와 상호 혼합되어 필터(221)를 통하여 필터링되고 실외기 코일(224)로 흡입된다. 상기 실외기 코일(2240로 흡입된 실내의 공기에 의하여 상기 실외기 코일(224) 내의 냉매는 응축 작용에 따라 유체화되어 냉각 사이클을 다시 순환하게 된다. 상기 실외기 코일(224)을 통과한 공기는 배기팬(222)을 통과하여 배기덕트(225)와 배기 소음 저감실(230)을 통과하면서 소음이 저감된 상태로 배기 공급구(233)를 통하여 외부로 배출된다. 상기 배기 소음 저감실(230)에서의 소음 저감 작용은 급기 유니트(100)의 급기 소음 저감실(130)에서의 작용과 동일함으로 그 구체적인 설명은 생략한다.
도7은 본 발명에 따른 소음 저감 구조를 갖는 공기조화기의 난방 운전 모드 를 도시하는 작용도이다.
이에 도시된 바와 같이, 겨울철 난방 운전 모드에서 본 발명에 의한 소음 저감구조를 갖는 공기조화기의 작용을 설명하면 다음과 같다.
겨울철 난방 운전 모드에서 실내기 코일(124)은 응축기 역할을 수행함으로서 압축기(미도시) 및 사방밸브(미도시)에 의한 냉동 사이클에 따라 고온으로 가열된 냉매가 실내기 코일(124)을 통과하면서 주위의 차가운 공기와 열교환 작용에 의하여, 주위의 찬 공기를 가열되어 급기팬(123)을 통하여 실내에 공급된다. 이와 마찬가지로 배기 유니트(200)의 실외기 코일(224)은 증발기 역할을 수행함에 따라 여름철 냉방 운전 모드와는 반대의 사이클을 진행하게 된다.
이상에 설명한 바와 같이, 본 발명에 의한 소음 저감 구조를 갖는 공기조화기는 급기팬 및 배기팬의 운전 및 그에 따른 토출 공기압으로 인하여 발생하는 높은 소음을 현저히 줄일 수 있는 장점이 있으며, 실외기 코일의 구조를 2열 방식 또는 "＜" 또는 "＞" 형상으로 구성함으로써 열교환 단면적을 대폭 증가시켜 열 효율을 향상시킬 수 있는 장점이 있다.
그리고, 2열 구조 또는 "＜" 또는 "＞" 형상의 코일을 제공하여 혹서기 또는 혹한기에도 저렴한 비용으로 충분한 냉방 효과를 얻을 수 있으며, 열교환기와 급기팬 사이에 가습기를 채용하여 별도의 추가 동력 없이도 실내에 적절한 습기를 제공하여 쾌적한 실내 환경을 구현할 수 있는 장점이 있다.
나아가, 실내기 코일 및 급기팬 등이 설치되는 급기 구조실 상부에 급기 소 음 저감실을 별도로 구성하여 급기 팬으로부터 토출되는 냉방/난방 공기 중 대부분은 실내로 공급되고, 그 중 일부는 내기 혼합실을 통하여 외기와 혼합되어 다시 실내기 코일을 통하여 실내로 공급되게 함으로서 공기조화기의 열 효율을 대폭 증가시킬 수 있다.

Claims (8)

  1. 급기 유니트(100) 및 배기 유니트(200)가 상하 또는 좌우로 연통 가능하게 연결 설치되거나, 또는 소정의 각도로 서로 어긋나게 서로 연통 가능하게 연결 설치되고, 설치될 건물의 구조에 따라 실내 또는 실외에 동시에 또는 서로 분리되어 설치되는 일반적은 공기 조화기에 있어서,
    상기 급기 유니트(100)는,
    실내 및 외부로부터 공기를 흡입하여 혼합하기 위한 내기 혼합실(110)과;
    상기 내기 혼합실(110)과 연통 가능하게 설치되며, 프리필터(121), 실내기 코일(124), 비상용 히터(125), 가습기(126) 및 급기팬(120)을 구성하고 있는 급기 구조실(120)과;
    상기 급기 구조실(120)과 상호 연통되게 연결 구성되고, 상기 급기팬(120) 자체로부터 발생하는 진동 소음과, 상기 급기팬(120)으로부터 공기가 토출될 때 발생하는 토출 소음을 저감시키기고, 상기 급기팬(120)으로부터 토출되는 공기의 일부는 실내로 가이드하고, 그 중 일부는 상기 내기 혼합실(110)로 다시 순환시키기 위한 급기 소음 저감실(130)로 구성되며,
    상기 급기 유니트(100)와 상호 연통 가능하게 구성되는 상기 내기 유니트(200)는,
    실내 및 외부로부터 공기를 흡입하여 혼합하기 위한 외기 혼합실(210)과;
    상기 외기 혼합실(210)과 연통 가능하게 설치되며, 연결부(224-3)에 의하여 상호 연결되는 제1 코일부(224-1)와 제2코일부(224-1)로 구성되는 실외기 코일(224)와, 배기팬(222)으로 구성되는 배기 구조실(220)과;
    상기 배기 구조실(220)과 상호 연통되게 연결 구성되고, 상기 배기팬(220) 자체로부터 발생하는 진동 소음과, 상기 배기팬(220)으로부터 공기가 토출될 때 발생하는 토출 소음을 저감시키기고, 상기 배기팬(220)으로부터 토출되는 공기의 일부는 실내로 가이드하고, 그 중 일부는 상기 배기 혼합실(210)로 다시 순환시키기 위한 배기 소음 저감실(230)로 구성되는 것을 특징으로 하는 공기조화기.
  2. 제1항에서, 상기 급기 소음 저감실(130)은 그 내부 일단에 급기팬(123)으로부터 토출되는 강한 공기를 소정의 방향으로 가이드하기 위하여 소정의 곡률로 오목하게 원형으로 구성되는 가이드부재(131)와; 상기 급기 소음 저감실(130)의 내부 상면에는 하부 방향으로 그리고 그 내부 상면에는 상부 방향으로 소정의 길이 만큼 각각 연장되며, 상호 소정의 간격으로 형성되어 상기 가이드 부재(131)로부터 가이드되는 공기를 소음 저감 가이드하기 위한 복수개의 사각판 형상의 소음 저감 부재(132)와; 상기 소음 저감실(130)의 내부 타단의 상부는 실내로 연결되며, 상기 내부 타단의 또 다른 부분은 내기 혼합실(110)과 상호 연통되는 댐퍼(D5)를 구비하는 것을 특징으로 하는 공기 조화기.
  3. 제2항에서, 상기 급기 소음 저감실(130)의 내부 상면으로부터 하부로 서로 소정의 간격으로 연장되는 복수개의 소음 저감부재(132)와, 상기 내부 하면으로부 터 상부로 서로 소정의 간격으로 연장되는 복수개의 소음부재(132)는 상호 어긋나도록 구성되어, 각각의 이웃하는 소음 부재 저감부재(132)의 사이에는 소정의 공간이 형성되어, 급기 팬(124)으로부터 전달되는 진동 소음과 그로부터 토출되는 토출 공기 소음이 상기 공간의 흡음 작용에 의하여 저감되는 것을 특징으로 하는 공기 조화기.
  4. 제1항에서, 상기 배기 소음 저감실(230)은 그 내부 일단에 배기팬(222)으로부터 토출되는 강한 공기를 소정의 방향으로 가이드하기 위하여 소정의 곡률로 오목하게 원형으로 구성되는 가이드부재(231)와; 상기 급기 소음 저감실(230)의 내부 상면에는 하부 방향으로 그리고 그 내부 상면에는 상부 방향으로 소정의 길이 만큼 각각 연장되며, 상호 소정의 간격으로 형성되어 상기 가이드 부재(231)로부터 가이드되는 공기를 소음 저감 가이드하기 위한 복수개의 사각판 형상의 소음 저감 부재(232)와; 상기 소음 저감실(230)의 내부 타단의 상부는 실내로 연결되며, 상기 내부 타단의 또 다른 부분은 외기 혼합실(210)과 상호 연통되는 댐퍼(D9)를 구비하는 것을 특징으로 하는 공기 조화기.
  5. 제4항에서, 상기 배기 소음 저감실(230)의 내부 상면으로부터 하부로 서로 소정의 간격으로 연장되는 복수개의 소음 저감부재(232)와, 상기 내부 하면으로부터 상부로 서로 소정의 간격으로 연장되는 복수개의 소음부재(232)는 상호 어긋나도록 구성되어, 각각의 이웃하는 소음 부재 저감부재(232)의 사이에는 소정의 공간 이 형성되어, 배기 팬(222)으로부터 전달되는 진동 소음과 그로부터 토출되는 토출 공기 소음이 상기 공간의 흡음 작용에 의하여 저감되는 것을 특징으로 하는 공기 조화기.
  6. 제1항에서, 상기 배기 유니트(200) 내에 구성되는 실외기 코일(224)의 제1 코일부(224-1) 및 제2 코일부(222-4)는 연결부(224-3)로 연결되며, 상기 상기 제1 및 제2 코일부(224-1 및 224-2)의 연결구조를 상부에서 보았을 때 제트(N) 형상으로 구성되는 것을 특징으로 하는 공기 조화기.
  7. 제1항에서, 상기 배기 유니트(200) 내에 구성되는 실외기 코일(224)의 제1 코일부(224-1) 및 제2 코일부(222-4)는 상호 그 일단면이 연결되어, 상기 상기 제1 및 제2 코일부(224-1 및 224-2)의 연결구조를 상부에서 보았을 때 "＜" 또는 "＞" 형상으로 구성되는 것을 특징으로 하는 공기 조화기.
  8. 제1항에서, 상기 급기 소음 저감실(130)의 내면 전체와, 상기 배기 소음 저감실(23)의 내면 전체는 소정의 흡음재가 부탁되어 있는 것을 특징으로 하는 공기 조화기.
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