KR20090048245A - 천장형 공기조화기 및 에너지 절감형 공조시스템 - Google Patents

천장형 공기조화기 및 에너지 절감형 공조시스템 Download PDF

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Abstract

천장형 공기조화기는 실내공기를 외부로 배기하는 통로인 배기유로와 실외공기를 실내로 공급하는 통로인 급기유로를 구비하는 공기조화기 본체, 배기유로와 급기유로 상에 설치되어 배기되는 실내공기와 유입되는 실외공기 사이에 열교환이 이루어지도록 하는 폐열회수부 및 선택적으로 작동하여 배기유로로 흡입된 실내공기의 적어도 일부를 급기유로로 안내하는 순환부를 구비한다. 상기 천장형 공기조화기는 환기를 효율적으로 수행할 수 있으면서도 설치가 간단하고 에너지 효율이 높다는 장점이 있다.

Description

천장형 공기조화기 및 에너지 절감형 공조시스템 {CEILING EMBEDDED-TYPE AIR CONDITIONER AND ENERGY SAVING TYPE AIR CONDITIONING SYSTEM}
본 발명은 천장형 공기조화기 및 에너지 절감형 공조시스템에 관한 것으로서, 보다 자세하게는 환기를 효율적으로 수행할 수 있으면서도 설치가 간단하고 에너지 효율이 높은 천장형 공기조화기 및 에너지 절감형 공조시스템에 관한 것이다.
일반적으로 공기조화기는 일체형 타입과 분리형 타입으로 구분된다. 일체형 타입이라 함은 하나의 하우징에 증발기, 응축기, 압축기 등이 구비되어 있는 형태를 말하고, 분리형 타입이라 함은 실내기와 실외기로 분리 구성되어 증발기는 실내기에 구비되어 있고 응축기와 압축기는 실외기에 구비되어 있는 형태를 말한다. 또한 분리형 타입의 공기조화기는 실내기가 실내의 바닥에 세워져 설치되는 스탠드형 타입, 실내기가 실내의 벽면에 노출된 상태로 설치되는 벽걸이형 타입과 실내기가 천장에 매립되어 설치되는 천장형 타입으로 구분될 수 있다.
한편, 단순히 실내공기만을 반복적으로 냉각 순환시키는 경우 실내공기의 오염도가 높아져 실내의 쾌적성이 저하될 수 있다는 문제가 있다. 최근에는 이러한 문제를 해결하기 위해 외부공기를 실내기 본체로 흡입하여 실내공기와 함께 냉각 또는 난방한 후 실내로 토출하는 천장형 공기조화기가 개시되고 있다. 이때 배기되는 실내공기의 폐열을 회수하기 위해 일반적으로 폐열회수장치가 별도 또는 일체로 구비된다.
그러나 상기와 같은 종래의 천장형 공기조화기는 실외공기 도입을 위해 폐열회수장치용의 송풍기를 별도로 구비하고 있어 폐열회수장치 자체의 구조가 복잡해지고 공기조화기 자체에서 소모되는 동력이 증가된다는 문제가 있다.
또한, 종래의 천장형 공기조화기는 실내 환경에 따른 탄력적 실외공기 도입이 어렵다는 문제가 있다. 즉, 종래의 경우 실외공기의 도입 풍량이 폐열회수장치용 송풍기에 의해 결정될 뿐만 아니라, 실내공기의 순환량을 조절할 수 있는 조절수단이 구비되어 있지 않기 때문에, 실내 환경에 따라 배출되는 실내공기 또는 도입되는 실외공기의 풍량을 조절하기 어렵다는 문제가 있다. 이에 따라 실외공기가 필요 이상 공급되는 경우 공조되지 않은 실외공기를 추가로 냉난방하여야 하기 때문에 추가적 에너지 소모가 발생할 수 있다. 또한, 실외공기가 필요한 만큼 공급되지 못하는 경우 환기가 충분히 이루어지지 않아 실내 쾌적성이 저하될 수 있다.
따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해서 안출한 것으로서, 본 발명의 일 과제는 환기에 필요한 실외공기를 효율적으로 실내로 공급할 수 있는 천장형 공기조화기 및 에너지 절감형 공조시스템을 제공하는 것이다.
또한, 본 발명의 다른 과제는 냉난방, 환기 및 폐열회수를 하나의 본체로 구현함으로써 설치면적이 작고 설치가 간단하며, 에너지가 절감될 수 있는 천장형 공기조화기 및 에너지 절감형 공조시스템을 제공하는 것이다.
상술한 본 발명의 과제들을 달성하기 위한 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 천장형 공기조화기는 실내공기를 외부로 배기하는 통로인 배기유로와 실외공기를 실내로 공급하는 통로인 급기유로를 구비하는 공기조화기 본체, 배기유로와 급기유로 상에 설치되어 배기되는 실내공기와 유입되는 실외공기 사이에 열교환이 이루어지도록 하는 폐열회수부 및 선택적으로 작동하여 배기유로로 흡입된 실내공기의 적어도 일부를 급기유로로 안내하는 순환부를 구비한다.
공기조화기 본체에는 배기 송풍기 및 급기 송풍기가 구비될 수 있다. 상기 배기 송풍기는 배기유로 상에 설치되어 실내공기를 흡입하는 역할을 수행할 수 있으며, 상기 급기 송풍기는 급기유로 상에 설치되어 실외공기를 흡입하거나 흡입된 공기를 실내로 배출하는 역할을 수행할 수 있다. 본 발명에 따른 천장형 공기조화기는 공기조화기 본체 내에 구비된 송풍기를 사용하여 실외공기를 흡입하거나, 실 내공기를 배출할 수 있어 폐열회수부용 송풍기를 별도로 구비할 필요가 없다. 이에 따라 폐열회수부의 구조를 단순화시킬 수 있을 뿐만 아니라, 공기조화기의 제조단가를 낮출 수 있다. 또한, 공기조화기 전체의 송풍기 개수를 줄일 수 있어 공기조화기 전체의 소모 동력을 절감할 수 있다.
한편, 공기조화기 본체에는 흡입된 실외공기나 흡입된 실내공기를 냉방 또는 난방하기 위한 실내열교환기 등이 구비될 수 있다. 아울러, 냉수 또는 온수 순환을 위한 폐루프가 형성되고 상기 폐루프를 따라 실내열교환기, 실외열교환기 등이 구비될 수 있다.
상기 공기조화기 본체에는 배기유로와 급기유로가 구비된다. 상기 배기유로의 일단에는 실내와 연통되는 배기유로 흡입구가 형성되며, 상기 배기유로의 타단에는 외부와 연통되는 배기유로 배출구가 형성된다. 또한, 상기 급기유로의 일단에는 외부와 연통되는 급기유로 흡입구가 형성되며, 상기 급기유로의 타단에는 실내와 연통되는 급기유로 배출구가 형성된다. 상기의 구조를 통해 실내공기는 배기유로를 따라 외부로 배기될 수 있으며, 실외공기는 급기유로를 따라 실내로 공급될 수 있다.
이때, 배기되는 실내공기와 유입되는 실외공기 사이에 열교환이 이루어질 수 있도록 상기 배기유로와 상기 급기유로 상에는 폐열회수부가 구비된다. 상기 폐열회수부는 전열교환기 또는 현열교환기일 수 있다. 이러한 폐열회수부는 열교환소자를 포함할 수 있으며, 상기 열교환소자 내부에는 실내공기가 통과하는 유로와 실외공기가 통과하는 유로가 각각 형성될 수 있다. 상기 실내공기 및 실외공기는 각각 의 유로를 통과하는 과정에서 현열 또는 현열과 잠열을 교환하게 되며, 이에 따라 양자 사이에 열교환이 이루어질 수 있다.
상기와 같이 본 발명에 따른 천장형 공기조화기는 공기조화기 본체와 폐열회수부가 일체로 형성된다. 즉, 공기조화기 본체 내에 배기유로와 급기유로가 구비되어 실내공기와 실외공기가 교환될 수 있으며, 배기유로와 급기유로 상에 폐열회수부가 설치되어 배기되는 실내공기와 흡입되는 실외공기 사이에 열교환이 이루어질 수 있다. 이에 따라, 본 발명에 따른 천장형 공기조화기는 별도의 폐열회수장치를 설치하기 위한 추가적 공간이 불필요하다는 장점이 있다. 또한, 공기조화기와 별도의 폐열회수장치를 연결하기 위한 덕트 구조가 불필요하고, 천장형 공기조화기 본체를 천장에 매립하는 것만으로 설치가 종료되므로 설치가 간단하다는 장점이 있다.
한편, 본 발명에 따른 천장형 공기조화기는 순환부를 포함하여 구성됨으로써, 실내로부터 흡입된 실내공기의 일정량을 다시 실내로 순환시킬 수 있다. 즉, 순환부는 배기유로와 급기유로를 연통하여 설치되며, 유로 저항을 조절함으로써 급기유로로 안내되는 실내공기의 풍량을 조절할 수 있다. 이러한 순환부는 개폐 가능한 믹싱 댐퍼를 포함하며, 믹싱 댐퍼는 배기유로와 급기유로를 구분하는 경계벽 상에 개폐 가능하게 설치된다. 이러한 순환부는 흡입된 실내공기를 순환시킬 필요성이 있는가에 따라 선택적으로 작동할 수 있다. 즉, 실내공기의 순환이 불필요한 경우에는 작동하지 않는 상태(즉, 폐쇄된 상태)를 유지할 수 있다.
본 발명에 따른 천장형 공기조화기의 작동 상태를 상술하면 다음과 같다.
배기유로로 흡입된 실내공기 중 일부는 순환부를 통해 다시 실내로 공급되고, 그 나머지는 배기유로 배출구를 통해 외부로 배출되며, 배출된 풍량 만큼의 실외공기는 급기유로로 흡입되어 다시 실내로 공급된다. 따라서, 순환부를 통한 실내공기의 순환량을 줄이게 되면, 실외공기의 공급량은 늘어나게 된다.
즉, 대량의 실외공기 도입이 필요한 경우, 예를 들어 실내공기의 오염도가 높은 경우 등에는 믹싱 댐퍼를 폐쇄하여 흡입된 실내공기가 모두 외부로 배출되게 함으로써 실외공기의 공급량을 증가시킬 수 있다. 물론, 이때 폐열회수부를 통해, 배기되는 실내공기와 유입되는 실외공기 사이에 열교환이 이루어지므로 냉방된 실내공기의 배출에 따른 에너지 소모를 줄일 수 있다.
반대로, 실내공기의 오염도가 낮아 실외공기의 공급이 불필요한 경우에는 순환부를 완전히 개방함으로써 실외공기의 유입량을 줄일 수 있다. 이에 따라 배기유로로 흡입된 실내공기의 대다수가 다시 실내로 공급될 수 있으며, 여름철의 일반적 냉방 운전의 경우 실내열교환기를 통해 공조되는 공기의 대다수가 상대적으로 저온인 실내공기일 수 있다. 결국, 상대적으로 고온인 실외공기를 냉방시킬 필요가 거의 없어 실외공기 냉방에 따른 에너지 소모를 줄일 수 있다.
또한, 본 발명의 다른 바람직한 실시예에 따르면 에너지 절감형 공조시스템은 상술한 천장형 공기조화기, 천장형 공기조화기에 연결되는 열매체 제공부, 배기유로와 실내를 연통시키며 단부에 디퓨져가 설치된 제1 덕트부 및 급기유로와 실내를 연통시키며 단부에 디퓨져가 설치된 제2 덕트부를 포함한다. 이때, 상기 열매체 제공부는 흡수식 냉온수기일 수 있다.
본 발명에 따른 천장형 공기조화기는 공기조화기 본체 내에 배기유로와 급기유로가 구비되고, 상기 유로 일측에 폐열회수부가 공기조화기 본체와 일체로 구비되기 때문에 별도의 폐열회수장치를 설치하기 위한 추가적 공간이 불필요하며, 설치가 간단하다는 효과가 있다. 또한, 공기조화기 본체 내에 구비된 송풍기를 사용하므로 별도의 폐열회수장치용 송풍기가 불필요하며, 이에 따라 공기조화기 전체 구조를 단순화할 수 있다는 효과가 있다.
또한, 본 발명에 따른 천장형 공기조화기는 실내외의 환경 차이에 따라 믹싱 댐퍼의 개폐 정도를 조절함으로써 실외공기의 도입량을 효율적으로 조절할 수 있으며, 이에 따라 환기 효율을 증대시킬 수 있다는 효과가 있다.
아울러, 본 발명에 따른 천장형 공기조화기는 폐열회수가 가능하여 실내 쾌적성을 향상시키면서도 에너지를 절감할 수 있는 에너지 절감형 공기조화기 및 공조시스템을 제공할 수 있다는 효과가 있다.
이하 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명하지만, 본 발명이 실시예에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 참고로, 본 설명에서 동일한 번호는 실질적으로 동일한 요소를 지칭하며, 상기 규칙 하에서 다른 도면에 기재된 내용을 인용하여 설명할 수 있고, 당업자에게 자명하다고 판단되거나 반복되는 내용은 생략될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 천장형 공기조화기의 작동 상태를 설명 하기 위한 구성도이며, 도 2는 본 실시예를 구성하는 믹싱 댐퍼를 설명하기 위한 단면도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 천장형 공기조화기(100)는 공기조화기 본체(110), 폐열회수부(150) 및 순환부(170)를 포함한다.
상기 공기조화기 본체(110)에는 배기유로(E)와 급기유로(S)가 구비된다. 상기 배기유로(E)의 일단에는 실내와 연통되는 배기유로 흡입구(122)가 형성되며, 상기 배기유로(E)의 타단에는 외부와 연통되는 배기유로 배출구(124)가 형성된다. 또한, 상기 급기유로(S)의 일단에는 외부와 연통되는 급기유로 흡입구(132)가 형성되며, 상기 급기유로(S)의 타단에는 실내와 연통되는 급기유로 배출구(134)가 형성된다. 상기의 구조를 통해 실내공기는 배기유로(E)를 따라 외부로 배기될 수 있으며, 실외공기는 급기유로(S)를 따라 실내로 공급될 수 있다.
본 실시예에 있어, 급기유로(S) 및 배기유로(E)는 공기조화기 본체(110) 내의 경계벽(190)에 의해 정의될 수 있다. 즉, 경계벽(190)이 공간을 구획함으로써 실내공기와 실외공기가 각각 독립하여 유동할 수 있는 유로가 정의될 수 있다. 이에 따라 송풍기에 의해 실내공기와 실외공기가 각각의 유로를 따라 이동할 수 있다. 다만, 본 발명의 다른 실시예에서는 별도의 덕트나 유관을 사용하여 급기유로 및 배기유로를 정의할 수도 있다.
이때 실내공기를 흡입하여 외부로 토출시키기 위한 배기 송풍기(126)가 상기 배기유로(E) 상의 배기유로 흡입구(122) 측에 구비될 수 있다. 또한, 실외공기 등을 흡입하여 실내로 공급하기 위한 급기 송풍기(136)가 급기유로(S) 상의 급기유로 배출구(134) 측에 구비될 수 있다. 상기와 같이 본 실시예에 있어서는 공기조화기 본체 내에 구비된 2개의 송풍기 만으로도 실내공기의 배출 및 실외공기의 도입이 가능하다. 즉, 외기 도입을 위한 별도의 송풍기를 추가로 구비할 필요가 없다. 이에 따라 공기조화기의 구조를 보다 단순화할 수 있으며, 송풍기에 사용되는 운전 동력을 절감할 수 있다. 다만, 경우에 따라서는 실외공기의 공급량을 증대시키기 위해 추가적 송풍기가 급기유로(S) 상의 급기유로 흡입구(132) 측에 구비될 수도 있다.
한편, 급기유로(S) 상에는 실내열교환기(140)가 구비될 수 있다. 상기 실내열교환기(140)는 급기유로(S)로 흡입된 실외공기, 순환부(170)를 통해 급기유로(S)로 안내된 실내공기 또는 이들의 혼합공기를 냉각 또는 가열하는 역할을 수행한다. 실내열교환기(140)를 통해 공조된 공기는 급기유로 배출구(134)를 통해 실내로 공급되며, 실내를 냉방 또는 난방 시키는데 사용된다. 또한, 실내열교환기(140) 전면에는 필터(142)가 구비될 수 있으며, 상기 필터(142)는 공기 중의 이물질 등을 제거하는 역할을 수행한다.
본 실시예에 따른 천장형 공기조화기(100)는 급기유로(S)와 배기유로(E)를 통해 실외공기와 실내공기의 교환, 즉 환기가 가능하다. 이때, 배기되는 실내공기와 유입되는 실외공기 사이에 열교환이 이루어질 수 있도록 배기유로(E)와 급기유로(S) 상에는 폐열회수부(150)가 설치될 수 있다. 즉, 폐열회수부(150)의 일부는 배기유로(E) 상에 위치하고 폐열회수부(150)의 다른 일부는 급기유로(S) 상에 위치함으로써, 배기되는 실내공기 및 유입되는 실외공기가 폐열회수부(150)를 통과할 수 있도록 구성될 수 있다.
상술하면, 영역 Ⅰ은 영역 Ⅱ와 폐열회수부(150)를 통해 연통되며, 영역 Ⅲ은 영역 Ⅳ와 폐열회수부(150)를 통해 연통된다. 이러한 구성을 통해 배기유로(E)를 흡입된 실내공기는 폐열회수부(150)를 거쳐 외부로 배출될 수 있으며, 급기유로(S)로 흡입된 실외공기는 폐열회수부(150)를 거쳐 영역 Ⅳ를 거쳐 실내로 이동할 수 있다.
이러한 폐열회수부(150)를 통해 외부로 버려지는 폐열이 회수될 수 있으며, 이에 따라 공기조화기에 의해 소비되는 에너지를 절감할 수 있다. 즉, 배기되는 실내공기와 흡입되는 실외공기 사이에 열교환이 이루어져, 실외공기가 1차적으로 냉각(또는 가열)될 수 있으며, 1차적으로 냉각(또는 가열)된 실외공기가 실내열교환기(140)를 거치면서 2차적으로 냉각(또는 가열)될 수 있다. 이에 따라 본 실시예에 따른 천장형 공기조화기(100)는 폐열 회수를 통한 에너지 절감이 가능하다.
상기 폐열회수부(150)는 전열교환기 또는 현열교환기일 수 있다. 이러한 폐열회수부(150)는 열교환소자(152)를 포함할 수 있으며, 상기 열교환소자(152) 내부에는 실내공기가 통과하는 유로와 실외공기가 통과하는 유로가 각각 형성될 수 있다. 상기 실내공기 및 실외공기는 각각의 유로를 통과하는 과정에서 현열(sensible heat) 또는 현열(sensible heat)과 잠열(latent heat)을 교환하게 되며, 이에 따라 외부로 버려지는 폐열(waste heat)이 회수될 수 있다.
상기와 같이 본 실시예에 따른 천장형 공기조화기(100)는 폐열회수부(150)가 공기조화기 본체(110)와 일체로 구비됨으로써, 별도의 폐열회수장치를 설치하기 위 한 추가적 공간이 불필요하며, 공기조화기의 설치가 간단하다는 장점이 있다. 또한, 폐열회수장치용 별도 송풍기가 불필요하여 공기조화기 전체 구조를 단순화할 수 있다는 장점이 있다.
순환부(170)는 선택적으로 작동하여 배기유로(E)로 흡입된 실내공기의 적어도 일부를 급기유로(S)로 안내하는 역할을 수행한다. 즉, 순환부(170)는 배기유로(E)와 급기유로(S)를 연통하여 설치되며, 유로 저항을 조절함으로써 급기유로(S)로 안내되는 실내공기의 풍량을 조절할 수 있다. 상기 순환부(170)를 통해 배기유로(E)와 급기유로(S)를 연결하는 순환유로(C)가 구비될 수 있다. 이러한 순환부(170)는 개폐 가능한 믹싱 댐퍼(172)를 포함하며, 믹싱 댐퍼(172)는 배기유로(E)와 급기유로(S)를 구분하는 경계벽(190) 상에 개폐 가능하게 설치된다. 아울러, 믹싱 댐퍼의 개폐 정도를 조절하기 위한 제어부(미도시)가 추가적으로 구비될 수 있다.
도 2를 참조하여 믹싱 댐퍼(172)에 의한 풍량 조절 방법을 상술하면, 다음과 같다. 브레이드(178, 179)를 회전시키기 위한 핸들(173)이 회전 조작 가능하게 믹싱 댐퍼(172)에 구비된다. 상기 핸들(173)은 수동 조작 또는 모터에 의한 자동 조작 등이 가능하다. 여기서 핸들(173)을 시계 방향으로 회전시키면, 제1 브레이드(178)는 각 링크(174, 175)의 상호 작동에 의해 시계 방향으로 회전할 수 있으며, 제2 브레이드(179)는 각 링크(174, 176, 177)의 상호 작동에 의해 반시계 방향으로 회전할 수 있다. 이에 따라 믹싱 댐퍼(172) 내의 유로가 폐쇄될 수 있다. 결국, 핸들(173)의 회전 조작에 따라 믹싱 댐퍼(172)를 통과할 수 있는 공기의 풍량 이 조절될 수 있다.
도 1을 참조하여, 본 실시예에 따른 천장형 공기조화기의 작동 상태를 상술하면 다음과 같다.
실내열교환기(140)에 의해 공조된 공기만으로 실내를 냉방(또는 난방)하는 경우에는 실내 공기의 오염도가 증가하여 실내 쾌적성이 저하될 수 있다. 이를 방지하기 위해 실외공기를 일정량 실내로 공급할 필요가 있으며, 이러한 기능을 수행하기 위해 본 실시예에 따른 천장형 공기조화기(100)는 믹싱 댐퍼(172)를 구비한다.
즉, 배기유로(E)로 흡입된 실내공기 중 일부는 믹싱 댐퍼(172)를 통해 다시 실내로 공급되고, 그 나머지는 배기유로 배출구(124)를 통해 외부로 배출되며, 배출된 풍량 만큼의 실외공기는 급기유로(S)로 흡입되어 다시 실내로 공급된다. 예를 들어, 배기유로 흡입구(122)를 통해 흡입된 실내공기의 풍량을 100이라 가정할 때 믹싱 댐퍼(172)를 통과하는 실내공기의 풍량이 70이라면, 폐열회수부(150)를 통과하는 실내공기의 풍량은 30일 수 있으며, 이에 따라 흡입되는 실외공기의 풍량은 30일 수 있다.
결국, 믹싱 댐퍼(172)의 개폐 정도를 조절하면, 실내공기의 순환량을 조절할 수 있다. 이에 따라 믹싱 댐퍼(172)의 개방 정도를 줄여 실내공기의 순환량을 줄이면, 실외공기의 공급량이 늘어나게 되어 실내공기의 오염도가 낮아질 수 있다. 또한, 실외공기의 도입은 실내의 습도 상태를 적절히 유지하는 데에도 도움이 된다.
여기서, 믹싱 댐퍼의 개도량은 실내 환경에 따라 달라질 수 있으며, 대표적 으로는 실내공기의 오염 정도를 기준으로 개도량을 결정할 수 있다. 실내공기의 오염 정도는 실내공기의 이산화탄소(CO2) 함유량 등을 기준으로 판단할 수 있다. 이에 따라 본 실시예에 따른 공기조화기는 실내공기의 이산화탄소량을 검출하는 센서를 더 구비하여 측정된 이산화탄소량에 따라 상기 믹싱 댐퍼(172)의 개폐 정도를 자동으로 조절할 수도 있다.
정리하면, 본 실시예에 따른 천장형 공기조화기(100)는 믹싱 댐퍼(172)의 개폐 정도를 조절함으로써 효율적인 환기 수행이 가능하다. 예를 들어, 대량의 실외공기 도입이 필요한 경우, 예를 들어 실내공기의 오염도가 높은 경우 등에는 믹싱 댐퍼(172)를 폐쇄하여 흡입된 실내공기가 모두 외부로 배출되게 함으로써 실외공기의 공급량을 증가시킬 수 있다.
반대로, 실내공기의 오염도가 낮아 실외공기의 공급이 불필요한 경우에는 믹싱 댐퍼(172) 를 완전히 개방함으로써 실외공기의 유입량을 줄일 수 있다. 이에 따라 배기유로(E)로 흡입된 실내공기의 대다수가 다시 실내로 공급될 수 있으며, 여름철의 일반적 냉방 운전의 경우 실내열교환기(140)를 통해 공조되는 공기의 대다수가 상대적으로 저온인 실내공기일 수 있다. 결국, 상대적으로 고온인 실외공기를 냉방시킬 필요가 거의 없어 실외공기 냉방에 따른 에너지 소모를 줄일 수 있다.
전술한 바와 같이 믹싱 댐퍼(172)는 실내공기의 순환량을 조절함으로써 실내공기의 배출량 및 실외공기의 도입량을 결정할 수 있다. 이에 따라 믹싱 댐퍼(172)는 실내 쾌적성을 조절할 수 있을 뿐만 아니라, 폐열회수부(150)의 효율적 작동을 가능하게 할 수 있다. 상술하면, 믹싱 댐퍼(172)는 실내 환경에 따라 믹싱 댐 퍼(172)의 개도량을 조절하여 실내로 공급되는 실외공기의 풍량을 조정할 수 있다. 이때, 도입되는 실외공기의 풍량은 배기유로 흡입구(122)로 흡입된 실내공기 풍량의 약 0~100%로 조절될 수 있다. 따라서, 본 실시예에 따른 공기조화기는 실내 환경에 따라 적절한 풍량의 실외공기 도입이 가능하다는 장점이 있다. 아울러, 폐열회수부(150)가 효율적으로 감당할 수 있을 정도의 실내공기 및 실외공기만을 폐열회수부(150)로 공급할 수 있어, 폐열회수부(150)에 의한 효율적 폐열 회수가 가능하다는 장점이 있다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 에너지 절감형 공조시스템을 설명하기 위한 구성도이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 에너지 절감형 공조시스템(200)은 천장형 공기조화기(100), 열매체 제공부(210), 제1 덕트부(220) 및 제2 덕트부(230)를 포함한다.
여기서 천장형 공기조화기는 전술한 천장형 공기조화기일 수 있다. 즉, 폐열회수부(150)가 일체로 구성되고, 믹싱 댐퍼(172) 를 통해 효율적인 외기 도입 및 내기 배출이 가능한 천장형 공기조화기일 수 있다. 본 실시예에 따른 에너지 절감형 공조시스템(200)은 상기의 공기조화기를 구비함으로써, 냉방 및 환기를 효율적이고 경제적으로 수행할 수 있을 뿐만 아니라, 설치면적이 작고 설치가 간단한 장점을 가질 수 있다.
열매체 제공부(210)는 상기 천장형 공기조화기(100)의 실내열교환기(140)와 연결되며, 냉방 또는 난방 사이클의 순환을 위해 저온 또는 고온의 냉매를 생성하 여 실내열교환기(140)에 제공하는 역할을 수행한다. 이를 위해 상기 열매체 제공부(210)는 흡수식 냉온수기일 수 있다.
흡수식 냉온수기는 냉매의 증발을 이용하여 저온의 냉수를 제조하는 증발기, 흡수제를 이용하여 증발기에서 발생한 냉매 증기를 흡수하는 흡수기, 희용액을 농용액으로 재생하고 고온의 냉매 증기를 발생시키는 재생기, 재생기에서 발생한 냉매 증기를 냉각수로 응축하는 응축기 등으로 구성될 수 있다. 이러한 구성을 통해 흡수식 냉온수기는 냉매가스의 액체 용해도가 온도, 압력 등에 따라 달라지는 것을 이용하여 냉난방이 가능하도록 한다. 본 실시예에 따른 공조시스템은 이러한 흡수식 냉온수기 중 냉각탑이 일체로 구성된 일체형 흡수식 냉온수기를 사용할 수 있다. 상기 일체형 흡수식 냉온수기를 사용하는 경우 냉온수기 또는 냉동기 설치를 위한 기계실이 불필요해질 뿐만 아니라, 공조시스템 설치를 위한 설치면적이 대폭 감소될 수 있으며, 설치가 간단해지는 효과가 있다.
제1 덕트부(220)는 천장형 공기조화기(100)에 구비된 배기유로(E)와 실내를 연통시키며, 단부에 디퓨져(222)가 설치된다. 이를 통해 실내공기를 외부로 배출할 수 있다. 또한, 제2 덕트부(230)는 천장형 공기조화기(100)에 구비된 급기유로(S)와 실내를 연통시키며, 단부에 디퓨져(232)가 설치된다. 이를 통해 실외공기를 실내로 공급할 수 있다.
상기와 같이 본 실시예에 따른 에너지 절감형 공조시스템(200)은 설치면적이 작고 설치가 간단할 뿐만 아니라, 외기냉방 및 폐열회수가 효율적으로 이루어질 수 있어 공조시스템에서 사용되는 에너지 소모량을 줄일 수 있는 효과가 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만 해당 기술분야의 숙련된 당업자라면 하기의 청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 따라서 본 발명 사상은 아래에 기재된 특허청구범위에 의해서만 파악되어야 하고, 이의 균등 또는 등가적 변형 모두가 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 천장형 공기조화기의 작동 상태를 설명하기 위한 구성도이다.
도 2는 본 실시예를 구성하는 믹싱 댐퍼를 설명하기 위한 단면도이다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 에너지 절감형 공조시스템을 설명하기 위한 구성도이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
100 : 천장형 공기조화기 110 : 공기조화기 본체
140 : 실내열교환기 150 : 폐열회수부
170 : 순환부

Claims (14)

  1. 천장에 매립되는 천장형 공기조화기에 있어서,
    실내공기를 외부로 배기하는 통로인 배기유로와 실외공기를 실내로 공급하는 통로인 급기유로를 구비하는 공기조화기 본체;
    상기 배기유로와 상기 급기유로 상에 설치되어, 배기되는 실내공기와 유입되는 실외공기 사이에 열교환이 이루어지도록 하는 폐열회수부; 및
    선택적으로 작동하여 상기 배기유로로 흡입된 실내공기의 적어도 일부를 상기 급기유로로 안내하는 순환부;
    를 구비하는 천장형 공기조화기.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 공기조화기 본체에는 상기 배기유로 상에 설치되고 상기 실내공기를 흡입하여 상기 외부로 토출하는 배기 송풍기 및 상기 급기유로 상에 설치되고 상기 실외공기를 흡입하여 상기 실내로 토출하는 급기 송풍기가 구비되는 것을 특징으로 하는 천장형 공기조화기.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 순환부는 개폐 가능한 믹싱 댐퍼를 포함하며, 상기 믹싱 댐퍼의 개폐 정도에 따라 상기 급기유로로 안내되는 실내공기의 풍량이 조절되는 것을 특징으로 하는 천장형 공기조화기.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 믹싱 댐퍼의 개폐 정도를 조절하기 위한 제어부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 천장형 공기조화기.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 제어부는 실내 환경에 따라 상기 믹싱 댐퍼의 개폐 정도를 조절하는 것을 특징으로 하는 천장형 공기조화기.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 실내공기의 오염 정도에 따라 상기 믹싱 댐퍼의 개폐 정도를 조절하는 것을 특징으로 하는 천장형 공기조화기.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 실내공기가 유입되는 상기 배기유로의 일단에는 상기 실내공기의 이산화탄소 함유량을 측정하기 위한 이산화탄소 센서가 구비되는 것을 특징으로 하는 천장형 공기조화기.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 급기유로로 유입된 실외공기, 상기 순환부를 통해 안내된 실내공기 또는 이들의 혼합공기를 냉각 또는 가열하기 위한 실내열교환기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 천장형 공기조화기.
  9. 실내공기를 외부로 배기하는 통로인 배기유로와 실외공기를 실내로 공급하는 통로인 급기유로를 구비하는 공기조화기 본체, 상기 배기유로와 상기 급기유로 상에 설치되어 배기되는 실내공기와 유입되는 실외공기 사이에 열교환이 이루어지도록 하는 폐열회수부 및 선택적으로 작동하여 상기 배기유로로 흡입된 실내공기의 적어도 일부를 상기 급기유로로 안내하는 순환부를 포함하는 천장형 공기조화기;
    상기 천장형 공기조화기에 연결되는 열매체 제공부;
    상기 배기유로와 실내를 연통시키며, 단부에 디퓨져가 설치된 제1 덕트부;
    상기 급기유로와 실내를 연통시키며, 단부에 디퓨져가 설치된 제2 덕트부;
    를 포함하는 에너지 절감형 공조시스템.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 열매체 제공부는 흡수식 냉온수기인 것을 특징으로 하는 에너지 절감형 공조시스템.
  11. 제9항에 있어서,
    상기 공기조화기 본체에는 상기 배기유로 상에 설치되고 상기 실내공기를 흡입하여 상기 외부로 토출하는 배기 송풍기 및 상기 급기유로 상에 설치되고 상기 실외공기를 흡입하여 상기 실내로 토출하는 급기 송풍기가 구비되는 것을 특징으로 하는 에너지 절감형 공조시스템.
  12. 제9항에 있어서,
    상기 순환부는 개폐 가능한 믹싱 댐퍼를 포함하며, 상기 믹싱 댐퍼의 개폐 정도에 따라 상기 급기유로로 안내되는 실내공기의 풍량이 조절되는 것을 특징으로 하는 에너지 절감형 공조시스템.
  13. 제9항에 있어서,
    상기 믹싱 댐퍼의 개폐 정도를 조절하기 위한 제어부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 에너지 절감형 공조시스템.
  14. 제10항에 있어서,
    상기 제어부는 실내 환경에 따라 상기 믹싱 댐퍼의 개폐 정도를 조절하는 것을 특징으로 하는 에너지 절감형 공조시스템.
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