KR20100053331A - 천장형 공기조화기 및 그 운전방법 - Google Patents

Abstract

본 발명에 따른 천장형 공기조화기 및 그 운전방법은, 천장에 설치되고, 공기 토출구로 토출되는 공기의 풍향을 조절하는 풍향 조절기구와, 복수개의 열교환 유닛을 통과하는 냉매를 조절하는 냉매 조절기를 부하 감지부 또는 사용자의 조작에 따라 제어부로 하여금 제어토록 설정됨으로써 부하가 큰 부분에 대하여는 집중적으로 공조된 공기를 토출시킴과 아울러, 열교환 성능을 향상시킬 수 있는 천장형 공기조화기를 제공할 수 있는 이점이 있다.

공기 토출구, 냉매 조절기, 솔레노이드 밸브, 제어부, 열교환기

Description

천장형 공기조화기 및 그 운전방법{Ceiling type air conditioner and Control method the machine}

본 발명은 천장형 공기조화기 및 그 운전방법에 관한 것으로서, 실내 부하 또는 천장형 공기조화기를 조작하는 조작부에 따라 복수개의 열교환 유닛을 통과하는 냉매를 조절하는 냉매 조절기와 복수개의 공기 토출구를 개폐하는 풍향 조절기구를 함께 제어부에 의하여 제어할 수 있는 천장형 공기조화기에 관한 것이다.

일반적으로 천장형 공기조화기는 크게 실내의 천장에 설치되어 냉각기능을 수행하는 실내기와, 방열 및 압축기능을 수행하는 실외기와, 상기 실내기와 실외기를 서로 연결시키는 냉매배관으로 구성된다.

도 1은 종래의 천장형 공기조화기 중 실내기의 주요부 구성을 나타낸 단면도로서, 종래의 천장형 공기조화기는 천장(2)에 설치되고 열교환기(6)와 송풍팬(10)이 내장되며 하부가 개구된 케이스(4)와; 상기 케이스(4)의 하부에 고정되고, 중앙에는 상기 케이스(4)의 내부로 공기를 흡입할 수 있도록 공기 흡입구(22)가 형성됨 과 아울러, 상기 공기 흡입구(22)의 둘레 4방향에 복수개의 공기 토출구(26)가 각각 형성되어 상기 열교환기(6)에 의하여 열교환된 공기를 실내측으로 토출시키는 흡토출 패널(20)을 포함한다.

상기 송풍팬(10)은 상기 케이스(4)의 내부 중앙에 회전 가능하게 설치되어, 회전하는 동작으로 상기 공기 흡입구(22)를 통하여 실내측의 공기를 상기 케이스(4)의 내부로 흡입함과 동시에 상기 공기 토출구(26) 측으로 상기 열교환기(6)에 의하여 열교환된 공기를 토출시키는 역할을 한다.

도 2는 종래 기술에 따른 열교환기를 나타낸 사시도로서, 상기 열교환기(6)는 상기 케이스(4)의 내부에서 전후좌우 격벽을 형성하도록 상기 송풍팬(10)을 중심으로 'ㄷ’자 모양이나 ‘ㅁ’자 모양으로 절곡하여 상기 송풍팬(10) 외측에 고정된다.

이와 같은 열교환기(6)를 갖는 종래 기술에 따른 천장형 공기조화기는, 사용자가 상기 공기조화기의 운전을 조작하는 조작부(미도시)의 키 입력에 따라 상기 송풍팬(10)이 회전 구동되고, 상기 송풍팬(10)의 회전력에 의하여 실내측의 공기가 상기 공기 흡입구(22)를 통하여 상기 케이스(4)의 내부로 흡입되며, 흡입된 공기는 상기 열교환기(6)를 통과하면서 열교환된 후 다시 상기 송풍팬(10)의 토출력에 의하여 상기 공기 토출구(26)를 통하여 실내로 토출되게 된다.

그러나, 상기 천장형 공기조화기는, 상기 조작부의 키 입력에 따라 하나의 상기 열교환기(6)에 의하여 열교환된 공기를 상술한 바와 같이 4개소에 구비된 상기 공기 토출구(26)를 통하여 토출시킴으로써, 같은 조건으로 열교환된 동일한 공 기를 실내측에 토출하여 복잡하고 다양한 사용자의 실내 환경에 적합하지 못한 불편이 있다. 다시 말하면, 사용자의 실내 환경은 상기 공기조화기의 설치 장소 또는 실내에서의 사용자의 위치 빈도에 따라 달라져야 하는데, 상기 공기조화기는 불필요한 장소, 즉 실내 중 사람이 없는 부분으로 열교환된 공기를 토출시킴으로써 제품의 성능을 떨어뜨리는 문제점이 있다.

본 발명은, 실내 부하 또는 천장형 공기조화기를 조작하는 조작부에 따라 복수개의 열교환 유닛을 통과하는 냉매를 조절하는 냉매 조절기와 복수개의 공기 토출구를 개폐하는 풍향 조절기구를 함께 제어부에 의하여 제어할 수 있도록 함으로써 제품의 성능을 향상시킬 수 있는 천장형 공기조화기 및 그 운전방법을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

본 발명에 따른 천장형 공기조화기는, 천장에 설치되고, 하부가 개구된 케이스와, 상기 케이스의 하부에 고정되고 공기 흡입구와 복수개의 공기 토출구가 형성된 흡토출 패널과, 상기 공기 토출구로 토출되는 공기의 풍향을 조절하는 풍향 조절기구와, 상기 케이스의 내부에 배치된 복수개의 열교환 유닛을 갖는 열교환기와, 상기 열교환 유닛의 각각에 연결된 열교환 유닛 연결배관과, 상기 열교환 유닛 연 결배관이 연결하는 공통 배관과, 상기 복수개의 열교환 유닛을 통과하는 냉매를 조절하는 냉매 조절기를 포함하고, 상기 냉매 조절기는 상기 열교환 유닛 연결배관의 각각에 설치된 냉매 조절밸브를 포함한다.

또한, 실내 부하를 감지하는 부하 감지부를 더 포함하고, 상기 부하 감지부의 감지 결과에 따라 상기 풍향 조절기구와 상기 냉매 조절기를 함께 제어하는 제어부를 포함할 수 있다.

또한, 열교환된 공기의 토출 방향을 조작하는 조작부를 더 포함하고, 상기 조작부의 조작 결과에 따라 상기 풍향 조절기구와 상기 냉매 조절기를 함께 제어하는 제어부를 포함할 수 있다.

본 발명에 따른 천장형 공기조화기의 운전방법은, 천장형 공기조화기가 설치된 실내의 부하를 감지하여 소정의 운전 신호를 송출하거나, 사용자가 수동으로 천장형 공기조화기의 운전을 조작하는 조작 신호를 송출하는 운전 신호 송출 단계와, 상기 운전 신호 송출 단계에서 송출된 신호를 수신하여 천장형 공기조화기에 설치된 복수개의 열교환 유닛을 통과하는 냉매를 조절하는 냉매 조절기를 제어함과 아울러, 공기 토출구로 토출되는 공기의 풍향을 조절하는 풍향 조절기구를 제어하는 냉매 및 풍향 조절 단계를 포함한다.

여기서, 상기 냉매 및 풍향 조절 단계는, 상기 운전 신호 송출 단계에서 송출된 신호를 근거로 기설정된 공기 토출구로 공기가 토출되게 풍향 조절기구를 제어하고, 상기 제어된 풍향 조절기구와 대응되는 열교환 유닛으로 냉매가 통과되게 냉매 조절기를 제어할 수 있다.

본 발명에 따른 천장형 공기조화기의 운전방법의 다른 실시예는, 천장형 공기조화기가 설치된 실내의 부하를 감지하여 소정의 운전 신호를 송출하거나, 사용자가 수동으로 천장형 공기조화기의 운전을 조작하는 조작 신호를 송출하는 운전 신호 송출 단계와, 상기 운전 신호 송출 단계에서 송출된 신호를 수신하여 천장형 공기조화기에 설치된 복수개의 열교환 유닛을 통과하는 냉매를 조절하는 냉매 조절기를 제어함과 아울러, 공기 토출구로 토출되는 공기의 풍향을 조절하는 풍향 조절기구를 제어하는 냉매 및 풍향 조절 단계와, 제어되는 상기 풍향 조절 단계의 결과에 따라 상기 열교환기의 운전율을 제어하는 열교환기 제어 단계를 포함한다.

본 발명에 따른 천장형 공기조화기 및 그 운전방법은, 실내 부하 또는 사용자가 조작부의 조작에 따라 실내 중 공조가 필요한 부분에 대하여만 선택적으로 해당 열교환 유닛을 통과하는 냉매 조절기와 공기 토출구를 제어할 수 있게 되므로 상기 공기조화기의 성능을 향상시킬 수 있는 효과를 가진다.

이하, 본 발명에 따른 천장형 공기조화기의 바람직한 일실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명하기로 한다.

도 3은 본 발명에 따른 천장형 공기조화기의 바람직한 일실시예를 나타낸 분 해사시도이고, 도 4는 본 발명에 따른 공기조화기의 냉매 조절기를 나타낸 개념도이며, 도 5는 본 발명에 따른 천장형 공기조화기의 작동과정의 일실시예를 설명하는 개념도이고, 도 6은 본 발명에 따른 천장형 공기조화기의 작동과정의 다른 실시예를 설명하는 개념도이며, 도 7a 및 도 7b는 본 발명에 따른 천장형 공기조화기의 운전방법을 설명하는 개념도이다.

도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 천장형 공기조화기의 바람직한 일실시예(이하, "제1실시예"를 칭함)는, 천장(미도시)에 설치되고, 하부가 개구된 케이스(104)와, 상기 케이스(104)의 하부에 고정되고 공기 흡입구(122)와 복수개의 공기 토출구(126)가 형성된 흡토출 패널(120)을 포함한다.

상기 케이스(104)의 내부에는 실내 공기를 흡입하여 열교환시키는 각종 열교환 부품이 설치되고, 상기 공기조화기를 천장과 천장 마감재(미도시) 사이에 고정하는 역할을 한다. 상기 케이스(104)는 일반적으로 상면이 폐쇄되고, 그 반대 부분인 하면이 개구된 직육면체 형상으로 형성될 수 있다.

일반적으로 천장형 공기조화기는, 상기 흡토출 패널(120)에 형성된 상기 공기 흡입구(122)의 개수 및 상기 공기 토출구(126)의 형상/위치에 따라 원베인 타입(One vane type) 또는 4베인 타입(four vane type) 실내기로 분류될 수 있는데, 본 발명에서는, 상기 흡토출 패널(120)의 가운데 1개의 공기 흡입구(122)가 형성되고, 상기 공기 흡입구(122)의 둘레 4개소에 각각 1개의 베인이 형성되는 4베인 타입의 실내기에 대하여 한정하여 설명한다. 그러나, 반드시 본 발명의 기술적 특징이나 권리범위가 4베인 타입의 실내기로 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 권리 범위는 후술하는 특허청구범위에 의하여 정하여져야 하는 것은 당연하다.

상기 흡토출 패널(120)은 직육면체 형상의 상기 케이스(104)의 하부에 고정되어 기존의 개구된 상기 케이스(104)의 하면을 차폐하는 역할을 한다. 이하, 설명의 편의를 위하여 상기 흡토출 패널(120)의 가운데에 형성된 상기 공기 흡입구(122)를 중심으로, 도 5에 참조된 바와 같이, 4개소에 형성된 상기 공기 토출구(126)의 명칭을 각각, 상기 공기 흡입구(122)의 오른쪽에 형성된 공기 토출구(126)는 우측 공기 토출구(126a), 상기 공기 흡입구(122)의 왼쪽에 형성된 공기 토출구(126)는 좌측 공기 토출구(126b), 상기 공기 흡입구(122)의 전방에 형성된 공기 토출구(126)는 전방 공기 토출구(126c), 상기 공기 흡입구(122)의 후방에 형성된 공기 토출구(126)는 후방 공기 토출구(126d)라 칭하여 설명하기로 한다.

상기 각각의 공기 토출구(126)에는, 각각의 상기 공기 토출구(126)로 토출되는 공기의 풍향을 조절하는 풍향 조절기구(128)가 설치된다. 상기 풍향 조절기구(128)는, 구동모터와, 상기 구동모터에 연결되어 회전되는 연결링크와, 상기 연결링크에 연결되어 상기 구동모터의 회전시 연동하여 회전되는 동작으로 상기 공기 토출구(126)를 개폐시키는 판상의 베인을 포함하여 구성된다. 여기서, 상기 베인은 상기 공기 토출구(126) 상에 배치되어 상기 공기조화기의 작동 온(On)시에는 상기 공기 토출구(126)를 선택적으로 소정 각도 개방시킴과 아울러 상기 공기조화기의 작동 오프(Off)시에는 상기 공기 토출구(126)를 폐쇄시키는 역할을 한다. 이와 같은 상기 베인은 사용자가 상기 공기조화기의 운전을 조작하는 조작부(미도시)의 키 입력에 따라 상기 구동모터의 작동을 제어함으로써 이루어지게 된다.

상기 케이스(104)의 내부에는 복수개의 열교환 유닛(132)을 갖는 열교환기(132)가 배치된다. 보다 상세하게는, 상기 열교환기(132)는 상기 케이스(104)의 내부에 배치되되, 상기 공기 흡입구(122)의 직상방에 배치되어 상기 공기 흡입구(122)를 통하여 실내측 공기를 상기 케이스(104)의 내부로 흡입시키는 송풍팬(110)의 둘레에 배치되어 상기 케이스(104)의 내부에서 전후좌우 격벽을 형성하는 4개의 열교환 유닛(132a,132b,132c,132d)을 포함하여 구성될 수 있다.

이하, 설명의 편의를 위하여 상기 4개의 열교환 유닛(132) 중 도 5에 나타난 방위를 중심으로 상기 케이스(104)의 내부에서 좌측에 배치된 열교환 유닛(132)을 좌측 열교환 유닛(132a), 상기 케이스(104)의 내부에서 우측에 배치된 열교환 유닛(132)을 우측 열교환 유닛(132b), 상기 케이스(104)의 내부에서 전방에 배치된 열교환 유닛(132)을 전방 열교환 유닛(132c), 그리고 상기 케이스(104)의 내부에서 후방에 배치된 열교환 유닛(132)을 후방 열교환 유닛(132d)이라 칭하여 설명한다.

상기 열교환 유닛(132)은, 미도시되었지만, 냉매가 내부에서 유동되는 열교환 냉매 배관과, 열교환 면적을 증가시키도록 상기 열교환 냉매 배관과 접촉되게 배치된 복수개의 방열 핀으로 구성된다.

이와 같은 구성을 가진 상기 열교환기(132)를 상기 송풍팬(110)에 의하여 흡입된 실내측의 공기가 통과되면서 냉매에 의하여 냉각 또는 승온된 상기 방열 핀에 의하여 열교환하게 된다.

한편, 상기 열교환 유닛(132) 각각은 내부로 상기 냉매가 유동되는 열교환 유닛 연결배관(136)에 의하여 연결된다. 보다 상세하게는, 상기 열교환 유닛(132) 각각은 상기 열교환 냉매 배관과 연통되되, 상기 열교환 유닛 연결배관(136)에 의하여 각각 병렬 연결된다.

이와 같은 상기 열교환 유닛 연결배관(136)은, 냉매가 내부에서 유동되도록 하고, 내부에서 유동되는 냉매가 각각의 상기 열교환 유닛 연결배관(136)으로 분지되어 유동되도록 하는 공통배관(138)에 연결된다.

한편, 상기 열교환 유닛 연결배관(136)에는 상기 복수개의 열교환 유닛(132a,132b,132c,132d)을 통과하는 냉매를 조절하는 냉매 조절기(140)가 설치된다. 상기 냉매 조절기(140)는 상기 열교환 유닛(132)을 통과하는 냉매의 유량을 조절하거나 냉매의 흐름을 단속하는 냉매 조절밸브(140a,140b,140c,140d)일 수 있다. 특히, 본 발명에서는, 상기 냉매 조절밸브(140a,140b,140c,140d)는 전자적인 제어가 가능한 솔레노이드 밸브로 구비됨이 바람직하다.

상기와 같이 구성되는 제1실시예에서, 상기 열교환기(132)는 상기 복수개의 열교환 유닛(132) 중 어느 하나가 상기 복수개의 공기 토출구(126) 중 일부로 토출되는 공기를 열교환시키고, 다른 하나가 상기 복수개의 공기 토출구(126) 중 나머지로 토출되는 공기를 열교환시키도록 상기 케이스(104)의 내부에 배치된다.

보다 상세하게는, 상기 열교환 유닛(132)은 각각의 상기 전,후,좌,우 열교환 유닛(132a,132b,132c,132d)을 통하여 열교환된 공기가 상기 전,후,좌,우 열교환 유닛(132a,132b,132c,132d)에 각각 인접되게 배치된 각각의 상기 전,후,좌,우 공기 토출구(126a,126b,126c,126d)를 통하여 토출되도록 상기 케이스(104)의 내부에 배치될 수 있다.

즉, 상기 열교환 유닛(132) 각각은 상기 공기 토출구(126)의 각각으로 토출되는 공기를 열교환시키는 1:1 대응방식으로 상기 케이스(104)의 내부에 배치된다. 여기서, 미도시되었지만, 상기 열교환 유닛(132) 각각은 상기 케이스(104)의 내부에서 서로 구조적으로 구획되어 각각의 상기 열교환 유닛(132)을 통과한 공기는 각각 해당하는 상기 공기 토출구(126)로 토출되도록 하는 토출 유로를 형성할 수 있다.

한편, 본 발명의 제1실시예는, 상기 풍향 조절기구(128)와 상기 냉매 조절기(140)를 함께 제어하는 제어부(미도시)를 더 포함하여 구성된다.

상기 제어부의 역할을 보다 상세하게 설명하면, 상기 제어부는 실내의 공조시 실내 구조 또는 상기 공기조화기의 설치 위치 등 다양한 실내 환경 또는 조건(아래에서 설명할 "부하"와 같은 개념으로 쓰임)에 따라 상기 냉매 조절기(140)의 작동을 제어하여 복수개의 상기 열교환 유닛(132) 중 1차적으로 불필요한 상기 열교환 유닛(132)의 활성화를 차단하고 필요한 상기 열교환 유닛(132)만 활성화하여 상기 공기조화기의 열교환 성능을 향상시킬 수 있다. 아울러, 상기 제어부는 상술한 상기 냉매 조절기(140)를 제어하는 것과 마찬가지의 이유로 상기 풍향 조절기구(128)를 제어하여 2차적으로 실내에서 불필요한 부분(예를 들면, 실내 중 사람이 없는 부분)으로 열교환된 공기가 토출되는 것을 사전에 차단하고, 열교환된 공기의 토출이 필요한 부분(예를 들면, 실내 중 사람이 있는 부분)으로 열교환된 공기를 집중적으로 토출시킴으로써 상기 공기조화기의 열교환 성능을 향상시킬 수 있다.

그러나, 본 발명에 따른 천장형 공기조화기의 실시예가 상술한 제1실시예로 한정되는 것은 아니다. 다른 실시예(이하, "제2실시예"라 칭함)로서, 도 6에 참조된 바와 같이, 상기 전방 열교환 유닛과 상기 좌측 열교환 유닛을 통하여 열교환된 공기가 상기 전방 공기 토출구(226) 또는 상기 좌측 공기 토출구(226)를 통하여 토출되도록 상기 열교환 유닛(232)이 상기 케이스(104)의 내부에 배치되는 것도 가능하다.

즉, 상기 제1실시예와는 달리 상기 제2실시예의 경우에는, 2개의 열교환 유닛(232)을 통과하여 공조된 공기가 사용자의 선택에 따라 상기 복수개의 공기 토출구(226a,226b,226c,226d) 중 어느 하나의 공기 토출구(226)를 통하여 토출되도록 상기 케이스(104)의 내부에서 소정의 토출 유로를 형성할 수 있다. 이는 상기 제1실시예의 경우 열교환 유닛(232) 대 공기 토출구(226)의 개수 비율이 1:1이던 것(다시 말하면, 상기 열교환기(232)는 상기 열교환 유닛(232)의 개수가 상기 공기 토출구(226)의 개수와 동일한 경우이다)과는 달리 상기 제2실시예의 경우 열교환 유닛(232) 대 공기 토출구(226)의 개수 비율이 1:2(다시 말하면, 상기 열교환기(232)는 상기 열교환 유닛(232)의 개수가 상기 공기 토출구(226)의 개수보다 작은 경우이다)이다.

이와 같은 구성으로 이루어진 상기 제2실시예에 따른 천장형 공기조화기도 상기 풍향 조절기구(128)와 상기 냉매 조절기(240)를 함께 제어하는 제어부를 더 포함하여 구성된다. 상기 제어부 또한 상기 제1실시예와 마찬가지로 상기 풍향 조절기구(128)와 상기 냉매 조절기(240)를 함께 제어함으로써 상기 공기조화기의 성능을 향상시키는 역할을 한다.

상기 제1실시예와 상기 제2실시예에 따른 천장형 공기조화기에서 상기 제어부는 상기 공기조화기의 작동을 조작하는 조작부(미도시)를 사용자가 직접 리모컨 키 입력 등을 통하여 조작하면 이루어지게 되는 제어과정을 전제로 설명한 것이다. 그러나, 상기 제어부의 제어과정이 반드시 사용자의 수동 조작에 의하여 이루어져야 하는 것은 아니다.

즉, 본 발명에 따른 천장형 공기조화기는, 실내 부하를 감지하는 부하 감지부(150)를 더 포함하고, 상기 제어부는 상기 부하 감지부(150)의 감지 결과에 따라 상기 풍향 조절기구(128)와 상기 냉매 조절기(140)를 함께 제어하는 것도 가능하다.

여기서, 상기한 "부하"의 개념은 상기 공기조화기의 관점에서 바라보면 사용자가 설정하여둔 실내의 목표 온도와 그 목표 온도에 도달하기까지의 필요한 에너지가 된다. 이와 같은 실내 부하를 감지하는 상기 부하 감지부(150)는 실내의 사방에 설치된 복수개의 온도 센서일 수 있고, 상기 천장형 공기조화기에 설치된 적외선 센서 모듈일 수 있다.

상기 제어부는 상기 부하 감지부(150)가 감지한 결과를 판단하고, 그 판단 결과에 따라 상기 풍향 조절기구(128)와 상기 냉매 조절기(140)를 함께 제어함으로써 열교환 성능을 향상시키는 역할을 수행할 수 있다.

이하, 본 발명에 따른 천장형 공기조화기에서 상기 제어부에 의한 상기 공기조화기를 운전하는 방법의 바람직한 일실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명하기로 한다.

본 발명에 따른 천장형 공기조화기의 운전방법의 바람직한 일실시예(이하, "제1실시예"라 칭함)는, 천장형 공기조화기가 설치된 실내의 부하를 감지하는 감지 단계와, 상기 감지 단계의 감지 결과에 따라 천장형 공기조화기에 설치된 복수개의 열교환 유닛(132)을 통과하는 냉매를 조절하는 냉매 조절기(140)를 제어함과 아울러, 공기 토출구(126)로 토출되는 공기의 풍향을 조절하는 풍향 조절기구(128)를 제어하는 냉매 및 풍향 조절 단계를 포함하여 구성된다.

상기 감지 단계는, 실내의 사방에 설치된 온도 센서이거나 상기 공기조화기에 설치되어 재실자의 움직임을 감지하는 적외선 센서 모듈에 의하여 온도 또는 재실자의 거동을 감지하는 단계이다.

상기 냉매 및 풍향 조절 단계는, 상기 감지 단계에서 감지된 부하의 크기에 따라 상기 복수개의 열교환 유닛(132) 중 냉매가 흐르는 열교환 유닛(132)의 개수와, 상기 풍향 조절기구(128)가 개방하는 상기 공기 토출구(126)의 개수가 상이하게 상기 냉매 조절기(140)와 상기 풍향 조절기구(128)를 제어하는 단계이다.

이를 보다 상세하게 설명하면, 상기 제1실시예에 따른 천장형 공기조화기의 운전방법은, 재실자가 실내에서 일측으로 치우치게 편중되어 있는 경우에 실내의 부하를 감지하여 부하가 큰 부분으로서 실내 공조가 더 많이 필요한 부분이 어느 부분인지, 부하가 작은 부분으로서 실내 공조가 불필요한 부분은 어느 부분인지를 감지하는 상기 감지 단계를 거친다.

그 후, 실내 중 부하가 큰 부분에 대해서는 실내 공조가 더 많이 필요하게 되므로 공조된 공기가 더 많이 토출되도록 하고, 부하가 작은 부분에 대해서는 실내 공조를 필요로 하지 않거나 적게 필요로 하므로 상대적으로 공조된 공기가 적은 양이 토출되도록 상기 풍향 조절기구(128)를 제어할 수 있다. 즉, 부하가 큰 부분으로 향하는 상기 공기 토출구(126)는 개방시키도록 상기 풍향 조절기구(128)를 제어하고, 부하가 작은 부분으로 향하는 상기 공기 토출구(126)는 폐쇄시키도록 상기 풍향 조절기구(128)를 제어한다.

그러나, 상기 풍향 조절기구(128)의 제어만으로 상기 공기조화기의 성능을 향상시키는 데에는 한계가 있다. 다시 말하면, 상기 공기조화기는 복수개의 열교환기(132a,132b,132c,132d)를 통하여 열교환된 공기를 상기 흡토출 패널(120)에 형성된 각각의 공기 토출구(126a,126b,126c,126d)를 통하여 토출시키기 때문에 상기 공기조화기의 성능을 향상시키기 위해서는 근본적으로 실내 부하에 따라 불필요한 열교환기(132)를 불활성화시키는 것이 필요하다. 따라서, 본 발명의 제1실시예에서는, 상기 풍향 조절기구(128)의 작동을 제어함과 동시에 상기 감지 단계의 감지 결과에 따라 천장형 공기조화기에 설치된 복수개의 상기 열교환 유닛(132)을 통과하는 냉매를 조절하는 냉매 조절기(140)의 작동을 제어할 수 있다.

예를 들면, 도 7a에 참조된 바와 같이, 실내에는 복수개의 부하 감지부(150a,150b,150c,150d)가 설치된다. 상기 부하 감지부(150)는 실내를 장방형이라 가정할 때 실내의 각 벽면에 설치될 수 있다. 상기 부하 감지부(150)는 상기 공기조화기의 운전시 작동되는 것을 전제로 한다. 또한, 상기 복수개의 열교환 유닛(132)이 상기 케이스(104)의 내부에 4개의 열교환 유닛(132a,132b,132c,132d)이 각각 격벽을 형성하도록 배치되는 경우를 그 전제로 한다.

만약, 재실자가 도면에 표시된 "다"부분(도면의 방위상 이를 전방으로 표시함)에 편중되어 있는 경우에 상기 부하 감지부(150c)는 실내 중 "다"부분에서 큰 부하를 감지하여 소정의 운전 신호를 송출하게 된다. 그러면, 상기 제어부는 상기 부하 감지부(150c)에서 송출된 신호를 근거로 실내 중 "다"부분으로 편중된 재실자에게 공조된 공기를 집중적으로 토출시키기 위하여 상기 흡토출 패널(120)에 형성된 복수개의 공기 토출구(126a,126b,126c,126d) 중 전방으로 토출유로를 가지도록 전방 공기 토출구(126c)를 개방시키고 그 외의 공기 토출구(126a,126b,126d)(즉, 후방, 좌/우측 공기 토출구)는 폐쇄하는 제어를 한다. 아울러, 상기 공기조화기의 성능을 향상시키기 위하여 복수개의 상기 열교환 유닛(132a,132b,132c,132d) 중 상기 전방 공기 토출구(126c)에 가까운 전방 열교환 유닛(132c)만을 가동시키도록 상기 전방 열교환 유닛(132)으로만 냉매가 유동되게 복수개의 상기 냉매 조절밸브(140)를 제어하게 된다.

한편, 도 7b는 상기 흡토출 패널(120)에 형성된 복수개의 공기 토출구(226a,226b,226c,226d)는 동일하나 상기 케이스(104)의 내부에 배치된 복수개의 열교환 유닛(232a,232b)은 2개인 경우로서, 상기 복수개의 열교환 유닛(232) 중 어느 하나의 열교환 유닛(232a)는 상기 공기 토출구(226) 중 전방 및 좌측 공기 토출구(226a,226b)를 통하여 토출되는 토출 유로를 형성하고, 나머지 열교환 유닛(132b)은 상기 공기 토출구(126) 중 후방 및 우측 공기 토출구(126c,126d)를 통하여 토출되는 토출 유로를 형성하는 경우로 전제한다.

도 7b를 참조하면, 재실자가 도면에 표시된 "다"부분에 편중되어 있는 경우에는 실내 중 "다"부분의 부하가 크므로 상기 부하 감지부(250c)가 그에 맞는 소정의 운전 신호를 송출하면, 상기 제어부는 송출된 상기 운전 신호를 수신하여 이를 근거로 실내 중 "다"부분으로 편중된 재실자에게 공조된 공기를 집중적으로 토출시킬 수 있도록 상기 전방 공기 토출구(226a)를 개방시키고 그 외의 공기 토출구(226b,226c,226d)는 폐쇄시키는 제어를 하게 된다. 아울러, 상기 공기조화기의 성능을 향상시키기 위하여 복수개의 상기 열교환 유닛(232a,232b) 중 상기 전방 공기 토출구(226a)를 통하는 토출 유로를 가지는 열교환 유닛(232a)만을 가동시키도록 상기 냉매 조절밸브(240a)를 제어하게 된다.

그러나, 본 발명에 따른 천장형 공기조화기의 운전방법이 상기 제1실시예에 한정되는 것은 아니다. 즉, 본 발명에 따른 천장형 공기조화기의 운전방법은 다른 실시예(이하, "제2실시예"라 칭함)로 구현될 수 있는데, 상기 제1실시예는, 천장형 공기조화기의 운전을 조작하는 조작 단계와, 상기 조작 단계의 조작에 따라 천장형 공기조화기에 설치된 복수개의 열교환 유닛(132)을 통과하는 냉매를 조절하는 냉매 조절기(140)를 제어함과 아울러, 공기 토출구(126)로 토출되는 공기의 풍향을 조절하는 풍향 조절기구(128)를 제어하는 냉매 및 풍향 조절 단계를 포함하여 구성된다.

상기 제1실시예와의 차이점은 상기 제1실시예로 구현되는 공기조화기의 경우에는 사용자의 수동 조작 없이 상기 부하 감지부(150)에 의하여 자동적으로 감지 단계를 수행한 후, 상기 냉매 및 풍향 조절 단계에 의하여 사용자가 설정한 대로 상기 공기조화기를 제어할 수 있지만, 상기 제2실시예의 경우에는 사용자가 직접 상기 조작부를 조작하고, 조작한 내용에 따라 상기 냉매 및 풍향 조절 단계를 거치게 된다는 점이다.

상기 냉매 및 풍향 조절 단계는, 상기 조작 단계에서 조작된 토출 방향의 공기 토출구(126)로 공기가 토출되게 풍향 조절기구(128)를 제어하고, 상기 제어된 풍향 조절기구(128)와 대응되는 열교환 유닛(132)으로 냉매가 통과되게 냉매 조절기(140)를 제어하는 단계이다.

상술한 바와 같은 제1실시예 및 제2실시예로 구현되는 천장형 공기조화기의 실시예의 공통점을 묶어서 설명하면, 결국 상기 제어부로 하여금 감지 단계에서 감지된 부하에 따라 송출되는 운전 신호든, 상기 조작 단계에서 사용자가 수동으로 조작하여 송출되는 운전 신호든, 상기 운전 신호를 수신받아 그에 맞게 상기 풍향 조절기구(128)과 상기 냉매 조절기(140)를 제어하여 사용자가 원하는 방향으로의 풍향 및 냉매가 통과되는 열교환 유닛(132,232)을 결정하는 것이라 볼 수 있다.

한편, 상기 제1실시예 및 제2실시예 외에 천장형 공기조화기의 성능을 향상시키는 방법의 하나로 다음에 설명하는 제3실시예의 경우도 상정할 수 있다.

즉, 상기 제1실시예 또는 상기 제2실시예에 따라 상기 풍향 조절기구(128)가 제어되어 어떤 열교환 유닛(132,232)을 가동시켜 어떤 공기 토출구(126,226)를 개방할지가 결정되면 그 결과에 따라 상기 열교환기(132,232)의 운전율을 제어하는 열교환기 제어 단계를 더 포함하는 제3실시예로 구현될 수 있다.

이를 달리 표현하면, 상기 열교환기(132,232)의 운전율은 결국 상기 열교환 냉매 배관을 유동하는 냉매의 압축률을 가변함으로써 결정될 수 있다. 즉, 상기 제어부는 상기 풍향 조절기구(128)에 의하여 개방된 상기 공기 토출구(126,226)의 개수에 따라(이를 후술하는 청구항 6에서는 "제어되는 상기 풍향 조절 단계의 결과에 따라"라고 표현함) 상기 냉매의 압축률을 제어할 수 있다. 여기서, 상기 냉매의 압축률은 결국 냉매의 상변화를 유도하는 압축기의 제어를 의미할 수 있다.

이와 같은 구성으로 이루어진 본 발명에 따른 천장형 공기조화기의 운전방법은, 1차적으로 상기 복수개의 공기 토출구(126) 중 재실자의 거동 또는 실내 환경 등의 다양한 조건에 따라 해당되는 공기 토출구(126)만을 개방시키고 나머지는 폐쇄시킴으로써 공조된 공기가 사용자가 원하는 부분에 집중적으로 토출될 수 있도록 한다.

아울러, 2차적으로 상기 복수개의 열교환 유닛(132) 중 필요로 하지 않는 열교환 유닛(132)은 상기 냉매 조절밸브(140)를 이용하여 냉매의 흐름을 차단함으로써 열교환 성능을 크게 향상시키는 이점을 가지고 있다.

그리고, 상기 풍향 조절 단계와 유기적으로 연동되도록 상기 열교환기의 운전율을 제어하는 열교환기 제어 단계를 더 포함하여 구성됨으로써 천장형 공기조화기의 성능이 보다 향상될 수 있다.

이상, 본 발명에 따른 천장형 공기조화기의 바람직한 일실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명하였다. 그러나, 본 발명의 실시예가 상술한 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명과 균등한 범위에 속하는 다양한 변형 또는 다른 실시예의 구현이 가 능함은 당연하다. 따라서, 본 발명의 진정한 권리범위는 이어지는 특허청구범위에 의하여 정해져야 할 것이다.

도 1은 종래의 천장형 공기조화기 중 실내기의 주요부 구성을 나타낸 단면도이고,

도 2는 종래 기술에 따른 열교환기를 나타낸 사시도이며,

도 3은 본 발명에 따른 천장형 공기조화기의 바람직한 일실시예를 나타낸 분해사시도이고,

도 4는 본 발명에 따른 공기조화기의 냉매 조절기를 나타낸 개념도이며,

도 5는 본 발명에 따른 천장형 공기조화기의 작동과정의 일실시예를 설명하는 개념도이고,

도 6은 본 발명에 따른 천장형 공기조화기의 작동과정의 다른 실시예를 설명하는 개념도이며,

도 7a 및 도 7b는 본 발명에 따른 천장형 공기조화기의 운전방법을 설명하는 개념도이다.

<도면의 주요 부분에 관한 부호의 설명>

104: 케이스 110: 송풍팬

122: 공기 흡입구 120: 흡토출 패널

126: 공기 토출구 126a: 우측 공기 토출구

126b: 좌측 공기 토출구 126c: 전방 공기 토출구

126d: 후방 공기 토출구 128: 풍향 조절기구

132: 열교환 유닛 132a: 좌측 열교환 유닛

132b: 우측 열교환 유닛 132C: 전방 열교환 유닛

132d: 후방 열교환 유닛 136: 열교환 유닛 연결배관

138: 공통배관 140:냉매 조절밸브

150: 부하 감지부

Claims (6)

1. 천장에 설치되고, 하부가 개구된 케이스와;

   상기 케이스의 하부에 고정되고 공기 흡입구와 복수개의 공기 토출구가 형성된 흡토출 패널과;

   상기 공기 토출구로 토출되는 공기의 풍향을 조절하는 풍향 조절기구와;

   상기 케이스의 내부에 배치된 복수개의 열교환 유닛을 갖는 열교환기와;

   상기 열교환 유닛의 각각에 연결된 열교환 유닛 연결배관과;

   상기 열교환 유닛 연결배관이 연결하는 공통 배관과;

   상기 복수개의 열교환 유닛을 통과하는 냉매를 조절하는 냉매 조절기를 포함하고,

   상기 냉매 조절기는 상기 열교환 유닛 연결배관의 각각에 설치된 냉매 조절밸브를 포함하는 천장형 공기조화기.
2. 청구항 1에 있어서,

   실내 부하를 감지하는 부하 감지부를 더 포함하고,

   상기 부하 감지부의 감지 결과에 따라 상기 풍향 조절기구와 상기 냉매 조절기를 함께 제어하는 제어부를 포함하는 천장형 공기조화기.
3. 청구항 1에 있어서,

   열교환된 공기의 토출 방향을 조작하는 조작부를 더 포함하고,

   상기 조작부의 조작 결과에 따라 상기 풍향 조절기구와 상기 냉매 조절기를 함께 제어하는 제어부를 포함하는 천장형 공기조화기.
4. 천장형 공기조화기가 설치된 실내의 부하를 감지하여 소정의 운전 신호를 송출하거나, 사용자가 수동으로 천장형 공기조화기의 운전을 조작하는 조작 신호를 송출하는 운전 신호 송출 단계와;

   상기 운전 신호 송출 단계에서 송출된 신호를 수신하여 천장형 공기조화기에 설치된 복수개의 열교환 유닛을 통과하는 냉매를 조절하는 냉매 조절기를 제어함과 아울러, 공기 토출구로 토출되는 공기의 풍향을 조절하는 풍향 조절기구를 제어하는 냉매 및 풍향 조절 단계를 포함하는 천장형 공기조화기의 운전 방법.
5. 청구항 4에 있어서,

   상기 냉매 및 풍향 조절 단계는, 상기 운전 신호 송출 단계에서 송출된 신호를 근거로 기설정된 공기 토출구로 공기가 토출되게 풍향 조절기구를 제어하고, 상기 제어된 풍향 조절기구와 대응되는 열교환 유닛으로 냉매가 통과되게 냉매 조절 기를 제어하는 천장형 공기조화기의 운전방법.
6. 천장형 공기조화기가 설치된 실내의 부하를 감지하여 소정의 운전 신호를 송출하거나, 사용자가 수동으로 천장형 공기조화기의 운전을 조작하는 조작 신호를 송출하는 운전 신호 송출 단계와;

   상기 운전 신호 송출 단계에서 송출된 신호를 수신하여 천장형 공기조화기에 설치된 복수개의 열교환 유닛을 통과하는 냉매를 조절하는 냉매 조절기를 제어함과 아울러, 공기 토출구로 토출되는 공기의 풍향을 조절하는 풍향 조절기구를 제어하는 냉매 및 풍향 조절 단계와;

   제어되는 상기 풍향 조절 단계의 결과에 따라 상기 열교환기의 운전율을 제어하는 열교환기 제어 단계를 포함하는 천장형 공기조화기의 운전 방법.

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