KR20100122163A - 공기조화기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 공기조화기에 관한 것으로서, 특히, 본체와, 상기 본체 내부에 배치되고, 상기 본체 내부의 공기를 열교환시키는 열교환기와, 상기 본체 외부에 배치되고, 상기 열교환기와 연결 배관으로 연결되어 상기 열교환기 측으로 냉/온수를 순환시키는 칠러와, 상기 연결 배관에 연결되어 냉/온수의 온도에 따라 비례적으로 상기 연결 배관의 개폐량을 변경시키는 개폐 밸브부를 포함하여 구성됨으로써, 공조가 필요한 목표 공조실의 공조 부하가 상승할 경우 또는 감소할 경우 상기 연결 배관을 유동하는 냉/온수의 온도에 따라 상기 연결 배관의 개폐량을 조절함으로써 별도의 제어부 및 제어 로직을 필요로 하지 않고, 고장 및 그 수리에 용이한 이점을 제공한다.

칠러, 열교환기, 연결 배관, 냉/온수, 개폐량, 밸브

Description

공기조화기{Air Conditioner}

본 발명은 공기조화기에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 칠러로부터 본체 내부에 배치된 열교환기로 냉/온수를 순환시킴에 있어서, 상기 열교환기의 출구단 온도와 공조의 목표 대상이 되는 목표 공조실의 공조 부하에 따라 냉/온수의 유량을 기계적으로 제어할 수 있는 개폐 밸브부를 포함한 공기조화기에 관한 것이다.

일반적으로, 공기조화기는 실내를 냉/난방시켜 보다 쾌적한 실내 환경을 조성하기 위한 것으로서, 크게 각 실내마다 실내기를 배치하고 상기 실내기와 냉매 배관으로 연결되되 실외에 배치된 실외기를 포함하여 구성되는 소형 공기조화기와, 건물의 특정 공간에 배치된 본체로부터 외부 공기를 흡입하여 열교환시킨 후 각 실내로 급기 덕트를 이용하여 각 실내로 토출되도록 하는 대형 공기조화기로 분류된다. 여기서, 상기 대형 공기조화기는 멀티형 공기조화기라고 부르기도 한다.

특히, 상기 대형 공기조화기는, 일반적으로 아파트나 사무실과 같은 대형 건물에 주로 사용되는 중앙 집중 공조방식을 취하는데, 상기 대형 공기조화기의 주요 구성으로는, 본체와, 상기 본체의 내부에 배치된 열교환기를 포함하는 각종 열교환 부품으로 이루어진 에어 핸들링 유닛(Air Handling Unit : AHU)과, 상기 에어 핸들링 유닛의 상기 열교환기와 연결 배관을 매개로 연결되어 상기 열교환기로 냉/온수를 순환시키는 칠러(Chiller)를 포함하여 구성된다.

여기서, 상기 연결 배관에는 상기 열교환기로 순환되는 냉/온수의 유량을 조절하기 위해 일반적으로 그 전자 제어가 유리한 솔레노이드 밸브가 구비된다.

상기 솔레노이드 밸브는 상기 대형 공기조화기의 작동을 제어하는 제어부에 의하여 제어되는데, 먼저 상기 열교환기로부터 상기 칠러 측으로 순환되는 냉/온수의 온도를 측정(즉, 상기 열교환기의 출구단에 해당되는 냉/온수의 온도를 측정)하여 상기 제어부로 소정의 전기적 신호 형태로 송출하고, 상기 제어부는 이 전기적 신호 이외에 상기 목표 공조실의 공조 부하값을 별도로 수신받아 비교한 후 최종적으로 상기 목표 공조실에 필요한 열교환 온도를 계산하여 상기 솔레노이드 밸브의 개도량을 조절하게 된다.

그러나, 상기와 같이 구성되는 종래 기술에 따른 대형 공기조화기는, 상술한 바와 같이 상기 목표 공조실에 필요한 열교환 온도를 계산하여 상기 솔레노이드 밸브를 제어하는 별도의 제어 로직을 구성할 필요가 있다.

또한, 상기 솔레노이드 밸브는 기타 기계식 밸브에 비하여 제작 단가가 높아 전체적인 제품의 제작 비용을 상승케 하는 요인이 된다.

아울러, 제품의 고장시 기계식 밸브는 단순한 교체 방식으로 수리가 가능한 반면, 상기 솔레노이드 밸브의 경우 전자 제어를 위해 새로운 제어 로직을 설정하 여야 하므로 고장 수리 작업이 용이하지 못하다는 단점이 지적된다.

본 발명은, 본체와, 상기 본체 내부에 배치되고, 상기 본체 내부의 공기를 열교환시키는 열교환기와, 상기 본체 외부에 배치되고, 상기 열교환기와 연결 배관으로 연결되어 상기 열교환기 측으로 냉/온수를 순환시키는 칠러와, 상기 연결 배관에 연결되어 냉/온수의 온도에 따라 비례적으로 상기 연결 배관의 개폐량을 변경시키는 개폐 밸브부를 포함하여 구성됨으로써, 별도의 제어 로직의 구성이 필요 없고, 제품의 제작 단가를 절감함과 아울러 고장 수리가 용이한 공기조화기를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

본 발명에 따른 공기조화기의 바람직한 일실시예는, 본체와, 상기 본체의 내부 공간에 배치되고, 상기 내부 공간의 공기를 열교환시키는 열교환기와, 상기 본체 외부에 배치되고, 상기 열교환기와 연결 배관으로 연결되어 상기 열교환기 측으로 냉/온수를 순환시키는 칠러와, 상기 연결 배관에 연결되어 냉/온수의 온도에 따라 비례적으로 상기 연결 배관의 개도량을 변경시키는 개폐 밸브부를 포함한다.

또한, 상기 개폐 밸브부는, 상기 연결 배관의 냉/온수가 유입되는 입구부 및 유입된 냉/온수가 유출되는 출구부가 형성되고, 상기 입구부 및 출구부 사이에 연 결 유로를 형성하는 케이스와, 상기 연결 유로 상에 이동되게 배치되고, 이동되는 동작으로 상기 연결 유로를 개폐하는 피스톤 밸브와, 상기 피스톤 밸브를 이동시키는 압력 전달부를 포함할 수 있다.

또한, 상기 압력 전달부는, 상기 케이스 내부에 형성되되 상기 피스톤 밸브의 일단부에 형성된 차폐 공간과, 상기 차폐 공간에 만입된 내부 매체를 포함하고, 상기 내부 매체는 온도에 따라 부피가 변화되면서 상기 차폐 공간의 압력을 변화시킬 수 있다.

또한, 상기 개폐 밸브부는, 일단이 상기 열교환기로부터 냉/온수가 유출되는 상기 연결 배관과 연결되고, 타단이 상기 차폐 공간에 연결되어 상기 연결 배관의 냉/온수 온도를 전달하는 열전달부를 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 개폐 밸브부는, 일단이 상기 케이스의 내부에 지지되고, 타단이 상기 피스톤 밸브의 타단부를 탄성지지하면서 상기 압력 전달부에 의하여 이동된 상기 피스톤 밸브를 원래 위치로 탄성 복원시키는 탄성 지지부를 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 개폐 밸브부는, 상기 연결 유로 상에 냉/온수가 유동되도록 형성된 통공을 더 포함하고, 상기 피스톤 밸브는 상기 통공을 통과하여 이동되되 상기 입구부 측으로 이동될 때 어느 지점에서 상기 통공에 걸림되는 외주를 가질 수 있다.

본 발명에 따른 공기조화기는, 열교환기와 칠러를 순환하는 냉/온수의 유량을 별도 제어부에 의한 제어가 없이도 상기 열교환기의 출구단 온도에 비례하여 기계적으로 조정되므로 제어 로직과 같은 별도의 제어 구성을 요구하지 않는 이점이 있다.

또한, 본 발명은 전자 제어를 위하여 단가가 높은 솔레노이드 밸브와 같은 값비싼 구성 요소를 필요로 하지 않으므로 제품의 전체적인 제작 단가를 절감하는 효과를 가진다.

아울러, 본 발명은 제품의 고장 수리시 제어 로직의 구성이 필요 없는 바 고장 수리가 용이한 이점을 가진다.

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

도 1은 본 발명에 따른 공기조화기의 바람직한 일실시예를 나타낸 모식도이고, 도 2는 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 공기조화기의 구성 중 도면부호 "가"로 표시된 개폐 밸브부를 나타낸 단면도이며, 도 3은 도 2의 구성 중 연결 유로 및 냉/온수의 유동 모습을 나타낸 단면도이고, 도 4는 도 2의 개폐 밸브부에 의하여 연결 유로가 개방된 상태를 나타낸 단면도이며, 도 5는 도 2의 A-A선에 따라 취한 단면도로서 연결 유로의 개방량을 나타낸 단면도이다.

본 발명에 따른 공기조화기의 바람직한 일실시예는, 도 1에 참조된 바와 같 이, 건물의 어느 한 공간에 배치되고, 내부 공간(16)이 형성된 본체(15)와, 상기 본체(15)의 내부 공간(16)에 배치되고 상기 본체(15)의 내부 공간(16)으로 외부 공기를 흡입하여 일측으로 유동시키는 제1송풍기(27)와, 상기 본체(15)의 내부 공간(16)에 배치되고 그 내부 공간(16)에서 유동되는 공기의 유로 상에 배치되어 공기 중 이물질을 걸러내는 필터부(17)와, 상기 본체(15)의 내부 공간(16)에 배치되고 상기 내부 공간(16)의 공기를 열교환시키는 열교환기(40)와, 상기 열교환기(40)에 의하여 열교환된 공기를 각각 급기 덕트(24)로 연결된 복수개의 목표 공조실(미도시)로 배기시키는 제2송풍기(28)를 포함한다.

상기 제1송풍기(27)와 상기 필터부(17)와 상기 열교환기(40)와 상기 제2송풍기(28)는 가로 방향으로 길게 순차적으로 배치되어 각각 제 기능을 수행하도록 구성되어 있다.

한편, 상기 제1송풍기(27)가 배치된 상기 본체(15) 측에는 실내 공기가 상기 내부 공간(16)으로 흡입되도록 상기 본체(15)와 상기 복수개의 목표 공조실을 연결하는 환기 덕트(21)가 배치될 수 있다. 이와 같이, 상기 환기 덕트(21)에 의하여 실내 공기가 다시 상기 본체(15)의 내부 공간(16)으로 흡입됨으로써 실내를 환기시키는 기능을 수행한다.

또한, 본 발명에 따른 공기조화기의 바람직한 일실시예는, 상기 제1송풍기(27)가 배치된 상기 본체(15) 측에는 상기 환기 덕트(21)를 통하여 흡입된 공기 중 일부를 다시 실외로 배기시키도록 배기 덕트(22)가 마련될 수 있고, 그 일측에는 실외 공기를 상기 본체(15)의 흡입하도록 외기 덕트(23)가 마련될 수 있다.

상기 배기 덕트(22)와 상기 외기 덕트(23) 사이에는 풍량 조절 댐퍼(45)가 마련되어 상기 제1송풍기(27)에 의하여 상기 환기 덕트(21)를 통해 흡입된 실내 공기를 분리하여 상기 배기 덕트(22) 측으로 유동시킬지 아니면 열교환을 위하여 상기 열교환기(40) 측으로 유동시킬지를 결정하게 된다.

이와 같이, 기본적으로 상기 제1송풍기(27)와 상기 필터부(17)와 상기 열교환기(40)와 상기 제2송풍기(28) 등을 포함한 상기 본체(15)를 일반적으로 에어 핸들링 유닛(Air Handling Unit : AHU)(1)이라고 칭하고, 상기 에어 핸들링 유닛(1)은 상술한 바와 같이 실외 공기와 실내 공기를 혼합하고, 이와 같이 혼합된 공기를 상기 열교환기(40)를 통해 열교환시킨 후 다시 실내로 공급하여 실내를 공조시키는 환기 겸용 공조 유닛이다.

그 외 구체적인 에어 핸들링 유닛(1)의 구성은 본 발명의 특징과는 직접적인 관련이 없으므로 이하의 것을 제외하고는 그 자세한 설명은 생략하기로 한다.

상기 열교환기(40)는 도면에 자세하게 도시되지 않았으나, 냉/온수가 흐르는 수배관(41)과 상기 수배관(41)으로부터 열교환이 용이하도록 연결된 복수개의 열교환 핀(미도시)으로 구성된다.

이와 같은 상기 열교환기(40)에는 이하에서 설명할 칠러(Chiller)(49)에 의하여 각 실내의 부하에 대응되도록 냉수 또는 온수가 공급된다.

상기 열교환기(40)와 연결된 칠러(49)는 냉동 사이클을 이용하여 상기 에어 핸들링 유닛(1)의 상기 열교환기(40)로 냉/온수를 공급하는 냉/온수 공급 유닛으로서, 칠러 케이스(50)와, 냉매를 압축하는 압축기(51)와, 상기 압축기(51)에서 압축 된 냉매가 응축되는 응축기(54)와, 상기 응축기(54)에서 응축된 냉매가 팽창하는 팽창기구(53)와, 상기 팽창기구(53)에서 팽창된 냉매가 물과 열교환되어 증발되는 증발기(54)를 포함하고, 상기 압축기(51)와 상기 응축기(54)와 상기 팽창기구(53)와 상기 증발기(54)가 냉동 사이클을 형성한다.

이와 같은 상기 칠러(49)는 상기 응축기(54)가 공냉식으로 이루어지는 경우 보통 실외에 설치되고, 수냉식으로 이루어지는 경우 지하실 등의 기계실이나 실외에 설치될 수 있다.

한편, 상기 증발기(54)는 상기 에어 핸들링 유닛(1)의 열교환기(40)와 연결 배관(42a)(42b)으로 연결되어 상기 팽창기구(53)에서 팽창된 냉매가 증발되면서 물을 냉각/가열시키는 쿨러/히터로서, 냉매가 통과하는 냉매 유로와 물이 통과하는 물 유로가 서로 교차되게 형성된다.

상기 증발기(54)는 상기 에어 핸들링 유닛(1)의 구성 중 상기 열교환기(40)의 수배관(41)과 상기 연결 배관(42a)(42b)으로 연결되는 바, 상기 연결 배관(42a)(42b)과 상기 에어 핸들링 유닛(1)의 상기 수배관(41)은 냉/온수 순환 유로를 형성하게 된다.

한편, 본 발명에 따른 공기조화기의 바람직한 일실시예는, 도 2 내지 도 5에 참조된 바와 같이, 상기 연결 배관(42a)(42b)에 연결되어 상기 수배관(41)의 출구단을 통해 상기 연결 배관(42b)으로 토출되는 출구단 측 냉/온수의 온도에 따라 비례적으로 상기 연결 배관(42a)으로부터 상기 수배관(41)의 입구단 측으로 유입되는 냉/온수의 유동량을 변경시키는 개폐 밸브부(100)를 더 포함한다.

보다 상세하게는, 상기 개폐 밸브부(100)는 도 2 내지 도 5에 참조된 바와 같이, 상기 연결 배관(42a)(42b) 중 상기 열교환기(40) 측으로 냉/온수가 유입되는 연결 배관(42a)에 배치될 수 있다.

상기 개폐 밸브부(100)는, 상기 연결 배관(42a)의 냉/온수가 유입되는 입구부(102) 및 유입된 냉/온수가 유출되는 출구부(103)가 형성되고, 상기 입구부(102) 및 출구부(103) 사이에 연결 유로(104)를 형성하는 케이스(101)를 포함한다.

즉, 상기 개폐 밸브부(100)는 상기 연결 배관이 단속되게 상기 연결 배관에 배치되되, 상기 입구부(102)와 출구부(103)를 통하여 상기 연결 배관(42a)이 이어지도록 연결되는 것이다.

그리고, 상기 개폐 밸브부(100)는, 상기 케이스(101)의 내부에 형성된 상기 연결 유로(104) 상에 이동되게 배치되고, 이동되는 동작으로 상기 연결 유로(104)를 개폐하는 피스톤 밸브(105)와, 상기 피스톤 밸브(105)를 이동시키는 압력 전달부(109)를 더 포함한다.

여기서, 상기 케이스(101)에는 상기 입구부(102)와 상기 출구부(103) 사이에서 상기 연결 유로(104)가 형성됨과 아울러 이와 같이 형성된 상기 연결 유로(104)를 통하여 냉/온수가 유동되도록 통공(107)이 형성된다. 상기 피스톤 밸브(105)는 상기 연결 유로(104)에서 이동되면서 상기 통공(107)을 개폐하는 동작으로 상기 연결 유로(104)를 개폐하여 냉/온수를 상기 칠러(49)로 상기 열교환기(40) 측으로 유동시키거나 냉/온수의 흐름을 차단하게 된다.

이와 같이, 상기 피스톤 밸브(105)는 상기 통공(107)을 차폐할 때 상기 통 공(107)에 걸림됨은 물론, 상기 통공(107)을 개방할 때 상기 연결 유로(104)에서 이동되어야 한다. 여기서, 상기 피스톤 밸브(105)가 상기 통공(107)을 통과하여 이동하기 위해서는 상기 피스톤 밸브(105)의 외주의 크기가 상기 통공(107)의 그것보다 작아야 하는 것은 당연하다. 그러나, 상기 피스톤 밸브(105)가 상기 통공(107)을 차폐하기 위해서는 상기 피스톤 밸브(105)의 외주의 크기가 상기 통공(107)의 그것보다 커야 하는 것은 당연하다. 이를 위해, 상기 피스톤 밸브(105)는 그 외주의 크기가 전체적으로 상기 통공(107)을 통과할 수 있도록 상기 통공(107)의 그것보다 작게 형성되되, 적어도 어느 한 부분(본 발명의 바람직한 일실시예에서는 상기 피스톤 밸브(105)의 일단부(105')가 이에 해당됨)은 상기 통공(107) 지름의 크기보다 크게 형성될 수 있다.

보다 상세하게는, 도 3 내지 도 5에 참조된 바와 같이, 상기 통공(107)은 상기 입구부(102)와 출구부(103) 사이에 형성되고, 상기 입구부(102)와 출구부(103)는 상기 케이스(101)로부터 도면상 좌우 직선 방향으로 연장 형성되되 상하로 소정 거리 이격되게 형성되며, 상기 연결 유로(104)는 상기 입구부(102)와 상기 출구부(103)로부터 연장되되 가운데에서 직교되는 방향으로 연장 형성되고, 상기 피스톤 밸브(105)는 상기 입구부(102)와 상기 출구부(103)에 직교되는 방향으로 연장 형성된 상기 연결 유로(104)를 따라 이동되게 배치된다. 여기서, 상기 피스톤 밸브(105)의 일단부는 상기 출구부(103) 측에 배치되고, 상기 피스톤 밸브(105)가 상기 입구부(102) 측으로 이동될 때 상기 통공(107)에 걸림되면서 상기 통공(107)을 차폐하게 된다.

이와 같은 형상으로 이루어진 상기 피스톤 밸브(105)는, 상기 연결 유로(104)를 따라 이동되면서 상기 통공(107)에 걸림된 상기 피스톤 밸브(105)의 일단부가 상기 통공(107)으로부터 이격되는 거리에 따라 상기 통공(107)과 상기 피스톤 밸브(105) 사이의 개도량이 증가되게 된다.

한편, 상기 개폐 밸브부(100)는, 도 2에 참조된 바와 같이, 상기 피스톤 밸브(105)를 상기 연결 유로(104)를 따라 이동시키는 상기 압력 전달부(109)를 더 포함한다.

상기 압력 전달부(109)는, 상기 피스톤 밸브(105)의 타단부(105")가 배치된 상기 케이스(101)의 내부에 형성된 차폐 공간(110)을 포함한다. 상기 차폐 공간(110)에는 내부 매체가 만입된다. 여기서, 상기 내부 매체는 전달되는 열에 반응하여 부피가 온도에 비례하여 증가하는 매체이면 족하다.

여기서, 상기 피스톤 밸브(105)의 타단부(105")는 상기 차폐 공간(110)으로 돌출되게 배치되되, 상기 차폐 공간(110)에 만입된 상기 내부 매체가 외부로 누수되지 않도록 배치된다.

상기 압력 전달부(109)는, 일단이 상기 연결 배관(42a)(42b) 중 상기 수배관(41)의 출구부(103)로부터 연장되는 연결 배관(42b)과 연결되고, 타단이 상기 차폐 공간(110)에 연결되어 상기 연결 배관(42b)의 냉/온수 온도를 전달하는 열전달부(111)를 더 포함한다.

상기 열전달부(111)는 열전도율이 우수한 재질로 이루어지는 것이 바람직하고, 본 발명에 따른 공기조화기의 바람직한 일실시예에서는 열전도율이 우수한 동 관 재질의 코일을 적용할 수 있다.

상기 열전달부(111)는, 상기 수배관(41)의 출구부(41b)에 해당하는 상기 연결 배관(42b)에 일단이 연결되어 상기 연결 배관(42b)을 통과하는 냉/온수의 열을 전달받아 상기 차폐 공간(110)에 만입된 상기 내부 매체로 전달한다.

일반적으로, 상기 수배관(41)의 출구부(41b)에 해당하는 상기 연결 배관(42b)을 통과하는 냉/온수의 온도가 높다는 것은 상기 열교환기(40)를 구성하는 상기 수배관(41)을 따라 흐르는 냉/온수의 온도가 상승하였다는 것을 의미한다. 반대로, 상기 수배관(41)의 출구부(41b)에 해당되는 상기 연결 배관(42b)을 통과하는 냉/온수의 온도가 낮다는 것은 상기 열교환기(40)를 구성하는 상기 수배관(41)을 따라 흐르는 냉/온수의 온도가 하강하였다는 것을 의미한다.

이와 같은 상기 냉/온수의 온도 상승상태 및 온도 하강상태를 감지하기 위하여, 상기 열전달부(111)는 상기 수배관(41)의 출구부(103)에 연결된 상기 연결 배관에 배치되어 그 내부의 냉/온수 온도를 감지하는 온도감지센서(112)를 더 포함한다.

여기서, 상기 에어 핸들링 유닛(1)에 각각 상기 배기 덕트(22)에 의하여 연결된 각 목표 공조실의 공조 부하가 상승할 경우에는 냉방 모드시 상기 에어 핸들링 유닛(1)은 각 목표 공조실의 냉방을 위하여 상기 수배관(41)을 흐르는 냉/온수의 유동량을 증가시킬 필요가 있다. 이하, 설명의 편의를 위하여 이를 "냉방증가 조건"이라 칭한다.

반대로, 상기 각 목표 공조실의 공조 부하가 하강할 경우에 냉방 모드시 상 기 에어 핸들링 유닛(1)은 상기 수배관(41)을 흐르는 냉/온수의 유동량을 줄일 필요가 있다. 이러한 조건도 마찬가지로 설명의 편의를 위하여 "냉방감소 조건"이라 칭한다.

상기 냉방증가 조건에서는, 상기 수배관(41)의 출구부(41b)로부터 나오는 냉/온수의 온도는 상승된 상태임이 분명하고, 이와 같은 상태의 냉/온수 온도를 상기 열전달부(111)가 상기 내부 매체에 전달하면, 상기 내부 매체는 전달되는 열량 또는 온도의 상승폭에 따라 부피가 커지면서 상기 피스톤 밸브(105)의 타단부(105")를 상기 차폐 공간(110)의 외부(즉, 도면상 하방)로 밀어낸다. 이와 같이, 상기 차폐 공간(110)의 외부로 밀리는 상기 피스톤 밸브(105)는 도 4 및 도 5에 참조된 바와 같이, 상기 통공(107)과 멀어지면서 개도량이 커지고 이에 따라 냉/온수의 유동량이 증가되게 되는 것이다.

한편, 상기 냉방감소 조건에서는, 상기 수배관(41)의 출구부(41b)로부터 나오는 냉/온수의 온도가 하강된 상태임이 분명하다. 이와 같은 상태의 냉/온수 온도를 상기 열전달부(111)가 상기 내부 매체에 전달하면, 상기 내부 매체는 절달되는 열량 또는 온도의 감소폭에 따라 부피가 줄어들게 되면서 상기 피스톤 밸브(105)의 타단부가 다시 상기 차폐 공간(110) 측으로 이동하게 된다. 이와 같이, 상기 차폐 공간(110) 측으로 이동되는 상기 피스톤 밸브(105)는 도 2 및 도 5에 참조된 바와 같이, 상기 통공(107)과 가까워지면서 개도량이 감소하고 상기 내부 매체의 부피 감소폭이 큰 경우 상기 통공(107)이 차폐될 수 있다.

한편, 본 발명에 따른 공기조화기의 바람직한 일실시예에서, 상기 개폐 밸브 부(100)는, 일단이 상기 케이스(101)의 내부에 지지되고, 타단이 상기 피스톤 밸브(105)의 일단부를 탄성지지하면서 상기 압력 전달부(109)에 의하여 이동된 상기 피스톤 밸브(105)를 원래 위치로 탄성 복원시키는 탄성 지지부(113)를 더 포함한다.

상기 내부 매체가 누수되지 않도록 차폐된 공간인 상기 차폐 공간(110)에 배치되어 부피가 변화되는 경우 상기 피스톤 밸브(105)는 당연히 상기 내부 매체의 물성 변화치에 비례하여 상기 연결 유로(104) 상에서 이동되게 되지만, 상기 탄성 지지부(113)에 의하여 상기 피스톤 밸브(105)가 지지되므로 복원력이 빠르고 안정적으로 원래 위치로 복원될 수 있는 이점을 가진다.

상기와 같이 구성되는 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 공기조화기의 작동 과정을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.

먼저, 도 4에 참조된 바와 같이, 목표 공조실의 공조 부하가 상승할 경우 기본적으로 상기 에어 핸들링 유닛(1)의 주요 구성 중 상기 열교환기(40)의 수배관(41)을 통과하는 냉/온수의 온도가 상승하였음을 의미하고 이와 같은 조건을 상술한 바와 같이 "냉방증가 조건"이라고 할 수 있다.

이와 같은 냉방증가 조건 하에서, 상기 열전달부(111)는 상기 수배관(41)의 출구부(41b)에 해당되는 상기 연결 배관(42b)으로부터 냉/온수의 열을 전달받아 상기 차폐 공간(110)에 만입된 상기 내부 매체에 전달한다.

그러면, 상기 내부 매체는 냉/온수의 열을 전달받아 부피가 증가함과 아울러 상기 차폐 공간(110) 내부의 압력을 증가시킨다.

이때, 상기 피스톤 밸브(105)가 상기 연결 유로(104) 상에서 이동하면서 상기 통공(107)과 이격됨과 동시에 개도량을 증가시켜 냉/온수의 유동량을 증가시키게 된다.

이처럼, 상기 수배관(41)의 입구부(41a)로 흐르는 냉/온수의 유동량이 증가되면 상기 열교환기(40)의 수배관(41)을 통과하는 냉/온수의 유량이 증가하면서 목표 공조실의 공조 부하에 대응되도록 냉방 기능을 수행하게 된다.

다음으로, 도 2에 참조된 바와 같이, 목표 공조실의 공조 부하가 하강할 경우 상기 냉방증가 조건과는 달리 상기 열교환기(40)의 수배관(41)을 통과하는 냉/온수의 온도가 하강하였음을 의미하고 이와 같은 조건을 상술한 바와 같이 "냉방감소 조건"이라고 할 수 있다.

이와 같은 냉방감소 조건 하에서, 상기 열전달부(111)는 상기 수배관(40)의 출구부(41b)에 해당되는 상기 연결 배관(42b)으로부터 온도가 하강된 상태의 냉/온수의 열을 전달받아 상기 차폐 공간(110)에 만입된 상기 내부 매체에 전달한다.

그러면, 상기 내부 매체는 냉/온수의 열을 전달받아 부피가 감소함과 아울러 상기 차폐 공간(110) 내부의 압력을 하강시키고, 이때, 상기 피스톤 밸브(105)가 상기 연결 유로(104) 상에서 이동하면서 상기 통공(107)과 가까워짐과 동시에 개도량을 감소시켜 냉/온수의 유동량을 감소시키게 된다. 상기 목표 공조실의 공조 부하가 거의 없는 경우에는 상기 내부 매체의 부피 감소의 폭도 증가하므로 상기 통공(107)은 차폐되게 될 것이다.

이처럼, 상기 수배관(41)의 입구부(41a)로 흐르는 냉/온수의 유동량이 감소되면 상기 열교환기(40)의 수배관(41)을 통과하는 냉/온수의 유량이 감소하면서 목표 공조실의 공조 부하에 대응되도록 냉방 기능이 수행되게 된다.

본 발명에 따른 공기조화기의 바람직한 일실시예는 상술한 내용과 같이 실질적으로 상기 수배관(41)의 입구부(41a)에 해당되는 상기 연결 배관(42a)을 통하여 상기 수배관(41)으로 유입되는 냉/온수의 유량을 상기 수배관(41)의 출구부(41b)에 해당되는 상기 연결 배관(42b)의 냉/온수 온도에 감응되도록 제어할 수 있으므로 별도의 제어 로직이 필요 없음은 물론 그 고장 수리도 간편하여 제품의 제작 비용을 절감함과 아울러 고장 수리 작업 공정시간을 단축할 수 있는 이점을 가지고 있다.

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

도 1은 본 발명에 따른 공기조화기의 바람직한 일실시예를 나타낸 모식도이고,

도 2는 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 공기조화기의 구성 중 도면부호 "가"로 표시된 개폐 밸브부를 나타낸 단면도이며,

도 3은 도 2의 구성 중 연결 유로 및 냉/온수의 유동 모습을 나타낸 단면도이고,

도 4는 도 2의 개폐 밸브부에 의하여 연결 유로가 개방된 상태를 나타낸 단면도이며,

도 5는 도 2의 A-A선에 따라 취한 단면도로서 연결 유로의 개방량을 나타낸 단면도이다.

<도면의 주요 부분에 관한 부호의 설명>

1: 에어 핸들링 유닛(AHU) 15: 본체

16: 내부 공간 17: 필터부

21 : 환기 덕트 22: 배기 덕트

23: 외기 덕트 24: 급기 덕트

27: 제1송풍기 28: 제2송풍기

40: 열교환기 41: 수배관

41a: 수배관의 입구부 41b: 수배관의 출구부

42a,42b: 연결 배관 49: 칠러

50: 칠러 케이스 51: 압축기

52: 응축기 53: 팽창기구

54: 증발기 100: 개폐 밸브부

101: 케이스 102: 입구부

103: 출구부 104: 연결 유로

105: 피스톤 밸브 105': 피스톤 밸브의 일단부

105": 피스톤 밸브의 타단부 107: 통공

109: 압력 전달부 110: 차폐 공간

111: 열전달부 112: 온도 감지센서

Claims (6)

1. 본체와;

   상기 본체의 내부 공간에 배치되고, 상기 내부 공간의 공기를 열교환시키는 열교환기와;

   상기 본체 외부에 배치되고, 상기 열교환기와 연결 배관으로 연결되어 상기 열교환기 측으로 냉/온수를 순환시키는 칠러와;

   상기 연결 배관에 연결되어 냉/온수의 온도에 따라 비례적으로 상기 연결 배관의 개도량을 변경시키는 개폐 밸브부를 포함하는 공기조화기.
2. 청구항 1에 있어서,

   상기 개폐 밸브부는,

   상기 연결 배관의 냉/온수가 유입되는 입구부 및 유입된 냉/온수가 유출되는 출구부가 형성되고, 상기 입구부 및 출구부 사이에 연결 유로를 형성하는 케이스와;

   상기 연결 유로 상에 이동되게 배치되고, 이동되는 동작으로 상기 연결 유로를 개폐하는 피스톤 밸브와;

   상기 피스톤 밸브를 이동시키는 압력 전달부를 포함하는 공기조화기.
3. 청구항 2에 있어서,

   상기 압력 전달부는,

   상기 케이스 내부에 형성되되 상기 피스톤 밸브의 일단부에 형성된 차폐 공간과;

   상기 차폐 공간에 만입된 내부 매체를 포함하고,

   상기 내부 매체는 온도에 따라 부피가 변화되면서 상기 차폐 공간의 압력을 변화시키는 공기조화기.
4. 청구항 3에 있어서,

   상기 개폐 밸브부는,

   일단이 상기 열교환기로부터 냉/온수가 유출되는 상기 연결 배관과 연결되고, 타단이 상기 차폐 공간에 연결되어 상기 연결 배관의 냉/온수 온도를 전달하는 열전달부를 더 포함하는 공기조화기.
5. 청구항 4에 있어서,

   상기 개폐 밸브부는,

   일단이 상기 케이스의 내부에 지지되고, 타단이 상기 피스톤 밸브의 타단부 를 탄성지지하면서 상기 압력 전달부에 의하여 이동된 상기 피스톤 밸브를 원래 위치로 탄성 복원시키는 탄성 지지부를 더 포함하는 공기조화기.
6. 청구항 2에 있어서,

   상기 개폐 밸브부는,

   상기 연결 유로 상에 냉/온수가 유동되도록 형성된 통공을 더 포함하고,

   상기 피스톤 밸브는 상기 통공을 통과하여 이동되되 상기 입구부 측으로 이동될 때 어느 지점에서 상기 통공에 걸림되는 외주를 가지는 공기조화기.

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