KR20100128812A - 환기장치 및 환기장치의 제어방법 - Google Patents

환기장치 및 환기장치의 제어방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 환기장치 및 그 제어방법에 관한 것이다. 보다 상세하게, 본 발명은 냉난방 기능을 구비한 공기조화장치의 제상운전시 공기조화장치와 연동되어 냉난방 기능을 구비하는 환기장치의 제상운전시 실내로 공급되는 흡입공기의 냉각을 방지할 수 있는 환기장치 및 그 제어방법에 관한 것이다.
Figure P1020090047440
환기, 열교환기, 제상, 냉난방

Description

환기장치 및 환기장치의 제어방법{VENTILATING DEVICE AND CONTROLLING METHOD OF THE SAME}
본 발명은 냉난방 기능을 구비한 공기조화장치의 제상운전시 공기조화장치와 연동되어 냉난방 기능을 구비하는 환기장치의 제상운전시 실내로 공급되는 흡입공기의 냉각을 방지할 수 있는 환기장치 및 그 제어방법에 관한 것이다.
본 발명은 환기장치 및 그 제어방법에 관한 것이다. 보다 상세하게, 본 발명은 냉난방 기능을 구비한 공기조화장치의 제상운전시 공기조화장치와 연동되어 냉난방 기능을 구비하는 환기장치에서 실내로 공급되는 공기의 온도하강을 최소화할 수 있는 환기장치 및 그 제어방법에 관한 것이다.
일반적으로 환기장치는 실내의 오염된 공기를 배출하고, 실외의 신선하고 깨끗한 공기를 흡입하여 실내로 공급하는 장치를 말한다. 환기기능이 없는 공기조화장치는 실내 공기를 순환시키며 냉각 또는 가열하여 실내를 냉방 또는 난방한다. 공기조화장치에 필터 등이 구비되는 경우가 있으나, 실내의 오염도는 서서히 증가하게 되고, 필터 등에 의한 공기청정기능은 한계가 있으므로, 실내공기의 환기과정이 필요하게 된다.
따라서, 실내공기를 순환시키며 실내를 냉난방하는 공기조화장치가 설치된 경우에도 별도의 환기장치가 구비되는 경우가 있다.
이러한 환기장치는 흡입공기와 배출공기의 온도차를 줄이기 위한 열교환기를 구비할 수 있다. 그러나, 열교환기는 흡입되는 흡입공기와 배기되는 배기공기가 서로 섞이지 않도록 교차되면서 열교환이 수행되므로, 배출공기와 흡입공기의 온도차는 줄어들 수 있으나, 실내의 사용자에게 공급되기에는 부적절한 온도일 수 있다.
이러한 경우, 환기장치 내부에 냉난방코일을 구비하여 열교환된 흡입공기를 냉각 또는 가열하는 방법이 소개되었다. 이러한 방법은, 환기장치 내부에 압축기와 냉난방 코일을 모두 구비하여 냉매를 순환시키며 흡입공기를 냉각 또는 가열하는 방법이 고려될 수 있으나, 소음이 크고 환기장치의 크기가 커진다는 문제점이 있다.
전술한 바와 같이, 환기장치는 단독으로 사용될 수도 있으나, 실내를 냉난방하기 위한 공기조화장치와 연동되어 사용될 수 있으며, 최근의 공기조화장치는 복수 개의 실내기와 복수 개의 실외기를 구비하는 시스템 공기조화장치인 경우가 많으며, 각각의 실내기는 냉방운전 또는 난방운전을 선택적으로 수행될 수 있다.
특정 실내기가 난방운전을 하는 경우, 실외기에 구비된 실외 열교환기의 온도가 소정온도 이하로 하강하는 경우, 실외열교환기에 생성될 수 있는 서리 등을 제거하기 위하여 제상운전이 수행될 수 있다.
이러한 제상운전이 수행되는 경우, 실내기에 구비된 실내 열교환기는 증발기로 사용되며, 실내로 토출되는 공기를 냉각하게 된다.
공기조화장치와 연동되어 공기조화장치의 실외기로부터 냉매를 공급받는 환기장치의 경우, 제상운전시 환기장치의 냉난방코일은 증발기로 사용되고, 흡입공기를 난방하던 냉난방코일은 흡입공기를 냉각시키게 된다.
그러나, 실외에서 흡입된 차가운 흡입공기가 냉난방코일에 의하여 다시 냉각되면, 사용자가 느끼는 흡입공기의 차가움은 커지게 된다.
본 발명은 냉난방 기능을 구비한 공기조화장치의 제상운전시 공기조화장치와 연동되어 냉난방 기능을 구비하는 환기장치의 제상운전시 실내로 공급되는 흡입공기의 냉각을 방지할 수 있는 환기장치 및 그 제어방법을 제공하는 것을 해결하고자 하는 과제로 한다.
흡기팬, 배기팬 및 실내에서 배출되는 배출공기와 실외에서 흡입되는 흡입공기를 열교환하는 열교환기를 구비하는 환기유닛; 상기 환기유닛에서 공급된 흡입공기를 가열 또는 냉각하기 위하여, 실내를 냉방 또는 난방하기 위한 공기조화장치의 실외기에서 공급되는 냉매를 증발 또는 응축시키며, 흡입공기와 열교환이 수행되는 냉난방코일과 팽창밸브를 구비하는 냉난방 유닛; 및, 상기 공기조화장치가 제상운전되는 경우, 상기 흡기팬과 냉난방코일 사이에 구비되며 상기 냉난방코일로 공급되는 흡입공기가 상기 냉난방코일을 우회하는 바이패스 유로를 통해 실내로 공급되도록 상기 바이패스 유로를 개폐하는 제1 댐퍼부재와 상기 바이패스 유로로 흡입공기를 안내하는 제2 댐퍼부재를 포함하는 환기장치를 제공한다.
이 경우, 상기 제1 댐퍼부재가 상기 바이패스 유로를 개방하기 위하여 회전하는 각도가 상기 제2 댐퍼부재가 흡입공기를 상기 바이패스 유로로 안내하기 위하여 회전되는 각도보다 클 수 있다.
여기서, 상기 제1 댐퍼부재 및 상기 제2 댐퍼부재의 회전축은 수직하게 설치 될 수 있다.
또한, 상기 흡입공기는 상기 냉난방코일을 우회하는 바이패스 유로를 통해 실내로 공급되며, 상기 댐퍼부재는 수평한 회전축을 갖을 수 있다.
또한, 상기 팽창밸브는 상기 공기조화장치가 제상운전되는 경우, 냉매가 상기 냉난방코일에 공급되는 것을 차단하도록 제어될 수 있다.
그리고, 상기 냉난방 유닛에서 냉각 또는 가열된 흡입공기를 가습하는 가습유닛을 포함할 수 있다.
또한, 상기 과제를 해결하기 위하여, 본 발명은 흡기팬, 배기팬 및 실내에서 배출되는 배출공기와 실외에서 흡입되는 흡입공기를 열교환하는 열교환기를 구비하는 환기유닛; 상기 환기유닛에서 공급된 흡입공기를 가열 또는 냉각하기 위하여, 실내를 냉방 또는 난방하기 위한 공기조화장치의 실외기에서 공급되는 냉매를 증발 또는 응축시키며, 흡입공기와 열교환이 수행되는 냉난방코일과 팽창밸브를 구비하는 냉난방 유닛; 및, 상기 공기조화장치가 제상운전되는 경우, 상기 흡기팬과 냉난방코일 사이에 구비되며 상기 냉난방코일로 공급되는 흡입공기가 상기 냉난방코일을 우회하는 바이패스 유로를 통해 실내로 공급되도록 상기 바이패스 유로로 흡입공기를 안내하기 위하여, 상기 냉난방코일과 경사지게 장착되는 수평한 회전축에 의하여 선택적으로 회전되는 댐퍼부재를 포함하는 환기장치를 제공한다.
또한, 상기 과제를 해결하기 위하여, 본 발명은 실내를 냉난방하기 위하여 적어도 1개 이상의 실내기와 실외기를 구비하는 공기조화장치와 상기 공기조화장치의 실외기에서 냉매를 공급받아 흡입공기를 냉각 또는 가열하는 냉난방코일을 구비 하는 환기장치의 제어방법에 있어서, 상기 공기조화장치의 실내기가 냉방운전인지 난방운전인지를 판단하는 운전판단단계, 상기 공기조화장치의 실내기 중 적어도 1개의 실내기가 난방운전되는 경우, 난방운전 중인 실내기에 냉매를 공급하는 실외기의 실외열교환기의 온도를 측정하는 온도측정단계, 상기 온도측정단계에서 측정된 온도가 미리 결정된 온도 이하인 경우, 제상운전을 수행하는 제상운전단계 및, 상기 제상운전단계가 수행되는 경우, 상기 환기장치에서 실내로 공급되는 흡입공기가 상기 냉난방코일에 의해 냉각되는 것을 방지하는 환기장치 제어단계를 포함하는 환기장치의 제어방법을 제공할 수 있다.
그리고, 상기 환기장치 제어단계는 상기 환기장치의 냉난방코일에 공급되는 냉매를 차단하는 방법으로 수행될 수 있다.
여기서, 상기 냉난방코일에 공급되는 냉매를 차단하는 방법은 상기 환기장치에 구비되는 팽창밸브를 차단하는 방법으로 수행될 수 있다.
이 경우, 상기 환기장치 제어단계는 상기 공기조화장치가 제상운전되는 경우 흡입공기가 상기 냉난방코일을 우회하도록 회전되는 댐퍼부재의 제어에 의해 수행될 수 있다.
여기서, 상기 공기조화장치의 실외기의 실외 열교환기에 연결된 냉매배관에 히터가 구비되며, 상기 공기조화장치 및 환기장치가 난방운전되는 경우, 상기 히터가 작동되어 상기 실외 열교환기로 공급되는 냉매를 가열할 수 있다.
이 경우, 상기 실외 열교환기로 공급되는 냉매의 가열은 인덕션 히터에 의할 수 있다.
본 발명에 따른 환기장치 및 그 제어방법에 의하면, 횐기장치와 연동된 공기조화장치가 제상운전되어도, 실내로 공급되는 공기의 온도와 실내온도의 편차를 최소화할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 환기장치 및 그 제어방법에 의하면, 환기장치와 연동된 공기조화장치가 제상운전되는 경우에도, 실내로 공급되는 공기의 온도와 실내온도의 편차를 최소화할 수 있는 방법을 다양화할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 환기장치 및 그 제어방법에 의하면, 환기장치와 연동된 공기조화장치의 제상운전을 지연시킬 수 있다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 상세히 설명하기로 한다. 그러나, 본 발명은 여기서 설명된 실시예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 오히려, 여기서 소개되는 실시예들은 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록, 그리고 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되어지는 것이다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.
도 1은 본 발명에 따른 환기장치의 사시도이다.
상기 환기장치는 실내공기와 실외공기를 환기하는 환기유닛을 구비한다. 또한, 상기 환기장치는 추가적으로 환기유닛에서 흡입된 흡입공기를 가열 또는 냉각하기 위한 냉난방유닛과 상기 환기유닛에서 흡입된 흡입공기를 가습하는 가습유닛 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 상기 냉난방유닛과 상기 가습유닛은 상기 환기유닛과 함께 실내로 공급되는 흡입공기의 쾌적도를 향상시켜, 사용자의 만족감을 증대시킬 수 있다.
도 1에 도시된 환기장치를 이하 자세히 설명하기로 한다. 상기 환기장치는 상기 환기유닛과 함께 전술한 냉난방유닛 및 가습유닛을 모두 포함하는 경우로 가정하여 설명하기로 한다.
상기 환기장치의 환기기능을 담당하는 환기유닛은 적어도 1개의 송풍팬을 구비할 수 있다. 도 1에 도시된 실시예에서, 상기 환기장치의 환기유닛(100)은 흡기팬(130)과 배기팬(120)을 구비할 수 있다. 상기 흡기팬(130)과 배기팬(120)은 실외공기를 흡입하고 실내공기를 배출하게 된다. 상기 흡기팬(130)과 배기팬(120)은 각각 상기 환기유닛(110)의 양단에 위치할 수 있다. 상기 흡기팬(130)은 상기 환기유닛(110)의 실내방향 일단에 구비되며, 상기 배기팬(120)은 상기 환기유닛(110)의 실외방향 일단에 구비될 수 있다.
상기 흡기팬(130)과 배기팬(120) 사이에 흡입되는 공기와 배기되는 공기를 상호 열교환하는 열교환기(110)를 구비할 수 있다. 상기 열교환기는 흡입되는 공기와 배기되는 공기를 열교환시켜, 실내 공기의 급격한 온도변화를 막을 수 있으며, 실내공간의 공조부하를 낮출 수 있다.
예를 들어, 실내의 냉방과정에서 환기과정이 수행되면, 실내의 냉각된 공기가 배출되고, 뜨거운 실외공기가 흡입되어, 공기조화장치 등의 냉방부하(공조부하)가 증가하게 된다.
따라서, 상기 열교환기(110)에서 흡입되는 흡입공기와 배출되는 배출공기가 서로 열교환하여, 냉방부하 또는 난방부하를 줄이고, 사용자가 느끼는 온도편차를 최소화할 수 있다. 상기 열교환기(110)의 구체적인 구조는 뒤에서 자세히 설명하기로 한다.
상기 흡기팬(130)과 배기팬(120)은 크로스 플로우팬으로 구성될 수 있으며, 상기 열교환기(110)는 상기 흡기팬(130)과 배기팬(120) 사이에 배치될 수 있다.
상기 흡기팬(130)은 상기 열교환기(110)를 통과한 실외공기(흡입공기)를 후술하는 냉난방유닛(200) 측으로 송풍하고, 상기 배기팬(120)은 상기 열교환기(110)를 통과한 실내공기(배출공기)를 실외로 토출하는 역할을 수행한다,
상기 흡기팬(130)에서 흡입된 흡입공기는 냉난방유닛(200) 측으로 송풍될 수 있다. 상기 냉난방유닛(200)은 냉매가 증발 또는 응축되어 투과되는 흡입공기를 냉각 또는 가열하는 냉난방코일(210)과 냉매를 선택적으로 차단 또는 팽창시킬 수 있는 팽창밸브(미도시)를 포함한다.
상기 냉난방코일에 공급되는 냉매는 환기장치와 별도로 구비된 공기조화장치의 실외기에서 공급될 수 있다.
물론, 상기 환기장치 내부에 압축기와 열교환기를 구비하는 것도 가능하지만, 환기장치의 부피를 줄이고 소음 발생을 최소화하고, 냉난방 효율의 증가를 위하여 실외에 설치된 공기조화장치의 실외기로부터 냉매를 공급받을 수 있다. 상기 냉난방유닛(200)을 구성하는 냉난방코일(210)에 대한 설명은 뒤에서 자세히 설명하기로 한다.
그리고, 본 발명에 따른 환기장치는 열교환기(110)를 통과한 흡입공기가 상기 흡기팬(130)에 의하여 상기 냉난방코일(210)에 송풍되는 것을 선택적으로 차단하고 공기 유로를 변경할 수 있도록 적어도 1개 이상의 댐퍼부재를 구비한다.
도 1에 도시된 본 발명에 따른 환기장치는 상기 흡기팬(130)과 상기 냉난방코일(210) 사이에 회전가능하게 장착되는 제1댐퍼부재(710)와 제2댐퍼부재(720)을 구비한다.
상기 제1댐퍼부재(710)와 제2댐퍼부재(720)는 환기장치와 연동되어 운전하며, 상기 냉난방코일(210)으로 냉매를 공급하는 공기조화장치의 제상운전시 흡입공기가 상기 냉난방코일을 우회하도록 유로를 변경하는 역할을 한다. 그 구체적인 방법은 후술하기로 한다.
상기 환기장치는 상기 냉난방유닛(200) 후방에 가습유닛(300)을 더 포함할 수 있다. 상기 가습유닛(300)은 물을 흡수하여 흘러내리며, 공기를 투과시켜 투과되는 공기를 가습하는 가습부재를 포함할 수 있다. 이에 대한 구체적인 설명은 후술하기로 한다.
도 2는 도 1에 도시된 환기장치의 정상적인 작동상태에서의 흡입공기(OA)와 배출공기(EA)의 환기장치 내부에서의 흐름을 도시한 사시도이다. 상기 환기장치는 실내에 실내공기를 흡입하는 흡입구(미도시)와 실내공기가 도출되는 토출구(미도시)를 통해 실내공기를 흡입하거나 배출하게 된다.
실내공기를 흡입하여 상기 환기장치를 거쳐 배기하는 과정은 상기 환기장치에 각각 연결된 제1 및 제2 배기덕트(430,440)에 의하며, 실외공기를 흡입하여 상 기 환기장치를 거쳐 흡기하는 과정은 상기 환기장치에 각각 연결된 제1 및 제2 흡기덕트(410,420)에 의한다.
상기 제1흡기덕트(410)을 통해 흡입된 흡입공기(OA)는 상기 흡입유닛(100)의 열교환기(110)에서 열교환된 뒤, 상기 냉난방유닛(200)을 구성하는 냉난방코일(210)에서 냉각 또는 가열되고, 상기 가습유닛(300)에서 가습되어 실내로 공급(SA)된다.
반면, 실내에서 흡입되는 실내공기(RA)는 상기 가습유닛(300) 또는 상기 냉난방유닛(200)을 통과하지 않고 우회하여 상기 환기유닛(100)의 열교환기(110)에서 열교환된 뒤 실외로 배출(EA)된다.
도 2에 도시된 실시예에서, 상기 제1댐퍼부재(710)와 제2댐퍼부재(720)는 각각 정상모드를 위한 위치를 유지하고 있다.
즉, 상기 제1댐퍼부재(710)는 상기 흡기팬(130)에서 흡입되어 송풍되는 바람의 방향과 수직한 상태(경사진 상태로 유지되는 것도 가능)를 유지하도록 바이패스 유로(b)를 차단하는 상태이며, 상기 제2댐퍼부재(720)는 정상 유로(n)을 차단하지 않도록 상기 정상 유로(n)과 평행한 상태를 유지한다.
상기 제1댐퍼부재(710)와 제2댐퍼부재(720)는 각각 회동가능하게 상기 환기장치 내부에 장착되며, 환기장치 또는 공기조화장치의 운전모드에 따라 선택적으로 회전하여 흡입공기의 유로를 변경하게 된다. 그러므로, 상기 흡기팬(130)과 상기 냉난방코일(210) 사이에는 상기 제1댐퍼부재(710)와 제2댐퍼부재(720)가 선택적으로 회전될 수 있는 여유공간(S)를 구비하는 것이 바람직하다. 그 자세한 방법은 뒤 에서 다시 후술하기로 한다. 이하, 환기장치의 환기유닛(100)과 냉난방유닛(210)을 구성하는 열교환기(110)와 냉난방코일(210)의 구조에 대하여 도 3을 참조하여 설명하기로 한다.
도 3은 상기 환기장치의 환기유닛(100)의 열교환기(110)과 냉난방유닛(200)의 냉난방코일(210)을 도시한다. 도 3(a)는 환기유닛(100)의 열교환기(110)를 도시하며, 도 3(b)는 냉난방유닛(200)의 냉난방코일(210)을 도시한다.
도 3(a)에 나타내는 바와 같이, 상기 열교환기(110)는, 평판형의 평면판재(113)와, 물결형상의 절곡판재(114)가 교대로 적층되어 구성될 수 있다. 상기 평면판재(113)를 사이에 두고 배치된 상기 절곡판재(114)는 그 절곡방향이 직각으로 교차하도록 배치될 수 있다. 그리고 열교환기(110)는 전체적으로 사각 기둥 형상으로 형성될 수 있다.
상기 열교환기(110)는 평면판재(113) 및 절곡판재(114)의 적층에 의하여 제1유로(115)와 제2유로(116)가 형성된다. 상기 제1유로(115)와 제2유로(116)는 서로 직교하는 유로이다.
상기 열교환기(110)를 구성하는 평면판재(113)의 표면 또는 절곡판재(114)의 표면에는 수증기를 흡착하기 위한 흡착재가 도포될 수 있다.. 이러한 종류의 흡착재로는, 예를 들어 실리카겔, 제올라이트, 이온교환수지 등일 수 있다.
또한, 상기 열교환기(110)를 구성하는 평면판재(113)의 표면 또는 절곡판재(114)는 그 표면에 흡착재가 도포되고 박막 필름 재질 등으로 구성되어, 상기 제1유로(115)와 제2유로(116)를 각각 통과하는 공기는 열교환과 함께 수분교환도 가 능하게 된다.
즉, 실내에서 공급된 배출공기(RA)가 상기 제1유로(115)로 유동하고, 실외에서 흡입된 흡입공기(OA)가 제2유로(116)로 유동하는 경우, 상기 제1유로(115)에서 흡착제에 의하여 수분이 흡착되어 제2유로(116)의 흡입공기(OA)로 수분을 공급하여, 흡입공기(OA)의 습도를 상승시킬 수 있다. 상기 가습유닛(300)이 환기장치에 구비되는 경우, 가습유닛(300)에 의한 가습과정이 수행될 수 있으나, 가습유닛이 구비되지 않는 경우에도 흡입공기(OA)와 배출공기(RA)의 습도차를 일차적으로 줄일 수 있다.
도 3(b)는 상기 냉난방유닛(200)를 구성하는 냉난방코일(210)의 사시도이다. 상기 냉난방코일(210)은 크로스핀 식의 Fin-Tube형 열교환기로 구성될 수 있다. 상기 냉난방코일(210)은 장방형 판 형상으로 형성된 알루미늄 등과 같은 금속 재질의 다수 핀(213)과, 이 핀(213)을 관통하는 냉매관(215)을 포함하여 구성될 수 있다. 또한, 도 3에 도시되지 않았으나, 상기 냉난방코일(210)에 냉매를 선택적으로 공급하는 팽창밸브(미도시)가 구비될 수 있다. 상기 팽창밸브는 전자팽창밸브(Electric expansion valve, EEV) 등일 수 있다. 상기 팽창밸브는 냉매를 선택적으로 차단 또는 공급하거나, 냉난방코일(210) 내부로 유입되는 냉매를 팽창시키는 역할을 수행할 수 있다.
따라서, 실내를 냉방하는 경우, 상기 냉난방코일(210)은 증발기로 작동되며, 실내를 난방하는 경우 상기 냉난방코일(210)은 응축기로 작동될 수 있다. 상기 팽창밸브는 상기 냉난방코일이 흡입공기를 가열 또는 냉각 여부에 따라 각각 제어될 수 있다.
상기 환기장치 단독으로 충분한 냉난방 기능을 제공하기 어려울 수 있으므로, 별도의 공기조화장치와 연동되어 운전될 수 있으며, 환기장치 내부에 압축기 등이 구비되지 않는 경우 공기조화장치의 실외기에서 냉매를 공급받을 수 있다.
도 4는 도 2에 도시된 환기장치의 다른 작동상태를 도시한다. 상기 환기장치가 별도의 공기조화장치와 연동되며 그 실외기로부터 냉매를 공급받거나, 환기장치가 독자적인 실외기를 구비하는 경우, 상기 냉난방코일(210)이 흡입공기를 가열하기 위하여 난방운전이 수행된 경우, 실외열교환기의 온도가 미리 결정된 온도 이하로 하강하는 경우, 제상운전될 수 있다.
따라서, 제상운전이 수행되는 동안 상기 냉난방코일(210)은 증발기로 사용될 수 있으므로, 외부의 차가운 흡입공기가 흡입되어 더 냉각되어 실내로 공급된다는 문제점이 발생될 수 있다.
따라서, 공기조화장치 등이 제상운전되는 경우, 상기 제1댐퍼부재(710)는 상기 바이패스 유로(b)가 개방되도록 회전되며, 상기 제2댐퍼부재(720)는 상기 흡기팬(130)에서 토출된 공기가 상기 바이패스 유로(b)로 진입할 수 있도록 회전한다.
상기 제1 댐퍼부재(710)가 상기 바이패스 유로(b)를 개방하기 위하여 회전하는 각도(대략 90도)가 상기 제2 댐퍼부재(720)가 흡입공기를 상기 바이패스 유로(b)로 안내하기 위하여 회전되는 각도보다 클 수 있다.
따라서, 제1 댐퍼부재(710)가 상기 바이패스 유로(b)를 개방하기 위하여 회전하는 각도가 대략 90도인 경우, 상기 제2댐퍼부재(720)가 상기 정상유로(n) 방향 에 대하여 비스듬하게 기울어지도록 회전될 수 있다.
그리고, 각각 제1 댐퍼부재(710) 및 상기 제2 댐퍼부재(720)의 회전축(712,722)은 수직방향으로 설치될 수 있다.
상기 흡기팬(130)에서 토출된 공기는 경사진 상기 제2댐퍼부재(130)에 의해 안내되어 상기 바이패스 유로로 진입한다.
상기 바이패스 유로(b)로 진입된 공기는 상기 냉난방유닛(200) 및 가습유닛(300)을 우회하여, 실내에 공급(SA)될 수 있다.
도 5는 본 발명에 따른 환기장치의 다른 실시예를 도시한다. 도 2 내지 도 4를 참조한 설명과 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
도 5에 도시된 실시예에서, 상기 흡기팬(130)에서 토출된 공기를 상기 바이패스 유로(b)로 우회시키는 제3댐퍼부재(730)의 힌지축이 수평방향으로 설치되었다는 점에서 도 2 및 도 4에 도시된 실시예와 구별된다.
또한, 도 5에 도시된 환기장치는 도 2 및 도 4에 도시된 실시예와 달리 하나의 댐퍼부재가 구비된다는 점에서도 구별된다. 즉, 환기장치가 난방기능이 켜진 상태로 정상적으로 작동하는 경우, 상기 제3댐퍼부재(730)는 수평상태를 유지하도록 제어된다.
따라서, 각각 제3 댐퍼부재(730)의 회전축(732)은 수평방향으로 상기 냉난방코일과 경사지게 설치될 수 있다.
도 6은 도 5에 도시된 환기장치의 다른 작동상태를 도시한다. 도 4에 도시된 환기장치의 작동상태와 마찬가지로 환기장치와 연동운전하는 공기조화장치 등이 제 상운전되는 경우, 상기 제3댐퍼부재(130)는 상기 흡기팬(130)에서 토출되는 공기가 정상 유로(n)가 아닌 바이패스 유로(b)로 안내되도록 수직방향으로 회전된다.
상기 제3댐퍼부재(730)가 수직으로 회전된 상태는 도 4의 제2댐퍼부재(720)의 회전상태와 비슷하다. 다만 그 회전축의 설치방향과 댐퍼부재의 개수가 차이가 있다. 도 5에 도시된 실시예도, 상기 바이패스 유로(b)를 직접 차폐하는 댐퍼부재를 더 구비할 수 있다.
도 7은 본 발명에 따른 환기장치와 연동된 공기조화장치의 운전모드의 개념도를 도시한다. 상기 환기장치와 연동된 공기조화장치는 실내기(A,B,C)와 실외기(ou)로 구성되며, 상기 실외기(ou)는 상기 환기장치의 냉난방코일(210)에 냉매를 공급할 수 있다.
도 7(a)는 공기조화장치와 환기장치가 실내공기 또는 흡입공기를 냉각하는 냉방모드를 도시한다. 따라서, 상기 환기장치의 냉난방유닛을 구성하는 팽창밸브(250)는 팽창밸브로 작동한다. 상기 환기장치에서 흡입된 흡입공기는 상기 냉난방코일(210)과 상기 가습부재(310)을 정상 유로로 통과하며 냉각된다. 환기장치가 흡입공기를 냉각하는 경우 상기 가습유닛은 작동되지 않을 수 있다.
도 7(b)는 공기조화장치와 환기장치가 실내공기 또는 흡입공기를 난방하는 난방모드를 도시한다. 도 상기 냉난방코일(210)은 응축기로 사용되어 투과되는 공기를 가열하며, 상기 가습부재(310)는 투과되는 공기를 가습할 수 있다. 상기 냉난방코일(210)에서 가열된 공기는 가습되어 사용자에게 쾌적함을 제공할 수 있다. 이 경우, 상기 팽창밸브(250)는 개방되어 냉매를 유동시킬 수 있다.
도 7(c)는 공기조화장치와 환기장치가 실외 열교환기를 가열하는 제상모드를 도시한다. 상기 실외기(ou)의 실외열교환기의 온도가 미리 결정된 온도 이하로 하강하는 경우, 난방운전의 효율을 위하여 제상운전이 필요하다.
이 경우, 상기 냉난방 코일(210)에 공급되는 냉매를 차단하여 흡입공기가 추가적으로 냉각되는 것을 방지할 수 있다. 즉, 상기 냉난방 코일(210)을 증발기로서 작동시키면서 흡입공기의 유로를 우회시키는 것이 아니라, 냉난방 코일로 냉매가 공급되는 것을 차단하여 동일한 효과를 얻을 수 있다.
도 8은 도 2 및 도 5에 도시된 환기장치와 연동된 공기조화장치의 운전모드의 개념도를 도시한다. 도7을 참조한 설명과 중복된 설명은 생략하기로 한다. 도 2 및 도 5에 도시된 환기장치는 제상운전시 흡입공기를 바이패스 유로(b)로 안내하는 댐퍼부재를 사용한다.
따라서, 도 8(c)에 도시된 바와 같이, 상기 냉난방코일(210)에 냉매가 공급되는 경우에 흡입공기를 냉난방코일(210)을 우회하여 실내로 공급될 수 있다.
도 9는 본 발명에 따른 환기장치의 제어방법을 도시한다. 본 발명에 따른 환기장치의 제어방법은 상기 공기조화장치의 실내기가 냉방운전인지 난방운전인지를 판단하는 운전판단단계(S100)를 포함한다.
만일, 운전판단단계(S100)에서 공기조화장치 또는 환기장치가 난방운전을 한다고 판단되면, 난방운전 중인 실내기에 냉매를 공급하는 실외기의 실외열교환기의 온도를 측정하는 온도측정단계(S200)가 수행된다. 상기 온도측정단계(S200)에서 측정된 온도가 미리 결정된 온도보다 낮다고 판단되면, 제상운전단계(S300)가 수행된 다. 상기 제상운전단계(S300)가 수행되기 시작하면, 댐퍼부재 또는 팽창밸브 제어단계(S400)가 수행된다.
환기장치에 댐퍼부재가 장착된 경우라면, 댐퍼부재를 회전 또는 변위시켜 흡입공기가 냉각되는 것을 방지할 수 있으며, 댐퍼부재가 없는 경우, 냉매가 냉난방 코일에 공급되는 것을 방지하기 위하여, 상기 팽창밸브를 차단하는 방법을 사용될 수 있음은 전술한 바와 같다. 이와 같은 댐퍼부재 또는 팽창밸브 제어단계(S400)는 일정시간 동안 지속(S500))되는 것이 바람직하며, 다시 실외열교환기의 온도를 판단하는 온도측정단계(S200)로 복귀될 수 있다.
이와 같이, 환기장치 내부에 구비되는 댐퍼부재를 사용하여 흡입공기를 우회시키는 방법 또는 환기장치의 냉난방유닛에 공급되는 냉매를 차단하는 방법에 의하여, 제상운전시 실내로 흡입되는 공기의 냉각을 방지할 수 있는 방법에 대하여 설명하였다.
그러나, 제상운전을 방지 또는 최대한 지연하기 위한 방법으로서 냉매관을 가열하여 냉매가 지나치게 냉각되는 것을 방지할 수 있다. 즉, 인덕션 히터 등을 냉매관에 설치하여 공기조화장치의 실외열교환기의 온도가 지나치게 하강하는 것을 방지할 수도 있다.
즉, 난방운전시 실외열교환기(증발기)로 공급되는 냉매를 가열하기 위하여 냉매관에 인덕션 히터를 설치하여 제상운전의 진입을 최대한 지연 또는 방지할 수 있다.
환기장치에서 제상운전이 수행되는 경우 냉난방 유닛의 팽창밸브를 차단하거 나 댐퍼부재로 흡입공기를 우회시키더라도 실외의 차가운 공기가 가열과정없이 실내로 유입될 것이므로, 동절기 실내에 거주하는 사람들은 추위를 느낄 수 있으므로, 냉매를 차단 또는 흡입공기를 우회시키는 방법만으로는 사용자가 불편함을 느낄 수 있으므로, 실외 열교환기 부근에 히터를 구비하여 제상운전 자체에 진입되는 것을 억제 또는 지연할 수 있다.
상기 히터(미도시)는 인덕션 히터일 수 있다. 인덕션 히터는 자기장에 의해 발생하는 유도전류를 열원으로 이용한 가열기이다. 가열기 위에 금속을 놓아두면 전자기유도 현상에 의해 금속에 소용돌이 전류가 발생하고 줄열에 의해 금속이 가열된다. 순간적으로 강한 열을 낼 수 있으나 가열하기 위해서는 반드시 금속 용기를 사용해야 한다는 특징을 갖는다.
이와 같이, 실외 열교환기에 연결된 냉매관에 인덕션 히터 등을 구비하는 방법은 환기장치에 댐퍼부재를 구비하여 흡입공기를 우회시키는 방법이나 환기장치의 냉난방유닛의 팽창밸브를 차단하는 방법과 병행될 수 있다.
이 경우, 공기조화장치와 환기장치가 난방운전이 수행되는 경우, 상기 인덕션 히터 등은 실외 열교환기(증발기)에 공급되는 냉매를 가열하여 실외 열교환기의 온도를 높여 제상운전을 지연 또는 방지할 수 있으며, 만일 제상운전이 수행되더라도 흡입공기를 우회시키거나 냉매를 차단하여, 환기장치에 흡입되어 실내로 공급되는 흡입공기의 추가적인 냉각을 방지할 수 있다.
본 명세서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술분야의 당업자는 이하에서 서술하는 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경 실시할 수 있을 것이다. 그러므로 변형된 실시가 기본적으로 본 발명의 특허청구범위의 구성요소를 포함한다면 모두 본 발명의 기술적 범주에 포함된다고 보아야 한다.
도 1은 본 발명에 따른 환기장치의 사시도이다.
도 2는 도 1에 도시된 환기장치의 정상적인 작동상태에서의 흡입공기(OA)와 배출공기(EA)의 환기장치 내부에서의 흐름을 도시한 사시도이다.
도 3은 상기 환기장치의 환기유닛의 열교환기과 냉난방유닛의 냉난방코일을 도시한다.
도 4는 도 2에 도시된 환기장치의 다른 작동상태를 도시한다.
도 5는 본 발명에 따른 환기장치의 다른 실시예를 도시한다.
도 6은 도 5에 도시된 환기장치의 다른 작동상태를 도시한다.
도 7은 본 발명에 따른 환기장치와 연동된 공기조화장치의 운전모드의 개념도를 도시한다.
도 8은 도 2 및 도 5에 도시된 환기장치와 연동된 공기조화장치의 운전모드의 개념도를 도시한다.
도 9는 본 발명에 따른 환기장치의 제어방법을 도시한다.
** 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 **
100 : 환기유닛 110 : 열교환기
200 : 냉난방 유닛 210 : 냉난방코일
250 : 팽창밸브 300 : 가습유닛
310 : 가습부재

Claims (13)

  1. 흡기팬, 배기팬 및 실내에서 배출되는 배출공기와 실외에서 흡입되는 흡입공기를 열교환하는 열교환기를 구비하는 환기유닛;
    상기 환기유닛에서 공급된 흡입공기를 가열 또는 냉각하기 위하여, 실내를 냉방 또는 난방하기 위한 공기조화장치의 실외기에서 공급되는 냉매를 증발 또는 응축시키며, 흡입공기와 열교환이 수행되는 냉난방코일과 팽창밸브를 구비하는 냉난방 유닛; 및,
    상기 공기조화장치가 제상운전되는 경우, 상기 흡기팬과 냉난방코일 사이에 구비되며 상기 냉난방코일로 공급되는 흡입공기가 상기 냉난방코일을 우회하는 바이패스 유로를 통해 실내로 공급되도록 상기 바이패스 유로를 개폐하는 제1 댐퍼부재와 상기 바이패스 유로로 흡입공기를 안내하는 제2 댐퍼부재를 포함하는 환기장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 댐퍼부재가 상기 바이패스 유로를 개방하기 위하여 회전하는 각도가 상기 제2 댐퍼부재가 흡입공기를 상기 바이패스 유로로 안내하기 위하여 회전되는 각도보다 큰 것을 특징으로 하는 환기장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제1 댐퍼부재 및 상기 제2 댐퍼부재의 회전축은 수직하게 설치되는 것을 특징으로 하는 환기장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 흡입공기는 상기 냉난방코일을 우회하는 바이패스 유로를 통해 실내로 공급되며, 상기 댐퍼부재는 수평한 회전축을 갖는 것을 특징으로 하는 환기장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 팽창밸브는 상기 공기조화장치가 제상운전되는 경우, 냉매가 상기 냉난방코일에 공급되는 것을 차단하도록 제어되는 것을 특징으로 하는 환기장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 냉난방 유닛에서 냉각 또는 가열된 흡입공기를 선택적으로 가습하는 가습유닛을 포함하는 것을 특징으로 하는 환기장치.
  7. 흡기팬, 배기팬 및 실내에서 배출되는 배출공기와 실외에서 흡입되는 흡입공기를 열교환하는 열교환기를 구비하는 환기유닛;
    상기 환기유닛에서 공급된 흡입공기를 가열 또는 냉각하기 위하여, 실내를 냉방 또는 난방하기 위한 공기조화장치의 실외기에서 공급되는 냉매를 증발 또는 응축시키며, 흡입공기와 열교환이 수행되는 냉난방코일과 팽창밸브를 구비하는 냉 난방 유닛; 및,
    상기 공기조화장치가 제상운전되는 경우, 상기 흡기팬과 냉난방코일 사이에 구비되며 상기 냉난방코일로 공급되는 흡입공기가 상기 냉난방코일을 우회하는 바이패스 유로를 통해 실내로 공급되도록 상기 바이패스 유로로 흡입공기를 안내하기 위하여, 상기 냉난방코일과 경사지게 장착되는 수평한 회전축에 의하여 선택적으로 회전되는 댐퍼부재를 포함하는 환기장치.
  8. 실내를 냉난방하기 위하여 적어도 1개 이상의 실내기와 실외기를 구비하는 공기조화장치와 상기 공기조화장치의 실외기에서 냉매를 공급받아 흡입공기를 냉각 또는 가열하는 냉난방코일을 구비하는 환기장치의 제어방법에 있어서,
    상기 공기조화장치의 실내기가 냉방운전인지 난방운전인지를 판단하는 운전판단단계;
    상기 공기조화장치의 실내기 중 적어도 1개의 실내기가 난방운전되는 경우, 난방운전 중인 실내기에 냉매를 공급하는 실외기의 실외열교환기의 온도를 측정하는 온도측정단계;
    상기 온도측정단계에서 측정된 온도가 미리 결정된 온도 이하인 경우, 제상운전을 수행하는 제상운전단계; 및,
    상기 제상운전단계가 수행되는 경우, 상기 환기장치에서 실내로 공급되는 흡입공기가 상기 냉난방코일에 의해 냉각되는 것을 방지하는 환기장치 제어단계를 포함하는 환기장치의 제어방법.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 환기장치 제어단계는 상기 환기장치의 냉난방코일에 공급되는 냉매를 차단하는 방법으로 수행되는 것을 특징으로 하는 환기장치의 제어방법.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 환기장치 제어단계에서 상기 냉난방코일에 공급되는 냉매를 차단하는 방법은 상기 환기장치에 구비되는 팽창밸브를 차단하는 방법으로 수행되는 것을 특징으로 하는 환기장치의 제어방법.
  11. 제8항에 있어서,
    상기 환기장치 제어단계는 상기 공기조화장치가 제상운전되는 경우 흡입공기가 상기 냉난방코일을 우회하도록 회전되는 댐퍼부재의 제어에 의해 수행되는 것을 특징으로 하는 환기장치의 제어방법.
  12. 제8항에 있어서,
    상기 공기조화장치의 실외 열교환기에 연결된 냉매배관에 히터가 구비되며, 상기 공기조화장치 및 환기장치가 난방운전되는 경우, 상기 히터가 작동되어 상기 실외 열교환기로 공급되는 냉매를 가열하는 것을 특징으로 하는 환기장치의 제어방법.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 실외 열교환기로 공급되는 냉매의 가열은 인덕션 히터에 의한 것을 특징으로 하는 환기장치의 제어방법.
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