KR20120080534A - 조절 스트립을 통한 가변 풍량 기능을 갖는 쿨링 빔 - Google Patents

조절 스트립을 통한 가변 풍량 기능을 갖는 쿨링 빔 Download PDF

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Abstract

공조 시스템용 디바이스로서, 쿨링 빔이 압력 챔버(2)를 가지며, 실내로 나가는 공급 공기 L1 체적 흐름은 압력 챔버내의 표면(9)상에 장착된 조절 스트립(6)으로 조절되며, 혼합 챔버(4)내의 공급 공기 L1은 실내로부터의 재순환 공기 L2의 최상의 흐름 패턴을 제공하며, 이들 공기 흐름은 체적 흐름(L1)과 무관한 잘 정해진 공기 흐름 프로파일을 만든다.

Description

조절 스트립을 통한 가변 풍량 기능을 갖는 쿨링 빔{Cooling beam with VAV-function via a regulating strip}
본 발명은 냉각 또는 가열 공급 공기를 실내에 공급하는 VAV-기능을 갖는 쿨링 빔, 특히 공조 시스템에 관한 것이다. 완전한 공조 시스템내에서, 특별히 설계된 쿨링 빔을 종종 포함하고 있으며, 특정 쿨링 빔을 장착한 실내에서 예를 들어 온도, CO₂-레벨 또는 로드 레벨(load level)과 같은 추정치를 선택해서 실내 공기질을 정할 수 있는 기능을 가진다. 이런 제품에 대한 일반적인 넓은 범위의 용어는 쿨링 빔이지만, 또한 실내 공기를 동일 쿨링 빔으로 가열해서, 냉각 뿐만 아니라 가열의 조합된 쿨링 빔도 배제하지 않는다. 또한, 로드에 따라서 실내로의 공기 흐름을 변경할 필요가 있으며, 이 경우에 소위 VAV 솔루션(가변 풍량 방식; Variable air Volume)이 사용된다.
오늘날 공조 부분에 존재하는 구조물에서는, 종종 실내로의 공기 공급이 쿨링 빔을 통해서 공급되는 곳에서 해결책을 찾을 수 있다. 이런 쿨링 빔에서, 약간의 실내 공기량이 인덕션 효과(effect of induction)에 의해서, 냉각 또는 가열 코일을 통해서 배플(baffle)로 흡수될 때 동시에 공급 공기는 실내로 공급되고, 그럼으로써 통상적으로 실내에서 냉각 또는 가열된다.
쿨링 빔을 통해서 흐르는 순환 실내 공기와 공급 공기의 혼합 방법은 어떻게쿨링 빔이 설계되는가에 따라서 다르게 이루어진다. 여기에는 많은 알려진 해결책이 있다.
흔한 해결책으로 공급 공기 대 순환 실내 공기 사이의 공기량의 비를 제어해서, 실제 쿨링 빔이 장착되어진 실내에서 또는 몇몇 협력 쿨링 빔을 포함할 수 있는 실내에서 바람직한 공기질을 얻는다.
공지 해결책의 예는 WO 02/42691에 기술되어 있으며, 여기서 입구 공기 장치는 입구 공기 챔버(11)를 포함하며, 여기에 몇 개의 노즐(12a1, 12a2-12b1, 12b2--) 또는 배출 개구가 있으며, 인덕트 레티오 디바이스(15, induction ratio device)가 놓여져서, 조합된 공기 흐름(L1+L2) 또는 주로 흐름(L2)을 제어한다. 다른 공기 해결책은 SE 523 292로부터 알 수 있으며, 여기서는 디바이스(15)가 인덕터 레티오를 제어하며, 즉 새로운 공기 흐름(L1)과 협력해야 할 공기 흐름(L2)을 얼마나 크게 해야하는지 제어하고, 이 레티오는 피봇 조절 디스크(150)에 의해 제어된다.
예 FI 2006 00 35에 따른 구조물에는, 실내에서 빠져나오는 공기는 제어되지 않은 방식으로 변하는 문제점이 있다.
위의 구조물에서는, 공급 공기가 통하는 다른 설계의 홀이 있으며, 이들 홀을 지난 후의 공기 흐름은 재순환 실내 공기가 혼합 영역에 도달하기 위한 상태로 된다. 혼합영역에서는 재순환 공기와 새로운 공기 흐름은 안락해야 할 실내로부터 흐르기전에 함께 혼합된다. 이들 구조물에서, 압력 챔버로부터 약간의 형태의 혼합 챔버로의 흐름은 디스크 등의 이동에 의해서 여러 형태 또는 여러 목부를 조정하는 (throttle) 다수의 홀에 의해서 제어되며, 이들의 홀 또는 목부는 흐름 영역을 모든 상상가능한 디자인으로 할 수 있으며, 동시에 홀 다음의 공기 흐름을 바람직 하지 않은, 공급 공기와 재순환 공기의 량 사이의 다른 레티오와 안정성에 위험이 있는 정해지지 않은 방향으로 안내한다.
본 발명에서, 디바이스는 압력 챔버로부터 혼합 챔버를 통해서 실내로의 공급 공기의 흐름에 대해서 잘 정해진 상태를 가지며 따라서 이들 작업력은 실내 공기의 재순환을 야기한다. 공기 흐름의 별도의 조정이 없이, 공급 공기 시스템내의 압력 레벨이 낮게 유지되는 시스템을 얻으며, 따라서 개별 케이스, 개별 설치물에 존재하는 기능적 요구사항을 충족시키면서 낮은 에너지 소비를 의미하는 시스템을 제공한다.
이들의 잘 정해진 상태는 다음에 의해서 얻어진다;
-압력 챔버로부터 혼합 챔버로의 공급 공기를 위한 개구 수는 항상 동일,
-압력 챔버내의 개구의 위치는 냉각 또는 가열 코일과 혼합 챔버에 관련해서 항상 동일,
-노출 개구상의 전체 영역은 개구의 개별 치수가 변경함에 따라 특정 단계에서 변경,
-개별 개구는 항상 특정 형태, 양호하게는 둥근 형태를 함,
-밖으로의 공기 흐름의 방향은 압력 챔버와 항상 동일.
본 발명의 사상과 목적은 오늘날의 구조물의 단점을 제거하는 동시에 보다 진보된 기술을 가져오는 것이다. 본 발명의 추가의 특징과 장점은 첨부 도면을 참고로 설명한 아래의 실시예로부터 분명히 알 수 있으며, 본 실시예는 단지 본 발명의 양호한 예를 도시하고, 이에 제한되지 않는다.
도 1은 완전한 쿨링 빔의 전체도.
도 2는 쿨링 빔의 단면도.
도 3a 및 도 3b는 약간의 다른 작업 위치에 있는 조절 스트립의 사시도.
도 4는 변경 설계된 조절 스트립의 사시도.
도 1은 완전한 쿨링 빔이 어떻게 구조되어 있는지를 보여주는 한 예이다. 도시한 도면에서, 완전한 쿨링 빔(1)은 압력 챔버(2), 혼합 챔버(4), 냉각/가열 코일(5) 및 압력 챔버(2)의 양측에 있는 조절 스트립 및 측판(13)을 가진다. 추가로 공급 공기를 압력 챔버(2)로 연결하는 연결부(12)가 도 1에 도시되어 있다.
최종 배치/설치 위치에서, 완전한 쿨링 빔에는 쿨링 빔이 장착되어지는 룸(실내)에 하향으로 바닥면을 커버하는 약간의 형태의 래스터(raster)를 제공한다. 래스터의 디자인 또는 측판과 출구 영역(10, 11)의 디자인은 이미 알려진 구성이므로, 본 출원에서 고려하지 않겠다.
도 2는 도 1의 단면도이다. 도 2에서, 공급 공기의 흐름(L1)과 재순환 실내 공기 흐름(L2)의 통로는 개략적으로 도시되어 있다. L1은 압력 챔버(2)로부터 조절 스트립(6)내의 개구(7)를 통해 흐르며, 이들 개구(7)는 압력 챔버(2)내의 표면(9)에 만들어진 홀(3)과 협력한다. 조절 스트립은 압력 챔버의 표면(9)상에 장착되어 있다. 표면(9)은 양호하게 정해진 각도로 경사져 있어서, 압력 챔버로부터의 공기 흐름(L1)은 공기 흐름(L2)상에 최적의 이젝트 액션을 야기하는 방향으로 되어 있으며, 동시에 잘 형성된 흐름 프로파일들은 완전한 공기 흐름(L1 및 L2)내에서 얻어진다. 프로파일은 흐름(L1 및 L2)에서의 체적 흐름(volume flow)와는 무관하다. 흐름(L1)이 정해진 길로 안내되고 혼합 챔버(4)내의 흐름 패턴이 L1 및 L2의 완전한 체적 흐름에 무관하게 안정적이기 때문에, 냉각/가열 코일(5)을 통한 공기 흐름(L2)은 접촉된 공기로부터, 전체 분출된 냉각/가열하는(entire projected cooling/heating) 코일의 표면에 거쳐서 동일하게 크게 된다. 이것은 냉각/가열 코일(5)이 동일한 기하학적 디자인을 한 코일에 대해서 출력을 개선하지만, 공기 흐름의 속도 프로파일은 균일하지 않고 전체 냉각/가열 표면에서 동일하지 않다는 의미이다.
도 3a 및 도 3b는 조절 스트립(6)이 어떻게 디자인되고, 개구(7)가 어떻게 구성되고 방위설정되는지를 도시한다.
도 3a 및 도 3b에서, 조절 스트립(6)은 한 줄의 개구(7)를 가지는 것으로 디자인되어 있다.
통상의 조절 스트립(6)의 구조에서, 조절 스트립(6)은 압력 챔버(2)의 표면(9)상에 이동가능하게 장착되어 있다. 표면(9)에 다수의 홀(3)이 형성되어 있다. 홀의 수는 조절 스트립 및 이의 치수에 좌우된다. 완결체로서 각 쿨링 빔의 치수결정에 따라서, 조절 스트립은 공기의 필요한 범위에 맞게 설정된다. 구조물은 조절 스트립(6)이 다수의, 적합하게 6개의 개구(7)를 가지며, 이들 개구들은 그룹(8)로 방위설정되어 있다. 따라서 각 그룹은 6개의 개구를 가지는데, 이들 개구들이 양호하게 동일한 중심으로 연달아 놓여 있으며, 개구의 치수가 가장 작은 것으로부터 가장 큰 것으로, 상이하다. 도면에서는 개구(7)가 원형 홀로 표시되어 있으나, 물론 본 발명의 범주내에서 기하학적 형상, 중심선으로 개구의 배치, 각 그룹내의 개구의 수 및 개구의 상호 치수는 변경될 수 있다. 그룹(8)은 특정 주기로 압력 챔버(2)의 길이방향을 따라서 반복된다.
표면(9)내의 홀(3)은 조절 스트립(6)과 개구(7)에 적용된 기하학적 디자인에 따라서 놓여진다. 표면(9)내의 홀(3)은 가장 큰 개구(7)와 적어도 동일한 치수를 가지며 각 그룹(8) 마다 하나의, 표면(9)내의 홀(3)이 존재한다. 따라서 홀(3)은 개구(7)의 위치와 대응되기 위해서, 그룹(8)에서와 같은 주기로 압력 챔버(2)의 길이방향으로 반복된다. 따라서, 압력 챔버로부터 혼합 챔버로 공급 공기를 위한 동일한 수의 개구/홀이 항상 있으며, 이들의 배치가 냉각/가열 코일 및 혼합 챔버에 대해서 항상 동일하다. 압력 챔버로부터 혼합 챔버로 공급 공기의 흐름(L1)를 위한 홀/개구의 반복 주기 및 정해진 위치와 함께 표면(9)의 정해진 각도는 최적의 인덕션 효과를 얻을 수 있게 하며, 전체 냉각/가열 코일을 최상으로 이용하기 위해, 개구(7)의 현재 치수와 무관하게, 쿨링 빔의 전체 길이를 따라서 코일은 실내의 분출된 영역을 향해 있다. 조절 스트립(6)이 수동 또는 약간의 작동기를 통해서 이동되면, 이에 따라서 개구(7)도 이동되어서, 도 3a에 도시한 바와 같이 "중간 크기" 개구는 압력 챔버(2)로부터 혼합 챔버(4)로 흐르는 공급 공기 흐름(L1)용 통로를 막지 못한다. 도 3b에서, 매 그룹 마다 있는 가장 큰 개구(7)는 막혀지지 않은 공기 통로를 가진다. 이런 방식으로, 개구의 여러 종류를 압력 챔버(2)로부터 혼합 챔버(4)까지 얻을 수 있다.
도 4는 두 개의 열의 개구(7)를 가진 조절 스트립(6)을 도시한다. 자연적으로 열의 수는 본 발명의 범주내에서 선택될 수 있다. 흐름(L1)의 추가 조절은 완전한 쿨링 빔(1)의 한 측면상에, 표면(9)내의 홀(3)에 대해서 개별적으로 이동가능한, 조절 스트립(6)이 이동되어서, 예를 들어 가장 큰 개구(7)는 도 3b에 도시한 바와 같이 L1에 대한 공기 통로를 막지 않고, 압력 챔버의 반대측에 있는 조절 스트립만이 도 3a에 도시한 바와 같이 개방되어 있다. 예들 들어, 도 2의 출구 영역(10) 내의 공기 흐름(L1+L2)이 출구 영역(11)에서의 유량보다 더 크다는 것을 의미할 수 있다. 본 흐름 조절 기술은 완전한 쿨링 빔이 다른 것보다 벽에 보다 밀접하게 장착되거나 사용자가 실내의 공기 흐름을 다른 방향으로 안내하기를 원할 때 이용할 수 있다.
1: 완전한 쿨링 빔
2: 압력 챔버
3: 홀
4: 혼합 챔버
5: 냉각/가열 코일
6: 조절 스트립
7: 개구
8: 그룹
9: 표면
10, 11: 출구 영역
12: 연결부
13: 측판

Claims (7)

  1. 쿨링 빔이 공급 공기를 혼합 챔버(4)로부터 흘려보내는 홀(3)을 가진 공급 공기 L1에 대한 압력 챔버(2)를 포함하며, 또한 실내에서 나온 재순환 공기 L2를 냉각/가열 코일(5)을 통해서 혼합 챔버까지 흘려보내며, 상기 재순환 공기 L2가 상기 공급 공기 L1와 혼합되고, 상기 공급 공기 L1 함께 냉각 또는 가열된 공기 L2가 실내로 흐르는, 공조 시스템에서의 완전한 쿨링 빔(1)용 디바이스에 있어서,
    공급 공기 L1의 량은 그룹(8)내에 방위설정된 다수의 개구(7)를 가진 이동가능한 조절 스트립(6)에 의해 조절되며, 각 그룹(8)내의 개구(7)는 다른 치수들을 가지며, 상기 조절 스트립(6) 아래에 놓이는 압력 챔버(2)의 표면(9)내에, 상기 조절 스트립(6)의 각 그룹(8)마다 홀(3)이 있으며;
    선택된 개구(7)가 표면(9)의 홀(3)과 대응되도록 하는 위치로 상기 이동가능한 조절 스트립(6)이 이동되어, 항상 동일한 수의 개구(7)는 압력 챔버(2)로부터 혼합 챔버(4)까지 막거나/개방되며, 상기 개구(7)는 항상 동일한 장소에 있으며 각 개구의 축선 중앙선은 상기 냉각/가열 코일(5)에 대해서 그리고 상기 혼합 챔버(4)에 대해서 동일한 방향을 가지며;
    상기 조절 스트립(6)내의 개구(7)와 상기 표면(9)내의 홀(3)은 혼합 챔버(4)의 전체 길이를 따라서 배치되며, 표면(9)과 이에 따라 조절 스트립(6)이 상기 냉각/가열 코일(5)에 대해서 경사 레벨/방향을 가지므로 상기 공급 공기 L1와 상기 재순환 공기 L2의 잘 정해진 공기 흐름비(레티오)는 얻어지는 것을 특징으로 하는 디바이스.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 압력 챔버(2)의 표면(9)의 홀(3)은 상기 조절 스트립(6)내의 가장 큰 개구(7)와 적어도 동일한 치수를 가지는 것을 특징으로 하는 디바이스.
  3. 제 1항에 있어서, 공급 공기 흐름(L1)의 체적은 수동 또는 작동기에 의해서 상기 조절 스트립(6)을 이동함으로써 조절되며, 한 방법으로 상기 조절 스트립(6)의 각 그룹(8)내의 큰 또는 작은 개구(7)를 홀(3)과 대응시켜서 그 결과로 새로운 공급 공기 흐름(L1)을 얻으며, 여전히 동일 수의 개구(7)는 상기 압력 챔버(2)로부터 상기 혼합 챔버(4)까지 개방되어 있으며, 공급 공기는 L1 및 L2의 기술적 외형에 따라 흐르는 것을 특징으로 하는 디바이스.
  4. 제 1항에 있어서, 상기 개구(7)는 항상 특정 형상, 양호하게 둥근 형상을 하며, 따라서 체적 흐름(L1)은 특정 예상 외형을 가지며, 상기 외형은 현존의 퍼센테이지 개도와 상관없이 정량화를 위한 상태를 제공하는 것을 특징으로 하는 디바이스.
  5. 제 1항에 있어서, 상기 조절 스트립(6)의 개구(7)는 연속적으로 가장 작은 것부터 가장 큰 것으로 커지며, 그룹(8)의 수는 개별 설치의 치수 또는 공급 공기의 필요량에 따라서 변경되는 것을 특징으로 하는 디바이스.
  6. 제 1항에 있어서, 상기 혼합 챔버(4)에 대한 조절 스트립(6)의 배치위치 및 조절 스트립내의 개구(7)의 디자인은 공기 공급 L1에, 냉각 코일의 분출 표면 전체에 거쳐서 동일한 속도 프로파일을 내는 냉각 코일(5)을 통해서 공기 흐름(L2)까지 안내하는 흐름 패턴을, 혼합 챔버내에 제공하도록 되어 있고, 따라서 냉각 코일의 열-기술 특성은 최상으로 사용되는 것을 특징으로 하는 디바이스.
  7. 제 1항에 있어서, 상기 완전한 쿨링 빔(1)의 제1출구 영역(10)내의 체적 흐름(L1+L2)은 제2출구 영역(11)내의 체적 흐름(L1+L2)보다 크고, 이 때문에 상기 제1출구 영역(10)에 가장 밀접하게 놓인 혼합 챔버(4)의 일부분은 압력 챔버로부터 혼합 챔버로의 보다 큰 흐름 영역을 막지 않고 그리고 나서 제2출구 영역(11)에 가장 밀접한 조절 스트립을 막지 않는 제어 위치를 가지는 것을 특징으로 하는 디바이스.
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