KR20130083553A - 환기기능을 갖는 공기조화기 및 이를 이용한 공기조화방법 - Google Patents

환기기능을 갖는 공기조화기 및 이를 이용한 공기조화방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 실내의 공기를 쾌적하게 만들고 온도를 적정 수준으로 유지하기 위한 공기조화기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 실외의 신선한 공기를 실내로 유입하여 실내를 환기시키도록 한 환기기능을 갖는 공기조화기에 관한 것이다. 본 발명에 따른 환기기능을 갖는 공기조화기는 냉방사이클을 구성하는 증발기, 압축기, 응축기 및 팽창밸브가 본체에 구비된 공기조화기에 있어서, 외부로부터 유입되는 공기가 응축기를 거친 후 다시 외부로 토출되도록 본체 내에 형성되는 응축기실; 및 내기나 외기를 증발기로 냉각시키거나 내기와 외기를 혼합하여 증발기로 냉각시킨 후 냉각된 공기를 실내로 공급하여 실내를 냉방하는 냉방모드 및 외기를 실내로 공급하여 실내를 환기시키는 환기모드의 실현이 가능하도록 본체 내에서 응축기실과 분리 형성된 증발기실;을 포함한다. 이와 같은 본 발명 환기기능을 갖는 공기조화기에 의하면, 실외공기를 실내로 유입하여 환기를 할 수 있고, 외기를 이용하여 외기냉방을 할 수 있도록 이루어짐으로써, 실내를 쾌적한 환경으로 유지할 수 있으며 에너지를 절감할 수 있다.

Description

환기기능을 갖는 공기조화기 및 이를 이용한 공기조화방법{AIR CINDITIONER WITH THE FUNCTION OF VENTILATION AND AIR CONDITIONING METHOD USING IT}
본 발명은 실내의 공기를 쾌적하게 만들고 온도를 적정 수준으로 유지하기 위한 공기조화기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 실외의 신선한 공기를 실내로 유입하여 실내를 환기시키도록 한 환기기능을 갖는 공기조화기 및 이를 이용한 공기조화방법에 관한 것이다.
공기조화기는 일정한 공간 내의 공기를 인간이 생활하기에 쾌적한 상태로 유지시키는 공기의 상태 조절 장치를 일컫는다. 이러한 공기조화기는 일정한 공간 내에서 열을 흡수하거나, 그 공간으로 열을 방출하여 그 공간의 온도와 습도 등이 적정수준으로 유지되도록 관리하는 기능을 수행한다.
이와 같이 실내를 쾌적하게 유지하기 위한 종래의 공기조화기가 한국 공개특허공보(제10-2007-0011775호, 이하 “선행문헌”이라 함)에 “이동형 에어컨의 이중 덕트구조”라는 명칭으로 개시되어 있다.
선행문헌에 따른 이동형 에어컨의 이중 덕트구조는 소정 범위 안에서 자유롭게 이동 가능한 몸체 내에 증발기, 응축기 등이 구비되어 냉매의 냉방사이클을 통해 실내의 온도를 조절하는 이동형 에어컨에 적용된다. 몸체의 전면에는 증발기 쪽으로 향하는 실내 공기가 유입되는 흡입부 및 흡입부에서 유입된 공기가 증발기를 거치면서 냉각되어 다시 실내로 토출되는 토출부가 각각 형성된다. 몸체의 후면에는 응축기 쪽으로 향하는 공기가 도입되는 도입구 및 응축기에서 발생되는 응축열이 배출되는 배출구가 각각 형성된다. 몸체의 도입구에는 외부 공기가 도입되는 통로인 흡입덕트가 연결되고, 몸체의 배출구에는 응축기에서 발생되는 응축열이 외부로 배출되는 통로인 배출덕트가 연결된다. 흡입덕트와 배출덕트의 단부는 각각 실외로 노출된다.
이와 같이 구성된 선행문헌에 따른 이동형 에어컨의 이중 덕트구조에 의하면, 응축기에 공급되는 공기를 실외에서 도입하여 밀폐된 실내의 음압문제를 해결하는 동시에 에어컨의 냉방효율을 향상시킬 수 있는 장점이 있다.
그러나, 선행문헌에 따른 이동형 에어컨의 이중 덕트구조에 의하면 다음과 같은 문제점들이 존재한다.
첫째, 선행문헌에 따르면 실외에서 몸체로 유입되는 공기는 실내로 유입되지 않고 응축기를 거친 후 다시 실외로 배출되도록 이루어지고, 실내의 공기만이 증발기를 거치면서 냉각된 후 다시 실내로 순환되도록 이루어진다. 따라서, 선행문헌에 따른 이동형 에어컨에 의하면 실내를 냉방하는 기능을 가지나 신선한 외부 공기가 실내로 유입되지 못하기 때문에 환기문제를 해결할 수 없다. 또한, 봄이나 가을에 외기를 이용한 외기냉방을 할 수 없기 때문에 에너지를 절감할 수 없다.
둘째, 선행문헌에 따르면 공기량을 조절하기 위한 장치가 전혀 구비되어 있지 않기 때문에 최적 공기량의 제어가 어려워 에너지를 절감할 수 없다.
본 발명은 전술한 바와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 실외공기를 실내로 유입하여 환기를 할 수 있고, 외기를 이용하여 외기냉방을 할 수 있는 환기기능을 갖는 공기조화기 및 이를 이용한 공기조화방법을 제공하는데 있다.
본 발명의 다른 목적은 공기량을 자유롭게 조절할 수 있어 최적의 환기량 및 송풍 공기량을 제어할 수 있기 때문에 에너지를 절감할 수 있는 환기기능을 갖는 공기조화기 및 이를 이용한 공기조화방법을 제공하는데 있다.
본 발명에 따른 환기기능을 갖는 공기조화기는 냉방사이클을 구성하는 증발기, 압축기, 응축기 및 팽창밸브가 본체에 구비된 공기조화기에 있어서, 외부로부터 유입되는 공기가 응축기를 거친 후 다시 외부로 토출되도록 본체 내에 형성되는 응축기실; 및 내기나 외기를 증발기로 냉각시키거나 내기와 외기를 혼합하여 증발기로 냉각시킨 후 냉각된 공기를 실내로 공급하여 실내를 냉방하는 냉방모드 및 외기를 실내로 공급하여 실내를 환기시키는 환기모드의 실현이 가능하도록 본체 내에서 응축기실과 분리 형성된 증발기실;을 포함한다.
증발기실은 냉방사이클의 가동 없이 외기를 이용하여 실내를 냉방하는 외기냉방모드의 실현이 가능하도록 이루어진다.
증발기실은 외기가 유입되는 외기 유입실; 외기 유입실과는 증발기를 사이에 두고 분리 형성되어 실내로 공기를 공급하는 급기실; 및 외기 유입실 및 급기실과 분리 형성되어 실내로부터 내기가 유입되는 리턴 공기실;을 포함한다.
외기 유입실에 형성된 외기 유입구에는 외기를 유입하고 유입량을 조절할 수 있도록 된 외기댐퍼가 설치되고, 리턴 공기실에서 내기의 외부 배출을 위해 형성된 배기구에는 내기를 배출하고 내기의 배출량을 조절하기 위한 배기댐퍼가 설치되며, 외기 유입실과 리턴 공기실 사이에는 리턴 공기실에서 외기 유입실로 내기를 공급하고 공기량을 조절하기 위한 믹싱댐퍼가 설치된다.
본체에는 냉방사이클의 가동, 급기실에 설치된 급기팬의 작동, 리턴 공기실에 설치된 환기팬의 작동, 외기댐퍼, 배기댐퍼 및 믹싱댐퍼의 작동을 자동으로 제어하는 제어부가 설치된다.
각 댐퍼는 날개가 공기의 유로를 직각으로 끊으면서 개폐하도록 조리개식으로 형성된다.
본 발명에 따른 공기조화방법은 외기를 유입하여 실내를 환기시키는 환기모드, 냉방사이클을 가동하여 실내를 냉방시키는 냉방모드 및 냉방사이클을 가동하지 않고 외기를 이용해 실내를 냉방시키는 외기냉방모드로 구성되어 실내를 환기시키거나 냉방시키도록 이루어지되, 환기모드에서는 냉방사이클을 가동하지 않은 상태에서 외기를 실내로 공급하고 실내의 공기를 실외로 배출하여 환기가 이루어지며, 냉방모드에서는 실내온도와 외기온도를 감지하여 비교하고 그 결과에 따라 냉방모드를 가동하거나 외기냉방모드를 가동하여 실내를 냉방하도록 이루어진다.
환기모드에서는 쾌적한 실내환경을 만들고 환기시 실내공기의 급격한 온도차를 방지하기 위하여 시간에 따라 외기댐퍼, 배기댐퍼 및 믹싱댐퍼의 개도율을 조절하고 급기실에 설치되는 급기팬과 리턴 공기실에 설치되는 환기팬의 회전수를 조절한다.
본체에 연결되는 급기덕트 및 배기덕트를 이용해 실내의 여러 영역들을 동시 또는 선택적으로 환기 또는 냉방시킨다.
실내와 실외에 설치된 온도감지센서를 통해 실내온도와 외기온도를 각각 감지한 후 그 감지신호를 제어부로 전송하면 제어부에서 실내온도와 외기온도를 비교하고, 실내온도가 외기온도보다 낮거나 같은 경우에는 냉방모드가 진행되며, 실내온도가 외기온도보다 높은 경우에는 외기냉방모드가 진행된다.
냉방모드는 (a) 외기댐퍼 및 배기댐퍼가 닫히고 믹싱댐퍼가 열리는 단계; (b) 냉방사이클을 가동하는 단계; (c) 실내온도를 감지하여 설정온도와 비교하는 단계; (d) 설정온도가 실내온도보다 높거나 같으면 냉방사이클을 정지시키는 단계; 및 (e) 설정온도가 실내온도보다 낮으면 설정온도가 실내온도보다 높거나 같을 때까지 (a) 단계 내지 (c) 단계를 반복하는 단계;를 포함한다.
외기냉방모드는 (A) 외기댐퍼, 배기댐퍼 및 믹싱댐퍼의 개도율을 조절하는 단계; (B) 실내온도와 외기온도를 감지하여 비교하는 단계; 및 (C) 실내온도가 외기온도보다 낮거나 같으면 냉방모드로 전환되고 실내온도가 외기온도보다 높으면 (A) 단계 및 (B) 단계를 반복하는 단계;를 포함한다.
본 발명 환기기능을 갖는 공기조화기 및 이를 이용한 공기조화방법에 의하면 다음과 같은 효과들을 갖는다.
첫째, 실내의 오염된 공기를 외부로 배출하고 실외의 신선한 공기를 실내로 유입하여 실내를 환기시킴으로써 실내를 쾌적한 환경으로 만들 수 있다.
둘째, 환기만을 실시할 수 있는 환기모드, 냉방사이클을 가동하여 실내를 냉방할 수 있는 냉방모드 및 냉방사이클을 가동하지 않고 실외의 공기만을 이용하여 실내를 냉방할 수 있는 외기냉방모드의 다양한 기능을 구비함으로써, 사용자는 실내환경에 따라 다양한 기능을 선택할 수 있다. 특히, 봄이나 가을철에 냉방사이클을 가동하지 않고 외기만을 이용하여 실내를 냉방할 수 있기 때문에 에너지 절감효과를 얻을 수 있다.
셋째, 급기팬 및 환기팬의 회전수를 자유롭게 조절하고 외기댐퍼, 배기댐퍼 및 믹싱댐퍼의 개도를 자유롭게 조절할 수 있도록 이루어짐으로써 최적의 환기량 및 공기량을 제어할 수 있기 때문에 에너지를 절감할 수 있다.
넷째, 본체에 급기덕트 및 배기덕트가 연결되어 있어 본체의 설치장소와는 별도로 원하는 구역을 환기시키거나 냉방시킬 수 있다.
다섯째, 외기댐퍼, 배기댐퍼 및 믹싱댐퍼의 날개가 조리개식으로 개폐되므로 댐퍼의 설치공간이 축소되어 공기조화기의 소형화가 실현될 수 있다. 또한 댐퍼의 구동 토크가 감소되어 에너지를 절감할 수 있으며 유체역학적 소음발생을 줄일 수 있다.
여섯째, 종래의 에어컨이 실내기와 실외기를 각각 구비한 것과 달리 본원발명에서는 실내기와 실외기의 기능이 본체 내에서 일체형으로 이루어지므로 설치공간을 최소화할 수 있다.
일곱째, 냉방사이클의 작동, 각 팬의 작동 및 각 댐퍼의 작동이 제어부의 제어에 의해 자동으로 이루어짐으로써, 자동환기 및 자동냉방이 가능하다.
도 1은 본 발명에 따른 환기기능을 갖는 공기조화기의 사시도.
도 2는 도 1의 배면 사시도.
도 3은 도 1에서 외기루버가 제거된 상태의 정면도.
도 4는 도 2에서 배기루버가 제거된 상태의 배면도.
도 5는 도 3의 평면도.
도 6은 본 발명에 따른 환기기능을 갖는 공기조화기의 시스템 계통도.
도 7은 도 6에 도시된 각 댐퍼를 나타낸 정면도.
도 8은 환기운전을 나타낸 시스템 계통도.
도 9는 냉방운전의 일 예를 나타낸 시스템 계통도.
도 10은 냉방운전의 다른 예를 나타낸 시스템 계통도.
도 11은 도 6에 도시된 리모트 컨트롤러의 정면도.
도 12는 환기운전시 플로우차트.
도 13은 냉방운전시 플로우차트.
이하에서는 본 발명에 따른 환기기능을 갖는 공기조화기 및 공기조화방법을 첨부된 도면을 참조로 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명에 따른 환기기능을 갖는 공기조화기의 사시도이고, 도 2는 도 1의 배면 사시도이며, 도 3은 도 1에서 외기루버가 제거된 상태의 정면도이고, 도 4는 도 2에서 배기루버가 제거된 상태의 배면도이며, 도 5는 도 3의 평면도이다.
본 발명에 따른 환기기능을 갖는 공기조화기(1)는 냉방사이클을 구성하는 증발기, 압축기, 응축기 및 팽창밸브가 내장되는 본체(10)를 구비한다.
본체(10)의 전면 중 외기를 실내로 공급하기 위한 제1외기 유입구(11)에는 외기루버(20)가 구비되며, 본체(10)의 전면 하부에는 응축기를 통과시키기 위한 외기가 유입되는 제2외기 유입구(12)가 형성된다.
본체(10)의 배면 중 내기의 외부 배출을 위해 형성되는 내기 배기구(13)에는 배기루버(30)가 구비되며, 본체(10)의 배면 하부에는 응축기를 통과한 가열공기를 외부로 배출시키기 위한 가열공기 배기구(14)가 형성된다.
본체(10)의 상면 중 냉각 또는 환기를 위해 냉각공기 또는 외기를 실내로 공급하기 위한 급기구(15)에는 후술할 급기덕트(140)의 연결을 위한 제1덕트 연결구(16)가 연결되고, 본체(10)의 상면 중 실내로부터 리턴되는 내기를 본체(10)로 유입하기 위한 리턴구(17)에는 후술할 배기덕트(160)의 연결을 위한 제2덕트 연결구(18)가 연결된다.
한편, 본체(10)에 구비되는 각 구성요소들의 위치는 본체(10)가 수직으로 설치되는 수직형인지 또는 본체가 수평으로 설치되는 수평형인지에 따라 달라질 수 있다.
도 6은 본 발명에 따른 환기기능을 갖는 공기조화기의 시스템 계통도이다.
본체(10)의 내부에는 응축기실(40)과 증발기실(50)이 분리 형성된다.
응축기실(40)은 외부로부터 유입되는 공기가 응축기(60)를 거친 후 다시 외부로 토출되도록 본체(10)의 내측 하부에 형성된다. 이러한 응축기실(40)의 전면에는 외기를 유입하기 위한 제2외기 유입구(12)가 형성되고, 응축기실(40)의 배면에는 응축기를 통과한 가열공기를 외부로 배출시키기 위한 가열공기 배기구(14)가 형성된다.
응축기실(40) 내에서 가열공기 배기구(14) 측에는 가열공기를 강제 배출시키는 응축기팬(70)이 구비된다. 한편, 응축기실(40) 내에는 응축기(60)와 연결되는 압축기(61)가 위치된다.
증발기실(50)은 본체(10)의 내측 상부에 형성되되 응축기실(40)과 분리 형성된다. 증발기실(50)은 내기나 외기를 증발기(62)로 냉각시키거나 내기와 외기를 혼합하여 증발기(62)로 냉각시킨 후 냉각된 공기를 실내로 공급하여 냉방하고, 외기를 실내로 공급하여 실내를 환기 또는 냉방시키도록 이루어진다.
증발기실(50)은 외기 유입실(51), 급기실(52) 및 리턴 공기실(53)로 구획된다. 외기 유입실(51)을 통해 외기가 유입된다. 급기실(52)은 증발기(62)를 사이에 두고 외기 유입실(51)과 분리 형성되어 냉방을 위한 공기 또는 환기를 위한 공기를 실내로 공급한다. 리턴 공기실(53)은 외기 유입실(51) 및 급기실(52)과 분리 형성되어 실내로부터 내기가 유입된다.
외기 유입실(51)에는 외기를 유입하기 위한 제1외기 유입구(11)가 형성된다. 제1외기 유입구(11)의 외측에는 전술한 외기루버(20)가 구비되며, 내측에는 외기의 유입량을 조절할 수 있도록 된 외기댐퍼(80)가 구비된다. 외기 유입실(51) 내에서 급기실(52)과 소통되는 통로에는 증발기(62)가 설치되므로, 외기 유입실(51) 내의 공기는 증발기(62)를 거쳐 급기실(52)로 이송된다.
급기실(52)에는 냉각된 공기 또는 환기공기를 실내로 공급하기 위한 급기구(15)가 형성되며, 급기구(15)의 내측에는 급기실(52) 내의 공기를 실내로 강제 공급하기 위한 급기팬(90)이 구비된다. 급기실(52) 내에는 증발기(62)에 연결되는 팽창밸브(63)가 구비된다.
리턴 공기실(53)에는 내기의 외부 배출을 위한 내기 배기구(13)가 형성된다. 내기 배기구(13)의 외측에는 전술한 배기루버(30)가 구비되며, 내측에는 내기의 배기량을 조절하기 위한 배기댐퍼(100)가 구비된다. 리턴 공기실(53)에는 실내로부터 리턴되는 내기를 유입하기 위한 리턴구(17)가 형성된다. 리턴구(17)의 내측에는 내기를 강제 유입하기 위한 환기팬(110)이 구비된다.
외기 유입실(51)과 리턴 공기실(53) 사이의 격벽에는 리턴 공기실(53)에서 외기 유입실(51)로 내기를 공급하고 공기량을 조절하기 위한 믹싱댐퍼(120)가 구비된다.
급기실(52)에는 급기팬(90), 환기팬(110), 외기댐퍼(80), 배기댐퍼(100) 및 믹싱댐퍼(120)의 작동, 냉방사이클을 구성하는 각 구성요소들의 작동, 및 응축기실(40)에 구비되는 응축기팬(70)의 작동을 자동으로 제어하는 제어부(130)가 구비된다. 제어부(130)는 메인보드와 서브보드로 구성된다. 메인보드는 전체적인 전원공급, 온도센싱, 팬, 댐퍼 및 냉방사이클의 운용을 제어하고, 서브보드는 환기팬의 RPM조절을 통해 급기팬과의 풍량 밸런스를 유지시킨다.
한편, 급기실(52)에는 실내로 냉각을 위한 공기 또는 환기를 위한 공기를 공급하기 위한 급기덕트(140)가 연결되고, 실내에 위치되는 급기덕트(140)의 단부에는 급기디퓨저(150)가 결합된다. 리턴 공기실(53)에는 실내의 공기를 배출하기 위한 배기덕트(160)가 연결되고, 실내에 위치되는 배기덕트(160)의 단부에는 배기디퓨저(170)가 결합된다. 실내의 벽에는 제어부(130)와 연결되어 제어신호를 입력하기 위한 리모트 컨트롤러(180)가 구비된다. 급기덕트(140) 및 배기덕트(160)로 인해 실내의 여러 영역들을 동시 또는 선택적으로 환기 또는 냉방시킬 수 있다.
상술한 바와 같이 본 발명에 따른 환기 기능을 갖는 공기조화기(1)는 종래의 에어컨과 달리 실외기의 기능(본 발명에서 응축기실이 갖는 기능)과 실내기의 기능(공기를 냉각시키고 냉각된 공기를 실내로 배출하는 기능)을 하나의 본체(10) 안에 통합시킨 구조이므로 소형화가 실현될 수 있으며, 설치공간을 최소화할 수 있다.
도 7은 도 6에 도시된 각 댐퍼를 나타낸 정면도이다.
외기댐퍼(80), 배기댐퍼(100) 및 믹싱댐퍼(120)는 날개가 조리개식으로 형성되어 유로(공기흐름)을 직각으로 끊고 지나가게 된다. 이러한 구조로 인해 각 댐퍼(80)(100)(120)는 공기의 저항을 받지 않아 구동토크가 줄어들고, 개도(開道) 조정이 가능하여 공기량을 자유롭게 조정할 수 있다. 각 댐퍼(80)(100)(120)의 날개를 개폐하는 구동수단으로는 날개의 개도 조정이 가능하고 에너지를 절감할 수 있도록 스텝핑모터가 사용된다.
상술한 바와 같이 각 댐퍼(80)(100)(120)의 날개가 댐퍼 몸체의 내측에서 조리개식으로 개폐되므로 개폐시 날개가 댐퍼 몸체의 외측으로 돌출되지 않는다. 따라서, 날개의 개폐를 위한 추가공간이 필요치 않기 때문에 댐퍼(80)(100)(120)의 설치공간이 축소되어 공기조화기(1)의 소형화가 실현될 수 있다. 또한 댐퍼(80)(100)(120)의 구동 토크가 감소되어 에너지를 절감할 수 있으며 유체역학적 소음발생을 줄일 수 있다.
도 8은 환기운전을 나타낸 시스템 계통도이다.
실내공기를 환기시키는 환기운전시에는 외기댐퍼(80) 및 배기댐퍼(100)는 열리고 믹싱댐퍼(120)는 닫힌 상태를 유지한다. 그리고 응축기(60), 팽창밸브(63), 증발기(62) 및 압축기(61)로 구성되는 냉방사이클은 가동이 정지된다. 또한, 응축기실(40)의 응축기팬(70)도 정지상태를 유지하므로 응축기실(40)에서의 공기의 흐름은 발생하지 않는다.
외기댐퍼(80)가 열리면 급기팬(90)의 작동에 의해 신선한 외기가 외기루버(20) 및 외기댐퍼(80)를 통해 외기 유입실(51)로 유입된 후 증발기(62), 급기실(52) 및 급기덕트(140)를 통해 실내로 공급된다. 동시에 환기팬(110)의 작동에 의해 실내의 공기는 배기덕트(160), 리턴 공기실(53), 배기댐퍼(100) 및 배기루버(30)를 통해 실외로 배출된다.
이러한 과정이 반복하여 이루어짐으로써 실내의 환기가 이루어진다.
환기운전은 사용자가 실내에 설치된 리모트 컨트롤러(180)를 이용해 수동모드를 선택함으로써 제어부(130)의 제어에 의해 자동으로 이루어진다.
한편, 상기와 같은 환기운전은 경우에 따라 외기냉방운전이 될 수도 있다. 즉, 외기의 온도가 내기의 온도보다 낮은 경우 냉방사이클을 가동하지 않고 외기의 공기를 실내로 유입하는 것만으로도 실내를 냉방시키는 외기냉방운전이 될 수 있다.
상술한 바와 같은 환기운전 및 외기내방운전 과정에서 도면에서처럼 외기댐퍼(80) 및 배기댐퍼(100)는 완전히 열리고 믹싱댐퍼(120)는 완전히 닫히도록 구성할 수도 있으나, 실내공기의 급격한 온도차를 방지하는 목적으로 각 댐퍼(80)(100)(120)를 오픈시킨 상태에서 개도율을 조정하여 공기량을 조절할 수 있다.
도 9는 냉방운전의 일 예를 나타낸 시스템 계통도이다.
냉방운전은 사용자가 실내에 설치된 리모트 컨트롤러(180)를 이용해 자동모드를 선택함으로써 제어부(130)의 제어에 의해 자동으로 이루어진다.
냉방모드가 진행되면 도 9에서와 같이 외기댐퍼(80) 및 배기댐퍼(100)가 닫히고 믹싱댐퍼(120)가 열린다. 그리고 냉방사이클이 가동된다. 또한, 응축기실(40) 내의 응축기팬(70)이 작동하여 응축기실(40)에서 공기의 흐름이 발생한다.
냉방은 실내공기를 본체(10)로 유입하여 냉각시킨 후 다시 실내로 배출함으로써 이루어진다. 즉, 환기팬(110)의 작동에 의해 실내의 공기가 배기덕트(160)를 통해 리턴 공기실(53)로 유입된 후 믹싱댐퍼(120)를 통해 외기 유입실(51)로 이송된다. 외기 유입실(51)로 이송된 내기는 급기팬(90)의 작동에 의해 증발기(62)를 통과하면서 냉각된 후 급기실(52) 및 급기덕트(140)를 통해 실내로 공급된다.
이러한 과정이 반복하여 이루어짐으로써 실내의 냉방이 이루어진다.
도 10은 냉방운전의 다른 예를 나타낸 시스템 계통도이다.
도 9에서와 같이 실내공기만을 순환시켜 냉방운전을 할 수도 있으나, 실내공기와 외기를 혼합하여 냉방운전을 할 수도 있다. 이 경우 환기와 냉방을 겸할 수 있다.
이러한 형태의 냉방모드가 진행되면 도 10에서와 같이 외기댐퍼(80), 배기댐퍼(100) 및 믹싱댐퍼(120)가 모두 열린다. 다만, 외기 유입실(51)에서 혼합되는 외기와 내기의 혼합비율을 고려하여 각 댐퍼(80)(100)(120)의 개도 정도를 조정하게 된다.
이하, 나머지 동작에 있어서는 도 9에서와 동일하므로 그 설명을 생략하기로 한다.
도 11은 도 6에 도시된 리모트 컨트롤러의 정면도이다.
리모트 컨트롤러(180)는 냉방온도, 풍량 및 모드를 선택할 수 있다. 이를 위해 리모트 컨트롤러(180)에는 모드 선택버튼(181)과 냉방온도 및 풍량을 조절하기 위한 조절버튼(182)이 구비된다. 모드 선택버튼(181)에 의해 선택되는 모드로는 난방모드, 환기모드, 냉방모드 및 외기냉방모드가 있다. 리모트 컨트롤러(180)를 이용해 환기시간 설정도 가능하다.
난방모드, 냉방모드 및 외기냉방모드에서의 설정온도범위는 18~32℃(1℃)로 설정되며, 환기시간설정범위는 10분, 20분, 30분, 40분, 50분으로 설정된다. 꺼짐 예약시간설정범위는 1~23시간(1시간 단위)로 설정되며, 풍량조절범위는 수동모드에서는 9단계(1~9단계) 설정가능하며 자동모드에서는 3단계(강,중,약) 설정 가능하다. 초기 설정값은 난방모드에서는 22도로 설정되고, 환기모드, 냉방모드 및 외기냉방모드에서는 23도로 설정된다.
도 12는 환기운전시 플로우차트이다.
사용자가 리모트 컨트롤러(180)를 이용해 수동모드를 선택하면 환기모드가 진행되어 외기댐퍼(80), 배기댐퍼(100) 및 믹싱댐퍼(120)의 개도율이 조정된다. 즉, 쾌적한 실내환경을 만들기 위하여 환기시 실내공기의 급격한 온도차를 방지하는 목적으로 시간에 따라 각 댐퍼(80)(100)(120)의 개도율이 조정된다. 경우에 따라서는 외기댐퍼(80) 및 배기댐퍼(100)는 열리고 믹싱댐퍼(120)는 닫힐 수 있다. 냉방사이클은 정지된 상태를 유지한다. 수동모드에서는 9단계까지 풍량 조절이 가능하다.
환기모드 선택후 운전시간을 설정하면, 급기팬(90)과 환기팬(110)이 작동하여 설정시간 동안 환기운전이 진행된다. 환기운전이 진행되는 동안 실내공기의 급격한 온도차를 방지하는 목적으로 급기팬(90)과 환기팬(110)의 회전수가 조절된다. 설정시간이 경과하면 급기팬(90)과 환기팬(110)이 정지하여 환기운전이 종료된다.
도 13은 냉방운전시 플로우차트이다.
사용자가 리모트 컨트롤러(180)를 이용해 자동모드(AUTO MODE)를 선택하면 실외와 실내에 각각 설치된 온도감지센서(미도시)에서 실외온도와 실내온도를 각각 감지한 후 그 감지신호를 제어부(130)로 전송하게 되고, 제어부(130)에서는 외기온도와 실내온도를 비교하게 된다.
실내온도가 외기온도보다 낮거나 같으면 냉방모드가 진행되고, 실내온도가 외기온도보다 높으면 외기냉방모드가 진행된다.
냉방모드가 진행되면 외기댐퍼(80) 및 배기댐퍼(100)가 닫히고 믹싱댐퍼(120)가 열린다. 그리고 냉방사이클이 가동되고 각종 팬(70)(90)(110)이 작동된다. 실내공기가 순환되고 냉방사이클이 가동되어 실내의 냉방이 이루어지는 과정에서 실내에 설치된 온도감지센서는 계속해서 실내온도를 감지하게 되고 제어부(130)에서는 실내온도와 설정온도를 비교하게 된다.
설정온도가 실내온도보다 높거나 같으면 냉방사이클이 종료되어 실내로의 냉각공기 유입이 정지된다. 설정온도가 실내온도보다 낮으면 냉방모드가 계속해서 가동되어 실내로 냉각공기가 계속해서 유입된다. 냉방사이클이 종료된 후 설정온도가 실내온도보다 낮아지게 되면 냉방사이클이 재가동되어 실내로 냉각공기를 공급하여 실내를 냉방하게 된다.
외기냉방모드가 진행되면 외기댐퍼(80), 배기댐퍼(100) 및 믹싱댐퍼(120)의 개도율이 조정된다. 이 때, 냉방사이클은 정지된다. 외기냉방모드가 진행되는 과정에서 각 댐퍼(80)(100)(120)가 열린 상태에서 개도율을 조정하여 공기량을 조절할 수도 있고 경우에 따라서는 외기댐퍼(80) 및 배기댐퍼(100)는 열리고 믹싱댐퍼(120)는 닫힐 수도 있다. 외기가 실내로 유입되어 실내의 냉방이 이루어지는 과정에서 실내 및 실외에 각각 설치된 온도감지센서는 계속해서 실내 및 실외온도를 감지하게 되고 제어부(130)에서는 실내온도와 실외온도를 비교하게 된다.
실내온도가 외기온도보다 낮거나 같으면 냉방모드로 넘어가게 되며, 실내온도가 외기온도보다 높으면 외기냉방모드가 계속해서 진행된다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 기초로 설명하였으나, 본 발명은 특정 실시예에 한정되는 것은 아니며, 해당분야 통상의 지식을 가진 자가 특허청구범위 내에 기재된 범주 내에서 변경할 수 있다.
참고로, 난방모드시는 외기의 온도가 내기의 온도보다 높을 때 외기를 실내로 유입하여 실내를 난방하도록 이루어짐으로써 에너지를 절감할 수 있게 된다. 이 때, 냉방사이클은 정지되며 외기가 외기 유입실로 유입된 후 급기실 및 급기덕트를 통해 실내로 공급된다. 내기의 온도가 외기의 온도보다 높거나 같은 경우에는 난방모드가 종료된다.
1 : 공기조화기 20 : 외기루버
30 : 배기루버 40 : 응축기실
50 : 증발기실 51 : 외기 유입실
52 : 급기실 53 : 리턴 공기실
60 : 응축기 62 : 증발기
70 : 응축기팬 80 : 외기댐퍼
90 : 급기팬 100 : 배기댐퍼
110 : 환기팬 120 : 믹싱댐퍼
130 : 제어부 140 : 급기덕트
150 : 급기디퓨저 160 : 배기덕트
170 : 배기디퓨저 180 : 리모트 컨트롤러

Claims (12)

  1. 냉방사이클을 구성하는 증발기, 압축기, 응축기 및 팽창밸브가 본체에 구비된 공기조화기에 있어서,
    외부로부터 유입되는 공기가 상기 응축기를 거친 후 다시 외부로 토출되도록 상기 본체 내에 형성되는 응축기실; 및
    내기나 외기를 상기 증발기로 냉각시키거나 내기와 외기를 혼합하여 상기 증발기로 냉각시킨 후 냉각된 공기를 실내로 공급하여 실내를 냉방하는 냉방모드 및 외기를 실내로 공급하여 실내를 환기시키는 환기모드의 실현이 가능하도록 상기 본체 내에서 상기 응축기실과 분리 형성된 증발기실;을 포함하는 환기기능을 갖는 공기조화기.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 증발기실은 상기 냉방사이클의 가동 없이 외기를 이용하여 실내를 냉방하는 외기냉방모드의 실현이 가능하도록 이루어진 것을 특징으로 하는 환기기능을 갖는 공기조화기.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 증발기실은
    외기가 유입되는 외기 유입실;
    상기 외기 유입실과는 상기 증발기를 사이에 두고 분리 형성되어 실내로 공기를 공급하는 급기실; 및
    상기 외기 유입실 및 급기실과 분리 형성되어 실내로부터 내기가 유입되는 리턴 공기실;을 포함하는 것을 특징으로 하는 환기기능을 갖는 공기조화기.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 외기 유입실에 형성된 외기 유입구에는 외기를 유입하고 유입량을 조절할 수 있도록 된 외기댐퍼가 설치되고, 상기 리턴 공기실에서 내기의 외부 배출을 위해 형성된 배기구에는 내기를 배출하고 내기의 배출량을 조절하기 위한 배기댐퍼가 설치되며, 상기 외기 유입실과 상기 리턴 공기실 사이에는 상기 리턴 공기실에서 상기 외기 유입실로 내기를 공급하고 공기량을 조절하기 위한 믹싱댐퍼가 설치되는 것을 특징으로 하는 환기기능을 갖는 공기조화기.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 본체에는 상기 냉방사이클의 가동, 상기 급기실에 설치된 급기팬의 작동, 상기 리턴 공기실에 설치된 환기팬의 작동, 상기 외기댐퍼, 배기댐퍼 및 믹싱댐퍼의 작동을 자동으로 제어하는 제어부가 설치되는 것을 특징으로 하는 환기기능을 갖는 공기조화기.
  6. 제4항 또는 제5항에 있어서,
    상기 각 댐퍼는 날개가 공기의 유로를 직각으로 끊으면서 개폐하도록 조리개식으로 형성된 것을 특징으로 하는 환기기능을 갖는 공기조화기.
  7. 외기를 유입하여 실내를 환기시키는 환기모드, 냉방사이클을 가동하여 실내를 냉방시키는 냉방모드 및 냉방사이클을 가동하지 않고 외기를 이용해 실내를 냉방시키는 외기냉방모드로 구성되어 실내를 환기시키거나 냉방시키도록 이루어지되,
    상기 환기모드에서는 상기 냉방사이클을 가동하지 않은 상태에서 외기를 실내로 공급하고 실내의 공기를 실외로 배출하여 환기가 이루어지며,
    상기 냉방모드에서는 실내온도와 외기온도를 감지하여 비교하고 그 결과에 따라 상기 냉방모드를 가동하거나 상기 외기냉방모드를 가동하여 실내를 냉방하도록 이루어진 것을 특징으로 하는 공기조화방법.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 환기모드에서는 쾌적한 실내환경을 만들고 환기시 실내공기의 급격한 온도차를 방지하기 위하여 시간에 따라 외기댐퍼, 배기댐퍼 및 믹싱댐퍼의 개도율을 조절하고 급기실에 설치되는 급기팬과 리턴 공기실에 설치되는 환기팬의 회전수를 조절하는 것을 특징으로 하는 공기조화방법.
  9. 제7항에 있어서,
    본체에 연결되는 급기덕트 및 배기덕트를 이용해 실내의 여러 영역들을 동시 또는 선택적으로 환기 또는 냉방시키는 것을 특징으로 하는 공기조화방법.
  10. 제7항에 있어서,
    실내와 실외에 설치된 온도감지센서를 통해 실내온도와 외기온도를 각각 감지한 후 그 감지신호를 제어부로 전송하면 상기 제어부에서 실내온도와 외기온도를 비교하고, 실내온도가 외기온도보다 낮거나 같은 경우에는 상기 냉방모드가 진행되며, 실내온도가 외기온도보다 높은 경우에는 상기 외기냉방모드가 진행되는 것을 특징으로 하는 공기조화방법.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 냉방모드는
    (a) 외기댐퍼 및 배기댐퍼가 닫히고 믹싱댐퍼가 열리는 단계;
    (b) 상기 냉방사이클을 가동하는 단계;
    (c) 실내온도를 감지하여 설정온도와 비교하는 단계;
    (d) 설정온도가 실내온도보다 높거나 같으면 상기 냉방사이클을 정지시키는 단계; 및
    (e) 설정온도가 실내온도보다 낮으면 설정온도가 실내온도보다 높거나 같을 때까지 상기 (a) 단계 내지 (c) 단계를 반복하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 공기조화방법.
  12. 제10항 또는 제11항에 있어서,
    상기 외기냉방모드는
    (A) 외기댐퍼, 배기댐퍼 및 믹싱댐퍼의 개도율을 조절하는 단계;
    (B) 실내온도와 외기온도를 감지하여 비교하는 단계; 및
    (C) 실내온도가 외기온도보다 낮거나 같으면 상기 냉방모드로 전환되고 실내온도가 외기온도보다 높으면 상기 (A) 단계 및 (B) 단계를 반복하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 공기조화방법.
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