KR20130084041A - 복합형 공기조화시스템 및 그 운전방법 - Google Patents

복합형 공기조화시스템 및 그 운전방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 복합형 공기조화시스템 및 그 운전방법에 관한 것으로, 1,2,3실(a1)(a2)(a3)이 구분 구성된 조화장치본체(a);, 실내공기유입휀(1);, 제1댐퍼조절기(11);, 실내공기배출휀(12);, 제2댐퍼조절기(12');, 제3댐퍼조절기(13);, 외부공기유입휀(14);, 제4댐퍼조절기(14');, 냉각기(21)와 가열기(22)로 이루어진 열교환기(2);, 공기정화필터(3);, 가습기(4);, 실내공기공급휀(5);, 제5댐퍼조절기(5');, 실내(b)에 설치되는 온도센서(6);, 습도센서(61);, 화재감지센서(62);, 컨트롤제어부(7);,로 이루어짐을 특징으로 한다.
따라서, 본 발명은 하나의 공기조화장치를 통해 실내 냉,난방, 공기순환, 급환기, 온,습도제어 등을 복합적으로 운영하여 공기조화운전 에너지를 현저히 절감하면서 그 성능을 향상시키고 나아가 시설규모를 현저히 줄여 시공의 편리는 물론 비용적 절감효과를 꾀할 수 있도록 하였다.

Description

복합형 공기조화시스템 및 그 운전방법 {Combining form air conditioning system and operating method thereof}
본 발명은 하나의 공기조화장치에서 실내 냉,난방, 공기순환, 급환기, 온,습도제어 등을 복합적으로 실시하여 공기조화운전 에너지를 현저히 절감하면서 그 성능을 향상시키고 나아가 시설규모를 현저히 줄여 점유공간과 비용을 최소화하도록 한 복합형 공기조화시스템 및 그 운전방법에 관한 것이다.
일반적으로 건축물에 시공되는 공조설비는 공기조화시스템과 공기환기시스템으로 이루어지는 것으로, 공기조화시스템은 실내의 냉방 및 난방 그리고 습도 등을 유지하는 시스템으로서 통상 압축기, 응축기, 팽창밸브, 증발기, 히터, 가습기로 구성되어 냉방 사이클과 히팅사이클을 겸용, 운영하는 것이고, 공기환기시스템은 에어필터, 배기팬 등으로 구성되어 실내의 오염된 공기를 외부로 배출시키는 것이다.
따라서, 이러한 공기조화시스템과 공기환기시스템은 그 각각의 흡, 배출 덕트는 물론 그에 따른 내, 외부 기기의 연장과 연결이 매우 복잡하고 많아 건축물로의 점유공간이 많아짐은 물론 시공이 어려우면서도 장시간 소요되고 또 공기조화시스템과 공기환기시스템이 개별시공되어 개별운영되는 것으로, 상호 간의 연동운영이 불가능하여 실내의 냉, 난방시 환기 운영에 의한 냉, 난방 효과가 크게 저해되는 경우가 빈번하여 공기조화운전 에너지의 낭비를 초래하였던 실정이었다.
본 발명은 이러한 종래의 제반 문제를 해결하기 위하여 발명된 것으로서, 특히 하나의 공기조화장치를 통해 실내 냉,난방, 공기순환, 급환기, 온,습도제어 등을 복합적으로 운영하여 공기조화운전 에너지를 현저히 절감하면서 그 성능을 향상시키고 나아가 시설규모를 현저히 줄여 비용적 절감효과를 얻을 수 있도록 한 복합형 공기조화시스템 및 그 운전방법을 제시함에 그 목적이 있다.
이상의 과제를 해결하기 위한 본 발명의 복합형 공기조화 시스템은
도 1에서와 같이 1,2,3실(a1)(a2)(a3)이 구분 구성된 조화장치본체(a);,
실내(b) 공기를 흡입하여 1실(a1)로 유입시키는 실내공기유입휀(1);,
실내공기유입휀(1)에 설치되어 1실(a1)로 유입되는 공기의 량을 조절하는 제1댐퍼조절기(11);,
1실(a1) 내에 유입된 공기를 선택적으로 외부에 배출시키는 실내공기배출 휀(12);,
1실(a1)과 실내공기배출휀(12) 사이에 구성되어 외부로 배출되는 공기의 량을 조절하는 제2댐퍼조절기(12');,
상기 1실(a1)과 2실(a2)을 연결하여 1실(a1) 내의 공기가 2실(a2)로 유입되도록 함과 동시에 그 량을 조절하는 제3댐퍼조절기(13);,
2실(a2) 내로 외부 공기를 선택적으로 유입시키는 외부공기유입휀(14);,
외부공기유입휀(14)에 설치되어 외부공기의 유입량을 조절하는 제4댐퍼조절기(14');,
2실(a2)과 3실(a3) 사이에 구성되어 2실(a2) 내의 공기를 선택에 의해 일정 온도 이하로 낮추거나 높여 3실(a3)로 공급하는 냉각기(21)와 가열기(22)로 이루어진 열교환기(2);,
2실(a2)과 3실(a3) 사이에 구성되어 공기를 정화하는 공기정화필터(3)
3실(a3) 내의 공기 습도를 조절하는 가습기(4);,
3실(a3) 내의 공기를 실내(b)로 공급하는 실내공기공급휀(5);,
실내공기공급휀(5)과 연결되어 실내(b)로 공급되는 공기의 량을 조절하는 제5댐퍼조절기(5');,
실내(b)에 설치되어 실내의 온도를 측정하는 온도센서(6);,
실내(b)에 설치되어 실내의 습도를 측정하는 습도센서(61);,
실내(b)에 설치되어 화재를 감지하는 화재감지센서(62);,
상기 실내공기유입휀(1), 제1,2,3,4,5댐퍼조절기(11)(12')(13)(14')(5'), 실내공기배출휀(12), 외부공기유입휀(14), 열교환기(2), 가습기(4), 실내공기공급휀(5), 온도센서(6), 습도센서(61), 화재감지센서(62)를 제어하는 컨트롤제어부(7)로 이루어짐을 특징으로 한다.
이상의 구성으로 된 본 발명의 복합형 공기조화시스템은 시설규모를 현저히 줄여 건축물로의 점유공간과 비용을 현저히 절감하여 줌은 물론 그 시공의 편리함을 제공하고 특히 하나의 공기조화장치로 실내 냉,난방은 물론 공기순환, 온,습도 제어를 복합적으로 실시하여 공기조화운전의 성능과 그 에너지를 절감하고 한편 다량의 먼지 발생 내지는 화재발생시 급환기 운행으로 실내 연기의 배출과 동시에 외부 신선공기 유입으로 화재로 인한 안전사고를 최대한 예방할 수 있도록 하였다.
도 1은 본 발명의 실시 상태를 나타낸 구성도,
도 2는 본 발명의 또 다른 실시 상태를 나타낸 구성도,
도 3은 본 발명의 운전방법을 나타낸 블록도.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예를 상세히 설명하기로 한다.
또한, 본 발명의 실시 예를 설명함에 있어 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 설명은 생략하도록 한다.
첨부된 도면 도 1에서와 같이 본 발명에서 제시하는 복합형 공기조화시스템은 아래와 같이 구성된다.
1,2,3실(a1)(a2)(a3)이 구분 구성된 조화장치 본체(a)와, 실내(b) 공기를 1실(a1)로 유입시키는 실내공기유입휀(1)을 구성한다.
실내공기유입휀은 통상 실내와 덕트(c) 연결되어 공기를 흡입되게 구성한다.
상기 실내공기유입휀(1)으로 1실(a1)로 유입되는 공기의 량을 조절하는 제1댐퍼조절기(11)를 구성한다.
상기 1실(a1)로 외부와 연결되어 1실(a1)내의 공기를 외부로 배출하는 실내공기배출휀(12)을 구성한다.
실내공기배출휀은 통상 외부로 노출된 덕트(c)와 연결하여 공기가 배출되도한다.
상기 실내공기배출휀(12)으로 1실(a1) 내의 공기 배출 량을 조절하는 제2댐퍼조절기(12')를 구성한다.
상기 1실(a1)과 2실(a2) 사이에 1실(a1)내의 공기가 2실(a2)로 유입되도록 함과 동시에 그 유입량을 조절하는 제3댐퍼조절기(13)를 구성한다.
상기 2실(a2)로 외부와 연결되어 2실(a2)내에 외부 공기를 유입시키는 외부공기유입휀(14)을 구성한다.
외부공기유입휀은 외부로 노출된 덕트(c)와 연결, 구성하여 외부공기가 유입되도록 한다.
상기 외부공기유입휀(14)에 외부공기 유입량을 조절하는 제4댐퍼조절기(14')를 구성한다.
상기 2실(a2)과 3실(a3)사이에 공기의 온도를 변화시키는 냉각기(21)와 가열기(22)로 이루어진 열교환기(2)를 구성한다.
열교환기는 통상 조화장치본체 내에 압축기, 응축기, 팽창밸브, 증발기, 히터 등으로 구성하여 운영하거나 또는 위 구성 중 일부 압축기, 응축기 등은 실외기에 구성하고, 조화장치본체 내에는 냉각기, 가열기(팽창밸브, 증발기 등)를 구성하여 실외기에부터 공급된 냉매에 의해 공기의 열교환을 실시토록 하는데, 이러한 냉, 난방사이클은 공지, 공용된 기술로 본 발명의 요지를 흐릴 이유가 있어 그 설명을 생략한다.
상기 2실(a2)과 3실(a3) 사이에 공기를 정화하는 공기정화필터(3)를 구성한다.
상기 3실(a3) 내에 공기의 습도를 조절하는 가습기(4)를 구성한다.
상기 3실(a3)에 실내(b)에 공기를 공급하는 실내공기공급휀(5)을 구성한다.
상기 실내공기공급휀(5)으로 실내에 공급되는 공기의 량을 조절하는 제5댐퍼조절기(5')를 구성한다.
실내공기공급휀은 통상 실내와 덕트(c)연결,구성하여 공기의 공급이 이루어지도록 한다.
상기 실내(b)로 온도를 측정하는 온도센서(6)를 구성한다.
상기 실내(b)로 습도를 측정하는 습도센서(61)를 구성한다.
상기 실내(b)로 화재를 감지하는 화재감지센서(62)를 구성한다.
상기 실내공기유입휀, 다수 댐퍼조절기 실내공기배출휀, 외부공기유입휀,
가습기, 열교환기, 실내공기공급휀, 온도센서, 습도센서, 화재감지센서를 제어하는 컨트롤제어부(7)를 조화장치본체(a)에 구성한다.
이상의 구성으로 된 본 발명을 이용한 공기조화운전방법은 실내에 구성하는 온,습도센서와 화재감지센서를 이용하여 컨트롤제어부에서 실내의 냉,난방, 습도조절, 공기순환, 급환기를 복합적으로 운영하게 된다.
상세하게는 1,2,3실(a1)(a2)(a3)이 구분 구성된 조화장치 본체(a)에서, 실내공기유입휀(1)을 이용하여 실내공기를 1실(a1)내로 유입시키는 실내공기 유입단계(101)를 실시한다.
이때, 상기 실내공기유입단계에서 실내공기유입휀(1)과 연결된 제1댐퍼조절기(11)로 실내공기의 유입량을 조절할 수 있다.
그리고 조화장치본체(a)의 1실(a1)에 유입된 공기를 2실(a2)과 3실(a3)로 연속 공급하되, 상기 2실(a2)과 3실(a3) 사이에 마련된 공기정화필터(3)로 공기를 정화하는 공기정화단계(102)를 실시한다.
이때, 상기 1실(a1)에서 2실(a2)로 유입되는 공기는 제3댐퍼조절기(13)에 의해 그 유입량이 조절된다.
또 2실(a2)과 3실(a3) 사이에 구성된 열교환기(2)의 냉각기 (21)또는 가열기(22)로 설정된 온도에 적합하게 공기를 냉각, 또는 가열시키는 열교환단계(103)를 실시한다.
상기 열교환기는 외부에 설치된 실외기에 의해 운영되는 것으로, 이를 간략하게 설명하면, 실외기는 압축기, 어큐믈레이터, 응축기 등으로 이루어지고, 실내기(열교환기(냉각기, 가열기))는 증발기 및 팽창밸브로 이루어진다.
따라서, 이러한 구성의 열교환기는 냉방운전 모드에서는 실외기에 속하는 응축기가 압축기로부터 압송된 고온, 고압의 기체상태의 냉매를 응축시키고 응축된 냉매는 실내기(열교환기)에 속하는 팽창밸브를 통과하면서 저온, 저압의 기체상태로 팽창되어 증발기로 보내진다.
실내기(열교환기)의 증발기로 유입된 냉매는 공기와 열교환 됨에 따라 저온, 저압의 기체상태 및 액체상태가 섞여진 2상의 냉매로 바뀌고 이러한 냉매는 실외기에 속하는 어큐믈레이터를 통과한 후에 다시 가스상태로 압축기로 보내져 냉매의 1 사이클이 진행된다.
또한, 난방운전 모드에서는 냉매의 흐름 및 열교환 작용이 반대로 순환된다.
그리고 열교환 되어 3실(a3)로 유입된 공기를 실내공기공급휀(5)으로 실내(b)에 공급하는 실내공기공급단계(104)를 실시한다.
이때, 실내공기공급휀(5)과 실내(b)를 덕트(c)로 연결하여 공기의 공급이 이루어지도록 하고 또 실내공기공급휀(5)으로 제4댐퍼조절기(5')를 구성하여 실내(b)에 공급되는 공기의 량을 조절할 수 있도록 한다.
한편, 상기 실내공기유입단계(101)로, 1실(a1) 내에 유입된 공기를 실내공기 배출휀(12)으로 외부에 배출시키는 실내공기배출단계(101')를 포함하여 실내공기의 환기 필요 시 선택적으로 실시한다.
이때 상기 실내공기배출휀(12)은 1실(a1)과 연결된 제2댐퍼조절기(12')에 의해 외부로 배출시키는 공기의 량이 조절된다.
또 공기정화단계(102)로, 2실(a2)로 외부공기를 외부공기유입휀(14)으로 유입시키는 외부공기유입단계(102')를 포함하여 실내공기의 환기 필요 시 선택적으로 실시한다.
이때 상기 외부공기유입휀(14)은 2실(a2)과 연결된 제4댐퍼조절기(14')에 의해 공기의 유입량이 조절된다.
또 실내공기공급단계(104)로, 3실(a3)에 유입된 공기가 실내(b)에 필요한 습도를 가질 수 있도록 가습기(4)로 공기 습도를 조절하는 습도조절단계(104')를 포함하여 필요 시 선택적으로 실시하여 실내 냉, 난방은 물론 공기순환, 습도조절, 급환기가 컨트롤제어부에 의해 실내공기환경에 따라 복합적으로 운전되게 한다.
이를 보다 간략히 설명하자면, 본 발명은 이상의 다수 단계를 컨트롤제어부에 의해 순차적으로 자동 운전하여 도 1에서와 같이 실내 공기를 실내공기유입휀과 실내공기공급휀으로 조화장치본체 내의 1,2,3실로 경유시켜 공기정화는 물론 냉, 난방 그리고 실내에 필요한 공기 습도를 조절하여 주고,
한편, 실내에 다량의 고밀도 먼지 발생 내지는 실내공기의 환기 필요 시 도 2에 도시된 것과 같이 실내공기유입단계에 포함된 실내공기배출단계가 선택에 의해 작동하여 실내에서 1실로 유입된 공기를 외부로 배출시킴과 동시에 공기정화단계에 포함된 외부공기유입단계가 선택에 의해 작동하여 외부 신선공기를 조화장치 본체 내로 유입시켜 실내 공기의 환기를 달성한다.
한편, 실내에서 화재감지센서를 통한 화재감지시, 위 실내공기유입단계에 포함된 실내공기배출단계가 1실로 유입된 공기(연기)를 실내공기배출휀의 고속 작용으로 급배출시키고, 동시에 1실과 2실 사이를 연결하는 제3댐퍼조절기를 차단하여 실내에서 유입된 연기가 1실에서 2실로 유입되는 것을 차단한다. 그리고 상기 1실과 2실의 차단이 이루어지면 공기정화단계에 포함된 외부공기유입단계가 외부공기유입휀을 고속으로 운전하여 외부공기를 조화장치 본체 내로 다량 유입시켜 실내로 신선한 공기가 공급될 수 있도록 한다.
즉, 도 3에서와 같이 본 발명은 평소 실내의 공기를 조화장치본체로 경유시켜 냉, 난방 사이클을 운행하면서 필요에 따라, 실내공기배출단계와 외부공기유입단계로 실내공기의 환기를 동시에 실시하고 또 실내 화재발생시 실내공기배출단계와 외부공기유입단계가 고속운행되어 실내의 연기 급배출 및 외부공기의 급공급이 이루어지게 하는 것으로 하나의 공조설비로 복합적인 공조시스템을 운행할 수 있어, 종래 공기조화시스템과 공기환기시스템을 개별구성, 운행하였던 것에 비해 설비의 단순화는 물론 시공의 편리함 그리고 점유공간과 비용을 최소화할 수 있는 특징이 있고, 특히 공기조화운전 에너지를 현저히 절감하면서 그 성능을 배가시켜 공조조화는 물론 화재로 인한 인명피해를 최소화시켜 줄 수 있는 크나큰 장점을 제공할 수 있게 된다.
이상에서 본 발명의 복합형 공기조화시스템에 대한 기술 사상을 첨부된 도면과 함께 서술하였지만, 이는 본 발명의 가장 양호한 실시 예를 예시적으로 설명한 것이지 본 발명을 한정하는 것은 아니다.
따라서, 이 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자이면 누구나 본 발명의 기술 사상의 범주를 이탈하지 않는 범위 내에서 치수 m 및 모양 그리고 구조 등의 다양한 변형 및 모방할 수 있음은 명백한 사실이다.
a : 조화장치본체 a1 : 1실
a2 : 2실 a3 : 3실
b : 실내 c : 덕트
1 : 실내공기유입휀 11 : 제1댐퍼조절기
12 : 실내공기배출휀 12' : 제2댐퍼조절기
13 : 제2댐퍼조절기 14 : 외부공기유입휀
14' : 제4댐퍼조절기 2 : 열교환기
21 : 냉각기 22 : 가열기
3 : 공기정화필터 4 : 가습기
5 : 실내공기공급휀 5' : 제5댐퍼조절기
6 : 온도센서 61 : 습도센서
62 : 화재감지센서 7 : 컨트롤제어부
101 : 실내공기유입단계 101' : 실내공기배출단계
102 : 공기정화단계 102' : 외부공기유입단계
103 : 열교환단계 104 : 실내공기공급단계
104' : 습도조절단계

Claims (2)

1,2,3실(a1)(a2)(a3)이 구분 구성된 조화장치본체(a);, 실내(b) 공기를 흡입하여 1실(a1)로 유입시키는 실내공기유입휀(1);, 실내공기유입휀(1)에 설치되어 1실(a1)로 유입되는 공기의 량을 조절하는 제1댐퍼조절기(11);, 1실(a1) 내에 유입된 공기를 선택적으로 외부에 배출시키는 실내공기배출휀(12);, 1실(a1)과 실내공기배출휀(12) 사이에 구성되어 외부로 배출되는 공기의 량을 조절하는 제2댐퍼조절기(12');, 상기 1실(a1)과 2실(a2)을 연결하여 1실(a1) 내의 공기가 2실(a2)로 유입되도록 함과 동시에 그 량을 조절하는 제3댐퍼조절기(13);, 2실(a2) 내로 외부 공기를 선택적으로 유입시키는 외부공기유입휀(14);, 외부공기유입휀(14)에 설치되어 외부공기의 유입량을 조절하는 제4댐퍼조절기(14');, 2실(a2)과 3실(a3) 사이에 구성되어 2실(a2) 내의 공기를 선택에 의해 일정 온도 이하로 낮추거나 높여 3실(a3)로 공급하는 냉각기(21)와 가열기(22)로 이루어진 열교환기(2);, 2실(a2)과 3실(a3) 사이에 구성되어 공기를 정화하는 공기정화필터(3);, 3실(a3) 내의 공기 습도를 조절하는 가습기(4);, 3실(a3) 내의 공기를 실내(b)로 공급하는 실내공기공급휀(5);, 실내공급휀(5)과 연결되어 실내(b)로 공급되는 공기의 량을 조절하는 제5댐퍼조절기(5');, 실내(b)에 설치되어 실내의 온도를 측정하는 온도센서(6);, 실내(b)에 설치되어 실내의 습도를 측정하는 습도센서(61);, 실내(b)에 설치되어 화재를 감지하는 화재감지센서(62);, 상기 실내공기유입휀(1), 제1,2,3,4,5댐퍼조절기(11)(12')(13)(14')(5'), 실내공기배출휀(12), 외부공기유입휀(14), 열교환기(2), 가습기(4), 실내공기공급휀(5), 온도센서(6), 습도센서(61), 화재감지센서(62)를 제어하는 컨트롤제어부(7)로 이루어짐을 특징으로 하는 복합형 공기조화시스템.
1,2,3실(a1)(a2)(a3)이 구분 구성된 조화장치 본체(a)에서, 실내공기유입휀(1)을 이용하여 실내공기를 1실(a1)내로 유입시키는 실내공기 유입단계(101);,
조화장치본체(a)의 1실(a1)에 유입된 공기를 2실(a2)과 3실(a3)로 경유시키되, 상기 2실(a2)과 3실(a3) 사이에 마련된 공기정화필터(3)로 공기를 정화하는 공기정화단계(102);,
2실(a2)과 3실(a3) 사이에 구성된 열교환기(2)로 설정된 온도에 적합하게 공기를 냉각, 또는 가열시키는 열교환단계(103);,
열교환 되어 3실(a3)로 유입된 공기를 실내공기공급휀(5)으로 실내(b)에 공급하는 실내공기공급단계(104)를 순차적으로 실시하되,
상기 실내공기유입단계(101)로, 1실(a1) 내에 유입된 실내공기를 외부에 배출시키는 실내공기배출단계(101')를 포함하여 실내공기의 환기 필요 시 선택적으로 실시되도록 하고,
상기 공기정화단계(102)로 2실(a2)로 외부공기를 유입시키는 외부공기유입단계(102')를 포함하여 실내공기의 환기 필요 시 선택적으로 실시되도록 하며,
상기 실내공기공급단계(104)로 3실(a3)에 유입된 공기가 실내(b)에 필요한 습도를 가질 수 있도록 가습기(4)로 공기 습도를 조절하는 습도조절단계(104')를 포함하여 필요 시 선택적으로 실시하도록 한 복합형 공기조화운전방법.
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