KR20140067310A

KR20140067310A - 수위조절형 응축수 증발장치가 구비된 정온유지장치

Info

Publication number: KR20140067310A
Application number: KR1020120134375A
Authority: KR
Inventors: 유보선; 정우람; 한광남; 장인호
Original assignee: 헵시바주식회사
Priority date: 2012-11-26
Filing date: 2012-11-26
Publication date: 2014-06-05

Abstract

본 발명은 수위조절형 응축수 증발장치가 구비된 정온유지장치에 관한 것이다.
종래 응축수 증발장치가 구비된 일체형 에어컨의 구조에 따르면 응축기 측으로 수분입자를 보내지만 응축기의 전면을 거쳐 지나갈 뿐 실제로 응축기를 완전하게 식혀줄 수 있는 구조로 설계되었다고 보기 어려우며, 또한 집수통에 응축수가 가득찬 상태에서 초음파 가습을 수행하고 가습이 진행되는 동안 압축기의 동작을 정지 시키도록 함으로서, 지속적으로 초음파 가습이 이루어짐으로써, 일정한 수명이 보장되는 소모품인 초음파 진동자의 수명이 단축된다.
본 발명은 실내기와 실외기가 일체로 구성된 정온유지장치에 있어서, 응축수의 가습된 수분입자가 응축기의 배면으로 공급되어 응축기를 통과하여 외부로 배출될 수 있는 구조로 설계하여 응축기를 수분입자로 방열할 수 있는 구조를 갖도록 함으로써, 효과적인 방열구조를 제공할 수 있도록 하며, 또한 구성된 초음파 진동자의 효과적인 가습이 이루어질 수 있는 가습능력을 고려하여 가습동작이 이루어질 수 있도록 가습을 제어하도록 함으로써, 효율적인 가습이 이루어질 수 있도록 하며 초음파 진동자의 수명을 효과적으로 관리하는 수위조절형 응축수증발장치가 구비된 정온유지장치를 제공하고자 한 것이다.

Description

수위조절형 응축수 증발장치가 구비된 정온유지장치{PRECISE TEMPERATURE CONTROL UNIT WITH REMOVING CONDENSED WATER}

본 발명은 정온유지장치에 관한 것으로, 더 상세하게는 냉난방장치를 결합하여 원하는 공기의 온도를 일정한 온도로 토출하는 장치로서 냉방 기능시 발생한 응축수를 가습하여 증발시켜 가습된 수분입자로 생성하여 외부로 분무 배출시키도록 하며, 가습된 수분입자가 정온유지장치의 내부의 열을 식혀줄 수 있도록 그 경로를 설계한 수위조절형 응축수 증발장치가 구비된 정온유지장치에 관한 것이다.

일반적으로 정온유지장치는 실내기와 실외기로 분리 구분할 수 있으며, 실내기에는 실내의 열을 흡수하고 실내에 냉풍을 공급하는 증발기가 실외기와 연결되도록 설치되어 있고, 실외기에는 냉매를 압축하는 압축기와 열을 외부로 내보내는 응축기와 상기 응축기로부터 나오는 냉매의 압력을 감압시켜 실내기의 증발기로 보내주는 모세관이 설치되어 있다. 그리고 실내기에 설치된 증발기의 열교환에 의해 발생하는 응축수는 드레인판에 모이게 하여 드레인 호스를 통해 외부로 배출되도록 하며, 이때의 드레인 호스는 배수구의 위치까지 연장 설치되는 구성을 갖는다.

정온유지장치는 실내기와 실외기가 일체형으로 구성된 것으로, 실내의 공간에 설치 고정 또는 자유 이동 가능한 형태로 구성되며, 이와 같은 정온유지장치는 이동 가능한 형태로 구성되는 것이 일반적이다.

이와 같은 정온유지장치는 실내기와 실외기가 일체형으로 구성됨으로써 그 내부 증발기로 부터 생성된 응축수의 처리에 어려움이 있다.

이에 본원 발명의 출원인은 대한민국 등록특허 10-1138699호, 발명의 명칭 "응축수 증발장치가 구비된 일체형 에어컨"을 제안한 바 있다.

이에 따르면 응축수를 모으기 위한 집수통을 구성하고 집수통에서 초음파 가습을 수행하여 응축수를 수분입자로 생성하여 외부로 배출하도록 하며, 이의 수분입자를 외부로 배출함에 있어서, 응축기 측으로 보내 응축기의 열을 식혀준 후 외부로 배출될 수 있는 구조를 제안한다.

그러나 이러한 구조에 따르면, 응축기 측으로 수분입자를 보내지만 응축기의 전면을 거쳐 지나갈 뿐 실제로 응축기를 완전하게 식혀줄 수 있는 구조로 설계되었다고 보기 어렵다.

또한 집수통에 응축수가 가득찬 상태에서 초음파 가습을 수행하고 가습이 진행되는 동안 압축기의 동작을 정지 시키도록 함으로서, 지속적으로 초음파 가습이 이루어짐으로써, 일정한 수명이 보장되는 소모품인 초음파 진동자의 수명이 단축된다.

본 발명에서는 이러한 문제를 해결하기 위하여 실내기와 실외기가 일체형으로 구성되는 정온유지장치에 있어서, 응축수의 가습된 수분입자가 응축기의 배면으로 공급되고 응축기를 통과하여 외부로 배출될 수 있는 구조로 설계하여 응축기를 수분입자로 방열할 수 있는 구조를 갖도록 함으로써, 효과적인 방열구조를 제공할 수 있도록 한 응축수 증발장치가 구비된 정온유지장치를 제공하고자 한 것이다.

그리고 본 발명 수위조절형 응축수 증발장치가 구비된 정온유지장치에 있어서, 구성된 초음파 진동자의 효과적인 가습이 이루어질 수 있는 가습능력을 고려하여 가습동작이 이루어질 수 있도록 가습을 제어하도록 함으로써, 효율적인 가습이 이루어질 수 있도록 하며 초음파 진동자의 수명을 효과적으로 관리할 수 있도록 한 정온유지장치를 제공하고자 한 것이다.

본 발명 수위조절형 응축수 증발장치가 구비된 정온유지장치는, 실내기와 실외기가 일체로 구성된 정온유지장치에 있어서,

증발기로 부터 생성되는 응축수를 집수하여 증발시켜 외부로 배출시키는 응축수 증발장치를 포함하여 구성되며,

상기 응축수 증발장치는 증발기로 부터 응축수를 집수통으로 안내하기 위한 응축수배수관으로 부터 배수된 응축수를 집수하기 위한 집수통과, 집수통의 바닥면에 설치되어 집수통의 물을 증발시키기 위한 초음파 진동자와, 집수통 내에 설치되어 집수통 내의 수위를 감지하기 위한 수위센서와, 초음파 진동에 의해 증발된 수분입자를 응축기의 배면으로 제공하기 위하여 집수통으로 부터 응축기의 배면으로 연결되는 응축수증발관과, 상기 집수통 내로 바람을 공급하여 증발된 수분입자가 응축수증발관을 통해 생성된 수분입자가 응축기 측으로 밀어 올리는 응축수증발송출부와, 응축수의 전면에 설치되어 배면으로 유입된 수분입자를 흡입하여 외부로 송출하기 위한 응축수배출부를 포함하여 구성되며,

상기 초음파 진동자의 동작범위를 고려하여 초음파진동자를 동작시키기 위한 수위에 대한 동작기준범위값이 설정되며, 상기 수위센서로 부터 입력된 수위값지값과 동작기준범위값을 비교하여 동작기준범위 내에서 초음파진동자의 동작제어 및 응축수증발송출부 및 응축수배출부를 제어하는 제어수단을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

이와 같은 본 발명 정온유지장치에 다르면, 응축수를 초음파 가습하여 외부로 분무 배출하게 됨으로써, 응축수의 배수문제를 염려할 필요 없으며, 그 수분입자를 응축기를 직접 통과하여 외부로 배출할 수 있도록 함으로써, 응축기를 냉각시킬 수 있어서 냉각효율을 향상시킬 수 있고 또한 더욱 작아진 수분입자를 외부로 배출하게 됨으로써, 분무되는 수분입자에 대한 불편에 대한 문제를 해결할 수 있다.

또한 가습이 효과적으로 이루어질 수 있는 범위 내에서 초음파 진동이 이루어질 수 있도록 함으로써, 가습효과를 높여서 최소한의 초음파 진동자 사용이 가능하도록 하며, 그 내구성 관리가 효과적으로 이루어질 수 있게 된다.

도 1 및 도 2는 본 발명 수위조절형 응축수 증발장치가 구비된 정온유지장치의 정단면도 및 측단면도
도 3은 본 발명 수위조절형 응축수 증발장치가 구비된 정온유지장치의 사시도
도 4는 본 발명에 있어서, 응축수 수분입자의 이송 배출 경로를 나타낸 도면.
도 5는 본 발명 수위조절형 응축수 증발장치가 구비된 정온유지장치의 제어 구성 블록도.
도 6은 본 발명에 있어서, 제어수단(110)에서의 응축수 증발 배출 프로세스를 나타낸 플로우챠트.

본 발명 수위조절형 응축수 증발장치가 구비된 정온유지장치을 첨부된 도면 도 1 내지 도 5에 도시된 실시 예를 참조하여 그 구성 및 작용을 설명하면 다음과 같다.

도 1 및 도 2는 본 발명 수위조절형 응축수 증발장치가 구비된 정온유지장치의 정단면도 및 측단면도이고, 도 3은 본 발명 수위조절형 응축수 증발장치가 구비된 정온유지장치의 사시도를 나타내고, 도 4는 본 발명에 있어서, 응축수 수분입자의 이송 배출 경로를 나타낸 도면.

본 발명에 따른 정온유지장치는,

냉매를 압축하는 압축기(10)와, 압축된 냉매를 응축시키는 응축기(20)와, 상기 응축기(20)로부터 나오는 냉매의 압력을 감압시켜 증발기(30)로 보내주는 모세관 및 증발기(30)로 부터 생성되는 응축수를 집수하여 증발시켜 외부로 배출시키는 응축수 증발장치, 온도 제어를 위한 발열부(120)를 포함하여 구성되며,

상기 응축수 증발장치는 증발기(30)로 부터 응축수를 집수통(50)으로 안내하기 위한 응축수배수관(40)으로 부터 배수된 응축수를 집수하기 위한 집수통(50)과, 집수통(50)의 바닥면에 설치되어 집수통(50)의 물을 증발시키기 위한 초음파 진동자(60)와, 집수통(50) 내에 설치되어 집수통(50) 내의 수위를 감지하기 위한 수위센서(70)와, 초음파 진동에 의해 증발된 수분입자를 응축기(20)의 배면으로 제공하기 위한 응축수증발관(80)과, 상기 집수통(50) 내로 바람을 공급하여 증발된 수분입자가 응축수증발관(80)을 통해 생성된 수분입자가 응축기(20) 측으로 밀어 올리는 응축수증발송출부(90)와, 응축수의 전면에 설치되어 배면으로 유입된 수분입자를 흡입하여 외부로 송출하기 위한 응축수배출부(100)를 포함하여 구성되며,

상기 수위센서(70)로 부터 제공되는 집수통(50)의 수위정보에 따라서 상기 초음파진동자(60) 및 생성된 수분입자를 외부로 배출하기 위한 응축수증발송출부(90) 및 응축수배출부(100)를 제어하는 제어수단(110)을 포함하여 구성된다.

이와 같은 본 발명 수위조절형 응축수 증발장치가 구비된 정온유지장치는,

(a). 응축수를 초음파 가습하여 수분입자로 생성하고, 그 생성된 수분입자가 응축기를 경유하여 외부로 배출될 수 있는 구조를 갖는 응축수 증발 배출구조,

(b). 초음파 진동자의 효율적인 동작이 가능한 수위 범위를 지정하고 이에 따라서 초음파 진동자 제어 및 수분입자를 외부로 배출하기 위한 수단을 동작 제어하도록 함을 그 기술적 특징으로 한다.

정온유지장치의 상부로 응축기(20), 증발기(30)가 구성되고, 하부에 집수통(50)과 그 일측으로 압축기(10)가 구성된다.

상기 집수통(50)은 상기 응축기(20)의 응축수를 집수하기 위한 수단으로, 상기 응축기(20)로부터 응축수배수관(40)이 연결되며 상기 집수통(50)으로 부터 증발된 수분입자를 응축기(20)측으로 송출하기 위한 응축수증발관(80)이 상부 응축기(20)의 배면으로 연결 구성된다.

상기 집수통(50) 바닥면으로는 초음파진동자(60)가 구성되며, 초음파 진동자는 초음파를 발생시켜 집수통(50) 내의 응축수를 증발하기 위한 수단이다.

그리고 상기 집수통(50) 내에는 수위센서(70)가 구성된다.

상기 수위센서(70)는 집수통(50)의 응축수 수위를 감지하기 위한 수단으로, 도 1에 나타낸 바와 같이, 기준센서(71), 저수위센서(72), 만수위센서(73)로 구성되어, 제어수단(110)에서 이들 센서의 값에 따라서 응축수 증발 배출동작을 동작 제어할 수 있도록 구성된다.

상기 초음파 진동자(60)는 초음파를 발생시켜 집수통(50) 내의 응축수를 증발 시켜 수분입자로 생성하기 위한 수단으로, 상기 집수통(50) 내의 바닥면에 구성된다.

상기 응축수배출부(100)는 상기 응축기(20)의 배면으로 송출 전달된 수분입자를 흡입하여 에어컨 본체의 외부로 배출하기 위한 수단으로, 송풍팬과 송풍팬을 회전시키는 모터를 포함하여 구성되며, 송풍팬은 상기 응축기(20)의 전면에 흡입구가 설치되어 응축기(20)를 통해 응축기(20)의 배면으로 공급되는 수분입자를 흡입하고 그 배출구가 본체 케이스면에 설치되어 흡입된 수분입자를 외부로 배출하도록 하는 덕트 구조를 포함하여 구성된다.

상기 본체 케이스면에 구성되는 배출구에는 지면을 향하여 가이드(101)가 설치되어 배출되는 수분입자가 지면을 향하도록 구성된다.

상기 응축수증발송출부(90)는 상기 집수통(50)의 상부로 연결되어 집수통(50) 내로 바람을 공급하여 증발된 수분입자가 응축수증발관(80)을 통해 송출되도록 하는 수단으로, 송풍팬, 모터를 포함하여 구성된다.

상기 제어수단(110)은 에어컨 본체 내 제어유닛으로 구성되며, 설치된 초음파 진동자의 동작범위를 고려하여 초음파진동자를 동작시키기 위한 수위에 대한 동작기준범위값이 설정되며, 상기 수위센서(70)로 부터 입력된 수위값지값과 동작 기준범위값을 비교하여 초음파진동자(60)의 동작제어 및 응축수증발송출부(90) 및 응축수배출부(100)를 제어하는 제어프로세스를 포함한다.

이와 같은 구성을 특징으로 하는 본 발명 응축수 증발장치가 구비된 정온유지장치의 동작을 설명하면 다음과 같다.

압축기(10)에서는 증발기(30)에서 증발한 대략 8~11℃의 저온저압 냉매(예: 프레온가스 등)를 흡입, 압축하여 압력을 높여서 70~80℃ 정도의 비교적 높은 온도에서도 액화(기체가 액체로 되는 것)할 수 있는 상태로 만든다.

이와 같이 냉매가 압축과정을 거치면, 냉매 기체분자의 운동에너지가 증가하여 분자충돌로 인해 에너지를 얻어 냉매가스의 온도가 올라가고 분자 사이의 거리가 매우 좁아져 단위체적당 분자수가 증가하게 된다.

이러한 압축과정을 거친 고온고압의 냉매는 응축기(20)에서 응축과정을 거치면 냉매가 열을 방출하여 액체로 되는 현상, 즉, 실외공기가 냉매가스의 열을 제거하면 냉매가스는 액화현상이 나타나고 증기와 액체의 혼합 상태가 되어 완전히 응축된 중온고압의 액체상태가 된다.

그리고, 응축과정을 거친 중온고압의 액체상태인 냉매는 모세관으로 보내져 상기 모세관에서 냉매의 압력이 감압되므로 저온저압의 액체상태의 냉매가 된다.

이렇게 감압과정을 거친 저온저압의 액체상태의 냉매는, 증발기(30)로 들어가서 실내공기로부터 열을 빼앗아 기화되기 때문에 그 결과 실온이 내려가서 냉방효과를 얻을 수 있게 된다.

이와 같이, 압축기(10), 응축기(20), 그리고 모세관, 증발기(30)를 순환하면서 일반적인 냉각과정이 수행된다.

이때 발열부(120)가 설정된 온도에 따라서 발열하여 정온을 유지할 수 있도록 하는 정온제어가 이루어지게 된다.

이와 같은 과정에서 증발기(20)에서 냉매를 기화시키면서 외부와의 열교환으로 응축수가 발생하며, 발생된 응축수는 응축수배수관(40)을 따라 집수통(50)으로 집수된다.

상기 집수통(50)으로 응축수가 집수되면서 수위가 높아지면, 집수통(50) 내의 수위센서(70)에서는 응축수의 수위를 감지하여 제어수단(110)으로 제공한다.

상기 제어수단(110)에서는 수위센서(70)로 부터 입력되는 수위감지값에 따라서 응축수 증발 배출 프로세스를 수행한다.

기준센서(71), 저수위센서(72), 만수위센서(73)를 확인하고 각 수위센서(70)로 부터 입력된 수위감지값을 내부 설정된 동작 기준범위값과 대비하여 응축수 증발 배출프로세스를 수행하게 되는 바,

상기 동작 기준범위값은 초음파 진동자(60)의 사양에 따라서 가습이 제일 잘되는 구간으로 설정되며, 제어수단(110)에서는 기준센서(71)로 부터 저수위센서(72), 만수위센서(73)의 값을 이용하여 그 범위를 인식하고, 해당 범위에서 초음파 진동자가 동작될 수 있도록 응축수 증발 배출 프로세스를 수행하게 된다.

즉 가습이 시작되는 구간과 가습이 멈추는 구간을 지정하여 초음파 진동이 가장 잘되는 범위 내에서 가습을 진행시킬 수 있도록 한 것이다.

상기에서와 같이 가습 제어구간이 시작되면 제어수단(110)에서는 초음파 진동자(60)를 동작시켜 초음파를 발생시켜 집수통(50) 내의 응축수를 증발시켜 수분입자를 생성한다.

이때 제어수단(110)에서는 응축수증발송출부(90), 응축수배출부(100)를 동작시킨다.

상기 응축수증발송출부(90)가 동작되면 집수통(50) 내로 바람이 주입됨으로서, 생성된 수분입자는 주입된 바람에 의해 응축수증발관(80)을 통하여 응축기(20)의 배면으로 송출된다.

이와 같이 송출된 수분입자는 응축수배출부(100)의 송풍팬의 동작에 따라서 응축기(20)를 거쳐 배출구를 통해 외부로 배출된다.

이때 수분입자는 응축수배출부(100)의 흡입에 의해 응축기(20)를 통과하게 되면서, 응축기(20)에서 냉매 응축과정에서 발생된 열과 서로 열교환을 하게 된다.

즉, 냉매 응축과정에서 발생하는 열과 차가운 수분입자는 서로 만나서 열교환을 하게 되므로 응축기(20)에서 발생하는 열은 식혀지고, 반면에 응축수의 차가운 수분입자는 온도가 상승하게 되며, 이에 따라 수분입자는 그 크기도 더욱 작아져 완전한 기화상태가 된다.

이렇게 기화된 수분입자는 응축수배출부(100)에 의해 배출구를 통해 외부 공기 중으로 배출된다.

한편, 동작 기준범위값을 벗어나면, 제어수단(110)에서는 초음파진동자(60) 및 응축수증발송출부(90), 응축수 배출부(100)를 정지시켜 응축수 증발 배출 과정을 정지시킨다.

이때 제어수단(110)에서 응축수 증발 배출 과정 중에 압축기(10)의 동작을 일시 정지시켜 응축수의 발생을 일시 정지시킬 수 있다.

이와 같이 응축기(20)의 사이사이로 미세한 수분입자가 통과하면서 응축기(20)의 열을 식혀주게 됨으로써, 열의 냉각효율이 우수해지며, 응축수는 외부 또는 공기 중으로 배출시킴에 따라 응축수의 배수에 대한 염려가 없다.

여기서, 상기 제어수단(110)에 제어에 따라서 시각적, 청각적인 방법으로 알람을 발생시키는 알람발생수단을 더 포함하여 구성하고,

제어수단(110)에서는 만수위센서(73)에 의해 응축수의 위험수위가 확인되면 압축기(10)를 1차 정지시키고, 응축수 증발 배출 프로세스를 지속하며, 내부에 설정된 기준시간 후에도 위험수위의 변동이 없는 경우에는 모든 장치를 정지시켜 에어컨의 냉각 동작을 정지 시키도록 하고, 상기 알람발생수단을 제어하여 알람을 발생시키도록 하는 프로세스를 더 포함할 수 있다.

이는 상기와 같이 지속적으로 응축수 증발 배출 프로세스를 수행했음에도 만수위센서(73)에 의해 위험수위가 감지되면 이는 초음파 진동자(60)가 정상적으로 동작되지 않음을 인식하여 비상동작을 수행하여 응축수의 범람을 방지할 수 있도록 한 것이다.

도 5는 본 발명 수위조절형 응축수 증발장치가 구비된 정온유지장치의 제어 구성 블록도이고, 도 6은 본 발명에 있어서, 제어수단(110)에서의 응축수 증발 배출 프로세스를 나타낸 플로우 챠트이다.

Claims

실내기와 실외기가 일체로 구성된 정온유지장치에 있어서,
증발기(30)로 부터 생성되는 응축수를 집수하여 증발시켜 외부로 배출시키는 응축수 증발장치를 포함하여 구성되며,
상기 응축수 증발장치는 증발기(30)로 부터 응축수를 집수통(50)으로 안내하기 위한 응축수배수관(40)으로 부터 배수된 응축수를 집수하기 위한 집수통(50)과, 집수통(50)의 바닥면에 설치되어 집수통(50)의 물을 증발시키기 위한 초음파 진동자(60)와, 집수통(50) 내에 설치되어 집수통(50) 내의 수위를 감지하기 위한 수위센서(70)와, 초음파 진동에 의해 증발된 수분입자를 응축기(20)의 배면으로 제공하기 위하여 집수통(50)으로 부터 응축기(20)의 배면으로 연결되는 응축수증발관(80)과, 상기 집수통(50) 내로 바람을 공급하여 증발된 수분입자가 응축수증발관(80)을 통해 생성된 수분입자가 응축기(20) 측으로 밀어 올리는 응축수증발송출부(90)와, 응축수의 전면에 설치되어 배면으로 유입된 수분입자를 흡입하여 외부로 송출하기 위한 응축수배출부(100)를 포함하여 구성되며,
상기 초음파 진동자(60)의 동작범위를 고려하여 초음파진동자를 동작시키기 위한 수위에 대한 동작기준범위값이 설정되며, 상기 수위센서(70)로 부터 입력된 수위값지값과 동작기준범위값을 비교하여 동작기준범위 내에서 초음파진동자(60)의 동작제어 및 응축수증발송출부(90) 및 응축수배출부(100)를 제어하는 제어수단(110)을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 수위조절형 응축수 증발장치가 구비된 정온유지장치.
제 1항에 있어서, 상기 수위센서(70)는 집수통(50)의 응축수 수위를 감지하기 위한 수단으로, 기준센서(71), 저수위센서(72), 만수위센서(73)로 구성되는 것을 특징으로 하는 수위조절형 응축수 증발장치가 구비된 정온유지장치.
제 1항에 있어서, 상기 응축수배출부(100)는 상기 응축기(20)의 배면으로 송출 전달된 수분입자를 흡입하여 에어컨 본체의 외부로 배출하기 위한 수단으로, 송풍팬과, 송풍팬을 회전시키는 모터를 포함하여 구성되며, 송풍팬은 상기 응축기(20)의 전면에 흡입구가 설치되어 응축기(20)를 통해 응축기(20)의 배면으로 공급되는 수분입자를 흡입하고 그 배출구가 본체 케이스면에 설치되어 흡입된 수분입자를 외부로 배출하도록 하는 덕트 구조를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 수위조절형 응축수 증발장치가 구비된 정온유지장치.
제 3항에 있어서, 상기 본체 케이스면에 구성되는 배출구에는 지면을 향하여 가이드(101)가 설치되어 배출되는 수분입자가 지면을 향하도록 구성된 것을 특징으로 하는 수위조절형 응축수 증발장치가 구비된 정온유지장치.