KR20160056701A

KR20160056701A - 공기조화장치

Info

Publication number: KR20160056701A
Application number: KR1020140157354A
Authority: KR
Inventors: 이제구; 라선욱; 태상진
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2014-11-12
Filing date: 2014-11-12
Publication date: 2016-05-20
Also published as: EP3021050A3; EP3021050A2; US20160131377A1; CN105605671A

Abstract

공기조화장치가 개시된다. 개시된 공기조화장치는 하우징의 내부에 실내열교환기, 전열교환기, 급기팬 및 배기팬을 구비하며, 냉난방, 전열교환환기 및 순수환기 중 적어도 어느 하나를 수행하는 공기조화장치에 있어서, 상기 냉난방 시 실내공기를 안내하는 제1 유로; 상기 전열교환환기 시 실내공기가 상기 전열교환기를 통과하도록 안내하는 제2 유로와 실외공기가 상기 전열교환기를 통과하도록 안내하는 제3 유로; 상기 순수환기 수행 시 실내공기를 안내하는 제4 유로와 실외공기를 안내하는 제5 유로; 및 상기 하우징에 형성되는 제1 유입구, 제2 유입구, 제1 배출구 및 제2 배출구를 포함하며, 상기 제1 유입구는 상기 제3 유로 및 상기 제5 유로의 입구이며, 상기 제1 배출구는 상기 제2 유로 및 상기 제4 유로의 출구이다.

Description

공기조화장치{AIR CONDITIONING EQUIPMENT}

본 발명은 공기조화장치에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 환기 및 냉난방이 동시에 수행될 수 있는 공기조화장치에 관한 것이다.

최근 현대인들은 하루의 대부분을 건물의 내부 또는 교통수단의 내부 등 실내에서 생활하고 있다. 이러한 실내를 쾌적한 환경으로 유지하기 위해서는 창문을 개방하여 환기를 하거나, 별도의 환기장치를 설치해야만 했으므로, 번거로운 문제가 있었다.

이러한 문제점을 해결하고자, 최근 환기기능을 구비한 공기조화장치가 다양하게 제시되었다. 하지만, 환기기능을 구비한 공기조화장치는 냉난방을 수행하는 경우의 유로와 환기를 수행하는 경우의 유로를 별도로 구비하여야 했다. 이를 위해 종래의 공기조화장치는 실내공기가 유입되는 실내공기유입구를 복수로 구비하거나, 실외공기유입구 및 실외공기배출구를 각 기능을 수행하는 경우에 맞게 변경하여 사용하였다.

다만, 실내공기유입구를 복수로 구비하는 경우, 각각의 실내공기유입구마다 별도의 덕트를 설치해 주어야 하므로 제품의 단가가 상승하였고, 제품의 설치 시 추가의 공간이 필요하며, 공기조화장치에 다수의 덕트를 연결하여야 하는 번거로운 문제가 있었다.

또한, 최근 대기오염이 심각해짐에 따라 실외공기유입구 측에는 외부공기로부터 오염물질을 필터링하기 위한 필터를 구비하는 것이 바람직하다. 따라서, 실외공기유입구 및 실외공기배출구를 각 기능을 수행하는 경우에 맞게 변경하여 사용하는 경우, 실외공기유입구 및 실외공기배출구 각각에 외부공기로부터 오염물질을 필터링하기 위한 필터가 필요하게 되므로, 추가의 필터를 구비해야 하는 문제가 있었고, 이로 인해 제품의 단가가 상승하게 되는 문제가 있었다.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 공기조화장치의 수행기능이 변경되더라도 실외공기유입구 및 실내공기유입구를 일정하게 유지할 수 있도록 유로를 설계하여, 필요한 필터의 개수를 줄이고, 이에 따라 공기조화장치의 제조단가를 줄이는 데 있다.

본 발명의 다른 목적은 공기조화장치에 필요한 필터의 개수를 줄여서 필터에 의한 공기저항을 감소시켜 팬의 소비전력을 감소시킬 수 있는 공기조화장치를 제공하는 데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 배기팬을 필요한 경우에만 구동할 수 있도록, 배기팬의 위치를 조정하여 배기팬의 구동에 따른 소비전력을 감소시킬 수 있는 공기조화장치를 제공하는 데 있다.

상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명은 하우징의 내부에 실내열교환기, 전열교환기, 급기팬 및 배기팬을 구비하며, 냉난방, 전열교환환기 및 순수환기 중 적어도 어느 하나를 수행하는 공기조화장치에 있어서, 상기 냉난방 시 실내공기를 안내하는 제1 유로; 상기 전열교환환기 시 실내공기가 상기 전열교환기를 통과하도록 안내하는 제2 유로와 실외공기가 상기 전열교환기를 통과하도록 안내하는 제3 유로; 상기 순수환기 수행 시 실내공기를 안내하는 제4 유로와 실외공기를 안내하는 제5 유로; 및 상기 하우징에 형성되는 제1 유입구, 제2 유입구, 제1 배출구 및 제2 배출구를 포함하며, 상기 제1 유입구는 상기 제3 유로 및 상기 제5 유로의 입구이며, 상기 제1 배출구는 상기 제2 유로 및 상기 제4 유로의 출구인 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 제2 유입구는 상기 제1 유로, 상기 제2 유로 및 상기 제4 유로의 입구이며, 상기 제2 배출구는 상기 제1 유로, 상기 제3 유로 및 상기 제5 유로의 출구인 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 전열교환기는 상기 제2 유로 및 상기 제3 유로가 만나는 부분에 배치될 수 있다.

아울러, 상기 제1 유로 내지 상기 제5 유로 상에는 각 유로를 선택적으로 개폐하기 위한 제1 유로개폐부 내지 제5 유로개폐부가 각각 배치되는 것을 특징으로 할 수 있다.

여기서, 상기 제1 유로개폐부 내지 상기 제5 유로개폐부는 댐퍼일 수 있다.

또한, 상기 냉난방 및 상기 전열교환환기가 함께 수행되는 경우, 상기 제1 유로 내지 상기 제3 유로를 지나가는 유동공기의 양은 상기 제1 유로개폐부 내지 상기 제3 유로개폐부의 개방 정도에 의해 조절될 수 있다.

더욱이, 상기 제3 유로 및 상기 제5 유로의 공통되는 구간 중 일부에는 상기 제1 유입구에 인접하게 제1 필터가 배치될 수 있다.

또한, 상기 제2 유로 및 상기 제4 유로의 공통되는 구간 중 일부에는 상기 제1 배출구에 인접하게 상기 배기팬이 배치되며, 상기 배기팬은 상기 제2 유로 또는 상기 제4 유로의 개방시 구동될 수 있다.

또한, 상기 제1 유로, 상기 제2 유로 및 상기 제4 유로의 공통되는 구간 중 일부에는 상기 제2 유입구에 인접하게 제2 필터가 배치될 수 있다.

더욱이, 상기 제1 유로, 상기 제3 유로 및 상기 제5 유로의 공통되는 구간 중 일부에는 상기 제2 배출구에 인접하게 상기 급기팬 및 상기 실내열교환기가 배치될 수 있다.

또한, 본 발명은 실내열교환기, 전열교환기, 급기팬 및 배기팬을 구비하며, 냉난방, 전열교환환기 및 순수환기 중 적어도 어느 하나르르 수행하는 공기조화장치에 있어서, 실외공기가 유입되는 제1 유입구; 실내공기가 유입되는 제2 유입구; 실외로 공기가 배출되는 제1 배출구; 실내로 공기가 배출되는 제2 배출구; 실내공기가 싱기 제2 유입구로 유입되어 상기 실내열교환기를 통과한 후 상기 제2 배출구로 배출되는 제1 유로; 실내공기가 상기 제2 유입구로 유입되어 상기 전열교환기를 통과한 후 상기 제1 배출구로 배출되는 제2 유로; 실외공기가 상기 제1 유입구로 유입되어 상기 전열교환기를 통과한 후 상기 제2 배출구로 배출되는 제3 유로; 실내공기가 상기 제2 유입구로 유입되어 상기 제1 배출구로 배출되는 제4 유로; 및 실외공기가 상기 제1 유입구로 유입되어 상기 제2 배출구로 배출되는 제5 유로;를 포함하고, 상기 전열교환기는 상기 제2 유로 및 상기 제3 유로가 만나는 부분에 배치되는 것을 특징으로 할 수 있다.

더욱이, 상기 제1 유로 내지 상기 제5 유로 상에는 각 유로를 선택적으로 개폐하기 위한 제1 유로개폐부 내지 제5 유로개폐부가 각각 배치되는 것을 특징으로 할 수 있다.

또한, 상기 제3 유로 및 상기 제5 유로의 공통되는 구간 중 일부에는 상기 제1 유입구에 인접하게 제1 필터가 배치될 수 있다.

아울러, 상기 제2 유로 및 상기 제4 유로의 공통되는 구간 중 일부에는 상기 제1 배출구에 인접하게 상기 배기팬이 배치되며, 상기 배기팬은 상기 제2 유로 또는 상기 제4 유로의 개방 시 구동될 수 있다.

또한, 본 발명은 하우징의 내부에 실내열교환기, 전열교환기, 급기팬 및 배기팬을 구비하며, 냉난방, 전열교환환기 및 순수환기 중 적어도 어느 하나를 수행하는 공기조화장치에 있어서, 상기 하우징의 외면에 형성되는 제1 유입구, 제2 유입구, 제1 배출구 및 제2 배출구; 상기 하우징의 내부에 배치되는 제1 유로개폐부 내지 제5 유로개폐부; 실내공기가 상기 제2 유입구로 유입되어 상기 제1 유로개폐부를 통해 상기 실내열교환기로 향하고, 상기 실내열교환기에서 열교환이 일어난 후 상기 제2 배출구로 배출되도록 안내하는 제1 유로; 실내공기가 상기 제2 유입구로 유입되어 상기 전열교환기를 통과하며 열교환이 일어난 후, 상기 제2 유로개폐부를 통해 상기 제1 배출구로 배출되도록 안내하는 제2 유로; 실외공기가 상기 제1 유입구로 유입되어 상기 제3 유로개폐부를 통해 상기 전열교환기로 향하고, 상기 전열교환기에서 열교환이 일어난 후, 상기 제2 배출구로 배출되도록 안내하는 제3 유로; 실내공기가 상기 제2 유입구로 유입되어 상기 제4 유로개폐부를 통해 상기 제1 배출구로 배출되도록 안내하는 제4 유로; 및 실외공기가 상기 제1 유입구로 유입되어 상기 제5 유로개폐부를 통해 상기 제2 배출구로 배출되도록 안내하는 제5 유로;를 포함하며, 상기 전열교환기는 상기 제2 유로 및 상기 제3 유로가 만나는 부분에 배치되고, 상기 제3 유로 및 상기 제5 유로의 공통되는 구간 중 일부에는 상기 제1 유입구에 인접하게 제1 필터가 배치되는 것을 특징으로 할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 공기조화장치를 나타내는 사시도이다.
도 2는 도 1에 도시된 공기조화장치에서 덕트를 분리한 본체를 나타내는 사시도이다.
도 3은 도 2에 도시된 공기조화장치의 본체의 내부를 나타내는 분리사시도이다.
도 4는 도 2에 도시된 공기조화장치의 본체의 내부를 도 3과 다른 측면에서 나타내는 분리사시도이다.
도 5는 도 1에 도시된 공기조화장치가 냉난방을 수행하는 경우의 유로를 나타내는 개략도이다.
도 6은 도 1에 도시된 공기조화장치가 전열교환환기를 수행하는 경우의 유로를 나타내는 개략도이다.
도 7은 도 1에 도시된 공기조화장치가 순수환기를 수행하는 경우의 유로를 나타내는 개략도이다.
도 8은 도 1에 도시된 공기조화장치가 냉난방 및 전열교환환기를 함께 수행하는 경우의 유로를 나타내는 개략도이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 의한 공기조화장치(1)의 일실시예에 대하여 설명한다. 다만, 이하에서 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기능 혹은 구성요소에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명 및 구체적인 도시를 생략한다. 또한, 발명의 이해를 돕기 위하여, 첨부된 도면은 실제 축척대로 도시된 것이 아니라 일부 구성요소의 치수가 과장되게 도시될 수 있다.

먼저, 도 1은 본 발명의 일실시예에 의한 공기조화장치(1)를 나타내는 사시도이며, 도 2는 도 1의 공기조화장치(1)에서 제1 덕트 내지 제4 덕트(201-204)를 분리한 본체부(100)의 모습을 나타내는 사시도이다. 또한, 도 3 및 도 4는 도 2의 본체부(100)에서 외부커버들(115) 및 제2 필터(134)를 제거한 후, 내부커버들(116)을 분리하여 나타내는 분해사시도이다.

도 1 내지 도 4를 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 공기조화장치(1)는 본체부(100) 및 제1 덕트 내지 제4 덕트(201-204)를 포함한다.

본체부(100)는 하우징(110), 제1 내지 제5 유로개폐부(121-125), 실내열교환기(131), 전열교환기(132), 제1 내지 제3 필터(133-135), 급기팬(136) 및 배기팬(137)을 포함한다.

하우징(110)은 제1 내지 제5 유로개폐부(121-125), 실내열교환기(131), 전열교환기(132), 제1 내지 제3 필터(133-135), 급기팬(136) 및 배기팬(137)을 내부에 포함하며, 실내공기 및 실외공기가 흐르는 유로를 형성한다. 또한, 하우징(110)에는 후술할 제1 내지 제4 덕트(201-204)가 연결 및 고정된다.

제1 내지 제5 유로개폐부(121-125)는 후술할 제1 유로 내지 제5 유로(301-305)를 선택적으로 개폐한다. 이러한 제1 내지 제5 유로개폐부(121-125)는 댐퍼를 포함할 수 있으나 이에 한정되지 않고 댐퍼를 생략하는 것도 가능하다.

실내열교환기(131)는 냉동사이클의 실외기(미도시)와 연결되어 있으며, 내부에 냉매가 흐르는 복수의 냉매관을 구비한다. 이러한 냉매관에 의해 실내열교환기(131)는 실내열교환기(131)를 통과하는 공기와 열교환을 수행한다. 즉, 실내를 냉방하는 경우에는 공기로부터 열을 흡수하고, 실내를 난방하는 경우에는 공기로 열을 방출한다.

전열교환기(132)는 온도차이가 있는 실내공기 및 실외공기가 흐르는 복수의 유로를 내부에 구비하며, 복수의 유로를 흐르는 실내공기 및 실외공기 상호간에 열교환이 수행될 수 있도록 복수의 관이 번갈아서 서로 다른 방향을 향하도록 배치된다.

이러한 전열교환기(132)를 사용하는 경우, 환기를 함과 동시에 1차적으로 실내공기 및 실외공기 상호간 열교환이 수행되므로, 전열교환환기기능 및 냉난방기능이 함께 수행되는 경우, 실내열교환기(131)가 수행하여야 할 열교환량을 감소시켜 냉난방효율을 상승시킬 수 있다.

제1 필터(133)는 외부로부터 유입되는 공기에 포함된 오염물질을 필터링하기 위해 후술할 제1 유입구(111)에 인접하게 배치된다. 이러한 제1 필터(133)는 미세한 먼지를 집진할 수 있는 헤파필터를 포함할 수 있다.

제2 필터(134)는 실내로부터 유입되는 공기에 포함된 오염물질을 필터링하기 위해 후술할 제2 유입구(112)에 인접하게 배치된다. 이러한 제2 필터(134)는 특히 실내공기를 곧바로 실내열교환기(131)를 통과하도록 하여 실내를 냉난방하는 냉난방기능이 수행되는 경우, 실내공기에 포함된 오염물질을 필터링할 수 있다.

제3 필터(135)는 냉난방 시 또는 순수환기 시 실내로 유입되는 공기에 포함된 오염물질을 미연에 필터링한다. 이러한 제3 필터(135)는 미세한 먼지를 전기장을 이용해 집진하는 K타입 필터를 포함할 수 있다.

급기팬(136)은 공기조화장치(1)의 내부에 있는 공기를 실내로 배출하기 위한 공기의 흐름을 발생시킨다. 이러한 급기팬(136)은 복수로 구비될 수 있다.

배기팬(137)은 공기조화장치(1)의 내부에 있는 공기를 실외로 배출하기 위한 공기의 흐름을 발생시킨다. 이러한 배기팬(137) 역시 복수로 구비될 수 있다.

상술한 제1 내지 제5 유로개폐부(121-125), 실내열교환기(131), 전열교환기(132), 제1 내지 제3 필터(133-135), 급기팬(136) 및 배기팬(137)은 공지 기술에 속하는 것으로 각 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다.

아울러, 하우징(110)은 외측면에 형성되는 제1 유입구(111), 제2 유입구(112), 제1 배출구(113) 및 제2 배출구(114)를 구비한다.

제1 유입구(111)는 후술할 제1 덕트(201)와 연결 및 고정되어 실외와 연통하며, 실외공기를 공기조화장치(1)의 내부로 유입하는 입구이다. 따라서, 상술한 제1 필터(133)는 제1 유입구(111)에 인접하게 배치되는 것이 바람직하다.

제2 유입구(112)는 후술할 제2 덕트(202)와 연결 및 고정되어 실내와 연통하며, 실내공기를 공기조화장치(1)의 내부로 유입하는 입구이다. 구체적으로, 제2 유입구(112)에는 제1 유로개폐부(121) 및 제4 유로개폐부(124)가 배치되며, 제1 유통구(141)가 형성된다. 또한, 상술한 제2 필터(134)는 제2 유입구(112)에 인접하게 배치되는 것이 바람직하다.

제1 배출구(113)는 후술할 제3 덕트(203)와 연결 및 고정되어 실외와 연통하며, 공기조화장치(1)의 내부에 있는 공기를 실외로 배출하는 출구이다. 따라서, 배기팬(137)은 제1 배출구(113)에 인접하게 배치되는 것이 바람직하다.

제2 배출구(114)는 후술할 제4 덕트(204)와 연결 및 고정되어 실내와 연통하며, 공기조화장치(1)의 내부에 있는 공기를 실내로 배출하는 출구이다. 따라서, 급기팬(136)은 제2 배출구(114)에 인접하게 배치되는 것이 바람직하다.

더욱이, 하우징(110)은 외부커버(115) 및 내부커버(116)를 포함한다.

외부커버(115)는 하우징(110)의 외관을 형성함과 동시에 후술할 유로들을 형성하는데 일조한다. 또한, 내부커버(116)는 외관을 형성하지는 않지만, 하우징(110)의 내부에서 유로들을 형성하는데 일조한다.

이어서, 제1 덕트(201)는 제1 유입구(111)와 연결 및 고정되며, 실외로부터 공기가 유입될 수 있도록 실외를 향해 연장형성된다.

제2 덕트(202)는 제2 유입구(112)와 연결 및 고정되며, 실내로부터 공기가 유입될 수 있도록 실내를 향해 연장형성된다.

제3 덕트(203)는 제1 배출구(113)와 연결 및 고정되며, 공기조화장치(1)의 내부에 있는 공기를 실외로 배출할 수 있도록 실외를 향해 연장형성된다.

제4 덕트(204)는 제2 배출구(114)와 연결 및 고정되며, 공기조화장치(1)의 내부에 있는 공기를 실내로 배출할 수 있도록 실내를 향해 연장형성된다.

이러한 공기조화장치(1)의 본체(100)의 내부에는 실내공기 또는 실외공기가 흐르는 제1 내지 제5 유로(301-305)가 형성된다. 제1 내지 제5 유로(301-305)에 대해서는 본 발명의 일실시예에 따른 공기조화장치(1)의 작동과정과 관련하여 상세히 설명한다.

이하, 상기와 같이 구성된 본 발명의 일실시예에 따른 공기조화장치(1)의 냉난방, 전열교환환기 및 순수환기과정에 대해 설명한다.

도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 공기조화장치(1)가 실내열교환기(131)를 통해 냉난방을 수행하는 경우의 유로를 나타내며, 도 6은 전열교환기(132)를 통해 전열교환환기를 수행하는 경우의 유로를 나타내며, 도 7은 순수환기를 수행하는 경우의 유로를 나타내며, 도 8은 냉난방 및 전열교환환기를 함께 수행하는 경우의 유로를 나타낸다. 또한, 진하게 표시된 부재는 구동하는 부재이며, 진하게 표시되어있지 않는 부재는 구동하지 않는 부재이다.

도 3 내지 도 5를 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 공기조화장치(1)가 냉난방을 수행하는 경우에는, 제1 유로개폐부(121)가 개방되어 굵은 선으로 표시된 제1 유로(301)를 통해 공기가 흐른다. 구체적으로, 냉난방과정의 경우 실외공기의 실내로의 유입은 없으며, 실내공기만을 순환시켜 냉난방을 수행한다. 즉, 실내열교환기(131)의 소비전력은 커지지만 신속하게 실내를 냉난방할 수 있다.

먼저, 실내공기는 제2 유입구(112)를 통해 공기조화장치(1)로 유입된다. 유입된 실내공기는 제2 필터(134)를 통과하며 오염물질이 필터링된다. 이후 실내공기는 제1 유로개폐부(121), 제2 유로개폐부(122) 및 제4 유로개폐부(124) 중 개방되어 있는 제1 유로개폐부(121) 측으로만 흐른다.

제1 유로개폐부(121)를 통과한 공기는 제3 필터(135)에서 오염물질이 한번 더 걸러진 후, 실내열교환기(131)를 통과하며 열교환을 한다. 상술한 바와 같이, 공기조화장치(1)가 냉방을 수행하기 위해서는 공기가 실내열교환기(131)로 열을 방출할 것이고, 난방을 수행하기 위해서는 공기가 실내열교환기(131)로부터 열을 흡수할 것이다.

이렇게 열교환까지 수행된 공기는 급기팬(136)을 통과하여 제2 배출구(114)로 향한다. 제2 배출구(114)에서 배출된 공기는 제4 덕트(204)를 통해 실내로 되돌아온다.

이때, 배기팬(137)은 제1 유로(301) 상에 위치하지 않으므로, 냉난방 수행 시에는 구동될 필요가 없어 구동되지 않는다. 이에 따라, 불필요한 전력소모를 줄일 수 있다.

다음, 도 3, 도 4 및 도 6을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 공기조화장치(1)가 전열교환환기를 수행하는 경우에는 제2 유로개폐부(122) 및 제3 유로개폐부(123)가 개방되어 점선으로 표시된 제2 유로(302) 및 굵은 선으로 표시된 제3 유로(303)를 통해 공기가 흐른다. 구체적으로, 전열교환환기과정의 경우, 실외공기는 실내로 유입되며, 실내공기는 실외로 배출된다.

먼저, 실내공기는 제2 유입구(112)를 통해 공기조화장치(1)로 유입된다. 유입된 실내공기는 제2 필터(134)를 통과하며 오염물질이 걸러진다. 이후 실내공기는 제1 유로개폐부(121), 제2 유로개폐부(122) 및 제4 유로개폐부(124) 중 개방되어 있는 제2 유로개폐부(122) 측으로만 흐른다.

따라서, 우선 실내공기는 제2 유로개폐부(122)를 향하는 제1 유통구(141)를 통과하여 전열교환기(132)를 향해 흐른다. 이어서 실내공기는 전열교환기(132)의 제1 면(132a)으로 유입되어 제2 면(132b)으로 배출된다. 이 과정에서 실내공기는 제3 유로(303)를 흐르는 실외공기와 열교환을 한다.

구체적으로, 실내를 냉방하는 경우에는 실내공기의 온도가 실외공기의 온도보다 낮으므로, 열은 실외공기에서 실내공기를 향해 전달된다. 반면, 실내를 난방하는 경우에는 실내공기의 온도가 실외공기의 온도보다 높으므로, 열은 실내공기에서 실외공기를 향해 전달된다.

이후, 제2 면(132b)을 통해 배출된 공기는 제2 유로개폐부(122)를 통해 배기팬(137)이 배치된 상측으로 이동한다. 이때, 공기는 우측의 외부커버(115) 및 내부커버(116) 사이의 공간을 통해 이동한다.

이어서, 배기팬(137)에 다다른 공기는 배기팬(137)을 통과하여 제1 배출구(113)를 통해 배출된 후, 제3 덕트(203)에 의해 실외로 배출된다.

다음, 실외공기는 제1 유입구(111)를 통해 공기조화장치(1)로 유입된다. 유입된 실외공기는 제1 필터(133)를 통과하며 오염물질이 걸러진다. 이후 실외공기는 제3 유로개폐부(123) 및 제5 유로개폐부(125) 중 개방되어 있는 제3 유로개폐부(123) 측으로만 흐른다. 제3 유로개폐부(123)를 통과한 공기는 전열교환기(132)의 제3 면(132c)으로 유입되어 제4 면(132d)으로 배출된다. 이 과정에서 실내공기는 제2 유로(302)를 흐르는 실내공기와 열교환을 한다. 이때의 열교환 과정은 상술한 바와 같다.

이후, 제4 면(132d)을 통해 배출된 공기는 제2 유통구(142)를 통해 급기팬(136) 측으로 이동한다. 이어서, 급기팬(136)을 통과한 공기는 제2 배출구(114)를 통해 실내로 배출된다.

이때, 실내열교환기(131)는 작동하지 않고, 전열교환기(132)만 작동하므로, 실내온도는 거의 그대로 유지된다. 즉, 실내의 온도가 실외의 온도보다 낮을 경우, 실외에서 실내로 유입되는 공기는 실내에서 실외로 배출되는 공기에 열을 전달한 뒤 실내로 유입되므로, 실내온도와 유사한 시원한 공기가 되어 유입된다. 반면, 실내의 온도가 실외의 온도보다 높을 경우, 실외에서 실내로 유입되는 공기는 실내에서 실외로 배출되는 공기로부터 열을 전달받은 뒤 실내로 유입되므로, 실내온도와 유사한 따뜻한 공기가 되어 유입된다. 따라서, 사용자는 봄 또는 가을에 실내공기를 유지하며 환기를 하기 위해 전열교환환기기능을 사용할 수 있다.

다음, 도 3, 도 4 및 도 7을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 공기조화장치(1)가 순수환기를 수행하는 경우에는 제4 유로개폐부(124) 및 제5 유로개폐부(125)가 개방되어 점선으로 표시된 제4 유로(304) 및 굵은 선으로 표시된 제5 유로(305)를 통해 공기가 흐른다. 구체적으로, 순수환기과정의 경우, 실외공기는 실내로 유입되며, 실내공기는 실외로 배출된다.

먼저, 실내공기는 제2 유입구(112)를 통해 공기조화장치(1)로 유입된다. 유입된 실내공기는 제2 필터(134)를 통과하며 오염물질이 걸러진다. 이후, 실내공기는 제1 유로개폐부(121), 제2 유로개폐부(122) 및 제4 유로개폐부(124) 중 개방되어 있는 제4 유로개폐부(122) 측으로만 흐른다.

제4 유로개폐부(124)를 통과한 공기는 배기팬(137)을 향해 흐른다. 배기팬(137)을 통과한 공기는 제1 배출구(113)를 통해 실외로 배출된다.

다음, 실외공기는 제1 유입구(111)를 통해 공기조화장치(1)로 유입된다. 유입된 실외공기를 제1 필터(133)를 통과하며 오염물질이 걸러진다. 이후 실외공기는 제3 유로개폐부(123) 및 제5 유로개폐부(125) 중 개방되어 있는 제5 유로개폐부(125) 측으로만 흐른다.

제5 유로개폐부(125)를 통과한 공기는 실내열교환기(131)를 통과한 후 급기팬(136) 측으로 이동한다. 이때, 실내열교환기(131)는 작동되지 않으므로, 실외공기가 실내열교환기(131)를 통과하더라도 열교환은 일어나지 않는다.

이후, 급기팬(136)을 통과한 공기는 제2 배출구(114)를 통해 실내로 배출된다.

이러한 순수환기의 경우, 전열교환기(132)를 통과하지 않으므로 전열교환환기와 달리 실내공기 및 실외공기 상호간 열교환이 발생하지 않는다. 따라서, 실내공기의 온도를 실외공기의 온도와 유사하게 설정하는 것과 동시에 환기를 하는 것이 가능하므로, 쾌적한 실내환경을 유지하는 것이 가능하다. 즉, 실내공기의 온도가 실외공기의 온도보다 높은 경우에는 실내를 환기와 동시에 시원하게 만들 수 있으며, 실내공기의 온도가 실외공기의 온도보다 낮은 경우에는 실내를 환기와 동시에 따뜻하게 만들 수 있다.

또한, 전열교환환기를 수행하는 경우의 제2 유로(302) 및 제3 유로(303)의 입출구와 순수환기를 수행하는 경우의 제4 유로(304) 및 제5 유로(305)의 입출구가 동일하므로, 외부공기로부터 오염물질을 필터링하는 제1 필터(133)를 제1 유입구(111)에 인접한 곳에 하나만 배치하면 되므로, 필요한 필터의 개수가 감소하여 제품의 제작단가가 절감된다. 또한, 필터의 개수가 감소함에 따라 필터에 의한 공기의 저항이 감소하므로, 급기팬(136) 및 배기팬(137)의 소비전력도 감소할 수 있다.

이어서, 도 3, 도 4 및 도 8을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 공기조화장치(1)가 냉난방 및 전열교환환기를 동시에 수행하는 경우에는 제1 내지 제5 유로개폐부(121-125) 중 제1 내지 제3 유로개폐부(121-123)가 개방되므로, 제1 내지 제3 유로(301-303)를 통해 공기가 흐른다.

냉난방 및 전열교환환기를 동시에 수행하는 경우, 상술한 바와 같이 전열교환기(132)에서 1차적으로 열교환을 한 후 2차적으로 실내열교환기(131)에서 열교환을 수행하므로, 실내열교환기(131)가 수행하여야 할 열교환 부담량이 줄어들어 냉난방효율이 상승된다.

구체적으로, 냉난방 및 전열교환환기가 동시에 일어나는 경우, 제1 유로개폐부(121), 제2 유로개폐부(122) 및 제4 유로개폐부(124) 중 제1 유로개폐부(121) 및 제2 유로개폐부(122)가 개방되므로, 실내공기는 제1 유로(301) 및 제2 유로(302)를 통해 흐른다. 또한, 제3 유로개폐부(123) 및 제5 유로개폐부(125) 중 제3 유로개폐부(123)가 개방되어, 실외공기는 제3 유로(303)를 통해 흐른다.

이때, 제2 유입구(112)를 통해 유입된 실내공기는 제1 유로개폐부(121) 및 제2 유로개폐부(122)의 개방정도에 의해 제1 유로(301) 및 제2 유로(302)를 흐르는 양이 조절된다. 또한, 제3 유로개폐부(123) 역시 제1 유로(301)를 통해 흐르는 공기의 양에 맞추어 개방정도가 조절되어 실외공기의 유입량이 조절된다.

즉, 제2 유입구(112)를 통해 유입된 실내공기는 이점쇄선으로 표시된 유로(306)를 통해 흐르다가, 일부는 일점쇄선으로 표시된 제1 유로(301)를 따라 흐르고, 나머지 일부는 긴 점선으로 표시된 제2 유로(302)를 따라 흐른다. 여기서 제2 유로(302)를 따라 흐르는 공기의 유동과정은 전열교환환기를 수행하는 경우 제2 유로(302)를 따라 흐르는 공기의 유동과정과 동일하게 전열교환기(132)에서 제3 유로(303)를 흐르는 실외공기와 열교환을 수행한 후 제1 배출구(113)를 통해 실외로 배출된다.

또한, 실외공기는 제3 유로개폐부(123)에 의해 전열교환환기 시 제3 유로(303)를 흐르는 공기의 양보다 적은 양이 제1 유입구(111)를 통해 유입된다. 이어서, 전열교환환기가 수행되는 경우와 마찬가지로 실외공기는 전열교환기(132)에서 제2 유로(302)를 흐르는 실내공기와 열교환이 일어난 후, 제1 유로(301)를 따라 흐르는 공기와 합류한다. 이 경우, 유입된 실외공기가 이미 1차적으로 열교환을 한 상태이므로, 이후 합류된 공기가 흐르는 유로(307) 상에 배치된 실외열교환기에서의 수행되어야 할 2차 열교환량은 줄어든다. 이때, 1차 열교환과정 및 2차 열교환과정은 전열교환환기 및 냉난방 수행 시의 열전달 과정과 동일하다. 이렇게 2차 열교환까지 끝난 공기는 제2 배출구(114)를 통해 실내로 배출된다.

이상과 같이, 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며, 본 발명이 속하는 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술 사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형 가능함은 물론이다.

100; 본체
111, 112; 제1 및 제2 유입구
113, 114; 제1 및 제2 배출구
121-125; 제1 내지 제5 유로개폐부
131; 실내열교환기
132; 전열교환기
133; 제1 필터
136; 급기팬
137; 배기팬

Claims

하우징의 내부에 실내열교환기, 전열교환기, 급기팬 및 배기팬을 구비하며, 냉난방, 전열교환환기 및 순수환기 중 적어도 어느 하나를 수행하는 공기조화장치에 있어서,
상기 냉난방 시 실내공기를 안내하는 제1 유로;
상기 전열교환환기 시 실내공기가 상기 전열교환기를 통과하도록 안내하는 제2 유로와 실외공기가 상기 전열교환기를 통과하도록 안내하는 제3 유로;
상기 순수환기 수행 시 실내공기를 안내하는 제4 유로와 실외공기를 안내하는 제5 유로; 및
상기 하우징에 형성되는 제1 유입구, 제2 유입구, 제1 배출구 및 제2 배출구를 포함하며,
상기 제1 유입구는 상기 제3 유로 및 상기 제5 유로의 입구이며, 상기 제1 배출구는 상기 제2 유로 및 상기 제4 유로의 출구인 것을 특징으로 하는 공기조화장치.
제1항에 있어서,
상기 제2 유입구는 상기 제1 유로, 상기 제2 유로 및 상기 제4 유로의 입구이며, 상기 제2 배출구는 상기 제1 유로, 상기 제3 유로 및 상기 제5 유로의 출구인 것을 특징으로 하는 공기조화장치.
제1항에 있어서,
상기 전열교환기는 상기 제2 유로 및 상기 제3 유로가 만나는 부분에 배치되는 것을 특징으로 하는 공기조화장치.
제1항에 있어서,
상기 제1 유로 내지 상기 제5 유로 상에는 각 유로를 선택적으로 개폐하기 위한 제1 유로개폐부 내지 제5 유로개폐부가 각각 배치되는 것을 특징으로 하는 공기조화장치.
제4항에 있어서,
상기 제1 유로개폐부 내지 상기 제5 유로개폐부는 댐퍼인 것을 특징으로 하는 공기조화장치.
제4항에 있어서,
상기 냉난방 및 상기 전열교환환기가 함께 수행되는 경우, 상기 제1 유로 내지 상기 제3 유로를 지나가는 유동공기의 양은 상기 제1 유로개폐부 내지 상기 제3 유로개폐부의 개방 정도에 의해 조절되는 것을 특징으로 하는 공기조화장치.
제1항에 있어서,
상기 제3 유로 및 상기 제5 유로의 공통되는 구간 중 일부에는 상기 제1 유입구에 인접하게 제1 필터가 배치되는 것을 특징으로 하는 공기조화장치.
제1항에 있어서,
상기 제2 유로 및 상기 제4 유로의 공통되는 구간 중 일부에는 상기 제1 배출구에 인접하게 상기 배기팬이 배치되며,
상기 배기팬은 상기 제2 유로 또는 상기 제4 유로의 개방시 구동되는 것을 특징으로 하는 공기조화장치.
제1항에 있어서,
상기 제1 유로, 상기 제2 유로 및 상기 제4 유로의 공통되는 구간 중 일부에는 상기 제2 유입구에 인접하게 제2 필터가 배치되는 것을 특징으로 하는 공기조화장치.
제1항에 있어서,
상기 제1 유로, 상기 제3 유로 및 상기 제5 유로의 공통되는 구간 중 일부에는 상기 제2 배출구에 인접하게 상기 급기팬 및 상기 실내열교환기가 배치되는 것을 특징으로 하는 공기조화장치.
실내열교환기, 전열교환기, 급기팬 및 배기팬을 구비하며, 냉난방, 전열교환환기 및 순수환기 중 적어도 어느 하나르르 수행하는 공기조화장치에 있어서,
실외공기가 유입되는 제1 유입구;
실내공기가 유입되는 제2 유입구;
실외로 공기가 배출되는 제1 배출구;
실내로 공기가 배출되는 제2 배출구;
실내공기가 싱기 제2 유입구로 유입되어 상기 실내열교환기를 통과한 후 상기 제2 배출구로 배출되는 제1 유로;
실내공기가 상기 제2 유입구로 유입되어 상기 전열교환기를 통과한 후 상기 제1 배출구로 배출되는 제2 유로;
실외공기가 상기 제1 유입구로 유입되어 상기 전열교환기를 통과한 후 상기 제2 배출구로 배출되는 제3 유로;
실내공기가 상기 제2 유입구로 유입되어 상기 제1 배출구로 배출되는 제4 유로; 및
실외공기가 상기 제1 유입구로 유입되어 상기 제2 배출구로 배출되는 제5 유로;를 포함하고,
상기 전열교환기는 상기 제2 유로 및 상기 제3 유로가 만나는 부분에 배치되는 것을 특징으로 하는 공기조화장치.
제11항에 있어서,
상기 제1 유로 내지 상기 제5 유로 상에는 각 유로를 선택적으로 개폐하기 위한 제1 유로개폐부 내지 제5 유로개폐부가 각각 배치되는 것을 특징으로 하는 공기조화장치.
제11항에 있어서,
상기 제3 유로 및 상기 제5 유로의 공통되는 구간 중 일부에는 상기 제1 유입구에 인접하게 제1 필터가 배치되는 것을 특징으로 하는 공기조화장치.
제11항에 있어서,
상기 제2 유로 및 상기 제4 유로의 공통되는 구간 중 일부에는 상기 제1 배출구에 인접하게 상기 배기팬이 배치되며,
상기 배기팬은 상기 제2 유로 또는 상기 제4 유로의 개방 시 구동되는 것을 특징으로 하는 공기조화장치.
하우징의 내부에 실내열교환기, 전열교환기, 급기팬 및 배기팬을 구비하며, 냉난방, 전열교환환기 및 순수환기 중 적어도 어느 하나를 수행하는 공기조화장치에 있어서,
상기 하우징의 외면에 형성되는 제1 유입구, 제2 유입구, 제1 배출구 및 제2 배출구;
상기 하우징의 내부에 배치되는 제1 유로개폐부 내지 제5 유로개폐부;
실내공기가 상기 제2 유입구로 유입되어 상기 제1 유로개폐부를 통해 상기 실내열교환기로 향하고, 상기 실내열교환기에서 열교환이 일어난 후 상기 제2 배출구로 배출되도록 안내하는 제1 유로;
실내공기가 상기 제2 유입구로 유입되어 상기 전열교환기를 통과하며 열교환이 일어난 후, 상기 제2 유로개폐부를 통해 상기 제1 배출구로 배출되도록 안내하는 제2 유로;
실외공기가 상기 제1 유입구로 유입되어 상기 제3 유로개폐부를 통해 상기 전열교환기로 향하고, 상기 전열교환기에서 열교환이 일어난 후, 상기 제2 배출구로 배출되도록 안내하는 제3 유로;
실내공기가 상기 제2 유입구로 유입되어 상기 제4 유로개폐부를 통해 상기 제1 배출구로 배출되도록 안내하는 제4 유로; 및
실외공기가 상기 제1 유입구로 유입되어 상기 제5 유로개폐부를 통해 상기 제2 배출구로 배출되도록 안내하는 제5 유로;를 포함하며,
상기 전열교환기는 상기 제2 유로 및 상기 제3 유로가 만나는 부분에 배치되고,
상기 제3 유로 및 상기 제5 유로의 공통되는 구간 중 일부에는 상기 제1 유입구에 인접하게 제1 필터가 배치되는 것을 특징으로 하는 공기조화장치.