KR20160134462A

KR20160134462A - 공기 조화 시스템

Info

Publication number: KR20160134462A
Application number: KR1020160007067A
Authority: KR
Inventors: 케이이치 키무라; 미츠오 모리타; 카츠히로 우라노; 히데카즈 사토
Original assignee: 키무라코우키 가부시키가이샤
Priority date: 2015-05-15
Filing date: 2016-01-20
Publication date: 2016-11-23
Also published as: JP2016217561A; CN106152323B; CN106152323A; JP5989855B1; CN205505238U; KR101763267B1

Abstract

본 발명은 팬 코일 유닛과 같이 소형으로 구성되고 증기 가습을 수행할 수 있는 공기조화기를 구비하는 시스템에 관한 것이다. 본 발명에 따른 공기 조화 시스템은 공조용 공기를 취출하는 공기조화기(23)와, 공조용 공기와 증기를 혼합시키는 가습용 챔버 박스(1)와, 공조용 공기로 2개의 선회류(F, G)를 발생시켜 증기와 혼합시키는 혼합 기구(2)를 포함한다. 혼합 기구(2)는, 공조용 공기를 제1 분류 공기(A)와 제2 분류 공기(B)와 제3 분류 공기(C)로 분기시키고 제1 분류 공기(A)로부터 제1 선회류(F)를 발생시키는 분기 부재(3)와, 제1 선회류(F)의 하류 영역으로 이동된 제1 분류 공기(A)를 향하도록 제3 분류 공기(C)의 이동 경로를 안내하는 제1 가이드부(4)와, 제1 선회류(F)의 하류 영역으로 이동된 제3 분류 공기(C)와 접촉하도록 제2 분류 공기(B)의 이동 경로를 안내하여 제2 선회류(G)를 발생시키는 제2 가이드부(5)를 포함한다.

Description

공기 조화 시스템{AIR CONDITIONING SYSTEM}

본 발명은 오피스나 호텔과 같은 건물의 천장에 설치되어 공기 조화를 수행하는 시스템에 관한 것이다.

종래 기술에 따르면, 증기를 이용하여 공조용 공기를 가습하는 경우, 증기가 공조용 공기에 흡수될 때까지의 증발흡수거리가 길기 때문에, 넓은 범위의 가습 장치 설치 공간이 필요하였다.

일본특허공보 특개 2004-245538호 공보

위와 같은 이유로, 건물의 천장과 같은 협소한 공간 내에서 사용되는 팬 코일 유닛 등의 소형 공기조화기만으로는 증기 가습을 수행하기가 용이하지 않은 문제가 있었다. 따라서 별도로 증기 가습을 수행하기 위한 공기조화기가 필요하게 되어 공조 시스템의 비용이 증가하게 되는 문제가 있었다.

이러한 과제를 해결하기 위해, 본 발명은, 공조용 공기를 취출하는 공기조화기와, 내부에서 공조용 공기와 증기를 혼합시킴으로써 상기 공조용 공기를 가습하는 가습용 챔버 박스와, 상기 공조용 공기가 상기 증기를 둘러싸면서 상기 공조용 공기가 2개의 선회류를 발생시켜서 상기 선회류에 의해 상기 공조용 공기가 상기 증기와 혼합되도록 상기 가습용 챔버 박스의 내부에 설치된 혼합 기구를 포함하는 공기 조화 시스템을 제공한다.

또한, 혼합 기구는, 상기 공조용 공기를 제1 분류 공기와 제2 분류 공기와 제3 분류 공기로 분기시키고 상기 제1 분류 공기로부터 제1 선회류를 발생시키도록 설치되는 분기 부재와, 상기 제1 선회류의 하류 영역으로 이동된 상기 제1 분류 공기를 향하도록 상기 제3 분류 공기의 이동 경로를 안내하도록 설치되는 제1 가이드부와, 상기 제1 선회류의 하류 영역으로 이동된 상기 제3 분류 공기와 접촉하도록 상기 제2 분류 공기의 이동 경로를 안내하여 제2 선회류를 발생시키도록 설치되는 제2 가이드부를 포함할 수 있다.

또한, 분기 부재는, 상기 공조용 공기를 통과시킴으로써 상기 제2 분류 공기와 상기 제3 분류 공기와 제4 분류 공기와 제5 분류 공기를 각각 발생시키는 4개의 간극부를 형성하도록 상기 가습용 챔버 박스의 내면부로부터 이격하게 설치되는 장벽부와, 상기 장벽부에 대해 상기 공조용 공기를 빠져나가게 함으로써 상기 제1 분류 공기와 상기 제1 선회류를 발생시키도록 상기 장벽부에 형성되는 개구부를 포함할 수 있다.

또한, 제1 가이드부는, 상기 제3 분류 공기와 충돌하여 상기 제3 분류 공기의 진행 방향을 상기 제1 선회류의 하류 영역으로 향하게 하는 제1 풍향 조절판으로 구성되고, 제2 가이드부는, 상기 제2 분류 공기와 충돌하여 상기 제2 분류 공기의 진행 방향을 상기 제3 분류 공기와 접촉하는 방향으로 향하게 하는 제2 풍향 조절판으로 구성될 수 있다.

또한, 상기 제1 선회류가 발생하는 영역에서 증기를 방출하도록 상기 가습용 챔버 박스의 내부에 설치되는 분무관을 포함할 수 있다.

또한, 본 발명은 상기 분무관에 증기를 전달하는 전극식 증기발생기를 더 포함하며, 상기 증기발생기는, 전극 사이의 전압을 승압시키는 승압 변압기를 포함할 수 있다.

또한, 상기 분무관의 풍상(風上)(바람이 불어오는 쪽)에서 가습시키기 위한 기화식 가습기를 더 포함하며, 상기 기화식 가습기의 가습 부족분을 상기 분무관에서 가습시켜 보충하도록 구성할 수 있다.

또한, 본 발명은 상기 공조용 공기로서 도입되는 외기와 환기를 혼합시키기 위한 혼합용 챔버 박스를 더 포함하며, 상기 혼합용 챔버 박스는, 환기가 이동되도록 형성된 환기로와, 상기 환기의 기류와 교차하는 방향에서 상기 환기로를 향하여 상기 외기가 이동되도록 형성된 외기로를 구비할 수 있다.

또한, 상기 혼합용 챔버 박스는, 상기 외기와 상기 환기가 교차하는 영역보다 상류 측에서 상기 외기와 충돌하게 함으로써 상기 외기의 기류 폭을 넓히도록 설치된 단부(段部)를 구비할 수 있다.

또한, 최대 공조 부하의 경우에 복수 개의 상기 공기조화기를 최대 공조 능력으로 동시에 운전시키고, 공조 부하가 상기 공기조화기 중 1대의 최대 공조 능력에 해당하는 분량만큼 감소할 때마다 상기 공기조화기의 운전을 1대씩 정지시키도록 제어하는 제어 장치를 더 포함할 수 있다.

또한, 공급받은 상기 공조용 공기로 피공조 공간의 공기를 유인하여 상기 공조용 공기와 유입된 피공조 공간의 공기를 혼합시키고, 혼합된 공기를 상기 피공조 공간으로 취출시키는 그릴형 유인 취출구를 구비할 수 있다.

또한, 공급받은 상기 공조용 공기로 피공조 공간의 공기를 유인하여 상기 공조용 공기와 유입된 피공조 공간의 공기를 혼합시키고, 혼합된 공기를 상기 피공조 공간으로 취출시키는 아네모형 유인 취출구를 구비할 수 있다.

또한, 공급받은 상기 공조용 공기로 피공조 공간의 공기를 유인하여 상기 공조용 공기와 유입된 피공조 공간의 공기를 혼합시키고, 혼합된 공기를 상기 피공조 공간으로 취출시키며, 유인 혼합 공기의 열을 상기 피공조 공간으로 방사시키는 유인 방사 유닛을 구비할 수 있다.

또한, 상기 가습용 챔버 박스의 상류에는 열교환기가 설치되고, 상기 열교환기의 전열관은 타원관(楕円管)으로 구성될 수 있다.

본원 청구항 제1 항과 청구항 제2 항의 발명에 따르면, 공조용 공기가 증기를 둘러싸서 상기 공조용 공기가 2개의 선회류를 발생시킴으로써 증기와 혼합되기 때문에, 공조용 공기의 증기 흡수가 촉진되어 단위시간당 증기흡수량이 증가한다. 따라서 증기흡수거리가 짧아지므로 가습 스페이스의 축소와 가습용 챔버 박스의 소형화가 실현될 수 있다. 또한, 공조용 공기가 증기를 둘러쌈으로써 증기가 가습용 챔버 박스의 내면에 직접 접촉되지 않기 때문에, 응축이나 결로가 발생하지 않고 가습용 챔버 박스의 단열이 필요하지 않게 되므로 비용이 절감된다. 오피스나 호텔 등의 협소한 스페이스의 천장에 본 발명에 따른 가습 유닛을 설치하고 팬 코일 유닛과 같은 소형 공기조화기와 직접 연결하거나 덕트를 통해 연결하면, 효율적인 증기 가습을 수행할 수 있다. 게다가 공기조화기가 이미 설치되어 있으면, 가습 유닛의 증설만으로도 저렴한 비용으로 리뉴얼할 수 있다. 또한, 온도와 습도가 낮은 외기라도 증기 가습되면 가습 부족의 우려가 없어지고, 외기를 직접 팬 코일 유닛과 같은 소형 공기조화기에 도입함으로써 별도로 외기의 가습을 수행하는 공기조화기가 필요하지 않게 되므로 비용 절감을 도모할 수 있다. 또한, 가습용 챔버 박스에 의해 공조용 공기의 소음 에너지의 확산 및 반사가 현저하게 감소하기 때문에, 호텔 등 저 소음성이 요구되는 장소에 최적의 조건으로 사용될 수 있고, 쾌적성이 뛰어난 공조를 수행할 수 있다.

본원 청구항 제3항의 발명에 따르면, 개구부를 통과한 공조용 공기의 풍속이 상기 개구부에 의해 증가하게 되므로 레이놀즈수가 상승하게 되고, 개구부의 하류 영역에서 제1 선회류가 발생하게 되고, 공조용 공기와 증기가 혼합됨으로써 원활한 가습이 수행될 수 있다. 게다가 장벽부에 개구부를 형성하기만 하면 위의 효과가 발휘될 수 있는 간단한 구조이므로 저 비용으로 제작할 수 있다.

본원 청구항 제4항의 발명에 따르면, 제1 풍향 조절판과 제2 풍향 조절판에 의해 제2 분류 공기와 제3 분류 공기가 접촉하게 되어 공조용 공기에 회전이 가해지므로 제2 선회류가 발생하게 되고, 공조용 공기와 증기가 혼합됨으로써 원활한 가습이 수행될 수 있다. 게다가 제1 풍향 조절판과 제2 풍향 조절판을 설치하기만 하면 위의 효과가 발휘될 수 있는 간단한 구조이므로 가습용 챔버 박스의 내부를 많은 부재로 복잡하게 구획할 필요가 없게 되어 저 비용으로도 제작할 수 있다,

본원 청구항 제5항의 발명에 따르면, 제1 선회류가 발생하는 영역에서 증기를 방출하기 때문에, 효율적이며 신속하게 공조용 공기의 증기 흡수가 이루어지므로 유효가습량이 증가한다.

본원 청구항 제6항의 발명에 따르면, 전극식 증기발생기에는, 예를 들어 100V의 전원에서 400V의 전극을 사용할 수 있기 때문에, 전극 면적이 상당히 축소되므로 가습능력이 유지된 상태에서도 가습기의 소형화를 도모할 수 있다. 따라서 오피스나 호텔 등의 천장 등 협소한 스페이스에 본 발명의 가습 유닛을 설치함으로써 증기 가습을 용이하게 수행하는 것이 가능하게 된다.

본원 청구항 제7항의 발명에 따르면, 주로 작동 비용이 적게 소모되는 기화식 가습기에서 선 가습이 수행되고, 부족분만을 증기로 가습하기 때문에, 가습 비용이 매우 감소될 뿐만 아니라 저 공간 부하 시에는 증기로 가습 난방 및 저온 가습을 수행할 수 있으므로 에너지 절약과 쾌적성을 모두 달성할 수 있다.

본원 청구항 제8항의 발명에 따르면, 혼합용 챔버 박스에 의해 외기와 환기가 교차되고 난류가 강제로 발생되기 때문에, 온도 차이가 다른 외기와 환기의 혼합을 촉진시킬 수 있다. 이러한 이유로, 짧은 거리에서 온도 균일성이 유지되는 혼합 공기가 이루어질 수 있다. 따라서 혼합용 챔버 박스가 콤팩트하게 제조될 수 있고, 열교환 불균일과 가습 불균일을 방지할 수 있으며, 공조 불균일 현상이 사라지게 되므로 쾌적성이 향상된다. 혼합용 챔버 박스를 이용하여 외기와 환기를 공기조화기에 도입함으로써 팬 코일 유닛과 같은 소형 공기조화기에도 대형 에어 핸들링 유닛과 같은 공조를 수행할 수 있으므로 비용이 저감될 수 있다.

본원 청구항 제9항의 발명에 따르면, 외기의 기류 폭이 단부에 의해 넓어진 상태에서 환기와 교차됨으로써 혼합용 챔버 박스의 구석 부분까지 난류를 강제로 발생시킬 수 있으므로 외기와 환기의 혼합을 더 촉진시킬 수 있다. 이러한 이유로, 더욱 짧은 거리에서 온도 균일성이 유지되는 혼합 공기가 이루어질 수 있다. 따라서 혼합용 챔버 박스가 더 콤팩트하게 제조될 수 있고, 열교환 불균일과 가습 불균일을 확실하게 방지할 수 있으며, 공조 불균일 현상이 없어지므로 쾌적성이 더욱 향상된다. 추가로, 혼합 공기의 소음 에너지는 단부에 의해 확산 및 반사되어 크게 감쇠되는 효과가 나타나게 된다. 이러한 이유로, 호텔 등 저 소음성이 요구되는 장소에서 적합하게 사용될 수 있고, 쾌적성이 뛰어난 공조를 수행할 수 있다.

본원 청구항 제10항의 발명에 따르면, 공조 부하의 감쇠에 따라 운전이 불필요한 공기조화기를 완전하게 정지시키기 때문에 운전 에너지의 낭비가 없어지므로 에너지 절약을 도모할 수 있다. 또한, 중간기 등 공조 부하가 적을 때에, 공조 능력의 과부족이 없는 적절 온도의 공조가 가능해지므로 쾌적성과 에너지 절약을 향상시킬 수 있다.

본원 청구항 제11항 내지 청구항 제13항의 발명에 따르면, 피공조 공간의 공기를 유인하여 공조용 공기와 혼합함으로써 피공조 공간으로 취출되는 공기 온도를, 피공조 공간의 온도와 유사하게 할 수 있다. 이러한 이유로, 콜드 드래프트나 피공조 공간의 온도 불균일, 결로 등을 방지할 수 있이므로 쾌적성의 향상을 도모할 수 있다. 또한, 공조용 공기의 풍량 당 냉각 에너지 또는 가열 에너지를 크게 하고 공급 풍량을 줄일 수 있이므로 송풍 동력을 줄일 수 있고 덕트 등 설비의 소형화에 의해 저 비용을 도모할 수 있는 효과가 있다.

본원 청구항 제13항의 발명에 따르면, 냉풍 또는 온풍의 강제 대류와 열 방사의 협력작용에 의해 피공조 공간의 구석 부분까지 온도를 균일화할 수 있으므로 쾌적성이 더욱 향상된다.

본원 청구항 제14항의 발명에 따르면, 전열관은 타원관으로 이루어지기 때문에 압력 손실이 적어지므로 팬이나 열교환기, 나아가서는 공기조화기의 소형화를 도모할 수 있게 되어 천장 안 등의 협소한 스페이스에 용이하게 설치될 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 공기조화기에 설치되는 가습 유닛을 측면에서 바라본 모습을 보여주는 도면이다.
도 2는 도 1을 위에서 바라본 모습을 보여주는 도면이다.
도 3은 가습용 챔버 박스를 비스듬히 위에서 바라본 모습을 보여주는 사시도이다.
도 4는 도 2의 Ⅹ―Ⅹ 선을 따라 절개한 단면의 요부 확대도이다.
도 5는 혼합용 챔버 박스를 비스듬히 위에서 바라본 모습을 보여주는 사시도이다.
도 6은 혼합용 챔버 박스를 도 1의 방향에서 바라본 모습을 보여주는 단면도이다.
도 7은 공조 시스템의 전체 구성을 위에서 바라본 모습을 보여주는 개략도이다.
도 8은 공조 시스템의 전체 구성을 측면에서 바라본 모습을 보여주는 개략도이다.
도 9는 아네모형 유인 취출구를 비스듬히 아래에서 바라본 모습을 보여주는 사시도이다.
도 10은 아네모형 유인 취출구의 내부를 도 8의 방향에서 바라본 모습을 보여주는 단면도이다.
도 11은 유인 방사 유닛을 비스듬히 아래에서 바라본 모습을 보여주는 사시도이다.
도 12는 유인 방사 유닛을 공조용 공기 입구의 방향에서 바라본 모습을 보여주는 단면도이다.
도 13은 본 발명의 다른 실시 예를 측면에서 바라본 모습을 보여주는 도면이다.
도 14는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 혼합용 챔버 박스를 비스듬히 위에서 바라본 모습을 보여주는 사시도이다.
도 15는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 혼합용 챔버 박스를 도 13의 방향에서 바라본 모습을 보여주는 단면도이다.
도 16은 그릴형 유인 취출구를 비스듬히 아래에서 바라본 모습을 보여주는 사시도이다.
도 17은 그릴형 유인 취출구를 도 13의 방향에서 바라본 모습을 보여주는 단면도이다.

도 1 내지 도 8은, 본 발명의 공기 조화 시스템의 일 실시 예를 도시하고 있다. 각 도면의 굵은 점선 화살표는, 공조용 공기의 흐름을 나타내고 있다. 상기 공기 조화 시스템은, 공조용 공기를 취출하는 공기조화기(23)와, 내부에서 공조용 공기와 증기를 혼합시킴으로써 증기의 수분을 공조용 공기에 흡수시키기 위한 가습용 챔버 박스(1)와, 기화식 가습기(16)와, 증기가습기(18)와, 공조용 공기로서 도입되는 외기와 환기를 혼합시키기 위한 혼합용 챔버 박스(28)와, 공급받은 공조용 공기로 피공조 공간(S)의 공기를 유인하여 상기 공조용 공기와 유입된 피공조 공간의 공기를 혼합시키고 혼합된 공기를 피공조 공간(S)으로 취출시키는 아네모형 유인 취출구(34)(도 8 참조)와, 공급받은 공조용 공기로 피공조 공간(S)의 공기를 유인하여 상기 공조용 공기와 유입된 피공조 공간의 공기를 혼합시키고 혼합된 공기를 피공조 공간(S)으로 정류 상태로 취출시키며 유인 혼합 공기의 열을 피공조 공간(S)에 방사시키는 유인 방사 유닛(35)(도 8 참조)과, 공기조화기(23)의 운전을 제어하는 제어 장치(32)(도 7 참조)를 구비하고 있다.

가습용 챔버 박스(1)는, 공조용 공기로 증기를 둘러싸면서 공조용 공기로 2개의 선회류(F, G)를 발생시켜 증기와 혼합시키도록 가습용 챔버 박스(1)의 내부에 설치된 혼합 기구(2)를 구비하고 있다. 혼합 기구(2)는, 분기 부재(3)와 제1 가이드부(4)와 제2 가이드부(5)를 구비하고 있다. 분기 부재(3)는, 공조용 공기를 제1 분류 공기(A)와 제2 분류 공기(B)와 제3 분류 공기(C)로 분기시키고, 제1 분류 공기(A)로부터 제1 선회류(F)를 발생시키는 동시에 제1 분류 공기(A)를 제2 분류 공기(B)와 제3 분류 공기(C) 사이에 둔 상태로 흐르게 하도록 가습용 챔버 박스(1)의 내부에 설치된다.

분기 부재(3)는, 장벽부(9)와 개구부(10)를 포함한다. 가습용 챔버 박스(1) 내부의 공기 유통로는, 가습용 챔버 박스(1)의 내면부(7)로 구성된다. 상기 내면부(7)에 대해 장벽부(9)의 외면부(8)가 거리를 두고 이격하게 설치되며, 4개의 간극부(6)가 구성된다(도면에 도시되는, 장벽부(9)의 위쪽, 아래쪽, 왼쪽, 오른쪽으로서 총 4개). 4개의 간극부(6)에 공조용 공기를 통과시킴으로써 제2 분류 공기(B)와 제3 분류 공기(C)와 제4 분류 공기(D)와 제5 분류 공기(E)를 각각 발생된다. 상기 분기 부재(3)는, 가습용 챔버 박스(1)에 도시되지 않은 부재로 지지되어 있다.

개구부(10)는, 공조용 공기의 기류를 가로지르며 수평방향으로 연장되는 선 상을 따라 장벽부(9)에 형성된다. 장벽부(9)에 대해 공조용 공기를 빠져나가게 하여 제1 분류 공기(A)를 발생시킨다. 제1 분류 공기(A)가, 제2 분류 공기(B)와 제3 분류 공기(C)와 제4 분류 공기(D)와 제5 분류 공기(E)에 의해 둘러싸인 상태로 이동되도록, 상기 개구부(10)는, 4개의 간극부(6)에 둘러싸인 위치에서 장벽부(9)에 형성된다.

개구부(10)는, 공조용 공기가 개구부(10)를 통과할 때에, 개구부(10)의 에지와의 접촉으로 인해 그 하류 영역에 제1 선회류(F)를 발생시킨다. 개구부(10)의 공기 통과 단면적은, 가습용 챔버 박스(1) 내부의 공기 유통로의 공기 통과 단면적 보다 작기 때문에, 공조용 공기가 개구부(10)를 통과함으로써 공조용 공기의 풍속이 증가하여 레이놀즈수가 높아진다. 따라서 개구부(10)의 하류 영역에서 칼만 와류나 난류 등의 제1 선회류(F)가 발생한다.

제1 가이드부(4)는, 제1 선회류(F)의 하류 영역으로 흘러나온 제1 분류 공기(A)를 향해 제3 분류 공기(C)를 위쪽으로 흘러들어가게 하도록 가습용 챔버 박스(1)의 내부에 설치된다. 제2 가이드부(5)는, 제1 선회류(F)의 하류 영역으로 흘러나온 제3 분류 공기(C)와 스치듯 지나가도록(접촉하도록) 제2 분류 공기(B)를 아래쪽으로 흘러들어가게 하여 제2 선회류(G)를 발생시키도록 가습용 챔버 박스(1)의 내부에 설치된다. 예를 들어, 제3 분류 공기(C)가 제1 분류 공기(A)와 합류하는 위치보다 하류측에서, 제2 분류 공기(B)가 제3 분류 공기(C)와 스치듯 지나가도록 합류시키고 이러한 제3 분류 공기(C)와 제2 분류 공기(B)에 의해 공조용 공기에 회전을 가하여 제2 선회류(G)를 발생시키고 있다.

제1 가이드부(4)는, 제3 분류 공기(C)와 충돌함으로써 제3 분류 공기(C)의 진행 방향이 제1 선회류(F)의 하류 영역으로 향하게 하는 제1 풍향 조절판(11)으로 구성된다. 제2 가이드부(5)는, 제2 분류 공기(B)와 충돌함으로써 제2 분류 공기(C)의 진행 방향을 되돌아오게 하며 제3 분류 공기(C)와 스치듯 지나가는 방향으로 향하게 하는 제2 풍향 조절판(12)으로 구성된다.

평탄하고 얇은 판으로 형성된 제1 풍향 조절판(11)은, 공조용 공기의 기류를 가로지르며 수평방향으로 연장되는 선 상을 따라 가습용 챔버 박스(1)의 내부에 설치된다. 제1 풍향 조절판(11)은, 제1 선회류(F)의 하류 영역을 향해 비스듬히 위쪽으로 돌출하도록 제3 분류 공기(C)의 유로 도중에 배치된다.

평탄하고 얇은 판으로 형성된 제2 풍향 조절판(12)은, 공조용 공기의 기류를 가로지르며 수평방향으로 연장되는 선 상을 따라 가습용 챔버 박스(1)의 내부에 설치된다. 제2 풍향 조절판(12)은, 제1 선회류(F)의 하류 영역에 대해 제1 풍향 조절판(11)과 선대칭이며, 제1 선회류(F)의 하류 영역을 향해 비스듬히 아래쪽으로 돌출하도록 제2 분류 공기(B)의 유로 도중에 배치된다.

증기가습기(18)는, 제1 선회류(F)가 발생하는 영역에서 증기를 방출하도록 가습용 챔버 박스(1)의 내부에 설치된 분무관(13)과, 분무관(13)에 증기를 보내는 전극식 증기발생기(14)로 구성된다. 전극식 증기발생기(14)는, 수용기(19) 내부의 물에 침지시킨 전극(17, 17) 사이에 전압을 인가하여 전류를 흐르게 하고, 줄열로 물을 비등(沸騰)시킴으로써 증기를 발생시킨다. 증기발생기(14)는, 전극(17, 17) 사이의 전압을 승압시키는 승압 변압기(15)를 포함한다. 증기 발생량은, 물에 접촉하는 전극(17, 17)의 표면적을 급배수에 의해 증감시킴으로써 전류값을 변화시켜서 제어된다.

분무관(13)은, 관의 축방향으로 서로 거리를 두고 형성된 복수의 분무 구멍(20)을 가지고 있다. 가습용 증기는, 증기발생기(14)에서 호스를 통해 분무관(13)의 분무 구멍(20)으로부터 비스듬히 위쪽(하류 위쪽)으로 방출된다. 분무관(13)은, 공조용 공기의 기류를 가로지르며 수평방향으로 연장되는 선 상을 따라 장벽부(9)의 내부에 설치된다. 장벽부(9)의 하부는 받침 접시 모양으로 형성되어 분무관(13)에서 나오는 드레인을 받아들이게 하고, 상기 드레인을 호스(도 4의 굵은 선)을 통해 드레인 팬(27)에 배출시킨다. 상기 분무관(13)의 풍상에서 기화식 가습기(16)로 가습시키고 기화식 가습기(16)의 가습 부족분을 분무관(13)에서 가습시켜 보충하도록 구성된다.

가습용 챔버 박스(1)는, 상기 공기 유통로를 구성하는 내면부(7)의 일부를 위쪽으로 볼록해지도록 형성된다. 이로써 상승하려고 하는 증기와 가습용 챔버 박스(1)의 내면부(7)의 접촉으로 인하여 결로가 방지된다. 또한, 이러한 형상에 의해 공조용 공기의 소음 에너지가 확산 및 반사됨으로써 감소하게 된다.

공조용 공기는, 열교환기(21)와 팬(22)을 구비하는 공기조화기(23)에서 가습용 챔버 박스(1)의 내부로 전달된다. 이러한 공기조화기(23)의 공기 취출부에 가습용 챔버 박스(1)의 공기 입구를 연결하고 증기발생기(14)와 함께 천장에 매달아서 설치한다. 가습용 챔버 박스(1)의 공기 출구에는, 분류용 챔버 박스(24)를 연결한다.

열교환기(21)는, 다수의 전열판(25)에 다수의 전열관(26)을 삽입 장착하여 이루어지며, 전열관(26)의 내부를 흐르는 열교환 매체와 열교환기(21)를 통과하는 공조용 공기가 전열관(26) 및 전열판(25)을 통해 열교환 한다. 이러한 열교환 매체로서, 물이나 수용액 등의 열원수를 이용하거나 프레온 등의 냉매나 그 밖의 각종 매체를 이용할 수 있다. 팬(22)을 회전시킴으로써 외기나 환기 등의 공조용 공기를 열교환기(21)로 안내하여 온풍 또는 냉풍으로 만들고 가습용 챔버 박스(1), 분류용 챔버 박스(24), 덕트 등을 통해 실내 등의 피공조 공간(S)으로 급기한다. 전열관(26)을 타원관(楕円管)(타원 형상의 관)으로 만들면, 압력 손실이 적어지게 되어 팬(22)이나 열교환기(21), 나아가서는 공기조화기(23)의 소형화를 도모할 수 있으므로 천장 안 등의 협소한 공간 내에 설치하는 것이 더욱 용이해진다.

가습용 챔버 박스(1)의 내부에서는, 전달된 공조용 공기가, 분기 부재(3)의 장벽부(9)에 부딪치고 개구부(10)와 4개의 간극부(6)로부터 흘러나와서 제1 분류 공기(A)와 제2 분류 공기(B)와 제3 분류 공기(C)와 제4 분류 공기(D)와 제5 분류 공기(E)로 분기된다. 공조용 공기가 개구부(10)를 통과함으로써 개구부(10)의 하류 영역에서 제1 선회류(F)가 발생한다. 이러한 제1 선회류(F)가 발생하는 영역에서 증기를 방출시키고, 제1 선회류(F)에 의해 공조용 공기에 증기가 흡수됨으로써 첫 번째의 가습이 이루어진다. 가습된 공조용 공기는, 나머지 증기와 함께 제1 선회류(F)의 하류 영역으로 흘러나온다.

제3 분류 공기(C)는, 제1 가이드부(4)와 충돌하여 제1 선회류(F)의 하류 영역으로 흘러나온다. 제2 분류 공기(B)는, 제2 가이드부(5)와 충돌하여 제3 분류 공기(C)와 스치듯 지나가면서 제1 선회류(F)의 하류 영역으로 흘러나온다. 제2 분류 공기(B)와 제3 분류 공기(C)가 서로 스치듯 지나감으로써 공조용 공기에 회전이 가해져서 제2 선회류(G)가 발생한다. 이러한 제2 선회류(G)에 의해 공조용 공기에 나머지 증기가 흡수됨으로써 두 번째의 가습이 이루어진다. 두 번째의 가습이 이루어진 공조용 공기는, 가습용 챔버 박스(1)의 공기 출구로 흘러나온다. 또한, 분무관(13)에서 방출된 증기는, 제2 분류 공기(B)와 제3 분류 공기(C)와 제4 분류 공기(D)와 제5 분류 공기(E)로 둘러싸이면서 두 번의 가습으로 완전하게 공조용 공기에 흡수되기 때문에 가습용 챔버 박스(1)의 내면에 접촉하지 않게 된다.

도 7 및 도 8에 도시된 것처럼, 분류용 챔버 박스(24)의 공기 출구에는, 아네모형 유인 취출구(34)와 유인 방사 유닛(35)이 덕트(36)를 통해 서로 연통하도록 연결된다. 혼합용 챔버 박스(28)의 외기 입구에는, 외기가 전달되는 통로인 덕트(36)와 연통되도록 연결된다. 천장 내부 공간(37)은 천장 챔버로 이용될 수 있고, 환기구(38)를 통해 환기를 혼합용 챔버 박스(28)에 도입할 수 있다. 이러한 환기와 외기를 혼합용 챔버 박스(28) 안에서 혼합하고 열교환기(21)로 안내하여 온풍 또는 냉풍의 공조용 공기로 만든다. 공조용 공기는 필요에 따라 가습용 챔버 박스(1)에서 가습하고, 분류용 챔버 박스(24)와 덕트(36)를 통해 실내 등의 피공조 공간(S)으로 급기한다.

제어 장치(32)는, 마이크로프로세서와 각종 센서 등으로 구성된다. 제어 장치(32)는, 최대 공조 부하일 때에 복수대의 공기조화기(23)를 최대 공조 능력으로 동시에 운전시킬 수 있다. 또한, 공조 부하가 공기조화기(23) 중 1대의 최대 공조 능력에 해당하는 분량만큼 감소할 때마다 공기조화기(23)의 운전을 1대씩 정지시키고, 공조 부하가 공기조화기(23) 중 1대의 최대 공조 능력에 해당하는 분량만큼 증가할 때마다 공기조화기(23)의 운전을 1대씩 시작시키도록 구성된다.

도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이, 혼합용 챔버 박스(28)는, 환기가 이동되도록 혼합용 챔버 박스(28) 내부에 형성된 환기로(29)와, 환기의 기류와 교차하는 방향에서 환기로(29)를 향하여 외기가 흘러들어가게 하도록 혼합용 챔버 박스(28)의 내부에 형성된 외기로(30)와, 외기와 환기가 교차하는 영역보다 상류 측에서 외기와 충돌하여 외기의 기류 폭을 넓힘으로써 환기의 기류 폭에 가까워지도록 혼합용 챔버 박스(28)의 내부에 형성된 단부(段部)(31)를 구비하고 있다. 외기로(30)의 통풍 단면적은 환기로(29)의 통풍 단면적 보다 작게 설정된다. 단부(31)는, 환기의 기류에 외기의 기류가 비스듬히 교차하도록 경사지게 설치된다.

도 9 및 도 10에 도시된 바와 같이, 아네모형(anemo type) 유인 취출구(34)는, 공기 분출구(39), 유인구(40), 혼합 공기 취출 풍로(41) 및 유인 풍로(42)를 구비하고 있다. 아네모형 유인 취출구(34)의 내부로 이동된 공조용 공기는, 공기 분출구(39)를 통과하여 유인구(40)를 향해 분출된다. 이러한 경우에, 공기 분출구(39)와 유인구(40) 사이의 간극에서 부압이 발생하게 되어 피공조 공간(S)의 공기를 유인 풍로(42)를 통해 유인한다. 이러한 유인 공기와 공조용 공기가 혼합되어 유인 혼합 공기로서 혼합 공기 취출 풍로(41)를 통과하여 피공조 공간(S)으로 취출된다.

도 11 및 도 12에 도시된 바와 같이, 유인 방사 유닛(35)은, 취출구(43), 유인구(44), 유인로(45), 방사 정류기(46) 및 유인 혼합 방사 케이스(47)를 구비하고 있다. 유인 방사 유닛(35) 내로 이동되는 공조용 공기가 취출구(43)에서 취출되면, 취출구(43)와 유인구(44) 사이의 간극에서 부압이 발생하게 되어 피공조 공간(S)의 공기를 유인로(45)를 통해 유인한다. 이러한 유인 공기와 공조용 공기가 유인 혼합 방사 케이스(47) 안에서 혼합되면서 확산함으로써 정류가 이루어지게 되고 유인 혼합 공기로서 구멍부(48)에서 피공조 공간(S)으로 배출된다. 이러한 경우에, 유인 혼합 공기의 열이 방사 정류기(46)와 유인 혼합 방사 케이스(47)로 열 전달되어 피공조 공간(S)으로 방사된다.

도 13 내지 도 17은, 위에서 설명한 실시 예의 일부를 변경한 구성에 관한 것으로서, 호텔 등의 천장(49) 안에 설치하도록 구성된 것이다. 혼합용 챔버 박스(28)는, 환기가 이동되도록 혼합용 챔버 박스(28)의 내부에 형성된 환기로(29)와, 환기의 기류와 직각으로 교차하는 방향에서 환기로(29)를 향하여 외기가 흘러들어가게 하도록 혼합용 챔버 박스(28)의 내부에 형성된 외기로(30)를 구비하고 있다. 외기로(30)의 통풍 단면적은 환기로(29)의 통풍 단면적 보다 작게 설정된다. 환기로(29)의 공기 입구는 환기 흡입 패널(50)과 연통하도록 연결됨으로써 실내 등의 피공조 공간(S)으로부터 환기를 도입한다. 가습용 챔버 박스(1)의 공기 출구는, 공급받은 공조용 공기로 피공조 공간(S)의 공기를 유인하여 상기 공조용 공기와 유입된 피공조 공간의 공기를 혼합시키고 혼합된 공기를 피공조 공간(S)으로 취출시키는 그릴형 유인 취출구(33)를 연통하도록 연결하여 피공조 공간(S)으로 급기한다. 그 밖의 구성은 위의 실시 예와 동일하므로 이에 대한 구체적인 설명은 생략한다.

도 16 및 도 17을 참조하면, 그릴형 유인 취출구(33)는, 공기 분출구(51), 유인구(52a), 유인구(52b), 혼합 공기 취출 풍로(53) 및 유인 풍로(54)를 구비하고 있다. 그릴형 유인 취출구(33)의 내부로 이동된 공조용 공기는, 공기 분출구(51)를 통과하여 풍상(風上) 측의 유인구(52a)를 향해 분출된다. 이러한 경우에, 공기 분출구(51)와 풍상 측의 유인구(52a) 사이의 간극에서 부압이 발생하게 되어 피공조 공간(S)의 공기가 유인 풍로(54)를 통해 유입된다. 이러한 방식으로 유입된 유인 공기와 공조용 공기가 혼합되면서 풍하(風下) 측의 유인구(52b)로 이동되고, 또한 피공조 공간(S)의 공기를 유인 풍로(54)를 통해 유인한다. 이러한 유인 공기와 공조용 공기가 혼합되어 유인 혼합 공기로서 혼합 공기 취출 풍로(53)를 통과하여 피공조 공간(S)으로 취출된다.

본 발명은 위에서 설명한 실시 예에 한정되지 아니하고, 아래와 같이 본 발명의 요지를 벗어나지 않는 범위 내에서 변경될 수도 있다. 예를 들어, 본 실시 예에서는 공기조화기(23)에 가습용 챔버 박스(1)를 직접 연결하고 있지만, 덕트를 통해 양 구성을 연결할 수도 있다. 또한, 증기가습기(18)는, 전극식 이외에 공지된 전열식 등 다양한 방식으로 치환하여 사용하는 것도 가능하다. 또한, 기화식 가습기(16)를 공기조화기(23)의 내부가 아니라 가습용 챔버 박스(1)의 내부에 설치하는 것도 가능하다. 기화식 가습기(16)를 생략하고 증기가습기(18)에 의한 증기 가습만을 수행할 수도 있다. 이와 반대로, 증기가습기(18)를 생략하고 기화식 가습기(16)만을 가습용 챔버 박스(1)의 내부에 설치할 수도 있고, 이에 따르면 포화 효율(가습 능력)이 크게 향상된 기화식 가습기를 설치 가능하게 된다. 혼합용 챔버 박스(28)의 환기로(29)의 공기 입구와 외기로(30)의 공기 입구에는, 풍량 조절용 댐퍼를 설치하는 것도 가능하다. 또한, 혼합용 챔버 박스(28)를 생략하고 외기 또는 환기만을 공기조화기(23)에 도입하게 하는 방식도 가능할 것이다.

1: 가습용 챔버 박스
2: 혼합 기구
3: 분기 부재
4: 제1 가이드부
5: 제2 가이드부
6: 간극부
7: 내면부
8: 외면부
9: 장벽부
10: 개구부
11: 제1 풍향 조절판
12: 제2 풍향 조절판
13: 분무관
14: 증기발생기
15: 승압 변압기
16: 기화식 가습기
17: 전극
21: 열교환기
23: 공기조화기
26: 전열관
28: 혼합용 챔버 박스
29: 환기로
30: 외기로
31: 단부
32: 제어 장치
33: 그릴형 유인 취출구
34: 아네모형 유인 취출구
35: 유인 방사 유닛
A: 제1 분류 공기
B: 제2 분류 공기
C: 제3 분류 공기
D: 제4 분류 공기
E: 제5 분류 공기
F: 제1 선회류
G: 제2 선회류
S: 피공조 공간

Claims

공조용 공기를 취출하는 공기조화기(23);
내부에서 상기 공조용 공기와 증기를 혼합시킴으로써 상기 공조용 공기를 가습시키는 가습용 챔버 박스(1); 및
상기 공조용 공기로 상기 증기를 둘러싸면서 상기 공조용 공기로 2개의 선회류(F, G)를 발생시켜서 상기 선회류에 의해 상기 공조용 공기가 상기 증기와 혼합되도록 상기 가습용 챔버 박스(1)의 내부에 설치된 혼합 기구(2)를 포함하는 것을 특징으로 하는 공기 조화 시스템.
제1 항에 있어서,
상기 혼합 기구(2)는,
상기 공조용 공기를 제1 분류 공기(A)와 제2 분류 공기(B)와 제3 분류 공기(C)로 분기시키고 상기 제1 분류 공기(A)로부터 제1 선회류(F)를 발생시키도록 설치된 분기 부재(3)와,
상기 제1 선회류(F)의 하류 영역으로 이동된 상기 제1 분류 공기(A)를 향하도록 상기 제3 분류 공기(C)의 이동 경로를 안내하도록 설치된 제1 가이드부(4)와,
상기 제1 선회류(F)의 하류 영역으로 이동된 상기 제3 분류 공기(C)와 접촉하도록 상기 제2 분류 공기(B)의 이동 경로를 안내하여 제2 선회류(G)를 발생시키도록 설치된 제2 가이드부(5)를 포함하는 것을 특징으로 하는 공기 조화 시스템.
제2 항에 있어서,
상기 분기 부재(3)는,
상기 공조용 공기를 통과시킴으로써 상기 제2 분류 공기(B)와 상기 제3 분류 공기(C)와 제4 분류 공기(D)와 제5 분류 공기(E)를 각각 발생시키는 4개의 간극부(6)를 형성하도록 상기 가습용 챔버 박스(1)의 내면부(7)로부터 이격하게 설치되는 장벽부(9)와,
상기 장벽부(9)에 대해 상기 공조용 공기를 빠져나가게 함으로써 상기 제1 분류 공기(A)와 상기 제1 선회류(F)를 발생시키도록 상기 장벽부(9)에 형성되는 개구부(10)를 포함하는 것을 특징으로 하는 공기 조화 시스템.
제2 항 또는 제3 항에 있어서,
상기 제1 가이드부(4)는, 상기 제3 분류 공기(C)와 충돌하여 상기 제3 분류 공기(C)의 진행 방향을 상기 제1 선회류(F)의 하류 영역으로 향하게 하는 제1 풍향 조절판(11)으로 구성되고,
상기 제2 가이드부(5)는, 상기 제2 분류 공기(B)와 충돌하여 상기 제2 분류 공기(B)의 진행 방향을 상기 제3 분류 공기(C)와 접촉하는 방향으로 향하게 하는 제2 풍향 조절판(12)으로 구성되는 것을 특징으로 하는 공기 조화 시스템.
제1 항에 있어서,
제1 선회류(F)가 발생하는 영역에서 증기를 방출하도록 상기 가습용 챔버 박스(1)의 내부에 설치되는 분무관(13)을 포함하는 것을 특징으로 하는 공기 조화 시스템.
제5 항에 있어서,
상기 분무관(13)에 상기 증기를 전달하는 전극식 증기발생기(14)를 더 포함하고,
상기 증기발생기(14)는, 전극(17, 17) 사이의 전압을 승압시키는 승압 변압기(15)를 포함하는 것을 특징으로 하는 공기 조화 시스템.
제5 항 또는 제6 항에 있어서,
상기 분무관(13)의 풍상(風上)에서 가습시키기 위한 기화식 가습기(16)를 더 포함하고,
상기 기화식 가습기(16)의 가습 부족분을 상기 분무관(13)에서 가습시켜 보충하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 공기 조화 시스템.
제1 항 또는 제2 항에 있어서,
상기 공조용 공기로서 도입되는 외기와 환기를 혼합시키기 위한 혼합용 챔버 박스(28)를 더 포함하며,
상기 혼합용 챔버 박스(28)는, 환기가 이동되도록 형성된 환기로(29)와, 상기 환기의 기류와 교차하는 방향에서 상기 환기로(29)를 향하여 상기 외기가 이동되도록 형성된 외기로(30)를 구비하는 것을 특징으로 하는 공기 조화 시스템.
제8 항에 있어서,
상기 혼합용 챔버 박스(28)는,
상기 외기와 상기 환기가 교차하는 영역보다 상류 측에서 상기 외기와 충돌하게 함으로써 상기 외기의 기류 폭을 넓히도록 설치된 단부(31)를 구비하는 것을 특징으로 하는 공기 조화 시스템.
제1 항 또는 제2 항에 있어서,
최대 공조 부하의 경우에 복수 개의 상기 공기조화기(23)를 최대 공조 능력으로 동시에 운전시키고, 공조 부하가 상기 공기조화기(23) 중 1대의 최대 공조 능력에 해당하는 분량만큼 감소할 때마다 상기 공기조화기(23)의 운전을 1대씩 정지시키도록 제어하는 제어 장치(32)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 공기 조화 시스템.
제1 항 또는 제2 항에 있어서,
공급받은 상기 공조용 공기로 피공조 공간(S)의 공기를 유인하여 상기 공조용 공기와 유입된 피공조 공간의 공기를 혼합시키고, 혼합된 공기를 상기 피공조 공간(S)으로 취출시키는 그릴형 유인 취출구(33)를 구비하는 것을 특징으로 하는 공기 조화 시스템.
제1 항 또는 제2 항에 있어서,
공급받은 상기 공조용 공기로 피공조 공간(S)의 공기를 유인하여 상기 공조용 공기와 유입된 피공조 공간의 공기를 혼합시키고, 혼합된 공기를 상기 피공조 공간(S)으로 취출시키는 아네모형 유인 취출구(34)를 구비하는 것을 특징으로 하는 공기 조화 시스템.
제1 항 또는 제2 항에 있어서,
공급받은 상기 공조용 공기로 피공조 공간(S)의 공기를 유인하여 상기 공조용 공기와 유입된 피공조 공간의 공기를 혼합시키고, 혼합된 공기를 상기 피공조 공간(S)으로 취출시키며, 유인 혼합 공기의 열을 상기 피공조 공간(S)으로 방사시키는 유인 방사 유닛(35)을 구비하는 것을 특징으로 하는 공기 조화 시스템.
제1 항 또는 제2 항에 있어서,
상기 가습용 챔버 박스(1)의 상류에는 열교환기(21)가 설치되고,
상기 열교환기(21)의 전열관(26)은 타원관(楕円管)으로 구성되는 것을 특징으로 하는 공기 조화 시스템.