KR20180011289A - 공기조화기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 공기조화기에 관한 것이다. 본 발명은 실내공기를 흡입하는 제1구획부와, 흡입된 상기 실내공기를 조화하는 제2구획부와, 조화된 공기를 실내로 다시 공급하는 제3구획부를 포함하는 공기조화기에 있어서, 상기 제1구획부는, 상기 실내공기를 흡입하는 흡입구가 형성된 제1영역부와, 상기 실내공기 중 일부를 배출하는 토출구가 형성된 제2영역부와, 외기가 유입되는 유입구가 형성된 제3영역부와, 흡입된 상기 실내공기의 일부를 제3영역부로 공급하는 댐퍼 및 상기 제1영역부와 제2영역부에 걸쳐 설치되되, 제1팬모터의 구동에 의해 입구로는 상기 흡입구를 통해 유입되는 상기 실내공기를 흡입하고, 출구로는 상기 토출구를 향해 상기 실내공기 중 일부를 배출하는 환기팬을 포함하여 이루어진 제1구획부를 포함한다. 실내공기를 흡입하는 환기팬의 각도를 조절하고 환기팬이 설치된 공간과, 실내공기와 외기를 혼합하는 공간을 하나로 통합하는 구조로 형성하여 공기조화기의 콤팩트화를 구현할 수 있다.

Description

공기조화기{AIR CONDITIONER}

본 발명은 공기조화기에 관한 것으로, 보다 상세하게는 실내공기를 흡입하는 환기팬의 각도를 조절하고 환기팬이 설치된 공간과, 실내공기와 외기를 혼합하는 혼합공간을 하나로 통합한 공기조화기에 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 등을 적정 수준으로 유지되도록 관리하는 기능을 수행한다. 이러한 공기조화기는 일정한 공간 내에서 열을 흡수하거나 그 공간으로 열을 방출하는 실내기가 필수적으로 요구된다.

선행기술 한국공개특허 10-2009-0037228호는 하나 이상의 센서에 의해 감지되는 실내의 공기 상태에 따라 공기조화기를 구동하여 실내공기만을 순환시켜 공급하거나, 외부의 신선한 공기만을 공급하는 동작 및 외부의 신선한 공기와 순환 공급되는 실내공기를 혼합하여 공급하는 동작을 선택적으로 수행토록 하고, 실내공기의 상태에 따라 공기를 여과하거나 습도 등을 조절하고, 실내공기의 상태에 따라 냉난방 부하량을 조절하여 공급토록 함으로써 최적 상태의 쾌적한 공기를 실내에 공급하도록 하는 에너지 절약형 전자동 공기조화기에 관한 것이다.

이러한 선행기술은 실내공기를 흡입하는 실내공기환기팬과, 흡입된 실내공기와 외기를 혼합하는 외기순환유니트를 분리하여 구성함에 따라, 공기조화기의 부피가 커지게 됨으로써 넓은 설치공간이 필요하다는 문제점이 있다.

또한, 기존 건물에는 공기조화기의 설치를 위한 공조실이 마련되어 있는데, 이때 선행기술의 공기조화기는 그 크기가 크게 형성되어 그에 맞는 큰 공조실을 필요로 했다. 더불어 선행기술의 공기조화기 내에 불필요한 공간이 많이 있었다.

따라서 상술된 문제점을 해결하기 위한 기술이 필요하게 되었다.

한편, 전술한 배경기술은 발명자가 본 발명의 도출을 위해 보유하고 있었거나, 본 발명의 도출 과정에서 습득한 기술 정보로서, 반드시 본 발명의 출원 전에 일반 공중에게 공개된 공지기술이라 할 수는 없다.

본 발명의 일실시예는 실내공기를 흡입하는 환기팬의 각도를 조절하고 환기팬이 설치된 공간과, 실내공기와 외기를 혼합하는 혼합공간을 하나로 통합하는 구조로 형성하여 공기조화기의 콤팩트화를 구현하는 데에 목적이 있다.

또한, 본 발명의 일실시예는 공기조화기의 구조를 간단하게 구현하여 소형화함으로써, 공기조화기의 설치면적을 줄일 수 있다는 데에 목적이 있다.

그리고 본 발명의 일실시예는 열교환기의 하나의 헤더에 두 개의 입구와 밸브를 각각 설치하여, 하나의 밸브가 바이패스 하는 구조를 형성함에 따라, 냉매유입관의 전체적인 길이와 부피가 축소됨으로써, 좁은 공간에서도 공기조화기의 설치가 가능하다는 데에 목적이 있다.

또한, 본 발명의 일실시예는 하나의 헤더에 두 개의 냉매유입관을 연결하여 냉매공급 경로를 두 개로 형성함에 따라, 하나의 냉매유입관에서 문제 발생시에 하나의 냉매유입관에서 냉매를 공급하여 줌으로써, 열교환 효율저하를 방지하여 코일의 열교환 능력을 항상 최적의 상태로 유지하는 데에 목적이 있다.

그리고 본 발명의 일실시예는 물과 공기를 함께 분사하는 이체 가습방식을 적용하여, 효과적으로 실내 습도를 유지할 수 있고 최적의 실내공기를 제공하는 데에 목적이 있다.

상술한 기술적 과제를 달성하기 위한 기술적 수단으로서, 본 발명의 제 1 측면에 따르면 실내공기를 흡입하는 제1구획부와, 흡입된 상기 실내공기를 조화하는 제2구획부와, 조화된 공기를 실내로 다시 공급하는 제3구획부를 포함하는 공기조화기에 있어서, 상기 제1구획부는, 상기 실내공기를 흡입하는 흡입구가 형성된 제1영역부와, 상기 실내공기 중 일부를 배출하는 토출구가 형성된 제2영역부와, 외기가 유입되는 유입구가 형성된 제3영역부와, 흡입된 상기 실내공기의 일부를 제3영역부로 공급하는 댐퍼 및 상기 제1영역부와 제2영역부에 걸쳐 설치되되, 제1팬모터의 구동에 의해 입구로는 상기 흡입구를 통해 유입되는 상기 실내공기를 흡입하고, 출구로는 상기 토출구를 향해 상기 실내공기 중 일부를 배출하는 환기팬을 포함하여 이루어진 제1구획부를 포함한다.

전술한 본 발명의 과제 해결 수단 중 어느 하나에 의하면, 실내공기를 흡입하는 환기팬의 각도를 조절하고 환기팬이 설치된 공간과, 실내공기와 외기를 혼합하는 공간을 하나로 통합하는 구조로 형성하여 공기조화기의 콤팩트화를 구현할 수 있다.

또한, 본 발명의 과제 해결 수단 중 어느 하나에 의하면, 공기조화기의 구조를 간단하게 구현하여 소형화함으로써, 공기조화기의 설치면적을 줄일 수 있다.

그리고 본 발명의 과제 해결 수단 중 어느 하나에 의하면, 열교환기의 하나의 헤더에 두 개의 입구와 밸브를 각각 설치하여 하나의 밸브가 바이패스 하는 구조를 형성함에 따라, 냉매유입관의 전체적인 길이와 부피가 축소됨으로써, 좁은 공간에서도 공기조화기의 설치가 가능할 수 있다.

또한, 본 발명의 과제 해결 수단 중 어느 하나에 의하면, 하나의 헤더에 두 개의 냉매유입관을 연결하여 냉매공급 경로를 두 개로 형성함에 따라, 하나의 냉매유입관에서 문제 발생시에 하나의 냉매유입관에서 냉매를 공급하여 줌으로써, 열교환 효율저하를 방지하여 코일의 열교환 능력을 항상 최적의 상태로 유지할 수 있다.

그리고 본 발명의 과제 해결 수단 중 어느 하나에 의하면, 물과 공기를 함께 분사하는 이체 가습방식을 적용하여, 효과적으로 실내 습도를 유지할 수 있고 최적의 실내공기를 제공할 수 있다.

본 발명에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 공기조화기를 측면에서 바라본 도면이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 공기조화기를 위에서 바라본 도면이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 열교환기의 두 개의 헤더와 냉매유입관 및 냉매유출관이 결합된 모습을 나타낸 도면이다.
도 4는 냉매의 유입방향에서 바라볼 때 도 3의 단면도이다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 공기조화기의 가습유닛을 나타낸 도면이다.

아래에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.

명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 "전기적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다. 또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.

이하 첨부된 도면을 참고하여 본 발명을 상세히 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 공기조화기를 측면에서 바라본 도면이고, 도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 공기조화기를 위에서 바라본 도면이다.

도 1 내지 도 2에 도시된 바와 같이 본 발명의 일실시예에 따른 공기조화기(100)는 실내공기를 흡입하는 제1구획부(10)를 포함한다. 제1구획부(10)는 실내공기를 흡입하는 흡입구(A)가 형성된 제1영역부(11)와, 실내공기 중 일부를 배출하는 토출구(B)가 형성된 제2영역부(12) 및 외기가 유입되는 유입구(C)가 형성된 제3영역부(13)를 포함할 수 있다. 관련하여 흡입구(A)와 토출구(B) 및 유입구(C)에는 필요에 따라 수동 또는 자동으로 공기 방향을 조절할 수 있도록 풍향조절 날개가 설치될 수도 있다.

한편 제1구획부(10)는 환기팬(15)을 포함할 수 있다.

환기팬(15)은 제1영역부(11)와 제2영역부(12)에 걸쳐 설치되는데, 팬모터(15A)의 구동에 의해 환기팬(15)의 입구로는 흡입구(A)를 통해 유입되는 실내공기를 흡입하고, 환기팬(15)의 출구로는 토출구(B)를 향해 실내공기 중 일부를 배출할 수 있다. 관련하여 환기팬(15)의 입구는 제1영역부(11)의 하방에 설치되고, 환기팬(15)의 출구는 제2영역부(12)에 토출구(B)와 후술할 댐퍼(14)를 향하도록 설치될 수 있다. 즉, 환기팬(15)은 도 1에 도시된 바와 같이 출구가 수평방향이나 수직방향으로 향하지 않고 경사를 이루면서 설치됨으로써 제2영역부(120)의 토출구(B)와 제3영역부(13)의 유입구(C)를 동시에 향하도록 설치될 수 있다.

이러한 환기팬(15)의 구조는 여러 가지가 있을 수 있는 데 예를 들어 설명하면 환기팬(15)과, 환기팬(15)을 구동시켜주는 제1팬모터(15A)로 구성될 수 있다.

한편 제1구획부(10)는 제1차압계(16)를 포함할 수 있다. 제1차압계(16)는 환기팬(15)의 송풍압력을 감지하여 감지된 송풍압력이 환기팬(15)의 설계 압력보다 높거나 낮을 경우, 공기조화기(100)를 수리하거나, 설계를 변경하도록 할 수 있다. 관련하여 후술할 필터(21)가 실내공기중에 포함된 이물질로 인하여 제기능을 다하지 못할 경우, 제2구획부(20)의 내부압력은 높아지게 되는데, 이때 제1차압계(16)는 제2구획부(20)의 압력을 감지하여 필터(21)의 교체시기를 알려줄 수 있다.

한편 제1구획부(10)는 제1온도습도센서(16A)(THS/DP)를 포함할 수 있다.

제1온도습도센서(16A)는 제1영역부(11)에 구비되어 흡입구(A)를 통해 흡입된 실내공기의 온도 및 습도를 측정할 수 있다. 따라서 공기조화기(100)는 제1온도습도센서(16A)가 실내공기의 온도 및 습도를 실시간으로 측정한 측정값에 따라 환기팬(15)으로부터 토출되는 실내공기량과 후술할 열교환기(22)의 구동여부 등을 제어할 수 있다.

또한 제1구획부(10)는 흡입구(A)를 통해 흡입된 실내공기의 일부를 제3영역부(13)로 공급하는 댐퍼(14)를 포함할 수 있다. 따라서 제3영역부(13)에서는 제2영역부(12)로부터 댐퍼(14)를 통해 공급되는 실내공기와 즉 실내공기 중 일부가 배출되고 남은 실내공기와 유입구(C)로부터 공급된 외기가 혼합될 수 있다.

한편 공기조화기(100)는 흡입된 실내공기를 조화하는 제2구획부(20)를 포함한다.

제2구획부(20)는 제1구획부(10)의 제3영역부(13)에서 혼합된 혼합공기 즉 실내공기 중 일부가 배출되고 남은 실내공기와 외기가 혼합된 혼합공기로부터 오염물질을 여과하는 필터(21)를 포함할 수 있다. 이때 필터(21)는 제3영역부(13)와 인접하도록 배치되어 혼합공기를 여과하여 오염물질을 흡착할 수 있는 구성이면 그 종류와 방식에 있어서 특별히 한정되지 않는다.

또한 제2구획부(20)는 필터(21)를 통해 여과된 혼합공기의 온도를 조절하는 열교환기(22)를 포함할 수 있다. 이러한 열교환기(22)는 필터링된 공기와 열교환하여 온도조절을 할 수 있다.

도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 열교환기의 두 개의 헤더와 냉매유입관 및 냉매유출관이 결합된 모습을 나타낸 도면이고, 도 4는 냉매의 유입방향에서 바라볼 때 도 3의 단면도이다.

도 3 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 열교환기(22)는 양단이 폐쇄된 중공 기둥형상으로 형성되며, 냉매가 유입되는 냉매유입관(P1)이 결합되는 제1헤더(23)를 포함할 수 있다. 관련하여 제1헤더(23)에는 냉매유입관(P1)을 연결하기 위한 제1 입구(E1) 및 제2 입구(E2)가, 길이방향으로 상부 및 하부에 각각 형성될 수 있다.

또한, 제1 입구(E1) 및 제2 입구(E2)에는 제1입구(E1) 및 제2입구(E2)를 선택적으로 차폐하는 제1밸브(V1) 및 제2밸브(V2)가 각각 구비될 수 있다. 따라서 제1밸브(V1) 및 제2밸브(V2)는 냉매의 흐름을 차단 또는 개방할 수 있다. 이때 냉매는 저온고압의 가스 또는 일부 액체 상태일 수 있다. 특히 냉매로 냉수 또는 온수가 사용될 수 있다.

이러한 제1헤더(23)의 제1밸브(V1)는 평소에는 폐쇄되어 있고, 제2밸브(V2)가 개방됨에 따라, 냉매유입관(P1)으로 유입되는 냉매는 제2입구(E2)로 유입될 수 있다. 따라서 제1헤더(23)는 냉매가 제2밸브(V2)로 전달되는 경로상에 구비되는 장치들 중 일부가 고장날 경우, 사용할 수 있는 여분의 제1밸브(V1)를 구비함으로써, 제1밸브(V1)를 선택적으로 개방하여 냉매유입관(P1)으로 유입되는 냉매를 제1입구(E1)로 유입되도록 할 수 있다. 즉 제1입구(E1)에 구비된 제1밸브(V1)는, 개방에 따라 냉매유입관(P1)으로부터 유입되는 냉매를 제1입구(E1)로 바이패스 시킬 수 있다.

관련하여 냉매유입관(P1)의 전단(F)은 제1입구(E1)로부터 분기하여 형성되는 일단(G)을 포함하고, 일단(G)은 제2입구(E2)로 연결될 수 있다. 따라서 냉매유입관(P1)은 기존의 냉매유입관과는 다르게 전단(F)이 하방을 향해 분기된 일단(G)을 포함하는 구조로 형성함에 따라, 냉매유입관(P1)의 전체적인 길이와 부피가 줄어들게 되어, 공기조화기(100)의 소형화를 가능하게 할 수 있다. 한편 냉매유입관(P1)의 전단(F)과 일단(G) 사이에는 냉매의 압력 또는 유량을 조절하는 유체조절밸브(V3)와 유체조절밸브(V3)를 전자적으로 제어하는 모터(M)가 구비될 수 있다. 따라서 유체조절밸브(V3)에 의해 냉매가 역방향으로 흐르는 것이 방지되고 유체의 유량이 조절될 수 있다.

한편 열교환기(22)는 냉매가 유출되는 냉매유출관(P2)이 결합되는 제2헤더(24)를 포함할 수 있다. 이때 냉매유출관(P2)은 제2헤더(24)의 길이방향으로 상부에 결합될 수 있다.

한편 열교환기(22)는 일단 개구부가 제1헤더(23)의 측벽에 결합되며, 타단 개구부가 제2헤더(24)의 측벽에 결합되어 제1헤더(23)에 유입된 냉매가 필터링된 공기와 열교환을 마친 후, 제2헤더(24)로 전달되는 통로가 되는 코일(C)을 포함할 수 있다.

이러한 코일(C)은 냉매와 혼합공기와의 열교환이 가능하도록 냉매의 통로 역할을 하는 것으로, 혼합공기와 충분한 열교환이 일어날 수 있도록 적당한 횟수로 절곡되어 열교환 면적을 증대시킬 수 있다. 즉 코일(C)은 내부에 지면과 수평방향으로 다수 개의 파이프가 절곡되면서 연결되는 형상으로 이루어질 수 있다. 또한 코일(C)은 냉매유입관(P1) 및 냉매유출관(P2)이 결합된 제1헤더(23) 및 제2헤더(24)의 반대측에 결합되어 제1입구(E1) 및 제2입구(E2)와 연결될 수 있다.

한편 공기조화기(100)는 제2구획부(20)에서 열교환되어 조화된 공기를 실내로 다시 공급하는 제3구획부(30)를 포함한다.

제3구획부(30)는 열교환기(22)를 거치면서 온도가 조절되어 조화된 공기를 제2팬모터(31A)의 구동에 의해 배출구(D)로 배출하는 급기팬(31)을 포함할 수 있다. 즉 제3구획부(30)는 제2구획부(20)를 거치면서 열교환된 조화된 공기를 급기팬(31)의 회전력에 의해 배출구(D)로 배출하여 실내로 공급할 수 있다.

한편 제3구획부(30)는 필터(21)의 압력이 설정압력보다 높을 경우, 경보를 발생하는 제2차압계(32)를 포함할 수 있다.

한편 제3구획부(30)는 조화된 공기의 온도 및 습도를 측정하는 제2온도습도센서(32A)(THS/DP)를 포함할 수 있다. 따라서 공기조화기(100)는 온도습도센서(32A)가 실내공기의 온도 및 습도를 실시간으로 측정한 측정값에 따라, 급기팬(31)으부터 배출되는 조화된 공기량을 제어할 수 있다.

한편 제3구획부(30)는 노즐을 통해 분사되는 물과, 고압공기를 함께 분사하여 조화된 공기에 선택적으로 가습을 수행하는 가습유닛(40)을 포함할 수 있다.

도 5는 가습유닛을 나타낸 도면이다. 도 5에 도시된 바와 같이 가습유닛(40)은 노즐에 물을 공급하는 물공급관(41)과 내부에 압축가스를 수용하는 에어탱크(42)와, 에어탱크(42) 측면에 구비되고, 공기를 고압으로 압축하여 주입하는 공기압축기(43) 및 고압공기와 물을 함께 분출하는 노즐(44)을 포함할 수 있다.

그리고 가습유닛(40)은 에어탱크(42) 내부로 주입되는 공기의 압력을 일정하게 유지하기 위한 제1레귤레이터(45)와, 제1또는 제2온도습도센서(16A, 32A)에 의해 온오프되는 솔레노이드밸브(46)를 포함할 수 있다.

그리고 가습유닛(40)은 노즐(44)로 공급되는 물의 압력을 일정하게 유지하기 위한 제2레귤레이터(48)와 노즐(44)로 공급되는 물속의 불순물을 깨끗하게 걸러주는 여과필터(49)와 여과필터(49)의 교체시기를 알려주는 압력감지센서(47)를 포함할 수 있다.

이러한 공기조화기(100)의 가습방식은 가습유닛(40)을 통해 물과 고압공기를 함께 분사하는 2체가습방식이 적용될 수 있다.

전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.

본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

100: 공기조화기 10: 제1구획부
20: 제2구획부 30: 제3구획부
40: 가습유닛

Claims (3)

1. 실내공기를 흡입하는 제1구획부와, 흡입된 상기 실내공기를 조화하는 제2구획부와, 조화된 공기를 실내로 다시 공급하는 제3구획부를 포함하는 공기조화기에 있어서,
   상기 제1구획부는,
   상기 실내공기를 흡입하는 흡입구가 형성된 제1영역부;
   상기 실내공기 중 일부를 배출하는 토출구가 형성된 제2영역부;
   외기가 유입되는 유입구가 형성된 제3영역부;
   흡입된 상기 실내공기의 일부를 제3영역부로 공급하는 댐퍼; 및
   상기 제1영역부와 제2영역부에 걸쳐 설치되되, 제1팬모터의 구동에 의해 입구로는 상기 흡입구를 통해 유입되는 상기 실내공기를 흡입하고, 출구로는 상기 토출구를 향해 상기 실내공기 중 일부를 배출하는 환기팬을 포함하여 이루어진 제1구획부를 포함하는 공기조화기.
2. 제1항에 있어서,
   상기 환기팬의 입구는 상기 제1영역부의 하방에 설치되고,
   상기 환기팬의 출구는 상기 토출구와 상기 유입구를 향하도록 설치되는 공기조화기.
3. 제1항에 있어서,
   상기 제3영역부에서는,
   상기 제2영역부로부터 상기 댐퍼를 통해 공급되는 실내공기와 상기 유입구로부터 공급된 외기가 혼합되는 공기조화기.
   

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