KR20180078833A - 공기 조화기 및 이의 제어방법 - Google Patents

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Abstract

반응성이 우수함과 동시에 소비전력을 낮추면서도 실내 습도 부하에 따라 최적화된 공조 성능을 발휘할 수 있는 공기 조화기 및 이의 제어방법이 개시된다. 공기 조화기는 내기와 외기를 선택적으로 유입하며, 공기를 실내로 송풍하기 위한 제1 유로와 공기를 실외로 송풍하기 위한 제2 유로를 구비한 본체; 상기 제1 유로와 제2 유로에 회전 가능하게 구비되는 제습 로터; 공기 유동 방향으로 상기 제습 로터의 상류 측에 구비되는 히터 모듈; 및 공기 유동 방향으로 상기 제습 로터의 하류 측 제1 유로에 구비되어 이를 통과하는 공기를 가습시키는 가습 모듈을 포함하여 이루어지며, 상기 히터 모듈은 복수개의 히터로 구성되고, 실내의 습도 또는 풍량 부하에 따라 각각의 히터의 작동을 가변 제어하는 제어부를 포함한다.

Description

공기 조화기 및 이의 제어방법{AIR CONDITIONER AND METHOD FOR CONTROLLING THE SAME}
본 발명은 공기 조화기 및 이의 제어방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 데시칸트 제습로터를 적용하여 실내의 제습 및 가습이 가능하며 공기청정, 환기 기능 등을 수행하는 공기 조화기 및 이의 제어방법에 관한 것이다.
일반적으로, 공기 조화기는 압축기, 응축기, 팽창밸브, 증발기가 냉매 라인으로 연결되어 이루어진 냉동 사이클로 구성된다. 압축기는 저온 저압의 기상 냉매를 흡입 및 압축하여 고온 고압의 기체 상태로 응축기로 토출한다. 응축기는 냉매를 공기와 열교환하여 응축시킨다. 팽창밸브는 냉매를 교축시켜 저온 저압의 상태로 팽창시킨다. 증발기는 냉매를 공기와 열교환시켜 증발시킨다.
한편, 선출원된 대한민국 등록특허공보 제10-1229676(2013.01.29)에는 가정용에 적합한 소형이면서 온수를 활용하여 에너지 소비를 줄이면서 냉수를 제조함과 아울러 복사 냉방시 표면에 결로가 발생할 경우 별도의 에어컨 등을 설치하지 않고 바닥이나 천장의 결로를 방지하는 하이브리드 냉방 장치가 개시된바 있다.
데시칸트 제습로터를 적용한 공조 장치에서는 재생에 필요한 열원을 반드시 요구한다. 상기 열원은 전술한 냉동 사이클의 응축기 열원(응축열)을 이용하거나, 별도의 전기식 히터를 이용할 수 있다.
종래의 공기 조화기는 냉동 사이클의 응축기 열원을 이용하는 경우, 사이클의 특성상 최대열이 발생되기까지 약30분 정도의 일정 시간이 소요된다. 즉, 냉동 사이클의 열원은 소비전력이 낮은 장점이 있으나, 원하는 온도까지 승온하는데 있어서 반응성이 떨어지는 단점이 있다.
또한, 종래의 공기 조화기는 히터 열원을 이용하는 경우, 전원의 투입과 동시에 최대 열이 발생하는 장점이 있으나, 소비전력이 높은 단점이 있다. 즉, 히터 열원은 실내 부하에 즉각 반응하는 장점이 있으나, 효율적인 에너지 사용에 있어 불리하다.
한편, 종래의 공기 조화기는 실내 습도 부하에 따라 최적화된 공조 성능을 발휘할 수 있는 장치 및 제어로직을 개발할 필요가 있다.
대한민국 등록특허공보 제10-1229676(2013.01.29)
이와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명에서는 반응성이 우수함과 동시에 소비전력을 낮추면서도 실내 습도 부하에 따라 최적화된 공조 성능을 발휘할 수 있는 공기 조화기 및 이의 제어방법을 제공한다.
본 발명에 따른 공기 조화기는 내기와 외기를 선택적으로 유입하며, 공기를 실내로 송풍하기 위한 제1 유로와 공기를 실외로 송풍하기 위한 제2 유로를 구비한 본체; 상기 제1 유로와 제2 유로에 회전 가능하게 구비되는 제습 로터; 공기 유동 방향으로 상기 제습 로터의 상류 측에 구비되는 히터 모듈; 및 공기 유동 방향으로 상기 제습 로터의 하류 측 제1 유로에 구비되어 이를 통과하는 공기를 가습시키는 가습 모듈을 포함하여 이루어지며, 상기 히터 모듈은 복수개의 히터로 구성되고, 실내의 습도 또는 풍량 부하에 따라 각각의 히터의 작동을 가변 제어하는 제어부를 포함한다.
한편, 본 발명에 따른 공기 조화기의 제어방법은 복수개의 히터로 이루어진 히터 모듈을 구비한 공기 조화기의 제어방법으로서, 실내의 습도를 감지하는 단계; 상기 감지된 실내 습도에 따라 습도 부하를 판단하는 단계; 상기 판단된 습도 부하 정도에 따라 복수개의 히터 각각의 작동을 비례 제어하는 단계를 포함한다.
본 발명에 따른 공기 조화기 및 이의 제어방법은 원하는 온도까지 승온하는데 있어서 반응성이 우수하고 소비전력을 획기적으로 낮춰 효율적인 에너지 사용이 가능하며, 실내 습도 부하에 따라 최적화된 공조 성능을 발휘할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 공기 조화기의 구성을 개략적으로 도시한 것이고,
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 공기 조화기를 도시한 것이며,
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 공기 조화기의 제어방법을 도시한 흐름도이고,
도 4 내지 도 9는 본 발명의 일 실시 예에 따른 공기 조화기의 다양한 운전 모드를 도시한 것이며,
도 10은 도 2의 변형 예에 따른 공기 조화기를 도시한 것이다.
이하 첨부된 도면에 따라서 공기 조화기 및 이의 제어방법의 기술적 구성을 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 공기 조화기의 구성을 개략적으로 도시한 것이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시 예에 따른 공기 조화기는 본체(10)와, 히터 모듈(20)과, 제습 로터(30) 및 가습 모듈(40)을 포함하여 이루어진다.
본체(10)는 실외기로서, 실외 또는 실내 적소에 설치되거나 천장, 외벽 등에 매립 설치될 수 있다. 본체(10)는 내기와 외기를 선택적으로 유입하도록 구성되며, 본체(10)의 내부에는 공기 통로인 제1 유로(61)와 제2 유로(62)가 구비된다. 제1 유로(61)는 공기를 실내로 송풍하기 위한 것이며, 제2 유로(62)는 공기를 실외로 송풍하기 위한 것이다.
본체(10)에는 내기를 유입하기 위한 내기 유입구(11)와, 외기를 유입하기 위한 외기 유입구(12)와, 공기를 실내로 공급하기 위한 실내 공급구(13) 및 공기를 실외로 배출하기 위한 실외 배출구(14)가 구비된다. 도 1은 공기 조화기를 모식적으로 도시한 것으로서, 내기 유입구(11)를 통해 유입된 내기가 제1 유로(61)를 지나 실내 공급구(13)로 공급되며 외기 유입구(12)를 통해 유입된 외기가 제2 유로(62)를 지나 실외 배출구(14)로 배출되는 구조를 도시하였다.
하지만, 본 실시 예의 구성에 한정되는 것이 아니며, 내기와 외기를 선택적으로 도입하여 내기가 제2 유로를 통해 실외로 배출되고 외기가 제1 유로를 통해 실내로 공급되는 실시 예로도 적용이 가능하다. 이에 대한 상세한 설명은 다른 도면을 참조하여 이후에 다시 설명한다.
히터 모듈(20)은 공기 유동 방향으로 후술할 제습 로터(30)의 상류 측에 구비되며, 전력 공급에 의해 발열한다. 히터 모듈(20)은 복수개의 히터로 구성된다. 히터 모듈(20)은 제1 유로(61)에 구비되는 복수개의 가습용 히터(23)와, 제2 유로(62)에 구비되는 복수개의 제습용 히터(24)로 이루어진다.
즉, 가습용 히터(23)는 복수개의 단위 히터(21,21',21'')가 제1 유로(61)에 직렬 또는 병렬로 배치되며, 제습용 히터(24)는 복수개의 단위 히터(22,22',22'')가 제2 유로(62)에 직렬 또는 병렬로 배치된다. 각각의 단위 히터들(21,21',21'',22,22',22'')은 개별적으로 온(ON) 및 오프(OFF)를 제어할 수 있도록 구성된다.
제습 로터(30)는 제1 유로(61)와 제2 유로(62)에 걸쳐서 회전 가능하게 구비된다. 제습 로터(30)는 공기 유동 방향으로 히터 모듈(20)의 하류 측에 배치된다. 제습 로터(30)는 데시칸트(Desiccant) 구조로 구성될 수 있으며, 제습재가 내장되어 이를 통과하는 공기에 의해 흡습, 제습, 흡열 및 방열을 수행한다.
가습 모듈(40)은 공기 유동 방향으로 제습 로터의 하류 측 제1 유로(61)에 구비된다. 가습 모듈(40)은 이를 통과하는 공기를 가습시킨다. 아울러, 제1 유로(61)에는 실내팬(51)이 구비되며, 제2 유로(62)에는 실외팬(52)이 구비된다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 공기 조화기를 도시한 것이다. 도 2를 참조하여, 공기 조화기의 더욱 상세한 구성을 설명한다.
본체(10)에는 내기, 즉, 실내를 순환한 리턴 에어를 도입하기 위한 내기 유입구(11)와, 외기를 도입하기 위한 외기 유입구(12)가 구비된다. 본체(10)의 내부에는 제1 유로(61)와 제2 유로(62)가 구획 형성되며, 내기 유입구(11)에 제3 유로(63)가 연결되고, 외기 유입구(12)에 제4 유로(64)가 연결된다. 제1 유로(61), 제2 유로(62), 제3 유로(63) 및 제4 유로(64)는 4방향 댐퍼(70)에 의해 서로 연결된다.
4방향 댐퍼(70)는 내기 유입구(11)를 통해 유입된 내기와 외기 유입구(12)를 통해 유입된 외기를 선택적으로 제1 유로(61)와 제2 유로(62)로 유동시키는 작용을 한다. 즉, 내기 유입구(11)를 통해 유입된 공기는 제3 유로(63)를 지나 4방향 댐퍼(70)에 의해 제1 유로(61)와 제2 유로(62) 중 하나로 유동되며, 외기 유입구(12)를 통해 유입된 공기는 제4 유로(64)를 지나 4방향 댐퍼(70)에 의해 제1 유로(61)와 제2 유로(62) 중 다른 하나로 유동된다.
또한, 본체(10)에는 공기를 실내로 공급하기 위한 실내 공급구(13) 및 공기를 실외로 배출하기 위한 실외 배출구(14)가 구비된다. 아울러, 제3 유로(63)에는 프리 필터, 탈취 필터, 헤파 필터 중 적어도 하나로 구성되는 제1 필터(15)를 구비하며, 제4 유로(64)에는 프리 필터, 미디움 필터 중 적어도 하나로 구성되는 제2 필터(16)를 구비하여, 이를 통과하는 공기를 여과하는 것이 바람직하다.
히터 모듈(20)은 복수개의 히터로 구성된다. 제1 유로(61)에는 복수개의 단위 히터(21,21')로 구성된 가습용 히터(23)가 구비되고, 제2 유로(62)에는 복수개의 단위 히터(22,22')로 구성된 제습용 히터(24)가 구비된다. 본 실시 예에서, 히터는 2개(2단)로 이루어진 것을 도시하였으나, 그 개수는 더 늘릴 수 있다.
제습 로터(30)는 소정 두께를 갖는 원형 판 형상으로 이루어지며, 부직포 소재 등의 제습재가 내장되어, 회전축(33)을 중심으로 회전 가능하게 이루어진다. 제습 로터(30)는 대략 0.5rpm 이하로 비교적 저속으로 회전되는 것이 바람직하다. 제습 로터(30)는 제1 유로(61)와 제2 유로(62)의 구획벽을 기준으로 각각 제1 유로(61)와 제2 유로(62)에 1/2씩 차지하고 있으며, 제1 유로(61)에서 이를 통과하는 공기를 가습시키는 가습 영역(31)과, 제2 유로에서 이를 통과하는 공기를 제습시키는 제습 영역(32)으로 구분할 수 있다.
가습 모듈(40)은 물을 급수하는 급수부(41)와, 급수부(41)에 의해 공급된 물을 흡습하여 이를 통과하는 공기에 수분을 공급하는 가습 필터(43)와, 가습 필터(43)의 하부에 구비되어 물을 배수하는 배수부(42)로 구성된다. 아울러, 제1 유로(61)에는 실내팬(51)이 구비되고, 제2 유로(62)에는 실외팬(52)이 구비되며, 실내 측에는 실내 공급구(13)를 통해 공급된 공기가 실내 측으로 송풍되도록 하는 실내기(80)가 구비된다.
또한, 공기 조화기는 습도 센서와 제어부를 더 구비한다. 습도 센서는 실내의 습도 정보를 감지한다. 제어부는 습도 센서에 의해 감지된 실내 습도 부하 또는 풍량 부하에 따라 각각의 히터의 작동을 가변 제어한다. 더욱 상세하게는, 제어부는 감지된 실내 습도 정보에 따라 습도 부하 정도를 판단하고, 판단된 습도 부하의 크기에 따라 작동하는 히터의 개수를 비례 제어한다. 예를 들어, 제어부가 판단하는 실내의 부하 정도는 습도가 높은 경우 또는 실내로 송풍되어야 할 풍량이 큰 경우의 상황에서 실내의 부하가 크다고 판단할 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 공기 조화기의 제어방법을 도시한 흐름도이다. 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 공기 조화기의 제어방법은 실내의 습도를 감지하는 단계와, 감지된 실내 습도에 따라 습도 부하를 판단하는 단계와, 판단된 습도 부하 정도에 따라 복수개의 히터 각각의 작동을 비례 제어하는 단계를 포함한다.
이 경우, 제어부는 감지된 습도가 제1 기준습도 미만인 경우 히터 모듈(20)의 모든 히터의 작동을 오프(OFF)하고, 감지된 습도가 제2 기준습도 초과인 경우 히터 모듈(20)의 모든 히터의 작동을 온(ON)한다. 본 실시 예에서, 제1 기준습도는 40%이며, 제2 기준습도는 60%로 하였다.
더욱 상세하게는, 먼저 습도 센서에 의해 실내의 습도를 감지한다. 이후에, 제어부는 습도 센서에 의해 감지된 습도 정보에 근거하여 습도 부하 정도를 판단한다. 제어부는 실내 습도가 40% 미만인 경우, 히터 모듈(20)의 모든 히터를 작동 오프(OFF)한다. 만약, 실내 습도가 40% 이상이고 60% 이하인 경우, 제어부는 1개의 히터만 작동 온(ON)한다. 만약, 실내 습도가 60% 초과인 경우 히터 모듈(20)의 모든 히터를 작동 온(ON)한다.
즉, 제어부는 실내 습도가 최대 부하로 판단한 경우 복수개의 히터를 동작시키고, 중/저 부하시는 단수개의 히터만 동작시키며, 가습 중/저 부하시는 모든 히터 정지와 같이 부하에 따라 히터를 비례 제어함에 따라 소비전력을 저감할 수 있다.
한편, 도 10은 도 2의 변형 예에 따른 공기 조화기를 도시한 것으로서, 도 10을 참조하면 히터 모듈(20)은 가습용 히터와 제습용 히터로 구분되지 않고 가습용 및 제습용을 공용으로 사용하는 히터로 구성될 수 있다.
히터 모듈(20)은 제1 유로(61)의 공기와 제2 유로(62)의 공기가 모두 선택적으로 통과 가능하도록 구성된다. 또한, 제1 유로(61)와 제2 유로(62)는 각각 히터 모듈(20)을 선택적으로 통과하거나 바이패스하도록 구성된다.
즉, 제1 유로(61)와 제2 유로(62)는 히터 모듈(20)을 수용하는 단일 공간부(67)에서 합류한다. 단일 공간부(67)에는 복수개의 단위 히터(20a,20b)가 직렬 또는 병렬로 구비되어 전술한 실시 예와 동일하게 실내 습도 부하 또는 풍량 부하에 따라 각 히터(20a,20b)를 비례 제어하도록 구성된다.
공기 유동 방향으로 히터 모듈(20)의 상류 측에는 제1 유로(61)에서 제1 바이패스유로(65)가 분지되어 히터 모듈(20)의 하류 측 제1 유로(61)에 합류한다. 제1 바이패스유로(65)는 히터 모듈(20)을 바이패스(Bypass)한다. 아울러, 공기 유동 방향으로 히터 모듈(20)의 상류 측에는 제2 유로(62)에서 제2 바이패스유로(66)가 분지되어 히터 모듈(20)의 하류 측 제2 유로(62)에 합류한다.
제1 바이패스유로(65) 및 제2 바이패스유로(66)는 각각 히터 모듈(20)을 바이패스(Bypass)한다. 제1 유로(61)와 제1 바이패스유로(65)의 분지 지점에는 제1 삼방향 댐퍼(91)가 구비되고, 제2 유로(62)와 제2 바이패스유로(66)의 분지 지점에는 제2 삼방향 댐퍼(92)가 구비된다. 아울러, 제1 유로(61)와 제1 바이패스유로(65)의 합류 지점에는 제3 삼방향 댐퍼(93)가 구비되며, 제2 유로(62)와 제2 바이패스유로(66)의 합류 지점에는 제4 삼방향 댐퍼(94)가 구비된다.
이러한 구성을 통해, 히터 모듈(20)을 가습용으로 이용하는 경우, 내기 유입구(11)를 통해 제1 유로(61)로 유입된 내기는 제1 삼방향 댐퍼(91)에 의해 히터 모듈(20)을 통과하여 가열되고, 제3 삼방향 댐퍼(93)에 의해 제습 로터(30) 측으로 유동한다. 이와 동시에, 외기 유입구(12)를 통해 제2 유로(62)로 유입된 외기는 제2 삼방향 댐퍼(92)에 의해 히터 모듈(20)을 바이패스하여 제2 바이패스유로(66)로 흘러 제4 삼방향 댐퍼(94)에 의해 제습 로터(30) 측으로 유동한다.
또한, 히터 모듈(20)을 제습용으로 이용하는 경우, 내기 유입구(11)를 통해 제1 유로(61)로 유입된 내기는 제1 삼방향 댐퍼(91)에 의해 히터 모듈(20)을 바이패스하여 제1 바이패스유로(65)로 흘러 제3 삼방향 댐퍼(93)에 의해 제습 로터(30) 측으로 유동한다. 이와 동시에, 외기 유입구(12)를 통해 제2 유로(62)로 유입된 외기는 제2 삼방향 댐퍼(92)에 의해 히터 모듈(20)을 통과하여 가열되고, 제4 삼방향 댐퍼(94)에 의해 제습 로터(30) 측으로 유동한다.
이로 인해, 별도의 가습용 히터와 제습용 히터를 구분 구비하지 않고 복수개의 단위 히터로 이루어진 단일 히터 모듈을 가습용 및 제습용으로 겸용 사용 가능함에 따라, 히터의 개수를 1/2로 줄일 수 있어 전체적인 공조기의 패키지를 축소 가능하고 제조 단가를 낮출 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시 예에 따른 공기 조화기는 다양한 운전 모드 중 특히 무급수 가습 모드 및 전열교환 환기 모드를 구비한다. 도 4 내지 도 9는 본 발명의 일 실시 예에 따른 공기 조화기의 다양한 운전 모드를 도시한 것으로서, 도면을 참조하여 각 운전 모드의 작동 예를 상세히 설명한다.
도 4를 참조하면, 가습 모드 시, 가습용 히터(23)는 온(ON)되고 제습용 히터(24)는 오프(OFF)된다. 제습 로터(30)는 회전이 정지되고, 가습 모듈(40)은 급수가 온(ON)된다. 내기 유입구(11)로 유입된 내기는 4방향 댐퍼(70)에 의해 제1 유로(61)로 유입되어 가습용 히터(23)를 통과한 후 가열되고, 제습 로터(30)를 지나 가습 모듈(40)을 통과하면서 가습되어 실내로 공급된다. 그리고, 실외팬(52)은 오프(OFF)되어 제2 유로(62) 측은 공기가 유동하지 않는다.
도 5를 참조하면, 무급수 가습 모드 시, 가습용 히터(23)는 온(ON)되고 제습용 히터(24)는 오프(OFF)된다. 제습 로터(30)는 회전 구동되고, 가습 모듈(40)은 급수가 오프(OFF)된다. 내기 유입구(11)로 유입된 내기는 4방향 댐퍼(70)에 의해 제1 유로(61)로 유입되어 가습용 히터(23)를 통과한 후 가열되고, 제습 로터(30)를 지나 가습 모듈(40)을 통과한 후 실내로 공급된다. 이와 동시에, 외기 유입구(12)로 유입된 외기는 제2 유로(62)로 유입되어 제습용 히터(24)를 통과한 후 제습 로터(30)를 지나 실외로 배출된다.
무급수 가습 모드는 실외의 습도가 높은 우기, 봄, 가을과 같이 상대습도가 높은 간조기 등의 환경에서 수행하기 적합하다. 즉, 무급수 가습 모드 시, 가습 모듈(40)의 급수가 정지되어 실질적으로 가습 모듈(40)은 습기 제공의 수단이 되지 못하며, 제2 유로(62)를 통해 제습 로터(30)를 통과하는 외기에 의해 제습 로터(30)가 흡습되어, 이 습기를 제1 유로(61)를 통과하는 고온의 공기에 제공함으로써 가습이 이루어진다. 이러한 무급수 가습 모드는 별도로 가습 모듈(40)을 구동하지 않아 소비 전력을 낮춤과 동시에 급수가 생략되므로 물의 소비도 줄일 수 있다.
도 6을 참조하면, 공기청정 모드 시, 가습용 히터(23)는 오프(OFF)되고 제습용 히터(24)는 오프(OFF)된다. 제습 로터(30)는 회전이 정지되고, 가습 모듈(40)은 급수가 오프(OFF)된다. 내기 유입구(11)로 유입된 내기는 4방향 댐퍼(70)에 의해 제1 유로(61)로 유입되어 가습용 히터(23) 및 제습 로터(30)를 지나 가습 모듈(40)을 통과하여 실내로 공급된다. 그리고, 실외팬(52)은 오프(OFF)되어 제2 유로(62) 측은 공기가 유동하지 않는다.
공기청정 모드 시, 별도의 열원이나 제습 로터의 회전 동력이나 급수 등을 수행하지 않고 제3 유로(63)의 제1 필터(15)를 통과하여 실내의 공기가 여과되면서 반복적으로 순환된다.
도 7을 참조하면, 제습 모드 시, 가습용 히터(23)는 오프(OFF)되고 제습용 히터(24)는 온(ON)된다. 제습 로터(30)는 회전 구동되고, 가습 모듈(40)은 급수가 오프(OFF)된다. 내기 유입구(11)로 유입된 내기는 4방향 댐퍼(70)에 의해 제1 유로(61)로 유입되어 가습용 히터(23)를 통과하고 제습 로터(30)를 지나면서 습기를 빼앗겨 제습된 후 가습 모듈(40)을 지나 실내로 공급된다. 이와 동시에, 외기 유입구(12)로 유입된 외기는 4방향 댐퍼(70)에 의해 제2 유로(62)로 유입되어 제습용 히터(24)를 통과한 후 가열되고, 제습 로터(30)를 지나 제습 로터(30)의 습기를 제거한 후 실외로 배출된다.
도 8을 참조하면, 전열교환 환기 모드 시, 가습용 히터(23)는 오프(OFF)되고 제습용 히터(24)는 오프(OFF)된다. 제습 로터(30)는 회전 구동되고, 가습 모듈(40)은 급수가 오프(OFF)된다. 이 경우, 4방향 댐퍼(70)는 제3 유로(63)와 제2 유로(62)를 연통하며 제4 유로(64)와 제1 유로(61)를 연통한다. 내기 유입구(11)로 유입된 내기는 4방향 댐퍼(70)에 의해 제2 유로(62)로 유입되어 제습용 히터(24)를 통과하고 제습 로터(30)를 지나 실외로 배출된다. 이와 동시에, 외기 유입구(12)로 유입된 외기는 4방향 댐퍼(70)에 의해 제1 유로(61)로 유입되어 가습용 히터(23)를 통과한 후 제습 로터(30) 및 가습 모듈(40)을 지나 실내로 공급된다.
전열교환 환기 모드는 실내의 오염된 공기를 외부로 배출하고 실외의 신선한 공기를 실내로 도입하기 위한 공조 모드이다. 전열교환 환기 모드는 제습 로터(30)를 회전시킴으로써, 실내의 비교적 따뜻한 공기가 제습 로터(30)를 지나면서 제습 로터(30)를 가열 및 제습시킨 후 실외로 배출되고, 실외의 공기가 가열 및 제습된 제습 로터(30)를 지나면서 흡열 및 제습되어 실내로 공급되는 것이다. 따라서, 별도의 열원없이 실내의 공기를 소정의 온도까지 승온 및 제습시켜 공급이 가능한 이점이 있다.
도 9를 참조하면, 바이패스 환기 모드 시, 가습용 히터(23)는 오프(OFF)되고 제습용 히터(24)는 오프(OFF)된다. 제습 로터(30)는 회전 정지되고, 가습 모듈(40)은 급수가 오프(OFF)된다. 이 경우, 4방향 댐퍼(70)는 제3 유로(63)와 제2 유로(62)를 연통하며 제4 유로(64)와 제1 유로(61)를 연통한다. 내기 유입구(11)로 유입된 내기는 4방향 댐퍼(70)에 의해 제2 유로(62)로 유입되어 제습용 히터(24)를 통과하고 제습 로터(30)를 지나 실외로 배출된다. 이와 동시에, 외기 유입구(12)로 유입된 외기는 4방향 댐퍼(70)에 의해 제1 유로(61)로 유입되어 가습용 히터(23)를 통과한 후 제습 로터(30) 및 가습 모듈(40)을 지나 실내로 공급된다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 공기 조화기는 원하는 온도까지 승온하는데 있어서 반응성이 우수하고 소비전력을 획기적으로 낮춰 효율적인 에너지 사용이 가능하며, 실내 습도 부하에 따라 최적화된 공조 성능을 발휘할 수 있다.
지금까지 본 발명에 따른 공기 조화기 및 이의 제어방법은 도면에 도시된 실시 예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당업자라면 누구든지 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시 예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.
10: 본체 11: 내기 유입구
12: 외기 유입구 13: 실내 공급구
14: 실외 배출구 15: 제1 필터
16: 제2 필터 20: 히터 모듈
21,21',21'',22,22',22'': 단위 히터
23: 가습용 히터 24: 제습용 히터
30: 제습 로터 31: 가습 영역
32: 제습 영역 33: 회전축
40: 가습 모듈 41: 급수부
42: 배수부 43: 가습 필터
51: 실내팬 52: 실외팬
61: 제1 유로 62: 제2 유로
63: 제3 유로 64: 제4 유로
70: 4방향 댐퍼 80: 실내기

Claims (10)

  1. 내기와 외기를 선택적으로 유입하며, 공기를 실내로 송풍하기 위한 제1 유로와 공기를 실외로 송풍하기 위한 제2 유로를 구비한 본체;
    상기 제1 유로와 제2 유로에 회전 가능하게 구비되는 제습 로터;
    공기 유동 방향으로 상기 제습 로터의 상류 측에 구비되는 히터 모듈; 및
    공기 유동 방향으로 상기 제습 로터의 하류 측 제1 유로에 구비되어 이를 통과하는 공기를 가습시키는 가습 모듈을 포함하여 이루어지며,
    상기 히터 모듈은 복수개의 히터로 구성되고,
    실내의 습도 또는 풍량 부하에 따라 각각의 히터의 작동을 가변 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 공기 조화기.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 제어부는,
    실내의 습도 정보를 감지하는 습도 센서에 의해 감지된 실내 습도 정보에 따라 습도 부하 정도를 판단하고, 상기 판단된 습도 부하의 크기에 따라 작동하는 히터의 개수를 비례 제어하는 것을 특징으로 하는 공기 조화기.
  3. 제1 항에 있어서,
    상기 히터 모듈은,
    제1 유로에 구비되는 복수개의 가습용 히터와, 제2 유로에 구비되는 복수개의 제습용 히터로 이루어지는 것을 특징으로 하는 공기 조화기.
  4. 제1 항에 있어서,
    상기 본체는:
    내기를 유입하는 내기 유입구;
    외기를 유입하는 외기 유입구; 및
    상기 내기 유입구를 통해 유입된 내기와 외기 유입구를 통해 유입된 외기를 선택적으로 상기 제1 유로와 제2 유로로 유동시키는 4방향 댐퍼를 포함하는 것을 특징으로 하는 공기 조화기.
  5. 제1 항에 있어서,
    상기 히터 모듈은 상기 제1 유로의 공기와 제2 유로의 공기가 모두 선택적으로 통과 가능하도록 구성되고,
    상기 제1 유로와 제2 유로는 각각 상기 히터 모듈을 선택적으로 통과하거나 바이패스하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 공기 조화기.
  6. 제1 항에 있어서,
    상기 가습 모듈은,
    물을 급수하는 급수부와, 상기 급수부에 의해 공급된 물을 흡습하여 이를 통과하는 공기에 수분을 공급하는 가습 필터와, 상기 가습 필터의 하부에 구비되어 물을 배수하는 배수부로 구성되는 것을 특징으로 하는 공기 조화기.
  7. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 유로의 히터를 온(ON)하고 제2 유로의 히터를 오프(OFF)하며, 상기 제습 로터를 회전 구동함과 아울러, 유입된 내기가 제1 유로의 히터를 통과한 후 제습 로터 및 가습 모듈을 순차로 지나 실내로 순환되고, 유입된 외기가 제2 유로의 히터 및 제습 로터를 지나 실외로 배출되며, 상기 가습 모듈은 급수가 오프(OFF)되는 무급수 가습 모드를 구비하는 것을 특징으로 하는 공기 조화기.
  8. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 유로의 히터 및 제2 유로의 히터를 오프(OFF)하며, 상기 제습 로터를 회전 구동함과 아울러, 유입된 내기가 제2 유로의 히터를 통과한 후 제습 로터를 지나 실외로 배출되고, 유입된 외기가 제1 유로의 히터를 통과한 후 제습 로터 및 가습 모듈을 순차로 지나 실내로 순환되며, 상기 가습 모듈은 급수가 오프(OFF)되는 전열교환 환기 모드를 구비하는 것을 특징으로 하는 공기 조화기.
  9. 복수개의 히터로 이루어진 히터 모듈을 구비한 청구항 제1 항에 기재된 공기 조화기의 제어방법으로서,
    실내의 습도를 감지하는 단계;
    상기 감지된 실내 습도에 따라 습도 부하를 판단하는 단계;
    상기 판단된 습도 부하 정도에 따라 복수개의 히터 각각의 작동을 비례 제어하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 공기 조화기의 제어방법.
  10. 제9 항에 있어서,
    상기 감지된 습도가 제1 기준습도 미만인 경우 상기 히터 모듈의 모든 히터의 작동을 오프(OFF)하고, 감지된 습도가 제2 기준습도 초과인 경우 상기 히터 모듈의 모든 히터의 작동을 온(ON)하며, 감지된 습도가 제1 기준습도와 제2 기준습도의 사이인 경우 상기 히터 모듈 중 일부의 히터만을 작동 온(ON)하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 공기 조화기의 제어방법.
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