KR20190017504A - 공기조화장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 공기조화장치에 관한 것이다.
본 발명에 따른 공기조화장치는 실내공기 또는 실외공기가 유동되는 제1공유유로, 실내공기 또는 실외공기가 유동되고 상기 제1공유유로의 상측에 적층되는 제2공유유로를 내부에 형성하는 케이스; 상기 제1공유유로 상에 배치되어 유동하는 공기를 냉매와 열교환하는 제1데시칸트 열교환기; 상기 제2공유유로 상에 배치되어 유동하는 공기를 냉매와 열교환하는 제2데시칸트 열교환기; 상기 제1데시칸트 열교환기 또는 상기 제2데시칸트 열교환기로 유동하는 냉매를 압축하는 압축기; 실외공기를 상기 제1공유유로 또는 상기 제2공유유로를 통해 실내로 유동시키는 실내 흡입팬; 실내공기를 상기 제1공유유로 또는 상기 제2공유유로를 통해 실외로 유동시키는 실외 흡입팬; 및 상기 압축기에서 토출되는 냉매의 일부를 유동시켜 상기 실외에서 상기 케이스 내부로 유동하는 공기를 예열하는 예열기를 포함한다.

Description

공기조화장치{Air Conditioner Apparatus}
본 발명은 공기조화장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 데시칸트 열교환기를 사용하는 공기조화장치에 관한 것이다.
일반적으로 공기조화기장치는 실내의 오염된 공기를 배출하고, 실외의 신선하고 깨끗한 공기를 흡입하여 실내로 공급하는 장치를 말한다.
환기기능이 없는 공기조화기장치는 실내 공기를 순환시키면서 실내공기를 냉각 또는 가열한다. 실내공기만으로 공기조화를 실시하는 경우, 실내 공기의 질이 서서히 저하되는 문제점이 있다.
최근에는 실외공기를 흡입하고, 실내공기를 배출할 수 있도록 환기기능이 있는 공기조화기장치의 설치 사례가 증가하고 있다. 또한, 압축기를 통해 냉매가 순환하는 열교환장치에 데시칸트코팅으로 난방 및 냉방의 환기에, 가습이나 제습효과까지 발휘할 수 있다.
다만, 실외공기의 온도가 너무 낮은 경우에는 데시칸트 열교환기만으로 실외에서 유입되는 차가운 공기를 가열하는 데 어려움이 있어, 실내 난방이 어렵게 되는 문제점이 있다.
이를 해결하기 위해, 실외에서 공기가 유입되는 부분에 실외에서 유입되는 공기를 1차적으로 가열하기 위한 히터를 배치하고, 실외온도가 일정온도 이하에서는 히터를 작동시켜 실내로 유입되는 공기를 가열할 수 있다.
다만, 상기와 같은 히터를 장착하는 것은, 추가적으로 히터를 조립해야 하는 문제와, 히터를 제어하기 위한 제어기가 추가로 필요한 문제를 수반한다. 또한, 히터에 먼지가 쌓이는 경우에는 화재 발생 위험도 생기는 문제가 있었다.
또한, 히터의 장착은 추가적인 작업이 요구되기 때문에 작업시간이 많이 걸리고, 작업 중에 실수가 발생할 수 있는 문제도 있었다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 추가적인 히터의 장착없이도 기존의 유로를 활용하여, 저온의 외기를 적절하게 가열하여 내부로 환기시키는 공기조화장치를 제공하는 것이다.
본 발명이 해결하고자 하는 다른 과제는 압축기에서 토출되는 냉매의 일부를 이용하여 외기가 극히 낮은 상황에서 유입되는 실외공기의 온도를 높여 실내로 환기할 수 있는 공기조화장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 과제들은 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 과제를 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 공기조화장치는, 제1공유유로, 제2공유유로를 내부에 형성하는 케이스, 제1공유유로와 제2공유유로에 각각 배치되는 제1 및 제2 데시칸트 열교환기, 압축기, 실내외로 공기를 토출시키는 실내외 토출팬, 및 압축기에서 토출되는 냉매의 일부를 유동시켜 상기 실외에서 상기 케이스 내부로 유동하는 공기를 예열하는 예열기를 포함하여, 실외에서 유입되는 공기가 두번의 열교환을 통해 실내로 환기될 수 있다.
본 발명에 따른 공기조화장치의 상기 케이스는, 실내흡입챔버, 실내토출챔버, 실외흡입챔버, 및 실외토출챔버를 내부에 형성하고, 상기 예열기는 상기 실외흡입챔버에 배치되어, 실외에서 유입되는 공기에 대해 두번의 열교환을 실시할 수 있다.
본 발명에 따른 공기조화장치는 상기 예열기에서 토출되는 냉매를 팽창시키는 예열기팽창밸브를 포함하여, 예열기팽창밸브를 조절함으로써, 예열기로 냉매가 유동하게 할 수 있다.
본 발명에 따른 공기조화장치는 압축기로 유입되는 냉매를 분리하여 기상냉매를 압축기로 보내는 어큐뮬레이터를 더 포함하고, 상기 어큐뮬레이터는 상기 압축기와 상기 예열기팽창밸브 사이에 배치되어, 예열기팽창밸브를 통과한 액상냉매를 압축기로 순환시킬 수 있다.
본 발명에 따른 공기조화장치는 실외흡입챔버로 흡입되는 공기의 온도를 측정하는 온도감지유닛을 더 포함하고, 상기 예열기팽창밸브는 상기 온도감지유닛으로 측정되는 외기의 온도가 일정온도 이하에서 개방되어, 실외가 극저온의 상황에서 예열기를 작동시킬 수 있다.
본 발명에 따른 공기조화장치는 제1공유유로, 제2공유유로를 내부에 형성하는 케이스, 제1공유유로와 제2공유유로에 각각 배치되는 제1 및 제2 데시칸트 열교환기, 압축기, 냉매절환밸브, 팽창밸브, 및 상기 압축기에서 토출되는 냉매의 일부를 유동시켜 상기 실외에서 흡입되는 공기를 예열하는 예열기를 포함하고, 상기 제1공유유로 또는 상기 제2공유유로를 유동하는 공기를 냉각 또는 가열하도록 상기 압축기, 상기 제1데시칸트 열교환기, 상기 제2데시칸트 열교환기, 상기 냉매절환밸브 및 상기 팽창밸브로 냉매를 유동시키는 메인유로와, 상기 압축기에서 토출된 냉매의 일부를 예열기로 유동시키는 예열유로를 형성하여, 실외에서 유입되는 공기를 예열하는 별도의 유로를 통해 실외에서 유입되는 공기를 2회 가열할 수 있다.
본 발명에 따른 공기조화장치는 제1공유유로, 제2공유유로, 실내흡입챔버, 실내토출챔버, 실외흡입챔버, 실외토출챔버가 내부에 형성되는 케이스, 제1공유유로와 제2공유유로에 각각 배치되는 제1 및 제2 데시칸트 열교환기, 압축기, 및 상기 압축기에서 토출되는 냉매의 일부를 유동시켜 상기 실외흡입챔버로 흡입되는 공기를 예열하는 예열기를 포함하여, 데시칸트 열교환기를 사용하는 공기조화장치의 구조에서, 실외에서 유입되는 공기를 2회 가열할 수 있다.
기타 실시예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.
본 발명의 공기조화장치에 따르면 다음과 같은 효과가 하나 혹은 그 이상 있다.
첫째, 별도의 히터를 장착하지 않고, 극저온의 실외공기를 가열하여 실내를 환기할 수 있는 장점이 있다.
둘째, 냉매순환을 이용하여, 실외에서 유입되는 극저온의 공기를 2회 가열함으로써, 히터를 사용하는 경우에 비해 고효율을 달성할 수 있는 장점이 있다.
셋째, 실외온도가 일정온도를 초과하는 범위에서는 예열기로 냉매가 흐르지 않도록 하고, 데시칸트 열교환기로 냉매가 집중되어 가습이나 건조를 동반하는 실내환기를 극대화할 수 있는 장점이 있다.
본 발명의 효과들은 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 청구범위의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 공기조화장치를 도시한 사시도이다.
도 2는 도 1의 Ⅱ-Ⅱ’를 자른 단면도이다.
도 3은 도 1의 ⅢⅢ’을 자른 단면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 공기조화장치의 공기 흐름을 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 공기조화장치의 제어부 및 관련구성을 도시한 블록도이다.
도 6a는 본 발명에 따른 공기조화장치의 일 실시예에 따른 운전방법에 의한 공기흐름을 도시한 개략도이다.
도 6b는 본 발명에 따른 공기조화장치의 다른 실시예에 따른 운전방법에 의한 공기흐름을 도시한 개략도이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
이하에서 언급되는 “전(F)/후(R)/상(U)/하(D)/실내(I)/실외(O)” 등의 방향을 지칭하는 표현은 도면에 표시된 바에 따라 정의하나, 이는 어디까지나 본 발명이 명확하게 이해될 수 있도록 설명하기 위한 것이며, 기준을 어디에 두느냐에 따라 각 방향들을 다르게 정의할 수도 있음은 물론이다.
이하, 본 발명의 실시예들에 의하여 공기조화기를 설명하기 위한 도면들을 참고하여 본 발명에 대해 설명하도록 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 공기조화장치를 도시한 사시도이다. 도 2는 도 1의 Ⅱ-Ⅱ’를 자른 단면도이다. 도 3은 도 1의 ⅢⅢ’을 자른 단면도이다. 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 공기조화장치의 공기 흐름을 나타낸 도면이다.
이하에서는 도 1 내지 도 4를 참조하여, 본 발명에 따른 공기조화장치를 설명한다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 실시예에 따른 공기조화장치는, 외형을 형성하는 케이스(10)와, 케이스(10)에 설치되고, 공기를 실외 측으로 토출시키는 실외 토출팬(30)과, 케이스(10)에 설치되고, 공기를 실내 측으로 토출시키는 실내 토출팬(35)과, 케이스(10)에 설치되고, 유동되는 공기에 대해 공기조화를 실시하는 공기조화유닛(40)을 포함한다.
케이스(10)는 내측에 실내공기 또는 실외공기가 유동되는 제1공유유로(11)와, 제1공유유로(11)의 상측(U)에 적층되고, 실내공기 또는 실외공기가 유동되는 제2공유유로(12)를 형성한다. 본 실시예에 따른 케이스(10)는 내측에 제1공유유로(11) 및 제2공유유로(12)와 연결되고 실내공기가 흡입되는 실내흡입챔버(52), 제1공유유로(11) 및 제2공유유로(12)와 연결되고 실내로 공기가 토출되는 실내토출챔버(54)를 내부에 형성한다. 또한, 본 실시예에 따른 케이스(10)는 제1공유유로(11) 및 제2공유유로(12)와 연결되고 실외공기가 흡입되는 실외흡입챔버(56), 제1공유유로(11) 및 제2공유유로(12)와 연결되고 실외로 공기가 토출되는 실외토출챔버(58)를 형성한다.
실내토출챔버(54)에 실내 토출팬(35)이 배치되고, 실외토출챔버(58)에 실외 토출팬(30)이 배치된다. 도 2와 도 3을 참조하면, 실내토출챔버(54)와 실내흡입챔버(52)는 제1공유유로(11) 및 제2공유유로(12)의 일측에 배치된다. 또한, 실외토출챔버(58)와 실외흡입챔버(56)는 제2공유유로(12)와 제2공유유로(12)의 타측에 배치된다. 즉, 실내토출챔버(54) 및 실내흡입챔버(52)와 실외토출챔버(58) 및 실외흡입챔버(56) 사이에 제1공유유로(11) 및 제2공유유로(12)가 배치된다.
도 1 내지 도 4 를 참조하면, 본 실시예에 따른 흡입챔버(52, 56)는 토출챔버(54, 58)의 후방(R)에 배치된다. 따라서, 후방(R)에 배치된 흡입챔버(52, 56)로 공기를 흡입하여, 전방(F)에 배치된 토출챔버(54, 58)로 공기를 토출한다.
본 실시예에 따른 케이스(10)는 직육면체 형상으로 형성될 수 있다. 본 실시예에 따른 케이스(10)는 실내의 천장에 설치될 수 있도록 상하 높이에 비해 좌우 폭이 넓게 형성된다.
이하에서는, 설명의 편의를 위해, 실내흡입챔버(52)를 통하여 실내공기가 케이스(10) 내부로 유입되는 것을 ‘환기(IA)’라 칭하고, 케이스(10) 내부의 공기가 실내토출챔버(54)를 통하여 실내로 토출되는 것을 ‘급기(SA)’라 칭한다. 또한, 실외흡입챔버(56)를 통하여 실외공기가 케이스(10) 내부로 유입되는 것을 ‘흡기(OA)’라 칭하고, 케이스(10) 내부의 공기가 실외토출챔버(58)를 통하여 실외로 토출되는 것을 ‘배기(EA)’라 칭하기로 한다.
제1공유유로(11) 및 제2공유유로(12)는 케이스(10) 내측에 형성되고, 상하분리판(13)에 의해 구분된다. 본 실시예에 따른 공기조화장치는 상하분리판(13)의 하측에 제1공유유로(11)가 형성되고, 상측에 제2공유유로(12)가 형성될 수 있다. 제1공유유로(11) 및 제2공유유로(12)는 케이스(10) 내부에서 이하에서 설명할 제1파티션(21)과 제2파티션(22) 사이에서 형성된다.
본 실시예에 따른 공기조화장치는 실내흡입챔버(52) 및 실외흡입챔버(56)로 흡입되는 공기를 데시칸트 열교환기(41, 42)로 안내하는 흡입가이드(90)를 더 포함한다. 흡입가이드(90)는 제1공유유로(11) 및 제2공유유로(12) 각각에 배치된다. 흡입가이드(90)는 이하에서 설명할 공기조화유닛(40)의 압축기(45)를 수용하는 공간을 형성한다.
실내흡입챔버(52)에는 제1공유유로(11) 또는 제2공유유로(12)와의 공기유동을 제어하는 실내흡입댐퍼(62a, 62b)가 배치될 수 있다. 실내토출챔버(54)에는 제1공유유로(11) 또는 제2공유유로(12)와의 공기유동을 제어하는 실내토출댐퍼(64a, 64b)가 배치될 수 있다. 실외흡입챔버(56)에는 제1공유유로(11) 또는 제2공유유로(12)와의 공기유동을 제어하는 실외흡입댐퍼(66a, 66b)가 배치될 수 있다. 실외토출챔버(58)에는 제1공유유로(11) 또는 제2공유유로(12)와의 공기유동을 제어하는 실외토출댐퍼(68a, 68b)가 배치될 수 있다.
상술한 복수의 댐퍼는, 제1공유유로(11)와 제2공유유로(12)의 4개소에 각각 하나씩 구비되어, 총 8개의 댐퍼들이 구비될 수 있다.
본 실시예에 따른 공기조화장치는 케이스(10) 내부를 구획하여 상기의 챔버를 형성하는 파티션을 포함할 수 있다. 파티션은 케이스(10)의 내부에서, 실내흡입챔버(52) 및 실내토출챔버(54)와 제1공유유로(11) 및 제2공유유로(12)를 구획하는 제1파티션(21)과, 실외흡입챔버(56) 및 실외토출챔버(58)와 1공유유로(11) 및 제2공유유로(12)를 구획하는 제2파티션(22)을 포함한다.
제1파티션(21)에는 4개의 개구부가 형성된다. 제1파티션(21)의 각 개구부에는 제1실내흡입댐퍼(62a), 제2실내흡입댐퍼(62b), 제1실내토출댐퍼(64a) 및 제2실내토출댐퍼(64b)가 장착된다. 제1파티션(21)은 제1공유유로(11)의 일측에 제1실내흡입댐퍼(62a)와 제1실내토출댐퍼(64a)가 배치된다. 제1파티션(21)은 제2공유유로(12)의 일측에 제2실내흡입댐퍼(62b)와 제2실내토출댐퍼(64b)가 배치된다.
제2파티션(22)에는 4개의 개구부가 형성된다. 제2파티션(22)의 각 개구부에는 제1실외흡입댐퍼(66a), 제2실외흡입댐퍼(66b), 제1실외토출댐퍼(68a) 및 제2실외토출댐퍼(68b)가 장착된다. 제2파티션(22)은 제1공유유로(11)의 타측에 제1실외흡입댐퍼(66a)와 제1실외토출댐퍼(68a)가 배치된다. 제2파티션(22)은 제2공유유로(12)의 타측에 제2실외흡입댐퍼(66b)와 제2실외토출댐퍼(68b)가 배치된다.
또한, 파티션은 실내흡입챔버(52)와 실내토출챔버(54)를 구획하는 제3파티션(17)과, 실외흡입챔버(56)와 실외토출챔버(58)를 구획하는 제4파티션(18)을 더 포함할 수 있다. 실내흡입챔버(52)로 환기(IA)된 공기는 제3파티션(17)에 의해 바로 실내토출챔버(54)로 급기(SA)되지 않고, 제1공유유로(11) 또는 제2공유유로(12)로 이동한다. 실외흡입챔버(56)로 흡기(OA)된 공기는 제4파티션(18)에 의해 바로 실외토출챔버(58)로 배기(EA)되지 않고, 제1공유유로(11) 또는 제2공유유로(12)로 이동한다.
본 실시예에 따른 공기조화유닛(40)은, 압축기(45), 제1공유유로(11) 및 제2공유유로(12)에 각각 구비된 데시칸트 열교환기(41,42), 팽창밸브(43) 및 냉매절환밸브(44)를 포함하여 구성될 수 있다.
본 실시예에 따른 공기조화유닛(40)은 압축기에서 토출되는 냉매의 일부를 바이패스하여 상기 실외흡입챔버(56)로 흡기(OA)된 공기를 예열하는 예열기(48)와, 예열기(48)에서 토출되는 냉매를 팽창시키는 예열기팽창밸브(50)를 더 포함할 수 있다. 예열기(48)는 제1공유유로(11) 또는 제2공유유로(12)를 통과하면서, 제1데시칸트 열교환기(41) 또는 제2데시칸트 열교환기(42)로 가열되는 공기를 예열한다.
본 실시예에 따른 공기조화장치로 흡기(OA)된 공기는 예열기(48)에서 먼저 예열된 이후, 데시칸트 열교환기(41, 42)를 거친다. 따라서, 외기온도가 낮은 경우에도 실내로 급기되는 공기를 적절하게 난방할 수 있다.
본 실시예에 따른 공기조화유닛(40)은 예열기팽창밸브(50)를 통과한 냉매는 어큐뮬레이터(49)를 지나 다시 압축기(45)로 회수된다. 예열기팽창밸브(50)를 통과하여 어큐뮬레이터(49)를 지나 압축기(45)로 유동하는 냉매는 액상냉매일 수 있다. 다만, 본 실시예에서, 예열기(48)로 바이패스되는 냉매는 적은 용량이 사용되고, 본 실시예에 따른 어큐뮬레이터(49)는 예열기팽창밸브(5)로 토출되는 액상냉매의 량을 커버할 수 있는 크기를 사용하여, 냉매사이클에 큰 영향을 끼치지 않는다.
데시칸트 열교환기(41, 42)는 표면에 공기 중의 수분을 흡수할 수 있는 데시칸트 코팅이 실시된다. 데시칸트 코팅은 공기 중의 수분을 흡수하고, 열을 가할 경우 흡수된 수분을 공기 중으로 방출시킬 수 있는 재질이며, 당업자가 일반적으로 사용하는 소재인 바 상세한 설명은 생략하기로 한다.
본 실시예에 따른 데시칸트 열교환기(41,42)는, 제1공유유로(11)에 배치된 제1데시칸트 열교환기(41)와, 제2공유유로(12)에 배치된 제2데시칸트 열교환기(42)로 구분될 수 있다.
제1데시칸트 열교환기(41)는 상하분리판(13)의 하측에 위치된 제1공유유로(11)의 내부에 배치될 수 있다. 제2데시칸트 열교환기(42)는 상하분리판(13)의 상측에 위치된 제2공유유로(12)의 내부에 배치될 수 있다.
여기서, 공기조화유닛(40)은 냉방 사이클 및 난방 사이클로 구동될 수 있는 히트펌프일 수 있다. 따라서, 냉매절환밸브(44)의 유로전환에 따라 제1데시칸트 열교환기(41)가 응축기로 작동되는 경우 제2데시칸트 열교환기(42)는 증발기로 기능하고, 제1데시칸트 열교환기(41)가 증발기로 작동되는 경우 제2데시칸트 열교환기(42)는 응축기로 기능할 수 있다.
제1데시칸트 열교환기(41) 및 제2데시칸트 열교환기(42)는 각각 제1공유유로(11) 및 제2공유유로(12)를 구비된 흡입측 유로(15)와 토출측 유로(16)로 구획되도록 배치된다.
흡입측유로(15)는 실내흡입챔버(52) 및 실외흡입챔버(56)와 연결되는 제1공유유로(11) 또는 제2공유유로(12)의 영역이다. 토출측유로(16)는 실내토출챔버(54) 및 실외토출챔버(58)와 연결되는 제1공유유로(11) 또는 제2공유유로(12)의 영역이다.
본 실시예에 따른 공기조화장치는 케이스(10) 내부로 유입되는 공기를 필터링하는 필터(19)를 더 포함할 수 있다. 본 실시예에 따른 필터(19)는 실내흡입챔버(52)와 실외흡입챔버(56)에 배치될 수 있다. 또한, 본 실시예에 따른 필터(19)는 실내 또는 실외로 토출되는 공기를 필터링하기 위해, 실내토출챔버(54) 또는 실외토출챔버(58)에 배치되는 것도 가능하다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 공기조화장치의 제어부 및 관련구성을 도시한 블록도이다.
본 실시예에 따른 공기조화장치는 외기의 온도를 감지하는 외기온도 감지유닛(104)을 더 포함할 수 있다. 외기온도 감지유닛(104)은 실외온도를 감지하는 장치로, 온도센서 등을 사용할 수 있다. 본 실시예에 따른 외기온도 감지유닛(104)은 실외흡입챔버(56)로 흡기(OA)되는 공기의 온도를 감지한다.
본 실시예에 따른 공기조화장치는 전원의 온/오프나, 실내 가습이나, 실내 건조 등의 작동을 조절하는 입력부(102)를 더 포함할 수 있다. 사용자는 입력부(102)를 통해, 본 실시예에 따른 공기조화장치의 작동을 조절할 수 있다.
본 실시예에 따른 공기조화장치는 공기조화유닛(40)의 작동을 조절하거나, 복수의 댐퍼의 개폐를 조절하는 제어부(100)를 포함한다.
본 실시예에 따른 제어부(100)는 압축기(45)의 작동을 조절할 수 있다. 본 실시예에 따른 제어부(100)는 냉매절환밸브(44)의 냉매유로를 변경할 수 있다. 본 실시예에 따른 제어부(100)는 예열기팽창밸브(50)의 개폐 및 개폐정도를 조절할 수 있다.
본 실시예에 따른 제어부(100)는 제1파티션(21)에 설치된 제1실내흡입댐퍼(62a), 제2실내흡입댐퍼(62b), 제1실내토출댐퍼(64a) 및 제2실내토출댐퍼(64b)와, 제2파티션(22)에 설치된 제1실외흡입댐퍼(66a), 제2실외흡입댐퍼(66b), 제1실외토출댐퍼(68a) 및 제2실외토출댐퍼(68b)의 각각의 개폐를 조절할 수 있다.
도 6는 본 실시예에 따른 공기조화장치의 운전모드에 따른 공기흐름을 도시한 개략도이다.
도 6a는 실외흡입챔버(56)로 흡기(OA)된 공기가 제2공유유로(12)를 통해 실내토출챔버(54)로 급기(SA)된다. 또한, 실내흡입챔버(52)로 환기(IA)된 공기가 제1공유유로(11)를 통해 실외토출챔버(58)로 배기(EA)된다. 이 경우, 제1공유유로(11) 상에서는 제1실내흡입댐퍼(62a)와 제1실외토출댐퍼(68a)를 개방하고, 제1실내토출댐퍼(64a)와 제1실외흡입댐퍼(66a)를 닫는다. 또한, 제2공유유로(12) 상에서는 제2실외흡입댐퍼(66b)와 제2실내토출댐퍼(64b)를 개방하고, 제2실외토출댐퍼(68b)와 제2실내흡입댐퍼(62b)를 닫는다.
도 6b는 실외흡입챔버(56)로 흡기(OA)된 공기가 제1공유유로(11)를 통해 실내토출챔버(54)로 급기(SA)된다. 또한, 실내흡입챔버(52)로 환기(IA)된 공기가 제2공유유로(12)를 통해 실외토출챔버(58)로 배기(EA)된다. 이 경우, 제1공유유로(11) 상에서는 제1실외흡입댐퍼(66a)와 제1실내토출댐퍼(64a)를 개방하고, 제1실외토출댐퍼(64b)와 제1실내흡입댐퍼(62a)를 닫는다. 또한, 제2공유유로(12) 상에서는 제2실내흡입댐퍼(62b)와 제2실외토출댐퍼(68b)를 개방하고, 제2실내토출댐퍼(64b)와 제2실외흡입댐퍼(66b)를 닫는다.
제1공유유로(11)는 개방되는 댐퍼의 종류에 따라 실외공기를 흡기(OA)하여 실내로 공기를 급기(SA)하거나, 실내공기를 환기(IA)하여 실외로 공기를 배기(EA)할 수 있다. 마찬가지로, 제2공유유로(12)도 개방되는 댐퍼의 종류에 따라 실외공기를 흡기(OA)하여 실내로 공기를 급기(SA)하거나, 실내공기를 환기(IA)하여 실외로 공기를 배기(EA)할 수 있다.
도 6a와 도 6b에서의 제1공유유로(11), 제2공유유로(12), 제1데시칸트 열교환기(41) 및 제2데시칸트 열교환기(42)의 위치를 다르게 표시하였다. 다만, 이는 개방되는 댐퍼의 종류에 따라 제1공유유로(11) 또는 제2공유유로(12)를 통과하는 공기의 흐름이 변경된 것을 설명하기 위한 것이다. 따라서, 제1공유유로(11), 제2공유유로(12), 제1데시칸트 열교환기(41) 및 제2데시칸트 열교환기(42)의 실제 배치가 변경되는 것이 아니다.
압축기(45)로부터 토출된 고온 및 고압의 냉매는, 냉매절환밸브(44)에 의하여 절환되어 제1공유유로(11)에 구비된 제1데시칸트 열교환기(41) 측으로 유입되거나 제2공유유로(12)에 구비된 제2데시칸트 열교환기(42) 측으로 유입될 수 있다.
실내를 건조하는 경우에 있어서는, 실외로 배기(EA)되는 공기가 유동하는 공유유로에 배치된 데시칸트 열교환기 측으로 유입된 냉매가 응축되는 응축기로 기능하도록 한다. 또한, 다른 공유유로에 배치된 데시칸트 열교환기는 증발기로 기능하도록 한다. 따라서, 실내로 급기(SA)되는 공기는 증발기로써 기능을 하는 데시칸트 열교환기를 통과한다. 증발기로써 기능을 하는 데시칸트 열교환기를 유동하는 공기의 수분이 데시칸트 열교환기 표면에 흡착되어 실내로 급기(SA)되는 공기가 건조될 수 있다.
예를 들면, 도 6a에서는, 실내로 급기(SA)되는 제2공유유로(12) 상에 배치된 제2데시칸트 열교환기(42)를 증발기로 기능하게 할 수 있다. 또한, 실외로 배기(EA)되는 제1공유유로(11) 상에 배치된 제1데시칸트 열교환기(41)를 응축기로써 기능을 하게 할 수 있다. 이 경우, 실내로 급기(SA)되는 공기는 제2데시칸트 열교환기(42)를 통과하여, 실내를 건조시킬 수 있다.
반면, 도 6b와 같은 공기의 유동에서는, 실내로 급기(SA)되는 제1공유유로(11) 상에 배치된 제1데시칸트 열교환기(41)를 증발기로 기능하게 한다. 또한, 실외로 배기(EA)되는 제2공유유로(12) 상에 배치된 제2데시칸트 열교환기(42)를 응축기로써 기능을 하게 하여, 실내를 건조시킬 수 있다.
반대로, 실내를 가습하는 경우에 있어서는, 실외로 배기(EA)되는 공기가 유동하는 공유유로에 배치된 데시칸트 열교환기 측으로 유입된 냉매가 증발되는 증발기로 기능하도록 한다. 또한, 다른 공유유로에 배치된 데시칸트 열교환기는 응축기로 기능하도록 한다. 따라서, 실내로 급기(SA)되는 공기는 응축기로써 기능을 하는 데시칸트 열교환기를 통과함으로써, 유동하는 공기에 데시칸트 열교환기가 수분을 공급하여 실내로 급기(SA)되는 공기를 가습할 수 있다.
예를 들면, 도 6a에서는, 실내로 급기(SA)되는 제2공유유로(12) 상에 배치된 제2데시칸트 열교환기(42)를 응축기로 기능하게 하고, 실외로 배기(EA)되는 제1공유유로(11) 상에 배치된 제1데시칸트 열교환기(41)를 증발기로써 기능을 하게 한다. 실내로 급기(SA)되는 공기는 제2데시칸트 열교환기(42)를 통과하므로, 실내를 가습할 수 있다.
반면, 도 6b와 같은 공기의 유동에서는, 실내로 급기(SA)되는 제1공유유로(11) 상에 배치된 제1데시칸트 열교환기(41)를 응축기로 기능하게 한다. 또한, 실외로 배기(EA)되는 제2공유유로(12) 상에 배치된 제2데시칸트 열교환기(42)를 증발기로써 기능을 하게 한다. 이 경우, 실내로 급기(SA)되는 공기는 응축기로 기능하는 제1데시칸트 열교환기(41)를 통과하므로, 실내를 가습할 수 있다.
추가적으로, 외기의 온도가 일정온도 이하에서는 예열기팽창밸브(50)를 개방하여, 예열기(48)로 냉매를 유동시킬 수 있다. 본 실시예에 따른 공기조화장치에 있어서, 예열기(48)가 작동하는 일정온도를 -5°C로 설정할 수 있다. 다만, 이는 하나의 실시예로써, 데시칸트 열교환기(41, 42)가 공기를 가열할 수 있는 용량에 따라 다르게 설정될 수 있다.
실내를 가습하는 경우에 있어서, 실내로 급기(SA)되는 공기는 응축기로 기능을 하는 데시칸트 열교환기를 통과함에 따라, 가습 및 난방이 이루어질 수 있다. 다만, 외기가 일정온도 이하에서는 예열기팽창밸브(50)가 개방되어, 예열기(48)로 냉매가 유동시킨다. 제어부(100)는 외기온도 감지유닛(104)으로 감지된 실외온도가 일정온도 이하로 판단하는 경우, 예열기팽창밸브(50)를 개방한다.
따라서, 실외흡입챔버(56)로 흡기(OA)되는 공기는 예열기(48)를 통과하여, 예열된다. 예열기(48)를 통과하여 예열된 공기는 응축기로써 기능을 하는 데시칸트 열교환기를 통과하여 가습 및 가열되어, 실내로 급기(SA)된다.
도 6a 내지 도 6b를 참조하면, 본 실시예에 따른 공기조화장치는 제1공유유로(11) 또는 제2공유유로(12)를 유동하는 공기를 냉각 또는 가열하도록, 압축기(45), 제1데시칸트 열교환기(41), 제2데시칸트 열교환기(42), 냉매절환밸브(44) 및 팽창밸브(43)로 냉매를 유동시키는 메인유로를 형성할 수 있다. 또한, 본 실시예에 따른 공기조화장치는 압축기(45)에서 토출된 냉매의 일부를 예열기(48)로 유동시키는 예열유로를 형성할 수 있다.
상기 예열유로에는 예열기(48)에서 토출되는 냉매를 팽창시키는 예열기팽창밸브(50)가 배치될 수 있다. 또한, 예열유로에는 압축기(45)로 유입되는 냉매를 분리하여 기상냉매를 압축기(45)로 보내는 어큐뮬레이터(49)도 배치될 수 있다.
이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 특허청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어서는 안될 것이다.
10 : 케이스 11 : 제1공유유로
12 : 제2공유유로 13 : 상하분리판
21 : 제1파티션 22 : 제2파티션
30 : 실외토출팬 35 : 실내토출팬
41 : 제1데시칸트 열교환기 42 : 제2데시칸트 열교환기
45: 압축기 48 : 예열기
49 : 어큐뮬레이터 50 : 예열기팽창밸브
52 : 실내흡입챔버 54 : 실내토출챔버
56 : 실외흡입챔버 58 : 실외토출챔버
62a : 제1실내흡입댐퍼 62b : 제2실내흡입댐퍼
64a : 제1실내토출댐퍼 64b : 제2실내토출댐퍼
66a : 제1실외흡입댐퍼 66b : 제2실외흡입댐퍼
68a : 제1실외토출댐퍼 68b : 제2실외토출댐퍼
90 : 흡입가이드

Claims (8)

  1. 실내공기 또는 실외공기가 유동되는 제1공유유로, 실내공기 또는 실외공기가 유동되고 상기 제1공유유로의 상측에 적층되는 제2공유유로를 내부에 형성하는 케이스;
    상기 제1공유유로 상에 배치되어 유동하는 공기를 냉매와 열교환하는 제1데시칸트 열교환기;
    상기 제2공유유로 상에 배치되어 유동하는 공기를 냉매와 열교환하는 제2데시칸트 열교환기;
    상기 제1데시칸트 열교환기 또는 상기 제2데시칸트 열교환기로 유동하는 냉매를 압축하는 압축기;
    실외공기를 상기 제1공유유로 또는 상기 제2공유유로를 통해 실내로 유동시키는 실내 토출팬;
    실내공기를 상기 제1공유유로 또는 상기 제2공유유로를 통해 실외로 유동시키는 실외 토출팬; 및
    상기 압축기에서 토출되는 냉매의 일부를 유동시켜, 상기 실외에서 상기 케이스 내부로 유입되어 상기 제1공유유로 또는 상기 제2공유유로에서 가열되는 공기를 예열하는 예열기를 포함하는 공기조화장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 케이스는, 상기 제1공유유로 및 제2공유유로와 연결되고, 실내공기가 흡입되는 실내흡입챔버, 상기 제1공유유로 및 제2공유유로와 연결되고, 실내로 공기가 토출되는 실내토출챔버, 상기 제1공유유로 및 제2공유유로와 연결되고, 실외공기가 흡입되는 실외흡입챔버, 및 상기 제1공유유로 및 제2공유유로와 연결되고, 실외로 공기가 토출되는 실외토출챔버를 내부에 형성하고,
    상기 예열기는 상기 실외흡입챔버에 배치되는 공기조화장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 예열기에서 토출되는 냉매를 팽창시키는 예열기팽창밸브를 더 포함하는 공기조화장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 압축기로 유입되는 냉매를 분리하여 기상냉매를 압축기로 보내는 어큐뮬레이터를 더 포함하는 공기조화장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 어큐뮬레이터는 상기 압축기와 상기 예열기팽창밸브 사이에 배치되는 공기조화장치.
  6. 제 3 항에 있어서,
    상기 실외에서 흡입되는 공기의 온도를 측정하는 온도감지유닛을 더 포함하고,
    상기 예열기팽창밸브는 상기 온도감지유닛으로 측정되는 외기의 온도가 일정온도 이하에서 개방되는 공기조화기.
  7. 실내공기 또는 실외공기가 유동되는 제1공유유로, 실내공기 또는 실외공기가 유동되고 상기 제1공유유로의 상측에 적층되는 제2공유유로를 내부에 형성하는 케이스;
    상기 제1공유유로 상에 배치되어 유동하는 공기를 냉매와 열교환하는 제1데시칸트 열교환기;
    상기 제2공유유로 상에 배치되어 유동하는 공기를 냉매와 열교환하는 제2데시칸트 열교환기;
    상기 제1데시칸트 열교환기 또는 상기 제2데시칸트 열교환기로 유동하는 냉매를 압축하는 압축기;
    상기 압축기에서 압축된 냉매를 상기 제1데시칸트 열교환기 또는 상기 제2데시칸트로 냉매유로를 변경하는 냉매절환밸브;
    상기 제1데시칸트 열교환기와 상기 제2데시칸트 열교환기 사이에 배치되어 유동하는 냉매를 팽창시키는 팽창밸브; 및
    상기 압축기에서 토출되는 냉매의 일부를 유동시켜 상기 실외에서 흡입되는 공기를 예열하는 예열기를 포함하고,
    상기 제1공유유로 또는 상기 제2공유유로를 유동하는 공기를 냉각 또는 가열하도록, 상기 압축기, 상기 제1데시칸트 열교환기, 상기 제2데시칸트 열교환기, 상기 냉매절환밸브 및 상기 팽창밸브로 냉매를 유동시키는 메인유로와,
    상기 압축기에서 토출된 냉매의 일부를 예열기로 유동시키는 예열유로를 형성하는 공기조화기.
  8. 실내공기 또는 실외공기가 유동되는 제1공유유로, 실내공기 또는 실외공기가 유동되고 상기 제1공유유로의 상측에 적층되는 제2공유유로, 상기 제1공유유로 및 제2공유유로와 연결되고, 실내공기가 흡입되는 실내흡입챔버, 상기 제1공유유로 및 제2공유유로와 연결되고, 실내로 공기가 토출되는 실내토출챔버, 상기 제1공유유로 및 제2공유유로와 연결되고, 실외공기가 흡입되는 실외흡입챔버, 상기 제1공유유로 및 제2공유유로와 연결되고, 실외로 공기가 토출되는 실외토출챔버가 내부에 형성되는 케이스;
    상기 제1공유유로 상에 배치되어 유동하는 공기를 가습 또는 건조하는 제1데시칸트 열교환기;
    상기 제2공유유로 상에 배치되어 유동하는 공기를 가습 또는 건조하는 제2데시칸트 열교환기;
    상기 제1데시칸트 열교환기 또는 상기 제2데시칸트 열교환기로 유동하는 냉매를 압축하는 압축기; 및
    상기 압축기에서 토출되는 냉매의 일부를 유동시켜 상기 실외흡입챔버로 흡입되는 공기를 예열하는 예열기를 포함하는 공기조화장치.
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