KR20210112155A - 공기조화기 - Google Patents

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KR20210112155A
KR20210112155A KR1020200027361A KR20200027361A KR20210112155A KR 20210112155 A KR20210112155 A KR 20210112155A KR 1020200027361 A KR1020200027361 A KR 1020200027361A KR 20200027361 A KR20200027361 A KR 20200027361A KR 20210112155 A KR20210112155 A KR 20210112155A
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indoor
air
duct
unit
cycle
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KR1020200027361A
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황준호
서범수
권영헌
윤준식
윤필현
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엘지전자 주식회사
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Abstract

본 발명은 실내기로부터 토출된 공기를 덕트를 통해 실내 공간으로 공급하느 공기조화기에 관한 것으로, 상기 공기조화기는, 실외기와, 상기 실외기와 연결되고 상기 실내 공간으로 공기를 공급하는 제1 실내기와, 상기 실외기와 연결되고 상기 실내 공간으로 공기를 공급하는 제2 실내기를 포함하고, 상기 제1 실내기의 제1 실내 열교환기와 상기 제2 실내기의 제2 실내 열교환기는 수분 흡수층을 포함하여 온도뿐만 아니라 습도도 조절된 공기를 상기 실내 공간에 공급할 수 있다.

Description

공기조화기 {Air conditioner}
본 발명은 공기조화기에 관한 것으로, 보다 상세하게는 냉매와 공기를 열교환하는 열교환기에 수분 흡착제를 이용하여 온도와 습도를 조절하는 공기조화기에 관한 것이다.
공기조화기는 열교환기를 유동하는 냉매와 공기를 열교환하여, 공조된 공기를 실내에 공급하는 장치이다. 이러한 공기조화기 중 유니터리형 공기조화기는 실내기와 실내 공간을 덕트로 연결하고, 열교환기 및/또는 가스 퍼니스를 통해 공조된 공기를 상기 실내 공간에 공급한다.
도 11은 종래 유니터리형 공기조화기의 개략도를 나타낸 것이다. 상기 공기조화기의 실내기는 소위 에이코일(A-coil)이라 불리는 실내 열교환기(91)와 난방기(92)를 포함한다. 실내 열교환기(91)는 실외기(94)와 냉매배관(95)으로 연결되고, 난방기(92)는 송풍팬과 가스퍼니스를 포함한다.
냉방운전시 실외기의 열교환기는 응축기로 작용하고, 실내 열교환기(91)는 증발기로 작용하여 덕트(96)로부터 유입된 외기(OA)로부터 열을 흡수하고, 덕트(96)를 통해 냉기(SA)를 실내공간에 공급한다. 냉방운전시 가스퍼니스는 작동하지 않는다.
난방운전시, 냉동사이클은 작동하지 않고, 가스퍼니스를 통해 외기(OA)를 가열하고, 온기(SA)를 실내공간에 공급한다. 또는, 실내 열교환기(91)가 응축기로 작용하여 난방기(92)와 함께 실내공간에 온기를 공급할 수도 있다.
실내 공간의 습도조절을 위하여 가습기(931)와 제습기(932)를 더 포함하기도 한다. 냉방운전시, 냉동사이클과 함께 제습기(932)를 구동하여, 저온, 건조한 공기를 실내공간에 공급할 수 있다. 난방운전시, 난방기(92)와 함께 가습기(931)를 구동하여, 고온, 다습한 공기를 실내공간에 공급할 수 있다.
제습기(932)는, 제습기(932)는 냉매배관(952)으로 제습실외기(942)와 연결된다. 즉, 제습기(932)를 이용하여 실외 공간에 건조한 공기를 공급하기 위해서, 실외기(94)와 별도로 제습실외기(942)를 필요로 한다. 또한, 응축수를 배출하는 배수관(953)이 필요하다.
가습기(931)는, 수분공급을 위해 가습기에 물을 공급하는 급수관(951)을 필요로 한다.
실내기(91, 92)로부터 공조된 공기가 실내공간으로 유입되고, 실내공간으로부터 배출된 공기가 다시 실내기(91, 92)로 유입될 수 있다. 이러한 순환이 지속적으로 유지되면, 실내 공간의 공기 질이 저하된다. 이를 방지하기 위해 환기장치(97)를 더 포함할 수 있다.
환기장치(97)는 실내공간으로부터 배출된 공기(RA)를 외부로 배기(EA)하고, 외부 공기(OA)를 실내기(91, 92)로 공급할 수 있다.
한편, 최근에는 도 12에 도시된 바와 같이, 환기장치(97)에 흡착제가 코팅된 증발기(971)와, 응축기(972)를 이용하여, 제습, 가습 및 환기가 가능한 장치가 개발되고 있다. 흡착제는 저온에서 수분을 흡수하고, 고온에서 흡수한 수분을 방출하는 재료가 사용된다.
도 12에 도시된 환기장치(97)를 유니터리형 공기조화기에 적용할 경우, 급수관(951) 및 배수관(953)이 필요하지 않은 장점이 있다. 그러나, 이러한 환기장치(97)는 부피가 커서 상당한 여유공간이 필요하며, 기존 덕트에 연결하기 위해 대규모의 공사가 필요하다.
나아가, 증발기(971)와 응축기(972)가 하나의 환기장치(97)내에 배치되어 서로 열적 영향을 미쳐 제습 및 가습의 성능이 감소하는 문제가 있다.
또한, 종래 유니터리형 공기조화기는 냉방이 필요한 여름철에 가스퍼니스를 활용할 수 없는 단점이 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 별도의 급수관 및 배수관 없이 가습 및 제습할 수 있는 공기조화기를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 과제는 급수관 및 배수관뿐만 아니라 별도의 환기장치 없이 가습, 제습 및 환기할 수 있는 공기조화기를 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 발명의 실시예에 따른 공기조화기는, 실외기와, 상기 실외기와 연결된 제1, 2 실내기를 포함한다.
상기 제1 실내기는 상기 실외기와 연결된 제1 실내 열교환기를 포함한다. 상기 제1 실내 열교환기는 상기 실외기와 제1 냉매배관으로 연결될 수 있다.
상기 제2 실내기는 상기 실외기와 연결된 제2 실내 열교환기를 포함한다. 상기 제2 실내 열교환기는 상기 실외기와 제2 냉매배관으로 연결될 수 있다.
상기 제1 실내 열교환기 및 상기 제2 실내 열교환기는, 수분 흡수층을 포함한다. 상기 수분 흡수층은 온도가 높을수록 수분을 방출하고, 온도가 낮을수록 수분을 흡수할 수 있다.
상기 공기조화기는, 상기 제1, 2 실내기 및 상기 실외기의 작동을 제어하는 제어부를 더 포함할 수 있다. 상기 제어부는 상기 제1 실내기를 통해 상기 실내 공간에 공기를 공급하는 제1 사이클과, 상기 제2 실내기를 통해 상기 실내 공간에 공기를 공급하는 제 사이클이 교대로 수행되도록 제어할 수 있다.
상기 공기조화기는, 외기가 유입되는 메인 흡기덕트와, 상기 메인 흡기덕트와 상기 제1 실내기의 유입구를 연결하는 제1 흡기덕트와, 상기 메인 흡기덕트와 상기 제2 실내기의 유입구를 연결하는 제2 흡기덕트와, 상기 메인 흡기덕트, 제1 흡기덕트 및 상기 제2 흡기덕트와 연결되는 메인 배기덕트를 포함할 수 있다.
상기 공기조화기는 상기 메인 흡기덕트를 상기 제1 흡기덕트 및 상기 제2 흡기덕트 중 어느 하나의 덕트와 선택적으로 연결하는 흡기댐퍼를 포함할 수 있다. 상기 흡기 댐퍼는 상기 메인 배기덕트를 상기 제1 흡기덕트 및 상기 제2 흡기덕트 중 다른 하나의 덕트와 선택적으로 연결할 수 있다.
상기 공기조화기는, 제1 실내기의 토출구로부터 토출된 공기를 실내 공간으로 안내하는 제1 급기덕트와, 제2 실내기의 토출구로부터 토출된 공기를 실내 공간으로 안내하는 제2 급기덕트를 포함할 수 있다.
상기 공기조화기는, 상기 제1 급기덕트에 배치되는 제1 급기댐퍼와, 상기 제2 급기덕트에 배치되는 제2 급기댐퍼를 포함할 수 있다. 상기 제1 급기댐퍼는 상기 제1 급기덕트를 개폐할 수 있다. 상기 제2 급기댐퍼는 상기 제2 급기덕트를 개폐할 수 있다.
상기 제어부는, 상기 제1 급기댐퍼를 개방하고 상기 제2 급기댐퍼를 폐쇄하는 제1 사이클과, 상기 제1 급기댐퍼를 폐쇄하고 상기 제1 급기댐퍼를 개방하는 제2 사이클을 교대로 수행하도록 제어할 수 있다.
상기 제1 실내기는, 상기 제1 실내 열교환기와 상기 유입구 사이에 배치되어 상기 제1 실내기로 유입된 공기를 가열하는 제1 가스 퍼니스를 더 포함할 수 있다. 상기 제2 실내기는, 상기 제2 실내 열교환기와 상기 유입구 사이에 배치되어 상기 제2 실내기로 유입된 공기를 가열하는 제2 가스 퍼니스를 더 포함할 수 있다.
상기 제어부는, 상기 제1 실내기를 통해 저온 건조의 공기를 상기 실내 공간에 공급하는 제1 냉방 사이클과, 상기 제2 실내기를 통해 저온 건조한 공기를 상기 실내 공간에 공급하는 제2 냉방 사이클이 교대로 수행되도록 제어할 수 있다.
상기 제1 실내기는 상기 제2 냉방 사이클에서 상기 실내 공간에서 배출된 공기를 가열하여 실외로 배기할 수 있다. 상기 제2 실내기는 상기 제1 냉방 사이클에서 상기 실내 공간에서 배출된 공기를 가열하여 실외로 배기할 수 있다.
상기 제어부는, 상기 제1 실내 열교환기가 증발기로 작용하는 제1 냉방 사이클과, 상기 제2 실내 열교환기가 증발기로 작용하는 제2 냉방 사이클이 교대로 수행되도록 제어할 수 있다.
상기 제1 실내기는 상기 제2 냉방 사이클에서 상기 실내 공간에서 배출된 공기를 가열하여 실외로 배기할 수 있다. 상기 제2 실내기는 상기 제1 냉방 사이클에서 상기 실내 공간에서 배출된 공기를 가열하여 실외로 배기할 수 있다.
상기 제어부는, 상기 제1 실내 열교환기가 증발기로 작용하는 제1 냉방 사이클과, 상기 제2 실내 열교환기가 증발기로 작용하는 제2 냉방 사이클이 교대로 수행되도록 제어할 수 있다.
상기 공기조화기는, 상기 실외기와 상기 제1 실내 열교환기를 연결하는 제1 냉매배관과, 상기 실외기와 상기 제2 실내 열교환기를 연결하는 제2 냉매배관을 포함할 수 있다. 상기 공기조화기는 상기 제1 냉매배관을 통해 흐르는 냉매의 유동을 단속하는 제1 밸브와, 상기 제2 냉매배관을 통해 흐르는 냉매의 유동을 단속하는 제2 밸브를 더 포함할 수 있다.
상기 제어부는, 상기 제1 냉방 사이클에서, 상기 제1 밸브를 개방하고, 상기 제2 밸브를 폐쇄할 수 있다. 상기 제어부는, 상기 제2 냉방 사이클에서, 상기 제1 밸브를 폐쇄하고, 상기 제2 밸브를 개방할 수 있다.
상기 제어부는, 상기 제1 난방 사이클에서, 상기 제1 가스 퍼니스를 구동하고, 상기 제2 난방 사이클에서, 상기 제2 가스 퍼니스를 구동할 수 있다.
상기 제어부는, 상기 제1 난방 사이클에서, 상기 제1 밸브를 폐쇄하고, 상기 제2 밸브를 개방하고, 상기 제2 난방 사이클에서, 상기 제1 밸브를 개방하고, 상기 제2 밸브를 폐쇄할 수 있다.
상기 제1 실내 열교환기는, 상기 제2 난방 사이클에서 증발기로 작용하고, 상기 제2 실내 열교환기는, 상기 제1 난방 사이클에서 증발기로 작용할 수 있다. 상기 제1 난방사이클에서, 상기 제2 가스 퍼니스의 구동을 정지하고, 상기 제2 난방 사이클에서, 상기 제2 가스 퍼니스의 구동을 정지할 수 있다.
기타 실시예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.
본 발명의 공기조화기에 따르면 다음과 같은 효과가 하나 혹은 그 이상 있다.
첫째,　실내 열교환기가 수분 흡수층을 포함하여 가습을 위한 급수관과 제습으로 응축된 물을 배수하는 배수관 없이 가습 및 제습이 가능한 장점이 있다.
둘째,　하나의 실내기로 냉방 및 제습을 하고, 동시에 다른 하나의 실내기에 흡수된 수분을 배기와 함께 방출하여 별도의 환기장치 없이 냉방, 제습 및 환기할 수 있는 장점도 있다. 또한, 하나의 실내기로 난방을 하고 상기 실내기에 흡수된 수분을 급기와 함께 실내 공간에 공급하며, 동시에 다른 하나의 실내기로 배기하여 별도의 환기장치 없이 난방, 가습 및 환기할 수 있는 장점도 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 공기조화기의 구성도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 공기조화기의 실내기와 실외기의 사시도이다.
도 3은 도 1에 도시된 실내 열교환기의 수분 흡수층을 나타내는 개략도이다.
도 4는 도 2에 도시된 가스 퍼니스의 사시도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 공기조화기의 제어 블록도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 공기조화기의 제1 냉방 사이클에서의 냉매 및 공기의 흐름을 나타낸 구성도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 공기조화기의 제2 냉방 사이클에서의 냉매 및 공기의 흐름을 나타낸 구성도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 공기조화기의 제1 난방 사이클에서의 냉매 및 공기의 흐름을 나타낸 구성도이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 공기조화기의 제2 난방 사이클에서의 냉매 및 공기의 흐름을 나타낸 구성도이다.
도 10은 실내 공간에 배치되는 제3 실내기를 더 포함하는 공기조화기의 구성도이다.
도 11은 종래 유니터리형 공기조화기의 개략도를 나타낸 것이다.
도 12는 증발기와 응축기를 구비한 종래 환기장치를 나타낸 것이다.
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.
이하, 본 발명의 실시예들에 의하여 공기조화기를 설명하기 위한 도면들을 참고하여 본 발명에 대해 설명하도록 한다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 공기조화기는, 실외기(4)와, 상기 실외기(4)와 연결된 실내기(1, 2)를 포함한다. 실외기(4)와 실내기(1, 2)는 냉매배관(51, 52)으로 연결되고, 냉동사이클을 이룬다. 실내기(1, 2)는 실외 및 실내와 덕트(6)로 연결된다.
한편, 도 2는 제1 실내기(1)와 실외기(4)를 도시하고 있으나, 제2 실내기(2)는 제1 실내기(2)와 동일한 구성인 바, 도 1 및 도 2를 참조하여, 제1, 2 실내기(1, 2)를 포함하는 공기조화기를 설명한다.
실외기(4)는 냉매를 압축하는 압축기(미도시), 냉매와 공기를 열교환하는 실외 열교환기(미도시), 응축된 냉매를 팽창하는 팽창밸브(미도시)를 포함한다. 실외기(4)는 공기 유동을 발생시키는 실외 송풍팬(미도시)을 더 포함할 수 있다.
실외기(4)는 냉방전용 실외기일 수 있다. 실외기(4)가 냉방전용 실외기인 경우, 압축기로부터 압축된 고온 고압의 냉매는, 실외 열교환기로 유입되고, 실외 열교기에서 공기와 열교환하며 응축되고, 팽창밸브를 통과하며 저온 저압의 상태로 팽창된다. 팽창된 냉매는 냉매배관(51, 52)을 통해 실내 열교환기(11, 12)로 안내된다.
실외 열교환기는 유입된 냉매를 공기와 열교환시킨다. 냉매는 공기와 열교환하며 응축될 수 있다. 실외 열교환기는 응축기로 작용할 수 있다.
팽창밸브는 전술한 바와 같이 실외기(4)에 구비될 수 있다. 또는, 팽창밸브는 실내기(1, 2)에 구비될 수도 있다. 팽창밸브가 실내기(1, 2)에 구비된 경우, 실외 열교환기로부터 응축된 냉매는 냉매배관(51, 52)을 통해 실내기로 유입된다. 실내기로 유입된 냉매는, 팽창밸브를 통과하며 팽창된 후 실내 열교환기(11, 12)로 유입된다.
실내기(1, 2)는 실외기(4)와 연결된다. 실내기(1, 2)는 냉매배관(51, 52)으로 실외기(4)와 연결된다. 실내기(1, 2)의 실내 열교환기(11, 12)는 냉매배관(51, 52)을 통해 실외기(4)와 연결된다.
실내기(1, 2)는 실내 열교환기(11, 12)를 포함한다. 실내 열교환기(11)는 팽창밸브로부터 토출된 냉매를 공기와 열교환시킨다. 상기 냉매는 실내 열교환기(11)를 통과하며 증발되고, 상기 공기는 냉각된다. 실내 열교환기(11)는 증발기로 작용한다.
실내기(1, 2)에는 공기가 유입되는 유입구(17, 27)와, 유입된 공기가 토출되는 토출구(18, 28)가 형성될 수 있다. 실내기(1, 2)는 송풍팬(13, 23)을 포함할 수 있다. 송풍팬(13, 23)은 실내기(1, 2)의 유입구로부터 토출구로 공기를 송풍할 수 있다. 송풍팬(13, 23)은 외기(OA)를 흡입하여 실내 열교환기(11, 21)를 거쳐 실내 공간(room)으로 공기(SA)를 공급하고, 실내 공간(room)으로부터 배출된 공기(RA)를 실외로 배기(EA)할 수 있다.
실내기(1, 2)는 제1 실내기(1)와 제2 실내기(2)를 포함할 수 있다. 제1 실내기(1)는 제1 냉매배관(51)을 통해 실외기(4)와 연결되고, 제2 실내기(2)는 제2 냉매배관(52)을 통해 실외기(4)와 연결될 수 있다.
제1 실내기(1)는 제1 실내 열교환기(11)와 제1 송풍팬(13)을 포함할 수 있다. 제1 실내 열교환기(11)는 제1 냉매배관(51)을 통해 실외기(4)와 연결될 수 있고, 제2 실내 열교환기(21)는 제2 냉매배관(52)을 통해 실외기(4)와 연결될 수 있다.
냉매배관(51, 52)은, 실외기(4)와 제1 실내기(1)를 연결하는 제1 냉매배관(51)과, 실외기(4)와 제2 실내기(2)를 연결하는 제2 냉매배관을 포함한다. 도면에 제1 냉매배관(51)과 제2 냉매배관(52)을 각각 하나의 선으로 나타내고 있으나, 제1 냉매배관은 액체 상태의 냉매 또는 액체-기체 2상 상태의 냉매가 유동하는 액관과 기체 상태의 냉매가 유동하는 기관을 포함할 수 있고, 제2 냉매배관 또한 액체 상태의 냉매 또는 액체-기체 2상 상태의 냉매가 유동하는 액관과 기체 상태의 냉매가 유동하는 기관을 포함할 수 있다.
제1 냉매배관(51)은, 실외기(4)의 팽창밸브와 제1 실내 열교환기(11)를 연결하는 액관(미도시)과, 제1 실내 열교환기(11)와 실외기(4)의 압축기 입구측과 연결되는 기관(미도시)을 포함할 수 있다. 제2 냉매배관(52)은 실외기(4)의 팽창밸브와 제2 실내 열교환기(21)를 연결하는 액관(미도시)과, 제2 실내 열교환기(21)와 실외기(4)의 압축기 입구측과 연결되는 기관(미도시)을 포함할 수 있다.
실외기(4)의 팽창밸브의 출구측 냉매배관은 제1 냉매배관(51)의 액관과 제2 냉매배관(52)의 액관으로 분지될 수 있다. 제1 냉매배관(51)의 기관과 제2 냉매배관(52)의 기관은 합지되어 실외기(4)의 압축기 입구측 냉매배관과 연결될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 공기조화기는, 제1 냉매배관의 냉매 유동을 단속하는 제1 밸브(48, 도 5 참조)와, 제2 냉매배관의 냉매 유동을 단속하는 제2 밸브(49, 도 5 참조)를 포함할 수 있다.
한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 공기조화기는, 하나의 실외기(4)가 제1 실내기(1) 및 제2 실내기(2)와 연결되는 것을 예로 들어 설명하나, 두 개의 실외기(4)가 구비되어, 각각 제1, 2 실내기(2)와 연결될 수도 있다.
실내기(1, 2)는 가스 퍼니스(15, 25)를 더 포함할 수 있다. 제1 실내기(1)는 제1 가스 퍼니스(15)를 포함할 수 있다. 제2 실내기(2)는 제2 가스 퍼니스(25)를 포함할 수 있다. 가스 퍼니스(15, 25)에 대한 자세한 설명은 도 4를 참조하여 후술한다.
실내 열교환기(11)는 수분 흡수층(115)을 포함할 수 있다. 수분 흡수층(115)은 저온에서 수분을 흡수하고, 고온에서 흡수한 수분을 방출할 수 있다. 수분 흡수층에 대하여 도 3을 참조하여 후술한다.
실내기(1, 2)는 덕트(6)를 통해 실외 및 실내 공간(room)과 연결된다. 외부 공기(OA)가 상기 덕트(6)를 통해 실내기(1, 2)의 유입구(17, 27)로 유입되고, 실내기(1, 2)의 토출구(18, 28)로 토출된 공기(SA)는 실내 공간(room)으로 공급될 수 있다. 실내 공간으로부터 배출된 공기(RA)는 덕트를 통해 실내기(1, 2)로 유입될 수 있고, 상기 실내 공간으로부터 배출되어 실내기(1, 2)로 유입된 공기는 덕트(6)를 통해 실외로 배기(EA)될 수 있다.
덕트(6)는, 실내기(1, 2)의 유입구(17, 27)와 연결된 흡기덕트(61)와, 실내 공간(room)과 연결되어 실내기(1, 2)의 토출구(18, 28)로부터 토출된 공기를 상기 실내 공간(room)으로 안내하는 급기덕트(63)와, 상기 실내 공간(room)으로부터 배출된 공기를 실외로 안내하는 배기덕트(64)를 포함할 수 있다. 또한, 상기 덕트(6)는, 실내기(1, 2)의 토출구(18, 28)와 연결된 토출덕트(62)를 더 포함할 수 있다.
상기 흡기덕트(61)는, 실외와 연결되어 외기(OA)가 유입되는 메인 흡기덕트(610)와, 상기 메인 흡기덕트(610)로부터 분지되어 각각 제1 실내기 및 제2 실내기와 연결되는 제1 흡기덕트(611) 및 제2 흡기덕트(612)를 포함할 수 있다. 제1 흡기덕트(611)의 일단은 메인 흡기덕트(610)와 연결되고, 타단은 제1 실내기(1)의 유입구(17)와 연결될 수 있다. 제2 흡기덕트(612)의 일단은 메인 흡기덕트(610)와 연결되고, 타단은 제2 실내기(2)의 유입구(27)와 연결될 수 있다.
토출덕트(62)는, 제1 실내기(1)의 토출구(18)와 연결된 제1 토출덕트(621)와, 제2 실내기(2)의 토출구(28)와 연결된 제2 토출덕트(622)를 포함할 수 있다. 제1 토출덕트(621)의 일단은 제1 실내기(1)의 토출구(18)와 연결되고, 타단은 후술하는 제1 급기덕트(631)와 연결될 수 있다. 제2 토출덕트(622)의 일단은 제2 실내기(2)의 토출구(28)와 연결되고, 타단은 후술하는 제2 급기덕트(632)와 연결될 수 있다.
제1 토출덕트(621)는 상기 타단측에서 제1 급기덕트(621)와 후술하는 제1 배기덕트(641)로 분지될 수 있다. 제2 토출덕트(622)는 상기 타단측에서 제2 급기덕트(622)와 후술하는 제2 배기덕트(642)로 분지될 수 있다.
급기덕트(63)는, 제1 실내기(1)로부터 토출된 공기를 실내 공간(room)으로 안내하는 제1 급기덕트(631)와, 제2 실내기(2)로부터 토출된 공기를 상기 실내 공간(room)으로 안내하는 제2 급기덕트(632)를 포함할 수 있다. 제1 급기덕트(631)는 일단이 상기 제1 토출덕트(621)와 연결되고, 타단은 상기 실내 공간(room)과 연결될 수 있다. 제2 급기덕트(632)는 일단이 상기 제2 토출덕트(622)와 연결되고, 타단은 상기 실내 공간(room)과 연결될 수 있다.
배기덕트(64)는, 실내 공간(room)과 연결되는 메인 배기덕트(640)와, 실외와 연결된 제1, 2 배기덕트(641, 642)를 포함할 수 있다. 메인 배기덕트(640)의 일단은 실내 공간(room)과 연결되고, 타단은 흡기덕트(61)와 연결될 수 있다. 제1 배기덕트(641)는 일단이 제1 토출덕트(621)와 연결되고, 타단이 실외와 연결될 수 있다. 제2 배기덕트(642)는 일단이 제2 토출덕트(621)와 연결되고, 타단이 실외와 연결될 수 있다. 메인 배기덕트(640)의 타단은 메인 흡기덕트(610), 제1 흡기덕트(611) 및 제2 흡기덕트(612)가 연결된 위치에서 흡기덕트(61)와 연결될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 공기조화기는, 덕트(6)내의 공기유동을 조절하는 댐퍼(7)를 더 포함할 수 있다. 덕트(6)는 흡기덕트(61)내의 공기 유동을 조절하는 흡기댐퍼(71)와, 실내기(1, 2)로부터 토출된 공기 유동을 조절하는 급기댐퍼(73)와, 실내 공간(room) 또는 덕트 내에서 실외로 배기되는 공기 유동을 조절하는 배기댐퍼(74)를 포함할 수 있다.
흡기댐퍼(71)는 메인 흡기덕트(610)를 통해 유입된 외기(OA)의 유동을 조절할 수 있다. 흡기댐퍼(71)는 실내 공간(room)으로부터 메인 배기덕트(640)로 배출된 공기(RA)의 유동을 조절할 수 있다.
흡기댐퍼(71)는, 메인 흡기덕트(610)로 유입된 외기(OA)를 제1 흡기덕트(611) 또는 제2 흡기덕트(612) 중 어느 하나의 덕트로 선택적으로 안내하고, 메인 배기덕트(640)를 통해 유동하는 공기(RA)를 제1 흡기덕트(611) 또는 제2 흡기덕트(612) 중 다른 하나의 덕트로 선택적으로 안내할 수 있다. 예를들어, 흡기댐퍼(71)는 메인 흡기덕트(610)를 제1 흡기덕트(611)와 연결하면서 제2 흡기덕트(612)와 연결을 차단할 수 있고, 동시에 메인 배기덕트(610)를 제2 흡기덕트(612)와 연결하면서 제1 흡기덕트(611)와 연결을 차단할 수 있다.
흡기댐퍼(71)는 메인 흡기덕트(610), 제1 흡기덕트(611), 제2 흡기덕트(612) 및 메인 배기덕트(640)가 연결된 위치에 설치될 수 있다. 흡기댐퍼(71)는 플레이트(미도시)를 포함할 수 있고, 상기 플레이트와 나란한 회전축을 중심으로 상기 플레이트가 회전할 수 있다. 이러한 구조로, 메인 흡기덕트(610)를 제1 흡기덕트(611)와 제2 흡기덕트(612) 중 어느 하나의 덕트와 연결하고, 메입 배기덕트(640)를 다른 하나의 덕트와 연결할 수 있다.
급기댐퍼(73)는, 제1 급기덕트(631)를 개폐하는 제1 급기댐퍼(731)와, 제2 급기덕트(632)를 개폐하는 제2 급기댐퍼(732)를 포함할 수 있다. 제1 급기댐퍼(731)의 개방시 제1 실내기(1)로부터 토출된 공기(SA)가 실내 공간에 공급될 수 있다. 제2 급기댐퍼(732)의 개방지 제2 실내기(2)로부터 토출된 공기(SA)가 실내 공간에 공급될 수 있다.
제1 급기댐퍼(731)는 제1 급기덕트(631)의 실내 공간(room) 측에 배치될 수 있고, 제2 급기댐퍼(732)는 제2 급기덕트(632)의 실내 공간(room) 측에 배치될 수 있다. 제1, 2 급기댐퍼(731, 732)는 실내 공간(room)에 노출될 수 있다.
배기댐퍼(74)는 메인 배기덕트(640)를 개폐하는 메인 배기댐퍼(740)와, 제1 배기덕트(641)를 개폐하는 제1 배기댐퍼(741)와, 제2 배기덕트(642)를 개폐하는 제2 배기댐퍼(742)를 포함할 수 있다. 메인 배기댐퍼(740)의 개방 시, 실내 공간의 공기(RA)가 메인 배기댐퍼(740)로 유입될 수 있다. 제1 배기댐퍼(741)의 개방 시, 제1 실내기(1)로부터 토출된 공기(EA)가 외부로 배기될 수 있다. 제2 배기댐퍼(742)의 개방 시 제2 실내기(2)로부터 토출된 공기(EA)가 외부로 배기될 수 있다.
메인 배기댐퍼(740)는 메인 배기덕트(640)의 실내 공간(room) 측에 배치될 수 있다. 제1 배기댐퍼(741)는 제1 배기덕트(641)의 실외 측에 배치될 수 있고, 제2 배기댐퍼(742)는 제2 배기덕트(642)의 실외 측에 배치될 수 있다. 메인 배기댐퍼(740)는 실내 공간에 노출될 수 있고, 제1, 2 배기댐퍼(741, 742)는 실외에 노출될 수 있다.
한편, 실외기(4)는 냉난방 겸용 실외기일 수 있다. 이 경우, 실외기(4)는 압축기로부터 압축된 냉매를 실외 열교환기 또는 실내 열교환기(11, 21)로 선택적으로 안내하는 사방밸브(미도시)를 더 포함할 수 있다.
상기 사방밸브는, 실외기(4)의 압축기 입구측 냉매배관, 상기 압축기 출구측 냉매배관, 실내 열교환기(11, 12)와 연결된 기관, 실외 열교환기와 연결된 기관과 연결될 수 있다.
냉방운전시 사방밸브는 압축기로부터 압축된 냉매를 실외 열교환기로 안내하고, 실내 열교환기(11, 21)로부터 토출된 냉매를 압축기로 안내할 수 있다. 냉방운전시 실외 열교환기는 압축기로부터 압축된 고온 고압의 냉매를 공기와 열교환하여 응축시킬 수 있다. 냉방운전시 실내 열교환기(11, 21)는 팽창밸브를 통해 팽창된 저온 저압의 냉매를 공기와 열교환하여 증발시킬 수 있다. 냉방운전시 실외 열교환기는 응축기로 작용하고, 실내 열교환기(11, 21)는 증발기로 작용할 수 있다.
난방운전시 사방밸브는 압축기로부터 압축된 냉매를 실내 열교환기(11, 21)로 안내하고, 실외 열교환기로부터 토출된 냉매를 압축기로 안내할 수 있다. 난방운전시 실외 열교환기는 팽창밸브를 통해 팽창된 저온 저압의 냉매를 공기와 열교환하여 증발시킬 수 있다. 난방운전시 실내 열교환기(11, 21)는 압축기로부터 압축된 고온 고압의 냉매를 공기와 열교환하여 응축시킬 수 있다. 난방운전시 실내 열교환기(11, 21)는 응축기로 작용하고, 실외 열교환기는 증발기로 작용할 수 있다.
난방운전시 가스퍼니스(13, 23)는 유입된 공기를 가열하고, 이에 더하여, 실내 열교환기(11, 21)가 냉매를 응축시키며 공기를 가열할 수 있다.
도 3을 참조하면, 실내 열교환기(11, 12)는 수분 흡수층(115, 215)을 포함할 수 있다. 수분 흡수층(115, 215)은 저온에서 수분을 흡수하고, 고온에서 흡수한 수분을 방출할 수 있다. 이하, 수분 흡수층(115, 215)이 수분을 방출하는 과정을 재생이라 하기도 한다.
실내 열교환기(11, 12)는, 내부에 냉매가 유동하는 튜브(미도시)와, 상기 튜브로부터 연장된 핀(112, 212)을 포함할 수 있다. 상기 핀(112, 212)의 양면에 수분 흡수층(115, 215)이 배치될 수 있다.
수분 흡수층(115, 215)은, 수분을 흡수 및/또는 방출하는 흡착제(117, 217)와, 상기 흡착제를 고정하는 바인더(116, 216)를 포함할 수 있다. 흡착제(11, 217)와 바인더(116, 216)를 포함한 코팅용액을 핀(112, 212)에 코팅하여 수분 흡수층(115, 215)을 포함하는 열교환기를 형성할 수 있다.
실내 열교환기(11, 21)가 증발기로 작용할 때, 실내 열교환기(11, 21)의 튜브에 저온의 냉매가 유동하고, 상기 냉매가 공기 중의 열을 흡수하여 증발된다. 흡착제(117, 217) 또한 냉매로 열을 방출하며 냉각된다. 흡착제(117, 217)는 냉각되어 공기 중의 수분을 흡수할 수 있다.
가스 퍼니스(15, 25)가 작동하거나, 실내 열교환기(11, 21)가 응축기로 자용할 때, 흡착제(117, 217)는 가스 퍼니스(15, 25)에 의해 가열된 공기로부터 열을 흡수하거나, 고온의 냉매로부터 열을 흡수하여 가열된다. 흡착제(117, 217)는 가열되어 공기 중으로 수분을 방출할 수 있다.
상기 흡착제(117, 217)는 고체상태의 다공성 물질일 수 있다. 흡착제(117, 217)는 제올라이트(Zeolite), 메탈릭 실리카 겔(Metallic Silica Gel), 합성 제올라이트(molecular sieve), 메조 포러스 실리카 복합재(Mesoporous silisca Composite) 및 다공성 유기-금속 골격체(MOF; Metal-Organic-Frame) 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.
도 4는 제1 가스퍼니스(15)를 도시하고 있으나, 제2 가스퍼니스(25)는 제1 가스퍼니스(15)와 동일한 구성인 바, 도 4를 참조하여 제1, 2 가스퍼니스(15, 25)를 설명한다.
도 4를 참조하면, 실내기(1, 2)는 가스 퍼니스(15, 25)를 더 포함할 수 있다. 가스 퍼니스(15, 25)는 연료가스의 연소 시 발생되는 화염 및 고온의 연소가스와 열교환된 공기를 실내로 공급함으로써, 실내를 난방하는 기기이다. 제1 실내기(1)는 제1 가스 퍼니스(15)를 포함할 수 있다. 제2 실내기(2)는 제2 가스 퍼니스(25)를 포함할 수 있다.
도 4에 도시된 바와 같이, 가스 퍼니스(15, 25)는 매니폴드(152)에 연료가스를 공급하는 가스밸브(151, 251)와, 매니폴드(152, 252)로부터 배출된 연료가스와 공기가 혼합된 혼합기가 유동하는 버너(154, 254)와, 버너(154, 254)에서 혼합기가 연소되어 생성된 연소가스가 유동하는 난방 열교환기(155, 255)를 포함한다.
가스밸브(151, 251)를 통해 공급되는 연료가스로는, 예를 들어 천연가스를 냉각하여 액화한 액화천연가스(LNG; Liquefied Natural Gas) 또는 석유 정제 공정의 부산물로 얻은 가스를 가압하여 액화한 액화석유가스(LPG; Liquefied Petroleum Gas)를 사용할 수 있다.
가스밸브(151, 251)의 개폐에 따라 매니폴드(152, 252)로 연료가스가 공급되거나 차단될 수 있고, 가스밸브(151, 251)의 개방 정도를 조절하여 매니폴드(152, 252)로 연료가스가 공급되는 양을 조절할 수 있다. 후술하는 제어부(8)는 가스밸브(151, 251)의 개폐 여부 또는 개방 정도를 조절할 수 있다.
매니폴드(152, 252)는 연료가스를 버너(154, 254)로 안내할 수 있다. 버너(154, 254)로 유입된 연료가스는 공기와 함께 혼합기를 형성하며 유동될 수 있다.
버너(154, 254)를 유동하는 상기 혼합기는 점화기의 불꽃 점화로 인해 연소될 수 있다. 이 경우, 상기 혼합기가 연소되어 화염 및 고온의 연소가스가 생성될 수 있다.
가스 퍼니스(15, 25)의 난방 열교환기(155, 255)에는 연소가스가 유동할 수 있는 유로가 형성될 수 있다.
이하, 도 5 내지 도 9을 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 공기조화기의 제어와, 공기 및 냉매 흐름을 설명한다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 공기조화기의 제어 블록도이다.
도 5를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 공기조화기는, 공기조화기의 작동 전반을 제어하는 제어부(8)를 포함한다. 제어부(8)는 제1, 2 실내기(1, 2), 실외기(4), 댐퍼(7)를 제어할 수 있다.
도 6 및 도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 공기조화기의 제1 사이클에서의 냉매 및 공기의 흐름을 나타내는 구성도이고, 도 7 및 도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 공기조화기의 제2 사이클에서의 냉매 및 공기의 흐름을 나타내는 구성도이다.
도 6 내지 도 9를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 공기조화기는, 제1 실내기(1)를 통해 실내 공간(room)으로 급기하고 제2 실내기(2)를 통해 실외로 배기하는 제1 사이클과, 제2 실내기(2)를 통해 실내 공간(room)으로 급기하고 제1 실내기(1)를 통해 실외로 배기하는 제2 사이클을 수행할 수 있다.
제어부(8)는, 실내기, 실외기 및 댐퍼 등을 제어하여, 공기조화기가 기 설정된 제1 시간동안 제1 사이클을 수행한 후, 기 설정된 제2 시간동안 제2 사이클을 수행하도록 제어할 수 있다. 상기 제1 시간과 제2 시간은 동일한 시간일 수 있다. 제어부(8)는, 공기조화기가 제1 사이클과 제2 사이클을 교대로 수행하도록 제어할 수 있다.
도 6 및 도 8을 참조하면, 제1 사이클에서 제어부(8)는, 흡기댐퍼(71)를 제어하여 메인 흡기덕트(610)와 제1 흡기덕트(611)를 연결하고, 메인 배기덕트(640)와 제2 흡기덕트(612)를 연결한다. 또한, 제1 급기댐퍼(731)를 개방하고, 제1 배기댐퍼(741)를 폐쇄하고, 메인 배기댐퍼(740)를 개방하고, 제2 급기댐퍼(732)를 폐쇄하고, 제2 배기댐퍼(742)를 개방한다.
제어부(8)는, 제1 사이클에서 전술한 바와 같이 댐퍼(7)를 제어하고, 제1 송풍팬(13)과 제2 송풍팬(23)을 구동한다. 이하, 도 6 및 도 8을 참조하여 제1 사이클에서의 공기 흐름을 설명한다.
제1 송풍팬(13)의 구동에 의해 외기(OA)가 메인 흡기덕트(610)로 유입되고, 흡기댐퍼(71)에 의해 제1 흡기덕트(611)로 안내된다. 제1 흡기덕트(611)내의 공기는 제1 송풍팬(13)의 구동에 의해 제1 실내기(1)의 유입구(17)로 유입된다. 제1 실내기(1)로 유입된 공기는 제1 송풍팬(13)의 구동에 의해 제1 실내 열교환기(11)를 거쳐 제1 토출덕트(621)로 토출된다. 제1 배기댐퍼(741)는 폐쇄되고, 제1 급기댐퍼(731)는 개방되어, 제1 토출덕트(621) 내의 공기(SA)는 제1 급기덕트(631)를 통해 실내 공간(room)으로 공급된다.
제2 송풍팬(23)의 구동에 의해 실내 공간의 공기(RA)가 메인 배기덕트(640)로 유입되고, 흡기댐퍼(71)에 의해 제2 흡기덕트(612)로 안내된다. 제2 흡기덕트(612)내의 공기는 제2 송풍팬(23)의 구동에 의해 제2 실내기(2)의 유입구(27)로 유입된다. 제2 실내기(2)로 유입된 공기는 제2 송풍팬(23)의 구동에 의해 제2 실내 열교환기(21)를 거쳐 제2 토출덕트(622)로 토출된다. 제2 급기댐퍼(732)는 폐쇄되고 제2 배기댐퍼(742)는 개방되어 제2 토출덕트(622) 내의 공기(EA)는 제2 배기덕트(642)를 통해 실외로 배기된다.
도 7 및 도 9를 참조하면, 제2 사이클에서 제어부(8)는, 흡기댐퍼(71)를 제어하여 메인 흡기덕트(610)와 제2 흡기덕트(612)를 연결하고, 메인 배기덕트(640)와 제1 흡기덕트(611)를 연결한다. 또한, 제1 급기댐퍼(731)를 폐쇄하고, 제1 배기댐퍼(741)를 개방하고, 메인 배기댐퍼(740)를 개방하고, 제2 급기댐퍼(732)를 개방하고, 제2 배기댐퍼(742)를 폐쇄한다.
제어부(8)는, 제2 사이클에서 전술한 바와 같이 댐퍼(7)를 제어하고, 제1 송풍팬(13)과 제2 송풍팬(23)을 구동한다. 이하, 도 7 및 도 9를 참조하여, 제2 사이클에서의 공기 흐름을 설명한다.
제2 송풍팬(23)의 구동에 의해 외기(OA)가 메인 흡기덕트(610)로 유입되고, 흡기댐퍼(71)에 의해 제2 흡기덕트(612)로 안내된다. 제2 흡기덕트(611)내의 공기는 제2 송풍팬(23)의 구동에 의해 제2 실내기(2)의 유입구(27)로 유입된다. 제2 실내기(2)로 유입된 공기는 제2 송풍팬(23)의 구동에 의해 제2 실내 열교환기(21)를 거쳐 제2 토출덕트(622)로 토출된다. 제2 배기댐퍼(742)는 폐쇄되고, 제2 급기댐퍼(732)는 개방되어, 제2 토출덕트(622) 내의 공기(SA)는 제2 급기덕트(632)를 통해 실내 공간(room)으로 공급된다.
제1 송풍팬(13)의 구동에 의해 실내 공간의 공기(RA)가 메인 배기덕트(640)로 유입되고, 흡기댐퍼(71)에 의해 제1 흡기덕트(611)로 안내된다. 제1 흡기덕트(611)내의 공기는 제1 송풍팬(23)의 구동에 의해 제1 실내기(1)의 유입구(17)로 유입된다. 제1 실내기(1)로 유입된 공기는 제1 송풍팬(13)의 구동에 의해 제1 실내 열교환기(11)를 거쳐 제1 토출덕트(621)로 토출된다. 제1 급기댐퍼(731)는 폐쇄되고 제1 배기댐퍼(741)는 개방되어 제1 토출덕트(621) 내의 공기(EA)는 제1 배기덕트(641)를 통해 실외로 배기된다.
이하, 도 6 및 도 7을 참조하여 냉방운전시 사이클을 설명한다.
냉방운전시 제1 사이클은, 제1 실내 열교환기(11)로 수분을 흡수하며 제1 실내기(1)를 통해 실내 공간(room)으로 저온 건조한 공기를 급기하고, 제2 실내 열교환기(12)를 재생하며 제2 실내기(2)를 통해 고온 다습한 공기를 외부로 배기한다. 이하, 냉방운전시 제1 사이클을 제1 냉방 사이클이라 하기도 한다.
냉방운전시 제2 사이클은, 제2 실내 열교환기(12)로 수분을 흡수하며 제2 실내기(2)를 통해 실내 공간(room)으로 저온 건조한 공기를 급기하고, 제1 실내 열교환기(11)를 재생하며 제1 실내기(1)를 통해 고온 다습한 공기를 외부로 배기한다. 이하, 냉방운전시 제2 사이클을 제2 냉방 사이클이라 하기도 한다.
냉방운전시 제어부(8)는, 실내기, 실외기, 댐퍼 및 밸브 등을 제어하여, 공기조화기가 기 설정된 제1 시간동안 제1 냉방 사이클을 수행한 후, 기 설정된 제2 시간동안 제2 냉방 사이클을 수행하도록 제어할 수 있다. 상기 제1 시간과 제2 시간은 동일한 시간일 수 있다. 냉방운전시 제어부(8)는, 공기조화기가 제1 냉방 사이클과 제2 냉방 사이클을 교대로 수행하도록 제어할 수 있다.
도 6을 참조하면, 제1 냉방 사이클에서 제어부(8)는, 제1 밸브(48)를 개방하고, 제2 밸브(49)를 폐쇄할 수 있다. 제1 냉방 사이클에서 제1, 2 송풍팬(13, 23), 댐퍼(7)의 제어는 전술한 제1 사이클에서의 제어가 그대로 적용된다.
한편, 실외기(4)가 냉난방 겸용 실외기인 경우, 제1 냉방 사이클에서 제어부(8)는 사방밸브를 제어하여 압축기로부터 토출된 냉매를 실외 열교환기로 안내하고, 팽창밸브를 통과한 냉매를 제1 냉매배관을 통해 제1 실내 열교환기(11)로 안내한다.
따라서, 제1 냉방 사이클에서 제1 실내 열교환기(11)는 증발기로 작용하고, 제1 실내 열교환기(11)의 수분 흡수층(115)의 흡착제(117)는 냉각되어 수분을 흡수한다. 고온 다습한 외기(OA)는 제1 실내 열교환기(11)를 통과하며 제습 및 냉각되어, 실내 공간에 저온 건조한 공기를 공급할 수 있다.
제1 냉방 사이클에서 제어부(8)는 제1 가스 퍼니스(15)의 구동을 정지하고, 제2 가스 퍼니스(25)를 구동할 수 있다.
한편, 실외기(4)가 냉난방 겸용 실외기인 경우, 제1 냉방 사이클에서 제어부(8)는 제2 밸브를 개방하고 사방밸브를 제어하여 압축기로부터 토출된 냉매를 제2 냉매배관(52)을 통해 제2 실내 열교환기(21)로 안내할 수도 있다. 이 경우, 제2 실내 열교환기(21)는 응축기로 작용할 수 있다.
제1 냉방 사이클에서, 제2 가스 퍼니스(25) 및/또는 제2 실내 열교환기로부터 제2 실내 열교환기(21)의 수분 흡수층(215)의 흡착제(217)가 가열될 수 있다. 이에 따라 흡착제(217)는 이전 사이클(제2 냉방 사이클)에서 흡수한 수분을 방출하고 재생될 수 있다. 제2 실내기(2)는 고온 다습한 공기를 실외로 배기할 수 있다.
도 7을 참조하면, 제2 냉방 사이클에서 제어부(8)는, 제1 밸브(48)를 폐쇄하고, 제2 밸브(49)를 개방할 수 있다. 제2 냉방 사이클에서 제1, 2 송풍팬(13, 23), 댐퍼(7)의 제어는 전술한 제2 사이클에서의 제어가 그대로 적용된다.
한편, 실외기(4)가 냉난방 겸용 실외기인 경우, 제2 냉방 사이클에서 제어부(8)는 사방밸브를 제어하여 압축기로부터 토출된 냉매를 실외 열교환기로 안내하고, 팽창밸브를 통과한 냉매를 제2 냉매배관을 통해 제2 실내 열교환기(21)로 안내한다.
따라서, 제2 냉방 사이클에서 제2 실내 열교환기(21)는 증발기로 작용하고, 제2 실내 열교환기(21)의 수분 흡수층(215)의 흡착제(217)는 냉각되어 수분을 흡수한다. 고온 다습한 외기(OA)는 제2 실내 열교환기(21)를 통과하며 제습 및 냉각되어, 실내 공간에 저온 건조한 공기를 공급할 수 있다.
제2 냉방 사이클에서 제어부(8)는 제1 가스 퍼니스(15)를 구동하고, 제2 가스 퍼니스(25)의 구동을 정지할 수 있다.
한편, 실외기(4)가 냉난방 겸용 실외기인 경우, 제2 냉방 사이클에서 제어부(8)는 제1 밸브를 개방하고 사방밸브를 제어하여 압축기로부터 토출된 냉매를 제1 냉매배관(51)을 통해 제1 실내 열교환기(11)로 안내할 수도 있다. 이 경우, 제1 실내 열교환기(21)는 응축기로 작용할 수 있다.
제2 냉방 사이클에서, 제1 가스 퍼니스(15) 및/또는 제1 실내 열교환기로부터 제1 실내 열교환기(11)의 수분 흡수층(115)의 흡착제(117)가 가열될 수 있다. 이에 따라 흡착제(117)는 이전 사이클(제1 냉방 사이클)에서 흡수한 수분을 방출하고 재생될 수 있다. 제1 실내기(1)는 고온 다습한 공기를 실외로 배기할 수 있다.
이하, 도 8 및 도 9을 참조하여 난방운전시 사이클을 설명한다.
난방운전시 제1 사이클은, 제1 실내 열교환기(11)를 재생하며 제1 실내기(1)를 통해 실내 공간(room)에 고온 다습한 공기를 급기하고, 제2 실내 열교환기(12)로 수분을 흡수하며 제2 실내기(2)를 통해 저온 건조한 공기를 외부로 배기한다. 이하, 난방운전시 제1 사이클을 제1 난방 사이클이라 하기도 한다.
난방운전시 제2 사이클은, 제2 실내 열교환기(12)를 재생하며 제2 실내기(2)를 통해 실내 공간(room)에 고온 다습한 공기를 급기하고, 제1 실내 열교환기(11)로 수분을 흡수하며 제1 실내기(1)를 통해 저온 건조한 공기를 외부로 배기한다. 이하, 난방운전시 제2 사이클을 제2 난방 사이클이라 하기도 한다.
난방운전시 제어부(8)는, 실내기, 실외기, 댐퍼 및 밸브 등을 제어하여, 공기조화기가 기 설정된 제1 시간동안 제1 난방 사이클을 수행한 후, 기 설정된 제2 시간동안 제2 난방 사이클을 수행하도록 제어할 수 있다. 상기 제1 시간과 제2 시간은 동일한 시간일 수 있다. 난방운전시 제어부(8)는, 공기조화기가 제1 난방 사이클과 제2 난방 사이클을 교대로 수행하도록 제어할 수 있다.
도 8을 참조하면, 제1 난방 사이클에서 제어부(8)는, 제1 밸브(48)를 폐쇄하고, 제2 밸브(49)를 개방할 수 있다. 제1 난방 사이클에서 제1, 2 송풍팬(13, 23), 댐퍼(7)의 제어는 전술한 제1 사이클에서의 제어와 동일하다.
제1 난방 사이클에서 제어부(8)는 제1 가스 퍼니스(15)를 구동하고, 제2 가스 퍼니스(25)의 구동을 정지할 수 있다. 따라서, 제1 실내 열교환기(11)의 수분 흡수층(115)의 흡착제(117)는 가열될 수 있다. 이에 따라 흡착제(117)는 이전 사이클(제2 난방 사이클)에서 흡수한 수분을 방출하고 재생될 수 있다. 저온 건조한 외기(OA)는 제1 실내 열교환기(11)를 통과하며 가습 및 가열되어, 실내 공간에 고온 다습한 공기를 공급할 수 있다.
한편, 실외기(4)가 냉난방 겸용 실외기인 경우, 제1 난방 사이클에서 제어부(8)는 제1 밸브를 개방하고 사방밸브를 제어하여 압축기로부터 토출된 냉매를 제1 냉매배관(51)을 통해 제1 실내 열교환기(11)로 안내할 수도 있다. 이 경우, 제1 실내 열교환기(21)는 응축기로 작용할 수 있다. 따라서, 제1 난방 사이클에서, 제1 가스 퍼니스(15) 및/또는 제1 실내 열교환기(11)를 유동하는 냉매로부터 제1 실내 열교환기(11)의 수분 흡수층(115)의 흡착제(117)가 가열될 수 있다.
제1 난방 사이클에서 압축기로부터 토출된 냉매는 실외 열교환기(및/또는 제1 실내 열교환기)로 안내되고, 팽창밸브를 통과한 냉매는 제2 냉매배관을 통해 제2 실내 열교환기(21)로 안내된다.
따라서, 제1 난방 사이클에서 제2 실내 열교환기(12)는 증발기로 작용할 수 있다. 제2 실내 열교환기(21)의 수분 흡수층(215)의 흡착제(217)는 냉각되어 수분을 흡수한다. 실내 공간(room)으로부터 배출된 고온 다습한 외기(OA)는 제2 실내 열교환기(21)를 통과하며 제습 및 냉각되어, 저온 건조한 상태의 공기(EA)를 실외로 배기할 수 있다.
도 9를 참조하면, 제2 난방 사이클에서 제어부(8)는, 제1 밸브(48)를 개방하고, 제2 밸브(49)를 폐쇄한다. 제2 난방 사이클에서 제1, 2 송풍팬(13, 23), 댐퍼(7)의 제어는 전술한 제2 사이클에서의 제어와 동일하다.
제2 난방 사이클에서 제어부(8)는 제1 가스 퍼니스(15)의 구동을 정지하고, 제2 가스 퍼니스(25)를 구동할 수 있다. 따라서, 제2 실내 열교환기(21)의 수분 흡수층(215)의 흡착제(217)는 가열될 수 있다. 이에 따라 흡착제(217)는 이전 사이클(제1 난방 사이클)에서 흡수한 수분을 방출하고 재생될 수 있다. 저온 건조한 외기(OA)는 제2 실내 열교환기(21)를 통과하며 가습 및 가열되어, 실내 공간에 고온 다습한 공기를 공급할 수 있다.
한편, 실외기(4)가 냉난방 겸용 실외기인 경우, 제2 난방 사이클에서 제어부(8)는 제2 밸브를 개방하고 사방밸브를 제어하여 압축기로부터 토출된 냉매를 제2 냉매배관(52)을 통해 제2 실내 열교환기(21)로 안내할 수도 있다. 이 경우, 제2 실내 열교환기(21)는 응축기로 작용할 수 있다. 따라서, 제2 난방 사이클에서, 제2 가스 퍼니스(25) 및/또는 제2 실내 열교환기(21)를 유동하는 냉매로부터 제2 실내 열교환기(21)의 수분 흡수층(215)의 흡착제(217)가 가열될 수 있다.
제2 난방 사이클에서 압축기로부터 토출된 냉매는 실외 열교환기(및/또는 제2 실내 열교환기)로 안내되고, 팽창밸브를 통과한 냉매는 제1 냉매배관(51)을 통해 제1 실내 열교환기(11)로 안내된다.
따라서, 제2 난방 사이클에서 제1 실내 열교환기(11)는 증발기로 작용할 수 있다. 제1 실내 열교환기(11)의 수분 흡수층(115)의 흡착제(117)는 냉각되어 수분을 흡수한다. 실내 공간(room)으로부터 배출된 고온 다습한 외기(OA)는 제1 실내 열교환기(11)를 통과하며 제습 및 냉각되어, 저온 건조한 상태의 공기(EA)를 실외로 배기할 수 있다.
한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 공기조화기는 실내 공간의 습도를 측정하는 습도 센서와 실내 공간의 온도를 측정하는 온도 센서를 더 포함할 수 있다. 상기 공기조화기는, 사용자로부터 설정 온도를 입력받는 입력부를 더 포함할 수 있다.
전술한 제1 시간 및 제2 시간은 5분이상 10분이하의 시간범위에서 기 설정될 수 있다.
상기 제1 시간 및 제2 시간은 실내 공간의 습도를 기초로 설정될 수 있다. 제어부(8)는 미리 저장된 기준 습도와 상기 습도 센서로부터 입력받은 실내 공간의 습도를 비교하여, 차이가 클수록 제1, 2 시간을 짧게 설정할 수 있다. 상기 기준 습도는 일반적으로 사용자가 쾌적하다고 느끼는 상대습도 61% 내지 75%의 범위내의 습도로 설정될 수 있다.
상기 제1 시간 및 제2 시간은 실내 공간의 온도와 사용자로부터 입력받은 설정 온도를 기초로 설정될 수 있다. 제어부(8)는 사용자로부터 입력받은 설정 온도와 상기 온도 센서로부터 입력받은 실내 공간의 온도를 비교하여, 차이가 클수록 제1, 2 시간을 길게 설정할 수 있다.
상기 제1 시간 및 제2 시간은 실내 공간의 습도와 사용자로부터 입력받은 설정 온도와 상기 온도센서로부터 입력받은 실내 공간의 온도 차를 기초로 설정될 수 있다.
도 10을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 공기조화기는, 공조된 공기가 공급되는 실내 공간 이외의 위치에 배치되는 제1, 2 실내기(1, 2)를 포함하고, 상기 실내 공간에 배치되는 제3 실내기(3)를 더 포함할 수 있다.
제3 실내기(3)는 실외기(4)와 제3 냉매배관(53)으로 연결될 수 있다. 제3 실내기는 열교환기를 포함할 수 있다. 상기 열교환기는 냉방운전시 증발기로 작용할 수 있고, 난방운전시 응축기로 작용할 수도 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.
1: 제1 실내기 2: 제2 실내기
4: 실외기 5: 냉매배관
6: 덕트 7: 댐퍼
8: 제어부 11: 제1 실내 열교환기
13: 제1 송풍팬 21: 제2 실내 열교환기
23: 제2 송풍팬 51: 제1 냉매배관
52: 제2 냉매배관 610: 메인 흡기덕트
611: 제1 흡기덕트 612: 제2 흡기덕트
621: 제1 토출덕트 622: 제2 토출덕트
631: 제1 급기덕트 632: 제2 급기덕트
640: 메인 배기덕트 641: 제1 배기덕트
642: 제2 배기덕트 71: 흡기댐퍼
731: 제1 급기댐퍼 732: 제2 급기댐퍼
741: 제1 배기댐퍼 742: 제2 배기댐퍼

Claims (20)

  1. 실외기;
    상기 실외기와 연결된 제1 실내 열교환기를 포함하는 제1 실내기;
    상기 제1 실내기의 유입구와 연결된 제1 흡기덕트;
    상기 제1 실내기의 토출구로부터 토출된 공기를 실내 공간으로 안내하는 제1 급기덕트;
    상기 실외기와 연결된 제2 실내 열교환기를 포함하는 제2 실내기;
    상기 제2 실내기의 유입구와 연결된 제2 흡기덕트; 및
    상기 제2 실내기의 토출구로부터 토출된 공기를 상기 실내 공간으로 안내하는 제2 급기덕트를 포함하고,
    상기 제1 실내 열교환기 및 상기 제2 실내 열교환기는, 수분 흡수층을 포함하는 공기조화기.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1, 2 실내 열교환기의 수분 흡수층은,
    온도가 높을수록 수분을 방출하고, 온도가 낮을수록 수분을 흡수하는 공기조화기.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1, 2 실내기 및 상기 실외기의 작동을 제어하는 제어부를 더 포함하는 공기조화기.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 제1 실내기를 통해 저온 건조의 공기를 상기 실내 공간에 공급하는 제1 냉방 사이클과, 상기 제2 실내기를 통해 저온 건조한 공기를 상기 실내 공간에 공급하는 제2 냉방 사이클이 교대로 수행되도록 제어하는 공기조화기.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 제1 실내기는 상기 제2 냉방 사이클에서 상기 실내 공간에서 배출된 공기를 가열하여 실외로 배기하고,
    상기 제2 실내기는 상기 제1 냉방 사이클에서 상기 실내 공간에서 배출된 공기를 가열하여 실외로 배기하는 공기조화기.
  6. 제 3 항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 제1 실내 열교환기가 증발기로 작용하는 제1 냉방 사이클과, 상기 제2 실내 열교환기가 증발기로 작용하는 제2 냉방 사이클이 교대로 수행되도록 제어하는 공기조화기.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 실외기와 상기 제1 실내 열교환기를 연결하는 제1 냉매배관;
    상기 실외기와 상기 제2 실내 열교환기를 연결하는 제2 냉매배관;
    상기 제1 냉매배관을 통해 흐르는 냉매의 유동을 단속하는 제1 밸브; 및
    상기 제2 냉매배관을 통해 흐르는 냉매의 유동을 단속하는 제2 밸브를 더 포함하고,
    상기 제어부는,
    상기 제1 냉방 사이클에서, 상기 제1 밸브를 개방하고, 상기 제2 밸브를 폐쇄하고,
    상기 제2 냉방 사이클에서, 상기 제1 밸브를 폐쇄하고, 상기 제2 밸브를 개방하는 공기조화기.
  8. 제 6 항에 있어서,
    상기 제1 실내기는, 상기 제1 실내기로 유입된 공기를 가열하는 제1 가스 퍼니스를 더 포함하고,
    상기 제2 실내기는, 상기 제2 실내기로 유입된 공기를 가열하는 제2 가스 퍼니스를 더 포함하고,
    상기 제어부는,
    상기 제1 냉방 사이클에서, 상기 제1 가스 퍼니스의 구동을 정지하고, 상기 제2 가스 퍼니스를 구동하고,
    상기 제2 냉방 사이클에서, 상기 제1 가스 퍼니스를 구동하고, 상기 제2 가스 퍼니스의 구동을 정지하는 공기조화기.
  9. 제 6 항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 제1 냉방 사이클이 기 설정된 제1 시간동안 수행되고, 상기 제2 냉방 사이클이 기설정된 제2 시간동안 수행되며, 상기 제1 냉방 사이클과 상기 제2 냉방 사이클이 교대로 수행되도록 제어하는 공기조화기.
  10. 제 3 항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 제1 실내기를 통해 고온 다습한 공기를 상기 실내 공간에 공급하는 제1 난방 사이클과, 상기 제2 실내기를 통해 고온 다습한 공기를 상기 실내 공간에 공급하는 제2 난방 사이클이 교대로 수행되도록 제어하는 공기조화기.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 제1 실내기는, 상기 제2 난방 사이클에서 상기 실내 공간에서 배출된 공기를 냉각하여 실외로 배기하고,
    상기 제2 실내기는, 상기 제1 난방 사이클에서 상기 실내 공간에서 배출된 공기를 냉각하여 실외로 배기하는 공기조화기.
  12. 제 3 항에 있어서,
    상기 제1 실내기는, 상기 제1 실내기로 유입된 공기를 가열하는 제1 가스 퍼니스를 더 포함하고,
    상기 제2 실내기는, 상기 제2 실내기로 유입된 공기를 가열하는 제2 가스 퍼니스를 더 포함하고,
    상기 제어부는,
    상기 제1 난방 사이클에서, 상기 제1 가스 퍼니스를 구동하고,
    상기 제2 난방 사이클에서, 상기 제2 가스 퍼니스를 구동하는 공기조화기.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 실외기와 상기 제1 실내 열교환기를 연결하는 제1 냉매배관;
    상기 실외기와 상기 제2 실내 열교환기를 연결하는 제2 냉매배관;
    상기 제1 냉매배관을 통해 흐르는 냉매의 유동을 단속하는 제1 밸브; 및
    상기 제2 냉매배관을 통해 흐르는 냉매의 유동을 단속하는 제2 밸브를 더 포함하고,
    상기 제어부는,
    상기 제1 난방 사이클에서, 상기 제1 밸브를 폐쇄하고, 상기 제2 밸브를 개방하고,
    상기 제2 난방 사이클에서, 상기 제1 밸브를 개방하고, 상기 제2 밸브를 폐쇄하는 공기조화기.
  14. 제 12 항에 있어서,
    상기 제1 실내 열교환기는, 상기 제2 난방 사이클에서 증발기로 작용하고,
    상기 제2 실내 열교환기는, 상기 제1 난방 사이클에서 증발기로 작용하고,
    상기 제어부는,
    상기 제1 난방사이클에서, 상기 제2 가스 퍼니스의 구동을 정지하고,
    상기 제2 난방 사이클에서, 상기 제2 가스 퍼니스의 구동을 정지하는 공기조화기.
  15. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1 흡기덕트 및 상기 제2 흡기덕트와 연결되는 메인 흡기덕트;
    상기 실내 공간, 상기 제1, 2 흡기덕트 및 상기 메인 흡기덕트를 연결하는 메인 배기덕트; 및
    상기 제1, 2 흡기덕트, 상기 메인 흡기덕트 및 상기 메인 배기덕트가 연결된 위치에 배치되는 흡기댐퍼를 더 포함하고,
    상기 흡기댐퍼는, 상기 메인 흡기덕트를 상기 제1 흡기덕트 및 상기 제2 흡기덕트 중 어느 하나의 덕트와 선택적으로 연결하고, 상기 메인 배기덕트를 상기 제1 흡기덕트 및 상기 제2 흡기덕트 중 다른 하나의 덕트와 선택적으로 연결하는 공기조화기.
  16. 제 15 항에 있어서,
    상기 흡기댐퍼를 제어하는 제어부를 더 포함하고,
    상기 제어부는,
    상기 제1 실내기를 통해 상기 실내 공간에 공기를 공급하는 제1 사이클과, 상기 제2 실내기를 통해 상기 실내 공간에 공기를 공급하는 제2 사이클이 교대로 수행되도록 제어하는 공기조화기.
  17. 제 16 항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 제1 사이클에서, 상기 메인 흡기덕트와 상기 제1 흡기덕트를 연결하고, 상기 메인 배기덕트와 상기 제2 흡기덕트를 연결하도록 상기 흡기댐퍼를 제어하고,
    상기 제2 사이클에서, 상기 메인 흡기덕트와 상기 제2 흡기덕트를 연결하고, 상기 메인 배기덕트와 상기 제1 흡기덕트를 연결하도록 상기 흡기댐퍼를 제어하는 공기조화기.
  18. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1 급기덕트에 배치되고, 상기 제1 급기덕트를 개폐하는 제1 급기댐퍼;
    상기 제2 급기덕트에 배치되고, 상기 제2 급기덕트를 개폐하는 제2 급기댐퍼; 및
    상기 제1, 2 급기댐퍼의 개폐를 조절하는 제어부를 더 포함하고,
    상기 제어부는,
    상기 제1 급기댐퍼를 개방하고 상기 제2 급기댐퍼를 폐쇄하는 제1 사이클과, 상기 제1 급기댐퍼를 폐쇄하고 상기 제1 급기댐퍼를 개방하는 제2 사이클을 교대로 수행하는 공기조화기.
  19. 제 18 항에 있어서,
    상기 제1 실내기의 토출구 및 상기 제1 급기덕트를 연결하는 제1 토출덕트;
    상기 제1 토출덕트와 실외를 연결하는 제1 배기덕트;
    상기 제2 실내기의 토출구 및 상기 제2 급기덕트를 연결하는 제2 토출덕트;
    상기 제2 토출덕트와 상기 실외를 연결하는 제2 배기덕트;
    상기 제1 배기덕트에 배치되고, 상기 제1 배기덕트를 개폐하는 제1 배기댐퍼; 및
    상기 제2 배기덕트에 배치되고, 상기 제2 배기덕트를 개폐하는 제2 배기댐퍼를 더 포함하고,
    상기 제어부는,
    상기 제1 사이클에서 상기 제1 배기댐퍼를 폐쇄하며, 상기 제2 배기댐퍼를 개방하고,
    상기 제2 사이클에서 상기 제1 배기댐퍼를 개방하며, 상기 제2 배기댐퍼를 폐쇄하는 공기조화기.
  20. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1 실내기는, 상기 제1 실내 열교환기와 상기 유입구 사이에 배치되어 상기 제1 실내기로 유입된 공기를 가열하는 제1 가스 퍼니스를 더 포함하고,
    상기 제2 실내기는, 상기 제2 실내 열교환기와 상기 유입구 사이에 배치되어 상기 제2 실내기로 유입된 공기를 가열하는 제2 가스 퍼니스를 더 포함하는 공기조화기.
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