KR20230011241A - 공조 시스템 - Google Patents

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KR20230011241A
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air conditioning
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conditioning system
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중-쑹 웨이
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중-쑹 웨이
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Abstract

공조 시스템(100, 100', 100", 100a, 100b, 100c)은, 객실(800)에 의해 규정된 활동 공간(900)에 조화 공기를 공급하기 위한 공조 유닛(2, 2", 2b)―공조 유닛은 조화 공기를 활동 공간(900)으로 안내하기 위한 공조 덕트(20, 20", 20b)를 구비함―과: 활동 공간(900)을 외부와 연통시키기 위해 공조 덕트(20, 20", 20b)에 연통 연결되는 보조 공기 덕트(31, 31'), 및 보조 공기 덕트(31,31') 내에 장착된 팬(34)을 구비하는 적어도 하나의 보조 공기 덕트 기구(3, 3')를 포함한다. 보조 공기 덕트(31, 31')는 외부 공기를 내부로 안내하기 위한 보조 공기 유입구(314)와, 조화 공기를 내부로 안내하기 위한 내부 공기 유입 개구(316, 316')와, 외부 공기 및 조화 공기를 활동 공간(900)으로 배출하기 위한 보조 공기 배출구(312)를 갖는다.

Description

공조 시스템{AIR-CONDITIONING SYSTEM}
본 개시는 공조 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 보조 산소 공급 기능을 갖는 공조 시스템에 관한 것이다.
오늘날 공조 시스템은 많은 밀폐된 활동 공간을 위한 필수 장치이다. 예를 들어, 차량 객실 공간의 공조 시스템, 중앙식 공조 시스템, 및 건물 공간의 공조 유닛은 모두 활동 공간의 주위 온도(ambient temperature)를 조정하는 데 사용할 수 있다. 활동 공간의 안정적인 주위 온도를 유지하기 위해, 공조 시스템을 켰을 때 일반적으로 문과 창문을 닫고 공조 시스템을 내부 순환 모드로 유지한다. 그러나 이러한 공조 시스템의 사용에는 안전상의 문제가 있다. 공조 시스템이 일정 시간 동안 내부 순환 모드로 유지되면 활동 공간 내의 공기가 악화되는데, 예를 들어 산소 농도가 점차 저하될 것이다. 활동 공간 내의 산소 농도가 저하되면 활동 공간 내의 사람들의 정신 상태가 안 좋아지고 주의력이 떨어져서, 예를 들어 운전자의 경우에는 교통 사고를 일으키기 쉬우며, 예를 들어 사무직 종사자의 경우에는 그들의 업무 효율에 영향을 미칠 것이다.
따라서, 본 개시의 목적은 종래 기술의 단점 중 적어도 하나를 완화할 수 있는 공조 시스템을 제공하는 것이다.
따라서, 객실에 의해 규정된 활동 공간에 조화 공기를 제공하기 위한 본 개시의 공조 시스템은, 활동 공간에 조화 공기를 공급하기 위한 공조 유닛―공조 유닛은 조화 공기를 활동 공간으로 안내하기 위한 공조 덕트를 구비함―과; 활동 공간을 외부와 연통시키기 위해 공조 덕트에 유체적으로 연결되는 보조 공기 덕트, 및 보조 공기 덕트 내에 장착된 팬을 구비하는 적어도 하나의 보조 공기 덕트 기구를 포함한다. 보조 공기 덕트는 외부 공기를 내부로 안내하기 위해 외부와 연통하도록 구성된 보조 공기 유입구와, 조화 공기를 내부로 안내하기 위해 공조 덕트와 연통하는 내부 공기 유입 개구와, 외부 공기 및 조화 공기를 활동 공간(900)으로 배출하기 위한 보조 공기 배출구를 갖는다. 팬이 활성화되어 보조 공기 배출구를 향한 공기 흐름을 생성한다.
본 개시의 다른 특징 및 이점은 첨부 도면을 참조한 실시예의 다음의 상세한 설명에서 명백해질 것이다.
도 1은 본 개시의 제1 실시예에 따른 공조 시스템의 부분 평면 단면도이다.
도 2는 제1 실시예의 기능 블록도이다.
도 3은 본 개시의 제2 실시예에 따른 공조 시스템의 부분 평면 단면도이다.
도 4는 본 개시의 제3 실시예에 따른 공조 시스템의 부분 측면 단면도이다.
도 5는 본 개시의 제4 실시예에 따른 공조 시스템의 부분 측면 단면도이다.
도 6은 본 개시의 제5 실시예에 따른 공조 시스템의 부분 평면 단면도이다.
도 7은 제5 실시예의 기능 블록도이다.
도 8은 본 개시의 제6 실시예에 따른 공조 시스템의 부분 평면 단면도이다.
본 개시를 첨부된 도면 및 실시예를 참조하여 보다 상세하게 설명하기 전에, 본 개시 전체에 걸쳐 동일한 요소에 대해서는 동일한 참조부호를 부여함에 유의하여야 한다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 개시의 제1 실시예에 따른 공조 시스템(100)은 객실(compartment: 800)에 의해 규정되는 활동 공간(900)에 조화 공기(conditioned air)를 제공하기에 적합하다. 객실(800) 및 활동 공간(900)은, 예를 들어, 차체와 그 차체에 의해 규정되는 객실 공간이나, 건물의 벽과 그 벽에 의해 규정되는 생활 공간을 포함할 수 있지만 이에 국한되지는 않는다. 조화 공기는 다양한 온도의 공기일 수 있다.
공조 시스템(100)은 공조 유닛(2), 보조 공기 덕트 기구(3), 외부 환경 센서(4), 제어 장치(5) 및 온도 센서(6)를 포함한다.
본 실시예에서, 공조 유닛(2)은 차량에 설치된 공조 유닛으로 예시된다. 공조 유닛(2)은 제어 장치(5)에 신호가능하게 연결되고, 제어 장치(5)에 의해 제어 및 활성화되어 조화 공기를 생산하여 활동 공간(900)에 공급한다. 공조 유닛(2)은 조화 공기를 활동 공간(900)으로 안내하기 위한 공조 덕트(20)―공조 덕트의 일 단부가 객실(800)의 벽(801)에 삽입됨―와, 상기 일 단부에 형성되고 조화 공기를 활동 공간(900)으로 배출하기 위해 활동 공간(900)과 연통하는 메인 공기 배출구(21)를 포함한다. 차량에 설치될 수 있는 공조 유닛(2)의 종류는 매우 다양하고, 공조 유닛(2)은 본 개시의 개선의 대상이 아니므로 여기서는 간명함을 위해 그 상세한 설명을 생략할 것이다.
보조 공기 덕트 기구(3)는 보조 공기 덕트(31), 필터(33), 온도 제어기(32), 팬(34), 에어 밸브(35), 공조 밸브(36), 인체 센서(37) 및 산소 농도 센서(38)를 포함한다.
보조 공기 덕트(31)는, 메인 공기 배출구(21)를 향하는 보조 공기 배출구(312)를 가지며 공조 덕트(20)에 삽입되는 내부 덕트 섹션(311)과; 보조 공기 배출구(312)에 대해 원위에 있는 내부 덕트 섹션(311)의 일 단부로부터 공조 덕트(20)의 외부로 연장되고, 외부와 연통하는 보조 공기 유입구(314)를 갖는 외부 덕트 섹션(313)과; 내부 덕트 섹션(311)과 연통하고, 내부 덕트 섹션(311)으로부터 공조 덕트(20) 내로 돌출하며, 공조 덕트(20)와 연통하는 내부 공기 유입 개구(316)를 갖는 내부 공기 유입 섹션(315)을 포함한다. 내부 공기 유입 개구(316)는 공조 덕트(20) 내의 조화 공기의 흐름 방향을 향한다.
외부 덕트 섹션(313) 내에는 필터(33)와 온도 제어기(32)가 배치된다. 필터(33)는 보조 공기 유입구(314)를 통해 내부 덕트 섹션(311) 내로 유동하는 외부 공기 내의 오염 물질을 걸러내기 위해 보조 공기 유입구(314) 부근에 위치한다. 오염 물질은 예를 들어 PM2.5 부유 입자, 연기 입자, 먼지 등일 수 있지만 이에 국한되지 않다. 필터(33)는 예를 들어, 에어 필터일 수 있지만, 이에 국한되지 않는다. 온도 제어기(32)는 필터(33)에 근접하게 위치되며, 필터(33)에 의해 여과된 공기 흐름에 대한 온도 제어 처리를 수행하도록 제어 및 활성화될 수 있다. 온도 제어기(32)는 예를 들어 열전 냉각 칩일 수 있지만 이에 제한되지 않는다. 필터(33) 및 온도 제어기(32)는 당업계에 공지되어 있고 많은 종류가 있으므로, 간략화를 위해 상세히 설명하지는 않을 것이다.
팬(34)은 내부 덕트 섹션(311)에 배치되고, 내부 덕트 섹션(311) 내에서 보조 공기 배출구(312)를 향하는 공기 흐름을 생성하도록 제어 및 활성화될 수 있다.
에어 밸브(35)는 내부 덕트 섹션(311)의 보조 공기 배출구(312)를 개방 가능하게 폐쇄하기 위해 내부 덕트 섹션(311)에 배치된다. 공조 밸브(36)는 내부 공기유입 섹션(315)과 내부 덕트 섹션(311)의 교차점에 배치되며, 내부 공기 유입 섹션(315)을 개폐가능하게 제어될 수 있다. 에어 밸브(35)와 공조 밸브(36)의 종류는 여러 가지가 있으며, 에어 밸브(35)와 공조 밸브(36)의 종류는 도면에 도시된 것에 한정되지 않으므로 본 명세서에서는 간결함을 위해 상세히 설명하지는 않을 것이다.
본 실시예의 인체 센서(37)와 산소 농도 센서(38)는 객실(800)의 벽(801)에 배치되고, 공조 덕트(20)의 대향하는 양측에 위치하며, 모두 활동 공간(900)을 향한다. 인체 센서(37)는 활동 공간(900) 내의 인체를 감지하기 위해 사용된다. 예를 들어, 인체 센서(37)에 의해 활동 공간(900)에서 인체가 감지되면, 인체 센서(37)는 대응하는 인체 감지 신호를 생성하여 출력할 것이다. 본 실시예에서, 인체 센서(37)는 인체의 온도를 감지할 수 있는 적외선 센서이다. 그러나, 본 개시의 다른 변형예에서, 인체 센서(37)는 인체 접촉을 감지할 수 있는 전기 센서나, 또는 활동 공간(900)에 인체가 존재하는지 여부를 감지할 수 있는 다른 센서일 수 있다. 인체 센서(37)는 당업계에 공지되어 있으므로 여기서는 그 상세한 설명을 생략한다.
산소 농도 센서(38)는 활동 공간(900) 내의 산소 농도를 감지하기 위해 사용되며, 산소 농도 신호를 생성 및 출력할 수 있다. 산소 농도 센서(38)는 당업계에 공지되어 있으므로 여기서는 그 상세한 설명을 생략한다.
외부 환경 센서(4)는 외부 환경 매개변수, 예를 들어 외부 공기 내의 PM2.5 부유 입자의 농도, 이산화탄소 농도, 일산화탄소 농도, 연기 농도, 기타 독성 오염물질 농도, 공기 습도 등(그러나 이에 제한되지는 않음)을 감지해서 해당 외부 환경 신호를 생성하기 위해 활동 공간(900)의 외부에 배치된다.
온도 센서(6)는 활동 공간(900) 외부의 외부 온도를 감지해서 해당 외부 온도 신호를 생성하기 위해 사용된다. 온도 센서(6)는 본 개시의 개선의 대상이 아니므로 여기서는 그 상세한 설명을 생략한다.
제어 장치(5)는 현재 알려진 유선 통신 기술 및/또는 무선 통신 기술을 통해 공조 유닛(2), 온도 제어기(32), 팬(34), 에어 밸브(35), 공조 밸브(36), 인체 센서(37), 산소 농도 센서(38), 외부 환경 센서(4) 및 온도 센서(6)에 신호가능하게 접속될 수 있다. 제어 장치(5)는 온도 제어기(32)에 의해 처리되도록 의도된 공기 흐름의 온도를 설정하도록 작동 가능하고, 보조 공기 배출구로부터 토출되는 공기 흐름의 양을 조정하기 위해 팬(34)의 회전 속도를 제어하도록 작동 가능하다. 제어 장치(5)는 에어 밸브(35) 및 공조 밸브(36) 각각의 개폐를 제어함과 아울러 공조 밸브(36)의 개방도를 조정하도록 추가로 작동가능하고, 그에 의해 내부 공기 유입 섹션(315)으로부터 유입되는 조화 공기의 양을 조정할 수 있다.
제어 장치(5)는 인체 감지 신호, 외부 환경 신호, 산소 농도 신호 및 외부 온도 신호를 추가로 수신하여 분석할 수 있다. 제어 장치(5)는 인체 감지 신호를 수신하면 팬(34)이 활성화되고 에어 밸브(35)가 열리도록 제어하여, 외부 공기를 보조 공기 덕트(31) 내로 흡입하여 보조 공기 배출구(312)를 통해 활동 공간(900)으로 배출할 수 있다. 활동 공간(900) 내에 외부 공기를 제공함으로써 활동 공간(900) 내의 산소 농도를 향상시킬 수 있다. 제어 장치(5)는 외부 환경 신호에 대응하는 외부 환경 매개변수가 사용 가능한 공기 조건을 충족하지 않는 것으로 분석 및 결정될 때 팬(34)의 작동을 정지시키고 에어 밸브(35)를 폐쇄하도록 추가로 제어할 수 있다.
제어 장치(5)는 산소 농도 신호를 추가로 분석할 수 있고, 산소 농도가 저산소 임계값보다 낮은 것으로 결정되면, 산소 농도가 점차 감소함에 따라 팬(34)이 그 회전 속도를 점진적으로 증가시키도록 제어될 수 있다. 제어 장치(5)는 외부 온도 신호를 추가로 분석하여 대응하는 외부 온도를 얻을 수 있다. 외부 온도가 점차적으로 증가함에 따라, 제어 장치(5)는 이에 상응하여 공조 밸브(36)의 개방도가 점차 증가하도록 제어한다.
이 실시예에서, 외부 환경 신호의 결정은 인체 감지 신호 및 외부 온도 신호보다 우선할 것이다. 외부 환경 신호의 결정 결과는 인체 감지 신호의 결정 결과에 따라 팬(34)의 활성화 및 에어 밸브(35)의 개방을 제어할 지에 대한 기준으로 사용될 것이다. 팬(34) 및 에어 밸브(35)를 제어한 후, 외부 온도 신호 및 산소 농도 신호에 따라 공조 밸브(36)의 개방도 및 팬(34)의 회전 속도를 각각 추가로 조절한다. 그러나, 구현하는 동안 신호에 따른 제어 장치(5)의 작동 모드는 전술한 개시에 제한되지 않는다.
본 개시의 공조 시스템(100)을 사용하기 위해, 제어 장치(5)에 의해 공조 유닛(2)이 활성화되고, 그에 따라 공조 덕트(20)를 통해 조화 공기가 활동 공간(900)으로 배출될 수 있다. 그럼 다음 제어 장치(5)는 외부 환경 신호가 사용 가능한 공기 조건을 충족하고 인체 감지 신호가 인체의 존재를 나타내는 것으로 결정될 때 팬(34)을 활성화시키고 에어 밸브(35)를 개방할 것이다. 이를 통해 외부로부터 산소가 풍부한 공기를 활동 공간(900)으로 흡입하여 활동 공간(900) 내의 산소 함량을 증가시킨다. 이와 동시에 온도 제어기(32)도 제어 장치(5)에 의해 활성화되어 이를 통과하는 공기 흐름의 온도를 조정한다.
더우기, 제어 장치(5)는 또한 공조 밸브(36)의 개방도를 제어하도록 작동된다. 공조 밸브(36)가 개방되면, 보조 공기 덕트(31)의 내부 공기 유입 섹션(315)은 내부 공기 유입 개구(316)를 통해 공조 덕트(20) 내의 조화 공기를 수용하고, 수용된 조화 공기를 내부 덕트 섹션(311) 쪽으로 흐르도록 안내할 수 있다. 수용된 조화 공기는 흡입된 외부 공기의 온도를 조절하는 데 사용된다. 그러면, 조절된 공기가 활동 공간(900)으로 토출되어, 보조 공기 덕트(31)로부터 토출된 공기의 온도와 공조 덕트(20)로부터 토출된 조화 공기의 온도가 일치하게 된다.
추가로, 활동 공간(900) 내의 산소 농도가 저하하고 제어 장치(5)에 의해 결정되면, 팬(34)은 공기 유입량을 증가시키도록 그 회전 속도를 증가시키게 제어되고; 외부 온도가 상승하고 제어 장치(5)에 의해 결정되면, 온도 조절을 위해 보조 공기 덕트(31)로 더 많은 조화 공기가 유입되도록 공조 밸브(36)의 개방도가 증가하게 제어된다.
이 실시예에서, 제어 장치(5)는 에어 밸브(35) 및 공조 밸브(36)의 개방 여부 및 팬(34)의 활성화 여부를 제어하기 위해 수동으로 작동될 수 있다. 제어 장치(5)는 에어 밸브(35) 및 공조 밸브(36)의 개방 여부와 팬(34)의 활성화 여부를 자동으로 제어하기 위해 외부 환경 신호 및 인체 감지 신호를 분석하는데 추가로 사용될 수 있다. 그러나, 이 실시예의 다른 변형예에서, 제어 장치(5)는 또한 매시간 간격마다 에어 밸브(35)의 개방을 제어하고 소정 기간 동안 팬(34)의 작동을 제어할 수 있는 타이밍 제어 기구를 구비하여, 활동 공간(900)에 정기적으로 산소를 보충할 수 있다.
예를 들어, 본 개시의 공조 시스템(100)이 가정 내에 설치된 경우, 제어 장치(5)의 타이밍 제어 기구는 출근해 있는 주간(day) 동안에는 팬(34)의 작동이 정지되고, 에어 밸브(35)가 폐쇄되며; 퇴근 후 귀가해 있는 야간 동안에는 팬(34)이 활성화되고 에어 밸브(35)가 개방되도록 설정될 수 있다.
또한, 이 실시예의 다른 변형예에서, 제어 장치(5)는 팬(34)을 간헐적으로 활성화하도록 설계될 수 있는데, 예를 들어 팬(34)이 3초 동안 활성화될 때마다 팬(34)이 5초 동안 일시 중지되어, 외부로부터 보조 공기 덕트(31) 내로 흡입된 공기가 내부 덕트 섹션(311) 내에 임시적으로 머무르도록 할 수 있을 것이다. 이를 통해 주변 공조 덕트(20)의 조화 공기에 의해 내부 덕트 섹션(311)에 머무르는 공기의 온도를 조정하는 시간을 연장할 수 있어, 내부 덕트 섹션(311) 내의 공기 온도를 조화 공기의 온도에 더 가깝게 할 수 있다. 그 다음에야 팬(34)이 다시 활성화된다.
도 3을 참조하면, 본 개시의 공조 시스템(100')의 제2 실시예는 제1 실시예와 동일하지만, 보조 공기 덕트 기구(3)의 구조적 설계가 다르다. 제 2 실시예에서, 보조 공기 덕트 기구(3')의 보조 공기 덕트(31')는 보조 메인 덕트 섹션(317) 및 내부 공기 유입 섹션(315')을 포함한다. 보조 메인 덕트 섹션(317)은 활동 공간(900)을 외부와 연통시키기 위해 공조 덕트(20)에 근접한 객실(800)의 벽(801)에 삽입되어 배치되며, 보조 공기 유입구(314)와 보조 공기 배출구(312)를 갖는다. 내부 공기 유입 섹션(315')은 보조 메인 덕트 섹션(317)과 공조 덕트(20) 사이에 연결되어 그들과 연통하며, 내부 공기 유입 개구(316')를 갖는다. 필터(33), 온도 제어기(32), 팬(34) 및 에어 밸브(35)는 모두 보조 메인 덕트 섹션(317) 내에 배치되어 장착된다. 공조 밸브(36)는 내부 공기 유입 섹션(315')과 보조 메인 덕트 섹션(317)의 교차점에 배치되고, 보조 메인 덕트 섹션(317)과 내부 공기 유입 섹션(315')을 연통시키기 위해 제어 장치(5)에 의해 개방되도록 제어될 수 있다. 내부 공기 유입 섹션(315')은 유사하게 공조 덕트(20) 내의 조화 공기가 보조 메인 덕트 섹션(317)을 향해 흐르도록 안내하기 위해 사용될 수 있다.
보조 공기 덕트 기구(3')의 구조적 설계를 통해 외부로부터의 신선한 공기가 활동 공간(900)으로 유사하게 안내되어 활동 공간(900) 내의 산소 함량을 증가시킬 수 있다.
도 4를 참조하면, 본 개시의 공조 시스템(100")의 제3 실시예는 제1 실시예와 동일하나 공조 유닛(2)의 구조적 설계, 및 보조 공기 덕트 기구(3)와 공조 유닛(2)의 연결 구조에서 다르다. 제3 실시예에서, 공조 유닛(2")은 분할형 공조 유닛의 실내 유닛(indoor unit)이다. 공조 유닛(2")은 하우징(26)을 갖고, 공조 덕트(20")가 하우징(26) 내에 배치된다. 공조 덕트(20")는 하우징(26) 내에 형성된 메인 공기 유입 영역(27)과, 메인 공기 유입 영역(27) 바로 아래에 위치하며 활동 공간(900)과 연통하는 메인 공기 배출구(21")를 갖는다. 공조 유닛(2")은 공조 덕트(20) 내에 배치된 임펠러(28)를 더 구비하며 조화 공기를 생성하도록 회전하게 구동될 수 있다. 분할형 공조 유닛의 실내 유닛은 여러 종류가 있으므로 여기에서 공조 유닛(2")에 대한 상세한 설명은 생략하며, 공조 유닛(2")이 여기에 개시된 것에 한정되지는 않는다.
보조 공기 덕트(31)의 내부 덕트 섹션(311)은 공조 덕트(20")의 내측 가장자리를 따라 메인 공기 배출구(21") 쪽으로 연장되는 반면, 보조 공기 덕트의 외부 덕트 섹션(313)은 외부와의 소통을 위해 그 일 단부가 메인 공기 유입 영역(27)에 대향하는 측의 하우징(26)과 객실(800)의 벽(801)을 관통하여 연장된다. 내부 공기 유입 섹션(315)의 내부 공기 유입 개구(316)는 임펠러(28)에 의해 생성된 조화 공기의 흐름 방향을 향한다.
이 실시예에서, 인체 센서(37) 및 산소 농도 센서(38)는 활동 공간(900)을 향해서 객실(800)의 벽(801)에 배치된다. 그러나, 다른 실시예에서, 인체 센서(37) 및 산소 농도 센서(38)는 활동 공간(900)을 향하는 측의 하우징(26)에 배치된다.
도 5를 참조하면, 본 개시의 공조 시스템(100a)의 제4 실시예는 제3 실시예와 동일하나, 제2 실시예의 보조 공기 덕트 기구(3')의 구조적 설계가 제3 실시예에 사용된다는 점에서 상이하다. 따라서, 제4 실시예에서, 보조 공기 덕트(31')의 보조 메인 덕트 섹션(317)은, 그 일 단부가 외부와의 연통을 위해 하우징(26)에 근접해서 그 아래에 위치된 객실(800)의 벽(801)을 통해 연장되며, 보조 공기 덕트의 내부 공기 유입 섹션(315')은 하우징(26)을 통해 연장되고, 내부 공기 유입 개구(316')를 통해 공조 덕트(20")에 연결되어 연통된다. 이러한 구조적 설계를 통해 보충 산소가 유사하게 활동 공간(900)으로 배출될 수 있다.
도 6 및 도 7을 참조하면, 본 개시의 공조 시스템(100b)의 제5 실시예는 제1 실시예와 동일하나 공조 유닛(2)의 구조적 설계가 상이하며, 공조 시스템(100b)은 복수의 객실(800)(도 6에는 2개만 도시됨)에 의해 각각 규정된 복수의 활동 공간(900)에 조화 공기를 제공하도록 구성되고 복수의 보조 공기 덕트 기구(3)를 포함한다.
제5 실시예에서, 공조 시스템(100b)의 공조 유닛(2b)은 활동 공간들(900)에 연결 및 연통되며, 이 공조 유닛은 공조 메인 엔진(25), 공조 메인 엔진(25)의 대향하는 양측에 유체적으로 연결된 2개의 공조 덕트(20b), 공조 덕트들(20b) 중 하나의 공조 덕트와 활동 공간들(900) 중 대응하는 활동 공간 사이에 각기 유체적으로 연결된 복수의 공기 흡입 섹션(22), 및 공조 덕트들(20b) 중 다른 하나의 공조 덕트와 활동 공간들(900) 중 대응하는 활동 공간 사이에 각기 유체적으로 연결된 복수의 메인 공기 배출 섹션(23)을 포함한다. 공조 메인 엔진(25)은 제어 장치(5)에 신호가능하게 연결되며, 조화 공기를 생성하고 공기 흡입 섹션(22)으로부터 흡입된 공기를 조화 공기로 처리하도록 제어 및 활성화될 수 있다. 조화 공기를 생산할 수 있는 공조 메인 기관(25)은 종류가 많고, 공조 메인 기관(25)은 본 개시의 개량의 대상이 아니므로 여기서는 그 상세한 설명을 생략한다.
각각의 메인 공기 배출 섹션(23)은 조화 공기를 대응하는 활동 공간(900)으로 배출하기 위한 메인 공기 배출구(21b)를 갖는다.
보조 공기 덕트 기구(3)가 메인 공기 배출 섹션(23) 내에 각각 배치된다. 각 보조 공기 덕트 기구(3)의 보조 공기 덕트(31)는, 각각의 메인 공기 배출 섹션(23)에 삽입되고 대응하는 활동 공간(900)으로 향하는 보조 공기 배출구(312)를 갖는 내부 덕트 섹션(311)과, 각각의 메인 공기 배출 섹션(23)으로부터 외부로 연장되고 보조 공기 유입구(314)를 갖는 외부 덕트 섹션(313)과, 내부 덕트 섹션(311)으로부터 각각의 메인 공기 배출 섹션(23)으로 돌출된 내부 공기 유입 섹션(315)을 포함한다. 각각의 보조 공기 덕트 기구(3)의 인체 센서(37) 및 산소 농도 센서(38)는 활동 공간 내의 인체의 존재 및 산소 농도를 각각 감지하기 위해 각각의 활동 공간(900) 내에 배치된다.
제어 장치(5)는 보조 공기 덕트 기구(3), 외부 환경 센서(4) 및 온도 센서(6)에 신호가능하게 연결되고, 각 보조 공기 덕트 기구(3)의 온도 제어기(32), 팬(34), 에어 밸브(35) 및 공조 밸브(36)의 작동을 개별적으로 제어하도록 작동 가능하다. 제어 장치(5)는 외부 환경 신호의 외부 환경 매개변수가 사용 가능한 공기 조건을 충족하고 인체가 대응하는 활동 공간(900)에 존재한다고 결정되면 보조 공기 덕트 기구들(3) 중 대응하는 보조 공기 덕트 기구의 팬(34)을 활성화하고 에어 밸브(35)를 개방하여 활동 공간 내의 산소 농도를 증가시킬 것이다.
도 8을 참조하면, 본 개시의 공조 시스템(100c)의 제6 실시예는 제5 실시예와 동일하나, 제5 실시예의 각 보조 공기 덕트 기구(3)의 구조적 설계가 제2 실시예의 보조 공기 덕트 기구(3')의 구조적 설계로 변경된 점에서 상이하다. 제6 실시예에서, 각 보조 공기 덕트 기구(3')의 보조 공기 덕트(31')는 각각의 활동 공간(900)에 유동적으로 연결된 보조 메인 덕트 섹션(317)을 갖고, 보조 메인 덕트 섹션(317)은 내부 공기 유입 섹션(315')을 통해 각각의 메인 공기 배출 섹션(23)에 유동적으로 연결된다 .
요약하면, 본 개시의 공조 시스템(100, 100', 100", 100a, 100b, 100c)에서, 공조 유닛(2, 2", 2b)의 공조 덕트(20, 20", 20b)와 유체적으로 연통하는 보조 공기 덕트 기구(들)(3, 3')의 구조적 설계를 통해, 외부로부터의 산소-풍부 신선 공기를 보조 공기 덕트 기구(들)(3, 3')에 의해 흡입할 수 있고 보조 공기 덕트(31, 31')를 통해 활동 공간(들)(900)로 운반할 수 있다. 외부 공기를 흡입 및 운반하는 동안 공조 유닛(2, 2", 2b)에 의해 생성된 조화 공기는 동시에 보조 공기 덕트(31, 31')로 유입될 수 있으며, 사전설정 온도로 조정된 조화 공기를 흡입된 외부 공기와 예비혼합하는 것에 의해 그 온도를 조절하면, 보조 공기 덕트(31, 31')로부터 활동 공간(900)으로 토출되는 공기의 온도가 조화 공기의 온도와 대략 동일할 것이므로, 외부 공기와 조화 공기의 온도차가 커서 활동 공간(900) 내의 사람들을 불편하게 하는 일은 생기지 것이다.
더우기, 외부 환경 센서(4)의 감지 결과가 사용 가능한 공기 조건에 적합한지 여부를 분석 및 결정할 수 있는 제어 장치(5)의 구조적 설계와, 활동 공간들(900)에 인체가 있는지 여부를 감지할 수 있는 보조 공기 덕트 기구(들)(3, 3')의 인체 센서(37)의 구조적 설계를 통해, 제어 장치(5)는, 외부 공기가 사용 가능한 공기 조건을 충족하고 또한 활동 공간(들)(900)에 인체가 존재하는 것을 결정할 때, 자동으로 에어 밸브(35)를 열고 팬(34)을 활성화하도록 제어할 수 있고, 공조 밸브(36)의 개방도를 조정할 수 있으며, 그에 따라 인체가 존재하는 활동 공간(900)에 보충 산소가 공급될 수 있다.
아울러, 제어 장치(5)를 통해, 활동 공간(900) 내의 산소 농도가 감소할 때 팬(34)의 회전 속도가 상응하게 증가될 수 있으므로 외부로부터의 공기 흡입량이 증가될 수 있으며, 이는 또한 활동 공간(들)(900) 내의 산소 함량을 증가시키는데 도움이 될 수 있다. 추가로, 제어 장치(5)는 외부 온도의 점진적인 상승에 따라 공조 밸브(36)의 개방도를 증가시키도록 제어할 수 있으므로, 흡입된 외부 공기의 온도가 조화 공기의 온도에 근접하도록 효과적으로 조정될 수 있으며, 그에 의해 공조 시스템(100, 100', 100", 100a, 100b, 100c)으로부터 활동 공간(들)(900)로 불어오는 공기의 편안함 수준을 개선할 수 있다.
따라서, 본 개시의 공조 시스템(100, 100', 100", 100a, 100b, 100c)은 실제로 편리하고 실용적인 혁신이며, 실제로 그 목적을 달성할 수 있다.
상기 설명에서는, 설명의 목적으로, 본 실시예의 완전한 이해를 제공하기 위해 다수의 특정 세부사항이 기재되어 있다. 그러나, 당업자에게는 하나 이상의 다른 실시예가 이러한 특정 세부사항 중 일부 없이 실시될 수 있다는 것이 명백할 것이다. 또한 본 명세서 전반에 걸쳐 "하나의 실시예", "일 실시예", 서수의 표시를 갖는 실시예 등에 대한 언급은 특정 특징, 구조 또는 특성이 본 개시의 실시에 포함될 수 있음을 의미한다는 것이 이해되어야 한다. 본 설명에 있어서, 다양한 특징은 때때로 개시를 간소화하고 다양한 발명적 양태에 대한 이해를 돕기 위해, 단일 실시예, 도면 또는 그 설명에서 함께 그룹화되며, 하나의 실시예로부터의 하나 이상의 특징 또는 특정 세부사항은, 본 개시의 실시에서, 적절한 경우, 다른 실시예의 하나 이상의 특징 또는 특정 세부사항과 함께 실시될 수 있다는 것이 또한 이해되어야 한다.
본 개시는 예시적인 실시예로 간주되는 것과 관련하여 설명되고 있지만, 본 개시는 개시된 실시예에 제한되지 않고, 그러한 모든 변형 및 동등한 배열을 망라하기 위해 가장 넓은 해석의 사상 및 범위 내에 포함되는 다양한 배열을 커버하도록 의도되는 것으로 이해된다.

Claims (16)

  1. 객실에 의해 규정된 활동 공간에 조화 공기(conditioned air)를 제공하기 위한 공조 시스템에 있어서,
    상기 활동 공간에 조화 공기를 공급하기 위한 공조 유닛―상기 공조 유닛은 상기 조화 공기를 상기 활동 공간으로 안내하기 위한 공조 덕트를 구비함―과;
    상기 활동 공간을 외부와 연통시키기 위해 상기 공조 덕트에 유체적으로 연결된 보조 공기 덕트, 및 상기 보조 공기 덕트 내에 장착된 팬을 구비하는 적어도 하나의 보조 공기 덕트 기구―상기 보조 공기 덕트는 외부 공기를 내부로 안내하기 위해 외부와 연통하도록 구성된 보조 공기 유입구와, 조화 공기를 내부로 안내하기 위해 상기 공조 덕트와 연통하는 내부 공기 유입 개구와, 외부 공기 및 조화 공기를 활동 공간으로 배출하기 위한 보조 공기 배출구를 가지며, 상기 팬은 활성화되어 상기 보조 공기 배출구를 향한 공기 흐름을 생성함―를 포함하는
    공조 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 보조 공기 덕트는, 상기 공조 덕트 내에 배치된 내부 덕트 섹션―상기 내부 덕트 섹션은 상기 보조 공기 배출구를 가짐―과, 상기 보조 공기 배출구에 대해 원위에 있는 상기 내부 덕트 섹션의 일 단부로부터 상기 공조 덕트의 외부로 연장되는 외부 덕트 섹션―상기 외부 덕트 섹션은 상기 보조 공기 유입구를 가짐―과, 상기 내부 덕트 섹션과 연통하고 상기 내부 덕트 섹션으로부터 상기 공조 덕트 내로 돌출하며 상기 내부 공기 유입 개구를 갖는 내부 공기 유입 섹션을 포함하는
    공조 시스템.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 공조 덕트는 조화 공기를 활동 공간으로 배출하기 위한 메인 공기 배출구를 갖고, 상기 내부 덕트 섹션의 상기 보조 공기 배출구는 상기 메인 공기 배출구를 향하는
    공조 시스템.
  4. 제2항 또는 제3항에 있어서,
    상기 내부 공기 유입 섹션의 상기 내부 공기 유입 개구는 상기 공조 덕트 내의 조화 공기의 흐름 방향을 향하는
    공조 시스템.
  5. 제2항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 보조 공기 덕트 기구는 이 보조 공기 덕트 기구의 상기 보조 공기 배출구를 개폐하기 위해 상기 내부 덕트 섹션 내에 배치된 에어 밸브를 더 포함하는
    공조 시스템.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 공조 덕트는 상기 객실의 벽에 삽입되어 배치되도록 구성된 일 단부를 가지며, 상기 보조 공기 덕트는, 활동 공간을 외부와 연통시키기 위해 상기 공조 덕트에 근접한 객실의 벽에 삽입되어 배치되도록 구성된 보조 메인 덕트 섹션과, 상기 보조 메인 덕트 섹션과 상기 공조 덕트 사이에 연결되어 연통하는 내부 공기 유입 섹션를 포함하고, 상기 보조 메인 덕트 섹션은 상기 보조 공기 유입구 및 상기 보조 공기 배출구를 가지며, 상기 내부 공기 유입 섹션은 상기 내부 공기 유입 개구를 갖는
    공조 시스템.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 보조 공기 덕트 기구는 이 보조 공기 덕트 기구의 보조 공기 배출구를 개폐하기 위해 상기 보조 메인 덕트 섹션 내에 배치된 에어 밸브를 더 포함하는
    공조 시스템.
  8. 제5항 또는 제7항에 있어서,
    상기 팬 및 상기 에어 밸브에 신호가능하게 연결되고 상기 팬 및 상기 에어 밸브를 제어하도록 작동 가능한 제어 장치를 더 포함하는
    공조 시스템.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 보조 공기 덕트 기구는, 상기 제어 장치에 신호가능하게 연결되고 상기 활동 공간에서 인체를 감지해서 인체 감지 신호를 생성하기 위해 상기 활동 공간 내에 배치되도록 구성된 인체 센서를 더 포함하며, 상기 제어 장치는 인체 감지 신호를 수신하면 팬이 활성화되고 에어 밸브가 열리도록 제어하는
    공조 시스템.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 공조 시스템은 복수의 객실에 의해 각각 규정된 복수의 활동 공간에 조화 공기를 제공하도록 구성되며;
    상기 공조 유닛은 활동 공간과 각각 연통하고 조화 공기를 상기 활동 공간 내로 각각 배출하기 위한 복수의 메인 공기 배출 섹션을 포함하고;
    상기 공조 유닛은 상기 메인 공기 배출 섹션 내에 각각 배치되고 상기 제어 장치에 신호가능하게 연결된 복수의 상기 보조 공기 덕트 기구를 포함하는
    공조 시스템.
  11. 제10항에 있어서,
    각각의 상기 보조 공기 덕트 기구는, 상기 제어 장치에 신호가능하게 연결되고 각각의 활동 공간에서 인체를 감지해서 인체 감지 신호를 생성하기 위해 각각의 활동 공간에 배치되도록 구성된 인체 센서를 더 포함하고;
    상기 제어 장치는 상기 보조 공기 덕트 기구들 중 대응하는 보조 공기 덕트 기구의 인체 센서로부터 인체 감지 신호를 수신할 때 상기 보조 공기 덕트 기구들 중 대응하는 보조 공기 덕트 기구의 상기 팬 및 상기 에어 밸브를 각각 활성화 및 개방하도록 제어하는
    공조 시스템.
  12. 제8항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 보조 공기 덕트 기구는 상기 내부 공기 유입 섹션 내에 배치된 공조 밸브를 더 포함하고, 상기 공조 밸브는 상기 제어 장치에 의해 상기 내부 공기 유입 섹션을 개폐하도록 제어되는
    공조 시스템.
  13. 제8항에 있어서,
    외부 환경 매개변수를 감지해서 대응하는 외부 환경 신호를 생성하기 위해 활동 공간의 외부에 배치되도록 구성된 외부 환경 센서를 더 포함하고,
    상기 제어 장치는 상기 외부 환경 센서에 신호가능하게 연결되며, 외부 환경 신호에 대응하는 외부 환경 매개변수가 사용 가능한 공기 조건을 충족하지 않는 것으로 상기 제어 장치가 분석 및 결정하는 경우, 상기 제어 장치에 의해 상기 팬의 작동이 정지하도록 제어되는
    공조 시스템.
  14. 제1항에 있어서,
    상기 공조 시스템은 복수의 객실에 의해 각각 규정된 복수의 활동 공간에 조화 공기를 제공하도록 구성되며;
    상기 공조 유닛은, 활동 공간과 각각 연통하고 조화 공기를 활동 공간 내로 각각 배출하기 위한 복수의 메인 공기 배출 섹션을 포함하고;
    상기 공조 유닛은, 상기 메인 공기 배출 섹션 내에 각각 배치되고 상기 제어 장치에 신호가능하게 연결된 복수의 보조 공기 덕트 기구를 포함하는
    공조 시스템.
  15. 제1항에 있어서,
    상기 활동 공간 내의 산소 농도를 감지하기 위해 상기 활동 공간 내에 배치되도록 구성된 산소 농도 센서와, 상기 팬 및 상기 산소 농도 센서에 신호가능하게 연결된 제어 장치를 더 포함하며,
    활동 공간 내의 산소 농도가 점차적으로 감소하는 것을 상기 산소 농도 센서가 감지할 때, 대응하는 산소 농도 신호가 상기 제어 장치에 출력되고, 그러면 상기 제어 장치는 상기 팬이 회전 속도를 점진적으로 증가시키도록 제어하는
    공조 시스템.
  16. 제2항 또는 제6항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 보조 공기 덕트 기구는 상기 보조 공기 덕트 내에 배치된 공조 밸브를 더 포함하고, 조화 공기가 상기 내부 공기 유입 개구를 통과한 후 상기 보조 공기 덕트로 들어갈 수 있도록 제어 가능하게 개방될 수 있으며;
    상기 공조 시스템은 외부 온도를 감지하기 위한 온도 센서와, 상기 공조 밸브 및 상기 온도 센서에 신호가능하게 연결된 제어 장치를 더 포함하고;
    상기 온도 센서에 의해 감지된 외부 온도가 점진적으로 증가할 때, 상기 제어 장치는 대응하여 상기 공조 밸브의 개방도가 점진적으로 증가하도록 제어하는
    공조 시스템.
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