KR20240015987A - 공기 조화 시스템 - Google Patents

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KR20240015987A
KR20240015987A KR1020220093953A KR20220093953A KR20240015987A KR 20240015987 A KR20240015987 A KR 20240015987A KR 1020220093953 A KR1020220093953 A KR 1020220093953A KR 20220093953 A KR20220093953 A KR 20220093953A KR 20240015987 A KR20240015987 A KR 20240015987A
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outdoor unit
outdoor
air
damper
duct
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KR1020220093953A
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권영헌
윤준식
정여지
황준호
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엘지전자 주식회사
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Abstract

본 발명은 공기 조화 시스템 및 그 제어 방법에 관한 것이다.
본 발명의 실시예에 따른 공기 조화 시스템은 실내기와, 실외기, 전열 교환기 및 상기 전열 교환기에서 열 교환된 공기가 배출되는 배기구와 연통되고 실외기를 향하여 연장하는 실외기 공급덕트를 포함하며, 상기 실외기 공급덕트의 개폐를 조절하여 실외기에 배기구에서 배출되는 공기를 공급하여, 열 효율을 개선하고 압축기 구동 횟수를 감소시킬 수 있다.

Description

공기 조화 시스템 {air conditioning system}
본 발명은 공기 조화 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 공기 조화기의 효율 향상을 위한 2단 열회수 시스템 및 이를 통해 제어되는 공기 조화기에 관한 것이다.
일반적으로, 건물 내부에는 실내의 공기를 외부로 배출시키고 외부의 새로운 공기를 실내 공간으로 공급할 수 있도록 환기장치를 설치하여 사용하고 있다.
학교 교실 등의 대중 시설이나 아파트, 빌라와 같은 주거 시설의 경우 환기 장치의 사용이 필수적이며, 2006년 이후 100세대 이상의 아파트 건설 시 환기 장치를 필수적으로 설치하도록 법제화되었다.
이러한 환기 장치는 실내 공기와 실외 공기가 서로 열교환을 할 수 있도록 열 교환 소자를 설치한 열회수형 환기 장치가 있으며, 열 회수형 환기 장치의 경우 실내의 오염된 공기를 외부로 배출시킬 뿐만 아니라, 열 교환 소자를 통해 실내공기와 실외공기의 온도 차이에 따라 열회수를 할 수 있게 된다.
한편, 공기 조화기는 사용자에게 보다 쾌적한 실내 환경을 조성하는 기기로, 공기 조화기는 실내의 공기를 흡입하여 저온 또는 고온의 냉매와 열교환한 후 이를 실내로 토출하는 것을 반복하여 실내를 냉방시키거나 난방시킬 수 있다.
공기조화기는 실외기와 실내기가 각각 분리되어 설치되는 분리형 공기 조화기와, 실외기와 실내기가 일체로 설치되는 일체형 공기 조화기로 크게 나눌 수 있다.
종래의 분리형 공기 조화기의 경우, 실외기는 일반적으로 실외기실이나 외부에 설치되는데, 실외기가 놓이는 장소의 주변 온도나 먼지 등에 의해 실외기의 효율이 떨어지는 문제가 있다.
특히, 실외기가 실외기실에 설치되는 경우, 실외기실은 일반적으로 루버가 설치되어 실내외 공기가 유입 유출되는 것을 조절할 수 있다. 여름철을 기준으로 살펴보면, 루버 하단부로 실외기에서 토출된 실내의 더운 공기를 배출하고, 외부의 찬 공기를 루버의 상단부를 통해 유입할 수 있다.
보통 전열교환기의 효율을 60~70%라고 보면, 여름철 배기로 배출되는 공기는 여전히 외기보다 낮은 엔탈피를 갖게 된다. 여름철과 겨울철 모두 실내외 공기의 온도 차이가 많이 나기 때문에 배기를 통해 열 교환된 공기를 바로 버리면 에너지 효율에 있어 불리하다.
또한, 주택 내 실외기실이 매우 협소하여 실외기 가동을 하는 경우 잠깐의 운전으로도 실외기실의 온도가 급상승하게 되며, 특히, 여름철의 경우 벌레유입의 방지를 위해 방충망을 닫아 놓은 상태로 사용하게 되어 공기 순환율이 떨어진 상태에서 가동하기 때문에 실외기 효율이 더욱 떨어지는 문제가 있다.
공기조화 시스템과 관련한 선행문헌의 정보는 아래와 같다.
1. 등록 특허: KR10-0628058B1
2. 발명의 명칭: 전열교환기 및 이를 이용한 환기 시스템
위 선행문헌은 전열교환기의 구조를 통해 전열효율을 높이는 것을 공개한다. 열교환소자가 급기 유로와 배기 유로가 교차하는 영역에 설치되며, 배기용 바이패스 유로를 포함하여 구성하여 실내외 온도와 습도 차이가 적을 경우 열교환소자를 거치지 않아 열 교환 소자를 통한 압력손실이 발생하지 않아 팬에 걸리는 부하감소에 의해 소비전력을 절약할 수 있다.
또한, 열교환소자를 공기 유동방향에 대해 직렬로 배치하여 열교환소자의 수직방향 길이를 증가시키지 않으면서 열 교환량을 증가시킬 수 있는 구조를 공개한다.
한편, 위 선행문헌의 구조에 따르면 열 교환량을 증가시키고 실내외 온도 차이가 적을 때 소비전력을 절약할 수 있으나, 상술한 여름철과 겨울철과 같이 실내외 온도와 습도 차이가 큰 경우에 열회수율이 떨어지는 문제는 여전히 존재하게 된다.
본 발명의 실시예는 전열교환기를 통해 실내 공기와 실외 공기 간의 열 교환을 하여 1차 열회수를 수행할 수 있으며, 1차로 열 회수된 배기를 실외기를 향하여 유동시켜 2차 열회수를 수행할 수 있는 공기조화 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 실시예는 배기구를 통해 배출되는 실내 공기가 실외로 배출될 수 있도록 하는 실외 덕트 및 실외기를 향하여 배출될 수 있도록 하는 실외기 덕트를 포함하고, 댐퍼의 개폐를 통하여 배기를 실외로 배출되도록 가이드 하거나 실외기로 배출되도록 가이드 하는 공기조화 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 실시예는 실내 공기와 실외 공기의 온도를 감지하고, 사용자가 선택한 공기 조화기의 운전 모드에 따라 댐퍼의 개폐를 제어하는 공기조화 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 실시예는 냉방모드에서 실외 온도가 실내 온도보다 높은 경우 댐퍼를 열어 배기를 실외기로 유동시킬 수 있는 공기조화 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 실시예는 난방모드에서 실내 온도가 실외 온도보다 높은 경우 댐퍼를 열어 배기를 실외기로 유동시켜 열을 회수하는 공기조화 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 실시예는 상대적으로 고온의 공간에 위치하는 실외기에 저온의 공기를 제공하여 압축기의 구동 횟수를 감축시키고 열을 회수할 수 있는 공기조화 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 실시예는 상대적으로 저온의 공간에 위치하는 실외기에 고온의 공기를 제공하여 압축기의 구동 횟수를 감축시키고 열을 회수할 수 있는 공기조화 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 실시예는 실내 공기와 실외 공기의 온도차를 이용한 2차례의 열회수를 통해 열효율을 높이면서도 압축기의 구동 횟수 감소를 통해 소비전력도 개선할 수 있는 공기 조화 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 실시예에 따른 공기조화 시스템은 실내공기와 실외공기 간의 열교환을 통해 1차로 열 회수를 할 수 있는 전열 교환기와, 상기 전열교환기의 배기구로부터 배출되는 공기를 실외기에 배출하여 2차로 열 회수를 할 수 있도록 가이드 하는 실외기 공급덕트를 포함할 수 있다.
또한, 상기 전열교환기의 배기구와 인접하게 형성되며 회전을 통해 상기 실외기 공급덕트의 개폐를 조절할 수 있는 댐퍼를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 공기조화 시스템은, 실내 공간에 배치되는 실내기와, 실외기 공간에 배치되는 실외기 및 상부 공간에 배치되는 전열 교환기를 포함할 수 있다.
또한, 상기 전열 교환기에서 열 교환된 공기를 실외로 배출하는 배기구에 연통되며, 상기 실외기를 향하여 연장하는 실외기 공급덕트를 더 포함할 수 있다.
상기 실외기 공급덕트는 상기 실외기의 흡입구를 바라보도록 배치되는 토출 단부를 포함할 수 있다.
상기 공기조화 시스템은 상기 배기구에 연결되며, 전열교환기를 통과한 공기를 실외로 배출하는 실외 덕트를 더 포함할 수 있다.
상기 실외기 공급덕트는 상기 실외 덕트로부터 분지하여, 상기 실외기에 인접하도록 배치될 수 있다.
이러한 상기 실외기 공급 덕트는 상기 실외 덕트로부터 분지하는 제 1 연장부 및 상기 제 1연장부로부터 절곡하여 실외기를 향하여 연장하는 제 2 연장부를 포함할 수 있다.
또한, 상기 실외기 공급 덕트는 상기 제 2 연장부의 단부를 형성하는 토출 단부를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 실외기는 상기 흡입구를 형성하는 흡입그릴을 포함하고 상기 토출 단부는 상기 흡입그릴로부터 이격하여 형성될 수 있다.
또한, 상기 실외기 공간에 배치되는 벽을 정의할 때, 상기 실외기 공급 덕트는 상기 벽의 내부에 매립되어 설치되고, 상기 토출 단부는 상기 벽의 면에 동일한 면을 형성하거나, 상기 벽으로부터 상기 흡입구를 향하여 돌출할 수 있다.
또한, 상기 공기조화 시스템은 상기 실외기 공급덕트의 내부 또는 상기 실외기 공급덕트에 인접하게 배치되며, 상기 실외기 공급덕트를 개방 또는 폐쇄하는 댐퍼를 더 포함할 수 있다.
이러한 상기 댐퍼는 상기 실외 덕트 및 실외기 공급 덕트 중 어느 하나는 개방하고, 다른 하나는 폐쇄하도록, 상기 실외 덕트의 내부, 상기 실외기 공급 덕트의 내부, 또는 상기 실외 덕트와 상기 실외기 공급덕트가 만나는 지점에 배치될 수 있다.
또한, 상기 공기조화 시스템은 상기 댐퍼의 작동을 제어하는 제어부를 더 포함할 수있고, 상기 댐퍼는 상기 실외 덕트를 개방하고 실외기 공급 덕트를 폐쇄하는 제 1 상태와, 상기 실외 덕트를 폐쇄하고 실외기 공급 덕트를 개방하는 제 2 상태의 사이에서 회전 가능하게 구비될 수 있다.
본 발명에 따른 실내 공간에 배치되는 실내기와, 실외기 공간에 배치되는 실외기와, 상부 공간에 배치되고 공기를 실외로 배출하는 배기구를 구비하는 전열 교환기를 포함하는 공기조화 시스템의 제어방법에 있어서, 상기 배기구에 연통되며 상기 실외기를 향하여 연장하는 실외기 공급 덕트; 및 상기 실외기 공급 덕트의 개방 또는 폐쇄를 위하여 작동하는 댐퍼를 더 포함할 수 있고, 실외온도와 실내온도에 기초하여 사용자가 선택한 운전 모드에 따라 상기 댐퍼를 제어하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 댐퍼를 제어하는 단계는, 상기 실외기 공급 덕트를 폐쇄하는 제 1 상태 또는 상기 실외기 공급 덕트를 개방하는 제 2 상태로 전환하는 것을 포함할 수 있다.
또한, 상기 댐퍼를 제어하는 단계는, 상기 사용자가 선택한 운전 모드가 냉방이고 실내온도가 실외온도와 동일하거나 더 높은 경우에, 상기 댐퍼는 제 1 상태로 전환되어 상기 실외기 공급 덕트를 폐쇄할 수 있다.
또한, 상기 댐퍼를 제어하는 단계는, 상기 사용자가 선택한 운전 모드가 냉방이고 실내온도가 실외온도보다 낮은 경우에, 상기 댐퍼는 제 2 상태로 전환되어 상기 실외기 공급 덕트를 개방할 수 있다.
또한, 상기 댐퍼를 제어하는 단계는, 상기 사용자가 선택한 운전 모드가 난방이고 실내온도가 실외온도와 동일하거나 더 낮은 경우에, 상기 댐퍼는 제 1 상태로 전환되어 상기 실외기 공급 덕트를 폐쇄할 수 있다.
또한 상기 댐퍼를 제어하는 단계는, 상기 사용자가 선택한 운전 모드가 난방이고 실내온도가 실외온도보다 더 높은 경우에, 상기 댐퍼는 제 2 상태로 전환되어 상기 실외기 공급 덕트를 개방할 수 있다.
또한, 상기 공기조화 시스템의 제어방법은 상기 사용자가 선택한 운전 모드가 냉방인지 인식하는 단계; 및 실내온도와 실외온도를 비교하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예는 전열교환기를 통해 실내 공기와 실외 공기 간의 열 교환을 하여 1차 열회수를 수행할 수 있으며, 1차로 열 회수된 배기를 실외기를 향하여 유동시켜 2차 열회수를 수행할 수 있다.
본 발명의 실시예는 배기구를 통해 배출되는 실내 공기가 실외로 배출될 수 있도록 하는 덕트와 실외기를 향하여 배출될 수 있도록 하는 덕트를 포함하고, 댐퍼의 개폐를 통하여 배기를 실외로 배출되도록 가이드 하거나 실외기로 배출되도록 가이드 하는 공기 조화 시스템을 제공할 수 있다.
본 발명의 실시예는 실내 공기와 실외 공기의 온도를 감지하고, 사용자가 선택한 공기조화기의 운전 모드에 따라 댐퍼의 개폐를 제어할 수 있다.
본 발명의 실시예는 냉방모드에서 실외 온도가 실내 온도보다 높은 경우 댐퍼를 열어 배기를 실외기로 유동시키거나, 난방모드에서 실내 온도가 실외 온도보다 높은 경우 댐퍼를 열어 배기를 실외기로 유동시켜 2차로 열을 회수할 수 있다.
본 발명의 실시예는 상대적으로 고온의 공간에 위치하는 실외기에 저온의 공기를 제공하거나 상대적으로 저온의 공간에 위치하는 실외기에 고온의 공기를 제공하여 압축기의 구동 횟수를 감축시킬 수 있다.
본 발명의 실시예는 실내 공기와 실외 공기의 온도차를 이용한 2차례의 열회수를 통해 열효율을 높이면서도 압축기의 구동 횟수 감소를 통해 소비전력도 개선할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 공기 조화 시스템의 전체 구성을 보여주는 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 공기 조화 시스템에 구비되는 전열교환기의 외관을 보여주는 사시도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 공기 조화 시스템에 구비되는 전열교환기의 어퍼 커버를 제거한 상태에서 전열교환기의 내부를 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 도 1의 A를 확대한 확대도이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 공기 조화 시스템에서 댐퍼가 열린 상태일 때의 실내 공기와 실외 공기의 유동 흐름을 보여주는 도면이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 공기 조화 시스템에서 댐퍼가 닫힌 상태일 때의 실내 공기와 실외 공기의 유동 흐름을 보여주는 도면이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 공기 조화 시스템의 제어 구성을 보여주는 블럭도이다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 공기 조화 시스템의 제어 방법을 보여주는 플로우 챠트이다.
이하에서는 도면을 참조하여, 본 발명의 구체적인 실시예를 설명한다. 다만, 본 발명의 사상은 제시되는 실시예에 제한되지 아니하며, 본 발명의 사상을 이해하는 당업자는 동일한 사상의 범위 내에 포함되는 다른 실시예를 구성요소의 부가, 삭제, 변경 및 추가 등에 의해서 용이하게 제안할 수 있을 것이나, 이 또한 본 발명 사상의 범위 내에 포함된다고 할 것이다.
각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명의 실시예를 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 실시예에 대한 이해를 방해한다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
또한 본 발명의 실시예의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 도는 순서 등이 한정되지 않는다. 어떤 구성 요소가 다른 구성 요소에 “연결”, ”결합” 또는 “접속”된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성 요소에 직접적으로 연결되거나 접속될 수 있지만, 각 구성 요소 사이에 또 다른 구성 요소가 “연결”, ”결합” 또는 “접속”될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.
도 1 은 본 발명의 실시예에 따른 공기 조화 시스템의 전체 구성을 보여주는 도면이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 공기 조화 시스템은 사용자가 온도를 조절하고자 하는 실내 공간(R2)에 설치되는 실내기(3)를 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 공기 조화 시스템은 실내 공기와 실외 공기의 열을 교환하는 전열교환기(1)와 실외 공간에 배치되거나 실외기실에 따로 구비되는 실외기(2)를 더 포함할 수 있다.
이때 실외기(2)가 구비되는 장소를 실외기 공간(R1)이라고 정의할 수 있다.
상기 전열 교환기(1)는 실외 공기가 흡입되는 제 1 흡입구(15)와 실외 공기가 배출되는 제 1 배출구(17)를 포함할 수 있다. 실외 공기가 전열교환기를 통과하는 유로를 급기 유로(미도시)라 한다. 즉, 제 1 흡입구(15)는 외기 유로의 입구 역할을 하고, 제 1 배출구(17)는 급기 유로의 출구 역할을 한다.
또한, 상기 전열 교환기(1)는 실내 공기가 흡입되는 제 2 흡입구(16)와 실내 공기가 배출되는 제 2 배출구(18)를 포함할 수 있다. 실내 공기가 전열교환기를 통과하는 유로를 배기 유로(미도시)라 한다. 즉, 제 2 흡입구(16)는 배기 유로의 입구 역할을 하고, 제 2 배출구(18)는 배기 유로의 출구 역할을 한다.
한편, 배기는 제 2 배출구(18)를 통해 배출되는 공기이고, 외기는 제 1 흡입구(15)로 유입되는 실외 공기를 뜻할 수 있다.
상기 전열 교환기(1)는 실외기 공간(R1)이나 다용도실 등의 상부 공간(C1)에 배치될 수 있으며, 천장에 매립되어 설치되거나 천장의 하부에 전열교환기(1)의 하면이 밀착하여 설치될 수도 있다.
또한, 상기 전열교환기(1)가 설치되는 상부 공간(C1)은 실외기 공간(R1)이나 다용도실 등의 벽면의 상부일 수도 있으며, 실내 공간(R2)의 상부까지 포함하여 형성될 수도 있다.
상기 상부 공간(C1)은, 상기 전열 교환기(1)의 급기 유로와 실외를 연통시키며 일단부에서 실외 공기가 흡입되고 타단부에서 제 1 흡입구(15)와 연결되어 실외 공기가 제 1 흡입구(15)를 향하여 유동할 수 있는 제 1 덕트부(152)를 포함한다.
또한, 상기 상부 공간(C1)은, 상기 전열 교환기(1)의 급기 유로와 실내를 연통시키며 일단부가 제 1 배출구(17)와 연결되고 타단부가 실내 공간(R2)으로 연결되는 제 3 덕트부(172)를 포함한다.
또한, 상기 상부 공간(C1)은, 상기 전열 교환기(1)의 배기 유로와 실내를 연통시키며 일단부가 실내 공간(R2)과 연결되어 실내 공기를 흡입하고 타 단부가 제 2 흡입구(16)와 연결되는 제 2 덕트부(162)를 포함한다.
또한, 상기 공기 조화 시스템은 상기 전열 교환기(1)의 배기 유로와 실외를 연통시키며 일단부가 제 2 배출구(18)와 연결되고, 타단부가 실외와 연결되어 제 2 배출구(18)로부터 배출된 공기가 실외를 향하여 유동할 수 있는 제 4 덕트부(182)를 포함한다. 상기 제 4 덕트부(182)는 실외로 공기를 배출하는 점에서, “실외 덕트”라 이름할 수 있다.
상기 공기 조화 시스템은 상기 제 4 덕트부(182)로부터 분지되어 상기 실외기 공간(R1)을 향하여 연장되는 제 5 덕트부(183)를 더 포함할 수 있다. 상기 제 5 덕트부(183)는 실외기로 공기를 공급하는 점에서, “실외기 공급덕트”라 이름할 수 있다.
다시 말하면, 상기 실외기 공급덕트(183)는 상기 전열 교환기(1)에서 열 교환된 공기를 실외로 배출하는 제 2 배출구(18)에 연통되며, 상기 실외기(2)를 향하여 연장할 수 있다.
공기 조화 시스템은 상기 제 2 배출구(18)로부터 배출되는 공기가 상기 제 4 덕트부(182) 또는 상기 제 5 덕트부(183)로 유동할 수 있도록, 상기 제 4 덕트부(182) 또는 상기 제 5 덕트부(183)를 개폐할 수 있는 댐퍼(200)를 더 포함할 수 있다.
이때, 상기 댐퍼는 상기 실외기 공급덕트(183)에 인접하게 배치될 수 있으며, 실외기 공급덕트를 개방 또는 폐쇄를 위해 작동할 수 있다.
상기 댐퍼(200)는 상기 제 2 배출구(18)의 출구 측 일 지점에 설치될 수 있다.
일례로, 상기 댐퍼(200)는 상기 제 4 덕트부(182)의 내부에 배치될 수 있다. 다른 예로서, 상기 댐퍼(200)는 상기 제 5 덕트부(183)의 내부에 배치될 수 있다. 또 다른 예로서, 상기 댐퍼(200)는 상기 제 4 덕트부(182)와 상기 5 덕트부(183)가 만나는 지점에 설치될 수 있다.
상기 댐퍼(200)는 상기 제 4 덕트부(182) 및 제 5 덕트부(183) 중 어느 하나를 개방할 때 다른 하나를 폐쇄하도록 작동할 수 있다. 상기 댐퍼(200)는 회전 가능하게 구비될 수 있고, 제 1 회전 상태(이하, 제 1 상태)에서 상기 제 4 덕트부(182)를 개방하고 제 5 덕트부(183)를 폐쇄할 수 있다. 그리고, 상기 댐퍼(200)는 제 2 회전 상태(이하, 제 2 상태)에서 제 4 덕트부(182)를 폐쇄하고 제 5 덕트부(183)를 개방할 수 있다.
상기 댐퍼(200)의 제 2 상태에서, 상기 제 4 덕트부(182)를 폐쇄하고 제 5 덕트부(183)를 개방하여 제 2 배출구(18)로부터 배출된 공기가 실외로 유동하지 않고 실외기를 향하여 배출될 수 있도록 가이드 할 수 있다.
도 1에서 도시된 댐퍼(200)의 경우 상기 제 2 상태에 해당하며, 제 2 배출구(18)에서 배출된 공기가 실외기 공간(R1)을 향하여 유동할 수 있다.
한편, 상기 댐퍼(200)는 상기 제 2 배출구(18)의 외측에서 구비되며, 상기 제 5 덕트부(183)는 상기 제 4 덕트부(182) 중 상기 댐퍼(200)와 상기 제 2 배출구(18)의 사이에 위치하는 일 지점으로부터 분지되어 하방으로 연장될 수 있다.
상기 제 5 덕트부(183)는, 실외기 공간(R1)을 향해 하방으로 연장되며, 상기 실외기 공간(R1)에 배치되는 벽(50)에 매립되어 설치될 수 있다.
한편, 실외기 공간(R1)에 설치되는 실외기(2)는, 측면에 공기를 흡입하는 흡입 그릴(22)과, 전면에 공기를 토출하는 토출 그릴(21)을 더 포함할 수 있다.
그리고, 실외기 공간(R1)에는 실외기 공간(R1) 내부의 공기와 실외 공기를 교환할 수 있는 루버(40)를 추가적으로 구비할 수 있다. 상기 루버(40)를 닫으면 상기 실외기 공간(R1)은 밀폐될 수 있으며, 상기 루버(40)를 개방하면 상기 실외기 공간(R1)은 실외와 연통될 수 있다.
한편, 사용자가 재실하는 공간인 실내 공간(R2)에는 실내기(3)가 설치될 수 있다.
상기 실내기(3)는 상기 실내기의 외관을 형성하는 본체(30)와 공기가 토출되어 상기 실내 공간(R2)의 온도를 조절하는 토출부(31)를 포함할 수 있다.
또한, 상기 실내기(3)는 상기 토출부(31)에서 토출되는 공기의 풍량과 풍향을 제어하기 위한 베인(32)을 더 포함할 수 있다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 공기 조화 시스템에 구비되는 전열 교환기의 외관을 보여주는 사시도이고 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 공기 조화 시스템에 구비되는 전열교환기의 어퍼 커버를 제거한 상태에서 전열교환기의 내부를 도시한 도면이다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 전열 교환기(1)는 하우징(10)을 포함할 수 있다.
상기 하우징(10)은 탑 커버(11), 사이드 커버(12) 및 바텀 커버(13)를 포함할 수 있다. 상기 탑 커버(11)와 상기 바텀 커버(13)는 서로 마주보도록 이격되어 설치될 수 있다.
상기 사이드 커버(12)는 상기 탑 커버(11)와 상기 바텀 커버(13)의 단부를 연결하여 상기 하우징(10)의 측면을 형성할 수 있다.
한편, 상기 사이드 커버(12)에는 외기가 흡입되는 제 1 흡입구(15)가 형성될 수 있으며, 상기 제 1 흡입구(15)는 외기구(15)라 이름할 수 있다.
또한, 상기 사이드 커버(12)에는 실내 공기가 흡입되는 제 2 흡입구(16)가 형성될 수 있으며, 상기 제 2 흡입구(16)는 환기구(16)라 이름할 수 있다.
또한, 상기 사이드 커버(12)에는 상기 제 1 흡입구(15)로 흡입된 공기를 실내 공간(R2)으로 토출하는 제 1 배출구(17)가 형성될 수 있으며, 상기 제 1 배출구(17)는 급기구(17)라 이름할 수 있다.
또한, 상기 사이드 커버(12)에는 상기 제 2 흡입구(16)로 흡입된 공기를 실외공간 또는 실외기 공간(R1)로 배출시키는 제 2 배출구(18)가 형성될 수 있으며, 상기 제 2 배출구(18)는 배기구(18)라 이름할 수 있다.
외기는 실외 공기일 수 있다. 외기는 일반적으로 이산화탄소의 함량이 낮을 수 있다. 반면, 실내 공기는 사람들의 호흡에 의해 이산화탄소 함량이 높을 수 있다.
상기 전열교환기(1)는 상기 제 2 흡입구(16) 및 상기 제 2 배출구(18)를 통해 실내 공기를 실외로 배출하고, 상기 제 1 흡입구(15) 및 상기 제 1 배출구(17)를 통해 신선한 실외공기를 실내로 공급할 수 있다.
상기 사이드 커버(12)의 일면에는 상기 제 1 흡입구(15) 및 상기 제 2 배출구(18)가 형성될 수 있고, 상기 일면의 반대 면인 타면에는 상기 제 2 흡입구(16) 및 상기 제 1 배출구(17)가 형성될 수 있다. 즉, 사이드 커버(12)에서 상기 제 1 흡입구(15)와 제 2 배출구(18)가 형성되는 면은, 상기 제 2 흡입구(16)와 상기 제 1 배출구(17)가 형성되는 면과 대향할 수 있다.
상기 제 1, 2 흡입구, 상기 제 1, 2 배출구 중 적어도 하나에는 댐퍼가 설치될 수 있다. 일례로, 상기 제1흡입구(15)에는 외기 댐퍼(15a)가 설치될 수 있다. 상기 제2흡입구(16)에는 환기 댐퍼(미도시)가 설치될 수 있다. 상기 제1배출구(17)에는 급기 댐퍼(미도시)가 설치될 수 있다. 상기 제2배출구(18)에는 배기 댐퍼(18a)가 설치될 수 있다.
상기 외기 댐퍼(15a), 환기 댐퍼(미도시), 급기 댐퍼(미도시) 및 배기 댐퍼(18a)는 컨트롤 박스(140)에 구비되는 제어부에 의해 개도가 제어될 수 있으며, 상기 전열 교환기(1)의 내부 공간에 배치될 수 있다.
한편, 상기 하우징(10)은 전열 교환기(10)의 외형을 형성하며 내부에 공간이 형성될 수 있다.
상기 하우징(10)의 내부 공간에는 공기가 유동하는 공기 유로가 형성될 수 있으며, 급기팬과 배기팬이 구비될 수 있다.
또한, 상기 하우징(10)의 내부 공간에는 실내 공기와 실외 공기의 유동을 가이드 하는 에어 가이드(110)가 포함될 수 있다. 상기 에어 가이드(110)는 다양한 재질로 제작될 수 있으며, 단열재로 제작될 수 있다. 상기 에어 가이드(110)는 재질에 따라 전열교환기(10)의 소음을 저감시키고 전열 교환기(1)의 내부 구성들을 보호하는 기능을 수행할 수도 있다.
또한, 상기 하우징(10)의 내부 공간에는 열 교환 유닛(100)이 포함될 수 있다. 상기 열교환 유닛(30)은 대략 직육면체 또는 정육면체 형상일 수 있다.
또한, 상기 열 교환 유닛(100)의 측면이 상기 사이드 커버(12)와 평행하지 않고 비스듬히 설치될 수 있다. 바람직하게는 상기 열 교환 유닛(100)은 그 측면이 상기 사이드 커버(12)와 약 45도 기울어진 상태로 배치될 수 있다.
한편, 상기 열 교환 유닛(100)과 에어가이드(110)에 의해 상기 하우징(10)의 내부 공간은 4개의 영역으로 구획될 수 있다.
즉, 상기 하우징(10)의 내부 공간은 상기 제 1 흡입구(15)와 연통되는 외기 공간(151), 상기 제 1 배출구(17)와 연통되는 급기 공간(171), 상기 제 2 흡입구(16)와 연통되는 환기 공간(161) 및 상기 제 2 배출구(18)와 연통되는 배기 공간(181)을 포함할 수 있다.
상기 급기 유로를 유동하는 공기는 상기 외기 공간(151), 상기 열 교환 유닛(100) 및 상기 급기 공간(171)을 순차로 통과할 수 있다. 그리고, 상기 배기 유로를 유동하는 공기는 상기 환기 공간(161), 열 교환 유닛(100) 및 상기 배기 공간(181)을 순차로 통과할 수 있다.
여기서, 상기 급기 유로와 배기 유로를 유동하는 공기는 상기 열교환 유닛(100)을 통해 열 교환을 하고, 이때 1차로 열 회수가 이루어진다.
상세히, 급기 유로를 유동하는 공기는 상기 제 1 흡입구(15)에 유입되며, 상기 외기 공간(151)과 상기 열 교환 유닛(100) 및 상기 급기 공간(171)를 차례로 거쳐 제 1 배출구(17)를 통해 유출될 수 있다.
배기 유로를 유동하는 공기는 상기 제 2 흡입구(16)로부터 유입되며, 상기 환기 공간(161)과 상기 열 교환 유닛(100) 및 상기 배기 공간(182)를 차례로 거처 제 2 배출구(18)를 통해 유출될 수 있다.
상기 급기 유로와 상기 배기 유로가 교차하는 열 교환 유닛(100)에서 열 교환이 이루어질 수 있다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 도 1의 A를 확대한 확대도이다.
도 1 및 도 4를 참조하면, 상기 제 4 덕트부(182)로부터 분지되어 연장되는 상기 제 5 덕트부(183)는 실외기(2)가 위치하는 실외기 공간(R1)의 하부까지 연장될 수 있다.
상기 제 5 덕트부(183)는 실외기의 흡입구를 향하여 공기를 배출할 수 있도록 구성될 수 있다. 이때, 상기 제 5 덕트부(183)은 상기 실외기(2)에 인접하도록 배치될 수 있다.
상기 제 5 덕트부(183)는 공기가 배출되며, 상기 실외기의 흡입구를 바라보도록 배치되는 토출 단부(185)를 포함할 수 있다.
한편, 상기 실외기(2)는 상기 흡입구를 형성하는 흡입그릴(22)을 포함할 수 있으며, 상기 토출 단부(185)는 상기 흡입그릴(22)로부터 이격하여 형성될 수 있다.
일례로, 상기 제 5 덕트부(183)는 상기 제 4 덕트부(182)로부터 분지하여 하방으로 연장하는 제 1 연장부(183a) 및 상기 제 1 연장부(183a)로부터 절곡하여 상기 실외기의 흡입구를 향하여 연장하는 제 2 연장부(183b)를 포함할 수 있다.
상기 토출 단부(185)는 상기 제 2 연장부(183b)의 단부에 형성될 수 있다.
일례로, 상기 제 2 연장부(183b)는 상기 벽(50)으로부터 상기 실외기의 흡입구를 향하는 방향으로 더 돌출할 수 있다. 따라서, 상기 제 2 연장부(183b)를 “돌출부”라 이름할 수 있다. 이 때, 상기 토출 단부(185)는 상기 벽(50)으로부터 상기 실외기(2)의 흡입구를 향하여 돌출할 수 있다.
이때, 상기 토출 단부(185)는 상기 벽(50)으로부터 이격하며, 상기 벽(50)과 상기 실외기의 흡입구의 사이에 위치할 수 있다.
다른 예로, 상기 제 2 연장부(183b)는 상기 벽(50)으로부터 더 돌출되지 않고, 상기 제 2 연장부(183b)의 토출 단부(185)는 상기 벽(50)의 면과 동일한 면을 형성할 수 있다.
한편, 상기 토출 단부(185)가 상기 흡입그릴(22)과 밀착하여 형성되는 경우 오히려 저항으로 작용하여 토출 단부(185)에서 토출되는 공기가 상기 흡입그릴(22)로 유동하지 않거나 부하가 걸릴 수 있다. 따라서 상기 토출 단부(185)와 상기 흡입그릴(22)은 일정 거리() 만큼 이격되어 형성될 수 있다.
이때, 상기 토출 단부(185)와 흡입그릴(22) 간의 거리()가 멀어지는 경우 상기 토출 단부(185)로부터 토출되는 공기가 상기 흡입그릴(22)을 향하여 흡입되지 못하고 흡입그릴(22)의 주변으로 비산할 수 있다. 따라서, 상기 토출 단부(185)와 상기 흡입그릴(22)은 상기 토출 단부(185)로부터 토출되는 공기가 상기 흡입그릴(22)에 흡입될 수 있을 정도의 거리()를 유지하는 것이 좋다.
상기 토출 단부(185)와 흡입그릴(22) 간의 거리()는 실외기(2)의 크기, 흡입 성능, 토출 단부(185)의 크기에 따라 달라질 수 있다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 공기 조화 시스템에서 댐퍼가 열린 상태일 때의 실내 공기와 실외 공기의 유동 흐름을 보여주는 도면이고, 도 6은 본 발명의 실시예에 따른 공기 조화 시스템에서 댐퍼가 닫힌 상태일 때의 실내 공기와 실외 공기의 유동 흐름을 보여주는 도면이다.
도 5를 참조하면, 도 5는 댐퍼(200)가 개방된 상태(ON)로, 상기 댐퍼(200)는 제 2 배출구(18)에서 배출된 공기가 제 4 덕트부(182)를 통과하여 실외로 토출되지 못하도록 상기 제 4 덕트부(182)를 폐쇄하고 제 5 덕트부(183)를 개방한다.
그리고, 실내 공간(R2)에서 흡입된 공기는, 전열교환기(1) 내에서 실외 공기와 1차로 열 교환한 뒤 제 2 배출구(18)로부터 배출되어 제 5 덕트부(183)를 향해 유동할 수 있다. 이때, 1차로 열 교환된 실내 공기는 상기 토출 단부(185)로부터 상기 실외기(2)의 흡입구를 향해 토출될 수 있다.
즉, 고온의 실외 공기의 열(Q1)이 저온의 실내 공기로 이동하여 1차로 열 교환이 이루어질 수 있다.
상기 1차로 열 교환된 실내 공기가 상기 제 5 덕트부(183)에 의해 실외기(2)를 향하여 토출 됨으로써 2차로 열 교환이 될 수 있다.
상세히, 여름철의 경우, 일반적으로 실외 온도가 실내 온도보다 높고, 온도 차이가 클 수 있다. 이 경우, 상기 전열교환기(1)에서 1차로 실내 공기와 실외 공기의 열 교환이 이루어지더라도, 여전히 실내 공기는 실외 공기보다 온도가 낮은 상태이며, 실외기 공간(R1)의 실외기 온도보다 배기 온도가 낮을 수 있다.
이때, 상대적으로 고온의 실외기(2)에 상대적으로 저온의 배기가 유입됨으로써 2차로 열을 회수하여 실외기(2)의 토출 그릴(21)을 통해 토출시킬 수 있다.
상기 실외기(2)를 통해 2차로 열 회수를 하여 1차 열 회수 후의 폐열을 실외로 바로 배출하지 않아 열 효율이 더 높아질 수 있으며, 고온의 실외기(2)를 추가적인 전력을 사용하지 않고도 온도를 낮출 수 있어 소비전력을 절약할 수 있다.
즉, 압축기의 구동 횟수를 줄일 수 있으며, 상기 실외기 공간(R1)을 여름철에도 쾌적하게 유지시킬 수 있다.
한편, 도 6을 참조하면, 여름철이라도 실내 온도가 실외 온도와 동일하거나 더 높은 경우에는 상기 댐퍼(200)가 제 1 상태에 있을 때, 상기 제 4 덕트부(182)를 개방하고, 상기 제 5 덕트부(183)를 폐쇄할 수 있다.
이에 의하면, 상기 실내 공간(R2)에서 유입된 고온의 실내 공기의 열(Q2)이 저온의 실외 공기로 이동하여 열 교환이 1차로 이루어질 수 있으며, 1차로 열 교환된 실내 공기는 상기 실외기 공간(R1)로 공급하지 않고 실외로 배출시킬 수 있다.
그리고, 이는 여름철에 한정되는 것은 아니며, 사용자가 공기 조화기의 운전 모드를 냉방으로 선택하여 냉방 운전 중인 경우에 해당할 수 있다.
한편, 겨울철, 즉 사용자가 공기 조화기의 운전 모드를 난방으로 선택하여 난방 운전 중인 경우를 살펴보면 다음과 같다.
도 5를 참조하면, 상기 댐퍼(200)가 제 2 상태에 있을 때, 상기 제 4 덕트부(182)는 폐쇄되고 상기 제 5 덕트부(183)는 개방될 수 있다. 이는, 실내 온도가 실외 온도보다 높은 경우에 해당되며, 상기 전열교환기(1) 내에서 고온의 실내 공기의 열이 저온의 실외 공기로 이동할 수 있다. 즉, 도 5에 도시된 열(Q1)의 이동과 반대 방향으로 열이 이동한다.
상기 1차로 열 회수된 실내 공기는 제 2 배출구(18)를 통해 배출되며, 상기 댐퍼(200)가 개방되어 상기 제 5 덕트부(183)를 따라 유동하고 토출 단부(185)에서 상기 흡입구(22)로 배출된다. 이때의 배기는 실외기(2)보다 고온으로, 저온의 실외기(2)로 열을 이동시켜 2차로 열 회수가 이루어진다. 따라서 열 효율을 높일 수 있으며, 실외기(2)가 저온에 의해 효율이 떨어지거나 고장 날 우려를 줄일 수 있다.
도 6을 참조하면, 상기 댐퍼(200)가 제 1 상태에서, 상기 제 4 덕트부(182)는 개방되고 상기 제 5 덕트부(183)는 폐쇄될 수 있다. 이는 실내 온도가 실외 온도와 동일하거나 낮은 경우에 해당되며, 상기 전열 교환기(1) 내에서 고온의 실외 공기의 열이 저온의 실내 공기로 이동할 수 있다. 즉, 도 6에 도시된 열(Q2)이 이동하는 방향과 반대 방향으로 열이 이동한다.
상기 1차로 열 교환된 실내 공기는 제 2 배출구(18)를 통해 배출되며, 상기 제 1 상태에서 상기 댐퍼(200)에 의해 개방된 상기 제 4 덕트부(182)를 따라 유동한 뒤 실외로 배출될 수 있다.
즉, 실내 공기와 실외 공기의 온도를 비교하여 상기 댐퍼(200)를 개폐하여 실외기(2)에 배기를 공급할지 결정할 수 있으며, 공급이 결정되는 경우 배기가 2차로 열 회수를 하기 위해 토출 단부(185)를 통해 실외기(2)에 분사될 수 있다.
분사된 배기는 외기와 섞이게 되며 2차 열회수를 통해 여름철(냉방 시)에는 외기보다 저온의 공기를 실외기(2)에 공급할 수 있고, 겨울철(난방 시)에는 외기보다 고온의 공기를 실외기(2)에 공급할 수 있게 된다.
이에 의하면, 폐열을 활용하여 실외기(2)의 적정 온도를 유지할 수 있으며, 열 효율을 높일 수 있다. 또한, 압축기의 구동 횟수를 감소시켜 소비전력도 절약할 수 있다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 공기 조화 시스템의 제어 구성을 보여주는 블럭도이고, 도 8은 본 발명의 실시예에 따른 공기 조화 시스템의 제어 방법을 보여주는 플로우 챠트이다. 도 7 및 도 8을 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 공기 조화 시스템의 제어방법을 설명한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 공기 조화 시스템은, 실내 공간(R2)에 배치되는 실내기(3)와, 실외기 공간(R1)에 배치되는 실외기(2)와, 상부 공간(C1)에 배치되고 공기를 실외로 배출하는 배기구(18)를 구비하는 전열교환기를 포함할 수 있다.
도 7을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 공기 조화 시스템은 시스템의 구동을 위하여 소정의 명령을 입력할 수 있는 입력부(310)를 포함할 수 있다. 일례로, 상기 입력부(310)는 사용자가 조작하는 리모컨을 포함할 수 있다.
상기 공기 조화 시스템은 실외 또는 실내의 온도를 감지하는 온도센서(320)를 더 포함할 수 있다. 상기 온도센서(320)는 상기 실외의 온도를 감지하는 실외 온도센서 및 상기 실내의 온도를 감지하는 실내 온도센서를 포함할 수 있다.
상기 공기 조화 시스템은 실내기(3)와 실외기(2)를 포함하는 공기조화기의 구동을 위한 구동부로서 압축기를 더 포함할 수 있다.
상기 공기 조화 시스템은 공기 유동을 발생시키기 위한 송풍팬(340)을 더 포함할 수 있다. 상기 송풍팬(340)은 실내기에 구비되는 실내 팬, 실외기에 구비되는 실외 팬, 전열 교환기에 구비되는 전열 팬을 포함할 수 있다.
상기 공기 조화 시스템은 위에서 설명한, 제 4 덕트부(182) 또는 제 5 덕트부(183)의 개폐를 위하여 제어되는 댐퍼(200)를 더 포함할 수 있다.
상기 공기 조화 시스템은 상기 입력부(310)를 통하여 입력된 정보 또는 온도센서(320)에서 감지된 정보에 기초하여, 상기 압축기(330), 송풍팬(340) 및 댐퍼(200)의 작동을 제어하는 제어부(300)를 더 포함할 수 있다.
상기 제어부는 도 3에서 설명한 전열교환기(1)의 컨트롤 박스(140)에 구비될 수 있다. 다만, 이에 제한되지는 않으며, 상기 제어부(300)는 전열교환기(1)의 컨트롤 박스(140)와는 별도의 구성으로 제공될 수도 있을 것이다.
도 8을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 공기 조화 시스템은 상기 입력부(310)를 통하여 사용자에 의해 전원이 켜질 수 있다. (S1) 이때 공기 조화기의 운전이 시작되며, 사용자는 실내 공간(R2)의 온도에 따라 공기 조화기의 운전모드를 냉방으로 할지 난방으로 할지 선택할 수 있다. (S2).
상기 제어부(300)는 사용자가 선택한 상기 공기 조화기의 운전모드가 냉방인지 인식할 수 있다. (S3) 한편, 상기 제어부(300)는 전열교환기(1)의 컨트롤 박스(140)에 함께 구비될 수도 있고 별도로 구비될 수도 있다.
상기 제어부(300)에서 상기 사용자가 선택한 운전모드가 냉방으로 선택된 것으로 인식되면, 상기 전열교환기의 전원이 켜지게 되고(S4), 상기 제어부는 실내온도가 실외온도를 비교할 수 있다. 이때 상기 제어부는 실내온도가 실외온도보다 높거나 동일한지 여부를 인식할 수 있다. (S5)
상기 제어부(300)는 실외온도와 실내온도에 기초하여 사용자가 선택한 운전 모드에 따라 상기 댐퍼를 제어할 수 있다. 이때 상기 댐퍼는 상기 실외기 공급 덕트(183)를 폐쇄하는 제 1 상태 또는 상기 실외기 공급 덕트(183)를 개방하는 제 2 상태로 전환될 수 있다.
다시 말하면, 상기 제어부(300)는 상기 실내 온도센서 및 실외 온도센서에 의해 측정된 실내 공기와 실외 공기의 온도를 비교하여 상기 댐퍼(200)를 제 1 상태 또는 제 2 상태로 전환할 수 있다.
상기 사용자가 선택한 운전 모드가 냉방이고 실내 온도가 실외 온도와 동일하거나 더 높은 경우에, 상기 댐퍼(200)는 상기 제 4 덕트부(182)를 개방하고 상기 제 5 덕트부(183)을 폐쇄하도록 제 1 상태로 전환될 수 있다. (S6) 이때 공기의 유동 흐름과 열의 유동 방향은 도 6에서 도시된 바와 같다.
구체적으로, 상대적으로 저온의 실외공기는 실외로부터 유입되어 상기 제 1 덕트부(152)를 통과하여 급기 유로를 유동하며, 열교환을 통해 온도가 높아진 상태에서 상기 제 3 덕트부(172)를 통과하여 실내 공간(R2)으로 배출될 수 있다.
또한, 상대적으로 고온의 실내 공기는 실내 공간(R2)으로부터 유입되어 제 2 덕트부(162)를 통과하여 배기 유로를 유동하며, 열교환을 통해 온도가 낮아진 상태에서 상기 제 4 덕트부(182)를 통과하여 실외로 배출될 수 있다.
한편, 상기 사용자가 선택한 운전 모드가 냉방이고 실내 온도가 실외 온도보다 낮은 경우에, 상기 댐퍼(200)는 제 2 상태로 전환되어 상기 제 4 덕트부(182)가 폐쇄되고 상기 제 5 덕트부(183)가 개방될 수 있다. (S7) 공기의 유동 흐름과 열의 유동 방향은 도 5에서 도시된 바와 같다.
구체적으로, 상대적으로 고온의 실외공기는 실외로부터 유입되어 상기 제 1 덕트부(152)를 통과하여 급기 유로를 유동하며 열 교환을 통해 온도가 낮아진 상태에서 상기 제 3 덕트부(172)를 통과하여 실내 공간(R2)으로 배출될 수 있다.
또한, 상대적으로 저온의 실내 공기는 실내 공간(R2)로부터 유입되어 제 2 덕트부(162)를 통과하여 배기 유로를 유동하며 열 교환을 통해 온도가 높아진 상태에서 상기 제 5 덕트부(182)를 통과하여 실외기 공간(R1)로 배출될 수 있다. 이때 제 2 배출구(18)로부터 유출된 배기의 온도는 실외기 공간(R1)의 온도보다 낮을 수 있다.
한편, 상기 제어부(300)에서 운전모드가 난방으로 선택된 것으로 인식되면, 상기 전열교환기(1)의 전원이 켜지게 되고(S8), 상기 제어부(300)는 실내온도가 실외온도보다 낮거나 동일한지 여부를 인식할 수 있다. (S9)
상기 사용자가 선택한 운전 모드가 난방이고 실내온도가 실외온도와 동일하거나 더 낮은 것에, 상기 댐퍼(200)는 상기 제 1 상태로 전환되어 상기 제 4 덕트부(182)를 개방하고 상기 제 5 덕트부(183)을 폐쇄할 수 있다. (S10) 이때 공기의 유동 흐름은 도 6에서 도시된 바와 같다. 다만, 전열교환기(1) 내에서의 열의 이동 방향은 도 6과 반대로 실외 공기로부터 실내공기로 이동할 수 있다.
구체적으로, 상대적으로 고온의 실외공기는 실외로부터 유입되어 상기 제 1 덕트부(152)를 통과하여 급기 유로를 유동하며 열교환을 통해 온도가 낮아진 상태에서 상기 제 3 덕트부(172)를 통과하여 상기 실내 공간(R2)으로 배출될 수 있다.
또한, 상대적으로 저온의 실내 공기는 상기 실내 공간(R2)으로부터 유입되어 제 2 덕트부(162)를 통과하여 배기 유로를 유동하며, 열교환을 통해 온도가 높아진 상태에서 상기 제 4 덕트부(182)를 통과하여 실외로 배출될 수 있다.
한편, 상기 사용자가 선택한 운전 모드가 난방이고 실내 온도가 실외 온도보다 더 높은 경우에, 상기 댐퍼(200)는 제 2 상태로 전환되어 상기 제 4 덕트부(182)가 폐쇄되고 상기 제 5 덕트부(183)가 개방된다. (S11)
이때, 공기의 유동 흐름은 도 5에서 도시된 바와 같다. 다만, 전열교환기(1) 내에서의 열의 이동은, 도 5에서 도시된 열(Q1)의 이동 방향과 반대로 실내 공기로부터 실외 공기로 향하는 방향으로 이동할 수 있다.
구체적으로, 상대적으로 저온의 실외공기는 실외로부터 유입되어 상기 제 1 덕트부(152)를 통과하여 급기 유로를 유동하며, 열 교환을 통해 온도가 높아진 상태에서 상기 제 3 덕트부(172)를 통과하여 상기 실내 공간(R2)으로 배출될 수 있다.
또한, 상대적으로 고온의 실내 공기는 상기 실내 공간(R2)로부터 유입되어 제 2 덕트부(162)를 통과하여 배기 유로를 유동하며, 열 교환을 통해 온도가 낮아진 상태에서 상기 제 5 덕트부(182)를 통과하여 실외기 공간(R1)으로 배출될 수 있다. 이때 제 2 배출구(18)로부터 유출된 배기의 온도는 실외기 공간(R1)의 온도보다 높을 수 있다.
한편, 상기 제어부(300)가 운전 종료를 할 것인지 인식하면 본 발명에 따른 공기조화 시스템은 종료할 수 있다.(S12) 일례로, 운전 종료는 사용자가 입력부(310)를 통해 선택할 수 있다. 사용자가 운전 종료를 선택하지 않는다면 상기 제어부(300)는 다시 운전모드가 냉방인지 인식하는 단계(S3)부터 반복 수행할 수 있다.
이와 같은 제어 방법에 의하면, 운전모드가 냉방인지 난방인지 여부에 따라 실내 공기와 실외 공기의 온도를 비교하여 상기 전열교환기(1)에서 1차로 열회수를 하고 실외기(2)에서 2차로 열회수를 할 수 있다.
이러한 본 발명의 공기 조화 시스템에 따른 2단의 열회수를 통해 폐열을 실외로 바로 배출하지 않고 실외기(2)의 온도를 높이거나 낮추는데 사용하여 전열 교환기의 구조적 변경 없이도 열 효율을 증대시킬 수 있다.
그리고, 상기 실외기(2)가 보다 적정온도에서 운전될 수 있어 압축기의 구동 횟수가 감소하여 소비전력을 절약할 수 있다.
또한, 2차로 회수되는 열에 의해 실외기 공간(R1)이 너무 춥거나 너무 덥지 않도록 유지할 수 있어 쾌적하며, 상기 실외기(2)의 고장의 위험성이 줄어들 수 있다.
1: 젼열 교환기 10: 하우징
100: 열 교환 유닛 200: 댐퍼
182: 실외 덕트 183: 실외기 공급덕트
185: 토출 단부 2: 실외기
3: 실내기 C1: 상부 공간
R1: 실내 공간 R2: 실외기 공간

Claims (15)

  1. 실내 공간에 배치되는 실내기와, 실외기 공간에 배치되는 실외기 및 상부 공간에 배치되는 전열 교환기를 포함하는 공기 조화 시스템에 있어서,
    상기 전열 교환기에서 열 교환된 공기를 실외로 배출하는 배기구에 연통되며, 상기 실외기를 향하여 연장하는 실외기 공급덕트를 더 포함하고,
    상기 실외기 공급덕트는 상기 실외기의 흡입구를 바라보도록 배치되는 토출 단부를 포함하는 공기 조화 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 배기구에 연결되며, 전열교환기를 통과한 공기를 실외로 배출하는 실외 덕트를 더 포함하고,
    상기 실외기 공급덕트는 상기 실외 덕트로부터 분지하여, 상기 실외기에 인접하도록 배치되는 공기 조화 시스템.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 실외기 공급덕트는 상기 실외 덕트로부터 분지하는 제 1 연장부 및 상기 제 1연장부로부터 절곡하여 실외기를 향하여 연장하는 제 2 연장부를 포함하는 공기 조화 시스템.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 실외기 공급덕트의 토출 단부는 상기 제 2 연장부의 단부에 형성되는 공기 조화 시스템.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 실외기는 상기 흡입구를 형성하는 흡입 그릴을 포함하고,
    상기 토출 단부는 상기 흡입그릴로부터 이격하여 형성되는 공기 조화 시스템.
  6. 제 4 항에 있어서,
    상기 실외기 공간에 배치되는 벽을 정의할 때, 상기 실외기 공급덕트는 상기 벽의 내부에 매립되어 설치되고,
    상기 토출 단부는 상기 벽의 면에 동일한 면을 형성하거나, 상기 벽으로부터 상기 흡입구를 향하여 돌출하는 공기 조화 시스템.
  7. 제 2 항에 있어서,
    상기 실외기 공급덕트의 내부 또는 상기 실외기 공급덕트에 인접하게 배치되며, 상기 실외기 공급덕트를 개방 또는 폐쇄하는 댐퍼를 더 포함하는 공기 조화 시스템.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 댐퍼는 상기 실외 덕트 및 실외기 공급 덕트 중 어느 하나는 개방하고, 다른 하나는 폐쇄하도록,
    상기 실외 덕트의 내부, 상기 실외기 공급 덕트의 내부, 또는 상기 실외 덕트와 상기 실외기 공급덕트가 만나는 지점에 배치되는 공기 조화 시스템.
  9. 제 8항에 있어서,
    상기 댐퍼의 작동을 제어하는 제어부를 더 포함하고,
    상기 댐퍼는 상기 실외 덕트를 개방하고 실외기 공급덕트를 폐쇄하는 제 1 상태와,
    상기 실외 덕트를 폐쇄하고 실외기 공급덕트를 개방하는 제 2 상태의 사이에서 회전 가능하게 구비되는 공기 조화 시스템.
  10. 실내 공간에 배치되는 실내기와, 실외기 공간에 배치되는 실외기와, 상부 공간에 배치되고 공기를 실외로 배출하는 배기구를 구비하는 전열 교환기를 포함하는 공기 조화 시스템의 제어방법에 있어서,
    상기 배기구에 연통되며 상기 실외기를 향하여 연장하는 실외기 공급덕트; 및
    상기 실외기 공급 덕트의 개방 또는 폐쇄를 위하여 작동하는 댐퍼를 더 포함하고,
    실외온도와 실내온도에 기초하여 사용자가 선택한 운전 모드에 따라 상기 댐퍼를 제어하는 단계를 포함하고,
    상기 댐퍼를 제어하는 단계는,
    상기 실외기 공급 덕트를 폐쇄하는 제 1 상태 또는 상기 실외기 공급덕트를 개방하는 제 2 상태로 전환하는 것을 포함하는 공기 조화 시스템의 제어방법.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 댐퍼를 제어하는 단계는,
    상기 사용자가 선택한 운전 모드가 냉방이고 실내온도가 실외온도와 동일하거나 더 높은 경우에, 상기 댐퍼는 제 1 상태로 전환되어 상기 실외기 공급덕트를 폐쇄하는 것을 특징으로 하는 공기 조화 시스템의 제어방법.
  12. 제 10 항에 있어서,
    상기 댐퍼를 제어하는 단계는,
    상기 사용자가 선택한 운전 모드가 냉방이고 실내온도가 실외온도보다 낮은 경우에, 상기 댐퍼는 제 2 상태로 전환되어 상기 실외기 공급덕트를 개방하는 것을 특징으로 하는 공기 조화 시스템의 제어방법.
  13. 제 10 항에 있어서,
    상기 댐퍼를 제어하는 단계는,
    상기 사용자가 선택한 운전 모드가 난방이고 실내온도가 실외온도와 동일하거나 더 낮은 경우에, 상기 댐퍼는 제 1 상태로 전환되어 상기 실외기 공급덕트를 폐쇄하는 것을 특징으로 하는 공기 조화 시스템의 제어방법.
  14. 제 10 항에 있어서,
    상기 댐퍼를 제어하는 단계는,
    상기 사용자가 선택한 운전 모드가 난방이고 실내온도가 실외온도보다 더 높은 경우에, 상기 댐퍼는 제 2 상태로 전환되어 상기 실외기 공급덕트를 개방하는 것을 특징으로 하는 공기 조화 시스템의 제어방법.
  15. 제 10 항 내지 제 14 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 사용자가 선택한 운전 모드가 냉방인지 인식하는 단계; 및
    실내온도와 실외온도를 비교하는 단계를 더 포함하는 공기 조화 시스템의 제어방법.
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