KR950008736B1 - 가습겸용 공기조화기 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

가습겸용 공기조화기

제1도는 일반적인 공기조화기의 측단면도.

제2도는 종래 기술에 의한 공기조화기의 가습장치를 보인 사시도.

제3도는 종래 기술에 의한 공기조화기의 가습수단에 의하여 가습되는 공기의 상태 변화를 보인 습공기선도.

제4도 및 제5도는 종래 기술에 의한 냉방 에어컨디셔너의 응축수 처리장치를 보인 사시도 및 분해 사시도.

제6도 및 제7도는 종래 기술에 의한 냉방 에어컨디셔너의 응축수 처리장치에 의하여 습공기에 포함된 수분이 응축되는 프로세스를 설명하기 위한 작용도 및 절대습도-건구온도선도.

제8도 및 제9도는 종래 기술에 의한 냉방 에어컨디셔너의 냉방 사이클 및 P-H선도.

제10도는 본 발명에 의한 가습겸용 공기조화기의 전체 구성을 보인 사시도.

제11도는 본 발명에 의한 가습겸용 공기조화기의 요부 구성을 보인 사시도.

제12도는 제11도의 구성을 보인 분해 사시도.

제13도는 본 발명에 의한 가습겸용 공기조화기의 요부 구성을 보인 부분절결 사시도.

제14도의 (a)는 본 발명에 의한 가습겸용 공기조화기의 요부 구성을 보인 종단면도.

(b)는 일반적인 가습장치를 보인 종단면도.

제15도는 본 발명에 의한 가습겸용 공기조화기의 요부 구성 및 작용을 보인 다른 부위의 종단면도.

* 도면의 주요 부븐에 대한 부호의 설명

21 : 응축수 수납수단 22 : 응축수 저장수단

23 : 응축수 전달수단 24 : 응축수 정수 및 항균수단

25 : 응축수 가습수단 26 : 토출방향조절수단

34 : 배출구 36,37 : 배출공

41 : 분할수단 42 : 마그네트도어

43 : 탄성수단 44 : 솔레노이드

본 발명은 가습기용 공기조화기에 관한 것으로, 특히 응축수를 이용하여 가습을 가능하도록 함으로써 물을 별도로 공급하여야 하는 번거로움을 해소하고, 별도의 배수 파이프를 설치하여야 하는 난점을 해소할 수 있게 한 가습겸용 공기조화기에 관한 것이다.

본 발명의 전제 기술로는, 공기조화기 및 난방기의 가급장치와, 냉방 에어컨디셔너의 응축수 처리장치를 그 예로 들수 있다.

종래 기술에 의한 전형적인 공기정화기 및 난방기의 가습장치와, 냉방 에어컨디셔너의 응축수 처리장치의 실시형태를 첨부 도면에 의하여 설명하면 다음과 같다.

먼저, 알려진 바와 갇은 공기정조기 및 난방기의 가습장치는, 제1도 및 제2도에 도시한 바와 같이, 공기정화기 및 난방기 본체(1)의 내부 하측에 설치되는 공조수단(2)과. 그 상측에 설치되는 가습수단(3)으로구성되어 있다.

상기 가습수단(3)은 물을 저장하기 위한 물저장수단(4)과, 실제 수증기나 물방울을 분무하여 가습하는 가습분사수단(드로틀 밸브(trottle)(5)과, 상기 물저장수단(4)으로 물을 공급하기 위한 물공급수단(6)으로 구성되어 있다.

상기 가습수단(3)은 물저장수단(4)에 저장되어 있는 물을 공급받아 가습분사수단(5)에서 작은 물방울을 분무한다.

이와 같이 분무된 작은 물방울은 공조수단(1)에서 토출하는 공기와 혼합되고, 이로서 실내를 가습시키게 되는 것이다.

상기 물저장수단(4)의 물은 물공급수단(6)에 의하여 사용자가 별도로 공급하여야 한다.

상기 가습분사수단(5)에 의하여 가습되는 공기의 상태 변화를 제3도에 도시한 습공기 선도로 설명하면 다음과 같다.

제2도에서 공조수단(2)으로 들어오는 공기의 상태를 나타내는 점도 0이다.

공기정화기의 경우에는 공기를 가열 또는 냉각시키지 않고 단지 정화만시켜 주기 때문에 공기의 은도는 변화되지 않는다.

따라서, 가습분사수단(5)에 의하여 공기가 가습되면, 절대습도 x와, 상대습도가 상승하여 공기의 상태는 A점에 이르게 된다.

참고적으로, 절대습도 x는 『습공기 중에 포함되는 수증기량과 건조 공기량과의 질량비[kg/kg(DA)]』로서 정의되며, 식(1)과 같이 표현된다.

상대습도는 『습공기 중의 수증기량×kg/kg(DA)와 그 온도에서의 포화 공기 중의 수증기량 xs kg/kg(DA)와의 비(%)』로 정의되며, 식(2)와 같이 표현된다.

난방기의 겅우에는 공조수단(2)에서 공기가 가열되어 공기 온도가 상승된다.

따라서, 가습분사수단(5)에 의하여 가습되면, 공기의 절대습도 x가 상승하여 공기의 상대는 B점에 도달하게 된다.

한편, 냉방 에어컨디셔너의 응축수 처리수단의 실시형태는, 제4도 및 제5도에 도시한 바와 같이, 증발기(11)와, 상기 증발기(11)에서 응축된 물을 수납하는 응축수 수단수단(12)과, 상기 응축수 수납수단(12)의 응축수를 유도하는 응축수 유도수단(13)과, 응축수를 외부로 배출하기 위한 응축수 배출수단(14)으로 구성되어 있다.

이와 같은 응축수 처리장치가 구비된 냉방 에어컨디셔너는, 흡입된 공기가 수분을 포함하는 습동기로서 증발기(11)에서 응축되어 이슬이 맺히게 되고, 맺힌 이슬은 물방울이 되어 아래로 흘러 응축수 수납수단(12)에 떨어진다.

이와 같이 응축수 수납수단(12)에 떨어진 응축수는 응축수 유도수단(13)에 의하여 응축수 배출수단(14)을 통하여 외부로 배출되는 것이다.

상기 증발기(11)에서 습공기에 포함된 수분이 응축되는 과정(프로세스)을 설명하면 다음과 같다.

제6도 및 제7도에 도시한 바와 같이, 공기가 증발기(11)의 입구로 들어올 때의 상태를 점 O라고 한다.

공기가 증발기(11)를 통과하게 되면, 증발기(11)의 표면과 접촉하는 공기는 증발기(11)의 표면과의 온도차에 의하여 증발기(11)쪽으로 열 Q를 빼았기게 된다.

증발기(11)의 표면과 접촉하는 공기의 온도는 내려가서 이슬점(Dew Point)인 점 1에 도달하게 되고, 공기 중에 있는 수분이 응축되어 제습이 일어나서 공기는 점 1'에 이르게 된다.

참고적으로, 에어컨디셔너의 냉방 사이클에 관하여 설명하면 다음과 같다.

제8도 및 제9도에 도시된 바와 같이, 냉매는 관내를 흘러 증발기(11)를 통과하면서 관외부의 열 Qe를 흡수하고, 이를 증발잠열로 하여 증발하게 된다.

증발된 냉매는 증기 상태인데 과열되어 압축기(15)로 흘러가고, 상기 압축기(15)에서는 냉매가 응축기(16)에서 응축하기 쉽도록 일 W만큼 냉매에 열을 가하여 냉매를 압축시킨다.

따라서, 냉매는 고온, 고압의 상태가 되고, 고온, 고압 상태의 냉매 증기는 응축기(16)로 흘러가게 된다.

이와 같이 고온, 고압의 상태로 응축기(16)로 들어온 냉매는 외부로 열 Qc를 잠열로 발산하고 응축하게 된다.

응축된 액냉매는 과냉되어 모세관(17)으로 흘러가고, 상기 모세관(17)에서는 교축작용으로 냉매의 압력과 온도가 내려가 저온, 저압의 냉매가 되고, 이는 다시 증발기(11)로 흘러나 사이클을 이루게 된다.

따라서, 증발기(11)는 저온, 저압 상태인 냉매에 의하여 그 표면도 냉각되는 것이다.

냉방시 에어컨디셔너의 제습능력(Q/h)은 아래의 [표]와 같다.

[표]

상기한 바와 같은 종래의 기술에 있어서는, 밀폐된 공간에서 장시간 냉방을 하게 되면, 실내 온도가 저하될 뿐만 아니라, 필요이상으로 상대습도 x가 내려가게 된다.

이로 인하어, 실내에 있는 사용자에게 호흡기 질환 및 냉방병을 유발하게 된다.

이렇게 필요 이상 제습되어 건조한 실내에서는 가습을 해야할 필요가 있게 된다.

그러나, 상기한 공기정화기 및 난방기의 가습장치에 있어서는, 가습수단(3)의 구성요소인 물저장수단(4)에 물을 사용자가 직접 물공급수단(6)으로 공급하여야 하는 번거로움이 있었으며, 또는 외부로부터 별도의 급수용 배관을 설치하여야 하는 어려움이 있었다.

또한, 에어컨디셔너의 응축수 처리장치에 있어서는, 응축수를 외부로 배출시키는데 주 목적이 있는 바, 따라서 응축수 배출수단(14)은 보통 배수 파이프를 사용하기 때문에, 창문형 룸 에어컨디셔너를 출입구 위에 설치할 경우, 배수구가 없어서 배수 파이프를 적절히 설치할 수 없게 되어 배수되는 물이 지나가는 사람에게 떨어지는 폐단이 있었다.

상기한 바와 같은 폐단을 극복하기 위하여 고안된 일본 샤프(SHARP)의 '93년 창문형 룸 에어컨디셔너인 모델 AW-D182(일경산업신문 '93.2.19일자 참조)의 경우는, 고속 안개화 장치로 응축수를 안개화시켜 송풍팬으로 외부로 방출하므로 배수공사를 필요없도록 하는 잇점이 있으나, 이는 응축수를 그냥 배출시키는데 별도의 장치를 부가시킨 구조로서, 부가적으로 에너지를 소모하게 되는 단점이 있었다.

상기한 응축수 처리 방법들은 응축수를 활용하지 못하고 단지 배출만시키는 방법에 불과한 것이었다.

본 발명의 주 목적 응축수로 가습을 가능하도록 함으로써 물을 별도로 공급하여야 하는 번거로움을 해소할 수 있게 한 가습겸용 공기조화기를 제공에 있다.

본 발명의 다른 목적은 응축수 배출을 위한 별도의 배수 파이프를 설치하여야 하는 난점을 해소할 수 있게 한 가습겸용 공기조화기를 제공함에 있다.

상기한 바와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 응축수 수납수단의 하부에 설치되어 그 응축수 수납수단의 응축수를 저장하는 응축수 저장수단과, 상기 응축수 저장수단에 연결고정되어 응축수 수납수단의 응축수를 응축수 저장수단으로 안내하는 응축수 전달수단과, 상기 응축수 저장수단과 결합되어 응축수를 무화시키는 응축수 가습수단과, 상기 응축수 가습수단에 의하여 배출되는 가습공기를 필요에 따라 내부, 또는 외부로 배출시키는 토출방향조절수단이 구비된 것을 특징으로 가습겸용 공기조화기가 제공된다.

상기 응축수 전달수단에는 응축수를 정수 및 항균시키는 응축수 정수 및 항균수단이 구비되어 었다.

상기 토출방향조절수단은 벽체를 중심으로 하여 실내측으로 통하는 배출공과, 실외측으로 통하는 배출공으로 연통되는 배출구의 중간부에 세워지는 분할수단과, 상기 배출구에 슬라이딩 가능하도록 결합되는 마그네트도어와, 상기 마그네트도어의 일측단부에 연결고정되어 그 마그네트도어를 탄성적으로 지지하는 탄성수단과, 상기 마그네트도어에 인접하도록 설치되어 마그네트도어를 이동시키는 힘을 부여하는 솔레노이드로 구성되어 있다.

이하, 본 발명에 의한 가습겸용 공기조화기를 첨부 도면에 도시한 실시예에 따라서 설명하면 다음과 같다.

제10도는 본 발명에 의한 가습겸용 공기조화기의 전체 구성을 보인 사시도이고, 제11도는 본 발명에 의한 가습겸용 공기조화기의 요부 구성을 보인 사시도이며, 제12도는 제11도의 구성을 보인 분해 사시도이며, 제13도는 본 발명에 의한 가습겸용 공기조화기의 요부 구성을 보인 부분절결 사시도이고, 제14도의 (a)는 본 발명에 의한 가습겸용 공기조화기의 요부 구성을 보인 종단면도이며, 제15도는 본 발명에 의한 가습겸용 공기조화기의 요부 구성 및 작용을 보인 다른 부위의 종단면이다.

본 발명에 의한 가습겸용 공기조화기는, 응축수 수납수단(21)의 하부에 설치되어 그 응축수 수납수단(21)의 응축수를 저장하는 응축수 저장수단(22)과, 상기 응축수 저장수단(22)에 연결고정되어 응축수 수납수단(21)의 응축수를 응축수 저장수단(22)으로 안내하는 응축수 전달수안(23)과, 상기 응축수 저장수단(22)의 단부에 설치되어 응축수를 정수 및 항균시키는 응축수 정수 및 항균수단(24)과, 상기 응축수 저장수단(22)과 결합되어 응축수를 무화시키는 응축수 가스수단(25)과, 상기 응축수 가습수단(25)에 의하여 배출되는 가습공기를 필요에 따라 내부, 또는 외부에 배출시키는 토출방향조절수단(26)으로 구성되어 있다.

상기 응축수 가습수단(25)은 제14도의 (b)에 도시한 바와 같은 일반적인 가습기를 응용한 것으로. 니이들 밸브(31)와, 초음파 진동자(32)와, 송풍구(33)와, 배출구(34)가 구비되어 있으며, 응축수 저장수단(22)과는 고정나사등의 고정수단(35)에 의하여 고정되어 있다.

상기 배출구(34)는 제13도 및 제15도에 도시한 바와 같이, 벽체(W)를 중심으로 하여 실내측으로 통하는 배출공(36)과, 실외측으로 통하는 배출공(37)으로 연통되어 있다.

또한, 상기 토출방향조절수단(26)은 응축수 가습수단(25)의 배출구(34)의 중간부에 세워져 형성되는 분할수단(41)과, 상기 배출구(34)에 슬라이딩 가능하도록 결합되는 마그네트도어(42)와, 상기 마그네트도어(42)의 일측단부에 연결고정되어 그 마그네트도어(42)를 탄성적으로 지지하는 탄성수단(43)과, 상기 마그네트도어(42)에 인접하도록 설치되어 마그네트도어(42)를 이동시키는 힘을 부여하는 솔레노이드(44)로 구성되어있다.

상기 마그네트도어(42)는 도면에는 도시하지 않았으나 안내레일을 따라 좌,우 직선이동이 되도록 하는 것이 바람직하다.

도면중 미설명 부호 27은 응축수 수납수단(21)의 응축수를 유도하기 위한 응축수유도 수단인 베이스 팬(BASE PAN)을 보인 것이며, 도면중 종래의 기술 구성과 동일한 부분에 대하여는 동일 부호를 부여하였다

이와 같이 구성되는 본 발명에 의한 가습겸용 공기조화기는 기존의 공기조화기와 동일한 작용을 수행하게 되는 바, 그 특징적인 작용에 대하여만 설명하기로 한다.

즉, 흡입된 공기에 포함된 수분은 증발기(11)에 응축이 되며, 응축된 물의 중력에 의하여 증발기(11)의 표면을 따라 아래로 흘러 내린다.

이와 같이 흘러 내린 물은 응축수 수납수단(21)인 드립(DRIP)에 떨어지고, 드립에 떨어진 물은 모여서 응축수 유도수단인 베이스 팬(27)으로 흘러간다.

상기 베이스 팬(27)으로부터 흘러들어온 물은 베이스 팬(27)에 형성된 경사진 홈(도시하지 않음)에 의하여 유도되어 응축수 전단수단(23)인 파이프(PIPE)로 전달된다.

상기 응축수 전달수단(23)의 통과하는 응축수는 응축수 정수 및 항균수단(24)인 필터에 의하여 불순물과 잡균이 제거되며, 다시 응축수 저장수단(22)인 물통에 저장된다.

상기 응축수 저장수단(22)과 응축수 가습수단(25)은 일체로 결합되어 있으므로 응축수 저장수단(22)의 응축수는 나이들 밸브(31)를 통하여 응축수 가습수단(25)으로 흘러들게 되며, 초음파 진동자(32)의 초음파에 의하여 응축수를 무화시키게 되는 것이며, 송풍기에 의한 바람이 송풍기(33)를 통하여 배출되면서 가습공기를 배출구(34)로 배출시키게 되는 것이다.

실제 냉방시 에어컨디셔너의 증발기(11)에서 공기에 포함된 수분이 응축되는 수분량은 앞에 도시한 [표]와 같이 창문형 에어컨디셔너에서는 1/1(/h)이다, 그런데 초음파 가습기의 한 개의 초음파 진동자당 가습능력은 0.48∼1.50(/h)로서, 제습되는 응축기를 안개화시키기 위하는 3개정도의 초음파 진동자(32)가 필요하다. 이에 소비되는 전력은 130(W) 정도이다.

한편, 실내습도가 적정(또는, 설정)습도 보다 높거나 같은 경우에는 오히려 불쾌감을 줄 수 있으므로 실내로 가습공기를 공급하여서는 안된다.

그러나, 증발기(11)에서는 계속 응축수가 발생하므로 이를 처리하기 위하여 가습공기를 실외로 배출시켜야 한다.

즉. 토출방향조절수단(26)의 구동으로 마그네트도어(42)를 이동시켜 실내측 배출공(36)을 폐쇄시킴으로써 무화된 가습공기가 실외측 배출공(37)을 통하여 실외로 배출시켜야 하는 바, 그 작용을 제16를 참고로 설명하면 다음과 같다.

먼저, 가변저항(51)을 세팅하여 습도를 설정함으로써 V_B결정하고, 습도센서(52)에서 습도에 따라 R_C가 변함으로써 V_A를 결정한다.

OP, 앰프(Amp)(53)에서 V_A, V_B를 비교하여 V_OUT(또는 0)을 발생시키며, 그 V_OUT에 따라 길레이(54)가 온/오프된다.

이와 같이 릴레이(54)의 온/오프 동작에 의하여 솔레노이드(44)에 전류가 흐르거나, 차단되는 것이다.

이때, 상기 솔레노이드(44)에 전류가 흐르게 되면, 마그네트도어(42)는 탄성수단(43)의 탄성을 이기며 도면에서 우측으로 이동을 함으로써 무화된 가습공기가 실외측 배출공(37)을 통하여 실외로 배출되며, 전류의 흐름이 차단되면, 탄성수단(43)의 탄성복원력에 의하여 마그네트도어(42)가 도면에서 좌측으로 이동함으로써 무화된 가습공기가 실내측 배출공(36)을 통하여 실내로 공급되는 것이다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 의한 가습겸용 공기조화기는, 응축수를 이용하여 가습 동작을 수행하도록 함으로써 물을 별도로 공급하여야 하는 번거로움을 해소하는 잇점이 있으며, 또한 실외로의 파이프를 제거하여, 배수 파이프를 잘못 설치함에 따른 여러 문제, 예를 들어 창문형 에어컨디셔너의 경우, 배수되는 물이 사람에게 떨어지는 문제 등을 해소하는 등의 효과가 있다,

Claims (3)

1. 응축수 수납수단(21)의 하부에 설치되어 그 응축수 수납수단(21)의 응축수를 저장하는 응축수 저장수단(22)과, 상기 응축수 저장수단(22)에 연결고정되어 응축수 수납수단(21)의 응축수를 응축수 저장수단(22)으로 안내하는 응축수 전달수단(23)과, 상기 응축수 저장수단(22)과 결합되어 응축수를 무화시키는 응축수가습수단(25)과, 상기 응축수 가습수단(25)에 의하여 배출되는 가습공기를 필요에 따라 내부, 또는 외부로 배출시키는 토출방향조절수단(26)이 구비된 것을 특징으로 하는 가습겸용 공기조화기.
2. 제1항에 있어서, 상기 응축수 전달수단(23)에 응축수를 정수 및 항균시키는 응축수 정수 및 항균수단(24)이 구비된 것을 특징으로 하는 가습겸용 공기조화기.
3. 제1항에 있어서, 상기 토출방향조절수단(26)은 벽체(W)를 중심으로 하여 실내측으로 통하는 배출공(36)과, 실외측으로 통하는 배출공(37)으로 연통되는 배출구(34)의 중간부에 세워지는 분할수단(41)과, 상기 배출구(34)에 슬라이딩 가능하도록 결합되는 마그네트도어(42)와, 상기 마그네트도어(42)의 일측단부에 연결고정되어 그 마그네트도어(42)에 인접하도록 설치되어 마그네트도어(42)를 이동시키는 힘을 부여하는 솔레노이드(44)로 구성된 것을 특징으로 하는 가습겸용 공기조화기.