WO2017175983A2 - 공기조화기 - Google Patents

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WO2017175983A2
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이기성
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Definitions

  • the present invention relates to an air conditioner and to an air conditioner in which an indoor unit and an outdoor unit are separated.
  • an air conditioner is a device that maintains a comfortable room by adjusting room temperature and humidity or ventilating the room air according to a user's request.
  • the conventional air conditioner is configured to perform cooling using a refrigeration cycle, and to be cooled and heated by a heat pump system, and includes an indoor unit and an outdoor unit.
  • This type of air conditioner is designed to operate only a cooling or heating function, it is difficult to implement a ventilation function integrally.
  • the present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and an object thereof is to provide an air conditioner that is easy to replace or clean parts such as filters.
  • Another object of the present invention is to provide an air conditioner that can be implemented by a simple structure of humidity control, heating and cooling, and air cleaning and ventilation functions.
  • the air conditioner of the present invention for achieving the above object, the first air passage (110a, 110c) for providing a path for discharging the indoor air introduced from one room to the other room, the first air passage (110a)
  • An indoor unit (1) equipped with at least one filter (120, 130, 230) for filtering the air passing through the 110c;
  • the first air passage 110b connected to the first air passages 110a and 110c of the indoor unit 1, the second air passage 210 connected to both ends of the indoor unit 1, and the first air passage 110b and the second air.
  • the outdoor unit 2 includes heat exchangers 150, 250, 170, 270, 150-1, 250-1 for cooling or heating air passing through the flow path 210.
  • the outdoor unit 2 rotates to alternately pass through the first region 310 provided on the first air passage 110b and the second region 320 provided on the second air passage 210.
  • the rotor member 300 including the adsorbent may be provided.
  • the filters 120, 130, and 230 are filters 120 and 130 provided in the first air passage 110a, which is an inlet of the indoor air, and a filter 230 provided in the first air passage 110c, which is an outlet of the indoor air. Can be done.
  • the indoor unit 1 may be provided with a sensor for detecting one or more of the temperature, humidity and pollution of the room.
  • the indoor unit 1 may include a water supply unit 500-2 for supplying water to air discharged to the room through the first air passage 110c.
  • the moisture supply unit 500-2 includes a humidification filter 520-2 for supplying moisture to the air passing through the first air flow path 110c, and moisture to adsorb moisture to the humidification filter 520-2. It may be made of a water supply means for supplying.
  • the water supply means includes a water tank 530-2 in which water for immersing a part of the humidification filter 520-2 is stored;
  • the water stored in the tank 530-2 may be drainable through a drain.
  • the outdoor unit 2 is provided at a point where the first air flow path 110b and the second air flow path 210 cross each other, so that the flow direction of the first air flow path 110 and the second air flow path 210 is changed.
  • the flow path switching unit 400 discharges the indoor air introduced through the first air passage 110a to the outside through the second air passage 210 in the ventilation mode, and the second air passage 210.
  • the outdoor air flows through the first air flow path (110c) is set in the direction of the inner flow path to be discharged to the room;
  • the indoor air introduced through the first air passage 110a is discharged into the interior after passing through the first air passage 110, and the outdoor air introduced through the second air passage 210.
  • the air may pass through the second air flow path 210 and may be set in the direction of the inner flow path to be discharged to the outside.
  • the outdoor air introduced through the second air passage 210 is formed by the filter 220 and the indoor unit 1 provided on the second air passage 210 of the outdoor unit 2. It may be discharged to the interior via the filter 230 provided on the one air flow path (110).
  • the heat exchangers 150, 250, 170, and 270 constitute a heat pump 600, and face the first heat exchanger 150 and the second region 320 to exchange heat with air flowing toward the first region 310.
  • the second heat exchanger 250 which exchanges heat with the flowing air
  • the third heat exchanger 170 which exchanges heat with the air having passed through the first region 310
  • the second region 320 which have passed through
  • a fourth heat exchanger 270 configured to exchange heat with air
  • the first heat exchanger 150 and the fourth heat exchanger 270 operate as a condenser and an evaporator during indoor humidification or indoor heating
  • the second heat exchanger 250 and the third heat exchanger 270 may operate as a condenser and an evaporator.
  • hot water When heating or humidifying indoor air, hot water is supplied to the heat exchanger 150-1 provided on the first air flow path 110 to heat air flowing through the first air flow path 110; When dehumidifying indoor air, hot water may be supplied to the heat exchanger 250-1 provided on the second air flow path 210 to heat air flowing through the second air flow path 210.
  • the air conditioner is separated into an indoor unit and an outdoor unit, and a filter and a sensor are provided in the indoor unit, so that replacement and cleaning of parts are easy.
  • the humidity control, the heating and cooling, the air cleaning and the ventilation mode can be implemented in one device by a simple structure.
  • the outdoor air is filtered through a number of filters provided in the first air passage and the second air passage, so that the outdoor air flows into the interior, thereby supplying clean air.
  • FIG. 1 is a view showing the configuration of an air conditioner according to a first embodiment of the present invention
  • FIG. 2 is a view showing the operation state in the water-free humidification mode in the air conditioner according to the first embodiment of the present invention
  • FIG. 3 is a view showing an operating state in the heating and water supply humidification mode in the air conditioner according to the first embodiment of the present invention
  • FIG. 4 is a view showing an operation state in the dehumidification and cooling mode in the air conditioner according to the first embodiment of the present invention
  • FIG. 5 is a view showing an operating state in the air cleaning mode in the air conditioner according to the first embodiment of the present invention
  • FIG. 6 is a view showing an operating state in the ventilation mode in the air conditioner according to the first embodiment of the present invention
  • FIG. 7 is a view showing the configuration of an air conditioner according to a second embodiment of the present invention.
  • FIG. 8 is a view showing the configuration of an air conditioner according to a third embodiment of the present invention.
  • first blower 210 second air flow path
  • pre-filter 230 hepa filter
  • Second heat exchanger 260 Second blower
  • 620 four-way valve 630-1: first expansion valve
  • the air conditioner of the first embodiment includes an indoor unit 1 and an outdoor unit 2.
  • the indoor unit 1 may be installed in the indoor space where the user resides as a stand type, or may be installed on the ceiling as a ceiling type.
  • the outdoor unit 2 is installed in an air conditioner outdoor unit room or a boiler room.
  • the indoor unit (1) passing through the first air passage (110; 110a, 110c) and the first air passage (110; 110a, 110c) that provides a path for discharging the indoor air introduced from one side to the other indoor At least one filter (120, 130, 230) for filtering the air is provided.
  • the first air passage 110a provided at one side of the indoor unit 1 is an inlet for introducing indoor air
  • the second air passage 110c provided at the other side of the indoor unit 1 is for discharging indoor air. It is an outlet part.
  • the filters 120, 130, and 230 may include a pre-filter 120, a functional filter 130, and a hepa filter 230.
  • a pre-filter 120 may include a pre-filter 120, a functional filter 130, and a hepa filter 230.
  • the type and number of filters are not limited thereto, and various modifications are possible.
  • the pre-filter 120 is provided at the inlet portion 110a of the first air passage 110 to filter foreign matter of relatively large particles contained in the indoor air.
  • the functional filter 130 is a filter for removing harmful elements such as antibacterial, antiviral, allergic and the like.
  • the HEPA filter 230 is a high-performance filter for filtering particulates in the air, and is provided in the indoor unit 1 so that the filter can be filtered just before the air is introduced into the room.
  • the indoor unit 1 may be provided with a sensor for detecting one or more of the indoor temperature, humidity, and pollution. Any one of the indoor heating mode, the cooling mode, the humidification mode, the dehumidification mode, the air cleaning mode, and the ventilation mode may be operated from the indoor temperature, the indoor humidity, and the indoor pollution detected by the sensor.
  • the filters 120, 130, 230 and the sensors are provided in the indoor unit 1, the operation of replacing or cleaning the filters 120, 130, 230 or the sensors becomes convenient.
  • the outdoor unit 2 is provided with a first air flow path 110 (110b), a second air flow path 210, a rotor member 300, a flow path switching unit 400, a water supply unit 500, a heat pump 600. Can be.
  • Both ends of the first air flow path 110b are connected to the first air flow path inlet 110a and the outlet 110c of the indoor unit 1 to open the first area 310 of the rotor member 300. It is the middle part passing through.
  • the first air passages 110; 110a, 110b, and 110c represent a path through which air flows, and may include not only a pipe through which air flows but also a space through which air flows, and the second air passage 210. The same is true.
  • a first heat exchanger 150, a third heat exchanger 170, and a first blower 160 are sequentially provided in the first air flow path 110b.
  • the first heat exchanger 150 and the third heat exchanger 170 constitute a heat pump 600 to function as an evaporator or a condenser.
  • the first blower 160 provides a suction force for sucking indoor air or outdoor air into the first air flow path 110.
  • the second air flow path 210 includes an inlet portion 210a through which one side outdoor air flows, an intermediate portion 210b passing through the second region 320 of the rotor member 300, and the inflow portion. It consists of an outlet 210c for discharging the outdoor air back to the other side of the outdoor.
  • the second air passage 210 includes a prefilter 220, a second heat exchanger 250, a damper 280, a fourth heat exchanger 270, and a second blower 260 sequentially.
  • the pre-filter 220 is provided at the inlet portion 210a of the second air passage 210 to filter foreign matter of relatively large particles contained in the outdoor air.
  • the second heat exchanger 250 and the fourth heat exchanger 270 constitute a heat pump 600 and function as a condenser or an evaporator.
  • the second blower 260 provides a suction force for sucking outdoor air or indoor air into the second air flow path 210.
  • the damper 280 is between the second region 320 and the fourth heat exchanger 270, and is formed at a point where the middle portion 210b of the second air passage 210 and the bypass passage 285 cross each other. It is provided.
  • the bypass passage 285 is connected outdoors.
  • the damper 280 is configured to discharge the outdoor air introduced through the bypass passage 285 to the outside through the outlet portion 210c of the second air passage 210 by setting a flow direction of air or to a second region. Air passing through the 320 is discharged to the outside through the outlet portion 210c of the second air flow path 210.
  • the outdoor cold air introduced through the bypass passage 285 is provided. Since the air is discharged again through the outlet portion 210c of the second air passage 210 to the outside, outdoor air does not flow to the second region 320. If the cold outdoor air passes through the second region 320, the adsorbent whose temperature has fallen in the second region 320 rotates and is positioned in the first region 310, so that the temperature of the air flowing into the room is reduced. Loss occurs. Therefore, since the damper 280 and the bypass passage 285 are provided, heat loss may be prevented from occurring due to cold outdoor air.
  • the rotor member 300 is provided with an adsorbent for adsorbing moisture in the air therein.
  • the first area 310 is an area connected to the first air flow path 110
  • the second area 320 is an area connected to the second air flow path 210.
  • a third region 330 is provided between the first region 310 and the second region 320 to supply moisture by the moisture supply unit 500.
  • foreign matter may be adsorbed while passing outdoor air.
  • mold may occur, making it difficult to maintain a clean state.
  • the moisture supplied from the water supply unit 500 is configured to be supplied to the third region 330 independent of the first region 310 and the second region 320.
  • the third region 330 may not be formed independently, and the third region 330 may be configured as one region with the second region 320.
  • the moisture supplied from the moisture supply unit 500 may be configured to be supplied to the second region 320.
  • the first region 310, the second region 320, and the third region 330 are separated from each other, and the adsorbent of the rotor member 300 is driven by a driving unit (not shown) about an axis provided at the center thereof. It is supposed to rotate.
  • the flow path switching unit 400 may include a first inlet 410 through which indoor air is introduced, a second inlet 420 through which outdoor air is introduced, a first outlet 430 connected with the first region 310, The second outlet 440 is connected to the second region 320.
  • the flow path switching unit 400 may be configured as a four-way valve, for example, the first inlet 410 is connected to the first outlet 430 or the second outlet 440 therein, and the second inlet A turning gate (not shown) may be provided to change the connection direction so that the 420 is connected to the first outlet 430 or the second outlet 440.
  • the moisture supply unit 500 is provided on the humidified air flow path 540 to supply moisture when the air supplied by the third blower 510 and the third blower 510 to flow the humidified air passes.
  • Humidification filter 520 to the water
  • the water tank 530 is stored for immersing a portion of the lower end of the humidification filter 520
  • the water supply valve 550 for supplying water to the water tank 530
  • the water tank It consists of a drain valve 560 for draining the water of 530.
  • Water is filled in the water tank 530 at a predetermined level, and the humidification filter 520 is provided so that a portion of the lower end is immersed in the water.
  • the humidification filter 520 may be configured to rotate by a driving unit (not shown).
  • the humidified air flow path 540 may be formed as a waste flow path.
  • the water supply pipe 570 provided with the water supply valve 550 may be connected to supply tap water.
  • the drain pipe 580 provided with the drain valve 560 is connected to the outside of the air conditioner is configured to drain the water of the water tank 530 to the outside.
  • the moisture supply unit 500 When the moisture supply unit 500 is provided in this way, the amount of humidification can be adjusted, and the humidification ability can be improved, thereby creating a comfortable indoor environment.
  • the humidification filter 520 is illustrated as being partially immersed in water.
  • the humidification filter 520 is provided with spraying means for spraying water onto the humidifying filter 520, and the water sprayed from the spraying means is humidifying filter 520. It can also be configured to soak.
  • the end of the water supply pipe 570 may be provided with a nozzle as the injection means.
  • the heat pump 600 includes a compressor 610 for compressing a refrigerant into a gas refrigerant having a high temperature and high pressure, and a first heat exchanger 150 for condensing the refrigerant compressed by the compressor 610 to medium temperature and high pressure liquid refrigerant when heating.
  • the second heat exchanger 250 for condensing the refrigerant compressed by the compressor 610 to a medium temperature high pressure liquid refrigerant at the time of cooling, and the refrigerant condensed in the first heat exchanger 150 to a low temperature low pressure refrigerant The first expansion valve 630-1, the second expansion valve 630-2 to reduce the refrigerant condensed in the second heat exchanger 250 to a low temperature low pressure refrigerant, and the second expansion valve 630-2.
  • the refrigerant When the heat pump 600 is heated, the refrigerant is a compressor 610, a four-way valve 620, a first heat exchanger 150, a first expansion valve 630-1, and a fourth heat exchanger 270. ), And circulates along the compressor 610.
  • a circulation path of the refrigerant is referred to as a first refrigerant circulation environment path 640-1.
  • the first heat exchanger 150 is operated as a condenser to heat the air flowing through the first air flow path 110
  • the fourth heat exchanger 270 is operated as an evaporator to flow the second air flow path 210. To cool the air.
  • the refrigerant When the heat pump 600 is cooled, the refrigerant is a compressor 610, a four-way valve 620, a second heat exchanger 250, a second expansion valve 630-2, and a third heat exchanger 170. , Circulates along the compressor 610. Such a circulation path of the refrigerant is referred to as a second refrigerant circulation environment path 640-2.
  • the second heat exchanger 250 is operated as a condenser to heat the air flowing through the second air flow path 210
  • the third heat exchanger 170 is operated as an evaporator to flow the first air flow path 110. To cool the air.
  • the air heated or cooled in the first heat exchanger 150 flows in the direction of the first region 310 of the rotor member 300, and the air heated or cooled in the second heat exchanger 250 includes the rotor member ( It flows in the direction of the second area 320 of 300.
  • the water-free water humidification mode will be described with reference to FIG. 2.
  • the non-water humidification mode refers to a mode in which the indoor humidification is performed using moisture included in outdoor air in a state in which moisture is not supplied from the moisture supply unit 500 to the third region 330.
  • Flow path switching unit 400 is the first inlet 410 and the first outlet 430 is connected, the second inlet 420 and the second outlet 440 so that the direction switching gate is connected It is set to the first position.
  • first blower 160, the second blower 260, and the compressor 610 are turned on, and the rotor member 300 rotates.
  • the damper 280 is set in a direction such that air passing through the second region 320 flows toward the outlet 210c of the second air flow path 210.
  • the compressor 610 When the compressor 610 is turned on, the refrigerant circulates along the first refrigerant circulation environment.
  • the first heat exchanger 150 is operated as a condenser to heat the air flowing through the first air flow path 110
  • the second heat exchanger 250 is operated as an evaporator.
  • the indoor air introduced into the indoor unit 1 through the inlet 110a of the first air passage 110 by the operation of the first blower 160 is pre-filter 120, the functional filter 130, the flow path After passing through the conversion unit 400, the first heat exchanger 150, the first region 310, and the HEPA filter 230, the discharge unit 400 is discharged into the room. In this case, the indoor air is heated while passing through the first heat exchanger 150.
  • the outdoor air introduced through the inlet portion 210a of the second air passage 210 by the operation of the second blower 260 may be a pre-filter 220, a flow path switching unit 400, a second heat exchanger ( After passing through 250 sequentially, it passes through the second region 320.
  • the moisture contained in the outdoor air is adsorbed by the adsorbent in the second region 320, and the temperature of the outdoor air passing through the second heat exchanger 250 as the evaporator is lowered to increase the amount of moisture adsorbed.
  • the indoor air heated while passing through the first heat exchanger 150 When the adsorbent in which the moisture of the outdoor air is absorbed in the second region 320 is positioned in the first region 310 by the rotation of the rotor member 300, the indoor air heated while passing through the first heat exchanger 150. Moisture is evaporated while passing through the adsorbent in the first region 310 to form wet indoor air. The indoor air passing through the first area 310 is discharged into the room through the outlet portion 110c of the first air flow path 110 to perform indoor humidification.
  • the direction switching gate is set to the first position in the flow path switching unit 400, the first blower 160, the second blower 260, and the compressor 610 are turned on. Rotation of the rotor member 300 is the same as in the water free humidification mode.
  • the refrigerant flows along the first refrigerant flow path 640-1, so that the first heat exchanger 150 operates as a condenser and the fourth heat exchanger 270 operates as an evaporator.
  • Water is supplied from the water supply unit 500 to the third region 330, and the direction of the damper 280 is connected from the bypass passage 285 to the outlet 210c of the second air passage 210. It is different from the no water humidification mode.
  • the water supply unit 500 has a water supply valve 550 open to supply water to the third region 330 so that the water tank 530 is filled with water, and the third blower 510 is turned on to humidify the air. Air circulating in the flow path 540 passes through the humidification filter 520 and becomes humid air and flows to the third region 330 of the rotor member 300. Water adsorbed in the third region 330 is positioned in the first region 310 by the rotation of the rotor member 300.
  • the indoor air heated while passing through the first heat exchanger 150 passes through the first region 310 of the rotor member 300.
  • the adsorbent adsorbing the moisture in the third region 330 is rotated and positioned in the first region 310, and the heated indoor air passes through the first region 310 to evaporate the moisture of the adsorbent to moist indoor air.
  • the indoor air passing through the first area 310 is discharged into the room via the outlet 110c of the first air passage 110. This results in room heating with room humidification.
  • the outdoor air is introduced through the bypass flow passage 285 through the fourth heat exchanger 270 through the outlet 210c of the second air flow passage 210 on the other side. It is discharged to the outdoors. Therefore, since the cold outdoor air does not pass through the second region 320, the cold outdoor air may be prevented from affecting the temperature of the air passing through the first region 310, thereby minimizing energy loss.
  • the direction switching gate is set to the first position in the flow path switching unit 400, the first blower 160, the second blower 260, and the compressor 610 are turned on.
  • the member 300 is rotated, and the moisture is not supplied from the moisture supply unit 500 in the same manner as in the water-free humidification mode.
  • the compressor 610 When the compressor 610 is turned on in the dehumidification mode, the refrigerant circulates along the second refrigerant circulation environment path 640-2.
  • the second heat exchanger 250 operates as a condenser
  • the third heat exchanger 170 operates as an evaporator.
  • the dehumidification of the indoor air is made by such a process, thereby maintaining a comfortable indoor environment.
  • the first blower 160 is turned on and the direction switching gate of the flow path switching unit 400 is set to the first position.
  • the compressor 610 is turned off, and the water supply unit 500 does not supply water.
  • the indoor air introduced through the inlet 110a of the first air flow path 110 due to the operation of the first blower 160 is primarily filtered of the foreign matter having large particles in the pre-filter 120, Harmful elements such as allergies are removed from the filter 130, and the particulates are removed from the HEPA filter 230 after passing through the first region 310.
  • the indoor air passing through the HEPA filter 230 is discharged into the room through the outlet portion 110c of the first air flow path 110 to perform a clean action of the indoor air.
  • the rotor member 300 when the smell of indoor air is to be removed, the rotor member 300 is rotated and the second blower 260 is operated.
  • the surface of the adsorbent of the rotor member 300 is coated with a polymer dehumidifying agent so that the odor is removed when the indoor air contacts the surface of the adsorbent.
  • a ventilation mode will be described with reference to FIG. 6.
  • the first blower 160 and the second blower 260 are operated.
  • the direction switching gate of the flow path switching unit 400 is set to be in the second position.
  • the compressor 610 is turned off, and the water supply unit 500 does not supply water.
  • the indoor air sucked into the inlet 110a of the first air flow path 110 by the operation of the second blower 260 is pre-filter 120, the functional filter 130, the flow path switching unit 400, After sequentially passing through the second region 320, the second air stream 210 is discharged to the outside through the outlet portion 210c of the second air passage 210.
  • the outdoor air sucked into the inlet 210a of the second air flow path 210 by the operation of the first blower 160 is pre-filter 220, the flow path switching unit 400, the first area 310 After passing through the HEPA filter 230 sequentially, the air is discharged into the room through the outlet 110c of the first air passage 110.
  • the indoor air is discharged to the outside, and the outdoor air is introduced into the room through the plurality of filters 220 and 230 to ventilate the indoor air.
  • the outdoor air is filtered in the pre-filter 220 provided in the second air flow path 210 in the ventilation mode, the first air flow path 110 Since it is also filtered in the HEPA filter 230 provided in the first air flow path 110 and the second air flow path through the filter 220, 230 provided in both of the air flow path 210 is filtered and then introduced into the room, clean air indoors Can be supplied as
  • the HEPA filter 230 filters not only indoor air but also outdoor air in the mode described with reference to FIGS. 2 to 6, it is necessary to frequently replace the filter. Therefore, when the HEPA filter 230 is provided in the indoor unit 2, the filter can be easily replaced, thereby reducing the cost and time for the filter replacement.
  • the air conditioner of the second embodiment includes a first heat exchanger 150-1 and a second heat exchanger 250-1 for heating air by supplying hot water instead of the heat pump 600.
  • the indoor air is heated by heat exchange between the hot water flowing in the first heat exchanger 150-1 and the indoor air.
  • the hot water supplied from the hot water supply source (not shown) is supplied to the first heat exchanger 150-1 through the hot water supply pipe 152-1 and the hot water supply valve 151-1, and the first heat exchanger 150-1.
  • the hot water is heat exchanged in the) flows to the hot water return pipe (153-1) after the temperature decreases.
  • the hot water supplied from the hot water supply source is supplied to the second heat exchanger 250-1 through the hot water supply pipe 152-1 and the hot water supply valve 251-1.
  • the operation of the humidification mode, the heating mode, the air cleaning mode, the dehumidification mode, and the ventilation mode is possible. Since the operation of each mode can be understood by those skilled in the art based on the contents described in the first embodiment, detailed description thereof will be omitted.
  • the first blower 160-2 and the water supply unit 500-2 are provided in the indoor unit 1, and the rotor member 300-2 has the first region ( 310-2) and the second region 320-2, and the rest of the configuration is the same.
  • the moisture supply unit 500-2 is provided inside the indoor unit 1 to supply water to the air discharged into the room through the outlet 110c of the first air passage 110.
  • the moisture supply unit 500-2 includes a humidification filter 520-2 for supplying water to the air passing through the outlet portion 110c of the first air flow path 110, and the humidification filter 520-2.
  • a water supply means for supplying water to adsorb moisture to the water tank 530-2 and the water tank 530-2 in which water for immersing a part of the lower end of the humidification filter 520-2 is stored. It includes a water supply valve (550-2) provided in the water supply pipe (570-2) for supplying.
  • the water in the water tank 530-2 is drainable to the outside through the drain pipe 580-2 and the drain valve 560-2.
  • the humidification filter 520-2 when the humidification filter 520-2 is positioned on the outlet 110 c of the first air flow path 110 and humidification is performed by the operation of the first blower 160-2, the first humidification filter 520-2 is performed.
  • the second embodiment there is no need to provide a separate humidifying air flow path 540 and the third blower 510, and the rotor member 300-2 does not need to configure the third region 330, The configuration of the product is simplified.
  • the operation of the humidification mode, the heating mode, the air cleaning mode, the dehumidification mode, and the ventilation mode is possible. Since the operation of each mode can be understood by those skilled in the art based on the contents described in the first embodiment, detailed description thereof will be omitted.
  • a heat pump and a heat exchanger using hot water are illustrated, but the present invention is not limited thereto, and heat energy supplied from various heat sources such as an electric heater, a boiler, and district heating may be used.

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Abstract

본 발명은 상술한 제반 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 필터 등의 부품을 교체하거나 청소가 용이한 공기조화기를 제공하고자 함에 그 목적이 있다. 이를 구현하기 위한 본 발명의 공기조화기는, 일측 실내로부터 유입된 실내공기를 타측 실내로 배출되도록 하는 경로를 제공하는 제1공기유로, 상기 제1공기유로를 통과하는 공기를 여과하기 위한 적어도 하나의 필터가 구비된 실내기; 상기 실내기의 제1공기유로와 연결된 제1공기유로, 양단이 실외와 연결된 제2공기유로, 상기 제1공기유로와 제2공기유로를 통과하는 공기를 냉각하거나 가열하기 위한 열교환기를 구비한 실외기를 이루어진다.

Description

공기조화기
본 발명은 공기조화기에 관한 것으로, 실내기와 실외기가 분리된 공기조화기에 관한 것이다.
일반적으로 공기조화기는 사용자의 요구에 따라 실내 온도와 습도를 조절하거나 실내 공기를 환기시켜 실내를 쾌적하게 유지하는 장치이다.
최근에는 공기조화기에 제습, 가습, 공기 정화, 환기 등의 다양한 기능을 부가시킴으로써 사용자의 선택에 따라 계절의 변화에 맞추어 실내 공기를 쾌적하게 유지할 수 있도록 하는 기술들이 개발되고 있다.
이러한 공기조화기 중에는 실내기와 실외기로 분리된 형태의 공기조화기가 알려져 있다. 종래의 분리형 공기조화기로서 대한민국 공개특허 제10-2005-0100744호 "분리형 공기조화기 및 그 난방 제어 방법"이 공개되어 있다.
상기 종래의 공기조화기는 냉동 사이클을 이용하여 냉방을 수행하고, 히트펌프 시스템에 의해 냉방 및 난방이 이루어지도록 구성된 것으로서, 실내기와 실외기가 구비된다. 이러한 형태의 공기조화기는 냉방 또는 난방 기능만 동작하도록 되어있어, 환기 기능을 일체로 구현하기는 어려운 문제점이 있다.
또한, 환기 기능이 구비된 공기조화기의 경우에는 필터 등의 부품을 교체하거나 청소하기가 어려운 구조로 되어 있다.
본 발명은 상술한 제반 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 필터 등의 부품을 교체하거나 청소가 용이한 공기조화기를 제공하고자 함에 그 목적이 있다.
본 발명의 다른 목적은, 습도조절과 냉난방과 공기 청정 및 환기 기능이 간단한 구조에 의해 구현될 수 있는 공기조화기를 제공하고자 함에 그 목적이 있다.
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 공기조화기는, 일측 실내로부터 유입된 실내공기를 타측 실내로 배출되도록 하는 경로를 제공하는 제1공기유로(110a,110c), 상기 제1공기유로(110a,110c)를 통과하는 공기를 여과하기 위한 적어도 하나의 필터(120,130,230)가 구비된 실내기(1); 상기 실내기(1)의 제1공기유로(110a,110c)와 연결된 제1공기유로(110b), 양단이 실외와 연결된 제2공기유로(210), 상기 제1공기유로(110b)와 제2공기유로(210)를 통과하는 공기를 냉각하거나 가열하기 위한 열교환기(150,250,170,270,150-1,250-1)를 구비한 실외기(2)로 이루어진다.
상기 실외기(2)에는 상기 제1공기유로(110b) 상에 구비된 제1영역(310)과 상기 제2공기유로(210) 상에 구비된 제2영역(320)을 교대로 통과하도록 회전하는 흡착재를 포함하는 로터부재(300)가 구비될 수 있다.
상기 필터(120,130,230)는, 상기 실내공기의 입구부인 제1공기유로(110a)에 구비된 필터(120,130)와, 상기 실내공기의 출구부인 제1공기유로(110c)에 구비된 필터(230)로 이루어질 수 있다.
상기 실내기(1)에는, 상기 실내의 온도와 습도 및 오염도 중 하나 이상을 감지하기 위한 센서가 구비될 수 있다.
상기 실내기(1)에는, 상기 제1공기유로(110c)를 통해 실내로 배출되는 공기에 수분을 공급하기 위한 수분공급부(500-2)가 구비될 수 있다.
상기 수분공급부(500-2)는, 상기 제1공기유로(110c)를 통과하는 공기에 수분을 공급하는 가습필터(520-2)와, 상기 가습필터(520-2)에 수분이 흡착되도록 수분을 공급하는 수분공급수단으로 이루어질 수 있다.
상기 수분공급수단은, 상기 가습필터(520-2)의 일부를 침지시키기 위한 물이 저장되는 수조(530-2)를 포함하고; 상기 수조(530-2)에 저장된 물은 배수구를 통해 배수 가능한 것일 수 있다.
상기 실외기(2)에는, 상기 제1공기유로(110b)와 제2공기유로(210)가 교차하는 지점에 구비되어 상기 제1공기유로(110)와 제2공기유로(210)의 유로 방향이 전환되도록 하는 유로전환부(400)가 구비되고; 상기 유로전환부(400)는, 환기모드시 상기 제1공기유로(110a)를 통해 유입된 실내 공기는 상기 제2공기유로(210)를 통해 실외로 배출시키고, 상기 제2공기유로(210)를 통해 유입된 실외공기는 상기 제1공기유로(110c)를 통해 실내로 배출시키도록 그 내부 유로 방향이 설정되고; 냉난방 및 가습 모드 시 상기 제1공기유로(110a)를 통해 유입된 실내 공기는 상기 제1공기유로(110)를 통과한 후 실내로 배출되고, 상기 제2공기유로(210)를 통해 유입된 실외 공기는 상기 제2공기유로(210)를 통과한 후 실외로 배출되도록 그 내부 유로 방향이 설정되는 것일 수 있다.
상기 환기모드시, 상기 제2공기유로(210)를 통해 유입된 실외 공기는, 상기 실외기(2)의 제2공기유로(210) 상에 구비된 필터(220)와 상기 실내기(1)의 제1공기유로(110) 상에 구비된 필터(230)를 거쳐 실내로 배출되는 것일 수 있다.
상기 열교환기(150,250,170,270)는 히트펌프(600)를 구성하되, 상기 제1영역(310)을 향해 유동하는 공기와 열교환이 이루어지는 제1열교환기(150)와, 상기 제2영역(320)을 향해 유동하는 공기와 열교환이 이루어지는 제2열교환기(250)와, 상기 제1영역(310)을 통과한 공기와 열교환이 이루어지는 제3열교환기(170)와, 상기 제2영역(320)을 통과한 공기와 열교환이 이루어지는 제4열교환기(270)로 이루어지고; 실내 가습 또는 실내 난방 시에는 상기 제1열교환기(150)와 제4열교환기(270)가 응축기와 증발기로 작동하고; 실내 제습 또는 실내 냉방 시에는 상기 제2열교환기(250)와 제3열교환기(270)가 응축기와 증발기로 작동하는 것일 수 있다.
실내 공기를 난방하거나 가습하는 경우 상기 제1공기유로(110) 상에 구비된 열교환기(150-1)에는 온수가 공급되어 상기 제1공기유로(110)를 유동하는 공기를 가열하고; 실내 공기를 제습하는 경우 상기 제2공기유로(210) 상에 구비된 열교환기(250-1)에는 온수가 공급되어 상기 제2공기유로(210)를 유동하는 공기를 가열하는 것일 수 있다.
본 발명에 의하면, 공기조화기를 실내기와 실외기로 분리하고, 실내기에 필터와 센서를 구비함으로써 부품의 교체 및 청소가 용이하다.
또한, 하나의 장치에서 습도조절과 냉난방과 공기 청정 및 환기 기능을 모두 구현할 수 있어, 사용자 편의성이 향상된다.
또한, 히트펌프를 이용하여 4개의 열교환기를 응축기와 증발기로 각각 기능하도록 함으로써 실내 냉난방과 습도조절기능을 하나의 장치에서 구현할 수 있고, 냉난방 능력 및 습도 조절 능력을 향상시킬 수 있다.
또한, 제1공기유로와 제2공기유로가 교차하는 지점에 유로전환부를 구비함으로써 간단한 구조에 의해 습도 조절과 냉난방과 공기 청정 및 환기 모드를 하나의 장치에서 구현할 수 있다.
또한, 수분공급부로부터 수분을 실내 공기에 공급함으로써 실내 습도 조절 능력을 향상시킬 수 있다.
또한, 환기모드시 실외공기는 제1공기유로와 제2공기유로에 구비된 많은 필터에서 여과된 후 실내로 유입되므로 깨끗한 공기를 실내로 공급할 수 있다.
도 1은 본 발명의 제1실시예에 의한 공기조화기의 구성을 보여주는 도면
도 2는 본 발명의 제1실시예에 의한 공기조화기에서 무급수 가습 모드시 동작 상태를 보여주는 도면
도 3은 본 발명의 제1실시예에 의한 공기조화기에서 난방 및 급수 가습 모드시 동작 상태를 보여주는 도면
도 4는 본 발명의 제1실시예에 의한 공기조화기에서 제습 및 냉방 모드시 동작 상태를 보여주는 도면
도 5는 본 발명의 제1실시예에 의한 공기조화기에서 공기 청정 모드시 동작 상태를 보여주는 도면
도 6은 본 발명의 제1실시예에 의한 공기조화기에서 환기 모드시 동작 상태를 보여주는 도면
도 7은 본 발명의 제2실시예에 의한 공기조화기의 구성을 보여주는 도면
도 8은 본 발명의 제3실시예에 의한 공기조화기의 구성을 보여주는 도면
** 부호의 설명 **
110 : 제1공기유로 120 : 프리 필터
130 : 기능성 필터 150,150-1 : 제1열교환기
160,160-2 : 제1송풍기 210 : 제2공기유로
220 : 프리 필터 230 : 헤파 필터
250,250-1 : 제2열교환기 260 : 제2송풍기
280 : 댐퍼 285 : 바이패스유로
300,300-2 : 로터부재 310,310-2 : 제1영역
320,310-2 : 제2영역 330 : 제3영역
400 : 유로전환부 410 : 제1유입구
420 : 제2유입구 430 : 제1배출구
440 : 제2배출구 500,500-2 : 수분공급부
510 : 제3송풍기 520,520-2 : 가습필터
530,530-2 : 수조 540 : 가습공기유로
550,550-2 : 급수밸브 560,560-2 : 배수밸브
570,570-2 : 급수관 580,580-2 : 배수관
600 : 히트펌프 610 : 압축기
620 : 사방밸브 630-1 : 제1팽창밸브
630-2 : 제2팽창밸브 640-1 : 제1냉매순환경로
640-2 : 제2냉매순환경로
이하 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대한 구성 및 작용을 상세히 설명하면 다음과 같다.
<제1실시예>
도 1을 참조하여 본 발명의 제1실시예에 의한 공기조화기의 구성에 대해 설명한다.
제1실시예의 공기조화기는, 실내기(1)와, 실외기(2)로 이루어진다. 상기 실내기(1)는 스탠드형으로서 사용자가 거주하는 실내 공간에 설치될 수도 있고, 천장형으로서 천장에 설치될 수도 있다. 상기 실외기(2)는 에어컨 실외기실이나 보일러실 등에 설치된다.
상기 실내기(1)에는, 일측으로부터 유입된 실내공기를 타측 실내로 배출시키는 경로를 제공하는 제1공기유로(110; 110a,110c)와 상기 제1공기유로(110; 110a,110c)를 통과하는 공기를 여과하기 위한 적어도 하나의 필터(120,130,230)가 구비된다.
상기 실내기(1)의 일측에 구비된 제1공기유로(110a)는 실내 공기가 유입되는 입구부이고, 실내기(1)의 타측에 구비된 제2공기유로(110c)는 실내 공기를 배출하기 위한 출구부이다.
상기 필터(120,130,230)는, 프리 필터(120)와, 기능성 필터(130) 및 헤파 필터(230)로 이루어질 수 있다. 다만, 필터의 종류 및 개수는 이에 한정되지 않고 다양한 변형 실시예가 가능하다.
상기 프리 필터(120)는, 제1공기유로(110)의 입구부(110a)에 구비되어 실내공기에 포함된 비교적 큰 입자의 이물질을 여과하게 된다. 상기 기능성 필터(130)는 항균, 항바이러스, 알레르기 등의 유해요소를 제거하기 위한 필터이다.
상기 헤파 필터(230)는 공기 중의 미립자를 여과하기 위한 고성능 필터로서, 실내로 공기가 유입되기 직전에 여과할 수 있도록 실내기(1)에 구비된다.
도면에 도시되어 있지는 않지만, 실내기(1)에는 실내의 온도와 습도 및 오염도 중 하나 이상을 감지하기 위한 센서가 구비될 수 있다. 상기 센서에서 감지된 실내 온도와 실내 습도 및 실내 오염도로부터 실내 난방 모드, 냉방 모드, 가습 모드, 제습 모드, 공기 청정 모드, 환기 모드 중 어느 하나가 가동될 수 있다.
이와 같이 필터(120,130,230) 및 센서가 실내기(1)에 구비되면, 필터(120,130,230) 또는 센서를 교체하거나 청소하는 작업이 편리해진다.
상기 실외기(2)에는 제1공기유로(110;110b), 제2공기유로(210), 로터부재(300), 유로전환부(400), 수분공급부(500), 히트펌프(600)가 구비될 수 있다.
상기 제1공기유로(110b)는 실내기(1)에 구비된 제1공기유로 입구부(110a)와 출구부(110c)에 양단이 연결되어 상기 로터부재(300)의 제1영역(310)을 통과하는 중간부이다. 상기 제1공기유로(110;110a,110b,110c)는 공기가 유동하는 경로를 나타내는 것으로서, 공기가 유동하는 배관뿐만 아니라 공기가 유동하는 공간만으로 구성될 수도 있으며, 상기 제2공기유로(210)도 동일하다.
상기 제1공기유로(110b)에는 제1열교환기(150), 제3열교환기(170), 제1송풍기(160)가 순차 구비된다.
상기 제1열교환기(150)와 제3열교환기(170)는 히트펌프(600)를 구성함으로써 증발기 또는 응축기로 기능한다.
상기 제1송풍기(160)는 실내 공기 또는 실외 공기를 제1공기유로(110)로 흡입하기 위한 흡입력을 제공한다.
상기 제2공기유로(210)는, 일측의 실외공기가 유입되는 입구부(210a)와, 상기 로터부재(300)의 제2영역(320)을 통과하는 중간부(210b)와, 상기 유입된 실외공기를 다시 실외의 타측으로 토출하기 위한 출구부(210c)로 이루어진다.
상기 제2공기유로(210)에는, 프리 필터(220), 제2열교환기(250), 댐퍼(280), 제4열교환기(270), 제2송풍기(260)가 순차 구비된다.
상기 프리 필터(220)는 제2공기유로(210)의 입구부(210a)에 구비되어 실외공기에 포함된 비교적 큰 입자의 이물질을 여과하게 된다.
상기 제2열교환기(250)와 제4열교환기(270)는 히트펌프(600)를 구성하는 것으로서 응축기 또는 증발기로 기능한다.
상기 제2송풍기(260)는 실외공기 또는 실내공기를 제2공기유로(210)로 흡입하기 위한 흡입력을 제공한다.
상기 댐퍼(280)는 상기 제2영역(320)과 제4열교환기(270) 사이로서, 상기 제2공기유로(210)의 중간부(210b)와 바이패스유로(285)가 교차하는 지점에 구비된다. 상기 바이패스유로(285)는 실외로 연결되어 있다.
상기 댐퍼(280)는 공기의 유동 방향을 설정함으로써 바이패스유로(285)를 통해 유입된 실외공기를 제2공기유로(210)의 출구부(210c)를 통해 실외로 배출시키도록 하거나 제2영역(320)을 통과한 공기를 제2공기유로(210)의 출구부(210c)를 통해 실외로 배출시키도록 한다.
상기 제2공기유로(210)의 출구부(210c)와 바이패스유로(285)가 연결되도록 상기 댐퍼(280)의 방향이 설정된 경우에는, 바이패스유로(285)를 통해 유입된 실외의 차가운 공기가 제2공기유로(210)의 출구부(210c)를 통해 다시 실외로 배출되므로, 제2영역(320)으로는 실외공기가 유동하지 않는다. 만약 차가운 실외공기가 제2영역(320)을 통과하게 되면 제2영역(320)에서 온도가 하락한 흡착재가 회전하여 제1영역(310)에 위치하게 되므로, 실내로 유입되는 공기의 온도가 떨어져 열손실이 발생하게 된다. 따라서 댐퍼(280)와 바이패스유로(285)가 구비됨으로 인해 차가운 실외공기로 인해 열손실이 발생하는 것을 방지할 수 있다.
상기 로터부재(300)에는 그 내부에 공기의 수분을 흡착하기 위한 흡착재가 구비된다. 상기 제1영역(310)은 제1공기유로(110)에 연결되는 영역이고, 제2영역(320)은 제2공기유로(210)에 연결된 영역이다.
상기 제1영역(310)과 제2영역(320) 사이에는 수분공급부(500)에 의해 수분이 공급되는 제3영역(330)이 형성되어 있다. 상기 제2영역(320)에서는 실외공기가 통과하면서 이물질이 흡착될 수 있다. 이렇게 제2영역(320)에서 이물질이 흡착된 흡착재에 수분을 공급하게 되면 곰팡이가 생길 수 있어 청결한 상태로 유지하기 어렵게 된다.
따라서 본 실시예에서는 수분공급부(500)로부터 공급되는 수분이 제1영역(310) 및 제2영역(320)과 독립된 제3영역(330)에 공급되는 것으로 구성하였다.
다만, 제3영역(330)이 독립적으로 형성되지 않고 제3영역(330)을 제2영역(320)과 하나의 영역으로 구성하는 것도 가능하다. 이 경우 수분공급부(500)에서 공급되는 수분은 제2영역(320)에 공급되는 것으로 구성할 수 있다.
상기 제1영역(310)과 제2영역(320) 및 제3영역(330)은 서로 분리되어 있고, 상기 로터부재(300)의 흡착재는 중앙에 구비된 축을 중심으로 구동부(미도시)에 의해 회전하도록 되어 있다.
상기 유로전환부(400)는, 실내공기가 유입되는 제1유입구(410), 실외공기가 유입되는 제2유입구(420), 상기 제1영역(310)과 연결되는 제1배출구(430), 상기 제2영역(320)과 연결되는 제2배출구(440)로 이루어진다. 상기 유로전환부(400)는 일례로 사방밸브로 구성될 수 있으며, 그 내부에는 상기 제1유입구(410)를 제1배출구(430) 또는 제2배출구(440)로 연결시키고, 상기 제2유입구(420)를 제1배출구(430) 또는 제2배출구(440)로 연결되도록 연결 방향 전환이 이루어지는 방향전환게이트(미도시)가 구비될 수 있다.
상기 수분공급부(500)는, 가습공기유로(540) 상에 구비되어 가습공기를 유동시키기 위한 제3송풍기(510), 상기 제3송풍기(510)에 의해 공급되는 공기가 통과할 때 수분을 공급하기 위한 가습필터(520), 상기 가습필터(520)의 하단 일부를 침지시키기 위한 물이 저장되는 수조(530), 상기 수조(530)에 물을 공급하기 위한 급수밸브(550), 상기 수조(530)의 물을 배수하기 위한 배수밸브(560)로 이루어진다.
상기 수조(530) 내부에는 물이 소정의 수위로 채워져 있고, 상기 가습필터(520)는 상기 물에 하단 일부가 침지되도록 구비되어 있다. 상기 가습필터(520)는 구동부(미도시)에 의해 회전하는 것으로 구성할 수 있다.
상기 가습필터(520)를 공기가 통과하게 되면 가습필터(520)에 흡착된 수분이 증발하면서 습한공기가 되어 가습공기유로(540)를 따라 제3영역(330)으로 유동한다.
상기 제3영역(330)의 흡착재에 수분이 흡착된 후 건조하게 된 공기는 다시 제3송풍기(510)에 의해 가습필터(520)로 유동하게 된다. 이와 같이 가습공기유로(540)는 폐(閉)유로로 이루어질 수 있다.
상기 급수밸브(550)가 구비된 급수관(570)은 수도물이 공급되도록 연결될 수 있다. 상기 배수밸브(560)가 구비된 배수관(580)은 공기조화기의 외부로 연결되어 수조(530)의 물을 외부로 배수 가능하도록 구성되어 있다.
이와 같이 수분공급부(500)를 구비하게 되면 가습량의 조절이 가능하고, 가습능력을 향상시킬 수 있어 쾌적한 실내환경을 조성할 수 있다.
본 실시예에서는 가습필터(520)가 물에 일부가 침지되는 것으로 예시하였으나, 가습필터(520)에 물을 분사하기 위한 분사수단을 구비하고, 상기 분사수단에서 분사된 물이 가습필터(520)를 적시는 것으로 구성할 수도 있다. 이 경우 급수관(570)의 단부에는 분사수단으로서 노즐이 구비될 수 있다.
상기 히트펌프(600)는, 냉매를 고온 고압의 기체 냉매로 압축시키는 압축기(610), 난방시에 상기 압축기(610)에서 압축된 냉매를 중온 고압의 액체 냉매로 응축시키는 제1열교환기(150), 냉방시에 상기 압축기(610)에서 압축된 냉매를 중온 고압의 액체 냉매로 응축시키는 제2열교환기(250), 상기 제1열교환기(150)에서 응축된 냉매를 저온 저압의 냉매로 감압시키는 제1팽창밸브(630-1), 상기 제2열교환기(250)에서 응축된 냉매를 저온 저압의 냉매로 감압시키는 제2팽창밸브(630-2), 상기 제2팽창밸브(630-2)에서 감압된 냉매를 저온 저압의 기체 냉매로 증발시키는 제3열교환기(170), 상기 제1팽창밸브(630-1)에서 감압된 냉매를 저온 저압의 기체 냉매로 증발시키는 제4열교환기(270), 상기 압축기(610)의 출구 측에 설치되어 냉방과 난방시 냉매의 흐름 방향을 전환시키는 사방밸브(620)로 이루어진다.
이와 같은 히트펌프(600)가 난방 작동하는 경우, 냉매는 압축기(610), 사방밸브(620), 제1열교환기(150), 제1팽창밸브(630-1), 제4열교환기(270), 압축기(610)를 따라 순환한다. 이와 같은 냉매의 순환경로를 제1냉매순환경로(640-1)라 한다. 이 경우 제1열교환기(150)는 응축기로 작동되어 제1공기유로(110)를 유동하는 공기를 가열하고, 제4열교환기(270)는 증발기로 작동되어 제2공기유로(210)를 유동하는 공기를 냉각시킨다.
상기 히트펌프(600)가 냉방 작동하는 경우, 냉매는 압축기(610), 사방밸브(620), 제2열교환기(250), 제2팽창밸브(630-2), 제3열교환기(170), 압축기(610)를 따라 순환한다. 이와 같은 냉매의 순환경로를 제2냉매순환경로(640-2)라 한다. 이 경우 제2열교환기(250)는 응축기로 작동되어 제2공기유로(210)를 유동하는 공기를 가열하고, 제3열교환기(170)는 증발기로 작동되어 제1공기유로(110)를 유동하는 공기를 냉각시킨다.
상기 제1열교환기(150)에서 가열되거나 냉각된 공기는 로터부재(300)의 제1영역(310) 방향으로 유동하고, 상기 제2열교환기(250)에서 가열되거나 냉각된 공기는 로터부재(300)의 제2영역(320) 방향으로 유동한다.
이하, 도 2 내지 도 6을 참조하여 제1실시예에 의한 공기조화기의 제어방법에 대해 설명한다.
도 2를 참조하여 무급수 가습 모드에 대해 설명한다.
무급수 가습 모드란, 수분공급부(500)에서 제3영역(330)으로 수분이 공급되지 않은 상태에서 실외공기에 포함된 수분을 이용하여 실내 가습을 하는 모드를 의미한다.
유로전환부(400)는 제1유입구(410)와 제1배출구(430)가 연결되고, 제2유입구(420)와 제2배출구(440)가 연결되도록 방향전환게이트는 제1위치로 설정된다.
또한, 제1송풍기(160)와 제2송풍기(260) 및 압축기(610)가 온(On)되며, 로터부재(300)는 회전한다. 댐퍼(280)는 제2영역(320)을 통과한 공기가 제2공기유로(210)의 출구부(210c) 방향으로 유동하도록 방향이 설정된다.
상기 압축기(610)가 온(On)되면, 냉매는 상기 제1냉매순환경로를 따라 순환한다. 이 경우 제1열교환기(150)는 응축기로 작동되어 제1공기유로(110)를 유동하는 공기를 가열하고, 제2열교환기(250)는 증발기로 작동된다.
한편, 제1송풍기(160)의 가동에 의해 제1공기유로(110)의 입구부(110a)를 통해 실내기(1)로 유입된 실내공기는 프리 필터(120), 기능성 필터(130), 유로전환부(400), 제1열교환기(150), 제1영역(310), 헤파 필터(230)를 순차 거친 후 실내로 배출된다. 이 경우 실내공기는 제1열교환기(150)를 통과하면서 가열된다.
또한, 제2송풍기(260)의 가동에 의해 제2공기유로(210)의 입구부(210a)를 통해 유입된 실외공기는 프리 필터(220), 유로전환부(400), 제2열교환기(250)를 순차 거친 후 제2영역(320)을 통과한다. 이 경우 실외공기에 포함된 수분은 제2영역(320)의 흡착재에 흡착되고, 상기 제2열교환기(250)가 증발기로 작동하여 통과하는 실외공기의 온도가 낮아져 수분의 흡착량이 많아지게 된다.
상기 제2영역(320)에서 실외공기의 수분이 흡착된 흡착재가 로터부재(300)의 회전에 의해 제1영역(310)에 위치하면, 제1열교환기(150)를 통과하면서 가열된 실내공기가 제1영역(310)의 흡착재를 통과하면서 수분을 증발시켜 습한 실내공기를 형성시킨다. 상기 제1영역(310)을 통과한 실내공기는 제1공기유로(110)의 출구부(110c)를 거쳐 실내로 배출됨으로써 실내 가습이 이루어진다.
이 경우 제2열교환기(250)와 제3열교환기(170)에는 냉매가 흐르지 않으므로, 실내공기와 실외공기에 아무런 영향을 미치지 않는다.
도 3을 참조하여 난방 및 급수 가습 모드에 대해 설명한다.
난방 및 급수 가습 모드시, 유로전환부(400)에서 방향전환게이트가 제1위치로 설정되고, 제1송풍기(160)와 제2송풍기(260) 및 압축기(610)가 온(On)되며, 로터부재(300)가 회전하는 것은 무급수 가습 모드와 동일하다. 또한, 냉매는 제1냉매순환경로(640-1)를 따라 유동하여, 제1열교환기(150)가 응축기로 작동하고, 제4열교환기(270)가 증발기로 작동한다는 점에서도 동일하다.
수분공급부(500)에서 제3영역(330)으로 수분이 공급되고, 댐퍼(280)의 방향이 바이패스유로(285)에서 제2공기유로(210)의 출구부(210c)로 연결된다는 점에서 무급수 가습 모드와 차이가 있다.
수분공급부(500)는 제3영역(330)에 수분의 공급을 위해 급수밸브(550)가 개방되어 수조(530)에는 물이 채워져 있으며, 제3송풍기(510)가 온(On)되어 가습공기유로(540)를 순환하는 공기는 가습필터(520)를 거치면서 습한공기가 되어 로터부재(300)의 제3영역(330)으로 유동한다. 상기 제3영역(330)에서 흡착된 수분은 로터부재(300)의 회전에 의해 제1영역(310)에 위치하게 된다.
제1송풍기(160)의 가동에 의해 실내공기가 제1공기유로(110)를 유동한다. 상기 제1열교환기(150)를 통과하면서 가열된 실내공기는 로터부재(300)의 제1영역(310)을 통과하게 된다. 이 경우 제3영역(330)에서 수분을 흡착한 흡착재가 회전되어 제1영역(310)에 위치하고, 상기 가열된 실내공기가 제1영역(310)을 통과하면서 흡착재의 수분을 증발시켜 습한 실내공기를 형성시킨다. 상기 제1영역(310)을 통과한 실내공기는 제1공기유로(110)의 출구부(110c)를 거쳐 실내로 배출된다. 이로 인해 실내 가습과 함께 실내 난방이 이루어진다.
한편, 제2송풍기(260)의 가동에 의해 실외공기는 바이패스유로(285)를 통해 유입되어 제4열교환기(270)를 거쳐 제2공기유로(210)의 출구부(210c)를 통해 타측 실외로 배출된다. 따라서 차가운 실외공기가 제2영역(320)을 통과하지 않으므로, 차가운 실외공기가 제1영역(310)을 통과하는 공기의 온도에 영향을 미치는 것을 방지할 수 있어 에너지 손실을 최소화할 수 있다.
도 4를 참조하여 제습 및 냉방 모드에 대해 설명한다.
제습 및 냉방 모드시, 유로전환부(400)에서 방향전환게이트가 제1위치로 설정되고, 제1송풍기(160)와 제2송풍기(260) 및 압축기(610)가 온(On)되고, 로터부재(300)가 회전하며, 수분공급부(500)에서 수분이 공급되지 않는 점은 무급수 가습 모드와 동일하다.
제습 모드 시 압축기(610)가 온(On)되면, 냉매는 제2냉매순환경로(640-2)를 따라 순환한다. 이 경우 제2열교환기(250)가 응축기로 작동하고, 제3열교환기(170)가 증발기로 작동한다.
제1송풍기(160)가 가동되면 실내공기는 제1영역(310)을 통과하면서 실내공기에 포함된 수분이 제1영역(310)의 흡착재에 흡착된다. 상기 제1영역(310)에서 수분이 제거된 실내공기는 제1공기유로(110)의 출구부(110c)를 통해 실내로 배출된다. 이 경우 실내로 배출되는 공기의 온도는 제3열교환기(170)에서 낮아지므로 실내 냉방 효과가 있다.
제2송풍기(260)가 가동되면 제2공기유로(210)의 입구부(210a)를 통해 유입된 실외공기는 제2열교환기(250)를 통과하면서 가열되고, 가열된 공기는 제2영역(320)을 통과하게 된다. 상기 제1영역(310)에서 실내공기의 수분을 흡착한 로터부재(300)의 흡착재가 회전하여 제2영역(320)에 위치하게 되면, 제2영역(320)을 통과하는 가열된 실외공기에 의해 흡착재의 수분이 증발되어 실외공기는 습한공기 상태가 되어 제2공기유로(210)의 출구부(210c)를 통해 실외로 배출된다.
이와 같은 과정에 의해 실내공기의 제습이 이루어져, 쾌적한 실내 환경을 유지할 수 있다.
도 5를 참조하여 공기 청정 모드에 대해 설명한다.
공기 청정 모드시에는 제1송풍기(160)가 온(On)되고, 유로전환부(400)의 방향전환게이트가 제1위치로 설정된다. 압축기(610)는 오프(Off)되고, 수분공급부(500)에서는 수분 공급이 이루어지지 않는다.
상기 제1송풍기(160)의 가동으로 인해 제1공기유로(110)의 입구부(110a)를 통해 유입된 실내공기는 프리 필터(120)에서 입자가 큰 이물질의 1차 여과가 이루어지고, 기능성 필터(130)에서 알레르기 등의 유해요소가 제거되며, 제1영역(310)을 통과한 후 헤파 필터(230)에서 미립자가 제거된다. 상기 헤파 필터(230)를 통과한 실내공기는 제1공기유로(110)의 출구부(110c)를 통해 실내로 배출됨으로써 실내 공기의 청정 작용이 이루어진다.
이 경우 실내공기의 냄새를 제거하고자 하는 경우에는 로터부재(300)를 회전시키고, 제2송풍기(260)를 가동시킨다. 상기 로터부재(300)의 흡착재 표면에는 고분자 제습제가 코팅되어 있어 실내공기가 흡착재 표면에 접촉하면 냄새 제거가 이루어진다.
도 6을 참조하여 환기 모드에 대해 설명한다.
환기모드가 가동되면, 제1송풍기(160)와 제2송풍기(260)가 가동된다. 이 경우 유로전환부(400)의 방향전환게이트는 제2위치가 되도록 설정된다. 압축기(610)는 오프(Off)되고, 수분공급부(500)에서는 수분 공급이 이루어지지 않는다.
상기 제2송풍기(260)의 가동에 의해 제1공기유로(110)의 입구부(110a)로 흡입된 실내공기는 프리 필터(120), 기능성 필터(130), 유로전환부(400), 제2영역(320)을 순차 통과한 후 제2공기유로(210)의 출구부(210c)를 통해 실외로 배출된다.
이와 동시에 상기 제1송풍기(160)의 가동에 의해 제2공기유로(210)의 입구부(210a)로 흡입된 실외공기는 프리 필터(220), 유로전환부(400), 제1영역(310), 헤파 필터(230)를 순차 통과한 후 제1공기유로(110)의 출구부(110c)를 통해 실내로 배출된다.
따라서 실내 공기는 실외로 배출되고, 실외 공기는 복수의 필터(220,230)를 거쳐 실내로 유입됨으로써 실내 공기의 환기가 이루어진다.
상기와 같이 유로전환부(400)에서 유로 전환이 이루어지도록 구성하면, 환기모드시 실외공기는 제2공기유로(210)에 구비된 프리 필터(220)에서 여과된 후 제1공기유로(110)에 구비된 헤파 필터(230)에서도 여과되므로, 제1공기유로(110)와 제2공기유로(210)에 구비된 필터(220,230)를 모두 거치면서 여과된 후 실내로 유입되므로, 깨끗한 공기를 실내로 공급할 수 있다.
또한, 헤파 필터(230)는 도 2 내지 도 6에서 설명한 모드에서 실내 공기 뿐만 아니라 실외 공기도 여과하게 되므로, 필터를 자주 교체할 필요가 있다. 따라서 헤파 필터(230)를 실내기(2)에 구비하게 되면 필터 교체가 용이해지므로 필터 교체에 따른 비용과 시간을 줄일 수 있다.
<제2실시예>
도 7을 참조하여 본 발명의 제2실시예에 의한 공기조화기의 구성에 대해 설명한다.
제2실시예의 공기조화기는, 히트펌프(600) 대신 온수의 공급에 의해 공기를 가열하는 제1열교환기(150-1)와 제2열교환기(250-1)가 구비되어 있고, 바이패스유로(285)와 댐퍼(280) 구성이 없다는 점에서 제1실시예와 차이가 있고, 나머지 구성은 동일하다.
상기 제1열교환기(150-1)의 내부를 유동하는 온수와 실내 공기와의 사이에 열교환이 이루어져 실내 공기가 가열된다. 온수공급원(미도시)으로부터 공급된 온수는 온수공급관(152-1)과 온수공급밸브(151-1)를 통해 제1열교환기(150-1)에 공급되고, 제1열교환기(150-1)에서 열교환이 이루어진 온수는 온도가 하락한 후 온수환수관(153-1)으로 유동한다.
또한, 온수공급원으로부터 공급된 온수는 온수공급관(152-1)과 온수공급밸브(251-1)를 통해 상기 제2열교환기(250-1)로 공급된다.
제2실시예의 공기조화기에서도, 가습모드, 난방모드, 공기 청정 모드, 제습 모드, 환기 모드의 작동이 가능하다. 이와 같은 각 모드의 동작은 제1실시예에서 설명한 내용을 토대로 통상의 기술자라면 이해할 수 있으므로, 상세한 설명은 생략한다.
<제3실시예>
도 8을 참조하여 본 발명의 제3실시예에 의한 공기조화기의 구성에 대해 설명한다.
제3실시예는 제2실시예와 비교하여, 제1송풍기(160-2)와 수분공급부(500-2)가 실내기(1)에 구비되고, 로터부재(300-2)는 제1영역(310-2)과 제2영역(320-2)으로 이루어져 있다는 점에서 차이가 있고, 나머지 구성은 동일하다.
상기 수분공급부(500-2)는 상기 제1공기유로(110)의 출구부(110c)를 통해 실내로 배출되는 공기에 수분을 공급하기 위해 실내기(1) 내부에 구비된다. 상기 수분공급부(500-2)는, 상기 제1공기유로(110)의 출구부(110c)를 통과하는 공기에 수분을 공급하는 가습필터(520-2)와, 상기 가습필터(520-2)에 수분이 흡착되도록 수분을 공급하는 수분공급수단으로서 상기 가습필터(520-2)의 하단 일부를 침지시키기 위한 물이 저장되는 수조(530-2)와, 상기 수조(530-2)에 물을 공급하기 위해 급수관(570-2)에 구비된 급수밸브(550-2)를 포함한다.
상기 수조(530-2)의 물은 배수관(580-2)과 배수밸브(560-2)를 통해 외부로 배수가능하도록 되어 있다.
이와 같이 구성하면, 가습필터(520-2)를 제1공기유로(110)의 출구부(110c) 상에 위치시키고 제1송풍기(160-2)의 가동에 의해 가습이 이루어지도록 하면, 제1,제2실시예와 같이 별도의 가습공기유로(540)와 제3송풍기(510)를 구비할 필요가 없으며, 로터부재(300-2)에도 제3영역(330)을 구성할 필요가 없으므로, 제품의 구성이 간단해진다.
제3실시예의 공기조화기에서도, 가습모드, 난방모드, 공기 청정 모드, 제습 모드, 환기 모드의 작동이 가능하다. 이와 같은 각 모드의 동작은 제1실시예에서 설명한 내용을 토대로 통상의 기술자라면 이해할 수 있으므로, 상세한 설명은 생략한다.
상기한 실시예들에서는 히트펌프와 온수를 이용한 열교환기에 대해 예시하였으나, 이에 한정되지 않고 전기히터, 보일러 및 지역 난방 등 다양한 열원으로부터 공급된 열에너지를 이용할 수 있다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명은 상술한 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구되는 본 발명의 기술적 사상에 벗어남 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 자명한 변형실시가 가능하며, 이러한 변형실시는 본 발명의 범위에 속한다.

Claims (11)

  1. 일측 실내로부터 유입된 실내공기를 타측 실내로 배출되도록 하는 경로를 제공하는 제1공기유로(110a,110c), 상기 제1공기유로(110a,110c)를 통과하는 공기를 여과하기 위한 적어도 하나의 필터(120,130,230)가 구비된 실내기(1);
    상기 실내기(1)의 제1공기유로(110a,110c)와 연결된 제1공기유로(110b), 양단이 실외와 연결된 제2공기유로(210), 상기 제1공기유로(110b)와 제2공기유로(210)를 통과하는 공기를 냉각하거나 가열하기 위한 열교환기(150,250,170,270,150-1,250-1)를 구비한 실외기(2);
    로 이루어진 공기조화기
  2. 제1항에 있어서,
    상기 실외기(2)에는 상기 제1공기유로(110b) 상에 구비된 제1영역(310)과 상기 제2공기유로(210) 상에 구비된 제2영역(320)을 교대로 통과하도록 회전하는 흡착재를 포함하는 로터부재(300)가 구비된 것을 특징으로 하는 공기조화기
  3. 제1항에 있어서,
    상기 필터(120,130,230)는, 상기 실내공기의 입구부인 제1공기유로(110a)에 구비된 필터(120,130)와, 상기 실내공기의 출구부인 제1공기유로(110c)에 구비된 필터(230)로 이루어진 것을 특징으로 하는 공기조화기
  4. 제1항에 있어서,
    상기 실내기(1)에는, 상기 실내의 온도와 습도 및 오염도 중 하나 이상을 감지하기 위한 센서가 구비된 것을 특징으로 하는 공기조화기
  5. 제1항에 있어서,
    상기 실내기(1)에는, 상기 제1공기유로(110c)를 통해 실내로 배출되는 공기에 수분을 공급하기 위한 수분공급부(500-2)가 구비된 것을 특징으로 하는 공기조화기
  6. 제5항에 있어서,
    상기 수분공급부(500-2)는, 상기 제1공기유로(110c)를 통과하는 공기에 수분을 공급하는 가습필터(520-2)와, 상기 가습필터(520-2)에 수분이 흡착되도록 수분을 공급하는 수분공급수단으로 이루어진 것을 특징으로 하는 공기조화기
  7. 제6항에 있어서,
    상기 수분공급수단은, 상기 가습필터(520-2)의 일부를 침지시키기 위한 물이 저장되는 수조(530-2)를 포함하고;
    상기 수조(530-2)에 저장된 물은 배수구를 통해 배수 가능한 것을 특징으로 하는 공기조화기
  8. 제1항에 있어서,
    상기 실외기(2)에는, 상기 제1공기유로(110b)와 제2공기유로(210)가 교차하는 지점에 구비되어 상기 제1공기유로(110)와 제2공기유로(210)의 유로 방향이 전환되도록 하는 유로전환부(400)가 구비되고;
    상기 유로전환부(400)는,
    환기모드시 상기 제1공기유로(110a)를 통해 유입된 실내 공기는 상기 제2공기유로(210)를 통해 실외로 배출시키고, 상기 제2공기유로(210)를 통해 유입된 실외공기는 상기 제1공기유로(110c)를 통해 실내로 배출시키도록 그 내부 유로 방향이 설정되고;
    냉난방 및 가습 모드 시 상기 제1공기유로(110a)를 통해 유입된 실내 공기는 상기 제1공기유로(110)를 통과한 후 실내로 배출되고, 상기 제2공기유로(210)를 통해 유입된 실외 공기는 상기 제2공기유로(210)를 통과한 후 실외로 배출되도록 그 내부 유로 방향이 설정되는 것을 특징으로 하는 공기조화기
  9. 제8항에 있어서,
    상기 환기모드시, 상기 제2공기유로(210)를 통해 유입된 실외 공기는, 상기 실외기(2)의 제2공기유로(210) 상에 구비된 필터(220)와 상기 실내기(1)의 제1공기유로(110) 상에 구비된 필터(230)를 거쳐 실내로 배출되는 것을 특징으로 하는 공기조화기
  10. 제2항에 있어서,
    상기 열교환기(150,250,170,270)는 히트펌프(600)를 구성하되, 상기 제1영역(310)을 향해 유동하는 공기와 열교환이 이루어지는 제1열교환기(150)와, 상기 제2영역(320)을 향해 유동하는 공기와 열교환이 이루어지는 제2열교환기(250)와, 상기 제1영역(310)을 통과한 공기와 열교환이 이루어지는 제3열교환기(170)와, 상기 제2영역(320)을 통과한 공기와 열교환이 이루어지는 제4열교환기(270)로 이루어지고;
    실내 가습 또는 실내 난방 시에는 상기 제1열교환기(150)와 제4열교환기(270)가 응축기와 증발기로 작동하고;
    실내 제습 또는 실내 냉방 시에는 상기 제2열교환기(250)와 제3열교환기(270)가 응축기와 증발기로 작동하는 것을 특징으로 하는 공기조화기
  11. 제1항에 있어서,
    실내 공기를 난방하거나 가습하는 경우 상기 제1공기유로(110) 상에 구비된 열교환기(150-1)에는 온수가 공급되어 상기 제1공기유로(110)를 유동하는 공기를 가열하고;
    실내 공기를 제습하는 경우 상기 제2공기유로(210) 상에 구비된 열교환기(250-1)에는 온수가 공급되어 상기 제2공기유로(210)를 유동하는 공기를 가열하는 것을 특징으로 하는 공기조화기
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