KR100437678B1

KR100437678B1 - 일체형 항온 공조기

Info

Publication number: KR100437678B1
Application number: KR10-2002-0039745A
Authority: KR
Inventors: 이항식
Original assignee: 이항식
Priority date: 2002-07-09
Filing date: 2002-07-09
Publication date: 2004-07-01
Also published as: KR20020079619A

Abstract

본 발명은 컴퓨터나 전자기기가 설치된 전산실의 온도와 습도를 일정하게 조절하는 일체형 항온 공조기에 관한 것으로, 냉매를 압축하는 압축기와 응축기 및 증발기가 일체형으로 제작되어 냉난방이 가능하고 가습장치를 이용한 항습이 가능토록 한 것이다.

본 발명은 응축기, 증발기, 가습장치, 가열장치 등이 일체로 형성되어 실내의 온습도를 일정하게 유지시키는 항온항습장치에 있어서, 증발기에 가열보조 응축기를 일체로 형성시켜 난방시 가열보조 응축기를 이용하여 난방을 하도록 하는 동시에 필요하면 전기 가열기를 이용하여 난방이 되도록 하는 한편 응축기에서 덮혀진 공기 흐름을 선택하여 난방시 열효율을 높히도록 하므로써 이루어진다.

Description

일체형 항온 공조기{All in one type usual habit and thermo airconditioner}

기존의 항온 항습장치로는 본 출원인에 의하여 선 출원 된 1999년 실용신안등록출원 제 24319 호가 있다.

상기된 선행기술은 응축기와 압축기 등이 일체로 제작되어 별도의 설치 작업이 불필요한 이점이 있으나, 가열보조 응축기와 증발기가 별도 설치되어 난방시 열효율이 떨어지고, 특히 응축기에서 가온 된 공기를 그대로 외부에 배출하게 되어 난방에 이용하고 있지 못함으로써 열 효율이 떨어지는 것이었다.

본 발명은 응축기, 증발기, 가습장치, 가열장치 등이 일체로 형성되어 실내의 온습도를 일정하게 유지시키고, 난방시 냉매를 거꾸로 순환시켜 증발기에서 더운 공기를 배출시키도록 하는 항온항습장치에 있어서, 증발기에 가열보조 응축기를 일체로 형성시켜 난방시 가열보조 응축기를 이용하여 냉매를 가온시키도록 하는 동시에 필요하면 전기 가열기를 이용하여 냉매를 가온시켜 난방시에도 압축기에서 충분한 압력의 냉매가 배출되도록 하므로써 냉난방이 가능하도록 한 것이다.

이러한 본 발명은 냉난방 선택에 따라 냉매 흐름을 전환시키는 솔레노이드 밸브를 설치하고, 증발기의 배관에 밀착되게 보조가열 응축기를 설치하는 한편 상기 보조가열 응축기의 배면에 전기 가열기를 설치하며, 응축기를 통과한 공기가 배기구 또는 실내로 유입되게 차단판이 내장된 덕트를 설치하므로써 이루어 진다.

도 1 은 본 발명의 사시도

도 2 는 본 발명의 구성도

도 3 은 본 발명의 단면도

도 4 는 본 발명의 덕트 단면도

도 5 는 본 발명의 증발기 평면도

도 6 은 본 발명의 전기 가열기 평면도

도 7 은 본 발명의 전기 가열기 측단면도

도 8 은 본 발명의 전기 가열기 평단면도

[도면의 주요부분에 대한 부호의 설명]

1 : 항온공조기 2 : 본체

10 : 압축기 20 : 가습보조 응축기

21 : 응축기 22 : 보조 냉각기

25 : 팽창밸브 27 : 수동팽창 밸브

30 : 증발기 40 : 가열보조 응축기

45 : 덕트 46 : 차단판

50 : 전기 가열기

본 발명의 항온공조기(1)는 도 1 에 도시된 바와 같이 본체(2) 전면에 송풍창(3)과 흡입창(4)이 설치되며, 온습도 조절용 콘트롤판(5)이 부착되고, 일측에 실외와 연결되는 배기구(7)가 설치된다.

증발기(30)는 흡입창(4) 내측에 설치되어 송풍팬(6)에 의해 흡입된 실내공기 온도를 낮추어 준 후 송풍창(3)으로 송풍되게 하고, 상기 증발기(30)의 배면에는 냉매온도를 높히거나 실내 습도를 낮추기 위한 전기가열기(50)가 설치되고, 냉각부와 비냉각부를 격벽(60)으로 분리시킨 본체(2)의 배면에는 응축기(21)와 압축기(10)를 설치하는 한편 응축기(21)에서 가온된 공기를 배기구(7)로 배출시키는 배기팬(8)이 설치된다.

그리고 본체(2) 저면에는 가습보조응축기(20)가 내장된 가습장치(70)를 설치하되 가습장치(70)의 습기는 가습관(71)을 통하여 송풍팬(72)으로 송풍되게 하고, 증발기(30)의 실내공기 냉각에 따른 응축수는 배기구(73)를 통하여 물탱크(74)로 유입되게 한다.

상기된 구성의 항온 공조기(1)는 본 출원인에 의하여 선출원 된 실용신안1999-024139 호와 같으나, 본 발명에서는 증발기(30)에 가열보조 응축기(40)를 일체로 형성시키되 증발기(30)의 배관을 따라 가열보조응축기(40)의 배관을 설치하고, 응축기(21)에서 가온 또는 냉각된 공기는 덕트(45)를 통하여 배기팬(8) 또는 송풍팬(6)으로 배출될 수 있도록 하되 상기 덕트(45) 내부에는 냉난방 선택에 따라 공기 흐름을 단속하는 차단판(46)을 설치한다.

본 발명의 전기 가열기(50)는 도 4 내지 도 6 에 도시 된 바와같이 다단설치된 발열봉(51) 외측에 방열핀(52)을 부착시켜 열방출이 용이하게 하고, 방열봉(51)의 내부는 열원인 반도전성 폴리머(53)를 양측에 설치하고 내부는 열매체유(54)를 채워 구성한다.

본 발명의 전체 구성도는 도 2 에 도시된 바와같이 냉방시는 압축기(10)에서 압축된 냉매가 솔레노이드밸브(11)를 거쳐 가습보조응축기(20)와 응축기(21)를 거친 후 보조냉각기(22)와 팽창밸브(25)를 거치고 증발기(30)를 거친 후 보조냉각기(22)를 거쳐 압축기(10)로 흐르게 되고, 난방시는 압축기(10)에서 압축된 냉매가 솔레노이드밸브(12)를 거쳐 증발기(22)를 거친 후 팽창밸브(25)와 보조냉각기(22)를 거쳐 응축기(21)로 흐른 후 증발기(30)에 일체로 형성된 가열보조응축기(40)를 거치고 보조냉각기(22)를 거쳐 압축기(10)로 흐르게 구성된다.

여기서 보조 냉각기(22)는 이중파이프로 구성되어 응축기(21) 또는 팽창밸브(25)를 거친 냉매가 내측을 흐르게 하고 증발기(30) 또는 가열보조응축기(40)를 거친 냉매가 외측을 흐르게 하여 냉방에 사용 될 냉매를 냉각시키도록 한다.

보조 냉각기(22)를 거친 냉매는 필터 드라이어(15)와 솔레노이드 밸브(16)를 거친 후 팽창밸브(25)에서 분배기(28)로 인가되게 하거나, 솔레노이드 밸브(26)와 수동팽창 밸브(27)를 거쳐 분배기(28)를 인가되게 구성한다.

이와같은 본 발명의 항온공조기(1)는 냉난방에 사용될 수 있도록 한 것으로, 냉방시에는 압축기(10)의 냉매가 응축기(21)와 팽창밸브(25)및 증발기(30)를 거쳐 압축기(10)로 흐르게 하고, 난방시는 압축기(10)의 냉매가 증발기(30)와 팽창밸브(25)및 응축기(21)를 거친 후 가열보조응축기(40)를 거쳐 압축기(10)로 흐르게 한다.

본 발명의 냉방 작동시를 살펴본다.

냉방시는 솔레노이드 밸브(11)(16)는 개방되고, 솔레노이드 밸브(12)(26)는 폐쇄된 상태가 된다.

그러면 압축기(10)에서 압축된 냉매는 가습보조 응축기(20)를 거쳐 물탱크(74)의 물을 가온시키게 되고 응축기(21)를 거쳐 냉매를 식힌 후 다시 보조 냉각기(22)에서 재차 냉매를 식혀준 후 팽창 밸브(25)에서 팽창시켜 분배기(28)에서 증발기(30)로 공급하므로써 증발기(30)에서 실내공기의 온도를 낮추어 준 후 송풍팬(6)으로 배출시켜 실내온도를 낮추어 주게 되며, 응축기(21)를 거치면서 덮혀진 공기는 배기구(7)를 거쳐 외부로 배출되게 한다.

이 때 덕트(45)의 차단판(46)은 응축기(21)를 거친 공기가 배기구(7)로 흐르게 절환시켜 놓게 된다.

상기된 증발기(30)의 작동시 실내공기에 포함된 수분은 증발기(30)표면에서응축되어 응축수로 떨어지게 되며 이 때의 응축수는 배수구(73)에서 물탱크(74)로 모아지게 된다.

한편 증발기(30)작동중에 실내습도가 떨어지는 경우가 발생하면 가습보조 응축기(20)를 작동시켜 물탱크(74)의 물을 가온시켜 응축수를 증발시키게 하고 가습보조응축기(20)에 의해 증발된 증기는 가습관(71)을 거친 후 송풍팬(73)에 의해 실내로 유입되어 실내습도를 높히도록 하는데, 물탱크(74)에서 증발된 증기가 유입되는 가습관(71)의 선단부에는 소형 송풍팬(73)을 장착해 증기가 용이하게 실내로 유입될 수 있도록 한다.

다음으로 난방시를 살펴본다.

이 때 솔레노이드 밸브(11)는 닫고 솔레노이드 밸브(12)를 열어 준다.

그러면 압축기(10)의 냉매는 증발기(30)로 유입되어 증발기(30)가 냉방시의 응축기 역할을 하도록 하고, 증발기(30)를 거친 냉매는 팽창밸브(25)를 거치고 보조냉각기(22)를 거친 후 응축기(21)에 인가되어 응축기(21)가 냉방시의 증발기 역할을 하도록 하며, 응축기(21)를 거친 냉매는 가열보조응축기(40)에서 냉매온도를 상승시킨 후 가열보조냉각기(22)를 거쳐 압축기(10)로 흐르게 된다.

난방시 압축기(10)에서 압축된 냉매는 증발기(30)로 유입되어 증발기(30)가 응축기 역할을 하여 더운 바람이 송풍되게 되고, 증발기(30)를 거치고 응축기(21)를 거친 냉매는 차가워지게 되어 그대로 압축기(10)로 유입시키면 기온이 차가운 겨울철에는 압축기(10)에서 적정압력(15㎏/㎠)으로 냉매를 압축시키지 못하여 냉매 싸이클이 정상작동되지 않으므로, 본 발명에서는 응축기(21)에서 냉각된 냉매가 증발기(30)와 일체로 형성된 가열보조응축기(40)를 거치면서 증발기(30)의 열로 냉매를 덮혀주도록 하므로써 겨울철에도 압축기(10)에서 적정압력으로 냉매를 압축시킬 수 있도록 한다.

따라서 난방시 증발기(30)가 응축기와 같이 열을 발산시키게 되어 난방이 가능토록 하는 한편 가열보조응축기(40)를 흐르는 냉매를 가온시켜 겨울철에 압축기(10)가 얼지 않으면서도 정상적인 냉매 압축 작용을 하도록 한다.

이 때 증발기(30)의 배관과 가열보조응축기(40)의 배관이 밀착되게 설치하여 증발기(30) 배관에서 발생한 열로 난방을 행하는 동시에 가열보조응축기(40)의 배관을 흐르는 냉매를 가온시키도록 한다.

한편 가열보조응축기(40)만으로 냉매 온도를 높여주지 못할 정도이면 전기가열기(50)를 작동시켜 실내유입공기를 덮혀 주는 한편 냉매를 가온시켜 냉매압축이 정상적으로 이루어지도록 한다.

그리고 본 발명의 덕트(45)에 설치된 차단판(46)은 응축기(21)를 거친 공기가 외부 또는 실내로 유입되게 절환시킬 수 있는 것으로, 난방시는 응축기(21)를 거친 공기가 외부로 빠져나가도록 하되 실내 온도를 낮출 경우 실내로 유입되게 하여 실내온도를 낮추도록 한다.

전기 가열기(50)는 전기통전시 반도전성 폴리머(53)에서 열을 발생시켜 열매체유(54)를 가열시킴으로써 방열핀(52)이 부착 된 발열봉(51)을 통하여 열을 발산시키게 되고 실내 공기는 상기 전기 가열기(50)를 거치면서 원하는 온도로 상승되게 된다.

한편 본 발명에서 냉방을 하면서 제습하는 경우를 살펴보면 다음과 같다.

냉방중일 경우도 제습을 하기 위해서는 가열보조 응축기(40)를 작동시키면 된다.

그러면 가열보조 응축기(40)가 작동하여 증발기(30)에서 실내공기를 냉각시키더라도 공기온도를 상승시킴으로써 제습 효과를 거둘 수 있도록 하며, 가열 보조응축기(40)로도 제습이 안되면 전기 가열기(50)를 작동시켜 제습이 이루어 지도록 한다.

본 발명의 체크 밸브(13)는 냉매가 일방향으로 흐르게 하기 위하여 설치된다.

보조 냉각기(22)는 이중 파이프로 제작하여 응축기(21)를 거친 냉매가 내파이프로 흐르게 하고 그 외부를 증발기(30)를 거친 냉매가 흐르게 하여 냉매 온도를 낮출 수 있는 것으로 응축기(21)를 거친 냉매 온도보다 증발기(30)를 거친 냉매 온도가 낮기 때문에 가능하다.

본 발명의 수동팽창 밸브(27)는 증발기(30)에 성애가 맺혔을 경우 이를 제거해줄 때 사용하는 것으로 증발기(30)에 성애가 맺히면 솔레노이드 밸브(26)를 열어주게 되고 그러면 증발기(30)에 유입되는 냉매의 속도를 낮추어 주게 되어 증발기(30)의 증발 효과를 낮춤으로써 성애를 제거해 주게 된다.

수동 팽창밸브(27)는 수동으로 조작되며 한번 설정해 놓은 냉매 공급량을 유지하는 것으로, 냉매의 공급 유무는 솔레노이드 밸브(26)에 의하여 선택되게 된다.

따라서 증발기(30)의 성애를 제거하기 위해서는 솔레노이드 밸브(26)를 개방시키면 되고, 냉매의 흐름 속도는 수동팽창밸브(27)에 의하여 선택되는 것이다.

본 발명은 일체형 항온 공조기에 있어서, 난방시 증발기로 냉매를 유입시켜 증발기가 냉방시의 응축기 역할을 하도록 하여 증발기를 통과한 공기 온도를 상승시켜 난방이 이루어지도록 하는 한편 가열보조응축기를 작동시켜 냉매온도가 되어진 후 압축기로 유입되게 하여 겨울철 냉매 온도가 낮아 적정압려으로 압축시키지 못하는 문제를 해결한 것이다.

따라서 본 발명은 항온공조기를 냉,난방에 모두 사용할 수 있으며, 난방시 증발기를 거친 냉매를 이용하여 압축기로 유입되기 전의 냉매 온도를 높여 주도록 하여 열효율을 극대화시킬 수 있도록 하며, 난방시 응축기가 증발기 역할을 하게 되므로 증발기에 성애가 끼었을 때 간단하게 냉매의 흐름을 변화시켜 성애를 제거해 줄 수 있는 것이다.

Claims

본체(2) 내부에 격판(60)을 중심으로 냉각부에 증발기(30)와 전기 가열기(50) 및 송풍팬(6)을 설치하고, 비냉각부에 응축기(21)와 압축기(10) 및 배기팬(8)을 설치하며, 하측으로 가습장치(70)를 설치한 항온 공조기(1)에 있어서,

압축기(10)의 냉매가 솔레노이드 밸브(11)(12)의 선택에 따라 가습보조응측기(20)나 증발기(30)로 유입되게 하며,

상기 증발기(30)의 배관에 가열 보조 응축기(40)의 배관을 밀착 설치하고,

상기 전기 가열기(50)는 반도전성 폴리머(53)의 방열로 열매체유(54)가 채워진 발열봉(51)에서 방열핀(52)으로 열을 발산하게 설치하며,

상기 응축기(21)를 통과한 공기는 덕트(45)를 통하여 배기팬(8) 또는 송풍팬(6)으로 공급되게 하되 덕트(45) 내부에는 공기 흐름을 선택하는 차단판(46)을 설치하여 된 것을 특징으로 하는 일체형 항온 공조기.
제 1 항에 있어서, 응축기(21)를 통과한 냉매는 팽창밸브(25)를 통하여 증발기(30)로 유입되게 하되 상기 팽창 밸브(25)에 병렬로 솔레노이드 밸브(26)와 수동팽창밸브(27)를 설치하여 증발기(30)의 성애를 수동팽창밸브(27)를 작동시켜 제거 시키도록 하는 것을 특징으로 하는 일체형 항온 공조기.
제 1 항에서, 응축기(21)를 통과한 냉매는 이중파이프로 이루어진 보조 냉각기(22)의 내부측 파이프를 통하여 팽창밸브(25)로 유입되게 하되 증발기(30)를 통과한 냉매가 이중파이프의 외측 파이프로 흐르게 하여 팽창밸브(25)에 유입되는 냉매 온도를 낮추어 주도록 하는 것을 특징으로 하는 일체형 항온 공조기.