KR100854153B1 - 공기조화시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 공기조화시스템에 관한 것이다. 상기 공기조화시스템은 복사 에너지와 냉풍 또는 온풍에 의해 실내 공간을 선택적으로 냉난방할 수 있는 것이다.

공기조화시스템, 복사유닛

Description

공기조화시스템{air conditioning system}

도 1은 본 발명에 따른 공기조화시스템의 제1실시예를 도시한 구성도이다.

도 2는 도 1의 복사유닛을 도시한 사시도이다.

도 3은 도 1의 공기조화시스템에서 냉매 유동에 따른 냉매의 상태를 도시한 냉매 사이클이다.

도 4는 본 발명에 따른 공기조화시스템의 제2실시예를 도시한 구성도이다.

도 5는 도 4의 공기조화시스템에서 냉매 유동에 따른 냉매의 상태를 도시한 냉매 사이클이다.

도 6은 본 발명에 따른 공기조화시스템의 제3실시예를 도시한 구성도이다.

도 7은 도 6의 공기조화시스템에서 냉매 유동에 따른 냉매의 상태를 도시한 냉매 사이클이다.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

20: 제1열교환유닛 30: 제2열교환유닛

50,60: 복사유닛 30,31: 팽창밸브

본 발명은 공기조화시스템에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 복사 에너지에 의해 실내 공간을 냉난방할 수 있는 공기조화시스템에 관한 것이다.

일반적인 공기조화시스템은 실내 공간을 냉방 또는 난방시키는 장치이다. 상기 공기조화시스템은 냉매를 일방향으로 순환시키는 냉방운전과, 냉매를 타방향으로 순환시키는 난방운전을 수행할 수 있다. 물론, 상기 냉매를 일측으로만 순환시킬 수도 있다.

상기 공기조화시스템의 냉방운전에 관해 설명한다.

상기 압축기에서 압축된 냉매는 제1열교환유닛에서 응축된다. 상기 응축된 냉매는 팽창밸브에서 팽창된 후 제2열교환유닛에 유입된다. 이때, 상기 제2열교환유닛는 송풍팬에 의해 냉풍을 실내 공간으로 토출함에 따라 실내 공간을 냉방시킨다. 상기 제2열교환유닛의 냉매는 압축기로 다시 복귀한다. 이와 같은 냉매의 폐순환에 의해 냉방운전이 수행된다.

상기 공기조화시스템은 냉방운전시와 반대로 냉매를 폐순환시킴에 따라 난방운전을 수행한다. 이러한 난방운전에 관해서는 생략하기로 한다.

그러나, 종래의 공기조화시스템은 송풍팬에 의해 실내 공간에 냉풍 또는 온풍을 토출하여 획일적으로 냉난방시키므로, 실내에 거주하는 사람들의 모든 성향에 탄력적으로 대응할 수 없었다. 즉, 대부분의 사람들은 냉난방시 냉풍이나 온풍에 직접 노출되더라도 쾌적감을 느끼지만, 일부의 사람들은 냉풍이나 온풍에 직접 노출되면 불쾌감을 느끼는 경우가 있었다. 또한, 노인이나 어린이들은 면역력이 약해서 냉풍이나 온풍에 직접 노출되면 감기 등이 자주 걸리는 경향이 있었다.

상기한 제반 문제점을 해결하기 위한, 본 발명의 목적은 사람들의 성향에 맞게 실내 공간을 냉난방시킬 수 있는 공기조화기를 제공하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 양태에 의하면, 냉매를 압축하는 압축기; 상기 압축기의 냉매가 유입되는 제1열교환유닛; 상기 제1열교환기에서 토출되는 냉매가 팽창되는 팽창장치; 상기 팽창장치에서 토출되는 냉매가 유입되는 제2열교환유닛; 및 상기 제1,2열교환유닛과 직렬로 배치되어 복사열을 제공하는 복사유닛을 포함하는 공기조화시스템을 제공한다.

상기 복사유닛은 팽창장치와 제2열교환유닛 사이에 배치될 수 있다.

상기 복사유닛의 출구측에 제공되는 팽창장치가 더 포함될 수 있다.

상기 복사유닛은 상기 압축기의 입구측에 제공될 수 있다.

이하 상기 목적을 실현할 수 있는 본 발명에 따른 공기조화시스템의 제1실시예에 관해 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명에 따른 공기조화시스템의 제1실시예를 도시한 구성도이다.

도 1을 참조하면, 상기 공기조화시스템은 냉매를 압축하여 토출하는 압축기(10)를 포함한다. 상기 압축기(10)는 냉매의 토출량을 제어할 수 없는 정속 압축기 또는 냉매의 토출량을 제어할 수 있는 인버터 압축기일 수 있다.

상기 압축기(10)에는 제1열교환유닛(20)이 연결된다. 상기 제1열교환유 닛(20)은 압축기(10)에서 토출된 냉매가 유입되는 제1열교환기(21)와, 상기 제1열교환기(21)에 공기를 강제 송풍시키는 제1팬(22)을 포함한다. 상기 제1팬(22)으로는 축류팬이 적용될 수 있다. 이러한 제1열교환유닛(20)은 실외에 배치될 수 있다.

상기 제1열교환유닛(20)의 출구측 냉매관에는 팽창장치(30)가 배치된다. 상기 팽창장치(30)로는 전기적으로 개도가 조절되는 전자팽창밸브(LEV)를 제시한다.

상기 팽창장치(30)의 출구측 냉매관에는 제2열교환유닛(40)이 연결된다. 상기 제2열교환유닛(40)은 냉매가 유입되는 제2열교환기(41)와, 상기 제2열교환기(41)에 공기를 강제로 송풍시키는 제2팬(42)을 포함한다. 상기 제2팬(42)으로는 축류팬이 적용될 수 있다. 이러한 제2열교환유닛(40)은 실내에 배치된다.

상기 제1,2열교환유닛(20,40)과 직렬로 복사유닛(50)이 배치된다. 예를 들면, 상기 복사유닛(50)은 제2열교환유닛(40)의 입구측 냉매관에 배치된다. 이러한 복사유닛(50)은 복사열을 방출한다.

도 1에서는 하나의 복사유닛(50)만을 도시하였으나, 복수의 복사유닛(50)이 상기 제2열교환유닛(40)의 흡입측 냉매관에 직렬로 배치될 수도 있다.

도 2는 도 1의 복사유닛을 도시한 사시도이다.

도 2를 참조하면, 상기 복사유닛(50)은 지그재그로 절곡된 형태의 냉매관(41)과, 상기 냉매관(41)과 열교환되도록 설치되는 냉각핀(42)을 포함한다. 상기 복사유닛(50)에는 팬이 설치되지 않는다. 이러한 복사유닛(50)은 다양한 형태로 제작될 수 있다. 또한, 상기 복사유닛(50)은 실내의 천정, 벽면, 또는 업무 공간을 구획하는 파티션 등에 배치될 수 있다.

이와 같이 구성된 본 발명에 따른 제1실시예의 작용에 관해 설명하기로 한다.

상기 공기조화시스템은 냉매를 일방향으로 순환시키는 냉방 사이클과, 냉매를 반대로 순환시키는 난방 사이클로 운전될 수 있다. 이하에서는 냉방 사이클을 기준으로 설명하기로 한다.

도 3은 도 1의 공기조화시스템에서 냉매 유동에 따른 냉매의 상태를 도시한 냉매 사이클이다.

도 3을 참조하면, 상기 압축기(10)에서 냉매를 고압으로 압축한다(A1~A2 구간).

상기 압축된 냉매는 제1열교환유닛(20)에 유입된다. 이때, 상기 제1팬(22)이 회전되어 상기 제1열교환기(21)에 유동하는 냉매를 응축시킨다(A2~A3 구간).

상기 제1열교환유닛(20)에서 토출된 냉매는 토출측 냉매관에 배치된 팽창장치(30)에 의해 팽창된다(A3~A4 구간). 상기 팽창장치(30)의 냉매 팽창 정도 및 냉매 토출량은 실내의 온도, 사용자의 선택 등 다양한 조건에 따라 변경될 수 있다.

상기 팽창장치(30)에 의해 팽창된 냉매는 복사유닛(50)에 유입된다. 상기 복사유닛(50)은 복사 에너지를 외부로 방출한다(A4~A5 구간).

상기 복사유닛(50)에서 토출된 냉매는 상기 제2열교환유닛(40)에 유입된다. 상기 제2팬(42)은 제2열교환기(41)와 열교환된 냉풍을 실내로 토출하여 실내 공간을 냉방시킨다. 이때, 상기 제2열교환기(41)에서 증발된 냉매는 2상 상태로 토출된 다(A5~A1 구간).

상기 제2열교환유닛(40)에서 토출된 냉매는 압축기(10)로 재유입된다.

이러한 냉매의 순환이 진행됨에 의해 실내 공간을 냉방시킬 수 있게 된다. 상기 냉매를 반대로 순환시키면 실내 공간을 난방할 수 있다.

한편, 상기 제2열교환유닛(40)은 냉풍을 토출하여 실내 공간을 냉방시키고, 상기 복사유닛(50)은 냉기를 복사 방출함에 의해 특정 공간을 냉각시킬 수 있다. 따라서, 상기 공기조화시스템은 사용자의 선택에 따라 적절한 곳에 복사유닛(50)이나 제2열교환유닛(40)을 배치시킬 수 있다. 따라서, 사용자의 취향에 맞게 냉난방을 즐길 수 있다.

다음으로, 본 발명에 따른 공기조화시스템의 제2실시예에 관해 설명하기로 한다.

도 4는 본 발명에 따른 공기조화시스템의 제2실시예를 도시한 구성도이다.

도 4를 참조하면, 상기 공기조화시스템은 압축기(10), 제1열교환유닛(20), 팽창장치(30), 복사유닛(50) 및 제2열교환유닛(40)이 순차적으로 배치된다. 제2실시예에서는 상기 복사유닛(50)과 제2열교환유닛(40) 사이에 팽창장치(31)가 더 설치되는 점에 특징이 있다. 상기 팽창장치(31)는 복사유닛(50)에서 토출된 냉매를 다시 팽창시킨 후 상기 제2열교환유닛(40)에 유입시킨다. 상기 제2실시예에서 팽창장치(30)가 추가된 점을 제외하고는 제1실시예와 실질적으로 동일하므로, 이에 관한 설명을 생략하고, 동일한 구성 요소에 관해서는 동일한 도번을 부여하였다. 이 하에서는 설명의 편의를 위해, 상기 제1열교환유닛(20)과 복사유닛(50) 사이에 배치된 팽창장치(30)를 제1팽창장치(30)라 하고, 상기 복사유닛(50)과 제2열교환유닛(40) 사이에 배치된 팽창장치(31)를 제2팽창장치(31)라 한다.

상기와 같이 구성된 본 발명에 따른 제2실시예의 작용을 설명하기로 한다.

도 5는 도 4의 공기조화시스템에서 냉매 유동에 따른 냉매의 상태를 도시한 냉매 사이클이다.

도 5를 참조하면, 상기 압축기(10)에서 냉매를 고압으로 압축한다(B1~B2 구간). 상기 압축된 냉매는 제1열교환유닛(20)에 유입되어 응축된다(B2~B3 구간).

상기 제1열교환유닛(20)에서 토출된 냉매는 제1팽창장치(30)에 의해 1차적으로 팽창된다(B3~B4 구간). 상기 팽창된 냉매는 복사유닛(50)에 유입되어 실내에 복사 에너지를 방출한다(B4~B5).

상기 복사유닛(50)에서 토출된 냉매는 제2팽창장치(31)에 의해 2차적으로 팽창된다(B5~B6 구간). 이때, 상기 제2팽창장치(31)는 상기 제1팽창장치(30)에 비해 냉매를 보다 낮은 압력으로 팽창시킨다. 또한, 상기 제1,2팽창장치(30,31)는 동일한 압력으로 냉매를 팽창시킬 수도 있다. 또한, 상기 제2팽창장치(31)는 제1팽창장치(30)에 비해 냉매를 보다 낮은 압력으로 팽창시킬 수도 있다. 상기 제1,2팽창ㅈ자장치(30,31)의 냉매 팽창 정도는 실내의 온도, 사용자의 선택 등 다양한 조건에 따라 변경될 수 있다.

상기 제2팽창장치(31)에 의해 팽창된 냉매는 제2열교환유닛(40)에 유입된다. 상기 제2팬(42)은 제2열교환기(41)와 열교환된 냉풍을 실내로 토출하여 실내 공간을 냉방시킨다. 이때, 상기 제2열교환유닛(40)에서 증발된 냉매는 2상 상태로 토출된다(B6~B1 구간).

상기 제2열교환유닛(40)과 복사 유닛에서 토출된 냉매는 압축기(10)로 재유입된다.

상기 공기조화시스템은 제1,2팽창장치(30,31)가 복사유닛(50)과 제2열교환유닛(40)에 맞게 최적조건으로 냉매를 개별적으로 팽창시키므로, 상기 제2열교환유닛(40)과 복사유닛(50)의 냉난방 성능을 향상시킬 수 있다.

다음으로, 본 발명에 따른 공기조화시스템의 제3실시예에 관해 설명하기로 한다.

도 6은 본 발명에 따른 공기조화시스템의 제3실시예를 도시한 구성도이다.

도 6을 참조하면, 상기 공기조화시스템은 압축기(10), 제1열교환유닛(20), 팽창장치(30), 제2열교환유닛(40)이 순차적으로 배치된다. 제2실시예는 상기 제2열교환 유닛의 출구측 냉매관에는 복사유닛(60)이 배치되는 점에 특징이 있다. 또한, 상기 복사유닛(60)의 입구측 냉매관에 팽창장치를 더 설치할 수 있다.

제2실시예에서 상기 복사유닛(60)의 위치를 제외하고는 제1실시예와 실질적으로 동일하므로, 이에 관한 설명을 생략하고, 동일한 구성 요소에 관해서는 동일한 도번을 부여하였다.

상기와 같이 구성된 본 발명에 따른 제2실시예의 작용을 설명하기로 한다.

도 7은 도 6의 공기조화시스템에서 냉매 유동에 따른 냉매의 상태를 도시한 냉매 사이클이다.

도 7을 참조하면, 상기 압축기(10)에서 냉매를 고압으로 압축한다(C1~C2 구간). 상기 압축된 냉매는 제1열교환유닛(20)에 유입되어 응축된다(C2~C3 구간).

상기 제1열교환유닛(20)에서 토출된 냉매는 팽창장치(30)에 의해 팽창된다(C3~C4 구간). 상기 팽창장치(30)에서 토출된 냉매는 제2열교환유닛(40)에 유입된다. 상기 제2팬(42)은 제2열교환기(41)에서 열교환된 냉풍을 실내로 토출하여 실내 공간을 냉방시킨다.

상기 제1열교환유닛(20)에서 토출된 냉매는 복사유닛(60)에 유입된다(C4~C5 구간). 상기 복사유닛(60)은 실내 공간에 냉기를 복사 방출한다(C4~C5). 이때, 상기 제2열교환유닛(40)에서 1차적으로 열교환된 냉매는 상기 복사유닛(60)에서 다시 한번 냉방에 이용된다. 따라서, 상기 냉매의 열에너지를 보다 효율적으로 사용될 수 있다.

상기 제2열교환유닛(40)과 복사유닛(60)에서 토출된 냉매는 압축기(10)로 재유입된다.

상기와 같이 구성된 본 발명에 따른 실시예는 다음과 같은 효과가 있다.

본 발명에 의하면, 상기 공기조화시스템은 사용자의 선택에 따라 적절한 곳에 복사유닛이나 제2열교환유닛을 배치시킬 수 있다. 따라서, 사용자의 취향에 맞 게 냉난방을 즐길 수 있는 효과가 있다.

본 발명에 의하면, 상기 제2열교환유닛과 복사유닛이 직렬로 연결되므로, 냉매관의 길이를 단축시킬 수 있다.

본 발명에 의하면, 상기 공기조화시스템은 제2열교환유닛에서 냉방을 하고 남은 냉매의 에너지를 복사유닛에서 다시 냉방에 이용할 수 있다.

Claims (4)

1. 냉매를 압축하는 압축기;

   상기 압축기의 냉매가 유입되는 제1열교환유닛;

   상기 제1열교환기에서 토출되는 냉매가 팽창되는 제 1 팽창장치;

   상기 팽창장치에서 토출되는 냉매가 유입되는 제2열교환유닛; 및

   상기 제 1 팽창장치와 제 2 열교환유닛 사이에 제공되며, 제1, 2열교환유닛과 직렬로 배치되는 복사유닛을 포함하는 공기조화시스템.
2. 삭제
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 복사유닛의 출구측에 제공되는 제 2 팽창장치가 더 포함되는 것을 특징으로 하는 공기조화시스템.
4. 냉매를 압축하는 압축기;

   상기 압축기의 냉매가 유입되는 제1열교환유닛;

   상기 제1열교환기에서 토출되는 냉매가 팽창되는 팽창장치;

   상기 팽창장치에서 토출되는 냉매가 유입되는 제2열교환유닛; 및

   상기 압축기의 입구측에 제공되며, 상기 제 1, 2열교환유닛과 직렬로 배치되는 복사유닛을 포함하는 공기조화시스템.

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