KR101214793B1 - 에너지 절감형 공기조화기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 공기조화기에 설치되는 에어필터의 압력손실을 낮춰 송풍기의 풍량 손실을 최소화함으로써 송풍기의 가동시간이나 회전수를 낮춰 전력소비량을 줄일 수 있게 한 에너지 절감형 공기조화기를 제공한다.
이러한 본 발명은 내부에 에어의 이동로를 제공할 수 있게 댐퍼들이 형성된 케이싱; 상기 케이싱의 내부에 설치되어 댐퍼들을 통하여 에어를 흡기하여 배기할 수 있는 리턴 및 급기 송풍기; 및 상기 리턴 및 급기 송풍기에 의해 이동되는 에어에 함유된 분진이나 먼지를 여과할 수 있게 설치된 1차 필터와 2차 필터를 포함하며, 상기 1차 필터는 양측에 지지망체가 구비된 사각 링 형상의 틀체와 상기 틀체의 내측으로 설치되는 이산화티탄이 코팅된 허니콤 구조의 광촉매 여재와 상기 광촉매 여재의 내측으로 설치되는 마름모 형태의 구조를 갖는 활성탄 여재와 상기 활성탄 여재의 내측으로 설치되는 무전원 정전 스크린 여재가 순차적으로 적층 구성되고, 상기 2차 필터는 전후면이 개방되도록 형성된 프레임과 상기 프레임의 내측에 설치되며 에어와의 접촉면적을 극대화하고자 필터포 여재가 지그재그 형태로 접혀진 필터판들이 에어의 통과방향에 대하여 소정 경사면을 이루게 배치된 것이다.

Description

에너지 절감형 공기조화기{Air Handling Unit}

본 발명은 중앙공조방식 건물의 냉.난방 및 공기정화를 목적으로 사용하는 공기조화기(Air Handling Unit)에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 공기조화기에 적용되는 에어필터의 압력손실을 낮춰 에어필터의 차압으로 인한 풍량 손실을 줄이고 송풍기의 부하를 감소시켜 결과적으로 전력소비량을 줄일 수 있게 한 에너지 절감형 공기조화기에 관한 것이다.

최근의 건축물 시공에 대한 연구는 고효율, 에너지절약형, 효율적 자원이용, 공해 배출저감기술 등의 복합적인 친환경 기술을 도입하여 자연친화적이고 고효율성과 고성능 상태로 지속가능한 건축물 시공에 대한 관심이 높아지고 있다.

공기조화기는 이러한 친환경 건축물 시공에 필수적으로 요청되는 설비가 되었다. 특히, 미세먼지나 황사, 분진, 자동차배기가스, 악취 및 세균 등의 실내공기오염물질이 다발적으로 형성되는 지하역사 등에서의 공기조화 및 정화는 쾌적한 실내환경의 조성과 유지 그리고 이용자의 건강과 직결 되므로 다른 어떠한 시설물 보다 중요한 시설물이다.

이러한 공기조화기의 내부에는 먼지 등 오염물질을 제거하기 위한 목적으로 도 7 ~도 8표시와 같은 에어필터(10)가 설치된다. 이러한 에어필터(10)는 에어와의 접촉면적을 극대화하고자 필터포 여재가 지그재그 형태로 접혀진 상태로 설치된다.

그러나, 이러한 에어필터(10)를 공기조화기의 내부에 설치할 경우 상기 에어필터(10)는 평균 30mmAq의 압력손실이 발생하며, 상기 에어필터(10)의 차압이 증가할 경우 송풍팬의 에너지 소비량이 증가함은 주지된 사실이다.

이를 해결하고자, 주기적인 에어필터의 세척과 교체는 필수이기 때문에 종래 에어필터를 자주 세척 및 교체해야 하는 문제가 있다. 만약, 에어필터의 점검과 세척 그리고 교환주기를 놓쳤을 경우 급격한 실내오염의 방지 문제에 대처할 수 없고, 압력손실이 급격히 증가하여 송풍기모터의 과부하로 인해 모터가 손상되거나 환기량 부족현상이 발생되는 문제점이 있다.

본 발명의 목적은 공기조화기에 설치되는 에어필터의 압력손실을 낮춰 송풍기의 풍량 손실을 최소화함으로써 송풍기의 가동시간이나 회전수를 낮춰 전력소비량을 줄일 수 있게 한 에너지 절감형 공기조화기를 제공하는데 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은 내부에 에어의 이동로를 제공할 수 있게 일측과 타측으로 각각 리턴 에어 댐퍼와 배기 에어 댐퍼와 외기 에어 댐퍼와 급기 에어 댐퍼가 형성된 케이싱; 상기 케이싱의 내부에 설치되어 상기 댐퍼들을 통하여 에어를 흡기하여 배기할 수 있게 상기 에어를 이동되게 하기 위한 리턴 및 급기 송풍기; 및 상기 리턴 및 급기 송풍기에 의해 이동되는 에어에 함유된 분진이나 먼지를 여과할 수 있게 설치된 1차 필터와 2차 필터를 포함하며, 상기 1차 필터는 양측에 지지망체가 구비된 사각 링 형상의 틀체와 상기 틀체의 내측으로 설치되는 이산화티탄이 코팅된 허니콤 구조의 광촉매 여재와 상기 광촉매 여재의 내측으로 설치되는 마름모 형태의 구조를 갖는 활성탄 여재와 상기 활성탄 여재의 내측으로 설치되는 무전원 정전 스크린 여재가 순차적으로 적층 구성되고, 상기 2차 필터는 전후면이 개방되도록 형성된 프레임과 상기 프레임의 내측에 설치되며 에어와의 접촉면적을 극대화하고자 필터포 여재가 지그재그 형태로 접혀진 필터판들이 에어의 통과방향에 대하여 소정 경사면을 이루게 배치된 것을 특징으로 한다.

상기 1차 필터는 2개의 무전원 정전 스크린 여재가 중앙에 배치됨과 아울러 그 외측으로 각각 활성탄 여재와 광촉매 여재가 순차 적층됨을 특징으로 한다.

상기 2차 필터는 필터판들이 10~45도의 경사면을 이루게 설치됨을 특징으로 한다.

본 발명은 공기조화기에 복합필터와 다풍량필터를 다단으로 설치하여 필터에서 발생되는 압력손실을 줄일 수 있게 함으로써 송풍기의 가동시간을 줄이거나, 회전수를 감소시켜 전동기의 전력소비량을 줄이고, 실외기 등 냉난방 보조설비의 부하를 감소시킬 수 있는 효과가 있다.

도 1은 공기조화기를 개략적으로 나타낸 도면이고,
도 2는 본 발명에 따른 에너지 절감형 공기조화기에 구비되는 1차 필터를 나타낸 사시도이고,
도 3은 도 2표시의 I-I선 단면도이고,
도 4는 도 2표시의 1차 필터를 구성하는 여재들의 분리 사시도이고,
도 5는 본 발명에 따른 에너지 절감형 공기조화기에 구비되는 2차 필터를 나타낸 사시도이고,
도 6은 도 5표시의 II-II선 단면도이고,
도 7은 공기조화기의 내부에 설치되는 종래의 에어필터 구조를 나타낸 도면이고,
도 8은 도 7표시의 일부를 확대하여 나타낸 도면이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 더욱 상세하게 설명한다.

도 1에는 공기조화기(100)가 도시되어 있다. 이 공기조화기(100)는 케이싱(102)의 내부에 에어의 이동로를 제공할 수 있게 상기 케이싱(102)의 일측과 타측으로 각각 리턴 에어 댐퍼(102a)와 배기 에어 댐퍼(102b)와 외기 에어 댐퍼(102c)와 급기 에어 댐퍼(102d)가 형성되고, 상기 케이싱(102)의 내부 공간에는 상기 댐퍼들을 통하여 에어를 흡기하여 배기할 수 있게 상기 에어를 이동되게 하기 위한 리턴 및 급기 송풍기(104a,104b)가 설치된다.

또한, 상기 케이싱(102)의 내부 공간에는 리턴 및 급기 송풍기(104a,104b)에 의해 이동되는 에어를 열교환 하기 위한 냉,난방코일(106)과 에어에 함유된 분진이나 먼지를 여과하기 위한 1차 필터(Pre filter)(110)와 2차 필터(Medium filter)(120)가 단계적으로 설치된다. 상기 1차 필터(110)와 2차 필터(120)는 케이싱(102)의 내부에 설치되어 에어에 함유되어 있는 분진이나 먼지를 여과한다.

도 2 ~도 4에는 본 발명에 따른 에너지 절감형 공기조화기에 구비되는 1차 필터(110)가 도시되어 있다.

상기 1차 필터(110)는 복합필터로써, 상기 1차 필터(110)는 사각 링 형상의 틀체(112)를 구비하고 있다. 이 틀체(112)는 상기 공기조화기의 내부에 설치되어 에어의 이동로를 제공할 수 있게 양측부가 개구되게 형성된다.

또한, 상기 틀체(112)의 내측으로는 이산화티탄이 코팅된 허니콤 구조의 광촉매 여재(114a,114b)와 상기 광촉매 여재(114a,114b)의 내측으로 설치되는 마름모 형태의 구조를 갖는 활성탄 여재(116a,116b)와 상기 활성탄 여재(116a,116b)의 내측으로 설치되는 무전원 정전 스크린 여재(118a,118b)가 순차적으로 적층 설치되어, 지지망체(113a,113b)에 의해 지지된다. 즉, 상기 틀체(112)의 양측부에 지지망체(113a,113b)가 설치되어 상기 여재들을 고정 지지한다.

이와 같이 구성되는 상기 1차 필터(110)는 2개의 무전원 정전 스크린 여재(118a,118b)가 중앙에 배치됨과 아울러 그 외측으로 각각 활성탄 여재(116a,116b)와 광촉매 여재(114a,114b)가 순차 적층됨이 좋다.

이러한 1차 필터는 압력손실 6mmAq, 포집효율(중량법) 95%의 효율을 갖는다. 이는, FITI시험연구원에서 1차 필터를 테스트 하여 얻은 시험결과이다.

도 5 ~도 6에는 본 발명에 따른 에너지 절감형 공기조화기에 구비되는 2차 필터(120)가 도시되어 있다.

상기 2차 필터(120)는 다풍량필터로써, 프레임(122)을 구비하고 있다. 이 프레임(122)은 상기 공기조화기의 내부에 설치되어 에어의 이동로를 제공할 수 있게 전후면이 개방되도록 형성된다.

상기 프레임(122)의 내측에는 에어와의 접촉면적을 극대화하고자 필터포 여재가 지그재그 형태로 접혀진 필터판(124)들이 에어의 통과방향에 대하여 소정 경사면을 이루게 배치되게 설치된다. 이때, 상기 필터판(124)들은 10~45도의 경사면을 이루게 설치됨이 좋다. 즉, 경사면의 각도가 적을 경우 많은 필터판(124)들의 설치가 가능하기 때문에 동일면적에 대한 에어와의 접촉면적을 극대화 할 수 있으며, 상기 필터판들은 도 7 ~도 8표시의 에어필터를 이용하여 소정 경사면을 이루게 설치할 수 있다.

이와 같은 상기 2차 필터(120)는 여과면적을 20㎡(종전제품: 11㎡)로 하여 압력손실을 8mmAq로 하고 포집효율을 MURV14 기준으로 E1(0.3㎛~1㎛): 78%, E2(1㎛~3㎛): 95%, E3(3㎛~10㎛): 99% 이상의 효율을 갖는다. 이는, 한국생산기술연구원에서 2차 필터를 테스트 하여 얻은 시험결과이다.

본 발명에 따른 에너지 절감형 공기조화기에 의하면, 공기조화기에 복합필터(1차 필터)와 다풍량필터(2차 필터)를 다단으로 설치하여 필터에서 발생되는 압력손실을 줄일 수 있게 함으로써 송풍기의 가동시간을 줄이거나, 회전수를 감소시켜 전동기의 전력소비량을 줄이고, 실외기 등 냉난방 보조설비의 부하를 감소시킬 수 있기 때문에 종래의 여과필터 사용에 따른 문제나 그로부터 발생되는 예측 기능한 다양한 문제점들을 해결할 수 있다.

100 - 공기조화기 102 - 케이싱
110 - 1차 필터 112 - 틀체
114a,114b - 광촉매 여재 116a,116b - 활성탄 여재
118a,118b - 스크린 여재 120 - 2차 필터
122 - 프레임 124 - 필터판

Claims (3)

1. 내부에 에어의 이동로를 제공할 수 있게 일측과 타측으로 각각 리턴 에어 댐퍼와 배기 에어 댐퍼와 외기 에어 댐퍼와 급기 에어 댐퍼가 형성된 케이싱;
   상기 케이싱의 내부에 설치되어 상기 댐퍼들을 통하여 에어를 흡기하여 배기할 수 있게 상기 에어를 이동되게 하기 위한 리턴 및 급기 송풍기;및
   상기 리턴 및 급기 송풍기에 의해 이동되는 에어에 함유된 분진이나 먼지를 여과할 수 있게 설치된 1차 필터와 2차 필터를 포함하며,
   상기 1차 필터는 양측에 지지망체가 구비된 사각 링 형상의 틀체와 상기 틀체의 내측으로 이산화티탄이 코팅된 허니콤 구조의 광촉매 여재를 배치하고, 상기 광촉매 여재의 내측으로 마름모 형태의 구조를 갖는 활성탄 여재를 배치하며, 상기 활성탄 여재의 내측으로 2개의 무전원 정전 스크린 여재를 중첩하여 배치하고, 또한 상기 2개의 무전원 정전 스크린 여재의 외측으로 마름모 형태의 구조를 갖는 활성탄 여재를 배치하고, 상기 활성탄 여재의 외측으로 이산화티탄이 코팅된 허니콤 구조의 광촉매 여재를 배치하여 적층하며,
   상기 2차 필터는 다풍량 필터로서 전후면이 개방되도록 형성된 프레임과 상기 프레임의 내측에 설치되며 에어와의 접촉면적을 극대화하고자 필터포 여재가 지그재그 형태로 접혀진 필터판들이 에어의 통과방향에 대하여 10~45도의 경사면을 이루도록 배치하며,
   상기 1차 필터는 압력손실 6mmAq, 포집효율 95% 발생되도록 형성하고, 상기 2차 필터는 여과면적 20㎡를 기준으로 압력손실 8mmAq, 포집효율 99% 이상의 효율이 발생되도록 형성하는 것을 특징으로 하는 에너지 절감형 공기조화기.
2. 삭제
3. 삭제

Images