KR101628152B1 - 제습용 히트파이프를 이용한 에너지 절약형 외기전담 공기조화기 및 상기 외기전담 공기조화기와 칠드 빔을 조합하는 공기조화 시스템 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 제습용 히트파이프를 이용한 에너지 절약형 외기전담 공기조화기 및 상기 외기전담 공기조화기와 칠드 빔을 조합하는 공기조화 시스템에 관한 것이다.
이에 본 발명의 기술적 요지는 실외로부터 유입된 외기에 대하여 부가적인 에너지 소비 없이 외기의 예냉과 재열을 도모함으로써, 제습 성능이 극대화되도록 함은 물론 열효율과 에너지 절감 효율이 크게 향상되도록 하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명은 실내공기 노점 온도와 무관하게 여름철 급기 온도와 칠드 빔(Chilled Beam)의 냉수공급 온도를 자유롭게 설정할 수 있도록 형성되어 종전 공조시스템 대비 결로 발생으로부터 안심할 수 있는 신뢰성과 사용성이 확보되는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명은 변풍량 제어 시스템에 의해 급기팬으로 하여금 급기 압력(풍량 조절)을 일정하게 유지할 수 있도록 함은 물론 공실 급기 차단제어 기능으로 인해 에너지 낭비를 대폭 절감할 수 있는 특징이 있다.
이에 본 발명의 기술적 요지는 실외로부터 유입된 외기에 대하여 부가적인 에너지 소비 없이 외기의 예냉과 재열을 도모함으로써, 제습 성능이 극대화되도록 함은 물론 열효율과 에너지 절감 효율이 크게 향상되도록 하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명은 실내공기 노점 온도와 무관하게 여름철 급기 온도와 칠드 빔(Chilled Beam)의 냉수공급 온도를 자유롭게 설정할 수 있도록 형성되어 종전 공조시스템 대비 결로 발생으로부터 안심할 수 있는 신뢰성과 사용성이 확보되는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명은 변풍량 제어 시스템에 의해 급기팬으로 하여금 급기 압력(풍량 조절)을 일정하게 유지할 수 있도록 함은 물론 공실 급기 차단제어 기능으로 인해 에너지 낭비를 대폭 절감할 수 있는 특징이 있다.
Description
본 발명은 실외로부터 유입된 외기에 대하여 부가적인 에너지 소비 없이 외기의 예냉과 재열을 도모함으로써, 제습 성능이 극대화되도록 함은 물론 열효율과 에너지 절감 효율이 크게 향상되도록 하는 것을 특징으로 하는 제습용 히트파이프를 이용한 에너지 절약형 외기전담 공기조화기 및 상기 외기전담 공기조화기와 칠드 빔을 조합하는 공기조화 시스템에 관한 것이다.
이에, 본 발명은 실내공기 노점 온도와 무관하게 여름철 급기 온도와 칠드 빔(Chilled Beam)의 냉수공급 온도를 자유롭게 설정할 수 있도록 형성되어 종전 공조시스템 대비 결로 발생으로부터 안심할 수 있는 신뢰성과 사용성이 확보되는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명은 변풍량 제어 시스템에 의해 급기팬으로 하여금 급기 압력(풍량 조절)을 일정하게 유지할 수 있도록 함은 물론 공실 급기 차단제어 기능으로 인해 에너지 낭비를 대폭 절감할 수 있는 특징이 있다.
또한, 본 발명은 여름철과 겨울철 공기조화를 위한 선택적인 실시예로서, 외기전담 공기조화기 냉각코일 대신에 냉각 및 가열 겸용 코일을 설치하여 계절에 따라 냉난방을 가능케 하고, 초기 투자비를 경감하고 설치 스페이스를 최소화할 수 있는 특징이 있다.
종래 공기조화 설비의 품질 평가는 실내온도, 습도, 기류상태, 실내 공기질, 실내소음도 등에 따른 쾌적성이 어느 정도인지와 초기 투자비, 에너지 비용, 보수유지 관리비, 설치 스페이스 등에 따른 경제성이 어느 정도인지 그리고 실온도 변경 또는 실내환경조건 변경 등에 따른 시스템의 유연성 등이 대상이 되었다.
그러나, 최근 또는 향후 공기조화 설비의 품질 평가는 생태학적 환경에 필요한 환기 기술 및 실내환경 조성기술과 시스템의 에너지 절약성능, 친환경적인 요소 등이 환경인증 평가 항목에 추가되어 시행되고 있다.
이에 대한 대책의 일환으로 최근 유럽, 미국 등지에서 칠드 빔 유니트(Chilled Beam Unit 또는 복사 냉,난방 패널과 외기전담 공기조화기가 조합하는 공기조화시스템이 개발 보급되고 있으며, 그 개요는 다음과 같다.
즉, 칠드빔 공조시스템과 종래의 기술에 따른 공조시스템과의 근본적인 차이점은 칠드빔 공조시스템은 냉난방과 환기를 분리하는 시스템이며, 냉수 및 온수를 공급한다는 측면에서는 복사냉난방 시스템과 유사하지만, 주요한 열교환은 대류 열교환을 실시한다는 점이다.
이때, 칠드빔 공조시스템의 경우, 배관을 통해 전송된 물은 천장 또는 천장 부근에 설치되어 있는 "칠드빔"을 통과하면서 실내 공기와 열교환을 하게 된다.
이러한 칠드빔 공조시스템은 복사 및 대류 냉각효과를 이용하여 거주공간의 쾌적성과 에너지절약을 동시에 만족시킬 수 있도록 고안된 시스템으로서, 천정복사패널 시스템의 냉각효과를 증대시키기 위해 개발되었다.
즉, 이러한 칠드빔 시스템은 난류성 기류 이동에 의해 드래프트(Draft)를 최소화할 수 있는 신개념의 공조시스템으로서, 낮은 설치 높이로 기존 건물의 천장에 쉽게 설치할 수 있으며, 일반적인 덕트 방식에 비해 물(Water)을 이용함으로써 높은 열교환 효율, 낮은 소음, 배관 설치면적의 축소 등의 장점이 있는 시스템이다.
이러한 칠드빔 공조시스템은 공기조화용 반송 동력을 절감할 수 있고, 시공성과 실내환경 측면에서 많은 장점을 보유하고 있어서, 유럽을 중심으로 보급이 급속히 확산되고 있으며, 국내에서도 국내의 기후환경과 공조시스템 운영 조건에 적합한 제품의 개발이 이루어지고 있다.
구체적으로, 현재 유럽을 중심으로 급속히 확산되고 있는 공조 시스템인 칠드빔 공조시스템은 기존 천장에 위치한 시스템들을 집약하여 대량으로 생산이 가능한 시스템으로서, 층고를 절감시키고 시공 및 관리비용을 절감시킬 수 있다.
이러한 칠드빔 공조시스템은 전통적인 전공기 공조방식에 비해 물-공기의 공조방식을 채택하여 기존 시스템 대비 75~85%의 순환공기 풍량이 감소하고, 이로부터 반송 동력이 크게 줄어들어 최종적으로 공조용 에너지의 20% 내외를 감축할 수 있는 장점이 있다.
또한, 이러한 칠드빔 시스템은 쾌적한 공조환경과 미려한 천장을 제공함과 동시에 층고의 단축, 반송 동력의 저감, 시공 및 유지보수의 경제성 등 여러 측면에서의 이점으로 인해 국내에서도 건축물 환경에 적합한 칠드빔 공조시스템의 도입을 위한 기술개발이 적극적으로 수행되어야 할 것이다.
그러나, 이러한 종래의 칠드빔 공조시스템은 실내에 설치되는 유니트(Unit)인 칠드빔의 유인구조물과 유인 성능에 대한 설계가 매우 중요하지만, 아직까지 칠드빔 유인구조물의 유인 성능에 대한 기술적 확보가 미흡한 실정이다.
한편, 현재까지 개발 보급되고 있는 칠드 빔 유니트 또는 복사 냉,난방 패널들과 조합하는 제습용 외기전담 공기조화기에는 아래 표와 같은 것들이 있다.
| 종래 공기조화기의 구성도 예시 |
공기선도상 상태변화도 | 문제점 | |
| 기존 시스템 1 |
 |
 |
제습하기 위해 과냉각 후 재열에 필요한 에너지 소비가 많다 |
| 기존 시스템 2 |
 |
 |
제습을 위한 초기 투자비 및 운영비가 매우 많이 요구된다. |
| 기존 시스템 3 |
 |
 |
초기 투자비가 크고, 설치 면적이 커야하며, 스팀 등 열원을 필요로 하고 상당히 많은 운영비가 요구된다. |
그러나, 위 표에서 보는 바와 같이, 기존 시스템 1은 에너지 비용이 너무 많이 소요되는 단점이 있고, 기존 시스템 2,3은 초기 투자비와 보수 유지비가 너무 많이 소요되어 국내에서의 보급이 상당히 제한적인 실정이다.
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 그 기술적 요지는 실외로부터 유입된 외기에 대하여 부가적인 에너지 소비 없이 외기의 예냉과 재열을 도모함으로써, 제습 성능이 극대화되도록 함은 물론 열효율과 에너지 절감 효율이 크게 향상되도록 하는 것을 특징으로 하는 제습용 히트파이프를 이용한 에너지 절약형 외기전담 공기조화기 및 상기 외기전담 공기조화기와 칠드 빔을 조합하는 공기조화 시스템을 제공함에 그 목적이 있다.
이에, 본 발명은 실내공기 노점 온도와 무관하게 여름철 급기 온도와 칠드 빔(Chilled Beam)의 냉수공급 온도를 자유롭게 설정할 수 있도록 형성되어 종전 공조시스템 대비 결로 발생으로부터 안심할 수 있는 신뢰성과 사용성이 확보되는 것을 제공함에 그 목적이 있다.
또한, 본 발명은 변풍량 제어 시스템에 의해 급기팬으로 하여금 급기 압력(풍량 조절)을 일정하게 유지할 수 있도록 함은 물론 공실 급기 차단제어 기능으로 인해 에너지 낭비를 대폭 절감할 수 있는 것을 제공함에 그 목적이 있다.
또한, 본 발명은 여름철과 겨울철 공기조화를 위한 선택적인 실시예로서, 외기전담 공기조화기 냉각코일 대신에 냉각 및 가열 겸용 코일을 설치하여 계절에 따라 냉난방을 가능케 하고, 초기 투자비를 경감하고 설치 스페이스를 최소화할 수 있는 것을 제공함에 그 목적이 있다.
이러한 목적을 달성하기 위해 본 발명의 외기담당 공기조화기는 외기덕트 연결구(11)와 1차 공기 공급덕트 연결구(12) 및 급기팬(13)이 구비된 케이싱(1)의 내부에 제습유닛(100)이 장착되도록 하되, 상기 제습유닛(100)은 제습코일(110: 냉각전용 코일 또는 냉온수겸용 코일)을 기준으로 외기 유입측에 예냉용 히트파이프(120)가 형성하고, 급기 공급측에는 재열용 히트파이프(130)가 형성되도록 하며, 상기 예냉 및 재열용 히트파이프(120,130)는 냉매배관(140)으로 하여금 연결되어 외기 유입시 열교환에 의한 응축과 증발을 수행하면서 예냉과 재열에 따른 외기의 제습을 도모하도록 구성된다.
이에, 상기 예냉 및 재열용 히트파이프(120,130)를 통해 증발과 응축을 순환하는 냉매배관(140)에는 전기식(DC 12볼트 또는 24볼트) 솔레노이드밸브(SV-1)를 열수(Rows) 마다 설치하고, 설정온도 조건에 따라 상기 솔레노이드밸브(SV-1)를 단계별(STEP)로 차단 제어하여 재열량을 조절하도록 하는 냉매 유량제어 장치(141)가 구비되어 이루어진다.
한편, 본 발명에 따른 공기조화 시스템은 외기덕트 연결구(11)와 1차 공기 공급덕트 연결구(12) 및 급기팬(13)이 구비된 케이싱(1)의 내부에 제습유닛(100)이 장착되도록 하되, 상기 제습유닛(100)은 제습코일(110: 냉각전용 코일 또는 냉온수겸용 코일로 선택 실시 가능)을 기준으로 외기 유입측에 예냉용 히트파이프(120)가 형성하고, 급기 공급측에는 재열용 히트파이프(130)가 형성되도록 하며, 상기 예냉 및 재열용 히트파이프(120,130)는 냉매배관(140)으로 하여금 연결되어 외기 유입시 열교환에 의한 응축과 증발을 수행하면서 예냉과 재열에 따른 외기의 제습을 도모하도록 하는 외기전담 공기조화기(10)와; 상기 외기전담 공기조화기(10)로부터 제습된 기류가 실내에 공급되도록 급기공(21-1)을 갖는 압력챔버(21)가 형성되고, 상기 압력챔버(21)의 일측 및 타측에는 노즐(22-1)을 갖는 취출챔버(22)가 형성되어 실내를 향해 외기가 가압 취출시키도록 형성되며, 상기 압력챔버(21)의 하부 및 취출챔버(22)의 양 사이에는 노즐(22-1)에 의해 유인된 실내공기가 냉난방코일(23-1)로 하여금 냉방 또는 난방된 뒤 취출챔버(22)로 유입되어 외기와 함께 혼합되도록 유인챔버(23)가 형성되고, 상기 냉난방코일(23-1)의 하부에는 드레인 팬(23-2)이 형성되어 응축수가 배관(23-3)으로 하여금 배출되도록 하는 칠드 빔(20)이; 구성되어 이루어진다.
또한, 상기 급기팬(13)은 설정된 정압감지기(SD)와 인버터(VVVF)에 의해 팬 회전수를 조절하면서 변풍량 제어하도록 급기풍량 자동조절장치(150)와 연동하는 것을 특징으로 한다.
이와 같이, 본 발명은 실외로부터 유입된 외기에 대하여 부가적인 에너지 소비 없이 외기의 예냉과 재열을 도모함으로써, 제습 성능이 극대화되도록 함은 물론 열효율과 에너지 절감 효율이 크게 향상되도록 하는 효과가 있다.
이에, 본 발명은 실내공기 노점 온도와 무관하게 여름철 급기 온도와 칠드 빔(Chilled Beam)의 냉수공급 온도를 자유롭게 설정할 수 있도록 형성되어 종전 공조시스템 대비 결로 발생으로부터 안심할 수 있는 신뢰성과 사용성이 확보되는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 변풍량 제어 시스템에 의해 급기팬으로 하여금 급기 압력(풍량 조절)을 일정하게 유지할 수 있도록 함은 물론 공실 급기 차단제어 기능으로 인해 에너지 낭비를 대폭 절감할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 여름철과 겨울철 공기조화를 위한 선택적인 실시예로서, 외기전담 공기조화기 냉각코일 대신에 냉각 및 가열 겸용 코일을 설치하여 계절에 따라 냉난방을 가능케 하고, 초기 투자비를 경감하고 설치 스페이스를 최소화할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 공기조화기의 일 예시도,
도 2는 도 1에 따른 일 실시예로서, 공기조화 시스템을 나타낸 예시도,
도 3은 본 발명에 따른 칠드 빔을 나타낸 예시도,
도 4 내지 도 5는 본 발명에 따른 공기조화 시스템의 자동화 연동회로 라인을 나타낸 예시도,
도 2는 도 1에 따른 일 실시예로서, 공기조화 시스템을 나타낸 예시도,
도 3은 본 발명에 따른 칠드 빔을 나타낸 예시도,
도 4 내지 도 5는 본 발명에 따른 공기조화 시스템의 자동화 연동회로 라인을 나타낸 예시도,
다음은 도면을 참조하면서 본 발명을 보다 자세히 설명하겠다.
먼저, 도 1 내지 도 5에 도시된 바와 같이 본 발명의 외기전담 공기조화기는 외기덕트 연결구(11)와 1차 공기 공급덕트 연결구(12) 및 급기팬(13)이 구비된 케이싱(1)의 내부에 제습유닛(100)이 장착되도록 형성된다.
이에, 상기 제습유닛(100)은 제습코일(110: 냉각전용 코일 또는 냉온수겸용 코일로 선택적 실시 가능)을 기준으로 외기 유입측에 예냉용 히트파이프(120)가 형성하고, 급기 공급측에는 재열용 히트파이프(130)가 형성되도록 이루어진다.
이때, 상기 예냉 및 재열용 히트파이프(120,130)는 냉매배관(140)으로 하여금 연결되어 외기 유입시 열교환에 의한 응축과 증발을 수행하면서 예냉과 재열에 따른 외기의 제습을 도모하도록 구성된다.
이에, 상기 예냉 및 재열용 히트파이프(120,130)를 통해 증발과 응축을 순환하는 냉매배관(140)에는 전기식(DC 12볼트 또는 24볼트) 솔레노이드밸브(SV-1)를 열수(Rows) 마다 설치하고, 설정온도 조건에 따라 상기 솔레노이드밸브(SV-1)를 단계별(Step)로 차단 제어하여 재열량을 조절하도록 하는 냉매 유량제어 장치(141)가 구비된다.
이때, 솔레노이드 밸브는 normally open type 이고, 온도 설정 및 감시는 외기전담 공기조화기의 현장제어기(Local controller)에 의한 개별감시 제어방식이나 빌딩 중앙 감시반에서 원격감시 제어방식으로 형성된다.
또한, 상기 급기팬(13)은 설정된 정압감지기(SD)와 인버터(VVVF)에 의해 팬 회전수를 조절하면서 변풍량 제어하도록 급기풍량 자동조절장치(150)와 연동하게 된다.
또한, 상기 제습유닛 하부에는 응축수 드레인 팬이 형성되어 결로 현상으로 인해 발생된 응축수를 수집한 뒤 배수처리할 수 있도록 형성된다.
또한, 상기 외기덕트 연결구 내에는 자동외기댐퍼가 설정에 의해 개폐되도록 형성되고, 외기덕트 연결구를 통해 유입된 기류는 별도로 부설된 공기여과장치를 통해 초기 필터링이 수행되도록 형성된다.
이때, 케이싱 내부 일측에는 동파방지용 히터가 내장되는 것이 바람직하다.
또한, 상기 제습유닛 후방(기류 이송방향 기준)에는 여름철 외기 재열용 보조재열코일이 더 구비된다.
또한, 상기 보조재열코일 후단에는 필요에 따라 가습장치가 부설된다.
한편, 본 발명에 따른 공기조화 시스템은 크게 외기전담 공기조화기(10)와 칠드 빔(20)으로 구성된다.
이때, 상기 외기전담 공기조화기(10)의 구성요소는 상술한 바와 같으므로 자세한 설명은 생략하기로 한다.
이에, 상기 칠드 빔(20)은 상기 외기전담 공기조화기(10)로부터 제습된 기류가 실내에 공급되도록 급기공(21-1)을 갖는 압력챔버(21)가 형성되고, 상기 압력챔버(21)의 일측 및 타측에는 노즐(22-1)을 갖는 취출챔버(22)가 형성되어 실내를 향해 외기가 가압 취출시키도록 형성된다.
이때, 상기 압력챔버(21)의 하부 및 취출챔버(22)의 양 사이에는 노즐(22-1)에 의해 유인된 실내공기가 냉난방코일(23-1)로 하여금 냉방 또는 난방된 뒤 취출챔버(22)로 유입되어 외기와 함께 혼합되도록 유인챔버(23)가 형성된다.
이때, 상기 냉난방코일(23-1)의 하부에는 드레인 팬(23-2)이 형성되어 응축수가 배관(23-3)으로 하여금 배출되도록 구성되어 이루어진다.
이때, 상기 공기조화 시스템 역시 외기의 온습도 조건에 따라 재열량과 예냉량을 단속하도록 형성된다.
즉, 냉매배관에 전기식(DC 12볼트 또는 24볼트) 솔레노이드밸브(SV-1)를 열수(Rows) 마다 설치하고, 설정온도 조건에 따라 상기 솔레노이드밸브(SV-1)를 단계별(Step)로 차단 제어하여 재열량을 조절하도록 하는 냉매 유량제어 장치(141)가 구비되어 상기한 냉매 유량제어를 수행하도록 형성된다.
이에, 상기 급기팬(13)은 설정된 정압감지기(SD)와 인버터(VVVF)에 의해 팬 회전수를 조절하면서 변풍량을 제어하도록 급기풍량 자동조절장치(150)와 연동하게 된다.
<실시예 1>
다음은 상기한 칠드 빔 유니트와 외기전담 공기조화기를 조합하는 공기조화시스템 중 공조덕트 시스템의 일 실시예에 대하여 자세히 설명하도록 한다.
1) 먼저, 외기전담 공기조화기는 건물 내 적정위치 공기조화기 실에 설치하고, 칠드 빔 유니트(Chilled beam unit)는 각 공기조화 대상실에 설치한다.
2) 이후, 외기전담 공기조화기에 외기 인입덕트 및 외기공급덕트 즉, 1차공기(PA)를 연결한다.
3) 이때, 외기공급덕트(1차공기덕트) 규격은 저속(또는 중속) 덕트 설계기준에 따라 선정한다.
4) 이후, 외기공급덕트는 외기유인형 공기조화기로부터 각 공기조화 대상실에 설치된 칠드 빔 유니트(Chilled beam unit)의 1차 공기덕트 연결구에 접속한다.
5) 이때, 외기(1차공기)는 외기 유인형 공기조화기 내에 설치된 송풍기에 의해 공급하고 공급 풍량은 실사용 조건에 따라 적정 풍량만을 공급할 수 있도록 변풍량 제어방식으로 공급한다.
이때, 송풍기의 풍량제어는 1차 공기공급덕트 전체 길이의 2/3 지점에 정압감지기를 설치하고 항상 일정한 압력이 유지되도록 인버터(VVVF)에 의해 급기 팬(FAN)의 회전수를 조절한다.
6) 한편. 실내순환공기(2차 공기)는 칠드 빔 유니트(Chilled beam unit)의 내부 취출 노즐에서 분사된 1차 공기에 의해 유인되어 실내로 보내지게 되는데, 유인되는 2차 공기는 칠드 빔 유니트(Chilled beam unit) 내에 설치된 냉각 코일 또는 냉각/가열 겸용 코일을 통과하면서 냉각(또는 냉각 감습)되거나 가열되도록 형성된다.
7) 이때, 배기덕트는 별도로 설치한다.
<실시예 2>
다음은 상기한 칠드 빔 유니트와 외기전담 공기조화기를 조합하는 공기조화시스템 중 공조배관 시스템의 일 실시예에 대하여 자세히 설명하도록 한다.
1) 먼저, 냉온열원 기기로부터 외기유인형 공기조화기 내 냉각코일 또는 냉각/가열 겸용 코일에 냉수 또는 냉온수를 공급(순환시킬 수 있도록 공조배관 시스템을 구성함)하도록 형성한다.
2) 이때, 냉온열원 기기로부터 각 공조 대상실에 설치된 칠드 빔 유니트(Chilled beam unit) 냉각코일 또는 냉각/가열 겸용 코일에 냉수 또는 냉온수를 공급/순환시킬 수 있도록 공조배관 시스템을 구성한다.
3) 이에, 겨울철 가습을 위해 열원기기로부터 배관을 통해 가습용 열매를 외기 유인형 공기조화기 내 가습기에 공급시킬 수 있도록 배관시스템을 구성한다.
4) 이때, 외기유인형 공기조화기 냉각코일 하부(및 칠드 빔 냉각 코일 또는 냉각/가열 겸용코일 하부)에 응축수 드레인 팬을 설치하고 여름철 냉각코일에서 발생한 결로 응축수를 외부로 배출시킬 수 있도록 배관을 설치한다.
<실시예 3>
다음은 상기한 칠드 빔 유니트와 외기전담 공기조화기를 조합하는 공기조화시스템 중 자동제어 시스템의 일 실시예에 대하여 자세히 설명하도록 한다.
1) 급기팬(SF) 및 외기댐퍼(MD-1) 제어
중앙감시반(BAS)에서 급기팬(SF)을 가동시키면 외기댐퍼(MD-1)가 열리면서 공조가 시작되며, 중앙감시반(BAS)에서 급기팬(SF)을 정지시키면 외기댐퍼(MD-1)가 닫히면서 공조가 종료된다.
2) 급기팬(SF) 풍량 제어
1차 공기 공급덕트 전체 길이의 2/3 지점에 정압 검출기(SD)를 설치하고, 정압 검출값이 설정값으로 유지되도록 급기팬(SF) 모터 회전수 조절용 인버터(VVVF)를 제어하며 급기풍량을 비례제어(변풍량제어)하도록 한다.
3) 여름철 외기 냉각량(제습량) 제어(=외기공급온도 일정 제어)
먼저, 냉수유량 조절밸브(CCV)는 냉각코일(cc) 후면에 설치된 온도감지기(T1)의 검출값이 설정값으로 항상 일정하게 유지되도록 냉수 유량을 비례 제어하게 된다.
이때, 온도감지기(T1)의 설정값은 전열냉각형 칠드빔(Chilled beam)과 현열냉각형 칠드빔 유니트(Chilled beam Unit)를 설치하느냐에 따라 달라지게 되는데 이는 칠드빔 유니트(Chilled beam Unit)에서 결로가 발생되어도 되는지 또는 안되는지에 따라 다르게 설정하도록 형성된다.
4) 여름철 히트파이프 용량(예냉량/ 재열량) 제어
여름철 히트파이프의 예냉량과 재열량은 외기온도 조건에 따라 달라지게 된다.
즉, 외기온도가 높아질수록 히트파이프 증발기(예냉코일)를 통과한 공기의 온도는 낮아지게 되어 냉각코일(cc)의 냉각용량을 감소시켜 냉방용 에너지를 절감할 수 있고, 상대적으로 히트파이프 응축기(재열코일)을 통과한 공기의 온도는 높아지게 되어 재열에 필요한 에너지를 절감할 수 있으며 실내공기 노점온도 이상으로 재열된 1차 공기가 각 실내에 설치된 칠드빔 유니트(Chilled beam Unit)로 공급됐을 때 결론의 발생을 막을 수 있다.
반면에 외기온도가 낮아질수록 위와 반대의 현상이 발생하게 되고, 외기온도가 더욱 낮아져서 실내 온도보다 낮아지게 되면 히트파이프의 필요성이 전혀 없어지게 된다.
따라서, 외기온습도 조건과 설치된 냉각코일(cc)의 냉각 제습 능력을 고려하여 히트파이프에서의 재열량과 예냉량을 제한할 필요가 있을 때가 있다.
이때에는 재열기를 통과한 공기의 온도를 감지하여 히트파이프 증발기와 응축기를 순환하는 냉매배관에 설치된 자동 솔레노이드 밸브(SV-1)를 단계별로 개폐하여 재열량을 조절한다.
또한, 장마철과 같이 외기 온도는 높지 않은 반면 외기 습도가 높은 계절에는 히트파이프를 이용하여 외기의 예냉과 재열을 할 수 없기 때문에 제습코일(110)에서 냉각 제습한 후 보조재열코일(160)에서 재열하여 급기덕트에 설치한 온도 감지기(T3)의 온도가 항상 일정하게 유지되도록 재열용 열매 유량 조절밸브(RHV)를 비례 제어한다.
5) 겨울철 외기 가열량 제어(=외기 공급온도 일정 제어)
온수유량제어밸브(HCV)는 가열코일(hc) 후면에 설치된 온도감지기(T1)의 검출값이 항상 설정값으로 유지되도록 온수 유량을 비례 제어하도록 형성된다.
6) 겨울철 가습량 제어
실내에 설치하는 습도감지기(H)의 검출습도에 따라 가습용 열매 공급 배관에 설치한 가습용 열매유량조절밸브(SV-2)를 ON/OFF 제어하여 적정 실내 습도를 유지시킨다.
7) 겨울철 외기전담공기조화기 동파방지 제어
믹싱 챔버 내에 설치하는 온도감지기(T4)의 검출온도가 급기팬 정지시 일정온도 이하로 내려가게 되면 전기 히터(EH)를 ON/OFF 하여 코일의 동파를 방지하도록 형성된다.
8) 과열/ 과냉 방지제어 방식은 1차공기 공급덕트에 설치하는 온도감지기(T3)와 냉각코일(cc) 후면에 설치하는 온도감지기(T1)의 검출온도가 일정온도 범위를 벗어나게 되면 온수유량조절밸브(HCV)를 냉수유량조절밸브(VVV)와 Close시켜 과열/과냉을 방지하도록 형성된다.
9) 중앙감시반 관제 방식(선택적 실시)
급기팬 가동/정지 제어 및 상태 감시하고, 인버터(VVVF) 이상 경보를 발생시키며, 전기히터 가동/정지 제어 및 작동상태를 감시하고, 급기온도 감시와 실내습도 감시를 수행할 수 있도록 형성된다.
이러한 본 발명을 기술적 요지를 정리하면 아래와 같다.
1. 제습용 히트파이프는 여름철 외기 예냉용 증발기(예냉장치)와 재열용 응축기(재열장치)로 구성되고, 증발기와 응축기를 순환하는 냉매배관과 냉매순환 자동차단용 솔레노이드 밸브를 포함한다.
2. 솔레노이드 밸브의 수는 용량제어 범위 설정에 따라 선정 설치한다.(예: 코일 열수(Room) 마다 1개씩 설치하고 필요에 따라 1개씩 차단)
3. 솔레노이드 밸브는 항시 개방형(nomally open type)을 설치하고 외기의 제습이 불필요한 시기(겨울철 등)에는 close 시킨다.(솔레노이드 밸브는 전기식임-DC12 볼트 또는 DC 24 볼트 ON/OFF Type)
4. 보조재열장치(코일)는 장마철과 같이 외기가 저온 다습할 때 재열용으로 사용한다.
5. 공기조화기 형식은 위 그림과 같은 "수평형" 외에 각 장치의 배열 형식에 따라 "수직형"과 "멀티형"을 포함한다.
6. 위 "냉각 또는 가열장치(코일)"는 활용 목적에 따라 냉각제습 전용으로 설치하거나 냉각제습 및 가열겸용으로 설치한다. 여기서 냉각제습 전용으로 설치하는 경우 냉각장치는 냉매 직팽코일 또는 냉수코일 중에서 선택적으로 적용할 수 있다.
본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 범위 내에 있게 된다.
10 ... 외기전담 공기조화기 11 ... 외기덕트 연결구
12 ... 공급덕트 연결구 20 ... 칠드 빔
100 ... 제습 유닛 110 ... 제습코일(냉각 및 가열 코일)
120 ... 예냉용 히트파이프 130 ... 재열용 히트파이프
140 ... 냉매배관 150 ... 급기풍량 자동조절장치(인버터)
T1, T2, T3, T4, T room : 온도감지기
H : 습도감지기(실내)
CCV : 냉수유량조절밸브(자동 비례제어식)
HCV : 온수유량조절밸브(자동 비례제어식)
RHV : 재열용 열매유량조절밸브(자동 비례제어식)
MD-1(외기댐퍼) : 댐퍼구동기(자동 on/off 제어식)(nomal close type)
MD-2(Zone 1차 공기 차단댐퍼) : 댐퍼구동기(자동 ON/OFF제어식)(nomal close type)
SD : 댐퍼 내 정압감지기
SV-1 : 솔레노이드밸브(히트파이프 냉매 유량 조절용)-on/off
SV-2 : 가습용 열매유량조절밸브(가습용 열매 유량 조절용)-on/off
VVVF : 모터 회전수 제어장치(급기 풍량 조절용=1차 공기량)
DDC : Direct Digital Control Panel
BAS : Building 자동제어 시스템
SF : 급기 Fan
cc/ hc : 냉각/가열 겸용 코일(필요에 따라 각각 분리 설치할 수 있음)
pcc(HP) : Heat pipe 예냉코일
rhc(HP) : Heat pipe 재열코일
srhc : 보조재열코일
EH : Electric Heater
12 ... 공급덕트 연결구 20 ... 칠드 빔
100 ... 제습 유닛 110 ... 제습코일(냉각 및 가열 코일)
120 ... 예냉용 히트파이프 130 ... 재열용 히트파이프
140 ... 냉매배관 150 ... 급기풍량 자동조절장치(인버터)
T1, T2, T3, T4, T room : 온도감지기
H : 습도감지기(실내)
CCV : 냉수유량조절밸브(자동 비례제어식)
HCV : 온수유량조절밸브(자동 비례제어식)
RHV : 재열용 열매유량조절밸브(자동 비례제어식)
MD-1(외기댐퍼) : 댐퍼구동기(자동 on/off 제어식)(nomal close type)
MD-2(Zone 1차 공기 차단댐퍼) : 댐퍼구동기(자동 ON/OFF제어식)(nomal close type)
SD : 댐퍼 내 정압감지기
SV-1 : 솔레노이드밸브(히트파이프 냉매 유량 조절용)-on/off
SV-2 : 가습용 열매유량조절밸브(가습용 열매 유량 조절용)-on/off
VVVF : 모터 회전수 제어장치(급기 풍량 조절용=1차 공기량)
DDC : Direct Digital Control Panel
BAS : Building 자동제어 시스템
SF : 급기 Fan
cc/ hc : 냉각/가열 겸용 코일(필요에 따라 각각 분리 설치할 수 있음)
pcc(HP) : Heat pipe 예냉코일
rhc(HP) : Heat pipe 재열코일
srhc : 보조재열코일
EH : Electric Heater
Claims (2)
- 삭제
- 외기덕트 연결구(11)와 1차 공기 공급덕트 연결구(12) 및 급기팬(13)이 구비된 케이싱(1)의 내부에 제습유닛(100)이 장착되도록 하되, 상기 제습유닛(100)은 제습코일(110: 냉각전용 코일 또는 냉온수겸용 코일)을 기준으로 외기 유입측에 예냉용 히트파이프(120)가 형성되고, 급기 공급측에는 재열용 히트파이프(130)가 형성되도록 하며, 상기 예냉 및 재열용 히트파이프(120,130)는 냉매배관(140)으로 하여금 연결되어 외기 유입시 열교환에 의한 응축과 증발을 수행하면서 예냉과 재열에 따른 외기의 제습을 도모하도록 구성되며, 상기 예냉 및 재열용 히트파이프(120,130)를 통해 증발과 응축을 순환하는 냉매배관(140)에는 전기식(DC 12볼트 또는 24볼트) 솔레노이드 밸브(SV-1)를 열수(Rows) 마다 설치하고, 설정온도 조건에 따라 상기 솔레노이드 밸브(SV-1)를 단계별(STEP)로 차단 제어하여 재열량을 조절하도록 하는 냉매 유량제어 장치(141)가 구비되는 외기전담 공기조화기(10)와; 상기 외기전담 공기조화기(10)로부터 제습된 기류가 실내에 공급되도록 급기공(21-1)을 갖는 압력챔버(21)가 형성되고, 상기 압력챔버(21)의 일측 및 타측에는 노즐(22-1)을 갖는 취출챔버(22)가 형성되어 실내를 향해 외기가 가압 취출시키도록 형성되며, 상기 압력챔버(21)의 하부 및 취출챔버(22)의 양 사이에는 노즐(22-1)에 의해 유인된 실내공기가 냉난방코일(23-1)로 하여금 냉방 또는 난방된 뒤 취출챔버(22)로 유입되어 외기와 함께 혼합되도록 유인챔버(23)가 형성되고, 상기 냉난방코일(23-1)의 하부에는 드레인 팬(23-2)이 형성되어 응축수가 배관(23-3)으로 하여금 배출되도록 하는 칠드 빔(20)이; 구성되어 자동제어 시스템을 수행할 수 있도록 하되,
상기 외기전담 공기조화기(10)는 재열용 히트파이프(130)의 후단에 보조재열코일(160)이 형성되어 외기 온도는 낮지만 외기 습도가 높은 계절에 히트파이프를 이용하여 외기의 예냉과 재열을 할 수 없는 상황에서 제습코일(110)에서 냉각 제습한 후 보조재열코일(160)에서 재열하여 급기덕트에 설치한 온도 감지기(T3)로 하여금 온도가 항상 일정하게 유지되도록 재열용 열매 유량 조절밸브(RHV)를 비례 제어하게 하는 것을 특징으로 하는 제습용 히트파이프를 이용한 에너지 절약형 외기전담 공기조화기와 칠드 빔을 조합하는 공기조화 시스템.
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| KR1020150082592A KR101628152B1 (ko) | 2015-06-11 | 2015-06-11 | 제습용 히트파이프를 이용한 에너지 절약형 외기전담 공기조화기 및 상기 외기전담 공기조화기와 칠드 빔을 조합하는 공기조화 시스템 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020150082592A KR101628152B1 (ko) | 2015-06-11 | 2015-06-11 | 제습용 히트파이프를 이용한 에너지 절약형 외기전담 공기조화기 및 상기 외기전담 공기조화기와 칠드 빔을 조합하는 공기조화 시스템 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
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| KR101628152B1 true KR101628152B1 (ko) | 2016-06-08 |
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ID=56194006
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