KR200394915Y1 - 기화식 가습기를 갖는 공기조화기 - Google Patents

기화식 가습기를 갖는 공기조화기 Download PDF

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KR200394915Y1
KR200394915Y1 KR20-2005-0014282U KR20050014282U KR200394915Y1 KR 200394915 Y1 KR200394915 Y1 KR 200394915Y1 KR 20050014282 U KR20050014282 U KR 20050014282U KR 200394915 Y1 KR200394915 Y1 KR 200394915Y1
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조학준
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김종남
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Abstract

본 고안은 공기조화기에 관한 것으로, 외기를 유입한 후 보일러와 연결되는 코일이 삽입된 판형의 방열기에 의하여 외기를 가열한 후 실내에 공급하는 공기조화기에 있어서, 상기 방열기의 일측에는 상기 방열기를 통과하면서 가열된 공기에 수분을 공급할 수 있는 가습기를 구비하되, 상기 가습기는 상 방향의 경사를 갖는 주름이 형성된 시트와 하 방향의 경사를 갖는 주름이 형성된 시트를 교대로 다수 중첩하여 판상형으로 만든 기화식 가습 엘레먼트와, 세디먼트필터, 프리카본필터 또는 자외선램프관 중 적어도 어느 하나를 거쳐 정수 또는 살균된 물을 상기 기화식 가습 엘레먼트에 분사하는 살수 장치로 구성된 것을 특징으로 하며, 본 고안에 의하면, 겨울철의 건조한 외기를 흡입하여 급속 난방하는 경우에도 실내 습도를 적절한 정도로 유지시켜 줄 수 있을 뿐만 아니라, 가습상태가 쾌적하고, 소비 전력이 거의 없으면서, 과포화 되지 않아 실내에서 결로가 생기지 않으며, 완전 기화되므로 백분 현상의 염려가 없는 실내 가습을 효과적으로 수행할 수 있는 장점이 있다.

Description

기화식 가습기를 갖는 공기조화기{AIR CONDITIONER EQUIPPED WITH EVAPORATIVE HUMIDIFIER}
본 고안은 공기조화기에 관한 것으로, 더 상세하게는 보일러에 연결된 코일에 의하여 난방이 이루어 질 뿐만 아니라, 코일에서 가열된 공기가 정화된 물을 증발시켜 가습을 할 수 있는 기화식 가습기를 갖는 공기조화기에 관한 것이다.
공기조화기는 외기의 흡입여부, 방열용 콘덴서의 냉각 방식(공냉식과 수냉식), 증발기와 다른 냉동 싸이클의 분리 여부 또는 룸과 관련한 설치 위치 등에 의하여 다양하게 분류된다.
이 가운데 본 고안은 하우징의 일측에는 외부 공기를 흡입할 수 있는 덕트를 벽을 관통하여 설치한 후, 외부 공기를 흡입하여 설정 온도에 따라 히티(heating) 또는 칠링(chilling)하고, 이를 실내에 내 보내는 외기 순환형 입식 공기조화기에 관한 것이다.
일반적으로, 공기조화기는 온도센서와 제어부(hot gas controller)를 구비하여 룸(room)의 온도가 설정 온도 보다 오차 범위 이상으로 벗어나면 이를 감지하여 자동으로 냉방 또는 난방을 하게 된다.
종래, 공기조화기의 내부에는 전열 히터가 구비되어 겨울철 등의 난방에 사용되었다. 최근에는 제습 과정에서 냉각된 공기를 재열(reheat)하기 위하여, 하우징 내부에 실외기의 방열콘덴서와 별도로 재열콘덴서(re-heating condensor)를 구비하여, 제습시에는 전열 히터를 사용하지 않고 압축기-재열콘덴서-증발기-압축기로 연결되는 냉매 순환에 의하여 증발기에서 제습한 후 재열콘덴서에서 다시 제습되기 전의 온도로 재가열하기도 한다. 그러나, 제습 운전이 아닌 난방 운전시에는 냉동 사이클을 정지시키고 전열 히터만을 동작시킨 상태에서 송풍기에 의하여 외부 공기를 흡입하여 가열한 후 실내에 내 보낸다. 그러나, 이러한 전열 히터식 난방은 설정 온도에 도달하는 시간이 많이 소요될 뿐만 아니라, 특히 외기 순환형 입식 공기조화기에 있어서는 혹한기(酷寒期)에 실내 온도가 설정 온도에 도달하기 어려운 문제점이 있다. 이러한 종래 공기조화기의 난방 문제를 해결하기 위한 발명이 대한민국 특허공개공보 공개번호 10-2005-32559호 및 10-2005-32560호에 기재되어 있다.
상기 10-2005-32559호 및 10-2005-32560호 발명은 실외 공기를 유입하는 덕트측으로 부터, 압축기 및 실외기에 연결된 판형의 증발기와, 상기 압축기 및 증발기 사이에 상기 실외기와 병렬로 연결된 판형의 재열콘덴서와, 온수 보일러 또는 스팀 보일러와 연결되는 온수 코일 또는 스팀 코일이 삽입된 판형의 온수방열기 또는 스팀방열기를 하우징 내부에 순차적으로 설치하되, 상기 증발기를 통과한 모든 공기는 상기 재열 콘덴서를 통과하고 상기 재열 콘덴서를 통과한 모든 공기는 상기 온수방열기 또는 스팀 방열기를 통과할 수 있도록 상기 증발기, 재열 콘덴서 및 온수방열기 또는 스팀 방열기를 서로 간격없이 접하여 설치하고, 상기 증발기의 분배기와 압축기 사이에는 압축기에서 압축된 고온 고압의 핫가스를 증발기에 직접 투입할 수 있는 핫가스입력관을 구비하여, 난방시에 압축기->재열콘덴서 및 핫가스입력관->증발기->압축기를 순환하는 냉매에 의한 방열과 상기 온수방열기 또는 스팀방열기의 방열을 선택적으로 또는 동시에 이용할 수 있게 한 공기조화기가 개시되어 있다.
상기 10-2005-32559호 및 10-2005-32560호 발명에 의하면, 겨울철 차갑고 건조한 외기를 유입 받아 짭은 시간 이내에 적정 온도의 실내 난방을 달성할 수 있으나, 실내 공기가 매우 건조해 지는 문제점이 있다.
상술한 종래 공기조화기가 갖는 문제점을 해결하고자 안출된 본 고안은 실외 공기를 실내에 유입하여 실내 공기를 일정한 온도로 유지시켜 주는 공기조화기에 있어서, 겨울철의 건조한 외기를 흡입하여 난방하는 경우에도 실내 습도를 적절한 정도로 유지시켜 줄 수 있는 기화식 가습기를 갖는 공기조화기를 제공하는데 있다.
본 고안의 다른 목적은 가습상태가 쾌적하고, 소비 전력이 거의 없으면서, 과포화 되지 않아 실내에서 결로가 생기지 않으며, 완전 기화되므로 백분 현상의 염려가 없는 실내 가습이 가능한 기화식 가습기를 갖는 공기조화기를 제공하는데 있다.
상술한 목적을 달성하고자 하는 본 고안은
외기를 유입한 후 보일러와 연결되는 코일이 삽입된 판형의 방열기에 의하여 외기를 가열한 후 실내에 공급하는 공기조화기에 있어서,
상기 방열기의 일측에는 상기 방열기를 통과하면서 가열된 공기에 수분을 공급할 수 있는 가습기를 구비하되,
상기 가습기는 상 방향의 경사를 갖는 주름이 형성된 시트와 하 방향의 경사를 갖는 주름이 형성된 시트를 교대로 다수 중첩하여 판상형으로 만든 기화식 가습 엘레먼트와,
세디먼트필터, 프리카본필터 또는 자외선램프관 중 적어도 어느 하나를 거쳐 정수 또는 살균된 물을 상기 기화식 가습 엘레먼트에 분사하는 살수 장치로 구성된 것을 특징으로 한다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 고안의 바람직한 실시 예를 상세히 설명한다.
도 1은 본 고안에 따른 기화식 가습기를 갖는 공기조화기의 구조를 보여 주는 블럭도이다.
도 1을 참조하면, 본 고안에 따른 공기조화기는 본체(100)와, 상기 본체의 공기 출구측에 인접하여 설치되어 냉각 또는 가열된 공기가 실내에 배출되도록 안내하는 공기가이드(200)와, 실외기(300)와, 히터(400)를 포함한다. 상기 본체(100)는 압축기(109), 오일분리기(113), 재열콘덴서(131), 수액기(139), 증발기(149), 축압기 등을 하우징(101) 내부에 구비하고 바닥(5)에 입식으로 설치된다. 상기 공기가이드(200)는 송풍기(203) 및 덕트(201)를 구비하여, 외부 공기에 개방된 덕트(104)를 통하여 유입된 외부 공기가 본체(100)를 지나 실내에 투입되도록 안내한다.
상기 히터(400)는 보일러(401)와, 본체 하우징(101) 내부에 구비되고 코일(407)이 삽입된 방열기(409)와, 상기 보일러(401)에서 가열된 온수 또는 스팀을 상기 코일(407)에 투입하는 투입관(405)과, 상기 코일(407)을 경유한 온수 또는 스팀을 보일러(401)로 회귀시키는 회수관(411)으로 구성된다. 상기 보일러(400)는 온수보일러 또는 스팀보일러를 사용할 수 있고, 스팀보일러를 사용할 경우 회수관(411)에 응축기(도면미도시)를 더 구비한다. 상기 투입관(405)에는 밸브(403)를 구비하여 투입되는 온수 또는 스팀을 차단할 수 있게 하고, 상기 투입관(405) 또는 회수관(411)에는 펌프(415)를 구비하여 온수의 순환이 용이하게 이루어질 수 있게 한다.
도 1을 참조하면, 본 고안의 특징은 상기 방열기(409)의 일측에 상기 방열기(409)를 통과하면서 가열된 공기에 수분을 공급할 수 있는 가습기를 구비하데 있다. 또한, 본 고안의 다른 특징은 상기 가습기가 상 방향의 경사를 갖는 주름이 형성된 시트와 하 방향의 경사를 갖는 주름이 형성된 시트를 교대로 다수 중첩하여 판상형으로 만든 기화식 가습 엘레먼트(519)와, 세디먼트필터(511), 프리카본필터(513) 또는 자외선램프관(515) 중 적어도 어느 하나를 거쳐 정수 또는 살균된 물을 상기 기화식 가습 엘레먼트(519)에 분사하는 살수 장치로 구성된 데 있다. 상기 세디멘트필터(511)는 물의 분순물을 침전시켜 제거하는 기능을 수행하고, 상기 프리카본필터(513)는 불순물이 제거된 물에 남아 있는 중금속을 흡착함으로써 수도물을 정수하는 기능을 수행하며, 상기 자외선(UV)살균램프(515)는 물에 남아 있는 대장균 등 병원균을 살균하여 위생적인 청정수를 만들게 된다.
상기 살수 장치에는 펌프(507) 또는 솔레노이드 밸브(도면 미도시)를 구비하고, 제어부(107)에서 상기 펌프(507)를 구동하거나 솔레노이드 밸브를 개폐하여 살수 되는 물의 양을 조절할 수 있게 구성하는 것이 바람직하다. 탱크 등에 저장된 물을 급수관(501)을 통하여 공급할 경우에는 펌프(507)를 사용하나, 상수도 등의 직수를 급수관(501)을 통하여 공급할 경우에는 솔레노이드 밸브를 사용한다. 이렇게 구성함으로써, 건조한 외기를 흡입하여 가열한 후 실내에 그대로 투입함으로써 발생할 수 있는 실내 공기의 과다 건조를 막을 수 있고, 공기조화기의 제어부(107)에서 온습센서(105)로 부터 현재 습도를 입력 받은 후 미리 저장된 설정 습도와 비교하여 상기 펌프(507)를 동작하거나 또는 솔레노이드 밸브를 개폐하여 적절한 실내 습도를 유지할 수 있게 된다.
상기 기화식 가습 엘레먼트(519)는 셀룰로스, 수지함침 셀룰로스, 석면사, 유리섬유, 수지함침 유리섬유, 합성 수지사 가운데서 선택된 1 또는 2 이상의 소재로 성형되는 것이 바람직하다.
상기 하우징(101)의 일측에는 실외 공기가 하우징(101) 내부로 유입될 수 있는 덕트(104)가 벽(1)을 관통하여 구비되고, 상기 덕트(104)와 하우징(101) 사이에는 공기의 유입량을 조절할 수 있는 댐퍼(102)가 구비된다. 상기 하우징(101) 내부는 압축기(109), 오일분리기(113), 수액기(139) 및 축압기(153)가 설치되는 공간과 재열콘덴서(131), 증발기(149), 방열기(409) 및 기화식 가습 엘레먼트(519)가 설치되는 공간을 격벽에 의하여 분할하고, 그 격벽에는 상기 덕트(104)를 통하여 흡입된 공기를 정화할 수 있는 집진 필터(103)가 구비되는 것이 바람직하다. 또한, 상기 하우징(101)이 상기 공기가이드(200)와 접하는 부분에도 집진 필터(106)를 구비하는 것이 바람직하다.
따라서, 상기 덕트(104)의 댐퍼(102)가 열리고 상기 공기가이드(200)의 송풍기(201)가 회전하면 덕트(104)->댐퍼(102)->집진필터(103)->증발기(149)->재열콘덴서(131)->방열기(409)->기화식 가습 엘레먼트(519)->집진필터(106)->송풍기(203)->덕트(201)로 연결되는 공기의 흐름이 발생하게 된다.
상기 실외기(300)는 방열콘덴서(301)와 냉각팬(302)으로 구성되고, 상기 방열콘덴서(301)는 방열콘덴서입력관(119) 및 압축기출력관(115, 111)을 순차적으로 경유하여 상기 오일분리기(113) 및 압축기(109)에 연결되며, 방열콘덴서출력관(125), 수액기입력관(137) 및 증발기입력관(141, 144)을 순차적으로 경유하여 수액기(139) 및 증발기(149)에 연결된다.
상기 재열콘덴서(149)는 하우징(101) 내부에 실외기(300)의 방열콘덴서(301)와 병렬로 설치되는데, 재열콘덴서입력관(129) 및 압축기출력관(115, 111)을 순차적으로 경유하여 오일분리기 및 압축기(109)에 연결되고, 재열콘덴서출력관(133), 수액기입력관(137) 및 증발기입력관(141, 144)을 순차적으로 경유하여 수액기(139) 및 증발기(149)에 연결된다. 또한, 상기 재열콘덴서(129)에는 콘덴서 코일과 나란히 삽입된 봉히터(161)를 구비하여, 초기 난방 또는 큰 열량이 필요 없는 시기의 난방을 수행할 수 있게 하는 것이 바람직하다.
상기 증발기(149), 재열콘덴서(131), 방열기(409) 및 기화식 가습 엘레먼트(519)를 판형으로 만들고, 이들을 실외 공기를 유입하는 덕트(104)측으로 부터 증발기(149), 재열콘덴서(131), 방열기(409) 및 기화식 가습 엘레먼트(519) 순으로 간격을 거의 두지 않고 차례로 설치하여, 상기 증발기(149)를 통과한 모든 공기는 상기 재열 콘덴서(131)를 통과하고, 상기 재열 콘덴서(131)를 통과한 모든 공기는 상기 방열기(409)하며, 상기 방열기(409)를 통과한 공기는 모두 상기 기화식 가습 엘레먼트(519)를 통과할 수 있게 한다. 이 것은 후술하는 바와 같이 제습 운전시 증발기(149)를 지나면서 냉각된 공기가 바로 재열콘덴서(131)로 투입되어 즉시 효과적으로 재열될 수 있게 할 뿐만 아니라, 혹한기 중에 난방 운전시 재열콘덴서(131)에서 가열된 공기를 즉시 방열기(409)에서 재가열하게 하여 실내 온도를 짧은 시간내에 설정 온도까지 높일 수 있게 해주고, 가열된 공기가 기화식 가습 엘레먼트(519)를 통과하게 하여 효과적인 가습이 이루어 질 수 있게 한다.
상기 증발기(149)의 분배기(147)와 압축기(109) 사이에 압축기(109)에서 압축된 고온 고압의 핫가스를 증발기(149)에 직접 투입할 수 있는 핫가스입력관(123)을 구비하여, 난방시에 압축기(109)->재열콘덴서(131) 및 핫가스입력관(123)->증발기(149)->압축기(109)를 순환하는 냉매에 의한 방열과, 보일러(401)의 온수 또는 스팀 열을 사용하는 방열기(409)의 방열을 선택적으로 또는 동시에 이용할 수 있다. 상기 핫가스입력관(123)에 의하여 압축기(109)의 고온 고압 가스는 콘덴서(131, 301), 수액기(139) 및 팽창밸브(145, 146)를 경유하지 않고, 바로 증발기(149)에 투입될 수 있다.
이를 위하여, 상기 방열콘덴서입력관(119), 재열콘덴서입력관(129) 및 핫가스입력관(123)에는 솔레노이드밸브(117, 121, 127)을 구비하고, 실내 온도를 측정할 수 있는 온습센서(105)의 출력값에 따라, 상기 솔레노이드밸브(117, 121, 127)를 선택적으로 개폐하는 제어부(107)를 구비하는 것이 바람직하다. 상기 제어부(107)는 실외기(300), 온수히터(400), 댐퍼(102) 및 봉히터(161) 등도 운전 조건에 따라 제어할 수 있게 구성하는 것이 바람직하다.
본 고안에 의하면, 겨울철의 건조한 외기를 흡입하여 급속 난방하는 경우에도 실내 습도를 적절한 정도로 유지시켜 줄 수 있을 뿐만 아니라, 가습상태가 쾌적하고, 소비 전력이 거의 없으면서, 과포화 되지 않아 실내에서 결로가 생기지 않으며, 완전 기화되므로 백분 현상의 염려가 없는 실내 가습을 효과적으로 수행할 수 있는 장점이 있다.
이상, 본 고안에 따른 온수 히터를 갖는 절전형 공기조화기를 도면에 도시된 실시 예에 의하여 설명하였지만, 본 고안의 보호 범위를 이에 한정하고자 하는 것은 아니며, 본 고안의 보호 범위는 실용신안등록청구범위에 기재된 사항에 의하여서만 결정되어야 할 것이다.
도 1은 본 고안에 따른 기화식 가습기를 갖는 공기조화기의 구조를 보여 주는 블럭도이다.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
1 : 벽 5 : 바닥
100 : 공기조화기 본체 101 : 하우징
102 : 댐퍼 103, 106 : 집진필터
104 : 덕트 105 : 온습센서
107 : 제어부 109 : 압축기
111, 115 : 압축기출력관 113 : 오일분리기
117, 121, 127 : 솔레노이드밸브 119 : 방열콘덴서입력관
123 : 핫가스입력관 125 : 방열콘덴서출력관
129 : 재열콘덴서입력관 131 : 재열콘덴서
133 : 재열콘덴서출력관 135 : 체크밸브
137 : 수액기입력관 139 : 수액기
141,144 : 증발기입력관 143 : 필터드라이어
145, 146 : 팽창밸브 147 : 분배기
149 : 증발기 151 : 증발기출력관
153 : 축압기 155 : 압축기입력관
161 : 봉히터 200 : 공기가이드
201 : 덕트 203 : 송풍기
300 : 실외기 301 : 방열콘덴서
302 : 냉각팬 400 : 히터
401 : 보일러 403 : 밸브
405 : 투입관 407 : 코일
409 : 방열기 411 : 회수관
415 : 펌프 501, 505 : 급수관
503 : 코크(cock) 507 : 펌프
509 : 호스 511 : 세디먼트필터
513 : 프리카본필터 515 : UV살균기
517 : 노즐 519 : 기화식 가습 엘레먼트

Claims (3)

  1. 외기를 유입한 후 보일러(400)와 연결되는 코일(407)이 삽입된 판형의 방열기(409)에 의하여 외기를 가열한 후 실내에 공급하는 공기조화기에 있어서,
    상기 방열기(409)의 일측에는 상기 방열기(409)를 통과하면서 가열된 공기에 수분을 공급할 수 있는 가습기를 구비하되,
    상기 가습기는 상 방향의 경사를 갖는 주름이 형성된 시트와 하 방향의 경사를 갖는 주름이 형성된 시트를 교대로 다수 중첩하여 판상형으로 만든 기화식 가습 엘레먼트(519)와,
    세디먼트필터(511), 프리카본필터(513) 또는 자외선램프관(515) 중 적어도 어느 하나를 거쳐 정수 또는 살균된 물을 상기 기화식 가습 엘레먼트(519)에 분사하는 살수 장치로 구성된 것을 특징으로 하는 기화식 가습기를 갖는 공기조화기.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 살수 장치는 펌프(507) 또는 솔레노이드 밸브를 구비하고, 제어부(107)에서 상기 펌프(507)를 구동하거나 솔레노이드 밸브를 개폐하여 살수 되는 물의 양을 조절할 수 있게 구성하는 것을 특징을 하는 기화식 가습기를 갖는 공기조화기.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 기화식 가습 엘레먼트(519)는 셀룰로스, 수지함침 셀룰로스, 석면사, 유리섬유, 수지함침 유리섬유, 합성 수지사 가운데서 선택된 1 또는 2 이상의 소재로 성형된 것을 특징으로 하는 기화식 가습기를 갖는 공기조화기.
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