KR100646860B1

KR100646860B1 - 축열 기능을 갖는 열전형 실내 냉난방기

Info

Publication number: KR100646860B1
Application number: KR1020040078734A
Authority: KR
Inventors: 최동각
Original assignee: 최동각
Priority date: 2004-10-04
Filing date: 2004-10-04
Publication date: 2006-11-23
Anticipated expiration: 2024-10-04
Also published as: KR20060029877A

Abstract

본 발명은, 미리 비축된 축열이 열전소자에 의해 발생한 열을 대체 또는 보완하는 열원으로 사용되어 실내를 높은 에너지 효율로써 냉난방하도록 되어 있는 열전형 실내 냉난방기(thermo electric air conditioner}에 관한 것으로서, 실내 열교환을 통한 응축열 또는 증발열로 실내를 냉난방하는 급기유닛(10)과; 순환펌프(22)를 갖추고, 그 순환펌프(22)의 구동에 의해 냉난방 냉매를 상기 급기유닛(10)을 거쳐 순환되게 하는 냉난방 순환회로(20)와; 상기 급기유닛(10)을 향하는 냉난방 순환회로(20) 상에 설치되어, 전력인가에 의해 상기 냉난방 냉매에 냉방 또는 난방 열원을 선택적으로 제공하는 열전소자 유닛(32, 34 또는 36)과; 상기 급기유닛(10)을 향하는 상기 냉난방 순환회로(20)의 공급라인(20a)이 통과하며, 그 내부에는 축열용 상변환물질(42)이 저장된 PCM 박스(40)와; 상기 PCM 박스(40) 내의 상변환물질(42)에 냉열 또는 온열을 전달하여, 상기 PCM 박스 내에 냉난방용 예비열원을 축적시키는 열전달유닛(50)을 포함하는 것을 특징으로 한다.

축열, 열전소자, 냉난방기, PCM박스, 열전달유닛, 냉매

Description

축열 기능을 갖는 열전형 실내 냉난방기{THERMO ELECTRIC AIR CONDITIONER WITH HEAT STOERAGE FUNCTION}

도 1은 본 실시예에 따른 실내 냉난방기의 내부구성을 개략적으로 도시한 정단면도.

도 2는 도 1 실내 냉난방기의 내부구성을 개략적으로 도시한 측단면도.

도 3은 도 1 및 도 2 실내 냉난방기의 배관 연결관계를 개략적으로 도시한 배관 회로도.

도 4는 본 발명의 주요 요부인 PCM 박스 내를 설명하기 위한 분해사시도.

<도면의 주요부분에 대한 부호설명>

10: 급기유닛 12: 실내 열교환기

14: 송풍휀 16: PTC 소자 패널

20: 냉난방 순환회로 20a: 공급라인

20b: 환수라인 22: 순환펌프

32: 제 1 열전소자 유닛 34: 제 2 열전소자 유닛

36: 제 3 열전소자 유닛 40: PCM 박스

42: 상변환물질 50: 열전달유닛

52: 열 발생기 54: 열교환체

본 발명은 실내 냉난방기에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 미리 비축된 축열이 열전소자에 의해 발생한 열을 대체 또는 보완하는 열원으로 사용되어 실내를 높은 에너지 효율로써 냉난방하도록 되어 있는 열전형 실내 냉난방기(thermo electric air conditioner}에 관한 것이다.

본 명세서에서, 용어 "냉난방기"는 냉방과 난방을 동시에 수행하는 기기를 의미하는 것으로서, 냉난방 기능과 실내 환기 기능을 갖는 공기조화기를 포함하는 의미로 사용된 것이다.

통상적인 냉난방기는 '히트펌프' 원리를 이용한 것으로서, 그 주를 이루는 것은 압축기, 응축기, 팽창밸브 및 증발기가 하나의 냉매 순환 사이클을 형성하고 그 냉매 순환 사이클 상에 마련된 4웨이 밸브가 냉매의 흐름을 실내 온도에 따라 선택적으로 전환하여 실내를 냉난방하는 구조를 이루고 있다.

위의 히트펌프식 냉난방기는, 냉난방을 선택적으로 전환할 수 있고 비교적 냉난방 효율이 높다는 이점을 갖는 반면, 온도가 일정치 않은 외기로부터 실내 냉난방 열원을 취하므로 정온의 안정된 냉난방 운전이 어렵다는 문제점을 가지고 있다. 게다가, 상기 히트펌프식 냉난방기는 냉난방 운전에 따른 소음 및 진동이 심하여 실내외 쾌적한 환경유지가 어렵다는 문제점을 또한 갖고 있다.

이에 대해, 전력인가에 의해 열의 흡수 또는 발생이 생기는 펠티에 효과를 이용한 전열소자를 이용해 실내를 선택적으로 냉난방하는 구조의 실내 냉난방기가 본 출원인에 의해 국내 특허출원 제 2003-90201호로 제안되어진 바 있다.

이러한 종래의 실내 냉난방기는 전류 또는 저항에 의해 열전소자의 냉난방 열원 온도가 정해져서 정온의 안정된 냉난방을 구현할 수 있으며, 또한, 기존 히트펌프식 냉난방기와 달리 진동 및 소음이 없는 냉난방 운전이 가능하다는 이점을 갖는다.

하지만, 상기한 종래의 실내 냉난방기는 전류인가에 따른 전력소모가 너무 크며 기존 히트펌프 냉난방기에 비해 냉난방 효율 그리고 에너지 효율이 크게 떨어지는 문제점을 가지고 있었다.

본 발명은, 종래기술의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 열전소자에서 발생된 열을 냉난방을 위한 주열원으로 이용하되, PCM 박스에 냉열 또는 온열을 미리 축적하여 그 축적된 냉열 또는 온열로써 열전소자에 의한 열원을 대체 또는 보완하도록 구성된 축열 기능을 갖는 열전형 실내 냉난방기의 제공을 그 목적으로 한다.

상술한 목적을 달성하기 위해, 본 발명은, 실내 열교환이 이루어지는 급기유닛을 구비하고, 그 급기유닛에서 발생된 냉난방 냉매의 증발열 또는 응축열로 실내를 냉난방하는 실내 냉난방기를 제공하되, 상기 실내 냉난방기는 순환펌프를 갖추고, 그 순환펌프의 구동에 의해 냉난방 냉매를 상기 급기유닛을 거쳐 순환되게 하 는 냉난방 순환회로와; 상기 급기유닛을 향하는 냉난방 순환회로 상에 설치되어, 전력인가에 의해 상기 냉난방 냉매에 냉방 또는 난방 열원을 선택적으로 제공하는 열전소자 유닛과; 상기 급기유닛을 향하는 상기 냉난방 순환회로의 공급라인이 통과하며, 그 내부에는 축열용 상변환물질이 저장된 PCM 박스와; 상기 PCM 박스 내의 상변환물질 냉열 또는 온열을 전달하여, 상기 PCM 박스 내에 냉난방용 예비열원을 축적시키는 열전달유닛을 포함하는 것을 특징으로 한다.

여기에서, 상기 급기유닛으로부터 상기 순환펌프로 향하는 냉난방 순환회로의 환수라인 상에는 하나 이상의 방열블록이 설치되는 것이 바람직하다.

또한, 상기 열전달유닛은 압축기, 4웨이 밸브, 열교환기 및 팽창밸브를 구비한 채 4 웨이 밸브에 의해 축열 냉매의 흐름을 냉방용 또는 난방용으로 전환하는 열 발생기와; 상기 열 발생기의 순환사이클로부터 연장된 열교환 코일을 유지한 채 상기 PCM 박스에 장입되는 열교환체를 포함하여, 상기 열교환체가 상기 열 발생기에서 발생된 열을 상기 PCM 박스 내에 예비열원으로 축열시키는 것이 바람직하다.

이에 더하여, 상기 열전소자 유닛은, 상기 급기유닛과 상기 순환펌프 사이에서 상기 순환펌프의 하류측에 설치된 제 1 열전소자 유닛과, 상기 순환펌프의 상류측에 연속되게 설치된 제 2 및 제 3 열전소자 유닛으로 구성되며, 상기 제 2 제 3 열전소자 유닛은 일측에서 냉난방 순환회로의 공급라인이 통과되는 냉/온 열전달판에 접촉하고 타측에서 냉난방 순환회로의 환수라인이 통과하는 방열블록에 접촉하는 제 2 및 제 3 열전소자를 갖는 것이 바람직하다.

또한, 상기 급기유닛은 상기 냉난방 냉매가 흐르는 실내 열교환기와 그 뒤쪽 에서 실내 열교환기를 향해 공기를 강제 송풍하는 송풍휀을 구비한 채 실내 냉난방기의 케이스 내측에 설치되며, 상기 송풍휀과 실내 열교환기 사이에는 전력인가에 의해 순간 발열되는 PTC 소자 패널이 입설되는 것이 바람직하다.

또한, 상기 냉난방 순환회로는 여러 번 굴곡된 형상을 가진 채 상기 PCM 박스 내측에 배치된 주름관을 일체로 구비하는 것이 바람직하다.

이하, 첨부도면을 참조로 하여 본 발명의 구체적인 실시예를 상세하게 설명하고자 한다.

도 1은 본 실시예에 따른 실내 냉난방기의 내부구성을 개략적으로 도시한 정단면도이고, 도 2는 도 1 실내 냉난방기의 내부구성을 개략적으로 도시한 측단면도이고, 도 3은 도 1 및 도 2 실내 냉난방기의 배관 연결관계를 개략적으로 도시한 배관 회로도이며, 도 4는 본 발명의 주요 요부인 PCM 박스 내를 설명하기 위한 분해사시도이다.

도시된 바와 같이, 본 실시예의 실내 냉낭방기(1)는, 외관을 이루는 케이스(2) 상단에 전자제어부(2a) 및 디스플레이부(2b)을 갖는 한편, 그 케이스 내측에는 실내 열교환이 이루어지는 급기유닛(10)과, 급기유닛(10)을 거쳐 순환되는 냉난방 순환회로(20)와, 상기 냉난방 순환회로(20) 상에 설치되어 그 순환회로 내의 냉난방 냉매를 가열 또는 냉각시키는 열전소자 유닛(32, 34, 36)과, 상기 냉난방 순환회로(20) 내의 냉난방 냉매에 예비 열원을 제공하기 위해 상변환물질이 충전된 PCM 박스(40)와, 상기 PCM 박스(40)에 냉열 또는 온열을 공급 전달하는 열전달유닛(50)을 전체적으로 포함한다.

상기 급기유닛(10)은 전방, 즉 케이스의 급기그릴(미도시됨) 바로 뒤쪽에 실내 열교환기(12)를 구비하는 한편 실내 열교환기(12)를 향해 공기를 강제 송풍하여 실내 열교환 및 실내에 대한 냉난방 급기가 이루어지게 하는 송풍휀(14)을 실내 열교환기(12)의 후방측에 구비한다. 게다가, 상기 실내 열교환기(12)와 송풍휀(14) 사이에는 전력인가에 의해 순간 발열되는 세라믹 PTC 소자 패널(16)이 입설되어 있는데, 이 PTC 소자 패널(16)은 실내의 난방이 약하거나 강한 난방이 추가로 필요한 경우 선택적으로 이용되어 순간 난방에 이용되는데, 보다 구체적으로는, 난방시의 냉매 온도가 설정된 온도보다 낮게 감지된 경우 앞서 언급된 전자제어부(2a)에 의한 명령에 의해 순간 발열되고 난방에 충분한 임계온도에서는 상기한 전자제어부(2a)에 의해 오프(off)되어 실내 냉난방기(1)가 이하 기술될 열전소자 유닛 및/또는 PCM 박스의 열원만으로 난방을 하게 한다.

이 때, 상기 실내 열교환기(12)는 배관 상으로 볼 때 앞서 언급된 냉난방 순환회로(20)의 일 부분을 이루며, 냉난방 순환회로(20)를 순환해 온 냉난방 냉매의 증발열 또는 응축열을 이용해 실내를 냉난방시키는 기능을 한다.

본 실시예의 냉난방 순환회로(20)는 냉난방 냉매를 상기한 급기유닛(10)으로 보내 실내에 냉난방을 수행하고 그 역할을 다한 냉난방 냉매를 환수시켜 다시 급기유닛(10)으로 보내는 역할을 하며, 이를 위해, 상기한 급기유닛(10)의 하류측에 냉난방 냉매를 순환시키기 위한 순환펌프(22)를 구비한다.

또한, 본 실시예의 냉난방 순환회로(20) 상에는 냉방을 위해 냉난방 냉매를 냉각하고 난방을 위해 냉난방 냉매를 가열하는 열전소자 유닛(32, 34, 36)들이 설 치된다. 본 실시예에서, 상기한 열전소자 유닛(32, 34, 36)들은 제 1 열전소자 유닛(32)과, 제 2 및 제 3 열전소자 유닛(34, 36)으로 구성되는데, 제 1 열전소자 유닛(32)은 냉난방 순환회로(20)의 공급라인(20a)과 환수라인(20b)의 경계를 이루도록 순환펌프(22)의 하류측에 설치되며, 제 2 및 제 3 열전소자 유닛(34, 36)은 순환펌프(22)의 상류측에서 냉난방 순환회로(20)의 공급라인(20a) 상에 설치된다.

본 실시예에서, 제 1 열전소자 유닛(32)은, 전극변환을 통한 자체의 발열 또는 흡열을 통해, 냉난방 순환회로가 통과하는 하나의 방열블록(b1)을 가열 또는 냉각하고, 그 방열블록(b1)을 매개로 냉난방 냉매를 가열 또는 냉각시키는 제 1 열전소자(32a)를 구비한다. 또한, 상기 제 1 열전소자 유닛(32a)은 난방을 위한 제 1 열전소자(32a)의 자체 발열시 그 열을 방출하기 위한 방열핀(32b) 및 방열팬(32c) 부근에 마련되어 공랭식으로 냉각되도록 되어 있다. 특히, 상기한 제 1 열전소자 유닛(32)은 이하 기술될 열 발생기(52)의 열교환기(526)에 대한 열교환용 열원을 제공하는 기능을 추가로 수행한다.

또한, 제 2 및 제 3 열전소자 유닛(34, 36)은 냉난방 순환회로(20)의 공급라인(20a) 상에 연속되게 그리고 실내 냉난방기(1)의 케이스(2) 좌, 우측으로 각각 설치된다. 이러한 제 2 및 제 3 열전소자 유닛(34, 36)은, 전극변환에 의해 냉난방으로 전환되는 제 2 및 제 3 열전소자(34a, 36a)와, 그 제 2 및 제 3 열전소자(34a, 36a) 각각의 일면에 접촉한 채 냉난방 순환회로(20)의 통과를 허용하는 압착형의 냉/온 열전달판(34b, 36b)을 갖는다. 여기에서, 상기 제 2 및 제 3 열전소자(34a, 36a)가 수냉식 방역블록(b2, b3) 각각과 타측면에서 접촉하고 있는데, 이 수 냉식 방열블록(b2, b3)은 난방시 제 2 및 제 3 열전소자(34a, 36b) 및 냉난방 순환회로(20)의 환수라인(20b)의 열을 방열하는 기능을 한다.

이 때, 상기한 냉/온 열전달판(34a, 34b)은 압착되어 형성된 냉매 흐름 공간을 내부에 갖되, 그 공간에 마련된 냉매 순환용 칸막이가 냉난방 냉매의 흐름을 지연시켜 열전소자(34a, 34b)로부터 냉난방 냉매로의 보다 효율적인 열전달을 가능하게 해준다.

한편, 앞서 언급된 PCM 박스(40) 및 열전달유닛(50)은 전력, 특히 심야시간대의 전력을 이용해 냉난방에 필요한 예비열원을 축적하는 구성요소들로서, 이하에서는, 상기 PCM 박스(40) 및 열전달유닛(50)에 대한 구체적인 설명이 첨부된 도면들, 특히 도 3 및 도 4를 참조로 하여 이루어질 것이다.

도시된 바와 같이, 본 실시예의 PCM 박스(40)는 냉난방 순환회로(20)의 공급라인(20a)이 내측으로 통과되는 것을 허용하며 그 내측에는 축열을 위한 상변환물질이(PCM: Phase Change Material; 42)이 충전되어 있다. 이 때, 앞서 언급된 냉난방 순환회로(20) 중 상기한 PCM 박스(40)를 통과하는 부분은 주름관(25)으로 되어 있어 PCM 박스(40) 내에서 여러 번 굴곡되어 그 PCM 박스(40) 내에서 폭 넓게 배치된 구조를 이룬다.

여기에서, 상기 상변환물질(무기수화물, 파라핀계통 유기물, 포접화합물 등)에 대해 좀더 살펴보면 미항공우주국(NASA)에서 우주개발의 일환으로서 우주의 열악한 환경으로부터 우주인과 기기 등을 보호할 목적으로 개발된 신개념의 물질로서 대량의 열을 흡수, 저장, 방출하는 기능을 가진 물질로서 잠열저장물질이라고도 한 다. 즉, 어떠한 순물질 또는 혼합/화합 물질이 고>액>기체(또는 기>액>고체) 상태로 될 때 열을 흡수하거나 방출하는데, 이 때 발생하는 열을 잠열이라고 하며, 이러한 잠열은 상변화가 일어나지 않고 온도가 변했을 때 흡수, 저장, 방출에 매우 효과적으로 알려져 있다.

한편, 앞서 언급된 PCM 박스(40) 내의 상변환물질(42)은 하나의 열전달유닛(50)으로부터 열을 전달받아 상이 변환되면서 열을 축적하고 방출하는 기능을 수행하게 되며, 이하에서는 상기한 열전달유닛(50)에 대한 구체적인 설명이 이루어질 것이다.

상기한 열전달유닛(50)은 열 발생을 위한 열 발생기(52)와 그 열 발생기(52)에서 발생된 열을 PCM 박스(40) 내의 전달하는 열교환체(54; 도 4에 잘 도시됨)를 포함하며, 상기 열교환체(54)는 상기 PCM 박스(40) 내의 상변환물질(42)과 열교환을 하여 상기 PCM 박스(42) 내에 열이 축적되는 것을 가능케 한다.

도 3에 가장 잘 도시된 바와 같이, 상기한 열 발생기(52)는, 열교환 냉매의 순환사이클을 갖되, 순환 사이클 상에 압축기(522), 4웨이 밸브(524), 열교환기(526) 및 팽창밸브(528)를 연속적으로 구비하는 히트펌프식 냉동기 구조를 이루고 있다.

따라서, 본 실시예의 열 발생기(52)는 PCM 박스(42)의 축냉(냉열 축적)을 위해 압축기(522)에서 열교환 냉매를 고온 고압의 기상의 냉매로 압축하고, 그 압축된 기상의 냉매를 열교환기(526; 냉열 발생시, 응축기)에서 중온 저압의 액상 냉매로 응축한 후, 그 액상 냉매를 팽창밸브(528)를 거치게 하여 저온 저압의 액상 냉 매로 변환시킨 후, 그 액상 냉매를 PCM 박스(40) 내의 열교환체(54)로 공급하는 순환 사이클을 통해 PCM 박스(40)의 축냉을 위한 냉열의 발생 및 전달이 가능한 구조를 이룬다.

또한, 본 실시예의 열 발생기(52)는 PCM 박스(40)의 축열(온열 축적)을 위해 4웨이 밸브(524)에서 열교환 냉매의 흐름을 역 순환방향으로 전환하여 압축기(524)에서 발생된 고온 고압의 열교환 냉매를 PCM 박스(40) 내의 열교환체(54)로 전달한다. 이 때, 앞서 언급된 열교환기(526; 온열 발생시, 증발기)는 열교환을 마친 냉매에 대한 증발 열교환 기능을 수행한다. 이 때, 상기 열교환의 열원은 앞서 언급된 제 1 열전소자 유닛(32)로부터 제공받는 것이 바람직하다.

본 실시예에서, 상기한 열교환체(54)는 열 발생기(52)의 냉매 순환사이클로부터 연장된 열교환 코일을 유지하는 대략 판형 구조의 것으로서, 열 발생기(52)에서 발생된 열교환 냉매의 냉열 또는 온열을 상변환물질과 열 접촉시켜 그 냉열 또는 온열을 PCM 박스(40) 내의 상변환물질에 전해주는 기능을 한다.

이 때, 도 4에는 PCM 박스(40)가 볼트(46)에 의해 결합되는 박스 본체(43)와 그 측면의 커버(45)로 구성되고, 그 박스 본체(45) 내로 열교환체(54)가 장입된 후 박스 본체(43)와 커버(45)가 서로 결합되는 구조로 도시되어 있지만, 이러한 구성이 본 발명을 한정하는 것은 아니다.

추가로, 본 실시예의 실내 냉난방기(1)는 도 1에 도시된 바와 같이 냉난방 순환회로(20) 상에 설치된 PTC 파이프(38)를 더 포함하는데, 이 PTC 파이프(38)는 관형의 순간 발열소자로 이루어진 채 앞서 언급된 제 3 열전소자 유닛(36)과 급기 유닛(10) 사이의 냉난방 순환회로(20)의 공급라인(20a)에 마련되어 난방용 냉매의 열원이 부족할 경우 그 열원을 채워주는 기능을 하여 실내 냉난방기(1)의 보다 안정된 난방 운전에 기여한다.

이에 더하여, 본 실시예의 실내 냉난방기(1)는 급기유닛(10)에서 발생한 응축수를 받는 드레인판(d1)과 그 드레인판(d1)으로부터 연장되어 앞서 언급된 열 발생기(52)의 열교환기(526)를 통과하는 드레인호스(d2)를 포함하는데, 이 드레인 호스(d2)를 통해 흐른 응축수는 상기 열교환기(526)의 열과 제 1 열전소자 유닛(32)의 방열팬(32c)에 의해 기화되어 스스로 소멸되게끔 해준다.

또한, 본 실시예의 냉난방기(1)는, 케이스(2)의 내부 후방벽면에 외부공기를 정화처리하기 위한 공기정화필터(2d)를 갖되, 그 공기정화필터(2d)에는 자외선 램프(미도시됨)에 의해 UV광을 받아 활성산소를 발생시키는 나노광촉매필터층이 형성되는 것이 바람직하다.

이하에서는, 본 발명에 따른 실내 냉낭방기(1)의 냉방 및 난방 작용을 도면, 특히 도 3을 참조로 하여 보다 구체적으로 설명하고자 한다.

냉방 운전시, 본 실시예의 실내 냉난방기(1)는 순환펌프(22)의 구동에 의해 냉난방 냉매를 순환시키며, 그 순환펌프(22) 하류측의 제 1 열전소자 유닛(32)이 상기 냉난방 냉매를 1차 냉각하고, 제 2 및 제 3 열전소자 유닛(34, 36)이 차례로 상기한 냉난방 냉매를 더 냉각하고, 급기유닛(10)이 상기한 열전소자 유닛들(32, 34, 36)에 의해 냉각된 냉매를 증발시켜 그 증발열로 실내를 냉방하게 된다.

상기한 냉방 운전의 열원 부족시, PCM 박스(40)에 미리 축적된 냉열이 냉난 방용 냉매를 보다 냉각시켜 보다 안정되고 확실한 실내 냉난방을 가능케 한다. 이 때, 상기 PCM 박스(40)의 축냉은 앞서 언급된 열 발생기(52)가 냉열을 발생시키고 그 냉열을 PCM 박스(40) 내의 열교환체(54)가 상변환물질에 전달함으로써 가능하다.

난방 운전시, 본 실시예의 냉난방기(1)는 순환펌프(22)의 구동에 의해 냉난방 냉매를 순환시키며, 그 순환펌프(22) 하류측의 제 1 열전소자 유닛(32)이 상기 냉난방 냉매를 1차 가열하고, 제 2 및 제 3 열전소자 유닛(34, 36)이 차례로 상기한 냉난방 냉매를 더 가열하며, 급기유닛(10)이 고온의 냉난방 냉매를 송풍휀(14)으로써 강제 송풍시킴으로써 응축열에 의해 실내를 냉난방한다. 급기유닛(10)에서 열교환이 끝난 냉매는 연속되는 두개의 수냉식 방열블록(b2, b3)을 거치면서 방열된 후, 다시 제 1 열전소자 유닛(32)으로 흐른다. 이 때, 상기한 열전소자 유닛들 각각(32, 34, 36)은 그와 접촉하는 방열블록(b1, b2, b3)들에 의해 열을 방출한다.

상기한 난방운전의 열원부족시에, PCM 박스(40)에 미리 축적된 온열이 냉난방용 냉매를 보다 냉각시켜 보다 안정되고 확실한 실내 냉난방을 가능케 한다. 이 때, 상기 PCM 박스(40)의 축열은 앞서 언급된 열 발생기(52)가 온열을 발생시키고 그 온열을 PCM 박스(52) 내의 열교환체(54)가 PCM 박스(40) 내의 상변환물질(42)에 전달함으로써 가능하다.

또한, 본 실시예의 실내 냉난방기(1)는, 냉난방 순환회로(20)의 냉매가 열전소자 유닛(32, 34, 36)들과 PCM 박스(40)를 거친 후에도 그 냉매의 온도가 낮은 경우, 냉난방 순환회로(20) 상류측의 PTC 파이프(38)가 발열하여 그 냉난방 냉매의 온도를 보다 높여줄 수 있다. 또한, 본 실시예의 냉난방기(1)는 순간 난방시 송풍휀(14) 앞쪽의 PTC 소자 패널(16)이 순간 발열하여 보다 높은 온도의 열풍을 실내로 불어주는 것 또한 가능하다.

상술한 바와 같이, 본 발명은 정온의 냉난방 운전이 가능하고 또한 열전소자 유닛에 소음, 진동이 없는 정숙한 냉난방 운전이 가능하다는 효과를 갖는 한편, PCM 박스에 미리 축적된 열원을 열전소자 유닛에 의한 기존 열원을 대체 또는 보완할 수 있어 냉난방 효율 및 에너지 효율을 상승시키는 효과를 제공한다.

Claims

실내 열교환이 이루어지는 급기유닛(10)을 구비하고, 그 급기유닛(10)에서 발생된 냉난방 냉매의 증발열 또는 응축열로 실내를 냉난방하는 실내 냉난방기(1)에 있어서,

순환펌프(22)를 갖추고, 그 순환펌프(22)의 구동에 의해 냉난방 냉매를 상기 급기유닛(10)을 거쳐 순환되게 하는 냉난방 순환회로(20)와;

상기 급기유닛(10)을 향하는 냉난방 순환회로(20) 상에 설치되어, 전력인가에 의해 상기 냉난방 냉매에 냉방 또는 난방 열원을 선택적으로 제공하는 열전소자 유닛(32, 34 또는 36)과;

상기 급기유닛(10)을 향하는 상기 냉난방 순환회로(20)의 공급라인(20a)이 통과하며, 그 내부에는 축열용 상변환물질(42)이 저장된 PCM 박스(40)와;

상기 PCM 박스(40) 내의 상변환물질(42)에 냉열 또는 온열을 전달하여, 상기 PCM 박스 내에 냉난방용 예비열원을 축적시키는 열전달유닛(50)을 포함하는 것을 특징으로 하는 축열기능을 갖는 열전형 실내 냉난방기.
제 1항에 있어서,

상기 급기유닛(10)으로부터 상기 순환펌프(22)로 향하는 냉난방 순환회로(20)의 환수라인(20b) 상에는 하나 이상의 방열블록(b1, b2 또는 b3)이 설치되어 이루어진 것을 특징으로 하는 축열기능을 갖는 열전형 실내 냉낭방기.
제 1 항에 있어서, 상기 열전달유닛(50)은,

압축기(522), 4웨이 밸브(524), 열교환기(526) 및 팽창밸브(528)를 구비한 채 4 웨이 밸브(524)에 의해 축열 냉매의 흐름을 냉방용 또는 난방용으로 전환하는 열 발생기(52)와;

상기 열 발생기(52)의 순환사이클로부터 연장된 열교환 코일을 유지한 채 상기 PCM 박스(40)에 장입되는 열교환체(54)를 포함하여,

상기 열교환체(54)가 상기 열 발생기(52)에서 발생된 열을 상기 PCM 박스(40) 내에 예비열원으로 축열시키는 것을 특징으로 하는 축열기능을 갖는 열전형 실내 냉난방기.
제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 열전소자 유닛은, 상기 급기유닛(10)과 상기 순환펌프(22) 사이에서 상기 순환펌프(22)의 하류측에 설치된 제 1 열전소자 유닛(32)과, 상기 순환펌프(22)의 상류측에 연속되게 설치된 제 2 및 제 3 열전소자 유닛(34, 36)으로 구성되며,

상기 제 2 제 3 열전소자 유닛(34, 36)은 일측에서 냉난방 순환회로(20)의 공급라인(20a)이 통과되는 냉/온 열전달판(34a, 36b)에 접촉하고 타측에서 냉난방 순환회로(20)의 환수라인(20b)이 통과하는 방열블록(b2, b3)에 접촉하는 제 2 및 제 3 열전소자(34a, 36a)를 갖는 것을 특징으로 하는 열전형 실내 냉난방기.
제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 급기유닛(10)은 상기 냉난방 냉매가 흐르는 실내 열교환기(12)와 그 뒤쪽에서 실내 열교환기(12)를 향해 공기를 강제 송풍하는 송풍휀(14)을 구비한 채 실내 냉난방기(1)의 케이스(2) 내측에 설치되며,

상기 송풍휀(14)과 실내 열교환기(12) 사이에는 전력인가에 의해 순간 발열되는 PTC 소자 패널(16)이 입설되어 이루어진 것을 특징으로 하는 열전형 실내 냉낭방기.
제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 냉난방 순환회로(20)는 여러 번 굴곡된 형상을 가진 채 상기 PCM 박스 (40) 내측에 배치된 주름관(25)을 일체로 구비하는 것을 특징으로 하는 열전형 실내 냉난방기.
케이스(2) 내측에 실내 열교환이 이루어지는 급기유닛(10)을 구비하고, 그 급기유닛(10)에서 발생된 냉난방 냉매의 증발열 또는 응축열로 실내를 냉난방하는 실내 냉난방기(1)에 있어서,

순환펌프(22)를 갖추고 그 순환펌프(22)의 구동에 의해 냉난방 냉매를 상기 급기유닛(10)을 거쳐 순환시키도록 상기 급기유닛(10) 아래쪽에 설치되는 냉난방 순환회로(20)와;

상기 급기유닛(10)을 향하는 냉난방 순환회로(20) 상에 설치되어, 전력인가 에 의해 상기 냉난방 냉매에 냉방 또는 난방 열원을 선택적으로 제공하는 열전소자 유닛(32, 34, 36)과;

상기 급기유닛(10)을 향하는 상기 냉난방 순환회로(20)의 공급라인(20a)이 통과하며, 그 내부에는 축열용 상변환물질(42)을 저장한 채 상기 케이스(2) 내에 설치된 PCM 박스(40)와;

상기 케이스(2) 내측 하단에서 상기 PCM 박스(40) 내의 상변환물질(42)에 냉열 또는 온열을 전달하여, 상기 PCM 박스(40) 내에 냉난방용 예비열원을 축적시키는 열전달유닛(50)을 포함하며,

상기 냉난방 순환회로(20)의 공급라인(20a)과 환수라인(20b)이 만나는 지점에 냉난방 순환회로(20)가 통과되는 공냉식 방열블록(b1) 및 그 방열블록(b1)에 접촉하는 제 1 열전소자(32a)를 갖는 제 1 열전소자 유닛(32)이 마련되고,

상기 공급라인(20a) 상에는 일측에서 수냉식 방열블록(b2, b3)과 접촉하는 제 2 및 제 3 열전소자(34a, 36a)와, 그 제 2 및 제 3 열전소자(34a, 36a)와 접촉한 채 공급라인(20b)의 통과를 허용하는 압착형의 냉/온 열전달판(34b, 36b)을 갖는 제 2 및 제 3 열전소자 유닛(34, 36)이 마련되며,

상기 제 2 및 제 3 열전소자 유닛(34, 36)의 상류측에서 상기 공급라인(20a)의 외주연에는 그 공급라인(20a)를 흐르는 냉매의 순간발열을 위해 PTC 파이프가 설치되는 것을 특징으로 하는 열전형 실내 냉난방기.