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KR20220158882A - 환기 기능을 구비한 에어컨 - Google Patents

환기 기능을 구비한 에어컨 Download PDF

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KR20220158882A
KR20220158882A KR1020210065929A KR20210065929A KR20220158882A KR 20220158882 A KR20220158882 A KR 20220158882A KR 1020210065929 A KR1020210065929 A KR 1020210065929A KR 20210065929 A KR20210065929 A KR 20210065929A KR 20220158882 A KR20220158882 A KR 20220158882A
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South Korea
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damper
room
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최종수
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조동진
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주식회사 솔로이엔씨
주식회사 한화건설
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Abstract

본 발명은 폐열을 회수하는 열회수 환기 기능과 폐열을 회수하지 않는 일반 환기 기능을 구비한, 실외기 없는 에어컨(1)에 관한 것으로서, 상측이 개방된 하부케이스(11)와, 하측이 개방되고 하부케이스(11)의 상측에 조립되는 상부케이스(12)를 포함하는, 내부 중공의 케이스(10); 케이스(10)의 내부공간 중에 우하(右下)에 구획되고, 실내(2)의 공기가 흡입되는 실내흡기구(21)가 형성된 실내흡기실(20); 케이스(10)의 내부공간 중에 좌하(左下)에 구획되고, 실내(2)로 공기를 급기하는 실내급기구(31)가 형성된 실내급기실(30); 케이스(10)의 내부공간 중에 우상(右上)에 구획되고, 실외(3)의 공기가 흡입되는 실외흡기구(41)가 형성된 실외흡기실(40); 케이스(10)의 내부공간 중에 좌상(左上)에 구획되고, 실외(3)로 공기를 배기하는 실외배기구(51)가 형성된 실외배기실(50); 실내흡기실(20), 실내급기실(30), 실외흡기실(40) 및 실외배기실(50) 모두에 연하도록 구획되고, 실내흡기실(20)과 실외배기실(50) 사이 및 실외흡기실(40)과 실내급기실(30) 사이를 연통하며, 열회수소자(61)가 설치된 열회수실(60); 상부케이스(12)에 형성되고, 실외흡기실(40)과 실내급기실(30) 사이를 연통하거나 또는 실내흡기실(20)과 실외배기실(50) 사이를 연통하는, 바이패스통로(70); 실내흡기실(20)과 실내급기실(30) 사이의 격벽(13)에 설치되고, 실내흡기실(20)과 실내급기실(30) 사이를 개폐하는 제1 댐퍼(80); 실외흡기실(40)과 실외배기실(50) 사이의 격벽(14)에 설치되고, 실외흡기실(40)과 실외배기실(50) 사이를 개폐하는 제2 댐퍼(90); 실내흡기실(20)과 열회수실(60) 사이의 격벽(15)에 설치되고, 실내흡기실(20)과 열회수실(60) 사이를 개폐하는 제3 댐퍼(100); 실외흡기실(40)과 열회수실(60) 사이의 격벽(16)에 설치되고, 실외흡기실(40)과 열회수실(60) 사이를 개폐하는 제4 댐퍼(110); 바이패스통로(70)에 설치되고, 바이패스통로(70)를 개폐하는 제5 댐퍼(120); 실내급기실(30)에 설치되고, 실내급기실(30)의 공기를 실내급기구(31)를 통해 실내(2)로 급기하는 급기팬(130); 실외배기실(50)에 설치되고, 실외배기실(50)의 공기를 실외배기구(51)를 통해 실외(3)로 배기하는 배기팬(140); 실내급기실(30)에 설치되고, 냉매를 증발시켜 흡열하는 증발기(150); 실외배기실(50)에 설치되고, 냉매를 응축하여 발열하는 응축기(160); 및 응축기(160)로 냉매를 응축하기에 앞서 냉매를 가압하는 압축기(170); 를 포함하고; 냉방, 열회수 환기 및 열회수 없는 단순 환기를 실행할 수 있는 것을 특징으로 한다.

Description

환기 기능을 구비한 에어컨{Air Conditioner Having Ventilation Function}
본 발명은 에어컨에 관한 것이며, 보다 구체적으로는 폐열을 회수하는 열회수 환기 기능과 폐열을 회수하지 않는 일반 환기 기능을 구비한, 실외기 없는 에어컨에 관한 것이다.
에어컨은, 널리 알려진 바와 같이, 액체가 기체로 기화할 때는 열을 흡수하고 기체가 액체로 응축할 때는 열을 방출하는 현상을 이용한 공조장치로서, 액체 상태의 냉매를 압력을 낮추어 증발기(열교환기)에서 기체로 증발시킴으로써 주변의 열을 흡수하여 온도를 낮추어 냉방을 하고, 기체 상태의 냉매를 가압하여 응축기(열교환기)에서 액체로 응축함으로써 주변으로 열을 방출하는, 일련의 냉매 순환 및 열교환 과정을 통해, 실내외 간에 열을 교환하는 공조장치이다.
에어컨은, 실내외 간의 공기 흐름을 차단한 상태로 사용하여 열효율을 높여야 소모 전력을 줄일 수 있으므로, 에너지 절약 차원에서는 출입문과 창문 등을 닫은 밀폐 상태에서 사용할 것을 권장한다.
그러나 장시간 동안 에어컨을 밀폐상태로 사용할 경우, 이산화탄소와 먼지의 농도가 높아지는 등 실내공기 환경이 나빠지게 되어 건강을 해칠 수 있으므로, 주기적으로 실내를 신선한 실외의 공기로 환기시켜줄 것도 권장되고, 가장 대표적인 환기방법은 주기적으로 창을 열어 주는 것이다.
그러나 환기는 실내공기를 쾌적하게 하는 것에는 유용하지만, 실내의 냉기나 온기가 외부로 누출됨으로써 냉방(난방) 효율을 저하시켜 에너지 사용량을 증가시키게 되는 문제가 있다.
이런 배경에서, 환기로 인한 냉난방 효율저하의 문제를 해결하기 위한 다양한 시도들이 있었으며, 대표적인 방법의 하나는 폐열을 회수할 수 있는 환기기구를 구비하는 에어컨이다.
폐열회수 환기 기능을 구비한 에어컨에 관한 선행기술로서는, 열회수(열교환) 소자를 에어컨에 적용한, 대한민국 공개특허 제10-2006-0013963호의 ‘폐열회수 환기장치를 구비한 에어컨’, 대한민국 공개특허 제10-2006-0069704호의 ‘폐열회수를 겸한 에어컨’, 대한민국 특허 제10-0685757호의 ‘폐열 회수 환기 에어컨’, 대한민국 공개특허 제10-2008-0065174호의 ‘폐열회수 환기장치를 갖는 일체형 에어컨’ 및 대한민국 등록실용신안 제20-0401628호의 ‘환기에어컨’ 등이 있다.
본 발명자는, 폐열을 회수할 수 있는 열회수 환기 기능을 구비함으로써, 냉방효율의 저하를 최소화하면서 실내를 쾌적하게 환기할 수 있으면서도, 실내의 거주공간이 아닌, 베란다, 다용도실 등 ‘서비스 공간’의 천장 등에 설치할 수 있는, 실외기 없는 에어컨을 개발하기 위해, 종래의 관련 기술들을 검토하였으나, 종래의 열회수 환기 기능을 구비한 에어컨들은, 구조적으로 이런 요구에 적합하지 아니하였기에, 여러 가지로 연구한 끝에, 본 발명자의 대한민국 특허출원 제10-2020-0148823호의 ‘열회수 환기기구를 구비하는 에어컨’(2020. 11. 09. 출원)에 이어서, 본 발명을 완성하게 되었다.
본 발명의 목적은, 환기 기능을 구비한 에어컨을 제공하고자 하는 것이다.
본 발명의 목적은, 베란다나 다용도실과 같은 서비스 공간의 천장 등에 매달아 설치함으로써, 실내 환경에 따라 냉방과 공기청정을 실행할 수 있을 뿐만 아니라, 열손실을 최소화하도록 폐열을 회수하는 열회수 환기와 폐열을 회수하지 않은 일반 환기를 선택적으로 실현할 수 있으며, 나아가서 주방의 에어커튼 기능도 실현할 수 있는, 환기 기능을 구비한 에어컨을 제공하고자 하는 것이다.
본 발명에 따라 환기 기능을 구비한 에어컨이 제공된다.
본 발명에 따른 에어컨은, 케이스, 실내흡기실, 실내급기실, 실외흡기실, 실외배기실, 열회수실, 바이패스통로, 제1 댐퍼, 제2 댐퍼, 제3 댐퍼, 제4 댐퍼, 제5 댐퍼, 급기팬, 배기팬, 증발기, 응축기 및 압축기를 포함한다.
상기 케이스는, 상측이 개방된 하부케이스와, 하측이 개방되고 상기 하부케이스의 상측에 조립되는 상부케이스를 포함하며, 내부가 중공되어 있다.
상기 실내흡기실은, 상기 케이스의 내부공간 중에 우하(右下)에 구획되고, 실내의 공기가 흡입되는 실내흡기구가 형성되어 있다.
상기 실내급기실은, 상기 케이스의 내부공간 중에 좌하(左下)에 구획되고, 실내로 공기를 급기하는 실내급기구가 형성되어 있다.
상기 실외흡기실은, 상기 케이스의 내부공간 중에 우상(右上)에 구획되고, 실외의 공기가 흡입되는 실외흡기구가 형성되어 있다.
상기 실외배기실은, 상기 케이스의 내부공간 중에 좌상(左上)에 구획되고, 실외로 공기를 배기하는 실외배기구가 형성되어 있다.
상기 열회수실은, 상기 실내흡기실, 상기 실내급기실, 상기 실외흡기실 및 상기 실외배기실 모두에 연하도록 구획되고, 상기 실내흡기실과 상기 실외배기실 사이 및 상기 실외흡기실과 상기 실내급기실 사이를 연통하며, 열회수소자가 설치되어 있다.
상기 바이패스통로는, 상기 상부케이스에 형성되고, 상기 실외흡기실과 상기 실내급기실 사이를 연통하거나 상기 실내흡기실과 상기 실외배기실 사이를 연통한다.
상기 제1 댐퍼는, 상기 실내흡기실과 실내급기실 사이의 격벽에 설치되고, 상기 실내흡기실과 실내급기실 사이를 개폐한다.
상기 제2 댐퍼는, 상기 실외흡기실과 상기 실외배기실 사이의 격벽에 설치되고, 상기 실외흡기실과 상기 실외배기실 사이를 개폐한다.
상기 제3 댐퍼는, 상기 실내흡기실과 상기 열회수실 사이의 격벽에 설치되고, 상기 실내흡기실과 상기 열회수실 사이를 개폐한다.
상기 제4 댐퍼는, 상기 실외흡기실과 상기 열회수실 사이의 격벽에 설치되고, 상기 실외흡기실과 상기 열회수실 사이를 개폐한다.
상기 제5 댐퍼는, 상기 바이패스통로에 설치되고, 상기 바이패스통로를 개폐한다.
상기 급기팬은, 상기 실내급기실에 설치되고, 상기 실내급기실의 공기를 상기 실내급기구를 통해 실내로 급기한다.
상기 배기팬은, 상기 실외배기실에 설치되고, 상기 실외배기실의 공기를 상기 실외배기구를 통해 실외로 배기한다.
상기 증발기는, 상기 실내급기실에 설치되고, 냉매를 증발시켜 흡열한다.
상기 응축기는, 상기 실외배기실에 설치되고, 냉매를 응축하여 발열한다.
상기 압축기는, 상기 응축기로 냉매를 응축하기에 앞서 냉매를 가압한다.
본 발명에 따른 환기 기능을 구비한 에어컨은, 상기 제1 댐퍼와 상기 제2 댐퍼만을 개방한 상태에서의 냉방, 상기 제3 댐퍼와 상기 제4 댐퍼만을 개방한 상태에서의 열회수 환기, 및 상기 제3 댐퍼 또는 상기 제4 댐퍼와 상기 제5 댐퍼만을 개방한 상태에서의 열회수 없는 단순 환기를 실행할 수 있다.
본 발명에 따른 에어컨은, 상기 실내급기실의 상기 실내급기구의 하류에 상기 실내급기실의 공기를 분배하는 분배기를 연결할 수 있다. 상기 분배기에 연결되어 공기를 실내의 각 구역으로 급기하는 급기라인 중에, 주방에 배관된 급기라인에는 주방의 입구에 에어커튼을 형성할 수 있는 공기분사구를 형성할 수 있다.
본 발명에 따른 에어컨은, 상기 실내급기실을 통해 실내로 급기되는 공기를 여과하는 필터기구를 포함할 수 있다. 상기 필터기구는, 상기 하부케이스에 형성된 필터기구-장착슬롯을 통해, 상기 실내급기실에 탈착식으로 설치할 수 있다.
본 발명에 따른 에어컨은, 상기 실내급기실을 통해 실내로 급기되는 공기를 살균하는 살균기구를 포함할 수 있다. 상기 살균기구는, 상기 하부케이스에 형성된 살균기구-장착슬롯을 통해, 상기 실내급기실에 탈착식으로 설치할 수 있다.
본 발명에 따른 에어컨은, 실내의 이산화탄소 농도를 검출하는 이산화탄소센서 및/또는 실내의 미세먼지를 검출하는 미세먼지센서를 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 에어컨은, 상기 제1 댐퍼와 상기 제2 댐퍼를 개방하고 상기 제3 댐퍼 내지 상기 제5 댐퍼를 폐쇄하여, 실내의 냉방을 실행하고 있는 중에, 상기 이산화탄소센서 또는 상기 미세먼지센서가 이산화탄소 또는 미세먼지의 농도가 기준치 초과를 검출하면, 상기 제3 댐퍼와 상기 제4 댐퍼를 개방하고 상기 제1 댐퍼, 상기 제2 댐퍼 및 상기 제5 댐퍼를 폐쇄함과 아울러, 상기 압축기를 계속 작동하면서 상기 급기팬을 작동함으로써, 실내의 냉방과 함께 실내의 열회수 환기를 실행하고, 이후 상기 이산화탄소센서 또는 상기 미세먼지센서가 이산화탄소 또는 미세먼지의 농도가 기준치 이하인 것을 검출하면, 상기 제1 댐퍼와 상기 제2 댐퍼를 개방하고 상기 제3 댐퍼 내지 상기 제5 댐퍼를 폐쇄하여, 다시 실내의 냉방을 실행할 수 있다.
본 발명에 따른 열회수 환기 기능을 구비한 에어컨은, 베란다나 다용도실 등과 같은 서비스 공간에 천장 쪽에 매달아 설치할 수 있음으로써, 실내 공간의 활용도를 높일 수 있을 뿐만 아니라, 상기 실내흡기실, 상기 실내급기실, 상기 실외흡기실, 상기 실외배기실, 상기 열회수실 및 상기 바이패스통로가 상기 케이스의 내부공간의 위, 아래 및 상하좌우에 공간 효율적으로 배치되어 있고, 상기 실내흡기실, 상기 실내급기실, 상기 실외흡기실, 실외배기실, 상기 열회수실 및 상기 바이패스통로가 상기 제1 댐퍼 내지 상기 제5 댐퍼의 선택적인 개폐에 의하여 선택적으로 연통되도록 구성됨에 따라서, 기본적으로 실내의 냉방과 공기청정 등을 실행 할 수 있는 것은 물론, 폐열을 회수하는 열회수 환기와 폐열을 회수하지 않은 일반 환기를 선택적으로 실현할 수 있으며, 나아가서 주방의 에어커튼 기능도 실현할 수 있는 효과가 있다.
도1은 본 발명에 따른 에어컨의 예시적인 설치를 보여주는 실내 평면도.
도2는 본 발명에 따른 예시적인 에어컨의 상부케이스 방향에서의 외관 사시도.
도3은 본 발명에 따른 예시적인 에어컨의 하부케이스 방향에서의 외관 사시도.
도4는 본 발명에 따른 예시적인 에어컨의 상부케이스를 개방한 상태의 사시도.
도5는 본 발명에 따른 예시적인 에어컨에서 하부케이스의 상부로 분리되는 구성들의 분해도.
도6은 본 발명에 따른 예시적인 에어컨에서 하부케이스의 하부로 분리되는 구성들의 분해도.
도7은 본 발명에 따른 예시적인 에어컨의 평면도.
도8은 본 발명에 따른 예시적인 에어컨의 상부케이스의 사시도.
도9는 본 발명에 따른 에어컨의 응축수 배수구의 개략도.
도10은 본 발명에 따른 에어컨의 예시적인 제어부의 블록도.
도11은 본 발명에 따른 에어컨에서 냉방 모드의 예시적인 작동도.
도12는 본 발명에 따른 에어컨에서 공기청정 모드의 예시적인 작동도.
도13은 본 발명에 따른 에어컨에서 열회수 환기 모드의 예시적인 작동도
도14는 본 발명에 따른 에어컨에서 단순 환기 모드의 예시적인 작동도.
도15는 본 발명에 따른 에어컨에서 냉방/환기 자동전환 모드의 예시저인 작동도.
도16은 본 발명에 따른 에어컨에서 주방 에어커튼 모드의 예시적인 작동도.
이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명에 따른 열회수 환기 기능을 구비한 에어컨을 상세히 설명한다. 이하의 구체예는 본 발명의 에어컨을 예시적으로 설명하는 것일 뿐, 본 발명의 범위를 제한하지 아니한다.
본 발명에 따른 에어컨(1)은, 열손실을 최소화하면서 실내(2)의 공기를 실외(3)의 공기와 환기시켜 줄 수 있는 환기 기능을 구비하는 에어컨으로서, 도1에 도시된 바와 같이, 실내의 거주공간이 아닌 베란다, 다용도실, 또는 기존의 에어컨 실외기실 등과 같은 서비스 공간(4)의 예를 들어 천장에 매달아 설치하기 적합한 에어컨이다.
본 발명에 따른 에어컨(1)은, 도1 내지 도10에 예시적으로 도시한 바와 같이, 케이스(10), 실내흡기실(20), 실내급기실(30), 실외흡기실(40), 실외배기실(50), 열회수실(60), 바이패스통로(70), 제1 댐퍼(80), 제2 댐퍼(90), 제3 댐퍼(100), 제4 댐퍼(110), 제5 댐퍼(120), 급기팬(130), 배기팬(140), 증발기(150), 응축기(160) 및 압축기(170)를 기본적으로 포함한다.
상기 케이스(10)는, 본 발명의 구성요소들이 설치되는 케이싱 부재로서, 내부가 중공된 예를 들어 대략 직육면체의 형상으로 형성되어 있다. 케이스(10)는 상하 결합되는 하부케이스(11)와 상부케이스(12)를 포함하며, 예를 들어 플라스틱 합성수지 등으로 성형할 수 있다.
상기 하부케이스(11)는 상측이 개방되어 있고, 상기 상부케이스(12)는 하측이 개방되어 있으며, 하부케이스(11)의 개방된 상측에 상부케이스(12)를 덮어 조립하면, 전체적으로 내부가 중공된 대략 직육면체 형상의 케이스(10)가 된다.
케이스(10) 중에서 하부케이스(11)가 대부분의 공간을 제공하고, 상부케이스(12)는 후술하는 바이패스통로(70)를 형성할 수 있을 정도의 공간을 제공할 수 있으며, 이에 제한되지 아니한다.
하부케이스(11)의 둘레에는, 도3에 도시된 바와 같이, 다수(예, 4개)의 고정구(11a)를 형성하여, 본 발명에 따른 에어컨(1)을 행거볼트(도시 생략) 등을 이용하여 천장에 매달아 설치할 수 있도록 할 수 있다.
케이스(10)의 내부공간은, 도7의 평면도 등에 예시적으로 도시된 바와 같이, 실내흡기실(20), 실내급기실(30), 실외흡기실(40), 실외배기실(50) 및 열회수실(60)의 공간으로 구획되어 있다.
상기 실내흡기실(20)은, 케이스(10)의 내부공간에서, 대략 우하(右下)의 위치에 구획할 수 있고, 실내의 공기를 흡입하는 공간이다.
실내흡기실(20)은 케이스(10)의 우하 코너, 실내급기실(30)과 사이의 격벽(13) 및 열회수실(60)과의 격벽(15)에 의해 구획할 수 있다.
상기 실내급기실(30)은, 케이스(10)의 내부공간에서, 대략 좌하(左下)의 위치에 구획할 수 있고, 실내로 공기를 급기하는 공간이다.
실내급기실(30)은 케이스(10)의 좌하 코너, 실내흡기실(20)과 사이의 격벽(13) 및 급기팬(130)과 배기팬(140) 사이에 형성된 실외배기실(50)과 사이의 격벽(17)에 의해 구획할 수 있다.
상기 실외흡기실(40)은, 케이스(10)의 내부공간에서 대략 우상(右上)의 위치에 구획할 수 있고, 실외의 공기를 흡입하는 공간이다.
실외흡기실(40)은, 케이스(10)의 우상 코너, 실외배기실(50)과 사이의 격벽(14) 및 열회수실(60)과 사이의 격벽(16)에 의해 구획할 수 있다.
상기 실외배기실(50)은, 케이스(10)의 내부공간에서 대략 좌상(左上)의 위치에 구획할 수 있고, 실외로 공기를 배기하는 공간이다.
실외배기실(50)은, 케이스(10)의 좌상 코너, 실외흡기실(40)과 사이의 격벽(14) 및 실내급기실(30)과 사이의 격벽(17)에 의해 구획할 수 있다.
상기 열회수실(60)은, 실내흡기실(20), 실내급기실(30), 실외흡기실(40) 및 실외배기실(50) 모두에 연하도록 구획되어 있으며, 열회수실(60)은 실내흡기실(20)과 실외배기실(50) 사이를 연통함과 아울러, 실외흡기실(40)과 실내급기실(30) 사이를 연통한다.
열회수실(60)에는, 환기 과정에서 폐열을 회수하는 열회수소자(61)가 설치된다.
열회수실(60)은, 장착된 열회수소자(61), 실내흡기실(20)과 사이의 격벽(15) 및 실외흡기실(40)과 사이의 격벽(16)에 의해 구획할 수 있다.
실내공기와 실외공기가 열회수실(60)의 열회수소자(61)를 통해 서로 교차하여 흐르게 되면, 널리 알려진 바와 같이, 실내공기와 실외공기 사이의 온도차에 따른 열교환이 이루어지고, 이로써 환기과정에서 실내로부터 실외로 배기되는 실내공기로부터 폐열을 회수한다.
즉, 환기과정에서, 실내흡기구(21)를 통해 실내흡기실(20)로 흡기된 실내공기가, 열회수실(60)의 열회수소자(61)를 경유하여 실외배기실(50)로 유입되어 실외배기구(51)를 통해 실외로 배기되는 중에, 실외흡기구(41)를 통해 실외흡기실(40)로 흡기된 실외공기는, 열회수실(60)의 열회수소자(61)를 경유하여 실내급기실(30)로 유입되어 실내급기구(31)를 통해 실내로 급기되며, 이때 실내공기와 실외공기가 열회수소자(61)에서 교차하여 흐르면서, 배기되는 실내공기와 급기되는 실외공기 사이에 열이 교환됨으로써, 버려지는 실내공기로부터 폐열을 회수한다.
본 발명의 에어컨(1)을 설명함에 있어서, 케이스(10)의 내부공간에서 실내흡기실(20), 실내급기실(30), 실외흡기실(40) 및 실외배기실(50)의 위치를 우하, 좌하, 우상 및 좌상으로 표현한 것은, 도7에 예시된 평면도에 대응하는 위치로 편의상 부여한 것일 뿐, 그 위치는 보는 방향에 따라 달리 표현될 수 있음은 당연하다.
도6에 예시적으로 도시된 바와 같이, 하부케이스(11)의 저면에는 열회수소자(61)에 대응하는 위치에 열회수소자-장착구(11b)를 관통 형성하여, 열회수소자-장착구(11b)를 통해 열회수소자(61)를 장착, 고정 및 분리할 수 있도록 함으로써, 본 발명에 따른 에어컨(1) 천장에 설치된 상태 그대로, 열회수소자(61)를 점검 및 교체할 수 있도록 할 수 있다. 열교환소자(61)의 모서리들 위치에 형성된 가이드(61a: 도5)는, 열회수소자-장착구(11b)를 통해 탈착되는 열교환소자(61)를 안내하고 지지한다.
본 발명에 따른 에어컨(1)의 특징적인 구성의 하나인 상기 바이패스통로(70)는, 도4 등에 도시된 바와 같이, 예를 들어 상부케이스(12)의 하부에 형성된 우회 통로로서, 바람직하게는 실외흡기실(40)과 실내급기실(30) 사이를 연통하도록 형성하며, 실내흡기실(20)과 실외배기실(50) 사이를 연통하도록 형성할 수도 있다.
실내외의 온도 차이가 있는 환경(예, 여름/겨울)에서의 환기는, 실내공기와 실외공기 모두 열회수소자(61)를 통과시킴으로써 열이 교환(열회수)되도록 하는 것이 열효율의 측면에서 유용하나, 실내외의 온도차가 크지 않은 환경(예, 봄/가을)에서, 실내외 공기모두를 열회수소자(61)를 통과시키면서 환기하는 것은, 열회수(열교환)의 이득은 크지 않으면서, 열회수소자(61)의 부하만을 가중시켜 성능저하와 수명단축을 유발할 수 있으므로, 이럴 경우에는 열회수 없는 단순한 환기가 바람직하며, 바이패스통로(70)는, 열회수 없는 ‘단순 환기’를 위한 공기의 우회 통로이다.
도4 및 도14 등에 예시적으로 도시된 구체예는, 바이패스통로(70)가, 열회수실(60)의 경유 없이, 실외흡기실(40)과 실내급기실(30) 사이를 연통하도록 형성한 것으로서, 단순 환기의 경우, 실내흡기실(20)에 흡기되어 실외배기실(50)로 배기되는 실내공기는 열회수소자(61)를 통과하지만, 실외흡기실(40)에 흡기되어 실내급기실(30)로 급기되는 실외공기는 열회수소자(61)를 통과하지 않고 바이패스통로(70)를 통과하며, 이로써 실내공기와 실외공기는 열교환 없이 환기된다.
도시하지 않았지만, 바이패스통로(70)는, 열회수실(60)의 경유 없이, 실내흡기실(20)과 실외배기실(50) 사이를 연통하도록 형성할 수도 있다. 이때의 단순 환기의 경우, 실외흡기실(40)에 흡기되어 실내급기실(30)로 급기되는 실외공기는 열회수소자(61)를 통과하지만, 실내흡기실(20)에 흡기되어 실외배기실(50)로 배기되는 실내공기는 열회수소자(61)를 통과하지 않고 바이패스통로(70)를 통과하므로, 마찬가지로 실내공기와 실외공기는 열교환 없이 환기된다.
도1과 도4 등에 도시된 구체예에서 바이패스통로(70)에 대응하는 위치의 상부케이스(12)에 굳이 별도의 커버(12a)를 형성하여 조립한 것은, 구조적으로 바이패스통로(70)가 형성된 상부케이스(12)를 사출 성형으로 성형할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 이에 제한되지 아니한다.
본 발명에 따른 에어컨(1)에는, 도7 등에 예시적으로도 도시된 바와 같이, 전동에 의해 작동하여 공기의 흐름을 선택적으로 개폐할 수 있는, 제1 댐퍼(80), 제2 댐퍼(90), 제3 댐퍼(100), 제4 댐퍼(110) 및 제5 댐퍼(120)를 포함한다.
상기 제1 댐퍼(80)는, 실내흡기실(20)과 실내급기실(30) 사이의 상기 격벽(13)에 설치되는 댐퍼로서, 실내흡기실(20)과 실내급기실(30) 사이를 선택적으로 개폐한다.
제1 댐퍼(80)가 개방되어 있으면, 실내흡기실(20)의 공기가 실내급기실(30)로 흘러갈 수 있지만, 제1 댐퍼(80)가 폐쇄되어 있으면, 실내흡기실(20)의 공기는 실내급기실(30)로 흘러갈 수 없다.
상기 제2 댐퍼(90)는, 실외흡기실(40)과 실외배기실(50) 사이의 상기 격벽(14)에 설치되는 댐퍼로서, 실외흡기실(40)과 실외배기실(50) 사이를 선택적으로 개폐한다.
제2 댐퍼(90)가 개방되어 있으면, 실외흡기실(40)의 공기가 실외배기실(50)로 흘러갈 수 있지만, 제2 댐퍼(90)가 폐쇄되어 있으면, 실외흡기실(40)의 공기는 실외배기실(50)로 흘러갈 수 없다.
상기 제3 댐퍼(100)는, 실내흡기실(20)과 열회수실(60) 사이의 상기 격벽(15)에 설치되는 댐퍼로서, 실내흡기실(20)과 열회수실(60) 사이를 선택적으로 개폐한다.
제3 댐퍼(100)가 개방되어 있으면, 실내흡기실(20)의 공기가 열회수실(60)로 흘러갈 수 있지만, 제3 댐퍼(100)가 폐쇄되어 있으면, 실내흡기실(20)의 공기는 열회수실(60)로 흘러갈 수 없다.
상기 제4 댐퍼(110)는, 실외흡기실(40)과 열회수실(60) 사이의 상기 격벽(16)에 설치되는 댐퍼로서, 실외흡기실(40)과 열회수실(60) 사이를 선택적으로 개폐한다.
제4 댐퍼(110)가 개방되어 있으면, 실외흡기실(40)의 공기가 열회수실(60)로 흘러갈 수 있지만, 제4 댐퍼(110)가 폐쇄되어 있으면, 실외흡기실(40)의 공기는 열회수실(60)로 흘러갈 수 없다.
도5와 도8 등에 예시적으로 도시된 바와 같이, 상기 격벽(13, 14, 15, 16)들은 케이스(10)와 별도의 부재로 형성하는 한편, 케이스(10)에 형성된 가이드(13a, 14a, 15a, 16a)에 삽입하여 조립할 수 있다.
상기 제5 댐퍼(120)는, 바이패스통로(70)에 설치되는 댐퍼로서, 바이패스통로(70)를 선택적으로 개폐한다.
바이패스통로(70)가 실외흡기실(40)과 실내급기실(30) 사이를 연통하도록 형성된 도4의 구체예에서, 제5 댐퍼(120)가 개방되어 있으면, 실외흡기실(40)의 공기가 바이패스통로(70)를 통해 실내급기실(30)로 흘러갈 수 있지만, 제5 댐퍼(120)가 폐쇄되어 있으면, 실외흡기실(40)의 공기는 바이패스통로(70)로 흘러갈 수 없다.
도시하지 않았지만, 바이패스통로(70)가 실내흡기실(20)과 실외배기실(50) 사이를 연통하는 구체예에서, 제5 댐퍼(120)가 개방되어 있으면, 실내흡기실(20)의 공기가 바이패스통로(70)를 통해 실외배기실(50)로 흘러갈 수 있지만, 제5 댐퍼(120)가 폐쇄되어 있으면, 실내흡기실(20)의 공기는 바이패스통로(70)로 흘러갈 수 없다.
도4, 도5 및 도7에 예시적으로 도시된 바와 같이, 상기 급기팬(130)은, 실내급기실(30)에 설치되어 전동 팬으로서, 실내급기실(30)의 공기를 실내급기구(31)를 통해 실내로 급기한다.
상기 배기팬(140)은, 실외배기실(50)에 설치되는 전동 팬으로서, 실외배기실(50)의 공기를 실외배기구(51)를 통해 실외로 배기한다.
상기 증발기(150)는, 실내급기실(30)에 설치되며, 예를 들어 급기팬(110)의 상류에 설치되는 열교환기이다.
증발기(150)로는, 에어컨 등에 널리 적용하는 공지의 열교환기를 적용할 수 있으며, 증발기(150)에서는 액체상태의 냉매가 기체로 증발하고, 증발에 수반되는 흡열에 의해 주변의 공기를 냉각하게 된다. 도5 등에 예시적으로 도시된 바와 같이, 증발기(150)로서는 라디에이터형 열교환기를 적용할 수 있다.
냉방 모드에서 증발기(150)는 흡열에 의해 냉각된 상태가 되므로, 증발기(150)의 표면 등에 수분이 응축하여 응축수가 발생할 수 있다. 따라서 증발기(150)가 설치되는 실내급기실(30)의 하부케이스(11)에는, 도3 및 도9에 예시적으로 도시된 바와 같이, 증발기(150)에 대응하는 위치에 응축수를 배출하기 위한 배수구(18)를 형성할 수 있고, 배수구(18)가 형성된 하부케이스(11)의 저면에는 바닥의 응축수가 배수구(18) 쪽으로 흐르도록 하는 경사부(18a)를 형성할 수 있다.
아울러 배수구(18)의 외부 쪽에는, 하부케이스(11)의 아래로 돌출된 니플(18b)을 형성할 수 있고, 니플(18b)에는 배수관(18c)을 연결함으로써, 응축수가 서비스 공간(4)의 바닥으로 배수하도록 할 수 있다.
널리 알려진 바와 같이, 증발기(150)의 상류에는 팽창밸브(도시생략)가 설치되어, 액체 상태로 응축된 냉매를 증발이 발생할 수 있는 압력으로 감압한다.
상기 응축기(160)는, 실외배기실(50)에 설치되며, 예를 들어 배기팬(120)의 상류에 설치되는 열교환기이다.
응축기(160)로는, 에어컨 등에 널리 적용하는 골지의 열교환기를 적용할 수 있으며, 응축기(160)에서는 기체 상태의 냉매가 액체 상태로 응축한다.
냉매의 응축은 발열과정이므로, 에어컨의 열효율을 높이기 위해 발열하는 응축기(160)를 냉각할 필요가 있다. 본 발명의 에어컨(1)은, 배기팬(140)의 작동으로 실외배기실(50)을 흐르는 공기에 의해 응축기(160)를 냉각하는 공랭식이다. 응축기(160)로서도, 증발기(150)와 마찬가지로, 라디에이터형 열교환기를 적용할 수 있다.
증발기(150)와 응축기(160)는, 열교환소자이므로, 표면에 먼지 등이 부착될 경우에 열교환효율이 저하될 수 있으며, 따라서 정기적으로 또는 필요할 때, 먼지 등을 제거하는 청소가 필요하다.
따라서 하부케이스(11)의 저면에는, 도6과 도7 등에 예시적으로 도시된 바와 같이, 증발기(150)와 응축기(160)가 설치되는 실내급기실(30)과 실외배기실(50)에 대응하는 위치에, 증발기(150)와 응축기(160)를 청소하는 등의 정비를 위한 점검구(19)를 관통 형성하는 한편, 점검하지 않는 평상시에 점검구(19)를 수밀하게 밀폐시킬 수 있는 점검구마개(19a)를 형성할 수 있다.
상기 압축기(170)는, 널리 알려진 바와 같이, 기체 상태인 낮은 압력의 냉매를, 액체로 응축하기에 앞서, 높은 압력의 기체로 가압하는 기구로서, 예를 들어 실외배기실(50)의 잔여 공간에 배기팬(140)의 뒤에 설치할 수 있으며, 이에 제한되지 아니한다.
도5와 도7 등에 도시된 구체예는, 케이스(10)의 좌변에서부터 급기팬(130)과 흡기팬(140) 사이를 가로질러 열회수실(60: 열회수소자)에 이르기까지 격벽(17)을 형성함으로써, 실내급기실(30)과 실외배기실(50)을 구획하는 한편, 압축기(170)를 실외배기실(50)의 여분 공간에 설치한 예이며, 이에 제한되지 아니한다.
본 발명에 따른 에어컨(1)은, 실내로 급기되는 공기를 여과함으로써, 실내의 공기를 청정하게 하는 필터기구(180)를 포함할 수 있다.
필터기구(180)는, 실내급기구(31)를 통해 실내로 급기되는 공기를 정화할 수 있는 위치라면 그 설치 위치에 제한이 없으며, 예를 들어 실내급기실(30)에 설치하되 증발기(150)의 상류에 설치할 수 있다.
필터기구(180)로는, 카트리지 형태의 교환식 필터를 적용할 수 있으며, 이를 위해 하부케이스(11)의 저면에는, 도6에 예시적으로 도시된 바와 같이, 필터기구(180)에 대응하는 위치에, 필터기구-장착슬롯(11c)을 관통 형성하여, 필터기구-장착슬롯(11c)을 통해 필터기구(180)를 장착, 고정 및 분리할 수 있도록 함으로써, 본 발명에 따른 에어컨(1) 천장에 설치된 상태 그대로 필터기구(180)를 점검 및 교체할 수 있도록 할 수 있다.
실내흡기실(20)의 실내흡기구(21)와 실외흡기실(40)의 실외흡기구(41)에는, 도5와 도6 등에 도시된 바와 같이, 탈착식으로 장착할 수 있는 프리필터(181)로서 예를 들어 메시 필터(mesh filter)를 설치함으로써, 실내와 실외로부터 유입되는 공기에 포함된 큰 입자의 오염물을 사전에 제거하도록 할 수 있다.
하부케이스(11)의 저면에는 프리필터(181)에 대응하는 위치에 프리필터-장착슬롯(11d)을 관통 형성하여, 프리필터-장착슬롯(11d)을 통해 프리필터(181)를 장착, 고정 및 분리할 수 있도록 함으로써, 본 발명에 따른 에어컨(1) 천장에 설치된 상태 그대로, 프리필터(181)를 점검 및 교체할 수 있도록 할 수 있다.
본 발명에 따른 에어컨(1)에는, 실내로 급기되는 공기에 포함될 수 있는 세균 등을 살균하기 위한 살균기구(190)를 포함할 수 있다.
살균기구(190)는, 실내급기구(31)를 통해 실내로 급기되는 공기에 포함된 미생물을 살균할 수 있는 기구라면 특히 제한되지 않으며, 예를 들어 UVC 램프를 적용할 수 있다.
살균기구(190)는 실내급기구(31)를 통해 실내로 급기되는 공기에 포함된 미생물을 살균할 수 있는 위치라면, 그 설치 위치에 제한되지 않으며, 도5와 도6 등에 예시적으로 도시된 바와 같이, 실내급기실(30)에 설치하되 필터기구(180)의 상류에 설치할 수 있다.
하부케이스(11)의 저면에는 살균기구(190)에 대응하는 위치에 살균기구-장착슬롯(11e)을 관통 형성하여, 살균기구-장착슬롯(11e)을 통해 살균기구(190)를 장착, 고정 및 분리할 수 있도록 함으로써, 본 발명에 따른 에어컨(1) 천장에 설치된 상태 그대로, 살균기구(190)를 점검 및 교체할 수 있도록 할 수 있다.
본 발명에 따른 에어컨(1)으로 환기를 할 때, 실외의 온도가 매우 낮은 상태(예, 5℃ 이하)에서는, 차가운 실외공기의 유입으로 의하여, 에어컨의 내부에 결로 현상이 발생하고, 열회수소자(61)의 열회수효율이 낮아지게 될 수 있으므로, 본 발명의 에어컨(1)은, 도7에 예시적으로 도시된 바와 같이, 결로 현상 등을 완화하기 위해 흡기되는 실외공기를 가열하여 주는 히터(200)를 포함할 수 있다.
상기 히터(200, 예: positive temperature coefficient heater; PTC 히터)는 실외흡기실(40)에 설치할 수 있고, 실외의 온도가 낮을 때, 실외흡기구(41)로 흡기된 공기는 히터(200)에 의해 가열된 후에 열회수소자(61)를 통과하게 되며, 이로써 열회수소자(61)의 열회수효율 저하와 결로 현상 등을 방지 또는 완화할 수 있다.
냉방 등을 이유로 장시간 실내를 환기하지 않을 경우, 실내에는 이산화탄소와 미세먼지의 농도가 높아지게 되어 건강을 해칠 수 있게 되는바, 도10에 예시적으로 도시된 바와 같이, 본 발명의 에어컨(1)은 실내의 이산화탄소 농도를 검출하는 이산화탄소센서(210) 및/또는 실내의 미세먼지를 검출하는 미세먼지센서(220)를 포함할 수 있다.
본 발명의 에어컨(1)은, 이산화탄소센서(210)에 의해 검출된 실내의 이산화탄소 농도가 기준치(예, 1,000ppm) 이상이 되거나, 미세먼지센서(220)에 의해 검출된 실내의 미세먼지 농도가 기준치(예, 35㎍/㎥) 이상이 되면, 그 검출신호에 의하여, 경보(알람/발광 등)를 발하거나 환기가 자동으로 실행되도록 할 수 있다.
본 발명에 따른 에어컨(1)에는, 실내외의 온도를 측정하여 온도검출신호를 생성하는 온도센서(230)를 설치할 수 있다. 온도센서(230)에 의해 검출된 온도검출신호는 설정온도에 따른 압축기(170)의 회전수 제어를 통한 최적의 냉방의 실현과 히터(200)의 온/오프 등에 적용할 수 있다.
본 발명에 따른 에어컨(1)에서, 실내흡기실(20)의 실내흡기구(21)에는, 흡기라인(5)을 연결함으로써, 환기와 냉방 등을 위해 실내의 공기를 흡기하도록 할 수 있다.
도1에 예시적으로 도시된 바와 같이, 실내흡기구(21)에 연결되는 흡기라인(5: 예, 덕트)은, 예를 들어 방(2a: 예. 3개), 거실(2b) 및 주방(2c) 등의 각각의 구역을 통과하도록 하나의 배관을 하고, 각 구역에 대응하는 위치의 흡기라인(5)에 공기흡입구(5a)를 각각 설치함으로써, 실내(2)의 공기를 흡기라인(5)을 통해 흡기하도록 할 수 있다.
본 발명에 따른 에어컨(1)에서, 실내급기실(30)의 실내급기구(31)에는, 급기라인(6)을 연결하고, 급기라인(6)의 말단에 예를 들어 디퓨저(6a)를 연결함으로써, 냉방 등을 위해 실내급기실(30)의 공기를 실내로 급기하도록 할 수 있다.
도1에 예시적으로 도시된 바와 같이, 실내급기구(31)에 연결되는 급기라인(6)에는, 분배기(7)를 설치하고, 분배기(7)에 연결되는 급기라인(6)은 방(2a), 거실(2b) 및 주방(2c) 등의 구역으로 개별적으로 배관할 수 있으며, 이로써 방(2a), 거실(2b) 및 주방(2c) 등의 구역을 개별적으로 또는 전체적으로 냉방할 수 있다.
특히, 급기라인(6) 중에 주방(2c)에 배관되는 급기라인(6b)에는 주방의 입구에 에어커튼을 형성할 수 있는 공기분사구(6c)를 설치함으로써, 주방에서의 조리과정 등에서 발생하는 열기 등이 실내(2)의 다른 곳으로 확산되는 것을 차단하도록 할 수 있다. 주방에 에어커튼을 형성하지 않고 냉방 등을 실행할 때에는, 공기분사구(6c)를 통해 냉기 등이 급기되도록 할 수 있다.
주방(2c)의 공기분사구(6c)를 에어커튼에 사용할 때, 공기분사구(6c)를 통해 에어커튼을 형성할 수 있도록, 급기팬(130)은 냉방이나 환기에서 보다 강한 풍량으로 작동할 수 있다.
도1에서, 실외흡기실(40)의 실외흡기구(41)와 실외배기실(50)의 실외배기구(51)에 실외(3)로 각각 연결된 덕트(42, 52)는, 실외(3)와 실외흡기실(40) 및 실외(3)와 실외배기실(50) 사이에 공기를 이송하는 관이다.
본 발명에 따른 에어컨(1)은, 도10에 예시적으로 도시된 바와 같이, 통신모듈(240)을 부가하여 사물인터넷을 구축함으로써, 본 발명에 따른 에어컨(1)의 작동을, 스마트폰(8) 등을 이용한 무선통신으로 원격에서 제어하도록 할 수 있다.
본 발명에 따른 에어컨(1)은, 널리 알려진 에어컨들과 마찬가지로, 그 사용 목적에 맞게 적절히 제어할 수 있다.
도10에 예시적으로 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 에어컨(1)에는, 제1 댐퍼(80), 제2 댐퍼(90), 제3 댐퍼(100), 제4 댐퍼(110), 제5 댐퍼(120), 급기팬(130), 배기팬(140), 압축기(170), 살균기구(190), 히터(200), 이산화탄소센서(210), 미세먼지센서(220), 온도센서(230), 통신모듈(240) 및 분배기(7) 등의 전기전자기구들을, 본 발명에 따른 에어컨(1)의 작동 모드에 맞게 적절히 제어하는, 제어부(250)를 포함한다.
상기 제어부(250)는, 본 발명에 따른 에어컨(1)을, 전체적으로 조작하기 위한 중앙제어패널(251), 방과 거실 등의 구역을 개별적으로 조작하기 위한 구역제어패널(252) 및 무선으로 조작하기 위한 리모컨(253)을 포함할 수 있다.
도10에 예시적으로 도시된 바와 같이, 제어부(250)에는 댐퍼(80 등) 등의 전술한 전기전자기구들이 전기적으로 연결되어 있다.
상기 중앙제어패널(251)에는, 예를 들어 전원스위치부(251a), 모드선택부(251b), 온도조절부(251c), 풍량조절부(251d), 구역선택부(251e), 예약부(251f: 타이머부) 및 상태표시부(251g) 등이 포함될 수 있다.
구역제어패널(252)과 리모컨(253)에도 해당 구역의 조작과 무선 조작에 필요한 적절한 조작부와 표시부 등이 포함될 수 있다.
상기 모드선택부(251b)로는, 냉방을 실행하는 냉방 모드, 제습을 실행하는 제습 모드, 공기청정을 실행하는 공기청정 모드, 폐열을 회수하면서 환기를 실행하는 열회수 환기 모드, 폐열을 회수하지 않으면서 환기를 실행하는 단순 환기 모드, 냉방과 환기를 자동 전환하는 냉방환기 자동전환 모드, 및 주방 에어커튼 모드 등을 설정할 수 있다.
상기 온도조절부(251c)로는 실내의 냉방 온도를 설정할 수 있고, 풍량조절부(251d)로는 냉방의 풍량(바람세기)을 설정할 수 있다,
상기 구역선택부(251e)로는, 일부 구역에 대해서만 냉방을 실행하고자 할 때 해당 구역을 선택할 수 있다.
상기 예약부(251f)로는 에어컨의 가동시간 등을 예약 설정할 수 있다.
상기 상태표시부(251g)에는 미세먼지와 이산화탄소 농도와 같은 실내상태 등을 표시할 수 있다.
본 발명에 따른 에어컨에 대한 제어부의 구체적인 구성은, 본 발명과 직접적인 관련이 없고, 널리 알려진 제어 관련 기술을 본 발명에 맞게 적절히 적용할 수 있는 것이므로, 이에 관한 상세한 설명은 생략한다.
이하, 본 발명에 따른 에어컨(1)의 각종 작용을 예시적으로 설명한다.
1. 냉방 및 제습 모드
본 발명의 에어컨(1)에 냉방 모드를 실행하면, 도11에 예시적으로 도시된 바와 같이, 제1 댐퍼(80)와 제2 댐퍼(90)는 개방하고, 제3 댐퍼(100), 제4 댐퍼(110) 및 제5 댐퍼(120)는 폐쇄한다. 냉방 모드에서 살균기구(190)는 작동하도록 할 수도 있고 작동하지 않도록 할 수도 있다.
이런 상태에서, 급기팬(130)의 작동으로 실내흡기구(21)를 통해 실내흡기실(20)로 흡기된 실내공기는, 개방된 제1 댐퍼(80)를 통해 실내급기실(30)로 공급되고, 실내급기실(30)을 통과하면서 필터기구(180)에 의해 오염물이 여과되고, 증발기(150)에 의해 냉각되며, 냉각된 공기가 실내급기구(31)를 통해 실내로 급기됨으로써, 실내를 냉방한다.
이와 동시에 배기팬(140)의 작동으로, 실외흡기구(41)를 통해 실외흡기실(40)로 흡기된 실외공기는, 개방된 제2 댐퍼(90)를 통해 실외배기실(50)로 공급되고, 실외배기실(50)을 통과하면서 가열된 응축기(160)를 냉각한 후에, 실외배기구(51)를 통해 실외로 배기된다.
냉방 모드에서, 전체 냉방이 선택되어 있으면 실내 전체를 냉방하고, 구역선택부(251e)에 의해 거실(2b) 등 특정 구역 냉방이 선택되어 있으면 분배기(7)의 작용에 의해 선택된 구역의 급기라인(6)으로만 냉기가 공급되어 선택된 구역만을 냉방한다.
이와 같은 냉방 모드를 통해, 실내 전체 또는 선택된 구역의 냉방이 공기청정과 함께 실행된다.
제습 모드는, 냉방온도를 고온(예, 28℃)으로 세팅된 것을 제외하고 냉방 모드와 실질적으로 동일하게 실행된다. 냉방온도가 고온으로 세팅됨에 따라 압축기(170)는 최소의 회전수로 작동하며, 따라서 실내의 냉방은 실질적으로 실행되지 않는다.
2. 공기청청 모드
본 발명의 에어컨(1)에 공기청정 모드를 실행하면, 도12에 예시적으로 도시된 바와 같이, 제1 댐퍼(80)는 개방하고, 제2 댐퍼 내지 제4 댐퍼(90, 100, 110, 120)는 폐쇄하며, 배기팬(140)과 압축기(170)는 작동하지 않지만, 살균기구(190)는 작동한다.
이런 상태에서, 급기팬(130)의 작동으로 실내흡기구(21)를 통해 실내흡기실(20)로 흡기된 실내공기는 개방된 제1 댐퍼(80)를 통해 실내급기실(30)로 공급되고, 실내급기실(30)을 통과하면서 살균기구(190)에 의해 살균되고, 필터기구(180)에 의해 오염물이 여과된다. 이렇게 청정된 공기는 실내급기구(31)를 통해 실내로 급기됨으로써, 실내의 공기를 청정하게 된다.
실내공기를 청정할 때, 특정 구역만을 선택하여 청정하는 것은 청정의 효과가 크지 않을 수 있으므로, 특정 구역 선택은 바람직하지 않을 수 있으며, 따라서 공기청정은 실내 전체에 대해서만 실행되는 것으로 설정할 수 있다.
압축기(170)와 배기팬(140)은 작동하지 않으므로, 공기청정 모드에서 냉방은 실행되지 않는다.
3. 열회수 환기 모드
본 발명의 에어컨(1)에 열회수 환기 모드를 실행하면, 도13에 예시적으로 도시된 바와 같이, 제3 댐퍼(100)와 제4 댐퍼(110)는 개방하고, 제1 댐퍼(80), 제2 댐퍼(90), 및 제5 댐퍼(120)는 폐쇄한다. 압축기(170)는 작동하지 않고, 살균기구(190)는 작동한다.
이런 상태에서, 급기팬(130)의 작용으로, 실외흡기구(41)를 통해 실외흡기실(40)로 흡기된 신선한 실외공기는, 개방된 제4 댐퍼(110)를 통해 열회수실(60)로 공급되고, 열회수소자(61)를 통과한 후에, 실내급기실(30)을 경유하여 실내급기구(31)를 통해 실내로 급기되는 한편, 배기팬(140)의 작용으로, 실내흡기구(21)를 통해 실내흡기실(20)로 흡기된 탁한 실내공기는, 개방된 제3 댐퍼(100)를 통해 열회수실(60)로 공급되고, 열회수소자(61)를 통과한 후에, 실외배기실(50)을 경유하여 실외배기구(51)를 통해 실외로 배기된다.
이런 과정에서 열회수소자(61)에서는 급기되는 실외공기와 배기되는 실내공기 사이에 열교환이 실행됨으로써 실외로 배기되는 실내공기에 포함된 폐열을 회수하고, 또한 실내로 급기되는 신선한 실외공기는 필터기구(180)에 의한 오염물 여과와 살균기구(190)에 의한 살균을 거침으로써, 실내는 쾌적한 공기로 환기된다.
이때, 실내로 급기되는 실외공기의 온도가 예를 들어 5℃ 이하인 경우에는, 이를 감지한 온도센서(230)의 신호에 의해 히터(200)가 자동으로 작동하도록 함으로써, 열회수소자(51)의 열회수효율을 향상시키고 결로 현상을 완화시킬 수 있다.
실내공기를 환기할 때, 특정 구역만을 선택하여 환기하는 것은 환기의 효과가 크지 않을 수 있으므로, 특정 구역 선택은 바람직하지 않을 수 있으며, 따라서 열회수 환기 모드는 실내 전체에 대해서만 실행되는 것으로 설정할 수 있다.
결국, 열회수 환기 모드에서는, 냉방은 실행되지 않고, 열회수를 수반하는 환기가 실행된다.
4. 단순 환기 모드
단순 환기 모드는, 봄이나 가을과 같이 실내외의 온도차가 거의 없는 경우에 적용할 수 있는 환기이며, 열회수소자(61)의 사용 부하를 줄여서 그 성능 저하를 줄이고 수명을 연장하기 위한 환기 모드이다.
본 발명의 에어컨(1)에 단순 환기 모드를 실행하면, 도14에 예시적으로 도시된 바와 같이, 제3 댐퍼(100)와 제5 댐퍼(120)는 개방하고, 제1 댐퍼(80), 제2 댐퍼(90) 및 제4 댐퍼(110)는 폐쇄한다. 압축기(170)는 작동하지 않고, 살균기구(190)는 작동한다.
이런 상태에서, 급기팬(130)의 작용으로, 실외흡기구(41)를 통해 실외흡기실(40)로 흡기된 신선한 실외공기는, 개방된 제5 댐퍼(120)를 통해 바이패스통로(70)를 통해 실내급기실(30)을 공급되어 실내급기구(31)를 통해 실내로 급기되는 한편, 배기팬(140)의 작용으로, 실내흡기구(21)를 통해 실내흡기실(20)로 흡기된 탁한 실내공기는, 개방된 제3 댐퍼(100)를 통해 열회수실(60)로 공급되고, 열회수소자(61)를 통과한 후에, 실외배기실(50)을 경유하여 실외배기구(51)를 통해 실외로 배기된다.
즉, 실내공기는 열회수소자(61)를 통과하지만 실외공기는 열회수소자(61)를 경유하지 않고 바이패스통로(60)를 통과하므로, 실외공기와 실내공기 사이에는 열교환이 일어나지 아니한다.
단순 환기 모드에서도, 실내로 급기되는 신선한 실외공기는, 필터기구(180)에 의한 오염물 여과와 살균기구(190)에 의한 살균을 거침으로써, 실내는 쾌적한 공기로 환기된다.
단순 환기 모드에서도, 실외공기의 온도가 낮을 경우, 히터(200)가 자동으로 작동하도록 하여, 결로 현상 등을 완화시킬 수 있다.
단순 환기 모드도, 특정 구역만의 환기는 실효성이 낮으므로, 실내 전체에 대해서만 실행되는 것으로 설정할 수 있다.
결국, 단순 환기 모드에서는, 냉방은 실행되지 않고, 열회수를 수반하지 않는 환기가 실행된다.
5. 냉방/환기 자동전환 모드
냉방/환기 자동전환 모드는, 실내를 냉방하고 있는 중에 실내의 이산화탄소 및/또는 미세먼지의 농도가 기준치를 초과하여, 이를 이산화탄소센서(210) 및/또는 미세먼지센서(220)가 검출하게 되는 경우, 그 검출신호를 받아 자동으로 냉방과 함께 환기도 실행되도록 함과 아울러, 환기의 결과 실내의 이산화탄소 및/또는 미세먼지의 농도가 다시 기준치 이하인 것으로 검출되면, 환기를 중단하고 냉방만 실행하도록 하는 모드이다.
본 발명의 에어컨(1)에 냉방/환기 자동전환 모드를 실행하면, 도15에 예시적으로 도시된 바와 같이, 우선 냉방 모드에서와 마찬가지로, 제1 댐퍼(80)와 제2 댐퍼(90)는 개방하고 제3 댐퍼 내지 제5 댐퍼(100, 110, 120)는 폐쇄한다(도15의 A).
이런 상태에서, 실내의 이산화탄소 및/또는 미세먼지의 농도가 기준치 이하일 때, 앞서 설명한 냉방 모드와 마찬가지로, 급기팬(130)의 작동으로 실내흡기구(21)를 통해 실내흡기실(20)로 흡기된 실내공기는, 개방된 제1 댐퍼(80)를 통해 실내급기실(30)로 공급되고, 실내급기실(30)을 통과하면서 필터기구(180)에 의해 오염물이 여과되고, 증발기(150)에 의해 냉각되며, 냉각된 공기는 실내급기구(31)를 통해 실내로 급기됨으로써, 실내를 냉방하는 한편, 배기팬(140)의 작동으로, 실외흡기구(41)를 통해 실외흡기실(40)로 흡기된 실외공기는 개방된 제2 댐퍼(90)를 통해 실외배기실(50)로 공급되고, 실외배기실(50)을 통과하면서 가열된 응축기(160)를 냉각한 후에, 실외배기구(51)를 통해 실외로 배기됨으로써, 실내는 공기청정과 함께 냉방이 실행된다.
밀폐된 실내에서 장시간 냉방을 실행하여 이산화탄소 및/또는 미세먼지의 농도가 기준치를 초과하게 되는 경우, 제3 댐퍼(100)와 제4 댐퍼(110)를 개방하고, 제1 댐퍼(80), 제2 댐퍼(90), 및 제5 댐퍼(120)를 폐쇄하는 한편, 압축기(170)는 계속 작동하고, 살균기구(190)도 작동한다(도15의 B).
이런 상태에서, 급기팬(130)의 작용으로, 실외흡기구(41)를 통해 실외흡기실(40)로 흡기된 신선한 실외공기는, 개방된 제4 댐퍼(110)를 통해 열회수실(60)로 공급되고, 열회수소자(61)를 통과한 후에, 실내급기실(30)을 경유하여 실내급기구(31)를 통해 실내로 급기되는 한편, 배기팬(140)의 작용으로, 실내흡기구(21)를 통해 실내흡기실(20)로 흡기된 탁한 실내공기는, 개방된 제3 댐퍼(100)를 통해 열회수실(60)로 공급되고, 열회수소자(61)를 통과한 후에, 실외배기실(50)을 경유하여 실외배기구(51)를 통해 실외로 배기된다.
이로써, 열회수소자(61)에서는 급기되는 실외공기와 배기되는 실내공기 사이에 열교환이 실행되어 실외로 배기되는 실내공기에 포함된 폐열을 회수하고, 실내로 급기되는 신선한 실외공기는 필터기구(180)에 의한 오염물 여과와 살균기구(190)에 의한 살균을 거침으로써, 실내는 쾌적한 공기로 환기된다.
냉방/환기 자동전환 모드에서의 환기는, 앞서의 열회수 환기 모드와는 달리 압축기(170)가 정지하지 않고 계속 작동하며, 이로써 실외흡기구(41)를 통해 실외흡기실(40)로 흡기된 실외공기는, 실내급기실(30)을 통과할 때 증발기(150)에 의해 냉각됨으로써, 환기와 동시에 실내의 냉방도 계속된다.
이때 급기팬(130)은 일반적인 환기모드 보다 높은 최대의 풍량으로 작동하여, 가능한 신속하게 환기를 시킴으로써, 환기에 따른 실내 냉방 효율의 저하를 방지할 수 있다.
환기의 결과 실내의 이산화탄소 및/또는 미세먼지의 농도가 다시 기준치 이하인 것으로 검출되면, 제1 댐퍼(80)와 제2 댐퍼(90)는 개방하고 제3 댐퍼 내지 제5 댐퍼(100, 110, 120)는 폐쇄함으로써, 열회수 환기는 중단하고 다시 냉방만을 실행한다.
냉방 중의 환기는, 냉방/환기 자동전환 모드에 의하지 아니하고, 사용자가 수동으로 냉방 모드와 환기 모드를 번갈아 실행하는 것으로도 가능하며, 이 경우에는 환기 중에 냉방은 실행되지 않는다.
6. 주방 에어커튼 모드
주방 에어커튼 모드는, 주방에서의 조리과정 등에 의해 발생할 수 있는 열기나 냄새 등이 실내(2)의 다른 곳으로 확산되는 것을 가능한 차단하고자 할 때 적용할 수 있는 모드이다.
본 발명의 에어컨(1)에 주방 에어커튼 모드를 실행하면, 도1과 도16에 예시적으로 도시된 바와 같이, 제5 댐퍼(120)만을 개방하고 제1 댐퍼 내지 제4 댐퍼(80, 90, 100, 110)는 폐쇄하며, 분배기(7)는 주방(2c)으로의 급기라인(6b) 만을 개방한다. 배기팬(140)과 살균기구(190)는 작동하지 않고, 실외의 공기가 저온일 때에는 히터(200)가 작동한다. 급기팬(130)은, 예를 들어 300 CMH 정도의 강한 풍량으로 작동한다.
이로써, 실외흡기구(41)를 통해 실외흡기실(40)로 흡기된 실외공기는, 개방된 제5 댐퍼(120)를 통해 바이패스통로(70)를 통과하고, 실내급기실(30)과 실내급기구(31)와 급기라인(6a)을 경유하여, 공기분사구(6c)를 통해 고속으로 분사됨으로써 주방(2c)의 입구에 에어커튼을 형성한다.
본 발명에 따른 에어컨(1)의 제어부(250)와 주방(2c)의 후드(9)를 제어 가능하게 연결함으로써, 주방의 후드(9)를 작동할 경우, 주방 에어커튼 모드가 자동으로 실행되도록 할 수도 있다.
1: 본 발명의 에어컨 2: 실내
2a: 방 2b: 거실
2c: 주방 3: 실외
4. 서비스 공간 5: 흡기라인
5a: 공기흡입구 6: 급기라인
6a: 디퓨저 6b: 주방의 급기라인
6c; 공기분사구 7: 분배기
8: 스마트폰 9: 후드
10: 케이스 11: 하부케이스
11a: 고정편 11b: 열회수소자-장착구
11c: 필터기구-장착슬롯 11d: 프리필터-장착슬롯
11e: 살균기구-장착슬롯 12: 상부케이스
12a: 커버 13~17: 격벽
13a~16a, 61a: 가이드 18: 배수구
18a: 경사부 18b: 리플
18c: 배수관 19: 점검구
19a: 점검구마개 20: 실내흡기실
21: 실내흡기구 30: 실내급기실
31: 실내급기구 40: 실외흡기실
41: 실외흡기구 50: 실외배기실
51: 실외배기구 60: 열회수실
61: 열회수소자 70: 바이패스통로
71: 바이패스통로의 뚜껑 80: 제1 댑퍼
90: 제2 댐퍼 100: 제3 댐퍼
110: 제4 댐퍼 120: 제5 댐퍼
130: 급기팬 140: 배기팬
150: 증발기 160: 응축기
170: 압축기 180: 필터기구
181: 프리필터 190: 살균기구
200: 히터 210: 이산화탄소센서
220: 미세먼지센서 230: 온도센서
240: 통신모듈 250: 제어부
251: 중앙제어패널 252: 구역제어패널
253: 리모컨

Claims (4)

  1. 상측이 개방된 하부케이스(11)와, 하측이 개방되고 상기 하부케이스(11)의 상측에 조립되는 상부케이스(12)를 포함하는, 내부 중공의 케이스(10);
    상기 케이스(10)의 내부공간 중에 우하(右下)에 구획되고, 실내(2)의 공기가 흡입되는 실내흡기구(21)가 형성된 실내흡기실(20);
    상기 케이스(10)의 내부공간 중에 좌하(左下)에 구획되고, 실내(2)로 공기를 급기하는 실내급기구(31)가 형성된 실내급기실(30);
    상기 케이스(10)의 내부공간 중에 우상(右上)에 구획되고, 실외(3)의 공기가 흡입되는 실외흡기구(41)가 형성된 실외흡기실(40);
    상기 케이스(10)의 내부공간 중에 좌상(左上)에 구획되고, 실외(3)로 공기를 배기하는 실외배기구(51)가 형성된 실외배기실(50);
    상기 실내흡기실(20), 상기 실내급기실(30), 상기 실외흡기실(40) 및 상기 실외배기실(50) 모두에 연하도록 구획되고, 상기 실내흡기실(20)과 상기 실외배기실(50) 사이 및 상기 실외흡기실(40)과 상기 실내급기실(30) 사이를 연통하며, 열회수소자(61)가 설치된 열회수실(60);
    상기 상부케이스(12)에 형성되고, 상기 실외흡기실(40)과 상기 실내급기실(30) 사이를 연통하거나 또는 상기 실내흡기실(20)과 상기 실외배기실(50) 사이를 연통하는, 바이패스통로(70);
    상기 실내흡기실(20)과 실내급기실(30) 사이의 격벽(13)에 설치되고, 상기 실내흡기실(20)과 실내급기실(30) 사이를 개폐하는 제1 댐퍼(80);
    상기 실외흡기실(40)과 상기 실외배기실(50) 사이의 격벽(14)에 설치되고, 상기 실외흡기실(40)과 상기 실외배기실(50) 사이를 개폐하는 제2 댐퍼(90);
    상기 실내흡기실(20)과 상기 열회수실(60) 사이의 격벽(15)에 설치되고, 상기 실내흡기실(20)과 상기 열회수실(60) 사이를 개폐하는 제3 댐퍼(100);
    상기 실외흡기실(40)과 상기 열회수실(60) 사이의 격벽(16)에 설치되고, 상기 실외흡기실(40)과 상기 열회수실(60) 사이를 개폐하는 제4 댐퍼(110);
    상기 바이패스통로(70)에 설치되고, 상기 바이패스통로(70)를 개폐하는 제5 댐퍼(120);
    상기 실내급기실(30)에 설치되고, 상기 실내급기실(30)의 공기를 상기 실내급기구(31)를 통해 실내(2)로 급기하는 급기팬(130);
    상기 실외배기실(50)에 설치되고, 상기 실외배기실(50)의 공기를 상기 실외배기구(51)를 통해 실외(3)로 배기하는 배기팬(140);
    상기 실내급기실(30)의 상기 급기팬(110)의 상류에 설치되고, 냉매를 증발시켜 흡열하는 증발기(150);
    상기 실외배기실(50)의 상기 배기팬(120)의 상류에 설치되고, 냉매를 응축하여 발열하는 응축기(160); 및
    상기 응축기(160)로 냉매를 응축하기에 앞서 냉매를 가압하는 압축기(170);
    를 포함하고;
    상기 제1 댐퍼(80)와 상기 제2 댐퍼(90) 만을 개방한 상태에서의 냉방, 상기 제3 댐퍼(100)와 상기 제4 댐퍼(110) 만을 개방한 상태에서의 열회수 환기, 및 상기 제3 댐퍼(100) 또는 상기 제4 댐퍼(110)와 상기 제5 댐퍼(120) 만을 개방한 상태에서의 열회수 없는 단순 환기를 실행할 수 있는 것을 특징으로 하는, 환기 기능을 구비한 에어컨.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 실내급기실(30)의 상기 실내급기구(31)의 하류에는 상기 실내급기실(30)의 공기를 분배하는 분배기(7)가 연결되고, 상기 분배기(7)에 연결되어 공기를 실내(2)의 각 구역으로 급기하는 급기라인(6) 중에, 주방(2c)에 배관된 급기라인(6b)에는 주방(2c)의 입구에 에어커튼을 형성할 수 있는 공기분사구(6c)가 설치되어 있는 것을 특징으로 하는, 환기 기능을 구비한 에어컨.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 하부케이스(11)에 형성된 필터기구-장착슬롯(11c)을 통해, 상기 실내급기실(30)의 상기 증발기(150)의 상류에 탈착식으로 설치되고, 상기 실내급기실(30)을 통해 실내(2)로 급기되는 공기를 여과하는 필터기구(180); 또는 상기 하부케이스(11)에 형성된 살균기구-장착슬롯(11e)을 통해, 상기 실내급기실(30)의 상기 증발기(150)의 상류에 탈착식으로 설치되고, 상기 실내급기실(30)을 통해 실내(2)로 급기되는 공기를 살균하는 살균기구(190); 를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 환기 기능을 구비한 에어컨.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    실내(2)의 이산화탄소 농도를 검출하는 이산화탄소센서(210) 또는 실내(2)의 미세먼지를 검출하는 미세먼지센서(220)를 더 포함하고;
    상기 제1 댐퍼(80)와 상기 제2 댐퍼(90)를 개방하고 상기 제3 댐퍼 내지 상기 제5 댐퍼(100, 110, 120)를 폐쇄하여, 실내(2)의 냉방을 실행하고 있는 중에, 상기 이산화탄소센서(210) 또는 상기 미세먼지센서(220)가 이산화탄소 또는 미세먼지의 농도가 기준치 초과를 검출하면, 상기 제3 댐퍼(100)와 상기 제4 댐퍼(110)를 개방하고 상기 제1 댐퍼(80), 상기 제2 댐퍼(90) 및 상기 제5 댐퍼(120)를 폐쇄함과 아울러, 상기 압축기(170)를 계속 작동하면서 상기 급기팬(130)을 작동함으로써, 실내(2)의 냉방과 함께 실내(2)의 열회수 환기를 실행하고, 이후 상기 이산화탄소센서(210) 또는 상기 미세먼지센서(220)가 이산화탄소 또는 미세먼지의 농도가 기준치 이하인 것을 검출하면, 상기 제1 댐퍼(80)와 상기 제2 댐퍼(90)를 개방하고 상기 제3 댐퍼 내지 상기 제5 댐퍼(100, 110, 120)를 폐쇄하여, 다시 실내(2)의 냉방을 실행하는 것을 특징으로 하는, 환기 기능을 구비한 에어컨.
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