KR100980542B1

KR100980542B1 - 복사패널을 갖는 공기조화장치

Info

Publication number: KR100980542B1
Application number: KR1020030063062A
Authority: KR
Inventors: 사용철; 고철수; 장동연; 오세기; 오세윤
Original assignee: 엘지전자 주식회사
Priority date: 2003-09-09
Filing date: 2003-09-09
Publication date: 2010-09-06
Also published as: KR20050026109A

Abstract

본 발명은 공기조화장치에 있어서, 특히 복사 패널과 증발기를 이용한 복사 열 교환시 상기 복사패널에 맺히는 응축수를 제거할 수 있도록 한 복사패널을 갖는 공기조화장치에 관한 것이다.

본 발명 실시 예에 따른 복사패널을 갖는 공기조화장치는, 증발한 냉매의 압력을 높인 다음 고압의 냉매로 보내는 압축기와; 고압의 냉매가스를 열 방출 통해 고온고압의 액체 냉매로 만드는 응축기와; 상기 응축기에 연결되어, 고온고압의 액체 냉매를 저온저압으로 바꾸어 주는 팽창밸브와; 상기 팽창밸브 및 압축기 사이에 연결된 증발기 및, 배면에 부착된 증발기에 의해 냉각되어 복사 열 교환을 수행하는 복사패널과; 복사패널 전면의 응축수를 제거하도록, 케이스 내부에 상기 증발기 및 복사패널을 거치는 순환 유로를 만드는 흡입구 및 토출구, 그리고 팬과, 상기 팬을 구동하는 모터를 포함하여, 공기를 흡입하여 제습하고 제습된 공기를 복사패널 전면으로 토출하는 응축수 제거부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

공기조화장치, 복사패널, 증발기, 응축수

Description

복사패널을 갖는 공기조화장치{Air conditioner using radiation panel}

도 1은 터널 내의 복사 열 교환에 의한 냉방 효과를 나타낸 도면.

도 2는 인체의 열 방출 비율을 나타낸 그래프.

도 3은 종래 복사패널을 갖는 공기조화장치의 개략 구성도.

도 4는 종래 복사패널에 의한 열 교환부를 나타낸 구성도.

도 5는 본 발명 실시 예에 따른 복사패널을 갖는 공기조화장치의 구성도.

도 6은 본 발명 다른 실시 예에 따른 복사패널을 갖는 공기조화장치의 구성도.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

110,210...압축기 120,220...응축기

130,230...팽창밸브 140,240...복사 열 교환수단

141,241...증발기 142,242...복사패널

143,243...케이스 143a,243a...흡입구

143b,243b...토출구 144,244...팬

145,245...모터

복사 열 교환에 의한 냉방의 예로는 도 1에 도시된 바와 같이, 햇빛이 내리쬐는 무더운 여름에 터널(1) 내부는 기온이 낮지 않아도 시원한 느낌이 든다는 것을 예로 들 수 있다. 이것은 터널 벽면(1a)과의 복사 열 교환에 의해서 인체(2)의 열을 방출하기 때문이다.

이러한 복사냉방은 인체와 차가운 복사냉방시스템의 표면과의 복사열전달을 통하여 냉방을 하는 방식이다. 도 2는 사무실에서 인체의 열 방출 비율을 나타낸 그래프이다. 도 2에 도시된 바와 같이 사무실에서 일하는 사무원의 경우 인체가 외부로 방출하는 열량 중 복사에 의한 부분이 약 45%정도를 차지하고 있어서, 대류에 의한 방열(약 23%)의 2배 정도가 되고 있다.

이러한 복사냉방은 인체와 직접 복사열교환을 하기 때문에 대류냉방방식에 비해 쾌적감이 우수하고, 대류 열 교환 보다는 소음이 적기 때문에 실내에서의 드래프트 및 소음으로 인한 불쾌감이 적은 장점이 있다.

그리고, 냉방 시스템은 환경 친화적이고 에너지 효율적인 냉방에 대한 관심이 커지면서, 선진국의 경우 이미 다양한 방식의 복사냉방시스템에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다.

도 3은 종래 복사 열 교환 장치의 개략도이다.

도 1을 참조하면, 압축기(COMPRESSOR)(10), 응축기(20), 팽창밸브(30), 복사 열 교환부(40)로 구성되며, 상기 복사 열 교환부(40)는 증발기(41) 및 복사패널(42)로 구성된다.

상기 압축기(10)는 증발기(41)에서 증발한 저온저압의 기체냉매를 흡입하여 다음의 응축기(20)에서 응축 액화할 수 있도록 응축온도에 해당되는 포화압력까지 압력을 증대시켜 주며, 응축기(CONDENSER)(20)는 상기 압축기(10)에서 토출된 고온고압의 기체냉매를 주위의 공기나 냉각수에 열 교환 시켜 기체냉매의 열을 방출하여 응축액화시켜 주며, 팽창밸브(EXPANSION VALVE)(30)는 응축 액화된 냉매를 좁은 곳을 통해서 급히 넓은 곳으로 방출되면(교축작용) 냉매는 압력으로부터 해방되어 증발하기 시작하며, 증발기(41)에서 충분한 열을 흡수할 수 있도록 적정량을 조절해준다.

그리고, 도 4에 도시된 바와 같이 복사패널부(40)의 증발기(EVAPORATOR)(41)는 팽창밸브(30)를 통과한 저온저압의 냉매를 유입하여 피냉각 물체와 열 교환함으로서, 냉매의 증발열을 이용해 냉동의 목적을 수행하게 된다.

여기서, 상기 증발기(41)의 피냉각물체로서 복사패널(42)을 이용하게 되는데, 상기 복사패널(42)을 증발기(41)와 접촉시켜서 냉각시켜 준다. 이때, 냉각된 복사패널(42)이 도 4와 같이 실내에 존재하는 인체(60)와 열 교환하여 인체가 열을 방출함으로써, 냉방 효과를 이루게 된다.

그러나, 복사 패널(42)이 인체와 열 교환을 수행하기 위해서는 복사패널(42) 의 온도가 저온(대략 20℃)이어야 하는데, 복사패널의 온도가 이슬점 보다 낮으면 대기중의 수분이 응축하여 복사패널에 응축수(50)가 맺히게 되며, 상기 응축수(50)는 복사패널(42)을 타고 흘러내리게 됨으로써 응축수가 바닥 등에 고이는 문제가 발생하게 되며, 또 응축수가 물체 등을 부식시킬 수도 있는 문제가 있다.

또한 복사패널에 맺히는 응축수가 복사 패널의 표면 형상을 변경시켜서 복사 열 전달을 방해하는 문제가 있다.

본 발명은 상기한 문제를 해결하기 위해 안출된 것으로서, 증발기 및 증발기가 부착된 복사패널 전/후면으로 공기가 흐르도록 유로를 제공하여 응축수를 제거할 수 있도록 한 복사패널을 갖는 공기조화장치를 제공함에 있다.

다른 목적은 증발기 및 복사패널 외부에 케이스를 구비하고, 상기 케이스 내부에 팬을 구비하여 흡입 및 토출구를 형성시켜 줌으로써, 흡입 공기가 증발기를 통해 지나가고 토출되는 공기가 복사패널 전면으로 흐르도록 함으로써, 복사패널 전면에 생기는 응축수를 제거할 수 있도록 한 복사패널을 갖는 공기조화장치를 제공함에 그 목적이 있다.

상기한 목적 달성을 위한 본 발명에 따른 복사패널을 갖는 공기조화장치는,

증발한 냉매의 압력을 높인 다음 고압의 냉매로 보내는 압축기와;

고압의 냉매가스를 열 방출 통해 고온고압의 액체 냉매로 만드는 응축기와;

상기 응축기에 연결되어, 고온고압의 액체 냉매를 저온저압으로 바꾸어 주는 팽창밸브와;

상기 팽창밸브 및 압축기 사이에 연결된 증발기 및, 배면에 부착된 증발기에 의해 냉각되어 복사 열 교환을 수행하는 복사패널과;

복사패널 전면의 응축수를 제거하기 위해, 케이스 내부에 상기 증발기 및 복사패널을 거치는 순환 유로를 만드는 흡입구 및 토출구, 그리고 팬과, 상기 팬을 구동하는 모터를 포함하여, 흡입 공기를 제습하고 제습된 공기를 복사패널 전면으로 토출하는 응축수 제거부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

바람직하게, 상기 응축수 제거부는 증발기 및 복사패널을 내부에 위치시키고 전면이 개방된 케이스와, 상기 복사패널 전면 하부에 상기 케이스로부터 상향 돌출된 흡입구와, 복사패널 전면 상부에 케이스로부터 하향 돌출된 토출구와, 상기 케이스 내부 및 증발기 상부에 위치하여 흡입구를 거쳐 증발기에 의해 제습된 공기를 흡입하여 토출구를 통해 토출하는 팬과, 상기 팬을 구동하는 모터를 포함하는 것을 특징으로 한다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.

도 5는 본 발명 실시 예에 따른 복사패널을 갖는 공기조화장치의 구성도이다.

도 5를 참조하면, 압축기(110) 및 응축기(120), 응축기(120)에 연결된 팽창밸브(130)와; 상기 팽창밸브에 일측이 연결되고 타측이 압축기에 연결된 증발기(141) 및 상기 증발기가 배면에 부착된 복사패널(142)을 구비한 복사 열 교환수단(140)으로 구성된다.

상기 복사 열 교환수단(140)은 상기 증발기(141) 및 복사패널(142)을 보호하고 공기 흡입 및 토출 유로를 갖고 패널 전면이 개방된 케이스(143)와, 상기 케이스(143)의 전면의 상/하부에 형성된 흡입구(143a) 및 토출구(143b)와, 상기 복사패널(142) 하부의 흡입구(143a) 및 증발기(142)를 통한 유로로 공기를 흡입하고 토출구(143b) 및 복사패널(142) 전면을 통한 유로로 공기를 토출하는 팬(144)과, 상기 팬(144)을 구동시키는 모터(145)를 포함하는 구성이다.

상기와 같이 구성되는 본 발명에 따른 복사패널을 갖는 공기조화장치에 대하여 첨부된 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.

도 5를 참조하면, 압축기(110)는 복사 열 교환수단(140)의 증발기(141)에 연결되며, 상기 증발기(141)에서 증발한 저온저압의 기체 냉매를 흡입하여 응축기(120)에서 응축 액화할 수 있도록 응축 온도에 해당하는 포화 압력까지 압력을 증대시켜 준다.

그리고, 응축기(120)는 상기 압축기(110)에서 토출된 고온고압의 기체냉매를 주위의 공기나 냉각수로 열 교환시켜 기체 냉매의 열을 방출하여 응축액화시켜 준다.

그리고, 팽창밸브(130)는 응축기(120)와 배관으로 연결되며, 상기 응축기(120)로부터 응축 액화된 냉매를 좁은 곳을 통해서 급히 넓은 곳으로 방출시켜 준다. 이때 냉매는 압력으로부터 해방되어 증발하기 시작하며, 증발기에서 충분 한 열을 흡수할 수 있도록 적정량을 조절해 준다.

즉, 팽창밸브(130)는 응축기(120)와 복사 열 교환수단(140)의 증발기(141) 사이에 연결되며, 복사 열 교환수단(140)이 운전모드를 수행할 때, 저온저압의 냉매를 복사 열 교환수단(140)의 증발기(141)로 토출한다. 이때 복사 열 교환수단(140)은 증발기(141)에 의해 복사패널(142)이 냉각되고 냉각된 복사패널(142)에 의해 열 교환 대상(예컨대, 인체)과 복사 열 교환을 수행하여 냉방 효과를 갖는다.

이를 위해서, 복사 열 교환수단(140)은 증발기(141) 및 복사 패널(142), 그리고 응축수 제거를 위한 구성 요소(이하 "응축수 제거부"라 약칭함)를 구비하게 되는데, 상기 응축수 제거부(부호생략)는 흡입구(143a) 및 토출구(143b)가 형성된 케이스(143), 케이스 내부의 팬(144), 팬 구동을 위해 팬(144)과 축 연결된 모터(145)를 포함하는 구성이다.

상기 증발기(141)는 팽창밸브(130)와 압축기(110) 사이에 연결되고 복사패널(142)의 배면에 결합되며, 팽창밸브(130)로부터 토출되는 저온저압의 냉매로 복사패널(142)을 냉각시켜 준다. 이때 냉각된 복사패널(142)은 인체와 복사 열 교환을 수행하여 냉방 효과를 수행한다.

그리고, 상기 케이스(143)는 증발기(141) 및 복사패널(142)의 외부면과 소정 간격 이격되어, 케이스(143) 내면과 증발기(141) 및 복사패널(142) 외부면 사이에 순환 유로를 갖는다. 그리고, 패널 전면이 개방되어 상/하부에 흡입구(143a) 및 토출구(143b)를 구비하게 된다.

그리고, 상기 팬(144)은 케이스(143)의 후방 상측에서 모터(145)에 연결되어 상기 흡입구(143a)를 통해 공기를 흡입하며, 흡입되는 공기가 증발기(141) 측 유로를 통해 지날 때 제습되며 제습된 공기가 흡입되어 케이스 내부 상측으로 토출된다.

그리고 상기 토출되는 제습된 공기는 토출구(143b)를 통해서 토출된다. 이때 토출구(143b)의 형상이 "┐"자 형상으로 복사패널(142) 상단 상부면까지 연장되어 있기 때문에, 상기 토출구(143b)를 통해 토출되는 공기는 복사패널(142)의 전면을 따라 하 방향으로 유동된다. 이에 따라 복사패널(142) 면상에 발생되는 응축수(150)를 제거하게 된다.

즉, 복사패널(142)의 온도가 대기의 이슬점 이하로 되면, 대기의 수증기는 포화 상태가 되어 복사패널(142) 면에 응축되어 응축수(150)가 발생되는데, 상기 복사 패널(142) 위에 제습된 공기가 있는 경우 포화 상태의 대기는 복사패널(142)과 접촉하지 않고 제습된 공기와 접촉하므로, 단지 제습된 공기의 습도를 높여 주기만 하고, 복사패널 면에 응축되지는 않는다.

이와 같이, 케이스(140) 전면의 흡입구(143a) 및 토출구(143b)를 구비하고, 내부에 증발기(141)를 통과하는 유로를 구비함으로써, 증발기(141)를 지나면서 제습된 건조한 공기를 복사패널(142) 전면으로 지나가게 하여, 복사패널(141) 위의 응축수(150)를 건조 공기가 흡수하여 제거시켜 준다.

도 6은 본 발명의 다른 실시 예이다.

도 6을 참조하면, 케이스(243)의 흡입구(243a) 및 토출구(243b)의 형상을 흡 입 및 토출이 용이하고 또 복사패널(242) 전면에 공기 유로를 가상으로 만들어 줄 수 있는 구조로서, 흡입구(243a)는 복사패널(242) 하단에 소정 간격 이격되어 상향 돌출된 "┘" 자 형상이며, 토출구(243b)는 복사패널(242) 하부에 소정 간격 이격되어 하향 돌출된 " ┐"자 형상을 갖는다.

그러므로, 케이스(243)의 흡입구(243a)는 복사패널 전면에 유동하는 공기를 흡입하고, 흡입된 공기는 증발기(241)에서 제습되어 팬(244)에 흡입되어 토출되며, 토출된 공기는 제습(除濕)된 공기로 토출구(243b)를 통해서 복사패널(242) 전면을 따라 하 방향으로 토출됨으로써, 제습된 공기로 인해 복사패널(242) 위의 대기가 포화 상태로 되며, 대기가 복사패널과 접촉하지 않고 제습된 공기와 접촉하므로 복사 패널 면에 응축되는 응축수 발생을 제거할 수 있다.

본 발명은 실시 예로서 케이스의 형상을 흡입 및 토출시 소음을 적게 발생할 수 있도록 곡면 형태로 변경할 수 있을 뿐만 아니라, 흡입구 및 토출구의 구조 또한 복사 패널 전면으로 공기가 흡입되거나 토출되는 구조로 하여 변경할 수 도 있다.

상술한 바와 같이 본 발명에 따른 복사패널을 갖는 공기조화장치에 의하면, 증발기 및 복사 패널을 이용한 복사 열 교환시 발생되는 복사 패널 면의 응축수를 제거할 수 있도록 함으로써, 흘러내리는 응축수에 의한 불편함을 해소하고 응축수에 의한 복사 열 전달 감소를 해결할 수 있는 효과가 있다.

또한 증발기 및 복사패널 주변으로 응축수를 제거하는 유로를 만들고, 상기 증발기를 이용하여 복사패널 위의 공기를 제습시켜 줌으로써, 별도의 제습장치를 구비하지 않아도 되는 효과가 있다.

Claims

증발한 냉매의 압력을 높인 다음 고압의 냉매로 보내는 압축기와;

고압의 냉매가스를 열 방출 통해 고온고압의 액체 냉매로 만드는 응축기와;

상기 응축기에 연결되어, 고온고압의 액체 냉매를 저온저압으로 바꾸어 주는 팽창밸브와;

상기 팽창밸브 및 압축기 사이에 연결된 증발기와;

상기 증발기가 배면에 부착되고, 상기 증발기에 의해 냉각되어 복사 열 교환을 수행하는 복사패널과;

상기 복사패널 전면의 응축수를 제거하기 위한 응축수 제거부를 포함하고,

상기 응축수 제거부는,

상기 증발기 및 복사패널을 보호하고, 상기 복사패널의 전면이 개방되도록 형성된 케이스와;

상기 케이스에 형성된 흡입구 및 토출구와;

상기 흡입구로 공기를 흡입하고 상기 토출구로 공기를 토출하기 위한 팬과;

상기 팬을 구동하는 모터를 포함하고,

상기 케이스는 증발기 및 복사패널의 외부면과 설정된 간격만큼 이격되어, 상기 케이스 내면과 상기 증발기 및 복사패널의 외부면 사이에는 순환 유로가 형성되고, 상기 흡입구를 통해 흡입된 공기는 상기 증발기 측 유로를 지나면서 제습되며, 상기 증발기 측 유로를 지난 공기는 상기 토출구를 통하여 토출되어 상기 복사패널의 전면을 따라 유동하는 것을 특징으로 하는 복사패널을 갖는 공기조화장치.
제 1항에 있어서,

상기 응축수 제거부는 증발기 및 복사패널을 내부에 위치시키고 전면이 개방된 케이스와, 상기 복사패널 전면 하부에 상기 케이스로부터 상향 돌출된 흡입구와, 복사패널 전면 상부에 케이스로부터 하향 돌출된 토출구와, 상기 케이스 내부 및 증발기 상부에 위치하여 흡입구를 거쳐 증발기에 의해 제습된 공기를 흡입하여 토출구를 통해 토출시키는 팬과, 상기 팬을 구동하는 모터를 포함하는 것을 특징으로 하는 복사패널을 갖는 공기조화장치.