(57)【要約】【課題】  本発明は、空気調和システムに関するもので、特に空気調和機の運転中に室内換気が可能な換気兼用空気調和システムに関する。【解決手段】  本発明による換気兼用空気調和システムは、天井に設置される室内熱交換機５１と熱交換した空気が吐出される空気吐出口５５、そして前記吐出口５５を通じて吐出される空気の方向を調節する風向調節装置を含めてなる空気調和機、室外空気を室内に案内する第１通風路１０、室内空気を室外に案内する第２通風路２０を含めてなる。前記第１通風路１０と第２通風路２０は、所定の位置で交差し、前記交差部には再生熱交換機３０が設置される。前記風向調節装置は、前記空気吐出口５５を通じて室内に吐出される空気が下方に直線的に送風されずに、天井面と所定の角度を成して送風されるように成り立つ。【選択図】      図１
2004354040.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
天井に設置され、室内熱交換機と、熱交換した空気が吐出される空気吐出口、そして前記吐出口を通じて吐出される空気の方向を調節する装置を備えた空気調和機と、
室外空気を室内に案内する第１通風路と、
室内空気を室外に案内する第２通風路を含めてなる換気兼用空気調和システム。
【請求項２】
前記第１通風路及び第２通風路は、
開閉可能な請求項１に記載の換気兼用空気調和システム。
【請求項３】
前記風向調節装置は、
前記空気吐出口の片側に設置される風向調節板を備えた請求項１に記載の換気兼用空気調和システム。
【請求項４】
前記風向調節板は、
前記空気吐出口を通じて室内に吐出される空気が天井面の直下方向に送風されず、天井面と所定の角度を成して送風されるようになる請求項３に記載の換気兼用空気調和システム。
【請求項５】
前記風向調節板は、
前記空気吐出口の片側の縁に沿って形成され、前記空気吐出口が形成された天井面の方向に傾くように成る請求項４に記載の換気兼用空気調和システム。
【請求項６】
前記風向調節板は、
前記第１通風路を通じて室内に吐出される空気の温度が前記室内空気の温度より高い場合、前記空気吐出口が形成された天井面と１５°〜４５°の角度を成す請求項５に記載の換気兼用空気調和システム。
【請求項７】
前記風向調節板は、
前記第１通風路を通じて室内に吐出された空気の温度が前記室内温度と同一であるか、または低い場合、前記空気吐出口が形成された天井面と４５°〜９０°の角度を成す請求項５に記載の換気兼用空気調和システム。
【請求項８】
前記風向調節装置は、
空調環境により前記風向調節板の角度を制御し調節する制御部を更に備えている請求項３に記載の換気兼用空気調和システム。
【請求項９】
前記風向調節板は、
前記空気吐出口を通じて室内に吐出される空気の方向が自動的に変わるように、前記空気吐出口が形成された天井面との角度が所定の範囲内でオートスイングする請求項８に記載の換気兼用空気調和システム。
【請求項１０】
前記第１通風路は、
前記風向調節板と鋭角を成す天井面の方向に、室内へ空気を供給する少なくとも一つの給気口を備えた請求項４に記載の換気兼用空気調和システム。
【請求項１１】
前記第１、第２通風路は、
一部分が交差するように取り付けられる請求項１に記載の換気兼用空気調和システム。
【請求項１２】
前記第１通風路と第２通風路との交差部分に取り付けられ、前記交差部分を通過する室内空気と室外空気を相互に熱交換させる再生熱交換機を更に備えている請求項１１に記載の換気兼用空気調和システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は空気調和システムに関するもので、特に空気調和機の運転中に室内換気が可能な換気兼用空気調和システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般的に空気調和機は、特定領域の空気を使用目的に合わせて空気の温度、湿度、空気の流動及び空気の清浄度などを調節するように機能する。
例えば、圧縮機と熱交換機を備え、冷媒を流動させ、住居空間、食堂、図書館、または事務室などの室内空間を冷房または暖房する冷暖房システム装置のことを言う。
【０００３】
前記一般的な空気調和機は、冷媒を高温、高圧に圧縮して吐出する圧縮機、空気調和機内を流動する冷媒を室外空気と熱交換させる室外熱交換機、空気調和機内を流動する冷媒を室内空気と熱交換させる室内熱交換機、そして前記室内熱交換機と室外熱交換機との間に取り付ける膨脹装置とを備えている。
【０００４】
前記室外熱交換機は、運転条件によってコンデンサーまたは蒸発器の機能を果し、前記室内熱交換機は前記室外熱交換機と反対に、蒸発器またはコンデンサーの機能を果す。
ここで、前記室内熱交換機が蒸発器の機能をすれば、室内が冷房され、前記室内熱交換機がコンデンサーの機能をすれば、室内が暖房される。
一方、前記空気調和機の運転中には空調効率を高めるために、室内を密閉する。
【０００５】
前記のように室内を密閉した状態で前記空気調和機を運転すれば、経時的に室内空気中の二酸化炭素含量が増加し、室内空気が濁る。
従って、室内環境を更に快適にするために、所定の時間ごとに室内を換気しなければならない。この場合、通常使われるものが換気装置である。
【０００６】
前記の室内換気のために、従来は一つの送風機を利用して室内の空気のみを外部に強制的に排出する方式であった。ところが、一つの送風機を利用して室内空気を強制的に室外に排出する場合、新鮮な空気の流入がうまく行なわれず、室内に酸素欠乏現象が発生するおそれがあり、室内の冷気または熱気がそのまま室外に放出され、室内空気と温度や湿度差が激しい室外空気がドアや窓の隙間から流入してエネルギーが無駄使いされる問題が発生した。
前記の問題点に対応して冷、暖房運転と同時に、最小限の熱損失で室内換気を兼ねることができる冷暖房システムの開発が要求されている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は上述した問題点を解決するために案出されたもので、本発明の目的は冷房または暖房と同時に換気を行うか、換気のみを全面的に遂行することができる機能を兼備した空気調和システムを提供することをその目的とする。
本発明の他の目的は、室内空気の換気中にも熱損失を最小化できる換気兼用空気調和システムを提供するためのものである。
本発明の更に他の目的は、室外から室内に流入した空気が、室内全体に均一に伝達されて、在室者に新鮮な空気を充分に供給することができる換気兼用空気調和システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記の目的を達成するために本発明は、天井に設置される室内熱交換機と、熱交換した空気が吐出される空気吐出口、そして前記吐出口を通じて吐出される空気の方向を調節する装置を備えた空気調和機と、室外空気を室内に案内する第１通風路と、そして室内空気を室外に案内する第２通風路を備えた換気兼用空気調和システムを提供する。
【０００９】
前記第１通風路及び第２通風路は、開閉可能である。
前記風向調節装置は、前記空気吐出口の一方に設置される風向調節板を含めてなる。
前記風向調節板は、前記空気吐出口を通じて室内に吐出される空気が、下に直線的に送風されず、天井面と所定の角度を成して送風されるように成る。
前記風向調節板は、前記空気吐出口の縁に沿って形成され、前記空気吐出口が形成されている天井方向に傾くように成る。
【００１０】
前記風向調節板は、前記第１通風路を通じて室内に吐出された空気の温度が前記室内温度より高い場合、前記空気吐出口が形成された天井面と１５°〜４５°の角度を成す。
前記風向調節板は、前記第１通風路を通じて室内に吐出された空気の温度が前記室内温度と同じか、それより低い場合、前記空気吐出口が形成された天井面と４５°〜９０°の角度を成す。
【００１１】
前記風向調節装置は、空調環境に沿って前記風向調節板の角度を制御して調節する制御部を更に備えている。
前記風向調節板は、前記空気吐出口を通じて室内に吐出される空気の方向が自動的に変わるように、前記空気吐出口が形成された天井面との角度が所定の範囲内でオートスイングする。
前記第１通風路は、前記風向調節板と鋭角を成す室内の天井方向に空気を吐出する少なくとも一つの給気口を含めてなる。
前記第１、第２通風路は、一部分が交差するように取り付けられる。
前記換気兼用空気調和システムは、前記第１通風路と第２通風路の交差部分に取り付けられ、前記交差部分を通過する室内空気と室外空気を互いに熱交換させる再生熱交換機を更に備えている。
【発明の効果】
【００１２】
前記のように構成された換気兼用空気調和システムによれば、冷、暖房運転中にも室内を換気することができ、換気時にも熱損失を最小化することができ、外部の新鮮な空気を室内全体に均一に供給することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明の目的を具体的に実現することができる本発明の望ましい実施例が添付された図面を参照して説明する。
本実施例を説明するにあたり、同一構成に対しては同一名称及び同一符号が使われているため、これによる付加的な説明は下記で省略する。
本発明に対する理解を助けるために、空気調和機の機能を説明する。空気調和機は特定領域の空気を使用目的にあわせて、その温度、湿度、空気の流動及び空気の清浄度などを調節するように機能する。例えば、住居空間や事務所、食堂などの室内空間を冷房または暖房する機能のことを言う。
【００１４】
前記空気調和機は、室内機と室外機とで区分される。前記室内機は室内側に取り付けられ、室内空気と熱交換する室内熱交換機を備えている。そして、前記室外機は主に室外側に取り付けられ、室外空気と熱交換する室外熱交換機を備えている。
そして、前記空気調和機は冷媒を高温、高圧で圧縮して吐出する圧縮機、前記室内熱交換機と室外熱交換機との間に設置されて高温、高圧の冷媒を低温、低圧の状態で膨脹させる膨脹装置を更に備えている。
【００１５】
本発明は、前記の空気調和機に換気機能を追加した空気調和システムであって、以下本発明による換気兼用空気調和機の一実施例による構成を図１、図２、図３、及び図４を参照して説明する。
図１を参照すれば、本発明は冷、暖房機能をなす空気調和機、室外空気を室内に案内する第１通風路１０、室内空気を室外に案内する第２通風路２０を備えている。
【００１６】
ここで、前記空気調和機は室内機５０そして室外熱交換機を持つ室外機（図示せず）を含めてなる。
前記室内機５０は、運転条件によって蒸発器またはコンデンサーとしての機能を果す室内熱交換機と、そして室内空気を吸いこんで前記室内熱交換機と熱を交換した室内空気を室内に送風する室内ファンとを備えている。
ここで前記室内機５０は、多様な形態で構成されえるが、本発明における前記室内ファンは、室内機の中央に備えられる遠心ファン５２からなり、前記室内熱交換機５１は、前記遠心ファンから空気が吐出される方向に取り付けられる。
【００１７】
一方、前記室内機は、図１または図２のように、室内天井の中央に取り付けられることが望ましいが、室内の構造によって位置を変更することもでき、内部面積により室内機の数を別にすることができる。
また、前記の構成と異なり、前記室内機の室内ファンは、軸流ファンからなることもでき、この時、前記室内熱交換機は前記軸流ファンの吐出側に位置する。
前記第１通風路１０と第２通風路２０は開閉が可能であり、所定の位置でそれぞれの一部分が交差するように取り付け、前記交差部には再生熱交換機３０が取り付けられることが望ましい。
【００１８】
前記再生熱交換機３０では、前記第１通風路１０を通じて室内に供給される室外空気と、前記第２通風路２０を通過して外部に排出する室内空気とが互いに熱交換を行う。
前記のように再生熱交換機３０を備える目的は、運転条件によって室内の冷気や温度をある程度回収してエネルギー損失を減らすためである。
図３Ａを参照すれば、前記再生熱交換機３０は、室外から流入して前記第１通風路１０に沿って流動する空気が通過する多数の流路が形成された第１流路部３１、前記第１流路部に接して設置され、室内から流入して前記第２通風路２０に沿って流動する空気が通過する多数の流路が形成された第２流路部３２とからなる。
前記第１流路部３１と第２流路部３２が互いに接する境界部は熱伝導率にすぐれた材料の熱交換膜からなることが望ましい。
【００１９】
次に、前記再生熱交換機の具体的な一実施例について図３Ｂを参照して説明する。
前記再生熱交換機３００の熱交換の効率を高めるために、前記再生熱交換機は、図３Ｂのように前記第１流路部３１０と第２流路部３２０が相互に交差して積層される多数の層構造からなる。
前記の構造は熱交換面積を増加させて熱交換効率を上昇させるためである。
また、前記第１流路部３１０及び第２流路部３２０の壁は、アルミニウムのように熱伝導率に優れた材料を選ぶことが望ましい。
図示してはいないが、前記第２流路部は前記第１流路部を横断する多数の管路からなることもできる。即ち、前記第１流路部及び第２流路部の熱交換面積を最大化できる構造であればいずれも採用可能である。
【００２０】
図１を参照すれば、前記第１通風路１０は室外空気を強制的に吸いこんで室内側に吐出する第１送風機１５を含むことが望ましい。
前記第１送風機は、前記第１通風路１０内のいずれの地点にも設置可能であるが、本発明の実施例では前記第１流路部３１の空気吐出側に取り付けるように構成する。
また、前記第１通風路１０は室外から流入する空気に含まれている各種異物をとり除く空気浄化フィルター１６を更に含むこともできる。
前記空気浄化フィルター１６は、前記第１通風路１０内のいずれの地点にも設置可能であるが、本発明の実施例では前記第１流路部の空気流入側に設置する。
【００２１】
前記第２通風路２０は、室内空気を強制で吸いこみ室外側に吐出する第２送風機２５を含むことが望ましい。
前記第２送風機２５は、前記第２通風路２０内のいずれの地点にも設置可能であるが、本発明の実施例では前記第２流路部３２の空気吐出側に取り付けられる。
前記室内機が取り付けられる天井部から外れた所定の位置には、室外空気が室内に供給される少なくとも一つの給気口１１そして室内空気が排出される少なくとも一つの排気口２１が取り付けられる。
【００２２】
前記給気口１１は、前記第１通風路１０の室内側の末端に結合して前記第１通風路１０の一部を成し、前記排気口２１は前記第２通風路２０の室内側の末端に結合して前記第２通風路２０の一部を成す。
図２は、前記図１に現われた換気兼用空気調和システムが設置された室内の天井をあらわしている。
【００２３】
一方、図４を参照すれば、前記室内機は前記遠心ファンと室内熱交換機の下部に四角いパネル５３を更に備えている。
前記パネル５３は、その中央に室内空気が室内から前記遠心ファン５２側に通過するように構成された空気吸入口５４、そしてその端には前記室内熱交換機と熱を交換した室内空気が室内に供給される空気吐出口５５を含めてなる。
そして、前記室内機は前記空気吐出口を通じて室内に供給される空気の方向を調節する風向調節装置を更に備えていることが望ましい。
【００２４】
これは、室外空気が前記第１通風路１０を通過して室内に供給され、この時、室内に供給された外部空気は室内空気と温度、湿度などの状態が異なって空気の循環が円滑に行われない場合が発生するためである。これは前記再生熱交換機３０を備えた場合にも程度の差はあるが、わずかな差が存在するからである。
更に詳しく説明すれば、夏季には前記空気調和機の稼動中、室内換気のために室外空気を室内に供給する場合、室内に供給された外部空気の温度は、室内空気の温度より高い。これにより、室内空気と室内に供給された外部空気との間には密度差が発生し、密度が低い前記室内に供給された外部空気は室内の下方へ下降せず、天井付近に留まることになって、室内全体に新鮮な空気が均一に供給されない。
【００２５】
前記のように室内空気の循環を円滑にして、新鮮な外部空気と前記室内機から吐出される空気が室内の隅々まで届くようにするために備えられる前記風向調節装置の一形態として、前記風向調節装置は、前記吐出口側に設置される風向調節板５６を含めてなる。
【００２６】
新鮮な外部空気が室内全体に均一に供給されるようにするために、前記風向調節板５６は、前記空気吐出口５５を通じて室内に吐出される空気が天井面の下に直線的に送風されず、天井面と所定の角度を成して送風されることができるように設置することが望ましい。
本実施例において、前記風向調節板５６は四角形殻の空気吐出口５５の一方の縁に沿って形成され、前記空気吐出口が形成された天井面の方向に傾くように設置する。
ここで、前記風向調節板５６が傾く前記空気吐出口が形成された天井面の方向は、前記第１通風路１０の給気口１１が形成された方向と一致することが更に良い。
【００２７】
図４において、前記風向調節板５６は、室内側に突出するように形成されているが、前記の構成に限定されず多様に適用可能である。
図５及び図６は、室内及び室外環境による前記換気兼用空気調和システムの運転状態をあらわした図面である。
図５を参照すれば、前記第１通風路１０を通じて室内に吐出された空気の温度が前記室内温度より高い場合、前記風向調節板５６は前記空気吐出口が形成された天井面と１５°〜４５°の角度を成すことが望ましい。
前記風向調節板５６が前記の角度をなすと、天井の付近に留まっていた新鮮な空気は、前記空気吐出口から吐出された空気によって室内全体を循環できるようになる。
【００２８】
そして、図６を参照すれば、前記第１通風路１０を通じて室内に吐出された空気の温度が前記室内温度と同一であるか前記室内温度より低い場合、前記風向調節板５６は前記空気吐出口が形成された天井面と４５°〜９０°の角度を成すことが望ましい。
また、前記風向調節装置は、空調環境によって前記風向調節板の角度を制御して調節する制御部（図示せず）を更に備えることができる。
【００２９】
前記風向調節板５６は前記制御部によって、前記空気吐出口を通じて室内に吐出される空気の方向が自動的に変わるように運転される。言い換えれば、前記風向調節板は、所定の範囲内でオートスイングする。
図４では前記室内機の形状は六面体などのように、その形状が限定されないことは自明である。
また、前記空気吐出口も図示されたものとは異なり、前記空気吸入口を取り囲む円形状から成り、この時、前記風向調節板は前記空気吐出口の内側縁に室内側に突出するように設置されることができる。
即ち、室内機の形状、特に空気吐出口と吸入口の位置や形状によって前記風向調節板は多様な形態で適用が可能である。
【００３０】
次は、各運転モードによる前記換気兼用空気調和システムの動作について説明する。
先に、前記空気調和機の運転中、換気のために前記第１通風路１０、第２通風路２０が全て開放され、前記各通風路内に備えられた送風機１５，２５が稼動する。
前記送風機の稼動によって、室外空気は前記第１通風路１０を通じて前記再生熱交換機３０の第１流路部３１に流入し、室内空気は前記第２通風路２０を通過して前記第２流路部３２に流入して互いに熱交換を行う。
【００３１】
前記のように再生熱交換過程を経った室外空気は、天井に形成された前記給気口を通じて室内に供給される。
ここで、前記空気調和機が冷房モードで運転される場合には、室外空気の温度が室内空気の温度より高く、室内全体に循環されないで天井付近に留まる。
この時、前記風向調節板５６は、前記制御部によって天井面との角度が１５°〜４５°を維持し、これによって天井面に留まっていた室外空気は室内全体に循環するようになる。
【００３２】
前記と反対に前記空気調和機が暖房モードで運転される場合には、室外空気の温度が室内空気の温度より低く、室内に供給された室外空気は自然に室内の下方向に移動するようになる。
従って、前記風向調節板は、前記制御部によって天井面との角度が４５°〜９０°を維持するように調節されることが望ましい。
【産業上の利用可能性】
【００３３】
前記のような構成からなる本発明の効果を要約すれば次の通りである。
第一、本発明によれば、室内空間を換気と共に冷暖房することができるので、長期間運転をしても室内空気を新鮮に維持することができる。
第二、本発明によれば、第１通風路１０を通じて室内に流入する室外空気と、室外に流出される室内空気が再生熱交換機３０で熱交換を行うので熱損失を減らすことができる。
【００３４】
第三、本発明によれば、室内に供給された新鮮な室外空気が室内全体に均一に供給されることができる。
第四、本発明によれば、わずかな時間で室内全体に新鮮な空気が供給されるので、換気時間を必要以上に維持する必要がなくなり、消費全力を節減させることができる。
以上本発明の好適な一実施態様について説明したが、前記実施態様に限定されず、本発明の技術思想に基づいて種々の変形が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明による換気兼用空気調和システムの一実施例をあらわした図である。
【図２】本発明による換気兼用空気調和システムが設置された室内の天井をあらわした図である。
【図３】本発明に提供される再生熱交換機の一実施例をあらわした図でＡは概略図、Ｂは斜視図である。
【図４】本発明に提供される空気調和機の室内機の一実施例をあらわした図である。
【図５】室外温度が室内温度より高い場合の風向調節板の運転角度をあらわした図である。
【図６】室外温度が室内温度と同一であるか室内温度より低い場合の風向調節板の運転角度をあらわした図である。
【符号の説明】
【００３６】
１０…第１通風路
１１…給気口
２０…第２通風路
２１…排気口
３０…再生熱交換機
３１…第２流路部
３２…第２流路部
５０…室内機
５１…室内熱交換機
５２…遠心ファン
５３…パネル
５４…空気吸入口
５５…空気吐出口
５６…風向調節板
【図１】
2004354040.tif 000003
【図２】
2004354040.tif 000004
【図３】
2004354040.tif 000005
【図４】
2004354040.tif 000006
【図５】
2004354040.tif 000007
【図６】
2004354040.tif 000008