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KR-20260061557-A - An air conditioning device

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Abstract

본 발명은 공기조화 장치에 관한 것이다. 본 발명의 실시예에 따른 공기조화 장치는 공기 중 포함된 수분을 흡착하는 제습영역 및 흡착된 수분을 탈착하는 재생영역을 포함하는 제습로터 및 상기 제습로터에 지지되고 작동유체가 순환하는 히트파이프를 포함하여, 상기 히트파이프를 통하여 상기 제습영역을 냉각하고 상기 재생영역을 가열하는 작동을 용이하게 수행할 수 있다.

Inventors

  • 정여지
  • 황준호
  • 권영헌

Assignees

  • 엘지전자 주식회사

Dates

Publication Date
20260506
Application Date
20241028

Claims (19)

  1. 제1팬이 설치되며, 실내공간으로 공급되는 공기가 유동하는 제1유로부; 제2팬이 설치되며, 외부로 배출되는 공기가 유동하는 제2유로부; 및 상기 제1유로부를 유동하는 공기의 제습을 수행하는 제1파트 및 상기 제2유로부를 유동하는 공기를 이용하여 재생을 수행하는 제2파트를 포함하는 제습로터를 포함하고, 상기 제습로터는, 제습부재를 수용하는 림 및 상기 림에 지지되고 작동유체가 순환하면서 상변화를 통하여 열전달을 수행하는 히트파이프를 포함하는 공기조화 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 제습로터는 상기 제습로터의 회전중심을 형성하는 허브 및 상기 허브에 연결되며 상기 림을 지지하는 스포크를 포함하고, 상기 히트파이프는 상기 스포크에 결합되는 공기조화 장치.
  3. 제2항에 있어서, 상기 스포크는 상기 허브로부터 방사상으로 연장되어 상기 림에 연결되고, 상기 히트파이프는 상기 림에 삽입되는 공기조화 장치.
  4. 제3항에 있어서, 상기 스포크는 상기 히트파이프의 삽입을 위한 삽입공을 형성하는 단부를 포함하고, 상기 히트파이프는 상기 삽입공에 삽입하여 상기 스포크에 대응하는 방향으로 연장하는 공기조화 장치.
  5. 제2항에 있어서, 상기 스포크는 상기 허브를 중심으로 서로 마주보도록 배치되는 제1스포크 및 제2스포크를 포함하고, 상기 히트파이프는, 상기 제1스포크에 결합되고 상기 작동유체의 증발영역을 형성하는 제1측부 및 상기 제2스포크에 결합되고 상기 작동유체의 응축영역을 형성하는 제2측부를 포함하는 공기조화 장치.
  6. 제5항에 있어서, 상기 히트파이프는 상기 제1측부에서 상기 허브를 관통하여 연장하고 상기 제2측부에 연결되는 허브 연결부를 포함하는 공기조화 장치.
  7. 제2항에 있어서, 상기 스포크는 각각 다수 개로 구비되고, 상기 다수 개의 히트파이프는 상기 허브를 제1방향으로 관통하는 제1히트파이프 및 상기 허브를 제2방향으로 관통하는 제2히트파이프를 포함하는 공기조화 장치.
  8. 제7항에 있어서, 상기 스포크는 적어도 4개 이상의 다수 개로 구비되고, 상기 제1히트파이프는 상기 다수 개의 스포크 중 2개의 스포크에 결합되고, 상기 제2히트파이프는 상기 다수 개의 스포크 중 다른 2개의 스포크에 결합되는 공기조화 장치.
  9. 제2항에 있어서, 상기 허브는 회전축을 포함하고, 상기 히트파이프는 다수 개로 구비되어 상기 허브의 축방향으로 이격하여 배치되는 공기조화 장치.
  10. 제2항에 있어서, 상기 림은 원통 형상을 가지고, 상기 스포크는 플레이트 형상을 가지며 상기 림의 내주면에서 상기 허브를 향하여 반경방향으로 연장되고, 상기 히트파이프는 상기 스포크에 대응하여 상기 림의 내주면에서 상기 허브를 향하여 반경방향으로 연장하는 공기조화 장치.
  11. 제2항에 있어서, 상기 스포크는 반경방향으로 연장하여 상기 림과 상기 허브를 연결하고, 상기 히트파이프는 상기 스포크를 관통하도록 원주 방향으로 연장하는 공기조화 장치.
  12. 제11항에 있어서, 상기 히트파이프는 링 형상 또는 원형의 형상을 가지는 공기조화 장치.
  13. 제11항에 있어서, 상기 스포크는 다수 개로 구비되고, 상기 히트파이프는 상기 다수 개의 스포크를 관통하도록 원주 방향으로 연장하는 공기조화 장치.
  14. 제11항에 있어서, 상기 스포크는 다수 개로 구비되고, 상기 히트파이프는, 상기 다수 개의 스포크 중 제1스포크를 관통하고 상기 작동유체의 증발영역을 형성하는 제1측부 및 상기 다수 개의 스포크 중 제2스포크를 관통하고 상기 작동유체의 응축영역을 형성하는 제2측부를 포함하는 공기조화 장치.
  15. 제11항에 있어서, 상기 히트파이프는 다수 개로 구비되고, 상기 다수 개의 히트파이프는 제1직경을 가지는 제1히트파이프 및 상기 제1직경보다 큰 제2직경을 가지고 상기 제1히트파이프를 둘러싸는 제2히트파이프를 포함하는 공기조화 장치.
  16. 제11항에 있어서, 상기 허브는 회전축을 포함하고, 상기 히트파이프는 다수 개로 구비되어 상기 허브의 축방향으로 이격하여 배치되는 공기조화 장치.
  17. 제1팬이 설치되며, 실내공간으로 공급되는 공기가 유동하는 제1유로부; 제2팬이 설치되며, 외부로 배출되는 공기가 유동하는 제2유로부; 및 상기 제1유로부를 유동하는 공기의 제습을 수행하는 제1파트 및 상기 제2유로부를 유동하는 공기를 이용하여 재생을 수행하는 제2파트를 포함하는 제습로터를 포함하고, 상기 제습로터는, 제습부재를 수용하며 원통 형상을 가지는 림; 상기 제습로터의 회전이 가능하도록 회전축을 구비하는 허브; 상기 허브의 외주면에서 상기 림의 내주면을 향하여 반경 방향으로 연장하는 스포크; 및 상기 스포크에 결합되고 작동유체가 순환하면서 상변화를 통하여 상기 제습부재를 냉각 또는 가열하는 히트파이프를 포함하는 공기조화 장치.
  18. 제17항에 있어서, 상기 히트파이프는 상기 스포크에 삽입되어 상기 반경 방향으로 연장하는 제1히트파이프 및 상기 스포크를 관통하여 원주 방향으로 연장하는 제2히트파이프를 포함하는 공기조화 장치.
  19. 제17항에 있어서, 상기 제습로터가 삽입되는 공간을 형성하고, 상기 회전축을 지지하는 로터 지지대를 구비하는 하우징; 및 상기 제습로터와 상기 하우징의 사이에서 공기의 누설을 방지하도록 상기 림의 외주에 구비되는 실링부재를 포함하는 공기조화 장치.

Description

공기 조화장치 {An air conditioning device} 본 발명은 공기조화 장치에 관한 것이다. 공기 조화장치는 소정공간의 공기를 용도, 목적에 따라 가장 적합한 상태로 유지하기 위한 기기이다. 일반적으로, 상기 공기 조화장치에는, 압축기, 응축기, 팽창장치 및 증발기가 포함되며, 냉매의 압축, 응축, 팽창 및 증발과정을 수행하는 냉동 사이클이 구동되어, 상기 소정공간을 냉방 또는 난방할 수 있다. 상기 소정공간은 상기 공기 조화장치는 사용되는 장소에 따라, 다양하게 제안될 수 있다. 일례로, 상기 공기 조화기가 가정이나 사무실에 배치되는 경우, 상기 소정공간은 집 또는 건물의 실내 공간일 수 있다. 공기 조화장치가 냉방 운전을 수행하는 경우, 실외기에 구비되는 실외 열교환기가 응축기 기능을 하며 실내기에 구비되는 실내 열교환기가 증발기 기능을 수행한다. 반면에, 공기 조화장치가 난방 운전을 수행하는 경우, 상기 실내 열교환기가 응축기 기능을 하며 상기 실외 열교환기가 증발기 기능을 수행한다. 공기조화 장치는 제습을 위한 공조설비로 사용될 수 있다. 일반적으로, 제습용 공조설비는 제습로터를 이용한 제습작용을 통하여 공기의 절대습도를 목표 수준까지 감소시키도록 작동할 수 있다. 한편, 종래의 공기조화 장치의 경우, 상기 제습로터의 제습영역 및 재생영역에서 각 효율을 개선하기 위하여 제습로터의 표면에 냉각선 및 열선을 마련하도록 구성된다. 특히, 제습 과정에서 상기 냉각선을 통하여 냉각 과정을 수행함으로써 제습작용의 효율을 개선하고, 재생 과정에서 상기 열선을 통하여 가열 과정을 수행함으로써 재생 작용의 효율을 개선하고자 하였다. 그러나, 이러한 종래의 공기조화 장치에 의하면, 냉각선과 열선에 추가적인 전력이 소모되므로 운전효율이 저하되는 문제점이 있었다. 그리고, 냉각선과 열선에 연결되는 전기장치가 고습 및 고열의 환경에 노출되어 고장의 우려가 있었다. 도 1은 본 발명의 실시예에 따른 공기조화 장치의 구성을 보여주는 개략도이다. 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 제습장치의 구성을 보여주는 사시도이다. 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 제습장치의 구성을 보여주는 측면도이다. 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 제습장치의 구성을 보여주는 분해도이다. 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 제습장치의 구성을 보여주는 정면도이다. 도 6은 본 발명의 제1실시예에 따른 제습로터의 구성을 보여주는 사시도이다. 도 7은 본 발명의 제1실시예에 따른 제습로터의 구성을 보여주는 분해 사시도이다. 도 8은 본 발명의 제1실시예에 따른 제습로터의 회전축 및 그 주변구성을 보여주는 도면이다. 도 9는 본 발명의 제1실시예에 따른 제습로터의 스포크 및 히트파이프의 구성을 보여주는 도면이다. 도 10은 본 발명의 제2실시예에 따른 제습로터의 구성을 보여주는 사시도이다. 도 11은 본 발명의 제2실시예에 따른 제습로터의 구성을 보여주는 분해 사시도이다. 도 12는 본 발명의 제2실시예에 따른 제습로터의 회전축을 보여주는 도면이다. 도 13은 본 발명의 제2실시예에 따른 제습로터의 스포크 및 히트파이프의 구성을 보여주는 도면이다. 도 14는 본 발명의 제3실시예에 따른 제습로터의 구성을 보여주는 사시도이다. 도 15는 본 발명의 제3실시예에 따른 제습로터의 구성을 보여주는 분해 사시도이다. 도 16은 본 발명의 제3실시예에 따른 제습로터의 스포크 및 히트파이프의 구성을 보여주는 도면이다. 도 17은 제습로터의 제습과정시 물성치의 변화에 대하여, 종래기술과 본 발명을 비교한 모습을 보여주는 습공기 선도이다. 도 18은 제습로터의 재생과정시 물성치의 변화에 대하여, 종래기술과 본 발명을 비교한 모습을 보여주는 습공기 선도이다. 이하, 본 발명의 일부 실시 예들을 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명의 실시 예를 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 실시예에 대한 이해를 방해한다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다. 또한, 본 발명의 실시예의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나 접속될 수 있지만, 각 구성 요소 사이에 또 다른 구성 요소가 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 도 1은 본 발명의 실시예에 따른 공기조화 장치의 구성을 보여주는 개략도이다. 도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 공기조화 장치(10)는 실내로 공급되는 공기를 제습하도록 다수의 부품이 설치되는 유로부(100,200)를 포함할 수 있다. 상기 유로부(100,200)는 처리 공기(Process Air, PA)를 도입하고 상기 도입된 공기의 제습을 수행한 후 실내로 공기(Supply Air, SA)를 공급하도록 제1공기유로(110)를 형성하는 제1유로부(100)를 포함할 수 있다. 상기 제1유로부(100)를 "급기 유로부"라 이름할 수 있다. 상기 처리 공기(PA)는 외기 또는 실내의 순환공기일 수 있다. 상기 제1유로부(100)의 일측 단부는 실내공간의 벽면(W)측에 배치되어 처리 공기(PA)가 유입되는 제1도입부(101)를 형성할 수 있다. 상기 제1유로부(100)의 타측 단부는 상기 처리 공기 중 포함된 수분을 제거하도록 처리한 후 실내로 공급하는 실내 공급부(102)를 형성할 수 있다. 상기 제1도입부(101)에는 도입되는 공기량을 조절하는 제1댐퍼(151)가 설치될 수 있다. 상기 실내 공급부(102)에는 실내로 공급되는 공기량을 조절하는 제2댐퍼(155)가 설치될 수 있다. 상기 제1유로부(100)에는, 상기 제1유로부(100)를 통과하는 공기 유동을 발생시키기 위한 제1팬(130)이 설치될 수 있다. 일례로, 상기 제1팬(130)은 상기 실내 공급부(102)에 인접하여 그 내측에 설치될 수 있다. 상기 공기조화 장치(10)는 상기 제1유로부(100) 및 제2유로부(200)에 배치되는 제습장치(300)를 포함할 수 있다. 상기 제습장치(300)는 공기 중 포함된 수분을 흡착하는 제습 로터(350, 도 4 참조)를 포함할 수 있다. 상기 제1유로부(100)에는, 상기 제습장치(300)의 제1파트(301)가 위치할 수 있다. 상기 제1파트(301)는 공기의 제습을 수행하는 제습영역을 형성할 수 있다. 상기 제1유로부(100)의 내부에는 상기 제1유로부(100)를 유동하는 공기를 냉각하여 제습을 수행할 수 있는 냉각코일(120)이 설치될 수 있다. 일례로, 상기 냉각코일(120)은 제습장치(300)의 제1파트(301)의 출구측에 배치될 수 있다. 다만, 이와는 달리 상기 냉각코일(120)은 상기 제1파트(301)의 입구측에 배치되거나, 상기 제1파트(301)의 입구측 및 출구측에 모두 제공될 수 있다. 상기 유로부(100,200)는 재활성 공기(Reactivation Air, RA)를 도입하고 상기 도입된 공기를 처리한 후 외부로 배기하도록 제2공기유로(210)를 형성하는 제2유로부(200)를 포함할 수 있다. 상기 제2유로부(200)를 "재생 유로부"라 이름할 수 있다. 상기 재활성 공기(RA)는 일례로 실내 공기일 수 있다. 상기 제2유로부(200)의 일측 단부는 재활성 공기(RA)가 유입되는 제2도입부(201)를 형성할 수 있다. 상기 제2유로부(200)의 타측 단부는 상기 유입된 공기를 이용하여 제습로터(350)의 재생을 수행한 후 외부로 배기하는 배기부(202)를 형성할 수 있다. 상기 배기부(202)는 실내공간의 벽면(W)측에 배치될 수 있다. 상기 제2도입부(201)에는 도입되는 공기량을 조절하는 제1댐퍼(251)가 설치될 수 있다. 상기 배기부(202)에는 외부로 배기되는 공기량을 조절하는 제2댐퍼(255)가 설치될 수 있다. 상기 제2유로부(200)에는, 상기 제2유로부(200)를 통과하는 공기 유동을 발생시키기 위한 제2팬(2308)이 설치될 수 있다. 일례로, 상기 제2팬(230)은 상기 배기부(202)에 인접하여 그 내측에 설치될 수 있다. 상기 제2유로부(200)에는, 상기 제습장치(300)의 제2파트(302)가 위치할 수 있다. 상기 제2파트(302)는 제습로터(350)의 재생을 수행하는 재생영역을 형성할 수 있다. 상기 제2유로부(200)의 내부에는 상기 제2유로부(200)를 유동하는 공기를 가열하여 상기 제습로터(350)의 재생열을 제공하는 히터가 설치될 수 있다. 일례로, 상기 히터(220)는 제습장치(300)의 제2파트(302)의 입구측에 배치될 수 있다. 다만, 이와는 달리 상기 히터(220)는 상기 제2파트(302)의 출구측에 배치되거나, 상기 제2파트(302)의 입구측 및 출구측에 모두 제공될 수 있다. 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 제습장치의 구성을 보여주는 사시도이고, 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 제습장치의 구성을 보여주는 측면도이고, 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 제습장치의 구성을 보여주는 분해도이고, 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 제습장치의 구성을 보여주는 정면도이다. 도 2 내지 도 5를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 제습장치(300)는 제습로터(350)가 지지되는 설치면(311)을 형성하는 하우징(310)을 포함할 수 있다. 상기 설치면(311)은 상기 제습로터(350)의 일면이 지지되는 제1설치면(311a) 및 상기 제습로터(350)의 타면이 지지되는 제2설치면(311b)을 포함할 수 있다. 상기 제1,2설치면(311a,311b)은 서로 이격되고, 상기 제1,2설치면(311a,311b)의 사이 공간에 상기 제습로터(350)가 삽입될 수 있다. 상기 하우징(310)에는, 공기가 통과하는 개구부(312a,312b)가