KR20100005319A - 열전소자를 적용한 공기 청정기능이 구비된 공기조화기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 공기청정기능과 더불어 열전소자를 채용한 공기조화기에 관한 것으로 본 발명은 냉기를 형성하는 열교환기와 상기 열교환기의 전면 혹은 후면에 위치하여 열교환기에 의해 형성된 냉기를 송풍하는 냉방용 송풍기가 마련된 챔버와 챔버에 실내 공기를 흡입하는 실내 환기용 흡입구, 상기 냉방용 송풍기에 의해 송풍된 냉기를 토출하는 냉방용 토출구가 설치되어 있으며, 챔버내의 냉방용 토출구 전면에 플라즈마 발생기가 위치하여 환기되는 실내공기 혹은 유입되는 외기의 상태를 청정하게 조성하여 공급하고자 하는 냉풍의 상태를 청정하게 유지하며, 또한 챔버 내의 플라즈마 발생기 전면 혹은 후면에 열전소자를 설치하여 냉방 혹은 난방이 필요한 경우에는 공기조화시스템의 열교환기를 가동시키지 않고 단지 열전소자만을 운전하여 필요로 하는 냉풍을 제공할 수 있는 에너지 절약형 공기조화기에 관한 것이다.

공기 조화기, 공기청정기, 열전소자, 플라즈마 발생기, 필터

Description

열전소자를 적용한 공기 청정기능이 구비된 공기조화기{AIR CONDITIONER WITH PLASMA GENERATOR ＆ PELTIER ELEMENT}

본 발명은 열전소자를 적용한 공기 청정기능이 구비된 공기조화기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 공기조화기에 의해 온도 및 습도가 일정 조건으로 실내에 공급되는 공기를 청정하게 공급 및 유지시키기 위한 플라즈마 발생기가 구비되며, 또한 실내 혹은 일정장소에서의 냉방부하가 적은 경우 또는 난방이 필요한 경우에 공기조화기(실외기)를 가동시키지 않고, 플라즈마 발생기와 챔버 취출구 사이에 설치된 냉난방 전환이 가능한 열전소자만을 이용하여 냉풍 혹은 온풍을 공급하는 에너지 절약형 열전소자를 적용한 공기 청정기능이 구비된 공기조화기에 관한 것이다.

공기조화기란 실내 혹은 일정 공간에 대해 온도 및 습도를 일정한 조건, 즉 쾌적한 조건으로 유지하기 위한 장치로 흔히 냉방장치라고 하는데, 일정한 공간을 인간이 활동하기에 알맞은 온도, 습도, 기류 분포로 조절하고, 동시에 공기속의 먼 지 등을 제거한다. 쾌적한 실내의 온도는 일반적으로 여름철에는 외기와의 기온차가 5-6℃ 정도이고, 실내온도가 25-29℃, 습도는 60-70% 정도가 적당하고, 겨울철에는 실내온도가 18-21℃, 습도는 55-70% 정도가 좋다고 한다. 특히 현대의 도시공간에서는 각종 유해물질이 많이 존재하므로 실내공간을 쾌적하게 하기 위해서 공기조화기를 많이 사용하고 있다.

공기조화기는 일정한 온도 및 습도를 유지한 공기를 공급하는 장치이고, 공기청정기란 실내의 공기를 본체 내부로 흡입하고, 공기를 정화하기 위해 필터 등을 통과시켜 다시 실내로 공급하거나 혹은 실내의 오염된 공기와 외부 신선공기를 혼합시킨 상태에서 정화(에어)필터 등을 통과시켜 다시 실내 혹은 일정 공간에 공급시켜 실내 공기를 정화시키는 장치이다.

일반적인 공기조화장치는 도 1에 도시된 바와 같이 냉풍(7)을 발생시키고 공기의 온도와 습도를 조정하는 공기조화기(1), 공기를 실내(10)로 송풍하고 또 실내에서 공기조화기로 환기하기 위한 송풍덕트(2) 및 환기덕트(5), 온풍(4)을 발생시키기 위한 열펌프, 히터 등의 열원장치(3), 또한 먼지 등을 제거하는 에어필터, 외기를 취입하기 위한 외기덕트(6), 온도 조절기(8)의 지령에 의해 냉풍과 온풍이 혼합하는 혼합유닛(9) 등으로 구성된다.

하지만, 에어필터는 공기속의 먼지를 제거하기는 하나, 공기속에 떠있는 미 세한 오염물질, 일반세균, 각종 박테리아 등의 유해균을 철저히 살균하지 못하며, 또한 각종 음식, 담배 냄새, 유해가스 등을 제거하지 못하는 경향이 있었다.

또한, 냉방 부하가 적은 경우에도 냉방 부하에 상관없이 공기조화기 전체를 작동하여 실내 및 일정 공간을 냉방하는 비효율적인 측면이 발생하고, 또한 온풍을 조성하고 실내에 공급하기 위해서는 추가적인 열원장치(열펌프, 히터 등)를 구비해야하는 문제점이 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은, 공기조화기와 공기청정기를 결합시킨 일반적인 공기청정기능이 구비된 공기조화기를 제공하여 실내 혹은 일정공간에서의 냉방 또는 난방 부하가 적을 경우에는 공기조화기를 가동시키지 않고, 플라즈마 발생기와 챔버 취출구 사이에 설치된 열전소자를 이용하여 냉풍 또는 온풍을 공급함으로써 에너지 소비를 줄이고, 공기조화기의 운전을 경감시켜 에너지 절약의 효과를 얻을 수 있으며, 또한 실내로 공급되는 냉풍 또는 온풍이 플라즈마 발생기를 경유하게 하여 공기중에 포함되어 있는 각종 오염물질 및 유해균을 살균하고, 각종 냄새 및 유해가스를 제거하기 위한 열전소자를 적용한 공기 청정기능이 구비된 공기조화기를 제공하기 위한 것이다.

상기와 같은 과제 해결을 위하여 본 발명에 따른 열전소자를 적용한 공기 청정기능이 구비된 공기조화기는, 공조기와 챔버 및 제어부로 구성되며, 상기 챔버는 열교환기, 팬, 플라즈마 발생기 및 열전소자를 포함하고 있으며, 상기 챔버의 일측은 공기가 인입하는 취입구가 형성되며, 챔버의 타측은 공기조화기를 통과한 공기가 배출되는 취출구가 형성되는 것을 특징으로 한다.

바람직하게는 상기 취입구 및 취출구에는 유입 및 유출되는 공기의 양을 자동조절하는 댐퍼 및 상기 취입구의 댐퍼 내측으로 프리 필터와 헤파 필터가 내장된 필터박스를 설치한다.

상기와 같은 본 발명에 따른 열전소자를 적용한 공기 청정기능이 구비된 공기조화기는, 열전소자를, 공기청정 기능을 구비한 플라즈마 발생기와 공기를 실내에 공급하는 취출구 사이에 설치하여 미량의 냉방부하가 필요한 경우이거나 난방부하가 발생한 경우에는 공기청정기능을 갖는 플라즈마 발생기와 열전소자만을 작동하여 공기조화기를 운전시키므로 운전비용, 운전시간 및 추가적인 열원장치를 설치하는 비용절감 등의 경제적 측면의 효율성을 꾀할 수 있다.

도 2 내지 도 3을 참조하여 본 발명에 따른 열전소자를 적용한 공기 청정기능이 구비된 공기조화기의 실시 예에 대해서 설명한다.

공조기(80,실외기) 및 챔버(10)로 구성된 공기조화기에 있어서, 상기 챔버(10)는 열교환기(20,증발기), 팬(30), 플라즈마 발생기(40) 및 펠티에 효과를 이용한 +, - 극전환으로 흡열, 발열 가능한 열전소자(50)를 포함하여 구성되며, 상기 챔버(1)의 일측은 공기를 인입하기 위해서 형성된 취입구(60), 챔버의 타측은 공기 를 배출하기위해서 형성된 취출구(70)를 포함하여 구성된다. 상기 플라즈마 발생기에서는 +,- 이온을 방출함으로써 실내에 떠다니는 각종 세균, 곰팡이, 박테리아 및 악취 등의 각종 유해물질을 제거하는 강력한 살균 이온 시스템이며, 열전소자는 n,p type 열전반도체를 전기적으로 직렬로 열적으로는 병렬로 되도록 ｒ형으로 연결한 모듈의 형태로 사용되며, 냉매를 순환시키기 위해 압축기를 가동시키는 기존의 냉각방식을 탈피한 차세대 냉각방식으로 극전환(+,-)을 통해서 간편하게 냉각과 가열이 가능하다.

상기 취입구 및 취출구에는 공기의 양을 제어부(미도시)의 제어에 의해 자동조절하는 댐퍼(61,71) 및 상기 취입구의 댐퍼 내측으로 정화용 에어 필터(62)가 설치되어 유입되는 공기의 오염물질을 1차로 제거한다.

공기의 오염원을 제거하는 필터는 프리 필터(62a,pre-filter) 및 헤파 필터(62b,HEPA filter)를 차례로 내장한 필터박스를 설치하는 것이 바람직하다. 프리 필터는 공기조화기에 사용되는 중,고성능 필터를 위한 전처리 필터로 포집효율이 높고 집진용량이 크며, 헤파 필터는 고성능 먼지 포집 필터로 0.3㎛크기의 미세한 먼지도 99.97% 까지 걸려주는 정화능력이 있다.

또한 상기 필터에 의해 오염원이 제거된 공기가 팬에 의해 열교환기(20)를 거쳐서 취출구(70)로 배출되기전에 플라즈마 발생기(40)를 다시 한번 통과하므로 상기 필터(62)에서 제거되기 못한 미세한 오염물질이 플라즈마 발생기(40)에서 생 성하는 +,- 이온에 의해 재차 제거되므로 더욱 쾌적한 공기가 실내에 유입된다. 플라즈마 발생기는 플라즈마 필터로도 대체 가능하다.

본 발명에 따른 공기조화기의 흐름을 살펴보면, 외부공기 및 실내의 오염공기가 취입구(60)로 댐퍼(61)를 통해서 유입되어 상기 프리 필터(62a) 및 헤파 필터(62b)를 차례로 통과하여 챔버(10)내로 들어온다. 그 후 유입된 공기는 팬(30)의 작동으로 공조기(80,실외기)와 연결된 열교환기(20,증발기)를 거쳐서 소정의 온도 및 습도를 유지하여 플라즈마 발생기(40)를 통과하여 취출구(70)로 배출되어 쾌적한 공기가 실내로 유입된다. 상기와 같은 작동은 실내의 냉방을 원할시 냉풍을 공급하는 것이나, 본 발명에 따른 추가적인 방법은, 일정공간의 냉방 부하가 적거나 난방이 필요한 경우에는 공조기(실외기)를 가동하지 않고, 취출구를 통해서 챔버에 유입된 공기를 플라즈마 발생기(40)와 열전소자(50)만을 작동하여 필요한 냉,난방을 할 수 있다. 상기 열전소자는 플라즈마 발생기의 전면 또는 후면에 설치가능하다.

그러므로, 적은 냉방 부하로 실내를 냉방 할 경우에 가급적 공조기(80,실외기)를 가동하지 않아도 되며, 실내를 난방할 경우에는 열전소자를 작동하여 온풍을 발생시킬 수 있으므로, 온풍을 발생시키기 위한 추가적인 열펌프, 히터를 설치할 필요가 없다.

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 갖는 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서 본 발명에 게시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이런 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것이 아니다. 본 발명의 보호범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

도 1은 기존 공기조화 방식을 도시한 평면도이다.

도 2는 본 발명에 따른 공기조화기의 분해 사시도이다.

도 3은 본 발명에 따른 도 2의 평면도이다.

** 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 **

10. 챔버 20. 열교환기

30. 팬 40. 플라즈마 발생기

50. 열전소자 60. 취입구

61,71. 댐퍼 62. 필터

62a. 프리 필터 62b. 헤파 필터

70. 취출구 80. 공조기(실외기)

Claims (3)

1. 공조기(실외기), 챔버 및 제어부로 구성된 공기조화기에 있어서,

   상기 챔버는 열교환기, 팬, 플라즈마 발생기 및 열전소자를 포함하여 구성되며,

   상기 챔버의 일측은 공기가 인입하는 취입구가 형성되며, 챔버의 타측은 공기가 배출되는 취출구가 형성되는 것을 특징으로 하는 열전소자를 적용한 공기 청정기능이 구비된 공기조화기.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 취입구 및 취출구에는 공기의 양을 자동조절하는 댐퍼;

   상기 취입구의 댐퍼와 챔버 사이에는 에어 필터;

   가 더 설치되는 것을 특징으로 하는 열전소자를 적용한 공기 청정기능이 구비된 공기조화기.
3. 제 2항에 있어서,

   상기 필터는 프리 필터(pre-filter) 와 헤파 필터(HEPA filter)인 것을 특징으로 하는 열전소자를 적용한 공기 청정기능이 구비된 공기조화기.

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