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KR100442393B1 - 냉난방 겸용 천장형 공기조화기 - Google Patents

냉난방 겸용 천장형 공기조화기 Download PDF

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KR100442393B1
KR100442393B1 KR10-2002-0001219A KR20020001219A KR100442393B1 KR 100442393 B1 KR100442393 B1 KR 100442393B1 KR 20020001219 A KR20020001219 A KR 20020001219A KR 100442393 B1 KR100442393 B1 KR 100442393B1
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박종한
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엘지전자 주식회사
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Abstract

본 발명은 냉난방 겸용 천장형 공기조화기에 관한 것으로서, 저부면 중앙에 공기를 흡입할 수 있도록 흡입구와, 상기 흡입구의 둘레에 상호 직각되고 상호 인접되게 상기 흡입구의 둘레방향을 따라 형성된 제1 내지 제4토출구를 구비하여 천장에 매입설치되는 케이싱과; 상기 케이싱의 내부에 상기 흡입구를 통해 흡입된 공기를 상기 제1 내지 제4토출구를 통해 실내로 제공하는 송풍팬과; 상기 케이싱의 내부에 상기 송풍팬의 둘레방향을 따라 배치된 실내열교환기와; 폭방향을 따라 일측으로 편중되고 길이방향을 따라 돌출된 회동축을 구비하여 각 토출구를 개폐할 수 있도록 배치된 제1 내지 제4루버와; 상호 인접되고 서로 직각으로 배치된 상기 두 루버의 회동축에 양측 단부가 각각 일체로 회전가능하게 결합되는 제1 및 제2연결부재와; 상기 제1 및 제2연결부재를 각각 정역회전구동시키는 제1 및 제2구동모터와; 난방모드 및 냉방모드중 어느 하나를 선택하는 운전모드선택부와; 난방모드 선택시 제1 및 제2연결부재중 어느 하나에 의해 연결된 한 쌍의 루버가 해당 토출구를 차단할 경우, 다른 한 쌍의 루버가 해당 토출구를 개방하도록 상기 제1 및 제2구동모터를 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다. 이에 의해, 냉방 및 난방시 서로 다른 토출기류가 형성되도록 하며 난방시 난방기류의 토출력을 증대시켜 난방기류를 바닥까지 도달시킬 수 있는 냉난방 겸용 천장형 공기조화기가 제공된다.

Description

냉난방 겸용 천장형 공기조화기{CEILING MOUNTED TYPE AIR CONDITIONER FOR HEATING AND COOLING}
본 발명은, 냉난방 겸용 천장형 공기조화기에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 냉방 및 난방시 서로 다른 토출기류가 형성되도록 하며 난방시 난방기류의 토출력을 증대시켜 난방기류를 바닥까지 도달시킬 수 있도록 한 냉난방 겸용 천장형 공기조화기에 관한 것이다.
공기조화기는 쾌적한 실내환경을 조성할 수 있도록 실내의 공기의 온도, 습도, 청정도 및 기류를 적절히 조절하도록 한 장치이다.
공기조화기는 냉동사이클의 요소를 단일의 케이스내에 구비되도록 하여 창문에 설치되는 창문형 공기조화기와, 냉동사이클을 이루는 구성요소를 실내기 및 실외기로 분리하고 비교적 소용량의 분리형 공기조화기와, 비교적 대용량을 가지는 소위 커스텀형 공기조화기가 있다.
최근에는 실내 공간을 효율적으로 활용할 수 있도록 천장에 매입설치되는 소위 천장형 공기조화기가 증가추세에 있으며, 이러한 천장형 공기조화기중에는 냉매의 흐름방향을 조절하여 냉방기능 및 난방기능을 겸할 수 있도록 한 냉난방 겸용 천장형 공기조화기가 있다.
도 1은 종래의 냉난방 겸용 천장형 공기조화기의 종단면도이고, 도 2는 도 1의 케이싱의 토출구영역의 평단면도이며, 도 3은 도 1의 냉난방 겸용 천장형 공기조화기의 루버구동부의 확대도이다. 이들 도면에 도시된 바와 같이, 냉난방 겸용 천장형 공기조화기는, 저부면 중앙에 공기를 흡입할 수 있도록 관통된 흡입구(12)와, 흡입구(12)의 둘레에 상호 직각되게 관통된 제1 내지 제4토출구(14a~14d)를 구비하여 천장에 매입설치되는 케이싱(11)과, 케이싱(11)의 내부 중앙에 상하방향을 따라 배치된 회전축을 중심으로 회전가능하게 수용배치되는 송풍팬(17)과, 송풍팬(17)의 둘레에 배치되는 실내열교환기(19)와, 각 토출구(14a~14d)에 회동개폐할 수 있도록 배치되는 제1 내지 제4루버(15a~15d)와, 상호 인접된 한 쌍의 루버를 일체로 회동가능하게 연결시키는 제1 및 제2연결부재(21,23)와, 각 루버가 해당 토출구를 회동개폐할 수 있도록 제1 및 제2연결부재(21,23)를 회전구동시키는 제1 및 제2구동모터(25,35)를 구비하고 있다.
제1 및 제2구동모터(25,35)는, 제1 및 제2연결부재(21,23)의 일측에 각각 배치되는 제1 및 제2구동모터(27,37)와, 각 구동모터(27,37)의 회전력을 해당 연결부재에 전달하는 복수의 전동기어(29,39)를 포함하여 구성되어 있다.
이러한 구성에 의하여, 송풍팬(17)이 구동되면 흡입구(12)를 통해 케이싱(11)의 내부로 실내의 공기가 흡입되고, 흡입된 공기는 실내열교환기(19)를 통과하면서 열교환되어 각 토출구(14a~14d)를 통해 실내로 송풍된다.
그런데, 이러한 종래의 냉난방 겸용 천장형 공기조화기에 있어서는, 냉방모드시에는 실내열교환기(19)를 통과하면서 냉각된 공기는 자연대류에 의해 바닥까지 비교적 원활하게 도달하게 되나, 난방모드시 실내열교환기(19)와 접촉되어 온도가 상승된 공기는 바닥까지 도달하지 못하고 실내의 공간의 중간 또는 상부영역에 주로 존재하게 되어 바닥의 온도를 상승시키기가 곤란하다고 하는 문제점이 있다.
따라서, 본 발명의 목적은, 냉방 및 난방시 서로 다른 토출기류가 형성되도록 하며 난방시 난방기류의 토출력을 증대시켜 난방기류를 바닥까지 도달시킬 수 있는 냉난방 겸용 천장형 공기조화기를 제공하는 것이다.
도 1은 종래의 냉난방 겸용 천장형 공기조화기의 종단면도,
도 2는 도 1의 케이싱의 토출구영역의 평단면도,
도 3은 도 1의 냉난방 겸용 천장형 공기조화기의 루버구동부의 확대도,
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 냉난방 겸용 천장형 공기조화기의 제어블럭도,
도 5는 도 4의 냉난방 겸용 천장형 공기조화기의 루버의 구동패턴을 도시한 도면,
도 6은 도 5의 냉난방 겸용 천장형 공기조화기의 루버의 구동패턴에 대응된 송풍팬의 속도의 변화를 도시한 도면이다.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
11 : 케이싱 12 : 흡입구
14a~14d : 제1 내지 제4토출구 15a~15d : 제1 내지 제4루버
17 : 송풍팬 19 : 실내열교환기
25 : 제1구동모터 35 : 제2구동모터
41 : 운전모드선택부 43 : 제어부
상기 목적은, 본 발명에 따라, 저부면 중앙에 공기를 흡입할 수 있도록 흡입구와, 상기 흡입구의 둘레에 상호 직각되고 상호 인접되게 상기 흡입구의 둘레방향을 따라 형성된 제1 내지 제4토출구를 구비하여 천장에 매입설치되는 케이싱과; 상기 케이싱의 내부에 상기 흡입구를 통해 흡입된 공기를 상기 제1 내지 제4토출구를 통해 실내로 제공하는 송풍팬과; 상기 케이싱의 내부에 상기 송풍팬의 둘레방향을 따라 배치된 실내열교환기와; 폭방향을 따라 일측으로 편중되고 길이방향을 따라 돌출된 회동축을 구비하여 각 토출구를 개폐할 수 있도록 배치된 제1 내지 제4루버와; 상호 인접되고 서로 직각으로 배치된 상기 두 루버의 회동축에 양측 단부가 각각 일체로 회전가능하게 결합되는 제1 및 제2연결부재와; 상기 제1 및 제2연결부재를 각각 정역회전구동시키는 제1 및 제2구동모터와; 난방모드 및 냉방모드중 어느 하나를 선택하는 운전모드선택부와; 난방모드 선택시 제1 및 제2연결부재중 어느 하나에 의해 연결된 한 쌍의 루버가 해당 토출구를 차단할 경우, 다른 한 쌍의 루버가 해당 토출구를 개방하도록 상기 제1 및 제2구동모터를 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 냉난방 겸용 천장형 공기조화기에 의해 달성된다.
여기서, 상기 제어부는 상기 제1 및 제2연결부재중 어느 하나에 의해 상호 일체로 회전가능하게 연결된 한 쌍의 루버가 해당 토출구를 완전 차단하지 않은 상태에서 상기 제1 및 제2연결부재중 다른 하나에 의해 연결된 한 쌍의 루버가 해당 토출구를 개방할 수 있게 상기 각 루버의 개방시간이 차단시간보다 길어지도록 상기 제1 및 제2구동모터를 각각 제어하는 것이 바람직하다.
그리고, 상기 제어부는 난방모드 선택시 상기 제1 및 제2연결부재에 의해 각각 연결된 한 쌍의 루버의 개방시간이 상기 루버가 해당 토출구를 완전차단한 상태로 존재하는 시간보다 길도록 상기 제1 및 제2구동모터를 제어하는 것이 효과적이다.
상기 제어부는 난방모드 선택시 상기 루버의 개방시 상기 루버가 60도 전후의 개방회동각도로 배치되도록 상기 제1 및 제2구동모터를 제어하는 것이 바람직하다.
또, 상기 송풍팬은 회전속도 조절이 가능하며, 상기 제어부는 상기 제1 및 제2연결부재에 의해 일체로 회전가능하게 연결된 한 쌍의 루버가 해당 토출구를 개방 및 차단하는 위치로 각각 회동하는 구간에 소음이 감소될 수 있도록 상기 루버의 회동시간 동안 또는 상기 루버의 회동시점 이전에 소정 시간 동안 상기 송풍팬의 회전속도를 소정 감속시키는 것이 효과적이다.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 대해 상세히 설명한다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 냉난방 겸용 천장형 공기조화기의 제어블럭도이고, 도 5는 도 4의 냉난방 겸용 천장형 공기조화기의 루버의 구동패턴을 도시한 도면이며, 도 6은 도 5의 냉난방 겸용 천장형 공기조화기의 루버의 구동패턴에 대응된 송풍팬의 속도의 변화를 도시한 도면이다. 전술한 구성과 동일 및 동일 상당부분에 대해서는 설명의 편의상 동일한 참조부호를 부여하여 설명한다. 본 냉난방 겸용 천장형 공기조화기는, 내부에 수용공간을 형성하며 저부면 중앙에 흡입구(12)와 흡입구(12)의 둘레에 제1 내지 제4토출구(14a~14d)를 구비하여 천장에 매입설치되는 케이싱(11)과, 케이싱(11)의 내부 중앙영역에 상하방향을 따라 배치된 회전축을 중심으로 회전가능함과 아울러 회전속도의 조절이 가능한 송풍팬(17)과, 송풍팬(17)의 둘레에 상호 직각되게 배치된 실내열교환기(19)와, 각 토출구(14a~14d)에 회동가능하게 배치되는 제1 내지 제4루버(15a~15d)와, 상호 인접된 한 쌍의 루버를 상호 일체로 회동할 수 있도록 연결하는 제1 및 제2연결부재(21,23)와, 각 루버가 해당 토출구를 회동개폐할 수 있도록 제1 및 제2연결부재(21,23)를 회전구동시키는 제1 및 제2구동모터(25,35)와, 난방모드 및 냉방모드중 어느 하나를 선택하는 운전모드선택부(41)와, 난방모드 선택시 제1 및 제2연결부재(21,23)중 어느 하나에 의해 연결된 한 쌍의 루버가 해당 토출구를 개방할 경우, 다른 하나에 의해 연결된 한 쌍의 루버가 해당 토출구를 차단하도록 제1 및 제2구동모터(25,35)를 각각 제어하는 제어부(43)를 포함하여 구성되어 있다.
제1루버(15a) 및 제4루버(15d)의 회동축에는 제1연결부재(21)가 소위 유니버설 조인트 방식으로 상호 일체로 회전가능하게 결합되어 있으며, 제1연결부재(21)의 일측에는 제1연결부재(21)를 정역회전시킴으로써 제1루버(15a) 및 제4루버(15d)가 제1토출구(14a) 및 제4토출구(14d)를 회동개폐하도록 하는 제1구동모터(25)가 형성되어 있다.
제1구동모터(25)는 케이싱(11)의 내측 모서리영역에 상하방향을 따라 배치된 회전축을 구비한 제1구동모터(27)와, 제1구동모터(27)의 회전력을 제1연결부재(21)에 전달할 수 있도록 상호 맞물림된 복수의 전동기어(29)를 포함하여 구성되어 있다.
제1구동모터(25)의 대각 방향에는 제2루버(15b) 및 제3루버(15c)의 회동축을 상호 일체로 회전가능하게 연결할 수 있도록 제2연결부재(23)가 설치되어 있으며, 제2연결부재(23)의 일측에는 제2루버(15b) 및 제3루버(15c)의 회전개폐를 위한 제2구동모터(35)가 형성되어 있다.
제2구동모터(35)는, 제2연결부재(23)의 회전구동을 위한 제2구동모터(29)와, 제2구동모터(29)의 회전력을 제2연결부재(23)에 전달할 수 있도록 상호 맞물림된 복수의 전동기어(39)를 구비하고 있다.
한편, 운전모드선택부(41)에 의해 난방모드가 선택되면, 제어부(43)는 도 5에 도시된 바와 같이, 제2토출구(14b) 및 제3토출구(14c)가 차단된 상태에서 제1토출구(14a) 및 제4토출구(14d)가 개방될 수 있게 제1구동모터(27)에 전원이 인가되도록 한다. 제1구동모터(27)가 회전을 개시하면 제1구동모터(27)의 회전력은 복수의 전동기어(29)에 의해 제1연결부재(21)로 전달되고, 제1연결부재(21)가 회전됨에 따라 제1연결부재(21)와 일체로 회전가능하게 연결된 제1루버(14a) 및 제4루버(14d)는 각각 회동하여 제1토출구(14a) 및 제4토출구(14d)를 개방하게 된다.
제1토출구(14a) 및 제4토출구(14d)가 개방됨과 거의 동시에 제어부(43)는 흡입구(12)를 통해 실내의 공기가 흡입될 수 있도록 송풍팬(17)을 제어한다. 송풍팬(17)이 회전됨에 따라 흡입구(12)를 통해 케이싱(11)의 내부로 흡입된 공기는 실내열교환기(19)를 통과하면서 온도가 상승되고 제1토출구(14a) 및제4토출구(14d)를 통해 배출됨으로써 상대적으로 증가된 토출력을 가지게 되어 바닥까지 도달하여 바닥의 온도를 상승시키게 된다.
제1토출구(14a) 및 제4토출구(14d)를 통해 공기가 토출되고 소정 시간이 경과된 시점에서, 제어부(43)는 제2토출구(14b) 및 제3토출구(14c)가 개방될 수 있게 제2구동모터(37)에 전원이 인가되도록 한다. 제2구동모터(37)가 구동을 개시하면 제2구동모터(37)의 회전력은 전동기어를 통해 제2연결부재(23)에 전달되고, 제2연결부재(23)가 회전함에 따라 제2토출구(14b) 및 제3토출구(14c)가 개방된다.
제어부(43)는 제2토출구(14b) 및 제3토출구(14c)가 개방됨과 거의 동시에 제1토출구(14a) 및 제2토출구(14b)가 차단되도록 제1구동모터(27)를 제어한다.
여기서, 각 루버의 개방위치로부터 차단위치 또는 차단위치로부터 개방위치로까지의 회동속도는 동일하며, 제어부(43)는 각 루버의 상하방향에 따른 개방회동각도가 60도를 이루도록 제1구동모터(27) 및 제2구동모터(37)를 각각 제어한다.
또, 각 루버(15a~15d)가 해당 토출구(14a~14d)를 개방한 상태에서 정지하고 있는 시간에 비해 각 루버(15a~15d)가 해당 토출구(14a~14d)를 차단한 상태로 정지하고 있는 시간이 상대적으로 길도록 제어한다. 예를 들면, 각 루버(15a~15d)가 차단된 위치에서 개방되는 시간 및 개방된 위치에서 차단된 위치로 회동하는 시간을 각각 대략 5초 정도로 하고, 각 루버(15a~15d)가 해당 토출구(14a~14d)를 개방한 상태에서 정지하고 있는 시간을 대략 1분이라고 하면, 각 루버(15a~15d)가 해당 토출구(14a~14d)를 차단한 상태로 정지하고 있는 시간은 대략 50초 전후로 된다.
한편, 제어부(43)는 제1 내지 제4토출구(14a~14d)중 제1연결부재(21) 및 제2연결부재(23)중 어느 하나에 의해 상호 일체로 연결된 어느 한 쌍의 루버가 해당 토출구를 개방하고 있는 상태에서, 다른 한 쌍의 루버가 해당 토출구를 개방 또는 차단하게 되는 구간에서 소음이 감소될 수 있도록 도 6에 도시된 바와 같이, 흡입구(12)로부터 송풍팬(17) 및 실내열교환기(19)를 경유하여 토출구에 도달하는 시간을 고려하여 루버(15a~15d)가 개방되는 방향으로 회동을 개시하는 시점(t1,t3,t5,t7)보다 앞서서 송풍팬(17)의 회전속도를 감속하여 송풍팬(17)이 구동되도록 한다. 그리고, 루버(15a~15d)중 어느 한 쌍이 완전히 해당 토출구를 차단하는 시점(t2,t4,t6)에 앞서서 송풍팬(17)의 회전속도를 증대시켜 완전히 토출구가 차단된 시점(t2,t4,t6)에서는 증가된 속도로 운전되도록 함으로써 풍속을 증대시켜 난방기류가 바닥까지 도달할 수 있도록 한다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 흡입구 및 흡입구의 둘레에 복수의 토출구가 형성된 케이싱과, 케이싱의 내부 중앙에 배치된 송풍팬과, 송풍팬의 둘레에 배치되는 실내열교환기와, 각 토출구를 회동개폐하는 제1 내지 제4루버와, 상호 인접된 두 루버를 상호 일체로 회전가능하게 연결하는 제1 및 제2연결부재와, 제1 및 제2연결부재로 연결된 한 쌍의 루버를 회동구동시키는 제1 및 제2구동모터와, 냉방모드 및 난방모드중 어느 하나를 선택하는 운전모드선택부와, 난방모드시 제1 및 제2연결부재중 어느 하나에 의해 연결된 한 쌍의 루버가 해당 토출구를 차단한 경우 다른 하나에 의해 연결된 한 쌍의 루버가 해당 토출구를 개방하도록 제어하는 제어부를 마련함으로써, 냉방 및 난방시 서로 다른 토출기류가 형성되도록 하며 난방시 난방기류의 토출력을 증대시켜 난방기류를 바닥까지 도달시킬 수 있도록 하여 바닥의 온도를 상승시킬 수 있는 냉난방 겸용 천장형 공기조화기가 제공된다.
또한, 본 발명에 따르면, 송풍팬을 속도를 가변시킬 수 있도록 구성하고, 루버가 해당 토출구를 개방 또는 차단하는 상태로 회동하는 시간 또는 루버의 회동 시점 이전에 송풍팬의 회전속도를 감속시킴으로써 소음 발생을 억제시킬 수 있는 냉난방 겸용 천장형 공기조화기가 제공된다.

Claims (5)

  1. 저부면 중앙에 공기를 흡입할 수 있도록 흡입구와, 상기 흡입구의 둘레에 상호 직각되고 상호 인접되게 상기 흡입구의 둘레방향을 따라 형성된 제1 내지 제4토출구를 구비하여 천장에 매입설치되는 케이싱과; 상기 케이싱의 내부에 상기 흡입구를 통해 흡입된 공기를 상기 제1 내지 제4토출구를 통해 실내로 제공하는 송풍팬과; 상기 케이싱의 내부에 상기 송풍팬의 둘레방향을 따라 배치된 실내열교환기와; 폭방향을 따라 일측으로 편중되고 길이방향을 따라 돌출된 회동축을 구비하여 각 토출구를 개폐할 수 있도록 배치된 제1 내지 제4루버와; 상호 인접되고 서로 직각으로 배치된 상기 두 루버의 회동축에 양측 단부가 각각 일체로 회전가능하게 결합되는 제1 및 제2연결부재와; 상기 제1 및 제2연결부재를 각각 정역회전구동시키는 제1 및 제2구동모터와; 난방모드 및 냉방모드중 어느 하나를 선택하는 운전모드선택부와; 난방모드 선택시 제1 및 제2연결부재중 어느 하나에 의해 연결된 한 쌍의 루버가 해당 토출구를 차단할 경우, 다른 한 쌍의 루버가 해당 토출구를 개방하도록 상기 제1 및 제2구동모터를 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 냉난방 겸용 천장형 공기조화기.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 제1 및 제2연결부재중 어느 하나에 의해 상호 일체로 회전가능하게 연결된 한 쌍의 루버가 해당 토출구를 완전 차단하지 않은 상태에서 상기 제1 및 제2연결부재중 다른 하나에 의해 연결된 한 쌍의 루버가 해당 토출구를 개방할 수 있게 상기 각 루버의 개방시간이 차단시간보다 길어지도록 상기 제1 및 제2구동모터를 각각 제어하는 것을 특징으로 하는 냉난방 겸용 천장형 공기조화기.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는 난방모드 선택시 상기 제1 및 제2연결부재에 의해 각각 연결된 한 쌍의 루버의 개방시간이 상기 루버가 해당 토출구를 완전차단한 상태로 존재하는 시간보다 길도록 상기 제1 및 제2구동모터를 제어하는 것을 특징으로 하는 냉난방 겸용 천장형 공기조화기.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는 난방모드 선택시 상기 루버의 개방시 상기 루버가 60도 전후의 개방회동각도로 배치되도록 상기 제1 및 제2구동모터를 제어하는 것을 특징으로 하는 냉난방 겸용 천장형 공기조화기.
  5. 제1항 내지 제4항중 어느 한 항에 있어서,
    상기 송풍팬은 회전속도조절이 가능하며, 상기 제어부는 상기 제1 및 제2연결부재에 의해 일체로 회전가능하게 연결된 한 쌍의 루버가 해당 토출구를 개방 및 차단하는 위치로 각각 회동하는 구간에 소음이 감소될 수 있도록 상기 루버의 회동시간 동안 또는 상기 루버의 회동시점 이전에 소정 시간 동안 상기 송풍팬의 회전속도를 소정 감속시키는 것을 특징으로 하는 냉난방 겸용 천장형 공기조화기.
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