説明

熱交換器ユニット及びこれを備えた空気調和装置

【課題】熱交換効率が向上された空気調和装置の熱交換器ユニットを提供する。
【解決手段】本発明に係る空気調和装置の熱交換器ユニットは、第1内部流路が形成された第1胴体と、第1胴体の上端部に設けられた第1流入口と、第1胴体の下端部の一側角部に第1内部流路に再生空気が均一に流動されるように長軸(MA)が第1胴体の一側から他側に配置される楕円形に形成された第1流出口を備えた第1熱交換器、及び第2内部流路が形成された第2胴体と、第1流出口と連結され第2胴体の下端部の一側角部に第1流出口と対応する形状で設けられた第2流入口と、第2胴体の上端部の他側角部に設けられた第2流出口を備えた第2熱交換器とを含む。このような構成を有する熱交換器ユニットは第1流出口及び第2流入口が楕円形に成形されて流量均一度が向上され、これにより熱交換効率が向上される。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は空気調和装置に係り、さらに詳しくは除湿機能を備えた空気調和装置の熱交換器ユニットに関する。
【背景技術】
【0002】
除湿機能付き空気調和装置は除湿方式によって冷却式と非冷却式とに大別される。
【0003】
冷却除湿方式の空気調和装置は蒸発機に接触された外気を露点以下に冷却させ外気に含まれた水分を液化させることにより除湿を行なう。このような冷却除湿方式は外気が冷却された状態で室内に排出され、室内温度を一定に維持できないのみならず、蒸発機と室内温度との差が大きくない場合湿気が液化できなくて除湿が不可能な問題点がある。また、運転時蒸発機を外気の露点温度以下に冷却状態を維持すべきなので過渡なエネルギが使用されてメンテナンスに高費用がかかる問題点がある。このような点から外気を冷却させない非冷却除湿方法が用いられている。
【0004】
一般の非冷却除湿方式の空気調和装置は、流入された外気から水分を除去するためのデシカントユニット(Desiccant Unit)と、該デシカントユニットから水分を除去して前記デシカントユニットを乾燥再生させるためのヒータユニットと、該ヒータユニットにより加熱された再生空気を前記デシカントユニットに送風させるためのファンモータユニット及び前記デシカントユニットを通過して高温多湿の再生空気を流入される外部と熱交換させるための熱交換器ユニットを含む。
【0005】
前記熱交換器ユニットは、図1に示したように、第1熱交換器10と、第2熱交換器20を含む。
【0006】
前記第1熱交換器10には前記デシカントユニットを通過した高温多湿の再生空気が流入される第1流入口12が上端部に設けられ、前記第1流入口12に流入された再生空気が流出される第1流出口14が下端部の一側角部に設けられる。
【0007】
前記第2熱交換器20は前記第1流出口14と連結される第2流入口22が下端部の一側角部に設けられ、前記第2流入口22に流入された再生空気が排出される第2流出口24が上端部の他側角部に設けられる。
【0008】
一方、前記第1及び第2熱交換器10、20それぞれはその内部に多数の内部流路が形成されており、前記内部流路の間には外気が通過するスリット(S)が形成される。
【0009】
前述したような構造を有する熱交換器ユニットの効率は、第1及び第2熱交換器10、20内における再生空気の流量均一度と、再生空気が第1及び第2熱交換器10、20を通過する経路に依存する。すなわち、再生空気の流量均一度が高いほど、そして再生空気の経路が長いほど熱交換効率は向上される。このような点から前記第1流出口14及び第2流入口22が前記第1及び第2熱交換器10、20それぞれの下端部の一側角部に位置し、第2流出口24が第2熱交換器20の上端部の他側角部に位置する。
【0010】
しかし、前述したような流入口12、22及び流出口14、24の構造によれば、再生空気の流動経路が長くなる場合はあるが、第1熱交換器10の下端部の他側角部と第2熱交換器20の下端部の他側角部及び上端部の一側角部は再生空気の流動量が極めて減少される。このような流量均一度の低下により熱交換器ユニットは熱交換効率が低くなる。熱交換効率が低くなると、再生空気が前記デシカントユニットから水分を奪取する効率が低下して、結局空気調和装置の除湿効率が減少される。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0011】
本発明は前述したような問題点を解決するために案出されたもので、その目的は熱交換効率が向上された熱交換器ユニットを提供するところにある。
【0012】
本発明の他の目的は除湿効率が向上された空気調和装置を提供するところにある。
【課題を解決するための手段】
【0013】
前述したような目的を達成するために本発明に係る熱交換器ユニットは、外気が通過する多数の第1スリットが形成され、前記第1スリットの間に多数の第1内部流路が形成された第1胴体と、前記第1胴体の上端部に設けられ外気と熱交換するための再生空気が流入される第1流入口と、前記第1胴体の下端部の一側角部に前記第1内部流路に再生空気が均一に流動されるように長軸(MA)が前記第1胴体の一側から他側に配置される楕円状に形成され、前記第1流入口に流入された再生空気を前記第1胴体から排出させる第1流出口を備えた第1熱交換器、及び外気が通過する多数の第2スリットが形成され、前記第2スリットの間に多数の第2内部流路が形成された第2胴体と、前記第1流出口と連結され前記第2胴体の下端部の一側角部に前記第1流出口と対応する形状で設けられた第2流入口と、前記第2胴体の上端部の他側角部に設けられ前記第2流入口から流入された再生空気を前記第2胴体から排出させる第2流出口を備えた第2熱交換器とを含む。
【0014】
ここで、前記第1熱交換器は、前記第1胴体に前記第1流出口から他側に離隔して設置された少なくとも一つの第1補助流出口を備え、前記第2熱交換器は前記第1補助流出口と連結され、前記第2胴体に前記第2流入口から他側に離隔して設置された少なくとも一つの第2補助流入口を備えるのが望ましい。
【0015】
また、前記第1補助流出口及び前記第2補助流入口それぞれは前記第1流出口及び前記第2流入口それぞれよりサイズが小さく、前記第1補助流出口は複数個が前記第1流出口から他側方向に行くほど次第に小さくなるように前記第1胴体に形成され、前記第2補助流入口は複数個が前記第2流入口から他側方向に行くほど次第に小さくなるよう前記第2胴体に形成されることが良い。
【0016】
一方、前述したような目的は、外気が通過する多数の第1スリットが形成され、前記第1スリットの間に多数の第1内部流路が形成された第1胴体と、前記第1胴体の上端部に設けられ外気と熱交換するための再生空気が流入される第1流入口と、前記第1流入口に流入された再生空気を前記第1胴体から排出させるために前記第1胴体の下端部の一側角部から下端部の他側角部方向に行くほど次第に小さくなるように設けられた複数の第1流出口を備えた第1熱交換器、及び外気が通過する多数の第2スリットが形成され、前記第2スリットの間に多数の第2内部流路が形成された第2胴体と、前記第1流出口と連結され前記第2胴体の下端部に前記第1流出口と対応して設けられた第2流入口と、前記第2流入口から流入された再生空気を前記第2胴体から排出させるために前記第2胴体の上端部の他側角部に設けられた第2流出口を備えた第2熱交換器とを含む熱交換器ユニットによっても達成されうる。
【0017】
また、前述したような目的は、外気が通過する多数の第1スリットが形成され、前記第1スリットの間に第1内部流路が形成された第1胴体と、外気と熱交換するための再生空気を前記第1胴体の内部に流入させるために前記第1胴体の上端部に設けられた第1流入口と、前記第1流入口に流入された再生空気を前記第1胴体から排出させるために前記第1胴体の下端部の一側角部から下端部の他側角部方向に行くほどギャップ(G)が次第に小さくなるように設けられたスリット状の第1流出口を備えた第1熱交換器、及び外気が通過する多数の第2スリットが形成され前記第2スリットの間に第2内部流路が形成された第2胴体と、前記第1流出口と連結され、前記第2胴体の下端部の一側角部から下端部の他側角部方向に行くほどギャップ(G)が次第に小さくなるように設けられたスリット状の第2流入口と、前記第2流入口から流入された再生空気を前記第2胴体から排出させるために前記第2胴体の上端部の他側角部から上端部の一側角部方向に行くほどギャップ(G)が小さくなるスリット状の第2流出口を備えた第2熱交換器とを含む熱交換器ユニットによっても達成されうる。
【0018】
また、前述したような目的は、外気から水分を吸着するデシカントユニットと、外気を前記デシカントユニットに吸い込み、前記デシカントユニットにより水分が除去された外気を外部に排出させる外気用ファンモータユニットと、該デシカントユニットの吸着された水分を除去するためのヒータユニットと、前記ヒータユニットにより加熱された再生空気を前記デシカントユニットに送風させるための再生空気用ファンモータユニットと、内部流路が形成された第1胴体と、前記第1胴体の上端部に設けられ前記デシカントユニットを通過した再生空気が前記第1胴体の内部に流入される第1流入口と、前記第1胴体の下端部の一側角部に前記第1胴体の内部流路に再生空気が均一に流動されるように長軸(MA)が前記第1胴体の一側から他側に配置される楕円状に形成され、前記第1流入口に流入された再生空気が前記第1胴体から排出される第1流出口を備えた第1熱交換器、及び内部流路が形成された第2胴体と、前記第1流出口と連結され前記第2胴体の下端部の一側角部に前記第1流出口と対応する楕円状に設けられた第2流入口と、前記第2流入口に流入された再生空気を前記再生空気用ファンモータユニットに排出させるために前記第2胴体の上端部の他側角部に設けられた第2流出口を備えた第2熱交換器とを含む空気調和装置によっても達成されうる。
【0019】
また、前述したような目的は、外気から水分を吸着するデシカントユニットと、外気を前記デシカントユニットに吸い込み、前記デシカントユニットにより水分が除去された外気を排出させるための外気用ファンモータユニットと、前記デシカントユニットの吸着された水分を除去するためのヒータユニットと、該ヒータユニットにより加熱された再生空気を前記デシカントユニットに送風させるための再生空気用ファンモータユニットと、内部流路が形成された第1胴体と、前記デシカントユニットを通過した再生空気を前記第1胴体の内部に流入させるために前記第1胴体の上端部に設けられた第1流入口と、前記第1流入口に流入された再生空気を前記第1胴体から排出させるために前記第1胴体の下端部の一側角部から下端部の他側角部方向に行くほど次第にサイズが小さくなるように設けられた複数の第1流出口を備えた第1熱交換器、及び内部流路が形成された第2胴体と、前記第1流出口と連結され前記第2胴体の一側角部から他側角部方向に行くほど次第にサイズが小さくなるように前記第2胴体に設けられた第2流入口と、前記第2流入口から流入された再生空気を前記再生空気用ファンモータユニットに排出させるために前記第2胴体の上端部の他側角部に設けられた第2流出口を備えた第2熱交換器とを含む空気調和装置によっても達成されうる。
【0020】
また、前述したような目的は、外気から水分を吸着するデシカントユニットと、外気を前記デシカントユニットに吸い込み、前記デシカントユニットにより水分が除去された外気を排出させるための外気用ファンモータユニットと、外気から吸着された前記デシカントユニットの水分を除去するためのヒータユニットと、前記ヒータユニットにより加熱された再生空気を前記デシカントユニットに送風させるための再生空気用ファンモータユニットと、内部流路が形成された第1胴体と、前記デシカントユニットを通過した再生空気を前記第1胴体の内部に流入させるために前記第1胴体の上端部に設けられた第1流入口と、前記第1流入口に流入された再生空気を前記第1胴体から排出させるために前記第1胴体の下端部の一側 角部から他側角部方向に行くほどギャップ(G)が次第に小さくなるように設けられたスリット状の第1流出口を備えた第1熱交換器、及び内部流路が形成された第2胴体と、前記第1流出口と連結され前記第2胴体の下端部の一側角部から他側角部方向に行くほどギャップ(G)が次第に小さくなるように設けられたスリット状の第2流入口と、前記第2流入口から流入された再生空気を前記再生空気用ファンモータユニットに排出させるために前記第2胴体の上端部の他側角部から上端部の一側角方向に行くほどギャップ(G)が小さくなるように設けられたスリット状の第2流出口を備えた第2熱交換器とを含む空気調和装置によっても達成されうる。
【発明の効果】
【0021】
以上述べたように、本発明によれば第1熱交換器の第1流出口及び第2熱交換器の第2流入口を楕円形に成形することにより、第1及び第2内部流路内における再生空気の流量均一度が向上され熱交換器ユニットの熱交換効率が向上される。
【0022】
また、本発明によれば、第1補助流出口及び第2補助流入口を形成したり、第1流出口と第2流入口及び第2流出口を一方向に行くほどそのサイズが小さくなるように多数個形成して、第1及び第2熱交換器の流量均一度がさらに向上される。
【0023】
また、第1流出口と第2流入口及び第2流出口を一方向に行くほど次第にギャップが小さくなるスリット状に形成して、流量均一度を最大化することができる。
【0024】
このように本発明によれば、第1及び第2熱交換器の流量均一度の向上により熱交換器ユニットの熱交換効率が向上され、結局空気調和装置の除湿効率を向上させることができるようになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0025】
以下、本発明の一実施例による空気調和装置について詳述する。
【0026】
図2を参照すれば、本発明の一実施例による空気調和装置は、フレーム100、デシカントユニット110、外気用ファンモータユニット120、再生空気用ファンモータユニット130、ヒータユニット140及び熱交換器ユニット150を含む。
【0027】
前記フレーム100は、その一面に前記デシカントユニット110が結合する受容部102が設けられ、他面には前記外気用ファンモータユニット120が結合される。また、前記フレーム100の内部には前記再生空気用ファンモータユニット130と前記ヒータユニット140が設けられる。このようなフレーム100は本体フレーム(図示せず)に支持される。
【0028】
前記デシカントユニット110は、ロータケース111と、該ロータケース111に回転自在に設けられるデシカントロータ112、該デシカントロータ112を回転させるための駆動モータ116、及び該駆動モータ116の動力を前記デシカントロータ112に伝達するための動力伝達部材117を含む。
【0029】
前記ロータケース111は前記フレーム100の受容部102に螺子などにより結合され、前記ロータケース111の中心部に前記デシカントロータ112が結合される軸111aが形成される。
【0030】
前記デシカントロータ112は、外周面に沿ってギア113が形成されたアウタリム(Outer Rim)114と、該アウターリム114の内部に結合されるデシカント115を含む。一般にデシカント(desiccant)115とは湿気について強い親和力があるもので、周囲空気で直接に水分を吸収できる物質を指す。一例に、前記デシカント115はその内部にセラミック繊維質の平面紙と波形紙を交代に巻き上げた円筒形であって、その内部にはシリカゲル(silica gel)がコーティングされており、表面には多数の微細な孔が形成された形態に具現されうる。
【0031】
このようなデシカント115は、図5に示したように、外気から水分を吸着するための除湿領域(DHD)と外気から吸着された水分を除去するための再生領域(RD)とに分類でき、前記再生領域(RD)は再び吸着された水分を乾燥するための乾燥領域(DD)と該乾燥領域(DD)により加熱されたデシカント115を冷却させるための冷却領域(CD)とに分類されうる。前述したデシカント115の構造は既に公知の技術なので、その構造及び機能に対する詳細な説明は省く。前記デシカント115はロータケース111の軸111aに結合される軸受115aに結合され、デシカントロータ112が前記ロータケース111に回転自在に支持される。
【0032】
前記駆動モータ116は前記デシカントロータ112を回転させるための駆動源であって、本体フレーム(図示せず)に支持される。このような駆動モータ116は制御部(図示せず)と電気的に通信可能に連結され、前記制御部からの電気的信号に応じて一定周期で、または所定データ値により駆動される。
【0033】
前記動力伝達部材117は前記駆動モータ116の駆動軸116aの一端に設けられた駆動ギア118と該駆動ギア118にギア結合される従動ギア119を含む。前記従動ギア119はアウターリム114に形成されたギア113に結合される。従って、駆動モータ116が駆動されれば、前記駆動ギア118の回転により従動ギア119が回転し、前記従動ギア119は前記アウターリム114を回転させる。本実施例では前記動力伝達部材117として駆動ギア118及び従動ギア119を例示したが、その他プーリ及び駆動ベルトなど多様な動力伝達装置が用いられる。
【0034】
前記外気用ファンモータユニット120は外気の排出を導くためのダクト122と該ダクト122に設けられる送風ファン124を含む。前記ダクト122は前記フレーム100の他面にネジなどにより締結される。このような構造を有する外気用ファンモータユニット120が駆動されれば、除湿しようとする外気は本体フレーム(図示せず)に形成された流入口に流入され、流入された外気は熱交換器ユニット150、デシカント115及びフレーム100の受容部102を順に通過してダクト122に流入され、ダクト122に流入された空気は本体フレーム(図示せず)により形成された排出口を通じて外部に吐き出される。
【0035】
前記再生空気用ファンモータユニット130は、再生空気を循環させるためのもので、前記フレーム100に支持され、その入口は前記再生空気用ダクト132と連結され、その出口はヒータユニット140の流入口147と連結される。すなわち、前記再生空気用ファンモータユニット130は熱交換器ユニット150を通過した乾燥状態の低温再生空気を前記ヒータユニット140の流入口147に強制送風する。
【0036】
前記ヒータユニット140はヒータケース141と発熱体149を含む。
【0037】
前記ヒータケース141は分離壁142により前記発熱体149が設けられる加熱部143と加熱されていない再生空気をデシカント115に送風させるためのパージ部144に区画される。前記分離壁142には連結孔145が形成され、この連結孔145により前記加熱部143と前記パージ部144は相互連通される。また、前記ヒータケース141のパージ部144には再生空気用ファンモータユニット130の出口と連通される流入口147が設けられ、前記パージ部144の前記デシカント115との対向面には前記流入口147に流入された空気が加熱されないままデシカント115の冷却領域(CD、図5参照)に吐き出させるための多数の流出通孔146が形成される。前記加熱部143の前記デシカント115との対向面には再生空気を前記デシカント115に排出させるための流出口148が設けられる。
【0038】
前記発熱体149は、デシカント115の乾燥領域(DD、図5参照)に吐き出させるための再生空気を加熱すると共に、デシカント115の乾燥領域(DD、図5参照)に輻射熱を伝達するためのもので、複数の加熱コイル149を含む。このような加熱コイル149は雲母板に巻かれたニクロム線を巻線する方法など多様な方法で作製できる。また、本実施例とは違って、前記発熱体149は熱伝素子など多様な発熱素子が使用されうる。
【0039】
図3及び図4を参照すれば、前記熱交換器ユニット150は、本体フレーム(図示せず)に支持され、相互連通された第1及び第2熱交換器160、170を含む。
【0040】
前記第1熱交換器160は、第1胴体161と、該第1胴体161の上端部に設けられる第1流入口162と、前記第1胴体161の下端部の一側(L1)角部に設けられた第1流出口163を含む。
【0041】
前記第1胴体161には、前記第1流入口162に流入される再生空気が通過する多数の第1内部流路164が形成され、前記第1内部流路164の間には外気が通過する第1スリット165が形成される。
【0042】
前記第1流入口162はロータケース111(図2参照)と連通されデシカント115を通過した再生空気が流入される。前記第1流入口162は第1胴体161の上端部の中央に下部と両側面に再生空気が流入されうる形状を有する。このような形状により、デシカント115を通過して高温多湿の状態である再生空気がさらに均一に第1内部流路164に流入される。しかし、第1内部流路164内の流量分布は流路内の流動抵抗及び第1流出口163の位置に依存するようになる。従って、以下では第1内部流路164の流量均一度を向上させるための第1流出口163の構造について説明する。
【0043】
前記第1流出口163は、前述したように、第1胴体161の下端部の一側(L1)角部に設けられ、第1流出口163の外周には後述する第2熱交換器170の第2流入口172に挿着される結合リブ163aが設けられ、その断面は楕円形状を有する。前記楕円の長軸(MA:Major Axis)は前記第1胴体161の下端部の一側(L1)から他側(R1)に配置される。すなわち、前記第1流出口163は第1胴体161の図面上左右方向に平らな楕円状に成形される。このような構造により、第1流入口162から第1流出口163まで最短経路が長くなって、前記第1流入口162から第1流出口163に到達するための第1内部流路164の流動抵抗が増加するようになる。このような流動抵抗の増加は第1流入口162に流入された再生空気が第1流出口163までの最短経路を通じて流動することを減らし、よって第1胴体161の下端部他側(R1)の第1内部流路164を通じて流動する再生空気が増加するようになる。従って、再生空気が第1熱交換器160を通過する時間が延びるのみならず流動均一度が向上され、熱交換効率が向上される。
【0044】
また、第1流出口163が楕円形を有することにより、第1流出口163と第1胴体161の他側(R1)までの距離が短縮されて再生空気が第1胴体161の他側(R1)にさらに多く流動され、流動の均一度はさらに向上される。
【0045】
前述した効果を裏付けるため、既存の円形の第1流出口14(図1参照)が形成された第1熱交換器10(図1参照)と、楕円形の第1流出口163が形成された第1熱交換器160の流量不均一度を測定するためのコンピュータシミュレーション試験が行なわれた。シミュレーション試験結果、既存の第1熱交換器10(図1参照)の流量不均一度が2.63である一方、第1実施例による第1熱交換器160の流量不均一度は2.38で測定され、流量均一度が約9.5%程度向上された。
【0046】
以上のような構造で、前記第1流入口162に流入された再生空気は第1内部流路164を通過しつつ、前記第1スリット165を通過する外気と熱を交換するようになる。これにより、再生空気は露点以下の温度に冷却され再生空気に含まれた水蒸気形態の水分は液化され第1ドレイン166を通じて水受け桶(図示せず)に収集される。
【0047】
前記第2熱交換器170は、第2胴体171と、前記第2胴体171の下端部に一側(L2)の角部に設けられる第2流入口172と、前記第2胴体171の上端部他側(R2)の角部に設けられた第2流出口173を含む。
【0048】
前記第2胴体171には、前記第1胴体161と同一に前記第2流入口172に流入される再生空気が通過する多数の第2内部流路174が形成され、前記第2内部流路174の間には外気が通過する第2スリット175が形成される。但し、前記第2胴体171は第1胴体161より上下方向の長さが大きい。これは、第2胴体171が前記第1胴体161の干渉なしで再生空気用ダクト132(図2参照)を通じて再生空気用ファンモータユニット130(図2参照)と結合させるためである。
【0049】
前記第2流入口172は前記第1流出口163と対応する形状、すなわち同一な楕円状を有し、前記第1流出口163の結合リブ163aが挿入される形態で第1流出口163と連結される。従って、前記第1流出口163を通じて排出された再生空気は前記第2流入口172に流入される。
【0050】
前記第2流出口173は第2胴体171の上端部の他側(R2)角部に円形に設けられる。前記第2流出口173は一端が再生空気用ファンモータユニット130(図2参照)の入口と連結された再生空気用ダクト132(図2参照)の他端が挿入される。
【0051】
このように第2熱交換器170の第2流入口172も、第1流出口163のように楕円形に成形され、第2流入口172と第2流出口173との最短経路が長くなり、第2内部流路174の流動抵抗が増加するようになる。このような流動抵抗の増加は第2流入口172に流入された再生空気が第2流出口173までの最短経路を通じて流動する流量を減らし、これにより第2胴体171の下端部の他側(R2)及び上端部一側(L2)の第2内部流路174を通じて流動する再生空気の流量が増加するようになる。従って、再生空気が第2熱交換器170を通過する時間が延びるのみならず、流量均一度が向上され熱交換効率が向上される。また、第2流入口172が楕円状を有することにより、第2流入口172と第2胴体171の他側(R2)までの距離が短縮されて再生空気が第2胴体171の他側(R2)にさらに多く流動され、流量均一度はさらに向上される。
【0052】
前述した効果を裏付けるため、既存の円形の第2流入口22(図1参照)を有する第2熱交換器20(図1参照)と、楕円の第2流入口172を有する第2熱交換器170の流量不均一度を測定するためのコンピュータシミュレーション試験が行なわれた。シミュレーション試験結果、既存の第2熱交換器20(図1参照)の流量不均一度が4.0である一方、第1実施例に係る第2熱交換器170の流量不均一度は3.02であって、流量均一度が約24.5%程度向上された。
【0053】
このような構造により、前記第2流入口172に流入された再生空気は第2内部流路174を通過しつつ、前記第2スリット175を通過する外気と熱を交換するようになる。これにより、再生空気は露点以下の温度に冷却され再生空気に含まれた水蒸気状態の水分は液化され第2ドレイン176を通じて水受け桶(図示せず)に収集される。
【0054】
以下、図5を参照して本発明の一実施例による空気調和装置の動作について説明する。
【0055】
図5を参照すれば、外気用ファンモータユニット120の駆動により、外気(PA)は第1及び第2熱交換器160、170のスリット165、175を通過してデシカント115の除湿領域(DHD)に流入される。デシカント115の除湿領域(DHD)に流入された外気はデシカント115により水分が奪取される。さらに詳述すれば、デシカント115の表面の蒸気圧が外気(PA)の蒸気圧より低くて、外気(PA)の水分が前記デシカント115に吸着される。デシカント115により水分が除去された外気(PA)は外気用ファンモータユニット120により外部に排出される。
【0056】
一方、デシカント115を繰り返して使用するため前記デシカント115に吸着された水分が除去されるべきである。これを除去するため、デシカント115を回転させて水分が吸着された除湿領域(DHD)を乾燥領域(DD)に移動させるべきである。このため、制御部(図示せず)は駆動モータ116を駆動させる。駆動モータ116が駆動されれば、駆動ギア118が回転して従動ギア119を回転させる。従動ギア119が回転すれば、リム114の外周に沿って形成されたギア113に動力が伝達されてデシカントロータ112がA方向に回転して、デシカント115の水分が吸着された部分は乾燥領域(DD)に到達するようになる。前記制御部は前記駆動モータ116を連続的に回転させられるのみならず、デシカント115に吸着された水分量により駆動モータ116の回転を制御することもできる。
【0057】
デシカント115の水分吸着部分が乾燥領域(DD)に到達すれば、発熱体149により加熱された再生空気(RA)及び発熱体149の輻射熱により加熱されデシカント115に吸着された水分は気化する。
【0058】
さらに詳述すれば、乾燥領域(DD)のデシカント115の表面は加熱されその表面の蒸気圧が再生空気(RA)の蒸気圧より高くなり、これによりデシカント115の水分はデシカント115の表面から蒸発される。
【0059】
乾燥領域(DD)で水分が除去されたデシカント115は回転し続けて冷却領域(CD)に達するようになる。冷却領域(CD)に達すれば、加熱されていない再生空気(RA)がパージ部144の流出通孔146を通じてデシカント115に送風される。これによりデシカント115は冷却され、その表面の蒸気圧が低くなる。従って、冷却領域(CD)を通過したデシカント115の除湿能は再び回復及び上昇し、除湿領域(DHD)に移動して外気(PA)から水分を吸着できるようになる。前述したような一連の過程を繰り返すことにより、デシカント115は反復的に外気(PA)から湿気を除去できるようになる。
【0060】
一方、再生空気(RA)の循環過程を見ると、再生空気用ファンモータユニット130の駆動により再生空気(RA)はヒータケース141の流入口147に流入される。流入された再生空気(RA)の一部はパージ部144の流出通孔146を通じて冷却領域(CD)に送風され、残り一部は加熱部143を通過する。加熱部143を通過した再生空気(RA)は発熱体149により加熱され高温の再生空気(RA)になる。高温の再生空気(RA)はヒータケース141の流出口148を通じて乾燥領域(DD)に送風され乾燥領域(DD)に位置したデシカント115の水分を除去する。
【0061】
前記デシカント115から除去された水分を含んだ高温多湿の再生空気(RA)は第1熱交換器160の第1流入口162に流入される。第1流入口162に流入された再生空気(RA)は第1内部流路164(図4参照)を通過しつつ、外気(PA)と熱交換され冷却され、これにより再生空気(RA)に含まれた気体状態の水分は液化され第1ドレイン166を通じて水受け桶(図示せず)に収集される。
【0062】
第1内部流路164(図4参照)を通過した再生空気(RA)は第1流出口163を通じて排出され第2熱交換器170の第2流入口172に流入される。第2流入口172に流入された再生空気(RA)は第2内部流路174(図4参照)を通過しつつ外気(PA)と熱交換されて再び冷却され、これにより再生空気(RA)に含まれた残り気体状態の水分は液化され第2ドレイン176を通じて水受け桶(図示せず)に排出される。
【0063】
この際、前述したように第1流出口163及び第2流入口172が楕円形に形成され、流量均一度が向上され、これにより熱交換器ユニット150の熱交換効率が向上される。熱交換効率が向上されると、再生空気(RA)はさらに乾燥状態でデシカント115を通過するようになり、これによりデシカント115は外気(PA)からさらに多量の水分を吸着できるようになって、結局除湿效率が向上される。
【0064】
第1及び第2熱交換器160、170を通過しつつ、水分が除去された再生空気(RA)は第2流出口173と再生空気用ダクト132(図2参照)を通じて再生空気用ファンモータユニット130に流入される。
【0065】
前述したような再生空気(RA)と外気(PA)の循環過程を通じて、繰り返して外気(PA)の除湿作業が行えるようになる。
【0066】
図6を参照すれば、本発明の第2実施例による熱交換器ユニット250は、本発明の第1実施例とは違って、第1及び第2胴体261、271の下端部の他側R1、R2にそれぞれ第1補助流出口281及び第2補助流入口282が形成される。前記第1補助流出口281及び第2補助流入口282のそれぞれは第1流出口263及び第2流入口272よりサイズが小さく形成される。これは、第1流出口263及び第2流入口272を通じて流動する再生空気の流量を第1補助流出口281及び第2補助流入口282を通じて流動する再生空気の流量より大きくして、できるだけ再生空気が通過する経路を長くするためである。
【0067】
前述したような構造により、第1及び第2熱交換器260、270の流量均一度はさらに向上して、熱交換効率が一層アップし、これにより空気調和装置の除湿効率も向上される。
【0068】
図7は本発明の第3実施例による熱交換器ユニット350を示した図であって、本発明の第3実施例による熱交換器ユニット350は、多数の第1流出口363が設けられ、多数の第1流出口363は第1胴体361の一側(L1)から他側(R1)へ行くほど次第にそのサイズが小さくなる。そして、第2流入口372は前記第1流出口363に対応する個数及び形状で下端部に形成される。
【0069】
このような構造により、第1及び第2熱交換器360、370の流量均一度はさらに向上される。
【0070】
図8は本発明の第4 実施例による熱交換器ユニット450を示した図であって、本発明の第4実施例によれば、本発明の第3実施例とは違って、第2熱交換器470の第2流出口473が多数個設けられ、前記多数の第2流出口473は第2胴体471の上端部の他側(R2)から一側(L2)に行くほど次第にそのサイズが小さくなる。
【0071】
また、本発明の第4実施例によれば、多数の第2流出口473と再生空気用ダクト132(図2参照)は連結部材490により連結される。前記連結部材490は、その一端に前記多数の第2流出口473と連結される多数の流入口が設けられ、他端には前記多数の流入口に流入された再生空気を収斂して前記再生空気用ダクト132に排出するための一つの流出口が形成される。
【0072】
このように第2流出口473が多数個で構成されることにより第2胴体471の流量均一度は極大化でき、これにより第2熱交換器470の熱交換効率を一層向上させることができる。
【0073】
図9は本発明の第5実施例による熱交換器ユニット550を示した図であって、本発明の第5実施例によれば、第1流出口563は第1胴体561の下端部の一側(L1)角部から他側(R1)角部までスリット状に形成され、そのギャップ(G)は第1胴体561の下端部の一側(L1)から他側(R1)へ行くほど次第に小さくなる。
【0074】
そして、第2流入口572は前記第1流出口563に対応するように、第2胴体571の一側(L2)から他側(R2)へ行くほど次第にギャップ(G)が小さくなるスリット状に形成される。
【0075】
一方、第2流出口573は前記第2胴体571の上端部の他側(R2)角部から一側(L2)角部に行くほど次第にギャップ(G)が小さくなるスリット状に形成される。
【0076】
そして、本発明の第5実施例によれば、連結部材590が第2流出口573と再生空気用ダクト132(図2参照)とを連結する。前記連結部材590はその一端が第2流出口573に対応する形状で形成されて第2流出口573に挿入される形態で第2流出口573に結合され、他端は再生空気用ダクト132(図2参照)に連結される。
【0077】
前述したような構造により、再生空気の流動経路を最大限長く維持しつつ再生空気の流量均一度を最大化できて、熱交換器ユニット550の熱交換効率を最大化することができる。
【0078】
以上、本発明を本発明の原理を例示するための望ましい実施例と関連して示しかつ説明したが、本発明はそのように示しかつ説明されたままの構成及び作用に限定されることではない。すなわち、本発明の属する技術分野における通常の知識を有する者なら特許請求の範囲の思想及び範疇を逸脱せず本発明に対する多数の変更及び修正が可能であることはよく理解できよう。
【0079】
従って、そのような全ての適切な変更及び修正と均等物も本発明の範囲に属することと見做されるべきである。
【図面の簡単な説明】
【0080】
【図1】従来の熱交換器ユニットを概略的に示した斜視図である。
【図2】本発明の第1実施例による空気調和装置を概略的に示した分解斜視図である。
【図3】図2に示した空気調和装置の熱交換器ユニットを抜粋して概略的に示した分解斜視図である。
【図4】図2のIV-IVに沿って切開した断面図である。
【図5】図1に示した空気調和装置の動作を説明するための概念図である。
【図6】本発明の第2実施例による熱交換器ユニットを概略的に示した分解斜視図である。
【図7】本発明の第3実施例による熱交換器ユニットを概略的に示した分解斜視図である。
【図8】本発明の第4実施例による熱交換器ユニットを概略的に示した分解斜視図である。
【図9】本発明の第5実施例による熱交換器ユニットを概略的に示した分解斜視図である。

【特許請求の範囲】
【請求項1】
外気が通過する多数の第1スリットが形成され、前記第1スリットの間に多数の第1内部流路が形成された第1胴体と、
前記第1胴体の上端部に設けられ、外気と熱交換するための再生空気が流入される第1流入口と、
前記第1胴体の下端部の一側角部に前記第1内部流路に再生空気が均一に流動されるように長軸が前記第1胴体の一側から他側に配置される楕円状に形成され、前記第1流入口に流入された再生空気を前記第1胴体から排出させる第1流出口を備えた第1熱交換器と、
外気が通過する多数の第2スリットが形成され、前記第2スリットの間に多数の第2内部流路が形成された第2胴体と、
前記第1流出口と連結され、前記第2胴体の下端部の一側角部に前記第1流出口と対応する形状に設けられた第2流入口と、
前記第2胴体の上端部の他側角部に設けられ、前記第2流入口から流入された再生空気を前記第2胴体から排出させる第2流出口を備えた第2熱交換器とを含む熱交換器ユニット。
【請求項2】
前記第1熱交換器は前記第1胴体に前記第1流出口から他側に離隔して設置された少なくとも一つの第1補助流出口を備え、
前記第2熱交換器は前記第1補助流出口と連結され、前記第2胴体に前記第2流入口から他側に離隔して設置された少なくとも一つの第2補助流入口とを備えることを特徴とする請求項1に記載の熱交換器ユニット。
【請求項3】
前記第1補助流出口及び前記第2補助流入口のそれぞれは前記第1流出口及び前記第2流入口のそれぞれよりサイズが小さいことを特徴とする請求項2に記載の熱交換器ユニット。
【請求項4】
前記第1補助流出口は複数個が前記第1流出口から他側方向に行くほど次第に小さくなるように前記第1胴体に形成され、
前記第2補助流入口は複数個が前記第2流入口から他側方向に行くほど次第に小さくなるように前記第2胴体に形成されることを特徴とする請求項3に記載の熱交換器ユニット。
【請求項5】
前記第2流出口は複数個が前記第2胴体の上端部の他側から一側に行くほど次第にそのサイズが小さくなるように前記第2胴体に設けられることを特徴とする請求項1ないし4に記載の熱交換器ユニット。
【請求項6】
外気が通過する多数の第1スリットが形成され、前記第1スリットの間に多数の第1内部流路が形成された第1胴体と、
前記第1胴体の上端部に設けられ外気と熱交換するための再生空気が流入される第1流入口と、
前記第1流入口に流入された再生空気を前記第1胴体から排出させるために前記第1胴体の下端部の一側角部から下端部の他側角部方向に行くほど次第にサイズが小さくなるように設けられた複数の第1流出口を備えた第1熱交換器と、
外気が通過される多数の第2スリットが形成され、前記第2スリットの間に多数の第2内部流路が形成された第2胴体と、
前記第1流出口と連結され、前記第2胴体の下端部に前記第1流出口と対応して設けられた第2流入口と、
前記第2流入口から流入された再生空気を前記第2胴体から排出させるために前記第2胴体の上端部の他側角部に設けられた第2流出口を備えた第2熱交換器とを含む熱交換器ユニット。
【請求項7】
前記第2流出口は複数個が前記第2胴体の上端部の他側から一側に行くほど次第にそのサイズが小さくなるように前記第2胴体に設けられることを特徴とする請求項6に記載の熱交換器ユニット。
【請求項8】
外気が通過する多数の第1スリットが形成され、前記第1スリットの間に第1内部流路が形成された第1胴体と、
外気と熱交換するための再生空気を前記第1胴体の内部に流入させるために前記第1胴体の上端部に設けられた第1流入口と、
前記第1流入口に流入された再生空気を前記第1胴体から排出させるために前記第1胴体の下端部の一側角部から下端部の他側角部方向に行くほどギャップ(G)が次第に小さくなるように設けられたスリット状の第1流出口を備えた第1熱交換器と、
外気が通過する多数の第2スリットが形成され、前記第2スリットの間に第2内部流路が形成された第2胴体と、
前記第1流出口と連結され、前記第2胴体の下端部の一側角部から下端部の他側角部方向に行くほどギャップが次第に小さくなるように設けられたスリット状の第2流入口と、
前記第2胴体の上端部の他側角部に設けられ前記第2流入口から流入された再生空気を前記第2胴体から排出させる第2流出口を備えた第2熱交換器とを含む熱交換器ユニット。
【請求項9】
前記第2流出口は前記第2胴体の上端部の他側角部から上端部の一側角部方向に行くほどギャップが小さくなるスリット状よりなることを特徴とする請求項8に記載の熱交換器ユニット。
【請求項10】
外気から水分を吸着するデシカントユニットと、
外気を前記デシカントユニットに吸い込み、前記デシカントユニットにより水分が除去された外気を外部に排出させる外気用ファンモータユニットと、
前記デシカントユニットの吸着された水分を除去するために再生空気を加熱するヒータユニットと、
前記ヒータユニットにより加熱された再生空気を前記デシカントユニットに送風させるための再生空気用ファンモータユニットと、
内部流路が形成された第1胴体と、前記第1胴体の上端部に設けられ前記デシカントユニットを通過した再生空気が前記第1胴体の内部に流入される第1流入口と、前記第1胴体の下端部の一側角部に前記第1胴体の内部流路に再生空気が均一に流動されるように長軸が前記第1胴体の一側から他側へ配置される楕円状に形成され、前記第1流入口に流入された再生空気が前記第1胴体から排出される第1流出口を備えた第1熱交換器と、
内部流路が形成された第2胴体と、前記第1流出口と連結され、前記第2胴体の下端部の一側角部に前記第1流出口と対応する楕円状に設けられた第2流入口と、前記第2流入口に流入された再生空気を前記再生空気用ファンモータユニットに排出させるために前記第2胴体の上端部の他側角部に設けられた第2流出口を備えた第2熱交換器とを含む空気調和装置。
【請求項11】
前記第1熱交換器は前記第1胴体に前記第1流出口から他側角部に離隔して設置された少なくとも一つの第1補助流出口を備え、
前記第2熱交換器は前記第1補助流出口と連結され、前記第2胴体に前記第2流入口から他側に離隔して設置された少なくとも一つの第2補助流入口とを備えることを特徴とする請求項10に記載の空気調和装置。
【請求項12】
前記第1補助流出口及び前記第2補助流入口のそれぞれは前記第1流出口及び前記第2流入口それぞれよりサイズが小さいことを特徴とする請求項11に記載の空気調和装置。
【請求項13】
前記第1補助流出口は、複数個が前記第1流出口から前記第1胴体の他側方向に行くほど次第に小さくなるように前記第1胴体に形成され、
前記第2補助流入口は複数個が前記第2流入口から他側方向に行くほど次第に小さくなるように前記第2胴体に形成されることを特徴とする請求項12に記載の空気調和装置。
【請求項14】
前記第2流出口は複数個が前記第2胴体の上端部の他側から一側に行くほど次第にそのサイズが小さくなるように前記第2胴体に設けられることを特徴とする請求項10ないし13に記載の空気調和装置。
【請求項15】
外気から水分を吸着するデシカントユニットと、
外気を前記デシカントユニットに吸い込み、前記デシカントユニットにより水分が除去された外気を排出させるための外気用ファンモータユニットと、
前記デシカントユニットの吸着された水分を除去するために再生空気を加熱するヒータユニットと、
前記ヒータユニットにより加熱された再生空気を前記デシカントユニットに送風させるための再生空気用ファンモータユニットと、
内部流路が形成された第1胴体と、前記デシカントユニットを通過した再生空気を前記第1胴体の内部に流入させるために前記第1胴体の上端部に設けられた第1流入口と、前記第1流入口に流入された再生空気を前記第1胴体から排出させるために前記第1胴体の下端部の一側角部から下端部の他側角部方向に行くほど次第にサイズが小さくなるように設けられた複数の第1流出口を備えた第1熱交換器と、
内部流路が形成された第2胴体と、前記第1流出口と連結され、前記第2胴体の一側角部から他側角部方向に行くほどサイズが次第に小さくなるように前記第2胴体に設けられた第2流入口と、
前記第2流入口から流入された再生空気を前記再生空気ファンモータユニットに排出させるために前記第2胴体の上端部の他側角部に設けられた第2流出口を備えた第2熱交換器とを含む空気調和装置。
【請求項16】
前記第2流出口は複数個が前記第2胴体の上端部の他側から一側に行くほど次第にサイズが小さくなるように前記第2胴体に設けられることを特徴とする請求項15に記載の空気調和装置。
【請求項17】
外気から水分を吸着するデシカントユニットと、
外気を前記デシカントユニットに吸い込み、前記デシカントユニットにより水分が除去された外気を排出させるための外気用ファンモータユニットと、
外気から吸着された前記デシカントユニットの水分を除去するために再生空気を加熱するヒータユニットと、
前記ヒータユニットにより加熱された再生空気を前記デシカントユニットに送風させるための再生空気用ファンモータユニットと、
内部流路が形成された第1胴体と、前記デシカントユニットを通過した再生空気を前記第1胴体の内部に流入させるために前記第1胴体の上端部に設けられた第1流入口と、前記第1流入口に流入された再生空気を前記第1胴体から排出させるために前記第1胴体の下端部の一側角部から他側角部方向に行くほどギャップが次第に小さくなるように設けられたスリット状の第1流出口を備えた第1熱交換器と、
内部流路が形成された第2胴体と、前記第1流出口と連結され、前記第2胴体の下端部の一側角部から他側角部方向に行くほどギャップが次第に小さくなるように設けられたスリット状の第2流入口と、前記第2胴体の上端部の他側角部に設けられ前記第2流入口から流入された再生空気を前記第2胴体から排出させる第2流出口を備えた第2熱交換器とを含む空気調和装置。
【請求項18】
前記第2流出口は前記第2胴体の上端部の他側角部から上端部の一側角部方向に行くほどギャップが小さくなるスリット状よりなることを特徴とする請求項17に記載の空気調和装置。

【図1】
image rotate

【図2】
image rotate

【図3】
image rotate

【図4】
image rotate

【図5】
image rotate

【図6】
image rotate

【図7】
image rotate

【図8】
image rotate

【図9】
image rotate


【公開番号】特開2007−101172(P2007−101172A)
【公開日】平成19年4月19日(2007.4.19)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2006−274124(P2006−274124)
【出願日】平成18年10月5日(2006.10.5)
【出願人】(502032105)エルジー エレクトロニクス インコーポレイティド (2,269)
【Fターム(参考)】