WO2024181784A1 - 이산화탄소 흡착을 위한 공조 장치와 그 방법 - Google Patents

이산화탄소 흡착을 위한 공조 장치와 그 방법 Download PDF

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강용태
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고영덕
김민재
김성곤
이재원
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    • Y02C—CAPTURE, STORAGE, SEQUESTRATION OR DISPOSAL OF GREENHOUSE GASES [GHG]
    • Y02C20/00—Capture or disposal of greenhouse gases
    • Y02C20/40—Capture or disposal of greenhouse gases of CO2

Definitions

  • the present disclosure relates to an air conditioning apparatus and method for reducing indoor carbon dioxide concentration using a carbon dioxide adsorption filter.
  • An air conditioning device such as an air purifier or a ventilator can be utilized to control indoor air quality.
  • the air conditioning device can be referred to as an energy recovery ventilator (ERV) or a heat exchanger.
  • EUV energy recovery ventilator
  • heat exchange can occur between air discharged from indoors to outdoors and air brought into indoors from outdoors.
  • the air conditioner may be equipped with a filter to remove harmful substances inside.
  • the filter applied to the air conditioner may vary in type depending on the target to be removed, such as fine dust, yellow dust, pollen, or bacteria.
  • CO2 carbon dioxide
  • breathing, cooking, etc. in confined spaces can cause indoor carbon dioxide concentrations to increase. If a person is continuously exposed to high concentrations of carbon dioxide, it can cause discomfort, difficulty concentrating, or headaches.
  • the average concentration of carbon dioxide outdoors is about 400 to 500 ppm (parts per million), and the appropriate concentration of carbon dioxide indoors is 1000 ppm.
  • Ventilation can reduce indoor carbon dioxide levels by circulating outdoor air and indoor air. However, ventilation can cause energy loss and require cooling or heating.
  • the air conditioner can reduce the concentration of indoor carbon dioxide by applying a filter to remove carbon dioxide inside.
  • the filter installed in the air conditioner can reduce the concentration of indoor carbon dioxide by absorbing carbon dioxide.
  • One embodiment of the present disclosure can provide an air conditioning device that removes carbon dioxide adsorbed by a filter in a passage that discharges indoor air to the outdoors by using a low-temperature heat source.
  • An air conditioning device may include a main body.
  • the air conditioning device may be provided with a first intake port and a first outlet port on one side facing indoors.
  • the air conditioning device may be provided with a second intake port and a second outlet port on the other side facing outdoors.
  • the air conditioning device may include a main body configured to form an air passage from the first intake port to one of the first outlet port or the second outlet port depending on an operating state.
  • the main body may include a carbon dioxide adsorption filter provided in a common section between a first air passage connecting the first intake port and the first outlet port and a second air passage connecting the first intake port and the second outlet port.
  • the main body may include a heater configured to heat the carbon dioxide adsorption filter to a predetermined temperature in a ventilation operating state in which indoor air is discharged outdoors and outdoor air is supplied indoors.
  • a method of driving an air conditioning device may include an operation of determining an operation type, an operation of selecting a ventilation operation for discharging indoor air and supplying outdoor air among the operation types, an operation of heating a carbon dioxide adsorption filter to a predetermined temperature, an operation of discharging indoor air to the outdoors, and an operation of supplying outdoor air to the indoors.
  • the filter can also be regenerated to enable continuous use by desorbing carbon dioxide adsorbed on the filter by a heat source in a low-temperature region.
  • FIG. 1 is a perspective view of an air conditioning device according to one embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 3 is a front view of an air conditioning device according to one embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 4 is a control flowchart for selecting an operation type of an air conditioning device according to one embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 5 is a control flowchart of a subroutine for circulating operation in an air conditioning device according to one embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 6 illustrates air flow during a circulation operation in an air conditioning device according to one embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 7 is a control flowchart of a subroutine for ventilation operation in an air conditioning device according to one embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 8 illustrates air flow during ventilation operation in an air conditioning device according to one embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 9a illustrates an air flow for removing carbon dioxide adsorbed on a filter during a ventilation operation in an air conditioning device according to one embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 9b illustrates an air flow for removing carbon dioxide adsorbed on a filter during a ventilation operation in an air conditioning device according to one embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 10 is a control flowchart of a subroutine for activating an automatic mode in an air conditioning device according to one embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 11 is a front view illustrating indoor air (RA) being discharged outdoors through a bypass path in an air conditioning device (100) according to one embodiment of the present disclosure.
  • Outdoor air refers to the air existing outdoors, before it is introduced into an air conditioning unit.
  • Indoor air refers to the indoor air that requires ventilation and is supplied to the air conditioning unit.
  • Exhaust air refers to the air that passes through an air conditioning unit and is discharged from indoors to outdoors.
  • SA Supply air
  • Supply air refers to air supplied to a room through an air conditioning unit.
  • Supply air may include air supplied to a room from outside through an air conditioning unit and air circulated back into the room from inside through an air conditioning unit.
  • x-axis direction y-axis direction
  • z-axis direction used in the following description are defined based on the drawings for convenience of explanation, and the shape and position of each component are not limited by these terms.
  • FIG. 1 is a perspective view of an air conditioning device (100) according to one embodiment of the present disclosure.
  • the air conditioning device (100) may include a ventilation device such as a (waste) heat recovery type ventilation device or a heat exchanger.
  • the air conditioning device (100) may be applied to various devices that purify air or circulate air, including an air purifier or an air conditioner. Although the air conditioning device (100) is described specifically for ERV in this document, it may be applied to various devices.
  • the direction indicating the air conditioner (100) may be defined as follows.
  • the +x-axis direction may be defined as the right direction of the air conditioner (100)
  • the -x-axis direction may be defined as the left direction of the air conditioner (100).
  • the +y-axis direction may be defined as the front direction of the air conditioner (100)
  • the -y-axis direction may be defined as the rear direction of the air conditioner (100).
  • the +z-axis direction may be defined as the upward direction of the air conditioner (100)
  • the -z-axis direction may be defined as the downward direction of the air conditioner (100).
  • the air conditioning device (100) may include a main body (110).
  • the main body (110) may form the exterior of the air conditioning device (100).
  • Components included in the air conditioning device (100) may be installed in the main body (110).
  • the air conditioning device (100) may be installed so that the left side of the main body (110) faces the interior and the right side faces the exterior.
  • the air conditioning device (100) may be provided with passages for taking in or discharging outdoor air and indoor air.
  • the air conditioning device (100) may include one or more first intake ports (121) for taking in indoor air.
  • the air conditioning device (100) may include one or more second intake ports (123) for taking in outdoor air.
  • the air conditioning device (100) may include one or more first discharge ports (127) for supplying air to the indoor space.
  • the air conditioning device (100) may include one or more second discharge ports (125) for discharging air to the outdoors.
  • the one or more first intake ports (121) or the one or more first discharge ports (127) may be provided on a first side surface (111) corresponding to a left side of the main body (110).
  • the one or more second intake ports (123) or the one or more second exhaust ports (125) may be provided on the second side (113) corresponding to the right side of the main body (110).
  • the one or more first intake ports (121) or the one or more first outlet ports (127) may not be arranged on the same side. Additionally, the one or more second intake ports (123) or the one or more second outlet ports (125) may not be arranged on the same side.
  • the one or more first intake ports (121) may be provided on the first side (111), which is the left side, and the one or more first discharge ports (127) may be provided on the upper side.
  • the one or more first intake ports (121) may be provided on the upper side, and the one or more first discharge ports (127) may be provided on the first side (111), which is the left side.
  • the one or more second suction ports (123) may be provided on the second side (113) which is the right side, and the one or more second discharge ports (125) may be provided on the upper side.
  • the one or more second suction ports (123) may be provided on the upper side, and the one or more second discharge ports (125) may be provided on the second side (113) which is the right side.
  • the air conditioner (100) may include a damper (not shown) (e.g., a damper section (230) of FIG. 2) to flow outdoor air (OA) and indoor air.
  • the damper (230) may be implemented as a valve or an orifice.
  • the damper (230) may include, for example, a first damper (e.g., a first damper (121a) of FIG. 3), a second damper (e.g., a second damper (123a) of FIG. 3), a third damper (e.g., a third damper (125a) of FIG. 3), or a fourth damper (e.g., a fourth damper (127a) of FIG. 3).
  • the above air conditioning device (100) can form an air flow by selectively opening or closing a plurality of dampers (121a, 123a, 125a, 127a) included in the damper (230).
  • the damper (230) can be provided near the intake port (121, 123) or the exhaust port (125, 127).
  • the damper (230) will be described in detail below with reference to FIG. 3.
  • the air conditioning device (100) can exchange outdoor air and indoor air.
  • the air conditioning device (100) can exchange thermal energy of the outdoor air and thermal energy of the indoor air.
  • the air conditioning device (100) can include a heat exchanger (140).
  • the air conditioning device (100) can discharge polluted indoor air (RA) to the outdoors and supply outdoor air (OA) to the indoors.
  • the air conditioning device (100) can purify the outdoor air (OA) and supply it to the indoors.
  • the air conditioning device (100) can include at least one filter (150, 160) to purify the outdoor air.
  • At least one filter (150, 160) included in the air conditioning device (100) may include a first filter (150).
  • the at least one filter (150, 160) may include a second filter (160).
  • the at least one filter (150, 160) may include a first filter (150) and a second filter (160).
  • the at least one filter (150, 160) may include a filter casing forming an outer appearance and an adsorbent.
  • the performance or adsorbent material of the at least one filter (150, 160) may be determined depending on the material or component of the adsorbent.
  • the first filter (150) may be provided to adsorb carbon dioxide.
  • the first filter (150) may be provided at a predetermined point in a common section between a first air passage through which indoor air (RA) is introduced into the air conditioner (100) and supplied as supply air (SA) and a second air passage through which indoor air (RA) is discharged as exhaust air (EA).
  • the first filter (150) may be provided, for example, on the surface of the heat exchanger (140).
  • the first filter (150) may be provided on the surface of the first plate (141) of the heat exchanger (140).
  • the first filter (150) may also be provided on the surface of the third plate (145) of the heat exchanger (140).
  • the second filter (160) may be provided to adsorb harmful substances.
  • the second filter (160) may be provided on a third air passage through which outdoor air (OA) is introduced into the air conditioner (100) and supplied as supply air (SA).
  • the second filter (160) may be provided, for example, on the surface of the heat exchanger (140).
  • the second filter (160) may be provided on the surface of the second plate (143) of the heat exchanger (140).
  • the second filter (160) may also be provided on the surface of the fourth plate (147) of the heat exchanger (140).
  • the air conditioning device (100) may include at least one blower (171, 173).
  • the at least one blower (171, 173) may be provided to control the flow of air inside the air conditioning device (100).
  • the at least one blower (171, 173) may include, for example, a first blower (171) that forms an air flow for discharging air into an indoor space.
  • the at least one blower (171, 173) may include, for example, a second blower (173) that forms an air flow for discharging air into the outdoors.
  • the at least one blower (171, 173) may include, for example, a first blower (171) that forms an air flow for discharging air into an indoor space and a second blower (173) that forms an air flow for discharging air into the outdoors.
  • the air conditioning device (100) may include a power supply unit (180).
  • the power supply unit (180) may be provided to supply driving power to the air conditioning device (100).
  • the power supply unit (180) may supply power required to drive the heat exchanger (140).
  • the power supply unit (180) may supply power required to open or close the damper (130).
  • the power supply unit (180) may supply power required to drive at least one blower (171, 173).
  • the power supply unit (180) may supply power required to drive the air conditioning device (100).
  • FIG. 2 is a block diagram of an air conditioning device (200) (e.g., the air conditioning device (100) of FIG. 1) according to one embodiment of the present disclosure.
  • an air conditioning device 200
  • FIG. 2 is a block diagram of an air conditioning device (200) (e.g., the air conditioning device (100) of FIG. 1) according to one embodiment of the present disclosure.
  • the air conditioning device (200) may include a control unit (210), a sensor unit (220), a damper unit (230), a blower unit (240), or a heat exchange unit (250).
  • the heat exchange unit (250) may include a heating unit (251).
  • the air conditioning device (200) may include additional components or omit components as needed.
  • the sensor unit (220) can detect the condition inside or outside the air conditioning device (200).
  • the sensor unit (220) can detect the temperature or humidity inside or outside the air conditioning device (200).
  • the sensor unit (220) can detect the concentration of gas inside or outside the air conditioning device (200).
  • the sensor unit (220) can transmit the detected information to the control unit (210).
  • the sensor unit (220) may include at least one sensor.
  • the at least one sensor may include a temperature sensor, a humidity sensor, or a gas sensor.
  • the temperature sensor may detect the temperature of the room.
  • the humidity sensor may detect the humidity of the room.
  • the sensor unit (220) may include a temperature sensor.
  • the temperature sensor may be provided to detect the temperature of a room or to detect the temperature of a carbon dioxide adsorption filter (e.g., the first filter (150) of FIG. 3).
  • the sensor unit (220) may include a gas sensor.
  • the gas sensor may detect the concentration of a specific gas.
  • the gas sensor may detect, for example, the concentration of carbon dioxide (CO 2 ), carbon monoxide (CO), hydrogen sulfide (H 2 S), ammonia (NH 3 ), hydrocarbons (C x H y ), nitrogen oxides (NO x ), and radon.
  • the sensor unit (120) is described as a gas sensor that detects carbon dioxide.
  • the sensor unit (120) can detect the concentration of carbon dioxide present in indoor air.
  • the outdoor average carbon dioxide concentration is, for example, 400 to 500 ppm (parts per million, 10 -6 g/g), and the indoor appropriate carbon dioxide concentration is, for example, recommended to be 1000 ppm or less. If the human body is continuously exposed to a carbon dioxide concentration of 1000 ppm, it may cause discomfort, decreased concentration, or headache.
  • Information on the indoor carbon dioxide concentration detected by the sensor unit (120) can be transmitted to the control unit (210).
  • the sensor unit (220) can detect the concentration of carbon dioxide present in a filter (e.g., a carbon dioxide adsorption filter) provided in the air conditioning device (200).
  • the sensor unit (220) can transmit information on the detected concentration of carbon dioxide to the control unit (210).
  • the above damper part (230) may be provided to allow outdoor air or indoor air to flow through the air conditioning device (200).
  • the damper part (230) may be opened or closed to allow gas (e.g., air) to pass through.
  • gas e.g., air
  • the damper part (230) may also be implemented as a valve or an orifice.
  • the damper unit (230) can be opened or closed by a signal transmitted by the control unit (210).
  • the control unit (210) can transmit a signal to open or close the damper unit (230).
  • the damper unit (230) can obtain the signal and alternately perform the opening or closing operation.
  • the damper unit (230) can be configured as a toggle switch or can include a toggle switch.
  • the damper unit (230) may include at least one damper.
  • the damper unit (230) may be provided in a passage through which outdoor air or indoor air flows in and out.
  • the damper unit (230) may also be provided in a partition (133) that partitions the air conditioning device (200) so that gas may flow in and out between the partitions (e.g., the second partition (133) of FIG. 3).
  • the blower (240) may be provided to move the gas in a specific direction.
  • the blower (240) may include a supply blower (e.g., the first blower (171) of FIG. 3) or an exhaust blower (e.g., the second blower (173) of FIG. 3).
  • the supply blower (171) may be provided to supply air to the room.
  • the exhaust blower (173) may be provided to discharge air to the outside.
  • the blower (240) may be additionally provided in the air conditioning device (200) to form an air flow.
  • the blower (240) may be implemented as a fan.
  • the blower (240) may be implemented as a fan of various shapes, including a turbo fan, a radial fan, a sirocco fan, or an axial fan.
  • the blower (240) can be switched on or off by the control unit (210).
  • the blower (240) can be switched on or off by an electrical signal transmitted by the control unit (210).
  • the blower (240) can include a toggle switch.
  • the heat exchange unit (250) may be provided to exchange thermodynamic energy between external air and internal air.
  • the heat exchange unit (250) may be implemented as a total heat exchange element (e.g., heat exchanger (140) of FIG. 1).
  • the heat exchange unit (250) may control a temperature difference between external air and internal air.
  • the heat exchange unit (250) may exchange sensible heat or latent heat of the external air or internal air.
  • the above heat exchange unit (250) can be operated by the control unit (210).
  • the above heat exchange unit (250) can be operated or stopped by a signal transmitted by the control unit (210).
  • the heat exchange unit (250) may include a heater (251).
  • the heater (251) may be implemented integrally with the heat exchange unit (250) or implemented independently.
  • the heater (251) can heat a carbon dioxide adsorption filter (e.g., the first filter (150) of FIG. 3) to a predetermined temperature (e.g., 65° C. to 70° C.).
  • the heater (251) can heat the filter (150) to desorb carbon dioxide adsorbed in the filter section.
  • a heater (251) may be provided around the first filter (150) to heat the first filter (150).
  • the heater (251) may be implemented in the form of a heating wire installed around the first filter (150).
  • the heater (251) may be driven by power supplied by an external power source.
  • the heater (251) can be operated or stopped by the control unit (210).
  • the heater (251) can be operated or stopped by a control signal transmitted by the control unit (210).
  • the above control unit (210) can control the overall operation to be performed by the air conditioning device (200).
  • the above control unit (210) can remotely control the air conditioning device (200) by communicating with a server (not shown).
  • the above control unit (210) can transmit or receive an electrical signal to one or more components included in the air conditioning device (200).
  • control unit (210) can obtain information detected by the sensor unit (220).
  • control unit (210) can transmit a switching signal so that the damper unit (230) is alternately opened or closed.
  • control unit (210) can transmit a switching signal to cause the blower unit (240) to start or stop operating.
  • control unit (210) can transmit a switching signal to turn the heater (251) on or off.
  • the control unit (210) can select an operation mode of the air conditioner (200).
  • the operation mode can be selected by a user's operation.
  • the operation mode can include, for example, a ventilation operation mode, a circulation operation mode, and an automatic driving mode.
  • the ventilation operation mode can mean a mode that operates to supply outdoor air into a room and exhaust indoor air to the outside.
  • the circulation operation mode can mean a mode that operates to purify indoor air inside the air conditioner (200) and supply it back into the room.
  • the automatic driving mode can mean a mode that operates in at least one of the ventilation mode and the circulation mode based on the concentration of indoor carbon dioxide.
  • control unit (210) may determine to operate in ventilation mode based on the concentration of indoor carbon dioxide detected by the sensor unit (220).
  • the ventilation mode may refer to an operation mode for absorbing carbon dioxide in indoor air by a filter (150) provided inside the air conditioner (200).
  • the control unit (210) may control to operate in the ventilation mode when the concentration of indoor carbon dioxide exceeds a threshold concentration.
  • the threshold concentration may be, for example, 1200 ppm.
  • the control unit (210) may control to operate in the ventilation mode until the concentration of indoor carbon dioxide decreases below the threshold concentration.
  • the threshold concentration may be, for example, 1000 ppm.
  • control unit (210) may operate the heater (251) to remove carbon dioxide captured in the filter (150) when the concentration of indoor carbon dioxide is lower than a critical concentration or when the concentration of carbon dioxide captured in the filter (150) exceeds a critical capacity.
  • the critical concentration may be, for example, 1000 ppm.
  • the control unit (210) may operate the heater (251) to heat the filter (150) to a predetermined temperature.
  • the predetermined temperature may be, for example, 65° C. to 70° C.
  • the control unit (210) may control the filter (150) to operate in a ventilation mode to discharge the carbon dioxide controlled in the filter (150) to the outdoors.
  • the energy used to regenerate the filter (150) can be reduced by removing carbon dioxide adsorbed on the filter (150) at a relatively low temperature.
  • the air conditioning unit (200) may include a communication unit.
  • the communication unit may receive an input generated by a user's operation.
  • the communication unit may include an infrared transceiver module.
  • the communication unit may receive a signal generated from a controller (e.g., a remote control).
  • the communication unit may include a wireless communication module.
  • the communication unit may transmit the operating status of the air conditioner (200) to an external electronic device (e.g., a user terminal) using Wi-Fi or Bluetooth.
  • the air conditioner (200) may include a display (e.g., a display).
  • the display may be provided integrally with the air conditioner (200) or may be provided independently on the outside of the air conditioner (200).
  • the display may be provided on one surface of the surface of the air conditioner (200) (e.g., an outer surface of the body portion (110) of FIG. 3).
  • the display may display a currently operating operation mode or an indoor air condition (e.g., temperature, humidity, fine dust, carbon dioxide concentration).
  • FIG. 3 is a front view of an air conditioning device (100) (e.g., the air conditioning device (100) of FIG. 1) according to one embodiment of the present disclosure. That is, it is a front view when the air conditioning device (100) is viewed in the -y-axis direction.
  • an air conditioning device (100) e.g., the air conditioning device (100) of FIG. 1
  • the air conditioning device (100) can be installed so that an air flow can be formed between the indoor and outdoor areas.
  • the air conditioning device (100) can be installed, for example, at a boundary between the indoor and outdoor areas.
  • the air conditioning device (100) can discharge indoor air to the outside and supply outdoor air to the indoor areas.
  • the air conditioning device (100) can circulate indoor air. In order to circulate indoor air, the air conditioning device (100) can suck in indoor air, purify it, and discharge it back into the indoor area.
  • the air conditioning device (100) may include a main body (110).
  • the main body (110) may form the exterior of the air conditioning device (100).
  • the main body (110) may include at least one material selected from the group consisting of metal, plastic, carbon compound, and synthetic resin, or may be formed by combining at least two or more of these materials.
  • the main body (110) may have a substantially hexahedral shape, but is not limited thereto and may have various shapes. In this document, it is assumed that the air conditioning device (100) has a hexahedral shape and is described.
  • the main body (110) may include a first side (111) facing indoors and a second side (113) facing outdoors.
  • a first intake port (121) for introducing indoor air may be provided on the first side (111).
  • a first discharge port (127) for discharging air existing inside the air conditioner (100) to indoors may be provided on the first side (111).
  • a second intake port (123) for introducing outdoor air may be provided on the second side (113).
  • a second discharge port (125) for discharging air existing inside the air conditioner (100) to outdoors may be provided on the second side (113).
  • a heat exchanger (140) may be provided inside the main body (110).
  • the heat exchanger (140) may exchange energy of indoor air (RA) brought in from indoors and energy of outdoor air (OA) brought in from outdoors.
  • the heat exchanger (140) may be implemented as a total heat exchanger.
  • the heat exchanger (140) may receive power from an external power source and reduce the temperature difference between the indoor air (RA) and the outdoor air (OA). Due to the heat exchanger (140), the energy efficiency of the air conditioning device (100) may be increased.
  • At least one air flow path may be formed inside the main body (110).
  • the at least one air flow path may be formed as a pipe partitioned in a grid shape inside the heat exchanger (140).
  • the at least one air flow path may be implemented as a porous tube.
  • the at least one air flow path may be partitioned so that air can move in an intended direction inside the air conditioning device (100). Due to the at least one air flow path provided inside the heat exchanger (140), air moving in different directions can move independently without being mixed.
  • the at least one air flow path may include a first air flow path that guides indoor air (RA) in a direction in which it is introduced and discharged outdoors.
  • the at least one air flow path may include a second air flow path that guides outdoor air (OA) in a direction in which it is introduced and supplied indoors.
  • the heat exchanger (140) may include at least one plate (141, 143, 145, 147) forming an exterior.
  • the at least one plate (141, 143, 145, 147) may include some or all of a first plate (141), a second plate (143), a third plate (145), or a fourth plate (147).
  • the first plate (141) can be defined as a plate provided at a location where indoor air (RA) passing through the first intake port (121) comes into contact with the heat exchanger (140).
  • the second plate (241) can be defined as a plate provided at a location where the outdoor air (OA) passing through the second intake port (123) comes into contact with the heat exchanger (140).
  • the third plate (145) may be defined as a plate provided at a position where air to be discharged through the heat exchanger (140) to the second discharge port (125) is discharged from the heat exchanger (140).
  • the first plate (141) and the third plate (145) may face each other.
  • the fourth plate (147) may be defined as a plate provided at a position where air to be discharged through the heat exchanger (140) to the first discharge port (127) is discharged from the heat exchanger (140).
  • the second plate (143) and the fourth plate (147) may face each other.
  • one edge of the first plate (141) can be in contact with one edge of the second plate (143) and be in contact with each other.
  • the other edge of the second plate (143) can be in contact with one edge of the third plate (145) and be in contact with each other.
  • the other edge of the third plate (145) can be in contact with one edge of the fourth plate (147) and be in contact with each other.
  • the other edge of the fourth plate (147) can be in contact with one edge of the first plate (141) and be in contact with each other.
  • At least one partition wall (130) may be provided inside the main body (110).
  • the at least one partition wall (130) may be provided to partition the inside of the main body (110) into a plurality of spaces.
  • the plurality of spaces inside the main body (110) partitioned by the at least one partition wall (130) may be defined as compartments.
  • At least one of the bulkheads (130) may include a first bulkhead (131), a second bulkhead (133), a third bulkhead (135), or a fourth bulkhead (137).
  • the first bulkhead (131) may extend vertically (e.g., in the +z-axis direction) from the edge where the first plate (141) and the second plate (143) contact each other to the upper surface of the main body (110).
  • the second bulkhead (133) may extend horizontally (e.g., in the +x-axis direction) from the edge where the second plate (143) and the third plate (145) meet to the right side of the main body (110).
  • the third bulkhead (135) may extend vertically (e.g., in the -z-axis direction) from the edge where the third plate (145) and the fourth plate (147) meet to the lower surface of the main body (110).
  • the fourth bulkhead (137) may extend horizontally (e.g., in the -x-axis direction) from the edge where the fourth plate (147) and the first plate (141) contact each other to the left side of the main body (110).
  • At least one bulkhead (130) and the first to fourth plates (141, 143, 145, 147) can form at least one compartment (C1, C2, C3, C4) inside the main body (110).
  • the first compartment (C1) may be formed as a space in which the main body (110) is partitioned by the first plate (141), the first bulkhead (131), and the fourth bulkhead (137).
  • the second compartment (C2) may be formed as a space in which the main body (110) is partitioned by the second plate (143), the first bulkhead (131), and the second bulkhead (133).
  • the third compartment (C3) may be formed as a space in which the main body (110) is partitioned by the third plate (246), the second bulkhead (133), and the third bulkhead (135).
  • the fourth compartment (C4) may be formed as a space in which the main body (110) is partitioned by the fourth plate (147), the third bulkhead (135), and the fourth bulkhead (137).
  • At least one filter (150, 160) may be provided inside the main body (210).
  • the at least one filter (150, 160) may include a first filter (150) or a second filter (160).
  • the first filter (150) and the second filter (160) may be implemented as separate filters or may be implemented as one filter.
  • the first filter (150) may be implemented as a filter for adsorbing carbon dioxide.
  • the first filter (150) may include a carbon dioxide absorbent.
  • the first filter (150) may have the carbon dioxide absorbent applied to its surface, implemented in a pellet form, or composed of the carbon dioxide absorbent.
  • the second filter (160) may be implemented as a filter for filtering out harmful substances.
  • the second filter (160) may include, for example, a pre-filter or a high efficiency particulate air filter (HEPA filter).
  • the second filter (160) may remove harmful substances such as fine dust, harmful gases, radon, and hydrocarbons contained in the outside air introduced into the air conditioning device (100).
  • a carbon dioxide adsorbent can be composed of a carbon nanofiber material, a nanoparticle material, and a material including an amine group combined in a predetermined component ratio.
  • the carbon dioxide adsorbent can be formed, for example, by using the carbon nanofiber material as a support, combining a compound in which the nanoparticle material is bound to the surface of the carbon nanofiber material, and a material including the amine group to the surface of the compound.
  • the carbon nanofiber material can include, for example, carbon nanotubes (CNTs) or graphene nanofibers (GNFs).
  • the above nanoparticles may include, for example, silicon dioxide (SiO 2 ), aluminum oxide (Al 2 O 3 ), iron trioxide (Fe 3 O 4 ), and titanium dioxide (TiO 2 ).
  • SiO 2 silicon dioxide
  • Al 2 O 3 aluminum oxide
  • Fe 3 O 4 iron trioxide
  • TiO 2 titanium dioxide
  • the substance including the amine group may include, for example, polyethylenimine (PEI), 3-aminopropyl triethoxysilane, tetraethylenepentamine (TEPA), or diethylenetriamine.
  • the substance including the amine group may include various substances including an amine group. Due to the substance including the amine group, not only physical adsorption of the carbon dioxide adsorbent but also chemical adsorption may be enabled.
  • the carbon nanofibers and nanoparticles constituting the carbon dioxide adsorbent can be formed by changing the component ratios of each.
  • the process for making the carbon dioxide adsorbent is as follows.
  • the carbon dioxide adsorbent can be formed by stirring the carbon nanofibers and the nanoparticles for a predetermined time (e.g., 3 hours) and performing ultrasonic treatment. This can increase the dispersibility of the nanoparticles bound to the carbon nanofibers, which are supports constituting the carbon dioxide adsorbent.
  • the amine group can be bound to the surface of the binding material of the carbon nanofibers and the nanoparticles.
  • the concentration of the amine group can satisfy, for example, 40 to 60 weight percent.
  • the carbon dioxide adsorbent can be dried at a predetermined temperature (e.g., 70° C.) for a predetermined time (e.g., 12 hours) in a vacuum oven.
  • the dried material can be made into a powder form and dried at a predetermined temperature (e.g., 70° C.) for a predetermined time (e.g., 12 hours) to obtain the carbon dioxide adsorbent.
  • the carbon dioxide adsorption performance and the oxidation and volatility of the adsorbent can be determined depending on the molecular weight of the amine group constituting the carbon dioxide adsorbent. For example, as the molecular weight of the amine group constituting the carbon dioxide adsorbent increases, the carbon dioxide adsorption performance decreases, and the oxidation and volatility of the gaseous substance including the amine group can increase. As the oxidation and volatility of the gaseous substance including the amine group increases, an unpleasant odor can be generated depending on the type of amine gas desorbed from the carbon dioxide adsorbent. Due to these characteristics, the molecular weight of the amine group applied to the carbon dioxide adsorbent can be considered. As an example, the molecular weight of the amine group can be considered in the range of 600 to 25,000.
  • a carbon dioxide adsorbent can achieve a specific surface area of 500 m 2 /g.
  • the porous material can be replaced with a nano silica material.
  • the performance of a carbon dioxide adsorbent can be analyzed by a thermogravimetric analysis (TGA).
  • the performance of the carbon dioxide adsorbent can include carbon dioxide adsorption performance and carbon dioxide desorption (regeneration) performance.
  • a method for analyzing the performance of the carbon dioxide adsorbent by the thermogravimetric analysis is as follows.
  • the adsorption performance can be measured by exposing the carbon dioxide adsorbent to carbon dioxide gas having a concentration of 2000 ppm that satisfies a flow rate condition of 200 ml/min for about 60 minutes.
  • the carbon dioxide adsorbent measured thereby can satisfy a performance capable of adsorbing, for example, 1.5 mmol/g to 2.5 mmol/g of carbon dioxide, and a carbon dioxide adsorbent can be manufactured with a goal of satisfying a performance of 5.0 mmol/g depending on the condition of the ratio of components constituting the carbon dioxide adsorbent.
  • the desorption performance can be measured by exposing the carbon dioxide (N 2 ) gas that has a temperature of about 70°C, a heating rate of 10°C/min, and a flow rate of 90 ml/min.
  • the carbon dioxide adsorbent can maintain, for example, a regeneration performance of 93%.
  • the carbon dioxide adsorbent that has undergone a regeneration process can have, for example, an adsorption performance of 98% to 99%.
  • the carbon dioxide adsorbent can be used repeatedly after going through a regeneration process.
  • a carbon dioxide adsorbent can be manufactured by a phase inversion method.
  • a polymer composite solution can be introduced into a solvent (e.g., ethanol solution) in the form of a droplet.
  • the carbon dioxide adsorbent can have a membrane or bead form instead of a powder form.
  • the bead-shaped carbon dioxide adsorbent can improve adsorption performance even under low concentration carbon dioxide conditions by distributing the adsorption component at a high density.
  • the unit diameter of the bead-shaped adsorbent can satisfy, for example, 3 mm.
  • a carbon dioxide adsorbent can be manufactured by applying a polymer amine group to a synthetic resin-based adsorbent.
  • the manufactured carbon dioxide adsorbent can include a synthetic resin-based adsorbent made of polystyrene. Since the carbon dioxide adsorbent includes a hydrophobic polystyrene material, it can be less affected by moisture. The size of the carbon dioxide adsorbent can be visually confirmed, and since it has a low density, it can be easy to process a material including an amine group when manufacturing the carbon dioxide adsorbent.
  • the carbon dioxide adsorbent can also be manufactured in a bead form through encapsulation using a phase transfer technique.
  • a carbon dioxide adsorbent may have improved selective adsorption performance and moisture resistance of carbon dioxide gas due to a material containing an amine group and nanoparticles.
  • the carbon dioxide adsorbent may exhibit different performances depending on the ratio of moisture contained in air. Accordingly, as the moisture resistance of the carbon dioxide adsorbent increases, the performance of the carbon dioxide adsorbent may be improved.
  • a carbon dioxide adsorption filter can be manufactured using materials that are harmless to the human body, as the carbon dioxide adsorbent is composed of carbon nanofibers and nanoparticles.
  • the carbon dioxide adsorption performance can be improved by enabling chemical adsorption as well as physical adsorption.
  • the adsorption performance can be determined depending on the type and component ratio of the carbon nanofibers, nanoparticles, and amine-containing materials constituting the carbon dioxide adsorbent.
  • the performance of the carbon dioxide adsorbent can satisfy 1.5 mmol/g to 2.5 mmol/g.
  • the present invention is not limited thereto, and higher performance can be satisfied depending on the type and component ratio of the materials constituting the carbon dioxide adsorbent.
  • the cooling or heating energy required to reduce carbon dioxide present in indoor air (RA) can be reduced.
  • the air conditioning device (100) may have different carbon dioxide adsorption performance depending on the size of the indoor space, the shape of the indoor space partitions, or the number of people in the room.
  • a first filter (150) having a carbon dioxide adsorbent having a carbon dioxide adsorbent performance of 1.3 mmol/g and a weight of 500 g can reduce the carbon dioxide concentration by 100 ppm for about 5 times in an 84 square meter (m 3 ) apartment.
  • the first filter (150) may be provided at any point in the common section of the first air passage and the second air passage.
  • the first air passage may be defined as an air passage along a path in which indoor air (RA) drawn in through the first intake port (121) moves in the order of the first compartment (C1), the third compartment (C3), the second compartment (C2), and the fourth compartment (C4) and is discharged through the second outlet port (125).
  • the first air passage may be defined as an air passage along which indoor air (RA) circulates inside the air conditioner (100) and is supplied as supply air (SA).
  • the second air passage may be defined as an air passage along a path in which indoor air (RA) drawn in through the first intake port (121) moves in the order of the first compartment (C1) and the third compartment (C3) and is discharged through the second outlet port (125).
  • the second air passage can be said to be a path for air to pass through the air conditioner (100) and be discharged as exhaust (EA) through the indoor air (RA). Since the first filter (150) is provided at a point where the first air passage and the second air passage are common, the air conditioner (100) can adsorb carbon dioxide present in the indoor air.
  • the first filter (150) may be provided at a point where indoor air (RA) is sucked in.
  • the first filter (150) may be provided to remove carbon dioxide included in the indoor air (RA) before the air is introduced into the heat exchanger (140).
  • the first filter (150) may be provided on the first compartment (C1).
  • the first filter (150) may extend in a direction perpendicular to the direction in which air is introduced into the first suction port (121) (e.g., in the z-axis direction).
  • the first filter (150) may extend as much as the z-axis height of the first compartment (C1).
  • the first filter (150) may be provided on the heat exchanger (140).
  • the first filter (150) may be provided inside or on the surface of the heat exchanger (140).
  • the first filter (150) may be provided, for example, on the surface of the first plate (141) of the heat exchanger (140).
  • the first filter (150) may be fixed to the surface of the first plate (141).
  • a guide member (not shown) that fixes the first filter (150) to the surface of the first plate (141) may be provided.
  • the guide member may be formed integrally with the first plate (141), or may be bolted or adhesively fixed to the first plate (141).
  • the guide member may be provided with, for example, a groove having a thickness equal to that of the first filter (150).
  • the first filter (150) may be fitted into the guide member. Since the guide member is provided on the surface of the first plate (141), the user may conveniently replace the first filter (150).
  • the first filter (150) may be fixed to the heat exchanger (140) in a screw-joined manner. Although not shown, the first filter (150) may be provided on the surface of the third plate (145) of the heat exchanger (140). When the first filter (150) is implemented with a plurality of filters, the first filter (150) may be provided on each of the surfaces of the first plate (141) and the third plate (145).
  • the second filter (160) may be provided at a common point of the third air passage.
  • the third air passage may be defined as an air passage along a path in which outdoor air (OA) drawn in through the second intake port (123) moves in the order of the second compartment (C2) and the third compartment (C3) and is discharged through the first discharge port (127).
  • the third air passage may be referred to as a path in which outdoor air (OA) passes through the air conditioner (100) and is discharged as supply air (SA). Since the second filter (160) is provided on the third air passage, the air conditioner (100) can remove harmful substances present in the outdoor air.
  • the second filter (160) may be provided on the heat exchanger (140).
  • the second filter (160) may be provided inside or on the surface of the heat exchanger (140).
  • the second filter (160) may be provided, for example, on the surface of the second plate (143) of the heat exchanger (140).
  • the second filter (160) may be fixed to the surface of the second plate (143).
  • a guide member (not shown) that fixes the second filter (160) to the surface of the second plate (143) may be provided.
  • the guide member may be formed integrally with the second plate (143), or may be bolted or adhesively fixed to the second plate (143).
  • the guide member may be provided with a groove, for example, having a thickness equal to that of the second filter (160).
  • the second filter (160) may be fitted into the guide member. Since the guide member is provided on the surface of the second plate (143), the user may conveniently replace the second filter (160).
  • the second filter (160) may be fixed to the heat exchanger (140) in a screw-joint manner. Although not shown, the second filter (160) may be provided on the surface of the fourth plate (147) of the heat exchanger (140). When the second filter (160) is implemented with a plurality of filters, the second filter (160) may be provided on each of the surfaces of the second plate (143) and the fourth plate (147).
  • the second filter (160) may be installed at a point where outdoor air (OA) is sucked in.
  • the second filter (150) may be installed at any point on the second intake port (123), for example, to filter impurities contained in the outdoor air (OA).
  • the second filter (150) may be arranged perpendicular to the path through which air is sucked in to the second intake port (123).
  • the second filter (160) may be installed at a point where the supply air (SA) is discharged.
  • the second filter (160) may be installed at any point on the first discharge port (127), for example, to filter impurities contained in the supply air (SA) to be supplied indoors.
  • the second filter (150) may be arranged perpendicular to the path through which air flows into the first discharge port (127).
  • the first filter (150) and the second filter (160) may be provided together at the same location.
  • the first filter (150) and the second filter (160) may be located on the first plate (151).
  • the first filter (150) and the second filter (160) may be configured as one filter.
  • the filter may be provided in a space (e.g., the first compartment (C1)) where indoor air (RA) is sucked in.
  • the filter may extend in a direction perpendicular to the direction in which indoor air (RA) is sucked in (e.g., the z-axis direction).
  • At least one damper (121a, 123a, 125a, 127a, 131a, 133a, 135a, 137a, 139a) (e.g., the damper unit (230) of FIG. 2) may be provided in the air conditioning device (100).
  • the at least one damper (121a, 123a, 125a, 127a, 131a, 133a, 135a, 137a, 139a) may be provided to open or close a passage for air entering or leaving the air conditioning device (100) or air circulating through the air conditioning device (100).
  • the at least one damper (121a, 123a, 125a, 127a, 131a, 133a, 135a, 137a, 139a) can be opened or closed by a control unit (e.g., control unit (110) of FIG. 2).
  • a control unit e.g., control unit (110) of FIG. 2.
  • At least one damper may include a first damper (121a), a second damper (123a), a third damper (125a), a fourth damper (127a), a fifth damper (131a), a sixth damper (133a), a seventh damper (135a), an eighth damper (137a), or a ninth damper (139a).
  • additional dampers may be included as needed.
  • a first damper (121a) may be provided in the first intake port (121).
  • the first damper (121a) may open or close the first intake port (121) through which indoor air (RA) is introduced.
  • a second damper (123a) may be provided in the second intake port (123).
  • the second damper (123a) may open or close the second intake port (123) through which outdoor air (OA) is introduced.
  • a third damper (125a) may be provided at the second discharge port (125).
  • the third damper (125a) may open or close the second discharge port (125) that discharges exhaust (EA).
  • a fourth damper (127a) may be provided at the first discharge port (127).
  • the fourth damper (127a) may open or close the first discharge port (127) supplied with air (SA).
  • the fifth damper (131a) may be provided in the first bulkhead (131).
  • the sixth damper (133a) may open or close the air passage between the first compartment (C1) and the second compartment (C2).
  • the sixth damper (133a) may be provided in the second bulkhead (133).
  • the sixth damper (133a) may open or close the air passage between the second compartment (C2) and the third compartment (C3).
  • the seventh damper (135a) may be provided in the third bulkhead (135).
  • the seventh damper (135a) may open or close the air passage between the third compartment (C3) and the fourth compartment (C4).
  • the eighth damper (137a) may be provided in the fourth bulkhead (137).
  • the eighth damper (137a) may open or close the air passage between the fourth compartment (C4) and the first compartment (C1).
  • the ninth damper (139a) may be provided on the upper side of the main body (110).
  • the ninth damper (139) may be provided at a point spaced apart from the power supply unit (180) by a predetermined distance in the +y-axis direction.
  • the ninth damper (139a) may open or close a passage so that air existing in the first compartment (C1) may be discharged to the outdoors without passing through the heat exchanger (140).
  • a bypass path for discharging indoor air (RA) to the outdoors may be formed.
  • the main body (110) may further include a separate outlet (not shown) for discharging air discharged through the ninth damper (139) to the outdoors.
  • the outlet may be defined as a third outlet.
  • the third outlet may be provided with a passage so as to fluidly communicate between the first compartment (C1) and the outdoors.
  • a damper that can be opened or closed so that air can move to the outdoors may be provided in the third outlet.
  • the air conditioning device (100) may allow air staying in the first compartment (C1) to bypass the passage from the first compartment (C1) and be discharged to the outdoors.
  • an air passage may be formed by opening or closing at least one damper (121a, 123a, 125a, 127a, 131a, 133a, 135a, 137a, 139a).
  • the outdoor air (OA) is drawn into the air conditioner (100) through the second intake port (123), moves sequentially through the second compartment (C2) and the fourth compartment (C4), and is then supplied to the room through the first outlet port (127). That is, the air can move along the third air passage.
  • indoor air (RA) is drawn into the air conditioner (100) through the first intake port (121), moves through the first compartment (C1), the second compartment (C2), and the third compartment (C3) in sequence without passing through the heat exchanger (140), and is then discharged to the outdoors through the second discharge port (127). That is, the air can move along the fourth air passage.
  • the air conditioning device (100) may further include at least one damper (121a, 123a, 125a, 127a, 131a, 133a, 135a, 137a, 139a) and may further include an additional damper.
  • the at least one damper (121a, 123a, 125a, 127a, 131a, 133a, 135a, 137a, 139a) may include a damper for opening or closing a third outlet connected to the ninth damper (139a).
  • the damper may be provided on the third outlet to discharge air existing in the first compartment (C1) to the outdoors.
  • the above air conditioning device (100) can open or close the damper provided in the third discharge port.
  • At least one blower (171, 173) may be provided to control air within the air conditioner (100) to move in an arbitrary direction.
  • the at least one blower (171, 173) may accelerate the moving speed of air within the air conditioner (100).
  • the at least one blower (171, 173) may be positioned adjacent to an intake port (e.g., a first intake port (121) or a second intake port (123)) or an outlet port (e.g., a first outlet (127) or a second outlet (125)), but is not limited thereto.
  • the at least one blower (171, 173) may include a first blower (171) or a second blower (173).
  • the first blower (171) may be provided near the first outlet (127).
  • the first blower (171) may supply air in the fourth compartment (C4) to the room.
  • a second blower (173) may be provided near the second discharge port (125).
  • the second blower (173) may discharge air in the third compartment (C3) to the outside.
  • the air conditioner (100) may further include a blower.
  • the blower may be, for example, installed near the first intake port (121) to more quickly draw indoor air (RA) into the air conditioner (100).
  • the blower may be, for example, installed near the second intake port (123) to more quickly draw outdoor air (OA) into the air conditioner (100).
  • the blower may be, for example, installed near the ninth damper (139a) to more quickly discharge air existing in the first compartment (C1) to the outdoors.
  • the air conditioning device (100) may include a heater (not shown) (e.g., heating unit (251) of FIG. 2).
  • the heater may be provided to heat the first filter (150) to a predetermined temperature.
  • the predetermined temperature may satisfy, for example, 65° C. to 70° C.
  • carbon dioxide adsorbed on the first filter (150) may be separated.
  • the regenerated first filter (150) may adsorb carbon dioxide again as much as the adsorption capacity.
  • the heater may be provided around the first filter (150).
  • the heater may be implemented in the form of a heating wire.
  • the heating wire may be composed of a conductor having a predetermined resistance value.
  • the heater may be heated to a predetermined temperature by an external power source.
  • the heater may be implemented in various forms.
  • the heater may be implemented in the form of a hot air blower that discharges wind of a predetermined temperature to the first filter (150).
  • the air conditioning device (100) may include at least one sensor (not shown) (e.g., sensor unit (220) of FIG. 2).
  • the at least one sensor may include a gas sensor.
  • a gas sensor can detect the concentration of a specific gas (e.g., carbon dioxide).
  • the gas sensor can detect the concentration of carbon dioxide present in indoor air (RA) or the concentration of carbon dioxide adsorbed on the first filter (150).
  • the gas sensor can transmit information about the concentration of carbon dioxide detected to a control unit (e.g., control unit (210) of FIG. 2).
  • FIG. 4 is a control flowchart for selecting an operation type of an air conditioning device (100) (e.g., the air conditioning device (100) of FIG. 1) according to one embodiment of the present disclosure.
  • each operation is not limited to what is illustrated, and the same operation may be repeated, the order may be changed, or multiple operations may be operated simultaneously.
  • the air conditioning device (100) can select an operation type by the user's operation if there is a user's operation. If there is no user's operation, the air conditioning device (100) can select an operation type according to preset conditions.
  • the air conditioning device (100) can determine whether it is in circulation mode at operation 410.
  • the air conditioning device (100) can determine whether the circulation mode is selected by a user's operation. If it is in circulation mode, the air conditioning device (100) can execute a subroutine for performing a circulation operation according to the circulation mode at operation 430.
  • the air conditioning device (100) can form a circulation path at operation 431 to execute the subroutine for operating in the circulation mode.
  • the air conditioning device (100) can operate in circulation mode at operation 433.
  • a control flowchart of the subroutine for operating in the circulation mode will be described in detail below with reference to FIG. 5.
  • the air conditioner (100) can determine whether it is in ventilation mode at operation 420.
  • the air conditioner (100) can determine whether the ventilation mode is selected by a user's operation. If it is in ventilation mode, the air conditioner (100) can execute a subroutine for performing a ventilation operation according to the ventilation mode at operation 440.
  • the air conditioner (100) can form a ventilation path at operation 441 to execute the subroutine for operating in the ventilation mode.
  • the air conditioner (100) can operate in ventilation mode at operation 443.
  • a control flowchart of the subroutine for operating in the ventilation mode is described in detail in FIG. 7.
  • the air conditioner (100) can determine whether it is in an automatic mode at operation 450.
  • the air conditioner (100) can determine whether a mode selected by the user through operation of the ventilation mode or circulation mode does not exist, or whether the automatic mode is selected by the user's operation. If it is in an automatic mode, the air conditioner (100) can execute a subroutine for operating in the automatic mode at operation 460. A control flowchart of the subroutine for operating in the automatic mode will be described in detail with reference to FIG. 10 below.
  • the air conditioner (100) can open a first intake port (e.g., the first intake port (121) of FIG. 3) in operation 510.
  • the air conditioner (100) can control a first damper (e.g., the first damper (121a) of FIG. 3) provided near the first intake port (121) to open.
  • a first damper e.g., the first damper (121a) of FIG. 3
  • indoor air (RA) can be drawn into the air conditioner (100).
  • the indoor air (RA) can contain carbon dioxide gas having a concentration of a certain level or higher.
  • the air conditioner (100) can close the second outlet (e.g., the second outlet (125) of FIG. 3) at operation 520.
  • the air conditioner (100) can control the third damper (e.g., the third damper (125a) of FIG. 3) provided near the second outlet (125) to be closed.
  • the third damper e.g., the third damper (125a) of FIG. 3 provided near the second outlet (125) to be closed.
  • the air conditioner (100) can open a passage between the second compartment (e.g., the second compartment (C2) of FIG. 3) and the third compartment (e.g., the third compartment (C3) of FIG. 3) at operation 530.
  • the air conditioner (100) can open a sixth damper (e.g., the sixth damper (133a) of FIG. 3) provided in the second bulkhead (e.g., the second bulkhead (133) of FIG. 3).
  • a sixth damper e.g., the sixth damper (133a) of FIG.
  • the air conditioner (100) can close the second intake port (e.g., the second intake port (123) of FIG. 3) at operation 540.
  • the air conditioner (100) can control a second damper (e.g., the second damper (123a) of FIG. 3) provided near the second intake port (123) to be closed.
  • a second damper e.g., the second damper (123a) of FIG. 3
  • air remaining inside the air conditioner (100) e.g., the second compartment (C2)
  • the air remaining inside the air conditioner (100) e.g., the second compartment (C2)
  • the air conditioner (100) can open the first outlet (e.g., the outlet (227) of FIG. 3) at operation 550.
  • the air conditioner (100) can open the fourth damper (e.g., the fourth damper (127a) of FIG. 3) provided near the first outlet (127).
  • the first outlet (127) is opened, air remaining inside the air conditioner (100) can be supplied to the room.
  • the air conditioner (100) can operate the first blower (e.g., the first blower (171) of FIG. 3) at operation 560.
  • the first blower (171) When the first blower (171) is operated, the air remaining inside the air conditioner (100) can be accelerated from being supplied to the room.
  • the illustrated operations are not limited to the illustrated order, and the order may be changed or performed simultaneously. In addition, the illustrated operations may be performed repeatedly.
  • FIG. 6 illustrates air flow (Flow 1) in a circulation operation (e.g., circulation mode of FIG. 4) in an air conditioning device (e.g., air conditioning device (100) of FIG. 1) according to one embodiment of the present disclosure.
  • a circulation operation e.g., circulation mode of FIG. 4
  • an air conditioning device e.g., air conditioning device (100) of FIG. 1
  • indoor air (RA) can be drawn into the air conditioner (100).
  • the drawn air can move from the first compartment (C1) to the third compartment (C3).
  • air drawn into the air conditioner (100) may pass through a first filter (150) provided in a first compartment (C1) before reaching the third compartment (C3).
  • the air may pass through the first filter (150) and carbon dioxide in the air may be adsorbed by the first filter (150).
  • the air that has passed through the first filter (150) may have a lower carbon dioxide concentration compared to indoor air (RA). Since the second discharge port (125) is closed, the air cannot be discharged to the outdoors.
  • air staying in the third compartment (C3) can move from the third compartment (C3) to the second compartment (C2) as the sixth damper (133a) is opened.
  • outdoor air (OA) cannot be drawn into the interior of the air conditioner (100) (e.g., the second compartment (C2)).
  • air staying in the second compartment (C2) can move to the fourth compartment (C4). Before the air reaches the fourth compartment (C4), it can pass through the second filter (160) provided in the heat exchanger (140). The air passes through the second filter (160) and harmful substances contained in the air can be adsorbed by the second filter (160). The air passing through the second filter (160) can have lower carbon dioxide concentration and harmful substance concentration compared to indoor air (RA).
  • the first outlet (127) is opened, air remaining in the fourth compartment (C4) can be supplied to the room.
  • the first blower (171) is operated, the amount of gas per hour supplied to the room from the air remaining in the fourth compartment (C4) can increase.
  • the supply air (SA) provided indoors in the circulation mode may have lower concentrations of carbon dioxide and pollutants compared to indoor air (RA).
  • the air conditioner (100) can remove a certain level of carbon dioxide and harmful substances present in indoor air (RA) by repeatedly operating the circulation mode for a predetermined period of time.
  • the air conditioner (100) can minimize the operation of the heat exchanger (140) while the circulation mode is in operation, thereby saving the electric energy required to operate the heat exchanger (140).
  • the air conditioner (100) can save energy required for cooling and heating by purifying indoor air (RA) through the first filter (150) or the second filter (160) without exchange with outside air (OA) through the circulation mode.
  • FIG. 7 is a control flowchart of a subroutine for a ventilation operation (e.g., the ventilation mode of FIG. 4) in an air conditioning device (e.g., the air conditioning device (100) of FIG. 1) according to one embodiment of the present disclosure.
  • a ventilation operation e.g., the ventilation mode of FIG. 4
  • an air conditioning device e.g., the air conditioning device (100) of FIG. 1
  • the air conditioning device (100) may determine, in operation 710, whether a condition for regenerating the first filter (e.g., the first filter (150) of FIG. 3) is satisfied.
  • the condition for regenerating the first filter (150) may be when the concentration of carbon dioxide adsorbed on the first filter (150) exceeds the critical capacity of the first filter (150) or when the concentration of carbon dioxide present in the indoor air (RA) is lower than the critical concentration.
  • the critical capacity of the first filter (150) may be, for example, 1200 ppm.
  • the critical concentration of carbon dioxide present in the indoor air (RA) may be, for example, 1000 ppm.
  • the first filter (150) may be heated to a predetermined temperature to desorb carbon dioxide adsorbed on the first filter (150).
  • the air conditioner (100) may heat the first filter (150) to a predetermined temperature by operating a heater (e.g., heater (151) of FIG. 2).
  • the predetermined temperature may be, for example, 65° C. to 70° C.
  • the capacity of carbon dioxide adsorbed by the first filter (150) exceeds the adsorption volume, the carbon dioxide adsorbed on the first filter (150) can be removed and reused by heating the first filter (150), thereby increasing the filter regeneration efficiency. Accordingly, carbon dioxide that is continuously generated can be effectively removed and energy efficiency can be increased.
  • the air conditioner (100) can close a passage between the second compartment (e.g., the second compartment (C2) of FIG. 3) and the third compartment (e.g., the third compartment (C3) of FIG. 3) in operation 730.
  • the air conditioner (100) can close a sixth damper (e.g., the sixth damper (133a) of FIG. 3) provided in the second bulkhead (e.g., the second bulkhead (133) of FIG. 3).
  • a sixth damper e.g., the sixth damper (133a) of FIG.
  • the air conditioner (100) can open a first intake port (e.g., the first intake port (121) of FIG. 3) and a second intake port (e.g., the second intake port (123) of FIG. 3) in operation 740.
  • the air conditioner (100) can open a first damper (e.g., the first damper (121a) of FIG. 3) provided near the first intake port (121).
  • the air conditioner (100) can open a second damper (e.g., the second damper (123a) of FIG. 3) provided near the second intake port (123).
  • indoor air (RA) can be introduced into the air conditioner (100).
  • outdoor air (OA) can be drawn into the air conditioner (100).
  • indoor air (RA) drawn into the air conditioner (100) through the first intake port (121) may pass through the first filter (150) provided in the first compartment (C1) before passing through the first compartment (C1) and reaching the third compartment (C3).
  • the first filter (150) may adsorb carbon dioxide contained in the drawn indoor air.
  • the air that passes through the first filter (150) and remains in the third compartment (C3) may contain a lower concentration of carbon dioxide compared to the indoor air (RA).
  • outdoor air (OA) drawn into the air conditioner (100) through the second intake port (123) may pass through the second filter (160) provided in the heat exchanger (140) before passing through the second compartment (C2) and reaching the fourth compartment (C4).
  • the second filter (160) may adsorb harmful substances contained in the drawn indoor air.
  • the air that passes through the first filter (150) and remains in the third compartment (C3) may contain a lower concentration of harmful substances compared to the indoor air (RA).
  • the air conditioner (100) can open a first outlet (e.g., a first outlet (127) of FIG. 3) and a second outlet (e.g., a second outlet (125) of FIG. 3) at operation 750.
  • a first outlet e.g., a first outlet (127) of FIG. 3
  • a second outlet e.g., a second outlet (125) of FIG. 3
  • the air conditioner (100) can open a fourth damper (e.g., a fourth damper (127a) of FIG. 3) provided near the first outlet (127).
  • the air conditioner (100) can open a third damper (e.g., a third damper (125a) of FIG. 3) provided near the second outlet (125).
  • SA air supply
  • EA exhaust
  • the air conditioner (100) can operate, at operation 760, a first blower (e.g., the first blower (171) of FIG. 3) and a second blower (e.g., the second blower (173) of FIG. 3).
  • a first blower e.g., the first blower (171) of FIG. 3
  • a second blower e.g., the second blower (173) of FIG. 3
  • the first blower (171) When the first blower (171) is operated, air staying inside the air conditioner (100) can be accelerated from being supplied to the indoors.
  • the second blower (173) When the second blower (173) is operated, air staying inside the air conditioner (100) can be accelerated from being discharged to the outdoors.
  • FIG. 8 illustrates air flows (Flow 2 and Flow 3) during a ventilation operation (e.g., the ventilation mode of FIG. 4) in an air conditioning device (100) (e.g., the air conditioning device (100) of FIG. 1) according to one embodiment of the present disclosure.
  • this is an operation for discharging indoor air (RA) to the outdoors and supplying outdoor air (OA) to the indoors without heating the first filter (150). That is, this can be understood as an explanation of an operation in which the air conditioning device (100) ventilates without removing carbon dioxide adsorbed on the first filter (150) by heating the first filter (150), etc.
  • indoor air (RA) can be drawn into the air conditioner (100).
  • the drawn air can move from the first compartment (C1) to the third compartment (C3).
  • air drawn into the air conditioner (100) may pass through a first filter (150) provided in a first compartment (C1) before reaching the third compartment (C3).
  • the air may pass through the first filter (150) and carbon dioxide in the air may be adsorbed by the first filter (150).
  • the air that has passed through the first filter (150) may have a lower carbon dioxide concentration compared to indoor air (RA).
  • air that passes through the first filter (150) and reaches the third compartment (C3) can be discharged as exhaust (EA) through the second outlet (125).
  • the exhaust (EA) can have a lower carbon dioxide concentration compared to the indoor air (RA).
  • outdoor air (OA) can be drawn into the air conditioner (100).
  • the drawn air can move from the second compartment (C2) to the fourth compartment (C4).
  • air drawn into the air conditioner (100) may pass through a second filter (160) provided in the heat exchanger (140) before reaching the fourth compartment (C4).
  • the air may pass through the second filter (160) and harmful substances in the air may be adsorbed by the second filter (160).
  • the air that has passed through the second filter (160) may have a lower concentration of harmful substances compared to outdoor air (OA).
  • air that has passed through the second filter (160) and reached the fourth compartment (C4) can be supplied as supply air (EA) through the first outlet (127).
  • the supply air (SA) may have a lower concentration of harmful substances compared to the outdoor air (RA).
  • the air conditioner (100) can ventilate indoor air by exchanging indoor air (RA) and outdoor air (OA).
  • the air conditioner (100) can increase energy efficiency by minimizing the difference in thermal energy between indoor air (RA) and outdoor air (OA) through the heat exchanger (140).
  • the air conditioner (100) can reduce carbon dioxide emitted to the outdoors by absorbing carbon dioxide present in indoor air (RA) through the first filter (150).
  • FIG. 9a illustrates an air flow for removing carbon dioxide adsorbed on a filter during a ventilation operation in an air conditioning device (100) (e.g., the air conditioning device (100) of FIG. 1) according to one embodiment of the present disclosure.
  • an air conditioning device 100
  • FIG. 9a illustrates an air flow for removing carbon dioxide adsorbed on a filter during a ventilation operation in an air conditioning device (100) (e.g., the air conditioning device (100) of FIG. 1) according to one embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 9a all or part of the air flow may correspond to Fig. 8.
  • the air conditioner (100) performs a ventilation operation by heating the first filter (150) to remove carbon dioxide adsorbed on the first filter (150). Therefore, overlapping explanations will be omitted and descriptions will be focused on the differences.
  • the air conditioning device (100) can heat the first filter (150) to a predetermined temperature in order to desorb carbon dioxide adsorbed on the first filter (150).
  • the air conditioning device (100) can heat the first filter (150) by operating a heater (e.g., the heater unit (151) of FIG. 2).
  • the predetermined temperature can be, for example, 65° C. to 70° C.
  • carbon dioxide adsorbed on the first filter (150) can be desorbed.
  • the air conditioning device (100) can desorb carbon dioxide adsorbed on the first filter (150) to regenerate the first filter (150).
  • the regeneration performance of the regenerated first filter (150) can be maintained at 93%.
  • the adsorption performance of the regenerated first filter (150) can be maintained at 98% to 99% compared to the performance before regeneration.
  • the air conditioning device (100) can discharge carbon dioxide desorbed from the first filter (150) through the second outlet (125).
  • the air conditioning device (100) can open the first damper (121a) provided in the first intake port (121) and open the third damper (125a) provided in the second exhaust port (125).
  • the air conditioning device (100) can operate the second blower (173).
  • the air conditioner (100) can draw outside air (OA) into the air conditioner (100) and supply it to the room.
  • OA outside air
  • the air conditioning device (100) can open the second damper (123a) provided in the second intake port (123) and open the fourth damper (127a) provided in the first exhaust port (127).
  • the air conditioning device (100) can operate the first blower (171).
  • the air conditioner (100) can discharge carbon dioxide adsorbed on the first filter (150) to the outdoors and supply outdoor air (OA) as supply air (SA) by purifying it with the second filter (160).
  • the air conditioner (100) can reduce cooling and heating loads by minimizing the thermal energy difference between indoor air (RA) and outdoor air (OA) through the heat exchanger (140).
  • the air conditioner (100) can perform ventilation and regeneration of the first filter (150) simultaneously.
  • the air conditioner (100) can achieve energy reduction by minimizing the heating load that may occur in winter.
  • the air conditioner (100) performs a ventilation operation in winter
  • air passing through the first filter (150) can be heated to a predetermined temperature (e.g., 65° C. to 70° C.).
  • a predetermined temperature e.g. 65° C. to 70° C.
  • the outdoor air (OA) passes through the heat exchanger (140) and is supplied to the indoor space, and the outdoor air (OA) can be warmed in the heat exchanger (140).
  • the temperature of the indoor air (RA) can increase, so that the energy required for heating can be reduced.
  • FIG. 9b illustrates an air flow for removing carbon dioxide adsorbed on a filter during a ventilation operation in an air conditioning device (100) (e.g., the air conditioning device (100) of FIG. 1) according to one embodiment of the present disclosure.
  • an air conditioning device 100
  • FIG. 9b illustrates an air flow for removing carbon dioxide adsorbed on a filter during a ventilation operation in an air conditioning device (100) (e.g., the air conditioning device (100) of FIG. 1) according to one embodiment of the present disclosure.
  • the air conditioning device (100) can heat the first filter (150) to a predetermined temperature in order to desorb carbon dioxide adsorbed on the first filter (150).
  • the air conditioning device (100) can heat the first filter (150) by operating a heater (e.g., heater unit (151) of FIG. 2).
  • the predetermined temperature can be, for example, 65° C. to 70° C.
  • carbon dioxide adsorbed on the first filter (150) can be desorbed.
  • the air conditioning device (100) can desorb carbon dioxide adsorbed on the first filter (150) to regenerate the first filter (150).
  • the regeneration performance of the regenerated first filter (150) can be maintained at 93%.
  • the adsorption performance of the regenerated first filter (150) can be maintained at 98% to 99% compared to the performance before regeneration.
  • the air conditioner (100) can discharge carbon dioxide desorbed from the first filter (150) to the outdoors without passing through the heat exchanger (140). To this end, the air conditioner (100) can open a bypass path.
  • the air conditioning device (100) can open the first damper (121a) provided in the first suction port (121) and open the ninth damper (139a) provided on the upper side of the main body (110).
  • indoor air (RA) may pass through the first intake port (121), the first filter (150) provided in the first compartment (C1), and then be discharged outdoors through the ninth damper (139a).
  • the air may be discharged outdoors by bypassing the third outlet (e.g., the third outlet of FIG. 3) connected to the ninth damper (139a).
  • the air conditioner (100) may further include the third outlet.
  • the air conditioner (100) can draw outside air (OA) into the air conditioner (100) and supply it to the room.
  • OA outside air
  • the air conditioning device (100) can open the second damper (123a) provided in the second intake port (123) and open the fourth damper (127a) provided in the first exhaust port (127).
  • the air conditioning device (100) can operate the first blower (171).
  • the air conditioner (100) can discharge carbon dioxide adsorbed on the first filter (150) to the outdoors and supply outdoor air (OA) as supply air (SA) by purifying it with the second filter (160).
  • the air conditioner (100) can reduce cooling and heating loads by minimizing the thermal energy difference between indoor air (RA) and outdoor air (OA) through the heat exchanger (140).
  • the air conditioner (100) can perform ventilation and regeneration of the first filter (150) simultaneously.
  • the air conditioner (100) can achieve energy reduction by minimizing the cooling load that may occur in the summer.
  • the air conditioner (100) when the air conditioner (100) performs a ventilation operation in the summer, if the first filter (150) is heated to desorb carbon dioxide adsorbed on the first filter (150), air passing through the first filter (150) can be heated to a predetermined temperature (e.g., 65° C. to 70° C.). If the air heated to the predetermined temperature passes through a heat exchanger (140) instead of the proposed air path (Flow 4-2) and is discharged to the outdoors (e.g., air path by Flow 4-1 of FIG. 9a), the outdoor air (OA) passes through the heat exchanger (140) and is supplied to the indoors, and the outdoor air (OA) can be warmed in the heat exchanger (140). As a result, the temperature of the indoor air (RA) can rise, which can increase the energy required for cooling.
  • the above air conditioning device (100) can minimize the energy load required for cooling through the proposed air path (Flow 4-2).
  • the outdoor air volume is 100 CMH (cubic meter per hour). It can be assumed that the operating time interval of the air conditioning device (100) is 1 hour. It can be assumed that the performance of the adsorbent applied to the first filter (150) is 2.5 mmol/g, and the amount of the adsorbent applied to the first filter (150) is 500 g.
  • the air conditioning device (100) can maintain the concentration of carbon dioxide contained in the indoor air (RA) at substantially 1000 ppm, while lowering the ventilation rate to 0.23 ACH (air change per hour, i.e., the number of ventilations per hour, the number of times to exchange clean air per hour in the recommended use area). Accordingly, the air conditioning device (100) can reduce the ventilation operation rate by about 49%.
  • the air conditioning device (100) can provide energy reduction by reducing the ventilation operation time.
  • FIG. 10 is a control flowchart of a subroutine for operating an automatic mode (e.g., the automatic mode of FIG. 4) in an air conditioning device (e.g., the air conditioning device (100) of FIG. 1) according to one embodiment of the present disclosure.
  • an automatic mode e.g., the automatic mode of FIG. 4
  • an air conditioning device e.g., the air conditioning device (100) of FIG. 1
  • the air conditioning device (100) can detect the concentration of indoor carbon dioxide in operation 1010.
  • the air conditioning device (100) can detect the concentration of carbon dioxide contained in indoor air (RA) through a gas sensor.
  • the air conditioner (100) can determine, at operation 1020, whether the indoor carbon dioxide concentration exceeds a threshold level.
  • the threshold level can be a user-set or initialized carbon dioxide level.
  • the threshold level can be, for example, 1200 ppm.
  • the air conditioner (100) may be operated by switching to a circulation mode at operation 1030. To switch to the circulation mode, the air conditioner (100) may execute the circulation mode subroutine of FIG. 5.
  • the air conditioning unit (100) may, at operation 1040, determine whether the indoor carbon dioxide concentration is below a threshold level.
  • the threshold level may be, for example, 1000 ppm.
  • the air conditioning device (100) may determine, in operation 1050, whether the first filter (e.g., the first filter (150) of FIG. 3) is saturated.
  • the air conditioning device (100) may determine whether the first filter (150) is saturated through a gas sensor that detects the carbon dioxide concentration captured in the first filter (150).
  • the air conditioner (100) may, at operation 1060, switch to a ventilation mode and operate. To switch to the ventilation mode, the air conditioner (100) may execute the circulation mode subroutine of FIG. 7.
  • FIG. 11 is a front view illustrating indoor air (RA) being discharged outdoors through a bypass path in an air conditioning device (100) according to one embodiment of the present disclosure.
  • the air conditioning device (100) can discharge indoor air (RA) outdoors through a path (Flow 6) suggested in FIG. 11.
  • the air conditioning device (100) can additionally include a separate component to prevent outdoor air (OA) from flowing into the indoor space.
  • the air conditioning device (100) can discharge indoor air (RA) to the outdoors without passing through the heat exchanger (140) in addition to the path illustrated in FIG. 9b.
  • the air conditioning device (100) can desorb carbon dioxide adsorbed on the first filter (150) and discharge it outdoors.
  • the air conditioning device (100) can heat the first filter (150) to a predetermined temperature in order to desorb carbon dioxide adsorbed on the first filter (150).
  • the air conditioning device (100) can heat the first filter (150) by operating a heater (e.g., the heater unit (151) of FIG. 2).
  • the predetermined temperature can be, for example, 65° C. to 70° C.
  • carbon dioxide adsorbed on the first filter (150) can be desorbed.
  • the air conditioning device (100) can desorb carbon dioxide adsorbed on the first filter (150) to regenerate the first filter (150).
  • the regeneration performance of the regenerated first filter (150) can be maintained at 93%.
  • the adsorption performance of the regenerated first filter (150) can be maintained at 98% to 99% compared to the performance before regeneration.
  • the air conditioner (100) can discharge carbon dioxide desorbed from the first filter (150) to the outdoors without passing through the heat exchanger (140). To this end, the air conditioner (100) can open a bypass path.
  • the air conditioning device (100) can open the first damper (121a) provided in the first intake port (121).
  • the air conditioning device (100) can open the fifth damper (131a) provided in the first bulkhead (131).
  • the air conditioning device (100) can open the sixth damper (133a) provided in the second bulkhead (133).
  • the air conditioning device (100) can open the third damper (125a) provided in the second exhaust port (125).
  • indoor air (RA) can pass through the first inlet (121) and move from the first compartment (C1) to the second compartment (C2) without passing through the heat exchanger (140).
  • the air can move from the second compartment (C2) to the third compartment (C3).
  • the air can pass through the second outlet (125) from the third compartment (C3) and be discharged to the outdoors.
  • the air conditioner (100) may include a separate opening/closing means (not shown) to prevent indoor air (RA) staying in the second compartment (C2) from moving to the fourth compartment (C4) through the heat exchanger (140).
  • the opening/closing means may be provided near the heat exchanger (140), and preferably, may be provided near the second plate (143).
  • the opening/closing means may be implemented as a damper, but is not limited thereto, and may be implemented as a valve, an orifice, or a shield.
  • the air conditioner (100) can prevent air from moving from the second compartment (C2) to the fourth compartment (C4) through the heat exchanger (140) by opening or closing the opening/closing means.
  • the shield may include a material including metal or plastic to prevent fluid from passing through.
  • One end of the shield may be, for example, connected to one end of the second plate (143) by a hinge. By connecting one end of the shield and one end of the second plate (143) by a hinge, the shield can block the surface of the second plate (143).
  • the air conditioning device (100) can prevent air staying in the second compartment (C2) from moving to the fourth compartment (C4) through the heat exchanger (140) by having the shield block the second plate (143).
  • the air conditioner (100) can discharge indoor air (RA) to the outdoors without supplying outdoor air (OA) to the indoors.
  • the air conditioner (100) can reduce cooling and heating loads by minimizing the thermal energy difference between indoor air (RA) and outdoor air (OA) through the heat exchanger (140).
  • the air conditioner (100) can discharge indoor air (RA) to the outdoors instead of supplying outdoor air (OA) to the indoors.
  • the air conditioner (100) can heat the first filter (150) to remove carbon dioxide adsorbed on the first filter (150) and regenerate the first filter (150).
  • the air conditioner (100) can perform ventilation and regeneration of the first filter (150) simultaneously.
  • the air conditioner (100) can achieve energy reduction by minimizing the cooling load that may occur in the summer.
  • An air conditioning device (100) may include a main body (110).
  • the air conditioning device (100) may be provided with a first intake port (121) and a first discharge port (127) on one side (111) facing indoors.
  • the air conditioning device (100) may be provided with a second intake port (123) and a second discharge port (125) on the other side (113) facing outdoors.
  • the air conditioning device (100) may include a main body (110) configured to form an air passage from the first intake port (121) to either the first discharge port (127) or the second discharge port (125) depending on an operating state.
  • the main body (110) may include a carbon dioxide adsorption filter (150) provided in a common section of a first air passage connecting the first intake port (121) and the first discharge port (127) and a second air passage connecting the first intake port (121) and the second discharge port (127).
  • the main body (110) may include a heater (251) configured to heat the carbon dioxide adsorption filter (150) to a predetermined temperature in a ventilation operation state in which indoor air (RA) is discharged outdoors and outdoor air (OA) is supplied indoors.
  • the adsorption capacity of the carbon dioxide adsorption filter (150) may be 1.5 mmol/g to 2.5 mmol/g.
  • An air conditioning device (100) may include a first damper (121a) configured to open or close the first intake port (121).
  • the air conditioning device (100) may include a second damper (127a) configured to open or close the first discharge port (127).
  • the air conditioning device (100) may include a third damper (123a) configured to open or close the second intake port (123).
  • the air conditioning device (100) may include a fourth damper (125a) configured to open or close the second discharge port (125).
  • the heater (251) may be configured to heat the carbon dioxide adsorption filter (150) to 65° C. to 70° C.
  • the carbon dioxide adsorption filter (150) may include an adsorbent composed of a material in which carbon nanofibers, nanoparticles, and amine groups are combined in a predetermined component ratio.
  • the carbon nanofibers may include carbon nanotubes (CNTs) or graphene nanofibers (GNFs).
  • the nanoparticles may include silicon dioxide (SiO 2 ), aluminum oxide (Al 2 O 3 ), iron trioxide (Fe 3 O 4 ), or titanium dioxide (TiO 2 ).
  • the amine group may include polyethylenimine (PEI), 3-aminopropyl triethoxysilane, tetraethylenepentamine, or diethylenetriamine.
  • PEI polyethylenimine
  • 3-aminopropyl triethoxysilane 3-aminopropyl triethoxysilane
  • tetraethylenepentamine tetraethylenepentamine
  • diethylenetriamine diethylenimine
  • the molecular weight of the amine group can be in the range of 600 to 25,000.
  • the material constituting the adsorbent may have a bead shape through a phase inversion method.
  • the carbon dioxide adsorption filter (150) may include an adsorbent composed of a material in which an amine group is bonded to at least one synthetic resin series adsorbent.
  • the material constituting the adsorbent may have a capsule form through a phase transfer technique.
  • a method of driving an air conditioning device (100) may include an operation (410, 420) of determining an operation type.
  • the driving method may include an operation (440) of selecting a ventilation operation for discharging indoor air and supplying outdoor air among the operation types, and an operation (720) of heating a carbon dioxide adsorption filter (150) to a predetermined temperature.
  • the driving method may include an operation of discharging indoor air to the outdoors and an operation of supplying outdoor air to the indoors.
  • a method of operating an air conditioning device (100) may include an operation of opening a first intake port (121) and a second discharge port (125) to form the exhaust passage (Flow 4-1) in response to determining that the ventilation operation (440) is performed.
  • a method of operating an air conditioning device (100) may include an operation of opening a first intake port (121) and a third discharge port in response to determining that the ventilation operation (440) is performed, and opening a ninth damper (139a) connecting a passage between a first compartment (C1) and the third discharge port to form the discharge passage (Flow 4-2).
  • the predetermined temperature may be 65° C. to 70° C.
  • a method of driving an air conditioning device (100) may include, in response to determining that the operation type is a circulating operation (430), an operation (510, 520, 530, 540, 550) of forming a flow of air (Flow 1) so that sucked indoor air passes through the carbon dioxide adsorption filter, is purified, and then discharged into the room.
  • the operation type is a circulating operation (430)
  • an operation 510, 520, 530, 540, 550 of forming a flow of air (Flow 1) so that sucked indoor air passes through the carbon dioxide adsorption filter, is purified, and then discharged into the room.
  • the operation of forming the air flow (Flow 1) may include an operation of opening a first intake port (121) (510).
  • the operation of forming the air flow (Flow 1) may include an operation of closing a second outlet port (125) (520).
  • the operation of forming the air flow (Flow 1) may include an operation of opening a passage between a second compartment (C2) and a third compartment (C3) (530).
  • the operation of forming the air flow (Flow 1) may include an operation of closing a second intake port (123) (540).
  • the operation of forming the air flow (Flow 1) may include an operation of opening a first outlet port (127) (550).
  • a method of driving an air conditioning device (100) may include an operation (1010) of detecting a concentration of carbon dioxide in a room in response to determining that the operation type is an operation (460) of automatically driving the air conditioning device (100).
  • the driving method may include an operation (1030) of determining that the operation type is the cyclic operation if the concentration of carbon dioxide exceeds a first threshold level.
  • the first threshold level may be 1200 ppm.
  • a method of operating an air conditioning device (100) may include an operation (1060) of determining that the operation type is the ventilation operation when the concentration of the carbon dioxide is below a second threshold level or exceeds the adsorption capacity of the carbon dioxide adsorption filter.
  • the second threshold level may be 1000 ppm.
  • the second threshold level may be relatively lower than the first threshold level.
  • first e.g., a first
  • second e.g., a second
  • functionally e.g., a third component
  • module used in various embodiments of this document may include a unit implemented in hardware, software or firmware, and may be used interchangeably with terms such as logic, logic block, component, or circuit, for example.
  • a module may be an integrally configured component or a minimum unit of the component or a part thereof that performs one or more functions.
  • a module may be implemented in the form of an application-specific integrated circuit (ASIC).
  • ASIC application-specific integrated circuit
  • Various embodiments of the present document may be implemented as software (e.g., a program) including one or more instructions stored in a storage medium (e.g., an internal memory or an external memory) that can be read by a machine.
  • a processor of the machine may call at least one instruction among the one or more instructions stored from the storage medium and execute it. This enables the machine to operate to perform at least one function according to the at least one instruction called.
  • the one or more instructions may include code generated by a compiler or code that can be executed by an interpreter.
  • the machine-readable storage medium may be provided in the form of a non-transitory storage medium.
  • non-transitory only means that the storage medium is a tangible device and does not include a signal (e.g., electromagnetic waves), and this term does not distinguish between cases where data is stored semi-permanently and cases where it is stored temporarily in the storage medium.
  • a signal e.g., electromagnetic waves
  • the method according to various embodiments disclosed in the present document may be provided as included in a computer program product.
  • the computer program product may be traded between a seller and a buyer as a commodity.
  • the computer program product may be distributed in the form of a machine-readable storage medium (e.g., a compact disc read only memory (CD-ROM)), or may be distributed online (e.g., downloaded or uploaded) via an application store (e.g., Play StoreTM) or directly between two user devices (e.g., smart phones).
  • an application store e.g., Play StoreTM
  • at least a part of the computer program product may be temporarily stored or temporarily generated in a machine-readable storage medium, such as a memory of a manufacturer's server, a server of an application store, or an intermediary server.
  • each component e.g., a module or a program of the above-described components may include a single or multiple entities, and some of the multiple entities may be separately arranged in other components.
  • one or more components or operations of the above-described components may be omitted, or one or more other components or operations may be added.
  • the multiple components e.g., a module or a program
  • the integrated component may perform one or more functions of each of the multiple components identically or similarly to those performed by the corresponding component of the multiple components before the integration.
  • the operations performed by the module, program, or other component may be executed sequentially, in parallel, repeatedly, or heuristically, or one or more of the operations may be executed in a different order, omitted, or one or more other operations may be added.

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Abstract

이산화탄소 흡착용 필터를 통해 실내 이산화탄소 농도를 감소시키기 위한 공조 장치와 그 방법에 관한 것이다. 공조 장치는 실내를 향하는 일측에 제1 흡입구와 제1 토출구가 마련되고, 실외를 향하는 타측에 제2 흡입구와 제2 토출구가 마련될 수 있다. 공조 장치는 제1 흡입구로부터 제1 토출구 또는 제2 토출구 중 하나로 공기 통로를 형성하도록 구성된 본체를 포함할 수 있다. 본체는 제1 흡입구와 제1 토출구를 연결하는 제1 공기 통로와 제1 흡입구와 제2 토출구를 연결하는 제2 공기 통로가 공통되는 구간에 마련된 이산화탄소 흡착 필터를 포함할 수 있다. 본체는 이산화탄소 흡착 필터를 소정의 온도로 가열하도록 구성된 히터를 포함할 수 있다.

Description

이산화탄소 흡착을 위한 공조 장치와 그 방법
본 개시(disclosure)는 이산화탄소 흡착용 필터를 통해 실내 이산화탄소 농도를 감소시키기 위한 공조 장치와 그 방법에 관한 것이다.
공기 청정기 또는 환기 장치와 같은 공조 장치는 실내 공기질을 제어하기 위하여 활용될 수 있다. 상기 공조 장치는 열 회수형 환기 장치 (energy recovery ventilator, 이하 ERV라고 함) 또는 전열 교환 장치라고 할 수 있다. 상기 공조 장치에서는 실내에서 실외로 배출되는 공기와 실외에서 실내로 유입되는 공기 사이에 열 교환이 이루어질 수 있다.
상기 공조 장치는 내부에 유해 물질을 제거하기 위한 필터가 적용될 수 있다. 상기 공조 장치에 적용되는 필터는 미세먼지, 황사, 꽃가루 또는 박테리아와 같이 제거하고자 하는 대상에 따라 유형이 달라질 수 있다.
실내와 같이 밀폐된 공간에서는 고농도의 이산화탄소 (CO2)가 인체에 유해할 수 있다. 예를 들어, 밀폐된 공간에서의 호흡, 조리 등은 실내의 이산화탄소 농도를 높이는 원인이 될 수 있다. 사람이 고농도의 이산화탄소에 지속적으로 노출되면, 불쾌감, 집중력 저하 또는 두통이 유발될 수 있다. 실외에서 평균 이산화탄소의 농도는 약 400 내지 500 ppm (parts per million)이고, 실내에서 적정 이산화탄소 농도는 1000 ppm이다.
환기는 실외 공기와 실내 공기를 순환시켜 실내의 이산화탄소 농도를 감소시킬 수 있다. 다만, 환기 시, 에너지 손실이 발생하여 냉방 또는 난방이 요구될 수 있다.
따라서, 공조 장치는 내부에 이산화탄소를 제거하기 위한 필터를 적용하여 실내 이산화탄소의 농도를 낮출 수 있다. 일 예로, 상기 공조 장치에 장착된 필터는 이산화탄소를 흡착하여 실내의 이산화탄소 농도를 감소시킬 수 있다.
본 개시의 일 실시예는, 실내 공기를 실외로 배출하는 통로에서 필터에 의해 흡착된 이산화탄소를 저온의 열원에 의해 제거하는 공조 장치를 제공할 수 있다.
본 개시의 일 실시예에 따른 공조 장치는 본체를 포함할 수 있다. 상기 공조 장치에는 실내를 향하는 일측에 제1 흡입구와 제1 토출구가 마련될 수 있다. 상기 공조 장치에는 실외를 향하는 타측에 제2 흡입구와 제2 토출구가 마련될 수 있다. 상기 공조 장치는 동작 상태에 따라 상기 제1 흡입구로부터 상기 제1 토출구 또는 상기 제2 토출구 중 하나로 공기 통로를 형성하도록 구성된 본체를 포함할 수 있다. 상기 본체는 상기 제1 흡입구와 상기 제1 토출구를 연결하는 제1 공기 통로와 상기 제1 흡입구와 상기 제2 토출구를 연결하는 제2 공기 통로가 공통되는 구간에 마련된 이산화탄소 흡착 필터를 포함할 수 있다. 상기 본체는 실내 공기를 실외로 배출하고, 실외 공기를 실내로 공급하는 환기 동작 상태에서 상기 이산화탄소 흡착 필터를 소정의 온도로 가열하도록 구성된 히터를 포함할 수 있다.
본 개시의 일 실시예에 따른 공조 장치를 구동하는 방법은, 동작 유형을 판단하는 동작, 상기 동작 유형 중 실내 공기를 배출하고 실외 공기를 공급하기 위한 환기 동작으로 선택하는 동작과, 이산화탄소 흡착 필터를 소정의 온도로 가열하는 동작과, 실내 공기를 실외로 배출하는 동작 및 실외 공기를 실내로 공급하는 동작을 포함할 수 있다.
본 개시의 일 실시예에 따르면, 공조 장치에서 이산화탄소 흡착제가 적용된 필터를 통해 실내 이산화탄소를 제거하여 실내 공기질을 개선시킬 수 있을 뿐만 아니라, 저온 영역의 열원에 의해 필터에 흡착된 이산화탄소를 탈착함으로써, 필터를 재생하여 지속적인 사용이 가능하도록 하였다.
본 개시에서 이루고자 하는 기술적 과제는 앞에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 당해 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 개시의 예시적 실시예들로부터 앞에서 언급되지 않은 다른 기술적 과제들이 도출될 수 있다.
본 개시의 예시적 실시예들에서 얻을 수 있는 효과는 이하의 기재로부터 본 개시의 예시적 실시예들이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 도출되고 이해될 수 있다. 즉, 본 개시의 예시적 실시예들을 실시함에 따른 의도하지 아니한 효과들 역시 본 개시의 예시적 실시예들로부터 당해 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 도출될 수 있다.
도 1은, 본 개시의 일 실시예에 따른, 공조 장치의 사시도이다.
도 2는, 본 개시의 일 실시예에 따른, 공조 장치의 블록도이다.
도 3은, 본 개시의 일 실시예에 따른, 공조 장치의 정면도이다.
도 4는, 본 개시의 일 실시예에 따른, 공조 장치의 작동 유형을 선택하기 위한 제어 순서도이다.
도 5는, 본 개시의 일 실시예에 따른, 공조 장치에서 순환 동작을 위한 서브루틴의 제어 순서도이다.
도 6은, 본 개시의 일 실시예에 따른, 공조 장치에서 순환 동작 시의 공기 흐름을 도시한 것이다.
도 7은, 본 개시의 일 실시예에 따른, 공조 장치에서 환기 동작을 위한 서브루틴의 제어 순서도이다.
도 8은, 본 개시의 일 실시예에 따른, 공조 장치에서 환기 동작 시의 공기 흐름을 도시한 것이다.
도 9a는, 본 개시의 일 실시예에 따른, 공조 장치에서 환기 동작 시에 필터에 흡착된 이산화탄소를 제거하기 위한 공기 흐름을 도시한 것이다.
도 9b는, 본 개시의 일 실시예에 따른, 공조 장치에서 환기 동작 시에 필터에 흡착된 이산화탄소를 제거하기 위한 공기 흐름을 도시한 것이다.
도 10은, 본 개시의 일 실시예에 따른, 공조 장치에서 자동 모드를 가동하기 위한 서브루틴의 제어 순서도이다.
도 11은, 본 개시의 일 실시예에 따른, 공조 장치(100)에서 실내 공기(RA)가 우회 경로를 통해 실외로 배출되는 것을 도시한 정면도이다.
도면의 설명과 관련하여, 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일 또는 유사한 참조 부호가 사용될 수 있다.
이하에서는 도면을 참조하여 본 개시의 실시예에 대하여 본 개시가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자 (이하 '당업자'라 칭함)가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 개시는 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 도면의 설명과 관련하여, 동일하거나 유사한 구성요소에 대해서는 동일하거나 유사한 참조 부호가 사용될 수 있다. 또한, 도면 및 관련된 설명에서는, 잘 알려진 기능 및 구성에 대한 설명이 명확성과 간결성을 위해 생략될 수 있다.
본 문서에서 사용되는 용어는 본 개시에서의 기능을 고려하면서 가능한 현재 널리 사용되는 일반적인 용어들을 선택하였으나, 이는 당업자의 의도 또는 판례, 새로운 기술의 출현 등에 따라 달라질 수 있다. 따라서 본 문서에서 사용되는 용어는 단순한 용어의 명칭이 아닌, 그 용어가 가지는 의미와 본 개시의 전반에 걸친 내용을 토대로 정의되어야 한다.
본 문서의 다양한 실시예들에서 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있음을 의미할 수 있다.
이하, 본 문서에서 사용되는 용어에 대하여 미리 정의하면 다음과 같다.
실외 공기 (outdoor air, OA)는 실외에 존재하는 공기로써, 공조 장치로 투입되기 전의 실외 공기를 의미한다.
실내 공기 (return air, RA)는 실내에 존재하는 공기로써, 환기가 요구되어 공조 장치로 투입될 실내 공기를 의미한다.
배기 (exhaust air, EA)는, 공조 장치를 거쳐 실내에서 실외로 배출되는 공기를 의미한다.
급기 (supply air, SA)는, 공조 장치를 거쳐 실내로 공급되는 공기를 의미한다. 급기는 실외 공기가 공조 장치를 거쳐 실내로 공급되는 공기 및 실내 공기가 공조 장치를 거쳐 다시 실내로 순환되는 공기를 포함할 수 있다.
하기의 설명에서 사용된 용어 "x축 방향", "y축 방향", 및 "z축 방향" 등은 설명의 편의를 위해 도면을 기준으로 정의한 것이며, 이 용어에 의하여 각 구성요소의 형상 및 위치가 제한되는 것은 아니다.
도 1은, 본 개시의 일 실시예에 따른, 공조 장치(100)의 사시도이다.
도 1을 참조하면, 공조 장치(100)는 (폐)열 회수형 환기 장치 또는 전열교환기와 같은 환기 장치를 포함할 수 있다. 그 외에도 상기 공조 장치(100)는 공기 청정기 (air purifier) 또는 공조기 (air conditioner)를 포함하여 공기를 정화하거나 공기를 순환시키는 다양한 장치에 적용될 수 있다. 본 문서에서는 공조 장치(100)를 ERV에 특정하여 설명하지만, 다양한 장치에 적용될 수 있다.
일 예에 따르면, 공조 장치(100)를 전면에서 후면 방향(-y축 방향)으로 바라보았을 때, 상기 공자 장치(100)를 지시하는 방향은 다음과 같이 정의될 수 있다. 일 예로, +x축 방향은 상기 공조 장치(100)의 우측 방향으로 정의될 수 있고, -x축 방향은 상기 공조 장치(100)의 좌측 방향으로 정의될 수 있다. 일 예로, +y축 방향은 상기 공조 장치(100)의 전면 방향으로 정의될 수 있고, -y축 방향은 상기 공조 장치(100)의 후면 방향으로 정의될 수 있다. 일 예로, +z축 방향은 상기 공조 장치(100)의 위쪽 방향으로 정의될 수 있고, -z축 방향은 상기 공조 장치(100)의 아래쪽 방향으로 정의될 수 있다.
상기 공조 장치(100)는 본체(110)를 포함할 수 있다. 상기 본체(110)는 상기 공조 장치(100)의 외관을 형성할 수 있다. 상기 본체(110)에는 상기 공조 장치(100)에 포함되는 구성 요소가 설치될 수 있다.
일 예에 따르면, 공조 장치(100)는 본체(110)를 기준으로 좌측이 실내를 향하고, 우측이 실외를 향하도록 설치될 수 있다.
상기 공조 장치(100)는 실외 공기와 실내 공기를 인입하거나, 배출하기 위한 통로가 마련될 수 있다. 일 예로, 상기 공조 장치(100)는 실내 공기를 인입하기 위한 하나 또는 다수의 제1 흡입구(121)를 포함할 수 있다. 일 예로, 상기 공조 장치(100)는 실외 공기를 인입하기 위한 하나 또는 다수의 제2 흡입구(123)를 포함할 수 있다. 일 예로, 상기 공조 장치(100)는 실내로 공기를 공급하기 위한 하나 또는 다수의 제1 배출구(127)를 포함할 수 있다. 일 예로, 상기 공조 장치(100)는 실외로 공기를 배출하기 위한 하나 또는 다수의 제2 배출구(125)를 포함할 수 있다. 상기 하나 또는 다수의 제1 흡입구(121) 또는 상기 하나 또는 다수의 제1 배출구(127)는 본체(110) 좌측면에 해당하는 제1 측면(111)에 마련될 수 있다. 상기 하나 또는 다수의 제2 흡입구(123) 또는 상기 하나 또는 다수의 제2 배출구(125)는 상기 본체(110) 우측면에 해당하는 제2 측면(113)에 마련될 수 있다.
도시된 바와 같이, 상기 하나 또는 다수의 제1 흡입구(121) 또는 상기 하나 또는 다수의 제1 배출구(127)는 동일한 면에 배치되지 않을 수 있다. 또한, 상기 하나 또는 다수의 제2 흡입구(123) 또는 상기 하나 또는 다수의 제2 배출구(125)는 동일한 면에 배치되지 않을 수 있다.
일 예로, 상기 하나 또는 다수의 제1 흡입구(121)는 좌측 면인 제1 측면(111)에 마련될 수 있고, 상기 하나 또는 다수의 제1 배출구(127)는 상측 면에 마련될 수 있다. 반대로, 상기 하나 또는 다수의 제1 흡입구(121)는 상측 면에 마련될 수 있고, 상기 하나 또는 다수의 제1 배출구(127)는 좌측 면인 제1 측면(111)에 마련될 수 있다.
일 예로, 상기 하나 또는 다수의 제2 흡입구(123)는 우측 면인 제2 측면(113)에 마련될 수 있고, 상기 하나 또는 다수의 제2 배출구(125)는 상측 면에 마련될 수 있다. 반대로, 상기 하나 또는 다수의 제2 흡입구(123)는 상측 면에 마련될 수 있고, 상기 하나 또는 다수의 제2 배출구(125)는 우측 면인 제2 측면(113)에 마련될 수 있다.
일 예에 따르면, 공조 장치(100)는 실외 공기(OA)와 실내 공기를 유동하기 위해 댐퍼 (damper)(미도시)(예: 도 2의 댐퍼부(230))를 포함할 수 있다. 상기 댐퍼(230)는 밸브 (valve), 오리피스 (orifice)로 구현될 수도 있다. 상기 댐퍼(230)는, 예를 들어, 제1 댐퍼(예: 도 3의 제1 댐퍼(121a)), 제2 댐퍼(예: 도 3의 제2 댐퍼(123a)), 제3 댐퍼(예: 도 3의 제3 댐퍼(125a)) 또는 제4 댐퍼(예: 도 3의 제4 댐퍼(127a))를 포함할 수 있다. 상기 공조 장치(100)는 상기 댐퍼(230)에 포함된 다수의 댐퍼들(121a, 123a, 125a, 127a)을 선택적으로 개방 또는 폐쇄하여 공기의 흐름을 형성할 수 있다. 상기 댐퍼(230)는 흡입구(121, 123) 또는 배출구(125, 127) 인근에 마련될 수 있다. 상기 댐퍼(230)에 관해서는 이하에서 도 3을 참조하여 자세히 설명한다.
상기 공조 장치(100)는 실외 공기와 실내 공기를 교환할 수 있다. 상기 공조 장치(100)는 상기 실외 공기가 가진 열 에너지와 상기 실내 공기가 가진 열 에너지를 교환할 수 있다. 일 예로, 상기 공조 장치(100)는 열교환기 (heat exchanger)(140)를 포함할 수 있다.
상기 공조 장치(100)는 오염된 실내 공기(RA)를 실외로 배출하고, 실외 공기(OA)를 실내로 공급할 수 있다. 일 예로, 상기 공조 장치(100)는 상기 실외 공기(OA)를 정화하여 실내로 공급할 수 있다. 상기 공조 장치(100)는 상기 실외 공기를 정화하기 위해 적어도 하나 이상의 필터(150, 160)를 포함할 수 있다.
일 예에 따르면, 상기 공조 장치(100)에 포함되는 적어도 하나 이상의 필터(150, 160)는 제1 필터(150)를 포함할 수 있다. 상기 적어도 하나 이상의 필터(150, 160)는 제2 필터(160)를 포함할 수 있다. 상기 적어도 하나 이상의 필터(150, 160)는 제1 필터(150) 및 제2 필터(160)를 포함할 수 있다. 상기 적어도 하나 이상의 필터(150, 160)는 외관을 구성하는 필터 케이싱과 흡착제를 포함할 수 있다. 상기 흡착제의 재질 또는 구성 물질에 따라 상기 적어도 하나 이상의 필터(150, 160)의 성능 또는 흡착 물질이 결정될 수 있다.
일 예로, 제1 필터(150)는 이산화탄소를 흡착하기 위해 마련될 수 있다. 상기 제1 필터(150)는 실내 공기(RA)가 공조 장치(100)로 인입되어 급기(SA)로 공급되는 제1 공기 통로와 실내 공기(RA)가 배기(EA)로 배출되는 제2 공기 통로가 공통되는 구간의 소정의 지점에 마련될 수 있다. 상기 제1 필터(150)는, 예를 들어, 열교환기(140)의 표면에 마련될 수 있다. 상기 제1 필터(150)는 상기 열교환기(140)의 제1 플레이트(141)의 표면에 마련될 수 있다. 도시되지는 않았지만, 상기 제1 필터(150)는 상기 열교환기(140)의 제3 플레이트(145) 표면에 마련될 수도 있다.
일 예로, 제2 필터(160)는 유해물질을 흡착하기 위해 마련될 수 있다. 상기 제2 필터(160)는 실외 공기(OA)가 공조 장치(100)로 인입되어 급기(SA)로 공급되는 제3 공기 통로 상에 마련될 수 있다. 상기 제2 필터(160)는, 예를 들어, 열교환기(140)의 표면에 마련될 수 있다. 상기 제2 필터(160)는 상기 열교환기(140)의 제2 플레이트(143) 표면에 마련될 수 있다. 도시되지는 않았지만, 상기 제2 필터(160)는 상기 열교환기(140)의 제4 플레이트(147) 표면에 마련될 수도 있다.
상기 공조 장치(100)는 적어도 하나의 송풍기(171, 173)를 포함할 수 있다. 상기 적어도 하나의 송풍기(171, 173)는 공조 장치(100) 내부의 공기의 흐름을 제어하기 위해 마련될 수 있다. 상기 적어도 하나의 송풍기(171, 173)는, 예를 들어, 실내로 공기를 토출하기 위한 공기의 흐름을 형성하는 제1 송풍기(171)를 포함할 수 있다. 상기 적어도 하나의 송풍기(171, 173)는, 예를 들어, 실외로 공기를 토출하기 위한 공기의 흐름을 형성하는 제2 송풍기(173)를 포함할 수 있다. 상기 적어도 하나의 송풍기(171, 173)는, 예를 들어, 실내로 공기를 토출하기 위한 공기의 흐름을 형성하는 제1 송풍기(171) 및 실외로 공기를 토출하기 위한 공기의 흐름을 형성하는 제2 송풍기(173)를 포함할 수 있다.
상기 공조 장치(100)는 전원 공급부(180)를 포함할 수 있다. 상기 전원 공급부(180)는 공조 장치(100)의 구동 전력을 공급하기 위해 마련될 수 있다. 일 예로, 상기 전원 공급부(180)는 열교환기(140)가 구동하는데 필요한 전력을 공급할 수 있다. 일 예로, 상기 전원 공급부(180)는 댐퍼(130)가 개방 또는 폐쇄하는데 필요한 전력을 공급할 수 있다. 일 예로, 상기 전원 공급부(180)는 적어도 하나의 송풍기(171, 173)가 구동하는데 필요한 전력을 공급할 수 있다. 그 외에도, 상기 전원 공급부(180)는 공조 장치(100)가 구동하기 위해 필요한 전력을 공급할 수 있다.
도 2는, 본 개시의 일 실시예에 따른, 공조 장치(200)(예: 도 1의 공조 장치(100))의 블록도이다.
도 2를 참조하면, 공조 장치(200)는 제어부(210), 센서부(220), 댐퍼부(230), 송풍부(240) 또는 열교환부(250)를 포함할 수 있다. 상기 열교환부(250)는 가열부(251)를 포함할 수 있다. 그 외에도 상기 공조 장치(200)는 필요에 따라 구성 요소를 더 포함하거나, 생략할 수 있다.
상기 센서부(220)는 공조 장치(200) 내부 또는 외부의 상태를 감지할 수 있다. 상기 센서부(220)는 상기 공조 장치(200)의 내부 또는 외부의 온도 또는 습도를 감지할 수 있다. 상기 센서부(220)는 상기 공조 장치(200) 내부 또는 외부의 기체의 농도를 감지할 수 있다. 상기 센서부(220)는 감지한 정보를 제어부(210)로 송신할 수 있다.
일 예로, 센서부(220)는 적어도 하나의 센서를 포함할 수 있다. 상기 적어도 하나의 센서는 온도 센서, 습도 센서 또는 가스 센서를 포함할 수 있다. 상기 온도 센서는 실내의 온도를 감지할 수 있다. 상기 습도 센서는 실내의 습도를 감지할 수 있다.
일 예로, 센서부(220)는 온도 센서를 포함할 수 있다. 상기 온도 센서는 실내의 온도를 감지하거나, 또는 이산화탄소 흡착 필터(예: 도 3의 제1 필터(150))의 온도를 감지하기 위해 마련될 수 있다.
일 예로, 센서부(220)는 가스 센서를 포함할 수 있다. 상기 가스 센서는 특정 기체의 농도를 감지할 수 있다. 상기 가스 센서는, 예를 들어, 이산화탄소 (carbon dioxide, CO2), 일산화탄소(carbon monoxide, CO), 황화수소(hydrogen sulfide, H2S), 암모니아 (ammonia, NH3), 탄화수소(hydrocarbon, CxHy), 질소 산화물(nitrogen oxides, NOx), 라돈 (radon)의 농도를 감지할 수 있다. 이하 본 문서에서는, 상기 센서부(120)가 이산화탄소를 감지하는 가스 센서로 한정하여 설명한다.
일 예에 따르면, 센서부(120)는 실내 공기에 존재하는 이산화탄소의 농도를 감지할 수 있다. 실외 평균 이산화탄소의 농도는, 예를 들어, 400 내지 500 ppm (parts per million, 10-6 g/g)에 해당하고, 실내 적정 이산화탄소의 농도는, 예를 들어, 1000 ppm 이하를 권장한다. 인체가 1000 ppm이산화탄소 농도에 지속적으로 노출되면, 불쾌감, 집중력 저하 또는 두통을 유발할 수 있다. 상기 센서부(120)가 감지한 실내 이산화탄소 농도의 정보를 제어부(210)로 전송할 수 있다.
일 예에 따르면, 센서부(220)는 공조 장치(200) 내에 마련된 필터(예: 이산화탄소 흡착 필터)에 존재하는 이산화탄소의 농도를 감지할 수 있다. 상기 센서부(220)는 감지한 상기 이산화탄소의 농도에 대한 정보를 제어부(210)로 전송할 수 있다.
상기 댐퍼부(230)는 공조 장치(200)를 통과하는 실외 공기 또는 실내 공기를 유동하기 위해 마련될 수 있다. 상기 댐퍼부(230)는 기체(예: 공기)를 통과할 수 있도록 개방 또는 폐쇄될 수 있다. 상기 댐퍼부(230)는 댐퍼 (damper) 외에도, 밸브 (valve) 또는 오리피스 (orifice)로 구현될 수도 있다.
일 예에 따르면, 댐퍼부(230)는 제어부(210)가 전송하는 신호에 의해 개방 또는 폐쇄될 수 있다. 일 예로, 상기 제어부(210)는 상기 댐퍼부(230)를 개방 또는 폐쇄하는 신호를 전송할 수 있다. 상기 댐퍼부(230)는 상기 신호를 획득하여 개방 또는 폐쇄 동작을 교번적으로 수행할 수 있다. 이를 위해, 상기 댐퍼부(230)는 토글 스위치 (toggle switch)로 구성되거나, 또는 토글 스위치를 포함할 수 있다.
일 예에 따르면, 댐퍼부(230)는 적어도 하나 이상의 댐퍼를 포함할 수 있다. 상기 댐퍼부(230)는 실외 공기 또는 실내 공기가 드나드는 통로에 마련될 수 있다. 상기 댐퍼부(230)는 공조 장치(200)를 구획하는 격벽(예: 도 3의 제2 격벽(133)) 간 기체가 드나들 수 있도록 상기 격벽(133)에 마련될 수도 있다.
상기 송풍부(240)는 기체를 특정 방향으로 이동시키기 위해 마련될 수 있다. 일 예로, 상기 송풍부(240)는 급기용 송풍기(예: 도 3의 제1 송풍기(171)) 또는 배기용 송풍기(예: 도 3의 제2 송풍기(173))를 포함할 수 있다. 상기 급기용 송풍기(171)는 실내로 공기를 공급하기 위해 마련될 수 있다. 상기 배기용 송풍기(173)는 실외로 공기를 배출하기 위해 마련될 수 있다. 그 외에도 상기 송풍부(240)는 공기의 흐름을 형성하기 위해 공조 장치(200) 내에 추가적으로 마련될 수 있다.
일 예에 따르면, 송풍부(240)는 팬 (fan)으로 구현될 수 있다. 상기 송풍부(240)는 후곡형 (turbo fan), 방사형 (radial fan), 다익형 (sirocco fan) 또는 축류형 (axial fan)을 포함하여 다양한 형태의 팬으로 구현될 수 있다.
일 예에 따르면, 송풍부(240)는 제어부(210)에 의해 가동 (switch-on)되거나, 또는 가동 중단 (switch-off)될 수 있다. 상기 송풍부(240)는 제어부(210)가 전송한 전기적인 신호에 의해 가동 또는 가동 중단될 수 있다. 이를 위해, 상기 송풍부(240)는 토글 스위치를 포함할 수 있다.
상기 열교환부(250)는 외부 공기와 내부 공기 사이에 열 에너지 (thermodynamic energy)를 교환하기 위해 마련될 수 있다. 상기 열교환부(250)는 전열교환소자 (total heat exchange element)(예: 도 1의 열교환기(140))로 구현될 수 있다. 상기 열교환부(250)는 외부 공기와 내부 공기 사이의 온도 차를 조절할 수 있다. 상기 열교환부(250)는 상기 외부 공기 또는 내부 공기가 가지고 있는 현열 (sensible heat) 또는 잠열 (latent heat)을 교환할 수 있다.
상기 열교환부(250)는 제어부(210)에 의해 동작할 수 있다. 상기 열교환부(250)는 제어부(210)가 전송하는 신호에 의해 가동되거나, 또는 가동 중단될 수 있다.
일 예에 따르면, 열교환부(250)는 히터(251)를 포함할 수 있다. 상기 히터(251)는 열교환부(250)와 일체로 구현되거나 또는 독립적으로 구현될 수 있다.
일 예로, 히터(251)는 이산화탄소 흡착 필터(예: 도 3의 제1 필터(150))를 소정의 온도(예: 65℃ 내지 70℃)로 가열할 수 있다. 상기 히터(251)는 상기 필터(150)를 가열하여 상기 필터부에 흡착된 이산화탄소를 탈착할 수 있다.
일 예에 따르면, 히터(251)는 제1 필터(150)를 가열하기 위해, 상기 제1 필터(150) 주변에 마련될 수 있다. 예를 들어, 상기 히터(251)는 제1 필터(150)의 주변에 설치된 열선의 형태로 구현될 수 있다. 상기 히터(251)는 외부 전원에 의해 공급받은 전력으로 구동될 수 있다.
일 예에 따르면, 히터(251)는 제어부(210)에 의해 가동되거나, 또는 가동 중단될 수 있다. 상기 히터(251)는 제어부(210)가 전송하는 제어 신호에 의해 가동 또는 가동 중단될 수 있다.
상기 제어부(210)는 공조 장치(200)가 수행할 전반적인 동작을 제어할 수 있다. 상기 제어부(210)는 서버(미도시)와 통신을 하여 원격으로 상기 공조 장치(200)를 제어할 수 있다.
상기 제어부(210)는 공조 장치(200)에 포함된 구성 요소들 중 하나 또는 복수의 구성 요소로 전기적인 신호를 전송하거나 수신할 수 있다.
일 예로, 제어부(210)는 센서부(220)가 감지한 정보를 획득할 수 있다.
일 예로, 제어부(210)는 댐퍼부(230)가 교번적으로 개방 또는 폐쇄되도록 스위칭 신호를 전송할 수 있다.
일 예로, 제어부(210)는 송풍부(240)가 가동 또는 가동 중단되도록 스위칭 신호를 전송할 수 있다.
일 예로, 제어부(210)는 열교환부(250)가 가동 또는 가동 중단되도록 스위칭 신호를 전송할 수 있다.
일 예로, 제어부(210)는 히터(251)가 가동 또는 가동 중단되도록 스위칭 신호를 전송할 수 있다.
일 예에 따르면, 제어부(210)는 공조 장치(200)의 운전 모드 (operation mode)를 선택할 수 있다. 일 예로, 상기 운전 모드는 사용자의 조작에 의해 선택될 수 있다. 상기 운전 모드는, 예를 들어, 환기 동작 모드, 순환 동작 모드, 자동 구동 모드를 포함할 수 있다. 상기 환기 동작 모드는 실외 공기를 실내로 공급하고, 실내 공기를 실외로 배출하도록 동작하는 모드를 의미할 수 있다. 상기 순환 동작 모드는 실내 공기를 공조 장치(200) 내부에서 정화하여 다시 실내로 공급하도록 동작하는 모드를 의미할 수 있다. 상기 자동 구동 모드는 실내 이산화탄소의 농도에 기반하여 환기 모드 또는 순환 모드 중 적어도 어느 하나로 구동하는 모드를 의미할 수 있다.
일 예로, 제어부(210)는 센서부(220)가 감지한 실내 이산화탄소의 농도에 기반하여 환기 모드로 동작하도록 결정할 수 있다. 상기 환기 모드는, 공조 장치(200) 내부에 마련된 필터(150)로 실내 공기 중의 이산화탄소를 흡착 (absorption)시키기 위한 작동 모드를 의미할 수 있다. 제어부(210)는 실내 이산화탄소의 농도가 임계 농도를 초과하면 상기 환기 모드로 운전하도록 제어할 수 있다. 상기 임계 농도는, 예를 들어, 1200 ppm일 수 있다. 상기 제어부(210)는 실내 이산화탄소의 농도가 임계 농도 이하로 감소할 때까지 환기 모드로 운전하도록 제어할 수 있다. 상기 임계 농도는, 예를 들어, 1000 ppm일 수 있다.
일 예로, 제어부(210)는 실내 이산화탄소의 농도가 임계 농도 이하이거나, 또는 필터(150)에 포집된 이산화탄소의 농도가 임계 용량을 초과하면, 필터(150)에 포집된 이산화탄소를 제거하기 위해 히터(251)를 가동할 수 있다. 상기 임계 농도는, 예를 들어, 1000 ppm일 수 있다. 상기 제어부(210)는 상기 필터(150)를 소정의 온도로 가열하도록 상기 히터(251)를 가동할 수 있다. 상기 소정의 온도는, 예를 들어, 65℃ 내지 70℃일 수 있다. 상기 제어부(210)는 상기 필터(150)에서 제어된 이산화탄소를 실외로 배출하기 위해 환기 모드로 운전하도록 제어할 수 있다.
일 예에 따르면, 상기 필터(150)에 흡착된 이산화탄소가 비교적 낮은 온도에서 제거됨으로써, 상기 필터(150)를 재생하는데 사용되는 에너지가 감소될 수 있다.
도시되지는 않았지만, 공조 장치(200)는 통신부를 포함할 수 있다. 상기 통신부는 사용자의 조작으로 발생한 입력을 수신할 수 있다. 일 예로, 상기 통신부는 적외선 송수신 모듈을 포함할 수 있다. 상기 통신부는 컨트롤러(예: 리모컨)에서 발생한 신호를 수신할 수 있다.
일 예로, 통신부는 무선 통신 모듈을 포함할 수 있다. 상기 통신부는 와이파이 (wi-fi), 블루투스 (bluetooth)를 이용하여 공조 장치(200)의 운전 상태를 외부 전자 장치(예: 사용자 단말)로 전송할 수 있다.
도시되지는 않았지만, 공조 장치(200)는 표시부(예: 디스플레이)를 포함할 수 있다. 상기 표시부는 상기 공조 장치(200)와 일체로 마련되거나, 또는 상기 공조 장치(200)의 외부에 독립적으로 마련될 수 있다. 상기 표시부가 상기 공조 장치(200)와 일체로 구현되는 경우, 상기 표시부는 상기 공조 장치(200)의 표면 중 일 면(예: 도 3의 몸체부(110)의 외부 일면) 중 어느 한 면에 마련될 수 있다. 일 예로, 상기 표시부는 현재 작동하는 운전 모드 또는 실내의 공기 상태(예: 온도, 습도, 미세먼지, 이산화탄소 농도)를 표시할 수 있다.
도 3은, 본 개시의 일 실시예에 따른, 공조 장치(100)(예: 도 1의 공조 장치(100))의 정면도이다. 즉, 공조 장치(100)를 -y축 방향으로 바라보았을 때의 정면도이다.
도 3을 참조하면, 공조 장치(100)는 실내와 실외 사이에 공기의 흐름이 형성될 수 있도록 설치될 수 있다. 상기 공조 장치(100)는, 예를 들어, 실내와 실외의 경계에 설치될 수 있다. 일 예로, 상기 공조 장치(100)는 실내의 공기를 외부로 배출하고, 실외의 공기를 실내로 공급할 수 있다. 일 예로, 상기 공조 장치(100)는 실내의 공기를 순환시킬 수 있다. 상기 공조 장치(100)는 실내의 공기를 순환시키기 위해, 실내의 공기를 흡입하여 정화시켜 다시 실내로 토출할 수 있다.
상기 공조 장치(100)는 본체(110)를 포함할 수 있다. 상기 본체(110)는 상기 공조 장치(100)의 외관을 형성할 수 있다. 상기 본체(110)는 금속, 플라스틱, 탄소 화합물 또는 합성 수지 중 적어도 하나 이상의 재질을 포함하거나, 또는 적어도 두개 이상이 조합되어 구성될 수 있다. 상기 본체(110)는, 실질적으로 육면체의 형상을 가질 수 있으나, 이에 한정되지 않고, 다양한 형상을 가질 수 있다. 본 문서에서는 상기 공조 장치(100)가 육면체의 형상을 가지는 것으로 가정하여 설명한다.
일 예에 따르면, 본체(110)는 실내를 향하는 제1 측면(111)과 실외를 향하는 제2 측면(113)을 포함할 수 있다. 상기 제1 측면(111)에는 실내 공기가 인입되기 위한 제1 흡입구(121)가 마련될 수 있다. 상기 제1 측면(111)에는 공조 장치(100) 내부에 존재하는 공기가 실내로 배출되기 위한 제1 토출구(127)가 마련될 수 있다. 상기 제2 측면(113)에는 실외 공기가 인입되기 위한 제2 흡입구(123)가 마련될 수 있다. 상기 제2 측면(113)에는 공조 장치(100) 내부에 존재하는 공기가 실외로 배출되기 위한 제2 토출구(125)가 마련될 수 있다.
일 예에 따르면, 본체(110) 내부에 열교환기(140)가 마련될 수 있다. 상기 열교환기(140)는 실내로부터 인입된 실내 공기(RA)의 에너지와 실외로부터 인입된 외부 공기(OA)의 에너지를 상호 교환할 수 있다. 상기 열교환기(140)는 전열교환기(total heat exchanger)로 구현될 수 있다. 상기 열교환기(140)는 외부 전원으로부터 전력을 공급받아 상기 실내 공기(RA)와 상기 실외 공기(OA)의 온도차를 감소시킬 수 있다. 상기 열교환기(140)로 인해, 공조 장치(100)는 에너지 효율이 증가될 수 있다.
일 예에 따르면, 본체(110) 내부에는 적어도 하나 이상의 공기의 흐름에 따른 유로가 형성될 수 있다. 일 예로, 상기 적어도 하나 이상의 유로는, 상기 열교환기(140) 내부에서 격자 형태로 구획된 배관으로 형성될 수 있다. 상기 적어도 하나 이상의 유로는 다공성 관으로 구현될 수 있다. 상기 적어도 하나 이상의 유로는 공조 장치(100) 내부에서 공기가 의도한 방향으로 이동할 수 있도록 구획될 수 있다. 상기 열교환기(140) 내부에 마련된 상기 적어도 하나 이상의 유로로 인해 서로 다른 방향으로 이동하는 공기가 혼합되지 않고 독립적으로 이동할 수 있다. 예를 들어, 상기 적어도 하나 이상의 유로는 실내 공기(RA)가 인입되어 실외로 배출되는 방향으로 가이드 하는 제1 유로를 포함할 수 있다. 상기 적어도 하나 이상의 유로는 실외 공기(OA)가 인입되어 실내로 공급되는 방향으로 가이드 하는 제2 유로를 포함할 수 있다.
일 예에 따르면, 열교환기(140)는 외관을 형성하는 적어도 하나 이상의 플레이트(141, 143, 145, 147)를 포함할 수 있다. 상기 적어도 하나 이상의 플레이트(141, 143, 145, 147)는 제1 플레이트(141), 제2 플레이트(143), 제3 플레이트(145) 또는 제4 플레이트(147) 중 일부 또는 전부를 포함할 수 있다.
일 예로, 제1 플레이트(141)는 제1 흡입구(121)를 통과한 실내 공기(RA)가 열교환기(140)와 접촉하는 위치에 마련된 플레이트로 정의할 수 있다.
일 예로, 제2 플레이트(241)는 제2 흡입구(123)를 통과한 실외 공기(OA)가 열교환기(140)와 접촉하는 위치에 마련된 플레이트로 정의할 수 있다.
일 예로, 제3 플레이트(145)는 열교환기(140)를 통과하여 제2 토출구(125)로 배출될 공기가 열교환기(140)로부터 배출되는 위치에 마련된 플레이트로 정의할 수 있다. 상기 제1 플레이트(141)와 상기 제3 플레이트(145)는 서로 대향할 수 있다.
일 예로, 제4 플레이트(147)는 열교환기(140)를 통과하여 제1 토출구(127)로 배출될 공기가 열교환기(140)로부터 배출되는 위치에 마련된 플레이트로 정의할 수 있다. 상기 제2 플레이트(143)와 상기 제4 플레이트(147)는 서로 대향할 수 있다.
일 예에 따르면 제1 플레이트(141)의 일측 모서리는 제2 플레이트(143)의 일측 모서리와 서로 맞닿으며 접촉할 수 있다. 상기 제2 플레이트(143)의 타측 모서리는 제3 플레이트(145)의 일측 모서리와 서로 맞닿으며 접촉할 수 있다. 상기 제3 플레이트(145)의 타측 모서리는 제4 플레이트(147)의 일측 모서리와 서로 맞닿으며 접촉할 수 있다. 상기 제4 플레이트(147)의 타측 모서리는 상기 제1 플레이트(141)의 일측 모서리와 서로 맞닿으며 접촉할 수 있다.
일 예에 따르면, 적어도 하나 이상의 격벽(130)은 본체(110) 내부에 마련될 수 있다. 상기 적어도 하나 이상의 격벽(130)은 본체(110) 내부를 복수의 공간으로 구획하기 위해 마련될 수 있다. 상기 적어도 하나 이상의 격벽(130)으로 인해 구획되는 상기 본체(110) 내부의 복수의 공간은 격실로 정의될 수 있다.
일 예에 따르면, 적어도 하나 이상의 격벽(130)은 제1 격벽(131), 제2 격벽(133), 제3 격벽(135) 또는 제4 격벽(137)을 포함할 수 있다.
일 예로, 제1 격벽(131)은 제1 플레이트(141)와 제2 플레이트(143)가 맞닿는 모서리로부터 본체(110)의 상측면까지 수직 방향 (예: +z축 방향)으로 연장될 수 있다.
일 예로, 제2 격벽(133)은 제2 플레이트(143)와 제3 플레이트(145)가 맞닿는 모서리로부터 본체(110)의 우측면까지 수평 방향 (예: +x축 방향)으로 연장될 수 있다.
일 예로, 제3 격벽(135)은 제3 플레이트(145)와 제4 플레이트(147)가 맞닿는 모서리로부터 본체(110)의 하측면까지 수직 방향 (예: -z축 방향)으로 연장될 수 있다.
일 예로, 제4 격벽(137)은 제4 플레이트(147)와 제1 플레이트(141)가 맞닿는 모서리로부터 본체(110)의 좌측면까지 수평 방향 (예: -x축 방향)으로 연장될 수 있다.
일 예에 따르면, 적어도 하나 이상의 격벽(130)과 제1 플레이트 내지 제4 플레이트(141, 143, 145, 147)는 본체(110) 내부에 적어도 하나 이상의 격실(C1, C2, C3, C4)을 형성할 수 있다.
일 예로, 제1 격실(C1)은 본체(110)가 제1 플레이트(141), 제1 격벽(131) 및 제4 격벽(137)에 의해 구획된 공간으로 형성될 수 있다.
일 예로, 제2 격실(C2)은 본체(110)가 제2 플레이트(143), 제1 격벽(131) 및 제2 격벽(133)에 의해 구획된 공간으로 형성될 수 있다.
일 예로, 제3 격실(C3)은 본체(110)가 제3 플레이트(246), 제2 격벽(133) 및 제3 격벽(135)에 의해 구획된 공간으로 형성될 수 있다.
일 예로, 제4 격실(C4)은 본체(110)가 제4 플레이트(147), 제3 격벽(135) 및 제4 격벽(137)에 의해 구획된 공간으로 형성될 수 있다.
일 예에 따르면, 본제(210) 내부에 적어도 하나 이상의 필터(150, 160)가 마련될 수 있다. 상기 적어도 하나 이상의 필터(150, 160)는 제1 필터(150) 또는 제2 필터(160)를 포함할 수 있다. 상기 제1 필터(150) 및 상기 제2 필터(160)는 별개의 필터로 구현되거나, 또는 하나의 필터로 구현될 수도 있다.
일 예로, 제1 필터(150)는 이산화탄소를 흡착하기 위한 필터로 구현될 수 있다. 상기 제1 필터(150)는 이산화탄소 흡착제 (absorbent)를 포함할 수 있다. 상기 제1 필터(150)는 표면에 상기 이산화탄소 흡착제가 표면에 도포되거나, 펠렛 형태로 구현되거나, 또는 상기 이산화탄소 흡착제로 구성될 수 있다.
일 예로, 제2 필터(160)는 유해 물질을 여과하기 위한 필터로 구현될 수 있다. 상기 제2 필터(160)는, 예를 들어, 프리 필터 (pre-filter) 또는 헤파 필터 (high efficiency particulate air filter, HEPA filter)를 포함할 수 있다. 상기 제2 필터(160)는 공조 장치(100)로 인입되는 외부 공기에 포함된 미세 먼지, 유해 가스, 라돈, 탄화 수소와 같은 유해 물질을 제거할 수 있다.
일 예로, 이산화탄소 흡착제는 탄소 나노 섬유 (carbon nanofiber) 물질, 나노 입자 물질 및 아민 (amine) 기를 포함한 물질이 소정의 성분비로 결합되어 구성될 수 있다. 상기 이산화탄소 흡착제는, 예를 들어, 상기 탄소 나노 섬유 물질을 지지체로 하여 상기 나노 입자 물질이 상기 탄소 나노 섬유 물질 표면에 결합된 화합물과, 상기 화합물의 표면에 상기 아민기를 포함한 물질을 결합시켜 형성될 수 있다. 상기 탄소 나노 섬유 물질은, 예를 들어, 카본 나노튜브 (carbon nanotube, CNT) 또는 그래핀 나노섬유 (graphene nanofiber, GNF)를 포함할 수 있다.
상기 나노 입자는, 예를 들어, 이산화규소 (SiO2), 산화 알루미늄 (Al2O3), 사삼산화철 (Fe3O4), 이산화타이타늄 (TiO2)를 포함할 수 있다. 상기 나노 입자가 응집하려는 성질을 가짐을 역이용하여, 탄소 나노 섬유 물질을 지지체로 하여 상기 나노 입자를 분산시켜 결합함으로써, 컴파운드 형태로 이산화탄소 흡착제를 제조할 수 있다.
상기 아민기를 포함한 물질은, 예를 들어, 폴리에틸렌이민 (polyethylenimine, PEI), 아미노프로필트리에톡시실란 (3-aminopropyl triethoxysilane), 테트라에틸렌펜타민 (tetraethylenepentamine, TEPA) 또는 다이에틸렌트리아민 (diethylenetriamine)을 포함할 수 있다. 그 외에도, 상기 아민기를 포함한 물질은 아민기를 포함한 다양한 물질을 포함할 수 있다. 상기 아민기를 포함한 물질로 인하여 이산화탄소 흡착제의 물리적 흡착뿐 아니라, 화학적 흡착을 가능하게 할 수 있다.
일 예로, 이산화탄소 흡착제를 구성하는 탄소 나노 섬유와 나노 입자 물질은 각각의 성분비를 달리하여 형성될 수 있다. 상기 이산화탄소 흡착제를 만드는 과정은 다음과 같다. 상기 이산화탄소 흡착제는 상기 탄소 나노 섬유와 상기 나노 입자 물질을 소정의 시간(예: 3시간)동안 교반하고 초음파 처리를 할 수 있다. 이로 인해 상기 이산화탄소 흡착제를 구성하는 지지체인 상기 탄소 나노 섬유에 결합되는 나노 입자의 분산성을 증가시킬 수 있다. 상기 탄소 나노 섬유와 상기 나노 입자의 결합 물질의 표면에 상기 아민기를 결합시킬 수 있다. 상기 아민기의 농도는, 예를 들어, 40 내지 60 중량 퍼센트를 만족할 수 있다. 상기 탄소 나노 섬유와 상기 나노 입자의 결합 물질의 표면에 아민기를 결합시킨 뒤, 진공 오븐 내에서 소정의 온도(예: 70℃) 조건에서 소정의 시간(예: 12시간) 동안 건조시킬 수 있다. 상기 건조된 물질을 분말 형태로 만들어 소정의 온도(예: 70℃) 조건에서 소정의 시간(예: 12시간) 동안 건조시켜 상기 이산화탄소 흡착제를 획득할 수 있다.
일 예에 따르면, 이산화탄소 흡착제를 구성하는 아민기의 분자량에 따라, 상기 흡착제의 이산화탄소 흡착 성능과 산화 및 휘발성이 결정될 수 있다. 예를 들어, 상기 이산화탄소 흡착제를 구성하는 아민기의 분자량이 높아질수록, 상기 이산화탄소 흡착 성능은 낮아지고, 상기 아민기를 포함한 기체 물질의 산화 및 휘발성은 높아질 수 있다. 상기 아민기를 포함한 기체 물질의 산화 및 휘발성이 높아질수록, 상기 이산화탄소 흡착제에서 탈착 되는 아민 기체의 종류에 따라 불쾌한 냄새가 발생할 수 있다. 이러한 특성으로 인해, 상기 이산화탄소 흡착제에 적용되는 아민기의 분자량을 고려할 수 있다. 일 예로, 상기 아민기의 분자량을 600 내지 25,000 범위에서 고려할 수 있다.
일 예로, 이산화탄소 흡착제는 비표면적 500m2/g를 달성할 수 있다. 상기 이산화탄소 흡착제의 비표면적을 달성함으로써, 다공성 물질을 나노 실리카 물질로 대체할 수 있다.
일 예로, 이산화탄소 흡착제의 성능은 열중량분석기 (thermogravimetric analysis, TGA)로 분석할 수 있다. 상기 이산화탄소 흡착제의 성능은 이산화탄소 흡착 성능 및 이산화탄소 탈착(재생) 성능을 포함할 수 있다. 상기 열중량분석기로 상기 이산화탄소 흡착제의 성능을 분석하는 방법은 다음과 같다. 상기 흡착 성능은 상기 이산화탄소 흡착제를 200ml/분의 유량 조건을 만족하는 2000 ppm 농도의 이산화탄소 가스에 약 60분간 노출시킬 수 있다. 이를 통해 측정한 상기 이산화탄소 흡착제는, 예를 들어, 1.5mmol/g 내지 2.5mmol/g만큼의 이산화탄소를 흡착할 수 있는 성능을 만족할 수 있고, 이산화탄소 흡착제를 구성하는 구성하는 성분 비율 조건에 따라 5.0mmol/g의 성능을 만족함을 목표로 이산화탄소 흡착제를 제조할 수 있다. 상기 탈착 성능은 약 70℃의 온도를 가지고 10℃/분의 승온 속도를 가지고 90ml/분의 유량 조건을 만족하는 질소 (N2) 가스를 노출 시켜 측정할 수 있다. 상기 이산화탄소 흡착제는, 예를 들어, 93%의 재생 성능을 유지할 수 있다. 재생 과정을 거친 상기 이산화탄소 흡착제는, 예를 들어, 98% 내지 99%의 흡착 성을 가질 수 있다. 상기 이산화탄소 흡착제는 재생 과정을 거쳐 반복적으로 사용될 수 있다.
일 예에 따르면, 이산화탄소 흡착제는 상전이 기법 (phase inversion method)를 통해 제조될 수 있다. 상기 이산화탄소 흡착제를 제조함에 있어서, 폴리머 복합 용액을 용매(예: 에탄올 (ethanol) 용액)에 드랍렛 (droplet) 형태로 투입될 수 있다. 이로써, 상기 이산화탄소 흡착제는 분말 형태가 아닌 멤브레인 혹은 비드 (bead) 형태를 갖출 수 있다. 상기 비드 형태의 이산화탄소 흡착제는 흡착 성분을 높은 밀도로 분포하게 하여 저 농도의 이산화탄소 조건에서도 흡착 성능을 향상시킬 수 있다. 상기 비드 형태의 흡착제의 단위 지름은, 예를 들어, 3mm를 만족할 수 있다. 상기 제조 기법을 통해 상기 이산화탄소 흡착제를 추가로 가공하지 않고도 실사용이 가능한 비드 형태의 흡착제를 획득할 수 있다.
일 예에 따르면, 이산화탄소 흡착제는 합성 수지 (resin) 계열 흡착제에 고분자 아민기를 적용하여 제조될 수 있다. 일 예로, 상기 제조된 이산화탄소 흡착제는 폴리스티렌 (polystyrene) 소재의 합성 수지 계열 흡착제를 포함할 수 있다. 상기 이산화탄소 흡착제가 소수성의 폴리스티렌 소재를 포함함으로써, 수분으로 인한 영향을 덜 받을 수 있다. 상기 이산화탄소 흡착제의 크기가 육안으로 확인이 가능하고, 밀도가 낮아 상기 이산화탄소 흡착제를 제작할 시 아민기를 포함한 물질을 처리하기에 용이할 수 있다. 상기 이산화탄소 흡착제는 상전이 기법을 적용한 캡슐화를 통해, 비드 형태로 제조될 수도 있다.
일 예에 따르면, 이산화탄소 흡착제는 아민기가 포함된 물질과 나노 입자로 인하여 이산화탄소 기체의 선택적 흡착 성능과 수분 저항성이 높아질 수 있다. 상기 이산화탄소 흡착제는 공기에 포함된 수분의 비율에 따라 성능이 다르게 발현될 수 있다. 따라서, 상기 이산화탄소 흡착제의 수분 저항성이 높아짐에 따라, 상기 이산화탄소 흡착제의 성능이 개선될 수 있다.
일 예에 따르면, 이산화탄소 흡착제가 탄소 나노 섬유와 나노 입자로 구성됨으로써 인체에 무해한 소재를 사용하여 이산화탄소 흡착 필터를 제조할 수 있다.
일 예에 따르면, 이산화탄소 흡착제에 아민기가 포함된 물질을 적용함으로써, 물리적인 흡착뿐 아니라, 화학적인 흡착을 가능하게 하여 이산화탄소 흡착 성능을 높일 수 있다.
일 예에 따르면, 이산화탄소 흡착제를 구성하는 탄소 나노 섬유, 나노 입자 및 아민기가 포함된 물질의 종류와 성분비에 따라 흡착 성능이 결정될 수 있다. 일 예로, 상기 이산화탄소 흡착제의 성능은 1.5mmol/g 내지 2.5mmol/g를 만족할 수 있다. 다만 이에 한정되지 않고, 상기 이산화탄소 흡착제를 구성하는 물질의 종류와 성분비에 따라 더 높은 성능을 만족할 수 있다. 상기 이산화탄소 흡착제의 성능이 높아질수록, 실내 공기(RA)에 존재하는 이산화탄소를 저감하는데 있어서 필요한 냉방 또는 난방 에너지를 절감할 수 있다.
일 예에 따르면, 공조 장치(100)는 실내 공간의 크기, 실내 공간의 구획 형태 또는 재실 인원 수에 대응하여 이산화탄소 흡착 성능이 달라질 수 있다.
일 예로, 이산화탄소 흡착제의 성능이 1.3 mmol/g이고, 중량이 500g인 이산화탄소 흡착제가 적용된 제1 필터(150)는 84 평방미터(m3)의 아파트에서 약 5회간 각각 100 ppm의 이산화탄소 농도를 저감 시킬 수 있다.
일 예에 따르면, 제1 필터(150)는 제1 공기 통로와 제2 공기 통로가 공통되는 구간의 임의의 지점에 마련될 수 있다. 상기 제1 공기 통로는 제1 흡입구(121)로 인입된 실내 공기(RA)가 제1 격실(C1), 제3 격실(C3), 제2 격실(C2) 및 제4 격실(C4) 순서로 이동하여 제2 토출구(125)로 배출되는 경로상의 공기 통로로 정의될 수 있다. 다시 말해, 상기 제1 공기 통로는 실내 공기(RA)가 공조 장치(100) 내부를 순환하여 급기(SA) 로 공급되는 공기의 이동 경로라고 할 수 있다. 상기 제2 공기 통로는 제1 흡입구(121)로 인입된 실내 공기(RA)가 제1 격실(C1) 및 제3 격실(C3) 순서로 이동하여 제2 토출구(125)로 배출되는 경로상의 공기 통로로 정의될 수 있다. 다시 말해, 상기 제2 공기 통로는 실내 공기(RA)가 상기 공조 장치(100)를 통과하여 배기(EA)로 배출되는 공기의 이동 경로라고 할 수 있다. 제1 필터(150)가 상기 제1 공기 통로와 상기 제2 공기 통로가 공통되는 지점에 마련됨으로써, 공조 장치(100)는 실내 공기에 존재하는 이산화탄소를 흡착할 수 있다.
일 예로, 제1 필터(150)는 실내 공기(RA)가 흡입되는 지점에 마련될 수 있다. 상기 제1 필터(150)는 열교환기(140)로 공기가 유입되기 전 실내 공기(RA)에 포함된 이산화탄소를 제거하기 위해 마련될 수 있다. 상기 제1 필터(150)는 제1 격실(C1) 상에 마련될 수 있다. 상기 제1 필터(150)는 상기 제1 흡입구(121)로 공기가 유입되는 방향과 수직 방향(예: z축 방향)으로 연장될 수 있다. 상기 제1 필터(150)는 제1 격실(C1)의 z축 방향 높이만큼 연장될 수 있다.
일 예로, 제1 필터(150)는 열교환기(140)상에 마련될 수도 있다. 상기 제1 필터는(150)는 상기 열교환기(140) 내부 또는 표면에 마련될 수 있다. 상기 제1 필터(150)는, 예를 들어, 상기 열교환기(140)의 제1 플레이트(141)의 표면에 마련될 수 있다. 상기 제1 필터(150)는 상기 제1 플레이트(141)의 표면에 고정될 수 있다. 상기 제1 필터(150)가 상기 제1 플레이트(141)의 표면에 고정되기 위해, 상기 제1 플레이트(141)의 표면에 상기 제1 필터(150)를 고정하는 가이드 부재(미도시)가 마련될 수 있다. 상기 가이드 부재는 상기 제1 플레이트(141)와 일체로 형성되거나, 또는 상기 제1 플레이트(141)에 볼트 고정 또는 접착 고정될 수 있다. 상기 가이드 부재에는, 예를 들어, 상기 제1 필터(150)의 두께만큼의 홈이 형성될 수 있다. 상기 제1 필터(150)는 상기 가이드 부재에 끼워질 수 있다. 상기 제1 플레이트(141)의 표면에 상기 가이드 부재가 마련됨으로써, 사용자는 상기 제1 필터(150)를 편리하게 교체할 수 있다. 상기 제1 필터(150)는 상기 열교환기(140)와 나사 결합 방식으로 고정될 수도 있다. 도시되지는 않았지만, 상기 제1 필터(150)는 상기 열교환기(140)의 제3 플레이트(145) 표면에 마련될 수도 있다. 상기 제1 필터(150)가 복수개의 필터로 구현되는 경우, 상기 제1 필터(150)는 제1 플레이트(141) 및 제3 플레이트(145) 표면 각각에 마련될 수도 있다.
일 예에 따르면, 제2 필터(160)는 제3 공기 통로가 공통되는 지점에 마련될 수 있다. 상기 제3 공기 통로는 제2 흡입구(123)로 인입된 실외 공기(OA)가 제2 격실(C2) 및 제3 격실(C3) 순서로 이동하여 제1 토출구(127)로 배출되는 경로상의 공기 통로로 정의될 수 있다. 다시 말해, 상기 제3 공기 통로는 실외 공기(OA)가 상기 공조 장치(100)를 통과하여 급기(SA)로 배출되는 공기의 이동 경로라고 할 수 있다. 상기 제2 필터(160)가 상기 제3 공기 통로 상에 마련됨으로써, 공조 장치(100)는 실외 공기에 존재하는 유해 물질을 제거할 수 있다.
일 예로, 제2 필터(160)는 열교환기(140)상에 마련될 수 있다. 상기 제2 필터(160)는 상기 열교환기(140) 내부 또는 표면에 마련될 수 있다. 상기 제2 필터(160)는, 예를 들어, 상기 열교환기(140)의 제2 플레이트(143)의 표면에 마련될 수 있다. 상기 제2 필터(160)는 상기 제2 플레이트(143)의 표면에 고정될 수 있다. 상기 제2 필터(160)가 상기 제2 플레이트(143)의 표면에 고정되기 위해, 상기 제2 플레이트(143)의 표면에 상기 제2 필터(160)를 고정하는 가이드 부재(미도시)가 마련될 수 있다. 상기 가이드 부재는 상기 제2 플레이트(143)와 일체로 형성되거나, 또는 상기 제2 플레이트(143)에 볼트 고정 또는 접착 고정될 수 있다. 상기 가이드 부재에는, 예를 들어, 상기 제2 필터(160)의 두께만큼의 홈이 형성될 수 있다. 상기 제2 필터(160)는 상기 가이드 부재에 끼워질 수 있다. 상기 제2 플레이트(143)의 표면에 상기 가이드 부재가 마련됨으로써, 사용자는 상기 제2 필터(160)를 편리하게 교체할 수 있다. 상기 제2 필터(160)는 상기 열교환기(140)와 나사 결합 방식으로 고정될 수도 있다. 도시되지는 않았지만, 상기 제2 필터(160)는 상기 열교환기(140)의 제4 플레이트(147) 표면에 마련될 수도 있다. 상기 제2 필터(160)가 복수개의 필터로 구현되는 경우, 상기 제2 필터(160)는 제2 플레이트(143) 및 제4 플레이트(147) 표면 각각에 마련될 수도 있다.
일 예로, 제2 필터(160)는 실외 공기(OA)가 흡입되는 지점에 마련될 수도 있다. 상기 제2 필터(150)는, 예를 들어, 제2 흡입구(123) 상의 임의의 지점에 마련되어 실외 공기(OA)에 포함된 불순물을 여과할 수 있다. 상기 제2 필터(150)는 상기 제2 흡입구(123)로 공기가 유입되는 경로와 수직으로 배치될 수 있다.
일 예로, 제2 필터(160)는 급기(SA)가 배출되는 지점에 마련될 수도 있다. 상기 제2 필터(160)는, 예를 들어, 제1 배출구(127) 상의 임의의 지점에 마련되어 실내로 공급될 급기(SA)에 포함된 불순물을 여과할 수 있다. 상기 제2 필터(150)는 상기 제1 배출구(127)로 공기가 유입되는 경로와 수직으로 배치될 수 있다.
일 예에 따르면, 제1 필터(150) 및 제2 필터(160)가 동일한 위치에 함께 마련될 수도 있다. 일 예로, 상기 제1 필터(150) 및 제2 필터(160)는 제1 플레이트(151) 상에 위치할 수 있다.
일 예에 따르면, 제1 필터(150) 및 제2 필터(160)가 하나의 필터로 구성될 수도 있다. 상기 제1 필터(150) 및 제2 필터(160)가 하나의 필터로 구성되는 경우, 상기 필터는 실내 공기(RA)가 흡입되는 공간(예: 제1 격실(C1))에 마련될 수 있다. 상기 필터는 실내 공기(RA)가 흡입되는 방향과 수직 방향(예: z축 방향)으로 연장될 수 있다.
일 예에 따르면 적어도 하나 이상의 댐퍼(121a, 123a, 125a, 127a, 131a, 133a, 135a, 137a, 139a)(예: 도 2의 댐퍼부(230)가 공조 장치(100)에 마련될 수 있다. 상기 적어도 하나 이상의 댐퍼(121a, 123a, 125a, 127a, 131a, 133a, 135a, 137a, 139a)는 공조 장치(100)를 드나드는 공기 또는 상기 공조 장치(100)를 순환하는 공기를 위한 통로를 개방 또는 폐쇄하기 위해 마련될 수 있다. 상기 적어도 하나 이상의 댐퍼(121a, 123a, 125a, 127a, 131a, 133a, 135a, 137a, 139a)는 제어부(예: 도 2의 제어부(110))에 의해 개방 또는 폐쇄될 수 있다.
일 예에 따르면, 적어도 하나 이상의 댐퍼(121a, 123a, 125a, 127a, 131a, 133a, 135a, 137a, 139a)는 제1 댐퍼(121a), 제2 댐퍼(123a), 제3 댐퍼(125a), 제4 댐퍼(127a), 제5 댐퍼(131a), 제6 댐퍼(133a), 제7 댐퍼(135a), 제8 댐퍼(137a) 또는 제9 댐퍼(139a)를 포함할 수 있다. 도시되지는 않았지만, 그 외에도 적어도 하나 이상의 댐퍼(121a, 123a, 125a, 127a, 131a, 133a, 135a, 137a, 139a)는 필요에 의해 댐퍼를 더 포함할 수 있다.
일 예로, 제1 댐퍼(121a)는 제1 흡입구(121)에 마련될 수 있다. 상기 제1 댐퍼(121a)는 실내 공기(RA)가 인입되는 제1 흡입구(121)를 개방 또는 폐쇄할 수 있다.
일 예로, 제2 댐퍼(123a)는 제2 흡입구(123)에 마련될 수 있다. 상기 제2 댐퍼(123a)는 실외 공기(OA)가 인입되는 제2 흡입구(123)를 개방 또는 폐쇄할 수 있다.
일 예로, 제3 댐퍼(125a)는 제2 토출구(125)에 마련될 수 있다. 상기 제3 댐퍼(125a)는 배기(EA)로 배출되는 제2 토출구(125)를 개방 또는 폐쇄할 수 있다.
일 예로, 제4 댐퍼(127a)는 제1 토출구(127)에 마련될 수 있다. 상기 제4 댐퍼(127a)는 급기(SA)로 공급되는 제1 토출구(127)를 개방 또는 폐쇄할 수 있다.
일 예로, 제5 댐퍼(131a)는 제1 격벽(131)에 마련될 수 있다. 상기 제6 댐퍼(133a)는 제1 격실(C1)과 제2 격실(C2) 간 공기 통로를 개방 또는 폐쇄할 수 있다.
일 예로, 제6 댐퍼(133a)는 제2 격벽(133)에 마련될 수 있다. 상기 제6 댐퍼(133a)는 제2 격실(C2)과 제3 격실(C3) 간 공기 통로를 개방 또는 폐쇄할 수 있다.
일 예로, 제7 댐퍼(135a)는 제3 격벽(135)에 마련될 수 있다. 상기 제7 댐퍼(135a)는 제3 격실(C3)과 제4 격실(C4) 간 공기 통로를 개방 또는 폐쇄할 수 있다.
일 예로, 제8 댐퍼(137a)는 제4 격벽(137)에 마련될 수 있다. 상기 제8 댐퍼(137a)는 제4 격실(C4)과 제1 격실(C1) 간 공기 통로를 개방 또는 폐쇄할 수 있다.
일 예로, 제9 댐퍼(139a)는 본체(110)의 상측면에 마련될 수 있다. 상기 제9 댐퍼(139)는 전원 공급부(180)와 +y축 방향으로 소정의 거리만큼 이격된 일 지점에 마련될 수 있다. 상기 제9 댐퍼(139a)는 제1 격실(C1)에 존재하는 공기가 열교환기(140)를 통과하지 않고 실외로 배출될 수 있도록 통로를 개방 또는 폐쇄할 수 있다. 상기 제9 댐퍼(139a)가 공조 장치(100)에 마련됨으로써, 실내 공기(RA)를 실외로 배출할 바이패스 경로가 형성될 수 있다.
일 예에 따르면, 본체(110)는 상기 제9 댐퍼(139)로 배출되는 공기가 실외로 배출되기 위한 별도의 토출구(미도시)를 더 포함할 수 있다. 상기 토출구를 제3 토출구로 정의할 수 있다. 상기 제3 토출구는 상기 제1 격실(C1)과 실외를 유체 연통할 수 있도록 통로가 마련될 수 있다. 일 예로, 상기 제3 토출구에는, 실외로 공기가 이동할 수 있도록 개방 또는 폐쇄할 수 있는 댐퍼가 마련될 수 있다. 공조 장치(100)는 상기 제3 토출구에 마련된 댐퍼를 개방 또는 폐쇄함으로써, 상기 제1 격실(C1)에 머무는 공기가 상기 제1 격실(C1)에서 상기 통로로 우회하여 실외로 배출될 수 있다.
일 예에 따르면, 적어도 하나 이상의 댐퍼(121a, 123a, 125a, 127a, 131a, 133a, 135a, 137a, 139a)가 개방 또는 폐쇄됨에 따라 공기 통로가 형성될 수 있다.
일 예로, 제1 댐퍼(121a), 제4 댐퍼(127a) 및 제6 댐퍼(133a)가 개방되고, 나머지 댐퍼들(123a, 125a, 131a, 135a, 137a, 139a)이 폐쇄되면, 실내 공기(RA)가 제1 흡입구(121)를 통해 공조 장치(100)로 인입되어 제1 격실(C1), 제3 격실(C4), 제2 격실(C2) 및 제4 격실(C4)을 순서대로 이동한 뒤 제1 토출구(127)를 통해 실내로 공급된다. 즉, 상기 공기는 제1 공기 통로를 따라 이동할 수 있다.
일 예로, 제1 댐퍼(121a) 및 제3 댐퍼(125a)가 개방되고, 나머지 댐퍼들(123a, 127a, 131a, 133a, 135a, 137a, 139a)이 폐쇄되면, 실내 공기(RA)가 제1 흡입구(121)를 통해 공조 장치(100)로 인입되어 제1 격실(C1) 및 제3 격실(C3)을 순서대로 이동한 뒤 제2 토출구(125)를 통해 실외로 배출된다. 즉 상기 공기는 제2 공기 통로를 따라 이동할 수 있다.
일 예로, 제2 댐퍼(123a) 및 제4 댐퍼(127a)가 개방되고, 나머지 댐퍼들(121a, 125a, 131a, 133a, 135a, 137a, 139a)이 폐쇄되면, 실외 공기(OA)가 제2 흡입구(123)를 통해 공조 장치(100)로 인입되어 제2 격실(C2) 및 제4 격실(C4)를 순서대로 이동한 뒤 제1 토출구(127)를 통해 실내로 공급된다. 즉 상기 공기는 제3 공기 통로를 따라 이동할 수 있다.
일 예로, 제1 댐퍼(121a), 제3 댐퍼(125a), 제5 댐퍼(131a) 및 제6 댐퍼(133a)가 개방되고, 나머지 댐퍼들(123a, 127a, 135a, 137a, 139a)이 폐쇄되면, 실내 공기(RA)가 제1 흡입구(121)를 통해 공조 장치(100)로 인입되어 열교환기(140)를 통과하지 않고, 제1 격실(C1), 제2 격실(C2) 및 제3 격실(C3)를 순서대로 이동한 뒤 제2 토출구(127)를 통해 실외로 배출된다. 즉, 상기 공기는 제4 공기 통로를 따라 이동할 수 있다.
일 예로, 제1 댐퍼(121a) 및 제9 댐퍼(139a)가 개방되고, 나머지 댐퍼들(123a, 125a, 127a, 131a, 133a, 135a, 137a)이 폐쇄되면, 실내 공기(RA)가 제1 흡입구(121)를 통해 공조 장치(100)로 인입되어 열교환기(140)를 통과하지 않고, 제1 격실(C1)에서 실외로 배출된다. 즉, 상기 공기는 제5 공기 통로를 따라 이동할 수 있다.
일 예에 따르면, 공조 장치(100)는 적어도 하나 이상의 댐퍼(121a, 123a, 125a, 127a, 131a, 133a, 135a, 137a, 139a)는 추가적인 댐퍼를 더 구비할 수 있다. 도시되지는 않았지만, 상기 적어도 하나 이상의 댐퍼(121a, 123a, 125a, 127a, 131a, 133a, 135a, 137a, 139a)는 제9 댐퍼(139a)와 연결되는 제3 토출구를 개방 또는 폐쇄하기 위한 댐퍼를 포함할 수 있다. 상기 댐퍼는 상기 제3 토출구 상에 마련되어 제1 격실(C1)에 존재하는 공기를 실외로 배출할 수 있다. 상기 공조 장치(100)는 상기 제3 토출구에 마련된 댐퍼를 개방 또는 폐쇄할 수 있다.
일 예에 따르면, 적어도 하나 이상의 송풍기(171, 173)(예: 도 2의 송풍부(140)는 공조 장치(100) 내의 공기를 임의의 방향으로 이동하도록 제어하기 위해 마련될 수 있다. 상기 적어도 하나 이상의 송풍기(171, 173)는 상기 공조 장치(100) 내의 공기의 이동 속도를 가속시킬 수 있다. 상기 적어도 하나 이상의 송풍기(171, 173)는 흡입구(예: 제1 흡입구(121) 또는 제2 흡입구(123)) 또는 토출구(예: 제1 토출구(127) 또는 제2 토출구(125))와 인접하여 위치할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 상기 적어도 하나 이상의 송풍기(171, 173)는 제1 송풍기(171) 또는 제2 송풍기(173)를 포함할 수 있다.
일 예로, 제1 송풍기(171)는 제1 토출구(127) 인근에 마련될 수 있다. 상기 제1 송풍기(171)는 제4 격실(C4)에 있는 공기를 실내로 공급할 수 있다.
일 예로, 제2 송풍기(173)는 제2 토출구(125) 인근에 마련될 수 있다. 상기 제2 송풍기(173)는 제3 격실(C3)에 있는 공기를 실외로 배출할 수 있다.
도시되지는 않았지만, 제1 송풍기(171) 또는 제2 송풍기(173) 이외에도, 공조 장치(100)는 송풍기를 더 포함할 수 있다. 상기 송풍기는, 예를 들어, 제1 흡입구(121) 인근에 마련되어 실내 공기(RA)를 공조 장치(100) 내부로 보다 빠르게 인입 시킬 수 있다. 상기 송풍기는, 예를 들어, 제2 흡입구(123) 인근에 마련되어 실외 공기(OA)를 공조 장치(100) 내부로 보다 빠르게 인입 시킬 수 있다. 상기 송풍기는, 예를 들어, 제 9 댐퍼(139a) 인근에 마련되어 제1 격실(C1)에 존재하는 공기를 실외로 빠르게 배출 시킬 수 있다.
일 예에 따르면, 공조 장치(100)는 히터(미도시)(예: 도 2의 가열부(251))를 포함할 수 있다. 상기 히터는 제1 필터(150)를 소정의 온도로 가열하기 위해 마련될 수 있다. 상기 소정의 온도는, 예를 들어, 65℃ 내지 70℃를 만족할 수 있다. 상기 제1 필터(150)가 소정의 온도로 가열되면, 상기 제1 필터(150)에 흡착된 이산화탄소가 분리될 수 있다. 이를 통해, 상기 재생된 제1 필터(150)는 흡착 용량만큼 이산화탄소를 다시 흡착할 수 있다.
일 예에 따르면, 상기 히터는 제1 필터(150) 주위에 마련될 수 있다. 상기 히터는 열선의 형태로 구현될 수 있다. 상기 열선은 소정의 저항값을 가지는 도선으로 구성될 수 있다. 상기 히터는 외부 전원에 의해 소정의 온도로 가열될 수 있다. 도시된 것 이외에도 상기 히터는 다양한 형태로 구현될 수 있다. 예를 들어, 상기 히터는 소정의 온도의 바람을 제1 필터(150)로 배출하는 온풍기의 형태로 구현될 수도 있다.
일 예에 따르면, 상기 공조 장치(100)는 적어도 하나 이상의 센서(미도시)(예: 도 2의 센서부(220))를 포함할 수 있다. 상기 적어도 하나 이상의 센서는 가스 센서를 포함할 수 있다.
일 예로, 가스 센서는 특정 기체(예: 이산화탄소)의 농도를 감지할 수 있다. 상기 가스 센서는 실내 공기(RA)에 존재하는 이산화탄소의 농도를 감지하거나, 또는 제1 필터(150)에 흡착된 이산화탄소의 농도를 감지할 수 있다. 상기 가스 센서는 감지한 이산화탄소의 농도에 대한 정보를 제어부(예: 도 2의 제어부(210))로 전송할 수 있다.
도 4는, 본 개시의 일 실시예에 따른, 공조 장치(100)(예: 도 1의 공조 장치(100))의 작동 유형을 선택하기 위한 제어 순서도이다. 이하의 제어 순서도에서는, 각 동작은 도시된 것에 한정되지 않고, 동일한 동작이 반복되거나, 순서를 달리하거나 또는 여러 동작이 동시에 동작할 수 있다.
도 4를 참조하면, 공조 장치(100)는 사용자의 조작이 있으면, 상기 사용자의 조작에 의해 작동 유형을 선택할 수 있다. 상기 공조 장치(100)는 사용자의 조작이 없으면, 미리 설정된 조건에 따라 작동 유형을 선택할 수 있다.
일 예에 따르면, 공조 장치(100)는, 동작 410에서, 순환 모드인지 판단할 수 있다. 상기 공조 장치(100)는 사용자의 조작에 의해 순환 모드가 선택되었는지 판단할 수 있다. 순환 모드이면, 공조 장치(100)는, 동작 430에서, 순환 모드에 따른 순환 동작을 수행하기 위한 서브루틴을 실행할 수 있다. 상기 공조 장치(100)는 순환 모드로 동작하기 위한 서브루틴을 실행하기 위해, 동작 431에서, 순환 유로를 형성할 수 있다. 상기 공조 장치(100)는, 동작 433에서, 순환 모드로 가동할 수 있다. 상기 순환 모드로 동작하기 위한 서브루틴의 제어 순서도는, 하기에서 도 5을 참조하여 자세히 설명한다.
일 예에 따르면, 공조 장치(100)는, 동작 420에서 환기 모드인지 판단할 수 있다. 상기 공조 장치(100)는 사용자의 조작에 의해 환기 모드가 선택되었는지 판단할 수 있다. 환기 모드이면, 공조 장치(100)는, 동작 440에서, 환기 모드에 따른 환기 동작을 수행하기 위한 서브루틴을 실행할 수 있다. 상기 공조 장치(100)는 환기 모드로 동작하기 위한 서브루틴을 실행하기 위해, 동작 441에서, 환기 유로를 형성할 수 있다. 상기 공조 장치(100)는, 동작 443에서, 환기 모드로 가동할 수 있다. 상기 환기 모드로 동작하기 위한 서브루틴의 제어 순서도는, 도 7에서 자세히 설명한다.
일 예에 따르면, 환기 모드가 아니며 순환 모드가 아니면, 공조 장치(100)는 동작 450에서 자동 모드인지 판단할 수 있다. 상기 공조 장치(100)는 사용자가 환기 모드 또는 순환 모드로 조작하여 선택한 모드가 존재하지 않거나, 또는 사용자의 조작에 의해 자동 모드가 선택되었는지 판단할 수 있다. 자동 모드이면, 공조 장치(100)는 동작 460에서, 자동 모드로 동작하기 위한 서브루틴을 실행할 수 있다. 상기 자동 모드로 동작하기 위한 서브루틴의 제어 순서도는, 하기에서 도 10을 참조하여 자세히 설명한다.
도 5는, 본 개시의 일 실시예에 따른, 공조 장치(100)(예: 도 1의 공조 장치(100))에서 순환 동작(예: 도 4의 동작 430))을 위한 서브루틴의 제어 순서도이다. 도 5 이하의 제어 순서도에서 개방 또는 폐쇄 되었다고 언급되지 않은 댐퍼(예: 도 3의 제1 댐퍼 내지 제9 댐퍼(121a, 123a, 125a, 127a, 131a, 133a, 135a, 137a, 139a)) 중 적어도 하나 이상의 댐퍼는 폐쇄된 상태로 이해할 수 있을 것이다.
도 5를 참조하면, 공조 장치(100)는, 동작 510에서, 제1 흡입구(예: 도 3의 제1 흡입구(121))를 개방할 수 있다. 상기 제1 흡입구(121)를 개방하기 위해, 상기 공조 장치(100)는 상기 제1 흡입구(121)의 인근에 마련된 제1 댐퍼(예: 도 3의 제1 댐퍼(121a))를 개방하도록 제어할 수 있다. 상기 제1 흡입구(121)가 개방되면, 공조 장치(100) 내부로 실내 공기(RA)가 인입될 수 있다. 상기 실내 공기(RA)에는 일정 농도 이상의 이산화탄소 기체가 존재할 수 있다.
일 예에 따르면, 공조 장치(100)는, 동작 520에서, 제2 토출구(예: 도 3의 제2 토출구(125))를 폐쇄할 수 있다. 상기 제2 토출구(125)를 폐쇄하기 위해, 상기 공조 장치(100)는 제2 토출구(125) 인근에 마련된 제3 댐퍼(예: 도 3의 제3 댐퍼(125a))를 폐쇄하도록 제어할 수 있다. 상기 제1 토출구(225)가 폐쇄되면, 공조 장치(100) 내부(예: 제3 격실(C3))에 머무는 공기가 실외로 배출되는 것을 막을 수 있다.
일 예에 따르면, 공조 장치(100)는, 동작 530에서, 제2 격실(예: 도 3의 제2 격실(C2)) 및 제3 격실(예: 도 3의 제3 격실(C3)) 간 통로를 개방할 수 있다. 상기 통로를 개방하기 위해 공조 장치(100)는 제2 격벽(예: 도 3의 제2 격벽(133))에 마련된 제6 댐퍼(예: 도 3의 제6 댐퍼(133a))를 개방할 수 있다. 상기 통로가 개방되면, 제3 격실(C3)에 머무는 공기를 제2 격실(C2)로 이동시킬 수 있다.
일 예에 따르면, 공조 장치(100)는, 동작 540에서, 제2 흡입구(예: 도 3의 제2 흡입구(123))를 폐쇄할 수 있다. 상기 제2 흡입구(123)를 폐쇄하기 위해, 상기 공조 장치(100)는 제2 흡입구(123) 인근에 마련된 제2 댐퍼(예: 도 3의 제2 댐퍼(123a))를 폐쇄하도록 제어할 수 있다. 상기 제2 흡입구(123)가 폐쇄되면, 공조 장치(100) 내부(예: 제2 격실(C2))에 머무는 공기가 실외로 배출되는 것을 막을 수 있다.
일 예에 따르면, 공조 장치(100)는, 동작 550에서, 제1 토출구(예: 도 3의 토출구(227))를 개방할 수 있다. 상기 제1 토출구(127)를 개방하기 위해, 상기 공조 장치(100)는 제1 토출구(127) 인근에 마련된 제4 댐퍼(예: 도 3의 제4 댐퍼(127a))를 개방할 수 있다. 상기 제1 토출구(127)가 개방되면, 공조 장치(100) 내부에 머무는 공기를 실내로 공급할 수 있다.
일 예에 따르면, 공조 장치(100)는, 동작 560에서, 제1 송풍기(예: 도 3의 제1 송풍기(171))를 가동할 수 있다. 상기 제1 송풍기(171)가 가동되면, 상기 공조 장치(100) 내부에 머무는 공기가 실내로 공급되는 것을 가속할 수 있다.
일 예에 따르면, 도시된 동작들은 도시된 순서에 한정되지 않고, 순서가 변경되거나, 동시에 동작할 수 있다. 또한 상기 도시된 동작들은 반복적으로 수행될 수 있다.
도 6은, 본 개시의 일 실시예에 따른, 공조 장치(예: 도 1의 공조 장치(100))에서 순환 동작(예: 도 4의 순환 모드) 시의 공기 흐름(Flow 1)을 도시한 것이다.
도 6을 참조하면, 제1 흡입구(121)가 개방됨에 따라 실내 공기(RA)가 공조 장치(100) 내부로 인입될 수 있다. 상기 인입된 공기는 제1 격실(C1)에서 제3 격실(C3)로 이동할 수 있다.
일 예에 따르면, 공조 장치(100)로 인입된 공기는 상기 제3 격실(C3)에 도달하기 전에, 제1 격실(C1)에 마련된 제1 필터(150)를 통과할 수 있다. 상기 공기는 제1 필터(150)를 통과하며 상기 공기 중의 이산화탄소가 제1 필터(150)로 흡착될 수 있다. 상기 제1 필터(150)를 통과한 공기는 실내 공기(RA)와 비교하여 이산화탄소 농도가 낮을 수 있다. 제2 토출구(125)가 폐쇄됨에 따라, 상기 공기는 실외로 배출될 수 없다.
일 예에 따르면, 제3 격실(C3)에 머무는 공기는 제6 댐퍼(133a)가 개방됨에 따라 제3 격실(C3)에서 제2 격실(C2)로 이동할 수 있다. 제2 흡입구(123)가 폐쇄됨에 따라, 실외 공기(OA)가 공조 장치(100) 내부(예: 제2 격실(C2))로 인입될 수 없다.
일 예에 따르면, 제2 격실(C2)에 머무는 공기는 제4 격실(C4)로 이동할 수 있다. 상기 공기가 상기 제4 격실(C4)에 도달하기 전에, 열교환기(140)에 마련된 제2 필터(160)를 통과할 수 있다. 상기 공기는 제2 필터(160)를 통과하며 상기 공기에 포함된 유해 물질이 제2 필터(160)로 흡착될 수 있다. 상기 제2 필터(160)를 통과한 공기는 실내 공기(RA)와 비교하여 이산화탄소 농도와 유해물질 농도가 낮을 수 있다.
일 예에 따르면, 제1 토출구(127)이 개방됨에 따라, 제4 격실(C4)에 머무는 공기가 실내로 공급될 수 있다. 상기 제4 격실(C4)에 머무는 공기는 제1 송풍기(171)가 가동됨에 따라 실내로 공급되는 시간당 기체의 양이 증가할 수 있다.
일 예에 따르면, 순환 모드에 따라 실내로 제공된 급기(SA)는 실내 공기(RA)와 비교하여 이산화탄소 농도와 유해물질의 농도가 낮을 수 있다.
일 예에 따르면, 공조 장치(100)는 순환 모드를 소정의 시간동안 반복 가동하여 실내 공기(RA)에 존재하는 이산화탄소 및 유해물질을 일정 수준 제거할 수 있다.
일 예에 따르면, 공조 장치(100)는 순환 모드가 가동하는 동안 열교환기(140)의 동작을 최소화하여, 상기 열교환기(140) 가동에 필요한 전기 에너지를 절감할 수 있다.
일 예에 따르면, 공조 장치(100)는 순환 모드를 통해 외부 공기(OA)와의 교환 없이 제1 필터(150) 또는 제2 필터(160)를 통해 실내 공기(RA)를 정화함으로써, 냉방 및 난방에 소요되는 에너지를 절감할 수 있다.
도 7은, 본 개시의 일 실시예에 따른 공조 장치(예: 도 1의 공조 장치(100))에서 환기 동작(예: 도 4의 환기 모드)을 위한 서브루틴의 제어 순서도이다.
도 7을 참조하면, 공조 장치(100)는, 동작 710에서, 제1 필터(예: 도 3의 제1 필터(150))를 재생시킬 조건을 만족하는지 판단할 수 있다. 일 예로, 상기 제1 필터(150)를 재생시킬 조건은 제1 필터(150)에 흡착된 이산화탄소의 농도가 상기 제1 필터(150)의 임계 용량을 초과하거나, 실내 공기(RA)에 존재하는 이산화탄소 농도가 임계 농도 이하인 경우일 수 있다. 상기 제1 필터(150)의 임계 용량은, 예를 들어, 1200 ppm일 수 있다. 상기 실내 공기(RA)에 존재하는 이산화탄소의 임계 농도는, 예를 들어, 1000 ppm일 수 있다.
일 예에 따르면, 공조 장치(100)가 재생 조건을 만족하는 것으로 판단하면, 동작 720에서, 제1 필터(150)에 흡착된 이산화탄소를 탈착하기 위해 상기 제1 필터(150)를 소정의 온도로 가열할 수 있다. 상기 공조 장치(100)는 히터(예: 도 2의 히터(151))를 가동시켜 상기 제1 필터(150)를 소정의 온도로 가열할 수 있다. 상기 소정의 온도는, 예를 들어, 65℃ 내지 70℃일 수 있다.
상술한 바와 같이, 제1 필터(150)가 흡착한 이산화탄소의 용량이 흡착 용적을 초과하는 경우, 상기 제1 필터(150)를 가열하는 방식에 의해 상기 제1 필터(150)에 흡착된 이산화탄소를 제거한 뒤 재사용하여 필터 재생 효율을 높일 수 있다. 따라서, 지속적으로 발생하는 이산화탄소를 효과적으로 제거하며 에너지 효율을 높일 수 있다.
일 예에 따르면, 공조 장치(100)는, 동작 730에서, 제2 격실(예: 도 3의 제2 격실(C2)) 및 제3 격실(예: 도 3의 제3 격실(C3)) 간 통로를 폐쇄할 수 있다. 상기 통로를 폐쇄하기 위해 공조 장치(100)는 제2 격벽(예: 도 3의 제2 격벽(133))에 마련된 제6 댐퍼(예: 도 3의 제6 댐퍼(133a))를 폐쇄할 수 있다. 상기 통로가 폐쇄되면, 제2 격실(C2)에 머무는 공기와 제3 격실(C3)에 머무는 공기가 구획될 수 있다.
일 예에 따르면, 공조 장치(100)는, 동작 740에서, 제1 흡입구(예: 도 3의 제1 흡입구(121)) 및 제2 흡입구(예: 도 3의 제2 흡입구(123))를 개방할 수 있다. 상기 제1 흡입구(121)를 개방하기 위해, 상기 공조 장치(100)는 제1 흡입구(121) 인근에 마련된 제1 댐퍼(예: 도 3의 제1 댐퍼(121a))를 개방할 수 있다. 상기 제2 흡입구(123)를 개방하기 위해, 상기 공조 장치(100)는 제2 흡입구(123) 인근에 마련된 제2 댐퍼(예: 도 3의 제2 댐퍼(123a))를 개방할 수 있다. 상기 제1 흡입구(121)가 개방되면, 공조 장치(100) 내부로 실내 공기(RA)가 인입될 수 있다. 상기 제2 흡입구(123)가 개방되면, 공조 장치(100) 내부로 실외 공기(OA)가 인입될 수 있다.
일 예에 따르면, 제1 흡입구(121)를 통해 공조 장치(100) 내부로 인입된 실내 공기(RA)는 제1 격실(C1)을 지나 제3 격실(C3)에 도달하기 전에, 상기 제1 격실(C1)에 마련된 제1 필터(150)를 통과할 수 있다. 상기 제1 필터(150)는 상기 인입된 실내 공기에 포함된 이산화탄소를 흡착할 수 있다. 상기 제1 필터(150)를 통과하여 제3 격실(C3)에 머무는 공기는 상기 실내 공기(RA)와 비교하여 적은 농도의 이산화탄소를 포함할 수 있다.
일 예에 따르면 제2 흡입구(123)를 통해 공조 장치(100) 내부로 인입된 실외 공기(OA)는 제2 격실(C2)을 지나 제4 격실(C4)에 도달하기 전에, 열교환기(140)에 마련된 제2 필터(160)를 통과할 수 있다. 상기 제2 필터(160)는 상기 인입된 실내 공기에 포함된 유해 물질을 흡착할 수 있다. 상기 제1 필터(150)를 통과하여 제3 격실(C3)에 머무는 공기는 상기 실내 공기(RA)와 비교하여 적은 농도의 유해 물질을 포함할 수 있다.
일 예에 따르면, 공조 장치(100)는, 동작 750에서, 제1 토출구(예: 도 3의 제1 토출구(127)) 및 제2 토출구(예: 도 3의 제2 토출구(125))를 개방할 수 있다. 상기 제1 토출구(127)를 개방하기 위해, 상기 공조 장치(100)는 제1 토출구(127) 인근에 마련된 제4 댐퍼(예: 도 3의 제4 댐퍼(127a))를 개방할 수 있다. 상기 제2 토출구(125)를 개방하기 위해, 상기 공조 장치(100)는 제2 토출구(125) 인근에 마련된 제3 댐퍼(예: 도 3의 제3 댐퍼(125a))를 개방할 수 있다. 상기 제1 토출구(127)가 개방되면, 공조 장치(100) 외부로 급기(SA)를 공급할 수 있다. 상기 제2 토출구(125)가 개방되면, 공조 장치(100) 외부로 배기(EA)가 배출될 수 있다.
일 예에 따르면, 공조 장치(100)는, 동작 760에서, 제1 송풍기(예: 도 3의 제1 송풍기(171)) 및 제2 송풍기(예: 도 3의 제2 송풍기(173))를 가동할 수 있다. 상기 제1 송풍기(171)가 가동되면, 상기 공조 장치(100) 내부에 머무는 공기가 실내로 공급되는 것을 가속할 수 있다. 상기 제2 송풍기(173)가 가동되면, 상기 공조 장치(100) 내부에 머무는 공기가 실외로 배출되는 것을 가속할 수 있다.
도 8은, 본 개시의 일 실시예에 따른, 공조 장치(100)(예: 도 1의 공조 장치(100))에서 환기 동작(예: 도 4의 환기 모드) 시의 공기 흐름(Flow 2 및 Flow 3)을 도시한 것이다.
도 8을 참조하면, 도 9a, 도 9b 및 도 11과 비교하여 제1 필터(150)를 가열하지 않고, 실내 공기 (RA)를 실외로 배출하고 실외 공기(OA)를 실내로 공급하기 위한 동작이다. 즉, 상기 공조 장치(100)가 상기 제1 필터(150)를 가열하는 방법 등으로 상기 제1 필터(150)에 흡착된 이산화탄소를 제거하지 않고 환기하는 동작에서의 설명으로 이해될 수 있다.
일 예에 따르면, 제1 흡입구(121)가 개방됨에 따라 실내 공기(RA)가 공조 장치(100) 내부로 인입될 수 있다. 상기 인입된 공기는 제1 격실(C1)에서 제3 격실(C3)로 이동할 수 있다.
일 예에 따르면, 공조 장치(100)로 인입된 공기는 상기 제3 격실(C3)에 도달하기 전에, 제1 격실(C1)에 마련된 제1 필터(150)를 통과할 수 있다. 상기 공기는 제1 필터(150)를 통과하며 상기 공기 중의 이산화탄소가 제1 필터(150)로 흡착될 수 있다. 상기 제1 필터(150)를 통과한 공기는 실내 공기(RA)와 비교하여 이산화탄소 농도가 낮을 수 있다.
일 예에 따르면, 제1 필터(150)를 통과하여 제3 격실(C3)에 도달한 공기는 제2 토출구(125)를 통해 배기(EA)로 배출될 수 있다. 상기 배기(EA)는 실내 공기(RA)와 비교하여 이산화탄소 농도가 낮을 수 있다.
일 예에 따르면, 제2 흡입구(123)가 개방됨에 따라 실외 공기(OA)가 공조 장치(100) 내부로 인입될 수 있다. 상기 인입된 공기는 제2 격실(C2)에서 제4 격실(C4)로 이동할 수 있다.
일 예에 따르면, 공조 장치(100)로 인입된 공기는 상기 제4 격실(C4)에 도달하기 전에, 상기 열교환기(140)에 마련된 제2 필터(160)를 통과할 수 있다. 상기 공기는 제2 필터(160)를 통과하며 상기 공기 중의 유해 물질이 제2 필터(160)로 흡착될 수 있다. 상기 제2 필터(160)를 통과한 공기는 실외 공기(OA)와 비교하여 유해 물질의 농도가 낮을 수 있다.
일 예에 따르면, 제2 필터(160)를 통과하여 제4 격실(C4)에 도달한 공기는 제1 토출구(127)를 통해 급기(EA)로 공급될 수 있다. 상기 급기(SA)는 실외 공기(RA)와 비교하여 유해 물질의 농도가 낮을 수 있다.
일 예에 따르면, 공조 장치(100)는 실내 공기(RA)와 실외 공기(OA)를 교환함으로써, 실내의 공기를 환기시킬 수 있다. 상기 공조 장치(100)는 열교환기(140)를 통해 실내 공기(RA)와 실외 공기(OA)가 가지는 열 에너지 차이를 최소화함으로써, 에너지 효율을 높일 수 있다. 상기 공조 장치(100)는 실내 공기(RA)에 존재하는 이산화탄소를 제1 필터(150)를 통해 흡착함으로써, 실외로 배출되는 이산화탄소를 저감할 수 있다.
도 9a는, 본 개시의 일 실시예에 따른, 공조 장치(100)(예: 도 1의 공조 장치(100))에서 환기 동작 시에 필터에 흡착된 이산화탄소를 제거하기 위한 공기 흐름을 도시한 것이다.
도 9a를 참조하면, 도 8과 공기 흐름의 전부 또는 일부가 대응될 수 있다. 다만, 상기 도 8과 달리, 공조 장치(100)가 환기 동작을 수행함에 있어서, 제1 필터(150)를 가열하여 상기 제1 필터(150)에 흡착된 이산화탄소를 제거하기 위한 동작이라는 점에서 차이가 있다. 따라서, 중복되는 설명은 생략하고 차이점 위주로 기술한다.
일 예에 따르면, 공조 장치(100)는 제1 필터(150)에 흡착된 이산화탄소를 탈착하기 위해 상기 제1 필터(150)를 소정의 온도로 가열할 수 있다. 상기 공조 장치(100)는 히터(예: 도 2의 히터부(151)를 가동하여 상기 제1 필터(150)를 가열할 수 있다. 상기 소정의 온도는, 예를 들어, 65℃ 내지 70℃일 수 있다. 상기 공조 장치(100)가 상기 제1 필터(150)를 소정의 온도로 가열하면, 상기 제1 필터(150)에 흡착되었던 이산화탄소가 탈착 될 수 있다.
일 예에 따르면, 공조 장치(100)는 제1 필터(150)에 흡착된 이산화탄소를 탈착하여 상기 제1 필터(150)를 재생시킬 수 있다. 상기 재생된 제1 필터(150)의 재생 성능은 93%로 유지될 수 있다. 상기 재생된 제1 필터(150)의 흡착 성능은 재생되기 전의 성능과 비교하여 98% 내지 99%를 유지할 수 있다.
일 예에 따르면, 공조 장치(100)는 제1 필터(150)에서 탈착된 이산화탄소를 제2 배출구(125)로 배출할 수 있다.
일 예로, 상기 공조 장치(100)는 제1 흡입구(121)에 마련된 제1 댐퍼(121a)를 개방하고, 제2 배출구(125)에 마련된 제3 댐퍼(125a)를 개방할 수 있다. 상기 공조 장치(100)는 제2 송풍기(173)를 가동할 수 있다.
일 예에 따르면, 공조 장치(100)는 외부 공기(OA)를 상기 공조 장치(100) 내부로 인입하여 실내로 공급할 수 있다.
일 예로, 상기 공조 장치(100)는 제2 흡입구(123)에 마련된 제2 댐퍼(123a)를 개방하고, 제1 배출구(127)에 마련된 제4 댐퍼(127a)를 개방할 수 있다. 상기 공조 장치(100)는 제1 송풍기(171)를 가동할 수 있다.
일 예에 따르면, 공조 장치(100)는 제1 필터(150)에 흡착된 이산화탄소를 실외로 배출하고, 실외 공기(OA)를 제2 필터(160)로 정화하여 급기(SA)로 공급할 수 있다. 상기 공조 장치(100)는 열교환기(140)를 통해 실내 공기(RA)와 실외 공기(OA)의 열 에너지 차를 최소화함으로써, 냉방 및 난방 부하를 감소시킬 수 있다.
일 예에 따르면, 공조 장치(100)는 환기와 제1 필터(150)의 재생을 동시에 수행할 수 있다. 상기 공조 장치(100)는 겨울철에 발생 가능한 난방 부하를 최소화하여 에너지 저감을 달성할 수 있다.
일 예로, 공조 장치(100)가 겨울철에 환기 동작을 수행함에 있어서, 제1 필터(150)에 흡착된 이산화탄소를 탈착하기 위해 상기 제1 필터(150)를 가열하면, 상기 제1 필터(150)를 통과한 공기가 소정의 온도(예: 65℃ 내지 70℃)로 가열될 수 있다. 상기 소정의 온도로 가열된 공기가 제안된 공기 경로(Flow 4-1)에 의해 열교환기(140)를 통과하여 실외로 배출되는 경우, 실외 공기(OA)가 열교환기(140)를 통과하며 실내로 공급되며 상기 열교환기(140)에서 상기 외부 공기(OA)가 데워질 수 있다. 이로 인해, 실내 공기(RA)의 온도가 상승할 수 있어 난방에 필요한 에너지가 감소할 수 있다.
도 9b는 본 개시의 일 실시예에 따른, 공조 장치(100)(예: 도 1의 공조 장치(100))에서 환기 동작 시에 필터에 흡착된 이산화탄소를 제거하기 위한 공기 흐름을 도시한 것이다.
도 9b를 참조하면, 공조 장치(100)는 제1 필터(150)에 흡착된 이산화탄소를 탈착하기 위해 상기 제1 필터(150)를 소정의 온도로 가열할 수 있다. 상기 공조 장치(100)는 히터(예: 도 2의 히터부(151))를 가동하여 상기 제1 필터(150)를 가열할 수 있다. 상기 소정의 온도는, 예를 들어, 65℃ 내지 70℃일 수 있다. 상기 공조 장치(100)가 상기 제1 필터(150)를 소정의 온도로 가열하면, 상기 제1 필터(150)에 흡착되었던 이산화탄소가 탈착 될 수 있다.
일 예에 따르면, 공조 장치(100)는 제1 필터(150)에 흡착된 이산화탄소를 탈착하여 상기 제1 필터(150)를 재생시킬 수 있다. 상기 재생된 제1 필터(150)의 재생 성능은 93%로 유지될 수 있다. 상기 재생된 제1 필터(150)의 흡착 성능은 재생되기 전의 성능과 비교하여 98% 내지 99%를 유지할 수 있다.
일 예에 따르면, 공조 장치(100)는 제1 필터(150)에서 탈착된 이산화탄소를 열교환기(140)를 거치지 않고 실외로 배출될 수 있다. 이를 위해, 상기 공조 장치(100)는 우회 경로를 개방할 수 있다.
일 예로, 공조 장치(100)는 제1 흡입구(121)에 마련된 제1 댐퍼(121a)를 개방하고, 본체(110) 상측에 마련된 제9 댐퍼(139a)를 개방할 수 있다.
일 예에 따르면, 실내 공기(RA)가 제1 흡입구(121)를 통과하여 제1 격실(C1)에 마련된 제1 필터(150)를 통과한 뒤 제9 댐퍼(139a)를 통해 실외로 배출될 수 있다. 일 예로, 상기 제9 댐퍼(139a)와 연결된 제3 토출구(예: 도 3의 제3 토출구))로 상기 공기가 우회하여 실외로 배출될 수 있다. 이를 위해, 공조 장치(100)는 상기 제3 토출구를 더 포함할 수 있다.
일 예에 따르면, 공조 장치(100)는 외부 공기(OA)를 상기 공조 장치(100) 내부로 인입하여 실내로 공급할 수 있다.
일 예로, 상기 공조 장치(100)는 제2 흡입구(123)에 마련된 제2 댐퍼(123a)를 개방하고, 제1 배출구(127)에 마련된 제4 댐퍼(127a)를 개방할 수 있다. 상기 공조 장치(100)는 제1 송풍기(171)를 가동할 수 있다.
일 예에 따르면, 공조 장치(100)는 제1 필터(150)에 흡착된 이산화탄소를 실외로 배출하고, 실외 공기(OA)를 제2 필터(160)로 정화하여 급기(SA)로 공급할 수 있다. 상기 공조 장치(100)는 열교환기(140)를 통해 실내 공기(RA)와 실외 공기(OA)의 열 에너지 차를 최소화함으로써, 냉방 및 난방 부하를 감소시킬 수 있다.
일 예에 따르면, 공조 장치(100)는 환기와 제1 필터(150)의 재생을 동시에 수행할 수 있다. 상기 공조 장치(100)는 여름철에 발생 가능한 냉방 부하를 최소화하여 에너지 저감을 달성할 수 있다.
일 예로, 공조 장치(100)가 여름철에 환기 동작을 수행함에 있어서, 제1 필터(150)에 흡착된 이산화탄소를 탈착하기 위해 상기 제1 필터(150)를 가열하면, 상기 제1 필터(150)를 통과한 공기가 소정의 온도(예: 65℃ 내지 70℃)로 가열될 수 있다. 상기 소정의 온도로 가열된 공기가 제안된 공기 경로(Flow 4-2)이 아닌 열교환기(140)를 통과하여 실외로 배출되는 경우(예: 도 9a의 Flow 4-1에 의한 공기 경로), 실외 공기(OA)가 열교환기(140)를 통과하며 실내로 공급되며 상기 열교환기(140)에서 상기 외부 공기(OA)가 데워질 수 있다. 이로 인해, 실내 공기(RA)의 온도가 상승할 수 있어 냉방에 필요한 에너지가 증가할 수 있다. 상기 공조 장치(100)는 제안된 공기 경로(Flow 4-2)를 통해 냉방에 필요한 에너지 부하를 최소화할 수 있다.
일 예로, 83평방미터(m2)의 실내 공간에서 이산화탄소 배출량이 18.7 L/h인 재실 인원 1명 내지 2명이 존재한다고 가정할 수 있다. 또한, 상기 실외에서의 풍량은 100CMH (cubic meter per hour)라고 가정할 수 있다. 상기 공조 장치(100)의 구동 시간 간격을 1시간이라고 가정할 수 있다. 제1 필터(150)에 적용된 흡착제의 성능은 2.5mmol/g이고, 상기 제1 필터(150)에 적용된 흡착제의 양은 500g임을 가정할 수 있다. 상기와 같은 조건에서, 상기 공조 장치(100)는 실내 공기(RA)에 포함된 이산화탄소의 농도를 실질적으로 1000ppm로 유지함과 동시에, 환기율을 0.23ACH (air change per hour, 시간당 환기 횟수, 즉, 사용 권유 면적에서 시간당 깨끗한 공기로 교환하는 횟수)로 낮출 수 있다. 이로써, 상기 공조 장치(100)는 환기 가동률을 약 49% 저감할 수 있다. 상기 공조 장치(100)는 환기 가동 시간을 축소시킴으로써, 에너지 저감을 제공할 수 있다.
도 10은, 본 개시의 일 실시예에 따른, 공조 장치(예: 도 1의 공조 장치(100))에서 자동 모드(예: 도 4의 자동 모드)를 가동하기 위한 서브루틴의 제어 순서도이다.
도 10을 참조하면, 공조 장치(100)는, 동작 1010에서, 실내 이산화탄소의 농도를 감지할 수 있다. 상기 공조 장치(100)는 가스 센서를 통해 실내 공기(RA)에 포함된 이산화탄소의 농도를 감지할 수 있다.
일 예에 따르면, 공조 장치(100)는, 동작 1020에서, 실내 이산화탄소 농도가 임계 수준을 초과하였는지 판단할 수 있다. 상기 임계 수준은 사용자의 설정 또는 초기 설정된 이산화탄소의 수치일 수 있다. 상기 임계 수준은, 예를 들어, 1200 ppm일 수 있다
일 예에 따르면, 공조 장치(100)가 감지한 실내 이산화탄소 농도가 임계 수준을 초과하면, 동작 1030에서, 순환 모드로 전환하여 가동할 수 있다. 상기 순환 모드로 전환하기 위해, 상기 공조 장치(100)는 도 5의 순환 모드 서브루틴을 실행할 수 있다.
일 예에 따르면, 공조 장치(100)는, 동작 1040에서, 실내 이산화탄소 농도가 임계 수준 이하인지 판단할 수 있다. 상기 임계 수준은, 예를 들어, 1000 ppm일 수 있다.
일 예에 따르면, 실내 이산화탄소 농도가 임계 수준보다 높으면, 공조 장치(100)는, 동작 1050에서, 제1 필터(예: 도 3의 제1 필터(150))가 포화 상태인지 판단할 수 있다. 상기 공조 장치(100)는 제1 필터(150)에 포집된 이산화탄소 농도를 감지하는 가스 센서를 통해 상기 제1 필터(150)가 포화 상태인지 판단할 수 있다.
일 예에 따르면, 실내 이산화탄소 농도가 임계 수준 이하이거나, 또는 제1 필터(150)가 포화 상태인 것으로 판단하면, 공조 장치(100)는, 동작 1060에서, 환기 모드로 전환하여 작동할 수 있다. 상기 환기 모드로 전환하기 위해, 상기 공조 장치(100)는 도 7의 순환 모드 서브루틴을 실행할 수 있다.
도 11은, 본 개시의 일 실시예에 따른, 공조 장치(100)에서 실내 공기(RA)가 우회 경로를 통해 실외로 배출되는 것을 도시한 정면도이다. 상기 공조 장치(100)는 도 11에서 제안된 경로(Flow 6)로 실내 공기(RA)를 실외로 배출할 수 있다. 상기 공조 장치(100)는 실내 공기(RA)를 실외로 배출함에 있어서, 실외 공기(OA)는 실내로 유입되지 않도록 별도의 구성 요소를 추가로 구비할 수 있다.
도 11을 참조하면, 공조 장치(100)는 도 9b에서 도시된 경로 이외에도, 실내 공기(RA)가 열교환기(140)를 통하지 않고 실외로 배출될 수 있다.
일 예에 따르면, 공조 장치(100)는 상기 제1 필터(150)에 흡착된 이산화탄소를 탈착하여 실외로 배출할 수 있다.
일 예에 따르면, 공조 장치(100)는 제1 필터(150)에 흡착된 이산화탄소를 탈착하기 위해 상기 제1 필터(150)를 소정의 온도로 가열할 수 있다. 상기 공조 장치(100)는 히터(예: 도 2의 히터부(151)를 가동하여 상기 제1 필터(150)를 가열할 수 있다. 상기 소정의 온도는, 예를 들어, 65℃ 내지 70℃일 수 있다. 상기 공조 장치(100)가 상기 제1 필터(150)를 소정의 온도로 가열하면, 상기 제1 필터(150)에 흡착되었던 이산화탄소가 탈착 될 수 있다.
일 예에 따르면, 공조 장치(100)는 제1 필터(150)에 흡착된 이산화탄소를 탈착하여 상기 제1 필터(150)를 재생시킬 수 있다. 상기 재생된 제1 필터(150)의 재생 성능은 93%로 유지될 수 있다. 상기 재생된 제1 필터(150)의 흡착 성능은 재생되기 전의 성능과 비교하여 98% 내지 99%를 유지할 수 있다.
일 예에 따르면, 공조 장치(100)는 제1 필터(150)에서 탈착된 이산화탄소를 열교환기(140)를 거치지 않고 실외로 배출될 수 있다. 이를 위해, 상기 공조 장치(100)는 우회 경로를 개방할 수 있다.
일 예에 따르면, 공조 장치(100)는 제1 흡입구(121)에 마련된 제1 댐퍼(121a)를 개방할 수 있다. 상기 공조 장치(100)는 제1 격벽(131)에 마련된 제5 댐퍼(131a)를 개방할 수 있다. 상기 공조 장치(100)는 제2 격벽(133)에 마련된 제6 댐퍼(133a)를 개방할 수 있다. 상기 공조 장치(100)는 제2 배출구(125)에 마련된 제3 댐퍼(125a)를 개방할 수 있다.
일 예에 따르면, 실내 공기(RA)가 제1 흡입구(121)를 통과하여 열교환기(140)를 거치지 않고 제1 격실(C1)에서 제2 격실(C2)로 이동할 수 있다. 상기 공기는 제2 격실(C2)에서 제3 격실(C3)로 이동할 수 있다. 상기 공기는 제3 격실(C3)에서 제2 배출구(125)를 통과하여 실외로 배출될 수 있다.
일 예에 따르면, 공조 장치(100)는 제2 격실(C2)에 머무는 실내 공기(RA)가 열교환기(140)를 통해 제4 격실(C4)로 이동하지 않도록, 별도의 개폐 수단(미도시)을 포함할 수 있다. 일 예로, 상기 개폐 수단은 열교환기(140) 부근에 마련될 수 있고, 바람직하게는 제2 플레이트(143) 부근에 마련될 수 있다. 상기 개폐 수단은 댐퍼로 구현될 수 있으나, 이에 한정되지 않고, 밸브, 오리피스 또는 가림막으로 구현될 수도 있다. 일 예로, 상기 개폐 수단이 댐퍼, 밸브 또는 오리피스 중 어느 하나로 구현되는 경우, 상기 공조 장치(100)는 상기 개폐 수단을 개방 또는 폐쇄함으로써, 상기 열교환기(140)를 통해 제2 격실(C2)에서 제4 격실(C4)로 공기가 이동하는 것을 막을 수 있다. 일 예로, 상기 개폐 수단이 가림막으로 구현되는 경우, 상기 가림막은 유체가 통과되지 않도록 금속 또는 플라스틱을 포함한 재질을 포함할 수 있다. 상기 가림막의 일단은, 예를 들어, 상기 제2 플레이트(143)의 일단과 경첩으로 연결될 수 있다. 상기 가림막의 일단과 상기 제2 플레이트(143)의 일단과 경첩으로 연결됨으로써, 상기 가림막은 상기 제2 플레이트(143)의 표면을 막을 수 있다. 상기 공조 장치(100)는 상기 가림막이 상기 제2 플레이트(143)를 막음으로써, 상기 제2 격실(C2)에 머무는 공기가 열교환기(140)를 통해 제4 격실(C4)로 이동하는 것을 막을 수 있다.
일 예에 따르면, 제안된 경로를 따라 공기가 이동함으로써, 공조 장치(100)는 실외 공기(OA)를 실내로 공급하지 않고 실내 공기(RA)를 실외로 배출할 수 있다. 상기 공조 장치(100)는 열교환기(140)를 통해 실내 공기(RA)와 실외 공기(OA)의 열 에너지 차를 최소화함으로써, 냉방 및 난방 부하를 감소시킬 수 있다.
일 예에 따르면, 공조 장치(100)는 실외 공기(OA)를 실내로 공급하지 않고, 실내 공기(RA)를 실외로 배출할 수 있다. 상기 공조 장치(100)는 상기 실내 공기(RA)를 실외로 배출함에 있어서 제1 필터(150)를 가열하여 상기 제1 필터(150)에 흡착된 이산화탄소를 제거하고 상기 제1 필터(150)를 재생시킬 수 있다.
일 예에 따르면, 공조 장치(100)는 환기와 제1 필터(150)의 재생을 동시에 수행할 수 있다. 상기 공조 장치(100)는 여름철에 발생 가능한 냉방 부하를 최소화하여 에너지 저감을 달성할 수 있다.
본 개시의 일 실시예에 따른 공조 장치(100)는 본체(110)를 포함할 수 있다. 상기 공조 장치(100)에는 실내를 향하는 일측(111)에 제1 흡입구(121)와 제1 토출구(127)가 마련될 수 있다. 상기 공조 장치(100)에는 실외를 향하는 타측(113)에 제2 흡입구(123)와 제2 토출구(125)가 마련될 수 있다. 상기 공조 장치(100)는 동작 상태에 따라 상기 제1 흡입구(121)로부터 상기 제1 토출구(127) 또는 상기 제2 토출구(125) 중 하나로 공기 통로를 형성하도록 구성된 본체(110)를 포함할 수 있다. 상기 본체(110)는 상기 제1 흡입구(121)와 상기 제1 토출구(127)를 연결하는 제1 공기 통로와 상기 제1 흡입구(121)와 상기 제2 토출구(127)를 연결하는 제2 공기 통로가 공통되는 구간에 마련된 이산화탄소 흡착 필터(150)를 포함할 수 있다. 상기 본체(110)는 실내 공기(RA)를 실외로 배출하고, 실외 공기(OA)를 실내로 공급하는 환기 동작 상태에서 상기 이산화탄소 흡착 필터(150)를 소정의 온도로 가열하도록 구성된 히터(251)를 포함할 수 있다.
본 개시의 일 실시예에 따른 공조 장치(100)에서 상기 이산화탄소 흡착 필터(150)의 흡착 용량은 1.5mmol/g 내지 2.5mmol/g일 수 있다.
본 개시의 일 실시예에 따른 공조 장치(100)는 상기 제1 흡입구(121)를 개방 또는 폐쇄하도록 구성된 제1 댐퍼(121a)를 포함할 수 있다. 상기 공조 장치(100)는 상기 제1 토출구(127)를 개방 또는 폐쇄하도록 구성된 제2 댐퍼(127a)를 포함할 수 있다. 상기 공조 장치(100)는 상기 제2 흡입구(123)를 개방 또는 폐쇄하도록 구성된 제3 댐퍼(123a)를 포함할 수 있다. 상기 공조 장치(100)는 상기 제2 토출구(125)를 개방 또는 폐쇄하도록 구성된 제4 댐퍼(125a)를 포함할 수 있다.
본 개시의 일 실시예에 따른 공조 장치(100)에서 상기 히터(251)는 상기 이산화탄소 흡착 필터(150)를 65℃ 내지 70℃로 가열하도록 구성될 수 있다.
본 개시의 일 실시예에 따른 공조 장치(100)에서 상기 이산화탄소 흡착 필터(150)는 탄소 나노 섬유 (carbon nanofiber), 나노 입자 및 아민 (amine)기가 소정의 성분비로 결합된 물질에 의해 구성된 흡착제를 포함할 수 있다.
본 개시의 일 실시예에 따른 공조 장치(100)에서 상기 탄소 나노 섬유는 카본 나노튜브 (carbon nanotube, CNT) 또는 그래핀 나노섬유 (graphene nanofiber, GNF)를 포함할 수 있다.
본 개시의 일 실시예에 따른 공조 장치(100)에서 상기 나노 입자는 이산화규소 (SiO2), 산화 알루미늄 (Al2O3), 사삼산화철 (Fe3O4), 이산화타이타늄 (TiO2)를 포함할 수 있다.
본 개시의 일 실시예에 따른 공조 장치(100)에서 상기 아민기는 폴리에틸렌이민 (polyethylenimine, PEI), 3-아미노프로필트리에톡시실란 (3-aminopropyl triethoxysilane), 테트라에틸렌펜타민 (tetraethylenepentamine) 또는 다이에틸렌트리아민 (diethylenetriamine)을 포함할 수 있다.
본 개시의 일 실시예에 따른 공조 장치(100)에서 상기 아민기의 분자량은 600 내지 25,000를 만족할 수 있다.
본 개시의 일 실시예에 따른 공조 장치(100)에서 상기 흡착제를 구성하는 상기 물질이 상전이 기법 (phase inversion method)을 통해 비드 (bead) 형태를 가질 수 있다.
본 개시의 일 실시예에 따른 공조 장치(100)에서 상기 이산화탄소 흡착 필터(150)는, 적어도 하나 이상의 합성 수지 (resin) 계열 흡착제에 아민기가 결합된 물질에 의해 구성된 흡착제를 포함할 수 있다.
본 개시의 일 실시예에 따른 공조 장치(100)에서 상기 흡착제를 구성하는 상기 물질은 상전이 기법을 통해 캡슐 형태를 가질 수 있다.
본 개시의 일 실시예에 따른 공조 장치(100)를 구동하는 방법은, 동작 유형을 판단하는 동작(410, 420)을 포함할 수 있다. 상기 구동 방법은 상기 동작 유형 중 실내 공기를 배출하고 실외 공기를 공급하기 위한 환기 동작으로 선택하는 동작(440)과, 이산화탄소 흡착 필터(150)를 소정의 온도로 가열하는 동작(720)을 포함할 수 있다. 상기 구동 방법은 실내 공기를 실외로 배출하는 동작 및 실외 공기를 실내로 공급하는 동작을 포함할 수 있다.
본 개시의 일 실시예에 따른 공조 장치(100)를 구동하는 방법은 상기 환기 동작(440)임을 판단함에 응답하여 제1흡입구(121) 및 제2 토출구(125)를 개방하여 상기 배출 통로(Flow 4-1)를 형성하는 동작을 포함할 수 있다.
본 개시의 일 실시예에 따른 공조 장치(100)를 구동하는 방법은 상기 환기 동작(440)임을 판단함에 응답하여 제1 흡입구(121) 및 제3 토출구를 개방하고, 제1 격실(C1)과 상기 제3 토출구 간의 통로를 연결하는 제9 댐퍼(139a)를 개방하여 상기 배출 통로(Flow 4-2)를 형성하는 동작을 포함할 수 있다.
본 개시의 일 실시예에 따른 공조 장치(100)를 구동하는 방법에서 상기 소정의 온도는 65℃ 내지 70℃일 수 있다.
본 개시의 일 실시예에 따른 공조 장치(100)를 구동하는 방법은 상기 동작 유형이 순환 동작(430)임을 판단함에 응답하여, 흡입된 실내 공기가 상기 이산화탄소 흡착 필터를 통과하여 정화된 후 실내로 배출되도록 공기의 흐름(Flow 1)을 형성시키는 동작(510, 520, 530, 540, 550)을 포함할 수 있다.
본 개시의 일 실시예에 따른 공조 장치(100)를 구동하는 방법에서 상기 공기의 흐름(Flow 1)을 형성시키는 동작은 제1 흡입구(121)를 개방하는 동작(510)을 포함할 수 있다. 상기 공기의 흐름(Flow 1)을 형성시키는 동작은 제2 토출구(125)를 폐쇄하는 동작(520)을 포함할 수 있다. 상기 공기의 흐름(Flow 1)을 형성시키는 동작은 제2 격실(C2)과 제3 격실(C3) 간 통로를 개방하는 동작(530)을 포함할 수 있다. 상기 공기의 흐름(Flow 1)을 형성시키는 동작은 제2 흡입구(123)를 폐쇄하는 동작(540)을 포함할 수 있다. 상기 공기의 흐름(Flow 1)을 형성시키는 동작은 제1 토출구(127)를 개방하는 동작(550)을 포함할 수 있다.
본 개시의 일 실시예에 따른 공조 장치(100)를 구동하는 방법은 상기 동작 유형이 상기 공조 장치(100)를 자동으로 구동하는 동작(460)임을 판단함에 응답하여 실내의 이산화탄소 농도를 감지하는 동작(1010)을 포함할 수 있다. 상기 구동 방법은 상기 이산화탄소의 농도가 제1 임계 수준을 초과하면, 상기 동작 유형이 상기 순환 동작인 것으로 판단하는 동작(1030)을 포함할 수 있다.
본 개시의 일 실시예에 따른 공조 장치(100)를 구동하는 방법에서 상기 제1 임계 수준은 1200 ppm일 수 있다.
본 개시의 일 실시예에 따른 공조 장치(100)를 구동하는 방법은 상기 이산화탄소의 농도가 제2 임계 수준 이하이거나, 또는 상기 이산화탄소 흡착 필터의 흡착 용량을 초과하면, 상기 동작 유형이 상기 환기 동작인 것으로 판단하는 동작(1060)을 포함할 수 있다.
본 개시의 일 실시예에 따른 공조 장치(100)를 구동하는 방법에서 상기 제2 임계 수준은 1000 ppm일 수 있다.
본 개시의 일 실시예에 따른 공조 장치(100)를 구동하는 방법에서 제2 임계 수준은 제1 임계 수준에 비하여 상대적으로 낮을 수 있다.
본 문서의 다양한 실시예들 및 이에 사용된 용어들은 본 문서에 기재된 기술적 특징들을 특정한 실시예들로 한정하려는 것이 아니며, 해당 실시예의 다양한 변경, 균등물, 또는 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 도면의 설명과 관련하여, 유사한 또는 관련된 구성요소에 대해서는 유사한 참조 부호가 사용될 수 있다. 아이템에 대응하는 명사의 단수 형은 관련된 문맥상 명백하게 다르게 지시하지 않는 한, 상기 아이템 한 개 또는 복수 개를 포함할 수 있다. 본 문서에서, “A 또는 B”, “A 및 B 중 적어도 하나”, “A 또는 B 중 적어도 하나”, “A, B 또는 C”, “A, B 및 C 중 적어도 하나”, 및 “A, B, 또는 C 중 적어도 하나”와 같은 문구들 각각은 그 문구들 중 해당하는 문구에 함께 나열된 항목들 중 어느 하나, 또는 그들의 모든 가능한 조합을 포함할 수 있다. “제 1”, “제 2”, 또는 “첫째” 또는 “둘째”와 같은 용어들은 단순히 해당 구성요소를 다른 해당 구성요소와 구분하기 위해 사용될 수 있으며, 해당 구성요소들을 다른 측면(예: 중요성 또는 순서)에서 한정하지 않는다. 어떤(예: 제 1) 구성요소가 다른(예: 제 2) 구성요소에, “기능적으로” 또는 “통신적으로”라는 용어와 함께 또는 이런 용어 없이, “커플드” 또는 “커넥티드”라고 언급된 경우, 그것은 상기 어떤 구성요소가 상기 다른 구성요소에 직접적으로(예: 유선으로), 무선으로, 또는 제 3 구성요소를 통하여 연결될 수 있다는 것을 의미한다.
본 문서의 다양한 실시예들에서 사용된 용어 “모듈”은 하드웨어, 소프트웨어 또는 펌웨어로 구현된 유닛을 포함할 수 있으며, 예를 들면, 로직, 논리 블록, 부품, 또는 회로와 같은 용어와 상호 호환적으로 사용될 수 있다. 모듈은, 일체로 구성된 부품 또는 하나 또는 그 이상의 기능을 수행하는, 상기 부품의 최소 단위 또는 그 일부가 될 수 있다. 예를 들면, 일실시예에 따르면, 모듈은 ASIC(application-specific integrated circuit)의 형태로 구현될 수 있다.
본 문서의 다양한 실시예들은 기기(machine)에 의해 읽을 수 있는 저장 매체(storage medium)(예: 내장 메모리 또는 외장 메모리)에 저장된 하나 이상의 명령어들을 포함하는 소프트웨어(예: 프로그램)로서 구현될 수 있다. 예를 들면, 기기의 프로세서는, 저장 매체로부터 저장된 하나 이상의 명령어들 중 적어도 하나의 명령을 호출하고, 그것을 실행할 수 있다. 이것은 기기가 상기 호출된 적어도 하나의 명령어에 따라 적어도 하나의 기능을 수행하도록 운용되는 것을 가능하게 한다. 상기 하나 이상의 명령어들은 컴파일러에 의해 생성된 코드 또는 인터프리터에 의해 실행될 수 있는 코드를 포함할 수 있다. 기기로 읽을 수 있는 저장 매체는, 비일시적(non-transitory) 저장 매체의 형태로 제공될 수 있다. 여기서, ‘비일시적’은 저장 매체가 실재(tangible)하는 장치이고, 신호(signal)(예: 전자기파)를 포함하지 않는다는 것을 의미할 뿐이며, 이 용어는 데이터가 저장 매체에 반영구적으로 저장되는 경우와 임시적으로 저장되는 경우를 구분하지 않는다.
일실시예에 따르면, 본 문서에 개시된 다양한 실시예들에 따른 방법은 컴퓨터 프로그램 제품(computer program product)에 포함되어 제공될 수 있다. 컴퓨터 프로그램 제품은 상품으로서 판매자 및 구매자 간에 거래될 수 있다. 컴퓨터 프로그램 제품은 기기로 읽을 수 있는 저장 매체(예: compact disc read only memory(CD-ROM))의 형태로 배포되거나, 또는 애플리케이션 스토어(예: 플레이 스토어TM)를 통해 또는 두 개의 사용자 장치들(예: 스마트 폰들) 간에 직접, 온라인으로 배포(예: 다운로드 또는 업로드)될 수 있다. 온라인 배포의 경우에, 컴퓨터 프로그램 제품의 적어도 일부는 제조사의 서버, 애플리케이션 스토어의 서버, 또는 중계 서버의 메모리와 같은 기기로 읽을 수 있는 저장 매체에 적어도 일시 저장되거나, 임시적으로 생성될 수 있다.
다양한 실시예들에 따르면, 상기 기술한 구성요소들의 각각의 구성요소(예: 모듈 또는 프로그램)는 단수 또는 복수의 개체를 포함할 수 있으며, 복수의 개체 중 일부는 다른 구성요소에 분리 배치될 수도 있다. 다양한 실시예들에 따르면, 전술한 해당 구성요소들 중 하나 이상의 구성요소들 또는 동작들이 생략되거나, 또는 하나 이상의 다른 구성요소들 또는 동작들이 추가될 수 있다. 대체적으로 또는 추가적으로, 복수의 구성요소들(예: 모듈 또는 프로그램)은 하나의 구성요소로 통합될 수 있다. 이런 경우, 통합된 구성요소는 상기 복수의 구성요소들 각각의 구성요소의 하나 이상의 기능들을 상기 통합 이전에 상기 복수의 구성요소들 중 해당 구성요소에 의해 수행되는 것과 동일 또는 유사하게 수행할 수 있다. 다양한 실시예들에 따르면, 모듈, 프로그램 또는 다른 구성요소에 의해 수행되는 동작들은 순차적으로, 병렬적으로, 반복적으로, 또는 휴리스틱하게 실행되거나, 상기 동작들 중 하나 이상이 다른 순서로 실행되거나, 생략되거나, 또는 하나 이상의 다른 동작들이 추가될 수 있다.

Claims (15)

  1. 공조 장치(100)에 있어서,
    실내를 향하는 일측(111)에 제1 흡입구(121)와 제1 토출구(127)가 마련되고, 실외를 향하는 타측(113)에 제2 흡입구(123)와 제2 토출구(125)가 마련되며, 동작 상태에 따라 상기 제1 흡입구(121)로부터 상기 제1 토출구(127) 또는 상기 제2 토출구(125) 중 하나로 공기 통로를 형성하도록 구성된 본체(110)를 포함하며,
    상기 본체(110)가,
    상기 제1 흡입구(121)와 상기 제1 토출구(127)를 연결하는 제1 공기 통로와 상기 제1 흡입구(121)와 상기 제2 토출구(127)를 연결하는 제2 공기 통로가 공통되는 구간에 마련된 이산화탄소 흡착 필터(150); 및
    실내 공기(RA)를 실외로 배출하고, 실외 공기(OA)를 실내로 공급하는 환기 동작 상태에서 상기 이산화탄소 흡착 필터(150)를 소정의 온도로 가열하도록 구성된 히터(251)를 포함하는, 공조 장치(100).
  2. 제1항에 있어서
    상기 이산화탄소 흡착 필터(150)의 흡착 용량은 1.5mmol/g 내지 2.5mmol/g 인, 공조 장치(100).
  3. 제1항에 있어서
    상기 제1 흡입구(121)를 개방 또는 폐쇄하도록 구성된 제1 댐퍼(121a),
    상기 제1 토출구(127)를 개방 또는 폐쇄하도록 구성된 제2 댐퍼(127a),
    상기 제2 흡입구(123)를 개방 또는 폐쇄하도록 구성된 제3 댐퍼(123a) 또는
    상기 제2 토출구(125)를 개방 또는 폐쇄하도록 구성된 제4 댐퍼(125a)를 포함하는, 공조 장치(100).
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 히터(251)는 상기 이산화탄소 흡착 필터(150)를 65℃ 내지 70℃로 가열하도록 구성된, 공조 장치(100).
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서
    상기 이산화탄소 흡착 필터(150)는 탄소 나노 섬유 (carbon nanofiber), 나노 입자 및 아민 (amine)기가 소정의 성분비로 결합된 물질에 의해 구성된 흡착제를 포함하며,
    상기 탄소 나노 섬유는 카본 나노튜브 (carbon nanotube, CNT) 또는 그래핀 나노섬유 (graphene nanofiber, GNF)를 포함하고,
    상기 나노 입자는 이산화규소 (SiO2), 산화 알루미늄 (Al2O3), 사삼산화철 (Fe3O4), 이산화타이타늄 (TiO2)를 포함하며,
    상기 아민기는 폴리에틸렌이민 (polyethylenimine, PEI), 3-아미노프로필트리에톡시실란 (3-aminopropyl triethoxysilane), 테트라에틸렌펜타민 (tetraethylenepentamine) 또는 다이에틸렌트리아민 (diethylenetriamine)을 포함하는, 공조 장치(100).
  6. 제5항에 있어서,
    상기 아민기의 분자량은 600 내지 25,000를 만족하는, 공조 장치(100).
  7. 제5항에 있어서,
    상기 흡착제를 구성하는 상기 물질이 상전이 기법 (phase inversion method)을 통해 비드 (bead) 형태를 가지는, 공조 장치(100).
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 이산화탄소 흡착 필터(150)는, 적어도 하나 이상의 합성 수지 (resin) 계열 흡착제에 아민기가 결합된 물질에 의해 구성된 흡착제를 포함하고,
    상기 흡착제를 구성하는 상기 물질은 상전이 기법을 통해 캡슐 형태를 가지는, 공조 장치(100).
  9. 공조 장치(100)를 구동하는 방법에 있어서,
    동작 유형을 판단하는 동작(410, 420); 및
    상기 동작 유형이 실내 공기를 실외로 배출하고, 실외 공기를 실내로 공급하기 위한 환기 동작(440)임을 판단함에 응답하여 상기 실내 공기를 실외로 배출하는 배출 통로에 마련된 이산화탄소 흡착 필터(150)를 소정의 온도로 가열하는 동작(720)을 포함하는, 방법.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 환기 동작(440)임을 판단함에 응답하여 제1흡입구(121) 및 제2 토출구(125)를 개방하여 상기 배출 통로(Flow 4-1)를 형성하는 동작을 포함하는, 방법.
  11. 제9항에 있어서,
    상기 환기 동작(440)임을 판단함에 응답하여 제1 흡입구(121) 및 제3 토출구를 개방하고, 제1 격실(C1)과 상기 제3 토출구 간의 통로를 연결하는 제9 댐퍼(139a)를 개방하여 상기 배출 통로(Flow 4-2)를 형성하는 동작을 포함하는, 방법.
  12. 제9항에 있어서,
    상기 동작 유형이 순환 동작(430)임을 판단함에 응답하여, 흡입된 실내 공기가 상기 이산화탄소 흡착 필터를 통과하여 정화된 후 실내로 배출되도록 공기의 흐름(Flow 1)을 형성시키는 동작(510, 520, 530, 540, 550)을 포함하는, 방법.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 공기의 흐름(Flow 1)을 형성시키는 동작은,
    제1 흡입구(121)를 개방하는 동작(510);
    제2 토출구(125)를 폐쇄하는 동작(520);
    제2 격실(C2)과 제3 격실(C3) 간 통로를 개방하는 동작(530);
    제2 흡입구(123)를 폐쇄하는 동작(540); 및
    제1 토출구(127)를 개방하는 동작(550)을 포함하는, 방법.
  14. 제12항에 있어서,
    상기 동작 유형이 상기 공조 장치(100)를 자동으로 구동하는 동작(460)임을 판단함에 응답하여 실내의 이산화탄소 농도를 감지하는 동작(1010); 및
    상기 이산화탄소의 농도가 제1 임계 수준을 초과하면, 상기 동작 유형이 상기 순환 동작인 것으로 판단하는 동작(1030)을 포함하는, 방법.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 이산화탄소의 농도가 제2 임계 수준 이하이거나, 또는
    상기 이산화탄소 흡착 필터의 흡착 용량을 초과하면, 상기 동작 유형이 상기 환기 동작인 것으로 판단하는 동작(1060)을 포함하며,
    상기 제2 임계 수준은 상기 제1 임계 수준에 비하여 상대적으로 낮은, 방법.
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