WO2025105895A1 - 환기 시스템 및 그 제어 방법 - Google Patents

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WO2025105895A1
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김경훈
라선욱
윤영욱
이동규
장엄지
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    • F25B2600/00—Control issues
    • F25B2600/25—Control of valves
    • F25B2600/2513—Expansion valves

Definitions

  • the disclosed invention relates to a ventilation system for providing comfortable air to an indoor space and a method for controlling the same.
  • a ventilation device is a device that can supply outdoor air to a room or ventilate an indoor space by exchanging indoor air with outdoor air.
  • Conventional ventilation devices could only control the temperature and humidity of a room by heat exchange between outdoor air and indoor air that occurred while passing through a heat exchanger. As a result, the dehumidification of outdoor air supplied to the room was incomplete, and it was difficult to maintain the indoor temperature and humidity at a comfortable level.
  • the moisture contained in the outdoor air cannot be sufficiently removed.
  • the heat exchanger may freeze.
  • the disclosed invention provides a ventilation system and a control method thereof capable of removing moisture contained in air sucked in from outdoors and cooling or heating the air before the outdoor air passes through a heat exchanger.
  • the disclosed invention provides a ventilation system and a method of controlling the same, which can prevent and/or reduce freezing of a heat exchanger.
  • the disclosed invention provides a ventilation system and a control method thereof capable of allowing or blocking the inflow of outdoor air depending on settings.
  • a ventilation system may include a ventilation device and an outdoor unit.
  • the ventilation system includes a housing including a first intake port through which outdoor air is sucked into the housing, a second intake port through which indoor air is sucked into the housing, a first outlet port through which the outdoor air is discharged into an indoor space, and a second outlet port through which the indoor air is discharged into an external space; a heat exchanger for performing heat exchange between outdoor air and indoor air; a first heat exchanger provided between the first intake port and the heat exchanger; a second heat exchanger provided between the first intake port and the first heat exchanger; a compressor for supplying refrigerant to the first heat exchanger and the second heat exchanger; a four-way valve for changing the direction in which the refrigerant flows; a first expansion device including a valve provided at an inlet of the first heat exchanger to expand the refrigerant; a second expansion device including a valve provided between the first heat exchanger and the second heat exchanger to expand the refrigerant; and at least one processor
  • a method for controlling a ventilation system includes: detecting a first humidity of the outdoor air and a second humidity of the indoor air by a humidity sensor; detecting a first temperature of the outdoor air and a second temperature of the indoor air by a temperature sensor; determining an operation mode of the ventilation system based on the first humidity of the outdoor air, the second humidity of the indoor air, the first temperature of the outdoor air, and the second temperature of the indoor air by at least one processor; and controlling, based on the operation mode of the ventilation system by the at least one processor, a first expansion device including a compressor for supplying a refrigerant to the heat exchanger, a four-way valve for switching a direction in which the refrigerant flows, and a valve provided at an inlet of the first heat exchanger to expand the refrigerant, and a second expansion device provided between the first heat exchanger and the second heat exchanger.
  • the disclosed ventilation system and its control method can remove moisture contained in air sucked in from outdoors before the outdoor air passes through a heat exchanger and cool or heat the air. Accordingly, air can be supplied with an appropriate humidity and temperature to an indoor space.
  • the disclosed ventilation system and its control method can increase the usability of a heat exchanger even in low outdoor temperature environments by preventing and/or reducing freezing of the heat exchanger.
  • the disclosed ventilation system and its control method can allow or block the inflow of outdoor air, depending on the settings.
  • FIG. 1 illustrates a ventilation system including a ventilation device according to various embodiments.
  • FIG. 2 is a plan view from above of the interior of a ventilation device according to various embodiments.
  • FIG 3 illustrates an embodiment in which the arrangement of the heat exchanger in the ventilation device of Figure 2 is changed.
  • Figure 4 illustrates the circulation of refrigerant in a ventilation system according to various embodiments.
  • Figure 5 is an exploded perspective view of a ventilation device according to various embodiments.
  • FIG. 6 is a perspective view from below with some of the components of the ventilation device removed according to various embodiments.
  • Figure 7 is a drawing showing the first inner housing of the ventilation device illustrated in Figure 5 inverted upside down.
  • Figure 8 is a drawing of the second inner housing of the ventilation device illustrated in Figure 5, flipped upside down.
  • FIG. 9 illustrates an integrated air conditioning system including a ventilation device according to various embodiments.
  • Figure 10 is a control block diagram of a ventilation device according to various embodiments.
  • Figure 11 is a control block diagram of an integrated controller according to various embodiments.
  • Figure 12 illustrates the flow of air passing through a heat exchanger inside a ventilation device according to one embodiment of the present invention when circulating outside air.
  • Fig. 13 illustrates an embodiment of a ventilation device of Fig. 12 with a different arrangement of the heat exchanger.
  • Figure 14 illustrates the flow of air through the bypass path inside the ventilation device of Figure 12.
  • FIG 15 illustrates the flow of air through the bypass path inside the ventilation device of Figure 13.
  • Figure 16 illustrates the flow of air within a ventilation device according to one embodiment of the present invention during circulation.
  • Fig. 17 illustrates an embodiment of a ventilation device of Fig. 16 with a different arrangement of the heat exchanger.
  • Figure 18 is a flowchart illustrating a method for controlling a ventilation system according to various embodiments.
  • FIG 19 is a flowchart explaining in more detail the control method of the ventilation system described in Figure 18.
  • FIG. 20 is a flowchart illustrating an additional embodiment of the method for controlling the ventilation system described in FIG. 19.
  • Figure 21 is a flowchart illustrating a method for controlling a ventilation system during a betting cycle.
  • an indirect connection includes a connection via a wireless communications network or a connection via another part.
  • first may be referred to as the second component
  • second component may also be referred to as the first component.
  • the term "and/or” includes any combination of a plurality of related listed items or any item among a plurality of related listed items.
  • ⁇ part may refer to a unit that processes at least one function or operation.
  • the terms may refer to at least one hardware such as an FPGA (field-programmable gate array) / ASIC (application specific integrated circuit), at least one software stored in a memory, or at least one process processed by a processor.
  • FPGA field-programmable gate array
  • ASIC application specific integrated circuit
  • each of the phrases “A or B”, “at least one of A and B”, “at least one of A or B”, “A, B, or C”, “at least one of A, B, and C”, and “at least one of A, B, or C” can include any one of the items listed together in that phrase, or all possible combinations of them.
  • Fig. 1 illustrates a ventilation system including a ventilation device according to various embodiments.
  • Fig. 2 is a plan view from above of the interior of a ventilation device according to various embodiments.
  • Fig. 3 illustrates an embodiment in which the arrangement of a heat exchanger in the ventilation device of Fig. 2 is changed.
  • the ventilation system (1) may include a ventilation device (100) connected to an indoor space and an outdoor space.
  • the ventilation system (1) may include an outdoor unit (200) that supplies refrigerant to the ventilation device (100).
  • the ventilation device (100) and the outdoor unit (200) may be installed in a machine room (for example, a multipurpose room of a house) that is distinct from the outdoor space and the indoor space.
  • the location where the ventilation device (100) and the outdoor unit (200) are installed is not limited to the exemplified ones.
  • the outdoor unit (200) corresponds to an outdoor unit for an air conditioner commonly known in the art, those skilled in the art can easily change or easily add various configurations necessary for implementing the outdoor unit (200). Since the disclosed ventilation system (1) can be operated using a commonly used outdoor unit (200), the ventilation device (100) can be miniaturized because it does not include a separate compressor or the like, and can help reduce production costs.
  • the ventilation device (100) may include a housing (101) forming an exterior.
  • the housing (101) may have a hexahedral shape.
  • the housing (101) may include an intake passage (102) for sucking outdoor air (OA) into an indoor space and guiding it into an indoor space, and an exhaust passage (103) for guiding indoor air (RA) into an outdoor space.
  • the intake passage (102) and the exhaust passage (103) may be partitioned from each other by a plurality of partition walls (108).
  • the housing (101) may include a first intake port (101a) connected to an outdoor space and provided to suck outdoor air (OA) into the housing (101), a first discharge port (101b) connected to an indoor space and provided to discharge outdoor air (OA) sucked into the housing (101) into the indoor space, and a first intake chamber (104) and a second intake chamber (106) forming an intake path (102).
  • the intake path (102) may connect the first intake port (101a) and the first discharge port (101b).
  • the housing (101) may include a second intake port (101c) connected to an indoor space and provided to suck indoor air (RA) into the housing (101), a second exhaust port (101d) connected to an outdoor space and provided to discharge indoor air (RA) sucked into the housing (101) to the outdoor space, and a first exhaust room (105) and a second exhaust room (107) forming an exhaust path (103).
  • the exhaust path (103) may connect the second intake port (101c) and the second exhaust port (101d).
  • the ventilation device (100) may include a first blower (109a) arranged on the side of the first discharge port (101b) inside the second intake chamber (106) and a second blower (109b) arranged on the side of the second discharge port (101d) inside the second exhaust chamber (107).
  • the first blower (109a) may generate wind power necessary to discharge air to the first discharge port (101b).
  • the second blower (109b) may generate wind power necessary to discharge air to the second discharge port (101d). That is, when the first blower (109a) operates, outdoor air is sucked into the housing (101) through the first intake port (101a), and air inside the housing (101) is discharged to the indoor space through the first discharge port (101b).
  • the second blower (109b) operates, indoor air is sucked into the housing (101) through the second intake port (101c), and air inside the housing (101) is discharged to the outdoor space through the second exhaust port (101d).
  • the ventilation device (100) may include a heat exchanger (110) provided for heat exchange between outdoor air (OA) and indoor air (RA). Air flowing through the exhaust path (103) and air flowing through the intake path (102) may exchange heat with each other in the heat exchanger (110).
  • SA supply air
  • EA 'exhaust air
  • the heat exchanger (110) may be made of paper material coated with lithium chloride, and may also be referred to as a 'heat exchange element'.
  • the heat exchanger (110) may be implemented as a plate-type heat exchanger or a rotary-type heat exchanger.
  • the heat exchanger (110) may be placed at a point where the intake passage (102) and the exhaust passage (103) intersect. That is, the heat exchanger (110) is placed on the intake passage (102) and at the same time on the exhaust passage (103).
  • the heat exchanger (110) can connect the first intake chamber (104) and the second intake chamber (106).
  • the heat exchanger (110) can connect the first exhaust chamber (105) and the second exhaust chamber (107).
  • the ventilation device (100) may include a filter that captures foreign substances contained in outdoor air.
  • the filter may be arranged adjacent to the heat exchanger (110).
  • the filter (112) may be arranged between the first intake port (101a) and the heat exchanger (110). Foreign substances flowing in the outdoor air flowing in through the first intake port (101a) may be filtered out by the filter, and the heat exchanger (110) may be prevented from being contaminated.
  • the filter may be a HEPA (High Efficiency Particulate Air) filter.
  • the HEPA filter may be composed of glass fiber.
  • the filter may also be provided as a photocatalytic filter that induces a chemical reaction of the air using a photocatalyst. That is, the filter includes a photocatalyst and can capture various pathogens and bacteria existing in the air by inducing a chemical reaction by the light energy of the photocatalyst. By promoting the chemical reaction, odor particles in the air can be decomposed, removed, or captured.
  • the present invention is not limited thereto, and the filter may be provided as various types of filters capable of capturing foreign substances.
  • Conventional ventilation devices include only a heat exchanger that performs heat exchange between outdoor air (OA) and indoor air (RA).
  • Conventional ventilation devices are not connected to an outdoor unit. In other words, conventional ventilation devices do not include a separate heat exchanger that receives refrigerant from the outdoor unit.
  • Conventional ventilation devices can only supply outdoor air to an indoor space and discharge indoor air to an outdoor space.
  • Conventional ventilation devices cannot cool or heat outdoor air, and cannot perform a dehumidifying function that removes moisture contained in outdoor air.
  • the disclosed ventilation device (100) includes a heat exchanger (120, 130) that is arranged to control the humidity and temperature of air flowing through the intake passage (102).
  • the intake passage (102) may be referred to as a 'first passage'.
  • the heat exchanger (120, 130) may be referred to as a 'dehumidification module'.
  • the heat exchanger (120, 130) can remove moisture contained in air passing through the heat exchanger (120, 130). Since moisture contained in the air is removed while passing through the heat exchanger (120, 130), dry air can be supplied to the indoor space. In addition, the air can be cooled or heated while passing through the heat exchanger (120, 130).
  • the heat exchanger (120, 130) may be composed of a first heat exchanger (120) and a second heat exchanger (130).
  • the heat exchanger (120, 130) may be provided on the intake passage (102).
  • the heat exchanger (120, 130) may be provided between the first intake port (101a) and the heat exchanger (110).
  • the heat exchanger (120, 130) may be located within the first intake chamber (104). That is, the first heat exchanger (120) and the second heat exchanger (130) may be arranged on the upstream side of the intake passage (102) compared to the heat exchanger (110).
  • the second heat exchanger (130) may be arranged upstream of the intake passage (102) than the first heat exchanger (120).
  • the first heat exchanger (120) may be arranged downstream of the intake passage (102) than the second heat exchanger (130).
  • the first heat exchanger (120) may be provided between the heat exchanger (110) and the first blower (109a).
  • the first heat exchanger (120) may be located in the second intake chamber (105). Air passing through the heat exchanger (110) may pass through the first heat exchanger (120).
  • the second heat exchanger (130) may be provided between the first intake port (101a) and the heat exchanger (110). The second heat exchanger (130) may be located in the first intake chamber (104). Air flowing in through the first intake port (101a) may pass through the second heat exchanger (130) and then flow into the heat exchanger (110).
  • the number of heat exchangers provided inside the ventilation device (100) is not limited to the exemplified one. That is, the ventilation device (100) may include two or more heat exchangers.
  • Outdoor air (OA) sucked in through the first intake port (101a) passes through the first intake chamber (104), the second heat exchanger (130), the first heat exchanger (120), and the heat exchanger (110) in sequence, and then is discharged into the indoor space through the first exhaust port (101b).
  • Indoor air (RA) sucked in through the second intake port (101c) passes through the first exhaust chamber (105) and the heat exchanger (110), and then is discharged into the outdoor space through the second exhaust port (101d).
  • Air flowing through the intake path (102) connected from the first intake port (101a) to the first exhaust port (101b) can be cooled and/or heated by the first heat exchanger (120) and the second heat exchanger (130). Additionally, moisture contained in the air can be removed by the first heat exchanger (120) and the second heat exchanger (130).
  • the ventilation device (100) may include a sterilizing device (113) for sterilizing indoor air (RA) sucked in through the second intake port (101c).
  • the sterilizing device (113) may be placed within the first exhaust room (105).
  • the sterilizing device (113) may include at least one of a heater, an infrared lamp, or a UV-LED.
  • the ventilation device (100) may include various temperature sensors.
  • the ventilation device (100) may include an outdoor temperature sensor (141) that detects a first temperature of outdoor air (outdoor temperature) and an indoor temperature sensor (142) that detects a second temperature of indoor air (indoor temperature).
  • the outdoor temperature sensor (141) may be referred to as a first temperature sensor.
  • the indoor temperature sensor (142) may be referred to as a second temperature sensor.
  • the ventilation device (100) may include various humidity sensors.
  • the ventilation device (100) may include an outdoor humidity sensor (151) that detects a first humidity (outdoor humidity) of outdoor air and an indoor humidity sensor (152) that detects a second humidity (indoor humidity) of indoor air.
  • the outdoor humidity and the indoor humidity may represent relative humidity or absolute humidity.
  • the outdoor humidity sensor (151) may be referred to as a first humidity sensor.
  • the indoor humidity sensor (152) may be referred to as a second humidity sensor.
  • the outdoor temperature sensor (141) and the outdoor humidity sensor (151) may be provided on the intake passage (102).
  • the outdoor temperature sensor (141) and the outdoor humidity sensor (151) may be located in the first intake room (104) between the first intake port (101a) and the heat exchanger (120, 130). This is not limited thereto, and the outdoor temperature sensor (141) and the outdoor humidity sensor (151) may also be placed on the outside of the housing (101).
  • the indoor temperature sensor (142) and the indoor humidity sensor (152) may be provided on the exhaust passage (103).
  • the indoor temperature sensor (142) and the indoor humidity sensor (152) may be placed inside the first intake chamber (104).
  • the indoor temperature sensor (142) and the indoor humidity sensor (152) may be placed on the upstream side of the exhaust passage (103) relative to the heat exchanger (110).
  • the indoor temperature sensor (142) can measure the temperature of indoor air sucked in through the second intake port (101c).
  • the indoor humidity sensor (152) can measure the humidity of indoor air sucked in through the second intake port (101c). This is not limited to this, and the indoor temperature sensor (142) and the indoor humidity sensor (152) may be placed outside the housing (101).
  • the ventilation device (100) may further include a heat exchange temperature sensor (143) provided between the first heat exchanger (120) and the heat exchanger (110) and detecting the temperature of air passing through the first heat exchanger (120) and the second heat exchanger (130).
  • the heat exchange temperature sensor (143) may be placed on the upstream side of the intake passage (102) rather than the heat exchanger (110).
  • the ventilation device (100) may include a sterilizing device (113) for sterilizing indoor air sucked in through the second intake port (101c).
  • the sterilizing device (113) may be placed within the second intake room (106).
  • the sterilizing device (113) may include at least one of a heater, an infrared lamp, or a UV-LED.
  • the ventilation device (100) may include various dampers for opening or closing a path formed inside the ventilation device (100).
  • the ventilation device (100) may include a first damper (330) provided on a bypass path (331) that bypasses a heat exchanger (110), a second damper (340) provided on a connecting path connecting a first intake chamber (104) and a first exhaust chamber (106), and a third damper (350) provided on a first intake port (101a).
  • the opening degrees of each of the first damper (330), the second damper (340), and the third damper (350) may be controlled by the processor (192) of the ventilation device (1).
  • the first damper (330) may be provided at the upper portion of the heat exchanger (110).
  • the first damper (330) may open or close a bypass path (331) that bypasses the heat exchanger (110) between the first inlet (101a) and the first outlet (101b).
  • the processor (192) of the ventilation device (100) may control the opening degree of the first damper (330).
  • the first damper (330) may also be provided at the lower portion of the heat exchanger (110).
  • a first molding (328) and a second molding (329) may be provided between one side of the heat exchanger (110) and the second inner housing (320). Due to the first molding (328) and the second molding (329), indoor air introduced from the second intake port (101c) cannot flow toward the second outlet port (101d) through the upper space of the heat exchanger (110). Outdoor air introduced from the first intake port (101a) can flow toward the first outlet port (101b) through the bypass path (331) formed in the upper space of the heat exchanger (110).
  • the first damper (330) may be provided between the first molding (328) and the second molding (329), and may be supported by the first molding (328) and the second molding (329).
  • the first damper (330) is provided to be perpendicular to the first molding (328) and the second molding (329), and may be provided to be rotatable.
  • the first damper (330) may be provided in a rectangular shape.
  • the first damper (330) may be rotatable toward the first intake chamber (104) or toward the second intake chamber (105).
  • the second damper (340) may be provided between one side of the heat exchanger (110) and the inner wall of the housing (101).
  • the second damper (340) may open or close a connecting passage connecting the first intake chamber (104) and the first exhaust chamber (106). When the second damper (340) is opened, indoor air that has been introduced into the first exhaust chamber (106) through the second intake port (101c) may move to the first intake chamber (104).
  • the third damper (350) is provided in the first suction port (101a), and can open or close the first suction port (101a). When the third damper (350) is opened, the inflow of outside air into the housing (101) is permitted. When the third damper (350) is closed, the inflow of outside air into the housing (101) is blocked.
  • Figure 4 illustrates the circulation of refrigerant in a ventilation system according to various embodiments.
  • the outdoor unit (200) may include a compressor (211), an accumulator (212), a four-way valve (213), and an outdoor heat exchanger (220).
  • the compressor (211) and the outdoor heat exchanger (220) may be connected through the four-way valve (213).
  • the four-way valve (213) may change the direction in which the refrigerant flows.
  • the outdoor unit (200) may include a cooling fan (220a) provided to control the temperature of the outdoor heat exchanger (220).
  • the cooling fan (220a) may discharge air toward the outdoor heat exchanger (220) and cool the outdoor heat exchanger (220).
  • the outdoor heat exchanger (220) is cooled by the cooling fan (220a)
  • the temperature of the refrigerant passing through the outdoor heat exchanger (220) may be reduced compared to when the cooling fan (220a) is not present.
  • the first heat exchanger (120) can be connected to the outdoor unit (200) by the first refrigerant pipe (121).
  • the first heat exchanger (120) can be connected to the outdoor heat exchanger (220) of the outdoor unit (200) by the first refrigerant pipe (121).
  • the second heat exchanger (130) can be connected to the first heat exchanger (120) by the second refrigerant pipe (131).
  • the second heat exchanger (130) can be connected to the outdoor unit (200) by the third refrigerant pipe (132).
  • the second heat exchanger (130) can be connected to the accumulator (212) of the outdoor unit (200) by the third refrigerant pipe (132).
  • the ventilation device (100) may include a first expansion device (160) provided in the first refrigerant pipe (121).
  • the first expansion device (160) may selectively expand the refrigerant supplied to the first heat exchanger (120) through the first refrigerant pipe (121).
  • the refrigerant passing through the first expansion device (160) may be in a reduced pressure state compared to before passing through the first expansion device (160).
  • the ventilation device (100) may include a second expansion device (170) provided in the second refrigerant pipe (131).
  • the second expansion device (170) may selectively expand refrigerant discharged from the first heat exchanger (120) and supplied to the second heat exchanger (130) through the second refrigerant pipe (131).
  • the refrigerant passing through the second expansion device (170) may be in a reduced pressure state compared to before passing through the second expansion device (170).
  • the first expansion device (160) and the second expansion device (170) may be arranged inside the housing (101).
  • the second refrigerant pipe (131) may be arranged inside the housing (101).
  • the first expansion device (160) can expand high-temperature, high-pressure refrigerant into low-temperature, low-pressure refrigerant by a throttling action, and can control the flow rate of the refrigerant supplied to the first heat exchanger (120).
  • the first expansion device (160) can reduce the pressure of the refrigerant by utilizing the throttling action of the refrigerant, in which the pressure of the refrigerant decreases without heat exchange with the outside when the refrigerant passes through a narrow passage.
  • the first expansion device (160) can include an electronic expansion valve (EEV, 161).
  • the electronic expansion valve (161) can control the degree of expansion of the refrigerant and the flow rate of the refrigerant by adjusting the degree of opening. When the electronic expansion valve (161) is fully opened, the refrigerant can pass through the electronic expansion valve (161) without resistance, and the refrigerant may not be expanded.
  • the second expansion device (170) can expand high-temperature, high-pressure refrigerant into low-temperature, low-pressure refrigerant by a throttling action.
  • the second expansion device (170) can include a solenoid valve (171) and a capillary tube (172) connected in parallel with the solenoid valve (171).
  • the solenoid valve (171) When the solenoid valve (171) is closed, the refrigerant can move to the capillary tube (172) and be expanded by throttling, and when the solenoid valve (171) is opened, the refrigerant can flow through the solenoid valve (171) without resistance and thus can not be expanded.
  • the solenoid valve (171) can be replaced with an electronic expansion valve (EEV).
  • both the first expansion device (160) and the second expansion device (170) may include an electronic expansion valve.
  • the first expansion device (160) may include a solenoid valve and a capillary tube connected in parallel with the solenoid valve
  • the second expansion device (170) may include an electronic expansion valve.
  • Both the first expansion device (160) and the second expansion device (170) may include a solenoid valve and a capillary tube connected in parallel with the solenoid valve.
  • the solenoid valve connected in parallel with the capillary tube may be replaced with an electronic expansion valve.
  • the operation mode of the ventilation system (1) may be determined as a cooling and dehumidifying mode (first mode) for drying and cooling the outdoor air, a constant temperature dehumidifying mode (second mode) for drying and heating the outdoor air, a moisture recovery mode (third mode) for recovering moisture contained in indoor air, or a ventilation mode (fourth mode) for stopping the operation of the compressor.
  • the ventilation device (100) may operate in one of the cooling and dehumidifying mode (first mode), the constant temperature dehumidifying mode (second mode), the moisture recovery mode (third mode), and the ventilation mode (fourth mode) based on the outdoor temperature, the indoor temperature, the outdoor humidity, and the indoor humidity.
  • the processor (192) of the ventilation device (100) can control components of the ventilation device (100) so that the ventilation system (1) operates in a cooling and dehumidifying mode (first mode), a constant temperature dehumidifying mode (second mode), a moisture recovery mode (third mode), or a ventilation mode (fourth mode).
  • the ventilation device (100) can operate by switching between the cooling and dehumidifying mode (first mode), the constant temperature dehumidifying mode (second mode), the moisture recovery mode (third mode), and the ventilation mode (fourth mode) according to changes in the outdoor temperature, indoor temperature, outdoor humidity, and indoor humidity.
  • the cooling and dehumidifying mode (first mode) will be described.
  • the refrigerant compressed by the compressor (211) is first supplied to the outdoor heat exchanger (220) through the four-way valve (213), and then supplied to the first heat exchanger (120) through the first expansion device (160).
  • the first expansion device (160) can expand the refrigerant.
  • the second expansion device (170) can expand or not expand the refrigerant.
  • the solenoid valve (171) of the second expansion device (170) can be opened in the cooling and dehumidifying mode (first mode).
  • the high temperature and high pressure refrigerant discharged from the compressor (211) can be condensed in the outdoor heat exchanger (220) of the outdoor unit (200) through the four-way valve (213) and then introduced into the first expansion device (160).
  • the first expansion device (160) can expand the high temperature and high pressure refrigerant to a low temperature and low pressure state so that the refrigerant can be evaporated in the first heat exchanger (120) and the second heat exchanger (130).
  • the refrigerant expanded in the first expansion device (160) flows into the first heat exchanger (120) and can absorb heat of air passing through the first heat exchanger (120) and evaporate.
  • the refrigerant discharged from the first heat exchanger (120) and flowing into the second heat exchanger (130) can again absorb heat of the surrounding air in the second heat exchanger (130).
  • the first heat exchanger (120) and the second heat exchanger (130) can condense and remove moisture contained in the air passing through the first heat exchanger (120) and the second heat exchanger (130), and cool the air passing through the first heat exchanger (120) and the second heat exchanger (130). That is, the ventilation device (100) operated in the cooling and dehumidifying mode (first mode) can simultaneously lower the temperature and humidity of outdoor air sucked into the room.
  • the refrigerant discharged from the second heat exchanger (130) can enter the accumulator (212) through the four-way valve (213).
  • the refrigerant can flow from the accumulator (212) into the compressor (211).
  • the air supplied to the indoor space by the ventilation device (100) operating in the cooling and dehumidifying mode (first mode) can have a temperature and humidity that can be felt comfortably by the user.
  • the ventilation device (100) operating in the cooling and dehumidifying mode (first mode) can discharge cooled and dried air into the indoor space.
  • the constant temperature dehumidification mode (second mode) is described.
  • the refrigerant compressed by the compressor (211) is first supplied to the outdoor heat exchanger (220) through the four-way valve (213), and then supplied to the first heat exchanger (120) through the first expansion device (160).
  • the first expansion device (160) may not expand the refrigerant.
  • the second expansion device (170) may expand the refrigerant.
  • the high temperature and high pressure refrigerant discharged from the compressor (211) may be condensed in the outdoor heat exchanger (220) of the outdoor unit (200) and then introduced into the first heat exchanger (120).
  • the first heat exchanger (120) supplied with the refrigerant may condense the refrigerant.
  • the high temperature and high pressure refrigerant discharged from the first heat exchanger (120) may be expanded by the second expansion device (170) to become a low temperature and low pressure refrigerant.
  • the expanded refrigerant may be introduced into the second heat exchanger (130) and may absorb heat of air passing through the second heat exchanger (130) to evaporate.
  • the refrigerant discharged from the second heat exchanger (130) can enter the accumulator (212) through the four-way valve (213).
  • the refrigerant can flow from the accumulator (212) into the compressor (211).
  • outdoor air introduced through the first inlet (101a) can pass through the second heat exchanger (130) and the first heat exchanger (120) in sequence.
  • the second heat exchanger (130) can condense and remove moisture contained in the air passing through the second heat exchanger (130), and the air passing through the second heat exchanger (130) can be cooled and dried.
  • the first heat exchanger (120) can heat the air from which moisture has been removed by the second heat exchanger (130) by condensing the refrigerant.
  • the air that was cooled while passing through the second heat exchanger (130) can be heated again by the first heat exchanger (120), thereby increasing its temperature compared to when it passed through the second heat exchanger (130).
  • the relative humidity of the air that has passed through the second heat exchanger (130) and the first heat exchanger (120) can be lower than the relative humidity of the air that has passed through only the second heat exchanger (130). Therefore, air having a temperature and humidity that can be felt comfortable by the user can be supplied to the indoor space.
  • the ventilation device (100) operating in the constant temperature dehumidification mode (second mode) can discharge dry air having a temperature equal to or similar to the indoor temperature into the indoor space.
  • the direction in which the refrigerant flows in the moisture recovery mode can be opposite to the direction in which the refrigerant flows in the cooling dehumidification mode (the first mode) and the constant temperature dehumidification mode (the second mode).
  • the refrigerant compressed by the compressor (211) can be supplied to the second heat exchanger (130) through the four-way valve (213).
  • the refrigerant can pass through the second heat exchanger (130), the first heat exchanger (120), and the outdoor heat exchanger (220) in sequence.
  • the high-temperature, high-pressure gaseous refrigerant compressed by the compressor (211) can be supplied to the second heat exchanger (130).
  • the refrigerant releases heat while passing through the second heat exchanger (130), and the surrounding air can absorb the heat and be heated.
  • the second expansion device (170) may not expand the refrigerant.
  • the temperature and pressure of the refrigerant may decrease.
  • the second expansion device (170) does not expand the refrigerant, the refrigerant flowing into the first heat exchanger (130) may have a relatively high pressure and high temperature. Therefore, the refrigerant may release heat again while passing through the first heat exchanger (130) and heat the surrounding air.
  • the first expansion device (160) may be controlled to expand the refrigerant or not to expand it.
  • the outdoor air flowing in through the first intake port (101a) passes through the second heat exchanger (130) and the first heat exchanger (120) in sequence, in the moisture recovery mode (third mode), the outdoor air can be first heated in the second heat exchanger (130) and then heated again in the first heat exchanger (120).
  • the ventilation device (100) operating in the moisture recovery mode (third mode) can discharge the heated air into the indoor space.
  • the refrigerant discharged from the first heat exchanger (120) can be expanded by the first expansion device (160) and returned to the compressor (211) through the outdoor heat exchanger (220), the four-way valve (213), and the accumulator (212).
  • the ventilation device (100) can operate in the moisture recovery mode (third mode). For example, in winter when a low-temperature and dry outdoor environment is created, if freezing of the heat exchanger (110) occurs due to the low outdoor temperature, ventilation of indoor air through the heat exchanger (110) becomes difficult, and recovery of moisture contained in the indoor air also becomes difficult. If the ventilation device (100) operates in the moisture recovery mode (third mode), freezing of the heat exchanger (110) is prevented and/or reduced, so ventilation using the heat exchanger (110) and recovery of moisture contained in the indoor air become possible.
  • the refrigerant is not supplied to the first heat exchanger (120) and the second heat exchanger (130), and only heat exchange between the outdoor air and the indoor air can be performed by the total heat exchanger (110).
  • the processor (192) can stop the compressor (211) of the outdoor unit (200) to block the inflow of the refrigerant into the ventilation device (100), control the expansion device to block the inflow of the refrigerant into the first heat exchanger (120) and the second heat exchanger (130), or turn off the outdoor unit (200) to operate the ventilation device (100) in the ventilation mode (fourth mode). Even in the ventilation mode, moisture contained in the indoor air can be recovered.
  • the operation mode of the ventilation system (1) can be determined as a cooling and dehumidifying mode for drying and cooling indoor air, a constant temperature dehumidifying mode for drying and heating indoor air, a heating mode for heating indoor air, or a blowing mode for circulating indoor air.
  • the ventilation device (100) can operate in one of the cooling and dehumidifying mode, the constant temperature dehumidifying mode, the heating mode, and the blowing mode based on the indoor humidity and the indoor temperature.
  • the third damper (350) is closed to block the inflow of outdoor air.
  • the first blower (109a) operates, and the second blower (109b) is stopped.
  • the flow of refrigerant in the cooling dehumidification mode and the constant temperature dehumidification mode is the same as described above.
  • the flow of refrigerant in the heating mode is the same as the flow of refrigerant in the moisture recovery mode described above.
  • the blowing mode the operation of the compressor is stopped.
  • Fig. 5 is an exploded perspective view of a ventilation device according to various embodiments.
  • Fig. 6 is a perspective view from below with some components of the ventilation device removed according to various embodiments.
  • the ventilation device (100) may include a drain tray (125) that collects condensate generated in the heat exchanger (120, 130).
  • the drain tray (125) may be placed on the lower side of the heat exchanger (120, 130) in the vertical direction (Z).
  • the housing (101) may include a first inner housing (310) and a second inner housing (320).
  • the second inner housing (320) may be coupled with the first inner housing (310) in the vertical direction (Z).
  • the inner housings (310, 320) may be provided with an insulating material.
  • the inner housings (310, 320) may be provided with an EPS insulating material such as Styrofoam.
  • the present invention is not limited thereto, and the inner housings (310, 320) may be formed with various insulating materials so that the temperature of air flowing through the intake passage (102) and the exhaust passage (103) can be maintained at a constant temperature.
  • the ventilation device (100) may include covers (410, 420) that form the outer appearance of the housing (101) and are provided to cover the inner housing (310, 320).
  • the covers (410, 420) may include a first cover (410) that is arranged at the bottom in the vertical direction (Z), and a second cover (420) that is arranged at the top of the first cover (410) and is coupled with the first cover (410).
  • the first cover (410) may form the lower outer appearance of the ventilation device (100)
  • the second cover (420) may form the upper outer appearance of the ventilation device (100).
  • the covers (410, 420) may cover the inner housing (310, 320) to protect the inner housing (310, 320) from the outside.
  • the covers (410, 420) may be provided as an injection-molded material such as plastic.
  • the first inner housing (310) can be inserted into the first cover (410), and the second inner housing (320) can be inserted into the second cover (420). From the bottom to the top of the ventilation device (100), the first cover (410), the first inner housing (310), the second inner housing (320), and the second cover (420) can be sequentially arranged.
  • Components of the ventilation device (100), such as a heat exchanger (110), a blower (109a, 109b), a heat exchanger (120, 130), and a drain tray (125), can be arranged to be supported by the first inner housing (310) and the second inner housing (320).
  • a first hole (315) may be provided in the first inner housing (310).
  • the heat exchanger (110) and the drain tray (125) may be provided to be detachable from the ventilation device (100) through the first hole (315) of the first inner housing (310).
  • the second inner housing (320) may include a second hole (325) provided to correspond to the first hole (513) of the first inner housing (310).
  • the first cover (410) may include a body portion (411) having a square frame shape, a surface portion (412) that is detachably connected to the body portion (411) and provided in a plate shape, and a lower cover portion (413) provided to cover the surface portion (412) from the bottom.
  • the surface portion (412) of the first cover (410) may include a plate body (412a), a first surface (412b) of the plate body (412a), and a second surface arranged on the opposite side of the first surface (412b).
  • the surface (412) of the first cover (410) may include a third hole (412d) provided to correspond to the first hole (315) of the first inner housing (310).
  • the third hole (412d) may be formed on the plate body (412a). Since the third hole (412d) is provided to correspond to the first hole (315), it may be provided asymmetrically on the plate body (412a) with one of the long axis (L) and the short axis (S) of the housing (101) as the center.
  • the surface (412) of the first cover (410) can be joined to the body (411) so that the first surface (412b) faces downward.
  • the first hole (315) and the third hole (412d) can be provided in the same shape and can be overlapped in the vertical direction (Z).
  • Figure 7 is a drawing showing the first inner housing of the ventilation device illustrated in Figure 5 inverted upside down.
  • the first inner housing (310) may include a first intake forming portion (311) forming a part of the first intake port (101a), a first exhaust forming portion (312) forming a part of the first exhaust port (101b), a second intake forming portion (313) forming a part of the second intake port (101c), and a second exhaust forming portion (314) forming a part of the second exhaust port (101d).
  • the first exhaust forming portion (312) and the second exhaust forming portion (314) may be provided to be symmetrical with respect to the longitudinal axis (L) of the ventilation device (100).
  • the first intake forming portion (311) and the second intake forming portion (313) may also be provided to be symmetrical with respect to the longitudinal axis (L) of the ventilation device (100).
  • the first hole (315) through which the heat exchanger (110) and the drain tray (125) are withdrawn can be divided into a first region (315a) through which the heat exchanger (110) is withdrawn and a second region (315b) through which the drain tray (125) is withdrawn.
  • the first region (315a) and the second region (315b) of the first hole (315) are illustrated as being connected to each other, but are not limited thereto, and the first region (315a) and the second region (315b) may be separated from each other.
  • the heat exchanger (110) may have a hexahedral shape.
  • the heat exchanger (110) is provided to have a square cross-section, and the first area (315a) of the first hole (315) may be provided in a rectangular shape. Through the first area (315a) of the first hole (315), the heat exchanger (110) may be exposed to the outside.
  • the second region (315b) of the first hole (315) may be provided in a shape corresponding to the shape of the drain tray (125).
  • the second region (315b) may be formed in a polygonal shape, but is not limited thereto and may have various shapes.
  • Figure 8 is a drawing of the second inner housing of the ventilation device illustrated in Figure 5, flipped upside down.
  • the second inner housing (320) may include a first intake forming portion (321) forming a part of the first intake port (101a), a first discharge forming portion (322) forming a part of the first discharge port (101b), a second intake forming portion (323) forming a part of the second intake port (101c), and a second discharge forming portion (324) forming a part of the second discharge port (101d).
  • the first discharge forming portion (322) and the second discharge forming portion (324) may be provided to be symmetrical to each other.
  • the first intake forming portion (321) and the second intake forming portion (323) may also be provided to be symmetrical to each other.
  • a first intake port (101a), a first discharge port (101b), a second intake port (101c), and a second discharge port (101d) can be formed by assembling the first inner housing (310) and the second inner housing (320) in the vertical direction (Z).
  • first inner housing (310) and the second inner housing (320) are arranged parallel, the first hole (315) of the first inner housing (310) and the second hole (325) of the second inner housing (320) also become parallel.
  • the heat exchanger (120, 130) can be arranged adjacent to one side of the housing (101).
  • the first intake chamber (104), the second intake chamber (106), the first exhaust chamber (105), and the second exhaust chamber (107) may be partitioned by partition walls (108) formed by the first inner housing (310) and the second inner housing (320).
  • the partition walls (108) may serve to support the heat exchanger (110) and the heat exchangers (120, 130).
  • the upper surface of the heat exchanger (110) may be positioned to be spaced apart from the other surface (326) of the second internal housing (320).
  • the vertical distance between the upper surface of the heat exchanger (110) and the other surface (326) of the second internal housing (320) may vary depending on the design.
  • the size of the space provided between the upper surface of the heat exchanger (110) and the other surface (326) of the second internal housing (320) may also vary depending on the design.
  • a first molding (328) and a second molding (329) may be provided between the upper surface of the heat exchanger (110) and the other surface (326) of the second internal housing (320). Due to the first molding (328) and the second molding (329), indoor air introduced from the second intake port (101c) cannot flow toward the second outlet port (101d) through the upper space of the heat exchanger (110). However, outdoor air introduced from the first intake port (101a) can flow toward the first outlet port (101b) through the upper space of the heat exchanger (110).
  • a first damper (330) may be provided in the second inner housing (320). When the first inner housing (310) and the second inner housing (320) are combined, the first damper (330) may be positioned at the upper portion of the heat exchanger (110). The first damper (330) may open or close a bypass path (331) formed between the first inlet (101a) and the first outlet (101b).
  • the first damper (330) is illustrated as being provided at the upper portion of the heat exchanger (110), but is not limited thereto.
  • the first damper (330) may also be provided at the lower portion of the heat exchanger (110).
  • the first damper (330) may be provided between the first molding (328) and the second molding (329), and may be supported by the first molding (328) and the second molding (329).
  • the first damper (330) is provided to be perpendicular to the first molding (328) and the second molding (329), and may be provided to be rotatable.
  • the first damper (330) may be provided in a rectangular shape.
  • the first damper (330) may be rotated toward the first intake chamber (104) or toward the first exhaust chamber (105).
  • the ventilation device (100) When the ventilation device (100) operates in the cooling and dehumidifying mode (first mode), the ventilation device (100) can open the first damper (330) based on the temperature of the indoor air being higher than the temperature of the air passing through the heat exchanger (120, 130).
  • the cooling effect can be increased by preventing the cooled air from passing through the heat exchanger (110).
  • the cooled air and the indoor air exchange heat in the heat exchanger (110) the cooling effect is reduced. Therefore, when the temperature of the indoor air is relatively high in the cooling and dehumidifying mode (first mode), it is preferable to allow the outdoor air sucked through the first intake port (101a) to flow to the bypass path (331).
  • FIG. 9 illustrates an integrated air conditioning system including a ventilation device according to various embodiments.
  • the integrated air conditioning system (2) may include a ventilation device (100), an outdoor unit (200), a plurality of indoor units (30: 30a, 30b, 30c, 30d), and an integrated controller (50).
  • the ventilation device (100) may be connected to the outdoor unit (200) by a refrigerant pipe (P1).
  • the refrigerant pipe (P1) may correspond to the first refrigerant pipe (121) described above.
  • the plurality of indoor units (30) may be connected to the outdoor unit (200) by a refrigerant pipe (P2).
  • the outdoor unit (200) may supply refrigerant to each of the plurality of indoor units (30) through the refrigerant pipe (P2).
  • a plurality of indoor units (30) may be installed inside each of a plurality of different indoor spaces.
  • a plurality of indoor units (30) may be installed inside each of a plurality of offices, a plurality of guest rooms, or a plurality of rooms partitioned inside a building.
  • the air in each of the indoor spaces where each of the plurality of indoor units (30) is installed may be directly conditioned (for example, cooled).
  • the ventilation device (100) can be installed in various spaces inside a building.
  • the ventilation device (100) can be installed in a space such as a veranda or a multipurpose room of an apartment.
  • the first intake port (101a), the second intake port (101c), the first exhaust port (101b), and the second exhaust port (101d) provided in the housing (101) of the ventilation device (100) can be connected to ducts, respectively.
  • the ducts connected to the second intake port (101c) and the first exhaust port (101b) can extend to an indoor space.
  • a hole communicating with the ventilation device (100) can be provided in the ceiling or wall of the indoor space.
  • the ducts connected to the first intake port (101a) and the second exhaust port (101d) can extend to an outdoor space.
  • the ventilation device (100) and the outdoor unit (200) are exemplified as one each, but more than one ventilation device (100) and one outdoor unit (200) may be provided.
  • the indoor unit (30) is exemplified as four, but the number of indoor units (30) is not limited to the exemplified number. More than one indoor unit (30) may be provided.
  • the integrated controller (50) can be electrically connected to the ventilation device (100), the outdoor unit (200), and the plurality of indoor units (30).
  • the integrated controller (50) can be electrically connected to the ventilation device (100), the outdoor unit (200), and the plurality of indoor units (30) via a communication line (CL).
  • the integrated controller (50) can control the operation of the ventilation device (100), the outdoor unit (200), and the plurality of indoor units (30).
  • the integrated controller (50) can obtain user input, operate the integrated air conditioning system (2) in response to the user input, and display information of the integrated air conditioning system (2).
  • the integrated controller (50) can control the ventilation device (100) and the indoor unit (30) based on the indoor temperature and indoor humidity of the indoor space in which the indoor unit (30) is placed.
  • the cooling efficiency and dehumidification efficiency can be improved, and energy for cooling and dehumidification can be saved.
  • the operating method of the ventilation device (100) described above can also be used in the integrated air conditioning system (2) described in Fig. 9.
  • Figure 10 is a control block diagram of a ventilation device according to various embodiments.
  • the ventilation device (100) may include an outdoor temperature sensor (141), an indoor temperature sensor (142), a heat exchange temperature sensor (143), an outdoor humidity sensor (151), an indoor humidity sensor (152), a sterilizing device (113) (e.g., including at least one of a heater, an infrared lamp, or an ultraviolet light emitting diode), a first blower (109a), a second blower (109b), a first expansion device (160) (e.g., including a valve), a second expansion device (170) (e.g., including a valve), and a first damper (330).
  • the ventilation device (100) may further include a second damper (340) and a third damper (350).
  • the ventilation device (100) may include a user interface (180) (e.g., including an interface circuit), a memory (191), and a processor (192) (e.g., including a processing circuit).
  • the processor (192) may be electrically connected to components of the ventilation device (100) and may control each of the components. For example, the processor (192) may adjust the opening degrees of each of the first damper (330), the second damper (340), and the third damper (350).
  • the memory (191) can remember/store various information necessary for the operation of the ventilation device (100).
  • the memory (191) can store instructions, applications, data, and/or programs necessary for the operation of the ventilation device (100).
  • the processor (192) can generate a control signal for controlling the operation of the ventilation device (100) based on the instructions, applications, data, and/or programs stored in the memory (191).
  • the processor (192) can include various processing circuits and/or a plurality of processors.
  • the term 'processor' can include various processing circuits including at least one processor, wherein at least one of the at least one processor can be configured to perform various functions in an individually and/or collectively distributed manner.
  • a processor When “a processor,” “at least one processor,” and “one or more processors” are described herein as being configured to perform a plurality of functions, these terms include, but are not limited to, situations where one processor performs some of the recited functions and another processor performs other of the recited functions, and situations where a single processor can perform all of the recited functions.
  • the at least one processor may comprise a combination of processors that perform the various recited/disclosed functions, for example, in a distributed manner.
  • the at least one processor may be capable of executing program instructions to accomplish or perform the various functions.
  • the ventilation device (100) may further include a communication interface for communicating with the outdoor unit (200) and/or the integrated controller (50). The ventilation device (100) may also operate based on a control signal transmitted from the integrated controller (50) via the communication interface.
  • the outdoor temperature sensor (141) can detect a first temperature (outdoor temperature) of outdoor air and transmit an electrical signal corresponding to the detected first temperature to the processor (192).
  • the outdoor temperature sensor (141) may be referred to as a first temperature sensor.
  • the indoor temperature sensor (142) can detect a second temperature (indoor temperature) of indoor air and transmit an electrical signal corresponding to the detected second temperature to the processor (192).
  • the indoor temperature sensor (142) may be referred to as a second temperature sensor.
  • the heat exchange temperature sensor (143) can detect the temperature of air passing through the first heat exchanger (120) and the second heat exchanger (130) and transmit an electrical signal corresponding to the detected temperature to the processor (192).
  • the heat exchange temperature sensor (143) may be referred to as a third temperature sensor.
  • the outdoor humidity sensor (151) can detect a first humidity (outdoor humidity) of outdoor air and transmit an electrical signal corresponding to the detected first humidity to the processor (192).
  • the indoor humidity sensor (152) can detect a second humidity (indoor humidity) of indoor air and transmit an electrical signal corresponding to the detected second humidity to the processor (192).
  • the outdoor humidity sensor (151) can be referred to as a first humidity sensor.
  • the indoor humidity sensor (152) can be referred to as a second humidity sensor.
  • the processor (192) can determine a difference value (first difference value) between a first humidity of outdoor air and a second humidity of indoor air.
  • the processor (192) can determine a difference value (second difference value) between a first temperature of outdoor air and a second temperature of indoor air.
  • the processor (192) can determine an operation mode of the ventilation system (1) based on the first humidity of outdoor air, the second humidity of indoor air, the first temperature of outdoor air, and the second temperature of indoor air.
  • the sterilizing device (113) can sterilize indoor air sucked in through the second suction port (101c).
  • the sterilizing device (113) can include at least one of a heater, an infrared lamp, or a UV-LED.
  • the processor (192) can control turning the sterilizing device (113) on or off.
  • the first blower (109a) is arranged on the first outlet (101b) side of the housing (101) and can generate wind power required to discharge air through the first outlet (101b).
  • the second blower (109b) is arranged on the second outlet (101d) side of the housing (101) and can generate wind power required to discharge air through the second outlet (101d).
  • the processor (192) can control the rotation speed of the first blower (109a) and the rotation speed of the second blower (109b).
  • the processor (192) can control the first blower (109a) and the second blower (109b) based on the operation mode of the ventilation system (1).
  • the first expansion device (160) includes a valve and can selectively expand refrigerant supplied to the first heat exchanger (120).
  • the second expansion device (170) includes a valve and can selectively expand refrigerant discharged from the first heat exchanger (120) and supplied to the second heat exchanger (130) through the second refrigerant pipe (131).
  • the processor (192) can control the opening degrees of each of the first expansion device (160) and the second expansion device (170).
  • the processor (192) can control the compressor (211), the four-way valve (213), the first expansion device (160), and the second expansion device (170) based on the operation mode of the ventilation system (1).
  • the first damper (330) may be located at the upper part of the heat exchanger (110).
  • the first damper (330) may also be provided at the lower part of the heat exchanger (110).
  • the first damper (330) may open or close a bypass path (331) formed between the first inlet (101a) and the first outlet (101b).
  • the processor (192) may control the opening or closing of the first damper (330).
  • the processor (192) may also adjust the opening degree of the first damper (330).
  • the processor (192) may control the first damper (330) based on the operation mode of the ventilation system (1).
  • the user interface (180) may include various circuits and obtain various user inputs regarding the operation of the ventilation device (100).
  • the user interface (180) may output an electrical signal (voltage or current) corresponding to the user input to the processor (192) of the ventilation device (100).
  • the user interface (180) may include various buttons, dials, and/or touch displays.
  • the user interface (180) can obtain a user input for setting the outdoor air inflow permission or outdoor air inflow blocking.
  • the user interface (180) can obtain a user input for setting the outdoor air circulation or indoor air circulation.
  • the outdoor air circulation or indoor air circulation can be selected.
  • the outdoor air circulation or indoor air circulation can also be automatically set based on the outdoor temperature, the indoor temperature, the outdoor humidity, and/or the indoor humidity.
  • the processor (192) can close the second damper (340) provided between the first intake chamber (104) and the first exhaust chamber (106), and open the third damper (350) provided at the first inlet (101a).
  • the processor (192) can open the second damper (340) provided between the first intake chamber (104) and the first exhaust chamber (106), and close the third damper (350) provided at the first inlet (101a).
  • the user interface (180) may display various information regarding the operation of the ventilation device (100).
  • the user interface (180) may display images, text, and/or graphical user interfaces regarding the operation of the ventilation device (100).
  • the user interface (180) may include various types of display panels.
  • the disclosed ventilation device (100) can remove moisture contained in the outdoor air before the outdoor air is introduced into the heat exchanger (110) by arranging the heat exchanger (120, 130) on the side of the first intake port (101a) of the housing (101) through which outdoor air is introduced.
  • the processor (192) of the ventilation system (1) closes the second damper (340) provided between the first intake chamber (104) and the first exhaust chamber (106), and opens the third damper (350) provided at the first inlet (101a).
  • the processor (192) of the ventilation system (1) can determine the operation mode of the ventilation system (1) as a cooling dehumidification mode (first mode) or a constant temperature dehumidification mode (second mode) based on whether the second difference between the first temperature of the outdoor air and the second temperature of the indoor air is greater than the second reference value when the first difference between the first humidity of the outdoor air and the second humidity of the indoor air is greater than the first reference value.
  • the processor (192) may determine the operation mode of the ventilation system as a cooling and dehumidifying mode (first mode) based on the fact that a first difference value between a first humidity of the outdoor air and a second humidity of the indoor air is greater than a first reference value and a second difference value between a first temperature of the outdoor air and a second temperature of the indoor air is greater than a second reference value.
  • first mode a cooling and dehumidifying mode
  • the ventilation system (1) may operate in the cooling and dehumidifying mode to remove moisture contained in the outdoor air flowing into the housing (101) and lower the temperature of the outdoor air.
  • the processor (192) can control the opening of the first expansion device (160) so that the refrigerant is expanded by the first expansion device (160) in the cooling and dehumidifying mode (first mode).
  • the second expansion device (170) can be controlled to expand or not expand the refrigerant.
  • the first reference value for the difference between outdoor humidity and indoor humidity and the second reference value for the difference between outdoor temperature and indoor temperature can be determined in various ways depending on the design.
  • the first reference value and the second reference value can be changed according to user input through the user interface (180).
  • the first reference value and the second reference value can each be 0.
  • the processor (192) can open the first damper (330) to open the bypass path (331).
  • the processor (192) can open the first damper (330) based on the second temperature of the indoor air being higher than the third temperature detected by the heat exchange temperature sensor (143) in the cooling and dehumidifying mode (first mode).
  • the cooling effect can be increased by preventing the cooled air from passing through the heat exchanger (110).
  • the cooling effect is reduced. Therefore, when the temperature of the indoor air is relatively high in the cooling and dehumidifying mode (first mode), it is preferable to allow the outdoor air sucked in through the first suction port (101a) to flow to the bypass path (331).
  • the processor (192) can determine the operation mode of the ventilation system as a constant temperature dehumidification mode (second mode) based on the fact that a first difference value between a first humidity of the outdoor air and a second humidity of the indoor air is greater than a first reference value and a second difference value between a first temperature of the outdoor air and a second temperature of the indoor air is less than or equal to a second reference value.
  • the ventilation system (1) can operate in the constant temperature dehumidification mode to remove moisture contained in the outdoor air flowing into the housing (101) and maintain the indoor temperature.
  • the processor (192) can control the opening of the second expansion device (170) so that the refrigerant is expanded by the second expansion device (170) without expansion of the refrigerant by the first expansion device (160) in the constant temperature dehumidification mode (second mode).
  • the first expansion device (160) can be controlled so as not to expand the refrigerant.
  • the processor (192) can determine the operation mode of the ventilation system (1) as a moisture recovery mode (third mode) or a ventilation mode (fourth mode) based on whether the first temperature of the outdoor air is lower than the reference temperature when the first difference value between the first humidity of the outdoor air and the second humidity of the indoor air is less than or equal to the first reference value.
  • the reference temperature can be determined in various ways depending on the design.
  • the reference temperature can be changed according to user input through the user interface (180).
  • the reference temperature can be 0 degrees.
  • the processor (192) may determine the operation mode of the ventilation system (1) as the moisture recovery mode (third mode) based on the fact that the first difference value between the first humidity of the outdoor air and the second humidity of the indoor air is less than or equal to the first reference value and the first temperature of the outdoor air is lower than the reference temperature. If the outdoor humidity is lower than the indoor humidity and the outdoor temperature is lower than the reference temperature, dehumidification of the outdoor air is unnecessary and freezing prevention of the heat exchanger (110) may be required. Therefore, the ventilation system (1) may operate in the moisture recovery mode to increase the temperature of the outdoor air supplied to the heat exchanger (110).
  • the processor (192) can control the second expansion device (170) to not expand the refrigerant in the moisture recovery mode (third mode).
  • the first expansion device (160) can be controlled to expand or not to expand the refrigerant.
  • the processor (192) may determine the operation mode of the ventilation system (1) as the ventilation mode (fourth mode) based on the fact that the first difference value between the first humidity of the outdoor air and the second humidity of the indoor air is less than or equal to the first reference value and that the first temperature of the outdoor air is higher than or equal to the reference temperature. If the outdoor humidity is lower than the indoor humidity, dehumidification of the outdoor air may not be necessary, and if the outdoor temperature is above zero, freezing of the heat exchanger (110) may not occur. In this case, heat exchange between the outdoor air and the heat exchanger (120, 130) may be unnecessary.
  • the ventilation system (1) may operate in the ventilation mode to stop the compressor (211) and perform ventilation using only the heat exchanger (110).
  • Moisture contained in indoor air may be absorbed by the heat exchanger (110) through the internal circulation.
  • the processor (192) opens the second damper (340) provided between the first intake chamber (104) and the first exhaust chamber (106), and closes the third damper (350) provided at the first inlet (101a).
  • the processor (192) of the ventilation system (1) can determine the operation mode of the ventilation system (1) based on the indoor temperature, indoor humidity, target temperature and target humidity.
  • the target temperature and target humidity can be set by the user.
  • the user can set the target temperature and target humidity using the user interface (180) of the ventilation system (1) or the input interface (52) of the integrated controller (50).
  • the target temperature and target humidity can also be automatically set based on the outdoor environment and/or the indoor environment.
  • the processor (192) may determine the operation mode of the ventilation system (1) as a heating mode based on the indoor temperature being lower than the target temperature. Conversely, when the indoor temperature is higher than or equal to the target temperature, the processor (192) may determine the operation mode of the ventilation system (1) as a cooling dehumidification mode or a constant temperature dehumidification mode based on the indoor humidity being higher than the target humidity.
  • the operation mode of the ventilation system (1) can be determined as a cooling dehumidification mode.
  • the operation mode of the ventilation system (1) can be determined as a constant temperature dehumidification mode.
  • the processor (192) can determine the operation mode of the ventilation system (1) to the blowing mode.
  • the disclosed ventilation system (1) can provide various operation modes based on outdoor humidity, indoor humidity, outdoor temperature, and/or indoor temperature.
  • the disclosed ventilation system (1) can remove moisture contained in the air and cool or heat the air before the outdoor air or indoor air passes through the heat exchanger (110). Accordingly, air with an appropriate humidity and temperature can be supplied to the indoor space.
  • the disclosed ventilation system (1) can prevent and/or reduce freezing of the heat exchanger (110), thereby increasing the usability of the heat exchanger (110) even in an environment where the outdoor temperature is low.
  • Figure 11 is a control block diagram of an integrated controller according to various embodiments.
  • the integrated controller (50) may include a display (51), an input interface (52) (e.g., including various interface circuits), a communication interface (53) (e.g., including various communication circuits), and a memory (54), and may include a processor (55) (e.g., including processing circuits) electrically connected thereto.
  • the integrated controller (50) may provide a user interface for interaction between the integrated air conditioning system (2) and a user.
  • the display (51) can display information about the status and/or operation of the integrated air conditioning system (2).
  • the display (51) can display information input by the user or information provided to the user on various screens.
  • the display (51) can display information related to the operation of the integrated air conditioning system (2) as at least one of an image or text.
  • the display (51) can display a graphical user interface (GUI) that enables control of the integrated air conditioning system (2). That is, the display (51) can display a UI element (User Interface Element) such as an icon.
  • GUI graphical user interface
  • the display (51) may include various types of display panels.
  • the display (51) may include a liquid crystal display panel (LCD Panel), a light emitting diode panel (LED Panel), an organic light emitting diode panel (OLED Panel), or a micro LED panel.
  • LCD Panel liquid crystal display panel
  • LED Panel light emitting diode panel
  • OLED Panel organic light emitting diode panel
  • micro LED panel a micro LED panel.
  • the display (51) may be implemented as a touch display.
  • the touch display may include a display panel that displays an image and a touch panel that receives a touch input.
  • the display panel may convert image data received from the processor (55) into an optical signal that can be viewed by the user.
  • the touch panel may identify a user's touch input and provide an electrical signal corresponding to the received touch input to the processor (55).
  • the input interface (52) of the integrated controller (50) includes various input circuits and can output an electrical signal (voltage or current) corresponding to a user input to the processor (55).
  • the input interface (52) can include various buttons and may also include a dial.
  • a separate input interface (52) may not be provided in the integrated controller (50). That is, the integrated controller (50) can obtain a user input.
  • the integrated controller (50) can obtain a user input for setting a target temperature and a target humidity, a user input for turning on or off each of the ventilation device (100) and the indoor unit (30), or a user input for setting each operation mode of the ventilation device (100) and the indoor unit (30).
  • the communication interface (53) includes various communication circuits and can communicate with the ventilation device (100), the outdoor unit (200), and the indoor unit (30).
  • the communication interface (53) of the integrated controller (50) can be connected to the communication interfaces of each of the ventilation device (100), the outdoor unit (200), and the indoor unit (30) through a communication line (CL).
  • the integrated controller (50) can transmit a control signal to the ventilation device (100), the outdoor unit (200), and the indoor unit (30) through the communication interface (53).
  • the communication interface (53) may include a wired communication module and/or a wireless communication module for communicating with an external device (e.g., a mobile device, a computer).
  • the wired communication module may communicate with the external device via a wide area network such as the Internet, and the wireless communication module may communicate with the external device via an access point connected to the wide area network. Through this, the user may remotely control the integrated air conditioning system (2).
  • the memory (54) can store/remember various information necessary for the operation of the integrated air conditioning system (2).
  • the memory (54) can store instructions, applications, data, and/or programs necessary for the operation of the integrated air conditioning system (2).
  • the memory (54) can store data regarding a reference temperature and reference humidity for determining the operation of the ventilation device (100) and the indoor unit (30).
  • the memory (54) may include a volatile memory such as a Static Random Access Memory (S-RAM) or a Dynamic Random Access Memory (D-RAM) for temporarily storing data.
  • the memory (540) may include a nonvolatile memory such as a Read Only Memory (ROM), an Erasable Programmable Read Only Memory (EPROM), or an Electrically Erasable Programmable Read Only Memory (EEPROM) for storing data for a long period of time.
  • ROM Read Only Memory
  • EPROM Erasable Programmable Read Only Memory
  • EEPROM Electrically Erasable Programmable Read Only Memory
  • the processor (55) can generate a control signal for controlling the operation of the integrated air conditioning system (2) based on instructions, applications, data, and/or programs stored in the memory (54).
  • the processor (55) is hardware and can include logic circuits and arithmetic circuits.
  • the processor (55) can process data according to the program and/or instructions provided from the memory (54) and generate a control signal according to the processing result.
  • the memory (54) and the processor (55) can be implemented as one control circuit or as multiple circuits.
  • the processor (55) can include various processing circuits and/or multiple processors.
  • the term 'processor' can include various processing circuits including at least one processor, wherein at least one of the at least one processor can be configured to perform various functions in an individually and/or collectively distributed manner.
  • a processor When “a processor,” “at least one processor,” and “one or more processors” are described herein as being configured to perform a plurality of functions, these terms include, but are not limited to, situations where one processor performs some of the recited functions and another processor performs other of the recited functions, and situations where a single processor can perform all of the recited functions.
  • the at least one processor may comprise a combination of processors that perform the various recited/disclosed functions, for example, in a distributed manner.
  • the at least one processor may be capable of executing program instructions to accomplish or perform the various functions.
  • the components of the ventilation device (100), the outdoor unit (200), the indoor unit (30), and the integrated controller (50) are not limited to those described in FIGS. 10 and 11. Some of the components of each of the aforementioned ventilation device (100), the outdoor unit (200), the indoor unit (30), and the integrated controller (50) may be omitted, or other components may be added.
  • Fig. 12 illustrates the flow of air passing through a heat exchanger inside a ventilation device according to various embodiments when circulating outside air.
  • Fig. 13 illustrates an embodiment in which the arrangement of the heat exchanger is different in the ventilation device of Fig. 12.
  • the processor (192) of the ventilation system (1) can close the second damper (340) provided between the first intake chamber (104) and the first exhaust chamber (106) and open the third damper (350) provided at the first inlet (101a).
  • the bypass path (331) is closed by the first damper (330).
  • the processor (192) of the ventilation device (100) can operate the first blower (109a) and the second blower (109b).
  • the outside air (OA) can be sucked into the housing (101) through the first intake port (101a) of the housing (101).
  • outdoor air (OA) can be introduced into a heat exchanger (110) through a second heat exchanger (130) and a first heat exchanger (120).
  • outdoor air (OA) can be introduced into a first heat exchanger (120) through a second heat exchanger (130) and a heat exchanger (110).
  • the outdoor air (OA) can be cooled or heated by the heat exchanger (120, 130). Moisture contained in the outdoor air (OA) can also be removed by the heat exchanger (120, 130).
  • indoor air (RA) can be sucked into the housing (101) through the second suction port (101c) of the housing (101).
  • the sucked indoor air (RA) can be introduced into the heat exchanger (110).
  • Cooled or heated outdoor air (OA) and indoor air (RA) can exchange heat without contacting each other in the heat exchanger (110).
  • the outdoor air (OA) that has passed through the heat exchanger (120, 130) and the heat exchanger (110) is supplied to the indoor space through the first discharge port (101b).
  • the indoor air (RA) that has passed through the heat exchanger (110) is discharged to the outdoor space through the second discharge port (101d).
  • Figure 14 illustrates the flow of air through the bypass path inside the ventilation device of Figure 12.
  • the first damper (330) when the ventilation device (100) operates in the cooling and dehumidifying mode (first mode), the first damper (330) may be opened to open the bypass path (331).
  • the outdoor air (OA) introduced through the first intake port (101a) may move to the first exhaust port (101b) through the bypass path (331) formed at the upper portion of the heat exchanger (110).
  • the outdoor air (OA) may not pass through the heat exchanger (110) due to the difference in flow rate.
  • the indoor air (RA) introduced through the second intake port (101c) may pass through the heat exchanger (110).
  • the ventilation system (1) can open the first damper (330) based on the temperature of the indoor air being higher than the temperature of the air passing through the heat exchanger (120, 130).
  • the cooling effect can be increased by preventing heat exchange between the air cooled in the heat exchanger (110) and the indoor air (RA).
  • FIG 15 illustrates the flow of air through the bypass path inside the ventilation device of Figure 13.
  • the bypass path (331) can be opened in the cooling and dehumidifying mode (first mode) and the constant temperature dehumidifying mode (second mode). That is, when the heat exchanger (110) is located between the first heat exchanger (120) and the second heat exchanger (130), the first damper (330) can be opened so that the bypass path (331) is opened in the cooling and dehumidifying mode (first mode) and the constant temperature dehumidifying mode (second mode) so as not to reduce the cooling effect of the air by the second heat exchanger (130).
  • Fig. 16 illustrates the flow of air inside a ventilation device according to various embodiments during a betting cycle.
  • Fig. 17 illustrates an embodiment with a different arrangement of heat exchangers in the ventilation device of Fig. 16.
  • the processor (192) can open the second damper (340) provided between the first intake chamber (104) and the first exhaust chamber (106), and close the third damper (350) provided at the first inlet (101a).
  • the processor (192) can operate the first blower (109a) and stop the second blower (109b). Depending on the operation of the first blower (109a), indoor air (RA) can be sucked into the housing (101) through the second suction port (101c) of the housing (101).
  • the indoor air (RA) can pass through the connecting passage opened by the second damper (340).
  • the indoor air (RA) can flow into the heat exchanger (110) through the second heat exchanger (130) and the first heat exchanger (120).
  • the indoor air (RA) can flow into the first heat exchanger (120) through the second heat exchanger (130) and the heat exchanger (110).
  • indoor air (RA) can be cooled or heated by the heat exchanger (120, 130).
  • Moisture contained in the indoor air (RA) can also be removed by the heat exchanger (120, 130).
  • Figure 18 is a flowchart illustrating a method for controlling a ventilation system according to various embodiments.
  • the processor (192) of the ventilation system (1) opens the third damper (350) provided in the first inlet (101a) as the outside air circulation is set. As the first inlet (101a) is opened, outside air may be allowed to flow into the housing (101) of the ventilation device (100) (1801). In addition, the processor (192) may close the second damper (340).
  • the processor (192) of the ventilation system (1) can detect a first humidity (outdoor humidity) of outdoor air by controlling an outdoor humidity sensor (151), and can detect a second humidity (indoor humidity) of indoor air by controlling an indoor humidity sensor (152) (1082).
  • the processor (192) can detect a first temperature (outdoor temperature) of outdoor air by controlling an outdoor temperature sensor (141), and can detect a second temperature (indoor temperature) of indoor air by controlling an indoor temperature sensor (142) (1803).
  • the processor (192) can determine the operation mode of the ventilation system (1) based on the first humidity of the outdoor air, the second humidity of the indoor air, the first temperature of the outdoor air, and the second temperature of the indoor air (1804).
  • a cooling dehumidification mode (first mode) for drying and cooling the outdoor air a constant temperature dehumidification mode (second mode) for drying and heating the outdoor air, a moisture recovery mode (third mode) for heating the outdoor air, and a ventilation mode (fourth mode) for stopping the operation of the compressor can be provided.
  • the processor (192) can control the compressor (211), the four-way valve (213), the first expansion device (160) and the second expansion device (170) based on the determined operation mode of the ventilation system (1) (1404). In addition, the processor (192) can control the first blower (109a), the second blower (109b) and the first damper (330) based on the operation mode of the ventilation system (1).
  • the compressor (211) and the four-way valve (213) can be controlled so that the refrigerant circulates in the order of the compressor (211) to the outdoor heat exchanger (220), the first heat exchanger (120), and the second heat exchanger (130).
  • the first expansion device (160) can be controlled to expand the refrigerant, and the second expansion device (170) can be controlled to expand or not to expand the refrigerant.
  • the first expansion device (160) can be controlled not to expand the refrigerant, and the second expansion device (170) can be controlled to expand the refrigerant.
  • the direction in which the refrigerant flows may be opposite to the direction in which the refrigerant flows in the cooling dehumidification mode (first mode) and the constant temperature dehumidification mode (second mode).
  • the compressor (211) and the four-way valve (213) may be controlled so that the refrigerant circulates in the order of the second heat exchanger (130), the first heat exchanger (120), and the outdoor heat exchanger (220) from the compressor (211).
  • the second expansion device (170) may be controlled not to expand the refrigerant
  • the first expansion device (160) may be controlled to expand or not to expand the refrigerant.
  • the control method of the ventilation system (1) described in Fig. 18 can also be performed by the processor (55) of the integrated air conditioning system (2).
  • FIG 19 is a flowchart explaining in more detail the control method of the ventilation system described in Figure 18.
  • steps 1901, 1902, and 1903 correspond to steps 1801, 1802, and 1803 described in FIG. 18.
  • the processor (192) of the ventilation system (1) can determine a difference value (a first difference value) between a first humidity of outdoor air and a second humidity of indoor air (1904).
  • the processor (192) can determine whether the first difference value between the first humidity of outdoor air and the second humidity of indoor air is greater than a first reference value (1905). If the first difference value between the first humidity of outdoor air and the second humidity of indoor air is greater than the first reference value, the processor (192) can determine a difference value (a second difference value) between a first temperature of outdoor air and a second temperature of indoor air (1906).
  • the processor (192) can determine whether a second difference value between a first temperature of outdoor air and a second temperature of indoor air is greater than a second reference value (1907).
  • the first reference value for the difference between outdoor humidity and indoor humidity and the second reference value for the difference between outdoor temperature and indoor temperature can be determined in various ways depending on the design.
  • the first reference value and the second reference value can be changed according to user input through the user interface (180).
  • the first reference value and the second reference value can each be 0.
  • the processor (192) may determine the operation mode of the ventilation system as a cooling and dehumidifying mode (first mode) based on the fact that a first difference value between a first humidity of the outdoor air and a second humidity of the indoor air is greater than a first reference value and a second difference value between a first temperature of the outdoor air and a second temperature of the indoor air is greater than a second reference value (1908).
  • first mode a cooling and dehumidifying mode
  • the ventilation system (1) may operate in the cooling and dehumidifying mode to remove moisture contained in the outdoor air flowing into the housing (101) and lower the temperature of the outdoor air.
  • the processor (192) can determine the operation mode of the ventilation system as a constant temperature dehumidification mode (second mode) based on the fact that a first difference value between a first humidity of the outdoor air and a second humidity of the indoor air is greater than a first reference value and a second difference value between a first temperature of the outdoor air and a second temperature of the indoor air is less than or equal to a second reference value (1909).
  • the ventilation system (1) can operate in the constant temperature dehumidification mode to remove moisture contained in the outdoor air flowing into the housing (101) and maintain the indoor temperature.
  • the processor (192) can determine whether the first temperature of the outdoor air is lower than the reference temperature if the first difference value between the first humidity of the outdoor air and the second humidity of the indoor air is less than or equal to the first reference value (1910).
  • the reference temperature can be determined in various ways depending on the design. In addition, the reference temperature can be changed according to user input through the user interface (180). For example, the reference temperature can be 0 degrees.
  • the processor (192) may determine the operation mode of the ventilation system (1) as the moisture recovery mode (third mode) based on the fact that the first difference value between the first humidity of the outdoor air and the second humidity of the indoor air is less than or equal to the first reference value and the first temperature of the outdoor air is lower than the reference temperature (1911).
  • the ventilation system (1) may operate in the moisture recovery mode to increase the temperature of the outdoor air supplied to the heat exchanger (110). Since the heat exchanger (110) does not freeze even when the outdoor temperature is low, heat exchange between the outdoor air and the indoor air is possible in the heat exchanger (110), and moisture contained in the indoor air can be recovered back into the indoor space.
  • the processor (192) may determine the operation mode of the ventilation system (1) as the ventilation mode (fourth mode) based on the fact that the first difference value between the first humidity of the outdoor air and the second humidity of the indoor air is less than or equal to the first reference value and that the first temperature of the outdoor air is higher than or equal to the reference temperature (1912). If the outdoor humidity is lower than the indoor humidity, dehumidification of the outdoor air may not be necessary, and if the outdoor temperature is above zero, freezing of the heat exchanger (110) may not occur. In this case, heat exchange between the outdoor air and the heat exchanger (120, 130) may be unnecessary.
  • the ventilation system (1) may operate in the ventilation mode to stop the compressor (211) and perform ventilation using only the heat exchanger (110).
  • the control method of the ventilation system (1) described in Fig. 19 can also be performed by the processor (55) of the integrated air conditioning system (2).
  • FIG. 20 is a flowchart illustrating an additional embodiment of the method for controlling the ventilation system described in FIG. 19.
  • the processor (192) can determine whether the second temperature of the indoor air is higher than the third temperature detected by the heat exchange temperature sensor (143) (2001).
  • the processor (192) can open the first damper (330) to open the bypass path (331) that bypasses the heat exchanger (110) based on the second temperature of the indoor air being higher than the third temperature detected by the heat exchange temperature sensor (143) (2002).
  • the cooling effect can be increased by preventing the cooled air from passing through the heat exchanger (110).
  • the cooling effect is reduced. Therefore, when the temperature of the indoor air is relatively high in the cooling and dehumidifying mode (first mode), it is preferable to allow the outdoor air sucked in through the first suction port (101a) to flow to the bypass path (331).
  • the processor (192) can close the first damper (330) to close the bypass path (331) bypassing the heat exchanger (110) based on the second temperature of the indoor air being lower than or equal to the third temperature detected by the heat exchange temperature sensor (143) (2003).
  • the control method of the ventilation system (1) described in Fig. 20 can also be performed by the processor (55) of the integrated air conditioning system (2).
  • Figure 21 is a flowchart illustrating a method for controlling a ventilation system during a betting cycle.
  • the processor (192) of the ventilation system (1) opens the second damper (340) provided between the first intake chamber (104) and the first exhaust chamber (106) and closes the third damper (350) provided at the first inlet port (101a) as the internal circulation is set. Accordingly, the inflow of outside air into the housing (101) of the ventilation device (100) can be blocked (2101).
  • the processor (192) of the ventilation system (1) can set the target temperature and target humidity (2102) based on user input through the user interface (180) or the input interface (52) of the integrated controller (50).
  • the target temperature and target humidity can also be automatically set based on the outdoor environment and/or the indoor environment.
  • the processor (192) of the ventilation system (1) can detect indoor humidity by controlling the indoor humidity sensor (152) and detect indoor temperature by controlling the indoor temperature sensor (142) (2103).
  • the processor (192) can determine the operating mode of the ventilation system (1) as a heating mode based on the indoor temperature being lower than the target temperature (2104, 2105).
  • the processor (192) may determine the operation mode of the ventilation system (1) as a cooling dehumidification mode or a constant temperature dehumidification mode based on the indoor humidity being higher than the target humidity.
  • the processor (192) can determine the operation mode of the ventilation system (1) as a cooling/dehumidifying mode (2104, 2106, 2107, 2108).
  • the processor (192) can determine the operation mode of the ventilation system (1) to a constant temperature dehumidification mode (2104, 2106, 2107, 2109).
  • a ventilation system may include a ventilation device and an outdoor unit.
  • the ventilation system may include a housing including a first intake port through which outdoor air is sucked into the housing, a second intake port through which indoor air is sucked into the housing, a first outlet port through which the outdoor air is discharged into an indoor space, and a second outlet port through which the indoor air is discharged into an external space; a heat exchanger for performing heat exchange between outdoor air and indoor air; a first heat exchanger provided between the first intake port and the heat exchanger; a second heat exchanger provided between the first intake port and the first heat exchanger; a compressor for supplying refrigerant to the first heat exchanger and the second heat exchanger; a four-way valve for changing the direction in which the refrigerant flows; a first expansion device including a valve provided at an inlet of the first heat exchanger to expand the refrigerant; a second expansion device including a valve provided between the first heat exchanger and the second heat exchanger to expand the refrigerant; and at least one
  • the at least one processor can, individually and/or collectively, determine an operating mode of the ventilation system based on the first humidity of the outdoor air detected by the humidity sensor and the second humidity of the indoor air and the first temperature of the outdoor air and the second temperature of the indoor air detected by the temperature sensor.
  • the at least one processor can control the compressor, the four-way valve, the first expansion device and the second expansion device based on the operating mode of the ventilation system.
  • the at least one processor may, individually and/or collectively, determine an operating mode of the ventilation system to be a first mode for drying and cooling the outdoor air, a second mode for drying and heating the outdoor air, a third mode for heating the outdoor air, or a fourth mode for stopping operation of the compressor.
  • the at least one processor may, individually and/or collectively, control the four-way valve such that the flow direction of the refrigerant in the third mode is opposite to the flow direction of the refrigerant in the first mode and the second mode.
  • the at least one processor can, individually and/or collectively, control the opening of the first expansion device in the first mode so that the refrigerant is expanded by the first expansion device.
  • the at least one processor can, individually and/or collectively, control the opening of the second expansion device in the second mode so that the refrigerant is expanded by the second expansion device without expansion of the refrigerant by the first expansion device.
  • the at least one processor can, individually and/or collectively, control the second expansion device in the third mode so that the second expansion device does not expand the refrigerant.
  • the at least one processor may, individually and/or collectively, determine the operating mode of the ventilation system as the first mode or the second mode based on whether a first difference between the first humidity of the outdoor air and the second humidity of the indoor air is greater than a first reference value and whether a second difference between the first temperature of the outdoor air and the second temperature of the indoor air is greater than a second reference value.
  • the at least one processor may, individually and/or collectively, determine the operating mode of the ventilation system to be the first mode based on the second difference being greater than the second reference value.
  • the at least one processor may determine the operating mode of the ventilation system to be the second mode based on the second difference being less than or equal to the second reference value.
  • the at least one processor may, individually and/or collectively, determine the operating mode of the ventilation system as the third mode or the fourth mode based on whether the first temperature of the outdoor air is lower than the reference temperature when the first difference value between the first humidity of the outdoor air and the second humidity of the indoor air is less than or equal to the first reference value.
  • the at least one processor may, individually and/or collectively, determine the operating mode of the ventilation system to be the third mode based on the first temperature of the outdoor air being lower than the reference temperature.
  • the processor may, individually and/or collectively, determine the operating mode of the ventilation system to be the fourth mode based on the first temperature of the outdoor air being higher than or equal to the reference temperature.
  • the ventilation system may further include a damper formed between the first intake port and the first exhaust port and configured to open or close a bypass passage bypassing the heat exchanger.
  • the at least one processor may, individually and/or collectively, open the damper to open the bypass passage when the ventilation system is operating in the first mode.
  • the ventilation system may further include a heat exchange temperature sensor provided between the first heat exchanger and the total heat exchanger and detecting a temperature of air passing through the first heat exchanger and the second heat exchanger.
  • the at least one processor may, individually and/or collectively, open the damper based on the second temperature of the indoor air being higher than a third temperature detected by the heat exchange temperature sensor in the first mode.
  • a method for controlling a ventilation system which includes a heat exchanger for performing heat exchange between outdoor air sucked in through a first intake port of a housing and indoor air sucked in through a second intake port of the housing, and a first heat exchanger and a second heat exchanger provided between the first intake port and the heat exchanger.
  • a method for controlling a ventilation system may include: detecting a first humidity of the outdoor air and a second humidity of the indoor air by a humidity sensor; detecting a first temperature of the outdoor air and a second temperature of the indoor air by a temperature sensor; determining an operation mode of the ventilation system based on the first humidity of the outdoor air, the second humidity of the indoor air, the first temperature of the outdoor air, and the second temperature of the indoor air, individually and/or collectively, by at least one processor; and controlling, individually and/or collectively, by the at least one processor, based on the operation mode of the ventilation system, a first expansion device including a compressor for supplying a refrigerant to the heat exchanger, a four-way valve for switching a direction in which the refrigerant flows, a valve provided at an inlet of the first heat exchanger to expand the refrigerant, and a second expansion device including a valve provided between the first heat exchanger and the second heat exchanger.
  • the operation mode of the ventilation system may be determined as a first mode for drying and cooling the outdoor air, a second mode for drying and heating the outdoor air, a third mode for heating the outdoor air, or a fourth mode for stopping the operation of the compressor.
  • the above controlling may include controlling the four-way valve so that the flow direction of the refrigerant in the third mode is opposite to the flow direction of the refrigerant in the first mode and the second mode.
  • the controlling may include: controlling an opening of the first expansion device so that the refrigerant is expanded by the first expansion device in the first mode; controlling an opening of the second expansion device so that the refrigerant is expanded by the second expansion device without expansion of the refrigerant by the first expansion device in the second mode; or controlling the second expansion device so that expansion of the refrigerant by the second expansion device is prevented and/or reduced in the third mode.
  • Determining the operation mode of the ventilation system may include determining the operation mode of the ventilation system as the first mode or the second mode based on whether a first difference value between the first humidity of the outdoor air and the second humidity of the indoor air is greater than a first reference value, and whether a second difference value between the first temperature of the outdoor air and the second temperature of the indoor air is greater than a second reference value.
  • the operation mode of the ventilation system may be determined as the first mode based on the second difference value being greater than the second reference value; or may be determined as the second mode based on the second difference value being less than or equal to the second reference value.
  • Determining the operation mode of the ventilation system may include determining the operation mode of the ventilation system as the third mode or the fourth mode based on whether the first temperature of the outdoor air is lower than the reference temperature when the first difference value between the first humidity of the outdoor air and the second humidity of the indoor air is less than or equal to the first reference value.
  • the operation mode of the ventilation system may be determined as the third mode based on the first temperature of the outdoor air being lower than the reference temperature; or may be determined as the fourth mode based on the first temperature of the outdoor air being higher than or equal to the reference temperature.
  • the ventilation system may further include a damper for opening or closing a bypass path bypassing the heat exchanger.
  • the control method may further include, by the processor, individually and/or collectively, opening the damper to open the bypass path when the ventilation system is operating in the first mode.
  • Opening the damper may be based on the second temperature of the indoor air being higher than the third temperature of the air passing through the first heat exchanger and the second heat exchanger in the first mode.
  • the disclosed ventilation system and its control method can remove moisture contained in air sucked in from outdoors before the outdoor air passes through a heat exchanger and cool or heat the air. Accordingly, air with an appropriate humidity and temperature can be supplied to an indoor space.
  • the disclosed ventilation system and its control method can prevent freezing of the heat exchanger, thereby increasing the usability of the heat exchanger even in an environment with low outdoor temperature.
  • the disclosed invention provides a ventilation system and a control method thereof capable of allowing or blocking the inflow of outdoor air depending on settings.
  • the disclosed embodiments may be implemented in the form of a storage medium storing instructions executable by a computer.
  • the instructions may be stored in the form of program codes, and when executed by a processor, may generate program modules to perform the operations of the disclosed embodiments.
  • the storage medium that can be read by the device may be provided in the form of a non-transitory storage medium.
  • the term 'non-transitory storage medium' means only that it is a tangible device and does not contain signals (e.g., electromagnetic waves), and this term does not distinguish between cases where data is stored semi-permanently in the storage medium and cases where data is stored temporarily.
  • a 'non-transitory storage medium' may include a buffer in which data is temporarily stored.
  • the methods according to various embodiments disclosed in this 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., smartphones).
  • a machine-readable storage medium e.g., a compact disc read only memory (CD-ROM)
  • CD-ROM compact disc read only memory
  • an application store e.g., Play StoreTM
  • smartphones directly between two user devices
  • At least a part of the computer program product may be at least 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.

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Abstract

개시된 환기 시스템은, 실외 공기를 하우징 내로 흡입하는 제1 흡입구, 실내 공기를 하우징 내로 흡입하는 제2 흡입구, 상기 실외 공기를 실내 공간으로 토출하는 제1 배출구 및 상기 실내 공기를 외부 공간으로 배출하는 제2 배출구를 포함하는 하우징; 실외 공기와 실내 공기 간 열교환을 수행하는 전열교환기; 상기 제1 흡입구와 상기 전열교환기 사이에 마련되는 제1 열교환기; 상기 제1 흡입구와 상기 제1 열교환기 사이에 마련되는 제2 열교환기; 상기 제1 열교환기와 상기 제2 열교환기로 냉매를 공급하는 압축기; 상기 냉매가 흐르는 방향을 전환하는 사방 밸브; 밸브를 포함하고, 상기 냉매를 팽창시키기 위해 상기 제1 열교환기의 입구에 마련되는 제1 팽창 장치; 밸브를 포함하고, 상기 냉매를 팽창시키기 위해 상기 제1 열교환기와 상기 제2 열교환기 사이에 마련되는 제2 팽창 장치; 및 프로세싱 회로를 포함하는 적어도 하나의 프로세서;를 포함한다.

Description

환기 시스템 및 그 제어 방법
개시된 발명은 실내 공간에 쾌적한 공기를 제공하는 환기 시스템 및 그 제어 방법에 관한 것이다.
환기 장치는 실외 공기를 실내로 공급하거나, 실내 공기와 실외 공기를 교환하여 실내 공간을 환기할 수 있는 장치이다. 종래 환기 장치는 전열교환기를 통과하면서 발생하는 실외 공기와 실내 공기 간의 전열교환만으로 실내의 온도 및 습도를 조절할 수 밖에 없었다. 이로 인하여 실내로 공급되는 실외 공기의 제습이 불완전하였고, 실내 온도 및 습도를 쾌적한 상태로 유지하는데 어려움이 있었다.
전열교환기를 통해 실외 공기와 실내 공기의 전열교환만 이루어지는 경우, 실외 공기에 포함된 습기를 충분히 제거할 수 없다. 또한, 실외 온도가 낮은 겨울철에는 전열교환기가 동결되는 문제가 발생한다.
개시된 발명은 실외 공기가 전열교환기를 통과하기 전에 실외로부터 흡입되는 공기에 포함된 수분을 제거하고 공기를 냉각하거나 가열할 수 있는 환기 시스템 및 그 제어 방법을 제공한다.
또한, 개시된 발명은 전열교환기의 동결을 방지 및/또는 감소할 수 있는 환기 시스템 및 그 제어 방법을 제공한다.
또한, 개시된 발명은 설정에 따라 실외 공기의 유입을 허용하거나 실외 공기의 유입을 차단할 수 있는 환기 시스템 및 그 제어 방법을 제공한다.
일 실시예에 따른 환기 시스템은 환기 장치와 실외기를 포함할 수 있다. 환기 시스템은 실외 공기가 하우징 내로 흡입되는 제1 흡입구, 실내 공기가 하우징 내로 흡입되는 제2 흡입구, 상기 실외 공기를 실내 공간으로 토출하는 제1 배출구 및 상기 실내 공기를 외부 공간으로 배출하는 제2 배출구를 포함하는 하우징; 실외 공기와 실내 공기 간 열교환을 수행하는 전열교환기; 상기 제1 흡입구와 상기 전열교환기 사이에 마련되는 제1 열교환기; 상기 제1 흡입구와 상기 제1 열교환기 사이에 마련되는 제2 열교환기; 상기 제1 열교환기와 상기 제2 열교환기로 냉매를 공급하는 압축기; 상기 냉매가 흐르는 방향을 전환하는 사방 밸브; 상기 냉매를 팽창시키기 위해 상기 제1 열교환기의 입구에 마련되는 밸브를 포함하는 제1 팽창 장치; 상기 냉매를 팽창시키기 위해 상기 제1 열교환기와 상기 제2 열교환기 사이에 마련되는 밸브를 포함하는 제2 팽창 장치; 및 프로세싱 회로를 포함하는 적어도 하나의 프로세서;를 포함한다.
일 실시예에 따른 환기 시스템의 제어 방법은, 습도 센서에 의해, 상기 실외 공기의 제1 습도와 상기 실내 공기의 제2 습도를 검출하고; 온도 센서에 의해, 상기 실외 공기의 제1 온도와 상기 실내 공기의 제2 온도를 검출하고; 적어도 하나의 프로세서에 의해, 상기 실외 공기의 상기 제1 습도, 상기 실내 공기의 상기 제2 습도, 상기 실외 공기의 상기 제1 온도 및 상기 실내 공기의 상기 제2 온도에 기초하여, 상기 환기 시스템의 동작 모드를 결정하고; 상기 적어도 하나의 프로세서에 의해, 상기 환기 시스템의 동작 모드에 기초하여, 상기 열교환기에 냉매를 공급하는 압축기, 상기 냉매가 흐르는 방향을 전환하는 사방 밸브, 상기 냉매를 팽창시키기 위해 상기 제1 열교환기의 입구에 마련되는 밸브를 포함하는 제1 팽창 장치 및 상기 제1 열교환기와 상기 제2 열교환기 사이에 마련되는 제2 팽창 장치를 제어하는 것;을 포함한다.
개시된 환기 시스템 및 그 제어 방법은 실외 공기가 전열교환기를 통과하기 전에 실외로부터 흡입되는 공기에 포함된 수분을 제거하고 공기를 냉각하거나 가열할 수 있다. 따라서 실내 공간에 적절한 습도와 온도를 공기가 공급될 수 있다.
개시된 환기 시스템 및 그 제어 방법은 전열교환기의 동결을 방지 및/또는 감소함으로써 실외 온도가 낮은 환경에서도 전열교환기의 활용성을 높일 수 있다.
개시된 환기 시스템 및 그 제어 방법은 설정에 따라 실외 공기의 유입을 허용하거나 실외 공기의 유입을 차단할 수 있다.
도 1은 다양한 실시예에 따른 환기 장치를 포함하는 환기 시스템을 도시한다.
도 2는 다양한 실시예에 따른 환기 장치의 내부를 위에서 바라본 평면도이다.
도 3은 도 2의 환기 장치에서 열교환기의 배치를 변경한 실시예를 도시한다.
도 4는 다양한 실시예에 따른 환기 시스템에서 냉매의 순환을 도시한다.
도 5는 다양한 실시예에 따른 환기 장치의 분해 사시도이다.
도 6은 다양한 실시예에 따른 환기 장치의 일부 구성을 제거하고 아래에서 바라본 사시도이다.
도 7은 도 5에 도시된 환기 장치의 제1 내부 하우징을 상하 반전시킨 도면이다.
도 8은 도 5에 도시된 환기 장치의 제2 내부 하우징을 상하 반전시킨 도면이다.
도 9는 다양한 실시예에 따른 환기 장치를 포함하는 통합 공조 시스템을 도시한다.
도 10은 다양한 실시예에 따른 환기 장치의 제어 블록도이다.
도 11은 다양한 실시예에 따른 통합 컨트롤러의 제어 블록도이다.
도 12는 외기 순환 시 일 실시예에 따른 환기 장치의 내부에서 전열교환기를 통과하는 공기의 흐름을 도시한다.
도 13은 도 12의 환기 장치에서 열교환기의 배치를 다르게 한 실시예를 도시한다.
도 14는 도 12의 환기 장치의 내부에서 바이패스 유로를 통과하는 공기의 흐름을 도시한다.
도 15는 도 13의 환기 장치의 내부에서 바이패스 유로를 통과하는 공기의 흐름을 도시한다.
도 16은 내기 순환 시 일 실시예에 따른 환기 장치 내부에서 공기의 흐름을 도시한다.
도 17은 도 16의 환기 장치에서 열교환기의 배치를 다르게 한 실시예를 도시한다.
도 18은 다양한 실시예에 따른 환기 시스템의 제어 방법을 설명하는 순서도이다.
도 19는 도 18에서 설명된 환기 시스템의 제어 방법을 더 상세히 설명하는 순서도이다.
도 20은 도 19에서 설명된 환기 시스템의 제어 방법의 추가 실시예를 설명하는 순서도이다.
도 21은 내기 순환 시 환기 시스템의 제어 방법을 설명하는 순서도이다.
본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 개시된 발명의 바람직한 일 예에 불과할 뿐이며, 본 출원의 출원시점에 있어서 본 명세서의 실시예와 도면을 대체할 수 있는 다양한 변형 예들이 있을 수 있다.
본 명세서의 각 도면에서 제시된 동일한 참조번호 또는 부호는 실질적으로 동일한 기능을 수행하는 부품 또는 구성요소를 나타낸다. 도면에서 요소들의 형상 및 크기 등은 명확한 설명을 위해 과장된 것일 수 있다.
본 명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 직접적으로 연결되어 있는 경우뿐만 아니라, 간접적으로 연결되어 있는 경우를 포함하고, 간접적인 연결은 무선 통신망을 통해 연결되는 것 또는 또 다른 부분을 매개로 연결되는 것을 포함한다.
본 명세서에서 사용한 용어는 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 개시된 발명을 제한 및/또는 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는다.
본 명세서에서 사용한 "제1", "제2"등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않으며, 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. "및/또는"이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.
또한, "~부", "~기", "~블록", "~부재", "~모듈" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미할 수 있다. 예를 들어, 상기 용어들은 FPGA(field-programmable gate array) / ASIC(application specific integrated circuit) 등 적어도 하나의 하드웨어, 메모리에 저장된 적어도 하나의 소프트웨어 또는 프로세서에 의하여 처리되는 적어도 하나의 프로세스를 의미할 수 있다.
각 단계들에 붙여지는 부호는 각 단계들을 식별하기 위해 사용되는 것으로 이들 부호는 각 단계들 상호 간의 순서를 나타내는 것이 아니며, 각 단계들은 문맥상 명백하게 특정 순서를 기재하지 않는 이상 명기된 순서와 다르게 실시될 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.
이하 다양한 실시예에 따른 환기 장치와 그 제어 방법이 상세히 설명된다.
도 1은 다양한 실시예에 따른 환기 장치를 포함하는 환기 시스템을 도시한다. 도 2는 다양한 실시예에 따른 환기 장치의 내부를 위에서 바라본 평면도이다. 도 3은 도 2의 환기 장치에서 열교환기의 배치를 변경한 실시예를 도시한다.
도 1, 도 2 및 도 3을 참조하면, 환기 시스템(1)은 실내 공간 및 실외 공간과 연결되는 환기 장치(100)를 포함할 수 있다. 또한, 환기 시스템(1)은 환기 장치(100)에 냉매를 공급하는 실외기(200)를 포함할 수 있다. 환기 장치(100)와 실외기(200)는 실외 공간 및 실내 공간과 구별되는 기계실(예를 들면, 주택의 다용도실)에 설치될 수 있다. 환기 장치(100)와 실외기(200)가 설치되는 장소는 예시된 것으로 한정되지 않는다.
실외기(200)는 당업계에 통상적으로 알려진 공기조화기용 실외기에 해당되므로 당업자는 실외기(200)의 실시에 필요한 각종 구성들을 용이하게 변경하거나 용이하게 추가할 수 있다. 개시된 환기 시스템(1)은 통상적으로 사용되는 실외기(200)를 이용하여 작동할 수 있으므로, 환기 장치(100)는 별도의 압축기와 같은 구성을 포함하지 않아 소형화가 가능하고, 생산 비용 저감을 도모할 수 있다.
환기 장치(100)는 외관을 형성하는 하우징(101)을 포함할 수 있다. 예를 들면, 하우징(101)은 육면체 형상을 가질 수 있다. 하우징(101)은 실외 공기(OA)를 실내로 흡입하여 실내 공간으로 안내하는 흡기 유로(102)와, 실내 공기(RA)를 실외 공간으로 안내하는 배기 유로(103)를 포함할 수 있다. 흡기 유로(102)와 배기 유로(103)는 복수의 격벽(108)에 의하여 서로 구획될 수 있다.
하우징(101)은, 실외 공간과 연결되고 실외 공기(OA)를 하우징(101) 내부로 흡입하기 위해 마련되는 제1 흡입구(101a), 실내 공간과 연결되고 하우징(101) 내부로 흡입된 실외 공기(OA)를 실내 공간으로 배출하기 위해 마련되는 제1 배출구(101b), 흡기 유로(102)를 형성하는 제1 흡기실(104)과 제2 흡기실(106)을 포함할 수 있다. 흡기 유로(102)는 제1 흡입구(101a)와 제1 배출구(101b)를 연결할 수 있다.
하우징(101)은 실내 공간과 연결되고 실내 공기(RA)를 하우징(101) 내부로 흡입하기 위해 마련되는 제2 흡입구(101c), 실외 공간과 연결되고 하우징(101) 내부로 흡입된 실내 공기(RA)를 실외 공간으로 배출하기 위해 마련되는 제2 배출구(101d), 배기 유로(103)를 형성하는 제1 배기실(105)과 제2 배기실(107)을 포함할 수 있다. 배기 유로(103)는 제2 흡입구(101c)와 제2 배출구(101d)를 연결할 수 있다.
환기 장치(100)는, 제2 흡기실(106)의 내부에서 제1 배출구(101b) 측에 배치되는 제1 송풍기(109a) 및 제2 배기실(107)의 내부에서 제2 배출구(101d)측에 배치되는 제2 송풍기(109b)를 포함할 수 있다. 제1 송풍기(109a)는 제1 배출구(101b)로 공기를 배출하는데 필요한 풍력을 생성할 수 있다. 제2 송풍기(109b)는 제2 배출구(101d)로 공기를 배출하는데 필요한 풍력을 생성할 수 있다. 즉, 제1 송풍기(109a)가 동작하면, 제1 흡입구(101a)를 통해 실외 공기가 하우징(101) 내부로 흡입되고, 하우징(101) 내부의 공기는 제1 배출구(101b)를 통해 실내 공간으로 배출된다. 제2 송풍기(109b)가 동작하면, 제2 흡입구(101c)를 통해 실내 공기가 하우징(101) 내부로 흡입되고, 하우징(101) 내부의 공기는 제2 배출구(101d)를 통해 실외 공간으로 배출된다.
환기 장치(100)는 실외 공기(OA)와 실내 공기(RA) 간 열교환을 위해 마련되는 전열교환기(110)를 포함할 수 있다. 배기 유로(103)를 흐르는 공기와 흡기 유로(102)를 흐르는 공기는 전열교환기(110)에서 서로 열교환 될 수 있다. 환기 시스템(1)의 환기 동작 시, 제1 배출구(101b)를 통해 실내 공간으로 배출되는 공기는 '공급 공기(SA)'로 지칭될 수 있고, 제2 배출구(101d)를 통해 실외 공간으로 배출되는 공기는 '배출 공기(EA)'로 지칭될 수 있다.
전열교환기(110)는 염화리튬이 코팅된 종이 재질로 마련될 수 있고, '전열교환소자'로 호칭될 수도 있다. 전열교환기(110)는 판형 전열교환기 또는 로터리형 전열교환기로 구현될 수 있다. 전열교환기(110)는 흡기 유로(102)와 배기 유로(103)가 교차하는 지점 상에 배치될 수 있다. 즉, 전열교환기(110)는 흡기 유로(102) 상에 배치되면서 동시에 배기 유로(103) 상에 배치된다.
전열교환기(110)는 제1 흡기실(104)과 제2 흡기실(106)을 연결할 수 있다. 전열교환기(110)는 제1 배기실(105)과 제2 배기실(107)을 연결할 수 있다. 환기 시스템(1)의 환기 동작 시, 흡기 유로(102)를 통해 흐르는 실외 공기(OA)와 배기 유로(103)를 통해 흐르는 실내 공기(RA)는 전열교환기(110)에서 접촉하지 않은 상태로 열교환 된다.
환기 장치(100)는 실외 공기에 포함된 이물질을 포집하는 필터를 포함할 수 있다. 필터는 전열교환기(110)와 인접하게 배치될 수 있다. 필터(112)는 제1 흡입구(101a)와 전열교환기(110) 사이에 배치될 수 있다. 제1 흡입구(101a)를 통해 유입되는 실외 공기 중에 유동하는 이물질이 필터에서 걸러질 수 있고, 전열교환기(110)가 오염되는 것이 방지될 수 있다.
예를 들면, 필터는 헤파 필터(HEPA(High Efficiency Particulate Air) filter)일 수 있다. 헤파 필터는 유리 섬유로 구성될 수 있다. 필터는 광 촉매를 이용하여 공기의 화학 작용을 유도하는 광 촉매 필터로 마련될 수도 있다. 즉, 필터는 광 촉매를 포함하고, 광 촉매의 광 에너지에 의한 화학적 반응을 유도하여 공기 중에 존재하는 각종 병원균과 박테리아를 포집할 수 있다. 화학 작용의 촉진에 따라 공기 중의 냄새 입자가 분해, 제거 또는 포집될 수 있다. 다만, 이에 한정되지 않으며, 필터는 이물질을 포집 가능한 다양한 종류의 필터로 마련될 수 있다.
종래의 환기 장치는 실외 공기(OA)와 실내 공기(RA) 간 열교환을 수행하는 전열교환기만 포함하였다. 종래의 환기 장치는 실외기와 연결되지 않는다. 다시 말해, 종래의 환기 장치는 실외기로부터 냉매를 공급 받는 별도의 열교환기를 포함하지 않는다. 종래의 환기 장치는 실외 공기를 실내 공간으로 공급하고 실내 공기를 실외 공간으로 배출하는 것만 가능하다. 종래의 환기 장치는 실외 공기를 냉각하거나 가열할 수 없고, 실외 공기에 포함된 수분을 제거하는 제습 기능을 수행할 수 없다.
그러나 개시된 환기 장치(100)는 흡기 유로(102)를 흐르는 공기의 습도와 온도를 조절하도록 마련되는 열교환기(120, 130)를 포함한다. 흡기 유로(102)는 '제1 유로'로 호칭될 수도 있다. 열교환기(120, 130)는 '제습 모듈'로 지칭될 수도 있다. 열교환기(120, 130)는 열교환기(120, 130)를 통과하는 공기에 포함된 습기를 제거할 수 있다. 공기에 포함된 수분은 열교환기(120, 130)를 통과하면서 제거되므로, 건조한 공기가 실내 공간으로 공급될 수 있다. 또한, 공기는 열교환기(120, 130)를 통과하면서 냉각되거나 가열될 수 있다.
도 2를 참조하면, 열교환기(120, 130)는 제1 열교환기(120)와 제2 열교환기(130)로 구성될 수 있다. 열교환기(120, 130)는 흡기 유로(102) 상에 마련될 수 있다. 열교환기(120, 130)는 제1 흡입구(101a)와 전열교환기(110) 사이에 마련될 수 있다. 열교환기(120, 130)는 제1 흡기실(104) 내에 위치할 수 있다. 즉, 제1 열교환기(120) 및 제2 열교환기(130)는 전열교환기(110)보다 흡기 유로(102)의 상류 측에 배치될 수 있다.
제2 열교환기(130)는 제1 열교환기(120)보다 흡기 유로(102)의 상류 측에 배치될 수 있다. 다시 말해, 제1 열교환기(120)는 제2 열교환기(130)보다 흡기 유로(102)의 하류 측에 배치될 수 있다.
도 3을 참조하면, 제1 열교환기(120)는 전열교환기(110)와 제1 송풍기(109a) 사이에 마련될 수도 있다. 제1 열교환기(120)는 제2 흡기실(105) 내에 위치할 수 있다. 전열교환기(110)를 통과한 공기는 제1 열교환기(120)를 지나갈 수 있다. 제2 열교환기(130)는 제1 흡입구(101a)와 전열교환기(110) 사이에 마련될 수 있다. 제2 열교환기(130)는 제1 흡기실(104) 내에 위치할 수 있다. 제1 흡입구(101a)를 통해 유입되는 공기는 제2 열교환기(130)를 통과한 후 전열교환기(110)로 흘러갈 수 있다.
환기 장치(100)의 내부에 마련되는 열교환기의 개수는 예시된 것으로 한정되지 않는다. 즉, 환기 장치(100)는 둘 이상의 열교환기를 포함할 수 있다.
제1 흡입구(101a)를 통해 흡입된 실외 공기(OA)는 제1 흡기실(104), 제2 열교환기(130), 제1 열교환기(120) 및 전열교환기(110)를 차례로 지난 후 제1 배출구(101b)를 통해 실내 공간으로 배출된다. 제2 흡입구(101c)를 통해 흡입된 실내 공기(RA)는 제1 배기실(105)과 전열교환기(110)를 통과한 후 제2 배출구(101d)를 통해 실외 공간으로 배출된다.
제1 흡입구(101a)로부터 제1 배출구(101b)로 연결되는 흡기 유로(102)를 흐르는 공기는 제1 열교환기(120)와 제2 열교환기(130)에 의해 냉각 및/또는 가열될 수 있다. 또한, 공기에 포함된 수분은 제1 열교환기(120)와 제2 열교환기(130)에 의해 제거될 수도 있다.
환기 장치(100)는 제2 흡입구(101c)를 통해 흡입되는 실내 공기(RA)를 살균하기 위한 살균 장치(113)를 포함할 수 있다. 살균 장치(113)는 제1 배기실(105) 내에 배치될 수 있다. 예를 들면, 살균 장치(113)는 히터, 적외선 램프 또는 UV-LED 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
환기 장치(100)는 다양한 온도 센서를 포함할 수 있다. 예를 들면, 환기 장치(100)는 실외 공기의 제1 온도(실외 온도)를 검출하는 실외 온도 센서(141) 및 실내 공기의 제2 온도(실내 온도)를 검출하는 실내 온도 센서(142)를 포함할 수 있다. 실외 온도 센서(141)는 제1 온도 센서로 호칭될 수 있다. 실내 온도 센서(142)는 제2 온도 센서로 호칭될 수 있다.
환기 장치(100)는 다양한 습도 센서를 포함할 수 있다. 예를 들면, 환기 장치(100)는 실외 공기의 제1 습도(실외 습도)를 검출하는 실외 습도 센서(151) 및 실내 공기의 제2 습도(실내 습도)를 검출하는 실내 습도 센서(152)를 포함할 수 있다. 실외 습도와 실내 습도는 상대 습도 또는 절대 습도를 나타낼 수 있다. 실외 습도 센서(151)는 제1 습도 센서로 호칭될 수 있다. 실내 습도 센서(152)는 제2 습도 센서로 호칭될 수 있다.
실외 온도 센서(141)와 실외 습도 센서(151)는 흡기 유로(102) 상에 마련될 수 있다. 예를 들면, 실외 온도 센서(141)와 실외 습도 센서(151)는 제1 흡입구(101a)와 열교환기(120, 130) 사이의 제1 흡기실(104)에 위치할 수 있다. 이에 한정되는 것은 아니며, 실외 온도 센서(141)와 실외 습도 센서(151)는 하우징(101)의 외부에 배치될 수도 있다.
실내 온도 센서(142)와 실내 습도 센서(152)는 배기 유로(103) 상에 마련될 수 있다. 실내 온도 센서(142)와 실내 습도 센서(152)는 제1 흡기실(104) 내부에 배치될 수 있다. 실내 온도 센서(142) 및 실내 습도 센서(152)는 전열교환기(110)보다 배기 유로(103)의 상류 측에 배치될 수 있다.
실내 온도 센서(142)는 제2 흡입구(101c)를 통해 흡입되는 실내 공기의 온도를 측정할 수 있다. 실내 습도 센서(152)는 제2 흡입구(101c)를 통해 흡입되는 실내 공기의 습도를 측정할 수 있다. 이에 한정되는 것은 아니며, 실내 온도 센서(142)와 실내 습도 센서(152)는 하우징(101) 외부에 배치될 수도 있다.
또한, 환기 장치(100)는 제1 열교환기(120)와 전열교환기(110) 사이에 마련되고, 제1 열교환기(120)와 제2 열교환기(130)를 통과한 공기의 온도를 검출하는 열교환 온도 센서(143)를 더 포함할 수 있다. 열교환 온도 센서(143)는 전열교환기(110) 보다 흡기 유로(102)의 상류 측에 배치될 수 있다.
환기 장치(100)는 제2 흡입구(101c)를 통해 흡입되는 실내 공기를 살균하기 위한 살균 장치(113)를 포함할 수 있다. 살균 장치(113)는 제2 흡기실(106) 내에 배치될 수 있다. 예를 들면, 살균 장치(113)는 히터, 적외선 램프 또는 UV-LED 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
도 2와 도 3을 참조하면, 환기 장치(100)는, 환기 장치(100) 내부에 형성되는 유로를 개방하거나 폐쇄하기 위한 다양한 댐퍼를 포함할 수 있다. 예를 들면, 환기 장치(100)는 전열교환기(110)를 우회하는 바이패스 유로(331) 상에 마련되는 제1 댐퍼(330), 제1 흡기실(104)과 제1 배기실(106)을 연결하는 연결 유로 상에 마련되는 제2 댐퍼(340) 및 제1 흡입구(101a)에 마련되는 제3 댐퍼(350)를 포함할 수 있다. 제1 댐퍼(330), 제2 댐퍼(340) 및 제3 댐퍼(350) 각각의 개도는 환기 장치(1)의 프로세서(192)에 의해 조절될 수 있다.
제1 댐퍼(330)는 전열교환기(110)의 상부에 마련될 수 있다. 제1 댐퍼(330)는 제1 흡입구(101a)와 제1 배출구(101b) 사이에 전열교환기(110)를 우회하는 바이패스 유로(331)를 개방하거나 폐쇄할 수 있다. 환기 장치(100)의 프로세서(192)는 제1 댐퍼(330)의 개도를 조절할 수 있다. 제1 댐퍼(330)는 전열교환기(110)의 하부에 마련될 수도 있다.
전열교환기(110)의 일 면과 제2 내부 하우징(320) 사이에는 제1 몰딩(328)과 제2 몰딩(329)이 마련될 수 있다. 제1 몰딩(328)과 제2 몰딩(329)에 의해, 제2 흡입구(101c)로부터 유입되는 실내 공기는 전열교환기(110)의 상부 공간을 통해 제2 배출구(101d) 쪽으로 유동할 수 없다. 제1 흡입구(101a)로부터 유입되는 실외 공기는 전열교환기(110)의 상부 공간에 형성되는 바이패스 유로(331)를 통해 제1 배출구(101b) 쪽으로 유동할 수 있다.
제1 댐퍼(330)는 제1 몰딩(328)과 제2 몰딩(329) 사이에 마련될 수 있고, 제1 몰딩(328)과 제2 몰딩(329)에 의해 지지될 수 있다. 제1 댐퍼(330)는 제1 몰딩(328)과 제2 몰딩(329)에 수직으로 배치되고, 회전 가능하도록 마련된다. 제1 댐퍼(330)는 직사각형으로 마련될 수 있다. 제1 댐퍼(330)는 제1 흡기실(104) 방향으로 회전하거나 제2 흡기실(105) 방향으로 회전할 수 있다.
제2 댐퍼(340)는 전열교환기(110)의 일측과 하우징(101)의 내벽 사이에 마련될 수 있다. 제2 댐퍼(340)는 제1 흡기실(104)과 제1 배기실(106)을 연결하는 연결 유로를 개방하거나 폐쇄할 수 있다. 제2 댐퍼(340)가 개방되면 제2 흡입구(101c)를 통해 제1 배기실(106)로 유입된 실내 공기는 제1 흡기실(104)로 이동할 수 있다.
제3 댐퍼(350)는 제1 흡입구(101a)에 마련되고, 제1 흡입구(101a)를 개방하거나 폐쇄할 수 있다. 제3 댐퍼(350)가 개방되면 하우징(101) 내부로 실외 공기의 유입이 허용된다. 제3 댐퍼(350)가 폐쇄되면 하우징(101) 내부로 실외 공기의 유입이 차단된다.
도 4는 다양한 실시예에 따른 환기 시스템에서 냉매의 순환을 도시한다.
도 4를 참조하면, 실외기(200)는 압축기(211), 어큐뮬레이터(212), 사방 밸브(213) 및 실외 열교환기(220)를 포함할 수 있다. 압축기(211)와 실외 열교환기(220)는 사방 밸브(213)를 통해 연결될 수 있다. 사방 밸브(213)는 냉매가 흐르는 방향을 전환할 수 있다.
실외기(200)는 실외 열교환기(220)의 온도를 조절하도록 마련되는 쿨링팬(220a)을 포함할 수 있다. 쿨링팬(220a)은 실외 열교환기(220)를 향해 공기를 토출할 수 있고, 실외 열교환기(220)를 냉각시킬 수 있다. 쿨링팬(220a)에 의해 실외 열교환기(220)가 냉각될 때, 실외 열교환기(220)를 지나는 냉매의 온도는 쿨링팬(220a)이 없는 경우 보다 저감될 수 있다.
제1 열교환기(120)는 제1 냉매관(121)에 의해 실외기(200)와 연결될 수 있다. 제1 열교환기(120)는 제1 냉매관(121)에 의해 실외기(200)의 실외 열교환기(220)와 연결될 수 있다. 제2 열교환기(130)는 제2 냉매관(131)에 의해 제1 열교환기(120)와 연결될 수 있다. 제2 열교환기(130)는 제3 냉매관(132)에 의해 실외기(200)와 연결될 수 있다. 제2 열교환기(130)는 제3 냉매관(132)에 의해 실외기(200)의 어큐뮬레이터(212)와 연결될 수 있다.
환기 장치(100)는 제1 냉매관(121)에 마련되는 제1 팽창 장치(160)를 포함할 수 있다. 제1 팽창 장치(160)는 제1 냉매관(121)을 통해 제1 열교환기(120)로 공급되는 냉매를 선택적으로 팽창시킬 수 있다. 제1 팽창 장치(160)를 통과한 냉매는 제1 팽창 장치(160)를 통과하기 전보다 감압된 상태가 될 수 있다.
환기 장치(100)는 제2 냉매관(131)에 마련되는 제2 팽창 장치(170)를 포함할 수 있다. 제2 팽창 장치(170)는 제1 열교환기(120)로부터 배출되어 제2 냉매관(131)을 통해 제2 열교환기(130)로 공급되는 냉매를 선택적으로 팽창시킬 수 있다. 제2 팽창 장치(170)를 통과한 냉매는 제2 팽창 장치(170)를 통과하기 전보다 감압된 상태가 될 수 있다. 제1 팽창 장치(160)와 제2 팽창 장치(170)는 하우징(101) 내부에 배치될 수 있다. 제2 냉매관(131)은 하우징(101) 내부에 배치될 수 있다.
제1 팽창 장치(160)는 교축 작용에 의해 고온고압의 냉매를 저온저압의 냉매로 팽창시킬 수 있고, 제1 열교환기(120)로 공급되는 냉매의 유량을 조절할 수 있다. 제1 팽창 장치(160)는 냉매가 좁은 유로를 통과하면 외부와의 열교환 없이도 압력이 감소하는 냉매의 교축(throttling) 작용을 이용하여 냉매를 감압할 수 있다. 예를 들면, 제1 팽창 장치(160)는 전자팽창밸브(Electronic expansion valve, EEV, 161)를 포함할 수 있다. 전자팽창밸브(161)는 개도를 조절하여 냉매의 팽창 정도 및 냉매의 유량을 조절할 수 있다. 전자팽창밸브(161)가 완전 개방되는 경우, 냉매는 저항 없이 전자팽창밸브(161)를 지나갈 수 있고 냉매는 팽창되지 않을 수 있다.
제2 팽창 장치(170)는 교축 작용에 의해 고온고압의 냉매를 저온저압의 냉매로 팽창시킬 수 있다. 예를 들면, 제2 팽창 장치(170)는 솔레노이드 밸브(171) 및 솔레노이드 밸브(171)와 병렬로 연결되는 캐필러리 튜브(172)를 포함할 수 있다. 솔레노이드 밸브(171)가 닫힐 때 냉매는 캐필러리 튜브(172)로 이동하여 교축 팽창될 수 있고, 솔레노이드 밸브(171)가 열릴 때 냉매는 솔레노이드 밸브(171)를 통해 저항없이 흐를 수 있어 팽창되지 않을 수 있다. 냉매의 흐름 및 팽창을 효율적으로 조절하기 위하여 솔레노이드 밸브(171)는 전자팽창밸브(Electronic expansion valve, EEV)로 대체될 수 있다.
그러나, 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들면, 제1 팽창 장치(160) 및 제2 팽창 장치(170) 모두 전자팽창밸브를 포함할 수 있다. 제1 팽창 장치(160)는 솔레노이드 밸브 및 솔레노이드 밸브와 병렬로 연결되는 캐필러리 튜브를 포함할 수 있고, 제2 팽창 장치(170)는 전자팽창밸브를 포함할 수 있다. 제1 팽창 장치(160) 및 제2 팽창 장치(170) 모두 솔레노이드 밸브 및 솔레노이드 밸브와 병렬로 연결되는 캐필러리 튜브를 포함할 수 있다. 캐필러리 튜브와 병렬로 연결되는 솔레노이드 밸브는 전자팽창밸브로 대체될 수도 있다.
실외 공기의 유입이 허용되는 경우 환기 시스템(1)의 동작 모드는, 실외 공기를 건조시키고 냉각하기 위한 냉방 제습 모드(제1 모드), 실외 공기를 건조시키고 가열하기 위한 정온 제습 모드(제2 모드), 실내 공기에 포함된 수분을 회수하기 위한 수분 회수 모드(제3 모드) 또는 압축기의 동작을 정지시키는 환기 모드(제4 모드)로 결정될 수 있다. 환기 장치(100)는 실외 온도, 실내 온도, 실외 습도 및 실내 습도에 기초하여 냉방 제습 모드(제1 모드), 정온 제습 모드(제2 모드), 수분 회수 모드(제3 모드) 및 환기 모드(제4 모드) 중 하나로 동작할 수 있다.
실외 공기의 유입이 허용되는 경우 환기 장치(100)의 프로세서(192)는 환기 시스템(1)이 냉방 제습 모드(제1 모드)로 동작하거나, 정온 제습 모드(제2 모드)로 동작하거나, 수분 회수 모드(제3 모드)로 동작하거나, 환기 모드(제4 모드)로 동작하도록 환기 장치(100)의 구성 요소들을 제어할 수 있다. 환기 장치(100)는 실외 온도, 실내 온도, 실외 습도 및 실내 습도의 변화에 따라 냉방 제습 모드(제1 모드), 정온 제습 모드(제2 모드), 수분 회수 모드(제3 모드) 및 환기 모드(제4 모드)를 전환하면서 동작할 수 있다.냉방 제습 모드(제1 모드)에 대해서 설명한다. 냉방 제습 모드(제1 모드)에서 압축기(211)에 의해 압축된 냉매는 사방 밸브(213)를 거쳐 실외 열교환기(220)로 먼저 공급되고, 제1 팽창 장치(160)를 거쳐 제1 열교환기(120)로 공급될 수 있다.
냉방 제습 모드(제1 모드)에서 제1 팽창 장치(160)는 냉매를 팽창시킬 수 있다. 제2 팽창 장치(170)는 냉매를 팽창시키거나 팽창시키지 않을 수 있다. 바람직하게는, 원활하게 냉매가 흐를 수 있도록 냉방 제습 모드(제1 모드)에서 제2 팽창 장치(170)는 냉매를 팽창시키지 않을 수 있다. 이를 위해, 냉방 제습 모드(제1 모드)에서 제2 팽창 장치(170)의 솔레노이드 밸브(171)는 개방될 수 있다.
압축기(211)에서 토출되는 고온 고압의 냉매는 사방 밸브(213)를 거쳐 실외기(200)의 실외 열교환기(220)에서 응축된 후 제1 팽창 장치(160)로 유입될 수 있다. 제1 팽창 장치(160)는 제1 열교환기(120)와 제2 열교환기(130)에서 냉매가 증발될 수 있도록 고온 고압의 냉매를 팽창시켜 저온 저압 상태로 만들 수 있다.
제1 팽창 장치(160)에서 팽창된 냉매는 제1 열교환기(120)로 유입되고, 제1 열교환기(120)를 지나는 공기의 열을 흡수하여 증발할 수 있다. 제1 열교환기(120)에서 배출되어 제2 열교환기(130)로 유입되는 냉매는 다시 제2 열교환기(130)에서 주변 공기의 열을 흡수할 수 있다. 제1 열교환기(120) 및 제2 열교환기(130)는 제1 열교환기(120) 및 제2 열교환기(130)를 지나는 공기에 포함된 수분을 응축시켜 제거할 수 있고, 제1 열교환기(120) 및 제2 열교환기(130)를 지나는 공기를 냉각할 수 있다. 즉, 냉방 제습 모드(제1 모드)로 작동되는 환기 장치(100)는 실내로 흡입되는 실외 공기의 온도와 습도를 동시에 낮출 수 있다.
제2 열교환기(130)로부터 배출되는 냉매는 사방 밸브(213)를 통해 어큐뮬레이터(212)로 들어갈 수 있다. 냉매는 어큐뮬레이터(212)로부터 압축기(211)로 유입될 수 있다.
냉방 제습 모드(제1 모드)로 작동하는 환기 장치(100)에 의해 실내 공간으로 공급되는 공기는 사용자에게 쾌적하게 느껴질 수 있는 온도 및 습도를 가질 수 있다. 냉방 제습 모드(제1 모드)로 동작하는 환기 장치(100)는 냉각되고 건조된 공기를 실내 공간으로 토출할 수 있다.
정온 제습 모드(제2 모드)에 대해서 설명한다. 정온 제습 모드(제2 모드)에서 압축기(211)에 의해 압축된 냉매는 사방 밸브(213)를 거쳐 실외 열교환기(220)로 먼저 공급되고, 제1 팽창 장치(160)를 거쳐 제1 열교환기(120)로 공급될 수 있다.
정온 제습 모드(제2 모드)에서 제1 팽창 장치(160)는 냉매를 팽창시키지 않을 수 있다. 제2 팽창 장치(170)는 냉매를 팽창시킬 수 있다. 압축기(211)에서 토출되는 고온 고압의 냉매는 실외기(200)의 실외 열교환기(220)에서 응축된 후 제1 열교환기(120)로 유입될 수 있다. 냉매를 공급받은 제1 열교환기(120)는 냉매를 응축시킬 수 있다. 제1 열교환기(120)로부터 배출된 고온 고압의 냉매는 제2 팽창 장치(170)에 의해 팽창됨으로써 저온 저압의 냉매가 될 수 있다. 팽창된 냉매는 제2 열교환기(130)로 유입될 수 있고, 제2 열교환기(130)를 지나는 공기의 열을 흡수하여 증발할 수 있다.
제2 열교환기(130)로부터 배출되는 냉매는 사방 밸브(213)를 통해 어큐뮬레이터(212)로 들어갈 수 있다. 냉매는 어큐뮬레이터(212)로부터 압축기(211)로 유입될 수 있다.
정온 제습 모드(제2 모드)에서, 제1 흡입구(101a)를 통해 유입되는 실외 공기는 제2 열교환기(130)와 제1 열교환기(120)를 차례로 지날 수 있다. 제2 열교환기(130)는 제2 열교환기(130)를 지나는 공기에 포함된 수분을 응축시켜 제거할 수 있고, 제2 열교환기(130)를 지나는 공기는 냉각되고 건조될 수 있다. 제1 열교환기(120)는 냉매를 응축시킴으로써 제2 열교환기(130)에 의해 수분이 제거된 공기를 가열할 수 있다. 제2 열교환기(130)를 지나면서 냉각되었던 공기가 다시 제1 열교환기(120)에 의하여 가열됨으로써 제2 열교환기(130)를 지날 때보다 온도가 상승될 수 있다.
제2 열교환기(130) 및 제1 열교환기(120)를 지나온 공기의 상대 습도는 제2 열교환기(130)만 지나온 공기의 상대 습도보다 더 낮아질 수 있다. 따라서 사용자에게 쾌적하게 느껴질 수 있는 온도 및 습도를 갖는 공기가 실내 공간으로 공급될 수 있다. 정온 제습 모드(제2 모드)로 동작하는 환기 장치(100)는 실내 온도와 동일하거나 유사한 온도를 갖는 건조한 공기를 실내 공간으로 토출할 수 있다.
수분 회수 모드(제3 모드)에 대해 설명한다. 수분 회수 모드(제3 모드)에서 냉매가 흐르는 방향은 냉방 제습 모드(제1 모드) 및 정온 제습 모드(제2 모드)에서 냉매가 흐르는 방향과 반대일 수 있다.
수분 회수 모드(제3 모드)에서 압축기(211)에 의해 압축된 냉매는 사방 밸브(213)를 통해 제2 열교환기(130)로 공급될 수 있다. 냉매는 제2 열교환기(130), 제1 열교환기(120) 및 실외 열교환기(220)를 차례대로 통과할 수 있다. 수분 회수 모드(제3 모드)에서 압축기(211)에 의해 압축된 고온 고압의 기상 냉매가 제2 열교환기(130)로 공급될 수 있다. 냉매는 제2 열교환기(130)를 통과하면서 열을 방출하고, 주변 공기는 열을 흡수하여 가열될 수 있다.
수분 회수 모드(제3 모드)에서 제2 팽창 장치(170)는 냉매를 팽창시키지 않을 수 있다. 제2 팽창 장치(170)에 의해 냉매가 팽창되면 냉매의 온도와 압력이 감소할 수 있다. 그러나, 제2 팽창 장치(170)가 냉매를 팽창시키지 않는 경우, 제1 열교환기(130)에 유입되는 냉매는 상대적으로 높은 압력과 높은 온도를 가질 수 있다. 따라서 냉매는 제1 열교환기(130)를 통과하면서 다시 열을 방출하고, 주변 공기를 가열할 수 있다. 수분 회수 모드(제3 모드)에서 제1 팽창 장치(160)는 냉매를 팽창시키거나 팽창시키지 않도록 제어될 수 있다.
제1 흡입구(101a)를 통해 유입되는 실외 공기는 제2 열교환기(130)와 제1 열교환기(120)를 차례로 지나가므로, 수분 회수 모드(제3 모드)에서 실외 공기는 제2 열교환기(130)에서 먼저 가열된 후 제1 열교환기(120)에서 다시 가열될 수 있다. 수분 회수 모드(제3 모드)로 동작하는 환기 장치(100)는 가열된 공기를 실내 공간으로 토출할 수 있다.
제1 열교환기(120)로부터 배출되는 냉매는 제1 팽창 장치(160)에 의해 팽창되고, 실외 열교환기(220), 사방 밸브(213) 및 어큐뮬레이터(212)를 거쳐 압축기(211)로 복귀할 수 있다.
전열교환기(110)의 동결이 예상되는 경우, 환기 장치(100)는 수분 회수 모드(제3 모드)로 동작할 수 있다. 예를 들면, 저온 건조한 실외 환경이 조성되는 겨울철에는, 낮은 실외 온도로 인해 전열교환기(110)의 동결이 발생하면 전열교환기(110)를 통한 실내 공기의 환기가 어렵고, 실내 공기에 포함된 수분의 회수도 어렵게 된다. 환기 장치(100)가 수분 회수 모드(제3 모드)로 동작하면, 전열교환기(110)의 동결이 방지 및/또는 감소되므로, 전열교환기(110)를 이용한 환기와 실내 공기에 포함된 수분의 회수가 가능하게 된다.
환기 모드(제4 모드)에서, 냉매는 제1 열교환기(120)와 제2 열교환기(130)로 공급되지 않고, 전열교환기(110)에 의해 실외 공기와 실내 공기 간 열교환만 수행될 수 있다. 프로세서(192)는 실외기(200)의 압축기(211)를 정지시켜 환기 장치(100)로 냉매의 유입을 차단하거나, 팽창 장치를 제어하여 제1 열교환기(120) 및 제2 열교환기(130)로 냉매의 유입을 차단하거나, 실외기(200)를 오프 시킴으로써 환기 장치(100)를 환기 모드(제4 모드)로 동작시킬 수 있다. 환기 모드에서도, 실내 공기에 포함된 수분이 회수될 수 있다.
실외 공기의 유입이 차단되는 경우, 환기 시스템(1)의 동작 모드는, 실내 공기를 건조시키고 냉각하기 위한 냉방 제습 모드, 실내 공기를 건조시키고 가열하기 위한 정온 제습 모드, 실내 공기를 가열하기 위한 난방 모드 또는 실내 공기를 순환시키는 송풍 모드로 결정될 수 있다. 환기 장치(100)는 실내 습도와 실내 온도에 기초하여 냉방 제습 모드, 정온 제습 모드, 난방 모드 및 송풍 모드 중 하나로 동작할 수 있다. 실외 공기의 유입을 차단하기 위해 제3 댐퍼(350)가 폐쇄된다. 또한, 제1 송풍기(109a)는 동작하고, 제2 송풍기(109b)는 정지된다.
실외 공기의 유입이 차단되는 경우, 냉방 제습 모드와 정온 제습 모드에서 냉매의 흐름은 전술된 것과 동일하다. 난방 모드에서 냉매의 흐름은 전술된 수분 회수 모드에서 냉매의 흐름과 동일하다. 송풍 모드에서는 압축기의 동작이 정지된다.
도 5는 다양한 실시예에 따른 환기 장치의 분해 사시도이다. 도 6은 다양한 실시예에 따른 환기 장치의 일부 구성을 제거하고 아래에서 바라본 사시도이다.
도 5를 참조하면, 환기 장치(100)는 열교환기(120, 130)에서 발생되는 응축수를 집수하는 드레인 트레이(125)를 포함할 수 있다. 드레인 트레이(125)는 상하 방향(Z)으로 열교환기(120, 130)의 하측에 배치될 수 있다.
하우징(101)은 제1 내부 하우징(310)과 제2 내부 하우징(320)을 포함할 수 있다. 제2 내부 하우징(320)은 제1 내부 하우징(310)과 상하 방향(Z)으로 결합될 수 있다. 내부 하우징(310, 320)은 단열재로 마련될 수 있다. 예를 들면, 내부 하우징(310, 320)은 스티로폼과 같은 EPS 단열재로 마련될 수 있다. 이에 한정되지 않으며, 내부 하우징(310, 320)은 흡기 유로(102)와 배기 유로(103)를 유동하는 공기의 온도가 일정 온도로 유지될 수 있도록 마련되는 다양한 단열재로 형성될 수 있다.
환기 장치(100)는 하우징(101)의 외관을 형성하고 내부 하우징(310,320)을 커버하도록 마련되는 커버(410, 420)를 포함할 수 있다. 커버(410, 420)는 상하 방향(Z)으로 하부에 배치되는 제1 커버(410)와, 제1 커버(410)의 상부에 배치되고 제1 커버(410)와 결합되는 제2 커버(420)를 포함할 수 있다. 제1 커버(410)는 환기 장치(100)의 하부 외관을 형성하고, 제2 커버(420)는 환기 장치(100)의 상부 외관을 형성할 수 있다. 커버(410, 420)는 내부 하우징(310, 320)을 커버하여 외부로부터 내부 하우징(310, 320)을 보호할 수 있다. 예를 들면, 커버(410, 420)는 플라스틱과 같은 사출물로 마련될 수 있다.
제1 내부 하우징(310)은 제1 커버(410)에 삽입되고, 제2 내부 하우징(320)은 제2 커버(420)에 삽입될 수 있다. 환기 장치(100)의 하부에서 상부 방향으로, 제1 커버(410), 제1 내부 하우징(310), 제2 내부 하우징(320) 및 제2 커버(420)가 순차적으로 배치될 수 있다.
전열교환기(110), 송풍기(109a, 109b), 열교환기(120, 130), 드레인 트레이(125)와 같은 환기 장치(100)의 구성요소들은 제1 내부 하우징(310) 및 제2 내부 하우징(320)에 의해 지지되도록 배치될 수 있다.
제1 내부 하우징(310)에는 제1 홀(315)이 마련될 수 있다. 전열교환기(110) 및 드레인 트레이(125)는 제1 내부 하우징(310)의 제1 홀(315)을 통해 환기 장치(100)로부터 분리 가능하게 마련될 수 있다. 제2 내부 하우징(320)은 제1 내부 하우징(310)의 제1 홀(513)에 대응하도록 마련되는 제2 홀(325)을 포함할 수 있다.
제1 커버(410)는 사각 프레임 형상의 바디부(411)와, 바디부(411)와 분리 가능하게 결합되고 플레이트 형상으로 마련되는 면부(412)와, 하부에서 면부(412)를 덮도록 마련되는 하부 커버부(413)를 포함할 수 있다. 제1 커버(410)의 면부(412)는 플레이트 바디(412a)와, 플레이트 바디(412a)의 제1 면(412b)과, 제1 면(412b)의 반대측에 배치되는 제2 면을 포함할 수 있다.
제1 커버(410)의 면부(412)는 제1 내부 하우징(310)의 제1 홀(315)과 대응되도록 마련되는 제3 홀(412d)을 포함할 수 있다. 제3 홀(412d)은 플레이트 바디(412a) 상에 형성될 수 있다. 제3 홀(412d)은 제1 홀(315)과 대응되도록 마련되므로, 하우징(101)의 장축(L)과 단축(S) 중 어느 하나를 중심으로 플레이트 바디(412a) 상에 비대칭적으로 마련될 수 있다.
제1 커버(410)의 면부(412)는 제1 면(412b)이 하방으로 향하도록 바디부(411)에 결합될 수 있다. 제1 홀(315)과 제3 홀(412d)은 동일한 형상으로 마련되고 상하 방향(Z)으로 중첩 배치될 수 있다.
도 6을 참조하면, 하부 커버부(413)가 제1 커버(410)로부터 분리되면, 전열교환기(110) 및 드레인 트레이(125)는 환기 장치(100)의 하방으로 노출될 수 있다. 따라서 사용자는 필요에 따라 환기 장치(100)로부터 전열교환기(110) 및 드레인 트레이(125)를 용이하게 분리할 수 있다.
도 7은 도 5에 도시된 환기 장치의 제1 내부 하우징을 상하 반전시킨 도면이다.
도 5와 도 7을 참조하면, 제1 내부 하우징(310)은 제1 흡입구(101a)의 일부를 형성하는 제1 흡입구 형성부(311)와, 제1 배출구(101b)의 일부를 형성하는 제1 배출구 형성부(312)와, 제2 흡입구(101c)의 일부를 형성하는 제2 흡입구 형성부(313)와 제2 배출구(101d)의 일부를 형성하는 제2 배출구 형성부(314)를 포함할 수 있다. 제1 배출구 형성부(312)와 제2 배출구 형성부(314)는 환기 장치(100)의 장축(L)을 중심으로 서로 대칭되도록 마련될 수 있다. 제1 흡입구 형성부(311)와 제2 흡입구 형성부(313)도 환기 장치(100)의 장축(L)을 중심으로 서로 대칭되도록 마련될 수 있다.
전열교환기(110)와 드레인 트레이(125)가 인출되도록 마련되는 제1 홀(315)은 전열교환기(110)가 인출되는 제1 영역(315a)과 드레인 트레이(125)가 인출되는 제2 영역(315b)으로 구분될 수 있다. 제1 홀(315)의 제1 영역(315a)과 제2 영역(315b)은 서로 연결되는 형상으로 도시되어 있으나, 이에 한정되지 않으며, 제1 영역(315a)과 제2 영역(315b)은 서로 분리될 수도 있다.
전열교환기(110)는 정육면체 형상을 가질 수 있다. 전열교환기(110)는 정사각형의 단면을 가지도록 마련되고, 제1 홀(315)의 제1 영역(315a)은 직사각형 형상으로 마련될 수 있다. 제1 홀(315)의 제1 영역(315a)을 통해, 전열교환기(110)가 외부로 노출될 수 있다.
제1 홀(315)의 제2 영역(315b)은 드레인 트레이(125)의 형상과 대응하는 형상으로 마련될 수 있다. 예를 들면, 제2 영역(315b)은 다각형으로 형성될 수 있으나, 이에 한정되지 않고 다양한 형상을 가질 수 있다.
도 8은 도 5에 도시된 환기 장치의 제2 내부 하우징을 상하 반전시킨 도면이다.
도 8을 참조하면, 제2 내부 하우징(320)은 제1 흡입구(101a)의 일부를 형성하는 제1 흡입구 형성부(321)와, 제1 배출구(101b)의 일부를 형성하는 제1 배출구 형성부(322)와, 제2 흡입구(101c)의 일부를 형성하는 제2 흡입구 형성부(323)와 제2 배출구(101d)의 일부를 형성하는 제2 배출구 형성부(324)를 포함할 수 있다. 제1 배출구 형성부(322)와 제2 배출구 형성부(324)는 서로 대칭되도록 마련될 수 있다. 제1 흡입구 형성부(321)와 제2 흡입구 형성부(323)도 서로 대칭되도록 마련될 수 있다.
제1 내부 하우징(310)과 제2 내부 하우징(320)이 상하 방향(Z)으로 조립됨으로써 제1 흡입구(101a), 제1 배출구(101b), 제2 흡입구(101c) 및 제2 배출구(101d)가 형성될 수 있다. 제1 내부 하우징(310)의 일 면(316)과 제2 내부 하우징(320)의 타 면(326)이 평행하게 배치되면, 제1 내부 하우징(310)의 제1 홀(315)과 제2 내부 하우징(320)의 제2 홀(325)도 평행하게 된다.
전후 방향(X)으로 제1 흡입구(101a)와 제2 배출구(101d)가 배치되는 측을 하우징(101)의 일 측이라고 하고, 제2 흡입구(101c)와 제1 배출구(101b)가 배치되는 측을 하우징(101)의 타 측이라고 하면, 열교환기(120, 130)는 하우징(101)의 일 측과 인접하게 배치될 수 있다.
제1 흡기실(104), 제2 흡기실(106), 제1 배기실(105) 및 제2 배기실(107)은 제1 내부 하우징(310)과 제2 내부 하우징(320)에 의해 형성되는 격벽들(108)에 의해 구획될 수 있다. 또한, 격벽들(108)은 전열교환기(110)와 열교환기(120, 130)를 지지하는 역할을 수행할 수 있다.
전열교환기(110)의 상면은 제2 내부 하우징(320)의 타 면(326)으로부터 이격되도록 배치될 수 있다. 전열교환기(110)의 상면과 제2 내부 하우징(320)의 타 면(326)까지의 수직 거리는 설계에 따라 달라질 수 있다. 전열교환기(110)의 상면과 제2 내부 하우징(320)의 타 면(326) 사이에 마련되는 공간의 크기도 설계에 따라 달라질 수 있다.
전열교환기(110)의 상면과 제2 내부 하우징(320)의 타 면(326) 사이에는 제1 몰딩(328)과 제2 몰딩(329)이 마련될 수 있다. 제1 몰딩(328)과 제2 몰딩(329)에 의해, 제2 흡입구(101c)로부터 유입되는 실내 공기는 전열교환기(110)의 상부 공간을 통해 제2 배출구(101d) 쪽으로 유동할 수 없다. 그러나 제1 흡입구(101a)로부터 유입되는 실외 공기는 전열교환기(110)의 상부 공간을 통해 제1 배출구(101b) 쪽으로 유동할 수 있다.
제2 내부 하우징(320)에는 제1 댐퍼(330)가 마련될 수 있다. 제1 내부 하우징(310)과 제2 내부 하우징(320)을 결합하면, 제1 댐퍼(330)는 전열교환기(110)의 상부에 위치할 수 있다. 제1 댐퍼(330)는 제1 흡입구(101a)와 제1 배출구(101b) 사이에 형성되는 바이패스 유로(331)를 개방하거나 폐쇄할 수 있다.
도 8에서 제1 댐퍼(330)는 전열교환기(110)의 상부에 마련되는 것으로 도시되어 있으나, 이에 한정되지 않는다. 제1 댐퍼(330)는 전열교환기(110)의 하부에 마련될 수도 있다.
제1 댐퍼(330)가 개방되면, 전열교환기(110)의 상면과 제2 내부 하우징(320) 사이에 형성된 바이패스 유로(331)를 통해, 제1 흡입구(101a)로부터 흡입된 실외 공기가 제1 배출구(101b)로 이동할 수 있다. 이 경우 유속 차이로 인해 실외 공기는 전열교환기(110)를 통과하지 않을 수 있다.
제1 댐퍼(330)는 제1 몰딩(328)과 제2 몰딩(329) 사이에 마련될 수 있고, 제1 몰딩(328)과 제2 몰딩(329)에 의해 지지될 수 있다. 제1 댐퍼(330)는 제1 몰딩(328)과 제2 몰딩(329)에 수직으로 배치되고, 회전 가능하도록 마련된다. 제1 댐퍼(330)는 직사각형으로 마련될 수 있다. 제1 댐퍼(330)는 제1 흡기실(104) 방향으로 회전하거나 제1 배기실(105) 방향으로 회전할 수 있다.
환기 장치(100)가 냉방 제습 모드(제1 모드)로 동작하는 경우, 환기 장치(100)는 실내 공기의 온도가 열교환기(120, 130)를 통과한 공기의 온도보다 높은 것에 기초하여 제1 댐퍼(330)를 개방할 수 있다. 열교환기(120, 130)에서 냉각되는 공기의 온도보다 실내 공기의 온도가 높은 경우, 냉각된 공기가 전열교환기(110)를 통과하지 않도록 함으로써 냉방 효과를 높일 수 있다. 냉각된 공기와 실내 공기가 전열교환기(110)에서 열교환 하게 되면, 냉방 효과가 감소한다. 따라서, 냉방 제습 모드(제1 모드)에서 실내 공기의 온도가 상대적으로 높을 때에는 제1 흡입구(101a)를 통해 흡입되는 실외 공기가 바이패스 유로(331)로 흐르게 하는 것이 바람직하다.
도 9는 다양한 실시예에 따른 환기 장치를 포함하는 통합 공조 시스템을 도시한다.
도 9를 참조하면, 통합 공조 시스템(2)은 환기 장치(100), 실외기(200), 복수의 실내기(30: 30a, 30b, 30c, 30d) 및 통합 컨트롤러(50)를 포함할 수 있다. 환기 장치(100)는 냉매 배관(P1)에 의해 실외기(200)와 연결될 수 있다. 냉매 배관(P1)은 앞서 설명된 제1 냉매관(121)에 대응할 수 있다. 복수의 실내기(30)는 냉매 배관(P2)에 의해 실외기(200)와 연결될 수 있다. 실외기(200)는 냉매 배관(P2)을 통해 복수의 실내기(30) 각각에 냉매를 공급할 수 있다.
복수의 실내기(30)는 서로 다른 복수의 실내 공간들 각각의 내부에 설치될 수 있다. 예를 들면, 복수의 실내기(30)는 건물 내부에서 구획되는 복수의 사무실, 복수의 객실 또는 복수의 방 내부에 각각 설치될 수 있다. 복수의 실내기(30) 각각이 동작함에 따라 복수의 실내기(30) 각각이 설치된 실내 공간의 공기가 직접적으로 조화(예를 들면, 냉방)될 수 있다.
환기 장치(100)는 건물 내부의 다양한 공간에 설치될 수 있다. 예를 들면, 환기 장치(100)는 아파트의 베란다 또는 다용도실과 같은 공간에 설치될 수 있다. 환기 장치(100)의 하우징(101)에 마련된 제1 흡입구(101a), 제2 흡입구(101c), 제1 배출구(101b) 및 제2 배출구(101d)는 각각 덕트와 연결될 수 있다. 제2 흡입구(101c) 및 제1 배출구(101b)와 연결된 덕트는 실내 공간까지 연장될 수 있다. 예를 들면, 실내 공간의 천장 또는 벽에는 환기 장치(100)와 연통되는 홀이 마련될 수 있다. 제1 흡입구(101a) 및 제2 배출구(101d)와 연결된 덕트는 실외 공간까지 연장될 수 있다.
환기 장치(100)와 실외기(200)는 각각 1개로 예시되어 있으나, 환기 장치(100)와 실외기(200)는 하나 이상 마련될 수도 있다. 또한, 실내기(30)도 4개로 예시되어 있으나, 실내기(30)의 개수가 예시된 것으로 제한되지 않는다. 실내기(30)는 하나 이상 마련될 수 있다.
통합 컨트롤러(50)는 환기 장치(100), 실외기(200) 및 복수의 실내기(30)와 전기적으로 연결될 수 있다. 통합 컨트롤러(50)는 통신 라인(CL)을 통해 환기 장치(100), 실외기(200) 및 복수의 실내기(30)와 전기적으로 연결될 수 있다. 통합 컨트롤러(50)는 환기 장치(100), 실외기(200) 및 복수의 실내기(30)의 동작을 제어할 수 있다.
통합 컨트롤러(50)는 사용자 입력을 획득할 수 있고, 사용자 입력에 응답하여 통합 공조 시스템(2)을 동작시킬 수 있으며, 통합 공조 시스템(2)의 정보를 표시할 수 있다. 통합 컨트롤러(50)는 실내기(30)가 배치된 실내 공간의 실내 온도 및 실내 습도에 기초하여 환기 장치(100)와 실내기(30)를 제어할 수 있다.
실내 온도와 실내 습도에 기초하여 환기 장치(100)와 실내기(300)의 동작을 적절히 제어함으로써 따라 냉방 효율과 제습 효율이 향상될 수 있고, 냉방과 제습을 위한 에너지가 절감될 수 있다.
전술된 환기 장치(100)의 동작 방법은 도 9에서 설명된 통합 공조 시스템(2)에서도 사용될 수 있다.
도 10은 다양한 실시예에 따른 환기 장치의 제어 블록도이다.
도 10을 참조하면, 환기 장치(100)는, 실외 온도 센서(141), 실내 온도 센서(142), 열교환 온도 센서(143), 실외 습도 센서(151), 실내 습도 센서(152), 살균 장치(113)(예: 히터, 적외선 램프 또는 자외선 발광 다이오드 중 하나 이상 포함), 제1 송풍기(109a), 제2 송풍기(109b), 제1 팽창 장치(160)(예: 밸브 포함), 제2 팽창 장치(170)(예: 밸브 포함) 및 제1 댐퍼(330)를 포함할 수 있다. 환기 장치(100)는 제2 댐퍼(340) 및 제 3 댐퍼(350)를 더 포함할 수 있다.
또한, 환기 장치(100)는 사용자 인터페이스(180)(예: 인터페이스 회로 포함), 메모리(191) 및 프로세서(192)(예: 프로세싱 회로 포함)를 포함할 수 있다. 프로세서(192)는 환기 장치(100)의 구성요소들과 전기적으로 연결될 수 있고, 각 구성요소들을 제어할 수 있다. 예를 들면, 프로세서(192)는 제1 댐퍼(330), 제2 댐퍼(340) 및 제3 댐퍼(350) 각각의 개도를 조절할 수 있다.
메모리(191)는, 환기 장치(100)의 동작에 필요한 각종 정보를 기억/저장할 수 있다. 메모리(191)는, 환기 장치(100)의 동작에 필요한 인스트럭션, 어플리케이션, 데이터 및/또는 프로그램을 저장할 수 있다. 프로세서(192)는 메모리(191)에 저장된 인스트럭션, 어플리케이션, 데이터 및/또는 프로그램에 기초하여 환기 장치(100)의 동작을 제어하기 위한 제어 신호를 생성할 수 있다. 프로세서(192)는 다양한 프로세싱 회로 및/또는 복수의 프로세서를 포함할 수 있다. 예를 들어, '프로세서'라는 용어는 적어도 하나의 프로세서를 포함하는 다양한 처리 회로를 포함할 수 있으며, 여기서 적어도 하나의 프로세서 중 하나 이상은 개별적으로 및/또는 집단적으로 분산된 방식으로 다양한 기능을 수행하도록 구성될 수 있다. 본 명세서에서 '프로세서', '적어도 하나의 프로세서' 및 '하나 이상의 프로세서'가 다수의 기능을 수행하도록 구성되는 것으로 설명되는 경우, 이러한 용어는 예를 들어, 하나의 프로세서가 인용된 기능 중 일부를 수행하고 다른 프로세서가 인용된 기능 중 다른 기능을 수행하는 상황 및 단일 프로세서가 인용된 모든 기능을 수행할 수 있는 상황을 포함하나 이에 제한되지 않는다. 또한, 적어도 하나의 프로세서는, 예를 들어, 분산된 방식으로, 다양한 인용/공개된 기능들을 수행하는 프로세서의 조합을 포함할 수 있다. 적어도 하나의 프로세서는 다양한 기능을 달성하거나 수행하기 위해 프로그램 명령을 실행할 수 있다.
환기 장치(100)는 실외기(200) 및/또는 통합 컨트롤러(50)와 통신하기 위한 통신 인터페이스를 더 포함할 수 있다. 환기 장치(100)는 통신 인터페이스를 통해 통합 컨트롤러(50)로부터 전송되는 제어 신호에 기초하여 동작할 수도 있다.
실외 온도 센서(141)는 실외 공기의 제1 온도(실외 온도)를 검출하고, 검출된 제1 온도에 대응하는 전기적 신호를 프로세서(192)로 전송할 수 있다. 실외 온도 센서(141)는 제1 온도 센서로 호칭될 수 있다. 실내 온도 센서(142)는 실내 공기의 제2 온도(실내 온도)를 검출하고, 검출된 제2 온도에 대응하는 전기적 신호를 프로세서(192)로 전송할 수 있다. 실내 온도 센서(142)는 제2 온도 센서로 호칭될 수 있다. 열교환 온도 센서(143)는 제1 열교환기(120)와 제2 열교환기(130)를 통과한 공기의 온도를 검출하고, 검출된 온도에 대응하는 전기적 신호를 프로세서(192)로 전송할 수 있다. 열교환 온도 센서(143)는 제3 온도 센서로 호칭될 수 있다.
실외 습도 센서(151)는 실외 공기의 제1 습도(실외 습도)를 검출하고, 검출된 제1 습도에 대응하는 전기적 신호를 프로세서(192)로 전송할 수 있다. 실내 습도 센서(152)는 실내 공기의 제2 습도(실내 습도)를 검출하고, 검출된 제2 습도에 대응하는 전기적 신호를 프로세서(192)로 전송할 수 있다. 실외 습도 센서(151)는 제1 습도 센서로 호칭될 수 있다. 실내 습도 센서(152)는 제2 습도 센서로 호칭될 수 있다.
프로세서(192)는 실외 공기의 제1 습도와 실내 공기의 제2 습도의 차이값(제1 차이값)을 결정할 수 있다. 프로세서(192)는 실외 공기의 제1 온도와 실내 공기의 제2 온도의 차이값(제2 차이값)을 결정할 수 있다. 프로세서(192)는 실외 공기의 제1 습도, 실내 공기의 제2 습도, 실외 공기의 제1 온도 및 실내 공기의 제2 온도에 기초하여 환기 시스템(1)의 동작 모드를 결정할 수 있다.
살균 장치(113)는 제2 흡입구(101c)를 통해 흡입되는 실내 공기를 살균할 수 있다. 예를 들면, 살균 장치(113)는 히터, 적외선 램프 또는 UV-LED 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 프로세서(192)는 살균 장치(113)의 온 또는 오프를 제어할 수 있다.
제1 송풍기(109a)는 하우징(101)의 제1 배출구(101b) 측에 배치되고, 제1 배출구(101b)로 공기를 배출하는데 필요한 풍력을 생성할 수 있다. 제2 송풍기(109b)는 하우징(101)의 제2 배출구(101d)측에 배치되고, 제2 배출구(101d)로 공기를 배출하는데 필요한 풍력을 생성할 수 있다. 프로세서(192)는 제1 송풍기(109a)의 회전 속도와 제2 송풍기(109b)의 회전 속도를 제어할 수 있다. 프로세서(192)는 환기 시스템(1)의 동작 모드에 기초하여 제1 송풍기(109a)와 제2 송풍기(109b)를 제어할 수 있다.
제1 팽창 장치(160)는 밸브를 포함하고, 제1 열교환기(120)로 공급되는 냉매를 선택적으로 팽창시킬 수 있다. 제2 팽창 장치(170)는 밸브를 포함하고, 제1 열교환기(120)로부터 배출되어 제2 냉매관(131)을 통해 제2 열교환기(130)로 공급되는 냉매를 선택적으로 팽창시킬 수 있다. 프로세서(192)는 제1 팽창 장치(160)와 제2 팽창 장치(170)의 각각의 개도를 조절할 수 있다. 프로세서(192)는 환기 시스템(1)의 동작 모드에 기초하여 압축기(211), 사방 밸브(213), 제1 팽창 장치(160) 및 제2 팽창 장치(170)를 제어할 수 있다.
제1 댐퍼(330)는 전열교환기(110)의 상부에 위치할 수 있다. 제1 댐퍼(330)는 전열교환기(110)의 하부에 마련될 수도 있다. 제1 댐퍼(330)는 제1 흡입구(101a)와 제1 배출구(101b) 사이에 형성되는 바이패스 유로(331)를 개방하거나 폐쇄할 수 있다. 프로세서(192)는 제1 댐퍼(330)의 개방 또는 폐쇄를 제어할 수 있다. 프로세서(192)는 제1 댐퍼(330)의 개도를 조절할 수도 있다. 프로세서(192)는 환기 시스템(1)의 동작 모드에 기초하여 제1 댐퍼(330)를 제어할 수 있다.
사용자 인터페이스(180)는 다양한 회로를 포함하고 환기 장치(100)의 동작에 관한 다양한 사용자 입력을 획득할 수 있다. 사용자 인터페이스(180)는 사용자 입력에 대응하는 전기적 신호(전압 또는 전류)를 환기 장치(100)의 프로세서(192)로 출력할 수 있다. 사용자 인터페이스(180)는 다양한 버튼, 다이얼 및/또는 터치 디스플레이를 포함할 수 있다.
예를 들면, 사용자 인터페이스(180)는 외기 유입 허용 또는 외기 유입 차단을 설정하기 위한 사용자 입력을 획득할 수 있다. 다시 말해, 사용자 인터페이스(180)는 외기 순환 또는 내기 순환을 설정하기 위한 사용자 입력을 획득할 수 있다. 사용자 입력에 따라 외기 순환 또는 내기 순환이 선택될 수 있다. 외기 순환 또는 내기 순환은, 실외 온도, 실내 온도, 실외 습도 및/또는 실내 습도에 기초하여 자동으로 설정될 수도 있다.
외기 순환이 선택되면, 프로세서(192)는 제1 흡기실(104)과 제1 배기실(106) 사이에 마련된 제2 댐퍼(340)를 폐쇄하고, 제1 유입구(101a)에 마련된 제3 댐퍼(350)를 개방할 수 있다. 내기 순환이 선택되면, 프로세서(192)는 제1 흡기실(104)과 제1 배기실(106) 사이에 마련된 제2 댐퍼(340)를 개방하고, 제1 유입구(101a)에 마련된 제3 댐퍼(350)를 폐쇄할 수 있다.
또한, 사용자 인터페이스(180)의 환기 장치(100)의 동작에 관한 다양한 정보를 표시할 수 있다. 예를 들면, 사용자 인터페이스(180)는 환기 장치(100)의 동작에 관한 이미지, 텍스트 및/또는 그래픽 유저 인터페이스를 표시할 수 있다. 사용자 인터페이스(180)는 다양한 종류의 디스플레이 패널을 포함할 수 있다.
외기 순환에 의해 실외 공기가 전열교환기(110)로 유입될 경우, 실외 공기에 포함된 수분이 전열교환기(110)에 흡수될 수 있다. 전열교환기(110)에 많은 양의 수분이 축적되면, 전열교환기(110)에서 곰팡이 및/또는 세균이 번식할 수 있다. 또한, 고온 다습한 환경이 조성되는 여름철에는, 실내 공간으로 외부 공간의 습기가 공급되면 실내 환경이 악화될 수 있다. 개시된 환기 장치(100)는 실외 공기가 흡입되는 하우징(101)의 제1 흡입구(101a) 측에 열교환기(120, 130)를 배치함으로써, 실외 공기가 전열교환기(110)로 유입되기 전에 실외 공기에 포함된 수분을 제거할 수 있다.
외기 순환을 위해, 환기 시스템(1)의 프로세서(192)는 제1 흡기실(104)과 제1 배기실(106) 사이에 마련된 제2 댐퍼(340)를 폐쇄하고, 제1 유입구(101a)에 마련된 제3 댐퍼(350)를 개방한다. 환기 시스템(1)의 프로세서(192)는 실외 공기의 제1 습도와 실내 공기의 제2 습도의 제1 차이값이 제1 기준값보다 큰 경우, 실외 공기의 제1 온도와 실내 공기의 제2 온도의 제2 차이값이 제2 기준값보다 큰지 여부에 기초하여, 환기 시스템(1)의 동작 모드를 냉방 제습 모드(제1 모드) 또는 정온 제습 모드(제2 모드)로 결정할 수 있다.
프로세서(192)는 실외 공기의 제1 습도와 실내 공기의 제2 습도의 제1 차이값이 제1 기준값보다 크고, 실외 공기의 제1 온도와 실내 공기의 제2 온도의 제2 차이값이 제2 기준값보다 큰 것에 기초하여, 환기 시스템의 동작 모드를 냉방 제습 모드(제1 모드)로 결정할 수 있다. 다시 말해, 실외 습도가 실내 습도보다 높고, 실외 온도가 실내 온도보다 높은 경우, 환기 시스템(1)은 냉방 제습 모드로 동작하여 하우징(101) 내로 유입되는 실외 공기에 포함된 수분을 제거하고 실외 공기의 온도를 낮출 수 있다.
프로세서(192)는 냉방 제습 모드(제1 모드)에서 제1 팽창 장치(160)에 의해 냉매가 팽창되도록 제1 팽창 장치(160)의 개도를 조절할 수 있다. 냉방 제습 모드(제1 모드)에서 제2 팽창 장치(170)는 냉매를 팽창시키거나 팽창시키지 않도록 제어될 수 있다.
실외 습도와 실내 습도의 차이에 관한 제1 기준값과 실외 온도와 실내 온도의 차이에 관한 제2 기준값은 설계에 따라 다양하게 결정될 수 있다. 또한, 제1 기준값과 제2 기준값은 사용자 인터페이스(180)를 통한 사용자 입력에 따라 변경될 수도 있다. 예를 들면, 제1 기준값과 제2 기준값은 각각 0일 수 있다.
또한, 환기 시스템(1)이 냉방 제습 모드(제1 모드)로 동작 시, 프로세서(192)는 바이패스 유로(331)를 개방하기 위해 제1 댐퍼(330)를 개방할 수 있다. 프로세서(192)는 냉방 제습 모드(제1 모드)에서 실내 공기의 제2 온도가 열교환 온도 센서(143)에 의해 검출되는 제3 온도보다 높은 것에 기초하여 제1 댐퍼(330)를 개방할 수 있다.
열교환기(120, 130)에서 냉각되는 공기의 온도보다 실내 공기의 온도가 높은 경우, 냉각된 공기가 전열교환기(110)를 통과하지 않도록 함으로써 냉방 효과를 높일 수 있다. 냉각된 공기와 실내 공기가 전열교환기(110)에서 열교환 하게 되면, 냉방 효과가 감소한다. 따라서, 냉방 제습 모드(제1 모드)에서 실내 공기의 온도가 상대적으로 높을 때에는 제1 흡입구(101a)를 통해 흡입되는 실외 공기가 바이패스 유로(331)로 흐르게 하는 것이 바람직하다.
프로세서(192)는 실외 공기의 제1 습도와 실내 공기의 제2 습도의 제1 차이값이 제1 기준값보다 크고, 실외 공기의 제1 온도와 실내 공기의 제2 온도의 제2 차이값이 제2 기준값보다 작거나 같은 것에 기초하여, 환기 시스템의 동작 모드를 정온 제습 모드(제2 모드)로 결정할 수 있다. 다시 말해, 실외 습도가 실내 습도보다 높으나, 실외 온도가 실내 온도보다 낮거나 같은 경우, 실내 공기에 포함된 수분의 제거는 필요하지만 실외 공기의 온도를 낮출 필요가 없다. 따라서 환기 시스템(1)은 정온 제습 모드로 동작하여 하우징(101) 내로 유입되는 실외 공기에 포함된 수분을 제거하고, 실내 온도를 유지시킬 수 있다.
프로세서(192)는 정온 제습 모드(제2 모드)에서 제1 팽창 장치(160)에 의한 냉매의 팽창 없이 제2 팽창 장치(170)에 의해 냉매가 팽창되도록 제2 팽창 장치(170)의 개도를 조절할 수 있다. 정온 제습 모드(제2 모드)에서 제1 팽창 장치(160)는 냉매를 팽창시키지 않도록 제어될 수 있다.
프로세서(192)는 실외 공기의 제1 습도와 실내 공기의 제2 습도의 제1 차이값이 제1 기준값보다 작거나 같은 경우, 실외 공기의 제1 온도가 기준 온도보다 낮은지 여부에 기초하여, 환기 시스템(1)의 동작 모드를 수분 회수 모드(제3 모드) 또는 환기 모드(제4 모드)로 결정할 수 있다.
기준 온도는 설계에 따라 다양하게 결정될 수 있다. 또한, 기준 온도는 사용자 인터페이스(180)를 통한 사용자 입력에 따라 변경될 수도 있다. 예를 들면, 기준 온도는 0도일 수 있다.
프로세서(192)는 실외 공기의 제1 습도와 실내 공기의 제2 습도의 제1 차이값이 제1 기준값보다 작거나 같고, 실외 공기의 제1 온도가 기준 온도보다 낮은 것에 기초하여, 환기 시스템(1)의 동작 모드를 수분 회수 모드(제3 모드)로 결정할 수 있다. 실외 습도가 실내 습도보다 낮고, 실외 온도가 기준 온도보다 낮은 경우, 실외 공기의 제습이 불필요하고 전열교환기(110)의 동결 방지가 필요할 수 있다. 따라서 환기 시스템(1)은 수분 회수 모드로 동작하여 전열교환기(110)로 공급되는 실외 공기의 온도를 상승시킬 수 있다.
실외 공기의 온도가 영하이더라도 전열교환기(110)의 동결이 일어나지 않으므로, 전열교환기(110)의 사용이 가능하게 되고, 전열교환기(110)를 통과하는 실내 공기에 포함된 수분이 다시 실내 공간으로 회수될 수 있다. 따라서 건조한 겨울철에도 실내 습도가 적절하게 유지될 수 있다.
프로세서(192)는 수분 회수 모드(제3 모드)에서 제2 팽창 장치(170)가 냉매를 팽창시키지 않도록 제2 팽창 장치(170)를 제어할 수 있다. 수분 회수 모드(제3 모드)에서 제1 팽창 장치(160)는 냉매를 팽창시키거나 팽창시키지 않도록 제어될 수 있다.
프로세서(192)는 실외 공기의 제1 습도와 실내 공기의 제2 습도의 제1 차이값이 제1 기준값보다 작거나 같고, 실외 공기의 제1 온도가 기준 온도보다 높거나 같은 것에 기초하여, 환기 시스템(1)의 동작 모드를 환기 모드(제4 모드)로 결정할 수 있다. 실외 습도가 실내 습도보다 낮으면 실외 공기의 제습이 불필요할 수 있고, 실외 온도가 영상이면 전열교환기(110)의 동결이 발생하지 않을 수 있다. 이 경우 실외 공기와 열교환기(120, 130) 간 열교환이 불필요할 수 있다. 환기 시스템(1)은 환기 모드로 동작하여 압축기(211)를 정지시키고 전열교환기(110)만 이용하는 환기를 수행할 수 있다.
내기 순환에 의해 실내 공기에 포함된 수분이 전열교환기(110)에 흡수될 수도 있다. 내기 순환을 위해, 프로세서(192)는 제1 흡기실(104)과 제1 배기실(106) 사이에 마련된 제2 댐퍼(340)를 개방하고, 제1 유입구(101a)에 마련된 제3 댐퍼(350)를 폐쇄한다.
내기 순환 시, 환기 시스템(1)의 프로세서(192)는 실내 온도, 실내 습도, 목표 온도 및 목표 습도에 기초하여 환기 시스템(1)의 동작 모드를 결정할 수 있다. 목표 온도 및 목표 습도는 사용자에 의해 설정될 수 있다. 사용자는 환기 시스템(1)의 사용자 인터페이스(180) 또는 통합 컨트롤러(50)의 입력 인터페이스(52)를 이용하여 목표 온도 및 목표 습도를 설정할 수 있다. 목표 온도와 목표 습도는 실외 환경 및/또는 실내 환경에 기초하여 자동으로 설정될 수도 있다.
내기 순환 시, 프로세서(192)는 실내 온도가 목표 온도보다 낮은 것에 기초하여 환기 시스템(1)의 동작 모드를 난방 모드로 결정할 수 있다. 반대로, 실내 온도가 목표 온도보다 높거나 같은 경우, 프로세서(192)는 실내 습도가 목표 습도보다 높은 것에 기초하여 환기 시스템(1)의 동작 모드를 냉방 제습 모드 또는 정온 제습 모드로 결정할 수 있다.
실내 온도가 목표 온도보다 높고, 실내 습도가 목표 습도보다 높은 경우, 환기 시스템(1)의 동작 모드는 냉방 제습 모드로 결정될 수 있다. 실내 온도가 목표 온도와 같고, 실내 습도가 목표 습도보다 높은 경우, 환기 시스템(1)의 동작 모드는 정온 제습 모드로 결정될 수 있다.
내기 순환 시, 실내 온도가 목표 온도보다 높거나 같으나, 실내 습도가 목표 온도보다 낮거나 같은 경우, 프로세서(192)는 환기 시스템(1)의 동작 모드를 송풍 모드로 결정할 수 있다.
개시된 환기 시스템(1)은 실외 습도, 실내 습도, 실외 온도 및/또는 실내 온도에 기초하여 다양한 동작 모드를 제공할 수 있다. 개시된 환기 시스템(1)은 실외 공기 또는 실내 공기가 전열교환기(110)를 통과하기 전에 공기에 포함된 수분을 제거하고 공기를 냉각하거나 가열할 수 있다. 따라서 실내 공간에 적절한 습도와 온도를 공기가 공급될 수 있다. 또한, 개시된 환기 시스템(1)은 전열교환기(110)의 동결을 방지 및/또는 감소함으로써 실외 온도가 낮은 환경에서도 전열교환기(110)의 활용성을 높일 수 있다.
도 11은 다양한 실시예에 따른 통합 컨트롤러의 제어 블록도이다.
도 11을 참조하면, 통합 컨트롤러(50)는 디스플레이(51), 입력 인터페이스(52)(예: 다양한 인터페이스 회로를 포함), 통신 인터페이스(53) (예: 다양한 통신 회로를 포함)와 메모리(54)를 포함할 수 있고, 이들과 전기적으로 연결되는 프로세서(55) (예: 프로세싱 회로를 포함)를 포함할 수 있다. 통합 컨트롤러(50)는 통합 공조 시스템(2)과 사용자 간 상호 작용을 위한 유저 인터페이스를 제공할 수 있다.
디스플레이(51)는 통합 공조 시스템(2)의 상태 및/또는 동작에 관한 정보를 표시할 수 있다. 디스플레이(51)는 사용자가 입력한 정보 또는 사용자에게 제공되는 정보를 다양한 화면으로 표시할 수 있다. 디스플레이(51)는 통합 공조 시스템(2)의 작동과 관련된 정보를 이미지 또는 텍스트 중 적어도 하나로 표시할 수 있다. 또한, 디스플레이(51)는 통합 공조 시스템(2)의 제어를 가능하게 하는 그래픽 사용자 인터페이스(GUI, Graphic User Interface)를 표시할 수 있다. 즉, 디스플레이(51)는 아이콘(Icon)과 같은 UI 엘리먼트(User Interface Element)를 표시할 수 있다.
디스플레이(51)는 다양한 타입의 디스플레이 패널을 포함할 수 있다. 예를 들어, 디스플레이(51)는 액정 디스플레이 패널(Liquid Crystal Display Panel, LCD Panel), 발광 다이오드 패널(Light Emitting Diode Panel, LED Panel), 유기 발광 다이오드 패널(Organic Light Emitting Diode Panel, OLED Panel), 또는 마이크로 LED 패널을 포함할 수 있다.
디스플레이(51)는 터치 디스플레이로 구현될 수도 있다. 터치 디스플레이는 영상을 표시하는 디스플레이 패널과, 터치 입력을 수신하는 터치 패널을 포함할 수 있다. 디스플레이 패널은 프로세서(55)에서 수신된 영상 데이터를 사용자가 볼 수 있는 광학 신호로 변환할 수 있다. 터치 패널은 사용자의 터치 입력을 식별하고, 수신된 터치 입력에 대응하는 전기적 신호를 프로세서(55)에 제공할 수 있다.
통합 컨트롤러(50)의 입력 인터페이스(52)는 다양한 입력 회로를 포함하고 사용자 입력에 대응하는 전기적 신호(전압 또는 전류)를 프로세서(55)로 출력할 수 있다. 입력 인터페이스(52)는 다양한 버튼을 포함할 수 있고, 다이얼을 포함할 수도 있다. 디스플레이(51)가 터치 디스플레이로 마련되는 경우, 통합 컨트롤러(50)에 별도의 입력 인터페이스(52)가 마련되지 않을 수 있다. 즉, 통합 컨트롤러(50)는 사용자 입력을 획득할 수 있다. 예를 들면, 통합 컨트롤러(50)는 목표 온도와 목표 습도를 설정하기 위한 사용자 입력, 환기 장치(100)와 실내기(30) 각각을 켜거나 끄기 위한 사용자 입력 또는 환기 장치(100)와 실내기(30)의 각각의 동작 모드를 설정하기 위한 사용자 입력을 획득할 수 있다.
통신 인터페이스(53)는 다양한 통신 회로를 포함하고, 환기 장치(100), 실외기(200) 및 실내기(30)와 통신을 수행할 수 있다. 통합 컨트롤러(50)의 통신 인터페이스(53)는 통신 라인(CL)을 통해 환기 장치(100), 실외기(200) 및 실내기(30) 각각의 통신 인터페이스와 연결될 수 있다. 통합 컨트롤러(50)는 통신 인터페이스(53)를 통해 환기 장치(100), 실외기(200) 및 실내기(30)에 제어 신호를 전송할 수 있다.
또한, 통신 인터페이스(53)는 외부 장치(예를 들면, 모바일 장치, 컴퓨터)와 통신하기 위한 유선 통신 모듈 및/또는 무선 통신 모듈을 포함할 수 있다. 유선 통신 모듈은 인터넷과 같은 광역 네트워크를 통해 외부 장치와 통신할 수 있고, 무선 통신 모듈은 광역 네트워크에 연결된 액세스 포인트를 통해 외부 장치와 통신할 수 있다. 이를 통해, 사용자는 통합 공조 시스템(2)을 원격으로 제어할 수 있다.
메모리(54)는, 통합 공조 시스템(2)의 동작에 필요한 각종 정보를 기억/저장할 수 있다. 메모리(54)는, 통합 공조 시스템(2)의 동작에 필요한 인스트럭션, 어플리케이션, 데이터 및/또는 프로그램을 저장할 수 있다. 예를 들면, 메모리(54)는 환기 장치(100)와 실내기(30)의 동작을 결정하기 위한 기준 온도와 기준 습도에 관한 데이터를 저장할 수 있다.
메모리(54)는 데이터를 일시적으로 기억하기 위한 S-램(Static Random Access Memory, S-RAM) 또는 D-램(Dynamic Random Access Memory)과 같은 휘발성 메모리를 포함할 수 있다. 또한, 메모리(540)는 데이터를 장기간 저장하기 위한 롬(Read Only Memory), 이피롬(Erasable Programmable Read Only Memory: EPROM) 또는 이이피롬(Electrically Erasable Programmable Read Only Memory: EEPROM)과 같은 비휘발성 메모리를 포함할 수 있다.
프로세서(55)는 메모리(54)에 저장된 인스트럭션, 어플리케이션, 데이터 및/또는 프로그램에 기초하여 통합 공조 시스템(2)의 동작을 제어하기 위한 제어 신호를 생성할 수 있다. 프로세서(55)는 하드웨어로서, 논리 회로와 연산 회로를 포함할 수 있다. 프로세서(55)는 메모리(54)로부터 제공된 프로그램 및/또는 인스트럭션에 따라 데이터를 처리하고, 처리 결과에 따라 제어 신호를 생성할 수 있다. 메모리(54)와 프로세서(55)는 하나의 제어 회로로 구현되거나 복수의 회로로 구현될 수 있다. 프로세서(55)는 다양한 프로세싱 회로 및/또는 복수의 프로세서를 포함할 수 있다. 예를 들어, '프로세서'라는 용어는 적어도 하나의 프로세서를 포함하는 다양한 처리 회로를 포함할 수 있으며, 여기서 적어도 하나의 프로세서 중 하나 이상은 개별적으로 및/또는 집단적으로 분산된 방식으로 다양한 기능을 수행하도록 구성될 수 있다. 본 명세서에서 '프로세서', '적어도 하나의 프로세서' 및 '하나 이상의 프로세서'가 다수의 기능을 수행하도록 구성되는 것으로 설명되는 경우, 이러한 용어는 예를 들어, 하나의 프로세서가 인용된 기능 중 일부를 수행하고 다른 프로세서가 인용된 기능 중 다른 기능을 수행하는 상황 및 단일 프로세서가 인용된 모든 기능을 수행할 수 있는 상황을 포함하나 이에 제한되지 않는다. 또한, 적어도 하나의 프로세서는, 예를 들어, 분산된 방식으로, 다양한 인용/공개된 기능들을 수행하는 프로세서의 조합을 포함할 수 있다. 적어도 하나의 프로세서는 다양한 기능을 달성하거나 수행하기 위해 프로그램 명령을 실행할 수 있다.
한편, 환기 장치(100), 실외기(200), 실내기(30) 및 통합 컨트롤러(50)의 구성요소들은 도 10과 도 11에서 설명된 것으로 한정되지 않는다. 전술된 환기 장치(100), 실외기(200), 실내기(30) 및 통합 컨트롤러(50) 각각의 구성요소들 중 일부가 생략되거나, 다른 구성요소이 더 추가될 수도 있다.
도 12는 외기 순환 시 다양한 실시예에 따른 환기 장치의 내부에서 전열교환기를 통과하는 공기의 흐름을 도시한다. 도 13은 도 12의 환기 장치에서 열교환기의 배치를 다르게 한 실시예를 도시한다.
도 12와 도 13을 참조하면, 외기 순환을 위해, 환기 시스템(1)의 프로세서(192)는 제1 흡기실(104)과 제1 배기실(106) 사이에 마련된 제2 댐퍼(340)를 폐쇄하고, 제1 유입구(101a)에 마련된 제3 댐퍼(350)를 개방할 수 있다. 도 12와 도 13에서 바이패스 유로(331)는 제1 댐퍼(330)에 의해 폐쇄된다.
외기 순환 시, 냉방 제습 모드(제1 모드), 정온 제습 모드(제2 모드), 수분 회수 모드(제3 모드) 및 환기 모드(제4 모드) 각각에서, 환기 장치(100)의 프로세서(192)는 제1 송풍기(109a)와 제2 송풍기(109b)를 동작시킬 수 있다. 제1 송풍기(109a)의 동작에 따라 실외 공기(OA)는 하우징(101)의 제1 흡입구(101a)를 통해 하우징(101) 내부로 흡입될 수 있다.
도 12에서 실외 공기(OA)는 제2 열교환기(130)와 제1 열교환기(120)를 거쳐 전열교환기(110)로 유입될 수 있다. 도 13에서 실외 공기(OA)는 제2 열교환기(130)와 전열교환기(110)를 거쳐 제1 열교환기(120)로 유입될 수 있다.
열교환기(120, 130)에 냉매가 공급되는 경우, 실외 공기(OA)는 열교환기(120, 130)에 의해 냉각되거나 가열될 수 있다. 실외 공기(OA)에 포함된 수분도 열교환기(120, 130)에 의해 제거될 수 있다.
제2 송풍기(109b)의 동작에 따라 실내 공기(RA)는 하우징(101)의 제2 흡입구(101c)를 통해 하우징(101) 내부로 흡입될 수 있다. 흡입된 실내 공기(RA)는 전열교환기(110)로 유입될 수 있다.
냉각 또는 가열된 실외 공기(OA)와 실내 공기(RA)는 전열교환기(110)에서 서로 접촉 없이 열교환 할 수 있다. 열교환기(120, 130)와 전열교환기(110)를 통과한 실외 공기(OA)는 제1 배출구(101b)를 통해 실내 공간으로 공급된다. 전열교환기(110)를 통과한 실내 공기(RA)는 제2 배출구(101d)를 통해 실외 공간으로 배출된다.
도 14는 도 12의 환기 장치의 내부에서 바이패스 유로를 통과하는 공기의 흐름을 도시한다.
도 14를 참조하면, 환기 장치(100)가 냉방 제습 모드(제1 모드)로 동작하는 경우, 바이패스 유로(331)의 개방을 위해 제1 댐퍼(330)가 개방될 수 있다. 제1 댐퍼(330)의 개방에 따라 제1 흡입구(101a)를 통해 유입된 실외 공기(OA)는 전열교환기(110) 상부에 형성되는 바이패스 유로(331)를 통해 제1 배출구(101b)로 이동할 수 있다. 이 경우 유속 차이로 인해 실외 공기(OA)는 전열교환기(110)를 통과하지 않을 수 있다. 반면에, 제2 흡입구(101c)를 통해 유입된 실내 공기(RA)는 전열교환기(110)를 통과할 수 있다.
환기 시스템(1)은 실내 공기의 온도가 열교환기(120, 130)를 통과한 공기의 온도보다 높은 것에 기초하여 제1 댐퍼(330)를 개방할 수 있다. 열교환기(120, 130)에서 냉각되는 공기의 온도보다 실내 공기의 온도가 높은 경우, 전열교환기(110)에서 냉각된 공기와 실내 공기(RA) 간 열교환이 일어나지 않도록 함으로써 냉방 효과를 높일 수 있다.
도 15는 도 13의 환기 장치의 내부에서 바이패스 유로를 통과하는 공기의 흐름을 도시한다.
도 15를 참조하면, 제2 열교환기(130)는 제1 흡입구(101a) 측에 위치하는 반면에, 제1 열교환기(120)가 전열교환기(110)와 제1 송풍기(109a) 사이에 위치하기 때문에, 냉방 제습 모드(제1 모드)와 정온 제습 모드(제2 모드)에서 바이패스 유로(331)가 개방될 수 있다. 즉, 제1 열교환기(120)와 제2 열교환기(130) 사이에 전열교환기(110)가 위치하는 경우, 제2 열교환기(130)에 의한 공기의 냉각 효과를 감소시키지 않기 위해, 냉방 제습 모드(제1 모드)와 정온 제습 모드(제2 모드)에서 바이패스 유로(331)가 개방되도록 제1 댐퍼(330)가 개방될 수 있다.
도 16은 내기 순환 시 다양한 실시예에 따른 환기 장치 내부에서 공기의 흐름을 도시한다. 도 17은 도 16의 환기 장치에서 열교환기의 배치를 다르게 한 실시예를 도시한다.
도 16과 도 17을 참조하면, 내기 순환을 위해, 프로세서(192)는 제1 흡기실(104)과 제1 배기실(106) 사이에 마련된 제2 댐퍼(340)를 개방하고, 제1 유입구(101a)에 마련된 제3 댐퍼(350)를 폐쇄할 수 있다.
내기 순환 시, 냉방 제습 모드, 정온 제습 모드, 난방 모드 및 송풍 모드 각각에서, 프로세서(192)는 제1 송풍기(109a)를 동작시키고, 제2 송풍기(109b)를 정지시킬 수 있다. 제1 송풍기(109a)의 동작에 따라 실내 공기(RA)는 하우징(101)의 제2 흡입구(101c)를 통해 하우징(101) 내부로 흡입될 수 있다.
실내 공기(RA)는 제2 댐퍼(340)에 의해 개방된 연결 유로를 통과할 수 있다. 도 16에서 실내 공기(RA)는 제2 열교환기(130)와 제1 열교환기(120)를 거쳐 전열교환기(110)로 유입될 수 있다. 도 17에서 실내 공기(RA)는 제2 열교환기(130)와 전열교환기(110)를 거쳐 제1 열교환기(120)로 유입될 수 있다.
열교환기(120, 130)에 냉매가 공급되는 경우, 실내 공기(RA)는 열교환기(120, 130)에 의해 냉각되거나 가열될 수 있다. 실내 공기(RA)에 포함된 수분도 열교환기(120, 130)에 의해 제거될 수 있다.
열교환기(120, 130)와 전열교환기(110)를 통과한 실내 공기(RA)는 제1 배출구(101b)를 통해 실내 공간으로 공급된다.
도 18은 다양한 실시예에 따른 환기 시스템의 제어 방법을 설명하는 순서도이다.
도 18을 참조하면, 환기 시스템(1)의 프로세서(192)는 외기 순환이 설정됨에 따라 제1 유입구(101a)에 마련된 제3 댐퍼(350)를 개방한다. 제1 유입구(101a)가 개방됨에 따라 환기 장치(100)의 하우징(101) 내부로 외기 유입이 허용될 수 있다(1801). 또한, 프로세서(192)는 제2 댐퍼(340)를 폐쇄할 수 있다.
환기 시스템(1)의 프로세서(192)는 실외 습도 센서(151)를 제어하여 실외 공기의 제1 습도(실외 습도)를 검출하고, 실내 습도 센서(152)를 제어하여 실내 공기의 제2 습도(실내 습도)를 검출할 수 있다(1082). 프로세서(192)는 실외 온도 센서(141)를 제어하여 실외 공기의 제1 온도(실외 온도)를 검출하고, 실내 온도 센서(142)를 제어하여 실내 공기의 제2 온도(실내 온도)를 검출할 수 있다(1803).
프로세서(192)는 실외 공기의 제1 습도, 실내 공기의 제2 습도, 실외 공기의 제1 온도 및 실내 공기의 제2 온도에 기초하여 환기 시스템(1)의 동작 모드를 결정할 수 있다(1804). 환기 시스템(1)의 동작 모드로서, 실외 공기를 건조시키고 냉각하기 위한 냉방 제습 모드(제1 모드), 실외 공기를 건조시키고 가열하기 위한 정온 제습 모드(제2 모드), 실외 공기를 가열하기 위한 수분 회수 모드(제3 모드) 및 압축기의 동작을 정지시키는 환기 모드(제4 모드)가 제공될 수 있다.
프로세서(192)는 결정된 환기 시스템(1)의 동작 모드에 기초하여 압축기(211), 사방 밸브(213), 제1 팽창 장치(160) 및 제2 팽창 장치(170)를 제어할 수 있다(1404). 또한, 프로세서(192)는 환기 시스템(1)의 동작 모드에 기초하여 제1 송풍기(109a), 제2 송풍기(109b) 및 제1 댐퍼(330)를 제어할 수 있다.
냉방 제습 모드(제1 모드)와 정온 제습 모드(제2 모드)에서, 냉매가 압축기(211)로부터 실외 열교환기(220), 제1 열교환기(120) 및 제2 열교환기(130) 순서로 순환하도록 압축기(211)와 사방 밸브(213)가 제어될 수 있다.
또한, 냉방 제습 모드(제1 모드)에서 제1 팽창 장치(160)는 냉매를 팽창시키도록 제어될 수 있고, 제2 팽창 장치(170)는 냉매를 팽창시키거나 팽창시키지 않도록 제어될 수 있다. 정온 제습 모드(제2 모드)에서 제1 팽창 장치(160)는 냉매를 팽창시키지 않도록 제어되고, 제2 팽창 장치(170)는 냉매를 팽창시키도록 제어될 수 있다.
수분 회수 모드(제3 모드)에서 냉매가 흐르는 방향은 냉방 제습 모드(제1 모드) 및 정온 제습 모드(제2 모드)에서 냉매가 흐르는 방향과 반대일 수 있다. 수분 회수 모드(제3 모드)에서 냉매는 압축기(211)로부터 제2 열교환기(130), 제1 열교환기(120) 및 실외 열교환기(220) 순서로 순환하도록 압축기(211)와 사방 밸브(213)가 제어될 수 있다. 수분 회수 모드(제3 모드)에서 제2 팽창 장치(170)는 냉매를 팽창시키지 않도록 제어될 수 있고, 제1 팽창 장치(160)는 냉매를 팽창시키거나 팽창시키지 않도록 제어될 수 있다.
환기 모드(제4 모드)에서는 냉매가 흐르지 않도록 압축기(211)의 동작이 정지될 수 있다.
도 18에서 설명된 환기 시스템(1)의 제어 방법은 통합 공조 시스템(2)의 프로세서(55)에 의해서도 수행될 수 있다.
도 19는 도 18에서 설명된 환기 시스템의 제어 방법을 더 상세히 설명하는 순서도이다.
도 19를 참조하면, 1901, 1902 및 1903 단계는 도 18에서 설명된 1801, 1802 및 1803 단계에 대응한다. 환기 시스템(1)의 프로세서(192)는 실외 공기의 제1 습도와 실내 공기의 제2 습도의 차이값(제1 차이값)을 결정할 수 있다(1904). 프로세서(192)는 실외 공기의 제1 습도와 실내 공기의 제2 습도의 제1 차이값이 제1 기준값보다 큰지 판단할 수 있다(1905). 실외 공기의 제1 습도와 실내 공기의 제2 습도의 제1 차이값이 제1 기준값보다 큰 경우, 프로세서(192)는 실외 공기의 제1 온도와 실내 공기의 제2 온도의 차이값(제2 차이값)을 결정할 수 있다(1906). 프로세서(192)는 실외 공기의 제1 온도와 실내 공기의 제2 온도의 제2 차이값이 제2 기준값보다 큰지 판단할 수 있다(1907).
실외 습도와 실내 습도의 차이에 관한 제1 기준값과 실외 온도와 실내 온도의 차이에 관한 제2 기준값은 설계에 따라 다양하게 결정될 수 있다. 또한, 제1 기준값과 제2 기준값은 사용자 인터페이스(180)를 통한 사용자 입력에 따라 변경될 수도 있다. 예를 들면, 제1 기준값과 제2 기준값은 각각 0일 수 있다.
프로세서(192)는 실외 공기의 제1 습도와 실내 공기의 제2 습도의 제1 차이값이 제1 기준값보다 크고, 실외 공기의 제1 온도와 실내 공기의 제2 온도의 제2 차이값이 제2 기준값보다 큰 것에 기초하여, 환기 시스템의 동작 모드를 냉방 제습 모드(제1 모드)로 결정할 수 있다(1908). 다시 말해, 실외 습도가 실내 습도보다 높고, 실외 온도가 실내 온도보다 높은 경우, 환기 시스템(1)은 냉방 제습 모드로 동작하여 하우징(101) 내로 유입되는 실외 공기에 포함된 수분을 제거하고 실외 공기의 온도를 낮출 수 있다.
프로세서(192)는 실외 공기의 제1 습도와 실내 공기의 제2 습도의 제1 차이값이 제1 기준값보다 크고, 실외 공기의 제1 온도와 실내 공기의 제2 온도의 제2 차이값이 제2 기준값보다 작거나 같은 것에 기초하여, 환기 시스템의 동작 모드를 정온 제습 모드(제2 모드)로 결정할 수 있다(1909). 다시 말해, 실외 습도가 실내 습도보다 높으나, 실외 온도가 실내 온도보다 낮거나 같은 경우, 실내 공기에 포함된 수분의 제거는 필요하지만 실외 공기의 온도를 낮출 필요가 없다. 따라서 환기 시스템(1)은 정온 제습 모드로 동작하여 하우징(101) 내로 유입되는 실외 공기에 포함된 수분을 제거하고, 실내 온도를 유지시킬 수 있다.
프로세서(192)는 실외 공기의 제1 습도와 실내 공기의 제2 습도의 제1 차이값이 제1 기준값보다 작거나 같은 경우, 실외 공기의 제1 온도가 기준 온도보다 낮은지 판단할 수 있다(1910). 기준 온도는 설계에 따라 다양하게 결정될 수 있다. 또한, 기준 온도는 사용자 인터페이스(180)를 통한 사용자 입력에 따라 변경될 수도 있다. 예를 들면, 기준 온도는 0도일 수 있다.
프로세서(192)는 실외 공기의 제1 습도와 실내 공기의 제2 습도의 제1 차이값이 제1 기준값보다 작거나 같고, 실외 공기의 제1 온도가 기준 온도보다 낮은 것에 기초하여, 환기 시스템(1)의 동작 모드를 수분 회수 모드(제3 모드)로 결정할 수 있다(1911). 실외 습도가 실내 습도보다 낮고, 실외 온도가 기준 온도보다 낮은 경우, 실외 공기의 제습이 불필요하고 전열교환기(110)의 동결 방지가 필요할 수 있다. 환기 시스템(1)은 수분 회수 모드로 동작하여 전열교환기(110)로 공급되는 실외 공기의 온도를 상승시킬 수 있다. 실외 온도가 낮더라도 전열교환기(110)가 동결되지 않으므로, 전열교환기(110)에서 실외 공기와 실내 공기의 열교환이 가능하게 되고, 실내 공기에 포함된 수분이 다시 실내 공간으로 회수될 수 있다.
프로세서(192)는 실외 공기의 제1 습도와 실내 공기의 제2 습도의 제1 차이값이 제1 기준값보다 작거나 같고, 실외 공기의 제1 온도가 기준 온도보다 높거나 같은 것에 기초하여, 환기 시스템(1)의 동작 모드를 환기 모드(제4 모드)로 결정할 수 있다(1912). 실외 습도가 실내 습도보다 낮으면 실외 공기의 제습이 불필요할 수 있고, 실외 온도가 영상이면 전열교환기(110)의 동결이 발생하지 않을 수 있다. 이 경우 실외 공기와 열교환기(120, 130) 간 열교환이 불필요할 수 있다. 환기 시스템(1)은 환기 모드로 동작하여 압축기(211)를 정지시키고 전열교환기(110)만 이용하는 환기를 수행할 수 있다.
도 19에서 설명된 환기 시스템(1)의 제어 방법은 통합 공조 시스템(2)의 프로세서(55)에 의해서도 수행될 수 있다.
도 20은 도 19에서 설명된 환기 시스템의 제어 방법의 추가 실시예를 설명하는 순서도이다.
도 20을 참조하면, 환기 시스템(1)이 냉방 제습 모드(제1 모드)로 동작하는 경우(1908), 프로세서(192)는 실내 공기의 제2 온도가 열교환 온도 센서(143)에 의해 검출되는 제3 온도보다 높은지 판단할 수 있다(2001).
프로세서(192)는 실내 공기의 제2 온도가 열교환 온도 센서(143)에 의해 검출되는 제3 온도보다 높은 것에 기초하여, 전열교환기(110)를 우회하는 바이패스 유로(331)를 개방하기 위해 제1 댐퍼(330)를 개방할 수 있다(2002).
열교환기(120, 130)에서 냉각되는 공기의 온도보다 실내 공기의 온도가 높은 경우, 냉각된 공기가 전열교환기(110)를 통과하지 않도록 함으로써 냉방 효과를 높일 수 있다. 냉각된 공기와 실내 공기가 전열교환기(110)에서 열교환 하게 되면, 냉방 효과가 감소한다. 따라서, 냉방 제습 모드(제1 모드)에서 실내 공기의 온도가 상대적으로 높을 때에는 제1 흡입구(101a)를 통해 흡입되는 실외 공기가 바이패스 유로(331)로 흐르게 하는 것이 바람직하다.
프로세서(192)는 실내 공기의 제2 온도가 열교환 온도 센서(143)에 의해 검출되는 제3 온도보다 낮거나 같은 것에 기초하여, 전열교환기(110)를 우회하는 바이패스 유로(331)를 폐쇄하기 위해 제1 댐퍼(330)를 폐쇄할 수 있다(2003).
도 20에서 설명된 환기 시스템(1)의 제어 방법은 통합 공조 시스템(2)의 프로세서(55)에 의해서도 수행될 수 있다.
도 21은 내기 순환 시 환기 시스템의 제어 방법을 설명하는 순서도이다.
도 21을 참조하면, 환기 시스템(1)의 프로세서(192)는 내기 순환이 설정됨에 따라, 제1 흡기실(104)과 제1 배기실(106) 사이에 마련된 제2 댐퍼(340)를 개방하고, 제1 유입구(101a)에 마련된 제3 댐퍼(350)를 폐쇄한다. 이에 따라 환기 장치(100)의 하우징(101) 내부로 외기 유입이 차단될 수 있다(2101).
환기 시스템(1)의 프로세서(192)는 사용자 인터페이스(180) 또는 통합 컨트롤러(50)의 입력 인터페이스(52)를 통한 사용자 입력에 기초하여 목표 온도 및 목표 습도를 설정할 수 있다(2102). 목표 온도와 목표 습도는 실외 환경 및/또는 실내 환경에 기초하여 자동으로 설정될 수도 있다.
환기 시스템(1)의 프로세서(192)는 실내 습도 센서(152)를 제어하여 실내 습도를 검출하고, 실내 온도 센서(142)를 제어하여 실내 온도를 검출할 수 있다(2103).
내기 순환 시, 프로세서(192)는 실내 온도가 목표 온도보다 낮은 것에 기초하여 환기 시스템(1)의 동작 모드를 난방 모드로 결정할 수 있다(2104, 2105).
반대로, 실내 온도가 목표 온도보다 높거나 같은 경우, 프로세서(192)는 실내 습도가 목표 습도보다 높은 것에 기초하여 환기 시스템(1)의 동작 모드를 냉방 제습 모드 또는 정온 제습 모드로 결정할 수 있다.
실내 온도가 목표 온도보다 높고, 실내 습도가 목표 습도보다 높은 경우, 프로세서(192)는 환기 시스템(1)의 동작 모드를 냉방 제습 모드로 결정할 수 있다(2104, 2106, 2107, 2108).
실내 온도가 목표 온도와 같고, 실내 습도가 목표 습도보다 높은 경우, 프로세서(192)는 환기 시스템(1)의 동작 모드를 정온 제습 모드로 결정할 수 있다(2104, 2106, 2107, 2109).
내기 순환 시, 실내 온도가 목표 온도보다 높거나 같으나, 실내 습도가 목표 온도보다 낮거나 같은 경우, 프로세서(192)는 환기 시스템(1)의 동작 모드를 송풍 모드로 결정할 수 있다(2104, 2106, 2110).
일 실시예에 따른 환기 시스템은 환기 장치와 실외기를 포함할 수 있다. 환기 시스템은 실외 공기가 하우징 내로 흡입되는 제1 흡입구, 실내 공기가 하우징 내로 흡입되는 제2 흡입구, 상기 실외 공기를 실내 공간으로 토출하는 제1 배출구 및 상기 실내 공기를 외부 공간으로 배출하는 제2 배출구를 포함하는 하우징; 실외 공기와 실내 공기 간 열교환을 수행하는 전열교환기; 상기 제1 흡입구와 상기 전열교환기 사이에 마련되는 제1 열교환기; 상기 제1 흡입구와 상기 제1 열교환기 사이에 마련되는 제2 열교환기; 상기 제1 열교환기와 상기 제2 열교환기로 냉매를 공급하는 압축기; 상기 냉매가 흐르는 방향을 전환하는 사방 밸브; 상기 냉매를 팽창시키기 위해 상기 제1 열교환기의 입구에 마련되는 밸브를 포함하는 제1 팽창 장치; 상기 냉매를 팽창시키기 위해 상기 제1 열교환기와 상기 제2 열교환기 사이에 마련되는 밸브를 포함하는 제2 팽창 장치; 및 프로세싱 회로를 포함하는 적어도 하나의 프로세서;를 포함할 수 있다.
상기 적어도 하나의 프로세서는, 개별적으로 및/또는 집단적으로, 습도 센서에 의해 검출되는 상기 실외 공기의 제1 습도와 상기 실내 공기의 제2 습도 및 온도 센서에 의해 검출되는 상기 실외 공기의 제1 온도와 상기 실내 공기의 제2 온도에 기초하여, 상기 환기 시스템의 동작 모드를 결정할 수 있다. 상기 적어도 하나의 프로세서는 상기 환기 시스템의 동작 모드에 기초하여 상기 압축기, 상기 사방 밸브, 상기 제1 팽창 장치 및 상기 제2 팽창 장치를 제어할 수 있다.
상기 적어도 하나의 프로세서는, 개별적으로 및/또는 집단적으로, 상기 실외 공기를 건조시키고 냉각하기 위한 제1 모드, 상기 실외 공기를 건조시키고 가열하기 위한 제2 모드, 상기 실외 공기를 가열하기 위한 제3 모드, 또는 상기 압축기의 동작을 정지시키는 제4 모드를, 환기 시스템의 동작 모드로 결정할 수 있다.
상기 적어도 하나의 프로세서는, 개별적으로 및/또는 집단적으로, 상기 제3 모드에서 상기 냉매의 흐름 방향이 상기 제1 모드와 상기 제2 모드에서 상기 냉매의 흐름 방향과 반대가 되도록 상기 사방 밸브를 제어할 수 있다.
상기 적어도 하나의 프로세서는, 개별적으로 및/또는 집단적으로, 상기 제1 모드에서 상기 제1 팽창 장치에 의해 상기 냉매가 팽창되도록 상기 제1 팽창 장치의 개도를 조절할 수 있다. 상기 적어도 하나의 프로세서는, 개별적으로 및/또는 집단적으로, 상기 제2 모드에서 상기 제1 팽창 장치에 의한 상기 냉매의 팽창 없이 상기 제2 팽창 장치에 의해 상기 냉매가 팽창되도록 상기 제2 팽창 장치의 개도를 조절할 수 있다. 또는, 상기 적어도 하나의 프로세서는, 개별적으로 및/또는 집단적으로, 상기 제3 모드에서 상기 제2 팽창 장치가 상기 냉매를 팽창시키지 않도록 상기 제2 팽창 장치를 제어할 수 있다.
상기 적어도 하나의 프로세서는, 개별적으로 및/또는 집단적으로, 상기 실외 공기의 상기 제1 습도와 상기 실내 공기의 상기 제2 습도의 제1 차이값이 제1 기준값보다 큰 경우, 상기 실외 공기의 상기 제1 온도와 상기 실내 공기의 상기 제2 온도의 제2 차이값이 제2 기준값보다 큰지 여부에 기초하여, 상기 환기 시스템의 동작 모드를 상기 제1 모드 또는 상기 제2 모드로 결정할 수 있다.
상기 적어도 하나의 프로세서는, 개별적으로 및/또는 집단적으로, 상기 제2 차이값이 상기 제2 기준값보다 큰 것에 기초하여, 상기 환기 시스템의 동작 모드를 상기 제1 모드로 결정할 수 있다. 상기 적어도 하나의 프로세서는 상기 제2 차이값이 상기 제2 기준값보다 작거나 같은 것에 기초하여, 상기 환기 시스템의 동작 모드를 상기 제2 모드로 결정할 수 있다.
상기 적어도 하나의 프로세서는, 개별적으로 및/또는 집단적으로, 상기 실외 공기의 상기 제1 습도와 상기 실내 공기의 상기 제2 습도의 제1 차이값이 제1 기준값보다 작거나 같은 경우, 상기 실외 공기의 상기 제1 온도가 기준 온도보다 낮은지 여부에 기초하여, 상기 환기 시스템의 동작 모드를 상기 제3 모드 또는 상기 제4 모드로 결정할 수 있다.
상기 적어도 하나의 프로세서는, 개별적으로 및/또는 집단적으로, 상기 실외 공기의 상기 제1 온도가 상기 기준 온도보다 낮은 것에 기초하여, 상기 환기 시스템의 동작 모드를 상기 제3 모드로 결정할 수 있다. 상기 프로세서는, 개별적으로 및/또는 집단적으로, 상기 실외 공기의 상기 제1 온도가 상기 기준 온도보다 높거나 같은 것에 기초하여, 상기 환기 시스템의 동작 모드를 상기 제4 모드로 결정할 수 있다.
상기 환기 시스템은, 상기 제1 흡입구와 상기 제1 배출구 사이에 형성되고 상기 전열교환기를 우회하는 바이패스 유로를 개방하거나 폐쇄하는 댐퍼;를 더 포함할 수 있다. 상기 적어도 하나의 프로세서는, 개별적으로 및/또는 집단적으로, 상기 환기 시스템이 상기 제1 모드로 동작 시 상기 바이패스 유로를 개방하기 위해 상기 댐퍼를 개방할 수 있다.
상기 환기 시스템은, 상기 제1 열교환기와 상기 전열교환기 사이에 마련되고, 상기 제1 열교환기와 상기 제2 열교환기를 통과한 공기의 온도를 검출하는 열교환 온도 센서;를 더 포함할 수 있다. 상기 적어도 하나의 프로세서는, 개별적으로 및/또는 집단적으로, 상기 제1 모드에서 상기 실내 공기의 제2 온도가 상기 열교환 온도 센서에 의해 검출되는 제3 온도보다 높은 것에 기초하여 상기 댐퍼를 개방할 수 있다.
하우징의 제1 흡입구를 통해 흡입되는 실외 공기와 상기 하우징의 제2 흡입구를 통해 흡입되는 실내 공기 간 열교환을 수행하는 전열교환기 및 상기 제1 흡입구와 상기 전열교환기 사이에 마련되는 제1 열교환기와 제2 열교환기를 포함하는 환기 시스템의 제어 방법이 개시된다.
일 실시예에 따른 환기 시스템의 제어 방법은, 습도 센서에 의해, 상기 실외 공기의 제1 습도와 상기 실내 공기의 제2 습도를 검출하고; 온도 센서에 의해, 상기 실외 공기의 제1 온도와 상기 실내 공기의 제2 온도를 검출하고; 적어도 하나의 프로세서에 의해, 개별적으로 및/또는 집단적으로, 상기 실외 공기의 상기 제1 습도, 상기 실내 공기의 상기 제2 습도, 상기 실외 공기의 상기 제1 온도 및 상기 실내 공기의 상기 제2 온도에 기초하여, 상기 환기 시스템의 동작 모드를 결정하고; 상기 적어도 하나의 프로세서에 의해, 개별적으로 및/또는 집단적으로, 상기 환기 시스템의 동작 모드에 기초하여, 상기 열교환기에 냉매를 공급하는 압축기, 상기 냉매가 흐르는 방향을 전환하는 사방 밸브, 상기 냉매를 팽창시키기 위해 상기 제1 열교환기의 입구에 마련되는 밸브를 포함하는 제1 팽창 장치 및 상기 제1 열교환기와 상기 제2 열교환기 사이에 마련되는 밸브를 포함하는 제2 팽창 장치를 제어하는 것;을 포함할 수 있다.
상기 환기 시스템의 동작 모드는, 상기 실외 공기를 건조시키고 냉각하기 위한 제1 모드, 상기 실외 공기를 건조시키고 가열하기 위한 제2 모드, 상기 실외 공기를 가열하기 위한 제3 모드, 또는 상기 압축기의 동작을 정지시키는 제4 모드로 결정될 수 있다.
상기 제어하는 것은, 상기 제3 모드에서 상기 냉매의 흐름 방향이 상기 제1 모드와 상기 제2 모드에서 상기 냉매의 흐름 방향과 반대가 되도록 상기 사방 밸브를 제어하는 것;을 포함할 수 있다.
상기 제어하는 것은, 상기 제1 모드에서 상기 제1 팽창 장치에 의해 상기 냉매가 팽창되도록 상기 제1 팽창 장치의 개도를 조절하거나; 상기 제2 모드에서 상기 제1 팽창 장치에 의한 상기 냉매의 팽창 없이 상기 제2 팽창 장치에 의해 상기 냉매가 팽창되도록 상기 제2 팽창 장치의 개도를 조절하거나; 상기 제3 모드에서 상기 제2 팽창 장치에 의한 상기 냉매의 팽창이 방지 및/또는 감소되도록 상기 제2 팽창 장치를 제어하는 것;을 포함할 수 있다.
상기 환기 시스템의 동작 모드를 결정하는 것은, 상기 실외 공기의 상기 제1 습도와 상기 실내 공기의 상기 제2 습도의 제1 차이값이 제1 기준값보다 큰 경우, 상기 실외 공기의 상기 제1 온도와 상기 실내 공기의 상기 제2 온도의 제2 차이값이 제2 기준값보다 큰지 여부에 기초하여, 상기 환기 시스템의 동작 모드를 상기 제1 모드 또는 상기 제2 모드로 결정하는 것;을 포함할 수 있다.
상기 환기 시스템의 동작 모드는, 상기 제2 차이값이 상기 제2 기준값보다 큰 것에 기초하여, 상기 제1 모드로 결정되거나; 상기 제2 차이값이 상기 제2 기준값보다 작거나 같은 것에 기초하여, 상기 제2 모드로 결정될 수 있다.
상기 환기 시스템의 동작 모드를 결정하는 것은, 상기 실외 공기의 상기 제1 습도와 상기 실내 공기의 상기 제2 습도의 제1 차이값이 제1 기준값보다 작거나 같은 경우, 상기 실외 공기의 상기 제1 온도가 기준 온도보다 낮은지 여부에 기초하여, 상기 환기 시스템의 동작 모드를 상기 제3 모드 또는 상기 제4 모드로 결정하는 것;을 포함할 수 있다.
상기 환기 시스템의 동작 모드는, 상기 실외 공기의 상기 제1 온도가 상기 기준 온도보다 낮은 것에 기초하여, 상기 제3 모드로 결정되거나; 상기 실외 공기의 상기 제1 온도가 상기 기준 온도보다 높거나 같은 것에 기초하여, 상기 제4 모드로 결정될 수 있다.
상기 환기 시스템은, 상기 전열교환기를 우회하는 바이패스 유로를 개방하거나 폐쇄하는 댐퍼;를 더 포함할 수 있다. 상기 제어 방법은, 상기 프로세서에 의해, 개별적으로 및/또는 집단적으로, 상기 환기 시스템이 상기 제1 모드로 동작 시 상기 바이패스 유로를 개방하기 위해 상기 댐퍼를 개방하는 것;을 더 포함할 수 있다.
상기 댐퍼를 개방하는 것은, 상기 제1 모드에서 상기 실내 공기의 제2 온도가 상기 제1 열교환기와 상기 제2 열교환기를 통과한 공기의 제3 온도보다 높은 것에 기초할 수 있다.
개시된 환기 시스템 및 그 제어 방법은 실외 공기가 전열교환기를 통과하기 전에 실외로부터 흡입되는 공기에 포함된 수분을 제거하고 공기를 냉각하거나 가열할 수 있다. 따라서 실내 공간에 적절한 습도와 온도를 공기가 공급될 수 있다.
개시된 환기 시스템 및 그 제어 방법은 전열교환기의 동결을 방지함으로써 실외 온도가 낮은 환경에서도 전열교환기의 활용성을 높일 수 있다.
또한, 개시된 발명은 설정에 따라 실외 공기의 유입을 허용하거나 실외 공기의 유입을 차단할 수 있는 환기 시스템 및 그 제어 방법을 제공한다.
한편, 개시된 실시예들은 컴퓨터에 의해 실행 가능한 명령어를 저장하는 저장매체의 형태로 구현될 수 있다. 명령어는 프로그램 코드의 형태로 저장될 수 있으며, 프로세서에 의해 실행되었을 때, 프로그램 모듈을 생성하여 개시된 실시예들의 동작을 수행할 수 있다.
기기로 읽을 수 있는 저장매체는, 비일시적(non-transitory) 저장매체의 형태로 제공될 수 있다. 여기서, '비일시적 저장매체'는 실재(tangible)하는 장치이고, 신호(signal)(예: 전자기파)를 포함하지 않는다는 것을 의미할 뿐이며, 이 용어는 데이터가 저장매체에 반영구적으로 저장되는 경우와 임시적으로 저장되는 경우를 구분하지 않는다. 예로, '비일시적 저장매체'는 데이터가 임시적으로 저장되는 버퍼를 포함할 수 있다.
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 어플리케이션 스토어(예: 플레이 스토어TM)를 통해 또는 두개의 사용자 장치들(예: 스마트폰들) 간에 직접, 온라인으로 배포(예: 다운로드 또는 업로드)될 수 있다. 온라인 배포의 경우에, 컴퓨터 프로그램 제품(예: 다운로더블 앱(downloadable app))의 적어도 일부는 제조사의 서버, 어플리케이션 스토어의 서버, 또는 중계 서버의 메모리와 같은 기기로 읽을 수 있는 저장 매체에 적어도 일시 저장되거나, 임시적으로 생성될 수 있다.
이상에서와 같이 첨부된 도면을 참조하여 개시된 실시예들을 설명하였다. 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고도, 개시된 실시예들과 다른 형태로 본 발명이 실시될 수 있음을 이해할 것이다. 개시된 실시예들은 예시적인 것이며, 한정적으로 해석되어서는 안 된다.

Claims (15)

  1. 실외 공기가 하우징 내로 흡입되는 제1 흡입구, 실내 공기가 하우징 내로 흡입되는 제2 흡입구, 상기 실외 공기를 실내 공간으로 토출하는 제1 배출구 및 상기 실내 공기를 외부 공간으로 배출하는 제2 배출구를 포함하는 하우징;
    실외 공기와 실내 공기 간 열교환을 수행하는 전열교환기;
    상기 제1 흡입구와 상기 전열교환기 사이에 마련되는 제1 열교환기;
    상기 제1 흡입구와 상기 제1 열교환기 사이에 마련되는 제2 열교환기;
    상기 제1 열교환기와 상기 제2 열교환기로 냉매를 공급하는 압축기;
    상기 냉매가 흐르는 방향을 전환하는 사방 밸브;
    상기 냉매를 팽창시키기 위해 상기 제1 열교환기의 입구에 마련되는 밸브를 포함하는 제1 팽창 장치;
    상기 냉매를 팽창시키기 위해 상기 제1 열교환기와 상기 제2 열교환기 사이에 마련되는 밸브를 포함하는 제2 팽창 장치; 및
    프로세싱 회로를 포함하는 적어도 하나의 프로세서;를 포함하고,
    상기 적어도 하나의 프로세서는
    습도 센서에 의해 검출되는 상기 실외 공기의 제1 습도와 상기 실내 공기의 제2 습도 및 온도 센서에 의해 검출되는 상기 실외 공기의 제1 온도와 상기 실내 공기의 제2 온도에 기초하여, 환기 시스템의 동작 모드를 결정하고,
    상기 환기 시스템의 동작 모드에 기초하여 상기 압축기, 상기 사방 밸브, 상기 제1 팽창 장치 및 상기 제2 팽창 장치를 제어하는 환기 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 프로세서는
    상기 실외 공기를 건조시키고 냉각하기 위한 제1 모드, 상기 실외 공기를 건조시키고 가열하기 위한 제2 모드, 상기 실외 공기를 가열하기 위한 제3 모드, 또는 상기 압축기의 동작을 정지시키는 제4 모드를, 환기 시스템의 동작 모드로 결정하는 환기 시스템.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 프로세서는
    상기 제3 모드에서 상기 냉매의 흐름 방향이 상기 제1 모드와 상기 제2 모드에서 상기 냉매의 흐름 방향과 반대가 되도록 상기 사방 밸브를 제어하는, 환기 시스템.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 프로세서는
    상기 제1 모드에서 상기 제1 팽창 장치에 의해 상기 냉매가 팽창되도록 상기 제1 팽창 장치의 개도를 조절하거나,
    상기 제2 모드에서 상기 제1 팽창 장치에 의한 상기 냉매의 팽창 없이 상기 제2 팽창 장치에 의해 상기 냉매가 팽창되도록 상기 제2 팽창 장치의 개도를 조절하거나,
    상기 제3 모드에서 상기 제2 팽창 장치가 상기 냉매를 팽창시키지 않도록 상기 제2 팽창 장치를 제어하는 환기 시스템.
  5. 제2항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 프로세서는
    상기 실외 공기의 상기 제1 습도와 상기 실내 공기의 상기 제2 습도의 제1 차이값이 제1 기준값보다 큰 경우, 상기 실외 공기의 상기 제1 온도와 상기 실내 공기의 상기 제2 온도의 제2 차이값이 제2 기준값보다 큰지 여부에 기초하여, 상기 환기 시스템의 동작 모드를 상기 제1 모드 또는 상기 제2 모드로 결정하는 환기 시스템.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 프로세서는
    상기 제2 차이값이 상기 제2 기준값보다 큰 것에 기초하여, 상기 환기 시스템의 동작 모드를 상기 제1 모드로 결정하거나,
    상기 제2 차이값이 상기 제2 기준값보다 작거나 같은 것에 기초하여, 상기 환기 시스템의 동작 모드를 상기 제2 모드로 결정하는 환기 시스템.
  7. 제2항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 프로세서는
    상기 실외 공기의 상기 제1 습도와 상기 실내 공기의 상기 제2 습도의 제1 차이값이 제1 기준값보다 작거나 같은 경우, 상기 실외 공기의 상기 제1 온도가 기준 온도보다 낮은지 여부에 기초하여, 상기 환기 시스템의 동작 모드를 상기 제3 모드 또는 상기 제4 모드로 결정하는 환기 시스템.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 프로세서는
    상기 실외 공기의 상기 제1 온도가 상기 기준 온도보다 낮은 것에 기초하여, 상기 환기 시스템의 동작 모드를 상기 제3 모드로 결정하거나,
    상기 실외 공기의 상기 제1 온도가 상기 기준 온도보다 높거나 같은 것에 기초하여, 상기 환기 시스템의 동작 모드를 상기 제4 모드로 결정하는 환기 시스템.
  9. 제2항에 있어서,
    상기 제1 흡입구와 상기 제1 배출구 사이에 배치되고 상기 전열교환기를 우회하는 바이패스 유로를 개방하거나 폐쇄하는 댐퍼;를 더 포함하고,
    상기 적어도 하나의 프로세서는
    상기 환기 시스템이 상기 제1 모드로 동작 시 상기 바이패스 유로를 개방하기 위해 상기 댐퍼를 개방하는 환기 시스템.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 제1 열교환기와 상기 전열교환기 사이에 마련되고, 상기 제1 열교환기와 상기 제2 열교환기를 통과한 공기의 온도를 검출하는 열교환 온도 센서;를 더 포함하고,
    상기 적어도 하나의 프로세서는
    상기 제1 모드에서 상기 실내 공기의 제2 온도가 상기 열교환 온도 센서에 의해 검출되는 제3 온도보다 높은 것에 기초하여 상기 댐퍼를 개방하는 환기 시스템.
  11. 하우징의 제1 흡입구를 통해 흡입되는 실외 공기와 상기 하우징의 제2 흡입구를 통해 흡입되는 실내 공기 간 열교환을 수행하는 전열교환기 및 상기 제1 흡입구와 상기 전열교환기 사이에 마련되는 제1 열교환기와 제2 열교환기를 포함하는 환기 시스템의 제어 방법에 있어서,
    습도 센서에 의해, 상기 실외 공기의 제1 습도와 상기 실내 공기의 제2 습도를 검출하고;
    온도 센서에 의해, 상기 실외 공기의 제1 온도와 상기 실내 공기의 제2 온도를 검출하고;
    적어도 하나의 프로세서에 의해, 상기 실외 공기의 상기 제1 습도, 상기 실내 공기의 상기 제2 습도, 상기 실외 공기의 상기 제1 온도 및 상기 실내 공기의 상기 제2 온도에 기초하여, 상기 환기 시스템의 동작 모드를 결정하고;
    상기 적어도 하나의 프로세서에 의해, 상기 환기 시스템의 동작 모드에 기초하여, 상기 열교환기에 냉매를 공급하는 압축기, 상기 냉매가 흐르는 방향을 전환하는 사방 밸브, 상기 냉매를 팽창시키기 위해 상기 제1 열교환기의 입구에 마련되는 밸브를 포함하는 제1 팽창 장치 및 상기 제1 열교환기와 상기 제2 열교환기 사이에 마련되는 밸브를 포함하는 제2 팽창 장치를 제어하는 것;을 포함하는 환기 시스템의 제어 방법.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 환기 시스템의 동작 모드는
    상기 실외 공기를 건조시키고 냉각하기 위한 제1 모드, 상기 실외 공기를 건조시키고 가열하기 위한 제2 모드, 상기 실외 공기를 가열하기 위한 제3 모드, 또는 상기 압축기의 동작을 정지시키는 제4 모드로 결정되는 환기 시스템의 제어 방법.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 제어하는 것은
    상기 제3 모드에서 상기 냉매의 흐름 방향이 상기 제1 모드와 상기 제2 모드에서 상기 냉매의 흐름 방향과 반대가 되도록 상기 사방 밸브를 제어하는 것;을 포함하는 환기 시스템의 제어 방법.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 제어하는 것은,
    상기 제1 모드에서 상기 제1 팽창 장치에 의해 상기 냉매가 팽창되도록 상기 제1 팽창 장치의 개도를 조절하거나;
    상기 제2 모드에서 상기 제1 팽창 장치에 의한 상기 냉매의 팽창 없이 상기 제2 팽창 장치에 의해 상기 냉매가 팽창되도록 상기 제2 팽창 장치의 개도를 조절하거나;
    상기 제3 모드에서 상기 제2 팽창 장치가 상기 냉매를 팽창시키지 않도록 상기 제2 팽창 장치를 제어하는 것;을 포함하는 환기 시스템의 제어 방법.
  15. 제12항에 있어서,
    상기 환기 시스템의 동작 모드를 결정하는 것은
    상기 실외 공기의 상기 제1 습도와 상기 실내 공기의 상기 제2 습도의 제1 차이값이 제1 기준값보다 큰 경우, 상기 실외 공기의 상기 제1 온도와 상기 실내 공기의 상기 제2 온도의 제2 차이값이 제2 기준값보다 큰지 여부에 기초하여, 상기 환기 시스템의 동작 모드를 상기 제1 모드 또는 상기 제2 모드로 결정하는 것;을 포함하는 환기 시스템의 제어 방법.
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