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1. WO2020116866 - CLIMATISEUR ET PROCÉDÉ DE COMMANDE ASSOCIÉ

Document

명세서

발명의 명칭

기술분야

1  

배경기술

2   3   4  

발명의 상세한 설명

기술적 과제

5   6  

과제 해결 수단

7   8   9   10   11   12   13   14   15   16   17   18   19   20   21   22   23  

발명의 효과

24   25   26   27  

도면의 간단한 설명

28   29   30   31   32   33   34   35   36   37  

발명의 실시를 위한 최선의 형태

38   39   40   41   42   43   44   45   46   47   48   49   50   51   52   53   54   55   56   57   58   59   60   61   62   63   64   65   66   67   68   69   70   71   72   73   74   75   76   77   78   79   80   81   82   83   84   85   86   87   88   89   90   91   92   93   94   95   96   97   98   99   100   101   102   103   104   105   106   107   108   109   110   111   112   113   114   115   116   117   118   119   120   121   122   123   124   125   126   127   128   129   130   131   132   133   134  

청구범위

1   2   3   4   5   6   7   8   9   10   11   12   13   14   15  

도면

1   2   3   4   5   6   7   8   9   10  

명세서

발명의 명칭 : 공기조화기 및 그의 제어방법

기술분야

[1]
본 발명은 실내의 이산화탄소와 산소 농도를 조절하여 쾌적한 실내 환경을 조성할 수 있는 공기조화기 및 그의 제어방법에 관한 것이다.

배경기술

[2]
실내 공기 중 휘발성유기화합물과 냄새를 포함하여 산소, 이산화탄소 등 전체 공기 조성물의 농도를 외부와 동일하게 유지할 수 있는 가장 효율적인 방법은 환기이다. 하지만, 최근 외부 공기 오염에 따른 공기질 저하는 환기가 가능한 가정환경에서도 이를 어렵게 만들고 있고 건물의 냉난방 에너지 효율화로 오히려 환기측면에서는 더 어려운 환경으로 변화하고 있다. 이를 극복하기 위해 별도의 전열교환기를 활용한 환기 장치 등이 적용되고 있으나 에너지 소모가 높고 공조기기와의 연결을 위한 라인의 관경이 커져야 한다.
[3]
공기조화기는 냉매의 압축과 팽창에 따른 열교환을 이용하여 실내의 온도와 습도를 제어하는 것이 주요 기능이었으나, 최근 소비자 환경의 변화에 따라 미세먼지를 제거할 수 있는 집진기능과 실내 휘발성유기화합물 등 냄새분자를 제거할 수 있는 탈취기능을 포함하여 실내 공기질의 영향인자들을 대부분 제어할 수 있도록 발전하였다. 하지만, 실내 공기질의 주요 인자 측면에서 제어가 어려운 가장 큰 부분은 인체 또는 애완동물의 호흡에 따른 산소와 이산화탄소 농도의 변화이다. 산소의 경우는 산소발생장치를 내장한 공기조화기(한국등록특허 제0964,366호) 또는 별도의 산소발생기 (한국공개특허 제2002-0007251호)를 활용하여 제어를 하는 기술이 개시되었다.
[4]
종래의 실내 공기질 개선을 위한 장치들은 산소발생장치 또는 이산화탄소 제거장치 등을 활용하여 실내 공기 중 산소를 보충해주거나, 이산화탄소를 제거하는 등 개별적인 제어에 치우쳐져 있다.

발명의 상세한 설명

기술적 과제

[5]
본 발명의 목적은, 실내 공기의 이산화탄소를 제거하고 실내에 산소를 공급하여 쾌적한 실내 환경을 조성할 수 있는 공기조화기 및 그의 제어방법을 제공하는 데에 있다.
[6]
본 발명의 다른 목적은, 구조가 간단하고 제거된 이산화탄소와 산소에서 분리된 잔류물을 효율적으로 배출할 수 있는 공기조화기 및 그의 제어방법을 제공하는 데에 있다.

과제 해결 수단

[7]
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제1실시예에 따른 공기조화기가 제공된다. 공기조화기는, 실내의 공기로부터 이산화탄소를 여과하여 실내로 공급하고, 상기 여과된 이산화탄소를 실외로 배출하는 이산화탄소제거부를 가진 실내기, 실외로부터 유입된 실외공기로부터 산소를 분리하여 실내로 공급하고, 상기 산소가 분리된 잔류물을 실외로 배출하는 산소발생부를 가진 실외기 및 상기 여과된 이산화탄소와 상기 잔류물을 함께 실외로 배출하도록 상기 이산화탄소제거부와 상기 산소발생부를 제어하는 프로세서를 포함한다.
[8]
공기조화기의 배관 구조는 상기 여과된 이산화탄소를 배출하는 제1배기관, 상기 산소발생부는 상기 잔류물을 배출하는 제2배기관, 및 상기 제1배기관과 상기 제2배기관이 합류하는 제3배기관을 포함할 수 있다.
[9]
상기 제3배기관은 벤츄리 연결부 또는 배기펌프를 포함할 수 있다.
[10]
상기 산소발생부는 유입된 외부공기에 압력을 가하는 컴프레서를 포함하며, 상기 컴프레서는 상기 잔류물을 상기 제2배기관과 상기 제3배기관을 통해 배출하고, 상기 여과된 이산화탄소가 상기 제1배기관을 통해 배출되도록 상기 제1배기관과 제3배기관의 사이에 압력 차를 제공할 수 있다.
[11]
상기 실내기와 상기 실외기 사이에서 냉매를 순환시키기 위한 냉매관과 상기 분리된 산소를 공급하는 산소공급관을 더 포함하며, 상기 냉매관과 상기 산소공급관은 일체로 결합되어 연장될 수 있다.
[12]
상기 프로세서는 이산화탄소 여과와 공급을 먼저 수행한 후 상기 산소 분리와 공급을 수행하도록 상기 이산화탄소제거부와 상기 산소발생부를 제어할 수 있다.
[13]
상기 이산화탄소제거부는 제올라이트, MOF(Metal Organic Framework), 다공성 카본 소재 중 하나 이상의 소재로 이루어진 흡착재를 포함할 수 있다.
[14]
상기 이산화탄소제거부는 소정 시간 동안 상기 이산화탄소가 흡착된 상기 흡착재를 열 또는 압력을 가하여 탈락시킬 수 있다.
[15]
상기 공기조화기는 상기 여과된 이산화탄소를 배출하는 제1배기관, 상기 산소발생부의 산소공급구를 연결하는 제1공급관, 상기 제1배기관과 상기 제1공급관을 연결하는 연결관, 산소발생부는 상기 잔류물을 배출하는 제2배기관 및 상기 제1배기관과 상기 연결관 사이에 마련된 제1전환밸브 및 상기 제1공급관과 상기 연결과 사이에 마련된 제2전환밸브를 포함할 수 있다.
[16]
상기 이산화탄소제거부는 실내의 공기로부터 이산화탄소를 여과하여 실내로 공급하는 이산화탄소 제거모드와 상기 여과된 이산화탄소를 실외로 배출하는 이산화탄소 배출모드로 동작하며, 상기 산소공급부는 실외로부터 유입된 실외공기를 가압하여 산소와 잔류물로 분리하여 실내로 공급하는 산소 공급모드와 상기 분리된 잔류물을 실외로 배출하는 산소 배출모드로 동작할 수 있다.
[17]
상기 프로세서는 상기 연결관을 통해 상기 이산화탄소 배출 모드와 상기 산소 공급모드를 순차적으로 수행하도록 상기 제1 및 제2전환밸브를 제어할 수 있다.
[18]
상기 실외기는 송풍팬을 포함하며, 상기 프로세서는 상기 이산화탄소 배출과 상기 잔류물 배출 시에 상기 송풍팬을 동작시킬 수 있다.
[19]
본 발명의 제2실시예에 따른 공기조화기가 제공된다. 공기조화기는 실내기, 실외기 및 상기 실내기와 실외기를 제어하는 프로세서를 구비한다. 상기 실내기 또는 실외기는 실내의 공기로부터 이산화탄소를 여과하여 실내로 공급하고, 상기 여과된 이산화탄소를 실외로 배출하는 이산화탄소제거부 및 실외로부터 유입된 실외공기로부터 산소를 분리하여 실내로 공급하고, 상기 산소가 분리된 잔류물을 실외로 배출하는 산소발생부를 포함한다. 상기 프로세서는, 상기 여과된 이산화탄소와 상기 잔류물을 함께 실외로 배출하도록 상기 이산화탄소제거부와 상기 산소발생부를 제어한다.
[20]
상기 실내기는 상기 이산화탄소제거부와 상기 산소발생부를 포함하며, 상기 실외기는 실외공기를 흡입하는 흡입부와 상기 실내기에서 발생되는 이산화탄소를 배출하는 배출부가 설치될 수 있다.
[21]
상기 실외기는 송풍팬을 포함하며, 상기 흡입부는 상기 송풍팬의 반대측에 위치하고, 상기 배출부는 상기 송풍팬 측에 위치하여 실외로 배출하는 이산화탄소가 상기 흡입부으로 다시 유입되지 않도록 할 수 있다.
[22]
본 발명의 제3실시예에 따른 공기조화기가 제공된다. 공기조화기는 실내의 공기로부터 이산화탄소를 여과하여 실내로 공급하는 이산화탄소 제거모드와 상기 여과된 이산화탄소를 실외로 배출하는 이산화탄소 배출모드로 동작하는 이산화탄소제거부, 실외로부터 유입된 실외공기를 가압하여 산소와 잔류물로 분리하여 실내로 공급하는 산소 분리모드와 상기 분리된 잔류물을 실외로 배출하는 산소 배출모드로 동작하는 산소발생부, 및 상기 여과된 이산화탄소와 상기 분리된 잔류물이 함께 배출되도록 상기 이산화탄소 배출모드와 상기 잔류물 배출모드를 동시에 수행하는 프로세서를 포함한다.
[23]
본 발명의 실시예에 따른 공기조화기의 제어방법이 제공된다. 제어방법은 실내의 공기로부터 이산화탄소를 흡착제로 흡착시켜 여과하여 실내로 공급하도록 이산화탄소제거부를 동작시키는 단계, 상기 흡착된 이산화탄소를 배출하기 위해 탈락시키도록 이산화탄소제거부를 동작시키고, 동시에 실외로부터 유입된 실외공기를 가압하여 산소를 잔류물과 분리하여 실내로 공급하도록 산소공급부를 동작시키는 단계 및 상기 탈락된 이산화탄소와 상기 잔류물을 동시에 배출하도록 상기 이산화탄소제거부와 상기 산소공급부를 제어하는 단계를 포함한다.

발명의 효과

[24]
본 발명에 의하면, 공기조화기의 실내기에 장착된 이산화탄소 제거부를 통해 실내 공기 중 인체영향도가 가장 높고 축적 속도가 빠른 이산화탄소를 먼저 흡착재로 제거하고, 흡착재 재생으로 탈락된 고농도의 이산화탄소를 배출하는 시점에 가압수단이 마련된 산소 발생부를 동작시켜 산소로부터 분리된 질소 등의 잔류물과 탈락 이산화탄소를 외부로 함께 배출하고, 산소 발생부에서 분리된 산소를 실내로 유입시켜 효율적으로 실내 공기를 관리할 수 있다.
[25]
또한, 이산화탄소 제거부와 산소발생부를 별도로 운전할 때 보다 관련 부품 수를 줄일 수 있어, 실내기, 실외기의 공간제약을 극복할 수 있다.
[26]
또한, 실외기와 실내기를 하나의 연결라인으로 연결하고 연결라인의 입출구 측에 별도의 전환밸브를 설치한 후, 이산화탄소 제거부를 먼저 동작시켜 실내 이산화탄소의 농도를 줄이고 흡착된 고농도 이산화탄소를 배출한 뒤 산소 발생부를 동작시켜 부족한 산소농도를 보충해 줌으로써 배관구조가 간단하고 배관설치가 편리하다.
[27]
또한, 실외기와 실내기의 사이에서 이동되는 각 기체의 유로는 실내기와 실외기를 연결하는 냉매관과 일체형으로 별도의 연결라인을 구성함으로써 배관구조가 간단하고 배관설치가 편리하다.

도면의 간단한 설명

[28]
도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 공기조화기를 나타내는 사시도이다.
[29]
도 2는 도 1의 배관어셈블리를 나타내는 단면도이다.
[30]
도 3은 본 발명의 제1실시예에 따른 공기조화기의 블록도이다.
[31]
도 4는 본 발명의 제1실시예에 따른 공기조화기의 이산화탄소 제거부와 산소발생부의 구조를 나타내는 도이다.
[32]
도 5는 도 4에서 이산화탄소제거부의 구성을 나타내는 도면이다.
[33]
도 6은 도 4에서 산소발생부의 구성을 나타내는 도면이다.
[34]
도 7은 실내에서 시간에 따른 이산화탄소 및 산소 농도변화를 나타내는 그래프이다.
[35]
도 8은 본 발명의 제1실시예에 따른 공기조화기의 제어과정을 나타내는 순서도이다.
[36]
도 9는 본 발명의 제2실시예에 따른 공기조화기의 이산화탄소제거부와 산소발생부의 구조를 나타내는 도이다.
[37]
도 10은 본 발명의 제2실시예에 따른 공기조화기의 제어과정을 나타내는 순서도이다.

발명의 실시를 위한 최선의 형태

[38]
이하에서는 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명한다. 도면에서 동일한 참조번호 또는 부호는 실질적으로 동일한 기능을 수행하는 구성요소를 지칭하며, 도면에서 각 구성요소의 크기는 설명의 명료성과 편의를 위해 과장되어 있을 수 있다. 다만, 본 발명의 기술적 사상과 그 핵심 구성 및 작용이 이하의 실시예에 설명된 구성 또는 작용으로만 한정되지는 않는다. 본 발명을 설명함에 있어서 본 발명과 관련된 공지 기술 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략하기로 한다.
[39]
본 발명의 실시예에서, 제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용되며, 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 또한, 본 발명의 실시예에서, '구성되다', '포함하다', '가지다' 등의 용어는 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다. 또한, 본 발명의 실시예에서 '상부', '하부', '좌측', '우측', '내측', '외측', '내면', '외면', '전방', '후방' 등의 용어는 도면을 기준으로 정의한 것이며, 이에 의해 각 구성요소의 형상이나 위치가 제한되는 것은 아니다. 또한, 본 발명의 실시예에서, 복수의 요소 중 적어도 하나(at least one)는, 복수의 요소 전부뿐만 아니라, 복수의 요소 중 나머지를 배제한 각 하나 혹은 이들의 조합 모두를 지칭한다.
[40]
도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 공기조화기(1)를 도시한다. 공기조화기(1)는 실내기(10), 실외기(20), 및 실내기(10)와 실외기(20) 사이에서 냉매, 이산화탄소, 산소를 전달하는 배관어셈블리(30)를 포함한다.
[41]
공기조화기(1)는 가정용 에어컨, 시스템에어컨, 공조장치, 환기장치, 공기청정장치, 가습장치 및 히터 중 적어도 하나를 더 포함할 수 있다.
[42]
실내기(10)는 스탠드형 실내기, 벽걸이형 실내기 및 천장형 실내기 중 어느 것이라도 적용 가능하나, 도면 1에서는, 스탠드형 실내기(10)를 예로 들어 설명한다.
[43]
실내기(10)는 실외기(20)로부터 냉매를 공급받아 실내로 냉온의 공기를 토출한다. 실내기(10)는 실외기(20)로부터 산소를 공급받아 실내로 토출한다. 실내기(10)는 실내공기를 흡입하여 이산화탄소를 흡착한 후 다시 실내로 토출한다. 또한, 실내기(10)와 실외기(20)는 통신 라인으로 연결되거나 또는 전력선을 이용하여 통신함으로써 입력되는 운전설정에 따라 동작한다.
[44]
실내기(10)는 실내 열교환기(미도시)와, 팬(미도시), 공급되는 냉매가 팽창되는 팽창밸브(미도시)를 포함한다.
[45]
실외기(20)는 압축 및 증발된 냉매를 실내기(10)로 전달한다. 실외기(20)는 실외공기를 흡입하여 산소를 분리하여 배관어셈블리(30)를 통해 실내기(10)로 전달한다.
[46]
실외기(20)는 냉매를 공급받아 압축하는 압축기(미도시)와, 냉매와 실외공기 사이에 열을 교환하는 실외 열교환기(미도시)와, 공급되는 냉매로부터 기체 냉매를 추출하여 압축기로 공급하는 어큐뮬레이터(미도시)와, 난방운전에 따른 냉매의 유로를 선택하는 사방밸브(미도시)를 포함한다. 또한, 다수의 센서, 밸브 및 오일회수기 등을 더 포함할 수 있다.
[47]
도 2는 배관어셈블리(30)의 단면도이다. 배관어셈블리(30)는 실내기(10)와 실외기(20) 사이에서 냉매를 주고받는 냉매관(32,34), 실내기(10)에서 제거(흡착)된 이산화탄소를 배출하는 제1배기관(36) 및 실외기(20)에서 생성한 산소를 실내기(10)로 전달하는 공급관(38)을 포함한다. 냉매관(32,34), 제1배기관(36) 및 공급관(38)은 단열재(31)로 일체로 감싸진다. 냉매관(32,34), 제1배기관(36) 및 공급관(38)은 각각 개별적으로 제작될 수도 있고 동일한 재료로 일체로 사출로 제작될 수도 있다. 물론, 냉매관(32,34)은 동관으로 각각 제작되고, 제1배기관(36)과 공급관(38)은 플라스틱으로 사출 제작될 수도 있다. 냉매관(32,34), 제1배기관(36) 및 공급관(38)이 일체로 제작될 경우, 배관구조와 배관설치가 간단해 질수 있다.
[48]
도 3의 본 발명의 실시예에 따른 공기조화기(1)의 블록도이다.
[49]
실내기(10)는, 실내기 통신부(11), 제1메모리(12), 제1프로세서(13), 입력부(14), 전원공급부(15), 제1송풍팬(16), 제1팬 구동부(17), 이산화탄소센서(18), 이산화탄소제거부(19)를 구비할 수 있다.
[50]
실내기 통신부(11)는, 적어도 하나의 통신모듈을 포함할 수 있으며, 실외기(20)와 연결된 통신 라인을 통해 데이터, 제어명령 등을 교환하거나, 상호 통신함으로써 실내기(10)에 입력되는 운전설정에 따라 실외기(20)를 동작시킬 수 있다.
[51]
또한, 실내기(10)와 실외기(20)의 통신 방법은, 유선통신뿐만 아니라, 와이파이(Wi-fi), 블루투스(Bluetooth), 비콘(Beacon), 지그비(zigbee)등의 무선 통신 방식일 수 있다.
[52]
제1메모리(12)는, 제1프로세서(13)의 처리 또는 제어를 위한 프로그램 등, 실내기(10) 전반의 동작을 위한 다양한 데이터를 저장할 수 있다. 제1메모리(12)는, 실외기(20)를 제어하는데 따른 기준데이터와, 실내기 통신부(11)를 통해 송수신 되는 데이터가 저장될 수 있다.
[53]
제1프로세서(13)는, 실외기(20)로부터 수신되는 데이터에 대응하여 실내기(10)의 각 구성요소들을 전반적으로 동작을 제어하고, 실내기 통신부(11)를 통한 데이터 송수신을 제어할 수 있다.
[54]
제1프로세서(13)는 전원공급부(15)를 통해 실외기(20)에 공급되는 전원을 제어할 수 있다.
[55]
제1프로세서(13)는 이산화탄소센서(18)가 감지한 실내의 이산화탄소 농도에 따라 이산화탄소제거부(19)의 동작을 제어할 수 있다. 제1프로세서(13)는 이산화탄소제거부(19)의 이산화탄소제거모드와 이산화탄소배출모드를 제어할 수 있다.
[56]
입력부(14)는 실내기(10)에 부착되는 복수의 버튼 또는 터치 스크린을 구비할 수 있다. 입력부(14)는 복수의 버튼 또는 터치 스크린을 통해, 실내기(10)의 전원을 온 시켜, 동작시키는 것이 가능하다. 입력부(14)는 이산화탄소제거부(19)의 동작 조건, 예를 들면 실내의 이산화탄소농도를 입력할 수 있다.
[57]
입력부(14)는 전원 입력뿐만 아니라, 이산화탄소제거명령, 운전 명령, 시운전 명령, 테스트 운전, 주소 설정, 통신 오류가 발생한 경우 실외기(20)의 운전 주파수 설정, 통신 오류가 발생한 경우 실내기(10)의 운전 모드 설정 등에 대한 명령을 입력할 수도 있다.
[58]
전원공급부(15)는 제1프로세서(13)의 제어에 의해, 각 구성요소들의 동작에 필요한 전원을 공급할 수 있다.
[59]
제1송풍팬(16)은 모터와 팬으로 구성될 수 있으며, 제1팬 구동부(17)의 제어에 의해 모터가 동작함에 따라 회전하게 된다.
[60]
제1팬 구동부(17)는 제1송풍팬(16)의 구동을 위한 회로를 구비할 수 있다. 제1팬 구동부(17)는 제1프로세서(13)의 제어신호에 대응하여, 제1송풍팬(16)을 제어할 수 있다. 제1팬 구동부(17)는 제1송풍팬(16)으로 동작 전원을 공급하여 회전동작 및 회전속도를 제어할 수 있다.
[61]
이산화탄소센서(18)는 실내의 이산화탄소농도를 실시간을 감지하여 제1프로세서(13)에 제공할 수 있다. 제1프로세서(13)는 실내의 이산화탄소농도가 소정 값을 초과하면 이산화탄소제거부(19)를 동작시켜 실내의 이산화탄소를 제거할 수 있다.
[62]
실내기(10)는 실내의 공에 포함된 산소 센서(미도시)를 더 포함할 수 있다.
[63]
이산화탄소제거부(19)는 실내의 공기를 흡입하여 이산화탄소를 흡착 제거한 후에 실내로 다시 순환시킬 수 있다. 이산화탄소제거부(19)는 흡착된 이산화탄소를 탈락시켜 배관어셈블리(30)의 제1배기관(36)을 통해 실외기(20)로 배출할 수 있다. 이산화탄소제거부(19)에 대한 구성 및 동작 설명은 별도로 상세히 설명한다.
[64]
실외기(20)는, 실외기 통신부(21), 제2메모리(22), 제2프로세서(23), 압축기(24), 압축기 구동부(25), 제2송풍팬(26), 제2팬 구동부(27), 및 산소발생부(28)를 구비할 수 있다.
[65]
실외기 통신부(21)는 적어도 하나의 통신모듈을 포함할 수 있으며, 실내기(10)와 연결된 통신 라인을 통해 데이터를 교환하거나, 상호 통신함으로써 운전 상태 정보를 교환할 수 있다.
[66]
실내기(10)와 실외기(20)의 통신 방법은 유선통신 방법뿐만 아니라, 와이파이(Wi-fi), 블루투스(Bluetooth), 비콘(Beacon), 지그비(zigbee)등의 무선 통신 방식일 수 있다.
[67]
제2메모리(22)는 제2프로세서(23)의 처리 또는 제어를 위한 프로그램 등, 실외기(20) 전반의 동작을 위한 다양한 데이터를 저장할 수 있다. 예를 들어, 제2메모리(22)는 실외기(20)의 동작 제어를 위한 제어 데이터, 실외기 운전 중 감지되는 데이터 및 입출력되는 데이터가 저장될 수 있다.
[68]
제2메모리(22)는 압축기(24), 제2송풍팬(26), 산소발생부(28)를 제어하는데 따른 기준데이터와, 실외기 통신부(21)를 통해 송수신 되는 데이터가 저장될 수 있다.
[69]
제2프로세서(23)는 실외기(20) 내의 각 유닛의 전반적인 동작을 제어할 수 있다.
[70]
제2프로세서(23)는 실내기(10)로부터 수신되는 데이터에 대응하여 실외기(20)의 동작을 제어하고, 실외기 통신부(21)를 통한 데이터 송수신을 제어할 수 있다.
[71]
제2프로세서(23)는, 실내기(10)로부터, 전원을 받아 각 유닛의 전반적인 동작을 제어할 수 있다.
[72]
제2프로세서(23)는, 실내기(10)로부터 수신되는 운전 설정에 따라 압축기(24), 제2송풍팬(26), 및 산소발생부(28)를 제어하는 제어신호를 각각 생성하여 압축기 구동부(25), 제2팬 구동부(27) 및 산소발생부(28)로 제공할 수 있다.
[73]
제2프로세서(23)는, 복수의 센서로부터 입력되는 데이터에 대응하여 압축기(24)의 냉매, 제2송풍팬(26), 산소발생부(28)의 상태를 판단하고, 그에 대응하여 제어명령을 생성하여 압축기 구동부(25), 제2팬 구동부(27), 산소발생부(28)로 인가할 수 있다.
[74]
압축기(24)는 냉매를 압축 증발시켜 실내기(10)에 제공한다.
[75]
압축기 구동부(25)는 압축기(24)의 구동을 위한 회로를 구비하여, 압축기(24)를 구동할 수 있다. 이 경우 압축기 구동부(25)는 압축기(24)가 특정 운전 주파수로 동작하도록 압축기(24)의 모터로 동작 전원을 공급할 수 있다. 그에 따라 압축기(24)는 유입되는 저온 저압의 냉매를 압축하여 고온 고압의 냉매를 토출 한다.
[76]
압축기 구동부(25)는, 제2프로세서(23)의 제어 명령에 따라 압축기(24)를 소정 주파수로 구동할 수 있고, 실내기(10)와의 통신 오류가 발생한 경우, 사전 설정된 주파수로 압축기(24)를 구동할 수 있다.
[77]
제2송풍팬(26)은 실외 열교환기에 구비되어 압축기(24)로부터 공급되는 냉매가 열교환기로 유입되어 실외 공기와 열교환 되도록 실외공기를 흡입하여 공급하고, 열교환 된 공기를 실외로 토출할 수 있다. 이 경우 제2송풍팬(26)은 모터와 팬으로 구성될 수 있으며, 제2팬 구동부(27)의 제어에 의해 모터가 동작함에 따라 팬이 회전하게 된다.
[78]
제2팬 구동부(27)는 팬 구동을 위한 회로를 구비하여, 팬을 구동할 수 있다. 제2팬 구동부(27)는 제2프로세서(23)의 제어신호에 대응하여 제2송풍팬(26)을 제어할 수 있다. 제2팬 구동부(27)는 제2송풍팬(26)으로 동작 전원을 공급하여 회전동작 및 회전속도를 제어할 수 있다.
[79]
산소발생부(28)는 실외공기를 흡입하여 산소를 발생하고, 산소 이외의 잔류물은 실외로 배출할 수 있다. 산소발생부(28)는 발생된 산소를 배관어셈블리(30)의 공급관(38)을 통해 실내기(10)로 공급할 수 있다.
[80]
도 4는 본 발명의 제1실시예에 따른 공기조화기(1)의 이산화탄소 제거부(19)와 산소발생부(28)의 연결구조를 나타내는 도이고 도 5는 이산화탄소제거부(19)의 구조를 나타내는 도이고, 도 6은 산소발생부(28)의 구조를 나타내는 도이다.
[81]
이산화탄소제거부(19)는 실내기(10)에 설치되고, 산소발생부(28)는 실외기(20)에 설치된다.
[82]
이산화탄소제거부(19)는 실내공기를 흡입하는 내기흡입부(191), 흡입된 실내공기로부터 이산화탄소가 제거된 공기를 실내로 제공하는 공기토출관(193), 및 실내공기로부터 흡착 제거된 이산화탄소를 배출하는 제1배기관(36)을 포함한다.
[83]
산소발생부(28)는 실외공기를 흡입하는 외기흡입부(281), 발생된 산소를 실내기(10)로 공급하는 공급관(38), 및 산소 이외의 잔류물을 배출하는 제2배기관(35)을 포함한다.
[84]
제1배기관(36)과 제2배기관(35)은 실외기(20)에서 제3배기관(37)에 의해 하나로 합류한다. 이에 의해, 제3배기관(37)에서 합류된, 실내공기에서 분리된 이산화탄소와 산소발생부(28)에서 발생된 산소 이외의 잔류물은 실외기(20)의 배출부(202)를 통해 실외로 함께 배출된다. 이때, 배출부(202)와 외기흡입부(281)는 서로 떨어지도록 배치하여 배출부(202)를 통해 배출되는 이산화탄소와 잔류물이 외기흡입부(281)으로 흡입되는 것을 방지할 수 있다. 또한, 제2프로세서(도 3의 23)는 배출부(202)를 통해 이산화탄소 및/또는 잔류물을 배출하는 타이밍에 맞게 제2송풍팬(26)을 구동하여 멀리 날려버릴 수 있다. 이에 의해, 이산화탄소 및/또는 잔류물이 산소발생부(28)로 재 흡입되는 것을 방지할 수 있다.
[85]
이산화탄소제거부(19)로부터 공기토출관(193)을 통해 전달된 이산화탄소가 제거된 공기와 산소발생부(28)의 공급관(38)을 통해 공급된 산소는 실내기(10)의 토출부(102)를 통해 실내로 토출된다.
[86]
도 5는, 이른바, Packed bed 타입의 이산화탄소제거부(19)를 나타내고 있다. 물론, 이산화탄소제거부(19)는 Packed bed 타입 이외에 로터 방식과 같은 다른 타입이 적용될 수도 있다.
[87]
도시된 바와 같이, 이산화탄소제거부(19)는 내부에 이산화탄소를 흡착하는 흡착재(192)가 채워진 베드(bed)(190), 베드(190) 내에 흡착재(192)를 둘러싸도록 배치된 히터(194)를 포함한다.
[88]
흡착재(192)는 제올라이트, MOF(Metal Organic Framework), 다공성 카본 소재 중 하나 이상의 소재로 이루질 수 있다.
[89]
이산화탄소제거부(19)는 내기흡입부(191)를 통해 실내공기를 흡입하여 베드(190) 내의 흡착재(192) 사이를 통과시켜 이산화탄소를 흡착 제거한다. 이와 같이 이산화탄소가 제거된 공기는 공기토출관(193)으로 공급된다. 한편, 소정 시간 동안 이산화탄소의 제거를 수행하면 베드(190) 내의 흡착재(192)에 이산화탄소가 흡착된다. 흡착재(192)에 흡착된 이산화탄소는 히터(194)에 의한 가열, 또는 펌프에 의한 가압으로 탈락되어 제1배기관 (36)을 통해 실외기(20)로 배출한다.
[90]
실내공기의 이산화탄소 제거과정과 흡착된 이산화탄소를 배출하는 과정을 동시에 수행하기 위해서는 추가적으로 베드를 병렬 설치하고 2개의 베드를 이용하여 교번으로 이산화탄소의 제거와 배출을 수행할 수도 있다. 또한, 실내공기의 이산화탄소 제거과정과 흡착된 이산화탄소를 배출하는 과정을 동시에 수행하는 다른 방법으로는 로터 방식의 이산화탄소제거부를 적용할 수도 있다.
[91]
도 6은 산소발생부(28)는 실외공기기를 흡입하는 외기흡입부(281), 실외공기를 압축하는 컴프레서(282), 컴프레서(282)를 구동하는 모터(283), 압축된 공기를 냉각시키는 열교환기(284), 수격 작용을 흡수, 완화시키기 위한 서지탱크(surge tank)(285), 4웨이 솔레노이드 밸브(286), 가스 성분에 따라 흡착력이 다른 분자체가 채워진 한 쌍의 분자체 베드(Molecular Sieve Bed)(287-1,287-2), 감압 오리피스(Pressure Reducing Orifice)(288), 크로스오버 밸브(289), 산소저장탱크(290) 및 제어회로(291)를 포함한다.
[92]
도 6에서, 컴프레서(282)에서 압축된 공기는 흡착과정에서의 흡착력을 높이기 위하여 열교환기(284)에서 온도를 낮춘 후 두개의 분자체 베드(287-1,287-2) 중 한 개(287-1)에 주입된다. 공기중의 질소분자는 흡착력의 차이에 따라 산소분자 보다 먼저 분자체에 흡착된다. 분자체가 질소분자에 의해 포화되면 제어회로(291)에 의해 솔레노이드 밸브(286)를 조작하여 다른 베드(287-2)로 압축 공기가 이송되게 되어 산소를 생산한다.
[93]
한편, 질소가스로 포화된 베드(287-1)는 분자체의 재생을 위하여 퍼지(Purge) 과정을 수행한다. 퍼지 과정에서 포화된 베드(287-1)에서 분리된 잔류물은 제2배기관(35)을 통해 배출된다.
[94]
분자체 베드(287-1,287-2)를 통과한 농축된 산소는 오리피스(288)를 통과한 후 산소저장 탱크(290)로 저장된 후 공급관(38)을 통해 실내기(10)로 전달된다. 이렇게 생산된 산소 중 대부분은 감압 오리피스(288)를 통과하여 질소로 포화된 베드(287-2)를 퍼지하기 위하여 사용되며 생산된 산소의 일부분만이 실내기(10)에 전달된다.
[95]
상술한 반복 공정은 매 수십 초 마다 이루어지며, 분자체는 연속해서 흡/탈착을 반복할 수 있다. 이러한 흡/탈착의 반복 공정 가운데 두 개의 베드(287-1,287-2)가 서로 흡/탈착을 변경할 때 솔레노이드 밸브(286)는 베드(287-1,287-2)로 주입되는 모든 유체를 순간적으로 차단하며, 크로스오버 밸브(289)를 열어 두 개의 베드(287-1,287-2) 사이의 압력의 평형을 유지한다.
[96]
다른 실시예로서, 산소발생부(28)의 컴프레서(282)는 냉매를 압축하는 용도로 함께 사용될 수도 있다.
[97]
다른 실시예로서, 이산화탄소제거부(19)와 산소발생부(28)가 모두 실내기(10) 또는 실외기(20)에 설치될 수도 있다. 만일, 이산화탄소제거부(19)와 산소발생부(28)가 모두 실내기(10)에 설치되는 경우, 산소발생부(28)의 실외공기를 흡입하는 외기흡입부(281)는 실내기(10)로 연장하는 추가 배관(미도시)이 마련될 수 있다. 만일 이산화탄소제거부(19)와 산소발생부(28)가 모두 실외기(20)에 설치되는 경우, 실내공기를 토출하는 공기토출관(193)은 실외기(20)로부터 실내기(10) 사이에 이산화탄소가 제거된 공기를 공급하는 배관(미도시)이 추가로 마련될 수 있다.
[98]
이하, 본 발명의 제1실시예에 따른 공기조화기(1)의 제어방법을 상세히 설명한다.
[99]
도 7은 실내에서 시간에 따른 이산화탄소 및 산소 농도변화를 나타내는 그래프로서, 5평 공간의 실내에 성인 2명이 있을 경우 시간에 따른 산소와 이산화탄소의 농도 측정 결과이다. 그래프(a)에 나타낸 바와 같이, 산소의 경우는 호흡에 의해 점차 소모되어 대기 평균농도인 21%에서 8시간 후 20% 수준으로 서서히 감소하며, 그래프(b)에 나타낸 바와 같이 이산화탄소는 호흡에 의해 발생 및 축적되어 2시간 후에 3000ppm 이상으로 빠르게 증가한다. 따라서, 최적의 실내 공기 조성을 산소농도 21~22%, 이산화탄소 1000ppm 이하라고 가정하고, 각 기체의 시간 별 농도 변화와 기체에 대한 인체 반응 농도를 비교해보면, 산소는 20% 이하부터 반응을 시작하고, 이산화탄소는 3000ppm 이상부터 반응을 시작한다. 따라서, 이산화탄소와 산소 중 더 빠른 시간 내에 인체에 영향을 미치는 기체는 이산화탄소이므로 이를 먼저 제거하여야 함을 알 수 있다.
[100]
이러한 사실을 기초로 본 발명의 제1실시예에 따른 공기조화기(1)를 제어하는 과정을 도 8을 참조하여 설명한다.
[101]
도 8은 본 발명의 제1실시예에 따른 공기조화기의 제어과정을 나타내는 순서도이다.
[102]
단계 S11에서, 이산화탄소센서(18)에 의한 실내의 이산화탄소 농도 감지하여 1000ppm을 초과할 경우 이산화탄소제거부(19)의 동작을 개시한다. 물론, 사용자가 입력부(14)를 통해 이산화탄소제거부(19)의 동작 명령을 입력할 수도 있다.
[103]
단계 S12에서, 이산화탄소제거부(19)의 동작이 개시되면 실내 공기를 흡입하는 내기흡입부(191) 측 펌프 또는 팬모터(미도시)의 동작이 개시된다.
[104]
단계 S13에서, 이산화탄소제거부(19)는 흡착재(192)로 이산화탄소의 흡착과 재생을 반복하는 구조로서, 일정 시간 동안 흡착이 진행되면 열 또는 압력을 제어하여 이전에 흡착된 이산화탄소를 탈락시켜 고농도의 이산화탄소를 외부로 배출한다.
[105]
단계 S14에서, 단계 S13의 시점에서 실외기(20)에 설치된 산소발생 부(28)의 동작이 개시된다.
[106]
단계 S15에서, 이산화탄소제거부(19)에서 탈락된 이산화탄소와 산소발생부(28)에서 분리된 산소 이외의 잔류물(주로 질소)을 함께 제3배기관(37)을 통해 실외로 배출한다. 이때, 제1배기관(36)을 통해 이산화탄소를 배출하는 방법은 산소발생부(28)에 잔류물을 배출하기 위해 컴프레서(282)로 가압함에 따라 제1배기관(36)과 제3배기관(37) 사이의 압력 차를 이용한다. 이러한 방법은 실내기(10)와 실외기(20)의 거리가 가까울 경우에 유효하다. 만일 실내기(10)와 실외기(20)의 거리가 멀어 압력이 낮거나 소음이 심한 경우 제3배기관(37)에 배기펌프(미도시)를 설치하거나 압력 손실 방지를 위한 벤츄리관(미도시)을 설치함으로써 효과적으로 이산화탄소와 잔류물을 배출할 수 있다.
[107]
상술한 바와 같이, 이산화탄소의 제거를 먼저하고 이후 산소발생을 해야 하는 이유는,
[108]
첫째, 전술한 바와 같이 실내 공기 중 산소의 감소속도보다 이산화탄소의 발생속도가 높고,
[109]
둘째 산소발생부(28)에 멤브레인 방식 또는 PSA (Pressure Swing Adsorption) 방식을 주로 적용하는데 두 방식 모두 가압을 통한 질소와 산소의 분리를 위해 컴프레서 또는 고용량 펌프 등의 가압수단이 필수부품이므로 가압 시 발생되는 압력차이를 이용해 이산화탄소제거부(19)에서 배출되는 고농도 이산화탄소와 산소발생부(28) 에서 분리된 잔류물을 하나로 합쳐서 외부로 배출하기 위한 것이다.
[110]
가압수단, 예를 들면 컴프레서의 경우 농축 산소(토출 산소 농도 40% 이상, 유량 5LPM 이상 기준)를 만들기 위해 10~30Psi의 압력이 분리막에 인가되어야 하며, 잔류물 분리 측의 압력이 유지되는 구조의 경우 5Psi의 압력 차를 유지시킬 수 있어 고농도 이산화탄소를 같이 배출이 가능하다.
[111]
이와 같이, 이산화탄소제거부(19)와 산소발생부(28)의 운전시점을 다르게 하여 실내에서 배출되는 고농도 이산화탄소와 실외기(28)에서 분리된 잔류물을 하나의 배기수단으로 합쳐서 배출할 경우 시스템을 단순화할 수 있고 효율적인 시스템 운영이 가능하다.
[112]
단계 S16에서, 실내 공기에 포함된 이산화탄소의 농도를 측정한다. 만일 이산화탄소의 농도가 아직도 1000ppm 초과하면 이전 단계 S12~S15를 반복하고 1000ppm이하이면 다음단계를 수행한다.
[113]
단계 S17에서, 실내공기의 이산화탄소가 1000ppm이하이면 이산화탄소제거부(19)의 마지막 재생(이산화탄소의 탈락)이 종료된 후 일정시간 동안 이산화탄소제거부(19) 내부에 잔존하는 이산화탄소 흡착분과 외부까지 연결된 배기관내에 잔존하는 고농도 이산화탄소를 모두 제거함으로써 수명과 시스템의 내구성을 향상시킬 수 있다.
[114]
단계 S18에서, 잔여분의 이산화탄소를 모두 배출시킨 후 산소발생부(28)의 동작을 정지시킨다.
[115]
도 9는 본 발명의 제2실시예에 따른 공기조화기의 이산화탄소 제거부와 산소발생부의 구조를 나타내는 도이다.
[116]
도시한 바와 같이, 이산화탄소제거부(19)는 실내기(10)에 설치되고, 산소발생부(28)는 실외기(20)에 설치된다.
[117]
이산화탄소제거부(19)는 실내공기를 흡입하는 내기흡입부(191), 이산화탄소가 제거된 공기를 실내로 공기토출관(193), 및 실내공기로부터 흡착 제거된 이산화탄소를 배출하는 제1배기관(36)을 포함한다.
[118]
산소발생부(28)는 실외공기를 흡입하는 외기흡입부(281), 발생된 산소를 실내기(10)로 공급하는 공급관(38), 및 산소 이외의 잔류물을 배출하는 제2배기관(35)을 포함한다.
[119]
제1배기관(36)과 공급관(38)은 하나의 연결관(362)에 의해 연결된다. 제1배기관(36)과 연결관(362) 사이에는 전환밸브1(42)이 마련되고 제1배기관(36)과 공급관(38) 사이에는 전환밸브2(44)가 마련된다. 전환밸브 1(42)은 실외기(20)에서 연결관(362)을 통해 공급한 산소를 실내기(10)로 공급하는 제1분기관(382)이 연결된다. 전환밸브2(44)는 실내기(10)에서 연결관(362)을 통해 배출하는 이산화탄소를 제3배기관(37) 측으로 배출하는 제2분기관(366)을 포함한다. 따라서, 단일의 연결관(362)을 통해 이산화탄소 배출하고 산소를 공급하도록 이산화탄소제거부(19)와 산소발생부(28)의 동작을 별도로 제어할 수 있다.
[120]
제2분기관(366), 제2배기관(35) 및 제3배기관(37) 사이에는 배기펌프(50)가 마련되어 이산화탄소와 잔류물을 가제로 배출한다. 이와 같이, 제3배기관(37)으로 합류된 이산화탄소와 잔류물은 배기펌프(50)에 의해 실외기(20)의 배출부(202)를 통해 실외로 배출된다. 배기펌프(50)는 산소발생부(28)의 컴프레서(282)나 압력 손실 방지를 위한 벤츄리관(미도시)으로 대체될 수 있다. 이와 같이, 제3배기관(37)은 배기펌프(50) 또는 벤츄리관을 포함함으로써 실내공기에서 분리된 이산화탄소와 산소발생부(28)에서 발생된 산소 이외의 잔류물을 함께 배출할 수 있다. 이때, 배출부(202)와 외기흡입부(281)는 서로 떨어지도록 배치하여 배출부(202)를 통해 배출되는 이산화탄소와 잔류물이 외기흡입부(281)으로 흡입되는 것을 방지할 수 있다. 또한, 제2프로세서(도 3의 23)는 배출관(202)을 통해 이산화탄소 및/또는 잔류물을 배출하는 타이밍에 맞게 제2송풍팬(26)을 구동시켜 멀리 날려버릴 수 있다.
[121]
이와 같이, 본 발명에 의하면, 공기조화기에서 이산화탄소의 제거와 산소발생기의 동작을 연동시킴으로써 효율적인 운전이 가능하여 에너지 소비를 절약할 수 있다. 또한, 실내공기에서 분리된 이산화탄소와 산소발생부(28)에서 발생된 산소 이외의 잔류물을 함께 배출함으로써 구조 및 그 설치가 간단하고 공간 확보가 용이하다.
[122]
도 10은 본 발명의 제2실시예에 따른 공기조화기의 제어과정을 나타내는 순서도이다.
[123]
단계 S21에서, 이산화탄소센서(18)에 의한 실내의 이산화탄소 농도 감지하여 1000ppm을 초과할 경우 이산화탄소제거부(19)의 동작을 개시한다. 물론, 사용자가 입력부(14)를 통해 이산화탄소제거부(19)의 동작 명령을 입력할 수도 있다.
[124]
단계 S22에서, 이산화탄소제거부(19)의 동작이 개시되면 실내 공기를 흡입하는 내기흡입부(191) 측 펌프 또는 팬모터(미도시)의 동작이 개시된다.
[125]
단계 S23에서, 이산화탄소제거부(19)는 흡착재(192)로 이산화탄소의 흡착과 재생을 반복하는 구조로서, 일정 시간 동안 흡착이 진행되면 열 또는 압력을 제어하여 이전에 흡착된 이산화탄소를 탈락시켜 고농도의 이산화탄소를 외부로 배출한다.
[126]
단계 S24에서, 전환밸브1(42)과 전환밸브2(44)를 이산화탄소 배기 측으로 전환 개방시키고 배기펌프(50)를 가동시킨다.
[127]
단계 S25에서, 배기펌프(50)의 가동에 따라 이산화탄소제거부(19)의 탈락된 이산화탄소는 제1배기관(36), 연결관(362), 및 제2분기관(366)을 통하여 제3배기관(37)으로 배출된다.
[128]
단계 S26에서, 실내 공기에 포함된 이산화탄소의 농도를 측정한다. 만일 이산화탄소의 농도가 아직도 1000ppm 초과하면 이전 단계 S22~S25를 반복하고 1000ppm이하이면 다음단계를 수행한다.
[129]
단계 S27에서, 실내공기의 이산화탄소가 1000ppm이하이면 산소발생부(28)를 동작시킨다.
[130]
단계 S28에서, 전환밸브1(42)과 전환밸브2(44)를 산소 배기 측으로 전환 개방시켜 산소발생기(28)에서 발생된 산소가 공급관(38), 연결관(362) 및 제1분기관(382)를 통해 실내기(10)로 공급된다.
[131]
단계 S29에서, 실내공기의 산소를 측정하여 21%를 초과하는지 판단한다. 만일, 산소가 21%를 이하이면 이전 단계 S27를 실행하고, 초과하면 다음단계를 수행한다.
[132]
단계 S30에서, 실내공기의 산소가 21%를 초과하면 산소발생부(28)의 동작을 중지시킨다.
[133]
다른 실시예로서, 사용자 입력 버튼 (CO2 제거 모드, 산소발생 모드)이 있을 경우에는 상술한 알고리즘을 구간별로 별도 제어하는 것도 가능하다.
[134]
이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형 실시 예들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어서는 안 될 것이다.

청구범위

[청구항 1]
공기조화기에 있어서, 실내의 공기로부터 이산화탄소를 여과하여 실내로 공급하고, 상기 여과된 이산화탄소를 실외로 배출하는 이산화탄소제거부를 가진 실내기; 실외로부터 유입된 실외공기로부터 산소를 분리하여 실내로 공급하고, 상기 산소가 분리된 잔류물을 실외로 배출하는 산소발생부를 가진 실외기; 및 상기 여과된 이산화탄소와 상기 잔류물을 함께 실외로 배출하도록 상기 이산화탄소제거부와 상기 산소발생부를 제어하는 프로세서를 포함하는 공기조화기.
[청구항 2]
제1항에 있어서, 상기 여과된 이산화탄소를 배출하는 제1배기관; 상기 산소발생부는 상기 잔류물을 배출하는 제2배기관; 및 상기 제1배기관과 상기 제2배기관이 합류하는 제3배기관을 더 포함하는 공기조화기.
[청구항 3]
제2항에 있어서, 상기 산소발생부는 유입된 외부공기에 압력을 가하는 컴프레서를 포함하며, 상기 컴프레서는, 상기 잔류물을 상기 제2배기관과 상기 제3배기관을 통해 배출하고, 상기 여과된 이산화탄소가 상기 제1배기관을 통해 배출되도록 상기 제1배기관과 제3배기관의 사이에 압력 차를 제공하는 공기조화기.
[청구항 4]
제1항에 있어서, 상기 실내기와 상기 실외기 사이에서 냉매를 순환시키기 위한 냉매관과 상기 분리된 산소를 공급하는 산소공급관을 더 포함하며, 상기 냉매관과 상기 산소공급관은 일체로 결합되어 연장하는 공기조화기.
[청구항 5]
제1항에 있어서, 상기 프로세서는 이산화탄소 여과와 공급을 먼저 수행한 후 상기 산소 분리와 공급을 수행하도록 상기 이산화탄소제거부와 상기 산소발생부를 제어하는 공기조화기.
[청구항 6]
제1항에 있어서, 상기 이산화탄소제거부는 제올라이트, MOF(Metal Organic Framework), 다공성 카본 소재 중 하나 이상의 소재로 이루어진 흡착재를 포함하는 공기조화기.
[청구항 7]
제1항에 있어서, 상기 여과된 이산화탄소를 배출하는 제1배기관; 상기 산소발생부의 산소공급구를 연결하는 제1공급관; 상기 제1배기관과 상기 제1공급관을 연결하는 연결관; 산소발생부는 상기 잔류물을 배출하는 제2배기관; 및 상기 제1배기관과 상기 연결관 사이에 마련된 제1전환밸브; 및 상기 제1공급관과 상기 연결과 사이에 마련된 제2전환밸브를 포함하는 공기조화기.
[청구항 8]
제7항에 있어서, 상기 이산화탄소제거부는 실내의 공기로부터 이산화탄소를 여과하여 실내로 공급하는 이산화탄소 제거모드와 상기 여과된 이산화탄소를 실외로 배출하는 이산화탄소 배출모드로 동작하며, 상기 산소공급부는 실외로부터 유입된 실외공기를 가압하여 산소와 잔류물로 분리하여 실내로 공급하는 산소 공급모드와 상기 분리된 잔류물을 실외로 배출하는 산소 배출모드로 동작하는 공기조화기.
[청구항 9]
제8항에 있어서, 상기 프로세서는 상기 연결관을 통해 상기 이산화탄소 배출 모드와 상기 산소 공급모드를 순차적으로 수행하도록 상기 제1 및 제2전환밸브를 제어하는 공기조화기.
[청구항 10]
제1항에 있어서, 상기 실외기는 송풍팬을 포함하며, 상기 프로세서는 상기 이산화탄소 배출과 상기 잔류물 배출 시에 상기 송풍팬을 동작시키는 공기조화기.
[청구항 11]
실내기, 실외기 및 상기 실내기와 실외기를 제어하는 프로세서를 구비한 공기조화기에 있어서, 상기 실내기 또는 실외기는, 실내의 공기로부터 이산화탄소를 여과하여 실내로 공급하고, 상기 여과된 이산화탄소를 실외로 배출하는 이산화탄소제거부; 및 실외로부터 유입된 실외공기로부터 산소를 분리하여 실내로 공급하고, 상기 산소가 분리된 잔류물을 실외로 배출하는 산소발생부를 포함하며, 상기 프로세서는, 상기 여과된 이산화탄소와 상기 잔류물을 함께 실외로 배출하도록 상기 이산화탄소제거부와 상기 산소발생부를 제어하는 공기조화기.
[청구항 12]
제11항에 있어서, 상기 실내기는 상기 이산화탄소제거부와 상기 산소발생부를 포함하며, 상기 실외기는 실외공기를 흡입하는 흡입부와 상기 실내기에서 발생되는 이산화탄소를 배출하는 배출부가 설치되는 공기조화기.
[청구항 13]
제12항에 있어서, 상기 실외기는 송풍팬을 포함하며, 상기 흡입부는 상기 송풍팬의 반대측에 위치하고, 상기 배출부는 상기 송풍팬 측에 위치하여 실외로 배출하는 이산화탄소가 상기 흡입부으로 다시 유입되지 않도록 하는 공기조화기.
[청구항 14]
공기조화기에 있어서, 실내의 공기로부터 이산화탄소를 여과하여 실내로 공급하는 이산화탄소 제거모드와 상기 여과된 이산화탄소를 실외로 배출하는 이산화탄소 배출모드로 동작하는 이산화탄소제거부; 실외로부터 유입된 실외공기를 가압하여 산소와 잔류물로 분리하여 실내로 공급하는 산소 분리모드와 상기 분리된 잔류물을 실외로 배출하는 산소 배출모드로 동작하는 산소발생부; 및 상기 여과된 이산화탄소와 상기 분리된 잔류물이 함께 배출되도록 상기 이산화탄소 배출모드와 상기 잔류물 배출모드를 동시에 수행하는 프로세서를 포함하는 공기조화기.
[청구항 15]
실내의 공기로부터 이산화탄소를 흡착제로 흡착시켜 여과하여 실내로 공급하도록 이산화탄소제거부를 동작시키는 단계; 상기 흡착된 이산화탄소를 배출하기 위해 탈락시키도록 이산화탄소제거부를 동작시키고, 동시에 실외로부터 유입된 실외공기를 가압하여 산소를 잔류물과 분리하여 실내로 공급하도록 산소공급부를 동작시키는 단계; 및 상기 탈락된 이산화탄소와 상기 잔류물을 동시에 배출하도록 상기 이산화탄소제거부와 상기 산소공급부를 제어하는 단계를 포함하는 공기조화기의 제어방법.

도면

[도1]

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[도8]

[도9]

[도10]