KR100398031B1 - Evaporator and condenser for the heat pump using the cold air as the heat source - Google Patents
Evaporator and condenser for the heat pump using the cold air as the heat source Download PDFInfo
- Publication number
- KR100398031B1 KR100398031B1 KR10-2000-0057926A KR20000057926A KR100398031B1 KR 100398031 B1 KR100398031 B1 KR 100398031B1 KR 20000057926 A KR20000057926 A KR 20000057926A KR 100398031 B1 KR100398031 B1 KR 100398031B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- heat
- evaporator
- air
- condenser
- refrigerant
- Prior art date
Links
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
- F25B39/00—Evaporators; Condensers
- F25B39/04—Condensers
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
- F25B2339/00—Details of evaporators; Details of condensers
- F25B2339/04—Details of condensers
- F25B2339/041—Details of condensers of evaporative condensers
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
- F25B2339/00—Details of evaporators; Details of condensers
- F25B2339/04—Details of condensers
- F25B2339/045—Condensers made by assembling a tube on a plate-like element or between plate-like elements
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Greenhouses (AREA)
- Central Heating Systems (AREA)
Abstract
본 발명은 저온공기를 열원으로 이용하는 열펌프용 증발기 겸 응축기에 관한 것으로, 이는 하우징(10)과, 이 하우징(10)내에 구불구불한 형상으로 다수열로 배열된 냉매순환파이프(11), 상기 하우징내에 설치된 팬, 상기 냉매순환파이프(11)의 행과 열 사이에 배열되고서 상기 하우징(10)의 상하부로 길게 관통하여 뻗어 있는 다수의 히트파이프(12)를 구비하는 바, 공기 대 물형 열펌프에서는 상기 하우징 (10)의 상부에 설치되어 상기 히트파이프(12)들의 상부를 수용하면서 냉수순환파이프(13)를 구비한 냉수순환챔버(14) 및, 상기 하우징(10)의 하부에 설치되어 상기 히트파이프(12)들의 하부와 냉매파이프(17)를 수용하면서 온수순환파이프(15)를 구비한 온수순환챔버(16)를 추가로 구비하는 한편, 공기 대 공기형 열펌프에서는 상기 냉매파이프(17)와 그 사이에 다수의 히트파이프(12)가 삽입되어 구성된 제 1공기덕트(21)와, 이 제 1공기덕트(21)로부터 상기 다수의 히트파이프(12)가 위로 뻗어 있는 제 2공기덕트(22)를 추가로 구비하여, 난방의 잉여에너지와 냉매내에서의 잔유열을 증발기로 보내어 재흡수시켜서, 증발기내를 흐르는 냉매의 증발효과를 높여 냉공기로부터의 열흡수를 향상시킴과 더불어, 증발기에 열을 전달함으로써 온도가 낮아진 순환열매체가 응축기에 유입되어 응축기에서의 열흡수율이 향상된다.The present invention relates to an evaporator and a condenser for a heat pump using low temperature air as a heat source, which includes a housing (10) and a refrigerant circulation pipe (11) arranged in a plurality of rows in a serpentine shape within the housing (10). A fan installed in the housing, and arranged between the rows and columns of the refrigerant circulation pipe 11 and having a plurality of heat pipes 12 extending through the upper and lower portions of the housing 10, the air to water column In the pump is installed in the upper portion of the housing 10, the cold water circulation chamber 14 having a cold water circulation pipe 13 while receiving the upper portion of the heat pipes 12, and is installed in the lower portion of the housing 10 While receiving the lower portion of the heat pipes 12 and the refrigerant pipe 17 further includes a hot water circulation chamber 16 having a hot water circulation pipe 15, while in the air-to-air heat pump the refrigerant pipe ( 17) and everything in between The first air duct 21 is formed by inserting the heat pipe 12, and the second air duct 22, the plurality of heat pipes 12 is extended from the first air duct 21 further By providing the excess energy of the heating and residual heat in the refrigerant to the evaporator to be reabsorbed, to increase the evaporation effect of the refrigerant flowing in the evaporator to improve the heat absorption from the cold air, and to transfer heat to the evaporator The lower temperature circulating heat medium flows into the condenser to improve the heat absorption rate of the condenser.
Description
본 발명은 저온공기를 열원으로 이용하는 열펌프에 사용되는 증발기 겸 응축기에 관한 것으로, 난방의 잉여에너지와 냉매내에서의 잔유열을 재활용하여 겨울철 혹한기에도 높은 성능계수로 열펌프를 난방에 이용할 수 있도록 된 저온공기를 열원으로 하는 열펌프용 증발기 겸 응축기에 관한 것이다.The present invention relates to an evaporator and a condenser used in a heat pump using low temperature air as a heat source, so that the surplus energy of heating and the residual heat in the refrigerant can be recycled so that the heat pump can be used for heating with high performance coefficient even in the cold weather in winter. An evaporator and a condenser for a heat pump using the low temperature air as a heat source.
우리나라에서는, 겨울철에 주택과, 공공건물, 생산공장, 시설농업 등의 난방을 위한 화석에너지의 소비량이 우리나라 전체에너지 소비량의 40%에 해당되는데, 화석에너지의 97%를 수입에 의존하고 있는 우리나라에서는 이에 대한 경제적 부담은 물론, 이로 인한 환경오염의 문제가 심각하다. 또한, 여름철에는 가정이나 사무실용 냉방기, 특히 에어컨디셔너(air conditioner)를 가동하여 이에 따른 전력소비가 많아지면서 공업생산용 전력을 확보하는 데에 많은 어려움을 겪고 있다.In Korea, fossil energy consumption for heating of houses, public buildings, production plants, and facility agriculture in winter is 40% of Korea's total energy consumption. In Korea, 97% of fossil energy is imported. The economic burden on this, as well as the environmental pollution caused by this is serious. In addition, during the summer, home air conditioners, particularly air conditioners (air conditioners) to operate a lot of power consumption according to this has been a lot of difficulties in securing the power for industrial production.
이러한 문제들을 동시에 해결하기 위한 적극적인 화석에너지 절약방법으로 자연에너지, 특히 공기 중에 잠재되어 있는 저온의 열에너지를 열원으로 하는 냉·난방 열펌프 시스템의 개발을 위한 연구가 활발히 진행되고 있다. 그러나, 열원으로 이용되는 공기온도가 -5℃에서 -25℃까지 강하함에 따라, 가열목적의 열펌프 시스템의 성능이 급속히 떨어질 뿐만 아니라, 압축에 무리가 오고 증발기에 서리가 형성되는 문제점이 있었고, 이는 열공급량을 감소시키기 때문에 난방부하를 감당할 수 없게 되어 저온의 열원으로 이용하는 공기 대 공기형 또는 공기 대 물형 열펌프를 극한 추위에서는 사용할 수 없었다.As an active fossil energy saving method to solve these problems at the same time, research is being actively conducted to develop a cooling / heating heat pump system that uses natural energy, especially low temperature thermal energy, which is latent in the air as a heat source. However, as the air temperature used as the heat source drops from -5 ° C to -25 ° C, not only the performance of the heat pump system for heating purposes is rapidly deteriorated, but also there is a problem in that compression is difficult and frost is formed on the evaporator. Because it reduces the heat supply, it is not able to handle the heating load, so the air-to-air or air-to-water heat pump used as a low-temperature heat source cannot be used in extreme cold.
이에 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해소하고자 안출된 것으로, 난방의 잉여에너지와 냉매내에서의 잔유열을 증발기로 보내어 재흡수시켜서, 증발기내를 흐르는 냉매의 증발효과를 높여 냉공기로부터의 열흡수를 향상시킴과 더불어, 겨울철에는 저온의 공기중에 있는 수분에 의해 증발기에 생기는 서리를 제거할 수 있는 한편, 증발기에 열을 전달함으로써 온도가 낮아진 순환열매체가 응축기에 유입되어 응축기에서의 열흡수율이 향상되도록 된 저온공기를 열원으로 이용하는 열펌프용 증발기 겸 응축기를 제공하는 데에 그 목적이 있다.Accordingly, the present invention has been made to solve the above problems, the excess energy of the heating and the residual heat in the refrigerant is sent to the evaporator to be reabsorbed, thereby increasing the evaporation effect of the refrigerant flowing in the evaporator heat absorption from cold air In addition, in winter, it is possible to remove frost generated by the evaporator by moisture in the low temperature air, and by transferring heat to the evaporator, a circulating heat medium having a low temperature flows into the condenser, thereby improving heat absorption rate in the condenser. It is an object of the present invention to provide an evaporator and a condenser for a heat pump that uses as low temperature air as possible as a heat source.
도 1은 본 발명의 제 1실시예에 따른 증발기 겸 응축기가 적용된 공기 대 물형 열펌프식 냉·난방 시스템의 회로구성도이고,1 is a circuit diagram of an air-to-water heat pump type cooling / heating system to which an evaporator and a condenser are applied according to a first embodiment of the present invention.
도 2는 본 발명의 제 1실시예에 따른 증발기 겸 응측기를 상세히 도시한 사시도,Figure 2 is a perspective view showing in detail the evaporator and response according to a first embodiment of the present invention,
도 3은 본 발명의 제 2실시예에 따른 증발기 겸 응축기가 적용된 공기 대 공기형 열펌프식 냉·난방 시스템의 개략적인 회로도 및 요부 사시도,3 is a schematic circuit diagram and a main perspective view of an air-to-air type heat pump type cooling / heating system to which an evaporator and a condenser are applied according to a second embodiment of the present invention;
도 4는 본 발명의 제 2실시예에 따른 증발기 겸 응축기를 상세히 도시한 사시도,Figure 4 is a perspective view showing in detail the evaporator and condenser according to a second embodiment of the present invention,
도 5는 본 발명에 따른 증발기 겸 응축기에 의한 열펌프 성능계수(COP)의 변화를 나타낸 그래프이다.5 is a graph showing a change in the heat pump performance coefficient (COP) by the evaporator and condenser according to the present invention.
상기와 같은 목적을 성취하기 위한 본 발명의 한 실시예는, 하우징과, 이 하우징내에 구불구불한 형상으로 다수열로 배열된 냉매순환파이프, 이 냉매순환파이프의 행과 열 사이에 배열되고서 상기 하우징의 상하부로 길게 관통하여 뻗어 있는 다수의 히트파이프, 상기 하우징내에 설치된 팬, 상기 하우징의 상부에 설치되어 상기 히트파이프들의 상부를 수용하면서 냉수순환파이프를 구비한 냉수순환챔버 및, 상기 하우징의 하부에 설치되어 상기 히트파이프들의 하부와 냉매파이프를 수용하면서 온수순환파이프를 구비한 온수순환챔버로 구성되어 있다.One embodiment of the present invention for achieving the above object is a housing and a refrigerant circulation pipe arranged in a plurality of rows in a serpentine shape within the housing, the refrigerant circulation pipe is arranged between the rows and columns of the A plurality of heat pipes extending through the upper and lower parts of the housing, a fan installed in the housing, a cold water circulation chamber installed at an upper portion of the housing and having a cold water circulation pipe while accommodating an upper portion of the heat pipes, and a lower portion of the housing. Installed in the lower portion of the heat pipe and the refrigerant pipe is composed of a hot water circulation chamber having a hot water circulation pipe.
또한, 다른 실시예에서는, 하우징과, 이 하우징내에 구불구불한 형상으로 다수열로 배열된 냉매순환파이프, 이 냉매순환파이프의 행과 열 사이에 배열되고서 상기 하우징의 상하부로 길게 관통하여 뻗어 있는 다수의 히트파이프, 상기 하우징내에 설치된 팬 및, 상기 하우징의 하부에 설치되어 상기 히트파이프들의 하부와냉매파이프를 수용하는 공기덕트로 구성되어 있다.Further, in another embodiment, a housing, a refrigerant circulation pipe arranged in a plurality of rows in a serpentine shape within the housing, arranged between rows and columns of the refrigerant circulation pipe and extending long through the upper and lower parts of the housing. A plurality of heat pipes, a fan installed in the housing, and an air duct installed in the lower portion of the housing to receive the lower portion of the heat pipes and the refrigerant pipe.
이하, 본 발명은 첨부도면을 참조로 하여 더욱 상세히 설명된다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명의 제 1실시예에 따른 증발기 겸 응축기가 적용된 공기 대 물형 열펌프식 냉·난방 시스템의 회로구성도이고, 도 2는 본 발명의 제 1실시예에 따른 증발기 겸 응축기를 상세히 도시한 사시도로서, 도 1에 도시된 시스템은 온돌방을 냉·난방시키기 위한 열펌프식 시스템인 바, 이는 압축기(2)와, 이 압축기(2)에 연결되고서 순환열매체의 흐름을 변경시키는 4방밸브(3), 이 4방밸브(3)에 연결된 에어컨디셔너(4), 역시 상기 4방밸브(3)에 연결되고서 열교환조건에 따라 가변동작되도록 된 자동면적변환 열교환기(5), 이 자동면적변환 열교환기(5)와 에어컨디셔너(4)의 사이에 연결된 2개의 팽창밸브(6), 역시 상기 자동면적변환 열교환기 (5)에 연결된 2중관형 응축기(7), 이 2중관형 응축기(7)에 연결된 온돌(8)과 온수급탕조(9) 및, 상기 자동면적변환 열교환기(5)와 온돌(8) 사이에 연결된 본 발명에 따른 증발기 겸 응축기(1)로 구성되어 있다.1 is a circuit diagram of an air-to-water heat pump type cooling / heating system to which an evaporator and a condenser are applied according to a first embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a detailed view of the evaporator and condenser according to the first embodiment of the present invention. As shown in FIG. 1, the system shown in FIG. 1 is a heat pump type system for cooling and heating an ondol room, which is connected to the compressor 2 and the compressor 2 to change the flow of the circulating heat medium. Room valve (3), an air conditioner (4) connected to the four-way valve (3), an automatic area conversion heat exchanger (5), which is also connected to the four-way valve (3) and is variablely operated according to heat exchange conditions, Two expansion valves 6 connected between the automatic area conversion heat exchanger 5 and the air conditioner 4, the double pipe type condenser 7 also connected to the automatic area conversion heat exchanger 5, the double pipe type condenser Ondol (8) and hot water hot water tank (9) connected to the (7), and the automatic area conversion thermal bridge It is composed of an evaporator cum condenser 1 according to the present invention coupled between group 5 and the floor heating (8).
도 1에 도시된 상기 열펌프식 시스템은 본 출원인이 1998년 3월 17일자로 출원한 대한민국 특허출원 제 98-8979호에 기술되어 있기 때문에, 여기서 이에 대한 상세한 설명은 생략하되, 본 발명을 설명하기 위해 그 기능만 참조한다.Since the heat pump type system shown in FIG. 1 is described in Korean Patent Application No. 98-8979 filed by the applicant on March 17, 1998, a detailed description thereof will be omitted herein, but the present invention will be described. Refer only to that function.
본 발명의 제 1실시예에 따른 증발기 겸 응축기(1)는 하우징(10)과, 이 하우징(10)내에 구불구불한 형상으로 다수열로 배열된 냉매순환파이프(11), 이 냉매순환파이프(11)의 행과 열 사이에 배열되고서 상기 하우징(10)의 상하부로 길게 관통하여 뻗어 있는 다수의 히트파이프(12), 상기 하우징내에 설치된 팬, 상기 하우징(10)의 상부에 설치되어 상기 히트파이프(12)들의 상부를 수용하면서 냉수순환파이프(13)를 구비한 냉수순환챔버(14) 및, 상기 하우징(10)의 하부에 설치되어 상기 히트파이프(12)들의 하부와 냉매파이프 (17)를 수용하면서 온수순환파이프(15)를 구비한 온수순환챔버(16)를 구비한다.The evaporator and condenser 1 according to the first embodiment of the present invention includes a housing 10, a refrigerant circulation pipe 11 arranged in a plurality of rows in a serpentine shape within the housing 10, and the refrigerant circulation pipe ( A plurality of heat pipes 12 arranged between the rows and columns of 11) and extending through the upper and lower parts of the housing 10, the fan installed in the housing, and the upper portion of the housing 10 installed in the heat; A cold water circulation chamber 14 having a cold water circulation pipe 13 and accommodating an upper portion of the pipes 12 and a lower portion of the heat pipes 12 and a refrigerant pipe 17 are installed below the housing 10. It is provided with a hot water circulation chamber 16 having a hot water circulation pipe (15).
또한, 상기 하우징(10)은 필요에 따라 소정의 크기로 제작가능함은 물론, 그 밑면에 바퀴(18)와 같은 이동수단을 구비할 수 있다. 한편, 상기 온수순환챔버(16)에 수용된 히트파이프(12)와 냉매파이프(17)의 배열 사이에는 직각방향으로 0.5∼ 1.5 mm 간격으로 휜(fin;19)을 설치하여 열전달 면적이 증가하도록 되어 있다.In addition, the housing 10 may be manufactured to a predetermined size as needed, and may have a moving means such as a wheel 18 on the bottom thereof. On the other hand, between the heat pipe 12 accommodated in the hot water circulation chamber 16 and the arrangement of the refrigerant pipe 17, fins 19 are installed at intervals of 0.5 to 1.5 mm in a right angle to increase the heat transfer area. have.
이어서, 본 발명에 따른 증발기 겸 응축기의 작동을 상세히 설명한다.Next, the operation of the evaporator and condenser according to the present invention will be described in detail.
우선, 온돌(8)과 온수급탕조(9)의 출구로부터 배출되는 순환열매체(예컨대, 물 또는 부동액)의 온도는 대략 15∼25℃이고, 우리나라 겨울철 혹한기의 외기온은 -10∼-15℃로 되기 때문에, 상기 온돌(8)과 온수급탕조(9)에서 나오는 순환열매체는 난방 잉여열을 가지고 있는 것으로 간주된다.First, the temperature of the circulating heat medium (for example, water or antifreeze) discharged from the outlet of the ondol 8 and the hot water hot water bath 9 is approximately 15 to 25 ° C., and the outside air temperature of the cold weather in Korea is -10 to -15 ° C. Therefore, the circulating heat medium coming out of the ondol 8 and the hot water hot water bath 9 is considered to have heating excess heat.
본 발명의 제 1실시예가 증발기로 작동하는 경우에는, 온돌(8)과 온수급탕조 (9)로부터 나오는 잉여열을 가진 온수는 온수순환파이프(15)를 통해 온수순환챔버 (16)로 공급됨과 동시에, 2중관형 응축기(7)로부터는 잔유열을 가진 냉매가 냉매파이프(17)를 통해 상기 온수순환챔버(16)에 공급된다. 이에 따라, 온수 및 냉매에 있는 열이 온수순환챔버(16)에 수용되어 있는 다수의 히트파이프(12)로 흡수되면서 냉매순환파이프(11)내를 흐르는 냉매에 전달됨으로써, 이 증발기(1)내에서 냉매의 증발을 촉진하여 저온인 대기중에서 열을 많이 흡수하게 된다. 결과적으로, 잉여열또는 잔유열이 시스템내에서의 무용에너지로 되는 것이 아니라, 열펌프의 성능을 향상시키는 데에 기여하는 재생에너지로 활용된다.When the first embodiment of the present invention operates as an evaporator, hot water having excess heat from the ondol 8 and the hot water hot water supply tank 9 is supplied to the hot water circulation chamber 16 through the hot water circulation pipe 15 and At the same time, the refrigerant having residual heat is supplied from the double tube condenser 7 to the hot water circulation chamber 16 through the refrigerant pipe 17. Accordingly, the hot water and the heat in the coolant are absorbed by the plurality of heat pipes 12 accommodated in the hot water circulation chamber 16 and transferred to the coolant flowing in the coolant circulation pipe 11. Promotes evaporation of the refrigerant and absorbs a lot of heat in the cold atmosphere. As a result, excess heat or residual heat is not used as energy in the system, but is utilized as renewable energy which contributes to improving the performance of the heat pump.
다음으로, 본 발명이 응축기로 작동하는 경우는 열펌프 시스템을 냉방목적으로 이용할 때로서 에어컨디셔너(4)가 증발기로 작동하게 되는데, 이 경우에는 온수의 잉여열과 냉매의 잔유열이 온수순환챔버(12)로 공급되지 않는 반면, 압축냉매에 있는 열이 이 응축기(1)로 전달되면서 고온인 대기중으로 방출됨과 동시에, 많은 열이 다수의 히트파이프(12)로 흡수된다. 이때, 이들 히트파이프(12)로부터 열을 방출시키지 않으면 과열되게 되는데, 상기 응축기(1)의 상부에 설치된 냉수순환챔버(14)내의 냉수순환파이프(13)에 의해 냉수가 순환되기 때문에, 상기 히트파이프 (12)들의 과열방지는 물론, 응축기(1)에 전달된 열을 신속히 방열하게 된다.Next, when the present invention operates as a condenser, the air conditioner 4 operates as an evaporator when the heat pump system is used for cooling purposes. In this case, the excess heat of the hot water and the residual heat of the refrigerant are the hot water circulation chamber 12. ), While the heat in the compressed refrigerant is transferred to this condenser 1 and is released into the atmosphere at high temperatures, a lot of heat is absorbed into the plurality of heat pipes 12. At this time, if heat is not released from these heat pipes 12, the heat is overheated. Since the cold water is circulated by the cold water circulation pipe 13 in the cold water circulation chamber 14 installed above the condenser 1, the heat In addition to preventing overheating of the pipes 12, the heat transmitted to the condenser 1 is quickly dissipated.
따라서, 본 발명의 제 1실시예에 따른 증발기 겸 응축기(1)는 겨울철 혹한기에는 시스템내의 잉여에너지를 재이용하여 난방을 목적으로 하는 열펌프의 성능을 향상시키고, 여름철에는 응축기로 작용하여 냉방을 목적으로 하는 열펌프의 성능을 크게 향상시키는 역할을 하게 된다.Therefore, the evaporator and condenser 1 according to the first embodiment of the present invention improves the performance of a heat pump for heating by reusing surplus energy in the system in a cold winter season, and acts as a condenser in the summer to cool down. This will greatly improve the performance of the heat pump.
도 3은 본 발명의 제 2실시예에 따른 증발기 겸 응축기가 적용된 공기 대 공기형 열펌프식 냉·난방 시스템의 개략적인 회로도 및 요부 사시도이고, 도 4는 본 발명의 제 2실시예에 따른 증발기 겸 응축기를 상세히 도시한 사시도로서, 도 1과 도 2에 도시된 시스템은 가열매체가 액체이기 때문에 주변구조가 액체순환챔버와 액체순환파이프를 구비하고 있는 한편, 도 3과 도 4에 도시된 공기 대 공기형 열펌프식 냉·난방 시스템에서는 주변구조가 공기덕트를 구비하고 있는 점이 다르다.3 is a schematic circuit diagram and a main perspective view of an air-to-air type heat pump type cooling / heating system to which an evaporator and a condenser are applied according to a second embodiment of the present invention, and FIG. 4 is an evaporator according to a second embodiment of the present invention. 1 and 2, wherein the system shown in FIGS. 1 and 2 has a liquid circulation chamber and a liquid circulation pipe because the heating medium is a liquid, while the air shown in FIGS. In large air type heat pump type cooling and heating system, the surrounding structure is equipped with air duct.
본 발명의 제 2실시예가 적용되는 시스템의 구성을 간단히 설명하자면, 공기 대 공기형 냉·난방 목적 열펌프회로내에 설치된 증발기 겸 응축기(1)와, 잉여 열에너지를 가진 실내공기를 상기 증발기 겸 응축기(1)로 유도하여 순환하게 하는 제 1공기덕트(21), 이 열펌프회로가 열원으로 이용하고 있는 외부 공기를 유도하여 순환하게 하는 제 2공기덕트(22), 및 이 열펌프를 냉방목적으로 이용할 경우에 증발기 겸 응축기(1)가 응축기 역할을 할 때 상기 제 1공기덕트(21)를 통하여 증발기 겸 응축기(1)로의 공기흐름을 차단하고 실내공기를 증발기(26)로 직접 유입시켜 순환하게 하는 공기의 순환방향을 바꾸어 주는 개·폐도어(23)로 구성되어 있다.Briefly describing the configuration of the system to which the second embodiment of the present invention is applied, an evaporator and a condenser (1) installed in an air-to-air cooling / heating purpose heat pump circuit, and indoor air having surplus thermal energy are used as the evaporator and condenser ( 1) the first air duct (21) for guiding and circulating, the second air duct (22) for guiding and circulating the outside air used by the heat pump circuit as a heat source, and the heat pump for cooling purposes When used, when the evaporator and condenser 1 acts as a condenser, the air flow to the evaporator and condenser 1 is blocked through the first air duct 21, and the indoor air is directly introduced into the evaporator 26 for circulation. It is comprised by the opening / closing door 23 which changes the circulation direction of the air to make.
본 발명의 제 2실시예에 따른 증발기 겸 응축기(1)는 냉매파이프(17)와 그 사이에 다수의 히트파이프(12)가 삽입되어 구성된 제 1공기덕트(21)와, 이 제 1공기덕트(21)로부터 위로 뻗어 있는 상기 다수의 히트파이프(12)를 갖춘 제 2공기덕트(22)를 구비하는 바, 상기 제 1공기덕트(21)를 통하여 공급된 잉여 난방열과 잉여 냉매열이 히트파이프(12)에 전달됨으로써 히트파이프에 인접하고 있는 냉매파이프내를 흐르는 냉매의 증발을 촉진하여 저온의 외기로부터 열흡수율을 높일 수 있도록 되어 있다.The evaporator and condenser 1 according to the second embodiment of the present invention includes a first air duct 21 having a refrigerant pipe 17 and a plurality of heat pipes 12 interposed therebetween, and the first air duct. A second air duct (22) having the plurality of heat pipes (12) extending upward from (21), wherein excess heating heat and excess refrigerant heat supplied through the first air duct (21) are heat pipes; By passing to (12), the evaporation of the refrigerant flowing in the refrigerant pipe adjacent to the heat pipe is promoted, and the heat absorption rate can be increased from the low temperature outdoor air.
한편, 상기 공기의 순환방향을 바꾸어 주는 개·폐도어(23)는 난방목적회로에서는 증발기 겸 응축기(1)의 방향으로 열려 있게 되고, 냉방목적회로에서는 이 개·폐도어(23)가 난방실내로 열리게 되며 상기 증발기 겸 응축기(1)방향으로의 공기덕트(21)는 폐쇄시키게 된다.On the other hand, the opening / closing door 23 which changes the air circulation direction is opened in the direction of the evaporator and condenser 1 in the heating purpose circuit, and the opening and closing door 23 is inside the heating room in the cooling purpose circuit. The air duct 21 toward the evaporator and condenser 1 is closed.
이어서, 본 발명의 제 2실시예에 따른 증발기 겸 응축기의 작동을 상세히 설명한다.Next, the operation of the evaporator and the condenser according to the second embodiment of the present invention will be described in detail.
본 발명의 제 2실시예가 증발기로 작동하는 경우에는, 외기로부터 -5℃ 이하의 냉공기가 공기덕트(22)를 통하여 증발기 겸 응축기(1)를 통과하면서 저온의 열을 이 증발기(1)에 공급하게 되는데, 열원인 대기의 온도가 낮기 때문에 증발기내를 흐르는 냉매의 증발이 저조하여 열흡수율이 낮아진다. 따라서, 이미 가열된 잉여 난방열을 가진 실내의 상층공기를, 증발기 겸 응축기(1)에 삽입되고 설치된 다수의 히트파이프(12)의 밑부분을 감싸고 있는 제 1공기덕트(21)에 공급하여 순환시키는 한편, 열펌프를 순환하고 있는 잉여 냉매열을 가진 냉매파이프(17)를 제 1공기덕트(21)내로 지나가게 함으로써, 히트파이프를 통하여 증발기 겸 응축기(1)내를 흐르는 냉매에 잉여 냉매열을 전달하게 된다. 이렇게 함으로써, 잉여 난방열과 잉여 냉매열이 함께 히트파이프(12)를 통해 증발기 겸 응축기(1)내로 흐르는 냉매에 전달되는데, 이로써 저온의 외기로부터 열을 공급받는 증발기의 열흡수율이 증가하게 된다.When the second embodiment of the present invention operates as an evaporator, low temperature heat is transferred to the evaporator 1 while cold air of less than -5 ° C from the outside air passes through the evaporator and condenser 1 through the air duct 22. Since the temperature of the air, which is a heat source, is low, the evaporation of the refrigerant flowing in the evaporator is low, and the heat absorption rate is low. Therefore, the upper air of the room having the excess heating heat already heated is supplied to the first air duct 21 surrounding the bottoms of the plurality of heat pipes 12 inserted and installed in the evaporator and condenser 1 to circulate. On the other hand, by passing the refrigerant pipe 17 having excess heat of refrigerant circulating through the heat pump into the first air duct 21, the excess refrigerant heat is transferred to the refrigerant flowing in the evaporator and the condenser 1 through the heat pipe. Will be delivered. By doing so, the excess heating heat and the excess heat of the refrigerant are transferred together with the refrigerant flowing into the evaporator and the condenser 1 through the heat pipe 12, thereby increasing the heat absorption rate of the evaporator receiving heat from the low temperature outdoor air.
다음으로, 본 발명의 제 2실시예에 따른 증발기 겸 응축기가 응축기로 작동할 때에는 열펌프시스템이 냉방목적으로 작동할 경우로서, 실내 냉방을 위한 방열기능을 갖게 된다. 공기의 순환방향을 바꾸어 주는 개·폐도어(23)는 증발기 겸 응축기(1)로 순환하는 통로를 막고 실내공기가 증발기(26)로 직접 유입되어 순환하도록 제 1공기덕트(21)의 측면으로 열린다. 이렇게 함으로써, 상기 증발기(26)는 실내공기를 냉각시키고 외기의 통로인 제 2공기덕트(22)를 통하여 순환하는 외부공기는 응축기 역할을 하는 증발기 겸 응축기(1)에서 열을 대기중으로 방출하게 된다.이때, 상기 증발기 겸 응축기(1)에 삽입되어 있는 다수의 히트파이프(12)는 전도에 의한 열전달만 하게 된다.Next, when the evaporator and the condenser according to the second embodiment of the present invention operates as a condenser, the heat pump system is operated for cooling purposes, and has a heat dissipation function for indoor cooling. The opening / closing door 23 which changes the circulation direction of air blocks the passage circulating to the evaporator and the condenser 1 and moves to the side of the first air duct 21 so that the indoor air flows directly into the evaporator 26 and circulates. Open. By doing so, the evaporator 26 cools the indoor air and circulates through the second air duct 22, which is a passage of the external air, to release heat to the atmosphere from the evaporator and the condenser 1, which serves as a condenser. At this time, the plurality of heat pipes 12 inserted into the evaporator and condenser 1 will only conduct heat transfer by conduction.
도 5는 본 발명에 따른 증발기 겸 응축기에 의한 열펌프 성능계수(COP)의 변화를 나타낸 그래프로서, 이는 다음 표 1의 결과를 도시한 것이다.5 is a graph showing a change in the heat pump performance coefficient (COP) by the evaporator and condenser according to the present invention, which shows the results of the following Table 1.
표 1과 도 5에서 알 수 있는 바와 같이, 본 발명에 따른 증발기 겸 응축기를 설치한 경우의 열펌프 성능계수는 본 발명이 적용되지 않은 경우보다 온돌난방에서는 외기온이 20℃에서 -25℃로 변함에 따라 0.45∼1.59 크게 나타났고, 온실난방에서는 같은 기상조건에서 본 발명에 따른 증발기 겸 응축기를 설치한 경우의 성능계수가 일반 증발기의 경우보다 0.87∼1.25 높게 나타났다.As can be seen in Table 1 and Figure 5, the heat pump performance coefficient when the evaporator and condenser according to the present invention is changed in the outside air temperature from 20 ℃ to -25 ℃ in ondol heating than when the present invention is not applied According to the present invention, a large coefficient of 0.45 to 1.59 was obtained. In greenhouse heating, the coefficient of performance of the evaporator and the condenser according to the present invention was found to be 0.87 to 1.25 higher than that of the general evaporator.
이상의 결과에 의해, 본 발명에 따른 증발기 겸 응축기를 설치하여 난방의 잉여에너지와 냉매내에서의 잔유열을 재활용함으로써, 외기온이 -25℃∼-15℃인 겨울철 극한기에도 열펌프를 높은 성능계수를 가지고 난방에 이용할 수 있음을 확인할 수 있었다.As a result, by installing the evaporator and condenser according to the present invention to recycle the surplus energy of the heating and the residual heat in the refrigerant, the heat pump has a high coefficient of performance even in the extreme winter season when the outside air temperature is -25 ℃ ~ -15 ℃ It was confirmed that it can be used for heating.
이상과 같이 본 발명에 의하면, 난방의 잉여에너지와 냉매내에서의 잔유열을 증발기로 보내어 재흡수시켜서, 증발기내를 흐르는 냉매의 증발효과를 높여 냉공기로부터의 열흡수를 향상시킴과 더불어, 겨울철에는 저온의 공기중에 있는 수분에 의해 증발기에 생기는 서리를 제거할 수 있는 한편, 증발기에 열을 전달함으로써 온도가 낮아진 순환열매체가 응축기에 유입되어 응축기에서의 열흡수율이 향상되는 효과가 있게 된다.As described above, according to the present invention, the surplus energy of the heating and the residual heat in the refrigerant are sent to the evaporator to be reabsorbed, thereby improving the evaporation effect of the refrigerant flowing in the evaporator, thereby improving heat absorption from the cold air, and in winter. While the frost generated in the evaporator can be removed by moisture in the low temperature air, the circulating heat medium having a lower temperature is introduced into the condenser by transferring heat to the evaporator, thereby improving the heat absorption rate in the condenser.
Claims (3)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR10-2000-0057926A KR100398031B1 (en) | 2000-10-02 | 2000-10-02 | Evaporator and condenser for the heat pump using the cold air as the heat source |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR10-2000-0057926A KR100398031B1 (en) | 2000-10-02 | 2000-10-02 | Evaporator and condenser for the heat pump using the cold air as the heat source |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20020026694A KR20020026694A (en) | 2002-04-12 |
| KR100398031B1 true KR100398031B1 (en) | 2003-10-22 |
Family
ID=19691502
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR10-2000-0057926A KR100398031B1 (en) | 2000-10-02 | 2000-10-02 | Evaporator and condenser for the heat pump using the cold air as the heat source |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR100398031B1 (en) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR102392431B1 (en) * | 2021-11-03 | 2022-04-29 | (주)유비엔 | Hybrid type distributed heating system and its installation method |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4621681A (en) * | 1977-11-09 | 1986-11-11 | Q-Dot Corporation | Waste heat boiler |
| JPS6482590A (en) * | 1987-09-24 | 1989-03-28 | Mitsubishi Electric Corp | Manufacture of semiconductor device |
-
2000
- 2000-10-02 KR KR10-2000-0057926A patent/KR100398031B1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4621681A (en) * | 1977-11-09 | 1986-11-11 | Q-Dot Corporation | Waste heat boiler |
| JPS6482590A (en) * | 1987-09-24 | 1989-03-28 | Mitsubishi Electric Corp | Manufacture of semiconductor device |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR20020026694A (en) | 2002-04-12 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US20180042140A1 (en) | Server rack heat sink system with combination of liquid cooling device and auxiliary heat sink device | |
| KR100735989B1 (en) | Air conditioner system | |
| US20120012285A1 (en) | Dehumidification system | |
| JP2006292313A (en) | Geothermal unit | |
| KR100721420B1 (en) | Heat pump system with means for heating and method for controlling thereof | |
| KR100496895B1 (en) | Heat pump type cooling and heating by subterranean heat | |
| KR100398031B1 (en) | Evaporator and condenser for the heat pump using the cold air as the heat source | |
| KR102393637B1 (en) | Hybrid type chiller and heater using water as a heat transfer medium | |
| KR102243380B1 (en) | Multi Heatpump System | |
| CN215114136U (en) | Energy recovery device | |
| KR100779555B1 (en) | Heat pump system having curcuit for compensating temperature of heat source or sink | |
| EP0497774B1 (en) | A method of and an arrangement for cooling a building | |
| KR20050045552A (en) | Air conditioning and room floor heating supply device using ghp | |
| KR200385815Y1 (en) | airconditioner having a heat exchanger | |
| KR100901961B1 (en) | The cooling-heating system for use of water heat-exchanging type cooling instrument | |
| CN220567399U (en) | Air conditioner hot water system for construction temporary construction | |
| JPS6051016B2 (en) | Natural heat absorption device that can also be used as a heat dissipation device | |
| CN113654259B (en) | Refrigerating system and refrigerating equipment | |
| JPH0434064B2 (en) | ||
| KR101945464B1 (en) | Hybrid heat pump providing both hot and cool water | |
| JPS60569Y2 (en) | Air conditioning equipment | |
| KR100350570B1 (en) | A natural cool and warm air circulator | |
| KR200213996Y1 (en) | Regeneration-compound cycle cooling and heating system | |
| KR20210098075A (en) | Apparatus for eco-friendly heating and cooling | |
| JPH09257379A (en) | Air-conditioner facility and method for operating the same |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A201 | Request for examination | ||
| E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
| N231 | Notification of change of applicant | ||
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20070711 Year of fee payment: 5 |
|
| LAPS | Lapse due to unpaid annual fee |