KR100416368B1 - An energysaving thermohygrostat in one device and the method thereof - Google Patents
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Abstract
본 발명은 컴퓨터전용 전산실, 정밀 측정실, 엔진실험실, 전자기판 생산실, 병원분만실, 임상병리실, X-선 촬영실, 제약 생산라인등 온도와 습도에 매우 민감한 전자기기가 설치된 곳에 외기 온도와 습도에 관계없이 항상 일정한 온도와 습도를 유지하기 위한 완전 일체형 에너지 절약 항온항습 공조 시스템 유니트로서 냉동장치의 4대 요소인 압축기, 응축기, 증발기, 팽창변과 난방장치인 핫 가스 재열 코일과 핫 가스와 물을 열교환하여 증발시켜 강제 송풍하는 가습장치와 응축 냉매의 일정한 온도와 압력을 유지하기 위한 외기 보상장치등이 한 유니트에 내장된 일체형 에너지 절약 항온항습기에 관한 것이다.The present invention is a computer room, precision measuring room, engine laboratory, electromagnetic plate production room, hospital delivery room, clinical laboratory, X-ray imaging room, pharmaceutical production line, etc. where the electronic equipment is very sensitive to temperature and humidity installed in the outside temperature and humidity A fully integrated energy saving constant temperature and humidity air conditioning system unit that maintains a constant temperature and humidity at all times regardless of the four components of the refrigeration unit: compressors, condensers, evaporators, hot gas reheat coils, expansion valves, and heating units. It relates to an integrated energy-saving thermo-hygrostat built in one unit, such as a humidifier that is forced to evaporate and forced to blow, and an external air compensator that maintains a constant temperature and pressure of the condensed refrigerant.
본 발명은 정부시책에 발을 맞추어 에너지 절약형으로 설계 되었으며 특히 냉동기용 압축기에서 발생하는 고온 고압의 핫 가스 열원을 응축기를 통과하기전에 가습장치내의 코일형 열교환기를 통과시켜 가습용 보충수를 가열하고 핫 가스 재열 코일로 보내어 가열, 제습 할 수 있게 함으로써 효율적으로 핫 가스열을 이용하며, 응축기의 온도를 외기의 온도에 변함없이 일정한 온도를 유지하도록 냉매순환 압력을 3단계로 체크하는 압력 스위치와 송풍기의 회전수를 조절하는 메인 콘트롤 인버터를 사용하는데 특징이 있다.The present invention is designed to be energy-saving in accordance with the government policy, and in particular, the high temperature and high pressure hot gas heat source generated from the compressor for the refrigerator passes through the coil-type heat exchanger in the humidifier to heat the supplementary water for humidification and hot. By using the gas reheating coil to heat and dehumidify, it uses hot gas heat efficiently and checks the refrigerant circulation pressure in three stages so that the temperature of the condenser is kept constant regardless of the temperature of the outside air. It is characterized by the use of the main control inverter to control the rotation speed.
Description
본 발명은 일체형 에너지 절약 항온항습기에 관한 것이다.The present invention relates to an integrated energy saving thermo-hygrostat.
더욱 상세하게는 냉동기용 압축기에서 발생하는 핫 가스의 열원을 완전 이용하여 별도의 열원이 필요하지 않는 일체형 에너지 절약 항온항습기에 관한 것이다.More specifically, the present invention relates to an integrated energy-saving thermo-hygrostat that does not require a separate heat source by fully utilizing a heat source of hot gas generated in a compressor for a refrigerator.
종래의 항온항습기는 냉방용 냉매 싸이클과 별도의 전기히터를 겸비한 구조이거나 냉동기용 압축기에서 발생되는 일부의 열원만을 이용하고 부족한 에너지는전기 히터를 사용하여 운전하고 있으며 별도의 고온 고압의 가스 응축장치를 제작하여 실외에 설치 함으로써 전력소모 및 설치 비용 상승과 공간을 확보 해야 하는 문제점이 있었다.Conventional thermo-hygrostat is equipped with cooling refrigerant cycle and separate electric heater or using only part of heat source generated from compressor for freezer, and insufficient energy is operated by using electric heater and separate high temperature and high pressure gas condenser By manufacturing and installing outdoors, there was a problem in that power consumption, installation cost increase and space should be secured.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해소하기 위한 것으로 항온항습에 있어서의 가습, 가온, 제습에 필요한 에너지를 압축기에서 발생하는 자체내의 고온 고압의 열원으로만 완전 이용함으로써 별도의 전기 히터를설치할 필요없도록 하여 에너지를 절감하는 일체형 에너지 절약 항온항습기를 제공하는데 목적이 있다.The present invention is to solve the above problems, by completely utilizing the energy required for humidification, warming, dehumidification in the constant temperature and humidity as only a heat source of high temperature and high pressure generated in the compressor so that it is not necessary to install a separate electric heater It is an object to provide an integrated energy saving thermo-hygrostat that saves energy.
이와 같은 목적을 달성하기 위하여 냉동기용 압축기에서 발생하는 고온 고압의 핫 가스 열원을 응축기를 통과하기전에 가습장치내의 코일형 열교환기를 통과시켜 가습용 보충수를 가열하고 핫 가스 재열 코일로 보내어 가열, 제습 할 수 있게함으로써 효율적으로 핫 가스열을 이용하며, 응축기의 온도를 외기의 온도에 변함없이 일정한 온도를 유지하도록 냉매순환 압력을 3단계로 체크하는 압력 스위치와 송풍기의 회전수를 조절하는 메인 콘트롤 인버터를 사용하는데 특징이 있다.In order to achieve the above object, the hot gas source of high temperature and high pressure generated in the compressor for cooling is passed through the coil heat exchanger in the humidifier before passing through the condenser to heat the supplementary water for humidification and send it to the hot gas reheat coil to heat and dehumidify it. The main control inverter that uses hot gas heat efficiently and checks the refrigerant circulation pressure in three stages to maintain the constant temperature without changing the temperature of the condenser. It is characterized by using.
도 1은 항온항습기의 외형도1 is an external view of a thermo-hygrostat
도 2는 항온항습기의 내부 구성도2 is an internal configuration diagram of a thermo-hygrostat
도 3은 장치 구성 회로도3 is a device configuration circuit diagram
도 4는 가습장치 구성도4 is a configuration diagram of the humidifier
도 5는 외기 보상장치 회로도5 is a circuit diagram of an external air compensation device.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명><Description of the symbols for the main parts of the drawings>
1. 본체 2. 운전용 제어판넬1. Main Unit 2. Operation Control Panel
3. 압력 게이지 판넬 4. 실내공기 급기구3. Pressure gauge panel 4. Indoor air supply
5. 응축공기 흡입구 6. 응축공기 흡입 담파5. Condensed air intake 6. Condensed air suction
7. 응축공기 배기구 8. 실내공기 흡입구7. Condensed air exhaust port 8. Indoor air intake
9. 실내공기 흡입 필터 10. 압축기9. Indoor air suction filter 10. Compressor
11. 응축코일 12. 드라이 필터11. Condensing coil 12. Dry filter
13. 싸이트 그라스 14. 액관 전자변13. Site glass 14. Liquid tube electronic valve
15. 팽창변 16. 냉각코일15. Expansion valve 16. Cooling coil
17. 핫 가스 재열 코일 18. 냉매 순환 배관17. Hot gas reheat coil 18. Refrigerant circulation piping
19. 핫 가스 재열 코일 전자변 20. 핫 가스 바이패스 전자변19. Hot gas reheat coil solenoid 20. Hot gas bypass solenoid
21. 압력 스위치 22. 메인 콘트롤 인버터21. Pressure switch 22. Main control inverter
23. 응축기용 송풍기 24. 모타23. Blower for condenser 24. Motor
25. 코일형 열교환기 26. 보충수 탱크25. Coil type heat exchanger 26. Fill water tank
27. 전자펌프 28. 배관 파이프27. Electropump 28. Piping pipe
29. 스프레이 노즐 30. 강제 송풍기29. Spray Nozzle 30. Forced Blower
31. 제어 콘트롤 전극봉 32. 드레인관31. Control electrode electrode 32. Drain pipe
33. 역지변 34. 급기 송풍기33. Reverse displacement 34. Air supply blower
35. 급수 전자변 36. 가습기 증발 박스35. Water supply electronic valve 36. Humidifier evaporation box
37. 압축기 흡입 스트레나 38. 가습장치37. Compressor suction strainer 38. Humidifier
39. 경보 압력 스위치 40. 철판39. Alarm pressure switch 40. Griddle
41. 외기 보상장치41. Outside air compensator
본 발명을 도면에 의해 상세히 설명하면 다음과 같다.The present invention will be described in detail with reference to the drawings.
본 발명의 도 1과 같이 본체(1) 외부의 전면 중앙에 운전용 제어 판넬(2)과 운전상태를 압력으로 확인 할 수 있는 압력 게이지 판넬(3)이 부착되어 있고 우측으로는 실내공기 급기구(4)가 설치되어 있으며 좌측에는 응축공기 배기구(7),응축공기 흡입구(5) 및 풍량을 조절 제어 하는 응축 공기 흡입 담파(6)가 설치 되어있고 후면에는 실내공기 흡입구(8)와 실내공기를 정화시키는 실내공기 흡입필터(9)가 설치되어 있으며 운전용 제어 판넬(2)에는 온도와 습도 메모리 기능을 두어 한 개의 운전용 스위치에 의해 자동 운전이 되도록 되어 있다.As shown in FIG. 1 of the present invention, the control panel 2 for operation and a pressure gauge panel 3 for checking the operation state with pressure are attached to the center of the front surface of the outside of the main body 1, and to the right of the room air supply port. (4) is installed and condensed air exhaust port (7), condensed air intake port (5) and condensed air intake damping wave (6) for controlling the air volume are installed on the left side, and the indoor air intake port (8) and indoor air are located at the rear The indoor air suction filter 9 for purifying the air is installed, and the operation control panel 2 has a temperature and humidity memory function so as to be automatically operated by a single operation switch.
본체(1) 내부는 응축후 발생하는 열이 실내의 공기에 영향을 주지 않게 응축공기 배기구(7)와 실내공기 흡입구(8) 사이를 단열재가 부착된 철판(40)으로 격변 조립하며, 냉매를 팽창시켜 냉방시키는 냉각코일(16)과 냉매를 압축 시키는 압축기 (10)와 압축된 고온 고압의 냉매가스를 응축 시키는 응축코일(11)과 응축코일(11)에 의하여 응축된 냉매의 압력을 정밀하게 읽기 위해 설치한 3개의 압력 스위치 (21)와 응축 냉매의 일정한 온도와 압력을 유지하기 위해 응축기용 송풍기(23)의 모터(24) 회전수를 조절하는 메인 콘트롤 인버터(22)와 압축기(10)에서 발생되는 고온 고압의 핫 가스를 이용하여 가습하는 가습장치(38)와 핫 가스를 이용하여 냉각코일(16)에서 1차 노점제습 되어 나오는 냉각 공기에 포함된 습기를 다시 제거하고 또 난방이 필요할 때 가온하는 핫 가스 재열 코일(17)과 냉매 속의 이물질을 여과시키는 드라이 필터(12)와 냉매관내의 냉매의 흐름을 알 수 있게 하는 싸이트 그라스(13)와 냉매를 차단 또는 공급시킬 수 있게 하는 액관 전자변(14) 및 팽창변(15)과, 실내공기를 냉각 시키는 냉각코일 (16)로 구성된다.In the main body 1, the heat generated after condensation is catastrophically assembled between the condensed air exhaust port 7 and the indoor air intake port 8 by an iron plate 40 with heat insulation so that the heat generated after condensation does not affect the indoor air. The pressure of the refrigerant condensed by the cooling coil 16 to expand and cool, the compressor 10 to compress the refrigerant, and the condensing coil 11 and the condensing coil 11 to condense the compressed high-temperature high-pressure refrigerant gas are precisely determined. Three pressure switches (21) installed for reading and a main control inverter (22) and a compressor (10) for controlling the rotation speed of the motor (24) of the condenser blower (23) to maintain a constant temperature and pressure of the condensation refrigerant. Humidifier (38) humidifying using hot gas and high temperature hot gas generated in the air and remove the moisture contained in the cooling air from the first dew point dehumidification from the cooling coil (16) using hot gas and heating is required When hot to warm Switch reheat coil (17), dry filter (12) for filtering foreign matter in refrigerant, site glass (13) for knowing the flow of refrigerant in the refrigerant pipe, and liquid pipe solenoid (14) for blocking or supplying the refrigerant. And an expansion valve 15 and a cooling coil 16 for cooling the indoor air.
본 발명의 작동을 설명하면, 먼저 실내온도를 낮춰 냉방할 경우는 실내공기 흡입구(8)를 통해 들어온 본체(1) 외부의 실내공기가 실내 공기 흡입 필터(9)에 의해 정화되고 냉동기용 압축기(10)가 작동되어 여기서 압축된 고온 고압의 냉매 가스가 코일형 열교환기(25) 및 핫 가스 바이패스 전자변(20)을 통해 응축코일(11)과열 교환하며 핫 가스 재열 코일 전자변(19) 닫는다. 응축된 냉매는 드라이필터(12)에 의해 냉매 속의 수분 및 이물질을 여과시켜 냉매의 흐름을 알 수 있게 하는 싸이트 그라스(13)을 통과하여 액관 전자변(14)과 팽창변(15)을 통해 냉각 코일(16)에 의해 냉각이 이루어진다. 이때 공기의 냉각으로 인한 노점제습이 이루어지며 노점제습된 냉각 공기는 설정된 온도와 습도에 맞도록 가열제습 또는 가습하여 실내공기가 항온항습 되게한다.Referring to the operation of the present invention, first, when cooling by lowering the indoor temperature, the indoor air outside the main body 1 introduced through the indoor air intake port 8 is purified by the indoor air intake filter 9 and the compressor for the refrigerator ( 10) is operated where the compressed high-temperature high-pressure refrigerant gas is heat exchanged with the condensation coil 11 through the coil type heat exchanger 25 and the hot gas bypass solenoid 20 and closes the hot gas reheat coil solenoid 19. The condensed coolant passes through the site glass 13 through which the dry filter 12 filters the moisture and foreign matter in the coolant so that the flow of the coolant can be seen, and through the liquid pipe electromagnetic valve 14 and the expansion valve 15, a cooling coil ( 16) cooling takes place. At this time, dew point dehumidification is performed by air cooling, and dew point dehumidified cooling air is heated and dehumidified or humidified according to a set temperature and humidity to allow room air to be constant temperature and humidity.
실내 공기와 열교환된 냉매는 압축기와 연결된 압축기 흡입 스트레나(37)에 의해 냉매속의 불순물이 여과되어 압축기(10)에 의해 다시 압축된다.The refrigerant heat-exchanged with the indoor air is filtered by the compressor 10 by filtering impurities in the refrigerant by a compressor suction strainer 37 connected to the compressor.
또한, 도 5에서와 같이 연중 특히 동·하계시 외기온도에 따라 응축온도가 일정치 못하여 응축 후 냉매 일부가 덜 응축된 채로 잔류되어 잔류가스로 인한 압력변화가 커 냉동 사이클에 미치는 냉동능력 및 압축비, 성적계수, 효율의 차이가 있어 응축 냉매의 일정한 온도와 압력을 유지하기 위한 외기 보상 장치(41)에 의하여 냉매 순환 배관(18)의 압력을 3개의 압력 스위치(21)로 읽어 3단계로 구분하여 메인 콘트롤 인버터(22)로 전달하고 메인 콘트롤 인버터(22)에서는 응축기용 송풍기(23)의 모터(24) 회전수를 Hz 변화에 따른 퍼센트 운전값을 주어 강, 중, 약으로 자동 조절하여 외기 온도 변화에 관계 없이 일정온도로 응축되도록 함으로써 응축효율을 높이도록 응축 냉매의 일정한 온도와 압력을 유지하게 한다.In addition, the condensation temperature is not constant according to the outside air temperature during the year, especially during the winter and summer, as shown in FIG. , There is a difference in performance coefficient and efficiency, and the pressure in the refrigerant circulation pipe 18 is read by three pressure switches 21 by three pressure switches 21 by an external air compensation device 41 for maintaining a constant temperature and pressure of the condensed refrigerant. To the main control inverter 22, and the main control inverter 22 automatically adjusts the rotation speed of the motor 24 of the condenser blower 23 to a strong, medium, or weak air by giving a percentage operating value according to the Hz change. By condensing to a constant temperature irrespective of the temperature change, it maintains a constant temperature and pressure of the condensation refrigerant to increase the condensation efficiency.
가열 제습 운전은 핫 가스 재열 코일 전자변(19)을 열고 핫 가스 바이패스 전자변(20)을 닫아서 냉각 코일(16)과 열 교환되어 노점 제습되어 나오는 냉각공기를 다시 핫 가스 재열 코일(17)에 의해 상대습도를 격감시켜 요구하는 실내 습도로 일정하게 유지하게 한다.The heat dehumidification operation opens the hot gas reheat coil solenoid 19 and closes the hot gas bypass solenoid 20 to exchange heat with the cooling coil 16 to dehumidify the dew point. Reduce the relative humidity to keep it constant at the required room humidity.
가습 운전은 도 4에서와 같이 압축기(10)에서 발생되는 고온 고압의 압축된 냉매 가스를 보충수 탱크(26)내에 설치된 코일형 열교환기(25)로 흐르게 하여 보충수 탱크(26)의 물과 열교환하며, 이때 생긴 더운물을 실내의 습도를 감지하여 작동하는 전자 펌프(27)에 의해 배관 파이프(28)와 스프레이 노즐(29)을 통해 가습기 증발 박스(36)로 분사시키고 강제 송풍기(30)로 소량의 실내공기를 흡입하여 미세한 입자만 토출관을 통해 급기 송풍기(34)에 의해 실내로 공급하며 입자가 큰 물은 가습기 증발 박스(36)의 드레인관(32)에 의해 보충수 탱크(26)로 이송 한다. 또한 보충수 탱크(26)의 물량 조절은 제어 콘트롤 전극봉(31) 시그날에 의한 급수 전자변(35)의 개, 폐 여부에 의해 조절된다.As shown in FIG. 4, the humidification operation causes the compressed refrigerant gas of the high temperature and high pressure generated by the compressor 10 to flow to the coil type heat exchanger 25 installed in the supplemental water tank 26, so that water of the supplementary water tank 26 Heat exchange, and the hot water is sprayed to the humidifier evaporation box 36 through the pipe pipe 28 and the spray nozzle 29 by the electronic pump 27 that operates by sensing the humidity of the room and to the forced blower 30 A small amount of indoor air is sucked in, and only fine particles are supplied to the room by the air supply blower 34 through the discharge pipe, and the large particles of water are supplied to the replenishment water tank 26 by the drain pipe 32 of the humidifier evaporation box 36. Transfer to. In addition, the amount of water in the replenishment water tank 26 is controlled by opening or closing the water supply electromagnetic valve 35 by the control control electrode 31 signal.
이때, 운전시 냉동기용 압축기(10)에서 발생되는 고온 고압의 핫 가스를 응축코일(11)을 통과 하기전에 사용함으로써 별도의 전기히터를 사용하지 않고도 필요한 에너지를 완전히 사용할 수 있어 전력소모를 줄일 수 있다.At this time, by using the hot gas of the high temperature and high pressure generated in the refrigerator compressor 10 during the operation before passing through the condensation coil 11, it is possible to completely use the required energy without using a separate electric heater to reduce power consumption. have.
가열 운전은 운전시 냉동기용 압축기(10)가 작동 되고 압축된 고온 고압의 냉매가스가 핫 가스 재열 코일 전자변(19)을 통해 이동하여 핫 가스 재열 코일(17)에 의해 냉각코일(16)을 통해 들어온 실내 공기가 가온이 되어 급기 송풍기(34)에 의해 실내로 공급된다. 이때 핫 가스 바이패스 전자변(20)을 닫아 토출된 냉매 가스 전량을 핫 가스 재열 코일 전자변(19)을 통해 흐르게 한다.In the heating operation, during operation, the compressor 10 for the refrigerator is operated and the compressed high-temperature high-pressure refrigerant gas moves through the hot gas reheat coil electromagnetic valve 19 and the cooling gas 16 by the hot gas reheat coil 17. Incoming indoor air is warmed and supplied to the room by the air supply blower 34. At this time, the hot gas bypass solenoid 20 is closed to allow the discharged refrigerant gas to flow through the hot gas reheat coil solenoid 19.
그 외 운전방식은 냉각 제습 방식과 동일하고 상기 핫 가스 재열 코일 전자변(19)과 핫 가스 바이패스 전자변(20)은 병렬로 제어 된다.The other operation method is the same as the cooling dehumidification method and the hot gas reheat coil electromagnetic valve 19 and the hot gas bypass electromagnetic valve 20 are controlled in parallel.
또한, 핫 가스 재열 코일(17) 출구에는 역류에 의한 가스를 차단하기 위하여 역지변(33)을 두어 정상적인 냉동 싸이클이 이루어지게 한다.In addition, the outlet gas of the hot gas reheating coil 17 has a reverse valve 33 in order to block the gas due to the reverse flow so that the normal refrigeration cycle is made.
본 발명은 실외에 설치하여 열을 방출하던 응축기를 실내의 본체 내부에 설치한 완전 일체형 항온항습 공조시스템으로서 냉동기용 압축기에서 나오는 고온 고압의 핫 가스 열원을 효율적으로 이용하여 실내 온도 조절 즉 가열, 제습, 가습 운전에 전량 사용함으로써 별도의 가열 에너지가 필요치 아니하며 유지비용 절감 및 제조원가 감소, 설치비 감소, 전력 에너지 감소등의 매우 유용한 효과가 있다.The present invention is a fully-integrated constant temperature and humidity air conditioning system installed inside the main body of the indoor condenser that discharges heat to efficiently control the temperature of the room, that is, heating and dehumidification, by using the hot gas of the high pressure and high pressure gas from the compressor for freezing. In addition, by using the whole amount for the humidification operation, no separate heating energy is required, and there is a very useful effect of reducing maintenance cost, manufacturing cost, installation cost, and power energy.
또한 냉매 순환 배관의 압력을 3개의 압력 스위치로 읽어 메인 콘트롤 인버터에 의해 응축기용 송풍기의 모터 회전수를 조절하는 장치를 두어 냉매를 효율적으로 응축시킬 수 있도록 외기 온도 변화에 따른 응축 냉매의 온도와 압력을 일정하게 유지할 수 있게 되어 특히 여름철 고온에서 냉매가스가 응축이 덜 되어 가스가 냉매에 잔류되는 것을 방지하여 냉매를 완전 응축 액화시킴으로써 냉매 팽창시 효과적인 냉방이 이루어지게 된다.In addition, the pressure of the refrigerant circulation pipe is read by three pressure switches, and the main control inverter has a device to control the motor rotation speed of the condenser blower so that the refrigerant can be condensed efficiently. In this case, the refrigerant gas is less condensed at a high temperature during summer, thereby preventing the gas from remaining in the refrigerant, thereby completely liquefying the refrigerant, thereby effectively cooling the refrigerant during expansion.
가습 운전시 응축코일을 통과하기 전의 고온 고압의 압축된 냉매가스와 보충수 탱크내의 물이 열교환하여 생긴 더운물을 전자 펌프와 스프레이 노즐을 이용해 가습기 증발 박스에 분무하여 토출관을 통해 급기 송풍기에 의해 실내로 공급됨으로써 별도의 전기를 이용한 재열히터가 필요 없어 전력낭비를 줄이는 동시에 가습효률을 극대화 시키는 효과가 있다.During humidification operation, hot water generated by heat exchange between the high-pressure and high-pressure compressed refrigerant gas before passing through the condensation coil and the water in the replenishment water tank is sprayed to the humidifier evaporation box by using an electronic pump and a spray nozzle, and the air is blown out by the air supply blower through the discharge pipe. Since it does not need a separate electric reheat heater, it reduces power consumption and maximizes humidification efficiency.
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