KR100421109B1 - 냉매 냉각 및 바이패스 회로를 갖는 냉, 온 유체 공급시스템 - Google Patents

냉매 냉각 및 바이패스 회로를 갖는 냉, 온 유체 공급시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명은 압축기로 유입되는 냉매와 팽창기측 냉매를 열교환시키는 냉매 냉각 회로와 팽창기로 유입되는 냉매의 일부를 보조팽창기에서 팽창시켜 팽창기로 유입되는 냉매와 열교환시킨 후 압축기로 공급시키는 냉매 바이패스 회로가 포함된 냉동사이클을 이용하여 양어장, 목욕탕, 수영장 등에 냉, 온 유체를 공급하기 위한 냉매 냉각 및 바이패스 회로를 갖는 냉, 온 유체 공급시스템에 관한 것으로, 증발열교환기(10)의 유체유입구(11)는 밸브(101a)(102a)를 갖는 제1유체제공관(101)과 제1유체회수관(102)을 통해 유체공급처(30)와 유체소요처(40)에 연결되고, 응축열교환기(20)의 유체유입구(21)는 밸브(201a)(202a)를 갖는 제2유체제공관(201)과 제2유체회수관(202)을 통해 유체공급처(30)와 유체소요처(40)에 연결되며, 증발열교환기(10)의 유체배출구(12)는 밸브(103a)(104a)를 갖는 제1유체공급관(103)과 제1유체폐기관(104)을 통해 유체소요처(40)와 유체폐기처에 연결되고, 응축열교환기(20)의 유체배출구(22)는 밸브(203a)(204a)를 갖는 제2유체공급관(203)과 제2유체폐기관(204)을 통해 유체소요처(40)와 유체폐기처에 연결됨으로써, 냉동사이클의 냉매 경로를 변환시키지 않으면서 냉, 온 유체를 선택적으로 공급할 수 있는 효과를 갖는다.

Description

냉매 냉각 및 바이패스 회로를 갖는 냉, 온 유체 공급시스템{Cold or hot fluid supplying system with refrigerant cooling and bypass circuit}
본 발명은 양어장, 목욕탕, 수영장 등에 냉, 온 유체를 공급하기 위한 냉매 냉각 및 바이패스 회로를 갖는 냉, 온 유체 공급시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 압축기로 유입되는 냉매와 팽창기측 냉매를 열교환시키는 냉매 냉각 회로와 팽창기로 유입되는 냉매의 일부를 보조팽창기에서 팽창시켜 팽창기로 유입되는 냉매와 열교환시킨 후 압축기로 공급시키는 냉매 바이패스 회로가 포함된 냉동사이클의 냉매 경로를 변환시키지 않으면서 냉, 온 유체를 선택적으로 공급할 수 있도록 된 냉매 냉각 및 바이패스 회로를 갖는 냉, 온 유체 공급시스템에 관한 것이다.
일반적으로 양어장, 목욕탕, 수영장 등에 냉, 온 유체를 공급하기 위한 냉매 냉각 및 바이패스 회로를 갖는 냉, 온 유체 공급시스템은 냉매를 팽창시키는 팽창기, 이 팽창기에 연결되어 냉매를 증발시키는 증발열교환기, 이 증발열교환기에 연결되어 냉매를 압축시키는 압축기 및 이 압축기에 연결되어 냉매를 응축시켜 상기 팽창기에 공급하는 응축열교환기를 포함하는 소정의 기본 냉동사이클을 이용하는 것으로, 지하수 또는 바닷물 등과 같은 유체공급처에서 제공된 유체를 소정의 배관구성을 통해 상기 증발열교환기와 응축열교환기를 통과시켜 냉매와 열교환시킴으로써 냉각 또는 가열된 냉, 온 유체를 유체소요처에 제공하는 것이다. 그리고, 상기 압축기로 유입되는 냉매를 상기 팽창기에서 팽창되는 냉매와 열교환시킴에 의해 상기 압축기로 유입되는 냉매의 온도를 떨어뜨리도록 된 냉매 냉각 회로와, 상기 팽창기로 유입되는 냉매의 일부를 보조팽창기에서 팽창시켜 팽창기로 유입되는 냉매와 열교환시킨 후 압축기로 공급시키는 냉매 바이패스 회로가 포함된다.
그러나, 종래의 냉매 냉각 및 바이패스 회로를 갖는 냉, 온 유체 공급시스템은 냉각된 유체를 얻고자 하는 때와 가열된 유체를 얻고자 하는 때에 상기 냉동사이클의 냉매 순환 경로를 변환시켜야 하기 때문에 배관 설비가 매우 복잡한 문제점을 갖는 것이었다.
또한, 냉동사이클의 냉매 순환 경로를 자주 변환시키는 경우 배관의 온도가 변하기 때문에 설비의 수명이 저하되는 문제점도 갖는 것이었다.
본 발명은 이러한 종래의 문제점을 해소하기 위한 것으로, 그 목적은, 냉동사이클의 냉매 순환 경로를 변환시키지 않으면서 유체를 냉각 또는 가열시켜 유체소요처에 공급시킬 수 있도록 된 냉매 냉각 및 바이패스 회로를 갖는 냉, 온 유체 공급시스템을 제공함에 있다.
도1은 본 발명에 따른 냉매 냉각 및 바이패스 회로를 갖는 냉, 온 유체 공급시스템의 일실시예를 도시한 개략 구성도;
도2는 도1의 냉매 냉각 및 바이패스 회로를 갖는 냉, 온 유체 공급시스템에 의해 냉각 유체를 공급하는 경우의 유체 흐름도;
도3은 도1의 냉매 냉각 및 바이패스 회로를 갖는 냉, 온 유체 공급시스템에 의해 가열 유체를 공급하는 경우의 유체 흐름도;
도4는 본 발명에 따른 냉매 냉각 및 바이패스 회로를 갖는 냉, 온 유체 공급시스템의 다른 실시예를 도시한 개략 구성도;
도5는 도4의 냉매 냉각 및 바이패스 회로를 갖는 냉, 온 유체 공급시스템에 의해 냉각 유체를 공급하는 경우의 유체 흐름도;
도6은 도4의 냉매 냉각 및 바이패스 회로를 갖는 냉, 온 유체 공급시스템에 의해 가열 유체를 공급하는 경우의 유체 흐름도;
도7은 본 발명에 따른 냉매 냉각 및 바이패스 회로를 갖는 냉, 온 유체 공급시스템의 또 다른 실시예를 도시한 개략 구성도;
도8은 도7의 냉매 냉각 및 바이패스 회로를 갖는 냉, 온 유체 공급시스템에의해 냉각 유체를 공급하는 경우의 유체 흐름도;
도9는 도7의 냉매 냉각 및 바이패스 회로를 갖는 냉, 온 유체 공급시스템에 의해 가열 유체를 공급하는 경우의 유체 흐름도;
도10은 본 발명에 따른 냉매 냉각 및 바이패스 회로를 갖는 냉, 온 유체 공급시스템의 또 다른 실시예를 도시한 개략 구성도;
도11은 도10의 냉매 냉각 및 바이패스 회로를 갖는 냉, 온 유체 공급시스템에 의해 냉각 유체를 공급하는 경우의 유체 흐름도;
도12는 도10의 냉매 냉각 및 바이패스 회로를 갖는 냉, 온 유체 공급시스템에 의해 가열 유체를 공급하는 경우의 유체 흐름도; 이다.
※도면의 주요부분에 대한 부호의 설명※
10 : 증발열교환기 11 : 유체유입구
12 : 유체배출구 20 : 응축열교환기
21 : 유체유입구 22 : 유체배출구
30 : 유체공급처 40 : 유체소요처
50 : 폐열교환기 51a : 제1유체유입구
51b : 제1유체배출구 52a : 제2유체유입구
52b : 제2유체배출구 71, 72 : 펌프
80 : 압축기 90 : 팽창기
91 : 보조열교환기 92 : 보조팽창기
101 : 제1유체제공관 102 : 제1유체회수관
103 : 제1유체공급관 104 : 제1유체폐기관
201 : 제2유체제공관 202 : 제2유체회수관
203 : 제2유체공급관 204 : 제2유체폐기관
101a, 102a, 103a, 104a, 201a, 202a, 203a, 204a : 밸브
상기 목적을 달성하기 위한 기술적인 구성으로서, 본 발명은, 냉매를 팽창시키는 팽창기, 유체 유입구를 통해 유입되어 유체 배출구를 통해 배출되는 유체의온도를 냉매의 증발잠열에 의해 상승시키는 증발열교환기, 냉매를 압축시키는 압축기, 및 유체 유입구를 통해 유입되어 유체 배출구를 통해 배출되는 유체의 온도를 냉매의 응축잠열에 의해 하강시키는 응축열교환기가 구비되고 상기 압축기로 유입되는 냉매를 상기 팽창기에서 팽창되는 냉매와 열교환시킴에 의해 상기 압축기로 유입되는 냉매의 온도를 떨어뜨리도록 된 냉매 냉각 회로와 팽창기로 유입되는 냉매의 일부를 보조팽창기에서 팽창시켜 팽창기로 유입되는 냉매와 열교환시킨 후 압축기로 공급시키는 냉매 바이패스 회로를 갖는 냉동사이클이 포함되어, 유체공급처에서 제공받은 유체를 냉각 또는 가열시켜 유체소요처에 공급시키도록 된 냉매 냉각 및 바이패스 회로를 갖는 냉, 온 유체 공급시스템에 있어서, 상기 증발열교환기의 유체유입구는 밸브를 갖는 제1유체제공관과 제1유체회수관을 통해 상기 유체공급처와 유체소요처에 연결되고, 상기 응축열교환기의 유체유입구는 밸브를 갖는 제2유체제공관과 제2유체회수관을 통해 상기 유체공급처와 유체소요처에 연결되며, 상기 증발열교환기의 유체배출구는 밸브를 갖는 제1유체공급관과 제1유체폐기관을 통해 상기 유체소요처와 유체폐기처에 연결되고, 상기 응축열교환기의 유체배출구는 밸브를 갖는 제2유체공급관과 제2유체폐기관을 통해 상기 유체소요처와 유체폐기처에 연결됨을 특징으로 하는 냉매 냉각 및 바이패스 회로를 갖는 냉, 온 유체 공급시스템을 마련함에 의한다.
또한, 본 발명은, 냉매를 팽창시키는 팽창기, 유체 유입구를 통해 유입되어 유체 배출구를 통해 배출되는 유체의 온도를 냉매의 증발잠열에 의해 상승시키는 증발열교환기, 냉매를 압축시키는 압축기, 및 유체 유입구를 통해 유입되어 유체배출구를 통해 배출되는 유체의 온도를 냉매의 응축잠열에 의해 하강시키는 응축열교환기가 구비되고 상기 압축기로 유입되는 냉매를 상기 팽창기에서 팽창되는 냉매와 열교환시킴에 의해 상기 압축기로 유입되는 냉매의 온도를 떨어뜨리도록 된 냉매 냉각 회로와 팽창기로 유입되는 냉매의 일부를 보조팽창기에서 팽창시켜 팽창기로 유입되는 냉매와 열교환시킨 후 압축기로 공급시키는 냉매 바이패스 회로를 갖는 냉동사이클이 포함되고, 상기 증발열교환기와 응축열교환기의 유체 유입구로 유입되는 유체가 폐열교환기에서 열교환되도록 하여, 유체공급처에서 제공받은 유체를 냉각 또는 가열시켜 유체소요처에 공급시키도록 된 냉매 냉각 및 바이패스 회로를 갖는 냉, 온 유체 공급시스템에 있어서, 상기 폐열교환기는 밸브를 갖는 제1유체제공관과 제1유체회수관을 통해 상기 유체공급처와 유체소요처에 연결된 제1유체유입구에서 유체를 제공받아 상기 증발열교환기의 유체유입구로 배출시킴과 동시에 밸브를 갖는 제2유체제공관과 제2유체회수관을 통해 상기 유체공급처와 유체소요처에 연결된 제2유체유입구에서 유체를 제공받아 상기 응축열교환기의 유체유입구로 배출시키며, 상기 증발열교환기의 유체배출구는 밸브를 갖는 제1유체공급관과 제1유체폐기관을 통해 상기 유체소요처와 유체폐기처에 연결되고, 상기 응축열교환기의 유체배출구는 밸브를 갖는 제2유체공급관과 제2유체폐기관을 통해 상기 유체소요처와 유체폐기처에 연결됨을 특징으로 하는 냉매 냉각 및 바이패스 회로를 갖는 냉, 온 유체 공급시스템을 마련함에 의한다.
이하, 본 발명을 첨부된 도면에 의거하여 보다 상세하게 설명하고자 한다.
도1은 본 발명에 따른 냉매 냉각 및 바이패스 회로를 갖는 냉, 온 유체 공급시스템의 일실시예를 개략적으로 도시한 구성도로써, 냉매를 팽창시키는 팽창기, 이 팽창기에 연결되어 냉매를 증발시키는 증발열교환기, 이 증발열교환기에 연결되어 냉매를 압축시키는 압축기 및 이 압축기에 연결되어 냉매를 응축시켜 상기 팽창기에 공급하는 응축열교환기를 포함하는 소정의 기본 냉동사이클과, 냉각 또는 가열시킬 유체를 제공받는 유체공급처와, 냉각 또는 가열된 유체를 공급받는 유체소요처 및, 이들을 서로 연결하여 냉매와 유체 경로를 제공하는 배관 설비를 포함한다.
또한, 상기 압축기로 유입되는 냉매를 상기 팽창기에서 팽창되는 냉매와 열교환시킴에 의해 상기 압축기로 유입되는 냉매의 온도를 떨어뜨리도록 된 냉매 냉각 회로와, 팽창기로 유입되는 냉매의 일부를 보조팽창기에서 팽창시켜 팽창기로 유입되는 냉매와 열교환시킨 후 압축기로 공급시키는 냉매 바이패스 회로가 포함된다.
즉, 팽창기(90)로 유입되는 냉매의 일부를 바이패스배관(92a)을 통해 바이패스시켜 보조팽창기(92)로 공급시키고, 상기 보조팽창기(92)로 공급된 냉매를 단열팽창시킨 후 상기 팽창기(90)의 전류측에 설치된 보조열교환기(91)에 공급시킨다. 또한, 상기 증발열교환기(10)에서 배출된 냉매를 배관(81)을 통해 상기 팽창기(90)로 공급시키고, 상기 팽창기(90)로 공급된 냉매는 팽창기(90)에서 팽창되는 냉매와 열교환된 후 배관(82)을 통해 압축기로 유입된다. 그리고, 상기 보조팽창기(92)에서 공급되어 보조열교환기(91)에서 열교환된 냉매는 연결배관(91a)을 통해 상기 배관(82)에 연결되어 압축기(80)로 유입된다.
상기 증발열교환기(10)는 팽창기(90)로부터 냉매를 공급받는 냉매유입구(13)와 상기 냉매유입구(13)로부터 유입된 냉매를 압축기(80)로 배출시키는 냉매배출구(14)를 갖고, 또한 제1유체제공관(101)을 통해 유체공급처(30)로부터 유체를 공급받거나 제1유체회수관(102)을 통해 유체소요처(40)로부터 유체를 공급받는 유체유입구(11)와 상기 유체유입구(11)로부터 유입된 유체를 상기 냉매와 열교환시킨 후 제1유체공급관(103)을 통해 상기 유체소요처(40)로 배출시키거나 제1유체폐기관(104)을 통해 유체폐기처(미도시됨)로 배출시키기 위한 유체배출구(12)를 갖는다.
그리고, 상기 제1유체제공관(101)과 제1유체회수관(102)에는 각각 개폐밸브(101a)(102a)가 장착됨으로써 선택에 의해 상기 증발열교환기(10)의 유체유입구(11)로 유체공급처(30)의 유체가 공급되거나 유체소요체(40)의 유체가 공급될 수 있게 구성된다.
마찬가지로, 상기 제1유체공급관(103)과 제1유체폐기관(104)에도 각각 개폐밸브(103a)(104a)가 장착됨으로써 선택에 의해 상기 증발열교환기(10)의 유체배출구(12)로부터 배출된 유체가 유체소요처(40)로 공급되거나 유체폐기처에 버려질 수 있게 구성된다.
상기에서 상기 제1유체제공관(101)과 제1유체회수관(102)을 소정 개소에서 연결시킨 후 그 연결지점과 상기 증발열교환기(10)의 유체유입구(11)를 별도의 연결배관을 통해 연결시키는 것이 바람직하고, 이러한 연결배관에는 펌프(71)가 장착된다.
상기 응축열교환기(20)는 상기 압축기(80)로부터 냉매를 공급받는 냉매유입구(23)와 상기 냉매유입구(23)로부터 유입된 냉매를 상기 팽창기(90)로 배출시키는 냉매배출구(24)를 갖고, 또한 제2유체제공관(201)을 통해 유체공급처(30)로부터 유체를 공급받거나 제2유체회수관(202)을 통해 유체소요처(40)로부터 유체를 공급받는 유체유입구(21)와 상기 유체유입구(21)로부터 유입된 유체를 상기 냉매와 열교환시킨 후 제2유체공급관(203)을 통해 상기 유체소요처(40)로 배출시키거나 제2유체폐기관(204)을 통해 유체폐기처로 배출시키기 위한 유체배출구(22)를 갖는다.
그리고, 상기 제2유체제공관(201)과 제2유체회수관(202)에는 각각 개폐밸브(201a)(202a)가 장착됨으로써 선택에 의해 상기 응축열교환기(20)의 유체유입구(21)로 유체공급처(30)의 유체가 공급되거나 유체소요체(40)의 유체가 공급될 수 있게 구성된다.
마찬가지로, 상기 제2유체공급관(203)과 제2유체폐기관(204)에도 각각 개폐밸브(203a)(204a)가 장착됨으로써 선택에 의해 상기 응축열교환기(20)의 유체배출구(22)로부터 배출된 유체가 유체소요처(40)로 공급되거나 유체폐기처에 버려질 수 있게 구성된다.
상기에서 상기 제2유체제공관(201)과 제2유체회수관(202)을 소정 개소에서 연결시킨 후 그 연결지점과 상기 응축열교환기(20)의 유체유입구(21)를 별도의 연결배관을 통해 연결시키는 것이 바람직하고, 이러한 연결배관에는 펌프(72)가 장착된다.
그리고, 도7은 도1과 비교할 때 냉매 냉각 및 바이패스 회로만 다르도록 구성된 또 다른 실시예를 도시한 구성도로써, 팽창기(90)로 유입되는 냉매의 일부를 바이패스배관(92a)을 통해 바이패스시켜 보조팽창기(92)로 공급시키고, 상기 보조팽창기(92)로 공급된 냉매를 단열팽창시킨 후 상기 팽창기(90)의 전류측에 설치된 보조열교환기(91)에 공급시킨다. 또한, 상기 증발열교환기(10)에서 배출된 냉매를 배관(83)을 통해 상기 팽창기(90)에 공급시켜 그 팽창기(90)에서 팽창되는 냉매와 열교환시킨 후 배관(84)을 통해 상기 보조열교환기(91)에 공급시킨다. 또한, 상기 보조열교환기(91)는 상기 바이패스관(92a)과 배관(84)을 통해 유입된 냉매를 혼합시키고 팽창기(80)로 유입되는 냉매와 열교환시킨 후 배관(91a)을 매개로 압축기(80)에 공급시킨다.
도4는 본 발명에 따른 냉매 냉각 및 바이패스 회로를 갖는 냉, 온 유체 공급시스템의 다른 실시예를 개략적으로 도시한 구성도로써, 상기에서 설명된 도1의 구성과 대략 유사한 구성을 가진다.
본 실시예에서는 폐열교환기(50)가 더 구비되며, 상기 폐열교환기(50)는 상기 유체공급처(30)에서 제공되는 유체와 상기 유체소요처(40)에서 사용된 후 버려지는 유체를 서로 열교환시킴에 의해 상기 유체소요처(40)에서 사용된 후 버려지는 유체의 폐열을 효과적으로 회수하는데 특징이 있다.
이에 의하면, 상기 제1유체제공관(101)과 제1유체회수관(102)이 상기 폐열교환기(50)의 제1유체유입구(51a)에 연결되고, 상기 제2유체제공관(201)과 제2유체회수관(202)이 상기 폐열교환기(50)의 제2유체유입구(52a)에 연결되며, 상기 폐열교환기(50)의 제1유체유입구(51a)로 공급된 유체가 배출되는 제1유체배출구(51b)와상기 증발열교환기(10)의 유체유입구(11)가 연결되고, 상기 폐열교환기(50)의 제2유체유입구(52a)로 공급된 유체가 배출되는 제2유체배출구(52b)와 상기 응축열교환기(20)의 유체유입구(21)가 연결된다.
그리고, 상기 도1 및 도4에 도시된 냉매 냉각 및 바이패스 회로를 갖는 냉, 온 유체 공급시스템에서 압축기(80)와 팽창기(90)를 복수개씩 설치하고, 이들 압축기(80)와 팽창기(90)를 직렬 또는 병렬로 배치시키는 것이 바람직하다. 또한, 증발열교환기(10)와 응축열교환기(20)를 복수개씩 설치하고, 이들 증발열교환기(10)와 응축열교환기(20)를 직렬 또는 병렬로 배치시키는 것이 바람직하다. 또한, 보조열교환기(91)와 보조팽창기(92)를 복수개씩 설치하고, 이들 보조열교환기(91)와 보조팽창기(92)를 직렬 또는 병렬로 배치시키는 것이 바람직하다.
물론, 이러한 경우 이들 증발열교환기(10), 응축열교환기(20), 압축기(80), 팽창기(90), 보조열교환기(91) 및 보조팽창기(92)를 서로 연결하는 배관 구성이 다양하게 변화될 수 있고, 또한 필요에 의해 증발열교환기(10)의 어느 하나에만 냉매를 공급하거나, 응축열교환기(20)의 어느 하나에만 냉매를 공급하거나, 압축기(80)의 어느 하나에만 냉매를 공급하거나, 팽창기(90)의 어느 하나에만 냉매를 공급하거나, 보조열교환기(91)의 어느 하나에만 냉매를 공급하거나, 또는 보조팽창기(92)의 어느 하나에만 냉매를 공급하는 등 다양한 형태의 운전이 이루어질 수 있다.
이는 본 발명에 따른 냉매 냉각 및 바이패스 회로를 갖는 냉, 온 유체 공급시스템에 의한 유체의 냉각 및 가열 성능을 향상시키거나 유체공급처(30)에서 제공되는 유체의 온도가 변화되는 경우에도 유체소요처(40)로 공급되는 유체의 온도를요구되는 설정온도로 일정하게 유지시키는데 매우 효과적이다.
그리고, 도10은 도4와 비교할 때 냉매 냉각 및 바이패스 회로만 다르도록 구성된 또 다른 실시예를 도시한 구성도이며, 이러한 냉매 냉각 및 바이패스 회로는 도7의 구성에 대한 부분에서 이미 설명되었으므로 여기에서는 생략한다.
상기한 구성으로 된 본 발명의 작용을 설명한다.
도2는 도1에 도시된 본 발명의 냉매 냉각 및 바이패스 회로를 갖는 냉, 온 유체 공급시스템에 의해 유체소요처로 냉각 유체를 공급하는 경우의 유체 흐름도로서, 제1유체제공관(101)의 밸브(101a), 제1유체공급관(103)의 밸브(103a), 제2유체회수관(202)의 밸브(202a) 및 제2유체폐기관(204)의 밸브(204a)를 개방시키고, 제2유체제공관(201)의 밸브(201a), 제2유체공급관(203)의 밸브(203a), 제1유체회수관(102)의 밸브(102a) 및 제1유체폐기관(104)의 밸브(104a)를 폐쇄시킨다.
즉, 유체공급처(30)의 유체가 제1유체제공관(101)을 통해 증발열교환기(10)의 유체유입구(11)로 공급되고, 이렇게 공급된 유체가 상기 증발열교환기(10)에서 냉매와 열교환에 의해 냉각된 후 유체배출구(12)로 배출되며, 상기 유체배출구(12)에서 배출된 유체는 제1유체공급관(103)을 통해 유체소요체(40)로 공급된다.
계속하여, 상기 유체소요체(40)에서 사용된 유체는 제2유체회수관(202)을 통해 응축열교환기(20)의 유체유입구(21)로 공급되고, 이렇게 공급된 유체가 상기 응축열교환기(20)에서 냉매와 열교환된 후 유체배출구(22)로 배출되며, 상기 유체배출구(22)에서 배출된 유체는 제2유체폐기관(204)을 통해 폐기된다.
도8은 도7에 도시된 본 발명의 냉매 냉각 및 바이패스 회로를 갖는 냉, 온 유체 공급시스템에 의해 유체소요처로 냉각 유체를 공급하는 경우의 유체 흐름도로서, 그 작용은 상기 도2의 설명과 같다.
도3은 도1에 도시된 본 발명의 냉매 냉각 및 바이패스 회로를 갖는 냉, 온 유체 공급시스템에 의해 유체소요처로 가열 유체를 공급하는 경우의 유체 흐름도로서, 상기와는 반대로 제1유체제공관(101)의 밸브(101a), 제1유체공급관(103)의 밸브(103a), 제2유체회수관(202)의 밸브(202a) 및 제2유체폐기관(204)의 밸브(204a)를 폐쇄시키고, 제2유체제공관(201)의 밸브(201a), 제2유체공급관(203)의 밸브(203a), 제1유체회수관(102)의 밸브(102a) 및 제1유체폐기관(104)의 밸브(104a)를 개방시킨다.
즉, 유체공급처(30)의 유체가 제2유체제공관(201)을 통해 응축열교환기(20)의 유체유입구(21)로 공급되고, 이렇게 공급된 유체가 상기 응축열교환기(20)에서 냉매와 열교환에 의해 가열된 후 유체배출구(22)로 배출되며, 상기 유체배출구(22)에서 배출된 유체는 제2유체공급관(203)을 통해 유체소요체(40)로 공급된다.
계속하여, 상기 유체소요체(40)에서 사용된 유체는 제1유체회수관(102)을 통해 증발열교환기(10)의 유체유입구(11)로 공급되고, 이렇게 공급된 유체가 상기 증발열교환기(10)에서 냉매와 열교환된 후 유체배출구(12)로 배출되며, 상기 유체배출구(12)에서 배출된 유체는 제1유체폐기관(104)을 통해 폐기된다.
도9는 도7에 도시된 본 발명의 냉매 냉각 및 바이패스 회로를 갖는 냉, 온 유체 공급시스템에 의해 유체소요처로 가열 유체를 공급하는 경우의 유체 흐름도로서, 그 작용은 상기 도3의 설명과 같다.
따라서, 냉동사이클의 냉매 경로를 전혀 변화시키지 않으면서, 제1유체제공관(101)의 밸브(101a), 제1유체공급관(103)의 밸브(103a), 제2유체회수관(202)의 밸브(202a) 및 제2유체폐기관(204)의 밸브(204a)와, 제2유체제공관(201)의 밸브(201a), 제2유체공급관(203)의 밸브(203a), 제1유체회수관(102)의 밸브(102a) 및 제1유체폐기관(104)의 밸브(104a)를 서로 개폐시킴에 의해 유체소요체(40)에 냉각 유체 또는 가열 유체를 공급할 수 있는 것이다.
도5는 도4에 도시된 본 발명의 냉매 냉각 및 바이패스 회로를 갖는 냉, 온 유체 공급시스템에 의해 유체소요처로 냉각 유체를 공급하는 경우의 유체 흐름도로서, 상기 밸브의 개폐상태는 도2와 같다.
즉, 유체공급처(30)의 유체가 제1유체제공관(101)을 통해 폐열교환기(50)의 제1유체유입구(51a)로 공급되어 상기 폐열교환기(50)에서 열교환된 후 제1유체배출구(51b)를 통해 증발열교환기(10)의 유체유입구(11)로 공급되고, 이렇게 공급된 유체가 상기 증발열교환기(10)에서 냉매와 열교환에 의해 냉각된 후 유체배출구(12)로 배출되며, 상기 유체배출구(12)에서 배출된 유체는 제1유체공급관(103)을 통해 유체소요체(40)로 공급된다.
계속하여, 상기 유체소요체(40)에서 사용된 유체는 제2유체회수관(202)을 통해 폐열교환기(50)의 제2유체유입구(52a)로 공급되어 상기 폐열교환기(50)에서 열교환된 후 제2유체배출구(52b)를 통해 응축열교환기(20)의 유체유입구(21)로 공급되고, 이렇게 공급된 유체가 상기 응축열교환기(20)에서 냉매와 열교환된 후 유체배출구(22)로 배출되며, 상기 유체배출구(22)에서 배출된 유체는 제2유체폐기관(204)을 통해 폐기된다.
도11은 도10에 도시된 본 발명의 냉매 냉각 및 바이패스 회로를 갖는 냉, 온 유체 공급시스템에 의해 유체소요처로 냉각 유체를 공급하는 경우의 유체 흐름도로서, 그 작용은 상기 도5의 설명과 같다.
도6은 도4에 도시된 본 발명의 냉매 냉각 및 바이패스 회로를 갖는 냉, 온 유체 공급시스템에 의해 유체소요처로 가열 유체를 공급하는 경우의 유체 흐름도로서, 상기 밸브의 개폐상태는 도3과 같다.
즉, 유체공급처(30)의 유체가 제2유체제공관(201)을 통해 폐열교환기(50)의 제2유체유입구(52a)로 공급되어 상기 폐열교환기(50)에서 열교환된 후 제2유체배출구(52b)를 통해 응축열교환기(20)의 유체유입구(21)로 공급되고, 이렇게 공급된 유체가 상기 응축열교환기(20)에서 냉매와 열교환에 의해 가열된 후 유체배출구(22)로 배출되며, 상기 유체배출구(22)에서 배출된 유체는 제2유체공급관(203)을 통해 유체소요체(40)로 공급된다.
계속하여, 상기 유체소요체(40)에서 사용된 유체는 제1유체회수관(102)을 통해 폐열교환기(50)의 제1유체유입구(51a)로 공급되어 상기 폐열교환기(50)에서 열교환된 후 제1유체배출구(51b)를 통해 증발열교환기(10)의 유체유입구(11)로 공급되고, 이렇게 공급된 유체가 상기 증발열교환기(10)에서 냉매와 열교환된 후 유체배출구(12)로 배출되며, 상기 유체배출구(12)에서 배출된 유체는 제1유체폐기관(104)을 통해 폐기된다.
도12는 도10에 도시된 본 발명의 냉매 냉각 및 바이패스 회로를 갖는 냉, 온 유체 공급시스템에 의해 유체소요처로 가열 유체를 공급하는 경우의 유체 흐름도로서, 그 작용은 상기 도6의 설명과 같다.
따라서, 냉동사이클의 냉매 경로를 전혀 변화시키지 않으면서, 유체소요체(40)에 냉각 유체 또는 가열 유체를 공급할 수 있고, 게다가 폐열교환기(50)에 의해 유체공급처(30)에서 공급된 유체와 유체소요처(40)에서 사용되어진 후 공급된 유체를 서로 열교환시킴으로써 폐열을 효과적으로 회수한다.
상술한 바와 같이 본 발명에 따른 냉매 냉각 및 바이패스 회로를 갖는 냉, 온 유체 공급시스템에 의하면, 냉동사이클의 냉매 순환 경로를 변환시키지 않으면서 냉각 또는 가열 유체를 얻을 수 있는 효과를 갖는다.
또한, 냉매 순환 경로가 일정하여 배관 설비를 간단하게 구성할 수 있는 효과를 갖는다.
또한, 냉매 배관의 임의 지점에서 냉매의 온도가 거의 일정한 상태를 유지함으로써 배관 등 설비의 수명이 길어지는 효과를 갖는다.

Claims (14)

  1. 냉매를 팽창시키는 팽창기, 유체 유입구를 통해 유입되어 유체 배출구를 통해 배출되는 유체의 온도를 냉매의 증발잠열에 의해 상승시키는 증발열교환기, 냉매를 압축시키는 압축기, 및 유체 유입구를 통해 유입되어 유체 배출구를 통해 배출되는 유체의 온도를 냉매의 응축잠열에 의해 하강시키는 응축열교환기가 구비되고 압축기로 유입되는 냉매를 상기 팽창기에서 팽창되는 냉매와 열교환시킴에 의해 상기 압축기로 유입되는 냉매의 온도를 떨어뜨리도록 된 냉매 냉각 회로와 상기 팽창기로 유입되는 냉매의 일부를 보조팽창기에서 팽창시켜 팽창기로 유입되는 냉매와 열교환시킨 후 압축기로 공급시키는 냉매 바이패스 회로를 갖는 냉동사이클이 포함되어, 유체공급처에서 제공받은 유체를 냉각 또는 가열시켜 유체소요처에 공급시키도록 된 냉매 냉각 및 바이패스 회로를 갖는 냉, 온 유체 공급시스템에 있어서,
    상기 증발열교환기(10)의 유체유입구(11)는 밸브(101a)(102a)를 갖는 제1유체제공관(101)과 제1유체회수관(102)을 통해 상기 유체공급처(30)와 유체소요처(40)에 연결되고, 상기 응축열교환기(20)의 유체유입구(21)는 밸브(201a)(202a)를 갖는 제2유체제공관(201)과 제2유체회수관(202)을 통해 상기 유체공급처(30)와 유체소요처(40)에 연결되며, 상기 증발열교환기(10)의 유체배출구(12)는 밸브(103a)(104a)를 갖는 제1유체공급관(103)과 제1유체폐기관(104)을 통해 상기 유체소요처(40)와 유체폐기처에 연결되고, 상기 응축열교환기(20)의 유체배출구(22)는 밸브(203a)(204a)를 갖는 제2유체공급관(203)과 제2유체폐기관(204)을 통해 상기 유체소요처(40)와 유체폐기처에 연결됨을 특징으로 하는 냉매 냉각 및 바이패스 회로를 갖는 냉, 온 유체 공급시스템.
  2. 제1항에 있어서, 상기 증발열교환기(10)는 직렬 또는 병렬로 연결된 다수개로 구성됨을 특징으로 하는 냉매 냉각 및 바이패스 회로를 갖는 냉, 온 유체 공급시스템.
  3. 제1항에 있어서, 상기 응축열교환기(20)는 직렬 또는 병렬로 연결된 다수개로 구성됨을 특징으로 하는 냉매 냉각 및 바이패스 회로를 갖는 냉, 온 유체 공급시스템.
  4. 제1항에 있어서, 상기 보조열교환기는 직렬 또는 병렬로 연결된 다수개로 구성됨을 특징으로 하는 냉매 냉각 및 바이패스 회로를 갖는 냉, 온 유체 공급시스템.
  5. 제1항에 있어서, 상기 보조팽창기는 직렬 또는 병렬로 연결된 다수개로 구성됨을 특징으로 하는 냉매 냉각 및 바이패스 회로를 갖는 냉, 온 유체 공급시스템.
  6. 제1항에 있어서, 상기 냉동사이클은 직렬 또는 병렬로 연결된 다수개의 압축기를 포함함을 특징으로 하는 냉매 냉각 및 바이패스 회로를 갖는 냉, 온 유체 공급시스템.
  7. 제1항에 있어서, 상기 냉동사이클은 직렬 또는 병렬로 연결된 다수개의 팽창기를 포함함을 특징으로 하는 냉매 냉각 및 바이패스 회로를 갖는 냉, 온 유체 공급시스템.
  8. 냉매를 팽창시키는 팽창기, 유체 유입구를 통해 유입되어 유체 배출구를 통해 배출되는 유체의 온도를 냉매의 증발잠열에 의해 상승시키는 증발열교환기, 냉매를 압축시키는 압축기, 및 유체 유입구를 통해 유입되어 유체 배출구를 통해 배출되는 유체의 온도를 냉매의 응축잠열에 의해 하강시키는 응축열교환기가 구비되고 상기 압축기로 유입되는 냉매를 상기 팽창기에서 팽창되는 냉매와 열교환시킴에 의해 상기 압축기로 유입되는 냉매의 온도를 떨어뜨리도록 된 냉매 냉각 회로와 팽창기로 유입되는 냉매의 일부를 보조팽창기에서 팽창시켜 팽창기로 유입되는 냉매와 열교환시킨 후 압축기로 공급시키는 냉매 바이패스 회로를 갖는 냉동사이클이 포함되고, 상기 증발열교환기와 응축열교환기의 유체 유입구로 유입되는 유체가 폐열교환기에서 열교환되도록 하여, 유체공급처에서 제공받은 유체를 냉각 또는 가열시켜 유체소요처에 공급시키도록 된 냉매 냉각 및 바이패스 회로를 갖는 냉, 온 유체 공급시스템에 있어서,
    상기 폐열교환기(50)는 밸브(101a)(102a)를 갖는 제1유체제공관(101)과 제1유체회수관(102)을 통해 상기 유체공급처(30)와 유체소요처(40)에 연결된 제1유체유입구(51a)에서 유체를 제공받아 상기 증발열교환기(10)의 유체유입구(12)로 배출시킴과 동시에 밸브(201a)(202a)를 갖는 제2유체제공관(201)과 제2유체회수관(202)을 통해 상기 유체공급처(30)와 유체소요처(40)에 연결된 제2유체유입구(52a)에서 유체를 제공받아 상기 응축열교환기(20)의 유체유입구(22)로 배출시키며, 상기 증발열교환기(10)의 유체배출구(12)는 밸브(103a)(104a)를 갖는 제1유체공급관(103)과 제1유체폐기관(104)을 통해 상기 유체소요처(40)와 유체폐기처에 연결되고, 상기 응축열교환기(20)의 유체배출구(22)는 밸브(203a)(204a)를 갖는 제2유체공급관(203)과 제2유체폐기관(204)을 통해 상기 유체소요처(40)와 유체폐기처에 연결됨을 특징으로 하는 냉매 냉각 및 바이패스 회로를 갖는 냉, 온 유체 공급시스템.
  9. 제8항에 있어서, 상기 증발열교환기(10)는 직렬 또는 병렬로 연결된 다수개로 구성됨을 특징으로 하는 냉매 냉각 및 바이패스 회로를 갖는 냉, 온 유체 공급시스템.
  10. 제8항에 있어서, 상기 응축열교환기(20)는 직렬 또는 병렬로 연결된 다수개로 구성됨을 특징으로 하는 냉매 냉각 및 바이패스 회로를 갖는 냉, 온 유체 공급시스템.
  11. 제8항에 있어서, 상기 보조열교환기는 직렬 또는 병렬로 연결된 다수개로 구성됨을 특징으로 하는 냉매 냉각 및 바이패스 회로를 갖는 냉, 온 유체 공급시스템.
  12. 제8항에 있어서, 상기 보조팽창기는 직렬 또는 병렬로 연결된 다수개로 구성됨을 특징으로 하는 냉매 냉각 및 바이패스 회로를 갖는 냉, 온 유체 공급시스템.
  13. 제8항에 있어서, 상기 냉동사이클은 직렬 또는 병렬로 연결된 다수개의 압축기를 포함함을 특징으로 하는 냉매 냉각 및 바이패스 회로를 갖는 냉, 온 유체 공급시스템.
  14. 제8항에 있어서, 상기 냉동사이클은 직렬 또는 병렬로 연결된 다수개의 팽창기를 포함함을 특징으로 하는 냉매 냉각 및 바이패스 회로를 갖는 냉, 온 유체 공급시스템.
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