KR100435268B1 - 공조시스템 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 공조시스템에 관한 것으로, 특히 냉동사이클에 부동액을 적용하여 순환시킴으로써 아파트 또는 다세대 주택의 실내 공조기능을 수행하는 공조시스템에 관한 것으로서, 본 발명에 의한 공조시스템은 냉동사이클 장치에 있어서 압축기와 응축기 사이의 연결관을 수용하는 온수 탱크를 마련하여 온수를 공급할 수 있으며, 증발기를 수용하는 부동액 탱크를 마련하여 이 부동액 탱크로부터 배출되는 냉각된 부동액을 아파트 또는 다가구 주택의 각 가구에 설치된 실내 냉열 교환 장치를 통해 이용하는 방식이므로 종래에 아파트나 다가구 주택에서 개별적으로 에어컨이나 냉동고, 냉장고를 사용하는 방식에 비해 전력 소비량이나 원자재 낭비가 감소될 수 있어 에너지를 절약할 수 있다는 효과가 있고, 또한, 냉각된 냉매 공급원인 냉동 사이클 장치가 중앙집중식으로 별도의 장소에 설치될 수 있으므로 소음이 감소되고, 열이 발생되지 않으며, 또한 복수의 냉장고, 냉동고 및 냉방기 등에서 버려지는 열을 한대의 냉동기로 열에너지를 모아 이용하기 때문에 경제적이다.

Description

공조시스템{AIR CONDITIONING SYSTEM}
본 발명은 공조시스템에 관한 것으로, 특히 냉동사이클에 부동액을 적용하여 순환시킴으로써 아파트 또는 다세대 주택 실내의 냉동, 냉장 및 냉방등의 공조기능을 수행하는 공조시스템에 관한 것이다.
일반적으로, 아파트 또는 다가구 주택에서는 각 가구별로 에어컨, 냉장고 및냉동고를 설치하여 실내를 냉방하고, 냉장 및 냉동기능을 수행한다. 상기 에어컨이나 냉장고는 각 가구별로 설치되어 사용되므로 아파트 또는 다가구 주택전체로 볼때 전력사용량은 큰 규모이다.
이에 따라, 당업계에서는 전력사용량을 줄이기 위한 방안을 다각도로 모색하고 있으며, 특히 최근에 아파트나 다가구 주택에 있어서 경제적인 난방 및 온수 사용을 위해 열병합 발전소를 구축하는 바와 같이, 냉방, 냉장 및 냉동기능을 중앙집중식으로 관리하는 방안이 모색되고 있다.
따라서, 본 발명은 상기와 같은 점에 착안하여 이루어진 것으로서, 본 발명의 목적은 아파트나 다가구 주택에 있어서 경제적인 냉방, 냉장, 냉동 그리고 냉, 온수 공급을 수행할 수 있는 공조시스템을 제공하는 데 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 공조시스템 구성도,
도 2a는 도 1의 제 1, 2, 3 밸브수단의 개방시 동작 상태도,
도 2b는 도 1의 제 1, 2, 3 밸브수단의 폐쇄시 동작 상태도,
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 공조시스템의 적용예.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
100 : 압축기 200 : 온수탱크
300 : 응축기 400 : 팽창밸브
600 : 부동액 탱크 700 : 순환펌프
800 : 실내 냉열 교환 장치
상기와 같은 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 공조시스템은 압축기, 응축기, 팽창밸브, 증발기 및 상기 구성요소들을 연결하는 연결관을 포함하는 냉매 사이클 장치를 이용한 공조시스템에 있어서: 상기 압축기로부터 상기 응축기사이의 연결관의 일부를 내부에 수용하여 공급되는 물을 온수로 변경하여 배출하는 온수탱크와; 상기 증발기를 수용하여 공급되는 부동액을 냉각시켜 배출하는 부동액 탱크와; 상기 부동액 탱크로부터 배출되는 냉각된 부동액을 순환시키는 순환 펌프와; 상기 순환 펌프로부터 배출되는 부동액을 인가받아 식수를 냉각시키고, 냉방, 냉장 및 냉동에 이용한 후 부동액을 상기 부동액 탱크에 인가시키는 실내 냉열 교환 장치를 포함하는 것을 특징으로 한다.
이하, 본 발명의 실시예에 따른 공조시스템에 대하여 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 공조시스템 구성도이고, 도 2a는 도 1의 제 1, 2, 3 밸브수단의 개방시 동작 상태도이며, 도 2b는 도 1의 제 1, 2, 3 밸브수단의 폐쇄시 동작 상태도로서, 동일한 부분에 대해서는 동일 부호를 붙인다.
본 발명의 실시예에 따른 공조시스템은, 도 1에 도시한 바와 같이, 냉매사이클 장치, 온수 탱크(200), 부동액 탱크(600), 순환펌프(700), 실내 냉열 교환 장치(800) 및 상기 구성요소들을 연결하는 연결관으로 이루어 진다.
상기 냉매사이클 장치는 상온 저압의 냉매를 압축시켜 고온 고압의 냉매로 변화하는 압축기(100)와, 상기 압축기(100)로부터 배출되는 고온 고압의 냉매를 응축시켜 상온 고압의 냉매로 변화하는 응축기(300)와, 상기 응축기(300)로부터 배출되는 상온 고압의 냉매를 저온 저압의 냉매로 변화하는 팽창밸브(400)와, 상기 팽창밸브(400)로부터 배출되는 저온 저압의 냉매를 부동액과 열교환시킨 후 상온 저압의 냉매를 상기 압축기(100)에 배출하는 증발기(500)로 이루어진다.
상기 온수 탱크(200)는 상기 압축기(100)로부터 응축기(300)사이의 연결관의 일부를 내부에 수용하며 일측에는 물이 공급되며, 타측으로는 고온 고압의 냉매에 의해 가열된 온수를 직접사용하는 장소나 보일러에 공급한다.
상기 부동액 탱크(600)는 상기 증발기(500)를 내부에 수용하며, 일측에는 상기 실내 냉열 교환 장치(800)로부터 부동액이 인가되며, 타측으로는 상기 증발기(500)를 통과하는 저온 저압의 냉매에 의해 냉각된 부동액을 배출한다.
상기 순환펌프(700)는 상기 부동액 탱크(600)로부터 배출되는 냉각된 부동액을 순환시키는 역할을 한다.
상기 실내 냉열 교환 장치(800)는 상기 순환 펌프(700)로부터 배출되는 부동액을 인가받아 식수를 냉각시키고, 냉방, 냉장 및 냉동에 이용한 후 상기 부동액 탱크(600)에 인가시키는 장치로서 각 가구별로 설치되며, 도 3에 도시된 바와 같이, 아파트나 다가구 주택의 경우 상기 순환펌프(700)로부터 배출되는 냉각된 부동액을 분배시켜 복수의 가구에서 동시에 사용될 수 있다.
상기 실내 냉열 교환 장치(800)의 구성을 상세히 설명하면, 도 1에 도시된 바와 같이, 냉동용 냉열 교환기(810), 냉장용 냉열 교환기(820), 냉방용 냉열 교환기(830)가 순서대로 순환펌프(700)와 연결관을 통해 연결되며, 이 연결관과 냉동용 냉열 교환기(810), 냉장용 냉열 교환기(820) 및 냉방용 냉열 교환기(830)는 제 1, 2, 3 밸브수단(811, 821, 831)을 통해 연통된다.
상기 냉동용 냉열 교환기(810)는 상기 순환펌프(700)로부터 배출되는 부동액을 인가받아 외기와 열교환하여 냉동시키는 역할을 한다.
상기 제 1 밸브수단(811)은 상기 냉동용 냉열 교환기(810)가 설치된 냉동고 내부의 온도가 제 1 설정온도(제 1 설정온도 < 제 2 설정온도 < 제 3 설정온도)보다 높으면 상기 냉동용 냉열 교환기(810)에 부동액을 공급하는 한편(도 2a), 상기 냉동고의 내부 온도가 상기 제 1 설정온도보다 낮으면 상기 제 2 밸브수단(821)으로 부동액을 배출하는(도 2b) 밸브이다.
상기 냉장용 냉열 교환기(820)는 제 2 밸브수단(821)을 통해 부동액을 인가받아 외기와 열교환하여 냉장시키는 역할을 한다.
상기 제 2 밸브 수단(821)은 상기 냉장용 냉열 교환기(820)가 설치된 냉장고 내부 온도가 제 2 설정온도 보다 높으면 상기 냉장용 냉열 교환기(820)에 부동액을 공급하는 한편(도 2a), 상기 제 2 설정온도 보다 낮으면 상기 제 3 밸브수단(831)으로 부동액을 배출하는(도 2b) 밸브이다.
상기 냉방용 냉열 교환기(830)는 상기 제 3 밸브수단(831)을 통해 부동액을 인가받아 외기와 열교환하여 실내를 냉방시키는 역할을 한다.
상기 제 3 밸브수단(831)은 상기 냉방용 냉열 교환기(830)가 설치된 실내의 온도가 제 3 설정온도 보다 높으면 상기 냉방용 냉열 교환기(830)에 부동액을 공급하는 한편(도 2a), 상기 제 3 설정온도보다 낮으면 상기 부동액 탱크(500)로 부동액을 배출하는(도 2b) 밸브이다.
상기 식수 탱크(833)는 상기 냉방용 냉열 교환기(830)의 열교환 방식과 동일하다.
상기와 같이 구성된 공조시스템의 작용을 설명하기로 한다.
먼저, 압축기(100), 응축기(300), 팽창밸브(400) 및 증발기(500)를 포함하는 냉동사이클 장치가 동작하면, 온수 탱크(200)에서는 내부에 공급된 물이 압축기(100)로부터의 고온 고압의 냉매에 의해 가열되게 되어 온수를 직접사용하는장소나 난방을 위해 보일러에 공급될 수 있다.
또한, 부동액 탱크(600)에서는 내부에 있는 부동액이 증발기(500)를 통과하는 저온 저압의 냉매에 의해 약 -20 내지 -25℃로 냉각되어서, 순환펌프(700)에 의해 실내 냉열 교환 장치(800)에 공급되어 냉동, 냉장, 냉방 및 식수 냉각기능이 수행된다.
상기 냉동 기능은 냉동고 내부의 온도가 제 1 설정온도 보다 높으면 상기 제 1 밸브수단(811)을 통해 부동액이 냉동용 냉열 교환기(810)를 통과하면서 수행되어 냉동고 내부를 냉동시킨다.
상기 냉장 기능은 냉장고 내부의 온도가 제 2 설정온도 보다 높으면 상기 제 2 밸브수단(821)을 통해 부동액이 냉장용 냉열 교환기(820)를 통과하면서 수행되어 냉장고 내부를 냉장시킨다.
상기 냉방 기능은 실내온도가 제 3 설정온도 보다 높으면 상기 제 3 밸브수단(831)을 통해 부동액이 냉방용 냉열 교환기(830)를 통과하면서 수행되어 실내를 냉방시킨다.
상기 식수 냉각기능은 상기 냉방 기능과 동일한 열교환 방식에 의해 식수 탱크(833)에서 이루어진다.
한편, 상기 복수의 냉장고, 냉동기, 냉방기 등에서 발생한 열을 한대의 냉동기로 열에너지를 모아 이용할 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 의한 공조시스템은 냉동사이클 장치에 있어서압축기와 응축기 사이의 연결관을 수용하는 온수 탱크를 마련하여 온수를 공급할 수 있으며, 증발기를 수용하는 부동액 탱크를 마련하여 이 부동액 탱크로부터 배출되는 냉각된 부동액을 아파트 또는 다가구 주택의 각 가구에 설치된 실내 냉열 교환 장치를 통해 이용하는 방식이므로 종래에 아파트나 다가구 주택에서 개별적으로 에어컨이나 냉동고, 냉장고를 사용하는 방식에 비해 전력 소비량 및 원자재 낭비가 현저히 감소될 수 있어 에너지를 절약할 수 있다는 효과가 있다.
또한, 냉각된 냉매 공급원인 냉동 사이클 장치가 중앙집중식으로 별도의 장소에 설치될 수 있으므로 각 가구에는 소음이 없고, 열이 발생되지 않는다.
또한, 복수의 냉장고, 냉동기 및 냉방기 등에 발생한 열을 한대의 냉동기로 열에너지를 모아 이용하기 때문에 경제적이다.

Claims (3)

  1. 압축기, 응축기, 팽창밸브, 증발기 및 상기 구성요소들을 연결하는 연결관을 포함하는 냉매 사이클 장치를 이용한 공조시스템에 있어서:
    상기 압축기로부터 상기 응축기사이의 연결관의 일부를 내부에 수용하여 공급되는 물을 온수로 변경하여 배출하는 온수탱크와;
    상기 증발기를 수용하여 공급되는 부동액을 냉각시켜 배출하는 부동액 탱크와;
    상기 부동액 탱크로부터 배출되는 냉각된 부동액을 순환시키는 순환 펌프와;
    상기 순환 펌프로부터 배출되는 부동액을 인가받아 식수를 냉각시키고, 냉방, 냉장 및 냉동에 이용한 후 부동액을 상기 부동액 탱크에 인가시키는 실내 냉열 교환 장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 공조시스템.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 실내 냉열 교환 장치는 상기 순환펌프로부터 보내지는 부동액을 인가받아 외기와 열교환하여 냉동시키는 냉동용 냉열 교환기와;
    상기 냉동용 냉열 교환기가 설치되는 냉동고 내부의 온도가 제 1 설정온도 보다 높으면 상기 냉동용 냉열 교환기에 부동액을 공급하는 한편, 상기 제 1 설정온도보다 낮으면 상기 냉동용 냉열 교환기로의 부동액 공급을 차단하는 제 1 밸브수단과;
    상기 냉동용 냉열 교환기 또는 상기 제 1 밸브수단을 통해 부동액을 인가받아 외기와 열교환하여 냉장시키는 냉장용 냉열 교환기와;
    상기 냉장용 냉열 교환기가 설치되는 냉장고 내부의 온도가 제 2 설정온도 보다 높으면 상기 냉장용 냉열 교환기에 부동액을 공급하는 한편, 상기 제 2 설정온도보다 낮으면 상기 냉장용 냉열 교환기로의 부동액 공급을 차단하는 제 2 밸브수단과;
    상기 냉장용 냉열 교환기 또는 상기 제 2 밸브수단을 통해 배출되는 부동액을 인가받아 외기와 열교환하여 냉방시키는 냉방용 냉열 교환기와;
    상기 냉방용 냉열 교환기와 동일한 열교환 방식으로 공급되는 물을 냉각시켜 배출하는 식수탱크와,
    상기 냉방용 냉열 교환기가 설치되는 실내의 온도가 제 3 설정온도 보다 높으면 상기 냉방용 냉열 교환기에 부동액을 공급하는 한편, 상기 제 3 설정온도보다 낮으면 상기 냉방용 냉열 교환기로의 부동액 공급을 차단하여 상기 부동액 탱크에 부동액을 배출하는 제 3 밸브수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 공조시스템.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 실내 냉열 교환 장치는 아파트 또는 다가구 주택에 2개 이상설치되는 것을 특징으로 하는 공조시스템.
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