KR100602173B1 - 실외기 없는 난방 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 실외기를 필요로 하지 않는 난방 시스템에 관한 것으로, 적은 부피를 차지하고 적은 비용으로 온수에 의한 난방이 가능하도록 하는 것이다.

이러한 본 발명은 압축기에서 압축이 이루어진 냉매는 판형 열교환기에서 온수탱크에 채워져 온수난방을 행하는 물과 열 교환되어지고, 상기 판형 열교환기에서 물과 열 교환이 이루어진 냉매는 팽창변을 통한 냉매와 판형 열교환기에서 열 교환이 이루어지게 한 후 완충기를 거쳐 압축기로 유입되게 함으로서, 실외기를 사용하지 않고 온수탱크의 물을 이용하여 냉매를 냉각시킴으로서 온수탱크의 온수를 이용한 난방이 이루어지게 하는 것이다.

난방, 증발기, 냉매, 판형 열교환기

Description

실외기 없는 난방 시스템{Heating device without outdoor device}

도 1은 본 발명에 의한 난방 시스템 구성도

도 2 는 본 발명의 실시예인 냉난방 시스템 구성도

도 3 은 본 발명의 판형 열 교환기 내부 구조도

[도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명]

10 : 압축기 20 : 수액기

30 : 팽창변 41 : 완충기

100, 100a : 판형 열 교환기 110,120 : 열교환 판

본 발명은 실외기를 필요로 하지 않는 난방 시스템에 관한 것으로, 적은 부피를 차지하고 적은 비용으로 온수에 의한 난방이 가능하도록 하는 것이다.

본 발명은 판형 열교환기를 통하여 온수와 열 교환이 이루어지게 한 후 다시 냉매끼리의 열 교환이 이루어져 압축기로 유입되는 냉매의 온도를 일정하게 유지시켜 추운지방에서도 운전이 원활히 이루어지고, 적은 부피와 적은 비용을 들이고도 온수에 의한 난방이 가능토록 하는 것이다.

온수를 이용한 난방장치는 화석연료를 태워서 열을 발생시키는 발열수단에서 발생된 열을 물 또는 열매체유와 열 교환시킨 후 이를 이용하여 온수탱크에 채워진 온수를 가열하고, 온수탱크의 온수는 펌프에 의해 바닥에 깔린 온수파이프를 순환하게 되어 바닥 난방이 온수에 의해 이루어지도록 하고 있다.

상기 된 방식은 가스 또는 석유 등의 화석연료를 연소시켜 물 또는 열 매체유를 가열시킨 후 이를 이용하여 온수탱크의 물을 가열시키는 보일러를 필요로 하게 되어, 바닥에 온수 파이프를 깔은 후 온수를 순환시켜 난방이 이루어지게 하기 위해서는 보일러와 연료탱크 및 온수탱크 등을 필요로 하게 되어 설치비용이 많이 드는 한편 공간도 많이 차지하게 되고, 공기 순환이 잘 이루어지는 외부에 설치하여야만 질식사고 등의 위험을 줄일 수 있는 것이었다.

그리고 냉방시스템의 냉매를 역방향으로 흐르게 하여 증발기에서 온풍이 발생하도록 하고 있으나, 이러한 방식은 온풍을 발생할 수 있을 뿐 온돌방식의 난방은 기대할 수 없을 뿐만 아니라 냉방기의 온풍 운전을 할 때 냉매의 온도가 낮아지는 추운 계절에는 냉매가 실외기를 통과하면서 얼게 되어 난방 운전이 되지 않거나 난방 효율이 크게 떨어지는 것이며, 냉매가 어는 것을 방지하기 위한 제상운전이나 히터를 설치하는 경우 열효율이 떨어지는 것이었다.

본 발명은 실외기를 사용치 않고 냉매의 고온을 물과 열 교환되게 하여 냉매의 온도를 낮추는 한편 온수를 가열시키도록 하고, 온수를 가열시킨 냉매는 팽창된 냉매와 열 교환이 이루어지게 하여 냉매의 온도를 일정하게 유지시킴으로서 냉매가 얼지 않으면서 난방이 이루어지게 하는 것으로, 설치 부피와 운전비용을 줄이는 한편 온수난방 효율을 높이는 것이다.

이러한 본 발명은 압축기에서 압축이 이루어진 냉매는 판형 열교환기에서 온수탱크에 채워져 온수난방을 행하는 물과 열 교환되어지고, 상기 판형 열교환기에서 물과 열 교환이 이루어진 냉매는 팽창변을 통한 냉매와 판형 열교환기에서 열 교환이 이루어지게 한 후 완충기를 거쳐 압축기로 유입되게 함으로서, 실외기를 사용하지 않고 온수탱크의 물을 이용하여 냉매를 냉각시킴으로서 온수탱크의 온수를 이용한 난방이 이루어지게 하는 것이다.

본 발명은 냉매를 이용하여 난방이 이루어지게 하되 실외기를 사용하지 않고, 온수파이프로 흐르는 온수를 가열하여 난방이 이루어지게 하는 것으로, 이러한 본 발명의 구성을 도 1에 의거 설명한다.

도 1은 본 발명의 시스템 구성도로서 난방용으로 사용되는 경우를 나타낸다.

압축기(10)에서 압축된 냉매는 오일 분리기(11)를 통하여 판형 열교환기(100)로 유입되고, 판형 열교환기(100)를 통과한 냉매는 다시 판형 열교환기(100a)로 유입되게 되며, 이때 판형 열교환기(100)에서는 물과 열 교환이 이루어지게 하고, 판형 열교환기(100a)에서는 팽창변(30)을 통과한 냉매와 열 교환이 이루어지게 한다.

판형 열 교환기(100)는 도 3에 도시된 바와 같이 수 개의 열 교환판(110)(120)이 적층되어 구성되는 한편 각각의 열 교환판(110)(120)사이로 냉매 또는 물이 유입되어 열 교환판(110)(120)을 통한 열 교환이 이루어지게 되며, 각각의 열 교환판(110)(120)의 양측을 흐르는 냉매 또는 물은 서로 혼합되지 않고 열 교환만 이루어지는 것으로, 상기 판형 열 교환기(100)는 시중에서 구입할 수 있는 공지의 제품이다.

본 발명에서는 두 개의 판형 열 교환기(100)(100a)는 각각 직렬로 연결되어 냉매가 순차적으로 흐르게 하되 선단의 판형 열 교환기(100)에는 물이 유입되어 냉매와 열 교환이 이루어지게 하고, 후단의 판형 열 교환기(100a)에서는 판형 열 교환기(100)를 통과한 냉매와 팽창변(30)을 통과한 냉매가 흐르면서 열 교환이 이루어지게 된다.

상기 판형 열 교환기(100)로 유입되는 물은 도시되지 아니한 온수탱크에 채워진 물인 것으로, 온수탱크의 물을 판형 열 교환기(100)에서 가열시키게 되고, 상기 온수탱크의 물을 펌프로 온수파이프를 통하여 펌핑함으로서 온수난방이 이루어지게 된다.

그리고 판형 열 교환기(100a)를 거친 냉매는 수액기(20)에서 액체와 기체 형태의 냉매가 분리된 후 수분을 제거하는 드라이어(21)와, 냉매가 일방향으로 흐르게 하는 체크밸브(22)와, 냉매 확인창(23)과, 전자변(24)과, 냉매를 팽창시키는 팽창변(30)을 통하여 판형 열 교환기(100a)로 유입되게 되고, 상기 판형 열 교환기(100a)를 통과한 냉매는 완충기(accumulator)(41)을 통하여 압축기(10)로 유입되게 된다.

한편 본 발명은 도 2와 같이 압축기(10)에서 배출되거나 유입되는 냉매가 4- 웨이 밸브(40)를 통하여 흐르게 할 수 있으며, 이 같이 4-웨이 밸브(40)를 통하여 냉매의 흐름을 절환하는 경우는 냉방 운전과 난방운전을 선택적으로 할 수 있는 경우로써, 4-웨이 밸브(40)를 이용하여 난방운전과 냉방운전을 선택하게 되고, 냉방 운전시는 별도의 회로가 추가 되어야 한다.

이와 같이 구성된 본 발명에서 난방운전시를 살펴본다.

난방운전을 위해서는 판형 열 교환기(100)로 온수탱크의 물이 유입될 수 있도록 하고, 상기 온수탱크의 물은 펌프를 통하여 설치된 파이프를 통하여 흐를 수 있도록 함으로서 FAN COIL UNIT 및 바닥 난방 파이프에 의하여 난방이 이루어지게 한다. 또한 급탕용 온수도 사용이 가능하다.

본 발명을 운전시키면 압축기(10)에서 압축된 냉매는 오일 분리기(11)를 통한 후 90-100^oC 의 온도로 판형 열 교환기(100)로 유입되게 되며, 상기 판형 열 교환기(100)에서는 각각의 열 교환판(110)(120) 사이로 냉매와 물이 흐르게 하여 냉매 온도가 65-80^oC로 배출되며 열 교환이 이루어지고, 상기 판형 열 교환기(100)에서 열 교환이 이루어진 냉매는 65-80^oC 로 토출되는 한편 물은 난방에 필요한 온도로 가열되어 온수탱크에 모아지게 되며, 온수탱크에 모아진 물은 펌핑하여 난방 파이프로 흐르게 하여 난방이 이루어지게 한다.

즉 본 발명은 기존과 같이 온풍을 이용하지 않고 온수가 난방 파이프를 흐르게 하여 난방이 이루어지게 하되 상기 온수는 냉방 싸이클의 압축된 냉매 온도를 이용하여 가열시키는 것으로, 기존과는 판이한 열 발생수단을 이용하게 되며, 냉동 사이클을 이용하되 온수를 이용한 난방이 가능토록 하는 것이다.

상기 판형 열 교환기(100)에서 물과 열 교환이 이루어져 온도가 65-80^oC로 낮추어진 냉매는 다시 팽창변(30)을 통과한 냉매와 열 교환이 이루어진 후 수액기(20)로 유입되게 된다.

여기서 판형 열 교환기(100a)는 65-80^oC의 냉매와 팽창변(30)에서 팽창된 2^oC의 냉매와 열 교환이 이루어져 판형 열 교환기(100)에서 배출된 65-80^oC의 냉매는 40-55^oC의 온도로 열 교환된 후 수액기(20)로 유입되고, 팽창변(30)에서 팽창된 2^oC의 냉매는 7^oC의 온도로 열 교환되게 된다.

즉 판형 열 교환기(100a)에서는 65-80^oC의 냉매와 2^oC의 냉매를 열 교환시켜 각각 40-55^oC의 냉매와 7^oC의 냉매를 배출시키게 된다.

상기 수액기(20)로 유입된 냉매는 드라이어(21), 체크 밸브(22), 냉매 확인창(23), 전자변(24)을 거친 후 팽창변(30)에서 팽창되어 진 후 판형 열 교환기(100a)를 거치게 되고, 판형 열 교환기(100a)를 거친 냉매는 완충기(41)를 통하여 압축기(10)로 유입되게 된다.

이러한 본 발명은 실외기가 필요치 않아 -10~ -30^oC의 추운 날씨에도 냉매의 온도가 7^oC 정도로 유지되어 일정한 운전이 가능하고 고 효율을 얻을 수 있다.

한편 본 발명은 판형 열 교환기(100)에서 배출되어 판형 열 교환기(100a)로 유입되는 냉매는 전자변(26)을 통하여 완충기(41)로 유입되게 하는 한편 판형 열 교환기(100a)에서 수액기(20)로 배출되는 냉매가 전자변(25)을 거친 후 팽창변(27)을 통하여 완충기(41)로 유입되게 할 수 있는 것으로, 이는 완충기(41)에서 압축기(10)로 유입되는 온도가 7^oC 미만일 경우 전자변(26)을 작동시키고, 7^oC 이상일 경우는 전자변(25)을 작동시켜 냉매의 온도가 항상 7^oC를 유지하도록 한다.

본 발명은 냉방 사이클을 이용한 난방 장치에 관한 것으로, 냉매와 물을 열 교환시켜 난방이 이루어지게 하는 한편 물과 열 교환이 이루어진 냉매와 팽창된 냉매를 열 교환시켜 냉매의 온도가 일정하게 유지될 수 있도록 하는 것으로, 실외기를 사용하지 않고 온수에 의한 난방이 가능하고, 또한 추운 계절에도 냉매가 얼지 않고 안정된 운전을 할 수 있게 된다.

그리고 본 발명은 냉매를 이용하게 되므로 소형 제작이 가능하고, 보일러를 별도로 설치하여 연료를 연소시켜야 하는 번거로움이 없으며, 제상 및 히팅 운전이 불필요하여 난방 효율을 높이는 한편 운전비용을 줄이고 난방 효율을 높일 수 있다.

Claims (1)

1. 압축기(10)에서 압축이 이루어진 냉매는 판형 열 교환기(100)로 유입되어 온수 탱크에 채워진 물과 열교환이 되어 냉매의 온도는 낮추고 물의 온도는 상승시키며,

   상기 판형 열 교환기(100)에서 배출된 냉매는 판형 열 교환기(100a)로 유입되어 팽창변(30)을 통과한 냉매와 열교환이 이루어져 판형 열 교환기(100)에서 유입된 냉매의 온도는 낮추고 팽창변(300)을 통과한 냉매의 온도는 상승시키며,

   상기 판형 열 교환기(100a)를 거친 냉매는 팽창변(30)을 거치고 판형 열 교환기(100a)에서 냉매의 온도가 상승된 후 압축기(10)로 유입되게 구성한 것을 특징으로 하는 실외기 없는 난방 시스템.

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