KR100738337B1

KR100738337B1 - 히트펌프 시스템용 수축열 탱크의 미생물 제거장치

Info

Publication number: KR100738337B1
Application number: KR1020070013057A
Authority: KR
Inventors: 최병화
Original assignee: (주)경진티알엠
Priority date: 2007-02-08
Filing date: 2007-02-08
Publication date: 2007-07-12

Abstract

본 발명은 히트펌프 시스템용 수축열 탱크의 미생물 제거장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 수축열 탱크의 미생물과 미생물로 인한 이물질(스케일)을 제거하기 위해 배관라인의 일측에 이물질제거용 샌드필터와, 상기 샌드필터에서 이물질이 제거된 물을 살균하는 살균기가 설치된 히트펌프 시스템용 수축열 탱크의 미생물 제거장치에 관한 것이다.

이러한 본 발명은 열원을 공급하는 열원공급장치와;

상기 열원공급장치와 연설되되, 저온저압의 냉매가스를 고온고압의 냉매가스로 압축시키는 압축기와; 상기 압축기로부터 압축된 냉매가스의 방향을 전환시키는 4방변과; 상기 4방변의 방향전환에 의하여 냉방시에는 응축기로 전환되고, 난방시에는 증발기로 전환되는 열원측 열교환기와; 냉방시에는 증발기로 전환되고, 난방시에는 응축기로 전환되는 수측 열교환기와; 상기 열원측 열교환기와 수측 열교환기의 사이에 설치되어 냉매를 저압으로 교축시키는 팽창밸브로 이루어진 히트펌프와;

상기 히트펌프와 공급관과 환수관의 배관으로 연설되어 열원공급장치로부터 공급되는 열원을 온수/냉수 형태로 저장하는 수축열 탱크와;

상기 공급관에 설치된 바이패스관에 설치된 물에 있는 이물질을 제거하는 샌드필터와; 상기 샌드필터에 연설되어 물에 있는 미생물을 살균하는 살균기와;

상기 살균기에서 배출되는 물을 수축열 탱크에 환수시키는 여과환수관과;

상기 공급관에 설치된 순환펌프와; 상기 바이패스관에 설치된 여과기용 펌프와;

상기 히트펌프와 펌프 등의 구성요소를 제어하는 제어부를 포함하도록 이루어진다.

히트펌프, 수축열, 탱크, 샌드필터, 미생물, 스케일, 살균기

Description

히트펌프 시스템용 수축열 탱크의 미생물 제거장치{A microorganism elimination equipment of heat and cool store tank for heat pump system}

도 1은 본 발명의 실시예를 나타낸 수축열 탱크의 미생물 제거장치가 설치된 히트펌프의 시스템의 개략도.

도 2는 수축열 탱크의 온수 분포 상태를 나타낸 개략도.

[도면의 주요부분에 대한 부호의 설명]

10 : 열원공급장치

20 : 히트펌프

21 : 압축기 22 : 4방변

23 : 열원측 열교환기 24 : 팽창밸브

25 : 수측 열교환기

30 : 수축열 탱크 31 : 센서

40 : 펌프

50 : 샌드필터

60 : 살균기

70 : 제어부

81, 82, 83 : 밸브

91, 92, 93, 94, 95 : 배관

수축열 탱크는 보통 저렴한 심야전력을 이용하여 전력수요가 높지 않은 심야에 열원발생장치와 히트펌프를 가동하여 냉온열을 공급받아 냉수(온수)로 저장하고, 주간에 냉수(온수)로 저장된 물을 이용하여 건물에 냉난방 및 급탕을 공급할 수 있도록 하는 것이다.

수축열 탱크는 보통 50~5000톤의 물을 다양하게 저장할 수 있도록 제작된다.

상기 수축열 탱크에 냉방을 목적으로 물이 저장될 경우에는 5~10℃의 물이 저장되어 사용된다. 이 경우 물의 온도가 낮아 미생물의 활동이 적어 미생물로 인한 스케일이 잘 발생하지 않게 된다.

그러나, 난방과 온수의 사용목적으로 수축열 탱크에 온수가 저장되면, 수축열 탱크의 수온은 보통 탱크의 높이에 따라 하측은 약 30℃로 유지되고 상측은 약 50℃로 유지되고 중간은 그 사이 온도로 다양하게 온도분포를 유지하게 되며, 이로 인하여 미생물의 발생이 쉽고, 고온의 수온으로 미생물의 활동성이 좋아 미생물로 인한 많은 이물질(스케일)이 발생한다. 이와 같이 발생하는 이물질(스케일)에 의하여 수축열을 이용한 수축열 시스템의 전체에 악영향이 발생하게 된다. 즉, 배관에 이물질(스케일)로 인하여 물의 흐름이 좋지 않아 열효율이 저하되고, 각종의 센서에 이물질(스케일)로 인하여 오작동이 발생한다.

또한, 상기 수축열 탱크는 보통 단열의 효과를 높이고자 땅속에 매설되거나 건물의 안쪽에 설치된다. 그러므로 탱크 내에 이물질(스케일)이 발생하면 그 제거가 매우 어려운 실정으로 미생물의 발생을 억제하는 것이 매우 중요하다.

상기와 같은 단점을 해결하고자 본 발명은 안출된 것으로, 본 발명은 열원을 공급하는 열원공급장치와; 상기 열원공급장치와 연설되어 열을 전달하는 히트펌프와; 열원을 저장하는 수축열 탱크와; 상기 수축열 탱크의 물을 순환시키도록 공급관에 설치된 순환펌프와; 공급관에서 분지된 바이패스관에 설치된 여과기용 펌프와; 상기 바이패스관에 설치된 샌드필터와; 상기 샌드필터에 연설된 살균기와; 상기 살균기로부터 배출되는 여과환수관과; 상기 히트펌프와 펌프 등의 구성요소를 제어하는 제어부를 포함하도록 이루어진 히트펌프 시스템용 수축열 탱크의 미생물 제거장치를 제공하여 수축열 탱크의 상측에 가열된 온수의 온도를 유지시키면서 수축열 탱크의 물에 있는 이물질과 미생물을 제거할 수 있도록 하는데 목적이 있다.

상기 목적을 달성하고자 본 발명인 히트펌프 시스템용 수축열 탱크의 미생물 제거장치는,

열원을 공급하는 열원공급장치(10)와;

상기 열원공급장치(10)와 연설되되, 저온저압의 냉매가스를 고온고압의 냉매가스로 압축시키는 압축기(21)와; 상기 압축기(21)로부터 압축된 냉매가스의 방향을 전환시키는 4방변(22)과; 상기 4방변(22)의 방향전환에 의하여 냉방시에는 응축기로 전환되고, 난방시에는 증발기로 전환되는 열원측 열교환기(23)와; 냉방시에는 증발기로 전환되고, 난방시에는 응축기로 전환되는 수측 열교환기(25)와; 상기 열원측 열교환기(23)와 수측 열교환기(25)의 사이에 설치되어 냉매를 저압으로 교축시키는 팽창밸브(24)로 이루어진 히트펌프(20)와;

상기 히트펌프(20)와 공급관(91)과 환수관(92)의 배관으로 연설되어 열원공급장치(10)로부터 공급되는 열원을 온수/냉수 형태로 저장하는 수축열 탱크(30)와;

상기 공급관(91)에 설치된 바이패스관(93)에 설치된 물에 있는 이물질을 제거하는 샌드필터(50)와; 상기 샌드필터(50)에 연설되어 물에 있는 미생물을 살균하는 살균기(60)와;

상기 살균기(60)에서 배출되는 물을 수축열 탱크(30)에 환수시키는 여과환수관(94)과;

상기 공급관(91)에 설치된 순환펌프(41)와; 상기 바이패스관(93)에 설치된 여과기용 펌프(42)와;

상기 히트펌프와 펌프 등의 구성요소를 제어하는 제어부(70)를 포함하도록 이루어진다.

또는 상기 여과환수관(94)의 단부는 수축열 탱크(30)의 상부에 형성된 고온수가 유지될 수 있도록 하측에 형성될 수도 있다.

또는 상기 수축열 탱크(30)에는 이물질과 미생물을 측정하는 센서(31)가 설치되고, 상기 센서(31)로부터 측정되는 정보에 의하여 제어부(70)는 센서(31)에서 측정되는 농도와 입력된 정보와 비교판단하여 측정된 농도가 입력된 정보보다 높게 되면, 제어부(70)는 여과기용 펌프(42)를 가동시켜 샌드필터(50)와 살균기(60)로 물이 공급되도록 함으로써 수축열 탱크(30)의 물에 포함되어 있는 이물질과 미생물을 제거하도록 이루어진다.

또는, 상기 제어부(70)에 타이머를 설치하고, 상기 타이머에 설정된 시간간격에 의하여 제어부(70)는 여과기용 펌프(42)를 가동시켜 샌드필터(50)와 살균기(60)로 물이 공급되도록 함으로써 수축열 탱크(30)의 물에 포함되어 있는 이물질과 미생물을 제거할 수도 있는 것이다.

또한, 상기 샌드필터(50)에는 수축열 탱크(30)로부터 물이 공급되는 바이패스관(93) 측에 제3밸브(83)를 포함하는 역세척용 배출관을 설치하고, 샌드필터(50)와 살균기(60) 사이의 연결관(95)에 제1밸브(81)을 설치하고, 상기 연결관(95)이 설치된 측에 제2밸브(82)를 포함하는 역세척용 공급관을 설치하여 역세척이 가능하도록 할 수도 있다. 상기 역세척용 배출관은 배출되는 물이 외부로 배출될 수 있도록 형성되는 것이 바람직하다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 더욱 상세하게 설명하면,

본 발명은 열원공급장치(10)와, 히트펌프(20)와, 수축열 탱크(30)와, 펌프(40)와, 샌드필터(50)와, 살균기(60)와, 각 구성요소에 물이 순환공급되도록 형성된 배관과, 배관에 설치된 다수개의 밸브와, 이를 제어하는 제어부(70)로 이루어진다.

상기 열원공급장치(10)는 보통 심야전력을 이용하는 냉동기나 보일러를 사용한다.

상기 열원공급장치(10)와 연설되는 히트펌프(20)는, 저온저압의 냉매가스를 고온고압의 냉매가스로 압축시키는 압축기(21)와; 상기 압축기(21)로부터 압축된 냉매가스의 방향을 전환시키는 4방변(22)과; 상기 4방변(22)에 방향전환에 의하여 냉방시에는 응축기로 전환되고, 난방시에는 증발기로 전환되는 열원측 열교환기(23)와; 냉방시에는 증발기로 전환되고, 난방시에는 응축기로 전환되는 수측 열교환기(25)와; 상기 열원측 열교환기(23)와 수측 열교환기(25)의 사이에 설치되어 냉매를 저압으로 교축시키는 팽창밸브(24)로 이루어진다.

상기와 같이 이루어진 히트펌프(20)는 열원공급장치(10)로부터 발생한 열원을 수축열 탱크(30)의 물을 공급관(91)에 설치된 순환펌프(41)에 의하여 공급관(91)과 히트펌프(20)의 수측 열교환기(25)와 환수관(92)으로 순환공급하여 수축열 탱크(30)에 온수 또는 냉수 형태로 열원을 저장하게 한다.

일반적으로 수축열 탱크(30)에 설치된 공급관(91)은 하측에 설치되고, 환수관(92)은 상측에 설치된다.

상기 수축열 탱크(30)는 열원공급장치(10)에서 발생한 열원을 히트펌프(20)을 통하여 공급받아 냉수 또는 온수의 물로 저장하는 것으로, 보통 단열효과를 높이기 위하여 땅속이나 건물의 안측에 설치된다.

상기 수축열 탱크(30)에 온수공급이나 난방을 목적으로 물이 온수상태로 저장되는 경우에는 미생물의 번식과 활동이 활발해져 스케일과 같은 이물질이 발생하게 된다.

특히, 수축열 탱크(30)에 저장되어 있는 물은 높이에 따라 온도상태가 첨부된 도 2와 같이 다르게 분포되며, 상기와 같이 물의 온도가 다양하게 분포하는 수축열 탱크(30)는 미생물의 번식과 활동이 활발해 미생물로 인한 많은 이물질(스케일)이 발생한다.

이와 같은 이물질은 배관의 노후를 촉진시키고, 각종 센서와 같은 전자제품을 파손하여 수축열 시스템의 고장의 주원인이 된다.

이와 같은 미생물과 미생물로 인한 이물질을 측정하는 센서(31)를 상기 수축열 탱크(30)에 설치하여, 상기 센서(31)는 수축열 탱크(30)내에 미생물과 이물질의 농도를 측정하여 제어부(70)에 알려준다.

상기 순환펌프(41)는 수축열 탱크(30)의 물이 히트펌프(20)의 수측 열교환기(25)에 공급되어 열교환을 한 후 환수될 수 있도록 하는 것으로, 보통 수축열 탱크(30)에서 히트펌프(20)로 물을 공급하는 공급관(91) 상에 설치한다.

상기 샌드필터(50)는 물에 있는 이물질을 제거하는 것으로 수축열 탱크(30)와 히트펌프(20) 사이에 설치되되, 공급관(91)에 형성된 바이패스관(93)을 형성하 여 히트펌프(20)와 병렬 설치한다.

상기 살균기(60)는 샌드필터(50)에 연설되는 것으로, 샌드필터(50)에서 이물질이 제거되면 미생물을 살균하도록 하는 것으로 보통 자외선 살균기를 사용한다.

상기 바이패스관(93)에는 여과기용 펌프(42)가 설치되어 수축열 탱크(30)의 물이 샌드필터(50)와 살균기(60)를 통과한 후 여과환수관(94)으로 수축열 탱크(30)에 환수되도록 한다.

상기 살균기(60)를 통과한 물은 히트펌프(20)에서 열교환한 물을 환수시키는 환수관(92)과 별도로 설치된 여과환수관(94)으로 환수되도록 하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 여과환수관(94)의 단부는 수축열 탱크(30)의 하측에 형성되는 것이 더욱 바람직하다.

이는 수축열 탱크(30)에 온수를 저장할 경우 상측에 고온의 온수가 유지될 수 있도록 하는 것이다.

상기 샌드필터(50)에는 수축열 탱크(30)로부터 물이 공급되는 바이패스관(93) 측에 제3밸브(83)를 포함하는 역세척용 배출관을 설치하고, 샌드필터(50)와 살균기(60) 사이의 연결관(95)에 제1밸브(81)을 설치하고, 상기 연결관(95)이 설치된 측에 제2밸브(82)를 포함하는 역세척용 공급관을 설치하여 역세척이 가능하도록 할 수도 있다.

상기 각각의 구성요소에 물이 순환공급될 수 있도록 배관라인에 설치된 다수개의 밸브(81, 82, 83)들은 보통 전자변을 사용하여 제어부(70)를 통하여 자동으로 조작될 수 있도록 한다.

상기 제어부(70)는 밸브들과 히트펌프 및 펌프 등의 각각의 구성요소를 제어하도록 이루어진다.

상기 수축열 탱크(30)에 설치된 센서(31)가 미생물과 이물질의 농도를 측정하여 측정된 정보를 제어부(70)에 제공하고, 제어부(70)는 센서(31)에서 측정되는 농도와 입력된 정보와 비교판단하여 측정된 농도가 입력된 정보보다 높게 되면, 제어부(70)는 여과기용 펌프(42)를 가동시켜 샌드필터(50)와 살균기(60)로 물이 공급되도록 함으로써 수축열 탱크(30)의 물에 포함되어 있는 이물질과 미생물을 제거하는 것을,

제어부(70)에 타이머를 설치하고, 상기 타이머에 설정되는 시간간격에 의하여 제어부(70)는 여과기용 펌프(42)를 가동시켜 샌드필터(50)와 살균기(60)로 물이 공급되도록 함으로써 수축열 탱크(30)의 물에 포함되어 있는 이물질과 미생물을 제거할 수도 있다.

이는 설치와 조작이 간편하고, 미생물과 이물질에 의한 센서(31) 오동작을 방지할 수 있는 특징이 있다.

즉, 제어부(70)에 설치되어 있는 타이머에 시간간격을 설정하면, 설정된 시간이 지나면 타이머는 제어부(70)에서 여과기용 펌프(42)를 가동시키도록 하여 샌드필터(50)와 살균기(60)측으로 물을 공급하여 수축열 탱크(30)의 물에 포함되어 있는 이물질과 미생물을 제거하는 것이다.

상기와 같이 구성된 본 발명의 히트펌프 시스템용 수축열 탱크의 미생물 제거장치는,

순환펌프(41)에 의하여 수축열 탱크(30)의 물이 공급관(91)을 통하여 히트펌프(20)에 공급되고, 상기 히트펌프(20)의 수측 열교환기(25)에서 열교환을 한 물은 환수관(92)을 통하여 수축열 탱크(30)에 환수됨으로써, 수축열 탱크(30)에 열원발생장치(10)로부터 발생된 열원을 전달받아 온수 또는 냉수 형태로 저장하게 된다.

상기 수축열 탱크(30)에 설치되어 있는 센서(31)는 수축열 탱크(30) 내에 있는 물의 상태(미생물과 이물질의 농도)를 측정하여 제어부(70)에 정보를 보내면, 상기 제어부(70) 입력된 값과 센서(31)에서 측정된 값을 비교하여 측정된 값이 크게되면, 제어부(70)는 여과기용 펌프(42)를 작동시켜 수축열 탱크(30) 내에 있는 물을 샌드필터(50)와 살균기(60)에 공급하여 이물질과 미생물을 제거한다.

이때, 상기 샌드필터(50)와 살균기(60)를 통하여 이물질과 미생물이 제거된 물을 단부가 수축열 탱크(30)의 하측에 설치된 여과환수관(94)을 통하여 환수시켜 이물질과 미생물의 제거시에도 수축열 탱크(30) 상측에 고온수상태로 있는 물의 온도를 유지시켜준다.

상기 샌드필터(50)는 일정기간 마다 연결관(95)에 있는 제1밸브(81)를 잠그고, 제2밸브(82)가 설치된 공급관을 통하여 물을 공급하여 제3밸브(83)가 설치되어 있는 배출관으로 물을 배출시켜 샌드필터(50) 내에 있는 이물질을 제거한다.

상기와 같이 구성된 본 발명에 의하여 수축열 탱크의 물에 포함되어 있는 이물질과 미생물을 용이하게 제거할 수 있으며, 이로 인하여 배관의 노후현상을 방지하고, 수축열 시스템의 고장을 줄여 수축열 시스템의 유지비용을 감소시킬 수 있는 것이다.

또한, 샌드필터에 포함되어 있는 이물질을 간단하게 역세척함으로 샌드필터의 수명을 연장시킬 수 있는 것이다.

또한, 제어부를 이용하여 자동으로 제어 가능한 것으로 시스템 유지비용을 절감할 수 있는 것이다.

또한, 수축열 탱크에 포함되어 있는 미생물과 이물질을 제거하여 배관을 깨끗하게 함으로써 물의 순환을 좋게 하여 열효율을 높일 수 있는 것이다.

Claims

열원을 공급하는 열원공급장치(10)와;

상기 열원공급장치(10)와 연설되되, 저온저압의 냉매가스를 고온고압의 냉매가스로 압축시키는 압축기(21)와; 상기 압축기(21)로부터 압축된 냉매가스의 방향을 전환시키는 4방변(22)과; 상기 4방변(22)의 방향전환에 의하여 냉방시에는 응축기로 전환되고, 난방시에는 증발기로 전환되는 열원측 열교환기(23)와; 냉방시에는 증발기로 전환되고, 난방시에는 응축기로 전환되는 수측 열교환기(25)와; 상기 열원측 열교환기(23)와 수측 열교환기(25)의 사이에 설치되어 냉매를 저압으로 교축시키는 팽창밸브(24)로 이루어진 히트펌프(20)와;

상기 히트펌프(20)와 공급관(91)과 환수관(92)의 배관으로 연설되어 열원공급장치(10)로부터 공급되는 열원을 온수/냉수 형태로 저장하는 수축열 탱크(30)와;

상기 공급관(91)에 설치된 바이패스관(93)에 설치된 물에 있는 이물질을 제거하는 샌드필터(50)와;

상기 샌드필터(50)에 연설되어 물에 있는 미생물을 살균하는 살균기(60)와;

상기 살균기(60)에서 배출되는 물을 수축열 탱크(30)에 환수시키는 여과환수관(94)과;

상기 공급관(91)에 설치된 순환펌프(41)와;

상기 바이패스관(93)에 설치된 여과기용 펌프(42)와;

상기 히트펌프와 펌프 등의 구성요소를 제어하는 제어부(70)를 포함하도록 이루어진 히트펌프 시스템용 수축열 탱크의 미생물 제거장치.
제 1항에 있어서,

상기 여과환수관(94)의 단부는 수축열 탱크(30)의 상부에 형성된 고온수가 유지될 수 있도록 하측에 형성됨을 특징으로 하는 히트펌프 시스템용 수축열 탱크의 미생물 제거장치.
제 1항에 있어서,

상기 수축열 탱크(30)에는 이물질과 미생물을 측정하는 센서(31)가 설치되고,

상기 센서(31)로부터 측정되는 정보에 의하여 제어부(70)는 센서(31)에서 측정되는 농도와 입력된 정보와 비교판단하여 측정된 농도가 입력된 정보보다 높게 되면,

제어부(70)는 여과기용 펌프(42)를 가동시켜 샌드필터(50)와 살균기(60)로 물이 공급되도록 함으로써 수축열 탱크(30)의 물에 포함되어 있는 이물질과 미생물을 제거하도록 이루어진 히트펌프 시스템용 수축열 탱크의 미생물 제거장치.
제 1항에 있어서,

상기 제어부(70)에 타이머를 설치하고, 상기 타이머에 설정된 시간간격에 의 하여 제어부(70)는 여과기용 펌프(42)를 가동시켜 샌드필터(50)와 살균기(60)로 물이 공급되도록 함으로써 수축열 탱크(30)의 물에 포함되어 있는 이물질과 미생물을 제거하도록 이루어진 히트펌프 시스템용 수축열 탱크의 미생물 제거장치.
제 1항 또는 제 2항에 있어서,

상기 샌드필터(50)에는 수축열 탱크(30)로부터 물이 공급되는 바이패스관(93) 측에 제3밸브(83)를 포함하는 역세척용 배출관을 설치하고, 샌드필터(50)와 살균기(60) 사이의 연결관(95)에 제1밸브(81)을 설치하고, 상기 연결관(95)이 설치된 측에 제2밸브(82)를 포함하는 역세척용 공급관을 설치하여 역세척이 가능하도록 하고,

상기 역세척용 배출관은 배출되는 물이 외부로 배출될 수 있도록 형성되는 것을 특징으로 하는 히트펌프 시스템용 수축열 탱크의 미생물 제거장치.