KR100743137B1 - 주택용 바닥 난방, 실내 냉방 및 동시 온수시스템 - Google Patents

주택용 바닥 난방, 실내 냉방 및 동시 온수시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명의 주택용 바닥난방 및 동시 온수시스템은 가스압축기에 의해 고온/고압으로 압축된 핫가스를 난방배관에 직접 공급하는 한편 난방 배관을 이중 동관으로 구성하여 온도차에 의해 난방바닥과 배관 사이에 수분이 발생 되는 것을 방지 및 배관 또는 난방바닥의 파손을 방지하여 핫가스와 난방 배관 사이의 열교환 효율이 증대되게 함은 물론 핫가스를 냉수가 공급되는 온수축열탱크와 연결하여 냉수와 열교환이 이루어지게 하여 온수의 생성시간이 단축되고, 응축된 핫가스를 이용하여 냉방도 가능한 효과를 갖는 것으로서, 단독주택, 전원주택 등에 적용할 수 있는 콤팩트한 구조의 발명이다.
핫가스(hot gas), 바닥난방, 온수, 이중동관, 냉난방겸용

Description

주택용 바닥 난방, 실내 냉방 및 동시 온수시스템{FLOOR HEATING AND ROOM COOLING SYSTEM WITH WARM WATER SUPPLYING FOR HOUSING}
도 1은 본 발명의 주택용 바닥 난방, 실내 냉방 및 동시 온수시스템의 개략도.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
10: 가스압축기 20: 유(oil)분리기
30: 난방설비 32: 이중 동관
40: 열교환기 50: 온수축열탱크
60: 리시버탱크 70: 드라이어
80: 팽창밸브 90: 냉방열교환기
100: 액(液)분리기
본 발명은 주택용 바닥 난방, 실내 냉방 및 동시 온수 공급 시스템에 관한 것으로서, 더욱 상세히 설명하면 바닥난방에 핫가스(hot gas)를 직접 공급하는 한편 바닥 배관을 이중관으로 하여 바닥과 파이프 사이에 수분이 발생하는 것을 방지 및 배관 또는 난방바닥의 파손을 방지함과 아울러 난방시간이 단축되게 하고, 온수축열탱크와 고온 핫가스를 열교환시켜 단시간에 온수를 생성함과 동시에 응축된 핫가스를 이용하여 실내를 냉방 할 수 있는 콤팩트한 구조의 주택용 바닥 난방, 실내 냉방 및 동시 온수 시스템에 관한 것이다.
일반적으로 히트 펌프 시스템은 압축기, 열교환기, 실내 열교환기, 팽창밸브, 실외 열교환기 및 상기 열교환기를 도관으로 순서대로 연결하고, 상기 열교환기와 압축기를 흡입 도관으로 연결하여서, 가열 운전시에는 열교환기를 고온/고압의 냉매증기가 실내 열교환기 측으로 흐르도록 조작하여 그 응축열을 유체와 열교환 시킴으로써 온수를 생성하거나 실내공기를 가열하여서 난방 또는 건조기능을 수행하게 하는 것이다.
그리고, 실내 열교환기에서 응축된 고온/고압의 냉매 액을 팽창밸브에서 팽창시킨 후 증발기로 작용하는 실외 열교환기에서 외기를 열원으로 하여 증발시켜 저온/저압의 냉매증기가 되게 한 후 압축기에 흡입되는 사이클을 반복시키게 되는 것이다.
또한, 냉방운전시에는 열교환기를 고온/고압의 냉매가 실외 열교환기 측으로 흐르도록 조작하여 압축기에서 압축된 고온/고압의 냉매증기를 응축기로 작용하는 실외 열교환기에서 응축시키고, 실외 열교환기에서 응축된 고온/고압의 냉매 액을 팽창밸브에서 팽창시킨 후 증발기로 작용하는 실내 열교환기에서 냉매 액을 증발시켜 그 증발열을 유체와 열교환 시킴으로써 냉수를 생성하거나 실내 공기를 냉각시킴으로써 실내 냉방을 하고, 실내 열교환기에서 증발된 저온/저압의 냉매증기는 압축기에 흡입되는 사이클을 반복하는 것이다.
이러한, 냉난방 히트 펌프는 냉/난방의 사이클이 순환하면서 필요한 열기와 냉기를 얻어 필요한 장소에 공급하는 것이며, 이러한 열기와 냉기를 얻기 위해서는 순환 사이클을 역으로 순환시켜 사용하는 보편적인 냉/난방 히트 펌프의 기술이다.
그러나, 이러한 순환식 히트 펌프의 가동에 있어서, 냉방을 필요로 하는 장소에 냉기를 공급하면서 이와 동시에 난방을 필요로 하는 장소에 열기를 공급하기 위해서는 별도의 시설과 제어부를 가져야만 가능하였다.
본 발명은 고온/고압의 압축 가스를 바닥 난방 배관에 직접 공급하여 난방 시간을 단축하여 난방효율을 증대시킬 있는 콤팩트한 구조의 주택용 바닥난방, 실내 냉방 및 동시 온수시스템을 제공하고자 하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 바닥 난방 배관을 이중 동관으로 구성하여 바닥과 파이프 사이에 수분이 발생 되는 것을 방지 및 배관 또는 난방바닥의 파손을 방지하는 주택용 바닥난방, 실내 냉방 및 동시 온수시스템을 제공하고자 하는 것이다.
본 발명의 주택용 바닥난방, 실내 냉방 및 동시 온수시스템은
80~100℃의 고온/고압의 가스로 압축하여 유분리기를 통과시킨 후 주택용 난방설비의 헤더로 핫가스(hot gas)를 공급하는 가스압축기,
압축기로부터 공급되는 고온/고압의 핫가스와 열교환이 이루어지도록 배관이 설치되는 주택용 난방설비,
주택용 난방설비와 열교환이 이루어져서 응축되고 온도가 낮아진 고압의 가스를 이용하여 온수축열탱크의 냉수와 열교환이 이루어지도록 온수축열탱크와 연결되고 온수축열탱크와의 열교환에 의해 온도가 저하된 가스를 공급하도록 리시버탱크와 연결된 열교환기,
열교환기를 통해 고온/고압의 핫가스와 열교환이 이루어지고, 열교환이 이루어진 온수를 저장하는 온수 축열탱크,
열교환기를 통해 온수축열탱크와의 열교환에 의해 온도가 낮아진 가스로부터 이물질 및 수분을 제거하는 리시버탱크,
리시버탱크의 저온/고압 가스로부터 수분을 더욱 제거하여 건조한 저온 가스가 되게 하는 드라이어,
드라이어를 통과한 저온/고압의 냉매 기체를 팽창시켜 저온/저압의 가스로 변화시키는 팽창밸브,
팽창밸브에 의해 저압으로 변환된 저온/저압 가스와 주변 공기 사이에 열교환이 이루어지게 하여 실내를 냉방 하는 냉방열교환기,
냉방열교환기에서 공기와의 열교환에 의해 저온/저압 가스의 온도가 상승 되어 액화된 가스로부터 액을 분리하고, 액이 분리된 가스를 압축기로 공급하는 액분리기
로 구성되어 주택용 바닥난방과 동시에 온수를 사용할 수 있는 것을 특징으로 한다.
이와 같이 구성된 본 발명의 주택용 바닥난방, 실내 냉방 및 동시 온수시스 템은 압축기로부터 발생 된 고온의 핫가스(hot gas)를 유(oil)분리기를 통해서 주택용 난방배관으로 직접 공급함으로써 종래의 50~60℃보다 높은 80~100℃의 온도로 난방배관과 열교환이 이루어질 수 있다.
또한, 주택용 난방배관의 파이프를 이중 동관으로 형성하여 난방배관과 바닥이 접합된 부분에 온도차에 의해 수분이 발생 되는 것을 방지할 수 있다.
이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명의 주택용 바닥난방, 실내 냉방 및 동시 온수시스템을 더욱 상세히 설명한다.
본 발명의 주택용 바닥난방, 실내 냉방 및 동시 온수시스템은 고온의 압축기(10)에 의해 가스를 압축하여 고온의 핫가스(hot gas)를 생성하고, 압축기(100)에 의해 생성된 고온의 핫가스를 유분리기(20)를 통과시켜 핫가스에 포함된 오일(oil)을 제거한 다음 주택용 난방배관(30)으로 공급한다. 압축기(100)에 의해 생성된 고온의 핫가스의 온도는 80~100℃ 이상이고, 난방배관(30)이 이중 동관(32)으로 설치되어 있어 핫가스와 이중 동관 사이에 열교환이 잘 이루어지므로 난방효율이 상승 된다. 주택용 난방설비의 헤더(31)는 이중 동관(32)으로 연결되고, 헤더(31)와 헤더(31)는 직렬로 연결되고, 체크밸브(33)에 의해 헤더(31)에 연결된 이중 동관(32)으로 핫가스의 이동이 제어된다.
이중 동관(32)과의 열교환에 의해 온도가 저하된 핫가스는 온수 축열탱크(50)와 연결된 열교환기(40)로 이송된 후 온수 축열탱크(50)의 냉수와 열교환이 이루어지고, 이와 같이 냉수와 열교환이 이루어진 핫가스는 응축이 되어 저온/고압의 액체 가스로 변화된다.
열교환기(40)에 연결된 온수 축열탱크(50)는 냉수가 직접 공급되는 한편 열교환기(40)로부터 공급되는 고온/고압 가스와의 열교환에 의해 온도가 상승된 온수를 저장하여 주택에 온수를 공급하는 역할을 한다.
냉수와의 열교환에 의해 응축되어 고온/고압의 가스로부터 저온/고압의 액체 가스로 변화된 액체 가스는 열교환기(40)를 통해 리시버탱크(60)로 공급되고, 여기에서 저온/고압의 액체 가스는 이물질 및 수분이 제거된다. 그리고, 이물질 및 수분이 제거된 저온/고압의 기체 가스는 드라이어(70)를 통과하여 건조한 저온/고압의 가스로 변화되고, 팽창밸브(80)를 통과하여 건조한 저온/저압의 가스로 변화되어 드라이어(70)와 연결된 냉방열교환기(90)로 공급된다.
냉방열교환기(90)로 공급된 건조한 저온/저압의 가스는 주변의 공기와 열교환이 이루어져서 공기를 냉각하고, 이 공기는 송풍기에 의해 실내로 송풍되어 실내의 냉방이 이루어진다.
냉방열교환기(90)와의 열교환이 이루어진 저온/저압의 가스 액분리기(100)를 통해서 가스로부터 액(液)이 제거된 후 가스압축기(10)로 공급되어 가스의 사이클이 계속하여 이루어지면, 주택용 냉난방과 동시에 온수를 사용할 수 있다.
본 발명의 시스템은 구조가 간단하고, 직접적으로 핫가스를 난방설비(30)로 공급함으로써 난방효율이 증대되고, 난방시간이 단축되는 효과를 갖는다.
아울러, 난방에 이용된 핫가스와 냉수를 열교환시켜 온수를 사용할 수 있게 하는 한편, 응축된 핫가스에 의해 실내를 냉방 할 수 있다.
본 발명의 주택용 바닥난방, 실내 냉방 및 동시 온수시스템은 가스압축기에 의해 고온/고압으로 압축된 핫가스를 난방배관에 직접 공급하는 한편 난방 배관을 이중 동관으로 구성하여 온도차에 의해 난방바닥과 배관 사이에 수분이 발생 되는 것을 방지 및 및 배관 또는 난방바닥의 파손을 방지하여 핫가스와 난방 배관 사이의 열교환 효율이 증대되게 함은 물론 핫가스를 냉수가 공급되는 온수축열탱크와 연결하여 냉수와 열교환이 이루어지게 하여 온수의 생성시간이 단축되고, 응축된 핫가스를 이용하여 냉방도 가능한 효과를 갖는 콤팩트한 구조의 발명이다.

Claims (2)

  1. 80~100℃의 고온/고압의 가스로 압축하여 유분리기를 통과시킨 후 주택용 난방설비의 헤더로 핫가스(hot gas)를 공급하는 가스압축기,
    압축기로부터 공급되는 고온/고압의 핫가스와 열교환이 이루어지도록 배관이 설치되는 주택용 난방설비,
    주택용 난방설비와 열교환이 이루어져서 응축되고 온도가 낮아진 고압의 가스를 이용하여 온수축열탱크의 냉수와 열교환이 이루어지도록 온수축열탱크와 연결되고 온수축열탱크와의 열교환에 의해 온도가 저하된 가스를 공급하도록 리시버밸브와 연결된 열교환기,
    열교환기를 통해 고온/고압의 핫가스와 열교환이 이루어지고, 열교환이 이루어진 온수를 저장하는 온수 축열탱크,
    열교환기를 통해 온수축열탱크와의 열교환에 의해 온도가 낮아진 가스로부터 이물질 및 수분을 제거하는 리시버탱크,
    리시버탱크의 저온/고압 가스로부터 수분을 더욱 제거하여 건조한 저온 가스가 되게 하는 드라이어,
    드라이어를 통과한 저온/고압의 냉매 기체를 팽창시켜 저온/저압의 가스로 변화시키는 팽창밸브,
    팽창밸브에 의해 저압으로 변환된 저온/저압 가스와 주변 공기 사이에 열교환이 이루어지게 하여 실내를 냉방 하는 냉방열교환기,
    냉방열교환기에서 공기와의 열교환에 의해 저온/저압 가스의 온도가 상승 되어 액화된 가스로부터 액을 분리하고, 액이 분리된 가스를 압축기로 공급하는 액분리기
    로 구성된 것을 특징으로 하는 주택용 바닥난방, 실내 냉방 및 동시 온수시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    주택용 난방설비의 헤더를 연결하는 바관을 이중 동관으로 연결된 것을 특징으로 하는 주택용 바닥난방, 실내 냉방 및 동시 온수시스템.
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