KR100942542B1 - 혼합 열교환기 및 이를 이용한 ｇｌｐ전용 공기조화기 - Google Patents

혼합 열교환기 및 이를 이용한 ｇｌｐ전용 공기조화기 Download PDF

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Abstract

실내의 냉방 및 난방에 사용되는 냉난방용 공기조화기에 있어서, GLP(Good Laboratory Practice) 시설에는 시설특성상 다량의 외기도입이 필요하며, 이런 기준에 부합하는 공기조화기가 개시된다. 이러한 GLP기준 공기조화기는, 급기팬을 갖고 외부 공기를 실내에 공급시키는 급기덕트와; 배기팬을 갖고 실내 공기를 외부에 배출시키는 배기덕트와; 상기 급기 덕트의 내측에 설치되어 냉방/제습 운전시 증발기로 동작하고, 난방운전시 응축기로 동작하는 제1혼합 열교환기와; 상기 배기 덕트의 내측에 설치되어 냉방/제습 운전시 응축기로 동작하고, 난방운전시 증발기로 동작하는 제2 혼합 열교환기와; 상기 제1 및 제2 혼합 열교환기와 연결되어 고온냉매가스를 상기 제1 및 제2 혼합 열교환기에 공급하고, 상기 제1 및 제2 혼합 열교환기를 통과한 저온냉매가스를 압축하는 압축기와; 상기 제1 및 제2 혼합열교환기와 연결되어 저온냉매액을 상기 제1 및 제2 혼합 열교환기에 공급하고, 상기 제1 및 제2 혼합 열교환기를 통과한 고온냉매액을 저장하는 수액기와; 상기 수액기와 제1 및 제2 혼합 열교환기 사이에 설치된 팽창밸브를 포함한다.
GLP전용 공기조화기, 혼합 열교환기, 저온냉매액/고온냉매가스 제어변,

Description

혼합 열교환기 및 이를 이용한 ＧＬＰ전용 공기조화기{MIXTURES HEAT EXCHANGER AND GLP AIR-CONDITIONER USING THEREOF}
본 발명은 실내의 냉방 및 난방에 사용되는 냉난방용 공기조화기에 있어서, 특히 GLP(Good Laboratory Practice) 기준에 부합하는 공기조화기에 관한 기술이다.
일반적으로 냉난방용 공기조화기는 실내 청정에 필요한 약간의 외부의 공기를 실내로 공급하면서 실내공기를 재순환하여 가열 혹은 냉각시켜 실내의 온도를 적정한 상태로 유지하고 동시에 실내의 공기를 외부로 배출하여 실내의 공기를 쾌적한 상태로 유지하는 장치를 말한다.
이와 같은 냉난방용 공기조화기는 공기를 가열 혹은 냉각하기 위해 일련의 냉동사이클을 형성하는 냉동장치를 이용하고, 이 냉동장치는 냉매를 역으로 순환시킬 수 있는 히트 펌프를 설치함으로써, 냉매의 발열 또는 응축열을 이용해 냉난방을 하게 되는 것이다.
근래에는 이와 같은 공기조화기에 히트펌프를 설치하고, 냉온열을 냉난방 장 소에 공급하게 하여 냉방 및 난방을 수행하는 기술이 많이 공급되어 있다.
그러나 상기와 같은 종래의 다양한 공기조화기는, 냉방과 난방을 겸용으로 하기 위해서는 4방 밸브를 이용하거나 복잡한 냉동배관으로 이루어진 냉동 사이클을 사용해야 하므로, 시스템의 구현이 복잡함은 물론 장치의 사이즈가 비대해지는 단점이 있었다.
또한, 냉각운전이나 제습 운전일 경우 급기 덕트부의 저온냉매액 또는 고온/고압 가스(HOT GAS) 제어변이 동시에 열리고 닫힘으로써 정밀 제어가 불가능하여, 항온항습을 기본으로 하는
GLP전용으로 사용하기에는 어려움이 따랐다.
또한, 제습 운전일 경우 제습으로 인하여 낮아진 온도를 보상해주는 기능이 없어 정밀 제어가 불가능한 단점도 있었다.
이에 본 발명은 상기와 같은 종래 냉난방용 공기조화기에서 발생하는 제반 문제점을 해결하기 위해서 제안된 것으로서,
본 발명이 해결하고자 하는 과제는, GLP(Good Laboratory Practice) 기준에 부합하는 혼합 열교환기 및 이를 이용한 GLP전용 공기조화기를 제공하는 데 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 다른 과제는, 2개의 혼합 열교환기만을 사용하여 냉방과 난방 및 제습을 효율적으로 수행할 수 있는 혼합 열교환기 및 이를 이용한 GLP전용 공기조화기를 제공하는 데 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 또 다른 과제는, 냉방과 난방 겸용 공기조화기에 적용되는 열교환기의 개수를 줄여, 공기조화기 사이즈를 줄임으로써 설치나 이동에 편리함을 도모해주기 위한 혼합 열교환기 및 이를 이용한 GLP전용 공기조화기를 제공하는 데 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 또 다른 과제는, 냉각운전일 경우 급기 덕트의 저온냉매액 제어변을 순차적으로 개방하고, 난방운전일 경우 저온냉매액 제어변은 닫고 난방열교환부 제어변을 순차적으로 개방하는 방식으로 공기를 냉각 또는 가열함으로써, 냉방 또는 난방시 온도 제어에 정밀성을 향상시키도록 한 혼합 열교환기 및 이를 이용한 GLP전용 공기조화기를 제공하는 데 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 또 다른 과제는, 제습 운전일 경우에는 급기 덕트의 저온냉매액 제어변을 순차적으로 열고, 동시에 재열을 담당하는 난방코일(고 온냉매가스 코일부)을 제습 온도 저하에 따라 순차적으로 열어 제습으로 인하여 낮아진 온도를 보상하도록 함으로써, 정밀한 온도 제어가 가능토록 한 혼합 열교환기 및 이를 이용한 GLP전용 공기조화기를 제공하는 데 있다.
상기와 같은 과제들을 해결하기 위한 본 발명에 따른 "혼합 열교환기"는,
몸체의 상단부에 형성되어, 냉각 운전시 냉각량에 따라 순차적으로 열리면서 저온냉매액을 공급해주는 다수의 저온냉매액 제어변과;
상기 몸체의 하단부에 형성되어, 냉각 운전시 냉각량에 따라 순차적으로 열리면서 저온냉매가스를 외부로 배출하는 다수의 저온냉매가스 제어변과;
상기 몸체의 상단부에 형성되어, 제습 운전시 제습 량에 따라 순차적으로 열리면서 고온냉매가스를 공급해주고, 난방 운전시 난방량에 따라 순차적으로 열리면서 고온냉매가스를 공급해주는 다수의 고온냉매가스 제어변과;
상기 몸체의 하단부에 형성되어, 제습 운전시 제습 량에 따라 순차적으로 열리면서 고온냉매액을 외부로 배출하고, 난방 운전시 난방량에 따라 순차적으로 열리면서 고온냉매액을 외부로 배출하는 다수의 고온냉매액 제어변을 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 혼합 열교환기는,
상기 다수의 저온냉매액 제어변과 상기 다수의 고온냉매가스 제어변 사이에 형성된 다수의 냉매액 및 냉매가스 공급관과;
상기 다수의 냉매액 및 냉매가스 공급관과 상기 다수의 저온냉매액 제어변 사이에 형성되어 고온냉매가스가 상기 저온냉매액 제어변으로 역류하는 것을 방지하기 위한 다수의 고온냉매가스 체크 밸브와;
상기 다수의 냉매액 및 냉매가스 공급관과 상기 다수의 고온냉매가스 제어변 사이에 형성되어 저온냉매액이 상기 고온냉매가스 제어변으로 역류하는 것을 방지하기 위한 다수의 저온냉매액 체크 밸브를 더 포함한다.
또한, 상기 혼합 열교환기는,
상기 다수의 고온냉매액 제어변과 상기 다수의 저온냉매가스 제어변 사이에 형성된 다수의 냉매액 및 냉매가스 배출관과;
상기 다수의 냉매액 및 냉매가스 배출관과 상기 다수의 고온냉매액 제어변 사이에 형성되어 저온냉매가스가 상기 고온냉매액 제어변으로 역류하는 것을 방지하기 위한 다수의 저온냉매가스 체크 밸브와;
상기 다수의 냉매액 및 냉매가스 배출관과 상기 다수의 저온냉매가스 제어변 사이에 형성되어 고온냉매액이 상기 저온냉매가스 제어변으로 역류하는 것을 방지하기 위한 다수의 고온냉매액 체크 밸브를 더 포함한다.
또한, 상기 혼합 열교환기는,
상기 다수의 저온냉매액 제어변, 다수의 고온냉매가스 제어변, 다수의 고온냉매액 제어변, 다수의 저온냉매가스 제어변의 개폐량을 냉방량, 난방량 및 제습량에 따라 선택적으로 제어하기 위한 컨트롤러를 더 포함한다.
상기와 같은 과제들을 해결하기 위한 본 발명에 따른 "혼합 열교환기를 이용한 GLP전용 공기조화기"는,
급기팬을 갖고 외부 공기를 실내에 공급시키는 급기덕트와;
배기팬을 갖고 실내 공기를 외부에 배출시키는 배기덕트와;
상기 급기덕트의 내측에 설치되어 냉방/제습 운전시 증발기로 동작하고, 난방운전시 응축기로 동작하는 제1혼합열교환기와;
상기 배기덕트의 내측에 설치되어 냉방/제습 운전시 응축기로 동작하고, 난방운전시 증발기로 동작하는 제2혼합열교환기와;
상기 제1 및 제2 혼합열교환기와 연결되어 고온냉매가스를 상기 제1 및 제2 혼합 열교환기에 공급하고, 상기 제1 및 제2 혼합 열교환기를 통과한 저온냉매가스를 압축하는 압축기와;
상기 제1 및 제2 혼합열교환기와 연결되어 저온냉매액을 상기 제1 및 제2 혼합 열교환기에 공급하고, 상기 제1 및 제2 혼합 열교환기를 통과한 고온냉매액을 저장하는 수액기와;
상기 수액기와 제1 및 제2 혼합 열교환기 사이에 설치된 팽창밸브를 포함한다.
또한, 상기 혼합 열교환기를 이용한 GLP전용 공기조화기는,
상기 제1 및 제2 혼합 열교환기에 포함된 다수 제어변의 개폐량을 냉방량, 난방량 및 제습량에 따라 선택적으로 제어하기 위한 컨트롤러를 더 포함한다.
상기에서, 제1 및 제2 혼합 열교환기는,
몸체의 상단부에 형성되어, 냉각 운전시 냉각량에 따라 순차적으로 열리면서 저온냉매액을 공급해주는 다수의 저온냉매액 제어변과;
상기 몸체의 하단부에 형성되어, 냉각 운전시 냉각량에 따라 순차적으로 열리면서 저온냉매가스를 외부로 배출하는 다수의 저온냉매가스 제어변과;
상기 몸체의 상단부에 형성되어, 제습 운전시 제습 량에 따라 순차적으로 열리면서 고온냉매가스를 공급해주고, 난방 운전시 난방량에 따라 순차적으로 열리면서 고온냉매가스를 공급해주는 다수의 고온냉매가스 제어변과;
상기 몸체의 하단부에 형성되어, 제습 운전시 제습 량에 따라 순차적으로 열리면서 고온냉매액을 외부로 배출하고, 난방 운전시 난방량에 따라 순차적으로 열리면서 고온냉매액을 외부로 배출하는 다수의 고온냉매액 제어변을 각각 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제1 및 제2 혼합 열교환기는,
상기 다수의 저온냉매액 제어변과 상기 다수의 고온냉매가스 제어변 사이에 형성된 다수의 냉매액 및 냉매가스 공급관과;
상기 다수의 냉매액 및 냉매가스 공급관과 상기 다수의 저온냉매액 제어변 사이에 형성되어 고온냉매가스가 상기 저온냉매액 제어변으로 역류하는 것을 방지하기 위한 다수의 고온냉매가스 체크 밸브와;
상기 다수의 냉매액 및 냉매가스 공급관과 상기 다수의 고온냉매가스 제어변 사이에 형성되어 저온냉매액이 상기 고온냉매가스 제어변으로 역류하는 것을 방지하기 위한 다수의 저온냉매액 체크 밸브를 각각 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제1 및 제2 혼합 열교환기는,
상기 다수의 고온냉매액 제어변과 상기 다수의 저온냉매가스 제어변 사이에 형성된 다수의 냉매액 및 냉매가스 배기관과;
상기 다수의 냉매액 및 냉매가스 배기관과 상기 다수의 고온냉매액 제어변 사이에 형성되어 저온냉매가스가 상기 고온냉매액 제어변으로 역류하는 것을 방지하기 위한 다수의 저온냉매가스 체크 밸브와;
상기 다수의 냉매액 및 냉매가스 배기관과 상기 다수의 저온냉매가스 제어변 사이에 형성되어 고온냉매액이 상기 저온냉매가스 제어변으로 역류하는 것을 방지하기 위한 다수의 고온냉매액 체크 밸브를 각각 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, GLP(Good Laboratory Practice) 기준에 부합하는 혼합 열교환기를 이용한 GLP전용 공기조화기를 제공할 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 2개의 혼합 열교환기만을 사용하여 냉방과 난방 및 제습을 효율적으로 수행할 수 있으며, 외부로 버리는 폐열을 이용한 열교환기를 설계하고 제작함으로써, 공기조화기 사이즈를 줄여 설치나 이동에 편리함을 도모해주는 장점이 있다.
또한, 냉각운전일 경우 급기 덕트의 저온냉매액 제어변을 순차적으로 개방하고, 난방운전일 경우 저온냉매액 제어변은 닫고 난방열교환부 제어변을 순차적으로 개방하는 방식으로 공기를 냉각 또는 가열함으로써, 냉방 또는 난방시 온도 제어의 정밀성을 향상시킬 수 있는 장점이 있다.
또한, 제습 운전일 경우에는 급기 덕트부의 저온냉매액 제어변을 순차적으로 열고, 동시에 재열을 담당하는 난방코일(고온냉매가스 코일부)을 제습 온도 저하에 따라 순차적으로 열어 제습으로 인하여 낮아진 온도를 보상하도록 함으로써, 정밀한 온도 제어가 가능한 장점이 있다.
이하 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부한 도면에 의거 상세히 설명하면 다음과 같다. 본 발명을 설명하기에 앞서 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그에 대한 상세한 설명은 생략한다.
도 1은 본 발명에 따른 "혼합 열교환기"를 보인 구성도이다.
이에 도시된 바와 같이, 혼합 열교환기(100)는, 몸체(101)와, 저온 냉매액 헤더(102)와, 다수의 저온 냉매액 제어변(103)과, 다수의 고온냉매가스 체크 밸브(104)와, 냉매액 및 냉매가스 공급관(105)과, 다수의 저온냉매액 체크 밸브(106)와, 다수의 고온냉매가스 제어변(107)과, 고온냉매가스 헤더(108)를 포함한다.
또한, 혼합 열교환기(100)는, 고온 냉매액 헤더(112)와, 다수의 고온 냉매액 제어변(113)과, 다수의 저온냉매가스 체크 밸브(114)와, 냉매액 및 냉매가스 배출관(115)과, 다수의 고온냉매액 체크 밸브(116)와, 다수의 저온냉매가스 제어변(117)과, 저온냉매가스 헤더(118)를 더 포함한다.
또한, 본 발명에 따른 혼합 열교환기(100)는 도면에는 도시하지 않았지만, 상기 몸체(101)의 내부나 몸체(101)와는 별도로 상기 다수의 저온냉매액 제어변(103), 다수의 고온냉매가스 제어변(107), 다수의 고온냉매액 제어변(113), 다수의 저온냉매가스 제어변(117)의 개폐량을, 냉방량, 난방량 및 제습량에 따라 선택적으로 제어하기 위한 컨트롤러를 더 포함할 수 있다.
이러한 컨트롤러는 본 발명에 따른 혼합 열교환기가 공기조화기에 적용된 경우에는 해당 공기조화기의 전체 동작을 제어하는 컨트롤러를 그대로 이용하되, 간단히 컨트롤러의 제어 프로그램만 변경하면 별도로 컨트롤러를 구현하지 않아도 된다.
다수의 저온냉매액 제어변(103)은 상기 몸체(101)의 중앙을 기준으로 상단부에 형성되며, 냉각 운전시 냉각량에 따라 주지한 컨트롤러의 제어하에 순차적으로 열리면서 저온냉매액 헤더(102)로부터 공급되는 저온냉매액을 냉매액 및 냉매가스 공급관(105)으로 공급해주게 된다. 여기서 저온냉매액 제어변(103)은 동시에 열리고 닫히는 것이 아니고, 냉각 운전시 냉각량에 따라 순차적으로 열리면서 저온냉매액을 공급해주게 되며, 이러한 저온냉매액 공급 방식에 의해 정밀한 제어가 가능해진다. 공급되는 저온냉매액에 의해 급기 덕트로 급기된 공기는 냉각되고, 냉각된 공기는 다시 실내로 배출되어 냉방이 이루어지게 된다.
여기서 급기 덕트의 공기를 냉각하여야 하는 냉각 열량(냉방량)이 증가하면 상기 컨트롤러의 제어하에 저온냉매액 제어변(103)이 증가하면서 순차적으로 열리게 된다.
냉각 운전시 각각의 저온냉매액 제어변에 일대일 대응하게 설치된 다수의 고온냉매가스 체크 밸브(104)에 의해 고온 냉매 가스(HOT GAS)가 저온냉매액 제어변(103)으로 역류하는 것을 방지하게 된다.
아울러 냉각 운전시 몸체(101)의 하단부에 형성된 저온냉매가스 제어변(117)은 컨트롤러의 제어하에 상기 저온냉매액 제어변(103)과 비례적으로 순차적으로 열려, 열교환에 의해 저온 기체화된 저온냉매가스를 압축기(230)로 배출하게 된다.
이러한 방식으로 냉각 운전을 수행하는 도중에 제습을 해야할 필요가 발생하면, 급기 덕트의 저온냉매액 제어변(103)이 열린 상태에서 동시에 재열을 담당하는 고온냉매가스 제어변(107)이 제습 온도에 따라 순차적으로 열리면서 고온냉매가스를 냉매액 및 냉매가스 공급관(105)으로 유입시켜 제습에 의한 온도보상 동작을 수행하게 된다.
이때, 고온냉매가스 제어변(107)에 각각 일대일 대응하게 설치된 다수의 저온냉매액 체크 밸브(106)에 의해 저온냉매액이 고온냉매가스 제어변(107)으로 역류하는 것을 방지하게 된다.
제습 운전시에도 고온냉매가스 제어변(107)은 제습 온도 저하에 따라 순차적으로 열리면서 제습으로 인하여 낮아진 온도를 보다 상승시켜, 냉방 온도를 정밀하게 제어하게 된다.
다시 말해, 급기 덕트의 공기를 제습하여야 하는 제습 열량이 증가하면 저온냉매액 제어변(103)이 증가하면서 순차적으로 열리고, 동시에 고온냉매가스 제어변(107)이 제습으로 인해 낮아진 온도에 따라 증가하면서 순차적으로 열려서 제습 으로 인해 낮아진 온도를 보상하게 된다.
이때 저온 냉매가스 제어변(117)은 저온냉매액 제어변(103)과 일대일로 정비례하여 작동하게 되고, 고온냉매액 제어변(113)은 고온냉매가스 제어변(107)과 일대일로 정비례하여 작동하게 된다.
결론적으로, 급기 덕트의 재열부가 순차적으로 증가하여 열리면 배기덕트의 응축부는 순차적으로 닫히게 되고, 재열부가 순차적으로 닫히게 되면 응축부는 순차적으로 열리게 되는 것이다.
이러한 과정을 통해 제습 운전이 이루어지게 된다.
한편, 난방 운전일 경우 컨트롤러의 제어하에 저온냉매액 제어변(103)은 모두 닫히고, 고온냉매가스 제어변(107)만이 순차적으로 열리면서 급기 덕트의 공기를 가열하여 실내로 급기시키게 된다.
즉, 급기 덕트의 공기를 가열하여 난방을 하여야 할 경우에는 급기 덕트의 난방용 제어변인 고온냉매가스 제어변(107)이 난방 열량(난방량)에 따라 순차적으로 열리게 되고, 배기덕트의 저온냉매가스 제어변(103)은 순차적으로 증가하면서 열리게 되어, 증발기 역할을 하면서 난방 운전이 이루어지게 된다.
여기서 배기 덕트의 저온냉매가스 체크 밸브(114)는 열 교환이 이루어진 후 후 발생한 저온의 냉매가스가 고온냉매액 제어변(113)으로 역류하는 것을 방지하는 역할을 수행하게 되며, 마찬가지로 고온냉매액 체크 밸브(116)는 열 교환이 이루어진 후 발생한 고온 냉매액이 저온냉매가스 제어변(117)으로 역류하는 것을 방지하는 역할을 수행하게 된다.
도 2는 본 발명에 따른 혼합 열교환기를 이용한 GLP전용 공기조화기를 보인 구성도이다.
이에 도시한 바와 같이, 급기팬(211)을 갖고 외부 공기를 실내에 공급시키는 급기덕트(210)와; 배기팬(221)을 갖고 실내 공기를 외부에 배출시키는 배기덕트(220)와; 상기 급기덕트(210)의 내측에 설치되어 냉방/제습 운전시 증발기로 동작하고, 난방운전시 응축기로 동작하는 제1혼합열교환기(212)와; 상기 배기덕트(220)의 내측에 설치되어 냉방/제습 운전시 응축기로 동작하고, 난방운전시 증발기로 동작하는 제2혼합열교환기(222)와; 상기 제1 및 제2 혼합열교환기(212)(222)와 연결되어 고온냉매가스를 상기 제1 및 제2 혼합 열교환기(212)(222)에 공급하고, 상기 제1 및 제2 혼합 열교환기(212)(222)를 통과한 저온냉매가스를 압축하는 압축기(230)와; 상기 제1 및 제2 혼합열교환기(212)(222)와 연결되어 저온냉매액을 상기 제1 및 제2 혼합 열교환기(212)(222)에 공급하고, 상기 제1 및 제2 혼합 열교환기(212)(222)를 통과한 고온냉매액을 저장하는 수액기(240)와; 상기 수액기(240)와 제1 및 제2 혼합 열교환기(212)(222) 사이에 설치된 팽창밸브(213)(223)를 포함한다.
또한, 본 발명에 따른 혼합 열교환기를 이용한 GLP전용 공기조화기는, 도면에는 도시하지 않았지만, 상기 제1 및 제2 혼합 열교환기(212)(222)에 포함된 다수의 제어변의 개폐량을, 냉방량, 난방량 및 제습량에 따라 선택적으로 제어하기 위한 컨트롤러를 더 포함한다. 이러한 컨트롤러는 온도 센서 등과 연계하여 냉방 및 난방 그리고 제습시 각각의 제어용 전자변(제어변)을 제어하는 기능을 수행한다. 냉방량, 난방량 및 제습량에 따라 각각의 제어변을 제어하는 방법은 실험에 의해 미리 각각의 온도에 따른 제어량을 데이터로 컨트롤러 내부의 메모리에 저장하고, 온도 검출을 수행한 후 그 검출 온도와 제어 데이터를 비교하여 각각의 제어변 개폐량을 차등적으로 제어하는 방식을 사용하게 된다.
여기서 제1 및 제2 혼합 열교환기(212)(222)의 구성은 도 1과 같은 혼합 열교환기의 구성을 그대로 채택하여 사용하므로, 이하에서는 도 1에 개시된 혼합 열교환기의 구성과 참조부호를 그대로 사용한다.
여름철 냉각 운전을 수행하는 경우, 수액기(240)에 저장된 저온냉매액이 제2배관(L2)의 관로 상에 설치되는 제1팽창밸브(213)에 의해 팽창되고, 증발기 역할을 하는 제1혼합 열교환기(212)의 저온냉매액 제어변(103)이 순차적으로 열리면서 급기 덕트(210)의 내부를 통과하는 공기를 냉각시켜 실내로 급기시키게 된다.
이때 급기 덕트의 공기를 냉각하여야 하는 냉각열량(냉방량)이 증가하면 증발기 역할을 하는 제1 혼합 열교환기(212)의 저온냉매액 제어변(103)이 증가하면서 순차적으로 열리게 되며, 동시에 배기 덕트(220)에 설치된 응축기 역할을 하는 제2 혼합 열교환기(222)의 고온냉매가스 제어변도 순차적으로 증가하면서 열려 응축 역할을 담당하게 된다.
다음으로, 제습 운전을 수행하는 경우, 급기 덕트(210)의 증발기 역할을 하는 제1 혼합 열교환기(212)의 저온냉매액 제어변(103)이 열려 제1 팽창 밸브(213)에 의해 팽창된 저온냉매액을 통해 급기 덕트(210)의 내부를 통과하는 공기를 냉각시켜 실내로 급기시키게 되며, 동시에 재열을 담당하는 고온냉매가스 제어변(107) 이 제습 온도 저하에 따라 순차적으로 열리면서 압축기(230)를 통해 배출된 고온냉매가스(HOT GAS)가 유입되어, 제습으로 인하여 낮아진 온도를 보상시켜 제습시에도 정밀하게 냉방 온도를 제어하게 된다.
즉, 급기 덕트(210)의 공기를 제습해야하는 경우 제습 열량(제습량)이 증가하면 증발기 역할을 하는 제1 혼합 열교환기(212)의 저온냉매액 제어변(103)이 증가하면서 순차적으로 열리고, 동시에 고온냉매가스 제어변(107)이 제습으로 낮아진 온도에 따라 증가하면서 순차적으로 열려 낮아진 온도를 보상하게 되는 것이다.
이때 배기덕트(220)의 작동은 제2 혼합 열교환기(222)의 저온냉매가스 제어변은 거의 열리지 않으며, 고온냉매액 제어변만 급기 덕트(210)의 부하 증가에 따라 반비례적으로 작동하게 된다.
다시 말해, 증발기 역할을 하는 급기 덕트(210)의 제1 혼합 열교환기(212)의 재열부가 순차적으로 증가하여 열리면 응축기 역할을 하는 배기덕트(220)의 제2 혼합 열교환기(222)의 고온냉매가스 제어변은 순차적으로 닫히게 되고, 재열부가 순차적으로 닫히게 되면 제2 혼합 열교환기(222)의 고온냉매가스 제어변은 순차적으로 열리게 되는 것이다.
이러한 동작으로 제습 운전으로 인해 낮아진 온도를 보상하게 되는 것이다.
다음으로, 겨울철 난방 운전일 경우, 응축기 역할을 하는 제1 혼합 열교환기(212)의 저온냉매액 제어변(103)은 닫히고, 고온냉매가스 제어변(107)은 열리면서 압축기(230)에서 배출된 고온냉매가스를 이용하여 급기 덕트(210)의 공기를 가열하여 실내로 급기시키게 된다.
즉, 급기 덕트(210)의 공기를 가열하여 난방을 하는 경우에는 급기 덕트(210)의 난방용 제어변인 고온냉매가스 제어변(107)은 난방열량(난방량)에 따라 순차적으로 열리게 되고, 증발기 역할을 하는 배기덕트(220)의 제2 혼합 열교환기(222)의 저온냉매액 제어변은 순차적으로 증가하면서 열리게 되어 난방 운전을 하게 되는 것이다.
본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시 예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 범위 내에 있게 된다.
이상에서 상술한 본 발명은 냉방과 난방, 제습을 동시에 수행하며 외기를 다량으로 도입하여 사용하는 GLP전용 공기조화기에 적용가능함은 물론 혼합 열교환기를 이용하여 냉방과 난방을 겸용으로 수행하는 모든 공기조화기에 확대 적용 가능하다.
도 1은 본 발명에 따른 혼합 열교환기를 보인 구성도.
도 2는 본 발명에 따른 혼합 열교환기를 이용한 GLP전용 공기조화기.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
100… 혼합 열교환기
103… 저온냉매액 제어변
107… 고온냉매가스 제어변
113… 고온냉매액 제어변
117… 저온냉매가스 제어변
200… GLP전용 공기조화기
210… 급기 덕트
212… 제1 혼합 열교환기
220… 배기 덕트
222… 제2 혼합 열교환기

Claims (9)

  1. 몸체(101)의 상단부에 형성되어, 냉각 운전시 냉각량에 따라 순차적으로 열리면서 저온냉매액을 공급해주는 다수의 저온냉매액 제어변(103)과;
    상기 몸체(101)의 하단부에 형성되어, 냉각 운전시 냉각량에 따라 순차적으로 열리면서 저온냉매가스를 외부로 배출하는 다수의 저온냉매가스 제어변(117)과;
    상기 몸체(101)의 상단부에 형성되어, 제습 운전시 제습 량에 따라 순차적으로 열리면서 고온냉매가스를 공급해주고, 난방 운전시 난방량에 따라 순차적으로 열리면서 고온냉매가스를 공급해주는 다수의 고온냉매가스 제어변(107)과;
    상기 몸체(101)의 하단부에 형성되어, 제습 운전시 제습 량에 따라 순차적으로 열리면서 고온냉매액을 외부로 배출하고, 난방 운전시 난방량에 따라 순차적으로 열리면서 고온냉매액을 외부로 배출하는 다수의 고온냉매액 제어변(113)을 포함하는 것을 특징으로 하는 혼합 열교환기.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 다수의 저온냉매액 제어변(103)과 상기 다수의 고온냉매가스 제어변(107) 사이에 형성된 다수의 냉매액 및 냉매가스 공급관(105)과;
    상기 다수의 냉매액 및 냉매가스 공급관(105)과 상기 다수의 저온냉매액 제어변(103) 사이에 형성되어 고온냉매가스가 상기 저온냉매액 제어변(103)으로 역류 하는 것을 방지하기 위한 다수의 고온냉매가스 체크 밸브(104)와;
    상기 다수의 냉매액 및 냉매가스 공급관(105)과 상기 다수의 고온냉매가스 제어변(107) 사이에 형성되어 저온냉매액이 상기 고온냉매가스 제어변(107)으로 역류하는 것을 방지하기 위한 다수의 저온냉매액 체크 밸브(106)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 혼합 열교환기.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 다수의 고온냉매액 제어변(113)과 상기 다수의 저온냉매가스 제어변(117) 사이에 형성된 다수의 냉매액 및 냉매가스 배출관(115)과;
    상기 다수의 냉매액 및 냉매가스 배출관(115)과 상기 다수의 고온냉매액 제어변(113) 사이에 형성되어 저온냉매가스가 상기 고온냉매액 제어변(113)으로 역류하는 것을 방지하기 위한 다수의 저온냉매가스 체크 밸브(114)와;
    상기 다수의 냉매액 및 냉매가스 배출관(115)과 상기 다수의 저온냉매가스 제어변(117) 사이에 형성되어 고온냉매액이 상기 저온냉매가스 제어변(117)으로 역류하는 것을 방지하기 위한 다수의 고온냉매액 체크 밸브(116)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 혼합 열교환기.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 다수의 저온냉매액 제어변(103), 다수의 고온냉매가스 제어변(107), 다수의 고온냉매액 제어변(113), 다수의 저온냉매가스 제어변(117)의 개폐량을 냉방량, 난방량 및 제습량에 따라 선택적으로 제어하기 위한 컨트롤러를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 혼합 열교환기.
  5. 급기팬(211)을 갖고 외부 공기를 실내에 공급시키는 급기덕트(210)와;
    배기팬(221)을 갖고 실내 공기를 외부에 배출시키는 배기덕트(220)와;
    상기 급기 덕트(210)의 내측에 설치되어 냉방/제습 운전시 증발기로 동작하고, 난방운전시 응축기로 동작하는 제1혼합열교환기(212)와;
    상기 배기 덕트(220)의 내측에 설치되어 냉방/제습 운전시 응축기로 동작하고, 난방운전시 증발기로 동작하는 제2혼합열교환기(222)와;
    상기 제1 및 제2 혼합열교환기(212)(222)와 연결되어 고온냉매가스를 상기 제1 및 제2 혼합 열교환기(212)(222)에 공급하고, 상기 제1 및 제2 혼합 열교환기(212)(222)를 통과한 저온냉매가스를 압축하는 압축기(230)와;
    상기 제1 및 제2 혼합열교환기(212)(222)와 연결되어 저온냉매액을 상기 제1 및 제2 혼합 열교환기(212)(222)에 공급하고, 상기 제1 및 제2 혼합 열교환기(212)(222)를 통과한 고온냉매액을 저장하는 수액기(240)와;
    상기 수액기(240)와 제1 및 제2 혼합 열교환기(212)(222) 사이에 설치된 팽창밸브(213)(223)를 포함하되,
    상기 제1 및 제2 혼합 열교환기(212)(222)는,
    몸체(101)의 상단부에 형성되어, 냉각 운전시 냉각량에 따라 순차적으로 열리면서 저온냉매액을 공급해주는 다수의 저온냉매액 제어변(103)과;
    상기 몸체(101)의 하단부에 형성되어, 냉각 운전시 냉각량에 따라 순차적으로 열리면서 저온냉매가스를 외부로 배출하는 다수의 저온냉매가스 제어변(117)과;
    상기 몸체(101)의 상단부에 형성되어, 제습 운전시 제습 량에 따라 순차적으로 열리면서 고온냉매가스를 공급해주고, 난방 운전시 난방량에 따라 순차적으로 열리면서 고온냉매가스를 공급해주는 다수의 고온냉매가스 제어변(107)과;
    상기 몸체(101)의 하단부에 형성되어, 제습 운전시 제습 량에 따라 순차적으로 열리면서 저온냉매가스를 외부로 배출하고, 난방 운전시 난방량에 따라 순차적으로 열리면서 고온냉매액을 외부로 배출하는 다수의 고온냉매액 제어변(113)을 각각 구비한 것을 특징으로 하는 혼합 열교환기를 이용한 GLP전용 공기조화기.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 혼합 열교환기(212)(222)에 포함된 다수의 제어변의 개폐량을 냉방량, 난방량 및 제습량에 따라 선택적으로 제어하기 위한 컨트롤러를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 혼합 열교환기를 이용한 GLP전용 공기조화기.
  7. 삭제
  8. 제6항에 있어서, 상기 제1 및 제2 혼합 열교환기(212)(222)는,
    상기 다수의 저온냉매액 제어변(103)과 상기 다수의 고온냉매가스 제어변(107) 사이에 형성된 다수의 냉매액 및 냉매가스 공급관(105)과;
    상기 다수의 냉매액 및 냉매가스 공급관(105)과 상기 다수의 저온냉매액 제어변(103) 사이에 형성되어 고온냉매가스가 상기 저온냉매액 제어변(103)으로 역류하는 것을 방지하기 위한 다수의 고온냉매가스 체크 밸브(104)와;
    상기 다수의 냉매액 및 냉매가스 공급관(105)과 상기 다수의 고온냉매가스 제어변(107) 사이에 형성되어 저온냉매액이 상기 고온냉매가스 제어변(107)으로 역류하는 것을 방지하기 위한 다수의 저온냉매액 체크 밸브(106)를 각각 더 포함하는 것을 특징으로 하는 혼합 열교환기를 이용한 GLP전용 공기조화기.
  9. 제8항에 있어서, 상기 제1 및 제2 혼합 열교환기(212)(222)는,
    상기 다수의 고온냉매액 제어변(113)과 상기 다수의 저온냉매가스 제어변(117) 사이에 형성된 다수의 냉매액 및 냉매가스 배출관(115)과;
    상기 다수의 냉매액 및 냉매가스 배출관(115)과 상기 다수의 고온냉매액 제어변(113) 사이에 형성되어 저온냉매가스가 상기 고온냉매액 제어변(113)으로 역류 하는 것을 방지하기 위한 다수의 저온냉매가스 체크 밸브(114)와;
    상기 다수의 냉매액 및 냉매가스 배출관(115)과 상기 다수의 저온냉매가스 제어변(117) 사이에 형성되어 고온냉매액이 상기 저온냉매가스 제어변(117)으로 역류하는 것을 방지하기 위한 다수의 고온냉매액 체크 밸브(116)를 각각 더 포함하는 것을 특징으로 하는 혼합 열교환기를 이용한 GLP전용 공기조화기.
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JPH05248245A (ja) * 1991-12-03 1993-09-24 Pascual Juan Targa 内燃機関エンジンにおける吸気回路用混合熱交換器
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