KR101065802B1 - Ventilating and heating apparatus using solar heat - Google Patents
Ventilating and heating apparatus using solar heat Download PDFInfo
- Publication number
- KR101065802B1 KR101065802B1 KR1020090028272A KR20090028272A KR101065802B1 KR 101065802 B1 KR101065802 B1 KR 101065802B1 KR 1020090028272 A KR1020090028272 A KR 1020090028272A KR 20090028272 A KR20090028272 A KR 20090028272A KR 101065802 B1 KR101065802 B1 KR 101065802B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- heat
- exchange medium
- heat exchange
- ventilation
- heat exchanger
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
- F24D—DOMESTIC- OR SPACE-HEATING SYSTEMS, e.g. CENTRAL HEATING SYSTEMS; DOMESTIC HOT-WATER SUPPLY SYSTEMS; ELEMENTS OR COMPONENTS THEREFOR
- F24D3/00—Hot-water central heating systems
- F24D3/005—Hot-water central heating systems combined with solar energy
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
- F24F—AIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
- F24F5/00—Air-conditioning systems or apparatus not covered by F24F1/00 or F24F3/00, e.g. using solar heat or combined with household units such as an oven or water heater
- F24F5/0046—Air-conditioning systems or apparatus not covered by F24F1/00 or F24F3/00, e.g. using solar heat or combined with household units such as an oven or water heater using natural energy, e.g. solar energy, energy from the ground
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
- F24F—AIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
- F24F7/00—Ventilation
- F24F7/007—Ventilation with forced flow
- F24F7/013—Ventilation with forced flow using wall or window fans, displacing air through the wall or window
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
- F24D—DOMESTIC- OR SPACE-HEATING SYSTEMS, e.g. CENTRAL HEATING SYSTEMS; DOMESTIC HOT-WATER SUPPLY SYSTEMS; ELEMENTS OR COMPONENTS THEREFOR
- F24D2200/00—Heat sources or energy sources
- F24D2200/11—Geothermal energy
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
- F24F—AIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
- F24F5/00—Air-conditioning systems or apparatus not covered by F24F1/00 or F24F3/00, e.g. using solar heat or combined with household units such as an oven or water heater
- F24F5/0046—Air-conditioning systems or apparatus not covered by F24F1/00 or F24F3/00, e.g. using solar heat or combined with household units such as an oven or water heater using natural energy, e.g. solar energy, energy from the ground
- F24F2005/0064—Air-conditioning systems or apparatus not covered by F24F1/00 or F24F3/00, e.g. using solar heat or combined with household units such as an oven or water heater using natural energy, e.g. solar energy, energy from the ground using solar energy
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
- Y02B30/00—Energy efficient heating, ventilation or air conditioning [HVAC]
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/40—Solar thermal energy, e.g. solar towers
- Y02E10/44—Heat exchange systems
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Sustainable Energy (AREA)
- Sustainable Development (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Air Conditioning Control Device (AREA)
Abstract
본 발명은 태양열을 이용한 환기 및 난방장치에 관한 것으로, 실내 공기를 청정하게 유지하면서 실외 공기의 온도를 실내 공기의 온도수준으로 보상함을 목적으로 한다.The present invention relates to a ventilation and heating apparatus using solar heat, and aims to compensate the temperature of the outdoor air to the temperature level of the indoor air while keeping the indoor air clean.
본 발명에 의한 태양열을 이용한 환기 및 난방장치는, 제1열교환매체를 고온고압으로 압축하는 압축기(110), 실내 공기가 배출되는 배출구에 장착되며 내부에 상기 압축기에 의해 압축된 제1열교환매체가 순환하는 제1열교환기(120), 상기 제1열교환기를 통과한 제1열교환매체를 감압하는 팽창밸브(130), 실외 공기가 유입되는 유입구에 장착되며 내부에 상기 팽창밸브에 의해 감압된 제1열교환매체가 순환하는 제2열교환기(140) 및 상기 제1열교환매체의 흐름을 전환하는 사방밸브(150)를 포함하는 환기 및 열회수부(100)와; 그리고, 태양열을 회수하는 집열수단(210)을 통해 가열된 제2열교환매체가 저장되는 축열탱크(220), 상기 축열탱크의 제2열교환매체와 열교환한 제3열교환매체를 상기 제2열교환기를 흐르는 제1열교환매체와 열교환시키는 제3열교환매체 공급관(230) 및 회수관(240)으로 이루어진 태양열 공급부(200);로 구성된다.Ventilation and heating apparatus using solar heat according to the present invention, the compressor 110 for compressing the first heat exchange medium at high temperature and high pressure, the first heat exchange medium is mounted to the discharge port through which the indoor air is discharged and compressed by the compressor therein A first heat exchanger circulating 120, an expansion valve 130 for decompressing the first heat exchange medium passing through the first heat exchanger, a first air exchanger installed at an inlet through which outdoor air is introduced, and a first pressure reduced therein by the expansion valve A ventilation and heat recovery unit 100 including a second heat exchanger 140 circulating the heat exchange medium and a four-way valve 150 for switching the flow of the first heat exchange medium; In addition, the second heat exchanger flows through the heat storage tank 220 in which the heated second heat exchange medium is stored through the heat collecting means 210 for recovering solar heat, and the third heat exchange medium heat exchanged with the second heat exchange medium of the heat storage tank. And a solar heat supply unit 200 including a third heat exchange medium supply pipe 230 and a recovery pipe 240 for exchanging heat with the first heat exchange medium.
환기, 태양열, 난방, 회수 Ventilation, solar, heating, recovery
Description
본 발명은 환기 및 난방장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 실내의 악취를 배출하여 실내 공기를 청정하게 유지하고, 배출되는 실내 공기의 폐열을 이용하여 유입되는 실외 공기의 온도를 실내 공기의 온도수준으로 보상함으로써 냉난방기의 부하를 줄이며, 태양열을 이용하여 실내에 유입되는 실외 공기의 온도를 최적의 수준으로 높일 수 있는 태양열을 이용한 환기 및 난방장치에 관한 것이다.The present invention relates to a ventilation and heating device, and more particularly, to keep indoor air clean by discharging indoor odors, and using the waste heat of the discharged indoor air to determine the temperature of outdoor air introduced into the indoor air temperature level. It is related to ventilation and heating apparatus using solar heat that can reduce the load of air conditioners by compensating with, and increase the temperature of outdoor air introduced into the room using solar heat to an optimal level.
환기는 실내의 오염된 공기를 쾌적한 공기로 바꾸는 것으로, 실내의 공기는 인간의 활동이나 연료의 연소, 유해물질의 발생 등으로 인하여 상태가 변화한다. 공기의 청정도는 온도·습도 등의 열적 상태, 풍속·풍향 등의 기류 상태, 분진·탄산가스·일산화탄소·질소산화물·세균, 기타 유해물질의 농도나 냄새 등으로 판단하는데, 이러한 것들을 총칭하여 공기환경이라고 한다. 공기환경을 인간의 보건위생ㅇ활동, 열환경 조성상의 필요성 충족 및 건물·물품 보존에 적합하도록 개선 하는 것을 목적으로 한다.Ventilation converts indoor polluted air into comfortable air, which changes its state due to human activities, combustion of fuel, and generation of harmful substances. The cleanliness of the air is judged by thermal conditions such as temperature and humidity, airflow conditions such as wind speed and wind direction, concentrations and odors of dust, carbon dioxide, carbon monoxide, nitrogen oxides, bacteria, and other harmful substances. It is called. The aim is to improve the air environment to be suitable for human health and hygiene activities, to meet the needs of creating a thermal environment, and to preserve buildings and goods.
환기 방법으로는 송풍기나 환기팬에 의한 기계환기와 풍력이나 부력(浮力)에 의한 자연환기가 있다.Ventilation methods include mechanical ventilation by blowers and ventilation fans, and natural ventilation by wind and buoyancy.
상술한 바와 같은 환기방법 중 널리 사용되는 것이 환기팬이다. 예를 들어 음식점 실내는 고기를 구울 때 발생되는 연소가스, 고기 굽는 냄새 등과 같이 좋지 않은 냄새가 존재하며, 이러한 냄새는 실내 출입자에게 불쾌감을 주게 되어 오염된 실내 공기를 실외로 배출할 수 있는 환기팬이 실내의 벽면, 천정 등에 설치된다.Among the ventilation methods described above, a ventilation fan is widely used. For example, indoors of restaurants have bad odors such as combustion gas and meat grilling odors generated when grilling meat. These odors can cause discomfort to indoor passengers, and can vent polluted indoor air to the outside. It is installed on the wall, ceiling or the like of this room.
상기의 환기팬에 따르면, 환기팬에 의해 오염된 실내 공기가 강제로 실외로 배출되어 실내가 청정하게 유지된다. 그리고, 실외 공기는 출입문의 개방시, 문이나 창틈 등으로 유입된다.According to the above ventilation fan, the indoor air contaminated by the ventilation fan is forcibly discharged to the outside to keep the room clean. And, the outdoor air flows into the door or window gap when the door is opened.
그러나, 환기팬을 포함한 종래 기술에 의한 환기장치에 따르면 다음과 같은 문제점이 있다.However, according to the prior art ventilation apparatus including a ventilation fan has the following problems.
실내 공기의 배출시 공기와 열이 함께 배출되는 것이다. 즉, 악취와 함께 실내 공기의 열이 배출되기 때문에 실내 공기의 온도를 적정온도로 유지하기 위해서는 보일러나 에어컨을 지속적으로 구동하여야 하므로 동력의 낭비가 발생된다. 구체적으로 설명하면, 실외에서 유입되는 실외 공기는 보일러나 에어컨 등에 의해 적정 온도로 유지된 상태가 아니기 때문에 실외 공기가 실내에 유입되면 하절기에는 실내 공기의 온도가 적정온도보다 상승하고, 동절기에는 실내 공기의 온도가 적정온도보다 하강하게 되어 온도변화에 따른 불쾌감을 느끼게 된다. 따라서, 실내를 적정온도로 유지하기 위해서 동절기에는 보일러를 지속적으로 가동하여 실내 공기 의 온도를 높이고 하절기에는 에어컨을 지속적으로 가동하여 실내 공기의 온도를 낮춰야 하므로 보일러와 에어컨을 항상 가동하여야 하며, 그에 따라 유지비용이 커지는 문제점이 있다.When indoor air is discharged, both air and heat are exhausted. That is, since the heat of the indoor air is discharged along with the odor, in order to maintain the temperature of the indoor air at a proper temperature, the boiler or the air conditioner must be continuously driven, thereby causing waste of power. Specifically, since the outdoor air introduced from the outside is not maintained at an appropriate temperature by a boiler or an air conditioner, when the outdoor air enters the room, the temperature of the indoor air rises above the appropriate temperature in the summer, and the indoor air in the winter. The temperature is lower than the proper temperature and the unpleasant feeling of the temperature change is felt. Therefore, in order to keep the room at an appropriate temperature, the boiler must be operated continuously in winter to increase the temperature of the indoor air, and in summer, the air conditioner must be continuously operated to lower the temperature of the indoor air. There is a problem that the maintenance cost is increased.
이러한 문제점을 해결하기 위하여 실내 공기와 실외 공기를 열교환시켜 실외 공기의 유입시 급작스러운 온도변화를 방지하고, 냉난방기의 부하를 줄여줄 수 있는 기술들이 제안된 바 있다.In order to solve this problem, techniques have been proposed to heat the indoor air and outdoor air to prevent a sudden temperature change when the outdoor air is introduced and to reduce the load of the air conditioner.
이러한 종래기술은 대개 실내 공기와 실외 공기의 벌집형 유로를 갖는 전열교환기가 구비되어, 각각의 유로를 따라 흐르는 실내 공기와 실외 공기가 열교환되도록 함으로써 실외 공기의 온도를 조절하는 것이다. 상기와 같은 종래 기술은 전열교환기의 유로를 통과하는 실내 공기의 열을 전도받아 실외 공기에 공급함으로써 실내 공기와 실외 공기의 열교환이 어느 정도는 이루어지지만, 전열교환기가 단순히 실내 공기와 실외 공기의 유로를 제공하는 정도이기 때문에 그 효율이 떨어지므로 실외 공기의 유입시 불쾌감이 그대로 남아 있고 냉난방기의 부하를 줄이는데 한계가 있다.This prior art is generally provided with a total heat exchanger having a honeycomb flow path of indoor air and outdoor air, thereby controlling the temperature of the outdoor air by allowing the indoor air and outdoor air to flow along each flow path. In the prior art as described above, heat is exchanged between indoor air and outdoor air by conducting heat from indoor air passing through the flow path of the total heat exchanger to the outdoor air, but the heat exchanger simply passes the flow path between the indoor air and the outdoor air. Since the efficiency is lowered, the discomfort remains when the outdoor air is introduced, and there is a limit in reducing the load of the air conditioner.
이러한 문제점을 해결하기 위하여 본 출원의 발명자에 의해 발명되어 특허받은 특허 제0613494호 환기 열회수장치가 있다.In order to solve this problem, there is a patented Patent No. 0613494 ventilating heat recovery device invented by the inventor of the present application.
상기의 환기 열회수장치는, 실내의 탁한 공기를 실외로 배출 및 실외의 신선한 공기를 실내에 유입하여 실내를 환기시키며, 이때, 실외로 배출되는 실내 공기의 열을 회수하여 실내에 유입되는 공급함으로써 냉난방부하를 줄일 수 있는 효과가 있다.The ventilation heat recovery apparatus exhausts indoor muddy air to the outside and introduces fresh outdoor air into the room to ventilate the room, and at this time, recovers the heat of the indoor air discharged to the outside and supplies air into the room to supply air conditioning. There is an effect to reduce the load.
그러나, 실질적으로 실내 공기의 열회수율이 원하는 수준에 미치지 못하며 열손실이 없을 수 없기 때문에 실내에 유입되는 실외 공기의 온도가 적정 수준으로 유지되지 못하며, 결과적으로 냉난방장치의 가동율을 높여야 하는 단점이 있다.However, since the heat recovery rate of the indoor air does not reach the desired level and there is no heat loss, the temperature of the outdoor air flowing into the room cannot be maintained at an appropriate level, and as a result, the operation rate of the air conditioner has to be increased. .
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 실내의 악취를 배출하여 실내 공기를 청정하게 유지하고, 배출되는 실내 공기의 폐열을 이용하여 유입되는 실외 공기의 온도를 실내 공기의 온도수준으로 보상함으로써 냉난방기의 부하를 줄이며, 태양열을 이용하여 실내에 유입되는 실외 공기의 온도를 최적의 수준으로 높일 수 있는 태양열을 이용한 환기 장치를 제공하는데 그 목적이 있다. The present invention is to solve the above problems, to keep the indoor air clean by discharging the indoor odor, and compensates the temperature of the outdoor air introduced by using the waste heat of the discharged indoor air to the temperature level of the indoor air The purpose of the present invention is to provide a ventilation device using solar heat, thereby reducing the load of the air conditioner and increasing the temperature of outdoor air introduced into the room using solar heat to an optimal level.
전술한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 태양열을 이용한 환기 장치는, 실내 공기가 배출되는 배출구에 설치되는 제1열교환기, 실외 공기가 유입되는 유입구에 설치되는 제2열교환기를 포함하는 난방 및 열회수부와; 상기 난방 및 열회수부에 태양열을 공급하는 태양열 공급부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.Ventilation apparatus using solar heat according to the present invention for achieving the object as described above, the heating including a first heat exchanger is installed at the outlet for discharging the indoor air, a second heat exchanger is installed at the inlet through which the outdoor air is introduced And a heat recovery portion; It is characterized in that it comprises a solar heat supply unit for supplying solar heat to the heating and heat recovery unit.
본 발명에 따른 태양열을 이용한 환기 장치에 의하면, 실내의 오염된 공기를 배출하고 신선한 실외 공기를 유입함으로써 실내를 쾌적하게 환기시킬 수 있으며, 이때, 실내 공기에서 오염요소인 악취는 배출되지만 실내 공기의 온도는 배출되지 않고 유입되는 실외 공기에 전가됨으로써 실내 공기를 청정하게 유지할 수 있으므로 실내 온도를 적정 온도로 맞추기 위한 냉난방기의 가동율을 낮출 수 있다. 특히, 히트펌프 사이클의 제1열교환매체만으로 실외 공기의 온도를 실내 공기의 온도 수준으로 조절하기 어렵더라도 태양열을 이용하여 실외 공기의 온도를 실내 공기의 온도로 맞출 수 있으므로 자원재활용에 따른 비용 절감을 기대할 수 있다.According to the ventilation apparatus using solar heat according to the present invention, the indoor air can be comfortably ventilated by discharging indoor polluted air and introducing fresh outdoor air. Since the temperature is transferred to the introduced outdoor air without being discharged, the indoor air can be kept clean, thereby lowering the operation rate of the air conditioner for adjusting the indoor temperature to an appropriate temperature. In particular, even though it is difficult to control the temperature of the outdoor air to the temperature of the indoor air only by the first heat exchange medium of the heat pump cycle, it is possible to adjust the temperature of the outdoor air to the temperature of the indoor air using solar heat, thereby reducing the cost of recycling resources. You can expect
도 1에서 보이는 것처럼, 본 발명에 의한 태양열을 이용한 환기 및 난방 장치는, 환기 및 열회수부(100) 및 태양열 공급부(200)로 이루어진다.As shown in FIG. 1, the ventilation and heating apparatus using solar heat according to the present invention includes a ventilation and
환기 및 열회수부(100)는 실내의 탁한 공기를 실외로 배출하고 실외의 신선한 공기를 실내에 유입함과 아울러 실외로 배출되는 실내 공기의 열을 회수하여 실내에 유입되는 실외 공기에 공급하는 것으로 다음과 같이 구성된다.Ventilation and
환기 및 열회수부(100)는 제1열교환매체를 고온고압으로 압축하는 압축기(110), 압축기(110)에 의해 고온고압으로 압축된 제1열교환매체가 순환하며 실내 공기가 배출되는 배출구(1)에 장착되는 제1열교환기(120), 제1열교환기를 통과한 제1열교환매체를 감압하는 팽창밸브(130), 팽창밸브(130)에 의해 감압된 제1열교환 매체가 순환하며 실외 공기가 유입된 유입구(2)에 장착되는 제2열교환기(140) 및 제1열교환매체의 흐름 방향을 전환하는 사방밸브(150)로 구성된다.Ventilation and
즉, 환기 및 열회수부(100)는 제1열교환매체가 실내 공기 및 실외 공기와 열교환함으로써 실내 공기의 열을 실외 공기에 공급하는 것으로서, 제1열교환매체가 제1열교환기를 통과할 때 제1열교환기(120)를 통과하여 배출되는 실내 공기로부터 열을 회수하고, 제1열교환매체가 제2열교환기(140)를 통과할 때 제2열교환기(140)를 통과하여 유입되는 실외 공기에 공급함으로써 실내의 탁한 공기를 배출하여 실내를 환기하면서도 실외 공기에 열을 가하여 실외 공기의 온도 수준을 실내 공기의 온도 수준으로 조절하는 것이다.That is, the ventilation and
사방밸브(150)에 의하면 동절기에는 열교환매체가 압축기(110) - 제2열교환기(응축기)(140) - 팽창밸브(130) - 제1열교환기(증발기)(120) - 압축기(110)의 루트로 순환하여 실외 공기보다 고온인 실내 공기의 열을 회수하여 저온의 실외 공기에 공급함으로써 실외 공기의 온도를 높이고, 반대로, 하절기에는 열교환매체가 압축기(110) - 제1열교환기(응축기)(120) - 팽창밸브(130) - 제2열교환기(증발기)(140) - 압축기(110)의 루트로 순환하여 실외 공기보다 저온의 실내 공기에 열을 빼앗겨 고온의 실외 공기로부터 열을 회수함으로써 실외 공기의 온도를 낮추는 것이다.According to the four-
환기 및 열회수부(100)의 도면에 도시되었으나 미설명된 도면부호 3은 실내 공기를 강제로 배출하는 배출팬이고, 도면부호 4는 실외 공기를 강제로 유입하는 유입팬이다.Although not shown in the drawings of the ventilation and
배출팬(3), 유입팬(4), 환기 및 열회수부(100)는 하나의 스위치를 통해 온/오프조작될 수도 있고, 실내 온도와 실외 온도의 차이에 따라 구동여부가 달라질 수 있기 때문에 각각의 스위치(미도시)에 의해 독립적으로 작동될 수도 있다. 왜냐하면, 실내 온도와 실외 온도의 차이가 거의 없을 경우에는 실내 공기의 열을 회수하여 실외 공기의 온도를 조절할 필요가 없지만, 악취는 제거해야 하기 때문에 환기 및 열회수부(100)는 가동되지 않고 배출팬(3)/유입팬(4)은 가동되어야 하기 때문이다.The exhaust fan (3), the inlet fan (4), the ventilation and
태양열 공급부(200)는 실내 공기로부터 회수한 열원이 약하여 실외 공기의 온도를 실내 공기의 온도 수준으로 맞추지 못하는 상황을 위하여 태양열을 실외 공기에 공급하는 것이다.The solar
태양열 공급부(200)는 집열수단(210)을 순환하여 태양열을 회수한 제2열교환매체가 저장되는 축열탱크(220), 축열탱크(220)에 저장되는 제2열교환매체의 열을 회수하여 실외 공기(실질적으로는 제1열교환매체에 공급)에 공급하는 제3열교환매체 공급관(230), 실외 공기에 열을 빼앗긴 제2열교환매체를 축열탱크(220)에 복귀시키는 제3열교환매체 회수관(240)으로 구성된다.The solar
즉, 제3열교환매체와 열교환된 제1열교환매체가 실내에 유입되는 실외 공기와 열교환함으로써 실외 공기의 온도를 조절하는 것인데, 이때, 제1,3열교환매체가 제2열교환기(140)에서 직접 열교환될 수도 있고, 별도의 전처리 열교환기(160)(도 2에 도시됨)를 거쳐 제1열교환매체의 온도를 조절한 후 제1열교환매체(전처리 열교 환기(160)를 통과한 상태)를 제2열교환기(140)에 공급함으로써 실외 공기의 온도를 조절할 수도 있다.That is, the first heat exchange medium heat-exchanged with the third heat exchange medium to control the temperature of the outdoor air by heat exchange with the outdoor air introduced into the room, wherein the first, third heat exchange medium is directly in the
도 2에서 보이는 것처럼, 전처리 열교환기(160)는 유체의 흐름 상 압축기(110)와 제2열교환기(140)의 사이에 개재되어 제1열교환매체가 통과하며, 제3열교환매체 공급관(230)과 제3열교환매체 회수관(240)이 각각 연결된다.As shown in FIG. 2, the
즉, 전처리 열교환기(160)의 내부에는 서로 구획된 2개의 유로가 형성되며, 2개의 유로를 통해 제1,3열교환매체가 순환하면서 열교환되도록 하여, 제3열교환매체와 열교환된 제1열교환매체는 제2열교환기(140)에 공급하고 제1열교환매체와 열교환된 제3열교환매체는 축열탱크(220)에 복귀시킨다.That is, two flow paths separated from each other are formed in the
본 발명은 태양열을 이용하지 않아도 즉 순수한 제1열교환매체의 온도만으로도 실외 공기의 온도를 맞출 수 있을 경우에는 태양열을 사용하지 않도록 제1,2밸브(V1,V2)가 갖추어질 수 있다.According to the present invention, the first and second valves V1 and V2 may be provided so as not to use solar heat when the temperature of the outdoor air can be adjusted without using solar heat, that is, only by the temperature of the pure first heat exchange medium.
제1,2밸브(V1,V2)는 각각 제3열교환매체 공급관(230)과 제3열교환매체 회수관(240)을 각각 개폐한다.The first and second valves V1 and V2 open and close the third heat exchange
제1,2밸브(V1,V2)는 관리자의 수동 조작에 의해서 개폐 동작이 이루어질 수도 있고, 제2열교환기(140)에 투입되는 온도를 근거로 하여 자동으로 개폐 동작이 이루어질 수도 있다.The first and second valves V1 and V2 may be opened or closed by manual operation of a manager, or may be automatically opened or closed based on a temperature input to the
자동 개폐 동작을 위해서 온도센서(T1)와 컨트롤러(C)가 갖추어진다. The temperature sensor T1 and the controller C are equipped for the automatic opening and closing operation.
온도센서(T1)는 제2열교환기(140)에 유입되는 제1열교환매체의 온도를 실시간으로 감지한다. 도면에는 온도센서(T1)가 하나만 도시되었으나, 사방밸브(130)에 의해 제1열교환매체의 흐름이 전환될 것이므로 온도센서(T1)는 제1열교환매체가 유입되는 모든 곳에 설치된다.The temperature sensor T1 detects the temperature of the first heat exchange medium flowing into the
컨트롤러(C)는 기준 온도가 저장되어 있으며, 온도센서(T1)에 의해 감지된 온도와 기 저장된 기준 온도를 비교하여 현재 온도가 기준 온도보다 낮을 때 제1,2밸브(V1,V2)를 통해 제3열교환매체 공급관(230)과 제3열교환기 회수관(240)을 강제로 개방토록 하고, 반대로 현재 온도가 기준 온도보다 높으면 제3열교환매체 공급관(230)과 제3열교환기 회수관(240)을 강제로 개방토록 한다.The controller C stores the reference temperature. The controller C compares the temperature detected by the temperature sensor T1 with the previously stored reference temperature. When the current temperature is lower than the reference temperature, the controller C uses the first and second valves V1 and V2. The third heat exchange
이와 같이 구성된 본 발명에 의한 태양열을 이용한 환기 및 난방장치의 작용을 설명한다.The operation of the ventilation and heating apparatus using solar heat according to the present invention configured as described above will be described.
1. 동절기.Winter season
동절기에는 실내 온도를 적정 온도(예컨대 18℃)로 맞추기 위하여 보일러를 가동하여 실내를 난방한다.In winter, the boiler is heated to adjust the room temperature to an appropriate temperature (eg 18 ° C.).
한편, 실내 거주자/출입자의 활동, 출입시 유입되는 이물질, 연소가스, 음식 냄새 등에 의해 실내 공기가 오염되며, 실내를 환기하기 위하여 본 발명 태양열을 이용한 환기 및 난방장치를 가동한다. On the other hand, indoor air is contaminated by activities of indoor occupants / participants, foreign substances introduced at the time of entry and exit, combustion gas, food smells, etc., and operates ventilation and heating apparatus using solar heat according to the present invention to ventilate the room.
동절기에는 사방밸브(150)에 의해 제1열교환매체가 압축기(110) - 제2열교환기(응축기)(140) - 팽창밸브(130) - 제1열교환기(증발기)(120) - 압축기(110)를 연속 순환한다.In winter, the first heat exchange medium is compressed by the four-
환기 및 열회수부(100)가 가동되는 중에 배출팬(3)의 송풍력에 의해 실내 공 기가 배출구(1)를 경유하여 실외로 배출되고, 유입팬(4)의 송풍력에 의해 실외 공기가 유입구(2)를 경유하여 유입된다. 이처럼, 오염된 실내 공기가 배출되고 청정한 실외 공기가 유입됨으로써 실내를 환기할 수 있다.While the ventilation and
이 과정에서 환기 및 열회수부(100)에 의해 실내 공기의 열이 실외 공기에 전달되어 실질적으로 실내에 유입되는 실외 공기는 외부에서 유입되는 것이지만 실내 공기와 동일한 온도이상을 유지하게 되고, 구체적인 설명은 다음과 같다.In this process, the heat of the indoor air is transferred to the outdoor air by the ventilation and
환기 및 열회수부(100)의 압축기(110)에 의해 고온고압으로 압축된 제1열교환매체는 제2열교환기(응축기)(140)를 통과할 때 유입구(2)에 유입되는 실외 공기와 열교환 즉, 실외 공기로부터 열을 빼앗겨 자신은 응축되면서 실외 공기의 온도를 상승시키게 된다. 즉, 청정한 실외 공기(실내 공기보다 온도가 낮은)는 제2열교환기(140)를 통과하면서 온도가 실내 온도정도로 상승되어 실내에 유입된다.The first heat exchange medium compressed at high temperature and high pressure by the
이어서, 제2열교환기(응축기)(120)를 통과한 제1열교환매체는 팽창밸브(130)를 경유한 후 제1열교환기(증발기)(120)에 유입되고, 제1열교환기(120)를 흐르는 중에 제1열교환기(120)를 통과하는 실내 공기로부터 열을 회수하여 자신은 증발된다. 즉, 오염된 실내 공기는 오염된 상태이지만 보일러에 의해 적정온도로 상승된 열을 빼앗긴 상태로 배출된다.Subsequently, the first heat exchange medium passing through the second heat exchanger (condenser) 120 flows into the first heat exchanger (evaporator) 120 after passing through the
제1열교환기(120)를 통과하면서 실내 공기의 열을 회수한 제1열교환매체는 다시 압축기(110)를 통과한 후 상변화되어 다시 제2열교환기(응축기)(140)에 유입되며, 제2열교환기(응축기)(140)를 통과하는 중에 유입되는 실외 공기의 온도를 실내 온도이 상으로 상승시키게 된다(제1열교환기(120)를 통해 실내공기의 열을 회수 한 제1열교환매체는 자신의 열과 실내공기의 열이 더해진 상태이며, 따라서, 제2열교환기(140)를 통과하여 실외공기와 열교환될 때 실외공기는 제1열교환매체의 자체 열과 실내 공기에서 회수한 열을 함께 회수하므로 실내에 유입되는 실외공기의 열은 실내공기의 온도 이상으로 상승되는 것이다). After passing through the
이상에서 설명한 바와 같이, 오염된 실내 공기가 배출될 때 실내 공기의 열을 회수하여 이 회수열에 의해 상변화된 제1열교환매체를 통해 실외 공기의 온도를 실내 공기의 온도로 맞추게 된다. 따라서, 실내의 오염된 공기(악취)는 제거하지만 유입되는 실외 공기의 온도가 실내 온도이기 때문에 실내 온도는 변화가 거의 없으므로 실내 온도를 적정 온도로 맞추기 위한 보일러의 가동이 불필요하다.As described above, when the contaminated indoor air is discharged, heat of the indoor air is recovered and the temperature of the outdoor air is adjusted to the temperature of the indoor air through the first heat exchange medium phase-changed by the recovered heat. Therefore, the indoor air temperature is almost unchanged since the indoor air temperature is room temperature, but the indoor air is removed. Therefore, it is unnecessary to operate the boiler to adjust the room temperature to an appropriate temperature.
지금까지는 태양열 공급부(200)가 작동하지 않는 상태를 설명한 것이며, 이하에서는 태양열 공급부(200)도 함께 가동되는 상태를 설명한다.So far, the solar
태양열 공급부(200)의 축열탱크(220)에는 집열수단(210)을 순환하면서 태양열을 회수한 제2열교환매체가 저장된다.In the
제3열교환매체는 축열탱크(220)를 순환하면서 제2열교환매체와 열교환하여 온도가 상승된다.The third heat exchange medium heats up with the second heat exchange medium while circulating the
축열탱크(220)에서 토출된 제3열교환매체는 제3열교환매체 공급관(230)을 통해 제2열교환기(140)에 공급되어, 제2열교환기(140)를 통과하는 제1열교환매체와 열교환한다(전처리 열교환기(160)가 적용된 경우 제1,3열교환매체는 전처리 열교환기(160)에서 열교환). 제1열교환매체는 제3열교환매체보다 온도가 낮기 때문에 제3열교환매체로부터 열을 회수하여 온도가 높아진다.The third heat exchange medium discharged from the
즉, 실내에 유입되는 실외 공기는 태양열 공급부(200)가 가동하지 않을 때보다 높은 온도의 제1열교환매체와 열교환하여 높은 온도로 실내에 유입된다.That is, outdoor air introduced into the indoor heat exchanges with the first heat exchange medium having a higher temperature than when the solar
2. 하절기.2. Summer.
하절기에는 실내 온도를 적정 온도(예컨대 18℃)로 맞추기 위하여 에어컨을 가동하여 실내를 냉방한다.In summer, the air conditioner is operated to cool the room in order to adjust the room temperature to an appropriate temperature (for example, 18 ° C.).
한편, 실내 거주자/출입자의 활동, 출입시 유입되는 이물질, 연소가스, 음식 냄새 등에 의해 실내 공기가 오염되며, 오염된 실내 공기를 배출하고 청정한 실외 공기를 공급하기 위하여 배출팬(3), 유입팬(4), 환기 및 열회수부(100)의 작동을 개시한다. 하절기에는 제1,2밸브(V1,V2)를 통해 제3열교환매체 공급관(230)과 제3열교환매체 회수관(240)을 폐쇄하여 태양열 회수부(200)의 작동을 정지한다.On the other hand, indoor air is contaminated by activities of indoor occupants / participants, foreign substances entering and leaving, combustion gas, and food smells, and discharge fans (3) and inflow fans to discharge the polluted indoor air and supply clean outdoor air. (4), the operation of the ventilation and
하절기에는 사방밸브(150)에 의해 열교환매체가 압축기(110) - 제1열교환기(응축기)(120) - 팽창밸브(130) - 제2열교환기(증발기)(140) - 압축기(110)를 연속 순환한다.In summer, the four-
동절기에서 설명한 바와 같이, 오염된 실내 공기가 실외로 배출됨에 따라 실내에 존재하는 악취가 제거됨으로써 실내를 환기할 수 있고, 이 과정에서 환기 및 열회수부(100)에 의해 실내 공기의 열이 실외 공기에 전달되어 실질적으로 실내에 유입되는 실외 공기는 외부에서 유입되는 것이지만 실내 공기와 동일한 온도를 유지하게 되고, 구체적인 설명은 다음과 같다.As described in the winter season, as the contaminated indoor air is discharged to the outside, the odor existing in the room may be removed to ventilate the room, and in this process, the heat of the indoor air is transferred to the outdoor air by the ventilation and
환기 및 열회수부(100)의 압축기(110)에 의해 고온고압으로 압축된 제1열교 환매체는 제1열교환기(응축기)(120)에 유입되고, 제1열교환기(응축기)(120)를 흐르는 중에 제1열교환기(응축기)(120)를 통과하는 실내 공기에 열을 빼앗겨 자신은 응축된다. 즉, 실내 공기는 제1열교환기(응축기)(120) 내부의 열교환매체로부터 열을 빼앗아 상승하고 악취를 갖은 상태로 배출되는 것이다.The first heat exchange medium compressed at high temperature and high pressure by the
제1열교환기(응축기)(120)를 빠져 나온 열교환매체는 팽창밸브(130)를 경유한 후 제2열교환기(증발기)(140)를 통과하며, 이 과정에서 유입팬(4)에 의해 유입되는 실외 공기와 열교환하여 증발됨으로써 실외 공기를 저온으로 낮추게 된다. 즉, 청정한 실외 공기(실내 공기보다 온도가 높은)는 제2열교환기(증발기)(140)를 통과하면서 제1열교환기(응축기)(120)를 통해 실내 공기와 열교환된 열교환매체에 의해 온도가 실내 공기의 온도정도로 낮아져 실내에 유입된다.The heat exchange medium exiting the first heat exchanger (condenser) 120 passes through the second heat exchanger (evaporator) 140 after passing through the
실외 공기의 열을 회수한 열교환매체는 다시 압축기(110)를 통과한 후 상변화되어 다시 제1열교환기(응축기)(120)에 공급되고, 제1열교환기(응축기)(120)를 통과하는 중에 배출되는 실내 공기에 의해 열을 빼앗겨 팽창밸브(130)에 유입된다. 이상에서 설명한 바와 같이, 오염된 실내 공기가 배출될 때 실내 공기로부터 열을 빼앗겨 상변화된 제1열교환매체를 통해 실외 공기의 온도를 실내 공기의 온도로 맞추게 되는 것이다. 따라서, 실내의 오염된 공기(악취)는 제거하지만 유입되는 실외 공기의 온도가 실내 온도 이하이기 때문에 실내 온도는 변화가 거의 없으므로 실내 온도를 적정 온도로 맞추기 위한 에어컨의 가동이 불필요하다.The heat exchange medium recovering the heat of the outdoor air is passed through the
도 3은 동절기와 하절기 상관없이 태양열 공급부(200)를 사용할 수 있도록 구성된 예를 도시한 것이다.3 shows an example configured to use the solar
도 3에서 보이는 것처럼, 제3열교환매체 공급관(230)은 제1,2공급분기관(231,232)으로 분기되고, 제3열교환매체 회수관(240)은 제1,2회수분기관(241,242)으로 분기된다.As shown in FIG. 3, the third heat exchange
제1,2공급분기관(231,232)은 각각 제2열교환기(140)와 제1열교환기(120)의 유입측에 연결되며, 제1,2회수분기관(241,242)은 각각 제2열교환기(140)와 제1열교환기(120)의 토출측에 연결된다.The first and second
제1,2공급분기관(231,232)과 제1,2회수분기관(241,242)은 각각 제1 내지 제4밸브(V1,V2,V32,V4)에 의해 개폐된다. 즉, 제1,3밸브(V1,V3)는 개폐가 반대로 이루어지거나 동시에 폐쇄될 수 있고, 제2,4밸브(V2,V4)는 개폐가 반대로 이루어지거나 동시에 폐쇄될 수 있다.The first and
이와 같은 구성에 따르면, 동절기에는 제3,4밸브(V3,V4)가 폐쇄 동작하고 제1,2밸브(V1,V2)는 개방 동작하여 전술한 것처럼 태양열을 제2열교환기(140)에 공급한다.According to this configuration, in the winter, the third and fourth valves V3 and V4 are closed and the first and second valves V1 and V2 are opened to supply solar heat to the
또한, 하절기에는 제1,2밸브(V1,V2)가 폐쇄 동작하고 제3,4밸브(V3,V4)는 개방 동작하여 태양열을 제1열교환기(120)에 공급한다. 따라서, 응축효율을 높여 제2열교환기(140)에 의한 환기 및 냉방 효율을 더욱 높일 수 있다.In addition, in summer, the first and second valves V1 and V2 are closed and the third and fourth valves V3 and V4 are opened to supply solar heat to the
도 1은 본 발명에 의한 태양열을 이용한 환기 및 난방장치의 구성도1 is a block diagram of a ventilation and heating apparatus using solar heat according to the present invention
도 2와 도 3은 각각 본 발명에 의한 태양열을 이용한 환기 및 난방장치의 다른 예시도.2 and 3 is another illustration of the ventilation and heating apparatus using solar heat according to the present invention, respectively.
< 도면의 주요 부분에 대한 부호 설명><Description of Signs for Main Parts of Drawings>
100 : 환기 및 열회수부, 110 : 압축기100: ventilation and heat recovery unit, 110: compressor
120 : 제1열교환기, 130 : 팽창밸브120: first heat exchanger, 130: expansion valve
140 : 제2열교환기, 150 : 사방밸브140: second heat exchanger, 150: four-way valve
160 : 전처리 열교환기, 200 : 태양열 공급부160: pretreatment heat exchanger, 200: solar heat supply unit
210 : 집열수단, 220 : 축열탱크210: heat collecting means, 220: heat storage tank
230 : 제3열교환매체 공급관, 240 : 제3열교환매체 회수관230: third heat exchange medium supply pipe, 240: third heat exchange medium recovery pipe
Claims (4)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020090028272A KR101065802B1 (en) | 2009-04-01 | 2009-04-01 | Ventilating and heating apparatus using solar heat |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020090028272A KR101065802B1 (en) | 2009-04-01 | 2009-04-01 | Ventilating and heating apparatus using solar heat |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
KR20100109807A KR20100109807A (en) | 2010-10-11 |
KR101065802B1 true KR101065802B1 (en) | 2011-09-19 |
Family
ID=43130699
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
KR1020090028272A KR101065802B1 (en) | 2009-04-01 | 2009-04-01 | Ventilating and heating apparatus using solar heat |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
KR (1) | KR101065802B1 (en) |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR200408782Y1 (en) | 2005-12-02 | 2006-02-16 | 유한회사 쏠라하트 | The heating system using a solar collector |
KR20060021521A (en) * | 2004-09-03 | 2006-03-08 | 이정재 | Cool/hot air conditioning apparatus for solar heat |
-
2009
- 2009-04-01 KR KR1020090028272A patent/KR101065802B1/en active IP Right Grant
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20060021521A (en) * | 2004-09-03 | 2006-03-08 | 이정재 | Cool/hot air conditioning apparatus for solar heat |
KR200408782Y1 (en) | 2005-12-02 | 2006-02-16 | 유한회사 쏠라하트 | The heating system using a solar collector |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
KR20100109807A (en) | 2010-10-11 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US8539788B2 (en) | Ventilating and air conditioning apparatus | |
KR100907603B1 (en) | Ceiling type air conditioner and energy saving air conditioning system | |
CN201503085U (en) | Heat recovery fresh air handling unit | |
CN101614423A (en) | A kind of heat recovery fresh air unit | |
JP2010085010A (en) | Air conditioning system | |
KR100907604B1 (en) | Ceiling type air conditioner and energy saving air conditioning system | |
CN107525177A (en) | Family kitchen VMC | |
JP5784654B2 (en) | Air conditioning system and air conditioning method | |
JP2007064513A (en) | Heat pump type air conditioning method and device | |
KR100937928B1 (en) | A thermo hygrostat outside air inhaling air conditioner and its operational method thereof | |
JP5262251B2 (en) | Ventilation air conditioner | |
KR102327427B1 (en) | All-in-one air conditioning ventilation clean system | |
CN207395056U (en) | Family kitchen fresh air system | |
KR100736707B1 (en) | A ventilating and heat-exchanging device and method | |
KR101065802B1 (en) | Ventilating and heating apparatus using solar heat | |
CN201652640U (en) | Dehumidifying-type dedicated outdoor air device | |
KR101562744B1 (en) | Air handling system interworking with ventilation unit | |
KR100910019B1 (en) | A system for ventilating underground air and producting cold water/hot water | |
JP2008014555A (en) | Radiant cooling/heating device | |
KR200388991Y1 (en) | A ventilating and heat-exchanging device for building | |
JP2009168367A (en) | Ventilating air conditioning facility in nuclear power plant | |
KR100613494B1 (en) | A ventilating and heat-exchanging device | |
JP2005351505A (en) | Air conditioner | |
KR101004640B1 (en) | A heatexchanger for inner ventilation | |
JP4402433B2 (en) | Air conditioner |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A201 | Request for examination | ||
N231 | Notification of change of applicant | ||
N231 | Notification of change of applicant | ||
E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
GRNT | Written decision to grant | ||
FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20140911 Year of fee payment: 4 |
|
FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20150909 Year of fee payment: 5 |
|
FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20160909 Year of fee payment: 6 |
|
FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20180928 Year of fee payment: 8 |