KR101126890B1

KR101126890B1 - 건조기겸 냉?난방장치

Info

Publication number: KR101126890B1
Application number: KR1020090091480A
Authority: KR
Inventors: 진금수
Original assignee: 진금수
Priority date: 2009-09-28
Filing date: 2009-09-28
Publication date: 2012-03-20
Also published as: KR20110034101A

Abstract

본 발명은 건조기겸 냉?난방장치에 관한 것이며, 상세하게는 히트 펌프 시스템을 이용한 농?수산물 등의 건조기겸 냉?난방장치에 관한 것으로서, 건조기를 다기능화하여 냉?난방 기능을 추가하고, 고온건조를 실시하면서 필요시에 제습을하여 신속한 건조를 할 수 있게하며, 항상 급탕용 온수를 추가 생성할 수 있도록 한 것이다.

본 발명은 본체(11)의 내부 일측에 건조공기 생성실(12)을 구획하여 형성하고, 상기 건조공기 생성실(12)의 타측에 건조실(13)을 형성하여 피건조물 트레이(14)를 넣는 건조고(10)와; 상기 건조공기 생성실(12)에 증발기(28)와 제1 실내 열교환기(24) 및 순환팬(36)을, 외부에 실외 열교환기(34)를, 냉?난방장소(50)에 제2 실내 열교환기(32)를 설치한 히트 펌프 시스템(20)으로 구성한 것이다.

건조고, 건조공기 생성실, 건조실, 히트 펌프 시스템, 제1 실내 열교환기, 증발기, 제2 실내 열교환기, 실외 열교환기, 순환팬, 온수 가열회로

Description

건조기겸 냉?난방장치{DRIER COMBINED AIR CONDITIONING AND HEATING APPARATUS}

본 발명은 건조기겸 냉?난방장치에 관한 것이며, 상세하게는 히트 펌프 시스템을 이용한 농?수산물 등의 건조기겸 냉?난방장치에 관한 것이다.

전래적으로 농?수산물 등의 건조는 낮에는 태양열에 의하여 건조하고, 야간에는 대기에 방치하는 것을 반복하는 상온상태에서의 자연 건조방법을 이용함으로써 고유의 색상을 유지하고, 장기간에 걸쳐 대기에 방치함으로 숙성되어 맛이 좋은 장점이 있지만 건조시 피건조물에 이물질(황사 등)이 묻음으로써 위생을 해칠 뿐만 아니라 산업사회 이후는 피건조물의 건조량이 증대되고 건조의 신속성이 요구되며 전래적 건조방법의 생산성 저하를 개선하기 위하여 인공 건조가 주를 이루고 있다.

상기한 인공건조는 피건조물을 건조실에 수납하고, 건조실에 열풍을 공급하거나, 건조실에서 열풍을 생성하여 건조실 내의 공기를 가열함으로써 상대 습도를 낮추어 농?수산물 등에 포함된 수분을 증발시키는 방법이다.

상기한 인공건조중 히트 펌프 시스템을 이용한 건조기가 주지되어 있는바, 상기 건조기는 건조고의 본체의 내부 일측에 건조공기 생성실을 구획하여 형성하고, 상기 건조공기 생성실의 타측에 건조실을 형성하여 상기 건조실에 피건조물 트레이인 대차형 선반 등을 건조실의 바닥에 설치된 레일에 안내되면서 인출할 수 있게 넣는 것이다.

한편 히트 펌프 시스템은 주지된 냉동 사이클 즉 압축기, 응축기, 팽창밸브, 증발기 및 상기 압축기를 냉매 도관으로 순서대로 연결하여 상기 응축기와 증발기를 순환팬과 함께 상기 건조공기 생성실에 내장하여서, 압축기에서 압축된 고온?고압의 냉매 증기를 응축기에서 응축시켜 그 응축열을 순환팬에 의하여 건조실에 압송하여 대차형 선반 등에 올려 놓은 피건조물을 건조하고, 한편 상기 응축기에서 응축된 냉매액은 팽창밸브에서 팽창된 다음 증발기에서 증발될 때 그 증발열에 의하여 피건조물이 건조될 때 증발된 수분을 포함한 습포화 순환공기를 제습하는 사이클을 반복하면서 피건조물을 건조하는 것이다.

그러나 상기한 건조기는 주로 농?어촌에 설치하여 농?수산물 등의 건조기능을 하는 것인바, 농?어촌에서 농?수산물 등의 건조는 간헐적으로만 함으로 생산성(가동율)이 낮고, 또한 농?어촌 주택 또는 비닐 하우스 등은 냉?난방을 하기 위하여 별도의 냉?난방장치를 설치하여야 함으로 즉 건조기와 냉?난방장치를 각각 설치하여야 함으로 설치비용과 운전비용이 많이 소요되고 있다.

또한 상기한 건조기는 피건조물의 건조시 생성되는 수분을 제습하기 위하여 응축기와 증발기를 함께 설치하여 항상 제습작용을 함으로 건조공기의 가열온도를 높일 수 없기 때문에 건조시간이 많이 소요되어 비용이 많이 소요되고 있는 것이다.

본 발명은 상기한 문제점을 시정하여, 건조기를 다기능화하여 냉?난방기능을 추가하고, 고온건조를 실시하면서 필요시에 제습을하여 신속한 건조를 할 수 있게 한 건조기겸 냉?난방장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 다른 목적은 항상 급탕용 온수를 추가 생성할 수 있는 건조기겸 냉?난방장치를 제공하는 것은 목적으로 한다.

상기한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 본체의 내부 일측에 건조공기 생성실을 구획하여 형성하고, 상기 건조공기 생성실의 타측에 건조실을 형성하여 피 건조물 트레이를 넣는 건조고와; 상기 건조공기 생성실에 증발기와 제1 실내 열교환기 및 순환팬을, 외부에 실외 열교환기를, 냉?난방장소에 제2 실내 열교환기를 설치한 히트 펌프 시스템으로 구성한 것이다.

또한 본 발명은 본체의 내부 일측에 건조공기 생성실을 구획하여 형성하고, 상기 건조공기 생성실의 타측에 건조실을 형성하여 피건조물 트레이를 넣는 건조고와; 상기 건조공기 생성실에 증발기와 제1 실내 열교환기 및 순환팬을, 외부에 실외 열교환기를, 냉?난방장소에 제2 실내 열교환기를 설치한 히트 펌프 시스템과; 상기 히트 펌프 시스템의 냉매 도관의 압축기와 4웨이 밸브 사이에 설치한 온수 가열회로로 구성한 것이다.

이상과 같이 본 발명은 농?수산물 등의 건조시 고온건조를 실시하면서 필요시에만 제습을하여 신속한 건조를 양호하게하고, 건조기의 기능을 다양화하여 건조작동을 중단할 때에는 실내 등을 냉?난방 할 수 있도록 함으로써 생산성을 향상하고, 설치 및 운전비용을 절감할 수 있는 것이다.

또한 본 발명은 건조 및 냉?난방 작동중에 온수 가열회로에서 급탕 또는 목욕용 및 냉?난방 장소용 온수를 추가 생성할 수 있음으로 편의성이 대폭 향상되는 것이다.

도1은 본 발명의 제1 실시예의 단면도이고, 도2는 본 발명의 제1 실시예의 히트 펌프 시스템의 구성도이다.

본 발명의 제1 실시예는 건조고(10)와, 히트 펌프 시스템(20)으로 대별된다.

상기 건조고(10)는 육면체 등으로 된 본체(11)의 일측면(정면)에 도어(미도시)를 설치하며, 상기 본체(11)의 내부 일측에 건조공기 생성실(12)을 구획하여 형성하고, 상기 건조공기 생성실(12)의 타측에 건조실(13)을 형성하여 상기 건조실(13)에 대차형 선반 또는 다단 콘베어 등의 피건조물 트레이(14)를 넣는 것이다.

상기 피건조물 트레이(14)는 도면에서는 대차형 선반을 도시하였으며, 상기 대차형 선반에 올려놓는 피건조물에 건조공기 생성실(12)에서 생성된 고온 또는 제습된 공기를 후술하는 순환팬(36)에 의하여 압송하는 것이다.

그리고 상기 건조실(13)에 피건조물 트레이로서 대차형 선반을 넣을 경우에는 건조실(13)의 바닥에 레일(15)을 설치하여 대차형 선반의 저면에 설치한 캐스터를 안내함으로써 건조실(13)에 대차형 선반을 삽입 또는 인출할 때 작은 힘으로 간편하게 조작함과 아울러 정확한 위치에 설치되도록 한 것이다.

상기 히트 펌프 시스템(20)은 기본 냉동 사이클(21)을 압축기(22), 4웨이 밸브(23), 제1 실내 열교환기(24), 저온용 팽창밸브(25), 수액기(26), 제습용 팽창밸브(27), 증발기(28) 및 상기 4웨이 밸브(23)를 냉매 도관(29)으로 순서대로 연결하고, 상기 4웨이 밸브(23)와 압축기(22)를 냉매 흡입 도관(30)으로 연결하여 형성하고, 상기 냉매 도관(29)의 상기 4웨이 밸브(23)와 제1 실내 열교환기(24)의 사이와 수액기(26)에 제1 우회 도관(31a)을 연결하여 상기 제1 우회 도관(31a)에 제2 실내 열교환기(32) 및 냉방용 팽창밸브(33)를 설치하며, 상기 냉매 도관(29)의 상기 증발기(28)의 출구와 수액기(26)에 제2 우회 도관(31b)을 연결하여 상기 제2 우회 도관(31b)에 실외 열교환기(34) 및 가열용 팽창밸브(35)를 설치하여서, 상기 건조공기 생성실(12)에 상기 증발기(28), 순환팬(36) 및 제1 실내 열교환기(24)를 설치하고, 냉?난방 장소(50)인 실내 또는 비닐 하우스 등에 제2 실내 열교환기(32)를 설치하며, 대기 예를 들면 건조고(10) 또는 냉?난방 장소(50)의 상부 또는 주위에 실외 열교환기(34)를 설치하여서 된 것이다.

그리고 상기 히트 펌프 시스템(20)은 냉매 도관(29)의 수액기(26) 연결부, 제1 우회 도관(31a) 및 제2 우회 도관(31b)의 수액기(26) 연결부, 냉매 도관(29)의 증발기(28) 출구 및 제2 우회 도관(31b)의 냉매 도관(29)의 연결부에, 각각 솔레노이드 밸브(S1)(S2)(S3)(S4)(S5)(S6)을 설치하여 타이머 또는 센서 등에 의하여 개폐하는 것이다.

미설명 부호 37a 내지 37d는 체크 밸브이고, 38은 응축수 받이이며, 39는 환기 댐퍼이다.

이하 본 발명의 제1 실시예의 작동을 모드별로 설명한다.

1)건조모드

솔레노이드 밸브(S1)(S4)(S6)를 개방하고, 4웨이 밸브(23)를 냉매가 화살표 실선으로 흐르도록 조작한 후 압축기(22)를 구동하면 압축기(22)에서 압축된 고온?고압의 냉매 증기는 제1 실내 열교환기(24)에서 응축되면서 그 응축열에 의하여 생성된 고온공기를 순환팬(36)이 건조실(13) 측으로 압송함으로써 피건조물의 건조 작용을하고, 제1 실내 열교환기(24)에서 응축된 냉매액은 수액기(26)에 모였다가 가열용 팽창밸브(35)에서 팽창된 후 실외 열교환기(34)에서 증발되어 압축기(22)에 흡입되어 상기 사이클을 반복하는 것이다.

한편 상기와 같이 제1 실내 열교환기(24)의 응축열에 의하여 공기를 가열하여 건조 작용을 계속 할 때 건조실(13) 내는 피건조물에서 증발된 수분이 점점 증가되며, 상기와 같이 건조공기에 수분이 증가되어 습포화 공기가 되면 타이머 또는 건조실(13)내에 설치한 습도 센서의 출력 신호에 의하여 제어기(미도시)가 솔레노이드 밸브(S4)를 폐쇄하고 솔레노이드 밸브(S2)(S5)를 개방함으로써 수액기(26) 내의 냉매액은 제습용 팽창밸브(27)에서 팽창된 후 건조공기 생성실(12)에 설치한 증발기(28)에서 증발됨으로 그 증발열에 의하여 건조공기 생성실(12)을 순환하는 습포화 공기가 제습됨으로써 피건조물의 양호한 건조를 신속하게하며, 상기 실외 열교환기(34)와 증발기(28)에서의 증발은 교대로 연속으로 실시되는 것이다.

2)저장모드

건조모드가 완료된 후 솔레노이드 밸브(S6)(S4)(S1)를 개방하고, 4웨이 밸브(23)를 냉매가 화살표 점선으로 흐르도록 조작한 후 압축기(22)를 구동하면 압축기(22)에서 압축된 고온?고압의 냉매 증기는 실외 열교환기(34)에서 응축되고 수액기(26)에 모였다가 건조공기 생성실(12)에 설치된 제1 실내 열교환기(24)에서 증발될 때 그 증발열에 의하여 순환팬(26)으로 순횐되는 공기를 냉각하여 저온상태로 유지함으로써 건조실(13)내를 저온으로 유지하여 건조물의 저장작동을 하는 것이 다.

3)냉방모드

솔레노이드 밸브(S6)(S4)(S3)를 개방하고, 4웨이 밸브(23)를 냉매가 1점 쇄선으로 흐르도록 조작하면 압축기(22)에서 압축된 고온?고압의 냉매 증기는 실외 열교환기(34)에서 응축되고 수액기(26)에 모였다가 냉방용 팽창밸브(33)에서 팽창된 후 제2 실내 열교환기(32)에서 증발되면서 그 증발열에 의하여 유체를 냉각(공기 또는 물)하여 냉?난방장소(50)를 냉방을 하고 압축기(22)에 흡입되어 상기한 사이클을 반복하는 것이다.

4)난방모드

솔레노이드 밸브는 상기 냉방모드와 같이 개방하고, 4웨이 밸브(23)를 냉매가 1점 쇄선의 반대방향으로 흐르도록 조작(상기 냉방모드와 반대로 흐르도록 조작)하면 압축기(22)에서 압축된 고온?고압의 냉매 증기는 제2 실내 열교환기(32)에서 응축되어 그 응축열에 의하여 유체(공기 또는 물)를 가열하여 냉?난방장소(50)를 난방하고, 제2 실내 열교환기(32)에서 응축된 냉매액은 수액기(26)를 경유 실외 열교환기(34)에서 증발된 후 압축기(22)에 흡입되어 상기 사이클을 반복하는 것이다.

도3은 본 발명의 제2 실시예의 단면도이고, 도4는 본 발명의 제2 실시예의 히트 펌프 시스템의 구성도로서, 상기 제1 실시예와 동일한 구성요소는 동일한 부호를 부여하고 구체적인 설명은 생략하며, 작동모드도 추가 작동만을 설명한다.

본 발명의 제2 실시예는 상기 제1 실시예에 온수 가열회로(40)를 추가 설치 한 것이며, 상기 온수 가열회로(40)는 히트 펌프 시스템(20)의 냉매 도관(29)의 압축기(22)와 4웨이 밸브(23) 사이에 응축기(42)를 설치한 바이패스 도관(41)을 연결하고, 상기 응축기(42)에 흡열 열교환기(43)를 설치하여 상기 흡열 열교환기(43)에서 열매체를 가열하며, 상기 냉매 도관(29)의 압축기(22)의 토출구 및 바이패스 도관(41)의 입구에 솔레노이드 밸브(S7)(S8)을 설치하여서 된 것이다.

이하 제2 실시예의 추가 작동모드를 설명한다.

1)온수모드

솔레노이드 밸브(S8)를 개방하고, 압축기(22)에서 압축된 고온?고압의 냉매 증기를 응축기(42)에서 응축시켜 그 응축열에 의하여 흡열 열교환기(43)를 흐르는 열매체를 가열하며, 상기 가열된 열매체는 이용기기(44)에 공급하여 필요한 용도 예를 들면 저탕조 내의 온수를 가열하여 급탕용 등으로 사용하거나, 팬 코일 유닛, 라디에이터, 바닥부설 방열 코일 등에 순환시켜 난방을 하는 등의 용도로 사용하는 것이다.

그리고 응축기(42)에서 응축된 냉매액은 상기 제1 실시예에서 설명한 모드를 경유하면서 압축기(22)에 흡입되어 상기한 사이클을 반복하는 것이다.

도1은 본 발명의 제1 실시예의 단면도

도2는 본 발명의 제1 실시예의 히트 펌프 시스템의 구성도

도3은 본 발명의 제2 실시예의 단면도

도4는 본 발명의 제2 실시예의 히트 펌프 시스템의 구성도

<도면 중 주요부호에 대한 설명>

10: 건조고 12: 건조공기 생성실 13: 건조실

20: 히트 펌프 시스템 24: 제1 실내 열교환기 28: 증발기

32: 제2 실내 열교환기 34: 실외 열교환기 36: 순환팬

40: 온수 가열회로

Claims

본체의 내부 일측에 건조공기 생성실을 구획하여 형성하고, 상기 건조공기 생성실의 타측에 건조실을 형성하여 피건조물 트레이를 넣는 건조고와; 상기 건조공기 생성실에 증발기와 제1 실내 열교환기 및 순환팬을, 외부에 실외 열교환기를, 냉?난방장소에 제2 실내 열교환기를 설치한 히트 펌프 시스템으로 구성한 건조기겸 냉?난방 장치
제1항에 있어서, 히트 펌프 시스템은 기본 냉동 사이클을 압축기, 4웨이 밸브, 제1 실내 열교환기, 저온용 팽창밸브, 수액기, 제습용 팽창밸브, 증발기 및 상기 4웨이 밸브를 냉매 도관으로 순서대로 연결하고, 상기 4웨이 밸브와 압축기를 냉매 흡입 도관으로 연결하여 형성하고, 상기 냉매 도관의 상기 4웨이 밸브와 제1 실내 열교환기의 사이와 수액기에 제1 우회 도관을 연결하여 상기 제1 우회 도관에 제2 실내 열교환기 및 냉방용 팽창밸브를 설치하며, 상기 냉매 도관의 상기 증발기의 출구와 수액기에 제2 우회 도관을 연결하여 상기 제2 우회 도관에 실외 열교환기 및 가열용 팽창밸브를 설치한 건조기겸 냉?난방 장치
제1항 또는 제2항에 있어서, 히트 펌프 시스템의 냉매 도관의 압축기와 4웨 이 밸브 사이에 온수 가열회로를 설치한 건조기겸 냉?난방 장치
제3항에 있어서, 온수 가열회로는 히트 펌프 시스템의 냉매 도관의 압축기와 4웨이 밸브 사이에 응축기를 설치한 바이패스 도관을 연결하고, 상기 응축기에 흡열 열교환기를 설치하여 상기 흡열 열교환기에서 열매체를 가열하는 건조기겸 냉?난방 장치