KR101206278B1

KR101206278B1 - 히트펌프를 이용한 항온항습장치 및 그 제어방법

Info

Publication number: KR101206278B1
Application number: KR1020120082975A
Authority: KR
Inventors: 신경철
Original assignee: 주)에어솔루션스
Priority date: 2012-07-30
Filing date: 2012-07-30
Publication date: 2012-11-29

Abstract

본 발명은 항온항습이 필요한 산업 현장인 반도체 제조라인, 제약회사의 약품 및 원료보관 창고, 전산센터, 탄약고 등 24시간 항온 항습이 필요한 곳에 중앙공조방식인 냉동기를 운전하지 않고 국소적인 공조가 가능하도록 하는 사계절용 히트펌프에 관한 것으로, 본 히트펌프에는 재열코일을 복수개 병렬 배치하고 각 재열코일마다 전자변을 갖으며, 압축기에서 응축기로 연결된 냉매유로 또한 복수개 병렬배치되고 각 냉매유로마다 전자변을 갖으며, 냉각제습운전시 실내토출공기의 온도가 낮을 때 필요로 하는 재열량에 맞추어 각 재열코일을 개폐제어하고, 응축기로 연결된 냉매유로의 개방은 재열코일의 냉매유로가 개방되는 수의 절반만 개방시켜 냉매유로의 전환을 시간간격을 두고 순차적으로 수행함으로서, 재열코일 개방과 동시에 응축기 냉매유로를 폐쇄시키는 급격한 냉매유로변경으로 인해 시스템에 가해지는 충격을 해소하여 전자변 손상 및 압축기 소손을 줄인다. 또한 난방운전시에 실외기가 제상운전되면 보조히터를 작동시켜 연속적인 난방운전이 가능하도록 한다.

Description

히트펌프를 이용한 항온항습장치 및 그 제어방법{Apparatus for Constant Temperature and Humidity System Using Heat Pump And Control Method Thereof}

본 발명은 항온항습이 필요한 산업 현장인 반도체 제조라인, 제약회사의 약품 및 원료보관 창고, 전산센터, 탄약고 등 24시간 항온항습이 필요한 곳에 중앙공조방식인 냉동기를 운전하지 않고 국소적인 공조가 가능하도록 하는 히트펌프를 이용한 항온항습장치에 관한 것으로, 본 히트펌프를 이용한 항온항습장치는 냉각제습운전에 따라 실내토출공기의 온도가 낮아 재열운전을 하여야 하는 경우 재열코일의 냉매유로를 시간간격을 두고 순차적으로 개방시켜서, 재열코일 개방과 동시에 응축기 냉매유로를 폐쇄시키는 급격한 냉매유로 변경으로 인해 시스템에 가해지는 충격을 해소하여 전자변 손상 및 압축기 소손을 줄인다. 또한 난방운전시에 실외기가 제상운전되면 보조히터를 작동시켜 연속적인 난방운전이 가능하도록 하는 히트펌프를 이용한 항온항습장치와 그 제어방법에 관한 것이다.

일반적으로 항온 항습기는 실내의 온도, 습도, 기류 등을 그 장소의 사용 목적에 적합한 상태로 유지시켜주며, 그 필요에 따라 냉방운전, 냉각제습 및 재열운전, 항온난방 및 가습운전을 한다. 실내공간을 원하는 온습도로 유지시켜 주기 위해 항온항습기는 냉각코일과, 히팅코일, 가습기 등을 포함하게 되는데, 각각의 방식을 어떻게 조합하여 운전하는지에 따라서 실내의 온도와 습도를 얼마만큼 정밀하게 제어하는지와 운전비가 달라진다.

일반적인 방식은 공랭식 및 수냉식 냉동시스템을 이용한 냉방운전방식과, 전기히터 혹은 온수코일을 이용한 난방 및 재열방식, 전기,혹은 스팀을 이용한 가습방식이 보편적이다.

또한 재열시 에너지 절약을 위하여 압축기에서 응축기로 보내지는 고온고압의 냉매가스를 이용한 핫가스 재열방식도 이용된다. 이러한 예로 한국공개특허공보 제10-2010-0137050호(2010.12.30)가 있다. 그러나 종래의 핫가스 재열방식은 재열과 동시에 응축기로 보내지는 냉매유로를 폐쇄시켜 전자변 작동시 냉매유로내의 냉매 흐름의 급격한 변화로 충격이 발생하고 이러한 충격에 의해 전자변과 압축기가 자주 소손되는 문제를 발생시킨다.

최근에 히트펌프 냉동싸이클을 이용한 냉,난방 방식을 이용하여 건물의 냉난방을 하는 경우가 많으나, 항온항습 분야에서는 동절기 난방운전의 경우 실외기의 적상으로 인한 제상운전시 연속적인 항온 난방운전이 어려워, 항온항습분야에서는 히트펌프 난방방식이 채용되지 않았다.

한국공개특허공보 제10-2010-0137050호(2010.12.30)

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 재열코일을 복수개 병렬 배치하고 각 재열코일마다 전자변을 갖으며, 압축기에서 응축기로 연결된 냉매유로 또한 복수개 병렬배치되고 각 냉매유로마다 전자변을 갖으며, 냉각제습운전시 실내토출공기의 온도가 낮을 때 필요로 하는 재열량에 맞추어 각 재열코일을 개폐제어하고, 응축기로 연결된 냉매유로의 개방은 재열코일의 냉매유로가 개방되는 수의 절반만 폐쇄시켜 냉매유로의 전환을 점진적으로 수행함으로서, 재열코일 개방과 동시에 응축기 냉매유로를 폐쇄시키는 급격한 냉매유로변경으로 인해 시스템에 가해지는 충격을 해소하여 전자변 손상 및 압축기 소손을 줄인다. 또한 난방운전시에 실외기가 제상운전되면 보조히터를 작동시켜 연속적인 난방운전이 가능하도록 한다.

본 발명에 따른 히트펌프를 이용한 항온항습장치는 냉매를 고온, 고압으로 압축시키는 압축기(100)와, 상기 압축기(100)에 의해 압축된 냉매를 고온, 고압으로 응축시키는 응축기(400)와, 상기 응축기(400)에 의해 응축된 냉매를 팽창시켜 저온, 저압으로 팽창시키는 팽창밸브(501)와, 상기 팽창밸브(501)에 의해 팽창된 저온, 저압의 냉매가 외부의 열을 흡수하여 냉방이 이루어지게 하는 증발기(500)와, 상기 압축기(100)에 의해 압축된 고온, 고압의 냉매를 직접 공급받아 증발기에 의해 냉각제습된 실내토출공기를 재열시키는 재열코일(700)을 갖는 히트펌프에 있어서, 상기 재열코일(700)은 복수개로 병렬 분할 배치되고 각 재열코일(700)마다 전자변(701,702)을 갖고, 상기 압축기(100)에서 상기 응축기(400)로 연결된 냉매유로에 전자변(401)을 갖으며, 상기 증발기(500)에 의해 냉각제습된 실내토출공기의 온도가 실내요구 토출온도보다 낮아 재열운전할 시, 상기 압축기에서 토출된 핫가스냉매를 복수의 병렬 분할된 재열코일(700)중 냉매유로 하나만을 개방시켜 실내토출공기를 가온시키고, 이때 응축기(400)로 토출되는 핫가스 냉매유로는 개방상태를 유지한 후, 상기 재열코일(700)에 설치된 나머지 냉매유로를 개방시켜 복수의 재열코일 모두에 핫가스냉매가 토출되어 실내토출공기를 가온시키고, 상기 응축기(400)로 토출되는 냉매유로를 폐쇄시키도록 냉매유로를 전환제어하여, 상기 냉각제습 및 재열운전시 상기 재열코일(700)의 냉매유로를 순차적으로 개방시켜, 상기 복수의 재열코일(700)의 냉매유로 모두가 개방될 때 상기 압축기(100)에서 응축기(400)로 토출되는 냉매유로가 폐쇄되도록 단계적으로 냉매유로를 전환시킴으로써, 장치에 가해지는 충격이 완화되도록 제어되는 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 상기 분할된 재열코일의 수는 상기 압축기에서 상기 응축기로 연결된 분할 냉매유로의 수보다 정수배 많은 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 상기 압축기에서 상기 응축기로 연결된 냉매유로는 복수개로 병렬분할되고 각 분할된 유로마다 전자변을 갖는 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 상기 재열코일의 수는 4개 이상 짝수개인 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 상기의 히트펌프를 이용한 항온항습장치를 이용한 냉각제습 및 재열운전방법에 있어서, 증발기(500)에서 냉각제습된 실내토출공기의 온도를 검출하여, 상기 검출된 실내토출공기의 온도가 설정온도이하인 경우, 검출된 온도차에 따라 미리 설정된 재열코일(700)의 수만큼 냉매유로를 개방제어할 때, 상기 압축기에서 토출된 핫가스 냉매를 복수의 재열코일(700)의 냉매유로중 하나를 개방시켜 실내토출공기를 가온시키고, 이때 응축기(400)로 토출되는 핫가스 냉매유로는 개방상태를 유지한 후, 상기 재열코일(700)에 설치된 나머지 냉매유로 하나를 더 개방시켜 복수의 재열코일 모두에 핫가스냉매가 토출되어 실내토출공기를 가온시키고, 상기 응축기(400)로 토출되는 냉매유로를 폐쇄시키는 제어를 수행하여, 상기 냉각제습 및 재열운전시 상기 복수의 재열코일(700)의 냉매유로 개방시기와 상기 응축기(400)로 토출되는 냉매유로의 폐쇄시기를 시간간격을 두고 순차적으로 전환되도록 제어되는 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 상기의 히트펌프를 이용한 항온항습장치를 이용한 냉각제습 및 재열운전방법에 있어서, 증발기(500)에서 냉각제습된 실내토출공기의 온도를 검출하여, 상기 검출된 실내토출공기의 온도가 설정온도이하인 경우 검출된 온도차에 따라 미리 설정된 재열코일(700)의 수만큼 냉매유로를 개방제어할 때, 상기 재열코일(700)의 냉매유로 하나가 개방될 때에는 상기 응축기(400)로 연결된 냉매유로를 개방상태로 유지시키고, 상기 재열코일(700)의 냉매유로 두개 개방될 때에는 상기 응축기(400)로 연결된 냉매유로를 하나만 폐쇄시키는 제어를 수행하고, 상기 재열코일(700)의 냉매유로 세개가 개방될 때에는 상기 응축기(400)로 연결된 냉매유로를 하나는 개방 다른 하나는 폐쇄상태로 유지시키고, 상기 재열코일(700)의 냉매유로 네개가 개방될 때에는 상기 응축기(400)로 연결된 냉매유로를 두개 폐쇄시키는 제어를 수행하여, 상기 냉각제습 및 재열운전시 상기 재열코일(700) 개방시기와 상기 압축기(100)에서 응축기(400)로 토출되는 냉매유로의 폐쇄시기를 시간간격을 두고 순차적으로 전환되도록 제어되는 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 난방운전시에 실외에 위치된 증발기에 성애가 발생하여 히트펌프가 정상동작되지 않은 경우, 압축기 토출측의 4방밸브를 냉방모드로 전환시켜 압축기에서 토출된 핫가스냉매를 실외에 위치된 증발기로 보내 제상시키고, 제상운전동안에는 실내기에 위치된 보조히터를 작동시켜 난방을 수행하는 것을 특징으로 한다.

본 발명은 냉각제습운전시 실내토출공기의 온도가 낮을 때 필요로 하는 재열량에 맞추어 복수개 이상의 각 재열코일을 개폐제어하고, 응축기로 연결된 냉매유로의 폐쇄는 재열코일의 냉매유로가 개방되는 수의 절반만 폐쇄시켜 냉매유로의 전환을 순차적으로 수행함으로서, 종래의 재열코일 개방과 동시에 응축기 냉매유로를 폐쇄시키는 급격한 냉매유로변경으로 인해 시스템에 가해지는 충격을 해소하여 전자변 손상 및 압축기 소손을 줄인다. 또한 항온항습공조기의 동절기 난방운전이 히트펌프 시스템으로 가능하게 되어 시스템이 간단하고 장비제작 및 설치비가 절약되고, 난방운전을 외부에서 취득한 공기열원에 의하여, 난방을 하므로 운전비가 획기적으로 절약된다

도 1은 종래 공조시스템에서의 재열운전을 나타내는 계통도
도 2는 본 발명의 히트펌프를 이용한 항온항습장치에서의 재열운전을 나타내는 계통도
도 3는 본 발명의 히트펌프를 이용한 항온항습장치에서의 재열운전을 나타내는 다른 실시예 계통도
도 4는 본 발명의 히트펌프를 이용한 항온항습장치에서의 운전제어과정을 설명하기 위한 흐름도

이하 본 발명의 목적을 달성하기 위한 구체적인 기술내용을 첨부도면에 의거하여 상세히 설명한다.

도 1에는 종래의 종래 공조시스템에서의 재열운전을 나타내는 계통도가 도시되어 있고, 도 2는 본 발명의 히트펌프를 이용한 항온항습장치에서의 재열운전을 나타내는 계통도이며, 도 3은 본 발명의 히트펌프를 이용한 항온항습장치에서의 재열운전을 나타내는 다른 실시예 계통도이고, 도 4는 본 발명의 히트펌프를 이용한 항온항습장치에서의 운전제어과정을 설명하기 위한 흐름도가 도시되어 있다.

도 1에 제시되어 있는 종래의 공조시스템은 압축기(1)의 출구와 실외 응축기(20)를 연결하는 냉매배관 상에 실외응축기 선택 제어 변(51), 실외응축기(20)의 출구는 실외 수액기(40)가 연결되고, 실외수액기(40)의 출구는 실내응축기(21)에 연결되어 지며, 압축기(1)와 제어변(51) 사이에서 실외수액기(40)를 연결하는 바이패스 배관상에 제어 변(50) 있으며, 제어 변(50)과 실외수액기(40)의 출구의 배관의 합류 지점 후단에서 실내응축기(21)를 연결하는 배관 상에 제어 변(52)이 있으며, 제어 변(50)과 실외 수액기(40)의 출구의 배관의 합류 지점 후단과 제어 변(52) 사이에서 실내 응축기(21)의 후단과 합류하는 바이패스 배관 상에 제어 변(53)이 있고, 실내 응축기(21)의 출구의 배관과 제어 변(53)의 합류 배관은 실내 수액기(41)와 연결되고, 실내 수액기(41)의 출구는 팽창 변(70)에 연결되고, 팽창 변(70)의 출구는 증발기(30)에 연결되어지고, 증발기(30)의 출구는 압축기(1)의 흡입 측에 연결되어 지는 시스템에서, 실외 응축기(20)에는 응축기 팬(60)이 있으며, 증발기(30) 및 실내 응축기(21)에는 실내기 팬(61)이 부착되어 있다.

상기 종래의 공조시스템의 제습모드운전을 살펴보면, 실내의 습도를 낮추기 위한 사이클로 실내의 온도가 고온 또는 저온에서 제습운전을 위한 사이클로서, 본 모드에서는 실내응축기 선택 제어변(51)은 열림(Open) 및 실내기 바이패스 제어변(53)은 닫힘(Close)으로 운전 되어지는 형태에서, 실내 온도가 저온 다습한 경우에는 제어변(50) 열림(Open) 및 제어변(51)로 닫힘(Close) 형태의 제습 가열 운전을 하고, 실내 온도가 고온 다습한 경우에는 제어변(51) 열림(Open) 및 제어변(50)로 닫힘(Close) 형태의 제습 냉각 운전한다.

상기 제습모드운전은 실외응축기측의 유로는 폐쇄(제어변(51) 닫힘)되고 재열수단인 실내응축기측 유로는 개방(제어변(50) 열림)되는 과정이 순간적으로 급격하게 일어나 공조시스템에 충격이 가해져 전자변을 손상시키고 압축기 또한 소손되는 일이 발생된다. 또한 상기 종래의 공조시스템으로는 겨울철 난방운전을 수행함에 있어 실외 증발기측에서의 성애발생으로 정상적인 운전이 불가능한 단점을 갖는다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 도2에 제시된 본 발명의 히트펌프를 이용한 항온항습장치는 냉매를 고온, 고압으로 압축시키는 압축기(100)와, 상기 압축기(100)에 의해 압축된 냉매를 고온, 고압으로 응축시키는 응축기(400)와, 상기 응축기(400)에 의해 응축된 냉매를 팽창시켜 저온, 저압으로 팽창시키는 팽창밸브(501)와, 상기 팽창밸브(501)에 의해 팽창된 저온, 저압의 냉매가 외부의 열을 흡수하여 냉방이 이루어지게 하는 증발기(500)와, 상기 압축기(100)에 의해 압축된 고온, 고압의 냉매를 직접 공급받아 증발기에 의해 냉각제습된 실내토출공기를 재열시키는 재열코일(700)은 도2에서와 같이 4개를 병렬배치시키고 각 재열코일(700)마다 전자변(701,702,703,704)을 갖는다. 상기 압축기(100)에서 상기 응축기(400)로 연결된 냉매유로를 병열배치시키고 각 냉매유로마다 전자변(401,402)을 갖는다.

본 발명의 히트펌프를 이용한 항온항습장치를 이용한 운전방식은 크게 대별하면 항온냉방운전(T1), 냉각제습 및 재열운전(T2), 항온난방 및 가습운전(T3)으로 구분된다.

첫번째로 항온냉방운전(T1)을 살펴보면, 상기 압축기(100)에서 토출된 고온고압의 냉매가 상기 응축기(400)에서 액상으로 응축되어 수액기(600)로 이동되고, 수액기(600)의 냉매는 팽창변(501)을 통과하면서 저온,저압의 냉매가 되어 증발기(500)에서 외부의 열을 흡수하여 기화되어 다시 압축기(100)로 순환된다. 이러한 본 발명의 항온냉방운전은 일반적인 항온항습장치의 운전방식과 동일하다.

두번째로 냉각제습 및 재열운전(T2)을 살펴보면, 도 3의 실시예의 경우에는, 상기 증발기(500)를 통과한 실내토출공기가 냉각제습되어 실내요구 토출온도보다 낮을 경우 재열운전을 하는데, 상기 압축기(100)에서 토출된 고온고압의 핫가스냉매를 복수의 재열코일(700)중 하나를 개방시켜 실내토출공기를 가온시키고, 이때 응축기로 토출되는 냉매유로는 개방상태를 유지한다. 상기 재열코일(700)를 하나 더 개방시켜 복수의 재열코일중 2개가 개방되었을 때 응축기로 토출되는 냉매유로를 폐쇄시켜 전체적으로 냉매유로 전환을 시간간격을 두고 순차적으로 전환시키는 제어를 통하여, 종래의 재열운전과 동시에 재열코일로 토출되는 냉매유로 개방, 응축기로 토출되는 냉매유로 폐쇄를 급격하게 전환시킴으로 인해 시스템에 가해지는 충격을 해소하여 전자변 손상 및 압축기 소손을 줄이게 된다.

또한 도 2의 실시예의 경우와 같이, 상기 재열코일(700)을 4개를 병렬배치시키고 각 재열코일(700)마다 전자변(701,702,703,704)을 갖고, 상기 압축기(100)에서 상기 응축기(400)로 연결된 냉매유로를 병렬배치시키고 각 냉매유로마다 전자변(401,402)을 갖을 때의 냉각제습 및 재열운전(T2)을 살펴보면, 상기 압축기(100)에서 토출된 고온고압의 핫가스냉매를 복수의 재열코일(700)중 하나를 개방시켜 실내토출공기를 가온시키고, 이때 응축기로 토출되는 냉매유로는 개방상태를 유지한다. 재열코일(700)를 하나 더 개방시켜 복수의 재열코일중 2개가 개방되었을 때 응축기로 토출되는 냉매유로를 하나만 폐쇄시키고, 재열코일(700)을 3개 개방시키면 응축기(400)로 토출되는 냉매유로는 하나만 폐쇄, 다른 하나는 개방상태를 유지하고, 재열코일(700) 4개 모두가 개방되었을 때 응축기로 토출되는 냉매유로 2개를 모두 폐쇄시켜 전체적으로 냉매유로 전환을 시간간격을 두고 순차적으로 전환시키는 제어를 통하여, 종래의 재열운전과 동시에 재열코일로 토출되는 냉매유로 개방, 응축기로 토출되는 냉매유로 폐쇄를 급격하게 전환시킴으로 인해 시스템에 가해지는 충격을 해소하여 전자변 손상 및 압축기 소손을 줄이게 된다. 또한 본 발명의 냉각제습 및 재열운전(T2)은 재열코일측과 응축기측으로 토출되는 냉매유로를 개별적으로 개폐제어시켜 냉각제습된 실내토출온도와 설정온도간의 온도차에 따라 산정된 재열량에 맞추어 재열코일로 공급되는 핫가스냉매량을 제어하는 효과를 더 가질 수 있다.

상기의 냉각제습 및 재열운전의 실시예로 병렬의 재열코일 4개, 응축기측 냉매유로 2개를 병렬배치된 경우를 예로 들었으나, 재열코일을 6개로 증가시키면 이에 대응하여 응축기측 냉매유로를 3개 병렬설치하면 된다. 이 경우에도 재열코일 2개을 개방하였을 때 응축기측 냉매유로를 1개 폐쇄하는 방식으로 제어하면 총 6단계의 제어단계로 재열코일 개방시킬 때 응축기측 냉매유로는 병렬설치된 3개를 폐쇄하는 제어단계를 갖는다.

셋번째로 항온난방 및 가습운전(T3)을 살펴보면, 상기 압축기(100) 토출측에 위치한 사방변(200)을 난방으로 전환시켜 응축기(500)측으로 고온고압의 핫가스를 저온의 공기와 열교환 응축시켜 수액기(600)로 보내고 수액기에서 팽창변(403)을 통과하면서 저온저압의 냉매가 되어 증발기(400)에서 외부의 열을 흡수하여 기화되어 다시 압축기(100)로 순환된다. 이러한 순환과정중 실외측에 위치한 증발기는 외부공기에 포함된 수증기의 수분이 증발기(400) 표면에 적상된다. 이러한 증발기(400) 표면의 적상은 정상적인 열교환을 어렵게 하여 항온난방운전을 할 수 없다.

이때 압축기에서 토출되는 고온고압의 핫가스냉매를 증발기측으로 토출시키기 위해 사방변을 냉방운전시의 토출방향으로 전환시켜 증발기(400) 표면에 적상된 성애를 제거시킨다. 이러한 냉매순환으로 인하여 항온난방운전이 어렵게 되면 보조히터(900)를 구동하여 공기를 가온시킨 후 실내로 토출한다. 또한 토출되는 공기의 습도가 낮을 경우에는 가습기(800)를 구동하여 항온난방 및 가습운전(T3)한다.

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과하며, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 갖는 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서 본 발명에 게시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이런 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

100 : 압축기 200 : 사방변
300 : 송풍기 400 : 응축기
401, 402 :전자변 403 : 응축기측 팽창변
500 : 증발기 501 : 증발기측 팽창변
600: 수액기 700 : 재열코일
701~704 : 전자변 705 : 역지변
800 : 가습기 900 : 보조히터(전기 또는 온수)

Claims

냉매를 고온, 고압으로 압축시키는 압축기(100)와, 상기 압축기(100)에 의해 압축된 냉매를 고온, 고압으로 응축시키는 응축기(400)와, 상기 응축기(400)에 의해 응축된 냉매를 팽창시켜 저온, 저압으로 팽창시키는 팽창밸브(501)와, 상기 팽창밸브(501)에 의해 팽창된 저온, 저압의 냉매가 외부의 열을 흡수하여 냉방이 이루어지게 하는 증발기(500)와, 상기 압축기(100)에 의해 압축된 고온, 고압의 냉매를 직접 공급받아 증발기에 의해 냉각제습된 실내토출공기를 재열시키는 재열코일(700)을 갖는 히트펌프에 있어서,
상기 재열코일(700)은 복수개로 병렬 분할 배치되고 각 재열코일(700)마다 전자변(701,702)을 갖고, 상기 압축기(100)에서 상기 응축기(400)로 연결된 냉매유로에 전자변(401)을 갖으며,
상기 증발기(500)에 의해 냉각제습된 실내토출공기의 온도가 실내요구 토출온도보다 낮아 재열운전할 시,
상기 압축기에서 토출된 핫가스냉매를 복수의 병렬 분할된 재열코일(700)중 냉매유로 하나만을 개방시켜 실내토출공기를 가온시키고, 이때 응축기(400)로 토출되는 핫가스 냉매유로는 개방상태를 유지한 후,
상기 재열코일(700)에 설치된 나머지 냉매유로를 개방시켜 복수의 재열코일 모두에 핫가스냉매가 토출되어 실내토출공기를 가온시키고, 상기 응축기(400)로 토출되는 냉매유로를 폐쇄시키도록 냉매유로를 전환제어하여,
상기 냉각제습 및 재열운전시 상기 재열코일(700)의 냉매유로를 순차적으로 개방시켜, 상기 복수의 재열코일(700)의 냉매유로 모두가 개방될 때 상기 압축기(100)에서 응축기(400)로 토출되는 냉매유로가 폐쇄되도록 단계적으로 냉매유로를 전환시킴으로써, 장치에 가해지는 충격이 완화되도록 제어되는 것을 특징으로 하는 히트펌프를 이용한 항온항습장치.
제1항에 있어서,
상기 분할된 재열코일(700)의 수는 상기 압축기(100)에서 상기 응축기(400)로 연결된 분할 냉매유로의 수보다 정수배 많은 것을 특징으로 하는 히트펌프를 이용한 항온항습장치.
제2항에 있어서,
상기 압축기(100)에서 상기 응축기(400)로 연결된 냉매유로는 복수개로 병렬분할되고 각 분할된 유로마다 전자변(401,402)을 갖는 것을 특징으로 하는 히트펌프를 이용한 항온항습장치.
제3항에 있어서,
상기 재열코일의 수는 4개이상 짝수개인 것을 특징으로 하는 히트펌프를 이용한 항온항습장치.
제2항의 히트펌프를 이용한 항온항습장치를 이용한 냉각제습 및 재열운전방법에 있어서,
증발기(500)에서 냉각제습된 실내토출공기의 온도를 검출하여, 상기 검출된 실내토출공기의 온도가 설정온도이하인 경우, 검출된 온도차에 따라 미리 설정된 재열코일(700)의 수만큼 냉매유로를 개방제어할 때,
상기 압축기에서 토출된 핫가스 냉매를 복수의 재열코일(700)의 냉매유로중 하나를 개방시켜 실내토출공기를 가온시키고, 이때 응축기(400)로 토출되는 핫가스 냉매유로는 개방상태를 유지한 후,
상기 재열코일(700)에 설치된 나머지 냉매유로 하나를 더 개방시켜 복수의 재열코일 모두에 핫가스냉매가 토출되어 실내토출공기를 가온시키고, 상기 응축기(400)로 토출되는 냉매유로를 폐쇄시키는 제어를 수행하여,
상기 냉각제습 및 재열운전시 상기 복수의 재열코일(700)의 냉매유로 개방시기와 상기 응축기(400)로 토출되는 냉매유로의 폐쇄시기를 시간간격을 두고 순차적으로 전환되도록 제어되는 것을 특징으로 하는 히트펌프를 이용한 항온항습장치의 제어방법.
제4항의 히트펌프를 이용한 항온항습장치를 이용한 냉각제습 및 재열운전방법에 있어서,
증발기(500)에서 냉각제습된 실내토출공기의 온도를 검출하여, 상기 검출된 실내토출공기의 온도가 설정온도이하인 경우 검출된 온도차에 따라 미리 설정된 재열코일(700)의 수만큼 냉매유로를 개방제어할 때,
상기 재열코일(700)의 냉매유로 하나가 개방될 때에는 상기 응축기(400)로 연결된 냉매유로를 개방상태로 유지시키고, 상기 재열코일(700)의 냉매유로 두개 개방될 때에는 상기 응축기(400)로 연결된 냉매유로를 하나만 폐쇄시키는 제어를 수행하고,
상기 재열코일(700)의 냉매유로 세개가 개방될 때에는 상기 응축기(400)로 연결된 냉매유로를 하나는 개방 다른 하나는 폐쇄상태로 유지시키고, 상기 재열코일(700)의 냉매유로 네개가 개방될 때에는 상기 응축기(400)로 연결된 냉매유로를 두개 폐쇄시키는 제어를 수행하여,
상기 냉각제습 및 재열운전시 상기 재열코일(700) 개방시기와 상기 압축기(100)에서 응축기(400)로 토출되는 냉매유로의 폐쇄시기를 시간간격을 두고 순차적으로 전환되도록 제어되는 것을 특징으로 하는 히트펌프를 이용한 항온항습장치의 제어방법.
제5항 또는 제6항에 있어서,
난방운전시에 실외에 위치된 증발기에 성애가 발생하여 히트펌프가 정상동작되지 않은 경우,
압축기 토출측의 4방밸브를 냉방모드로 전환시켜 압축기(100)에서 토출된 핫가스냉매를 실외에 위치된 증발기(400)로 보내 제상시키고, 제상운전동안에는 실내기에 위치된 보조히터를 작동시켜 난방을 수행하는 것을 특징으로 하는 히트펌프를 이용한 항온항습장치의 제어방법.