KR101335983B1 - 냉각 유닛 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 실내 공기를 냉각/가열하기 위해 건물의 공조 시스템 내에 설치 가능한 냉각 유닛에 관한 것으로서, 실내 공간은 공급 공기 및 액체 냉매 순환 냉각 요소(7)에 의해 냉각/가열된다. 본 발명은 동일 주 회로에 결합된 액체 냉매 냉각기를 갖는 냉각 회로의 흡입 공기 냉각/가열 기능을 실시하고 실내 공간을 냉각하도록 기능하는 액체 냉매 순환 냉각 장치에 냉매를 통과시킴으로써 실시된다.
냉각, 공조 시스템, 순환

Description

냉각 유닛{Cooling unit}
도 1은 본 발명에 따른 바람직한 실시예의 회로 구조를 도시하는 도면.
도 2는 본 발명에 따른 제2 바람직한 실시예의 회로 구조를 도시하는 도면.
도 3은 본 발명에 따른 제3 바람직한 실시예의 회로 구조를 도시하는 도면.
도 4는 본 발명에 따른 제4 바람직한 실시예의 회로 구조를 도시하는 도면.
본 발명은 실내 공기를 냉각/가열하기 위한 건물의 공조 시스템 내에 설치 가능한 냉각 유닛에 관한 것으로서, 실내 공간은 공급 공기 및 액체 냉매 순환 냉각 요소에 의해 냉각/가열된다.
최근, 건물의 공조 시스템의 냉각 기능의 실시는 일반적으로 냉각된 공급 공기의 유동 뿐만 아니라 실내 공간에 장착된 냉각 코일과 같은 냉각 장치 모두에 의해 실내 공간을 냉각하는 것에 기초한다. 물과 같은 냉각 매체가 냉각 코일에서 순환된다. 이를 위해, 물 냉각기는 실내 공간의 냉각 장치 및 흡입 공기 유닛의 냉각 코일을 경유하여 순환되는 냉각수를 생성한다. 물 냉각기에 부가하여, 개별의 옥외 증발기/응축기가 실내 공간으로부터 외부 대기로 배기된 열을 전달하기 위 해 필요하다. 따라서, 동시 A/C 시스템은 3개의 상이한 유닛, 즉 흡입 공기 냉각 유닛, 순환 냉매의 냉각기 및 옥외 증발기/응축기를 필요로 한다.
본 출원인의 제품 선택군 중 상표명 "쿨러(Cooler)"로 공지된 종래의 냉각 유닛은 건물의 공조 기계와 결합될 수 있는 일체형 기능 유닛을 포함하고 건물의 실내 공간 내로 전달된 흡입 공기를 냉각하도록 기능한다. 더 상세하게는, 이 냉각기는 전기/제어 시스템을 공장 장착형 압축기 기계에 통합한 즉시 사용 장치이다. 흡입 공기로부터 제거된 열은 배기 유동에 위치된 응축기 코일로 전달되어 최종적으로 건물 주위의 외부 대기로 방산된다. 표준형 냉각 유닛의 최대 단점은 냉각 효과가 공급 공기에 의해서만 부여된다는 것이다. 그러나, 흡입 공기만을 냉각하는 것은 매우 대량의 공기 유량이 사용되지 않으면 충분히 높은 냉각 효과를 제공하지 않는다.
본 발명의 목적은 건물의 A/C 시스템 내에 설치 가능한 신규한 유형의 냉각 유닛을 제공하는 것이고, 냉각 유닛은 종래의 시스템의 문제점을 극복하고 현저한 방식으로 시스템 구조를 단순화할 수 있다. 본 발명에 따른 냉각 유닛은 흡입 공기 냉각/가열 기능에 부가하여, 동일한 주 회로에 결합되고 실내 공간을 냉각하는 냉매 순환 냉각 요소와 결합된 냉매 순환 냉각기를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 냉각 유닛의 바람직한 실시예는 냉각 유닛이 3개의 압축기 및 3개의 열교환기를 포함하고, 이들 중 하나의 압축기 및 하나의 열교환기는 공급 공기를 냉각하기 위해 이용되고, 두 개의 다른 압축기 및 열교환기는 실내 공간의 냉매 순환 냉각 요소와 결합되는 것을 특징으로 한다.
냉각 유닛의 본질적인 특징은 냉각 중에 방출된 응축열이 냉각 유닛 내에 위치된 증발기/응축기 코일의 보조에 의해 제거된다는 것이다.
본 발명에 따른 냉각 유닛의 다른 바람직한 실시예는 냉각 유닛이 실내 공간의 냉매 순환 냉각 요소를 냉각하도록 기능하는 두 개의 압축기 및 두 개의 열교환기를 포함하고, 냉매 순환 라인은 펌프의 보조에 의해 흡입 공기 냉각 코일을 경유하여 냉매를 순환시키고 따라서 공급 공기의 냉각을 성취하는 다른 라인과 결합되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 냉각 유닛의 또 다른 바람직한 실시예는 냉각 유닛이 공급 공기를 가열하기 위한 일체형 기능을 구비하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 냉각 유닛은 공조 기계 내로 단일 기능 섹션으로서 설치된다. 흡입 공기 가열을 실시하여, 본 발명에 따른 냉각 유닛은 동일한 주 회로와 결합되고 냉각 코일의 냉매 회로와 결합된 증발기(순환 냉각 유닛)를 구비한다. 이 배열은 단일 공장 조립 유닛이 건물의 전체 냉각 요구를 관리하는 것을 허용한다. 일반적인 적용에서, 물 냉각기는 생략될 수 있고 개별의 옥외 증발기/응축기 유닛도 여분의 것이 된다.
다음, 본 발명이 첨부 도면을 참조하여 바람직한 예시적인 실시예에 의해 더 상세히 설명된다.
도 1을 참조하면, 냉각 유닛의 회로 구조가 도시되어 있고, 압축기(1)가 열 교환기(3)의 보조에 의해 흡입 공기를 냉각한다. 압축기(2)는 실내 공간 A/C 장치(7)의 배관 네트워크에서 순환하는 액체 냉매를 냉매/냉매 열교환기(4)의 보조에 의해 냉각하도록 기능한다. 펌프(6)는 실내 공기의 냉각을 제공하는 실내 공간 A/C 장치(7) 내에 냉각된 액체 냉매를 순환시킨다. 압축기의 열 방산은 냉각 유닛의 증발기/응축기 코일(5)로 통과되고, 여기서 냉각 프로세스로부터 방산된 열이 냉각 유닛을 경유하여 A/C 시스템으로부터 통과되어 나온 배기 공기로 전달된다. 압축기(1, 2)의 동력 출력은 단계적으로 제어되어 배기 공기 온도가 과도하게 높아지는 것이 동시에 방지되면서 소정의 냉각 효과가 임의의 냉각 필요점으로 선택적으로 전달되도록 상호 분배된다.
도 2에는 본 발명의 제2 실시예의 회로 구조가 도시되어 있다. 그의 레이아웃은 기본적으로는 도 1의 것과 유사하지만, 이 레이아웃은 상술한 실시예의 3개 대신에 두 개의 압축기를 갖고, 이에 의해 여기서는 압축기(1)가 냉매/냉매 열교환기(4)를 경유하여 배관 네트워크(8) 내에 순환하는 냉매를 냉각한다. 각각, 펌프(9)는 공급 공기를 냉각하도록 기능하는 흡입 공기 냉각 코일 내에 냉매를 순환시킨다. 펌프(6)는 실내 공기의 냉각을 성취하는 실내 공간 A/C 장치(7) 내에 냉각된 액체 냉매를 순환시킨다. 압축기의 열 방산은 냉각 유닛의 증발기/응축기 코일(3)로 통과된다.
특정 실외 공기 온도 조건 하에서는, 흡입 공기는 건물의 실내 공기가 냉각을 필요로 할 때에도 가열되어야 한다. 도 3은 배관 네트워크(8) 내에 냉매로서 순환하는 물이 실내 공간 A/C 장치를 냉각하도록 기능하면서 대안적으로 흡입 공기 를 냉각하기 위한 흡입 공기 냉각 코일을 사용하는 가능성을 제공하는 본 발명의 다른 실시예에 따른 회로 구조를 도시한다. 냉각 유닛으로의 가열 기능의 통합은 A/C 기계로부터의 개별의 흡입 공기 가열 코일의 생략을 허용하는 장점을 제공한다. 같은 이유로 흡입 공기 가열기 코일의 압력 손실에 제거되고 송풍기의 입력 동력이 감소된다. 가열 코일의 생략은 또한 약 700mm 만큼 옥외 기계 공간의 A/C 기계 길이에 의해 요구되는 공간을 감소시키고, 이는 상당한 이점이 있다.
도 3을 재차 더 상세히 참조하면, 본 실시예의 회로 다이어그램은 이하와 같이 기능한다: 압축기(1)는 열교환기(4)를 경유하여 배관 네트워크(8) 내에 순환하는 냉매를 냉각한다. 펌프(6)는 실내 공기의 냉각을 성취하는 실내 공간 A/C 장치(7) 내에 냉각된 냉매를 순환시킨다. 실내 장착 펌프(9)는 공급 공기 열교환기(액체 냉매/공기 열교환기)를 경유하여 동일한 배관 네트워크 시스템의 냉매를 순환시킨다. 이 냉각 회로(12)는 밸브(11)에 의해 실내 공기 냉각 장치의 액체 냉매 순환으로부터 이격되어 분기된다. 공급 공기를 가열하기 위해 필요한 열 에너지는 액체/액체 열교환기(10)를 경유하여 보조 회로(12) 내로 도입된다. 서로로부터 개별적으로 연장하는 회로(8, 12)를 가짐으로써, 상이한 온도값에서 이들 두 개의 회로를 작동하는 것이 가능하다. 따라서, 실내 공간 A/C 냉각 장치는 증발기(4) 내에서 냉각된 액체 냉매를 공급받을 수 있고 동시에 온난한 물이 공급 공기 열교환기(3)로 공급되어 동시에 흡입 공기가 공급 공기의 소정 설정 온도로 가열될 수 있다.
본 발명은 또한 실내 공간 A/C 장치 내에서 순환하는 액체 냉매를 냉각하기 위해 저온의 실외 공기의 이용을 실시하는 것을 가능하게 하고, 이에 의해 이 "자유 순환"이 압축기가 정지된 상태로 실시된다. 본원의 실내 공간 A/C 장치의 배관 네트워크에 순환하는 물 냉매가 또한 냉각 유닛의 입구 공기 냉각 코일을 통과함에 따라, 건물이 냉각을 필요로 하고 실외 공기가 충분히 낮을 때, 즉 약 10 내지 15℃일 때 "자유 순환" 냉각 설비를 이용하는 것을 가능하게 한다. "자유 순환"에 의한 냉각은 또한 흡입 공기 냉각 코일을 통해 차가운 실외 공기를 통과시킴으로써 제공된 냉각 효과가 A/C 장치의 실내 공간의 배관 네트워크로 전달되고 그로부터 소정의 실내 공간으로 전달될 수 있게 한다. "자유 공간"에 의한 냉각은 건물의 전기 에너지 경비를 상당히 감소시킬 수 있게 한다.
다음, 상술한 "자유 순환"이 도 4를 참조하여 더 상세히 설명된다. 냉각 장치(7)로부터 복귀하는 액체 냉매는 밸브(11)를 경유하여 냉각 유닛의 흡입 공기 냉각 코일(3)로 유도된다. 이 때, 냉매 온도는 약 19℃이다. 액체 냉매는 예를 들면 17℃의 온도로 흡입 공기 냉각 코일 내에서 냉각된다. 냉각된 냉매는 냉각 유닛의 증발기(4)로 전방으로 통과되고, 액체 냉매가 최종적으로 실내 공간 A/C 장치의 배관 네트워크를 작동하기 위해 필요한 예를 들면 약 15℃의 온도로 냉각되도록 더 냉각된다. 흡입 공기 냉각 코일 내의 액체 냉매의 냉각은 실외 공기 온도가 19℃ 이하일 때 가능해진다.
본 발명이 상술한 예시적인 실시예에 의해 한정되는 것은 아니고, 첨부된 청구범위의 발명적인 사상 및 범주 내에서 변경될 수 있다는 것이 당 기술 분야의 숙 련자에게 명백하다. 액체 냉매 순환 실내 공간 A/C 장치의 냉각 매체는 지역적 규제에 합치하도록 요구될 때에 이 종류의 적용에 이용되는 임의의 유형의 액체일 수 있다. 더욱이, 청구범위 및 상기 설명에 언급된 압축기 및 열교환기의 수는 물론 예시적인 것이고 원하는 바에 따라 변경될 수 있다.

Claims (6)

  1. 실내 공기를 냉각/가열하기 위해 건물의 공조 시스템 내에 설치 가능한 냉각 유닛으로서, 실내 공간은 공급 공기 및 액체 냉매 순환 냉각 요소(7)에 의해 냉각/가열되는 냉각 유닛에 있어서,
    상기 냉각 유닛은 흡입 공기 냉각/가열 기능에 부가하여, 실내 공간을 냉각하는 냉매 순환 냉각 요소(7)와 결합된 냉매 순환 냉각기를 포함하고,
    상기 냉각 유닛은 실내 공간의 냉매 순환 냉각 요소(7)를 냉각하도록 기능하는 두 개의 압축기(1) 및 두 개의 열교환기(4)를 포함하고, 냉매 순환 라인은 펌프(9)에 의해 흡입 공기 냉각 코일(3)을 경유하여 냉매를 순환시키고 따라서 공급 공기의 냉각을 성취하는 다른 라인과 결합되는 것을 특징으로 하는 냉각 유닛.
  2. 제1 항에 있어서, 상기 냉각 유닛은 상기 공급 공기를 가열하기 위한 일체형 기능을 구비하는 것을 특징으로 하는 냉각 유닛.
  3. 제1 항에 있어서, 저온의 실외 공기가 실내 공간 A/C 장치 내에 순환하는 액체 냉매를 냉각하기 위해 이용되는 것을 특징으로 하는 냉각 유닛.
  4. 제3 항에 있어서, 상기 액체 냉매 순환 실내 공간 A/C 장치로부터 복귀하는 액체 냉매는 밸브(11)를 경유하여 상기 냉각 유닛의 입구 공기 냉각 코일(3)로 유도되고, 상기 액체 냉매가 냉각되고 그 후에 냉매가 부가의 냉각을 위해 증발기(4)로 통과되는 것을 특징으로 하는 냉각 유닛.
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