KR101361582B1 - Energy-saving outdoor air conditioning system with heat pump - Google Patents

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KR101361582B1 KR1020120073132A KR20120073132A KR101361582B1 KR 101361582 B1 KR101361582 B1 KR 101361582B1 KR 1020120073132 A KR1020120073132 A KR 1020120073132A KR 20120073132 A KR20120073132 A KR 20120073132A KR 101361582 B1 KR101361582 B1 KR 101361582B1
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송근수
유경훈
김기철
강희석
박덕준
조인수
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한국생산기술연구원
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    • F24F12/00—Use of energy recovery systems in air conditioning, ventilation or screening
    • F24F12/001—Use of energy recovery systems in air conditioning, ventilation or screening with heat-exchange between supplied and exhausted air
    • F24F12/002—Use of energy recovery systems in air conditioning, ventilation or screening with heat-exchange between supplied and exhausted air using an intermediate heat-transfer fluid
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B30/00—Heat pumps
    • F25B30/02—Heat pumps of the compression type

Abstract

본 발명은 히트펌프를 이용하는 에너지절감형 외기공조장치에 관한 것으로, 그 목적은 히트펌프를 이용하여 리히팅 코일과 칠러의 에너지 소비량을 줄임으로써 에너지절감을 실현할 수 있도록 하는 히트펌프를 이용하는 에너지절감형 외기공조장치를 제공함에 있다. 이를 위한 본 발명의 외기공조장치는 외기 중의 이물질을 여과하는 필터와, 외기를 가열하는 프리 히팅 코일과, 외기로 물을 분무하여 이물질을 여과하는 에어와셔와, 외기를 냉각하는 쿨링 코일과, 외기를 최종적으로 가열하는 리히팅 코일과, 클린룸의 냉방을 실시하는 드라이 쿨링 코일과, 상기 쿨링 코일과 드라이 쿨링 코일로 냉수를 제공하는 칠러를 포함하는 외기공조장치에 있어서, 상기 쿨링 코일에 인접하게 배치되어 외기를 냉각하는 보조 쿨링 코일; 상기 리히팅 코일에 인접하게 배치되어 외기를 가열하는 보조 히팅 코일; 및 상기 보조 쿨링 코일이나 드라이 쿨링 코일로 열매체를 공급하고, 보조 쿨링 코일이나 드라이 쿨링 코일에서 사용된 열매체를 제공받아 열매체의 열을 흡수하며, 흡수한 열을 보조 히팅 코일로 제공되는 열매체로 전달하는 히트펌프를 포함하는 것으로 구성된다.The present invention relates to an energy saving type outdoor air conditioner using a heat pump, and an object thereof is an energy saving type using a heat pump that can realize energy saving by reducing energy consumption of a heating coil and a chiller using a heat pump. It is to provide an outdoor air conditioner. The outside air conditioner of the present invention for filtering the foreign matter in the outside air, a pre-heating coil for heating the outside air, an air washer to filter the foreign matter by spraying water to the outside air, a cooling coil for cooling the outside air, and outside air In the outside air conditioning apparatus comprising a heating coil for heating the final heating, a dry cooling coil for cooling the clean room, and a chiller for providing cold water to the cooling coil and the dry cooling coil, the air conditioner adjacent to the cooling coil An auxiliary cooling coil disposed to cool the outside air; An auxiliary heating coil disposed adjacent to the heating coil to heat outside air; And supplying a heat medium to the auxiliary cooling coil or a dry cooling coil, receiving a heat medium used in the auxiliary cooling coil or a dry cooling coil, absorbing heat of the heat medium, and transferring the absorbed heat to the heat medium provided to the auxiliary heating coil. It consists of including a heat pump.

Description

히트펌프를 이용하는 에너지절감형 외기공조장치{Energy-saving outdoor air conditioning system with heat pump}Energy-saving outdoor air conditioning system with heat pump

본 발명은 히트펌프를 이용하는 에너지절감형 외기공조장치에 관한 것으로, 특히 히트펌프를 이용하여 보조 쿨링 코일이나 드라이 쿨링 코일에서 열을 흡수하고, 흡수된 열을 보조 히팅 코일을 통해 방출함으로써, 리히팅 코일과 칠러의 에너지소비량을 감소시킬 수 있도록 한 히트펌프를 이용하는 에너지절감형 외기공조장치에 관한 것이다.The present invention relates to an energy saving type outdoor air conditioner using a heat pump, and particularly, by absorbing heat from an auxiliary cooling coil or a dry cooling coil using a heat pump and dissipating the absorbed heat through the auxiliary heating coil. The present invention relates to an energy saving type outdoor air conditioner using a heat pump to reduce energy consumption of a coil and a chiller.

일반적으로 반도체나 액정표시장치와 같은 물품의 제조는 고 청정도가 유지되는 클린룸(Clean room)에서 이루어지고 있으며, 이러한 클린룸으로 유입되는 외기를 요구되는 온도와 습도로 조정하고, 외기 중에 포함된 이물질을 여과하기 위하여 외기공조장치가 사용되고 있다.In general, the manufacture of articles such as semiconductors and liquid crystal displays is performed in a clean room where high cleanliness is maintained, and the outside air flowing into the clean room is adjusted to the required temperature and humidity, and is contained in the outside air. An outdoor air conditioner is used to filter foreign substances.

도 1은 종래 외기공조장치의 구성도를 도시하고 있다.1 is a block diagram of a conventional external air conditioner.

종래의 외기공조장치는 유입되는 외기를 순차적으로 처리하도록 배치된 필터(10), 프리 히팅 코일(20), 에어와셔(30), 쿨링 코일(40), 리히팅 코일(50)과, 상기 쿨링 코일(40)로 냉수를 공급함과 더불어 클린룸의 냉방을 실시하는 드라이 쿨링 코일(Dry cooling coil,60)로 냉수를 공급하는 칠러(Chiller,70)를 구비하는 것으로 구성되어 있다.Conventional outside air conditioner is a filter 10, pre-heating coil 20, air washer 30, cooling coil 40, the heating coil 50 and the cooling arranged to sequentially process the incoming air It is configured to include a chiller (70) for supplying cold water to the dry cooling coil (60) for cooling the clean room and supplying cold water to the coil (40).

이때 상기 필터(10)는 유입되는 외기에 포함된 먼지나 각종 가스 상의 오염물(SOx,NOx,NH3)을 제거하고, 상기 프리 히팅 코일(20)은 외기를 가열하며, 상기 에어와셔(30)는 외기로 물을 분사하여 각종 미세입자를 여과하고, 상기 쿨링 코일(40)은 외기를 최종적으로 냉각하며, 상기 리히팅 코일(50)은 외기를 최종적으로 가열하여 요구되는 온도로 조정하게 된다.At this time, the filter 10 removes contaminants (SO x , NO x , NH 3 ) in the dust or various gases included in the outside air introduced thereto, and the preheating coil 20 heats the outside air, and the air washer ( 30) injects water into the outside air to filter various fine particles, the cooling coil 40 finally cools the outside air, and the riching coil 50 finally heats the outside air to adjust the required temperature. do.

한편 상기 리히팅 코일(50)과 칠러(70)는 클린룸용 외기공조장치에 반드시 포함되어야 하는 장치로 사계절 내내 작동하게 되며, 통상적으로 리히팅 코일로 유입되는 외기의 온도는 10℃ 전후로 클린룸 내부의 발열량에 따라 리히팅 코일로 외기를 12~19℃로 가열하고, 상기 칠러(70)는 클린룸의 냉방을 위하여 일년 내내 작동하게 된다.On the other hand, the heating coil 50 and the chiller 70 is a device that must be included in the outside air conditioner for the clean room to operate all four seasons, and typically the temperature of the outside air flowing into the heating coil is around 10 ℃ inside the clean room According to the heating value of the outside air to the heating coil 12 ~ 19 ℃, the chiller 70 is operated all year for cooling the clean room.

이러한 리히팅 코일과 칠러에서 소비되는 에너지는 상당하며, 그 크기는 설정온도, 급기풍량(Reheating coil)/클린룸 내 발열량, 외기온도(Chiller)에 비례하여 증가되므로 에너지의 소모가 큰 문제점을 갖고 있다.The energy consumed by these heating coils and chillers is considerable, and the size thereof is increased in proportion to the set temperature, the amount of air supply in the reheating coil / clean room, and the outside temperature (Chiller). have.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 고려하여 이루어진 것으로, 본 발명의 목적은 히트펌프를 이용하여 리히팅 코일과 칠러의 에너지 소비량을 줄임으로써 에너지절감을 실현할 수 있도록 하는 히트펌프를 이용하는 에너지절감형 외기공조장치를 제공함에 있다.The present invention has been made in consideration of the above problems, and an object of the present invention is to reduce the energy consumption of the heating coil and chiller by using a heat pump to reduce energy consumption. In providing a device.

상기한 바와 같은 목적을 달성하고 종래의 결점을 제거하기 위한 과제를 수행하는 본 발명의 히트펌프를 이용하는 에너지절감형 외기공조장치는 외기 중의 이물질을 여과하는 필터와, 외기를 가열하는 프리 히팅 코일과, 외기로 물을 분무하여 이물질을 여과하는 에어와셔와, 외기를 냉각하는 쿨링 코일과, 외기를 최종적으로 가열하는 리히팅 코일과, 클린룸의 냉방을 실시하는 드라이 쿨링 코일과, 상기 쿨링 코일과 드라이 쿨링 코일로 냉수를 제공하는 칠러를 포함하는 외기공조장치에 있어서, 상기 쿨링 코일에 인접하게 배치되어 외기를 냉각하는 보조 쿨링 코일; 상기 리히팅 코일에 인접하게 배치되어 외기를 가열하는 보조 히팅 코일; 상기 보조 쿨링 코일이나 드라이 쿨링 코일로 열매체를 공급하고, 보조 쿨링 코일이나 드라이 쿨링 코일에서 사용된 열매체를 제공받아 열매체의 열을 흡수하며, 흡수한 열을 보조 히팅 코일로 제공되는 열매체로 전달하는 히트펌프; 상기 히트펌프와 보조 쿨링 코일을 연결하는 배관에 설치되어 유로를 개폐하는 제1 밸브; 및 상기 히트펌프와 드라이 쿨링 코일을 연결하는 배관에 설치되어 유로를 개폐하는 제2 밸브를 포함하는 것을 특징으로 한다.Energy saving type outdoor air conditioner using the heat pump of the present invention to achieve the object as described above and to solve the conventional drawbacks, a filter for filtering foreign matter in the outside air, a pre-heating coil for heating the outside air and And an air washer for spraying water to the outside to filter foreign matters, a cooling coil for cooling the outside air, a reheating coil for finally heating the outside air, a dry cooling coil for cooling the clean room, and the cooling coil, An outdoor air conditioner comprising a chiller for providing cold water to a dry cooling coil, comprising: an auxiliary cooling coil disposed adjacent to the cooling coil to cool the outside air; An auxiliary heating coil disposed adjacent to the heating coil to heat outside air; The heating medium is supplied to the auxiliary cooling coil or the dry cooling coil, receives the heat medium used in the auxiliary cooling coil or the dry cooling coil, absorbs heat of the heat medium, and transfers the absorbed heat to the heat medium provided to the auxiliary heating coil. Pump; A first valve installed in a pipe connecting the heat pump and the auxiliary cooling coil to open and close the flow path; And a second valve installed at a pipe connecting the heat pump and the dry cooling coil to open and close the flow path.

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한편 상기 보조 쿨링 코일은 쿨링 코일의 전방에 배치되어 쿨링 코일로 유동하는 외기를 미리 냉각함으로써 쿨링 코일의 부하를 감소시키고, 상기 보조 히팅 코일은 리히팅 코일의 전방에 배치되어 리히팅 코일로 유동하는 외기를 미리 가열함으로써 리히팅 코일의 부하를 감소시키도록 구성되는 것이 바람직하다.Meanwhile, the auxiliary cooling coil is disposed in front of the cooling coil to cool the outside air flowing to the cooling coil in advance, thereby reducing the load of the cooling coil, and the auxiliary heating coil is disposed in front of the heating coil to flow to the heating coil. It is preferred to be configured to reduce the load of the riching coil by preheating the outside air.

상기와 같은 특징을 갖는 본 발명에 의하면, 히트펌프를 이용하여 보조 쿨링 코일과 드라이 쿨링 코일에서 사용된 열매체의 열을 흡수하고, 흡수된 열을 보조 히팅 코일로 공급되는 열매체에 전달하여 리히팅 코일과 칠러의 에너지소비량을 줄임으로써, 외기공조장치에서 소모되는 에너지를 절감시킬 수 있는 효과가 있다.According to the present invention having the above characteristics, the heat pump absorbs the heat of the heat medium used in the auxiliary cooling coil and the dry cooling coil, and transfers the absorbed heat to the heat medium supplied to the auxiliary heating coil to the heating coil. By reducing the energy consumption of the chiller, there is an effect that can reduce the energy consumed in the air conditioning system.

도 1 은 종래 외기공조장치의 구성도,
도 2 는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 외기공조장치의 구성도,
도 3 은 히트펌프의 구성도,
도 4 는 제2 밸브를 개방시킨 외기공조장치의 구성도,
도 5 는 동절기 제1 밸브를 폐쇄시킨 외기공조장치의 구성도.1 is a configuration diagram of a conventional outdoor air conditioner,
2 is a block diagram of an outdoor air conditioner according to a preferred embodiment of the present invention;
3 is a configuration diagram of a heat pump;
4 is a configuration diagram of an outdoor air conditioner in which a second valve is opened;
5 is a configuration diagram of an outdoor air conditioner which closes the winter first valve.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면과 연계하여 상세히 설명하면 다음과 같다. 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명은 생략한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the following description of the present invention, a detailed description of known functions and configurations incorporated herein will be omitted when it may make the subject matter of the present invention rather unclear.

도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 외기공조장치의 구성도를, 도 3 은 히트펌프의 구성도를 도시하고 있다.FIG. 2 is a block diagram of an external air conditioner according to a preferred embodiment of the present invention, and FIG. 3 is a block diagram of a heat pump.

본 발명에 따른 히트펌프를 이용하는 에너지절감형 외기공조장치는 외기의 냉각이나 클린룸의 냉방을 위하여 사용된 열매체의 열을 히트펌프(200)를 이용하여 흡수하고, 흡수된 열을 외기의 가열을 위해 사용되는 열매체에 전달함으로써 리히팅 코일(150)과 칠러(170)의 부하를 경감시켜 외기공조장치에서 사용되는 에너지를 절감할 수 있도록 한 것으로, 필터(110), 프리 히팅 코일(120), 에어와셔(130), 쿨링 코일(140), 리히팅 코일(150), 드라이 쿨링 코일(160), 칠러(170), 보조 쿨링 코일(180), 보조 히팅 코일(190) 및 히트펌프(200)를 포함하는 것으로 구성되어 있다.The energy saving type outdoor air conditioner using the heat pump according to the present invention absorbs the heat of the heat medium used for cooling the outside air or cooling the clean room using the heat pump 200, and absorbs the heat absorbed from the heating of the outside air. By transmitting to the heat medium used for reducing the load of the heating coil 150 and the chiller 170 to reduce the energy used in the air conditioning apparatus, filter 110, pre-heating coil 120, Air washer 130, cooling coil 140, heating coil 150, dry cooling coil 160, chiller 170, auxiliary cooling coil 180, auxiliary heating coil 190 and heat pump 200 It is configured to include.

상기 필터(110)는 유입되는 외기 중에 포함된 이물질을 여과하는 것이다. 이러한 필터(110)로는 망구조의 필터 또는 가스상의 오염물질을 여과하기 위한 케미컬 필터로 구성될 수 있으며, 물론 망구조의 필터와 케미컬 필터를 혼용하여 구성될 수도 있다.The filter 110 is to filter foreign matter contained in the incoming outside air. The filter 110 may be composed of a network filter or a chemical filter for filtering gaseous contaminants, and of course, may be configured by using a network filter and a chemical filter.

상기 프리 히팅 코일(120)은 동절기와 같이 대기의 온도가 낮을 경우, 열매체(ex:스팀, 온수, 가스)를 열원으로 하여 외기를 가열하는 것이다. 물론 이러한 프리 히팅 코일(120)을 대신하여 전기를 이용하여 열을 발산함으로써 외기를 가열하는 히터가 사용될 수도 있다.The preheating coil 120 is to heat the outside air using a heat medium (ex: steam, hot water, gas) as a heat source when the temperature of the air is low, such as winter. Of course, a heater that heats the outside air by dissipating heat using electricity instead of the preheating coil 120 may be used.

상기 에어와셔(130)는 외기로 물을 분무하여 외기에 포함된 이물질을 여과하는 것이다. 이러한 에어와셔(130)는 물의 분무를 위한 다수 개의 노즐이 구비된 다수 개의 노즐 바(131)가 서로 마주하도록 배치되어 물을 분무하도록 구성된다.The air washer 130 is to filter the foreign matter contained in the outside air by spraying water into the outside air. The air washer 130 is configured to spray the water is arranged so that a plurality of nozzle bars 131 having a plurality of nozzles for spraying the water to face each other.

상기 쿨링 코일(140)은 칠러(170)로부터 공급되는 냉수를 열매체로써 제공받아 외기를 냉각하게 된다.The cooling coil 140 receives cold water supplied from the chiller 170 as a heat medium to cool the outside air.

상기 리히팅 코일(150)은 열매체(ex:스팀, 온수, 가스)를 열매체로 제공받아 외기를 최종적으로 가열하게 된다.The heating coil 150 receives a heat medium (ex: steam, hot water, gas) as a heat medium to finally heat the outside air.

상기와 같은 필터(110), 프리 히팅 코일(120), 에어와셔(130), 쿨링 코일(140), 리히팅 코일(150)은 외기가 유입되는 방향을 기준으로 하여 순차적으로 배치된다.The filter 110, the preheating coil 120, the air washer 130, the cooling coil 140, and the heating coil 150 as described above are sequentially disposed based on the direction in which the outside air is introduced.

상기 드라이 쿨링 코일(160)은 칠러(170)로부터 공급되는 냉수를 이용하여 클린룸의 냉방을 실시하게 된다.The dry cooling coil 160 cools the clean room by using cold water supplied from the chiller 170.

상기 칠러(170)는 드라이 쿨링 코일(160)과 쿨링 코일(140)로 냉수를 공급하고, 드라이 쿨링 코일(160)과 쿨링 코일(140)에서 사용된 후 반환되는 냉수를 다시 냉각하여 드라이 쿨링 코일(160)과 쿨링 코일(140)로 공급하도록 구성된다.The chiller 170 supplies cold water to the dry cooling coil 160 and the cooling coil 140, and cools the cold water returned after being used in the dry cooling coil 160 and the cooling coil 140 to dry cooling coils. And to supply 160 to the cooling coil 140.

상기 보조 쿨링 코일(180)은 외기를 냉각하여 쿨링 코일(140)에 가해지는 공조부하를 경감시키는 것으로, 쿨링 코일(140)의 인접한 위치에 배치되며, 바람직하게는 쿨링 코일(140)의 전방에 배치되어 쿨링 코일(140)로 유동하는 외기를 미리 냉각하도록 구성된다.The auxiliary cooling coil 180 is to reduce the air conditioning load applied to the cooling coil 140 by cooling the outside air, it is disposed in the adjacent position of the cooling coil 140, preferably in front of the cooling coil 140 It is arranged to pre-cool the outside air disposed and flowing to the cooling coil 140.

이러한 보조 쿨링 코일(180)은 히트펌프(200)와 배관(210)을 통해 연결되어 히트펌프(200)로부터 제공되는 열매체를 받아 외기를 냉각하게 되고, 외기의 냉각에 사용된 열매체를 히트펌프(200)로 반환하게 된다.The auxiliary cooling coil 180 is connected through the heat pump 200 and the pipe 210 to receive the heat medium provided from the heat pump 200 to cool the outside air, and the heat medium used for cooling the outside air heat pump ( 200).

상기 보조 히팅 코일(190)은 외기를 가열하여 리히팅 코일(150)에 가해지는 공조부하를 경감시키는 것으로, 리히팅 코일(150)의 인접한 위치에 배치되며, 바람직하게는 리히팅 코일(150)의 전방에 배치되어 리히팅 코일(150)로 유동하는 외기를 미리 가열하도록 구성된다.The auxiliary heating coil 190 is to reduce the air conditioning load applied to the heating coil 150 by heating the outside air, is disposed in the adjacent position of the heating coil 150, preferably the heating coil 150 It is arranged to preheat the outside air disposed in front of the flow to the heating coil 150.

이러한 보조 히팅 코일(190)은 히트펌프(200)와 배관(220)을 통해 연결되어 히트펌프(200)로부터 제공되는 열매체를 받아 외기를 가열하게 되고, 외기의 가열에 사용된 열매체를 히트펌프(200)로 반환하게 된다.The auxiliary heating coil 190 is connected through the heat pump 200 and the pipe 220 to receive the heat medium provided from the heat pump 200 to heat the outside air, the heat medium used for heating the outside air pump ( 200).

상기 히트펌프(200)는 드라이 쿨링 코일(160)이나 쿨링 코일(140)로부터 반환되는 열매체로부터 열을 흡수하고, 흡입된 열을 보조 히팅 코일(190)로 공급되는 열매체에 전달하는 것이다.The heat pump 200 absorbs heat from the heat medium returned from the dry cooling coil 160 or the cooling coil 140, and transfers the sucked heat to the heat medium supplied to the auxiliary heating coil 190.

이러한 히트펌프(200)는 주지된 바와 같이, 증발기(201), 압축기(202), 응축기(203), 팽창변(204)으로 구성되며, 상기 증발기(201)는 드라이 쿨링 코일(160)과 쿨링 코일(140)로부터 반환되는 열매체의 열을 흡수하고, 상기 응축기(203)는 흡수된 열을 보조 히팅 코일(190)로 공급되는 열매체로 방출하게 된다.As is well known, the heat pump 200 is composed of an evaporator 201, a compressor 202, a condenser 203, an expansion valve 204, and the evaporator 201 includes a dry cooling coil 160 and a cooling coil. Absorbs heat from the heat medium returned from 140, and the condenser 203 releases the absorbed heat to the heat medium supplied to the auxiliary heating coil 190.

한편 상기 히트펌프(200)와 보조 쿨링 코일(180)을 연결하는 배관(210)에는 유로를 개폐하기 위한 제1 밸브(211)가 설치되고, 상기 히트펌프(200)와 드라이 쿨링 코일(160)을 연결하는 배관(220)에는 유로를 개폐하기 위한 제2 밸브(221)가 설치되어 계절이나 제어방식에 따라 유로를 적절하게 제어할 수 있도록 구성된다.Meanwhile, a first valve 211 for opening and closing a flow path is installed in the pipe 210 connecting the heat pump 200 and the auxiliary cooling coil 180, and the heat pump 200 and the dry cooling coil 160. A second valve 221 for opening and closing the flow path is installed in the pipe 220 for connecting the flow path, and is configured to appropriately control the flow path according to a season or a control method.

도면 중 미설명 부호 230은 송풍기이고, 240은 에어와셔(130)를 통해 분무되는 물이 외기와 함께 쿨링 코일(140)로 유입되는 것을 방지하도록 외기 중의 물을 분리하여 제거하는 엘리미네이터(Eliminator)이다.
In the drawings, reference numeral 230 is a blower, and 240 is an eliminator for separating and removing water in the outside air to prevent water sprayed through the air washer 130 from entering the cooling coil 140 together with the outside air. )to be.

상기와 같이 구성된 히트펌프를 이용하는 에너지절감형 외기공조장치가 갖는 작용효과에 대해 설명하도록 한다.An operation effect of the energy saving type outdoor air conditioner using the heat pump configured as described above will be described.

본 발명에 따른 외기공조장치는 송풍기(230)의 구동에 의하여 외기를 유입하게 되며, 송풍기의 구동에 의하여 외기공조장치로 유입되는 외기는 필터(110)를 거쳐 여과되고, 프리 히팅 코일(120)을 거쳐 가열되며, 에어와셔(130)를 거치며 여과됨과 더불어 습도 조절이 이루어지게 된다. 여기서 상기 프리 히팅 코일(120)은 하절기와 같이 대기의 온도가 높은 계절에는 사용되지 않을 수도 있다.The outside air conditioner according to the present invention is introduced into the outside air by the drive of the blower 230, the outside air introduced into the outside air conditioner by the drive of the blower is filtered through the filter 110, the pre-heating coil 120 Heated through, and filtered through the air washer 130, the humidity is made. Here, the pre-heating coil 120 may not be used in the season when the temperature of the atmosphere is high, such as summer.

이처럼 필터(110)와 프리 히팅 코일(120) 및 에어와셔(130)를 거친 외기는 보조 쿨링 코일(180), 쿨링 코일(140), 보조 히팅 코일(190), 리히팅 코일(150)을 순차적으로 거치며 냉각 및 가열됨으로써 요구되는 온도와 습도 조건으로 조절된 후 클린룸으로 유입된다.The outside air passing through the filter 110, the preheating coil 120, and the air washer 130 is sequentially operated by the auxiliary cooling coil 180, the cooling coil 140, the auxiliary heating coil 190, and the heating coil 150. By cooling and heating, it is controlled to the required temperature and humidity conditions and then flows into the clean room.

한편 상기 보조 쿨링 코일(180)은 히트펌프(200)에서 생산되는 약 7℃의 냉수를 열매체로써 제공받아 외기를 냉각하게 되며, 외기와 열교환을 통해 열을 흡수하여 약 12℃로 승온된 열매체는 히트펌프(200)로 반환된다.Meanwhile, the auxiliary cooling coil 180 receives cold water of about 7 ° C. produced by the heat pump 200 as a heat medium to cool the outside air. The heat medium is heated to about 12 ° C. by absorbing heat through heat exchange with outside air. Return to the heat pump 200.

이처럼 히트펌프(200)로 반환되는 열매체는 히트펌프(200)의 증발기(201)를 순환하는 냉매와 열교환되어 다시 7℃의 냉수로 재생되며, 증발기(201)를 순환하는 냉매는 열매체의 열을 흡수한 채 압축기(202)로 유입되어 고온 고압의 상태로 압축된 후 응축기(203)로 보내지고, 응축기(203)는 냉매의 응축과정에서 발생되는 응축열을 이용하여 보조 히팅 코일(190)로 공급되는 열매체(온수)를 약 35℃로 가열하게 된다.The heat medium returned to the heat pump 200 is heat-exchanged with the refrigerant circulating in the evaporator 201 of the heat pump 200 to be regenerated with cold water at 7 ° C., and the refrigerant circulating in the evaporator 201 recovers heat of the heat medium. After being absorbed and introduced into the compressor 202 and compressed to a state of high temperature and high pressure, it is sent to the condenser 203, and the condenser 203 is supplied to the auxiliary heating coil 190 by using the heat of condensation generated in the condensation process of the refrigerant. The resulting heat medium (hot water) is heated to about 35 ° C.

이와 같이 본 발명에 따른 외기공조장치는 히트펌프(200)에서 생산되는 냉수를 보조 쿨링 코일(180)로 공급하여 쿨링 코일(140)로 유동하는 외기를 냉각하여 온도를 낮춰 줌으로써 쿨링 코일(140)의 공조부하를 감소시킬 수 있으며, 이러한 쿨링 코일(140)의 공조부하 감소는 결국 칠러(170)의 부하를 감소를 의미하므로 칠러(170)에서 냉수의 생산을 위하여 소모되는 에너지를 절감할 수 있게 된다.As described above, the outdoor air conditioner according to the present invention supplies the cold water produced by the heat pump 200 to the auxiliary cooling coil 180 to cool the outside air flowing to the cooling coil 140 to lower the temperature of the cooling coil 140. It is possible to reduce the air conditioning load of the cooling coil 140, reducing the air conditioning load means that eventually reduces the load of the chiller 170 to reduce the energy consumed for the production of cold water in the chiller (170) do.

또한 외기를 냉각과정에서 승온된 열매체의 열을 히트펌프(200)에서 흡수하고 이를 보조 히팅 코일(190)로 공급되는 열매체로 전달하여 외기의 가열에 이용될 수 있게 함으로써, 열에너지의 이용 효율을 높일 수 있게 된다.In addition, by absorbing the heat of the heat medium heated in the cooling process in the heat pump 200 and transferring it to the heat medium supplied to the auxiliary heating coil 190 to be used for heating the outside air, thereby increasing the utilization efficiency of thermal energy It becomes possible.

또한 히트펌프(200)에서 생산된 약 35℃의 온수를 보조 히팅 코일(190)로 공급하여 리히팅 코일(150)로 유동하는 외기를 미리 가열하여 줌으로써 리히팅 코일(150)의 공조부하를 감소시켜 리히팅 코일(150)에서 소모되는 에너지를 절감할 수 있게 된다.In addition, by supplying the hot water of about 35 ℃ produced in the heat pump 200 to the auxiliary heating coil 190 to heat the outside air flowing to the heating coil 150 to reduce the air conditioning load of the heating coil 150 By doing so, it is possible to reduce the energy consumed by the riching coil 150.

한편 도 2에는 히트펌프(200)와 드라이 쿨링 코일(160)을 연결하는 배관(220)에 설치된 제2 밸브(221)를 차단하여 드라이 쿨링 코일(160)과 히트펌프(200)로 열매체가 순환되는 것을 억제한 구조가 도시되어 있으나, 상기 제2 밸브(221)를 개방하여 드라이 쿨링 코일(160)과 히트펌프(200)로 열매체가 순환되게 함으로써 에너지 절감효과를 더욱 높일 수 있다.Meanwhile, in FIG. 2, the heat medium circulates through the dry cooling coil 160 and the heat pump 200 by blocking the second valve 221 installed in the pipe 220 connecting the heat pump 200 and the dry cooling coil 160. Although the structure is suppressed to be shown, the energy saving effect can be further increased by opening the second valve 221 to circulate the heat medium through the dry cooling coil 160 and the heat pump 200.

도 4는 제2 밸브를 개방시킨 외기공조장치의 구성도를 도시하고 있다.4 is a block diagram of an external air conditioner in which a second valve is opened.

상기 제2 밸브(221)를 개방시킨 경우, 히트펌프(200)에서 생산되는 7℃의 냉수가 보조 쿨링 코일(180)과 드라이 쿨링 코일(160)로 공급되며, 드라이 쿨링 코일(160)은 칠러(170)로부터 공급되는 냉수와 히트펌프(200)로부터 공급되는 냉수를 이용하여 클린룸의 냉방을 실시하게 된다.When the second valve 221 is opened, 7 ° C. cold water produced by the heat pump 200 is supplied to the auxiliary cooling coil 180 and the dry cooling coil 160, and the dry cooling coil 160 is chiller. Cooling of the clean room is performed by using the cold water supplied from the 170 and the cold water supplied from the heat pump 200.

이처럼 제2 밸브(221)를 개방시킨 경우, 드라이 쿨링 코일(160) 부하의 일부를 히트펌프(200)에서 부담하게 되므로, 칠러(170)에서 냉수의 생산을 위해 소모되는 에너지를 절감할 수 있으며, 드라이 쿨링 코일(160)에서 클린룸의 냉방을 위해 사용되어 승온된 냉수를 히트펌프(200)가 반환받아 열을 회수함으로써 열에너지의 이용효율을 높일 수 있게 된다.As such, when the second valve 221 is opened, a part of the load of the dry cooling coil 160 is borne by the heat pump 200, thereby reducing energy consumed for the production of cold water in the chiller 170. In the dry cooling coil 160, the heat pump 200 is used for cooling the clean room and the heat is returned to recover the heat, thereby increasing the utilization efficiency of the thermal energy.

도 5는 동절기 제1 밸브를 폐쇄시킨 외기공조장치의 구성도를 도시하고 있다.5 is a block diagram of an external air conditioner which closes the first valve in winter.

동절기와 같이 외부 온도가 낮은 경우 외기의 냉각은 요구되지 않는 반면, 클린룸은 일정한 온도 유지를 위하여 냉방이 요구되므로, 히트펌프(200)와 보조 쿨링 코일(180)을 연결하는 배관(210)에 설치된 제1 밸브(211)를 차단하고, 히트펌프(200)와 드라이 쿨링 코일(160)을 연결하는 배관(220)에 설치된 제2 밸브(221)는 개방하게 된다.When the external temperature is low, such as winter, cooling of the outside air is not required, whereas the clean room requires cooling to maintain a constant temperature, so that the pipe 210 connecting the heat pump 200 and the auxiliary cooling coil 180 is The second valve 221 installed in the pipe 220 connecting the heat pump 200 and the dry cooling coil 160 to the first valve 211 installed therein is opened.

이와 같은 경우 히트펌프(200)가 드라이 쿨링 코일(160) 부하의 일부를 부담하게 되므로, 앞서 설명된 바와 같이 칠러(170)에서 냉수를 생산하기 위하여 소모되는 에너지를 절감할 수 있게 된다.
In this case, since the heat pump 200 bears a part of the load of the dry cooling coil 160, it is possible to reduce energy consumed to produce cold water in the chiller 170 as described above.

상술한 바와 같이 본 발명에 따른 외기공조장치는 히트펌프(200)를 이용하여 보조 쿨링 코일(180)과 드라이 쿨링 코일(160)에서 사용된 냉수의 열을 흡수하고, 흡수된 열을 보조 히팅 코일(190)을 통해 방출시켜 외기를 가열하는 구조를 갖고 있으며, 이러한 구조에 따르면, 보조 히팅 코일(190)에서 외기를 미리 가열하기 때문에 리히팅 코일(150)의 에너지소비량을 감소시킬 수 있고, 히트펌프(200)에 의해 생산되는 냉수를 드라이 쿨링 코일(160)과 보조 쿨링 코일(180)로 공급하여 드라이 쿨링 코일(160)이나 쿨링 코일(140)의 냉방부하를 경감시킴으로써 칠러(170)의 에너지 소비량을 감소시킬 수 있다.As described above, the outdoor air conditioner according to the present invention absorbs heat of cold water used in the auxiliary cooling coil 180 and the dry cooling coil 160 using the heat pump 200, and converts the absorbed heat into the auxiliary heating coil. It has a structure for heating the outside air by emitting through the 190, according to this structure, because the pre-heating of the outside air in the auxiliary heating coil 190 can reduce the energy consumption of the heating coil 150, heat Cooling water produced by the pump 200 is supplied to the dry cooling coil 160 and the auxiliary cooling coil 180 to reduce the cooling load of the dry cooling coil 160 or the cooling coil 140 to reduce the energy of the chiller 170. It can reduce the consumption.

물론 상기 히트펌프(200)의 구동을 위한 에너지의 소모가 발생되나, 히트펌프(200)는 구동에 필요한 에너지 보다 더 많은 양의 에너지를 열에너지 형태로 공급할 수 있는 특징을 갖고 있으므로, 결과적으로 히트펌프(200)의 구동을 위해 소비되는 에너지 보다 리히팅 코일(150)이나 칠러(170)에서 절감되는 에너지가 커 외기공조장치에서 소모되는 에너지를 감소시킬 수 있게 된다.
Of course, the energy consumption for driving the heat pump 200 is generated, but the heat pump 200 has a feature that can supply a larger amount of energy in the form of thermal energy than the energy required for driving, consequently the heat pump The energy saved in the heating coil 150 or the chiller 170 is greater than the energy consumed for driving the 200, thereby reducing the energy consumed in the external air conditioner.

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.
It will be understood by those skilled in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the invention as defined in the appended claims and their equivalents. Of course, such modifications are within the scope of the claims.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
(110) : 필터 (120) : 프리 히팅 코일
(130) : 에어와셔 (140) : 쿨링 코일
(150) : 리히팅 코일 (160) : 드라이 쿨링 코일
(170) : 칠러 (180) : 보조 쿨링 코일
(190) : 보조 히팅 코일 (200) : 히트펌프
(210) : 배관 (211) : 제1 밸브
(220) : 배관 (221) : 제2 밸브Description of the Related Art
110: filter 120: preheating coil
130: air washer 140: cooling coil
150: riching coil 160: dry cooling coil
170: chiller 180: auxiliary cooling coil
190: auxiliary heating coil 200: heat pump
210: piping 211: first valve
220: piping 221: second valve

Claims (3)

외기 중의 이물질을 여과하는 필터(110)와, 외기를 가열하는 프리 히팅 코일(120)과, 외기로 물을 분무하여 이물질을 여과하는 에어와셔(130)와, 외기를 냉각하는 쿨링 코일(140)과, 외기를 최종적으로 가열하는 리히팅 코일(150)과, 클린룸의 냉방을 실시하는 드라이 쿨링 코일(160)과, 상기 쿨링 코일(140)과 드라이 쿨링 코일(160)로 냉수를 제공하는 칠러(170)를 포함하는 외기공조장치에 있어서,
상기 쿨링 코일(140)에 인접하게 배치되어 외기를 냉각하는 보조 쿨링 코일(180);
상기 리히팅 코일(150)에 인접하게 배치되어 외기를 가열하는 보조 히팅 코일(190);
상기 보조 쿨링 코일(180)이나 드라이 쿨링 코일(160)로 열매체를 공급하고, 보조 쿨링 코일(180)이나 드라이 쿨링 코일(160)에서 사용된 열매체를 제공받아 열매체의 열을 흡수하며, 흡수한 열을 보조 히팅 코일(190)로 제공되는 열매체로 전달하는 히트펌프(200);
상기 히트펌프(200)와 보조 쿨링 코일(180)을 연결하는 배관(210)에 설치되어 유로를 개폐하는 제1 밸브(211); 및
상기 히트펌프(200)와 드라이 쿨링 코일(160)을 연결하는 배관(220)에 설치되어 유로를 개폐하는 제2 밸브(221)를 포함하는 것을 특징으로 하는 히트펌프를 이용하는 에너지절감형 외기공조장치.Filter 110 for filtering foreign matter in the outside air, preheating coil 120 for heating the outside air, air washer 130 for filtering the foreign matter by spraying water to the outside air, and cooling coil 140 for cooling the outside air And a chiller for providing cold water to the heating coil 150 for finally heating the outside air, the dry cooling coil 160 for cooling the clean room, and the cooling coil 140 and the dry cooling coil 160. In the outdoor air conditioner comprising a 170,
An auxiliary cooling coil 180 disposed adjacent to the cooling coil 140 to cool outside air;
An auxiliary heating coil 190 disposed adjacent to the heating coil 150 to heat outside air;
The heat medium is supplied to the auxiliary cooling coil 180 or the dry cooling coil 160, and the heat medium used in the auxiliary cooling coil 180 or the dry cooling coil 160 is supplied to absorb heat of the heat medium, and the heat absorbed. A heat pump 200 which transfers the heat medium provided to the auxiliary heating coil 190;
A first valve 211 installed in a pipe 210 connecting the heat pump 200 and the auxiliary cooling coil 180 to open and close the flow path; And
Energy saving type outdoor air conditioner using a heat pump, characterized in that it comprises a second valve 221 which is installed in the pipe 220 for connecting the heat pump 200 and the dry cooling coil 160 to open and close the flow path . 삭제delete 청구항 1에 있어서,
상기 보조 쿨링 코일(180)은 쿨링 코일(140)의 전방에 배치되어 쿨링 코일(140)로 유동하는 외기를 미리 냉각함으로써 쿨링 코일(140)의 부하를 감소시키고,
상기 보조 히팅 코일(190)은 리히팅 코일(150)의 전방에 배치되어 리히팅 코일(150)로 유동하는 외기를 미리 가열함으로써 리히팅 코일(150)의 부하를 감소시키는 것을 특징으로 하는 히트펌프를 이용하는 에너지절감형 외기공조장치.The method according to claim 1,
The auxiliary cooling coil 180 is disposed in front of the cooling coil 140 to reduce the load of the cooling coil 140 by pre-cooling the outdoor air flowing to the cooling coil 140,
The auxiliary heating coil 190 is disposed in front of the heating coil 150 to heat the outside air flowing to the heating coil 150 in advance to reduce the load of the heating coil 150, characterized in that Energy saving type air conditioning system using.
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