KR101621523B1 - 도장건조용 히트펌프형 제습시스템 - Google Patents

도장건조용 히트펌프형 제습시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명은 압축기, 응축기, 팽창밸브 및 증발기로 이루어진 냉동사이클에 의해 유입된 공기를 제습 및 건조시켜 배출시키는 도장건조용 히트펌프형 제습시스템에도장건조용 히트펌프형 제습시스템에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 상기 응축기는 복수개로 구비되고, 상기 압축기의 출구 측에는 사방밸브가 설치되어 있어 유입되는 외기의 조건 및 배출시키고자 하는 공기의 조건에 따라 선택적으로 상기 사방밸브를 통해 압축기로부터 배출되는 냉매의 방향을 제어하여 상기 응축기를 하나 또는 둘 모두를 가동시키되, 상기 응축기는 실내와 실외에 각각 구비되는 것으로, 증발기는 공기가 유입되는 입구 측에 제2응축기는 공기가 토출되는 출구 측 실내에 설치되고, 압축기와 제1응축기는 실외에 설치되는 것이 특징인 도장건조용 히트펌프형 제습시스템에 관한 것이다.
상술한 바와 같이 본 발명 도장건조용 히트펌프형 제습시스템은 유입되는 공기의 온도 및 습기에 따라 도장건조에 적절한 공기를 생산할 수 있도록 다양한 사이클로 변환할 수 있으며, 응축 폐열을 이용하여 에너지를 절감할 수 있으며, 수전용량이 감소할 수 있다는 등의 현저한 효과가 있다.

Description

도장건조용 히트펌프형 제습시스템{Heat pump type dehumidification system for drying paint}
본 발명은 도장 건조용 히트펌프형 제습시스템에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 건조공기를 도장 공장 내로 공급하여 도장의 품질향상 및 도장 건조시간이 빨라 생산성 향상에 도움을 되는 도장건조용 히프펌프형 제습시스템에 관한 것이다.
시너, 도장분진, 이물질 등이 발생하는 도장공정의 특상상 전체 외기를 도입하여 공기의 조건을 변경, 공급하는 형식으로 에너지 다소비 공정에 속한다.
이를 해소하기 위해 히트펌프형 제습장치를 적용하여 에너지 및 운전비용을 현저히 절감할 수 있도록 하였다.
이러한 종래기술로는 공개특허공보 제2013-0123167호에 냉동 사이클에 의해 공기 중의 수증기를 물로 응축시켜 습기를 조절하기 위하여, 유입되는 외부 공기 온도를 낮출 수 있도록 냉매를 저온, 저압의 기체로 변환시키는 증발기, 상기 증발기에서 배출되는 냉매를 고온, 고압의 기체로 변환시키는 압축기, 상기 증발기를 통과하여 습기가 제거된 건조한 공기 온도를 높일 수 있도록 상기 압축기에서 배출되는 냉매를 고온, 고압의 액체로 변환시키는 응축기 및 상기 응축기에서 배출되는 냉매를 교축 작용에 의해 증발을 일으킬 수 있는 압력까지 감압해 주는 팽창밸브를 포함하여 이루어진 제습 시스템에 있어서, 유입되는 외부 공기를 가열하여 상기 증발기로 공급하기 위한 유입공기 가열용 히터와; 유입되는 외부 공기를, 상기 압축기에서 발생되는 폐열을 활용한 열교환을 통해 온도를 높인 후 상기 증발기로 공급하기 위한 유입공기 가온용 열교환기와; 유입되는 외부 공기에 대하여 상기 증발기, 유입공기 가열용 히터 및 유입공기 가온용 열교환기 중 어느 하나로의 유입을 조절하기 위한 유입공기 조절용 개폐밸브와; 상기 압축기의 폐열에 대하여 상기 열교환기로의 유입을 조절하기 위한 폐열회수용 개폐밸브를 구비한 것을 특징으로 하는 히터와 폐열을 활용한 제습 시스템이 공개되어 있다.
또 다른 종래기술로는 등록특허공보 제1409854호에 피건조물을 수용하는 건조실; 상기 건조실 내의 건조 공기를 상기 건조실 내, 외부로 순환시키는 공기 회수 라인 및 공기 공급 라인을 포함하는 공기 순환 라인; 상기 공기 순환 라인 상에 배치되어 상기 건조실내의 공기를 강제 순환 시키는 순환팬; 및 냉매를 고온 고압으로 압축하는 압축기, 상기 압축기에서 압축된 냉매를 액상으로 응축하는 응축기, 상기 응축기에서 액상으로 응축된 냉매액을 팽창시키는 팽창밸브, 상기 팽창 밸브에서 팽창된 냉매를 증발시키는 증발기를 포함하는 냉매 사이클 장치;를 포함하고, 상기 응축기는 상기 공기 회수 라인 상에 설치된 건조 응축기 및 상기 건조실 외부에 구비된 외부 응축기를 포함하고, 상기 증발기는 상기 공기 회수 라인 상에 설치된 건조 증발기 및 상기 외부 응축기 일측에 구비된 외부 증발기를 포함하고, 상기 팽창밸브는 상기 냉매 흐름 방향을 따라 상기 외부 증발기의 상류측에 설치된 외부 팽창 밸브 및 상기 건조 증발기의 상류측에 설치된 건조 팽창 밸브를 포함하고, 상기 공기 순환 라인 상에 구비되어 전기적으로 발열하는 히터를 더 포함하고, 상기 공기 회수 라인 상에 상기 공기의 흐름 방향을 따라 상기 건조증발기, 상기 건조 응축기, 상기 히터 및 상기 순환팬이 순차적으로 배치되며, 상기 건조실 내부의 공기를 상기 건조 증발기의 하류 측으로 바이패스하는 바이패스 라인을 더 포함하는 히트 펌프식 냉열풍 건조기가 등록공개되어 있다.
그러나 상기 열거한 종래 건들은 구조가 매우 복잡하여 제품생산성이 좋지 않으며, 에너지 및 운전비용이 많이 든다는 단점이 있다.
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 에너지 및 운전 비용을 현저히 절감할 수 있으며, 응축폐열로도 재가열할 수 있는 도장건조용 히트펌프형 제습시스템을 제공하는 데 그 목적이 있다.
본 발명은 압축기, 응축기, 팽창밸브 및 증발기로 이루어진 냉동사이클에 의해 유입된 공기를 제습 및 건조시켜 배출시키는 도장건조용 히트펌프형 제습시스템에 있어서, 상기 응축기는 복수개로 구비되고, 상기 압축기의 출구 측에는 사방밸브가 설치되어 있어 유입되는 외기의 조건 및 배출시키고자 하는 공기의 조건에 따라 선택적으로 상기 사방밸브를 통해 압축기로부터 배출되는 냉매의 방향을 제어하여 상기 응축기를 하나 또는 둘 모두를 가동시키되, 상기 응축기는 실내와 실외에 각각 구비되는 것으로, 증발기는 공기가 유입되는 입구 측에, 제2응축기는 공기가 토출되는 출구 측 실내에 설치되고, 압축기와 제1응축기는 실외에 설치되는 것이 특징이다.
상술한 바와 같이 본 발명 도장건조용 히트펌프형 제습시스템은 유입되는 공기의 온도 및 습도에 따라 도장건조에 적절한 공기를 생산할 수 있도록 다양한 사이클로 변환할 수 있으며, 응축 폐열을 이용하여 에너지를 절감할 수 있으며, 수전용량이 감소할 수 있다는 등의 현저한 효과가 있다.
또한, 여름철 냉각 제습, 겨울철 가열뿐만 아니라 봄, 가을철의 냉각, 가열 및 제습을 할 수 있으며, 겨울철에 눈이나 비가 내릴 때에도 습도가 높은데 제습을 쉽게 할 수 있다는 등의 현저한 효과가 있다.
도 1은 본 발명 도장건조용 히트펌프형 제습시스템의 구성도.
도 2는 본 발명 도장건조용 히트펌프형 제습시스템의 냉각시 사이클 흐름도.
도 3은 본 발명 도장건조용 히트펌프형 제습시스템의 냉각제습 및 재가열에 시 사이클 흐름도.
도 4는 본 발명 도장건조용 히트펌프형 제습시스템의 냉각제습 및 가열제어시 사이클 흐름도.
도 5는 본 발명 도장건조용 히트펌프형 제습시스템의 가열시 사이클 흐름도.
도 6은 본 발명 도장건조용 히트펌프형 제습시스템의 가열 및 재냉각 시 사이클 흐름도.
도 7은 본 발명 도장건조용 히트펌프형 제습시스템의 가열제어시 사이클 흐름도.
도 8은 본 발명 도장건조용 히트펌프형 제습시스템의 가열시 히터가 이용된 사이클 흐름도.
도 9는 본 발명 도장건조용 히트펌프형 제습시스템에 제습로터가 병용된 사이클 흐름도.
도 10은 본 발명 본 발명 도장건조용 히트펌프형 제습시스템에 제습로터가 병용된 또 다른 실시의 사이클 흐름도.
본 발명 압축기(1), 응축기(2), 팽창밸브(3) 및 증발기(4)로 이루어진 냉동사이클에 의해 유입된 공기를 제습 및 건조시켜 배출시키는 도장건조용 히트펌프형 제습시스템에 있어서, 상기 응축기(2)는 복수개로 구비되고, 상기 압축기(1)의 출구 측에는 사방밸브(5)가 설치되어 있어 유입되는 외기의 조건 및 배출시키고자 하는 공기의 조건에 따라 선택적으로 상기 사방밸브(5)를 통해 압축기(1)로부터 배출되는 냉매의 방향을 제어하여 상기 응축기(2)를 하나 또는 둘 모두를 가동시키되, 상기 응축기는 실내와 실외에 각각 구비되는 것으로, 증발기(4)는 공기가 유입되는 입구 측에, 제2응축기(2b)는 공기가 토출되는 출구 측 실내에 설치되고, 압축기(1)와 제1응축기(2a)는 실외에 설치되는 것이 특징이다.
상기 응축기(2)와 팽창밸브(3) 사이에는 마름모형의 브릿지(7)가 구비되되, 상기 브릿지(7)는 각 통로마다 체크밸브가 설치되는 것으로, 이웃하는 한 쌍의 체크밸브는 서로 순방향으로 냉매가 이동하도록 설치되며, 다른 한 쌍의 체크밸브는 와는 서로 대칭되도록 설치되는 것이 특징이다.
또한, 상기 압축기(1)를 통해 토출되는 고온고압의 냉매는 실외에 설치된 제1응축기(1a)로 보내어져 저온고압의 액상의 냉매로 응축되고, 저온고압의 액상의 냉매는 팽창밸브(3)에서 저온저압으로 감압되어 증발기(4)에서 유입되는 고온의 공기를 열교환시킴으로써 저온의 공기를 송풍팬(6)을 통해 외부로 토출되는 것이 특징이다.
또한, 상기 압축기(1)를 통해 토출되는 고온고압의 냉매는 실내에 설치된 제2응축기(2b)로 보내어져 저온고압의 액상의 냉매로 응축되고, 저온고압의 액상의 냉매는 팽창밸브(3)에서 저온저압으로 감압되어 증발기(4)에서 외부에서 유입되는 다습한 공기를 냉각시키되, 증발기(4)에서 냉각된 공기가 송풍팬(6)을 통해 외부로 토출되는 과정에서 출구 측에 설치된 제2응축기(2b)를 지남에 따라 제습 및 재가열되어 외부로 토출되는 것이 특징이다.
또한, 상기 압축기(1)를 통해 토출되는 고온고압의 냉매는 제1응축기(2a)와 제2응축기(2b)로 보내에져 저온고압의 액상냉매로 응축되고, 제1응축기(2a)와 제2응축기(2b)의 저온고압의 액상의 냉매는 팽창밸브(3)에서 저온저압으로 감압되어 증발기(4)에서 외부에서 유입되는 다습한 공기를 냉각시켜 송풍팬(6)을 통해 외부로 토출시키되, 상기 제2응축기(2b)는 가동중이어서 상기 제2응축기(2b)에서 제습 및 재가열되어 외부로 토출되는 것이 특징이다.
또한, 상기 압축기(1)를 통해 토출되는 고온고압의 냉매는 증발기(4)로 곧바로 보내어져 외부로부터 유입되는 저온다습한 공기를 제습 및 고온의 공기로 열교환시켜 송풍팬(6)을 통해 외부로 토출시키며, 증발기(4)에서의 냉매는 팽창밸브(3)와 제1응축기(2a)를 통해 다시 압축기(1)로 순환하는 것이 특징이다.
또한, 상기 압축기(1)를 통해 토출되는 고온고압의 냉매는 증발기(4)로 곧바로 보내어져 외부로부터 유입되는 저온다습한 공기를 고온의 공기로 열교환시켜 송풍팬(6)을 통해 외부로 토출시키되, 증발기(4)에서의 냉매는 팽창밸브(3)를 거쳐 저온의 성질로 바뀌어 제2응축기(2b)로 보내어져 증발기(4)를 거친 고온의 공기를 다시 일정한 온도로 재냉각시켜 외부로 토출시키며, 제2응축기(2b)에서의 냉매는 압축기(1)로 돌아오는 것이 특징이다.
또한, 상기 압축기(1)를 통해 토출되는 고온고압의 냉매는 증발기(4)로 곧바로 보내어져 외부로부터 유입되는 저온다습한 공기를 제습 및 고온의 공기로 열교환시키되, 증발기(4)에서의 냉매는 팽창밸브(3) 및 제1응축기(2a)와 제2응축기(2b)를 통해 다시 압축기(1)로 순환하는 과정을 가지는 것으로, 상기 증발기(4)에서 제습 및 가열된 공기는 가동중인 제1응축기(2b)를 지남에 따라 상대적으로 저온다습한 공기상태가 되어 외부로 토출되는 것이 특징이다.
그리고 상기 압축기(1)를 통해 토출되는 고온고압의 냉매는 증발기(4)로 곧바로 보내어져 외부로부터 유입되는 영하의 공기를 열교환시켜 가열시키며, 증발기(4)에서의 냉매는 팽창밸브(3)와 제1응축기(2a)를 통해 다시 압축기(1)로 순환하는 것으로, 상기 증발기(4)에서 열교환되어 가열된 공기는 히터(12)에서 추가 가열되어 외부로 토출되는 것이 특징이다.
이하, 본 발명 도장건조용 히트펌프형 제습시스템을 첨부한 도면에 의해 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 1은 본 발명 도장건조용 히트펌프형 제습시스템의 구성도이다.
본 발명에서 냉동사이클에서 열을 전달하는 매개체는 냉매로 통일하여 기재하였다.
일반적으로 냉동사이클에 사용되는 압축기(1)는 냉매를 고온고압으로 압축시키며, 응축기(2)는 압축기에서 압축된 냉매를 액상으로 응축하며, 팽창밸브(3)는 응축기에서 액상으로 응축된 냉매액을 팽창시키고, 증발기(4)는 상기 팽창밸브에서 팽창된 냉매를 증발시키는 역할을 하게 된다.
도 1에 도시된 바와 같이 본 발명 도장건조용 히트펌프형 제습시스템은 압축기(1), 응축기(2), 팽창밸브(3) 및 증발기(4)로 이루어진 냉동사이클에 의해 유입된 공기를 제습 및 건조시켜 배출시키는 도장건조용 히트펌프형 제습시스템에 관한 것이다.
이에, 상기 응축기(2)는 복수개로 구비되고, 상기 압축기(1)의 출구 측에는 사방밸브(5)가 설치되어 있어 유입되는 외기의 조건 및 배출시키고자 하는 공기의 조건에 따라 선택적으로 상기 사방밸브(5)를 통해 압축기(1)로부터 배출되는 냉매의 방향을 제어하여 상기 응축기(1)를 하나 또는 둘 모두를 가동시키게 된다.
외부로부터 유입되는 공기의 습기 및 온도를 고려하여 상기 사방밸브(5)에서 압축기(1)의 고온고압의 공기의 순환방향을 제어하게 된다.
한편, 상기 응축기(2)는 실내와 실외에 각각 구비되는 것으로, 증발기(4)는 공기가 유입되는 입구 측에 제2응축기(2b)는 공기가 토출되는 출구 측 실내에 설치되고, 압축기(1)와 제1응축기(2a)는 실외에 설치되어 있다.
또한, 냉매가 순환하는 과정에서 냉매의 순환방향을 제어하도록 응축기(2)의 출구 측과 배출구 측에는 솔레노이드밸브와 체크밸브가 설치되는 것으로, 응축기(2)는 실내와 실외에 각각 설치되어 있어 제1응축기(2a)와 제2응축기(2b)의 입구 측과 출구 측에는 각각의 솔레노이드밸브와 체크밸브가 설치되게 된다.
솔레노이드밸브(전자밸브)와 체크밸브는 설치되는 위치에 따라 솔레노이드밸브는 S1, S2, S3, S4로 표기하고, 체크밸브는 C1, C2, C3, C4. 체크밸브로 표기하였으며, 솔레노이드밸브와 체크밸브의 흐름방향은 서로 반대방향으로 설치되어 있다.
상기 솔레노이드밸브는 제어부(도면 미도시)에서 유입되는 공기의 조건에 따라 개폐가 되는 것이 제어되어 냉매는 솔레노이드밸브와 체크밸브의 개방된 곳을 따라 순환하게 된다.
특히, 응축기(2)와 팽창밸브(3) 사이에는 마름모형의 브릿지(7)가 구비되어 있다.
상기 브릿지(7)는 각 통로마다 체크밸브가 설치되는 것으로, 이웃하는 한 쌍의 체크밸브는 서로 순방향으로 냉매가 이동하도록 설치되며, 다른 한 쌍의 체크밸브는 와는 서로 대칭되도록 설치되는 것이 특징이다.
즉, 도 1에 도시된 바와 같이 마름모 형의 브릿지(7)에서 왼쪽의 두 통로와 오른쪽의 두 통로에 설치되는 체크밸브는 서로 대칭되며, 체크밸브의 특성상 화살표의 방향으로만 냉매가 이동되게 된다.
또한, 브릿지(7)를 통과한 냉매가 응축기(2)에 의해 응축액으로 변하게 되면 저장되는 임시 저장되는 저장탱크(8)와 드라이어(9) 및 압축기(1)의 보조동력원으로서 사방밸브(5)로부터 압축기(1) 사이에는 어큐뮬레이터(10)가 설치되어 있다.
상기 저장탱크(8)와 드라이어(9) 및 어큐뮬레이터(10)는 관용의 구성과 역할을 하는 것으로 상세한 설명은 배제하였다.
도 2는 본 발명 도장건조용 히트펌프형 제습시스템의 냉각시 사이클 흐름도이다.
도 2에 도시된 바와 같이 냉각순환의 과정은 상기 압축기(1)를 통해 토출되는 고온고압의 냉매는 실외에 설치된 제1응축기(1a)로 보내어져 저온고압의 액상의 냉매로 응축되고, 저온고압의 액상의 냉매는 팽창밸브(3)에서 저온저압으로 감압되어 증발기(4)에서 유입되는 고온의 공기를 열교환시킴으로써 저온의 공기를 송풍팬(6)을 통해 외부로 토출되는 것이 특징이다.
즉, 압축기(1)의 고온고압의 냉매는 사방밸브(5)를 통해 솔레노이드밸브(S1)를 따라 제1응축기(2a)로 이송되며, 제1응축기(2a)의 냉매는 체크밸브(C2)를 통해 브릿지(7)에서 팽창밸브(3) 그리고 브릿지(7)로 재순환하여 증발기(4)로 이동되며, 다시 증발기(4)에서 냉매는 사방밸브(5)를 통해 압축기(1)로 순환하는 과정을 거치게 된다.
이에, 35℃/40% 습도상태의 외부공기가 유입되면 본 발명의 제습시스템을 통해 17℃/95%의 공기를 생성하여 외부로 토출시키게 된다.
참고로 공기를 나타내는 도식은 온도(℃)/습도(%)를 나타낸다.
도 3은 본 발명 도장건조용 히트펌프형 제습시스템의 냉각제습 및 재가열에 따른 사이클 흐름도이다.
도 3에 도시된 바와 같이 냉각제습 및 재가열 순환은 상기 압축기(1)를 통해 토출되는 고온고압의 냉매는 실내에 설치된 제2응축기(2b)로 보내어져 저온고압의 액상의 냉매로 응축되고, 저온고압의 액상의 냉매는 팽창밸브(3)에서 저온저압으로 감압되어 증발기(4)에서 외부에서 유입되는 다습한 공기를 냉각시키되, 증발기(4)에서 냉각된 공기가 송풍팬(6)을 통해 외부로 토출되는 과정에서 출구 측에 설치된 제2응축기(2b)를 지남에 따라 제습 및 재가열되어 외부로 토출되는 것이 특징이다.
그리고 압축기(1)의 고온고압의 냉매는 사방밸브(5)를 통해 솔레노이드밸브(S3)를 따라 제2응축기(2b)로 이송되며, 제2응축기(2b)의 냉매는 체크밸브(C4)를 통해 브릿지(7)에서 팽창밸브(3) 그리고 브릿지(7)로 재순환하여 증발기(4)로 이동되며, 다시 증발기(4)에서 냉매는 사방밸브(5)를 통해 압축기(1)로 순환하는 과정을 가지게 된다.
이에, 27℃/80% 상태의 외부공기가 유입되면 증발기(4)를 통과하면서 17℃/95% 상태의 공기가 되고, 다시 제2응축기(2b)를 통과하면서 30℃/43%의 공기가 되어 외부로 토출되게 된다.
도 4는 본 발명 도장건조용 히트펌프형 제습시스템의 냉각제습 및 가열제어에 따른 사이클 흐름도이다.
도 4에 도시된 바와 같이 냉각제습 및 가열제어를 위한 순환은 상기 압축기(1)를 통해 토출되는 고온고압의 냉매는 제1응축기(2a)와 제2응축기(2b)로 보내에져 저온고압의 액상냉매로 응축되고, 제1응축기(2a)와 제2응축기(2b)의 저온고압의 액상의 냉매는 팽창밸브(3)에서 저온저압으로 감압되어 증발기(4)에서 외부에서 유입되는 다습한 공기를 냉각시켜 송풍팬(6)을 통해 외부로 토출시키되, 상기 제2응축기(2b)는 가동중이어서 상기 제2응축기(2b)에서 제습 및 재가열되어 외부로 토출되는 것이 특징이다.
또한, 압축기(1)의 고온고압의 냉매는 사방밸브(5)를 통해 배출될 때, 솔레노이드 밸브 S1과 S3가 모두 개방되어 있어 제1응축기(2a)와 제2응축기(2b)로 모두 이송되며, 제1응축기(2a)와 제2응축기(2b)의 냉매는 각각 체크밸브 C2와 C4를 통해 브릿지(7)로 이동하게 되며, 팽창밸브(3) 그리고 브릿지(7)로 재순환하여 증발기(4)로 이동되며, 다시 증발기(4)에서 냉매는 사방밸브(5)를 통해 압축기(1)로 순환하는 과정을 가지게 된다.
이에, 27℃/80%의 외부공기가 유입하게 되면, 증발기(4)를 통과하면서 17℃/95%의 공기가 되고, 다시 제2응축기(2b)를 통과하면서 25℃/58%의 공기가 외부로 토출되게 된다.
도 5는 본 발명 도장건조용 히트펌프형 제습시스템의 가열시 사이클 흐름도이다.
도 5에 도시된 바와 같이 유입되는 외부공기를 가열하는 순환은 상기 압축기(1)를 통해 토출되는 고온고압의 냉매는 증발기(4)로 곧바로 보내어져 외부로부터 유입되는 저온다습한 공기를 제습 및 고온의 공기로 열교환시켜 송풍팬(6)을 통해 외부로 토출시키며, 증발기(4)에서의 냉매는 팽창밸브(3)와 제1응축기(2a)를 통해 다시 압축기(1)로 순환하는 것이 특징이다.
압축기(1)의 고온고압의 냉매는 사방밸브(5)를 통해 곧바로 증발기(4)로 이동되고, 증발기(4)에서 냉매는 브릿지(7)와 팽창밸브(3) 그리고 다시 브릿지(7)를 거쳐 솔레노어드밸브(S2)를 따라 제1응축기(2a)로 이송되며, 제1응축기(2a)에서 배출되는 냉매는 체크밸브(C1)를 통해 사방밸브(5)와 압축기(1)로 순환하는 과정을 가지℃게 된다.
그리고 7℃/87%dml 외부공기가 유입하게 되면, 증발기(4)에서 30℃/20%의 공기로 열교환되어 송풍팬(6)에 의해 외부로 토출되게 된다.
도 6은 본 발명 도장건조용 히트펌프형 제습시스템의 가열 및 재냉각에 따른 사이클 흐름도이다.
도 6에 도시된 바와 같이 상기 압축기(1)를 통해 토출되는 고온고압의 냉매는 증발기(4)로 곧바로 보내어져 외부로부터 유입되는 저온다습한 공기를 고온의 공기로 열교환시켜 송풍팬(6)을 통해 외부로 토출시키되, 증발기(4)에서의 냉매는 팽창밸브(3)를 거쳐 저온의 성질로 바뀌어 제2응축기(2b)로 보내어져 증발기(4)를 거친 고온의 공기를 다시 일정한 온도로 재냉각시켜 외부로 토출시키며, 제2응축기(2b)에서의 냉매는 압축기(1)로 돌아오는 것이 특징이다.
압축기(1)의 고온고압의 냉매는 사방밸브(5)를 통해 곧바로 증발기(4)로 이동되고, 증발기(4)에서의 냉매는 브릿지(7)와 팽창밸브(3) 그리고 다시 브릿지(7)를 거쳐 솔레노이드밸브(S4)를 따라 제2응축기(2b)로 이동하게 되고, 다시 제2응축기(2b)에서의 냉매는 체크밸브(C3)를 거쳐 사방밸브(5)를 통해 압축기(1)로 순환하는 것이다.
15℃/95%의 외부공기가 유입하게 되면, 증발기(4)를 통해 40℃/22%의 공기로 열교환되고, 제2응축기(2b)에 의해 20℃/50%의 공기로 열교환되어 외부로 토출되게 된다.
도 7은 본 발명 도장건조용 히트펌프형 제습시스템의 가열제어시 사이클 흐름도이다.
도 7에 도시된 바와 같이 유입되는 외부공기를 가열제어하는 순환은 상기 압축기(1)를 통해 토출되는 고온고압의 냉매는 증발기(4)로 곧바로 보내어져 외부로부터 유입되는 저온다습한 공기를 제습 및 고온의 공기로 열교환시키되, 증발기(4)에서의 냉매는 팽창밸브(3) 및 제1응축기(2a)와 제2응축기(2b)를 통해 다시 압축기(1)로 순환하는 과정을 가지는 것으로, 상기 증발기(4)에서 제습 및 가열된 공기는 가동중인 제1응축기(2b)를 지남에 따라 상대적으로 저온다습한 공기상태가 되어 외부로 토출되는 것이 특징이다.
즉, 압축기(1)의 고온고압의 냉매는 사방밸브(5)를 통해 곧바로 증발기(4)로 이동되고, 증발기(4)에서 냉매는 브릿지(7)와 팽창밸브(3) 그리고 다시 브릿지(7)를 거쳐 솔레노이드 밸브 S2과 S4가 모두 개방되어 있어 제1응축기(2a)와 제2응축기(2b)로 모두 이송되며, 제1응축기(2a)와 제2응축기(2b)에서의 냉매는 각각 체크밸브 C1과 C3를 통해 사방밸브(5)와 압축기(1)로 유입되게 된다.
이에, 7℃/87%의 외부공기가 유입하게 되면, 증발기(4)에 의해 30℃/20%의 공기로 열교환되고, 송풍팬(6)에 의해 외부로 토출될 때 제2응축기(2b)에 의해 15℃/50%의 공기로 된다.
도 8은 본 발명 도장건조용 히트펌프형 제습시스템의 가열시 히터가 이용된 사이클 흐름도이다.
도 8에 도시된 바와 같이 히터(12)가 추가되어 있는 것으로, 매우 온도가 낮은 저온의 공기가 유입되면 증발기(4)에서 열교환되어 가열시키더라도 증발기(4)의 열교환에 의해 공기의 온도가 상승하는 것은 한계가 있기 때문에 토출시키기 전 히터(12)에 의해 다시 한번 가열시키는 것이다.
따라서, 상기 압축기(1)를 통해 토출되는 고온고압의 냉매는 증발기(4)로 곧바로 보내어져 외부로부터 유입되는 영하의 공기를 열교환시켜 가열시키며, 증발기(4)에서의 냉매는 팽창밸브(3)와 제1응축기(2a)를 통해 다시 압축기(1)로 순환하는 것으로, 상기 증발기(4)에서 열교환되어 가열된 공기는 히터(12)에서 추가 가열되어 외부로 토출되는 것이 특징이다.
이에, 냉매는 솔레노이드밸브 S2와 체크밸브 C1을 따라 사방밸브(5)를 통해 압축기(1)로 유입되게 된다.
또한, 15℃의 외부공기가 유입하게 되면 증발기(4)에 의해 7℃의 공기로 변하게 되며, 그리고 외부로 토출전 히터(12)에 의해 25℃/5%의 공기로 되어 외부로 토출되게 된다.
도 9는 본 발명 도장건조용 히트펌프형 제습시스템에 제습로터가 병용된 사이클 흐름도이며, 도 10은 본 발명 본 발명 도장건조용 히트펌프형 제습시스템에 제습로터가 병용된 또 다른 실시의 사이클 흐름도이다.
도 9 내지 도 10에 도시된 바와 같이 사용의 제습로터(13)를 실내 또는 실내와 실외에 모두 구비하여 토출되는 공기의 제습효과를 높이도록 하였다.
또한, 히터(12)도 실내 또는 실외에 모두 구비하거나 선택적으로 구비할 수 있도록 하며, 제습로터(13)의 전후부에 모두 또는 선택적으로 설치하도록 하였다.
상술한 바와 같이 본 발명 상술한 바와 같이 본 발명 도장건조용 히트펌프형 제습시스템은 유입되는 외기의 온도 및 습기에 따라 도장건조에 적절한 공기를 생산할 수 있도록 다양한 사이클로 변환할 수 있으며, 응축폐열을 이용하여 에너지를 절감할 수 있으며, 수전용량이 감소할 수 있다는 등의 현저한 효과가 있다.
또한, 여름철 냉각 제습, 겨울철 가열뿐만 아니라 봄, 가을철의 냉각, 가열 및 제습을 할 수 있으며, 겨울철에 눈이나 비가 내릴 때에도 습도가 높은데 제습을 쉽게 할 수 있다는 등의 현저한 효과가 있다.
1. 압축기 2. 응축기 3. 팽창밸브
4. 증발기 5. 사방밸브 6. 송풍팬
7. 브릿지 8. 저장탱크 9. 드라이어
10. 어큐뮬레이터 11. 엘리미네어터 12. 히터
13. 제습로터 14. 배출팬
2a. 제1응축기 2b. 제2응축기
S1, S2, S3, S4. 솔레노이드 밸브
C1, C2, C3, C4. 체크밸브

Claims (3)

  1. 압축기(1), 응축기(2), 팽창밸브(3) 및 증발기(4)로 이루어진 냉동사이클에 의해 유입된 공기를 제습 및 건조시켜 배출시키는 것으로, 상기 응축기(2)는 복수개로 구비되고, 상기 압축기(1)의 출구 측에는 사방밸브(5)가 설치되어 있어 유입되는 외기의 조건 및 배출시키고자 하는 공기의 조건에 따라 선택적으로 상기 사방밸브(5)를 통해 압축기(1)로부터 배출되는 냉매의 방향을 제어하여 상기 응축기(2)를 하나 또는 둘 모두를 가동시키되, 상기 응축기는 실내와 실외에 각각 구비되는 것으로, 증발기(4)는 공기가 유입되는 입구 측에, 제2응축기(2b)는 공기가 토출되는 출구 측 실내에 설치되고, 압축기(1)와 제1응축기(2a)는 실외에 설치되는 것이 특징인 도장건조용 히트펌프형 제습시스템.
    상기 응축기(2)와 팽창밸브(3) 사이에는 마름모형의 브릿지(7)가 구비되되, 상기 브릿지(7)는 각 통로마다 체크밸브가 설치되는 것으로, 이웃하는 한 쌍의 체크밸브는 서로 순방향으로 냉매가 이동하도록 설치되며, 다른 한 쌍의 체크밸브와는 서로 대칭되도록 설치되는 것이고,
    냉매가 순환하는 과정에서 냉매의 순환방향을 제어하도록 상기 응축기(2)의 출구 측과 배출구 측에는 솔레노이드밸브(S1, S2, S3, S4)와 체크밸브(C1, C2, C3, C4)가 설치되는 것으로,
    상기 도장건조용 히트펌프형 제습시스템의 냉각순환은 압축기(1)를 통해 토출되는 고온고압의 냉매가 실외에 설치된 제1응축기(1a)로 보내어져 저온고압의 액상의 냉매로 응축되고, 저온고압의 액상의 냉매는 팽창밸브(3)에서 저온저압으로 감압되어 증발기(4)에서 유입되는 고온의 공기를 열교환시킴으로써 저온의 공기를 송풍팬(6)을 통해 외부로 토출되는 것이며,
    상기 도장건조용 히트펌프형 제습시스템의 냉각제습 및 재가열순환은 압축기(1)를 통해 토출되는 고온고압의 냉매가 실내에 설치된 제2응축기(2b)로 보내어져 저온고압의 액상의 냉매로 응축되고, 저온고압의 액상의 냉매는 팽창밸브(3)에서 저온저압으로 감압되어 증방기(4)로 이동하고, 증발기(4)에서는 외부에서 유입되는 다습한 공기를 냉각시키되, 증발기(4)에서 냉각된 공기가 송풍팬(6)을 통해 외부로 토출되는 과정에서 출구 측에 설치된 제2응축기(2b)를 지남에 따라 제습 및 재가열되어 외부로 토출되는 것이고,
    상기 도장건조용 히트펌프형 제습시스템의 냉각제습 및 가열제어를 위한 순환은 압축기(1)를 통해 토출되는 고온고압의 냉매가 제1응축기(2a)와 제2응축기(2b)로 보내어져 저온고압의 액상냉매로 응축되고, 제1응축기(2a)와 제2응축기(2b)의 저온고압의 액상의 냉매는 팽창밸브(3)에서 저온저압으로 감압되어 증발기로 이동하고, 증발기(4)에서는 외부에서 유입되는 다습한 공기를 냉각시켜 송풍팬(6)을 통해 외부로 토출시키되, 상기 제2응축기(2b)는 가동상태이므로 상기 제2응축기(2b)에서 제습 및 재가열되어 외부로 토출되는 것으로,
    상기 압축기(1)의 고온고압의 냉매가 사방밸브(5)를 통해 배출될 때, 솔레노이드 밸브 S1과 S3가 모두 개방되어 있어 제1응축기(2a)와 제2응축기(2b)로 모두 이송되며, 제1응축기(2a)와 제2응축기(2b)의 냉매는 각각 체크밸브 C2와 C4를 통해 브릿지(7)로 이동하게 되고, 팽창밸브(3) 그리고 브릿지(7)로 재순환하여 증발기(4)로 이동되며, 다시 증발기(4)에서 냉매는 사방밸브(5)를 통해 압축기(1)로 순환하는 과정을 가지는 것이며,
    상기 도장건조용 히트펌프형 제습시스템이 유입되는 외부공기를 가열하는 순환은 압축기(1)를 통해 토출되는 고온고압의 냉매가 증발기(4)로 곧바로 보내어져 외부로부터 유입되는 저온다습한 공기를 제습 및 고온의 공기로 열교환시켜 송풍팬(6)을 통해 외부로 토출시키며, 증발기(4)에서의 냉매는 팽창밸브(3)와 제1응축기(2a)를 통해 다시 압축기(1)로 순환하는 것으로,
    상기 압축기(1)의 고온고압의 냉매는 사방밸브(5)를 통해 곧바로 증발기(4)로 이동되고, 증발기(4)의 냉매는 브릿지(7)와 팽창밸브(3) 그리고 다시 브릿지(7)를 거쳐 솔레노어드밸브(S2)를 따라 제1응축기(2a)로 이송되며, 제1응축기(2a)에서 배출되는 냉매는 체크밸브(C1)를 통해 사방밸브(5)와 압축기(1)로 순환하는 과정을 가지게 되는 것이 특징인 도장건조용 히트펌프형 제습시스템.

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