KR101626713B1 - Water vs Air Constant Temperature System - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 히트펌프의 응축기 또는 증발기 중 하나에서는 히트펌프의 냉매와 순환액체가 열교환하고, 응축기 또는 증발기 중 다른 하나에서는 히트펌프의 냉매와 순환기체가 열교환하는 히트펌프의 성능평가에 사용되는 물대공기 항온시스템에 관한 것이다. 보다 상세하게는 열회수 열교환기를 구비하여 히트펌프의 응축기 및 증발기를 거친 순환액체와 순환기체가 서로 열회수 열교환하도록 함으로써 에너지를 절감할 수 있는 물대공기 항온시스템에 관한 것이다.In one of the condenser or the evaporator of the heat pump, the refrigerant of the heat pump and the circulating liquid are heat-exchanged. In the other of the condenser and the evaporator, Lt; / RTI > And more particularly, to a condensate air temperature control system which is provided with a heat recovery heat exchanger and allows heat exchange between the circulating liquid and the circulating gas which have passed through the condenser and the evaporator of the heat pump to heat each other.
최근, 히트펌프의 활용도가 증가하면서 히트펌프의 성능을 평가하기 위해 사용되는 항온시스템에 대한 관심이 증가하고 있다. 종래 항온 시스템으로는 특허문헌 1에 개시된 것과 같이, 히트펌프의 응축기 및 증발기에서 히트펌프의 냉매와 순환액체가 열교환하는 물대물 히트펌프의 성능을 평가하기 위한 물대물 항온시스템이 있다. In recent years, there has been an increasing interest in thermostatic systems used to evaluate the performance of heat pumps as the utility of heat pumps increases. As a conventional constant temperature system, there is a water-based constant temperature system for evaluating the performance of a condenser of a heat pump and a water-based heat pump in which heat is exchanged between a refrigerant of a heat pump and a circulating liquid in an evaporator, as disclosed in Patent Document 1.
구체적으로, 특허문헌 1의 열펌프(히트펌프) 성능시험장치는, 제1 항온조(저온측 항온조)와 제2 항온조(고온측 항온조)를 구비하고 응축기 또는 증발기 중 하나에서는 히트펌프의 냉매와 제1 항온조의 순환액체와 열교환하고, 응축기 또는 증발기 중 다른 하나에서는 히트펌프의 냉매와 제2 항온조의 순환액체가 열교환하는 물대물 항온시스템이다.Specifically, the heat pump performance test apparatus of Patent Document 1 includes a first thermostat (low-temperature thermostat) and a second thermostat (high-temperature thermostat), and in either the condenser or the evaporator, 1 is heat exchanged with the circulating liquid in the thermostatic chamber, and the other one of the condenser or the evaporator is the water-based thermostatic system in which the refrigerant of the heat pump and the circulating liquid of the second thermostat exchange heat.
또한, 특허문헌 1의 히트펌프 성능시험장치는, 성능평가의 대상이 되는 히트펌프의 제1 열교환기(증발기)에서 히프펌프의 냉매와 열교환하는 제1 순환액체(저온측 순환액체)가 저장되는 제1 항온조(저온측 항온조) 및 히트펌프의 제2 열교환기(응축기)에서 히트펌프의 냉매와 열교환하는 제2 순환액체(고온측 순환액체)가 저장되는 제2 항온조(고온측 항온조)를 구비하고 있으며, 열회수를 목적으로 저온측 제1 순환액체와 고온측 제2 순환액체가 열교환 유닛을 통해서 열교환하도록 되어 있다. 즉, 특허문헌 1은 열교환 유닛을 사용하여 제1 순환액체와 제2 순환액체가 열회수 열교환을 행함으로써 에너지를 절감하고 있다.In the heat pump performance test apparatus of Patent Document 1, the first circulating liquid (low-temperature side circulating liquid) for heat-exchanging with the refrigerant of the bottom pump is stored in the first heat exchanger (evaporator) of the heat pump to be subjected to the performance evaluation A second thermostat (high temperature side thermostat) in which a second circulating liquid (hot side circulating liquid) for heat exchange with the refrigerant of the heat pump is stored in the first thermostat (low temperature side thermostat) and the second heat exchanger (condenser) of the heat pump And the first low-temperature circulating liquid and the second high-temperature circulating liquid are heat-exchanged through a heat exchange unit for the purpose of heat recovery. That is, in Patent Document 1, the energy is saved by performing the heat recovery heat exchange between the first circulating liquid and the second circulating liquid by using the heat exchanging unit.
하지만, 특허문헌 1에 개시된 성능시험장치에서는, 응축기 또는 증발기 중 하나에서는 히트펌프의 냉매와 순환액체가 열교환하고, 응축기 또는 증발기 중 다른 하나에서는 히트펌프의 냉매와 순환기체가 열교환하는 물대공기 히트펌프에 대한 성능을 평가하기에는 적합하지 않은 문제점이 있다.However, in the performance test apparatus disclosed in Patent Document 1, in one of the condenser and the evaporator, the refrigerant of the heat pump and the circulating liquid exchange heat, and the other of the condenser and the evaporator exchanges heat between the refrigerant of the heat pump and the circulating gas. There is a problem in that it is not suitable for evaluating the performance of the apparatus.
본 발명은, 이러한 문제점을 해결하기 위해서 물대공기 히트펌프의 성능을 평가할 수 있는 물대공기 항온시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.An object of the present invention is to provide a water tank air heating system capable of evaluating the performance of a water tank air heat pump in order to solve such a problem.
또한 본 발명은 히트펌프를 거친 순환액체 및 순환기체가 서로 열회수 열교환되도록 함으로써 에너지를 절감할 수 있는 물대공기 항온시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.It is another object of the present invention to provide a water column air conditioning system capable of reducing energy by allowing a circulating liquid and a circulating gas which have passed through a heat pump to heat-recover heat exchange with each other.
또한 본 발명은, 성능평가의 대상이 되는 히트펌프의 용량에 대응하여 순환액체와 순환기체가 효율적으로 열회수 열교환기에서 열교환을 행할 수 있는 물대공기 항온시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다. It is another object of the present invention to provide a water column air conditioning system in which a circulating liquid and a circulating gas can efficiently perform heat exchange in a heat recovery heat exchanger corresponding to the capacity of a heat pump to be subjected to performance evaluation.
상기 목적을 달성하기 위해서 본 발명에 따르는 물대공기 항온시스템은, 성능평가의 대상이 되는 히트펌프와, 상기 히트펌프의 제1 열교환기에서 상기 히트펌프의 냉매와 열교환하는 순환기체가 소정의 제1 온도 및 제1 습도로 유지되는 항온룸과, 상기 히트펌프의 제2 열교환기에서 상기 히트펌프 냉매와 열교환하는 순환액체를 소정의 제2 온도로 유지하여 저장하는 항온조와, 상기 항온룸에 마련되며 상기 순환기체를 상기 제1 온도 및 상기 제1 습도로 유지하기 위한 냉동기, 히터 및 가습기를 구비하는 공기조화기와, 상기 공기조화기에 마련되며, 상기 제2 열교환기에서 열교환된 순환액체 또는 상기 항온조의 순환액체가 선택적으로 흐르면서 주위의 순환기체와 열교환하는 열회수 열교환기를 구비하는 것을 특징으로 한다.In order to attain the above object, the water constant temperature keeping system according to the present invention comprises a heat pump to be subjected to performance evaluation, and a circulating gas for heat exchange with the refrigerant of the heat pump in the first heat exchanger of the heat pump, A thermostatic chamber in which a temperature of the thermostatic chamber is maintained at a first humidity and a circulating liquid for heat exchange with the heat pump refrigerant in the second heat exchanger of the heat pump is maintained at a predetermined second temperature, An air conditioner provided with a refrigerator, a heater and a humidifier for maintaining the circulating gas at the first temperature and the first humidity, and a circulating liquid heat exchanged in the second heat exchanger, And a heat recovery heat exchanger in which the circulating liquid selectively flows and exchanges heat with the surrounding circulating gas.
이러한 구성을 가지는 본 발명에 따르는 물대공기 항온시스템은, 성능평가의 대상이 되는 히트펌프의 용량이 달라지더라도, 히트펌프의 용량에 대응하여 열회수 열교환기를 거쳐 항온조로 유입되는 순환액체의 유량이 교반을 행하기에 충분한 양이 될 수 있도록 한다.The water constant temperature constant system according to the present invention having such a configuration is characterized in that even when the capacity of the heat pump to be subjected to the performance evaluation is changed, the flow rate of the circulating liquid flowing through the heat recovery heat exchanger in accordance with the capacity of the heat pump, So that it can be an amount sufficient to carry out.
또한 본 발명에 따르는 물대공기 항온시스템은, 히트펌프를 거친 순환기체 및 순환액체가 열회수 열교환기에서 열회수 될 수 있도록 함으로써 순환기체 및 순환액체를 각각 소정의 제1 온도 및 제2 온도에 도달하도록 할 수 있으며, 그 결과 순환기체를 제1 온도로 유지하기 위해서 사용하는 공기조화기의 가동량, 그리고 순환액체를 제2 온도로 유지하기 위해서 사용하는 보조냉동기와 보조히터의 가동량을 줄일 수 있기 때문에 에너지를 절약할 수 있다. In addition, the water bed constant temperature system according to the present invention allows the circulating gas and the circulating liquid having passed through the heat pump to be recovered in the heat recovery heat exchanger so that the circulating gas and the circulating liquid can reach the predetermined first temperature and the second temperature, respectively As a result, it is possible to reduce the amount of operation of the air conditioner used to maintain the circulating gas at the first temperature, and the amount of operation of the auxiliary chiller and auxiliary heater used to maintain the circulating liquid at the second temperature Energy can be saved.
도 1은 본 발명의 제1 실시형태에 따른 물대공기 항온시스템을 나타내는 도면.
도 2는 본 발명의 제1 실시형태에 따른 물대공기 항온시스템의 작용을 나타내는 도면.
도 3은 본 발명의 제1 실시형태에 따른 물대공기 항온시스템의 작용을 나타내는 도면.
도 4는 본 발명의 제2 실시형태에 따른 물대공기 항온시스템을 나타내는 도면. BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS Fig. 1 is a view showing a water basin air heating system according to a first embodiment of the present invention; Fig.
2 is a view showing an action of a water tank constant temperature system according to a first embodiment of the present invention.
3 is a view showing the action of a water tank constant temperature system according to a first embodiment of the present invention.
4 is a view showing a water basin air heating system according to a second embodiment of the present invention.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따르는 항온시스템의 실시형태에 대해서 보다 상세하게 설명한다. Hereinafter, embodiments of the constant temperature system according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
< 제1 실시형태 >≪ First Embodiment >
도 1은 본 발명의 제1 실시형태에 따른 물대공기 항온시스템을 나타내는 도면이다. 도 1을 참조하면, 제1 실시형태에 따른 물대공기 항온시스템은, 성능평가의 대상이 되는 히트펌프(100), 제1 온도 및 제1 습도로 유지되는 순환기체가 저장되어 있는 항온룸(200), 제2 온도로 유지되는 순환액체가 저장되어 있는 항온조(300)를 구비하고 있다. BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS Fig. 1 is a view showing a water bed constant temperature system according to a first embodiment of the present invention. Fig. Referring to Fig. 1, the water bed constant temperature system according to the first embodiment includes a
히트펌프(100)는 히트펌프 냉매를 압축하는 압축기(110), 히트펌프 냉매의 순환방향을 전환시키는 사방밸브(120), 히트펌프 냉매가 순환기체와 열교환하는 제1 열교환기(150), 히트펌프 냉매가 순환액체와 열교환하는 제2 열교환기(130) 및 히트펌프 냉매를 팽창시키는 팽창장치(140)를 구비한다. 히트펌프 냉매는 압축기(110), 사방밸브(120), 제1 열교환기(150), 팽창장치(140) 및 제2 열교환기(130)를 연결하는 히트펌프 냉매배관(L100) 내를 흐르게 된다.The
히트펌프(100)는 압축기(110)에 의해서 압축된 히트펌프 냉매가 사방밸브(120)의 조작에 의해서 제2 열교환기(130), 팽창장치(140) 및 제1 열교환기(150)을 순차적으로 통과하는 사이클을 가지는 경우에는 제2 열교환기(130)는 응축기로서 기능을 하며 제1 열교환기(150)은 증발기로서 기능을 한다. 반대로 사방밸브(120)의 조작에 의해서 압축기(110)에서 압축된 히트펌프 냉매가 제1 열교환기(150), 팽창장치(140) 및 제2 열교환기(130)를 순차적으로 통과하는 사이클을 가지는 경우 제1 열교환기(150)는 응축기로서 기능을 하며 제2 열교환기(130)는 증발기로서 기능을 한다. 이하에서는 압축기(110)에 의해서 압축된 히트펌프 냉매가 사방밸브(120)의 조작에 의해서 제2 열교환기(130, 응축기), 팽창장치(140) 및 제1 열교환기(150, 증발기)을 순차적으로 통과하는 사이클을 가지는 히트펌프(100)가 성능평가의 대상이 되는 경우를 기준으로 하여 설명한다.The
항온룸(200)은, 항온룸(200) 내에 설치되는 제1 열교환기(150)와 열교환하는 순환기체를 소정의 제1 온도 및 소정의 제1 습도로 유지하는 공간이다. 항온룸(200)에는 순환기체를 제1 온도 및 제1 습도로 유지하기 위해서 공기조화기(210)가 마련되어 있다.The
제1 열교환기(150)는 증발기의 기능을 하기 때문에 항온룸(200)의 순환기체는 히트펌프(100)의 냉매와 열교환을 행하는 것에 의해서 상대적으로 저온(제1 온도보다도 낮음) 및 저습(제1 습도보다 낮음) 상태가 된다. 항온룸(200)의 순환기체는 이후 공기조화기(210)에 의해서 순환되면서 온도 및 습도가 조절되어 제1 온도 및 제1 습도로 유지되게 된다.Since the
공기조화기(210)에는 순환기체에 대해서 제습을 행하기 위한 냉동기(220, 보다 구체적으로는 냉동기의 증발기), 열회수 열교환기(230), 순환기체의 온도를 상승시키기 위한 히터(240) 및 순환기체의 습도를 증가시키기 위해서 가습을 행하는 가습기(250)가 마련되어 있다. 또한 공기조화기(210)에는 순환기체를 항온룸(200) 내에서 순환시키기 위한 순환팬(260)이 마련되어 있다.The
냉동기(220)는 순환기체로부터 열을 빼앗아 순환기체의 온도를 낮추게 함으로써 제습을 행하며, 가습기(250)는 외부로부터 물(W)을 공급하고 가열함으로써 가습을 행한다. 이를 위해서 물공급 배관(L250)이 마련되어 있다.The
열회수 열교환기(230)는 후술하는 순환액체(순환기체의 제1 온도와 대비하여 상대적으로 온도가 높음)가 통과하며, 이로 인해서 열회수 열교환기(230)를 흐르는 순환액체와 열회수 열교환기(230)를 지나가는 순환기체가 열회수를 위한 열교환을 하게 된다. The heat
항온조(300)는 히트펌프(100)의 응축기로서 기능을 행하는 제2 열교환기(130)에서 히트펌프 냉매와 열교환하는 순환액체를 소정의 제2 온도(순환기체의 제1 온도보다 상대적으로 높음)로 유지하면서 저장하고 있다. The
항온조(300)는 설계에 따라서 순환액체를 일정량 저장하고 있으며, 히트펌프(100)의 제2 열교환기(130)를 거쳐 다시 제1 항온조(200)로 유입되는 순환액체에 의해서 발생하는 항온조(300) 내에서의 순환액체의 순환에 의해서 교반되어 제2 온도로 유지된다. 따라서 항온조(300)는 설계시 항온조(300) 내에서 순환을 일으키기 위한 순환액체의 유입유량이 결정되어 있다. 이를 이하 '순환액체 기준유량'이라고 한다. 즉, 순환액체의 항온조(300)로의 유입유량이 순환액체 기준유량 이하가 되면 항온조(300)에서는 충분한 순환이 발생하지 않게 되어 항온조(300) 내의 순환액체의 온도가 불균일하게 된다.The
순환액체는 제1 항온조(300)로부터 나와 제1 순환액체 순환배관(L310)을 따라 흐르면서 제2 열교환기(130)를 통과한 후 다시 항온조(300)로 유입된다. 순환액체가 순환하는 제1 순환액체 순환배관(L310)은, 순환액체가 항온조(300)를 나와 제2 열교환기(130) 및 열회수 열교환기(230)를 거쳐 다시 항온조(300)로 들어가도록 연결되는 배관이다.The circulating liquid exits the
제1 순환액체 순환배관(L310)에는 순환펌프(310)가 설치되어 있다. 순환펌프(310)는 제1 순환액체 순환배관(L310)을 따라서 순환액체가 흐르도록 하며, 성능평가의 대상이 되는 히트펌프(100)의 용량에 따라서 항온조(300)로부터 히트펌프(100)의 제2 열교환기(130)로 흐르는 순환액체의 유량을 조절한다. A circulating
또한 제1 순환액체 순환배관(L310)에는 제2 열교환기(130)의 출구와 열회수 열교환기(230)와의 사이의 일지점(A, 분기점)에서 분기하여, 열회수 열교환기(230)와 항온조(300)와의 사이의 일지점(B, 합류점)으로 합류하는 연결배관(L311)을 구비하고 있다. 그리고 일지점(A)와 열회수 열교환기(230)와의 사이에 밸브(311)가 설치되며, 연결배관(L311)에 밸브(312)가 설치되어 있다. 밸브(311)을 개방하고 밸브(312)를 폐쇄하는 경우 제2 열교환기(130)을 거친 순환액체는 열회수 열교환기(230)를 거쳐 항온조(300)로 흐르며, 밸브(311)를 폐쇄하고 밸브(312)를 개방하는 경우 제2 열교환기(130)를 거친 순환액체는 열회수 열교환기(230)을 거치지 않고 항온조(300)로 흐르게 된다. At the first circulating liquid circulating pipe L310 is branched at a point A between the outlet of the
아울러, 밸브(311)과 밸브(312)의 개도를 조절함으로써 열회수 열교환기(230)로 순환하는 순환액체의 유량을 조절할 수 있다. 이로 인해서 열회수 열교환기(230)에서의 순환기체와 순환액체와의 열회수 열교환량을 조절할 수 있으며, 그 결과 순환기체와 순환액체를 열회수 열교환에 의해서 제1 온도 및 제2 온도로가 되도록 할 수 있다. In addition, the flow rate of the circulating liquid circulated to the heat
한편, 제1 순환액체 순환배관(L310) 중, 열회수 열교환기(230)와 항온조(300) 사이의 일지점(C, 분기점)에서 분기하여 가습기(250)를 순환한 후 다시 제1 순환액체 순환배관(L310)의 일지점(D, 합류점)에서 합류하는 제1 분기배관(L330)이 마련되어 있다. 또한 제1 순환액체 순환배관(L310)에서의 제1 분기배관(L330)과의 분기점인 일지점(C)와 합류점인 일지점(D)와의 사이에는 밸브(331)이 설치되어 있으며, 분기점인 일지점(C)와 가습기(250)와의 사이에는 밸브(332)가 마련되어 있다. On the other hand, of the first circulating liquid circulation pipe L310, the
밸브(331)을 개방하고 밸브(332)를 폐쇄하는 경우 열회수 열교환기(230)를 거친 순환액체는 가습기(250)를 거치지 않고 항온조(300)로 유입된다. 또한, 밸브(331)을 폐쇄하고 밸브(332)를 개방하는 경우, 열회수 열교환기(230)를 거친 순환액체는 가습기(250)로 유입되어 외부로부터 유입된 물(W)을 가열한 후 다시 제1 순환액체 순환배관(L310)으로 유입되어 가습을 위한 가습기(250)의 에너지 투입량을 절감할 수 있다. When the
또한, 밸브(331)과 밸브(332)의 개도를 조절함으로써 열회수 열교환기(230)를 나온 순환액체의 가습기(250)로의 유입 유량을 조절할 수 있다. 그 결과 가습기(250)에서 가습을 위해서 필요한 순환액체의 유량의 정확하게 조절하게 된다.The flow rate of the circulating liquid flowing out of the heat
또한 제1 순환액체 순환배관(L310) 중 항온조(300) 측에는 제1 보조냉동기(313) 및 제1 보조히터(314)가 마련되어 있다. 이 제1 보조냉동기(313) 및 제1 보조히터(314)는 열회수 열교환기(230)를 거친 순환액체가 제2 온도에 이르지 않을 경우에 제2 온도에 이르도록 냉각하거나 가열하는 작용을 한다. A first
항온조(300)에는 또한 항온조(300)와 열회수 열교환기(230)를 순환하는 제2 순환액체 순환배관(L320)이 마련되어 있다. 제2 순환액체 순환배관(L320)에는 제2 순환펌프(320)가 마련되어 있다. 제2 순환펌프(320)의 가동에 의해서 항온조(300)의 순환액체가 열회수 열교환기(230)를 통과한 후 다시 항온조(300)로 유입된다.The
또한 제2 순환액체 순환배관(L320) 중 순환액체가 열회수 열교환기(230)를 거쳐 항온조(300)로 흐르는 구간에는 제2 보조냉동기(323) 및 제2 보조히터(324)가 마련되어 있다. 이 제2 보조냉동기(323) 및 제2 보조히터(324)는 열회수 열교환기(230)를 거친 제2 온도에 이르지 않을 경우에 제2 온도에 이르도록 냉각하거나 가열하는 작용을 한다. The second
이하 이러한 구성을 가지는 본 발명의 제1 실시형태에 따르는 물대공기 항온시스템의 작용에 대해서 설명한다. Hereinafter, the operation of the water bed constant temperature system according to the first embodiment of the present invention having such a configuration will be described.
제1 실시형태에 따르는 물대공기 항온시스템은 항온룸(200, 보다 구체적으로는 공기조화기(210))에 마련되어 있는 열회수 열교환기(230)에서 히트펌프(100)의 제1 열교환기(150)에서 히프펌프 냉매와 열교환하여 제1 온도보다 온도가 낮아진 순환기체와, 히트펌프(100)의 제2 열교환기(130)에서 히트펌프 냉매와 열교환하여 제2 온도보다 온도가 높아진 순환액체가 열교환함으로써 열을 회수한다. The water bed constant temperature system according to the first embodiment is installed in the
한편, 성능평가의 대상이 되는 히트펌프(100)가 용량을 달리하는 경우에는 본 발명의 제1 실시형태에 따른 물대공기 항온시스템은 열회수 열교환기(230)에서 순환기체와 열회수 열교환하는 순환액체의 흐름을 다르게 할 수 있다. On the other hand, in the case where the
먼저, 도 2는 성능평가의 대상이 되는 히트펌프(200)의 용량이 상대적으로 큰 경우에 있어서의 제1 실시형태에 따르는 물대공기 항온시스템의 작용을 나타내는 도면이다. 이 경우, 항온조(300)로부터 나와 히트펌프(100) 및 열회수 열교환기(230)를 거쳐 항온조(300)로 유입되는 순환액체의 유량이 순환액체 기준유량 보다 크게 되어 항온조(300)에서 교반을 위한 순환 유동을 발생시킬 수 있다.First, Fig. 2 is a diagram showing the operation of the water bed air temperature control system according to the first embodiment when the capacity of the
도 2에 도시된 것과 같이 성능평가의 대상이 되는 히트펌프(100, 상대적으로 용량이 큰 히트펌프)를 설치하고 가동시키면, 히트펌프 냉매는 압축기(110)에 압축되어 제2 열교환기(130)에서 응축되며, 팽창장치(140)에서 팽창되고, 제1 열교환기(150)에서 증발되어 다시 압축기(110)로 유입되는 사이클을 형성하게 된다. 2, a heat pump 100 (a relatively large-capacity heat pump) to be subjected to performance evaluation is installed and operated, the heat pump refrigerant is compressed by the
항온룸(200)에 설치되는 제1 열교환기(150)에서는 주위의 순환기체가 히트펌프 냉매와 열교환하여 상대적으로 온도가 낮아진다(제1 온도 이하임). 반면에 항온조(300)의 순환액체는 제1 순환펌프(310)의 작동에 의해서 제1 순환액체 순환배관(L310)을 따라서 제2 열교환기(130)로 통과하고 제2 열교환기(130)에서 히트펌프 냉매와 열교환하여 상대적으로 온도가 높아진다(제2 온도 이상임).In the first heat exchanger (150) installed in the thermostatic chamber (200), the surrounding circulating gas undergoes heat exchange with the heat pump refrigerant, so that the temperature is relatively low (below the first temperature). On the other hand, the circulating liquid of the
이후 제2 열교환기(130)를 거친 순환액체는 제1 순환액체 순환배관(L310)을 따라서 항온룸(200)의 공기조화기(210)에 마련되어 있는 열회수 열교환기(230)를 통과하게 된다. 이때 밸브(311)는 개방시키고 밸브(312)는 폐쇄되도록 한다. 또한 밸브(311) 및 밸브(312)의 개도를 조절하여 열회수 열교환기(230)로 흐르는 순환액체의 유량을 조절할 수도 있다. The circulating liquid passing through the
열회수 열교환기(230)에서는 상대적으로 온도가 높아진 순환액체와, 그 주위를 흐르는 상대적으로 온도가 낮아진 순환기체가 열교환한다. 따라서 열회수 열교환기(230)을 거친 순환액체는 온도가 낮아지고, 순환기체는 온도가 높아져 각각 제1 온도 및 제2 온도에 도달하도록 할 수 있다. In the heat recovery heat exchanger (230), heat exchange is performed between a circulating liquid having a relatively higher temperature and a circulating gas having a relatively lower temperature flowing around the circulating liquid. Therefore, the temperature of the circulating liquid passing through the heat
만약 순환기체가 제1 온도 및 제1 습도에 도달하지 않을 경우에는 냉동기(220), 히터(240) 및 가습기(250)를 적절하게 가동하여 제1 온도 및 제1 습도에 도달하도록 할 수 있다. 또한 순환액체가 제2 온도에 도달하지 않을 경우에는 제1 보조냉동기(313) 및 제1 보조히터(314)를 적절하게 가동하여 제2 온도에 도달하도록 할 수 있다.If the circulating gas does not reach the first temperature and the first humidity, the
즉, 제1 실시형태에 따르는 물대공기 항온시스템은 항온룸(200)에 마련되어 있는 열회수 열교환기(230)에서 히트펌프(100)의 제1 열교환기(150)에서 히프펌프 냉매와 열교환하여 상대적으로 온도가 낮아진 순환기체와, 히트펌프(100)의 제2 열교환기(130)에서 히트펌프 냉매와 열교환하여 상대적으로 온도가 높아진 순환액체가 열교환함으로써 열을 회수할 수 있으며, 이로 인해서 순환기체를 제1 온도로 유지하기 위해서 사용하는 공기조화기(210)의 냉동기(220), 히터(240) 및 가습기(250)의 가동량, 그리고 순환액체를 제2 온도로 유지하기 위해서 사용하는 제1 보조 냉동기(311) 및 제1 보조히터(321)의 가동량을 줄일 수 있어 열회수 열교환기(230)를 구비하지 않는 항온시스템과 대비하여 에너지를 절약할 수 있다. That is, in the water bed constant temperature system according to the first embodiment, in the heat
한편, 제1 실시형태에 따른 물대공기 항온시스템은, 열회수 열교환기(230)에서 열회수 열교환된 순환액체의 온도가 제2 온도보다 높을 경우에는 밸브(331)을 폐쇄하고 밸브(332)를 개방하여 순환액체가 제1 분기배관(L330)을 따라서 가습기(250)로 흐르도록 할 수 있다. 이 경우 순환액체는 가습기(250)에서 열을 가하여 물(W)을 가열함으로써 가습기(250)에서 가습을 위한 가동량을 줄일 수 있으며, 그 결과 에너지를 절약할 수 있다. 또한, 밸브(331) 및 밸브(331)의 개도를 조절하여 제1 분기배관(L330)을 순환하는 유량을 조절함으로써, 가습기(250)에서 열교환하는 순환액체의 유량을 조절할 수도 있다. On the other hand, when the temperature of the circulating liquid heat-recovered in the heat
다음으로 도 3은 성능평가의 대상이 되는 히트펌프(100)의 용량이 상대적으로 작은 경우에 있어서의 제1 실시형태에 따른 물대공기 항온시스템의 작용을 나타내는 도면이다. 히프펌프(100)의 용량이 작은 경우, 항온조(300)로부터 나와 히트펌프(100) 및 열회수 열교환기(230)를 거쳐 항온조(300)로 유입되는 순환액체의 유량이 순환액체 기준유량보다 작게 되어 항온조(300)에서 교반을 위한 순환 유량을 발생시킬 수 없다. 이 경우 항온조(300)의 내부의 온도가 불균일하게 되어 히트펌프(100)의 제2 열교환기(130)를 흐르는 순환액체의 온도를 제2 온도로 일정하게 유지할 수 없기 때문에 히트펌프(100)의 성능평가를 행할 수 없다.Next, Fig. 3 is a diagram showing the action of the water tank air temperature control system according to the first embodiment when the capacity of the
이를 해결하기 위해서 제1 실시형태에 따른 물대공기 항온시스템에서는, 도 3에서와 같이 항온조(300)로부터 나와 히트펌프(100)를 거치는 순환액체의 흐름과, 항온조(300)로부터 나와 열회수 열교환기(230)에서 열회수 열교환된 후 항온조(300)로 유입되어 교반을 위한 순환 유동을 발생시키는 순환액체의 흐름이 분리되도록 한다.3, the flow of the circulating liquid through the
구체적으로 도 3에 도시된 것과 같이, 제1 순환액체 순환배관(L310)의 밸브(311)을 폐쇄시키고, 연결배관(L311)의 밸브(312)를 개방시킨다. 이 경우 제1 순환펌프(310)에 의해서 제1 순환액체 순환배관(L310)을 따라서 항온조(300)로부터 나와 제2 열교환기(130)를 거쳐 온도가 높아진 순환액체는 열회수 열교환기(230)로 흐르지 않고 연결배관(L311)을 통과하여 항온조(300)로 유입된다. Specifically, as shown in Fig. 3, the
이후, 제2 순환펌프(320)를 가동하여 제2 순환액체 순환배관(L320)을 통해서 항온조(300)로부터 순환액체가 흘러나와 열회수 열교환기(230)를 거쳐 다시 항온조(300)로 유입되도록 한다. 이때 제2 순환액체 순환배관(L320)을 따라 흐르는 순환액체는 항온조(300)의 순환액체 기준유량보다 큰 유량이며, 이로 인해서 열회수 열교환기(230)를 거쳐 항온조(300)로 유입된 순환액체는 항온조(300)에서 교반을 위한 순환유동을 발생시켜 항온조(300) 내의 순환액체의 온도를 제2 온도로 유지시킬 수 있다.Thereafter, the
열회수 열교환기(230)에서는 항온조(300)로부터 나온 상대적으로 높은 온도의 순환액체가 흐르게 되며, 이 때, 제1 열교환기(150)에서 히트펌프 냉매와 열교환하여 상대적으로 온도가 낮아진 순환기체와 열회수 열교환하게 된다.In the heat
이에 따라서 열회수 열교환기(230)를 거친 순환기체는 제1 온도에 도달하게 되고, 열회수 열교환기(230)를 거친 순환액체는 제2 온도에 도달하게 될 수 있다. 열회수 열교환기(230)를 거친 순환기체가 제1 온도 및 제1 습도에 도달하지 않을 경우에는 냉동기(220), 히터(230) 및 가습기(250)를 적절하게 사용하여 제1 온도 및 제1 습도에 도달하도록 할 수 있다. 또한 열회수 열교환기(230)를 거친 순환액체가 제2 온도에 도달하지 않을 경우에는 제2 보조냉동기(323) 및 제2 보조히터(324)를 적절하게 사용하여 제2 온도에 도달하도록 할 수 있다.Accordingly, the circulating gas passing through the heat
이와 같이, 본 발명의 제1 실시형태에 따른 물대공기 항온시스템은, 성능평가의 대상이 되는 히트펌프(100)의 용량이 큰 경우(히트펌프(100)를 거쳐 항온조(300)로 유입되는 순환액체의 유량이 순환액체 기준유량 보다 큰 경우)에는, 제1 열교환기(150)에서 히트펌프 냉매와 열교환된 순환기체와 제2 열교환기(130)에서 히트펌프 냉매와 열교환된 순환액체가 열회수 열교환기(230)에서 열회수 열교환되도록 하고, 아울러 성능평가의 대상이 되는 히트펌프(100)의 용량이 작은 경우(히트펌프(100)를 거쳐 항온조(300)로 유입되는 순환액체의 유량이 순환액체 기준유량 보다 작은 경우)에는 제2 열교환기(130)에서 히트펌프 냉매와 열교환된 순환액체는 항온조(300)는 항온조로 유입되도록 하고, 제1 열교환기(150)에서 히트펌프 냉매와 열교환된 순환기체와 항온조(300)로부터 흘러나온 순환액체가 열회수 열교환기(230)에서 열회수 열교환되도록 할 수 있다. As described above, according to the first embodiment of the present invention, when the capacity of the
이러한 구성을 가지는 본 발명의 제1 실시형태에 따른 물대공기 항온시스템은, 성능평가의 대상이 되는 히트펌프(100)가 용량을 달리하더라도, 히트펌프(100)의 용량에 대응하여 열회수 열교환기(230)를 거쳐 항온조(300)로 유입되는 순환액체가 순환액체 기준유량보다 작아지지 않도록 함으로써, 항온조(300)를 순환액체의 순환유동에 의한 교반에 의해서 제2 온도로 균일하게 유지할 수 있다.In the condensate air constant temperature system according to the first embodiment of the present invention having such a configuration, even if the
아울러 본 발명의 제1 실시형태에 따른 물대공기 항온시스템은 히트펌프(100)를 거친 순환기체 및 순환액체가 열회수 열교환기(300)에서 열회수될 수 있도록 함으로써 순환기체 및 순환액체를 각각 소정의 제1 온도 및 제2 온도에 도달하도록 할 수 있으며, 그 결과 순환기체를 제1 온도로 유지하기 위해서 사용하는 공기조화기(210)의 냉동기(220), 히터(240) 및 가습기(250)의 가동량, 그리고 순환액체를 제2 온도로 유지하기 위해서 사용하는 제1 및 제2 보조 냉동기(313, 323)와 제1 및 제2 보조히터(314, 324)의 가동량을 줄일 수 있기 때문에 에너지를 절약할 수 있다. In addition, the circulation gas and the circulating liquid passing through the
< 제2 실시형태 >≪ Second Embodiment >
도 4는 본 발명의 제2 실시형태에 따르는 물대공기 항온시스템을 나타내는 도면이다. 본 발명의 제2 실시형태는 제1 실시형태와 대비하여, 제1 분기배관(L330) 대신에 제2 분기배관(L340)을 마련하였다는 점을 제외하고는 제1 실시형태와 동일하다. 이하 제1 실시형태와 다른 구성을 중심으로 하여 설명한다.4 is a view showing a water basin air heating system according to a second embodiment of the present invention. The second embodiment of the present invention is the same as the first embodiment except that the second branch pipe L340 is provided instead of the first branch pipe L330 in contrast to the first embodiment. Hereinafter, description will be given centering on configurations different from those of the first embodiment.
본 발명의 제2 실시형태에 따른 물대공기 항온시스템은, 제1 순환액체 순환배관(L310)에 있어서, 제2 열교환기(130)와 열회수 열교환기(230) 사이의 일지점(E, 분기점)에서 분기하여 히터(240)를 거친 후에 다시 제2 열교환기(130)과 열회수 열교환기(230) 사이의 일지점(F, 합류점)에서 합류하는 제2 분기배관(L340)을 구비하고 있다. 또한 제2 분기배관(L340)에는 제2 분기배관(L340)으로의 순환액체의 흐름을 개폐하는 밸브(341)이 마련되어 있으며, 또한 제1 순환액체 순환배관(L310) 중 일지점(E)와 일지점(F)와의 사이에는 밸브(342)가 마련되어 있다.The water circulation constant temperature system according to the second embodiment of the present invention is characterized in that the first circulation liquid circulation pipe L310 has one point E between the
따라서 밸브(341)을 개방하고 밸브(342)를 폐쇄하는 경우, 제2 열교환기(130)에서 히트펌프 냉매와 열교환하여 온도가 높아진 순환액체는 히터(240)를 거친 후에 열회수 열교환기(230)로 유입된다. 또한 밸브(341)을 폐쇄하고 밸브(342)를 개방하는 경우, 제2 열교환기(130)에서 히트펌프 냉매와 열교환하여 온도가 높아진 순환액체는 히터(240)를 거치지 않고 열회수 열교환기(230)로 유입된다Therefore, when the
즉, 밸브(341)을 개방하고 밸브(342)를 폐쇄하는 경우 제2 열교환기(130)에서 히트펌프 냉매와 열교환한 순환액체는 온도가 높기 때문에 히터(240)로 유입되어 히터(240)에 열을 공급함으로써 순환기체를 제1 온도로 도달시키기 위해서 사용되는 히터(240)의 가동량을 낮출 수 있다. That is, when the
이로 인해서 제2 실시형태에 따른 물대공기 항온시스템은, 제1 실시형태의 물대공기 항온시스템의 작용효과를 가짐과 아울러, 히터(240)의 가동량을 낮출 수 있는 효과를 추가적으로 가진다. Thus, the water bottle constant temperature system according to the second embodiment additionally has the effect of reducing the amount of operation of the
이상은 본 발명에 따르는 히트펌프 성능평가에 사용되는 항온시스템과 관련한 바람직한 실시형태를 참조하여 설명하였지만, 본 발명은 이들 실시형태에 한정된 것은 아니며, 해당 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해서 청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경될 수 있다. While the present invention has been described with reference to the preferred embodiments relating to the constant temperature system used in the heat pump performance evaluation according to the present invention, the present invention is not limited to these embodiments, It is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments, but, on the contrary, is intended to cover various modifications and equivalent arrangements included within the spirit and scope of the appended claims.
예를 들면, 제1 실시형태에서는 제1 분기배관(L330)이 제1 순환액체 순환배관(L310) 중 열회수 열교환기(230)와 항온조(300) 사이에 설치되어 있으나, 제2 열교환기(130)와 열회수 열교환기(230) 사이에 설치되어 있어도 된다. 이 경우 제2 열교환기(130)를 거친 순환액체가 가습기(250)를 거쳐 열회수 열교환기(230)로 유입되게 된다.For example, in the first embodiment, the first branch pipe L330 is provided between the heat
또한 제2 실시형태에서는 제2 분기배관(L340)이 제1 순환액체 순환배관(L310) 중, 제2 열교환기(130)와 열회수 열교환기(230) 사이에 설치되어 있으나, 열회수 열교환기(230)와 항온조(300) 사이에 설치되어 있어도 된다. 이 경우 열회수 열교환기(230)를 거친 순환액체가 히터(240)를 거쳐 항온조(300)로 유입되게 된다. In the second embodiment, the second branch pipe L340 is installed between the
또한 제1 실시형태 및 제2 실시형태에서의 제2 순환액체 순환배관(L320)은, 항온조(300)의 순환액체가 열회수 열교환기(230)를 순환하는 구성을 가지고 있으나, 제2 순환액체 순환배관(L320) 중 열회수 열교환기(230)의 입구측에서 분기하여 열회수 열교환기(240)의 출구측으로 합류하는 분기배관을 설치하여 열회수 열교환기(240)로 유입되는 순환액체의 유량을 조절하도록 할 수 있다. The second circulating liquid circulation pipe L320 in the first embodiment and the second embodiment has a configuration in which the circulating liquid of the
또한 제1 실시형태 및 제2 실시형태에서는 제1 순환액체 순환배관(L310) 및 제2 순환액체 순환배관(L320)에 각각 제1 및 제2 보조 냉동기(313, 323)와 제1 및 제2 보조히터(314, 324)가 설치되어 있으나, 하나의 보조 냉동기 및 하나의 보조히터를 구비하고 선택적으로 제1 순환액체 순환배관(L310) 및 제2 순환액체 순환배관(L320)을 흐르는 순환액체를 냉각 및 가열하도록 구성해도 된다. In the first and second embodiments, the first and second subcoolers 313 and 323 and the first and second subcoolers 313 and 323 are connected to the first circulation liquid circulation pipe L310 and the second circulation liquid circulation pipe L320, The
100 : 히트펌프 110 : 압축기
120 : 사방밸브 130 : 제2 열교환기
140 : 팽창장치 150 : 제1 열교환기
200 : 항온룸 210 : 공기조화기
220 : 냉동기 230 : 열회수 열교환기
240 : 히터 250 : 가습기
260 : 순환팬 300 : 항온조
310 : 제1 순환펌프 320 : 제2 순환펌프
313 : 제1 보조냉동기 314 : 제1 보조히터
323 : 제2 보조냉동기 324 : 제2 보조히터100: Heat pump 110: Compressor
120: Four-way valve 130: Second heat exchanger
140: expansion device 150: first heat exchanger
200: constant temperature room 210: air conditioner
220: refrigerator 230: heat recovery heat exchanger
240: heater 250: humidifier
260: circulating fan 300: constant temperature chamber
310: first circulation pump 320: second circulation pump
313: first auxiliary refrigerator 314: first auxiliary heater
323: second auxiliary refrigerator 324: second auxiliary heater
Claims (4)
상기 히트펌프의 제1 열교환기에서 상기 히트펌프의 냉매와 열교환하는 순환기체가 소정의 제1 온도 및 제1 습도로 유지되는 항온룸과,
상기 히트펌프의 제2 열교환기에서 상기 히트펌프 냉매와 열교환하는 순환액체를 소정의 제2 온도로 유지하여 저장하는 항온조와,
상기 항온룸에 마련되며 상기 순환기체를 상기 제1 온도 및 상기 제1 습도로 유지하기 위한 냉동기, 히터 및 가습기를 구비하는 공기조화기와,
상기 공기조화기에 마련되며, 상기 제2 열교환기에서 열교환된 순환액체 또는 상기 항온조의 순환액체가 선택적으로 흐르면서 주위의 순환기체와 열교환하는 열회수 열교환기와,
상기 순환액체가 상기 항온조 및 상기 히트펌프의 상기 제2 열교환기를 지나 상기 열회수 열교환기를 거쳐 상기 항온조로 순환하는 제1 순환액체 순환배관과,
상기 순환액체가 상기 항온조 및 상기 열회수 열교환기를 거쳐 다시 항온조로 순환하는 제2 순환액체 순환배관을 구비하며,
상기 제1 순환액체 순환배관에는 상기 제2 열교환기의 출구와 상기 열회수 열교환기와의 사이의 일지점에서 분기하여 상기 열회수 열교환기와 상기 항온조와의 사이의 일지점으로 합류하며 선택적으로 개폐되는 연결배관이 마련되어 있는 것을 특징으로 하는 물대공기 항온시스템.A heat pump to be subjected to performance evaluation,
And a circulation gas exchanging heat with the refrigerant of the heat pump in the first heat exchanger of the heat pump is maintained at a predetermined first temperature and a first humidity;
A thermostatic chamber in which a circulating liquid for heat exchange with the heat pump refrigerant is maintained at a predetermined second temperature in the second heat exchanger of the heat pump,
An air conditioner provided in the thermostatic room and having a refrigerator, a heater and a humidifier for maintaining the circulating gas at the first temperature and the first humidity;
A heat recovery heat exchanger provided in the air conditioner and adapted to heat-exchange the circulating liquid heat-exchanged in the second heat exchanger or a circulating liquid in the thermostatic chamber with the circulating gas selectively,
A first circulating liquid circulating pipe through which the circulating liquid circulates to the thermostat through the heat recovery tank and the heat exchanger of the heat pump,
And a second circulating liquid circulation pipe through which the circulating liquid is circulated to the thermostatic chamber via the thermostatic chamber and the heat recovery heat exchanger,
The first circulating liquid circulating pipe is connected to the first heat exchanger and the thermostat by branching at one point between the outlet of the second heat exchanger and the heat recovery heat exchanger and joining to the one point between the heat recovery heat exchanger and the thermostat, Wherein the water constant temperature system is provided.
상기 제1 순환액체 순환배관에는 상기 제1 순환액체 순환배관으로부터 분기되어 상기 가습기를 거쳐 다시 상기 제1 순환액체 순환배관으로 합류되는 제1 분기배관이 마련되는 것을 특징으로 하는 물대공기 항온시스템.The method according to claim 1,
Wherein the first circulation liquid circulation pipe is provided with a first branch pipe branched from the first circulation liquid circulation pipe and joined to the first circulation liquid circulation pipe again via the humidifier.
상기 제1 순환액체 순환배관에는 상기 제1 순환액체 순환배관으로부터 분기하여 상기 히터를 거쳐 다시 상기 제1 순환액체 순환배관으로 합류되는 제2 분기배관이 마련되는 것을 특징으로 하는 물대공기 항온시스템.The method according to claim 1,
Wherein the first circulation liquid circulation pipe is provided with a second branch pipe branched from the first circulation liquid circulation pipe and joined to the first circulation liquid circulation pipe via the heater.
상기 제1 순환액체 순환배관 및 상기 제2 순환액체 순환배관에서의 상기 열회수 열교환기와 상기 항온조 사이에는 보조냉동기 및 보조히터가 마련되어 있는 것을 특징으로 하는 물대공기 항온시스템.The method according to claim 2 or 3,
Wherein an auxiliary refrigerator and an auxiliary heater are provided between the heat recovery heat exchanger and the heat recovery tank in the first circulation liquid circulation pipe and the second circulation liquid circulation pipe.
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