KR101691658B1

KR101691658B1 - 자동제어에 의한 유량의 전환이 가능한 고정식 열교환장치

Info

Publication number: KR101691658B1
Application number: KR1020100002604A
Authority: KR
Inventors: 양태허
Original assignee: 양태허
Priority date: 2010-01-12
Filing date: 2010-01-12
Publication date: 2016-12-30
Also published as: CN201892477U; KR20110082729A

Abstract

본 발명은 전환된 유체의 온도, 습도 및 유체의 성분 변화를 검측할 수 있는 위치에 온도검측기, 습도검측, 기상 유체 또는 액상 유체 성분검측기 이 세 가지를 동시에 설치하거나 그 중 적어도 한 가지를 설치하여 검측된 신호를 펌핑하고자 하는 유체의 유량을 조절하는 기준으로 사용하는 것에 있다.

Description

자동제어에 의한 유량의 전환이 가능한 고정식 열교환장치{FIXED TYPE HEAT EXCHANGE APPARATUS WITH AUTOMATIC FLOW RATE EXCHANGE MODULATION}

본 발명은 기존의 고정식 쌍유로 열교환장치를 유체의 유량을 자동으로 제어하고 전환할 수 있는 작동 기능을 갖도록 개량하여 유체와 열교환체 사이의 온도 분포 상태를 적시에 변하도록 하거나, 펌핑된 기상 유체 또는 액상 유체의 성분 비율을 적시에 제어하고, 아울러 고정식 열교환장치 내부의 침투식 또는 흡착식 등의 흡습성 재료를 끼워 설치하거나 코팅한 열교환체, 또는 자체적으로 흡습기능을 겸비한 전열교환체로 전열교환 기능의 제습 효과를 구성한다.

기존의 기상 유체 또는 액상 유체를 펌핑하는데 사용되는 양방향 열회수장치 또는 전열회수장치의 종류는 다음과 같은 종류들이 있다.

(1)고정식 유체열회수장치:

(2)고정식 유체전열회수장치;

(3)회전식 유체열회수장치;

(4)회전식 유체전열회수장치.

상기한 열회수장치는 일반적으로 유속을 설정하는 작동에 사용되는데, 만약 입력단 및 출력단의 온도차, 또는 전환하고자 하는 기상 유체 또는 액상 유체 공간 사이에서 유체의 성분이 차이값을 보이거나, 유체의 유속과 전환하고자 하는 기상 유체 또는 액상 유체 공간의 온도차가 상이할 경우, 이에 따른 열교환 효율도 영향을 받게 되어 있다. 또한, 기존의 열교환장치는 열교환유량에 의한 전환하고자 하는 기상 유체 또는 액상 유체 공간 사이의 유체 성분의 차이값을 제어 할 수 있는 기능도 가지고 있지 않지 않을 뿐더러, 온도차 또는 습도차에 따라 열교환유체의 유량을 능동적으로 제어하여 에너지 절약 효과를 달성하도록 하는 자동제어 기능 역시 가지고 있지 않다는 것이 그 결점이라고 볼 수 있다.

본 발명은 상기한 바와 같은 제반 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로, 기존의 고정식 쌍유로 열교환장치를 유체의 유량을 자동으로 제어하고 전환할 수 있는 작동 기능을 갖도록 개량하여 열교환유체의 유량, 온도의 분포, 습도의 분포, 전환된 기상 유체 또는 액상 유체의 성분을 조절하는 것을 그 목적으로 한다.

본 발명에 의한 자동제어에 의한 유량의 전환이 가능한 고정식 열교환장치는, 열교환장치(1000)의 쌍유로 유체의 유체구(a), 유체구(b), 유체구(c) 및 유체구(d) 중 상기 유체구(b) 및 상기 유체구(d)에는 부압(-) 또는 정압(+)을 생성시킬 수 있는 양방향 유체펌프(111 및 112)가 각각 설치되어 있으며, 쌍유로 유체 펌핑장치(123)를 구성하는 전원(300)의 전기 에너지가 제어장치(250)를 통과하면서 제어되고 구동되는 상기 쌍유로 유체 펌핑장치(123)에 설치된 상기 부압 또는 정압을 생성시킬 수 있는 양방향 유체펌프(111 및 112)에 의하여 펌핑된 두 유체가 열교환체(100)를 흘러 지나가는 방향이 상이한 것에 있어서,

상기 열교환장치(1000)와 상기 부압 또는 정압을 생성시킬 수 있는 양방향 유체펌프(111 및 112)는 일체형 또는 분리형으로 설치될 수 있으며, 상기 쌍유로 유체 펌핑장치(123)의 기능을 구성하는 상기 부압 또는 정압을 생성시킬 수 있는 양방향 유체펌프(111 및 112)는 상기 유체구(b) 및 상기 유체구(d)에 각각 설치되어 유체를 상이한 방향으로 흐르도록 펌핑하며, 상기 부압 또는 정압을 생성시킬 수 있는 양방향 유체펌프(111 및 112)는 전력모터를 별도로 설치하여 구동시키거나, 동일한 전력모터를 공용토록 함으로써 구동시킬 수 있으며, 상기 제어장치(250)의 제어에 의하여 필요에 따라 1) 두 개의 상기 부압 또는 정압을 생성시킬 수 있는 양방향 유체펌프(111 및 112)가 부압을 생성하는 펌핑을 함으로써 상기 열교환체(100)를 통과하는 양쪽 유로의 유체를 상이한 흐름 방향으로 펌핑시키거나, 2) 두 개의 상기 부압 또는 정압을 생성시킬 수 있는 양방향 유체펌프(111, 112)가 정압을 생성하는 펌핑을 함으로써 상기 열교환체(100)를 통과하는 양쪽 유로의 유체를 상이한 흐름 방향으로 펌핑시키는 기능 중 한 가지 또는 한 가지 이상의 기능 모드로 작동될 수 있도록 하며;

상기 쌍유로 유체 펌핑장치(123)는 쌍유로 유체의 상기 유체구(a), 상기 유체구(b), 상기 유체구(c) 및 상기 유체구(d) 중의 상기 유체구(b) 및 상기 유체구(d)에 상기 부압 또는 정압을 생성시킬 수 있는 양방향 유체펌프(111, 112)를 각각 설치하여 상기 쌍유로 유체 펌핑장치(123)를 구성하고 상기 제어장치(250)로 상기 전원(300)으로 구동된 상기 쌍유로 유체 펌핑장치(123)에서 펌핑된 열교환유체의 유량이 제어되며;

상기 전원(300)은 본 발명에 따른 자동제어에 의한 유량의 전환이 가능한 공정식 열교환장치를 작동시키는데 필요한 전원을 공급하는 전원으로, 교류 또는 직류의 도시전기 시스템 또는 전기 에너지를 독립적으로 공급하는 장치를 포함하며;

상기 제어장치(250)는 기전 유니트, 고상의 전자회로 유니트 또는 마이크로 프로세서 및 관련 소프트웨어 및 제어 인터페이스로 구성된 것으로, 상기 쌍유로 유체 펌핑장치(123)를 구성하는 상기 부압 또는 정압을 생성시킬 수 있는 양방향 유체펌프(111 및 112)의 1) 개폐 기능 작동을 제어하거나, 2) 펌핑된 열교환유체의 유량을 제어하거나, 3) 유체와 상기 열교환장치(1000) 내부에 설치된 상기 열교환체(100)의 온도 분포 상태를 제어하거나, 4) 상기한 1), 2), 3)항 중 적어도 두 가지가 결합하여 제어하며;

상기 열교환체(100)는 내부에 두 개의 유체통로 및 흡열 또는 방열 기능을 가진 열교환체로, 두 개의 유체통로에는 유체를 펌핑시키는 각각 두 개의 유체구가 마련되어 있고, 두 유체로 하여금 열교환을 할 수 있도록 하는 관습적으로 사용되는 열교환 구조를 갖추고 있으며;

열교환유체의 유량을 제어하는 시기는 1) 유체의 유량 및 전환 시간을 미리 설정하는 폐쇄 루프 방식으로 제어하거나, 2) 기계의 작동에 따라 수동으로 제어할 수 있는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따르면 유체의 유량을 자동으로 제어하고 전환할 수 있는 작동 기능을 가지며, 유체와 열교환체 사이의 온도 분포 상태를 적시에 변하도록 하거나, 펌핑된 기상 유체 또는 액상 유체의 성분 비율을 적시에 제어하고, 아울러 고정식 열교환장치 내부의 침투식 또는 흡착식 등의 흡습성 재료를 끼워 설치하거나 코팅한 열교환체, 또는 자체적으로 흡습 기능을 겸비한 전열교환체로 전열교환 기능의 제습 효과를 가진다.

도 1 은 기존의 고정식 쌍유로 열교환장치 또는 전열교환장치의 작동원리를 도시한 개략도이다.
도 2 는 본 발명에 바람직한 실시예에 따른 자동제어에 의한 유량의 전환이 가능한 고정식 열교환장치의 실시예의 구조를 도시한 제 1 블록도이다.
도 3 은 본 발명에 바람직한 실시예에 따른 자동제어에 의한 유량의 전환이 가능한 고정식 열교환장치의 실시예의 구조를 도시한 제 2 블록도이다.
도 4 는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 온도검측기를 추가로 설치하여 열교환체에 응용한 실시예의 구조를 도시한 제 1 블록도이다.
도 5 는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 온도검측기를 추가로 설치하여 열교환체에 응용한 실시예의 구조를 도시한 제 2 블록도이다.
도 6 은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 온도검측기 및 습도검측기를 추가로 설치하여 전열교환체에 응용한 실시예의 구조를 도시한 제 1 개략도이다.
도 7 은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 온도검측기 및 습도검측기를 추가로 설치하여 전열교환체에 응용한 실시예의 구조를 도시한 제 2 개략도이다.
도 8 은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 온도검측기 및 기상 유체 또는 액상 유체 성분검측기를 추가로 설치한 구조 및 원리를 도시한 개략도이다.
도 9 는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 온도검측기 및 기상 유체 또는 액상 유체 성분검측기를 추가로 설치한 구조 및 원리를 도시한 개략도이다.
도 10 은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 온도검측기 및 습도검측기 및 기상 유체 또는 액상 유체 성분검측기를 추가로 설치한 구조 및 원리를 도시한 개략도이다.
도 11 은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 온도검측기 및 습도검측기 및 기상 유체 또는 액상 유체 성분검측기를 추가로 설치한 구조 및 원리를 도시한 개략도이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면에 의거 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1 은 기존의 고정식 쌍유로 열교환장치 또는 전열교환장치의 작동원리를 도시한 개략도이다.

도 1 에 도시된 바와 같이, 열교환장치(1000) 내부의 열교환체(100)의 양쪽에 상이한 흐름 방향과 온도차를 가진 유체를 통과시키기 위하여 일반적으로 두 개의 흐름 방향이 상이한 유체 펌핑장치 및 네 개의 유체구가 구비되어 있으며, 양쪽 유로의 유체는 서로 다른 쪽에 설치되어 있는 각각의 유체구를 통해 유입되고 다른 한 쪽에 설치되어 있는 유체구를 통해 배출되며, 겨울철에 실내와 실외의 환기를 위하여 사용되는 열교환장치를 그 예로 들자면, 온도가 비교적 높은 실내의 기류는 유체구(a)를 통해 펌핑되어 상기 열교환장치(1000)에 유입되고, 이는 상기 열교환체(100)의 한쪽 유로를 지나 다시 유체구(b)를 통해 실외로 배출되며, 실외에서 유체구(c)를 통해 펌핑된 온도가 비교적 낮은 실외의 신선한 기류는 상기 열교환장치(1000)에 유입되고, 이는 상기 열교환체(100)의 다른 한쪽의 유로를 지나 다시 유체구(d)에 의하여 배출되어 실내로 유입되며, 상기 유체구(a)와 유체구(d)는 실내 쪽으로 이어지는 곳에 설치되어 있고, 상기 유체구(c)와 상기 유체구(b)는 실외 쪽으로 이어지는 곳에 설치되어 있으며, 안정된 작동을 할 경우, 상기 유체구(a)에서 상기 유체구(b) 사이에 위치한 상기 열교환장치(1000) 내부에 설치된 상기 열교환체(100)의 한쪽에서는 상기 유체구(a)의 비교적 높은 온도가 상기 유체구(b)로 갈수록 점점 낮아지는 온도 분포를 형성하게 되고, 상기 유체구(c)에서 상기 유체구(d) 사이에 위치한 상기 열교환체(100)의 다른 한쪽에서는 상기 유체구(c)의 비교적 낮은 온도가 상기 유체구(d)로 갈수록 점점 높아지는 온도 분포를 형성하게 되며, 열교환 효율은 흐르는 유체의 성질, 속도 및 열교환장치 중 열교환체의 특성 및 그 양쪽 사이의 유체의 온도차에 따라 결정되며, 만약 침투식 또는 흡착식 등의 흡습성 재료를 끼워 설치하거나 코팅한 열교환체에 응용하거나 열교환체 자체가 흡습기능을 겸비하여 전열교환체를 구성할 경우, 상기한 두 개의 상이한 흐름 방향을 가진 유체는 상이한 방향을 가진 유체를 통과시키는 상기 열교환장치(1000) 내부의 전열교환체(200)의 양쪽 출입구 및 양쪽에는 안정된 온도차 및 습도 포화도차의 상태가 형성된다.

본 발명은 기존의 고정식 쌍유로 열교환장치를 열교환유체의 유량, 온도의 분포, 습도의 분포, 전환된 기상 유체 또는 액상 유체의 성분을 조절하기 위하여 유체의 유량을 자동으로 제어하고 전환할 수 있는 고정식 쌍유로 열교환장치로 개량하는 것을 그 목적으로 한다.

도 2 는 본 발명에 바람직한 실시예에 따른 자동제어에 의한 유량의 전환이 가능한 고정식 열교환장치의 실시예의 구조를 도시한 제 1 블록도이다.

도 2 에 도시된 바와 같이, 본 발명의 주요 구성은 열교환장치(1000)의 쌍유로 유체의 유체구(a), 유체구(b), 유체구(c) 및 유체구(d) 중 상기 유체구(b) 및 상기 유체구(d)에는 부압 또는 정압을 생성시킬 수 있는 양방향 유체펌프(111 및 112)가 각각 설치되어 있으며, 쌍유로 유체 펌핑장치(123)를 구성하는 전원(300)의 전기 에너지가 제어장치(250)를 통과하면서 제어되고 구동되는 상기 쌍유로 유체 펌핑장치(123)에 설치된 부압 또는 정압을 생성시킬 수 있는 양방향 유체펌프(111 및 112)에 의하여 펌핑된 두 유체가 열교환체(100)를 흘러 지나가는 방향이 상이한 것에 있어서,

상기 제어장치(250)는 기전 유니트, 고상의 전자회로 유니트 또는 마이크로 프로세서 및 관련 소프트웨어 및 제어 인터페이스로 구성된 것으로, 상기 쌍유로 유체 펌핑장치(123)를 구성하는 상기 부압 또는 정압을 생성시킬 수 있는 양방향 유체펌프(111 및 112)의 1) 개폐 기능 동작을 제어하거나, 2) 펌핑된 열교환유체의 유량을 제어하거나, 3) 유체와 상기 열교환장치(1000) 내부에 설치된 상기 열교환체(100)의 온도 분포 상태를 제어하거나, 4) 상기한 1), 2), 3)항 중 적어도 두 가지가 결합하여 제어하며;

열교환유체의 유량을 제어하는 시기는 1) 유체의 유량 및 전환 시간을 미리 설정하는 폐쇄 루프 방식으로 제어하거나, 2) 기계의 작동에 따라 수동으로 제어할 수 있다.

또한, 상기한 도 2 의 실시예는 상기 부압 또는 정압을 생성시킬 수 있는 양방향 유체펌프(111) 및 상기 부압 또는 정압을 생성시킬 수 있는 양방향 유체펌프(112)는 상기 유체구(a 및 d) 또는 상기 유체구(b 및c)에 설치할 수 있으며, 그 중 한 개의 양방향 유체펌프는 정압을 생성하는 펌핑을 하고, 다른 한 개의 양방향 유체펌프는 부압을 생성하는 펌핑을 함으로써 상기 열교환체(100)를 통과하는 양쪽 유로의 유체를 상이한 흐름 방향으로 펌핑시킨다.

도 3 은 본 발명에 바람직한 실시예에 따른 자동제어에 의한 유량의 전환이 가능한 고정식 열교환장치의 실시예의 구조를 도시한 제 2 블록도이다.

도 3 에 도시된 바와 같이, 본 발명의 주요 구성은 열교환장치(1000)에서 유체를 양쪽 유로로 통과시키는 두 유체통로의 유체구(a), 유체구(b), 유체구(c) 및 유체구(d)에는 단방향 펌핑이 가능한 단방향 유체펌프(120a, 120b, 120c, 120d)가 각각 설치되어 쌍유로 유체 펌핑장치(123)를 구성하고, 전원(300)의 전기 에너지가 제어장치(250)를 통과하는 것에 의하여 제어되는 상기 쌍유로 유체 펌핑장치(123)에서 펌핑된 양쪽 유로의 유체가 열교환체(100)를 흘러 지나가는 방향이 상이한 것에 있어서,

상기 열교환장치(1000)와 상기 단방향 유체펌프(120a, 120b, 120c, 120d)는 일체형 또는 분리형으로 설치될 수 있으며, 상기 쌍유로 유체 펌핑장치(123)의 기능을 구성하는 네 개의 상기 단방향 유체펌프(120a, 120b, 120c, 120d)는 상기 유체구(a), 상기 유체구(b), 상기 유체구(c) 및 상기 유체구(d)에 각각 설치되어 유체를 펌핑시키며, 그 중 상기 유체구(a) 및 상기 유체구(c)에 설치된 상기 단방향 유체펌프(120a 및 120c)는 한 세트로, 개별로 설치된 전력모터에 의하여 구동되거나 동일한 전력모터를 공용하는 것에 의하여 구동될 수 있으며, 상기 유체구(b) 및 상기 유체구(d)에 설치된 상기 단방향 유체펌프(120b 및 120d)는 한 세트로, 개별로 설치된 전력모터에 의하여 구동되거나 동일한 전력모터를 공용하는 것에 의하여 구동될 수 있으며, 상기 제어장치(250)의 제어에 의하여 1) 단방향 유체펌프가 유체에 대하여 부압을 생성하는 펌핑을 하는 구조로 배치되어 양쪽 유로의 유체로 하여금 상이한 방향으로 흐르도록 하거나, 2) 단방향 유체펌프가 유체에 대하여 정압을 생성하는 펌핑을 하는 구조로 배치되어 양쪽 유로의 유체로 하여금 상이한 방향으로 흐르도록 하거나, 3) 그 중 일부 또는 전체의 상기 단방향 유체펌프(120a, 120b, 120c, 120d)가 동일한 유로에서 상이한 유체펌프로 정압 또는 부압을 생성하여 펌핑을 보조하고 양쪽 유로의 유체로 하여금 상이한 방향으로 흐르도록 펌핑하는 방식 중 한 가지 또는 한 가지 이상의 기능 모드의 구조형태 및 작동방식을 가지며, 상기한 1), 2), 3)항에서 기술한 기능 모드 작동에 있어서, 상기 열교환장치(1000) 내부의 열교환체(100)의 양쪽을 통과하는 양쪽 유로의 유체의 흐름 방향은 모두 상반된 흐름 방향을 유지하며;

상기 쌍유로 유체 펌핑장치(123)는 쌍유로 유체의 상기 유체구(a), 상기 유체구(b), 상기 유체구(c) 및 상기 유체구(d)에는 단방향 펌핑이 가능한 상기 단방향 유체펌프(120a, 120b, 120c, 120d)가 각각 설치되어 상기 쌍유로 유체 펌핑장치(123)를 구성하고 상기 제어장치(250)로 상기 전원(300)으로 구동된 상기 쌍유로 유체 펌핑장치(123)에서 펌핑된 열교환유체의 유량이 제어되며;

상기 제어장치(250)는 기전 유니트, 고상의 전자회로 유니트 또는 마이크로 프로세서 및 관련 소프트웨어 및 제어 인터페이스로 구성된 것으로, 상기 쌍유로 유체 펌핑장치(123)를 구성하는 상기 단방향 유체펌프(120a, 120b, 120c, 120d)의 1) 개폐 기능 작동을 제어하거나, 2) 펌핑된 열교환유체의 유량을 제어하거나, 3) 유체와 상기 열교환장치(1000) 내부에 설치된 상기 열교환체(100)의 온도 분포 상태를 제어하거나, 4) 상기한 1), 2), 3)항 중 적어도 두 가지가 결합하여 제어하며;

도 4 는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 온도검측기를 추가로 설치하여 열교환체에 응용한 실시예의 구조를 도시한 제 1 블록도이다.

도 4 에 도시된 바와 같이, 본 발명의 주요 구성은 열교환장치(1000)의 쌍유로 유체의 유체구(a), 유체구(b), 유체구(c) 및 유체구(d) 중 상기 유체구(b) 및 상기 유체구(d)에는 부압 또는 정압을 생성시킬 수 있는 양방향 유체펌프(111 및 112)가 각각 설치되어 있으며, 쌍유로 유체 펌핑장치(123)를 구성하는 전원(300)의 전기 에너지가 제어장치(250)를 통과하면서 제어되고 구동되는 상기 쌍유로 유체 펌핑장치(123)에 설치된 상기 부압 또는 정압을 생성시킬 수 있는 양방향 유체펌프(111 및 112)에 의하여 펌핑된 두 유체가 열교환체(100)를 흘러 지나가는 방향이 상이한 것에 있어서,

펌핑된 열교환유체의 온도 변화를 직접 또는 간접적으로 검측할 수 있는 위치에 적어도 한 개의 온도검측기(11)를 설치하여 검측된 신호를 상기 제어장치(250)가 상기 쌍유로 유체 펌핑장치(123)에서 펌핑된 열교환유체의 유량을 제어하는 시기의 기준으로 사용하며;

열교환유체의 유량을 제어하는 시기는 1) 유체의 유량 및 전환 시간을 미리 설정하는 폐쇄 루프 방식으로 제어하거나, 2) 기계의 작동에 따라 수동으로 제어하거나, 3) 펌핑된 열교환유체의 온도 변화를 직접 또는 간접적으로 검측할 수 있는 위치에 적어도 한 개의 온도검측기(11)가 설치하여 검측된 신호를 펌핑된 열교환유체의 유량을 제어하는 시기의 기준으로 사용한다.

또한, 상기한 도 4 의 실시예는 상기 부압 또는 정압을 생성시킬 수 있는 양방향 유체펌프(111) 및 상기 부압 또는 정압을 생성시킬 수 있는 양방향 유체펌프(112)는 상기 유체구(a 및 d) 또는 상기 유체구(b 및 c)에 설치할 수 있으며, 그 중 한 개의 양방향 유체펌프는 정압을 생성하는 펌핑을 하고, 다른 한 개의 양방향 유체펌프는 부압을 생성하는 펌핑을 함으로써 상기 열교환체(100)를 통과하는 양쪽 유로의 유체를 상이한 흐름 방향으로 펌핑시킨다.

도 5 는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 온도검측기를 추가로 설치하여 열교환체에 응용한 실시예의 구조를 도시한 제 2 블록도이다.

도 5 에 도시된 바와 같이, 본 발명의 주요 구성은 열교환장치(1000)에서 유체를 양쪽 유로로 통과시키는 두 유체통로의 유체구(a), 유체구(b), 유체구(c) 및 유체구(d)에는 단방향 펌핑이 가능한 단방향 유체펌프(120a, 120b, 120c, 120d)가 각각 설치되어 쌍유로 유체 펌핑장치(123)를 구성하고, 전원(300)의 전기 에너지가 제어장치(250)를 통과하는 것에 의하여 제어되는 상기 쌍유로 유체 펌핑장치(123)에서 펌핑된 양쪽 유로의 유체가 열교환체(100)를 흘러 지나가는 방향이 상이한 것에 있어서,

도 6 은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 온도검측기 및 습도검측기를 추가로 설치하여 전열교환체에 응용한 실시예의 구조를 도시한 제 1 개략도이다.

도 6 에 도시된 바와 같이, 본 발명의 주요 구성은 열교환장치(1000)의 쌍유로 유체의 유체구(a), 유체구(b), 유체구(c) 및 유체구(d) 중 상기 유체구(b) 및 상기 유체구(d)에는 부압 또는 정압을 생성시킬 수 있는 양방향 유체펌프(111 및 112)를 각각 설치하여 쌍유로 유체 펌핑장치(123)를 구성하고, 제어장치(250)로 전원(300)을 제어하는 것에 의하여 구동되는 상기 쌍유로 유체 펌핑장치(123)에 설치된 상기 부압 또는 정압을 생성시킬 수 있는 양방향 유체펌프(111 및 112)에서 펌핑된 양쪽 유로의 유체가 흘러 지나가는 방향이 상이한 것에 있어서,

상기 열교환장치(1000)와 상기 부압 또는 정압을 생성시킬 수 있는 양방향 유체펌프(111 및 112)는 일체형 또는 분리형으로 설치될 수 있으며, 상기 쌍유로 유체 펌핑장치(123)의 기능을 구성하는 상기 부압 또는 정압을 생성시킬 수 있는 양방향 유체펌프(111 및 112)는 상기 유체구(b) 및 상기 유체구(d)에 각각 설치되어 유체를 상이한 방향으로 흐르도록 펌핑하며, 상기 부압 또는 정압을 생성시킬 수 있는 양방향 유체펌프(111 및 112)는 전력모터를 별도로 설치하여 구동시키거나, 동일한 전력모터를 공용토록 함으로써 구동시킬 수 있으며, 상기 제어장치(250)의 제어에 의하여 필요에 따라 1) 그 중 두 개의 상기 부압 또는 정압을 생성시킬 수 있는 양방향 유체펌프(111 및 112)가 부압을 생성하는 펌핑을 함으로써 상기 전열교환체(200)를 통과하는 양쪽 유로의 유체를 상이한 흐름 방향으로 펌핑시키거나, 또는 2) 그 중 두 개의 상기 부압 또는 정압을 생성시킬 수 있는 양방향 유체펌프(111, 112)가 정압을 생성하는 펌핑을 함으로써 상기 전열교환체(200)를 통과하는 양쪽 유로의 유체를 상이한 흐름 방향으로 펌핑시키는 기능 중 한 가지 또는 한 가지 이상의 기능 모드로 작동될 수 있도록 하며, 상기 1) 및 2)항에 기술된 두 가지 기능 모드로 작동함에 있어서, 상기 열교환장치(1000) 내부에 설치된 상기 전열교환체(200) 양쪽의 양쪽 유로의 유체의 흐름 방향은 모두 상반된 흐름 방향을 유지하며;

펌핑된 열교환유체의 온도 및 습도 변화를 직접 또는 간접적으로 검측할 수 있는 위치에 적어도 한 개의 온도검측기(11), 또는 적어도 한 개의 습도검측기(21) 이 두 가지를 동시에 설치하거나 그 중 한 가지의 검측기를 설치하여 검측된 신호를 상기 제어장치(250)가 상기 쌍유로 유체 펌핑장치(123)에서 펌핑된 열교환유체의 유량을 제어하는 시기의 기준으로 사용하며;

상기 온도검측기(11) 및 상기 습도검측기(21)는 일체형 공동 구조를 갖거나 각각 분리하여 설치할 수 있으며;

상기 쌍유로 유체 펌핑장치(123)는 쌍유로 유체의 상기 유체구(b) 및 상기 유체구(d)에는 상기 부압 또는 정압을 생성시킬 수 있는 양방향 유체펌프(111, 112)를 각각 설치하여 상기 쌍유로 유체 펌핑장치(123)를 구성하고 상기 제어장치(250)로 상기 전원(300)으로 구동된 상기 쌍유로 유체 펌핑장치(123)에서 펌핑된 열교환유체의 유량이 제어되며;

상기 제어장치(250)는 기전 유니트, 고상의 전자회로 유니트 또는 마이크로 프로세서 및 관련 소프트웨어 및 제어 인터페이스로 구성된 것으로, 상기 쌍유로 유체 펌핑장치(123)를 구성하는 상기 부압 또는 정압을 생성시킬 수 있는 양방향 유체펌프(111 및 112)의 1) 개폐 기능 동작을 제어하거나, 2) 펌핑된 열교환유체의 유량을 제어하거나, 3) 유체와 상기 열교환장치(1000) 내부에 설치된 상기 전열교환체(200)의 온도 분포 상태를 제어하거나, 4) 상기 전열교환체(200) 내부의 습도의 분포 상태를 제어하거나, 5) 상기한 1), 2), 3), 4)항 중 적어도 두 가지를 결합하여 제어하며;

상기 전열교환체(200)는 내부에 두 개의 유체통로 및 흡열 또는 방열 기능을 가진 전열교환체로, 두 개의 유체통로에는 유체를 펌핑시키는 각각 두 개의 유체구가 마련되어 있고, 두 유체로 하여금 열교환을 할 수 있도록 하는 관습적으로 사용되는 전열교환 구조를 갖추고 있으며;

열교환유체의 유량을 제어하는 시기는 1) 유체의 유량 및 전환 시간을 미리 설정하는 폐쇄 루프 방식으로 제어하거나, 2) 기계의 작동에 따라 수동으로 제어하거나, 3) 펌핑된 열교환유체의 온도 변화를 직접 또는 간접적으로 검측할 수 있는 위치에 적어도 한 개의 온도검측기(11) 및 상기 습도검측기(21) 이 두가지를 동시에 설치하거나 그 중 적어도 한 가지를 설치하여 검측된 신호를 펌핑된 열교환유체의 유량을 제어하는 시기의 기준으로 사용한다.

또한, 상기한 도 6 의 실시예는 상기 부압 또는 정압을 생성시킬 수 있는 양방향 유체펌프(111) 및 상기 부압 또는 정압을 생성시킬 수 있는 양방향 유체펌프(112)는 상기 유체구(a 및 d) 또는 상기 유체구(b 및c)에 설치할 수 있으며, 그 중 한 개의 양방향 유체펌프는 정압을 생성하는 펌핑을 하고, 다른 한 개의 양방향 유체펌프는 부압을 생성하는 펌핑을 함으로써 상기 전열교환체(200)를 통과하는 양쪽 유로의 유체를 상이한 흐름 방향으로 펌핑시킨다.

도 7 은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 온도검측기 및 습도검측기를 추가로 설치하여 전열교환체에 응용한 실시예의 구조를 도시한 제 2 개략도이다.

도 7 에 도시된 바와 같이, 본 발명의 주요 구성은 열교환장치(1000)에서 유체를 양쪽 유로로 통과시키는 두 유체 통로의 유체구(a), 유체구(b), 유체구(c) 및 유체구(d)에는 단방향 펌핑이 가능한 단방향 유체펌프(120a, 120b, 120c, 120d)가 각각 설치되어 쌍유로 유체 펌핑장치(123)를 구성하고, 전원(300)의 전기 에너지가 제어장치(250)를 통과하는 것에 의하여 상기 쌍유로 유체 펌핑장치(123)를 제어하고, 상기 쌍유로 유체 펌핑장치(123)에서 펌핑된 양쪽 유로의 유체가 흘러 지나가는 방향이 상이한 것에 있어서,

상기 열교환장치(1000)와 상기 단방향 유체펌프(120a, 120b, 120c, 120d)는 일체형 또는 분리형으로 설치될 수 있으며, 상기 쌍유로 유체 펌핑장치(123)의 기능을 구성하는 네 개의 상기 단방향 유체펌프(120a, 120b, 120c, 120d)는 상기 유체구(a), 상기 유체구(b), 상기 유체구(c) 및 상기 유체구(d)에 각각 설치되어 유체를 펌핑시키며, 그 중 상기 유체구(a) 및 상기 유체구(c)에 설치된 상기 단방향 유체펌프(120a 및 120c)는 한 세트로, 개별로 설치된 전력모터에 의하여 구동되거나 동일한 전력모터를 공용하는 것에 의하여 구동될 수 있으며, 상기 유체구(b) 및 상기 유체구(d)에 설치된 상기 단방향 유체펌프(120b 및 120d)는 한 세트로, 개별로 설치된 전력모터에 의하여 구동되거나 동일한 전력모터를 공용하는 것에 의하여 구동될 수 있으며, 상기 제어장치(250)의 제어에 의하여 1) 단방향 유체펌프가 유체에 대하여 부압을 생성하는 펌핑을 하는 구조로 배치되어 양쪽 유로의 유체로 하여금 상이한 방향으로 흐르도록 하거나, 2) 단방향 유체펌프가 유체에 대하여 정압을 생성하는 펌핑을 하는 구조로 배치되어 양쪽 유로의 유체로 하여금 상이한 방향으로 흐르도록 하거나, 3) 상기한 일부 또는 전체의 상기 단방향 유체펌프(120a, 120b, 120c, 120d)는 동일한 유로에서 상이한 유체펌프로 정압 또는 부압을 생성하여 펌핑을 보조하고 양쪽 유로의 유체로 하여금 상이한 방향으로 흐르도록 펌핑하는 방식 중 한 가지 또는 한 가지 이상의 기능 모드의 구조형태 및 작동방식을 가지며,

펌핑된 열교환유체의 온도 변화를 직접 또는 간접적으로 검측할 수 있는 위치에 적어도 한 개의 온도검측기(11) 또는 적어도 한 개의 습도검측기(21), 두가지를 동시에 설치하거나 그 중 적어도 한 가지의 검측기를 설치하여 검측된 신호를 상기 제어장치(250)가 상기 쌍유로 유체 펌핑장치(123)에서 펌핑된 열교환유체의 유량을 제어하는 시기의 기준으로 사용하며;

상기 제어장치(250)는 기전 유니트, 고상의 전자회로 유니트 또는 마이크로 프로세서 및 관련 소프트웨어 및 제어 인터페이스로 구성된 것으로, 상기 쌍유로 유체 펌핑장치(123)를 구성하는 상기 단방향 유체펌프(120a, 120b, 120c, 120d)의 1) 개폐 기능 작동을 제어하거나, 2) 펌핑된 열교환유체의 유량을 제어하거나, 3) 유체와 상기 열교환장치(1000) 내부에 설치된 상기 전열교환체(200)의 온도 분포 상태를 제어하거나, 4) 상기 전열교환체(200) 내부의 습도의 분포 상태를 제어하거나, 5) 상기한 1), 2), 3), 4)항 중 적어도 두 가지가 결합하여 제어하며;

열교환유체의 유량을 제어하는 시기는 1) 유체의 유량 및 전환 시간을 미리 설정하는 폐쇄 루프 방식으로 제어하거나, 2) 기계의 작동에 따라 수동으로 제어하거나, 3) 펌핑된 열교환유체의 온도 변화를 직접 또는 간접적으로 검측할 수 있는 위치에 적어도 한 개의 온도검측기(11) 및 상기 습도검측기(21), 두가지를 동시에 설치하거나 그 중 적어도 한 가지를 설치하여 검측된 신호를 펌핑된 열교환유체의 유량을 제어하는 시기의 기준으로 사용한다.

본 발명에 따른 자동제어에 의한 유량의 전환이 가능한 고정식 열교환장치에 있어서, 상기 열교환장치에는 상기 온도검측기(11), 상기 습도검측기(21), 기상 유체 또는 액상 유체 성분검측기(31), 세 가지를 동시에 설치하거나, 그 중 적어도 한 가지 또는 한 가지 이상의 검측기를 설치할 수 있으며, 그 설치 위치는 상기 열교환장치(1000), 상기 열교환체(100) 또는 상기 전열교환체(200)에 인접한 상기 유체구(a) 및 상기 유체구(b), 두 위치 또는 그 중 한 곳, 또는 상기 유체구(c) 및 상기 유체구(d), 두 위치 또는 그 중 한 곳에 설치하거나, 또는 기타 열교환 작동 중 열교환유체의 온도, 또는 습도, 또는 유체 성분을 검측할 수 있는 위치에 한 개 또는 한 개 이상을 설치하며, 검측된 신호로 1) 상기 쌍유로 유체 펌핑장치(123)를 제어하여 펌핑된 유체의 속도 또는 유량을 조절하는 기준으로 사용하거나, 또는 2) 유체밸브의 개폐량을 제어하여 펌핑된 유체의 속도 또는 유량을 조절하는 기준으로 사용하는 기능 중 한 가지 또는 한 가지 이상의 기능으로 작동될 수 있도록 하며;

상기 온도검측기(11), 상기 습도검측기(21), 상기 기상 유체 또는 액상 유체 성분검측기(31)는 전체의 검측기로 공동 구조를 이루도록 하거나, 또는 일부의 검측기로 공동 구조를 이루도록 하거나, 또는 각각 분리하여 설치할 수 있다.

도 8 은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 온도검측기 및 기상 유체 또는 액상 유체 성분검측기를 추가로 설치한 구조 및 원리를 도시한 개략도이다.

도 8 에 도시된 바와 같이, 본 발명의 주요 구성은 열교환장치(1000)의 쌍유로 유체의 유체구(a), 유체구(b), 유체구(c) 및 유체구(d) 중 상기 유체구(b) 및 상기 유체구(d)에는 부압 또는 정압을 생성시킬 수 있는 양방향 유체펌프(111 및 112)가 각각 설치되어 있으며, 쌍유로 유체 펌핑장치(123)를 구성하는 전원(300)의 전기 에너지가 제어장치(250)를 통과하면서 제어되고 구동되는 상기 쌍유로 유체 펌핑장치(123)에 설치된 상기 부압 또는 정압을 생성시킬 수 있는 양방향 유체펌프(111 및 112)에 의하여 펌핑된 두 유체가 열교환체(100)를 흘러 지나가는 방향이 상이한 것에 있어서,

펌핑된 열교환유체의 온도 변화를 직접 또는 간접적으로 검측할 수 있는 위치에는 적어도 한 개의 온도검측기(11)가 설치되어 있고, 펌핑된 기상 유체 또는 액상 유체의 성분 변화를 검측할 수 있는 위치에는 적어도 한 개의 기상 유체 또는 액상 유체 성분검측기(31)가 설치되어 있으며, 이 두가지를 동시에 설치하거나 그 중 적어도 한 가지의 검측기를 설치하여 검측된 신호를 상기 제어장치(250)가 상기 쌍유로 유체 펌핑장치(123)에서 펌핑된 열교환유체의 유량을 제어 시기를 제어하는 기준으로 사용하며;

상기 온도검측기(11) 및 상기 기상 유체 또는 액상 유체 성분검측기(31)는 일체형 공동 구조를 이루거나, 또는 각각 분리하여 설치할 수 있으며;

상기 제어장치(250)는 기전 유니트, 고상의 전자회로 유니트 또는 마이크로 프로세서 및 관련 소프트웨어 및 제어 인터페이스로 구성된 것으로, 상기 쌍유로 유체 펌핑장치(123)를 구성하는 상기 부압 또는 정압을 생성시킬 수 있는 양방향 유체펌프(111 및 112)의 1) 개폐 기능 작동을 제어하거나, 2) 펌핑된 열교환유체의 유량을 제어하거나, 3) 유체와 상기 열교환장치(1000) 내부에 설치된 상기 열교환체(100)의 온도 분포 상태를 제어하거나, 4) 상기 열교환장치(1000) 양쪽 사이의 열교환된 기상 유체 또는 액상 유체 성분의 교류 상태를 제어하거나, 5) 상기한 1), 2), 3), 4)항 중 적어도 두 가지가 결합하여 제어하며;

열교환유체의 유량을 제어하는 시기는 1) 유체의 유량 및 전환 시간을 미리 설정하는 폐쇄 루프 방식으로 제어하거나, 2) 기계의 작동에 따라 수동으로 제어하거나, 3) 펌핑된 기상 유체 또는 액상 유체의 온도 또는 성분을 검측할 수 있는 위치에 적어도 한 개의 상기 온도검측기(11) 또는 적어도 한 개의 상기 기상 유체 또는 액상 유체 성분검측기(31) 이 두 가지를 동시에 설치하거나 그 중 적어도 한 가지를 설치하여 검측된 신호를 펌핑된 유체의 유량을 제어하는 시기의 기준으로 사용한다.

또한, 상기한 도 8 의 실시예는 상기 부압 또는 정압을 생성시킬 수 있는 양방향 유체펌프(111) 및 상기 부압 또는 정압을 생성시킬 수 있는 양방향 유체펌프(112)는 상기 유체구(a 및 d) 또는 상기 유체구(b 및c)에 설치할 수 있으며, 그 중 한 개의 양방향 유체펌프는 정압을 생성하는 펌핑을 하고, 다른 한 개의 양방향 유체펌프는 부압을 생성하는 펌핑을 함으로써 상기 열교환체(100)를 통과하는 양쪽 유로의 유체를 상이한 흐름 방향으로 펌핑시킨다.

도 9 는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 온도검측기 및 기상 유체 또는 액상 유체 성분검측기를 추가로 설치한 구조 및 원리를 도시한 개략도이다.

도 9 에 도시된 바와 같이, 본 발명의 주요 구성은 열교환장치(1000)에서 유체를 양쪽 유로로 통과시키는 두 유체통로의 유체구(a), 유체구(b), 유체구(c) 및 유체구(d)에는 단방향 펌핑이 가능한 단방향 유체펌프(120a, 120b, 120c, 120d)가 각각 설치되어 쌍유로 유체 펌핑장치(123)를 구성하고, 전원(300)의 전기 에너지가 제어장치(250)를 통과하는 것에 의하여 제어되는 상기 쌍유로 유체 펌핑장치(123)에서 펌핑된 양쪽 유로의 유체가 열교환체(100)를 흘러 지나가는 방향이 상이한 것에 있어서,

상기 제어장치(250)는 기전 유니트, 고상의 전자회로 유니트 또는 마이크로 프로세서 및 관련 소프트웨어 및 제어 인터페이스로 구성된 것으로, 상기 쌍유로 유체 펌핑장치(123)를 구성하는 상기 단방향 유체펌프(120a, 120b, 120c, 120d)의 1) 개폐 기능 작동을 제어하거나, 2) 펌핑된 열교환유체의 유량을 제어하거나, 3) 유체와 상기 열교환장치(1000) 내부에 설치된 상기 열교환체(100)의 온도 분포 상태를 제어하거나, 4) 상기 열교환장치(1000) 양쪽 사이의 열교환된 기상 유체 또는 액상 유체 성분의 교류 상태를 제어하거나, 5) 상기한 1), 2), 3), 4)항 중 적어도 두 가지가 결합하여 제어하며;

도 10 은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 온도검측기 및 습도검측기 및 기상 유체 또는 액상 유체 성분검측기를 추가로 설치한 구조 및 원리를 도시한 개략도이다.

도 10 에 도시된 바와 같이, 본 발명의 주요 구성은 열교환장치(1000)의 쌍유로 유체의 유체구(a), 유체구(b), 유체구(c) 및 유체구(d) 중 상기 유체구(b) 및 상기 유체구(d)에는 부압 또는 정압을 생성시킬 수 있는 양방향 유체펌프(111 및 112)를 각각 설치하여 쌍유로 유체 펌핑장치(123)를 구성하고, 제어장치(250)로 전원(300)을 제어하는 것에 의하여 구동되는 상기 쌍유로 유체 펌핑장치(123)에 설치된 상기 부압 또는 정압을 생성시킬 수 있는 양방향 유체펌프(111 및 112)에서 펌핑된 양쪽 유로의 유체가 흘러 지나가는 방향이 상이한 것에 있어서,

펌핑된 열교환유체의 온도 및 습도 변화를 직접 또는 간접적으로 검측할 수 있는 위치에 적어도 한 개의 온도검측기(11), 또는 적어도 한 개의 습도검측기(21), 또는 적어도 한 개의 기상 유체 또는 액상 유체 성분검측기(31) 이 세 가지를 동시에 설치하거나 그 중 한 가지의 검측기를 설치하여 검측된 신호를 상기 제어장치(250)가 상기 쌍유로 유체 펌핑장치(123)에서 펌핑된 열교환유체의 유량을 제어하는 시기의 기준으로 사용하며;

상기 온도검측기(11) 및 상기 습도검측기(21) 및 상기 기상 유체 또는 액상 유체 성분검측기(31)는 일체형 공동 구조를 갖거나 각각 분리하여 설치할 수 있으며;

상기 제어장치(250)는 기전 유니트, 고상의 전자회로 유니트 또는 마이크로 프로세서 및 관련 소프트웨어 및 제어 인터페이스로 구성된 것으로, 상기 쌍유로 유체 펌핑장치(123)를 구성하는 상기 부압 또는 정압을 생성시킬 수 있는 양방향 유체펌프(111 및 112)의 1) 개폐 기능 작동을 제어하거나, 2) 펌핑된 열교환유체의 유량을 제어하거나, 3) 유체와 상기 열교환장치(1000) 내부에 설치된 상기 전열교환체(200)의 온도 분포 상태를 제어하거나, 4) 상기 열교환장치(1000) 양쪽 사이의 열교환된 기상 유체 또는 액상 유체 성분의 교류 상태를 제어하거나, 5) 상기 열교환장치(1000) 양쪽 사이의 열교환된 기상 유체 또는 액상 유체 성분의 교류 상태를 제어하거나, 6) 상기한 1), 2), 3), 4), 5)항 중 적어도 두 가지가 결합하여 제어하며;

열교환유체의 유량을 제어하는 시기는 1) 유체의 유량 및 전환 시간을 미리 설정하는 폐쇄 루프 방식으로 제어하거나, 2) 기계의 작동에 따라 수동으로 제어하거나, 3) 펌핑된 열교환유체의 온도 변화를 직접 또는 간접적으로 검측할 수 있는 위치에 적어도 한 개의 온도검측기(11) 및 상기 습도검측기(21) 및 상기 기상 유체 또는 액상 유체 성분검측기(31) 중 적어도 한 가지를 설치하여 검측된 신호를 펌핑된 열교환유체의 유량을 제어하는 시기의 기준으로 사용한다.

또한, 상기한 도 10 의 실시예는 상기 부압 또는 정압을 생성시킬 수 있는 양방향 유체펌프(111) 및 상기 부압 또는 정압을 생성시킬 수 있는 양방향 유체펌프(112)는 상기 유체구(a 및 d) 또는 상기 유체구(b 및 c)에 설치할 수 있으며, 그 중 한 개의 양방향 유체펌프는 정압을 생성하는 펌핑을 하고, 다른 한 개의 양방향 유체펌프는 부압을 생성하는 펌핑을 함으로써 상기 전열교환체(200)를 통과하는 양쪽 유로의 유체를 상이한 흐름 방향으로 펌핑시킨다.

도 11 은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 온도검측기 및 습도검측기 및 기상 유체 또는 액상 유체 성분검측기를 추가로 설치한 구조 및 원리를 도시한 개략도이다.

도 11 에 도시된 바와 같이, 본 발명의 주요 구성은 열교환장치(1000)에서 유체를 양쪽 유로로 통과시키는 두 유체통로의 유체구(a), 유체구(b), 유체구(c) 및 유체구(d)에는 단방향 펌핑이 가능한 단방향 유체펌프(120a, 120b, 120c, 120d)가 각각 설치되어 쌍유로 유체 펌핑장치(123)를 구성하고, 전원(300)의 전기 에너지가 제어장치(250)를 통과하는 것에 의하여 상기 쌍유로 유체 펌핑장치(123)를 제어하고, 상기 쌍유로 유체 펌핑장치(123)에서 펌핑된 양쪽 유로의 유체가 흘러 지나가는 방향이 상이한 것에 있어서,

펌핑된 열교환유체의 온도 및 습도 변화를 직접 또는 간접적으로 검측할 수 있는 위치에 적어도 한 개의 온도검측기(11), 또는 적어도 한 개의 습도검측기(21), 또는 적어도 한 개의 기상 유체 또는 액상 유체 성분검측기(31), 이 세 가지를 동시에 설치하거나 그 중 한 가지의 검측기를 설치하여 검측된 신호를 상기 제어장치(250)가 상기 쌍유로 유체 펌핑장치(123)에서 펌핑된 열교환유체의 유량을 제어하는 시기의 기준으로 사용하며;

상기 제어장치(250)는 기전 유니트, 고상의 전자회로 유니트 또는 마이크로 프로세서 및 관련 소프트웨어 및 제어 인터페이스로 구성된 것으로, 상기 쌍유로 유체 펌핑장치(123)를 구성하는 상기 단방향 유체펌프(120a, 120b, 120c, 120d)의 1) 개폐 기능 작동을 제어하거나, 2) 펌핑된 열교환유체의 유량을 제어하거나, 3) 유체와 상기 열교환장치(1000) 내부에 설치된 상기 전열교환체(200)의 온도 분포 상태를 제어하거나, 4) 상기 전열교환체(200) 내부의 습도의 분포 상태를 제어하거나, 5) 상기 열교환장치(1000) 양쪽 사이의 열교환된 기상 유체 또는 액상 유체 성분의 교류 상태를 제어하거나, 6) 상기한 1), 2), 3), 4), 5)항 중 적어도 두 가지가 결합하여 제어하며;

본 발명에 따른 자동제어에 의한 유량의 전환이 가능한 고정식 열교환장치에 있어서, 열교환체 또는 전열교환체의 구조 형태에 관한 특징은, 1) 선형 또는 기하학적 형상의 파이프 구조로 구성되거나, 또는 2) 기상 유체 또는 액상 유체를 통과시키는 유체통로를 갖는 다층 구조로 구성되거나, 또는 3) 한 갈래 또는 한 갈래 이상의 유체통로가 직렬, 또는 병렬, 또는 직병렬로 연결되어 구성될 수 있는 구조 형태 중 한 가지 또는 한 가지 이상의 특징을 갖는다.

본 발명에 따른 자동제어에 의한 유량의 전환이 가능한 고정식 열교환장치에 있어서, 상기 열교환장치에는 상기 온도검측기(11), 상기 습도검측기(21), 상기 기상 유체 또는 액상 유체 성분검측기(31) 이 세 가지를 동시에 설치하거나, 그 중 적어도 한 가지 또는 한 가지 이상의 검측기를 설치할 수 있으며, 그 설치 위치는 상기 열교환장치(1000), 상기 열교환체(100) 또는 상기 전열교환체(200)에 인접한 상기 유체구(a) 및 상기 유체구(b) 이 두 위치 또는 그 중 한 곳, 또는 상기 유체구(c) 및 상기 유체구(d) 이 두 위치 또는 그 중 한 곳에 설치하거나, 또는 기타 열교환 작동 중 열교환유체의 온도, 또는 습도, 또는 유체 성분을 검측할 수 있는 위치에 한 개 또는 한 개 이상을 설치하며, 검측된 신호로 1) 상기 쌍유로 유체 펌핑장치(123)를 제어하여 펌핑된 유체의 속도 또는 유량을 조절하는 기준으로 사용하거나, 또는 2) 유체밸브의 개폐량을 제어하여 펌핑된 유체의 속도 또는 유량을 조절하는 기준으로 사용하는 기능 중 한 가지 또는 한 가지 이상의 기능으로 작동될 수 있도록 하며;

상기 온도검측기(11), 상기 습도검측기(21), 상기 기상 유체 또는 액상 유체 성분검측기(31)는 전체의 검측기를 공동 구조로 이루도록 하거나, 또는 일부의 검측기를 공동 구조로 이루도록 하거나, 또는 각각 분리하여 설치할 수 있다.

상기한 본 발명에 따른 상기 쌍유로 유체 펌핑장치(123)는 기상 유체 또는 액상 유체를 펌핑하는데 사용되며, 상기 쌍유로 유체 펌핑장치(123)는 개별적으로 설치된 전력모터에 의하여 구동되거나, 또는 적어도 두 개의 유체펌프가 동일한 전력모터를 공동으로 사용하는 것에 의하여 구동될 수 있으며, 이 외에도 엔진동력, 또는 기타 바람 에너지, 또는 열 에너지, 또는 온도차 에너지, 또는 태양 에너지로부터 생성된 기계 에너지나 전환된 전기 에너지로 구동될 수 있다.

상기한 본 발명에 따른 상기 제어장치(250)는 각종 유체를 구동시킬 수 있는 전력모터, 또는 엔진동력, 또는 기타 바람 에너지, 또는 열 에너지, 또는 온도차 에너지, 또는 태양 에너지에서 생성된 기계 에너지 또는 전환된 전기 에너지를 갖거나, 유체펌프 또는 유체밸브의 작동 시기를 제어하여 상기 열교환체(100)의 양쪽 유로를 통과하는 유체의 흐름 방향을 전환시키고, 각종 유체펌프의 속도, 유량, 유체 압력 등의 일부 기능 또는 모든 기능의 조절을 추가로 제어할 수 있다.

본 발명에 따른 자동제어에 의한 유량의 전환이 가능한 고정식 열교환장치에 있어서, 상기 제어장치(250)에 의하여 상기 쌍유로 유체 펌핑장치(123)에서 펌핑된 유체의 유량을 조절할 수 있는 것에 있어서, 그 제어 모드는, 1) 수동으로 조정 또는 설정된 유체의 유량을 제어하거나, 또는 2) 설치된 적어도 한 개의 온도검측기에서 검측된 신호를 참고하여 유체의 유량을 제어하거나, 또는 3) 설치된 적어도 한 개의 습도검측기에서 검측된 신호를 참고하여 유체의 유량을 제어하거나, 또는 4) 설치된 적어도 한 개의 기상 유체 또는 액상 유체 성분검측기에서 검측된 신호를 참고하여 유체의 유량을 제어하거나, 또는 5) 상기 1)~4)항 중 두 가지 또는 두 가지 이상의 방식을 결합하여 유체의 유량을 제어하는 제어 모드 중 한 가지 또는 한 가지 이상을 포함한다.

본 발명에 따른 자동제어에 의한 유량의 전환이 가능한 고정식 열교환장치에 있어서, 유량 제어 기능을 설치할 경우, 유체의 유량을 제어할 수 있는 범위는 수송 정지상태에서 최대 수송량 사이까지이고, 작동 상의 필요에 따라 유단 또는 무단으로 유체의 유량을 제어할 수 있으며, 유체의 유량을 전환하기 위하여 사용하는 장치는, 1) 두 개의 상기 쌍유로 유체 펌핑장치(123)의 펌핑 운동 작동 회전속도를 제어하여 작동 정지상태에서 최고속도까지의 범위 내의 속도를 컨트롤함으로써 유체의 유량을 제어하거나, 2) 유체를 제어할 수 있는 유체 출입 밸브 포트가 설치된 상기 쌍유로 유체 펌핑장치(123)를 사용하여 상기 쌍유로 유체 펌핑장치(123)의 유체 출입 밸브 포트의 개폐량을 제어함으로써 유체의 유량을 제어하거나, 3) 상기 1) ~ 2)항 중 적어도 한 가지의 장치를 제어하여 유체를 간헐적으로 펌핑시키고, 펌핑 또는 펌핑 정지의 시간 비율로 평균 유량을 제어한다.

본 발명에 따른 자동제어에 의한 유량의 전환이 가능한 고정식 열교환장치에 있어서, 작동 중 상기 열교환장치(1000)를 통과하는 양쪽 유로의 유체의 유량 비율은, 1) 그 중 한쪽 유로의 유체의 유량이 다른 한쪽 유로보다 크거나, 2) 양쪽 유로의 유체의 유량이 서로 같거나, 3) 유체를 상이한 흐름 방향으로 펌핑하는 두 개의 유체펌프가 번갈아가며 작동하여 상반된 흐름 방향을 흐르는 양쪽 유로의 유체를 번갈아가며 펌핑한다.

본 발명에 따른 자동제어에 의한 유량의 전환이 가능한 고정식 열교환장치에 있어서, 유체를 펌핑하여 상이한 흐름 방향으로 흐르도록 작동하는 기능 외에도, 상기 쌍유로 유체 펌핑장치(123)가 양방향 펌핑이 가능한 두 개의 유체펌프로 구성되었을 경우, 양쪽 유로의 유체의 펌핑방향을 제어함으로써 1) 양쪽 유로의 유체를 제어하여 유체로 하여금 동일한 흐름 방향으로 유입되도록 펌핑하거나, 2) 양쪽 유로의 유체를 제어하여 유체로 하여금 동일한 흐름 방향의 반대 방향으로 유출되도록 펌핑하거나, 3) 양쪽 유로의 유체를 제어하여 유체로 하여금 동일한 흐름 방향으로 유입 및 반대 흐름 방향으로 유출되도록 주기적으로 펌핑하는 특별 작동 모드 중 한 가지 또는 한 가지 이상의 특별한 작동 모드를 가질 수 있다.

상기한 양쪽 유로의 유체를 동일한 흐름 방향으로 흐르도록 펌핑하는 기능은 긴급한 상황에서 유체의 유입량 또는 유출량의 증가가 필요할 때 응용할 수 있다.

11 : 온도검측기
21 : 습도검측기
31 : 기상 유체 또는 액상 유체 성분검측기
100 : 열교환체
111, 112 : 부압 또는 정압을 생성시킬 수 있는 양방향 유체펌프
120a, 120b, 120c, 120d : 단방향 유체펌프
123 : 쌍유로 유체 펌핑장치
200 : 전열교환체
250 : 제어장치
300 : 전원
1000 : 열교환장치
a, b, c, d : 유체구

Claims

자동제어에 의한 유량의 전환이 가능한 열교환장치에 있어서,
적어도 하나의 열교환유체가 열교환장치 내외로 펌핑되는 열교환장치의 4개의 유체구(a, b, c, d)로서, 상기 유체구들 중 제1 및 제4 유체구(a, d)는 열교환장치의 제1 측에 설치되고, 상기 유체구들 중 제2 및 제3 유체구(b, c)는 열교환장치의 제2 측에 설치되는, 4개의 유체구;
상기 열교환장치의 제1 측에 설치된 제1 유체구(a)로부터 상기 열교환장치의 제2 측에 설치된 제2 유체구(b)로의 제1 유로를 통하여 제1 방향으로, 적어도 하나의 열교환유체를 상기 열교환장치를 통하여 펌핑시키고, 또한 상기 열교환장치의 제2 측에 설치된 제3 유체구(c)로부터 상기 열교환장치의 제1 측에 설치된 제4 유체구(d)로의 제2 유로를 통하여 제2 방향으로, 적어도 하나의 열교환유체를 상기 열교환장치를 통하여 펌핑시키기 위한 쌍유로 유체 펌핑장치(123)를 형성하는 적어도 두 개의 유체 펌프(111, 112 또는 120a, 120b, 120c, 120d) (여기서, 상기 제1 유로는 상기 제2 유로와는 상이함);
적어도 두 개의 유체 펌프에 전력을 공급하는 전원(300); 및
상기 열교환장치 내의 온도분포를 제어하기 위해, (a) 펌핑 방향을 전환시키는 작동; (b) 유체의 유량을 제어하는 작동; 및 (c) 펌핑 방향과 유량 모두를 제어하는 작동 중 적어도 하나를 실행하도록 상기 적어도 두 개의 유체펌프를 제어하며, 상기 작동의 시기는 개방 루프 작동식 제어 방식으로 미리 설정되거나 또는 수동으로 제어되는, 작동식 제어장치(250);를 포함하는, 열교환장치.
제 1 항에 있어서,
상기 적어도 두 개의 유체펌프는 상기 4개의 유체구(a, b, c, d) 중 2개의 유체구에 설치된 양방향 유체펌프인, 열교환장치.
제 2 항에 있어서,
상기 양방향 유체펌프들이 설치된 상기 2개의 유체구는, 상기 양방향 유체펌프 모두가 정압 또는 부압을 생성시키도록 작동되거나, 또는 상기 양방향 유체펌프 중 하나는 정압을 생성시키고 상기 양방향 유체펌프 중 다른 하나는 부압을 생성시키도록 작동되는 것에 따라 선택되는, 열교환장치.
제 2 항에 있어서,
각각의 상기 열교환유체의 온도 변화를 직접적으로 또는 간접적으로 검측할 수 있는 위치에 설치된 적어도 한 개의 온도검측기(11)를 더 포함하며,
상기 적어도 한 개의 온도검측기는 온도검측신호들을 상기 작동식 제어장치(250)에 제공하며,
열교환장치 내의 온도분포상태를 제어하는 상기 작동은, 상기 온도검측신호들을 기준으로 사용함으로써 상기 온도분포를 제어하도록 상기 전환 또는 상기 유량 제어의 시기를 제어하는 작동을 포함하는, 열교환장치.
제 2 항에 있어서,
적어도 한 개의 온도검측기(11) 또는 적어도 한 개의 습도검측기(21)를 더 포함하며,
상기 온도검측기(11) 또는 습도검측기(21)는 상기 열교환장치 내의 온도 변화 또는 습도 변화를 직접적으로 또는 간접적으로 검측할 수 있는 위치에 설치되며,
상기 적어도 한 개의 온도검측기(11) 또는 습도검측기(21)는 온도 또는 습도검측신호들을 상기 작동식 제어장치(250)에 각각 제공하며,
열교환장치 내의 온도분포상태를 제어하는 상기 작동은, 상기 온도검측신호들을 기준으로 사용함으로써 상기 온도분포를 제어하도록 상기 전환 또는 상기 유량 제어의 시기를 제어하는 작동을 포함하며,
상기 습도검측기는 습도검측신호들을 상기 작동식 제어장치(250)에 제공하여, 상기 전환 또는 유량 제어 시기를 제어하도록 상기 습도검측신호들을 기준으로 사용함으로써 상기 열교환장치 내의 습도분포를 제어하도록 배열되는, 열교환장치.
제 5 항에 있어서,
상기 열교환장치는 상기 적어도 한 개의 온도검측기(11) 및 상기 적어도 한 개의 습도검측기(21) 모두를 포함하는, 열교환장치.
제 2 항에 있어서,
적어도 한 개의 온도검측기(11), 적어도 한 개의 습도검측기(21) 및 적어도 한 개의 기상 유체 또는 액상 유체 성분검측기(31)를 더 포함하며,
상기 적어도 한 개의 온도검측기(11), 습도검측기(21) 또는 기상 유체 또는 액상 유체 성분검측기(31)는 상기 열교환장치 내의 온도 변화, 습도 변화 또는 유체 성분 변화를 직접적으로 또는 간접적으로 검측할 수 있는 위치에 설치되며,
상기 적어도 한 개의 온도검측기(11), 습도검측기(21) 또는 기상 유체 또는 액상 유체 성분검측기(31)는 온도, 습도 또는 유체성분 검측신호들을 상기 작동식 제어장치(250)에 각각 제공하며,
열교환장치 내의 온도분포상태를 제어하는 상기 작동은, 상기 온도검측신호들을 기준으로 사용함으로써 상기 온도분포를 제어하도록 상기 전환 또는 상기 유량 제어의 시기를 제어하는 작동을 포함하며,
상기 습도검측기는 습도검측신호들을 상기 작동식 제어장치(250)에 제공하여, 상기 전환 또는 유량 제어 시기를 제어하도록 상기 습도검측신호들을 기준으로 사용함으로써 상기 열교환장치 내의 습도분포를 제어하도록 배열되며,
상기 기상 유체 또는 액상 유체 성분검측기는 각각의 상기 적어도 하나의 열교환유체의 유입 상태를 제어하기 위한 기준으로서 유체성분 검측신호들을 상기 작동식 제어장치(250)에 제공하도록 배열되는, 열교환장치.
제 7 항에 있어서,
상기 열교환장치는 상기 적어도 한 개의 온도검측기(11), 상기 적어도 한 개의 습도검측기(21) 및 상기 적어도 한 개의 기상 유체 또는 액상 유체 성분검측기(31) 중 적어도 두 개를 포함하는, 열교환장치.
제 7 항에 있어서,
상기 작동식 제어장치(250)는 상기 유체 펌프들을 제어함으로써 상기 전환 또는 유량 제어의 시기를 제어하는, 열교환장치.
제 1 항에 있어서,
상기 적어도 두 개의 유체 펌프는, 상기 제1 유체구(a)에 설치된 제1 단방향 펌프(120a), 상기 제2 유체구(b)에 설치된 제2 단방향 펌프(120b), 상기 제3 유체구(c)에 설치된 제3 단방향 펌프(120c), 및 상기 제4 유체구(d)에 설치된 제4 단방향 펌프(120d)를 포함하며,
상기 제1 및 제2 단방향 펌프(120a, 120b)는 제1 방향으로 유체를 펌핑하도록 작동하고, 상기 제3 및 제4 단방향 펌프(120c, 120d)는 제2 방향으로 유체를 펌핑하도록 작동하며,
상기 제1 및 제2 단방향 펌프(120a, 120b)의 작동과 상기 제3 및 제4 단방향 펌프(120c, 120d)의 작동 사이의 전환은 상기 열교환장치 내의 유체 유동방향을 전환시키는, 열교환장치.
제 10 항에 있어서,
상기 제1 및 제3 단방향 펌프(120a, 120c) 중 적어도 하나는 정압을 생성시키도록 작동하며,
상기 제2 및 제4 단방향 펌프(120b, 120d) 중 적어도 하나는 부압을 생성시키도록 작동하는, 열교환장치.
제 10 항에 있어서,
각각의 상기 열교환유체의 온도 변화를 직접적으로 또는 간접적으로 검측할 수 있는 위치에 설치된 적어도 한 개의 온도검측기(11)를 더 포함하며,
상기 적어도 한 개의 온도검측기는 온도검측신호들을 상기 작동식 제어장치(250)에 제공하며,
열교환장치 내의 온도분포상태를 제어하는 상기 작동은, 상기 온도검측신호들을 기준으로 사용함으로써 상기 온도분포를 제어하도록 상기 전환 또는 상기 유량 제어의 시기를 제어하는 작동을 포함하는, 열교환장치.
제 10 항에 있어서,
적어도 한 개의 온도검측기(11) 또는 적어도 한 개의 습도검측기(21)를 더 포함하며,
상기 적어도 한 개의 온도검측기(11) 또는 습도검측기(21)는 상기 열교환장치 내의 온도 변화 또는 습도 변화를 직접적으로 또는 간접적으로 검측할 수 있는 위치에 설치되며,
상기 적어도 한 개의 온도검측기(11) 또는 습도검측기(21)는 온도 또는 습도검측신호들을 상기 작동식 제어장치(250)에 각각 제공하며,
열교환장치 내의 온도분포상태를 제어하는 상기 작동은, 상기 온도검측신호들을 기준으로 사용함으로써 상기 온도분포를 제어하도록 상기 전환 또는 상기 유량 제어의 시기를 제어하는 작동을 포함하며,
상기 습도검측기는 습도검측신호들을 상기 작동식 제어장치(250)에 제공하여, 상기 전환 또는 유량 제어 시기를 제어하도록 상기 습도검측신호들을 기준으로 사용함으로써 상기 열교환장치 내의 습도분포를 제어하도록 배열되는, 열교환장치.
제 13 항에 있어서,
상기 열교환장치는 상기 적어도 한 개의 온도검측기(11) 및 상기 적어도 한 개의 습도검측기(21) 모두를 포함하는, 열교환장치.
제 10 항에 있어서,
적어도 한 개의 온도검측기(11), 적어도 한 개의 습도검측기(21) 및 적어도 한 개의 기상 유체 또는 액상 유체 성분검측기(31) 중 적어도 한 개를 더 포함하며,
상기 적어도 한 개의 온도검측기(11), 습도검측기(21) 또는 기상 유체 또는 액상 유체 성분검측기(31)는 상기 열교환장치 내의 온도 변화, 습도 변화 또는 기상 유체 또는 액상 유체 성분 변화를 직접적으로 또는 간접적으로 검측할 수 있는 위치에 설치되며,
상기 적어도 한 개의 온도검측기(11), 습도검측기(21) 또는 기상 유체 또는 액상 유체 성분검측기(31)는 온도, 습도 또는 유체성분 검측신호들을 상기 작동식 제어장치(250)에 각각 제공하며,
열교환장치 내의 온도분포상태를 제어하는 상기 작동은, 상기 온도검측신호들을 기준으로 사용함으로써 상기 온도분포를 제어하도록 상기 전환 또는 상기 유량 제어의 시기를 제어하는 작동을 포함하며,
상기 습도검측기는 습도검측신호들을 상기 작동식 제어장치(250)에 제공하여, 상기 전환 또는 유량 제어 시기를 제어하도록 상기 습도검측신호들을 기준으로 사용함으로써 상기 열교환장치 내의 습도분포를 제어하도록 배열되며,
상기 기상 유체 또는 액상 유체 성분검측기는 각각의 상기 적어도 하나의 열교환유체의 유입 상태를 제어하기 위한 기준으로서 유체성분 검측신호들을 상기 작동식 제어장치(250)에 제공하도록 배열되는, 열교환장치.
제 15 항에 있어서,
상기 열교환장치는 상기 적어도 한 개의 온도검측기(11), 상기 적어도 한 개의 습도검측기(21) 및 상기 적어도 한 개의 기상 유체 또는 액상 유체 성분검측기(31) 중 적어도 두 개를 포함하는, 열교환장치.
제 15 항에 있어서,
상기 작동식 제어장치(250)는 상기 단방향 펌프들을 제어함으로써 상기 전환 또는 유량 제어의 시기를 제어하는, 열교환장치.
제 1 항에 있어서,
상기 작동식 제어장치(250)는, 열교환장치를 통과하는 유체의 방향을 변화시키고 또한 쌍유로 유체 펌핑장치(123)를 형성하는 상기 적어도 두 개의 유체펌프(111, 112 또는 120a, 120b, 120c, 120d)의 개개의 펌프 회전 속도, 유량 및 유체압력의 적어도 부분적인 조절을 제공하도록, 쌍유로 유체 펌핑장치(123)를 형성하는 상기 적어도 두 개의 유체펌프(111, 112 또는 120a, 120b, 120c, 120d)의 시기를 제어하도록 배열되는, 열교환장치.
제 1 항에 있어서,
적어도 한 개의 온도검측기, 습도검측기 및 기상 유체 또는 액상 유체 성분검측기를 더 포함하며,
쌍유로 유체 펌핑장치(123)를 형성하는 상기 적어도 두 개의 유체펌프(111, 112 또는 120a, 120b, 120c, 120d)는,
(a) 펌핑 유체 유량의 조정 또는 설정이 수동으로 제어되는 모드;
(b) 적어도 한 개의 온도검측기에 의해 검측된 신호를 참조하는 것에 의해 유량이 제어되는 모드;
(c) 적어도 한 개의 습도검측기에 의해 검측된 신호를 참조하는 것에 의해 유량이 제어되는 모드;
(d) 적어도 한 개의 기상유체 또는 액상유체 성분검측기에 의해 검측된 신호를 참조하는 것에 의해 유량이 제어되는 모드; 및
(e) 상기 모드 (a) 내지 (d) 중 2개 이상의 조합에 의해 유량이 제어되는 모드;의 작동 제어 모드들 중 적어도 하나에 따라 상기 작동식 제어장치(250)에 의해 제어되는, 열교환장치.
제 1 항에 있어서,
상기 적어도 하나의 열교환유체의 유량의 작동식 제어는,
(a) 쌍유로 유체 펌핑장치(123)를 형성하는 상기 적어도 두 개의 유체펌프(111, 112 또는 120a, 120b, 120c, 120d)의 회전속도를 제어하는 것; 및
(b) 펌핑 또는 펌핑 정지의 시간 비율에 따라 평균 유량을 조절하도록, 쌍유로 유체 펌핑장치(123)를 형성하는 상기 적어도 두 개의 유체펌프(111, 112 또는 120a, 120b, 120c, 120d)가 간헐적으로 유체를 펌핑하도록 제어하는 것; 중 적어도 하나에 의해 달성되는, 열교환장치.
제 1 항에 있어서,
상기 제1 및 제2 방향에서의 유량의 비율은,
(a) 상기 한쪽 방향의 유량이 상기 다른 한쪽 방향의 유량보다 큰 비율;
(b) 상기 양쪽 방향의 유량이 서로 같은 비율; 및
(c) 상기 유체 펌프가 상기 제1 및 제2 방향의 유체 흐름을 교호적으로 다른 방향들로 펌핑하도록 작동하는 비율; 중 하나인, 열교환장치.
제 1 항에 있어서,
쌍유로 유체 펌핑장치(123)를 형성하는 상기 적어도 두 개의 유체펌프(111, 112 또는 120a, 120b, 120c, 120d)는, 상기 유체를 상기 열교환장치 내로 동일한 유동 방향으로 펌핑하거나, 상기 유체를 상기 열교환장치 밖으로 역방향으로 펌핑하거나, 또는 상기 유체를 상기 열교환장치 내로 동일한 유동 방향으로 펌핑하고 상기 열교환장치 밖으로 역방향으로 펌핑하는 모드로 주기적으로 펌핑하도록 더 배열되는, 열교환장치.
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