KR102185416B1 - 냉방 시스템 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 실시예에 따른 냉방 시스템은, 냉매를 고온 고압의 기상 냉매로 압축하는 압축기; 상기 압축기를 통과한 냉매를 고온 고압의 액상 냉매로 응축시키기 위하여, 내부에 제 1 냉매 유로와 제 1 냉각수 유로가 형성되는 제 1 열교환기; 상기 제 1 열교환기를 통과한 냉매를 저온 저압의 2상 냉매로 팽창시키는 팽창변; 상기 팽창변을 통과한 냉매를 저온 저압의 기상 냉매로 증발시키는 제 2 열교환기; 상기 제 2 열교환기를 통과한 냉매가 흐르는 제 2 냉매 유로와, 상기 제 2 냉매 유로를 따라 흐르는 냉매와 열교환하기 위한 냉각수가 흐르는 제 2 냉각수 유로가 형성되는 제 3 열교환기; 상기 제 1 냉각수 유로와 상기 제 2 냉각수 유로로 공급되는 냉각수가 저장되는 워터 탱크; 상기 압축기와, 상기 제 1 열교환기와, 상기 팽창변과, 상기 제 2 열교환와, 상기 제 3 열교환기 및 상기 압축기를 연결하는 냉매 배관; 상기 워터 탱크와, 상기 제 1 냉각수 유로 및 상기 제 2 냉각수 유로를 연결하는 물배관; 및 상기 워터 탱크의 출구단측 물배관의 어느 일측에 장착되어, 상기 워터 탱크 내의 물을 펌핑하는 펌프를 포함할 수 있다.

Description

냉방 시스템{Cooling system}
본 발명은 냉방 시스템에 관한 것이다.
종래의 수냉식 냉방 시스템은 실외기에서 냉매를 응축하기 위하여 쿨링 타워의 물을 이용하였다.
도 1은 종래의 수냉식 냉방 시스템을 개략적으로 보여주는 도면이다.
도 1을 참조하면, 종래의 수냉식 냉방 시스템은, 실내기(1)와 실외기(2)로 이루어진다.
상세히, 상기 실내기(1)는 냉매를 저온 저압의 2상 냉매로 팽창시키는 팽창변(6)과, 상기 팽창변(6)을 통과한 냉매와 실내 공기가 열교환하도록 하는 증발기(7) 및 상기 증발기(7)와 실내 공기의 열교환을 위하여 실내 공기를 강제 유동하는 증발팬(7)을 포함할 수 있다.
또한, 상기 실외기(1)는, 냉매를 고온 고압으로 압축하는 압축기(3)와, 상기 압축기(3)에 의하여 압축된 냉매를 응축시키는 응축기(4)와, 상기 응축기(4)와 연결되어 냉매와 열교환하기 위한 물을 순환시키는 쿨링 타워(5)를 포함할 수 있다.
상세히, 상기 응축기(4) 내부에는 냉매 유로와 물유로가 각각 형성되어, 상기 응축기(4)로 유입되는 냉매와 상기 물유로를 따라 흐르는 물이 열교환하도록 한다. 그리고, 상기 물배관은 상기 쿨링 타워(5)와 연결되며, 상기 응축기(4)와 상기 쿨링 타워(5) 사이를 응축수가 순환하도록 형성된다.
쿨링 타워(5)를 이용하는 종래의 수냉식 냉방 시스템의 경우, 냉매 응축을 위한 열원으로 쿨링 타워를 설치하여야 하므로, 쿨링 타워를 설치할 수 없는 공간에 냉방 시스템을 구축하여야 하거나, 소용량의 냉방 시스템인 경우 쿨링 타워를 적용한 수냉식 냉방 시스템의 적용이 어려운 단점이 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 개선하기 위하여 제안되었다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 냉방 시스템은, 냉매를 고온 고압의 기상 냉매로 압축하는 압축기; 상기 압축기를 통과한 냉매를 고온 고압의 액상 냉매로 응축시키기 위하여, 내부에 제 1 냉매 유로와 제 1 냉각수 유로가 형성되는 제 1 열교환기; 상기 제 1 열교환기를 통과한 냉매를 저온 저압의 2상 냉매로 팽창시키는 팽창변; 상기 팽창변을 통과한 냉매를 저온 저압의 기상 냉매로 증발시키는 제 2 열교환기; 상기 제 2 열교환기를 통과한 냉매가 흐르는 제 2 냉매 유로와, 상기 제 2 냉매 유로를 따라 흐르는 냉매와 열교환하기 위한 냉각수가 흐르는 제 2 냉각수 유로가 형성되는 제 3 열교환기; 상기 제 1 냉각수 유로와 상기 제 2 냉각수 유로로 공급되는 냉각수가 저장되는 워터 탱크; 상기 압축기와, 상기 제 1 열교환기와, 상기 팽창변과, 상기 제 2 열교환와, 상기 제 3 열교환기 및 상기 압축기를 연결하는 냉매 배관; 상기 워터 탱크와, 상기 제 1 냉각수 유로 및 상기 제 2 냉각수 유로를 연결하는 물배관; 및 상기 워터 탱크의 출구단측 물배관의 어느 일측에 장착되어, 상기 워터 탱크 내의 물을 펌핑하는 펌프를 포함하고, 상기 펌프의 출구단은 제 1 출구단과 제 2 출구단으로 나뉘어지고, 상기 제 1 출구단은 상기 제 1 냉각수 유로의 입구단에 연결되고, 상기 제 2 출구단은 상기 제 2 냉각수 유로의 입구단에 연결되는 냉방 시스템이고, 상기 제 1 냉매 유로의 출구단과 상기 팽창변을 연결하는 냉매 배관의 어느 지점에서 분지되어 상기 제 2 냉매 유로의 입구단에 연결되는 바이패스 배관과, 상기 바이패스 배관의 어느 지점에 구비되는 바이패스 밸브를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 냉방 시스템은, 냉매를 고온 고압의 기상 냉매로 압축하는 압축기; 상기 압축기를 통과한 냉매를 고온 고압의 액상 냉매로 응축시키기 위하여, 내부에 제 1 냉매 유로와 제 1 냉각수 유로가 형성되는 제 1 열교환기; 상기 제 1 열교환기를 통과한 냉매를 저온 저압의 2상 냉매로 팽창시키는 팽창변; 상기 팽창변을 통과한 냉매를 저온 저압의 기상 냉매로 증발시키는 제 2 열교환기; 상기 제 2 열교환기를 통과한 냉매가 흐르는 제 2 냉매 유로와, 상기 제 2 냉매 유로를 따라 흐르는 냉매와 열교환하기 위한 냉각수가 흐르는 제 2 냉각수 유로가 형성되는 제 3 열교환기; 상기 제 1 냉각수 유로와 상기 제 2 냉각수 유로로 공급되는 냉각수가 저장되는 워터 탱크; 상기 압축기와, 상기 제 1 열교환기와, 상기 팽창변과, 상기 제 2 열교환와, 상기 제 3 열교환기 및 상기 압축기를 연결하는 냉매 배관; 상기 워터 탱크와, 상기 제 1 냉각수 유로 및 상기 제 2 냉각수 유로를 연결하는 물배관; 및 상기 워터 탱크의 출구단측 물배관의 어느 일측에 장착되어, 상기 워터 탱크 내의 물을 펌핑하는 펌프를 포함하고, 상기 펌프의 출구단에 연결되는 물배관은 상기 제 1 냉각수 유로의 입구단에 연결되고, 상기 제 1 냉각수 유로의 출구단은 상기 제 2 냉각수 유로의 입구단에 연결되며, 상기 제 2 냉각수 유로의 출구단에 연결되는 물배관은 상기 워터 탱크로 연결되는 냉방 시스템이고, 상기 제 1 냉매 유로의 출구단과 상기 팽창변을 연결하는 냉매 배관의 어느 지점에서 분지되어 상기 제 2 냉매 유로의 입구단에 연결되는 바이패스 배관과, 상기 바이패스 배관의 어느 지점에 구비되는 바이패스 밸브를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 냉방 시스템은, 냉매를 고온 고압의 기상 냉매로 압축하는 압축기; 상기 압축기를 통과한 냉매를 고온 고압의 액상 냉매로 응축시키기 위하여, 내부에 제 1 냉매 유로와 제 1 냉각수 유로가 형성되는 제 1 열교환기; 상기 제 1 열교환기를 통과한 냉매를 저온 저압의 2상 냉매로 팽창시키는 팽창변; 상기 팽창변을 통과한 냉매를 저온 저압의 기상 냉매로 증발시키고, 출구단이 상기 압축기의 입구단과 연결되는 제 2 열교환기; 출구단이 상기 압축기의 입구단과 연결되는 제 2 냉매 유로와, 상기 제 2 냉매 유로를 따라 흐르는 냉매와 열교환하기 위한 냉각수가 흐르는 제 2 냉각수 유로가 형성되는 제 3 열교환기; 상기 제 1 냉각수 유로와 상기 제 2 냉각수 유로로 공급되는 냉각수가 저장되는 워터 탱크; 상기 압축기와, 상기 제 1 열교환기와, 상기 팽창변과, 상기 제 2 열교환기 및 상기 압축기를 연결하는 냉매 배관; 상기 제 1 냉매 유로의 출구단과 상기 팽창변을 연결하는 냉매 배관의 어느 지점에서 분지되어 상기 제 2 냉매 유로의 입구단에 연결되는 바이패스 배관; 상기 바이패스 배관의 어느 지점에 구비되는 바이패스 밸브; 상기 워터 탱크와, 상기 제 1 냉각수 유로 및 상기 제 2 냉각수 유로를 연결하는 물배관; 및 상기 워터 탱크의 출구단측 물배관의 어느 일측에 장착되어, 상기 워터 탱크 내의 물을 펌핑하는 펌프를 포함할 수 있다.
상기와 같은 구성을 이루는 본 발명의 실시예에 따른 냉방 시스템에 의하면, 다음과 같은 효과가 있다.
첫째, 냉매의 응축을 위하여 쿨링 타워 대신 워터 탱크를 적용하므로, 쿨링 타워를 설치할 수 없는 협소한 공간에 냉방 시스템을 용이하게 구축할 수 있는 장점이 있다.
둘재, 쿨링 타워를 설치하는 대신 크기가 작은 워터 탱크를 적용하므로, 용량이 적은 냉방 시스템을 구축할 때 매우 효과적인 장점이 있다.
도 1은 종래의 수냉식 냉방 시스템을 개략적으로 보여주는 도면.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 냉방 시스템을 보여주는 시스템도.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 냉방 시스템의 구성을 보여주는 시스템도.
도 4는 본 발명의 더 다른 실시예에 따른 냉방 시스템의 구성을 보여주는 시스템도.
이하에서는 본 발명의 실시예에 따른 냉방 시스템에 대하여 도면을 참조하여 상세히 설명하도록 한다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 냉방 시스템을 보여주는 시스템도이다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 냉방 시스템은, 실내기(10)와 실외기(20)로 이루어진다.
상세히, 상기 실외기(20)는, 냉매를 고온 고압의 기체 상태로 압축하는 압축기(21)와, 상기 압축기(21)로부터 토출되는 냉매를 고온 고압의 액냉매로 응축하는 제 1 열교환기(22)와, 상기 제 1 열교환기(22)로 유입되는 냉매와 열교환하기 위한 냉각수를 공급하는 워터 탱크(23)와, 상기 워터 탱크(23)의 물을 펌핑하는 펌프(24)와, 상기 펌프(24)에 의하여 펌핑된 냉각수와 상기 실내기(20)를 통과하여 상기 압축기(21)로 되돌아오는 냉매가 열교환하도록 하는 제 3 열교환기(25)와, 상기 워터 탱크(23)의 출구측에 제공되어 냉각수를 상기 제 1 열교환기(22)와 상기 제 3 열교환기(25)로 각각 나뉘어 공급되도록 하는 절환 밸브(26) 및 상기 제 1 열교환기(22)를 통과한 냉매의 일부가 상기 제 3 열교환기(25)로 분지되도록 하는 바이패스관(27)과, 상기 바이패스 배관(27)의 어느 지점에 제공되는 바이패스 밸브(28)를 포함한다.
또한, 상기 실내기(10)는, 상기 제 2 열교환기(22)를 통과한 액냉매를 저온 저압의 2상 냉매로 팽창시키는 팽창변(11)과, 상기 팽창변(11)을 통과한 냉매와 실내 공기가 열교환하도록 하는 제 2 열교환기(12) 및 상기 실내 공기를 강제 유동하여 상기 제 2 열교환기(12)와 실내 공기가 열교환하도록 하는 냉각팬(121)을 포함한다.
상세히, 상기 냉매는 냉매 배관(29)을 따라 이동하고, 상기 냉매 배관(29)은 상기 압축기(12), 제 1 열교환기(22), 팽창변(11), 제 2 열교환기(12) 및 상기 제 3 열교환기(25)를 따라 흐르는 폐루프 유로를 형성한다.
또한, 상기 냉각수는 상기 워터 탱크(23)와, 상기 제 1 및 제 3 열교환기(22,25)를 따라 흐르는 폐루프 유로를 형성한다. 그리고, 상기 워터 탱크(23)의 일측에는 냉각수 보충을 위한 물공급 포트(미도시)가 구비될 수 있다. 상기 워터 탱크(23)에 저장된 냉각수는 냉각 과정에서 증발할 수 있으며, 증발에 의하여 냉각수가 감소할 경우, 상기 물공급 포트를 통하여 냉각수가 보충될 수 있다.
한편, 상기 제 1 열교환기(22) 및 상기 제 3 열교환기(25)의 내부에는 상기 냉각수가 흐르는 냉각수 유로와, 상기 냉매가 흐르는 냉매 유로가 형성되며, 이들 두 유로는 서로 이격되어 형성된다. 따라서, 상기 제 1 열교환기(22) 내부에서는, 냉매와 냉각수와 혼합되지 않고 열교환만 일어난다. 따라서, 상기 제 1 열교환기(22)는, 냉매를 응축시키는 기능을 수행하기 때문에 응축기로 명명될 수 있을 뿐 아니라, 냉매로부터 냉각수로 열전달이 이루어져서 물이 냉매를 응축시킨다 하여 수냉식 응축기로 명명될 수도 있다.
또한, 상기 제 3 열교환기(25) 내부에서도 냉매와 냉각수가 혼합되지 않고 열교환만 일어난다. 그리고, 상기 제 3 열교환기(25)에서는, 냉각수로부터 냉매로 열이 전달되어 냉각수의 온도가 낮아지기 때문에, 냉각수을 냉각시킨다는 측면에서 냉각기로 명명될 수 있다. 그리고, 상기 실내기(10), 구체적으로는 상기 제 2 열교환기(12)의 토출단에 연결되는 냉매 배관(29)이 상기 제 3 열교환기(25)에 형성된 냉매 유로의 입구단에 연결된다. 따라서, 상기 제 2 열교환기(12)를 통과하면서 증발한 냉매는 상기 제 3 열교환기(25)로 유입되고, 상기 제 3 열교환기(25)를 통과하면서 상기 냉각수로부터 열을 흡수하여 재차 증발 과정을 거친다. 그리고, 상기 제 3 열교환기(25)를 통과한 냉매는 상기 압축기(21)의 입구단으로 유입된다. 이때, 도시되지는 않았으나, 상기 압축기(21)의 입구단에는 액상 냉매와 기상 냉매를 분리하는 어큐뮬레이터가 장착될 수 있고, 상기 어큐뮬레이터로 유입된 냉매 중 기상 냉매만이 상기 압축기로 유입되고, 액상 냉매는 상기 어큐뮬레이터에 남는다.
또한, 상기 워터 탱크(23)에 저장된 물은 섭씨 30도 정도로 유지되도록 한다. 상세히, 상기 제 1 열교환기(22)를 통과하면서 가열된 냉각수는 상기 워터 탱크(23)로 되돌아와서 상기 워터 탱크(23)의 온도를 높이게 된다. 반면, 상기 제 3 열교환기(25)를 지나면서 냉각된 물이 상기 워터 탱크(23)로 되돌아와서 상기 워터 태크(23)의 온도를 낮추게 된다. 이때, 상기 제 1 열교환기(22)에서 흡수한 열량과 상기 제 3 열교환기(25)에서 빼앗긴 열량이 동일한 경우, 상기 워터 탱크(23)는 항상 일정한 온도, 즉 섭씨 30도 정도로 유지될 것이다.
한편, 상기 워터 탱크(23)의 출구단에는 상기 펌프(24)가 장착되어, 상기 워터 탱크(23)에 저장된 물이 상기 제 1 열교환기(22) 및 상기 제 3 열교환기(25)로 나뉘어 공급되도록 한다. 이를 위해서, 상기 펌프(24)의 출구단에는 절환 밸브(26)가 장착된다. 그리고, 상기 펌프(24)에 의하여 펌핑된 물은 상기 절환 밸브(26)의 작동에 의하여, 상기 제 1 및 제 3 열교환기(22,25)로 나뉘어 흐르게 된다. 냉매 사이클이 유지되기 위해서는, 상기 제 1 및 제 3 열교환기(22,25)로 나뉘어 물이 동시에 공급된다. 이때, 상기 제 1 열교환기(22)로 공급되는 물의 양과 상기 제 2 열교환기(25)로 공급되는 물의 양은 다를 수 있다. 예컨대, 상기 제 1 열교환기(22)의 온도가 상기 제 3 열교환기(25)의 온도보다 상대적으로 높기 때문에, 상기 제 3 열교환기(25) 쪽으로 냉각수가 더 많이 공급되도록 하여, 상기 제 1 열교환기(22)에서 냉각수로 전달되는 열량과 상기 제 3 열교환기(25)에서 냉매로 빼앗기는 열량이 동일하도록 할 수 있다.
한편, 상기 절환 밸브(26)의 출구단은 두 갈래로 나뉘어지고, 어느 하나의 출구단은 상기 제 3 열교환기(25)의 냉각수 유로 입구단에 연결되고, 다른 하나의 출구단은 물배관(30)에 의하여 상기 제 1 열교환기922)의 냉각수 유로 입구단에 연결된다. 그리고, 상기 제 3 열교환기(25)의 냉각수 유로 출구단과 상기 제 1 열교환기(22)의 냉각수 유로 출구단은, 상기 물배관(30)에 의하여 상기 워터 탱크(23)로 연결된다. 상기 워터 탱크(23)의 일 면에는 상기 제 1 열교환기922)에서 연장되는 물배관과 상기 제 3 열교환기(25)에서 연장되는 물배관이 연결되기 위한 유입 포트가 각각 형성되어, 상기 제 1 열교환기(22)를 통과한 냉각수와 상기 제 3 열교환기(25)를 통과한 냉각수가 상기 워터 탱크(23)로 되돌아오도록 한다.
한편, 상기 바이패스 배관(27)과 상기 바이패스 밸브(28)는, 상기 제 1 열교환기(22)에서 냉각수로 전달되는 열량과 상기 제 3 열교환기(25)에서 냉매로 전달되는 열량이 동일하지 않을 경우에 사용되는 구성이라 할 수 있다.
상세히, 냉방 시스템이 작동하면, 상기 제 1 열교환기(22)로 유입되는 냉매는 고온 고압 상태이고, 상기 제 3 열교환기(25)로 유입되는 냉매는 저온 저압 상태이다. 따라서, 상기 제 1 열교환기(22)에서 냉각수로 전달되는 열량보다 상기 제 3 열교환기(25)에서 냉매로 전달되는 열량이 훨씬 적을 수 있다. 그러면, 상기 워터 탱크(23) 내의 냉각수 온도가 상승하게 되고, 그 결과, 상기 제 1 열교환기(22)에서 냉매를 효과적으로 냉각시키지 못하게 된다. 이 때, 상기 제 3 열교환기(25)에서 냉매로 전달되는 열량을 높여주기 위하여 상기 바이패스 밸브(28)가 개방된다. 상기 바이패스 밸브(28)의 개도 조절을 통하여 상기 제 1 열교환기(22)를 통과한 고온 고압의 냉매 일부가 상기 바이패스 배관(27)으로 분지되도록 한다.
여기서, 상기 바이패스 밸브(28)는 냉매 유로의 개도를 조절하는 기능 뿐만 아니라, 냉매가 저온 저압으로 팽창하도록 하는 팽창 밸브의 기능을 함께 수행한다. 즉, 상기 바이패스 밸브(28)는 바이패스 팽창 밸브로 명명될 수 있다.
상세히, 상기 바이패스 밸브(28)가 개방되면, 상기 제 1 열교환기(22)를 통과한 고온 고압의 액상 냉매 일부가 상기 바이패스 밸브(28)를 통과하면서 팽창하여 저온 저압의 2상 냉매로 상변화된다. 그리고, 상기 바이패스 배관(27)을 따라 흐르는 저온 저압의 2상 냉매와, 상기 제 2 열교환기(12)를 통과하면서 상변화된 저온 저압의 2상 냉매가 혼합된다. 상기 바이패스 배관(27)을 따라 흐르는 저온 저압의 2상 냉매가 상기 제 3 열교환기(25)로 추가 공급됨에 따라, 상기 제 3 열교환기(25)로 유입되는 냉각수로부터 더 많은 열을 전달받을 수 있게 된다. 그리고, 상기 바이패스 밸브(28)의 개도 조절을 통하여 상기 바이패스 배관(27)으로 분지되는 냉매의 양을 조절함으로써, 상기 제 1 열교환기(22)에서 냉각수로 전달된 열량과 상기 제 3 열교환기(25)에서 냉매로 전달된 열량이 같아지도록 할 수 있다. 그 결과, 상기 워터 탱크(23) 내부의 온도는 항상 일정하게 유지될 수 있다.
한편, 상기 제 2 열교환기(12)는 실내 공기로부터 열을 흡수하여 냉매를 증발시키기 때문에 증발기로 명명될 수 있다. 그리고, 상기 제 1 및 제 3 열교환기(22,25)는 냉매와 냉각수가 섞이지 않고 열교환하는 판형 열교환기일 수 있다. 여기서, 상기 제 2 열교환기(12)는 핀-튜브 형태의 공냉식 열교환기일 수도 있고, 판형 열교환기 또는 칠러(chiller)와 같은 수냉식 열교환기일 수도 있다. 예컨대, 상기 제 2 열교환기(12)가 공냉식 열교환기인 경우, 실내의 벽면에 설치되어 실내 공기를 냉각시키는 에어컨으로 사용될 수 있다. 반면, 상기 제 2 열교환기(12)가 수냉식 열교환기인 경우, 상기 제 2 열교환기(12)를 통과하는 물배관은 실내 바닥에 매설되어 실내 공기를 냉각시키거나, 욕실의 샤워기에 연결되어 냉각수가 여름철 샤워 용도로 사용될 수도 있을 것이다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 냉방 시스템의 구성을 보여주는 시스템도이다.
도 3을 참조하면, 본 실시예에 따른 냉방 시스템은, 이전 실시예에서 제시된 냉방 시스템과 그 구성이 동일하고, 냉각수가 흐르는 물배관(30)이 상기 펌프(24)의 출구단에서 분지되지 않는 것에 차이가 있다.
상세히, 상기 펌프(24)의 출구단에 연결되는 물배관(30)은 상기 제 1 열교환기(22)를 통과한 다음 상기 제 3 열교환기(25)를 통과하여 상기 워터 탱크(23)로 되돌아오는 유로를 형성한다. 따라서, 상기 제 1 열교환기(22) 내부의 냉각수 유로와 상기 제 3 열교환기(25) 내부의 냉각수 유로가 직렬 연결되는 것에 특징이 있다. 이전 실시예의 경우는, 상기 제 2 열교환기(22)의 냉각수 유로와 상기 제 3 열교환기(25)의 냉각수 유로가 병렬 연결되는 구조라 할 수 있다.
따라서, 상기 펌프(24)에 의하여 펌핑된 냉각수는 상기 제 1 열교환기(22)를 통과하면서 냉매로부터 열을 전달받고, 상기 제 3 열교환기(25)를 통과하면서 동일한 양의 열이 상기 냉각수로부터 냉매로 전달된다. 그러면, 상기 워터 탱크(23)로는 열이 공급되지 않은 경우와 동일하므로, 상기 워터 탱크(23)는 일정한 온도로 유지될 수 있다. 물론, 상기 제 1 열교환기(22)에서 냉각수로 흡수되는 열량과 상기 제 3 열교환기(22)에서 냉매로 빼앗기는 열량이 동일하게 되도록, 상기 바이패스 밸브(28)의 개도 조절을 통한 냉매의 바이패스가 이루어져야 할 것이다.
도 4는 본 발명의 더 다른 실시예에 따른 냉방 시스템의 구성을 보여주는 시스템도이다.
도 4를 참조하면, 본 실시예에 따른 냉방 시스템은, 도 3의 실시예에서 제시된 냉방 시스템과 그 구성이 동일하고, 실내기(10)에서 오는 냉매 배관(29)이 상기 제 3 열교환기(25)를 거치지 않고 바로 상기 압축기(21)로 유입되는 것에 차이가 있다.
상세히, 본 실시예에서는, 상기 상기 펌프(24)의 출구단에서 상기 제 1 열교환기(22) 및 상기 제 3 열교환기(25)가 직렬 또는 병렬로 연결되는 것에 있어서는 이전 실시예와 동일하다. 그리고, 상기 바이패스 배관(27)이 상기 제 3 열교환기(25)를 통과한 뒤 상기 압축기(21) 입구단으로 연결되는 구조도 이전 실시예와 동일하다. 더 구체적으로 설명하면, 상기 제 2 열교환기(12)를 통과한 냉매와 상기 바이패스 배관(27)을 따라 상기 제 3 열교환기(25)를 통과한 냉매가 합쳐진 후에 상기 압축기(21) 입구단으로 흐르게 된다.
다만, 상기 제 2 열교환기(12)를 통과한 냉매가 상기 제 3 열교환기(25)를 통과하지 않고 상기 압축기(21)로 바로 유입된다. 그 결과, 상기 제 3 열교환기(25)로 흐르는 냉각수는 상기 바이패스 배관(27)을 따라 흐르는 냉매하고만 열교환을 하게 된다. 상기 제 1 열교환기(22)에서 냉각수로 전달되는 열량과 상기 제 3 열교환기(25)에서 상기 냉각수가 냉매로 방출하는 열량이 동일하도록 하기 위해서는, 상기 바이패스 밸브(28)의 개도가 이전 실시예의 경우보다 더 커져서 바이패스되는 냉매가 많아져야 할 것이다. 이는, 상기 제 1 열교환기(22)의 온도가 상기 제 3 열교환기(25)의 온도보다 높기 때문이다.
상기와 같은 시스템에 의하면, 소형의 워터 탱크로 쿨링 워터와 같은 대형 열교환 장치를 대체할 수 있는 장점이 있다.

Claims (17)

  1. 냉매를 고온 고압의 기상 냉매로 압축하는 압축기;
    상기 압축기를 통과한 냉매를 고온 고압의 액상 냉매로 응축시키기 위하여, 내부에 제 1 냉매 유로와 제 1 냉각수 유로가 형성되는 제 1 열교환기;
    상기 제 1 열교환기를 통과한 냉매를 저온 저압의 2상 냉매로 팽창시키는 팽창변;
    상기 팽창변을 통과한 냉매를 저온 저압의 기상 냉매로 증발시키는 제 2 열교환기;
    상기 제 2 열교환기를 통과한 냉매가 흐르는 제 2 냉매 유로와, 상기 제 2 냉매 유로를 따라 흐르는 냉매와 열교환하기 위한 냉각수가 흐르는 제 2 냉각수 유로가 형성되는 제 3 열교환기;
    상기 제 1 냉각수 유로와 상기 제 2 냉각수 유로로 공급되는 냉각수가 저장되는 워터 탱크;
    상기 압축기와, 상기 제 1 열교환기와, 상기 팽창변과, 상기 제 2 열교환와, 상기 제 3 열교환기 및 상기 압축기를 연결하는 냉매 배관;
    상기 워터 탱크와, 상기 제 1 냉각수 유로 및 상기 제 2 냉각수 유로를 연결하는 물배관; 및
    상기 워터 탱크의 출구단측 물배관의 어느 일측에 장착되어, 상기 워터 탱크 내의 물을 펌핑하는 펌프를 포함하고,
    상기 펌프의 출구단은 제 1 출구단과 제 2 출구단으로 나뉘어지고,
    상기 제 1 출구단은 상기 제 1 냉각수 유로의 입구단에 연결되고,
    상기 제 2 출구단은 상기 제 2 냉각수 유로의 입구단에 연결되는 냉방 시스템에 있어서,
    상기 제 1 냉매 유로의 출구단과 상기 팽창변을 연결하는 냉매 배관의 어느 지점에서 분지되어 상기 제 2 냉매 유로의 입구단에 연결되는 바이패스 배관과,
    상기 바이패스 배관의 어느 지점에 구비되는 바이패스 밸브를 더 포함하는 냉방 시스템.
  2. 냉매를 고온 고압의 기상 냉매로 압축하는 압축기;
    상기 압축기를 통과한 냉매를 고온 고압의 액상 냉매로 응축시키기 위하여, 내부에 제 1 냉매 유로와 제 1 냉각수 유로가 형성되는 제 1 열교환기;
    상기 제 1 열교환기를 통과한 냉매를 저온 저압의 2상 냉매로 팽창시키는 팽창변;
    상기 팽창변을 통과한 냉매를 저온 저압의 기상 냉매로 증발시키는 제 2 열교환기;
    상기 제 2 열교환기를 통과한 냉매가 흐르는 제 2 냉매 유로와, 상기 제 2 냉매 유로를 따라 흐르는 냉매와 열교환하기 위한 냉각수가 흐르는 제 2 냉각수 유로가 형성되는 제 3 열교환기;
    상기 제 1 냉각수 유로와 상기 제 2 냉각수 유로로 공급되는 냉각수가 저장되는 워터 탱크;
    상기 압축기와, 상기 제 1 열교환기와, 상기 팽창변과, 상기 제 2 열교환와, 상기 제 3 열교환기 및 상기 압축기를 연결하는 냉매 배관;
    상기 워터 탱크와, 상기 제 1 냉각수 유로 및 상기 제 2 냉각수 유로를 연결하는 물배관; 및
    상기 워터 탱크의 출구단측 물배관의 어느 일측에 장착되어, 상기 워터 탱크 내의 물을 펌핑하는 펌프를 포함하고,
    상기 펌프의 출구단에 연결되는 물배관은 상기 제 1 냉각수 유로의 입구단에 연결되고,
    상기 제 1 냉각수 유로의 출구단은 상기 제 2 냉각수 유로의 입구단에 연결되며,
    상기 제 2 냉각수 유로의 출구단에 연결되는 물배관은 상기 워터 탱크로 연결되는 냉방 시스템에 있어서,
    상기 제 1 냉매 유로의 출구단과 상기 팽창변을 연결하는 냉매 배관의 어느 지점에서 분지되어 상기 제 2 냉매 유로의 입구단에 연결되는 바이패스 배관과,
    상기 바이패스 배관의 어느 지점에 구비되는 바이패스 밸브를 더 포함하는 냉방 시스템.
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 바이패스 밸브는 냉매를 저온 저압으로 팽창시키는 팽창 밸브인 것을 특징으로 하는 냉방 시스템.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 제 1 냉각수 유로를 따라 흐르는 냉각수로 전달되는 열량과 상기 제 2 냉매 유로를 따라 흐르는 냉매로 전달되는 열량이 같아지도록, 상기 바이패스 밸브의 개도 조절을 통하여 상기 제 3 열교환기로 바이패스되는 냉매 유량이 조절되는 것을 특징으로 하는 냉방 시스템.
  7. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 제 1 열교환기에서는 냉매로부터 냉각수로 열이 전달되고,
    상기 제 3 열교환기에서는 냉각수로부터 냉매로 열이 전달되며,
    상기 제 1 및 제 3 열교환기는,
    냉매와 냉각수가 섞이지 않고 열교환할 수 있는 판형 열교환기를 포함하는 냉방 시스템.
  8. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 제 2 열교환기는, 냉매와 공기가 열교환하는 핀-튜브 형태의 증발기를 포함하는 공냉식 열교환기인 것을 특징으로 하는 냉방 시스템.
  9. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 제 2 열교환기는, 냉매와 물이 열교환하는 판형 열교환기 또는 칠러를 포함하는 수냉식 열교환기인 것을 특징으로 하는 냉방 시스템.
  10. 냉매를 고온 고압의 기상 냉매로 압축하는 압축기;
    상기 압축기를 통과한 냉매를 고온 고압의 액상 냉매로 응축시키기 위하여, 내부에 제 1 냉매 유로와 제 1 냉각수 유로가 형성되는 제 1 열교환기;
    상기 제 1 열교환기를 통과한 냉매를 저온 저압의 2상 냉매로 팽창시키는 팽창변;
    상기 팽창변을 통과한 냉매를 저온 저압의 기상 냉매로 증발시키고, 출구단이 상기 압축기의 입구단과 연결되는 제 2 열교환기;
    출구단이 상기 압축기의 입구단과 연결되는 제 2 냉매 유로와, 상기 제 2 냉매 유로를 따라 흐르는 냉매와 열교환하기 위한 냉각수가 흐르는 제 2 냉각수 유로가 형성되는 제 3 열교환기;
    상기 제 1 냉각수 유로와 상기 제 2 냉각수 유로로 공급되는 냉각수가 저장되는 워터 탱크;
    상기 압축기와, 상기 제 1 열교환기와, 상기 팽창변과, 상기 제 2 열교환기 및 상기 압축기를 연결하는 냉매 배관;
    상기 제 1 냉매 유로의 출구단과 상기 팽창변을 연결하는 냉매 배관의 어느 지점에서 분지되어 상기 제 2 냉매 유로의 입구단에 연결되는 바이패스 배관;
    상기 바이패스 배관의 어느 지점에 구비되는 바이패스 밸브;
    상기 워터 탱크와, 상기 제 1 냉각수 유로 및 상기 제 2 냉각수 유로를 연결하는 물배관; 및
    상기 워터 탱크의 출구단측 물배관의 어느 일측에 장착되어, 상기 워터 탱크 내의 물을 펌핑하는 펌프를 포함하는 냉방 시스템.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 펌프의 출구단은 제 1 출구단과 제 2 출구단으로 나뉘어지고,
    상기 제 1 출구단은 상기 제 1 냉각수 유로의 입구단에 연결되고,
    상기 제 2 출구단은 상기 제 2 냉각수 유로의 입구단에 연결되는 것을 특징으로 하는 냉방 시스템.
  12. 제 10 항에 있어서,
    상기 펌프의 출구단에 연결되는 물배관은 상기 제 1 냉각수 유로의 입구단에 연결되고,
    상기 제 1 냉각수 유로의 출구단은 상기 제 2 냉각수 유로의 입구단에 연결되며,
    상기 제 2 냉각수 유로의 출구단에 연결되는 물배관은 상기 워터 탱크로 연결되는 것을 특징으로 하는 냉방 시스템.
  13. 제 10 항에 있어서,
    상기 바이패스 밸브는 냉매를 저온 저압으로 팽창시키는 팽창 밸브인 것을 특징으로 하는 냉방 시스템.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 제 1 냉각수 유로를 따라 흐르는 냉각수로 전달되는 열량과 상기 제 2 냉매 유로를 따라 흐르는 냉매로 전달되는 열량이 같아지도록, 상기 바이패스 밸브의 개도 조절을 통하여 상기 제 3 열교환기로 바이패스되는 냉매 유량이 조절되는 것을 특징으로 하는 냉방 시스템.
  15. 제 10 항에 있어서,
    상기 제 1 열교환기에서는 냉매로부터 냉각수로 열이 전달되고,
    상기 제 3 열교환기에서는 냉각수로부터 냉매로 열이 전달되며,
    상기 제 1 및 제 3 열교환기는,
    냉매와 냉각수가 섞이지 않고 열교환할 수 있는 판형 열교환기를 포함하는 냉방 시스템.
  16. 제 10 항에 있어서,
    상기 제 2 열교환기는, 냉매와 공기가 열교환하는 핀-튜브 형태의 증발기를 포함하는 공냉식 열교환기인 것을 특징으로 하는 냉방 시스템.
  17. 제 10 항에 있어서,
    상기 제 2 열교환기는, 냉매와 물이 열교환하는 판형 열교환기 또는 칠러를 포함하는 수냉식 열교환기인 것을 특징으로 하는 냉방 시스템.
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