KR102228774B1 - 에어컨 시스템 - Google Patents

에어컨 시스템 Download PDF

Info

Publication number
KR102228774B1
KR102228774B1 KR1020190128620A KR20190128620A KR102228774B1 KR 102228774 B1 KR102228774 B1 KR 102228774B1 KR 1020190128620 A KR1020190128620 A KR 1020190128620A KR 20190128620 A KR20190128620 A KR 20190128620A KR 102228774 B1 KR102228774 B1 KR 102228774B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
cooling water
refrigerant
condenser
coolant
pipe
Prior art date
Application number
KR1020190128620A
Other languages
English (en)
Inventor
김광욱
Original Assignee
주식회사 에어라클
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 주식회사 에어라클 filed Critical 주식회사 에어라클
Priority to KR1020190128620A priority Critical patent/KR102228774B1/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102228774B1 publication Critical patent/KR102228774B1/ko

Links

Images

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25BREFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B15/00Sorption machines, plants or systems, operating continuously, e.g. absorption type
    • F25B15/16Sorption machines, plants or systems, operating continuously, e.g. absorption type using desorption cycle
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25BREFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B39/00Evaporators; Condensers
    • F25B39/02Evaporators
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25BREFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B39/00Evaporators; Condensers
    • F25B39/04Condensers
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25BREFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B2339/00Details of evaporators; Details of condensers
    • F25B2339/02Details of evaporators
    • F25B2339/021Evaporators in which refrigerant is sprayed on a surface to be cooled
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25BREFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B2339/00Details of evaporators; Details of condensers
    • F25B2339/04Details of condensers
    • F25B2339/044Condensers with an integrated receiver
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02ATECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
    • Y02A30/00Adapting or protecting infrastructure or their operation
    • Y02A30/27Relating to heating, ventilation or air conditioning [HVAC] technologies
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02BCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B30/00Energy efficient heating, ventilation or air conditioning [HVAC]
    • Y02B30/62Absorption based systems

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Devices For Blowing Cold Air, Devices For Blowing Warm Air, And Means For Preventing Water Condensation In Air Conditioning Units (AREA)

Abstract

본 발명은 에어컨 시스템에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 냉매와 냉각수의 순환에 의해 응축기와 증발기에서 열 교환을 유도하여 동작하는 에어컨 시스템에 관한 것이다.

Description

에어컨 시스템 {Air Conditioning Systems}
본 발명은 에어컨 시스템에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 냉매와 냉각수의 순환에 의해 응축기와 증발기에서 열 교환을 유도하여 동작하는 에어컨 시스템에 관한 것이다.
도 1과 같은 종래의 에어컨 시스템의 경우 냉매가 압축기(40), 응축기(10) 팽창밸브(20) 및 증발기(30)를 차례로 거쳐 순환함으로써 상기 증발기(30)에서 열(qin)을 흡수하고, 상기 응축기(10)에서 열(qout)을 방출하게 된다. 이 때, 상기 증발기(30)는 실내에 위치하고 있고, 상기 응축기(10)는 압축기(40)와 함께 실외에 위치한다. 이와 같이 실내에 위치한 증발기(30)에서 열을 흡수하고, 실외에 위치한 응축기(10)에서 열을 방출함으로써 실내의 열을 실외로 옮길 수 있고, 실내를 시원하게 유지할 수 있게 된다.
다만 이와 같은 종래의 에어컨 시스템은 실내의 장치와 실외의 장치 사이에서 냉매가 직접 이동하여야 하기 때문에, 벽에 구멍을 뚫어 냉매가 이동할 수 있는 관을 연결하여야 하는 번거로움이 있다. 또한, 에어컨을 설치했다가 제거하는 경우 벽에 뚫린 구멍을 다시 메워야 하는 문제가 있다.
이와 같은 문제를 해결하기 위하여 특허문헌 1에서와 같이 방의 내부와 외부를 연결하는 창문에 설치할 수 있는 창문 형 에어컨이 개발되었으나, 이와 같은 창문 형 에어컨 또한 창문에 고정 설치하여야 하고, 에어컨을 사용하지 않는 경우에 창문의 역할을 수행할 수 없는 문제가 있다.
KR 20-0156397 Y1
본 발명은 냉매와 냉각수의 순환에 의해 응축기와 증발기에서 열 교환을 유도하여 동작하는 에어컨 시스템을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
상기와 같은 과제를 해결하기 위하여 본 발명은, 에어컨 시스템으로서, 냉매가 유입되고 냉각수의 순환에 의해 상기 냉매가 응축되어 배출되는 응축기; 상기 냉매 및 상기 냉각수를 순환시키는 순환펌프; 응축 된 상기 냉매가 증발하며 열을 흡수하는 증발기; 및 상기 냉각수가 저수되는 수조; 를 포함하고, 상기 냉매가 상기 순환펌프에 의해 상기 응축기 및 상기 증발기 사이에서 순환하고, 상기 냉각수가 상기 응축기, 상기 증발기 및 상기 수조 사이에서 순환하는, 에어컨 시스템을 제공한다.
본 발명에서는, 상기 순환펌프는, 상기 응축기와 연결되고 상기 냉각수에 음압을 가하여 냉각수의 압력을 낮추는 진공펌프; 를 포함하고, 상기 냉매는 기체 상태로 상기 응축기 내로 유입되어 상기 냉각수와 열 교환을 통해 응축되어 액체 상태로 상기 응축기로부터 배출되고, 상기 냉각수는 액체 상태로 상기 응축기 내로 유입되어 상기 냉매와 열 교환을 통해 기화되어 기체 상태로 상기 응축기로부터 배출될 수 있다.
본 발명에서는, 상기 진공펌프는, 상기 응축기에 연결되어 상기 냉각수가 상기 냉매로부터 흡수한 열에 의해 기화될 수 있도록 상기 냉각수의 압력을 낮출 수 있다.
본 발명에서는, 상기 냉매는, 1기압에서 25 내지 50℃의 끓는점을 가질 수 있다.
본 발명에서는, 상기 증발기는, 상기 증발기 내부에서 냉매가 누설되지 않고 이동하면서 열 교환이 이루어질 수 있도록 하는 증발기냉매관; 상기 냉각수를 미스트 형태로 상기 증발기냉매관으로 분사하는 냉각수분사기; 및 분사 된 상기 냉각수를 수집하는 물받이; 를 포함할 수 있다.
본 발명에서는, 상기 에어컨 시스템은, 상기 에어컨 시스템의 각 구성요소의 동작을 제어하는 제어부; 를 더 포함하고, 상기 제어부는, 상기 진공펌프 및 상기 순환펌프의 동작을 제어하여 상기 냉각수의 순환을 제어할 수 있다.
본 발명에서는, 상기 수조는, 상기 수조에 저수된 냉각수의 수위를 감지하는 수위센서; 를 포함하고, 상기 제어부는, 상기 수위센서를 통해 감지된 냉각수의 수위에 기초하여 상기 냉각수의 순환을 제어할 수 있다.
본 발명에서는, 상기 응축기는, 상기 응축기로 유입되는 냉각수의 유로를 개폐하여 냉각수의 흐름을 제어하는 제어밸브를 포함하고, 상기 제어부는, 상기 제어밸브, 상기 진공펌프 및 상기 순환펌프의 동작을 제어하여 상기 냉각수의 순환을 제어할 수 있다.
본 발명에서는, 상기 응축기는, 기체상태의 냉매가 주입되는 냉매주입구; 응축된 냉매가 배출되는 냉매배출구; 냉각수가 주입되는 냉각수주입구; 냉각수가 배출되는 냉각수배출구; 표면에 상기 냉매주입구, 상기 냉매배출구, 상기 냉각수주입구 및 상기 냉각수배출구가 구비되고 내부에서 냉매와 냉각수의 열 교환이 일어나는 케이스; 상기 냉매주입구 및 상기 냉매배출구와 연결되어 상기 응축기 내부에서 냉매가 누설되지 않고 이동하면서 열 교환이 이루어질 수 있도록 하는 냉매관; 상기 냉각수가 상기 냉매관에 고르게 공급될 수 있도록 상기 냉각수주입구와 연결되어 상기 냉각수의 유로를 형성하는 냉각수주입관; 상기 냉매관과 열 교환이 일어난 냉각수가 배출될 수 있도록 상기 냉각수배출구와 연결되어 상기 냉각수의 유로를 형성하는 냉각수배출관; 및 상기 냉각수주입관과 상기 냉각수배출관 사이에 유로를 형성하여 상기 냉각수가 유동 중 상기 냉매관과 열 교환이 일어날 수 있도록 하는 미세관로; 를 포함할 수 있다.
본 발명에서는, 상기 미세관로는, 상기 냉각수주입관 및 상기 냉각수배출관 사이에 충전된 다공성소재의 미세공극에 의해 형성될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면 냉각수를 이용하여 실외기가 필요 없이 에어컨 시스템을 구성할 수 잇는 효과를 발휘할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면 응축기에서 냉매와 냉각수의 열 교환을 통해 냉매를 응축시킴으로써 효율적으로 냉매로부터 열을 제거하는 효과를 발휘할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면 진공펌프를 통해 냉각수의 압력을 낮춤으로써 냉각수의 기화를 촉진하여 효율적으로 냉매로부터 열을 제거하는 효과를 발휘할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면 냉각수가 미세관로를 통해 유동하면서 냉매관과 열 교환을 수행함으로써 효율적으로 냉매로부터 열을 제거하는 효과를 발휘할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면 상온에 가까운 온도에서 상 변화가 일어나는 냉매를 통해 용이하게 열을 흡수 및 방출하는 효과를 발휘할 수 있다.
도 1은 일반적인 에어컨 시스템을 개략적으로 도시하는 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 에어컨 시스템을 개략적으로 도시하는 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 에어컨 시스템의 냉매 및 냉각수의 순환 흐름을 개략적으로 도시하는 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 응축장치를 개략적으로 도시하는 사시도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 응축기의 동작을 개략적으로 도시하는 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 응축기의 내부 구조를 개략적으로 도시하는 단면도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 응축기의 냉각수계를 개략적으로 도시하는 단면도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 응축기의 냉각수계를 개략적으로 도시하는 단면도이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 응축기의 냉매관 및 냉각수계를 개략적으로 도시하는 단면도이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 응축기의 냉매관 및 냉각수계를 개략적으로 도시하는 단면도이다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 순환펌프의 동작을 개략적으로 도시하는 도면이다.
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 증발기의 내부 구조를 개략적으로 도시하는 사시도이다.
도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 수조의 내부 구조를 개략적으로 도시하는 도면이다.
도 14는 본 발명의 일 실시예에 따른 에어컨 시스템의 냉각수 순환의 제어를 개략적으로 도시하는 도면이다.
도 15는 본 발명의 일 실시예에 따른 에어컨 시스템의 냉각수 순환의 제어를 개략적으로 도시하는 도면이다.
이하에서는, 다양한 실시예들 및/또는 양상들이 이제 도면들을 참조하여 개시된다. 하기 설명에서는 설명을 목적으로, 하나이상의 양상들의 전반적 이해를 돕기 위해 다수의 구체적인 세부사항들이 개시된다. 그러나, 이러한 양상(들)은 이러한 구체적인 세부사항들 없이도 실행될 수 있다는 점 또한 본 발명의 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 인식될 수 있을 것이다. 이후의 기재 및 첨부된 도면들은 하나 이상의 양상들의 특정한 예시적인 양상들을 상세하게 기술한다. 하지만, 이러한 양상들은 예시적인 것이고 다양한 양상들의 원리들에서의 다양한 방법들 중 일부가 이용될 수 있으며, 기술되는 설명들은 그러한 양상들 및 그들의 균등물들을 모두 포함하고자 하는 의도이다.
본 명세서에서 사용되는 "실시예", "예", "양상", "예시" 등은 기술되는 임의의 양상 또는 설계가 다른 양상 또는 설계들보다 양호하다거나, 이점이 있는 것으로 해석되지 않을 수도 있다.
더불어, 용어 "또는"은 배타적 "또는"이 아니라 내포적 "또는"을 의미하는 것으로 의도된다. 즉, 달리 특정되지 않거나 문맥상 명확하지 않은 경우에, "X는 A 또는 B를 이용한다"는 자연적인 내포적 치환 중 하나를 의미하는 것으로 의도된다. 즉, X가 A를 이용하거나; X가 B를 이용하거나; 또는 X가 A 및 B 모두를 이용하는 경우, "X는A 또는 B를 이용한다"가 이들 경우들 어느 것으로도 적용될 수 있다. 또한, 본 명세서에 사용된 "및/또는"이라는 용어는 열거된 관련 아이템들 중 하나 이상의 아이템의 가능한 모든 조합을 지칭하고 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
또한, "포함한다" 및/또는 "포함하는"이라는 용어는, 해당 특징 및/또는 구성요소가 존재함을 의미하지만, 하나이상의 다른 특징, 구성요소 및/또는 이들의 그룹의 존재 또는 추가를 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
또한, 제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.
또한, 본 발명의 실시예들에서, 별도로 다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 발명의 실시예에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 에어컨 시스템을 개략적으로 도시하는 도면이다.
도 2를 참조하면 본 발명의 일 실시예에 따른 에어컨 시스템(1000)은 응축기(100), 순환펌프(200), 증발기(300) 및 수조(400)를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서는 도 2에 실선으로 표시된 것과 같이 상기 응축기(100), 상기 순환펌프(200) 및 상기 증발기(300) 사이에서 냉매가 순환하고, 점선으로 표시된 것과 같이 상기 응축기(100), 상기 순환펌프(200), 상기 증발기(300) 및 상기 수조(400) 사이에서 냉각수가 순환할 수 있다.
이 때, 본 발명의 일 실시예에 따른 에어컨 시스템(1000)에서는 구성요소가 모두 실내에 위치함으로써 실내와 실외를 연결하도록 설치하여야 하는 문제를 해결할 수 있다,
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 에어컨 시스템의 냉매 및 냉각수의 순환 흐름을 개략적으로 도시하는 도면이다.
도 3을 참조하면 본 발명의 일 실시예에 따른 에어컨 시스템(1000)은 냉매가 유입되고 냉각수의 순환에 의해 상기 냉매가 응축되어 배출되는 응축기(100); 상기 냉매 및 상기 냉각수를 순환시키는 순환펌프(200); 응축 된 상기 냉매가 증발하며 열을 흡수하는 증발기(300); 및 상기 냉각수가 저수되는 수조(400); 를 포함할 수 있다.
도 3의 (a)에는 본 발명의 일 실시예에 따른 에어컨 시스템(1000)에서의 냉매의 순환 흐름이 도시되어 있고, 도 3의 (b)에는 본 발명의 일 실시예에 따른 에어컨 시스템(1000)에서의 냉각수의 순환 흐름이 도시되어 있다.
도 3의 (a)를 참조하면 상기 냉매가 상기 순환펌프(200)에 의해 상기 응축기(100) 및 상기 증발기(300) 사이에서 순환하는 것을 확인할 수 있다.
또한, 도 3의 (b)를 참조하면 상기 냉각수가 상기 응축기(100), 상기 진공펌프(210), 상기 증발기(300) 및 상기 수조(400) 사이에서 순환하는 것을 확인할 수 있다.
더욱 상세하게는 상기 냉매는 응축기(100)와 증발기(300) 사이를 상기 순환펌프(200)에 의해 순환하게 된다. 이 때 도 3의 (a)에서는 상기 응축기(100)에서 나온 냉매가 상기 순환펌프(200)를 거쳐 증발기(300)로 주입되고, 상기 증발기(300)에서 나온 냉매가 상기 응축기(100)로 주입되는 구성이 도시되어 있으나, 본 발명은 이에 한정되지 않고, 상기 응축기(100)에서 나온 냉매가 상기 증발기(300)로 직접 주입될 수도 있고, 상기 증발기(300)에서 나온 냉매가 상기 순환펌프(200)를 거쳐 상기 응축기(100)로 주입될 수도 있다.
이와 같은 냉매의 순환 구조는 냉매가 외부로 유출되지 않도록 밀폐된 관 등을 통해 순환이 일어나기 때문에, 상기 순환펌프(200)에 의해 용이하게 순환이 일어날 수 있게 된다.
또한, 냉각수의 경우 도 3의 (b)에 도시된 구성 외에 추가적으로 냉각수를 순환시키기 위한 펌프가 구비되어 있을 수 있다. 바람직하게는 상기 수조(400)로부터 상기 응축기(100)로 냉각수를 공급하기 위한 취수펌프가 구비될 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 응축장치를 개략적으로 도시하는 사시도이다.
도 4를 참조하면 본 발명의 일 실시예에 따른 에어컨 시스템용 응축장치는 냉매가 유입되고 냉각수의 순환에 의해 상기 냉매가 응축되어 배출되는 응축기(100); 및 상기 응축기와 연결되고 상기 냉각수에 음압을 가하여 냉각수의 압력을 낮추는 진공펌프(210); 를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서 상기 진공펌프(210)는, 상기 냉각수배출구에 연결되어 상기 냉각수가 상기 냉매로부터 흡수한 열에 의해 기화될 수 있도록 상기 냉각수의 압력을 낮출 수 있다. 이와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 응축장치는 진공펌프(210)에 의해 냉각수의 압력을 낮추어 냉각수의 기화가 일어날 수 있도록 함으로써, 상기 냉각수가 상기 응축기 내부에서 상기 냉매로부터 열을 용이하게 흡수할 수 있도록 할 수 있다.
이 때 상기 진공펌프(210)는 도 2에 도시된 바와 같이 냉매를 순환시키는 역할을 수행하는 상기 순환펌프(200)의 일부로 구성될 수도 있고, 혹은 별도의 장치로 마련될 수도 있다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 응축기의 동작을 개략적으로 도시하는 도면이다.
도 5를 참조하면 본 발명의 일 실시예에 따른 응축기(100)는 냉매와 냉각수가 각각 유입되고, 상기 응축기(100) 내부에서 열 교환이 일어난 후 상기 냉매와 상기 냉각수가 각각 배출될 수 있다. 이 때, 상기 냉매는 기체 상태로 상기 응축기(100) 내로 유입되어 상기 냉각수와 열 교환을 통해 응축되어 액체 상태로 상기 응축기(100)로부터 배출되고, 상기 냉각수는 액체 상태로 상기 응축기(100) 내로 유입되어 상기 냉매와 열 교환을 통해 기화되어 기체 상태 혹은 기체와 액체가 혼합된 상태로 상기 응축기로부터 배출될 수 있다.
이와 같이 상기 냉매와 상기 냉각수가 열 교환을 통해 각각 상 변화가 일어남으로써 효율적으로 열을 흡수 및 방출할 수 있다. 이를 위해 본 발명의 일 실시예에서 상기 냉매는 1기압에서 25 내지 50℃의 끓는점을 가질 수 있다. 더욱 바람직하게는 상기 냉매는 1기압에서 35 내지 40℃의 끓는점을 가질 수 있다.
이처럼 상기 냉매가 상온과 비슷한 온도에서 응축이 일어나고, 냉각수는 상기 진공펌프(210)에 의해 낮아진 압력에 의해 낮은 온도에서도 기화가 일어남으로써 상기 응축기(100)에서의 열 교환이 효율적으로 일어날 수 있다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 응축기의 내부 구조를 개략적으로 도시하는 단면도이다.
도 6을 참조하면 본 발명의 일 실시예에 따른 상기 응축기(100)는, 기체상태의 냉매가 주입되는 냉매주입구(111); 응축된 냉매가 배출되는 냉매배출구(112); 냉각수가 주입되는 냉각수주입구(121); 냉각수가 배출되는 냉각수배출구(122); 표면에 상기 냉매주입구(111), 상기 냉매배출구(112), 상기 냉각수주입구(121) 및 상기 냉각수배출구(122)가 구비되고 내부에서 냉매와 냉각수의 열 교환이 일어나는 케이스(150); 상기 냉매주입구(111) 및 상기 냉매배출구(112)와 연결되어 상기 응축기(100) 내부에서 냉매가 누설되지 않고 이동하면서 열 교환이 이루어질 수 있도록 하는 냉매관(110); 상기 냉각수가 상기 냉매관(110)에 고르게 공급될 수 있도록 상기 냉각수주입구(121)와 연결되어 상기 냉각수의 유로를 형성하는 냉각수주입관(123); 상기 냉매관(110)과 열 교환이 일어난 냉각수가 배출될 수 있도록 상기 냉각수배출구(122)와 연결되어 상기 냉각수의 유로를 형성하는 냉각수배출관(124); 및 상기 냉각수주입관(123)과 상기 냉각수배출관(124) 사이에 유로를 형성하여 상기 냉각수가 유동 중 상기 냉매관(110)과 열 교환이 일어날 수 있도록 하는 미세관로(125); 를 포함할 수 있다.
도 6을 참조하면 상기 냉매관(110)은 상기 응축기(100)의 내부에서 오랜 시간 머무르면서 열 교환이 일어날 수 있도록 매우 긴 길이를 가지며 이를 한정된 크기의 응축기(100) 내부에 삽입하기 위하여 여러 번 꺾여 있음으로써 구불구불한 형상을 갖게 된다. 다만 본 발명의 일 실시예에 따른 상기 냉매관(110)은 도 6에 도시된 형상에 한정되지 않고, 다양한 형상을 가질 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면 상기 미세관로(125)는 이와 같은 냉매관(110)과 열 교환을 하기 위하여 상기 냉매관(110)과 직접 접촉하거나 가까운 거리에 위치할 수 있다, 또한 상기 냉매관(110)의 전체적인 영역에서 열 교환이 일어날 수 있도록 상기 미세관로(125)는 매우 조밀하게 분포되어 있을 수 있다.
이와 같이 분포된 미세관로(125)에 원활하게 냉각수를 공급할 수 있도록 상대적으로 넓은 단면적을 갖는 냉각수주입관(123)이 상기 냉각수주입구(121)와 연결되어 있을 수 있다. 도 6에서는 아래쪽에 냉각수주입구(121)가 위치한 상기 응축기(100)에 분포된 상기 미세관로(125)에 냉각수를 원활하게 공급하기 위하여 상기 아래쪽의 냉각수주입구(121)로부터 위쪽으로 연장되어 상기 냉각수주입관(123)이 위치함으로써 위쪽에 위치한 상기 미세관로(125)에도 상기 냉각수가 원활히 공급될 수 있도록 한다.
또한, 미세관로(125)로부터 원활하게 냉각수를 배출할 수 있도록 상대적으로 넓은 단면적을 갖는 냉각수배출관(124)이 상기 냉각수배출구(122)와 연결되어 있을 수 있다. 도 6에서는 아래쪽에 냉각수배출구(122)가 위치한 상기 응축기(100)에 분포된 상기 미세관로(125)로부터 냉각수를 원활하게 배출하기 위하여 상기 아래쪽의 냉각수주입구(121)로부터 위쪽으로 연장되어 상기 냉각수배출관(123)이 위치함으로써 위쪽에 위치한 상기 미세관로(125)로부터도 상기 냉각수가 원활히 배출될 수 있도록 한다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 응축기의 냉각수계를 개략적으로 도시하는 단면도이다.
도 7에는 본 발명의 일 실시예에 따른 응축기(100)의 냉각수가 순환하는 냉각수계가 개략적으로 도시되어 있다. 도 6의 실시예에서는 상기 냉각수는 상기 냉각수주입구(121)를 통해 상기 냉각수주입관(123)으로 이동하고, 상기 미세관로(125)를 통해 상기 냉각수배출관(124)으로 이동하여 상기 냉각수배출구(122)를 통해 상기 응축기(100)의 외부로 배출된다.
도 7에 도시된 실시예에에서 상기 미세관로(125)는 상기 냉각수주입관(123) 및 상기 냉각수배출관(124) 사이에 충전된 다공성소재(130)의 미세공극에 의해 형성될 수 있다. 다공성소재란 미세공극을 다량 포함하는 소재로서, 이와 같은 미세공극을 통해 냉각수가 유동함으로써 상기 냉각수주입관(123)으로부터 상기 냉각수배출관(124)으로 서서히 냉각수를 유동시킬 수 있다. 이와 같은 다공성소재는 미세공극을 포함하는 금속, 세라믹 등으로 구성될 수 있다.
이와 같이 도 6과 같은 미세관로(125)를 제조하지 않고, 다공성소재(130)의 미세공극을 냉각수가 유동하는 미세관로(125)로 이용함으로써 냉각수가 상기 다공성소재(130)를 통해 응축기의 모든 영역을 순환하여 상기 냉매관(110)의 냉매로부터 열을 흡수할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서 상기 미세공극은 1㎛ 내지 1mm의 크기를 가질 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서 상기 다공성소재(130)는 상기 케이스(150) 내에 충전된 미세금속분말에 대해 열처리를 수행하여 형성될 수 있다. 이와 같이 다공성소재(130)가 금속재질로 형성됨으로써, 상기 다공성소재(130)의 미세공극을 통해 유동하는 냉각수와, 상기 다공성소재(130)와 접촉된 냉매관(110)을 통해 유동하는 냉매 사이의 열 교환이 용이하게 일어날 수 있는 효과를 발휘할 수 있다.
또한, 미세금속분말을 상기 케이스(150)에 충전하여 소결하는 방법을 통해 다공성소재(130)를 형성함으로써 원하는 형태의 다공성소재(130)를 용이하게 형성할 수 있다. 이 때, 상기 미세금속분말을 충전하기 전에 틀을 삽입하고, 열처리 후 상기 틀을 제거함으로써 다공성소재(130)에 상기 틀의 형태에 상응하는 형태의 상기 냉각수주입관(123) 및 상기 냉각수배출관(124)를 형성할 수 있다.
도 6에서 전술한 것과 같이 상기 냉각수주입구(121)로부터 먼 곳까지 냉각수를 원활하게 공급하기 위하여 냉각수주입관(123)이 형성될 수 있다. 도 7의 실시예에서와 같이 다공성소재(130)를 이용한 미세관로(125)를 이용하는 경우, 상기 다공성소재(130)에 관 형태의 공동을 형성함으로써 상기 냉각수가 원활하게 공급되도록 하는 냉각수주입관(123)을 형성할 수 있다. 이와 같은 냉각수주입관(123)은 다공성소재(130)에 직접 접합으로써 상기 냉각수주입관(123)으로 주입 된 냉각수가 자연스럽게 상기 다공성소재(130)의 미세공극으로 유동함으로써 상기 다공성소재(130)와 접한 냉매관(110)과 열 교환이 일어나고, 다시 상기 냉각수주입관(123)과 같은 관 형태의 공동으로 형성된 냉각수배출관(124)을 통해 냉각수가 배출될 수 있다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 응축기의 냉각수계를 개략적으로 도시하는 단면도이다.
도 8을 참조하면 본 발명의 일 실시예에서 상기 응축기(100)는 2 이상의 상기 냉각수배출관(124)을 포함할 수 있다. 도 8의 (b)를 참조하면 도 8에 도시된 실시예에서는 6개의 냉각수배출관(124)을 포함할 수 있다.
도 8의 (b)에서는 냉각수주입관(123)이 상기 응축기(100)의 중심에 위치하고, 상기 냉각수배출관(124)이 균일한 간격으로 원주방향으로 위치함으로써, 중심의 상기 냉각수주입관(123)으로부터 원주 방향의 상기 냉각수배출관(124)으로 냉각수가 유동하면서 사이에 위치한 냉매관(110)과 열 교환을 하여 상기 냉매관(110)의 냉매를 응축시킬 수 있다.
또한, 도시되어 있지는 않으나 본 발명의 일 실시예에서 상기 응축기(100)는 2 이상의 상기 냉각수주입관(123)을 포함할 수 있다. 본 발명의 다른 실시예에서는 도 8에서의 상기 냉각수배출관(124)의 위치에 상기 냉각수주입관(123)이 위치하고, 상기 냉각수주입관(123)의 위치에 상기 냉각수배출관(124)이 위치할 수 있다.
또 다른 실시예에서는 상기 냉각수주입관(123) 및 상기 냉각수배출관(124)이 모두 2 이상씩 포함될 수도 있다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 응축기의 냉매관 및 냉각수계를 개략적으로 도시하는 단면도이다.
도 9를 참조하면 본 발명의 일 실시예에 따른 상기 냉매관(110)은 코일형태일 수 있다. 바람직하게는 상기 냉매주입구(111)에 가까운 측의 상기 냉매관(110)은 코일형태를 갖고, 상기 냉매배출구(112)에 가까운 측의 상기 냉매관(110)은 직선형태를 가질 수 있다. 이와 같이 상기 냉매주입구(111)를 통해 주입된 냉매는 코일형태의 상기 냉매관(110)을 지나면서 열 교환을 통해 응축되고, 응축 된 상기 냉매는 직선형태의 상기 냉매관(110)을 통해 상기 냉매배출구(112)로 신속하게 배출될 수 있도록 할 수 있다.
이와 같은 실시예에서 상기 냉각수주입관(123)은 상기 냉매관(110)의 코일 형태의 중심에 위치하여 냉각수를 공급할 수 있다. 이 때 도 9의 (b)에서와 같이 상기 냉각수배출관(124)은 상기 냉매관(110)의 코일 형태의 바깥에 위치하여, 냉각수가 상기 냉매관(110)의 중심에서 바깥으로 유동하며 상기 냉매관(110)의 냉매와 열 교환이 일어나도록 할 수 있다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 응축기의 냉매관 및 냉각수계를 개략적으로 도시하는 단면도이다.
도 10의 실시예에서는 상기 냉매주입구(111) 및 상기 냉각수배출구(122)가 상기 응축기의 상단에 위치하고, 상기 냉매배출구(112) 및 상기 냉각수주입구(121)가 상기 응축기의 하단에 위치한다.
이와 같이 상기 냉매 및 상기 냉각수의 주입구와 배출구가 각각 위치함으로써 상기 응축기(100)에서의 열 교환이 더욱 효율적으로 일어나도록 할 수 있다.
상기 냉매주입구(111)를 통해 주입되는 냉매는 상대적으로 높은 온도를 가지고 있고, 상기 냉각수주입구(121)를 통해 주입되는 냉각수는 상대적으로 낮은 온도를 가지고 있다. 이 때, 도 10과 같은 구조의 응축기(100)에서 상기 냉매 및 상기 냉각수는 각각 냉매관(110) 및 냉각수계를 통해 유동하며 상기 냉매는 상단으로부터 하단으로, 상기 냉각수는 하단으로부터 상단으로 유동하고, 열 교환이 일어나게 된다. 이 때 상기 응축기(100)의 상단은 상대적으로 높은 온도, 상기 응축기(100)의 하단은 상대적으로 낮은 온도로 유지되므로 상기 냉매는 하단의 냉매배출구(112)를 통해 더 낮은 온도로 배출되고, 상기 냉각수는 상단의 냉각수배출구(122)를 통해 더 높은 온도로 배출됨으로써 상기 응축기(100)의 효율을 높일 수 있게 된다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 순환펌프의 동작을 개략적으로 도시하는 도면이다.
도 11에는 본 발명의 실시예에 따른 순환펌프(200) 및 진공펌프(210)의 실시예들이 도시되어 있다. 도 11의 (a)는 상기 진공펌프(210)가 상기 순환펌프(200)의 일부로 구성된 실시예를 도시하고 있다. 도 11과 같은 실시예에서는 상기 진공펌프(210)가 상기 순환펌프(200)의 일부로 구성됨으로써 상기 순환펌프(200)의 구동에 의해 생성되는 음압을 이용하여 상기 응축기(100)의 냉각수의 압력을 낮추어 상기 응축기(100) 내부에서 냉각수의 기화가 일어나도록 한다.
한편, 도 11의 (b)는 상기 순환펌프(200) 및 상기 진공펌프(210)가 별도로 구성된 실시예를 도시하고 있다. 도 11의 (b)와 같은 실시예에서는 상기 냉매의 순환펌프(200)와 냉각수의 진공펌프(210)가 별도의 장치로 구성될 수 있다. 전술한 바와 같이 상기 냉매는 외부와 차단된 밀폐된 냉매관을 통해 순환하기 때문에 상기 응축기(100)의 냉매배출구와 연결될 필요가 없고, 상기 냉매를 순환시킬 수 있으면 어느 위치에 연결되어도 무방하다. 반면, 상기 진공펌프(210)는 상기 응축기(100)에 음압을 가하기 위하여 상기 응축기(100)의 냉각수배출구와 연결될 필요가 있다. 이 때 도 11의 (b)와 같은 실시예에서는 상기 순환펌프(200)와 상기 진공펌프(210)가 별도의 장치로 구성됨으로써 상기 순환펌프(200)의 위치를 용이하게 조절하여 배치할 수 있는 효과를 발휘할 수 있다.
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 증발기의 내부 구조를 개략적으로 도시하는 사시도이다.
도 12를 참조하면 본 발명의 일 실시예에 따른 증발기(300)는, 상기 증발기(300) 내부에서 냉매가 누설되지 않고 이동하면서 열 교환이 이루어질 수 있도록 하는 증발기냉매관(310); 상기 냉각수를 미스트 형태로 상기 증발기냉매관(310)으로 분사하는 냉각수분사기(320); 및 분사 된 상기 냉각수를 수집하는 물받이(미도시); 를 포함할 수 있다.
도 12에 도시된 바와 같이 상기 증발기냉매관(310)은 밀폐된 긴 관이 접혀있는 형태로서, 냉매가 상기 증발기냉매관(310)의 증발기냉매주입구(311)로 주입되고, 상기 증발기냉매관(310)을 통해 이동하면서 열을 흡수하고, 증발기냉매배출구(312)를 통해 배출될 수 있다.
도 12에는 도시되지 않았지만 상기 증발기냉매관(310)은 1 이상의 흡열판; 을 더 포함할 수 있다. 상기 흡열판은 열전도성이 높은 물질로 형성되고, 표면적이 넓은 판재 형태로서 상기 증발기냉매관(310)과 물리적으로 접촉하여 상기 증발기 냉매관(310)의 저온의 냉매로 열을 전달할 수 있도록 할 수 있다.
또한, 도 12에 도시된 바와 같이 상기 증발기(300)는 공기유입구(미도시)로부터 공기를 흡입하여 상기 증발기냉매관(310)에 바람을 가하고 공기배출구(미도시)로 공기를 배출하는 증발기팬(340)을 더 포함할 수 있다. 상기 증발기팬(340)은 지속적으로 공기유입구로 외부의 공기를 흡입하여 바람을 가함으로써 상기 냉매관(310)의 냉매가 열을 흡수하도록 하고, 냉매에 열을 방출한 차가운 바람이 공기배출구를 통해 상기 증발기(300)의 외부로 공급되어 상기 에어컨 시스템(1000)이 설치 된 공간의 온도를 낮출 수 있다. 도 12에는 상기 증발기팬(340)으로서 축류형 팬이 도시되어 있으나, 본 발명에서는 이에 한정되지 않고 공기 유입구로부터 공기를 흡입하여 공기배출구로 공기를 배출할 수 있는 다양한 형태의 팬이 사용될 수 있다.
이 때, 본 발명의 일 실시예에 따른 상기 증발기(300)는 상기 냉각수분사기(320)를 통해 상기 증발기냉매관(310)에 냉각수를 미스트 형태로 분사할 수 있다.
도 12를 참조하면 상기 냉각수분사기(320)는 냉각수가 주입되는 증발기냉각수주입구(321); 주입된 냉각수를 분사 위치로 공급하는 증발기냉각수주입관(322); 및 냉각수를 미스트 형태로 분사하는 1 이상의 분무노즐(323); 을 포함할 수 있다. 바람직하게는 상기 냉각수분사기(320)는 상기 분무노즐(323)을 3 이상 포함하고, 3 이상의 상기 분무노즐(323)은 기설정된 간격을 두고 배치될 수 있다. 이와 같은 구조를 통해 주입된 냉각수를 상기 증발기냉매관(310)에 고르게 분사할 수 있게 된다.
도 12를 참조하면 상기 물받이(미도시)는 수집된 냉각수를 배출하는 증발기냉각수배출구를 포함할 수 있다. 이와 같은 증발기냉각수배출구는 상기 수조(400)로 연결되어 수집된 냉각수가 다시 순환되도록 준비할 수 있다.
바람직하게는 도 12에 도시된 것과 같이 상기 증발기냉매관(310)은 상기 냉각수분사기(320)의 하부에 배치되고, 상기 물받이는 상기 증발기냉매관(310)의 하부에 배치될 수 있다. 상기 증발기(300)의 구성요소들이 이와 같이 배치됨으로써 상기 냉각수분사기(320)로부터 분사 된 냉각수가 상기 증발기냉매관(310)에 분사되어 열 교환이 일어나고, 열 교환이 일어난 냉각수가 낙하하여 상기 물받이를 통해 수집될 수 있다.
도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 수조의 내부 구조를 개략적으로 도시하는 도면이다.
도 13을 참조하면 본 발명의 일 실시예에 따른 상기 수조(400)는, 냉각수가 저수되는 저수통(410); 상기 응축기(100)로 냉각수가 공급되는 냉각수취수관(420); 상기 증발기(300)로부터 냉각수가 유입되는 냉각수배수관(430); 및 상기 수조(400)에 저수된 냉각수의 수위를 감지하는 수위센서(440); 를 포함할 수 있다.
도 12에서와 같이 물받이(330)를 통해 수집된 냉각수는 상기 냉각수배수관(430)을 통해 상기 저수통(410)으로 유입되어 저장된다. 또한, 상기 수조(400)에 저장된 냉각수는 상기 냉각수취수관(420)을 통해 상기 응축기(100)로 공급되어 냉매와 열 교환이 일어나게 된다.
이 때, 본 발명의 일 실시예에서는 상기 수위센서(440)를 통해 상기 수조(400) 안의 냉각수의 수위를 파악할 수 있다.
도 14는 본 발명의 일 실시예에 따른 에어컨 시스템의 냉각수 순환의 제어를 개략적으로 도시하는 도면이다.
도 14를 참조하면 본 발명의 일 실시예에 따른 상기 에어컨 시스템(1000)은, 상기 에어컨 시스템의 각 구성요소의 동작을 제어하는 제어부(600); 를 더 포함할 수 있다. 이와 같은 제어부(600)는 상기 응축기(100), 순환펌프(200), 진공펌프(210), 증발기(300), 수조(400) 등의 구성요소를 제어하여 상기 냉매의 흐름 및 상기 냉각수의 흐름을 제어하여 에어컨 시스템(1000)이 냉방 효과를 발휘할 수 있도록 한다.
또한, 도 14를 참조하면 본 발명의 일 실시예에 따른 상기 응축기(100)는 상기 응축기(100)로 유입되는 냉각수의 유로를 개폐하여 냉각수의 흐름을 제어하는 제어밸브(170)를 더 포함할 수 있다.
상기 에어컨 시스템(1000)이 냉방 동작을 수행하는 동안, 냉매는 지속적으로 상기 응축기(100)와 상기 증발기(300) 사이에서 순환을 하며 상 변화와 열 교환을 통해 열을 이동시킨다. 이 때, 상기 냉각수는 상기 제어부(600)의 제어에 따라 순환하거나 혹은 순환을 정지한다.
본 발명의 일 실시예에서 상기 제어부(600)는, 상기 제어밸브(170), 상기 진공펌프(210) 및 상기 순환펌프(200)의 동작을 제어하여 상기 냉각수의 순환을 제어할 수 있다. 예를 들어 상기 제어부(100)는 상기 냉각수를 순환시키기 위하여 상기 제어밸브(170)를 개방하고, 상기 진공펌프(210)를 가동하여 상기 응축기(100)에 음압을 가함으로써 상기 응축기(100)의 냉각수배출구(122)를 통해 냉각수가 배출되어 상기 증발기(300)로 이동하고 상기 응축기(100)로는 상기 수조(400)로부터 상기 제어밸브(170)를 거쳐 냉각수가 주입될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서 상기 제어부(600)는, 상기 수위센서(440)를 통해 감지된 냉각수의 수위에 기초하여 상기 냉각수의 순환을 제어할 수 있다. 예를 들어 상기 수위센서(440)를 통해 상기 수조(400)에 냉각수의 저수량이 충분하지 않은 경우 냉각수를 순환시키려 하면 상기 냉각수취수관(420)을 통해 냉각수가 아닌 공기가 흡입되어 상기 냉각수의 순환계에 이상을 일으킬 수도 있으므로, 상기 수위센서(440)를 통해 냉각수의 저수량이 충분한 경우에만 상기 냉각수를 순환시키도록 할 수 있다.
또는, 상기 제어부(600)는 기설정된 스케줄에 따라 상기 냉각수의 순환을 제어할 수 있다. 예를 들어, 상기 제어부(600)는 상기 제어밸브(170)를 개방하여 상기 응축기(100)로 냉각수를 주입한 후, 상기 제어밸브(170)를 폐쇄하고, 상기 진공펌프(210)를 통해 상기 응축기(100)에 음압을 가함으로써 상기 응축기(100)에 주입된 냉각수를 기화시키고, 이후 다시 상기 제어밸브(170)를 개방하여 냉각수가 다시 순환되도록 제어할 수도 있다.
도 15는 본 발명의 일 실시예에 따른 에어컨 시스템의 냉각수 순환의 제어를 개략적으로 도시하는 도면이다.
도 15를 참조하면 본 발명의 일 실시예에 따른 에어컨 시스템(1000)은 상기 수조(400)로부터 상기 응축기(100)로 냉각수를 공급하는 취수펌프(220)를 더 포함할 수 있다.
이 때, 도 14에서와 마찬가지로 상기 제어부(600)는 상기 응축기(100), 순환펌프(200), 진공펌프(210), 증발기(300), 수조(400) 등의 구성요소를 제어하여 상기 냉매의 흐름 및 상기 냉각수의 흐름을 제어하여 에어컨 시스템(1000)이 냉방 효과를 발휘할 수 있도록 한다.
본 발명의 일 실시예에서 상기 제어부(600)는, 상기 취수펌프(220), 상기 진공펌프(210) 및 상기 순환펌프(200)의 동작을 제어하여 상기 냉각수의 순환을 제어할 수 있다. 예를 들어 상기 제어부(100)는 상기 냉각수를 순환시키기 위하여 상기 취수펌프(220)를 가동하여 상기 수조(400)로부터 상기 응축기(100)로 냉각수를 공급하고, 상기 진공펌프(210)를 가동하여 상기 응축기(100)에 음압을 가함으로써 상기 응축기(100)의 냉각수배출구(122)를 통해 냉각수가 배출되어 상기 증발기(300)로 이동할 수 있다.
또는, 본 발명의 일 실시예에서는 도 14에 도시된 것과 같은 제어밸브(170)와 도 15에 도시된 것과 같은 취수펌프(220)를 동시에 구비하여, 상기 수조(400)로부터 상기 응축기(100)로의 냉각수의 공급을 제어할 수도 있다.
또한, 이와 같이 취수펌프(220)를 구비하는 실시예의 경우, 상기 취수펌프(220)와 상기 순환펌프(200)가 일체로 구성되고, 상기 순환펌프(200)는 상기 증발기(300)로부터 배출된 냉매를 상기 응축기(100)로 주입함으로써. 상기 순환펌프(200)에 의해 상기 응축기(100)로 냉각수 및 냉매가 각각 주입되어 냉각수 및 냉매가 각각 순환하도록 할 수도 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면 냉각수를 이용하여 실외기가 필요 없이 에어컨 시스템을 구성할 수 잇는 효과를 발휘할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면 응축기에서 냉매와 냉각수의 열 교환을 통해 냉매를 응축시킴으로써 효율적으로 냉매로부터 열을 제거하는 효과를 발휘할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면 진공펌프를 통해 냉각수의 압력을 낮춤으로써 냉각수의 기화를 촉진하여 효율적으로 냉매로부터 열을 제거하는 효과를 발휘할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면 냉각수가 미세관로를 통해 유동하면서 냉매관과 열 교환을 수행함으로써 효율적으로 냉매로부터 열을 제거하는 효과를 발휘할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면 상온에 가까운 온도에서 상 변화가 일어나는 냉매를 통해 용이하게 열을 흡수 및 방출하는 효과를 발휘할 수 있다.
이상과 같이 실시예들이 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기의 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 예를 들어, 설명된 기술들이 설명된 방법과 다른 순서로 수행되거나, 및/또는 설명된 시스템, 구조, 장치, 회로 등의 구성요소들이 설명된 방법과 다른 형태로 결합 또는 조합되거나, 다른 구성요소 또는 균등물에 의하여 대치되거나 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있다. 그러므로, 다른 구현들, 다른 실시예들 및 특허청구범위와 균등한 것들도 후술하는 특허청구범위의 범위에 속한다.
100: 응축기
110: 냉매관
111: 냉매주입구 112: 냉매배출구
120: 냉각수계
121: 냉각수주입구 122: 냉각수배출구
123: 냉각수주입관 124: 냉각수배출관
125: 미세관로
130: 다공성소재
150: 케이스
151: 케이스바디 152: 케이스커버
170: 제어밸브
200: 순환펌프
210: 진공펌프 220: 취수펌프
300: 증발기
310: 증발기냉매관 311: 증발기냉매주입구
312: 증발기냉매배출구
320: 냉각수분사기 321: 증발기냉각수주입구
322: 증발기냉각수주입관 323: 분무노즐
340: 증발기팬
400: 수조
410: 저수통 420: 냉각수취수관
430: 냉각수배수관 440: 수위센서
500: 제어부

Claims (10)

  1. 에어컨 시스템으로서,
    냉매가 유입되고 냉각수의 순환에 의해 상기 냉매가 응축되어 배출되는 응축기;
    상기 냉매 및 상기 냉각수를 순환시키는 순환펌프;
    응축 된 상기 냉매가 증발하며 열을 흡수하는 증발기; 및
    상기 냉각수가 저수되는 수조; 를 포함하고,
    상기 냉매가 상기 순환펌프에 의해 상기 응축기 및 상기 증발기 사이에서 순환하고,
    상기 냉각수가 상기 응축기, 상기 증발기 및 상기 수조 사이에서 순환하고,
    상기 순환펌프는,
    상기 응축기와 연결되고 상기 냉각수에 음압을 가하여 냉각수의 압력을 낮추는 진공펌프;를 포함하고,
    상기 응축기는,
    기체상태의 냉매가 주입되는 냉매주입구; 응축된 냉매가 배출되는 냉매배출구; 냉각수가 주입되는 냉각수주입구; 냉각수가 배출되는 냉각수배출구;
    표면에 상기 냉매주입구, 상기 냉매배출구, 상기 냉각수주입구 및 상기 냉각수배출구가 구비되고 내부에서 냉매와 냉각수의 열 교환이 일어나는 케이스;
    상기 냉매주입구 및 상기 냉매배출구와 연결되어 상기 응축기 내부에서 냉매가 누설되지 않고 이동하면서 열 교환이 이루어질 수 있도록 하는 냉매관;
    상기 냉각수가 상기 냉매관에 고르게 공급될 수 있도록 상기 냉각수주입구와 연결되어 상기 냉각수의 유로를 형성하는 냉각수주입관;
    상기 냉매관과 열 교환이 일어난 냉각수가 배출될 수 있도록 상기 냉각수배출구와 연결되어 상기 냉각수의 유로를 형성하는 냉각수배출관; 및
    상기 냉각수주입관과 상기 냉각수배출관 사이에 유로를 형성하여 상기 냉각수가 유동 중 상기 냉매관과 열 교환이 일어날 수 있도록 하는 미세관로; 를 포함하고,
    상기 진공펌프는 상기 냉각수배출구에 연결되어 상기 냉각수가 상기 냉매로부터 흡수한 열에 의해 기화될 수 있도록 상기 냉각수의 압력을 낮추고,
    상기 미세관로는
    상기 냉각수주입관 및 상기 냉각수배출관 사이에 충전된 다공성소재의 1㎛ 내지 1mm의 크기를 갖는 미세공극에 의해 형성되고,
    상기 미세공극은 1㎛ 내지 1mm의 크기를 가지고,
    상기 다공성소재는 상기 케이스 내에 충전된 미세금속분말에 대해 열처리를 수행하여 형성되고,
    상기 냉매는, 1기압에서 25 내지 50℃의 끓는점을 갖는, 에어컨 시스템.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 냉매는 기체 상태로 상기 응축기 내로 유입되어 상기 냉각수와 열 교환을 통해 응축되어 액체 상태로 상기 응축기로부터 배출되고,
    상기 냉각수는 액체 상태로 상기 응축기 내로 유입되어 상기 냉매와 열 교환을 통해 기화되어 기체 상태로 상기 응축기로부터 배출되는, 에어컨 시스템.
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 청구항 2에 있어서,
    상기 증발기는,
    상기 증발기 내부에서 냉매가 누설되지 않고 이동하면서 열 교환이 이루어질 수 있도록 하는 증발기냉매관;
    상기 냉각수를 미스트 형태로 상기 증발기냉매관으로 분사하는 냉각수분사기; 및
    분사 된 상기 냉각수를 수집하는 물받이; 를 포함하는, 에어컨 시스템.
  6. 청구항 2에 있어서,
    상기 에어컨 시스템은,
    상기 에어컨 시스템의 각 구성요소의 동작을 제어하는 제어부; 를 더 포함하고,
    상기 제어부는,
    상기 진공펌프 및 상기 순환펌프의 동작을 제어하여 상기 냉각수의 순환을 제어하는, 에어컨 시스템.
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 수조는,
    상기 수조에 저수된 냉각수의 수위를 감지하는 수위센서; 를 포함하고,
    상기 제어부는,
    상기 수위센서를 통해 감지된 냉각수의 수위에 기초하여 상기 냉각수의 순환을 제어하는, 에어컨 시스템.
  8. 청구항 6에 있어서,
    상기 응축기는,
    상기 응축기로 유입되는 냉각수의 유로를 개폐하여 냉각수의 흐름을 제어하는 제어밸브를 포함하고,
    상기 제어부는,
    상기 제어밸브, 상기 진공펌프 및 상기 순환펌프의 동작을 제어하여 상기 냉각수의 순환을 제어하는, 에어컨 시스템.
  9. 삭제
  10. 삭제
KR1020190128620A 2019-10-16 2019-10-16 에어컨 시스템 KR102228774B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020190128620A KR102228774B1 (ko) 2019-10-16 2019-10-16 에어컨 시스템

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020190128620A KR102228774B1 (ko) 2019-10-16 2019-10-16 에어컨 시스템

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR102228774B1 true KR102228774B1 (ko) 2021-03-17

Family

ID=75243393

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020190128620A KR102228774B1 (ko) 2019-10-16 2019-10-16 에어컨 시스템

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102228774B1 (ko)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR200156397Y1 (ko) 1996-05-27 1999-09-01 윤종용 창문형에어컨
JP2002071090A (ja) * 2000-08-31 2002-03-08 Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd 極小流量用の冷却器付きオイルタンク
KR100504249B1 (ko) * 2003-04-15 2005-07-27 이형우 공기조화기에 있어서의 냉, 난방시스템
KR20110110428A (ko) * 2010-04-01 2011-10-07 주식회사 클라이온 냉매응축장치와 이를 이용한 이동식 에어컨
KR20140033475A (ko) * 2014-01-28 2014-03-18 임효진 물의 저온비등 자연순환 산업기계용 냉각시스템

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR200156397Y1 (ko) 1996-05-27 1999-09-01 윤종용 창문형에어컨
JP2002071090A (ja) * 2000-08-31 2002-03-08 Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd 極小流量用の冷却器付きオイルタンク
KR100504249B1 (ko) * 2003-04-15 2005-07-27 이형우 공기조화기에 있어서의 냉, 난방시스템
KR20110110428A (ko) * 2010-04-01 2011-10-07 주식회사 클라이온 냉매응축장치와 이를 이용한 이동식 에어컨
KR20140033475A (ko) * 2014-01-28 2014-03-18 임효진 물의 저온비등 자연순환 산업기계용 냉각시스템

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9137931B2 (en) Data center module
KR101197283B1 (ko) 백연 발생 방지장치 및 이를 구비한 냉각탑
JP6910289B2 (ja) 組み合わせ式コンベクタ
KR101770258B1 (ko) 항온항습 공조시스템
US20110197617A1 (en) Chiller
ES2964803T3 (es) Sistema de enfriamiento evaporativo indirecto de pulverizado por fases
CN201615579U (zh) 无排水移动空调
CN203907804U (zh) 移动空调
JP6401291B2 (ja) 流体処理装置および流体処理装置によって気流を冷却する方法
EP1796447B1 (en) System and method for electronic chassis and rack mounted electronics with an integrated subambient cooling system
KR102228774B1 (ko) 에어컨 시스템
US20120273171A1 (en) Earthen evaporative heat exchanger
KR102090022B1 (ko) 상변화 물질을 이용한 듀얼 에어컨장치의 제어방법
KR101808167B1 (ko) 진공식 냉각기 일체형 냉동기
JP2004232925A (ja) 冷水の製造方法及びその装置
KR102252300B1 (ko) 상변화 물질을 이용한 듀얼 에어컨 장치
JP2008275288A (ja) 蒸発式空調装置
KR100997568B1 (ko) 내부 압력차를 이용한 열교환장치
US20040099008A1 (en) Accumulator and air conditioning system using the same
KR101309625B1 (ko) 물 증발식 냉방장치
US20080104964A1 (en) Air-conditioning apparatus and method
KR20100124174A (ko) 열전모듈이 구비된 차량용 공조장치
KR102228776B1 (ko) 에어컨 시스템용 응축기
KR20190081999A (ko) 루프형 히트 파이프
EP1923641A2 (en) Air-conditioning apparatus and method

Legal Events

Date Code Title Description
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant