KR19980025910A - 수냉열 순환식 냉방 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 수냉열 순환식 냉방 시스템에 관한 것으로, 이는 냉매가스를 고온, 고압의 가스로 압축시키는 압축기와, 이 압축기에서 보내진 고온, 고압의 냉매를 냉각시켜 액화되도록 하는 응축기와, 냉각 액화된 액상의 냉매가 고압 압력조절밸브를 통해 유입되도록 한 리시버 탱크와, 이 리시버 탱크에 의해 형성되는 완전한 액체냉매를 고압필터, 팽창밸브를 거치도록 하여 팽창시킴과 동시에 인입된 냉매가 주위의 열을 흡수하여 열교환이 이루어지도록 한 증발기와, 이로부터 다시 상기 압축기로 회수되도록 각기 라인을 연결하여서 된 냉각 사이클과; 부동액을 저장하는 저장탱크와, 이 탱크 내의 부동액을 강제 순환시키기 위한 펌프와, 부동액이 유입되어 열교환을 행한 후 송풍팬에 의해 냉기가 실내에 토출되도록 실내기에 구비된 실내 열교환기와, 이 실내 열교환기를 거친 부동액이 재차 냉각되도록 실외에 설치된 드라이 쿨러와, 이 드라이 쿨러에서 냉각된 부동액을 삼방변을 거쳐 다시 부동액 저장탱크로 회수되도록 각기 라인을 연결하여서 된 부동액 순환 사이클과; 상기 실내 열교환기로부터 증발기 및 삼방변에 이르는 라인상에 별도의 보조라인을 구비하여서 된 부동액 냉각전용라인으로 구성하여서 된 것이다.

Description

수냉열 순환식 냉방 시스템

제 1도는 본 발명의 전체 구성을 보인 블럭 구성도.

제 2도는 본 발명의 구성 요부중 증발기의 구성을 도시한 단면도.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*

1 : 압축기2 : 응축기3 : 고압 압력조절밸브

4 : 리시버 탱크5 : 고압필터6 : 팽창변

7 : 증발기10 : 냉각 사이클11 : 저장탱크

12 : 펌프13 : 실내 열교환기14 : 드라이 쿨러

15 : 삼방변20 : 부동액 순환사이클30 : 부동액냉각전용라인

40 : 보조 냉각부41 : 급수펌프42 : 분사노즐

본 발명은 수냉열 순환식 냉방 시스템에 관한 것으로, 특히 하계와 동계로 구분하여 하계에는 정상적인 냉각 싸이클을 가동하여 냉방이 이루어지도록 하고, 동계에는 외부 기온이 낮으므로 상기 냉각 싸이클은 가동하지 않고 저장 탱크내에 저장된 부동액을 외부 공기로 냉각시켜 실내기에 설치된 실내 열교환기로 강제 순환시켜 토출팬을 통해 실내에 냉기가 토출되게 하여 냉방이 이루어지게 함으로써 에너지 절약에 기여할 수 있도록 한 것이다.

일반적으로 에어콘은 건물의 옥상 등 실외에 설치되어 압축기에서 보내진 고온, 고압의 냉매를 외기의 온도에 의해 냉각시켜 액화되도록 하는 응축기를 갖는 실외기와, 상기 실외기의 응축기에서 액화된 냉매를 실내로 유입시켜 증발기에서 열교환을 거친후 실내에 토출되도록 한 실내기로 구성되어 있다.

즉, 이러한 대략의 구성으로 되는 에어콘은 냉매가스를 압축기에서 압축시켜 고온, 고압의 상태가 되게 하고 실외에 설치된 응축기에서 냉각 팬에 의하여 냉각시켜 액화된 액상의 냉매를 고압 압력조절밸브를 통해 리시버 탱크를 거치게 하며, 상기 리시버 탱크에 의해 형성되는 완전한 액체냉매를 고압필터, 팽창밸브를 거치도록 하여 팽창시킴과 동시에 증발기측으로 인입시키고, 이때 증발기내의 냉매는 주위의 열을 흡수하여 다시 가스상태로 되어 액분리기를 거쳐 압축기로 회수되는 일련의 반복적인 냉각 사이클에 의해 실내 냉방을 행하도록 되어 있으며, 이때 상기 증발기에서 열교환을 거친 냉기는 에어콘을 가동함에 따라 실내기의 토출그릴측에 설치된 송풍팬에 의해 실내에 공급되도록 하고 있다.

그러나 이러한 일반적인 냉각 싸이클로 이루어지는 냉방 시스템은 일반 가정용을 제외한 통신설비가 구비된 기계실 등에서는 동계나 심야 등의 계절이나 날씨에 구분 없이 지속적으로 냉각 싸이클을 가동해야 하므로 전력소모가 심하고, 기계에 과중한 부담을 주는 등의 무리가 있어 사용이 적절치 못한 문제가 있는 등의 제 문제가 있어 왔다.

따라서 본 발명은 전술한 바와 같은 제반 문제를 해소하기 위한 것으로, 특히 통신관련 설비가 구비된 기계실에 설치되는 에어콘의 특성에 적합하도록 하계나 동계에 따라 정상적인 냉각 싸이클을 가동여부가 결정되며 하계나 평상시에는 저장탱크에 저장된 수냉열(부동액)만으로 냉방이 이루어지도록 함으로써 냉각 싸이클을 지속적으로 가동함에 따른 비용손실을 극력 억제하여 정상적인 냉각 싸이클의 가동시간을 줄임에 따라 냉방비용이 절감될 수 있도록 한 수냉열 순환식 냉방 시스템을 제공함에 그 목적이 있는 것이다.

본 발명은 냉매가스를 고온, 고압의 가스로 압축시키는 압축기와, 이 압축기에서 보내진 고온, 고압의 냉매를 냉각시켜 액화되도록 하는 응축기와, 냉각 액화된 액상의 냉매가 고압 압력조절밸브를 통해 유입되도록 한 리시버 탱크와, 이 리시버 탱크에 의해 형성되는 완전한 액체냉매를 고압필터, 팽창밸브를 거치도록 하여 팽창시킴과 동시에 인입된 냉매가 주위의 열을 흡수하여 열교환이 이루어지도록 한 증발기와, 이로부터 다시 상기 압축기로 회수되도록 각기 라인을 연결하여서 된 냉각 사이클과; 부동액을 저장하는 저장탱크와, 이 탱크 내의 부동액을 강제 순환시키기 위한 펌프와, 부동액이 유입되어 열교환을 행한 후 송풍팬에 의해 냉기가 실내에 토출되도록 실내기에 구비된 실내 열교환기와, 이 실내 열교환기를 거친 부동액이 재차 냉각되도록 실외에 설치된 드라이 쿨러와, 이 드라이 쿨러에서 냉각된 부동액을 삼방변을 거쳐 다시 부동액 저장탱크로 회수되도록 각기 라인을 연결하여서 된 부동액 순환 사이클과; 상기 실내 열교환기로부터 드라이 쿨러에 이르는 라인상에 별도의 보조라인을 구비하여 상기 냉각 사이클의 증발기를 통해 삼방변의 일측에 연결되도록 한 부동액 냉각전용라인으로 이루어진 것이다.

이하 본 발명의 구체적인 실시예를 첨부도면에 의거 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.

제 1도는 본 발명의 구성을 보인 블럭 구성도로서, 본 발명은 냉각 사이클(10)과, 부동액 순환 사이클(20) 및 부동액 순환 사이클(20)상에 구비되는 부동액 냉각전용라인(30)으로 이루어진 구성을 특징적 요소로 한 것이다.

상기 냉각 사이클(10)은 하나의 라인으로 연결 구성되는데, 냉매가스를 고온, 고압의 가스로 압축시키는 압축기(1)가 구비되어 있으며, 이 압축기(1) 일측에는 응축기(2)가 구비되어 상기 압축기(1)에서 보내진 고온, 고압의 냉매를 냉각시켜 액화되도록 하며, 상기 응축기(2)에서 냉각 액화된 액상의 냉매는 상기 라인상에 설치된 고압 압력조절밸브(3)를 통해 리시버 탱크(4)에 유입되도록 연결되고, 상기 리시버 탱크(4)에 유입된 완전한 액체냉매는 고압필터(5)와 팽창밸브(6)를 거쳐 팽창시킴과 동시에 증발기(7)로 인입시켜 인입된 냉매가 주위의 열을 흡수하여 열교환이 이루어지도록 한 후 다시 상기 압축기(1)로 회수되도록 연결되는 구성으로 이루어져 있다.

또, 상기 부동액 순환라인(20)은 일측에 빙열, 즉 부동액을 저장하기 위한 저장 탱크(11)가 구비되어 있으며, 이 저장 탱크(11) 일측에는 상기 부동액을 강제 순환시키기 위한 펌프(12)가 설치되어 있는데, 이 펌프(12)는 필요에 의해 예비펌프(12a)와도 연결되도록 하여 비상시에 사용되도록 구성되며, 상기 펌프(12)에 의해 순환되는 부동액은 송풍팬을 갖는 실내기에 설치된 실내 열교환기(13)로 유입되어 열교환을 행한 후 상기 송풍팬에 의해 냉기가 실내에 토출되도록 하고, 이 실내 열교환기(13)를 거친 부동액은 다시 냉각되도록 실외에 설치된 드라이 쿨러(14)로 패스한 후 일측에 설치된 삼방변(15)을 거쳐 다시 부동액 저장 탱크(11)로 회수되도록 하는 구성으로 이루어져 있으며, 이때 상기 실내 열교환기(13)로부터 삼방변(15)에 이르는 라인상에는 별도의 보조라인을 구비하여 상기 냉각 사이클(10)의 증발기(7)를 통해 삼방변(15)의 일측에 연결되도록 부동액 냉각전용라인(30)을 구비하여서 된 구성으로 이루어져 있다.

한편, 상기 증발기(7)는 부동액만을 냉각시켜 다시 저장 탱크(11)로 유입시키기 위해 원통체로 되며 중앙에 다수의 냉매라인(7a)이 굴절 설치되어 그 일단이 다시 압축기(1)로 연결되어 있으며, 상기 냉매라인(7a) 사이에는 부동액 유로(7b)가 형성되어 이 원통체 내부로 유입된 부동액을 상기 냉매라인(7a)의 냉매가 순환되는 과정에서 부동액이 냉각되도록 하는 구조로 되어 있다.

또, 상기 응축기(2)에는 일측에 급수펌프(41)로부터 직수를 공급하여 분사노즐(42)로 분사되도록 한 보조 냉각부(40)가 구비되는데, 이는 상기 응축기(2)의 냉각효율이 향상되도록 하기 위한 것이다.

미 설명부호 8은 가용전으로 이는 고압차단기의 고장시 냉매가스를 외부로 방출시켜 가동이 정지되도록 하는 역할을 하는 것이며, 9는 증발기(7)를 거친 냉매를 걸러 주는 저압필터이다.

이와 같이 구성된 본 발명의 작용 및 효과를 설명하면 다음과 같다.

본 발명은 폭염의 하계나 평상시에 정상적인 냉각 사이클(10)을 가동하여 부동액을 냉각시켜 냉방을 행하는 경우와, 외부 기온이 낮은 동계에 부동액 순환 사이클(20)만을 가동하여 냉방을 행하는 경우의 두가지 동작범위로 나누어 볼 수 있으며, 전자의 경우는 정상의 냉각 사이클(10)을 가동하여 냉방을 행하게 되는데, 이때에는 압축기(1)에서 냉매가스를 고온, 고압의 상태로 압축시켜 응축기(2)에서 냉각 액화된 액상의 냉매를 고압 압력조절밸브(3)를 통해 리시버 탱크(4)를 거친 후 고압필터(5) 및 팽창밸브(6)를 거치도록 하여 팽창시킴과 동시에 증발기측(7)으로 인입시켜 열교환을 행한 후 다시 가스상태로 되어 압축기(1)로 회수되게 하는 일련의 동작을 행하게 되며, 이때 펌프(12)에 의해 상기 냉각된 부동액을 실내 열교환기(13)로 순환시켜 송풍팬에 의해 실내로 냉기를 토출한 후 다시 증발기(7)를 거치면서 재차 냉각되어 삼방변(15)의 일측을 통해 상기 저장 탱크(11)로 유입되는 순환을 반복적으로 행하게 되는 것이다.

이와 같이 냉각 사이클(10)이 가동되는 경우에는 전자적인 신호로 조작되는 삼방변(15)에 의해 드라이 쿨러(14)에서 냉각된 부동액은 폐쇄되어 유입되지 못하고, 다만 부동액 냉각전용라인(30)만이 개방되게 된다.

한편, 상기 급수펌프(41)에 의해 직수를 공급하여 분사노즐(42)로 분사되도록 하여 상기 응축기(2)의 냉각효율이 향상되게 한 보조 냉각부(40)는 외부온도 등의 필요에 따라 가동되도록 한다.

또, 후자의 경우는 동계에는 외부기온이 낮으므로 냉각 사이클(10)을 가동하지 않고 드라이 쿨러(14)에서 냉각된 부동액 만을 순환시켜도 충분한 냉방을 행할 수 있으므로 이때에는 부동액 순환 사이클(20)만을 가동하게 되는데, 즉 저장 탱크(11)로부터 부동액을 인출하여 펌프(12)에 의해 실내 열교환기(13)로 순환 공급시켜 송풍팬에 의해 실내로 냉기를 토출한 후 다시 드라이 쿨러(14)에서 냉각되게 하여 저장 탱크(11)로 유입되게 하는 일련의 동작에 의해 냉방을 행하도록 한다.

이와 같이 부동액 순환 사이클(20)만을 가동하여 냉방을 행할 경우는 전자적인 신호로 조작되는 삼방변(15)에 의해 냉각 사이클(10) 및 부동액 전용냉각라인(30)은 폐쇄되게 된다.

따라서 이와 같이 구성된 본 발명은 부동액에 의해 냉방이 이루어지도록 한 시스템을 구성함에 따라 심야나 하계에 정상적인 냉각 싸이클을 가동하여 이로써 생성된 부동액을 저장탱크에 저장시킨 후 하계나 평상시에 상기 저장탱크에 저장된 수냉열 순환식만으로 냉방이 이루어지도록 함으로써 냉각 싸이클을 지속적으로 가동함에 따른 전력요금의 증대를 방지하고, 동, 하계로 구분하여 특히 동계에 정상적인 냉각 사이클의 가동시간을 줄이므로써 냉방비용을 극력 절감할 수 있도록 한 특징적 효과가 있는 것이다.

Claims (3)

1. 냉매가스를 고온, 고압의 가스로 압축시키는 압축기(1)와, 이 압축기에서 보내진 고온, 고압의 냉매를 냉각시켜 액화되도록 하는 응축기(2)와, 냉각 액화된 액상의 냉매가 고압 압력조절밸브(3)를 통해 유입되도록 한 리시버 탱크(4)와, 이 리시버 탱크에 의해 형성되는 완전한 액체냉매를 고압필터(5), 팽창밸브(6)를 거치도록 하여 팽창시킴과 동시에 인입된 냉매가 주위의 열을 흡수하여 열교환이 이루어지도록 한 증발기(7)와, 이로부터 다시 상기 압축기로 회수되도록 각기 라인을 연결하여서 된 냉각 사이클(10)과;

   부동액을 저장하는 저장탱크(11)와, 이 탱크 내의 부동액을 강제 순환시키기 위한 펌프(12)와, 부동액이 유입되어 열교환을 행한 후 송풍팬에 의해 냉기가 실내에 토출되도록 실내기에 구비된 실내 열교환기(13)와, 이 실내 열교환기를 거친 부동액이 재차 냉각되도록 실외에 설치된 드라이 쿨러(14)와, 이 드라이 쿨러에서 냉각된 부동액을 삼방변(15)을 거쳐 다시 부동액 저장탱크로 회수되도록 각기 라인을 연결하여서 된 부동액 순환 사이클(20)과;

   상기 실내 열교환기(13)로부터 증발기(7) 및 삼방변(15)에 이르는 라인상에 별도의 보조라인을 구비하여서 된 부동액 냉각전용라인(30)으로 이루어진 것을 특징으로 하는 수냉열 순환식 냉방 시스템.
2. 제 1항에 있어서,

   증발기(7)는 부동액만을 냉각시켜 다시 저장 탱크(11)로 유입시키기 위해 원통체로 되며 중앙에 다수의 냉매라인(7a)이 굴절 설치되어 그 일단이 다시 압축기(1)로 연결되어 있으며, 상기 냉매라인(7a) 사이에는 부동액 유로(7b)가 형성되어 이 원통체 내부로 유입된 부동액을 상기 냉매라인(7a)의 냉매가 순환되는 과정에서 부동액이 냉각되도록 하여서 된 것을 특징으로 하는 수냉열 순환식 냉방 시스템.
3. 제 1항에 있어서,

   응축기(2)의 일측에는 상기 응축기(2)의 냉각효율이 향상되도록 급수펌프(41)로부터 직수를 공급하여 분사노즐(42)로 분사되도록 한 보조 냉각부(40)를 구비하여서 된 것을 특징으로 하는 수냉열 순환식 냉방 시스템.