KR20020070397A - 식물 재배용 공조룸을 위한 공기조화시스템 - Google Patents

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KR20020070397A
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일 준 박
명 옥 박
순 남 김
인 경 황
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일 준 박
명 옥 박
순 남 김
인 경 황
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    • AHUMAN NECESSITIES
    • A01AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
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    • A01G9/00Cultivation in receptacles, forcing-frames or greenhouses; Edging for beds, lawn or the like
    • A01G9/24Devices or systems for heating, ventilating, regulating temperature, illuminating, or watering, in greenhouses, forcing-frames, or the like
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Abstract

본 발명은, 열교환기 및 이것을 이용한 식물 재배 공조룸용 공기조화시스템에 있어서, 냉매가스의 순환과정에서, 제1 히터 코어가 내장된 제1 온수탱크의 높은 열원을 이용하여 제1 증발코어로부터 배출되는 냉매가스를 과열시켜 제1 압축기로 공급하고, 이 제1 압축기에서 압축된 냉매가스를 응축하기 위한 제1 응축 코어가 내장된 제1 냉수탱크에서 응축된 후, 팽창밸브를 거치면서 냉매가스를 제1 강제 송풍팬에 의해 냉각시키는 제1 증발 코어를 구비한 제1 공조기와, 상기 제1 공조부의 제1 온수탱크의 높은 열원을 공용하여 제2 증발코어로부터 배출되는 냉매가스를 과열시켜 제2 압축기로 공급하고, 이 제2 압축기에서 압축된 냉매가스를 응축하기 위한 제2 응축 코어가 내장된 제2 냉수탱크에서 응축된 후, 팽창밸브를 거치면서 냉매가스를 제2 강제 송풍팬에 의해 냉각시키는 제2 증발 코어를 구비한 제2 공조기와, 주변 환경에 응동하여 식물 재배 공조룸 내의 온도를 식물 재배에 적합한 설정 온도로 유지하기 위한 제1 열교환기를 구비하고, 상기 제1 열교환기는, 주변 환경이 고온일 경우에는, 상기 제1 및 제2 공조기의 제1 냉수탱크 내의 냉열원을 제공받고, 이와는 달리 주변 환경이 저온일 경우에는, 상기 제1 온수탱크 내의 온열원을 제공받도록 열교환수인 냉온열원이 주변 환경에 응동하여 절환 유동 가능하게 라인연결된 제1 열교환 코어를 포함하여, 공냉형 냉각방법과 수냉형 냉각방법을 병행함으로써 버섯재배장과 같은 공조룸을 원활하게 공조할 수 있음과 아울러, 히터 코어를 경유하는 냉각수의 높은 열원을 이용하여 증발기로부터 배출되는 냉매가스를 과열시켜 압축기로 공급함으로써 압축기의 압축효율을 향상시킬 수 있음과 아울러 압축기를 보호할 수 있고, 히터 코어를 일체화시킴으로써 부품의 단순화 및 원가절감을 도모할 수 있을 뿐만 아니라 증발기의 과열구간을 배제함과 아울러 이동 가능하게 구성함으로써 증발 코어의 콤팩트화를 도모할 수 있도록 하였다.

Description

식물 재배용 공조룸을 위한 공기조화시스템 {Air conditioning system}
본 발명은 열교환기 및 이것을 이용한 식물 재배 공조룸용 공기조화장치에 관한 것으로서, 히터 코어를 경유하는 냉각수의 높은 열원을 이용하여 증발기로부터 배출되는 냉매가스를 과열시켜 압축기로 공급함으로써 압축기의 압축효율을 향상시킬 수 있음과 아울러 압축기를 보호할 수 있고, 히터 코어를 일체화시킴으로써 부품의 단순화 및 원가절감을 도모할 수 있을 뿐만 아니라 증발기의 과열구간을 배제함과 아울러 이동 가능하게 구성함으로써 증발기의 콤팩트화를 도모할 수 있는 식물 재배 공조룸용 공기조화장치에 관한 것이다.
일반적으로, 공조장치는 외부공기를 유입시키기 위한 수단으로 모터와 팬으로 구성되는 블로워유니트와 공급된 공기를 가열하는 히터코어, 공급된 공기를 냉각시키는 증발기와 다수개의 공조덕트 및 최종적으로 공기를 실내로 공급하는 벤트로 구성된다.
또한, 외부로부터 격리된 공간을 냉방 또는 난방 시켜 주는 장치로는 냉난방 에어컨디셔너가 알려져 있다. 에어컨디셔너는 냉매를 응축-증발 사이클로 순환시켜서 증발 시에 발생하는 잠열로 냉방 효과가 나타나게 하거나 또는 순환 사이클을 반대로 하여 난방되게 하는 장치이다.
상기 에어컨디셔너는 압축성 열교환매체를 이용하는 것이므로 냉난방 효율이 우수한 이점을 가지는 반면에 전력 소비가 높으므로, 양계장, 양돈장, 식물 재배장, 공장 등과 같이 외부와의 단열이 허술하게 되어 있는 공간의 냉방에는 공간의 지속적인 공조에는 유지비용에서 부담이 되는 등의 단점을 내포하고 있었다.
즉, 식물 재배장 이나 축사와 같은 공간을 가정용 냉장고와 같이, 폴리우레탄 폼을 발포 충전시킨 단열부를 사방 밀폐형을 제작해야만 소비전력 등을 낮출 수 있는 바, 그 결과 설정 온도를 유지해야 하는 데 따른 비용부담이 가중되는 것이현실적 어려움이다.
따라서, 본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위해 이루어진 것으로서, 본 발명의 목적은, 히터 코어를 경유하는 냉각수의 높은 열원을 이용하여 증발기로부터 배출되는 냉매가스를 과열시켜 압축기로 공급함으로써 압축기의 압축효율을 향상시킬 수 있음과 아울러 압축기를 보호할 수 있고, 히터 코어를 일체화시킴으로써 부품의 단순화 및 원가절감을 도모할 수 있을 뿐만 아니라 증발기의 과열구간을 배제함과 아울러 이동 가능하게 구성함으로써 증발기의 콤팩트화를 도모할 수 있는 공조장치를 제공함에 있다.
이를 실현하기 위해 본 발명은, 열교환기 및 이것을 이용한 식물 재배 공조룸용 공기조화시스템에 있어서,
냉매가스의 순환과정에서, 제1 히터 코어가 내장된 제1 온수탱크의 높은 열원을 이용하여 제1 증발코어로부터 배출되는 냉매가스를 과열시켜 제1 압축기로 공급하고, 이 제1 압축기에서 압축된 냉매가스를 응축하기 위한 제1 응축 코어가 내장된 제1 냉수탱크에서 응축된 후, 팽창밸브를 거치면서 냉매가스를 제1 강제 송풍팬에 의해 냉각시키는 제1 증발 코어를 구비한 제1 공조기와,
상기 제1 공조부의 제1 온수탱크의 높은 열원을 공용하여 제2 증발코어로부터 배출되는 냉매가스를 과열시켜 제2 압축기로 공급하고, 이 제2 압축기에서 압축된 냉매가스를 응축하기 위한 제2 응축 코어가 내장된 제2 냉수탱크에서 응축된 후, 팽창밸브를 거치면서 냉매가스를 제2 강제 송풍팬에 의해 냉각시키는 제2 증발코어를 구비한 제2 공조기와,
주변 환경에 응동하여 식물 재배 공조룸 내의 온도를 식물 재배에 적합한 설정 온도로 유지하기 위한 제1 열교환기를 구비하고,
상기 제1 열교환기는,
주변 환경이 고온일 경우에는, 상기 제1 및 제2 공조기의 제1 냉수탱크 내의 냉열원을 제공받고, 이와는 달리 주변 환경이 저온일 경우에는, 상기 제1 온수탱크 내의 온열원을 제공받도록 열교환수인 냉온열원이 주변 환경에 응동하여 절환 유동 가능하게 라인연결된 제1 열교환 코어를 포함하며,
상기 제1 열교환 코어 주변의 공기가 제3 강제 송풍팬에 의해 상기 제1 열교환기 내외부를 순환하면서 열교환된 공조룸 내의 기온을 검출하는 온도 검출기와,
상기 온도 검출기에 의해 검출된 온도가 설정치에 적합하도록 상기 구성요소들의 작동을 개별 제어하기 위한 콘트롤러를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
도 1은 본 발명에 따른 공조룸용 공조시스템의 계통도이고,
도 2는 도 1의 공조시스템의 각 구성요소를 부위별로 상세히 피력하기 위한 구획도이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
10 : 제1 열교환기 20 : 제2 열교환기
30 : 가습기 100 : 제1 공조기
110 : 제1 온수탱크 120 : 제1 압축기
130 : 제1 냉수탱크 140 : 제1 증발 코어
200 : 제2 공조기
210 : 제2 온수탱크 220 : 제2 압축기
230 : 제2 냉수탱크 240 : 제2 증발 코어
이하, 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면에 의거 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명에 따른 공조시스템의 개략적인 계통도이고, 도 2는 도 1의 공조시스템의 각 구성요소를 부위별로 상세히 피력하기 위한 구획도이다.
도 2에서 부호 (1)은, 일명 부하라 통칭되는, 열교환기 및 이것을 이용한 식물 재배 공조룸 내에 설비되는 구성요소를 구획 표시한 것으로서, 여기서는 공조룸을 지칭한다.
상기 공조룸(1) 내에는, 냉매가스의 순환과정에서, 제1 히터 코어(111)가 내장된 제1 온수탱크(110)의 높은 열원을 이용하여 제1 증발코어(140)로부터 배출되는 냉매가스를 과열시켜 제1 압축기(120)로 공급하고, 이 제1 압축기(120)에서 압축된 냉매가스를 응축하기 위한 제1 응축 코어(131)가 내장된 제1 냉수탱크(130)에서 응축된 후, 제1 팽창밸브(133)를 거치면서 냉매가스를 제1 강제 송풍팬(F)에 의해 냉각시키는 제1 증발 코어(140)를 구비한 제1 공조기(100)가 설비되어 있다.
또, 상기 제1 공조기(100)에는, 제1 공조기(100)의 제1 온수탱크(110) 내의 제2 히터코어(211)를 통해 높은 열원을 공용하여 제2 증발 코어(240)로부터 배출되는 냉매가스를 과열시켜 제2 압축기(220)로 공급하고, 이 제2 압축기(220)에서 압축된 냉매가스를 응축하기 위한 제2 응축 코어(231)가 내장된 제2 냉수탱크(230)에서 응축된 후, 제2 팽창밸브(233)를 거치면서 냉매가스를 제2 강제 송풍팬(F)에 의해 냉각시키는 제2 증발 코어(240)를 구비한 제2 공조기(200)가 라인연결되어 있다.
또한, 상기 제1 공조기(100)와 제2 공조기(200)에는 주변 환경에 응동하여 식물 재배 공조룸(1) 내의 온도를 식물 재배에 적합한 설정 온도로 유지하기 위한 제1 열교환기(10)가 라인연결되어 있다.
또, 상기 제1 열교환기(10)는, 주변 환경이 고온일 경우에는, 상기 제1 및 제2 공조기(100, 200)의 제1 냉수탱크(130) 내의 냉열원을 제공받고, 이와는 달리 주변 환경이 저온일 경우에는, 상기 제1 온수탱크(110) 내의 온열원을 제공받도록 열교환수인 냉온열원이 주변 환경에 응동하여 절환 유동 가능하게 라인연결된 제1열교환 코어(11)를 포함하여 구성된다.
또한, 상기 공조시스템에는, 상기 제1 열교환 코어(11) 주변의 공기가 제3 강제 송풍팬(F)에 의해 상기 제1 열교환기(10) 내외부를 순환하면서 열교환된 공조룸 내의 기온을 검출하는 온도 검출기(D)와, 상기 온도 검출기(D)에 의해 검출된 온도가 설정치에 적합하도록 상기 구성요소들의 작동을 개별 제어하기 위한 콘트롤러(C)가 구비되어 있다.
또, 상기 제1 열교환기(10)는, 상기 제1 열교환 코어(11)와, 주변 환경의 변동에 따라 상기 제1 및 제2 냉수탱크(130, 230) 또는 제1 온수 탱크 사이를 열교환수인 냉온열원이 절환유동 가능하게 라인연결된 상기 제2 증발 코어(240)의 유입라인과 배출라인에 병렬 연결된 온도 유지용 제2 열교환 코어(21)와 제4 가열히터(H4)가 내장된 제2 열교환기(20)와 병렬로 라인연결되어 있다.
또한, 상기 제1 열교환기(10)에는, 수통(31)이 구비된 가습기(30)가 장착되어 있다.
또, 상기 제1 열교환기(10)는 공조룸(1)에 가교 고정된 가이드 레일(40)을 따라 이동 가능하게, 리미트 스위치(SW)-구비 가이드 레일(40)에 설치되어 있다.
또한, 상기 제1 온수탱크(110)와, 제1 및 제2 열교환기(10, 20)에는 적정 온도를 유지하기 위한 가열원으로서의 제3 가열 히터(H3)와 제4 가열 히터(H4)가 각각 내장되어 있다.
상기 제1 온수탱크(110)에는 상기 제1 온수탱크(110)에서 1차 가열된 온수를 2차 가열하여 상기 제1 열교환기(10)로 급송하기 위한 제2 온수탱크(210)가 직렬연결되어 있다.
한편, 미설명 부호 (D)는 상기 제1 열교환 코어 주변의 공기가 제3 강제 송풍팬(F)에 의해 상기 제1 열교환기(10) 내외부를 순환하면서 열교환된 공조룸 내의 기온을 검출하는 온도 검출기이고, 부호 (C)는 상기 온도 검출기(D)에 의해 검출된 온도가 설정치에 적합하도록 상기 구성요소들의 작동을 개별 제어하기 위한 콘트롤러이다.
다음에, 본원 발명에 따른 공조시스템의 작동을 설명한다.
먼저, 일예로 느타리버섯을 재배하기 위한 재배실은 버섯 발생에 알맞은 10∼16℃ 내외의 생육온도와 80∼85%의 습도를 유지시켜 주어야 한다.
이와 같은 공조룸의 생육온도를 유지하기 위해서는 냉매가스의 순환과정에서 냉매를 배관라인(L)을 통해 유동시켜 열교환시킨다.
여기에서, 제1 공조기(100) 및 제2 공조기(200)의 각 구성요소를 거치는 냉매가스의 열교환작용에 의거하여 공조룸이 공조되는 데, 제1 및 제2 공조기(200)는 동일한 냉매계통을 구성하기 때문에, 여기서는 일예로 제1 공조기(100)에 대해 설명한다. 상기 냉매가스는 제1 히터 코어(111)를 경유하는 온수가 저장되는 제1 온수탱크(110)에서 1차 가열된 온수에 의해 온도 상승된 후, 제1 압축기(120)로 이송된다.
상기 제1 압축기(120)에서는 냉매가스의 순환과정에서 냉매가스를 압축시켜 고온, 고압의 가스로 마련하고, 이어서 상기 압축펌프에 의해 발생된 고온 고압의 냉매 가스를 응축시켜 고온 고압으로 액화시키기 위해 냉수가 저류되는 제1 냉수탱크(130) 내의 제1 응축코어(131)를 거치며, 다음에 상기 제1 냉수탱크(130)에서 응축된 액화가스는 제1 팽창밸브(133)를 거쳐 저압 습포화 증기로 제1 증발 코어(140)로 유입된다.
이와 같이, 상기 제1 팽창밸브(133)에 의해 제공된 저압 습포화 증기는 강제 송풍용 팬(F)에 의해 제1 증발코어(140)를 거치면서 주위에 열뺏겨 저압증발가스화된다.
상기한 제1 및 제2 공조기(100, 200)는, 상기 제1 및 제2 증발 코어(240)에서 냉각된 냉매를 제1 및 제2 히터 코어(H1, H2)에 의해 가열된 온수의 높은 열원을 이용하여 상기 제1 및 제2 증발 코어(240)로부터 배출되는 냉매가스를 과열시켜 제1 및 제2 압축기(220)로 공급하는 관계로, 압축기의 성능을 향상시킬 수 있는 구조로 되어 있다.
또한, 상기 제1 온수탱크(110)에는 상기 제1 온수탱크(110)에서 1차 가열된 온수를 2차 가열하기 위한 제2 온수탱크(210)가 라인연결되고, 상기 제2 온수탱크(210)에는 상기 제2 냉수탱크(230)와 함께 병렬로 상기 제1 열교환기(10)의 유입단이 분기라인연결되며, 또 상기 제1 열교환기(10)의 배출단에는 상기 제1 냉수탱크(130)와 상기 제1 온수탱크(110)가 병렬로 분기라인연결됨으로써, 주변이 고온 환경일 경우에는 상기 제1 열교환기(10)의 순환수 계통이 상기 제2 냉수탱크(230)만을 유입측으로 하고, 배출측으로는 제1 냉수탱크(130)만이 라인연결되도록 밸브작동됨으로써, 공조룸 내의 온도를 강하시키도록 공조작동하게 된다.
또, 상기와는 달리 주변이 저온 환경일 경우에는 상기 제1 열교환기(10)의순환수 계통이, 상기 제2 온수탱크(210)만을 유입측으로하고, 배출측으로는 제1 온수탱크(110)만이 라인연결되도록 밸브작동됨으로써, 공조룸 내의 온도를 승온시키도록 공조작동하게 되는 것이다.
또한, 상기 제1 열교환기(10)의 유입라인과 배출라인에는 제2 열교환기(20)의 유입라인과 배출라인에 병렬로 라인연결되어 있고, 상기 제1 열교환기(10)와 제2 열교환기(20)에 내장된 제3 및 제4 가열히터(H3, H4)에 의해 주변환경에 능동적으로 대처할 수 있도록 열교환기(10, 20)의 성능 보완을 도모할 수 있게 되는 것이다.
이와 같이, 상기 제1 열교환기(10)와 제2 열교환기(20)는 공조룸의 안과 밖에서 열교환이 이루어짐으로써, 우수한 냉방 및 온방 효과를 시기적절하게 도모할 수 있게 된다.
또, 상기 제1 열교환기(10)에는 가습기(30)와 이 가습기(30)에 물을 보충할 수 있도록 구성된 수통(31)이 설치되어 있기 때문에, 버섯장내 산소 공급 역할과 함께 미세한 초미립자로 물 맺힘 현상의 발발없이 다습환경을 이룰 수 있게 되는 것이다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명은 공냉형 냉각방법과 수냉형 냉각방법을 병행함으로써 버섯재배장과 같은 공조룸을 원활하게 공조할 수 있음과 아울러, 히터 코어를 경유하는 냉각수의 높은 열원을 이용하여 증발기로부터 배출되는 냉매가스를 과열시켜 압축기로 공급함으로써 압축기의 압축효율을 향상시킬 수 있음과 아울러 압축기를 보호할 수 있고, 히터 코어를 일체화시킴으로써 부품의 단순화 및 원가절감을 도모할 수 있을 뿐만 아니라 증발기의 과열구간을 배제함과 아울러 이동 가능하게 구성함으로써 증발기의 콤팩트화를 도모할 수 있는 등의 매우 뛰어난 효과가 있는 것이다.
여기에서, 본 발명의 일 실시예와 관련하여 본 발명을 도시하고 설명하였지만, 본 기술 분야에 숙련된 자들에 의해 특허청구범위의 정신 및 영역을 벗어남이 없이 다양한 수정이 이뤄질 수 있다.

Claims (6)

  1. 열교환기 및 이것을 이용한 식물 재배 공조룸용 공기조화시스템에 있어서,
    냉매가스의 순환과정에서, 제1 히터 코어가 내장된 제1 온수탱크의 높은 열원을 이용하여 제1 증발코어로부터 배출되는 냉매가스를 과열시켜 제1 압축기로 공급하고, 이 제1 압축기에서 압축된 냉매가스를 응축하기 위한 제1 응축 코어가 내장된 제1 냉수탱크에서 응축된 후, 팽창밸브를 거치면서 냉매가스를 제1 강제 송풍팬에 의해 냉각시키는 제1 증발 코어를 구비한 제1 공조기와,
    상기 제1 공조부의 제1 온수탱크의 높은 열원을 공용하여 제2 증발코어로부터 배출되는 냉매가스를 과열시켜 제2 압축기로 공급하고, 이 제2 압축기에서 압축된 냉매가스를 응축하기 위한 제2 응축 코어가 내장된 제2 냉수탱크에서 응축된 후, 팽창밸브를 거치면서 냉매가스를 제2 강제 송풍팬에 의해 냉각시키는 제2 증발 코어를 구비한 제2 공조기와,
    주변 환경에 응동하여 식물 재배 공조룸 내의 온도를 식물 재배에 적합한 설정 온도로 유지하기 위한 제1 열교환기를 구비하고,
    상기 제1 열교환기는,
    주변 환경이 고온일 경우에는, 상기 제1 및 제2 공조기의 제1 냉수탱크 내의 냉열원을 제공받고, 이와는 달리 주변 환경이 저온일 경우에는, 상기 제1 온수탱크 내의 온열원을 제공받도록 열교환수인 냉온열원이 주변 환경에 응동하여 절환 유동 가능하게 라인연결된 제1 열교환 코어를 포함하며,
    상기 제1 열교환 코어 주변의 공기가 제3 강제 송풍팬에 의해 상기 제1 열교환기 내외부를 순환하면서 열교환된 공조룸 내의 기온을 검출하는 온도 검출기와,
    상기 온도 검출기에 의해 검출된 온도가 설정치에 적합하도록 상기 구성요소들의 작동을 개별 제어하기 위한 콘트롤러를 더 포함하는 것을 식물 재배 공조룸용 공기조화시스템.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1 열교환기는,
    상기 제1 열교환 코어와, 주변 환경의 변동에 따라 상기 제1 및 제2 냉수탱크 또는 제1 온수 탱크 사이를 열교환수인 냉온열원이 절환유동 가능하게 라인연결된 상기 제2 증발 코어의 유입라인과 배출라인에 병렬 연결된 온도 유지용 제2 열교환 코어와 제2 히터 코어가 내장된 제2 열교환기와 병렬로 라인연결된 것을 특징으로 하는 식물 재배 공조룸용 공기조화시스템.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1 열교환기에는, 수통이 구비된 가습기가 장착된 것을 특징으로 하는 식물 재배 공조룸용 공기조화시스템.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한항에 있어서,
    상기 제1 열교환기는 공조룸에 가교 고정된 가이드 레일을 따라 이동 가능하게 상기 가이드 레일에 설치된 것을 특징으로 하는 식물 재배 공조룸용 공기조화시스템.
  5. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한항에 있어서,
    상기 제1 온수탱크와, 제1 및 제2 열교환기에는 적정 온도를 유지하기 위한 가열원으로서의 제3 가열 히터와 제4 가열 히터가 각각 내장된 것을 특징으로 하는 식물 재배 공조룸용 공기조화시스템.
  6. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한항에 있어서,
    상기 제1 온수탱크에는 상기 제1 온수탱크에서 1차 가열된 온수를 2차 가열하여 상기 제1 열교환기로 급송하기 위한 제2 온수탱크가 직렬 연결된 것을 특징으로 하는 식물 재배 공조룸용 공기조화시스템.
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