KR200285309Y1 - 항온항습기의 냉매 냉각장치 - Google Patents

Abstract

본 고안은 압축기와 응축기 및 증발기등이 일체로 장착되어 실내 온도와 습도를 조절하는 항온항습기에 관한 것으로, 히트파이프는 응축기에서 냉매 응축이나 증발기에서 냉매증발이 충분히 이루어지지 않을 경우, 응축기를 나온 고온의 냉매와 증발기를 나온 저온의 냉매를 열교환시켜 압축기로 들어가는 냉매를 항상 과열상태로 유지하고 팽창밸브로 들어가는 냉매를 항상 과냉상태로 유지할 수 있는 장치로서 응축기의 효율을 향상시키고 배기팬의 부하를 줄이는 한편 전력소모를 감소시키는 항온항습기의 냉매 냉각장치에 관한 것이다.

이러한 본 고안은 압축기와 증발기 및 수개의 응축기가 본체에 일체로 장착된 기존의 항온항습기에 있어서, 진공상태의 내부에 열매체가 수용되고 고온 고압상태의 냉매가 제공되는 냉매관이 내부에 다수관의 직렬로 설치된 열매체통이 구비되고, 그 상측부에 직경이 작은 다수개의 열방출관이 상부로 형성되며, 상기 열방출관의 상단부에 내부가 진공상태이며 저온 저압상태의 냉매가 제공되는 냉매관이 내부에 다수관의 직렬로 설치된 흡열통이 형성되는 히트-파이프를 항온항습기의 본체안에 장착하여 구성되는 것을 본 고안의 특징으로 하는 것이다.

Description

항온항습기의 냉매 냉각장치 {refrigerant a cooling device thermohygrostat }

본 고안은 압축기와 응축기 및 증발기등이 일체로 장착되어 실내 온도와 습도를 조절하는 항온항습기에 관한 것으로, 히트파이프는 응축기에서 냉매 응축이나 증발기에서 냉매증발이 충분히 이루어지지 않을 경우, 응축기를 나온 고온의 냉매와 증발기를 나온 저온의 냉매를 열교환시켜 압축기로 들어가는 냉매를 항상 과열상태로 유지하고 팽창밸브로 들어가는 냉매를 항상 과냉상태로 유지할 수 있는 장치로써 응축기의 효율을 향상시키고 배기팬의 부하를 줄이는 한편 전력소모를 감소시키는 항온항습기의 냉매 냉각장치에 관한 것이다.

일반적으로 항온항습기는 실내온도와 습도를 조절하도록 냉난방장치와 가습및 제습장치가 장착되며, 특히 온도와 습도에 영향을 받는 컴퓨터나 전자기기가 설치된 전산실등에 설치되어 실내온도와 습도를 최적으로 유지시켜 주고 있다.

본 출원인은 기존 실외에 설치되는 압축기와 응축기를 본체에 일체로 장착하여 설치작업이 매우 간편한 "일체형 항온항습기"를 특허 제 260036 호로 특허받은 바 있으며, 상기 일체형 항온항습기는 응축기의 방출열로 물을 가열하여 실내 가습이 수행되도록 구성되고, 배기팬으로 응축기를 냉각시키는 한편 방출열을 실외로 배출하게 된다.

도면에 도시된 도 1 은 기존 항온항습기의 개략적인 주요 구성도로써, 압축기(10)에서 저온 저압의 액체상태인 냉매를 고온 고압의 기체상태로 압축하고, 압축기(10)를 거친 고온 고압상태의 냉매를 가습보조응축기(11)에서 물로 냉각시키는 한편 물을 가열하여 실내가습을 수행하며, 상기 과정을 거친 냉매를 응축기(12)에서 배기팬으로 강제 냉각시켜 액화하는 한편 이중파이프로 구성된 보조냉각기(13)에서 냉매를 냉각시키고, 보조냉각기(13)를 거친 냉매는 필터드라이어(14)와 팽창밸브(15) 및 분배기(16)를 거쳐 저온 저압의 기체상태로 증발기(17)에 제공되며, 증발기(17)에서 실내공기를 냉각시키고 냉매는 저온 저압상태로 보조냉각기(13)와 여과기(18)를 통해 압축기(10)에 제공되는 냉방사이클로 구성된다.

한편 겨울철과 같이 실내온도가 적정 온도보다 낮아지면 솔레노이드 밸브의 작동으로 냉방싸이클이 역으로 작동하여 압축기에서 고온 고압상태의 냉매가 증발기로 제공되므로써 난방싸이클이 수행되면서 실내로 온풍을 가하여 실내온도를 높이게 된다.

기존의 항온항습기는 고온 고압상태의 냉매를 응축기와 가습보조응축기 및 보조냉각기에서 냉매온도를 낮추고 있으나, 이러한 응축기에서 냉매온도를 원하는 만큼 충분히 냉각시키지 못함에 따라 응축기를 강제 냉각시키는 배기팬에 과부하가 발생하고, 이로써 전력소모가 급격히 증가하여 항온항습기의 유지관리에 어려움을 야기하고 있었다.

특히, 여름철과 같이 기온이 35℃~37℃ 정도로 높아지면 실내온도를 낮추기 위하여 냉방싸이클이 지속적으로 작동하게 되며, 이때 응축기에서 냉매의 온도를 충분히 냉각시키지 못하면 냉매온도가 높은 상태에서 냉방싸이클이 수행되므로써 열효율이 현저하게 떨어지는 한편 배기팬에 과부하가 발생하고 있다.

따라서 본 고안은 상기와 같은 기존 항온항습기의 문제점을 해결하기 위하여안출된 것으로써, 열매체(프레온가스,알콜)의 증발 및 응축작용으로 열교환이 수행되어 열을 방출하는 히트-파이프를 설치하여 냉매의 온도를 소정온도 낮추어 제공하므로써 응축기의 효율을 향상시키는 한편 배기팬의 부하를 줄여주고 전력소모를 감소시키는 것이다.

도 1 은 기존 항온항습기의 개략적인 구성도

도 2 는 본 고안에 의한 항온항습기의 개략적인 구성도

도 3 은 본 고안에 의한 히트-파이프의 사시도

도 4 는 본 고안에 의한 히트-파이프의 설치상태 단면도

도 5 는 본 고안에 의한 히트-파이프의 측단면도

도 6 은 본 고안에 의한 히트-파이프의 작동상태 단면도

도 7 은 본 고안에 의한 다른 실시예의 정면도

[도면의 주요부분에 대한 부호의 설명]

10. 압축기 11. 가습보조응축기 12. 응축기

13. 보조냉각기 14. 필터드라이어 15. 팽창밸브

16. 분배기 17. 증발기 20. 히트-파이프

21. 열매체통 22. 열방출관 23. 흡열통

24,25. 냉매관 26. 열방출판

본 고안은 항온항습기에 히트-파이프를 설치하여 냉매의 온도를 소정온도 낮추어 냉각과정에서 냉매가 충분히 냉각되게 하는 것으로, 도면에 도시하고 있는 도 2 내지 도 6 에서 본 고안에 따른 실시예의 구성을 자세히 보이고 있다.

이러한 본 고안은 압축기와 증발기 및 수개의 응축기가 본체에 장착되고 배기팬이 응축기를 강제 냉각시켜 방출열을 실외로 배출하는 한편 응축기의 방출열로 물을 가열하여 실내를 가습하는 기존의 항온항습기에 있어서,

진공상태의 내부에 열매체가 수용되고 고온 고압상태의 냉매가 제공되는 냉매관(24)이 내부에 다수관의 직렬로 설치된 열매체통(21)이 구비되고, 그 상측부에 직경이 작은 다수개의 열방출관(22)이 상부로 형성되며, 상기 열방출관(22)의 상단부에 내부가 진공상태이며 저온 저압상태의 냉매가 제공되는 냉매관(25)이 내부에 다수관의 직렬로 설치된 흡열통(23)이 형성되는 히트-파이프(20)를 항온항습기의 본체안에 장착하여 구성되는 것을 본 고안의 특징으로 하는 것이다.

본 고안에서 냉매가 압축기(10)와 수개의 응축기(11)(12)(13) 및 증발기(17)를 거치는 냉방싸이클과, 겨울철 냉방싸이클이 역으로 작동하여 압축기(10)에서 고온 고압상태의 냉매가 증발기(17)를 거쳐 수개의 응축기로 제공되는 난방싸이클 과정은 기존과 동일하다.

여기서 본 고안은 냉방싸이클 과정에서 압축기(10)를 통해 고온 고압상태로 제공되는 냉매의 온도를 소정온도 낮추기 위하여 압축기(10)에서 응축기(12)를 거치는 냉매의 냉각과정에 히트-파이프(heat-pipe)(20)를 설치하는 것으로, 히트-파이프(20)는 기존 공지된 기술로써 일반적으로 원통형의 열매체통(21)을 구비하고, 열매체통(21)의 상측부에 직립상으로 다수개의 열방출관(22)이 형성되며, 내부공간을 감압하여 진공상태로 만들고, 진공상태의 내부공간에 소정량의 열매체(프레온가스,알콜)를 주입하여 구성된다.

히트-파이프(20)는 열매체통(21)을 고온으로 가열하면 내부공간에 수용된 액체상태의 열매체가 증발 및 응축작용을 반복적으로 수행하므로써 열매체가 기화하면서 열을 흡수하여 빠른 속도로 다른쪽에 전달하게 된다.

본 고안의 히트-파이프(20)는 내부가 진공상태로 원통형의 열매체통(21)이 구비되고, 여기에 소정량의 열매체가 수용되며, 압축기(10)를 통해 고온 고압상태로 냉매가 제공되는 냉매관(24)이 다수관의 직렬로 설치된다.

또한 열매체통(21)의 상측부에는 직경이 작은 다수개의 열방출관(22)이 상부로 직립되게 형성되어 기화된 열매체가 상부로 이동하는 한편 열매체가 지니는 열을 외부로 방출시키게 된다.

상기 열방출관(22)의 상단부에는 내부가 진공상태로 흡열통(23)이 형성되고, 흡열통(23)의 내부에 증발기(17)을 거쳐 저온 저압상태로 냉매가 제공되는 냉매관(25)이 다수관의 직렬로 설치된다.

따라서 열매체통(21)과 열방출관(22)과 흡열통(23)은 일체로 구성되어 내부가 진공상태로 이루어지며, 열매체통(21)에는 냉매가 고온 고압상태로 제공되는 냉매관(24)이 설치되는 한편 흡열통(23)에는 냉매가 저온 저압상태로 제공되는 냉매관(25)이 설치되며, 상기 냉매관(24)(25)은 다수관의 직렬로 설치되어 열매체와의 접촉면적을 높이게 된다.

이러한 구성으로 이루어진 본 고안의 히트-파이프(20)는 항온항습기의 본체안에 장착되며, 냉매가 고온 고압상태의 냉매관과 증발기(17)를 거쳐 냉매가 저온저압상태의 냉매관에 솔레노이드 밸브를 장착하여 여름철 냉방싸이클 작동시에 냉매를 충분히 냉각시키게 한다.

이하 본 고안에 따른 히트-파이프(20)의 작동과정을 설명하면 다음과 같다.

먼저 압축기(10)에서 가습보조응축기(11)를 통해 65℃~70℃의 고온 고압상태로 제공되는 냉매가 열매체통(21)의 냉매관(24)으로 유입되면 냉매의 열에 의해 열매체통(21)에 수용된 열매체가 기화되면서 냉매관(24)의 열을 흡수하여 증발하게 된다.

열매체는 냉매관(24)의 열을 흡수하여 증발하면서 열방출관(22)에 열을 전달하는 한편 흡열통(23)으로 이동하게 되며, 이때 흡열통(23)에 설치된 냉매관(25)으로 증발기(17)를 거친 저온 저압상태의 냉매가 제공되므로써 저온상태의 냉매관(25)이 열매체의 열을 흡수하여 열교환이 이루어지고 열매체는 응축작용에 의해 다시 열매체통(21)으로 대류하게 된다.

여기서 열매체의 증발 및 응축작용은 진공상태에서 빠른 속도로 행해지는 한편 지속적이고, 다수개의 열방출관(22)에서 열을 외부로 방출시켜 열매체를 냉각시키며, 방출된 열은 본체에 설치된 배기팬에 의해 실외로 배출된다.

따라서 열매체의 증발 및 응축작용과 열방출에 의해 냉매가 고온 고압상태로 제공되는 냉매관(24)을 냉각시켜 냉매의 온도를 소정온도 낮추게 되므로써 응축기(12)의 효율을 높이게 되고, 배기팬의 과부하를 방지하게 된다.

한편 본 고안은 도면에 도시된 도 7 과 같이 열매체를 통해 전달된 열을 외부로 방출하는 열방출관(22)에 상하 가로로 다수개의 열방출판(26)을 형성한 것으로, 외부 공기와의 접촉면적을 높여 열방출 효과를 크게 한 것이다.

본 고안은 히트-파이프에서 냉매의 온도를 소정온도 낮추어 제공하므로써 응축기에서 냉매의 온도를 충분히 냉각시켜 냉방싸이클이 수행되게 하여 열효율을 향상시키는 한편 배기팬의 과부하를 방지하고, 전력소모를 현저하게 줄이는 효과를 제공하게 된다.

Claims (2)

1. 압축기와 증발기 및 수개의 응축기가 본체에 장착되고 배기팬이 응축기를 강제 냉각시켜 방출열을 실외로 배출하는 한편 응축기의 방출열로 물을 가열하여 실내를 가습하는 기존의 항온항습기에 있어서,

   진공상태의 내부에 열매체가 수용되고 고온 고압상태의 냉매가 제공되는 냉매관(24)이 내부에 다수관의 직렬로 설치된 열매체통(21)이 구비되고, 그 상측부에 직경이 작은 다수개의 열방출관(22)이 상부로 형성되며, 상기 열방출관(22)의 상단부에 내부가 진공상태이며 저온 저압상태의 냉매가 제공되는 냉매관(25)이 내부에 다수관의 직렬로 설치된 흡열통(23)이 형성되는 히트-파이프(20)를 항온항습기의 본체안에 장착하여 구성되는 것을 특징으로 하는 항온항습기의 냉매 냉각장치.
2. 제 1 항에 있어서,

   열방출관(22)에 상하 가로로 다수개의 열방출판(26)을 형성하여 구성되는 것을 특징으로 하는 항온항습기의 냉매 냉각장치.