KR200337948Y1

KR200337948Y1 - 응축수를 활용한 열교환식 에너지절감형 냉방장치

Info

Publication number: KR200337948Y1
Application number: KR20-2003-0013759U
Authority: KR
Inventors: 조성은
Original assignee: (주)티원엔지니어링
Priority date: 2003-05-02
Filing date: 2003-05-02
Publication date: 2004-01-07

Abstract

본 고안은 냉방장치의 운전과정중에 증발기로부터 발생되는 저온의 응축수를 활용하여, 압축기에서 공급되는 고온, 고압의 냉매가스를 냉각하므로, 냉동기의 효율을 개선하고, 성적계수가 향상되는 에너지 절감형 냉방장치에 관한 것이다.

위와 같이 냉매가스를 수냉식 열교환과정에서 열교환시간을 단축하고 응축온도가 낮게유지되므로 냉동기의 성능이 향상되며 실외기를 소형화 할 수 있고 또한 설치장소의 공간을 최소화 및 생산원가를 절감 할 수 있다.

Description

응축수를 활용한 열교환식 에너지절감형 냉방장치{An economical air conditioner with a heat exchanger using condensed water}

본 고안은 응축수를 활용한 열교환식 에너지절감형 냉방장치에 관한 것이다. 응축수를 활용한 열교환식 에너지절감형 냉방장치는 운전과정에서 증발기로부터 발생되는 저온의 응축수를 활용하여, 압축기에서 공급되는 고온 고압 상태의 냉매가스를 수냉식 열교환과정을 통하여 냉매가스를 냉각시키므로, 저온의 응축수는 고온의 물로 변화하고 냉매가스는 저온 응축되어 냉동사이클의 성적계수 향상과 에너지 절약을 도모한다.

종래의 냉방장치는 운전과정에서 발생되는 저온의 응축수를 외부에 그대로 방출하였으므로, 저온 응축수에서 얻은 열량을 그대로 버리므로써 에너지비용이 상승하고 응축수를 발생하는 용량의 열량만큼 응축기가 커지고, 실외기의 설치공간을 많이 차지하는 문제점이 있다.

본 고안은 상기와 같은 문제점을 해소하기 위한 것으로 냉방장치에 있어서 냉방기 운전과정에서 증발기로부터 발생되는 저온 응축수를 완전히 활용함으로서 응축기의 냉각팬을 가동하지 않거나, 냉각팬의 가동시간을 단축하여 에너지소비량을 절감하는 에너지절감형 냉방장치를 제공하는데 목적이 있다. 이와 같은 목적을 달성하기 위하여 냉동기용 압축기에서 공급되는 고온 고압의 냉매가스는 응축기를 통과후에 다시 열교환기를 통과시켜 증발기에서 발생한 저온의 응축수를 이용하여 냉매가스를 냉각시키므로서 효율적으로 응축수를 활용한 에너지 절감형 냉방장치를 제공하는데 목적이 있다.

도1은 냉방장치의 실내기 외형도

도2는 냉방장치의 실내기 내부 구성도

도3은 냉방장치의 구성도

도4은 열교환기의 내부구성도도5는 냉방장치의 회로도

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

1 : 실내기 본체 2 : 압력게이지

3 : 그릴 4 : 물받이

5 : 드레인관 6 : 운전제어용 판넬

7 : 공기취출구 8 : 공기흡입구

9 : 공기필터 10 : 증발코일

11 : 팽창밸브 12 : 급기송풍기

13 : 전기코일 14 : 실외기 본체

15 : 응축코일 16 : 압축기

17 : 압력스위치 18 : 수액기

19 : 응축공기 흡입구 20 : 응축공기 배기구

21 : 온도계 22 : 냉매액관

23 : 냉매가스관 24 : 응축기용 팬

25 : 모터 26 : 가습기

27 : 열교환기 28 : 열교환기 내부코일

29 : 단열재 30 : 드레인밸브31 : 열교환기의 입구 32 : 열교환기의 출구

본 고안은 도면에 의해서 도 1과 도 2로 크게 분류하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 고안의 도 1과 같이 실내기 본체(1) 외부의 전면 상단중앙에 운전제어용 판넬(6)과 운전상태를 확인 할 수 있는 압력게이지(2)가 부착되어 있으며, 상단부는 공기취출구(7)에 공기방향을 조정하는 그릴(3)이 부착되어 있고, 하부에는 공기흡입구(8)와 실내공기를 정화시키는 공기필터(9)가 설치되어 있으며, 운전제어용 판넬(6)에는 온도와 습도 메모리 기능을 두어 한 개의 운전용 스위치에 의해 자동운전이 되도록 되어있다.

본체(1) 내부는 실내공기를 순환시키는 공기

흡입구(8)와 공기취출구(7)사이에 실외기 본체(14)로부터 압축된 고온 고압의 냉매가스를 응축시켜 냉매액관으로 실내기 본체(1) 내부의 수액기(18)와 열교환기(27)로 연결되어, 응축후 발생하는 열이 발산하지 않게 열교환기(27)의 외부는 단열재(29)가 부착되어 있고 상부는 냉매액관으로 팽창밸브(11)에 연결되어 냉매를 팽창시키는 증발코일(10)로 구성되고, 열교환기(27) 측면하부의 응축수 입구는 증발코일(10)에서 응축수를 모으는 물받이(4)와 배관으로 연결되고, 열교환기(27) 전면하부의 출구는 드레인관(5)을 통하여 외부에 배출되고, 실내공기가 운전제어용 판넬(6)의 설정 온도보다 높은 경우 증발코일(10)에서 노점제습 되어 나오는 냉각 공기에 포함된 습기를 제거하고 또 난방이 필요할 때는 실내기의 상부에 전기코일(13)에서 가온하거나, 실내공기가 건조상태에서는 증발코일(10)의 상부에 수평하게 설치된 가습기(26)에서 수증기 발생시켜 적정습도를 유지하고, 가습기 상부에 수직하게 설치된 급기송풍기(12)에 의하여 내부의 공기가 순환되도록 구성된다.

도3와 같이 실외기 본체(14)에서 냉매가스를 압축시키는 압축기(16)와 압축된 고온 고압의 냉매가스를 응축시키는 응축코일(15)에서는 고열이 발생되면 응축기용 팬(24)구동에 의하여 응축공기 흡입구(19)로부터 외기를 도입하여 열교환하여 고온의 공기를 실외기 본체(14) 상부의 응축공기 배기구(20)를 통하여 외부에 배출하고 냉매가스는 응축이 이루어져 냉매액관(22)을 통하여 실내기 본체에 공급되도록 되어 있다.

본 고안의 작동을 설명하면, 먼저 실내온도를 낮춰 냉방할 경우는 공기흡입구(8)를 통해 들어온 실내기 본체(1)에 순환되는 공기가 공기필터(9)에 의해 정화되고 실외기 본체(14)의 압축기(16)가 작동되어 여기서 압축된 고온 고압의 냉매가스가 응축코일(15)에서 열교환상태를 확인 할 수 있도록 온도계(21)가 실외기 본체의 전면상단에 부착되어 있고, 여름철 외기의 고온 다습한 기후환경에서 냉방기를 가동하면 응축냉매의 온도가 상승하는 것을 온도계(21)를 통하여 알수 있으며, 응축코일(15)의 냉각 성능이 떨어지고 응축온도가 일정치 못하여 응축냉매가 덜 응축된채로 공급되어지므로, 실내기 본체(1) 내부에 설치된 열교환기(27)의 열교환기 내부코일(28)을 통과하는 냉매가스와 냉방과정에서 증발코일(10)로부터 발생되는 저온의 응축수는 물받이(4)의해서 모여진 물은 열교환기의 입구에 공급하므로 열교환기(27) 내부에서 열교환 과정 이루어진다. 열교환된 응축수는 고온수로 변화하면서 대류작용에 의하여 고온수는 열교환기(27) 상부에 체류하면서 열교환기의 입구(31)측에 공급되어진 응축수에 의하여 열교환기의 출구(32)와 연결된 드레인관(5)을 통해서 버려지고, 응축수를 활용하여 열교환된 액냉매가 과냉각이되면 팽창밸브(11)을 통과한 후에 후레쉬 가스량이 감소되어 증발코일(10)의 열교환을 통하여 냉동능력이 커짐을 알 수 있고 따라서 성적계수, 효율도 상승하게 되며 에너지 절감이 향상 되도록 구성되어진다.

도 5에서 냉동사이클의 일정한 응축온도와 압력을 유지하기 위하여, 실외기 본체(14)의 응축코일(15)에서 1차로 냉각을 한 후 실내기 본체(1)에 공급되는 고온 고압 냉매를 증발코일(10)에서 발생되는 저온의 응축수를 활용하여 2차 냉각을 열교환기(27)를 통과하여 냉매가스 일정한 온도와 압력을 유지하고자, 냉매액관(22)에 설친된 압력스위치(17)로 압력을 읽어 운전제어용 판넬(6)은 최적의 운전상태로 응축기용 팬(24)의 모터(25)를 기동 또는 정지 하도록 하여 외기 온도의 변화에 관계없이 일정한 응축압력을 유지하면서 에너지절감 되도록 구성되어진다.

본 고안은 냉방장치 실내기에 응축수 회수용 열교환기를 설치하여 냉방과정에서 증발기로부터 발생되는 저온의 응축수를 활용하여, 압축기에서 공급되는 고온 고압의 냉매가스를 신속히 냉각이 하므로 냉동사이클의 성적계수 향상과 에너지 절감 등의 유용한 효과가 있다.

또한 실내기 내부에 설치된 열교환기는 응축수를 활용하여 냉매가스를 냉각하는 경우에는 여름철의 외기온도가 높은 경우에도 외기온도의 많은 영향을 받지않고, 항상 일정한 냉동 사이클의 성능을 유지할 수 있다.

응축기는 실외기 냉각팬에 의해서 일부 냉매가스를 냉각하고 실내기 내부에 설치된 열교환기에서 수냉식 열교환이 이루지므로 냉매가스의 응축온도를 낮게 유지할 수 있으므로 냉동기 의 성능이 향상되어 실외기가 소형화되고 또한, 설치장소의 공간을 최소화 및 생산원가를 절감 할 수 있다.

Claims

팽창밸브(11), 수액기(18), 열교환기(27)가 내부에 설치된 냉방장치의 실내기 본체(1)에 있어서, 냉방과정에 증발코일(10)로부터 발생되는 저온의 응축수를 물받이(4)로 포집하여 열교환기의 입구(31)측에 공급하고 또한 실외기 본체(14)에서 나오는 고온 고압의 냉매가스가 열교환기 내부코일(28)에 공급되어 저온의 응축수와 고온의 냉매가스 사이에 열교환이 이루어지는 구조를 갖으며, 이때, 저온의 응축수는 고온수 상태로 변화되어 증발코일로 부터 열교환기의 입구(31)측에 공급되는 응축수량 만큼 수두차에 의해서 열교환기의 출구(32)를 통하여 드레인관(5)으로 자연배출되고, 고온 고압의 냉매가스는 저온 저압의 응축된 냉매로 변화시켜 냉동기 성적계수를 향상되는 것을 특징으로 하는 응축수를 활용한 열교환식 에너지절감형 냉방장치
제1항에 있어서 증발코일(10)의 저면에는 물받이(4)와 열교환기 하단부에 있는 열교환기의 입구(31)는 배관으로 연결되며, 열교환기 상단부에 있는 열교환기의 출구(35)와 드레인관(5), 드레인밸브(30)로 구성된다. 상기의 열교환기(27)의 외부는 단열재(29)로 쌓여져 있고, 열교환기 내부는 나선모양의 열교환기 내부코일(28)로 이루어져 고온의 냉매가스와 저온의 응축수 사이에 열교환이 이루어 지도록 형성된 것을 특징으로 하는, 응축수를 활용한 열교환식 에너지절감형 냉방장치.
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