KR200362824Y1

KR200362824Y1 - 응축기와 증발기를 이용한 보일러

Info

Publication number: KR200362824Y1
Application number: KR20-2004-0017793U
Authority: KR
Inventors: 이병현
Original assignee: 주식회사 광일테크
Priority date: 2004-06-23
Filing date: 2004-06-23
Publication date: 2004-09-23

Abstract

본 고안은 응축기와 증발기를 이용한 보일러로서 열교환매체가 사이클을 형성하며 순환하고 압축기를 통과한 고온고압의 냉매가스로 열교환하여 온수 생산을 목적으로 하며 겨울운전시 증발기에 적상해결 및 열효율을 높여 에너지 절약에서 높은 장점을 가지도록 한다.

Description

응축기와 증발기를 이용한 보일러{boiler useing for condenser and vaporizer}

본 고안은 응축기와 증발기를 이용한 보일러에 관한 것으로서, 보다 상세히는 히트펌프 시스템을 구성하는 응축기와 증발기를 이용하여 열효율을 높이고 고온수를 얻을 수 있는 보일러 관한 것이다.

통상적으로, 난방장치 및 목욕탕의 온수로 사용하기 위한 보일러에 있어서 히트펌프 시스템의 응축기와 증발기를 이용한 보일러 구조는, 압축기에 의해서 고온고압으로 압축된 냉매가스를 응축기(제1 열교환기)에서 유체와 열교환시킴으로서 온수를 생성하거나 실내공기를 가열하게 되고, 상기 응축기에서 응축된 고온의 냉매액은 팽창밸브에서 팽창된 후 증발기(제2 열교환기)에서 증발하면서 저온 저압의 가스 상태로 된 후 압축기로 흡입되는 사이클을 반복하게 된다.

그리고, 4방밸브를 이용하여 전술한 사이클의 역방향으로 순환시키게 됨에 따라서는 냉수를 생성하거나 냉방장치및 냉장기능을 수행하기도 한다.

그러나 전술한 종래의 히트 펌프 시스템은 실외공기온도가 낮아 졌을 때 실외기(제2 열교환기)의 증발기와 그 주위에 적상현상 즉, 서리가 맺히게 되고 증발온도가 낮아져 난방능력이 급격히 떨어지기 때문에 주기적으로 제상운전을 실시하여 상기 서리를 제거하여 주거나, 별도의 보조히터를 부착하고 있다.

또한, 압축기로 순환되는 냉매는 불충분한 응축으로 고온고압의 상태가 되고 압축성이 현저히 저하되면서 열효율을 감소시키게 되고, 이는 60℃ 이상의 고온수를 생성하기가 어렵다.

본 고안은 상술한 종래의 문제점을 극복하기 위한 것으로, 본 고안의 목적은실외기의 응축기 주위에 적상현상을 방지하여 열효율을 높이고 고온수를 생성할 수있는 응축기와 증발기를 이용한 보일러를 제공함에 있다.

도 1은 본 고안에 따른 응축기와 증발기를 이용한 보일러의 회로도.

도 2는 본 고안 응축기와 증발기를 이용한 보일러에서 실외기의 내부구조를 도시한 단면도.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

10: 제1 열교환기 12: 압축기

14: 온수탱크 18: 냉매배관

19: 바이패스관 20: 제2 열교환기

26: 응축기 100: 보일러

이하 본 고안의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 1은 본 고안에 따른 응축기와 증발기를 이용한 보일러 시스템의 개략도이고, 도 2는 본 고안 응축기와 증발기를 이용한 보일러에서 제2 열교환기의 내부구조를 도시하기 위한 단면도이다.

도면에 따르면, 본 고안 보일러(100)는 냉매가스를 고온고압으로 압축시켜 응축기(제1 열교환기)로 강제 이송시키는 압축기(12)와, 상기 고온의 냉매를 유체와 열교환시킴으로서 온수를 생성시키는 제1 열교환기(10), 그리고 상기 고온의 냉매를 증발시키면서 저온 저압의 가스 상태로 압축기에 이송시키는 제2 열교환기를 구성하고 있다.

위를 더욱 자세하게 설명하면 다음과 같다.

본 고안에 따른 응축기와 증발기를 이용한 보일러는, 냉매배관(18)에 의해서 압축기(12), 제1 열교환기(10), 컨트롤밸브(28), 응축기(26) 및 바이패스관(19), 수액기(11) 그리고 솔레노이드밸브(32), 팽창밸브(30), 증발기(22), 열교환형 액분리기(16)를 지나 흡입압력조정밸브(13)을 통과하여 다시 압축기(12)로 연결되는 시스템으로 구성되고, 상기 시스템을 따라 이송하는 냉매가 압력 및 온도변화의 과정을 통하여 이동할 때 제1 열교한기에 의해서 목욕탕용 온수 혹은 난방을 위한 온수를 얻을 수 있게 된다.

이때, 제2 열교환기(20)를 구성하는 응축기(26)가 증발기(22)의 일측으로 설치되며, 상기 응축기와 제1 열교환기 사이에 컨트롤밸브(28)가 설치되고, 상기 컨트롤밸브의 일방향에는 응축기를 통과하는 바이패스관(19)이 설치되어 있다.

따라서, 압축기(12)에서 이송된 고온고압의 냉매는 제1 열교환기(10)에서 외부의 물탱크(14)와 연결된 온수배관을 통해 열교환을 수행하게 되고, 중온고압의 상태로 변하게 된다. 이때 열교환 된 물은 온수순환펌프(41)에 의해 순환되어 온도가 상승되고 물탱크로 저장된 후 난방 및 온수로서 사용된다. 이후 상기 중온고압의 냉매는 제2 열교환기(20) 내부에 설치된 응축기(26)에서 외부공기와 2차 열교환이 이루어지면서 온도가 하강된다. 이때 응축기(26) 앞에 설치된 컨트롤밸브는 상기 냉매의 온도가 낮을시 바이패스관(19)을 통해 응축기(26)를 우회 통과시키게 된다. 이후 열교환형 액분리기(16)에서 흡입가스와 열교환후 완전 응축된 냉매액을 솔레노이드밸브(32)를 거쳐 팽창밸브(30)로 이송시키며, 상기 팽창밸브에서 교축팽창이 되어 압력과 온도가 급격히 강하되면서 냉매가 증발기(22)에 의해 증발을 하게 되고, 저온저압의 혼합기체상태로서 압축기로 이송된다. 상기 운전으로 운전되고 있는 상태에서 외기온도가 급격히 낮아져 일정한 저압을 유지시킬 수 없는 경우에는 솔레노이드밸브(33)이 열려 냉매를 통과시켜 모세관(34)에 의해 팽창된 후 일정량의 냉매를 순환시킨다. 이후 상기 혼합기체상태의 냉매는 압축기의 작동에 따라 압력에너지와 온도에너지를 얻은 후 계속적인 순환으로 보일러를 가동시키게 된다.

한편 제2 열교환기(20) 내부의 응축기(26)는 제1 열교환기에서 잔류한 고열이 열교환되면서 증발기(22) 입구공기를 예열하고 예열된 열에 의해 실외기 즉, 제2 열교환기(증발기 부분)에 서리가 맺히는 것을 방지하게 된다.

도면에 미설명부호 24는 팬을 도시하고 있다.

이상으로 살펴본 바와 같이 본 고안에 따른 응축기와 증발기를 이용한 보일러는, 실외기(제2 열교환기)의 증발기와 공기유입구에 서리가 생성되는 것을 방지하여 난방성능을 향상시키게 되고, 제상을 위한 보조장치의 설치비용을 절감하고 에너지의 손실을 방지하게 되면서 경제적인 효과를 가진다. 특히 열효율이 상승되면서 신속하게 고온의 물을 얻을 수 있어 목욕탕용으로 사용될 때 에너지 절약은 물론 공해문제를 해결할 수 있다.

Claims

압축기(12)와 제1 열교환기(10)그리고 제2 열교환기(20)로 구성되는 보일러에 있어서,

상기 제2 열교환기(20)의 내부에는 응축기(26)가 증발기의 일측으로 설치되며, 상기 응축기와 제1 열교환기 사이에 컨트롤밸브(28)가 설치되고, 상기 컨트롤밸브의 일방향에는 응축기를 통과하는 바이패스관(19)이 설치됨을 특징으로 하는응축기와 증발기를 이용한 보일러.
제1항에 있어서, 상기 응축기(26)와 증발기 사이에는 열교환형 액분리기(16)가 설치됨을 특징으로 하는 응축기와 증발기를 이용한 보일러.