KR200395784Y1 - 수냉식 냉.난방 시스템 - Google Patents

수냉식 냉.난방 시스템 Download PDF

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KR200395784Y1 KR20-2005-0019024U KR20050019024U KR200395784Y1 KR 200395784 Y1 KR200395784 Y1 KR 200395784Y1 KR 20050019024 U KR20050019024 U KR 20050019024U KR 200395784 Y1 KR200395784 Y1 KR 200395784Y1
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Abstract

본 고안은, 열교환부의 열전달매체를 물이나 부동액으로 대체하여 프레온가스의 누설에 따른 환경오염을 방지함과 아울러 실외기의 열교환부와 실내기의 열교환기를 플렉시블관으로 연결하여 이동설치가 가능하므로 공간의 활용도를 향상시키며, 실외기의 압축기, 응축기, 증발기를 순환하는 최소한의 프레온가스 냉매를 주입하여 제작하기 때문에 별도의 냉매주입에 따른 번거로움을 해소함과 아울러 실외기와 실내기를 플렉시블관으로 연결하여 커플링으로 고정시키므로 비숙련공에 의한 설치가 가능하면서도 작업시간이 단축되므로 경제성을 향상시킬 수 있는 수냉식 냉난방 시스템에 관한 것이다.

Description

수냉식 냉.난방 시스템{water coolingtype cooling and heating system}
본 고안은 냉난방 시스템에 관한 것으로, 특히 실내기의 열교환기에서 발생하는 응축수와 외부로부터 공급되는 물을 열전달매체로 하여 실외기의 증발기에서 발생하는 열과 열교환하여 냉방 및 난방기능을 하는 수냉식 냉난방 시스템에 관한 것이다.
일반적으로 냉.난방기는, 냉동사이클(cooling cycle)을 이용하여 실내를 냉방 및 난방하는데 사용되는 것으로, 여름철에는 열교환기 쪽으로 저온저압의 프레온가스 열전달매체가 순환되면서 공기를 냉각시켜 실내에 시원한 바람을 공급하는 냉방기능을 하고, 겨울철에는 냉동사이클을 반대로 하여 고온고압의 프레온가스 냉매를 순환시킴으로서 실내에 따뜻한 공기를 공급하는 난방기능을 수행하게 된다.
상기 냉동사이클의 통상적인 구성은, 증발기를 통해 저온저압으로 공급되는 냉매를 고온고압으로 압축시키는 압축기가 구성되고, 상기 압축기에서 압축된 냉매를 상온고압으로 액화시키도록 응축시키는 응축기가 구성되며, 상기 응축기에서 응측된 냉매가 증발하기 쉬운 저온저압으로 감압팽창시키는 팽창밸브 또는 모세관이 구성되고, 상기 팽창밸브에 팽창된 냉매를 이용하여 실내의 공기를 냉각시키는 증발기로 구성되며, 상기 증발기에서 증발되는 냉매와 실내의 공기가 열교환되는 과정을 반복수행하면서 시원한 바람이나 따뜻한 바람을 실내로 공급함과 아울러 상기 시원한 바람이나 따뜻한 바람을 안내하기 위한 송풍팬 및 덕트가 더 구성된다.
또한, 상기 실내측에 설치되는 증발기와 팽창밸브를 포함하여 실내기라 하고, 실외측에 설치되는 응축기와 압축기를 포함하여 실외기라고 통상적으로 칭한다.
그러나 상기와 같이 구성되는 냉.난방기의 실내기와 실외기는 동배관을 서로 연결하여 고정시킨 상태에서 냉매인 프레온가스를 주입하여 사용하였으나, 사용시 냉매인 프레온가스의 누설로 인해 냉방효율이 저하되면서 제품의 하자요인이 되며, 누설된 프레온가스가 지구를 온난화시키는 주범으로 환경오염을 일으키는 문제점이 있었다.
또한 누설된 프레온가스를 보충하기 위해 숙련공에 의한 별도의 냉매를 주입하는 과정이 번거롭고 비용이 발생하기 때문에 비경제적이면서도 유지관리가 어려운 문제점이 있었고, 동배관에 연결 고정된 실내기와 실외기의 이동 및 이전설치가 어려울 뿐만 아니라 공간의 활용도를 떨어뜨리는 문제점이 있었다.
이에 본 고안은 상술한 바와 같은 종래의 제반 결함을 감안하여 이루어진 것으로 그 목적은, 실외기의 증발기를 수용하는 열교환부의 열전달매체를 물이나 부동액으로 대체하여 프레온가스의 누설에 따른 환경오염을 방지함과 아울러 열전달효율을 향상시키고, 실외기의 열교환부와 실내기의 열교환기를 플렉시블관으로 연결하여 이동설치가 가능하므로 공간의 활용도를 향상시킬 수 있는 수냉식 냉난방 시스템을 제공함에 있다.
또한 본 고안의 다른 목적은, 실외기의 압축기, 응축기, 증발기를 순환하는 최소한의 프레온가스 냉매를 주입하여 제작하기 때문에 별도의 냉매주입에 따른 번거로움을 해소함과 아울러 실외기와 실내기를 플렉시블관으로 연결하여 커플링으로 고정시키므로 비숙련공에 의한 설치가 가능하면서도 작업시간이 단축되므로 경제성을 향상시킬 수 있는 수냉식 냉난방 시스템을 제공함에 있다.
이러한 목적을 달성하기 위한 본 고안은, 냉난방 시스템에 있어서,
프레온가스를 압축하는 압축기와, 상기 압축기에서 압축된 프레온가스를 응축시키는 응축기, 상기 응축기에서 응축되어 팽창밸브를 통과한 프레온가스의 냉매와 열교환하는 증발기 및 상기 증발기를 수용하여 증발기 전달되는 열과 열교환하도록 열교환부를 더 포함하는 실외기와;
상기 실외기의 열교환부에서 열교환된 열전달매체로 실내의 공기를 냉난방시킬 수 있도록 열교환기를 포함하는 실내기와;
상기 실외기의 열교환부에서 열교환된 열전달매체가 실내기의 열교환기로 순환하며, 상기 실내기의 열교환기에서 발생하는 응축수가 열교환부로 이동되면서 유동이 가능하게 연결하는 플렉시블관과;
상기 실외기의 압축기와 응축기, 증발기 사이에 냉방과 난방으로 전환시키는 삼방밸브가 각각 구성되는 것을 특징으로 하는 것이다.
이하 첨부된 도면에 의거하여 본 고안의 일실시예를 상세히 설명한다. 도 1은 본 고안이 적용된 수냉식 냉난방 시스템의 구성도이다.
본 고안은, 냉난방 시스템에 있어서, 프레온가스를 압축하는 압축기(110)와, 상기 압축기(110)에서 압축된 프레온가스를 응축시키는 응축기(120), 상기 응축기(120)에서 응축되어 팽창밸브(130')를 통과한 프레온가스의 냉매와 열교환하는 증발기(130) 및 상기 증발기(130)를 수용하여 증발기(130)로 전달되는 열과 열교환하도록 열교환부(140)를 더 포함하는 실외기(100)가 구성되고, 상기 실외기(100)의 열교환부(140)에서 열교환된 열전달매체로 실내의 공기를 냉난방시킬 수 있도록 열교환기(210)를 포함하는 실내기(200)가 구성되며, 상기 실외기(100)의 열교환부(140)에서 열교환된 열전달매체가 실내기(200)의 열교환기(210)로 순환하며, 상기 실내기(200)의 열교환기(210)에서 발생하는 응축수가 열교환부(140)로 이동되면서 유동이 가능하게 연결하는 플렉시블관(300)이 구성되고, 상기 실외기(100)의 압축기(110)와 응축기(120), 증발기(130) 사이에 냉방과 난방으로 전환시키는 삼방밸브(400)가 각각 구성되는 것으로, 이를 좀더 구체적으로 설명하면 다음과 같다.
상기 열교환부(140)는, 상기 실외기(100)의 증발기(130)를 수용하는 하우징(141)이 구비되며, 상기 하우징(141)의 내측 상부에 장착되어 하우징(141)의 내부에 저장되는 열전달매체의 수위에 따라 외부로부터 공급되는 열전달매체를 제어하고, 열전달매체없이 회전하는 것을 방지하는 수위감지센서(142)가 구비되며, 상기 수위감지센서(142)가 잠기도록 하우징(141)의 내부에 저장되는 열전달매체를 하우징(141)의 외부로 배수시키는 오버드레인트랩(143)이 구비되고, 상기 하우징(141)의 내부에 저장되어 증발기(130)와 열교환된 열전달매체를 실내기(200)의 열교환기(210)로 강제로 순환시키도록 하우징(141)의 하단부에 순환펌프(144)가 구비된다.
상기 열전달매체는, 물이나 부동액의 액체를 사용하는 것이 가장 바람직하다.
상기 플렉시블관(300)은, 원형관의 내부에 열전달매체를 공급하거나 환수할 수 있도록 대향하게 관통되는 열전달매체순환공(310)(310')이 각각 구비되고, 이 열전달매체순환공(310)(310')의 상부에 전원을 공급하는 전선이 결합되도록 관통되는 전선안내공(320)이 구비되며, 상기 열전달매체순환공(310)(310')의 하부에 실내기(200)의 열교환기(210)에서 생성되는 응축수를 실외기(100)의 열교환부(140)로 배출시키는 퇴수공(330)이 구비된다.
상기 열전달매체순환공(310)(310')의 내부로 이동하는 열전달매체를 단열시키도록 열전달매체순환공(310)의 외측으로 단열층(311)이 각각 형성된다.
상기 실내기(200)의 냉방사용시 열교환기(210)에서 생성되는 응축수를 저장할 수 있도록 열교환기(210)의 하단부에 저장탱크(220)가 형성되고, 이 저장탱크(220)에 저장되는 응축수를 감지하는 수위센서(230)가 형성되며, 이 수위센서(230)의 감지에 따라 응축수를 오버드레인트랩(143)으로 이동시키는 퇴수펌프(240)을 포함하여 구성한다.
다음은 상기와 같이 구성되는 본 고안의 작동과정을 설명한다.
먼저, 압축기(110)와 응축기(120) 및 증발기(130)를 동배관으로 연결하여 프레온가스를 주입한 상태에서 상기 증발기(130)를 열교환부(140)가 수용하는 실외기(100)를 실외측에 위치시키고, 열교환기(210)와 퇴수펌프(220)를 수용한 실내기(200)를 실내측에 위치시킨 후, 상기 실외기(100)의 열교환부(140)와 실내기(200)의 열교환기(210)를 플렉시블관(300)으로 연결하여 커플링(340)으로 고정시킨다.
이러한 상태에서 사용자가 리모콘 콘트롤러를 사용하여 냉방기를 가동시키면, 압축기(110)와 응축기(120), 증발기(130) 사이에 고정된 삼방밸브(400)가 냉방측으로 회전됨과 동시에 저온저압의 프레온가스를 압축기(110)에서 고온고압으로 압축시키고, 상기 압축기(110)에서 압축된 프레온가스를 응축기(120)에서 상온고압으로 응축시킨다.
이때 상기 응축기(120)에서 프레온가스를 응축시키면서 발생하는 열은 팬을 통해 실외기(100)의 외부로 방출함과 동시에 응축된 상온고압의 프레온가스가 팽창밸브(130')를 통해 저온저압으로 전환되어 증발기(130)의 내부로 공급되고, 상기 증발기(130)에 열을 전달하면서, 상기 증발기(130)를 수용하여 면접촉된 열교환부(140)의 열전달매체와 열교환을 이루며, 열전달매체와 열교환되어 고온저압으로 전환된 프레온가스는 압축기(110)로 다시 공급되는 과정을 반복 수행한다.
또한, 상기 증발기(130)와 면접촉되어 저온으로 열교환된 열교환부(140)의 열전달매체는, 하우징(141)의 하부에 장착된 순환펌프(330)의 작동으로 플렉시블관(300)의 열전달매체순환공(310)을 따라 실내기(200)의 열교환기(210)로 공급되며, 상기 열전달매체는 열전달매체순환공(310)의 외측에 형성된 단열층(311)에 의해 열의 손실을 최소화하면서 열교환부(140)의 하우징(141)에서 공급되는 상태를 유지할 수 있는 것이다.
상기 실내기(200)로 이동되는 저온의 열전달매체는, 열교환기(210)와 면접촉된 공기와 열교환되면서 주변의 열을 흡수함과 동시에 열을 빼앗긴 냉각된 공기는 송풍기의 회전에 의해 실내로 공급됨과 동시에 실내의 온도를 떨어뜨리고, 상기 열교환기(210)에 열교환되어 고온으로 전환된 열전달매체는 플렉시블관(300)의 열전달매체순환공(310')을 따라 열교환부(140)의 하우징(141)로 내부로 이동되며, 상기 열교환부(140)의 하우징(141)에 저장되는 열전달매체는 실외기(100)를 순환하는 프레온가스와 열교환되는 과정을 반복 수행한다.
또한, 상기 열교환기(210)의 내부로 이동되는 저온의 열전달매체가 주변의 열을 흡수하면서 생성되는 응축수는, 열교환기(210)의 하부에 형성된 저장탱크(220)에 저장되고, 상기 저장탱크(220)에 저장되는 응축수에 의해 상부로 이동하는 부구가 저장탱크(220)의 상단부에 위치한 수위센서(230)를 가압하면, 콘트롤러의 제어에 의해 동작되는 퇴수펌프(240)가 저장탱크(220)에 저장된 응축수를 플렉시블관(300)의 퇴수공으로 강제로 공급하고, 이 퇴수공은 열교환기(140)의 오버드레인트랩(143)을 통해 실외기(100)의 외부로 배수된다.
상기의 과정으로 저장탱크(220)에 저장된 응축수의 수위가 낮아지면서 부구가 하강하고, 하강하는 부구가 수위센서(230)를 가압하지 못하면, 콘트롤러의 제어에 의해 퇴수펌프(240)의 동작을 정지시키면서 다음의 동작을 대기하게 된다.
한편, 상기 열교환기(140)의 하우징(141) 내부에 저장된 열전달매체가 증발되어 열전달매체의 수위가 낮아지면, 열전달매체의 수위에 따라 수직으로 이동하는 부구가 하강하면서 수위감지센서(142)에서 이탈된다.
이때, 상기 수위감지센서(142)에서 부구를 감지하지 못하면, 콘트롤러의 제어에 따라 외부의 공급관이나 오버드레인트랩(143)을 통해 열전달매체를 공급받아 저장하고, 저장되는 열전달매체의 수위가 상승함과 동시에 상승되는 부구를 수위감지센서(142)에서 감지하면, 콘트롤러의 제어에 따라 공급관이나 오버드레인트랩(143)에서 공급되는 열전달매체를 차단시켜 항상 일정한 수위를 유지할 수 있다.
또한, 상기 수위감지센서(142)에서 열전달매체를 감지하지 못할 경우, 콘트롤러의 제어에 따라 실외기(100)의 동작을 정지시킴과 동시에 사용자가 점검할 수 있도록 함으로서 안정감있게 사용할 수 있는 것이다.
그리고 사용자가 리모콘 콘트롤러를 사용하여 난방기를 가동시키면, 압축기(110)와 응축기(120), 증발기(130) 사이에 고정된 삼방밸브(400)가 난방측으로 회전되면서 실외기(100)의 프레온가스는 냉방사이클의 반대방향으로 순환됨과 동시에 열교환부(140)의 열전달매체도 반대로 순환되면서 실내에 따뜻한 공기를 공급하는 난방기능을 수행할 수 있게 되는 것이다.
또한, 사용자의 선택에 따라 플렉시블관(300)이 허용하는 범위내에서 실내기(200)의 위치를 변동시키면서 편리하게 사용할 수 있는 것이다.
이상에서와 같이 본 고안은, 실외기의 증발기를 수용하는 열교환부의 열전달매체를 물이나 부동액으로 대체하여 프레온가스의 누설에 따른 환경오염을 방지함과 아울러 열전달효율을 향상시키고, 실외기의 열교환부와 실내기의 열교환기를 플렉시블관으로 연결하여 이동설치가 가능하므로 공간의 활용도를 향상시킬 수 있는 이점을 가지는 것이다.
또한 본 고안은, 실외기의 압축기, 응축기, 증발기를 순환하는 최소한의 프레온가스 냉매를 주입하여 제작하기 때문에 별도의 냉매주입에 따른 번거로움을 해소함과 아울러 실외기와 실내기를 플렉시블관으로 연결하여 커플링으로 고정시키므로 비숙련공에 의한 설치가 가능하면서도 작업시간이 단축되므로 경제성을 향상시킬 수 있는 이점을 가지는 것이다.
도 1은 본 고안이 적용된 수냉식 냉난방 시스템의 구성도
도 2는 본 고안이 적용된 수냉식 냉난방 시스템의 플렉시블관을 나타낸 단면도
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
100: 실외기 110: 압축기
120: 응축기 130: 증발기
140: 열교환부 200: 실내기
210: 열교환기 300: 플렉시블관
310,310': 열전달매체순환공 320: 전선안내공
330: 퇴수공 340: 카플링
400: 삼방밸브

Claims (7)

  1. 냉난방 시스템에 있어서,
    프레온가스를 압축하는 압축기(110)와, 상기 압축기(110)에서 압축된 프레온가스를 응축시키는 응축기(120), 상기 응축기(120)에서 응축되어 팽창밸브(130')를 통과한 프레온가스의 냉매와 열교환하는 증발기(130) 및 상기 증발기(130)를 수용하여 증발기(130)로 전달되는 열과 열교환하도록 열교환부(140)를 더 포함하는 실외기(100)와;
    상기 실외기(100)의 열교환부(140)에서 열교환된 열전달매체로 실내의 공기를 냉난방시킬 수 있도록 열교환기(210)를 포함하는 실내기(200)와;
    상기 실외기(100)의 열교환부(140)에서 열교환된 열전달매체가 실내기(200)의 열교환기(210)로 순환하며, 상기 실내기(200)의 열교환기(210)에서 발생하는 응축수가 열교환부(140)로 이동되면서이동되면서하게 연결하는 플렉시블관(300)과;
    상기 실외기(100)의 압축기(110)와 응축기(120), 증발기(130) 사이에 냉방과 난방으로 전환시키는 삼방밸브(400)가 각각 구성되는 것을 특징으로 하는 수냉식 냉난방 시스템.
  2. 제1항에 있어서, 열교환부(140)는,
    상기 실외기(100)의 증발기(130)를 수용하는 하우징(141)이 구비되며, 상기 하우징(141)의 내측 상부에 장착되어 하우징(141)의 내부에 저장되는 열전달매체의 수위에 따라 외부로부터 공급되는 열전달매체를 제어하고, 열전달매체없이 회전하는 것을 방지하는 수위감지센서(142)가 구비되며, 상기 수위감지센서(142)가 잠기도록 하우징(141)의 내부에 저장되는 열전달매체를 하우징(141)의 외부로 배수시키는 오버드레인트랩(143)이 구비되고, 상기 하우징(141)의 내부에 저장되어 증발기(130)와 열교환된 열전달매체를 실내기(200)의 열교환기(210)로 강제로 순환시키도록 하우징(141)의 하단부에 순환펌프(144)가 구비되는 것을 특징으로 하는 수냉식 냉난방 시스템.
  3. 제1항에 있어서, 열전달매체는,
    물이나 부동액의 액체를 사용하는 것을 특징으로 하는 수냉식 냉난방 시스템.
  4. 제1항에 있어서, 플렉시블관(300)은,
    원형관의 내부에 열전달매체를 공급하거나 환수할 수 있도록 대향하게 관통되는 열전달매체순환공(310)(310')이 각각 구비되고, 이 열전달매체순환공(310)(310')의 상부에 전원을 공급하는 전선이 결합되도록 관통되는 전선안내공(320)이 구비되며, 상기 열전달매체순환공(310)(310')의 하부에 실내기(200)의 열교환기(210)에서 생성되는 응축수를 실외기(100)의 열교환부(140)로 배출시키는 퇴수공(330)이 구비되는 것을 특징으로 하는 수냉식 냉난방 시스템.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 열전달매체순환공(310)(310')의 내부로 이동하는 열전달매체를 단열시키도록 열전달매체순환공(310)의 외측으로 단열층(311)이 각각 형성되는 것을 특징으로 하는 수냉식 냉난방 시스템.
  6. 제1항 또는 제4항에 있어서,
    상기 플렉시블관(300)을 커플링(340)으로 고정시키는 것을 특징으로 하는 수냉식 냉난방 시스템.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 실내기(200)의 냉방사용시 열교환기(210)에서 생성되는 응축수를 저장할 수 있도록 열교환기(210)의 하단부에 저장탱크(220)가 형성되고, 이 저장탱크(220)에 저장되는 응축수를 감지하는 수위센서(230)가 형성되며, 이 수위센서(230)의 감지에 따라 응축수를 오버드레인트랩(143)으로 이동시키는 퇴수펌프(240)을 포함하여 구성하는 것을 특징으로 하는 수냉식 냉난방 시스템
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KR100918647B1 (ko) * 2008-10-24 2009-09-25 김형종 유기성폐기물 처리기에 사용되는 혼합기체 흐름 제어장치
CN110327745A (zh) * 2019-07-30 2019-10-15 无锡佳龙换热器股份有限公司 一种多介质冷干机换热器

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