KR200396562Y1 - 항온항습기의 히트 펌프 구조 - Google Patents

Abstract

본 고안은 항온항습기의 히티 펌프 구조에 관한 것으로, 실내기에 증발기, 증발기측 팽창밸브 및 재열응축기를 구비하고, 실외기에 실외열교환기, 실외열교환기측 팽창밸브 및 압축기를 구비하되, 냉매경로절환수단을 구비하여, 난방시에는 압축기->재열응축기->실외열교환기측 팽창밸브->실외열교환기->압축기로 구성되는 냉매순환사이클을 형성하게 하고, 냉방시에는 압축기->실외열교환기->증발기측 팽창밸브->증발기->압축기로 구성되는 냉매순환사이클을 형성하게 하며, 제습시에는 압축기->재열응축기->증발기측 팽창밸브->증발기->압축기로 구성되는 냉매순환사이클을 형성하게 한 것을 특징으로 하며, 본 고안에 의하면, 수시로 냉방 운전 및 난방 운전을 전환하면서 일정한 온도를 유지하여야 하는 항온항습기에서도, 히트 펌프를 적용하여 난방을 할 수 있는 효과가 있다.

Description

항온항습기의 히트 펌프 구조{STRUCTURE OF HEAT PUMP FOR THERMOHYGROSTAT}

본 고안은 항온항습기의 히티 펌프 구조에 관한 것으로, 더 상세하게는 실내기에 재열응축기를 구비한 항온항습기에서 재열응축기와 실외기의 실외열교환기를 이용하여 난방 운전을 할 수 있는 항온항습기의 히트 펌프 구조에 관한 것이다.

종래, 실내기의 증발기에 팽창밸브를 구비할 뿐만 아니라, 실외기의 응축기에도 팽창밸브를 구비하여, 냉방 운전시에는 압축기->응축기->증발기측 팽창밸브->증발기->압축기를 순환하는 냉매순환사이클을 이용하여 냉방을 하고, 난방 운전시에는 압축기->증발기->응축기측 팽창밸브->응축기->압축기를 순환하는 냉매순환사이클을 이용하여 난방을 하는 히트 펌프 시스템이 냉난방기구로 널리 채용되고 있다.

히트 펌프 시스템은 실내기의 증발기를 공기 냉각용(냉매 증발용)으로 뿐만 아니라 공기 가열용(냉매 응축용)으로 사용 가능하여 매우 유용한 시스템이나 다음과 같은 이유로 항온항습기에 사용하는데는 문제가 있었다.

항온항습기가 설치되는 장소는 주로 전산실, 정밀 측정실, 엔진실험실, 반도체 공장의 크린룸, 전자기판생산실 등 주로 열에 민감한 시스템이나 장치가 설치된 룸이고, 이들 시스템이나 장치는 온도나 습도가 일정 범위를 이탈하면 장애가 발생할 수 있기 때문에 냉방 운전을 하다가 룸 온도가 너무 떨어지면 즉시 난방 운전으로 전환하여야 하고, 난방 운전을 하다가 룸 온도가 너무 높아 지면 즉시 냉방 운전으로 전환하여야 한다. 즉, 여기에 종래의 히트 펌프 시스템을 그대로 적용할 경우 실내기의 증발기를 냉방용으로 사용하다가 즉시 난방용으로 전환하여 사용하거나, 난방용으로 사용하다가 즉시 냉방용으로 전환하여 사용하여야 하는 것이다. 그러나 동일한 열교환기를 냉매 증발용으로 사용하다가 즉시 냉매 응축용으로 변환하여 사용하거나 그 역으로 변환하여 사용하는 것은 열 효율을 현저하게 떨어 뜨리고 룸 온도 변화에 대응하는 즉시적인 냉방 또는 난방을 불가능하게 하여 항온항습기의 항온 기능을 상실하게 한다. 따라서, 항온항습기에서 난방은 주로 전열 히터를 사용하여 왔다.

상술한 종래 기술의 문제점을 해결하고자 안출된 본 고안은, 수시로 냉방 운전 및 난방 운전을 전환하면서 일정한 온도를 유지하는 항온항습기에서, 히트 펌프를 적용하여 난방을 할 수 있는 항온항습기의 히트 펌프 구조를 제공하는데 그 목적이 있다.

상술한 목적을 달성하고자 하는 본 고안에 따른 항온항습기의 히트 펌프 구조는

실내기에 증발기, 증발기측 팽창밸브 및 재열응축기를 구비하고, 실외기에 실외열교환기, 실외열교환기측 팽창밸브 및 압축기를 구비하되,

냉매경로절환수단을 구비하여,

난방시에는 압축기->재열응축기->실외열교환기측 팽창밸브->실외열교환기->압축기로 구성되는 냉매순환사이클을 형성하게 하고,

냉방시에는 압축기->실외열교환기->증발기측 팽창밸브->증발기->압축기로 구성되는 냉매순환사이클을 형성하게 하며,

제습시에는 압축기->재열응축기->증발기측 팽창밸브->증발기->압축기로 구성되는 냉매순환사이클을 형성하게 한 것을 특징으로 한다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 고안에 따른 항온항습기의 히트 펌프 구조를 상세히 설명한다.

도 1은 본 고안에 따른 항온항습기의 히트 펌프 구조를 보여주는 구성도이다.

도 1에 도시된 실시 예에 있어서는 6개의 솔레노이드밸브(S1 ~ S6)와 2개의 체크밸브(CV1, CV2)를 이용하여 냉매경로절환수단을 형성하였으나, 냉매경로절환수단은 반드시 이에 한정된는 것은 아니며, 3방밸브나 4방밸브 등을 이용하여 다른 구조의 냉매경로절환수단을 용이하게 구성할 수 있다.

도 1을 참조하면, 본 고안의 특징은 실내기(1) 내부에 2개의 열교환기를 구비하여 그 중 1개는 냉매를 증발하여 공기를 냉각시키기 위한 증발기(E)로 사용하고, 다른 1개는 냉매를 응축하여 공기를 가열하기 위한 재열응축기(RC)로 사용한 점과, 히티 펌프를 상기 증발기(E)와 실외열교환기(HE)에 의하여 구성 하지 않고, 상기 재열응축기(RC)와 실외열교환기(HE)에 의하여 구성한 점에 있다.

도 1을 참조하면, 난방 운전(히트 펌프 모드)시에는 솔레노이드밸브 S2, S3, S5를 열고, 솔레노이드밸브 S1, S4, S6를 닫는다. 그러면, 냉매는 압축기(CO)->솔레노이드밸브 S2->재열응축기(RC)->체크밸브 CV1->솔레노이드밸브 S5->팽창밸브 EV2->실외열교환기(HE)->솔레노이드밸브 S3->압축기(CO)를 순환하면서, 재열응축기(RC)에서 응축이 일어나면서 방열하게 되고, 실외열교환기(HE)에서 증발이 일어나면서 흡열을 하게 된다. 즉, 난방 운전은 재열응축기(RC)를 응축기로 사용하여 응축잠열을 발생하게 하고, 실외열교환기(HE)를 증발기로 사용하여 증발잠열을 흡수하게 함으로써 이루어 지는 것이다.

냉방 운전시에는 솔레노이드밸브 S1, S4, S6를 열고, 솔레노이드밸브 S2, S3, S5는 닫는다. 그러면, 냉매는 압축기(CO)->솔레노이드밸브 S1->실외열교환기(HE)->솔레노이드밸브 S4->체크밸브 CV2->솔레노이드밸브 S6->팽창밸브 EV1->증발기(E)->압축기(CO)를 순환하면서, 실외열교환기(HE)에서 응축이 일어나고 증발기(E)에서는 증발이 일어나면서 냉방이 이루어 진다.

제습 운전시에는 솔레노이드밸브 S2, S6을 열고, 솔레노이드밸브 S1, S3, S4, S5를 닫는다. 그러면, 냉매는 압축기(CO)->솔레노이드밸브 S2->재열응축기(RC)->체크밸브 CV1->솔레노이드밸브 S6-> 팽창밸브(EV1)->증발기(E)->압축기(CO)를 순환하면서, 재열응축기(RC)에서 응축이 일어나고 증발기(E)에서 증발이 일어나면서 제습이 이루어진다. 재열응축기(RC)에서 발생한 열은 증발기(E)에서 제습되면서 차거워진 공기를 다시 가열하여 실내에 보내게 된다.

상술한 구성을 갖는 본 고안에 의하면, 수시로 냉방 운전 및 난방 운전을 전환하면서 일정한 온도를 유지하여야 하는 항온항습기에서도, 히트 펌프를 적용하여 난방을 할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 고안에 따른 항온항습기의 히트 펌프 구조를 보여주는 구성도이다.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

1 : 실내기 2 : 실외기

CO : 압축기 HE : 실외열교환기

EV1, EV2 : 팽창밸브 E : 증발기

RC : 재열응축기 S1 ~ S6 : 솔레노이드밸브

CV1, CV2 : 체크밸브

Claims (1)

1. 실내기(1)에는 증발기(E), 증발기측 팽창밸브(EV1) 및 재열응축기(RC)를 구비하고, 실외기(2)에는 실외열교환기(HE), 실외열교환기측 팽창밸브(EV2) 및 압축기(CO)를 구비하되,

   냉매경로절환수단을 구비하여,

   난방시에는 압축기(CO)->재열응축기(RC)->실외열교환기측 팽창밸브(EV2)->실외열교환기(HE)->압축기(CO)로 구성되는 냉매순환사이클을 형성하게 하고,

   냉방시에는 압축기(CO)->실외열교환기(HE)->증발기측 팽창밸브(EV1)->증발기(E)->압축기(CO)로 구성되는 냉매순환사이클을 형성하게 하며,

   제습시에는 압축기(CO)->재열응축기(RC)->증발기측 팽창밸브(EV1)->증발기(E)->압축기(CO)로 구성되는 냉매순환사이클을 형성하게 한 것을 특징으로 하는 항온항습기의 히트 펌프 구조.