KR20040050758A - heating and cooling device for hydrogen storage alloys and method thereof - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 냉난방장치에 관한 것으로써, 특히 수소와 수소 저장합금간의 반응에 따른 흡열 혹은, 발열의 상관 관계를 이용하여 주변 공기를 냉각 혹은, 가열시킴으로써 냉기 혹은, 온기를 생성하여 실외기가 필요없는 냉난방장치를 제공하고자 한 것이다.The present invention relates to a cooling and heating device, and in particular, cooling or heating the surrounding air by using endothermic or exothermic correlations between a reaction between hydrogen and a hydrogen storage alloy to generate cold or warm air, thereby eliminating the need for an outdoor unit. It is intended to provide a device.
일반적으로 수소 저장합금(Hydrogen Storage Alloy)은 수소가 흡착될 경우 발열반응을 일으키고, 수소가 방출될 경우 흡열반응을 일으키는 특성을 지님과 더불어 수소를 저장할 수 있는 용량이 크다는 특성을 이용하여 히트 펌프(heat pump)나 수소 저장기기(hydrogen storage devices) 등의 응용분야에 사용이 가능한 것으로 알려졌다.In general, hydrogen storage alloys have an exothermic reaction when hydrogen is adsorbed, an endothermic reaction when hydrogen is released, and a heat pump (Hydrogen Storage Alloy) has a large capacity for storing hydrogen. It is known to be used in applications such as heat pumps and hydrogen storage devices.
그러나, 종래에는 전술한 수소 저장합금을 이용하여 냉난방장치를 구현할 수 있다는 것은 단순히 개념적으로만 제시되었을 뿐 상기한 수소 저장합금의 특성을 고려하여 구체적인 시스템의 구현은 이루어진 바가 없다.However, in the related art, the air-conditioning device can be implemented using the above-described hydrogen storage alloy, but it is merely presented conceptually, and no specific system has been implemented in consideration of the characteristics of the hydrogen storage alloy.
또한, 수소 저장합금을 이용한 냉난방장치를 구현하기 위해서는 상기 냉난방장치의 효율이 기존 냉매를 사용하는 냉난방장치의 효율과 적어도 같아야 함에도 불구하고, 그에 따른 각종 구성 요소의 상관 관계나 배치에 대한 연구가 전혀 이루어지지 않았기에 실용화되지는 못하고 있다.In addition, in order to implement a heating and cooling device using a hydrogen storage alloy, although the efficiency of the cooling and heating device should be at least the same as that of an existing heating and cooling device using a conventional refrigerant, there is no study on the correlation or arrangement of various components accordingly. It has not been put to practical use because it has not been achieved.
물론, 상기한 냉난방장치의 구성시에도 각 구성요소의 효율적인 동작이 이루어지도록 구성되어야 한다.Of course, in the configuration of the above-described heating and cooling device should be configured to achieve efficient operation of each component.
본 발명은 상기한 종래의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 통상의 냉난방 기능을 수행하는 냉난방장치에 수소 저장합금을 이용한 기술을 적용하여 전체적인 시스템의 단순화가 이루어질 수 있도록 한 냉난방장치를 제공하고자 한 것이다.The present invention has been made to solve the above-described problems, to provide a cooling and heating device that can simplify the overall system by applying a technology using a hydrogen storage alloy to the air-conditioning device to perform a conventional cooling and heating function. will be.
특히, 본 발명은 상기 수소 저장합금을 적용한 냉난방장치의 펌핑 수단이 지속적으로 동작되도록 하여 균일한 냉난방 효율을 얻을 수 있도록 한 냉난방장치 및 그 제어 방법을 제공하고자 한 것이다.In particular, it is an object of the present invention to provide a cooling and heating apparatus and a method of controlling the same, wherein the pumping means of the cooling and heating apparatus to which the hydrogen storage alloy is applied is continuously operated to obtain uniform cooling and heating efficiency.
도 1 내지 도 4 는 본 발명에 따른 냉난방장치의 동작 상태를 개략적으로 나타낸 구성도1 to 4 is a configuration diagram schematically showing an operating state of the air conditioning and heating device according to the present invention
도 5 는 본 발명에 따른 냉난방장치의 운전 제어 과정을 개략적으로 나타낸 순서도5 is a flowchart schematically showing an operation control process of an air conditioning and heating apparatus according to the present invention.
도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명Explanation of symbols for the main parts of the drawings
110,120,130,140. 반응기200. 수소 유로관110,120,130,140. Reactor 200. Hydrogen flow tube
300. 펌핑 수단410. 제1수소 유동 안내 수단300. Pumping means 410. First hydrogen flow guide means
420. 제2수소 유동 안내 수단411,421. 제1관로420. Second hydrogen flow guide means 411,421. First line
412,422. 제2관로413,423. 제3관로412,422. 2nd corridor 413,423. Third channel
414,424. 제4관로510,520,530,540. 송풍 수단414,424. Fourth corridor 510,520,530,540. Blower
상기한 목적 달성을 위한 본 발명의 형태에 따르면 수소 저장합금이 충전된 다수의 반응기와; 각 반응기와 연결되고, 수소가 유동하는 수소 유로관과; 상기 수소 유로관에 연결되어 어느 한 쌍의 반응기에서 다른 한 쌍의 반응기로 수소를 강제 압송하도록 압송력을 발생하는 펌핑 수단과; 상기 각 반응기와 유로 연결된 제1수소 유동 안내 수단; 그리고, 적어도 두 반응기로의 수소 유출입이 이루어지는 관로상에 각각 연결됨과 더불어 상기 펌핑 수단의 수소 유입/유출측에 각각 연결된 제2수소 유동 안내 수단:을 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 수소 저장합금을 이용한 냉난방장치가 제공된다.According to an aspect of the present invention for achieving the above object and a plurality of reactors filled with hydrogen storage alloy; A hydrogen flow path tube connected to each reactor and through which hydrogen flows; Pumping means connected to said hydrogen flow path tube for generating a pressure force for forcibly feeding hydrogen from one pair of reactors to another pair of reactors; First hydrogen flow guide means connected to each of the reactors and a flow path; And a second hydrogen flow guide means connected respectively to the conduit line through which hydrogen outflow into and out of the at least two reactors is made, and connected to the hydrogen inflow / outflow side of the pumping means, respectively. An air conditioning unit is provided.
또한, 상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명 수소 저장합금을 이용한 냉난방장치의 제어 방법에 따르면 냉난방장치의 운전 수행이 이루어질 경우 펌핑 수단을 구동하는 제1단계; 상기 펌핑 수단이 구동되면 반응 전환 시점을 지속적으로 판독하는 제2단계; 그리고, 반응 전환 시점에 도달할 경우 제1수소 유동 안내 수단 및 제2수소 유동 안내 수단 중의 적어도 어느 하나 혹은, 둘 모두를 제어하여 수소의 유동 방향을 변경하는 제3단계:가 반복적으로 수행됨을 제시한다.In addition, according to the control method of the heating and cooling device using the hydrogen storage alloy of the present invention for achieving the above object a first step of driving the pumping means when the operation of the cooling and heating device is made; A second step of continuously reading a reaction change time point when the pumping means is driven; In addition, when the reaction conversion point is reached, a third step: controlling at least one or both of the first hydrogen flow guide means and the second hydrogen flow guide means to change the flow direction of hydrogen is suggested to be repeatedly performed. do.
이하, 첨부된 도 1 내지 도 4의 구성도 및 도 5의 순서도를 참조하여 본 발명에 따른 실시예를 보다 구체적으로 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, an embodiment according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings of FIGS. 1 to 4 and the flowchart of FIG. 5.
우선, 본 발명 수소 저장합금을 이용한 냉난방장치는 도시된 도 1 내지 도 4와 같이 크게 다수의 반응기(110,120,130,140)와, 수소 유로관(200)과, 펌핑 수단(300) 그리고, 제1수소 유동 안내 수단(410) 및 제2수소 유동 안내 수단(420)을 포함하여 구성된다.First, the air-conditioning apparatus using the hydrogen storage alloy of the present invention is largely as shown in Figures 1 to 4, a plurality of reactors (110, 120, 130, 140), hydrogen flow path pipe 200, pumping means 300, and the first hydrogen flow guide And means 410 and second hydrogen flow guide means 420.
상기 각 반응기(110,120,130,140)는 수소 저장합금이 충전되어 이루어지는데, 그 구체적인 형상에 따른 도시는 생략한다.Each reactor (110, 120, 130, 140) is filled with a hydrogen storage alloy, the illustration according to the specific shape is omitted.
이와 같은 각 반응기(110,120,130.140)는 수소의 유입이 이루어질 경우 발열 반응을 수행하여 주변 공기를 가열하고, 수소의 방출이 이루어질 경우 흡열 반응을 수행하여 주변 공기를 냉각하는 역할을 수행한다.Each of the reactors 110, 120, 130.140 performs an exothermic reaction to heat the ambient air when hydrogen is introduced, and performs an endothermic reaction to cool the ambient air when hydrogen is released.
특히, 본 발명에서는 상기와 같은 각 반응기(110,120,130,140)가 총 네 개로 구비되고, 상기 각각의 반응기(110,120,130,140)는 제1수소 유동 안내 수단(410)에 각각 연결됨을 제시한다.In particular, the present invention suggests that each of the reactors 110, 120, 130 and 140 as described above are provided in total, and each of the reactors 110, 120, 130 and 140 is connected to the first hydrogen flow guide means 410, respectively.
또한, 상기와 같은 각 반응기(110,120,130,140) 중 제2수소 유동 안내 수단(420)과 연결되는 두 반응기(120,140)는 항상 서로 다른 반응을 수행하도록 제1수소 유동 안내 수단(410)에 연결된다.In addition, the two reactors 120 and 140 connected to the second hydrogen flow guide means 420 among the reactors 110, 120, 130 and 140 as described above are connected to the first hydrogen flow guide means 410 to always perform different reactions.
그리고, 상기 수소 유로관(200)은 각 반응기(110,120,130,140)와 펌핑 수단(300)간에 각각 연결되고, 수소 유동을 안내하도록 연통된 관이다.The hydrogen flow path tube 200 is connected between the reactors 110, 120, 130 and 140 and the pumping means 300, respectively, and is a tube communicated with each other to guide hydrogen flow.
그리고, 상기 펌핑 수단(300)은 상기 수소 유로관(200)의 관로 상에 설치되며, 상기 수소 유로관(200)을 유동하는 수소를 어느 두 개의 반응기로부터 다른 두개의 반응기로 강제 압송하는 역할을 수행한다.In addition, the pumping means 300 is installed on the pipeline of the hydrogen flow path tube 200, and serves to forcibly transport hydrogen flowing through the hydrogen flow path tube 200 from any two reactors to the other two reactors. Perform.
이 때, 상기 펌핑 수단(300)은 통상의 펌프나 압축기 등이 될 수 있으나 한정하지는 않는다.In this case, the pumping means 300 may be a conventional pump or compressor, but is not limited thereto.
그리고, 제1수소 유동 안내 수단(410)은 상기 각 반응기(110,120,130,140)에 연결된 수소 유로관(200)에 네 관로(411,412,413,414)가 각각 연결되어 상기 수소의 압송 방향을 결정하는 역할을 수행한다.In addition, the first hydrogen flow guide means 410 is connected to each of the four flow paths (411, 412, 413, 414) to the hydrogen flow path pipe 200 connected to each of the reactor (110, 120, 130, 140) serves to determine the pressure of the hydrogen feed.
본 발명에서는 상기 제1수소 유동 안내 수단(410,420)이 네 개의 관로를 가지는 방향제어밸브로 구성한다.In the present invention, the first hydrogen flow guide means (410, 420) is composed of a direction control valve having four pipes.
이 때, 상기 제1수소 유동 안내 수단(410)을 구성하는 두 개의 관로(이하, “제1관로” 및 “제2관로”라 한다)(411,412)는 제1반응기(110) 및 제3반응기(130)와 각각 연결되고, 다른 두 개의 관로(이하, “제3관로” 및 “제4관로”라 한다)(413,414)는 제2반응기(120) 및 제4반응기(140)와 각각 연결된다.In this case, two pipelines (hereinafter, referred to as “first pipeline” and “second pipeline”) 411 and 412 constituting the first hydrogen flow guide means 410 are the first reactor 110 and the third reactor. And two other pipelines (hereinafter referred to as “third pipeline” and “fourth pipeline”) 413 and 414, respectively, connected to the second reactor 120 and the fourth reactor 140, respectively. .
특히, 상기 제1관로(411)와 상기 제2관로(412) 상호간 및 상기 제3관로(413)와 상기 제4관로(414) 상호간은 서로 연통되지 않는다.In particular, the first conduit 411 and the second conduit 412 and the third conduit 413 and the fourth conduit 414 are not in communication with each other.
즉, 상기 제1관로(411)는 상기 제3관로(413)나 상기 제4관로(414)에만 선택적으로 연통되고, 상기 제2관로(412)는 상기 제3관로(413)나 상기 제4관로(414)에만 선택적으로 연통되며, 상기 제3관로(413)는 상기 제1관로(411)나 상기 제2관로(412)에만 선택적으로 연통되고, 상기 제4관로(414)는 상기 제1관로(411)나 상기 제2관로(412)에만 선택적으로 연통된다.That is, the first conduit 411 is selectively communicated with only the third conduit 413 or the fourth conduit 414, and the second conduit 412 is connected to the third conduit 413 or the fourth conduit. It is selectively communicated with only the conduit 414, the third conduit 413 is selectively communicated only to the first conduit 411 or the second conduit 412, the fourth conduit 414 is the first It is selectively communicated only with the conduit 411 or the second conduit 412.
이 때, 상기 제3관로(413)가 상기 제1관로(411) 혹은, 상기 제2관로(412)와선택적으로 연통되고, 상기 제4관로(414)가 상기 제1관로(411) 혹은, 상기 제2관로(412)와 선택적으로 연통될 수 있음은 상기 제1수소 유동 안내 수단(410)을 구성하는 연결관로(415) 에 의해 가능하다.At this time, the third conduit 413 is selectively communicated with the first conduit 411 or the second conduit 412, the fourth conduit 414 is the first conduit 411 or, It can be selectively communicated with the second conduit 412 is possible by the connecting conduit 415 constituting the first hydrogen flow guide means 410.
이러한, 연결관로(415)는 솔레노이드 밸브(도시는 생략함)에 의해 그 동작이 이루어지며, 이에 대한 보다 구체적인 설명은 생략한다.Such, the connecting pipe 415 is made by the solenoid valve (not shown), the detailed description thereof will be omitted.
그리고, 상기 제2수소 유동 안내 수단(420)은 펌핑 수단(300)의 수소 유출측 및 수소 유입측에 다른 두 관로(제1관로 및 제2관로)(421,422)가 각각 연결됨과 더불어 상기 각 반응기 중 제2반응기(120) 및 제4반응기(140)에만 두 관로(제3관로 및 제4관로)(423,424)가 각각 연결된다.In addition, the second hydrogen flow guide means 420 is connected to two other pipes (first and second pipes) 421 and 422 respectively at the hydrogen outlet side and the hydrogen inlet side of the pumping means 300, and each of the reactors. Two pipes (the third pipe and the fourth pipe) 423 and 424 are connected to only the second reactor 120 and the fourth reactor 140, respectively.
이 때, 상기 제2수소 유동 안내 수단(420)과 연결되는 제2반응기(120) 및 제4반응기(140)는 상기 제1수소 유동 안내 수단(410)에 의해 항상 서로 다른 반응을 수행하게 된다.At this time, the second reactor 120 and the fourth reactor 140 connected to the second hydrogen flow guide means 420 always perform different reactions by the first hydrogen flow guide means 410. .
특히, 상기 제2수소 유동 안내 수단(420)을 구성하는 제3관로(423)가 상기 제1관로(421) 혹은, 상기 제2관로(422)와 선택적으로 연통되고, 상기 제4관로(424)가 상기 제1관로(421) 혹은, 상기 제2관로(422)와 선택적으로 연통될 수 있음은 상기 제2수소 유동 안내 수단(420)을 구성하는 연결관로(425)에 의해 가능하다.In particular, the third conduit 423 constituting the second hydrogen flow guide means 420 is selectively communicated with the first conduit 421 or the second conduit 422, the fourth conduit 424 ) May be selectively communicated with the first conduit 421 or the second conduit 422 by the connecting conduit 425 constituting the second hydrogen flow guide means 420.
이러한, 연결관로(425)는 솔레노이드 밸브(도시는 생략함)에 의해 그 동작이 이루어지며, 이에 대한 보다 구체적인 설명은 생략한다.The connection pipe 425 is made by a solenoid valve (not shown), and a detailed description thereof will be omitted.
또한, 본 발명에서는 전술한 일련의 구성 이외에 각 반응기 마다 각각의 송풍 수단(510,520,530,540)이 더 구비됨을 제시한다.In addition, the present invention suggests that each blowing means (510, 520, 530, 540) is further provided for each reactor in addition to the above-described configuration.
이 때의 송풍 수단(510,520,530,540)은 상기 각 반응기(110,120,130,140)를 통과하면서 열교환된 공기를 실내 혹은, 실외를 향하여 선택적으로 송풍하는 역할을 수행하며, 보다 구체적인 설명은 생략한다.At this time, the blowing means (510, 520, 530, 540) serves to selectively blow the heat-exchanged air toward the indoor or outdoor while passing through the reactor (110, 120, 130, 140), a detailed description thereof will be omitted.
특히, 전술한 본 발명에 따른 일련의 구성은 하나의 펌핑 수단(300)을 사용하여 다수의 반응기(110,120,130,140)가 흡열 및 발열 반응을 교대로 반복하면서 수행될 수 있도록 함으로써 반응 전환시의 온도 변화가 최소화될 수 있도록 한 것이다.In particular, the series of configurations according to the present invention described above allows a plurality of reactors 110, 120, 130, and 140 to be carried out by alternately repeating endothermic and exothermic reactions using one pumping means 300, thereby changing the temperature at the time of reaction conversion. It is to be minimized.
즉, 어느 한 쌍의 각 반응기간 반응 전환이 이루어진다 하더라도 다른 한 쌍의 각 반응기는 동일한 반응을 지속하기 때문에 냉난방 온도의 균일한 유지가 가능한 것이다.In other words, even if a reaction conversion of any one pair of reactions is carried out, each of the other pairs of reactors maintains the same reaction, so that the heating and cooling temperature can be uniformly maintained.
이하, 전술한 바와 같이 구성되는 본 발명의 수소 저장합금을 이용한 냉난방장치의 운전 제어 과정에 따른 실시예를 도시한 도 1 내지 도 4의 구성도 및 도 5의 순서도를 참고하여 설명하면 후술하는 바와 같다.Hereinafter, with reference to the configuration of Figures 1 to 4 and the flowchart of Figure 5 showing an embodiment according to the operation control process of the heating and cooling device using the hydrogen storage alloy of the present invention configured as described above will be described below. same.
우선, 냉난방장치의 운전이 시작된다면 컨트롤러(도시는 생략함)는 각 수소 유동 안내 수단(410,420)을 제어하여 각 반응기(110,120,130,140) 중 어느 두 개의 반응기로는 수소를 유입하고, 다른 두 개의 반응기로는 수소를 유출시킨다.First, if the operation of the air conditioner starts, the controller (not shown) controls each of the hydrogen flow guide means 410 and 420 to introduce hydrogen into any one of the reactors 110, 120, 130 and 140, and to the other two reactors. Causes hydrogen to flow out.
이 때, 상기 수소의 유입이 이루어지는 두 개의 반응기 및 수소의 유출이 이루어지는 두 개의 반응기는 서로 다른 쌍을 이루는 반응기이다.At this time, the two reactors in which the hydrogen is introduced and the two reactors in which the hydrogen is out are paired reactors.
즉, 도 1을 참조하여 설명하면 컨트롤러는 제1수소 유동 안내 수단(410)의 제1관로(411) 및 제3관로(413)가 서로 연통되도록 함과 더불어 제2관로(412) 및제4관로(414)가 서로 연통되도록 연결관로(415)를 제어한다.That is, referring to FIG. 1, the controller allows the first conduit 411 and the third conduit 413 of the first hydrogen flow guide means 410 to communicate with each other, as well as the second conduit 412 and the fourth conduit. The connection pipe 415 is controlled so that the 414 communicates with each other.
이 때, 상기 연결관로(415)의 제어는 상기 제1수소 유동 안내 수단(410)에 전원을 인가(ON)함으로써 수행된다.At this time, the control of the connection pipe 415 is performed by applying power to the first hydrogen flow guide means 410 (ON).
이와 함께, 상기 컨트롤러는 제2수소 유동 안내 수단(420)의 제1관로(421) 및 제3관로(423)가 서로 연통되도록 함과 더불어 제2관로(422) 및 제4관로(424)가 서로 연통되도록 연결관로(425)를 제어한다.In addition, the controller allows the first conduit 421 and the third conduit 423 of the second hydrogen flow guide means 420 to communicate with each other and the second conduit 422 and the fourth conduit 424. The connection pipe 425 is controlled to communicate with each other.
이는, 상기 제2수소 유동 수단(420) 역시 전원을 인가(ON)함으로써 가능하다.This is possible by turning on the second hydrogen flow means 420 as well.
이에 따라, 제1반응기(110) 및 제2반응기(120)로는 수소가 유입되면서 발열 반응을 수행하고, 제3반응기(120) 및 제4반응기(140)는 수소가 방출되면서 흡열 반응을 수행한다.Accordingly, exothermic reaction is performed while hydrogen is introduced into the first reactor 110 and the second reactor 120, and the third reactor 120 and the fourth reactor 140 perform an endothermic reaction while hydrogen is released. .
또한, 상기의 과정이 진행되는 도중 각 송풍 수단(510,520,530,540)은 그 동작이 이루어지면서 외부 공기가 상기 발열 혹은, 흡열 반응을 수행하는 각 반응기(110,120,130,140)를 통과하면서 열교환될 수 있도록 상기 외부 공기를 강제 순환시켜 선택적으로 실내 혹은, 실내로 배출한다.In addition, while the above process is performed, each blowing means (510, 520, 530, 540) is forced to force the outside air to exchange heat while passing through the reactors (110, 120, 130, 140) performing the exothermic or endothermic reaction while the operation is performed. Circulate and discharge to the room or room selectively.
그리고, 상기 과정이 수행되는 도중 컨트롤러는 각 반응기(110,120,130,140)의 반응 전환 시점을 판독한다.In addition, the controller reads the reaction conversion time of each of the reactor (110, 120, 130, 140) during the process.
이 때, 상기 반응 전환 시점이라 함은 각 반응기(110,120,130,140)의 수소 흡장 혹은, 탈장에 따른 각 반응이 필요한 정도만큼 수행되었을 경우 수소의 유동 방향을 전환하여 상기 각 반응기(110,120,130,140)의 반응을 전환하기 위한 시점이다.In this case, the reaction conversion point is when the hydrogen occlusion of each reactor (110, 120, 130, 140), or when the reaction according to the degassing is performed as necessary to switch the flow direction of hydrogen to switch the reaction of each reactor (110, 120, 130, 140) It is a point for.
특히, 상기한 반응 전환 주기는 주로 시간을 설정하여 카운트하거나 상기 각 반응기(110,120,130,140)의 반응 허용 온도 혹은, 압력을 미리 설정한 후 각 반응기(110,120,130,140)의 온도 혹은, 압력을 측정함으로써 확인할 수 있는데, 본 발명에서는 시간 설정에 따른 반응의 전환이 이루어지도록 함을 제시한다.In particular, the reaction conversion cycle may be mainly determined by setting a time or counting the reaction allowable temperature or pressure of each of the reactors 110, 120, 130 and 140, and then measuring the temperature or the pressure of each of the reactors 110, 120, 130 and 140. In the present invention, it is suggested that the conversion of the reaction according to the time setting is performed.
만일, 상기한 일련의 과정에 의해 임의의 반응 전환 시기가 되면 컨트롤러는 제1수소 유동 안내 수단(410)을 제어하여 상기 제1수소 유동 안내 수단(410)에 연결된 각 반응기(110,120,130,140)의 반응 전환을 수행한다.If, by the series of processes described above, any reaction switching time is reached, the controller controls the first hydrogen flow guide means 410 to switch the reaction of each reactor 110, 120, 130, 140 connected to the first hydrogen flow guide means 410. Do this.
즉, 반응 전환 시기가 되면 제1수소 유동 안내 수단(410)의 연결관로(415)가 컨트롤러의 제어를 받아 동작하면서 상기 제1수소 유동 안내 수단의 제1관로(411)와 제4관로(414)가 서로 연통됨과 더불어 제2관로(412)와 제3관로(413)가 서로 연통된다.That is, when the reaction switching time is reached, the first conduit 411 and the fourth conduit 414 of the first hydrogen flow guide means are operated while the connection pipe 415 of the first hydrogen flow guide means 410 operates under the control of the controller. ) Are in communication with each other, and the second conduit 412 and the third conduit 413 communicate with each other.
이는, 상기 제1수소 유동 안내 수단(410)의 전원을 차단(OFF)함으로써 가능하며, 이의 상태는 도시한 도 2와 같다. 이 때의 제2수소 유동 안내 수단(420)의 전원은 계속적으로 인가(ON)된 상태를 유지한다.This is possible by turning off the power of the first hydrogen flow guide means 410, the state of which is as shown in FIG. At this time, the power supply of the second hydrogen flow guide means 420 is continuously maintained (ON).
따라서, 상기 제1반응기(110)는 수소가 탈장되면서 흡열 반응을 수행하게 되고, 제3반응기(130)는 수소가 흡장되면서 발열 반응을 수행하게 된다.Accordingly, the first reactor 110 performs an endothermic reaction while hydrogen is desorbed, and the third reactor 130 performs an exothermic reaction while hydrogen is occluded.
이 때, 제2반응기(120)는 계속적으로 수소의 흡장이 이루어지면서 발열 반응을 수행함과 더불어 제4반응기(140)는 계속적으로 수소의 탈장이 이루어지면서 흡열 반응을 수행한다.At this time, the second reactor 120 performs the exothermic reaction while the hydrogen is continuously occluded, and the fourth reactor 140 performs the endothermic reaction while the hydrogen is continuously desorbed.
결국, 상기 제1반응기(110) 및 제3반응기(130)간의 반응 전환이 이루어지는 시점에 상기 각 반응기(110,130)에 의한 열교환 효과가 미미하더라도 제2반응기(120) 및 제4반응기(140)의 지속적인 반응 수행에 의해 실내의 지속적인 냉난방이 가능하다.As a result, even when the heat exchange effect by each of the reactors 110 and 130 is insignificant at the time point at which the reaction conversion between the first reactor 110 and the third reactor 130 is performed, the second reactor 120 and the fourth reactor 140 may be separated. Continuous heating and cooling of the room is possible by performing continuous reaction.
그리고, 상기 과정이 수행되는 도중에도 컨트롤러는 또 다른 임의의 반응 전환 시점을 지속적으로 판독하며, 만일 상기 임의의 반응 전환 시점에 도달한다면 상기 컨트롤러는 제1수소 유동 안내 수단(410)에 전원을 인가(ON)함과 동시에 제2수소 유동 안내 수단(420)의 전원은 차단(OFF)함으로서 제2반응기(120)와 제4반응기(140)간의 반응 전환이 수행되도록 한다.In addition, the controller continuously reads another arbitrary reaction switching point during the process, and if the random reaction switching point is reached, the controller applies power to the first hydrogen flow guide means 410. At the same time (ON) and the power of the second hydrogen flow guide means 420 is turned off (OFF) so that the reaction conversion between the second reactor 120 and the fourth reactor 140 is performed.
즉, 상기 제1수소 유동 안내 수단(410)의 전원 인가에 의한 연결관로(415)의 동작이 이루어지면서 제1반응기(110)와 연결된 제1관로(411) 및 제2반응기(120)와 연결된 제3관로(413)가 서로 연통됨과 동시에 제3반응기(130)와 연결된 제2관로(412) 및 제4반응기(140)와 연결된 제4관로(414)가 서로 연통된다.That is, the operation of the connecting pipe 415 by applying the power of the first hydrogen flow guide means 410 is made and connected to the first pipe 411 and the second reactor 120 connected to the first reactor 110. The third conduit 413 communicates with each other and the second conduit 412 connected with the third reactor 130 and the fourth conduit 414 connected with the fourth reactor 140 communicate with each other.
또한, 상기 제2수소 유동 안내 수단(420)의 전원 차단에 의한 연결관로(425)의 동작이 이루어지면서 상기 제2반응기(120)의 관로를 통해 수소가 배출됨과 동시에 제4반응기(140)의 관로를 통해 수소가 흡입된다.In addition, while the operation of the connecting pipe 425 by the power is cut off of the second hydrogen flow guide means 420 is the hydrogen is discharged through the pipe of the second reactor 120 and at the same time of the fourth reactor 140 Hydrogen is sucked in through the pipeline.
따라서, 제2반응기(120)는 수소가 탈장되면서 흡열 반응을 수행함과 더불어 제4반응기(140)는 수소가 흡장되면서 발열 반응을 수행한다.Accordingly, the second reactor 120 performs an endothermic reaction while hydrogen is desorbed, and the fourth reactor 140 performs an exothermic reaction while hydrogen is occluded.
이 때, 제1반응기(110)는 수소의 탈장에 따른 흡열 반응을 계속적으로 수행함과 더불어 제3반응기(120)는 수소의 흡장에 따른 발열 반응을 계속적으로 수행한다. 이의 상태는 도시한 도 3과 같다.At this time, the first reactor 110 continuously performs the endothermic reaction according to the hernia removal and the third reactor 120 continuously performs the exothermic reaction due to the occlusion of hydrogen. Its state is as shown in FIG.
또한, 상기한 반응 전환이 이루어진 후 또 다시 임의의 반응 전환 주기에 도달된다면 컨트롤러는 제1수소 유동 안내 수단(410)의 전원을 차단(OFF)하여 제1반응기(110)와 제3반응기(130)간의 반응 전환이 수행되도록 제어한다.In addition, if any reaction conversion cycle is reached again after the reaction conversion is made, the controller cuts off the power of the first hydrogen flow guide means 410 to turn off the first reactor 110 and the third reactor 130. Control switching between reactions.
즉, 제1수소 유동 안내 수단(410)의 전원 차단에 의해 연결관로(415)의 동작이 이루어지면서 상기 제1수소 유동 안내 수단(410)의 제1관로(411)는 제4관로(414)와 연통됨과 더불어 제2관로(412)는 제3관로(413)와 연통된다. 따라서, 제1반응기(110)는 수소의 흡장에 따른 발열 반응을 수행함과 더불어 제3반응기(130)는 수소의 탈장에 따른 흡열 반응을 수행한다.That is, the operation of the connecting pipe 415 is performed by the power cutoff of the first hydrogen flow guide means 410 and the first pipe 411 of the first hydrogen flow guide means 410 is the fourth pipe 414. The second conduit 412 communicates with the third conduit 413. Accordingly, the first reactor 110 performs an exothermic reaction due to the occlusion of hydrogen, and the third reactor 130 performs an endothermic reaction according to the hernia of hydrogen.
이 때, 제2수소 유동 안내 수단(420)은 계속적으로 전원이 차단(OFF)된 상태이기 때문에 제2반응기(120)는 수소의 탈장에 따른 흡열 반응을 계속적으로 수행함과 더불어 제4반응기(140)는 수소의 흡장에 따른 발열 반응을 계속적으로 수행한다. 이의 상태는 도시한 도 4와 같다.At this time, since the second hydrogen flow guide means 420 is continuously turned off (OFF), the second reactor 120 continuously performs the endothermic reaction according to the hernia of the hydrogen and the fourth reactor 140. ) Continuously performs the exothermic reaction due to the occlusion of hydrogen. Its state is as shown in FIG.
한편, 전술한 일련의 과정이 순차적으로 수행되어 각 반응기(110,120,130,140)의 반응 전환이 한 싸이클 동안 수행되었다면 다시 도시한 도 1의 상태로 반응 전환이 이루어지면서 기 전술한 일련의 각 과정이 계속해서 반복하여 수행된다.On the other hand, if the above-described series of processes were carried out sequentially and the reaction conversion of each reactor (110,120,130,140) was performed for one cycle, the reaction conversion is made to the state of FIG. Is performed.
즉, 도시한 도 4의 상태에서 반응 전환이 이루어진다면 제1반응기(110) 및 제2반응기(120)는 수소의 흡장에 따른 발열 반응을 수행함과 더불어 제3반응기(130) 및 제4반응기(140)는 수소의 탈장에 따른 흡열 반응을 수행하는 것이다. 이는, 제1수소 유동 안내 수단(410) 및 제2수소 유동 안내 수단(420)의 전원을 모두 온(ON) 시킴으로써 가능하다.That is, when the reaction is converted in the state of FIG. 4, the first reactor 110 and the second reactor 120 perform an exothermic reaction according to the occlusion of hydrogen, and the third reactor 130 and the fourth reactor ( 140) is to perform the endothermic reaction according to the hernia of the hydrogen. This is possible by turning on both the power of the first hydrogen flow guide means 410 and the second hydrogen flow guide means 420.
결국, 전술한 과정에 의해 펌핑 수단(300)의 동작 중단 없이 계속적인 반복 구동이 가능하여 균일한 부하로써 지속적인 작용이 이루어질 수 있게 된다.As a result, the above-described process enables continuous repetitive driving without interrupting the operation of the pumping means 300, so that a continuous action can be achieved with a uniform load.
또한, 각 반응기(110,120,130,140)의 반응에 따른 냉난방 효율이 지속적으로 균일한 정도를 유지할 수 있게 된다.In addition, the cooling and heating efficiency according to the reaction of each reactor (110,120,130,140) is able to maintain a uniform degree continuously.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 냉난방장치는 수소 저장합금의 기술이 적용된 냉난방장치는 각 반응기가 대형화되더라도 전체적인 시스템의 크기는 상기 반응기의 크기에 비례하여 대형화하지 않아도 된 효과가 있다.As described above, the air conditioning system of the present invention has the effect that the size of the overall system does not need to be enlarged in proportion to the size of the reactor, even if each reactor is enlarged, even if each reactor is enlarged.
특히, 본 발명은 냉난방 효율의 균일한 유지가 가능하게 된 효과가 있을 뿐 아니라 펌핑 수단의 성능을 최대한으로 활용할 수 있게 된 효과가 있다..In particular, the present invention not only has the effect of enabling uniform maintenance of the heating and cooling efficiency, but also has the effect of making the most of the performance of the pumping means.
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