KR200439392Y1 - 증발식 가습기가 구비된 히트펌프 항온항습기 - Google Patents

증발식 가습기가 구비된 히트펌프 항온항습기 Download PDF

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Abstract

본 고안은 증발식 가습기가 구비된 히트펌프 항온항습기에 관한 것으로, 상기 고온고압의 냉매가 공급되는 냉매공급관(CS)과; 상기 냉매공급관(CS)과 연결되어 고온고압의 냉매가 열교환에 의해 냉각되도록 외면에 핀(fin)이 형성된 가습응축기(HC)와; 상기 가습응축기(HC)로부터 배출되는 저온의 냉매를 회수하는 냉매회수관(CR)과; 상기 가습응축기(HC)를 수용하며 내측에 물이 저수되고, 일측에는 습증기가 배출되는 배출구(20)가 형성된 가습수조(HWC)와; 상기 가습수조(HWC)의 내측 상부에 설치되어 상기 가습응축기(HC)에 대해 물을 분무하는 스프레이 노즐(SN)을 갖는 분사관(30)과, 상기 가습수조(HWC)의 외측에 설치되어 저수된 물을 순환시켜 상기 분사관(30)으로 공급하는 순환펌프(P)로 구성된 물분사부로 구성됨으로써, 고온고압의 냉매가스를 이용하여 분무상태의 물 입자를 가열하여 습증기가 발생되도록 하여 가습이 이루어질 수 있다.
Figure R2020060031152
히트펌프, 항온항습, 가습, 냉매, 증기

Description

증발식 가습기가 구비된 히트펌프 항온항습기{heat pump thermo-hygrostat with evaporate humidifier}
도 1a는 본 고안에 따른 증발식 가습기가 구비된 히트펌프 항온항습기에 대한 구성도,
도 1b는 본 고안에 따른 증발식 가습기가 구비된 히트펌프 항온항습기에서 가습수조에 대한 측단면도,
도 2는 본 고안에 따른 증발식 가습기가 구비된 히트펌프 항온항습기의 "가습 및 난방" 상태를 나타낸 계통도,
도 3은 본 고안에 따른 증발식 가습기가 구비된 히트펌프 항온항습기의 "가습전용" 상태를 나타낸 계통도,
도 4는 본 고안에 따른 증발식 가습기가 구비된 히트펌프 항온항습기의 "가습 및 냉각" 상태를 나타낸 계통도이다.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
EVA : 증발기 RHC : 재열응축기
RCT : 수액기 FD : 필터드라이어
SG : 액면계 EX-1∼2 : 냉매팽창밸브
AF : 공기여과기 SV-1∼8,8' : 냉매전자밸브
CV-1∼3 : 냉매체크밸브 BL : 송풍기
BV : 냉매볼밸브 FU : 플레어너트
CN : 차지니블 F-1∼2 : 엑셀 펜
P : 순환펌프 SN : 스프레이노즐
HC : 가습응축기 EB : 수위전극봉
WL : 수위조절통 HWC : 가습수조
CW : 급수관 SV-2 : 급수밸브
본 고안은 증발식 가습기가 구비된 히트펌프 항온항습기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 별도로 가습기용 전기히터가 전혀 필요 없이 히트펌프방식의 압축냉동장치에서 발생된 고온고압의 냉매를 이용하여 습증기를 발생시켜 가습을 수행할 수 있고, 아울러 냉,난방기능도 사용가능하여 현저하게 에너지를 절감 할 수 있도록 한 증발식 가습기가 구비된 히트펌프 항온항습기에 관한 것이다.
일반적으로 온,습도에 민감한 전산시스템이나 전산실, 통신실, 정밀측정실, 문서보관실, 지적서고 또는 반도체, 전자, 제약, 화학, 섬유, 제지, 펄프 등의 한 각종 산업제조분야 등에는 전산시스템장치의 장애발생을 방지할 수 있고, 생산제품의 품질을 향상시키고 제품의 불량률을 방지하기 위하여 제품의 특성에 따라 생산 공장 내부를 일정한 온,습도의 범위로 유지하기 위해 항온항습기를 설치하여 사용하고 있다.
종래 항온항습기는 냉각기능으로 일반적인 압축냉동장치가 구성되어 있고 하절기에 온도보상 및 제습기능을 위하여 전기히터방식의 재열기가 구성되어 있으며 동절기에는 실내의 적정한 습도유지를 위해 전기히터방식의 전극봉식 가습기로 구성되어 있다.
전술한 종래 항온항습기는 주로 전기에너지에만 의존하고 있어, 에너지소비가 많아 유지관리비가 상승되는 문제점이 있었다.
따라서, 이러한 종래 기술의 문제점을 해소하기 위해 본 출원인은 대한민국 등록실용신안 20-0431238호의 "에너지절약형 공,수랭식 히트펌프 항온항습기"를 출원한 바 있다.
상기 등록실용신안 20-0431238호에 대해 간략하게 살펴보면,
고온고압의 액 냉매를 중온중압의 냉매로 단열팽창시키는 팽창변(EX1)(EX2), 상기 팽창변(EX1)(EX2)을 통과한 냉매와 공기와의 열교환에 의하여 증발시키는 증발기(11), 상기 증발기(11)를 통과하면서 냉매와의 열교환에 의하여 냉각된 공기에 대하여 난방 및 제습을 하기 위하여 상기 고온고압의 액 냉매의 일부를 선택적으로 흐르게 할 수 있도록 되어 있으며 상기 고온고압의 액 냉매와 공기와의 열교환 작용에 의하여 공기의 온습도를 제어하는 재열응축기(12), 내부에 물이 저장되어 있고 전술한 고온고압의 액 냉매의 일부가 선택적으로 흐르게 할 수 있도록 되어 있으며 고온고압의 액 냉매에 의하여 저장된 물을 증발시키는 가습기(13), 순수하게 액 냉매를 상기 팽창변(EX1)(EX2)으로 보내는 수액기(16), 공기가 전술한 증발기(11), 재열응축기(12) 및 가습기(13)를 통과하도록 하고 실내를 순환시키는 송풍기(17), 난방운전시 상기 고온고압의 액 냉매를 상기 재열응축기(12) 또는 상기 재열응축기(12) 및 가습기(13)로만 흐르게 하는 전자변(SV6)(SV10)(SV11) 및 역지변(CV7)을 포함하는 실내기(10); 냉각운전시 전술한 실내기(10)의 증발기(11)를 통과하여 저압가스로 된 후 유입되는 저압의 냉매가스에 함유된 냉매액을 분리하고 난방운전시 과냉각과열기(SRH)에서 과열된 냉매가스에 포함되어 있는 액을 분리하는 액 분리기(ACC), 상기 액 분리기(ACC)로부터 유입된 냉매가스를 압축하여 고온고압의 가스로 변화시키는 압축기(COM1)(COM2), 냉각운전시 상기 압축기(COM1)(COM2)로부터 유입된 냉매가스를 응축하여 고온고압의 액 냉매로 응축하고, 난방운전시 외기온도보다 차가운 상태로 유입되는 냉매와 공기가 열교환하여 냉매를 증발시키는 응축 및 증발기(21), 상기 응축 및 증발기(21)에 공기를 흐르게 하는 프로펠러 펜(22), 난방운전시 상기 실내기로부터 유입하는 고압 액 냉매와 상기 응축 및 증발기(21)로부터 유입하는 차가운 중온중압 냉매가스에 대하여 과냉각 및 과열 작용을 행하는 과냉각과열기(SRH), 난방운전시 상기 과냉각과열기(SRH)에서 과냉각된 냉매를 중온중압으로 팽창시켜 외기온도보다 차가운 냉매로 변화시켜 상기 응축 및 증발기(22)로 보내는 팽창변(EX3)을 포함하는 실외기(20); 그리고 상기 실내기(10)와 실외기(20) 사이의 냉매를 연결하는 냉매공급배관(31) 및 냉매복귀배관(32)으로 구성된다.
한편, 종래 항온항습기에 적용되는 가습기는 수조 내에 전자전극봉 등의 전 기히터로 가열한 후 발생된 수증기를 이용하는 방식을 주로 사용하고 있는데, 이는 전기히터의 표면온도가 고온이므로 수질 속의 광물질이 고온으로 인하여 고형물질의 스케일이 발생하게 되고, 이로인해 전기히터가 파손되므로 빈번한 히터교체와 서비스가 이루어져야 하고 전기합선으로 상당부분 위험부담을 내포하고 있으며 이러한 이유로 인하여 내구성이 떨어져 동절기한해만 지나면 가습기를 교체해야 하는 문제점이 발생되었다.
본 고안은 상기한 종래 기술의 문제점을 해소하기 위해 안출된 것으로, 히트펌프 항온항습기에서 발생된 고온의 냉매가스를 이용하여 분무상태의 물 입자를 가열하여 습증기가 발생되도록 하여 가습(humidity)기능을 담당하도록 함으로써, 하절기 및 동절기 에너지 부담을 최소화하고, 동절기 저온의 공기에서 공기열원을 취득하여 실시간으로 난방 및 상시가습용으로 외부에너지를 사용하므로 별도의 전기에너지를 사용치 않아 운영비를 현저하게 절감하고 에너지의 손실을 최대한 방지할 수 있도록 한 증발식 가습기가 구비된 히트펌프 항온항습기를 제공하는 것을 그 목적으로 하고 있다.
상기한 본 고안의 목적은,
고온고압의 액 냉매를 중온중압의 냉매로 단열팽창시키는 팽창변, 상기 팽창변을 통과한 냉매와 공기와의 열교환에 의하여 증발시키는 증발기, 상기 증발기를 통과하면서 냉매와의 열교환에 의하여 냉각된 공기에 대하여 난방 및 제습을 하기 위하여 상기 고온고압의 액 냉매의 일부를 선택적으로 흐르게 할 수 있도록 되어 있으며 상기 고온고압의 액 냉매와 공기와의 열교환 작용에 의하여 공기의 온습도를 제어하는 재열응축기, 내부에 물이 저장되어 있고 전술한 고온고압의 액 냉매의 일부가 선택적으로 흐르게 할 수 있도록 되어 있으며 고온고압의 액 냉매에 의하여 저장된 물을 증발시키는 가습기, 순수하게 액 냉매를 상기 팽창변으로 보내는 수액기, 공기가 전술한 증발기, 재열응축기 및 가습기를 통과하도록 하고 실내를 순환시키는 송풍기, 난방운전시 상기 고온고압의 액 냉매를 상기 재열응축기 또는 상기 재열응축기 및 가습기로만 흐르게 하는 전자변 및 역지변을 포함하는 실내기; 냉각운전시 전술한 실내기의 증발기를 통과하여 저압가스로 된 후 유입되는 저압의 냉매가스에 함유된 냉매액을 분리하고 난방운전시 과냉각과열기에서 과열된 냉매가스에 포함되어 있는 액을 분리하는 액 분리기, 상기 액 분리기로부터 유입된 냉매가스를 압축하여 고온고압의 가스로 변화시키는 압축기, 냉각운전시 상기 압축기로부터 유입된 냉매가스를 응축하여 고온고압의 액 냉매로 응축하고, 난방운전시 외기온도보다 차가운 상태로 유입되는 냉매와 공기가 열교환하여 냉매를 증발시키는 응축 및 증발기, 상기 응축 및 증발기에 공기를 흐르게 하는 프로펠러 펜, 난방운전시 상기 실내기로부터 유입하는 고압 액 냉매와 상기 응축 및 증발기로부터 유입하는 차가운 중온중압 냉매가스에 대하여 과냉각 및 과열 작용을 행하는 과냉각과열기, 난방운전시 상기 과냉각과열기에서 과냉각된 냉매를 중온중압으로 팽창시켜 외기온도보다 차가운 냉매로 변화시켜 상기 응축 및 증발기로 보내는 팽창변을 포함하는 실외기; 그리고 상기 실내기와 실외기 사이의 냉매를 연결하는 냉매공급배관 및 냉매복귀배관으로 구성된 히트펌프항온항습기에 있어서,
상기 가습기는,
고온고압의 냉매가 공급되는 냉매공급관과; 상기 냉매공급관과 연결되며 고온고압의 냉매가 냉각되도록 다수의 절곡부를 갖는 가습응축기와; 상기 가습응축기로부터 배출되는 중온중압의 냉매를 회수하는 냉매회수관과; 상기 가습응축기를 수용하며 내측에 물이 저수되고, 일측에는 습증기가 배출되는 배출구가 형성된 가습수조와; 상기 가습수조의 내측 상부에 설치되어 상기 가습응축기에 대해 물을 분무하는 스프레이 노즐을 갖는 분사관과, 상기 가습수조의 외측에 설치되어 저수된 물을 순환시켜 상기 분사관으로 공급하는 순환펌프로 구성된 물분사부를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 증발식 가습기가 구비된 히트펌프 항온항습기에 의해 달성될 수 있다.
또한, 상기한 본 고안에 있어서, 상기 물분사부의 일측에는 저수량을 유지하기 위한 수위조절장치가 설치된 것을 특징으로 한다.
또한, 상기한 본 고안에 있어서, 상기 가습수조의 상부에 급기팬이 더 설치된 것을 특징으로 한다.
또한, 상기한 본 고안에 있어서, 상기 냉매회수관에서 회수된 냉매와 실내공기를 열교환하는 재열응축기가 설치되고, 상기 재열응축기를 통과하여 가열된 공기를 실내로 재공급하는 송풍팬이 설치된 것을 특징으로 한다.
이하 본 고안의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 토대로 상세하게 설명하면 다음과 같다.
첨부된 도면 중에서, 도 1a는 본 고안에 따른 증발식 가습기가 구비된 히트펌프 항온항습기에 대한 구성도, 도 1b는 본 고안에 따른 증발식 가습기가 구비된 히트펌프 항온항습기에서 가습수조에 대한 측단면도, 도 2는 본 고안에 따른 증발식 가습기가 구비된 히트펌프 항온항습기의 "가습 및 난방" 상태를 나타낸 계통도, 도 3은 본 고안에 따른 증발식 가습기가 구비된 히트펌프 항온항습기의 "가습전용" 상태를 나타낸 계통도, 도 4는 본 고안에 따른 증발식 가습기가 구비된 히트펌프 항온항습기의 "가습 및 냉각" 상태를 나타낸 계통도이다.
도 1a 내지 도 2에 나타낸 바와 같이, 본 고안에 따른 증발식 가습기가 구비된 히트펌프 항온항습기(A)는, 고온고압의 냉매가 공급되는 냉매공급관(CS)과; 상기 냉매공급관(CS)과 연결되어 고온고압의 냉매가 열교환에 의해 냉각되는 가습응축기(HC)와; 상기 가습응축기(HC)로부터 배출되는 중온중압의 냉매를 회수하는 냉매회수관(CR)과; 상기 가습응축기(HC)를 수용하며 내측에 물이 저수되고, 일측에는 습증기가 배출되는 배출구(20)가 형성된 가습수조(HWC)와; 상기 가습수조(HWC)의 내측 상부에 설치되어 상기 가습응축기(HC)에 대해 물을 분무하는 스프레이 노즐을 갖는 분사관(30)과, 상기 가습수조(HWC)의 외측에 설치되어 저수된 물을 순환시켜 상기 분사관(30)으로 공급하는 순환펌프(P)로 구성된 물분사부로 구성된다.
상기 냉매공급관(CS)은 히트펌프실외기(100)와 연결되어 약 80 ∼ 90℃의 고온이며, 약 18 ∼ 20 kg/㎠ 의 고압인 냉매가 후술될 가습응축기(HC)로 유입될 수 있도록 연결된 것으로, 배관의 도중에는 고온고압 냉매의 진행을 단속하는 냉매전자밸브(SV-1)가 설치된다.
상기 가습응축기(HC)는 소정길이의 배관을 지그재그로 절곡시켜 된 것이고, 일단에는 전술한 냉매공급관(CS)이 연결되고, 타단에는 후술될 냉매회수관(CR)이 연결된 것으로, 냉매공급관(CS)의 고온고압 냉매의 열에 의해 후술될 스프레이 노즐(SN)로부터 분사된 물이 증발되어 습증기가 발생될 수 있도록 열교환이 이루어진다.
따라서, 보다 열접촉면적을 증대시켜 습증기발생률을 향상시키기 위해 가습응축기(HC)의 외면에 다수개의 핀(fin)을 더 형성시킨다.
상기 냉매회수관(CR)은 전술한 가습응축기(HC)를 통과하여 열교환된 후 약 40 ∼ 50℃로 냉각된 냉매를 회수하기 위한 것으로, 배관의 도중에는 차지니블(CN), 냉매체크밸브(CV-1), 냉매전자밸브(SV-3)가 설치된다.
여기서, 냉매회수관(CR)에서 회수된 약 40 ∼ 50℃의 냉매는 재열응축기(RHC)로 공급되어, 실내공기와 열교환됨으로써 실내공기를 가열하고, 가열된 실내공기는 송풍팬(BL)에 의해 실내로 재공급된다.
상기 가습수조(HWC)는, 전술한 가습응축기(HC)를 수용하도록 내측에 수용부가 형성된 통체로써, 상기 수용부에는 소정 수위로 물이 저수되고, 일측에는 습증 기가 배출되는 배출구(20)가 형성되며, 상부에는 가습수조(HWC) 내측으로 건조공기를 급기할 수 있도록 급기팬(F-1,F-2)이 설치된다.
상기 물분사부는, 전술한 가습수조(HWC)의 내측 상부에 설치된 스프레이 노즐(SN)이 설치된 분사관(30)과, 상기 분사관(30)에 물을 공급하는 순환펌프(P)로 구성된 것으로, 상기 스프레이 노즐(SN)을 통해 미립자 형태로 물을 분사할 수 있고, 이렇게 미립자화 된 물은 전술한 고온상태의 가습응축기(HC)의 외면에 접촉되면서 증발되어 보다 신속하게 습증기가 되어 외부로 배출될 수 있다.
상기 수위조절장치(WS)는 전술한 물분사부의 일측에 설치되어, 상기 가습수조(HWC)의 저수량을 적정하게 유지시키기 위한 것으로, 상기 가습수조(HWC)와 통하도록 연결되며 보충수가 저수된 수위조절통(WL)과, 레벨별로 구비되어 상기 수위조절통(WL)에 설치되는 복수개의 수위전극봉(E1~E3)과, 상기 수위변동에 따라 개폐되는 급수밸브(SV-2)가 설치된 급수관(CW)으로 구성된다.
따라서, 가습수조(HWC)의 저수된 물이 일정 수위 이하로 낮아지면, 수위전극봉(E1~E3)이 수위변동을 감지하고, 급수밸브(SV-2)를 개방시킴으로써 물이 보충될 수 있게 된다.
이하에서는 도 2 내지 도 4를 참조하여 본 고안의 몇가지 작동모드를 설명하기로 하는데, 본 고안의 작동모드는 "가습 및 난방", "가습전용", "가습 및 냉각" 으로 구분할 수 있다.
첨부된 도 2는 본 고안에 따른 증발식 가습기가 구비된 히트펌프 항온항습기의 "가습 및 난방" 상태를 나타낸 계통도, 도 3은 본 고안에 따른 증발식 가습기가 구비된 히트펌프 항온항습기의 "가습전용" 상태를 나타낸 계통도, 도 4는 본 고안에 따른 증발식 가습기가 구비된 히트펌프 항온항습기의 "가습 및 냉각" 상태를 나타낸 계통도이다.
도 2 내지 도 4에서 실선은 배관이 개방되어 냉매의 흐름이 진행되고 있음을 나타내고, 점선은 배관이 폐쇄되어 냉매의 흐름이 진행되지 않음을 나타낸다.
[가습 및 난방]
도 2를 참조하여 설명하면, 냉매전자밸브(SV-6)와 냉매전자밸브(SV-4)가 차단되고 냉매전자밸브(SV-1)의 개방됨으로써 히트펌프실외기(100)로부터 고온고압의 냉매가스가 가습응축기(HC)로 공급된다.
한편, 순환펌프(P)에 의해 분사관(30)으로 물이 공급된 후 다수의 스프레이노즐(SN)에서 미세한 미립자 형태로 물이 가습응축기(HC)에 분사되어 열교환이 수행된다.
따라서, 열교환된 후 고온고압(80 ∼ 90℃, 18 ∼ 20 kg/㎠)의 냉매는 열방출로 중온중압(40 ∼ 50℃, 약 13 ∼ 15 kg/㎠)으로 응축되고, 미세한 미립자로 분사된 물은 응축열을 취득하여 습증기로 증발되고, 증발된 습증기는 가습수조(HWC)의 배출구(20)를 통해 배출되어 가습기능을 수행하게 된다.
중온중압상태로 응축된 냉매는 냉매회수관(CR)으로 회수되는데, 차지니 블(CN)과 냉매체크밸브(CV-1), 냉매볼밸브(BV)를 통과하여 냉매전자밸브(SV-5)의 닫힘과 냉매전자밸브(SV-3)가 열림으로 인해 재열응축기(RHC)로 공급된다.
상기 재열응축기(RHC)에서 실내기 송풍기(BL)에 의해 순환되는 공기와 열교환된 후 가열된 공기가 실내로 공급됨으로써 난방이 이루어지게 된다.
이후, 열방출로 더욱 응축된 냉매는 냉매체크밸브(CV-2)를 통과하여 냉매전자밸브(SV-6)가 닫힘으로 인해 순수 액 냉매를 저장하는 수액기(RCT)로 공급저장된다.
상기 수액기(RCT)에 저장되었던 냉매는 배출되어 필터드라이어(FD)를 지나면서 함입된 수분이 제거된다.
이후, 상기 수분이 제거된 냉매는 액 냉매의 흐름 상태를 보는 액면계(SG)를 통과하여 냉매전자밸브(SV8-8')가 닫힘과 냉매전자밸브(SV-7)가 열림으로 인해 히트펌프실외기(100)로 회수된다.
[가습전용]
도 3을 참조하여 설명하면, 냉매전자밸브(SV-6)와 냉매전자밸브(SV-4)가 차단되고 냉매전자밸브(SV-1)의 개방됨으로써 히트펌프실외기(100)로부터 고온고압의 냉매가스가 가습응축기(HC)로 공급된다.
한편, 순환펌프(P)에 의해 분사관(30)으로 물이 공급된 후 다수의 스프레이노즐(SN)에서 미세한 미립자 형태로 물이 가습응축기(HC)에 분사되어 열교환이 수행된다.
따라서, 열교환된 후 고온고압(80 ∼ 90℃)의 냉매는 열방출로 중온중압(40 ∼ 50℃)으로 응축되고, 미세한 미립자로 분사된 물은 응축열을 취득하여 습증기로 증발되고, 증발된 습증기는 가습수조(HWC)의 배출구(20)를 통해 배출되어 가습기능을 수행하게 된다.
중온중압상태로 응축된 냉매는 냉매회수관(CR)으로 회수되는데, 차지니블(CN)과 냉매체크밸브(CV-1), 냉매볼밸브(BV) 및 열려진 냉매전자밸브(SV-5)를 통과(이때, 냉매전자밸브(SV-3), 냉매전자밸브(SV-4)는 닫힘)하여 흐름을 차단하는 냉매체크밸브(CV-2)와 냉매전자밸브(SV-6)가 닫힘에 의해 냉매는 수액기(RCT)로 공급 저장된다.
상기 수액기(RCT)에 저장되었던 냉매는 배출되어 필터드라이어(FD)를 지나면서 함입된 수분이 제거된다.
이후, 액 냉매의 흐름 상태를 보는 액면계(SG)를 통과하여 냉매전자밸브(SV8-8')가 닫힘과 냉매전자밸브(SV-7)가 열림으로 인해 히트펌프실외기(100)로 회수된다.
[가습 및 냉각]
도 4를 참조하여 설명하면, 냉매전자밸브(SV-6)와 냉매전자밸브(SV-4)가 차단되고 냉매전자밸브(SV-1)의 개방됨으로써 히트펌프실외기(100)로부터 고온고압의 냉매가스가 가습응축기(HC)로 공급된다.
한편, 순환펌프(P)에 의해 분사관(30)으로 물이 공급된 후 다수의 스프레이노즐(SN)에서 미세한 미립자 형태로 물이 가습응축기(HC)에 분사되어 열교환이 수행된다.
따라서, 열교환된 후 고온고압(80 ∼ 90℃)의 냉매는 열방출로 중온중압(40 ∼ 50℃)으로 응축되고, 미세한 미립자로 분사된 물은 응축열을 취득하여 습증기로 증발되고, 증발된 습증기는 가습수조(HWC)의 배출구(20)를 통해 배출되어 가습기능을 수행하게 된다.
중온중압상태로 응축된 냉매는 냉매회수관(CR)으로 회수되는데, 차지니블(CN)과 냉매체크밸브(CV-1), 냉매볼밸브(BV)를 통과하여, 열려진 냉매전자밸브(SV-5)를 통과(이때, 냉매전자밸브(SV-3), 냉매전자밸브(SV-4)는 닫힘)하여, 흐름을 차단하는 냉매체크밸브(CV-2)와 냉매전자밸브(SV-6)가 닫힘에 의해 냉매가 수액기(RCT)로 공급 저장된다.
이후, 수액기(RCT)에 저장되었던 냉매는 배출되어 필터드라이어(FD)를 지나면서 함입된 수분이 제거된다.
이후, 액 냉매의 흐름 상태를 보는 액면계(SG)를 통과하여, 냉매전자밸브(SV-7)가 닫힘과 냉매전자밸브(SV8-8‘)가 열림으로 인해 냉매는 냉매팽창밸브(EX1-2)를 통과하면서 단열팽창되어 차가운 냉매가스로 변환한다.
이후, 실내기 송풍기(BL)에 의해 순환되는 공기를 증발기(EVA)로 공급함으로써 차가운 냉매가스와 공기가 열교환된 후 냉각된 공기는 송풍기(BL)에 의해 실내로 공급되어 냉방에 사용된다.
상기 열교환시 열원취득으로 증발된 냉매 가스는 흐름의 방향이 같은 냉매체크밸브(CV-3)를 통과하여 냉매전자밸브(SV-7)가 닫힘으로 인해 히트펌프실외기(100)로 회수된다.
비록 본 고안이 상기 언급된 바람직한 실시예와 관련하여 설명되어졌지만, 고안의 요지와 범위로부터 벗어남이 없이 다양한 수정 및 변형이 가능한 것은 당업자라면 용이하게 인식할 수 있을 것이며, 이러한 변경 및 수정은 모두 첨부된 청구의 범위에 속함은 자명하다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 고안에 따르면, 히트펌프 항온항습기에서 발생된 고온고압의 냉매가스를 이용하여 분무상태의 물 입자를 가열하여 습증기가 발생되도록 하여 가습(humidity)기능을 수행할 수 있고, 아울러 하절기 및 동절기 에너지 부담을 최소화하고, 동절기 저온의 공기에서 공기열원을 취득하여 실시간으로 난방 및 상시가습용으로 외부에너지를 사용하므로 별도의 전기에너지를 사용치 않아 운영비를 현저하게 절감하고 에너지의 손실을 최대한 방지될 수 있다.

Claims (6)

  1. 고온고압의 액 냉매를 중온중압의 냉매로 단열팽창시키는 팽창변, 상기 팽창변을 통과한 냉매와 공기와의 열교환에 의하여 증발시키는 증발기, 상기 증발기를 통과하면서 냉매와의 열교환에 의하여 냉각된 공기에 대하여 난방 및 제습을 하기 위하여 상기 고온고압의 액 냉매의 일부를 선택적으로 흐르게 할 수 있도록 되어 있으며 상기 고온고압의 액 냉매와 공기와의 열교환 작용에 의하여 공기의 온습도를 제어하는 재열응축기, 내부에 물이 저장되어 있고 전술한 고온고압의 액 냉매의 일부가 선택적으로 흐르게 할 수 있도록 되어 있으며 고온고압의 액 냉매에 의하여 저장된 물을 증발시키는 가습기, 순수하게 액 냉매를 상기 팽창변으로 보내는 수액기, 공기가 전술한 증발기, 재열응축기 및 가습기를 통과하도록 하고 실내를 순환시키는 송풍기, 난방운전시 상기 고온고압의 액 냉매를 상기 재열응축기 또는 상기 재열응축기 및 가습기로만 흐르게 하는 전자변 및 역지변을 포함하는 실내기; 냉각운전시 전술한 실내기의 증발기를 통과하여 저압가스로 된 후 유입되는 저압의 냉매가스에 함유된 냉매액을 분리하고 난방운전시 과냉각과열기에서 과열된 냉매가스에 포함되어 있는 액을 분리하는 액 분리기, 상기 액 분리기로부터 유입된 냉매가스를 압축하여 고온고압의 가스로 변화시키는 압축기, 냉각운전시 상기 압축기로부터 유입된 냉매가스를 응축하여 고온고압의 액 냉매로 응축하고, 난방운전시 외기온도보다 차가운 상태로 유입되는 냉매와 공기가 열교환하여 냉매를 증발시키는 응축 및 증발기, 상기 응축 및 증발기에 공기를 흐르게 하는 프로펠러 펜, 난방운전 시 상기 실내기로부터 유입하는 고압 액 냉매와 상기 응축 및 증발기로부터 유입하는 차가운 중온중압 냉매가스에 대하여 과냉각 및 과열 작용을 행하는 과냉각과열기, 난방운전시 상기 과냉각과열기에서 과냉각된 냉매를 중온중압으로 팽창시켜 외기온도보다 차가운 냉매로 변화시켜 상기 응축 및 증발기로 보내는 팽창변을 포함하는 실외기; 그리고 상기 실내기와 실외기 사이의 냉매를 연결하는 냉매공급배관 및 냉매복귀배관으로 구성된 히트펌프항온항습기에 있어서,
    상기 가습기(A)는,
    상기 고온고압의 냉매가 공급되는 냉매공급관(CS)과;
    상기 냉매공급관(CS)과 연결되어 고온고압의 냉매가 열교환에 의해 냉각되도록 외면에 핀(fin)이 형성된 가습응축기(HC)와;
    상기 가습응축기(HC)로부터 배출되는 저온의 냉매를 회수하는 냉매회수관(CR)과;
    상기 가습응축기(HC)를 수용하며 내측에 물이 저수되고, 일측에는 습증기가 배출되는 배출구(20)가 형성된 가습수조(HWC)와;
    상기 가습수조(HWC)의 내측 상부에 설치되어 상기 가습응축기(HC)에 대해 물을 분무하는 스프레이 노즐(SN)을 갖는 분사관(30)과, 상기 가습수조(HWC)의 외측에 설치되어 저수된 물을 순환시켜 상기 분사관(30)으로 공급하는 순환펌프(P)로 구성된 물분사부
    를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 증발식 가습기가 구비된 히트펌프 항온항습기.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 물분사부의 일측에는 상기 가습수조(HWC)의 저수량을 유지하기 위한 수위조절장치(WS)가 설치된 것을 특징으로 하는 증발식 가습기가 구비된 히트펌프 항온항습기.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 수위조절장치(WS)는, 상기 가습수조(HWC)와 통하도록 연결되며 보충수가 저수된 수위조절통(WL)과, 상기 수위조절통(WL)에 설치된 수위전극봉(E1~E3)과, 상기 수위변동에 따라 개폐되는 급수밸브(SV-2)가 설치된 급수관(CW)으로 구성된 것을 특징으로 하는 증발식 가습기가 구비된 히트펌프 항온항습기.
  4. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 가습수조(HWC)의 상부에 급기팬(F-1,F-2)이 설치된 것을 특징으로 하는 증발식 가습기가 구비된 히트펌프 항온항습기.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 냉매회수관(CR)에는 회수된 냉매와 실내공기를 열교환시키는 재열응축기(RHC)가 설치되고, 상기 재열응축기(RHC)를 통과하여 가열된 공기를 실내로 재공급하는 송풍팬(BL)이 설치된 것을 특징으로 하는 증발식 가습기가 구비된 히트펌프 항온항습기.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 냉매회수관(CR)에는 회수된 냉매를 차가운 냉매가스로 단열팽창시키는 냉매팽창밸브(EX1-2)가 설치되고, 상기 냉매팽창밸브(EX1-2)와 통하며 열교환에 의해 공기를 냉각시키는 증발기(EVA)가 설치되며, 상기 증발기(EVA)에는 냉각된 공기를 실내로 공급하는 송풍팬(BL)이 설치된 것을 특징으로 하는 증발식 가습기가 구비된 히트펌프 항온항습기.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101045562B1 (ko) 2009-09-30 2011-07-01 한국과학기술연구원 독립적인 온습도 조절이 가능한 히트펌프
KR101579443B1 (ko) * 2014-11-06 2015-12-22 주식회사 세일공조 현열냉방과 간접외기냉방용 혼합형 항온항습장치
KR20190128470A (ko) 2018-05-08 2019-11-18 동명대학교산학협력단 공기청정기능을 갖는 하이브리드 냉각탑이 내장된 가습 가능 히트펌프

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