KR20070035536A - 사방밸브를 이용한 히트펌프 빙축열 실험용 키트 장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 공조장치, 냉장기기, 냉동기기, 히트펌프, 제빙기, 초저온기기 또는 빙축열 에어콘 등을 구현하는 히트펌프 빙축열 실험용 키트 장치에 있어서, 고온 고압 상태로 제 1 열매체를 압축시키는 압축기; 난방시 응축열을 발생시키는 응축기로 그리고 냉방시 기화열을 흡수하는 증발기로 겸용가능한 제 1 열교환기; 상기 제 1 열교환기와 반대 기능을 수행하며 난방시 응축된 제 1 열매체를 외부열을 흡수하여 기화시키는 증발기로 그리고 냉방시 기화된 제 1 열매체를 응축시키는 응축기로 겸용가능한 제 2 열교환기; 상기 증발기로부터 유입되어 상기 압축기로 다시 유출되어 순환되는 제 1 열매체에 맥동이 발생하는 것을 방지하는 액분리기; 상기 압축기에서 토출된 고온 고압의 제 1 열매체 가스를 분리하여 상기 응축기로 보내주고 상기 증발기로부터 유입되는 저온 저압의 제 1 열매체를 상기 액분리기로 전달하는 사방밸브; 상기 응축기를 통과한 고온 고압의 응축된 제 1 열매체만을 통과시키는 제 1 및 제 2 체크밸브; 상기 응축기에서 유출되어 상기 제 1 또는 제 2 체크밸브를 통과한 제 1 열매체의 유량을 조절할 수 있는 제 1 유량계; 상기 응축기에서 상기 제 1 또는 제 2 체크밸브를 통해 흐르는 응축된 제 1 열매체를 차단할 수 있는 전자제어 스톱밸브; 상기 응축기에서 상기 제 1 또는 제 2 체크밸브를 통해 흐르는 응축된 제 1 열매체의 먼지 등을 걸러내고 수분을 흡수하여 보다 순수한 응축 제 1 열매체를 발생시키는 필터 건조기; 상기 응축기에서 상기 제 1 또는 제 2 체크밸브를 통해 흐르는 응축된 제 1 열매체의 흐름을 육안으로 볼 수 있도록 구 성된 사이트 글라스; 상기 응축기로부터 상기 제 1 또는 제 2 체크밸브를 통해 유입되는 응축된 제 1 열매체를 임시 저장하는 리시버; 상기 리시버에 임시 저장된 고온 고압의 응축된 제 1 열매체를 상기 증발기로 전달시 상기 제 1 열매체의 압력을 급격히 낮추는 제 1 및 제 2 팽창밸브; 상기 제 1 열교환기에 설치된 열축적탱크; 상기 열축적탱크에 보관된 제 2 열매체를 이송하는 펌프; 상기 펌프에서 토출된 제 2 열매체의 역류를 방지하는 제 3 체크밸브; 상기 제 2 열매체의 유량을 조절하는 제 2 유량계; 및 상기 펌프에서 상기 제 3 체크밸브를 거쳐 이송된 제 2 열매체를 외부와 열교환하는 제 3 열교환기; 를 포함하고, 여기에서 상기 펌프의 가동시 공조장치 또는 빙축열 에어콘를 구현하고, 상기 펌프 가동중단으로 냉장기기, 냉동기기, 히트펌프, 제빙기 또는 초저온기기를 구현하는 것을 특징으로 하는 사방밸브를 이용한 히트펌프 빙축열 실험용 키트장치를 구성하고 있다.
히트펌프, 실험용 키트, 빙축열, 열교환기, 사방밸브, 전자제어 스톱밸브, 체크밸브, 열축적탱크, 사이트글라스, 그래픽모듈
Description
도 1은 본 발명의 하나의 실시예에 따른 사방밸브를 이용한 히트펌프 빙축열 실험용 키트 장치 구성을 나타낸 블록 구성도.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 간단한 설명>
10 : 압축기 20 : 제1 열교환기 22 : 제2 열교환기
24 : 제3 열교환기 30 : 열축적탱크 40 : 리시버
42 : 액분리기 50 : 사방밸브 60 : 제1 체크밸브
62 : 제2 체크밸브 64 : 제1 팽창밸브 66 : 제2 팽창밸브
68 : 제3 체크밸브 70 : 전자제어 스톱밸브
72 : 필터건조기 74 : 사이트글라스 78, 80 : 유량계
82 : 펌프
본 발명은 사방밸브를 이용한 히트펌프 빙축열 실험용 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 사방밸브를 이용한 히트펌프 빙축열 실험용 키트 장치의 교육용 키트 장치로서 다양한 냉동장치, 히트펌프, 빙축열, 공조장치 등의 배열 및 원리를 응용하여 실험 실습 가능한 사방밸브를 이용한 히트펌프 빙축열 실험용 키트 장치에 관한 것이다.
일반적인 사방밸브를 이용한 히트펌프 빙축열 실험실습 교육장비로서 기계부와 제어부로 구성되어 있고 기계부 시스템은 제어 판넬에 의해서 회로도를 구성하여 작동할 수 있게 되어 있다.
기계부와 제어부로 구성된 간단한 구성은 고정화된 기계부의 동작 밖에는 설명할 수 없으며 실제 현장에서 사용하고 있는 여러 가지 변화에 의한 능동적인 시스템을 구성 실험 실습이 불가능하며, 제어 또한 여러 가지 환경에 따른 자동제어 실험 실습에 한계점이 있고 AC 전원을 사용하여 장비운영상의 위험이 따르는 문제점 등이 있다.
이와 같은 기존의 사방밸브를 이용한 히트펌프 빙축열 실험실습 교육장비는 크고 내장된 장치로서 운전원리만 설명이 가능하며, 또한 고정된 시스템에 의한 기본 교육만 가능하도록 되어 있다. 이러한 장비는 능숙한 교육생이 아니면 냉동 및 히트 펌프, 빙축열 실험실습 교육장비의 시스템에 대하여 구성 및 원리를 응용한 실험 실습에 어려움이 있는 문제점이 있다.
또한 사방밸브를 이용한 히트펌프 빙축열 실험용 키트 장치를 구성하여 실습 을 하더라고 시스템을 구성하는 데에 많은 시간이 소요되고, 또한, 장비 자체가 무겁고 크기 때문에 피교육생이 직접 시스템을 구성하기 힘든 문제점이 있다.
본 발명의 목적은 전술한 기술의 문제점들을 해결하기 위한 것으로, 피교육생이 여러 가지 능동적인 시스템을 직접 선택하여 여러 가지 사방밸브를 이용한 히트펌프 빙축열 실험실습 시스템을 구성하여 실습할 수 있도록 하고, 구성 시스템에 맞추어 운전실험 실습, 응용, 자동제어 함으로써 구성시스템에 맞는 실제의 흐름모형과 흡사한 그래픽 판넬을 사용하여 응용 및 자동제어 회로를 구성하고 좀더 효과적으로 기본 시퀀스를 회로를 응용하여 교육을 실시할 수 있도록 한 사방밸브를 이용한 히트펌프 빙축열 실험실습 키트 장치를 제공하는 데에 있다.
본 발명은 공조장치, 냉장기기, 냉동기기, 히트펌프, 제빙기, 초저온기기 또는 빙축열 에어콘 등을 구현하는 히트펌프 빙축열 실험용 키트 장치에 있어서, 고온 고압 상태로 제 1 열매체를 압축시키는 압축기; 난방시 응축열을 발생시키는 응축기로 그리고 냉방시 기화열을 흡수하는 증발기로 겸용가능한 제 1 열교환기; 상기 제 1 열교환기와 반대 기능을 수행하며 난방시 응축된 제 1 열매체를 외부열을 흡수하여 기화시키는 증발기로 그리고 냉방시 기화된 제 1 열매체를 응축시키는 응축기로 겸용가능한 제 2 열교환기; 상기 증발기로부터 유입되어 상기 압축기로 다 시 유출되어 순환되는 제 1 열매체에 맥동이 발생하는 것을 방지하는 액분리기; 상기 압축기에서 토출된 고온 고압의 제 1 열매체 가스를 분리하여 상기 응축기로 보내주고 상기 증발기로부터 유입되는 저온 저압의 제 1 열매체를 상기 액분리기로 전달하는 사방밸브; 상기 응축기를 통과한 고온 고압의 응축된 제 1 열매체만을 통과시키는 제 1 및 제 2 체크밸브; 상기 응축기에서 유출되어 상기 제 1 또는 제 2 체크밸브를 통과한 제 1 열매체의 유량을 조절할 수 있는 제 1 유량계; 상기 응축기에서 상기 제 1 또는 제 2 체크밸브를 통해 흐르는 응축된 제 1 열매체를 차단할 수 있는 전자제어 스톱밸브; 상기 응축기에서 상기 제 1 또는 제 2 체크밸브를 통해 흐르는 응축된 제 1 열매체의 먼지 등을 걸러내고 수분을 흡수하여 보다 순수한 응축 제 1 열매체를 발생시키는 필터 건조기; 상기 응축기에서 상기 제 1 또는 제 2 체크밸브를 통해 흐르는 응축된 제 1 열매체의 흐름을 육안으로 볼 수 있도록 구성된 사이트 글라스; 상기 응축기로부터 상기 제 1 또는 제 2 체크밸브를 통해 유입되는 응축된 제 1 열매체를 임시 저장하는 리시버; 상기 리시버에 임시 저장된 고온 고압의 응축된 제 1 열매체를 상기 증발기로 전달시 상기 제 1 열매체의 압력을 급격히 낮추는 제 1 및 제 2 팽창밸브; 상기 제 1 열교환기에 설치된 열축적탱크; 상기 열축적탱크에 보관된 제 2 열매체를 이송하는 펌프; 상기 펌프에서 토출된 제 2 열매체의 역류를 방지하는 제 3 체크밸브; 상기 제 2 열매체의 유량을 조절하는 제 2 유량계; 및 상기 펌프에서 상기 제 3 체크밸브를 거쳐 이송된 제 2 열매체를 외부와 열교환하는 제 3 열교환기; 를 포함하고, 여기에서 상기 펌프의 가동시 공조장치 또는 빙축열 에어콘를 구현하고, 상기 펌프 가동중단으로 냉장기기, 냉동기기, 히트펌프, 제빙기 또는 초저온기기를 구현하는 것을 특징으로 하는 사방밸브를 이용한 히트펌프 빙축열 실험용 키트장치를 구성하고 있다.
본 발명은 또한 상기 사방밸브를 이용한 히트펌프 빙축열 실험용 키트 장치에 있어서, 직류 24V ~ 40V를 발생시키는 전원장치; 상기 히트펌프 빙축열 실험용 키트 장치에 연결되어 컴퓨터 제어하기 위한 데이터 및 제어신호를 송수신하는 데이터 케이블; 및 상기 모든 열매체의 흐름을 나타내는 그래픽 모듈, 또는 제어가 가능한 온도센서, 또는 공조장치, 냉장기기, 냉동기기, 히트펌프, 제빙기, 초저온기기 또는 빙축열 에어콘의 작동을 자동제어를 하는 장치인 시퀀스 제어 모듈, 또는 이를 조합한 장치를 더 포함하는 것을 특징으로 하고 있다.
본 발명은 또한 상기 사방밸브를 이용한 히트펌프 빙축열 실험용 키트 장치에 있어서, 압축기, 응축기 및 증발기 겸용 열교환기, 외부 열교환기, 열축적탱크, 전자제어 스톱밸브, 팽창밸브를 포함하는 시스템을 추가 병렬 연결하여 이원 냉매 시스템을 구성하는 것을 특징으로 하고 있다.
본 발명은 또한 상기 사방밸브를 이용한 히트펌프 빙축열 실험용 키트 장치에 있어서, 상기 열매체의 이동경로를 제공하는 관로에 압축기, 응축기 및 증발기 겸용 열교환기, 열축적탱크, 외부 열교환기, 유수분리기, 전자제어 스톱밸브, 액분리기, 수액기, 체크밸브, 사방밸브, 증발압력조절밸브, 흡입압력조절밸브, 수동 팽 창밸브, 온도 감온식 팽창밸브, 전자 팽창밸브, 필터건조기, 사이트글라스, 고ㆍ저압게이지, 니플, 펌프, 유량계, 모세관 또는 실내모형 등을 선택적으로 추가 연결하여 구성하는 것을 특징으로 하고 있다.
< 실시예 >
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 구성에 대하여 보다 상세하게 기술하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따라 사방밸브를 이용한 히트펌프 빙축열 실험용 키트 장치를 나타낸 블록 구성도이다.
도 1의 구성을 크게 보면, 압축기, 제 1 및 제 2 열교환기, 제 1 및 제 2 팽창밸브, 제 1 및 제 2 체크밸브, 열축적탱크, 제 2 열교환기, 펌프, 사방밸브 등으로 이루어져 있다.
작동원리를 살펴보면, 우선 난방의 경우에는, 압축기(10)에서 제 1 열매체(냉매)를 고온 고압으로 압축시킨 다음 사방밸브(50)로 보내지고, 고온 고압의 기체상태의 제 1 열매체는 사방밸브(50)에서 제 1 열교환기(20)로 보내지고, 여기서 제 1 열교환기(20)는 응축기로 작용하여 제 1 열매체를 고온 고압의 액체상태로 변경하며 응축열을 발생시키고, 발생된 응축열은 제 1 열교환기(20)를 둘러싸는 제 2 열매체를 보관하는 열축적탱크(30)의 제 2 열매체로 열전달이 이루어지게 된다.
제 1 열교환기(응축기)(20)를 통과하며 응축된 고온 고압의 제 1 열매체는 제 1 체크밸브(60)를 통과하게 되고, 다시 유량계(80)와 전자제어 스톱밸브(70)를 거치고, 다시 필터건조기(72)를 통과하며 응축된 제 1 열매체의 먼지 등을 걸러내고 수분을 흡수하여 보다 순수한 응축상태의 제 1 열매체로 만들고, 흐르는 제 1 열매체의 흐름을 사이트 글라스(74)를 통해 육안으로 볼 수 있다. 유량계(80)는 제 1 열교환기(응축기)(20)에서 유출되어 제 1 체크밸브(60)를 통과한 유체의 양을 조절할 수 있고, 전자제어 스톱밸브(70)는 제 1 열교환기(응축기)(20)에서 유출되어 제 1 체크밸브(60)를 통과한 응축된 제 1 열매체의 흐름을 차단할 수 있다.
제 1 체크밸브를 통과한 고온고압의 응축된 제 1 열매체는 리시버(40)에서 임시 저장되고, 임시 저장되었던 고온고압의 응축된 제 1 열매체는 다시 제 1 팽창밸브(64)를 통해 압력이 급격히 낮아지면서 저온 저압 매체로 되어 제 2 열교환기(22)로 유입된다. 여기서 제 1 팽창밸브(64)는 필요에 따라 제 2 열교환기(22)에서 증발되는 제 1 열매체의 양을 조절하고, 제 2 열교환기(22)는 외부열을 흡수하여 저온 상태의 제 1 열매체를 기화시키는 증발기로서의 역할을 하게 된다.
여기에서, 제 1 체크밸브(60)를 통과한 고온 고압의 제 1 열매체 중 유량계(80)와 다른 방향으로 분기된 열매체는 리시버(40)에서 제 1 팽창밸브(64)를 거치면 저압상태로 된 열매체와 제 2 체크밸브(62)를 사이에 두고 만나나 체크밸브의 특성으로 고온 고압의 제 1 열매체가 제 2 체크밸브(62)를 역류하는 것이 방지된다. 또한, 응축기(20)를 통과한 고온 고압의 제 1 열매체 중 제 1 체크밸브(60)와 다른 방향, 즉 제 2 팽창밸브(66) 방향으로 분기된 열매체는 리시버(40)에서 유출되어 제 1 팽창밸브(64)와 다른 방향인 제 2 팽창밸브(66)로 분기된 열매체와 제 2 팽창밸브를 사이에 두고 만나나 양측의 압력차이가 거의 없어 흐름이 차단되게 되어 제 2 팽창밸브(66)는 차단밸브 역할을 수행하게 된다.
제 2 열교환기(증발기)(22)에서 저온 저압의 기화된 제 1 열매체는 사방밸브(50)를 통해 액분리기(42)로 유입되어 압축기(10)로 다시 유출되어 순환되는 제 1 열매체에 맥동이 발생하는 것을 방지하게 된다.
게다가, 제 1 열교환기(20) 주위의 제 2 열매체로 전달된 열은 열축적탱크(30)에서 유출되어 펌프(82)에 의해 제 3 체크밸브(82)와 유량계(78)를 거쳐 제 3 열교환기(24)에서 외부의 차가운 공기와 열교환이 일어난다. 유량계(78)는 열축적탱크(30)에서 유출되어 제 3 열교환기(24)로 보내지는 제 2 열매체의 양을 조절할 수 있다. 난방시 제 2 열매체로 전달된 열이 제 3 열교환기(24)의 모세관을 통과하면서 설치된 휀(fan)에 의해 열을 외부로 방출하여 난방이 이루어지게 된다. 열 방출된 제 2 열매체는 다시 열축적탱크(30)로 순환하여 제 1 열교환기(20)에서의 응축열에 의해 열축적이 이루어지게 된다.
한편, 냉방의 경우에는, 난방의 경우와 제 1 및 제 2 열교환기가 반대로 작용하게 된다. 구체적으로는, 압축기(10)에서 제 1 열매체(냉매)를 고온 고압으로 압축시킨 다음 사방밸브(50)로 보내지고, 고온 고압의 기체상태의 제 1 열매체는 사방밸브(50)에서 제 2 열교환기(22)로 보내지고, 여기서 제 2 열교환기(22)는 응축기로 작용하여 제 1 열매체를 고온 고압의 액체상태로 변경하며 응축열을 발생시킨다.
제 2 열교환기(응축기)(22)를 통과하며 응축된 고온 고압의 제 1 열매체는 제 2 체크밸브(62)를 통과하게 되고, 다시 유량계(80), 전자제어 스톱밸브(70), 필터건조기(72), 사이트 글라스(74)를 통과하여, 리시버(40)에서 임시 저장된다. 여기에서 유량계(80)는 제 2 열교환기(응축기)(22)에서 유출되어 제 2 체크밸브(62)를 통과한 유체의 양을 조절할 수 있고, 전자제어 스톱밸브(70)는 제 2 열교환기(응축기)(22)에서 유출되어 제 2 체크밸브(62)를 통과한 응축된 제 1 열매체의 흐름을 차단할 수 있다.
임시 저장되었던 고온고압의 응축된 제 1 열매체는 다시 제 2 팽창밸브(66)를 통해 압력이 급격히 낮아지면서 저온 저압 매체로 되어 제 1 열교환기(20)로 유입된다. 여기서 제 1 열교환기(20)는 외부열을 흡수한 제 2 열매체의 열을 흡수하여 저온 응축상태의 제 1 열매체를 기화시키는 증발기로서의 역할을 하게 된다. 여기서 제 2 팽창밸브(66)는 필요에 따라 제 1 열교환기(증발기)(20)에서 증발되는 제 1 열매체의 양을 조절할 수 있다.
여기에서, 제 2 체크밸브(62)를 통과한 고온 고압의 제 1 열매체 중 유량계(80)와 다른 방향으로 분기된 열매체는 리시버(40)에서 제 2 팽창밸브(66)를 거치며 저압상태로 된 열매체와 제 1 체크밸브(60)를 사이에 두고 만나나 체크밸브의 특성으로 고온 고압의 제 1 열매체가 제 1 체크밸브(60)로 역류하는 것이 방지된다. 또한, 응축기(22)를 통과한 고온 고압의 제 1 열매체 중 제 2 체크밸브(62)와 다른 방향, 즉 제 1 팽창밸브(64) 방향으로 분기된 열매체는 리시버(40)에서 유출되어 제 2 팽창밸브(66)와 다른 방향인 제 1 팽창밸브(64)로 분기된 열매체와 제 1 팽창밸브를 사이에 두고 만나나 양측의 압력차이가 거의 없어 흐름이 차단되게 되어 제 1 팽창밸브(64)는 차단밸브 역할을 수행하게 된다.
외부열을 흡수한 상태의 제 2 열매체는 제 1 열교환기(20) 주위에서 제 1 열교환기(20) 내의 제 1 열매체로 열을 전달하고 열축적탱크(30)에서 유출되어 펌프(82)에 의해 체크밸브(82)와 유량계(78)를 거쳐 제 3 열교환기(24)에서 외부의 뜨거운 공기와 열교환이 일어난다. 여기서 외부의 뜨거운 열이 제 3 열교환기(24)에 설치된 휀(fan)에 의해 제 3 열교환기(24) 내의 제 2 열매체로 전달되어 외부의 열을 흡수함으로써 냉방이 이루어지게 된다. 열 흡수한 제 2 열매체는 다시 열축적탱크(30)로 순환하여 제 1 열교환기(20)에 기화열을 공급하게 된다.
제 1 열교환기(증발기)(20)에서 저온 저압의 기화된 제 1 열매체는 사방밸브(50)를 통해 액분리기(42)로 유입되고 다시 압축기(10)로 유출되어 순환되게 됨으로써 냉방상태를 이루게 된다.
또한 앞서 살핀 바와 같이 난방 및 냉방의 경우 각각 응축기(20, 22)를 통과한 제 1 열매체는 각각의 체크밸브(60, 62)를 통과하고 응축기(20, 22)에서 분기된 열팽창밸브(66, 64) 각각으로 직접 유입되지 않도록 스스로 조절되어 진다. 그리고 리시버(40)를 거쳐 제 1 팽창밸브(64) 및 제 2 팽창밸브(66)를 통과하며 저온 저압상태로 된 제 1 열매체는 각각 증발기(22, 20)로 유입되고, 체크밸브(60, 62)로 분기되어 유입되지 않는다. 즉, 체크밸브(60, 62)는 각각 제 1 및 제 2 열교환기(응축기)(20, 22)를 통과한 제 1 열매체만 통과하도록 제어된다.
본 발명은 상기와 같은 작용으로 공조장치, 냉장기기, 냉동기기, 히트펌프, 제빙기, 초저온기기 또는 빙축열 에어콘 등을 구현할 수 있게 된다. 구체적으로, 펌프(82)가 가동되는 경우에는 제 3 열교환기(24)가 외부와의 열교환을 수행하며 공조장치 또는 빙축열 에어콘을 구현할 수 있게 되고, 펌프(82)가 가동중단된 경우에는 제 1 열교환기(20)에 의한 냉장기기, 냉동기기, 히트펌프, 제빙기, 초저온기기 등을 구현할 수 있게 된다.
하나의 실시예에 있어서, 제 1 열매체는 프레온, 암모니아, CO2, 프로판 등의 냉매를 사용할 수 있다. 또한 제 2 열매체는 물, 부동액, 기타 열전달 액상물질을 사용할 수 있다. 제 1 열매체의 냉매와 제 2 열매체의 선택에 따라 냉장 또는 냉동 또는 초저온기기를 구현할 수 있게 된다.
또한, 장비운영상의 안전을 위하여 DC12V 에서 DC40V, 바람직하게는 DC24V 에서 DC40V의 전원으로 동작 가능하도록 구성하며, 더 바람직하게는 그 장치의 성능과 동작능력을 고려하고 사용자의 안정도 고려하여 DC24V의 전원으로 구성한다. 또한 바람직하게는 교류전압을 사용자의 안전을 위하여 직류 24V으로 변환하여 사용할 수 있도록 한다. 즉, 전원장치는 DC 전원에 한정되지 않고, 교류전원의 경우에도 직류변환기를 사용하여 전원장치를 구성할 수 있다.
히트펌프 빙축열 실험용 키트 장치에 컴퓨터를 데이터 케이블로 연결하여 컴퓨터 제어하기 위한 데이터 및 제어신호를 송수신하도록 할 수 있고, 제어장치를 분리하여 사용할 수 있도록 하여 사용자의 필요에 따라서 교체하여 제어장치를 구성할 수 있도록 하였다.
게다가, 실제의 열매체의 흐름도를 나타내는 그래픽 판넬 모듈이나 그래픽 디스플레이 모듈을 채용하여 장비와 별도로 작동유무를 시각적으로 배열하여 피교 육생의 이해를 돕고 컴퓨터 세대의 교육적인 효과를 주기 위해서 컴퓨터로 제어 및 운전이 가능하도록 구성한다. 본 발명의 구성요소와 관로를 LED를 사용하여 고온 열매체의 이동은 적색으로, 저온 열매체의 이동은 녹색 또는 청색으로 표현할 수 있다. 특히, 운전상태와 변화를 좀 더 쉽게 이해할 수 있도록 내부를 사이트 글라스 및 전기제어장치에 구성된 디스플레이 장치를 통해 볼 수 있는 구조로 더 교육적인 실습을 할 수 있다.
또한, 도시되지 않았으나 제어 가능한 온도센서를 구비할 수 있는데, 압축기(10)의 입출구, 제 1 열교환기 및 제 2 열교환기의 각각의 입출구, 열축적탱크(30)내 및 제 3 열교환기(24)의 휀에 의해 모세관을 거쳐 송출되는 바람의 출구 등에 8개의 온도센서를 구비함이 바람직할 것이다.
공조장치, 냉장기기, 냉동기기, 히트펌프, 제빙기, 초저온기기 또는 빙축열 에어콘 각각의 구성된 시스템에 맞추어 제어할 수 있도록 시퀀스 제어모듈을 포함할 수 있고, 그래픽 모듈, 온도센서, 시퀀스 제어모듈을 조합한 장치를 구성할 수도 있다.
또한 도시되지 않았으나 압축기, 응축기 및 증발기 겸용 열교환기, 외부 열교환기, 열축적탱크, 전자제어 스톱밸브, 팽창밸브를 포함하는 시스템을 추가 병렬 연결함으로써 이원 냉매 시스템을 구성할 수도 있다.
또한 도시되지 않았으나 열매체의 이동경로를 제공하는 관로에, 사방밸브를 이용한 히트펌프 빙축열 실험용 키트 장치의 구성품으로 압축기, 응축기 및 증발기 겸용 열교환기, 열축적탱크, 외부 열교환기, 유수분리기, 전자제어 스톱밸브, 액분리기, 수액기, 체크밸브, 사방밸브, 증발압력조절밸브, 흡입압력조절밸브, 수동 팽창밸브, 온도 감온식 팽창밸브, 전자 팽창밸브, 필터건조기, 사이트글라스, 고ㆍ저압게이지, 니플, 펌프, 유량계, 모세관 또는 실내모형 등을 선택적으로 추가 연결하여 구성될 수 있으며, 이런 구성품의 배열 조정하여 제 1 열매체의 흐름을 조절함으로써, 공조장치, 냉장기기, 냉동기기, 히트펌프, 제빙기, 초저온기기, 빙축열 에어콘 등을 구현하게 된다. 이러한 구성품은 같은 부속품으로 여러 가지 증발형태와 응용을 구성할 수 있고, 교체가 가능하며 반복사용에 의한 낭비를 줄일 수 있다. 또한, 구성된 공조냉동 시스템 운전 데이터를 변환기를 사용하여 컴퓨터로 자동제어가 가능하게 피교육생이 좀 더 다양하게 실험 실습을 할 수 있게 구성한다.
특히, 증발기의 변경에 의해서 히트펌프 장치 및 빙축열을 구성하여 이를 실험할 수 있다. 또한, 이와 같은 관로에 사용되어 제 1 열매체의 이동경로를 제공하는 사방밸브를 이용한 히트펌프 빙축열 실험용 키트 장치는 연결장치(동관, 압력호스 및 압력관 등)를 이용하여 사용자가 구성하고자 하는 시스템의 각 부속품을 도 1에 도시된 바와 같이 원하는 장치만을 닫고 또는 열거나, 혹은 관로는 다른 방식으로 연결사여 사용자의 사용 환경에 맞추어서 구성하여 응용 및 실험 실습해 볼 수 있도록 구성하였다.
또한, 본 발명의 키트에서는 실무 교육을 위한 구성품의 배열하거나, 각각의 부품의 기밀 및 진공시험, 제 1 열매체 충전, 제 1 열매체 누설 검사, 제 1 열매체회수, 성능테스트 점검 등의 기본적인 교육을 피교육생이 직접 시험해 볼 수 있도록 구성되어 있다.
본 발명은 첨부된 도면과 함께 바람직한 실시예를 구체적으로 설명하였으나, 본 발명의 범위는 그것에 한정되지 않는다. 오히려, 첨부된 청구항의 범위내에서 본 발명의 실시예의 다양한 변경들, 대안들, 및 균등물들이 본 발명의 범위에 포함된다고 할 것이다.
본 발명에 따르면 사방밸브를 이용한 히트펌프 빙축열 분야의 기초 시스템에서 응용시스템까지 구성이 가능하며 피교육생의 능력 향상에 따라 발생된 교육의 문제점을 피교육생의 능력에 상관없이 쉽게 구성하여 설정할 수 있도록 함으로써, 피교육생은 시스템 구성에 대한 이해능력을 향상시킬 수 있으며, 물론 여러 가지 시스템에 맞는 그래픽 판넬에 부착된 전기제어장치를 응용한 자동제어 및 실질적인 배선과 응용 능력을 향상시키는 등의 교육적인 효과가 있다.
또한, 본 발명은 한 시스템의 도입으로 현재 여러 가지 시스템의 교육 장비를 구매해야 하는 모순을 보완할 수 있다. 즉 한 가지 장비의 구입으로 다양한 여러 장비를 교환하여 부착 및 응용이 가능하게 구성함으로써, 추가적인 장비의 도입으로 인한 부담을 최소화할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 산업분야의 신기술 개발에 필요한 시스템의 구성실습 및 응용 등에서 제작 및 폐기등 불필요한 자원낭비를 줄 일 수 있는 효과가 있다.
Claims (4)
- 공조장치, 냉장기기, 냉동기기, 히트펌프, 제빙기, 초저온기기 또는 빙축열 에어콘 등을 구현하는 히트펌프 빙축열 실험용 키트 장치에 있어서,고온 고압 상태로 제 1 열매체를 압축시키는 압축기;난방시 응축열을 발생시키는 응축기로 그리고 냉방시 기화열을 흡수하는 증발기로 겸용가능한 제 1 열교환기;상기 제 1 열교환기와 반대 기능을 수행하며 난방시 응축된 제 1 열매체를 외부열을 흡수하여 기화시키는 증발기로 그리고 냉방시 기화된 제 1 열매체를 응축시키는 응축기로 겸용가능한 제 2 열교환기;상기 증발기로부터 유입되어 상기 압축기로 다시 유출되어 순환되는 제 1 열매체에 맥동이 발생하는 것을 방지하는 액분리기;상기 압축기에서 토출된 고온 고압의 제 1 열매체 가스를 분리하여 상기 응축기로 보내주고 상기 증발기로부터 유입되는 저온 저압의 제 1 열매체를 상기 액분리기로 전달하는 사방밸브;상기 응축기를 통과한 고온 고압의 응축된 제 1 열매체만을 통과시키는 제 1 및 제 2 체크밸브;상기 응축기에서 유출되어 상기 제 1 또는 제 2 체크밸브를 통과한 제 1 열매체의 유량을 조절할 수 있는 제 1 유량계;상기 응축기에서 상기 제 1 또는 제 2 체크밸브를 통해 흐르는 응축된 제 1 열매체를 차단할 수 있는 전자제어 스톱밸브;상기 응축기에서 상기 제 1 또는 제 2 체크밸브를 통해 흐르는 응축된 제 1 열매체의 먼지 등을 걸러내고 수분을 흡수하여 보다 순수한 응축 제 1 열매체를 발생시키는 필터 건조기;상기 응축기에서 상기 제 1 또는 제 2 체크밸브를 통해 흐르는 응축된 제 1 열매체의 흐름을 육안으로 볼 수 있도록 구성된 사이트 글라스;상기 응축기로부터 상기 제 1 또는 제 2 체크밸브를 통해 유입되는 응축된 제 1 열매체를 임시 저장하는 리시버;상기 리시버에 임시 저장된 고온 고압의 응축된 제 1 열매체를 상기 증발기로 전달시 상기 제 1 열매체의 압력을 급격히 낮추는 제 1 및 제 2 팽창밸브;상기 제 1 열교환기에 설치된 열축적탱크;상기 열축적탱크에 보관된 제 2 열매체를 이송하는 펌프;상기 펌프에서 토출된 제 2 열매체의 역류를 방지하는 제 3 체크밸브;상기 제 2 열매체의 유량을 조절하는 제 2 유량계; 및상기 펌프에서 상기 제 3 체크밸브를 거쳐 이송된 제 2 열매체를 외부와 열교환하는 제 3 열교환기; 를 포함하고,여기에서 상기 펌프의 가동시 공조장치 또는 빙축열 에어콘를 구현하고, 상기 펌프 가동중단으로 냉장기기, 냉동기기, 히트펌프, 제빙기 또는 초저온기기를 구현하는 것을 특징으로 하는 사방밸브를 이용한 히트펌프 빙축열 실험용 키트장치.
- 제 1 항에 있어서,직류 24V ~ 40V를 발생시키는 전원장치;상기 히트펌프 빙축열 실험용 키트 장치에 연결되어 컴퓨터 제어하기 위한 데이터 및 제어신호를 송수신하는 데이터 케이블; 및상기 모든 열매체의 흐름을 나타내는 그래픽 모듈, 또는 제어가 가능한 온도센서, 또는 공조장치, 냉장기기, 냉동기기, 히트펌프, 제빙기, 초저온기기 또는 빙축열 에어콘의 작동을 자동제어를 하는 장치인 시퀀스 제어 모듈, 또는 이를 조합한 장치를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 사방밸브를 이용한 히트펌프 빙축열 실험용 키트 장치.
- 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,압축기, 응축기 및 증발기 겸용 열교환기, 외부 열교환기, 열축적탱크, 전자제어 스톱밸브, 팽창밸브를 포함하는 시스템을 추가 병렬 연결하여 이원 냉매 시스템을 구성하는 것을 특징으로 하는 사방밸브를 이용한 히트펌프 빙축열 실험용 키트 장치.
- 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,상기 열매체의 이동경로를 제공하는 관로에 압축기, 응축기 및 증발기 겸용 열교환기, 열축적탱크, 외부 열교환기, 유수분리기, 전자제어 스톱밸브, 액분리기, 수액기, 체크밸브, 사방밸브, 증발압력조절밸브, 흡입압력조절밸브, 수동 팽창밸브, 온도 감온식 팽창밸브, 전자 팽창밸브, 필터건조기, 사이트글라스, 고ㆍ저압게이지, 니플, 펌프, 유량계, 모세관 또는 실내모형 등을 선택적으로 추가 연결하여 구성하는 것을 특징으로 하는 사방밸브를 이용한 히트펌프 빙축열 실험용 키트 장치.
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