KR20160110946A - 에어 컨디셔닝 시스템, 그 주변 에어 컨디셔닝 유닛 및 가열 용도의 수배관 개선 방법 - Google Patents
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Abstract
대기와 열을 교환하는 복수의 주변 유닛과 중앙 유닛 사이에 1차 열교환 유체의 순환 네트워크가 구비된 사전 설치된 가열 시스템에 적용된 에어 컨디셔닝 시스템이 개시되며, 상기 중앙 유닛은 고온과 냉온 간의 범위에서 상기 1차 열교환 유체를 조정하는 가열원/열 우물(well for heat)을 포함하고, 상기 냉온은 현재의 이슬점 온도를 초과하고, 상기 열교환 주변 유닛은 제 1 배치의 유체/공기 열 교환기(1)가 삽입된 폐쇄 회로를 지닌 냉장 유체부 및 제 2 배치의 유체/공기 열 교환기(2)를 갖는 가열부를 적어도 포함하는 가동의 팬 코일 유닛으로 이루어지고, 상기 1차 열교환 유체가 순환하는 상기 순환 네트워크의 공급부(M) 및 리턴부(R)는 상기 제 2 배치의 열 교환기(2)와 연결되고, 상기 냉장 유체부의 폐쇄 회로와 연결된 제 3 유체/유체 열 교환기(8)와 연결된다.
Description
본 발명은 건물의 에어 컨디셔닝 시스템 및 그것의 주변 공기 조절 유닛에 관한 것이며 특히, 본 발명은 또한 혁신적인 플랜트 및 공기 조절 유닛에 의존하여 여름 공기 조절을 획득하기 위한 물순환 가열 시스템의 개선 방법에 관한 것이다.
일반적으로 소대형 건물의 방에서 방 공기 조절을 위한 시스템은 대기과 열 교환을 행하도록 의도되며 중앙 시스템(냉장 유닛, 열 발생기 또는 그와 유사한 것)에 의해 생산된 냉수(여름) 또는 온수(겨울)와 함께 공급되는 연속적인 단말 장치(팬 코일 또는 팬 코일 유닛)를 필수적으로 포함한다.
처음부터 지을 때, 이러한 시스템은 이러한 기능을 위해 특별히 고안되고 절연 및 스팀 차단 제품으로 코팅되고 그 외부 표면상에 수증기로부터의 응축을 방지할 수 있는 물 순환 네트워크에 맞는다. 소실 감소의 명백한 이유 외에도 이러한 코팅은:
- 상기 응축 수증기 현상에 의해 생산된 수분이 둘러싸는 건물 구조물에 누수 및 손상을 일으키는 것을 방지,
- 녹 형성에 의한 발생한 부식 효과를 최소화하면서 금속 파이프의 지속 기간을 보호하기 위해서 필수적이며 필수 불가결하다.
또한, 덜 중요하지만 더 접근 가능한 해결책으로, 여름 공기 조절에 적합한 시스템도 단말 유닛의 열 교환기의 차가운 표면상에서 모여지는 응축수의 처리를 위해 의도된 통합 파이프 시스템을 가진다.
반면, 사람의 거주(주거 하우징, 사무실, 학교, 등)를 위한 존재하는 대부분의 건물의 경우, 유체 분포를 위한 상대적인 물 시스템은 가열 유체를 이송시키도록만 설계되며, 심미적 필수조건 때문에 유체 이송 파이프는 일반적으로 벽에 내재되어 파괴 행동이 취해지지 않으면 접근하기 어렵다.
일반적인 가열을 위한 이러한 물 시스템은 일반적으로 상기 기재된 절연 및 수증기 차단 필수조건을 충족시키지 못하여 여름 조절 방식을 위한 냉각 유체의 이송으로 변환되기에 적절하지 않다. 그러한 이유로, 기존의 시스템의 재건설 또는 병행하는 에어 컨디셔닝 시스템에 야기된 방해 및 관련된 특히 비싼 비용 때문에 종종 수용하기 힘든 선택을 제공하기를 원하지 않는다면, 중앙 에어 컨디셔닝 시스템을 설치하는 것은 가능하지 않지만 특정 수의 개별 독립 유닛(응축이 차가운 처리 가능한 식용수 등을 통해 획득되는 외부 공기 응축 유닛, 물 냉각기에 맞는 공기 조절 분산 또는 멀티 분산 유닛)을 설치하는 타협을 수용하는 것은 필요하다.
또한, 이러한 개별 유닛은 일반적으로
- 상당한 구매 및 설치 비용,
- 에너지 효율성 및 유지 필수조건의 관점에서 상당한 유지 비용,
- 건물 유닛의 전기 시스템에 분포된 전기 로드의 증가,
- 둘러싸는 지역을 향한 난기 방전에 의햐 결정된 가능한 외부 기능 영향 뿐만 아니라,
- 건물의 외부 건축 외관에 해가 되는 객관적인 시각적 환경 영향을 가지기 때문에 명백한 단점을 포함한다.
건물의 존재하는 유체 순환 네트워크 상의 행동의 필요성을 가능한 줄이지만 독립 유닛에 연결된 단점을 피하기 위해 중앙 시스템을 발전시킬 수 있는 것은 대신 바람직하다.
GB2247072는 대기과 열 교환을 위한 중앙 유닛 및 복수의 주변 유닛 사이의 1차 열 교환 유체의 분포 파이프라인을 갖춘 가열 시스템을 가지는 에어 컨디셔닝 시스템을 개시한다. 이러한 시스템은 하지만 구체적인 분포 파이프라인에 의존하며 유체를 가열시키기 위한 이미 존재하는 전통적인 순환 네트워크에 적응될 수 없다.
본 발명의 중요한 목적은 절연의 부족과 연관되거나 증기 차단 발생의 문제점 없이 겨울 및 여름에 모두 효과적인 에어 컨디셔닝 시스템을 구성하기 위하여 적절하지 않게 격리된 파이프라인을 갖춘 건물의 가열 시스템의 존재하는 물 순환 네트워크의 "그대로" 상태의 재사용이다.
보다 정확하게, 상기 문제점을 극복하고, 특히
- 제한된 비용으로 기술적으로 준비되지 않더라도 사람이 거주하는 건물의 더 나은 환경적 기후 조건의 전파를 추구할 필요성을 촉진시키고,
- 급진적이며 부담스럽고 침습성 파괴를 피하는 존재하는 시스템 구조물(물 순환 네트워크) 및 그 교체물을 재사용하고 개선시킬 수 있으며,
- 다른 필요조건 영역 사이의 열적 보정 원리에 의지 및/또는 재생가능 에너지의 사용(예를 들면 지열 가열 펌프)에 의지하여 에너지 비축을 달성하는 것을 가능케 하는 기술적인 해결책을 제공하는 것이 본 발명의 목적이다.
이러한 목적은 여기 첨부된 독립항에 언급된 특징을 통하여 달성된다. 종속항은 본 발명의 바람직한 특징을 기재한다.
특히, 본 발명의 제 1 특징에 따르면 대기와 열을 교환하는 복수의 주변 유닛과 중앙 유닛 사이에 1차 열교환 유체의 순환 네트워크가 구비된 사전 설치된 가열 시스템에 적용된 에어 컨디셔닝 시스템이 제공되며,
상기 중앙 유닛은 고온과 냉온 간의 범위에서 상기 1차 열교환 유체를 조정하는 가열원/열 우물(well for heat)을 포함하고, 상기 냉온은 현재의 이슬점 온도를 초과하고,
상기 열교환 주변 유닛은 제 1 배치의 유체/공기 열 교환기가 삽입된 폐쇄 회로를 지닌 냉장 유체부 및 제 2 배치의 유체/공기 열 교환기를 갖는 가열부를 적어도 포함하는 가동의 팬 코일 유닛으로 이루어지고,
상기 1차 열교환 유체가 순환하는 상기 순환 네트워크의 공급부 및 리턴부는 상기 제 2 배치의 열 교환기와 연결되고, 상기 냉장 유체부의 폐쇄 회로와 연결된 제 3 유체/유체 열 교환기와 연결된다.
다른 특징에 따르면, 상기 제 2 배치의 열 교환기의 상기 1차 열 교환 액체의 순환을 허용하거나 억제하도록 배치된 밸브가 더 제공된다.
또한, 상기 냉장 유체부의 폐쇄 회로는 적어도 라미네이션 밸브, 상기 제 3 유체/유체 열 교환기 및 컴프레서를 순차적으로 더 포함한다.
바람직하게, 상기 냉장 유체부는 상기 폐쇄 회로에서 상기 냉장 유체의 방향을 변경하여 상기 냉장 유체의 상기 라미네이션 밸브의 상류 또는 하류를 교대로 상기 제 1 배치의 열 교환기로 유동시켜 가열 열 펌프 사이클 또는 냉장 사이클을 각각 행하는데 적합한 스위칭 밸브를 더 포함한다.
상기 가동 팬 코일 유닛으로 또는 그로부터의 상기 공급부와 리턴부의 리턴 터미널과 공급 터미널간에 각각 배치된 칼로리 카운팅 장치가 더 제공된다.
바람직하게, 상기 제 1 배치 및 제 2 배치의 열 교환기의 부근에서의 대기와 열 교환을 증가시키는데 적합한 보조 팬이 더 제공된다.
본 발명의 원래 특징에 따르면, 상기 중앙 유닛의 열 조정 조작을 제어하기 쉽도록 대기에서의 이슬점 온도의 검출 장치가 제공되어 저온의 상기 1차 열 교환 유체가 현재의 이슬점 온도보다 높은 온도를 유지하도록 연속적으로 조정된다.
본 발명의 다른 특징에 따르면, 상기 시스템에서의 대기와 열교환을 위한 팬 코일 유닛이 제공되며, 적어도
폐쇄 회로를 지닌 냉장 유체부로서, 제 1 배치의 유체/공기 열 교환기, 적어도 하나의 라미네이션 밸브, 제 3 유체/유체 열 교환기 및 컴프레서가 순차적으로 삽입된 냉장 유체부, 및
제 2 배치의 제 2 유체/공기 열 교환기를 지닌 가열부를 포함하고,
상기 냉장 유체부의 폐쇄 회로와 연결된 상기 제 3 유체/유체 열 교환기와 연결되고, 상기 제 2 배치의 열 교환기와 연결된 1차 열 교환 유체의 입구 및 출구를 더 포함하고, 상기 1차 열 교환 유체는 체계를 작동시키는 것에 따른 냉온 및 고온에서 순화되고, 상기 냉온은 환경의 이슬점 온도를 초과하는 온도이다.
바람직하게, 상기 제 1 배치 및 제 2 배치의 열 교환기의 부근의 대기와 열 교환을 증가시키는데 적합한 보조 팬이 상기 유닛에서 더 제공된다.
본 발명의 다른 특징에 따르면, 에어 컨디셔닝 시스템의 제작 방법으로서, 대기와의 열 교환을 위하여 가열원을 갖는 중앙 유닛과 복수의 주변 유닛 사이에 1차 열 교환 유체의 순환 네트워크가 적어도 구비된 사전 설치된 가열 시스템을 개선시키는 단계가 제공되며,
상기 주변 유닛의 적어도 일부를 제거하고 제 7 항 또는 제 8 항에서 기재된 가동의 팬 코일 유닛으로 교체하는 단계,
상기 중앙 유닛에 고온과 저온 간의 범위에서 상기 1차 열교환 유체를 조정하는 열을 위한 가열원도 제공하고, 상기 저온은 현재의 이슬점 온도를 초과하는 단계를 포함한다.
본 발명의 추가적인 특징 및 이점은 비제한적인 예시로만 주어지며 첨부 도면에 도시된 바와 같이 바람직한 실시형태의 다음의 자세한 설명으로부터 임의의 경우에 보다 명백해질 것이다.
도 1은 겨울 가열 사이클을 위한 사용 조건 하의 본 발명의 시스템 다이어그램을 보여준다.
도 2는 열 펌프와 통합된 겨울 가열 사이클을 위한 사용 조건 하의 도 1의 동일한 시스템 다이어그램을 보여준다.
도 3은 여름 냉각 사이클을 위한 사용 조건 하의 도 1의 동일한 시스템 다이어그램을 보여준다.
도 4 및 도 5는 각각 냉각 상태 및 가열 상태에서 중간 사이클을 위한 사용 조건 하의 도 1의 동일한 시스템 다이어그램을 보여준다.
도 1은 겨울 가열 사이클을 위한 사용 조건 하의 본 발명의 시스템 다이어그램을 보여준다.
도 2는 열 펌프와 통합된 겨울 가열 사이클을 위한 사용 조건 하의 도 1의 동일한 시스템 다이어그램을 보여준다.
도 3은 여름 냉각 사이클을 위한 사용 조건 하의 도 1의 동일한 시스템 다이어그램을 보여준다.
도 4 및 도 5는 각각 냉각 상태 및 가열 상태에서 중간 사이클을 위한 사용 조건 하의 도 1의 동일한 시스템 다이어그램을 보여준다.
본 발명의 중요한 목적이 최소한의 경제적 영향과 파괴 작동의 영향을 감소시키기 위해 온수 순환 파이프와 함께 있는 기존의 일반적인(즉, 구체적인 절연이나 증기 차단 부품 없이 파이프라인으로) 가열 시스템의 대부분을 사용하는 에어 컨디셔닝 시스템의 설치를 가능케 하는 것이 우선 지적된다. 사실, 일반적인 가열 시스템은 콘크리트 및 석조 작업에 설치되고 내재된 공급 파이프의 네트워크를 이미 제공하며, 중앙 온수 발생기(전체 건물 또는 단일 플랫을 위한 중앙 발생기로부터 나오고 들어가는 적어도 한 개 이상의 온수 공급 회로 및 리턴 회로 및 복수의 라디에이터 또는 팬 코일(액체/공기 교환기)을 규정한다.
가열 시스템에서 온수를 위한 존재하는 일반적인 분포 네트워크는 일반적인 여름 에어 컨디셔닝 시스템에서 일반적으로 사용되는 냉각 매체의 순환에 사용될 수 있는 적절한 절연 또는 증기 막이 일반적으로 제공되지 않는다.
본 발명에 따르면, 다음에 더 잘 기재된 바와 같이 단말 유닛 및 일부 다른 조절 부재의 단순한 교체를 통하여 완전히 변하지 않는 원래의 공급 파이프 네트워크를 유지하기 위해 완전히 변하지 않는 원래의 공급 파이프 네트워크를 유지하기에 적절한 레이아웃이 대신 제공된다.
본 발명의 원래 특징은 1차 열 교환 액체 일반적으로, 물뿐만 아니라 다른 적절한 유체가 25-30℃의 최소 온도로 중앙 열 발생기/우물(즉, 열을 전달하고 열을 작동 액체로 및 작동 액체로부터 열을 뺄 수 있는 능력을 갖는 장치)와 부차적인 열 교환 유체를 위한 독립적인 회로가 교대로 제공되어 적절하게 구성된 가동의 팬 코일 유닛의 형식의 복수의 주변 유닛(액체/공기 교환기) 사이에서 순환하게 하도록 물 순환 네트워크를 사용하는 것이다.
부품의 일반적인 레이아웃은 첨부 도면에 나타난 개략적인 회로에 의지하여 다음에서 제공될 것이며 다양한 작동 모드는 이후 도시될 것이다.
플랫의 보일러 방 또는 큰 방과 같은 건물의 적절한 위치에서, 중앙 열 처리 유닛은 설치되며(도면에 나타나지 않음), 존재하는 순환 파이프라인 네트워크에서 순환하는 1차 열 교환 액체를 냉각(물 냉장기 또는 열 우물) 또는 가열(열 발생기 또는 가열원)할 수 있다. 예를 들면, 중앙 유닛은 클래식한 열 펌프와 같이 작동한다. 이러한 열 유닛은 순환 네트워크의 단부 특히, 플랜트의 공급 측면 M과 리턴 측면 R에 연결된다.
온수의 효과적인 중앙 발생기가 가스 연소기 또는 그와 유사한 것과 같은 보일러 유형에서 이미 사용 가능할 때마다, 열 교환 액체(시스템의 1차 유체)의 중앙 냉장기는 반드시 나란히 거기로 배치되어야 한다. 이 경우에 중앙 분포 밸브 역시 1차 유체의 순환 네트워크에 온수 중앙 발생기 또는 중앙 액체 냉장기를 각각 대안으로 연결시키도록 배치되어야 한다. 하지만, 중앙 발생기가 열 펌프 시스템이면, 상기 펌프는 온수 또는 냉수를 각각 이미 공급할 수 있어서 비상 작동 기능 또는 열 통합 기능을 실행하는 것을 제외하면 추가적인 발생기는 필요하지 않다.
이렇게 배치된 그러한 가열 및 냉장 유닛은 순환 네트워크에서 뜨거운 유체(예를 들면 물)(중간 온도 시스템에서처럼 37℃에서 고온 라디에이터를 갖춘 시스템에서처럼 적어도 60℃ 사이에 이르는 온도로) 또는 실질적으로 차가우며 임의의 경우에 20℃ 밑으로 내려가지 않는 온도(또는 기후 이슬 온도 밑이 아닌) 유체(일반적으로 물)를 소개할 수 있다.
건물의 선택된 냉각/가열 위치에 상응하여, 주변 열 교환 유닛이 설치된다. 이미 설치된 존재하는 시스템이 복수의 라디에이터를 가지면, 그들은 주변 열 교환 유닛에 의해 교체된다. 이미 설치된 존재하는 시스템이 중간 온도 방열 패널 유형이면, 적절한 노출 브랜치는 주변 열 교환 유닛에 연결되도록 배치되어야 한다.
본 발명에 따르면, 주면 열 교환 유닛은 여기서 다음에 더 잘 기재되는 바와 같이 가동의 팬 코일 유닛의 형식이다.
도 1의 다이어그램에 나타난 바와 같이, 본 발명에 따른 가동의 팬 코일 유닛은:
- 두 개의 열 교환 배치(1 및 2)를 포함하며, 보다 정확하게 가스/공기(또는, 더 잘 표현하면, 유체/공기) 직접 팽창 교환 배치(1) 및 물/공기(또는, 더 잘 표현하면, 유체/공기) 교환을 위한 순환수식 배치(2)이며 이러한 두 개의 교환기에 언더라잉 트레이(3)가 연관되거나 응축수를 수집 및/또는 배수하기 위한 다른 동일한 알려진 장치가 연관되고 '팬 코일 유닛'의 일반적인 정의에도 불구하고 교환 배치과 대기 사이의 열 교환이 단순한 대류를 통해 수행될 수 있기 때문에 팬은 엄밀하게 요구되지 않지만 환기 시스템(4), 예를 들면 횡류 팬도 바람직하게 열 교환을 원활히 하도록 제공되며,
- 적어도 항온 라미네이션 밸브(7)와 냉장 가스의 컴프레서(10)를 포함하며 유체/공기 교환기(1)와 연통하는 냉각 유체의 처리 유닛을 포함하고,
- 냉장 유체의 사이클의 도치를 위한 네 방향 밸브(11)를 포함하며,
- 1차 열 교환 액체와 냉장 유체(가스 또는 일반적으로 유체 조건) 사이의 열을 교환하기에 적절한 액체/가스-액체 판 열 교환기(8)를 포함한다.
바람직하게 전기 조절 유압 밸브(21)도 여름 공기 조절을 위한 작동 방식에서 액체/공기 교환기(2)의 작동을 제외시키기에 적절하도록 제공된다(자세한 내용은 더 잘 보여질 것임).
또한, 수집 장치(3)로부터 오는 응축수를 수집하기 위한 탱크(9)와 칼로리 카운팅 장치(5)뿐만 아니라 냉장 가스를 위한 필터(6)가 제공될 수 있으며 그 유용함은 다음에서 도시될 것이다.
이러한 모든 부품은 도 1 내지 도 5의 각 도면과 동일한 가동의 팬 코일 유닛의 다이어그램에 나타나며, 제 1 가스/공기 열 교환기 배치(1)이 냉장 유체(제 2 열 교환 유체)의 회로에 속하지만 제 2 액체/공기 열 교환 배치(2)은 1차 열 교환 유체의 회로에 속한다. 이러한 두 개의 1차 및 2차 열 교환 유체는 제 3(판) 열 교환기(8)를 통하여 서로 열을 교환시킬 수 있다.
그러한 단말 유닛의 작동은 제공된 다른 사이클 조건을 참조하여 이제 기재될 것이다.
겨울 상태에서의 가열
도 1은 겨울 상태에서 일반적인 작동 조건 하의 가동의 팬 코일 유닛을 보여준다.
이 경우에 서비스는 열 에너지를 생산하기 위해 중앙 유닛에 의해 생산된 1차 열 교환 유체(일반적으로 또는 재생 에너지로부터)에 의해 완전히 및 독점적으로 확실케 된다. 중앙 유닛에서 뜨거운 유체 생산을 위한 유일한 시스템(예를 들면 가스 보일러의 연소기)은 작동 상태로 유지되며 중앙 시스템이 순환 네트워크에 고온 1차 열 교환 유체를 제공할 수 있게 하고 "고온"에 의하여 건물의 원래 장치를 구성하는 단말 주변 유닛을 위한 프로젝트에서 정해진 바와 같은 작동 온도는 이해될 것이며 열의 유형 및 존재하는 기상 조건에 따라서 대략 25℃에서 대략 75℃에 이른다.
1차 유체의 순환 네트워크는 중앙 열 발생 유닛 또는 일반적이지 않은 온수 생산 시스템에 예를 들면,
-한 개(또는 이상)의 고효율 및/또는 응축 열 발생기,
-한 개(또는 이상)의 지열 또는 온기 열 펌프(또는 유사한 장치),
-한 개(또는 이상)의 지역 가열 시스템
과 같이 그 자체로 알려진 시스템과 함께 제공될 수 있다.
구체적으로 이러한 유형의 겨울 상태 온도를 위해 제작된 이미 설치된 존재하는 순환 네트워크는 주어진 시간 윈도우에 따라서 예를 들면, 두 개의 다른 온도 레벨에 따라서 작동할 수 있으며 편안한 방식 및 줄어든 감소 방식을 확실히 할 수 있다. 이러한 이중 온도 방식은 그 자체로 알려진 전자 온도 조절 유닛(일반적인 보정 기후 조절기)에 의해 조절될 수 있다.
각각의 개별적인 방(한 개 이상의 주변 열 유닛이 주장하는) 내에서 환경 조건의 조절은 본 발명에 따른 가동의 팬 코일 유닛에만 넘겨질 수 있어 존재하는 주변 유닛(열만을 위한 팬 코일, 대류 라디에이터 등)의 교체물로 설치되거나 가동의 팬 코일 유닛 및 존재하는 장치(일반적인 팬 코일 유닛, 방열 패널, 라디에이터 등)에 같이 설치될 수 있다.
겨울 작동 조건과 편안한 방식으로 도 1에 나타난 본 발명에 따른 시스템의 "가동의 팬 코일 유닛"은 1차 열 교환 유체와 열 교환 배치(2)의 독점적 사용에 의지한다. 특히, 순환 네트워크의 공급 파이프(A)로부터 나오는 뜨거운 유체는 교환기(2)의 입구(2a)로부터 들어가서 그 안에서 순환하며 순환 네트워크의 리턴 브랜치(R)로 연결된 출구(2b)로부터 나온다. 교환기(2)는 대기과 열을 교환하며 열 교환의 효과성은 그 자체로 알려진 모드로 환기 유닛(4)에 의해 제어되고 개선된다.
제 2 액체/공기 열 교환기(2)와 순환 네트워크의 공급 브랜치 M 및 리턴 브랜치 R 사이에서, 개방/폐쇄 밸브(21)는 가동의 팬 코일 유닛의 조절 시스템에 의해 자동으로 조절되며 제공된다.
나타난 바와 같이, 바람직한 실시형태에 따르면 순환 네트워크의 공급 터미널 M 및 리턴 터미널 R에서 칼로리 카운팅 장치(5)가 설치되며 단일 단말 가동의 팬 코일 유닛에 의해 전달되거나 수신된 칼로리량을 결정하고 시스템의 개인 사용자 사이의 작동 비용의 회계 및 시간 엄수 공유의 목적에 적절하다. 즉, 칼로리 카운팅 장치(5)를 통하여 순환 네트워크에 전달된 1차 열 교환 유체와 단일 가동의 팬 코일 유닛 사이에 부분적으로 얼마나 많은 칼로리가 교환되는지를 감지하는 것은 가능하다.
본 발명의 주요 특징에 따르면, 공급 M과 리턴 R 사이의 1차 유체의 회로는 바람직하게 유체/유체 열 교환의 판 유형으로 제 3 열 교환기(8)를 통해서도 통과한다. 특히, 1차 열 교환 유체는 제 3 열 교환기(8)의 주요 입구(8a)로부터 들어가며 순환 네트워크의 리턴 브랜치 R 쪽으로 향하기 전에 주요 출구(8b)로부터 나온다. 제 3 열 교환기를 통하여, 1차 유체와 제 2 유체는 열을 서로 교환한다.
이러한 작동 조건에서 응축수 회복을 위한 장치(3, 9)를 포함하는 임의의 다른 장치 선택은 기능 사이클로부터 제외되고 격리된다.
이러한 작동 조건에서 연간 유지 활동의 실행에 제공하기 위하여 제 1 가스/공기 열 교환기(1)과 같이 작동하고 가스 회로의 무결점성을 보호하는 전체 냉장 섹션/열 펌프(즉, 일부(1, 6, 7, 8, 9, 10, 11)의 조립체)를 제외하고 완전히 제거하는 것은 가능하다는 것은 주목할 만하다. 1차 열 교환 유체의 회로(순환 네트워크)에 물리적으로 연결된 순환수식 열 섹션(적어도 제 2 열 교환기(2), 상대적 밸브(21), 팬(4) 및 칼로리 카운팅 장치(5)로 구성되는)으로부터 독립된 고유의 파스닝 부재 상에 제 1 열 교환기(1)를 포함하여 이러한 장치를 배치하여, 보통의 또는 훌륭한 유지를 위한 비작용 섹션을 쉽게 퍼지게 하는 것은 가능하다.
약화 방식으로 겨울 상태에서의 가열
도 2는 열 펌프와 통합된 가열 사이클의 조건 하의 일반적으로 겨울 상태인 작동 조건을 다시 보여준다.
이미 언급된 바와 같이 중앙 열 발생 유닛이 약화된 감소 방식에서 조절 값으로 작동할 때, 적어도 건물의 일부 지역에서 주변 레벨로 즉, 열 펌프 모드에서 가동의 팬 코일 유닛을 사용하여 열 통합 사이클을 수행하는 것은 유용할 수 있다. 이러한 사이클은 중앙 열 발생 유닛이 약화되거나 결함이 있는 방식으로 작동할 때뿐만 아니라 그것이 중간 온도 시스템(예를 들면, 바닥에 내제된 방열 패널로)으로 열을 전달하도록 원래 설계될 때 유용하며, 방열 장치는 본 발명의 가동의 팬 코일 유닛의 사용에 의존하여 완전히 또는 부분적으로 포기되고 교체된다.
이러한 경우(또는 다른 유사한 경우)에, 열 에너지의 발생 및 분포를 위한 중앙 유닛은 중간 온도 방식과 작동하며 완전하고 편안한 겨울 공기 조절에는 부족하다.
이러한 작동 모드에서, 제 1 가스/공기 열 교환기(1)가 제공되어 냉장 유체가 순환하는 섹션은 열 펌프로써 작동하여 상보적 필요조건의 커버링에 제공한다. 그러한 환경에서, 확실히 다른 개인 무게, 비율 및 비용으로 사용자는 한편으로 가동의 팬 코일 유닛의 순환수 섹션(2)을 통해 중앙 유닛에 의해 제공된 모든 에너지 공급으로부터 혜택을 얻을 뿐만 아니라 다른 한 편으로 열 펌프 방식으로 냉장 유체를 사용하여 섹션의 사용에 의지함으로써 더 필요한 열 일부를 통합할 수 있다.
냉장 유체를 사용하는 섹션은 열 펌프 방식으로 동일한 매체 뜨거운 1차 유체에 의해 가열된 냉각 회로에서 순환하는 냉장 유체에 의해 제공되는 제 1 가스/공기 열 교환 배치(1)를 포함한다. 특히, 이러한 조건에서 네 방식 밸브(11)는 냉장 유체가 초기에 제 1 열 교환 배치(1)에서 그 뒤 라미네이션 밸브(7)에서 컴프레서(10)의 하류를 순환하도록 설정된다.
냉장 유체는 라미네이션 밸브(7)를 통해 흐르며 필터(6)를 통해 지나간 뒤 제 3 열 교환기(8) 안에서 가스 상태로 도착하여 제 2 입구(8c)를 통해 들어가서 제 2 출구(8d)로부터 나온다. 냉장 가스는 따라서 1차 열 교환 유체의 온도(유한한 효율성으로 인한 교환기 손실보다 작은)에서 가열된다: 이러한 조건에서 열 교환기(8)는 냉장 사이클의 증발기로 작동한다. 냉장 유체는 그것이 제 1 열 교환 배치(1)에 들어가기 전에 액체 상태로 더 가열될 때까지 냉장 컴프레서(10)에 의해 압축되며, 대기와의 열 교환이 발생한다(팬(4)에 의해 도움받는 방식으로). 제 1 열 교환 배치(1)로부터 나와서, 액체 상태의 냉장 유체는 밸브(7)에 의해 라미네이트되고 제 3 열 교환기(8)로부터 열 유출의 가스 조건으로 다시 돌아가며 그 과정을 반복한다.
열 펌프로서 이러한 작동 조건은 제 3 열 교환기(8)를 통해 1차 유체로부터 열을 유출시키며 열 교환기(1)의 제 1 배치를 통해 대기로 그것을 공급한다. 1차 열 교환 유체로부터 획득될 수 있는 칼로리의 충분한 사용 가능성은 이슬 온도 아래로 열 교환기(8)(증발기로 작동)의 온도 하강을 만들지 않으며 어떤 응축도 일어나지 않고 응축수의 수집기는 필요하지 않다.
여름 상태에서 냉각
도 3은 냉각 사이클의 사용의 조건에서 일반적인 여름 상태의 작동 조건을 보여준다. 서비스는 본 발명에 따른 가동의 팬 코일 유닛의 냉장 유체로 섹션에 의해 완전히 확실히 되며, 제 3 판 열 교환기(8)에서 순환하는 1차 열 교환 유체로 구성된 열 우물은 사용된다.
사실, 이러한 작동 모드에서 1차 열 교환 유체는 저온에서 순환하도록 되며 그러한 용어는 방 이슬점보다 높은 예를 들면, 25℃ 아래가 아니다. 본 기재에서, 용어 "이슬점 온도보다 높은"는 1-15℃인 온도를 의미하며 바람직하게 2-8℃이며 대기의 실제 이슬점보다 위이다. 순환 네트워크는 제 3 열 교환기(8) 안에서 이러한 저온에서 유체가 순환하도록 사용된다: 도 3에 나타난 바와 같이, 밸브(21)는 폐쇄되어 1차 유체는 공급 M과 리턴 R 사이에서 제 2 열 교환 배치(2)를 들어가지 않고 순환한다(겨울 방식에서만 유용한). 중앙 유닛과 관련하여, 기재된 작동 조건에서 차가운 유체의 유일한 생산 시스템(겨울 냉장기/열 펌프)은 가동 상태로 유지되어 중앙 유닛이 적절한 온도(이슬점보다 높은)에서 열 우물로 작동하도록 한다.
1차 유체의 온도가 콘크리트 작업(벽 및 바닥)에서 관련된 단점을 갖고 바람직하게 방 공기 증기 응축이 발생하는 것을 완전히 방지하기에 매우 낮지 않더라도, 유체의 유속은 그럼에도 불구하고 높은 칼로리 유출 캐퍼시티를 확실히 하며 그것을 열 우물로 구성한다.
바람직하게, 이러한 조건에서 1차 열 교환 유체는 바람직하게 25에서 35℃의 범위에 있는 온도에서 유지된다. 현재 환경 조건에 적합하도록 가능한 최저 온도에서 항상 1차 열 교환 유체를 가지기 위해서는, 시스템은 이슬 온도 감지기(나타나지 않은)가 바람직하게 제공되고 중앙 유닛에 연결되어 그것의 작동을 구동시키고 올바른 온도에서 1차 유체의 순환 네트워크에서 이송을 획득한다.
냉각 방식에서, 냉장 액체 센션의 네 방식 밸브(11)는 설정되어 유체 이동 방향을 따라서 제 1 열 교환기 배치(1)는 라미네이션 밸브(7)의 하류에 배치된다: 이에 따라서 교환기(1)는 증발기로 작동하며 그것과 접촉하는 대기로부터 열을 유출시킨다.
특히, 도 3을 참조하면 판 열 교환기(8)는 순환 1차 유체를 통하여 저온에서 유지된다(이슬점보다 높은 임의의 경우에). 냉장 유체는 컴프레서(10)에 의해 액체 상태 안으로 압입되어 제 2 출구 포트(8d) 안으로 들어가 제 2 입구 포트(8c)로부터 더 낮은 온도에서 나온다. 유체는 라미네이션 밸브(7)를 통해 흐르며 제 1 열 교환기 배치(1)에서 팽창되도록 된다. 가스 상태까지 팽창 도중, 냉장 유체는 전통적인 냉장 사이클에서처럼 열 교환기(1)로부터 열을 유출시킨다. 팬(4)에 의해 도움을 받아 교환기(1)를 지나는 공기는 냉각되어 응축되는 경향이 있다: 응축수는 수집 유역(3)에 의해 수집되어 탱크(9)로 보내진다. 탱크는 작동 조건에서 생산된응축수의 수집/처리를 제공한다: 보다 정확하게, 이러한 시스템은 적절성에 따라서 물 처리 네트워크에 중력으로 연결된 배출 장치, 가장 가까운 배출 네트워크로의 펌프를 재진수하는 응축수, 열 수력 네트워크 안으로 응축수를 주입하는 주입 펌프, 채워지면 작동을 정지시키도록 적응된 레벨 감지 장치가 제공된 매뉴얼 배충을 구비한 응축수 수집 탱크로 구성될 수 있다.
가스 상태의 냉장 유체는 제 1 열 교환기 배치(1)로부터 나와서 밸브(11)를 통하여 들어가고 컴프레서(10)에 의해 압축되어 제 3 열 교환기(8) 안으로 다시 재소개되며 냉장 사이클을 계속한다.
중간 사이클에서의 냉각/가열
도 4 및 도 5는 가을 및 겨울 철에 일반적인 작동 조건을 보여주며 냉각 또는 가열을 위한 변하는 요청이 동시에도 발생할 수 있다.
양 경우에, 1차 열 교환 유체는 저온에서 순환하도록 되며 개방/폐쇄 밸브(21)를 통하여 제 2 열 교환기 배치(2)를 제외시킨다.
중앙 유닛의 작동은 적절히 보통 온도에서 수행된다.
가동의 팬 코일 유닛을 구비한 상호 작동은 건물 방에 위치한 각각의 장치를 위해 각각의 방식으로 각각의 방의 구체적이며 개별적인 필요조건에 따라서 가열 및/또는 냉각을 생산한다.
각각의 주면 유닛의 리턴 브랜치 R를 통하여 중앙 유닛으로 다시 주어진 1차 열 교환 유체는 경우에 따라서 중앙 유닛에 의해 수신된 유체보다 더 뜨겁거나 더 차갑다: 완전한 평형의 이론적인 조건 하에(사용자의 50%가 뜨거운, 사용자의 50%가 차가운 것을 사용한다), 중앙 유닛은 균형기로만 작동하며(순환 네트워크의 손실보다 적은) 동일한 것은 명백한 경제적 이점을 가지고 열을 통합하도록 요구되지 않는다.
상기 보고된 기재에 따라서, 이제 제안된 해결책의 상당한 이점은 명백하다.
우선, 1차 열 교환 유체가 이슬 온도 이하로 절대로 떨어지지 않기 때문에, 중앙 소스 유닛/열 우물과 가동의 팬 코일 유닛의 개별적인 주변 유닛 사이에서 사전 설치된 존재하는 물 순환 네트워크를 사용하는 것은 가능하다. 그것은 존재하는 콘크리트 작업에 상당한 작동 없이 에어 컨디셔닝 시스템의 가능한 혁신 작동을 만든다.
1차 유체의 온도가 25-30℃의 순서의 온도 아래로 내려가지 않지만, 이 유체의 질량과 순환 네트워크에서 그것의 유속은 높은 칼로리 제거 캐퍼시티를 확실히 하며, 냉각 방식으로 주변 유닛의 작동을 효과적이며 활기 있게 효율적으로 만든다. 주변 유닛의 에너지 효율성은 국부적인 에너지의 최소한이 필요하도록 하며(컴프레서의 작동 에너지와 동일), 에어 컨디션되는 다른 방에서 전기 로드 영향을 최소화시킨다.
전체 건물뿐만 아니라 개별적인 부동산 시설 내에서, 가동의 팬 코일 유닛의 적용은 또한 "여기 저기"서 즉, 사전 설치된 존재하는 수력 시스템의 각각의 임의의 단말 포인트를 갖춰야 할 필요 없이 발생할 수 있다. 존재하는 단말 유닛은 다른 기후 방식에서 작동의 혁신적인 유연성을 가지는 새로운 가동의 팬 코일 유닛 옆에서 기존의 시스템(일반적으로 라디에이터로 또는 겨울 방식 도중에 방열 패널로서)에서 계속 작동할 수 있다.
단일 하우징 유닛 내, 특히 전체 건물(콘도) 또는 복수의 건물 내에서 1차 열 교환 유체의 단일 순환 네트워크는 중간 기후 도중에 개별적인 주변 유닛 사이에서 달라진 가열/냉각 요구조건을 보정하도록 한다. 사실, 순환 1차 저온 유체는 구체적인 주변 유닛 상에 설정된 작동 모드에 따라서 칼로리를 제거하거나 공급하도록 한다. 중앙 유닛은 분실된 에너지 일부를 위해 작동(경우에 따라서 1차 유체를 냉각 또는 가열)이 가능하여 이러한 요청의 균형을 맞춘다.
중간 시즌에 상관없이, 본 발명에 따른 시스템은 그럼에도 불구하고 에너지 회복을 허용한다:
시스템이 여름 냉각 방식(도 3의 조건)에서 작동 기간 중에 열 펌프에 의해 작동된 가역 가능한 냉각 및 가열 유닛의 사용을 제공하는 차가운 유체 및 뜨거운 유체의 중앙 유체 생산 시스템을 구비할 때, 열 회복 사이클을 달성하는 것은 가능하다. 예를 들면, 그러한 방식으로 가동의 팬 코일 유닛에 의해 제거된 뜨거운 열 에너지는 적절하게:
- 위생적인 온수의 가열(만약에 그리고 존재한다면)을 위한 직접적인 사이클 또는 다른 동일한 장치에서 사용,
- 지열 탐색을 통해 땅에 저장되어 이후의 겨울 가열 기간을 위해 사용 가능하도록 될 수 있다.
작동 비용은 실제 개별적인 소비를 바탕으로 쉽게 나누어질 수 있다. 중앙 유닛에 의해 생산되고 공급된 각각의 가동의 팬 코일 유닛으로의 열 에너지는 칼로리 카운터(5)에 의해 실행된 직접적인 측정을 통해 계산된다. 공유된 일부의 서비스/비용의 행정적인 관리를 위한 유용하고 필요한 요소를 수집하기 위해, 계산은 뜨거운 에너지 및 차가운 에너지 이송을 분별 있게 고려함으로써 시간 엄수하여 발생한다.
가동의 팬 코일 유닛의 작동으로 인한 에너지 소비는 에어 컨디션된 방의 소유자에 의해 직접적으로 대신 지어지며 공통의 행정적인 관리에서 그들은 고려될 필요가 없다.
하지만, 본 발명은 상기 도시된 특별한 배치에 제한되도록 간주되면 안 되며, 그것의 예시가 되는 실시형태만을 구성하지만 다른 변형이 당업자에게 다음에 규정된 바와 같이 본 발명의 보호 범위에서 벗어나지 않으면서 가능하다는 것은 이해되어야 한다.
예를 들면, 가동의 팬 코일 유닛의 단순화된 버젼은 더 적은 부품과 상응하는 저 성과로 가정될 수 있고 예를 들면 열 펌프의 도움 없이 순환수식 가열 및 여름 냉각 방식만을 보장할 수 있다(네 방식 밸브, 수력 흐름 도치 순환 및 다른 조정기와 같은 열 펌프를 통하여 냉장 사이클의 도치에 필요한 일부를 생략).
Claims (10)
- 대기와 열을 교환하는 복수의 주변 유닛과 중앙 유닛 사이에 1차 열교환 유체의 순환 네트워크가 구비된 사전 설치된 가열 시스템에 적용된 에어 컨디셔닝 시스템에 있어서,
상기 중앙 유닛은 고온과 냉온 간의 범위에서 상기 1차 열교환 유체를 조정하는 가열원/열 우물(well for heat)을 포함하고, 상기 냉온은 현재의 이슬점 온도를 초과하고,
상기 열교환 주변 유닛은 제 1 배치의 유체/공기 열 교환기(1)가 삽입된 폐쇄 회로를 지닌 냉장 유체부 및 제 2 배치의 유체/공기 열 교환기(2)를 갖는 가열부를 적어도 포함하는 가동의 팬 코일 유닛으로 이루어지고,
상기 1차 열교환 유체가 순환하는 상기 순환 네트워크의 공급부(M) 및 리턴부(R)는 상기 제 2 배치의 열 교환기(2)와 연결되고, 상기 냉장 유체부의 폐쇄 회로와 연결된 제 3 유체/유체 열 교환기(8)와 연결되는 에어 컨디셔닝 시스템. - 제 1 항에 있어서,
상기 제 2 배치의 열 교환기(2)의 상기 1차 열 교환 액체의 순환을 허용하거나 억제하도록 배치된 밸브(21)가 더 제공되는 에어 컨디셔닝 시스템. - 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 냉장 유체부의 폐쇄 회로는 적어도 라미네이션 밸브(7), 상기 제 3 유체/유체 열 교환기(8) 및 컴프레서(10)를 순차적으로 더 포함하는 에어 컨디셔닝 시스템. - 제 3 항에 있어서,
상기 냉장 유체부는 상기 폐쇄 회로에서 상기 냉장 유체의 방향을 변경하여 상기 냉장 유체의 상기 라미네이션 밸브(7)의 상류 또는 하류를 교대로 상기 제 1 배치의 열 교환기(1)로 유동시켜 가열 열 펌프 사이클 또는 냉장 사이클을 각각 행하는데 적합한 스위칭 밸브(11)를 더 포함하는 에어 컨디셔닝 시스템. - 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 가동 팬 코일 유닛으로 또는 그로부터의 상기 공급부(M)와 리턴부(R)의 리턴 터미널(R)과 공급 터미널(M)간에 각각 배치된 칼로리 카운팅 장치(5)를 더 포함하는 에어 컨디셔닝 시스템. - 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제 1 배치 및 제 2 배치의 열 교환기(1, 2)의 부근에서의 대기와 열 교환을 증가시키는데 적합한 보조 팬(4)이 더 제공되는 에어 컨디셔닝 시스템. - 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 중앙 유닛의 열 조정 조작을 제어하기 쉽도록 대기에서의 이슬점 온도의 검출 장치가 제공되어 저온의 상기 1차 열 교환 유체가 현재의 이슬점 온도보다 높은 온도를 유지하도록 연속적으로 조정되는 에어 컨디셔닝 시스템. - 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 기재된 에어 컨디셔닝 시스템에서의 대기와 열교환을 위한 팬 코일 유닛으로서, 적어도
폐쇄 회로를 지닌 냉장 유체부로서, 제 1 배치의 유체/공기 열 교환기(1), 적어도 하나의 라미네이션 밸브(7), 제 3 유체/유체 열 교환기(8) 및 컴프레서(10)가 순차적으로 삽입된 냉장 유체부, 및
제 2 배치의 제 2 유체/공기 열 교환기(2)를 지닌 가열부를 포함하고,
상기 냉장 유체부의 폐쇄 회로와 연결된 상기 제 3 유체/유체 열 교환기(8)와 연결되고, 상기 제 2 배치의 열 교환기(2)와 연결된 1차 열 교환 유체의 입구 및 출구를 더 포함하고, 상기 1차 열 교환 유체는 체계를 작동시키는 것에 따른 냉온 및 고온에서 순화되고, 상기 냉온은 환경의 이슬점 온도를 초과하는 온도인 팬 코일 유닛. - 제 8 항에 있어서,
상기 제 1 배치 및 제 2 배치의 열 교환기(1, 2)의 부근의 대기와 열 교환을 증가시키는데 적합한 보조 팬(4)이 더 제공되는 팬 코일 유닛. - 대기와의 열 교환을 위하여 가열원을 갖는 중앙 유닛과 복수의 주변 유닛 사이에 1차 열 교환 유체의 순환 네트워크가 적어도 구비된 사전 설치된 가열 시스템을 개선시키는 단계,
상기 주변 유닛의 적어도 일부를 제거하고 제 7 항 또는 제 8 항에 기재된 가동의 팬 코일 유닛으로 교체하는 단계,
상기 중앙 유닛은 고온과 저온 간의 범위에서 상기 1차 열교환 유체를 조정하는 가열을 위한 가열원도 구비하고, 상기 저온은 현재의 이슬점 온도를 초과하는 단계를 포함하는 에어 컨디셔닝 시스템의 제작 방법.
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