KR20160142907A

KR20160142907A - 고온 스팀 공급용 히트펌프 시스템

Info

Publication number: KR20160142907A
Application number: KR1020150078322A
Authority: KR
Inventors: 장기창; 김기봉; 박성룡; 백영진; 나호상; 이길봉; 조준현; 박윤철
Original assignee: 한국에너지기술연구원
Priority date: 2015-06-03
Filing date: 2015-06-03
Publication date: 2016-12-14
Also published as: KR101920781B1

Abstract

본 발명은 120˚C 이상의 고온 스팀을 공급할 수 있는 히트펌프 시스템과 이를 이용한 고온 스팀의 공급 방법에 관한 것이다.
본 발명은 열원으로부터 열을 받아 냉매를 증발시키는 증발기, 상기 증발기에서 증발된 기체상(phase)의 냉매를 압축하는 압축기, 및 압축기에서 압축된 고온 고압의 기체상의 냉매를 액화시키며 열을 발산하는 고온응축기를 포함하는 히트펌프; 상기 고온응축기에서 냉매가 응축되며 발산한 열을 전달받은 스팀이 투입되는 플래시탱크; 및 상기 플래시탱크에 구비되며, 상기 압축기에서 압축된 고온 고압의 기체상의 냉매 일부가 유입되어 플래시탱크 내의 증기를 재가열하는 열교환기;를 포함하는 히트펌프 시스템이다.
또한 본 발명은 열원으로부터 열을 받아 냉매를 증발시키고, 증발된 기체상의 냉매를 압축한 후, 압축된 고온 고압의 기체상의 냉매를 액화시키며 발산하는 열로 스팀을 생성하는 단계; 상기 스팀을 플래시탱크 내부로 유입시키는 단계; 상기 압축된 고온 고압의 냉매 일부를 플래시탱크 내의 열교환기에 공급하여 플래시탱크 내부에 있는 증기를 2차 가열하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 고온 스팀 공급 방법이다.

Description

고온 스팀 공급용 히트펌프 시스템 {A Heat Pump System for Providing Highly Heated Steam}

본 발명은 히트펌프 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 120˚C 이상의 고온 스팀을 공급할 수 있는 히트펌프 시스템과 이를 이용한 고온 스팀의 공급 방법에 관한 것이다.

히트펌프를 사용하여 스팀을 생성하는 기술이 사용되고 있다. 이는 고온의 응축기에서 열교환을 통해 물을 증기로 만드는 방식이다.

증기, 즉 스팀은 산업 공정에서 상당히 많이 사용되고 있다. 그런데 기존의 히트펌프 시스템은 고온의 스팀을 공급하지 못하는 문제가 있어 히트펌프 시스템을 이용하여 스팀을 생성하는 방식으로는 산업용으로 사용하는데 한계가 있었다.

일본 특허공보 제4972421호 일본 특허공보 제5593902호 일본 특허공보 제5593906호

본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 고온의 스팀을 제공할 수 있는 히트펌프 시스템 및 이를 이용한 고은 스팀 공급 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

상술한 과제를 해결하기 위하여 본 발명은, 열원으로부터 열을 받아 냉매를 증발시키는 증발기, 상기 증발기에서 증발된 기체상(phase)의 냉매를 압축하는 압축기, 및 압축기에서 압축된 고온 고압의 기체상의 냉매를 액화시키며 열을 발산하는 고온응축기를 포함하는 히트펌프;

상기 고온응축기에서 냉매가 응축되며 발산한 열을 전달받은 스팀이 투입되는 플래시탱크; 및

상기 플래시탱크에 구비되며, 상기 압축기에서 압축된 고온 고압의 기체상의 냉매 일부가 유입되어 플래시탱크 내의 증기를 재가열하는 열교환기;를 포함하는 히트펌프 시스템을 제공한다.

상기 히트펌프는 상기 고온응축기에서 응축된 액체상의 냉매를 임시 계류시키는 수액기를 더 포함할 수 있다.

상기 열교환기를 거쳐 나온 냉매는 고온응축기를 바이패스하여 상기 수액기로 유입될 수 있다.

상기 열교환기는 상기 플래시탱크로 유입되는 스팀의 유입부보다 상부에 배치될 수 있다.

상기 열교환기는 코일 타입일 수 있다.

상기 플래시탱크의 스팀 유입부보다 하부에는 플래시탱크 내에서 발생한 응축수를 배출하는 드레인부가 구비될 수 있다.

상기 플래시탱크에는 상기 응축수의 수위를 측정하는 레벨게이지를 더 구비할 수 있다.

상기 레벨게이지에 의해 측정된 응축수의 수위가 기준 수위를 넘어설 경우 드레인부를 통해 응축수를 배출할 수 있다.

상기 플래시탱크의 열교환기로 유입되는 냉매의 양은 플래시탱크 내의 압력과 스팀 온도 중 적어도 어느 하나에 근거하여 결정될 수 있다.

상기 플래시탱크 내의 압력이 높을수록 상기 플래시탱크 내의 열교환기에 공급되는 냉매의 양은 줄어들 수 있다.

상기 플래시탱크 내의 스팀 온도가 높을수록 상기 플래시탱크 내의 열교환기에 공급되는 냉매의 양은 줄어들 수 있다.

상기 플래시탱크의 열교환기 입구의 냉매 온도(T1)과 열교환기 출구의 냉매 온도(T2)를 비교하여, 두 온도의 차(T1-T2)가 클수록 공급되는 냉매의 양은 늘어나고, 온도의 차가 작을수록 공급되는 냉매의 양은 줄어들 수 있다.

상기 열교환기에 공급되는 냉매의 양은 수액기 측에서 자동밸브를 통해 조절할 수 있다.

상기 플래시탱크 내의 열교환기와 스팀의 유입부 사이에는 스팀 내의 응축수를 제거하고 증기의 유동을 균일하게 퍼뜨리는 커버 플레이트가 설치될 수 있다.

상기 커버 플레이트의 외주면의 적어도 일부가 상기 플래시탱크의 내벽에 의해 지지될 수 있다.

상기 커버 플레이트의 외주면에는 스팀으로부터 제거된 응축수가 플래시탱크의 바닥으로 흘러내릴 수 있도록 배수로가 형성될 수 있다.

상기 커버 플레이트는 중앙부에서 외주면으로 갈수록 점점 낮아지도록 경사질 수 있다.

상기 커버 플레이트의 중앙부에는 스팀으로부터 제거된 응축수가 플래시탱크의 바닥으로 흘러내릴 수 있도록 배수로가 형성될 수 있다.

상기 커버 플레이트는 외주면에서 중앙부로 갈수록 점점 낮아지도록 경사질 수 있다.

상기 경사도는 1˚ 내지 3˚일 수 있다.

상기 커버 플레이트의 표면에는 다공부가 형성될 수 있다.

상기 플래시탱크에는 스팀의 압력이 소정 압력 이상으로 상승할 경우 개방되는 안전밸브를 더 포함할 수 있다.

상기 안전밸브는 열교환기보다 상부에 설치될 수 있다.

상기 스팀의 압력은 열교환기보다 상부에 설치된 압력센서에 의해 측정될 수 있다.

상기 냉매는 R-245fa 일 수 있다.

또한 상기한 과제를 해결하기 위해 본 발명은, 열원으로부터 열을 받아 냉매를 증발시키고, 증발된 기체상의 냉매를 압축한 후, 압축된 고온 고압의 기체상의 냉매를 액화시키며 발산하는 열로 스팀을 생성하는 단계;

상기 스팀을 플래시탱크 내부로 유입시키는 단계;

상기 압축된 고온 고압의 냉매 일부를 플래시탱크 내의 열교환기에 공급하여 플래시탱크 내부에 있는 증기를 2차 가열하는 단계;를 포함하는 고온 스팀 공급 방법을 제공한다.

상기 플래시탱크에서 발생한 응축수의 수위를 측정하여 수위가 기준 수위를 넘을 경우 응축수를 드레인할 수 있다.

상기 플래시탱크 내의 압력이 높을수록 상기 열교환기에 공급되는 냉매의 양을 줄이고, 상기 플래시탱크 내의 압력이 낮을수록 상기 열교환기에 공급되는 냉매의 양을 늘릴 수 있다.

상기 플래시탱크 내의 스팀의 온도(T3)가 높을수록 상기 열교환기에 공급되는 냉매의 양을 줄이고, 상기 플래시탱크 내의 스팀의 온도가 낮을수록 상기 열교환기에 공급되는 냉매의 양을 늘릴 수 있다.

상기 플래시탱크의 열교환기 입구의 냉매 온도(T1)과 열교환기 출구의 냉매 온도(T2)를 비교하여, 두 온도의 차(T1-T2)가 클수록 공급되는 냉매의 양을 늘리고, 온도의 차가 작을수록 공급되는 냉매의 양을 늘릴 수 있다.

상기 플래시탱크의 스팀의 압력이 소정 압력 이상으로 상승할 경우 스팀을 플래시탱크 외부로 릴리즈시킬 수 있다.

상기 냉매는 R-245fa 일 수 있다.

본 발명에 의하면, 간단한 구조로 고온의 스팀을 공급할 수 있다.

상술한 효과와 더불어 본 발명의 구체적인 효과는 이하 발명을 실시하기 위한 구체적인 사항을 설명하면서 함께 기술한다.

도 1은 본 발명에 따른 일실시예로서 히트펌프 시스템의 전체적인 구조를 나타낸 모식도,
도 2와 도 3은 본 발명에 따른 일실시예로서 히트펌프 시스템의 플래시탱크 내에 설치되는 커버 플레이트의 일실시예의 평면도와 측면도,
도 4와 도 5는 본 발명에 따른 다른 일실시예로서 히트펌프 시스템의 플래시탱크 내에 설치되는 커버 플레이트의 일실시예의 평면도와 측면도, 그리고
도 6은 R-245fa의 압력-엔탈피 곡선이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조로 하여 상세히 설명한다.

본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하며 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위하여 제공되는 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 일실시예로서 히트펌프 시스템의 전체적인 구조를 나타낸 모식도이다.

[히트펌프의 구조]

본 발명의 히트펌프 시스템은 섭씨 120도 이상의 고온 스팀을 공급하기 위한 것으로, 히트펌프의 냉매로는 R-245fa가 사용될 수 있다. R-245fa의 압력-엔탈피 곡선은 도 6에 나타나 있는 바와 같다.

히트펌프(10)는 외부의 열을 흡수하여 냉매를 증발시키는 증발기(11), 상기 증발기에서 증발된 고온 저압의 냉매를 압축하는 압축기(12), 상기 압축기에서 압축된 냉매가 응축되며 열을 발산하는 고온응축기(14), 고온응축기(14)에서 액화된 냉매가 저장되는 수액기(16), 그리고 수액기(16)의 냉매를 팽창시켜 저압으로 하는 팽창밸브(19)를 포함한다. 팽창밸브(19)를 거친 냉매는 다시 증발기(11)로 유입된다.

증발기(11)는 외부의 열원으로부터 열에너지를 흡수하며, 이러한 외부의 열원은 폐열수(wasted hot water)일 수 있다. 통상 산업현장에서 고온의 스팀이 사용된 후 배출되는 폐열수는 온도는 대략 섭씨 65도 내외일 수 있으나 이는 산업현장에서 스팀이 사용되는 용도 등에 따라 가변적이다.

증발기(11)에서 기화된 냉매는 압축기(12)에서 압축되어 고온 고압의 기체가 되는데, 본 발명에서는 압축기에서 압축된 고온 고압의 기체상의 냉매가 분기되어 플래시탱크(30) 내에 설치된 열교환기(18)를 거쳐 플래시탱크(30) 내에 있는 증기를 한번 더 가열하게 된다. 그리고 이렇게 분기되어 열교환기(18)를 거친 냉매는 수액기(16)로 흘러 들어간다.

즉 압축기에서 나온 고온 고압의 냉매 중 일부는 고온응축기(14)를 거쳐 수액기로 유동하고, 나머지 일부는 열교환기(18)를 거쳐 수액기(16)로 유동하게 된다. 한편 후술하겠지만 열교환기(18)를 거치는 냉매 유동로는 항상 열려 있는 것이 아니라 필요에 따라 냉매의 유량이 조절되고 또한 유동이 되지 않도록 할 수도 있다. 이러한 냉매의 유동량은 자동밸브(19)에 의해 조절된다.

고온응축기(14)에는 플래시탱크(30)에 저장되는 물이 흘러 들어 상기 고온 고압의 냉매와 열교환을 한다. 이에 따라 플래시탱크(30)로부터 드레인부(34)를 통해 흘러든 물은 증기가 되어 다시 플래시탱크(30) 내부로 유입된다.

[플래시탱크의 구조]

플래시탱크(30)의 바닥에는 물이 저장된다. 필요에 따라 플래시탱크(30)의 바닥에 저장되는 물은 외부에서 공급될 수 있다. 플래시탱크(30)의 저면에는 드레인부(34)가 연결되어 있고, 드레인부는 상술한 고온응축기(14)에 연결된다. 따라서 플래시탱크 바닥의 물은 드레인부를 통해 고온응축기로 들어가 냉매와 열교환을 하며 증기로 기화되고 플래시탱크 중간 측면에 있는 유입부(32)로 다시 유입된다.

상기 유입부(32)를 통해 플래시탱크(30)로 유입된 증기는 위로 올라가게 되는데, 고온응축기(14)에서 유입부(32)까지 이동하던 수증기 중 다시 물로 액화된 부분은 플래시탱크 바닥으로 떨어질 수 있고, 또한 유입부를 통해 플래시탱크에 유입되어 위로 올라가던 증기 중 일부 역시 다시 액화되며 물이 되어 플래시탱크 바닥으로 떨어질 수 있다.

플래시탱크에는 레벨게이지(42)가 있어서 플래시탱크 내부의 수위를 지속적으로 모니터링한다. 플래시탱크 내부의 수위가 너무 높은 경우에는 드레인부(34)를 개방하여 플래시탱크 내부의 물이 고온응축기(14)로 들어가도록 한다.

레벨게이지(42)는 플래시탱크 내부의 수위가 너무 낮은 경우에는 물을 보충하는 동작을 수행할 수도 있다. 또한 이렇게 보충되는 물은 플래시탱크 내부로 직접 공급되지 않고, 드레인부(34)의 배관에 합류하는 방식으로 공급될 수도 있다. 보충되는 물은 상대적으로 온도가 낮기 때문에, 고온의 환경을 유지해야 하는 플래시탱크에 공급되기보다는 고온응축기(14)의 물의 유입구 쪽에 공급되는 것이 더 바람직할 수 있다.

플래시탱크(30) 내에서 상기 유입부(32)의 상부에는 커버 플레이트(50)가 설치된다. 도 2와 도 3은 본 발명에 따른 일실시예로서 히트펌프 시스템의 플래시탱크 내에 설치되는 커버 플레이트의 일실시예의 평면도와 측면도, 그리고 도 4와 도 5는 본 발명에 따른 다른 일실시예로서 히트펌프 시스템의 플래시탱크 내에 설치되는 커버 플레이트의 일실시예의 평면도와 측면도이다.

도 2와 도 4를 참조하면 커버 플레이트(50)에는 다공부(54)가 구비되어 있다. 다공부(54)는 유입부를 통해 플래시탱크 내로 유입된 수증기가 플래시탱크 내에서 떠오를 때 수증기를 골고루 분산시켜주는 기능을 한다. 이는 후술할 열교환기(18)와 수증기의 열교환이 더 잘 이루어지도록 하기 위한 것이다.

커버 플레이트(50)의 외주면은 플래시탱크의 내주면에 고정된다. 커버 플레이트(50)는 도 3과 같이 가운데가 가장 높고 외주로 갈수록 높이가 낮아지는 삿갓 형태이거나, 도 5와 같이 가운데가 가장 낮고 외주로 갈수록 높이가 높아지는 깔때기 형태일 수 있다. 이러한 경사각(a)은 대략 1~3˚ 정도일 수 있다. 너무 경사각이 크면 수증기의 분산 기능이 떨어지고, 경사각이 너무 없으면 일부 수증기가 다시 액화되어 커버 플레이트(50)에 맺히는 물이 수증기의 액화를 가속화하는 문제가 생긴다.

도 3의 삿갓 형태의 커버 플레이트는 도 2에 도시된 바와 같이 외주에 배수로(52)가 형성되어 있다. 배수로는 도시된 바와 같이 홈 형태일 수 있다. 따라서 삿갓 형태의 커버 플레이트에 맺힌 물은 가장자리로 이동하여 배수로(52)를 통해 밑으로 떨어질 수 있다.

도 5의 깔때기 형태의 커버 플레이트는 도 4에 도시된 바와 같이 중심에 배수로(52)가 형성되어 있다. 배수로는 도시된 바와 같이 원형 구멍일 수 있다. 따라서 삿갓 형태의 커버 플레이트에 맺힌 물은 중심으로 이동하여 배수로(52)를 통해 밑으로 떨어질 수 있다.

상술한 레벨 게이지(42)와 유입부(32)가 커버 플레이트보다 밑에 위치한다.

커버 플레이트(50) 위에는 앞서 설명한 열교환기(18)가 위치한다. 열교환기(18)는 압축기에서 나온 고온 고압의 기체상 냉매가 유입되어 플래시탱크 내부의 증기를 재가열하는 기능을 한다. 열교환기에서 유출된 냉매는 수액기로 이동한다. 이러한 열교환기(18)는 수증기와의 열교환에 더욱 유리하도록 코일 타입일 수 있다.

상술한 바와 같이 열교환기(18)는 수증기를 재가열하기 위한 구성이므로, 수증기를 재가열할 필요가 없을 정도로 플래시탱크 내의 수증기 온도가 높다면 열교환기로 냉매가 흐르지 않도록 제어할 수 있고, 수증기를 재가열해야 하는 정도에 따라 열교환기로 흐르는 냉매의 양을 조절할 수도 있다. 이러한 냉매의 흐름 단속이나 유동량 조절은 자동밸브(19)에서 이루어질 수 있다.

냉매의 흐름 단속이나 유동량 조절을 하는 제어 인자로서는 플래시탱크 내의 압력이 있을 수 있다. 플래시탱크 내에는 압력센서(44)가 설치되어 있어 내부의 압력을 지속적으로 모니터링한다. 플래시탱크 내의 압력이 높다는 것은 플래시탱크 내의 수증기의 온도가 더 높다는 것을 의미할 수 있다. 따라서 본 발명에 따른 일 실시예에서는 플래시탱크 내부의 압력이 높을수록 열교환기로 유입되는 냉매의 양은 적어지고, 플래시탱크 내부의 압력이 낮을수록 열교환기로 유입되는 냉매의 양은 많아지게 제어할 수 있다.

냉매의 흐름 단속이나 유동량 조절을 하는 다른 제어 인자로서는 플래시탱크 내의 온도가 있을 수 있다. 이 때에는 플래시탱크 내부의 온도가 높을수록 열교환기로 유입되는 냉매의 양은 적어지고, 플래시탱크 내부의 온도가 낮을수록 열교환기로 유입되는 냉매의 양은 많아지게 제어할 수 있다.

또한 냉매의 흐름 단속이나 유동량 조절을 하는 다른 제어 인자로서는 열교환기(18) 냉매 유입부의 냉매 온도(T1)와 열교환기(18) 냉매 유출부의 냉매 온도(T2)일 수 있다. 즉 플래시탱크 내에 있는 열교환기 입구의 냉매 온도(T1)과 열교환기 출구의 냉매 온도(T2)를 비교하여, 두 온도의 차(T1-T2)가 크다는 것은 그만큼 열교환이 냉매와 수증기의 온도차가 커서 열교환이 많이 일어난다는 의미가 될 수 있고, 이 때에는 수증기의 온도를 더 높이기 위해 냉매의 유동량을 증가시킬 필요가 있다고 판단할 수 있다. 반대로 두 온도의 차(T1-T2)가 작다는 것은 그만큼 열교환이 냉매와 수증기의 온도차가 작아 열교환이 적게 일어난다는 의미가 될 수 있고, 이 때에는 냉매의 유동량을 줄여도 좋다고 판단할 수 있다. 따라서 두 온도의 차(T1-T2)가 클수록 공급되는 냉매의 양은 늘어나고, 온도의 차가 작을수록 공급되는 냉매의 양은 줄어들도록 제어할 수도 있다.

플래시탱크의 열교환기 상부에는 압력센서(44)가 설치되어 있어서 플래시탱크 내부의 압력이 지속적으로 모니터링되며, 내부 압력이 지나치게 높은 경우에는 플래시탱크 상부에 설치된 안전밸브(46)를 통하여 일부 수증기를 릴리즈함으로써 플래시탱크의 파손이나 폭발을 방지한다.

플래시탱크 열교환기 상부에는 토출밸브(36)가 설치되어 있어서 산업 현장 등에 공급되는 스팀의 양을 제어한다.

이상과 같이 본 발명에 대해서 예시한 도면을 참조로 하여 설명하였으나, 본 명세서에 개시된 실시예와 도면에 의해 본 발명이 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술사상의 범위 내에서 통상의 기술자에 의해 다양한 변형이 이루어질 수 있음은 자명하다. 아울러 앞서 본 발명의 실시예를 설명하면서 본 발명의 구성에 따른 작용 효과를 명시적으로 기재하여 설명하지 않았을 지라도, 해당 구성에 의해 예측 가능한 효과 또한 인정되어야 함은 당연하다.

10: 히트펌프
11: 증발기
12: 압축기
14: 고온응축기
16: 수액기
17: 팽창밸브
18: 열교환기
19: 자동밸브
30: 플래시탱크
32: 유입부
34: 드레인부
36: 토출밸브
42: 레벨게이지
44: 압력센서
46: 안전밸브
50: 커버 플레이트
52: 배수로
54: 다공부

Claims

열원으로부터 열을 받아 냉매를 증발시키는 증발기, 상기 증발기에서 증발된 기체상(phase)의 냉매를 압축하는 압축기, 및 압축기에서 압축된 고온 고압의 기체상의 냉매를 액화시키며 열을 발산하는 고온응축기를 포함하는 히트펌프;
상기 고온응축기에서 냉매가 응축되며 발산한 열을 전달받은 스팀이 투입되는 플래시탱크; 및
상기 플래시탱크에 구비되며, 상기 압축기에서 압축된 고온 고압의 기체상의 냉매 일부가 유입되어 플래시탱크 내의 증기를 재가열하는 열교환기;를 포함하는 히트펌프 시스템.
청구항 1에 있어서,
상기 히트펌프는 상기 고온응축기에서 응축된 액체상의 냉매를 임시 계류시키는 수액기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 히트펌프 시스템.
청구항 1에 있어서,
상기 열교환기를 거쳐 나온 냉매는 고온응축기를 바이패스하는 것을 특징으로 하는 히트펌프 시스템.
청구항 2에 있어서,
상기 열교환기를 거쳐 나온 냉매는 고온응축기를 바이패스하여 상기 수액기로 유입되는 것을 특징으로 하는 히트펌프 시스템.
청구항 1에 있어서,
상기 열교환기는 상기 플래시탱크로 유입되는 스팀의 유입부보다 상부에 배치되는 것을 특징으로 하는 히트펌프 시스템.
청구항 1에 있어서,
상기 열교환기는 코일 타입인 것을 특징으로 하는 히트펌프 시스템.
청구항 1에 있어서,
상기 플래시탱크의 스팀 유입부보다 하부에는 플래시탱크 내에서 발생한 응축수를 배출하는 드레인부가 구비되는 것을 특징으로 하는 히트펌프 시스템.
청구항 7에 있어서,
상기 플래시탱크에는 상기 응축수의 수위를 측정하는 레벨게이지를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 히트펌프 시스템.
청구항 8에 있어서,
상기 레벨게이지에 의해 측정된 응축수의 수위가 기준 수위를 넘어설 경우 드레인부를 통해 응축수를 배출하는 히트펌프 시스템.
청구항 1에 있어서,
상기 플래시탱크의 열교환기로 유입되는 냉매의 양은 플래시탱크 내의 압력과 스팀 온도 중 적어도 어느 하나에 근거하여 결정되는 히트펌프 시스템.
청구항 10에 있어서,
상기 플래시탱크 내의 압력이 높을수록 상기 플래시탱크 내의 열교환기에 공급되는 냉매의 양은 줄어드는 것을 특징으로 하는 히트펌프 시스템.
청구항 10에 있어서,
상기 플래시탱크 내의 스팀 온도가 높을수록 상기 플래시탱크 내의 열교환기에 공급되는 냉매의 양은 줄어드는 것을 특징으로 하는 히트펌프 시스템.
청구항 12에 있어서,
상기 플래시탱크의 열교환기 입구의 냉매 온도(T1)과 열교환기 출구의 냉매 온도(T2)를 비교하여, 두 온도의 차(T1-T2)가 클수록 공급되는 냉매의 양은 늘어나고, 온도의 차가 작을수록 공급되는 냉매의 양은 줄어드는 것을 특징으로 하는 히트펌프 시스템.
청구항 12에 있어서,
상기 열교환기에 공급되는 냉매의 양은 수액기 측에서 자동밸브를 통해 조절하는 것을 특징으로 하는 히트펌프 시스템.
청구항 5에 있어서,
상기 플래시탱크 내의 열교환기와 스팀의 유입부 사이에는 스팀 내의 응축수를 제거하고 증기의 유동을 균일하게 퍼뜨리는 커버 플레이트가 설치되는 것을 특징으로 하는 히트펌프 시스템.
청구항 15에 있어서,
상기 커버 플레이트의 외주면의 적어도 일부가 상기 플래시탱크의 내벽에 의해 지지되는 것을 특징으로 하는 히트펌프 시스템.
청구항 15에 있어서,
상기 커버 플레이트의 외주면에는 스팀으로부터 제거된 응축수가 플래시탱크의 바닥으로 흘러내릴 수 있도록 배수로가 형성된 히트펌프 시스템.
청구항 17에 있어서,
상기 커버 플레이트는 중앙부에서 외주면으로 갈수록 점점 낮아지도록 경사진 것을 특징으로 하는 히트펌프 시스템.
청구항 15에 있어서,
상기 커버 플레이트의 중앙부에는 스팀으로부터 제거된 응축수가 플래시탱크의 바닥으로 흘러내릴 수 있도록 배수로가 형성된 히트펌프 시스템.
청구항 19에 있어서,
상기 커버 플레이트는 외주면에서 중앙부로 갈수록 점점 낮아지도록 경사진 것을 특징으로 하는 히트펌프 시스템.
청구항 18 또는 청구항 20에 있어서,
상기 경사도는 1˚ 내지 3˚인 것을 특징으로 하는 히트펌프 시스템.
청구항 15에 있어서,
상기 커버 플레이트의 표면에는 다공부가 형성된 것을 특징으로 하는 히트펌프 시스템.
청구항 1에 있어서,
상기 플래시탱크에는 스팀의 압력이 소정 압력 이상으로 상승할 경우 개방되는 안전밸브를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 히트펌프 시스템.
청구항 23에 있어서,
상기 안전밸브는 열교환기보다 상부에 설치되는 히트펌프 시스템.
청구항 23에 있어서,
상기 스팀의 압력은 열교환기보다 상부에 설치된 압력센서에 의해 측정되는 히트펌프 시스템.
청구항 1에 있어서,
상기 냉매는 R-245fa 인 히트펌프 시스템.
열원으로부터 열을 받아 냉매를 증발시키고, 증발된 기체상의 냉매를 압축한 후, 압축된 고온 고압의 기체상의 냉매를 액화시키며 발산하는 열로 스팀을 생성하는 단계;
상기 스팀을 플래시탱크 내부로 유입시키는 단계;
상기 압축된 고온 고압의 냉매 일부를 플래시탱크 내의 열교환기에 공급하여 플래시탱크 내부에 있는 증기를 2차 가열하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 고온 스팀 공급 방법.
청구항 27에 있어서,
상기 플래시탱크에서 발생한 응축수의 수위를 측정하여 수위가 기준 수위를 넘을 경우 응축수를 드레인하는 고온 스팀 공급 방법.
청구항 27에 있어서,
상기 플래시탱크 내의 압력이 높을수록 상기 열교환기에 공급되는 냉매의 양을 줄이고, 상기 플래시탱크 내의 압력이 낮을수록 상기 열교환기에 공급되는 냉매의 양을 늘리는 고온 스팀 공급 방법.
청구항 27에 있어서,
상기 플래시탱크 내의 스팀의 온도(T3)가 높을수록 상기 열교환기에 공급되는 냉매의 양을 줄이고, 상기 플래시탱크 내의 스팀의 온도가 낮을수록 상기 열교환기에 공급되는 냉매의 양을 늘리는 고온 스팀 공급 방법.
청구항 27에 있어서,
상기 플래시탱크의 열교환기 입구의 냉매 온도(T1)과 열교환기 출구의 냉매 온도(T2)를 비교하여, 두 온도의 차(T1-T2)가 클수록 공급되는 냉매의 양을 늘리고, 온도의 차가 작을수록 공급되는 냉매의 양을 늘리는 고온 스팀 공급 방법.
청구항 27에 있어서,
상기 플래시탱크의 스팀의 압력이 소정 압력 이상으로 상승할 경우 스팀을 플래시탱크 외부로 릴리즈시키는 고온 스팀 공급 방법.
청구항 27에 있어서,
상기 냉매는 R-245fa 인 고온 스팀 공급 방법.