KR20180132789A - 공조 시스템 - Google Patents

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KR20180132789A
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바히드 바킬로로아야
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에이치브이피에스 홀딩스 (피티와이) 리미티드
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Abstract

본 발명은 냉매가 충진된 냉장 회로 내에서 연결된 응축기, 팽창 장치, 증발기 및 압축기를 포함하는 공조 시스템과 함께 이용하기 위한 열교환기 배열체에 관한 것이다. 열교환기 배열체는 응축물 유체로서 증발기에서 응축된 응축물 유체를 수집하기 위한 수집기 배열체를 포함한다. 열교환기 배열체는 열을 응축기로 유동되는 공기 유동으로부터, 증발기로부터 수용된 응축물에 전달하는 것을 돕도록 구성된다.

Description

공조 시스템
상호-참조
본원은 2016년 4월 1일자로 출원된 호주 가특허출원 2016901211의 우선권을 주장하고, 그러한 가특허출원의 전체 개시 내용이 참조로 본 명세서에 포함된다는 것을 이해하여야 한다.
본 발명은 냉각, 가열, 냉장, 공조에 관한 것이고, 특히 개선된 공조 시스템에 관한 것이다. 본 발명은 주로 공조 및/또는 냉장 시스템에서/그와 함께 이용하기 위해서 개발된 것이고, 이하에서 이러한 적용예를 참조하여 설명될 것이다. 그러나, 본 발명이 이러한 특별한 이용 분야로 제한되지 않는다는 것이 이해될 것이다.
본 발명의 배경에 대한 이하의 설명은 본 발명의 이해를 돕기 위한 것이다. 그러나, 그러한 설명은, 언급된 임의 자료가, 본원의 우선일에, 공보로 발행되었다는 것, 알려졌다는 것, 공통적인 일반적 지식의 일부라는 것을 인지하였거나 인정하는 것이 아님을 이해하여야 한다.
공조 시스템은 여름철 피크 전력 수요의 주요 원인이다. 이들은 귀중한 화석 연료의 감소를 초래하는 한편, 오존층을 고갈시켜 심각한 건강 관련 결과를 초래하는 온실효과 가스 방출이라는 큰 문제에 기여한다. 지구 온난화는, 세계의 평균 온도를 높이는 통상적인 가열, 환기, 및 공조(HVAC) 시스템에 기인하는 다른 주요 문제이다. HVAC 시스템은 전형적으로 건물의 총 전기 소비의 40%를 차지한다. 공조 유닛은, 냉각 수요가 가장 높을 때 높은 주위 온도에서 가장 덜 효율적이다. 이는 증가된 오염, 대기 전력 생산 용량에서의 과도한 투자, 및 피크 자산(peaking assets)의 낮은 활용도를 초래한다. 그에 따라, 건물에서 전체적으로 달성 가능한 에너지 소비 감소 및 인간의 쾌적함 향상은 HVAC 시스템의 성능에 따라 달라진다. 전술한 내용을 고려할 때, 공조 시스템의 효율을 높이기 위한 계속적인 노력이 있어 왔다.
공조 사이클은 많은 수의 열역학적 및 기계적 동작을 포함하고, 그 중 많은 것은 전체적인 프로세스 효율을 개선하기 위한 이전의 노력의 대상이었다. 이전의 노력은, 예를 들어, 개선된 화학적 냉매를 제공하는 것에 관한 것이었다. 다른 이전의 노력은 공조 냉매의 4개의 전이 스테이지(압축, 응축, 팽창, 증발) 중 하나에서의 효율 개선에 초점을 맞췄다. 예로서, 전기 모터 기술에서의 개선이 공조 프로세스의 압축 스테이지에서의 개선을 제공한 반면, 실외 응축기 유닛 내의 인버터 팬의 제공은 사이클의 응축 스테이지에서의 개선된 효율에 초점을 맞춘 것이었다.
특별한 개선 분야는, 공조 사이클 내의 냉각제로서 증발기로부터 수집되는 액체 응축물을 이용하는 것이었다. 하나의 그러한 예가 특허 문헌 FR 2552862에서 제공된다. 이러한 문헌은 응축물 탱크 내의 응축물의 수집 및 저장을 개시하고, 이를 통해서 압축기와 응축기 사이에서 파이프로 이송되는 냉매의 일부가 분할되며, 그에 따라, 냉매는 응축기에 진입하기 전에 예비-냉각된다. 냉매 라인 예비-냉각기의 다른 예가 US 20050028545에서 제공된다. 이러한 시스템은 건물의 공기 공급부의 배출부 내에 예비-냉각기를 위치시켜, 응축기(또는 다른 물 공급부)로부터의 응축물에 의해서 습윤되는(wetted) 냉매 라인의 증발 냉각을 허용한다.
냉매 라인을 냉각시키기 위해서 응축물을 이용하는 추가적인 예가 본 출원인의 이전 공개 WO2015164919에서 제공되며, 이는, 특히, FR 2552862에서 개시된 개념의 실행에서의 개선을 제공하였다. 특히 WO2015164919는 협력하는 열교환기의 쌍을 제공하였고, 여기에서 제1 열교환기는 열을 냉매로부터, 증발기로부터 수집된 액체 응축물 저장용기의 저장용기로 전달한다. 제2 열교환기가 응축기 팬 공기 유동의 하류에 제공되어, 열을 응축기 팬 공기 유동을 통해서 응축물로부터 주위 공기로 전달하는 것을 돕는다. 그에 따라, 이러한 배열체는(arrangement) 응축물의 가온(warming)을 지연 또는 감소시키며, 그에 따라 냉매 라인의 유효 냉각을 제공하기 위해서 응축물 온도가 충분히 낮아지는 기간을 연장시킨다.
전술한 종래의 시스템에서, 냉매 라인을 냉각시키기 위해서 증발기 응축물이 배타적으로 이용되었다는 것이 이해될 것이다. 대안적인 종래 시스템에서, 응축물이 냉매 라인으로부터 열을 수용한 후에 응축물을 더 이용하기 위한 노력이 있어 왔다.
하나의 그러한 예가 US20130061615에서 제공되고, 여기에서 응축물은, 응축기와 팽창 밸브 사이에 위치된 '하위-냉각기(sub-cooler)'를 통해서 냉매 라인을 냉각시키기 위해서, 제1 열 전달 프로세스에서 이용된다. 하위-냉각기로부터 나온 후에, 응축물이 제2 열 전달 프로세스에서 이용되고, 그에 의해서 가온된 응축물이 매니폴드 내로 펌핑되고 응축기에 진입하는 공기 유동 상으로 분무된다. 제2 열 전달 프로세스는 응축기의 냉각(그리고 그에 따라 응축기의 효율 개선)을 위한 것이나, 이러한 배열체는 많은 단점을 갖는다. 특히, 그러한 배열체는 응축물이 펌프의 영향 하에서 이동될 것을 요구하고, 이는 동작을 위한 전기 입력을 필요로 하고 또한 응축물에 열을 부가하며, 그에 의해서 제2 열 전달 프로세스에 의해서 제공된 개선을 감소시킨다. 응축기 상으로 분무된 응축물이 하위-냉각기 내의 제1 열 전달 프로세스에 의해서 이미 가온되었다는 점에서, 제2 열 전달 프로세스의 유효성이 또한 제한된다. 또한, 연무화된 응축물을 응축기 코일 상으로 분무하는 것은 일반적으로 부식 촉진과 관련하여 바람직하지 않다.
(냉매 라인의 냉각이 아니라) 응축물을 이용하는 다른 이전의 예가 US 2015/0362230에서 제공되며, 이는 많은 수의 응축물-이용 냉각 배열체를 하나의 시스템 내에서 조합하기 위한 것이다. 특히, 이러한 공보는, 액체 응축물이 증발기로부터 수집된 저장 탱크 내로 수집되는 것을 개시한다. 이어서, 응축물은 3개의 분리된 열교환 시스템을 통해서 미리 기계적으로 순환되고 그리고 3개의 시스템을 통한 계속된 재순환을 위해서 응축물 탱크 내로 다시 지향된다. 3개의 열교환 시스템은 증발기 상류의 공기 유동을 냉각하기 위한 제1 예비-냉각기, 응축기 상으로 송풍되는 공기 유동을 냉각하기 위한 제2 예비-냉각기 및, 세 번째로, 응축기와 팽창 밸브 사이의 냉매 라인을 냉각하기 위한 하위-냉각기를 포함한다.
전술한 종래의 배열체에서와 같이, US 2015/0362230에 개시된 시스템은, 다양한 도관, 밸브 및 열교환기를 통해서 냉각제를 구동하기 위한 본질적인 요소로서 전기 펌프를 필요로 한다는 단점을 갖는다. 전기 펌프의 이용은 전기 사용을 증가시키고 바람직하지 못하게 부가적인 열을 저온 응축물에 부가한다. 다른 단점은, 3개의 냉각 시스템을 통한 응축물의 계속된 재순환이 저장 탱크 내에서 응축물 온도를 점진적으로 증가시키고 그에 의해서 시스템 효율을 감소시킨다는 것이다. 다른 단점은 시스템의 전체적인 복잡성이다. 예를 들어, (응축물이 최소 저항의 경로를 이동하려는 경향을 보상하기 위해서) 응축물을 특별한 냉각 시스템을 향해 지향시키기 위한 제어 밸브가 요구된다. 비교적 많은 수의 열교환기 및 펌프 및 수많은 밸브와 같은 이동 구성요소를 고려할 때, 시스템의 복잡성은 또한 신뢰도를 떨어뜨리기 쉽다. US2015/0362230에서 개시된 것과 같이 복잡한 시스템은 또한 초기 비용을 높일 수 있고, 그에 의해서 통상적인 공조 시스템보다 높은 부가된 비용을 상쇄키시는 효율 개선(있는 경우)이 있을 때까지, 바람직하지 못하게 긴 '균형(break even)' 동작 기간을 필요로 한다.
전술한 내용을 고려하면, 그에 따라 개선된 또는 대안적인 열교환기 배열체 또는 공조 시스템을 제공하는 것이 바람직할 수 있다.
본 발명에 따라, 냉매가 충진된 냉장 회로 내에서 연결된 응축기, 팽창 장치, 증발기 및 압축기를 포함하는 공조 시스템과 함께 이용하기 위한 열교환기 배열체가 제공되고, 그러한 열교환기 배열체는: 응축물 유체로서 증발기에서 응축된 응축물 유체를 수집하기 위한 수집기 배열체; 및 제1 열교환기로서, 열을 응축기로 유동되는 공기 유동으로부터, 증발기로부터 수용된 응축물에 전달하는 것을 돕도록 구성된, 제1 열교환기를 포함한다.
통상적으로 냉매를 냉각시키기 위해서 응축물을 이용하는 것에 초점을 맞춘 이전의 시스템과 대조적으로, 본 발명은 유리하게 응축기로 유동되는 공기 유동을 냉각하기 위해서 증발기로부터 수집된 응축물을 이용한다. 공조기의 응축기로 송풍되는 주위 공기 온도는 상당히 다를 수 있고, 따뜻한 날에는, 시스템 효율의 상당한 감소를 초래할 수 있다. 용이하게 이해될 수 있는 바와 같이, 응축기의 기능은, 고압 가스를 고압 액체로 변환하기 위해서, 압축기를 빠져 나가는 고압 가스를 냉각시키는 것이다. (공조가 가장 요구되는) 따뜻한 날 중에, 응축기를 수용하는 실외 유닛 상으로 송풍되는 주위 공기 온도는 30 ℃ 이상까지 상승될 수 있다. 주위 온도의 상승은, 고압 가스 냉매를 충분히 냉각할 수 있는 응축기의 능력을 상당히 감소시킨다. 감소된 응축기 효율은 응축기를 빠져 나가는 높은 온도의 냉매, 및 작업 유체(즉, 냉매)로부터의 냉각 능력(potential)의 감소를 초래한다. 따라서, 응축기를 향해서 유동되는 공기 유동을 냉각하는 것은 시스템 효율의 개선을 제공한다.
본 발명은, 유리하게, 제1 열교환기 내에서 응축기 상으로 송풍되는 공기 유동의 온도를 감소시키기 위해서 증발기로부터 수집된 응축물을 이용하는 것에 의해서 이러한 개념을 적용한다. 대조적으로, WO2015164919, FR 2552862 및 US 20050028545에서 개시된 것과 같이 종래 기술의 시스템은 냉매를 냉각하는 것에 관한 것이고 응축기 공기 유동 온도에 관한 것은 아니다.
US2015/0362230 및 US20130061615에서 개시된 이전의 시스템이 일반적으로 수집된 응축물을 이용한 응축기-냉각을 개시하지만, 각각의 종래 기술의 응축기-냉각 구성요소는 하나 이상의 다른 냉각 시스템과 함께 이용되고, 그에 따라 종래 기술의 응축기-냉각기의 효율을 상당히 감소시킨다. 특히, 종래의 응축기-냉각 시스템은, 희망하는 효율 개선을 제공하기 위해서 이미 너무 가온된 응축물에 의존한다. US2015/0362230에 개시된 시스템은 제한된 응축물의 공급을 여러 냉각 시스템들 사이에서 분할하고, 그에 의해서 응축기-냉각 시스템에 제공되는 응축물의 부피를 감소시킨다. US20130061615의 시스템은, 응축물 유동이 냉매-라인 냉각 시스템을 빠져 나간 후에만, 응축물을 응축기-냉각 시스템에 공급하고, 그에 의해서 응축기-냉각제로서의 그 이용에 앞서서 응축물 냉각 능력을 감소시킨다.
앞서 주목한 바와 같이, (일반적으로 공조에 대한 증가된 사용자 요구에 상응하는) 주위 온도의 증가는 응축기 상으로 송풍되는 높은 온도의 주위 공기를 초래하고 그에 따라 응축기 효율의 감소를 초래한다. 그에 따라, 본 발명의 제1 열교환기에 의해서 제공되는 공기 유동 냉각은 전형적으로 주위 공기 온도의 증가에서 더 유리할 것이고, 본 발명에 의해서 제공되는 에너지 절감은 일반적으로 더 더운 날에 증가될 것이다. 유사하게, 더 높은 주변 습도는 일반적으로 증발기로부터 수집된 응축물의 부피를 증가시킬 것이고, 결과적으로, 제1 열교환기로 제공되는 냉각제의 부피를 증가시킬 것이다. 따라서, 본 발명에 의해서 제공되는 에너지 절감은 또한 더 습한 날에 증가될 것이다.
본 발명의 특별한 실시예에 따라, 수집기 배열체, 제1 열교환기 및 냉각제 배출구가 냉각제 경로를 통해서 유체 연통되게 연결되며, 냉각제 배출구는, 사용 시에, 제1 열교환기로부터 열을 수용한 폐 냉각제를 방출하기 위해서, 냉각제 경로 내에서 제1 열교환기의 하류에 위치된다. 본 발명의 이러한 실시예는, 유리하게, 냉각 특성이 소진된 후에 폐 냉각제의 배출을 허용한다. 증발기에서 수집된 응축물의 전부 또는 실질적으로 전부를 재순환시키고자 하는 일부 기존 시스템과 대조적으로, 제1 열교환기 하류에 냉각제 배출구를 제공하는 것은 '신선한' 냉각제, 즉 제1 열교환기로부터 아직 열을 받지 않은 냉각제를 제1 열교환기로 일차적으로 제공하는 것을 돕는다. 본 발명의 이러한 형태는, 이미 따듯한 응축물을 계속 재순환시키는 종래의 장치보다 상당한 개선을 제공한다. 그러한 시스템에서, 냉각 효율은, 응축물이 열교환기와 실질적으로 동일한 온도로 가열될 때(이러한 시점에서 냉각 효율이 0에 접근한다)까지, 각각의 재순환에 의해서 감소된다.
본원에서 '냉각제'에 대한 언급이 증발기로부터 수집된 응축물을 포함하고, 일부 경우에, 냉각제 경로 내의 냉각제가 전체 액체 응축물로 구성되는 것이 이해될 것이다. (증발기로부터 수집된 응축물의 양이 적은 낮은 습도 환경에서와 같은) 다른 경우에, 외부 물 공급부로 액체 응축물을 보충하는 것이 바람직할 수 있고, 그러한 경우에 본 발명과 연관된 냉각제는 액체 응축물 및 보충물(supplementary) 또는 '보충'수('top up' water)의 조합일 수 있다.
앞서서 주목한 바와 같이, 수집기 배열체로부터 직접 수용된 전체 '신선' 응축물, 즉 제1 열교환기를 아직 통과하지 않은 응축물을 제1 열교환기에 공급하는 것이 일반적으로 바람직할 수 있다. 따라서, 본 발명의 특별한 형태에서, 냉각제 경로는 개방-루프 구성을 포함하고, 그에 의해서 응축물 유동의 어느 부분도 제1 열교환기를 통해서 재순환되지 않는다. 냉각제 경로의 개방-루프 형태는, 제1 열교환기로 공급되는 응축물의 전부가 최대 냉각 능력으로 제공되는 한(즉, 가능한 한 저온인 한), 바람직하다. 다시, 제1 열교환기는 응축기 내로의 공기 유동에 대한 최적의 가능한 냉각 효과를 제공할 수 있다.
그러나, 본 발명의 대안적인 형태에서, 증발기로부터 수집된 신선 응축물을 보충하기 위해서 응축물의 비교적 작은 부분을 재순환시키도록, 냉각제 경로가 구성될 수 있다. 따라서, 본 발명의 특별한 형태에서, 냉각제 경로는 제1 열교환기 하류의 유입구로부터 제1 열교환기 상류의 배출구까지 연장되는 재순환 루프를 포함하고, 그에 의해서, 사용 시에, 제1 열교환기에 공급된 응축물의 일부는 재순환 루프를 통해서 공급된, 재순환된 응축물이다.
본 발명의 이러한 형태가, 응축물의 대부분 또는 전부를 재순환시키고 일반적으로 냉각 능력이 소진된 후에 어떠한 응축물도 방출하지 않는 기존 시스템보다 우수한 개선을 또한 제공한다는 것이 이해될 것이다. 효율의 상당한 감소가 관찰되기 전에 재순환될 수 있는 응축물의 정확한 양은, 지리적 위치, 기본적 공조기 효율 및 날마다의 온도와 같은, 다양한 인자에 따라 달라질 것이다. 그러나, 본 발명의 특별한 실시예에서, 제1 열교환기에 공급되는 재순환된 응축물의 부분은 제1 열교환기에 공급된 응축물의 총 부피 유동의 50% 미만이다. 본 발명의 보다 특별한 형태에서, 재순환된 응축물의 부분은 제1 열교환기에 공급된 응축물의 총 부피 유량의 40% 미만, 보다 특히 30% 미만, 그리고 보다 더 특히 20% 미만이다. 본 발명의 특별한 실시예에서, 제1 열교환기에 공급되는 재순환된 응축물의 부분은 제1 열교환기에 공급된 응축물의 총 부피 유동의 10% 미만 그리고 보다 특히 5% 미만이다.
본 발명의 특별한 형태에서, 수집기 배열체에 의해서 수집된 실질적으로 모든 응축물을 제1 열교환기에 전달하도록, 냉각제 경로가 구성된다. 본 발명의 이러한 형태는, 응축물 공급물이 3개의 분리된 냉각 회로 사이에서 분할되는 US2015/0362230에서 개시된 것과 같은 종래의 시스템보다 우수한 상당한 장점을 제공한다. 제1 열교환기가 수집기 배열체 바로 하류에 있도록 냉각제 경로가 또한 구성될 수 있고, 즉 냉각제는 제1 열교환기에 진입하기 전에 어떠한 다른 열 전달 장치에도 진입하지 않는다. 이와 관련하여, 액체 응축물의 최대 냉각 능력이 제1 열교환기에 제공될 수 있다.
앞서서 주목한 바와 같이, 종래 기술의 장치는 바람직하지 못하게, 응축기 공기 유동 냉각 목적을 위해서 응축물을 이용하기 전에, 다른 열교환기, 예를 들어, 냉매-냉각 열교환기 내의 응축물을 이용한다. 이러한 시스템에서, 그에 따라, 응축물의 온도는, 시스템의 응축기-냉각 부분에 진입하기 전에, 상당히 증가된다. 유리하게, 수집기 배열체와 제1 열교환기 사이의 응축물 온도 증가를 최소화하도록, 본 발명의 냉각제 경로가 일반적으로 구성된다. 그에 따라, 냉각제 경로는, 최소한 응축물이 수집기 배열체 내에서 수집되는 온도와 대략적으로 동일하거나 그보다 약간만 더 높은 온도에서, 응축물을 제1 열교환기로 전달할 수 있다. 예로서, 제1 열교환기가 수집기 배열체의 바로 하류에 있도록, 냉각제 경로가 구성될 수 있다. 즉, 중간의 열교환기가 수집기 배열체와 응축기-냉각 열교환기(즉, 제1 열교환기) 사이에 배치되지 않는다.
수집기 배열체로부터 제1 열교환기로의 이송 중에 응축물의 약간의 가열이 발생될 수 있으나, 이러한 가온은 전형적으로, 고온 냉매 냉각 프로세스를 수집기 배열체와 응축기 공기 유동 냉각기 사이에 위치시킨 이전의 시스템에 비해서, 작다는 것이 이해될 것이다. '바로 하류'라는 용어는, 응축물이, 중간 장치를 통과하지 않고, 제1 열교환기로 지향되는 것을 지칭하는 것으로 해석된다. 그에 따라, 본 발명은, 응축물이 수집기와 제1 열교환기 사이에서 임의의 중요한 또는 정교한 가열 프로세스를 거치는 것을 방지하도록 구성될 수 있다. 수집기 배열체와 제1 열교환기를 연결하는 응축물 도관은 또한 가능한 한 저온의 응축물 온도를 유지하기 위한 적절한 절연을 구비할 수 있다.
앞서서 주목한 바와 같이, 본 발명은, 그러한 것이 열교환기 배열체로 지향되고 그에 의해서 응축물의 냉각 능력이 응축기를 향하는 공기 유동을 냉각시키는데 일차적으로 소비된다는 점에서, 유리하다. 응축기로의 공기 유동으로부터 열을 받은 제1 열교환기 배열체를 빠져 나가는 응축물은, 본 발명의 일부 실시예에서, 냉각제 배출구를 통해서 폐기물로서 방출될 수 있거나, 대안적으로, 일부가 제1 열교환기를 통한 제2 통과를 위한 재순환 루프를 경유하여 재순환될 수 있다. 열교환기 고유의 효율 한계로 인해서, 제1 열교환기를 빠져 나가는 냉각제는 가온될 것이나, 전형적으로 여전히 주위 공기 온도보다 낮은 온도일 것이고 일반적으로 냉매 온도보다 더 낮을 것임이 이해될 것이다.
따라서, 본 발명의 특별한 형태에서, 열교환기 배열체는, 냉매로부터 증발기로부터 수용된 응축물로 열을 전달하는 것을 돕도록 구성된 제2 열교환기를 포함한다. 제2 열교환기는 제1 열교환기에 의해서 제공된 공조기 효율 개선을 보충하도록 동작할 수 있다. 그러나, 이전의 시스템과 달리, 본 발명의 열교환기 배열체는, 신선한 응축물의 공급을 응축기 공기-냉각기와 냉매 냉각기 사이에서 분할하는 것에 의해서 또는 냉매 냉각기로부터 방출된 (가온된) 냉각제를 응축기-냉각기에 공급하는 것에 의해서 응축기-냉각을 손상시키지 않는다.
이와 관련하여, 본 발명의 열교환기 배열체는, 유체의 유동을 제1 열교환기로부터 제2 열교환기로 안내하도록 유리하게 구성될 수 있다. 즉, 제2 열교환기에는 제1 열교환기를 첫 번째로 통과한 응축물이 공급되고, US20130061615와 같은 종래 기술의 시스템에서 제공된 바와 같이 다른 방식으로 돌아서 공급되지 않는다. 이러한 실시예에서, 제2 열교환기는 제1 열교환기 하류 및 냉각제 배출구 상류의 냉각제 경로에 연결될 수 있다.
US2015/0362230 및 US20130061615에서 개시된 이전의 시스템은 일반적으로 수집된 응축물을 이용하는 응축기-냉각을 개시하나, 그러한 응축기-냉각 시스템은, 응축기-냉각 능력이 낮거나 기능적인 냉각을 제공하지 못하는 지점까지 응축물이 이미 가온되는 방식으로 배열된다. 이는, 공조기 동작을 지배하는 기본적인 열역학적 원리 때문이다. 특히, 응축기의 기능은 열을 고온 냉매로부터 저온의 주위 공기로 열을 전달하는 것이다. 응축기 내의 열 교환은 결코 이상적이 아니고(즉, 완전 교환이 달성되지 않고), 그에 따라 응축기를 빠져 나가는 냉매는 여전히 주위 공기보다 더 높은 온도일 것이다. 증발기로부터 수집된 저온 액체 응축물은 전형적으로 10 내지 20 ℃이고 냉매 온도 및 주위 온도 모두보다 낮을 것이나, 응축물과 주위 온도 사이의 온도차는, 응축물과 냉매 사이이 온도차보다 작다.
본 발명은 유리하게, 응축물을 제2 열교환기에 앞서서 제1 열교환기로 지향시킴으로써 이러한 원리를 인지하고 이용한다. 액체 응축물의 온도가 냉매 또는 응축기로 송풍되는 주위 공기(또는 그 둘 모두)를 냉각시키는데 적합하지만, 열 전달(즉, 열적 플럭스)가 냉각제와 냉각하고자 하는 가열된 매체 사이의 온도차에 비례한다는 것이 이해될 것이다. 따라서, 냉매보다 온도가 낮은 주위 공기를 냉각하기 위해서, 응축물이 가능한 한 저온일 필요가 있다. 응축물이 고온 냉매 라인을 냉각하기 위해서 첫 번째로 사용된다면, 응축물은 전형적으로 주위 공기의 온도에 근접한 또는 그와 같은 온도까지 가온될 것이고, 그에 따라 이는 응축물의 응축기-냉각 능력을 제거하거나 상당히 감소시킨다.
예로서, 본 발명은, 25 ℃의 주위 공기 온도를 냉각하기 위해서, 12 ℃의 응축물을 제1 열교환기에 공급할 수 있다. 주위 공기 냉각 후에, 응축물 온도는 예를 들어 12 ℃로부터 17 ℃까지 상승될 수 있다. 이러한 지점에서, 응축물은 제2 열교환기 내의 응축기(전형적으로 20 내지 50 ℃)를 빠져 나가는 냉매를 냉각시킬 수 있을 정도로 여전히 충분히 저온이다. 대조적으로, 종래 기술의 시스템 US20130061615는 응축기를 빠져 나가는 냉매를 첫 번째로 냉각하기 위해서 응축물을 이용하고, 그에 의해서 응축물을 상당히 가온하고 응축물의 주위 공기 냉각 능력을 감소 또는 제거한다. 이와 관련하여, 본 발명에 의해서 제공되는 냉각제 경로 구성은 응축기로 송풍되는 주위 공기뿐만 아니라 냉매 모두의 효과적인 냉각을 가능하게 한다.
따라서, 수집기 배열체로부터 수집된 냉각제는 첫 번째로 제1 열교환기로 지향될 수 있고, 그에 따라 높은 주위 공기 유동 온도에서 응축물의 최대 냉각 능력을 이용할 수 있다. 제1 열교환기로부터 빠져 나갈 때, 가온된 응축물은 응축기를 향해서 유동되는 주위 공기 유동으로부터 열을 수용하였다. 그러나, 앞서서 주목한 바와 같이, 응축물은 전형적으로 냉매보다 아직 낮은 온도일 수 있고, 그에 따라, 제2 열교환기 내에서 이어서 이용되고, 여기에서 냉매 라인으로부터 부가적인 열을 수용한다. 제1 및 제2 열교환기로부터 열을 수용한 후에, 이어서 액체 응축물이 제2 열교환기 하류의 냉각제 배출구를 통해서 방출된다. 방출된 응축물은, 예를 들어, 식물 물 공급을 위해서 정원을 향해서 지향될 수 있거나, 본 발명의 대안적인 실시예에서, 수돗물을 가열하기 위해서 이용될 수 있다.
냉각제 경로와 관련하여 제2 열교환기의 위치가 제1 열교환기의 하류에 있지만, 제2 열교환기의 위치는 냉각제 회로와 관련하여 변경될 수 있다. 예를 들어, 제2 열교환기는 압축기와 응축기 사이에(즉, 응축기에 진입하기 전에 냉매를 냉각하기 위해서 압축기의 하류에) 위치될 수 있다. 대안적으로, 제2 열교환기는 압축기와 팽창 장치 사이에(즉, 팽창 장치에 진입하기 전에 냉매를 냉각하기 위해서 응축기의 하류에) 위치될 수 있다.
제1 및 제2 열교환기의 특별한 구조적 배열이 달라질 수 있다는 것 그리고 (제1 열교환기에서) 공기 유동으로부터 액체 응축물로 그리고 (제2 열교환기에서) 냉매로부터 액체 응축물로 열을 전달하는 것을 돕기 위해서 다양한 열교환기 설계가 적합할 수 있다는 것이 이해될 것이다. 그러나, 본 발명의 특별한 형태에서, 제2 열교환기는 제1 열교환기와 연관된, 그리고 그 상부 부분에 위치된 컨테이너 내에 위치된다. 이러한 특별한 배열은, 유체 대류의 원리를 이용하고 그에 의해서 (더 낮은 밀도의) 제1 열교환기 내의 더 고온인 유체가 제2 열교환기를 향해서 위쪽으로 부유하는 경향이 있을 것이라는 점에서 유리하다.
그러한 대류 원리의 이용은, 일부 경우에, 기계적 펌프의 필요성을 배제할 수 있다. 앞서서 주목한 바와 같이, 기계적 펌프는 전기적 요건으로 인해서 전체적인 효율을 감소시킬 수 있고 또한 부가적인(바람직하지 못한) 열을 냉각제에 도입할 수 있다. 이와 관련하여, 본 발명은, 펌프, 밸브, 스위치 및 기타와 같은 이동 구성요소가 없이 동작되도록 구성될 수 있고, 이는 유리하게, 증가된 신뢰성, 감소된 비용 및 개선된 시스템 강건성을 유도할 수 있다. 전술한 바와 같이, US2015/0362230 및 US20130061615와 같은 종래의 응축기-냉각 시스템의 각각은 동작을 위해서 모터를 필요로 한다. 대조적으로, 제1 열교환기의 직립형 파이프 구성은, 냉각제 경로를 따른 유동을 촉진하는 대류 힘을 이용한다.
이동 부품의 배제는, 일부 실시예에서, 제1 열교환기 내의 세장형 파이프의 설계에 의해서 또한 촉진될 수 있다. 세장형 파이프의 치수적 매개변수는, 열 전달의 최대화와, 다른 한편으로, 냉각제 유동의 최대화 사이의 절충을 포함한다. 많은 수의 얇은 파이프를 갖는 제1 열교환기를 제공하는 것이, 열 전달을 증가시키는 큰 표면적을 제공한다는 것이 이해될 것이다. 그러나, 얇은 파이프의 제공은 냉각제 유동 경로에 대한 더 큰 협착을 제공할 수 있고, 이는 그 극복을 위한 부가적인 유동 압력을 필요로 한다. 모터화된 펌프가 없는 본 발명의 실시예에서, 냉각제 유동 압력이 수집기 배열체와 제1 열교환기 사이의 높이차에 의해서 일차적으로 유도된다는 것이 이해될 것이다. 예로서, 실내 유닛(및 수집기 배열체)이 바닥 레벨 위로 200 cm에 위치되고 실외 유닛(및 제1 열교환기)이 바닥 레벨 위로 85cm에 위치되는 경우에, 115 cm의 정적 수두압(static head pressure)이 유도될 것이고, 이는 냉각제 경로를 따른 응축물 유동을 구동한다. 기계적 펌프를 필요로 하지 않는 시스템을 설계하기 위해서, 115 cm보다 큰 압력 손실(이는 응축물 도관의 역류 및 실내 공조 유닛으로부터의 바람직하지 못한 누출의 발생을 초래할 수 있다)을 제공하지 않도록 본 발명이 구성될 수 있다.
본 발명의 특별한 형태에서, 세장형 파이프의 직경은 약 0.750 인치이고, 0.02 인치의 벽 두께를 가지며, 이는, 전형적인 조건에서, 냉각제 유동을 여전히 촉진하면서 열 전달의 최대화 사이에서 효과적인 절충을 제공할 수 있다. 얇은 세장형 파이프에서와 같이, 더 긴(즉, 더 높은) 세장형 파이프는 또한 냉각제를 파이프를 통해서 위쪽으로 그리고 냉각제 배출구 외부로 구동하기 위해서 증가된 공급 압력을 필요로 할 것임이 이해될 것이다. 이와 관련하여, 공급 압력을 초과하지 않도록 그리고 수집기 배열체와 냉각제 배출구 사이의 냉각제 경로를 따른 희망 냉각제 유동을 돕도록, 그리고, 가능한 경우에, 모터화된 펌프 배열체를 이용한 공급 압력 보충 필요성을 배제하도록, 구리 관의 직경 및 길이 모두가 맞춰질 수 있다. 따라서, 열 전달 및/또는 냉각제 유동을 최적화하도록 제1 열교환기 파이프의 치수적 매개변수가 변경 또는 구성될 수 있으나, 그럼에도 불구하고 파이프의 특별한 치수가 변경될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.
무-펌프 냉각 배열체가 본 출원인의 이전의 공보 WO2015164919에 의해서 이전에 제공되었지만, 일련의 직립 관을 통한 냉각제 유동이 하부 탱크 내의 냉매 냉각기의 배치에 의해서 촉진되었다. WO2015164919의 하부 탱크에 진입하는 냉각제가 고온 냉매에 의해서 상당히 가열되었고, 이는 냉각제가 직립 관을 통해서 상승되게 하였다. 그러나, 냉매 냉각기를 하부 냉각제 탱크 내에 배치하는 것이 본 발명의 응축기-냉각 기능에 유해할 수 있다는 것이 이해될 것이다. WO2015164919에서 개시된 시스템과 대조적으로, 본 발명을 통한 냉각제 유동은 하부 냉각제 탱크 내에 위치된 제2 열교환기로부터 수용된 열에 의해서 보조 또는 촉진될 수 없다. 이러한 문제를 극복하기 위해서, 본 발명의 냉각제 경로는 전술한 방식으로 무-펌프 냉각제 유동을 촉진하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 수집기 배열체로부터 열교환기 배열체의 가장 높은 지점까지 물을 강제로 이동시키는데 필요한 압력이 중력-공급형 응축물 공급에 의해서 제공되는 압력보다 낮도록, 세장형 파이프의 크기 및 높이가 구성된다.
열교환기 배열체의 보다 특별한 실시예에서, 제1 열교환기는 하부 냉각제 탱크 및 상부 냉각제 탱크를 포함하는 냉각제 탱크의 쌍 사이에서 연장되는 복수의 냉각제 통로를 포함하고, 제2 열교환기는 상부 냉각제 탱크, 및 증발기로부터 하부 냉각제 탱크로 수집된 응축물을 전달하기 위한 도관을 더 포함하는 열교환기 배열체 내에 위치된다. 본 발명의 이러한 실시예는 유리하게 냉각제 경로를 제공하고, 그에 의해서 '신선' 냉각제가 수집기 배열체로부터 하부 탱크로 공급되고, 냉각제 통로를 통한 통과 중의 가온 시에, 자연적인 대류 힘이 따뜻한 물을 제2 열교환기를 향해서 위쪽으로 압박하고, 그에 의해서 부가적인 '신선한' (그리고 저온의) 응축물을 하부 탱크로부터 인출한다. 제2 열교환기를 포함하는 상부 탱크 내로 부유되는 더 큰 부력의 가온된 응축물은, 냉각제 배출구를 통해서 방출되기 전에, 제2 열교환기의 동작에 의해서 제2 시간 동안 열을 수용한다. 하부 냉각제 탱크가 냉각제 유입구 매니폴드로서 기능하도록 그리고 상부 탱크가 제1 열교환기를 위한 냉각제 배출구 매니폴드로서 기능하도록, 복수의 냉각제 통로가 각각 냉각제 탱크의 쌍과 유체 연통될 수 있다는 것이 이해될 것이다.
본 발명의 특별한 실시예에서, 상부 냉각제 탱크는 하부 냉각제 탱크보다 클 수 있고, 그에 따라 상부 냉각제 탱크 내에 위치된 제2 열교환기를 수용할 수 있다. 하부 냉각제 탱크는 비교적 좁은 파이프 또는 관으로 구성될 수 있다. 본 발명의 특별한 실시예에서, 수집기 배열체와 제1 열교환기 사이의 응축물 도관은, 통과하는 응축물의 바람직하지 못한 가온을 감소시키기 위해서 하나 이상의 절연 층을 구비할 수 있다. 유사하게, 제1 열교환기의 하부 냉각제 탱크는 또한 같은 이유로 하나 이상의 절연 층을 구비할 수 있다.
이러한 특별한 배열이 제1 및 제2 열교환기 사이의 동작적인 연관을 제공하고, 이는 (비록 펌프가 특별한 설비에서 여전히 요구될 수 있지만) 펌프의 이용이 없이 냉각제 경로를 통한 냉각제 유동을 촉진한다는 것이 이해될 것이다. 제1 열교환기의 냉각제 통로가 일반적으로 직립 배향으로 연장될 수 있고, 그에 따라 하부 냉각제 탱크로부터, 냉각제 통로를 통해서, 상부 냉각제 탱크까지의 냉각제의 대류-유도 유동을 촉진할 수 있다. 이와 관련하여, 본 발명의 특별한 실시예는, 앞서 주목한 대류-유도 유동에 의해서 보충되는 중력-공급형 냉각제 유동을 촉진할 수 있다. 본 발명의 "무펌프" 실시예는, 증발기가 응축기보다 높은 위치에 배치되는, 예를 들어 공조기 실내 유닛이 내측 벽의 상부 부분 상에 장착되는 설비에서 특히 적합할 수 있다. 이러한 경우에, 증발기로부터 수집된 액체 응축물은 중력의 영향 하에서 제1 열교환기를 향해서 배액될 수 있다.
전술한 실시예의 냉각제 탱크는 임의의 적합한 액체-유지 컨테이너 또는 저장용기로 구성될 수 있다. 본 발명의 특별한 실시예에서, 냉각제 냉크는, 제1 열교환기의 냉각제 통로를 포함하는 복수의 세장형 구리 파이프의 연부를 따라서 연장되는 매니폴드 배열체를 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 세장형 구리 파이프가 직선형일 수 있다. 대안적인 실시예에서, 세장형 구리 파이프가 하부 탱크에 인접한 편향 또는 꺽임 부분을 포함하여, 하부 냉각제 탱크를 실외 공조 유닛의 표면으로부터 이격시킬 수 있다. 이러한 실시예는 세장형 파이프의 상부 섹션에 의해서 규정된 평면으로부터 하부 냉각제 탱크가 오프셋될 수 있게 한다. 그러한 오프셋은, 유리하게, 하부 냉각제 탱크와 실외 유닛 사이의 접촉을 초래하지 않고, 세장형 파이프의 대부분(즉, 세장형 파이프의 상부 섹션)이 응축기에 가능한 한 근접하여 배치될 수 있게 한다.
본 발명의 특별한 실시예에서, 냉각제 통로는 복수의 세장형 파이프를 포함한다. 복수의 세장형 파이프는 다양한 재료로 형성될 수 있으나, 특별한 실시예에서, 복수의 세장형 파이프는 구리의 비교적 큰 열 전도도로 인해서 구리로 형성된다. 본 발명의 보다 특별한 실시예에서, 냉각제 통로는, 사용 시에 일반적으로 수직으로 배열되는 복수의 세장형 파이프를 포함한다. 그러나, 냉각제 통로의 특별한 배향이, 제1 열교환기와 연관되는 공조기 유닛의 각도에 따라 달라질 수 있다는 것이 이해될 것이다. 본 발명의 특별한 실시예에 따라, 제1 열교환기의 냉각제 통로는, 공조 시스템의 응축기 상의 공기 유동 유입구 위에 놓이도록 구성된다. 응축기는 전형적인 '분할 시스템' 공조기의 '실외-유닛'의 부품을 전형적으로 형성할 것이다. 실외 유닛의 공기 유입구 위에 놓이도록 또는 이를 가로질러 연장되도록 제1 열교환기를 구성하는 것은, 유리하게, 제1 열교환기 내의 냉각제와 (전형적으로 응축기 팬의 영향 하에서) 응축기 내로 유동되는 공기 유동 사이의 열 전달을 증가시킬 수 있다.
이러한 맥락에서, 제1 열교환기의 냉각제 통로의 배향이 응축물 공기 유동 유입구의 흡입면과 전반적으로 평행할 수 있다는 것이 이해될 것이다. 특별한 유닛에서, 응축기 공기 유동 유입구의 흡입 면이 전반적으로 수직인 평면을 규정할 수 있고, 그러한 경우에 냉각제 통로의 배향이 또한 수직일 수 있다. 다른 경우에, 응축기 공기 유동 유입구/흡입부의 흡입 면이 수평이거나 각도를 이룰 수 있고, 이러한 경우에 제1 열교환기의 파이프의 통로가 유사하게 수평이거나 각도를 이룰 수 있다. 임의의 경우에, 제1 열교환기의 냉각 표면(즉, 냉각제 통로)과 접촉되는 흡입 공기의 부피를 최대화하도록, 제1 열교환기가 응축기 공기 유동 흡입 면을 가로질러 연장되는 것이 일반적으로 바람직할 수 있다.
제1 열교환기는, 사용 시에, 응축기의 공기 유동 유입구 위에 놓이도록 구성된 냉각 표면을 형성할 수 있다는 것이 이해될 것이다. 냉각 표면은, 예를 들어, 파이프 내의 내부 통로를 통한 응축물 유동에 의해서 냉각되는 복수의 세장형 파이프의 외부 표면으로 구성될 수 있다. 이와 관련하여, 제1 열교환기가 또한, 사용 시에, 공기 유동 유입구에 걸친 액체 냉각제의 유동을 돕도록 구성될 수 있다. 즉, 제1 열교환기는, 유입구로 진입하는 공기의 최대 부피가 냉각제에 노출되도록, (냉각제 통로를 통해서) 공기 유동 유입구의 면을 가로질러 냉각제를 전달하도록 일반적으로 구성될 수 있다. 이러한 맥락에서, '가로질러'라는 용어는 유입구의 하나의 측면으로부터 다른 측면까지 유동하는 것을 지칭할 수 있고 반드시 측방향으로 유동하는 것을 지칭하는 것은 아니다. 앞서 주목한 바와 같이, 냉각제가 응축기 공기 유동 유입구의 하부 측면에 인접하여 위치된 하부 탱크로부터 응축기 공기 유동 유입구의 상부 측면에 인접하여 위치된 상부 탱크까지 유동되는 것이 일반적으로 바람직할 수 있다. 제1 열교환기의 냉각제 통로가 전반적으로 직립 또는 수직 배향되는 경우에, 그에 따라 유입구 면을 '가로지르는' 냉각제 유동은 유입구의 하부 측면으로부터 유입구의 상부 측면까지의 냉각제 유동을 지칭한다.
본 발명의 열교환기 배열체는 기존 공조 시스템, 예를 들어 기존 공조 시스템의 실외 유닛에 연결되도록 구성된 열교환기 조립체를 포함할 수 있다. 열교환기 조립체는, 예를 들어, 실질적으로 응축기의 공기 유동 유입구 위에 놓이는 크기 및 형상을 가질 수 있는 제1 열교환기를 포함할 수 있다.
앞서 주목한 바와 같이, 양 열교환기가 응축기 공기 유동 유입구에 인접한 간편한 설치를 위해서 구성된 일체형 조립체 내에 수용되도록, 제2 열교환기가 제1 열교환기의 상부 냉각제 탱크 내에 위치될 수 있다. 응축기 공기 유동의 유입구에서의 설치에 있어서 하나의 구성요소 만이 요구되기만 한다면, 열교환기 조립체가 편리하게 제1 및 제2 열교환기 모두를 포함하여 설치를 도울 수 있다. 열교환기 조립체는, 예를 들어, 상부 및 하부 냉각제 탱크의 쌍, 냉각제 탱크의 쌍들 사이에서 연장되는 제1 열교환기 냉각제 파이프, 및 상부 냉각제 탱크 내에 위치된 제2 열교환기를 포함할 수 있다.
제2 열교환기는 상부 냉각제 탱크 내에 위치된 나선형 관, 예를 들어 냉각제-충진된 상부 냉각제 탱크를 통해서 고온 냉매를 통과시키도록 구성된 코일형 구리 관으로 이루어질 수 있다. 코일형 배열체는, 유리하게, 냉각제에 노출되는 표면적을 증가시키고 그에 의해서 냉매로부터 냉각제로의 열 전달을 증가시킨다.
열교환기 배열체는 기존 공조 시스템에 맞춰 개장되도록 구성된 키트를 포함할 수 있다. 그러한 키트는 제1 열교환기를 기존 공조 시스템의 응축기 공기 흡입부에 연결하는 것을 돕도록 구성될 수 있다. 키트는, 예를 들어, 브래킷, 관, 파이프, 볼트 또는 나사와 같은 체결구, 지지 다리부 또는 설치를 돕는데 적합한 임의의 다른 부품을 포함할 수 있다. 유리하게, 본 발명은 설치를 간소화하기 위한 키트로서 용이하게 구성될 수 있고, 그에 의해서 최종 소비자의 비용을 절감할 수 있고, 또한, 본 발명의 기술이 많은 수의 기존 공조 시스템뿐만 아니라 공조 시스템의 새로운 설치에 적용될 수 있게 한다.
또한, 키트로서 구성될 수 있는 본 발명의 능력은, 기존 장치의 개장에 일반적으로 적합하지 않은 종래 기술의 시스템보다 상당한 장점을 제공한다. 예로서, US2015/0362230는 공조 실내 유닛의 실질적인 분해를 필요로 하는 증발기 공기 유동 상류에서의 하위-냉각기의 설치를 필요로 하고, 그에 따라, 기존 시스템의 편리한 개장에 적합하지 않다.
본 발명의 설치는, 예를 들어: 제1 열교환기가 실질적으로 유입구 위에 놓이도록 공조기 실외 유닛의 공기 유동 유입구에 열교환기 조립체를 위치시키는 것; 도관 내로의 증발 응축물을 수집기 배열체로부터 열교환기 조립체의 하부 탱크로 전환시키도록 수집기 배열체를 설치하는 것; 응축기 냉매 배출구가 열교환기 조립체의 상부 탱크 상의 유입구 포트에 연결되도록 냉매 회로를 응축기와 팽창 장치 사이에서 전환하는 것; 그리고 팽창 장치를 열교환기 조립체의 상부 탱크 상의 배출구 포트에 연결하는 것(즉, 제2 열교환기를 응축기와 팽창 장치 사이에 도입하는 것)으로 이루어질 수 있다. 설치 과정의 최종 단계는 외부 물 공급부로부터의 물로 열교환기 배열체를 충진하는 것 및 여러 연결부를 체크하기 위해서 시스템을 압력 테스트하는 것을 포함할 수 있다.
본 발명이 또한, 열교환기 배열체의 임의의 전술한 실시예를 포함하는 공조 시스템에 관련될 수 있다는 것이 이해될 것이다.
본 발명의 다른 양태에 따라, 냉매로 충진된 냉장 회로 내에 연결된 응축기, 팽창 장치, 증발기 및 압축기를 포함하는 공조 시스템의 효율을 개선하기 위한 방법이 제공되고, 그러한 방법은 칠링된(chilled) 응축물을 증발기로부터 수집기 배열체 내에 수집하는 단계; 및 응축물이 응축기를 냉각하는 공기 유동의 냉각을 위해서 이용되도록, 응축물을 제1 열교환기로 안내하는 단계를 포함한다.
본 발명의 이러한 양태의 특별한 실시예는 응축물을 제2 열교환기로 안내하는 부가적인 단계를 포함하고, 그에 의해서 응축물은 냉매 회로 내의 냉매를 냉각하기 위해서 이용되고, 제2 열교환기로 안내되는 응축물은 제1 열교환기를 처음으로 통과한다. 앞서서 설명한 바와 같이, 본 발명의 이러한 실시예는, 유리하게, 냉매의 냉각 능력을 첫 번째로 그리고 일차적으로 응축기 내로의 주위 온도 공기 유동의 냉각에 적용한다. 이러한 방식으로, 제1 열교환기에 진입하는 냉각제의 온도는 제2 열교환기의 동작에 의해서 영향을 받지 않고, 유입되는 응축기 공기 유동에 대한 냉각 효과가 최대화되어 시스템 효율의 가장 큰 전반적 개선을 제공한다.
본 발명의 이러한 양태는 기존 공조 시스템과 연관된 응축기의 공기 유동 유입구에 열교환기를 설치하는 단계를 포함할 수 있다. 본 발명은, 제1 열교환기로부터 열을 수용한 후에 응축물을 폐기물 배출구로 안내하는 단계를 포함할 수 있다. 특별한 실시예에서, 응축물 유동의 일부가, 폐기물 배출구로 안내되기 전에, 제1 또는 제2 열교환기를 통해서 재순환된다. 재순환되는 응축물의 양이 달라질 수 있다. 그러나, 특별한 실시예에 따라, 재순환되는 응축물의 부분은 제1 열교환기를 통한 응축물 부피 유량의 10% 미만, 그리고 보다 특히, 5% 미만이다.
앞서 주목한 바와 같이, 본 발명의 특별한 실시예에서, 제1 열교환기의 세장형 파이프가 구리로 형성된다. 상부 및 하부 냉각제 탱크는, 일부 실시예에서, 구리로 형성될 수 있거나, 다른 실시예에서, 스테인리스 강과 같은 다른 재료로 형성될 수 있다. 본 발명의 특별한 형태에서, 복수의 세장형 파이프 및 하부 냉각제 탱크가 구리로 형성되는 반면, 상부 냉각제 탱크는 스테인리스 강으로 형성된다. 유리하게, 이러한 재료의 각각이 재활용될 수 있고 친환경적이다. 이와 관련하여, 제품 수명의 종료 시에, 재료가 회수되고 다른 목적을 위해서 재사용될 수 있다. 다양한 재료가 본 발명과 함께 이용하기에 적합할 수 있고 특별한 설비의 요건에 따라 당업자에 의해서 선택될 수 있다는 것이 이해될 것이다.
본 발명의 다른 양태에 따라, 개선된 공조 시스템이 제공되고, 그러한 공조 시스템은: 응축기; 팽창 장치; 증발기; 및 압축기를 포함하고; 응축기, 팽창 장치, 증발기, 및 압축기는 냉매로 충진된 냉장 회로 내에서 유체 연통 연결되고; 그리고 개선된 공조 시스템은 제1 열교환기를 포함하는 열교환기 배열체를 더 포함하고, 제1 열교환기는 응축기를 향해서 유동되는 공기 유동으로부터, 증발기로부터 수용된 응축물 유체로 열을 전달하는 것을 돕도록 구성된다.
일 실시예에서, 열교환기 배열체는, 응축물 유체로서 증발기에서 응축된 응축물 유체를 수집하기 위한 수집기 배열체를 더 포함한다.
일 실시예에서, 개선된 공조 시스템은 응축물 유체를 증발기로부터 이송하기 위한 도관을 포함한다.
일 실시예에서, 개선된 공조 시스템은 응축물 유체를 증발기로부터 제1 열교환기로 펌핑하기 위한 펌프를 포함한다.
일 실시예에서, 열교환기 배열체가 제2 열교환기를 포함한다.
일 실시예에서, 제2 열교환기는 압축기로부터 수용된 냉매로부터, 증발기로부터 수용된 응축물로 열을 전달하는 것을 돕도록 구성된다.
일 실시예에서, 제2 열교환기는 응축기로부터 수용된 냉매로부터, 증발기로부터 수용된 응축물로 열을 전달하는 것을 돕도록 구성된다.
일 실시예에서, 제2 열교환기는 압축기 및 응축기로부터 선택된 하나 이상으로부터 냉매를 수용하도록 구성된다.
일 실시예에서, 개선된 공조 시스템은 압축기로부터 제2 열교환기로 냉매를 이송하기 위한 도관을 포함한다.
일 실시예에서, 개선된 공조 시스템은 응축기로부터 제2 열교환기로 냉매를 이송하기 위한 도관을 포함한다.
일 실시예에서, 제2 열교환기는 제1 열교환기와 연관된 컨테이너 내에 위치된다.
일 실시예에서, 제2 열교환기는 제1 열교환기 위에 위치된 컨테이너 내에 위치된다.
일 실시예에서, 제1 열교환기가 복수의 세장형 파이프를 포함한다.
일 실시예에서, 제1 열교환기는 일차 냉각제 탱크의 쌍 및 일차 냉각제 탱크들 사이에서 연장되는 하나 이상의 세장형 파이프를 포함한다.
일 실시예에서, 제2 열 교환기는 코일형 파이프를 포함한다.
일 실시예에서, 제2 열 교환기는 일차 냉각제 탱크 내에 위치된 코일형 파이프를 포함한다.
일 실시예에서, 제2 열 교환기는 이차 냉각제 탱크 내에 위치된 코일형 파이프를 포함한다.
일 실시예에서, 개선된 공조 시스템은 제1 열교환기로부터 이차 냉각제 탱크로 냉각제를 이송하기 위한 이송 도관을 포함한다.
일 실시예에서, 개선된 공조 시스템은 이송 도관을 따라서 위치된 적어도 하나의 밸브를 포함한다.
일 실시예에서, 이송 도관을 따라서 위치된 적어도 하나의 밸브가 일방향 밸브이다.
일 실시예에서, 코일형 파이프는 냉각제 탱크의 적어도 하나 내로 연장된다.
일 실시예에서, 개선된 공조 시스템은 제1 열교환기 위의 공기를 응축기를 향해 이동시키도록 구성된 팬을 포함한다.
일 실시예에서, 개선된 공조 시스템이 제3 열교환기를 포함한다.
일 실시예에서, 개선된 공조 시스템은 수도로부터 그리고 제3 열교환기를 통해서 물을 수용하도록 구성된다.
일 실시예에서, 제3 열교환기는 냉각제로부터 수돗물로 열을 전달하는 것을 돕도록 구성된다.
일 실시예에서, 제3 열교환기는 가열된 물을 건물에 공급하기 위해서 물을 제3 열교환기로부터 안내하도록 구성된다.
추가적인 양태에서, 본 발명은 냉매가 충진된 냉장 회로 내에서 연결된 응축기, 팽창 장치, 증발기 및 압축기를 포함하는 공조 시스템과 함께 이용하기 위한 열교환기 배열체로 구성될 수 있고; 그러한 열교환기 배열체는: 응축물 유체로서 증발기에서 응축된 응축물 유체를 수집하기 위한 수집기 배열체; 및 제1 열교환기로서, 열을 응축기로 유동되는 공기 유동으로부터, 증발기로부터 수용된 응축물에 전달하는 것을 돕도록 구성된, 제1 열교환기를 포함한다.
일 실시예에서, 열교환기 배열체는, 응축물 유체로서 증발기에서 응축된 응축물 유체를 수집하기 위한 수집기 배열체를 더 포함한다.
일 실시예에서, 냉각제 저장용기는 냉각제를 응축물로서 증발기로부터 수용하도록 구성된다.
일 실시예에서, 열교환기 배열체는 응축물 유체를 증발기로부터 이송하기 위한 도관을 포함한다.
일 실시예에서, 열교환기 배열체는 응축물 유체를 증발기로부터 제1 열교환기로 펌핑하기 위한 펌프를 포함한다.
일 실시예에서, 열교환기 배열체는, 유체의 유동을 제1 열교환기로부터 제2 열교환기로 안내하도록 구성된다.
일 실시예에서, 제2 열교환기는 제1 열교환기 보다 수직으로 더 높은 레벨에 배치된다.
일 실시예에서, 응축기는 팬 배열체 및 열교환기를 포함하고, 제1 열교환기는 팬 배열체와 응축기 사이에 삽입되도록 구성된다.
일 실시예에서, 열교환기 배열체가 제2 열교환기를 포함한다.
일 실시예에서, 제2 열교환기는 압축기로부터 수용된 냉매로부터, 증발기로부터 수용된 응축물로 열을 전달하는 것을 돕도록 구성된다.
일 실시예에서, 제2 열교환기는 응축기로부터 수용된 냉매로부터, 증발기로부터 수용된 응축물로 열을 전달하는 것을 돕도록 구성된다.
일 실시예에서, 제2 열교환기는 압축기 및 응축기로부터 선택된 하나 이상으로부터 냉매를 수용하도록 구성된다.
일 실시예에서, 개선된 공조 시스템은 압축기로부터 제2 열교환기로 냉매를 이송하기 위한 도관을 포함한다.
일 실시예에서, 개선된 공조 시스템은 응축기로부터 제2 열교환기로 가열된 냉매를 이송하기 위한 도관을 포함한다.
일 실시예에서, 제2 열교환기는 제1 열교환기와 연관된 컨테이너 내에 위치된다.
일 실시예에서, 제2 열교환기는 제1 열교환기 위에 위치된 컨테이너 내에 위치된다.
일 실시예에서, 제1 열교환기가 복수의 세장형 파이프를 포함한다.
일 실시예에서, 제1 열교환기는 일차 냉각제 탱크의 쌍 및 일차 냉각제 탱크들 사이에서 연장되는 하나 이상의 세장형 파이프를 포함한다.
일 실시예에서, 제2 열 교환기는 코일형 파이프를 포함한다.
일 실시예에서, 제2 열 교환기는 일차 냉각제 탱크 내에 위치된 코일형 파이프를 포함한다.
일 실시예에서, 제2 열 교환기는 이차 냉각제 탱크 내에 위치된 코일형 파이프를 포함한다.
일 실시예에서, 개선된 공조 시스템은 제1 열교환기로부터 이차 냉각제 탱크로 냉각제를 이송하기 위한 이송 도관을 포함한다.
일 실시예에서, 개선된 공조 시스템은 이송 도관을 따라서 위치된 적어도 하나의 밸브를 포함한다.
일 실시예에서, 이송 도관을 따라서 위치된 적어도 하나의 밸브가 일방향 밸브이다.
일 실시예에서, 코일형 파이프는 냉각제 탱크의 적어도 하나 내로 연장된다.
일 실시예에서, 개선된 공조 시스템은 제1 열교환기 위의 공기를 응축기를 향해 이동시키도록 구성된 팬을 포함한다.
일 실시예에서, 개선된 공조 시스템이 제3 열교환기를 포함한다.
일 실시예에서, 개선된 공조 시스템은 수도로부터 그리고 제3 열교환기를 통해서 물을 수용하도록 구성된다.
일 실시예에서, 제3 열교환기는 냉각제로부터 수돗물로 열을 전달하는 것을 돕도록 구성된다.
일 실시예에서, 제3 열교환기는 가열된 물을 건물에 공급하기 위해서 물을 제3 열교환기로부터 안내하도록 구성된다.
추가적인 양태에서, 본 발명은 설명된 바와 같은 열교환기 배열체를 포함하는 공조 시스템으로 구성된다고 할 수 있다.
추가적인 양태에서, 본 발명은 설명된 바와 같은 공조 시스템을 위한 제어 시스템으로 구성된다고 할 수 있고, 그러한 제어 시스템은 설명된 바와 같은 열교환기 배열체의 가열 요소의 동작을 제어하도록 구성된 제어기를 포함한다.
일 실시예에서, 제어기는 응축물을 증발기로부터 일차 냉각제 탱크로 펌핑하도록 구성된 펌프의 동작을 제어하도록 구성된다.
일 실시예에서, 제어기는 레벨 센서로부터 수신된 신호에 응답하여 펌프의 동작을 제어하도록 구성된다.
일 실시예에서, 레벨 센서는 수집기로부터 일차 냉각제 탱크로의 도관 내의 물의 레벨을 감지하도록 구성된다.
일 실시예에서, 제어기는 적어도 하나의 밸브의 동작을 제어하도록 구성된다.
일 실시예에서, 밸브는 일차 냉각제 탱크로부터 이차 냉각제 탱크로의 유체의 유동을 제어하도록 구성된다.
일 실시예에서, 밸브는 일차 냉각제 탱크로부터 외부 환경으로의 유체의 유동을 제어하도록 구성된다.
추가적인 양태에서, 본 발명은 냉매로 충진된 냉장 회로 내에 연결된 응축기, 팽창 장치, 증발기 및 압축기를 포함하는 공조 시스템의 효율을 개선하기 위한 방법으로 이루어질 수 있고, 그러한 방법은 칠링된 응축물을 증발기로부터 수집기 배열체 내에 수집하는 단계; 및 응축물이 응축기를 냉각하는 공기 유동의 냉각을 위해서 이용되도록, 응축물을 제1 열교환기로 안내하는 단계를 포함한다.
일 실시예에서, 방법은 응축물을 제2 열교환기로 안내하는 단계를 포함하고, 그에 의해서 응축물은 압축기 및 응축기 중에서 선택된 하나 이상으로부터의 냉매를 냉각하기 위해서 이용된다.
일 실시예에서, 방법은 응축물을 제3 열교환기로 안내하는 단계를 포함하고, 그에 의해서 응축물은 도시 수돗물로부터의 물을 가열하기 위해서 이용된다.
본 발명은 또한, 개별적으로 또는 집합적으로, 출원의 명세서 내에서 언급되거나 표시된 부분, 요소 및 특징부, 그리고 그러한 부분, 요소 또는 특징부의 임의의 둘 이상으로 이루어진 임의의 또는 모든 조합으로 이루어지는 것으로 넓게 설명될 수 있고, 본 발명과 관련된 기술 분야에서 공지된 균등물을 가지는 특정 정수가 본원에서 언급된 경우에, 그러한 공지된 균등물은 본원에서 개별적으로 기술된 바와 같이 포함되는 것으로 간주된다.
첨부된 청구범위에서 규정된 바와 같은 본 발명의 범위로부터 벗어나지 않고도, 본 발명과 관련된 분야의 숙련된 기술자는, 본 발명의 구성의 많은 변화 및 본 발명의 매우 다양한 실시예 및 적용예를 제시할 수 있을 것이다. 본원의 개시 내용 및 설명은 순전히 예시적인 것이고 어떠한 의미 제한도 의도되지 않았다.
본 발명의 범위 내에 포함될 수 있는 임의의 다른 형태에도 불구하고, 첨부 도면을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예를 단지 예로서 이제 설명할 것이다.
도 1은, 냉매가 압축기로부터의 출구 상에서 제2 열교환기에 의해서 냉각되는, 개선된 공조 시스템의 제1 실시예 및 열교환기 배열체의 제1 실시예의 개략도를 도시한다.
도 2는, 냉매가 응축기로부터의 출구 상에서 제2 열교환기에 의해서 냉각되는, 개선된 공조 시스템의 제2 실시예 및 열교환기 배열체의 제1 실시예의 개략도를 도시한다.
도 3은, 열교환기 배열체의 제1 실시예 및 응축기를 도시한 도 1의 개선된 공조 시스템의 제1 실시예의 확대 개략도를 도시한다.
도 4는 열교환기 배열체의 제1 실시예, 응축기 팬 및 응축기의 상대적인 레이아웃을 도시한 그 개략적 측면도를 도시한다.
도 5는 열교환기 배열체의 제1 실시예의 사시도를 도시한다.
도 6은, 제2 열교환기 및 제3 열교환기가 일차 냉각제 탱크 내에 위치된, 일차 냉각제 탱크 및 제1 열교환기의 부분을 보여주는 열교환기 배열체의 제2 실시예의 사시도를 도시한다.
도 7은 제2 열교환기가 내부에 위치되는 이차 냉각제 탱크를 보여주는, 열교환기 배열체의 제3 실시예의 사시도를 도시한다.
도 8은 통상적인 공조 시스템과 (IP 하이브리드 사이클(Hybrid Cycle)로 표시된) 본 발명에 따른 공조 시스템을 비교하는 압력-엔탈피 도표를 도시한다.
도 9는 본 발명의 특별한 실시예에 따른 열교환기 배열체의 일부로서 열교환기 배열체를 도시한다.
도 10은 도 9에 도시된 열교환기 조립체의 횡단면적 사시도를 도시한다.
유사한 특징부가 유사한 번호로 전반적으로 표시된 전술한 도면을 참조하면, 본 발명의 제1 양태에 따른 개선된 공조 시스템이 전반적으로 숫자 1000으로 표시되었고, 열교환기 배열체는 전반적으로 숫자 2000으로 표시되었다.
이제 설명되는 일 실시예에서, 열교환기 배열체(2000)를 포함하는 개선된 공조 시스템(1000)이 제공된다. 공조 시스템(1000)은 응축기 팬(1110)에 의해서 냉각되는 응축기(1100), 팽창 밸브와 같은 팽창 장치(1200), 증발기(1300) 및 압축기(1400)를 포함한다. 응축기(1100), 팽창 장치(1200), 증발기(1300) 및 압축기(1400)는 냉매로 충진된 냉장 회로(1500) 내에서 유체 연통 연결된다. 응축기(1100)는 응축기 팬(1110)에 의해서 생성된 공기 유동에 의해서 냉각된다.
열교환기 배열체(2000)는 수집기 배열체(2100), 응축물 도관(2150) 및 제1 열교환기(2200)를 포함한다. 수집기 배열체(2100)는 바람직하게, 칠링된 응축물 유체로서 증발기(1300) 상에서 응축된 응축물을 수집하도록 구성된 홈통(2105)이고, 응축물 도관(2150)은 수집된 응축물을 제1 열교환기(2200)로 안내하도록 구성된다.
제1 열교환기(2200)는 바람직하게, 수집된 응축물이 내부에 수용되는 일차 냉각제 탱크(2210)의 쌍을 포함한다. 일차 냉각제 탱크(2210)는 복수의 열교환기 관(2220)을 통해서 서로 유체 연통된다. 칠링된 응축물 유체는 도면에서 화살표(B)로 도시된 하부 일차 냉각제 탱크(2210a) 내의 유입구(2212) 내로 수용된다.
제1 열교환기(2200)는 응축기 팬(1110)에 의해서 생성된 공기 유동 내에 위치되고, 그에 따라 제1 열교환기는 응축기(1100)를 향해서 유동되는 (도 2, 도 3 및 도 6에서 화살표(A)로 도시된) 공기 유동을 냉각하고, 그에 의해서 공기 유동(A)으로부터, 증발기로부터 수용된 응축물 유체에 열을 전달하는 것을 돕고, 그에 의해서 응축물 유체를 가열한다. 이러한 방식으로, 칠링된 응축물 유체는 응축기(1100)를 향해서 유동되는 공기 유동을 냉각하기 위해서 이용된다.
응축기 팬(1110)이 응축기를 향해서 공기 유동(A)을 송풍하는 경우에, 제1 열교환기(2200)가 응축기 팬(1110)과 응축기(1100) 사이에 위치되는 것이 예상된다. 그러나, 응축기 팬이 응축기(1100)를 통해서 공기를 끌어 당기는 경우에, 제1 열교환기(2200)가 응축기 팬(1110)에 반대되는 응축기의 측면 상에 위치될 것이다. 응축기 팬이 응축기와 공기 유동 유입구 사이에 위치되는(즉, 유입구로부터 공기를 끌어 당기고 응축기를 향해서 공기를 미는) 경우에, 제1 열교환기(2200)는 응축기에 반대되는 응축기 팬의 측면에 위치될 것이다. 임의 구성에서, 응축기와의 접촉에 앞서서 진입 공기를 냉각하기 위해서, 제1 열교환기가 공기 유동 유입구 내에 위치되는 것이 이해될 것이다.
공기 유동(A)을 냉각함으로써, 응축기에 걸친 냉매 회로 내의 냉매의 온도차(즉, 강하)가 증가되고, 이는 공조 시스템의 효율을 증가시킬 수 있다.
증발기가 전형적으로 응축기보다 높게(예를 들어 벽에서 높게) 위치되어, 응축물 유체의 상당한 수두(head)가 축적될 수 있게 하고, 응축물 도관(2150)을 통한 증발기로부터 제1 열교환기(2200)로의 응축물 유체의 지속적인 유동을 생성하는 것이 예상된다. 그러나, 증발기(1300)가 응축기(1100)로부터 상당히 높이 위치되지 않는 경우에, 또는 응축물 도관(2150) 내의 항력(drag)가 너무 높아서 응축물의 수도에 의해서 생성된 압력이 이를 극복할 수 없는 경우에, 열교환기 배열체(1000)가 (도 7에 도시된 바와 같은) 냉각제 펌프(2300)를 구비할 수 있다는 것이 예상된다. 냉각제 펌프(2300)는 제어 시스템(3000)에 의해서 제어될 수 있고, 이는, 레벨 센서(3100)에 의해서 표시될 수 있는 바와 같은, 특정 높이에 응축물 액체가 도달할 때, 응축물이 제1 열교환기를 향해서 펌핑되는 것을 보장한다.
제어 시스템(3000)이, 일차 냉각제 탱크(2210)로부터의 범람 밸브(2230)뿐만 아니라, 응축물 도관(2150)을 따른 응축물 유동 밸브(2152)를 제어하도록 추가적으로 구성될 수 있다는 것이 예상된다.
제1 열교환기(2200)는 복수의 세장형 구리 관(2220)을 포함하는 복수의 냉각제 통로를 포함한다. 응축물이 제1 열교환기(2200) 내로 유동됨에 따라, 응축물은 하부 일차 냉각제 탱크(2210a), 열교환기 관(2220), 및 상부 일차 냉각제 탱크(2210b)를 충진할 것이다. 제1 열교환기(2200)가 일단 만충되면, 사용 시에, 열교환기 관(2220) 내에 있는 응축물 유체는 열교환기 관(2220) 위를 통과하는 공기 유동(A)으로부터의 열 전달에 의해서 가열될 것이다. 그에 따라, 열교환기 관(2220)은 유입되는 공기 유동(A)과 접촉되고 응축기로의 진입에 앞서서 공기 유동(A)을 냉각시키는 냉각 표면을 형성한다.
가열된 응축물 유체는 상부 일차 냉각제 탱크(2210b)를 향해서 상승될 것이다(도 3에서 화살표(Y)로서 도시되었다). 공기 유동(A)은 응축기와 만나기 전에 다시 냉각되어, 응축 온도를 감소시키고, 그리고 다시 압축기 방출 압력을 감소시키며, 이는 다시 압축기의 전기 이용을 상당히 감소시킨다.
이어서, 상부 일차 냉각제 탱크(2210b) 내로 유동된 응축물 유체 또는 냉각제는 (도 3에서 화살표(E)로 도시된) 범람 밸브(2230)를 포함하는 냉각제 도관을 통해서 외부 환경으로 유동될 수 있거나, 제2 열교환기(2400) 내에서 이용될 수 있다. 제2 열교환기(2400)는 냉장 회로(1500) 내의 냉매로부터 냉각제로서의 응축물로 열을 전달하는 것을 돕도록 구성된다. 이와 관련하여, 제2 열교환기(2400)가 2개의 상이한 실시예에서 동작될 수 있는 것이 예상된다.
제1 실시예에서, 가열된 냉매가 압축기(1400)로부터 비교적 높은 온도의 제2 열교환기(2400)에 의해서 (도 3, 도 5, 도 6에서 화살표(C)로 도시된) 도관을 통해 제2 열교환기(2400) 내로 수용될 것이 예상된다. 이러한 실시예가 도 1에 도시되어 있다. 이와 관련하여, 수집기 배열체(2100), 제1 열교환기(2200), 제2 열교환기(2400) 및 유출 밸브(2230)가, 수집기 배열체(2100)로부터 응축물 도관(2150)을 따라서 그리고 하부 탱크(2210a)로부터, 파이프(2200)를 통해서, 상부 탱크(2210b)를 통해서 그리고 범람 밸브(2230)를 통해서 연장되는, 냉각제 경로를 경유하여 유체 연통 연결된다.
도 2에 도시된 제2 실시예에서, 냉매가 응축기(1100)로부터 비교적 낮은 온도의 제2 열교환기(2400)에 의해서 도관을 통해 (또한 도면에서 화살표(C)로 도시된) 유입구(2440)에서 제2 열교환기(2400) 내로 수용될 것이 예상된다. 이러한 실시예가 도 2에 도시되어 있다.
도시된 바와 같이, 냉각제 경로는 '개방-루프' 구성을 포함하고, 그에 의해서 응축물이 열교환기를 통해서 재순환되지 않고, 다시 말해서 제1 열교환기(2200)에 진입하는 응축물은 수집기 배열체(2100)로부터 제공된 '신선' 냉각제이다. 또한, 수집기 배열체(2100)에 의해서 수집된 냉각제 모두가 제1 열교환기(2200)에 제공되도록, 냉각제 경로가 구성된다. 제1 열교환기(2200)는 또한 수집기 배열체(2100)의 바로 하류에 배치되고, 다시 말해서 응축물 도관(2150)은 수집기 배열체(2100)와 제1 열교환기(2200)의 하부 탱크(2210a) 사이에서 직접적으로 연장된다. 이와 관련하여, (응축물 도관(2150)을 따른 통과 중에 발생될 수 있는 불가피한 가온 이외에) 제1 열교환기(2200)에 공급되는 응축물을 가온하는 작용을 할 수 있는 어떠한 중간 구성요소도 제1 열교환기의 상류에 존재하지 않는다.
냉매는 제2 열교환기(2400)를 통과할 것이고 (도면에서 화살표(D)로 도시된) 배출구(2450)에서 제2 열교환기(2400)를 빠져나갈 것이다.
앞서서 주목한 바와 같이, 제2 열교환기는 응축기의 상류에(즉, 압축기와 응축기 사이에) 또는 응축기의 하류에(즉, 응축기와 팽창 장치 사이에) 연결될 수 있다. 일부 경우에, 양 대안이 유사한 결과를 제공할 수 있다. 다른 경우에, 설치자는 사용되는 공조 시스템의 유형에 따라 다른 것 보다 하나의 대안을 선택할 수 있다. 예로서, 공조 시스템이, 인버터에 의해서 제어되는 응축기 팬을 포함하는 경우에, 응축기 팬의 속력은 응축기에 공급되는 냉매의 온도에 따라 증가 또는 감소될 것이다. 이러한 경우에, 제2 열교환기를 응축기의 상류 또는 하류에 연결하는 것이 적절할 수 있는데, 이는, 인버터가 팬 속력을 제어하여 최적의 냉각 효과를 달성할 수 있기 때문이다.
인버터가 없는 대안적인 시스템에서, 응축기 팬은 전형적으로 문턱값 냉매 온도에서 스위칭 온되도록 그리고 응축기로 공급되는 냉매가 문턱값 온도 미만으로 떨어질 때 스위칭 오프되도록 구성된다. 이러한 경우에, 제2 열교환기를 응축기의 상류에 연결하는 것은 냉매 온도를 트리거(trigger) 온도 미만으로 감소시켜 응축기 팬이 차단되게 할 수 있고, 그에 의해서 제1 열교환기 위의 공기 유동을 중단 또는 감소시키고 본 발명에 의해서 제공되는 장점을 감소시키는 효과를 갖는다. 따라서, 응축기 팬이 인버터 배열체에 의해서 제어되지 않는 경우에, 응축기 팬이 바람직하지 못하게 차단되지 않도록, 제2 열교환기를 응축기의 하류에 연결하는 것이 바람직할 수 있다.
제2 열교환기의 2개의 실시예가 첨부 도면에 도시되어 있다. 제1 실시예가 도 1, 도 2, 도 3, 도 5 및 도 6에 도시되어 있고, 제2 열교환기(2400)는, 상부 일차 냉각제 탱크(2210b) 내로 연장되고 그 내부에 수용되고 냉매를 위한 도관을 형성하는, 바람직하게 열 전도 재료로 이루어진, 코일형 파이프(2410)를 포함한다. 열은 코일형 파이프(2410) 내의 비교적 고온의 냉매로부터 상부 일차 냉각제 탱크(2210b) 내의 비교적 저온의 응축물로 전달된다. 이러한 실시예는, 가열된 냉매가 상부 일차 냉각제 탱크(2210b) 내로 상승될 것이라는 사실에 의존한다.
제2 실시예가 도 7에 도시되어 있고, 여기에서, 응축물이 상부 일차 냉각제 탱크(2210b)의 외부로 유동된 후에, 응축물이 내부로 유동되도록 이차 저장 탱크(2420)가 제공된다. 코일형 파이프(2410)는 이차 저장 탱크(2420) 내에 위치된다. 일차 냉각제 탱크(2210) 및 이차 저장 탱크(2420)는 이송 도관(2430)을 통해서 서로 연결된다. 바람직한 실시예에서, 제어 밸브(3200)가 이송 도관(2430)을 따라서 위치되고, 제어 시스템(3000)에 의해서 제어될 수 있다. 이러한 실시예에서, 제2 열교환기(2400) 내의 냉매의 냉각을 위해서 이용된 냉각제 액체가, 제1 열교환기(2200)에 의한 공기 유동(A)의 냉각을 위해서 이용된 냉각제 액체로부터 분리된다.
일차 냉각제 탱크(2210) 및/또는 이차 냉각제 탱크(2420) 내에 냉각제를 채우기 위해서, 공조 시스템(1000)이 도시 수돗물로부터 물을 수용하기 위해서 도시 수돗물에 대한 연결부(2154)를 포함할 수 있는 것이 더 예상된다. 도시 물 연결부(2154)로부터의 물의 유동이 바람직하게 제어 밸브(2156)에 의해서 제어될 수 있다. 제어 밸브(2156)는 또한 바람직하게 제어 시스템(3000)에 의해서 제어될 수 있다. 습도가 낮고 그에 따라 응축물 유동이 또한 적은 날에, 응축물의 유동을 보충하기 위해서 도시 수돗물 유동을 이용될 수 있는 것이 예상된다.
대안적인 실시예(미도시)에서, 열교환기 배열체(2000)가, 제1 열교환기 위에서 응축기를 향해서 공기를 이동시키도록 구성된 별개의 팬(미도시)을 포함할 수 있다는 것이 예상된다.
열교환기 배열체가, 액체 냉각제 배액을 위해서 일차 냉각제 탱크 및/또는 이차 냉각제 탱크의 낮은 지점에 위치된 배액 배출구(미도시) 및 배액 폐쇄부를 포함할 수 있다는 것이 더 예상된다. 배액 폐쇄부가 데크 배액 배출구로부터 제거되어, 예를 들어 의도적으로, 냉각제를 일차 냉각제 탱크(2210) 및/또는 이차 냉각제 탱크(2420)로부터 배액할 수 있다.
도 6에 도시된 다른 실시예에서, 개선된 공조 시스템(1000)이 또한 제3 열교환기(2500)를 포함할 수 있다는 것이 예상된다. 제3 열교환기가, 도시 수돗물로부터 물을 수용하도록 구성되고 (냉매로부터의 열 전달에 의해서 가열된) 가열된 냉각제로부터의 열 전달에 의해서 가열되도록 구성된 전도(傳導) 파이프(2510)를 포함할 수 있다는 것이 예상된다. 이어서, 예열된 물이 건물로 지향되어 건물에서의 물 가열 효율을 높일 수 있다.
제3 열교환기의 전도 파이프(2510)가 상부 일차 냉각제 탱크(2210b) 또는 이차 저장 탱크(2420) 내로 연장되고 그에 의해서 수용될 수 있다는 것이 예상된다.
열교환기 배열체(1000)가 바람직하게 기존 공조 시스템에 가역적으로 셋팅될 수 있다는 것이 예상되고, 이러한 이유로, 제1 열교환기가 응축기 팬에 의해서 생성되는 공기 유동 내로 삽입되기 위한 그리고 그에 장착되기 위한 치수 및 구성을 가질 것이 예상된다. 열교환기 배열체(1000)는 바람직하게, 제1 열교환기 및 이차 냉각제 탱크 중 임의의 것을 제 위치에 장착하기 위한 장착 형태부(미도시)를 포함한다.
작동 원리 -열역학적 사이클
단일 스테이지 증기 압축 직접 팽창(DX) 공조 시스템은 전형적으로 4개의 주요 구성요소 즉, 회전 스크롤 압축기, 공기 냉각형 응축기, 팽창 밸브 및 DX 증발기로 이루어진다. 통상적인 시스템에서, 사이클은 증발기에 도입되는 액체 및 증기 냉매의 혼합물로 시작된다. (예를 들어, 건물 내측의) 따듯한 공기로부터의 열이 증발기 DX 코일(미도시)에 의해서 흡수된다. 이러한 프로세스 중에, 냉매의 상태가 액체로부터 기체로 변화되고 증발기 출구에서 과열된다. 액체 냉매의 슬러그(slug)가 압축기에 도달하여 압축기를 손상시키는 것을 방지하기 위해서, 과열이 요구된다.
이어서, 과열된 증기가 압축기에 진입하고, 그 곳에서 증기의 압력이 증가되고, 그에 의해서, 응축기로 유동하기 전에, 냉매의 온도가 또한 증가된다. 통상적인 증기 압축 냉장 시스템에서, 응축 압력은 높은 주위 온도에서 냉매의 응축을 허용하도록 설계된다. 응축기 팬이 인버터 유형의 제어 배열체에 의해서 제어되지 않는 경우에, 주위 온도가 낮고 높은 응축 온도가 요구되지 않을 때, 에너지가 부분적인 부하에 의해서 낭비된다. 본 발명에 따른 개선된 공조 시스템(1000) 내에서 열교환기 배열체(2000)를 이용함으로써, 공기가 응축기 코일에 도달하기 전에 공기를 미리-냉각할 수 있고, 그에 따라 응축기가 더 많은 열을 제거하게 할 수 있다. 결과적으로, 에너지 수요 및 이용을 줄이면서도, 공조 시스템의 냉각 용량이 증가된다. 압축기의 출구에서의 수두압이 낮아짐에 따라, 냉매 응축 온도가 낮아진다. 이는, 냉매를 저압으로 압축할 때 압축기가 적은 에너지를 사용할 수 있게 하고, 주어진 공조 기간 내에 짧은 시간 동안 가동됨으로써 에너지를 절감할 수 있게 한다.
응축기 코일과 만나기 전에 주위 공기의 온도를 낮추는 것은 공기 냉각형 응축기를 위한 더 저온의 동작 환경을 생성하고, 이는 응축기가 부가적인 열을 대기로 방출할 수 있게 한다. 다시, 압축기 수두압이, 예를 들어 도 8의 지점(3)으로부터 지점(b)로 감소된다.
또한, 통상적인 시스템에서, 과열된 냉매가 공기 냉각형 응축기에 진입할 수 있고, 그 곳에서 냉매 온도의 감소가 발생되고 냉매가 그 과열 상태로부터 냉각되게 하고 그에 따라 냉매는, 팽창 밸브에 진입할 때, 과냉된다. 과냉은 팽창 밸브 전에 플래시 가스(flash gas)가 형성되는 것을 방지하고, 그리고 설계된 증발기 성능 범위가 달성되도록 보장한다.
그러나, 본 발명에 따른 공조 시스템(1000)을 이용함으로써, 응축기로부터 유래된 냉매가 제2 열교환기(2400) 내로 수용되어, 팽창 장치로의 진입 전에, 냉매의 증가된 과냉을 가능하게 한다. 이는 시스템 냉장 효과를 향상시키고, 그리고 다시 그 성능 계수를 향상시키며, 또한 공조 시스템(1000)이 더 큰 부하 수요를 필요로 하지 않게 할 수 있다. 이러한 것이, 냉장 사이클 내에서 지점(1)을 지점(a)과 교환 대체하는 것에 의해서, 도 8에 도시되어 있다.
따라서, 고압의 과냉된 냉매가 도 8의 지점(c)에서 팽창 밸브를 통해서 유동될 수 있고, 이는 그 압력을 감소시키는 역할을 한다.
도 9 및 도 10을 참조하면, 기존 공조 시스템의 실외 유닛을 편리하게 개장하기에 적합한 열교환기 조립체(4000)가 도시되어 있다. 열교환기 조립체(4000)는, 수집기 배열체 및 액체 응축물을 증발기로부터 열교환기 조립체(4000)에 전달하기 위한 도관을 또한 포함하는 (도 1 내지 도 3에 예시된 바와 같은) 대형 열교환기 배열체(2000)의 일부이다.
열교환기 조립체(4000)는 상부 냉각제 탱크(4210b), 및 유입구 매니폴드 파이프(4210a)를 포함하는 하부 냉각제 탱크를 포함한다. 도 10에 도시된 바와 같이, 상부 냉각제 탱크(4210b)는, 코일(4400)을 통해서 구동되는 고온 냉매로부터 상부 냉각제 탱크(4210b) 내의 응축물로의 열 전달을 돕기 위해서 구리 코일(4400)로 형성된 제2 열교환기를 포함한다.
세장형 구리 파이프(4220)를 포함하는 복수의 16개의 냉각제 통로가 유입구 매니폴드 파이프(4210a)와 상부 냉각제 탱크(4210b) 사이에서 연장된다. 그러나, 열교환기 조립체(4000)와 함께 사용하기 위한 공조기 유닛의 크기에 따라, 파이프(4220)의 수가 달라질 수 있고 달라질 것임이 이해될 것이다. 구리 파이프(4220)는, 그 크기 및 형상에 의해서, 공조기 유닛의 실외 유닛 상의 응축기 팬 공기 유동 유입구 위에 실질적으로 놓이도록 구성된다.
각각의 세장형 파이프(4220)가 꺽인 부분(4220b), 꺽인 부분(4220b) 위에 위치된 상부 부분(4220a) 및 꺽인 부분(4220b) 아래에 배치된 하부 부분(4220c)을 포함한다. 각각의 파이프(4220)의 길이의 대부분이 상부 부분(4220a)으로 구성되도록, 꺽인 부분(4220b)이 하부 냉각제 탱크(4210a)에 더 근접하여 배치된다. 꺽인 부분(4220b)은 상부 및 하부 부분(4220a, 4220c)에 대해서 각도를 이루며, 그에 따라 하부 부분(4220c)을 상부 부분(4220a)에 의해서 형성된 축으로부터 오프셋시킨다. 그에 따라 상부 및 하부 부분(4220a, 4220c)은 일반적으로 평행하나 동축적은 아니다. 파이프(4220)의 꺽인 부분(4220b)은 하부 냉각제 탱크(4210a)를 상부 부분들(4220a)에 의해서 집합적으로 형성된 평면으로부터 오프셋시킨다. 이는, 하부 냉각제 탱크와 실외 유닛의 접촉이 없이 또는 조립체의 배치를 방해하지 않고, 상부 부분(4220a)이 희망에 따라 밀접하게 응축기 팬 유입구에 근접하여 위치될 수 있게 한다. 이러한 방식으로, 꺽인 부분(4220b)의 제공은 파이프(4220)의 대부분이 응축기 공기 유입구에 더 근접하여 위치될 수 있게 하고, 그에 따라 본 발명에 의해서 제공되는 응축기-냉각을 돕는다.
꺽인 부분(4220b)이, 희망 오프셋을 제공하기 위해서 달리 요구될 수 있는 각도형 진입에 대비되는 것으로서, 전반적으로 직선형 배향으로 파이프(4220)의 상부 및 하부 단부가 상부 및 하부 탱크(42)에 진입할 수 있게 하는 한, 꺽인 부분(4220b)은 또한 유리하다. 탱크 내로의 파이프 단부의 직선형 진입은, 유리하게, 용접 프로세스를 돕고, 그에 의해서 제조 비용을 감소시킬 뿐만 아니라 용접된 연결부 내의 응력 지점을 감소시켜 전체적인 강건성을 개선한다.
유입구 매니폴드 파이프(4210a)로 구성되는 하부 냉각제 탱크는, 수집기 배열체(미도시)로부터 연장되는 응축물 공급 도관에의 연결을 위한 유입구 포트(4211a)를 포함한다. 상부 냉각제 탱크(4210b)는, 냉매 회로에의 연결을 위한 유입구 및 배출구 포트를 제공하는 포트(4211b 및 4211c)의 쌍을 포함한다. 상부 냉각제 탱크(4210b)는, 제1 열교환기 파이프(4220) 및 제2 열교환기 코일(4400)로부터 열을 수용한 폐 냉각제를 방출하기 위한 냉각제 배출구(4211d)를 더 포함한다.
도 9 및 도 10을 참조하면, 본 발명이 열교환기 배열체의 편리한 설치를 가능하게 하는 단일체형 열교환기 조립체를 유리하게 제공할 수 있다는 것이 이해될 것이다. 본 발명은, 열교환기 조립체, 수집기 배열체 및 냉각제 경로에 연결하기 위한 필요 배관을 포함하는 '키트'가 제공될 수 있다. 이전의 시스템과 대조적으로, 본 발명의 제1 및 제2 열교환기는 하나의 구성요소 내에, 즉 도 9 및 도 10의 열교환기 조립체(4000) 내에 편리하게 수용된다.
또한, 응축기 코일을 통과하기 전에 미리 냉각하는 것 그리고 증발기로 진입하기 전에 냉매를 과냉시키는 것에 의해서, 공조 시스템의 냉장 효율이 증가된다는 것을 주목하여야 한다. 그에 따라, 압축기는, 통상적인 공조 시스템보다 더 긴 기간 동안, 공조 시스템의 동작 중에 턴 오프될 것이다.
시뮬레이션 및 테스트 데이터
본 발명의 공조 시스템에 의해서 달성 가능한 효율을 결정하기 위해서, 수학적 모델링을 실행하였다. 1년 중의 호주, 시드니에서의 이러한 시뮬레이팅된 실제 기후 조건, 달성 가능한 이론적 에너지 절감뿐만 아니라, 본 발명에 따른 공조 시스템의 이용 및 구리 열교환기 관(2220)의 이용에 의한 예상되는 부하 달성을 이하의 표 1a 및 표 1b에 기재하였다.
Figure pct00001
표 1a: 시드니에서 달성 가능한 에너지 절감의 수학적 모델링
Figure pct00002
표 1b: 시드니에서의 예상된 부하 달성의 수학적 모델링
또한, 실제 테스트가 2016년 12월 20일과 2017년 2월 12일 사이에 시드니에서 실행되었다. 테스트는 도 2에 전반적으로 도시된 본 발명의 실시예를 이용하여 실행되었다. 즉, 제2 열교환기가 응축기의 하류(및 팽창 장치의 상류)에 연결되었다. 이용된 실시예는 도 9 및 도 10에 도시된 실시예와 균등한 것이었다. 테스팅 장치의 세장형 파이프는 구리로 형성되었고 꺽인 부분을 포함하였다. 절연 재료를 이용하여 하부 냉각제 탱크를 덮었다.
테스트는 2개의 동일한 7.1 kW 분할 시스템 Mitsubishi 공조 시스템에 관한 '나란히 이루어진(side-by-side)' 평가를 포함하였다. ('IP 하이브리드' 또는 'Kinetik'으로 지칭되는) 본 발명은 공조 시스템 중 하나 및 제어부로서 이용된 다른 시스템과 함께 이용되었다. 2개의 공조 시스템의 실내 유닛은 웨스턴 시드니 대학에 위치된 2개의 인접하고 동일한 방 내에 각각 설치되었다. 2개의 실외 유닛은 방의 외측에 위치되었고 동일한 주위 온도에 노출되었다. 각각의 공조 유닛이 23 ℃의 온도를 자동적으로 유지하도록 설정되었다. 공조 시스템은 하루 24시간 가동되었고, 각각의 공조 시스템의 전력 소비를 시간 단위로 매시간 기록하였고, 본 발명에 따른 열교환기 배열체를 이용하는 그리고 이용하지 않는 경우의 전기 소비를 비교하였다. 전력 소비 데이터를 또한 각각의 전력 소비 측정 시간에서의 주위 온도에 대해서 비교하여 잠재적 전력 절감에 미치는 주위 온도의 영향을 조사하였다.
특히 오전 8시와 오후 6시 사이의 전력 소비가 고려되었는데, 이는 그러한 시간이 주위 온도가 높을 때의 공조기의 피크 기간이기 때문이다. 이하의 표 2는 11개의 측정(즉, 오전 8시, 오전 9시, 오전 10시 ... 오후 5시, 오후 6시)에서 평균 전력 소비 및 주위 온도를 보여준다. 테스트는 2017년 1월 10일에 그리고 2017년 1월 20일 내지 31일에 중단되었고, 그에 따라 이러한 날짜의 데이터는 이하에 포함되지 않았다.
Figure pct00003
표 2: 2016년 12월 20일 내지 2017년 2월 12일까지 실행된 공조 시스템의 실제 테스트의 테스트 결과 및 주위 온도
표 2에 기재된 바와 같이, 테스트의 거의 매일에, 본 발명에 따른 'Kinetik' 열교환기를 구비한 공조 시스템은, 본 발명을 구비하지 않은 동일한 공조 시스템보다 적은 전력을 이용하여, 오전 8시 내지 오후 6시 사이에서 23 ℃의 설정 온도를 유지할 수 있었다는 것이 관찰되었다.
전체 실험에 걸쳐 오전 8시의 시간과 오후 6시의 시간 사이의 전체 전력 소비의 합이, 실험의 전체 지속시간에 걸쳐 관찰된 피크 소비의 비교와 함께, 이하의 표 3에 기재되고 비교되었다.
Figure pct00004
표 3: 오전 8시 내지 오후 6시 사이의 전체 소비의 비교 및 가장 큰 관찰된 전력 소비의 비교
표 3에 기재된 바와 같이, 본 발명이 테스트의 과정에 걸쳐 오전 8시 내지 오후 6시 사이에서 전체 전력 소비의 28%의 감소를 제공하였다는 것이 관찰되었다. 또한, 본 발명의 열교환기 배열체를 구비한 공조 시스템이 제어 공조 시스템보다 43% 적은 피크 에너지 공급을 달성하였다는 것이 또한 관찰되었다.
그에 따라, 본 발명이, 더 높은 주위 온도에서 증가되는 것으로 확인된 효율의 상당한 개선을 제공하였다는 것이 관찰되었다. 측정된 데이터의 회귀 분석을 실시하여, 이하의 도표 1 및 2에 도시된 바와 같은, 추세선을 계산하였다.
Figure pct00005
도표 1: 제어 공조 시스템에서 주위 온도에 대한 전력 소비의 산개 도표
Figure pct00006
도표 2: 본 발명에 따른 'Kinetik' 장치를 구비한 공조 시스템에서 주위 온도에 대한 전력 소비의 산개 도표
도표 1 및 2에 도시된 바와 같이, 전력 소비가 주위 온도가 높은 날에 증가되는 것으로 관찰되었다. 그러나, 제어 시스템은, 도표 1의 최적의 피트 라인에 의해서 도시된 바와 같이, 이차적 상관관계로 온도에 따라 kW 소비가 증가된다는 것이 발견되었다. 대조적으로, 본 발명을 구비한 시스템은, 도표 2에 도시된 최적 피트의 라인에 의해서 표시된 바와 같이, 더 선형적인 상관관계로 kW 소비가 증가되었다. 따라서, 본 발명을 구비한 공조 시스템을 이용할 때에 비해서, 주위 온도가 증가될 때, 제어 공조 시스템을 이용할 때, 설정된 23 ℃의 내측 온도를 유지하기 위해서 상당히 더 큰 전력 소비의 증가가 요구되었다. 효율 개선에 더하여, 본 발명은 또한 상당히 더 작은 '피크' 에너지 소비를 초래하였다.
도표 1 및 2에 표시된 추세선은 소정 범위의 주위 온도에서 각각의 시스템에 대한 예상 전력 소비의 나란한 비교를 가능하게 한다. 이러한 것이 이하의 표 4에 기재되어 있다.
Figure pct00007
표 4: 상이한 주위 온도들에서의 전력 소비의 회귀 모델링
표 4에 기재된 바와 같이, 회귀 분석은 25 ℃의 주위 온도에서 11%의 전력 절감을 모델링한 반면, 주위 온도가 40 ℃인 경우에 39%의 에너지 절감을 모델링하였다. 본 출원인은, (예를 들어, 적도에 더 가까운) 습도가 높은 지역에서의 효율이 보다 더 양호한 결과를 달성할 수 있을 것으로 더 예상한다.
해석
본 명세서 전반을 통한 "일 실시예" 또는 "실시예"라는 언급은, 실시예와 관련하여 설명된 특별한 특징, 구조, 또는 특성이 본 발명의 적어도 하나의 실시예에 포함된다는 것을 의미한다. 본 명세서 전반의 여러 장소에서의 "일 실시예에서" 또는 "실시예에서"라는 문구의 출현 모두가 반드시 동일한 실시예를 언급하는 것은 아니나, 동일한 실시예를 언급할 수도 있을 것이다. 또한, 본 개시 내용으로부터 당업자가 명확하게 이해할 수 있는 바와 같이, 하나 이상의 실시예에서, 특별한 특징, 구조, 또는 특성이 임의의 적합한 방식으로 조합될 수 있을 것이다.
유사하게, 본 발명의 예시적인 실시예에 관한 전술한 설명에서, 개시 내용의 간소화 및 여러 가지 본 발명의 양태 중 하나 이상의 이해를 돕기 위한 목적으로, 발명의 여러 가지 특징이 종종 단일 실시예, 도면 또는 그 설명 내에서 함께 그룹화된다는 것을 이해하여야 할 것이다. 그러나, 이러한 개시 내용의 방법은, 청구된 발명이 각각의 청구항에서 명시적으로 인용된 것 보다 많은 특징부를 요구하기 위한 의도를 반영하는 것으로 해석되지 않는다. 오히려, 이하의 청구항이 반영하는 바와 같이, 하나의 전술된 실시예의 모든 특징부 보다 적은 발명의 양태가 존재한다. 그에 따라, 특정 실시예에 관한 구체적인 설명에 후속되는 청구항은 이에 의해서 이러한 특정 실시예에 관한 구체적인 설명 내로 명백하게 통합되고, 각각의 청구항은 본 발명의 별개의 실시예로서 자체적으로 존립한다.
또한, 본원에서 설명된 일부 실시예가 일부 특징을 포함하나 다른 실시예에 포함된 다른 특징은 포함하지 않지만, 당업자가 이해할 수 있는 바와 같이, 상이한 실시예들의 특징들의 조합이 본 발명의 범위 내에 포함되고, 상이한 실시예를 형성한다. 예를 들어, 이하의 청구항에서, 청구된 실시예들 중 임의의 실시예들이 임의의 조합으로 이용될 수 있다.
본원에서 사용된 바와 같이, 달리 특정되지 않은 경우에, 공통되는 물체를 설명하기 위한 "제1", "제2", "제3" 등의 일반적인 목적어의 이용은 단지 유사한 물체의 상이한 경우가 언급된 것을 나타내고, 그렇게 설명된 물체들이 반드시, 시간적, 공간적, 순위적, 또는 임의의 다른 방식으로, 주어진 순서를 가져야 한다는 것을 의미하지 않는다.
본원에서 제공된 설명에서, 수 많은 구체적인 상세 내용이 기술된다. 그러나, 본 발명의 실시예가 이러한 구체적인 상세 내용이 없이도 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 다른 경우에, 이러한 설명의 이해를 불명확하게 하지 않도록, 주지의 방법, 구조 및 기술을 구체적으로 설명하지 않았다.
도면에 도시된 본 발명의 바람직한 실시예의 설명에서, 특정 기술적 용어는 명료함을 위해서 사용될 것이다. 그러나, 본 발명은 그렇게 선택된 특정 용어로 제한되지 않으며, 각각의 특정 용어가, 유사한 기술적 목적의 달성을 위해서 유사한 방식으로 동작되는 모든 기술적 등가물을 포함한다는 것을 이해하여야 한다. "전방", "후방", "반경방향", "주변방향", "상향", "하향" 등과 같은 용어는 기준 지점을 제공하기 위한 편의적인 단어로서 이용된 것이고, 제한하는 용어로 간주되지 않는다.
이러한 명세서의 목적을 위해서, "플라스틱"이라는 용어는, 일반적으로 탄화수소계 중합체로 이루어진, 넓은 범위의 합성 또는 반합성 중합 제품에 대한 일반적인 용어를 의미하는 것으로 간주되어야 한다,
본원에서 사용된 바와 같이, "및/또는"은 "그리고" 또는 "또는", 또는 그 둘 모두를 의미한다.
본원에서 사용된 바와 같이, 명사 이후의 "들"은 명사의 복수 및/또는 단수 형태를 의미한다.
이하의 청구항에서, 그리고 본 발명에 관한 전술한 설명에서, 언어 표현 또는 필수적인 암시로 인해서 문맥에서 다른 것을 요구하는 경우를 제외하고, "포함한다" 또는 "포함하는" 또는 "포함하고 있는"과 같은 변경이 포괄적인 의미로 사용되었고, 다시 말해서 기술된 특징의 존재를 구체화하도록 그러나 본 발명의 여러 실시예의 추가적인 특징의 존재나 부가를 배제하지 않도록 사용되었다.
본원에서 사용된 바와 같이, '포함하는' 또는 '포함하는 것' 또는 '포함하는 어떠한 것'을 포함하는, 용어 중 임의의 하나는 또한 개방형 용어이고, 그러한 개방형 용어는 또한 그 용어 후의 요소/특징을 적어도 포함하나, 다른 것은 배제하지 않는다는 것을 의미한다. 따라서, '포함한다'는 '포괄한다'와 동의어이고 '포괄한다'를 의미한다.
따라서, 본 발명의 바람직한 실시예로 생각되는 것을 설명하였지만, 당업자는, 본 발명의 사상으로부터 벗어나지 않고도, 본 발명에 대한 다른 그리고 추가적인 변경이 이루어질 수 있다는 것을 인지할 것이고, 그러한 변화 및 변경 모두가 본 발명의 범위에 포함된다는 것을 주장한다. 예를 들어, 앞서서 주어진 임의의 공식은 단지 사용될 수 있는 절차를 대표하는 것이다. 블록 다이어그램에서 기능을 추가하거나 삭제할 수 있으며, 작동이 기능 블록간에 상호 교환 될 수 있다. 단계가, 본 발명의 범위 내에서, 설명된 방법들에 추가되거나 그로부터 삭제될 수 있다.
본 발명이 특정 예를 참조하여 설명되었지만, 당업자는 본 발명이 많은 다른 형태로 구현될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.
마지막으로, 본원에서 설명된 발명은 구체적으로 설명된 것과 달리 변형, 수정 및/또는 추가될 수 있다는 것이 이해될 수 있을 것이고, 본 발명이, 본 발명의 사상 및 범위로부터 벗어나지 않고도, 그러한 모든 변경, 수정 및/또는 부가를 포함하는 것으로 이해될 수 있을 것이다.

Claims (29)

  1. 냉매가 충진된 냉장 회로 내에서 연결된 응축기, 팽창 장치, 증발기 및 압축기를 포함하는 공조 시스템과 함께 이용하기 위한 열교환기 배열체로서: 응축물 유체로서 증발기에서 응축된 응축물 유체를 수집하기 위한 수집기 배열체; 및 제1 열교환기로서, 열을 응축기로 유동되는 공기 유동으로부터, 증발기로부터 수용된 응축물에 전달하는 것을 돕도록 구성된, 제1 열교환기를 포함하는, 열교환기 배열체.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 수집기 배열체, 상기 제1 열교환기 및 상기 냉각제 배출구가 냉각제 경로를 통해서 유체 연통되게 연결되며, 상기 냉각제 배출구는, 사용 시에, 상기 제1 열교환기로부터 열을 수용한 폐 냉각제를 방출하기 위해서, 상기 냉각제 경로 내에서 상기 제1 열교환기의 하류에 위치되는, 열교환기 배열체.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 냉각제 경로는 상기 제1 열교환기 하류의 유입구로부터 상기 제1 열교환기 상류의 배출구까지 연장되는 재순환 루프를 포함하고, 그에 의해서, 사용 시에, 상기 제1 열교환기에 공급된 응축물의 일부는 상기 재순환 루프를 통해서 공급된, 재순환된 응축물인, 열교환기 배열체.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 제1 열교환기에 공급되는 재순환된 응축물의 부분은 상기 제1 열교환기에 공급된 응축물의 총 부피 유동의 10% 미만인, 열교환기 배열체.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 재순환된 응축물의 부분은 상기 제1 열교환기에 공급된 응축물의 총 부피 유동의 5% 미만인, 열교환기 배열체.
  6. 제2항에 있어서,
    상기 냉각제 경로는 개방-루프 구성을 포함하고, 그에 의해서 응축물 유동의 어느 부분도 상기 제1 열교환기를 통해서 재순환되지 않는, 열교환기 배열체.
  7. 제2항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 수집기 배열체에 의해서 수집된 실질적으로 모든 응축물을 상기 제1 열교환기에 전달하도록, 상기 냉각제 경로가 구성되는, 열교환기 배열체.
  8. 제2항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 수집기 배열체와 상기 제1 열교환기 사이의 응축물 온도 증가를 최소화하도록, 상기 냉각제 경로가 구성되는, 열교환기 배열체.
  9. 제2항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 열교환기가 상기 수집기 배열체의 바로 하류에 있도록, 상기 냉각제 경로가 구성되는, 열교환기 배열체.
  10. 제2항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 열교환기 배열체는, 냉매로부터 상기 증발기로부터 수용된 응축물로 열을 전달하는 것을 돕도록 구성된 제2 열교환기를 포함하는, 열교환기 배열체.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 열교환기 배열체는, 유체의 유동을 상기 제1 열교환기로부터 상기 제2 열교환기로 안내하도록 구성되는, 열교환기 배열체.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 제2 열교환기는 상기 제1 열교환기 하류 및 상기 냉각제 배출구 상류의 냉각제 경로에 연결되는, 열교환기 배열체.
  13. 제8항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제2 열교환기는 상기 제1 열교환기와 연관된, 그리고 그 상부 부분에 위치된 컨테이너 내에 위치되는, 열교환기 배열체.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 제1 열교환기는 하부 냉각제 탱크 및 상부 냉각제 탱크를 포함하는 냉각제 탱크의 쌍 사이에서 연장되는 복수의 냉각제 통로를 포함하고, 상기 제2 열교환기는 상기 상부 냉각제 탱크, 및 상기 증발기로부터 상기 하부 냉각제 탱크로 수집된 응축물을 전달하기 위한 도관을 더 포함하는 상기 열교환기 배열체 내에 위치되는, 열교환기 배열체.
  15. 제1항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 열교환기가 복수의 세장형 파이프를 포함하는, 열교환기 배열체.
  16. 제1항 내지 제15항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 열교환기가, 사용 시에, 응축기의 공기 유동 유입구 위에 놓이도록 구성된 냉각 표면을 형성하는, 열교환기 배열체.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 제1 열교환기는, 사용 시에, 상기 공기 유동 유입구에 걸친 액체 냉각제의 유동을 돕도록 구성되는, 열교환기 배열체.
  18. 제1항 내지 제17항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 열교환기 배열체를 기존 공조 시스템에 맞춰 개장되도록 구성된 키트를 포함하는, 열교환기 배열체.
  19. 제18항에 있어서,
    상기 키트는 상기 제1 열교환기를 기존 공조 시스템의 응축기 공기 흡입부에 연결하는 것을 돕도록 구성되는, 열교환기 배열체.
  20. 제1항 내지 제19항 중 어느 한 항에 따른 열교환기 배열체를 포함하는 공조 시스템.
  21. 냉매로 충진된 냉장 회로 내에 연결된 응축기, 팽창 장치, 증발기 및 압축기를 포함하는 공조 시스템의 효율을 개선하기 위한 방법으로서:
    칠링된 응축물을 증발기로부터 수집기 배열체 내에 수집하는 단계; 및
    상기 응축물이 상기 응축기를 냉각하는 공기 유동의 냉각을 위해서 이용되도록, 상기 응축물을 제1 열교환기로 안내하는 단계를 포함하는, 방법.
  22. 제21항에 있어서,
    상기 응축물을 제2 열교환기로 안내하는 단계를 포함하고, 그에 의해서 상기 응축물은 상기 냉매 회로 내의 냉매를 냉각하기 위해서 이용되고, 상기 제2 열교환기로 안내되는 응축물은 상기 제1 열교환기를 처음으로 통과하는, 방법.
  23. 제21항 또는 제22항에 있어서,
    기존 공조 시스템과 연관된 응축기의 공기 유동 유입구에 상기 제1 열교환기를 설치하는 단계를 포함하는, 방법.
  24. 제21항 내지 제23항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 열교환기로부터 열을 수용한 후에 응축물을 폐기물 배출구로 안내하는 단계를 포함하는, 방법.
  25. 제24항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 열교환기 모두로부터 열을 수용한 후에 응축물을 폐기물 배출구로 안내하는 단계를 포함하는, 방법.
  26. 제24항 또는 제25항에 있어서,
    응축물 유동의 일부가, 상기 폐기물 배출구로 안내되기 전에, 상기 제1 또는 제2 열교환기를 통해서 재순환되는, 방법.
  27. 제26항에 있어서,
    상기 재순환된 응축물의 부분은 상기 제1 열교환기를 통한 응축물 부피 유량의 10% 미만인, 방법.
  28. 제27항에 있어서,
    상기 재순환된 응축물의 부분은 상기 제1 열교환기를 통한 응축물 부피 유량의 5% 미만인, 방법.
  29. 개선된 공조 시스템로서: 응축기; 팽창 장치; 증발기; 및 압축기를 포함하고; 상기 응축기, 상기 팽창 장치, 상기 증발기, 및 상기 압축기는 냉매로 충진된 냉장 회로 내에서 유체 연통 연결되고; 그리고 개선된 공조 시스템은 제1 열교환기를 포함하는 열교환기 배열체를 더 포함하고, 상기 제1 열교환기는 상기 응축기를 향해서 유동되는 공기 유동으로부터, 상기 증발기로부터 수용된 응축물 유체로 열을 전달하는 것을 돕도록 구성되는, 개선된 공조 시스템.
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Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107917486A (zh) * 2017-10-30 2018-04-17 新奥泛能网络科技股份有限公司 空调器
ES2956787T3 (es) * 2017-12-13 2023-12-28 Mitsubishi Electric Corp Acondicionador de aire
US11231211B2 (en) 2019-04-02 2022-01-25 Johnson Controls Technology Company Return air recycling system for an HVAC system
US11231212B2 (en) 2019-04-05 2022-01-25 Johnson Controls Technology Company Refrigerant discharge heat exchange system and method
EP4038320A4 (en) * 2019-10-02 2022-10-12 Nec Corporation COOLING SYSTEM, AIR REMOVAL ATTACHMENT, AIR REMOVAL PROCEDURE AND STORAGE MEDIUM
DE102020128276A1 (de) * 2020-10-28 2022-04-28 Viessmann Climate Solutions Se Wärmepumpe
GB2614058A (en) * 2021-12-17 2023-06-28 Dyson Technology Ltd A fan assembly

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2015164919A1 (en) * 2014-05-02 2015-11-05 Hvps Holdings (Pty) Limited A system and a method for air conditioning and heat exchanger arrangement

Family Cites Families (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4067205A (en) * 1976-07-08 1978-01-10 Jack Mayhue Super cooler for an air conditioning system
US5113668A (en) * 1989-07-07 1992-05-19 Advanced Cooling Technology, Inc. Refrigeration system with evaporative subcooling
DE19630431B4 (de) * 1996-07-27 2009-06-10 Behr Gmbh & Co. Kg Klimaanlage für ein Kraftfahrzeug
JPH10246459A (ja) * 1997-03-05 1998-09-14 Calsonic Corp 空気調和装置
US6070423A (en) * 1998-10-08 2000-06-06 Hebert; Thomas H. Building exhaust and air conditioner condenstate (and/or other water source) evaporative refrigerant subcool/precool system and method therefor
US7150160B2 (en) * 1998-10-08 2006-12-19 Global Energy Group, Inc. Building exhaust and air conditioner condensate (and/or other water source) evaporative refrigerant subcool/precool system and method therefor
JP2002206769A (ja) * 2001-01-09 2002-07-26 Funai Electric Co Ltd 空気調和機
CA2516002C (en) * 2004-11-16 2013-05-28 Jonathan G. Ritchey Water condenser
KR20060065033A (ko) * 2004-12-09 2006-06-14 주식회사 대우일렉트로닉스 응축효율이 향상된 공기조화장치
JP4526442B2 (ja) 2005-05-27 2010-08-18 株式会社不二工機 補助冷却装置
JP2012101167A (ja) 2010-11-10 2012-05-31 Orion Machinery Co Ltd 圧縮空気除湿システムおよび圧縮空気除湿方法
CN202133043U (zh) * 2011-06-27 2012-02-01 江门市地尔汉宇电器股份有限公司 一种水冷却家用空调室外机组
US20130061615A1 (en) * 2011-09-08 2013-03-14 Advanced Technical Solutions Gmbh Condensate-free outdoor air cooling unit
JP2013155949A (ja) 2012-01-31 2013-08-15 Nakano Refrigerators Co Ltd 冷凍装置
CN102538312A (zh) * 2012-02-02 2012-07-04 广东美的电器股份有限公司 带过冷却的空调系统
CN202853082U (zh) * 2012-09-27 2013-04-03 朱坚立 一种外置冷凝水系统的分体空调器
CN202927982U (zh) * 2012-11-28 2013-05-08 海尔集团公司 一种空调系统
TWM462351U (zh) * 2013-05-02 2013-09-21 Qualitek Prec Ind Co Ltd 加強冷卻功能的冷氣機散熱裝置
CN103670648A (zh) * 2013-12-05 2014-03-26 中国北车集团大连机车车辆有限公司 柴油机气缸盖冷却方法
US20150362230A1 (en) * 2014-06-16 2015-12-17 King Fahd University Of Petroleum And Minerals Air conditioning system with pre-cooler

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2015164919A1 (en) * 2014-05-02 2015-11-05 Hvps Holdings (Pty) Limited A system and a method for air conditioning and heat exchanger arrangement

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