KR20210059213A - Ultra Energy Efficiency System using waste energy from heat pump for cold storeroom - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 저온저장고용 히트펌프에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 저온 저장고용 히트펌프의 폐열을 이용하여 에너지 효율을 극대화 시킨 시스템에 관한 것이다 The present invention relates to a heat pump for low temperature storage, and more particularly, to a system in which energy efficiency is maximized by using waste heat from a heat pump for low temperature storage.
일반적으로 저온저장고용 히트펌프는 한국 등록특허 제10-2014-0104095에서 제시한 바와 같이 저온저장고와 건조기를 겸용으로 쓸 수 있도록 고안된 것이다. In general, the heat pump for low temperature storage is designed to be used as both a low temperature storage and a dryer, as suggested in Korean Patent Registration No. 10-2014-0104095.
그러나 건조기를 계속 사용하지 않기 때문에 에너지 효율에 낭비가 많을 뿐만 아니라 저온저장고와 건조기의 사용 열량이 달라 밸런스를 맞추기 힘든 문제를 가지고 있다. However, since the dryer is not used continuously, it is not only wasteful in energy efficiency, but also has a problem that it is difficult to achieve a balance due to the difference in the amount of heat used in the low-temperature storage and dryer.
따라서 저온저장고용 히트펌프의 폐열을 이용하여 여름철에는 열풍 건조기로 겨울철에는 온수 보일러를, 봄 가을에는 겸용으로 사용하여 에너지 효율을 높이고 저온저장고와 열풍 건조기 그리고 온수 보일러의 밸런스를 맞추어 안정되게 사용할 수 있는 시스템을 필요로 하고 있다. Therefore, by using the waste heat of the heat pump for low temperature storage, use a hot air dryer in summer, a hot water boiler in winter, and a combined use in spring and autumn to increase energy efficiency and balance the low temperature storage, hot air dryer, and hot water boiler. You need a system.
본 발명은 상기와 같은 필요성에 의해 고안된 것으로 저온저장고용히트펌프의 폐열을 이용하여 밸런스가 잘 유지되는 열풍건조기와 온수 보일러를 가지는 초절전 에너지 효율 시스템을 제공하려는 것이다 The present invention has been devised by the above necessity and is to provide an ultra-low energy-efficient energy-efficient system having a hot air dryer and a hot water boiler in which balance is well maintained by using waste heat from a low-temperature storage heat pump.
상기와 같은 과제를 해결하기 위해 본 발명은. In order to solve the above problems, the present invention.
피저장물이 저온 저장되는 저온저장고 (저온 냉장고와 저온 냉동고) Low-temperature storage (low-temperature refrigerator and low-temperature freezer) in which stored objects are stored at low temperatures
피건조물이 저장되는 열풍 건조실 Hot air drying room in which the object to be dried is stored
온수를 제공하는 온수 보일러 Hot water boiler providing hot water
온수를 보관하는 축열조 Heat storage tank to store hot water
히트펌프 시스템을 포함하는 것을 특징으로 하는 시스템이다 It is a system characterized by including a heat pump system.
구체적으로 히트펌프 시스템은 저온저장고에 증발기를 설치하고 열풍 건조실과 온수 보일러에 응축기를 설치한다. 그러나 증발기와 응축기의 전체 밸런스를 유지하기 위하여 제3의 증발/응축이 모두 가능한 공기열 팬을 실외기로 추가 설치 하는 것을 특징으로 한다. 밸런스를 극대화 하기 위하여 냉매의 순환 경로를 1개 이상의 증발기 1개 이상의 응축기 그리고 1개이상의 증발/응축 겸용 실외기로 보내기 위해 2개 이상의 사방변을 사용하는 것을 특징으로 한다. Specifically, in the heat pump system, an evaporator is installed in a low-temperature storage and a condenser is installed in a hot air drying room and a hot water boiler. However, in order to maintain the overall balance between the evaporator and the condenser, a third air heat fan capable of both evaporation/condensation is additionally installed as an outdoor unit. In order to maximize the balance, two or more four sides are used to send the circulation path of the refrigerant to one or more evaporators, one or more condensers, and one or more evaporation/condensation outdoor units.
전술한 바와 같이 본 발명이 제공하는 초절전 에너지 효율 시스템은 저온저장고를 돌리고 버려지는 폐열을 이용하여 건조기와 보일러를 계절에 맞게 선택하고 또한 겨울철에는 저온저장고와 제빙기를 동시에 가동하여 에너지 효율을 극대화 할 수 있다.As described above, the ultra-low energy efficiency system provided by the present invention rotates the low-temperature storage and selects the dryer and the boiler according to the season by using waste heat, and also operates the low-temperature storage and ice maker simultaneously in winter to maximize energy efficiency. have.
도 1은 저온저장고
도 2는 건조기
도 3은 온수 보일러와 축열조
도 4는 히트펌프 시스템
도 5는 본 발명에 따른 시스템의 구조도1 is a low-temperature storage
2 is a dryer
3 is a hot water boiler and heat storage tank
4 is a heat pump system
5 is a structural diagram of a system according to the present invention
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 상세하게 설명한다. 도면들 중 동일한 구성요소들 Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. Same components among drawings
은 가능한 어느 곳에서든지 동일한 부호로 표시한다. 또한 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다.Are marked with the same symbol wherever possible. In addition, detailed descriptions of known functions and configurations that may unnecessarily obscure the subject matter of the present invention will be omitted.
도 1은 일반적인 저온저장고를 나타낸다.1 shows a general low-temperature storage.
일반적인 저온저장고(100)는 본체의 벽면상에 열교환코일이 설치되어 이 열교환코일이 히트펌프에 의해 작동된다. 열교환코일은 본체의 어디에도 설치될 수 있으나, 본체의 정면에는 통상적으로 문이 설치되므로 열교환코일의 설치를 지양한다.In a general low-
도 2는 일반적인 건조기를 나타낸다2 shows a typical dryer
일반적인 건조기(200)는 본체의 벽면상에 열교환코일이 설치되어 이 열교환코일이 히트펌프에 의해 작동된다. 열교환코일은 본체의 좌우측면 및 배면에 설치될 수 있으며, 본체의 정면에는 통상적으로 문이 설치되므로 열교환코일의 설치를 지양한다.In a
도 3은 일반적인 히트펌프 온수 보일러와 축열조를 나타낸다3 shows a general heat pump hot water boiler and a heat storage tank
도 4는 일반적인 히트펌프 시스템을 나타 낸다.4 shows a general heat pump system.
히트펌프(400)는 콤프레셔(410)와, 응축기(420)와, 팽창변(430)와, 증발기(440) 및 사방변(450)으로 구성된다.The
먼저, 콤프레셔(410)는 냉매를 압축하여 송출시키는 곳으로, 냉매가 고온고압으로 되어 히트펌프(410)의 배관을 따라 순환하게 해준다. 여기에서 말하는 고온이란, 절대적으로 높은 온도를 뜻하는 것이 아니라 외기보다 높은 온도를 뜻한다.First, the
응축기(420)는 고온고압의 냉매가 응축되면서 압력은 그대로이면서 온도만 낮아지는 곳으로, 고온고압의 냉매를 저온고압의 냉매로 변환시킨다. 이때에 응축기는 코일형태로 되며, 팬 등으로부터 제공받는 외기에 의해 냉매의 열이 외부로 방출된다. 그리고 냉매는 열을 빼앗기면서 액화된다.The condenser 420 is a place where the high-temperature and high-pressure refrigerant is condensed while maintaining the pressure and only the temperature is lowered, and converts the high-temperature and high-pressure refrigerant into a low-temperature and high-pressure refrigerant. At this time, the condenser is in the form of a coil, and heat of the refrigerant is discharged to the outside by outside air provided from a fan. And the refrigerant is liquefied while taking away heat.
팽창변(430)은 응축기(420)를 지나온 저온고압의 냉매를 저온저압의 냉매로 변환시킨다. 이때, 팽창변(430)에서 압력이 떨어지면서 액화된 냉매의 일부가 기화되어 액체와 기체가 공존하게 된다.The
증발기(440)는 냉매를 다시 기화시키는 곳으로, 냉매가 콤프레셔(410)로 재유입되기 전에 전량 기화시킨다.The
사방변(450)은 증발기의 가동중 성에가 끼는 것을 제상하기 위하여 냉매의 흐름을 반대방향으로 하여 증발기가 응축기 역할을 하게하여 증발기 온도를 상승시켜 성에를 제거한다The four
도 5는 본 발명에 따른 시스템의 구조도1을 나타낸다5 shows the structural diagram 1 of the system according to the present invention
이와 같은 히트펌프(400)에서 본 발명의 증발기(440)는 저온저장고 (저온냉장고, 저온냉동고)의 열교환코일로 사용될 수 있다. 저온 저압의 냉매가 저온 저장고의 열교환 코일을 타고 송풍 팬에 의해 열교환이 이루어져 저온저장고의 온도를 낮출 수 있게 된다. 또한 본 발명의 응축기(420)는 건조기 또는 온수 보일러의 열교환 코일로 사용 될 수 있다. 고온고압의 냉매가 건조기(200)에 설치된 열교환코일을 순환하면서 열교환이 이루어져 건조실을 가열하게 되며, 온수 보일러의 열교환기에서는 수배관의 물과 열교환이 이루어져 온수를 축열조에 제공하게 된다. 또한 본 발명의 증발기(440)와 응축기(420)는 증발과 응축의 부하 밸런스를 잘 유지하기 위해 각각 증발/응축 겸용 실외기의 열교환 코일에 연결되어 열교환이 In such a
이루어 지도록 한다. Let it be done.
일반적으로 증발기의 제상을 위하여 사방변 1개가 사용된다.In general, one four-way side is used for defrosting the evaporator.
그러나 본 발명에서는 여러개의 증발기 그리고 여러대의 증발/응축 겸용 실외기 또한 여러개의 응축기가 사용될 수 있으므로 2개 이상의 사방변을 사용하여 냉매의 흐름을 제어한다However, in the present invention, since several evaporators and several outdoor units for evaporation/condensation can also be used, two or more four sides are used to control the flow of the refrigerant.
전기 히터는 가열시간 단축 등 온도제어가 빠르지만 연료비가 많이 들어가는 단점이 있고, 히트펌프(400)는 가열시간이 느리고 높은 온도까지 올라가지 못하는 단점이 있으나 연료비가 값싼 장점이 있다.The electric heater has the disadvantage of fast temperature control, such as shortening the heating time, but requires a lot of fuel cost, and the
따라서 건조기(200)를 가동시킬때에는 히트펌프(400)만 작동하여 지속적으로 가동시킨 다음, 히트펌프(400)만으로는 목적하는 온도까지 도달하는 것이 어려운 타이밍에 전기히터(210)를 가동시켜 원하는 온도까지 건조기(200)를 가열시킬 수도 있다.Therefore, when the
상기와 같은 본 발명에 따른 시스템은 위에서 설명된 실시 예들의 구성과 작동 방식에 한정되는 것이 아니다. 상기 실시 예들은 각 실시 예들의 전부 또는 일부가 선택적으로 조합되어 다양한 변형이 이루어질 수 있도록 구성될 수도 있다.The system according to the present invention as described above is not limited to the configuration and operation of the embodiments described above. The above embodiments may be configured so that all or a part of each of the embodiments may be selectively combined so that various modifications may be made.
농민, 어민, 상업등 시설을 필요로 하는 모든곳에 적용 가능하므로, 산업상 이용가능성은 무궁무진하다고 생각된다. It can be applied to farmers, fishermen, commerce, and all other places that require facilities, so it is thought that the industrial availability is endless.
100 : 저온 저장고
200 : 건조기, 220 : 전기히터
300 : 온수 보일러, 310 : 열교환기, 320 : 축열조, 330 : 펌프
400 : 히트펌프, 410 : 콤프레셔
420 : 응축기1, 421 : 응축기2
430 : 팽창변1, 431 : 팽창변2, 432 : 팽창변3
440 : 증발기1, 441 : 증발기2, 442 : 증발기3
450 : 사방변1, 451 : 사방변2, 452 : 사방변3, 453 : 사방변4100: cold storage
200: dryer, 220: electric heater
300: hot water boiler, 310: heat exchanger, 320: heat storage tank, 330: pump
400: heat pump, 410: compressor
420: condenser 1, 421: condenser 2
430: expansion valve 1, 431: expansion valve 2, 432: expansion valve 3
440: evaporator 1, 441: evaporator 2, 442: evaporator 3
450: four sides 1, 451: four sides 2, 452: four sides 3, 453: four sides 4
Claims (1)
The compressor, the expansion valve, and the cooling side (evaporator) use a low-temperature storage (low-temperature refrigerator and low-temperature freezer), an air conditioner, or a cooler, etc. hot water
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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KR1020190146372A KR20210059213A (en) | 2019-11-15 | 2019-11-15 | Ultra Energy Efficiency System using waste energy from heat pump for cold storeroom |
Applications Claiming Priority (1)
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