KR20210098075A - 친환경 냉난방 장치 - Google Patents

친환경 냉난방 장치 Download PDF

Info

Publication number
KR20210098075A
KR20210098075A KR1020200011808A KR20200011808A KR20210098075A KR 20210098075 A KR20210098075 A KR 20210098075A KR 1020200011808 A KR1020200011808 A KR 1020200011808A KR 20200011808 A KR20200011808 A KR 20200011808A KR 20210098075 A KR20210098075 A KR 20210098075A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
refrigerant
valve
circulation passage
passage
heating
Prior art date
Application number
KR1020200011808A
Other languages
English (en)
Inventor
소원겸
유경식
Original Assignee
주식회사 디팩토리
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 주식회사 디팩토리 filed Critical 주식회사 디팩토리
Priority to KR1020200011808A priority Critical patent/KR20210098075A/ko
Publication of KR20210098075A publication Critical patent/KR20210098075A/ko

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B27/00—Machines, plants or systems, using particular sources of energy
    • F25B27/002—Machines, plants or systems, using particular sources of energy using solar energy
    • F25B27/005—Machines, plants or systems, using particular sources of energy using solar energy in compression type systems
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24S—SOLAR HEAT COLLECTORS; SOLAR HEAT SYSTEMS
    • F24S20/00—Solar heat collectors specially adapted for particular uses or environments
    • F24S20/30—Solar heat collectors for heating objects, e.g. solar cookers or solar furnaces
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24S—SOLAR HEAT COLLECTORS; SOLAR HEAT SYSTEMS
    • F24S60/00—Arrangements for storing heat collected by solar heat collectors
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B41/00—Fluid-circulation arrangements
    • F25B41/20—Disposition of valves, e.g. of on-off valves or flow control valves
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B41/00—Fluid-circulation arrangements
    • F25B41/40—Fluid line arrangements
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25D—REFRIGERATORS; COLD ROOMS; ICE-BOXES; COOLING OR FREEZING APPARATUS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F25D17/00—Arrangements for circulating cooling fluids; Arrangements for circulating gas, e.g. air, within refrigerated spaces
    • F25D17/02—Arrangements for circulating cooling fluids; Arrangements for circulating gas, e.g. air, within refrigerated spaces for circulating liquids, e.g. brine
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28C—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA COME INTO DIRECT CONTACT WITHOUT CHEMICAL INTERACTION
    • F28C1/00—Direct-contact trickle coolers, e.g. cooling towers
    • F28C1/02—Direct-contact trickle coolers, e.g. cooling towers with counter-current only
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B2600/00—Control issues
    • F25B2600/02—Compressor control
    • F25B2600/025—Compressor control by controlling speed
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/40—Solar thermal energy, e.g. solar towers

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Air Conditioning Control Device (AREA)
  • Other Air-Conditioning Systems (AREA)

Abstract

본 발명은 연중냉난방이 필요한 전산실,항온항습이 필요한 실내공간 및 농작물을 재배 또는 저장하는 공간에 냉풍 또는 온풍을 공급하도록 토출구가 형성되며, 내부에 냉매가 유동하는 코일브라인을 구비하는 실내 열교환기; 상기 코일브라인의 일 측으로부터 공급받은 냉매를 증발기로 공급하며, 제1밸브가 구비되는 제1순환유로; 상기 증발기로부터 공급받은 냉매를 상기 코일브라인의 타 측으로 공급하며, 제2밸브가 구비되는 제2순환유로; 상기 증발기 상에 구비되어 냉매를 압축하는 압축기; 냉방 시, 실외에 배치되어 외부공기가 실내공기보다 온도가 낮은 경우 상기 압축기의 가동을 가변적으로 감소시키고, 상기 제1순환유로 상에 유동하는 냉매를 냉각하는 제1실외 열교환기 및 난방 시, 외부로부터 열원을 공급받아 상기 제1순환유로부터 공급받은 냉매를 가열하여 상기 제2순환유로로 공급하는 제2실외 열교환기를 포함하는 친환경 냉난방 시스템을 제공한다.

Description

친환경 냉난방 장치{APPARATUS FOR ECO-FRIENDLY HEATING AND COOLING}
본 발명은 친환경 냉난방 시스템에 관한 것으로서, 동절기에 외기를 도입하여 친환경적으로 냉난방 시스템을 구축할 수 있는 친환경 냉난방 시스템에 관한 것이다.
칠러 냉동장치는 냉매 유로와 브라인 유로가 증발기에서 중첩되어 열교환이 이루어지는 장치로 브라인 내부에 는 낮은 동결점을 가진 용액이 사용되며, 일반적으로 에틸렌글리콜 혼합물 수용액이 사용된다(무기질브라인:CaCl2, MgCl2,NaCl2 : 부식심함, 유기질부라인:에틸렌글리콜,프로틸렌글리콜,에틸알코올)
이러한 칠러 냉동장치의 브라인의 사이클을 살펴보면, 열교환기로부터 나온 브라인은 증발기에서 냉매와의 열교환을 수행한 후, 탱크에서 브라인 히터에 의해 온도보상 가열되고, 브라인 펌프에 의해 열교환기로 유입되는 경로를 반복적으로 수행한다.
이러한 종래의 구조에 의하면, 동절기(冬節期)에 냉방 시 압축기의 불필요한 전력사용이 야기되고, 저온의 외기를 유입시키는 경우 오염된 공기가 유입될 수 있다는 문제점이 있다.
또한 외기를 유입하여 온도보정을 행할 때 실내공기와 외기온도가 약 5℃ 이상의 차이가 있을 때 이용이 가능하다는 한계를 가지고 있다.
게다가 냉방과 난방을 동시에 사용하는데 한계가 있고, 환경 친환적으로 에너지 절감 시스템을 구축하는데 문제점이 있다.
발명은 이와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 동절기 냉방 시 외기를 이용하여 브라인을 냉각하여 전력 낭비를 방지하고, 난방 시 폐열 또는 태양열을 활용하여 친환경적인 에너지 절감 시스템을 구축할 수 있는 친환경 냉난방 시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.
이와 같은 목적을 수행하기 위한 본 발명은 농작물을 재배 또는 저장하는 공간에 냉풍 또는 온풍을 공급하도록 토출구가 형성되며, 내부에 냉매가 유동하는 코일브라인을 구비하는 실내 열교환기; 상기 코일브라인의 일측으로부터 공급받은 냉매를 증발기로 공급하며, 제1밸브가 구비되는 제1순환유로; 상기 증발기로부터 공급받은 냉매를 상기 코일브라인의 타 측으로 공급하며, 제2밸브가 구비되는 제2순환유로; 상기 증발기 상에 구비되어 냉매를 압축하는 압축기; 냉방 시, 실외에 배치되어 외부공기가 실내공기보다 온도가 낮은 경우 상기 압축기의 가동을 가변적으로 감소시키고, 상기 제1순환유로 상에 유동하는 냉매를 냉각하는 제1실외 열교환기 및 난방 시, 외부로부터 열원을 공급받아 상기 제1순환유로부터 공급받은 냉매를 가열하여 상기 제2순환유로로 공급하는 제2실외 열교환기를 포함하는 친환경 냉난방 시스템을 제공한다.
상기 제1실외 열교환기는 상기 제1순환유로로부터 선택적으로 냉매를 공급받는 제1분기유로와, 상기 제1분기유로를 통하여 받은 냉매를 냉각시키는 대향류형 방열유닛과, 상기 대향류형 방열유닛으부터 냉각된 냉매를 상기 제2순환유로로 배출하는 제2분기유로를 포함할 수 있다.
상기 친환경 냉난방 시스템은 상기 제1분기유로 상에 구비되어 상기 제1순환유로로부터 상기 제1분기유로로 유입되는 냉매를 선택적으로 차폐하는 제3밸브와, 상기 제2분기유로 상에 구비되어 상기 제2분기유로로부터 상기 제1순환유로로 유입되는 냉매를 선택적으로 차폐하는 제4밸브를 더 포함할 수 있다.
상기 제3밸브는 상기 제1순환유로와 상기 제1분기유로가 만나는 부분에 3방밸브가 마련될 수 있다.
상기 친환경 냉난방 시스템은 상기 제1실외 열교환기가 가동되는 경우 냉매가 상기 제1실외 열교환기를 경유하여 상기 증발기로 공급될 수 있도록 상기 제1순환유로와 상기 제1분기유로 및 제2분기유로가 만나는 부분 사이의 유로를 개폐하는 제7밸브를 더 포함할 수 있다.
상기 제2실외 열교환기는 상기 제1순환유로로부터 냉매를 공급받는 제3분기유로와, 상기 제3분기유로를 통하여 받은 냉매를 가열시키는 가열유닛과, 상기 가열유닛으부터 가열된 냉매를 상기 제2순환유로로 공급하는 제4분기유로를 포함할 수 있다.
상기 가열유닛은 태양열을 이용하여 냉매를 가열할 수 있도록 집열기 및 축열탱크를 포함하는 태양열 난방유닛을 포함할 수 있다.
상기 친환경 냉난방 시스템은 상기 제3분기유로 상에 구비되어 상기 제1순환유로로부터 상기 제3분기유로로 유입되는 냉매를 선택적으로 차폐하는 제5밸브와, 상기 제4분기유로 상에 구비되어 상기 제4분기유로로부터 상기 제2순환유로로 유입되는 냉매를 선택적으로 차폐하는 제6밸브를 더 포함할 수 있다.
상기 친환경 냉난방 시스템은 상기 제1순환유로 및 제2순환유로와 상기 제1분기유로 내지 제4분기유로로 공급 및 배출되는 냉매를 선택적으로 차폐하도록 상기 제1밸브 내지 제7밸브의 개폐를 제어하는 제어부를 더 포함할 수 있다.
냉방 시, 상기 제어부는, 실내온도가 실외온도보다 낮은 경우, 상기 압축기의 가동을 가변적으로 감소 또는 정지시키고, 상기 제1밸브, 제2밸브 및 제7밸브를 개방하고, 상기 제3밸브 내지 제6밸브를 차단하도록 제어하고, 실내온도가 실외온도보다 높은 경우, 상기 제1밸브 내지 제4밸브를 개방하고, 상기 제5밸브 내지 제7밸브를 차단하도록 제어할 수 있다.
난방 시, 상기 제어부는, 상기 제2실외 열교환기의 가동을 위하여 상기 제5밸브 및 제6밸브를 개방하고, 적어도 상기 제1밸브 및 제2밸브를 차폐하도록 제어할 수 있다.
상기 친환경 냉난방 시스템은 상기 제1순환유로 또는 제2순환유로 상에 마련되며, 상기 제1순환유로 및 제2순환유로 상에서 냉매가 순환할 수 있도록 압력을 제공하는 순환펌프를 더 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 친환경 냉난방 시스템에 따르면,
첫째, 브라인을 이용하여 동절기 냉방 시 실내와 실외의 온도차가 작은 상태에서도 외기를 바이패스(bypass)시켜 전력량을 감소시킬 수 있고,
둘째, 외기를 직접적으로 도입하지 않기 때문에 쾌적한 공기를 지속적으로 공급할 수 있으며,
셋째, 난방 시 폐열원이나 태양열을 이용하기 때문에 친환경적인 에너지 절감 시스템을 구축할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 친환경 냉난방 시스템의 계략적인 사시도이다.
도 2는 도 1에 나타낸 친환경 냉난방 시스템의 구성을 나타내는 참고도이다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 친환경 냉난방 시스템의 구성을 나타내는 참고도이다.
이하 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는원칙에 입각하여, 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 친환경 냉난방 시스템(100)의 계략적인 사시도이고, 도 2는 도 1에 나타낸 친환경 냉난방 시스템(100)의 구성을 나타내는 참고도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 친환경 냉난방 시스템(100)은 연중 냉난방이 필요한 전산실, 항온항습이 필요한 실내공간 및 농작물을 재배하는 공간이나 또는 저장하는 공간에 마련되는 실내 열교환기(110)와, 상기 실내 열교환기(110) 내부에 마련되는 코일브라인(112)의 양 측과 각각 연결되어 냉매를 순환시키는 제1순환유로(120) 및 제2순환유로(130)와, 상기 실내 열교환기(110)에 마련된 증발기(140)와 연결되어 냉매를 압축하는 압축기(141)와, 상기 제1순환유로(120)와 연결되어 실외에 배치되며 외기를 이용하여 냉매를 냉각시키는 제1실외 열교환기(150) 및 태양열 또는 ??열을 이용하여 난방 시 냉매를 가열하는 제2실외 열교환기(160)를 포함한다.
상기 실내 열교환기(110)의 내부에는 냉방 또는 난방 시 각각 냉풍 또는 온풍을 공급하는 팬(Fan)이 마련되고, 상기 팬으로부터 공급되는 공기를 배출하는 토출구(111)가 형성되며, 상기 팬으로 유입되는 공기를 냉각 또는 가열시키는 상기 코일브라인(112)이 마련된다.
상기 제1순환유로(120)는 상기 코일브라인(112)의 일 측으로부터 공급받은 냉매를 상기 증발기로 공급하며, 상기 제1순환유로(120) 상에는 제1밸브(10)가 마련된다.
또한 상기 제2순환유로(130)는 상기 증발기로부터 공급받은 냉매를 상기 코일브라인(112)의 타 측으로 공급하며, 상기 제2순환유로(130) 상에는 제2밸브(20)가 마련된다.
이때 상기 제1밸브(10) 및 제2밸브(20)가 개방되면 냉매는 상기 제1순환유로(120)를 통하여 상기 증발기, 압축기를 거쳐 상기 제2순환유로(130)로 공급되며, 상기 코일브라인(112)으로 공급되면서 냉방이 이루어진다.
상기 제1실외 열교환기는 상기 제1순환유로(120) 상에 추가적으로 연결된다. 이때 상기 제1실외 열교환기는 상기 제1순환유로(120) 상에서 상기 제1밸브(10)와 상기 증발기 사이에 연결되는 것이 바람직하다.
상기 제1실외 열교환기는 상기 제1순환유로(120)로부터 냉매를 공급받는 제1분기유로(151)와, 상기 제1분기유로(151)로부터 공급받은 냉매를 외기를 통하여 냉각시키는 방열유닛(152)과, 상기 방열유닛(152)으로부터 냉각된 냉매를 다시 상기 제1순환유로(120)로 배출하는 제2분기유로(153)를 포함한다.
상기 제1분기유로(151)는 상기 제1순환유로(120) 상에서 냉매의 진행방향에서 상기 제2분기유로(153)보다 선행하는 위치에서 상기 제1순환유로(120)와 연결된다. 따라서 상기 제1분기유로(151)를 통하여 공급된 냉매가 다시 상기 제1순환유로(120)로 배출됨에 있어서 상기 제1순환유로(120)를 통하여 공급되는 냉매와의 간섭이 일어나는 것을 방지할 수 있다.
상기 제1분기유로(151) 상에는 제3밸브(30)가 구비되고, 상기 제2분기유로(153) 상에는 제4밸브(40)가 구비된다.
상기 제3밸브(30)는 상기 제1순환유로(120)로부터 상기 제1분기유로(151)로 유입되는 냉매를 바이패스시키며, 상기 제1분기유로(151)를 선택적으로 차폐하도록 개폐하는 기능을 가지며, 상기 제4밸브(40)는 상기 제2분기유로(153)로부터 상기 제1순환유로(120)로 재 유입되는 냉매를 선택적으로 차폐하도록 상기 제2분기유로(153)를 개폐하는 기능을 제공한다.
상기 방열유닛(152)은 상부에 팬이 마련되고 유입되는 냉매를 외기에 의해서 냉각시키며, 냉각 효율을 고려하여 대향류형 타입으로 형성되는 것이 바람직하다. 물론 직교류형 타입 또는 대향류와 직교류 타입을 동시에 사용하는 복합형 타입으로 변경 가능함은 물론이다.
또한 상기 제1순환유로(120) 상에는 상기 제1분기유로(151)가 연결되는 부분과 상기 제2분기유로(153)가 연결되는 부분 사이에 제7밸브(70)가 마련된다.
상기 제7밸브(70)는 상기 제3밸브(30) 및 제4밸브(40)의 개폐 상태에 따라서 선택적으로 상기 제1순환유로(120)를 개폐하는 기능을 갖는다.
상기 방열유닛(152)을 이용하여 상기 냉매를 냉각시키는 경우 상기 압축기의 가동을 가변적으로 감소시킴과 동시에 외기로부터 냉매의 열을 흡수하기 때문에 불필요한 전력손실을 방지할 수 있고, 또한 외기를 직접적으로 유입하지 않고 실내공기를 순환시킴으로써 친환경적이면서도 쾌적한 냉각효과를 제공할 수 있다.
상기 제2실외 열교환기(160)는 상기 제1순환유로(120) 상에서 상기 코일브라인(112)과 상기 제1밸브(10) 사이에 연결되는 것이 바람직하다.
상기 제2실외 열교환기(160)는 상기 제1순환유로(120)로부터 냉매를 공급받는 제3분기유로(161)와, 상기 제3분기유로(161)로부터 공급받은 냉매를 폐열원 또는 태양열을 통하여 가열시키는 가열유닛(162)과, 상기 가열유닛(162)으로부터 가열된 냉매를 상기 제2순환유로(130)로 배출하는 제4분기유로(164)를 포함한다.
상기 제3분기유로(161) 상에는 제5밸브(50)가 구비되고, 상기 제4분기유로(164) 상에는 제6밸브(60)가 구비된다.
상기 제5밸브(50)는 상기 제1순환유로(120)로부터 상기 제3분기유로(161)로 유입되는 냉매를 선택적으로 차폐하도록 상기 제3분기유로(161)를 개폐하는 기능을 가지며, 상기 제6밸브(60)는 상기 제4분기유로(164)로부터 상기 제2순환유로(130)로 배출되는 냉매를 선택적으로 차폐하도록 상기 제4분기유로(164)를 개폐하는 기능을 제공한다.
상기 가열유닛(162)은 도 1과 같이 태양열을 이용한 난방시스템을 일 예로 설명하며, 기타 풍력, 조력 등을 이용하는 발전 시스템으로도 난방 시스템의 구축이 가능함은 물론이다.
상기 가열유닛(162)은 도 2와 같이 태양열 난방유닛(163)을 포함하며, 상기 태양열 난방유닛(163)은 집열기 및 축열탱크 등의 기초적인 설비를 포함한다.
상기 태양열 난방유닛(163)을 이용하여 상기 냉매를 가열시키는 경우 상기 제1밸브(10) 및 제2밸브(20)를 차단하여 상기 증발기(140) 및 압축기(141)의 가동을 정지시킴과 동시에 태양열에 의해 냉매의 온도를 가열하기 때문에 친환경적으로 난방효과를 제공할 수 있다.
이때 상기 제1순환유로(120) 또는 제2순환유로(130) 상에는 순환펌프(121)가 마련되어 상기 제1순환유로(120) 및 제2순환유로(130)를 순환하는 냉매 유동에 압력을 제공한다.
또한 상기 제1순환유로(120) 및 제1분기유로(151) 내지 제4분기유로(164)를 순환하는 냉매의 진로를 제어할 수 있도록 상기 친환경 냉난방 시스템(100)에는 상기 제1밸브(10) 내지 제7밸브(70)의 개폐를 제어하는 제어부(170)가 마련된다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 친환경 냉난방 시스템(200)의 구성을 나타내는 참고도이다. 이하에서 전기한 참조부호와 동일한 참조부호는 동일한 구성요소를 나타낸다.
도 3을 참조하면, 상기 코일브라인(112)의 양 측에는 상기 증발기(140)를 연결하는 상기 제1순환유로(120) 및 제2순환유로(130)가 마련되고, 상기 제1분기유로(151)와 상기 제1순환유로(120)가 연결되는 부분에는 제3밸브(30′)가 마련되고, 상기 제3분기유로(161)와 상기 제1순환유로(120)가 연결되는 부분에는 제5밸브(50′)가 마련된다.
따라서 상기 제1분기유로(151)는 상기 제1순환유로(120) 상에서 상기 제3밸브(30′)로부터 분기되어 상기 방열유닛(152)을 연결하고, 상기 제2분기유로(153)는 중간에 상기 제4밸브(40)를 구비하여 상기 방열유닛(152) 으로부터 상기 제1순환유로(120)를 다시 연결한다.
또한 상기 제3분기유로(161)는 상기 제1순환유로(120) 상에서 상기 제5밸브(50′)로부터 분기되어 상기 가열유닛(162)을 연결하고, 상기 제4분기유로(164)는 중간에 상기 제6밸브(60)를 구비하여 상기 가열유닛(162)으로부터 상기 제2순환유로(130)를 연결한다.
이때 상기 제3밸브(30′)와 제5밸브(50′)는 삼방밸브로 마련되어 상기 제1순환유로(120)로부터 개방된 일방향으로만 냉매를 유입시키는 기능을 갖는다.
이 경우 상기 제1순환유로(120) 상에서 분기되는 냉매는 상기 제3밸브(30′) 또는 상기 제5밸브(50′)의 개방된 방향으로만 냉매를 공급하여 제3방향으로 냉매가 동시에 유입되는 것을 방지하며, 또한 상기 제1순환유로(120) 상에 별도의 밸브를 구비할 필요가 없어 각 밸브의 제어가 용이하고 제작비용을 절감할 수 있는 효과를 기대할 수 있다.
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명에 따른 친환경 냉난방 시스템(100)의 작용효과에 대하여 상세히 설명한다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 친환경 냉난방 시스템(100)은 상기 실내 열교환기(110)와 별도로 상기 제1실외 열교환기 및 제2실외 열교환기(160)를 구비하여 겨울철 농작물의 재배 또는 저장공간에 친환경적으로 냉난방을 제공한다.
이때 상기 친환경 냉난방 시스템(100)은 상기 제어부(170)를 통하여 상기 제1밸브(10) 내지 제7밸브(70)의 개폐를 제어하여 보다 효과적이고 쾌적하면서도 불필요한 전력낭비를 방지할 수 있다.
본 발명에 따른 친환경 냉난방 시스템(100)은 겨울철 냉방 및 난방 시 상기 제어부(170)로부터 상기 제1밸브(10) 내지 제7밸브(70)를 제어하여 자체냉방, 외기냉방 및 자체난방, 태양열 난방을 실시할 수 있다.
상기 실내 열교환기(110)는 기본적인 공기조화장치에 관한 시스템을 구축하고 있기 때문에 외부로부터 전력을 공급받아 냉난방을 실시할 수 있다.
먼저 자체냉방 시, 상기 제어부(170)는 상기 제1밸브(10), 제2밸브(20) 및 제7밸브(70)를 개방하고 상기 제3밸브(30) 내지 제6밸브(60)를 차폐하고, 상기 실내 열교환기(110)에 구비된 상기 증발기, 압축기 및 응축기를 이용하여 냉방을 실시할 수 있다. 또한 자체난방 시, 상기 냉방시스템의 모드를 변경하여 자체난방을 실시할 수 있음은 물론이다.
이하에서는 상기 제1실외 열교환기(150)를 이용한 외기냉방과, 상기 제2실외 열교환기(160)를 이용한 태양열 난방의 제어에 관해서 상세하게 설명한다.
먼저 외기냉방 시 상기 제어부(170)는 실내온도가 실외온도보다 높은 경우, 상기 제1밸브(10) 내지 제4밸브(40)를 개방하고, 상기 제5밸브(50) 내지 제7밸브(70)를 차단하도록 제어한다.
그러면 상기 코일브라인(112)을 통하여 상기 제1순환유로(120)로 배출되는 냉매는 상기 제3밸브(30)가 개방되고 상기 제7밸브(70)가 폐쇄되었기 때문에 상기 제1분기유로(151)를 통하여 상기 방열유닛(152)으로 공급된다. 이때 상기 방열유닛(152)은 실내온도보다 낮은 외기를 이용하여 냉매를 냉각시키고, 냉각된 냉매는
상기 제2분기유로(153)를 통하여 상기 제1순환유로(120)로 재 유입되어 상기 증발기(140)를 거치고 상기 제2순환유로(130)를 통해 상기 코일브라인(112)으로 배출된다.
상기한 과정에서 상기 압축기(141)는 가동이 정지되거나 최소한의 가동이 이루어지도록 상기 제어부(170)로부터 제어되어 전력소모를 최소화 할 수 있다. 그리고 실내온도와 실외온도가 1℃만 차이가 나더라도 상기 제1실외 열교환기(150)를 이용한 냉방이 가능한 장점이 있다.
또한 태양열 난방 시 상기 제어부(170)는 상기 제5밸브(50) 및 제6밸브(60)를 개방하고, 적어도 상기 제1밸브(10) 및 제2밸브(20) 또는 상기 제1밸브(10) 내지 제4밸브(40) 및 제7밸브(70)를 차단하도록 제어한다.
그러면 상기 코일브라인(112)을 통하여 상기 제1순환유로(120)로 배출되는 냉매는 상기 제5밸브(50)와 제6밸브(60)가 개방되고, 상기 제1밸브(10) 내지 제4밸브(40)가 폐쇄되었기 때문에 상기 제3분기유로(161)를 통하여 상기 가열유닛(162)으로 공급된다. 이때 상기 가열유닛(162)은 태양열 발전을 이용하여 냉매를 가열시키고, 가열된 냉매는 상기 제4분기유로(164)를 통하여 상기 제2순환유로(130)로 유입되고, 상기 제2순환유로(130)를 통해 상기 코일브라인(112)으로 배출된다.
따라서 이러한 과정에서 상기 태양열 발전을 통하여 냉매를 가열하고 농작물의 재배 또는 저장공간에 온풍을 제공할 수 있기 때문에 친환경적인 난방이 가능해지는 효과가 있다.
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.
100 : 친환경 냉난방 시스템 110 : 실내열교환기
120 : 제1순환유로 130 : 제2순환유로
140 : 증발기 141 : 압축기
150 : 제1실외 열교환기 160 : 제2실외 열교환기
170 : 제어부

Claims (10)

  1. 농작물을 재배 또는 저장하는 공간에 냉풍 또는 온풍을 공급하도록 토출구가 형성되며, 내부에 냉매가 유동하는 코일브라인을 구비하는 실내 열교환기;
    상기 코일브라인의 일 측으로부터 공급받은 냉매를 증발기로 공급하며, 제1밸브가 구비되는 제1순환유로;
    상기 증발기로부터 공급받은 냉매를 상기 코일브라인의 타 측으로 공급하며, 제2밸브가 구비되는 제2순환유로;
    상기 증발기 상에 구비되어 냉매를 압축하는 압축기;
    냉방 시, 실외에 배치되어 외부공기가 실내공기보다 온도가 낮은 경우 상기 압축기의 가동을 가변적으로 감소시키고, 상기 제1순환유로 상에 유동하는 냉매를 냉각할 수 있도록 상기 제1순환유로로부터 선택적으로 냉매를 공급받는 제1분기유로와, 상기 제1분기유로를 통하여 받은 냉매를 냉각시키는 대향류형 방열유닛과, 상기 대향류형 방열유닛으부터 냉각된 냉매를 상기 제2순환유로로 배출하는 제2분기유로를 포함하는 제1실외 열교환기 및
    난방 시, 외부로부터 열원을 공급받아 상기 제1순환유로부터 공급받은 냉매를 가열하여 상기 제2순환유로로 공급하는 제2실외 열교환기를 포함하고,
    상기 제1분기유로 상에 구비되어 상기 제1순환유로로부터 상기 제1분기유로로 유입되는 냉매를 선택적으로 차폐하는 제3밸브와, 상기 제2분기유로 상에 구비되어 상기 제2분기유로로부터 상기 제1순환유로로 유입되는 냉매를 선택적으로 차폐하는 제4밸브를 포함하는 친환경 냉난방 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제3밸브는,
    상기 제1순환유로와 상기 제1분기유로가 만나는 부분에 마련되는 3방밸브인 친환경 냉난방 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제1실외 열교환기가 가동되는 경우,
    냉매가 상기 제1실외 열교환기를 경유하여 상기 증발기로 공급될 수 있도록 상기 제1순환유로와 상기 제1분기유로 및 제2분기유로가 만나는 부분 사이의 유로를 개폐하는 제7밸브를 더 포함하는 친환경 냉난방 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제2실외 열교환기는,
    상기 제1순환유로로부터 냉매를 공급받는 제3분기유로와, 상기 제3분기유로를 통하여 받은 냉매를 가열시키는 가열유닛과, 상기 가열유닛으부터 가열된 냉매를 상기 제2순환유로로 공급하는 제4분기유로를 포함하는 친환경 냉난방 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 가열유닛은,
    태양열을 이용하여 냉매를 가열할 수 있도록 집열기 및 축열탱크를 포함하는 태양열 난방유닛을 포함하는 친환경 냉난방 장치.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 제3분기유로 상에 구비되어 상기 제1순환유로로부터 상기 제3분기유로로 유입되는 냉매를 선택적으로 차폐하는 제5밸브와, 상기 제4분기유로 상에 구비되어 상기 제4분기유로로부터 상기 제2순환유로로 유입되는 냉매를 선택적으로 차폐하는 제6밸브를 더 포함하는 친환경 냉난방 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 제1순환유로 및 제2순환유로와 상기 제1분기유로 내지 제4분기유로로 공급 및 배출되는 냉매를 선택적으로 차폐하도록 상기 제1밸브 내지 제7밸브의 개폐를 제어하는 제어부를 더 포함하는 친환경 냉난방 장치.
  8. 제7항에 있어서,
    냉방 시, 상기 제어부는,
    실내온도가 실외온도보다 낮은 경우, 상기 압축기의 가동을 가변적으로 감소 또는 정지시키고, 상기 제1밸브, 제2밸브 및 제7밸브를 개방하고, 상기 제3밸브 내지 제6밸브를 차단하도록 제어하고,
    실내온도가 실외온도보다 높은 경우, 상기 제1밸브 내지 제4밸브를 개방하고, 상기 제5밸브 내지 제7밸브를 차단하도록 제어하는 친환경 냉난방 장치.
  9. 제7항에 있어서,
    난방 시, 상기 제어부는,
    상기 제2실외 열교환기의 가동을 위하여 상기 제5밸브 및 제6밸브를 개방하고, 적어도 상기 제1밸브 및 제2밸브를 차폐하도록 제어하는 친환경 냉난방 장치.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 제1순환유로 또는 제2순환유로 상에 마련되며, 상기 제1순환유로 및 제2순환유로 상에서 냉매가 순환할 수 있도록 압력을 제공하는 순환펌프를 더 포함하는 친환경 냉난방 장치.
KR1020200011808A 2020-01-31 2020-01-31 친환경 냉난방 장치 KR20210098075A (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020200011808A KR20210098075A (ko) 2020-01-31 2020-01-31 친환경 냉난방 장치

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020200011808A KR20210098075A (ko) 2020-01-31 2020-01-31 친환경 냉난방 장치

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20210098075A true KR20210098075A (ko) 2021-08-10

Family

ID=77316371

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020200011808A KR20210098075A (ko) 2020-01-31 2020-01-31 친환경 냉난방 장치

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR20210098075A (ko)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2020108532A1 (zh) 车辆热管理系统及其控制方法、车辆
CN209466956U (zh) 车辆热管理系统及车辆
CN110422082A (zh) 一种混合动力汽车集成式热管理系统及其控制方法
KR102510371B1 (ko) 차량용 열교환 시스템
JP2006292313A (ja) 地中熱利用装置
CN110939995A (zh) 空调系统
JP2004003801A (ja) 二酸化炭素を冷媒として用いた冷凍装置
KR20170068701A (ko) 차량용 공조시스템
CN212253005U (zh) 一种防冻型间接蒸发冷却空调机组
KR20210098075A (ko) 친환경 냉난방 장치
CN114278984B (zh) 多功能空调、控制方法及计算机可读存储介质
CN212362185U (zh) 自除霜式空气源热泵机组
KR101145978B1 (ko) 폐열원 히트펌프 공조 시스템
KR100779555B1 (ko) 열원온도 보상회로를 구비한 축열식 히트펌프 시스템
KR101159147B1 (ko) 친환경 냉난방 장치
CN209910086U (zh) 一种用于空调上的制冷蓄冰系统
KR20170074226A (ko) 차량용 공조시스템
CN106765782B (zh) 一种太阳能与地热能联合应用的酒窖空调系统
CN207585137U (zh) 一种空调系统
CN220842121U (zh) 一种可平衡热量分配的电池热管理系统
JPH09243110A (ja) 空気調和機
CN220250191U (zh) 热量交换机组
CN211476361U (zh) 一种多功能空气源热泵系统
CN217035686U (zh) 燃料电池联供系统
KR20140133375A (ko) 공기열 이원 사이클 히트펌프 냉난방 장치