KR20220088165A - A movable air conditioning system for a satellite arranged in a launch vehicle and air conditioning method for the same - Google Patents

A movable air conditioning system for a satellite arranged in a launch vehicle and air conditioning method for the same Download PDF

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KR20220088165A
KR20220088165A KR1020200178925A KR20200178925A KR20220088165A KR 20220088165 A KR20220088165 A KR 20220088165A KR 1020200178925 A KR1020200178925 A KR 1020200178925A KR 20200178925 A KR20200178925 A KR 20200178925A KR 20220088165 A KR20220088165 A KR 20220088165A
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Abstract

본 발명은 우주 발사체용 이동형 인공위성 공기 조화 시스템 및 공기 조화 방법에 관한 발명이다. 본 발명의 일 실시예에 따른 우주 발사체용 이동형 인공위성 공기 조화 시스템은 선단부에 인공위성이 탑재된 우주 발사체와 일체로 이동 가능하도록 배치되는 공기 조화 시스템으로서, 흡입부에서 상기 공기 조화 시스템의 내부로 흡입된 외부 공기를 프리히터부에서 1차 가열하고, 냉각부 및 메인히터부로 외부 공기를 냉각 및 2차 가열 후 공급부가 가열된 외부 공기를 상기 인공위성으로 공급하고, 제어부는 상기 냉각부의 출구와 상기 메인히터부의 출구에서 외부 공기가 기 설정된 엔탈피를 갖도록 상기 흡입부, 상기 프리히터부, 상기 냉각부 및 상기 메인히터부 중 적어도 어느 하나를 제어할 수 있다.The present invention relates to a mobile satellite air conditioning system for a space launch vehicle and an air conditioning method. The movable satellite air conditioning system for a space launch vehicle according to an embodiment of the present invention is an air conditioning system that is disposed to be movable integrally with a space launch vehicle equipped with an artificial satellite at its tip, and is sucked into the air conditioning system from the suction unit. After primary heating of external air in the pre-heater unit, cooling and secondary heating of external air by the cooling unit and the main heater unit, the supply unit supplies heated external air to the satellite, and the control unit connects the outlet of the cooling unit and the main heater At least one of the suction unit, the preheater unit, the cooling unit, and the main heater unit may be controlled so that external air has a preset enthalpy at the outlet of the unit.

Description

우주 발사체용 이동형 인공위성 공기 조화 시스템 및 이를 이용하는 공기 조화 방법{A MOVABLE AIR CONDITIONING SYSTEM FOR A SATELLITE ARRANGED IN A LAUNCH VEHICLE AND AIR CONDITIONING METHOD FOR THE SAME}A MOVABLE AIR CONDITIONING SYSTEM FOR A SATELLITE ARRANGED IN A LAUNCH VEHICLE AND AIR CONDITIONING METHOD FOR THE SAME

본 발명은 공기 조화 시스템 및 공기 조화 방법에 관한 발명으로, 보다 상세하게는 발사체 및/또는 인공위성과 함께 이동할 수 있도록 구성된 우주 발사체용 이동형 인공위성 공기 조화 시스템 및 이를 이용하는 공기 조화 방법에 관한 발명이다.The present invention relates to an air conditioning system and an air conditioning method, and more particularly, to a mobile satellite air conditioning system for a space launch vehicle configured to move together with a launch vehicle and/or an artificial satellite, and an air conditioning method using the same.

우주 발사체에 탑재되어 발사되는 인공위성은 조립, 운반 및 발사 과정 전체에 걸쳐 온도, 습도 또는 청정도 등의 조건을 항상 만족해야 한다. 특히 조립이 완료된 인공위성이 조립 장소에서 발사대로 이동할 때도 이러한 조건이 만족되어야 하는데, 종래의 공기 조화 시스템은 대부분 고정형이며 크기가 크고 무게가 크다.Satellites that are mounted on a space launch vehicle and launched must always satisfy conditions such as temperature, humidity, or cleanliness throughout the assembly, transportation and launch process. In particular, these conditions must be satisfied when the assembled satellite moves from the assembly site to the launch pad. Most of the conventional air conditioning systems are fixed, large in size, and heavy in weight.

또한 종래의 이동형 공기 조화 시스템은 크기 및 무게에 제한이 있으며, 겨울 및 여름과 같이 서로 상반되는 환경 하에서 인공위성에 요구되는 온도 및 습도 조건을 만족하기 어렵다.In addition, the conventional mobile air conditioning system has limitations in size and weight, and it is difficult to satisfy temperature and humidity conditions required for satellites in environments that are opposite to each other, such as winter and summer.

전술한 배경 기술은 발명자가 본 발명의 도출을 위해 보유하고 있었거나, 본 발명의 도출 과정에서 습득한 기술 정보로서, 반드시 본 발명의 출원 전에 일반 공중에게 공개된 공지 기술이라 할 수는 없다.The above-mentioned background art is technical information possessed by the inventor for the derivation of the present invention or acquired in the process of derivation of the present invention, and cannot necessarily be said to be a known technique disclosed to the general public prior to the filing of the present invention.

본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위한 발명으로 프리히터부를 이용해 외부 환경이 변하더라도 인공위성의 온도 및 습도를 일정하게 유지할 수 있는 우주 발사체용 이동형 인공위성 공기 조화 시스템 및 이를 이용하는 공기 조화 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.An object of the present invention is to provide a mobile satellite air conditioning system for a space launch vehicle capable of maintaining a constant temperature and humidity of an artificial satellite even when the external environment changes by using a preheater unit, and an air conditioning method using the same. The purpose.

다만 이러한 과제는 예시적인 것으로, 본 발명의 해결하고자 하는 과제는 이에 한정되지 않는다.However, these problems are exemplary, and the problems to be solved by the present invention are not limited thereto.

본 발명의 일 실시예에 따른 우주 발사체용 이동형 인공위성 공기 조화 시스템은 선단부에 인공위성이 탑재된 우주 발사체와 일체로 이동 가능하도록 배치되는 공기 조화 시스템으로서, 흡입부에서 상기 공기 조화 시스템의 내부로 흡입된 외부 공기를 프리히터부에서 1차 가열하고, 냉각부 및 메인히터부로 외부 공기를 냉각 및 2차 가열 후 공급부가 가열된 외부 공기를 상기 인공위성으로 공급하고, 제어부는 상기 냉각부의 출구와 상기 메인히터부의 출구에서 외부 공기가 기 설정된 엔탈피를 갖도록 상기 흡입부, 상기 프리히터부, 상기 냉각부 및 상기 메인히터부 중 적어도 어느 하나를 제어한다.The movable satellite air conditioning system for a space launch vehicle according to an embodiment of the present invention is an air conditioning system that is disposed to be movable integrally with a space launch vehicle equipped with an artificial satellite at its tip, and is sucked into the air conditioning system from the suction unit. After primary heating of external air in the pre-heater unit, cooling and secondary heating of external air by the cooling unit and the main heater unit, the supply unit supplies heated external air to the satellite, and the control unit connects the outlet of the cooling unit and the main heater At least one of the intake unit, the preheater unit, the cooling unit, and the main heater unit is controlled so that external air has a preset enthalpy at the outlet of the unit.

본 발명의 일 실시예에 따른 우주 발사체용 이동형 인공위성 공기 조화 시스템에 있어서, 상기 제어부는 상기 프리히터부를 이용해 외부 공기를 1차 가열하여, 외부 공기의 조건과 무관하게 상기 냉각부를 강제 작동시킬 수 있다.In the mobile satellite air conditioning system for a space launch vehicle according to an embodiment of the present invention, the control unit may first heat the outside air using the preheater unit to forcibly operate the cooling unit regardless of the condition of the outside air. .

본 발명의 일 실시예에 따른 우주 발사체용 이동형 인공위성 공기 조화 시스템에 있어서, 상기 제어부는 이하의 식 (1)로 상기 냉각부를 제어할 수 있다.In the mobile satellite air conditioning system for a space launch vehicle according to an embodiment of the present invention, the control unit may control the cooling unit by the following Equation (1).

Figure pat00001
…… 식 (1)
Figure pat00001
… … Equation (1)

여기서

Figure pat00002
은 상기 냉각부의 냉각 부하고,
Figure pat00003
은 상기 냉각부로 유입되는 외부 공기의 유량이고,
Figure pat00004
은 상기 냉각부로 유입되는 외부 공기의 엔탈피고,
Figure pat00005
는 상기 냉각부에서 유출되는 외부 공기의 엔탈피다.here
Figure pat00002
is the cooling load of the cooling unit,
Figure pat00003
is the flow rate of external air flowing into the cooling unit,
Figure pat00004
is the enthalpy of external air flowing into the cooling unit,
Figure pat00005
is the enthalpy of external air flowing out from the cooling unit.

본 발명의 일 실시예에 따른 우주 발사체용 이동형 인공위성 공기 조화 시스템에 있어서, 상기 제어부는 상기 식 (1)에서

Figure pat00006
와
Figure pat00007
를 상수로 설정하고, 상기 흡입부를 통해 유입되는 외부 공기의
Figure pat00008
에 따라
Figure pat00009
를 산출할 수 있다.In the mobile satellite air conditioning system for a space launch vehicle according to an embodiment of the present invention, the control unit is
Figure pat00006
Wow
Figure pat00007
is set as a constant, and the amount of external air introduced through the
Figure pat00008
Depending on the
Figure pat00009
can be calculated.

본 발명의 일 실시예에 따른 우주 발사체용 이동형 인공위성 공기 조화 시스템에 있어서, 상기 제어부는 상기 프리히터부의 입구에서의 외부 공기의 조건과

Figure pat00010
를 이용해 상기 프리히터부의 가열 온도를 제어할 수 있다.In the mobile satellite air conditioning system for a space launch vehicle according to an embodiment of the present invention, the control unit is configured to control the condition of the external air at the inlet of the preheater unit;
Figure pat00010
can be used to control the heating temperature of the preheater unit.

본 발명의 일 실시예에 따른 우주 발사체용 이동형 인공위성 공기 조화 시스템에 있어서, 상기 제어부는 습공기 선도 상에서 상기 프리히터부의 입구에서의 외부 공기가

Figure pat00011
을 따라 연장되는 등엔탈피 선과 만나도록 상기 프리히터부의 가열 온도를 제어할 수 있다.In the mobile satellite air conditioning system for a space launch vehicle according to an embodiment of the present invention, the controller is configured to control the amount of external air at the inlet of the preheater on the wet air diagram.
Figure pat00011
It is possible to control the heating temperature of the preheater to meet the isenthalpy line extending along the.

본 발명의 일 실시예에 따른 공기 조화 방법은 선단부에 인공위성이 탑재된 우주 발사체와 일체로 이동 가능하도록 배치되는 공기 조화 시스템을 이용하는 공기 조화 방법으로서, 흡입부가 외부 공기를 상기 공기 조화 시스템의 내부로 유입하는 단계, 프리히터부가 유입된 외부 공기를 1차 가열하는 단계, 냉각부가 1차 가열된 외부 공기를 냉각하는 단계, 메인히터부가 냉각된 외부 공기를 2차 가열하는 단계 및 공급부가 2차 가열된 공기를 상기 인공위성으로 공급하는 단계를 포함하고, 제어부가 상기 냉각부의 출구와 상기 메인히터부의 출구에서 외부 공기가 기 설정된 엔탈피를 갖도록 상기 흡입부, 상기 프리히터부, 상기 냉각부 및 상기 메인히터부 중 적어도 어느 하나를 제어하는 단계를 더 포함한다.An air conditioning method according to an embodiment of the present invention is an air conditioning method using an air conditioning system that is disposed to be movable integrally with a space launch vehicle equipped with an artificial satellite at its tip, wherein an intake unit sucks outside air into the air conditioning system. The step of introducing, the preheater unit primary heating of the introduced external air, the cooling unit cooling the primary heated external air, the main heating unit secondary heating of the cooled external air, and the supply unit secondary heating supplying the used air to the satellite, wherein the intake unit, the preheater unit, the cooling unit, and the main heater include a control unit such that external air has a preset enthalpy at the outlet of the cooling unit and the main heater unit. The method further includes controlling at least one of the units.

본 발명의 일 실시예에 따른 공기 조화 방법에 있어서 상기 제어부는 상기 프리히터부를 이용해 외부 공기를 1차 가열하여, 외부 공기의 조건과 무관하게 상기 냉각부를 강제 작동시킬 수 있다.In the air conditioning method according to an embodiment of the present invention, the control unit may first heat the outside air using the preheater unit to forcibly operate the cooling unit regardless of the condition of the outside air.

본 발명의 일 실시예에 따른 공기 조화 방법에 있어서 상기 제어부는 이하의 식 (1)로 상기 냉각부를 제어할 수 있다.In the air conditioning method according to an embodiment of the present invention, the control unit may control the cooling unit by the following Equation (1).

Figure pat00012
…… 식 (1)
Figure pat00012
… … Equation (1)

여기서

Figure pat00013
은 상기 냉각부의 냉각 부하고,
Figure pat00014
은 상기 냉각부로 유입되는 외부 공기의 유량이고,
Figure pat00015
은 상기 냉각부로 유입되는 외부 공기의 엔탈피고,
Figure pat00016
는 상기 냉각부에서 유출되는 외부 공기의 엔탈피다.here
Figure pat00013
is the cooling load of the cooling unit,
Figure pat00014
is the flow rate of external air flowing into the cooling unit,
Figure pat00015
is the enthalpy of external air flowing into the cooling unit,
Figure pat00016
is the enthalpy of external air flowing out from the cooling unit.

본 발명의 일 실시예에 따른 공기 조화 방법에 있어서 상기 제어부는 상기 식 (1)에서

Figure pat00017
와
Figure pat00018
를 상수로 설정하고, 상기 흡입부를 통해 유입되는 외부 공기의
Figure pat00019
에 따라
Figure pat00020
를 산출할 수 있다.In the air conditioning method according to an embodiment of the present invention, the control unit is
Figure pat00017
Wow
Figure pat00018
is set as a constant, and the amount of external air introduced through the
Figure pat00019
Depending on the
Figure pat00020
can be calculated.

본 발명의 일 실시예에 따른 공기 조화 방법에 있어서 상기 제어부는 상기 프리히터부의 입구에서의 외부 공기의 조건과

Figure pat00021
를 이용해 상기 프리히터부의 가열 온도를 제어할 수 있다.In the air conditioning method according to an embodiment of the present invention, the control unit determines the condition of the outside air at the inlet of the preheater and
Figure pat00021
can be used to control the heating temperature of the preheater unit.

본 발명의 일 실시예에 따른 공기 조화 방법에 있어서 상기 제어부는 습공기 선도 상에서 상기 프리히터부의 입구에서의 외부 공기가

Figure pat00022
을 따라 연장되는 등엔탈피 선과 만나도록 상기 프리히터부의 가열 온도를 제어할 수 있다.In the air conditioning method according to an embodiment of the present invention, the control unit controls the amount of external air at the inlet of the preheater on the wet air diagram.
Figure pat00022
It is possible to control the heating temperature of the preheater to meet the isenthalpy line extending along the.

본 발명의 일 실시에에 따른 공기 조화 시스템 및 공기 조화 방법은 외부 공기의 조건을 제어하는 주된 부분인 냉각부 및 메인히터부의 부하 변동폭을 최소화하면서, 프리히터부만을 제어하여 외부 공기의 조건을 적절히 제어할 수 있다.An air conditioning system and an air conditioning method according to an exemplary embodiment of the present invention minimize load fluctuations of a cooling unit and a main heater unit, which are main parts for controlling external air conditions, while controlling only the preheater unit to appropriately adjust external air conditions. can be controlled

본 발명의 일 실시예에 따른 공기 조화 시스템 및 공기 조화 방법은 우주 발사체용 이동형 인공위성 공기 조화 시스템으로서 조립 과정에서부터 발사 과정까지 인공위성과 함께 이동하면서 인공위성에 필요한 적절한 조건의 공기를 공급할 수 있다.The air conditioning system and air conditioning method according to an embodiment of the present invention is a mobile satellite air conditioning system for a space launch vehicle, and it can supply air under appropriate conditions necessary for the artificial satellite while moving together with the artificial satellite from the assembly process to the launch process.

본 발명의 일 실시예에 따른 공기 조화 시스템 및 공기 조화 방법은 프리히터부를 이용해 외부 공기를 가열하여 냉각부를 강제로 가동시킴으로써 외부 공기의 조건과 무관하게 냉각부를 상시 가동할 수 있다. 이에 따라 외부 공기가 비교적 온도가 낮고 습도가 높더라도 냉각부를 이용해 외부 공기의 습도를 적절한 수준까지 낮출 수 있다.In the air conditioning system and air conditioning method according to an embodiment of the present invention, the cooling unit can be operated at all times regardless of the condition of the outside air by heating the outside air using the preheater and forcibly operating the cooling unit. Accordingly, even if the temperature of the outside air is relatively low and the humidity is high, the humidity of the outside air can be reduced to an appropriate level by using the cooling unit.

본 발명의 일 실시예에 따른 공기 조화 시스템 및 공기 조화 방법은 외부 공기의 조건과 무관하게 냉각부에 소요되는 냉각 부하와 메인히터부에 소요되는 가열 부하를 일정하게 유지하여, 장치 전체에 소요되는 부하의 변동폭을 줄이고 장치에 가해지는 부담을 줄일 수 있다.An air conditioning system and an air conditioning method according to an embodiment of the present invention maintain a constant cooling load for a cooling unit and a heating load for a main heater unit regardless of external air conditions, It is possible to reduce the fluctuation range of the load and reduce the load on the device.

본 발명의 일 실시예에 따른 공기 조화 시스템 및 공기 조화 방법은 냉각부 및 메인히터부에 대한 제어를 최소화하고, 프리히터부의 입출구 조건만을 제어함으로써 장치 전체에 소요되는 부하를 최소화할 수 있다.The air conditioning system and the air conditioning method according to an embodiment of the present invention minimize the control of the cooling unit and the main heater unit, and control only the inlet/outlet conditions of the preheater unit, thereby minimizing the load required for the entire device.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 우주 발사체용 이동형 인공위성 공기 조화 시스템이 우주 발사체에 연결된 상태를 나타낸다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 우주 발사체용 이동형 인공위성 공기 조화 시스템을 나타낸다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 우주 발사체용 이동형 인공위성 공기 조화 시스템의 구성도를 나타낸다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 공기 조화 방법을 나타낸다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 프리히터부의 출구 온도를 설정하는 상태를 나타낸다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 공기 조화 방법의 제어 상태를 나타낸다.1 shows a state in which a mobile satellite air conditioning system for a space launch vehicle is connected to a space launch vehicle according to an embodiment of the present invention.
2 shows a mobile satellite air conditioning system for a space launch vehicle according to an embodiment of the present invention.
3 is a block diagram of a mobile satellite air conditioning system for a space launch vehicle according to an embodiment of the present invention.
4 shows an air conditioning method according to an embodiment of the present invention.
5 shows a state in which the outlet temperature of the preheater unit is set according to an embodiment of the present invention.
6 illustrates a control state of an air conditioning method according to an embodiment of the present invention.

본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 발명의 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시예로 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 다른 실시예에 도시되어 있다 하더라도, 동일한 구성요소에 대하여서는 동일한 식별부호를 사용한다.Since the present invention can apply various transformations and can have various embodiments, specific embodiments are illustrated in the drawings and described in detail in the description of the invention. However, this is not intended to limit the present invention to specific embodiments, and should be understood to include all modifications, equivalents and substitutes included in the spirit and scope of the present invention. In the description of the present invention, even though shown in other embodiments, the same identification numbers are used for the same components.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명하기로 하며, 도면을 참조하여 설명할 때 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 도면부호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings, and when described with reference to the drawings, the same or corresponding components are given the same reference numerals, and the overlapping description thereof will be omitted. .

이하의 실시예에서, 제1, 제2 등의 용어는 한정적인 의미가 아니라 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하는 목적으로 사용되었다. In the following embodiments, terms such as first, second, etc. are used for the purpose of distinguishing one component from another, not in a limiting sense.

이하의 실시예에서, 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.In the following examples, the singular expression includes the plural expression unless the context clearly dictates otherwise.

이하의 실시예에서, 포함하다 또는 가지다 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 또는 구성요소가 존재함을 의미하는 것이고, 하나 이상의 다른 특징들 또는 구성요소가 부가될 가능성을 미리 배제하는 것은 아니다. In the following embodiments, terms such as include or have means that the features or components described in the specification are present, and the possibility that one or more other features or components will be added is not excluded in advance.

도면에서는 설명의 편의를 위하여 구성 요소들이 그 크기가 과장 또는 축소될 수 있다. 예컨대, 도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로, 본 발명이 반드시 도시된 바에 한정되지 않는다. In the drawings, the size of the components may be exaggerated or reduced for convenience of description. For example, since the size and thickness of each component shown in the drawings are arbitrarily indicated for convenience of description, the present invention is not necessarily limited to the illustrated bar.

이하의 실시예에서, x축, y축 및 z축은 직교 좌표계 상의 세 축으로 한정되지 않고, 이를 포함하는 넓은 의미로 해석될 수 있다. 예를 들어, x축, y축 및 z축은 서로 직교할 수도 있지만, 서로 직교하지 않는 서로 다른 방향을 지칭할 수도 있다.In the following embodiments, the x-axis, the y-axis, and the z-axis are not limited to three axes on a Cartesian coordinate system, and may be interpreted in a broad sense including them. For example, the x-axis, y-axis, and z-axis may be orthogonal to each other, but may refer to different directions that are not orthogonal to each other.

어떤 실시예가 달리 구현 가능한 경우에 특정한 공정 순서는 설명되는 순서와 다르게 수행될 수도 있다. 예를 들어, 연속하여 설명되는 두 공정이 실질적으로 동시에 수행될 수도 있고, 설명되는 순서와 반대의 순서로 진행될 수 있다.In cases where certain embodiments may be implemented otherwise, a specific process sequence may be performed different from the described sequence. For example, two processes described in succession may be performed substantially simultaneously, or may be performed in an order opposite to the order described.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.The terms used in the present application are only used to describe specific embodiments, and are not intended to limit the present invention. In the present application, terms such as "comprise" or "have" are intended to designate that a feature, number, step, operation, component, part, or a combination thereof described in the specification exists, but one or more other features It should be understood that this does not preclude the existence or addition of numbers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 우주 발사체용 이동형 인공위성 공기 조화 시스템(10)이 우주 발사체에 연결된 상태를 나타내고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 우주 발사체용 이동형 인공위성 공기 조화 시스템(10)을 나타내고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 우주 발사체용 이동형 인공위성 공기 조화 시스템(10)의 구성도를 나타내고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 공기 조화 방법을 나타내고, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 프리히터부(200)의 출구 온도를 설정하는 상태를 나타내고, 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 공기 조화 방법의 제어 상태를 나타낸다.1 shows a state in which a mobile satellite air conditioning system 10 for a space launch vehicle according to an embodiment of the present invention is connected to a space launch vehicle, and FIG. 2 is a mobile satellite air conditioning system for a space launch vehicle according to an embodiment of the present invention. (10) is shown, and FIG. 3 is a block diagram of a mobile satellite air conditioning system 10 for a space launch vehicle according to an embodiment of the present invention, and FIG. 4 shows an air conditioning method according to an embodiment of the present invention. , FIG. 5 shows a state in which the outlet temperature of the preheater unit 200 is set according to an embodiment of the present invention, and FIG. 6 shows a control state of the air conditioning method according to an embodiment of the present invention.

본 발명의 일 실시예에 따른 우주 발사체용 이동형 인공위성 공기 조화 시스템(10; 이하 '공기 조화 시스템'이라고도 함)은 인공위성이 발사되기 전까지 인공위성의 온도 및 습도 등을 유지하기 위한 공기 조화 시스템이다. 예를 들어 본 발명의 일 실시예에 따른 공기 조화 시스템(10)은 조립된 인공위성이 우주 발사체에 탑재되어 발사 장소로 이동하는 과정에서 인공위성에 적절한 조건의 공기를 공급할 수 있다. 특히 본 발명의 일 실시예에 따른 공기 조화 시스템(10)은 인공위성에 연결된 상태에서 인공위성이 발사 장소에 도착할 때까지 함께 이동하도록 이동형으로 구성될 수 있다.The mobile satellite air conditioning system 10 for a space launch vehicle according to an embodiment of the present invention (hereinafter also referred to as an 'air conditioning system') is an air conditioning system for maintaining the temperature and humidity of an artificial satellite until the satellite is launched. For example, the air conditioning system 10 according to an embodiment of the present invention may supply air of an appropriate condition to the artificial satellite while the assembled satellite is mounted on a space launch vehicle and moved to the launch site. In particular, the air conditioning system 10 according to an embodiment of the present invention may be configured as a mobile type to move together until the satellite arrives at the launch site in a state in which it is connected to the artificial satellite.

보다 구체적으로 도 1을 참조하면, 인공위성(2)은 우주 발사체(1)의 선단부에 탑재된 상태로 발사 장소로 이동할 수 있다. 우주 발사체(1)는 로켓이나 우주 왕복선 등일 수 있으며, 이동 차량(3)에 적재된 상태로 이동할 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따른 공기 조화 시스템(10)은 이동 차량(3)에 탑재되어 인공위성(2)과 연결될 수 있다. 이에 따라 공기 조화 시스템(10)은 발사 장소로 이동하는 우주 발사체(1) 및 인공위성(2)과 함께 이동할 수 있으며, 외부 공기를 흡입하여 적절한 온도 및 습도로 제어한 다음 이를 인공위성(2)으로 공급할 수 있다. 따라서 본 발명의 일 실시예에 따른 공기 조화 시스템(10)은 인공위성(2)이 조립되어 우주 발사체(1)에 탑재된 상태에서 발사 장소로 이동할 때까지 같이 이동하면서 인공위성(2)으로 적절한 조건의 공기를 공급할 수 있다.More specifically, referring to FIG. 1 , the artificial satellite 2 may move to the launch site while being mounted on the tip of the space launch vehicle 1 . The space launch vehicle 1 may be a rocket, a space shuttle, or the like, and may move while being loaded in the moving vehicle 3 . The air conditioning system 10 according to an embodiment of the present invention may be mounted on the mobile vehicle 3 and connected to the satellite 2 . Accordingly, the air conditioning system 10 can move together with the space launch vehicle 1 and the satellite 2 moving to the launch site, and it is possible to control the temperature and humidity by sucking the outside air and then supply it to the satellite 2 . can Therefore, the air conditioning system 10 according to an embodiment of the present invention moves together until the satellite 2 is assembled and mounted on the space launch vehicle 1 to move to the launch site. air can be supplied.

도 2 및 도 3을 참조하면 본 발명의 일 실시예에 따른 공기 조화 시스템(10)은 흡입부(100), 프리히터부(200), 냉각부(300), 메인히터부(400), 공급부(500), 센서부(600) 및 제어부(700)를 포함할 수 있다.2 and 3 , the air conditioning system 10 according to an embodiment of the present invention includes a suction unit 100 , a preheater unit 200 , a cooling unit 300 , a main heater unit 400 , and a supply unit. 500 , a sensor unit 600 , and a control unit 700 may be included.

흡입부(100)는 공기 조화 시스템(10)의 일측에 배치되어, 외부 공기를 공기 조화 시스템(10)의 내부로 유입시킬 수 있다. 일 실시예로 흡입부(100)는 팬 또는 흡입 덕트 등일 수 있다.The suction unit 100 may be disposed on one side of the air conditioning system 10 to introduce external air into the air conditioning system 10 . In an embodiment, the suction unit 100 may be a fan or a suction duct.

일 실시예로 흡입부(100)의 일측에는 필터 등이 배치될 수 있다. 상기 필터는 흡입부(100)의 개방된 영역에 배치되어, 외부 공기에 포함된 이물질 등을 필터링할 수 있다.In an embodiment, a filter or the like may be disposed on one side of the suction unit 100 . The filter may be disposed in an open area of the suction unit 100 to filter out foreign substances and the like included in the outside air.

프리히터부(200)는 흡입부(100)의 후단에 배치되어, 유입된 외부 공기를 1차 가열할 수 있다. 예를 들어 도 2에 나타낸 바와 같이, 프리히터부(200)는 외부에서 공급되는 전력에 의해 가열된 가열 부재를 통해 흡입부(100)로 유입된 외부 공기를 가열할 수 있다.The preheater unit 200 may be disposed at the rear end of the suction unit 100 to primarily heat the introduced external air. For example, as shown in FIG. 2 , the preheater unit 200 may heat the external air introduced into the suction unit 100 through a heating member heated by electric power supplied from the outside.

냉각부(300)는 1차 가열된 외부 공기를 냉각할 수 있다. 예를 들어 냉각부(300)는 프리히터부(200)의 후류에 배치되며, 프리히터부(200)에 의해 1차 가열된 외부 공기를 기 설정된 온도까지 냉각할 수 있다. 일 실시예로 냉각부(300)는 냉각부(300)로 유입되는 외부 공기의 온도가 기 설정된 온도 이상인 경우에만 작동할 수 있다. 일 실시예로 프리히터부(200)에서 가열된 외부 공기는 냉각부(300)가 작동하는 온도 이상으로 가열된 상태일 수 있다. 일 실시예로 냉각부(300)는 외부 공기를 이슬점 이하까지 냉각시켜, 외부 공기의 절대 습도를 낮출 수 있다.The cooling unit 300 may cool the primary heated external air. For example, the cooling unit 300 is disposed downstream of the preheater unit 200 , and may cool the external air primarily heated by the preheater unit 200 to a preset temperature. In an embodiment, the cooling unit 300 may operate only when the temperature of the external air flowing into the cooling unit 300 is equal to or higher than a preset temperature. As an embodiment, the external air heated by the preheater unit 200 may be heated to a temperature higher than the temperature at which the cooling unit 300 operates. In an embodiment, the cooling unit 300 may reduce the absolute humidity of the outside air by cooling the outside air to a dew point or less.

메인히터부(400)는 냉각된 외부 공기를 2차 가열할 수 있다. 예를 들어 메인히터부(400)는 냉각부(300)의 후류에 배치되며, 냉각부(300)에 의해 냉각된 외부 공기를 기 설정된 온도까지 가열할 수 있다.The main heater unit 400 may secondary heat the cooled outside air. For example, the main heater unit 400 is disposed downstream of the cooling unit 300 , and may heat the outside air cooled by the cooling unit 300 to a preset temperature.

공급부(500)는 공기 조화 시스템(10)의 타측에 배치되어, 2차 가열된 외부 공기를 인공위성(2)으로 공급할 수 있다. 예를 들어 공급부(500)는 공급 배관 등을 통해 인공위성(2)과 연결되어, 메인히터부(400)에 의해 2차 가열된 외부 공기를 최종적으로 인공위성(2)으로 공급할 수 있다.The supply unit 500 may be disposed on the other side of the air conditioning system 10 to supply secondary heated external air to the satellite 2 . For example, the supply unit 500 may be connected to the satellite 2 through a supply pipe or the like, and finally supply external air heated secondary by the main heater unit 400 to the satellite 2 .

센서부(600)는 외부 공기의 유량, 온도, 습도, 엔탈피 등 조건을 감지할 수 있다. 예를 들어, 센서부(600)는 흡입부(100)의 일측에 배치되어, 유입되는 외부 공기의 유량을 감지할 수 있다. 또는 센서부(600)는 흡입부(100), 프리히터부(200), 냉각부(300), 메인히터부(400) 및 공급부(500) 중 적어도 어느 하나에 배치되어, 입출구에서의 외부 공기의 온도, 습도, 엔탈피 등을 감지할 수 있다. 센서부(600)는 감지한 외부 공기의 조건을 후술하는 제어부(700)로 전달할 수 있다.The sensor unit 600 may detect conditions such as flow rate, temperature, humidity, and enthalpy of external air. For example, the sensor unit 600 may be disposed on one side of the suction unit 100 to detect a flow rate of the incoming external air. Alternatively, the sensor unit 600 is disposed in at least one of the suction unit 100 , the preheater unit 200 , the cooling unit 300 , the main heater unit 400 , and the supply unit 500 , and the external air at the entrance and exit. temperature, humidity, enthalpy, etc. can be detected. The sensor unit 600 may transmit the sensed external air condition to the control unit 700 to be described later.

일 실시예로 도 3에 나타낸 바와 같이, 흡입부(100), 프리히터부(200), 냉각부(300), 메인히터부(400) 및 공급부(500)는 공기 조화 어셈블리(11)를 구성할 수 있다.As an embodiment, as shown in FIG. 3 , the suction unit 100 , the preheater unit 200 , the cooling unit 300 , the main heater unit 400 , and the supply unit 500 constitute the air conditioning assembly 11 . can do.

제어부(700)는 공기 조화 시스템(10)의 초기 조건을 설정하고, 공기 조화 어셈블리(11)의 제어 조건을 설정할 수 있다. 예를 들어 제어부(700)는 흡입부(100)가 흡입하는 외부 공기의 유량 또는 프리히터부(200), 냉각부(300), 메인히터부(400)의 입출구에서의 외부 공기의 온도 및 습도 등 조건, 공급부(500)에서 인공위성(2)으로 공급되는 외부 공기의 유량 등을 제어할 수 있다.The controller 700 may set an initial condition of the air conditioning system 10 and may set a control condition of the air conditioning assembly 11 . For example, the control unit 700 may control the flow rate of the external air sucked by the suction unit 100 or the temperature and humidity of the external air at the inlet/outlet of the preheater unit 200 , the cooling unit 300 , and the main heater unit 400 . It is possible to control the conditions, the flow rate of the external air supplied to the satellite 2 from the supply unit 500, and the like.

일 실시예로 제어부(700)는 인공위성(2)으로 공급되는 외부 공기가 일정한 조건으로 공급되도록 공기 조화 어셈블리(11)를 제어할 수 있다. 예를 들어 제어부(700)는 냉각부(300)의 출구와 메인히터부(400)의 출구에서 외부 공기가 기 설정된 엔탈피를 갖도록 흡입부(100), 프리히터부(200), 냉각부(300) 및 메인히터부(400) 중 적어도 어느 하나를 제어할 수 있다. 즉 제어부(700)는 외부 공기의 조건과 무관하게 냉각부(300)의 냉각 부하와 메인히터부(400)의 가열 부하가 일정한 값을 갖도록 공기 조화 어셈블리(11)를 제어할 수 있다. 이에 따라 냉각 부하와 가열 부하의 변동폭을 최소한으로 줄여, 공기 조화 시스템(10)에 소요되는 작동 부하를 줄이고 작동 효율을 높일 수 있다.In an embodiment, the controller 700 may control the air conditioning assembly 11 so that the external air supplied to the satellite 2 is supplied under a predetermined condition. For example, the control unit 700 may include the suction unit 100 , the preheater unit 200 , and the cooling unit 300 so that external air has a preset enthalpy at the outlet of the cooling unit 300 and the main heater 400 . ) and at least one of the main heater unit 400 may be controlled. That is, the controller 700 may control the air conditioning assembly 11 so that the cooling load of the cooling unit 300 and the heating load of the main heater 400 have constant values irrespective of the external air condition. Accordingly, it is possible to reduce the fluctuation range of the cooling load and the heating load to a minimum, thereby reducing the operating load required for the air conditioning system 10 and increasing the operating efficiency.

일 실시예로 제어부(700)는 냉각부(300)가 상시 작동되도록 할 수 있다. 예를 들어 제어부(700)는 프리히터부(200)를 이용해 외부 공기를 1차 가열하여, 외부 공기의 조건과 무관하게 냉각부(300)를 강제 작동시킬 수 있다. 이에 따라 외부 공기의 온도가 낮은 경우에도 냉각부(300)가 항상 작동되도록 하여, 인공위성으로 공급되는 습도를 적절한 값으로 유지할 수 있다.In an embodiment, the control unit 700 may cause the cooling unit 300 to be always operated. For example, the controller 700 may first heat the outside air using the preheater 200 to forcibly operate the cooling unit 300 irrespective of the conditions of the outside air. Accordingly, even when the temperature of the outside air is low, the cooling unit 300 is always operated, so that the humidity supplied to the satellite can be maintained at an appropriate value.

보다 구체적으로 가을철이나 겨울철에는 외부 공기의 온도가 충분히 낮기 때문에 냉각부가 작동하지 않는 경우가 있다. 가을철이나 겨울철이라 하더라도 때에 따라 외부 공기의 습도가 높은 경우에는 냉각부가 작동하지 않음에 따라 외부 공기가 응결되지 않아 외부 공기에 포함된 습기를 충분히 제거할 수 없고, 인공위성으로 공급되는 습도가 높아지는 문제가 있다.More specifically, in autumn or winter, the cooling unit may not work because the temperature of the outside air is sufficiently low. Even in autumn or winter, when the humidity of the outside air is high, the cooling unit does not work, so the outside air does not condense, so the moisture contained in the outside air cannot be sufficiently removed, and the humidity supplied by the satellite increases. have.

본 발명의 일 실시예에 따른 공기 조화 시스템(10)은 이러한 문제점을 해결하기 위해, 외부 공기의 온도나 습도 등 조건과 무관하게 프리히터부(200)로 외부 공기를 1차 가열함으로써, 냉각부(300)를 강제로 작동시킬 수 있다. 이에 따라 냉각부(300)를 상시 가동시켜 외부 공기를 이슬점 이하로 냉각시킴으로써 외부 공기의 습도를 낮출 수 있고 적절한 습도의 외부 공기를 인공위성(2)으로 공급할 수 있다.In order to solve this problem, the air conditioning system 10 according to an embodiment of the present invention primarily heats external air with the preheater 200 irrespective of conditions such as temperature or humidity of the external air. (300) can be forced to operate. Accordingly, by operating the cooling unit 300 at all times to cool the outside air below the dew point, the humidity of the outside air can be lowered, and the outside air with an appropriate humidity can be supplied to the satellite 2 .

일 실시예로 제어부(700)는 이하의 식 (1)로 냉각부(300)를 제어할 수 있다.In an embodiment, the control unit 700 may control the cooling unit 300 by the following Equation (1).

Figure pat00023
…… 식 (1)
Figure pat00023
… … Equation (1)

여기서

Figure pat00024
은 냉각부(300)의 냉각 부하고,
Figure pat00025
은 냉각부(300)로 유입되는 외부 공기의 유량이고,
Figure pat00026
은 냉각부(300)로 유입되는 외부 공기의 엔탈피고,
Figure pat00027
는 냉각부(300)에서 유출되는 외부 공기의 엔탈피다.here
Figure pat00024
is the cooling load of the cooling unit 300,
Figure pat00025
is the flow rate of external air flowing into the cooling unit 300,
Figure pat00026
is the enthalpy of external air flowing into the cooling unit 300,
Figure pat00027
is the enthalpy of external air flowing out from the cooling unit 300 .

보다 구체적으로 제어부(700)는 냉각부(300)에 소요되는 냉각 부하 및 냉각부(300)로 유입되는 외부 공기의 엔탈피를 상수로 설정할 수 있다. 또한 제어부(700)는 센서부(600)가 감지한 외부 공기의 유량에 기초하여 냉각부(300)에서 유출되는 외부 공기의 엔탈피를 산출할 수 있다. 즉 제어부(700)는 외부 공기의 조건과 무관하게 냉각부(300)의 냉각 부하와 메인히터부(400)의 가열 부하를 일정한 값으로 설정하고, 흡입부(100)에서 유입되는 외부 공기의 유량을 제어하여, 냉각부(300)로 유입되는 외부 공기의 엔탈피, 즉, 프리히터부(200)의 출구 조건을 설정할 수 있다.More specifically, the control unit 700 may set the cooling load required for the cooling unit 300 and the enthalpy of external air flowing into the cooling unit 300 as constants. In addition, the control unit 700 may calculate the enthalpy of the external air flowing out from the cooling unit 300 based on the flow rate of the external air sensed by the sensor unit 600 . That is, the control unit 700 sets the cooling load of the cooling unit 300 and the heating load of the main heater 400 to constant values irrespective of the condition of the external air, and the flow rate of the external air flowing in from the suction unit 100 . by controlling the enthalpy of external air flowing into the cooling unit 300 , that is, an outlet condition of the preheater unit 200 may be set.

일 실시예로 제어부(700)는 프리히터부(200)의 입출구에서의 외부 공기의 조건을 이용해 프리히터부(200)의 가열 부하를 설정할 수 있다. 예를 들어 제어부(700)는 프리히터부(200)의 입구에서의 외부 공기의 조건과 산출한 냉각부(300)로 유입되는 외부 공기의 엔탈피를 이용해 프리히터부(200)의 가열 온도, 즉, 프리히터부(200)의 출구에서의 외부 공기의 조건을 제어할 수 있다.In one embodiment, the control unit 700 may set the heating load of the preheater unit 200 by using the condition of the external air at the entrance and exit of the preheater unit 200 . For example, the control unit 700 uses the condition of the external air at the inlet of the preheater unit 200 and the calculated enthalpy of the external air flowing into the cooling unit 300 , the heating temperature of the preheater unit 200 , that is, , it is possible to control the condition of the outside air at the outlet of the preheater unit 200 .

일 실시예로 제어부(700)는 습공기 선도 상에서 프리히터부(200)의 입구에서의 외부 공기가, 냉각부(300)의 입구에서의 외부 공기의 엔탈피

Figure pat00028
을 따라 연장되는 등엔탈피 선과 만나도록 프리히터부(200)의 가열 온도를 제어할 수 있다.In an embodiment, the control unit 700 controls the enthalpy of external air at the inlet of the preheater 200 and the enthalpy of the outside air at the inlet of the cooling unit 300 on the wet air diagram.
Figure pat00028
It is possible to control the heating temperature of the preheater unit 200 to meet the isenthalpy line extending along the.

보다 구체적으로 도 5에 나타낸 바와 같이, 제어부(700)는 산출한

Figure pat00029
을 프리히터부(200)의 출구에서의 외부 공기의 엔탈피로 설정한다. 그리고 제어부(700)는 습공기 선도 상에서 외부 공기가 가열됨에 따라 프리히터부(200)의 입구에서의 온도 Tpi에서 연장되는 선이
Figure pat00030
을 따라 연장되는 등엔탈피 선과 만나도록 프리히터부(200)의 출구에서의 온도 Tpo를 설정할 수 있다. 이를 통해 제어부(700)는 프리히터부(200)에 요구되는 가열 부하를 제어할 수 있다.More specifically, as shown in FIG. 5, the control unit 700 calculates
Figure pat00029
is set as the enthalpy of external air at the outlet of the preheater unit 200 . And, the control unit 700 shows the line extending from the temperature T pi at the inlet of the preheater unit 200 as the outside air is heated on the wet air diagram.
Figure pat00030
The temperature T po at the outlet of the preheater unit 200 may be set to meet the isenthalpy line extending along the . Through this, the control unit 700 may control the heating load required for the preheater unit 200 .

도 1 내지 도 6을 참조하면 본 발명의 일 실시예에 따른 공기 조화 방법은 선단부에 인공위성(2)이 탑재된 우주 발사체(1)와 일체로 이동 가능하도록 배치되는 공기 조화 시스템(10)을 이용하는 공기 조화 방법으로서, 흡입부(100)가 외부 공기를 공기 조화 시스템(10)의 내부로 유입하는 단계(S11), 프리히터부(200)가 유입된 외부 공기를 1차 가열하는 단계(S13), 냉각부(300)가 1차 가열된 외부 공기를 냉각하는 단계(S15), 메인히터부(400)가 냉각된 외부 공기를 2차 가열하는 단계(S17) 및 공급부(500)가 2차 가열된 공기를 인공위성으로 공급하는 단계(S19)를 포함하고, 제어부(700)가 냉각부(300)의 출구와 메인히터부(400)의 출구에서 외부 공기가 기 설정된 엔탈피를 갖도록 흡입부(100), 프리히터부(200), 냉각부(300) 및 메인히터부(400) 중 적어도 어느 하나를 제어하는 단계를 더 포함한다.1 to 6 , the air conditioning method according to an embodiment of the present invention uses an air conditioning system 10 that is arranged to be movable integrally with a space launch vehicle 1 having an artificial satellite 2 mounted on a tip portion thereof. As an air conditioning method, the intake unit 100 introduces external air into the air conditioning system 10 ( S11 ), and the preheater 200 primarily heats the introduced external air ( S13 ). , the cooling unit 300 cooling the primary heated external air (S15), the main heater unit 400 secondary heating the cooled external air (S17) and the supply unit 500 secondary heating Including the step (S19) of supplying the used air to the satellite, the control unit 700 at the outlet of the cooling unit 300 and the outlet of the main heater unit 400 so that the outside air has a preset enthalpy of the suction unit 100 , further comprising controlling at least one of the preheater unit 200 , the cooling unit 300 , and the main heater unit 400 .

먼저 흡입부(100)가 외부 공기를 공기 조화 시스템(10)의 내부로 유입한다. 여기서 공기 조화 시스템(10)은 이동 차량(3) 등에 탑재되어 우주 발사체(1)에 탑재된 인공위성(2)과 연결된 상태일 수 있다.First, the intake unit 100 introduces external air into the air conditioning system 10 . Here, the air conditioning system 10 may be mounted on the moving vehicle 3 and the like and connected to the satellite 2 mounted on the space launch vehicle 1 .

일 실시예로 흡입부(100)가 외부 공기를 흡입하기 전에 제어부(700)가 냉각부(300)의 출구 및 메인히터부(400)의 출구 조건을 설정할 수 있다(S21). 예를 들어 제어부(700)는 미리 냉각부(300)에 소요되는 냉각 부하 및 메인히터부(400)에 소요되는 가열 부하를 설정해둘 수 있다.In one embodiment, before the suction unit 100 sucks the outside air, the control unit 700 may set the outlet conditions of the cooling unit 300 and the outlet of the main heater unit 400 (S21). For example, the control unit 700 may set in advance a cooling load required for the cooling unit 300 and a heating load required for the main heater unit 400 .

다음 프리히터부(200)가 유입된 외부 공기를 1차 가열한다. 프리히터부(200)는 흡입부(100)의 후류에 배치되어, 유입된 외부 공기를 기 설정된 온도까지 가열한다.Next, the preheater unit 200 primarily heats the introduced external air. The preheater unit 200 is disposed downstream of the suction unit 100 to heat the introduced external air to a preset temperature.

일 실시예로 프리히터부(200)의 가열 온도는 외부 공기의 조건과 냉각부(300)의 냉각 부하를 고려하여 설정될 수 있다. 예를 들어 흡입부(100)가 외부 공기를 흡입하면 흡입부(100)에 설치된 센서부(600)가 외부 공기의 조건(유량, 온도, 습도 등)을 감지한다. 그리고 제어부(700)는 센서부(600)로부터 외부 공기의 조건을 획득한다(S23).In an embodiment, the heating temperature of the preheater 200 may be set in consideration of the condition of the external air and the cooling load of the cooling unit 300 . For example, when the suction unit 100 sucks the outside air, the sensor unit 600 installed in the suction unit 100 detects the conditions (flow rate, temperature, humidity, etc.) of the outside air. And the control unit 700 obtains the condition of the outside air from the sensor unit 600 (S23).

다음 제어부(700)는 획득한 외부 공기의 조건에 기초하여 프리히터부(200)의 출구 조건을 설정한다. 보다 구체적으로 제어부(700)는 이하의 식 (1)로 냉각부(300)를 제어할 수 있다.Next, the control unit 700 sets an outlet condition of the preheater unit 200 based on the acquired external air condition. More specifically, the control unit 700 may control the cooling unit 300 by the following Equation (1).

Figure pat00031
…… 식 (1)
Figure pat00031
… … Equation (1)

여기서

Figure pat00032
은 냉각부(300)의 냉각 부하고,
Figure pat00033
은 냉각부(300)로 유입되는 외부 공기의 유량이고,
Figure pat00034
은 냉각부(300)로 유입되는 외부 공기의 엔탈피고,
Figure pat00035
는 냉각부(300)에서 유출되는 외부 공기의 엔탈피다.here
Figure pat00032
is the cooling load of the cooling unit 300,
Figure pat00033
is the flow rate of external air flowing into the cooling unit 300,
Figure pat00034
is the enthalpy of external air flowing into the cooling unit 300,
Figure pat00035
is the enthalpy of external air flowing out from the cooling unit 300 .

그리고 제어부(700)는 상기 식 (1)에서

Figure pat00036
와
Figure pat00037
를 상수로 설정하고, 흡입부(100)를 통해 유입되는 외부 공기의
Figure pat00038
에 따라
Figure pat00039
를 산출할 수 있다. 여기서 제어부(700)는 프리히터부(200)의 입구에서의 외부 공기의 조건과
Figure pat00040
를 이용해 프리히터부(200)의 가열 온도를 제어할 수 있다.And the control unit 700 in the above formula (1)
Figure pat00036
Wow
Figure pat00037
is set as a constant, and the amount of external air introduced through the suction unit 100
Figure pat00038
Depending on the
Figure pat00039
can be calculated. Here, the control unit 700 controls the condition of the outside air at the inlet of the preheater unit 200 and
Figure pat00040
can be used to control the heating temperature of the preheater unit 200 .

즉 제어부(700)는 상기 식 (1)에서 냉각부(300)의 냉각 부하와 냉각부(300)에서 유출되는 외부 공기의 엔탈피를 상수로 두고, 획득한 외부 공기의 유량에 기초하여 냉각부(300)로 유입되는 외부 공기의 엔탈피를 산출할 수 있다. 그리고 제어부(700)는 프리히터부(200)의 입구에서의 외부 공기의 조건에 기초하여, 프리히터부(200)의 출구에서의 외부 공기의 엔탈피가 냉각부(300)로 유입되는 외부 공기의 엔탈피에 이르도록 프리히터부(200)의 가열 온도를 제어할 수 있다.That is, the control unit 700 sets the cooling load of the cooling unit 300 and the enthalpy of the external air flowing out from the cooling unit 300 as constants in Equation (1), and based on the obtained flow rate of external air, the cooling unit ( 300), it is possible to calculate the enthalpy of the external air flowing into it. And the control unit 700, based on the condition of the external air at the inlet of the preheater unit 200, the enthalpy of the external air at the outlet of the preheater unit 200 of the external air flowing into the cooling unit 300 The heating temperature of the preheater 200 may be controlled to reach the enthalpy.

일 실시예로 제어부(700)는 습공기 선도 상에서 프리히터부(200)의 입구에서의 외부 공기가

Figure pat00041
을 따라 연장되는 등엔탈피 선과 만나도록 프리히터부(200)의 가열 온도를 제어할 수 있다.In one embodiment, the control unit 700 controls the amount of external air at the inlet of the preheater unit 200 on the wet air diagram.
Figure pat00041
It is possible to control the heating temperature of the preheater unit 200 to meet the isenthalpy line extending along the.

즉 제어부(700)는 센서부(600)를 통해 프리히터부(200)의 입구에서의 외부 공기의 조건을 획득하고, 습공기 선도 상에서 냉각부(300)의 출구에서의 외부 공기의 엔탈피를 따라 연장되는 등엔탈피 선과 만나는 지점을 산출하여, 프리히터부(200)에 소요되는 가열 부하 및 프리히터부(200)의 출구 조건을 설정할 수 있다(S25).That is, the control unit 700 acquires the condition of the outside air at the inlet of the preheater unit 200 through the sensor unit 600 and extends along the enthalpy of the outside air at the outlet of the cooling unit 300 on the wet air diagram. By calculating a point where the isenthalpy line meets the obtained isenthalpy line, a heating load required for the preheater unit 200 and an exit condition of the preheater unit 200 may be set ( S25 ).

다음 프리히터부(200)가 설정된 출구 조건에 따라 외부 공기를 1차 가열한다.Next, the preheater unit 200 primarily heats the outside air according to the set outlet conditions.

그리고 냉각부(300)가 외부 공기를 냉각하고, 메인히터부(400)가 외부 공기를 2차 가열한 다음, 공급부(500)가 2차 가열된 외부 공기를 인공위성(2)으로 공급한다.Then, the cooling unit 300 cools the outside air, the main heater unit 400 heats the outside air secondarily, and then the supply unit 500 supplies the second heated outside air to the satellite 2 .

일 실시예로 본 발명에 따른 공기 조화 방법은 외부 공기의 조건과 무관하게 냉각부(300)를 상시 가동시켜, 외부 공기의 습도를 조절할 수 있다. 예를 들어 본 발명에 따른 공기 조화 방법은 프리히터부(200)를 이용해 외부 공기를 가열하여 냉각부(300)를 강제로 가동시킬 수 있다. 여기서 프리히터부(200)의 가열 온도, 즉 프리히터부(200)의 출구에서의 외부 공기의 온도는 냉각부(300)가 가동되는 온도 이상일 수 있다.In an embodiment, the air conditioning method according to the present invention may control the humidity of the external air by constantly operating the cooling unit 300 irrespective of the condition of the external air. For example, in the air conditioning method according to the present invention, the cooling unit 300 may be forcibly operated by heating external air using the preheater unit 200 . Here, the heating temperature of the preheater unit 200 , that is, the temperature of external air at the outlet of the preheater unit 200 may be greater than or equal to the temperature at which the cooling unit 300 operates.

본 발명의 일 실시에에 따른 공기 조화 시스템(10) 및 공기 조화 방법은 외부 공기의 조건을 제어하는 주된 부분인 냉각부(300) 및 메인히터부(400)의 부하 변동폭을 최소화하면서, 프리히터부(200)만을 제어하여 외부 공기의 조건을 적절히 제어할 수 있다.The air conditioning system 10 and the air conditioning method according to an embodiment of the present invention minimize the load fluctuation range of the cooling unit 300 and the main heater unit 400, which are main parts for controlling the condition of external air, while minimizing the preheater. By controlling only the unit 200, it is possible to properly control the conditions of the outside air.

본 발명의 일 실시예에 따른 공기 조화 시스템(10) 및 공기 조화 방법은 우주 발사체용 이동형 인공위성 공기 조화 시스템으로서 조립 과정에서부터 발사 과정까지 인공위성(2)과 함께 이동하면서 인공위성(2)에 필요한 적절한 조건의 공기를 공급할 수 있다.The air conditioning system 10 and the air conditioning method according to an embodiment of the present invention are a mobile satellite air conditioning system for a space launch vehicle. Appropriate conditions required for the satellite 2 while moving together with the satellite 2 from the assembly process to the launch process of air can be supplied.

본 발명의 일 실시예에 따른 공기 조화 시스템(10) 및 공기 조화 방법은 프리히터부(200)를 이용해 외부 공기를 가열하여 냉각부(300)를 강제로 가동시킴으로써 외부 공기의 조건과 무관하게 냉각부(300)를 상시 가동할 수 있다. 이에 따라 외부 공기가 비교적 온도가 낮고 습도가 높더라도 냉각부(300)를 이용해 외부 공기의 습도를 적절한 수준까지 낮출 수 있다.In the air conditioning system 10 and the air conditioning method according to an embodiment of the present invention, the cooling unit 300 is forcibly operated by heating the external air using the preheater unit 200, thereby cooling the external air regardless of the condition of the external air. The unit 300 may be operated at all times. Accordingly, even if the temperature of the outside air is relatively low and the humidity is high, the humidity of the outside air can be reduced to an appropriate level by using the cooling unit 300 .

본 발명의 일 실시예에 따른 공기 조화 시스템(10) 및 공기 조화 방법은 외부 공기의 조건과 무관하게 냉각부(300)에 소요되는 냉각 부하와 메인히터부(400)에 소요되는 가열 부하를 일정하게 유지하여, 장치 전체에 소요되는 부하의 변동폭을 줄이고 장치에 가해지는 부담을 줄일 수 있다.In the air conditioning system 10 and the air conditioning method according to an embodiment of the present invention, the cooling load required for the cooling unit 300 and the heating load required for the main heater unit 400 are constant regardless of external air conditions. By maintaining the system, it is possible to reduce the fluctuation range of the load required for the entire device and reduce the burden on the device.

본 발명의 일 실시예에 따른 공기 조화 시스템(10) 및 공기 조화 방법은 냉각부(300) 및 메인히터부(400)에 대한 제어를 최소화하고, 프리히터부(200)의 입출구 조건만을 제어함으로써 장치 전체에 소요되는 부하를 최소화할 수 있다.The air conditioning system 10 and the air conditioning method according to an embodiment of the present invention minimize control over the cooling unit 300 and the main heater unit 400 and control only the inlet/outlet conditions of the preheater unit 200 . It is possible to minimize the load applied to the entire device.

이와 같이 도면에 도시된 실시예를 참고로 본 발명을 설명하였으나, 이는 예시에 불과하다. 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 갖는 자라면 실시예로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 충분히 이해할 수 있다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 청구범위에 기초하여 정해져야 한다.As described above, the present invention has been described with reference to the embodiment shown in the drawings, but this is only an example. Those of ordinary skill in the art can fully understand that various modifications and equivalent other embodiments are possible from the embodiments. Therefore, the true technical protection scope of the present invention should be determined based on the appended claims.

실시예에서 설명하는 특정 기술 내용은 일 실시예들로서, 실시예의 기술 범위를 한정하는 것은 아니다. 발명의 설명을 간결하고 명확하게 기재하기 위해, 종래의 일반적인 기술과 구성에 대한 기재는 생략될 수 있다. 또한, 도면에 도시된 구성 요소들 간의 선들의 연결 또는 연결 부재는 기능적인 연결 및/또는 물리적 또는 회로적 연결들을 예시적으로 나타낸 것으로서, 실제 장치에서는 대체 가능하거나 추가의 다양한 기능적인 연결, 물리적인 연결, 또는 회로 연결들로 표현될 수 있다. 또한, "필수적인", "중요하게" 등과 같이 구체적인 언급이 없다면 본 발명의 적용을 위하여 반드시 필요한 구성 요소가 아닐 수 있다.Specific technical content described in the embodiment is an embodiment and does not limit the technical scope of the embodiment. In order to concisely and clearly describe the description of the invention, descriptions of conventional general techniques and configurations may be omitted. In addition, the connection or connection member of the lines between the components shown in the drawings exemplarily shows functional connections and/or physical or circuit connections, and in an actual device, various functional connections, physical connections that are replaceable or additional It may be expressed as a connection, or circuit connections. In addition, unless there is a specific reference such as "essential" or "importantly", it may not be a necessary component for the application of the present invention.

발명의 설명 및 청구범위에 기재된 "상기" 또는 이와 유사한 지시어는 특별히 한정하지 않는 한, 단수 및 복수 모두를 지칭할 수 있다. 또한, 실시 예에서 범위(range)를 기재한 경우 상기 범위에 속하는 개별적인 값을 적용한 발명을 포함하는 것으로서(이에 반하는 기재가 없다면), 발명의 설명에 상기 범위를 구성하는 각 개별적인 값을 기재한 것과 같다. 또한, 실시예에 따른 방법을 구성하는 단계들에 대하여 명백하게 순서를 기재하거나 반하는 기재가 없다면, 상기 단계들은 적당한 순서로 행해질 수 있다. 반드시 상기 단계들의 기재 순서에 따라 실시예들이 한정되는 것은 아니다. 실시예에서 모든 예들 또는 예시적인 용어(예들 들어, 등등)의 사용은 단순히 실시예를 상세히 설명하기 위한 것으로서 청구범위에 의해 한정되지 않는 이상, 상기 예들 또는 예시적인 용어로 인해 실시예의 범위가 한정되는 것은 아니다. 또한, 통상의 기술자는 다양한 수정, 조합 및 변경이 부가된 청구범위 또는 그 균등물의 범주 내에서 설계 조건 및 팩터에 따라 구성될 수 있음을 알 수 있다.In the description and claims, "above" or similar referents may refer to both the singular and the plural unless otherwise specified. In addition, when a range is described in the embodiment, it includes the invention to which individual values belonging to the range are applied (unless there is a description to the contrary), and each individual value constituting the range is described in the description of the invention. same. In addition, the steps constituting the method according to the embodiment may be performed in an appropriate order unless the order is clearly stated or there is no description to the contrary. The embodiments are not necessarily limited according to the order of description of the above steps. The use of all examples or exemplary terminology (eg, etc.) in the embodiment is merely for describing the embodiment in detail, and unless it is limited by the claims, the scope of the embodiment is limited by the examples or exemplary terminology. it is not In addition, those skilled in the art will appreciate that various modifications, combinations, and changes may be made in accordance with design conditions and factors within the scope of the appended claims or their equivalents.

1: 우주 발사체
2: 인공위성
3: 이동 차량
10: 공기 조화 시스템
100: 흡입부
200: 프리히터부
300: 냉각부
400: 메인히터부
500: 공급부
600: 센서부
700: 제어부1: space launch vehicle
2: satellite
3: moving vehicle
10: air conditioning system
100: suction unit
200: preheater unit
300: cooling unit
400: main heater unit
500: supply
600: sensor unit
700: control unit

Claims (12)

선단부에 인공위성이 탑재된 우주 발사체와 일체로 이동 가능하도록 배치되는 공기 조화 시스템으로서,
흡입부에서 상기 공기 조화 시스템의 내부로 흡입된 외부 공기를 프리히터부에서 1차 가열하고, 냉각부 및 메인히터부로 외부 공기를 냉각 및 2차 가열 후 공급부가 가열된 외부 공기를 상기 인공위성으로 공급하고,
제어부는 상기 냉각부의 출구와 상기 메인히터부의 출구에서 외부 공기가 기 설정된 엔탈피를 갖도록 상기 흡입부, 상기 프리히터부, 상기 냉각부 및 상기 메인히터부 중 적어도 어느 하나를 제어하는, 우주 발사체용 이동형 인공위성 공기 조화 시스템.An air conditioning system disposed so as to be able to move integrally with a space launch vehicle equipped with an artificial satellite at the tip,
The preheater first heats the external air sucked into the air conditioning system from the suction unit, and after cooling and secondary heating of the external air by the cooling unit and the main heater unit, the external air heated by the supply unit is supplied to the satellite. do,
The control unit controls at least one of the suction unit, the preheater unit, the cooling unit and the main heater unit so that external air has a preset enthalpy at the outlet of the cooling unit and the main heater unit. satellite air conditioning system. 제1 항에 있어서,
상기 제어부는 상기 프리히터부를 이용해 외부 공기를 1차 가열하여, 외부 공기의 조건과 무관하게 상기 냉각부를 강제 작동시키는, 우주 발사체용 이동형 인공위성 공기 조화 시스템.According to claim 1,
and the control unit first heats the outside air using the preheater unit, and forcibly operates the cooling unit regardless of external air conditions. 제1 항에 있어서,
상기 제어부는 이하의 식 (1)로 상기 냉각부를 제어하는, 우주 발사체용 이동형 인공위성 공기 조화 시스템.
Figure pat00042
…… 식 (1)
여기서
Figure pat00043
은 상기 냉각부의 냉각 부하고,
Figure pat00044
은 상기 냉각부로 유입되는 외부 공기의 유량이고,
Figure pat00045
은 상기 냉각부로 유입되는 외부 공기의 엔탈피고,
Figure pat00046
는 상기 냉각부에서 유출되는 외부 공기의 엔탈피다.According to claim 1,
The control unit controls the cooling unit by the following equation (1), a mobile satellite air conditioning system for a space launch vehicle.
Figure pat00042
… … Equation (1)
here
Figure pat00043
is the cooling load of the cooling unit,
Figure pat00044
is the flow rate of external air flowing into the cooling unit,
Figure pat00045
is the enthalpy of external air flowing into the cooling unit,
Figure pat00046
is the enthalpy of external air flowing out from the cooling unit. 제3 항에 있어서,
상기 제어부는 상기 식 (1)에서
Figure pat00047
와
Figure pat00048
를 상수로 설정하고, 상기 흡입부를 통해 유입되는 외부 공기의
Figure pat00049
에 따라
Figure pat00050
를 산출하는, 우주 발사체용 이동형 인공위성 공기 조화 시스템.4. The method of claim 3,
The control unit in the above formula (1)
Figure pat00047
Wow
Figure pat00048
is set as a constant, and the amount of external air introduced through the
Figure pat00049
Depending on the
Figure pat00050
A mobile satellite air conditioning system for space launch vehicles that produces 제4 항에 있어서,
상기 제어부는 상기 프리히터부의 입구에서의 외부 공기의 조건과
Figure pat00051
를 이용해 상기 프리히터부의 가열 온도를 제어하는, 우주 발사체용 이동형 인공위성 공기 조화 시스템.5. The method of claim 4,
The control unit determines the condition of the outside air at the inlet of the preheater and
Figure pat00051
A mobile satellite air conditioning system for a space launch vehicle that controls the heating temperature of the preheater using 제5 항에 있어서,
상기 제어부는 습공기 선도 상에서 상기 프리히터부의 입구에서의 외부 공기가
Figure pat00052
을 따라 연장되는 등엔탈피 선과 만나도록 상기 프리히터부의 가열 온도를 제어하는, 우주 발사체용 이동형 인공위성 공기 조화 시스템.6. The method of claim 5,
The control unit controls the amount of external air at the inlet of the preheater on the wet air diagram.
Figure pat00052
A mobile satellite air conditioning system for a space launch vehicle that controls the heating temperature of the preheater to meet an isenthalpy line extending along the . 선단부에 인공위성이 탑재된 우주 발사체와 일체로 이동 가능하도록 배치되는 공기 조화 시스템을 이용하는 공기 조화 방법으로서,
흡입부가 외부 공기를 상기 공기 조화 시스템의 내부로 유입하는 단계;
프리히터부가 유입된 외부 공기를 1차 가열하는 단계;
냉각부가 1차 가열된 외부 공기를 냉각하는 단계;
메인히터부가 냉각된 외부 공기를 2차 가열하는 단계; 및
공급부가 2차 가열된 공기를 상기 인공위성으로 공급하는 단계;를 포함하고,
제어부가 상기 냉각부의 출구와 상기 메인히터부의 출구에서 외부 공기가 기 설정된 엔탈피를 갖도록 상기 흡입부, 상기 프리히터부, 상기 냉각부 및 상기 메인히터부 중 적어도 어느 하나를 제어하는 단계를 더 포함하는, 공기 조화 방법.An air conditioning method using an air conditioning system disposed so as to be able to move integrally with a space launch vehicle equipped with an artificial satellite at the tip, comprising:
introducing external air into the air conditioning system by an intake unit;
First heating the external air introduced by the preheater unit;
cooling the primary heated external air by the cooling unit;
Secondary heating of the cooled external air by the main heater; and
Including; supplying the second heated air to the satellite supply unit;
Controlling, by a control unit, at least one of the suction unit, the preheater unit, the cooling unit, and the main heater unit so that external air has a preset enthalpy at the outlet of the cooling unit and the main heater unit; , air conditioning method. 제7 항에 있어서,
상기 제어부는 상기 프리히터부를 이용해 외부 공기를 1차 가열하여, 외부 공기의 조건과 무관하게 상기 냉각부를 강제 작동시키는, 공기 조화 방법.8. The method of claim 7,
and the control unit first heats the outside air using the preheater unit, and forcibly operates the cooling unit regardless of the condition of the outside air. 제7 항에 있어서,
상기 제어부는 이하의 식 (1)로 상기 냉각부를 제어하는, 공기 조화 방법.
Figure pat00053
…… 식 (1)
여기서
Figure pat00054
은 상기 냉각부의 냉각 부하고,
Figure pat00055
은 상기 냉각부로 유입되는 외부 공기의 유량이고,
Figure pat00056
은 상기 냉각부로 유입되는 외부 공기의 엔탈피고,
Figure pat00057
는 상기 냉각부에서 유출되는 외부 공기의 엔탈피다.8. The method of claim 7,
The air conditioning method, wherein the control unit controls the cooling unit by the following formula (1).
Figure pat00053
… … Equation (1)
here
Figure pat00054
is the cooling load of the cooling unit,
Figure pat00055
is the flow rate of external air flowing into the cooling unit,
Figure pat00056
is the enthalpy of external air flowing into the cooling unit,
Figure pat00057
is the enthalpy of external air flowing out from the cooling unit. 제9 항에 있어서,
상기 제어부는 상기 식 (1)에서
Figure pat00058
와
Figure pat00059
를 상수로 설정하고, 상기 흡입부를 통해 유입되는 외부 공기의
Figure pat00060
에 따라
Figure pat00061
를 산출하는, 공기 조화 방법.10. The method of claim 9,
The control unit in the above formula (1)
Figure pat00058
Wow
Figure pat00059
is set as a constant, and the amount of external air introduced through the
Figure pat00060
Depending on the
Figure pat00061
to calculate, the air conditioning method. 제10 항에 있어서,
상기 제어부는 상기 프리히터부의 입구에서의 외부 공기의 조건과
Figure pat00062
를 이용해 상기 프리히터부의 가열 온도를 제어하는, 공기 조화 방법.11. The method of claim 10,
The control unit determines the condition of the outside air at the inlet of the preheater and
Figure pat00062
An air conditioning method for controlling the heating temperature of the preheater unit using 제11 항에 있어서,
상기 제어부는 습공기 선도 상에서 상기 프리히터부의 입구에서의 외부 공기가
Figure pat00063
을 따라 연장되는 등엔탈피 선과 만나도록 상기 프리히터부의 가열 온도를 제어하는, 공기 조화 방법.12. The method of claim 11,
The control unit controls the amount of external air at the inlet of the preheater on the wet air diagram.
Figure pat00063
An air conditioning method for controlling the heating temperature of the preheater to meet an isenthalpy line extending along
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPH068891A (en) * 1992-06-29 1994-01-18 Mitsubishi Heavy Ind Ltd Air conditioner for inside of satelite fairing
JP2001241733A (en) * 2000-02-29 2001-09-07 Trinity Ind Corp Apparatus and method for controlling temperature and humidity of air conditioner and medium recording temperature/ humidity control program

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