KR20230024716A - 냉난방 시스템용 공기 및 이물질 제거장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 냉난방 시스템용 공기 및 이물질 제거장치에 관한 것으로, 액체 냉매가 유동되는 배관과 연통되는 하우징과, 하우징의 내부에 설치되고, 하우징으로 유입되는 액체 냉매의 유동에 간섭되어 액체 냉매로부터 공기와 이물질을 분리하는 분리부와, 액체 냉매로부터 분리된 공기와 이물질을 포집하는 포집부와, 포집부와 연결되고, 포집부에 포집된 공기와 이물질을 하우징의 외부로 배출하는 배출부 및 배출부를 통한 공기와 이물질의 배출 상태를 조절하는 조절부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

냉난방 시스템용 공기 및 이물질 제거장치{AIR AND DIRT SEPARATING APPARATUS FOR COOLING AND HEATING SYSTEM}
본 발명은 냉난방 시스템용 공기 및 이물질 제거장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 냉난방 시스템 배관 내의 물에 포함된 공기와 이물질을 효율적으로 분리 및 배출할 수 있는 냉난방 시스템용 공기 및 이물질 제거장치에 관한 것이다.
일반적으로, 주택과 같은 주거공간 또는 사무실이나 공장과 같은 작업공간에서는 여름철의 냉방과 겨울철의 난방이 주된 생활환경의 요인으로 떠오르고 있으며, 최근에는 인구의 증가에 따른 주거공간의 확산과 산업개발에 따른 공장부지 및 사무실의 증가로 인하여 냉난방에 소요되는 에너지의 수요가 급격히 증가하고 있는 추세이다. 이러한 추세에 발맞추어, 대형 아파트 단지나 빌딩을 포함하여 병원이나 호텔 또는 학교 등과 같은 시설에서는 주거공간이나 작업공간의 냉난방을 히트펌프와 같은 하나의 경제적인 열원장치를 사용하여 통합적이고 효과적으로 수행할 수 있도록 한 중앙집중식 냉난방 시스템이 설비되어 사용되고 있다.
이러한 중앙집중식 냉난방 시스템은 작동 유체 즉, 열의 운송 수단으로 물을 주로 이용한다. 보다 구체적으로, 중앙집중식 냉난방 시스템은 물을 메인펌프를 통하여 분배기측으로 일차 유입시킨 다음, 분배기로부터 냉난방이 요구되는 모든 공간으로 골고루 분배시켜 해당 공간의 냉난방을 수행하며, 이와 같이 사용된 물을 회수기로 집수시켜 열원장치로 재공급한다.
그러나 배관을 따라 유동하는 물에 포함된 공기 및 이물질 등이 포함된 경우, 열교환이 충분히 이루어지지 않을 뿐만 아니라 물의 유동이 방해되어 냉난방 시스템의 효율이 감소되고, 배관의 부식 및 스케일(Scale)을 야기함에 따라 냉난방 시스템의 수명이 감소되는 문제점이 있다.
한편, 본 발명의 배경기술은 대한민국 등록특허공보 제10-2091919호(2020.03.16 등록, 발명의 명칭: 지열 히트펌프 시스템의 배관 내 공기 및 이물질 제거장치 및 제거공법)에 개시되어 있다.
본 발명은 냉난방 시스템 배관 내의 물에 포함된 공기와 이물질을 효율적으로 분리 및 배출할 수 있는 냉난방 시스템용 공기 및 이물질 제거장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기한 과제를 해결하기 위해 본 발명에 따른 냉난방 시스템용 공기 및 이물질 제거장치는: 액체 냉매가 유동되는 배관과 연통되는 하우징; 상기 하우징의 내부에 설치되고, 상기 하우징으로 유입되는 상기 액체 냉매의 유동에 간섭되어 상기 액체 냉매로부터 공기와 이물질을 분리하는 분리부; 상기 액체 냉매로부터 분리된 상기 공기와 상기 이물질을 포집하는 포집부; 상기 포집부와 연결되고, 상기 포집부에 포집된 상기 공기와 상기 이물질을 상기 하우징의 외부로 배출하는 배출부; 및 상기 배출부를 통한 상기 공기와 상기 이물질의 배출 상태를 조절하는 조절부;를 포함한다.
또한, 상기 하우징의 단면적은 상기 배관의 단면적보다 크다.
또한, 상기 분리부는 상기 하우징의 내부로 유입된 상기 액체 냉매의 통과를 허용하고, 상기 이물질의 통과를 차단한다.
또한, 상기 분리부는 상기 하우징의 내부로 유입된 상기 액체 냉매의 유동 상태를 가변시켜 상기 액체 냉매의 내부에 존재하는 상기 공기를 상기 액체 냉매로부터 분리한다.
또한, 상기 분리부는 메쉬(mesh) 또는 다공 구조로 형성된다.
또한, 상기 포집부는, 상기 하우징의 내부에 설치되고, 상기 액체 냉매로부터 분리된 상기 공기를 포집하는 제1포집부; 및 상기 제1포집부와 이격되어 배치되고, 상기 액체 냉매로부터 분리된 상기 이물질을 포집하는 제2포집부;를 포함한다.
또한, 상기 제1포집부는 상기 하우징의 상측에 배치되고, 상기 제2포집부는 상기 하우징의 하측에 배치된다.
또한, 상기 조절부는, 상기 배출부에 설치되고, 구동부의 구동력에 연동되어 상기 배출부를 개방하거나 폐쇄하는 개폐부; 상기 하우징의 내부의 압력을 측정하는 측정부; 및 상기 측정부로부터 측정된 압력값을 바탕으로 상기 구동부의 동작을 제어하는 제어부;를 더 포함한다.
또한, 상기 제어부는 상기 측정부로부터 측정된 압력값이 설정값을 초과하는 경우, 상기 구동부를 동작시켜 상기 배출부를 개방한다.
본 발명에 따른 냉난방 시스템용 공기 및 이물질 제거장치는 분리부에 의해 액체 냉매로부터 공기와 이물질을 분리함에 따라 부식 및 스케일의 형성에 따른 배관의 손상을 방지할 수 있고, 액체 냉매의 열교환 효율을 향상시킬 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 냉난방 시스템용 공기 및 이물질 제거장치는 조절부에 의해 포집부에 포집된 공기와 이물질의 배출 상태를 자동으로 조절할 수 있음에 따라 공기 및 이물질의 과도한 축적에 따른 장비의 손상을 방지할 수 있고, 지속적인 설비 조작에 따른 작업자의 피로도를 경감시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 냉난방 시스템용 공기 및 이물질 제거장치의 설치 상태를 개략적으로 나타내는 설치상태도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 냉난방 시스템용 공기 및 이물질 제거장치의 구성을 개략적으로 나타내는 사시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 냉난방 시스템용 공기 및 이물질 제거장치의 구성을 개략적으로 나타내는 단면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 분리부의 구성을 개략적으로 나타내는 사시도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 조절부의 구성을 개략적으로 나타내는 블록도이다.
도 6 내지 도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 냉난방 시스템용 공기 및 이물질 제거장치의 작동 과정을 개략적으로 나타내는 작동도이다.
이하에서는, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 냉난방 시스템용 공기 및 이물질 제거장치의 실시예를 설명하도록 한다.
이 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다. 또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서, 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
또한, 본 명세서에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결(또는 접속)"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결(또는 접속)"되어 있는 경우뿐만 아니라, 그 중간에 다른 부재를 사이에 두고 "간접적으로 연결(또는 접속)"되어 있는 경우도 포함한다. 본 명세서에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함(또는 구비)"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 "포함(또는 구비)"할 수 있다는 것을 의미한다.
또한, 본 명세서 전체에 걸쳐 동일한 참조 부호는 동일한 구성 요소를 지칭할 수 있다. 동일한 참조 부호 또는 유사한 참조 부호들은 특정 도면에서 언급 또는 설명되지 않았더라도, 그 부호들은 다른 도면을 토대로 설명될 수 있다. 또한, 특정 도면에 참조 부호가 표시되지 않은 부분이 있더라도, 그 부분은 다른 도면들을 토대로 설명될 수 있다. 또한, 본 출원의 도면들에 포함된 세부 구성요소들의 개수, 형상, 크기 및 크기의 상대적인 차이 등은 이해의 편의를 위해 설정된 것으로서, 실시예들을 제한하지 않으며 다양한 형태로 구현될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 냉난방 시스템용 공기 및 이물질 제거장치의 설치 상태를 개략적으로 나타내는 도면이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 냉난방 시스템용 공기 및 이물질 제거장치의 구성을 개략적으로 나타내는 사시도이며, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 냉난방 시스템용 공기 및 이물질 제거장치의 구성을 개략적으로 나타내는 단면도이다.
이하에서 서술되는 배관(10)은 각종 시설물에 설치되는 냉난방 시스템에서 후술하는 액체 냉매(20)의 유동 및 순환 경로를 제공하는 다양한 종류의 배관으로 예시될 수 있다.
액체 냉매(20)는 배관(10) 내부를 순환 유동하며 열 사이클 또는 냉동 사이클에 의한 열교환 작용을 수행하는 액체 상태의 냉매로, 냉난방 시스템에서 열의 운송 수단으로 주로 사용되는 물로 예시될 수 있다.
공기(30)는 액체 냉매(20)와 함께 배관(10) 내부를 유동하는 산소, 질소 등으로 예시될 수 있다. 공기(30)는 액체 냉매(20)의 내부에 용해된 상태로 존재할 수 있으며, 미세 기포(micro bubble)의 형태로 액체 냉매(20)의 내부 또는 표면에 존재하는 것도 가능하다.
이물질(40)은 액체 냉매(20)에 용해되지 않고, 액체 냉매(20)에 침전된 상태로 액체 냉매(20)와 함께 배관(10) 내부를 유동하는 다양한 종류의 고체 상태의 물질로 예시될 수 있다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 냉난방 시스템용 공기 및 이물질 제거장치(1)는 하우징(100), 분리부(200), 포집부(300), 배출부(400), 조절부(500)를 포함한다
하우징(100)은 본 발명의 일 실시예에 따른 냉난방 시스템용 공기 및 이물질 제거장치(1)의 개략적인 외관을 형성하고, 후술하는 분리부(200), 포집부(300), 배출부(400), 조절부(500)를 전체적으로 지지한다. 하우징(100)은 양측이 액체 냉매(20)가 유동되는 배관(10)과 각각 연통된다. 하우징(100)은 일측을 통해 배관(10)으로부터 액체 냉매(20)를 유입받고, 타측을 통해 액체 냉매(20)를 배관(10)으로 배출한다. 하우징(100)은 내부로 유입된 액체 냉매(20)의 압력에 의한 파손이 방지될 수 있도록 금속 등과 같은 높은 강성을 지닌 재질로 구비될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 하우징(100)은 내부가 비어있는 탱크(tank)의 형태를 갖도록 형성될 수 있다. 하우징(100)은 길이 방향이 배관(10)의 연장 방향과 수직하게 배치된다. 이에 따라 하우징(100)은 대략 상하로 길쭉한 형태로 형성될 수 있다. 하우징(100)의 단면적은 배관(10)의 단면적보다 크게 형성될 수 있다. 여기서, 하우징(100)의 단면적은 하우징(100)의 길이 방향과 나란하게 배치되는 단면적 뿐만 아니라 하우징(100)의 길이 방향과 수직하게 배치되는 단면적을 모두 의미할 수 있다. 이에 따라 하우징(100)은 내부에 후술하는 분리부(200)가 설치되는 공간을 충분하게 확보할 수 있어 분리부(200)에 의한 공기(30)와 이물질(40)의 분리 효율을 향상시킬 수 있다.
하우징(100)의 양측에는 하우징(100)과 배관(10)을 상호 연통시키는 유입구(101)와 배출구(102)가 각각 형성될 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따른 유입구(101)와 배출구(102)는 하우징(100)의 측면으로부터 하우징(100)의 길이 방향과 수직한 방향으로 연장되는 관의 형태를 갖도록 형성될 수 있다. 유입구(101)와 배출구(102)는 하우징(100)의 측면과 마주보는 일측이 각각 하우징(100)의 내부공간과 연통된다. 유입구(101)와 배출구(102)는 타측이 각각 배관(10)의 단부에 나사 결합 또는 용접 등에 의해 결합되고, 배관(10)의 내부와 연통된다. 이에 따라 하우징(100)의 일측(도 3 기준 좌측)에 배치된 배관(10)을 유동하는 액체 냉매(20)는 유입구(101)를 통해 하우징(100)의 내부로 유입되고, 배출구(102)를 통해 하우징(100)의 타측(도 3 기준 우측)에 배치된 배관(10)으로 배출된다.
분리부(200)는 하우징(100)의 내부에 설치되고, 하우징(100)으로 유입되는 액체 냉매(20)의 유동에 간섭된다. 분리부(200)는 액체 냉매(20)의 유동에 간섭됨에 따라 내부에 공기(30), 이물질(40)이 혼합된 액체 냉매(20)로부터 공기(30)와 이물질(40)을 분리한다.
보다 구체적으로, 분리부(200)는 액체 냉매(20)의 내부에 존재하는 공기(30)가 액체 냉매(20)로부터 분리되도록 하우징(100)의 내부로 유입된 액체 냉매(20)의 유동 상태를 가변시킨다. 즉, 분리부(200)는 하우징(100)의 내부로 유입된 액체 냉매(20)와 간섭되어 액체 냉매(20)의 유동 방향, 유속, 압력 등을 가변시킴에 따라 액체 냉매(20)에 용존되거나, 액체 냉매(20) 내부에 미세 기포의 형태로 존재하는 공기(30)가 큰 기포를 형성하며 자체적인 부력에 의해 액체 냉매(20)의 외부로 방출되도록 유도한다. 또한, 분리부(200)는 액체 냉매(20)의 통과를 허용함과 동시에 이물질(40)의 통과는 차단할 수 있도록 구비되어 이물질(40)을 액체 냉매(20)로부터 분리시킨다. 이에 따라 분리부(200)는 배관(10)을 순환 유동하는 액체 냉매(20)의 열전달 효율을 향상시킬 수 있다. 분리부(200)는 길이 방향을 따라 액체 냉매(20)로부터 분리된 공기(30)와 이물질(40)이 각각 하우징(100)의 상측 및 하측으로 이동되는 것을 안내한다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 분리부의 구성을 개략적으로 나타내는 사시도이다.
도 1 내지 도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 분리부(200)는 하우징(100)의 길이 방향과 나란한 방향으로 배치되는 중공형의 튜브의 형태로 형성될 수 있다. 분리부(200)는 복수개로 구비되어 하우징(100)의 내부에서 서로 나란하게 배치된다. 복수개의 분리부(200)가 배열되는 형태는 도 4에 도시된 원형의 패턴 이외에도 하우징(100)의 단면 형상에 따라 다양하게 설계 변경이 가능하다. 각각의 분리부(200)는 메쉬(mesh) 또는 다공 구조로 형성될 수 있다. 이 경우, 분리부(200)의 매쉬 구조의 간격 또는 다공의 직경은 액체 냉매(20)의 입자 크기보다는 크고, 이물질(40)의 크기 보다는 작게 형성될 수 있다.
포집부(300)는 분리부(200)와 마주보게 설치되고, 분리부(200)에 의해 액체 냉매(20)로부터 분리된 공기(30)와 이물질(40)을 포집한다. 이에 따라 포집부(300)는 액체 냉매(20)로부터 분리된 공기(30)와 이물질(40)이 액체 냉매(20)의 유동력에 의해 무작위하게 비산되는 것을 방지할 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따른 포집부(300)는 제1포집부(310), 제2포집부(320)를 포함한다.
제1포집부(310)는 하우징(100)의 내부에 설치되고, 분리부(200)에 의해 액체 냉매(20)로부터 분리된 공기(30)를 포집한다. 본 발명의 일 실시예에 따른 제1포집부(310)는 내부가 비어있는 챔버의 형태로 형성될 수 있다. 제1포집부(310)는 액체 냉매(20)로부터 분리된 공기(30)가 내부로 유입될 수 있도록 일측이 하우징(100)의 내부공간과 연통된다. 제1포집부(310)는 하우징(100)의 상측에 배치된다. 이에 따라 제1포집부(310)는 액체 냉매(20)로부터 하우징(100)의 상측으로 방출되는 공기(30)가 자체적인 부력에 의해 제1포집부(310)로 용이하게 포집되도록 유도할 수 있다.
제2포집부(320)는 하우징(100)의 내부에서 제1포집부(310)와 이격되어 배치되고, 분리부(200)에 의해 액체 냉매(20)로부터 분리된 이물질(40)을 포집한다. 본 발명의 일 실시예에 따른 제2포집부(320)는 내측면이 오목하게 함몰 형성되는 접시의 형태를 갖도록 형성될 수 있다. 제2포집부(320)는 하우징(100)의 하측에 배치되고, 내측면이 하우징(100)의 내부 공간과 마주보게 설치된다. 이에 따라 제1포집부(310)는 분리부(200)에 의해 액체 냉매(20)로부터 분리된 후 자중에 의해 하우징(100)의 하측으로 가라앉는 이물질(40)을 용이하게 포집할 수 있다. 제2포집부(320)는 하우징(100)에 용접 등에 의해 일체로 결합될 수 있으며, 볼팅 등에 의해 하우징(100)에 착탈 가능하게 결합되는 것도 가능하다.
배출부(400)는 포집부(300)와 연결되고, 포집부(300)에 포집된 공기(30)와 이물질(40)을 하우징(100)의 외부로 배출한다. 본 발명의 일 실시예에 따른 배출부(400)는 제1배출부(410), 제2배출부(420)를 포함한다.
제1배출부(410)는 제1포집부(310)와 연결되고, 제1포집부(310)에 포집된 공기(30)가 하우징(100)의 외부로 배출되는 경로를 제공한다. 본 발명의 일 실시예에 따른 제1배출부(410)는 일측이 제1포집부(310)와 연통되는 관의 형태를 갖도록 형성될 수 있다. 그러나 제1배출부(410)는 이러한 형태 이외에도 에어 벤트, 에어 엘리미네이터 등 제1포집부(310)에 포집된 공기(30)를 하우징(100)의 외부로 배출할 수 있는 다양한 형태로 설계 변경이 가능하다.
제2배출부(420)는 제2포집부(320)와 연결되고, 제2포집부(320)에 포집된 이물질(40)이 하우징(100)의 외부로 배출되는 경로를 제공한다. 본 발명의 일 실시예에 따른 제2배출부(420)는 일측이 제2포집부(320)와 연통되는 관의 형태를 갖도록 형성될 수 있다. 제2배출부(420)는 제2포집부(320)로부터 배출되는 이물질(40)이 원활하게 배출될 수 있는 크기의 직경을 갖도록 형성된다. 그러나 제2배출부(420)는 이러한 형태 이외에도 제2포집부(310)에 포집된 이물질(40)을 하우징(100)의 외부로 배출할 수 있는 다양한 형태로 설계 변경이 가능하다.
조절부(500)는 배출부(400)를 통한 공기(30)와 이물질(40)의 배출 상태를 조절한다. 보다 구체적으로, 조절부(500)는 배출부(400)를 통한 공기(30)와 이물질(40)의 배출을 설정 주기로 반복하여 차단 및 허용할 수 있도록 구비된다. 이에 따라 조절부(500)는 정상 작동 시에는 배출부(400)를 통해 액체 냉매(20)가 과도하게 유출되는 것을 방지할 수 있다. 또한 조절부(500)는 하우징(100) 또는 포집부(300)의 내부에 액체 냉매(20)로부터 분리된 공기(30) 및 이물질(40)이 과도하게 축적됨에 따라 하우징(100), 분리부(200), 포집부(300)가 파손되거나 분리부(200)의 분리 성능이 저하되는 것을 방지할 수 있다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 조절부의 구성을 개략적으로 나타내는 블록도이다.
도 1 내지 도 5를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 조절부(500)는 구동부(510), 개폐부(520), 측정부(530), 제어부(540)를 포함한다.
구동부(510)는 외부로부터 전원을 인가받아 구동력을 발생시킨다. 본 발명의 일 실시예에 따른 구동부(510)는 제1구동부(511), 제2구동부(512)를 포함할 수 있다. 제1구동부(511)와 제2구동부(512)는 외부로부터 전원을 인가받아 회전력을 발생시키는 모터 등 다양한 종류의 전동 액추에이터로 예시될 수 있다. 제1구동부(511)와 제2구동부(512)는 각각 제1배출부(410)와 제2배출부(420)에 결합되어 지지될 수 있고, 제1배출부(410)와 제2배출부(420)의 외부에 별도로 설치되는 것도 가능하다.
개폐부(520)는 배출부(400)에 설치되고, 구동부(510)와 연결된다. 개폐부(520)는 구동부(510)의 구동력에 연동되어 배출부(400)를 개방하거나 폐쇄한다. 본 발명의 일 실시예에 따른 개폐부(520)는 제1개폐부(521)와 제2개폐부(522)를 포함할 수 있다.
제1개폐부(521)와 제2개폐부(522)는 제1배출부(410)와 제2배출부(420)의 내부에 각각 설치된다. 제1개폐부(521)와 제2개폐부(522)는 구동부(510)로부터 전달되는 구동력에 의해 제1배출부(410)와 제2배출부(420)를 개별적으로 개방하거나 폐쇄한다. 본 발명의 일 실시예에 따른 제1개폐부(521)와 제2개폐부(522)는 구동부(510)로부터 전달되는 구동력에 의해 제1배출부(410)와 제2배출부(420)를 개방하거나 폐쇄하는 솔레노이드 밸브를 포함할 수 있다. 또한, 제1개폐부(521)와 제2개폐부(522)는 공기(30)와 이물질(40)이 제1배출부(410)와 제2배출부(420)로부터 하우징(100)으로 역류하는 것을 방지할 수 있도록 체크 밸브를 더 포함할 수 있다.
측정부(530)는 하우징(100)의 내부의 압력을 측정한다. 본 발명의 일 실시예에 따른 측정부(530)는 하우징(100)의 내부에 설치되고, 액체 냉매(20), 공기(30) 등에 의해 하우징(100)의 내부에 작용하는 압력값을 측정하는 다양한 종류의 압력센서와, 압력센서와 연결되고, 압력센서로부터 측정된 압력값을 외부로 표시하는 압력 게이지 또는 디스플레이를 포함할 수 있다. 그러나 측정부(530)는 이와 같이 하우징(100)의 내부 압력을 직접적으로 측정하는 형태에 한정되는 것은 아니고, 유입구(101)와 배출구(102) 사이의 차압을 통해 하우징(100)의 내부 압력을 간접적으로 측정하는 것도 가능하다.
제어부(540)는 측정부(530)로부터 측정된 압력값을 바탕으로 구동부(510)의 동작을 제어한다. 보다 구체적으로, 제어부(540)는 측정부(530)로부터 측정된 압력값이 기설정된 설정값을 초과하는 경우, 개폐부(520)가 배출부(400)를 개방하도록 구동부(510)를 동작시킨다. 여기서, 기설정된 설정값은 하우징(100) 또는 포집부(300)의 내부에 공기(30) 및 이물질(40)이 과도하게 측정되었음을 나타낼 수 있는 압력값으로, 하우징(100)의 크기 또는 액체 냉매(20)의 유량 등에 따라 다양한 값으로 설계 변경이 가능하다. 본 발명의 일 실시예에 따른 제어부(540)는 측정부(530)로부터 측정된 압력값을 유선 또는 무선으로 전달받는 통신모듈 및 측정부(530)로부터 측정된 압력값을 기설정된 설정값과 비교 판단하여 구동부(510)의 동작을 제어하는 마이크로프로세서 등으로 예시되는 제어모듈을 포함할 수 있다.
이하에서는 본 발명의 일 실시예에 따른 냉난방 시스템용 공기 및 이물질 제거장치(1)의 작동 과정을 상세하게 설명하도록 한다.
도 6 내지 도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 냉난방 시스템용 공기 및 이물질 제거장치의 작동 과정을 개략적으로 나타내는 작동도이다.
도 6 내지 도 8을 참조하면, 배관(10)을 유동하는 액체 냉매(20)는 공기(30)와 이물질(40)이 혼합된 상태로 유입구(101)를 통해 하우징(100)의 내부로 유입된다.
하우징(100)의 내부로 유입된 액체 냉매(20)는 분리부(200)와 간섭되어 유동 방향, 유속, 압력 등의 유동 상태가 가변된다.
액체 냉매(20)의 내부에 용존되거나, 미세 기포의 형태로 존재하는 공기(30)는 보다 큰 부피의 기포를 형성하며 자체적인 부력에 의해 하우징(100)의 상측으로 방출된다.
하우징(100)의 상측으로 방출된 공기(30)는 제1포집부(310)의 내부로 포집된다.
한편, 하우징(100) 내부로 유입된 액체 냉매(20)에 포함된 이물질(40)은 메쉬 또는 다공 구조로 형성된 분리부(200)에 걸려 배출구(102)로 향한 유동이 차단된다.
분리부(200)를 통과하지 못한 이물질(40)은 자중에 의해 하우징(100)의 하측으로 가라앉고, 제2포집부(320)의 내부로 포집된다.
공기(30)와 이물질(40)이 제1포집부(310)와 제2포집부(320)로 계속하여 포집됨에 따라 하우징(100)의 내부 압력이 점차적으로 증가된다.
제어부(540)는 측정부(530)에 의해 측정된 하우징(100)의 내부 압력이 설정값을 초과함에 따라 개폐부(520)가 배출부(400)를 개방하도록 구동부(510)를 동작시킨다.
제1개폐부(521)는 제1구동부(511)의 동작에 연동되어 제1배출부(410)를 개방하고, 제2개폐부(522)는 제2구동부(512)의 동작에 연동되어 제2배출부(420)를 개방한다.
제1포집부(310)에 포집된 공기(30)는 제1배출부(410)를 따라 하우징(100)의 외부로 배출된다.
제2포집부(320)에 포집된 이물질(40)은 일정량의 액체 냉매(20)와 함께 제2배출부(420)를 따라 하우징(100)의 외부로 배출된다.
이후, 공기(30)와 이물질(40)의 배출에 따라 측정부(530)에 의해 측정된 하우징(100)의 내부 압력이 설정값 이내로 하강함에 따라, 제어부(540)는 개폐부(520)가 배출부(400)를 차단하도록 구동부(510)를 동작시킨다.
본 발명은 도면에 도시되는 실시예를 참고로 하여 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다.
따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 아래의 특허청구범위에 의해서 정하여져야 할 것이다.
1 : 냉난방 시스템용 공기 및 이물질 제거장치 10 : 배관
20 : 액체 냉매 30 : 공기
40 : 이물질 100 : 하우징
101 : 유입구 102 : 배출구
200 : 분리부 300 : 포집부
310 : 제1포집부 320 : 제2포집부
400 : 배출부 410 : 제1배출부
420 : 제2배출부 500 : 조절부
510 : 구동부 511 : 제1구동부
512 : 제2구동부 520 : 개폐부
521 : 제1개폐부 522 : 제2개폐부
530 : 측정부 540 : 제어부

Claims (9)

  1. 액체 냉매가 유동되는 배관과 연통되는 하우징;
    상기 하우징의 내부에 설치되고, 상기 하우징으로 유입되는 상기 액체 냉매의 유동에 간섭되어 상기 액체 냉매로부터 공기와 이물질을 분리하는 분리부;
    상기 액체 냉매로부터 분리된 상기 공기와 상기 이물질을 포집하는 포집부;
    상기 포집부와 연결되고, 상기 포집부에 포집된 상기 공기와 상기 이물질을 상기 하우징의 외부로 배출하는 배출부; 및
    상기 배출부를 통한 상기 공기와 상기 이물질의 배출 상태를 조절하는 조절부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 냉난방 시스템용 공기 및 이물질 제거장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 하우징의 단면적은 상기 배관의 단면적보다 큰 것을 특징으로 하는 냉난방 시스템용 공기 및 이물질 제거장치.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 분리부는 상기 하우징의 내부로 유입된 상기 액체 냉매의 통과를 허용하고, 상기 이물질의 통과를 차단하는 것을 특징으로 하는 냉난방 시스템용 공기 및 이물질 제거장치.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 분리부는 상기 하우징의 내부로 유입된 상기 액체 냉매의 유동 상태를 가변시켜 상기 액체 냉매의 내부에 존재하는 상기 공기를 상기 액체 냉매로부터 분리하는 것을 특징으로 하는 냉난방 시스템용 공기 및 이물질 제거장치.
  5. 제 3항 또는 제 4항에 있어서,
    상기 분리부는 메쉬(mesh) 또는 다공 구조로 형성되는 것을 특징으로 하는 냉난방 시스템용 공기 및 이물질 제거장치.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 포집부는,
    상기 하우징의 내부에 설치되고, 상기 액체 냉매로부터 분리된 상기 공기를 포집하는 제1포집부; 및
    상기 제1포집부와 이격되어 배치되고, 상기 액체 냉매로부터 분리된 상기 이물질을 포집하는 제2포집부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 냉난방 시스템용 공기 및 이물질 제거장치.
  7. 제 6항에 있어서,
    상기 제1포집부는 상기 하우징의 상측에 배치되고, 상기 제2포집부는 상기 하우징의 하측에 배치되는 것을 특징으로 하는 냉난방 시스템용 공기 및 이물질 제거장치.
  8. 제 1항에 있어서,
    상기 조절부는,
    상기 배출부에 설치되고, 구동부의 구동력에 연동되어 상기 배출부를 개방하거나 폐쇄하는 개폐부;
    상기 하우징의 내부의 압력을 측정하는 측정부; 및
    상기 측정부로부터 측정된 압력값을 바탕으로 상기 구동부의 동작을 제어하는 제어부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 냉난방 시스템용 공기 및 이물질 제거장치.
  9. 제 8항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 측정부로부터 측정된 압력값이 설정값을 초과하는 경우, 상기 구동부를 동작시켜 상기 배출부를 개방하는 것을 특징으로 하는 냉난방 시스템용 공기 및 이물질 제거장치.
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KR19990058247A (ko) * 1997-12-30 1999-07-15 곽원복 배관내의 공기 제거 방법 및 그 장치

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