KR20240073629A - 응축수를 활용한 실외기 열교환 시스템 - Google Patents

응축수를 활용한 실외기 열교환 시스템 Download PDF

Info

Publication number
KR20240073629A
KR20240073629A KR1020220155696A KR20220155696A KR20240073629A KR 20240073629 A KR20240073629 A KR 20240073629A KR 1020220155696 A KR1020220155696 A KR 1020220155696A KR 20220155696 A KR20220155696 A KR 20220155696A KR 20240073629 A KR20240073629 A KR 20240073629A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
condensate
pipe
outdoor unit
heat exchange
exchange system
Prior art date
Application number
KR1020220155696A
Other languages
English (en)
Inventor
류승화
Original Assignee
류승화
Filing date
Publication date
Application filed by 류승화 filed Critical 류승화
Publication of KR20240073629A publication Critical patent/KR20240073629A/ko

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24F—AIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F1/00—Room units for air-conditioning, e.g. separate or self-contained units or units receiving primary air from a central station
    • F24F1/06—Separate outdoor units, e.g. outdoor unit to be linked to a separate room comprising a compressor and a heat exchanger
    • F24F1/42—Separate outdoor units, e.g. outdoor unit to be linked to a separate room comprising a compressor and a heat exchanger characterised by the use of the condensate, e.g. for enhanced cooling
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24F—AIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F13/00—Details common to, or for air-conditioning, air-humidification, ventilation or use of air currents for screening
    • F24F13/22—Means for preventing condensation or evacuating condensate
    • F24F13/222—Means for preventing condensation or evacuating condensate for evacuating condensate
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D7/00—Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall
    • F28D7/0008—Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall the conduits for one medium being in heat conductive contact with the conduits for the other medium
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24F—AIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F13/00—Details common to, or for air-conditioning, air-humidification, ventilation or use of air currents for screening
    • F24F13/22—Means for preventing condensation or evacuating condensate
    • F24F13/222—Means for preventing condensation or evacuating condensate for evacuating condensate
    • F24F2013/227—Condensate pipe for drainage of condensate from the evaporator
    • 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
    • F25B2339/00—Details of evaporators; Details of condensers
    • F25B2339/04—Details of condensers
    • F25B2339/047—Water-cooled condensers
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D21/00—Heat-exchange apparatus not covered by any of the groups F28D1/00 - F28D20/00
    • F28D2021/0019—Other heat exchangers for particular applications; Heat exchange systems not otherwise provided for
    • F28D2021/0068—Other heat exchangers for particular applications; Heat exchange systems not otherwise provided for for refrigerant cycles
    • F28D2021/007—Condensers

Abstract

본 발명은 버려지는 응축수를 에너지하베스팅의 개념으로 재활용하여 실외기의 온도를 낮추는 것으로, 보다 자세하게는 냉매가 흐르는 외관과 응축수가 흐르는 내관이 이중배관 형태로 이루어져 기존의 공냉은 물론 배관 내부에서는 수냉식 열교환이 이루어져 보다 효율적인 열교환을 가능케하는 실외기 열교환 시스템에 관한 것이다.
본 발명은 기존의 실외기 시스템에서 필요한 장치를 갖추고 있고, 추가적으로 응축수가 모일 수 있는 집수통, 응축수를 내관으로 이동시키는 모터, 수냉/공냉식 열교환을 가능케하는 이중배관으로 구성된다.
이러한 구성을 가지는 본 발명은 온도가 높을수록 소비전력이 증가하고 효율이 떨어지는 실외기의 온도를 효율적으로 낮춤으로써 엔진의 과열을 방지함은 에너지 사용량을 줄일 수 있음을 특징으로 한다.

Description

응축수를 활용한 실외기 열교환 시스템 {Outdoor unit heat exchange system using condensate}
본 발명은 실외기 열교환 시스템에 관한 것으로, 특히 버려지는 응축수를 재활용하여 실외기를 냉각시켜 에어컨의 냉방 효율을 높일 수 있는 실외기 열교환 시스템에 관한 것이다.
일반적으로 에어컨 작동원리를 보면 압축된 냉매가 증발할 때 주위의 열을 빼앗는 증발열 이용하는 방식으로 냉매의 사이클은 압축기-> 응축기-> 팽창기화밸브(모세관)-> 증발기-> 다시 압축기로 순환하면서 기체와 액체 상태의 변화 과정을 반복해서 거치게 된다.
상기 압축기는 에어컨의 실외기 내부에 있으며 기체상태의 냉매를 고온, 고압의 상태로 압축한다.
상기 응축기(실외기)는 에어컨의 실외기 내부에 있으며 압축기를 통해 나온 고온 고압의 냉매 증기의 응축열을 제거하여 냉각해서 액화하는 장치이다.
상기 팽창밸브는 응축기에서 응축 액화된 고온·고압의 액체 냉매를 교축작용에 의해 증발을 일으킬 수 있는 압력까지 감압해 주는 밸브이다. 또한 증발기에서 충분한 열을 흡수할 수있는 적정한 냉매량을 조절 공급한다.
상기 증발기는 실내기에 있으며 팽창밸브를 나온 액체 상태의 저온/저압 냉매는 넓은 공간으로 빠져 나와 기화하며 주위의 더운 공기에서 열을 흡수하고 저압의 기체상태가 된다. 주위의 공기는 차가워지고 팬이 돌면서 이 공기를 실내로 내보낸다.
증발된 기체는 다시 압축기로 들어가 냉각 시스템의 순환이 계속된다.
일반적으로 상기 응축기(실외기)의 온도가 높아질수록 소비전력이 증가하고 효율이 떨어짐은 물론 도시 열섬현상이 증가한다. 따라서 실외기의 온도를 낮추는 방법(실외기 덮개, 물 뿌리기, 필터청소)들이 있지만 열교환율이 크게 증대되지 않는다.
특히나 상기 물 뿌리기 방식은 가장 효율적이겠지만 화재, 부식, 고장 등의 문제와, 아래층으로 물이 떨어지면서 민원이 발생할 수 있다.
실외기의 온도를 낮추는 종래 기술(특허 제10-2448641호)은 응축수를 재활용하여 송풍 방향의 뒷편에 분사하는 형태이지만 실외기 근처의 습도가 높아지거나 화재, 부식, 고장 등의 문제와 아래층으로 물이 떨어지면서 민원이 발생할 수 있다는 문제점이 있다.
종래 기술 (등록 실용신안 제20-0491831호)은 글리콜(Glycol)인 것을 특징으로 냉각수가 유동되는 제 2배관이 냉매가 유동되는 제1배관과 같은 냉각핀을 공유하는 형태의 배관구조를 가져 실외기 내부 온도를 낮출 수 있으나 공냉만이 이루어질 뿐이고 상기 냉각수를 주입해야만한다는 단점이 있다.
가정용 에어컨 설정온도를 25℃~27℃로 설정하여 1시간 가동하는 동안 취수된 응축수의 양은 약 1ℓ~2.4ℓ이다.
상기 응축수의 최초 온도는 약 13℃ 이하이지만 상기 집수통에 집수되는 약1시간 동안 외부 온도에 영향을 받아 약20℃ 정도로 상승하므로 가능한 빠르게 사용하는 것이 효과적이다.
한국 등록 실용신안 제20-0491831호 한국 공개 특허 제 특허 제10-2448641호
본 발명은 전술된 종래 문제를 해결하기 위한 것으로, 버려지는 응축수를 재활용하여 실외기를 냉각시켜 에어컨의 냉방 효율을 높일 수 있는 실외기 열교환 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은 응축수의 폐에너지를 이용한 열교환 시스템은,
에어컨의 실내기에서 발생되는 응축수를 수집하는 집수통과,
에어컨 실외기의 응축기 배관을 따라 설치 되고 집수통으로부터 응축수를 이송하면서 응축기 배관을 따라 순환하는 냉매를 냉각하는 응축수 배관,
집수통에 수집된 응축수를 상기 응축수 배관을따라 이송시키는 펌프를 포함하여 수냉과 공냉이 동시에 이루어져 열교환에 도움을 주는 데 있다.
본 발명에 의한 실외기 열교환 시스템은 버려지는 응축수를 재활용하여 실외기를 냉각시켜 에어컨의 냉방 효율을 높일 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 에어컨 작동 사이클의 구성도이다.
도 2는 도 1에 도시된 응축수를 활용한 실외기 배관의 단면도이다.
도 3은 도 1에 도시된 응축수를 활용한 실외기 배관의 단면이 다양할 수 있음을 도시한다.
본 발명의 개념에 따른 실시 예는 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있으므로, 특정 실시 예를 통하여 도면에 예시하고 상세히 설명한다.
도1은 본 발명의 실시 예에 따른 냉매와 응축수의 흐름 구성도이다.
도1을 참조하면 본 발명의 실시 예에 따른 실외기 열교환 시스템은 실내기, 실외기, 냉매 배관, 응축수 배관, 팽창밸브(40), 압축기(30), 집수통(110), 펌프(120), 감지센서(140)을 포함한다.
상기 응축수 배관(130)은 상기 냉매 배관(21)과의 공냉식 열교환을 함으로써 실외기의 공냉식 열교환과 더불어 수냉식 열교환을 동시에 진행시켜 실외기를 냉각시킬 수 있다.
상기 응축수 집수통(110)은 실내기(10)에서 발생하는 응축수를 수집하고 도면에서 제시된 위치 외 어느곳에서도 위치할 수 있으며 상기 실외기(20)내부에 위치할 수 도 있다.
상기 감지센서(120)은 상기 응축수 집수통(110)에 응축수가 일정 양 이상 모일 경우 상기 펌프(120)를 통해 응축수가 응축수 배관(130)을 따라 흐르도록 한다.
냉매 배관(21)의 입구와 응축수 배관(130)의 입구는 같은 위치에 있을 수도 있으나 도 1과 같이 counter-flow방식으로 반대로 흘러 온도 역전을 일으켜 열교환율을 높일 수 있다.
도 2는 도 1에 제시된 열교환 장치의 배관의 단면도이다.
상기 응축수 배관(130)은 상기 냉매 배관(21)의 내부를 따라 이중배관 형태로 삽입되어 냉매 배관(21)의 내부에서 수냉식으로 냉매 배관(21)을 냉각시킨다.
이중배관 형태의 냉매 배관(21)과 응축수 배관(130)의 접촉면은 지그재그 형태 혹은 접촉 면적을 증가시킬 수 있는 다양한 접촉면으로 구상될 수 있음은 물론이다.
이중배관 형태의 냉매 배관(21)과 응축수 배관(130)의 접촉면은 외부 배관보다 두께가 얇아 열 교환율을 높일 수도 있다.
상기 응축수 배관(130)은 상기 냉매 배관 내부에서 적어도 1개 이상의 지지대를 가질 수도 있다.
도 3은 도 1에 제시된 열교환 장치의 배관의 단면이 여러 형태를 가질 수 있음을 나타낸다. 상기 응축수 배관(130)은 냉매 배관(21)을 따라 반원의 형태로 이어지며 냉매 배관(21)과의 접촉을 통해 수냉식으로 냉매 배관(21)을 냉각시킨다.
반원 형태의 냉매 배관(21)과 응축수 배관(130)의 접촉면은 지그재그 형태 혹은 접촉 면적을 증가시킬 수 있는 다양한 접촉면으로 구상될 수 있음은 물론이다.
냉매 배관(21)과 응축수 배관(130)의 접촉면은 관의 외부 두께보다 얇게 구성되어 열교환율을 높일 수 있다.
10: 실내기
20: 실외기
21: 냉매 배관
30: 압축기
40: 팽창밸브
110: 응축수 집수통
120: 펌프
130: 응축수 배관
140: 감지센서

Claims (3)

  1. 에어컨의 실외기를 냉각시키기 위한 실외기 열교환 시스템으로서,
    에어컨의 실내기에서 발생되는 응축수를 수집하는 집수통;
    에어컨 실외기의 응축기 배관을 따라 설치 되고, 집수통으로부터 응축수를 이송하면서 응축기 배관을 따라 순환하는 냉매를 냉각하는 응축수 배관; 및
    집수통에 수집된 응축수를 상기 응축수 배관을따라 이송시키는 펌프;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 실외기 열교환 시스템.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 응축수 배관은 상기 응축기 배관 내부를 따라 설치되어 응축기 배관과 함께 이중관구조를 이루는 것을 특징으로 하는 실외기 열교환 시스템.
  3. 청구항1에 있어서,
    상기 집수통에는 감지센서가 설치되어 일정량 이상의 응축수가 모였을 때 상기 펌프가 작동하여 수집된 응축수를 상기 응축수 배관으로 흐르게 하는 것을 특징으로하는 열교환 시스템.

    제 1항에 있어서,
    상기 냉매 배관과 응축수 배관은 반원의 형태로 접합되어 단면이 원 형태인 배관으로 이루어질 수도 있다.


KR1020220155696A 2022-11-18 응축수를 활용한 실외기 열교환 시스템 KR20240073629A (ko)

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20240073629A true KR20240073629A (ko) 2024-05-27

Family

ID=

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5620710B2 (ja) 車両空調システム用エバポレータ組立品、車両用空調システムおよび車両用ｈｖａｃシステム
CN101366185B (zh) 通信装置用制冷设备及其控制方法
CN102141274B (zh) 分体式空调器
KR101642843B1 (ko) 삼중 하이브리드 히트펌프 냉난방 시스템
KR20110087138A (ko) 응축수를 이용한 이중관 열교환 장치
CN105318612A (zh) 一种空调冷凝器过冷段热电冷却系统
KR100622604B1 (ko) 열교환기 일체형 어큐뮬레이터를 구비한 가스엔진 냉난방장치
CN1156662C (zh) 热泵系统
KR20170008135A (ko) 냉각탑 상부 일체형 냉동시스템
US11320182B2 (en) Integrated water-cooled air conditioning device
KR20240073629A (ko) 응축수를 활용한 실외기 열교환 시스템
CN210179777U (zh) 一种便携式小型空调
CN207230984U (zh) 节能空调制冷系统
CN105627640A (zh) 一种车载空调发热元器件的散热冷却方法和散热冷却装置
KR200404716Y1 (ko) 드레인수를 이용하여 응축효율이 증대되는 공기조화기
KR200351613Y1 (ko) 히트펌프용 액열기
CN220793523U (zh) 一种循环式冷水机
KR20060065033A (ko) 응축효율이 향상된 공기조화장치
CN209197013U (zh) 分体空调冷凝水回收利用装置
CN215336763U (zh) 一种变频空调器
CN211953254U (zh) 一种能自行除霜的热泵热水器
KR200267511Y1 (ko) 수냉식 응축기가 일체형으로 통합된 실내용 에어콘
CN201517871U (zh) 一种基站空调的制冷循环系统及基站空调
KR200413736Y1 (ko) 증발식 응축기용 응축코일
KR200385569Y1 (ko) 열효율을 극대화 한 수냉식 에어컨용 응축기