WO2015133854A1 - 세척탱크를 구비한 작업공간의 냉난방 시스템 - Google Patents

세척탱크를 구비한 작업공간의 냉난방 시스템 Download PDF

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WO2015133854A1
WO2015133854A1 PCT/KR2015/002167 KR2015002167W WO2015133854A1 WO 2015133854 A1 WO2015133854 A1 WO 2015133854A1 KR 2015002167 W KR2015002167 W KR 2015002167W WO 2015133854 A1 WO2015133854 A1 WO 2015133854A1
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WO
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unit
washing tank
temperature
system boiler
boiler
Prior art date
Application number
PCT/KR2015/002167
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English (en)
French (fr)
Inventor
김원진
Original Assignee
디지털에어시스템 주식회사
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Publication date
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24F—AIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F5/00—Air-conditioning systems or apparatus not covered by F24F1/00 or F24F3/00, e.g. using solar heat or combined with household units such as an oven or water heater
    • F24F5/0096—Air-conditioning systems or apparatus not covered by F24F1/00 or F24F3/00, e.g. using solar heat or combined with household units such as an oven or water heater combined with domestic apparatus
    • 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
    • F24F1/0003—Room units for air-conditioning, e.g. separate or self-contained units or units receiving primary air from a central station characterised by a split arrangement, wherein parts of the air-conditioning system, e.g. evaporator and condenser, are in separately located units

Definitions

  • the present invention relates to a system capable of efficiently heating a washing tank while maintaining cooling of a work space having the washing tank.
  • washing tank in which washing water for washing various parts, intermediate processed products and finished products before and after processing is stored.
  • an electric heating coil or steam is used to maintain a constant temperature in the washing tank.
  • the electric heating coil supplied with power from the separate power supply unit 35 is installed inside the washing tank 30 to increase the temperature of the washing water.
  • the washing tank 30 is connected to a separate water supply unit 40 and continuously receives supplemental water.
  • a separate exhaust fan 23 is provided in the work space A to exhaust high-temperature air.
  • the power consumption is quite large. In particular, it is a significant burden considering that the production of heat depends solely on electric heating coils powered by electricity, and 24 hours of operation in large plants is common. The same applies to the use of steam, so the energy consumption for steam generation is significant.
  • the efficiency of the exhaust fan 23 is low.
  • the workspace A in which the mechanism is operated is of considerable high temperature, which has a problem of lowering the room temperature only by relying on the exhaust fan 23.
  • Japanese Laid-Open Patent Publication No. 2008-032373 discloses a technique in which a heating pump is used to heat and use hot water and cold water separately.
  • this technique can help to maintain proper temperature and reduce energy, but it is still low in thermal efficiency when applied to the work space where the mechanical device generates heat, and a separate electric heating coil is still needed in the cleaning tank.
  • Korean Patent Publication Nos. 2010-0004924 and 2011-0108077 disclose a technique for increasing thermal efficiency by removing electric heating coils and dividing an inner tank and an outer tank as a high pressure washing device and utilizing thermal fluid. Still, it does not solve the cooling and efficiency problems of the work space where the cleaning device is located.
  • Patent Document 1 JP2008-032373 A
  • Patent Document 2 KR2010-0004924 A
  • Patent Document 3 KR2011-0108077 A
  • the present invention has been made to solve the above problems.
  • the problem of the heat efficiency of the air conditioner in the working space using the washing tank the problem of maintaining the temperature of the washing water in the washing tank to the electric heating coil or steam, and the problem of excessive power consumption due to the electric heating coil used in the washing tank to solve the problem of excessive consumption of energy due to steam.
  • the present invention in the cooling and heating system of the working space (A) having a washing tank 300, the outdoor unit (100); A system boiler 200 for generating cold air and hot water; An air supply fan 250 which supplies cold air to the work space A using cold air generated by the system boiler 200 and simultaneously absorbs heat; A heat recovery (HR) unit 150 that receives the heat absorbed by the air supply fan 250 and supplies the heat to the system boiler 200 and is connected to the outdoor unit 100; A heat exchanger for supplying system boiler-side heat exchange water, which is hot water generated by the system boiler 200, for exchanging system boiler-side heat exchange water after heat exchange to the system boiler 200; And the washing tank 300 having a hot water circulation line 310 to which the washing tank side heat exchange water that is heat-exchanged with the system boiler side heat exchange water in the heat exchanger 500 is provided.
  • the heat exchanger 500 is preferably located in the washing tank 300.
  • the air-conditioning system further includes a drive module, the drive module is preferably able to move the heat exchanger 500 to the inside or outside of the washing tank 300.
  • the control unit 700 for controlling the operation of the system boiler 200; An indoor temperature sensor S1 provided in the work space A to sense an indoor temperature; And a washing water temperature sensor S2 provided in the washing tank 300 to detect a temperature of the washing water, wherein the controller 700 is configured to set a temperature detected by the indoor temperature sensor S1 to a preset first temperature. When the temperature is higher than the temperature or when the temperature sensed by the washing water temperature sensor S2 is lower than the preset second temperature, it is preferable to increase the operating load of the system boiler 200.
  • the heat exchanger 500 is provided, the system boiler side heat exchange water temperature sensor (S4) for detecting the temperature of the system boiler side heat exchange water; And a washing tank side heat exchange water temperature sensor S5 provided at the heat exchanger 500 to sense a temperature of the washing tank side heat exchange water.
  • the control unit 700 further includes the system boiler side heat exchange water.
  • the cooling and heating system the heat exchange water is stored, and supplying it to the heat exchanger with the system boiler side heat exchange water, the expansion tank 600 connected to the water supply unit 400; And a washing tank level sensor S3 for detecting a level of the washing water in the washing tank 300, wherein the water supply unit 400 supplies heat exchange water to the expansion tank 600 when a predetermined condition is set. And, if the water level detected by the washing tank level sensor (S3) is lower than the predetermined level it is preferable to supply the washing water to the washing tank (300).
  • the HR unit 150 is composed of a first HR unit 151, a second HR unit 152, and a third HR unit 153
  • the system boiler 200 includes a first system boiler 201.
  • a second system boiler 202 and a third system boiler 203 wherein the first HR unit 151 is connected to the first system boiler 201 and the second system boiler 202, and The second HR unit 152 is connected with the third system boiler 203, and the third HR unit 153 is connected with the air supply fan 250, and the first HR unit 151, It is preferable that both the second HR unit 152 and the third HR unit 153 are connected to the outdoor unit 100.
  • the system according to the present invention by replacing the existing air conditioner with a system boiler, using a HR unit that can recover the high heat from the mechanical device to increase the thermal efficiency, by heating the washing device using hot water in the system boiler, Overcoming the thermal efficiency problem and solving the problem of excessive power consumption.
  • FIG. 1 is a schematic diagram for explaining a heating and cooling system according to the prior art.
  • Figure 2 is a schematic diagram for explaining an embodiment of a cooling and heating system according to the present invention.
  • Figure 3 is a schematic diagram for explaining another embodiment of a cooling and heating system according to the present invention.
  • Figure 4 is a schematic diagram for explaining in detail an embodiment of a heating and cooling system according to the present invention.
  • Figure 5 is a schematic diagram for explaining in more detail another embodiment of a heating and cooling system according to the present invention.
  • FIG. 6 is a schematic view for explaining a control method of a cooling and heating system according to the present invention.
  • the cooling and heating system provides cooling to the work space (A) and at the same time supplies hot water that can be used for maintaining or heating the temperature of the washing tank (300).
  • Workspace (A) in the figure is shown as a separate place from the washing tank 300, of course, the washing tank 300 may be located in the working space (A).
  • Air conditioning system outdoor unit 100, HR unit 150, system boiler 200, indoor unit 210, air supply fan 250, water supply unit 400, heat exchanger 500 and expansion tank ( 600).
  • system boiler 200 should be understood to refer to a type of air conditioner capable of heating and cooling as well as floor heating and hot water supply in conjunction with various heat pumps and outdoor units.
  • the outdoor unit 100 is installed outdoors to reduce the load of the system boiler 200. Alternatively, it may be installed in the system boiler 200.
  • the HR (heat recovery) unit 150 is connected to the outdoor unit 100 and the system boiler 200, connected to the air supply fan 250 via the indoor unit 210, and supplies the cold air generated by the system boiler 200. Simultaneously with the fan 250, the heat absorbed by the air supply fan 250 is transferred to the system boiler 200.
  • the air supply fan 250 is installed in the work space A to receive cold air through the air supply duct from the system boiler 200 and the HR unit 150 to supply air indoors.
  • the washing tank 300 may be installed in the work space A.
  • the washing tank 300 is a tank in which the washing water used to wash a specific machine part is stored. It is connected to a separate water supply unit 40 and continuously receives supplemental water.
  • the washing tank of the prior art used the electric heating coil or steam
  • the washing tank 300 of the system according to the present invention uses the hot water generated in the system boiler 200, for which the hot water circulation line 310 Location (see FIG. 4).
  • the heat exchange water is stored in the expansion tank 600, and is connected to a line connecting the system boiler 200 and the heat exchanger 500, and the system boiler side heat exchange water is insufficient or the temperature of the system boiler side heat exchange water is overheated. Heat exchange water is supplied to the line under the preset conditions.
  • the controller 700 is connected to the sensors S1, S2, S3, S4 and S5, the valves V1 and V2, the system boiler 200, and the like to acquire and control data detected therefrom.
  • FIG. 3 describes a cooling and heating system according to another embodiment of the present invention.
  • the hot water generated in the system boiler 200 that is, the system boiler side heat exchange water in the embodiment of FIG. 2 is directly supplied to the hot water circulation line 310 of the washing tank 300 to exchange heat through the heat exchanger 500. do.
  • a separate drive module (not shown) may be provided to simultaneously use the embodiment shown in FIGS. 2 and 3 to move the heat exchanger 500 into and out of the washing tank 300, thereby controlling the control unit 700.
  • the heat exchanger 500 moves to the outside of the washing tank 300 under the preset conditions by () in FIG. 2, and the heat exchanger 500 is provided at the washing tank 300 itself under another preset condition. It is also possible to operate as possible (the embodiment of FIG. 3).
  • the HR unit 150 is connected to the outdoor unit 100 through a line L100.
  • the HR unit 150 includes a first HR unit 151, a second HR unit 152, and a third HR unit 153
  • the system boiler 200 includes the first system boiler 201 and the first HR unit 151. It is preferable that it consists of the 2 system boiler 202 and the 3rd system boiler 203.
  • the first HR unit 151 is connected to the first system boiler 201 and the second system boiler 202 through the line L201 and the line L202
  • the second HR unit 152 is a line
  • the third system boiler 203 is connected to the third system boiler 203 through the L203
  • the third HR unit 153 is connected to the air supply fan 250 through the air supply duct L250.
  • the HR units 151, 152, and 153 recover heat.
  • the cool air is supplied to the work space A through the air supply fan 250, and the heat of the work space A is recovered. It is preferable that any one HR unit is connected to the air supply fan 250 alone. In this embodiment, it is the third HR unit 153.
  • two system boilers may be connected to one HR unit, that is, the first HR unit 151.
  • 201, 202 are connected, and the other one system boiler 203 is connected to the other HR unit, that is, the second HR unit 152.
  • the first HR unit 151, the second HR unit 152, and the third HR unit 153 are all connected to the outdoor unit 100.
  • hot water generated in the system boilers 201, 202, 203 is supplied to the heat exchanger 500, a separate pump is located in the line is connected to the expansion tank 600.
  • Expansion tank 600 is connected to the water supply unit 400 and the valve (V2) is connected to the line.
  • the washing tank 300 is also connected to the same water supply unit 400 and the valve V1 is connected to the corresponding line.
  • FIG. 5 is a view for explaining another embodiment shown in FIG. 3 in detail, the heat exchanger 500 is embedded in the washing tank 300 itself as described in FIG. Different.
  • the work space A is provided with an indoor temperature sensor S1 that detects the indoor temperature.
  • the controller 700 recognizes that cooling is necessary when the temperature sensed by the indoor temperature sensor S1 is higher than the preset first temperature and increases the operating load of the system boiler 200.
  • the washing tank 300 of the working space (A) is provided with a washing water temperature sensor (S2) for detecting the temperature of the washing water.
  • S2 washing water temperature sensor
  • the controller 700 recognizes that it is necessary to raise the temperature of the washing tank 300 when the temperature sensed by the washing water temperature sensor S2 is lower than the preset second temperature, thereby operating load of the system boiler 200. By raising the temperature of the system boiler-side heat exchange water, thereby increasing the temperature of the heat-exchanged washing tank side heat exchange water, thereby increasing the temperature of the washing tank 300.
  • the washing tank 300 of the working space (A) is provided with a washing tank level sensor (S3) for detecting the level of the washing water.
  • the controller 700 recognizes the necessity of water supply when the water level detected by the washing tank water level sensor S3 is lower than the preset water level, and opens the valve V1 to the washing tank 300 by opening the valve V1. Allow supplemental water to be supplied.
  • controller 700 opens the valve V2 under the preset condition when the system boiler-side heat exchange water is insufficient or the temperature of the system boiler-side heat exchange water is overheated. Allow the heat exchange water to be supplied.
  • the heat exchanger 500 is provided with a system boiler side heat exchange water temperature sensor S4 for detecting the temperature of the system boiler side heat exchange water in a line through which the system boiler side heat exchange water circulates, and a line through which the washing tank side heat exchange water circulates.
  • the washing tank side heat exchange water temperature sensor S5 for detecting the temperature of the washing tank side heat exchange water is provided.
  • the control unit 700 when the temperature detected by the system boiler side heat exchange water temperature sensor S4 is lower than the preset third temperature or the temperature detected by the washing tank side heat exchange water temperature sensor S5 is the preset fourth temperature. If lower, the operating load of the system boiler 200 is increased to allow the heat exchanger to operate at optimum efficiency.
  • the third temperature is 73 ° C and the fourth temperature is 72 ° C, which is the most preferred optimal embodiment.

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Abstract

본 발명은, 세척탱크를 구비한 작업공간의 냉난방 시스템에 있어서, 실외기; 냉기 및 온수를 생성하는 시스템보일러; 상기 시스템보일러에서 생성된 냉기를 이용하여 상기 작업공간에 냉기를 공급하는 동시에 열을 흡수하는 급기팬; 상기 급기팬에서 흡수한 열을 전달받아 상기 시스템보일러에 공급하며 상기 실외기와 연결된 HR(heat recovery) 유닛; 상기 시스템보일러에서 생성된 온수인 시스템보일러측 열교환수가 공급되는 열교환수로서, 열교환된 후의 시스템보일러측 열교환수를 상기 시스템보일러로 재전달하는 열교환기; 및 상기 열교환기에서 상기 시스템보일러측 열교환수와 열교환된 세척탱크측 열교환수가 공급되는 온수순환라인이 구비된 상기 세척탱크를 포함하는, 냉난방 시스템을 제안한다.

Description

세척탱크를 구비한 작업공간의 냉난방 시스템
본 발명은 세척탱크를 구비한 작업공간의 냉방을 유지함과 동시에 세척탱크를 효율적으로 가열할 수 있는 시스템에 관한 것이다.
기계가공이 이루어지는 공장을 비롯한 대부분의 작업공간에는 가공 전후 각종 부품, 중간가공품 및 완성품 등을 세척하기 위한 세척수가 저장된 세척탱크가 구비된다.
그런데, 세척수의 온도가 너무 낮거나 너무 높으면 기계부품들의 변형이 이루어질 수 있다.
따라서, 세척탱크에 저장된 세척수의 온도를 일정하게 유지하는 것이 바람직한데, 이 때에 유지하여야 하는 온도는 상온보다 높은 편이다.
종래에는 세척탱크 내의 온도를 일정하게 유지하기 위하여 전기가열코일 또는 스팀을 사용하였다. 도 1에 도시된 바와 같이 전기가열코일을 사용하는 경우에는 별도의 전력공급부(35)에서 전력을 공급받은 전기가열코일이 세척탱크(30)의 내부에 설치되어 세척수의 온도를 상승시킨다. 여기에서 세척탱크(30)는 별도의 급수부(40)와 연결되어 보충수를 지속적으로 공급받는다.
한편, 이와는 별도로 공장 내의 각종 작업이 이루어지는 작업공간(A)에는 고가이며 작동시 열을 발산시키는 기계장치들이 위치하기에 냉방이 필요한 것이 일반적이다.
종래에는 작업공간(A)에 별도의 배기팬(23)을 설치하여 고온의 공기를 배기하는 것이 일반적이었다.
이와 같은 종래기술에는 다음과 같은 문제점이 있다.
첫째, 소비 전력량이 상당히 많다. 특히, 열 생산을 오직 전력에 의한 전기가열코일에만 의존한다는 점, 대형 공장의 경우 24시간 작동되는 것이 일반적이라는 점, 을 감안한다면 상당한 부담이다. 스팀을 사용하는 경우에도 마찬가지어어서, 스팀 생성을 위한 에너지 소비가 상당하다.
둘째, 배기팬(23)의 효율이 낮다. 기계장치가 작동하는 작업공간(A)은 상당한 고열인데, 이를 오직 배기팬(23)에 의존하여 실내 온도를 낮추어야 한다는 문제점이 있다.
일본공개특허 제2008-032373호는, 히트펌프를 사용하여 냉난방을 이용함과 동시에 온수 및 냉수 역시 별도로 사용하는 기술을 개시한다. 다만, 본 기술은 적절한 온도 유지 및 에너지 저감에는 도움이 될 수 있으나, 기계장치가 발열하는 작업공간에 적용하면 여전히 열효율이 낮으며, 세척탱크에는 별도의 전기가열코일이 여전히 필요하다.
한국공개특허 제2010-0004924호 및 제2011-0108077호는, 고압세척장치로서 전기가열코일을 삭제하고 내부탱크와 외부탱크를 구분하여 열매체액을 활용함으로써 열효율을 높이는 기술을 개시한다. 여전히 세척장치가 위치하는 작업공간의 냉방 문제 및 효율 문제는 해결하지 못한다.
(특허문헌 1) JP2008-032373 A
(특허문헌 2) KR2010-0004924 A
(특허문헌 3) KR2011-0108077 A
본 발명은 상기와 같은 문제를 해결하기 위하여 안출된 것이다.
구체적으로, 세척탱크를 사용하는 작업공간에서의 냉방기의 열효율 문제, 세척탱크의 세척수 온도 유지를 전기가열코일 또는 스팀 등으로 하는 문제, 그리고 세척탱크에 사용되는 전기가열코일로 인한 과다한 전력 소비의 문제 내지 스팀으로 인한 에너지 과다 소비의 문제를 해결하고자 한다.
상기와 같은 과제를 해결하기 위하여, 본 발명은, 세척탱크(300)를 구비한 작업공간(A)의 냉난방 시스템에 있어서, 실외기(100); 냉기 및 온수를 생성하는 시스템보일러(200); 상기 시스템보일러(200)에서 생성된 냉기를 이용하여 상기 작업공간(A)에 냉기를 공급하는 동시에 열을 흡수하는 급기팬(250); 상기 급기팬(250)에서 흡수한 열을 전달받아 상기 시스템보일러(200)에 공급하며 상기 실외기(100)와 연결된 HR(heat recovery) 유닛(150); 상기 시스템보일러(200)에서 생성된 온수인 시스템보일러측 열교환수가 공급되는 열교환기로서, 열교환된 후의 시스템보일러측 열교환수를 상기 시스템보일러(200)로 재전달하는 열교환기(500); 및 상기 열교환기(500)에서 상기 시스템보일러측 열교환수와 열교환된 세척탱크측 열교환수가 공급되는 온수순환라인(310)이 구비된 상기 세척탱크(300)를 포함하는, 냉난방 시스템을 제공한다.
또한, 상기 열교환기(500)는 상기 세척탱크(300)에 위치하는 것이 바람직하다. 이 경우, 상기 냉난방 시스템은 구동모듈을 더 포함하고, 상기 구동모듈은 상기 열교환기(500)를 상기 세척탱크(300)의 내측 또는 외측으로 이동시킬 수 있는 것이 바람직하다.
또한, 상기 냉난방 시스템은, 상기 시스템보일러(200)의 작동을 제어하는 제어부(700); 상기 작업공간(A)에 구비되어 실내 온도를 감지하는 실내온도센서(S1); 및 상기 세척탱크(300)에 구비되어 세척수의 온도를 감지하는 세척수온도센서(S2)를 더 포함하며, 상기 제어부(700)는, 상기 실내온도센서(S1)에서 감지된 온도가 기 설정된 제 1 온도보다 높은 경우 또는 상기 세척수온도센서(S2)에서 감지된 온도가 기 설정된 제 2 온도보다 낮은 경우, 상기 시스템보일러(200)의 작동 부하를 상승시키는 것이 바람직하다.
또한, 상기 냉난방 시스템은, 상기 열교환기(500)에 구비되어 상기 시스템보일러측 열교환수의 온도를 감지하는, 시스템보일러측 열교환수 온도센서(S4); 및 상기 열교환기(500)에 구비되어 상기 세척탱크측 열교환수의 온도를 감지하는, 세척탱크측 열교환수 온도센서(S5)를 더 포함하며, 상기 제어부(700)는, 상기 시스템보일러측 열교환수 온도센서(S4)에서 감지된 온도가 기 설정된 제 3 온도보다 낮은 경우 또는 상기 세척탱크측 열교환수 온도센서(S5)에서 감지된 온도가 기 설정된 제 4 온도보다 낮은 경우, 상기 시스템보일러(200)의 작동 부하를 상승시키며, 상기 기 설정된 제 3 온도는 73℃이고, 상기 기 설정된 제 4 온도는 72℃인 것이 바람직하다.
또한, 상기 냉난방 시스템은, 열교환수가 저장되며, 이를 상기 시스템보일러측 열교환수와 함께 상기 열교환기에 공급하며, 급수부(400)와 연결된 팽창탱크(600); 및 상기 세척탱크(300) 내의 세척수의 수위를 감지하는 세척탱크수위센서(S3)를 더 포함하며, 상기 급수부(400)는, 기 설정된 조건인 경우 상기 팽창탱크(600)에 열교환수를 공급하고, 그리고 상기 세척탱크수위센서(S3)에서 감지된 수위가 기 설정된 수위보다 낮은 경우 상기 세척탱크(300)에 세척수를 공급하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 HR 유닛(150)은 제 1 HR 유닛(151), 제 2 HR 유닛(152) 및 제 3 HR 유닛(153)으로 이루어지고, 상기 시스템보일러(200)는 제 1 시스템보일러(201), 제 2 시스템보일러(202) 및 제 3 시스템보일러(203)로 이루어지며, 상기 제 1 HR 유닛(151)은 상기 제 1 시스템보일러(201) 및 제 2 시스템보일러(202)와 연결되고, 상기 제 2 HR 유닛(152)은 상기 제 3 시스템보일러(203)과 연결되고, 그리고 상기 제 3 HR 유닛(153)은 상기 급기팬(250)과 연결되며, 그리고 상기 제 1 HR 유닛(151), 제 2 HR 유닛(152) 및 제 3 HR 유닛(153) 모두 상기 실외기(100)와 연결되는 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 시스템은, 기존의 냉방기를 시스템보일러로 교체하고, 기계장치에서의 고열을 회수하여 열효율을 높일 수 있는 HR 유닛을 사용하고, 시스템보일러에서의 온수를 이용하여 세척장치를 가열함으로써, 열효율 문제를 극복하고 과다한 전력 소비의 문제를 해결하였다.
도 1은 종래 기술에 따른 냉난방 시스템을 설명하기 위한 개략도이다.
도 2는 본 발명에 따른 냉난방 시스템의 일 실시예를 설명하기 위한 개략도이다.
도 3은 본 발명에 따른 냉난방 시스템의 다른 실시예를 설명하기 위한 개략도이다.
도 4는 본 발명에 따른 냉난방 시스템의 일 실시예를 보다 상세하게 설명하기 위한 개략도이다.
도 5는 본 발명에 따른 냉난방 시스템의 다른 실시예를 보다 상세하게 설명하기 위한 개략도이다.
도 6은 본 발명에 따른 냉난방 시스템의 제어 방식을 설명하기 위한 개략도이다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명에 따른 냉난방 시스템을 설명한다.
도 2를 참조하여 본 발명에 따른 냉난방 시스템의 일 실시예를 설명한다.
본 발명에 따른 냉난방 시스템은 작업공간(A)에 냉방을 제공함과 동시에 세척탱크(300)의 온도 유지 또는 가열에 사용될 수 있는 온수를 공급한다. 도면에서 작업공간(A)은 세척탱크(300)와 별개의 장소로 도시되나, 작업공간(A) 내에 세척탱크(300)가 위치할 수도 있음은 물론이다.
본 발명에 따른 냉난방 시스템은 실외기(100), HR 유닛(150), 시스템보일러(200), 실내기(210), 급기팬(250), 급수부(400), 열교환기(500) 및 팽창탱크(600)를 포함한다.
여기에서, 시스템보일러(200)는 다양한 히트펌프, 실외기 등과 연동하여 냉난방은 물론 바닥난방 및 급탕이 가능한 냉난방기의 일종을 지칭하는 것으로 이해되어야 한다.
실외기(100)는 시스템보일러(200)의 부하를 감소시키기 위하여 실외에 설치된다. 또는 시스템보일러(200) 내부에 설치하는 것도 가능하다.
HR(heat recovery) 유닛(150)은 실외기(100), 시스템보일러(200)와 연결되며, 실내기(210)를 거쳐 급기팬(250)에 연결되고, 시스템보일러(200)에서 생성된 냉기를 급기팬(250)에 전달함과 동시에 급기팬(250)에서 흡수된 열을 시스템보일러(200)로 전달하는 기능을 한다.
급기팬(250)은 작업공간(A)에 설치되어 시스템보일러(200) 및 HR 유닛(150)으로부터 급기덕트를 통하여 냉기를 전달받아 실내에 급기한다.
세척탱크(300)는 작업공간(A)에 설치될 수도 있는데, 작업자가 특정 기계 부품 등을 세척하는데 사용되는 세척수가 저장되는 탱크이다. 별도의 급수부(40)와 연결되어 보충수를 지속적으로 공급받는다.
종래 기술의 세척탱크는 전기가열코일 또는 스팀을 사용하였는데 반하여, 본 발명에 따른 시스템의 세척탱크(300)는 시스템보일러(200)에서 생성된 온수를 이용하며, 이를 위하여 온수순환라인(310)이 위치한다(도 4 참조).
팽창탱크(600)에는 열교환수가 저장되어 있는데, 시스템보일러(200)와 열교환기(500)를 연결하는 라인에 연결되어, 시스템보일러측 열교환수가 부족하거나 또는 시스템보일러측 열교환수의 온도가 과열된 경우 등 기 설정된 조건 하에서 열교환수를 상기 라인에 공급한다.
제어부(700)는 센서(S1, S2, S3, S4, S5), 밸브(V1, V2), 시스템보일러(200) 등에 연결되어 이들로부터 감지된 데이터를 획득하고 제어한다.
도 3을 참조하여 본 발명의 다른 실시예에 따른 냉난방 시스템을 설명한다.
도 2에 도시된 실시예와 다른 점은 세척탱크(300) 자체에 열교환기(500)가 위치한다는 점이다.
즉, 시스템보일러(200)에서 생성된 온수, 다시 말해 도 2의 실시예에서의 시스템보일러측 열교환수가 세척탱크(300)의 온수순환라인(310)에 직접 공급되어 열교환기(500)를 통하여 열교환된다.
도 2의 실시예와 비교하면 열교환기(500)가 세척탱크(300)에 직접 위치하기 때문에, 시스템보일러(200)에서 생성된 온수가 세척탱크(300)의 온수순환라인(310)에 공급되기에 적절한 온도인 경우 또는 온도가 다소 높더라도 신속하게 세척탱크(300)의 온도를 증가시킬 필요가 있는 경우 등 기 설정된 특수한 경우에 공급되는 것이 바람직하다.
또한, 도 2 및 도 3에 도시된 실시예를 동시에 사용할 수 있도록, 별도의 구동모듈(미도시)이 구비되어 열교환기(500)를 세척탱크(300) 내외로 이동시킬 수 있어서, 제어부(700)에 의하여 기 설정된 조건 하에서 열교환기(500)가 세척탱크(300) 외부로 이동하고(도 2의 실시예), 또 다른 기 설정된 조건 하에서 열교환기(500)가 세척탱크(300) 자체에 구비되도록(도 3의 실시예) 운영되는 것도 가능하다.
도 4를 참조하여 본 발명에 따른 시스템의 최적화된 실시예를 보다 상세히 설명한다.
HR 유닛(150)은 라인(L100)을 통하여 실외기(100)에 연결된다.
한편, HR 유닛(150)은 제 1 HR 유닛(151), 제 2 HR 유닛(152) 및 제 3 HR 유닛(153)으로 이루어지고, 시스템보일러(200)는 제 1 시스템보일러(201), 제 2 시스템보일러(202) 및 제 3 시스템보일러(203)로 이루어지는 것이 바람직하다.
여기에서, 제 1 HR 유닛(151)은 라인(L201) 및 라인(L202)을 통하여 제 1 시스템보일러(201) 및 제 2 시스템보일러(202)와 연결되고, 제 2 HR 유닛(152)은 라인(L203)을 통하여 제 3 시스템보일러(203)과 연결되고, 그리고 제 3 HR 유닛(153)은 급기덕트(L250)를 통하여 급기팬(250)과 연결되는 것이 바람직하다.
이는, HR 유닛(151, 152, 153)이 열을 회수하는 기능을 하기 때문인데, 급기팬(250)을 통하여 냉기가 작업공간(A)에 공급됨과 동시에 작업공간(A)의 열이 회수되기에 어느 하나의 HR 유닛이 단독으로 급기팬(250)과 연결되는 것이 바람직하다. 본 실시예에서는 제 3 HR 유닛(153)이다.
이에 따라 3개의 시스템보일러(201, 202, 203)이 남은 두 개의 HR 유닛(151, 152)과 연결되어야 하기에, 어느 하나의 HR 유닛, 즉 제 1 HR 유닛(151)에 2개의 시스템보일러(201, 202)가 연결되고 다른 하나의 HR 유닛, 즉 제 2 HR 유닛(152)에 남은 1개의 시스템보일러(203)가 연결된다.
또한, 당연히 제 1 HR 유닛(151), 제 2 HR 유닛(152) 및 제 3 HR 유닛(153) 모두 실외기(100)와 연결된다.
한편, 시스템보일러(201, 202, 203)에서 생성된 온수가 열교환기(500)로 공급되는데, 해당 라인에는 별도의 펌프가 위치하고 팽창탱크(600)가 연결된다.
팽창탱크(600)는 급수부(400)와 연결되고 해당 라인에는 밸브(V2)가 연결된다.
세척탱크(300) 역시 동일한 급수부(400)에 연결되고 해당 라인에는 밸브(V1)가 연결된다.
도 5는 도 3에서 도시된 다른 실시예를 상세하게 설명하는 도면인데, 도 3에서 설명한 바와 같이 세척탱크(300) 자체의 내부에 열교환기(500)가 내장된다는 점이 도 4에서의 실시예와 상이하다.
다음, 도 6을 함께 참조하여 제어 방법을 상세히 설명한다.
작업공간(A)에는 실내 온도를 감지하는 실내온도센서(S1)가 구비된다.
제어부(700)는, 실내온도센서(S1)에서 감지된 온도가 기 설정된 제 1 온도보다 높은 경우 냉방이 필요한 것으로 인지하여 시스템보일러(200)의 작동 부하를 상승시킨다.
또한, 작업공간(A)의 세척탱크(300)에는 세척수의 온도를 감지하는 세척수온도센서(S2)가 구비된다.
제어부(700)는, 세척수온도센서(S2)에서 감지된 온도가 기 설정된 제 2 온도보다 낮은 경우 세척탱크(300)의 온도를 상승시킬 필요가 있는 것으로 인지하여, 시스템보일러(200)의 작동 부하를 상승시킴으로써 시스템보일러측 열교환수의 온도를 상승시키고, 이로 인하여 열교환한 세척탱크측 열교환수의 온도가 상승하며, 이를 통하여 세척탱크(300)의 온도를 상승시키게 된다.
위의 두 가지 제어 방법은 함께 사용되는 것이 바람직하다.
한편, 작업공간(A)의 세척탱크(300)에는 세척수의 수위를 감지하는 세척탱크수위센서(S3)가 구비된다.
제어부(700)는, 세척탱크수위센서(S3)에서 감지된 수위가 기 설정된 수위보다 낮은 경우 급수할 필요성을 인지하여, 밸브(V1)를 개방함으로써 급수부(400)로부터 세척탱크(300)로 보충수가 공급되도록 한다.
또한, 제어부(700)는 시스템보일러측 열교환수가 부족하거나 또는 시스템보일러측 열교환수의 온도가 과열된 경우 등 기 설정된 조건 하에서 밸브(V2)를 개방함으로써 급수부(400)로부터 팽창탱크(600)로 열교환수가 공급되도록 한다.
한편, 열교환기(500)에는, 시스템보일러측 열교환수가 순환하는 라인에 시스템보일러측 열교환수의 온도를 감지하는 시스템보일러측 열교환수 온도센서(S4)가 구비되고, 세척탱크측 열교환수가 순환하는 라인에 세척탱크측 열교환수의 온도를 감지하는 세척탱크측 열교환수 온도센서(S5)가 구비된다.
제어부(700)는, 시스템보일러측 열교환수 온도센서(S4)에서 감지된 온도가 기 설정된 제 3 온도보다 낮은 경우 또는 세척탱크측 열교환수 온도센서(S5)에서 감지된 온도가 기 설정된 제 4 온도보다 낮은 경우, 상기 시스템보일러(200)의 작동 부하를 상승시킴으로써 최적의 효율로 열교환기가 작동하도록 한다.
본 발명자는, 다수의 실험을 통하여, 도 4에 도시된 바와 같이 3대의 시스템보일러(200) 및 HR 유닛(150)을 사용하는 시스템을 구축한 경우, 시스템보일러측 열교환수는 73℃로 유입되어 열교환 후 63℃로 유출되는 것이 바람직하고, 세척탱크측 열교환수는 72℃로 유입되어 열교환 후 62℃로 유출되는 것이 바람직함을 확인하였다.
따라서, 제 3 온도는 73℃이고 제 4 온도는 72℃인 것이 가장 바람직한 최적의 실시예임을 확인하였다.
이상, 본 명세서에는 본 발명을 당업자가 용이하게 이해하고 재현할 수 있도록 도면에 도시한 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당업자라면 본 발명의 실시예로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 보호범위는 특허청구범위에 의해서 정해져야 할 것이다.

Claims (7)

  1. 세척탱크(300)를 구비한 작업공간(A)의 냉난방 시스템에 있어서,
    실외기(100);
    냉기 및 온수를 생성하는 시스템보일러(200);
    상기 시스템보일러(200)에서 생성된 냉기를 이용하여 상기 작업공간(A)에 급기덕트를 통하여 냉기를 공급하는 동시에 열을 흡수하는 급기팬(250);
    상기 급기팬(250)에서 흡수한 열을 전달받아 상기 시스템보일러(200)에 공급하며 상기 실외기(100)와 연결된 HR(heat recovery) 유닛(150);
    상기 시스템보일러(200)에서 생성된 온수인 시스템보일러측 열교환수가 공급되는 열교환기로서, 열교환된 후의 시스템보일러측 열교환수를 상기 시스템보일러(200)로 재전달하는 열교환기(500); 및
    상기 열교환기(500)에서 상기 시스템보일러측 열교환수와 열교환된 세척탱크측 열교환수가 공급되는 온수순환라인(310)이 구비된 상기 세척탱크(300)를 포함하는,
    냉난방 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 열교환기(500)는 상기 세척탱크(300)에 위치하는,
    냉난방 시스템.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 냉난방 시스템은 구동모듈을 더 포함하며,
    상기 구동모듈은 상기 열교환기(500)를 상기 세척탱크(300)의 내측 또는 외측으로 이동시킬 수 있는,
    냉난방 시스템.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 냉난방 시스템은,
    상기 시스템보일러(200)의 작동을 제어하는 제어부(700);
    상기 작업공간(A)에 구비되어 실내 온도를 감지하는 실내온도센서(S1); 및
    상기 세척탱크(300)에 구비되어 세척수의 온도를 감지하는 세척수온도센서(S2)를 더 포함하며,
    상기 제어부(700)는, 상기 실내온도센서(S1)에서 감지된 온도가 기 설정된 제 1 온도보다 높은 경우 또는 상기 세척수온도센서(S2)에서 감지된 온도가 기 설정된 제 2 온도보다 낮은 경우, 상기 시스템보일러(200)의 작동 부하를 상승시키는,
    냉난방 시스템.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 냉난방 시스템은,
    상기 열교환기(500)에 구비되어 상기 시스템보일러측 열교환수의 온도를 감지하는, 시스템보일러측 열교환수 온도센서(S4); 및
    상기 열교환기(500)에 구비되어 상기 세척탱크측 열교환수의 온도를 감지하는, 세척탱크측 열교환수 온도센서(S5)를 더 포함하며,
    상기 제어부(700)는, 상기 시스템보일러측 열교환수 온도센서(S4)에서 감지된 온도가 기 설정된 제 3 온도보다 낮은 경우 또는 상기 세척탱크측 열교환수 온도센서(S5)에서 감지된 온도가 기 설정된 제 4 온도보다 낮은 경우, 상기 시스템보일러(200)의 작동 부하를 상승시키며,
    상기 기 설정된 제 3 온도는 73℃이고, 상기 기 설정된 제 4 온도는 72℃인,
    냉난방 시스템.
  6. 제 3 항에 있어서,
    상기 냉난방 시스템은,
    열교환수가 저장되며, 이를 상기 시스템보일러측 열교환수와 함께 상기 열교환기에 공급하며, 급수부(400)와 연결된 팽창탱크(600); 및
    상기 세척탱크(300) 내의 세척수의 수위를 감지하는 세척탱크수위센서(S3)를 더 포함하며,
    상기 급수부(400)는, 기 설정된 조건인 경우 상기 팽창탱크(600)에 열교환수를 공급하고, 그리고 상기 세척탱크수위센서(S3)에서 감지된 수위가 기 설정된 수위보다 낮은 경우 상기 세척탱크(300)에 세척수를 공급하는,
    냉난방 시스템.
  7. 제 3 항에 있어서,
    상기 HR 유닛(150)은 제 1 HR 유닛(151), 제 2 HR 유닛(152) 및 제 3 HR 유닛(153)으로 이루어지고, 상기 시스템보일러(200)는 제 1 시스템보일러(201), 제 2 시스템보일러(202) 및 제 3 시스템보일러(203)로 이루어지며,
    상기 제 1 HR 유닛(151)은 상기 제 1 시스템보일러(201) 및 제 2 시스템보일러(202)와 연결되고, 상기 제 2 HR 유닛(152)은 상기 제 3 시스템보일러(203)과 연결되고, 그리고 상기 제 3 HR 유닛(153)은 상기 급기팬(250)과 연결되며, 그리고
    상기 제 1 HR 유닛(151), 제 2 HR 유닛(152) 및 제 3 HR 유닛(153) 모두 상기 실외기(100)와 연결되는,
    냉난방 시스템.
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