KR100675900B1

KR100675900B1 - 냉동 공조 시스템

Info

Publication number: KR100675900B1
Application number: KR1020040079299A
Authority: KR
Inventors: 류경륜; 류옥란; 백현정
Original assignee: 류경륜; 류옥란; 백현정
Priority date: 2004-10-05
Filing date: 2004-10-05
Publication date: 2007-01-29
Also published as: KR20060030446A

Abstract

본 발명은 냉동 공조 시스템 을 응용한 시스템으로서, 더욱 상세히 기술하면 컴퓨터나 전자 기기가 설치된 전산실의 온도와 습도를 일정하게 조절 하는 항온 항습 기기 시스템 및 농수산물등의 냉풍 건조를 위한 냉각 제습 시스템 등의 에너지 절약형 시스템에 관한 것으로, 냉동 사이클중 응축기의 폐열을 실내 부하의 가열용 및 제습 공기의 재 가열 열원으로 사용함으로서 추가 적인 에너지의 공급 없이 항온 항습 기능을 수행하며, 건조 시스템에서는 노점 온도 이하에서 냉각 제습 되어 나오는 공기를 재가열 하여서 상대 습도를 낮추어서 연속 적인 제습 작용을 할 수 있도록 한다.

이를 위해, 실내 응축기(21), 과냉각기(31) 및 제어변(70, 71, 72, 73)을 기존의 냉동 공조 사이클인 압축기(1), 응축기(20), 팽창변(4) 및 증발기(30)에 추가로 부착한 형태이다.

본 사이클은 실내 응축기(21), 실외 응축기(20) 및 과냉각기(31)의 제어변(70, 71, 72, 73)의 운전 형태에 따라서 분류 되며, 제어변(70, 72) 선택시 가열 모드로 운전 되고, 제어변(71, 72) 선택시에는 최대 제습 및 변이 모드로 운전 되며, 제어변(71, 73) 선택 시에는 냉각 및 제습 모드로 운전 된다.

본 발명은 실내 응축기(21)를 응축기뿐만 아니라 냉매의 과 냉각 및 냉각 공기의 재가열기로 사용 되어 지고, 기존의 실내 응축기(21)를 적용한 시스템의 가열 및 냉각 운전을 다단계로 제어함으로서 압축기의 소손을 방지 하는 특징이 있다.

Description

냉동 공조 시스템{Refrigeration and air conditioning system}

도 1은 본 발명에 따른 냉동 공조 시스템의 계통도를 나타낸 도면

도 2는 본 발명에 따른 냉동 공조시스템의 사이클 선도를 나타낸 도면

도 3은 본 발명에 따른 냉동 공조시스템의 시간-압력 선도를 나타낸 도면

도 4는 본 발명에 따른 냉동 공조시스템의 압력-소비 동력을 나타낸 도면

도 5는 종래의 시스템의 실예(1)의 계통도를 나타낸 도면

도 6은 종래의 시스템의 실예(2)의 계통도를 나타낸 도면

도 7은 종래의 시스템의 실예(3)의 계통도를 나타낸 도면

＜도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명＞

1 - 압축기 4 - 팽창변

20 - 실외 응축기 21 - 실내 응축기

30 - 증발기 31 - 과냉각기

70 - 실외 응축기 바이패스 밸브 71 - 실외 응축기 선택 밸브

72 - 실내 응축기 선택 밸브 73 - 실내 응축기 바이 패스 밸브

본 발명은 냉동 공조 시스템중 히트펌프 사이클을 응용한 시스템으로서, 더욱 상세히 기술하면 컴퓨터나 전자 기기가 설치된 전산실의 온도와 습도를 일정하게 조절 하는 항온 항습 기기 시스템 및 농수 산물 등의 냉풍 건조를 위한 냉각 제습 시스템 등의 에너지 절약형 시스템에 관한 것으로, 냉동 사이클중 응축기의 폐열을 실내 부하의 가열용 및 제습 공기의 재 가열 열원으로 사용 함으로서 추가 적인 에너지의 공급 없이 항온 항습 기능을 수행하며, 건조 시스템에서는 노점 온도 이하에서 냉각 제습 되어 나오는 공기를 재가열 하여서 상대 습도를 낮추어서 연속 적인 제습 작용을 할 수 있도록 한 것이다.

종래의 항온 항습 시스템 및 냉풍 건조 시스템으로는 다음과 같은 것 들이 있다.

＜실예 1＞

도5는 압축기(1), 응축기(20), 팽창변(4), 증발기(30) 및 전기 히팅 코일(25)로 구성된 항온 항습 시스템으로서, 냉방 시에는 일반적인 냉동사이클로 운전 되어지고, 난방 및 실내 온도 조절시에는 전기 히팅 코일(25)을 가동 하여서 운전 되어지는 사이클이다.

그렇지만, 상기 종래의 사이클에 있어서는, 가열 열원으로서 전기 코일(25)을 사용함으로서 에너지 소비 율이 높고, 실내 온도 항온 제어 시에는 냉동 사이클과 전기 히터가 동시에 작동함으로서 전력 소모가 많고, 여름철 외기온도 상승시 응축압력 상승으로 압축기의 소비 동력이 커지는 단점이 있다.

＜실예 2＞

도6은 종래의 항온 항습 시스템으로 대한민국 특허 출원 번호 10-2001-0032629로 공고 개시된 것이다.

도면6은 상기 공개에 개시된 종래의 항온 항습 사이클을 나타내는 시스템 구성도 이다.

본 사이클은 압축기(101), 실외 응축기(110), 실내 응축기(170), 증발기(160) 및 제어변(190, 201)으로 기본 사이클을 제어 한다.

먼저 냉방 사이클의 경우는 압축기(101), 실외 응축기(110) 및 증발기(160)로 운전 되는 일반적인 냉동 사이클이고, 난방 사이클은 압축기(101), 실내 응축기(170), 실외 응축기(110) 및 증발기(160)로 운전 되어 지는 사이클로서, 주된 원리는 난방시 실내 응축기(330)에 핫 가스를 인입 시켜서 별도의 열원 없이 난방을 할 수 있다는 것이다.

그렇지만, 상기 종래의 사이클에 있어서는, 겨울철 가열 운전시 실내응축기(170)출구의 냉매 액이 실외 응축기(110)에서 과냉각 되어서 증발기(160)에서의 냉각 열량이 증가함으로서 난방열량의 저하가 발생 하고, 하계 가열 및 제습 운전시 실내응축기(170)출구의 냉매 액이 실외 응축기(110)에서 외부의 더운 공기와 열 교환으로 가열 되므로 서 프래시 가스등이 발생 할 수 있어서 증발기(160)의 냉각 능력의 저하가 발생 하고, 실내 응축기(170) 및 실외응축기(110)를 통과시 압력강하 증대로 압축기의 동력이 증대 하며, 제습 및 냉방 운전시 실내 응축기(170)를 활용 하지 않으므로 시스템 효율이 저하하는 단점이 있다.

＜실예 3＞

도7은 종래의 건조 시스템으로 대한민국 특허 공개 번호 특202-0024692로 공개된 것이다.

도면7은 상기 공개에 개시된 종래의 건조 시스템중 냉동 사이클 부분만을 나타낸 시스템 구성도로서, 압축기(1), 실외 응축기(20), 실내 응축기(21), 증발기(30) 및 제어변(70, 71)으로 기본 사이클을 구성 하고, 건조 기본 사이클은 압축기(1), 실내 응축기(21), 팽창변(4) 및 증발기(30)로 운전 되며, 증발기(30)에서 노점 온도 이하로 냉각된 공기는 응결하여서 수분이 제거 되고, 실내 응축기(21)에서 재 가열 되어서 낮은 상대 습도로 연속 적으로 건조실에 인입 되는 사이클로서, 운전 중 건조실의 온도가 높거나 응축기(21)의 압력이 높을 때에만 실외 응축기(20)를 작동 하는 시스템 이다.

그렇지만, 상기 종래의 사이클에 있어서는, 운전 중 사이클 변경시 고저압력의 급격한 변동으로 압축기(1)의 흡입 측에 액압축 및 과열도 증대로 압축기(1)의 소손의 위험이 있고, 실외 응축기(20) 운전중에 실내 응축기(21)를 사용하지 않으므로 서 과 냉각 운전이 이루어지지 않아서 수분 제거 능력이 저하 하는 단점 있다.

본 발명은 냉동 공조 시스템을 응용한 시스템으로서, 항온 항습 기기 시스템 및 냉각 제습 시스템 등의 에너지 절약형 시스템에 관한 것으로, 냉동 사이클중 응축기의 폐열을 실내 부하의 가열용 및 제습 공기의 재 가열 열원으로 사용함으로서 추가 적인 에너지의 공급 없이 항온 항습 기능을 수행하며, 건조 시스템에서는 노점 온도 이하에서 냉각 제습 되어 나오는 공기를 재가열 하여서 상대 습도를 낮추어서 연속 적인 제습 작용을 할 수 있으며, 사이클의 안정 적인 운전을 위하여서 냉각 및 제습 모드, 최대 제습 및 변이 모드로 운전 할 수 있으며, 각각의 모드는 온도 및 습도 제어를 위하여 다단계로 제어 되고, 실내 응축기의 응축기능 및 냉매의 과냉각 및 냉각 공기의 재가열기으로 사용함으로서 냉각 능력 및 제습 능력을 향상 시킨 것을 특징으로 하는 사이클을 제공 하는 것이다.

또한, 운전 중 응축 압력의 상승 및 압축기 입구의 냉매의 액 압축을 방지하여 성능 향상 및 압축기의 소손을 방지하여 주며, 시스템의 소요 동력을 절감 시켜주는 시스템을 제공하는데 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 냉동 공조 시스템은, 냉매 가스를 고온고압의 상태로 압축하여 배출하는 압축기와, 상기 압축기에서 압축된 냉매를 액상으로 응축하는 응축기와, 상기 응축기에서 응축된 고온고압 상태의 액상 냉매를 저압상태의 액상냉매로 팽창시키는 팽창밸브와, 상기 팽창밸브에서 팽창된 냉매를 증발시키면서 냉매의 증발 잠열을 이용하여 피 냉각물체와 열 교환에 의하여 냉동효과를 달성하면서 증발하여 저온저압의 기상의 냉매 가스를 압축기로 복귀시키는 증발기를 포함하여 이루어지는 냉동 공조 시스템에 있어서,

상기 압축기(1)와 팽창변(4) 사이의 실외 응축기(20), 실내 응축기(21) 및 과 냉각기(31)로 이루어진 열교환기 시스템에서 필요시 선택적으로 조합 운전이 이 루어지는 열 교환기부;

상기 실외 응축기(20) 및 실내 응축기(21)를 선택적 조합 운전시 열교환부 내부로의 냉매의 흐름을 제어 변(70, 71, 72, 73)으로 제어하는 냉매 제어 부를 특징으로 한다.

본 발명의 특징 및 이점들은 첨부도면에 의거하여 바람직한 실시 예에 대한 상세한 설명으로 더욱 명백해질 것이다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자가 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.

이하, 본 발명에 의한 히트펌프의 실시 예를 첨부 도면을 참조하면서 설명한다.

도1은 본 발명에 따른 냉동 공조 시스템(항온 항습 또는 제습 시스템 등)의 계통도를 나타낸 사이클 도면 이다.

참조부호 (1)는 압축기로서, 냉매가스를 흡입하여 고온고압으로 압축하여 배출하기 위한 것으로서, 그 사용목적에 따라 왕복동식, 크랭크식, 사판식, 워블 플레이트식, 로터리식, 스핀롤식 등 다양한 형태의 압축기가 적용될 수 있다.

이 압축기(1)의 토출라인은 응축기(20, 21)와 연결되며, 이 응축기(20, 21)는 상기 압축기(1)에서 압축되어 배출되는 냉매가스를 발열시킴으로써 고온고압의 액상 냉매로 응축하도록 되어 있다. 여기서는 구체적으로 도시하지 않았으나, 상기 응축기(20, 21)는 인입 헤더 및 출구헤더, 상기 인입출구 헤더들을 연결하여 이들이 서로 통하도록 함으로써 소정의 유로를 형성하는 다수의 튜브와, 그리고 상기 튜브들 사이에 적층되는 코르게이트형 전열 핀을 가진 통상적인 형태의 것이 적용될 수 있다. 따라서 냉각 팬에 의하여 송풍되는 공기는 튜브들 사이의 전열 핀들을 거치게 되고 이 과정에서 응축기(20, 21) 내부를 유동하는 냉매가 송풍공기에 열량을 빼앗겨 냉매의 응축작용이 수행된다.

한편, 압축기(1)의 입구 라인 쪽에는 후술하는 팽창밸브(4)로부터 유입되는 냉매를 증발시킴으로써 이 때의 증발잠열을 이용하여 피 냉각물체 와 냉매를 열 교환시켜 냉동효과를 달성하는 증발기(30)가 연결된다. 상기 증발기(30)는 인입 헤더 및 출구헤더, 상기 인입 출구 헤더들을 연결하여 이들이 서로 통하도록 함으로써 소정의 유로를 형성하는 다수의 튜브와, 그리고 상기 튜브들 사이에 적층되는 코르게이트형 전열 핀을 가진 통상적인 형태의 것이 적용될 수 있다. 따라서 냉각 팬에 의하여 송풍되는 공기는 튜브들 사이의 전열 핀들을 거치게 되고 이 과정에서 증발기(30) 내부를 유동하는 냉매가 송풍공기의 온도(열량)을 빼앗아 냉매의 증발 작용이 수행된다.

그리고 증발기(30)의 입구 단에는 공급되는 고온고압 상태의 액상 냉매를 교축작용에 의하여 저압상태의 냉매로 팽창시켜 증발작용이 용이하게 수행되도록 증발기(30)로 공급하기 위한 팽창밸브(4)가 설치된다. 이 팽창밸브(4)는, 여기서는 구체적으로 도시되지는 않았으나, 감온실 내부의 온도에 따른 다이어프램의 팽창변위에 의하여 압력전달로드를 통하여 고압냉매유로의 궤도를 조절하는 내부균압식, 캐필러리 튜브를 통한 다이어프램의 팽창변위에 의하여 고압냉매유로의 괘도를 조절하는 외부균압식 등 일반적으로 TEV라하는 감온식 팽창변을 사용하며 다양한 형태의 것이 사용될 수 있다.

이하, 본 발명에 의한 히트펌프의 실시 예를 첨부 도면을 참조하면서 설명 한다.

도1에서 압축기(1)의 출구와 실외 응축기(20)를 연결하는 냉매 배관 회로 상에 실외 응축기 선택 밸브(71)가 있고, 실외 응축기(20)의 출구측와 실내 응축기(21)를 연결 하는 냉매 배관 회로 상에 실내 응축기 선택 밸브(72)가 있으며, 실외 응축기 선택 밸브(71)의 전단에서 실외 응축기(20)의 출구 측을 연결하는 바이 패스 냉매 배관 회로 상에 실외 응축기 바이패스 밸브(70)가 있고, 실내 응축기 선택 밸브(72) 전단에서 실내 응축기(21)의 출구 측을 연결하는 바이 패스 냉매 배관 회로 상에 실내 응축기 바이패스 밸브(73)가 있고, 실내 응축기(21) 출구의 냉매 배관은 과 냉각기(31)에 연결되어 있으며, 과 냉각기(31)의 출구측은 팽창변(4)에 연결 되고, 팽창변(4) 출구측은 증발기(30)에 연결 되고, 증발기(30)의 출구측은 압축기(1)의 입구 측에 연결되는 구조 이다.

본 발명의 작동을 설명하면, 실외 응축기(20) 및 실내 응축기(21)의 운전 조합 형태에 따라 분류 하면, 냉각 및 제습 모드, 최대 제습 및 변이 모드 및 가열 모드로 대분류 할 수 있다.

먼저 냉각 및 제습 모드는 압축기(1)의 고온 고압의 냉매 가스를 실외 응축기 선택 밸브(71)의 열림(OPEN) 운전으로 실외 응축기(20)에서 기체 상태에서 실외 의 공기와 열교환후 액체 상태의 냉매로 응축 되고, 실외 응축기(20)의 출구의 냉매는 실내 응축기 바이 패스 밸브(73)의 열림(OPEN) 운전으로 과 냉각기(31)에서 증발기 출구의 저온의 공기와 열교환후 저온의 냉매 액으로 과냉각 되고, 팽창변(4)을 통과 하면서 감압 되고 증발기(30)에서 실내 공기와 열교환후 액상에서 가스 상으로 변환 하여서 압축기(1)에 흡입 되며, 실외 응축기 바이 패스 밸브(70) 및 실내 응축기 선택 밸브(72)는 닫힘(CLOSE) 운전으로 실내 응축기(21)에는 냉매가 인입 되지 않는다.

이때, 실내 공기는 증발기(30)에서 노점온도 이하로 냉각되어서 공기중의 수증기의 열교환기 표면에 결로 현상으로 냉각 제습 된후 저온의 다습한 상태로 과 냉각기(31)에서 재가열 되어진다.

과 냉각기(31)는 증발기(30), 실외 및 실내 응축기(20, 21)에 비해 열교환기의 전열 면적이 적으므로 공기의 가열 능력은 크지 않으므로 증발기(30) 출구의 공기는 저온의 상태로 송풍기(60)를 지나 실내로 토출 되며, 본 사이클중 최대의 냉방 능력을 얻을 수 있다.

다음으로 최대 제습 및 변이 모드는 압축기(1)의 고온 고압의 냉매 가스를 실외 응축기 선택 밸브(71)의 열림(OPEN) 운전으로 실외 응축기(20)에서 기체 상태에서 실외의 공기와 열교환후 액체상태의 냉매로 응축 되고, 실외 응축기(20)의 출구의 냉매는 실내 응축기 선택 밸브(72)의 열림(OPEN) 운전으로 실내 응축기(21)에서 과 냉각기(31) 출구의 저온의 공기와 열교환후 과냉각 되고, 실내 응축기(21) 출구의 냉매 액은 과 냉각기(31) 또는 증발기(30) 출구의 저온의 공기와 열교환후 좀더 냉각 되고, 팽창변(4)을 통과 하면서 감압 되고 증발기(30)에서 실내 공기와 열교환후 액상에서 가스 상으로 변환 하여서 압축기(1)에 흡입 되며, 실외 응축기 바이 패스 밸브(70) 및 실내 응축기 바이 패스 밸브(73)는 닫힘(CLOSE) 상태로 운전 된다.

이때, 실내 공기는 증발기(30)에서 노점온도 이하로 냉각되어서 공기 중의 수증기의 열교환기 표면에 결로 현상으로 냉각 제습 된후 저온의 다습한 상태로 과 냉각기(31) 및 실내 응축기(21)에서 재가열 되어진다.

실내 응축기(21)는 열교환기의 전열 면적이 크므로 실외 응축기(20)출구의 냉매를 저온으로 냉각 시키고, 공기의 가열 능력이 과 냉각기(31)에 비해 커서 저온의 공기를 적정 온도 까지 재 가열로 공기 중의 수분의 액적 성분을 충분히 제거 한 상태로 송풍기(60)를 지나 실내로 토출 되며, 본 사이클은 최대 제습 능력으로 운전 되며, 냉각 및 제습 모드에서 가열 모드 또는 가열 모드에서 냉각 및 제습 모드로의 변환 운전시 고압 및 냉매 유량의 급격한 천이에 의한 냉매의 액 압축 및 과도한 과열도 증가에 의한 압축기(1)의 소손을 방지하기위하여 중간 단계의 변이 모드로도 사용 되어진다.

상기 사이클에서는 실외 응축기(20) 출구의 냉매 액은 실내 응축기(21) 및 과 냉각기(31)에서 저온으로 냉각 되므로 증발기(4)의 냉각능력이 증대되므로 증발기(30) 출구의 공기의 온도를 냉각 및 제습 모드 보다 낮은 상태로 유지 하여서 높은 제습 능력으로 운전 되어진다.

마지막으로 가열 모드는 압축기(1)의 고온 고압의 냉매 가스를 실외 응축기 바이 패스 밸브(70)의 열림(OPEN) 운전으로 실내 응축기(21)에서 기체 상태에서 증발기(30) 출구의 저온의 공기와 열교환후 액체 생태의 냉매로 응축 되고, 실내 응축기(21)의 출구의 냉매는 과 냉각기(31)에서 증발기(30) 출구의 저온의 공기와 열교환후 과냉각 되고, 팽창변(4)을 통과 하면서 감압 되고 증발기(30)에서 실내 공기와 열교환후 액상에서 가스 상으로 변환 하여서 압축기(1)에 흡입 되며, 실외 응축기 선택 밸브(71) 및 실내 응축기 바이 패스 밸브(73)는 닫힘(CLOSE) 상태로 운전 된다.

실내 응축기(21)는 압축기(1) 출구의 고온 고압의 가스를 냉각 응축시키므로 증발기(30) 및 과 냉각기(21) 출구의 저온 다습한 공기를 가열 하여서 고온 건조한 상태로 송풍기(60)를 지나 실내로 토출 되며, 본 사이클은 실내 공기의 가열 운전 상태로 사용 되어진다.

상기 사이클에서는 실내 응축기(21) 내부의 고온 고압의 냉매 가스의 응축에 의한 과 냉각기 (31) 출구의 공기의 온도를 고온으로 가열 하므로 출구의 공기의 상태를 고온 건조(낮은 상대 습도)한 상태로 운전 되어진다.

이상과 같이 냉각 및 제습 모드, 최대 제습 및 변이 모드 및 가열 모드는 각각의 단독 모드 운전 또는 복합 운전으로 사용 되어 지며, 실내의 항온 항습을 위해서는 연속적인 가열, 냉각 및 제습이 루어 져야 함으로 복합 사이클로 운전 되어 야 하며, 냉풍 건조 시스템에 있어서도 증발기(30)에서의 냉각 제습 후 재 가열이 필요함으로 가열 모드가 이상 적이나 가열 모드 단독 운전은 건조실 내부의 온도를 과도 하게 상승을 시켜서 압축기(1)의 과부하로 인한 소손의 원인이 되며, 건조 실 내부의 농수산물의 고온에 의한 손상을 가져 올 수 있으므로 상기의 복합 사이클로 운전 되어야 한다.

그리고 본 사이클의 제어변(70, 71, 72, 73)은 삼방 변(3-WAY VALVE)으로 변경 될 수 있다.

도 2는 본 발명에 따른 냉동 공조 시스템의 사이클을 나타낸 선도(P-i)로서 종래의 냉동 공조 사이클(i1', i2', i3)은 고압(P2') 및 저압(P1')으로 작동하고, 본 발명의 사이클(i1, i2, i3)은 고압(P2) 및 저압(P1)으로 작동하는 시스템에서 토출 온도는 i2'가 i2보다 크므로 i2'가 고온 이 되고, 일량 (i2'-i1')가 일량(i2-i1)보다 크므로 종래의 냉동 공조 시스템이 더 많은 일 량과 높은 토출온도로 압축기(1)의 과부하로 인한 소손의 원인이 되며, 단위 냉각 능력(i1-i3)이 (i1'-i3')보다 커서 증발기(1)의 출구의 공기의 저온으로의 냉각 및 수분 제습 능력이 크다.

도 3, 4는 본 발명에 따른 냉동 공조 시스템의 냉풍 건조기(냉각 제습기)로 운전 되었을 때의 시간 - 압력선도 및 압력 - 동력 선도로서 종래의 냉동 공조 사이클(A-B-C')은 고압(P1 -＞ P2)으로 작동하고, 본 발명의 사이클(A-B-C)은 고압(P1)으로서, 이때의 동력 소비는 P1에서 W1을, P2에서 W2를 소비 하므로 W2 ＞ W1 이므로 본 발명의 사이클이 기존의 냉풍건조(냉각 제습기) 시스템 보다 저에너지 소비의 고효율 사이클이다.

또한, 과 냉각기(31)의 형태로는 증발기(30)와 일체형 또는 실내 응축기(21)와 일체형 또는 독립된 형태로 구성 될 수 있다.

전술한 기술 내용으로부터 자명하듯이, 본 발명은 냉동 공조 시스템중 히트펌프 사이클을 응용한 시스템으로서, 항온 항습 기기 시스템 및 냉각 제습 시스템 등의 에너지 절약형 시스템에 관한 것으로, 냉동 사이클중 응축기의 폐열을 실내 부하의 가열용 및 제습 공기의 재 가열 열원으로 사용함으로서 추가 적인 에너지의 공급 없이 항온 항습 기능을 수행하며, 건조 시스템에서는 노점 온도 이하에서 냉각 제습 되어 나오는 공기를 재가열 하여서 상대 습도를 낮추어서 연속 적인 제습 작용을 할 수 있으며, 사이클의 안정 적인 운전을 위하여서 냉각 및 제습 모드, 최대 제습 및 변이 모드 및 가열 모드로 운전 할 수 있으며, 각각의 모드는 온도 및 습도 제어를 위하여 다단계로 제어 되고, 실내 응축기의 응축기능 또는 냉매 과 냉각 및 냉각 공기의 재가열기로 사용함으로서 냉각 능력 및 제습 능력을 향상 시키며, 운전 중 응축 압력의 상승 및 압축기 입구의 냉매의 액 압축을 방지하여 성능 향상 및 압축기의 소손을 방지하여 주며, 시스템의 소요 동력을 절감 시켜주는 효과가 있다.

Claims

냉매가스를 고온고압의 상태로 압축하여 배출하는 압축기와, 상기 압축기에서 압축된 냉매를 액상으로 응축하는 실내 및 실외 응축기와, 상기 응축기에서 응축된 고온고압 상태의 액상 냉매를 저압상태의 액상냉매로 팽창시키는 팽창밸브와, 상기 팽창밸브에서 팽창된 냉매를 증발시키면서 냉매의 증발잠열을 이용하여 피 냉각물체와 열 교환에 의하여 냉동효과를 달성하면서 증발하여 저온저압의 기상의 냉매가스를 압축기로 복귀시키는 증발기를 포함하여 이루어지는 냉동 공조 시스템에 있어서,

상기 실외 응축기(20), 실내 응축기(21) 및 과 냉각기(31)로 이루어진 열교환기 시스템에서

선택적으로 열교환기(20, 21, 31)를 조합 운전 하는 열교환기부;

상기 실외 응축기(20) 및 실내 응축기(21)의 냉매의 흐름을 제어 하여 주는 실외 응축기 바이 패스 밸브(70), 실외 응축기 선택 밸브(71), 실내 응축기 선택 밸브(72) 및 실내 응축기 바이 패스 밸브(73)로 구성 되어진 제어 부를 특징으로 하는 냉동 공조 시스템.
제 1항에 있어서, 열교환부는 실외 응축기(20)는 실외의 열원(공기 또는 물)과 열 교환 하는 형태 이고, 실내 응축기(21)는 실내 공기의 흐름 방향에서 증발기(30), 과 냉각기(31) 및 실내 응축기(21)순으로 배열되고, 실내 응축기(21) 는 증발기(30) 또는 과 냉각기(31)를 통과한 저온의 공기와 열 교환 하는 구조이고, 과 냉각기(31)는 증발기(30) 출구의 공기와 열 교환 하는 구조로서 실내 응축기(21) 과 팽창변(4) 사이에 배열되며, 실내 응축기(21)는 제어부의 냉매 제어 밸브(70, 71, 72, 73)의 제어 형태에 따라서 냉매 응축기 또는 냉매의 과냉각 및 냉각 공기를 재열 하는 형태이고, 과 냉각기(31)는 증발기(30)와 일체형 또는 실내 응축기(21)와 일체형 또는 독립된 형태로 구성 된 것을 특징으로 하는 시스템.
제 1항에 있어서, 제어부의 냉매 제어 밸브(70, 71, 72, 73)는 압축기(1)의 출구와 실외 응축기(20)를 연결하는 냉매 배관 회로 상에 실외 응축기 선택 밸브(71)가 있고, 실외 응축기(20)의 출구측와 실내 응축기(21)를 연결 하는 냉매 배관 회로 상에 실내 응축기 선택 밸브(72)가 있으며, 실외 응축기 선택 밸브(71)의 전단에서 실외 응축기(20)의 출구 측을 연결하는 바이 패스 냉매 배관 회로 상에 실외 응축기 바이패스 밸브(70)가 있고, 실내 응축기 선택 밸브(72) 전단에서 실내 응축기(21)의 출구 측을 연결하는 바이 패스 냉매 배관 회로 상에 실내 응축기 바이패스 밸브(73)가 있고, 실내 응축기(21) 출구의 냉매 배관은 냉각기(31)에 연결 되어 있는 형태로서, 냉각 또는 제습 또는 가열을 위하여 선택적으로 냉매 제어 밸브(70, 71, 72, 73)를 제어 하는 시스템에서, 제어 밸브(70, 71, 72, 73)를 이 방변(2-way valve) 또는 삼방변(3-way valve)을 사용 한 것을 특징으로 하는 냉동 공조 시스템.