KR101444372B1 - Heat exchanger system of cooling and heating - Google Patents
Heat exchanger system of cooling and heating Download PDFInfo
- Publication number
- KR101444372B1 KR101444372B1 KR1020140076378A KR20140076378A KR101444372B1 KR 101444372 B1 KR101444372 B1 KR 101444372B1 KR 1020140076378 A KR1020140076378 A KR 1020140076378A KR 20140076378 A KR20140076378 A KR 20140076378A KR 101444372 B1 KR101444372 B1 KR 101444372B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- tube
- pipe
- coaxial
- cooling
- heating
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- 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
- F25B30/00—Heat pumps
- F25B30/02—Heat pumps of the compression type
-
- 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
- F25B2339/02—Details of evaporators
- F25B2339/024—Evaporators with refrigerant in a vessel in which is situated a heat exchanger
- F25B2339/0242—Evaporators with refrigerant in a vessel in which is situated a heat exchanger having tubular elements
-
- 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
- F25B2339/046—Condensers with refrigerant heat exchange tubes positioned inside or around a vessel containing water or pcm to cool the refrigerant gas
-
- 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
- F25B2500/00—Problems to be solved
- F25B2500/12—Sound
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (AREA)
Abstract
Description
본 발명은 냉난방 열교환 시스템에 관한 발명으로서 보다 상세하게는 수냉식 냉난방 열교환 시스템에 관한 발명이다.The present invention relates to a cooling / heating heat exchange system, and more particularly to a water-cooling type heat /
일반적으로 냉난방시스템은 냉방운전과 난방운전이 하나의 공조기기에서 이루어지고 압축기, 응축기, 팽창밸브 및 증발기를 주요소로 하는 냉매사이클로 구성된다.Generally, the cooling / heating system is composed of a refrigerant cycle in which a cooling operation and a heating operation are performed in a single air conditioner, and the compressor, the condenser, the expansion valve, and the evaporator are mainly used.
냉난방시스템에서 사용되는 방식은 공냉식과 수냉식으로 나뉘어진다. 공냉식은 가열되어 응축기 내를 통과하는 냉매의 온도를 낮추기 위해서 공기를 이용하고, 수냉식은 물과 같은 유체를 이용하여 온도를 낮춘다. The methods used in heating and cooling systems are divided into air cooling and water cooling. The air-cooled type uses air to lower the temperature of the refrigerant passing through the condenser by heating, and the water-cooled type uses a fluid such as water to lower the temperature.
도6을 참고하여 일반적인 공냉식 난방시스템에 대해 살펴본다.Referring to FIG. 6, a general air-cooled heating system will be described.
도6은 일반적인 공냉식 난방시스템 개략도이다.6 is a schematic view of a general air-cooled heating system.
도6에 도시된 바와 같이 압축기에서 고온고압으로 압축된 기체상 냉매는 응축기를 통과하면서 고온고압의 액체상 냉매로 상전환을 한다. 냉매는 기체상에서 액체상으로 변하면서 외부로 열을 발산하고 외부 송풍팬을 이용해서 가열된 주변의 공기를 실내로 유입시켜 난방을 한다. 응축기를 통해 고압의 가열된 액체상 냉매는 다시 팽창관을 통과하면서 저온저압의 액체상 냉매가 되고, 다시 증발기를 통과하면서 액체상태의 냉매는 기체상태의 냉매로 변하면서 주변의 열을 흡수하여 증발기 주변을 냉각시킨다. 증발기와 인접하여 설치되는 송풍팬은 주변의 공기를 순환시켜 열교환을 일으키도록 한다. As shown in FIG. 6, the gas-phase refrigerant compressed in the high-temperature and high-pressure state in the compressor is converted into the liquid-phase refrigerant in the high-temperature and high-pressure state while passing through the condenser. The refrigerant transforms from the gas phase to the liquid phase, dissipates heat to the outside, and uses the external blowing fan to circulate the heated ambient air into the room to heat it. The liquid refrigerant in the liquid state is converted into the gaseous refrigerant while passing through the evaporator, and the refrigerant in the liquid state is absorbed by the surrounding heat, And cooled. The blower fan installed adjacent to the evaporator circulates the surrounding air to cause heat exchange.
이와 같은 공냉식 난방시스템은 팽창관으로 사용되는 모세관 또는 전자변을 통해 상당히 온도가 낮아진 냉매가 증발기로 제공되고, 증발기에서는 -40℃까지 냉매가 냉각되어 기체로 변환되는 증발이 일어나며, 냉각된 냉매는 압축기로 유입된다. 이렇게 증발기를 통과하는 냉매의 온도가 낮다 보니, 온도가 영하로 떨어지게 되면 겨울철 실외에 설치되는 응축기의 표면에 성애가 발생하게 되어 열교환이 원활하게 이루어지지 않아 순환 사이클에 큰 영향을 미친다. 이러한 성애를 제거하기 위해, 난방운전임에도 불구하고, 냉방운전과 마찬가지로, 냉매 사이클(cycle)을 역으로 순환하도록 하거나 핫가스를 분사하여 제상작업을 수행해야 한다. In the air-cooled heating system, a refrigerant whose temperature is considerably lowered through a capillary tube or an electromagnetic valve used as an expansion tube is provided as an evaporator. In the evaporator, evaporation occurs in which the refrigerant is cooled down to -40 ° C to be converted into gas, Lt; / RTI > Since the temperature of the refrigerant passing through the evaporator is low, when the temperature falls below zero, sexual intercourse occurs on the surface of the condenser installed outdoors in the winter, and heat exchange is not smoothly performed, which greatly affects the circulation cycle. In order to eliminate such malaise, the defrosting operation must be performed by circulating the refrigerant cycle in the reverse direction or by spraying the hot gas in the same manner as in the cooling operation, despite the heating operation.
이렇게 제상작업을 수행하게 되면, 에너지 소모가 클 뿐만 아니라, 제상운전 중에는 실내로 충분한 난방을 제공할 수 없다는 단점이 있다.Such a defrosting operation is disadvantageous in that it is not only large in energy consumption, but also can not provide sufficient heating to the room during defrosting operation.
또한 공냉식과 같이 송풍팬을 이용하여 주변공기를 통해 열교환을 수행하도록 하는 것이 아닌 유체를 주기적으로 공급하여 열교환을 수행하도록 하는 수냉식 냉난방시스템의 경우에도 낮은 온도에서 유체가 얼어버리는 문제가 발생하게 되어 전체적인 난방시스템이 가동되지 않거나 고장이 발생할 수 있다. 또한 유체를 순환시키는데 에너지가 소비되어 효율면에서도 떨어진다.Also, in the case of a water-cooling type air conditioning system in which a fluid is periodically supplied and heat exchange is performed, instead of performing heat exchange through ambient air using a blowing fan as in an air cooling type, there is a problem that the fluid freezes at a low temperature, The heating system may not be operational or may fail. Also, energy is consumed to circulate the fluid, which is also inefficient.
특히 압축기는 냉매의 온도와 상태에 따라서 영향을 많이 받는 장치로서 냉매의 온도가 외부와의 열교환이 잘 이루어지지 않은 경우에는 부하가 증가하게 되어 심각한 손상이 발생하거나 작동이 멈춰버리게 된다.Particularly, the compressor is affected by the temperature and condition of the refrigerant, and when the temperature of the refrigerant is not well exchanged with the outside, the load is increased and serious damage occurs or the operation is stopped.
더불어 일반적으로 사용되는 냉난방시스템에 의하면 냉방시에는 응축기에서 발생하는 열을 그대로 외부로 배출하고, 난방시에는 증발기에서 발생하는 냉기를 그대로 외부로 배출하여 사용되지 않고 버려지는 열에너지가 발생하는 문제점이 있다.In addition, according to the generally used cooling and heating system, the heat generated in the condenser is directly discharged to the outside during the cooling, and the cool air generated in the evaporator is discharged to the outside at the time of heating, .
본 발명은 위와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서 증발기와 응축기에서 발생하는 열을 활용하는 냉난방 열교환 시스템을 제공하고, 외기와 열교환을 하기 위한 별도의 팬을 설치할 필요가 없는 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다. 또한 압축기의 부하를 줄여 안정적인 시스템이 구현될 수 있도록 하는 것을 목적으로 한다. SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a cooling / heating heat exchange system utilizing heat generated in an evaporator and a condenser, and to provide a system in which a separate fan for exchanging heat with outside air is not required . And to reduce the load of the compressor so that a stable system can be realized.
본 발명의 실시예에 따른 냉난방 열교환 시스템은 유입되는 열매체를 고온, 고압의 열매체로 변환하여 유출시키는 압축기, 압축기와 연결되어 기체상의 열매체를 액체상의 열매체로 변환하는 응축기, 응축기를 통과한 액체상의 열매체에서 발생한 열을 유체를 이용하여 냉각시키는 냉각기, 내관과 외관을 포함하는 동축 이중관으로 형성되어 냉각기에서 유출된 액체상의 열매체를 내관 또는 외관으로 통과시켜 액체상의 열매체를 재차 냉각시키는 동축 냉각관, 동축 냉각관 내관 또는 동축 냉각관 외관 중 어느 하나와 연결되어 고압의 액체상 열매체를 저압의 액체상 열매체로 변환하는 팽창관, 팽창관을 통과한 저압의 액체상 열매체를 저압의 기체상 열매체로 변환하는 증발기를 포함하며, 증발기를 통해 유출되는 저압의 기체상 열매체는 냉각기를 통과하고, 동축 냉각관 외관 및 동축 냉각관 내관 중 다른 하나를 통과하여 압축기로 유입된다.The cooling / heating heat exchange system according to an embodiment of the present invention includes a compressor for converting an incoming heat medium into a high-temperature and high-pressure heat medium and discharging the heat medium, a condenser for converting the gas phase heat medium into a liquid phase heat medium, A coaxial cooling tube which is formed as a coaxial double tube including an inner tube and an outer tube for allowing the heat medium flowing out of the cooler to pass through the inner tube or outer tube to cool the heat medium in the liquid phase again, An expansion tube connected to any one of an inner tube or a coaxial cooling tube outer tube for converting a high-pressure liquid-phase heat-transfer medium into a low-pressure liquid-phase heat medium, and an evaporator for converting the low-pressure liquid-phase heat medium passing through the expansion pipe into a low- , The low pressure gaseous phase heating medium flowing out through the evaporator is cooled Passes through the other of the outer tube of the coaxial cooling tube and the inner tube of the coaxial cooling tube and flows into the compressor.
여기서, 냉각기는 열교환을 위한 유체를 포함하고 있는 수조일 수 있다.Here, the cooler may be a water tank containing a fluid for heat exchange.
여기서, 응축기와 증발기는 냉각기가 포함하는 유체에 잠기도록 설치될 수 있다.Here, the condenser and the evaporator may be installed so as to be immersed in the fluid contained in the cooler.
여기서, 동축 냉각관은 동축냉각관 내관을 통해 순환하는 고온, 고압 액체상 열매체와 동축냉각관 내관을 둘러싸는 동축냉각관 외관을 통해 순환하는 저온, 저압 기체상 열매체 사이에서 열교환이 발생하도록 할 수 있다.Here, the coaxial cooling tube can cause heat exchange to occur between the low-temperature, low-pressure gas-phase heat medium circulating through the outer surface of the coaxial cooling tube that surrounds the high-temperature, high-pressure liquid-phase heating medium circulating through the coaxial cooling- .
또한 동축냉각관 내관은 동축냉각관 내관의 외주면에 형성된 스페이서를 더 포함할 수 있다.Further, the inner tube of the coaxial cooling tube may further include a spacer formed on the outer peripheral surface of the inner tube of the coaxial cooling tube.
본 발명의 실시예에 따른 냉난방 열교환 시스템은 동축 냉각관의 일측에 연결되어 동축냉각관 내관과 동축냉각관 외관에서 유출되는 열매체를 각각 다른 순환경로로 이동하도록 유도하는 캡을 포함할 수 있다.The cooling / heating heat exchange system according to the embodiment of the present invention may include a cap connected to one side of the coaxial cooling tube and guiding the heating medium flowing out of the coaxial cooling tube inner tube and the outer tube of the coaxial cooling tube to move through different circulation paths.
여기서 캡은 외관에서 유출되는 열매체를 통과시키는 투과홀을 더 포함할 수 있다.Here, the cap may further include a through hole through which the heat medium flowing out of the outer tube passes.
본 발명의 실시예에 따른 냉난방 열교환 시스템은 압축기와 응축기 사이에 형성되어 고온, 고압의 열매체를 이용하여 물을 가열하는 온수공급기를 더 포함할 수 있다.The cooling / heating heat exchange system according to an embodiment of the present invention may further include a hot water supply unit formed between the compressor and the condenser and heating the water using a high-temperature and high-pressure heating medium.
여기서, 열매체는 암모니아, 프레온 및 메틸클로라이드 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.Here, the heating medium may include at least one of ammonia, freon, and methyl chloride.
본 발명의 실시예에 따른 냉난방 열교환 시스템은 압축기에 발생하는 부하를 줄일 수 있으며, 안정적인 시스템의 구축이 가능하고, 별도의 팬을 설치할 필요가 없어 소음이 발생하지 않으며, 불필요하게 버려지는 열원이 없어 시스템의 효율이 증가한다.The cooling / heating heat exchange system according to the embodiment of the present invention can reduce the load generated in the compressor, can build a stable system, does not need to install a separate fan, generates no noise, and has no unnecessary heat source The efficiency of the system increases.
도1은 본 발명의 실시예에 따른 냉난방 열교환 시스템의 개략적인 블럭도이다.
도2는 동축 냉각관의 분해도이다.
도3은 동축 냉각관의 일측에 부착되는 캡의 사시도이다.
도4는 본 발명의 실시예에 따른 냉난방 열교환 시스템의 동작상태도이다.
도5는 온수공급기를 포함하는 냉난방 열교환 시스템의 개략적인 시스템 블럭도이다.
도6은 일반적인 공냉식 난방시스템 개략도이다.1 is a schematic block diagram of an air-conditioning heat exchange system according to an embodiment of the present invention.
2 is an exploded view of the coaxial cooling tube.
3 is a perspective view of a cap attached to one side of the coaxial cooling tube.
4 is an operational state diagram of the cooling / heating heat exchange system according to the embodiment of the present invention.
5 is a schematic system block diagram of a cooling / heating heat exchange system including a hot water supply device.
6 is a schematic view of a general air-cooled heating system.
본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러가지 실시예를 가질 수 있는 바 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다 본 발명을 설명함에 있어서 관련 공지기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The present invention is capable of various modifications and various embodiments, and particular embodiments are illustrated in the drawings and described in detail in the detailed description. It should be understood, however, that the invention is not intended to be limited to the particular embodiments, but includes all modifications, equivalents, and alternatives falling within the spirit and scope of the present invention. In describing the present invention, Detailed explanations of the detailed description will be omitted if it is determined that the gist of the present invention may be blurred.
이하 첨부된 도면들을 참고하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. 그러나 본 발명이 아래 실시예에 의하여 권리범위가 제한되거나 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. However, the scope of the present invention is not limited or limited by the following embodiments.
도1은 본 발명의 실시예에 따른 냉난방 열교환 시스템의 개략적인 블럭도이다.1 is a schematic block diagram of an air-conditioning heat exchange system according to an embodiment of the present invention.
도1에 도시된 바와 같이 발명의 실시예에 따른 냉난방 열교환 시스템은 유입되는 열매체를 고온, 고압의 열매체로 변환하여 유출시키는 압축기(100), 압축기(100)와 연결되어 기체상의 열매체를 액체상의 열매체로 변환하는 응축기(200), 응축기(200)를 통과한 액체상의 열매체에서 발생한 열을 유체를 이용하여 냉각시키는 냉각기(300), 내관과 외관을 포함하는 동축 이중관으로 형성되어 냉각기(300)에서 유출된 액체상의 열매체를 내관 또는 외관으로 통과시켜 액체상의 열매체를 재차 냉각시키는 동축 냉각관(400), 동축 냉각관 내관(410)과 동축 냉각관 외관(420) 중 어느 하나와 연결되어 고압의 액체상 열매체를 저압의 액체상 열매체로 변환하는 팽창관(500), 팽창관(500)을 통과한 저압의 액체상 열매체를 저압의 기체상 열매체로 변환하는 증발기(600)를 포함하며, 증발기(600)를 통해 유출되는 저압의 기체상 열매체는 냉각기(300)를 통과하고, 동축 냉각관 외관(420)과 동축 냉각관 내관(410) 중 다른 하나를 통과하여 압축기(100)로 유입된다.As shown in FIG. 1, the cooling / heating heat exchange system according to an embodiment of the present invention includes a
압축기(100)는 유입되는 열매체를 서로 충돌시켜 저온, 저압의 기체 열매체를 고온, 고압의 기체 열매체로 변환시킨다. 압축기(100)의 출력은 냉난방 열교환 시스템이 설치되는 장소, 넓이 등에 따라서 매우 다양하다. 압축기(100)를 통과하여 나온 열매체는 70℃ 내지 100℃의 고온의 열매체가 되고 응축기(200)로 제공된다. The
압축기(100)는 액체 상태의 냉매로는 압축되지 않기 때문에 반드시 기체상태의 냉매가 공급되어야 하는데, 만약 액체 냉매가 압축기(100)에 공급되면 압축기(100)는 치명적인 손상을 입게 된다.Since the
응축기(200)는 압축기(100)와 열매체 파이프를 통해 연결되어 있으며, 압축기(100)로부터 유입되는 기체상의 열매체를 액체상이 열매체로 변환한다. 응축기(200)는 증기를 냉각에 의해 응축, 액화시키는 장치로서 파이프벽을 사이에 두고 기체상 열매체와 냉각매개체가 간접적으로 접촉하는 표면응축기와 양자를 직접 접촉시키는 접촉 응축기로 나누어진다. 본 발명 실시예에서의 응축기(200)는 압축기(100)를 통과한 열매체 파이프가 간접적으로 냉각매개체와 접촉하여 열교환이 일어나는 표면응축기일 수 있다. 응축기(200)를 통과한 열매체는 기체상 열매체에서 액체상 열매체로 변환된다. 이 과정에서 발생하는 응축열은 응축기(200) 외부로 발산한다.The
냉각기(300)는 응축기(200)를 통과한 액체상의 열매체에서 발생한 열을 유체를 이용하여 냉각시키는 수냉식 냉각기이다. 유체는 물을 포함할 수 있다. 물은 공기에 비해 열전도율이 15배가 높다. 이러한 물의 특성을 이용하여 수냉식 냉각기에서는 보다 원활한 열교환이 일어날 수 있다. 냉각기(300)는 이러한 유체를 포함하는 수조일 수 있으며, 냉각기(300) 내부의 유체는 흐르지 않으며 일정량의 유량을 갖고 담지되어 있다. The
유체를 포함하고 있는 냉각기(300) 내부에는 응축기(200)와 증발기(600)가 설치된다. 가열된 물은 위로 상승하는 대류현상을 이용하여 보다 빠른 열교환이 일어날 수 있도록 하기 위해서 바람직하게는 냉각기(300)의 하부에는 응축기(200)가 위치하고, 냉각기(300)의 상부에는 하기 설명할 증발기(600)가 위치할 수 있다. 또한 응축기(200)와 증발기(600)는 냉각기(300)가 포함하는 유체에 의해서 잠기도록 설치된다.A condenser (200) and an evaporator (600) are installed in a cooler (300) containing a fluid. The
동축 냉각관(400)은 동축냉각관 내관(410)과 동축냉각관 외관(420)을 포함하는 동축 이중관으로서 냉각기(300)에서 유출된 고온 고압의 액체상 열매체를 동축냉각관 내관(410) 또는 동축 냉각관 외관(420)으로 통과시켜 액체상 열매체를 재차 냉각시킨다. 또한 앞서 설명한 고온고압의 액체상 열매체가 통과하는 관과 상이한 동축냉각관 외관(420) 또는 동축 냉각관 내관(410)에는 증발기(600)를 통해 유출되는 저온저압의 기체상 열매체를 통과시킨다.The
도2는 동축 냉각관의 분해도이다.2 is an exploded view of the coaxial cooling tube.
도3은 동축 냉각관의 일측에 부착되는 캡의 사시도이다.3 is a perspective view of a cap attached to one side of the coaxial cooling tube.
도2를 참고하면 동축 냉각관(400)은 앞서 설명한 바와 같이 동축냉각관 내관(410)과 동축냉각관 외관(420)을 포함하며, 동축 원통형 이중관 형상이다. 또한 동축 냉각관(400)의 재질은 냉매 파이프와 같은 재질일 수 있고, 동축냉각관 내관(410)의 외주면에는 스페이서(412)가 형성되어 있으며, 스페이서(412)에 의해서 동축냉각관 내관(410)과 동축냉각관 외관(420)은 동축상에서 고정 설치될 수 있다.Referring to FIG. 2, the
스페이서(412)는 다양한 형상으로 구현이 가능하고, 동축 냉각관(400)을 통과하는 열원간의 열교환통로가 될 수 있다. 스페이서(412)는 동축냉각관 내관(410)의 외부면에 대칭으로 설치될 수 있으며, 스페이서(412)를 포함한 동축냉각관 내관(410)의 직경은 동축냉각관 외관(420)의 내주면의 직경과 일치한다. 또한 동축 냉각관(400) 외관(420) 외주면에는 나사산이 형성될 수 있으며, 나사산에 의해서 하기할 도3에 도시된 캡(414)과 나사결합 할 수 있다. The
본 발명의 실시예에 따른 냉난방 열교환 시스템에서는 동축 냉각관 내관(410)이 팽창관(500)과 연결될 수도 있고, 이와 반대로 동축 냉각관 외관(420)이 팽창관(500)과 연결되어 고온고압의 액체상 열매체를 팽창관(500)으로 유입되도록 할 수 있다. 동축 냉각관 내관(410)이 팽창관(500)과 연결된 경우 동축 냉각관 외관(420)은 압축기(100)와 연결되고 저온저압의 기체상 열매체가 통과한다. 반대로 동축 냉각관 외관(420)이 팽창관(500)과 연결된 경우 동축 냉각관 내관(410)이 압축기(100)와 연결되고 저온저압의 기체상 열매체가 통과한다.The coaxial cooling pipe
이하 설명하는 본 발명의 실시예에 따른 냉난방 열교환 시스템은 설명의 편의상 동축 냉각관 내관(410)이 팽창관(500)과 연결되어 고온고압의 액체상 열매체가 흐르도록 하고, 동축 냉각관 외관(420)은 압축기(100)와 연결되어 저온저압의 기체상 열매체가 흐르도록 하였으나 반드시 이에 제한되는 것은 아니다.The cooling / heating heat exchange system according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 and 2. For convenience of explanation, the coaxial cooling pipe
동축 냉각관(400)의 일측에는 도3에 도시된 바와 같이 캡(414)이 부착된다. A
캡(414)은 동축냉각관 내관(410)과 동축냉각관 외관(420)을 통해 이동하는 열매체가 서로 섞이지 않고 각각 다른 순환경로로 이동하도록 유도한다. 캡(414)의 내부에는 투과홀(416)이 포함되어 있어 동축냉각관 외관(420)을 통과하는 열매체는 투과홀(416)을 통해서 도3의 도면상 하부에 위치해 있는 연결통로를 통해 다른 순환경로로 이동한다. 투과홀(416)은 복수개 일 수 있다. 동축냉각관 내관(410)을 통과하는 열매체는 캡(414)의 중앙부에 형성되어 있는 연결통로를 통해 서로 다른 순환경로로 이동한다.The
팽창관(500)은 동축 냉각관 내관(410)과 연결되어 고압의 액체상 열매체를 저압의 액체상 열매체로 변환한다. 팽창관(500)은 응축기(200)에서 응축 액화된 고온 고압의 액체 열매체를 교축작용에 의해 증발을 일으킬 수 있는 압력까지 감압한다. 또한 팽창관(500)은 증발기(600)에서 충분한 열을 흡수할 수 있는 적정한 열매체양을 조절하여 공급할 수 있다. 팽창관(500)은 전자식, 감온식, 정압식, 플로우콘트롤식, 오리피스식, 온도식, 모세관식으로 다양하며, 본 발명의 팽창관(500)은 모세관식 일 수 있으나 반드시 이에 제한되는 것은 아니다. The
증발기(600)는 팽창관(500)을 통과한 저압의 액체상 열매체를 저압의 기체상 열매체로 변환한다. 즉 팽창관(500)을 통과한 저온저압의 감압된 액체상 열매체를 유입하여 주위의 공간 또는 피냉각 물체와 열교환시킴으로서 액체 증발에 의한 열흡수가 일어난다. 증발기(600)는 다수의 만곡형상을 갖는 지그재그 형상의 파이프일 수 있으며, 열매체 파이프와 동일한 재질의 파이프일 수 있다.The
이상 도1 내지 도3을 통해서 본 발명의 실시예에 따른 냉난방 열교환 시스템의 각 구성에 대해서 살펴보았다.1 to 3, the configuration of the cooling / heating heat exchange system according to the embodiment of the present invention has been described.
이하 도4를 참고하여 본 발명이 실시예에 따른 냉난방 열교환 시스템의 열교환 메커니즘에 대해서 살펴본다.Hereinafter, the heat exchange mechanism of the cooling / heating heat exchange system according to the present invention will be described with reference to FIG.
도4는 본 발명의 실시예에 따른 냉난방 열교환 시스템의 동작상태도이다.4 is an operational state diagram of the cooling / heating heat exchange system according to the embodiment of the present invention.
앞서 설명한 냉난방 열교환 시스템에 포함되어 있는 각 구성요소는 열매체 파이프로 연결되어 있으며, 도4에 도시된 사선으로 표시된 열매체 파이프의 내부에는 고온고압의 열매체가 이동하고 있으며, 이와 반대로 사선으로 표시되지 않은 열매체 파이프의 내부에는 저온저압의 열매체가 이동하고 있다.Each of the components included in the above-described cooling / heating heat exchange system is connected by a heating medium pipe. A heating medium having a high temperature and a high pressure moves inside the heating medium pipe indicated by an oblique line shown in FIG. 4, A low-temperature low-pressure heat medium is moving inside the pipe.
압축기(100)로 유입되는 기체상의 저온저압 열매체는 압축기(100)를 통과하여 기체상의 고온고압 열매체로 변화한다. 압축기(100)를 통과한 기체상의 고온고압 열매체는 유체를 포함하고 있는 냉각기(300)의 하부에 위치하고 있는 응축기(200)로 이동한다. 응축기(200)는 기체상의 고온고압 열매체를 액체상의 고온고압 열매체로 상전환을 시키고, 냉각기(300)에 의해서 온도가 감소한 상태로 동축 냉각관 내관(410)으로 이동한다. 동축 냉각관 내관(410)으로 이동한 액체상의 고온고압 열매체는 동축 냉각관(400)에서 열교환이 일어난다. 말하자면 동축 냉각관 외관(420)에는 기체상의 저온저압 열매체가 이동하고 있어 서로 열량의 차이로 인하여 열교환이 발생하고 동축냉각관 내관(410)을 통해 이동하는 고온고압 열매체는 냉각기(300)에서와 같이 온도가 감소한 상태로 다시 이동한다. The low-temperature low-pressure heating medium flowing into the compressor (100) passes through the compressor (100) and changes into a gaseous high-temperature and high-pressure heating medium. The gaseous high-temperature, high-pressure heating medium having passed through the
동축 냉각관 내관(410)을 통과한 액체상의 고온고압 열매체는 팽창관(500)을 통과한다. 팽창관(500)을 통과한 열매체는 증발하기 적정한 압력으로 감압된다. 팽창관(500)을 통과한 열매체는 액체상의 저온저압 열매체가 되고, 냉각기(300)의 상부에 위치하고 있는 증발기(600)로 유입된다. 증발기(600)는 액체상의 저온저압 열매체를 기체상의 저온저압 열매체로 상전환을 시키고 기화열을 흡수하여 열매체의 주변은 급속하게 냉각된다. The high-temperature and high-pressure heating medium in the liquid phase passed through the coaxial cooling pipe
증발기(600) 내에서 상전환을 일으키며 냉각되는 열매체는 냉각기(300)의 하부에 설치되어 있는 응축기(200)에서 발산하는 열에 의해서 열교환이 일어나고, 증발기(600) 내에 있는 기체상의 저온저압 열매체의 온도는 상승한다. 다시 증발기(600)를 통해 유출된 기체상의 저온저압 열매체는 동축냉각관 외관(420)을 통과하고, 동축냉각관 외관(420)을 통과하는 저온저압 열매체는 동축냉각관 내관(410)을 통과하는 고온고압 열매체와 열교환을 일으킨다. The heat medium to be cooled in the
동축냉각관 외관(420)을 통과함으로써 온도가 상승한 기체상의 저온저압 열매체는 다시 압축기(100)로 유입되어 기체상의 고온고압 열매체로 전환되어 순환을 한다.The low-temperature and low-temperature heating medium whose temperature has risen by passing through the
본 발명의 실시예에 따른 냉난방 열교환 시스템은 응축기(200)와 증발기(600)를 유체를 포함하는 냉각기(300) 안에 설치함으로서 응축기(200)에서 발산하는 열을 이용하여 증발기(600)의 냉각온도를 높여주고, 반대로 증발기(600)의 냉열을 이용하여 응축기(200)의 과열을 식혀줌으로서 소모되는 열원을 활용한다. 또한 동축냉각관 내관(410)과 동축냉각관 외관(420)을 갖는 동축 냉각관(400)을 별도로 설치함으로서 고온고압의 열매체와 저온저압의 열매체간에 열교환이 일어날 수 있도록 함으로서 응축과 기화로 인하여 발생하거나 냉각된 열매체의 과도한 발열과 과도한 냉각을 방지할 수 있다. 이러한 결과는 냉난방 열교환 시스템 내에 포함된 압축기(100)에 작용하는 부하를 감소시킴으로써 보다 안정적인 시스템 동작이 가능하도록 할 수 있다. The cooling and heating heat exchange system according to the embodiment of the present invention includes a
또한 수냉식 냉각방식을 채택하고 있음에도 불구하고 냉각기(300) 내에 열을 발산하는 응축기(200)를 설치하여 외부의 낮은 온도에도 냉각기(300)에 포함된 유체가 얼지 않도록 한다.In addition, although a water-cooled cooling system is adopted, a
도5는 온수공급기를 포함하는 냉난방 열교환 시스템의 개략적인 시스템 블럭도이다.5 is a schematic system block diagram of a cooling / heating heat exchange system including a hot water supply device.
본 발명의 실시예에 따른 냉난방 열교환 시스템은 온수공급기(700)를 더 포함한다. 온수공급기(700)는 압축기(100)와 응축기(200) 사이에 형성되어 고온고압의 열매체를 이용하여 물을 가열한다. The cooling / heating heat exchange system according to the embodiment of the present invention further includes a hot water supplier (700). The hot
도5에 도시된 바와 같이 온수공급기(700)는 압축기(100)와 응축기(200) 사이에 위치할 수 있다. 압축기(100)를 통과하여 유출되는 열매체는 기체상의 고온고압 열매체이다. 고온고압 열매체를 통과시키는 열매체 파이프는 다수의 만곡을 가진 지그재그 형상의 파이프이며, 온수공급기(700)내에 설치된다. 온수공급기(700)는 물공급파이프와 물배출파이프가 구비되어 있어 물공급파이프를 통과한 저온의 물은 열매체 파이프와 접촉함으로서 열교환이 일어나고 물배출파이프로 배출되는 물은 열매체 파이프에 의해 데워져서 고온의 물이 된다.As shown in FIG. 5, the
이와 같은 본 발명의 실시예에 따른 냉난방 열교환 시스템은 각종 냉난방기에 적용될 수 있다.The cooling / heating heat exchange system according to the embodiment of the present invention can be applied to various types of air conditioners.
이상 살펴본 바와 같이 본 발명의 실시예에 따른 냉난방 열교환 시스템은 열매체간의 열교환이 다수 일어날 수 있도록 하여 압축기의 부하를 감소시키며, 상전환으로 인하여 발생하는 발열이나 냉각열을 활용함으로서 효율적인 시스템 구축이 가능하다. As described above, in the cooling / heating heat exchange system according to the embodiment of the present invention, a large number of heat exchanges between heating media can be performed to reduce the load on the compressor, and efficient system construction can be achieved by utilizing the heat generated by the phase change or the cooling heat .
100 압축기 200 응축기
300 냉각기 400 동축냉각관
410 동축냉각관 내관 412 스페이서
414 캡 416 투과홀
420 동축냉각관 외관 500 팽창관
600 증발기 700 온수공급기100
300
410 coaxial cooling pipe
414
420 Coaxial
600
Claims (10)
상기 압축기와 연결되어 기체상의 열매체를 액체상의 열매체로 변환하는 응축기;
상기 응축기를 통과한 액체상의 열매체에서 발생한 열을 유체를 이용하여 냉각시키는 냉각기;
내관과 외관을 포함하는 동축 이중관으로 형성되어 상기 냉각기에서 유출된 액체상의 열매체를 내관 또는 외관으로 통과시켜 액체상의 열매체를 재차 냉각시키는 동축 냉각관;
동축 냉각관 내관과 동축 냉각관 외관 중 어느 하나와 연결되어 고압의 액체상 열매체를 저압의 액체상 열매체로 변환하는 팽창관;
상기 팽창관을 통과한 저압의 액체상 열매체를 저압의 기체상 열매체로 변환하는 증발기를 포함하며,
상기 증발기를 통해 유출되는 저압의 기체상 열매체는 상기 냉각기를 통과하고, 상기 동축 냉각관 외관과 상기 동축 냉각관 내관 중 다른 하나를 통과하여 상기 압축기로 유입되는 것을 특징으로 하는 냉난방 열교환 시스템.A compressor for converting an incoming heat medium into a high temperature and high heat medium and discharging the heat medium;
A condenser connected to the compressor to convert the gas phase heating medium into a liquid phase heating medium;
A cooler for cooling the heat generated in the liquid phase heat medium having passed through the condenser by using a fluid;
A coaxial cooling tube which is formed as a coaxial double tube including an inner tube and an outer tube and which passes the liquid phase heat medium flowing out of the cooler through an inner tube or an outer tube so as to cool the liquid phase heat medium again;
An expansion pipe connected to any one of the inner pipe of the coaxial cooling pipe and the outer pipe of the coaxial cooling pipe to convert the high-pressure liquid-phase heat-transfer medium into a low-pressure liquid-phase heat medium;
And an evaporator for converting the low-pressure liquid-phase heat medium passed through the expansion pipe into a low-pressure gas phase heat medium,
Wherein the low pressure gaseous phase heating medium flowing through the evaporator passes through the cooler and flows into the compressor through the other of the outer tube of the coaxial cooling tube and the inner tube of the coaxial cooling tube.
상기 냉각기는 열교환을 위한 유체를 포함하고 있는 수조인 것을 특징으로 하는 냉난방 열교환 시스템.The method according to claim 1,
Wherein the cooler is a water tank containing a fluid for heat exchange.
상기 응축기와 상기 증발기는 상기 냉각기가 포함하는 유체에 잠기도록 설치되는 것을 특징으로 하는 냉난방 열교환 시스템.3. The method of claim 2,
Wherein the condenser and the evaporator are installed so as to be submerged in fluid contained in the cooler.
상기 동축 냉각관은 상기 동축냉각관 내관을 통해 순환하는 고온, 고압 액체상 열매체와 상기 동축냉각관 내관을 둘러싸는 상기 동축냉각관 외관을 통해 순환하는 저온, 저압 기체상 열매체 사이에서 열교환이 발생하도록 하는 것을 특징으로 하는 냉난방 열교환 시스템.The method according to claim 1,
The coaxial cooling tube is configured to cause heat exchange between a high temperature, high pressure liquid phase heating medium circulating through the coaxial cooling tube inner tube and a low temperature, low pressure gas phase heating medium circulating through the outer tube of the coaxial cooling tube surrounding the coaxial cooling tube inner tube Wherein the cooling / heating heat exchanging system comprises:
상기 동축냉각관 내관은 상기 동축냉각관 내관의 외주면에 형성된 스페이서를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 냉난방 열교환 시스템.5. The method of claim 4,
Wherein the inner tube of the coaxial cooling tube further comprises a spacer formed on the outer circumferential surface of the inner tube of the coaxial cooling tube.
상기 동축 냉각관의 일측에 연결되어 상기 동축냉각관 내관과 상기 동축냉각관 외관에서 유출되는 열매체를 각각 다른 순환경로로 이동하도록 유도하는 캡을 포함하는 것을 특징으로 하는 냉난방 열교환 시스템.5. The method of claim 4,
And a cap connected to one side of the coaxial cooling tube and guiding the heating medium flowing out of the coaxial cooling tube inner tube and the outer tube of the coaxial cooling tube to move through different circulation paths.
상기 캡은 상기 동축냉각관 외관에서 유출되는 열매체를 통과시키는 투과홀을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 냉난방 열교환 시스템.The method according to claim 6,
Wherein the cap further comprises a permeable hole through which the heat medium flowing out of the outer tube of the coaxial cooling tube passes.
상기 압축기와 상기 응축기 사이에 형성되어 상기 고온, 고압의 열매체를 이용하여 물을 가열하는 온수공급기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 냉난방 열교환 시스템.The method according to claim 1,
Further comprising a hot water supply unit formed between the compressor and the condenser and heating the water using the high-temperature and high-pressure heat medium.
상기 열매체는 암모니아, 프레온 및 메틸클로라이드 중 적어도 어느 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 냉난방 열교환 시스템.The method according to claim 1,
Wherein the heating medium comprises at least one of ammonia, Freon, and methyl chloride.
An air conditioner comprising the cooling / heating heat exchange system of claim 1.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020140076378A KR101444372B1 (en) | 2014-06-23 | 2014-06-23 | Heat exchanger system of cooling and heating |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020140076378A KR101444372B1 (en) | 2014-06-23 | 2014-06-23 | Heat exchanger system of cooling and heating |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
KR101444372B1 true KR101444372B1 (en) | 2014-09-26 |
Family
ID=51761107
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
KR1020140076378A KR101444372B1 (en) | 2014-06-23 | 2014-06-23 | Heat exchanger system of cooling and heating |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
KR (1) | KR101444372B1 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN108519004A (en) * | 2018-06-16 | 2018-09-11 | 董珂 | The efficient heat exchanger of synchronous cooling inside and outside a kind of runner |
CN108679760A (en) * | 2018-08-07 | 2018-10-19 | 淄博汇能环保设备有限公司 | A kind of water power air-conditioning |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2001066001A (en) | 1999-08-27 | 2001-03-16 | Kurita Kogyo:Kk | Exhaust heat-utilized cooling/heating system |
JP2002174464A (en) | 2000-12-07 | 2002-06-21 | Taiyo System Kk | Heat-exchanging system including refrigerator and indoor air-conditioner |
JP2003240362A (en) | 2002-02-20 | 2003-08-27 | Fujitsu General Ltd | Air conditioner |
JP2010164216A (en) | 2009-01-13 | 2010-07-29 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | High temperature-type heat pump system |
-
2014
- 2014-06-23 KR KR1020140076378A patent/KR101444372B1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2001066001A (en) | 1999-08-27 | 2001-03-16 | Kurita Kogyo:Kk | Exhaust heat-utilized cooling/heating system |
JP2002174464A (en) | 2000-12-07 | 2002-06-21 | Taiyo System Kk | Heat-exchanging system including refrigerator and indoor air-conditioner |
JP2003240362A (en) | 2002-02-20 | 2003-08-27 | Fujitsu General Ltd | Air conditioner |
JP2010164216A (en) | 2009-01-13 | 2010-07-29 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | High temperature-type heat pump system |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN108519004A (en) * | 2018-06-16 | 2018-09-11 | 董珂 | The efficient heat exchanger of synchronous cooling inside and outside a kind of runner |
CN108679760A (en) * | 2018-08-07 | 2018-10-19 | 淄博汇能环保设备有限公司 | A kind of water power air-conditioning |
CN108679760B (en) * | 2018-08-07 | 2024-01-09 | 淄博汇能环保设备有限公司 | Hydroelectric air conditioner |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US9772126B2 (en) | Cooling system for high density heat load | |
US8001802B2 (en) | Air conditioner | |
WO2015093233A1 (en) | Defrost system for refrigeration device and cooling unit | |
CN105180490A (en) | Integrated natural cooling machine room air conditioning system | |
JP2010501826A (en) | Air conditioner for communication equipment | |
JP2009150588A (en) | Cooling device | |
RU2435110C2 (en) | Cooling unit | |
US10429102B2 (en) | Two phase loop distributed HVACandR system | |
CN104764114B (en) | Cooling system and air conditioning system | |
JP5636871B2 (en) | Refrigeration equipment | |
KR101444372B1 (en) | Heat exchanger system of cooling and heating | |
KR101557708B1 (en) | Refrigeration cycle radiator system heat exchanger | |
MX2023004430A (en) | CO<sub>2</sub> REFRIGERATION SYSTEM WITH EXTERNAL COOLANT CONTROL. | |
JP2008051370A (en) | Water cooling type refrigerating system and cold storage equipped with the same | |
KR20080105609A (en) | Air conditioning system for communication equipment and controlling method thereof | |
KR101227080B1 (en) | Thermo-hygrostat | |
CN212457129U (en) | Device for conveying cold source | |
KR19990046726A (en) | Air-conditioner making use of thermo-element | |
CN213564311U (en) | Multi-temperature water chilling unit | |
CN102305496A (en) | Air-cooled heat pump unit | |
KR102206209B1 (en) | Absorption chiller | |
KR100911221B1 (en) | Air conditioning system for communication equipment and controlling method thereof | |
CN104362837A (en) | Cooling system for converter | |
JP2011163615A (en) | Absorption type refrigerating machine | |
CN111425935A (en) | Device for conveying cold source |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A302 | Request for accelerated examination | ||
E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
GRNT | Written decision to grant | ||
LAPS | Lapse due to unpaid annual fee |