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KR101326542B1 - 압력차를 이용한 자연유도방식의 열교환방법 및 이를 이용한 가스압축기와 히트펌프 - Google Patents

압력차를 이용한 자연유도방식의 열교환방법 및 이를 이용한 가스압축기와 히트펌프 Download PDF

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KR101326542B1
KR101326542B1 KR20130060342A KR20130060342A KR101326542B1 KR 101326542 B1 KR101326542 B1 KR 101326542B1 KR 20130060342 A KR20130060342 A KR 20130060342A KR 20130060342 A KR20130060342 A KR 20130060342A KR 101326542 B1 KR101326542 B1 KR 101326542B1
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KR
South Korea
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gas
heat
heat exchange
pressure
pressure difference
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KR20130060342A
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Inventor
박승영
최연석
Original Assignee
한국기초과학지원연구원
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Abstract

본 발명은 압력차를 이용한 자연유도방식의 열교환방법 및 이를 이용한 가스압축기와 히트펌프에 관한 것으로, 보다 상세하게는 하나의 관로 내부에서 열교환에 의해 발생되는 압력차를 이용하여 기체를 순환시킴으로써, 동력을 이용하지 않고 자연유도방식으로 기체(냉매)가 순환할 수 있도록 한 것이다.
특히, 본 발명은 별도의 구동장치를 필요로 하지 않기 때문에, 진동소음의 발생이 원천적으로 방지될 수 있으며, 기체의 압축이나 열교환을 위한 동력(전기에너지)의 소모를 최소화할 수 있는 장점이 있다.
또한, 본 발명은 압력차에 의해 자연유도방식으로 기체를 순환시킴으로써, 가스압축기 및 히트펌프의 길이, 크기 및 구조적 형상을 다양하게 변형할 수 있어, 다양한 장치 및 시스템에 용이하게 적용할 수 있으며, 대형 열교환 시스템뿐만 아니라 마이크로 채널을 이용한 소형 열교환 모듈에도 쉽게 적용할 수 있다.
따라서, 압축기 분야, 천연가스압축 및 보관분야, 고순도 기체 포집 분야, 열교환기분야, 공기조화기분야는 물론, 이와 유사 내지 연관된 분야에서 신뢰성 및 경쟁력을 향상시킬 수 있다.

Description

압력차를 이용한 자연유도방식의 열교환방법 및 이를 이용한 가스압축기와 히트펌프{Heat exchanging method of natural inducement type using the pressure difference and gas compressor and heat pump using the same}
본 발명은 압력차를 이용한 자연유도방식의 열교환방법 및 이를 이용한 가스압축기와 히트펌프에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 하나의 관로 내부에서 열교환에 의해 발생되는 압력차를 이용하여 기체를 순환시킴으로써, 동력을 이용하지 않고 자연유도방식으로 기체(냉매)가 순환할 수 있도록 한 것이다.
특히, 본 발명은 구조가 간단하면서도 다양한 구조적 변형이 가능하도록 하므로, 다양한 분야의 장치 및 시스템에 적용이 용이하고, 대형 열교환 시스템뿐만 아니라 마이크로 채널을 이용한 소형 열교환 모듈에도 쉽게 적용할 수 있는 압력차를 이용한 자연유도방식의 열교환방법 및 이를 이용한 가스압축기와 히트펌프에 관한 것이다.
본 발명은 위치상으로 어느 한 지점에 있는 가스를 다른 지점으로 이동시키는 기술에 관한 것이다. 또한 외부의 새로운 가스를 어느 한 지점으로 공급하거나, 다른 지점으로 이동된 가스를 어느 한 지점으로 재보급하는 기술을 포함한다.
일반적으로, 기체의 위치를 변경(이동)하기 위해서는 이동되는 위치 간의 압력차가 필요하며, 압력차를 형성하기 위해서는 에너지가 요구된다. 이와 같이 요구되는 에너지는 기계적 에너지와 열적 에너지를 분류될 수 있다.
기계적 에너지를 이용하여 기체를 이동시키는 예로는 압축기(Compressor)가 있으며, 압축기(Compressor)는 기체를 압축시켜 압력을 높이는 장치를 말하는 것으로, 크게 포지티브 디스플레이스먼트(Positive displacement) 방식과 다이나믹(Dynamic) 방식으로 구분할 수 있다.
포지티브 디스플레이스먼트 방식의 압축기는 피스톤을 이용하는 방식으로, 주로 높은 압력이 필요한 경우에 사용되며, 다이나믹 방식은 회전차를 이용하는 방식으로, 주로 큰 유량이 필요한 경우에 사용된다.
이러한 압축기는 선단과 후단에서 발생하는 압력의 차이에 따라 구동에너지의 양이 결정되며, 흡입부의 압력 강하가 적을수록, 토출부의 압력 증가가 적을수록 구동에너지가 적게 소모된다.
이를 위하여 다양한 방법들이 제시되고 있으며, 현재까지 알려진 바로는 대부분의 압축기를 토출부의 압력이 증가하지 않으면서도 많은 양의 공기가 이동할 수 있도록 설계할 수 있으나, 흡입부의 압력강하를 줄이는 것은 매우 어려운 일이었다.
또한, 토출부의 공기는 고온의 상태이기 때문에, 압축된 기체의 온도를 낮추어야만 한정된 공간에 많은 양의 기체를 압축하여 저장할 수 있었다.
따라서, 현재 사용되고 있는 대부분의 압축기는 그 구조가 매우 복잡하고, 크기도 상당하며, 기체의 압축에 필요한 동력이 크기 때문에 에너지의 소모 또한 매우 크다는 문제점이 있다.
또한, 포지티브 디스플레이스먼트 방식의 피스톤이나, 다이나믹 방식의 회전차를 동작시키는 과정에서, 상당한 진동이나 소음이 발생되는 문제점도 있었다.
하기의 대한민국 등록특허공보 제10-0416942호 "기체 압축 시스템"의 경우, 진동소음을 억제하고 냉각효과를 향상시키기 위한 것이나, 모터를 이용한 회전식 압축방식이라는 점에서 진동소음을 완전히 해결하지는 못할 뿐만 아니라, 구조의 복잡성 및 대형 시스템이라는 문제점을 해결하지는 못하고 있다.
한편, 냉장고 등에 사용되는 압축기는 냉매를 이용하여 냉장고의 내부온도를 낮추기 위해 사용되는 것으로, 압축기가 열전달을 위해 사용되는 경우이다.
그러나, 이러한 경우에도 압축기의 모터동작으로 인해 진동소음이 발생하게 된다.
열적 에너지를 이용하여 기체를 이동시키는 예로는 히트파이프(Heat pipe)가 있으며, 히트파이프의 경우 구동장치를 필요로 하지 않고 자체의 구조적 특징만으로 열을 전달할 수 있다는 장점이 있다.
그러나, 히트파이프는 열전달을 위한 구조적 특징으로 인해, 그 길이와 내부형상 및 배치 등에 많은 제약이 발생하게 되어, 특정 분야나 제품에만 사용된다는 문제점이 있다.
대한민국 등록특허공보 제10-0416942호 "기체 압축 시스템"
전술한 바와 같이 통상의 압축기에서는 기계의 동력을 이용하여 다량의 유량 또는 초고압을 얻을 수 있으나, 흡입부의 압력이 낮으며 토출부의 압력이 높아 많은 구동에너지를 필요로 하며, 소음 진동이 많고 수명연장과 유지보수의 주기를 늘리는데 제약이 많다는 문제점이 있다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위해서, 본 발명은 별도의 구동장치를 필요로 하지 않으면서도 길이 및 크기와 구조적 형상을 다양하게 변형시킬 수 있는 압력차를 이용한 자연유도방식의 열교환방법 및 이를 이용한 가스압축기와 히트펌프를 제공하는데 목적이 있다.
이를 위하여, 본 발명은 기계식 압축기와는 다르게, 하나의 관로 내부에서 열교환에 의해 발생되는 압력차를 이용하여, 흡입부의 압력을 높이고 토출부의 압력을 낮추어 자연적으로 기체를 순환시킴으로써, 동력을 이용하지 않고 자연유도방식으로 기체(냉매)가 순환할 수 있도록 한 압력차를 이용한 자연유도방식의 열교환방법 및 이를 이용한 가스압축기와 히트펌프를 제공하는데 목적이 있다.
또한, 본 발명은 구조가 간단하면서도 다양한 구조적 변형이 가능하도록 하므로, 다양한 분야의 장치 및 시스템에 적용이 용이하고, 대형 열교환 시스템뿐만 아니라 마이크로 채널을 이용한 소형 열교환 모듈에도 쉽게 적용할 수 있는 압력차를 이용한 자연유도방식의 열교환방법 및 이를 이용한 가스압축기와 히트펌프를 제공하는데 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위해서, 본 발명에 따른 압력차를 이용한 자연유도방식의 열교환방법은, 열원부의 열원에서 발생된 열에너지를 흡수하는 흡열단계; 상기 열원부에서 상기 열에너지를 이용하여 저온의 기체를 고온고압의 기체로 만드는 승온승압단계; 상기 고온고압의 기체를 압력차에 의해 토출하여 압축부로 공급하는 토출기체 공급단계; 상기 압축부에서 열교환하여 상기 고온고압의 토출기체를 저온저압의 토출기체로 만드는 감온감압단계; 상기 감온감압단계에서 상기 토출기체와 열교환되어 온도와 압력이 상승한 흡입기체를 압력차에 의해 상기 열원부로 유입하는 기체유입단계; 및 상기 열원부로 유입된 흡입기체에 의해 감소된 부피에 해당하는 기체를 흡입하여 보충하는 기체흡입단계를 포함한다.
또한, 상기 감온감압단계에서 만들어진 저온저압의 토출기체를 흡입기체로 하여, 상기 기체흡입단계 및 기체유입단계를 거쳐 상기 열원부로 유입시킬 수 있다.
또한, 상기 감온감압단계 이후에, 상기 압축부에서 열교환된 저온저압의 토출기체를 축적하여 저온고압의 기체로 만드는 기체압축단계를 더 포함하고, 상기 기체흡입단계는, 외부에서 유입되는 저온의 기체를 흡입하여 보충할 수 있다.
또한, 상기 흡열단계 내지 기체공급단계에서, 상기 열원부의 흡기밸브를 닫도록 제어하고, 상기 열원부의 배기밸브를 개방하도록 제어하며, 상기 감온단계 및 기체유입단계에서, 상기 열원부의 배기밸브를 닫도록 제어하고, 상기 열원부의 흡기밸브를 개방하도록 제어할 수 있다.
또한, 상기 흡열단계 및 승온승압단계에서, 상기 열원부의 흡기밸브 및 배기밸브를 닫도록 제어하고, 상기 기체공급단계에서, 상기 열원부의 배기밸브를 개방하도록 제어하며, 상기 감온단계에서, 상기 열원부의 배기밸브를 닫도록 제어하고, 상기 기체유입단계에서, 상기 열원부의 흡기밸브를 개방하도록 제어할 수 있다.
또한, 상기 흡열단계 및 토출기체 공급단계 중 적어도 한 단계에서는, 열원부에 열을 공급하는 히터를 동작시키고, 상기 기체유입단계에서는, 상기 히터의 동작을 중단할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 압력차를 이용한 자연유도방식의 열교환방법을 이용한 가스압축기는, 저온의 기체에 열에너지를 공급하여 고온고압의 기체로 만들면서 내부를 고압상태로 변환시키고, 상기 고온고압의 기체를 배출하여 내부를 저압상태로 변환시키는 가열챔버; 상기 가열챔버 내부의 압력이 저압상태에서 압력차에 의해 상기 저온의 기체를 자연유도방식으로 상기 가열챔버로 유입시키는 유입관; 상기 가열챔버 내부의 압력이 고압상태에서 압력차에 의해 상기 가열챔버에서 만들어진 고온고압의 기체를 자연유도방식으로 외부에 공급하는 공급관을 포함하며, 상기 유입관의 적어도 일부에 형성되는 제1 열교환부와, 상기 공급관의 적어도 일부에 형성되는 제2 열교환부 간에 열교환이 이루어진다.
또한, 상기 제1 열교환부의 일측에 구성되어 상기 제1 열교환부의 내부를 냉각하는 냉각기를 더 포함하고, 상기 제1 열교환부와 제2 열교환부 간의 열교환을 통해, 제1 열교환부가 양압이 되고 제2 열교환부가 음압이 되면, 상기 가열챔버 양단의 압력차에 제1 열교환부 내부의 기체가 상기 가열챔버로 유입되고, 상기 제1 열교환부 내부의 기체가 상기 가열챔버로 유입되면, 상기 냉각기를 동작시켜 상기 제1 열교환부 내부를 냉각하며, 상기 제1 열교환기 내부가 냉각되어 음압이 되면 외부의 기체가 상기 제1 열교환기 내부로 유입될 수 있다.
또한, 상기 가열챔버와 유입관 사이에 구성되는 제1 밸브; 및 상기 가열챔버와 공급관 사이에 구성되는 제2 밸브를 포함하고, 상기 제1 밸브가 닫히고 상기 제2 밸브가 개방되어 상기 가열챔버에서 만들어진 고온고압의 기체가 상기 제2 열교환부로 이동하면, 상기 제1 열교환부에 머물러 있는 저온의 기체와 상기 고온고압의 기체가 열교환할 수 있다.
또한, 상기 제2 밸브가 닫히고 상기 제1 밸브가 개방되면, 상기 제1 열교환부에서 상기 저온의 기체가 상기 고온고압의 기체와 열교환하여 만들어진 중온의 기체가 상기 가열챔버에 유입될 수 있다.
또한, 상기 제1 열교환부의 일측에 구성되어 상기 제1 열교환부의 내부를 냉각하는 냉각기를 더 포함하고, 상기 중온의 기체가 상기 가열챔버에 유입되면 상기 냉각기를 동작시켜 상기 제1 열교환부 내부를 냉각하고, 상기 가열챔버에 유입된 기체의 양에 해당하는 외부기체가 상기 제1 열교환부에 충진되는 시간동안 상기 제1 밸브 및 제2 밸브가 닫힌 상태로 유지될 수 있다.
또한, 상기 가열챔버와 상기 제1 열교환부 사이의 유입관 중 적어도 일부에 형성되는 제3 열교환부와, 상기 제1 열교환부에서 외부로 이어지는 유입관 중 적어도 일부에 형성되는 제4 열교환부 간에 열교환이 이루어질 수 있다.
또한, 상기 제1 열교환부 및 제4 열교환부 중 적어도 하나는, 내부를 이동하는 기체가 지그재그형태로 이동하는 다중관으로 형성될 수 있다.
또한, 상기 제1 열교환부 및 제2 열교환부가 복수 개 형성될 수 있다.
또한, 상기 복수 개의 제1 열교환부 중 적어도 하나는, 내부를 이동하는 기체가 지그재그형태로 이동하는 다중관으로 형성될 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 압력차를 이용한 자연유도방식의 열교환방법을 이용한 히트펌프는, 열원의 열에너지를 흡수하는 열흡수관; 상기 열흡수관에서 열에너지를 흡수한 냉매가 상기 열흡수관측의 압력과 방열기측의 압력차에 의해 자연유도방식으로 상기 방열기로 이동되는 배출관; 상기 방열기에서 열에너지가 배출되어 냉각된 냉매가 상기 방열기측의 압력과 상기 열흡수관측의 압력차에 의해 자연유도방식으로 상기 열흡수관으로 유입되는 유입관; 및 상기 배출관 및 유입관의 적어도 일부에서 열교환이 이루어지는 열교환부를 포함할 수 있다.
또한, 상기 열교환부는, 중심부는 상기 열흡수관측 배출관과 공간적으로 연결되고, 외곽부는 상기 방열기측 유입관과 공간적으로 연결되며, 상기 중심부와 외곽부의 사이에는 지그재그형태로 공간이 연결되는 다중관으로 구성되는 제1 다중열교환관; 및 중심부는 상기 열흡수관측 유입관과 공간적으로 연결되고, 외곽부는 상기 제1 다중열교환관과 연결되며, 상기 중심부와 외곽부의 사이에는 지그재그형태로 공간이 연결되는 다중관으로 구성되는 제2 다중열교환관을 포함하며, 상기 방열기에서 냉각된 냉매는, 상기 제1 다중열교환관의 외곽부를 통과하여 상기 제2 다중열교환관의 외곽부로 유입되고, 제2다중열교환관의 내부에서 열교환되어 상기 제1 다중열교환관으로 유입되며, 제1 다중열교환관의 내부에서 열교환된 후 상기 제2 다중열교환관의 중심부를 통과하여 상기 열흡수부로 유입될 수 있다.
또한, 상기 열흡수관, 배출관, 유입관 및 열교환부를 복수 개로 구성하고, 상기 복수 개의 열흡수관은 열원을 중심으로 인접되도록 배치하며, 상기 복수 개의 배출관, 유입관 및 열교환부는 상기 열원을 중심으로 대칭되도록 배치하고, 상기 복수 개의 열흡수관, 배출관, 유입관 및 열교환부가 하나의 관로로 이어지도록 구성될 수 있다.
상기와 같은 해결수단에 의해, 본 발명은 별도의 구동장치를 필요로 하지 않기 때문에, 진동소음의 발생이 원천적으로 방지될 수 있으며, 기체의 압축이나 열교환을 위한 동력(전기에너지)의 소모를 최소화할 수 있는 장점이 있다.
또한, 본 발명은 압력차에 의해 자연유도방식으로 기체를 순환시킴으로써, 가스압축기 및 히트펌프의 길이 및 크기와 구조적 형상을 다양하게 변형시킬 수 있는 장점이 있다.
이를 통해, 다양한 장치 및 시스템에 용이하게 적용할 수 있으며, 대형 열교환 시스템뿐만 아니라 마이크로 채널을 이용한 소형 열교환 모듈에도 쉽게 적용할 수 있는 장점이 있다.
특히, 본 발명은 폐열을 이용한 기체의 압축이 가능하며, 별도의 히터를 이용하지 않고서도 기체를 압축시킬 수 있는 장점이 있다.
따라서, 압축기 분야, 천연가스압축 및 보관분야, 고순도 기체 포집 분야, 열교환기분야, 공기조화기분야는 물론, 이와 유사 내지 연관된 분야에서 신뢰성 및 경쟁력을 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 발명에 의한 압력차를 이용한 자연유도방식의 열교환방법의 일 실시예를 설명하는 흐름도이다.
도 2는 도 1의 다른 일 실시예를 설명하는 흐름도이다.
도 3은 압력차를 이용한 자연유도방식의 열교환방법의 원리를 설명하는 도면이다.
도 4는 도 3이 적용된 압력차를 이용한 자연유도방식의 열교환방법을 이용한 가스압축기의 동작원리를 설명하는 도면이다.
도 5는 본 발명에 의한 압력차를 이용한 자연유도방식의 열교환방법을 이용한 가스압축기의 일 실시예를 설명하는 구성도이다.
도 6은 도 5가 적용된 가스압축기의 구체적인 일 실시예를 설명하는 구성도이다.
도 7 내지 도 11은 도 5의 다른 일 실시예들을 설명하는 구성도이다.
도 12는 도 3이 적용된 압력차를 이용한 자연유도방식의 열교환방법을 이용한 히트펌프의 일 실시예를 설명하는 구성도이다.
도 13은 도 12가 적용된 히트펌프의 구체적인 일 실시예를 설명하는 구성도이다.
도 14는 도 12의 동작을 개략적으로 나타낸 개념도이다.
도 15 내지 도 17은 도 14의 변형된 실시예들을 나타내는 개념도이다.
도 18은 도 3이 적용된 압력차를 이용한 자연유도방식의 열교환방법을 이용한 히트펌프의 다른 일 실시예를 설명하는 구성도이다.
도 19 내지 도 22는 도 18의 히트펌프가 동작되는 과정을 설명하는 도면이다.
본 발명에 따른 압력차를 이용한 자연유도방식의 열교환방법 및 이를 이용한 가스압축기와 히트펌프에 대한 예는 다양하게 적용할 수 있으며, 이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 가장 바람직한 실시 예에 대해 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명에 의한 압력차를 이용한 자연유도방식의 열교환방법의 일 실시예를 설명하는 흐름도이고, 도 3은 압력차를 이용한 자연유도방식의 열교환방법의 원리를 설명하는 도면으로서, 이하에서는 도 3을 참조하여 도 1을 설명하기로 한다.
먼저, 도 3에 나타난 열원부(p1)의 열원(H)에서 발생된 열에너지를 흡수하면(단계 S100), 열원부(p1) 내부에 존재하는 기체의 온도(T)가 상승하면서 압력(P)도 상승하게 된다.
다시 말해, 열원부(p1)에서 열에너지를 이용하여 저온의 기체를 고온고압의 기체로 만들게 된다(단계 S200).
그리고, 열원부(p1)에서 만들어진 고온고압의 기체는 열원부(p1)와 압축부(p2)의 압력차(p1>P2)에 의해 도 3의 상부에 나타난 바와 같이, 열원부(p1)에서 토출되어 압축부(p2)로 공급(이동)하게 된다(단계 S300). 여기서, 압축부(p2)는 기체를 압축하는 기체압축기의 경우에 해당하는 것으로, 히트펌프의 경우에는 방열부에 해당함은 당연하다.
압축부(p2)로 이동된 고온고압의 기체(토출기체)는 압축부(p2)에서 열교환되어 저온저압의 기체가 된다(단계 S400). 이때, 기체압축기의 경우 압축부(p2)에서 열교환된 저온저압의 기체를 저온고압의 기체로 만들 수 있다.
한편, 열원부(p1)의 기체는 도 3의 상부와 같이 압축부(p2)로 이동되었으므로, 열원부(P1)의 압력은 낮아진 상태이다.
또한, 감온감압단계(단계 S400)에서 고온고압의 토출기체와 열교환하는 저온의 기체(열원부로 흡입되는 흡입기체)는, 열교환에 의해 온도와 압력이 상승하면서 열원부(P1)의 압력보다 높은 압력으로 상승되어, 압력차에 의해 열원부(P1)로 유입된다(단계 S500).
그리고, 열원부(P1)로 유입된 흡입기체에 의해 감소된 부피만큼의 기체가 흡입되면서 보충된다(단계 S600). 여기서, 흡입되어 보출되는 기체는 외부에서 공급되는 저온의 기체또는 압축부(p2)에서 열교환된 저온의 기체를 포함할 수 있다.
따라서, 외부에서 공급되는 저온의 기체(기체압축장치의 경우) 또는 압축부(p2)에서 열교환된 저온의 기체(히트펌프의 경우)는 압력차에 의해 도 3의 하부와 같이 열원부(p1)로 유입된다.
기체압축기의 경우, 상기한 흡열단계(단계 S100) 내지 기체흡입단계(단계 S600)를 반복하여 압축부(p2)에서 기체를 압축하게 된다.
히트펌프의 경우, 상기한 흡열단계(단계 S100) 내지 기체흡입단계(단계 S600)를 반복하여 냉매인 기체를 폐루프(Closed loop) 내에서 순환시키게 된다(단계 S600). 다시 말해, 감온감압단계(단계 S400)에서 만들어진 저온저압의 토출기체를 흡입기체로 하여, 기체흡입단계(단계 S600) 및 기체유입단계(단계 S500)를 거쳐 상기 열원부로 유입시킬 수 있다.
한편, 상기한 흡열단계(단계 S100) 내지 기체흡입단계(단계 S600)에서, 내부 기체의 압력차를 높여, 기체가 보다 원활하게 이동하도록 하기 위하여, 도 3에 나타난 바와 같이 흡기밸브(V1) 및 배기밸브(V2)의 동작을 제어할 수 있다.
먼저, 저속의 기체압축이나 열교환이 요구되는 장치의 경우, 열원부(p1)의 흡기밸브(V1)를 닫도록 제어한 상태에서, 열원부(p1)의 배기밸브(V2)를 개방하여, 흡열단계(단계 S100) 내지 기체공급단계(단계 S300)를 수행하고, 열원부(p1)의 배기밸브(V2)를 닫도록 제어한 상태에서, 열원부(p1)의 흡기밸브(V1)를 개방하여, 감온단계(단계 S400) 및 기체유입단계(단계 S500)를 수행할 수 있다.
이와 같이, 일측의 밸브를 개방한 상태에서 각 단계를 진행하게 되면, 하기에 설명될 방법에 비해 내부 기체의 각 영역별 압력차가 상대적으로 작아지게 되어, 본 발명에 의한 기체압축기 또는 히트펌프를 무소음으로 동작시킬 수 있다.
만약, 빠른 압축속도가 필요한 기체압축이나 열교환이 요구되는 장치의 경우, 흡열단계(단계 S100) 및 승온승압단계(단계 S200)에서 열원부(p1)의 흡기밸브(V1) 및 배기밸브(V2)를 닫도록 제어하고, 기체공급단계(단계 S300)에서 열원부(p1)의 배기밸브(V2)를 개방하도록 제어하며, 감온단계(단계 S400)에서 열원부(P1)의 배기밸브(V2)를 닫도록 제어하고, 기체유입단계(단계 S500)에서 열원부(p1)의 흡기밸브(V1)를 개방하도록 제어할 수 있다.
따라서, 각 단계별로 내부의 각 영역별의 압력차를 상대적으로 향상시킬 수 있다.
이와 같이, 각 단계별로 흡기밸브(V1) 및 배기밸브(V2)의 동작을 제어하면, 본 발명에 의한 기체압축기 또는 히트펌프의 동작성능을 향상시키면서 저소음으로 동작하도록 할 수 있다.
이상에서 설명된 토출기체 및 흡입기체는 열원부(P1)를 기준으로 하여 이동방향에 의미를 부여한 것으로, 이하에서 설명될 기체압축기 또는 히트펌프에 적용됨에 따라 토출은 배출 또는 공급으로, 흡입은 유입으로 변환되어 사용될 수 있다.
도 2는 도 1의 다른 일 실시예를 설명하는 흐름도이고, 도 4는 도 3이 적용된 압력차를 이용한 자연유도방식의 열교환방법을 이용한 가스압축기의 동작원리를 설명하는 도면으로서, 이하에서는 도 4를 참조하여 도 2를 설명하기로 한다.
도 2를 참조하면, 도 4에 나타난 히터(Heater)가 동작되면(단계 S100) 팽창챔버(Expansion chamber) 내부의 기체가 고온고압의 기체로 변환되며(단계 S200), 배기밸브(V2)가 개방되면서 고온고압의 기체가, 도 4의 상부와 같이 열교환부(도 4에서 점선부분)로 이동할 수 있다(단계 S300).
열교환부의 배출관(도 4에서 열교환부의 상부관)로 이동된 고온고압의 기체는, 도 4의 중앙과 같이 열교환부의 유입관(도 4에서 열교환부의 하부관)으로 유입되는 저온의 기체와 열교환되면서 저온의 기체로 감온감압되고(단계 S400), 외부에서 유입된 저온의 기체는 열교환되어 중온의 기체로 바뀐 후 압력이 상승하며(단계 S450), 유입밸브(V4)는 닫히고 흡기밸브(V1)가 개방되면서 팽창챔버로 유입될 수 있다(단계 S500).
따라서, 저온의 기체가 열교환에 의해 중온의 기체로 바뀐 후 압력이 상승하면서 저압의 팽창챔버에 공급되므로, 팽창챔버에 대하여 푸쉬(Push) 효과를 얻을 수 있으며, 중온으로 가열된 기체가 팽창챔버에 공급되어 가열되므로, 팽창챔버 내의 기체를 가열하기 위한 에너지의 소모를 최소화할 수 있다.
한편, 팽창챔퍼 내에서 가열되어 열교환부로 이동된 고온고압의 기체는 열교환된 후 저온의 기체로 변환되면서 압력도 다소 낮아지게 되며, 팽창챔버에 대하여 풀(Pull) 효과를 얻을 수 있다. 따라서, 팽창챔버를 기준으로 풀 효과와 푸쉬 효과가 순차적으로 반복하여 발생하면서, 풀-푸쉬 또는 푸쉬-풀 기능을 수행하게 되므로, 팽창챔버 내부의 기체가 원활하게 퍼지(Purge, 환기)될 수 있다.
그리고, 열교환부에서 중온의 기체로 바뀌어 압력이 상승한 결과로 흡기밸브 (V1)이 개방되어, 압력이 상승한 중온의 기체가 팽창챔버로 유입되었으므로, 열교환부 내부의 압력이 감소할 수 있다.
이후, 열교환부가 외부와 열교환하면서 내부의 온도가 감소하면, 열교환기 내부에 존재하는 중온의 기체도 온도가 감소하여 저압이 되므로, 흡기밸브(V1) 및 배기밸브(V2)가 닫혀진 상태에서, 유입밸브(V4)가 개방되면서 외부 공기를 열교환부의 유입관 측으로 흡입할 수 있게 된다(단계 S600). 여기서, 배기밸브(V2)가 열린 상태인 경우에는, 열교환부의 유입관측으로 열이 공급되어 외부 공기가 열교환기의 유입관 측으로 유입되는 것이 어려워질 수 있으므로, 배기밸브(V2)도 닫혀진 상태로 유지되는 것이 바람직하다.
따라서, 열교환부는 다음과 같이 다섯 가지 사이클을 수행하는 역할을 한다. 첫째, 팽창챔버로부터 토출된 고온고압의 기체를 수용할 수 있고, 둘째, 토출된 고온고압의 기체로부터 고온의 열에너지를 흡입된 저온의 기체에 전달하는 열교환 과정을 통해 고온고압 기체를 감압시킬 수 있으며, 셋째, 흡입된 저온의 기체의 온도와 압력을 증가시켜 압력차에 의해 팽창챔버에 공급할 수 있고, 넷째, 열교환기 외부를 통한 방열 과정을 통해 열교환기 내부 흡입된 기체의 온도와 압력을 감소시킬 수 있고, 다섯째, 넷째 단계에서 감소된 압력만큼 기체를 흡입함으로써 팽창챔버에 공급됨에 따라 부족해진 기체의 체적을 보충할 수 있다.
본 발명에서 보인 열교환기는 상기의 다섯가지 사이클을 수행하는 기능이 새롭게 부여된 열교환기이며, 기존에 단순히 고온 매질과 저온 매질간 열교환만 수행하는 열교환기와 뚜렷한 차별성이 있음은 물론, 자연유도방식에 의해 소음감소 및 기능면에서 향상된 효과를 얻을 수 있다.
이상에서, 본 발명에 의한 압력차를 이용한 자연유도방식의 열교환방법과 이를 이용한 기체압축방법을 살펴보았으며, 하기에서는 이와 같은 원리가 적용되는 가스압축기와 히트펌프에 대하여 구조적 특징을 중심으로 살펴보기로 한다.
도 5는 본 발명에 의한 압력차를 이용한 자연유도방식의 열교환방법을 이용한 가스압축기의 일 실시예를 설명하는 구성도이고, 도 6은 도 5가 적용된 가스압축기의 구체적인 일 실시예를 설명하는 구성도로서, 가스저장소(500)에서 공급되는 저온저압의 가스를 압축하여 압축가스저장탱크(600)에 저온고압의 가스로 저장하는 가스압축기를 설명한 것이다.
도 5를 참조하면, 본 발명의 가스압축기(A)는 가열챔버(100), 유입관(200) 및 공급관(300)을 포함한다.
가열챔버(100)는 저온의 기체에 열에너지를 공급하여 고온고압의 기체로 만들면서 내부를 고압상태로 변환시키고, 고온고압의 기체를 배출하여 내부를 저압상태로 변환시키는 것으로, 외부에서 공급되는 저온저압의 기체를 가열하여 고온고압의 기체로 만든 후 공급관(300)으로 공급하게 된다.
유입관(200)은 가열챔버(100) 내부의 압력이 저압상태에서 압력차에 의해 외부에서 유입되는 저온의 기체를 자연유도방식으로 가열챔버(100)에 유입시키기 위한 것이다.
공급관(300)은 가열챔버(100) 내부의 압력이 고압상태에서 압력차에 의해 가열챔버(100)에서 만들어진 고온고압의 기체를 자연유도방식으로 외부(예를 들어, 고압탱크)에 공급하기 위한 것이다.
다시 말해, 가열챔버(100) 내부의 기체가 가열되어 고온고압의 상태로 변환되면 공급관(300)으로 공급되면서 가열챔버(100) 내부의 압력이 낮아지게 되고, 가열챔버(100) 내부의 압력이 낮아지면 유입관(200)을 통해 저온의 기체가 가열챔버(100)로 공급될 수 있다.
또한, 본 발명의 가스압축기(A)는 도 5에 나타난 바와 같이, 유입관(200)의 적어도 일부에 형성되는 제1 열교환부(210)와, 공급관(300)의 적어도 일부에 형성되는 제2 열교환부(320) 간에 열교환이 이루어질 수 있다.
이와 같은 열교환으로 인해, 가열챔버(100)에서 공급관(300)으로 이동된 고온고압의 기체는 감온되고, 외부에서 공급되는 저온의 기체는 승온되어 가열챔버(100)로 공급될 수 있다.
또한, 제1 열교환부(210)에는 제2 열교환부(320)에서 전달된 열이 외부로 방출되도록 복수 개의 방열편(321)이 구성될 수 있으며, 이러한 방열편(321)에 의해 외부로 방출되는 열에너지에 해당하는 만큼, 공급관(300)으로 이동된 고온고압의 기체가 빠르게 감온될 수 있다.
또한, 제1 열교환부(210) 내부의 기체는, 온도가 감온된 만큼 부피가 감소하며, 부피의 감소에 따라 압력이 하강하게 되고, 그 결과 유입밸브(440)가 개방되면서 위부기체를 제1 열교환부(210) 내부로 흡입할 수 있게 된다.
또한, 본 발명의 가스압축기(A)는 도 5에 나타난 바와 같이, 가열챔버(100)와 유입관(200) 사이에 구성되는 제1 밸브(410) 및 가열챔버(100)와 공급관(300) 사이에 구성되는 제2 밸브(420)를 포함할 수 있다.
이러한 제1 밸브(410) 및 제2 밸브(420)는 가스압축기(A)의 효율을 향상시키기 위한 것으로, 제1 밸브(410)가 닫히고 제2 밸브(420)가 개방되면, 가열챔버(100)에서 만들어진 고온고압의 기체가, 제2 열교환부(320)로 이동하면서 닫혀진 제1 밸브(410)에 의해 제1 열교환부(210)에 머물러 있는 저온의 기체와 고온고압의 기체가 보다 효율적으로 열교환할 수 있다.
이후, 제2 밸브(420)가 닫히고 제1 밸브(410)가 개방되면, 제1 열교환부(210)에서 고온고압의 기체와 열교환하여 만들어진 중온의 기체가 압력이 낮아진 가열챔버(100)에 빠르게 유입될 수 있다.
또한, 가열챔버(100)는 유입된 중온의 기체에 최소한의 열에너지만을 공급하여 고온고압의 기체를 만들 수 있으므로, 본 발명의 가스압축기(A)가 동작하기 위한 에너지의 소모량을 최소화할 수 있다.
도 5에서, 미설명 부호 '430' 및 '440'은 각각 도 4에 나타난 압축밸브(V3) 및 유입밸브(V4)에 대응하며, 동작방법에 대해서도 도 4의 설명에 대응함은 물론이다.
또한, 도 5에서 제1 열교환부(210) 및 제2 열교환부(320)는 원형관의 제1 열교환부(210) 중심을 제2 열교환부(320)가 관통하도록 구성된 것을 나타낸 것이며, 당업자의 요구에 따라 열교환이 이루어지는 다양한 구조로 변경될 수 있음은 물론이다.
또한, 도 6에서 미설명 부호 '550'은 냉각기를 나타낸 것으로, 가스저장소(500)에 저장된 가스가 유입관(200)으로 신속히 유입되도록 음압을 형성하기 위한 것이며, '110'은 팽창챔버, '120'은 히터를 나타낸 것이다. 여기서, 냉각기(550)의 위치는 당업자의 요구에 따라 제1 열교환부(210) 주위에 위치하거나, 도 5의 방열편(321)으로 대체될 수 있으며, 유입관(200)에 음압을 형성할 수 있다면 다른 곳에 적절히 배치될 수 있음은 자명하다.
또한, 팽창챔버(110) 주변 또는 내부에 구비될 수 있는 히터(120)는, 도 1에 나타난 흡열단계(단계 S100) 내지 토출기체 공급단계(단계 S300)에서 전원을 공급받아 팽창챔버(110) 내부에 열을 공급하여 팽창챔버(110) 내부의 온도를 상승시키도록 동작할 수 있다.
이를 통해, 팽창챔버(110) 내부에서 승온승압된 기체를 보다 신속하게 토출시킬 수 있다.
또한, 히터(120)는 기체유입단계(단계 S500)에서 전원공급이 중단되어 열 공급을 차단함으로써, 팽창챔버(110) 내부의 온도를 하강시키도록 동작할 수 있다.
이를 통해, 기체유입단계(단계 S500)에서, 팽창챔버(110)의 내부 압력을 감소시켜 제1 열교환부(210)으로부터 유입되는 기체의 양(부피)을 극대화 할 수 있다.
따라서, 히터(120)의 동작을 각 단계별로 제어함으로써, 팽창챔버(110)와 팽창챔버(110)의 양측(유입관측과 공급관측) 중 어느 일측과의 압력차를 극대화하여, 기체의 압축비를 보다 더 향상시킬 수 있으며, 히터(120)에 대한 전원공급의 제어를 통해 절전 효과를 얻을 수 있다.
도 7 내지 도 11은 도 5의 다른 일 실시예들을 설명하는 구성도이다.
도 7을 참조하면, 가열챔버(100)와 제1 열교환부(210) 사이의 유입관(200) 중 적어도 일부에 형성되는 제3 열교환부(230)와, 제1 열교환부(210)에서 외부로 이어지는 유입관(200) 중 적어도 일부에 형성되는 제4 열교환부(240) 간에 열교환이 이루어지도록 할 수 있다.
다시 말해, 열교환이 이루어지는 부분을 다단으로 형성할 수 있으며, 이와 같은 다단구조에 의해 보다 효율적으로 열교환이 이루어질 수 있다. 이와 같은 열교환의 효율성 향상은 가스압축기(A)의 압축효율을 더욱 향상시키고 에너지소모량을 보다 더 줄일 수 있음은 물론이다.
도 7의 경우, 열교환이 일어나는 부분을 병렬적 형태로 구성한 것이며, 도 8에 나타난 바와 같이 제1 열교환부(210) 및 제2 열교환부(320)를 복수 개 형성함으로써, 직렬적 형태로 구성할 수도 있음은 물론이다.
또한, 도 7 및 도 8에 나타난 제1 열교환부(210) 및 제4 열교환부(240) 중 적어도 하나는, 도 9에 나타난 바와 같이, 내부를 이동하는 기체가 지그재그형태로 이동하는 다중관으로 형성될 수 있으며, 각 관을 이동하는 기체는 이웃하는 관 간을 이동하는 기체와 열교환이 이루어질 수 있다
도 10은 본 발명의 가스압축기(A)를 이용하여 기체를 다단압축하는 구성을 나타낸 것으로, 가스저장소(500)에서 유입되는 기체는 상부의 가스압축기(A)에서 압축되어 제1 압축기(710)로 공급되며, 제1 압축기(710)의 기체는 하부의 가스압축기(A)에서 압축되어 재압축되어 제2 압축기(720)로 공급된 후, 도 6에 나타난 바와 같은 압축가스저장탱크(600)로 공급될 수 있다.
도 10에 나타난 바와 같이, 가스의 압축을 다단으로 수행할 경우, 보다 적은 열에너지로도 충분한 가스압축효율을 얻을 수 있다.
따라서, 태양열이나 지열과 같은 자연에너지를 이용하더라도 충분한 압력으로 가스를 압축할 수 있으며, 이는 에너지 효율을 극대화할 뿐만 아니라 친환경성을 향상시키는 효과를 얻을 수 있다.
또한, 도 11에 나타난 바와 같이 극저온의 냉각정화장치(800)를 이용하는 경우에는 별도의 열원을 구성하지 않고서도 기체의 압축률을 향상시킬 수 있다.
냉각정화장치(800)는 고순도의 기체를 포집하기 위해 사용되는 것으로, 액체질소 등을 이용하여 가스압축기(A)에서 압축된 기체를 극저온으로 낮추게 되면, 기체에 포함된 이종의 기체가 액화되므로, 고순도의 기체를 포집할 수 있다.
또한, 해당 기체가 극저온상태로 변화되기 때문에 압축가스저장탱크(600)에 저장되는 기체의 압력을 보다 상승시킬 수 있으며, 냉각정화장치(800)의 극저온 증기를 가스압축기(A)의 열교환부로 공급하면, 가스저장소(500)에서 유입되는 기체가 상대적으로 고온인 상태가 되므로, 가열챔버(100)에서 히터를 동작하지 않고서도 대기열을 이용하여 본 발명에 의한 가스압축기(A)의 기능을 수행할 수 있다.
도 12는 도 3이 적용된 압력차를 이용한 자연유도방식의 열교환방법을 이용한 히트펌프의 일 실시예를 설명하는 구성도이고, 도 13은 도 12가 적용된 히트펌프의 구체적인 일 실시예를 설명하는 구성도이다.
도 12를 참조하면, 본 발명의 히트펌프는 열흡수관(100'), 유입관(200), 배출관(300), 열교환부(900) 및 방열기(990)를 포함할 수 있다.
도 12에서, 배출하고자 하는 열원(H)의 열에너지가 열흡수관(100')으로 흡수되면, 열흡수관(100')의 냉매가 열에너지를 흡수하여 배출관(300)을 통해 방열기(990)측으로 이동하게 된다. 여기서, 배출관의 도면부호는 도 5의 공급관과 동일하게 부여하였으며, 이는 해당 구성이 가스압축기 또는 히트펌프에 적용됨에 의해 기능적으로만 변경된 것임을 나타내기 위한 것이다.
배출관(300)을 통해 방열기(990)로 공급된 고온의 냉매는 방열기(990)에서 감온된 후 유입관(200)을 통해 열흡수관(100')으로 이동되면서, 도 12의 히트펌프를 순환하게 된다.
다시 말해, 폐루프(Closed loop) 방식으로 순환함에 있어서는 히프파이프와 유사하나, 냉매가 압력차에 의해 자연유도방식으로 순환되므로, 열흡수관(100') 등의 구조를 다양하게 변형시킬 수 있고, 크기나 형상에 제약이 없다는 점에서 히프파이프에 비하여 상당한 장점이 있음을 알 수 있다.
또한, 배출관(300) 및 유입관(200)의 적어도 일부에서 열교환이 이루어지는 열교환부(900)를 구성함으로써, 배출관(300)을 이동하는 냉매의 온도가 낮아지면서 압력이 감소하여 열흡수관(100')의 고온고압인 냉매를 흡입하게 되며, 방열기(990)의 열배출효율을 향상시킴과 동시에, 유입관(200을 이동하는 냉매의 온도가 상승되면서 압력이 증가되어 열흡수관(100') 측으로 신속하게 이동할 수 있다. 이는 도 2에서 설명된 푸쉬-풀 기능과 동일하다.
따라서, 도 12에 나타난 열교환부(900)에 의해 히트펌프의 전체 효율이 향상될 수 있음을 알 수 있다.
도 14는 도 12의 동작을 개략적으로 나타낸 개념도이고, 도 15 내지 도 17은 도 14의 변형된 실시예들을 나타내는 개념도이다.
도 14를 참조하면, 도 12의 구성은 크게 폐루프 형태의 관로와, 열원(H), 방열기(R) 및 냉각기(C), 그리고 열교환부(900)로 구성될 수 있다.
도 14의 히트펌프 구조는 도 15 및 도 16과 같이 복수 개의 히트펌프를 하나로 통합하여 구성할 수 있다.
다시 말해, 도 15의 경우 열원(H)을 중심으로 상부 및 하부가 각각 도 14의 히트펌프 구조에 대응할 수 있으며, 도 16의 경우 열원(H)을 중심으로 좌측 및 우측이 각각 도 14의 히트펌프 구조에 대응할 수 있다.
이를 다시 설명하면, 도 12에 나타난 열흡수관(100'), 배출관(300), 유입관(200) 및 열교환부(900)를 복수 개로 구성하고, 복수 개의 열흡수관(100')은 열원(H)을 중심으로 인접되도록 배치하며, 복수 개의 배출관(300), 유입관(200) 및 열교환부(900)는 열원(H)을 중심으로 대칭되도록 배치할 수 있다.
그리고, 복수 개의 열흡수관(100'), 배출관(300), 유입관(200) 및 열교환부(900)가 하나의 관로로 이어지도록 구성할 수 있는 것이다.
이와 같이, 하나의 열원(H)에 대하여 복수 개의 히트펌프를 하나로 통합하여 적용할 경우, 절반의 효율을 갖는 히트펌프만으로도 열교환효율을 얻을 수 있다는 장점이 있다. 다시 말해, 도 14의 히트펌프가 2사이클을 수행하여 얻을 수 있는 열효율을 도 15 및 도 16의 히트펌프는 1사이클 만으로도 얻을 수 있게 되는 것이다.
이는 도 14의 히트펌프를 이용하는 것에 비하여, 동작주기를 절반으로 줄임으로써, 제어를 용이하게 할 수 있으며, 소형 히트펌프로도 충분한 열효율을 확보할 수 있다는 장점을 얻을 수 있는 것이다.
또한, 도 17에 나타난 바와 같이, 복수 개의 열원에 대하여 하나의 히트펌프를 이용하여 열교환을 수행할 수도 있다.
결과적으로, 본 발명의 히트펌프는 다양한 구조적 변경이 가능할 뿐만 아니라, 복수 개의 열원(또는 냉원)에 대해서도 효율적인 열교환이 이루어질 수 있도록 할 수 있다.
도 18은 도 3이 적용된 압력차를 이용한 자연유도방식의 열교환방법을 이용한 히트펌프의 다른 일 실시예를 설명하는 구성도이고, 도 19 내지 도 22는 도 18의 히트펌프가 동작되는 과정을 설명하는 도면이다.
도 18을 참조하면, 도 14에 나타난 히트펌프의 열교환부(900)는 제1 다중열교환관(910) 및 제2 다중열교환관(920)을 포함할 수 있다.
제1 다중열교환관(910)은 도 18에 나타난 바와 같이 다중관으로 구성될 수 있며, 중심부는 열흡수관(100')측 배출관(300)과 공간적으로 연결되고, 외곽부는 방열기(990)측 유입관(200)과 공간적으로 연결되며, 중심부와 외곽부의 사이에는 지그재그형태로 공간이 연결되는 다중관으로 구성될 수 있다.
제2 다중열교환관(920)은 제1 다중열교환관(910)과 동일 내지 유사한 다중관으로 구성될 수 있으며, 중심부는 열흡수관(100')측 유입관(200)과 공간적으로 연결되고, 외곽부는 제1 다중열교환관(910)과 연결되며, 중심부와 외곽부의 사이에는 지그재그형태로 공간이 연결되는 다중관으로 구성될 수 있다.
이와 같은 히트펌프의 동작을 살펴보면, 도 19에 나타난 바와 같이 열흡수관(100')에서 열원(H)의 열에너지를 흡수환 냉매는, 배출관(300)을 따라 제1 다중열교환관(910)를 통과하여 증발기(990)로 이동할 수 있다.
그리고, 증발기(990)에서 온도가 낮아진 냉매는 도 20에 나타난 바와 같이, 유입관(200)을 통해 제1 다중열교환관(910)의 외곽부를 통과하여 제2 다중열교환관(920)의 외곽부로 유입될 수 있다.
제2 다중열교환관(920)으로 유입된 냉매는, 도 21에 나타난 바와 같이 내부에서 이웃하는 관로를 이동하는 냉매와 상호간에 열교환되어 제1 다중열교환관(910)으로 유입되며, 제1 다중열교환관(910)의 내부에서 이웃하는 관로를 이동하는 냉매와 상호간에 열교환될 수 있다.
이후, 제2 다중열교환관(910)의 중심부를 통과한 냉매는 열흡수부(100')로 유입되면서 순환될 수 있다.
이상에서 본 발명에 의한 압력차를 이용한 자연유도방식의 열교환방법 및 이를 이용한 가스압축기와 히트펌프에 대하여 설명하였다. 이러한 본 발명의 기술적 구성은 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자가 본 발명의 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.
그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며, 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해되어야 하고, 본 발명의 범위는 전술한 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지는 것이므로, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
A : 가스압축기
100 : 가열챔버(Heating chamber)
110 : 팽창챔버(Expansion chamber) 120 : 히터
200 : 유입관
210 : 제1 열교환부 210' : 다중관
230 : 제3 열교환부 240 : 제4 열교환부
300 : 공급관(배출관) 320 : 제2 열교환부
410 : 제1 밸브 420 : 제2 밸브
430 : 제3 밸브 440 : 제4 밸브
500 : 가스저장소 550 : 냉각기
600 : 압축가스저장탱크
710 : 제1 압축기 720 : 제2 압축기
800 : 냉각정화장치
900 : 열교환부 910 : 제1 다중열교환관
920 : 제2 다중열교환관 990 : 방열기(Radiator)

Claims (18)

  1. 열원부의 열원에서 발생된 열에너지를 흡수하는 흡열단계;
    상기 열원부에서 상기 열에너지를 이용하여 저온의 기체를 고온고압의 기체로 만드는 승온승압단계;
    상기 고온고압의 기체를 압력차에 의해 토출하여 압축부로 공급하는 토출기체 공급단계;
    상기 압축부에서 열교환하여 상기 고온고압의 토출기체를 저온저압의 토출기체로 만드는 감온감압단계;
    상기 감온감압단계에서 상기 토출기체와 열교환되어 온도와 압력이 상승한 흡입기체를 압력차에 의해 상기 열원부로 유입하는 기체유입단계; 및
    상기 열원부로 유입된 흡입기체에 의해 감소된 부피에 해당하는 기체를 흡입하여 보충하는 기체흡입단계를 포함하는 압력차를 이용한 자연유도방식의 열교환방법.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 감온감압단계에서 만들어진 저온저압의 토출기체를 흡입기체로 하여,
    상기 기체흡입단계 및 기체유입단계를 거쳐 상기 열원부로 유입시키는 것을 특징으로 하는 압력차를 이용한 자연유도방식의 열교환방법.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 감온감압단계 이후에,
    상기 압축부에서 열교환된 저온저압의 토출기체를 축적하여 저온고압의 기체로 만드는 기체압축단계를 더 포함하고,
    상기 기체흡입단계는,
    외부에서 유입되는 저온의 기체를 흡입하여 보충하는 것을 특징으로 하는 압력차를 이용한 자연유도방식의 열교환방법.
  4. 제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 흡열단계 내지 토출기체 공급단계에서,
    상기 열원부의 흡기밸브를 닫도록 제어하고, 상기 열원부의 배기밸브를 개방하도록 제어하며,
    상기 감온감압단계 및 기체유입단계에서,
    상기 열원부의 배기밸브를 닫도록 제어하고, 상기 열원부의 흡기밸브를 개방하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 압력차를 이용한 자연유도방식의 열교환방법.
  5. 제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 흡열단계 및 승온승압단계에서,
    상기 열원부의 흡기밸브 및 배기밸브를 닫도록 제어하고,
    상기 토출기체 공급단계에서,
    상기 열원부의 배기밸브를 개방하도록 제어하며,
    상기 감온감압단계에서,
    상기 열원부의 배기밸브를 닫도록 제어하고,
    상기 기체유입단계에서,
    상기 열원부의 흡기밸브를 개방하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 압력차를 이용한 자연유도방식의 열교환방법.
  6. 제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 흡열단계 및 토출기체 공급단계 중 적어도 한 단계에서는,
    열원부에 열을 공급하는 히터를 동작시키고,
    상기 기체유입단계에서는,
    상기 히터의 동작을 중단하는 것을 특징으로 하는 압력차를 이용한 자연유도방식의 열교환방법.
  7. 저온의 기체에 열에너지를 공급하여 고온고압의 기체로 만들면서 내부를 고압상태로 변환시키고, 상기 고온고압의 기체를 배출하여 내부를 저압상태로 변환시키는 가열챔버;
    상기 가열챔버 내부의 압력이 저압상태에서 압력차에 의해 상기 저온의 기체를 자연유도방식으로 상기 가열챔버로 유입시키는 유입관;
    상기 가열챔버 내부의 압력이 고압상태에서 압력차에 의해 상기 가열챔버에서 만들어진 고온고압의 기체를 자연유도방식으로 외부에 공급하는 공급관을 포함하며,
    상기 유입관의 적어도 일부에 형성되는 제1 열교환부와, 상기 공급관의 적어도 일부에 형성되는 제2 열교환부 간에 열교환이 이루어지는 것을 특징으로 하는 압력차를 이용한 자연유도방식의 열교환방법을 이용한 가스압축기.
  8. 제 7항에 있어서,
    상기 제1 열교환부의 일측에 구성되어 상기 제1 열교환부의 내부를 냉각하는 냉각기를 더 포함하고,
    상기 제1 열교환부와 제2 열교환부 간의 열교환을 통해, 제1 열교환부가 양압이 되고 제2 열교환부가 음압이 되면, 상기 가열챔버 양단의 압력차에 제1 열교환부 내부의 기체가 상기 가열챔버로 유입되고,
    상기 제1 열교환부 내부의 기체가 상기 가열챔버로 유입되면, 상기 냉각기를 동작시켜 상기 제1 열교환부 내부를 냉각하며, 상기 제1 열교환기 내부가 냉각되어 음압이 되면 외부의 기체가 상기 제1 열교환기 내부로 유입되도록 하는 것을 특징으로 하는 압력차를 이용한 자연유도방식의 열교환방법을 이용한 가스압축기.
  9. 제 7항에 있어서,
    상기 가열챔버와 유입관 사이에 구성되는 제1 밸브; 및
    상기 가열챔버와 공급관 사이에 구성되는 제2 밸브를 포함하고,
    상기 제1 밸브가 닫히고 상기 제2 밸브가 개방되어 상기 가열챔버에서 만들어진 고온고압의 기체가 상기 제2 열교환부로 이동하면, 상기 제1 열교환부에 머물러 있는 저온의 기체와 상기 고온고압의 기체가 열교환하는 것을 특징으로 하는 압력차를 이용한 자연유도방식의 열교환방법을 이용한 가스압축기.
  10. 제 9항에 있어서,
    상기 제2 밸브가 닫히고 상기 제1 밸브가 개방되면, 상기 제1 열교환부에서 상기 저온의 기체가 상기 고온고압의 기체와 열교환하여 만들어진 중온의 기체가 상기 가열챔버에 유입되는 것을 특징으로 하는 압력차를 이용한 자연유도방식의 열교환방법을 이용한 가스압축기.
  11. 제 10항에 있어서,
    상기 제1 열교환부의 일측에 구성되어 상기 제1 열교환부의 내부를 냉각하는 냉각기를 더 포함하고,
    상기 중온의 기체가 상기 가열챔버에 유입되면 상기 냉각기를 동작시켜 상기 제1 열교환부 내부를 냉각하고, 상기 가열챔버에 유입된 기체의 양에 해당하는 외부기체가 상기 제1 열교환부에 충진되는 시간동안 상기 제1 밸브 및 제2 밸브가 닫힌 상태로 유지되는 것을 특징으로 하는 압력차를 이용한 자연유도방식의 열교환방법을 이용한 가스압축기.
  12. 제 7항 내지 제 11항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 가열챔버와 상기 제1 열교환부 사이의 유입관 중 적어도 일부에 형성되는 제3 열교환부와, 상기 제1 열교환부에서 외부로 이어지는 유입관 중 적어도 일부에 형성되는 제4 열교환부 간에 열교환이 이루어지는 것을 특징으로 하는 압력차를 이용한 자연유도방식의 열교환방법을 이용한 가스압축기.
  13. 제 12항에 있어서,
    상기 제1 열교환부 및 제4 열교환부 중 적어도 하나는,
    내부를 이동하는 기체가 지그재그형태로 이동하는 다중관으로 형성되는 것을 특징으로 하는 압력차를 이용한 자연유도방식의 열교환방법을 이용한 가스압축기.
  14. 제 7항 내지 제 11항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 열교환부 및 제2 열교환부가 복수 개 형성되는 것을 특징으로 하는 압력차를 이용한 자연유도방식의 열교환방법을 이용한 가스압축기.
  15. 제 14항에 있어서,
    상기 복수 개의 제1 열교환부 중 적어도 하나는,
    내부를 이동하는 기체가 지그재그형태로 이동하는 다중관으로 형성되는 것을 특징으로 하는 압력차를 이용한 자연유도방식의 열교환방법을 이용한 가스압축기.
  16. 열원의 열에너지를 흡수하는 열흡수관;
    상기 열흡수관에서 열에너지를 흡수한 냉매가 상기 열흡수관측의 압력과 방열기측의 압력차에 의해 자연유도방식으로 상기 방열기로 이동되는 배출관;
    상기 방열기에서 열에너지가 배출되어 냉각된 냉매가 상기 방열기측의 압력과 상기 열흡수관측의 압력차에 의해 자연유도방식으로 상기 열흡수관으로 유입되는 유입관; 및
    상기 배출관 및 유입관의 적어도 일부에서 열교환이 이루어지는 열교환부를 포함하는 압력차를 이용한 자연유도방식의 열교환방법을 이용한 히트펌프.
  17. 제 16항에 있어서,
    상기 열교환부는,
    중심부는 상기 열흡수관측 배출관과 공간적으로 연결되고, 외곽부는 상기 방열기측 유입관과 공간적으로 연결되며, 상기 중심부와 외곽부의 사이에는 지그재그형태로 공간이 연결되는 다중관으로 구성되는 제1 다중열교환관; 및
    중심부는 상기 열흡수관측 유입관과 공간적으로 연결되고, 외곽부는 상기 제1 다중열교환관과 연결되며, 상기 중심부와 외곽부의 사이에는 지그재그형태로 공간이 연결되는 다중관으로 구성되는 제2 다중열교환관을 포함하며,
    상기 방열기에서 냉각된 냉매는,
    상기 제1 다중열교환관의 외곽부를 통과하여 상기 제2 다중열교환관의 외곽부로 유입되고, 제2다중열교환관의 내부에서 열교환되어 상기 제1 다중열교환관으로 유입되며, 제1 다중열교환관의 내부에서 열교환된 후 상기 제2 다중열교환관의 중심부를 통과하여 상기 열흡수관으로 유입되는 것을 특징으로 하는 압력차를 이용한 자연유도방식의 열교환방법을 이용한 히트펌프.
  18. 제 16항 또는 제 17항에 있어서,
    상기 열흡수관, 배출관, 유입관 및 열교환부를 복수 개로 구성하고,
    상기 복수 개의 열흡수관은 열원을 중심으로 인접되도록 배치하며,
    상기 복수 개의 배출관, 유입관 및 열교환부는 상기 열원을 중심으로 대칭되도록 배치하고,
    상기 복수 개의 열흡수관, 배출관, 유입관 및 열교환부가 하나의 관로로 이어지도록 구성되는 것을 특징으로 하는 압력차를 이용한 자연유도방식의 열교환방법을 이용한 히트펌프.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN117948711A (zh) * 2024-03-26 2024-04-30 中际(江苏)智能暖通设备有限公司 一种煤矿井口用低温热泵热风机

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11990598B1 (en) * 2020-09-10 2024-05-21 Hamfop Technologies LLC Heat activated multiphase fluid-operated pump for battery temperature control
US12018870B2 (en) * 2021-02-04 2024-06-25 Lee Wa Wong Air conditioning and heat pump system with energy efficient heat exchanger
CN116793126B (zh) * 2023-06-21 2024-05-14 西安交通大学 一种超高温热管

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH1137596A (ja) * 1997-07-18 1999-02-12 Chubu Electric Power Co Inc 化学ヒートポンプ
KR100324359B1 (ko) * 1998-03-11 2002-04-22 윤종용 2단팽창을이용한냉장고
JP2004270966A (ja) * 2003-03-05 2004-09-30 Denso Corp 蒸気圧縮式冷凍機
KR20130030700A (ko) * 2011-09-19 2013-03-27 (주)유원 전기 축열식 히트 펌프 시스템

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6327994B1 (en) * 1984-07-19 2001-12-11 Gaudencio A. Labrador Scavenger energy converter system its new applications and its control systems
DE3431240A1 (de) * 1984-08-24 1986-03-06 Michael 4150 Krefeld Laumen Kaeltemaschine bzw. waermepumpe sowie strahlpumpe hierfuer
US5259213A (en) * 1991-12-19 1993-11-09 Gary Phillippe Heat pump efficiency enhancer
US5272878A (en) * 1992-12-10 1993-12-28 Schlichtig Ralph C Azeotrope assisted power system
US6041613A (en) * 1994-07-05 2000-03-28 Morse; Cecil O. Energy conserving heat pump system
US5924480A (en) * 1997-06-09 1999-07-20 Sanyo Electric Co., Ltd. Air conditioning system
US5966965A (en) * 1997-12-05 1999-10-19 White Consolidated Industries, Inc. Ambient temperature control for absorption refrigerator
US5937663A (en) * 1997-12-23 1999-08-17 Yang Fan Development Co., Ltd. Multipurpose heat pump system
KR100337381B1 (ko) 2000-06-13 2002-05-22 권 영 두 수동선반의 바이트 파손방지 방법
EP1367341B1 (en) * 2001-01-31 2010-06-30 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Throttle device
AU2002360447A1 (en) * 2001-11-30 2003-06-17 Cooling Technologies, Inc. Absorption heat-transfer system
KR200337381Y1 (ko) * 2003-09-30 2003-12-31 김지훈 분리형 히트파이프를 이용한 냉각장치
US7380588B2 (en) * 2004-01-12 2008-06-03 Trane International Inc. Heat pump control system and method of operating to provide automatic backup heating modes
US8506839B2 (en) * 2005-12-14 2013-08-13 E I Du Pont De Nemours And Company Absorption cycle utilizing ionic liquids and water as working fluids
JP2008164237A (ja) 2006-12-28 2008-07-17 Jfe Steel Kk ヒートポンプシステム

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH1137596A (ja) * 1997-07-18 1999-02-12 Chubu Electric Power Co Inc 化学ヒートポンプ
KR100324359B1 (ko) * 1998-03-11 2002-04-22 윤종용 2단팽창을이용한냉장고
JP2004270966A (ja) * 2003-03-05 2004-09-30 Denso Corp 蒸気圧縮式冷凍機
KR20130030700A (ko) * 2011-09-19 2013-03-27 (주)유원 전기 축열식 히트 펌프 시스템

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN117948711A (zh) * 2024-03-26 2024-04-30 中际(江苏)智能暖通设备有限公司 一种煤矿井口用低温热泵热风机
CN117948711B (zh) * 2024-03-26 2024-06-04 中际(江苏)智能暖通设备有限公司 一种煤矿井口用低温热泵热风机
CN117948711B8 (zh) * 2024-03-26 2024-07-19 中际(江苏)智能暖通设备有限公司 一种煤矿井口用低温热泵热风机

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