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고온증기 생산을 위한 증기 주입 히트펌프 시스템

  • 기술번호 : KST2018007774
  • 담당센터 : 대전기술혁신센터
  • 전화번호 : 042-610-2279
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요약, Int. CL, CPC, 출원번호/일자, 출원인, 등록번호/일자, 공개번호/일자, 공고번호/일자, 국제출원번호/일자, 국제공개번호/일자, 우선권정보, 법적상태, 심사진행상태, 심판사항, 구분, 원출원번호/일자, 관련 출원번호, 기술이전 희망, 심사청구여부/일자, 심사청구항수의 정보를 제공하는 이전대상기술 뷰 페이지 상세정보 > 서지정보 표입니다.
요약 본 발명은 증기생산을 위한 증기용 플래시탱크 내에 열교환기를 두고, 히트펌프의 응축기 후단의 냉매의 열을 증기용 플래시탱크 내에 공급하여 건도를 향상시킨 섭씨 120도 이상의 고온 증기를 공급할 수 있는 히트펌프 시스템에 관한 것으로, 히트펌프 시스템에 증기 주입 히트펌프를 적용하고, 이에 캐스케이드 히트펌프를 접목할 수 있으며, 열원 측에 중간열교환기를 두어 열원을 승온함으로써 시스템의 효율을 높이고, 압축기의 후방에서 고온 고압의 냉매를 증기용 플래시탱크의 열교환기로 바이패스 공급하여 효율을 향상시킨 증기 생산 히트펌프 시스템을 제공한다.
Int. CL F25B 7/00 (2006.01.01) F25B 41/00 (2006.01.01) F25B 43/00 (2006.01.01) F25B 49/02 (2006.01.01) F25B 41/04 (2006.01.01) F25B 9/00 (2006.01.01) F22B 3/00 (2006.01.01)
CPC F25B 7/00(2013.01) F25B 7/00(2013.01) F25B 7/00(2013.01) F25B 7/00(2013.01) F25B 7/00(2013.01) F25B 7/00(2013.01) F25B 7/00(2013.01) F25B 7/00(2013.01) F25B 7/00(2013.01) F25B 7/00(2013.01) F25B 7/00(2013.01)
출원번호/일자 1020160164588 (2016.12.05)
출원인 한국에너지기술연구원
등록번호/일자
공개번호/일자 10-2018-0064622 (2018.06.15) 문서열기
공고번호/일자 문서열기
국제출원번호/일자
국제공개번호/일자
우선권정보
법적상태 등록
심사진행상태 발송처리완료
심판사항
구분 신규
원출원번호/일자
관련 출원번호
심사청구여부/일자 Y (2017.01.18)
심사청구항수 32

출원인

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번호 이름 국적 주소
1 한국에너지기술연구원 대한민국 대전광역시 유성구

발명자

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번호 이름 국적 주소
1 장기창 대한민국 대전광역시 유성구
2 김기봉 대한민국 제주 제주시
3 임용훈 대한민국 대정 유성구
4 양제복 대한민국 대전광역시 동구
5 윤시원 대한민국 경기도 광명시 디지털로
6 김용찬 대한민국 서울 강북구

대리인

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번호 이름 국적 주소
1 특허법인(유한) 대아 대한민국 서울특별시 강남구 역삼로 ***, 한양빌딩*층(역삼동)

최종권리자

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번호 이름 국적 주소
1 한국에너지기술연구원 대전광역시 유성구
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번호 서류명 접수/발송일자 처리상태 접수/발송번호
1 [특허출원]특허출원서
[Patent Application] Patent Application		 2016.12.05 수리 (Accepted) 1-1-2016-1192046-71
2 직권정정안내서
Notification of Ex officio Correction		 2016.12.15 발송처리완료 (Completion of Transmission) 1-5-2016-0179603-12
3 [심사청구]심사청구(우선심사신청)서
[Request for Examination] Request for Examination (Request for Preferential Examination)		 2017.01.18 수리 (Accepted) 1-1-2017-0064011-71
4 출원인정보변경(경정)신고서
Notification of change of applicant's information		 2017.01.19 수리 (Accepted) 4-1-2017-5010650-13
5 선행기술조사의뢰서
Request for Prior Art Search		 2017.05.12 수리 (Accepted) 9-1-9999-9999999-89
6 선행기술조사보고서
Report of Prior Art Search		 2017.07.21 발송처리완료 (Completion of Transmission) 9-6-2017-0110407-86
7 [출원서등 보정]보정서
[Amendment to Patent Application, etc.] Amendment		 2017.12.04 수리 (Accepted) 1-1-2017-1208667-68
8 의견제출통지서
Notification of reason for refusal		 2018.02.20 발송처리완료 (Completion of Transmission) 9-5-2018-0120871-93
9 [거절이유 등 통지에 따른 의견]의견(답변, 소명)서
[Opinion according to the Notification of Reasons for Refusal] Written Opinion(Written Reply, Written Substantiation)		 2018.04.20 수리 (Accepted) 1-1-2018-0398285-97
10 [명세서등 보정]보정서
[Amendment to Description, etc.] Amendment		 2018.04.20 보정승인간주 (Regarded as an acceptance of amendment) 1-1-2018-0398286-32
11 등록결정서
Decision to grant		 2018.06.26 발송처리완료 (Completion of Transmission) 9-5-2018-0432691-55
12 [일부 청구항 포기]취하(포기)서
[Abandonment of Partial Claims] Request for Withdrawal (Abandonment)		 2018.07.09 수리 (Accepted) 2-1-2018-0447259-27
13 출원인정보변경(경정)신고서
Notification of change of applicant's information		 2019.01.08 수리 (Accepted) 4-1-2019-5004978-55
14 출원인정보변경(경정)신고서
Notification of change of applicant's information		 2019.08.21 수리 (Accepted) 4-1-2019-5166801-48
15 출원인정보변경(경정)신고서
Notification of change of applicant's information		 2019.08.21 수리 (Accepted) 4-1-2019-5166803-39
16 출원인정보변경(경정)신고서
Notification of change of applicant's information		 2020.09.01 수리 (Accepted) 4-1-2020-5197654-62
번호, 청구항의 정보를 제공하는 이전대상기술 뷰 페이지 상세정보 > 청구항 표입니다.
번호 청구항
1 1
제2팽창밸브(66)에서 나온 액체 상의 제1냉매가 열원으로부터 열을 흡수하면서 증발하는 제1증발기(61);상기 제1증발기(61)에서 나온 기체 상의 제1냉매를 고압으로 압축하는 제1압축기(62);상기 제1압축기(62)에서 압축된 고온 고압의 제1냉매가 응축되는 제1응축기(63);상기 제1응축기(63)에서 응축된 액체 상의 제1냉매를 팽창시키는 제1팽창밸브(64);상기 제1팽창밸브(64)에서 나온 제1냉매가 유입되는 제1냉매용 플래시탱크(65);상기 제1냉매용 플래시탱크(65)에서 분리된 액체 상의 제1냉매를 팽창시키는 상기 제2팽창밸브(66); 및상기 제1냉매용 플래시탱크(65)에서 나온 기체 상의 제1냉매를 상기 제1압축기(62)에 공급하는 제1주입관(67);을 포함하는 증기주입(vapor injection) 히트펌프를 구비하는 증기생산 히트펌프 시스템으로서,상기 증기생산 히트펌프 시스템은 고압의 유입수가 투입되어 기수 분리되고 증기를 외부로 공급하는 증기용 플래시탱크(30)를 포함하고,상기 증기용 플래시탱크(30)는,상기 제1응축기(63)의 제1냉매와 열교환하며 열을 흡수한 고온 고압의 유입수가 유입되는 유입부(32); 및상기 유입부(32)보다 상부에 구비되며, 상기 유입부를 통해 유입된 후 기화된 증기와 열교환하는 열교환기(18);를 포함하며,상기 열교환기(18)에는 상기 제1응축기(63)에서 나온 제1냉매가 유입되어 상기 증기용 플래시탱크(30) 내의 증기를 가열하고,상기 열교환기(18)에서 나온 제1냉매는 상기 제1냉매용 플래시탱크(65)로 유입되는 것을 특징으로 하는 증기생산 히트펌프 시스템
2 2
제2팽창밸브(66)에서 나온 액체 상의 제1냉매가 열원으로부터 열을 흡수하면서 증발하는 제1증발기(61);상기 제1증발기(61)에서 나온 기체 상의 제1냉매를 고압으로 압축하는 제1압축기(62);상기 제1압축기(62)에서 압축된 고온 고압의 제1냉매가 응축되는 제1응축기(63);상기 제1응축기(63)에서 나온 제1냉매의 적어도 일부가 고온 측으로 유입되고, 상기 제1응축기(63)에서 나온 제1냉매의 나머지가 제1팽창밸브(64)를 거쳐 저온 측으로 유입되며, 고온 측으로 유입된 제1냉매와 저온 측으로 유입된 제1냉매 간 열교환이 이루어지는 제1서브쿨러(69);상기 제1서브쿨러(69)의 고온 측에서 나온 제1냉매를 팽창시키는 상기 제2팽창밸브(66); 및상기 제1서브쿨러(69)의 저온 측에서 나온 기체 상의 제1냉매를 상기 제1압축기(62)에 공급하는 제1주입관(67);을 포함하는 증기주입(vapor injection) 히트펌프를 구비하는 증기생산 히트펌프 시스템으로서,상기 증기생산 히트펌프 시스템은 고압의 유입수가 투입되어 기수 분리되고 증기를 외부로 공급하는 증기용 플래시탱크(30)를 포함하고,상기 증기용 플래시탱크(30)는,상기 제1응축기(63)의 제1냉매와 열교환하며 열을 흡수한 고온 고압의 유입수가 유입되는 유입부(32); 및상기 유입부(32)보다 상부에 구비되며, 상기 유입부를 통해 유입된 후 기화된 증기와 열교환하는 열교환기(18);를 포함하며,상기 열교환기(18)에는 상기 제1응축기(63)에서 나온 제1냉매가 유입되어 상기 증기용 플래시탱크(30) 내의 증기를 가열하고,상기 열교환기(18)에서 나온 제1냉매는 상기 제1서브쿨러(69)의 고온 측에 유입되는 것을 특징으로 하는 증기생산 히트펌프 시스템
3 3
제4팽창밸브(86)에서 나온 액체 상의 제2냉매가 열원으로부터 열을 흡수하며 증발하는 제2증발기(81);상기 제2증발기(81)에서 나온 기체 상의 제2냉매를 고압으로 압축하는 제2압축기(82);상기 제2압축기(82)에서 압축된 고온 고압의 제2냉매가 응축되는 인터쿨러(83); 및상기 인터쿨러(83)에서 응축된 액체 상의 제2냉매를 팽창시키는 상기 제4팽창밸브(86);를 포함하는 캐스케이드(cascade) 히트펌프와,제2팽창밸브(66)에서 나온 액체 상의 제1냉매가 상기 캐스케이드 히트펌프로부터 열을 흡수하면서 증발하는 상기 인터쿨러(83);상기 인터쿨러(83)에서 나온 기체 상의 제1냉매를 고압으로 압축하는 제1압축기(62);상기 제1압축기(62)에서 압축된 고온 고압의 제1냉매가 응축되는 제1응축기(63);상기 제1응축기(63)에서 응축된 액체 상의 제1냉매를 팽창시키는 제1팽창밸브(64);상기 제1팽창밸브(64)에서 나온 제1냉매가 유입되는 제1냉매용 플래시탱크(65);상기 제1냉매용 플래시탱크(65)에서 분리된 액체 상의 제1냉매를 팽창시키는 상기 제2팽창밸브(66); 및상기 제1냉매용 플래시탱크(65)에서 나온 기체 상의 제1냉매를 상기 제1압축기(62)에 공급하는 제1주입관(67);을 포함하는 증기주입(vapor injection) 히트펌프를 구비하는 증기생산 히트펌프 시스템으로서,상기 증기생산 히트펌프 시스템은 고압의 유입수가 투입되어 기수 분리되고 증기를 외부로 공급하는 증기용 플래시탱크(30)를 포함하고,상기 증기용 플래시탱크(30)는,상기 제1응축기(63)의 제1냉매와 열교환하며 열을 흡수한 고온 고압의 유입수가 유입되는 유입부(32); 및상기 유입부(32)보다 상부에 구비되며, 상기 유입부를 통해 유입된 후 기화된 증기와 열교환하는 열교환기(18);를 포함하며,상기 열교환기(18)에는 상기 제1응축기(63)에서 나온 제1냉매가 유입되어 상기 증기용 플래시탱크(30) 내의 증기를 가열하고,상기 열교환기(18)에서 나온 제1냉매는 상기 제1냉매용 플래시탱크(65)로 유입되는 것을 특징으로 하는 증기생산 히트펌프 시스템
4 4
청구항 3에 있어서,상기 캐스케이드 히트펌프는,상기 인터쿨러(83)에서 응축된 액체 상의 제2냉매를 팽창시키는 제3팽창밸브(84);상기 제3팽창밸브(84)에서 나온 제2냉매가 유입되는 제2냉매용 플래시탱크(85); 및상기 제2냉매용 플래시탱크(85)에서 나온 기체 상의 제2냉매를 상기 제2압축기(82)에 공급하는 제2주입관(87);을 더 포함하고,상기 제4팽창밸브(86)는 제2냉매의 흐름 상 상기 인터쿨러(83)보다 후방에 배치된 상기 제2냉매용 플래시탱크(85)에서 분리된 액체 상의 제2냉매를 팽창시키는 것을 특징으로 하는 증기생산 히트펌프 시스템
5 5
청구항 3에 있어서,상기 캐스케이드 히트펌프는,상기 인터쿨러(83)에서 나온 제2냉매의 적어도 일부가 고온 측으로 유입되고, 상기 인터쿨러(83)에서 나온 제2냉매의 나머지가 제3팽창밸브(84)를 거쳐 저온 측으로 유입되며, 고온 측으로 유입된 제2냉매와 저온 측으로 유입된 제2냉매 간 열교환이 이루어지는 제2서브쿨러(89); 및상기 제2서브쿨러(89)의 저온 측에서 나온 기체 상의 제2냉매를 상기 제2압축기(82)에 공급하는 제2주입관(87);을 더 포함하고,상기 제4팽창밸브(86)는 제2냉매의 흐름 상 상기 인터쿨러(83)보다 후방에 배치된 상기 제2서브쿨러(89)의 고온 측에서 나온 제2냉매를 팽창시키는 것을 특징으로 하는 증기생산 히트펌프 시스템
6 6
제4팽창밸브(86)에서 나온 액체 상의 제2냉매가 열원으로부터 열을 흡수하며 증발하는 제2증발기(81);상기 제2증발기(81)에서 나온 기체 상의 제2냉매를 고압으로 압축하는 제2압축기(82);상기 제2압축기(82)에서 압축된 고온 고압의 제2냉매가 응축되는 인터쿨러(83); 및상기 인터쿨러(83)에서 응축된 액체 상의 제2냉매를 팽창시키는 상기 제4팽창밸브(86);를 포함하는 캐스케이드(cascade) 히트펌프와,제2팽창밸브(66)에서 나온 액체 상의 제1냉매가 상기 캐스케이드 히트펌프로부터 열을 흡수하면서 증발하는 상기 인터쿨러(83);상기 인터쿨러(83)에서 나온 기체 상의 제1냉매를 고압으로 압축하는 제1압축기(62);상기 제1압축기(62)에서 압축된 고온 고압의 제1냉매가 응축되는 제1응축기(63);상기 제1응축기(63)에서 나온 제1냉매의 적어도 일부가 고온 측으로 유입되고, 상기 제1응축기(63)에서 나온 제1냉매의 나머지가 제1팽창밸브(64)를 거쳐 저온 측으로 유입되며, 고온 측으로 유입된 제1냉매와 저온 측으로 유입된 제1냉매 간 열교환이 이루어지는 제1서브쿨러(69);상기 제1서브쿨러(69)의 고온 측에서 나온 제1냉매를 팽창시키는 상기 제2팽창밸브(66); 및상기 제1서브쿨러(69)의 저온 측에서 나온 기체 상의 제1냉매를 상기 제1압축기(62)에 공급하는 제1주입관(67);을 포함하는 증기주입(vapor injection) 히트펌프를 구비하는 증기생산 히트펌프 시스템으로서,상기 증기생산 히트펌프 시스템은 고압의 유입수가 투입되어 기수 분리되고 증기를 외부로 공급하는 증기용 플래시탱크(30)를 포함하고,상기 증기용 플래시탱크(30)는,상기 제1응축기(63)의 제1냉매와 열교환하며 열을 흡수한 고온 고압의 유입수가 유입되는 유입부(32); 및상기 유입부(32)보다 상부에 구비되며, 상기 유입부를 통해 유입된 후 기화된 증기와 열교환하는 열교환기(18);를 포함하며,상기 열교환기(18)에는 상기 제1응축기(63)에서 나온 제1냉매가 유입되어 상기 증기용 플래시탱크(30) 내의 증기를 가열하고,상기 열교환기(18)에서 나온 제1냉매는 상기 제1서브쿨러(69)의 고온 측에 유입되는 것을 특징으로 하는 증기생산 히트펌프 시스템
7 7
청구항 6에 있어서,상기 캐스케이드 히트펌프는,상기 인터쿨러(83)에서 응축된 액체 상의 제2냉매를 팽창시키는 제3팽창밸브(84);상기 제3팽창밸브(84)에서 나온 제2냉매가 유입되는 제2냉매용 플래시탱크(85); 및상기 제2냉매용 플래시탱크(85)에서 나온 기체 상의 제2냉매를 상기 제2압축기(82)에 공급하는 제2주입관(87);을 더 포함하고,상기 제4팽창밸브(86)는 제2냉매의 흐름 상 상기 인터쿨러(83)보다 후방에 배치된 상기 제2냉매용 플래시탱크(85)에서 분리된 액체 상의 제2냉매를 팽창시키는 것을 특징으로 하는 증기생산 히트펌프 시스템
8 8
청구항 6에 있어서,상기 캐스케이드 히트펌프는,상기 인터쿨러(83)에서 나온 제2냉매의 적어도 일부가 고온 측으로 유입되고, 상기 인터쿨러(83)에서 나온 제2냉매의 나머지가 제3팽창밸브(84)를 거쳐 저온 측으로 유입되며, 고온 측으로 유입된 제2냉매와 저온 측으로 유입된 제2냉매 간 열교환이 이루어지는 제2서브쿨러(89); 및상기 제2서브쿨러(89)의 저온 측에서 나온 기체 상의 제2냉매를 상기 제2압축기(82)에 공급하는 제2주입관(87);을 더 포함하고,상기 제4팽창밸브(86)는 제2냉매의 흐름 상 상기 인터쿨러(83)보다 후방에 배치된 상기 제2서브쿨러(89)의 고온 측에서 나온 제2냉매를 팽창시키는 것을 특징으로 하는 증기생산 히트펌프 시스템
9 9
청구항 1 내지 청구항 8 중 어느 한 항에 있어서,상기 제1압축기(62)에서 나온 기체 상의 제1냉매 중 일부는 바이패스관(68)을 통해 상기 열교환기(18)에 유입되는 것을 특징으로 하는 증기생산 히트펌프 시스템
10 10
[청구항 10은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다
11 11
[청구항 11은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다
12 12
청구항 1 내지 청구항 8 중 어느 한 항에 있어서,상기 제1응축기(63)와 상기 열교환기(18) 사이에는 제1냉매의 유량을 제어하는 냉매유입제어밸브(631)가 구비되는 것을 특징으로 하는 증기생산 히트펌프 시스템
13 13
[청구항 13은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다
14 14
[청구항 14은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다
15 15
청구항 3 내지 청구항 5 중 어느 한 항에 있어서,상기 열교환기(18)에서 나온 제1냉매는 중간열교환기(91)의 고온 측에 유입되고, 상기 열원의 유체는 상기 중간열교환기(91)의 저온 측에 유입되며,상기 중간열교환기(91)에서 열교환 후 상기 중간열교환기(91)의 고온 측에서 나온 제1냉매는 상기 제1냉매용 플래시탱크(65)로 유입되고,상기 중간열교환기(91)에서 열교환 후 상기 중간열교환기(91)의 저온 측에서 나온 열원의 유체는 상기 제2증발기(81) 쪽으로 공급되는 것을 특징으로 하는 증기생산 히트펌프 시스템
16 16
청구항 15에 있어서,상기 열교환기(18)에서 나온 제1냉매가 중간열교환기(91)의 고온 측으로 공급되는 양과 상기 제1냉매용 플래시탱크(65)으로 공급되는 양을 제어하는 중간공급제어밸브(71)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 증기생산 히트펌프 시스템
17 17
청구항 16에 있어서,상기 중간공급제어밸브(71)는 상기 열원의 유체 온도가 소정의 온도보다 낮은 경우 중간열교환기(91)의 고온 측으로 상기 제1냉매를 공급하도록 하는 것을 특징으로 하는 증기생산 히트펌프 시스템
18 18
청구항 1 내지 청구항 8 중 어느 한 항에 있어서,상기 열교환기(18)에 공급되는 제1냉매의 온도는 상기 유입수의 온도보다 높아, 상기 열교환기(18)가 증기의 건도를 향상시키게 되는 것을 특징으로 하는 증기생산 히트펌프 시스템
19 19
청구항 1 내지 청구항 8 중 어느 한 항에 있어서,상기 열교환기(18)는 코일 타입인 것을 특징으로 하는 증기생산 히트펌프 시스템
20 20
[청구항 20은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다
21 21
[청구항 21은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다
22 22
청구항 1 내지 청구항 8 중 어느 한 항에 있어서,상기 열교환기(18)로 유입되는 제1냉매의 양은 상기 증기용 플래시탱크(30) 내의 압력과 증기 온도 중 적어도 어느 하나에 근거하여 제어되는 증기생산 히트펌프 시스템
23 23
청구항 22에 있어서, 상기 증기용 플래시탱크(30) 내의 압력이 높을수록 상기 열교환기(18)에 공급되는 제1냉매의 양은 줄어들도록 제어되는 증기생산 히트펌프 시스템
24 24
청구항 22에 있어서,상기 증기용 플래시탱크(30) 내의 증기 온도가 높을수록 상기 열교환기(18)에 공급되는 제1냉매의 양은 줄어드는 것을 특징으로 하는 증기생산 히트펌프 시스템
25 25
청구항 22에 있어서, 상기 열교환기(18) 입구의 제1냉매 온도(T1)과 열교환기 출구의 제1냉매 온도(T2)를 비교하여, 두 온도의 차(T1-T2)가 클수록 공급되는 제1냉매의 양은 늘어나고, 온도의 차가 작을수록 공급되는 제1냉매의 양은 줄어드는 것을 특징으로 하는 증기생산 히트펌프 시스템
26 26
청구항 1 내지 청구항 8 중 어느 한 항에 있어서, 상기 증기용 플래시탱크(30) 내의 열교환기(18)와 유입부(32) 사이에는 증기 내의 응축수를 제거하고 증기의 유동을 균일하게 퍼뜨리는 커버 플레이트(50)가 설치되는 것을 특징으로 하는 증기생산 히트펌프 시스템
27 27
청구항 26에 있어서, 상기 커버 플레이트(50)의 외주면의 적어도 일부가 상기 증기용 플래시탱크(30)의 내벽에 의해 지지되고, 상기 커버 플레이트의 외주면에는 증기로부터 제거된 응축수가 증기용 플래시탱크(30)의 바닥으로 흘러내릴 수 있도록 배수로(52)가 형성되며, 상기 커버 플레이트는 중앙부에서 외주면으로 갈수록 점점 낮아지도록 경사진 것을 특징으로 하는 증기생산 히트펌프 시스템
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청구항 26에 있어서, 상기 커버 플레이트(50)의 표면에는 다공부(54)가 형성된 것을 특징으로 하는 증기생산 히트펌프 시스템
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[청구항 29은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다
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[청구항 30은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다
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[청구항 31은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다
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[청구항 32은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다
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1 미래창조과학부 한국과학기술연구원 실용화형융합연구사업 스마트팜 에너지 최적관리 시스템(HW/SW) 개발
2 산업통상자원부 범양냉방공업(주) 핵심기반기술개발사업 산업공정용 120도 이상 스팀 공급이 가능한 300 kW 급 고온 토출형 히트펌프 개발