KR100513493B1 - Heat pump system - Google Patents

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KR100513493B1
KR100513493B1 KR10-2003-0010210A KR20030010210A KR100513493B1 KR 100513493 B1 KR100513493 B1 KR 100513493B1 KR 20030010210 A KR20030010210 A KR 20030010210A KR 100513493 B1 KR100513493 B1 KR 100513493B1
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Abstract

본 발명은 히트 펌프에 관한 것으로, 그 목적은 고압측 냉매와 저압 측 냉매의 비공비(증발온도 및 응축온도가 다름) 혼합 냉매를 사용하여서 히트 펌프의 증발압력 저하 및 응축압력 상승 시에도 성능향상 및 압축기의 소요동력을 절감시켜 주기 위하여 고압 냉매와 저압 냉매를 선택적으로 주 회로에 공급 해주는 장치에 관 한 것이다.The present invention relates to a heat pump, and its purpose is to improve the performance even when the evaporation pressure decreases and the condensation pressure of the heat pump is increased by using azeotrope (different evaporation temperature and condensation temperature) of the high pressure refrigerant and the low pressure refrigerant. And a device for selectively supplying the high pressure refrigerant and the low pressure refrigerant to the main circuit in order to reduce the power required of the compressor.

이를 위해, 냉매 제어 장치(6)에는 냉매 냉각 및 가열용 열 교환기(8, 10)가 부착되어 있으며, 열 교환기(8)의 내부로는 고압 냉매 또는 저압 냉매 또는 액냉매를 유입하며, 제어 신호에 의해 개폐 밸브를 제어 하여서고, 주 회로의 냉매의 조성을 조절하여 히트 펌프의 능력을 제어하도록 구성되어 있다.To this end, the refrigerant control device 6 is attached with heat exchangers 8 and 10 for cooling and heating the refrigerant, and a high pressure refrigerant or a low pressure refrigerant or a liquid refrigerant flows into the heat exchanger 8, and a control signal. It is configured to control the opening and closing valve by controlling the composition of the refrigerant in the main circuit to control the capacity of the heat pump.

Description

히트펌프 시스템{Heat pump system}Heat pump system

본 발명은 고압측 냉매와 저압측 냉매의 비공비(증발 온도의 다름) 혼합 냉매를 사용하여서 히트펌프의 증발압력 저하 및 응축압력 상승 시에도 성능향상 및 압축기의 소요동력을 절감시켜 줄 수 있고, 겨울철 외기 온도 저하시 및 여름철 외기 온도 상승시 냉방 능력 및 난방능력의 저하를 방지하기 위하여 운전중 냉매 유량의 최적 제어로 응축압력의 상승 및 압축기 입구의 냉매 증기의 과열도를 최적으로 제어하며, 비공비 혼합 냉매의 선택적으로 조절하여 성능 향상 및 압축기의 소손을 방지하여 주도록 한 것이다.The present invention uses azeotropic (different evaporation temperature) mixed refrigerant of the high-pressure side refrigerant and the low-side side refrigerant to improve performance and reduce the power consumption of the compressor even when the evaporation pressure of the heat pump is lowered and the condensation pressure is increased, In order to prevent deterioration of cooling capacity and heating capacity during winter outdoor air temperature drop and summer outdoor air temperature rise, optimal control of refrigerant flow rate during operation ensures optimal control of rise of condensation pressure and superheat of refrigerant vapor at compressor inlet. By selectively adjusting the non-mixed refrigerant to improve the performance and to prevent the burner of the compressor.

비공비 혼합냉매를 사용하여 히트 펌프의 주 회로를 흐르는 냉매 조성을 변화 시켜 능력을 변화시키는 종래의 히트 펌프로서는, 특허 공개 번호 특2001-0052480호 가 개시된 것이다. 이하, 도면을 참조하여 종래의 히트펌프 시스템에 관해서 설명한다.Patent Publication No. 2001-0052480 discloses a conventional heat pump that uses a non-azeotropic mixed refrigerant to change the refrigerant composition flowing through the main circuit of the heat pump to change its capacity. Hereinafter, a conventional heat pump system will be described with reference to the drawings.

도 3은 상기 공개에 개시된 종래의 히트펌프 장치에 있어서의 냉동 사이클을 나타내는 시스템 구성도 이다.3 is a system configuration diagram showing a refrigeration cycle in the conventional heat pump apparatus disclosed in the above publication.

도 3에 있어서, 종래의 히트 펌프장치에는 비공비 혼합 냉매가 봉입되어 있고, 압축기(110) 사방밸브(113), 실외 열 교환기(1111), 주 팽창 장치(114), 및 실내 열 교환기(112)가 고리형상으로 배관 접속되어 냉동사이클의 주 회로를 구성하고 있다.In Fig. 3, a conventional azeotropic mixed refrigerant is sealed in the conventional heat pump apparatus, and the compressor 110, the four-way valve 113, the outdoor heat exchanger 1111, the main expansion device 114, and the indoor heat exchanger 112 are shown. ) Is connected in a loop to form the main circuit of the refrigeration cycle.

히트 펌프장치에는 주 팽창 장치(114)를 바이 패스하는 배관이 설치되어 있고, 그 배관 상에 부 팽창 장치(115)와 부 팽창 장치(117)가 직렬로 접속되어 있다. 부 팽창 장치(115)와 부 팽창 장치(116)를 접속하는 배관에는 개폐밸브(120)를 통해 정류분리기(117)의 바닥부가 접속되어 있다.A pipe for bypassing the main expansion device 114 is provided in the heat pump device, and the sub expansion device 115 and the sub expansion device 117 are connected in series on the pipe. The bottom of the rectifier separator 117 is connected to a pipe connecting the sub-expansion device 115 and the sub-expansion device 116 via an open / close valve 120.

정류분리기(117)는 연직 방향으로 긴 직관으로 구성되어 있고, 정류분리기(117)의 정점 부는 냉각기(130)를 통해 저류기(118)의 정점부와 연통하고 있다. 그리고 저류기(118)는 고리형상으로 접속되고 폐회로가 형성되어 있다.The rectifier separator 117 is composed of a straight tube extending in the vertical direction, and the apex portion of the rectifier separator 117 communicates with the apex portion of the reservoir 118 through the cooler 130. The reservoir 118 is connected in a ring shape and a closed circuit is formed.

저류기(118)는 그 정점부가 정류분리기(117)의 정점 부보다 높은 위치가 되도록 배치되어 있다. 또한 냉각기(130)는 저류기(118)의 정점 부보다 높은 위치가 되도록 배치되어있다.The reservoir 118 is arranged such that its apex is higher than the apex of the rectifier separator 117. In addition, the cooler 130 is disposed to be at a position higher than the apex portion of the reservoir 118.

냉각기(130)에 있어서 정류분리기(117)의 바닥 부로부터 부 팽창 장치(119)를 거쳐 압축기(110)의 흡입배관에 향하는 냉매와 정류분리기(117의 정점 부의 냉매와가 간접적으로 열 교환하도록 구성되어 있다.In the cooler 130 is configured to indirectly heat exchange between the refrigerant from the bottom of the rectifier 117 to the suction pipe of the compressor 110 from the bottom of the rectifier 117 to the suction pipe of the compressor 110. It is.

부하의 조건에 따라 개폐 밸브(120)를 개폐하여 정류 분류기(117)에 액냉매 및 혼합(기상 + 액상)을 유입하여 혼합 냉매(고압 냉매 + 저압 냉매) 및 저압 냉매를 저압부로 유입 시키는 구조이다.By opening and closing the opening and closing valve 120 according to the load conditions, the liquid refrigerant and mixed (gas + liquid) flows into the rectifier classifier 117 to introduce the mixed refrigerant (high pressure refrigerant + low pressure refrigerant) and low pressure refrigerant into the low pressure portion. .

그렇지만, 상기 종래의 히트 펌프 장치에 있어서는, 정류 분류기(117)에서 저압 냉매(고비점) 와 고압 냉매(저비점)가 분류되나, 고압 냉매 및 저압 냉매의 단독으로의 유입이 불가능하여서 냉매의 혼합비(고압 냉매 + 저압 냉매)의 제어 폭이 적어 난방 및 냉방 능력의 제어 폭이 적으며, 하계의 응축기(112)의 고압 상승시의 문제점이 있고, 비공비 혼합 냉매의 분류에 의한 단일 냉매 운전이 불가능하고, 저류기(118)가 정류기(117)의 정점 위에 위치해야 하며, 냉각기(130)가 저류기(118) 위쪽에 위치해야 하므로 장치의 높이가 커지는 단점이 있고, 부팽창(115, 116, 119) 장치가 너무 많아 부하 변동 및 외기 온도 변동 시에 사이클 발란스의 문제가 있는 있으며, 정류기(117)의 하부의 저압 냉매(고비점 냉매) 만이 냉각기(130)에 인입 되므로 사이클에서 저압 냉매의 제거가 불가능하여서 동계 외기온 저하시 압축기(110) 입구의 냉매의 비체적 증가로 냉매 순환 량의 감소로 급격한 난방 능력의 저하를 초래하는 단점이 있다.However, in the conventional heat pump apparatus, the low pressure refrigerant (high boiling point) and the high pressure refrigerant (low boiling point) are classified in the rectifier classifier 117, but the inflow of the high pressure refrigerant and the low pressure refrigerant alone is impossible, and thus the mixing ratio of the refrigerant ( The control width of the high pressure refrigerant + low pressure refrigerant) is small, the control width of the heating and cooling capacity is small, there is a problem in the high pressure rise of the condenser 112 in the summer, the single refrigerant operation by the classification of non-azeotropic mixed refrigerant is impossible , The reservoir 118 must be located above the apex of the rectifier 117, the cooler 130 must be located above the reservoir 118, so that the height of the device is increased, the expansion of the expansion (115, 116, 119) ) There are so many devices that there is a problem of cycle balance during load fluctuations and outside temperature fluctuations, and only the low pressure refrigerant (high boiling point refrigerant) at the bottom of the rectifier 117 is introduced into the cooler 130. Is not hayeoseo has the disadvantage of resulting in a rapid decrease in heating capacity by increasing the specific volume of the refrigerant inlet of the compressor 110 during the winter outdoor temperature decreases to reduce the refrigerant circulation amount.

본 발명의 목적은 고압 냉매와 저압 냉매의 비공비(증발 온도의 다름) 혼합 냉매의 조성비)를 조절하여서 히트펌프의 증발압력 저하 및 응축압력 상승 시에도 성능향상 및 압축기의 소요동력을 절감시켜 주고, 고압 냉매와 저압 냉매를 선택적(0 ~ 100%)으로 주 회로에 공급하여서 고압 냉매 및 저압 냉매의 단일 사이클(cycle) 또는 혼합 냉매 사이클을 형성 하는 것을 목적으로 한다.The purpose of the present invention is to adjust the azeotropic ratio (different evaporation temperature) mixed refrigerant composition of the high pressure refrigerant and low pressure refrigerant) to improve the performance and reduce the power consumption of the compressor even when the evaporation pressure of the heat pump is lowered and the condensation pressure is increased It is an object to supply a high pressure refrigerant and a low pressure refrigerant selectively (0 to 100%) to the main circuit to form a single cycle or a mixed refrigerant cycle of the high pressure refrigerant and the low pressure refrigerant.

또한, 겨울철 외기 온도 저하시 및 여름철 외기 온도 상승시 냉방 능력 및 난방능력의 저하를 방지하며, 운전중 냉매 유량 및 냉매 조성비의 최적 제어로 응축압력의 상승 및 압축기 입구의 냉매 증기의 과열 도를 최적으로 제어하여 압축기의 과부하를 방지하여 성능 향상 및 압축기의 소손을 방지하여 주며, 냉매 제어 장치로 원활한 냉매의 인 입을 위하여 열 교환기(냉각 및 가열)를 부착한 히트펌프 시스템을 제공하는데 있다.In addition, the cooling capacity and heating capacity are prevented from being lowered in winter when the outside air temperature is lowered and the temperature of the outside air is increased in summer, and optimum control of the refrigerant flow rate and the refrigerant composition ratio during operation increases the condensation pressure and the superheat of the refrigerant vapor at the inlet of the compressor. It is designed to prevent the overload of the compressor to prevent the performance improvement and burnout of the compressor, and to provide a heat pump system equipped with a heat exchanger (cooling and heating) for the smooth introduction of the refrigerant as a refrigerant control device.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 냉동시스템은, 냉매가스를 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 증발잠열을 이용하여 피 냉각물체와 열 교환에 의하여 냉동효과를 달성하면서 증발하여 저온저압의 기상의 냉매가스를 압축기로 복귀시키는 증발기를 포함하여 이루어지는 냉동시스템에 있어서,In order to achieve the above object, a refrigeration system according to the present invention, a compressor for compressing and discharging the refrigerant gas at a high temperature and high pressure state, a condenser for condensing the refrigerant compressed by the compressor in the liquid phase, the high temperature condensed in the condenser An expansion valve for expanding a high pressure liquid refrigerant to a low pressure liquid refrigerant, and evaporating while achieving a refrigerating effect by heat exchange with the object to be cooled using evaporative latent heat of the refrigerant while evaporating the refrigerant expanded in the expansion valve. A refrigeration system comprising an evaporator for returning a low-temperature, low-pressure gaseous refrigerant gas to a compressor,

상기 응축기 또는 증발기 또는 액냉매 배관에서 냉매 가스 또는 액 냉매 또는 혼합가스(기상 + 액상)를 냉매 제어 장치에 유입시켜 냉각시키고 저압 냉매와 고압 냉매를 분류하여 저장하고, 필요시 저압 측으로의 유입을 제어하는 냉매 제어 장치부;In the condenser or evaporator or the liquid refrigerant pipe, the refrigerant gas or liquid refrigerant or mixed gas (gas phase + liquid phase) is introduced into the refrigerant control device and cooled, and the low pressure refrigerant and the high pressure refrigerant are classified and stored, and if necessary, the inflow to the low pressure side is controlled. A refrigerant control device unit;

상기 냉매 제어 장치의 하부(저압 냉매) 또는 상부(고압 냉매)의 냉매 또는 응축기와 증발기 사이의 액냉매를 냉매 제어 밸브로 선택적으로 팽창변 및 열교환기에 유입 하여, 냉매 제어 장치내의 냉매를 냉각시키는 냉각 열교 환부;Cooling thermal bridge that cools the refrigerant in the refrigerant control device by selectively introducing the refrigerant of the lower (low pressure refrigerant) or the upper (high pressure refrigerant) of the refrigerant control device or the liquid refrigerant between the condenser and the evaporator to the expansion valve and the heat exchanger through the refrigerant control valve. Affected area;

상기 냉매 제어 장치의 고온 고압의 액 냉매를 냉매 제어 밸브로 가열 열교환기에 유입 하여, 냉매 제어 장치내의 냉매를 가열시키는 가열 열교 환부;A heating heat exchanger configured to heat the high temperature and high pressure liquid refrigerant of the refrigerant control device to a heat exchanger through a refrigerant control valve to heat the refrigerant in the refrigerant control device;

상기 냉매 제어 장치의 냉각 열교환기, 가열 열교 환기 및 냉매 제어 장치 내부로의 냉매의 인입을 냉매 제어 밸브 및 체크 밸브로 제어 하는 냉매 인인부;A refrigerant drawing unit configured to control the introduction of a refrigerant into a cooling heat exchanger, a heating heat exchanger, and a refrigerant control device of the refrigerant control device through a refrigerant control valve and a check valve;

상기 냉매 제어 장치에서 고압 및 저압 측으로 냉매를 인입 시키는 냉매 송출부를 특징으로 한다.The refrigerant control unit is characterized in that the refrigerant delivery unit for introducing the refrigerant to the high pressure and low pressure side.

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.The features and advantages of the present invention will become more apparent from the detailed description of the preferred embodiments based on the accompanying drawings. Prior to this, terms or words used in the present specification and claims should not be construed as being limited to the common or dictionary meanings, and the inventors may properly interpret the concept of terms in order to best explain their own invention. Based on the principle that can be defined, it should be interpreted as meaning and concept corresponding to the technical idea of the present invention.

이하, 본 발명에 의한 히트펌프의 실시 예를 첨부 도면을 참조하면서 설명한다.Hereinafter, an embodiment of a heat pump according to the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

도1은 난방시의 계통도로서 실 내기는 응축기(2), 실 외기는 증발기(3)인 사이클이다.1 is a system diagram during heating, in which a chamber is a condenser 2 and a chamber is an evaporator 3.

참조부호 (1)는 압축기로서, 냉매가스를 흡입하여 고온고압으로 압축하여 배출하기 위한 것으로서, 그 사용목적에 따라 왕복동식, 크랭크식, 사판식, 워블 플레이트식, 로터리식, 스크롤식 등 다양한 형태의 압축기가 적용될 수 있다.Reference numeral 1 denotes a compressor, which is used to inhale refrigerant gas, compress it at high temperature and high pressure, and discharge it, and various forms such as reciprocating type, crank type, swash plate type, wobble plate type, rotary type, and scroll type depending on the purpose of use. Compressor can be applied.

이 압축기(1)의 토출라인은 응축기(2)와 연결되며, 이 응축기(2)는 상기 압축기(1)에서 압축되어 배출되는 냉매가스를 방열 시킴으로써 고온고압의 액상 냉매로 응축하도록 되어 있다. 여기서는 구체적으로 도시하지 않았으나, 상기 응축기(2)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 응축기(2) 내부를 유동하는 냉매가 송풍공기에 열량을 빼앗겨 냉매의 응축작용이 수행된다.The discharge line of the compressor (1) is connected to the condenser (2), the condenser (2) is condensed into a liquid refrigerant of high temperature and high pressure by dissipating the refrigerant gas discharged from the compressor (1). Although not shown in detail here, the condenser 2 includes a plurality of tubes forming a predetermined flow path by connecting an inlet header, an outlet header, and an inlet / outlet header to communicate with each other, and between the tubes. Any of the conventional forms with corrugated heat transfer fins can be applied. Therefore, the air blown by the cooling fan passes through the heat transfer fins between the tubes, and in this process, the refrigerant flowing in the condenser 2 is deprived of heat to the air blower to perform the condensation of the refrigerant.

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 하는 증발기(3)가 연결된다. 상기 증발기(3)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(3) 내부를 유동하는 냉매가 송풍공기의 온도(열량)를 빼앗아 냉매의 증발 작용이 수행된다.On the other hand, the inlet line side of the compressor (1) by evaporating the refrigerant flowing from the expansion valve (4) to be described later by using the latent heat of evaporation at this time evaporator to heat exchange the object to be cooled and the refrigerant to achieve a freezing effect ( 3) is connected. The evaporator 3 includes a plurality of tubes forming a predetermined flow path by connecting an inlet header and an outlet header and the inlet / outlet headers so as to communicate with each other, and a corgate heat transfer fin stacked between the tubes. With conventional forms may be applied. Therefore, the air blown by the cooling fan passes through the heat transfer fins between the tubes, and in this process, the refrigerant flowing in the evaporator 3 takes the temperature (heat amount) of the blowing air, and thus the refrigerant evaporates.

그리고, 증발기(3)의 입구 단에는 공급되는 고온고압 상태의 액상 냉매를 교축작용에 의하여 저압상태의 냉매로 팽창시켜 증발작용이 용이하게 수행되도록 증발기(3)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 내부 균압식, 캐필러리 튜브를 통한 다이어프램의 팽창변위에 의하여 고압냉매유로의 괘도를 조절하는 외부균압식 등 일반적으로 TEV라하는 감온식 팽창변을 사용하며 다양한 형태의 것이 사용될 수 있다.In addition, an expansion valve 4 for supplying the liquid refrigerant in the high temperature and high pressure state supplied to the evaporator 3 so as to easily evaporate by expanding the liquid refrigerant in the high temperature and high pressure state supplied by the throttling action at the inlet end of the evaporator 3. Is installed. Although not shown in detail, the expansion valve (4) has an internal pressure equalizing, capillary tube for controlling the trajectory of the high-pressure refrigerant flow path through the pressure transfer rod by the expansion displacement of the diaphragm according to the temperature inside the temperature reduction chamber. The thermostatic expansion valve, generally called TEV, can be used in various forms, such as external pressure regulation to control the trajectory of the high-pressure refrigerant flow path by the expansion displacement of the diaphragm.

이하, 본 발명에 의한 히트펌프의 실시 예를 첨부 도면을 참조하면서 설명 한다.Hereinafter, an embodiment of a heat pump according to the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

도1에 따른 냉매의 흐름은 압축기(1)에서 고온 고압의 냉매 가스로 압축되고 사방변(5)을 거처 응축기(2)에서 열교환후 기상에서 액상으로 변환후 팽창변(4)을 지나면서 감압되어서 증발기(3)를 거처 사방변(5)을 지나 압축기(1)의 흡입부로 인입 된다.The flow of the refrigerant according to FIG. 1 is compressed into a refrigerant gas of high temperature and high pressure in the compressor 1, and is decompressed through the expansion valve 4 after the heat exchange in the condenser 2 through the four sides 5 and converting from the gas phase into the liquid phase. It passes through the evaporator (3), passes through the four sides (5) and enters the suction part of the compressor (1).

또한, 냉매 제어 장치(6)는, 응축기(2)와 증발기(3)사이의 액냉매 배관과 냉매 제어 장치(6)의 연결 배관 상에 냉매 제어 밸브(21, 24 ,25) 및 체크 밸브(50, 52, 53, 55)를 포함한 회로와 접속하며, 증발기(3)와 냉매 제어장치(6)의 상부 및 압축기(1)의 흡입측을 연결 배관 중에 냉매 제어 밸브(26, 32, 33)를 포함한 회로와 접속하고, 냉매 제어 장치(6)의 하부 및 상부는 팽창변(7) 및 냉각 열교환기(8)을 연결 하는 배관에 냉매 제어 밸브(22, 23)을 포함한 회로와 접속 되어 있고, 냉매 제어장치(6)의 상부 및 하부의 냉매 배관은 압축기(1)의 흡입측 및 응축기(2)와 증발기(3)을 연결 하는 액냉매 배관에 냉매 제어 밸브(27, 28, 30, 31) 및 체크 밸브(51, 54)를 포함하는 회로와 접속 되어 있다.In addition, the refrigerant control device 6 includes refrigerant control valves 21, 24, 25 and check valves on the liquid refrigerant pipe between the condenser 2 and the evaporator 3 and the connection pipe of the refrigerant control device 6. Connected to a circuit including 50, 52, 53, and 55, and a refrigerant control valve 26, 32, 33 in the connecting pipe connecting the upper portion of the evaporator 3, the refrigerant control device 6 and the suction side of the compressor 1; The lower and upper portions of the refrigerant control device 6 are connected to a circuit including the refrigerant control valves 22 and 23 in a pipe connecting the expansion valve 7 and the cooling heat exchanger 8, The refrigerant pipes at the upper and lower portions of the refrigerant control device 6 are connected to the suction side of the compressor 1 and the liquid refrigerant pipe connecting the condenser 2 and the evaporator 3 to the refrigerant control valves 27, 28, 30, and 31. And circuits including check valves 51 and 54.

한편, 체크 밸브(50, 51, 52, 53, 54, 55)는 응축기(2)와 증발기(3) 사이의 액냉매 배관중의 냉매 제어 밸브(20)를 기준으로 앞, 뒤로 설치되어있고, 체크밸브(50, 55)는 냉각 열교환기(8)과의 연결회로에 연결되어서 냉매액을 냉각 열교환기(8)에 인입 시키고, 체크 밸브(52, 53)는 냉매 제어 장치(6)과의 연결 회로에 연결 되어서 냉매 액을 냉매 제어 장치(6)에 인입 시키고, 체크 밸브(51, 54)는 냉매 제어 장치(6)와의 연결 회로에 부착 되어서 냉매액을 냉매 제어 장치(6)에서 액냉매 배관으로 선택적으로 인입 시킨다. 체크 밸브(50, 52, 54)는 도1의 난방 사이클(Cycle)일 때 작동 하며, 체크 밸브(51, 53, 55)는 도2의 냉방 사이클(Cycle)일 때 작동 한다.On the other hand, the check valve (50, 51, 52, 53, 54, 55) is installed in front and rear with respect to the refrigerant control valve 20 in the liquid refrigerant pipe between the condenser (2) and the evaporator (3), The check valves 50 and 55 are connected to a connection circuit with the cooling heat exchanger 8 to introduce refrigerant liquid into the cooling heat exchanger 8, and the check valves 52 and 53 are connected to the refrigerant control device 6. It is connected to the connecting circuit to draw the refrigerant liquid to the refrigerant control device 6, check valves 51, 54 are attached to the connection circuit with the refrigerant control device 6, the refrigerant liquid is delivered to the liquid refrigerant in the refrigerant control device (6) Optionally enter the pipe. The check valves 50, 52 and 54 operate when the heating cycle (Cycle) of FIG. 1, and the check valves 51, 53 and 55 operate when the cooling cycle (Cycle) of FIG.

또한, 냉각 열 교환기(8)는 냉매 제어 장치(6)의 내부 또는 외부에 부착한 형태이며, 응축기(2)와 증발기(3) 사이의 액냉매 배관에서 냉각 열 교환기(8)을 연결 하는 회로 또는 냉매 제어 장치(6)의 하부 및 상부와 냉각 열교환기(8)를 연결 회로 상의 냉매 제어변(21, 22, 23)의 개(open)시 냉매액응 팽창변(7)에서 감압되고 냉각 열 교환기(8)에서 냉매 제어 장치(6)의 내부의 냉매와 열교환후 액체 상태에서 기체상태로 전환되어 저압 측으로 유입 된다.In addition, the cooling heat exchanger (8) is attached to the inside or outside of the refrigerant control device (6), a circuit connecting the cooling heat exchanger (8) in the liquid refrigerant pipe between the condenser (2) and the evaporator (3). Alternatively, the lower and upper portions of the refrigerant control device 6 and the cooling heat exchanger 8 are decompressed at the refrigerant liquid expansion valve 7 when the refrigerant control valves 21, 22, and 23 on the connecting circuit are opened. In (8), after the heat exchange with the refrigerant inside the refrigerant control device (6) is switched to the gas state from the liquid state to flow into the low pressure side.

한편, 가열 열교환기(10)는 겨울철 외기기온 저하시 냉매 제어 장치(6)의 내부의 압력 및 온도의 저하로 고압 및 저압의 냉매의 주 사이클의 인입이 곤란 하므로 고온 고압의 냉매를 가열 열교환기(10)의 내부로 인입 시키어 냉매 제어 장치(6)의 내부의 압력을 상승시키어 주는 장치 이다. 가열 열교 환기(10)의 구조는 냉매 제어 장치(6)의 내부 또는 외부에 부착한 형태이며, 응축기(2)와 증발기(3) 사이의 액냉매 배관에서 가열 열 교환기(10)을 연결 하는 회로 및 가열 열 교환기(10)과 액냉매 배관과의 연결 회로로 이루어 져있다. 가열 열교환기(10)는 체크 밸브(50) 및 냉매 제어 밸브(24, 34)의 연결 회로 또는 체크 밸브(52) 및 냉매 제어 밸브(34)의 연결 회로로 냉매 액을 인입하고, 냉매 제어 밸브(27) 및 체크 밸브(54)를 포함 하는 회로 또는 냉매 제어 밸브(31)를 포함하는 회로로 냉매를 저압측 및 고압측으로 인입 시킨다.On the other hand, since the heat exchanger 10 is difficult to draw the main cycle of the high-pressure and low-pressure refrigerant due to the decrease in the pressure and temperature of the refrigerant control device 6 when the external temperature of the winter temperature decreases in winter, the heat exchanger to heat the high-temperature high-pressure refrigerant It is a device which draws into the inside of 10, and raises the pressure inside the refrigerant | coolant control apparatus 6. As shown in FIG. The structure of the heating heat exchanger (10) is a type attached to the inside or outside of the refrigerant control device (6), a circuit connecting the heating heat exchanger (10) in the liquid refrigerant pipe between the condenser (2) and the evaporator (3). And a connection circuit between the heating heat exchanger 10 and the liquid refrigerant pipe. The heat exchanger 10 draws refrigerant liquid into a connection circuit of the check valve 50 and the refrigerant control valves 24 and 34 or a connection circuit of the check valve 52 and the refrigerant control valve 34, and the refrigerant control valve. The circuit including the 27 and the check valve 54 or the circuit including the refrigerant control valve 31 introduces the refrigerant into the low pressure side and the high pressure side.

먼저, 외기 온도 저하시 증발기(3)의 증발 압력저하로 비공비 혼합 냉매의 비체적이 증가하여 냉매 순환 량의 감소로 실내 응축기(2)의 난방능력이 감소하면, 실내 온도 센서(63)가 실내 공기 온도의 저하를 감지하여서, 냉매 제어 밸브(23)를 열어서 냉매 제어 장치(6) 상부의 고압 냉매 액을 팽창변(7)을 통해서 감압 시켜서 열교환기(8)로 냉매 제어 장치(6)의 내부의 냉매를 냉각시키고, 냉매는 증발하여 저압 측으로 유입 하는 사이클 또는 냉매 제어 장치(6)의 상부의 고압 냉매를 냉매 제어 밸브(28, 31)를 개(Open)하여 저압 측으로 인입 하는 사이클 또는 냉매 제어 장치(6)의 상부의 냉매 배관과 저압 측을 연결하는 배관 회로중의 냉매 제어 밸브(26, 33)를 개(Open)하여서 고압 냉매를 저압측에 인입하며, 상기 냉매 제어 장치(6)의 상부의 고압 냉매를 난방 사이클에 인입하여서 냉매 혼합비를 최적으로 제어 하는 각각의 사이클은 개별적 또는 혼합적으로 적용 할 수 있다.First, when the outside temperature decreases, when the evaporation pressure of the evaporator 3 decreases the specific volume of the non-azeotropic mixed refrigerant and decreases the amount of refrigerant circulation, the heating capacity of the indoor condenser 2 decreases. Detecting the decrease in air temperature, the refrigerant control valve 23 is opened to depressurize the high pressure refrigerant liquid on the refrigerant control device 6 through the expansion valve 7 to the heat exchanger 8. Cycle to cool the refrigerant, and the refrigerant evaporates and flows into the low pressure side, or the cycle or refrigerant control to open the high pressure refrigerant in the upper portion of the refrigerant control device 6 to the low pressure side by opening the refrigerant control valves 28 and 31. The refrigerant control valves 26 and 33 in the piping circuit connecting the refrigerant pipe at the upper part of the device 6 to the low pressure side are opened to draw a high pressure refrigerant to the low pressure side, and the refrigerant control device 6 is High pressure refrigerant heating cycle Each cycle for optimal control of the refrigerant mixing ratio can be applied individually or in combination.

또한, 난방 사이클 중의 고압 냉매의 혼합비의 증가 및 저압 냉매의 혼합비의 감소 또는 냉매의 정제를 위해 냉매 제어 밸브(20)를 폐(Close) 하고, 냉매 제어 밸브(21)를 개(open)하여서 체크 밸브(50) 및 팽창변(7)를 통해서 냉매액이 감압 되어 냉각 열교환기(8)에서 증발하여서 냉매 제어 장치(6)의 내부의 냉매액을 냉각 및 감압 시키고 저압 부로 인입 된다. 냉각 열교환기(8)의 냉각 매체로는 냉매 제어 장치(6)의 상부의 고압 냉매가 사용 될 수도 있다.In addition, the refrigerant control valve 20 is closed and the refrigerant control valve 21 is opened and checked to increase the mixing ratio of the high pressure refrigerant during the heating cycle and to reduce the mixing ratio of the low pressure refrigerant or to purify the refrigerant. The refrigerant liquid is depressurized through the valve 50 and the expansion valve 7 to evaporate in the cooling heat exchanger 8, thereby cooling and depressurizing the refrigerant liquid inside the refrigerant control device 6 and drawing it into the low pressure part. As the cooling medium of the cooling heat exchanger 8, a high pressure refrigerant at the top of the refrigerant control device 6 may be used.

이와 동시에, 냉매 제어 밸브(25)를 개(open) 하여 냉매 액을 체크 밸브(52)를 통해서 냉매 제어 장치(6)의 내부로 인입 시키고, 냉각 열교 환기(8)에 의해 냉각, 감압 및 응축되어서 고압 냉매와 저압 냉매의 밀도 차이로 상하의 분리가 일어나 정제 저장 된다.At the same time, the refrigerant control valve 25 is opened and the refrigerant liquid is introduced into the refrigerant control device 6 through the check valve 52 and cooled, depressurized and condensed by the cooling heat exchanger 8. As a result of the difference in density between the high pressure refrigerant and the low pressure refrigerant, separation of the upper and lower sides occurs and is purified and stored.

상기, 고압 냉매 증가 사이클은 냉각 열교환기(8)에 의한 냉각 정제(고압 냉매 와 저압 냉매)와 고압 냉매의 선택적 증가가 개별적 및 동시에 운전 되어 진다.In the high pressure refrigerant increasing cycle, the cooling refinement (high pressure refrigerant and low pressure refrigerant) by the cooling heat exchanger 8 and the selective increase of the high pressure refrigerant are separately and simultaneously operated.

고압 냉매의 저압 측으로의 인입은 비체적의 감소로 냉매 순환 량의 증가와 난방능력의 증대를 가져온다.The introduction of high pressure refrigerant into the low pressure side leads to a decrease in specific volume, resulting in an increase in refrigerant circulation and an increase in heating capacity.

이때, 냉매 제어 장치(6)의 내부의 압력은 고압 부와 저압 부의 중간 압으로 제어 되도록 팽창 변(7)을 조절한다.At this time, the pressure inside the refrigerant control device 6 adjusts the expansion valve 7 to be controlled by the intermediate pressure between the high pressure portion and the low pressure portion.

다음으로, 외기 온도 상승 시에는 증발기(3)의 증발 압력이 상승하여 압축기(1)의 입구의 냉매의 비체적이 감소하여서 냉매 순환 량의 증가로 압축기(1)의 부하가 증가하고, 실내 응축기(2)의 난방능력이 증가하면, 실내 온도 센서(57)가 실내 공기 온도의 상승을 감지하여서,Next, when the outside air temperature rises, the evaporation pressure of the evaporator 3 rises and the specific volume of the refrigerant at the inlet of the compressor 1 decreases, so that the load of the compressor 1 increases due to the increase of the refrigerant circulation, and the indoor condenser ( When the heating capacity of 2) increases, the indoor temperature sensor 57 detects the increase in the indoor air temperature,

냉매 제어 밸브(22)를 열어서 냉매 제어 장치(6) 하부의 저압 냉매 액을 팽창변(7)을 통해서 감압 시켜서 냉각 열 교환기(8)로 냉매 제어 장치(6)의 내부의 냉매를 냉각시키고, 냉매는 증발하여 저압 측으로 유입 또는 냉매 제어 장치(6)의 하부의 저압 냉매를 냉매 제어 밸브(30, 31)를 개(Open)하여 저압 측으로 인입 하다.The refrigerant control valve 22 is opened to reduce the low pressure refrigerant liquid under the refrigerant control device 6 through the expansion valve 7 to cool the refrigerant inside the refrigerant control device 6 by the cooling heat exchanger 8, and the refrigerant Evaporates and flows into the low pressure side or draws the low pressure refrigerant under the refrigerant control device 6 into the low pressure side by opening the refrigerant control valves 30 and 31.

상기 냉매 제어 장치(6)의 하부의 저압 냉매를 난방 사이클에 인입하여서 냉매 혼합비를 최적으로 제어 하는 각각의 사이클은 개별적 또는 혼합적으로 적용 할 수 있다.Each cycle for optimally controlling the refrigerant mixing ratio by introducing a low pressure refrigerant in the lower portion of the refrigerant control device 6 into a heating cycle may be applied individually or in combination.

또한, 난방 사이클 중의 저압 냉매의 혼합비의 증가 및 고압 냉매의 혼합비의 감소를 위해 냉매 제어 밸브(20)를 폐(Close) 하고, 냉매 제어 밸브(21)를 개(open)하여서 체크 밸브(50) 및 팽창변(7)를 통해서 냉매액이 감압 되어 냉각 열교환기(8)에서 증발하여서 냉매 제어 장치(6)의 내부의 냉매액을 냉각 및 감압 시키고 저압 부로 인입 된다. 냉각 열 교환기(8)의 냉각 매체로는 냉매 제어 장치(6)의 하부의 저압 냉매가 사용 될 수도 있다.In addition, in order to increase the mixing ratio of the low pressure refrigerant during the heating cycle and to reduce the mixing ratio of the high pressure refrigerant, the refrigerant control valve 20 is closed and the refrigerant control valve 21 is opened to open the check valve 50. And the refrigerant liquid is reduced in pressure through the expansion valve (7) and evaporated in the cooling heat exchanger (8) to cool and reduce the refrigerant liquid in the refrigerant control device (6) and to be introduced into the low pressure portion. As the cooling medium of the cooling heat exchanger 8, a low pressure refrigerant at the bottom of the refrigerant control device 6 may be used.

이와 동시에, 냉매 제어 밸브(25)를 개(open) 하여 냉매 액을 냉매 제어 장치(6)의 내부로 인입 시키고, 냉각 열교 환기(8)에 의해 냉각, 감압 및 응축되어서 고압 냉매와 저압 냉매의 밀도 차이로 상하의 분리가 일어나 정제 저장 된다.At the same time, the refrigerant control valve 25 is opened to draw the refrigerant liquid into the refrigerant control device 6, and the refrigerant liquid is cooled, depressurized and condensed by the cooling heat exchanger 8 to Due to the difference in density, the separation of upper and lower sides occurs, and the purified is stored.

상기, 저압 냉매 증가 사이클은 냉각 열교환기(8)에 의한 냉각 정제(고압 냉매 와 저압 냉매)와 저압 냉매의 선택적 증가가 개별적 및 동시에 운전 되어 진다.In the low pressure refrigerant increasing cycle, the cooling refinement (high pressure refrigerant and low pressure refrigerant) by the cooling heat exchanger 8 and the selective increase of the low pressure refrigerant are separately and simultaneously operated.

저압 냉매의 저압 측으로의 인입은 비체적의 증가로 냉매 순환 량의 감소와 난방능력의 감소를 가져온다.The introduction of low pressure refrigerant into the low pressure side leads to an increase in specific volume, resulting in a decrease in refrigerant circulation and a decrease in heating capacity.

이때, 냉매 제어 장치(6)의 내부의 압력은 고압 부와 저압 부의 중간 압으로 제어 되도록 팽창 변(7)을 조절한다.At this time, the pressure inside the refrigerant control device 6 adjusts the expansion valve 7 to be controlled by the intermediate pressure between the high pressure portion and the low pressure portion.

그러므로, 비공비(증발 온도 및 응축온도가 다른 냉매) 혼합 냉매 사용시 겨울철 외기온 저하에 의한 증발기(3)에서의 증발 온도 및 압력 저하에 의한 압축기(1)의 흡입 냉매 가스의 비체적이 커져 급격한 냉방능력 및 난방능력 저하시 냉매 제어 장치(6)에 의하여 비공비 혼합 냉매의 냉각 및 분류하여서 고압 냉매 단독 및 혼합 냉매가 냉동 사이클을 순환하도록 하여서 냉방 및 난방 능력을 향상 시켜 주도록 한다.Therefore, when using a specific azeotropy (a refrigerant having different evaporation and condensation temperatures) mixed refrigerant, the specific volume of the refrigerant refrigerant intake of the compressor (1) is increased due to the evaporation temperature and the pressure drop in the evaporator (3) due to the decrease in the outside air temperature in winter, and thus the rapid cooling ability. And cooling and classifying the azeotropic mixed refrigerant by the refrigerant control device 6 when the heating capacity decreases, thereby allowing the high pressure refrigerant alone and the mixed refrigerant to circulate the refrigerating cycle, thereby improving the cooling and heating capability.

도 2는 본 발명의 계통도중 냉방 시로서, 이때에는 상기 증발기(3)가 응축기로 사용되며, 상기 응축기(2)는 증발기로 사용되고, 사방변(5)의 접속은 압축기(1)의 토출 라인이 증발기(3)에 연결되고, 상기 응축기(2)는 압축기(1)의 입구 측과 연결되도록 한 상태이다. 상기 냉방 사이클 때는 비공비 혼합 냉매중 저압 냉매위주의 사이클이다.2 is a cooling diagram of the present invention, wherein the evaporator 3 is used as a condenser, the condenser 2 is used as an evaporator, and the connection of the four sides 5 is connected to the discharge line of the compressor 1. The condenser 2 is connected to the inlet side of the compressor 1. The cooling cycle is a low pressure refrigerant-oriented cycle among the azeotropic mixed refrigerants.

외기 온도 상승 또는 실내 부하 증가 시에는 실외기인 응축기(3)의 응축압력이 상승하여 압력 센서(71)의 작동에 의하여When the outside air temperature rises or the indoor load increases, the condenser pressure of the condenser 3, which is an outdoor unit, rises and the pressure sensor 71 operates.

냉매 제어 밸브(22)를 열어서 냉매 제어 장치(6) 하부의 저압 냉매 액을 팽창변(7)을 통해서 감압 시켜서 냉각 열교환기(8)로 냉매 제어 장치(6)의 내부의 냉매를 냉각시키고, 냉매는 증발하여 저압 측으로 유입 또는 냉매 제어 장치(6)의 하부의 저압 냉매를 냉매 제어 밸브(30, 31)를 개(Open)하여 저압 측으로 인입 한다.The refrigerant control valve 22 is opened to reduce the low pressure refrigerant liquid under the refrigerant control device 6 through the expansion valve 7 to cool the refrigerant inside the refrigerant control device 6 with the cooling heat exchanger 8, and the refrigerant Evaporates and flows into the low pressure side or opens the low pressure refrigerant under the refrigerant control device 6 to the low pressure side by opening the refrigerant control valves 30 and 31.

상기 냉매 제어 장치(6)의 하부의 저압 냉매를 냉방 사이클에 인입하여서 냉매 혼합비를 최적으로 제어 하는 각각의 사이클은 개별적 또는 혼합적으로 적용 할 수 있다.Each cycle for optimally controlling the refrigerant mixing ratio by introducing a low pressure refrigerant in the lower portion of the refrigerant control device 6 into a cooling cycle may be applied individually or in combination.

또한, 냉방 사이클 중의 저압 냉매 단독 운전을 위하여 냉매 제어 밸브(20)를 폐(Close) 하고, 냉매 제어 밸브(21)를 개(open)하여서 체크 밸브(55) 및 팽창변(7)를 통해서 냉매액이 감압 되어 냉각 열교환기(8)에서 증발하여서 냉매 제어 장치(6)의 내부의 냉매액을 냉각 및 감압 시키고 저압부로 인입 된다. 냉각 열교환기(8)의 냉각 매체로는 냉매 제어 장치(6)의 하부의 저압 냉매가 냉매 제어 밸브(22)에 의해 사용 될 수도 있다.In addition, the refrigerant control valve 20 is closed to operate the low pressure refrigerant alone during the cooling cycle, and the refrigerant control valve 21 is opened to open the refrigerant liquid through the check valve 55 and the expansion valve 7. This pressure is reduced and evaporated in the cooling heat exchanger (8) to cool and depressurize the refrigerant liquid inside the refrigerant control device (6) and to enter the low pressure section. As the cooling medium of the cooling heat exchanger (8), a low pressure refrigerant at the bottom of the refrigerant control device (6) may be used by the refrigerant control valve (22).

이와 동시에, 냉매 제어 밸브(25)를 개(open) 하여 냉매 액을 체크 밸브(53)를 통해 냉매 제어 장치(6)의 내부로 인입 시키고, 냉각 열교 환기(8)에 의해 냉각, 감압 및 응축되어서 고압 냉매와 저압 냉매의 밀도 차이로 상하의 분리가 일어나 정제 저장 되고, 저압 냉매만이 저압 부로 흡입되어서 큰 비체적의 냉매 증기에 의하여 냉매 순환량의 감소와 응축 열량의 감소로 응축기(3)의 압력을 낮추어 준다.At the same time, the refrigerant control valve 25 is opened and the refrigerant liquid is introduced into the refrigerant control device 6 through the check valve 53, and cooled, depressurized and condensed by the cooling heat exchanger 8. As a result of the difference in density between the high pressure refrigerant and the low pressure refrigerant, the separation of the upper and lower sides occurs, and the refinement is stored. Only the low pressure refrigerant is sucked into the low pressure portion, and the pressure in the condenser 3 is reduced by the large specific volume of refrigerant vapor and the amount of refrigerant circulating and the amount of condensation heat. Lowers.

또한, 냉매 제어 변(32)는 불응축 가스에 의한 응축압력 상승시 개(Open)하여서 불응축 가스를 냉매 제어 장치(6)에 인입 시킨다.In addition, the refrigerant control valve 32 opens when the condensation pressure rises due to the non-condensable gas to open the non-condensable gas into the refrigerant control device 6.

그러므로, 비공비(증발 온도 및 응축온도가 다른 냉매) 혼합 냉매 사용시 여름철 외기온 상승시 응축기(3)에서의 응축압력 상승시 냉매 제어 장치(6)에 의하여 저압 냉매 만이 냉방 사이클로 유입하여서 응축압력의 과다한 상승을 방지한다.Therefore, when a non-azeotropic (coolant having different evaporation and condensation temperatures) mixed refrigerants is used, the low pressure refrigerant flows into the cooling cycle by the refrigerant control device 6 when the condenser pressure rises in the condenser 3 when the outside air temperature rises during the summer, resulting in excessive condensation pressure. Prevent rise.

본 발명에서 냉매 제어 장치(6)는 실외기 또는 실내기에 부착 가능하며, 응축기(2) 및 증발기(3)의 열 교환기의 형태는 판형(Plate), 쉘앤튜브(shell and tube) 또는 다통 크로스 핀 튜브(Cross fin and tube)등이 사용 될 수 있다.In the present invention, the refrigerant control device 6 may be attached to an outdoor unit or an indoor unit, and the heat exchanger of the condenser 2 and the evaporator 3 may be a plate, a shell and tube, or a multi-core cross fin tube. (Cross fin and tube) can be used.

또한, 본발명은 비공비 혼합 냉매 또는 단일 냉매가 사용 될 수 있고, 단일 냉매 사용 시에는 최적의 냉매 순환량 제어 및 압축기(1)의 입구측 냉매의 과열도를 제어한다.In addition, the present invention may be used azeotropic mixed refrigerant or a single refrigerant, and when using a single refrigerant, the optimum refrigerant circulation amount control and the superheat degree of the refrigerant at the inlet side of the compressor (1).

또한, 냉각 열교환부(8)의 형태로는 튜브형태(tube type) 또는 핀 튜브(fin tube) 형태 또는 판형태(plate type) 또는 쉘앤드 튜브(shell and tube)형태 등으로 냉매 제어 장치(6)의 내부 또는 외부에 일체형 또는 분리 형태로도 가능하고, 팽창변(7)은 모세관형 또는 온도식 팽창변 또는 전자식 팽창 등으로 이루어진다.In addition, in the form of the cooling heat exchanger (8), the refrigerant control device (6) in the form of a tube (tube) or fin tube (plate) or plate (shell) and tube (shell and tube) form, etc. It is also possible to be integrated or separated form inside or outside the), the expansion valve (7) consists of a capillary or temperature expansion valve or electronic expansion.

그리고, 도1의 체크 밸브(50, 51, 52, 53, 54, 55)는 체크 밸브(50, 51, 54, 55)와 같이 냉매의 인입 회로가 체크 밸브(50, 55)에 의해 냉각 열교환기(8), 가열 열교환기(10) 및 냉매 제어 장치(6)의 내부로 인입 될 수 있다.In addition, the check valves 50, 51, 52, 53, 54, and 55 of FIG. 1 have a coolant heat exchanger through the check valves 50 and 55, as shown in the check valves 50, 51, 54, and 55. Machine 8, the heat exchanger 10 and the refrigerant control device 6 may be introduced into the interior.

또한, 도1의 체크 밸브(50, 51, 52, 53, 54, 55)는 체크 밸브(50, 55)에 의해 냉각 열교환기(8), 가열 열교환기(10) 및 냉매 제어 장치(6)의 내부로 인입 되고, 냉매의 증가 및 감소시의 사이클 중의 인입은 저압측으로 이루어 질 수 있다.In addition, the check valves 50, 51, 52, 53, 54, and 55 of FIG. 1 are connected to the cooling heat exchanger 8, the heating heat exchanger 10, and the refrigerant control device 6 by the check valves 50 and 55. Is drawn into the inside of, and the draw in the cycle at the time of increase and decrease of the refrigerant can be made on the low pressure side.

전술한 기술 내용으로부터 자명하듯이, 본 발명은 고압측 냉매와 저압 측 냉매의 비공비(증발 온도 및 응축온도가 다름) 혼합 냉매를 사용하여서 히트펌프의 증발압력 저하 및 응축압력 상승시에도 성능향상 및 압축기의 소요동력을 절감시켜 줄 수 있고, 겨울철 외기 온도 저하시 및 여름철 외기 온도 상승시 냉방 능력 및 난방능력의 저하를 방지하며, 운전중 냉매 유량의 최적 제어로 응축 압력의 상승 및 압축기 입구의 냉매 증기의 과열도를 최적으로 제어하여 압축기의 과부하를 방지하여 성능 향상 및 압축기의 소손을 방지하여 주도록 한 장치로서 기존 냉동기, 에어컨, 히트 펌프 등의 냉동기기에 부착하여 성능 향상 및 동력에너지를 절감할 수 있는 효과가 있다.As will be apparent from the above description, the present invention improves performance even when the evaporation pressure decreases and the condensation pressure of the heat pump is increased by using azeotropic (different evaporation temperature and condensation temperature) mixed refrigerant of the high pressure refrigerant and the low pressure refrigerant. It can reduce the power required of the compressor, prevent the decrease of cooling capacity and heating capacity when the outside air temperature decreases in winter and when the outside air temperature rises in summer, and the condensation pressure rises and the refrigerant at the inlet of the compressor is optimally controlled by the refrigerant flow rate during operation. This device is designed to prevent the overload of the compressor by optimally controlling the degree of superheat of steam to prevent the compressor from overheating and to prevent the damage of the compressor.It can be attached to refrigeration equipment such as existing refrigerators, air conditioners and heat pumps to improve performance and reduce power energy. It can be effective.

도 1은 본 발명에 따른 히트펌프 시스템을 계통도로서, 난방 시를 나타낸 도면1 is a schematic diagram showing a heat pump system according to the present invention when heating

도 2는 본 발명에 따른 히트펌프 시스템을 계통도로서, 냉방 시를 나타낸 도면Figure 2 is a schematic diagram of the heat pump system according to the present invention, the cooling time

도 3은 종래의 냉매 제어 히트펌프 시스템의 계통도를 나타낸 도면Figure 3 is a schematic diagram of a conventional refrigerant control heat pump system

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Description of the code | symbol about the principal part of drawing>

1 - 압축기 2 - 응축기1-compressor 2-condenser

3 - 증발기 4 - 팽창변3-evaporator 4-expansion valve

5 - 사방변 6 - 냉매 제어장치5-Four sides 6-Refrigerant controller

7 - 팽창변7-expansion valve

Claims (10)

냉매가스를 고온고압의 상태로 압축하여 배출하는 압축기와, 상기 압축기에서 압축된 냉매를 액상으로 응축하는 응축기와, 상기 응축기에서 응축된 고온고압 상태의 액상 냉매를 저압상태의 액상 냉매로 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 히트 펌프 시스템에 있어서,A compressor for compressing and discharging the refrigerant gas to a high temperature and high pressure state, a condenser for condensing the refrigerant compressed in the compressor to a liquid phase, and an expansion for expanding the high temperature and high pressure liquid refrigerant condensed in the condenser into a low pressure liquid refrigerant A valve and an evaporator for evaporating the refrigerant gas of low temperature and low pressure to return to the compressor while achieving a refrigeration effect by heat exchange with the object to be cooled using the latent heat of evaporation while evaporating the refrigerant expanded by the expansion valve. In a heat pump system made of, 상기 응축기 또는 증발기 또는 응축기와 증발기 사이의 액냉매 배관에서 냉매 가스 또는 액냉매 또는 혼합가스(기상 + 액상)를 냉매 제어 장치에 유입, 냉각, 가열 및 분류(저압 냉매와 고압 냉매)하여 저장하고, 필요시 저압 측 및 고압 측으로의 유입을 제어하는 냉매 제어 장치부;In the liquid refrigerant pipe between the condenser or the evaporator or the condenser and the evaporator, the refrigerant gas or liquid refrigerant or mixed gas (gas phase + liquid) is introduced into the refrigerant control device, cooled, heated and classified (low pressure refrigerant and high pressure refrigerant), and A refrigerant control unit for controlling the inflow to the low pressure side and the high pressure side if necessary; 상기 냉매 제어 장치의 하부(저압 냉매) 또는 상부(고압 냉매)의 냉매 또는 응축기와 증발기 사이의 액냉매를 냉매 제어 밸브로 선택적으로 팽창변 및 열교환기에 유입 하여, 냉매 제어 장치내의 냉매를 냉각시키는 냉각 열교환부;Cooling heat exchanger that cools the refrigerant in the refrigerant control device by selectively introducing the refrigerant in the lower (low pressure refrigerant) or upper portion (high pressure refrigerant) or the liquid refrigerant between the condenser and the evaporator into the expansion valve and the heat exchanger through the refrigerant control valve. part; 상기 냉매 제어 장치의 고온 고압의 액 냉매를 냉매 제어 밸브로 가열 열교환기에 유입 하여, 냉매 제어 장치내의 냉매를 가열시키는 가열 열교환부;A heat heat exchanger configured to heat the high temperature and high pressure liquid refrigerant of the refrigerant control device to the heat exchanger through a refrigerant control valve to heat the refrigerant in the refrigerant control device; 상기 냉매 제어 장치의 냉각 열교환기, 가열 열교 환기 및 냉매 제어 장치 내부로의 냉매의 인입을 냉매 제어 밸브 및 체크 밸브로 제어 하는 냉매 인입부;A refrigerant inlet unit configured to control the introduction of the refrigerant into a cooling heat exchanger, a heating heat exchanger, and a refrigerant control device of the refrigerant control device through a refrigerant control valve and a check valve; 상기 냉매 제어 장치에서 고압 및 저압 측으로 냉매를 인입 시키는 냉매 송출부를 특징으로 하는 히트 펌프 시스템.A heat pump system comprising a refrigerant delivery unit for introducing a refrigerant to the high pressure and low pressure side in the refrigerant control device. 제 1항에 있어서, 냉매 제어 장치는 냉각 및 가열 열교환부를 내부 및 외부에 부착 하며, 냉매 인입부 및 냉매 송출부를 포함 하는 장치를 특징으로 하는 히트 펌프 시스템.The heat pump system according to claim 1, wherein the refrigerant control device attaches cooling and heating heat exchangers to the inside and the outside, and includes a refrigerant inlet and a refrigerant delivery unit. 제 1항에 있어서, 냉각 열교환부는 냉매 제어 장치의 내부 및 외부에 부착한 형태로서, 냉매의 인입은 냉매 인인부를 통해서 이루어 지며, 냉각 열교환기 출구의 냉매는 송출부를 통해서 저압측 및 고압 측에 인입 시키는 것을 특징으로 하는 히트 펌프 시스템.The method of claim 1, wherein the cooling heat exchanger is attached to the inside and outside of the refrigerant control device, the refrigerant is introduced through the refrigerant inlet, the refrigerant at the outlet of the cooling heat exchanger is introduced into the low pressure side and the high pressure side through the discharge unit. Heat pump system, characterized in that. 제 1항에 있어서, 가열 열교환부는 냉매 제어 장치의 내부 및 외부에 부착한 형태로서, 냉매의 인입은 냉매 인입부를 통해서 이루어 지며, 가열 열교환기 출구의 냉매는 송출부를 통해서 저압측 및 고압 측에 인입 시키는 것을 특징으로 하는 히트 펌프 시스템.The method of claim 1, wherein the heat exchanger is attached to the inside and outside of the refrigerant control device, the refrigerant is introduced through the refrigerant inlet, the refrigerant at the outlet of the heat exchanger is drawn into the low pressure side and the high pressure side through the outlet. Heat pump system, characterized in that. 제 1항에 있어서, 냉매 인입부는 냉매 제어 장치 및 냉각 열교환기 및 가열 열교환기의 내부에 냉매를 공급하는 장치로서, 응축기와 증발기 사이의 액냉매 배관 상의 냉매 제어 밸브를 기준으로 앞, 뒤로 체크 밸브를 각각 설치되어있고, 냉각 열교환기로의 냉매 인입은 체크 밸브 또는 냉매 제어 장치의 하부 및 상부측(또는 중앙부)에서 각각 냉매 제어 밸브를 거처 팽창밸브 전단에서 접속 되어 팽창밸브로 각각 인입 되고, 가열 열교환 부로의 냉매 인입은 체크 밸부를 거처 가열 열 교환부로 인입 되며, 냉매 제어 장치로의 인입은 체크 밸브를 거처 냉매 제어 장치의 내부로 인입 되는 것을 특징으로 하는 히트 펌프 시스템.The refrigerant inlet unit of claim 1, wherein the refrigerant inlet unit is a device for supplying a refrigerant into a refrigerant control device, a cooling heat exchanger, and a heating heat exchanger, and the front and rear check valves are based on the refrigerant control valve on the liquid refrigerant pipe between the condenser and the evaporator. Respectively, and the refrigerant introduction into the cooling heat exchanger is connected to the expansion valve through the refrigerant control valve at the lower side and the upper side (or the center) of the check valve or the refrigerant control device, respectively, and is introduced into the expansion valve, respectively, and the heat exchanger Refrigerant inlet flows into the heat exchanger via a check valve, and the inlet into the refrigerant control device is introduced into the refrigerant control device via a check valve. 제 5항에 있어서, 체크 밸브는 응축기와 증발기 사이의 액냉매 배관 상의 냉매 제어 밸브를 기준으로 앞, 뒤로 한쌍으로 연결된 형태로 인입측 체크 밸브가 각각 설치되어있고, 인입측 체크 밸브는 냉각 및 가열 열교환기 및 냉매 제어 장치 내부 냉매 인입 회로와 각각의 체크 밸브 회로 또는 하나의 체크 밸브 회로 또는 몇 개의 회로의 부분 통합 회로로 이루 어지며, 체크 밸브의 후단으로는 냉매 제어 밸브가 설치 되고, 체크 밸브의 방향은 냉매 제어 장치 또는 냉각 또는 가열 열교환기측으로 설치되는 것을 특징으로 하는 히트 펌프 시스템.The inlet side check valves are respectively installed in a pair connected to the front and back on the basis of the refrigerant control valve on the liquid refrigerant pipe between the condenser and the evaporator, and the inlet side check valve is cooled and heated. It consists of a refrigerant inlet circuit inside the heat exchanger and the refrigerant control unit, and each of the check valve circuits or one check valve circuit or a partial integrated circuit of several circuits.At the rear end of the check valve, a refrigerant control valve is installed. The direction of the heat pump system, characterized in that installed on the refrigerant control device or the cooling or heating heat exchanger side. 제 1항에 있어서, 냉매 송출부는 냉매 제어 장치 또는 냉각 열교환기 또는 가열 열교환기에서 냉매를 저압측 또는 고압측으로 인입 시키는 배관 회로로서, 냉매 제어 장치의 상부 또는 하부에서 고압측 또는 저압 측에 연결된 회로 이며, 냉각 열교환기의 출구에서 저압측으로 연결하는 회로이고, 가열 열교환기의 출구의 냉매 배관를 저압측 또는 고압측에 연결된 형태로 각각 제어 밸브를 포함한 회로 이고, 고압측의 냉매 송출부는 응축기와 증발기 사이의 액냉매 배관 상의 냉매 제어 밸브를 기준으로 앞, 뒤로 한쌍으로 연결된 형태로 송출 방향으로 각각 설치되어 있고, 증발기와 냉매 제어 장치의 상부 또는 냉매 제어 장치의 상부와 저압측 또는 증발기, 냉매 제어 장치 및 저압측을 연결하는 냉매 배관 회로 중에 냉매 제어 밸브를 포함 하는 것을 특징으로 하는 히트 펌프 시스템.According to claim 1, The refrigerant delivery unit is a piping circuit for introducing the refrigerant to the low pressure side or the high pressure side in the refrigerant control device or cooling heat exchanger or heating heat exchanger, a circuit connected to the high pressure side or the low pressure side at the top or bottom of the refrigerant control device. It is a circuit connecting the outlet of the cooling heat exchanger to the low pressure side, the refrigerant pipe of the outlet of the heating heat exchanger is connected to the low pressure side or the high pressure side, each including a control valve, the high pressure side refrigerant delivery unit between the condenser and the evaporator Each of which is installed in a forward direction in a pair connected forward and backward on the basis of the refrigerant control valve on the liquid refrigerant pipe of the liquid refrigerant pipe, and the upper part of the evaporator and the refrigerant control device or the upper and lower pressure side of the refrigerant control device or the evaporator, the refrigerant control device and A refrigerant control valve is included in the refrigerant piping circuit connecting the low pressure side. Heat pump system to gong. 제 1항에 있어서, 냉각 및 가열 열교환기의 형태로는 튜브(tube type) 또는 핀 튜브(fin tube) 또는 판(plate type) 또는 쉘앤드 튜브(shell and tube)으로 냉매 제어 장치의 내부 또는 외부에 부착하며, 팽창변은 모세관형 또는 온도식 팽창변 또는 전자식 팽창변 등으로 이루어진 것을 특징으로 하는 히트펌프 시스템.The internal or external of the refrigerant control device according to claim 1, wherein the cooling and heating heat exchanger is in the form of a tube type or a fin tube or a plate type or a shell and tube. The expansion valve is attached to the heat pump system, characterized in that consisting of a capillary or temperature expansion valve or an electronic expansion valve. 제 1항에 있어서, 냉매 제어 장치를 실내기 또는 실외기에 부착한 것을 특징으로 하는 히트 펌프 시스템.The heat pump system according to claim 1, wherein the refrigerant control device is attached to an indoor unit or an outdoor unit. 삭제delete
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