KR100248718B1 - 난방기의 사이클구조 및 제어방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 난방기의 사이클 구조 및 제어방법에 관한 것으로, 특히 난방운전시 실외온도가 저온으로 내려갈수록 증발압력이 낮아져서 압축기의 압축비가 상승하는 것을 방지하고, 제상운전시 제상운전시간을 단축시키며, 실내공기의 습도를 일정하게 유지하여 쾌적한 난방을 수행할 수 있는 난방사이클 구조를 제공하는데 목적이 있다.

이를 실현하기 위하여 본 발명은 압축기, 사방변, 실내기, 팽창변, 실외기가 마이콤에 의헤 제어되는 히트펌프사이클에 상기 실외기 온도를 온수와의 열교환을 통해 상승시키기 위한 온도상승수단으로, 온수를 저장하는 온수저장부와, 상기 온수저장부에 저장된 온수를 강제로 순환시키는 펌핑부와, 상기 펌핑부에 의해 펌핑되는 고온의 온수와 실외기 주변의 공기가 열교환이 이루어지도록 하는 열교환부을 구비하였다.

Description

난방기의 사이클 구조 및 제어방법

본 발명은 난방기에 관한 것으로서, 특히 난방운전시 실외온도가 저온으로 내려감으로 인하여 발생되는 난방효율저하를 방지하고 쾌적한 실내공기를 유지하기 위한 난방기의 사이클구조 및 제어방법에 관한 것이다.

도 1은 종래 난방기의 운전시 흐름도를 나타낸 것으로써, 그 구성을 살펴보면, 냉매를 고온고압으로 압축하는 압축기(3)와, 상기 압축기(3)에서 압축되어 토출되는 냉매가 실내기(1)로 보내지도록 개폐되는 사방변(4)과, 상기 실내기(1)에서 응축되어 보내지는 냉매를 팽창하는 팽창변(6)과, 상기 팽창변(6)을 거친 저온의 냉매가 유입되는 실외기(2)로 구성되어 있다.

도면중 미설명 부호 8 은 실내 토출팬, 9 는 실외측 토출팬을 나타낸다.

이러한 사이클을 갖는 난방기는 난방운전시 압축기(3)에서 압축되어 고온고압으로 압축된 냉매가 토출되어 사방변(4)을 통해 실내기(1)로 유입된후 고압의 과냉액으로 응축되어 지면서 45℃ 이상의 토출공기를 불어내어 실내를 난방하게 된다. 이 냉매는 다시 팽창변(6)으로 유입되어 저온저압의 냉매로 팽창되어진 후 실외기(2)로 유입되어 주위의 열을 흡수하게 되는데 이때, 실외온도보다는 실외기의 냉매온도가 낮아야 증발을 하여 저온의 가스상태로 된다. 증발된 냉매는 사방변(4)을 거쳐서 압축기(3)로 흡입되어 고온의 토출가스로 변화한다.

제상운전시는 상기와 반대의 냉방사이클로 운전을 하게된다.

상기 사이클구조에 있어서 실외기에서는 실외온도보다 실외기 냉매의 온도가 낮아야 열교환이 일어나 증발이 되는데, 실외온도가 -10℃ 이하로 낮아지면 냉매의 온도는 최소한 -12℃ 이하로 떨어져야 되며 동시에 증발압력이 낮아지게 된다.

그러나 실내기 토출온도를 유지하면서 실외열교환을 위해 증발압을 낮추면 압축기의 압축비가 상승하게 되어 압축기에 무리가 따르게 되고 궁극적으로 사이클이 불균형을 이루게 되어 토출온도의 저하 및 난방성능이 저하되는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기한 바와같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 발명된 것으로 압축기, 사방변, 실내기, 팽창변, 실외기가 마이콤에 의헤 제어되는 히트펌프사이클에 상기 실외기 온도를 온수와의 열교환을 통해 상승시키기 위한 온도상승장치를 추가로 구비함으로서, 난방운전시 실외온도가 저온으로 내려감으로 인한 압축비 상승을 방지하고 제상운전시 제상운전시간을 단축하는등 난방사이클의 효율을 향상시킬 수 있도록 하는데 목적이 있다.

도 1 은 종래 히트펌프 사이클의 구조도.

도 2 는 본 발명에 의한 히트펌프 사이클의 구조도.

*** 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ***

101 : 실내기 102 : 실외기

103 : 압축기 104 : 사방변

105 : 마이콤 106 : 팽창변

107 : 온수저장부 107': 히터

108 : 펌프 109 : 열교환기

110 : 증기량조절변 111 : 습도센서

본 발명을 도 2를 참조하여 이하에서 상세히 설명한다.

먼저 본 발명의 구성을 살펴보면 압축기(103), 사방변(104), 실내기(101), 팽창변(106), 실외기(102)가 마이콤(105)에 의헤 제어되는 히트펌프사이클에는 상기 실외기(102)의 온도를 상승시키기 위하여 온수를 저장하는 온수저장부(107)와, 상기 온수저장부(107)에 저장된 온수를 강제로 순환시키는 펌핑부(108)와, 상기 펌핑부(108)에 의해 펌핑되는 고온의 온수와 실외기(103) 주변의 공기가 열교환이 이루어지도록 하는 열교환부(109)가 포함되었으며, 실내기측(101)에는 온수저장부(107)로부터 온수가열에 의해 발생된 증기가 실내기(101)로 토출되는 증기량을 조절하는 증기량조절변(110)이 구성되었다.

도면중 미설명 부호 111은 습도센서를 나타낸다.

본 발명 난방사이클의 작동원리는 종래와 동일하며, 난방운전시 실외온도(T1)가 내려가게 되면 실외기의 증발능력을 유지하기 위해 팽창을 잠궈서 냉매유량을 줄이고 증발온도와 압력을 낮추게 된다.

그러나 일정이상 낮추게 되면 실내기(101)의 토출공기온도가 같이 낮아지게 되어 난방을 할수없게 된다. 따라서 실외온도(T1)가 일정온도 이상일 경우에 히터(107')가 온/오프를 계속하여 실내기 습도조절에 필요한 열량을 방출하게 되는데 일정온도 이하인 경우에는 히터(107')의 발열량이 증가하고, 펌프(108)가 작동하여 고온의 온수를 실외열교환기 주변으로 흐르게 된다.

따라서 실외온도(T1)보다도 냉매가 통과하는 열교환기 주변의 온도(T3)가 높게 유지되어 냉매를 증발시키기 위해 온도 및 압력을 실외기준이 아닌 열교환기 주변온도(T3)를 기준으로 조절하면 되기 때문에 냉매는 실외온도의 강하에 영향을 받지않고 온도강하 이전의 상태에서 증발을 하게되고 실내기 토출온도도 유지된다.

실내기 토출공기의 습도저절은 히터(107')가 작동하여 가열된 공기를 이용하게 되며, 요구습도에 따라 증기량 조절변(110)이 증기량을 조절하게 된다. 증기량 조절변(110)은 습도센서(111)에서 감지되는 습도를 인식하여 궤도를 조절하며 이 모든 신호는 마이콤(105)이 조절한다.

마이콤(105)은 T1,T2,T3 온도를 감지하여 압축기주파수(F), 팽창변(106), 펌프(108), 히터(107') 등을 제어하며 습도센서(111)를 감지하여 증기량조절변(110), 히터(107'), 펌프(108) 등을 제어한다.

이상 설명한 바와같이 본 발명의 난방사이클 구조는 난방운전시 실외의 온도가 저온으로 떨어졌을 때 실외기 주변의 온도가 저하되어 실외기를 통과하는 냉매가 증발을 위한 열흡수가 어려워지는데, 이때 온수사이클이 작동하여 실외기 주변의 공기와 열교환을 함으로서, 실외기 주변의 온도가 상승하게 되어 결국 실외기내의 냉매의 증발효율이 상승되어 냉동사이클의 효율을 유지할 수 있게된다.

또한 실내기측의 실내공기가 건조해지는 것을 방지하여 쾌적한 실내공간을 구현할 수 있게되는 것이다.

Claims (5)

1. 압축기, 사방변, 실내기, 팽창변, 실외기가 마이콤에 의헤 제어되는 히트펌프사이클에는 상기 실외기 온도를 온수와의 열교환을 통해 상승시키기 위한 온도상승수단이 포함됨을 특징으로 하는 난방기의 사이클 구조.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 온도상승수단은 온수를 저장하는 온수저장부와,

   상기 온수저장부에 저장된 온수를 강제로 순환시키는 펌핑부와,

   상기 펌핑부에 의해 펌핑되는 고온의 온수와 실외기 주변의 공기가 열교환이 이루어지도록 하는 열교환부로 이루어짐을 특징으로 하는 난방기의 사이클 구조.
3. 제 2 항에 있어서,

   상기 온수저장부로부터 온수가열에 의해 발생된 증기를 실내기로 안내하는 증기유로와,

   상기 증기유로에 접속되어 실내기로 토출되는 증기량을 조절하는 증기량 조절부를 구비함을 특징으로 하는 난방기의 사이클 구조.
4. 제 2 항에 있어서,

   상기 온수저장부 내에는 온수를 고온으로 유지하기 위한 히터가 구비됨을 특징으로 하는 난방기의 사이클 구조.
5. 압축기, 사방변, 실내기, 팽창변, 실외기가 마이콤에 의헤 제어되는 히트펌프사이클에는 실외공기온도와 실외기온도를 비교하여 실외기온도가 실외공기온도보다 낮으면 마이콤이 히터 및 펌프를 작동시켜 온수온도를 상승시키게 됨을 특징으로 하는 난방기의 사이클 제어방법.

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