KR100304583B1 - 인젝션 사이클 부설 히트펌프 - Google Patents

인젝션 사이클 부설 히트펌프 Download PDF

Info

Publication number
KR100304583B1
KR100304583B1 KR1019990027749A KR19990027749A KR100304583B1 KR 100304583 B1 KR100304583 B1 KR 100304583B1 KR 1019990027749 A KR1019990027749 A KR 1019990027749A KR 19990027749 A KR19990027749 A KR 19990027749A KR 100304583 B1 KR100304583 B1 KR 100304583B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
refrigerant
gas
heat exchanger
compressor
injection cycle
Prior art date
Application number
KR1019990027749A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20010009397A (ko
Inventor
장세동
유승광
Original Assignee
구자홍
엘지전자주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 구자홍, 엘지전자주식회사 filed Critical 구자홍
Priority to KR1019990027749A priority Critical patent/KR100304583B1/ko
Publication of KR20010009397A publication Critical patent/KR20010009397A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR100304583B1 publication Critical patent/KR100304583B1/ko

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B30/00—Heat pumps
    • F25B30/02—Heat pumps of the compression type
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B41/00—Fluid-circulation arrangements
    • F25B41/20—Disposition of valves, e.g. of on-off valves or flow control valves
    • F25B41/26—Disposition of valves, e.g. of on-off valves or flow control valves of fluid flow reversing valves
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B41/00—Fluid-circulation arrangements
    • F25B41/30—Expansion means; Dispositions thereof
    • F25B41/31—Expansion valves
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B41/00—Fluid-circulation arrangements
    • F25B41/40—Fluid line arrangements
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B43/00—Arrangements for separating or purifying gases or liquids; Arrangements for vaporising the residuum of liquid refrigerant, e.g. by heat
    • F25B43/006—Accumulators
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B2313/00—Compression machines, plants or systems with reversible cycle not otherwise provided for
    • F25B2313/008—Refrigerant heaters

Abstract

본 발명은 인젝션 사이클 부설 히트펌프에 관한 것으로서 종래의 인젝션 사이클은 모세관을 팽창기구로 사용하므로 기액분리기의 기능이 원활하지 못하였으며, 특히 냉방운전시에는 인젝션 사이클이 작동되지 않는 문제점이 있었으나, 본 발명은 냉매의 팽창과정중에 유동냉매를 재가열시키는 냉매가열수단이 구비된 인젝션 사이클을 설치함으로써, 난방운전시 실외온도에 관계없이 고효율의 운전을 수행하고, 운전모드가 냉방운전으로 전환되어도 팽창과정중의 유동냉매 일부를 압축기로 분사시켜 순환냉매유량을 충분히 확보할 수 있다.

Description

인젝션 사이클 부설 히트펌프{HEAT PUMP UNIT WITH INJECTION CYCLE}
본 발명은 인젝션 사이클이 부설된 히트펌프에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 냉매의 팽창과정중에 냉매를 재가열시키는 냉매가열수단이 구비된 인젝션 사이클을 설치함으로써, 난방운전시의 효율을 향상시키고, 냉방운전시에도 유동냉매의 일부를 압축기로 분사시켜 순환냉매의 유량을 충분히 확보할 수 있도록 한 인젝션 사이클 부설 히트펌프에 관한 것이다.
일반적인 히트펌프는 도 1에 도시된 바와 같이, 운전상태를 정순환모드 또는 역순환모드로 변환시켜, 난방과 냉방을 선택적으로 할 수 있도록 형성된 것으로서, 상기 히트펌프는 전원이 인가되면 저온저압의 기체상태의 냉매를 압축하여 고온고압의 기체상태의 냉매로 변화시키는 압축기(1)와, 상기 압축기(1)에 이어 냉매의 유동방향을 바꾸어주는 사방밸브(2)와, 난방운전시 고온고압의 액체상태의 냉매로 변화시키면서 외부로 열을 방출하는 실내측열교환기(3)와, 저온저압의 이상상태의 냉매로 변화시키는 팽창기구(5)와, 난방운전시 저온저압의 이상상태의 냉매를 기체상태로 변화시키면서 외부의 열을 흡수하는 실외측열교환기(4)로 구성되고, 상기 실내측열교환기(3)의 측부에는 실내팬(3a)이 설치되고, 실외측열교환기(4)의 측부에는 실외팬(4a)이 설치된다.
상기와 같은 구성을 갖는 히트펌프의 작동관계를 설명하면 다음과 같다.
상기 히트펌프는 정순환모드의 난방운전시 압축기(1)의 작동에 의해 냉매는화살표 A의 방향으로 압축기(1)-사방밸브(2)-실내측열교환기(3)-팽창기구(5)-실외측열교환기(4)-사방밸브(2)-압축기(1)의 순서를 거치면서 유동되고, 실내측열교환기(3)가 응축기의 역할을 하면서 더운 공기를 실내로 토출하여 난방상태로 유지하며, 역순환모드의 냉방운전시에는 사방밸브(2)의 방향을 변환시켜 냉매의 유동방향을 난방운전시의 역방향으로(화살표 B) 흐르도록 하여 실내측열교환기(3)가 증발기의 역할을 하면서 차가운 공기를 실내로 토출하여 냉방상태로 유지하는 바, 히트펌프는 상기 사방밸브(2)의 방향을 전환하여 실내에 설치되어 있는 실내측열교환기(3)의 역할을 변환시켜 실내를 냉/난방시킨다.
도 2는 상기 일반적인 히트펌프에 인젝션 사이클이 부설되어 종래부터 적용되고 있는 인젝션 사이클 부설 히트펌프의 주요구성을 도시하였다.
상기 인젝션 사이클 부설 히트펌프는 전원이 인가되면 작동하여 저온저압의 기체상태의 냉매를 압축하여 고온고압의 기체상태의 냉매로 변화시키는 압축기(1)와, 상기 압축기(1)에 이어 제1냉매관(11)을 통하여 사방밸브(2)가 연결되고, 상기 사방밸브(2)의 일 측에 제2냉매관(12)을 통하여 상기 압축기(1)에서 변화된 고온고압의 기체상태의 냉매를 고온고압의 액체상태의 냉매로 변화시키면서 외부로 열을 방출하는 실내측열교환기(3)가 연결되며, 상기 실내측열교환기(3)의 타측에서 제3냉매관(13)을 통하여 상기 실내측열교환기(3)에서 변화된 고온고압의 액체상태의 냉매를 저온저압의 이상상태의 냉매로 변화시키는 제1모세관(8)과 제2모세관(9)이 직렬로 연결되고, 상기 제1,2모세관(8,9)에 이어 제4냉매관(14)을 통하여 상기 제1,2모세관(8,9)에서 변화된 저온저압의 이상상태의 냉매를 기체상태로 변화시키면서 외부의 열을 흡수하는 실외측열교환기(4)가 연결되며, 상기 실외측열교환기(4)는 제5냉매관(15)을 통하여 상기 사방밸브(2)의 타측에 연결된다. 그리고 상기 두 개의 제1,2모세관(8,9) 사이에는 냉매를 기체와 액체로 분리시키는 기액분리기(7)가 설치되고, 상기 기액분리기(7)는 분사관(6)을 통하여 압축기(1)와 연결된다. 또한, 상기 실내측열교환기(3)의 측부에는 실내팬(3a)이 설치되고, 실외측열교환기(4)의 측부에는 실외팬(4a)이 설치된다.
상기와 같은 구성을 갖는 종래 인젝션 사이클 부설 히트펌프의 작동관계를 설명하면 다음과 같다.
상기 인젝션 사이클 부설 히트펌프는 정순환모드의 난방운전시 압축기(1)의 작동에 의해 냉매는 화살표 A의 방향으로 압축기(1)-사방밸브(2)-실내측열교환기(3)-제1모세관(8)-기액분리기(7)로 유동되고, 상기 기액분리기(7)내의 액체냉매는 기액분리기(7)-제2모세관(9)-실외측열교환기(4)-사방밸브(2)-압축기(1)의 순서를 거치면서 유동되며, 상기 기액분리기(7)내의 기체냉매는 기액분리기(7)-분사관(6)-압축기(1)의 순서로 유동되는 바, 실내측열교환기(3)가 응축기의 역할을 하면서 더운 공기를 실내로 토출하여 난방상태로 유지한다.
그리고, 상기 난방운전시 인젝션 사이클의 작용을 상세히 설명하면 다음과 같다.
상기 실내측열교환기(3)에서 변화된 고온고압의 액체상태의 냉매는 제3냉매관(13)을 통하여 제1모세관(8)으로 유입되고, 저온저압의 이상상태의 냉매로변화되어 기액분리기(7)로 유입되며, 이때, 일방향밸브(8a)는 닫히게 되어 유로는 형성되지 않는다.
상기 기액분리기(7)내의 기체냉매는 압축기(1)와의 압력차에 의하여 분사관(6)을 통하여 압축기(1)로 분사되어 냉매의 순환유량을 증가시켜 난방효율을 향상시키며, 상기 기액분리기(7)내의 액체냉매는 제2모세관(9)으로 유입되어 감압과정을 거쳐 증발기로 작용되는 실외측열교환기(4)로 유입된다.
그리고 역순환모드의 냉방운전시에는 사방밸브(2)의 방향을 전환시켜 냉매의 유동방향을 난방운전시의 역방향으로(화살표 B) 흐르도록 하여 실내측열교환기(3)가 증발기의 역할을 하면서 차가운 공기를 실내로 토출하여 냉방상태로 유지하는 바, 상기 냉방운전시 인젝션 사이클의 작용을 상세히 설명하면 다음과 같다.
상기 실외측열교환기(4)에서 변화된 고온고압의 액체상태의 냉매는 제4냉매관(14)을 통하여 제2모세관(9)으로 유입되고, 저온저압의 이상상태의 냉매로 변화되어 기액분리기(7)로 유입되며, 상기 기액분리기(7)내의 기체냉매는 난방운전시와 동일하게 압축기(1)와의 압력차에 의하여 분사관(6)을 통하여 압축기(1)로 분사되어 냉매의 순환유량을 증가시켜 냉방효율을 향상시키며, 상기 기액분리기(7)내의 액체냉매는 냉방운전시 열리는 상기 일방향밸브(8a)를 경유하여 감압과정 없이 제3냉매관(13)을 통하여 응축기로 작용되는 실내측열교환기(3)로 유입된다.
상기와 같은 구성과 작용을 갖는 인젝션 사이클이 부설된 히트펌프에 있어서, 기액분리기(7)에서 압축기(1)로 분사되는 기체냉매의 분사량은 기액분리기(7)와 압축기(1)사이의 압력차에 의해 결정된다.
그런데, 일반적으로 난방운전시의 시스템압력이 냉방운전시에 비하여 낮으며, 특히 실외기온이 낮은 동절기에 행하여지는 난방운전의 경우에는 증발압력 및 응축압력이 저하되어 기액분리기(7)내의 기체압력도 저하되므로 기액분리기(7)에서의 기액분리를 통한 기체냉매의 분사효과는 감소되었다. 따라서, 모세관을 이용하여 팽창과정을 수행하는 경우에는 난방운전시의 모세관의 길이가 냉방운전시보다 길어야 하므로, 종래의 인젝션 사이클은 도 2에 도시된 바와 같이 두개의 모세관을 팽창기구로 구성하여 난방운전시에는 일방향밸브(8a)를 닫아서 제1,2모세관(8,9)을 모두 사용하고, 냉방운전시에는 일방향밸브(8a)를 열어서 제1모세관(8)은 사용하지 않고, 제2모세관(9)만을 사용하도록 구성하였다.
그러나, 상기 냉방운전시에는 제2모세관(9)만이 팽창기구로 사용되는 바, 기액분리기(7)내의 냉매는 이미 팽창이 종료된 상태이므로 팽창과정에서의 중간압으로 유지될 수 없으며, 또한 증발압력과 동일한 상태이므로 기액분리를 통하여 기체냉매를 압축기(1)로 분사시킬 수 없었다. 그리고, 만약 상기 일방향밸브(8a)를 제2모세관(9)에 설치하여 냉방운전을 할 경우에는 실외측열교환기(4)와 기액분리기(7)의 사이에 감압이 발생되는 팽창과정이 전혀 없으므로 역시 기액분리를 통하여 기체냉매를 압축기(1)로 분사시킬 수 없었다. 결국 종래와 같이 모세관을 팽창기구로 사용하는 경우에는 기액분리기(7)가 그 기능을 수행하지 못하므로 냉방운전시에는 인젝션 사이클이 작동되지 않는 문제점이 있었다.
본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 인젝션 사이클이 부설된 히트펌프가 난방운전시에는 실외온도에 관계없이 고효율의 운전을 수행하고, 운전모드가 냉방운전으로 전환되어도 팽창과정중의 유동냉매 일부를 압축기로 분사시켜 순환냉매유량을 충분히 확보할 수 있는 인젝션 사이클 부설 히트펌프를 제공하는 데 있다.
도 1은 일반적인 히트펌프의 주요 구성을 나타내 보인 개요도.
도 2는 종래 인젝션 사이클 부설 히트펌프의 주요 구성을 나타내 보인 개요도.
도 3은 본 발명에 따른 인젝션 사이클 부설 히트펌프의 주요구성을 나타내 보인 개요도.
도 4는 본 발명에 따른 인젝션 사이클 부설 히트펌프에서 난방운전시 냉매의 유동상태를 나타내 보인 개요도.
도 5는 본 발명에 따른 인젝션 사이클 부설 히트펌프가 적용된 멀티에어컨의 난방운전시 냉매의 유동상태를 나타내 보인 개요도.
〈 도면의 주요부분에 대한 부호설명〉
1 : 압축기 2 : 사방밸브
3 : 실내측열교환기 3a : 실내팬
4 : 실외측열교환기 4a : 실외팬
12 : 제2냉매관 13 : 제3냉매관
14 : 제4냉매관 15 : 제5냉매관
16 : 제6냉매관 21 : 제1팽창밸브
22 : 제2팽창밸브 23 : 냉매가열수단
23a: 재열유입관 23b: 재열유출관
23c: 중간열교환기 26 : 분사관
27 : 기액분리기
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명인 인젝션 사이클 부설 히트펌프는 냉매를 압축하여 고온고압의 기체상태의 냉매로 변화시키는 압축기와, 상기 압축기에 이어 냉매의 유동방향을 전환하는 사방밸브와, 상기 사방밸브에 이어 고온고압의 액체상태의 냉매로 변화시키면서 외부로 열을 방출하는 실내측열교환기와, 상기 실내측열교환기에 이어 유동냉매를 팽창시키는 제1팽창밸브와, 상기 제1팽창밸브에 이어 유동냉매를 가열시키는 냉매가열수단과, 상기 냉매가열수단과 이어 유동냉매를 기체와 액체로 분리시키는 기액분리기와, 상기 기액분리기의 일 측과 연결되어 액체냉매를 팽창시키는 제2팽창밸브와, 상기 제2팽창밸브에 이어 저온저압의 이상상태의 냉매를 기체상태로 변화시키면서 외부의 열을 흡수하는 실외측열교환기와, 상기 기액분리기의 타측과 이어 압축기와 연결되는 분사기로 구성된 것을 특징으로 한다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시례를 첨부도면에 의거하여 설명토록 한다.
도 3은 본 발명에 따른 인젝션 사이클 부설 히트펌프의 주요구성을 나타내 보인 개요도로서, 정순환모드의 난방운전시 냉매의 유동방향을 화살표 A로 도시하였고, 역순환모드의 냉방운전시 냉매의 유동방향은 화살표 B로 도시하였으며, 팽창과정중의 냉매를 재가열시켜 압축기로 분사시키는 인젝션 사이클을 실내측열교환기와실외측열교환기의 중간부에 도시하였다.
도면에서 1은 저온저압의 기체상태의 냉매를 압축하여 고온고압의 기체상태의 냉매로 변화시키는 압축기이고, 2는 상기 압축기(1)에 이어 냉매의 유동방향을 전환하는 사방밸브이며, 3은 상기 사방밸브(2)의 일 측에서 제2냉매관(12)을 통하여 상기 압축기(1)에서 변화된 고온고압의 기체상태의 냉매를 고온고압의 액체상태의 냉매로 변화시키면서 외부로 열을 방출하는 실내측열교환기이고, 4는 제4냉매관(14)과 연통되어 저온저압의 이상상태의 냉매를 기체상태로 변화시키면서 외부의 열을 흡수하는 실외측열교환기로서 이는 제5냉매관(15)을 통하여 상기 사방밸브(2)의 타측에 연결된다.
상기 인젝션 사이클은 상기 실내측열교환기(3)의 일 측에서 제3냉매관(13)과 연통되어 유동냉매를 팽창시키는 제1팽창밸브(21)와, 상기 제1팽창밸브(21)와 연결되어 유동냉매를 가열시키는 냉매가열수단(23)과, 상기 냉매가열수단(23)과 연결되어 유동냉매를 기체와 액체로 분리시키는 기액분리기(27)와, 상기 기액분리기(27)의 일 측과 연결되어 액체냉매를 팽창시키며 제4냉매관(14)을 통하여 실외측열교환기(4)와 연결되는 제2팽창밸브(22)와, 상기 기액분리기(27)의 타측과 압축기(1)를 연결하는 분사관(26)으로 구성된다. 상기 제1,2팽창밸브(21,22)는 개도 조절이 가능한 전자밸브로 적용되는 것이 바람직하다.
그리고, 상기 냉매가열수단(23)은 상기 제1팽창밸브(21)와 기액분리기(27)의 사이에 설치되어 팽창과정중에 있는 저온상태의 유동냉매와 상기 압축기(1)에서 토출된 고온상태의 압축냉매의 상호간에 열이 교환되는 중간열교환기(23c)와, 일 측은압축기(1)의 출구와 연결되고 타측은 상기 중간열교환기(23c)와 연결되어 고온고압의 압축냉매를 유동시키는 재열유입관(23a)과, 일 측은 중간열교환기(23c)를 통과하는 재열유입관(23a)과 연결되고 타측은 상기 사방밸브(2)의 입구측과 연결되어 열교환된 압축냉매를 유동시키는 재열유출관(23b)으로 구성된다.
상기와 같은 구성을 갖는 본 발명에 따른 인젝션 사이클 부설 히트펌프에 대한 작용을 살펴보면 다음과 같다.
도 4는 상기 인젝션 사이클 부설 히트펌프에서 정순환모드의 난방운전시 냉매의 유동상태를 도시한 개요도로서, 압축기(1)의 작동에 의해 냉매는 압축기(1)-사방밸브(2)-실내측열교환기(3)-제1팽창밸브(21)-냉매가열수단(23)-기액분리기(27)로 유동되고, 상기 기액분리기(27)내의 액체냉매는 기액분리기(27)-제2팽창밸브(22)-실외측열교환기(4)-사방밸브(2)-압축기(1)의 순서를 거치면서 유동되며, 상기 기액분리기(27)내의 기체냉매는 기액분리기(27)-분사관(26)-압축기(1)의 순서로 유동되는 바, 실내측열교환기(3)가 응축기의 역할을 하면서 더운 공기를 실내로 토출하여 난방상태로 유지한다.
그리고, 상기 난방운전시 인젝션 사이클의 작용을 상세히 설명하면 다음과 같다.
상기 실내측열교환기(3)에서 변화된 고온고압의 액체상태의 냉매는 제3냉매관(13)을 통하여 제1팽창밸브(21)로 유입되어, 저온저압의 이상상태의 유동냉매로 변화되어 냉매가열수단(23)의 중간열교환기(23c)로 유입되며, 상기 압축기(1)에서 압축된 고온고압의 압축냉매는 재열유입관(23a)을 통하여 중간열교환기(23c)로 유입되어 저온상태의 유동냉매와 고온상태의 압축냉매는 상호간에 열교환이 이루어진다. 그리고, 열교환된 압축냉매는 재열유출관(23b)을 통하여 사방밸브(2)를 거쳐 실내측열교환기(3)로 유입되어 유동된다.
상기 중간열교환기(23c)에서의 열교환에 의하여 온도와 압력이 상승된 유동냉매는 기액분리기(27)로 유입되고, 열교환으로 증가된 다량의 기체냉매는 압축기(1)와의 압력차에 의하여 분사관(26)을 통하여 압축기(1)로 분사되어 냉매의 순환유량을 증가시켜 난방효율을 향상시키며, 상기 기액분리기(27)내의 액체냉매는 제2팽창밸브(22)로 유입되어 감압과정을 거쳐 증발기로 작용되는 실외측열교환기(4)로 유입된 후, 압축기(1)로 들어간다.
그리고 역순환모드의 냉방운전시에는 사방밸브(2)의 방향을 전환시켜 냉매의 유동방향을 난방운전시의 역방향으로(화살표 B) 흐르도록 하여 실내측열교환기(3)가 증발기의 역할을 하면서 차가운 공기를 실내로 토출하여 냉방상태로 유지하는 바, 상기 냉방운전시 인젝션 사이클의 작용을 상세히 설명하면 다음과 같다.
상기 실외측열교환기(4)에서 변화된 고온고압의 액체상태의 냉매는 제4냉매관(14)을 통하여 제2팽창밸브(22)로 유입되고, 저온저압의 이상상태의 냉매로 변화되어 기액분리기(27)로 유입되며, 상기 기액분리기(27)내의 기체냉매는 난방운전시와 동일하게 압축기(1)와의 압력차에 의하여 분사관(26)을 통하여 압축기(1)로 분사되어 냉매의 순환유량을 증가시켜 냉방효율을 향상시키며, 상기 기액분리기(27)내의 액체냉매는 난방운전시와 동일하게 중간열교환기(23)에서 열교환을 한 후, 제1팽창밸브(21)로 유입되어 감압과정을 거쳐 증발기로 작용되는 실내측열교환기(3)로 유입된 후, 압축기(1)로 들어간다.
상기와 같은 구성과 작용을 갖는 인젝션 사이클이 부설된 히트펌프는 동절기의 난방운전시 실외기온의 저하로 인하여 증발압력 및 응축압력이 저하되고 기액분리기(27)내의 기체냉매의 압력이 저하되는 경우에도 팽창과정중인 냉매를 중간열교환기(23c)를 이용하여 재가열시키므로 기액분리기(27)에서의 기액분리를 통한 기체냉매의 분사효과는 향상되며, 하절기의 냉방운전이 행하여지는 경우에도 제2팽창밸브(22)를 통하여 팽창된 유동냉매를 기액분리기(27)로 유입하여, 기체냉매는 압축기로 분사하고 액체냉매는 제1팽창밸브(21)를 통하여 감압시키므로 종래와는 달리 기액분리기(27)내의 유동냉매는 팽창과정에서의 중간압으로 유지할 수 있는 바, 냉난방시 순환냉매유량을 적절하게 확보할 수 있다.
한편, 도 5에서는 본 발명에 따른 인젝션 사이클이 적용되고, 다수 개의 실내측열교환기가 설치된 멀티에어컨의 난방운전시 냉매의 유동상태를 도시하였는 바, 도면에서 103은 별도의 실내측열교환기이며, 121은 별도의 제1팽창밸브이고, 112 및 113은 제2냉매관(12)과 제3냉매관(13)으로부터 분지된 별도의 냉매관으로써, 상기 멀티에어컨은 용량이 다른 실내측열교환기가 다수 개 설치될 수 있으므로 각각의 실내측열교환기의 용량에 맞추어 개도가 조절되는 별도의 제1팽창밸브를 사용한다.
그리고, 상기 멀티에어컨은 연결된 다수 개의 실내측열교환기중에서 용량이 가장 적은 1개 만이 운전될 경우 종래에는 실외측열교환기(4)에 비하여 유동냉매의 유량이 감소되어 압축기(1)에서 토출되는 냉매가 과열되었으나, 본 발명의 경우에는 재열유입관(23a)을 통하여 중간열교환기(23c)에서 열교환되므로 실내측열교환기(3)1개 만이 운전되는 경우에도 압축기(1) 토출부에서의 과열을 미연에 방지할 수 있다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 의한 인젝션 사이클 부설 히트펌프는 냉매의 팽창과정중에 냉매를 재가열시키는 냉매가열수단이 구비된 인젝션 사이클을 설치함으로써, 난방운전시에는 실외온도에 관계없이 고효율의 운전을 수행하고, 운전모드가 냉방운전으로 전환되어도 팽창과정중의 유동냉매 일부를 압축기로 분사시켜 순환냉매유량을 충분히 확보할 수 있는 효과가 있다.

Claims (2)

  1. 냉매를 압축하여 고온고압의 기체상태의 냉매로 변화시키는 압축기와, 상기 압축기에 이어 냉매의 유동방향을 전환하는 사방밸브와, 상기 사방밸브에 이어 고온고압의 액체상태의 냉매로 변화시키면서 외부로 열을 방출하는 실내측열교환기와, 상기 실내측열교환기에 이어 유동냉매를 팽창시키는 제1팽창밸브와, 상기 제1팽창밸브에 이어 유동냉매를 가열시키는 냉매가열수단과, 상기 냉매가열수단과 이어 유동냉매를 기체와 액체로 분리시키는 기액분리기와, 상기 기액분리기의 일 측과 연결되어 액체냉매를 팽창시키는 제2팽창밸브와, 상기 제2팽창밸브에 이어 저온저압의 이상상태의 냉매를 기체상태로 변화시키면서 외부의 열을 흡수하는 실외측열교환기와, 상기 기액분리기의 타측과 이어 압축기와 연결되는 분사기로 구성된 것을 특징으로 하는 인젝션 사이클 부설 히트펌프.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 냉매가열수단은 상기 제1팽창밸브와 기액분리기의 사이에 설치되어 팽창과정중의 유동냉매와 상기 압축기에서 토출된 압축냉매의 상호간에 열이 교환되는 중간열교환기와, 일 측은 압축기의 출구와 연결되고 타측은 상기 중간열교환기와 연결되어 고온고압의 압축냉매를 유동시키는 재열유입관과, 일 측은 중간열교환기를 통과하는 재열유입관과 연결되고 타측은 상기 사방밸브의 입구측과 연결되어 열교환된 압축냉매를 유동시키는 재열유출관으로 구성된 것을 특징으로 하는 인젝션 사이클 부설 히트펌프.
KR1019990027749A 1999-07-09 1999-07-09 인젝션 사이클 부설 히트펌프 KR100304583B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1019990027749A KR100304583B1 (ko) 1999-07-09 1999-07-09 인젝션 사이클 부설 히트펌프

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1019990027749A KR100304583B1 (ko) 1999-07-09 1999-07-09 인젝션 사이클 부설 히트펌프

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20010009397A KR20010009397A (ko) 2001-02-05
KR100304583B1 true KR100304583B1 (ko) 2001-09-13

Family

ID=19600652

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1019990027749A KR100304583B1 (ko) 1999-07-09 1999-07-09 인젝션 사이클 부설 히트펌프

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR100304583B1 (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101444739B1 (ko) * 2012-11-12 2014-09-26 성명제 히트펌프 사이클을 이용한 난방장치

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101004635B1 (ko) * 2003-08-30 2011-01-04 한라공조주식회사 히트펌프 시스템
KR100921211B1 (ko) * 2005-08-22 2009-10-13 에머슨 클리메이트 테크놀로지즈 인코퍼레이티드 증기 분사 시스템을 갖춘 압축기
CN107024031B (zh) * 2017-05-27 2022-08-02 中原工学院 一种适用于大温差的三压力高效风冷热泵机组

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101444739B1 (ko) * 2012-11-12 2014-09-26 성명제 히트펌프 사이클을 이용한 난방장치

Also Published As

Publication number Publication date
KR20010009397A (ko) 2001-02-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101155494B1 (ko) 히트 펌프
CN100390475C (zh) 具有双致冷剂循环的空调
AU2005280900A1 (en) Refrigeration apparatus
US11353249B2 (en) Two-pipe enhanced-vapor-injection outdoor unit and multi-split system
KR100225636B1 (ko) 냉난방겸용 공기조화기
KR101161381B1 (ko) 냉동 사이클 장치
JP4407000B2 (ja) Ｃｏ２冷媒を用いた冷凍システム
KR100304583B1 (ko) 인젝션 사이클 부설 히트펌프
US11300329B2 (en) Two-pipe enhanced-vapor-injection outdoor unit and multi-split system
KR20060100795A (ko) 히트펌프식 공기 조화장치의 과냉각 구조
KR100441008B1 (ko) 냉난방 공기조화시스템
KR100554566B1 (ko) 극저온용 히트펌프 사이클
KR100248719B1 (ko) 냉, 난방기 사이클
WO2012127834A1 (ja) 冷凍サイクル装置
JP2615496B2 (ja) ２段圧縮冷凍サイクル
KR100588846B1 (ko) 히트펌프 공기조화기
KR20050102479A (ko) 히트펌프의 냉매과열도 개선구조
JPH062965A (ja) ２段圧縮冷凍サイクル装置
KR20100005738U (ko) 급탕 히트펌프 시스템
KR100395026B1 (ko) 히트펌프의 증발온도 보상장치 및 그 보상방법
KR101416933B1 (ko) 공기조화 시스템
KR20040003628A (ko) 히트 펌프 시스템
KR200311409Y1 (ko) 단열이중관 열교환 방식의 히트펌프
KR200240102Y1 (ko) 히트펌프의 증발온도 보상장치
CN117073044A (zh) 多种旁路自适应构型的二氧化碳热泵供暖系统及控制方法

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20120619

Year of fee payment: 12

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20130624

Year of fee payment: 13

LAPS Lapse due to unpaid annual fee