KR100455626B1 - Heat pump type hot water heating apparatus - Google Patents

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KR100455626B1
KR100455626B1 KR10-2002-0013728A KR20020013728A KR100455626B1 KR 100455626 B1 KR100455626 B1 KR 100455626B1 KR 20020013728 A KR20020013728 A KR 20020013728A KR 100455626 B1 KR100455626 B1 KR 100455626B1
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Abstract

본 발명은 히트 펌프식 온수 가열장치에 관한 것으로써, 폐온수의 보유열을 폐열 열교환기와 간접 열교환시켜 폐열 열교환기의 성능을 양호하게 유지함과 동시에 폐온수 방열 열교환기에 퇴적된 스케일을 히트 펌프 사이클의 가동을 중단하지 않고 신속히 청소하며, 폐온수의 온도가 낮을 경우에도 성적계수를 증대하고 압축기의 손상을 방지할 수 있도록 한 것이다.The present invention relates to a heat pump type hot water heater, which indirectly exchanges heat of the waste water with the waste heat heat exchanger to maintain a good performance of the waste heat heat exchanger, and at the same time, a scale deposited on the waste water heat radiating heat exchanger, It is designed to quickly clean the system without stopping operation and to increase the coefficient of performance even when the temperature of the waste water is low, and to prevent damage to the compressor.

본 발명은 압축기(2), 응축기(3), 제 1 팽창밸브(4), 폐열 증발기(5)를 도관(6a~6c)으로 순서대로 연결한 기본회로(1)와; 상기 도관(6b)(6c)에 도관(6d) (6e)으로 상기 폐열 증발기(5)와 병열로 제 2 팽창밸브(8)와 함께 연결한 외기열 증발기(7)와; 상기 응축기(3)의 응축열에 의하여 가열되는 온수 열교환기(10)와 저탕조(11)를 설치한 온수 가열 폐회로(9)와; 상기 폐열 증발기(5)에 폐온수 방열 열교환기(17)와 열교환 관계를 유지하도록 폐회로가 형성되게 연결한 폐온수 흡열 열교환기(14)와; 상기 폐열 증발기(5)의 출구측과 외기열 증발기(7)의 입구측에 연결한 바이패스 도관(18)으로 구성한 것이다.The present invention comprises a basic circuit (1) connecting the compressor (2), the condenser (3), the first expansion valve (4), the waste heat evaporator (5) in order with conduits (6a-6c); An external heat evaporator (7) connected to the conduits (6b) and (6c) in a conduit (6d) (6e) with the second expansion valve (8) in parallel with the waste heat evaporator (5); A hot water heating closed circuit (9) provided with a hot water heat exchanger (10) and a water storage tank (11) which are heated by the heat of condensation of the condenser (3); A waste water heat absorption heat exchanger (14) connected to the waste heat evaporator (5) such that a closed circuit is formed to maintain a heat exchange relationship with the waste heat water heat dissipation heat exchanger (17); The bypass conduit 18 is connected to the outlet side of the waste heat evaporator 5 and the inlet side of the outside heat evaporator 7.

Description

히트 펌프식 온수 가열장치 {HEAT PUMP TYPE HOT WATER HEATING APPARATUS}Heat Pump Type Hot Water Heater {HEAT PUMP TYPE HOT WATER HEATING APPARATUS}

본 발명은 히트 펌프식 온수 가열장치에 관한 것이며, 상세하게는 증발기의 열원으로 폐열 및 외기열을 선택적으로 이용할 수 있는 히트 펌프식 온수 가열장치에 관한 것이다.The present invention relates to a heat pump type hot water heater, and more particularly, to a heat pump type hot water heater that can selectively use waste heat and outside air as heat sources of an evaporator.

히트 펌프 사이클은 압축기, 응축기, 팽창밸브, 증발기를 기본구성으로 하여 압축기에서 압축된 고온·고압의 냉매증기를 응축기(이용측 열교환기)에서 응축하여서 그 응축열을 온수생성 등에 이용하고, 상기 응축기에서 응축된 고온·고압의 냉매액을 팽창밸브에서 팽창시킨 후 증발기(흡열측 열교환기)에서 흡열에 의하여 증발시킨 후 상기 증발기에서 증발된 저온·저압의 냉매증기가 압축기에 흡입되는 사이클을 반복하는 것이다.The heat pump cycle consists of a compressor, a condenser, an expansion valve, and an evaporator, and condenses the high-temperature / high-pressure refrigerant vapor compressed by the compressor in a condenser (used side heat exchanger), and uses the heat of condensation in hot water generation. The condensed high-temperature and high-pressure refrigerant liquid is expanded by an expansion valve, and then evaporated by endotherm in an evaporator (endothermic side heat exchanger), and the low-temperature and low-pressure refrigerant vapor evaporated by the evaporator is repeated in a cycle of being sucked into the compressor. .

상기와 같이 증발기에서 흡열에 의하여 고온·고압의 냉매액을 증발시킬 때 그 열원으로서 지하수 또는 폐열 등을 이용하거나 외기열(대기열)을 이용하는 것으로 대별되며, 열원으로써 지하수 등을 이용할 때에는 냉매액의 증발이 양호하나 외기열을 이용할 때에는 외기온이 5℃ 이하일 경우에는 증발기의 표면에 서리가 맺침으로써 열전달이 방해되어 성적계수가 저하되고 심하면 흡열 불능현상이 초래되어 운전 불능현상이 발생되는 것이다.As described above, when the high temperature and high pressure refrigerant liquid is evaporated by the endotherm in the evaporator, the groundwater or waste heat is used as the heat source or the outside air (atmospheric heat) is used, and when the ground water is used as the heat source, the refrigerant liquid is evaporated. In this case, when the outside air is used, if the outside air temperature is 5 ° C. or less, frost forms on the surface of the evaporator, which impedes heat transfer, and the grade coefficient is lowered.

한편 열원으로써 목욕탕의 폐수열을 이용한 히트 펌프식 온수 공급장치가 1989년 실용신안 출원공고 제 5439 호 공보에 개시되어 있는 바, 상기한 히트 펌프식 온수 공급장치는 히트 펌프 시스템의 응축기에 온수 가열회로를 형성함과 동시에 상기 온수 가열회로에 저탕조를 설치하고, 증발기에 폐수조 및 폐수열 순환수단을 연결하여서 된 것이다.On the other hand, a heat pump type hot water supply device using wastewater heat of a bath as a heat source is disclosed in 1989 Utility Model Application Publication No. 5439. The heat pump type hot water supply device uses a hot water heating circuit to a condenser of a heat pump system. At the same time it is formed by installing a low temperature tank in the hot water heating circuit, by connecting the waste water tank and waste water heat circulation means to the evaporator.

그러나 상기한 목욕탕의 폐수열을 이용한 온수 공급장치는 목욕탕에 목욕자가 없을 경우에는 폐온수의 발생이 없기 때문에 폐수조의 물이 냉각되어서 증발기에서 냉매액의 증발이 불량하게 됨으로 히트 펌프의 성적계수가 대폭 저하하여 온수 가열효율이 떨어지며, 증발기에서 냉매액의 증발이 불량하게 되면 냉매액이 포함된 습증기가 압축기에 흡입되기 때문에 액백(liquid back)이 발생함으로써 압축기의 밸브를 손상시키는 원인이 됨과 동시에 액압축으로 인한 액격(liquid hammer)이 발생하여 이 액격이 원인이 되어 압축기가 손상될 염려가 발생하는 등의 문제점이 발생하는 것이다.However, since the hot water supply device using the waste water heat of the bath does not generate waste hot water when there is no bather in the bath, the water in the waste bath is cooled and the evaporation of the refrigerant liquid in the evaporator is poor, resulting in a significant decrease in the heat coefficient of the heat pump. If the evaporator is poorly evaporated, the wet steam containing the refrigerant liquid is sucked into the compressor, causing liquid back to damage the valve of the compressor. Due to the resulting liquid hammer (liquid hammer) is the cause of such a liquid hammer is a problem that may cause damage to the compressor.

본 발명자는 상기한 문제점 등을 시정하기 위하여, 압축기, 응축기, 제 1 팽창밸브, 폐열 증발기를 도관(6a~6c)으로 순서대로 연결한 기본 회로와, 상기 도관(6b)(6c)에 도관(6d)(6e)으로 상기 폐열 증발기와 병열로 제 2 팽창밸브와 함께 연결한 외기열 증발기와, 상기 응축기의 응축열에 의하여 가열되는 온수 열교환기와 저탕조를 설치한 온수 가열 폐회로를 기본 구성으로한 히트 펌프식 온수 가열장치를 2001년 특허출원 제 9095 호로 제안한 바 있다.The inventors of the present invention, in order to rectify the above-mentioned problems, the basic circuit connecting the compressor, the condenser, the first expansion valve, the waste heat evaporator in order to the conduits (6a-6c), and the conduit (6b) (6c) 6d) (6e) is a heat consisting of a hot air heat evaporator connected to the waste heat evaporator in parallel with a second expansion valve, and a hot water heat closed circuit in which a hot water heat exchanger and a water tank are heated by condensation heat of the condenser. A pump type hot water heater was proposed in 2001 patent application No. 9095.

그러나 상기한 선출원은 폐온수의 발생량이 적거나 없고 외기온이 5℃ 이상일 경우에 외기열 증발기에서 냉매액을 증발시킴으로써 성적계수가 저하되지 않음으로 온수 가열 효율이 저하되지 않고, 증발기에서 냉매액의 증발이 양호하여 압축기가 손상되지 않는 장점은 있으나, 폐열 증발기에 목욕탕의 폐온수를 직접 도입하기 때문에 폐온수 증에 포함된 때 등의 스케일이 폐열 증발기에 퇴적되어서 폐열 증발기의 성능이 저하될 때 스케일을 청소하기 위하여서는 냉매도관을 분리하여야 함으로써 스케일의 청소시에 가동을 중단하여야 할 뿐아니라 청소비용이 많이 소요되고, 또한 폐온수의 발생량이 많을 경우에도 그 온도가 낮을 경우에는 폐열 증발기에서 냉매액의 증발이 저조하기 때문에 성적계수가 저하되는 문제점을 발견하였다.However, the above-mentioned source does not reduce the hot water heating efficiency by evaporating the refrigerant liquid in the external heat evaporator when the amount of generated waste water is low or when the outside temperature is 5 ° C. or higher, and thus the evaporation of the refrigerant liquid in the evaporator does not deteriorate. This is advantageous in that the compressor is not damaged, but since the hot water of the bath is directly introduced to the waste heat evaporator, the scale of the waste heat evaporator is accumulated in the waste heat evaporator, and the scale of the waste heat evaporator is deteriorated. In order to clean, it is necessary to remove the refrigerant conduit to stop the operation at the time of cleaning the scale, and the cleaning cost is high, and even when the amount of waste hot water is generated, when the temperature is low, Due to the low evaporation, the grade factor was found to be lowered.

본 발명은 상기한 문제점을 시정하여, 폐온수의 보유열을 폐열 열교환기와 간접 열교환시켜 폐열 열교환기의 성능을 양호하게 유지함과 동시에 폐온수 방열 열교환기에 퇴적된 스케일을 히트 펌프 사이클의 가동을 중단하지 않고 신속히 청소하며, 폐온수의 온도가 낮을 경우에도 성적계수를 증대하고 압축기의 손상을 방지할 수 있는 히트 펌프식 온수 가열장치를 제공하는 목적으로 한다.The present invention is to correct the above problems, indirect heat exchange with the waste heat heat exchanger heat of the waste heat water to maintain the good performance of the waste heat heat exchanger and at the same time do not stop the operation of the heat pump cycle accumulated on the waste heat water heat exchanger It is an object of the present invention to provide a heat pump type hot water heating device capable of quickly cleaning and increasing the coefficient of performance even when the temperature of waste hot water is low and preventing damage to the compressor.

상기한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 압축기, 응축기, 제 1 팽창밸브, 폐열 증발기를 도관(6a~6c)으로 순서대로 연결한 기본회로와; 상기 도관(6b)(6c)에 도관(6d)(6e)으로 상기 폐열 증발기와 병열로 제 2 팽창밸브와 함께 연결한 외기열 증발기와; 상기 응축기의 응축열에 의하여 가열되는 온수 열교환기와 저탕조를 설치한 온수 가열 폐회로와; 상기 폐열 증발기에 폐온수 방열 열교환기와 열교환 관계를 유지하도록 폐회로가 형성되게 연결한 폐온수 흡열 열교환기와; 상기 폐열 증발기의 출구측과 외기열 증발기의 입구측에 연결한 바이패스 도관으로 구성한 것이다.In order to achieve the above object, the present invention comprises a basic circuit connecting the compressor, the condenser, the first expansion valve, the waste heat evaporator in order to the conduit (6a ~ 6c); An outside air heat evaporator connected to the conduits 6b and 6c together with a second expansion valve in parallel with the waste heat evaporator through conduits 6d and 6e; A hot water heating closed circuit provided with a hot water heat exchanger and a water storage tank heated by the condensation heat of the condenser; A waste water heat absorption heat exchanger connected to the waste heat evaporator such that a closed circuit is formed to maintain a heat exchange relationship with the waste heat water heat exchanger; It consists of a bypass conduit connected to the outlet side of the waste heat evaporator and the inlet side of the outside heat evaporator.

도 1은 본 발명의 실시예의 구성도.1 is a block diagram of an embodiment of the present invention.

<도면의 주요부분에 대한 부호 설명><Description of Signs of Major Parts of Drawings>

2 : 압축기 3 : 응축기 5 : 폐열 증발기2: compressor 3: condenser 5: waste heat evaporator

7 : 외기열 증발기 9 : 온수 가열 폐회로 10 : 온수 열교환기7: outside heat evaporator 9: hot water heating closed circuit 10: hot water heat exchanger

11 : 저탕조 14 : 폐온수 흡열 열교환기11: reservoir tank 14: endothermic heat exchanger for waste hot water

17 : 폐온수 방열 열교환기 18 : 바이패스 도관17: waste heat water heat exchanger 18: bypass conduit

23 : 증발 촉진수단 24 : 가열 열교환기 25 : 흡열 열교환기23 evaporation promoting means 24 heating heat exchanger 25 endothermic heat exchanger

28 : 열교환조28: heat exchange tank

도 1은 본 발명의 실시예의 구성도로써, 1은 기본 회로로써, 상기 기본회로(1)는 압축기(2), 응축기(3), 제 1 팽창밸브(4), 목욕탕의 폐온수, 산업설비의 폐온수 등의 열원에 의하여 냉매액을 증발시키는 폐열 증발기(5) 및 상기 압축기(2)를 도관(6a~6c)으로 순서대로 연결한 것이다.1 is a configuration diagram of an embodiment of the present invention, 1 is a basic circuit, the basic circuit (1) is a compressor (2), condenser (3), the first expansion valve (4), waste hot water of the bath, industrial equipment Waste heat evaporator (5) and the compressor (2) for evaporating the refrigerant liquid by a heat source such as hot water of the conduit (6a ~ 6c) in order to connect.

7은 외기열 증발기로써, 상기 외기열 증발기(7)는 상기 도관(6b)(6c)에 도관(6d)(6e)으로 상기 폐열 증발기(5)와 병열로 연결 설치하며, 상기 도관(6d)에는 제 2 팽창밸브(8)를 설치한 것이다.7 is an outside heat evaporator, and the outside air evaporator 7 is installed in parallel with the waste heat evaporator 5 through conduits 6d and 6e in the conduits 6b and 6c, and the conduit 6d. The second expansion valve (8) is provided.

9는 온수 가열 폐회로로써, 상기 온수 가열 폐회로(9)는 온수 열교환기(10)와 저탕조(11)를 폐회로가 형성되게 순환도관(12a)(12b)으로 연결함과 동시에 순환도관(12b)에 펌프(13)를 설치하여서 상기 온수 열교환기(10)를 상기 응축기(3)의 측면 또는 외부에 설치하여 응축기(3)를 흐르는 냉매증기의 응축열에 의하여 온수 열교환기(10)를 흐르는 가열용 온수를 가열하면서 냉매증기는 응축되어 냉매액으로 되는 것이다.9 is a hot water heating closed circuit, wherein the hot water heating closed circuit 9 connects the hot water heat exchanger 10 and the water storage tank 11 to the circulation conduits 12a and 12b to form a closed circuit and at the same time the circulation conduit 12b. The hot water heat exchanger 10 is installed on the side or the outside of the condenser 3 by installing a pump 13 in the condenser 3 for heating the hot water heat exchanger 10 by the condensation heat of the refrigerant vapor flowing through the condenser 3. As the hot water is heated, the refrigerant vapor condenses to form a refrigerant liquid.

14는 폐온수 흡열 열교환기로써, 상기 폐온수 흡열 열교환기(14)는 상기 폐열 증발기(5)의 입구(5') 및 출구(5")에 펌프(16)가 설치된 순환도관(15)으로 폐회로가 형성되게 연결함과 동시에 내부에 증류수, 에틸렌 글리콜 등을 열매체를 진공 충전하고, 상기 폐온수 흡열 열교환기(14)에는 별도의 폐온수 방열 열교환기(17)를 설치하여 목욕탕의 폐온수 배출관(17')에 연결하여 폐온수를 폐온수 방열 열교환기(17)에 공급하여서 폐온수의 보유열에 의하여 폐온수 흡열 열교환기(14)를 흐르는 열매체를 가열하여서 폐열 증발기(5)에 순환시킴으로써 폐열 증발기(5)를 흐르는 냉매액을 증발시키도록 한 것이다.14 is a wastewater endothermic heat exchanger, the wastewater endothermic heat exchanger (14) is a circulating conduit (15) having a pump (16) installed at an inlet (5 ') and an outlet (5 ") of the waste heat evaporator (5). While the closed circuit is connected to the inside and vacuum heat is charged inside the distilled water, ethylene glycol, etc., the waste hot water endothermic heat exchanger (14) is provided with a separate waste hot water heat dissipation heat exchanger (17) Waste heat by supplying the waste hot water to the waste heat water heat dissipation heat exchanger 17 by heating the heat medium flowing through the waste heat water endothermic heat exchanger 14 by circulating the waste heat evaporator 5 by holding heat of the waste water. The refrigerant liquid flowing through the evaporator 5 is to be evaporated.

18은 바이패스 도관으로써, 상기 바이패스 도관(18)은 상기 폐열 증발기(5)의 출구측과 외기열 증발기(7)의 입구측〔제 2 팽창밸브(8)의 후방측〕에 연결한 것이며, 상기 바이패스 도관(18)의 입구측과 상기 도관(6c)의 상기 바이패스 도관(18)의 분기부 후방에 솔레노이드 밸브(19)(19')를 설치하여 도관(6c)의 압축기(2)의 흡입부에 설치한 온도센서(미도시)에 의하여 일정온도 이하시에 솔레노이드 밸브(19)는 개방하고 솔레노이드 밸브(19')는 폐쇄하도록 한 것이다.18 is a bypass conduit, wherein the bypass conduit 18 is connected to the outlet side of the waste heat evaporator 5 and the inlet side of the external heat evaporator 7 (rear side of the second expansion valve 8). And a solenoid valve (19) (19 ') behind the inlet side of the bypass conduit (18) and the branch of the bypass conduit (18) of the conduit (6c) to provide a compressor (2) for the conduit (6c). The solenoid valve 19 is opened and the solenoid valve 19 'is closed at a temperature below a predetermined temperature by a temperature sensor (not shown) installed at the suction part of

그리고 상기 도관(6b)(6d)의 팽창밸브(4)(8) 입구측에는 솔레노이드 밸브(20)(20')를 설치하여 폐온수 방열 열교환기(17)의 입구 또는 출구에 설치한 폐온수의 흐름을 감지하는 센서(미도시)의 출력신호를 제어기(미도시)에 입력하고 제어기의 출력신호에 의하여 선택적으로 개폐되도록 한 것이며, 솔레노이드 밸브 (20)가 개방될 때 펌프(16)도 구동되도록 한 것이다.Then, the solenoid valves 20 and 20 'are installed at the inlet side of the expansion valves 4 and 8 of the conduits 6b and 6d so that the waste water is installed at the inlet or the outlet of the waste heat dissipation heat exchanger 17. The output signal of the sensor (not shown) for detecting the flow is input to the controller (not shown) and selectively opened and closed by the output signal of the controller, and the pump 16 is also driven when the solenoid valve 20 is opened. It is.

또한 상기 순환도관(12b)에는 급수관(21)을 연결하고, 상기 급수관(21)에 솔레노이드 밸브(22)를 설치하여 저탕조(11)에 설치되는 수위 스위치(미도시)의 출력신호를 제어기에 입력하여 제어기의 출력신호에 의하여 개폐되도록 한 것이다.In addition, a water supply pipe 21 is connected to the circulation conduit 12b, and a solenoid valve 22 is installed on the water supply pipe 21 to output a signal of a water level switch (not shown) installed in the water storage tank 11 to the controller. It is to be opened and closed by input by the output signal of the controller.

그리고 본 발명은 외기열 증발기(7)에 증발 촉진수단(23)을 부설하는 바, 상기 증발 촉진수단(23)은 가열 열교환기(24)와 흡열 열교환기(25)를 펌프(21)가 설치된 순환도관(26)으로 폐회로를 형성하여 열매체를 진공 충전한 후 상기 가열 열교환기(24)는 상기 외기열 증발기(7)에 일체로 형성하거나 별도로 부설하고, 흡열 열교환기(25)는 순환도관(12b)에 열교환조(28)를 형성하여 내장한 것이며, 상기 펌프(27)는 열교환조(28)에 센서(미도시)를 설치하여 가열용 온수의 온도가 설정온도 (예 냉매로써 R-22를 사용할 경우 40℃)이상 시에 그 출력 신호에 의하여 구동되도록 한 것이다.In the present invention, the evaporation promoting means 23 is installed in the outdoor heat evaporator 7, and the evaporation promoting means 23 is provided with a heat exchanger 24 and an endothermic heat exchanger 25 with a pump 21. After forming a closed circuit with a circulation conduit 26 to vacuum-fill the heating medium, the heating heat exchanger 24 is integrally formed or separately placed in the external heat evaporator 7, and the endothermic heat exchanger 25 is a circulation conduit ( 12b) is formed by forming a heat exchange tank 28, the pump 27 is installed a sensor (not shown) in the heat exchange tank 28 so that the temperature of the hot water for heating is set temperature (for example R-22 as a refrigerant) If used, it is to be driven by the output signal at more than 40 ℃).

미설명부호 29는 온수 출탕관이고, 30은 체크 밸브이다.Reference numeral 29 is a hot water tap and 30 is a check valve.

이상과 같은 본 발명은 저탕조(11)에 일정수위의 급수를 한 후 폐온수 방열 열교환기(17)에 목욕탕의 폐온수가 유입되면 펌프(16)가 구동됨과 동시에 솔레노이드 밸브(20)는 개방되고 솔레노이드 밸브(20')는 폐쇄된 상태를 유지하는 바, 상기한 상태에서 압축기(2)를 구동하면 압축기(2)에서 압축된 고온·고압의 냉매증기는 응축기(3)에 유입되어 온수 열교환기(10)를 흐르는 가열용 온수에 의하여 냉각 응축되고 도관(6b)를 경유하여 제 1 팽창밸브(4)에서 팽창된 다음 폐열 증발기(5)에서 폐온수 흡열 열교환기(14)에서 가열되는 열매체에 의하여 저온·저압의 냉매증기로 증발되어 압축기(2)에 흡입되는 사이클을 반복하는 것이다.According to the present invention as described above, when the waste water is introduced into the waste heat water heat exchanger 17 after the water supply of the predetermined temperature in the water storage tank 11, the pump 16 is driven and the solenoid valve 20 is opened. And the solenoid valve 20 'is kept in a closed state. When the compressor 2 is driven in the above state, the hot and high pressure refrigerant vapor compressed by the compressor 2 flows into the condenser 3 to exchange heat with hot water. Heat condensation is cooled and condensed by hot water for heating flowing through the vessel 10 and expanded in the first expansion valve 4 via the conduit 6b and then heated in the waste heat water endothermic heat exchanger 14 in the waste heat evaporator 5. This cycle repeats the cycle of evaporating into the low-temperature / low-pressure refrigerant vapor and being sucked into the compressor 2.

그리고 상기와 같이 폐온수의 폐열에 의하여 폐열 증발기(5)에서 냉매액의 증발작용을 하다가 폐온수 방열 열교환기(17)에 공급되는 폐온수의 유입량이 작아지거나 중단되면 폐온수 방열 열교환기(17)에 설치한 센서의 출력신호가 정지됨으로 펌프(16)의 구동이 정지되고 솔레노이드 밸브(20)는 폐쇄되어 폐열 증발기(5)의 기능은 정지되며, 솔레노이드 밸브(20')는 개방되기 때문에 응축기(3)에서 응축된 고온·고압의 냉매액은 도관(6d)을 경유하여 제 2 팽창밸브(8)에서 팽창된 다음 외기열 증발기(7)에서 외기열에 의하여 증발되어 압축기(2)에 흡입되는 사이클을 반복함으로써 항상 온수의 가열을 수행할 수 있게 되는 것이다.As described above, when the waste liquid is evaporated from the waste heat evaporator 5 by the waste heat of the waste water, the inflow of waste water supplied to the waste heat water heat dissipation heat exchanger 17 decreases or stops. As the output signal of the sensor installed in the) is stopped, the driving of the pump 16 is stopped, the solenoid valve 20 is closed, and the function of the waste heat evaporator 5 is stopped, and the solenoid valve 20 'is opened. The refrigerant liquid of high temperature and high pressure condensed in (3) is expanded by the second expansion valve (8) via the conduit (6d), and then is evaporated by the outside air heat in the external air evaporator (7) and sucked into the compressor (2). By repeating the cycle, it is possible to always perform the heating of the hot water.

한편 상기와 같이 폐열 열교환기(5) 또는 외기열 증발기(7)에서 냉매액이 증발되어 히트 펌프 사이클이 반복될 때 저탕조(11)의 가열용 온수는 순환도관(12b), 열교환조(28), 온수 열교환기(10), 순환도관(12a) 및 저탕조(11)를 순환하면서 응축기(3)의 응축열의 방열에 의하여 온수 열교환기(10)를 순환할 때 가열됨과 동시에 응축기 (3)에서 고온·고압의 냉매증기가 응축되는 것이다.On the other hand, when the coolant liquid is evaporated in the waste heat heat exchanger 5 or the outdoor heat evaporator 7, and the heat pump cycle is repeated, the hot water for heating of the water storage tank 11 is a circulation conduit 12b and the heat exchange tank 28. ) Is heated while circulating the hot water heat exchanger 10 by heat dissipation of the condensation heat of the condenser 3 while circulating the hot water heat exchanger 10, the circulation conduit 12a, and the water storage tank 11. At high temperature and high pressure, the refrigerant vapor condenses.

또한 상기와 같이 폐열 증발기(5)에서 냉매액을 증발시킬 때 폐온수의 온도가 낮을 경우에는 폐열 증발기(5)에서 냉매액의 증발이 저조하여 압축기(2)에 냉매액이 포함된 습증기가 흡입되고 그 습증기의 온도는 낮으므로 이 경우에는 도관(6c)의 압축기(2)의 흡입부에 설치한 온도센서가 그 온도를 검지하여 그 출력신호에 의하여 솔레노이드 밸브(19')는 폐쇄되고, 솔레노이드 밸브(19)는 개방됨으로 폐열 증발기(5)에서 증발되지 못한 냉매액이 바이패스 도관(18)을 경유하여 외기열 증발기(7)에서 재증발되어서 건포화 또는 과열 증기화되기 때문에 히트 펌프 사이클의 성적계수가 증대되고, 압축기(2)에서 액백 및 액압축으로 인한 액격의 발생이 방지되는 것이다.In addition, when the temperature of the waste hot water is low when evaporating the refrigerant liquid in the waste heat evaporator (5) as described above, evaporation of the refrigerant liquid in the waste heat evaporator (5) is low, and the wet steam containing the refrigerant liquid is sucked into the compressor (2). In this case, the temperature of the wet steam is low. In this case, the temperature sensor installed in the suction part of the compressor 2 of the conduit 6c detects the temperature, and the solenoid valve 19 'is closed by the output signal. The valve 19 is opened so that the refrigerant liquid, which has not evaporated in the waste heat evaporator 5, is re-evaporated in the outside heat evaporator 7 via the bypass conduit 18 to be dried or superheated and vaporized. The coefficient of performance is increased, and the occurrence of liquid droplets due to liquid back and liquid compression in the compressor 2 is prevented.

상기한 바와 같이 본 발명은 폐온수의 보유열을 폐온수 방열 열교환기(17)에서 폐온수 흡열 열교환기(14)에 방열하여 열매체를 가열하고 가열된 열매체가 폐열 증발기(5)에서 냉매액을 증발시키는 간접 가열방법을 채용함으로써 폐온수 중에 포함된 스케일은 폐온수 방열 열교환기(17)에만 퇴적되기 때문에 스케일이 퇴적된 폐온수 방열 열교환기(17)를 외기열 증발기(7)의 작동시에 분리한 후 청소할 수 있음으로 히트 펌프 사이클을 연속 운전할 수 있고 청소가 간편하고 신속한 것이다.As described above, according to the present invention, the heat of the waste water is radiated from the waste heat water heat dissipation heat exchanger (17) to the waste heat water endothermic heat exchanger (14) to heat the heat medium, and the heated heat medium dissipates the refrigerant liquid in the waste heat evaporator (5). By employing the indirect heating method of evaporation, the scale contained in the waste hot water is deposited only in the waste water heat radiating heat exchanger (17), so that the scaled waste waste water heat radiating heat exchanger (17) is deposited at the time of operation of the outside heat evaporator (7). It can be removed and cleaned for continuous operation of the heat pump cycle, making cleaning simple and quick.

또한 본 발명은 가열용 온수가 열교환조(28)를 경유할 때 열교환조(28)에 내장된 흡열 열교환기(25)의 흡열(가열용 온수의 방열)에 의하여 가열용 온수의 온도는 저하됨과 동시에 증발 촉진수단(23)에 충전된 열매체가 가열된 후 가열용 온수의 온도가 설정온도 이상이 되면 펌프(27)가 구동되어 가열 열교환기(24)에서 외기열 증발기(7)에 방열됨으로써 외기열 증발기(7)에서의 냉매액의 증발을 조장 내지 촉진하게 되는 것이다.In addition, the present invention is the temperature of the hot water for heating is lowered by the endotherm (heat radiation of the hot water for heating) of the endothermic heat exchanger 25 built in the heat exchange tank 28 when the hot water for heating passes through the heat exchange tank 28 and At the same time, if the temperature of the hot water for heating is higher than the set temperature after heating the heat medium filled in the evaporation promoting means 23, the pump 27 is driven to radiate heat from the heat exchanger 24 to the outside heat evaporator 7 The evaporation of the refrigerant liquid in the thermal evaporator 7 is promoted or promoted.

상기와 같이 열교환조(28)에서 가열용 온수의 온도를 저하시킨 후 온수 열교환기(10)에서 가열하면 응축기(3)에서 냉매증기와 가열용 온수의 온도차를 크게 할 수 있기 때문에 응축기(3)에서 고온·고압의 냉매증기의 응축이 양호하게 되고, 또한 가열 열교환기(24)에서 외기열 증발기(7)에 방열됨으로써 외기온이 높은 계절에는 냉매액의 증발이 더욱더 양호하게 되고 외기온이 5℃ 이하일 경우에는 외기 열교환기(7)에 서리가 맺치지 않거나 맺친 서리를 제상하기 때문에 냉매액의 증발이 양호하여 압축기(2)에 흡입되는 냉매증기는 건포화 또는 과열증기화 되어 히트 펌프 사이클의 성적계수가 더욱더 증대되는 것이다. 또한 압축기에 건포화 또는 과열증기가 흡입되면 압축기(2)에서 액백 및 액압축으로 인한 액격의 발생이 더욱더 방지되는 것이다.As described above, when the temperature of the hot water for heating is lowered in the heat exchange tank 28 and then heated in the hot water heat exchanger 10, the temperature difference between the refrigerant vapor and the hot water for heating can be increased in the condenser 3. At high temperature and high pressure, the condensation of the refrigerant vapor becomes good, and the heat radiation from the heating heat exchanger 24 to the external air evaporator 7 results in better evaporation of the refrigerant liquid in the season of high outside air temperature and the outside air temperature of 5 ° C. or less. In this case, since the frost does not form in the outside heat exchanger 7 or the defrosted frost is defrosted, the refrigerant liquid is evaporated and the refrigerant vapor sucked into the compressor 2 is dried or superheated steam, resulting in a heat coefficient of the heat pump cycle. Is further increased. In addition, when the saturation or superheated steam is sucked into the compressor, the occurrence of a liquid drop due to liquid back and liquid compression in the compressor 2 is further prevented.

이상과 같이 본 발명은 폐온수의 보유열을 폐열 열교환기와 간접 열교환시킴으로써 폐열 열교환기의 성능을 양호하게 유지할 수 있고 폐온수 방열 열교환기에 퇴적된 스케일을 히트 펌프 사이클의 가동을 중단하지 않고 연속 운전하면서 간편하고 신속하게 청소할 수 있으며, 폐열 증발기를 설치한 기본회로에 외기열 증발기를 설치함으로써 폐열의 발생이 작거나 없을 경우에도 항상 온수를 양호하게 생성할 수 있고, 폐온수의 온수가 낮을 경우 폐열 증발기에서 냉매액의 증발이 저조할 때 그 냉매액을 바이패스 도관을 경유하여 외기열 증발기에서 냉매액을 재증발시켜 그 증발을 양호하게 하였음으로 압축기에 흡입되는 냉매증기는 건포화 또는 과열 증기화되기 때문에 성적계수를 증대할 수 있고, 또한 압축기에서 액백과 액격의 발생을 방지할 수 있는 것이다.As described above, the present invention can maintain the performance of the waste heat heat exchanger indirectly by indirectly exchanging heat of the waste water with the waste heat heat exchanger, while continuously operating the scale accumulated in the waste heat water heat exchanger without interrupting the operation of the heat pump cycle. Easy and quick cleaning, and by installing the outdoor heat evaporator in the basic circuit where the waste heat evaporator is installed, it is possible to generate hot water at all times even if the waste heat is small or no, and the waste heat evaporator when the hot water of waste hot water is low. When the evaporation of the coolant liquid is low, the refrigerant liquid is evaporated again in the external heat evaporator via the bypass conduit to improve the evaporation. Therefore, it is possible to increase the coefficient of performance and to prevent the occurrence of liquid back and liquid drop in the compressor. It is.

그리고 본 발명은 외기 열교환기에 증발 촉진수단을 부설하여 외기온이 낮을 때에도 외기 열교환기에서 냉매액의 증발을 조장하여서 건포화 또는 과열 증기화할 수 있기 때문에 성적계수를 더욱더 양호하게 유지하고 압축기의 손상을 방지할 수 있는 것이다.In addition, the present invention maintains the coefficient of performance even better and prevents damage to the compressor because it is possible to install the evaporation promoting means in the outdoor heat exchanger to promote evaporation of the refrigerant liquid in the external heat exchanger even when the outside air temperature is low, thereby making it dry or superheated and vaporized. You can do it.

Claims (2)

압축기, 응축기, 제 1 팽창밸브, 폐열 증발기를 도관(6a~6c)으로 순서대로 연결한 기본회로와; 상기 도관(6b)(6c)에 도관(6d)(6e)으로 상기 폐열 증발기와 병열로 제 2 팽창밸브와 함께 연결한 외기열 증발기와; 상기 응축기의 응축열에 의하여 가열되고 온수 열교환기와 저탕조를 설치한 온수 가열 폐회로와; 상기 폐열 증발기에 폐온수 방열 열교환기와 열교환 관계를 유지하도록 폐회로가 형성되게 연결한 폐온수 흡열 열교환기와; 상기 폐열 증발기의 출구측과 외기열 증발기의 입구측에 연결한 바이패스 도관으로 구성한 히트 펌프식 온수 가열장치.A main circuit in which a compressor, a condenser, a first expansion valve, and a waste heat evaporator are sequentially connected to conduits 6a to 6c; An outside air heat evaporator connected to the conduits 6b and 6c together with a second expansion valve in parallel with the waste heat evaporator through conduits 6d and 6e; A hot water heating closed circuit heated by the condensation heat of the condenser and provided with a hot water heat exchanger and a water storage tank; A waste water heat absorption heat exchanger connected to the waste heat evaporator such that a closed circuit is formed to maintain a heat exchange relationship with the waste heat water heat exchanger; Heat pump type hot water heater comprising a bypass conduit connected to the outlet side of the waste heat evaporator and the inlet side of the outside heat evaporator. 제 1 항에 있어서, 온수 가열 폐회로에 열교환조를 형성하여 상기 열교환조에 내장되는 흡열 열교환기가 일측에 설치되고 타측에 외기열 증발기에 부설되는 가열 열교환기로 구성한 증발 촉진수단을 부설한 히트 펌프식 온수 가열장치.The heat pump type hot water heating device according to claim 1, wherein a heat exchanger tank is formed in the hot water heating closed circuit, and an endothermic heat exchanger built in the heat exchanger tank is installed on one side and an evaporation promoting means composed of a heating heat exchanger attached to the outside air evaporator on the other side. Device.
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