KR100499076B1

KR100499076B1 - 히트 펌프 시스템

Info

Publication number: KR100499076B1
Application number: KR10-2002-0076116A
Authority: KR
Inventors: 진금수
Original assignee: 진금수
Priority date: 2002-12-03
Filing date: 2002-12-03
Publication date: 2005-07-04
Also published as: KR20040049010A

Abstract

본 발명은 히트 펌프 시스템에 관한 것이며, 상세하게는 히트 펌프 시스템에 제 2 냉·난방 및 급탕용 온수가열수단을 결합한 히트 펌프 시스템에 관한 것으로서, 실내 열교환기 설치 이외의 장소에도 냉·난방을 할 수 있고, 압축기의 신뢰성을 확보하며, 성적계수를 양호하게 유지할 수 있도록 한 것이다.

본 발명은 압축기(2), 4방밸브(3), 실내 열교환기(4), 냉방용 감압기구(5), 수액기(9), 난방용 감압기구(6), 실외 열교환기(7) 및 상기 4방밸브(3)를 도관(8)으로 순서대로 연결하고, 상기 4방밸브(3)와 압축기(2)를 흡입도관(8')으로 연결한 기본 냉동회로(1)와; 상기 압축기(2) 및 4방밸브(3) 사이와 수액기(9)에 바이패스도관(21)을 연결하여 제 1 및 제 2 응축기(22)(23)를 설치한 응축수단(20)과; 상기 제 1 응축기(22)와 열교환 관계를 유지하는 온수가열 열교환기(29)와 예열 열교환기(30)를 순환도관(31)으로 연결한 온수가열회로(28)와; 상기 예열 열교환기(30)를 내장하고 상기 제 2 응축기(23)에 온수 순환관(35)으로 연결한 저탕조(34)와; 상기 수액기(9)와 흡입도관(8')에 제 2 도관(39)을 연결하여 튜브에 연결하고, 상기 순환도관(31)에 제 2 순환도관(40)을 연결하여 쉘에 연결함과 동시에 입구에 팽창밸브(42)를 설치한 증발기(38)와; 상기 제 2 순환도관(40)의 상기 증발기(38)의 쉘 입구측과 출구측에 연결한 제 2 열교환기(44)로 구성한 것이다.

Description

히트 펌프 시스템 {HEAT PUMP SYSTEM}

본 발명은 히트 펌프 시스템에 관한 것이며, 상세하게는 히트 펌프 시스템에 제 2 냉·난방 및 급탕용 온수가열수단을 결합한 히트 펌프 시스템에 관한 것이다.

히트 펌프 시스템의 냉동회로(1)는 도 1에서 참조되는 바와 같이, 압축기(2), 4방밸브(3), 실내 열교환기(4), 냉·난방용 감압기구(5)(6), 실외 열교환기(7) 및 상기 4방밸브(3)를 도관(8)으로 순서대로 연결하고, 상기 4방밸브(3)와 압축기(2)를 흡입도관(8')으로 연결한 것이다.

미설명부호 9는 수액기이고, 10,10'는 체크 밸브이다.

상기한 히트 펌프 시스템은 난방운전시에는 4방밸브(3)를 냉매가 화살표 실선으로 흐르도록 조작하여, 압축기(2)에서 압축된 고온·고압의 냉매증기를 응축기로 작용하는 실내 열교환기(4)에서 응축하여서 그 응축열에 의하여 실내를 대류난방하고, 상기 실내 열교환기(4)에서 응축된 고온·고압의 냉매액은 체크 밸브(10), 수액기(9)를 경유하여 난방용 감압기구(6)에서 팽창된 다음 증발기로 작용하는 실외 열교환기(7)에서 열원(물, 외기)에 의하여 증발되어 저온·저압의 냉매증기가 되어 압축기(2)에 흡입되어서 상기 사이클을 반복하는 것이다.

한편 냉방운전시에는 4방밸브(3)를 냉매가 화살표 점선으로 흐르도록 조작하여, 압축기(2)에서 압축된 고온·고압의 냉매증기를 응축기로 작용하는 실외 열교환기(7)에서 물 또는 외기에 의하여 응축하고, 상기 실외 열교환기(7)에서 응축된 고온·고압의 냉매액은 체크 밸브(10'), 수액기(9)를 경유하여 냉방용 감압기구(5)에서 팽창된 다음 증발기로 작용하는 실내 열교환기(4)에서 실내 공기의 열을 흡수하여 증발되면서 실내를 냉방하며, 상기 실내 열교환기(4)에서 증발된 저온·저압의 냉매증기는 압축기(2)에 흡입되어 상기 사이클을 반복하는 것이다.

한편 산업사회의 성숙에 따라 아파트 또는 사무실 등의 집단 건축물의 보급이 일반화됨에 따라 상기 냉·난방 이외에 목욕용 또는 급탕용 온수의 수요의 증가에 따라 상기 히트 펌프 시스템의 실내 열교환기에 병렬로 저탕조를 설치하고, 상기 저탕조에 가열코일을 내장하여 온수를 생성하는 것이 알려져 있으나, 상기 저탕조에서는 온수를 난방운전과 동시에 또는 선택적으로 생성할 수 있고, 냉방운전시에는 생성할 수 없는 불편한 점이 있는 것이다.

본 발명의 발명자는 상기 불편을 해소하기 위하여, 히트 펌프 시스템에서 냉·난방과 동시에 온수를 생성하여 실내의 대류난방과 동시에 복사난방을 할 수 있고, 또한 급탕용 온수로도 사용할 수 있도록 한 히트 펌프식 냉·난방 장치를 미국 특허 제 6,378,318 호로 제안한 바 있으며, 상기 히트 펌프식 냉·난방 장치는 히트 펌프 시스템의 압축기와 4방밸브 사이에 열교환기를 설치한 바이패스도관을 연결하여 상기 열교환기와 열교환 관계를 이루는 제 2 열교환기를 일측에 설치하고 타측에 실내 열교환기 설치 실내에 부설하는 방열코일 또는 방열기 등의 복사열 발생수단을 설치한 온수가열회로를 구비한 것이다.

그러나 본 발명자의 선특허는 현재 주로 사용하고 있는 냉동 사이클인 건압축 사이클로 운전할 경우 온수의 생성온도는 50℃ 내외임으로 급탕용으로 사용하기에는 적합하지만 난방시에 팬 코일 유닛 등을 열교환기로 사용할 경우에는 그 온도가 낮아서 비효율적이고, 복사열 발생수단은 온수가열회로에 설치한 것임으로 난방만 가능하고 냉방은 불가능한 문제점이 있는 것이다.

물론 본 발명자의 선특허를 과열압축 사이클로 운전하여 압축기에서 압축되는 냉매증기의 온도를 높이면 온수의 생성온도를 높일 수 있으나, 냉동 사이클을 과열압축 사이클로 운전하면 압축기와 4방밸브 사이에 연결한 바이패스도관에 설치하는 열교환기의 용량을 증대하여야 하고, 특히 과열도가 높아짐으로 압축기의 수명이 단축되며, 압축기의 냉각수단을 별도로 강구하여야 할뿐 아니라 성적계수가 저하되는 등의 다른 문제점이 발생하는 것은 냉동 사이클에서 주지된 이론이다.

본 발명은 상기한 문제점을 시정하여, 실내 열교환기 설치 이외의 장소에도 냉·난방을 할 수 있고, 압축기의 신뢰성을 확보하며, 성적계수를 양호하게 유지할 수 있는 히트 펌프 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 다른 목적은 부하가 감소되거나, 외기온도가 낮을 때에도 압축기의 신뢰성을 확보하고, 성적계수를 양호하게 유지할 수 있는 히트 펌프 시스템을 제공하는 것이다.

상기한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 압축기, 4방밸브, 실내 열교환기, 냉방용 감압기구, 수액기, 난방용 감압기구, 실외 열교환기 및 상기 4방밸브를 도관으로 순서대로 연결하고, 상기 4방밸브와 압축기를 흡입도관으로 연결한 기본 냉동회로와; 상기 압축기 및 4방밸브 사이와 수액기에 바이패스도관을 연결하여 제 1 및 제 2 응축기를 설치한 응축수단과; 상기 제 1 응축기와 열교환 관계를 유지하는 온수가열 열교환기와 예열 열교환기를 순환도관으로 연결한 온수가열회로와; 상기 예열 열교환기를 내장하고 상기 제 2 응축기에 온수 순환관으로 연결한 저탕조와; 상기 수액기와 흡입도관에 제 2 도관을 연결하여 튜브에 연결하고 상기 순환도관에 제 2 순환도관을 연결하여 쉘에 연결함과 동시에 입구에 팽창밸브를 설치한 증발기와; 상기 제 2 순환도관의 상기 증발기의 쉘 입구측과 출구측에 연결한 제 2 열교환기로 구성한 것이다.

도 1은 본 발명의 제 1 실시예의 구성도로서, 종래기술에 설명한 기본 냉동회로(1)와 동일한 기술수단은 동일한 부호를 부여하고 구체적인 설명은 생략한다.

20은 응축수단으로서, 상기 응축수단(20)은 압축기(2) 및 4방밸브(3) 사이와 수액기(9)에 바이패스도관(21)을 연결하여 제 1 응축기(22)와 제 2 응축기(23) 순으로 설치하고, 상기 제 2 응축기(23)는 쉘에 바이패스도관(21)을 연결한 제 1차 제 2 응축기(24)와 제 2차 제 2 응축기(25)로 형성한 것으로서, 상기 제 2 응축기(23)는 도에서 2개를 설치하였으나 1개만 설치하여도 무방하다.

상기 응축수단(20)은 도관(8) 및 바이패스도관(21)에 밸브(27)(26)를 설치하여 밸브(26)(27)를 개폐함으로써 기본 냉동회로(1)와 동시에 작용하거나 선택적으로 작용할 수 있는 것이며, 상기 밸브(26)(27)는 후술하는 제 2 열교환기(44) 등의 부하에 의하여 자동으로 절환할수도 있는 것이다.

28은 온수가열회로로서, 상기 온수가열회로(28)는 온수가열 열교환기(29)와 예열 열교환기(30)를 후술하는 제 2 열교환기(44)를 설치한 실내에 설치되는 온도센서(미도시)의 검출신호에 의하여 제어되는 솔레노이드 밸브(32)와 솔레노이드 밸브(32)의 출구측에 순환펌프(33)를 부설한 순환도관(31)으로 폐회로가 형성되게 연결하여서 온수가열 열교환기(29)를 상기 제 1 응축기(22)와 열교환 관계가 유지되게 설치한 것으로서, 상기 솔레노이드 밸브(32)는 후술하는 제 2 열교환기(44)를 설치한 실내의 온도를 감지하는 온도센서(미도시)의 검출신호에 의하여 개폐하고, 순환펌프(33)는 저탕조(34)에 설치한 온도센서(미도시)에 의하여 그 하부 온도가 설정온도(예 50℃)이상이 되면 구동이 정지되도록 한 것이다.

34는 저탕조로서, 상기 저탕조(34)는 상부에 상기 예열 열교환기(30)를 내장하고, 그 상하에 순환펌프(36)를 설치한 온수 순환관(35)을 상기 1차 및 제 2차 제 2 응축기(24)(25)의 튜브에 대향류가 되도록 연결하여 저탕조(34)와 제 2 응축기(23)를 폐회로로 형성하여서 된 것이다. 그리고 상기 도관(8)의 수액기(9)의 양측에는 솔레노이드 밸브(37)(37')를 설치하여 상기 실내 열교환기(4)를 설치한 실내에 설치되는 온도센서(미도시)의 검출신호에 의하여 제어하는 것이다.

38은 증발기로서, 상기 증발기(38)는 쉘 튜브형 열교환기로 형성하여 그 튜브와 상기 수액기(9) 및 흡입도관(8')을 제 2 도관(39)으로 연결하고, 상기 순환도관(31)의 솔레노이드 밸브(32) 및 순환펌프(33)의 입구에 순환펌프(41)를 부설한 제 2 순환도관(40)을 연결하여 쉘에 연결함과 동시에 입구에 팽창밸브(42)를 설치하며, 상기 제 2 도관(39)의 수액기(9) 연결부위에 밸브(43)를 설치하여 후술하는 제 2 열교환기(44)가 냉방작용을 할 때 개방토록 한 것이다.

상기 증발기(38)는 쉘 튜브형 열교환기를 예시하였으나, 기타 다른 열교환기도 사용할 수 있음은 물론이다.

44는 제 2 열교환기로서, 상기 제 2 열교환기(44)는 상기 제 2 순환도관(40)의 상기 증발기(38)의 쉘의 입구측과 출구측에 연결관(44')을 연결하여 실내 열교환기(4)를 설치한 실내 또는 실내 열교환기(4)와 다른 실내에 설치하고, 상기 연결관(44') 양단의 제 2 순환도관(40)의 연결부에 밸브(45)(45')(46)(46')를 설치한 것으로서, 상기 제 2 열교환기(44)에서 난방작용을 수행할 때에는 밸브(45)(45')를 개방하여 온수가열회로(28)에서 가열된 온수를 제 2 열교환기(44)에 순환시켜 방열함으로써 실내를 난방하고, 제 2 열교환기(44)에서 냉방작용을 수행할 때에는 밸브(46)46')와 제 2 도관(39)에 설치한 밸브(43)는 개방하고 밸브(45)(45')는 폐쇄하여 증발기(38)에서 그 쉘과 제 2 순환도관(40) 및 제 2 열교환기(44)에 저장된 열매체를 냉각하여 제 2 열교환기(44)에 계속 순환시킴으로서 실내를 냉방하도록 한 것이며, 상기 순환펌프(41)는 실내에 설치한 온도센서(미도시)에 의하여 설정온도 이하시에 정지토록 한 것이다.

미설명부호 47은 급수관이고, 48은 온수 출탕관이며, 49,50은 밸브이다.

이상과 같은 본 발명의 제 1 실시예는 기본 냉동회로(1)만을 이용하여 냉·난방운전을 할 경우에는 밸브(27)는 개방하고 밸브(26)는 폐쇄한 후, 난방운전시에는 4방밸브(3)를 냉매가 화살표 실선으로 흐르도록 조작하고, 냉방운전시에는 화살표 점선으로 흐르도록 조작하여 실내 열교환기(4)를 난방운전시에는 응축기로 작용하게 하며 냉방운전시는 증발기로 작용하게 하여 실내를 대류난방 또는 대류냉방하는 것이며, 상기 작용은 종래의 것과 동일함으로 구체적인 작용은 생략한다.

상기와 같은 기본 냉동회로(1)의 운전시 온수난방운전과 급탕용 온수를 생성할 때에는 밸브(26)(45)(45')를 추가 개방하고 솔레노이드 밸브(32)는 폐쇄된 상태에서 압축기(2)에서 압축된 고온·고압의 냉매증기의 일부를 응축수단(20) 즉 제 1 응축기(22) 및 제 2 응축기(23)로 흐르게 하고 온수가열회로(28)의 순환도관(31)에 설치한 순환펌프(33)를 구동하여 온수가열 열교환기(29)에 난방용 순환수를 공급하면 상기 제 1 응축기(22)를 흐르는 냉매증기와 열교환에 의하여 냉매증기는 응축됨과 동시에 그 응축열에 의하여 난방용 순환수는 가열됨으로 가열된 난방용 순환수를 제 2 열교환기(44)에 공급 방열하여서 실내를 난방한 후 냉각되고, 상기 냉각된 난방용 순환수는 예열 열교환기(30)를 경유하여 온수가열 열교환기(29)에 공급되어 가열되는 사이클을 반복하는 것이다.

한편 저탕조(34)의 온수 순환관(35)에 설치한 순환펌프(36)를 구동하여 저탕조(34) 내에 저장된 급탕용 가열온수를 제 2 응축기(23)의 튜브에 순환시키면 상기 제 1 응축기(22)에서 응축된 냉매액이 급탕용 가열온수와 열교환하여 재응축되면서 그 응축열에 의하여 급탕용 온수를 가열하여 저탕조(34)에 저장되는 사이클을 반복하고, 저탕조(34)에 저장된 가열된 온수는 온수 출탕관(48)으로 인출 사용하는 것이다.

그리고 제 2 응축기(23)에서 응축된 냉매액은 수액기(9)에 유입된 후 기본 냉동회로(1)의 냉매에 합류되는 바, 즉 솔레노이드 밸브(37)(37')는 개방되어 있음으로 대류난방운전시에는 실외 열교환기(4)에서 응축된 냉매액과 함께 실외 열교환기(7) 측으로, 대류냉방운전시에는 실외 열교환기(7)에서 응축된 냉매액과 함께 실내 열교환기(4) 측으로 흘러서 냉방작용을 하는 것이다.

상기와 같이 기본 냉동회로(1)의 운전과 온수난방운전 등을 함께 실시하다가 실내 열교환기(4)를 설치한 실내의 난방온도가 설정치 이상이 되면 팬(미도시)의 회전 정지에 의하여 실내 열교환기(4)의 기능은 정지되고, 실내 냉방온도가 설정치 이하가 되면 그 실내에 설치한 온도센서의 검출신호에 의하여 솔레노이드 밸브(37')는 폐쇄됨으로 제 2 응축기(23)에서 응축된 냉매액은 실외 열교환기(7) 측으로만 흐름으로서 냉방작용은 중단되며, 제 2 열교환기(44)를 설치한 실내의 난방온도가 설정치 이상이 되면 그 실내에 설치한 온도센서의 검출신호에 의하여 솔레노이드 밸브(32)가 개방됨으로 온수가열 열교환기(29)에서 가열된 온수는 순환도관(31)만으로 흐르고 연결관(44')으로는 흐르지 않음으로 온수난방운전은 중지되고 저탕조(34) 내의 급탕용 온수만 가열되며, 저탕조(34) 내의 온수의 가열온도가 설정온도가 되면 순환펌프(33)의 구동이 정지됨과 동시에 압축기(1)의 구동도 정지되는 것이다.

그리고 상기와 같이 기본 냉동회로(1)의 대류냉방운전 중 제 2 열교환기(44)에서 냉방작용을 수행할 때에는 밸브(43)(46)(46')를 개방하여 실외 열교환기(7)에서 응축된 냉매액을 제 2 도관(39)으로 일부 또는 전부를 흐르게 하고 팽창밸브(42)에서 팽창시킨 후 증발기(38)의 튜브에서 증발기(38)의 쉘, 제 2 순환도관(40) 및 제 2 열교환기(44)에 저장된 열매체와 열교환하여 상기 실내 열교환기(4)를 설치한 실내와 다른 실내의 냉방작용을 하고, 증발기(38)의 튜브에서 증발된 저온·저압의 냉매증기는 압축기(1)에 흡입되는 사이클을 반복하는 것이다.

본 발명은 상기와 같이 대류난방운전 또는 대류냉방운전과 함께 온수난방운전을 실시하고 급탕용 온수를 생성할 때 저탕조(34)의 상부에는 급탕용으로 적정한 온도(예 50℃)의 온수가 저장되고, 제 2 열교환기(44)에서 방열되어 냉각된 난방용 순환수의 온도는 상기 저탕조(34)에 저장된 온수의 온도보다 낮기 때문에 제 2 열교환기(44)에서 방열된 난방용 순환수가 저탕조(34)의 상부에 내장된 예열 열교환기(30)를 경유할 때 상부의 고온의 온수에 의하여 예열된 후 온수가열 열교환기(29)에 공급되어 제 1 응축기(21)를 흐르는 냉매증기와 열교환함으로써 냉동 사이클을 건압축 사이클로 운전하여도 난방용 순환수의 온도를 고온(예 65℃ 이상)으로 가열할 수 있기 때문에 제 2 열교환기(44)를 팬 코일 유닛을 사용할 경우에도 효율적인 난방을 할 수 있고, 냉동 사이클을 건압축 사이클로 운전함으로써 통상의 열교환기를 사용할 수 있고 과열도를 높이지 않아도 됨으로 압축기의 수명을 연장함과 동시에 신뢰성을 확보할 수 있으며, 압축기에 별도의 냉각수단을 구비하지 않아도 됨으로 구조가 간단하고 비용을 절감할 수 있는 것이다.

또한 기본 냉동회로(1)의 운전과 온수난방운전 등을 함께 실시할 때 제 2 열교환기(44)를 설치한 실내의 온도가 설정온도가 되어 솔레노이드 밸브(32)가 개방되어 온수가열 열교환기(29)에서 가열된 온수가 순환도관(31)만으로 흐를 때 제 1 응축기(22)에서 냉매증기의 응축이 불완전할 경우에도 제 2 응축기(22)에서 저탕조(34) 내의 낮은 온도의 온수와 열교환에 의하여 응축되고, 또한 제 2 응축기(23)에서 냉매와 온수는 대향류에 의한 열전달이 실시됨으로써 냉매액의 재응축이 양호하게 되어 성적계수가 저하되지 않고 급탕용 온수의 가열효율이 양호하게 되는 것이다.

한편 상기와 같이 기본 냉동회로(1)의 운전과 온수난방운전 등을 함께 실시하다가 기본 냉동회로(1)의 운전을 중지하려면 밸브(27)를 폐쇄하고 4방밸브(3)는 난방운전시와 같이 즉 냉매를 화살표 실선 방향으로 흐르도록 조작함과 동시에 솔레노이드 밸브(37')를 폐쇄하면 실내 열교환기(4)의 작용은 중단됨으로 압축기(2)에서 압축된 고온·고압의 냉매증기는 응축수단(20)만으로 흘러서 상기와 같이 온수난방 순환수와 급탕온수를 가열하거나 급탕온수만을 가열하고, 제 2 응축기(23)에서 응축된 냉매액은 수액기(9)에 유입된 후 증발기로 작용하는 실외 열교환기(7)에 유입되어 외기 등에 의하여 증발한 후 압축기(1)에 흡입되어 재압축되는 사이클을 반복하는 것이다.

도 2는 본 발명의 제 2 실시예의 구성도로서, 상기 제 1 실시예와 동일한 구성요소는 동일한 부호를 부여하고 구체적인 설명은 생략한다.

본 발명의 제 2 실시예에서 상기 제 1 실시예와 차이되는 점은, 상기 온수 순환관(35)과 제 2 순환도관(40)의 증발기(38)의 쉘 입구측과 출구측에 각각 온수 공급관(51)과 온수 귀환관(52)을 연결하고, 상기 온수 순환관(35)의 온수 공급관(51) 및 온수 귀환관(52)의 연결부 사이와 온수 공급관(51) 및 온수 귀환관(52)에 솔레노이드 밸브(53)(53')(53")를 설치하며, 상기 흡입도관(8')과 상기 증발기(38)의 튜브 입구 사이에 흡입분기도관(54)을 연결하고, 상기 흡입도관(8')과 흡입분기도관(54)에 솔레노이드 밸브(55)(55')를 설치한 것이며, 상기 솔레노이드 밸브(53)는 제 2 차 제 2 응축기(25)의 출구측의 냉매온도가 일정온도(포화온도) 이상일 때 그 출구측에 설치한 온도센서(미도시)의 검출신호에 의하여 폐쇄되고, 상기 솔레노이드 밸브(53)가 폐쇄되면 솔레노이드 밸브(53')(53")는 개방되고, 흡입도관(8')에 설치한 솔레노이드 밸브(55)는 폐쇄됨과 동시에 솔레노이드 밸브(55')는 개방되도록 한 것이며, 상기 솔레노이드 밸브(55')는 흡입도관(8')의 냉매가 습포화 증기일 때 흡입도관(8')에 설치한 온도센서(미도시)의 검출신호에 의하여 개방되도록 하고 이때 솔레노이드 밸브(55)는 폐쇄되는 것이다.

그리고 상기 솔레노이드 밸브(53)(53')(53")의 개방은 솔레노이드 밸브(55')가 개방될 때 개방되도록 할수도 있는 것이다.

이상과 같은 본 발명의 제 2 실시예는 상기 제 1 실시예의 제 2 열교환기(44)의 난방운전 또는 저탕조(34)에서 급탕용 온수의 가열운전시에 저탕조(34) 내의 온수의 온도가 고온이 되어 제 2 응축기(23)에서 냉매액의 응축이 양호하지 못하거나, 외기온도가 낮아서 압축기(1)에 습포화 증기가 흡입될 경우에는 제 2 차 제 2 응축기(25)의 출구측에 설치한 온도센서의 검출신호 또는 흡입도관(8')에 설치한 온도센서의 검출신호에 의하여 솔레노이드 밸브(53)(55)는 폐쇄되고, 솔레노이드 밸브(53')(53")(55')가 개방되면 저탕조(34) 내의 고온의 온수는 온수 공급관(51)을 통하여 증발기(38)의 쉘 내를 경유 순환하면서 온수 귀환관(52)을 통하여 제 2 차 제 2 응축기(25)에 공급되고, 한편 압축기(1)에 흡입되는 냉매증기는 흡입분기도관(54)을 통하여 증발기(38)의 튜브를 경유 순환함으로써 증발기(38)에서 고온의 온수와 냉매증기의 열교환에 의하여 고온의 온수는 냉각된 후 제 2차 제 2 응축기(25)에 공급됨으로써 제 2 차 제 2 응축기(25)에서 냉매액의 재응축이 양호하게 됨과 동시에 압축기(1)에 흡입되는 냉매증기는 가열된 후 압축기(1)에 흡입되기 때문에 성적계수를 양호하게 유지할 수 있고, 특히 외기온도가 낮을 때에는 압축기(1)에 건포화 또는 과열증기가 흡입되기 때문에 성적계수가 저하되지 않는 것이다.

이상과 같이 본 발명은 기본 냉동회로의 압축기 및 4방밸브 사이와 수액기에 응축수단을 설치하고, 상기 응축수단에 온수가열회로 및 저탕조를 설치하며, 온수가열회로에 제 2 열교환기와 증발기를 연결함으로써 실내 열교환기 설치 이외의 장소에서도 냉·난방을 할 수 있고, 급탕용 온수에 의하여 온수가열회로를 순환하는 난방용 순환수를 예열함으로써 난방용 온수를 고온으로 가열할 수 있기 때문에 제 2 열교환기를 팬 코일 유닛을 사용할 경우에도 양호한 난방을 할 수 있는 것이다.

또한 난방용 순환수를 고온으로 가열할 때 현재 주로 사용하는 냉동 사이클인 건압축 사이클로 운전할 수 있음으로 성적계수의 저하를 방지하여 효율을 양호하게 유지할 수 있고, 압축기의 수명을 연장함과 동시에 신뢰성을 확보하며, 구조가 간단하고 비용을 절감할 수 있는 것이다.

그리고 저탕조의 온수 순환관과 압축기의 흡입분기도관에 증발기를 연결하여 저탕조의 온수의 온도가 고온이거나, 외기온도가 낮아서 압축기에 습포화 냉매증기가 흡입될 때 제 2 응축기에서 냉매액의 재응축을 양호하게 함과 동시에 습포화 냉매증기를 건포화 또는 과열증기화 함으로써 성적계수를 양호하게 유지할 수 있는 것이다.

도 1은 본 발명의 제 1 실시예의 구성도.

도 2는 본 발명의 제 2 실시예의 구성도.

<도면의 주요부분에 대한 부호 설명>

1 : 기본 냉동회로 20 : 응축수단 22 : 제 1 응축기

23 : 제 2 응축기 28 : 온수가열회로

29 : 온수가열 열교환기 30 : 예열 열교환기 34 : 저탕조

38 : 증발기 44 : 제 2 열교환기

Claims

압축기, 4방밸브, 실내 열교환기, 냉방용 감압기구, 수액기, 난방용 감압기구, 실외 열교환기 및 상기 4방밸브를 도관으로 순서대로 연결하고, 상기 4방밸브와 압축기를 흡입도관으로 연결한 기본 냉동회로와; 상기 압축기 및 4방밸브 사이와 수액기에 바이패스도관을 연결하여 제 1 및 제 2 응축기를 설치한 응축수단과; 상기 제 1 응축기와 열교환 관계를 유지하는 온수가열 열교환기와 예열 열교환기를 순환도관으로 연결한 온수가열회로와; 상기 예열 열교환기를 내장하고 상기 제 2 응축기에 온수 순환관으로 연결한 저탕조와; 상기 수액기와 흡입도관에 제 2 도관을 연결하여 튜브에 연결하고, 상기 순환도관에 제 2 순환도관을 연결하여 쉘에 연결함과 동시에 입구에 팽창밸브를 설치한 증발기와; 상기 제 2 순환도관의 상기 증발기의 쉘 입구측과 출구측에 연결한 제 2 열교환기로 구성한 히트 펌프 시스템.
제 1 항에 있어서, 온수 순환관과 제 2 순환도관의 증발기의 쉘 입구측과 출구측에 각각 온수 공급관과 온수 귀환관을 연결하고, 상기 흡입도관과 상기 증발기의 튜브 입구 사이에 흡입분기도관을 연결하여서 된 히트 펌프 시스템.
제 1 항에 있어서, 제 2 응축기는 적어도 1개 이상인 히트 펌프 시스템.
제 1 항 또는 제 3 항에 있어서, 제 2 응축기의 냉매와 급탕용 온수는 대향류인 히트 펌프 시스템.