KR100504249B1 - Cooling and heating system of air conditioner - Google Patents

Cooling and heating system of air conditioner Download PDF

Info

Publication number
KR100504249B1
KR100504249B1 KR10-2003-0023675A KR20030023675A KR100504249B1 KR 100504249 B1 KR100504249 B1 KR 100504249B1 KR 20030023675 A KR20030023675 A KR 20030023675A KR 100504249 B1 KR100504249 B1 KR 100504249B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
cooling
water
refrigerant
heat exchanger
heat
Prior art date
Application number
KR10-2003-0023675A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR20030036526A (en
Inventor
김승기
원웅재
조상천
Original Assignee
이형우
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 이형우 filed Critical 이형우
Priority to KR10-2003-0023675A priority Critical patent/KR100504249B1/en
Publication of KR20030036526A publication Critical patent/KR20030036526A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR100504249B1 publication Critical patent/KR100504249B1/en

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25BREFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B13/00Compression machines, plants or systems, with reversible cycle
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25BREFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B41/00Fluid-circulation arrangements
    • F25B41/20Disposition of valves, e.g. of on-off valves or flow control valves
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25BREFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B41/00Fluid-circulation arrangements
    • F25B41/30Expansion means; Dispositions thereof
    • F25B41/31Expansion valves
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25BREFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B2313/00Compression machines, plants or systems with reversible cycle not otherwise provided for
    • F25B2313/027Compression machines, plants or systems with reversible cycle not otherwise provided for characterised by the reversing means
    • F25B2313/02741Compression machines, plants or systems with reversible cycle not otherwise provided for characterised by the reversing means using one four-way valve
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25BREFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B2500/00Problems to be solved
    • F25B2500/18Optimization, e.g. high integration of refrigeration components
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25BREFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B2700/00Sensing or detecting of parameters; Sensors therefor
    • F25B2700/04Refrigerant level

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Air Conditioning Control Device (AREA)

Abstract

본 발명은 실외기나 보조열원을 부설하지 않고 압축기로부터 토출되는 냉매를 사방밸브에 의해 응축기 또는 증발기의 기능을 수행하는 열교환기에 의해 냉방 또는 난방을 행할 수 있도록 구성된 공기조화기에 있어서의 냉, 난방시스템에 관한 것이다. 본 발명은 냉매를 고온·고압의 상태로 변환시키는 압축기와, 상기 압축기로부터의 냉매를 냉방 또는 난방모드에 따라 절환시키는 사방밸브와, 상기 사방밸브의 유로에 연결되어 응축기 또는 증발기로의 기능을 수행하는 제1 내지 제3 열교환기와, 상기 제2 및 제3 열교환기를 연결하는 유로를 가지며 각 유로를 개폐하도록 병렬로 결합된 제1 및 제2 솔레노이드 밸브와, 상기 제1 및 제2 솔레노이드 밸브의 각 유로에 결합되어 고온·고압상태의 냉매를 저온·저압상태의 냉매로 변환시키는 제1 및 제2 팽창밸브와, 상기 제2 및 제3 열교환기에 연결된 유로에 순환펌프 및 유량조절밸브가 각각 장착되어 있으며, 상기 제2 및 제3 열교환기로 냉각수를 제공하여 순환시키기 위한 물탱크와, 상기 제1 열교환기의 유로에 연결되어 냉방모드시에 발생하는 응결수를 저장하며, 이 응결수의 만수상태를 감지하기 위하여 수위레벨센서가 구비된 드레인 탱크로 이루어져 있다.The present invention relates to a cooling and heating system in an air conditioner configured to cool or heat a refrigerant discharged from a compressor without installing an outdoor unit or an auxiliary heat source by a heat exchanger that functions as a condenser or an evaporator by a four-way valve. It is about. The present invention provides a compressor for converting a refrigerant into a high temperature and high pressure state, a four-way valve for switching the refrigerant from the compressor according to a cooling or heating mode, and a condenser or evaporator connected to the four-way valve. Each of the first and second heat exchangers, the first and second solenoid valves having a flow path connecting the second and third heat exchangers, coupled in parallel to open and close the flow paths, and the first and second solenoid valves. First and second expansion valves coupled to the flow path to convert the refrigerant at high temperature and high pressure into refrigerant at low temperature and low pressure, and a circulation pump and a flow control valve are respectively installed at the flow path connected to the second and third heat exchangers. And a water tank for providing and circulating cooling water to the second and third heat exchangers, and condensed water generated in a cooling mode connected to a flow path of the first heat exchanger. It consists of a drain tank equipped with a level sensor to detect the water level of the condensate.

Description

공기조화기에 있어서의 냉, 난방시스템{Cooling and heating system of air conditioner} Cooling and heating system of air conditioner

본 발명은 공기조화기에 있어서의 냉, 난방시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 별도의 실외기나 보조열원을 부설하지 않고 압축기로부터 토출되어 흐르는 냉매(冷媒)를 사방밸브에 의해 응축기 또는 증발기의 기능을 선택적으로 수행하는 열교환기를 통하여 실내로 방출되도록 함으로써, 냉방 또는 난방을 행할 수 있도록 구성된 공기조화기에 있어서의 냉, 난방시스템에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a cooling and heating system in an air conditioner. More specifically, the refrigerant discharged from a compressor without a separate outdoor unit or auxiliary heat source is used to control the function of a condenser or an evaporator by a four-way valve. The present invention relates to a cooling and heating system in an air conditioner configured to perform cooling or heating by being discharged into a room through a heat exchanger selectively performed.

일반적으로 사용되고 있는 냉, 난방 겸용의 공기조화기는, 냉방시에 실내의 열을 실외로 운반하여 실내에 찬 공기를 제공하는 반면에, 난방시에는 실외의 열을 실내로 운반하여 따뜻한 공기를 제공하도록 이루어져 있다.Commonly used air conditioners for both cooling and heating provide cold air in the room by carrying the heat of the room to the outside during cooling, while providing warm air by transporting the heat of outdoor to the room during the heating. consist of.

이러한 기능을 수행하기 위한 공기조화기로서는, 예컨대 국내 등록특허 제0224271호(1999.7.13 등록) 공보 등에서와 같이 다수의 기술이 알려져 있다. 즉 이 공보에 개시되어 있는 공기조화기는, 냉매가스를 압축하여 고온·고압상태로 변환시키는 압축기와, 이 압축기에는 냉방 및 난방모드에 따라 절환되는 사방밸브가 마련되어 있고, 각각의 송풍팬에 의해 열교환을 행하여 응축기 및 증발기로서 기능하는 실내, 외 열교환기와, 이들 사이에 설치되어 상기 고온·고압의 냉매를 저온·저압상태로 감압시키는 팽창밸브를 구비하고 있다.As an air conditioner for performing such a function, for example, a number of technologies are known, such as in Korean Patent No. 0224271 (registered on July 7, 1999). That is, the air conditioner disclosed in this publication is provided with a compressor for compressing refrigerant gas and converting it into a high temperature and high pressure state, and the compressor is provided with four-way valves switched according to the cooling and heating modes. And an indoor and outdoor heat exchanger functioning as a condenser and an evaporator, and an expansion valve disposed between them to reduce the high temperature and high pressure refrigerant to a low temperature and low pressure state.

따라서, 냉방모드시에는 압축기로부터 토출되는 고온·고압의 냉매가스가 사방밸브에 의해 응축기로서 작용하는 실외 열교환기로 흐르게 되고 송풍팬의 작동에 의해 고온·고압의 액체상태로 된 냉매는 팽창밸브를 거쳐 저온·저압의 상태로 되어 증발기로서 작용하는 실내 열교환기로 유입되고, 송풍팬의 작동에 의해 냉풍이 발생되어 실내에 냉방을 행할 수 있게 되며, 다시 저온·저압의 기체냉매는 사방밸브를 통해 압축기로 흡입되도록 하여 냉방 순환사이클을 이루게 된다.Therefore, in the cooling mode, the high-temperature / high-pressure refrigerant gas discharged from the compressor flows to the outdoor heat exchanger acting as a condenser by the four-way valve, and the refrigerant, which has become a high-temperature / high-pressure liquid state by the operation of the blower fan, passes through the expansion valve. It enters the indoor heat exchanger that acts as an evaporator at low temperature and low pressure, and cool air is generated by the operation of the blower fan to cool the room. Again, the low temperature and low pressure gas refrigerant is transferred to the compressor through the four-way valve. Inhalation is achieved to achieve a cooling cycle.

또한, 난방모드시에는 상술한 바와 반대로 압축기로부터 토출되는 냉매가스가 사방밸브에 의해 응축기로서 작용하는 실내 열교환기로 흐르게 되고 송풍팬에 의해 열교환을 행함으로써 실내에 난방을 행할 수 있게 되며, 상기 냉매는 팽창밸브를 거쳐 감압되고 증발기로서 작용하는 실외 열교환기로 유입되어 송풍팬에 의해 열교환을 행하여 냉매는 증발되고 다시 사방밸브를 통해 압축기로 흡입되도록 하여 난방 순환사이클을 이루게 된다.In addition, in the heating mode, as described above, the refrigerant gas discharged from the compressor flows to the indoor heat exchanger acting as a condenser by means of four-way valves, and the heat can be heated by the blower fan to heat the room. Through the expansion valve, the pressure is reduced and flows into the outdoor heat exchanger which acts as an evaporator. The heat exchange is performed by the blower fan so that the refrigerant is evaporated and sucked back into the compressor through the four-way valve to form a heating circulation cycle.

그런데, 상술한 바와 같은 종래기술에 있어서는, 통상 실내기와 실외기를 별도로 제작하기 때문에 제작단가를 상승시키게 됨은 물론, 이들을 서로 연결하기 위한 배관작업을 필요로 하게 되며, 설치상의 공간적인 제약을 받게 된다.By the way, in the prior art as described above, since the indoor unit and the outdoor unit are usually manufactured separately, not only the manufacturing cost is increased, but also the piping work for connecting them to each other is required, and the installation is subject to spatial constraints.

더구나, 겨울철의 외부 온도가 0℃이하로 떨어지게 되면 실외기의 표면에 외기중의 수분이 응결(凝結)되는 현상이 발생하여 난방효율이 급격히 저하하게 되므로, 가스나 전기 등에 의해 작동하는 보조열원을 설치하여 제상운전(除霜運轉)을 행한 후에 난방 순환사이클을 가동시켜야 하는 문제가 있다.In addition, when the outside temperature in winter falls below 0 ° C, moisture in the outside air condenses on the surface of the outdoor unit, causing a rapid decrease in heating efficiency. Therefore, an auxiliary heat source operated by gas or electricity is installed. There is a problem that the heating circulation cycle must be operated after the defrosting operation is performed.

근래에 이르러, 이러한 문제들을 감안하여 실외기를 필요로 하지 않고 냉, 난방기능을 수행할 수 있는 냉, 난방시스템들이 많이 개발되고 있으며, 이러한 기술로서는, 예를 들어 국내 등록특허 제307262호(2001.8.20 등록) 공보에 개시된 것이 알려져 있다.In recent years, in consideration of these problems, a lot of cooling and heating systems have been developed that can perform cooling and heating functions without requiring an outdoor unit, and as such technology, for example, Korean Patent No. 307262 (2001.8. 20 registration) is disclosed.

이 기술은, 냉, 난방기를 구성하는 케이스 내부에 설치된 응축기 상에 물분사판을 설치하여 별도의 물펌프에 의해 물탱크로부터 공급되는 냉각수를 제공할 수 있도록 하고, 상기 케이스의 상측에는 응축기를 냉각시킨 공기가 배출되도록 하기 위한 응축기팬이 설치되어 있다.This technology is to provide a cooling water supplied from the water tank by a separate water pump by installing a water spray plate on the condenser installed inside the case constituting the cold, heater, and to cool the condenser on the upper side of the case A condenser fan is installed to exhaust the air.

따라서, 상기 압축기로부터 토출되는 냉매가 응축기를 통과하는 과정에서 발생하는 상당한 열을 냉각수와 공기에 의해 냉각시킨 후, 증발기를 순환하면서 증발팬에 의해 냉방작용이 이루어지는 것이며, 또한 난방시에는 상기 물탱크를 작동시키지 않는 상태에서 응축기에서 발생한 열을 실내로 송풍하여 난방작용이 이루어지도록 하고 있다.Therefore, after cooling the considerable heat generated in the process of the refrigerant discharged from the compressor passing through the condenser by the cooling water and the air, the cooling action is performed by the evaporator fan while circulating the evaporator, and the water tank during heating The heat generated from the condenser is blown into the room without heating to allow heating.

그러나, 이와 같이 구성된 종래기술에 있어서는, 케이스 내에 장착되어 있는 물탱크로부터 물분사판을 통하여 응축기에 냉각수가 뿌려짐과 동시에 다시 물탱크로 순환되도록 구성되어 있기 때문에, 정숙운전을 요하는 기기 내에서 발생하는 소음을 회피할 수 없음은 물론, 냉각효율이 상당히 떨어진다는 문제가 있다.However, in the prior art thus constructed, since the cooling water is sprayed to the condenser from the water tank mounted in the case through the water spray plate and circulated back to the water tank, it is generated in a device requiring quiet operation. Of course, there is a problem that the cooling efficiency is considerably lowered, as well as the noise to be avoided.

본 발명은 상술한 바와 같은 종래의 문제들을 감안하여 이루어진 것으로서, 본 발명의 목적은, 1대의 공냉식 열교환기와 물탱크로부터 공급되는 냉각수를 적절량 순환시킬 수 있도록 2대의 수냉식 열교환기로 구성하여, 별도의 실외기나 보조열원을 부설하지 않음은 물론, 2단계에 걸친 증발 및 응축작용에 의해 그 능력을 극대화시킬 수 있도록 한 공기조화기에 있어서의 냉, 난방시스템을 제공하는데 있다. The present invention has been made in view of the above-described conventional problems, and an object of the present invention is to configure an additional air-cooled heat exchanger and two water-cooled heat exchangers so as to circulate an appropriate amount of cooling water supplied from a water tank. Not only does not install outdoor unit or auxiliary heat source, but also provides cooling and heating system in air conditioner that can maximize its capacity by evaporation and condensation in two stages.

상술한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징은, 압축기로부터 토출되어 유로를 따라 흐르는 냉매를 사방밸브에 의해 응축기 또는 증발기의 기능을 선택적으로 수행하는 각각의 열교환기 측으로 절환하며, 이 열교환된 공기를 송풍팬에 의해 실내로 방출하여 냉방 또는 난방을 행하는 공기조화기에 있어서의 냉, 난방시스템에 있어서, 냉매를 고온·고압의 상태로 변환시키는 압축기와, 상기 압축기로부터의 냉매를 냉방 또는 난방모드에 따라 절환시키는 사방밸브와, 상기 사방밸브의 한쪽 유로에 연결되어 응축기 또는 증발기로의 기능을 수행하도록 직렬로 결합된 제1 및 제2 열교환기와, 상기 사방밸브의 다른쪽 유로에 연결되어 응축기 또는 증발기로의 기능을 수행하는 제3 열교환기와, 상기 제2 및 제3 열교환기를 연결하는 유로를 가짐과 동시에 각 유로를 개폐하도록 서로 병렬로 결합된 제1 및 제2 솔레노이드 밸브와, 상기 제1 및 제2 솔레노이드 밸브의 각 유로에 결합되어 고온·고압상태의 냉매를 저온·저압상태의 냉매로 변환시키는 제1 및 제2 팽창밸브와, 상기 제2 및 제3 열교환기에 연결된 유로에 순환펌프 및 유량조절밸브가 각각 장착되어 있으며, 상기 제2 및 제3 열교환기로 냉각수를 제공하여 순환시키기 위한 물탱크와, 상기 제1 열교환기와 유로에 의해 연결되어 냉방모드시에 발생하는 응결수를 저장하며, 이 응결수의 만수상태를 감지하기 위하여 수위레벨센서가 구비된 드레인 탱크로 이루어져 있다.A feature of the present invention for achieving the above object is to switch the refrigerant discharged from the compressor flowing along the flow path to each heat exchanger side selectively performing the function of a condenser or an evaporator by a four-way valve, In a cooling and heating system in an air conditioner that cools or heats air by releasing air into a room by a blower fan, a compressor for converting a refrigerant into a high temperature and high pressure state, and a refrigerant from the compressor for cooling or heating mode. A four-way valve for switching according to the first and second heat exchangers connected in series to be connected to one channel of the four-way valve and functioning as a condenser or an evaporator, and a condenser or the other channel connected to the other channel of the four-way valve. And a third heat exchanger that functions as an evaporator, and a flow path connecting the second and third heat exchangers. At the same time, the first and second solenoid valves coupled to each other in parallel to open and close the respective flow paths, and the respective flow paths of the first and second solenoid valves to convert the high temperature / high pressure refrigerant into the low temperature / low pressure refrigerant. A first and second expansion valves, and a circulation pump and a flow control valve are respectively installed in flow paths connected to the second and third heat exchangers, and a water tank for providing and circulating cooling water to the second and third heat exchangers; And a condensed water, which is connected by the first heat exchanger and a flow path, to store condensed water generated in a cooling mode, and is configured with a drain tank having a level sensor to detect a full state of the condensed water.

여기에서, 상기 제1 내지 제3 열교환기는, 냉방모드시에 공냉식 및 수냉식의 2단 증발기와 수냉식 응축기로서 작용하며, 난방모드시에 공냉식 및 수냉식의 2단 응축기와 수냉식 증발기로서 작용하도록 구성되어 있고, 또한 상기 제1 열교환기는 그 후단부에 설치된 송풍팬에 의해 냉, 난방모드에 따라 냉풍 및 온풍을 제공하며, 제2 열교환기 및 제3 열교환기로 흐르는 냉각수에 의해 응축 및 증발시의 열원을 제어할 수 있도록 구성되어 있다.Here, the first to third heat exchanger is configured to act as an air-cooled and water-cooled two-stage evaporator and a water-cooled condenser in the cooling mode, and is configured to act as an air-cooled and water-cooled two-stage condenser and a water-cooled evaporator in the heating mode. The first heat exchanger provides cold and warm air according to cooling and heating modes by a blower fan installed at a rear end thereof, and controls the heat source during condensation and evaporation by cooling water flowing to the second heat exchanger and the third heat exchanger. It is configured to do so.

이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 첨부도면에 따라 상세히 설명한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

먼저, 도 1a 및 도 1b는 본 발명에 따른 공기조화기에 있어서의 냉, 난방시스템을 개략적으로 나타낸 정면도 및 측면도로서, 냉, 난방기(10)를 구성하는 케이스(11) 내의 하단부에 냉매를 고온·고압의 상태로 변환시키는 압축기(12)가 설치되어 있고, 이 압축기(12)의 상단부에는 냉매를 냉방 또는 난방모드에 따라 절환시키는 사방밸브(13)가 마련되어 있다.First, FIGS. 1A and 1B are front and side views schematically illustrating a cooling and heating system in an air conditioner according to the present invention, wherein the refrigerant is heated at a lower end of the case 11 constituting the cooling and heating unit 10. The compressor 12 which converts into a high pressure state is provided, and the four-way valve 13 which switches a refrigerant according to a cooling or heating mode is provided in the upper end part of this compressor 12.

또한, 상기 사방밸브(13)의 한쪽 유로에는 응축기 또는 증발기로의 기능을 수행하도록 직렬로 결합된 제1 및 제2 열교환기(14,15)가 연결되어 있고, 이 사방밸브(13)의 다른쪽 유로에는 응축기 또는 증발기로의 기능을 수행하는 제3 열교환기(16)가 연결되어 있다.In addition, one flow path of the four-way valve 13 is connected to the first and second heat exchangers 14 and 15 coupled in series to perform a function as a condenser or an evaporator. A third heat exchanger 16 which functions as a condenser or an evaporator is connected to the side passage.

여기에서, 상기 제1 내지 제3 열교환기(14,15,16)는, 냉방모드시에 공냉식 및 수냉식의 2단 증발기와 수냉식 응축기로서 작용하며, 난방모드시에 공냉식 및 수냉식의 2단 응축기와 수냉식 증발기로서 작용하도록 구성되어 있다.Here, the first to third heat exchangers 14, 15 and 16 act as air-cooled and water-cooled two-stage evaporators and water-cooled condensers in the cooling mode, and air-cooled and water-cooled two-stage condensers in the heating mode. It is configured to act as a water-cooled evaporator.

또한, 상기 제1 열교환기(14)는 그 후단부에 설치된 송풍팬(17)에 의해 냉, 난방모드에 따라 냉풍 및 온풍을 제공하며, 제2 열교환기(15) 및 제3 열교환기(16)로 흐르는 냉각수에 의해 응축 및 증발시에 필요로 하는 열원을 제어할 수 있도록 구성되어 있다.In addition, the first heat exchanger 14 provides cold and warm air according to the cooling and heating modes by the blowing fan 17 installed at the rear end thereof, and the second heat exchanger 15 and the third heat exchanger 16 are provided. It is configured to control the heat source required for condensation and evaporation by the cooling water flowing through

그리고, 도 2 및 도 3에 도시되어 있는 바와 같이, 상기 제2 및 제3 열교환기(15,16)는 이들을 서로 연결하는 유로를 가짐과 동시에, 각 유로를 개폐하도록 서로 병렬로 결합된 제1 및 제2 솔레노이드 밸브(18a,18b)를 구비하고 있으며, 이 제1 및 제2 솔레노이드 밸브(18a,18b)에는 각 유로에 결합되어 고온·고압상태의 냉매를 저온·저압상태의 냉매로 변환시키는 제1 및 제2 팽창밸브(19a,19b)가 마련되어 있다.As shown in FIGS. 2 and 3, the second and third heat exchangers 15 and 16 have flow paths connecting them to each other, and a first coupled in parallel to each other to open and close each flow path. And second solenoid valves 18a and 18b, wherein the first and second solenoid valves 18a and 18b are coupled to respective flow paths to convert the refrigerant at high temperature and high pressure into a refrigerant at low temperature and low pressure. First and second expansion valves 19a and 19b are provided.

한편, 상기 제2 및 제3 열교환기(15,16)에는 냉각수를 제공하여 순환시키기 위한 물탱크(20)가 연결되어 있고, 제2 및 제3 열교환기(15,16)의 사이에는 순환펌프(21)가 장착되어 있으며, 상기 제3 열교환기(16)와 물탱크(20)의 사이에는 유량조절밸브(22)가 장착되어 있다.On the other hand, the second and third heat exchangers (15, 16) is connected to the water tank 20 for providing and circulating cooling water, the circulation pump between the second and third heat exchangers (15, 16) 21 is mounted, and a flow regulating valve 22 is mounted between the third heat exchanger 16 and the water tank 20.

또한, 상기 케이스(11)의 저면에는 제1 열교환기(14)와 유로에 의해 연결되어 냉방모드시에 발생하는 응결수를 저장할 수 있는 동시에, 만수상태를 감지하는 수위레벨센서(23)에 의해 경보를 발할 수 있도록 구성된 드레인 탱크(24)가 착탈이 가능하도록 설치되어 있다.In addition, the bottom surface of the case 11 is connected by the first heat exchanger 14 and the flow path to store the condensation water generated in the cooling mode, and at the same time by the water level level sensor 23 for detecting the full water condition The drain tank 24 comprised so that an alarm can be provided is provided so that attachment and detachment are possible.

상술한 바와 같이 구성된 공기조화기에 있어서의 냉, 난방시스템에 대한 작용 관계를 설명하면 다음과 같다.Referring to the operational relationship to the cooling and heating system in the air conditioner configured as described above are as follows.

우선, 냉방모드인 경우에는, 도 2에서 도시하는 바와 같이 제1 솔레노이드 밸브(18a)는 닫혀져 있고 제2 솔레노이드 밸브(18b)가 열려져 있는 상태에서, 제3 열교환기(16)는 응축기로서 작용하여 사방밸브(13)를 통하여 압축기(12)의 토출측과 연결되고, 제1 및 제2 열교환기(14,15)는 증발기로서 작용하여 사방밸브(13)를 통하여 압축기(12)의 흡입측과 연결되어 상기 제1 열교환기(14)의 후단부에 설치된 송풍팬(17)에 의해 실내에 냉방을 행할 수 있도록 되어 있다.First, in the cooling mode, the third heat exchanger 16 acts as a condenser while the first solenoid valve 18a is closed and the second solenoid valve 18b is open as shown in FIG. The four-way valve 13 is connected to the discharge side of the compressor 12, and the first and second heat exchangers 14 and 15 act as evaporators and are connected to the suction side of the compressor 12 through the four-way valve 13. The cooling fan 17 provided at the rear end of the first heat exchanger 14 can cool the room.

즉, 압축기(12)로부터 토출된 고온·고압의 냉매가스가 사방밸브(13)를 통하여 제3 열교환기(16) 측으로 보내짐과 동시에 순환펌프(21)의 작동에 의해 물탱크 (20)로부터 순환되는 냉각수의 작용으로 액화되어 고온·고압의 액체상태로 된다.That is, the high-temperature, high-pressure refrigerant gas discharged from the compressor 12 is sent to the third heat exchanger 16 through the four-way valve 13 and from the water tank 20 by the operation of the circulation pump 21. It is liquefied by the action of the circulating cooling water, and becomes a liquid state of high temperature and high pressure.

이러한 액체냉매는 열려져 있는 제2 솔레노이드 밸브(18b)를 통하여 제2 팽창밸브(19b)를 지나면서 팽창하여 압력이 강하된 상태로 제2 열교환기(15)와 제1 열교환기(14)로 유입됨과 동시에 2단 증발되어 기화하게 된다.This liquid refrigerant expands through the second solenoid valve 18b through the second expansion valve 19b and flows into the second heat exchanger 15 and the first heat exchanger 14 in a state where the pressure drops. At the same time, it is vaporized in two stages.

따라서, 상기 제1 열교환기(14)의 후단부에 설치된 송풍팬(17)에 의해 냉풍이 발생됨에 따라 실내에 냉방을 행하게 되며, 제2 열교환기(15)와 제1 열교환기 (14)에서 기화된 저온·저압상태의 기체냉매는 사방밸브(13)를 통하여 다시 압축기 (12)로 흡입됨으로써 냉방 순환사이클을 이루게 된다.Therefore, as the cooling air is generated by the blowing fan 17 installed at the rear end of the first heat exchanger 14, the air is cooled in the room, and the second heat exchanger 15 and the first heat exchanger 14 are cooled. The vaporized low-temperature gas refrigerant is sucked back into the compressor 12 through the four-way valve 13 to achieve a cooling circulation cycle.

그리고, 상기 제1 열교환기(14)에서 발생되는 응결수는 케이스(11)의 저면에 마련되어 있는 드레인 탱크(24) 내로 저장되며, 이 드레인 탱크(24)에 구비된 수위레벨센서(23)에 의해 상기 응결수의 만수상태를 감지하여 경보를 발하게 되고, 이 때에는 시스템의 가동이 자동 중단되므로 드레인 탱크(24) 내의 응결수를 버린 후에 다시 시스템을 가동시키게 된다.And, the condensation water generated in the first heat exchanger 14 is stored in the drain tank 24 provided on the bottom surface of the case 11, the water level sensor 23 provided in the drain tank 24 By detecting the water condition of the condensed water by the alarm, the system is automatically stopped operation at this time, so that after the condensed water in the drain tank 24 is discarded, the system is started again.

다음에, 난방모드인 경우에는, 도 3에서 도시하는 바와 같이 제1 솔레노이드 밸브(18a)는 열려져 있고 제2 솔레노이드 밸브(18b)가 닫혀져 있는 상태에서, 제1 열교환기(14)와 제2 열교환기(15)는 응축기로서 작용하여 사방밸브(13)를 통하여 압축기(12)의 토출측과 연결되고, 제3 열교환기(16)는 증발기로서 작용하여 사방밸브(13)를 통하여 압축기(12)의 흡입측과 연결되어 상기 제1 열교환기(14)의 후단부에 설치된 송풍팬(17)에 의해 실내에 난방을 행할 수 있도록 되어 있다.Next, in the heating mode, as shown in FIG. 3, the first heat exchanger 14 and the second heat exchanger 14 are opened while the first solenoid valve 18a is open and the second solenoid valve 18b is closed. The unit 15 acts as a condenser and is connected to the discharge side of the compressor 12 via the four-way valve 13, and the third heat exchanger 16 acts as an evaporator to the compressor 12 through the four-way valve 13. It is connected to the suction side, and can be heated indoors by the blowing fan 17 provided in the rear end of the said 1st heat exchanger 14. As shown in FIG.

즉, 압축기(12)로부터 토출된 고온·고압의 냉매가스가 사방밸브(13)를 통하여 제1 열교환기(14)와 제2 열교환기(15) 측으로 순차적으로 보내짐과 동시에 순환펌프(21)의 작동에 의해 물탱크(20)로부터 순환되는 냉각수 또는 송풍팬(17)의 작용으로 액화되어 고온·고압의 액체상태로 되고 송풍팬(17)에 의해 온풍이 발생됨에 따라 난방을 구현할 수 있게 된다.That is, the high-temperature, high-pressure refrigerant gas discharged from the compressor 12 is sequentially sent to the first heat exchanger 14 and the second heat exchanger 15 through the four-way valve 13, and at the same time the circulation pump 21 By the operation of the liquefied by the action of the cooling water or the blowing fan 17 circulated from the water tank 20 to become a high-temperature, high-pressure liquid state and heating can be implemented as the hot air is generated by the blowing fan 17. .

이러한 액체냉매는 열려져 있는 제1 솔레노이드 밸브(18a)를 통하여 제1 팽창밸브(19a)를 지나면서 팽창하여 압력이 강하된 상태로 제3 열교환기(16)로 유입됨과 동시에 증발되어 기화하게 된다.The liquid refrigerant expands past the first expansion valve 19a through the open first solenoid valve 18a, flows into the third heat exchanger 16 in a pressure-reduced state, and evaporates and vaporizes.

또한, 제3 열교환기(16)에서 기화된 저온·저압상태의 기체냉매는 사방밸브 (13)를 통하여 다시 압축기(12)로 흡입됨으로써 난방 순환사이클을 이루게 된다.In addition, the low-temperature, low-pressure gaseous refrigerant vaporized in the third heat exchanger 16 is sucked back into the compressor 12 through the four-way valve 13 to form a heating circulation cycle.

이상에서와 같이, 본 발명에 따른 공기조화기에 있어서의 냉, 난방시스템에 의하면, 1대의 공냉식 열교환기와 물탱크로부터 공급되는 냉각수를 적절량 순환시킬 수 있는 2대의 수냉식 열교환기로 구성하여, 별도의 실외기나 보조열원을 부설하지 않음은 물론, 2단계에 걸친 증발 및 응축작용에 의해 그 능력을 극대화시킬 수 있게 된다.As described above, according to the cooling and heating system of the air conditioner according to the present invention, it is composed of one air-cooled heat exchanger and two water-cooled heat exchangers capable of circulating an appropriate amount of cooling water supplied from the water tank, and a separate outdoor unit. In addition, it is possible to maximize its capacity by not providing an auxiliary heat source, as well as by two steps of evaporation and condensation.

즉, 공냉식 열교환기로부터 실제 필요로 하는 냉풍이나 온풍을 얻을 수 있게 되며, 수냉식 열교환기는 응축 및 증발시에 필요로 하는 열원을 공급하는 역할을 하는 것으로서, 냉, 난방시에 발생되는 열원을 외부로 배기시키지 않고 내부적으로 냉각수의 순환을 통해 증발시킬 수 있으므로, 자체적인 열평형을 이루게 되어 발생되는 열원에 대한 별도의 배기가 불필요하게 된다.That is, it is possible to obtain the cold or hot air actually required from the air-cooled heat exchanger, and the water-cooled heat exchanger serves to supply the heat source required for condensation and evaporation. Since it can be evaporated internally through the circulation of the cooling water without exhausting, it becomes inherent in thermal equilibrium so that a separate exhaust for the generated heat source is unnecessary.

특히, 냉방의 경우, 냉방용 팽창밸브의 수냉식 증발기 후단의 과열도를 낮게 설정하여 공냉식 증발기에서 2차 증발온도가 낮게 설정되도록 한다는 점에서 기존의 냉, 난방시스템과는 상당한 차이가 있다.In particular, in the case of cooling, the secondary evaporation temperature in the air-cooled evaporator is set low by setting the superheat degree of the rear end of the water-cooled evaporator of the expansion valve for cooling so that the secondary evaporation temperature is low.

도 1a 및 도 1b는 본 발명에 따른 공기조화기에 있어서의 냉, 난방시스템을 개략적으로 나타낸 정면도 및 측면도,1A and 1B are front and side views schematically showing a cooling and heating system in an air conditioner according to the present invention;

도 2는 상기 냉, 난방시스템에 있어서의 냉방모드시의 냉매흐름을 설명하기 위한 배관도,2 is a piping diagram for explaining a refrigerant flow in a cooling mode in the cooling and heating system;

도 3은 상기 냉, 난방시스템에 있어서의 난방모드시의 냉매흐름을 설명하기 위한 배관도이다.3 is a piping diagram for explaining a refrigerant flow in the heating mode in the cooling and heating system.

< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ><Description of Symbols for Main Parts of Drawings>

10: 냉, 난방기 11: 케이스10: cold, radiator 11: case

12: 압축기 13: 사방밸브12: compressor 13: four-way valve

14: 제1 열교환기 15: 제2 열교환기14: first heat exchanger 15: second heat exchanger

16: 제3 열교환기 17: 송풍팬16: 3rd heat exchanger 17: blower fan

18a,18b: 제1 및 제2 솔레노이드 밸브 19a,19b: 제1 및 제2 팽창밸브18a, 18b: first and second solenoid valves 19a, 19b: first and second expansion valves

20: 물탱크 21: 순환펌프20: water tank 21: circulation pump

22: 유량조절밸브 23: 수위레벨센서22: flow control valve 23: water level sensor

24: 드레인 탱크24: drain tank

Claims (3)

압축기로부터 토출되어 유로를 따라 흐르는 냉매를 사방밸브에 의해 응축기 또는 증발기의 기능을 선택적으로 수행하는 각각의 열교환기 측으로 절환하며, 이 열교환된 공기를 송풍팬에 의해 실내로 방출하여 냉방 또는 난방을 행하는 공기조화기에 있어서의 냉, 난방시스템에 있어서,The refrigerant discharged from the compressor flowing along the flow path is switched to each heat exchanger side which selectively performs the function of a condenser or an evaporator by a four-way valve, and the heat-exchanged air is discharged into a room by a blower fan for cooling or heating. In the cooling and heating system in the air conditioner, 냉매를 고온·고압의 상태로 변환시키는 압축기(12)와,A compressor 12 for converting the refrigerant into a state of high temperature and high pressure, 상기 압축기(12)로부터의 냉매를 냉방 또는 난방모드에 따라 절환시키는 사방밸브(13)와,Four-way valve 13 for switching the refrigerant from the compressor 12 in the cooling or heating mode, 상기 사방밸브(13)의 한쪽 유로에 연결되어 응축기 또는 증발기로의 기능을 수행하도록 직렬로 결합된 제1 및 제2 열교환기(14,15)와,First and second heat exchangers 14 and 15 connected in series to one of the four-way valves 13 and connected in series to function as a condenser or an evaporator, 상기 사방밸브(13)의 다른쪽 유로에 연결되어 응축기 또는 증발기로의 기능을 수행하는 제3 열교환기(16)와,A third heat exchanger 16 connected to the other flow path of the four-way valve 13 and serving as a condenser or an evaporator; 상기 제2 및 제3 열교환기(15,16)를 연결하는 유로를 가짐과 동시에 각 유로를 개폐하도록 서로 병렬로 결합된 제1 및 제2 솔레노이드 밸브(18a,18b)와,First and second solenoid valves 18a and 18b coupled to each other in parallel with each other so as to open and close each flow path while having flow paths connecting the second and third heat exchangers 15 and 16; 상기 제1 및 제2 솔레노이드 밸브(18a,18b)의 각 유로에 결합되어 고온·고압상태의 냉매를 저온·저압상태의 냉매로 변환시키는 제1 및 제2 팽창밸브(19a, 19b)와,First and second expansion valves 19a and 19b coupled to respective flow paths of the first and second solenoid valves 18a and 18b to convert the refrigerant at a high temperature / high pressure state into a refrigerant at a low temperature / low pressure state; 상기 제2 및 제3 열교환기(15,16)에 연결된 유로에 순환펌프(21) 및 유량조절밸브(22)가 각각 장착되어 있으며, 상기 제2 및 제3 열교환기(15,16)로 냉각수를 제공하여 순환시키기 위한 물탱크(20)와,A circulation pump 21 and a flow regulating valve 22 are mounted in flow paths connected to the second and third heat exchangers 15 and 16, respectively, and the coolant is supplied to the second and third heat exchangers 15 and 16. Water tank 20 for circulating to provide, 상기 제1 열교환기(14)와 유로에 의해 연결되어 냉방모드시에 발생하는 응결수를 저장하며, 이 응결수의 만수상태를 감지하기 위하여 수위레벨센서(23)가 구비된 드레인 탱크(24)로 이루어져 있는 것을 특징으로 하는 공기조화기에 있어서의 냉, 난방시스템.A drain tank 24 connected with the first heat exchanger 14 and a flow path to store condensation water generated in a cooling mode, and having a water level level sensor 23 to detect a full state of the condensation water. Cooling and heating system in the air conditioner, characterized in that consisting of. 제1항에 있어서, 상기 제1 내지 제3 열교환기(14,15,16)는, 냉방모드시에 공냉식 및 수냉식의 2단 증발기와 수냉식 응축기로서 작용하며, 난방모드시에 공냉식 및 수냉식의 2단 응축기와 수냉식 증발기로서 작용하도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 공기조화기에 있어서의 냉, 난방시스템.2. The first to third heat exchangers (14, 15, 16) according to claim 1, act as air-cooled and water-cooled two-stage evaporators and water-cooled condensers in the cooling mode, and air-cooled and water-cooled two in the heating mode. However, the cooling and heating system of the air conditioner, characterized in that it is configured to act as a condenser and a water-cooled evaporator. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 제1 열교환기(14)는 그 후단부에 설치된 송풍팬(17)에 의해 냉, 난방모드에 따라 냉풍 및 온풍을 제공하며, 제2 열교환기 (15) 및 제3 열교환기(16)로 흐르는 냉각수에 의해 응축 및 증발시의 열원을 제어할 수 있도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 공기조화기에 있어서의 냉, 난방시스템.The heat exchanger (14) according to claim 1 or 2, wherein the first heat exchanger (14) provides cold and warm air according to the cooling and heating modes by a blower fan (17) installed at the rear end thereof. And the cooling water flowing to the third heat exchanger (16) to control the heat source during condensation and evaporation.
KR10-2003-0023675A 2003-04-15 2003-04-15 Cooling and heating system of air conditioner KR100504249B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR10-2003-0023675A KR100504249B1 (en) 2003-04-15 2003-04-15 Cooling and heating system of air conditioner

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR10-2003-0023675A KR100504249B1 (en) 2003-04-15 2003-04-15 Cooling and heating system of air conditioner

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20030036526A KR20030036526A (en) 2003-05-09
KR100504249B1 true KR100504249B1 (en) 2005-07-27

Family

ID=29579331

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR10-2003-0023675A KR100504249B1 (en) 2003-04-15 2003-04-15 Cooling and heating system of air conditioner

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR100504249B1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101290780B1 (en) 2012-02-23 2013-07-29 서울대학교산학협력단 Heating and cooling system
KR102228774B1 (en) * 2019-10-16 2021-03-17 주식회사 에어라클 Air Conditioning Systems

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100907749B1 (en) * 2008-03-27 2009-07-14 최경호 Air conditioner
KR101866211B1 (en) * 2015-10-27 2018-06-12 박종근 Air conditioner
CN109028413B (en) * 2018-08-23 2023-07-18 广东申菱环境系统股份有限公司 Combined multisource integrated multi-connected unit and control method thereof

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101290780B1 (en) 2012-02-23 2013-07-29 서울대학교산학협력단 Heating and cooling system
KR102228774B1 (en) * 2019-10-16 2021-03-17 주식회사 에어라클 Air Conditioning Systems

Also Published As

Publication number Publication date
KR20030036526A (en) 2003-05-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9217587B2 (en) Air conditioner
US20110259025A1 (en) Heat pump type speed heating apparatus
KR20090008108A (en) Air conditioner
KR20110056180A (en) Refrigerating and freezing combine air conditioning system
JP2018132269A (en) Heat pump system
KR100357989B1 (en) Heat pump system
KR100504249B1 (en) Cooling and heating system of air conditioner
KR100367176B1 (en) Heat pump type air conditioning apparatus
KR20090006334U (en) Air handling unit
KR200412598Y1 (en) Heat pump system for having function of hot water supply
KR101173736B1 (en) Refrigerating and freezing combine air conditioning system
JP2001235237A (en) Refrigerating system
KR20220083495A (en) Heat recovery type complex chiller system and operation method thereof
KR20100137050A (en) Refrigeration and air conditioning system
KR19990020151A (en) Combined cooling and heating air conditioner with auxiliary condenser
KR100419480B1 (en) Multi heat pump system with advanced heating and cooling performance
KR100389272B1 (en) Heat pump type air conditioning apparatus
KR102345055B1 (en) Air conditioner of one assembled
KR100383853B1 (en) Heat pump system
KR100424542B1 (en) freezing circuit saving power by re-heating construction
KR100419479B1 (en) Auxiliary refrigerator mounted heat pump system
JPH04236062A (en) Air conditioner
KR100486096B1 (en) Heat pump system
KR102261131B1 (en) Heat pump air-conditioner having defrosting
JP2002286309A (en) Refrigerator

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
N231 Notification of change of applicant
E701 Decision to grant or registration of patent right
N231 Notification of change of applicant
GRNT Written decision to grant
LAPS Lapse due to unpaid annual fee