KR100547670B1 - Heat pump system - Google Patents
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Abstract
본 발명은 히트펌프 사이클 상에 열교환용 수액분리기를 구비하여 기존의 수액분리기 역할을 하면서 2상의 냉매를 저장하는 내부에 난방 운전시 냉방팽창관에서 난방팽창관으로 냉매를 유동시키는 냉매관을 관통시킴으로써 상호 열교환하도록 함과 아울러 상기 열교환용 수액분리기의 둘레를 고온의 냉매와 열교환하도록 함에 따라 열교환률을 향상시켜 압축기의 과부하를 방지하는 히트펌프의 열교환구조에 관한 것이다.The present invention is provided with a heat exchanger fluid separator on a heat pump cycle to serve as a conventional fluid separator and to penetrate a refrigerant pipe through which a refrigerant flows from a cooling expansion tube to a heating expansion tube during a heating operation. The present invention relates to a heat exchange structure of a heat pump that prevents an overload of a compressor by improving heat exchange rate by performing heat exchange with each other and heat-exchanging the circumference of the heat exchange sap separator with a high temperature refrigerant.
히트펌프, 열교환용 수액분리기 Heat Pump, Heat Separator
Description
도 1은 종래 히트펌프의 개략도.1 is a schematic view of a conventional heat pump.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 히트펌프의 난방시 냉매의 흐름을 보인 개략도.Figure 2 is a schematic diagram showing the flow of the refrigerant during heating of the heat pump according to an embodiment of the present invention.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 히트펌프의 냉방시 냉매의 흐름을 보인 개략도.Figure 3 is a schematic diagram showing the flow of the refrigerant during cooling of the heat pump according to an embodiment of the present invention.
도 4는 본 발명의 제 1실시예에 따른 히트펌프의 열교환용 수액분리기를 보인 내부도.Figure 4 is an internal view showing a fluid separator for heat exchange of the heat pump according to the first embodiment of the present invention.
도 5는 본 발명의 제 2실시예에 따른 히트펌프의 열교환용 수액분리기를 보인 내부도.5 is an internal view showing a fluid separator for heat exchange of a heat pump according to a second embodiment of the present invention.
도 6은 본 발명의 제 3실시예에 따른 히트펌프의 열교환용 수액분리기를 보인 내부도.Figure 6 is an internal view showing a fluid separator for heat exchange of the heat pump according to the third embodiment of the present invention.
도 7은 본 발명의 제 4실시예에 따른 히트펌프의 열교환용 수액분리기를 보인 내부도.Figure 7 is an internal view showing a fluid separator for heat exchange of the heat pump according to the fourth embodiment of the present invention.
*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명** Description of the symbols for the main parts of the drawings *
1: 압축기 3: 실내 열교환기1: compressor 3: indoor heat exchanger
4: 사방밸브 20: 열교환용 수액분리기 4: 4-way valve 20: Sap separator for heat exchange
40: 실외 열교환기 110: 탱크40: outdoor heat exchanger 110: tank
122,132,152: 제 1,2,3유입구122,132,152: Inlet 1,2,3
124,134,154: 제 1,2.3토출구124,134,154: 1,2.3 discharge outlet
140: 열교환부재 142a,142b: 코일관140:
146a,146b: 분무판 150a,150b: 복층관146a, 146b:
본 발명은 히트펌프의 열교환구조에 관한 것으로, 보다 상세하게는 히트펌프 사이클 상에 열교환용 수액분리기를 구비하여 기존의 수액분리기 역할을 하면서 2상의 냉매를 저장하는 내부에 난방 운전시 냉방팽창관에서 난방팽창관으로 냉매를 유동시키는 냉매관을 관통시킴으로써 상호 열교환하도록 함과 아울러 상기 열교환용 수액분리기의 둘레를 고온의 냉매와 열교환하도록 함에 따라 열교환률을 향상시켜 압축기의 과부하를 방지하는 히트펌프의 열교환구조에 관한 것이다. The present invention relates to a heat exchange structure of a heat pump, and more particularly, in a cooling expansion tube during heating operation to store a two-phase refrigerant while serving as a conventional fluid separator by providing a heat exchange fluid separator on a heat pump cycle. Heat exchange of heat pump which prevents overload of compressor by improving heat exchange rate by allowing heat exchange between heat exchanger fluid and heat exchanger by circulating the heat exchanger tube through a refrigerant pipe that flows refrigerant through a heating expansion tube. It's about structure.
히트 펌프는 에어컨의 냉각 사이클(cooling cycle)에서 냉매의 흐름을 역전환(逆轉換)시킴으로써 냉방(冷房)과 난방(煖房)을 겸할 수 있는 공기 조절장치의 하나로써 특히 계절에 구애받지 않고 사용할 수 있는 장점에 따라 점차적으로 그 사용영역이 확대되고 있다.The heat pump is one of the air conditioners that can serve both cooling and heating by reversing the flow of refrigerant in the cooling cycle of the air conditioner. Increasingly, the area of use is gradually expanding.
일반적인 히트펌프에 있어서 공냉식 실외측 열교환기가 갖는 열교환 온도범 위인 상온 이하로 냉각시킬 수 없는 한계성을 극복하여 결과적으로 히트펌프의 성능을 향상시키기 위하여 상기 실외측 열교환기의 열교환방식을 수냉식으로 제작하여 사용한 종래의 수냉식 히트펌프를 이용한 냉난방장치는 국내특허공개공보 제01006호에 게재되어 있으며, 도 1에 도시되어 있다.In order to overcome the limitation that can not be cooled below the room temperature, which is the heat exchange temperature range of the air-cooled outdoor heat exchanger, and to improve the performance of the heat pump, the heat exchange method of the outdoor heat exchanger was manufactured by water cooling. The air-conditioning device using a conventional water-cooled heat pump is disclosed in Korean Patent Publication No. 01006, and is shown in FIG.
즉, 압축기(1)의 토출부에는 냉매의 흐름을 전환시켜주기 위한 사방밸브(4)가 위치되고, 상기 압축기(1)로부터 이송된 냉매를 증발 또는 응축시켜 흡수 또는 방출에 의하여 열교환을 수행하기 위한 내부 열교환기(3)가 위치되며, 상기 내부 열교환기(3)의 냉각방식을 수냉식으로 하여 보다 높은 열량의 물의 잠열 및 현열에 의하여 열교환이 이루어지도록 물(90)이 채워진 물탱크(9)에 상기 내부 열교환기(3)를 잠기게 위치시키며, 상기 내부 열교환기(3)의 출구측에는 열교환된 냉매를 단열 팽창시켜주기 위한 냉방팽창밸브(5)가 냉매의 흐름을 우회시켜 주도록 형성된 바이패스배관(8) 상에 위치되어 있다. That is, the four-way valve 4 for switching the flow of the refrigerant is located in the discharge portion of the compressor (1), to evaporate or condense the refrigerant transferred from the compressor (1) to perform heat exchange by absorption or discharge An internal heat exchanger (3) is positioned, and the water tank (9) filled with water (90) so that the heat exchange is performed by latent heat and sensible heat of water of a higher heat amount by cooling the internal heat exchanger (3) to water cooling. Bypass the internal heat exchanger (3) in the immersion, the bypass side of the internal heat exchanger (3) formed by the cooling expansion valve (5) for adiabatic expansion of the heat exchanged refrigerant to bypass the flow of the refrigerant It is located on the
상기 냉방팽창밸브(5)와 병렬로 형성된 메인배관 상에는 난방운전시 유입되는 냉매의 역류를 방지하기 위한 난방체크밸브(6')가 형성되어 있다.On the main pipe formed in parallel with the cooling expansion valve 5, a heating check valve 6 'is formed to prevent the backflow of the refrigerant flowing in the heating operation.
상기 냉방팽창밸브(5)를 지나온 냉매가 외부 열교환기(2)로 유입될 때 역류되지 않도록 냉방체크밸브(6)가 메인배관과 병렬로 형성된 바이패스배관(8) 상에 형성되어 있고, 역시 상기 냉방체크밸브(6)와 병렬되는 메인배관 상에는 난방운전시 유입되는 냉매를 단열 팽창시켜주기 위한 난방팽창밸브(5')가 위치되어 있으며, 상기 냉방체크밸브(6)를 지나온 냉매가 실내공기와 열교환을 행하여 이송된 냉매를 증발 또는 응축시켜 주기 위한 외부 열교환기(2)가 위치되어 있으며, 상기 외부 열 교환기(2)의 출구측은 상기 사방밸브(4)의 입구측과 연결되어 수냉식 히트펌프시스템이 형성된다. The cooling check valve 6 is formed on the
또한, 상기 외부 열교환기(2)의 일측에는 상기 외부 열교환기(2)에 의하여 열교환된 공기를 송풍하여 실내 또는 냉난방이 필요한 장소에 냉방 또는 난방을 행하기 위하여 송풍기(7)가 마련되어 있다.In addition, one side of the external heat exchanger (2) is provided with a blower (7) for blowing air or heat exchanged by the external heat exchanger (2) to perform cooling or heating in a room or a place that requires cooling and heating.
또한, 상기 물탱크(9)에 잠겨진 상기 내부 열교환기(3)는 유지보수가 용이하도록 입구측 및 출구측에 각각 분리형밸브(13)를 구비한다.In addition, the internal heat exchanger (3) submerged in the water tank (9) is provided with separate valves (13) on the inlet and outlet sides, respectively, to facilitate maintenance.
그러나, 종래 히트펌프는 수액분리기를 압축기 내부로 액체상태의 냉매가 유입되는 것을 방지하는 기능만 수행할 뿐 이 수액분리기 내부의 액상의 냉매를 열교환시켜 기상으로 상변화시키지 못하고, 이에 따라 수액분리기는 실외 온도 저하시 액상의 냉매를 다량 저장하는 바, 난방 효율이 떨어지는 문제점이 있었다.However, the conventional heat pump only performs a function of preventing the liquid refrigerant from entering the fluid separator into the compressor, and does not change the phase of the liquid refrigerant inside the fluid separator in the gas phase to thereby form a liquid phase. When the outdoor temperature is lowered to store a large amount of the liquid refrigerant, there was a problem that the heating efficiency is lowered.
본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하고자 제안된 것으로서, 히트펌프의 난방 운전시 실외 열교환기에서 수액분리기로 유입되는 냉매를 분무시킴으로써 액상의 냉매를 기상으로 일부 상변화시킴과 아울러 수액분리기의 내부에 냉방팽창관을 거친 냉매를 안내하는 냉매관을 관통시킴에 따라 수액분리기 내부의 냉매와 열교환하고, 수액분리기의 외부 둘레에 고온의 냉매를 유동시켜 수액분리기 내부의 냉매와 열교환하거나 또는 수액분리기 둘레에 진공층을 형성하여 외부 공기의 열전달을 차단하고자 하는 히트펌프의 열교환구조를 제공함을 그 목적으로 한다.The present invention has been proposed to solve the above problems of the prior art, by spraying the refrigerant flowing into the fluid separator from the outdoor heat exchanger during the heating operation of the heat pump to change the phase of the liquid refrigerant to the gas phase and the liquid separator of the As it passes through the refrigerant pipe that guides the refrigerant through the cooling expansion tube inside, it exchanges heat with the refrigerant inside the fluid separator, and heats it with the refrigerant inside the fluid separator to exchange heat with the refrigerant inside the fluid separator or the fluid separator. It is an object of the present invention to provide a heat exchange structure of a heat pump to block heat transfer of outside air by forming a vacuum layer around the periphery.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 히트펌프의 열교환구조는 압축기와, 사방밸브와, 냉매를 증발 또는 응축시켜 흡열 또는 방열하며 열교환하는 실내 열교환기와, 냉방팽창관과, 난방팽창관과, 상기 난방팽창관에 연결되어 수냉식으로 냉방운전시 냉매를 응축시키며 열을 배출하고, 난방운전시 냉매를 증발시키며 열을 흡수하는 실외 열교환기로 구성되되, 상기 냉방팽창관과 난방팽창관 사이에 열교환용 수액분리기를 구비하고, 상기 열교환용 수액분리기를 내부에 빈 공간을 형성하며 하부로 배수구를 형성하여 액상의 냉매를 외부로 배출하는 탱크와, 상기 탱크의 상부에 형성되어 난방시 순환사이클 상의 상기 실외 열교환기에서 토출되는 냉매를 유입하는 제 1유입구와, 상기 탱크의 하부에 형성되며, 상기 제 1유입구와 비연속되게 설치되어 상기 제 1유입구를 통해 유입된 냉매 중 액상의 냉매를 분리한 기상의 냉매를 상기 압축기 방향으로 토출하는 제 1토출구와, 상기 탱크의 상부에 형성되어 상기 냉방팽창관을 통해 이동되는 냉매를 유입하는 제 2유입구와, 상기 탱크의 하부에 형성되며, 상기 제 2유입구와 연속되게 설치되어 상기 탱크 내부의 냉매와 열교환한 후 상기 난방팽창관 방향으로 토출하는 제 2토출구와, 상기 탱크의 내부에 형성되어 유입되는 냉매를 분무시켜 열교환하는 열교환부재로 구성하는 히트펌프의 열교환구조를 특징으로 한다.The heat exchange structure of the heat pump according to the present invention for achieving the above object is a compressor, a four-way valve, an indoor heat exchanger for heat absorption or heat dissipation and heat exchange by evaporating or condensing a refrigerant, a cooling expansion tube, a heating expansion tube, It is connected to the heating expansion tube is water-cooled condensing the refrigerant during cooling operation to discharge the heat, and is composed of an outdoor heat exchanger to evaporate the refrigerant during the heating operation to absorb heat, for the heat exchange between the cooling expansion tube and the heating expansion tube And a tank for discharging the liquid refrigerant to the outside by forming an empty space therein and forming a drainage hole at the bottom, and an upper portion of the tank formed on top of the tank to heat the outdoor unit. A first inlet for introducing the refrigerant discharged from the heat exchanger, and a lower portion of the tank and discontinuously formed with the first inlet; And a first discharge port for discharging a gaseous refrigerant in the direction of the compressor from the refrigerant flowing through the first inlet to the compressor, and a refrigerant formed at an upper portion of the tank and moved through the cooling expansion tube. A second inlet formed at a lower portion of the tank, the second inlet formed to be continuously connected to the second inlet to exchange heat with the refrigerant inside the tank, and to be discharged toward the heating expansion tube; It is characterized in that the heat exchange structure of the heat pump formed of a heat exchange member for forming a heat exchange by spraying the refrigerant introduced into.
그리고, 본 발명의 실시예로써 상기 열교환부재는 탱크 내부에서 상기 제 2유입구와 제 2토출구를 연결하며, 코일 형상인 코일관과, 상기 탱크의 상면 하부에 서 연장되는 브라켓과, 상기 브라켓의 끝단에 일체로 형성되며, 상기 제 1유입구를 통해 응축된 저압의 냉매를 부딪혀 분무시키도록 다공을 형성한 분무판으로 이루어짐을 특징으로 한다.In addition, as an embodiment of the present invention, the heat exchange member connects the second inlet and the second discharge port in a tank, a coil tube having a coil shape, a bracket extending from a lower surface of the tank, and an end of the bracket. It is formed integrally with, characterized in that made of a spray plate formed with pores to strike and spray the low-pressure refrigerant condensed through the first inlet.
또한, 본 발명의 실시예로써 상기 열교환부재는 탱크 내부에서 상기 제 2유입구와 제 2토출구를 연결하는 다수 개의 미세한 직경으로 코일 형상인 다수 개의 코일관과, 상기 탱크의 상면 하부에서 연장되는 브라켓과, 상기 브라켓의 끝단에 일체로 형성되며, 삿갓 형상으로 형성되어 상기 제 1유입구를 통해 유입되는 응축된 저압의 냉매를 부딪히며 분무시키는 분무판으로 이루어짐을 특징으로 한다.In addition, according to an embodiment of the present invention, the heat exchange member includes a plurality of coil tubes having a coil shape with a plurality of minute diameters connecting the second inlet and the second outlet, and a bracket extending from a lower surface of the tank. It is formed integrally at the end of the bracket, it is formed in the shape of a hat, characterized in that consisting of a spray plate for hitting and spraying the condensed low-pressure refrigerant flowing through the first inlet.
이하, 본 발명의 실시예들을 첨부한 도면을 참조하여 더욱 상세히 설명한다. Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 히트펌프의 난방시 냉매의 흐름을 보인 개략도이고, 도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 히트펌프의 냉방시 냉매의 흐름을 보인 개략도이다.Figure 2 is a schematic diagram showing the flow of the refrigerant during the heating of the heat pump according to an embodiment of the present invention, Figure 3 is a schematic diagram showing the flow of the refrigerant during cooling of the heat pump according to an embodiment of the present invention.
또한, 도 4 내지 도 7은 본 발명의 제 1 내지 제 4실시예에 따른 히트펌프의 열교환용 수액분리기를 보인 내부도이다.4 to 7 are internal views showing the fluid separator for heat exchange of a heat pump according to the first to fourth embodiments of the present invention.
도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 히트펌프는 압축기(1), 사방밸브(4), 실내 열교환기(3), 냉방팽창관(10), 열교환용 수액분리기(20), 난방팽창관(30), 실외 열교환기(40), 이중관(50) 및 열교환관(60)으로 크게 구성된다.As shown in Figure 2 and 3, the heat pump according to an embodiment of the present invention is a compressor (1), four-way valve (4), indoor heat exchanger (3), cooling expansion tube (10), fluid for heat exchange It consists largely of the
이때, 상기 압축기(1)와 사방밸브(4) 및 실내 열교환기(3)는 제 1냉매관(11)으로 연결되어 있고, 상기 실내 열교환기(3)와 열교환용 수액분리기(20)는 제 2냉 매관(12)으로 연결되며, 상기 열교환용 수액분리기(20)와 난방팽창관(30)은 제 3냉매관(13)으로 연결된다.At this time, the compressor (1), the four-way valve (4) and the indoor heat exchanger (3) is connected to the first refrigerant pipe (11), the indoor heat exchanger (3) and the heat exchange fluid separator (20) It is connected to the two
그리고, 상기 난방팽창관(30)과 실외 열교환기(40)는 제 4냉매관(14)으로 연결되며, 상기 실외 열교환기(40)와 이중관(50)과 사방밸브(4) 및 열교환용 수액분리기(20)는 제 5냉매관(15)으로 연결되고, 상기 열교환용 수액분리기(20)와 압축기(1)는 제 6냉매관(16)으로 연결된다.The
상기 압축기(1)는 냉매를 압축하여 고온 고압 상태로 변환하는 기능을 수행한다.The
그리고, 상기 사방밸브(4)는 압축기(1)의 출구측에 형성되어 냉매를 난방시 실내 열교환기(3) 방향으로, 냉방시 이중관(50) 방향으로 흐름을 전환시킨다.In addition, the four-way valve (4) is formed on the outlet side of the compressor (1) to switch the flow of the refrigerant in the direction of the indoor heat exchanger (3) when heating, the direction of the double pipe (50) when cooling.
상기 실내 열교환기(3)는 난방운전시 냉매를 응축시키는 응축기 역할을 하고, 냉방운전시 냉매를 증발시키는 증발기 역할을 하며 방출 또는 흡수에 의하여 열교환을 수행한다.The indoor heat exchanger (3) serves as a condenser to condense the refrigerant during the heating operation, serves as an evaporator to evaporate the refrigerant during the cooling operation, and performs heat exchange by release or absorption.
또한, 상기 냉방팽창관(10)은 난방시 실내 열교환기(3)의 토출측과 연결되고, 고온 고압 상태의 냉매를 안내하는 제 1냉매관(11)에 감김으로써 실내 열교환기(3)에서 응축되며 열을 방출함에 따라 온도가 저하된 냉매의 온도를 보상하고 냉방시 열교환된 냉매를 팽창시키는 역할을 한다.In addition, the
이때, 상기 냉방팽창관(10)은 제 2냉매관(12)에서 분지되며, 분지되는 지점에 체크밸브(80)가 구비된다.In this case, the
상기 체크밸브(80)는 냉방운전시 열교환된 냉매를 팽창시키기 위해 전량을 냉방팽창관(10)으로 이동시키며, 난방시 냉매를 실내 열교환기(3)에서 직접적으로 열교환용 수액분리기(20)로 이송시키면서 그 일부를 냉방팽창관(10)을 거치도록 함으로써 소정의 온도보상을 할 수 있도록 냉매의 흐름을 제어한다.The
그리고, 상기 열교환용 수액분리기(20)는 난방시 제 2냉매관(12)을 통해 이동하는 응축된 냉매를 통과시켜 제 3냉매관(13)을 통해 난방팽창관(30)으로 안내함과 동시에 실외 열교환기(40) 및 사방밸브(4)를 통과한 2상의 저온 저압 상태인 냉매를 제 5냉매관(15)을 통해 유입하면서 상호 냉매를 열교환시킨다.In addition, the heat-
그래서, 상기 열교환용 수액분리기(20)는 내부에 꽉 차는 2상의 냉매 중 액상의 냉매를 기화시킨 후 제 6냉매관(16)을 통해 압축기(1)로 안내함에 따라 압축기(1)의 내구성을 증가시킨다. Thus, the heat
도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제 1실시예에 따른 상기 열교환용 수액분리기(20)는 탱크(110), 제 1유입구(122), 제 1토출구(124), 제 2유입구(132), 제 2토출구(134) 및 열교환부재(140)로 크게 구성된다. As shown in FIG. 4, the
상기 탱크(110)는 원통관이나 다각형관으로 형성된다.The
그리고, 상기 탱크(110)는 하부에 배수구(112)를 형성하고, 상기 배수구(112)는 개폐밸브(114)를 형성한다.In addition, the
또한, 상기 탱크(110)는 실외 열교환기(40) 및 사방밸브(4)를 거치는 저온 저압의 2상 냉매를 유입하기 위한 제 1유입구(122)를 상부에 형성한다.In addition, the
즉, 상기 제 1유입구(122)는 제 5냉매관(15)과 연결된다.That is, the
그리고, 상기 탱크(110)는 제 1유입구(122)를 통해 내부로 유입된 냉매 중 기상의 냉매만을 압축기(1) 방향으로 토출하기 위한 제 1토출구(124)를 하부에 형성하며, 제 1유입구(122)와 비연속되게 구비한다.In addition, the
즉, 상기 제 1토출구(124)는 제 6냉매관(16)과 연결되며, 탱크(110)의 내부 상부까지 삽입되게 설치된다.That is, the
또한, 상기 탱크(110)는 상부에 제 2유입구(132)를 형성하고, 하부에 제 2토출구(134)를 형성함과 아울러 상기 제 2유입구(132)와 제 2토출구(134)를 탱크(110) 내부에서 연속되게 구비한다.In addition, the
상기 제 2유입구(132)는 냉방팽창관(10)과 연결되고, 제 2토출구(134)는 난방팽창관(30)과 연결된다.The
그리고, 상기 열교환부재(140)는 탱크(110)의 내부에 형성되어 유입되는 냉매를 분무시켜 열교환하기 위해 구비된다.In addition, the
이때, 상기 열교환부재(140)는 코일관(142a)과, 브라켓(144a) 및 분무판(146a)으로 구성된다.At this time, the
상기 코일관(142a)은 제 2유입구(132)와 제 2토출구(134)를 탱크(110) 내부에서 연속되게 연결하는 것으로, 코일 형상으로 형성되어 제 1토출구(124)의 둘레를 감싸게 된다.The
그리고, 상기 브라켓(144a)은 탱크(110)의 상면 하부에서 하향되게 연장 형성되는 것이고, 분무판(146a)은 브라켓(144a)에 일체로 형성되는 것이다.In addition, the
상기 분무판(146a)은 제 1유입구(122)의 축 상의 하부에 해당되는 위치에 형성되며, 미세한 다공(147)을 다수 개 형성한다.The
그래서, 상기 분무판(146a)은 난방시 실외 열교환기(40)에서 증발되며 저온 저압의 기체 및 액체의 2상으로 존재하는 냉매를 제 1유입구(122)로 유입시 유입되며 부딪히는 냉매를 다공(147)으로 통과시키면서 분무시킨다.Thus, the
물론, 상기 제 1유입구(122)를 통해 유입되는 냉매는 분무판(146a) 자체에 부딪혀 되튀겨지면서 분무되기도 한다.Of course, the refrigerant flowing through the
이때, 상기 분무된 냉매가 탱크(110) 내부에서의 흐름을 둔화시키기 위해 탱크(110) 내측면에 일정 간격으로 칸막이(115)를 돌출 형성한다.In this case, the sprayed refrigerant protrudes the
그러면, 상기 분무된 냉매는 탱크(110) 내부에서 칸막이(115)의 간섭으로 원활하게 대류 활동을 수행하지 못한다.Then, the sprayed refrigerant may not perform the convection activity smoothly due to the interference of the
그리고, 상기 코일관(142a)은 분무되어 하강되는 작은 입자 상태의 냉매와 접하면서 열교환하게 된다.In addition, the
즉, 난방시 상기 실외 열교환기(40)를 거친 저온 저압의 2상인 냉매가 제 1유입구(122)를 통해 탱크(110) 내부로 유입되면서 분무판(146a)의 다공(147)을 통과하게 됨과 연속되게 분무된다.That is, when heating, the low-temperature, low-pressure two-phase refrigerant passing through the
이때, 상기 분무된 냉매는 냉방팽창관(10)을 통과하면서 소정 온도 상승된 냉매를 안내하는 코일관(142a)의 둘레와 열교환하며 열을 얻게 된다.At this time, the sprayed refrigerant is heat exchanged with the circumference of the
그래서, 기상의 냉매는 난방시 제 2토출구(134)를 통해 압축기(1)로 유입되고, 액상의 냉매는 탱크(110) 내부에서 일정이상 저장되면 개폐밸브(114)를 개방하여 배수구(112)를 통해 외부로 배출한다.Thus, the refrigerant in the gas phase flows into the
또한, 상기 코일관(142a)을 통해 열교환된 냉매는 제 2토출구(134)를 통해 난방팽창관(30)으로 이동하게 된다.In addition, the refrigerant heat exchanged through the
한편, 상기 제 1냉매관(11)은 연장되어 탱크(110) 둘레에 용접된다.On the other hand, the first
상기 제 1냉매관(11)은 압축기(1)의 토출측과 연결되어 고온의 냉매를 안내함으로써 탱크(110) 둘레에 감겨 용접시 탱크(110) 내부의 상대적으로 저온 상태인 냉매와 열교환하게 된다.The first
그래서, 상기 탱크(110) 내부의 냉매는 액상 상태에서 제 1냉매관(11) 내부의 냉매와 열교환하며 기상 상태로 일부 상변화하게 된다.Thus, the refrigerant inside the
한편, 도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제 2실시예에 따른 상기 열교환용 수액기는 탱크(110)와, 제 1유입구(122)와, 제 1토출구(124)와, 제 2유입구(132)와, 제 2토출구(134) 및 열교환부재(140)로 구성된다.On the other hand, as shown in Figure 5, the heat exchange receiver according to the second embodiment of the
이때, 상기 탱크(110)는 둘레에 복층관(150a)을 밀폐되게 형성한다.At this time, the
상기 복층관(150a)과 탱크(110)는 구획되어 있으며, 상기 복층관(150a)은 상측에 제 3유입구(152)를 형성함과 아울러 하측에 제 3토출구(154)를 형성한다.The
상기 제 3유입구(152)는 압축기(1)의 토출측과 연결된다.The
그래서, 상기 제 1냉매관(11) 내부의 냉매는 제 3유입구(152)를 통해 복층관(150a) 내부로 유입되어 유동하면서 탱크(110) 내부의 냉매와 열교환하게 된다.Thus, the refrigerant inside the first
이때, 상기 탱크(110)는 열전도율이 높은 구리 및 납 등의 재질로 이루어진다.At this time, the
그리고, 상기 복층관(150a) 내부에서 열교환된 냉매는 제 3토출구(154)를 통해 사방밸브(4)로 이동되면서 난방시 실내 열교환기(3)로 안내되고, 냉방시 이중관 (50)으로 안내된다.Then, the refrigerant heat exchanged in the multilayer pipe (150a) is guided to the indoor heat exchanger (3) during heating while being moved to the four-way valve (4) through the
상기 제 3유입구(152)와 제 3토출구(154)는 복층관(150a)에서 중심을 지나는 일직선상의 반대측에 구비되고, 서로 대각 방향으로 형성됨으로써 유입된 냉매의 유동시간을 증가시키게 된다.The
미설명된 도면부호는 상술한 것으로 대체하며, 동일한 기능을 수행한다.Unexplained reference numerals replace those described above, and perform the same function.
또한, 도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제 3실시예에 따른 열교환용 수액분리기(20)는 탱크(110) 내부의 열교환부재(140) 및 복층관(150b)의 구성으로 이루어지며, 복층관(150b) 내부를 진공상태로 유지함을 특징으로 한다.In addition, as shown in Figure 6, the heat-
상기 복층관(150b)은 둘레에 공기배출구(156)를 형성하며, 공기배출구(156)에는 체크밸브(158)이 구비된다.The
그래서, 상기 복층관(150b) 내부의 공기는 공기배출구(156)를 통해서 억지 배출되며, 외부 공기는 체크밸브(158)에 의해 복층관(150b) 내부로 유입되지 않는다.Thus, the air inside the
상기 복층관(150b)이 내부를 진공으로 유지하는 이유는 탱크(110) 내부에 가득찬 냉매와 코일관(142a) 내부 냉매 사이의 열교환이 탱크(110) 외부의 온도에 의해 변화되지 않도록 탱크(110) 내·외부의 열교환을 차단하기 위함이다.The reason why the
물론, 상기 복층관(150b)이 진공상태를 유지할 경우는 열교환용 수액분리기(20) 내부에서 충분한 열교환이 발생될 경우이다.Of course, when the
미설명된 도면부호는 상술한 것으로 대체하며, 동일 기능을 수행한다.Unexplained reference numerals are replaced with those described above, and perform the same function.
한편, 도 7에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제 4실시예에 따른 열교환용 수 액분리기(20)는 열교환부재(140)에서 상술한 바와 차이점이 있다.On the other hand, as shown in Figure 7, the heat-
즉, 상기 열교환부재(140)는 탱크(110) 내부에서 상기 제 2유입구(132)와 제 2토출구(134)를 연결하는 다수 개의 미세한 직경으로 코일 형상인 다수 개의 코일관(142b)과, 상기 탱크(110)의 상면 하부에서 연장되는 브라켓(144b)과, 상기 브라켓(144b)의 끝단에 일체로 형성되며, 삿갓 형상으로 형성되어 제 1유입구(122)를 통해 유입되는 저압의 냉매를 부딪히며 분무시키는 분무판(146b)으로 이루어짐을 특징으로 한다.That is, the
상기 코일관(142b)은 탱크(110) 내부에서 제 2유입구(132)와 제 2토출구(134)를 연결한 것으로서 다수 개의 미세한 관들로 이루어진다.The
그리고, 상기 코일관(142b)은 코일 형상으로 감기되, 상부의 직경이 크고 하부의 직경이 작은 상광하협 형상으로 감겨 설치된다.The
그래서, 상기 코일관(142b)은 탱크(110) 내부를 가득 채운 냉매와의 접촉 면적을 넓혀 열교환이 더욱 활발히 일어나도록 한다.Thus, the
또한, 상기 탱크(110) 내부를 가득 채운 냉매 중 기상의 냉매만을 난방시 압축기(1)로 유입시키는 제 1토출구(124)는 둘레에 미세관(160)을 형성한다.In addition, the
상기 미세관(160)과 제 1토출구(124) 사이에는 공간이 형성되며, 그 공간은 상부로 개방되게 한다.A space is formed between the
그리고, 상기 미세관(160)은 둘레에 다수 개의 미세공(162)을 형성하여 제 1유입구(122)를 통해 유입되어 분무판에 의해 분무된 냉매 중 액체 상태로 탱크(110) 바닥에 가라앉은 냉매의 통과시 일부 기화되도록 한다.In addition, the
기상의 냉매는 제 1토출구(124)를 통해 압축기(1)로 안내된다.The refrigerant in the gas phase is guided to the
물론, 상기 탱크(110)는 둘레에 복층관(150a)을 형성하고, 상기 복층관(150a)은 고온의 냉매를 유동하는 제 1냉매관(11)과 각각 연결되는 제 3유입구(152) 및 제 3토출구(154)를 구비함으로써 탱크(110) 내부의 냉매와 열교환한다.Of course, the
미설명된 도면부호는 상술한 것으로 대체하고, 동일 기능을 수행하는 것으로 한다.Unexplained reference numerals are replaced with those described above, and the same functions will be performed.
그리고, 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 실외 열교환기(40)는 난방운전시 냉매를 증발시킨다.As illustrated in FIGS. 2 and 3, the
또한, 상기 이중관(50)은 난방팽창관(30)을 내포하고 있는 형상으로서, 난방시 저온 저압 상태의 냉매를 안내하면서 상기 난방팽창관(30)을 지나는 냉매와 열교환한다.In addition, the
상기 이중관(50)이 난방팽창관(30)을 내포하는 이유는 냉매의 유동을 위한 간단한 구조로 설치되면서 상호 열교환할 수 있도록 하기 위함이다.The reason why the
그리고, 상기 이중관(50)을 통해 이송되는 저온 저압 상태의 냉매는 사방밸브(4)를 통해 방향 전환되면서 고온 고압의 냉매를 이송시키는 제 1냉매관(11)에 감기는 열교환관(60)으로 안내된다.In addition, the low temperature low pressure refrigerant transferred through the
상기 열교환관(60)은 압축기(1)의 출구측에 연결되어 고온 고압 상태인 냉매를 유동시키는 제 1냉매관(11)에 감김으로써 저온 저압 상태의 냉매의 온도를 소정 보상한다.The
그리고, 상기 실외 열교환기(40)를 통과하여 소정 온도 보상을 한 냉매는 난 방시 열교환용 수액분리기(20)의 제 1유입구(122)로 유입된다.The refrigerant having a predetermined temperature compensation through the
한편, 상기 열교환용 수액분리기(20)의 내부에서 액상의 냉매와 분리된 기상의 냉매는 제 6냉매관(16)을 통해 압축기(1)로 이동된다.On the other hand, the refrigerant in the gas phase separated from the liquid phase refrigerant in the heat
이때, 상기 열교환용 수액분리기(20) 내부의 냉매는 코일관과 열교환되면서 온도의 상승으로 인해 압축기(1)의 과부하를 방지한다.At this time, the refrigerant inside the heat
상술한 본 발명에 따른 히트펌프 시스템의 냉매 흐름을 설명하면 다음과 같다.Referring to the refrigerant flow of the heat pump system according to the present invention described above are as follows.
먼저, 도 2에 도시된 바와 같이, 난방모드시에는 냉매가 압축기(1)→제 1냉매관(11)→열교환용 수액분리기(20)→제 1냉매관(11)→사방밸브(4)→제 1냉매관(11)→실내 열교환기(3)→제 2냉매관(12)→냉방팽창관(10) 및 체크밸브(80)→제 2냉매관(12)→열교환용 수액분리기(20)→제 3냉매관(13)→난방팽창관(30)→제 4냉매관(14)→실외 열교환기(40)→제 5냉매관(15)→이중관(50)→제 5냉매관(15)→사방밸브(4)→제 5냉매관(15)→열교환관(60)→제 5냉매관(15)→열교환용 수액분리기(20)→제 6냉매관(16)→압축기(1)의 순환경로를 거치게 된다.First, as shown in Figure 2, in the heating mode, the refrigerant is a compressor (1) → the first refrigerant pipe (11) → heat exchange fluid separator (20) → the first refrigerant pipe (11) → four-way valve (4) → first
이때, 상기 열교환용 수액분리기(20)는 제 1냉매관(11) 내부의 냉매와 열교환됨으로써 압축기(1)로 유입되는 냉매의 온도를 상승시킴에 따라 압축기(1)의 과부하를 방지한다.At this time, the heat-
그리고, 도 3에 도시된 바와 같이, 냉방모드시에는 냉매가 압축기(1)→제 1냉매관(11)→열교환용 수액분리기(20)→제 1냉매관(11)→사방밸브(4)→제 5냉매관(15)→이중관(50)→제 5냉매관(15)→실외 열교환기(40)→제 4냉매관(14)→난방팽창 관(30)→제 3냉매관(13)→난방팽창관(30)→제 2냉매관(12)→냉방팽창관(10)→제 2냉매관(12)→실내 열교환기(3)→제 1냉매관(11)→사방밸브(4)→제 5냉매관(15)→열교환관(60)→제 5냉매관(15)→열교환용 수액분리기(20)→제 6냉매관(16)→압축기(1)의 순환경로를 거치면서 냉방을 이루게 된다.And, as shown in Figure 3, in the cooling mode, the refrigerant is a compressor (1) → the first refrigerant pipe (11) → heat exchange fluid separator (20) → the first refrigerant pipe (11) → four-way valve (4) → Fifth refrigerant tube (15) → Double tube (50) → Fifth refrigerant tube (15) → Outdoor heat exchanger (40) → Fourth refrigerant tube (14) → Heating expansion tube (30) → Third refrigerant tube (13 ) → heating expansion tube (30) → second refrigerant tube (12) → cooling expansion tube (10) → second refrigerant tube (12) → indoor heat exchanger (3) → first refrigerant tube (11) → four-way valve ( 4) → Fifth refrigerant tube (15) → Heat exchange tube (60) → Fifth refrigerant tube (15) → Heat exchanger fluid separator (20) → Sixth refrigerant tube (16) → Compressor (1) Cooling is achieved.
상기한 바와 같이 본 발명에 따른 히트펌프의 열교환구조에 의하면, 히트펌프의 추운 날씨에 난방시 수액분리기 내부에서 압축기로 유입되는 냉매의 온도를 보상함으로써 압축기의 과부하를 방지할 수 있는 효과가 있다.As described above, according to the heat exchange structure of the heat pump according to the present invention, it is possible to prevent the overload of the compressor by compensating the temperature of the refrigerant flowing into the compressor from inside the sap separator during heating in cold weather of the heat pump.
그리고, 상기 수액분리기가 난방시 내부로 유입되어 가득차는 2상의 냉매를 유입시 분무시킴에 따라 입자를 작게 하여 액상에서 기상으로의 상변화를 더욱 촉진할 수 있는 효과가 있다.In addition, the sap separator is sprayed when the two-phase refrigerant is introduced into the interior when heated, there is an effect that can further promote the phase change from the liquid phase to the gas phase by making the particles smaller.
또한, 상기 수액분리기는 내부에 가득찬 냉매와 열교환하기 위해 관통하는 코일관을 코일 형상으로 감고 상광하협으로 구비함으로써 낙하하는 냉매와의 접촉면적을 넓힘에 따라 열교환률을 증가시킬 수 있는 효과가 있다.In addition, the fluid separator has an effect that can increase the heat exchange rate by increasing the contact area with the falling refrigerant by winding the coil pipe penetrating in the shape of a coil to provide a heat exchange with the refrigerant filled therein in the upper light substrait. .
그리고, 상기 수액분리기는 외부 둘레를 압축기에서 토출되는 고온의 냉매와 접촉시킴에 따라 내부 냉매의 온도 보상 및 기상의 상변화가 향상되는 효과가 있다.In addition, the fluid separator has an effect of improving the temperature compensation of the internal refrigerant and the phase change of the gas phase by contacting the outer circumference with the high temperature refrigerant discharged from the compressor.
Claims (9)
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KR1020050078766A KR100547670B1 (en) | 2005-08-26 | 2005-08-26 | Heat pump system |
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KR1020050078766A KR100547670B1 (en) | 2005-08-26 | 2005-08-26 | Heat pump system |
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KR1020050078766A KR100547670B1 (en) | 2005-08-26 | 2005-08-26 | Heat pump system |
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