KR100624637B1

KR100624637B1 - heat pump system

Info

Publication number: KR100624637B1
Application number: KR1020040107753A
Authority: KR
Inventors: 이태한
Original assignee: 이태한
Priority date: 2004-12-17
Filing date: 2004-12-17
Publication date: 2006-09-21
Also published as: KR20060068838A

Abstract

본 발명은 실내측 열교환기를 통과한 냉매가 이중 열교환수단의 내부 파이프를 통과하여 실외측 열교환기를 경유하도록 한 다음, 상기 실외측 열교환기를 통과한 냉매가 방향전환수단에 의해 이중 열교환수단의 외부 파이프내를 지나 압축기로 복귀되도록 하는 과정에서 상기 이중 열교환수단의 외부 파이프내의 냉매와 내부 파이프내의 냉매가 서로 열교환되도록 함으로써, 외기 온도가 영하로 떨어지는 경우에 난방을 실시하고자 할때 압축기의 파손되지 않고 안정적으로 작동되도록 한 이중 열교환기 및 이를 이용한 히트 펌프 시스템를 제공하는 것을 목적으로 한다.According to the present invention, the refrigerant passing through the indoor side heat exchanger passes through the internal pipe of the dual heat exchange means and passes through the outdoor side heat exchanger. The refrigerant in the outer pipe of the double heat exchange means and the refrigerant in the inner pipe are heat-exchanged with each other in the process of returning to the compressor after passing through the compressor, thereby stably preventing the compressor from being damaged when heating is performed when the outside air temperature drops below zero. It is an object to provide a dual heat exchanger and a heat pump system using the same.

히트, 펌프, 시스템Heat, pump, system

Description

Heat pump system

도 1은 종래 기술을 나타낸 도면.1 shows a prior art.

도 2는 본 발명에 의한 히트 펌프 시스템을 나타낸 도면을 나타낸 것으로, 빗금이 쳐진 화살표는 난방 모드(Heating cycle)시 냉매의 흐름 방향을 나타내고, 빗금이 쳐져있지 않은 화살표는 냉방 모드(Cooling cycle)시 냉매의 흐름 방향을 나타낸 도면. Figure 2 is a view showing a heat pump system according to the present invention, the hatched arrows indicate the flow direction of the refrigerant during the heating mode (Heating cycle), the unhatched arrows during the cooling mode (Cooling cycle) Figure showing the flow direction of the refrigerant.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명><Description of the symbols for the main parts of the drawings>

100 : 압축기100: compressor

120 : 방향전환수단120: direction switching means

130 : 실외측 열교환기130: outdoor side heat exchanger

140 : 실내측 열교환기140: indoor side heat exchanger

200 : 이중 열교환기200: double heat exchanger

600,610,620 : 체크밸브600,610,620: Check Valve

400,500 : 제1, 제2 교축수단400,500: first and second throttling means

본 발명은 히트 펌프 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 실내측 열교환기를 통과한 냉매가 이중 열교환수단의 내부 파이프를 통과하여 실외측 열교환기를 경유하도록 한 다음, 상기 실외측 열교환기를 통과한 냉매가 방향전환수단에 의해 이중 열교환수단의 외부 파이프내를 지나 압축기로 복귀되도록 하는 과정에서 상기 이중 열교환수단의 외부 파이프내의 냉매와 내부 파이프내의 냉매가 서로 열교환되도록 함으로써, 외기 온도가 영하로 떨어지는 경우에 난방을 실시하고자 할때 압축기의 파손되지 않고 안정적으로 작동되도록 한 히트 펌프 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a heat pump system, and more particularly, a refrigerant having passed through an indoor side heat exchanger is passed through an internal pipe of a dual heat exchange means to pass through an outdoor side heat exchanger, and then the refrigerant passing through the outdoor side heat exchanger is directed. In the process of returning to the compressor through the outer pipe of the double heat exchange means by the switching means, the refrigerant in the outer pipe of the double heat exchange means and the refrigerant in the inner pipe heat exchange with each other, so that when the outside air temperature drops below zero The present invention relates to a heat pump system capable of operating stably without damaging a compressor when it is to be implemented.

잘 알려진 바와 같이, 냉동사이클의 냉매 흐름 방향을 역으로 하게 되면 난방용 히트 펌프를 구성할 수 있는데, 난방시 대기온도가 낮아짐에 따라 비례하여 증발기에서 냉매의 증발효율이 저하되므로서 특히 추운 겨울에는 난방 열량이 부족하기 때문에 이의 개선을 위하여 많은 노력들을 하고 있다.As is well known, if the refrigerant flow direction of the refrigeration cycle is reversed, a heating heat pump can be constructed. As the atmospheric temperature decreases during heating, the evaporation efficiency of the refrigerant in the evaporator decreases proportionally, especially in the cold winter. Because of the lack of calories, many efforts are being made to improve it.

그 일례로서 대한민국 특허등록 제10-289751호(명칭:히트펌프식 공기조화기)가 있다.An example is Korea Patent Registration No. 10-289751 (name: Heat pump type air conditioner).

상기 종래 기술은 도 1에 도시된 바와 같이, 압축기(1), 변환밸브(2), 실내열교환기(3), 냉방용감압기구(4), 난방용 감압기구(5), 실외열교환기(6) 및 상기 변환밸브(2)를 직렬로 도관(7)으로 연결하고, 상기 변환밸브(2)와 압축기(1)에 냉매가스 귀환관(8)을 연결함과 동시에 상기 도관(7)의 변환밸브(2) 유입부와 실외열교환기(6)의 유출부 사이를 도관(9)을 연결하여 냉매회로를 형성하며, 상기 도관 (7)의 실내열교환기(3)의 유입부와 냉방용 감압기구(4)의 유출부 사이에 도관(10)을 연결함과 동시에 응축기(11)를 형성하여 그 주위에 온수강려조(12)를 설치하고, 상기 실외열교환기(6)와 압축기(1) 사이의 도관(7)을 상기 제1 열교환기(13)보다 상부에 위치되게 설치하여 제2 열교환기(14)를 설치함과 동시에 상기 제1 및 제2 열교환기(13)(14)를 밸브(16)가 설치된 연결관(15)으로 연결하여서 증류수, 알콜 등과 같은 작동유체(17)를 진공충전하여서 된 것이다.1, the compressor 1, the conversion valve 2, the indoor heat exchanger 3, the cooling pressure reducing mechanism 4, the heating pressure reducing mechanism 5, and the outdoor heat exchanger 6 are shown in FIG. ) And the conversion valve (2) in series with the conduit (7), the refrigerant gas return pipe (8) is connected to the conversion valve (2) and the compressor (1) and at the same time the conversion of the conduit (7) A conduit 9 is connected between the inlet of the valve 2 and the outlet of the outdoor heat exchanger 6 to form a refrigerant circuit, and the inlet of the indoor heat exchanger 3 of the conduit 7 and the pressure reduction for cooling The conduit 10 is connected between the outlets of the mechanism 4 and the condenser 11 is formed, and a hot water reinforcement tank 12 is installed around the outlet 4, and the outdoor heat exchanger 6 and the compressor 1 are connected. Install a second heat exchanger 14 by installing a conduit 7 between the first heat exchanger 13 and the valves of the first and second heat exchangers 13 and 14 at the same time. With connector (15) Connection hayeoseo distilled water, to the vacuum hayeoseo charge the working fluid 17, such as an alcohol.

미설명 부호 18,18'는 체크밸브이고, 19,19'는 난방 및 온수절환밸브이며, 20,20'는 난방 및 냉방 절환밸브이다.Reference numeral 18,18 'is a check valve, 19,19' is a heating and hot water switching valve, 20,20 'is a heating and cooling switching valve.

상기와 같이 구성된 종래 기술은 다음과 같은 문제점이 있었다.The prior art configured as described above has the following problems.

종래에는 증류수, 알콜등과 같은 간접적인 작동유체(17)를 이용하여 압축기(1) 입구의 냉매의 상태변화와 온도 보정을 실시하기 때문에 실외의 외기온도가 0℃ 이하로 하강하게 되었을 때 실외열교환기(6)의 열교환 역할을 통한 냉매의 상태변화와 흡열을 원활하게 하지 못하게 되어, 결국에는 싸이클상의 압축기(1)에 기계적인 소손을 가져오는 문제점이 있었다.Conventionally, since the state change and temperature correction of the refrigerant at the inlet of the compressor 1 are performed by using an indirect working fluid 17 such as distilled water or alcohol, the outdoor heat exchange when the outdoor air temperature falls below 0 ° C. There is a problem that the state change and endotherm of the refrigerant through the heat exchange role of the machine 6 is not smoothed, and eventually mechanical damage to the compressor (1) on the cycle.

그리고, 상기 작동유체(17)인 증류수, 또는 알콜은 기화증발이 되는 증발점이 높고, 가변적인 불안정인 상태가 되기 때문에 제1, 제2 열교환기(13)(14)에서 열교환이 원활하지 못하여 전체적인 사이클이 불안정한 상태가 되는 문제점도 있었다.In addition, since the distilled water or alcohol, which is the working fluid 17, has a high evaporation point at which evaporation evaporates and becomes a variable instability state, the heat exchange in the first and second heat exchangers 13 and 14 may not be performed smoothly. There was also a problem that the cycle became unstable.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 창출된 것으로, 실내측 열교환기를 통과한 냉매가 이중 열교환수단의 내부 파이프를 통과하여 실외측 열교환기를 경유하도록 한 다음, 상기 실외측 열교환기를 통과한 냉매가 방향전환수단에 의해 이중 열교환수단의 외부 파이프내를 지나 압축기로 복귀되도록 하는 과정에서 상기 이중 열교환수단의 외부 파이프내의 냉매와 내부 파이프내의 냉매가 서로 열교환되도록 함으로써, 외기 온도가 영하로 떨어지는 경우에 난방을 실시하고자 할때 압축기의 파손되지 않고 안정적으로 작동되도록 한 히트 펌프 시스템을 제공하는 데 그 목적이 있다.The present invention has been made to solve the above problems, the refrigerant passing through the indoor heat exchanger to pass through the internal heat exchanger through the internal pipe of the double heat exchange means, and then the refrigerant passing through the outdoor heat exchanger The refrigerant in the outer pipe of the double heat exchange means and the refrigerant in the inner pipe heat exchange with each other in the process of returning to the compressor through the outer pipe of the double heat exchange means by the direction switching means, so that when the outside air temperature drops below zero It is an object of the present invention to provide a heat pump system capable of operating stably without damaging the compressor when it is to be implemented.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 히트 펌프 시스템은, 유입된 냉매를 압축하여 토출하는 압축기와; 유입되는 냉매를 주변 공기와 열교환시켜 배출하는 실외측 열교환기와; 유입되는 냉매를 주변 공기와 열교환시켜 배출하는 실내측 열교환기와; 냉방 모드시 상기 압축기(100)에서 토출되는 냉매의 유로를 전환시켜 상기 실외측 열교환기를 경유하여 실내측 열교환기(140)를 통과하도록 한 다음 상기 실내측 열교환기를 통과한 냉매의 유로를 전환시켜 상기 압축기로 유입되도록 하며, 난방 모드시 상기 압축기에서 토출되는 냉매의 유로를 전환시켜 상기 상기 실내측 열교환기를 경유하여 실외측 열교환기를 통과하도록 한 다음 상기 실외측 열교환기를 통과한 냉매의 유로를 전환시켜 상기 압축기로 유입되도록 냉매의 흐름 방향을 결정하는 방향전환수단과; 상기 실외측 열교환기로 유입되는 냉매를 교축시키고, 냉방 모드시 폐쇄됨과 아울러 난방 모드시 개방되는 제1 교축수단과; 상기 실내측 열교환기로 유입되는 냉매를 교축시키고, 냉방 모드시 개방됨과 아울러 난방 모드시 폐쇄되는 제2 교축수단과; 상기 제1 교축수단과 병렬 설치되어, 상기 실외측 열교환기(130)에서 배출되는 냉매가 상기 실내측 열교환기측으로 유동되도록 하는 체크밸브와; 상기 제2 교축수단과 병렬 설치되어, 상기 실내측 열교환기에서 배출되는 냉매가 상기 실외측 열교환기측으로 유동되도록 하는 체크밸브와; 제2 입구포트를 통해 상기 방향전환수단에서 배출된 냉매가 유입되고 제2 출구포트를 통해 상기 압축기로 냉매가 배출되며, 냉매를 수용하는 외부 파이프와, 상기 실내외측 열교환기 사이를 연통하는 냉매라인으로부터 분기된 제1 분기라인과, 상기 실외측 열교환기에 인접한 냉매라인으로부터 분기된 제2 분기라인과, 제1 입구포트가 상기 외부 파이프의 외면으로 돌출되어 상기 제1 분기라인에 연결되고 제1 출구포트가 상기 외부 파이프의 외면으로 돌출되어 상기 제2 분기라인에 연결되는 내부 파이프로 구성된 이중 열교환수단으로 구성되고, 상기 이중 열교환수단은 난방 모드시 상기 방향전환수단의 유로 전환에 의해 압축기로 복귀되는 냉매를, 실내측 열교환기에 배출되어 실외측 열교환기측으로 유동되는 냉매와 서로 열교환시키는 것을 특징으로 한다.The heat pump system according to the present invention for achieving the above object comprises a compressor for compressing and discharging the introduced refrigerant; An outdoor side heat exchanger configured to discharge the refrigerant introduced by heat exchange with ambient air; An indoor heat exchanger configured to discharge the refrigerant introduced by heat exchange with ambient air; In the cooling mode, the flow path of the refrigerant discharged from the compressor 100 is switched to pass through the indoor heat exchanger 140 via the outdoor heat exchanger, and then the flow path of the refrigerant passing through the indoor heat exchanger is switched. The flow path of the refrigerant discharged from the compressor in a heating mode to pass through the outdoor heat exchanger via the indoor heat exchanger, and then to switch the flow path of the refrigerant passing through the outdoor heat exchanger. Direction switching means for determining a flow direction of the refrigerant to be introduced into the compressor; First throttling means for throttling the refrigerant flowing into the outdoor heat exchanger, being closed in the cooling mode and opening in the heating mode; A second throttling means for throttling the refrigerant flowing into the indoor heat exchanger, being opened in the cooling mode and closed in the heating mode; A check valve installed in parallel with the first throttling means to allow the refrigerant discharged from the outdoor side heat exchanger 130 to flow to the indoor side heat exchanger; A check valve installed in parallel with the second throttling means to allow the refrigerant discharged from the indoor heat exchanger to flow to the outdoor heat exchanger; The refrigerant discharged from the redirection means is introduced through the second inlet port, and the refrigerant is discharged to the compressor through the second outlet port, and the refrigerant line communicates between the external pipe accommodating the refrigerant and the indoor / external heat exchanger. A first branch line branched from the second branch line, a second branch line branched from the refrigerant line adjacent to the outdoor heat exchanger, and a first inlet port protruding to an outer surface of the outer pipe to be connected to the first branch line and to a first outlet line The port protrudes to the outer surface of the outer pipe and consists of a double heat exchange means consisting of an inner pipe connected to the second branch line, wherein the double heat exchange means is returned to the compressor by switching the flow path of the redirection means in the heating mode. The refrigerant is discharged to the indoor heat exchanger and heat exchanged with the refrigerant flowing to the outdoor heat exchanger side. It shall be.

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이하, 본 발명에 의한 이중 열교환기 및 이를 이용한 히트 펌프 시스템을 첨 부된 도면을 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, a double heat exchanger according to the present invention and a heat pump system using the same will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 2는 본 발명에 의한 히트 펌프 시스템을 나타낸 도면이다.2 is a view showing a heat pump system according to the present invention.

본 발명은 냉매를 압축하여 배출하는 역할을 하는 압축기(100)와, 실외측 열교환기(130)와, 실내측 열교환기(140)와, 냉매를 팽창시키는 통상의 팽창밸브로 이루어진 적어도 하나 이상의 제1 및 제2 교축수단(400)(500)으로 이루어진 냉매순환회로를 갖는 히트 펌프 시스템에 있어서, 상기 냉매순환회로는, 상기 압축기(100)에서 토출되는 냉매의 흐름 방향을 결정하는 방향전환수단(120)과, 상기 방향전환수단(120)에서 배출되어 압축기(100)로 복귀되는 냉매를 실,내외측 열교환기(140)(130) 사이로 흐르는 냉매와 서로 열교환시키는 이중 열교환수단(200)을 구비한 것이다.The present invention includes at least one agent consisting of a compressor (100) serving to compress and discharge the refrigerant, an outdoor heat exchanger (130), an indoor heat exchanger (140), and a conventional expansion valve for expanding the refrigerant. In the heat pump system having a refrigerant circulation circuit composed of first and second throttling means (400, 500), the refrigerant circulation circuit, the direction switching means for determining the flow direction of the refrigerant discharged from the compressor (100) 120 and a dual heat exchange means 200 for exchanging the refrigerant discharged from the redirection means 120 and returned to the compressor 100 with the refrigerant flowing between the inside and the outside heat exchangers 140 and 130. It is.

상기 이중열교환수단(200) 또는 이중 열교환기(200)는, 외부 파이프(210)와, 제1 분기라인(SL1)과, 제2 분기라인(SL2)과, 내부 파이프(220)로 구성된다.The double heat exchange means 200 or the double heat exchanger 200 includes an outer pipe 210, a first branch line SL1, a second branch line SL2, and an inner pipe 220.

상기 외부 파이프(210)는 제2 입구포트(203)를 통해 상기 방향전환수단(120)에서 배출된 냉매가 유입되고, 제2 출구포트(204)를 통해 상기 압축기(100)로 냉매가 배출되며, 냉매를 수용하도록 구성된다.The external pipe 210 has a refrigerant discharged from the redirection means 120 through the second inlet port 203, the refrigerant is discharged to the compressor 100 through the second outlet port 204 And to receive the refrigerant.

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상기 제2 분기라인(SL2)은 상기 실내측 열교환기(140)에 인접한 냉매 라인(L5)의 분기부(SP2)로부터 분기된다.
상기 제1 분기라인(SL1)은, 상기 실내,외측 열교환기(140)(130) 사이의 냉매 라인(L5)의 분기부(SP1)로부터 분기된다.
여기서, 제1 분기라인(SL1)이 분기되는 분기부(SP1)의 위치는 상기 제2 분기라인(SL2)이 분기되는 분기부(SP2)로부터 일정 거리 먼 지점으로서, 상기 실외측 열교환기(130)으로 먼 지점에 해당된다.The second branch line SL2 branches from the branch portion SP2 of the refrigerant line L5 adjacent to the indoor side heat exchanger 140.
The first branch line SL1 branches from the branch portion SP1 of the refrigerant line L5 between the indoor and external heat exchangers 140 and 130.
Here, the position of the branch part SP1 where the first branch line SL1 branches is a point far from the branch part SP2 where the second branch line SL2 branches, and the outdoor heat exchanger 130 ) To the far point.

상기 내부 파이프(220)는 제1 입구포트(201)가 상기 외부 파이프(210)의 외면으로 돌출되어 상기 제1 분기라인(SL1)에 연통 가능하게 접속 연결되고, 제1 출구포트(202)가 상기 외부 파이프(210)의 외면으로 돌출되어 상기 제2 분기라인(SL2)에 연통 가능하게 접속 연결된다.The inner pipe 220 has a first inlet port 201 protruding to the outer surface of the outer pipe 210 to be communicatively connected to the first branch line SL1, and the first outlet port 202 is connected to the inner pipe 220. It protrudes to the outer surface of the outer pipe 210 and is connected to the second branch line SL2 so as to communicate with each other.

상기 내부 파이프(220)의 외면에서는 열교환핀(221)이 나선 형상으로 감겨져 있다.On the outer surface of the inner pipe 220, the heat exchange fins 221 are wound in a spiral shape.

상기 제2 분기라인(SL2)상에는 상기 제1 교축수단(400)이 설치되고, 냉매의 흐름 방향을 제한하는 체크밸브(620)가 설치된다.The first throttling means 400 is installed on the second branch line SL2, and a check valve 620 is provided to limit the flow direction of the refrigerant.

상기 실내측 열교환기(140)에 인접한 냉매 라인(L5)에는 다른 하나의 제2 교축수단(500)이 설치되며, 상기 제2 교축수단(500)과 병렬되게 냉매의 흐름 방향을 제한하는 체크밸브(610)가 설치된다.
좀더 상세하게는 상기 실내측 열교환기(140)에 인접한 라인(L5)에는 제2 교축수단(500)이 설치되고, 이 라인(L5)에는 병렬이 되도록 병렬 라인(L8)이 연결 설치되되, 상기 병렬 라인(L8)상에는 상기 실내측 열교환기에서 배출된 냉매가 유동되도록 하는 체크밸브(610)가 구비된다.Another second throttling means 500 is installed in the refrigerant line L5 adjacent to the indoor heat exchanger 140, and a check valve restricting the flow direction of the refrigerant in parallel with the second throttling means 500. 610 is installed.
More specifically, a second throttling means 500 is installed in the line L5 adjacent to the indoor heat exchanger 140, and a parallel line L8 is connected to the line L5 so as to be parallel. A check valve 610 is provided on the parallel line L8 to allow the refrigerant discharged from the indoor side heat exchanger to flow.

상기 실외측 열교환기(130)에 인접한 냉매 라인(L5)에는 냉매의 흐름 방향을 제한하는 체크밸브(600)가 설치된다.The coolant line L5 adjacent to the outdoor heat exchanger 130 is provided with a check valve 600 for restricting the flow direction of the coolant.

상기 방향전환수단(120)은 유입포트(120a)가 상기 압축기(100)의 배출포트(101)와 라인(L1)을 매개로 연결되고, 제1, 제2, 제3 포트(121)(122)(123)를 구비하여 냉매의 흐름 방향을 상기 제1, 제2, 제3 포트(121)(122)(123)중 어느 하나로 전환시키는 역할을 한다.The redirection means 120 is the inlet port 120a is connected to the discharge port 101 and the line (L1) of the compressor 100, the first, second, third port 121, 122 (123) to change the flow direction of the refrigerant to any one of the first, second, third port (121, 122, 123).

여기서, 상기 방향전환수단(120)으로 4-웨이 밸브가 사용된다.Here, the four-way valve is used as the direction switching means 120.

상기 실외측 열교환기(130)는 제1 포트(131)가 상기 방향전환수단의 제1 포트(121)와 라인(L3)을 매개로 연결되며, 송풍팬(133)을 구비하고 있다.The outdoor side heat exchanger 130 has a first port 131 connected to the first port 121 and the line L3 of the redirection means by a blower fan 133.

상기 실내측 열교환기(140)는 제1 포트(141)가 상기 방향전환수단(120)의 제3 포트에 라인(L4)을 매개로 연결되고, 제2 포트(142)가 상기 실외측 열교환기(130)의 제2 포트에 라인(L5)을 매개로 연결되며, 송풍팬(143)을 구비하고 있다.The indoor side heat exchanger 140 has a first port 141 connected to a third port of the redirection means 120 via a line L4, and a second port 142 is connected to the outdoor side heat exchanger. It is connected to the second port of 130 via the line L5, and is provided with a blowing fan 143.

상기 이중 열교환수단(200)은 상기 라인(L5)에서 분기된 제1 분기라인(SL1)이 제1 입구포트(201)에 접속되고, 상기 실외측 열교환기(130)의 제2 포트에 인접한 라인(L5)에서 분기된 제2 분기라인(SL2)이 상기 제1 입구포트(201)와 연통되는 제1 출구포트(202)에 연결되며, 상기 방향전환수단(120)의 제2 포트에 연결된 라인(L6)이 제2 입구포트(203)가 접속되며, 상기 제2 입구포트(203)와 연통되는 제2 출구포트(204)에 라인(L7)을 매개로 압축기(100)의 유입포트(102)에 접속된다.The double heat exchange means 200 is a line connected to the first inlet port 201 where the first branch line SL1 branched from the line L5 is adjacent to the second port of the outdoor heat exchanger 130. The second branch line SL2 branched at L5 is connected to the first outlet port 202 communicating with the first inlet port 201, and is connected to the second port of the turning means 120. A second inlet port 203 is connected to L6 and an inlet port 102 of the compressor 100 via a line L7 to a second outlet port 204 communicating with the second inlet port 203. ) Is connected.

상기와 같이 접속 구조를 가짐으로써, 상기 방향전환수단(120)의 제2 포트(122)에서 배출된 냉매와, 상기 제1 분기라인(SL1)의 냉매를 서로 열교환되도록 한 후 각각 압축기(100)로 유입되도록 함과 아울러 상기 실외측 열교환기(130)의 제2 포트(132)에 합류되도록 한다.By having a connection structure as described above, the refrigerant discharged from the second port 122 of the redirection means 120 and the refrigerant of the first branch line SL1 are allowed to heat exchange with each other, respectively, after the compressor 100. In addition to the inflow to the second port 132 of the outdoor heat exchanger (130).

상기와 같이 구성된 이중 열교환기(200)는 외부 파이프(210)와, 내부 파이프(220)로 구성된다.The dual heat exchanger 200 configured as described above is composed of an outer pipe 210 and an inner pipe 220.

상기 외부 파이프(210)는 상기 제2 입구포트(203)와 제2 출구포트(204)를 구비하며, 상기 방향전환수단(120)의 제2 포트(122)에 배출된 냉매가 수용된다.The outer pipe 210 includes the second inlet port 203 and the second outlet port 204, and the refrigerant discharged in the second port 122 of the redirection means 120 is accommodated.

상기 내부 파이프(220)는 상기 외부 파이프(210)의 외면으로 각각 돌출되는 상기 제1 입구포트(201)와 제1 출구포트(202)를 구비하며, 일단부는 상기 제1 입구포트(201)에 연결됨과 아울러 타단은 상기 제1 출구포트(202)에 연결되어 상기 외부 파이프(210)내에 내장되며, 상기 실내측 열교환기(140) 또는 실외측 열교환기(130)에서 배출되는 냉매가 통과하게 된다.The inner pipe 220 includes the first inlet port 201 and the first outlet port 202, respectively protruding to the outer surface of the outer pipe 210, one end of which is provided to the first inlet port 201. In addition, the other end is connected to the first outlet port 202 is embedded in the outer pipe 210, the refrigerant discharged from the indoor heat exchanger 140 or the outdoor heat exchanger 130 passes. .

여기서, 상기 내부 파이프(220)의 외면에서는 열교환핀(221)이 나선 형상으 로 감겨져 있어 외부 파이프(210)와 내부 파이프(220) 사이의 공간을 통해 유동되는 냉매의 난류 상태를 보다 원활하게 하여 내부 파이프(220)내를 유동하는 냉매와의 열교환이 보다 잘 이루어지도록 하는데 있다.Here, the heat exchange fin 221 is wound in a spiral shape on the outer surface of the inner pipe 220 to smooth the turbulent state of the refrigerant flowing through the space between the outer pipe 210 and the inner pipe 220. The heat exchange with the refrigerant flowing in the inner pipe 220 is to be made better.

상기 체크밸브(600)는 제1 교축수단(400)과 병렬 설치되어 상기 제1 분기라인(SL1)의 분기부(SP1)와 상기 제2 분기라인(SL2)의 분기부(SP2) 사이의 라인(L5)상에 구비되어 냉매가 실외측 열교환기(130)에서 상기 분기부(SP1)로만 유동되도록 하고, 그 반대 방향으로의 유동을 방지하는 역할을 한다.The check valve 600 is installed in parallel with the first throttling means 400 and is a line between the branch portion SP1 of the first branch line SL1 and the branch portion SP2 of the second branch line SL2. It is provided on (L5) so that the refrigerant flows only from the outdoor side heat exchanger 130 to the branch portion (SP1), and serves to prevent the flow in the opposite direction.

상기 제1 교축수단(400)은 상기 제2 분기라인(SL2)상에 설치된다.The first throttling means 400 is installed on the second branch line SL2.

상기 체크밸브(620)는 제2 분기라인(SL2)중 상기 제1 교축수단(400)과 상기 제1 출구포트(202) 사이에 설치되어 냉매가 상기 분기부(SP2)에서 상기 이중열교환기(200)의 제1 출구포트(202)로 흐르는 것을 방지하는 역할을 하고, 그 반대 방향으로 유동되도록 하는 역할을 한다.The check valve 620 is installed between the first throttling means 400 and the first outlet port 202 of the second branch line SL2 so that a refrigerant is provided in the double heat exchanger 200 at the branch SP2. It serves to prevent the flow to the first outlet port 202 of) and to flow in the opposite direction.

상기 제2 교축수단(500)은 상기 라인(L5)중 실내측 열교환기(140)에 인접하여 설치된다.The second drawing means 500 is installed adjacent to the indoor heat exchanger 140 of the line (L5).

그리고, 상기 실내측 열교환기(140)에 인접한 라인(L5)에는 제2 교축수단(500)이 설치되고, 이 라인(L5)에는 병렬이 되도록 병렬 라인(L8)이 연결 설치되되, 상기 병렬 라인(L8)상에는 상기 실내측 열교환기에서 배출된 냉매가 유동되도록 하는 체크밸브(610)가 구비된다.In addition, a second throttling means 500 is installed in the line L5 adjacent to the indoor side heat exchanger 140, and a parallel line L8 is connected to the line L5 so as to be parallel to each other. A check valve 610 is provided on the L8 to allow the refrigerant discharged from the indoor heat exchanger to flow.

상기와 같이 구성된 본 발명의 히트 펌프 시스템의 작용을 설명하면 다음과 같다.Referring to the operation of the heat pump system of the present invention configured as described above are as follows.

먼저, 여름철 냉방모드일때에는 통상의 에어컨 시스템과 같이 구동수단(미도 시)에 의해 압축기(100)가 작동되고, 이 압축기(100)의 작동에 의해 냉매는 고온ㆍ고압으로 압축된 다음, 압축기(100)의 배출포트(101)를 통해서 배출된 후, 라인(L1)을 따라 오일 분리기(110)의 유입포트(111)로 유입된다.First, in the summer cooling mode, the compressor 100 is operated by a driving means (not shown) as in a normal air conditioner system. The refrigerant is compressed to high temperature and high pressure by the operation of the compressor 100, and then the compressor ( After being discharged through the discharge port 101 of 100, it is introduced into the inlet port 111 of the oil separator 110 along the line (L1).

이후, 오일 분리기(110)의 유입포트(111)로 유입된 냉매는 오일 분리기(110)의 배출포트(111)를 통해 배출된 후, 라인(L1')을 따라 이송되어 방향전환수단(120)의 유입포트(120a)로 유입된다.Thereafter, the refrigerant introduced into the inlet port 111 of the oil separator 110 is discharged through the discharge port 111 of the oil separator 110, and then transferred along the line L1 ′ to change the direction 120. Flows into the inlet port 120a.

상기 방향전환수단(120)의 유입포트(120a)로 유입된 냉매는 방향전환수단(120)의 유로 전환작용에 의해 제1 포트(121)을 통해 배출된 후, 라인(L3)을 따라 이송되어 실외측 열교환기(130)의 제1 포트(131)로 유입된다.The refrigerant introduced into the inflow port 120a of the redirection means 120 is discharged through the first port 121 by the flow path switching action of the redirection means 120, and then transferred along the line L3. The first port 131 of the outdoor heat exchanger 130 is introduced.

상기와 같이 실외측 열교환기(130)내로 유입된 냉매는 송풍팬(133)에 의해 강제 송풍되는 주위의 공기와 열교환 된 다음, 제2 포트(132)를 통해 배출되며, 이후, 라인(L5)을 따라 제2 교축수단(500)을 경유하여 실내측 열교환기(140)의 제2 포트(142)로 유입된다.As described above, the refrigerant introduced into the outdoor heat exchanger 130 is heat-exchanged with the surrounding air forcedly blown by the blowing fan 133, and then discharged through the second port 132, and then, the line L5. Along the second throttle means 500 flows into the second port 142 of the indoor heat exchanger 140.

여기서, 상기 실외측 열교환기(130)의 제2 포트(132)를 통해 배출된 냉매는 분기부(SP2)에서 제2 분기라인(SP2)으로 분기 유동될 수 있으나, 냉매의 온도 차이로 인해 제1 교축수단(400)이 폐쇄되어 있기 때문에 상기 제2 분기라인(SP2)으로는 냉매가가 유동되지 않게 된다.Here, the refrigerant discharged through the second port 132 of the outdoor side heat exchanger 130 may branch flow from the branch portion SP2 to the second branch line SP2, but due to the temperature difference of the refrigerant, Since the first throttling means 400 is closed, no refrigerant flows to the second branch line SP2.

그러나, 만일 상기 냉매가 제1 교축수단(400)을 통과하더라도 체크밸브(620)에 막혀 더 이상 유동되지 못하게 된다.However, even if the refrigerant passes through the first throttling means 400, it is blocked by the check valve 620 and no longer flows.

그리고, 상기 라인(L5)에서 분기된 제1 분기라인(SL1)상에 설치된 제1 분기 라인(SL1)으로 냉매가 일부 유동되기는 하나 대부분 상기 라인(L5)을 따라 지속적으로 유동된다.In addition, although some of the refrigerant flows to the first branch line SL1 provided on the first branch line SL1 branched from the line L5, most of the refrigerant continuously flows along the line L5.

그리고, 상기 라인(L5)을 따라 이송되는 냉매중 일분는 병렬 라인(L8)으로 유동될 수 있으나, 이 병렬 라인(L8)상에 체크밸브(610)가 구비되어 있기 때문에 상기 병렬 라인(L8)으로 냉매가 유동되지 못하게 된다.One of the refrigerants conveyed along the line L5 may flow to the parallel line L8. However, since the check valve 610 is provided on the parallel line L8, the parallel line L8 is provided. This prevents the refrigerant from flowing.

상기 실내측 열교환기(140)로 유입된 냉매는 송풍팬(143)에 의해 강제 송풍되는 주위의 공기와 열교환되어 주위의 공기를 냉각시킨 다음, 제1 포트(141)를 통해 배출된 후, 라인(L4)를 따라 유동된다.The refrigerant introduced into the indoor heat exchanger 140 is heat-exchanged with the ambient air forcedly blown by the blower fan 143 to cool the surrounding air, and then discharged through the first port 141, and then the line It flows along L4.

상기 라인(L4)을 따라 유동된 냉매는 방향전환수단(120)의 제3 포트(123)로 유입된다.The refrigerant flowing along the line L4 flows into the third port 123 of the direction change means 120.

상기 제3 포트(123)로 유입된 냉매는 방향전환수단(120)의 유로 전환 작용에 의해 제2 포트(122)를 통해 배출된 후, 라인(L6)을 따라 이송된 다음, 이중 열교환수단(200)을 구성하는 외부 파이프(210)의 제2 입구포트(203)내로 유입된다.The refrigerant introduced into the third port 123 is discharged through the second port 122 by the flow path switching action of the direction changing means 120, and then transferred along the line L6, and then double heat exchange means ( It is introduced into the second inlet port 203 of the outer pipe 210 forming the 200.

상기 제2 입구포트(203)로 유입된 냉매는 외부 파이프(210)의 내부를 지나 제2 출구포트(204)를 통해 배출된 다음, 라인(L7)을 따라 유동된 다음, 압축기(100)의 유입포트(102)내로 유입된다.The refrigerant introduced into the second inlet port 203 passes through the inside of the outer pipe 210 and is discharged through the second outlet port 204, and then flows along the line L7, and then the It is introduced into the inlet port (102).

이상 살펴본 바와 같이, 냉방모드일때에는 냉매는 상기와 같은 과정을 반복 수행하게 된다.As described above, in the cooling mode, the refrigerant repeats the above process.

이제까지는 여름철 냉방모드에 대하여 설명하였다.So far, the summer cooling mode has been described.

한편, 겨울철 난방을 하고자 하는 경우에는 구동수단(미도시)에 의해 압축기 (100)가 작동되고, 이 압축기(100)의 작동에 의해 냉매는 고온ㆍ고압으로 압축된 다음, 압축기(100)의 배출포트(101)를 통해 배출된 후, 라인(L1)을 따라 오일 분리기(110)의 유입포트(111)로 유입된다.On the other hand, in the case of heating in winter, the compressor 100 is operated by a driving means (not shown), and the refrigerant is compressed to high temperature and high pressure by the operation of the compressor 100, and then the compressor 100 is discharged. After being discharged through the port 101, it is introduced into the inlet port 111 of the oil separator 110 along the line (L1).

이후, 오일 분리기(110)의 유입포트(111)로 유입된 냉매는 오일 분리기(110)의 배출포트(111)를 통해 배출된 후, 라인(L1')을 따라 이송되어 방향전환 수단(120)의 유입포트(120a)로 유입된다.Thereafter, the refrigerant introduced into the inlet port 111 of the oil separator 110 is discharged through the discharge port 111 of the oil separator 110, and then transferred along the line L1 ′ to change the direction 120. Flows into the inlet port 120a.

상기 방향전환수단(120)의 유입포트(120a)로 유입된 냉매는 방향전환수단(120)의 유로 전환작용에 의해 제3 포트(123)를 통해 배출된 후, 라인(L4)을 따라 이송되어 실내측 열교환기(140)의 제1 포트(141)로 유입된다.The refrigerant introduced into the inflow port 120a of the redirection means 120 is discharged through the third port 123 by the flow path switching action of the redirection means 120, and then transferred along the line L4. The first port 141 of the indoor heat exchanger 140 is introduced.

상기와 같이 실내측 열교환기(140)내로 유입된 냉매는 송풍팬(143)에 의해 강제 송풍되는 주위의 공기와 열교환 된 다음, 제2 포트(142)를 통해 배출되며, 이후, 병렬 라인(L8)을 따라 유동된 다음, 라인(L5)을 따라 계속 유동된다.As described above, the refrigerant introduced into the indoor heat exchanger 140 is heat-exchanged with the surrounding air forcedly blown by the blower fan 143, and then discharged through the second port 142, after which the parallel line L8. Then flows along line L5.

여기서, 상기 실내측 열교환기(140)의 제2 포트(142)를 통해 배출된 냉매는 제2 교축수단(500)으로도 분기 유동될 수 있으나, 이는 냉매의 온도 차이로 인해 제2 교축수단(500)이 폐쇄되어 있기 때문에 상기 병렬 라인(L8)으로만 유동된다.Here, the refrigerant discharged through the second port 142 of the indoor heat exchanger 140 may be branched to the second throttling means 500, but this is due to the temperature difference of the refrigerant. Since 500 is closed, only the parallel line L8 flows.

한편, 상기 라인(L5)을 따라 지속적으로 이송되는 냉매는 분기부(SP1)에서 제1 분기라인(SL1)으로 유동된다.Meanwhile, the refrigerant continuously transferred along the line L5 flows from the branch portion SP1 to the first branch line SL1.

그 이유는 체크밸브(600)에 의해 실외측 열교환기(130)로 냉매가 유동되지 못하도록 막혀있기 때문이다.The reason for this is that the refrigerant is blocked from flowing to the outdoor heat exchanger 130 by the check valve 600.

상기와 같은 이유로 인하여 냉매가 제1 분기라인(SL1)으로 유동된 후, 이중 열교환수단(200)을 구성하는 내부 파이프(220)의 제1 입구포트(201)를 통해 내부 파이프(220)를 경유하여 제1 출구포트(202)를 통해 배출된 다음, 제2 분기라인(SL2)을 따라 유동되며, 이후, 제1 교축수단(400)을 경유하여 실외측 열교환기(130)의 제2 포트(132)를 통해 실외측 열교환기(130)로 유입된다.After the refrigerant flows into the first branch line SL1 for the above reason, the internal pipe 220 passes through the first inlet port 201 of the internal pipe 220 constituting the double heat exchange means 200. Discharged through the first outlet port 202, and then flows along the second branch line SL2, and then, a second port () of the outdoor heat exchanger 130 via the first throttling means 400. Through the 132 is introduced into the outdoor side heat exchanger (130).

상기 실외측 열교환기(130)로 유입된 냉매는 송풍팬(133)에 의해 강제 송풍되는 주위의 공기와 열교환된 다음, 제1 포트(131)를 통해 배출된 후, 라인(L3)을 따라 유동된다.The refrigerant introduced into the outdoor heat exchanger 130 is heat-exchanged with ambient air forcedly blown by the blower fan 133, and then discharged through the first port 131, and then flows along the line L3. do.

상기 라인(L3)을 따라 유동된 냉매는 방향전환수단(120)의 제1 포트(121)로 유입된다.The refrigerant flowing along the line L3 flows into the first port 121 of the redirection means 120.

상기 제1 포트(121)로 유입된 냉매는 방향전환수단(120)의 유로 전환 작용에 의해 제2 포트(122)를 통해 배출된 후, 라인(L6)을 따라 이송된 다음, 이중 열교환수단을 구성하는 외부 파이프(210)의 제2 입구포트(203)내로 유입된다.The refrigerant introduced into the first port 121 is discharged through the second port 122 by the flow path switching action of the direction changing means 120, and then transferred along the line L6, and then the double heat exchange means is transferred. It flows into the 2nd inlet port 203 of the outer pipe 210 which comprises.

한편, 여기서, 상기 이중열교환기(200)에서는 외부 파이프(210)와 내부 파이프(220)의 내부로 유동되는 각각 다른 상태의 냉매가 서로 열교환된다.On the other hand, in the double heat exchanger 200, the refrigerant in different states flowing into the outer pipe 210 and the inner pipe 220 are heat-exchanged with each other.

이상 살펴본 바와 같이, 난방모드일때에는 냉매는 상기와 같은 과정을 반복 유동하게 된다.As described above, in the heating mode, the refrigerant is repeatedly flowed as described above.

이상 살펴본 바와 같이, 본 발명에 의한 히트 펌프 시스템은, 실내측 열교환기를 통과한 냉매가 이중 열교환수단의 내부 파이프를 통과하여 실외측 열교환기를 경유하도록 한 다음, 상기 실외측 열교환기를 통과한 냉매가 방향전환수단에 의해 이중 열교환수단의 외부 파이프내를 지나 압축기로 복귀되도록 하는 과정에서 상기 이중 열교환기의 외부 파이프내의 냉매와 내부 파이프내의 냉매가 서로 열교환되도록 함으로써, 외기 온도가 영하로 떨어지는 경우에 난방을 실시하고자 할때 압축기의 파손되지 않고 안정적으로 작동되도록 할 수 있다. As described above, in the heat pump system according to the present invention, the refrigerant passing through the indoor heat exchanger passes through the internal pipe of the dual heat exchange means and passes through the outdoor heat exchanger, and then the refrigerant passing through the outdoor heat exchanger is oriented. In the process of returning to the compressor by passing through the outer pipe of the double heat exchange means by the switching means, the refrigerant in the outer pipe of the double heat exchanger and the refrigerant in the inner pipe heat exchange with each other, so that when the outside air temperature drops below zero When doing this, the compressor can be operated stably without being damaged.

Claims

delete

A compressor 100 configured to compress and discharge the introduced refrigerant;

An outdoor side heat exchanger (130) for discharging the introduced refrigerant by exchanging heat with ambient air;

An indoor heat exchanger 140 for discharging the introduced refrigerant by exchanging heat with the surrounding air;

In the cooling mode, the flow path of the refrigerant discharged from the compressor 100 is switched to pass through the indoor heat exchanger 140 via the outdoor heat exchanger 130 and then pass through the indoor heat exchanger 140. By switching the flow path of a refrigerant to the compressor 100, and in the heating mode by switching the flow path of the refrigerant discharged from the compressor 100 to the outdoor heat exchanger via the indoor heat exchanger 140 A direction changing means (120) for allowing the passage of the refrigerant and then switching the flow path of the refrigerant passing through the outdoor heat exchanger (130) to determine the flow direction of the refrigerant to flow into the compressor (100);

A first throttling means (400) for throttling the refrigerant flowing into the outdoor heat exchanger (130), closing in the cooling mode and opening in the heating mode;

A second throttling means (500) for throttling the refrigerant flowing into the indoor heat exchanger (140), opening in the cooling mode and closing in the heating mode;

A check valve 600 installed in parallel with the first throttling means 400 to allow the refrigerant discharged from the outdoor heat exchanger 130 to flow to the indoor heat exchanger 140;

A check valve 610 installed in parallel with the second throttling means 500 to allow the refrigerant discharged from the indoor heat exchanger 140 to flow to the outdoor heat exchanger 130;

The refrigerant discharged from the redirection means 120 is introduced through the second inlet port 203, and the refrigerant is discharged to the compressor 100 through the second outlet port 204. 210 and a first branch line SL1 branched from a refrigerant line L5 communicating between the indoor and outdoor heat exchangers 140 and 130, and a refrigerant line L5 adjacent to the outdoor heat exchanger 130. The second branch line (SL2) branched from the first and the first inlet port 201 protrudes to the outer surface of the outer pipe 210 is connected to the first branch line (SL1) and the first outlet port 202 Is composed of a double heat exchange means 200 consisting of an inner pipe 220 is projected to the outer surface of the outer pipe 210 is connected to the second branch line (SL2),

The double heat exchange means 200 discharges the refrigerant returned to the compressor 100 by switching the flow path of the redirection means 120 in the heating mode, and is discharged to the indoor heat exchanger 140 to the outdoor heat exchanger 130. Heat pump system, characterized in that the heat exchange with the refrigerant flowing to the side.

The method of claim 4, wherein

The first throttling means (400) is installed on the second branch line (SL2), the heat pump system, characterized in that the check valve 620 for limiting the flow direction of the refrigerant is installed.

delete

The method of claim 4, wherein

The heat pump system, characterized in that the heat exchange fin (221) is wound in a spiral shape on the outer surface of the inner pipe (220).