KR100821252B1 - Control method of an air conditioner using geothermy - Google Patents

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Abstract

A control method of an air conditioner using geothermal power is provided to secure optimal efficiency of the air conditioner by comparing temperature difference measured by a temperature sensor installed to a geothermal water heat exchanger with predetermined temperature difference inputted to a controller and controlling the air conditioner. A control method of an air conditioner using geothermal power comprises the steps of: measuring temperature difference of geothermal water supplied to a geothermal water heat exchanger through a water supply pipe and recovered to a recovery pipe(S10); comparing the temperature difference of the geothermal water measured in the measuring step with predetermined temperature difference inputted to a controller(S20); completing control when the temperature difference of the geothermal water is within a range of predetermined temperature difference in the comparing step(S50); controlling geothermal water amount supplied to the geothermal water heat exchanger when the temperature difference of the geothermal water is not within a range of predetermined temperature difference in the comparing step(S30); controlling heat exchanger fluid amount supplied to the geothermal water heat exchanger(S40); and repeating the measuring step measuring the temperature difference of the geothermal water changed by the measuring step of geothermal water amount and the heat exchanger fluid amount control step.

Description

지열을 이용한 냉난방장치의 제어방법{Control method of an air conditioner using geothermy}Control method of an air conditioner using geothermal heat {Control method of an air conditioner using geothermy}

도 1 은 본 발명의 지열을 이용한 냉난방장치로서 난방상태를 나타낸 개략도.1 is a schematic view showing a heating state as a heating and cooling device using the geothermal heat of the present invention.

도 2 는 난방시 P-h선도 2 is a P-h diagram when heating

도 3 은 본 발명의 지열을 이용한 냉난방장치로서 냉방상태를 나타낸 개략도.Figure 3 is a schematic diagram showing a cooling state as a cooling and heating device using the geothermal heat of the present invention.

도 4 는 냉방시 P-h선도4 is a P-h diagram when cooling

도 5 는 본 발명의 따른 지열을 이용한 냉난방장치의 제어방법을 나타낸 흐름도.5 is a flow chart showing a control method of a heating and cooling device using geothermal heat according to the present invention.

[도면의 주요부분에 대한 부호의 설명][Explanation of symbols on the main parts of the drawings]

1 : 지열수 펌프 2 : 지열용 열교환기 급수관1: geothermal water pump 2: geothermal heat exchanger feed pipe

3 : 지열용 열교환기 회수관 4 : 유량조절 밸브3: geothermal heat exchanger recovery tube 4: flow control valve

10 : 압축기10: compressor

20 : 실내 열교환기 21 : 밸브20: indoor heat exchanger 21: valve

30 : 지열수 열교환기 31 : 밸브30: geothermal water heat exchanger 31: valve

100 : 제어기100: controller

본 발명은 지열을 이용한 냉난방 장치의 제어방법에 관한 것으로 더욱 상세하게는 냉방 및 난방을 하는 실내 열교환기의 사용수량에 따라 변화하는 부하량에 따라 냉난방 용량의 조절이 가능하도록 한 지열을 이용한 냉난방장치의 제어방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method of controlling a heating and cooling device using geothermal heat, and more particularly, to a cooling and heating device using geothermal heat and cooling capacity according to a load amount that changes according to the amount of use of an indoor heat exchanger for cooling and heating. It relates to a control method.

현재에도 계속되는 산업발전과 가연성 물질의 연소로 인한 대기오염 등 다양한 환경오염 등의 원인으로 발생하는 지구의 이상 기온에 의하여 냉방 및 난방에 사용되는 에너지는 점점 증가 되고 있으며, 상기 냉방 및 난방에 사용되는 에너지의 사용에 의하여 더욱더 환경오염은 심각해지고 있는 실정이다.The energy used for cooling and heating is gradually increasing due to the abnormal temperature of the earth caused by various environmental pollutions such as air pollution due to the continuous industrial development and the combustion of combustible materials, and the energy used for cooling and heating Environmental pollution is getting worse due to the use of.

또한, 지구의 이상 기온에 의한 기후 변화 및 생태계의 변화 따른 심각성은 날로 점점 심해지고 있는 실정이다.In addition, the severity of climate change and ecosystem changes caused by the abnormal temperature of the earth is increasing day by day.

이와 같은 환경오염의 주범인 가연성 물질의 연소에 의하여 발생하는 에너지의 소비를 줄이는 것이 앞으로 살아가야 할 우리의 과제이다.Reducing the consumption of energy generated by the combustion of combustible materials, which is the main cause of environmental pollution, is our task to live in the future.

이러한 에너지의 소비를 줄이고자 다양한 가연성 에너지의 절약장치가 개발되고 있으며, 그 중에서도 본 발명은 냉난방에 사용되는 에너지를 절약하고자 지열을 이용한 열교환기를 사용한 냉난방장치이다. In order to reduce the consumption of energy, various combustible energy saving devices have been developed. Among them, the present invention is a heating and cooling device using a heat exchanger using geothermal heat to save energy used for cooling and heating.

종래에도 다양한 지열을 이용한 냉난방장치가 제시되고 있었으나, 다수개의 실내 열교환기의 사용 개수에 따라 변화하는 부하량에 따라 지열수 열교환장치에서 이루어지는 열교환이 부하량에 따라 적절하게 변화되지 않음으로써 냉난방의 효율이 저하되는 단점이 있었다.Conventionally, various geothermal air conditioners have been proposed, but the efficiency of air conditioning is lowered because the heat exchange in the geothermal water heat exchanger does not change according to the amount of load according to the amount of load that varies according to the number of use of a plurality of indoor heat exchangers. There was a disadvantage.

이러한 문제점을 해결하고자 본 발명이 안출된 것으로, 본 발명에 따른 저온저압의 냉매가스를 고온고압의 냉매가스로 전환하는 압축기를 입력되는 신호에 따라 압축용량이 변화가능한 병렬로 설치된 정속형과 인버터형의 압축기와; 실내열교환기 일측에 설치되어 상기 실내열교환기가 증발기 기능을 할 때 팽창밸브 역할을 하는 전자팽창변(EXV) 밸브와; 지열수 열교환기 일측에 설치되어 상기 지열수 열교환기가 증발기 기능을 할 때 팽창밸브 역할을 하는 전자팽창변(EXV) 밸브와; 지열수 열교환기에 공급되는 지열수량을 조절하도록 형성된 펌프와 유량조절 밸브와; 난방시와 냉방시 냉매의 방향을 조정하는 4방변 밸브로 구성되어, 다수의 실내 열교환기의 사용개수 변화하에 의하여 변화하는 부하량에 따라 지열수 열교환기에 급수관으로 공급되어 회수관으로 회수되는 지열수의 온도차를 이용하여 지열을 이용한 냉방장치를 효과적으로 제어하기 위한 제어방법을 제공하고자 하는데 그 목적이 있다.The present invention has been made to solve this problem, the constant speed type and inverter type installed in parallel in which the compression capacity is changed in accordance with the input signal to the compressor for converting the low-temperature low-pressure refrigerant gas into a high-temperature high-pressure refrigerant gas With a compressor; An electronic expansion valve (EXV) valve installed at one side of an indoor heat exchanger and serving as an expansion valve when the indoor heat exchanger functions as an evaporator; An electronic expansion valve (EXV) valve installed at one side of the geothermal water heat exchanger and serving as an expansion valve when the geothermal water heat exchanger functions as an evaporator; A pump and a flow control valve formed to regulate the amount of geothermal water supplied to the geothermal water heat exchanger; It consists of a four-way valve that adjusts the direction of the refrigerant during heating and cooling, and supplies the geothermal water heat exchanger to the water supply pipe and recovers the recovery pipe according to the load amount changed by the change in the number of use of the indoor heat exchanger. It is an object of the present invention to provide a control method for effectively controlling a cooling device using geothermal heat using a temperature difference.

상기 목적을 달성하고자 본 발명을 첨부된 도면을 참고하여 상세하게 설명한다.In order to achieve the above object, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1과 도 3은 본 발명의 지열을 이용한 냉난방장치의 개략도이고 도 2와 도 4는 P-h 선도이며, 도 5 는 본 발명의 따른 지열을 이용한 냉난방장치의 제어방법을 나타낸 흐름도로서 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.1 and 3 is a schematic diagram of a heating and cooling device using the geothermal heat of the present invention, Figures 2 and 4 is a Ph diagram, Figure 5 is a flow chart showing a control method of the heating and cooling device using the geothermal heat according to the present invention attached to the accompanying drawings. It demonstrates in detail with reference.

도 1과 도 3에서 보는 바와 같이 지열을 이용한 냉난방 장치에 있어서,1 and 3, in the air-conditioning and heating device using geothermal heat,

지중(Under ground)의 일정한 깊이에 저장되어 있는 지열을 이용할 수 있도록 형성된 지열용 열교환기 급수관(2)과; 상기 지열용 열교환기 급수관(2)내의 지열수를 제어기(100)로부터 입력되는 신호에 따라 제어되어 지열수를 공급하도록 형성된 지열수 펌프(1)와; 상기 지열수 펌프(1)로부터 공급되는 지열수량을 조절할 수 있도록 형성된 유량조절 밸브(4)와; 상기 유량조절 밸브(4)로부터 조절되어 공급된 지열수를 다시 지중으로 회수시키는 지열용 열교환기 회수관(3)으로 구성되어 지열수 열교환기(30)에 부하부(50)의 부하량에 따라 지열수를 공급한다.A geothermal heat exchanger feed pipe (2) formed to use geothermal heat stored at a constant depth of the ground; A geothermal water pump (1) configured to supply geothermal water by controlling the geothermal water in the geothermal heat exchanger feed pipe (2) according to a signal input from the controller (100); A flow regulating valve 4 formed to adjust the amount of geothermal water supplied from the geothermal water pump 1; Geothermal heat exchanger recovery pipe (3) for recovering the geothermal water adjusted and supplied from the flow control valve (4) back to the ground, the geothermal water heat exchanger (30) according to the load amount of the load unit 50 Supply water.

상기 유량조절 밸브(4)는 제어기(100)에 의하여 제어되어 유량조절 밸브(4)를 통하여 공급되는 지열수량(Vw)을 제어가능하도록 한다. The flow control valve 4 is controlled by the controller 100 to control the amount of geothermal water (Vw) supplied through the flow control valve (4).

상기 부하부(50)는 후술되는 다수개의 실내 열교환기(20)로 이루어진다.The load unit 50 is composed of a plurality of indoor heat exchanger 20 to be described later.

상기 제어기(100)의 신호에 따라 작동하는 지열수 펌프(1)는 부하부(50)의 부하량에 따라 상기 유량조절 밸브(4)와 함께 지열수량(Vw)을 조절할 수 있도록 인버터 펌프를 사용하는 것도 가능하다.The geothermal water pump 1 which operates according to the signal of the controller 100 uses an inverter pump to adjust the geothermal water amount Vw together with the flow control valve 4 according to the load of the load unit 50. It is also possible.

즉, 상기와 같이 제어기(100)로부터 입력되는 신호에 따라 지열수량(Vw)을 조절하도록 형성된 지열수 펌프(1)로부터 조절되어 공급되는 지열수량(Vw)을 유량조절 밸브(4)에서는 제어기(100)로부터 입력되는 신호에 따라 지열수량(Vw)을 정밀 하게 조절할 수 있게 된다.That is, the geothermal amount (Vw) is supplied from the geothermal water pump (1) formed to adjust the geothermal amount (Vw) in accordance with the signal input from the controller 100 as described above in the flow control valve (4) the controller ( According to the signal input from the 100) it is possible to precisely adjust the geothermal amount (Vw).

저온저압의 냉매가스를 고온고압의 냉매가스로 압축시키는 압축기(10)는 부하부(50)의 변화하는 부하량에 따라 조절가능하도록 1대의 정속형 콤프레샤와 1대의 인버터 콤프레샤를 병렬로 설치하여 사용하며, 더욱 광범위한 부하량의 변화에 적합하도록 1대의 정속형 콤프레샤와 1대 이상의 인버터 콤프랴샤를 병렬로 설치하여 사용하는 것도 가능하다.Compressor 10 for compressing low temperature low pressure refrigerant gas into high temperature high pressure refrigerant gas is used by installing one constant speed compressor and one inverter compressor in parallel so as to be adjustable according to the changing load of the load part 50. It is also possible to use one constant speed compressor and one or more inverter compressors in parallel to accommodate a wider range of load changes.

보통 압축기(10)는 1대의 정속형 콤프레샤와 1~4대의 인버터 콤프랴샤를 병렬로 설치한다.Usually, the compressor 10 installs one constant speed compressor and one to four inverter compressors in parallel.

상기 압축기(10)로부터 고온고압으로 전환된 공급되는 냉매가스는 배관(R1)을 통하여 냉매가스 방향을 전환시키는 4방변 밸브(40)에 공급된다.The refrigerant gas supplied to the high temperature and high pressure from the compressor 10 is supplied to the four-way valve 40 for changing the refrigerant gas direction through the pipe R1.

상기 4방변 밸브(40)의 방향전환되어 의하여, By changing the direction of the four-way valve 40,

난방시에는 상기 지열수 펌프(1)로부터 공급되는 지열수의 지열로부터 열을 흡수하는 증발기로 전환되고, 냉방시에는 공급되는 지열수에 열을 방출하는 응축기로 전환되도록 형성된 지열수 열교환기(30)와;The geothermal water heat exchanger 30 is configured to be converted to an evaporator that absorbs heat from the geothermal heat of the geothermal water supplied from the geothermal water pump 1 when heating, and to a condenser that emits heat to the geothermal water supplied when cooling. )Wow;

난방시에는 상기 압축기(10)부터 공급되는 냉매가스의 열을 방출하는 응축기로 전환되고, 냉방시에는 외부의 열을 흡수하는 증발기로 전환되도록 형성된 다수의 실내 열교환기(20)가 형성된다.In the heating, a plurality of indoor heat exchangers 20 are formed to be converted to a condenser that emits heat of the refrigerant gas supplied from the compressor 10 and to an evaporator that absorbs external heat when cooling.

상기 실내 열교환기(20)와 지열수 열교환기(30) 사이에 냉매가 이동하도록 형성된 배관(R4)에는 지열수 열교환기(30)측에 팽창밸브역할을 하도록 형성된 밸브(31)가 설치되며, 상기 밸브(31)은 보통 전자팽창변(Electronic Expansion Valve - EXV) 밸브로 형성되어 제어기(100)부터 입력되는 신호에 따라 작동된다.In the pipe R4 formed to move the refrigerant between the indoor heat exchanger 20 and the geothermal water heat exchanger 30, a valve 31 formed to serve as an expansion valve on the side of the geothermal water heat exchanger 30 is installed. The valve 31 is usually formed of an electronic expansion valve (EXV) valve and is operated according to a signal input from the controller 100.

상기 각각의 실내 열교환기(20)와 배관(R4) 사이에는 팽창밸브역할을 하도록 형성된 밸브(21)가 설치되며 상기 밸브(21)은 보통 전자팽창변(Electronic Expansion Valve - EXV) 밸브로 형성되어 제어기(100)부터 입력되는 신호에 따라 작동된다.A valve 21 is formed between each of the indoor heat exchanger 20 and the pipe R4 to serve as an expansion valve, and the valve 21 is usually formed as an electronic expansion valve (EXV) valve. It is operated according to the signal input from (100).

상기와 같이 구성된 본 발명은 아래와 같은 작용상태를 보인다.The present invention configured as described above shows the following operating state.

도 1 은 본 발명의 난방상태를 나타낸 개략도로서 화살표는 냉매의 이동방향을 나타낸 것이다.1 is a schematic view showing a heating state of the present invention, the arrow shows the movement direction of the refrigerant.

난방시에는,At the time of heating,

상기 증발기 기능의 지열수 열교환기(30)로부터 지열을 흡수한 냉매가스는 배관(R3)을 통하여 4방변 밸브(40)로 공급되며, 상기 4방변 밸브(40)는 공급되는 냉매가스는 배관(R5)을 통하여 압축기(10)에 공급되어 고온고압의 냉매가스로 전환된다.The refrigerant gas absorbed from the geothermal water heat exchanger 30 having the evaporator function is supplied to the four-way valve 40 through the pipe R3, and the four-way valve 40 is supplied with the refrigerant gas. It is supplied to the compressor 10 through R5) and is converted into a refrigerant gas of high temperature and high pressure.

상기 압축기(10)는 제어기(100)의 입력신호에 따라 냉매가스 상태를 조절하여 배관(R1)을 통하여 다시 4방변 밸브(40)로 공급한다.The compressor 10 adjusts the refrigerant gas state according to the input signal of the controller 100 and supplies it to the four-way valve 40 through the pipe R1 again.

상기 압축기(10)로부터 4방변 밸브(40)로 공급되는 냉매가스는 전자변 밸브(11)에 의하여 조절되어 공급될 수도 있다. The refrigerant gas supplied from the compressor 10 to the four-way valve 40 may be controlled and supplied by the solenoid valve 11.

상기 4방변 밸브(40)로 공급된 고온고압의 냉매가스는 배관(R2)을 통하여 응축기 기능을 하는 다수개의 실내 열교환기(20)에 공급된다.The high temperature and high pressure refrigerant gas supplied to the four-way valve 40 is supplied to a plurality of indoor heat exchangers 20 functioning as a condenser through a pipe R2.

상기 실내 열교환기(20)에 공급된 냉매가스는 열을 방출하고 열려(full open)있는 전자팽창변 밸브(21)를 통과하여 팽창되지 않은 상태로 배관(R4)에 공급된다.The refrigerant gas supplied to the indoor heat exchanger 20 is supplied to the pipe R4 in a non-expanded state through the electronic expansion valve 21 which releases heat and is full open.

상기 배관(R4)에 공급된 냉매는 전자팽창변 밸브(31)에서 팽창하여 저온저압상태의 냉매로 전환되고, 상기 팽창되어 저온저압상태의 냉매는 증발기 기능을 하는 지열수 열교환기(30)에 공급되어 지열수의 열을 흡수한다.The refrigerant supplied to the pipe (R4) is expanded by the electronic expansion valve 31 is converted into a low temperature low pressure refrigerant, the expanded low temperature low pressure refrigerant is supplied to the geothermal water heat exchanger (30) that functions as an evaporator. Absorbs heat from geothermal water.

도 3 는 본 발명의 냉방상태를 나타낸 개략도로서 화살표는 냉매의 이동방향을 나타낸 것이다.Figure 3 is a schematic diagram showing the cooling state of the present invention, the arrow shows the movement direction of the refrigerant.

냉방시에는,At the time of cooling,

상기 증발기 기능의 실내 열교환기(20)로부터 외부열을 흡수한 냉매가스는 배관(R2)을 통하여 4방변 밸브(40)로 공급되며, 상기 4방변 밸브(40)는 공급되는 냉매가스는 배관(R5)을 통하여 압축기(10)에 공급되어 고온고압의 냉매가스로 전환된다.The refrigerant gas absorbing external heat from the indoor heat exchanger 20 having the evaporator function is supplied to the four-way valve 40 through the pipe R2, and the four-way valve 40 is supplied with the refrigerant gas. It is supplied to the compressor 10 through R5) and is converted into a refrigerant gas of high temperature and high pressure.

상기 압축기(10)는 제어기(100)의 입력신호에 따라 냉매가스 상태를 조절하여 배관(R1)을 통하여 다시 4방변 밸브(40)로 공급한다.The compressor 10 adjusts the refrigerant gas state according to the input signal of the controller 100 and supplies it to the four-way valve 40 through the pipe R1 again.

상기 압축기(10)로부터 4방변 밸브(40)로 공급되는 냉매가스는 전자변 밸브(11)에 의하여 조절되어 공급될 수도 있다. The refrigerant gas supplied from the compressor 10 to the four-way valve 40 may be controlled and supplied by the solenoid valve 11.

상기 4방변 밸브(40)로 공급된 고온고압의 냉매가스는 배관(R3)을 통하여 응축기 기능을 하는 지열수 열교환기(30)에 공급된다.The high temperature and high pressure refrigerant gas supplied to the four-way valve 40 is supplied to the geothermal water heat exchanger 30 which functions as a condenser through a pipe R3.

상기 지열수 열교환기(30)에 공급된 고온고압의 냉매가스는 열을 방출하고, 열을 방출한 냉매는 열려(full open)있는 전자팽창변 밸브(31)를 통과하여 팽창되지 않은 상태로 배관(R4)에 공급된다.The refrigerant gas of the high temperature and high pressure supplied to the geothermal water heat exchanger 30 emits heat, and the refrigerant that has released heat passes through the electronic expansion valve 31 which is full open and is not expanded. Is supplied to R4).

상기 배관(R4)에 공급된 냉매는 전자팽창변 밸브(21)에서 팽창하여 저온저압상태의 냉매로 전환되고, 상기 팽창되어 저온저압상태의 냉매는 증발기 기능을 하는 실내 열교환기(20)에 공급되어 실내의 열을 흡수하도록 이루어진다.The refrigerant supplied to the pipe (R4) is expanded by the electronic expansion valve 21 is converted into a low temperature low pressure refrigerant, the expanded low temperature low pressure refrigerant is supplied to the indoor heat exchanger 20 that functions as an evaporator. It is made to absorb the heat of the room.

다수개의 실내 열교환기(20)로 이루어진 부하부(50)는 실내 열교환기(20)가 각각의 실내에 설치되어 사용되는 것으로 그 사용상태가 항상 일정하지 않아 다수개의 실내 열교환기(20)에서 방출 및 흡수되는 부하량(열량)은 항상 변화하는 특징을 가진다. The load unit 50 composed of a plurality of indoor heat exchangers 20 is an indoor heat exchanger 20 is installed and used in each room, and its use state is not always constant and is discharged from the plurality of indoor heat exchangers 20. And the amount of heat absorbed (heat) is always varied.

이러한 일정하지 않은 부하부(50)의 변화하는 부하량에 따라 냉난방장치를 효과적으로 제어하느냐에 따라서 냉난방장치의 효율이 결정된다.The efficiency of the air conditioning unit is determined by effectively controlling the air conditioning unit according to the varying load of the non-constant load unit 50.

상기와 같이 구성된 냉난방장치의 본 발명은 제어기(100)에는 난방시 지열수 열교환기(30)에 급수관(2)으로 공급되어 난방시에는 냉매에 열을 전달하고, 냉방시에는 냉매에 열을 흡수하여 회수관(3)으로 회수되는 지열수의 설정온도차(ΔT)를 설정하되, 난방시에는 지열수의 설정온도차(ΔT1)를 설정하여 입력하고, 냉방시에는 지열수의 설정온도차(ΔT2)를 설정하여 입력한다.The present invention of the cooling and heating device configured as described above is supplied to the water supply pipe (2) to the geothermal water heat exchanger 30 when heating to the controller 100 to transfer heat to the refrigerant when heating, and absorbs heat to the refrigerant during cooling To set the set temperature difference (ΔT) of the geothermal water recovered to the recovery pipe (3) .When heating, the set temperature difference (ΔT1) of the geothermal water is set and input. Set and enter.

상기 난방시의 지열수 설정온도차(ΔT1)와 냉방시의 지열수 설정온도차(ΔT2)는 동일할 수도 있으며, 보통 지열수의 설정온도차(ΔT)는 4~6℃로 설정된다.The geothermal water set temperature difference ΔT1 at the time of heating and the geothermal water set temperature difference ΔT2 at the time of cooling may be the same, and the set temperature difference ΔT of the geothermal water is usually set to 4 to 6 ° C.

땅속의 지열을 이용한 지열수는 항온으로써 부하부(50)의 변화되는 부하량이 없이 고정 부하량의 경우에는 지열수 열교환기(30)에 공급되어 회수되는 지열수의 온도차는 동일하다.The geothermal water using geothermal heat in the ground is a constant temperature, and in the case of a fixed load without changing the load amount of the load unit 50, the temperature difference between the geothermal water supplied and recovered by the geothermal water heat exchanger 30 is the same.

그러나 부하부(50)를 구성하는 다수개의 실내 열교환기(20)의 사용량 및 환경변화에 따라 부하부(50)의 부하량은 변화하게 된다.However, the load amount of the load unit 50 is changed according to the usage amount and the environment of the plurality of indoor heat exchangers 20 constituting the load unit 50.

상기 부하부(50)의 변화하는 부하량에 따라 지열수 열교환기(30)에서의 지열수와 냉매의 상호 열교환도 변화하게 됨으로, 상기 지열수 열교환기(30)에 급수관(2)으로 공급되어 냉매와 상호 열교환을 한 후 회수관(3)으로 회수되는 지열수의 온도차도 부하부(50)의 변화되는 부하량에 따라 변화하게 된다.Since the mutual heat exchange between the geothermal water and the refrigerant in the geothermal water heat exchanger 30 also changes according to the changing load of the load unit 50, the refrigerant is supplied to the geothermal water heat exchanger 30 through the water supply pipe 2 and is supplied with refrigerant. After the mutual heat exchange with the temperature difference of the geothermal water recovered to the recovery pipe (3) is also changed in accordance with the changing load of the load unit (50).

상기와 같은 특징으로 이용하여 본 발명은, By using the above characteristics, the present invention,

지열을 이용한 냉난방장치를 가동시 부하부(50)의 부하량을 산출하고,Calculate the load of the load unit 50 when operating the air-conditioning device using geothermal heat,

상기 산출된 부하량에 따라 지열수 열교환기(20)에 공급되는 지열수량(Vw)과 냉매량(Vr)을 조절한다.The amount of geothermal water Vw and the amount of refrigerant Vr supplied to the geothermal water heat exchanger 20 is adjusted according to the calculated load amount.

상기 부하량에 따라 조절공급된 지열수량(Vw)과 냉매량(Vr)으로 지열수 열교환기(30)에 급수관(2)으로 공급되어 냉매와 상호 열교환을 한 후 회수관(3)으로 회수되는 지열수의 온도차(ΔTw)를 측정한다.Geothermal water that is supplied to the geothermal water heat exchanger 30 to the geothermal water heat exchanger 30 with the geothermal water amount (Vw) and the refrigerant amount (Vr) adjusted and adjusted according to the load amount, and then heat exchanged with the refrigerant, and then recovered into the recovery pipe (3). Measure the temperature difference ΔTw.

상기 지열수의 온도차(ΔTw)는 지열수 열교환기(30) 부분에 급수관(2)에 설치되어 있는 온도센서(T1)와 회수관(3)에 설치되어 있는 온도센서(T2)에서 측정되는 온도의 차에 의하여 산출된다.The temperature difference ΔTw of the geothermal water is measured by the temperature sensor T1 installed in the water supply pipe 2 and the temperature sensor T2 installed in the recovery pipe 3 in the geothermal water heat exchanger 30. Is calculated by the difference.

상기 제어기(100)에서는 입력된 설정온도차(ΔT)와 측정된 지열수의 온도차(ΔTw)를 비교한다.The controller 100 compares the input set temperature difference ΔT with the measured temperature difference ΔTw of the geothermal water.

상기 측정된 지열수의 온도차(ΔTw)가 제어기(100)에 입력된 설정온도차(ΔT)의 범위 내에 있을 경우에는 제어기(100)는 제어를 종료하며, 상기 측정된 지열수의 온도차(ΔTw)가 제어기(100)에 입력된 설정온도차(ΔT)의 범위 내에 있지 않을 경우에는 제어기(100)는 지열수 열교환기(30)에 공급되는 지열수량(Vw)을 유량조절 밸브(4) 또는 인버터 펌프를 이용하여 지열수량(Vw)을 조절하여 공급하는 동시에 제어기(100)는 지열수 열교환기(30)에 공급되는 냉매량(Vr)을 조절하는 1대의 정속형 콤프레샤와 1대 이상의 인버터 콤프레샤로 이루어진 압축기(10)의 인버터 콤프레샤를 이용하여 냉매량(Vr)을 조절하여 공급한다.When the measured temperature difference ΔTw of the geothermal water is within a range of the set temperature difference ΔT input to the controller 100, the controller 100 ends the control, and the measured temperature difference ΔTw of the geothermal water is When it is not within the range of the set temperature difference ΔT input to the controller 100, the controller 100 controls the flow rate control valve 4 or the inverter pump to supply the geothermal water amount Vw supplied to the geothermal water heat exchanger 30. While controlling and supplying the geothermal water volume (Vw) by using the controller 100 is a compressor consisting of one constant speed compressor and at least one inverter compressor to control the amount of refrigerant (Vr) supplied to the geothermal water heat exchanger ( The refrigerant amount Vr is adjusted and supplied using the inverter compressor of 10).

상기 조절 공급된 지열수량(Vw)과 냉매량(Vr)으로 변화된 지열수의 온도차(ΔTw)를 다시 측정한다.The temperature difference ΔTw between the regulated supplied geothermal water amount Vw and the refrigerant amount Vr is measured again.

상기 측정된 지열수의 온도차(ΔTw)를 제어기(100)에 입력된 설정온도차(ΔT)와 다시 비교하여 상기 조절과정을 반복실행함으로써 부하부(50)의 변동되는 부하량에 대처하도록 한다.The measured temperature difference ΔTw of the geothermal water is compared with the set temperature difference ΔT input to the controller 100 to repeat the adjustment process to cope with the variable load of the load unit 50.

즉, 첨부된 도 5와 도시된 바와 같이 That is, as shown in Figure 5 attached

지열수 열교환기(30)에 급수관(2)으로 공급되어 회수관(3)으로 회수되는 지열수의 온도차(ΔTw)를 측정하는 지열수 온도차의 측정단계(S10)와;A measurement step (S10) of the geothermal water temperature difference which measures the temperature difference ΔTw of the geothermal water supplied to the geothermal water heat exchanger 30 to the water supply pipe 2 and recovered to the recovery pipe 3;

상기 측정단계(S10)에서 측정된 지열수의 온도차(ΔTw)와 제어기(100)에 입력된 설정온도차(ΔT)와 비교하는 비교단계(S20)와;A comparison step S20 of comparing the temperature difference ΔTw of the geothermal water measured in the measuring step S10 with the set temperature difference ΔT input to the controller 100;

상기 비교단계(S20)에서 설정온도차(ΔT) 범위 안에 지열수의 온도차(ΔTw)가 있을 경우에는 제어를 종료하는 종료단계(S50)와;An end step (S50) of terminating control when there is a temperature difference (ΔTw) of the geothermal water within the set temperature difference (ΔT) in the comparing step (S20);

상기 비교단계(S20)에서 설정온도차(ΔT) 범위 안에 지열수의 온도차(ΔTw)가 있지 않을 경우에는 지열수 열교환기(30)에 공급되는 지열수량(Vw)을 조절하는 지열수량 조절단계(S30)와;If there is no temperature difference (ΔTw) of the geothermal water in the set temperature difference (ΔT) in the comparison step (S20), the geothermal amount adjusting step (S30) for adjusting the geothermal water amount (Vw) supplied to the geothermal water heat exchanger (30) )Wow;

상기 지열수 열교환기(30)에 공급되는 냉매량(Vr)을 조절하는 냉매량 조절단계(S40)와;A refrigerant amount adjusting step (S40) of adjusting the amount of refrigerant Vr supplied to the geothermal water heat exchanger 30;

상기 지열수량 조절단계(S30)와 냉매량 조절단계(S40)에 의하여 변화된 지열수의 온도차(ΔTw)를 측정하는 측정단계(S10)를 반복실행하도록 하여 측정된 지열수의 온도차(ΔTw)가 설정온도차(ΔT)의 범위 안에 있도록 조절하여 지열을 이용한 냉난방장치가 최적의 효율을 발휘하도록 하는 것이다. The temperature difference (ΔTw) of the geothermal water measured by repeating the measurement step (S10) of measuring the temperature difference (ΔTw) of the geothermal water changed by the geothermal water amount adjustment step (S30) and the refrigerant amount adjustment step (S40). It is adjusted to be within the range of (ΔT) so that the geothermal heating and cooling system exhibits optimum efficiency.

이러한 본 발명은 실내에 설치되어 사용되는 실내 열교환기의 사용수량과 실내의 환경에 따라 변화하는 부하량에 따라 냉매의 온도와 압력 및 유량과 지열수 열교환기에 공급되는 지열수량을 부하부의 변화하는 부하량에 따라 지열수 열교환기에 설치되어 있는 온도센서로 측정되는 온도차와 제어기에 입력된 설정온도차를 비교하여 지열을 이용한 냉난방장치를 제어함으로써 냉난방장치의 최적의 효율을 얻을 수 있는 것이다.The present invention is the temperature, pressure and flow rate of the refrigerant and the amount of geothermal water supplied to the geothermal water heat exchanger according to the amount of load of the indoor heat exchanger installed and used in the room and the load of the air varies depending on the indoor environment. Accordingly, by comparing the temperature difference measured by the temperature sensor installed in the geothermal water heat exchanger with the set temperature difference input to the controller, it is possible to obtain the optimum efficiency of the air conditioning system by controlling the air conditioning unit using geothermal heat.

또한, 다수개의 인버터 콤프레샤를 병렬로 설치하여 사용함으로써 광범위하 게 변화하는 부하량에 대처할 수 있는 것이다.In addition, by installing a plurality of inverter compressors in parallel to cope with a wide range of load changes.

또한, 지열을 이용한 열교환기를 사용함으로써 냉난방에 필요한 에너지를 절약하는 효과가 있는 것이다.In addition, by using a heat exchanger using geothermal heat it is effective to save the energy required for heating and cooling.

Claims (2)

지열용 열교환기 급수관(2)과; 상기 지열용 열교환기 급수관(2)내의 지열수를 공급하는 지열수 펌프(1)와; 상기 지열수 펌프(1)로부터 공급되는 지열수량을 조절하는 유량조절 밸브(4)와; 상기 공급되는 지열수를 다시 지중으로 회수시키는 지열용 열교환기 회수관(3)과;A geothermal heat exchanger feed pipe (2); A geothermal water pump (1) for supplying geothermal water in the geothermal heat exchanger feed pipe (2); A flow control valve (4) for controlling the amount of geothermal water supplied from the geothermal water pump (1); A geothermal heat exchanger recovery tube (3) for recovering the supplied geothermal water back to the ground; 저온저압의 냉매가스를 고온고압의 냉매가스로 압축시키되, 다수개의 실내 열교환기(20)의 사용 개수에 따라 변화하는 부하량에 따라 제어기로부터 입력되는 신호를 받아 냉매가스의 압축용량을 용이하게 조절할 수 있도록 1대의 정속형 콤프레샤와 1대 이상의 인버터 콤프레샤가 병렬로 설치는 압축기(10)와; Compresses the refrigerant gas of low temperature and low pressure into the refrigerant gas of high temperature and high pressure, and can easily adjust the compression capacity of the refrigerant gas by receiving a signal input from the controller according to the load amount that varies according to the number of use of the plurality of indoor heat exchangers 20. A compressor (10) in which one constant speed compressor and one or more inverter compressors are installed in parallel; 상기 압축기(10)로부터 압축된 냉매가스의 방향을 전환시키는 4방변 밸브(40)와;A four-way valve 40 for changing the direction of the refrigerant gas compressed from the compressor 10; 상기 4방변 밸브(40)의 방향전환에 의하여 By changing the direction of the four-way valve 40 난방시에는 상기 지열수 펌프(1)로부터 공급되는 지열수의 지열로부터 열을 흡수하도록 증발기로 전환되고, 냉방시에는 공급되는 지열수에 열을 방출하도록 응축기로 전환되는 지열수 열교환기(30)와;The geothermal water heat exchanger 30 is switched to the evaporator to absorb heat from the geothermal heat of the geothermal water supplied from the geothermal water pump (1) when heating, and is converted to a condenser to release heat to the geothermal water supplied when cooling Wow; 난방시에는 상기 압축기(10)부터 공급되는 냉매가스의 열을 방출하도록 응축기로 전환되고, 냉방시에는 외부의 열을 흡수하도록 증발기로 전환되는 다수의 실내 열교환기(20)와;A plurality of indoor heat exchangers 20 converted to a condenser to emit heat of the refrigerant gas supplied from the compressor 10 when heated, and converted to an evaporator to absorb external heat when cooled; 상기 실내 열교환기(20)와 지열수 열교환기(30) 사이에 냉매가 이동하도록 형성된 배관(R4)에는 지열수 열교환기(30)측으로 설치된 전자팽창변 밸브(31)와;A pipe (R4) formed to move the refrigerant between the indoor heat exchanger (20) and the geothermal water heat exchanger (30), and an electromagnetic expansion valve (31) installed toward the geothermal water heat exchanger (30); 상기 각각의 실내 열교환기(20)와 배관(R4) 사이에 설치된 전자팽창변 밸브(21)와;An electromagnetic expansion valve (21) installed between each of the indoor heat exchangers (20) and the pipe (R4); 상기 지열수 열교환기(30) 부분에 설치되어 있는 온도센서(T1, T2)로부터 입력되는 신호에 의하여 구성요소를 제어하도록 형성된 제어기(100)로 이루어지되,Consists of a controller 100 formed to control the component by the signal input from the temperature sensors (T1, T2) installed in the geothermal water heat exchanger 30, 난방시에는,At the time of heating, 상기 증발기 기능의 지열수 열교환기(30)로부터 지열을 흡수한 냉매가스는 배관(R3)을 통하여 4방변 밸브(40)로 공급되며,The refrigerant gas absorbed from the geothermal water heat exchanger 30 of the evaporator function is supplied to the four-way valve 40 through the pipe (R3), 상기 4방변 밸브(40)는 공급되는 냉매가스는 배관(R5)을 통하여 압축기(10)에 공급되어 고온고압의 냉매가스로 전환하되, 제어기(100)로부터 입력되는 신호에 의하여 압축기(10)는 냉매가스의 온도와 압력 및 유량을 조절공급하고,The four-way valve 40 is supplied with the refrigerant gas is supplied to the compressor 10 through the pipe (R5) is converted into a refrigerant gas of high temperature and high pressure, the compressor 10 by the signal input from the controller 100 Supply and regulate the temperature, pressure and flow rate of refrigerant gas, 상기 압축기(10)에 의하여 조절공급되는 고온고압의 냉매가스는 배관(R1)을 통하여 4방변 밸브(40)로 공급되고, The high temperature and high pressure refrigerant gas regulated and supplied by the compressor 10 is supplied to the four-way valve 40 through the pipe R1. 상기 4방변 밸브(40)로 공급된 고온고압의 냉매가스는 배관(R2)을 통하여 응축기 기능을 하는 다수개의 실내 열교환기(20)에 공급되고,The high temperature and high pressure refrigerant gas supplied to the four-way valve 40 is supplied to a plurality of indoor heat exchangers 20 functioning as a condenser through a pipe R2. 상기 실내 열교환기(20)에서 열을 방출한 냉매는 완전히 열려있는 전자팽창변 밸브(21)를 통과하여 팽창되지 않은 상태로 배관(R4)에 공급되고, 상기 배관(R4)에 공급된 냉매는 전자팽창변 밸브(31)에서 팽창되고, 상기 전자팽창변 밸브(31)에서 팽창된 냉매는 증발기 기능의 지열수 열교환기(30)에 공급되며,The refrigerant that has released heat from the indoor heat exchanger 20 passes through the fully open electromagnetic expansion valve 21 and is supplied to the pipe R4 without being expanded, and the refrigerant supplied to the pipe R4 is electrons. The refrigerant expanded in the expansion valve 31, the refrigerant expanded in the electromagnetic expansion valve 31 is supplied to the geothermal water heat exchanger 30 of the evaporator function, 냉방시에는,At the time of cooling, 상기 증발기 기능의 실내 열교환기(20)로부터 외부열을 흡수한 냉매가스는 배관(R2)을 통하여 4방변 밸브(40)로 공급되며,The refrigerant gas absorbing the external heat from the indoor heat exchanger 20 of the evaporator function is supplied to the four-way valve 40 through the pipe (R2), 상기 4방변 밸브(40)는 공급되는 냉매가스는 배관(R5)을 통하여 압축기(10)에 공급되어 고온고압의 냉매가스로 전환되되, 제어기(100)로부터 입력되는 신호에 의하여 압축기(10)는 냉매가스의 온도와 압력 및 유량을 조절공급하고,The four-way valve 40 is supplied with the refrigerant gas is supplied to the compressor 10 through the pipe (R5) is converted into a refrigerant gas of high temperature and high pressure, the compressor 10 by the signal input from the controller 100 Supply and regulate the temperature, pressure and flow rate of refrigerant gas, 상기 압축기(10)에 의하여 조절공급되는 고온고압의 냉매가스는 배관(R1)을 통하여 4방변 밸브(40)로 공급되고, The high temperature and high pressure refrigerant gas regulated and supplied by the compressor 10 is supplied to the four-way valve 40 through the pipe R1. 상기 4방변 밸브(40)로 공급된 고온고압의 냉매가스는 배관(R3)을 통하여 응축기 기능을 하는 지열수 열교환기(30)에 공급되고,The high temperature and high pressure refrigerant gas supplied to the four-way valve 40 is supplied to the geothermal water heat exchanger 30 which functions as a condenser through a pipe R3. 상기 지열수 열교환기(30)에서 열을 방출한 냉매는 완전히 열려있는 전자팽창변 밸브(31)을 통과하여 팽창되지 않은 상태로 배관(R4)에 공급되고, 상기 배관(R4)에 공급된 냉매는 전자팽창변 밸브(21)에서 팽창되고, The refrigerant that has released heat from the geothermal water heat exchanger (30) is supplied to the pipe (R4) without being expanded through the fully open electromagnetic expansion valve (31), the refrigerant supplied to the pipe (R4) Is expanded in the electromagnetic expansion valve (21), 상기 전자팽창변 밸브(21)에서 팽창된 냉매는 증발기 기능의 실내 열교환기(20)에 공급되도록 구성된 지열을 이용한 냉난방장치의 제어방법에 있어서,In the control method of the air-conditioning and heating device using geothermal heat configured to supply the refrigerant expanded by the electromagnetic expansion valve 21 to the indoor heat exchanger 20 of the evaporator function, 지열수 열교환기(30)에 급수관(2)으로 공급되어 회수관(3)으로 회수되는 지열수의 온도차(ΔTw)를 측정하는 지열수 온도차의 측정단계(S10)와;A measurement step (S10) of the geothermal water temperature difference which measures the temperature difference ΔTw of the geothermal water supplied to the geothermal water heat exchanger 30 to the water supply pipe 2 and recovered to the recovery pipe 3; 상기 측정단계(S10)에서 측정된 지열수의 온도차(ΔTw)와 제어기(100)에 입력된 설정온도차(ΔT)와 비교하는 비교단계(S20)와;A comparison step S20 of comparing the temperature difference ΔTw of the geothermal water measured in the measuring step S10 with the set temperature difference ΔT input to the controller 100; 상기 비교단계(S20)에서 설정온도차(ΔT) 범위 안에 지열수의 온도차(ΔTw)가 있을 경우에는 제어를 종료하는 종료단계(S50)와;An end step (S50) of terminating control when there is a temperature difference (ΔTw) of the geothermal water within the set temperature difference (ΔT) in the comparing step (S20); 상기 비교단계(S20)에서 설정온도차(ΔT) 범위 안에 지열수의 온도차(ΔTw)가 있지 않을 경우에는 지열수 열교환기(30)에 공급되는 지열수량(Vw)을 조절하는 지열수량 조절단계(S30)와;If there is no temperature difference (ΔTw) of the geothermal water in the set temperature difference (ΔT) in the comparison step (S20), the geothermal amount adjusting step (S30) for adjusting the geothermal water amount (Vw) supplied to the geothermal water heat exchanger (30) )Wow; 상기 지열수 열교환기(30)에 공급되는 냉매량(Vr)을 조절하는 냉매량 조절단계(S40)와;A refrigerant amount adjusting step (S40) of adjusting the amount of refrigerant Vr supplied to the geothermal water heat exchanger 30; 상기 지열수량 조절단계(S30)와 냉매량 조절단계(S40)에 의하여 변화된 지열수의 온도차(ΔTw)를 측정하는 측정단계(S10)부터 다시 반복실행하도록 하는 것을 특징으로 하는 지열을 이용한 냉난방장치의 제어방법. Control of the air-conditioning and heating device using geothermal heat characterized in that it is repeated again from the measurement step (S10) of measuring the temperature difference (ΔTw) of the geothermal water changed by the geothermal water amount control step (S30) and the refrigerant amount control step (S40). Way. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 지열수 펌프(1)는 지열수량(Vw)을 유량조절 밸브(4)와 함께 조절할 수 있도록 인버터 펌프를 사용하는 것을 특징으로 하는 지열을 이용한 냉난방장치의 제어방법. The geothermal water pump (1) is a control method of a geothermal heating and cooling device using a geothermal heat, characterized in that to use the inverter pump to adjust the amount of geothermal water (Vw) with a flow control valve (4).
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