KR100866737B1 - Hybrid heat pump type heat and cooling system with feeding steam water - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 하이브리드 히트펌프 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 냉방사이클과 난방사이클이 이루어지는 히트펌프 시스템에 급탕열교환기를 더 구비하여 냉방과 난방 및 급탕이 선택적으로 이루어질 뿐만 아니라, 냉방과 급탕, 및 난방과 급탕이 동시에 이루어질 수 있는 급탕기능을 갖는 하이브리드 히트펌프 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a hybrid heat pump system, and more particularly, a heat pump system having a cooling cycle and a heating cycle is further provided with a hot water supply heat exchanger to selectively perform cooling and heating and hot water supply, as well as cooling and hot water supply, and heating. The present invention relates to a hybrid heat pump system having a hot water supply function, in which a super hot water supply can be performed at the same time.
일반적으로, 히트펌프 시스템은, 기본적으로 냉방 사이클과 난방 사이클을 동일한 유닛 안에 내장하여 냉각, 가열이 겸용으로 이루어지며, 한 대의 유닛으로 하절기에는 냉방 사이클에 의해 냉방을 수행하고, 동절기에는 역사이클로 전환시켜 난방 및 급탕을 수행하는 시스템이다.In general, the heat pump system is basically a cooling cycle and a heating cycle in the same unit, the cooling and heating are combined, one unit performs the cooling by the cooling cycle in the summer, the reverse cycle in the winter System to perform heating and hot water supply.
이러한, 히트펌프 냉난방 시스템은 가스엔진 구동형(GHP; Gas Heat Pump), 전기 압축형(EHP; Electric Heat Pump) 또는 지열원형(GSHPs; Ground Source Heat Pumps)을 이용한 냉난방 시스템으로 구성되는 바, 이들 GHP, EHP 및 GSHPs는 모두 냉매의 히트펌프 사이클 순환을 통해 이루어진다.The heat pump air-conditioning system is composed of a heating and cooling system using a gas engine driven type (GHP; Gas Heat Pump), electric compression type (EHP; Electric Heat Pump), or ground source heat pumps (GSHPs). GHP, EHP and GSHPs are all made through the heat pump cycle circulation of the refrigerant.
또한, 히트펌프 냉난방 시스템은 냉매의 양방향 흐름을 통해 저온을 고온으로 전환하거나 고온을 저온으로 전환하여 냉방과 난방을 동시에 수행하는 시스템으로서, 히트펌프 냉난방 시스템은 한대의 실외 열원공급기기에 다수의 실내기가 연결되거나, 한대의 실내기에 다수의 실외 열원공급기기가 연결되거나, 실내기와 실외열원공급기기가 각각 한대씩 연결되어 사용된다.In addition, the heat pump air-conditioning system is a system for cooling and heating at the same time by switching the low temperature to high temperature or the high temperature to low temperature through the bi-directional flow of the refrigerant, the heat pump air-conditioning system is a number of indoor units in one outdoor heat source supply equipment Is connected, or a plurality of outdoor heat source devices are connected to one indoor unit, or one indoor unit and one outdoor heat source device are connected to each other.
종래의 히트펌프 냉난방 시스템은 압축기, 사방변 밸브, 공기 열교환기, 팽창밸브 및 실내기가 냉매 순환회로에 의해 연결되는 한편 상기 실내기 각각은 팽 창밸브 및 실온감지센서와 함께 다수 마련된 채 다수의 실내공간에 설치되는 구성을 가지며, 흔히, 자체의 열교환기가 실외기팬의 송풍에 의해 공냉식으로 냉매를 증발 또는 응축시키는 구조를 갖는다.Conventional heat pump air-conditioning system has a compressor, a four-way valve, an air heat exchanger, an expansion valve and an indoor unit connected by a refrigerant circulation circuit, while each indoor unit is provided with a plurality of expansion valves and a room temperature sensor and a plurality of indoor spaces. It has a configuration that is installed in, often, its own heat exchanger has a structure for evaporating or condensing the refrigerant by air cooling by the blowing of the outdoor fan.
하지만, 이러한 종래의 히트펌식 냉난방 시스템은 냉난방 사이클의 선택적인 운전을 통해 실내에 대한 냉방이나 난방을 수행할 뿐 급탕공급기능을 갖지 못하여 그 범용성이 크게 떨어지는 문제점을 가지고 있었다.However, the conventional heat pump type air-conditioning system has a problem that its versatility is greatly reduced since it does not have a hot water supply function by performing cooling or heating of the room through selective operation of an air conditioning cycle.
한편, 이러한 히트펌프 시스템의 문제점을 해결하기 위해 급탕이 공급되는 냉난방 시스템들이 안출된 바 있다.Meanwhile, in order to solve the problem of the heat pump system, heating and cooling systems in which hot water is supplied have been devised.
일예로, 특허등록 제567491호인, 히트펌프 급탕장치가 안출된 바 있으며 이는 압축기와, 방열기와, 감압부와, 흡열기와, 상기 압축기와, 상기 방열기와, 상기 감압부와, 상기 흡열기를 폐회로로 구성하는 냉매 유로를 갖는 히트 펌프 사이클과, 상기 방열기의 냉매 유로와 열교환을 실행하는 수류로를 갖는 열교환기와, 상기 수류로에 수돗물을 공급하는 급수관과, 상기 수류로로부터 급탕 단말로 유수하 도록 접속하는 급탕관과, 온수를 저장하는 저류 탱크와, 상기 저류 탱크와 상기 수류로를 접속하여 형성된 물 순환로와, 상기 저류 탱크로부터 유출하는 온수와 상기 수류로로부터의 온수를 혼합하여, 상기 급탕 회로로 통수하는 혼합부를 구비하며, 온수를 저장하는 경우에는 상기 물 순환로에 의해 상기 저류 탱크에 상기 열교환기에 의해 승온된 온수가 저장되도록 하고 있다.For example, patent registration No. 556791, a heat pump hot water supply device has been devised, which is a compressor, a radiator, a decompression unit, a heat absorber, the compressor, the radiator, the decompression unit, and the heat absorber in a closed circuit A heat pump cycle having a refrigerant flow path constituting a heat exchanger, a heat exchanger having a flow path for exchanging heat with the refrigerant flow path of the radiator, a water supply pipe for supplying tap water to the water flow path, and a flow of water from the water flow path to the hot water supply terminal A hot water supply pipe, a storage tank for storing hot water, a water circulation path formed by connecting the storage tank and the water flow path, hot water flowing out of the storage tank, and hot water from the water flow path to the hot water supply circuit. It is provided with a mixing unit for passing water, in the case of storing hot water, the hot water heated by the heat exchanger to the storage tank by the water circulation path It is to be stored.
다른 예로서, 특허등록 제540362호인, 히트펌프를 구비한 냉난방 급탕시스템이 안출된 바 있으며 이는, 압축기, 응축기, 팽창밸브 및 증발기가 순차적으로 연결되어 냉동사이클을 이루고 있는 냉동기와, 압축기, 과열열교환기, 사방제어밸브, 주열교환기, 양방향팽창밸브, 보조열교환기가 순차적으로 연결되어 냉난방사이클을 이루고 있는 히트펌프와, 상기 냉동기의 응축기 및 상기 히트펌프의 과열열교환기와의 열교환으로 얻어진 고온의 온수를 저장 및 공급하기 위한 급탕공급수단 및 상기 히트펌프의 주열교환기와의 열교환으로 얻어진 저온 또는 고온의 열매체를 냉난방에 사용하기 위하여 저장 및 순환시키기 위한 열매체순환수단으로 구성되어 있다.As another example, Patent No. 54,362, a heating / cooling hot water supply system with a heat pump was devised. The compressor, the condenser, the expansion valve, and the evaporator were sequentially connected to form a refrigeration cycle, a compressor, and superheat heat exchange. Heat pump, four-way control valve, main heat exchanger, two-way expansion valve, auxiliary heat exchanger is connected in sequence to form a heating and cooling cycle, the hot water obtained by heat exchange between the condenser of the refrigerator and the superheat heat exchanger of the heat pump. And a heat medium circulating means for storing and circulating the hot water supply means for supplying and the low or high temperature heat medium obtained by heat exchange with the main heat exchanger of the heat pump for use in cooling and heating.
이와 같이 종래 급탕이 공급되는 냉난방 히트펌프들은, 냉난방과 더불어 급탕을 추가적으로 공급하도록 함으로써 사용성이 크게 향상되도록 하고 있으나, 급탕의 공급이 원활하게 이루어지지 않고, 급탕시에 냉방효율이 떨어지거나 또는 냉방시에 급탕효율이 저하되는 등의 문제점이 발생된다.As described above, the conventional heating and cooling heat pumps to which hot water supply is supplied have an additional supply of hot water along with heating and cooling to greatly improve the usability. However, the supply of hot water is not smoothly performed, and the cooling efficiency of the hot water supply decreases or during cooling. Problems such as deterioration of hot water supply efficiency occur.
본 발명은, 종래 냉난방 히트펌프 시스템이 지닌 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 실내기의 일측에 직접 또는 간접적으로 물순환되는 급탕 열교환기를 더 구비하여 하나의 유닛에 의해 냉방, 난방 및 급탕은 물론, 냉방과 급탕, 난방과 급탕을 병행하여 사용할 수 있을 뿐만 아니라, 냉방과 난방 및 급탕을 혼용함에 있어서 기능이 저하되는 것을 방지할 수 있도록 한 급탕기능을 갖는 하이브리드 히트펌프 시스템을 제공함에 그 목적이 있다.The present invention has been made to solve the problems of the conventional heating and cooling heat pump system, further comprising a hot water supply heat exchanger that is directly or indirectly water-circulated on one side of the indoor unit, as well as cooling, heating and hot water supply by one unit, It is an object of the present invention to provide a hybrid heat pump system having a hot water supply function, which can be used in combination with cooling and hot water supply, heating and hot water supply, and also prevents a decrease in function when mixing cooling and heating and hot water supply. .
상기 목적을 달성하기 위한 수단으로 본 발명인 급탕기능을 갖는 하이브리드 히트펌프 시스템은, 실외기와, 실내기가 제어부에 의해 제어되고 상기 실외기와 실내기를 순환하는 냉난방용 냉매순환부를 따라 압축기, 4방변밸브, 실외열교환기, 팽창밸브 및 실내열교환기가 연속적으로 설치되어 상기 4방변 밸브의 냉매흐름절환에 따라 냉난방을 선택적으로 수행하는 냉난방시스템에 있어서, 수도전의 직수가 유입되는 유입관과 상기 유입관으로부터 유입된 공급수가 다시 토출되는 토출관이 연결되어 간접적으로 열교환되는 열교환관과 내부에 축열수가 수용된 축열탱크와, 상기 축열탱크의 내부에 수용되어 축열수를 가열하는 히터를 갖는 급탕열교환기와;상기 냉난방시스템의 냉매순환부를 따라 순환하는 냉매가 상기 급탕열교환기의 축열탱크 내부를 통과할 수 있도록 상기 냉매순환부와 축열탱크를 서로 연결하는 흡열관; 및 상기 흡열관에 설치되어 상기 냉매의 흐름을 제어하는 흡열제어밸브를 구비하며, 상기 냉매순환부의 흡입저압관에 구비된 온도센서의 동작에 따라 상기 냉매의 제상흡열량을 보완하여 실외 열교환기의 제상이 자동으로 병행되도록, 상기 흡열제어밸브는 제상 시 냉매가 상기 흡열관을 경유하는 과정에서 상기 축열탱크의 축열수로부터 열을 흡수한 다음 배출될 수 있도록 자동 제어되는 것을 특징으로 한다.Hybrid heat pump system having a hot water supply function of the present invention as a means for achieving the above object, the outdoor unit, the indoor unit is controlled by a control unit, along the refrigerant and cooling refrigerant circulation unit for circulating the outdoor unit and the indoor unit compressor, four-way valve, outdoor In a cooling and heating system in which a heat exchanger, an expansion valve, and an indoor heat exchanger are continuously installed to selectively perform cooling and heating according to the refrigerant flow switching of the four-way valve, an inflow pipe into which direct water from a tap water flows in and an inflow pipe from the inflow pipe A hot water supply heat exchanger having a heat exchanger tube in which heat is supplied indirectly and the heat exchanger tube indirectly exchanged with the discharge pipe discharged again, and a heat storage tank in which heat storage water is received, and a heater accommodated in the heat storage tank to heat the heat storage water; The refrigerant circulating along the refrigerant circulation is inside the heat storage tank of the hot water heat exchanger. An endothermic tube connecting the refrigerant circulation portion and the heat storage tank to each other so as to pass therethrough; And an endothermic control valve installed in the endothermic tube to control the flow of the refrigerant, and supplementing the defrost endothermic amount of the refrigerant according to the operation of the temperature sensor provided in the suction low pressure tube of the refrigerant circulation part of the outdoor heat exchanger. The endothermic control valve is automatically controlled to absorb the heat from the heat storage water of the heat storage tank in the process of passing through the heat absorbing tube during the defrost, and then discharged automatically.
상기 실내기의 실내열교환기의 일측에는 난방시에 실내온도의 상승을 유도하는 난방보조히터가 더 구비될 수 있다.One side of the indoor heat exchanger of the indoor unit may be further provided with a heating auxiliary heater for inducing a rise in the room temperature during heating.
상기와 같이 구성된 본 발명인 급탕기능을 갖는 하이브리드 히트펌프 시스템은, 하나의 유닛에 의해 냉방 및 난방수단으로 사용할 수 있을 뿐만 아니라, 급탕기능을 병행하여 사용하도록 하여 범용성이 뛰어나도록 하고, 냉방운전과 난방운전 및 급탕운전이 하나의 제어부에 의해 이루어지도록 하여 사용성이 향상되도록 하며, 냉난방 운전에 관계없이 급탕기능을 사용할 수 있어, 항시 일정한 온도의 따뜻한 온수를 사용자가 사용할 수 있도록 한다.Hybrid heat pump system having a hot water supply function of the present invention configured as described above can not only be used as a cooling and heating means by a single unit, but also by using a hot water supply function in parallel to provide excellent versatility, cooling operation and heating Operation and hot water operation is performed by one control unit to improve usability, and the hot water supply function can be used regardless of the heating and cooling operation, so that the user can always use warm hot water at a constant temperature.
더욱이, 냉방의 운전시에 급탕기능의 온도가 저하되거나 또는 급탕운전에 의해 냉방의 온도가 상승되는 것을 방지하여 효율적인 냉난방 및 급탕 사이클이 이루어질 수 있다.Further, the temperature of the hot water supply function is lowered during the cooling operation or the temperature of the cooling is not increased by the hot water supply operation, thereby making it possible to perform an efficient heating and heating cycle.
본 발명의 특징 및 이점들은 첨부도면에 의거한 다음의 상세한 설명으로 더욱 명백해질 것이며, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 발명자가 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.The features and advantages of the present invention will become more apparent from the following detailed description based on the accompanying drawings, and the terminology or words used in the specification and claims are used to explain the invention in its best way. Based on the principle that the concept of can be properly defined, it should be interpreted as meaning and concept corresponding to the technical idea of the present invention.
도 1은 본 발명인 급탕기능을 갖는 하이브리드 히트펌프 시스템의 구성을 나타낸 구성도이고, 도 2는 본 발명인 급탕기능을 갖는 하이브리드 히트펌프 시스템의 제어를 나타낸 개념도이며, 도 3은 본 발명인 급탕기능을 갖는 하이브리드 히트펌프 시스템의 다른구성을 나타낸 구성도이며, 도 4는 본 발명인 급탕기능을 갖는 하이브리드 히트펌프 시스템에 의해 냉방과 급탕운전이 이루어지는 것을 나타낸 구성도이다.1 is a block diagram showing the configuration of a hybrid heat pump system having a hot water supply function of the present invention, Figure 2 is a conceptual diagram showing the control of a hybrid heat pump system having a hot water supply function of the present invention, Figure 3 is a hot water supply function of the present invention It is a block diagram which shows the other structure of a hybrid heat pump system, and FIG. 4 is a block diagram which shows cooling and a hot water operation by the hybrid heat pump system which has the hot water supply function of this invention.
도시된 바와 같이 본 발명인 급탕기능을 갖는 하이브리드 히트펌프 시스템은, 실외기(10)와, 실내기(20)가 제어부에 의해 제어되고 상기 실외기(10)와 실내기(20)를 순환하는 냉난방용 냉매순환부를 따라 압축기(1), 4방변밸브(2), 실외열교환기(3), 팽창밸브(4) 및 실내열교환기(5)가 연속적으로 설치되어 상기 4방변 밸브의 냉매흐름절환에 따라 냉난방을 선택적으로 수행하는 냉난방시스템에 관한 것으로서, 수도전의 직수가 유입되는 유입관(111)과 상기 유입관(111)으로부터 유입된 공급수가 다시 토출되는 토출관(112)이 연결되어 간접적으로 열교환되는 열교환관(113)과 내부에 축열수가 수용된 축열탱크(110)와, 상기 축열탱크(110)의 내부에 수용되는 축열수를 가열하는 히터(130)를 갖는 급탕열교환기(100)와, 상기 냉매순환부를 순환하는 냉매가 축열탱크(110)를 통과할 수 있도록 냉매순환부와 축열탱크(110)를 서로 연결하며, 일부는 상기 급탕열교환기(100)의 축열탱크(110)의 내부측에 유입되는 흡열관(210) 및 냉매가 축열탱크(110)를 통과하면서 축열수로부터 열을 흡열할 수 있도록, 상기 흡열관(210)의 냉매 흐름을 조절하는 흡열제어밸브(220)를 더 포함되어 이루어진다.As shown, the hybrid heat pump system having a hot water supply function according to the present invention includes an
상기 축열탱크(110)의 내부에 구비된 열교환관(113)에 연결되는 유입관(111)은 수도전의 직수가 직접적으로 공급되어 입수되는 것으로, 급탕운전시에 생성된 축열탱크(110)의 축열수와 열교환하여 상기 토출관(112)을 통해 사용자에게 급탕수를 공급하여 준다.The
또한, 상기 흡열관(210)은, 축열탱크(110)의 내부측으로 유입되어 축열탱크(110)의 내부측을 순환하도록 구성되어 있는 바, 냉매순환부를 타고 순환되는 고온 고압의 냉매가스가 축열탱크 내부의 축열수와 열교환하여 응축액화된다.In addition, the
상기 실내기(20)의 실내열교환기(5)의 일측에는 난방시에 실내온도의 상승을 유도하는 난방보조히터(230)가 더 구비된다.One side of the indoor heat exchanger 5 of the
상기 난방보조히터(230)는, 전기적으로 연결되어 제어부의 난방가동시에 자체적으로 열선히터와 같이 열을 공급하여 주는 것으로, 난방보조히터(230)의 가열에 의해 실내기(20)의 팬으로부터 난방공기가 송풍됨에 있어서, 난방효율성이 크게 향상된다.The heating
또한, 도 3에 도시된 바와 같이 상기 유입관(111)과 토출관(112)은 연결관에 의해 연결되지 않고, 상기 축열탱크(110) 내부에 각각 일측이 인입되어 직접적으로 연결됨으로써 상기 유입관(111)을 통해 축열탱크(110)의 내부로 유입된 직수가 상기 축열탱크(110)의 내부의 축열수에 의해 직접적으로 열교환되어 상기 토출관(112)을 통해 사용자에게 급탕수가 공급되도록 할 수 있다.In addition, as shown in FIG. 3, the
상기와 같이 구성된 본 발명인 급탕기능을 갖는 하이브리드 히트펌프 시스템은, 도 4에 도시된 바와 같이 냉방과 급탕은 물론, 냉방, 난방, 급탕이 각각 별도로 운전되어 사용자가 필요한 운전을 선택하여 사용할 수 있음으로써 범용성이 향상된다. 또한, 도시는 생략되었지만 아래에서 설명하는 바와 같이, 난방과 급탕으로 운전될 수도 있다.Hybrid heat pump system having a hot water supply function of the present invention configured as described above, as shown in Figure 4, as well as cooling, heating, hot water is operated separately, so that the user can select and use the required operation Versatility is improved. In addition, although not shown, it may be operated by heating and hot water supply as described below.
상기 축열탱크(110)의 내부에는 축열탱크(110) 내부의 수온온도를 감지하여 상기 히터(130)의 가동여부를 설정하는 수온센서(140)가 더 구비되어 있음에 따라, 수온센서(140)의 수온감지를 통해 히터(130)의 전열시간이 결정된다.In the
또한, 상기 급탕열교환기(100)의 일측에는 냉방시에 급탕온수의 온도하락을 방지하도록 냉매의 흐름을 제어하는 바이패스밸브(150)가 더 구비되어 있어서, 냉방과 급탕을 동시에 이용할 경우 순환되는 냉매는 급탕열교환기(100)를 거치지 않게 되므로 축열수로부터의 흡열에 의한 간섭이 일어나지 않도록 하여 냉방의 효율성이 저하되는 것을 방지한다. 아울러, 급탕은 히터(130)에 의해 단독으로 이루어질 수 있게 된다.
물론, 바이패스밸브(150)를 이용해서 상술한 바와 같이 냉방과 급탕을 서로 분리하여 동시에 이루어질 수 있도록 할 수도 있지만, 상기 냉매의 간섭에 의한 냉방시의 효율성 저하를 어느 정도 감수하면서 냉방과 급탕을 동시에 공급할 수도 있을 것임은 당업자 수준에서 자명할 것이다.In addition, one side of the hot water supply heat exchanger (100) is further provided with a
Of course, the
상기와 같이 구성된 본 발명인 급탕기능을 갖는 하이브리드 히트펌프 시스템은, 실내기에 구비된 마이컴 콘트롤러(미도시)에 의해 제어되며 사용자가 냉방과 급탕모드를 선택하여 가동시키면, 냉방모드와 급탕모드가 동시에 가동되는 것으로, 이와 같이 냉방과 급탕기능이 동시에 이루어질 때, 실내온도가 설정된 희망온도에 도달하면 급탕단독모드로 절환되고, 축열탱크의 물온도가 희망온도에 도달하면 냉방단독모드로 자동절환되어 운전되며, 냉방과 급탕기능이 모두 설정된 온도에 도달하면 양 모드는 운전대기상태로 전환된다.The hybrid heat pump system having a hot water supply function of the present invention configured as described above is controlled by a microcomputer controller (not shown) provided in an indoor unit, and when the user selects and operates the cooling and hot water mode, the cooling mode and the hot water mode operate simultaneously. In this way, when the cooling and hot water supply function is performed at the same time, when the indoor temperature reaches the desired temperature, it is switched to the hot water only mode, and when the water temperature of the heat storage tank reaches the desired temperature, it is automatically switched to the cooling alone mode and operated. When both cooling and hot water supply reach the set temperature, both modes are switched to standby mode.
또한, 본 발명인 급탕기능을 갖는 하이브리드 히트펌프 시스템은, 실내기에 구비된 마이컴 콘트롤러에 의해 난방과 급탕기능이 동시에 가동될 수 있으며, 사용자가 난방과 급탕기능을 선택하여 구동시키면 실내의 난방과 급탕수의 공급이 진행되는 바, 실내온도가 설정된 온도에 도달하면 급탕단독모드로 절환되고, 축열탱크의 물온도가 설정된 온도에 도달하면 난방단독모드로 절환되며, 난방과 급탕수 모두 설정된 온도에 도달되면, 양 모드는 운전대기 상태로 전환된다.In addition, the present invention hybrid heat pump system having a hot water supply function, the heating and hot water supply function can be operated at the same time by the microcomputer controller provided in the indoor unit, when the user selects and drives the heating and hot water supply function of the room heating and hot water supply When the supply temperature is in progress, when the indoor temperature reaches the set temperature, it is switched to the hot water supply alone mode. When the water temperature of the heat storage tank reaches the set temperature, it is switched to the heating alone mode. Both modes are switched to standby mode.
상기와 같이 구성된 본 발명인 급탕기능을 갖는 하이브리드 히트펌프 시스템의 냉방은, 압축기(1)에서 토출된 냉매가스가 실외열교환기(3)에서 방열되어 응축액화한 후, 실내기(20)의 수액기출구에서 실내측 팽창밸브(4)를 지나 저온저압액으로 단열팽창한 다음, 실내열교환기(5)로 유입되어 실내의 공기로부터 열을 흡입하여 저온저압가스로 상변화되어 급탕열교환기에서의 급탕수 온도의 하락을 방지하기 위해 상기 바이패스밸브(150)에 의해 우회되어 4방변밸브를 지나 다시 압축기(1)로 유입되는 사이클이 반복되어 이루어진다.In the cooling of the hybrid heat pump system having the hot water supply function according to the present invention configured as described above, after the refrigerant gas discharged from the compressor 1 is radiated by the outdoor heat exchanger 3 to condense the liquid, the sap outlet of the
또한, 난방은, 압축기(1)에서 토출된 냉매가스가 실내기(20)에 설치된 급탕열교환기(100)를 우회하여 실내열교환기(5)에서 방열하여 응축액화 하는 바, 이 때 응축열을 송풍팬으로 실내로 유입시켜 실내의 난방이 이루어진다. 또한, 응축액화된 냉매가스는 실내기의 수액기에 인입되어 실외측 팽창밸브(4)를 지나저온저압액으로 단열팽창한 후, 실외열교환기(3)에서 외부의 열을 흡입하여 저온저압가스로 상변화한 후, 4방변 밸브(2)를 지나 다시 압축기(1)로 유입되는 사이클이 반복되어 이루어진다.In addition, the heating of the refrigerant gas discharged from the compressor (1) bypasses the hot water supply heat exchanger (100) installed in the indoor unit (20) to dissipate the heat in the indoor heat exchanger (5), and condensation heat is blown at this time. Inflowing into the room is achieved by heating the room. In addition, the condensed refrigerant gas is introduced into the receiver of the indoor unit, and is adiabaticly expanded with a low temperature low pressure liquid through the outdoor expansion valve (4), and then sucks external heat from the outdoor heat exchanger (3) to form a low temperature low pressure gas. After the change, the cycle flowing through the four-way valve (2) again into the compressor (1) is repeated.
본 발명인 급탕기능을 갖는 하이브리드 히트펌프 시스템에 의한 급탕은, 상기 급탕열교환기(100)에 의해 이루어지는 바, 상기 축열탱크(110)의 내부에서 축열된 공급수가 유입관(111)과 토출관(112) 및 이들을 연결하는 열교환관(113)을 타고 순환되는 바, 이 때, 상기 열교환관(113)이 축열탱크(110)의 내부에서 간접적으로 열교환되어 상기 히터(130)에 의해 데워진 축열탱크(110)의 내부 축열수에 의해 급탕이 공급된다.Hot water supply by the hybrid heat pump system having a hot water supply function of the present invention is made by the hot water
또한, 도 3에 도시된 바와 같이 상기 유입관(111)과 토출관(112)이 상기 축 열탱크(110) 내부에 직접적으로 연결될 경우, 상기 유입관(111)을 통해 축열탱크(110)의 내부로 유입된 공급수는 축열탱크(110) 내부에서 열교환되어 상기 토출관(112)을 통해 토출됨으로써 급탕이 공급된다.In addition, as shown in FIG. 3, when the
이와 같이 급탕이 공급되는 동안에 냉방을 가동할 경우, 상기 바이패스밸브(150)에 의해 순환되는 냉매가 급탕열교환기(100)측으로 간섭되지 못함으로써, 급탕열교환기(100)의 열교환효율이 상승되어 냉방과 상관없이 사용자는 필요한 온도의 온수를 공급받아 사용할 수 있다.When cooling is operated while the hot water is supplied in this way, the refrigerant circulated by the
뿐만 아니라, 이와 같이 바이패스밸브(150)에 의해 순환되는 냉매가 급탕열교환기에 간섭되는 것이 방지됨으로써 냉매사이클의 냉매효율이 저하되는 것이 차단될 수 있어 실내 냉방효과 역시 저하되지 않는다.In addition, since the refrigerant circulated by the
또한, 본 발명인 급탕기능을 갖는 하이브리드 히트펌프 시스템은, 제상시에 제상흡열량의 보완이 필요한 경우, 압축기(1) 흡입저압관의 온도센서에 의해 상기 축열탱크(110)의 열량을 냉매에 공급될 수 있도록 하는데, 이는 제상운전시에 상기 흡열제어밸브(220)가 전자밸브라인을 제어하여 냉매가 하부측의 흡열관(210)만을 경유하도록 함으로써, 축열탱크(110) 내부의 축열수의 온도 하강을 최소화함과 동시에, 제상 운전시에 실내열교환기(5)에서의 공기열원의 흡열량이 부족하여 냉매가 실외 열교환기(3)의 제상을 원활하게 수행하지 못할 경우에도, 냉매가 축열탱크(110)의 축열수에서 열을 흡수하여 제상을 자동적으로 보완한다.In addition, the hybrid heat pump system having a hot water supply function of the present invention, when the defrost heat absorption amount needs to be supplemented at the time of defrosting, the heat amount of the
본 발명인 급탕기능을 갖는 하이브리드 히트펌프 시스템은 도시하고 설명한 것 이외에도 다양하게 변형실시가 가능한 것으로 본 발명의 목적범위를 일탈하지 않는 한, 변형되는 실시예들은 모두 본 발명의 권리범위에 포함되어 해석되어야 한다.Hybrid heat pump system having a hot water supply function of the present invention is capable of various modifications in addition to those shown and described as long as it does not depart from the scope of the present invention, all modified embodiments should be included in the scope of the present invention to be interpreted. do.
도 1은 본 발명인 급탕기능을 갖는 하이브리드 히트펌프 시스템의 구성을 나타낸 구성도이다.1 is a block diagram showing the configuration of a hybrid heat pump system having a hot water supply function of the present invention.
도 2는 본 발명인 급탕기능을 갖는 하이브리드 히트펌프 시스템의 제어를 나타낸 개념도이다.Figure 2 is a conceptual diagram showing the control of the hybrid heat pump system having a hot water supply function of the present invention.
도 3은 본 발명인 급탕기능을 갖는 하이브리드 히트펌프 시스템의 다른구성을 나타낸 구성도이다.Figure 3 is a block diagram showing another configuration of the hybrid heat pump system having a hot water supply function of the present invention.
도 4는 본 발명인 급탕기능을 갖는 하이브리드 히트펌프 시스템에 의해 냉방과 급탕운전이 이루어지는 것을 나타낸 구성도이다.Figure 4 is a block diagram showing the cooling and hot water operation is performed by the hybrid heat pump system having a hot water supply function of the present invention.
도 5는 본 발명인 급탕기능을 갖는 하이브리드 히트펌프 시스템에 의해 난방과 급탕운전이 이루어지는 것을 나타낸 구성도이다.5 is a block diagram showing the heating and hot water supply operation is performed by the hybrid heat pump system having a hot water supply function of the present invention.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명><Description of the symbols for the main parts of the drawings>
1 : 압축기 2 : 4방변밸브1: compressor 2: four-way valve
3 : 실외열교환기 4 : 팽창밸브3: outdoor heat exchanger 4: expansion valve
5 : 실내열교환기5: indoor heat exchanger
10 : 실외기 20 : 실내기10: outdoor unit 20: indoor unit
100 : 급탕열교환기100: hot water heat exchanger
110 : 축열탱크 111 : 유입관110: heat storage tank 111: inlet pipe
112 : 토출관 113 : 열교환관112
130 : 히터 140 : 수온센서130: heater 140: water temperature sensor
150 : 바이패스밸브150: bypass valve
210 : 흡열관 220 : 흡열제어밸브210: endothermic tube 220: endothermic control valve
230 : 난방보조히터230: heating auxiliary heater
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