KR100867648B1 - Waste heat withdrawal system of heat pump air-conditioner - Google Patents
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Abstract
Description
도 1 - 종래의 히트펌프식 공기조화기 시스템 1-conventional heat pump type air conditioner system
도 2 - 본 발명에 의한 히트펌프식 공기조화기 폐열회수 시스템2-waste heat recovery system of a heat pump type air conditioner according to the present invention
도 3 - 본 발명에 의한 냉방운전의 폐열회수 시스템3-waste heat recovery system of the cooling operation according to the present invention
도 4 - 본 발명에 의한 난방운전의 폐열회수 시스템4-waste heat recovery system of heating operation according to the present invention
도 5 - 본 발명을 적용한 실시예의 사시도5-perspective view of an embodiment to which the present invention is applied
<주요도면부호의 설명><Description of Major Drawing Codes>
110 : 압축기 120 : 실외측 열교환기110: compressor 120: outdoor side heat exchanger
130 : 팽창밸브 140 : 실내측 열교환기130: expansion valve 140: indoor side heat exchanger
150 : 액분리기 160 : 4방밸브150: liquid separator 160: 4-way valve
210 : 보조난방보일러부 212 : 보조난방보일러210: auxiliary heating boiler 212: auxiliary heating boiler
214 : 실내 보조난방 온수배관214: Indoor auxiliary heating hot water pipe
216 : 배기가스배관 218 : 액분리기 공급 온수배관216: exhaust gas pipe 218: liquid separator supply hot water pipe
220 : 실내열기기배기관 220: indoor heat exhaust pipe
본 발명은 실내의 냉방과 난방 및 환기를 모두 수행할 수 있는 히트펌프식 공기조화기에 관한 것으로, 특히 난방 사이클로 작동할 때 주위의 폐열을 회수하여 활용할 수 있도록 한 기술에 관한 것이다.The present invention relates to a heat pump type air conditioner capable of performing both indoor cooling and heating and ventilation, and more particularly, to a technology for recovering and utilizing waste heat from surroundings when operating in a heating cycle.
통상의 히트펌프식 공기조화기는 [도 1]에 도시된 바와 같이, 압축기(110), 실외측 열교환기(120), 팽창밸브(130), 실내측 열교환기(140), 액분리기(150) 및 4방밸브(160)로 구성되어 있으며, 냉매의 흐름 방향을 절환(切換)함으로써 냉방과 난방 사이클을 선택적으로 작동시킬 수 있다.Conventional heat pump type air conditioner, as shown in FIG. 1,
우선 난방 사이클로 작동하는 히트펌프식 공기조화기를 [도 1]을 참조하여 설명한다.First, a heat pump type air conditioner operated by a heating cycle will be described with reference to FIG. 1.
압축기(110)는 저온저압의 기체냉매를 고압으로 압축하는데 이때 냉매는 압축기에서 발생하는 열을 흡수하여 고온으로 된다.The
이렇게 고온고압의 기체상태가 된 냉매는 압축기(110)에서 토출되어 실내측 열교환기(140)로 보내지게 된다. The high temperature and high pressure gaseous refrigerant is discharged from the
히트펌프식 공기조화기가 난방 사이클로 운전될 때에는 실내측 열교환기(140)가 응축기의 역할을 하게 되므로, 실내측 열교환기(140)로 유입된 고온고압의 기체냉매는 열을 방출하여 액체가 된 후 팽창밸브(130)로 보내진다.Since the
팽창밸브(130)는 냉매를 팽창시키는 장치로서, 응축기를 거쳐 온 냉매가 팽창밸브(130)를 통과하게 되면 저온저압의 액체로 변화하며, 이후 실외측 열교환기(120)로 유입된다.The
실외측 열교환기(120)는 난방 사이클로 운전할 때 증발기의 역할을 하므로, 상기 팽창밸브(130)로부터 유입된 저온저압의 액체는 이곳에서 외부열을 흡수하여 기체로 바뀌게 된다. Since the
이렇게 실외측 열교환기(120)에서 저온 저압의 기체로 된 냉매가 액분리기(150)를 거쳐 압축기로 다시 돌아오게 되면 하나의 사이클이 완료되는 것이다.In this way, when the refrigerant having the low temperature and low pressure gas returns to the compressor through the
한편 히트펌프식 공기조화기를 냉방 사이클로 운전하려면 4방밸브(160)를 이용하여 냉매의 흐름방향을 상기 난방사이클과 반대가 되도록 절환하면 된다.Meanwhile, in order to operate the heat pump type air conditioner in a cooling cycle, the flow direction of the refrigerant may be switched to be opposite to the heating cycle using the four-
냉방 사이클에서 압축기(110), 팽창밸브(130) 등의 구성이 하는 역할은 난방 사이클에서와 동일하다. 다만 냉방 사이클에서는 난방 사이클에서 응축기 역할을 하던 실내측 열교환기(140)와 증발기 역할을 하던 실외측 열교환기(120)가 각각 증발기와 응축기로 역할을 바꿔 수행하게 된다.The role of the
한편 상기 종래기술의 [도 1]에 도시된 액분리기(150)는 냉난방 사이클에서 증발기를 거친 냉매가 완벽한 증발을 하지 못하여 액체가 포함되어 있는 경우, 이 액체를 걸러내기 위하여 증발기와 압축기(110) 사이에 위치하는 장치이다.Meanwhile, the
그리고 4방밸브(160)는 냉방 또는 난방 운전 시에 각각의 사이클에 맞도록 냉매 흐름 방향을 절환하는 장치이다.And the four-
하지만 이러한 히트펌프식 공기조화기는 다음과 같은 문제점을 안고 있다.However, these heat pump type air conditioners have the following problems.
즉 상기 종래기술과 같은 구성으로 이루어진 히트펌프식 공기조화기를 난방운전에 적용하는 경우, 통상 외부의 온도가 0℃ ~ 6℃ 정도에 이르면 증발기로 작동하는 실외측 열교환기(120) 표면에서 적상이 발생하며, 심할 경우 실외측 열교환기(120) 외부 전체가 얼음으로 두껍게 매워지기도 하므로, 대기 중의 공기와 열 교환이 원활하게 이루어지지 않아 난방능력이 저하하는 문제점이 발생한다.That is, when the heat pump type air conditioner having the same configuration as that of the related art is applied to the heating operation, when the external temperature reaches 0 ° C. to about 6 ° C., the drop of the heat is applied to the surface of the
또한 히트펌프식 공기조화기는 겨울철에 실외 온도가 -5℃ 이하로 내려가게 되면 사실상 사용이 어렵다. In addition, heat pump type air conditioners are practically difficult to use when the outdoor temperature falls below -5 ° C in winter.
왜냐하면 히트펌프식 공기조화기는 기본적으로 냉매로 외기의 열을 흡수하여 실내로 운반함으로써 난방을 하는 방식이기 때문에 외기 온도가 낮을수록 난방능력이 저하되며, -5℃ 이하가 되면 현실적으로 외기에서 열을 흡수하기가 대단히 어려워지고, 실외 열교환기(증발기)에 적상이 심하게 발생하며, 냉매순환 작용도 불량해지고, 냉매 윤활 작용에 무리가 생겨 압축기의 효율이 크게 저하되기 때문이다.Because heat pump type air conditioner basically absorbs heat from outside air with refrigerant and transports it to the room, it is heated. Therefore, the lower the outside temperature, the lower the heating capacity. When the temperature is below -5 ℃, it actually absorbs heat from outside air. This is because it is extremely difficult to do so, excessive drop occurs in the outdoor heat exchanger (evaporator), poor refrigerant circulation action, excessive refrigerant lubrication action, and the efficiency of the compressor is greatly reduced.
이에 따라 종래에는 상기 적상문제의 해결을 위해서 히트펌프의 회로를 반대로 작동하여 실외측 열교환기가 응축기로 작동하게 함으로써 발생하는 열을 이용하여 제상하는 방법, 또는 압축기에서 나오는 고온고압의 냉매가스를 실내측 열교환기(응축기)를 경유하지 않고 바로 실외측 열교환기(증발기)로 바이패스시켜 냉매가스의 열로 제상하는 방법 등이 사용되었다. Accordingly, the conventional method of defrosting by using heat generated by operating the circuit of the heat pump to reverse the heat pump to operate the condenser in order to solve the above-mentioned problem, or the high-temperature, high-pressure refrigerant gas from the compressor to the indoor side A method of bypassing the heat exchanger (condenser) to the outdoor heat exchanger (evaporator) and defrosting the refrigerant gas with heat is used.
그러나 히트펌프의 회로를 반대로 작동하거나 고온고압의 냉매가스를 바이패스시켜 제상하는 방법은 전체적으로 히트펌프 공기조화기의 성능을 저하시키는 문제점이 있다. 즉 제상하는 주기가 잦으면 이를 위해 소모되는 에너지가 증가되는데 이는 히트펌프의 성능계수(COP)를 낮추게 된다.However, the method of operating the circuit of the heat pump in reverse or bypassing the refrigerant gas of high temperature and high pressure has a problem of degrading the performance of the heat pump air conditioner as a whole. In other words, if the defrost cycle is frequent, the energy consumed for this increases, which lowers the coefficient of performance of the heat pump.
이에 따라 전기 히터나 가스히터 또는 스팀 라디에이터 등의 별도의 제상용 열원장치를 실외측 열교환기 쪽에 설치하여 열을 제공함으로써 적상을 감소시키는 방법도 사용되는데, 이 경우 시설비가 증가하고 제상용 에너지 비용이 추가로 소비되므로 경제성이 떨어지게 된다.Accordingly, a method of reducing the buildup by providing heat by installing a separate defrosting heat source device such as an electric heater, a gas heater or a steam radiator on the outdoor heat exchanger side, in which case the facility cost increases and the defrost energy cost increases. As it is consumed additionally, it is economical.
또한 외기 온도 저하에 따른 히트펌프 공기조화기의 난방능력 부족 문제를 해결하기 위해서는, 대한민국 등록실용신안 제0385407호에 게재된 바와 같이 보일러나 온수기 등의 별도의 보조열원을 설치하여 부족한 난방열을 공기조화기의 실내기 내부로 공급하는 장치를 사용하거나, 아예 히트펌프 공기조화기 자체를 보조난방장치로 사용하고 주 난방장치로는 보일러 등의 별도 난방시설을 사용하여왔다. In addition, in order to solve the problem of insufficient heating capacity of the heat pump air conditioner due to the decrease in the outside temperature, as shown in Korean Utility Model Registration No. 0385407, a separate auxiliary heat source such as a boiler or a water heater is installed to air-condition insufficient heat. It has been used to supply the inside of the indoor unit of the unit, or to use the heat pump air conditioner itself as an auxiliary heating device, and the separate heating facilities such as boilers have been used as the main heating device.
그러나 이와 같이 별도의 열원 장치를 구비하여 난방용으로 활용하는 종래기 술은 난방능력 부족 문제는 해결하고 있으나, 상기 별도의 열원장치에서 발생하는 배기열을 그대로 공기 중에 방출해 버리는 등 에너지 활용의 효율성에 대한 고려가 없었다.However, the conventional technique of using a separate heat source device for heating has solved the problem of lack of heating ability, but the exhaust heat generated from the separate heat source device is discharged into the air as it is for the efficiency of energy utilization. There was no consideration.
한편 통상의 히트펌프식 공기조화기에 사용되는 압축기(110)는 기체 상태인 냉매를 압축하기 적합하도록 설계되어져 있다. 만약 압축기(110)로 액체 냉매가 유입이 되면 압축이 잘 일어나지 않는 액체 때문에 압축기에 충격하중이 발생하여 압축기 고장의 원인이 된다. On the other hand, the
이에 따라 압축기로 들어가는 냉매에서 액체성분을 별도로 분리하기 위하여 액분리기(150)를 두게 된다. Accordingly, the
하지만 액분리기(150)내에 증발하지 않은 액체냉매가 계속적으로 축적이 되어 액분리기(150)의 액체냉매 수용한도를 벗어나면 액체냉매가 압축기(110)로 유입되므로 상기의 문제점을 동일하게 야기할 수 있다.However, if the liquid refrigerant that has not evaporated in the
본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위한 것으로써,The present invention is to solve the above problems,
히트펌프식 공기조화기를 난방운전 할 경우, 공기조화기의 냉방능력을 보충하기 위하여 구비되는 별도의 보조난방장치로부터 발생되는 열 및 폐열을 이용하여 실외측 열교환기에서 발생하는 적상을 줄이고, 액분리기 내에서 액체냉매의 증발을 유도함으로써, 이를 통해 히트펌프식 공기조화기의 효율을 높이는 기술수단을 제공 하는 것을 목적으로 한다.In the case of heating operation of heat pump type air conditioner, using the heat and waste heat generated from a separate auxiliary heating device provided to supplement the cooling capacity of the air conditioner, it is possible to reduce the buildup generated in the outdoor heat exchanger, By inducing the evaporation of the liquid refrigerant in the inside, it is an object to provide a technical means to increase the efficiency of the heat pump type air conditioner.
본 발명의 다른 목적은 건물의 주방이나 기타 실내에서 발생하는 폐열을 회수하여 실외측 열교환기(증발기)에서 발생하는 적상을 줄이고, 효율을 높이는데 활용하는 기술수단을 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a technical means for recovering the waste heat generated in the kitchen or other indoors of the building to reduce the build-up generated in the outdoor heat exchanger (evaporator), to increase the efficiency.
본 발명의 또 다른 목적은 히트펌프식 공기조화기의 실내측 열교환실의 공간을 활용하여 별도의 장치를 수장할 수 있는 공간을 마련하는 구조를 제공하는 것이다. Still another object of the present invention is to provide a structure for providing a space for storing a separate device by utilizing a space of an indoor heat exchange chamber of a heat pump type air conditioner.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 히트펌프식 공기조화기 폐열회수 시스템은 [도 2]에 도시된 바와 같이, 통상의 히트펌프식 공기조화기(이하 '히트펌프식 공기조화기'를 '공기조화기'라고 줄여 표현한다.)가 갖는 압축기(110), 압축기(110)와 연결되어 있는 실외측 열교환기(120), 상기 실외측 열교환기와 연결되어 있는 팽창밸브(130), 실내측 열교환기(140), 액분리기(150) 및 4방밸브(160)에 보조난방보일러부(210)와 실내열기기배기관(220)과 온수가열부(230)를 더 구비한 구성을 갖는다. Heat pump type air conditioner waste heat recovery system according to the present invention for achieving the above object is a conventional heat pump type air conditioner (hereinafter referred to as 'heat pump type air conditioner') Denotes an “air conditioner.”) The
이하에서는 본 발명 구성 중 전술한 종래 공기조화기와 중복된 부분은 제외하고 본 발명의 특징을 이루는 구성을 중심으로 상세히 설명한다.Hereinafter, except for a portion overlapping with the above-described conventional air conditioner, the configuration of the present invention will be described in detail based on the configuration constituting the features of the present invention.
[도 2]를 참조하면, 본 발명의 보조난방보일러부(210)는 보조난방보일 러(212), 실내 보조난방 온수배관(214), 배기가스배관(216), 액분리기 공급 온수배관(218) 및 액분리기 열교환기(219)로 구성되어 있다.2, the
보조난방보일러(212)는 공기조화기가 난방운전을 할 때에 난방 용량의 부족함을 보충해주기 위해 사용되는 장치로 공기조화기 내부 또는 외부의 별도 공간에 위치한다.
보조난방보일러(212)의 일측에는 보조난방보일러(212)에 의해서 데워진 온수가 이동하는 실내 보조난방 온수배관(214)이 연결되어 있다. 이 실내 보조난방 온수배관(214)은 다시 실내의 보조난방코일(215)로 연결된다. 그러므로 보조난방보일러(212)에서 가열된 온수는 실내 보조난방 온수배관(214)을 따라 실내의 보조난방코일(215)을 순환하게 된다. One side of the
또한 보조난방보일러(212)의 일측에는 보조난방보일러(212) 가동 중 발생하는 배기가스를 뽑아내는 배기가스배관(216)이 연결되어 있고, 이 배기가스배관(216)은 실내외의 공기가 실외측 열교환기(120)를 통과하기 전에 유동하는 공간을 통과하여 외부로 인출된다.In addition, one side of the auxiliary heating boiler (212) is connected to the
한편 보조난방보일러(212)의 일측에는 보조난방보일러(212)에 의해서 데워진 온수의 일부를 인출하는 액분리기 공급 온수배관(218)이 연결되어 있다. 보조난방보일러(212)로부터 뻗어 나온 액분리기 공급 온수배관(218)은 액분리기 열교환기(219)와 연결 되고, 다시 보조난방보일러(212)로 돌아오도록 되어 있다.On the other hand, one side of the
상기 실내 보조난방 온수배관(214)과 액분리기 공급 온수배관(218)에는 온수의 흐름을 차단할 수 있는 스톱밸브(310)(320)가 각각 구비되어 있다.The indoor auxiliary heating
실내열기기배기관(220)은 공기조화기가 난방운전을 할 때, 실내에서 발생되어 버려지는 열을 실외측 열교환기(120)로 이동시키는 장치이다.The indoor
실내열기기배기관(220)은 실내에 위치한 가스렌지와 같은 조리시설의 위쪽에 부착되어 냄새나 연기를 빨아들이는 후드 등과 같이 실내에서 발생하는 배기열의 배출부와 연결되어 있다.The indoor
이 실내열기기배기관(220)은 실내외의 공기가 실외측 열교환기(120)를 통과하기 전에 유동하는 공간을 통과하며 실외측 열교환기(120)의 주변공기와 열교환을 하고 외부로 빠져나가도록 구성된다.The indoor
그리고 실내열기기배기관(220)에 바이패스관(222)을 두어 냉방운전할 때와 같이 실외측 열교환기(120)에 열을 제공할 필요가 없을 때에는 바로 외부로 빠져나가도록 한다. 이러한 열 흐름의 조절은 스톱밸브(330),(340)를 실내열기기배관(220)과 바이패스관(222)에 구비시킴으로써 가능하다.In addition, when the
다음은 온수가열부(230)에 대하여 설명한다.Next, the hot
[도 4]를 참조하여 설명하면, 온수가열부(230)는 공기조화기가 냉방운전을 할 때에 사용되는 장치로써, 온수열교환기(232), 급수펌프(234) 및 급탕보일 러(236)로 이루어져 있다.Referring to FIG. 4, the
온수열교환기(232)는 압축기(110)에 의해 토출된 냉매가 실외측 열교환기(120)로 가는 냉매 유로관에 위치한다.The hot
이 온수열교환기(232)의 양 끝단에는 물이 온수열교환기(232) 내로 들어오거나 나갈 수 있도록 급수배관의 입구(232a)와 출구(232b)가 형성되어 있다.The
온수열교환기(232) 급수배관의 출구(232b)는 급수펌프(234)와 연결이 되어 있고, 상기 급수펌프(234)에 의해 출구(232b)로부터 나온 물은 급탕보일러(236)로 이동된다.The
이러한 온수열교환기(232)에 형성되어진 급수배관의 입구(232a)와 출구(232b)부분에는 온수열교환기(232)를 지나지 않고 바로 급수펌프(234)로 유체의 흐름을 돌릴 수 있도록 바이패스관(238)이 형성되어 있다. The
그리고 온수열교환기(232)에 형성된 급수배관의 입구(232a), 출구(232b) 및 바이패스관(238)에는 유체의 흐름을 통제할 수 있는 스톱밸브(350),(360),(370)가 각각 위치한다.And the
한편 본 발명에서 사용되는 보조난방보일러와 급탕보일러는 온수보일러를 사용하는 것을 기본으로 설명하였으나, 이를 스팀보일러로 대체하는 것은 당업자에게 자명한 사항임을 밝혀둔다. 뿐만 아니라 온수보일러에 사용되는 열매체는 물로 한정되는 것이 아니라 겨울철 동파방지 등을 위하여 부동액이 사용될 수도 있음은 자명하다.On the other hand, the auxiliary heating boiler and the hot water boiler used in the present invention has been described based on the use of hot water boiler, it is clear that it is obvious to those skilled in the art to replace this with a steam boiler. In addition, it is obvious that the heat medium used in the hot water boiler is not limited to water, but antifreeze may be used for winter protection.
더불어 실내측 열교환기(140)와 실외측 열교환기(120)의 사이에 냉매가 흐르는 배관에는 팽창밸브(130)가 구비되어 있고, 상기 팽창밸브(130)는 냉방용 팽창밸브(132)와 난방용 팽창밸브(134)로 나누어져 있으며, 냉방 또는 난방에 맞도록 냉매의 흐름을 제어할 수 있는 수개의 역류방지밸브(402a),(402b),(404a),(404b)가 위치한다.In addition, an
이와 같은 구성으로 이루어진 본 발명의 실시예를 [도 5]를 참조하여 설명한다. 단 본 실시예에서는 난방운전의 경우에 중점을 두고 있기 때문에 앞에서 설명한 온수가열부에 대한 구성은 제외하였다.An embodiment of the present invention having such a configuration will be described with reference to FIG. 5. However, in the present embodiment, since the emphasis is placed on the heating operation, the configuration for the hot water heater described above is excluded.
본 실시예는 단일의 케이스 내에 중앙부에 설치된 중앙격벽(550)을 중심으로 일측에는 실내측 열교환기(140)와 급기 송풍기(660) 등이 설치된 실내측 열교환실(600)과 타측에는 실외측 열교환기(120)와 배기 송풍기(760) 등이 설치된 실외측 열교환실(700)이 구성된다.In this embodiment, the indoor
본 실시예에는 실내공기와 실외공기를 공기조화기 내부로 공급하기위한 4개의 댐퍼가 구비된다. In this embodiment, four dampers are provided for supplying indoor air and outdoor air into the air conditioner.
실내로부터 순환되어 나온 실내공기는 실내공기급기댐퍼(610)와 실내공기배기댐퍼(710)를 통해 각각 실내측 공기혼합실(650)과 실외측 공기혼합실(750)로 유입된다. 실외에서 공급되는 실외공기 역시 실외공기급기댐퍼(620)와 실외공기배기 댐퍼(720)를 통해 각각 실내측 공기혼합실(650)과 실외측 공기혼합실(750)로 유입된다The indoor air circulated from the inside is introduced into the indoor
따라서 만일 실내공기를 30% 환기하고자 한다면, 순환되어온 실내공기를 실내공기급기댐퍼(610)를 통해 실내측 공기혼합실(650)에 70%만 유입되고, 실외공기를 실외공기급기댐퍼(620)를 통해 실내측 공기혼합실(650)에 부족한 30%가 유입되도록 각각의 댐퍼 개도량을 조절하게 된다. Therefore, if 30% of the indoor air is to be ventilated, only 70% of the indoor air that has been circulated is introduced into the indoor
실내측 열교환실(600)은 실내의 공기와 실외의 공기가 혼합되어 실내로 공기를 공급하는 역할을 하는 것으로, 공기조화기의 중앙격벽(550)을 기준으로 양옆으로 각각 실내공기급기댐퍼(610)와 실외공기급기댐퍼(620)가 위치한다. The indoor
그리고 실내측 열교환실(600)에는 실내측 열교환기(140)가 설치되고, 필요에 따라 실내측 열교환기(140)의 양면에 근접하여 실내측으로 보내지는 공기를 청결하기위한 공기정화용필터(630)와 냉방운전시 습도조절을 위한 재열기(640)를 설치할 수 있다. In addition, an
실내측 열교환실(600) 중에서 중앙격벽(550), 실내공기급기댐퍼(610), 실외공기급기댐퍼(620) 및 실내측 열교환기(140)에 의해 둘러싸여진 공간은 실내측공기혼합실(650)로써, 실내 공기와 실외 공기가 혼합되는 곳이다. The space surrounded by the
실내측 열교환기(140)를 중심으로 실내측공기혼합실(650)의 반대편에는 급기송풍기(660)가 위치하며, 이 급기송풍기(660)에는 실내로 공기가 이동될 수 있도록 하는 공기통로인 급기덕트(670)가 구비된다. An
급기송풍기(660)는 실내측공기혼합실(650)에서 일정비율로 혼합된 실내공기와 실외공기를 급기덕트(670)를 통해 실내로 보내기 위해 필요한 압력을 제공한다.The
그리고 실외측 열교환실(700)은 실내의 공기와 실외의 공기가 혼합하여 실외측 열교환기(120)를 통과한 후 실외로 배출하는 역할을 하는 것으로, 공기조화기의 중앙격벽(550)을 기준으로 양옆으로 각각 실내공기배기댐퍼(710)와 실외공기배기댐퍼(720)가 위치한다.In addition, the outdoor
그리고 실외측 열교환실(700)에는 실외측 열교환기(120)가 설치되므로, 실외측 열교환실(700) 중에서 중앙격벽(550), 실내공기배기댐퍼(710), 실외공기배기댐퍼(720) 및 실외측 열교환기(120)에 의해 둘러싸여진 공간은 실외측공기혼합실(750)이 된다.In addition, since the
실외측 열교환기(120)를 중심으로 실외측공기혼합실(750)의 반대편에는 배기송풍기(760)가 위치하며, 이 배기송풍기(760)에는 실외로 공기를 배출하는 공기통로인 배기덕트(770)가 구비된다. An
한편 본 실시예에서는 실내측 열교환실(600)의 공간 일부를 별도로 분할하여 보조난방보일러실(100)을 구성한다.Meanwhile, in the present embodiment, the auxiliary
즉 히트펌프식 공기조화기는 실내측 열교환기의 코일 전열면적이 실외측 열교환기의 코일 전열면적보다 작고, 송풍기 역시 실내측 열교환실(600)에 설치된 급기송풍기(660)가 실외측 열교환실(700)에 설치된 배기송풍기(760)보다 작다는 점을 이용하여, 실내측 열교환실(600) 내부에 설치되는 장치들의 위치를 조정함으로써 여분의 유휴공간을 마련하고, 본 발명은 이 공간을 이용하여 보조난방보일러실(100)을 구성한다.That is, the heat pump type air conditioner has a coil heat transfer area of the indoor heat exchanger smaller than the coil heat transfer area of the outdoor heat exchanger, and the
보조난방보일러실(100)은 기본적으로 보조난방보일러(212)가 설치되는 공간이지만, 상황에 따라 액분리기(150)나 압축기(110)등의 장치를 더 수용할 수 있다.The auxiliary
보조난방보일러(212)의 일측에는 실내 보조난방 온수배관(214), 배기가스배관(216), 액분리기 공급 온수배관(218)이 연결되어 있다.One side of the
배기가스배관(216)은 실외측공기혼합실(750)내를 1회 내지 수회 휘돌아서 지나도록 형성하여 공기와 열교환 하는 면적이 넓어지도록 구성한다.The
액분리기 공급온수배관은 액분리기의 표면을 감싸 돌며 액분리기에 열을 제공하여 액분리기 내부에 체류하는 액체로 걸러진 냉매에 열을 전달하여 기체로 바꾸는 역할을 하게 된다.The liquid separator supplying hot water pipe surrounds the surface of the liquid separator and provides heat to the liquid separator to transfer heat to the refrigerant filtered as a liquid staying inside the liquid separator to convert the gas into a gas.
만일 액분리기 내에 액체가 없고 기체만 있을 때에는 기체가 가열되어 압력이 높아진 상태에서 압축기로 들어가게 되므로, 결국 압축기에서 기체 냉매를 더욱 고압으로 가압할 수 있고, 결과적으로 압축기에서 토출되는 기체냉매의 온도가 높아지므로 난방효율은 더욱 상승하게 된다.If there is no liquid in the liquid separator and only gas, the gas is heated and enters the compressor at a high pressure. Thus, the compressor can pressurize the gas refrigerant to a higher pressure. As a result, the temperature of the gas refrigerant discharged from the compressor is increased. As it increases, the heating efficiency is further increased.
또한 본실시예에서는 실내측의 조리용 후드(미도시)등과 연결되어진 실내열 기기배관(220)이 실외측공기혼합실(750)을 지나도록 되어 있는데, 배기가스배관(216)과 마찬가자로 실외측공기혼합실(750) 내를 1회 내지 수회 휘돌아서 지나도록 형성하여 공기와 열교환 면적이 넓어지도록 구성한다.In addition, in the present embodiment, the indoor
본 발명에 따른 실시예의 작용 및 효과를 난방운전을 중심으로 설명한다.The operation and effects of the embodiment according to the present invention will be described with reference to heating operation.
실내공기, 실외공기는 각각 실내공기급기댐퍼(610)와 실내공기배기댐퍼(710), 실외공기급기댐퍼(620)와 실외공기배기댐퍼(720)를 통하여 공기조화기 내로 들어온다. Indoor air and outdoor air enter the air conditioner through the indoor
하지만 공기조화기 내의 중앙격벽(550)을 사이에 두고 위치한 실내 및 실외공기급기댐퍼(610),(620)와 실내 및 실외공기배기댐퍼(710),(720)는 각각 조절된 댐퍼 개도량을 유지하며, 이에 따라 유입되는 실내 및 실외공기는 소정비율로 분리되어 실내측 열교환실(600)과 실외측 열교환실(700)의 각각의 공간으로 나뉘어 들어온다.However, the indoor and outdoor
이렇게 실내공기급기댐퍼(610)와 실외공기급기댐퍼(620)를 통하여 들어온 실내 및 실외 공기는 실내측공기혼합실(650)에서 일정비율로 섞임으로써 환기 작용이 이루어 진다The indoor and outdoor air introduced through the indoor
실내측 공기혼합실(650)에서 혼합된 실내 및 실외공기는 공기정화용필터(630)를 거치면서 먼지 등이 걸러지게 되고, 실내측열교환기(140)를 통과하는 동안 냉매와의 열 교환에 의해 고온의 공기가 되며, 급기송풍기(660)에 의해 급기덕트(670)를 지나 실내로 보내지게 된다.The indoor and outdoor air mixed in the indoor
한편 실내공기배기댐퍼(710)와 실외공기배기댐퍼(720)를 통하여 들어온 실내 및 실외 공기는 실외측공기혼합실(750)에서 일정비율로 섞이게 되며, 이렇게 혼합된 공기는 외기보다 온도가 높으므로 실외측 열교환기(120)를 통과할 때 냉매가 열을 효율적으로 더 흡수할 수 있게 되고, 결국 외부로 배기하는 실내공기의 폐열을 회수하는 효과를 얻게 된다. 이렇게 실외측 열교환기(120)를 통과하며 냉매와 열교환한 공기는 배기송풍기(760)에 의해 배기덕트(770)를 지나 실외로 버려진다.On the other hand, the indoor and outdoor air introduced through the indoor
한편 보조난방보일러(212)가 가동되면 배기가스배관(216)은 실외측공기혼합실(750)을 통과하도록 되고, 마찬가지로 실내에서 발생하는 열에 의해 데워진 공기가 흐르는 실내열기기배관(220)도 실외측공기혼합실(750)을 통과하므로, 상기한 바와 같이 실외측공기혼합실(750)에서 일정비율로 혼합되는 실내 및 실외공기에 추가로 배기가스의 폐열을 흡수시킬 수 있어 공기조화기의 효율은 상승하게 된다.Meanwhile, when the
첫째, 히트펌프식 공기조화기의 난방 운전 시에 난방능력 부족 문제로 인하여 설치하는 보조난방보일러(212)에서 발생하는 배기가스에 포함되어 있는 열과 실내의 조리시설 등에서 발생하는 열을 이용하여 실외측 열교환기 내부의 온도를 상승시키기 때문에 추가적인 에너지 소모 없이 실외측 열교환기(120)에서 적상발생율을 감소시키고 난방능력은 상승시키게 된다.First, the outdoor side by using the heat contained in the exhaust gas generated from the
둘째, 냉방 혹은 난방 운전 시 증발기에서 제대로 증발되지 않고 액체 상태로 액분리기(150)에 유입된 액체 냉매를 별도의 열원을 두지 않고도 보조난방보일러(212)에 연결된 액분리기 공급 온수배관(218)에 의하여 액분리기(150)를 가열함으로써 액체냉매를 증발을 시킴으로써 압축기(110)로 액체냉매가 유입되는 것을 방지할 수 있을 뿐만 아니라, 압축기에서 토출되는 기체 냉매의 온도와 압력을 상승시킬 수 있으므로 압축기(110) 안정적인 운전 및 고장방지를 도모하고, 공기조화기의 열효율을 증대시킬 수 있다.Second, in the cooling or heating operation, the liquid refrigerant introduced into the
셋째, 냉방운전시 압축기(110)를 지난 냉매가 갖고 있는 열을 온수가열부(230)에서 흡수함으로써 급탕보일러(216) 내에서 온수를 데울 때 보다 적은 열량으로도 같은 온도의 온수를 제공할 수 있는 효과가 있다.Third, by absorbing the heat of the refrigerant passing through the
넷째, 히트펌프식 공기조화기에서 실외측 열교환실보다 상대적으로 공간의 여유가 있는 실내측 열교환실의 유휴공간을 장치수납 공간으로 활용함으로써, 장치가 차지하는 공간을 절약하고 유지보수의 편의를 도모할 수 있다. Fourth, in the heat pump type air conditioner, by utilizing the idle space of the indoor heat exchange chamber, which has more space than the outdoor heat exchange chamber, as the device storage space, the space occupied by the device can be saved and the convenience of maintenance can be achieved. Can be.
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