KR100951685B1 - 하이브리드 히트펌프식 냉난방을 위한 냉온수 또는 냉온기 공급장치 - Google Patents

하이브리드 히트펌프식 냉난방을 위한 냉온수 또는 냉온기 공급장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 하이브리드 히트펌프식 냉난방을 위한 냉온수 또는 냉온기 공급장치에 관한 것으로, 난방시 응축된 냉매 중 일부를 증발기에 공급하지 않고 압축기에 복귀시키고, 냉매를 과냉각한 후 증발기에 공급하여 증발효율을 증대하고 저압측의 온도와 압력을 높여 고온의 난방수를 생산할 수 있고, 별도의 냉매를 통해 응축기를 통과한 냉매의 열을 빼앗아 증발기를 통과하는 외부 공기에 공급하여 증발기의 적상을 방지하고 냉동 능력을 증대함을 목적으로 한다.
본 발명에 의한 하이브리드 히트펌프식 냉난방을 위한 냉온수 또는 냉온기 공급장치는, 냉매를 고온고압으로 압축하여 압송하는 압축기(10)와; 상기 압축기와 함께 냉매가 순환하도록 구성되는 제1열교환기(20), 팽창밸브(30), 제2열교환기(40)와; 상기 압축기에 의해 압축된 냉매의 흐름방향을 제어하는 사방밸브(50)와; 상기 제1열교환기와 상기 팽창밸브의 사이에 설치되며 상기 제1열교환기에서 토출되는 냉매를 제1냉매와 제2냉매로 양분하여 제1냉매는 상기 팽창밸브에 공급하고 제2냉매는 상기 제2열교환기를 통과하지 않고 증발된 후 상기 제2열교환기를 통과한 제1냉매와 함께 상기 압축기에 복귀하도록 하는 제3열교환기(81)를 포함한다. 그리고, 온수(난방) 생산시 상기 제1열교환기에서 토출되는 액체 냉매의 열을 빼앗아 상기 제2열교환기의 열원인 외부 공기에 공급하는 과냉각부가 포함된다.
Figure R1020090125759
히트펌프, 압축기, 열교환기, 냉매 분할, 과냉각,

Description

하이브리드 히트펌프식 냉난방을 위한 냉온수 또는 냉온기 공급장치{APPARATUS FOR SUPPLYING COLD-HOT WATER OR AIR FOR AIR-CONDITIONING OF HYBRID HEAT-PUMP TYPE}
본 발명은 하이브리드 히트펌프식 냉난방을 위한 냉온수 또는 냉온기 공급장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 난방시 응축된 냉매 중 일부를 증발기에 공급하지 않고 압축기에 복귀시키고, 냉매를 과냉각한 후 증발기에 공급하여 증발효율을 증대하고 저압측의 온도와 압력을 높여 고온의 난방수(온공기)를 생산할 수 있는 하이브리드 히트펌프식 냉난방을 위한 냉온수 또는 냉온기 공급장치에 관한 것이다.
그리고, 본 발명은 별도의 냉매(브라인)를 통해 응축기를 통과한 냉매의 열을 빼앗아 증발기를 통과하는 외부 공기에 공급하여 증발기의 적상을 방지하고 냉동 능력을 증대할 수 있는 하이브리드 히트펌프식 냉난방을 위한 냉온수 또는 냉온기 공급장치에 관한 것이다.
일반적인 공기열원 히트펌프식 냉난방기의 경우, 공기열원이 가지고 있는 근본적인 문제점으로 지적된 온수(난방) 생산시 외기온도 저하로 인해 난방능력이 줄어들고, 냉수(냉방) 생산시 외기온도상승으로 냉방능력도 줄어들게 된다.
냉매온도에 따른 열량의 변화와 냉동능력(RT)에 필요한 냉매 순환량을 계산해본 결과, 온수(난방) 생산시 고온수(온공기)를 만들기 위해 응축기를 통과하는 냉매 순환량은 많아져야 하고 외기기온이 낮아져 냉매의 증발 온도가 낮아질 때 증발기를 통과하는 냉매순환량은 적어져야 함을 알 수 있다. 이 사실은 통상의 증기냉매 압축기를 사용하여 압축 - 응축 - 팽창 - 증발의 사이클을 이루고 있는 냉매의 양이 같다고 생각할 때 응축기와 증발기를 통과해야 할 냉매의 양이 같아야 하는 것이다. 즉 외기 온도가 낮아진 상태에서 고온수(온공기)를 증기냉매 압축기의 성능만큼 얻기 위해서는 증발기의 크기를 응축기를 통과하는 냉매 양 만큼이 증발할 수 있는 크기로 제작해야 하므로 공기측 열교환기의 용량을 과대하게 키우는 방법을 사용하든지 아니면 실내측에 전기히터를 설치하여 열량부족을 해소하기 위한 노력을 하고 있는 실정이다. 또한 외기 온도의 저하로 인한 증발압력의 저하로 공기 측 열교환기에서 증발된 흡입냉매 가스 압력은 낮아지는데 반해 고온수(온공기)를 얻기 위한 응축 압력은 높아져야 하므로 압축비가 과도하게 증대되어 압축기의 수명이 짧아지고 높은 압축비로 인해 토출가스 온도가 상승하여 압축기의 효율이 저하하고 냉동오일에 탄화되는 등 무수히 많은 고장요인을 안고 있다, 특히 외기온도 저하 시 증발온도가 낮아져 공기 중의 수분이 증발기 코일에 적상되어 증발기 효율을 떨어트리고 적상을 제거하기위한 제상 작업을 수행하기 위해 난방운전을 정지하고 냉방운전으로 전환운전 하는데 따른 열량의 소모는 실로 막대하다 할 수 있다. 냉수(냉방) 생산시에는 최고의 냉동효과를 얻기 위해서는 증발기로 유입되는 팽창변 직전의 냉매액은 과냉각 되어야 하고, 응축압력은 최대한 낮아져서 운전 되어져야 한다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 난방시 응축된 냉매 중 일부를 증발기에 공급하지 않고 압축기에 복귀시키고, 냉매를 과냉각한 후 증발기에 공급하여 증발효율을 증대하고 저압측의 온도와 압력을 높여 고온의 난방수(온공기)를 생산할 수 있는 하이브리드 히트펌프식 냉난방을 위한 냉온수 또는 냉온기 공급장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
그리고, 본 발명의 다른 목적은 별도의 냉매(브라인)를 통해 응축기를 통과한 냉매의 열을 빼앗아 증발기를 통과하는 외부 공기에 공급하여 증발기의 적상을 방지하고 냉동 능력을 증대할 수 있는 하이브리드 히트펌프식 냉난방을 위한 냉온수 또는 냉온기 공급장치를 제공하려는데 그 목적이 있다.
전술한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 하이브리드 히트펌프식 냉난방을 위한 냉온수 또는 냉온기 공급장치는, 냉매를 고온고압으로 압축하여 압송하는 압축기와; 상기 압축기와 함께 냉매가 순환하도록 구성되는 제1열교환기, 팽창밸브, 제2열교환기와; 상기 압축기에 의해 압축된 냉매의 흐름방향을 제어하는 사방밸브와; 상기 제1열교환기와 상기 팽창밸브의 사이에 설치되며 상기 제1열교환기에서 토출되는 냉매를 제1냉매와 제2냉매로 양분하여 제1냉매는 상기 팽창밸브에 공급하고 제2냉매는 상기 제2열교환기를 통과하지 않고 증발된 후 상기 제2열교환기를 통과한 제1냉매와 함께 상기 압축기에 복귀하도록 하는 제3열교환기를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 온수(난방) 생산시 상기 제1열교환기에서 토출되는 액체 냉매의 열을 빼앗아 상기 제2열교환기의 열원인 외부 공기에 공급하는 과냉각부가 포함되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 하이브리드 히트펌프식 냉난방을 위한 냉온수 또는 냉온기 공급장치에 의하면, 화석연료의 거의 전부를 외국에서 비싼 값에 수입해야하는 우리나라의 실정에서 기름보일러, 가스보일러 등에 의존하여 난방을 하는 기존의 방식을 벗어날 수 있는 장점이 있으며 또한 화석연료 대신 전기 에너지를 사용함에 있어 통상의 히트펌프보다 더욱 고효율의 고온수(온공기)를 얻을 수 있는 시스템이므로 경제적이고, Co2를 줄여주는 친환경적인 제품이다.
특히 별도의 제3냉매와 제2열교환기의 열원인 공기의 열교환을 통해 겨울철 0˚C이상에서 적상을 방지하여 제상운전을 없애고 외기온도의 저하에도 저압압력을 일정히 유지하여 증기 냉매 압축기의 고장을 현저히 감소시킬 수 있으므로 고장수리에 대한 소비자의 불만을 해소하고 추가 수리비용등이 현저히 줄어들어 에너지 절감과 유지비 절감을 동시에 만족시키는 효과가 발생한다.
본 발명에 의한 하이브리드 히트펌프식 냉난방을 위한 냉온수 또는 냉온기 공급장치는, 압축기 - 제1열교환기 - 팽창밸브 - 제2열교환기를 연속 순환하는 냉매를 이용하여 온,냉수(온,냉공기)를 생산하여, 상기 온,냉수(온,냉공기)를 물 또는 공기 등과 열교환시켜 실내를 난방/냉방, 급탕용 등의 온,냉수(온,냉공기)를 생산하는 것이며, 난방 및 고온수 생산의 효율을 높이기 위하여 난방이나 고온수 생산시 일부 냉매가 냉매분할부(후술하는 냉매분할배관(80) 등)를 통해 증발기로 사용되는 제2열교환기를 회피하도록 한다.
도 1에서 보이는 바와 같이, 본 발명은 기본적인 구성으로 압축기(10), 제1열교환기(20)(난방이나 급탕수 생산시 응축기로 사용, 냉방이나 냉수 생산시 증발기로 사용), 팽창밸브(냉매가 양방향으로 순환하므로 제1팽창밸브(30-1), 제2팽창밸브(30-2)로 구분됨), 제2열교환기(40)(제1열교환기와 반대로 증발기, 응축기로 사용), 냉매의 흐름을 전환하는 사방밸브(50)가 갖추어진다. 상기 구성요소들은 메인 배관(P-1)을 통해 서로 연결되며, 각각의 구성요소들 간의 구체적인 배관은 하기의 작용 설명을 통해 명확해진다.
제1열교환기(20)는 예를 들어 판형 열교환기(실내열교환기)로서 압축기(10) 에서 토출된 고온고압 냉매와 실내 냉난방이나 온수와 냉수를 생산하기 위한 열교환매체(물이나 공기 등)가 열교환하도록 구성된다.
제2열교환기(40)는 냉매(후술하는 제1냉매)와 공기가 열교환하도록 구성된다.
사방밸브(50)에 의하면 냉매의 흐름이 반대방향인 사이클을 다음과 같이 형성된다.
압축기(10) - 사방밸브(50) - 제1열교환기(20) - 제1팽창밸브(30-1) - 제2열교환기(40) - 압축기(10)의 사이클을 구성하고, 압축기(10) - 사방밸브(50) - 제2열교환기(40) - 제2팽창밸브(30-2) - 제1열교환기(20) - 압축기(10)의 사이클을 구성한다.
또한, 냉방시 제1열교환기(20)를 통과한 냉매를 후술하는 제4열교환기(84)를 거쳐 압축기(10)에 복귀하도록 한다.
본 발명은 제1열교환기(20)에서 응축되어 토출 된 냉매에서 기체를 분리하는 수액기(60)가 갖추어진다. 수액기(60)는 기존 히트펌프에 사용되는 것과 동일할 수 있으며, 여기에 액체로부터 분리된 기체를 압축기(10)에 공급하도록 수액기(60)에는 기체 공급관(61)이 연결되고, 이 기체 공급관(61)은 메인 배관(P-1)에 연결된다. 기체 공급관(61)은 수액기(60)에서 확보한 기체 냉매를 혼합기(64)를 통해 메인 배관(P-1)에 공급하여 메인 배관(P-1)을 따라 흐르는 기체 냉매와 함께 압축기(10)의 흡입측에 공급하며, 메인 배관(P-1)에 공급하기 전에 수액기(60)에서 확보한 기체 냉매를 감압하기 위한 모세관(62), 메인 배관(P-1)의 저압측(압축기(10)의 복귀측과 제2열교환기(40)의 토출측 사이)의 압력이 일정 압력 이하(예를 들어 6Kg/cm2 이하)인 경우 기체를 메인 배관(P-1)에 공급할 수 있도록 밸브(63)가 갖추어진다.
수액기(60)를 통과한 고온의 냉매(액체)를 과냉각하기 위한 과냉각부가 갖추어질 수 있다.
상기 과냉각부는 수액기(60)를 통과한 고온의 액체 냉매와 열교환하여 상기 액체 냉매를 과냉각하는 제3냉매(예를 들어 브라인)를 이용한 것으로, 상기 액체 냉매와 상기 제3냉매를 열교환시키는 과냉각 열교환기(70), 과냉각 열교환기(70)를 통과한 제3냉매를 외부 공기와 열교환시킨 후 과냉각 열교환기(70)에 공급하는 공기측 열교환기(71), 상기 제3냉매를 순환시키는 순환펌프(72)로 구성된다.
제3냉매는 외기의 온도 등에 따라 사용될 수 있도록 온도센서가 갖추어질 수 있다. 상기 온도센서는 외기 온도, 상기 제3냉매의 온도 등을 각각 감지할 수 있다.
공기측 열교환기(71)는 상기 제3냉매와 외부 공기의 열교환을 통해 상기 수액기에서 토출된 냉매를 과냉각하는 것으로, 제3냉매에 의해 온도가 상승한 외부 공기를 제2열교환기(40)의 증발에 이용할 수 있도록 공기측 열교환기(71)는 제2열교환기(40)의 앞쪽에 배치된다.
과냉각 열교환기(70)를 통과한 냉매를 분할하여 일부의 제1냉매는 제2열교환기(40)에 공급되어 증발되고 나머지의 제2냉매는 제2열교환기(40)를 거치지 않고 압축기(10)에 복귀하도록 메인 배관(P-1)에서 냉매분할 배관(80)이 분기된다.
제1냉매는 제2냉매보다 많은 양이 공급될 수 있으며, 이를 위하여 냉매분할 배관(80)은 단면적이 메인 배관(P-1)보다 작다.
냉매분할 배관(80)을 통해 분할된 제2냉매는 액체 냉매로서 압축기(10)에 복귀되기 위해서는 기화되어야 하며, 제2냉매의 기화 방법으로 예를 들어, 제3,4열교환기(81,82), 팽창밸브(83)가 갖추어진다.
제3열교환기(81)는 제1냉매와 제4열교환기(82) 및 팽창밸브(83)를 통과한 제2냉매가 열교환되는 곳으로, 제1냉매는 고온의 액체 상태이며, 제2냉매는 저온의 기체 상태이다. 즉, 제1냉매는 냉각되고, 제2냉매는 기화된다.
제4열교환기(82)는 냉매분할 배관(80)을 따라 흐르는 고온의 제2냉매와 제2열교환기(40)에서 토출된 기체 냉매를 열교환시켜 제2냉매의 온도를 낮춘다.
팽창밸브(83)는 제4열교환기(82)를 통과한 제2냉매를 감압하여 제3열교환기(81)에 공급한다.
즉, 제3열교환기(81)는 제2냉매측에서 보면 증발기인 것이다.
제3열교환기(81)에서 제1냉매와 열교환되어 기화된 제2냉매를 압축기(10)의 흡입측에 공급하는 분할냉매 공급관(84)이 포함된다.
분할냉매 공급관(84)은 제2열교환기(40)의 토출측과 압축기(10)의 흡입측을 연결하는 배관에 혼합기(85)를 통해 연결된다.
이하, 본 발명에 의한 하이브리드 히트펌프식 냉난방을 위한 냉온수 또는 냉온기 공급장치의 작용을 설명한다.
1. 실내 난방, 온수 생산시(도 1참고)
압축기(10)에 의해 고온고압으로 압축된 냉매는 사방밸브(50)를 통해 제1열교환기(20)(응축기)에 공급된다.
이때, 제1열교환기(20)를 통과하는 고온의 기체냉매는 실내 난방용 물이나 공기(또는 급탕용 등의 물이나 공기)에 열을 빼앗겨 실내난방,또는 난방수 등을 생산하며 자신은 응축되어 액체냉매로 바뀌게 된다.
제1열교환기(20)를 통과한 냉매는 역지변(21)을 통해 수액기(60)에 공급된다.
수액기(60)는 액체 냉매로부터 기체 냉매를 분리하여 액체 냉매만 제3열교환기(81)에 공급하고 기체 냉매를 압축기(10)의 복귀측에 공급하도록 하며, 기체 냉매는 메인 배관(P-1)의 저압측(제2열교환기(40)의 토출측과 압축기(10)의 흡입측을 연결하는 배관)이 예컨대 6K 이하인 경우 밸브(63)를 통해 메인 배관(P-1)에 공급된다. 이때, 기체 냉매는 모세관(62)을 통과한 후 혼합기(64)를 거쳐 메인 배관(P-1)의 냉매와 혼합된다.
수액기(60)에서 기체 냉매가 분리된 액체 냉매는 제3열교환기(81)에 바로 공급될 수도 있고, 과냉각부의 가동 조건이 만족되는 경우 제3냉매(브라인)와 열교환되어 냉각된 후 제3열교환기(81)에 공급될 수 있다.
상기 과냉각부의 가동시 작용은 다음과 같다.
온도센서를 통해 감지된 실외 공기의 온도가 0℃ 이상이면 과냉각부의 순환펌프(72)가 가동한다.
순환펌프(72)가 가동하면 제3냉매가 과냉각 열교환기(70)를 통과하며, 이때, 과냉각 열교환기(70)에서 수액기(60)에서 공급된 냉매와 열교환하여 상기 냉매를 냉각하고 자신은 온도가 상승한다.
온도가 상승한 제3냉매는 공기측 열교환기(71)를 순환한 후 과냉각 열교환기(70)에 공급되며, 이 과정에서 공기측 열교환기(71)를 통과하는 외부 공기와 열교환하여 외부 공기의 습기를 제거 및 온도를 높인다. 공기측 열교환기(71)를 통과한 외부 공기는 제2열교환기(40)를 흐르는 제1냉매의 증발효율을 높이게 된다.
즉, 제2열교환기(40)의 냉매는 외부 공기보다 온도가 상승한 공기와 열교환하여 증발 효율이 높아진다.
과냉각 열교환기(70)를 통과한 냉매는 메인 배관(P-1)과 냉매분할 배관(80)이 이어진 지점에서 제1,2냉매로 분할된다. 냉매분할 배관(80)은 메인 배관(P-1)보다 단면적이 작기 때문에 제1냉매보다는 제2냉매의 양이 적을 것이다.
제1냉매는 메인 배관(P-1)을 통해 제3열교환기(81)에 공급된다.
제2냉매는 제4열교환기(82)를 통과하면서 제2열교환기(40)에서 토출된 저온의 기체 냉매와 열교환된 후 팽창밸브(83)를 거쳐 제3열교환기(81)에 공급된다. 제3열교환기(81)에서는 제2냉매와 제1냉매가 열교환하며, 제2냉매는 제1냉매와 열교환한후 저온저압의 기체냉매로 증발되고, 고(중)온고압의 제1냉매는 제2냉매와 열교환한 후 제1팽창밸브(30-1)를 거쳐 제2열교환기(40)에 공급된다.
이때, 전술한 것처럼, 공기측 열교환기(71)를 통과하여 온도가 상승한 공기와 열교환하기 때문에 증발효율이 외부 공기와 열교환할 때보다 높다.
제2열교환기(40)에서 토출된 제1냉매는 혼합기(85)에서 제3열교환기(81)를 통과한 제2냉매와 혼합된 후 제4열교환기(82)를 거친다.
제4열교환기(82)에서는 상기 냉매(제1냉매와 제2냉매가 혼합된 냉매)와 제2냉매의 열교환이 이루어지고, 상기 냉매는 압축기(10)의 흡입측으로 복귀된다.
이때, 압축기(10)의 흡입측인 저압측의 압력을 실시간으로 검출하며, 이 검출값이 설정치보다 낮으면 밸브(63)가 개방되고, 기체 냉매는 팽창밸브(62)를 통해 감압된 후 혼합기(64)를 거쳐 메인 배관(P-1)에 합류하여 압축기(10)에 함께 복귀된다.
이와 같이 냉매가 연속적으로 순환하는 과정에서 제1열교환기(20)를 흐르는 냉매와 실내 난방용 물이나 공기(또는 급탕용 등의 물이나 공기)의 열교환을 통해서 실내를 난방하고 고온의 급탕수를 생산할 수 있는데, 제1열교환기(20)에 최대의 냉매를 공급하면서 제2열교환기(40)에는 일부 냉매(제2냉매가 분리된 제1냉매)만 냉각한 후 공급하는 동시에 과냉각부를 통해 외부 공기의 온도를 높여 증발온도를 높여 증발압력을 높임으로써 증발효율을 극대화하여 난방 및 급탕효율을 극대화할 수 있다.
2. 실내 냉방, 냉수 생산시.(도 2참조)
압축기(10)에 의해 고온고압으로 압축된 냉매는 사방밸브(50)를 거쳐 제2열교환기(40)에 공급된다. 냉매는 제2열교환기(40)를 통과하면서 응축된후 역지변(41)을 통과한후 제3열교환기(81)를 거치게된다. 제3열교환기(81)를 통과한 냉매 는 메인배관(P-1)과 냉매분할배관(80)이 이어진 지점에서 제1.2냉매로 분할된다. 제1냉매는 메인배관(P-1)을 통해 과냉각열교환기(70)를 통과하여 수액기에 공급된다. 제2냉매는 제4열교환기(82)를 통과하면서 제1열교환기(20)에서 토출된 저온의 기체냉매와 열교환된후 팽창밸브(83)를 거쳐 제3열교환기(81)에 공급된다. 제3열교환기(81)에서는 제2냉매와 제1냉매가 열교환하여, 제2냉매는 저온저압의 기체냉매로 증발되고, 고온고압의 제1냉매는 제2냉매와 열교환한후 과냉각되어 메인배관(P-1)을 통해 저온고압의 액체냉매상태로 수액기(60)에 공급된다. 수액기(60)는 과냉각된 액체냉매만 제2팽창밸브(30-2)를 거쳐 제1열교환기에 공급한다. 이때 제1열교환기(20)를 통과하는 냉매는 냉방용 물이나 공기중의 열을 흡수하여 냉각시키고 자신은 증발되어 냉매가스로 바뀌게된다. 이때 전술한 바와같이 제3열교환기(81)에서 과냉각되어진 냉매액은 수액기(60)에서 과냉각되어있는 액체냉매만 제2팽창밸브(30-2)를 통해 제1열교환기(20)에 보내주므로 냉동효과가 최대로 되어진다. 제1열교환기(20)에서 토출된 냉매는 사방밸브(50)를 통해 혼합기(85)에서 제3열교환기(81)를 통과한 제2냉매와 혼합된후 제4열교환기(82)를 거친다. 제4열교환기(82)에서는 상기냉매(제1.2냉매가 혼합된 냉매)와 제2냉매의 열교환이 이루어지고 상기냉매는 압축기(10)의 흡입측으로 복귀된다. 이와같이 냉매가 연속적으로 순환하는 과정에서 제1열교환기(20)를 통과하는 냉매와 실내 냉방용 물이나 공기와의 열교환을 통해서 실내를 냉방하거나 저온의 냉수를 생산할수 있는데,제1열교환기(20)에 최대로 과 냉각된 냉매액을 공급함으로 인해 증발효율을 극대화하여 냉방효율을 극대화 할 수 있다.
도 1과 도 2는 각각 본 발명에 의한 하이브리드 히트펌프식 냉난방을 위한 냉온수 또는 냉온기 공급장치의 작동을 보인 계통도로서,
도 1은 온수(난방) 생산시이며,
도 2는 냉수(냉방) 생산시이다.
< 도면의 주요 부분에 대한 부호 설명>
10 : 압축기, 20 : 제1열교환기
30-1,30-2 : 팽창밸브, 40 : 제2열교환기
50 : 사방밸브, 60 : 수액기

Claims (8)

  1. 냉매를 고온고압으로 압축하여 압송하는 압축기와;
    상기 압축기와 함께 냉매가 순환하도록 구성되는 제1열교환기, 팽창밸브, 제2열교환기와;
    상기 제1열교환기와 상기 팽창밸브의 사이에 설치되며 상기 제1열교환기에서 토출되는 냉매를 제1냉매와 제2냉매로 양분하여 제1냉매는 상기 팽창밸브에 공급하고 제2냉매는 상기 제2열교환기를 통과하지 않고 제3열교환기를 통해 열교환된 후 상기 제2열교환기를 통과한 제1냉매와 함께 상기 압축기에 복귀하도록 하는 냉매분할부를 포함하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 히트펌프식 냉난방을 위한 냉온수 또는 냉온기 공급장치.
  2. 청구항 1에 있어서, 상기 냉매분할부는,
    상기 제1열교환기와 제3열교환기를 연결하는 배관보다 단면적이 작으며 양단부가 상기 제1열교환기와 제3열교환기에 연결되어 상기 제2냉매를 상기 제3열교환기에 공급하는 냉매분할 배관(80), 상기 냉매분할배관에 설치되어 상기 냉매분할 배관을 따라 흐르는 제2냉매를 감압하는 팽창밸브(83), 상기 제3열교환기와 상기 압축기의 흡입측에 연결되어 상기 제3열교환기를 통해 기화된 제2냉매를 상기 압축기의 흡입측에 공급하는 분할냉매 공급관(84)이 포함된 것을 특징으로 하는 하이브리드 히트펌프식 냉난방을 위한 냉온수 또는 냉온기 공급장치.
  3. 청구항 2에 있어서, 상기 냉매분할 배관은 상기 제3열교환기에 연결되어 상기 냉매분할 배관 및 상기 제3열교환기를 흐르는 제1,2냉매간에 열교환이 이루어지도록 구성된 것을 특징으로 하는 하이브리드 히트펌프식 냉난방을 위한 냉온수 또는 냉온기 공급장치.
  4. 청구항 3에 있어서, 상기 냉매분할 배관에 장착되어 상기 냉매분할 배관을 따라 흐르는 제2냉매가 상기 제3열교환기의 제1냉매와 열교환 하기 전에 상기 제2열교환기에서 토출되어 상기 압축기에 복귀하는 제1냉매와 열교환되도록 하는 제4열교환기와; 상기 제4열교환기에 의해 열교환된 제2냉매를 감압하여 상기 제3열교환기에 공급되도록 하는 팽창밸브가 포함된 것을 특징으로 하는 하이브리드 히트펌프식 냉난방을 위한 냉온수 또는 냉온기 공급장치.
  5. 청구항 1에 있어서, 상기 제1열교환기와 상기 제3열교환기의 사이에 설치되며 난방 또는 온수 생산시 상기 제1열교환기에서 토출되며 상기 제1,2로 분할되기 이전 냉매의 온도를 낮추는 과냉각부가 포함된 것을 특징으로 하는 하이브리드 히트펌프식 냉난방을 위한 냉온수 또는 냉온기 공급장치.
  6. 청구항 5에 있어서, 상기 과냉각부는, 상기 냉매와 제3냉매를 열교환시키는 과냉각 열교환기, 상기 과냉각 열교환기를 통과한 제3냉매를 공기와 열교환시킨 후 상기 과냉각 열교환기에 공급하는 공기측 열교환기를 포함하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 히트펌프식 냉난방을 위한 냉온수 또는 냉온기 공급장치.
  7. 청구항 6에 있어서, 상기 공기측 열교환기를 통과한 공기가 상기 제2열교환기를 통과하면서 상기 제2열교환기를 흐르는 제1냉매와 열교환되도록 상기 공기측 열교환기와 상기 제2열교환기는 일렬로 배열된 것을 특징으로 하는 하이브리드 히트펌프식 냉난방을 위한 냉온수 또는 냉온기 공급장치.
  8. 청구항 7에 있어서, 상기 제1열교환기의 토출측과 상기 과냉각부의 과냉각 열교환기 사이에 설치되어 상기 제1열교환기에서 토출된 냉매로부터 기체를 분리하는 수액기와; 상기 수액기에 의해 분리된 기체를 상기 압축기의 복귀측으로 공급하는 기체 공급관을 포함하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 히트펌프식 냉난방을 위한 냉온수 또는 냉온기 공급장치.
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