KR100958213B1 - Heating and cooling system and using a heat pump - Google Patents

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KR100958213B1
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Abstract

PURPOSE: A cooling and heating apparatus using a heat pump is provided to heat the inside of the house at night using the stored heat by absorbing the heat from the ground and the inside of the house and storing the absorbed heat in a heat accumulation tank. CONSTITUTION: A cooling and heating apparatus(10) using a heat pump comprises a plurality of heat exchangers(11), a heat accumulation tank(14), a heat pump(30), a second supply pipe(15), a second return pipe(16), a first auxiliary heat supply unit(50), a third branch pipe and a ground water supply unit. The heat exchangers are installed at the inside of the house and discharge and absorb the heat. The heat accumulation pump is connected to the first supply pipe and the first return pipe. The heat pump comprises a first heat exchanger(32), a second heat exchanger(34), a circulating pipe(35), an expansion valve(36), a compressor(37) and a four way valve(38). The second supply pipe and the second return pipe connect a first heat exchange chamber to the heat accumulation tank to circulate the heat exchange medium in the first heat exchange chamber and the heat accumulation tank. The first auxiliary heat supply unit circulates the heat exchange medium to the ground and enables the heat exchange with the second heat exchanger. The third branch pipe is branched from the first return pipe and is connected to the second heat exchange chamber. The ground water supply unit supplies the ground water to the first supply pipe.

Description

히트펌프를 이용한 냉, 난방장치{heating and cooling system and using a heat pump}Heating and cooling system {heating and cooling system and using a heat pump}
본 발명은 지하열원을 이용한 냉, 난방장치에 관한 것으로, 더 상세하게는 지하열 또는 하우스 내부의 열을 낮에 흡수하여 축열한 후 이를 이용하여 난방 할 수 있는 냉, 난방장치에 관한 것이다. The present invention relates to a cold and heating device using an underground heat source, and more particularly, to a cold and heating device capable of heating by using heat storage after absorbing heat from the underground heat or the inside of the house during the day.
일반적으로 비닐하우스나 온실과 같은 농업용 생산시설에서는 낮에 태양으로부터 방사되는 에너지를 작물이 광합성에 직접 이용하게 되며, 땅속이나 기타 축열이 가능한 물질에 축적하여 난방에 이용하게 된다. In general, in agricultural production facilities such as greenhouses and greenhouses, energy emitted by the sun during the day is directly used by photosynthesis, and is stored in the ground or other heat-retaining materials for heating.
한편, 상기와 같이 축열된 열 또는 지중열을 이용하기 위해서는 상대적으로 열의 회수가 용이한 지하수를 이용하게 된다. 그러나 지하수를 열교환 매체로 이용하는 경우 농작물을 재배를 위한 시설하우스 또는 건축물의 난방에 따른 열량이 상대적으로 부족하다. On the other hand, in order to use the heat or ground heat accumulated as described above is to use a groundwater relatively easy to recover heat. However, when groundwater is used as a heat exchange medium, the amount of heat generated by heating of a facility house or building for growing crops is relatively insufficient.
한편, 대한민국 공개특허공보 제2000-63299호에는 대지 내에 포함된 지열과 지하수 또는 개방된 수역에 존재하는 일정한 온도의 지열을 순환시키는 지열교환기 와, 상기 지열교환기에 의해 지상으로 끌어올려진 지열을 순환시키는 냉방 및 난방 사이클과, 상기 난방 사이클과 연설되어 실내의 온수를 가열하는 장치가 개시되어 있다. On the other hand, Korean Patent Laid-Open Publication No. 2000-63299 discloses a geothermal heat exchanger for circulating geothermal heat contained in the ground and groundwater or open water, and geothermal heat drawn up by the geothermal heat exchanger. The cooling and heating cycle which is made to make, and the apparatus which talks with the said heating cycle and heat the indoor hot water are disclosed.
그리고 대한민국 등록특허공보 제10-0628466호에는 지하 공기층을 이용한 냉난방장치가 개시되어 있다. 냉난방장치는 화산회토 지형을 천공, 매설하여 지하공간까지 연장 형성하여 다공상의 암석층으로부터 지하공기를 흡입하기 위한 흡입관과, 이 흡입관을 통해 지하공기를 흡입 송풍할 수 있도록 내측에 송풍기가 내재된 송풍관과, 이 송풍관에 내재된 송풍기로부터 송풍된 지하공기를 시설물내로 유도하기 위한 유도관과, 상기 송풍관 내에 히터를 내장한 기술구성이 개시되어 있다. And Korea Patent Publication No. 10-0628466 discloses a heating and cooling device using the underground air layer. The air-conditioning and heating system is formed by drilling and embedding the volcanic ash terrain to extend to the underground space, and a suction pipe for sucking underground air from the porous rock layer, and a blower having an air blower inside to blow and blow underground air through the suction pipe. And an induction pipe for guiding underground air blown from a blower inherent to the blower into a facility, and a technical configuration incorporating a heater in the blower.
그러나 이러한 난방장치는 보조 열원으로 히터를 이용하고 있으므로 상대적으로 유지에 따른 많은 비용이 소요되는 문제점이 있으며, 시설하우스와 같이 대용량의 냉난방장치에 적용하기 어렵다. However, since such a heating apparatus uses a heater as an auxiliary heat source, there is a problem in that a relatively high cost is required, and it is difficult to apply to a large-capacity heating and cooling apparatus such as a facility house.
본 발명은 상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 열교환 매체를 가열하기 위한 보조 열원으로 지열과 낮에 시설 하우스 내부의 가열된 열을 히트펌프에 의해 회수한 후 축열탱크에 저장하고, 이를 이용하여 상대적으로 온도가 낮은 밤에 시설하우스의 내부를 난방 할 수 있는 히트 펌프를 이용한 냉, 난방장치를 제공함에 그 목적이 있다.The present invention is to solve the problems as described above, as a secondary heat source for heating the heat exchange medium, the geothermal heat during the day and the heat inside the facility house is recovered by the heat pump and stored in the heat storage tank, using the same Therefore, the purpose is to provide a cold, heating device using a heat pump that can heat the interior of the facility house at a relatively low temperature at night.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 히트 펌프를 이용한 냉, 난방장치는 시설하우스의 내부에 설치되어 열을 방출 및 흡수하기 위한 복수개의 열교환기들과,Cooling and heating apparatus using a heat pump of the present invention for achieving the above object is a plurality of heat exchangers are installed in the interior of the facility house to release and absorb heat,
상기 열교환기들에 열교환 매체를 공급하기 위한 제1공급관 및 제1리턴관과 연결되는 축열탱크와,A heat storage tank connected to a first supply pipe and a first return pipe for supplying a heat exchange medium to the heat exchangers;
제 1열교환 챔버에 설치되는 제 1열교환기와, 제 2열교환챔버에 설치되는 제 2열교환기와, 상기 제 1,2열교환기를 연결하여 폐회로를 구성하는 순환관과, 상기 순환관에 설치되는 팽창밸브 및 압축기와, 상기 순환관에 설치되어 제1열교환기 또는 제2열교환기 측으로 해서 팽창밸브를 통해 정역방향으로 순환되면서 하나의 사이클을 이루도록 하는 사방밸브를 구비한 히트펌프와,A first heat exchanger installed in the first heat exchange chamber, a second heat exchanger installed in the second heat exchange chamber, a circulation pipe connecting the first and second heat exchangers to form a closed circuit, an expansion valve installed in the circulation pipe, and A heat pump having a compressor and a four-way valve installed in the circulation pipe to circulate in the forward and reverse directions through the expansion valve toward the first heat exchanger or the second heat exchanger;
상기 제 1열교환 챔버와 열결되며 지하로 보조 열교환 매체를 순환시켜 상기 제 1열교환기와 열교환이 이루어질 수 있도록 하는 제 1보조 열원공급수단과, A first auxiliary heat source supply means connected to the first heat exchange chamber and configured to circulate an auxiliary heat exchange medium underground to allow heat exchange with the first heat exchanger;
상기 제 2열교환 챔버와 상기 축열탱크를 연결하여 축열탱크 내의 열교환 매체를 순환시키기 위한 제 상기 제 2공급관 및 제 2리턴관과,A second supply pipe and a second return pipe for connecting the second heat exchange chamber and the heat storage tank to circulate the heat exchange medium in the heat storage tank;
상기 제 1공급관과 제1리턴관으로부터 각각 분기되어 상기 제 1열교환챔버와 연결되는 제1, 2분기관과, 상기 제 1,2분기관과 상기 제 1공급관과 제 1리턴관의 연결관에 설치되어 축열탱크와 제 1,2분기관을 선택적으로 연결하는 밸브 유니트들을 구비하여 된 것을 그 특징으로 한다. First and second branch pipes branched from the first supply pipe and the first return pipe, respectively, and connected to the first heat exchange chamber, and connecting pipes of the first and second branch pipes, the first supply pipe, and the first return pipe. It is characterized in that it is provided with valve units for selectively connecting the heat storage tank and the first and second branch engines.
본 발명의 히트 펌프를 이용한 냉, 난방장치는 지하열과 낮 동안 시설 하우스 내부의 가열된 열을 흡수하여 축열탱크에 저장하고 이 열을 이용하여 밤에 시설하우스 내부를 난방 할 수 있으므로 시설하우스의 난방효율을 극대화 할 수 있으며, 나아가서는 난방비용을 절감할 수 있다. The cold and heating device using the heat pump of the present invention absorbs the heated heat inside the facility house during the underground heat and daytime, stores it in the heat storage tank and heats the inside of the facility house at night by using this heat. Efficiency can be maximized, and heating costs can be reduced.
본 발명에 따른 지하열원을 이용한 히트 펌프를 이용한 냉, 난방장치는 시설 하우스 또는 건축물을 냉난방 할 수 있는 것으로, 그 일 실시예를 도 1에 나타내 보였다.Cooling, heating device using a heat pump using an underground heat source according to the present invention is capable of heating and heating a facility house or building, an embodiment thereof is shown in FIG.
도면을 참조하면, 히트 펌프를 이용한 냉 난방장치(10)는 시설하우스(200)의 내부에 설치되어 열을 방출 및 흡수하기 위한 복수개의 열교환기(11)들과, 상기 열교환기(11)들에 열교환 매체(100)를 공급하기 위한 제1공급관(12) 및 제1리턴관(13)과 연결되는 축열탱크(14)를 구비한다. 상기 제 1공급관(12)과 제 1리턴관(13)에는 상기 축열탱크(14) 내의 열교환 매체(100)를 상기 열교환기(11)인 팬 코일 유니트로 순환시키기 제1순환펌프(21)가 설치된다. 상기 열교환기(11)는 팬 코일 유니트에 한정되지 않고 하우스 내부에 설치되어 열교환 매체와 공기 사이에 열을 교환시킬 수 있는 구조이면 어느 것이나 가능하다. Referring to the drawings, the cold heating device 10 using the heat pump is installed in the interior of the facility house 200 a plurality of heat exchangers 11 for dissipating and absorbing heat, and the heat exchangers (11) The heat storage tank 14 is connected to the first supply pipe 12 and the first return pipe 13 for supplying the heat exchange medium 100 to the. The first supply pipe 12 and the first return pipe 13 has a first circulation pump 21 for circulating the heat exchange medium 100 in the heat storage tank 14 to a fan coil unit which is the heat exchanger 11. Is installed. The heat exchanger 11 is not limited to the fan coil unit, and may be any structure as long as it is installed inside the house to exchange heat between the heat exchange medium and the air.
그리고 상기 축열탱크(14)에 저장된 열교환 매체는 히트 펌프(30)에 의해 가열된다. 상기 히트 펌프(30)는 제 1열교환 챔버(31)에 설치되는 제 1열교환기(32)와, 상기 제 2열교환 챔버(33)에 설치되는 제 2열교환기(34)와, 상기 제 1,2열교환기(32)(34)를 연결하여 폐회로를 구성하는 순환관(35)과, 상기 순환관(35)에 설치되는 팽창밸브(36) 및 압축기(37)와, 상기 순환관(35)에 설치되어 제1열교환기(32) 또는 제2열교환기(34) 측으로 해서 팽창밸브를 통해 정역방향으로 순환되면서 하나의 사이클을 이루도록 하는 사방밸브(38)를 구비한다. 그리고 상기 축열탱크(14)는 상기 제 1열교환챔버(31)와 열결되며, 상기 제 2열교환 챔버(33)는 지하의 열을 흡수하기 위하여 열교환 매체를 순환시켜 상기 제 2열교환기(34)와 열교환이 이루어질 수 있도록 하는 제 1보조 열원공급수단(50)을 구비한다. 상기 제 1열교환 챔버(31)와 상기 축열탱크(14)를 연결하여 축열탱크 내의 열교환 매체를 순환시키기 위한 제 상기 제 2공급관(15) 및 제 2리턴관(16)과, 상기 제 1공급관(12)과 제1리턴관(13)으로부터 각각 분기되어 상기 제 2열교환챔버(33)와 연결되는 제1, 2분기관(17)(18)을 구비한다. 상기 제 2공급관(15)에는 제 2순환펌프(15a)가 설치된다.The heat exchange medium stored in the heat storage tank 14 is heated by the heat pump 30. The heat pump 30 includes a first heat exchanger 32 installed in the first heat exchange chamber 31, a second heat exchanger 34 installed in the second heat exchange chamber 33, and the first, A circulation pipe 35 that connects two heat exchangers 32 and 34 to form a closed circuit, an expansion valve 36 and a compressor 37 installed in the circulation pipe 35, and the circulation pipe 35. It is provided on the first heat exchanger 32 or the second heat exchanger (34) side is provided with a four-way valve 38 to circulate in the forward and reverse direction through the expansion valve to achieve one cycle. In addition, the heat storage tank 14 is thermally connected with the first heat exchange chamber 31, and the second heat exchange chamber 33 circulates a heat exchange medium to absorb underground heat and the second heat exchanger 34. It is provided with a first auxiliary heat source supply means 50 to allow heat exchange. The second supply pipe 15 and the second return pipe 16 for circulating the heat exchange medium in the heat storage tank by connecting the first heat exchange chamber 31 and the heat storage tank 14, and the first supply pipe ( 12 and first and second branch pipes 17 and 18 branched from the first return pipe 13 and connected to the second heat exchange chamber 33, respectively. A second circulation pump 15a is installed in the second supply pipe 15.
그리고 상기 제 1,2분기관(17)(18)과 상기 제 1공급관(12)과 제 1리턴관(13)의 연결부위에 설치되어 축열탱크(14)와 제 1,2분기관(17)(18)을 선택적으로 연결하는 제 1,2밸브 유니트(25)(26)들을 구비한다. 여기에서 상기 밸브 유니트는 3방밸브를 사용함이 바람직하다. The first and second branch pipes 17 and 18 and the first supply pipe 12 and the first return pipe 13 are installed at the connection part of the heat storage tank 14 and the first and second branch pipes 17. First and second valve units 25 and 26 to selectively connect the " 18 " Herein, the valve unit preferably uses a three-way valve.
그리고 상기 제 1보조 열원 공급수단(50)은 지상으로부터 지하로 연장되어 지열과 열교환 매체(100)와의 열교환을 위한 열교환 유니트(51)와 상기 열교환 유니트(51)와 제 2열교환 챔버(33)를 연결하여 순환회로를 구성하는 제 3공급관(52) 및 제 3리턴관(53)을 구비한다. 상기 제 3공급관(52)에는 열교환 매체를 펌핑하기 위한 제 3순환펌프(54)를 구비한다. The first auxiliary heat source supply means 50 extends from the ground to the ground to exchange the heat exchange unit 51, the heat exchange unit 51, and the second heat exchange chamber 33 for heat exchange between the geothermal heat and the heat exchange medium 100. And a third supply pipe 52 and a third return pipe 53 which connect to each other to form a circulation circuit. The third supply pipe 52 is provided with a third circulation pump 54 for pumping a heat exchange medium.
도 2에는 본 발명에 따른 지하열원을 이용한 냉, 난방장치의 다른 실시예를 나타내 보였다. 상기 실시예에 있어서, 동일한 도면부호는 동일한 구성요소를 가리킨다. Figure 2 shows another embodiment of the cooling, heating apparatus using the underground heat source according to the present invention. In the above embodiment, the same reference numerals refer to the same components.
도면을 참조하면, 히트펌프를 이용한 지하 냉난방장치는 제 1리턴관(13)과 제 3공급관(52)을 연결하는 제 3분기관(71)을 구비하고, 이들의 연결부위에는 각각 제 3,4밸브유니트(72)(73)인 3방향 밸브가 설치된다. 그리고 상기 제 1공급관(12)은 도 2에 도시된 바와 같이 지하수를 팬코일 유니트에 공급할 수 있는 지하수 공급수단(60)을 더 구비한다. 상기 지하수 공급수단(60)은 지하수를 펌핑하기 위한 지하수 공급관(61)이 상기 제 1공급관(12)과 연결되고, 이 연결부위에는 축열탱크(14) 내의 열교환 매체(100)와 지하수를 선택적으로 상기 제1공급관(12)에 공급하기 위한 3방 밸브인 제 5밸브 유니트(74)를 구비한다. 그리고 제 3리턴관(53)에는 선택적으로 지하수를 버리기 위한 지하수 배출관(62)이 더 구비된다. 여기에서 상기 지하수 배출관(62)는 지하수를 지하로 되돌릴 수 있도록 할 수 있다. Referring to the drawings, the underground air-conditioning apparatus using the heat pump is provided with a third branch pipe (71) connecting the first return pipe 13 and the third supply pipe 52, the connecting portion of the third, Three-way valves, which are four-valve units 72 and 73, are provided. The first supply pipe 12 further includes groundwater supply means 60 for supplying groundwater to the fan coil unit as shown in FIG. 2. The ground water supply means 60 is a ground water supply pipe 61 for pumping ground water is connected to the first supply pipe 12, the connection portion selectively heat exchange medium 100 and ground water in the heat storage tank 14 A fifth valve unit 74, which is a three-way valve for supplying the first supply pipe 12, is provided. And the third return pipe 53 is further provided with a ground water discharge pipe 62 for selectively discarding the ground water. Here, the groundwater discharge pipe 62 may allow the groundwater to return to the basement.
도 3에는 본 발명에 따른 히트 펌프를 이용한 냉,난방장치의 다른 실시예를 나타내 보였다. 여기에서 상기 실시예와 동일한 도면부호는 동일한 구성요소를 가리킨다.3 shows another embodiment of a cooling and heating device using a heat pump according to the present invention. The same reference numerals as in the above embodiments refer to the same components.
도면을 참조하며, 히트 펌프를 이용한 냉난방장치(10)는 시설하우스(200)의 내부에 설치되어 열을 방출 및 흡수하기 위한 복수개의 열교환기(11)들과, 상기 열교환기(11)들에 열교환 매체(100)를 공급하기 위한 제1공급관(12) 및 제1리턴관(13)과 연결되는 축열탱크(14)를 구비한다. Referring to the drawings, a heating and cooling device 10 using a heat pump is installed in the facility house 200 and a plurality of heat exchangers 11 for dissipating and absorbing heat, and the heat exchangers 11 A heat storage tank 14 connected to the first supply pipe 12 and the first return pipe 13 for supplying the heat exchange medium 100 is provided.
상기 제 1공급관(12)에는 상기 축열탱크(14) 내의 열교환 매체를 상기 열교환기(11)인 팬 코일 유니트로 순환시키기 제1순환펌프(21)가 설치된다The first supply pipe 12 is provided with a first circulation pump 21 for circulating the heat exchange medium in the heat storage tank 14 to the fan coil unit which is the heat exchanger 11.
그리고 상기 축열탱크(14)에 저장된 열교환 매체를 가열하기 위한 상술한 히트 펌프(30)와, 제 2열교환 챔버(33)는 지하의 열을 흡수하기 위하여 열교환 매체를 순환시켜 상기 제 2열교환기와 열교환이 이루어질 수 있도록 하는 제 1보조 열원공급수단(50)과 보조 냉방수단(80)을 구비한다.In addition, the heat pump 30 and the second heat exchange chamber 33 for heating the heat exchange medium stored in the heat storage tank 14 and the second heat exchange chamber 33 circulate the heat exchange medium to absorb heat from the underground to exchange heat with the second heat exchanger. The first auxiliary heat source supply means 50 and the auxiliary cooling means 80 to achieve this is provided.
상기 제 1보조 열원 공급수단(50)은 지상으로부터 지하로 연장되어 지열과 열교환 매체(100)와의 열교환을 위한 열교환 유니트(51)와 상기 열교환 유니트(51)와 제 2열교환 챔버(33)를 연결하는 제 3공급관(52) 및 제 3리턴관(53)을 구비한다. 상기 제 3공급관(52)에는 열교환 매체를 펌핑하기 위한 제 3순환펌프(54)를 구비한다.The first auxiliary heat source supply means 50 extends from the ground to the ground to connect the heat exchange unit 51 and the heat exchange unit 51 and the second heat exchange chamber 33 for heat exchange between the geothermal heat and the heat exchange medium 100. And a third supply pipe 52 and a third return pipe 53. The third supply pipe 52 is provided with a third circulation pump 54 for pumping a heat exchange medium.
그리고 상기 보조 냉방수단(80)은 보조 축열조(81)와, 상기 제 1공급관(12)과 연결되며 보조 축열조(81)와 연결되는 제 4분기관(82)과 상기 제 1공급관(12)과 제 4분기관(82)의 연결부위에 설치되어 선택적으로 물의 공급을 단속하기 위한 제 6밸브 유니트(83)와, 상기 제 1리턴관(13)과 보조 축열조(81)를 연결하는 제 5분기관(88)과, 상기 제 1리턴관(13)과 제 5분기관(88)의 연결부에 설치되어 선택적으로 물을 공급하기 위한 제 7밸브 유니트(89)을 구비한다. 그리고 상기 보조 축열조(81)의 내부에 설치되는 보조 열교환기(84)와 제 3리턴관(53) 또는 제 2열교환챔버(33)를 연결하는 폐회로를 이루는 보조 순환관(85)을 구비한다. 상기 보조 순환관(85)과 제 3리턴관(53)의 여결부위는 각각 제 8, 9밸브 유니트(86)(87)가 설치된다. 상기 실시예에 있어서, 상기 밸브 유니트는 삼방밸브가 이용될 수 있는데, 이에 한정되지는 않는다. The auxiliary cooling means 80 is connected to the auxiliary heat storage tank 81, the first supply pipe 12, and the fourth branch pipe 82 connected to the auxiliary heat storage tank 81, and the first supply pipe 12. The fifth component is installed at the connecting portion of the fourth branch pipe 82 and connects the sixth valve unit 83 to selectively control the supply of water, and the first return pipe 13 and the auxiliary heat storage tank 81. It is provided with the engine 88 and the 7th valve unit 89 which is installed in the connection part of the said 1st return pipe 13 and the 5th branch engine 88, and supplies water selectively. In addition, the auxiliary heat exchanger 84 is installed in the auxiliary heat storage tank 81 and the auxiliary circulation pipe 85 forming a closed circuit connecting the third return pipe 53 or the second heat exchange chamber 33. The coupling portions of the auxiliary circulation pipe 85 and the third return pipe 53 are provided with eighth and ninth valve units 86 and 87, respectively. In the above embodiment, the valve unit may be a three-way valve, but is not limited thereto.
상술한 바와 같이 구성된 본 발명에 따른 히트 펌프를 이용한 냉, 난방장치의 작용을 설명하면 다음과 같다. Referring to the operation of the cooling, heating apparatus using a heat pump according to the present invention configured as described above are as follows.
먼저 낮에는 하우스 내부의 온도가 높고 밤에는 식물의 성장을 위하여 난방이 필요한 봄, 가을 또는 초여름의 경우 도 1에 도시된 바와 같이 낮에 시설 하우스 내부의 열을 흡수하여 축열탱크에 저장하고, 밤에는 축열탱크에 조장되며 가열된 열교환 매체와 지열을 이용하여 시설하우스를 난방하게 된다. First, in the spring, autumn or early summer, where the temperature inside the house is high during the day and heating is required for plant growth at night, as shown in FIG. 1, the heat is absorbed and stored in the heat storage tank during the day. In the heat storage tank, the facility house is heated using heated heat exchange medium and geothermal heat.
이를 더욱 상세하게 설명하며, 시설하우스(200)의 온도가 상대적으로 높은 낮에는 상기 히트펌프 즉, 증발기인 제2열교환기(34)가 설치된 제 2열교환 챔버(33)와 제 1분기관(17) 제 1공급관(12)을 통하여 냉각 된 열교환 매체가 열교환기(11) 측으로 공급되도록 하고, 시실하우스(200) 내부의 열을 흡수한 열교환 매체가 제 1리턴관(13)을 통하여 제 2열교환 챔버(33)로 회수되도록 한다. 즉, 제 2열교환 챔버(33), 제 1분기관(17) 제1밸브유니트(25) 제 1공급관(12) 열교환기(11) 제 1리턴관(13) 제 2밸유니트(26) 제 2분기관(18) 제 2열교환 챔버(33)로 열교환 매체를 순환시킨다. 이와 같이 하면, 제 2열교환 챔버(33)의 내부에 설치된 증발기인 제 2열교환기(34)는 열을 흡수하게 되고, 흡수된 열과 압축기의 일량에 해당하는 열을 응축기인 제 1열교환기(32)를 통하여 제 1열교환챔버(31) 내의 열교환 매체에 방열하게 된다. 상기 제 1열교환 챔버(31)는 축열탱크(14)와 제 2공급관(15)과 제 2리턴관(16)에 의해 연결되어 있으므로 축열탱크(14) 내의 열교환 매체를 가열하게 된다. This will be described in more detail. In the daytime when the temperature of the facility house 200 is relatively high, the second heat exchange chamber 33 and the first branch pipe 17 in which the heat pump, that is, the second heat exchanger 34 which is an evaporator, are installed. ) The heat exchange medium cooled through the first supply pipe 12 is supplied to the heat exchanger 11 side, and the heat exchange medium absorbing heat in the chamber house 200 is exchanged through the first return pipe 13 for the second heat exchange. Recovery to chamber 33 is allowed. That is, the second heat exchange chamber 33, the first branch pipe 17, the first valve unit 25, the first supply pipe 12, the heat exchanger 11, the first return pipe 13, and the second valve unit 26 are made. The two-pipe 18 circulates the heat exchange medium to the second heat exchange chamber 33. In this way, the second heat exchanger 34, which is an evaporator installed in the second heat exchange chamber 33, absorbs heat, and the first heat exchanger 32, which is a condenser, absorbs heat and heat corresponding to the amount of the compressor. Heat radiation to the heat exchange medium in the first heat exchange chamber (31). Since the first heat exchange chamber 31 is connected by the heat storage tank 14, the second supply pipe 15, and the second return pipe 16, the heat exchange medium in the heat storage tank 14 is heated.
그리고 상대적으로 온도가 낮은 밤의 경우에는 상기 제1,2밸브유니트(25)(26)를 작동시켜 축열탱크(14)와 제 1공급관(12) 및 리턴관(13)이 연통되도록 함과 아울러 제 1보조 열원 공급수단(50)의 제 3공급관(52)과 제 3리턴관(53)이 제 2열교환 챔버(33)와 연결되도록 한다. 이 상태에서 히트 펌프(30)와 순환펌프가 구동되면, 상기 제 2열교환 챔버(33) 내의 열교환 매체가 지열과의 열교환을 위한 열교환유니트(51)와 상기 열교환 유니트(51)와 제 2열교환 챔버(33)를 연결하는 제 3공급관(52) 및 제 3리턴관(53)을 통하여 순환하게 된다. 따라 제 2열교환기(34)인 증발기를 통하여 지열을 회수하게 되고, 이 열과 압축기의 일량에 해당하는 열을 응축기인 제 1열교환기(32)에서 방출하게 된다.In the case of a relatively low temperature at night, the first and second valve units 25 and 26 are operated so that the heat storage tank 14 and the first supply pipe 12 and the return pipe 13 communicate with each other. The third supply pipe 52 and the third return pipe 53 of the first auxiliary heat source supply means 50 are connected to the second heat exchange chamber 33. In this state, when the heat pump 30 and the circulation pump are driven, the heat exchange medium in the second heat exchange chamber 33 is a heat exchange unit 51 for heat exchange with geothermal heat, the heat exchange unit 51 and the second heat exchange chamber. It is circulated through the third supply pipe 52 and the third return pipe 53 connecting the 33. Accordingly, the ground heat is recovered through the evaporator, which is the second heat exchanger 34, and the heat corresponding to the amount of the heat and the compressor is discharged from the first heat exchanger 32, which is the condenser.
따라서 제 2공급관(15)과 제 2리턴관(16)에 의해 연결된 축열탱크(14) 내의 열교환매체가 가열되고, 이 가열된 축열탱크(14) 내의 열교환 매체를 상기 시설하우스(200) 내의 열교환기(11)와 제 1 공급관(12) 및 리턴관(13)을 통하여 순환시킴으로써 난방하게 된다. 이러한 작용은 동절기 시설하우스(200)의 난방에도 동일하게 이루어진다. Therefore, the heat exchange medium in the heat storage tank 14 connected by the second supply pipe 15 and the second return pipe 16 is heated, and the heat exchange medium in the heated heat storage tank 14 is heat-exchanged in the facility house 200. Heating is performed by circulating through the machine 11, the first supply pipe 12, and the return pipe 13. This action is the same for the heating of the winter facility house 200.
그리고 하절기에는 도 2에 도시된 바와 같이 시설하우스(200)의 내부를 냉방하기 위해서는 히트펌프(30)의 냉매의 순환경로를 변경하여 제 2열교한 챔버(33) 내부의 제 2열교환기(34)가 응축기로 이용되고, 제 1열교환 챔버(31) 내의 제 1열교환기(32)가 증발기로 이용되도록 한다. In summer, the second heat exchanger 34 inside the second heat exchange chamber 33 is changed by changing a circulation path of the refrigerant of the heat pump 30 to cool the inside of the facility house 200 as shown in FIG. 2. ) Is used as the condenser, and the first heat exchanger 32 in the first heat exchange chamber 31 is used as the evaporator.
그리고 지하수를 이용하여 제 1공급관에 공급하고, 제 1리턴관(13)을 통하여 리턴되는 지하수를 제 3공급관(52)으로 공급하여 열교환 유니트(51)를 통하여 냉각시킨다. 따라서 제 1열교환챔버(31)를 순환하는 축열탱크(14)의 열교환 매체가 냉각되고, 이 냉각된 열교환 매체를 이용하여 시설하우스(200)를 냉방한다. 이때에 상기 제3리턴관(53)을 통과하는 지하수를 버리거나 지하로 귀환 시킨다. Then, the ground water is supplied to the first supply pipe, and the ground water returned through the first return pipe 13 is supplied to the third supply pipe 52 and cooled through the heat exchange unit 51. Therefore, the heat exchange medium of the heat storage tank 14 circulating through the first heat exchange chamber 31 is cooled, and the facility house 200 is cooled by using the cooled heat exchange medium. At this time, the groundwater passing through the third return pipe 53 is discarded or returned to the basement.
한편, 도 3에 도시된 바와 같이 히트 펌프를 이용한 냉, 난방장치는 낮에 시설하우스 내의 열을 회수하기 위해서는 보조축열조(81)와 제 4분기관(82)을 통하여 제 1공급관(12)으로 냉각된 열교환 매체를 공급하여 시설하우스 내의 열을 제 1열교환기를 통하여 열을 회수하여 보조축열조(81)로 제 5분기관(88)을 통하여 귀환시킨다. 이 과정에서 상기 보조 축열조(81) 내의 열교환 매체는 상기 보조 축열조(81)의 내부에 설치된 보조 열교환기(84)는 제 2열교환 챔버(33) 및 제 1보조 열원 공급수단(50)과 연결되어 열교환 매체가 순환됨으로써 보조 축열조 내부의 열교환 매체를 냉각시키게 된다.Meanwhile, as shown in FIG. 3, the cooling and heating apparatus using the heat pump is connected to the first supply pipe 12 through the auxiliary heat storage tank 81 and the fourth branch pipe 82 to recover heat in the facility house during the day. By supplying a cooled heat exchange medium, the heat in the facility house is recovered through the first heat exchanger and returned to the auxiliary heat storage tank 81 through the fifth branch pipe 88. In this process, the heat exchange medium in the auxiliary heat storage tank 81 is connected to the second heat exchange chamber 33 and the first auxiliary heat source supply means 50 in the auxiliary heat exchanger 84 installed in the auxiliary heat storage tank 81. The heat exchange medium is circulated to cool the heat exchange medium inside the auxiliary heat storage tank.
그리고 밤에는 축열탱크(14)에 가열된 열교환 매체를 제1공급관(12)과 열교환기(11), 제 1리턴관(13)을 통하여 순환시킴으로써 시설하우스 내부를 난방하게 된다. At night, the heat exchange medium heated in the heat storage tank 14 is circulated through the first supply pipe 12, the heat exchanger 11, and the first return pipe 13 to heat the inside of the facility house.
본 발명은 도면에 도시된 일 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it will be understood by those skilled in the art that various changes and modifications may be made without departing from the scope of the invention.
따라서 본 발명의 진정한 보호 범위는 첨부된 청구범위에 의해서만 정해져야 할 것이다. Therefore, the true scope of protection of the present invention should be defined only by the appended claims.
도 1은 본 발명에 따른 히트 펌프를 이용한 난방장치를 나타내 보인 회로도, 1 is a circuit diagram showing a heating apparatus using a heat pump according to the present invention,
도 2 및 도 3은 본 발명에 따른 히트 펌프를 이용한 냉난방장치의 다른 실시예들을 나타내 보인 회로도, 2 and 3 is a circuit diagram showing other embodiments of a heating and cooling device using a heat pump according to the present invention,

Claims (4)

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  2. 시설하우스의 내부에 설치되어 열을 방출 및 흡수하기 위한 복수개의 열교환기들과,A plurality of heat exchangers installed inside the facility house for dissipating and absorbing heat,
    상기 열교환기들에 열교환 매체를 공급하기 위한 제1공급관 및 제1리턴관과 연결되는 축열탱크와,A heat storage tank connected to a first supply pipe and a first return pipe for supplying a heat exchange medium to the heat exchangers;
    제 1열교환 챔버에 설치되는 제 1열교환기와, 제 2열교환챔버에 설치되는 제 2열교환기와, 상기 제 1,2열교환기를 연결하여 폐회로를 구성하는 순환관과, 상기 순환관에 설치되는 팽창밸브 및 압축기와, 상기 순환관에 설치되어 제1열교환기 또는 제2열교환기 측으로 해서 팽창밸브를 통해 정역방향으로 순환되면서 하나의 사이클을 이루도록 하는 사방밸브를 구비한 히트펌프와,A first heat exchanger installed in the first heat exchange chamber, a second heat exchanger installed in the second heat exchange chamber, a circulation pipe connecting the first and second heat exchangers to form a closed circuit, an expansion valve installed in the circulation pipe, and A heat pump having a compressor and a four-way valve installed in the circulation pipe to circulate in the forward and reverse directions through the expansion valve toward the first heat exchanger or the second heat exchanger;
    상기 제 1열교환 챔버와 상기 축열탱크를 연결하여 제 1열교환 챔버와 축열탱크 내의 열교환 매체를 순환시키기 위한 제 2공급관 및 제 2리턴관과,A second supply pipe and a second return pipe for connecting the first heat exchange chamber and the heat storage tank to circulate the heat exchange medium in the first heat exchange chamber and the heat storage tank;
    상기 제 2열교환챔버와 열결되며 지하로 열교환 매체를 순환시켜 상기 제 2열교환기와 열교환이 이루어질 수 있도록 하는 제 1보조 열원공급수단과, A first auxiliary heat source supply means connected with the second heat exchange chamber and circulating a heat exchange medium underground to allow heat exchange with the second heat exchanger;
    상기 제1리턴관으로부터 각 분기되어 상기 제 2열교환챔버와 연결되는 제 3분기관과, A third branch pipe branched from the first return pipe and connected to the second heat exchange chamber;
    상기 제 1공급관에 지하수를 공급하는 지하수 공급수단을 구비하여 된 것을 특징으로 하는 히트 펌프를 이용한 냉난방장치.And a groundwater supply means for supplying groundwater to the first supply pipe.
  3. 시설하우스의 내부에 설치되어 열을 방출 및 흡수하기 위한 복수개의 열교환기들과,A plurality of heat exchangers installed inside the facility house for dissipating and absorbing heat,
    상기 열교환기들에 열교환 매체를 공급하기 위한 제1공급관 및 제1리턴관과 연결되는 축열탱크와,A heat storage tank connected to a first supply pipe and a first return pipe for supplying a heat exchange medium to the heat exchangers;
    제 1열교환 챔버에 설치되는 제 1열교환기와, 제 2열교환챔버에 설치되는 제 2열교환기와, 상기 제 1,2열교환기를 연결하여 폐회로를 구성하는 순환관과, 상기 순환관에 설치되는 팽창밸브 및 압축기와, 상기 순환관에 설치되어 제1열교환기 또는 제2열교환기 측으로 해서 팽창밸브를 통해 정역방향으로 순환되면서 하나의 사이클을 이루도록 하는 사방밸브를 구비한 히트펌프와,A first heat exchanger installed in the first heat exchange chamber, a second heat exchanger installed in the second heat exchange chamber, a circulation pipe connecting the first and second heat exchangers to form a closed circuit, an expansion valve installed in the circulation pipe, and A heat pump having a compressor and a four-way valve installed in the circulation pipe to circulate in the forward and reverse directions through the expansion valve toward the first heat exchanger or the second heat exchanger;
    상기 제 2열교환 챔버는 지하의 열을 흡수하기 위하여 열교환 매체를 순환시켜 상기 제 2열교환기와 열교환이 이루어질 수 있도록 하는 제 1보조 열원공급수단과 보조 냉방수단을 더 구비하며,The second heat exchange chamber further includes a first auxiliary heat source supply means and an auxiliary cooling means for circulating a heat exchange medium to absorb heat in the underground to exchange heat with the second heat exchanger.
    상기 제 1보조 열원 공급수단은 지상으로부터 지하로 연장되어 지열과 열교환 매체와의 열교환을 위한 열교환유니트와, 상기 열교환 유니트와 제 2열교환 챔버를 연결하는 제 3공급관 및 제 3리턴과, 상기 제 3공급관(52)에는 열교환 매체를 펌핑하기 위한 제 3순환펌프를 구비하며,The first auxiliary heat source supply means extends from the ground to the ground, a heat exchange unit for heat exchange between the geothermal heat and the heat exchange medium, a third supply pipe and a third return connecting the heat exchange unit and the second heat exchange chamber, and the third The supply pipe 52 is provided with a third circulation pump for pumping the heat exchange medium,
    상기 보조 냉방수단은 보조 축열조와, 상기 제 1공급관과 연결되며 보조 축열조와 연결되는 제 4분기관과 상기 제 1공급관과 제 4분기관의 연결부위에 설치되어 선택적으로 물의 공급을 단속하기 위한 제 6밸브 유니트와, 상기 제 1리턴관과 연결되며 보조 축열조와 연결되는 제 5분기관과 상기 제 1리턴관과 제 5분기관의 연결부위에 설치되어 선택적으로 물의 공급을 단속하기 위한 제 7밸브 유니트와, 상기 보조 축열조의 내부에 설치되는 보조 열교환기와 제 3공급관을 연결하는 폐회로를 이루는 보조 순환관을 구비하여 된 것을 특징으로 하는 히트 펌프를 이용한 냉난방장치. The auxiliary cooling means is connected to the auxiliary heat storage tank, the first supply pipe and connected to the auxiliary heat storage tank and the connection portion of the first supply pipe and the fourth branch pipe is installed to selectively control the supply of water Sixth valve unit and the seventh valve connected to the first return pipe and connected to the auxiliary heat storage tank and the seventh valve for selectively intermittent the water supply is installed in the connection portion of the first return pipe and the fifth branch pipe And an auxiliary circulation pipe forming a closed circuit connecting the unit and an auxiliary heat exchanger installed in the auxiliary heat storage tank and a third supply pipe.
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