KR100984305B1 - Heat pump for supplying cool and hot water - Google Patents
Heat pump for supplying cool and hot water Download PDFInfo
- Publication number
- KR100984305B1 KR100984305B1 KR1020090085306A KR20090085306A KR100984305B1 KR 100984305 B1 KR100984305 B1 KR 100984305B1 KR 1020090085306 A KR1020090085306 A KR 1020090085306A KR 20090085306 A KR20090085306 A KR 20090085306A KR 100984305 B1 KR100984305 B1 KR 100984305B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- pipe
- refrigerant
- heat exchanger
- supply water
- compressor
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
- F25B49/00—Arrangement or mounting of control or safety devices
- F25B49/02—Arrangement or mounting of control or safety devices for compression type machines, plants or systems
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
- F24D—DOMESTIC- OR SPACE-HEATING SYSTEMS, e.g. CENTRAL HEATING SYSTEMS; DOMESTIC HOT-WATER SUPPLY SYSTEMS; ELEMENTS OR COMPONENTS THEREFOR
- F24D15/00—Other domestic- or space-heating systems
- F24D15/04—Other domestic- or space-heating systems using heat pumps
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
- F25B30/00—Heat pumps
- F25B30/02—Heat pumps of the compression type
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
- F25B2400/00—General features or devices for refrigeration machines, plants or systems, combined heating and refrigeration systems or heat-pump systems, i.e. not limited to a particular subgroup of F25B
- F25B2400/04—Refrigeration circuit bypassing means
- F25B2400/0401—Refrigeration circuit bypassing means for the compressor
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
- F25B2600/00—Control issues
- F25B2600/25—Control of valves
- F25B2600/2501—Bypass valves
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Heat-Pump Type And Storage Water Heaters (AREA)
Abstract
Description
본 발명은 냉온수 히트펌프에 대한 것으로서, 더욱 상세하게는 외부 공기의 온도가 저하되더라도 증발기에서 적상을 발생시키지 않는 온수와 냉수를 모두 생산할 수 있는 냉온수 히트펌프에 대한 것이다.The present invention relates to a cold / hot water heat pump, and more particularly, to a cold / hot water heat pump capable of producing both hot water and cold water, which does not generate a drop in the evaporator even when the temperature of the outside air decreases.
일반적으로 히트펌프는 압축기와, 응축기와, 교축기와, 증발기와, 냉매배관과, 공급수배관을 포함한다.In general, the heat pump includes a compressor, a condenser, a condenser, an evaporator, a refrigerant pipe, and a supply water pipe.
상기 압축기는 냉매배관을 따라 순환하는 냉매를 고온고압으로 압축시킨다. 응축기는 공급수배관을 통하여 유입되는 저온의 공급수를 고온으로 가열하기 위하여 압축기에서 압축된 고온의 냉매와 공급수배관에서 공급되는 저온의 공급수를 열교환 시킨다. 교축기는 응축기에서 응축된 고압의 냉매를 저압의 냉매로 팽창시킨다. 증발기는 교축기에서 팽창된 저압의 냉매를 외부 공기와 열교환시켜서 냉매를 증발시킨다. 그러면 공급수배관을 통하여 공급된 저온의 공급수는 응축기에서 가열되어 온수로 배출된다. 근래에는 이러한 히트펌프를 개선시켜 하나의 히트펌프로 냉수 및 온수를 모두 생산할 수 있는 히트펌프가 개발되어 사용되고 있다.The compressor compresses the refrigerant circulating along the refrigerant pipe at high temperature and high pressure. The condenser heat-exchanges the high temperature refrigerant compressed by the compressor and the low temperature feed water supplied from the feed water pipe to heat the low temperature feed water introduced through the feed water pipe to a high temperature. The condenser expands the high pressure refrigerant condensed in the condenser into a low pressure refrigerant. The evaporator heat-exchanges the low pressure refrigerant expanded in the throttle with external air to evaporate the refrigerant. Then, the low temperature feed water supplied through the feed water pipe is heated in the condenser and discharged into hot water. Recently, a heat pump capable of producing both cold water and hot water with one heat pump has been developed and used.
종래의 히트펌프는 온수 생산시 증발기에서 저온저압의 액체 및 기체 냉매가 외부 공기로부터 열을 공급받아서 기체 냉매로 상변환 된다. 냉매가 상변환되기 위해서는 증발기에서 냉매는 외부 공기와 원활하게 열교환이 이루어져야 한다. 그러나 동절기와 같이 외부 공기의 온도가 낮을 경우 적상이 발생하므로 외부 공기와 냉매의 열교환이 제대로 되지 않는다는 문제점이 있었다. 이 경우 제상운전을 해야하므로 사이클이 불안정하고, 성능계수(COP)가 저하된다는 문제점이 있었다.In the conventional heat pump, low temperature low pressure liquid and gaseous refrigerants are converted into gaseous refrigerants by receiving heat from external air in the evaporator during hot water production. In order for the refrigerant to be phase-converted, the refrigerant must be heat-exchanged with outside air smoothly. However, when the temperature of the outside air is low, such as in winter, there is a problem in that heat exchange between the outside air and the refrigerant is not properly performed. In this case, since the defrosting operation must be performed, there is a problem that the cycle is unstable and the coefficient of performance (COP) is lowered.
또한, 종래의 히트펌프의 경우 압축기로 공급되는 냉매가 적을 경우 압축기에서 냉매가 과열되는 문제점이 있었다.In addition, the conventional heat pump has a problem that the refrigerant is overheated in the compressor when the refrigerant supplied to the compressor is small.
본 발명은 증발기에서 적상이 발생하는 것을 방지할 수 있는 냉온수를 모두 생산하는 히트펌프를 제공하는 것을 목적으로 한다.An object of the present invention is to provide a heat pump for producing all of the cold and hot water that can prevent the dropping occurs in the evaporator.
또한, 본 발명은 압축기에 공급되는 냉매가 적을 경우 이를 보충할 수 있는 히트펌프를 제공하는 것을 목적으로 한다.In addition, an object of the present invention is to provide a heat pump that can supplement the small amount of refrigerant supplied to the compressor.
본 발명에 따른 냉온수 히트펌프는 압축기와, 제1공급수열교환기와, 리시버탱크와, 교축수단과, 공기열교환기와, 공급수배관과, 냉매배관과, 제어수단을 포함한다. 상기 압축기는 냉매를 압축시킨다. 상기 제1공급수열교환기는 상기 냉매와 공급수를 열교환시킨다. 상기 교축수단은 상기 냉매를 팽창시킨다. 상기 공기열교환기는 상기 냉매를 외부의 공기와 열교환시킨다. 상기 공급수배관은 상기 공급수 가 상기 제1공급수열교환기로 유입되어 나가도록 연결된다. 상기 냉매배관은 상기 냉매가 상기 압축기와 상기 제1공급수열교환기와 상기 리시버탱크와 상기 교축수단과 상기 공기열교환기의 제1경로를 따라 순환하거나, 상기 냉매가 상기 압축기와 상기 공기열교환기와 상기 리시버탱크와 상기 교축수단과 상기 제1공급수열교환기의 제2경로를 따라 순환하도록 연결된다. 상기 제어수단은 상기 냉매로 상기 공급수를 가열할 때에는 상기 냉매가 상기 제1경로의 냉매배관을 따라 순환하고, 상기 냉매로 상기 공급수를 냉각할 때에는 상기 제2경로의 냉매배관을 따라 순환하도록 제어한다.The cold and hot water heat pump according to the present invention includes a compressor, a first supply water heat exchanger, a receiver tank, a throttling means, an air heat exchanger, a supply water pipe, a refrigerant pipe, and a control means. The compressor compresses the refrigerant. The first supply water heat exchanger exchanges the refrigerant and the supply water. The throttling means expands the refrigerant. The air heat exchanger exchanges the refrigerant with outside air. The feed water pipe is connected so that the feed water flows in and out of the first feed water heat exchanger. The refrigerant pipe circulates along the first path of the refrigerant, the first supply water heat exchanger, the receiver tank, the throttling means, and the air heat exchanger, or the refrigerant flows through the compressor, the air heat exchanger, and the receiver tank. And circulating along the second path of the throttling means and the first feed water heat exchanger. The control means circulates along the refrigerant pipe of the first path when the supply water is heated by the refrigerant, and circulates along the refrigerant pipe of the second path when the supply water is cooled by the refrigerant. To control.
또한, 상기의 냉온수 히트펌프는 제2공급수열교환기와, 저압보상배관과, 저압보상밸브와, 저압보상교축기를 더 포함하는 것이 바람직하다. 상기 제2공급수열교환기는 상기 공급수가 상기 제1공급수열교환기로 유입되기 전의 상기 공급수배관에 설치된다. 상기 저압보상배관은 상기 냉매와 상기 공급수를 열교환시키기 위하여 상기 리시버탱크로부터 상기 증발기로 유입되는 냉매배관에서 나와서 상기 제2공급수열교환기로 유입되어 상기 압축기로 유입되는 냉매배관으로 합쳐진다. 상기 저압보상밸브는 상기 외부의 공기가 일정한 온도 이하이거나 상기 압축기로 유입되는 냉매의 압력이 일정한 압력 이하이면 상기 저압보상배관의 유로를 개방시킬 수 있도록 상기 저압보상배관에 설치된다. 상기 저압보상교축기는 상기 제2공급수열교환기로 유입되는 냉매를 팽창시키기 위하여 상기 저압보상배관에 설치된다.The cold / hot water heat pump may further include a second supply water heat exchanger, a low pressure compensation pipe, a low pressure compensation valve, and a low pressure compensation throttle. The second supply water heat exchanger is installed in the supply water pipe before the supply water flows into the first supply water heat exchanger. The low pressure compensating pipe is discharged from the refrigerant pipe flowing from the receiver tank to the evaporator to heat exchange the refrigerant and the feed water, and is combined with the refrigerant pipe flowing into the second supply water heat exchanger and introduced into the compressor. The low pressure compensation valve is installed in the low pressure compensation pipe so as to open the flow path of the low pressure compensation pipe when the outside air is below a predetermined temperature or the pressure of the refrigerant flowing into the compressor is below the constant pressure. The low pressure compensation throttler is installed in the low pressure compensation pipe to expand the refrigerant flowing into the second supply water heat exchanger.
또한, 상기의 냉온수 히트펌프는 바이패스배관과, 바이패스밸브를 더 포함하는 것이 바람직하다. 상기 바이패스배관은 상기 리시버탱크에서 나와서 상기 압축 기로 유입되는 냉매배관에 합쳐진다. 상기 바이패스밸브는 상기 압축기에서 유출되는 냉매의 온도가 일정한 온도 이상이면 상기 바이패스배관을 개방시킬 수 있도록 상기 바이패스배관에 설치된다.In addition, the cold and hot water heat pump preferably further includes a bypass pipe and a bypass valve. The bypass pipe is combined with the refrigerant pipe coming out of the receiver tank and flowing into the compressor. The bypass valve is installed in the bypass pipe so as to open the bypass pipe when the temperature of the refrigerant flowing out of the compressor is higher than a predetermined temperature.
또한, 상기의 냉온수 히트펌프에 있어서, 상기 제어수단은 사방변과, 복수의 체크밸브와 복수의 차폐밸브를 구비하는 것이 바람직하다. 상기 사방변은 상기 냉매로 상기 공급수를 가열할 때에는 상기 냉매가 상기 제1경로를 따라 상기 압축기로 유입되고 상기 압축기에서 유출되게 하며, 상기 냉매로 상기 공급수를 냉각할 때에는 상기 냉매가 상기 제2경로를 따라 상기 압축기로 유입되고 상기 압축기에서 유출되게 제어한다. 상기 복수의 체크밸브와 복수의 차폐밸브는 상기 냉매로 상기 공급수를 가열할 때에는 냉매가 상기 제1경로를 따라 상기 제1공급수열교환기에서 상기 리시버탱크와 상기 교축수단과 상기 공기열교환기로 흐르게 하고, 상기 냉매로 상기 공급수를 냉각할 때에는 상기 냉매가 상기 제2경로를 따라 상기 공기열교환기에서 상기 리시버탱크와 상기 교축수단과, 상기 제1공급수열교환기로 흐르도록 제어한다.In the cold / hot water heat pump, the control means preferably includes four sides, a plurality of check valves, and a plurality of shielding valves. The four sides allow the refrigerant to flow into the compressor and to flow out of the compressor when the supply water is heated by the refrigerant, and when the supply water is cooled by the refrigerant, It is controlled to flow into and out of the compressor along two paths. The plurality of check valves and the plurality of shield valves allow the refrigerant to flow from the first supply water heat exchanger to the receiver tank, the throttling means, and the air heat exchanger along the first path when the supply water is heated with the refrigerant. When the supply water is cooled by the refrigerant, the refrigerant flows from the air heat exchanger to the receiver tank, the throttling means, and the first supply water heat exchanger along the second path.
또한, 상기의 냉온수 히트펌프에 있어서, 상기 교축수단은 상기 제1경로에 설치된 제1교축기와, 상기 제2경로에 설치된 제2교축기를 구비하는 것이 바람직하다.In the cold / hot water heat pump, the throttling means preferably includes a first throttle installed in the first path and a second throttle provided in the second path.
또한, 상기의 냉온수 히트펌프에 있어서, 상기 냉매배관은 상기 압축기에서 상기 사방변에 연결된 제1배관과, 상기 사방변에서 상기 제1공급수열교환기에 연결된 제2배관과, 상기 제1공급수열교환기에서 상기 리시버탱크에 연결된 제3배관과, 상기 리시버탱크에서 상기 공기열교환기에 연결된 제4배관과, 상기 공기열교환기에서 상기 사방변에 연결된 제5배관과, 상기 사방변에서 상기 압축기에 연결된 제6배관과, 제3배관에서 분기되어 제4배관으로 합쳐지는 제7배관과, 제3배관에서 다시 분기되어 제4배관으로 합쳐지는 제8배관을 구비하는 것이 바람직하다. 이 경우 상기 제어수단은 상기 복수의 차폐밸브로서 상기 제7배관이 분기된 후 상기 제8배관이 분기되기 전의 상기 제3배관에 설치된 제1차폐밸브와, 상기 제7배관에 설치된 제2차폐밸브와, 제4배관에 설치된 제3차폐밸브와, 상기 제8배관에 설치된 제4차폐밸브를 구비한다. 그리고 상기 제어수단은 상기 복수의 체크밸브로서 상기 제8배관이 분기되기 전의 상기 제3배관에 설치된 제1체크밸브와, 상기 제8배관에 설치된 제2체크밸브를 구비한다. 그리고 상기 제1교축기는 상기 제4배관에 설치되며, 상기 제2교축기는 상기 제7배관에 설치된다. 또한, 상기 냉매로 상기 공급수를 가열할 때에는 상기 냉매가 상기 제1공급수열교환기에서 상기 제3배관을 따라 상기 리시버탱크로 유입되고 상기 제4배관을 따라 상기 공기열교환기로 유입될 수 있도록 상기 제1차폐밸브와 상기 제3차폐밸브는 개방되고 상기 제2차폐밸브와 상기 제4차폐밸브는 폐쇄된다. 그리고 상기 냉매로 상기 공급수를 냉각할 때에는 상기 냉매가 상기 공기열교환기에서 상기 제8배관과 상기 제3배관을 따라 상기 리시버탱크로 유입되고 제4배관과 상기 제7배관과 상기 제3배관을 따라 상기 제1공급수열교환기로 유입될 수 있도록 상기 제2차폐밸브와 상기 제4차폐밸브는 개방되고 상기 제1차폐밸브와 상기 제3차폐밸브는 폐쇄된다.In the cold / hot water heat pump, the refrigerant pipe may include a first pipe connected to the four sides of the compressor, a second pipe connected to the first supply water heat exchanger on the four sides, and the first supply water heat exchanger. A third pipe connected to the receiver tank, a fourth pipe connected to the air heat exchanger in the receiver tank, a fifth pipe connected to the four sides in the air heat exchanger, and a sixth pipe connected to the compressor in the four sides And a seventh pipe branched from the third pipe and joined to the fourth pipe, and an eighth pipe branched from the third pipe and merged into the fourth pipe. In this case, the control means includes the first shielding valve installed in the third pipe and the second shielding valve installed in the seventh pipe after the seventh pipe is branched as the plurality of shielding valves and before the eighth pipe is branched. And a third shielding valve provided in the fourth pipe and a fourth shielding valve provided in the eighth pipe. The control means includes, as the plurality of check valves, a first check valve provided in the third pipe before the eighth pipe is branched, and a second check valve provided in the eighth pipe. The first throttle is installed in the fourth pipe, and the second throttle is installed in the seventh pipe. In addition, when the supply water is heated with the refrigerant, the refrigerant may flow from the first supply water heat exchanger into the receiver tank along the third pipe and flow into the air heat exchanger along the fourth pipe. The first shielding valve and the third shielding valve are opened, and the second shielding valve and the fourth shielding valve are closed. When the supply water is cooled with the refrigerant, the refrigerant flows from the air heat exchanger into the receiver tank along the eighth pipe and the third pipe and along the fourth pipe, the seventh pipe, and the third pipe. The second shielding valve and the fourth shielding valve are opened and the first shielding valve and the third shielding valve are closed so as to flow into the first supply water heat exchanger.
본 발명에 의하면, 외부 공기의 온도가 낮은 경우 제1공급수열교환기로 공급되는 공급수를 사용하여 저압보상교축기에서 팽창된 냉매를 가열하는 제2공급수열교환기를 구비한 히트펌프를 제공함으로써 적상현상을 방지할 수 있다. 따라서 제상운전이 필요 없으므로 운전사이클을 안정화시키고 성능계수(COP)를 높일 수 있다.According to the present invention, when the temperature of the outside air is low, by providing a heat pump having a second supply water heat exchanger for heating the refrigerant expanded in the low pressure compensation throttle using the supply water supplied to the first supply water heat exchanger. The phenomenon can be prevented. Therefore, no defrosting operation is required, which stabilizes the operation cycle and increases the coefficient of performance.
또한, 본 발명에 의하면 압축기에 공급되는 냉매가 적은 경우 제1공급수열교환기에서 배출된 냉매를 리시버탱크에서 바로 압축기로 공급할 수 있는 바이패스배관을 구비한 히트펌프를 제공함으로써 압축기에서 냉매가 과열되는 것을 방지할 수 있다.In addition, according to the present invention provides a heat pump having a bypass pipe that can supply the refrigerant discharged from the first supply water heat exchanger directly from the receiver tank to the compressor when there is little refrigerant supplied to the compressor, the refrigerant is overheated in the compressor Can be prevented.
도 1은 본 발명에 따른 냉온수 히트펌프의 일 실시예의 개념도이다. 도 1을 참조하여 본 발명에 따른 냉온수 히트펌프의 일 실시예를 설명한다.1 is a conceptual diagram of an embodiment of a cold / hot water heat pump according to the present invention. An embodiment of a cold / hot water heat pump according to the present invention will be described with reference to FIG. 1.
도 1에 도시된 냉온수 히트펌프는 압축기(11)와, 제1공급수열교환기(13)와, 리시버탱크(15)와, 교축수단과, 공기열교환기(21)와, 공급수배관(23)과, 제2공급수열교환기(25)와, 저압보상배관(27)과, 저압보상밸브(29)와, 저압보상교축기(31)와, 바이패스배관(33)과, 바이패스밸브(35)와, 냉매배관(39)과 제어수단을 포함한다.The cold / hot water heat pump shown in FIG. 1 includes a
압축기(11)는 냉매배관(39)에 흐르는 냉매를 압축시킨다. 압축기(11)에서 압축된 냉매는 대략 85℃의 온도와 20kgf/㎠의 압력의 기체가 된다.The
제1공급수열교환기(13)는 냉매와 공급수를 열교환시킨다. 제1공급수열교환기(13)는 냉온수 히트펌프가 온수를 생산할 경우 응축기 역할을 하며, 냉수를 생산 할 경우 증발기 역할을 한다. 응축기 역할을 할 경우 제1공급수열교환기(13)에서 냉매는 공급수를 가열시킨 후 온도가 대략 50 내지 55℃이고 압력이 대략 17 내지 20kgf/㎠인 액체가 되고, 증발기 역할을 할 경우 냉매는 공급수를 냉각시킨 후 온도가 대략 0℃이고 압력이 대략 4kgf/㎠인 가스가 된다.The first supply
리시버탱크(15)는 냉매배관(39)에 흐르는 냉매를 수용하여 액체상태의 냉매를 교축수단으로 흘려보낸다.The
교축수단은 제1교축기(18)와, 제2교축기(19)를 구비한다. 제1교축기(18)는 냉온수 히트펌프가 온수를 생산할 경우 공기열교환기(21)로 유입되는 냉매를 팽창시키며, 제2교축기(19)는 냉온수 히트펌프가 냉수를 생산할 경우 제1공급수열교환기(13)로 유입되는 냉매를 팽창시킨다. 제1교축기(18) 또는 제2교축기(19)를 통과한 냉매는 0℃, 4kgf/㎠의 액체가 된다.The throttling means includes a
공기열교환기(21)는 냉매를 외기의 공기와 열교환시킨다. 공기열교환기(21)는 냉온수 히트펌프가 온수를 생산할 경우 증발기 역할을 하며, 냉수를 생산할 경우 응축기 역할을 한다.The
냉매배관(39)은 제1배관(40)과, 제2배관(41)과, 제3배관(42)과, 제4배관(43)과, 제5배관(44)과, 제6배관(45)과, 제7배관(46)과, 제8배관(47)을 구비한다. 제1배관(40)은 압축기(11)에서 아래에서 설명할 사방변(52)에 연결되고, 제2배관(41)은 사방변(52)에서 제1공급수열교환기(13)에 연결된다. 제3배관(42)은 제1공급수열교환기(13)에서 리시버탱크(15)에 연결되고, 제4배관(43)은 리시버탱크(15)에서 공기열교환기(21)에 연결된다. 제5배관(44)은 공기열교환기(21)에서 사방변(52)에 연 결되고, 제6배관(45)은 사방변(52)에서 압축기(11)에 연결된다. 제7배관(46)은 제3배관(42)에서 분기되어 제4배관(43)으로 합쳐지고, 제8배관(47)은 제3배관(42)에서 다시 분기되어 제4배관(43)으로 합쳐진다. 냉온수 히트펌프가 온수를 생산할 때에는 냉매가 압축기(11)와 제1공급수열교환기(13)와 리시버탱크(15)와 제1교축기(18)와 공기열교환기(21)의 순으로 순환하도록, 제1배관(40)과 제2배관(41)과 제3배관(42)과 제4배관(43)과 제5배관(44)과 제6배관(45)의 제1경로를 따라 순환한다. 냉온수 히트펌프가 냉수를 생산할 때에는 냉매가 압축기(11)와 공기열교환기(21)와 리시버탱크(15)와 제2교축기(19)와 제1공급수열교환기(13)의 순으로 순환하도록 제1배관(40)과 제5배관(44)과 제8배관(47)과 제3배관(42)과 제4배관(43)과 제7배관(46)과 제3배관(42)과 제2배관(41)과 제6배관(45)의 제2경로를 따라 순환한다. 즉 냉온수 히트펌프가 냉수를 생산할 때에는 냉매가 압축기(11)에서 제1배관(40)과 제5배관(44)을 따라 공기열교환기(21)에 유입되고, 공기열교환기(21)에서 제8배관(47)과 제3배관(42)을 따라 리시버탱크(15)에 유입되고, 리시버탱크(15)에서 제4배관(43)과 제7배관(46)과 제3배관(42)를 따라 제1공급수열교환기(13)에 유입되고, 제1공급수열교환기(13)에서 제2배관(41)과 제6배관(45)을 따라 압축기(11)에 유입된다.The
제어수단은 냉온수 히트펌프가 온수를 생산할 때에는 냉매가 상기의 제1경로를 따라 흐르도록 제어하고 냉수를 생산할 때에는 냉매가 상기의 제2경로를 따라 흐르도록 제어한다. 이를 위하여 제어수단은 사방변(52)과, 제1차폐밸브(53)와, 제2차폐밸브(54)와, 제3차폐밸브(55)와, 제4차폐밸브(56)와, 제1체크밸브(57)와, 제2 체크밸브(58)를 구비한다. The control means controls the refrigerant to flow along the first path when the cold / hot water heat pump produces hot water, and controls the refrigerant to flow along the second path when producing the cold water. To this end, the control means includes a four-
사방변(52)은 제1배관(40)과 제2배관(41)과 제5배관(44)과 제6배관(45)과 연결된다. 그래서 냉온수 히트펌프가 온수를 생산할 때 냉매가 상기의 제1경로를 따라 흐를 수 있도록 제1배관(40)과 제2배관(41)을 연결시키고 제5배관(44)과 제6배관(45)을 연결시킨다. 냉온수 히트펌프가 냉수를 생산할 때 냉매가 상기의 제2경로를 따라 흐를 수 있도록 제1배관(40)과 제5배관(44)을 연결시키고 제2배관(41)과 제6배관(45)을 연결시킨다. The four
제1차폐밸브(53)는 제3배관(42)에 설치된다. 이때 제1차폐밸브(53)는 제7배관(46)과 제8배관(47)이 분기되는 지점의 사이에 위치하도록 제3배관(42)에 설치된다. 제2차폐밸브(54)는 제7배관(46)에 설치된다. 그리고 제3차폐밸브(55)는 제4배관(43)에 설치된다. 이때 제3차폐밸브(55)는 제7배관(46)과 제8배관(47)이 합쳐지는 지점의 사이에 위치하도록 제4배관(43)에 설치된다. 제4차폐밸브(56)는 제8배관(47)에 설치된다. 냉온수 히트펌프가 온수를 생산할 때에는 제1차폐밸브(53)와 제3차폐밸브(55)는 개방되고 제2차폐밸브(54)와 제4차폐밸브(56)는 폐쇄된다. 그리고 냉온수 히트펌프가 냉수를 생산할 때에는 제1차폐밸브(53)와 제3차폐밸브(55)는 폐쇄되고 제2차폐밸브(54)와 제4차폐밸브(56)는 개방된다.The
제1체크밸브(57)는 제3배관(42)에 설치되어 냉매가 화살표 5의 방향으로만 흐로도록 제어한다. 이때 제1체크밸브(57)는 제7배관(46)과 제8배관(47)이 분기되는 지점의 사이에 위치하도록 제3배관(42)에 설치된다. 제2체크밸브(58)는 제8배관(47)에 설치되어 냉매가 화살표 6의 방향으로만 흐르도록 제어한다.The
따라서 사방변(52)과 복수의 차폐밸브(53, 54, 55, 56)와 복수의 체크밸브(57, 58)에 의하여 냉매는 냉온수 히트펌프가 온수를 생산할 때 상기의 제1경로를 따라 흐를 수 있고 냉수를 생산할 때 상기의 제2경로를 따라 흐를 수 있다.Therefore, the refrigerant flows along the first path when the cold / hot water heat pump produces hot water by the four
공급수배관(23)은 공급수가 제1공급수열교환기(13)에 유입되어 냉매와 열교환하여 나갈 수 있도록 설치된다. 냉온수 히트펌프가 온수를 생산할 때에는 공급수는 대략 10℃ 정도 가열되어 나가고, 냉온수 히트펌프가 냉수를 생산할 때에는 공급수는 대략 7℃ 정도 냉각되어 나간다.The
제2공급수열교환기(25)와, 저압보상배관(27)과, 저압보상밸브(29)와, 저압보상교축기(31)는 동절기에 온수를 생산할 때 공기열교환기(21)에 적상이 발생하는 것을 방지하는 역할을 한다. 이를 위하여 제2공급수열교환기(25)는 공급수가 제1공급수열교환기(13)로 유입되기 전의 공급수배관(23)에 설치된다. 저압보상배관(27)은 제4배관(43)에서 분기되어 냉매가 제2공급수열교환기(25)에서 공급수와 열교환을 한 후 제6배관(45)으로 합쳐져서 압축기(11)로 들어갈 수 있도록 설치된다. 저압보상밸브(29)는 저압보상배관(27)에 설치되어 저압보상배관(27)을 개폐시킨다. 이때 저압보상밸브(29)는 공기열교환기(21)에 설치된 온도계(63)에서 측정된 외기의 온도가 7℃ 이하로 내려갈 경우 개방되고 그보다 높으면 폐쇄된다. 또는 저압보상밸브(29)는 압축기(11)로 유입되는 냉매의 압력이 3kgf/㎠ 이하로 내려갈 경우 개방되고 그보다 높으면 폐쇄되게 할 수 있다. 저압보상교축기(31)는 제2공급수열교환기(25)로 유입되는 냉매를 팽창시킬 수 있도록 저압보상배관(27)에 설치된다. 외기의 온도가 낮아지면 저압보상밸브(29)가 개방된다. 그러면 제4배관(43)을 통하 여 공기열교환기(21)에 유입되는 냉매의 일부는 저압보상배관(27)으로 흘러간다. 저압보상배관(27)으로 흘러들어온 냉매는 저압보상교축기(31)에서 팽창된 후 제2공급수열교환기(25)에서 공급수로부터 가열되어 압력이 높아져서 제6배관(45)으로 흘러간다. 그러면 공기열교환기(21)의 냉매의 압력과 온도가 높아져서 공기열교환기(21)에 발생한 적상을 제거할 수 있다.The second supply
바이패스배관(33)과, 바이패스밸브(35)는 압축기(11)에서 냉매가 과열되는 것을 방지하는 역할을 한다. 압축기(11)로 유입되는 냉매의 양이 적을 경우 냉매는 과열된다. 이를 방지하기 바이패스배관(33)은 리시버탱크(15)의 응축된 냉매가 압축기(11)로 유입될 수 있도록 리시버탱크(15)에서 제6배관(45)으로 연결된다. 바이패스밸브(33)는 압축기(11)에서 유출되는 냉매의 온도를 측정하는 토출온도센서(61)가 일정한 온도 이상일 경우 바이패스배관(33)을 개방하고 그 온도보다 낮을 경우 바이패스배관(33)을 폐쇄할 수 있도록 바이패스배관(33)에 설치된다. 즉 토출온도센서(61)에서 측정된 냉매가 일정한 온도 이상으로 가열된 경우에만 바이패스밸브(35)가 개방되어 리시버탱크(15)에서 압축기(11)로 냉매가 유입된다. 이 경우 냉매의 유량이 증가하여 압축기(11)에서 냉매가 과열되는 것이 방지된다.The
도 2는 도 1에 도시된 실시예가 온수를 생산하는 작동도이다. 이 경우 사방변(52)은 냉매가 화살표 1 및 화살표 2의 방향으로 흐르도록 제1배관(40)과 제2배관(41)을 연결시키고 제5배관(44)과 제6배관(45)을 연결시킨다. 그리고 제1차폐밸브(53)와 제3차폐밸브(55)는 개방되고 제2차폐밸브(54)와 제4차폐밸브(56)는 폐쇄된다. 그러면 냉매는 상기의 제1경로를 따라 흐른다. 즉 압축기(11)에서 고온 고압 으로 압축된 냉매는 제1배관(40)과 제2배관(41)을 통하여 제1공급수열교환기(13)로 유입된다. 제1공급수열교환기(13)에는 냉매는 공급수를 가열시키고 제3배관(42)을 통하여 리시버탱크(15)로 유입된다. 리시버탱크(15)에서 액체의 냉매가 제4배관(43)을 통하여 제1교축기(18)에서 팽창된 후 공기열교환기(21)로 유입된다. 이때 압축기(11)에서 냉매가 과열되면 바이패스밸브(35)가 개방되어 냉매의 일부가 바이패스배관(33)을 통하여 제6배관(45)으로 흘러들어가서 압축기(11)로 유입된다. 공기열교환기(21)에 유입된 냉매는 외부의 공기로 증발되어 제5배관(44)과 제6배관(45)을 통하여 압축기(11)로 유입된다. 이때 공기열교환기(21)에서 적상이 발생할 정도로 외기의 온도가 일정한 온도보다 낮거나 압축기(11)로 유입되는 냉매의 압력이 일정한 압력보다 낮을 경우 저압보상밸브(29)가 개방된다. 그러면 공기열교환기(21)로 유입되는 냉매의 일부가 저압보상배관(27)을 통하여 제2공급수열교환기(25)로 유입된다. 저압보상교축기(31)를 통하여 팽창하여 제2공급수열교환기(25)로 유입된 냉매는 제2공급수열교환기(25)에서 가열되어 제6배관(45)으로 유입된다. 제6배관(45)으로 유입된 냉매는 압력이 증가되어 있으므로 공기열교환기(21)의 냉매의 압력을 증가시켜서 적상을 해소할 수 있다. 냉매가 도 2에 도시된 제1경로를 따라 순환할 경우 공급수는 제1공급수열교환기(13)에서 가열되어 온수를 얻을 수 있다.FIG. 2 is an operation diagram in which the embodiment shown in FIG. 1 produces hot water. In this case, the four
도 3은 도 1에 도시된 실시예가 냉수를 생산하는 작동도이다. 이 경우 사방변(52)은 냉매가 화살표 3 및 화살표 4의 방향으로 흐르도록 제1배관(40)과 제5배관(44)을 연결시키고 제2배관(41)과 제6배관(45)을 연결시킨다. 그리고 제1차폐밸 브(53)와 제3차폐밸브(55)는 폐쇄되고 제2차폐밸브(54)와 제4차폐밸브(56)는 개방된다. 그러면 냉매는 상기의 제2경로를 따라 흐른다. 즉 압축기(11)에서 고온 고압으로 압축된 냉매는 제1배관(40)과 제5배관(44)을 통하여 공기열교환기(21)로 유입된다. 공기열교환기(21)에서 고온 고압의 냉매는 외기의 공기에 의하여 냉각된다. 공기열교환기(21)에서 냉각된 냉매는 제8배관(47)과 제3배관(42)을 통하여 리시버탱크(15)로 유입된다. 리시버탱크(15)에서 액체의 냉매가 제4배관(43)과 제7배관(46)을 통하여 제2교축기(19)에서 팽창된다. 제2교축기(19)에서 팽창된 후 제3배관(42)을 통하여 제1공급수열교환기(13)에 유입된다. 제1공급수열교환기(13)에서 유입된 냉매는 공급수를 냉각시킨 후 제2배관(41)과 제6배관(45)을 통하여 압축기(11)로 유입된다.냉매가 도 3에 도시된 제2경로를 따라 순환할 경우 공급수는 제1공급수열교환기(13)에서 냉각되어 냉수를 얻을 수 있다.3 is an operation of the embodiment shown in Figure 1 to produce cold water. In this case, the four
도 1은 본 발명에 따른 냉온수 히트펌프의 일 실시예의 개념도,1 is a conceptual diagram of an embodiment of a cold / hot water heat pump according to the present invention;
도 2는 도 1에 도시된 실시예가 온수를 생산하는 작동도,2 is an operation of the embodiment shown in Figure 1 to produce hot water,
3은 도 1에 도시된 실시예가 냉수를 생산하는 작동도이다.3 is an operation of producing the cold water of the embodiment shown in FIG.
<도면부호의 간단한 설명><Brief Description of Drawings>
11 : 압축기 13 : 제1공급수열교환기11: compressor 13: first supply water heat exchanger
15 : 리시버탱크 18 : 제1교축기15: receiver tank 18: first throttle
19 : 제2교축기 21 : 공기열교환기19: second throttle machine 21: air heat exchanger
23 : 공급수배관 25 : 제2공급수열교환기23: supply water pipe 25: second supply water heat exchanger
27 : 저압보상배관 29 : 저압보상밸브27: low pressure compensation piping 29: low pressure compensation valve
31 : 저압보상교축기 33 : 바이패스배관31: low pressure compensator 33: bypass piping
35 : 바이패스밸브 39 : 냉매배관35: bypass valve 39: refrigerant piping
40 : 제1배관 41 : 제2배관40: first pipe 41: second pipe
42 : 제3배관 43 : 제4배관42: third pipe 43: fourth pipe
44 : 제5배관 45 : 제6배관44: fifth piping 45: sixth piping
46 : 제7배관 47 : 제8배관46: 7th pipe 47: 8th pipe
52 : 사방변 53 : 제1차폐밸브52: four sides 53: the first blocking valve
54 : 제2차폐밸브 55 : 제3차폐밸브54: second shield valve 55: third shield valve
56 : 제4차폐밸브 57 : 제1체크밸브56: fourth shutoff valve 57: first check valve
58 : 제2체크밸브58: second check valve
Claims (6)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020090085306A KR100984305B1 (en) | 2009-09-10 | 2009-09-10 | Heat pump for supplying cool and hot water |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020090085306A KR100984305B1 (en) | 2009-09-10 | 2009-09-10 | Heat pump for supplying cool and hot water |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
KR100984305B1 true KR100984305B1 (en) | 2010-09-30 |
Family
ID=43010538
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
KR1020090085306A KR100984305B1 (en) | 2009-09-10 | 2009-09-10 | Heat pump for supplying cool and hot water |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
KR (1) | KR100984305B1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN105423617A (en) * | 2015-11-13 | 2016-03-23 | 清华大学 | Air source flexible water chiller-heater unit and operation method |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20050119548A (en) * | 2004-06-16 | 2005-12-21 | 윤명혁 | Heat pump system for hot water supply |
JP2008224088A (en) * | 2007-03-09 | 2008-09-25 | Mitsubishi Electric Corp | Hot water system |
-
2009
- 2009-09-10 KR KR1020090085306A patent/KR100984305B1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20050119548A (en) * | 2004-06-16 | 2005-12-21 | 윤명혁 | Heat pump system for hot water supply |
JP2008224088A (en) * | 2007-03-09 | 2008-09-25 | Mitsubishi Electric Corp | Hot water system |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN105423617A (en) * | 2015-11-13 | 2016-03-23 | 清华大学 | Air source flexible water chiller-heater unit and operation method |
CN105423617B (en) * | 2015-11-13 | 2018-04-10 | 清华大学 | A kind of air-source flexibility water chiller-heater unit and operation method |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
TWI695149B (en) | Temperature control system and temperature control device | |
EP2397782B1 (en) | Hot water supply device associated with heat pump | |
EP2631562B1 (en) | Heat pump-type air-warming device | |
US9316421B2 (en) | Air-conditioning apparatus including unit for increasing heating capacity | |
KR102487265B1 (en) | heat pump system | |
US8800319B2 (en) | Refrigerating cycle device used in an air conditioning apparatus, a refrigerating device and the like | |
JP7105933B2 (en) | Outdoor unit of refrigerating device and refrigerating device provided with the same | |
JP2011080634A (en) | Refrigerating cycle device and hot-water heating device | |
KR101754685B1 (en) | Heat pump type speed heating apparatus | |
JP2023503192A (en) | air conditioner | |
JP5404761B2 (en) | Refrigeration equipment | |
JP5677472B2 (en) | Refrigeration equipment | |
JP2007051841A (en) | Refrigeration cycle device | |
KR20130116360A (en) | Binary refrigeration cycle device | |
KR101823469B1 (en) | High temperature hot water supply and heating and air conditioning system with partial load using dual cycle | |
CN102770724B (en) | Air conditioning device | |
KR100795407B1 (en) | Control device for air conditioning and heating apparatus refrigerant-pressure | |
JP5150300B2 (en) | Heat pump type water heater | |
KR100984305B1 (en) | Heat pump for supplying cool and hot water | |
KR101532781B1 (en) | Air conditioning system | |
KR20150007555A (en) | Chiller device for seminconductor process | |
KR100947309B1 (en) | Heat pump for supplying cool and hot water | |
KR101168877B1 (en) | Efficient one leucorrhea terrain constant temperature mutual assistance | |
KR101145978B1 (en) | Heat pump type air conditioning system using waste heat | |
KR20200007771A (en) | Refrigeration unit and temperature control unit |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A201 | Request for examination | ||
A302 | Request for accelerated examination | ||
E902 | Notification of reason for refusal | ||
E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
GRNT | Written decision to grant | ||
FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20130923 Year of fee payment: 4 |
|
FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20141001 Year of fee payment: 5 |
|
FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20150907 Year of fee payment: 6 |
|
LAPS | Lapse due to unpaid annual fee |