KR101021964B1 - 히트펌프를 이용한 냉, 난방장치 - Google Patents

히트펌프를 이용한 냉, 난방장치 Download PDF

Info

Publication number
KR101021964B1
KR101021964B1 KR1020090109991A KR20090109991A KR101021964B1 KR 101021964 B1 KR101021964 B1 KR 101021964B1 KR 1020090109991 A KR1020090109991 A KR 1020090109991A KR 20090109991 A KR20090109991 A KR 20090109991A KR 101021964 B1 KR101021964 B1 KR 101021964B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
heat
heat exchange
pipe
storage tank
heat exchanger
Prior art date
Application number
KR1020090109991A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20100134496A (ko
Inventor
김필수
Original Assignee
유한회사 한마루에너지
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 유한회사 한마루에너지 filed Critical 유한회사 한마루에너지
Priority to KR1020090109991A priority Critical patent/KR101021964B1/ko
Publication of KR20100134496A publication Critical patent/KR20100134496A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101021964B1 publication Critical patent/KR101021964B1/ko

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
    • F25B30/00—Heat pumps
    • F25B30/06—Heat pumps characterised by the source of low potential heat
    • 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
    • F25B27/00—Machines, plants or systems, using particular sources of energy
    • 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
    • F25B41/00—Fluid-circulation arrangements
    • F25B41/20—Disposition of valves, e.g. of on-off valves or flow control valves
    • 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
    • F25B41/00—Fluid-circulation arrangements
    • F25B41/40—Fluid line arrangements
    • 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
    • F25B2313/00—Compression machines, plants or systems with reversible cycle not otherwise provided for
    • F25B2313/002—Compression machines, plants or systems with reversible cycle not otherwise provided for geothermal
    • 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
    • F25B2500/00—Problems to be solved
    • F25B2500/05—Cost reduction
    • 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
    • F25B2500/00—Problems to be solved
    • F25B2500/09—Improving heat transfers
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/10—Geothermal energy

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Other Air-Conditioning Systems (AREA)
  • Steam Or Hot-Water Central Heating Systems (AREA)

Abstract

본 발명에 따른 히트 펌프를 이용한 냉난방장치는 시설하우스의 내부에 설치되어 열을 방출 및 흡수하기 위한 복수개의 교환기들과, 상기 열교환기들에 열교환 매체를 공급하기 위한 제1공급관 및 제1리턴관과 연결되는 축열탱크와, 상기 제 1열교환 챔버에 설치되는 제 1열교환기와, 상기 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, 상기 제 1열교환챔버와 열결되며 지하로 열교환 매체를 순환시켜 상기 제 1열교환기와 열교환이 이루어질 수 있도록 하는 제 1보조 열원공급수단과, 상기 제 2열교환 챔버와 상기 축열탱크를 연결하여 축열탱크 내의 열교환 매체를 순환시키기 위한 상기 제 2공급관 및 제 2리턴관과, 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 구비한다.
Figure R1020090109991
지하공기, 열교환기, 히트펌프, 시설하우스, 냉방, 난방

Description

히트펌프를 이용한 냉, 난방장치{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.
일반적으로 비닐하우스나 온실과 같은 농업용 생산시설에서는 낮에 태양으로부터 방사되는 에너지를 작물이 광합성에 직접 이용하게 되며, 땅속이나 기타 축열이 가능한 물질에 축적하여 난방에 이용하게 된다.
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.
한편, 대한민국 공개특허공보 제2000-63299호에는 대지 내에 포함된 지열과 지하수 또는 개방된 수역에 존재하는 일정한 온도의 지열을 순환시키는 지열교환기와, 상기 지열교환기에 의해 지상으로 끌어올려진 지열을 순환시키는 냉방 및 난방 사이클과, 상기 난방 사이클과 연설되어 실내의 온수를 가열하는 장치가 개시되어 있다.
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.
그러나 이러한 난방장치는 보조 열원으로 히터를 이용하고 있으므로 상대적으로 유지에 따른 많은 비용이 소요되는 문제점이 있으며, 시설하우스와 같이 대용량의 냉난방장치에 적용하기 어렵다.
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.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 히트 펌프를 이용한 냉, 난방장치는 시설하우스의 내부에 설치되어 열을 방출 및 흡수하기 위한 복수개의 열교환기들과,
상기 열교환기들에 열교환 매체를 공급하기 위한 제1공급관 및 제1리턴관과 연결되는 축열탱크와,
상기 제 1열교환 챔버에 설치되는 제 1열교환기와, 상기 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,
상기 제 1열교환 챔버와 열결되며 지하로 보조 열교환 매체를 순환시켜 상기 제 1열교환기와 열교환이 이루어질 수 있도록 하는 제 1보조 열원공급수단과,
상기 제 2열교환 챔버와 상기 축열탱크를 연결하여 축열탱크 내의 열교환 매체를 순환시키기 위한 제 상기 제 2공급관 및 제 2리턴관과,
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.
본 발명의 히트 펌프를 이용한 냉, 난방장치는 지하열과 낮 동안 시설 하우스 내부의 가열된 열을 흡수하여 축열탱크에 저장하고 이 열을 이용하여 밤에 시 설하우스 내부를 난방 할 수 있으므로 시설하우스의 난방효율을 극대화 할 수 있으며, 나아가서는 난방비용을 절감할 수 있다.
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.
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.
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 2열교환기와 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 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.
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.
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 연결하는 제 3공급관(52) 및 제 3리턴관(53)을 구비한다. 상기 제 3공급관(52)에는 열교환 매체를 펌핑하기 위한 제 3순환펌프(54)를 구비한다.
도 2에는 본 발명에 따른 지하열원을 이용한 냉, 난방장치의 다른 실시예를 나타내 보였다. 상기 실시예에 있어서, 동일한 도면부호는 동일한 구성요소를 가리 킨다.
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.
도 3에는 본 발명에 따른 히트 펌프를 이용한 냉,난방장치의 다른 실시예를 나타내 보였다. 여기에서 상기 실시예와 동일한 도면부호는 동일한 구성요소를 가리킨다.
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.
상기 제 1공급관(12)에는 상기 축열탱크(14) 내의 열교환 매체를 상기 열교환기(11)인 팬 코일 유니트로 순환시키기 제1순환펌프(21)가 설치된다
그리고 상기 축열탱크(14)에 저장된 열교환 매체를 가열하기 위한 상술한 히트 펌프(30)와, 상기 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.
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.
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)과 제 2열교환챔버(33)를 연결하여 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.
상술한 바와 같이 구성된 본 발명에 따른 히트 펌프를 이용한 냉, 난방장치의 작용을 설명하면 다음과 같다.
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.
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 1공급관(12) 제 1분기관(17)을 통하여 냉각 된 열교환 매체가 열교환기 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 2리턴관(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.
그리고 상대적으로 온도가 낮은 밤의 경우에는 상기 제1,2밸브유니 트(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.
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.
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.
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 매체 가 냉각되고, 이 냉각된 열교환 매체를 이용하여 시설하우스(200)를 냉방한다. 이때에 상기 제3리턴관(53)을 통과하는 지하수를 버리거나 지하로 귀환 시킨다.
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 열교환기를 통하여 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)와 제 2열교환 챔버(33) 및 제 1보조 열원 공급수단(50)과 연결되어 순환됨으로써 냉각된다.
그리고 밤에는 축열탱크(14)에 가열된 열교환 매체를 제1공급관(12)과 열교환기(11), 제 1리턴관(13)을 통하여 순환시킴으로써 시설하우스 내부를 난방하게 된다.
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.
따라서 본 발명의 진정한 보호 범위는 첨부된 청구범위에 의해서만 정해져야 할 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 히트 펌프를 이용한 난방장치를 나타내 보인 회로도,
도 2 및 도 3은 본 발명에 따른 히트 펌프를 이용한 냉난방장치의 다른 실시예들을 나타내 보인 회로도,

Claims (2)

  1. 시설하우스의 내부에 설치되어 열을 방출 및 흡수하기 위한 복수개의 열교환기들과, 상기 열교환기들에 열교환 매체를 공급하기 위한 제1공급관 및 제1리턴관과 연결되는 축열탱크와,
    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,
    상기 제 2열교환챔버와 열결되며 지하로 열교환 매체를 순환시켜 상기 제 2열교환기와 열교환이 이루어질 수 있도록 하는 제 1보조 열원공급수단과,
    상기 제 1열교환 챔버와 상기 축열탱크를 연결하여 축열탱크 내의 열교환 매체를 순환시키기 위한 상기 제 2공급관 및 제 2리턴관과,
    상기 제 1공급관과 제1리턴관으로부터 각각 분기되어 상기 제 2열교환챔버와 연결되는 제1, 2분기관과, 상기 제 1,2분기관과 상기 제 1공급관과 제 1리턴관의 연결부에 설치되어 축열탱크와 제 1,2분기관을 선택적으로 연결하는 밸브 유니트들을 구비하여 된 것을 특징으로 하는 히트 펌프를 이용한 냉, 난방장치.
  2. 시설하우스의 내부에 설치되어 열을 방출 및 흡수하기 위한 복수개의 열교환기들과,
    상기 열교환기들에 열교환 매체를 공급하기 위한 제1공급관 및 제1리턴관과 연결되는 축열탱크와,
    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,
    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,
    상기 보조 냉방수단은 보조 축열조와, 상기 제 1공급관과 보조 축열조를 연결하는 제 4분기관과, 상기 제 1공급관과 제 4분기관의 연결부위에 설치되어 선택적으로 물의 공급을 단속하기 위한 제 6밸브 유니트와, 상기 제 1리턴관과 보조 축열조를 연결하는 제 5분기관과, 상기 제 1리턴관과 제 5분기관의 연결부에 설치되어 선택적으로 물을 공급하기 위한 제 7밸브 유니트와, 상기 보조 축열조의 내부에 설치되는 보조 열교환기와, 상기 제1보조 열원 공급수단의 제 3리턴관과 보조 열교환기를 연결하여 폐회로를 이루는 보조 순환관을 구비하여 된 것을 특징으로 하는 히트 펌프를 이용한 냉, 난방장치.
KR1020090109991A 2009-11-13 2009-11-13 히트펌프를 이용한 냉, 난방장치 KR101021964B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020090109991A KR101021964B1 (ko) 2009-11-13 2009-11-13 히트펌프를 이용한 냉, 난방장치

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020090109991A KR101021964B1 (ko) 2009-11-13 2009-11-13 히트펌프를 이용한 냉, 난방장치

Related Parent Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020090053058A Division KR100958213B1 (ko) 2009-06-15 2009-06-15 히트펌프를 이용한 냉, 난방장치

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20100134496A KR20100134496A (ko) 2010-12-23
KR101021964B1 true KR101021964B1 (ko) 2011-03-16

Family

ID=43509419

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020090109991A KR101021964B1 (ko) 2009-11-13 2009-11-13 히트펌프를 이용한 냉, 난방장치

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101021964B1 (ko)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101286699B1 (ko) * 2011-07-28 2013-07-16 유한회사 한마루에너지 히트펌프를 이용한 냉,난방장치
KR101324902B1 (ko) * 2011-09-21 2013-11-04 대성히트펌프 주식회사 지열 히트펌프를 이용한 냉난방 및 축열 시스템의 작동방법
KR102020181B1 (ko) 2019-04-10 2019-09-09 박성배 환경 정보에 기초한 농지 난방 시스템
KR102225382B1 (ko) * 2020-06-23 2021-03-09 주식회사 제이앤지 복합 매개변수 연산방식의 인공지능형 지열시스템

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102439987B1 (ko) * 2020-07-20 2022-09-02 제주대학교 산학협력단 직렬로 연결된 복수 개의 축열조를 구비한 난방 시스템
KR20240043385A (ko) 2022-09-27 2024-04-03 숙명여자대학교산학협력단 폐열을 이용한 온실의 복합 열환경 제어시스템

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20060008387A (ko) * 2004-07-22 2006-01-26 대한민국(관리부서:농촌진흥청) 지열 히트펌프 시스템
KR100900440B1 (ko) * 2008-02-18 2009-06-01 유한회사제이앤지 히트펌프 냉난방장치

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20060008387A (ko) * 2004-07-22 2006-01-26 대한민국(관리부서:농촌진흥청) 지열 히트펌프 시스템
KR100900440B1 (ko) * 2008-02-18 2009-06-01 유한회사제이앤지 히트펌프 냉난방장치

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101286699B1 (ko) * 2011-07-28 2013-07-16 유한회사 한마루에너지 히트펌프를 이용한 냉,난방장치
KR101324902B1 (ko) * 2011-09-21 2013-11-04 대성히트펌프 주식회사 지열 히트펌프를 이용한 냉난방 및 축열 시스템의 작동방법
KR102020181B1 (ko) 2019-04-10 2019-09-09 박성배 환경 정보에 기초한 농지 난방 시스템
KR102225382B1 (ko) * 2020-06-23 2021-03-09 주식회사 제이앤지 복합 매개변수 연산방식의 인공지능형 지열시스템

Also Published As

Publication number Publication date
KR20100134496A (ko) 2010-12-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101236024B (zh) 一簇改进的蒸气压缩式制冷系统
KR101270616B1 (ko) 코제너레이션
KR101021964B1 (ko) 히트펌프를 이용한 냉, 난방장치
KR101218546B1 (ko) 히트 펌프 시스템
KR100976613B1 (ko) 지하열원을 이용한 냉,난방장치
KR100998483B1 (ko) 지열히트펌프를 이용한 모듈멀티형 냉난방시스템
KR101100096B1 (ko) 지중 축열식 하이브리드 냉난방 시스템
KR20120137743A (ko) 냉난방시스템에서의 잉여열 활용장치
JP2006313034A (ja) 地中熱利用装置
KR100958213B1 (ko) 히트펌프를 이용한 냉, 난방장치
KR20180126941A (ko) 복합 집열기 적용 하이브리드 히트펌프 시스템의 제어 시스템
JP2008275214A (ja) 圧縮式ヒートポンプ装置
KR100800328B1 (ko) 지하공기를 열원으로 이용한 히트펌프
CN103307674B (zh) 空气源热泵结合小温差换热末端的热泵空调系统
JP5067958B2 (ja) 地中熱利用ヒートポンプシステム及び水熱利用ヒートポンプシステム
KR20100052427A (ko) 하우스의 난방장치
KR101043043B1 (ko) 폐열회수형 히트펌프를 이용한 냉난방시스템
KR101052465B1 (ko) 열전달매체와 냉매를 이용한 듀얼 타입의 히트펌프시스템
KR101478101B1 (ko) 유리 온실용 지열 동시 냉난방 장치
KR101049278B1 (ko) 지중공기열원을 이용한 히트펌프 냉, 난방 시스템
KR101138410B1 (ko) 지하공기를 이용한 냉?난방장치
CN110063291B (zh) 一种风水双热源热泵型水产养殖土塘温控系统
JP2012057836A (ja) 地中熱交換器、及びそれを利用したヒートポンプ
KR101241816B1 (ko) 발전기가 구비된 수열교환방식 냉난방장치
KR20140007676A (ko) 수열원을 보조열원으로 이용한 공기열원 히트펌프의 수열이용 장치

Legal Events

Date Code Title Description
A107 Divisional application of patent
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
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: 20140225

Year of fee payment: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20160303

Year of fee payment: 6

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20170302

Year of fee payment: 7

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20180406

Year of fee payment: 8

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20190227

Year of fee payment: 9