KR101058843B1 - Defrost heat pump cycle - Google Patents

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KR101058843B1
KR101058843B1 KR1020090022823A KR20090022823A KR101058843B1 KR 101058843 B1 KR101058843 B1 KR 101058843B1 KR 1020090022823 A KR1020090022823 A KR 1020090022823A KR 20090022823 A KR20090022823 A KR 20090022823A KR 101058843 B1 KR101058843 B1 KR 101058843B1
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Abstract

본 발명은 제상운전 시 난방운전의 중단이 없고, 극심한 외기온도 저하 시(예; -20C)에서도 능력저하가 없는 히트펌프 사이클을 제공한다. 외기온도가 일정온도 이하로 되었을 경우(예; T2, 0C), 주사이클에 장착된 주압축기(301a)가 정상운전 범위 내에서 운전될 수 있도록, 보조사이클을 추가로 적용하여, 고압축비 운전이 되지 않도록 제어한다. 즉 보조사이클 내의 보조압축기(301b)인 냉동용 압축기을 이용하여 주사이클 내 저온대응 열교환기(208)의 증발압을 일정압 이상이 되도록 제어하여 난방능력이 저하되지 않을 뿐더러, 주압축기(301a) 손상을 방지한다. 또한 주사이클의 증발기 역활을 하는 저온대응 열교환기(308)는 외기와의 접촉이 되지 않아 적상이 발생할 가능성이 없다. 보조사이클과 주사이클 사이에는 브라인 등과 같은 작동유체를 사용하여 보조사이클 증발기(312)로 열을 공급하여 주는 열평형 폐쇄회로를 적용한다. 또한 보조사이클 증발기(312)의 경우, 외기와 접촉되지 않도록 판형의 열교환기를 적용하여, 보조사이클 내 증발기(212)에 적상이 생기는 것을 원천적으로 방지할 수 있다. The present invention provides a heat pump cycle in which there is no interruption of the heating operation during the defrosting operation and no deterioration in capacity even at the extreme outside temperature drop (for example, -20C). When the outside temperature is below a certain temperature (eg T2, 0C), the auxiliary compressor is additionally applied so that the main compressor 301a mounted on the main cycle can be operated within the normal operation range. Control not to. That is, by controlling the evaporation pressure of the low-temperature corresponding heat exchanger 208 in the main cycle to a predetermined pressure or more by using a refrigeration compressor, which is an auxiliary compressor 301b in the auxiliary cycle, the heating capacity is not lowered and the main compressor 301a is damaged. To prevent. In addition, the low-temperature corresponding heat exchanger 308 serving as the evaporator of the main cycle does not come into contact with the outside air and thus there is no possibility of dropping. Between the auxiliary cycle and the main cycle is applied a thermal equilibrium closed circuit for supplying heat to the auxiliary cycle evaporator 312 using a working fluid such as brine. In addition, in the case of the auxiliary cycle evaporator 312, by applying a plate-shaped heat exchanger so as not to contact the outside air, it is possible to fundamentally prevent the build-up on the evaporator 212 in the auxiliary cycle.

히트펌프 냉매회로, 보조사이클, 열평형 폐쇄회로, 핀튜브형 브라인 열교환기, 판형 브라인 열교환기, 제상, 무제상, 저온대응 열교환기Heat Pump Refrigerant Circuit, Auxiliary Cycle, Heat Balanced Closed Circuit, Fin Tube Type Brine Heat Exchanger, Plate Type Brine Heat Exchanger, Defrost, Defrost, Low Temperature Heat Exchanger

Description

무제상 히트펌프(온수제조) 사이클 {No defrosting heat pump (Hot water generation) cycle}Defrosting heat pump (Hot water generation) cycle

본 발명은 공기열원을 이용하여 난방을 하는 히트펌프식 사이클에 관한 것으로서, 공기열원의 온도가 낮아졌을 경우 발생할 수 있는 능력저하 및 제상 운전에 따른 쾌적성 저하 등의 개선에 관한 것이다. The present invention relates to a heat pump type cycle for heating by using an air heat source, and relates to improvements in capacity degradation and comfort caused by defrosting operation that may occur when the temperature of the air heat source is lowered.

종래의 히트펌프는 도 1에 도시한 바와 같이 냉매 가스를 압축하는 압축기(101), 냉매의 순환방향을 변경할 수 있는 사방변(102), 압축된 냉매가스를 응축하는 응축기(103), 응축된 냉매액을 감압 냉각시키는 감압장치(105) 및 감압된 냉매를 완전히 가스상태로 증발시키는 증발기(106)로 이루어져 있다. As shown in FIG. 1, a conventional heat pump includes a compressor 101 for compressing a refrigerant gas, a four-sided valve 102 capable of changing a circulation direction of the refrigerant, a condenser 103 for condensing the compressed refrigerant gas, and condensation. A decompression device 105 for cooling the refrigerant liquid under reduced pressure and an evaporator 106 for evaporating the decompressed refrigerant completely in a gas state.

사방변(102)을 통해 냉매순환 방향을 변경함으로 냉방 또는 난방을 한 시스템을 통해 얻을 수도 있고, 냉방운전 또는 난방운전만 이루어지게 구성할 수도 있다. By changing the refrigerant circulation direction through the four sides 102 may be obtained through a system for cooling or heating, it may be configured to only perform the cooling operation or heating operation.

종래의 공기열원 히트펌프의 경우, 외기가 일정온도 이하로 저하되어 증발온도가 낮아졌을 경우(R22의 경우 -15C) 사용자 쾌적성 확보를 위해 고온의 응축온도(R22의 경우 55C 정도)를 유지하여 시스템 운전을 계속한다면, 도 2와 같이 압축기는 정상 운전범위를 이탈한 고압축비 운전을 수행하게 되어, 토출온도 증가, 오일탄화 등의 문제를 야기하게 되어 적절한 운전 제한을 하지 않는다면 압축기의 소손으로 이어지게 된다.In the case of a conventional air heat source heat pump, when the outside air is lowered below a certain temperature and the evaporation temperature is lowered (-15 C in the case of R22), a high condensation temperature (about 55 C in the case of R22) is maintained to ensure user comfort. If the system continues to operate, as shown in FIG. 2, the compressor performs a high compression ratio operation that is out of the normal operation range, causing problems such as an increase in discharge temperature and oil carbonization, which leads to burnout of the compressor unless proper operation restriction is performed. do.

만약 시스템을 보호하기 위해, 압축기 안전운전 범위 내로 응축온도를 낮춘다면, 즉, R22 냉매의 경우, 증발온도 -15C에서 응축온도를 45C로 제한할 경우, 낮은 증발온도와 용량 저하 등으로 인해 우리나라와 같이 겨울철 외기온도가 극심하게 저하되는 경우(예; 서울 -15C)는 사용자의 쾌적성을 확보하기가 어려워 지게 된다.In order to protect the system, if the condensation temperature is lowered within the safe operation range of the compressor, that is, in the case of R22 refrigerant, if the condensation temperature is limited to 45C from the evaporation temperature of -15C, Likewise, when the outside air temperature is severely reduced in winter (for example, Seoul -15C), it becomes difficult to secure the user's comfort.

또한 히트펌프 운전 중, 외기온도가 저하될 경우, 외기온도와 증발기 코일온도와의 상관성에 따라 외기 중의 수분은 적상의 형태로 증발기에서 제거되게 되는데 이 서리를 적절히 처리하여 주지 못하면 증발기 내 열교환 효율이 급격하게 저하되어 액백 등의 문제를 야기시킨다.In addition, when the outside air temperature decreases during the operation of the heat pump, the moisture in the outside air is removed from the evaporator in the form of a drop of water due to the correlation between the outside temperature and the evaporator coil temperature. This can cause a problem such as liquid back.

공기열원을 사용하는 히트펌프 시스템의 경우, 외기온도가 낮아졌을 경우 증발기 코일 표면에 생성되는 서리에 따른 시스템 문제를 제거하기 위해 제상운전이 필요하며, 보통 토출가스를 바이패스 시키거나 전열기를 증발기 측에 설치하여 제상운전을 실시한다.In the case of a heat pump system using an air heat source, a defrosting operation is required to eliminate system problems caused by frost generated on the surface of the evaporator coil when the outside temperature is low, and it is usually necessary to bypass the discharge gas or the heater to the evaporator side. Defrost operation is carried out after installation.

또한 외기온도가 낮아짐에 따라 압축기 시스템 능력도 같이 저하될 뿐 아니라, 제상운전 중에는 일반적으로 난방운전을 행할 수가 없으므로 이를 보완하기 위해 실내기 측에는 에너지효율이 떨어지는 전열코일 등을 설치하게 된다.In addition, as the outside temperature is lowered, not only the compressor system capacity is lowered, but also the heating operation during defrosting operation is generally not performed. Therefore, an electric heating coil having low energy efficiency is installed on the indoor unit side to compensate for this.

이러한 난방운전 중 시스템 능력 저하에 따른 문제점을 해결하고자 두 개의 냉매사이클을 이용하여 출원한 10-2003-0066432호가 특허등록되어 있으나, 이 시스템의 경우, 압축기 흡입온도를 증가시키기 위해 사용되는 보조히트펌프 시스템 내 증발기가 외기에 노출되어 제상에 따른 문제 및 난방능력저하로부터 자유로울 수 없다. Patent No. 10-2003-0066432 filed using two refrigerant cycles has been registered to solve the problem caused by the decrease in system capacity during heating operation. However, in this system, the auxiliary heat pump used to increase the compressor suction temperature. The evaporator in the system is exposed to the outside air and cannot be free from defrost problems and reduced heating capacity.

또한 브라인 시스템과 복합사이클을 히트펌프에 적용해 특허 출원한 10-2006-0029840의 경우, 년간 냉난방이 연속 운전되는 시스템을 위해, 외기와 브라인을 이용해 냉난방 부하를 줄이고, 압축기를 댓수제어하여 년간 에너지 효율을 높이고자 하는 시스템으로, 서두에서 언급된 외기온도가 저하됨에 따라 발생되는 문제점(제상, 압축기 신뢰성, 능력저하 등)을 전혀 해결하지 못하고 있다. Also, in case of 10-2006-0029840, which has applied a brine system and a combined cycle to a heat pump, for a system in which air-conditioning is continuously operated for a year, the air-conditioning and the brine are reduced by using air and brine, and the compressor is controlled by the number of years to save energy. As a system to improve efficiency, it does not solve any problems (defrost, compressor reliability, deterioration, etc.) caused by the decrease in the outside air temperature mentioned at the outset.

본 발명은 기존 공기열원 온수제조기 또는 히트펌프 등에서 발생하는 열원의 온도저하에 따른 능력감소, 제상에 따른 문제 및 압축기 신뢰성 저하 등의 문제를 해결하여, 온수제조 또는 난방운전 시 사용자의 쾌적성을 극대화시킨 사이클을 제공하고자 하는 것이다. The present invention solves problems such as a decrease in capacity due to a temperature drop of a heat source generated from an existing air heat source hot water generator or a heat pump, a problem caused by defrosting, and a decrease in compressor reliability, thereby maximizing user comfort during hot water production or heating operation. To provide a cycle.

본 발명은 외기온도 저하 시(예; 0C), 보조사이클을 가동시켜 주사이클 내 저온대응 열교환기(208) 내의 증발온도를 상승시켜 외기온도 저하에 따른 시스템 능력손실을 보존한다. 또한 외기조건에 따라 주사이클 내 판형 브라인 열교환기(304b) 또는 핀튜브형 브라인 열교환기(304a)에서 열을 취득하여 보조사이클 증발기(312) 측으로 열을 공급하여 주는 열평형 폐쇄회로를 적용하여 외기온도가 낮아 실외기 열교환기(307) 적상이 우려되거나 정상적인 난방운전이 불가할 경우에도 주사이클 내에서는 운전정지나 능력감소없이 난방운전 또는 온수제조 등이 가능하게 된다. In the present invention, when the outside temperature decreases (eg, 0C), the auxiliary cycle is operated to increase the evaporation temperature in the low-temperature corresponding heat exchanger 208 in the main cycle, thereby preserving system capacity loss due to the decrease in the outside temperature. In addition, according to the outside conditions, the outside temperature is applied by applying a heat balance closed circuit that obtains heat from the plate type brine heat exchanger 304b or the fin tube type brine heat exchanger 304a in the main cycle and supplies heat to the secondary cycle evaporator 312. Even if the outdoor unit heat exchanger 307 is low and the normal heating operation is not possible, the heating operation or the hot water production is possible without stopping the operation or reducing the capacity in the main cycle.

본 발명은 히트펌프 사이클을 사용하여 온수제조 또는 난방운전을 하는 주사이클에 보조사이클과 열평형 폐쇄회로를 추가로 적용하여, 외기온도 저하에 따른 능력감소를 방지할 수 있는 효과가 있고, 열평형 폐쇄회로를 제공하여 주회로 내 제상운전이 필요할 경우에도, 열평형 폐쇄회로만의 운전 또는 보조사이클의 작동으로 정상적인 난방운전을 가능하게 하였다. 그리고 정상적인 난방운전이 불가할 정도로 외기온도가 낮아졌을 경우(예; -10C)에도, 보조사이클을 가동하여 난방운전 중단없이 시스템 운영이 가능하게 하였다. 주사이클 내 저온대응 열교환기(308)는 보조사이클 내의 저온용 압축기인 보조압축기(301b)를 통해서 토출되는 고온의 냉매가스로부터 열을 공급받을 수 있는 판형 열교환기 형태를 적용하여 외기와의 접촉을 제거하였다. 보조사이클 증발기(312) 내의 2상냉매는 열평형 폐쇄회로 내의 핀튜브형 브라인 열교환기(304a) 또는 판형 브라인 열교환기(304b)를 통해 열을 공급받은 브라인과 판형 열교환기 형태의 저온대응 열교환기(308) 내에서 열교환을 하기 때문에 외기와의 접촉이 원천적으로 제거된 시스템을 설계할 수 있게 된다. The present invention is further applied to the auxiliary cycle and the thermal equilibrium closed circuit to the main cycle for producing hot water or heating operation using the heat pump cycle, there is an effect that can prevent the decrease in capacity due to the decrease in the outside temperature, thermal equilibrium By providing a closed circuit, even when the defrosting operation in the main circuit is required, the normal heating operation is enabled by the operation of only the heat balanced closed circuit or the operation of the auxiliary cycle. In addition, even when the outside air temperature was lowered to the point where normal heating operation was not possible (eg -10C), the auxiliary cycle was operated to allow the system to be operated without interrupting the heating operation. The low-temperature corresponding heat exchanger 308 in the main cycle applies a plate heat exchanger type capable of receiving heat from the high-temperature refrigerant gas discharged through the sub-compressor 301b, which is a low-temperature compressor in the sub-cycle, to contact the outside air. Removed. The two-phase refrigerant in the auxiliary cycle evaporator 312 is a low-temperature corresponding heat exchanger in the form of a brine and a plate heat exchanger supplied with heat through a fin tube-type brine heat exchanger 304a or a plate brine heat exchanger 304b in a thermal equilibrium closed circuit ( The heat exchange in 308 allows the design of a system in which contact with the outside air is essentially removed.

본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. The terms or words used in this specification and claims are not to be construed as being limited to their ordinary or dictionary meanings, and the inventors may appropriately define the concept of terms in order to best describe their invention. It should be interpreted as meaning and concept corresponding to the technical idea of the present invention based on the principle that the present invention.

따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다. Therefore, the embodiments described in the specification and the drawings shown in the drawings are only the most preferred embodiment of the present invention and do not represent all of the technical idea of the present invention, various modifications that can be replaced at the time of the present application It should be understood that there may be equivalents and variations.

본 발명에 의한 히트펌프의 일반 냉난방 사이클은 종래와 동일하므로 생략하고, 적상 발생이 우려되는 외기온도 조건 (예; T1 ~ T2)에서 난방운전의 중단없이 난방운전이 가능하게 되는 주사이클 내 외기무접촉난방 운전과 일반적으로 정상적인 난방운전이 불가능한 일정 외기온도(예; T2)이하에서도 난방보조장치 없이 정상적인 난방운전이 가능하도록 한 주사이클 내 저온난방 운전에 대해서 서술하기로 한다. Since the general air-conditioning cycle of the heat pump according to the present invention is the same as the conventional one, it is omitted. The following describes the low-temperature heating operation in the main cycle that enables normal heating operation without a heating auxiliary device under contact heating operation and a certain outside temperature (e.g. T2), which is not normally possible.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 상세히 설명하기로 한다. Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 3은 본 발명에 의한 히트펌프 사이클의 구성도로서, 크게 주사이클, 보조사이클과 열평형 폐쇄회로로 구성되어 있다. 외기온도에 따른 각 사이클의 운전여부 및 일정 외기 조건 하에서 각 사이클 내의 온도조건에 대해서는 표 1에 정리하였다. 또한 전체적인 사이클 운전 제어는 도 4의 순서도에 정리하였다. 외기온도에 따른 열평형 폐쇄회로, 보조사이클, 주사이클의 운전여부 등에 따라 크게 운전방식은 일반난방 운전, 외기무접촉난방 운전, 저온난방 운전으로 대별할 수 있다.
[표 1] 외기온도에 따른 운전상태 및 운전방식
운전방식

운전상태

일반난방운전

외기무접촉난방 운전

저온난방 운전

외기온도 [C]
최저 최고 최저 최고 최저
T1 T1 T2 T2 T3
열평형
폐쇄회로

운전여부
핀튜브형 X O O
판형 X 브라인 출구온도 [C] T1 T1 T2 T2 T3 - 3 브라인 입구온도 [C] T1 - 5 T1 - 5 T2 - 5 T2 - 5 T3 - 8
보조
사이클
운전여부 X X O
증발온도 [C] - - - T2 - 10 T3 =- 13 응축온도 [C] - - - T4 T4
주사이클
운전여부 O O O
증발온도[C] T1 - 5 T1 - 10 T2 - 10 T4 - 10 T4 - 10 응축온도[C] T5 T5 T5 T5 T5

운전여부 : O (항시운전), X (정지), △ (간헐운전)
3 is a configuration diagram of a heat pump cycle according to the present invention, and is mainly composed of a main cycle, an auxiliary cycle, and a thermal balanced closed circuit. Table 1 summarizes the operation of each cycle according to the ambient temperature and the temperature conditions in each cycle under constant ambient conditions. In addition, overall cycle operation control is summarized in the flowchart of FIG. The operation method can be roughly divided into general heating operation, non-contact heating operation, and low temperature heating operation according to the heat balance closed circuit, auxiliary cycle, and main cycle operation according to the outside temperature.
[Table 1] Operation status and operation method according to outside temperature
Driving method

Operation status

General heating operation

Outside contactless heating operation

Low temperature heating operation

Ambient temperature [C]
lowest Best lowest Best lowest
T1 T1 T2 T2 T3
Thermal equilibrium
Closed circuit

Driving
Fin Tube Type X O O
Plate type X Brine outlet temperature [C] T1 T1 T2 T2 T3-3 Brine inlet temperature [C] T1-5 T1-5 T2-5 T2-5 T3-8
assistant
cycle
Driving X X O
Evaporation Temperature [C] - - - T2-10 T3 =-13 Condensation temperature [C] - - - T4 T4
Main cycle
Driving O O O
Evaporation Temperature [C] T1-5 T1-10 T2-10 T4-10 T4-10 Condensation temperature [C] T5 T5 T5 T5 T5

Whether to run: O (always), X (stop), △ (intermittent)

주사이클의 경우, 도 5에 표시하였다. 외기가 일정온도 이상(예; T1, 5C)일 때 적용되는 일반난방 운전, 외기가 T1 미만일 경우 적용되는 외기무접촉난방 운전, 외기가 T2(예; 0C) 미만일 경우 적용되는 저온난방 운전에 적용될 수 있다. 일반난방 운전의 경우, 일반난방 팽창변(506a)(306a ; 도 3에 도시) 등의 잘 알려진 구성이기 때문에 별도의 구성을 표기하지 않기로 한다. 외기무접촉난방 운전 또는 저온난방 운전의 구성은 도 5와 표 1에 표시된 것과 같이 주사이클 내에서 냉매를 압축하는 주압축기(501a)와, 주압축기(501a)로부터 압축된 냉매를 액냉매로 응축하는 부하측 열교환기(503)와, 실외기 열교환기(507)에 사용자가 필요로 하는 공기, 물 또는 프로세스 액체 등과 같은 부하(510)와, 공기열원으로부터 열평형 폐쇄회로 내 저온의 브라인에 열공급 역할을 하는 핀튜브형 브라인 열교환기(504a)와 부하측 열교환기(503)로부터 나온 고온의 응축된 냉매를 이용하여 저온의 브라인에 열공급 역할을 하는 판형 브라인 열교환기(504b)와, 일반난방 운전용 전자변(505a)과 연동해 외기무접촉난방 운전 또는 저온난방 운전을 가능하게 할 수 있도록 냉매순환 방향을 조절하는 저온난방 운전용 전자변(505b)과, 액냉매를 2상냉매로 팽창시키는 저온난방 팽창밸브(506b)와, 저온난방 운전 시, 주사이클 내 2상냉매를 열평형 폐쇄회로 내 동작유체 또는 보조사이클 내 보조압축기에서 토출되는 고압의 냉매가스와의 열교환 가능하게 하는 저온대응 열교환기(508)와, 저온대응 열교환기(508)를 거친 냉매만을 주사이클 내로 통과시키는 역할을 하는 체크밸브(509b)로 구성되어 있다. In the case of the main cycle, it is shown in FIG. Normal heating operation applied when outside air is above a certain temperature (eg T1, 5C), contactless heating operation applied when outside air is less than T1, low temperature heating operation applied when outside air is below T2 (eg 0C) Can be. In the case of the general heating operation, since it is a well-known configuration such as the general heating expansion valve 506a (306a (shown in FIG. 3)), a separate configuration will not be described. As shown in FIG. 5 and Table 1, the external contactless heating operation or the low temperature heating operation includes a main compressor 501a for compressing the refrigerant in the main cycle and a refrigerant compressed from the main compressor 501a with the liquid refrigerant. The load side heat exchanger 503 and the load 510 such as air, water, or process liquid required by the user in the outdoor unit heat exchanger 507, and heat supply to the low temperature brine in the thermal equilibrium closed circuit from the air heat source. The plate-shaped brine heat exchanger 504b serving as a heat supply to the low temperature brine by using the high temperature condensed refrigerant from the fin tube type brine heat exchanger 504a and the load side heat exchanger 503, and the electric heating valve 505a for general heating operation. ), The low-temperature heating electronic valve (505b) that controls the refrigerant circulation direction so as to enable external air contactless heating or low-temperature heating operation, and expands the liquid refrigerant into two-phase refrigerant Low temperature heating expansion valve (506b) and low-temperature response to enable the heat exchange between the high-pressure refrigerant gas discharged from the operating fluid in the thermal equilibrium closed circuit or the auxiliary compressor in the auxiliary cycle during the low temperature heating operation The heat exchanger 508 and the check valve 509b which serve to pass only the refrigerant which passed through the low temperature corresponding heat exchanger 508 into a main cycle are comprised.

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보조사이클은 도 6에 표시하였으며, 낮은 증발온도(예; R404일 경우, -25C)에서도 냉매압축이 가능한 보조압축기(601b)와, 압축된 고온고압의 냉매가스를 주사이클 내 2상냉매와 열교환하여 액냉매로 응축하는 저온대응 열교환기(608)와, 보조사이클 팽창밸브(606d)과, 보조사이클 증발기(612)로 구성되어 있다. 이 보조압축기에 대한 운전범위는 도 8에 표시하였으며, 운전 가능한 증발온도 범위는 도면 2와는 달리 낮은 증발온도(예; -30C)에서도 안정적인 운전이 가능하다. 또한 열평형 폐쇄회로 내의 동작유체를 통해 고온냉매가스가 응축되기 때문에 낮은 응축온도를 유지할 수 있다. Auxiliary cycle is shown in Figure 6, the secondary compressor (601b) capable of compressing the refrigerant at low evaporation temperature (e.g., -25C in case of R404), and the high-temperature and high-pressure refrigerant gas compressed heat exchanged with the two-phase refrigerant in the main cycle And a low-temperature corresponding heat exchanger 608, a subsidiary cycle expansion valve 606d, and a subsidiary cycle evaporator 612 condensed by liquid refrigerant. The operation range for this auxiliary compressor is shown in Figure 8, the operating evaporation temperature range, unlike in Figure 2, it is possible to operate stable at low evaporation temperature (eg -30C). In addition, since the high temperature refrigerant gas is condensed through the working fluid in the thermal equilibrium closed circuit, a low condensation temperature can be maintained.

보조사이클 내 증발기로 열을 공급해주는 열평형 폐쇄회로는 도면 7에 표시하였으며, 그 구성은 브라인 등의 동작유체를 순환시키는 펌프(713)와, 온도조건에 따라 동작유체의 유로를 조절해 주는 브라인승온 절환변(714b)과, 외기에서 열평형 폐쇄회로 내 동작유체로 열을 공급해 주는 핀튜브형 브라인 열교환기(704a)와, 외기온도 저하 또는 적상의 우려로 핀튜브형 브라인 열교환기(704a)를 통해 동작유체에 충분한 열을 공급할 수 없을 경우에 주사이클에서 보조적인 열을 공급받는 판형 브라인 열교환기(704b)와, 보조사이클 내 저온저압의 2상냉매에 핀튜브형 브라인 열교환기(704a)와 판형 브라인 열교환기(704b)를 통해 취득한 열을 공급해 주는 보조사이클 증발기(712)로 구성되어 있다. The thermal equilibrium closed circuit for supplying heat to the evaporator in the auxiliary cycle is shown in Figure 7, the configuration is a pump 713 for circulating the working fluid, such as brine, and the brine for controlling the flow path of the working fluid according to the temperature conditions Through the temperature-changing switching valve 714b, the fin tube type brine heat exchanger 704a for supplying heat from the outside air to the working fluid in the thermal equilibrium closed circuit, and the fin tube type brine heat exchanger 704a due to the drop in outside temperature The plate-type brine heat exchanger 704b receives auxiliary heat from the main cycle when it cannot supply sufficient heat to the working fluid, and the fin tube-type brine heat exchanger 704a and the plate brine are supplied to the low-temperature, low-pressure two-phase refrigerant in the auxiliary cycle. It consists of the subcycle evaporator 712 which supplies the heat acquired through the heat exchanger 704b.

이와 같이 구성된 본 발명의 작용을 도 3에 의거하여 상세히 설명하면 다음과 같다. The operation of the present invention configured as described above will be described in detail with reference to FIG. 3 as follows.

외기온도가 표 1과 같이 T1과 T2 사이에 존재할 경우, 일반난방 운전용 전자변(305a) 폐쇄 후, 저온난방 운전용 전자변(305b)를 개방하여 주사이클 내 외기무접촉난방 운전이 되도록 한다. 외기무접촉난방 운전의 경우 표 1에서 명기한 것과 같이 열평형 폐쇄회로를 같이 적용하여야 한다. 즉, 주사이클 내 저온난방운전용 전자변(305b)를 열어, 저온대응 열교환기(308)로 부하측 열교환기(303)을 지난 고온고압의 냉매액이 흐르도록 하여 외기무접촉난방운전이 되도록 함과 동시에 열평형 폐쇄회로 내 펌프(313)를 작동하여 동작유체를 순환시켜 동작유체와 냉매가 저온대응 열교환기(308)에서 열교환할 수 있도록 한다. 또한 보조사이클운전 절환변(314a)의 밸브 개도를 변경하여 보조사이클 쪽으로 동작유체가 순환하지 못하도록 한다. 외기무접촉난방 운전 시, 주사이클 내의 냉매순환 순서는 주압축기(301a) - 사방변(302) - 부하측 열교환기(303) - 저온난방운전용 전자변(305b) - 저온난방운전용 팽창변(306b) - 저온대응열교환기(308) - 사방변(302) - 주압축기(301a)의 순서로 순환하며, 이와 동시에 열평형 폐쇄회로의 브라인과 같은 동작유체의 순환순서는 펌프(313) - 브라인승온 밸브(314b) - 판형열교환기(304b) / 핀튜브 열교환기(304a) - 저온대응 열교환기(308) - 보조사이클 운전절환변(314a) - 펌프(313)를 통해 순환하게 된다.
핀튜브 브라인 열교환기입구 온도센서(315e)에서 측정된 온도가 외기 노점온도보다 낮을 경우(예; T1 - 5), 브라인승온 밸브(314b) 개도를 조절하여 판형 브라인 열교환기(304b)로 동작유체가 순환하도록 하여, 핀튜브 브라인 열교환기(304a)로 투입되는 동작유체의 온도가 노점온도 이상이 될 수 있도록 조절하여 핀튜브 브라인 열교환기(304a) 내에서 적상이 발생되지 않도록 조절한다.
판형 브라인 열교환기(304b)와 핀튜브형 브라인 열교환기(304a)를 거쳐 승온된 동작유체는 주사이클에서 증발기 역할을 하고 있는 외기와의 접촉이 제거된 판형의 저온대응 열교환기(308)을 통해 주사이클 내 냉매와 열교환을 하게 되어 적상 가능성을 원천적으로 제거하였다.
외기무접촉난방 운전 중 외기온도가 T1이상으로 되었을 경우에는 일반적인 난방 운전으로 복귀하며, 외기온도가 T2 미만으로 하락할 경우에는 보조사이클을 사용하게 되는 저온난방 운전을 형성하게 된다.
When the outside air temperature is present between T1 and T2 as shown in Table 1, after closing the electric heating valve 305a for general heating, the low-temperature heating electronic valve 305b is opened so as to be in contact with the outside air in the main cycle. In the case of external contactless heating operation, the thermal equilibrium closed circuit shall be applied as specified in Table 1. That is, the low-temperature heating electronic valve 305b in the main cycle is opened, and the high-temperature, high-pressure refrigerant liquid flowing through the load-side heat exchanger 303 flows to the low-temperature corresponding heat exchanger 308 so as to be in contact with the outside air. At the same time, the pump 313 in the thermal equilibrium closed circuit is operated to circulate the working fluid so that the working fluid and the refrigerant can exchange heat in the low temperature corresponding heat exchanger 308. In addition, the valve opening degree of the auxiliary cycle operation switching valve 314a is changed to prevent the working fluid from circulating toward the auxiliary cycle. In the external contactless heating operation, the refrigerant circulation sequence in the main cycle includes the main compressor (301a)-the four sides (302)-the load side heat exchanger (303)-the low temperature heating operation solenoid valve (305b)-the low temperature heating operation expansion valve (306b). -Low temperature response heat exchanger (308)-Four sides (302)-The main compressor (301a) in the order of circulation, and at the same time the circulation order of the working fluid, such as brine of the thermal equilibrium closed circuit pump 313-Brine rise valve (314b)-plate heat exchanger (304b) / fin tube heat exchanger (304a)-low temperature corresponding heat exchanger (308)-auxiliary cycle operation switching valve (314a)-it is circulated through the pump (313).
When the temperature measured by the fin tube brine heat exchanger inlet temperature sensor 315e is lower than the outside dew point temperature (e.g., T1-5), the opening of the brine rise valve 314b is adjusted to operate the plate brine heat exchanger 304b. By circulating, the temperature of the working fluid introduced into the fin tube brine heat exchanger (304a) is adjusted to be above the dew point temperature, so that no dropping occurs in the fin tube brine heat exchanger (304a).
The operating fluid heated up through the plate-shaped brine heat exchanger 304b and the fin tube-type brine heat exchanger 304a is mainly connected to the plate-type low temperature corresponding heat exchanger 308 in which the contact with the outside air, which serves as the evaporator in the main cycle, is removed. Heat exchange with the refrigerant in the cycle eliminated the possibility of potential buildup.
When the outside air temperature reaches T1 or higher during the outside air contact heating operation, it returns to the normal heating operation. When the outside temperature falls below T2, a low temperature heating operation that uses an auxiliary cycle is formed.

외기온도가 T2 미만으로 하락하여 정상적인 난방운전이 불가능하다고 판단될 경우, 저온난방 운전이 되도록 시스템을 제어한다. 주사이클과 더불어 보조사이클 및 열평형 폐쇄회로 내 펌프를 가동하여 전 시스템이 완전히 가동되도록 시스템을 제어한다. 저온난방 운전의 경우 주사이클 내 냉매순환 순서는 상기에서 서술한 외기무접촉난방 운전과 동일하므로 별도의 추가적인 설명은 생략한다. 그러나 열평형 폐쇄회로 내 동작유체의 경우 핀튜브형 브라인 열교환기(304a)와 판형 브라인 열교환기를 통해 취득한 열을 저온대응 열교환기(308)가 아닌 보조사이클 증발기(312) 측으로 열을 공급하게 된다. 즉, 열평형 폐쇄회로 내의 동작유체의 순환순서는 펌프(313) - 브라인승온 밸브(314b) - 판형 브라인 열교환기(304b) / 핀튜브형 열교환기(304a) - 보조사이클 증발기(312) - 보조사이클운전 절환변(314a) - 펌프(313)의 순서로 동작유체가 순환된다. 보조사이클 냉매의 경우, 브라인 등의 동작유체로부터 보조사이클 증발기(312)에서 열을 취득하여 주사이클 내 저온대응 열교환기(308)로 열을 공급하게 된다. 보조사이클 내 냉매 순환순서는 보조압축기(301b) - 저온대응 열교환기(308) - 보조사이클 팽창밸브(306d) - 보조압축기(301b)의 순서로 순환한다.
표 1에 따른 저온난방 운전에 대한 시스템 전반적인 운전사항을 설명하면, 주사이클 내 일반난방운전용 전자변(305a)을 폐쇄하고 저온난방운전용 전자변(305b)을 개방하여 저온난방 팽창밸브(206b)를 통해 2상냉매가 저온대응 열교환기(308)로 순환되도록 한다. 동시에 보조사이클를 가동하여 보조압축기(301b)에서 토출된 고온고압의 냉매가스가 저온대응 열교환기(308)내에서 저온난방 팽창밸브(306b)를 통과한 저온저압의 2상냉매와의 열교환을 수행하게 된다. 저온대응 열교환기(308)에서 보조사이클 내 고온의 냉매가스는 액상으로 응축되고, 주사이클 내 2상냉매는 기상으로 증발하여 저온난방운전용 체크밸브(309b)와 사방변(302)을 거쳐 압축기로 회수되어 다시 고온고압의 냉매가스로 토출 순환되는 사이클을 형성한다. 저온대응 열교환기(308)를 거친 보조사이클 내 냉매는 액상으로 응축되어 보조사이클 팽창밸브(306d)와 보조사이클 증발기(312)를 거친 후 저온저압의 냉매가스로 전환되어 보조압축기(301b)로 재투입되는 사이클을 형성한다.
If it is judged that normal heating operation is not possible because the outside temperature drops below T2, the system is controlled to operate at low temperature. In addition to the main cycle, the auxiliary cycle and the pump in the thermal equilibrium closed circuit are operated to control the system to make it fully operational. In the case of low-temperature heating operation, the refrigerant circulating order in the main cycle is the same as the external contactless heating operation described above, and thus, further description thereof is omitted. However, in the case of the working fluid in the thermal balanced closed circuit, the heat acquired through the fin tube-type brine heat exchanger 304a and the plate-shaped brine heat exchanger is supplied to the auxiliary cycle evaporator 312 instead of the low temperature corresponding heat exchanger 308. That is, the circulation sequence of the working fluid in the thermal equilibrium closed circuit pump 313-brine rise valve 314b-plate type brine heat exchanger 304b / fin tube type heat exchanger 304a-auxiliary cycle evaporator 312-auxiliary cycle The operating fluid is circulated in the order of the operation switching valve 314a-the pump 313. In the case of the auxiliary cycle refrigerant, heat is supplied from the auxiliary cycle evaporator 312 from an operating fluid such as brine to supply heat to the low temperature corresponding heat exchanger 308 in the main cycle. The refrigerant circulation sequence in the auxiliary cycle circulates in the order of the auxiliary compressor 301b-the low temperature corresponding heat exchanger 308-the auxiliary cycle expansion valve 306d-the auxiliary compressor 301b.
The overall operation of the system for the low temperature heating operation according to Table 1 will be described. The low temperature heating expansion valve 206b is opened by closing the solenoid valve 305a for the general heating operation in the main cycle and opening the solenoid valve 305b for the low temperature heating operation. Through the two-phase refrigerant is circulated to the low temperature corresponding heat exchanger (308). At the same time, the secondary cycle is operated so that the high temperature and high pressure refrigerant gas discharged from the subcompressor 301b performs heat exchange with the low temperature low pressure two-phase refrigerant passed through the low temperature heating expansion valve 306b in the low temperature corresponding heat exchanger 308. do. In the low temperature response heat exchanger 308, the high temperature refrigerant gas in the auxiliary cycle condenses into the liquid phase, and the two phase refrigerant in the main cycle evaporates to the gas phase to pass through the check valve 309b and the four sides 302 for the low temperature heating operation. It is recovered to form a cycle that is discharged back to the high-temperature, high-pressure refrigerant gas. The refrigerant in the auxiliary cycle that has passed through the low temperature corresponding heat exchanger 308 is condensed into the liquid phase, passes through the auxiliary cycle expansion valve 306d and the auxiliary cycle evaporator 312, and is converted into a low temperature low pressure refrigerant gas to be returned to the auxiliary compressor 301b. Form a cycle to be injected.

저온난방 운전 중 보조사이클 내 보조사이클 증발기(312)를 통과하는 저온저압의 2상냉매를 보조사이클 증발기(312)에서 기상으로 증발시키기 위해 열평형폐쇄회로 내 동작유체가 가지고 있는 열을 보조사이클 증발기(312)에 공급한다. 열평형 폐쇄회로 내 동작유체는 저온외기에 노출이 되더라도 동파로 인한 피해를 방지하기 위해 브라인 등을 동작유체로 사용하며, 브라인 등의 동작유체는 보조사이클 증발기(312)를 통해 2상냉매에 열을 공급하여 온도가 저하되며 브라인의 온도를 높이기 위해 핀튜브형 브라인 열교환기 또는 판형 브라인 열교환기를 통과하게 된다. 즉, 핀튜브형 열교환기 브라인입구 온도센서(315b)를 통해 측정된 브라인입구온도가 외기노점온도보다 낮을 경우, 삼방변인 브라인 승온밸브(214b)의 개도를 조절하여 판형 브라인 열교환기(304b)를 거쳐 외기노점온도 이상으로 핀튜브 브라인 열교환기(304a)로 투입될 수 있도록 브라인 승온밸브(214b)를 조절한다. 판형 브라인 열교환기(304b)의 도움으로 적상이 발생되지 않을 정도로 승온된 브라인은 최종적으로 핀튜브 브라인열교환기(304a)를 통해 열을 취득하여, 보조사이클 증발기(212)로 열을 공급 순환되게 한다. 판형 브라인 열교환기(304b) 내에서 주사이클 내 고온의 냉매를 통해 승온된 브라인 등이 핀튜브형 브라인 열교환기 (304a)를 거쳐 보조사이클 증발기에 열공급 시, 판형 브라인 열교환기(304b)에서 과도한 과냉이 되었을 때에는 냉매액바이패스 전자변(305c)을 열어 판형 브라인 열교환기(304b)를 거치지 않고 저온난방 팽창밸브(306b)을 통과하도록 한다. During the low temperature heating operation, the low-pressure low-pressure two-phase refrigerant passing through the auxiliary cycle evaporator 312 in the auxiliary cycle is vaporized from the auxiliary cycle evaporator 312 to the gas phase in the auxiliary cycle evaporator. To 312. The working fluid in the thermal equilibrium closed circuit uses brine or the like as a working fluid to prevent damage caused by freezing even when exposed to low temperature outside air, and the working fluid such as brine is heated to the two phase refrigerant through the auxiliary cycle evaporator 312 The temperature is lowered by supplying the temperature through the fin tube type brine heat exchanger or plate brine heat exchanger to increase the temperature of the brine. That is, when the brine inlet temperature measured by the fin tube type heat exchanger brine inlet temperature sensor 315b is lower than the outside dew point temperature, the opening degree of the three-way brine temperature rising valve 214b is adjusted to pass through the plate brine heat exchanger 304b. The brine temperature rising valve 214b is adjusted to be introduced into the fin tube brine heat exchanger 304a above the outside dew point temperature. The brine heated up to the extent that no dropping occurs with the help of the plate-shaped brine heat exchanger 304b finally acquires heat through the fin tube brine heat exchanger 304a, and supplies heat to the secondary cycle evaporator 212 for circulation. . Excessive supercooling in the plate brine heat exchanger (304b) when the brine or the like heated up through the high temperature refrigerant in the main cycle in the plate brine heat exchanger (304b) heats the secondary cycle evaporator via the fin tube type brine heat exchanger (304a). In this case, the refrigerant liquid bypass solenoid valve 305c is opened to pass through the low temperature heating expansion valve 306b without passing through the plate brine heat exchanger 304b.

열평형 폐쇄회로 내 브라인 승온밸브(314b)는 외기무접촉난방 운전 또는 저온난방 운전 시, 핀튜브형 열교환기 브라인입구 온도와 외기온도와의 비교를 통해 핀튜브형 브라인 열교환기(304a) 또는 판형 브라인 열교환기(304b)로 브라인이 순환되도록 제어된다. 이와 동시에 주사이클과 보조사이클을 작동시킴으로써 극한저온외기(예; -17C)에서도 정상적인 난방운전이 가능하게 된다. The brine temperature rising valve 314b in the thermal equilibrium closed circuit is a finned tube heat exchanger 304a or a plate brine heat exchanger by comparing the fin tube type heat exchanger brine inlet temperature with the outside temperature in an external contactless heating operation or a low temperature heating operation. 304b is controlled to circulate the brine. At the same time, by operating the main and auxiliary cycles, normal heating operation is possible even in extreme low temperature outdoor air (eg -17C).

외기온도센서를 통해, 외기온도 조건이 변경되며 표 1에 따른 외기온도 조건에 따라 각 운전모드로 전환 또는 정지된다. 일반난방 운전 또는 외기무접촉난방 운전 중에도 압축기 능력이 정상운전 보다 상당한 저하가 있는 것으로 판단될 경우에는 (예; 70%)로 외기에 따른 저온난방 운전 필요여부에 상관없이 보조사이클을 기동시켜 증발압을 상승시켜 외기온도에 상관없이 난방능력이 일정이상 출력되도록 하는 운전도 가능하다.Through the outside air temperature sensor, the outside air temperature condition is changed, and each operation mode is switched or stopped according to the outside air temperature condition according to Table 1. If it is judged that the compressor capacity is considerably lower than normal operation even during normal heating operation or external contactless heating operation (e.g. 70%), the auxiliary cycle is started regardless of the need for low temperature heating operation due to outdoor air. It is also possible to operate to raise the heating capacity more than a certain level regardless of the outside temperature by raising the.

도 1은 종래의 히트펌프 사이클1 is a conventional heat pump cycle

도 2는 현재 시장에 공급 중인 대표적인 스크롤 압축기의 안전운전 영역2 is a safe driving region of a typical scroll compressor currently on the market

도 3은 본 발명에 따른 히트펌프 사이클3 is a heat pump cycle according to the present invention

도 4는 본 발명에 따른 제상 및 저온난방운전의 사이클 제어 순서도
도 5는 도 3에서 주사이클 만을 확대한 사이클
도 6은 도 3에서 보조사이클 만을 확대한 사이클
도 7은 도 3에서 열평형 폐쇄회로 만을 확대한 사이클
도 8은 현재 시장에 공급 중인 대표적인 냉동용 압축기의 안전운전 영역
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
1a : 주압축기
1b : 보조압축기
2 : 사방변
3 : 부하측 열교환기
4a : 핀튜브형 브라인 열교환기
4b : 판형 브라인 열교환기
5a : 일반난방 운전용 전자변
5b : 저온난방 운전용 전자변
5c : 냉매액 바이패스 전자변
6a : 일반난방 팽창밸브
6b : 저온난방 팽창밸브
6c : 일반냉방 팽창밸브
6d : 보조사이클 팽창밸브
7 : 실외기 열교환기
8 : 저온대응 열교환기
9a : 냉방운전 체크밸브
9b : 저온난방 체크밸브
10 : 부하
11 : 실외기 팬
12 : 보조사이클 증발기
13 : 펌프
14a : 보조사이클 운전 절환변
14b : 브라인 승온 밸브
Figure 4 is a cycle control flowchart of defrost and low temperature heating operation according to the present invention
5 is an enlarged cycle of only the main cycle of FIG.
6 is an enlarged cycle of only the auxiliary cycle in FIG.
FIG. 7 is an enlarged cycle of only the thermal balance closed circuit in FIG.
8 is a safe operation region of a typical refrigeration compressor currently on the market
<Explanation of symbols for the main parts of the drawings>
1a: main compressor
1b: auxiliary compressor
2: all sides
3: load side heat exchanger
4a: Fin Tube Type Brine Heat Exchanger
4b: plate brine heat exchanger
5a: Electronic valve for general heating operation
5b: Electronic valve for low temperature heating operation
5c: Refrigerant liquid bypass solenoid valve
6a: General heating expansion valve
6b: Low temperature heating expansion valve
6c: General cooling expansion valve
6d: auxiliary cycle expansion valve
7: outdoor unit heat exchanger
8: low temperature response heat exchanger
9a: Cooling operation check valve
9b: Low temperature heating check valve
10: load
11: outdoor unit fan
12: secondary cycle evaporator
13: pump
14a: auxiliary cycle operation switching valve
14b: brine temperature rising valve

Claims (3)

냉매를 압축하는 주압축기, 상기 주압축기로부터 압축된 냉매를 액냉매로 응축하는 부하측 열교환기, 일반난방 운전시 상기 부하측 열교환기를 통과한 냉매가 흐르도록 하는 일반난방운전용 전자변, 상기 일반난방운전용 전자변을 통과한 액냉매를 2상냉매로 팽창시키는 일반난방 팽창변, 및 상기 일반난방 팽창변을 통과한 냉매를 열교환에 의해 냉각시키는 실외기 열교환기가 접속된 주사이클 냉매회로와,A main compressor for compressing a refrigerant, a load side heat exchanger for condensing the refrigerant compressed from the main compressor into a liquid refrigerant, a general heating operation electronic valve for allowing a refrigerant that has passed through the load side heat exchanger to flow during a normal heating operation, and for the general heating operation A main cycle refrigerant circuit to which a general heating expansion valve for expanding a liquid refrigerant having passed through an electron valve into a two-phase refrigerant, and an outdoor unit heat exchanger for cooling the refrigerant having passed through the general heating expansion valve by heat exchange; 주사이클 냉매회로 내에 마련되고, 저온외기시를 대비하여 상기 일반난방운전용 전자변과 연동해서 저온난방 운전을 가능하게 하도록 냉매순환 방향을 조절하는 저온난방운전용 전자변, 상기 저온난방운전용 전자변을 통과한 액냉매를 2상냉매로 팽창시키는 저온난방 팽창변, 상기 저온난방 팽창변에 의해 팽창된 상기 주사이클 냉매회로 내의 2상냉매를 열평형 폐쇄회로 내의 동작유체 또는 보조사이클 내 보조압축기에서 토출되는 고압의 냉매가스와 열교환되도록 하는 저온대응 열교환기, 및 상기 저온대응열교환기를 거친 냉매만을 주사이클 내로 통과시키는 체크브로 이루어진 냉매회로와,It is provided in the main cycle refrigerant circuit, the low-temperature heating operation electronic valve for adjusting the refrigerant circulation direction to enable the low-temperature heating operation in conjunction with the general heating operation electronic valve in preparation for low temperature outside air, passes through the low-temperature heating operation electronic valve Low pressure heating expansion valve for expanding a liquid refrigerant into a two phase refrigerant, high pressure discharged from the working fluid in the thermal equilibrium closed circuit or from the auxiliary compressor in the auxiliary cycle of the two phase refrigerant in the main cycle refrigerant circuit expanded by the low temperature heating expansion valve. A refrigerant circuit comprising a low temperature corresponding heat exchanger for exchanging heat with the refrigerant gas, and a check valve for passing only the refrigerant having passed through the low temperature corresponding heat exchanger into the main cycle; 외기무접촉 난방운전 또는 저온난방 운전시 상기 저온대응 열교환기에 냉매가스가 가진 열을 공급해주는 보조압축기, 상기 보조압축기에 의해 압축된 고온고압의 냉매가스를 주사이클 냉매회로 내의 2상 냉매와 열교환하여 액냉매로 응축시키는 보조사이클 팽창밸브, 및 상기 보조사이클 팽창밸브에 의해 응축된 액냉매를 증발시키는 보조사이클 증발기로 이루어진 보조사이클 냉매회로와,A subcompressor for supplying the heat of the refrigerant gas to the low temperature corresponding heat exchanger during the external contactless heating operation or the low temperature heating operation, and the high temperature and high pressure refrigerant gas compressed by the auxiliary compressor exchanges heat with the two phase refrigerant in the main cycle refrigerant circuit. A sub cycle refrigerant circuit comprising a sub cycle expansion valve for condensing with liquid refrigerant, and a sub cycle evaporator for evaporating the liquid refrigerant condensed by the sub cycle expansion valve; 상기 열평형 폐쇄회로 내 브라인과 같은 동작유체를 펌프로 순환시켜 핀튜브형 브라인 열교환기 또는 판형 브라인 열교환기를 통해 보조사이클 내 보조사이클 증발기로 열을 공급하여 공기 또는 물 또는 프로세스 유체에 능력 저하없이 열을 공급할 수 있는 히트펌프 또는 온수제조 사이클.By circulating a working fluid such as brine in the thermal equilibrium closed circuit with a pump, heat is supplied to the auxiliary cycle evaporator in the auxiliary cycle through a fin tube type brine heat exchanger or a plate brine heat exchanger to heat the air or water or the process fluid without degrading its capacity. Supply heat pump or hot water production cycle. 제 1 항에 있어서, 외기무접촉난방 운전 시에는 외기와의 접촉이 차단된 상기 저온대응 열교환기를 사용하여 난방운전을 실시하고, 저온난방 운전 시에는 상기 저온대응 열교환기와 더불어 냉동용 압축기인 상기 보조압축기가 적용된 상기 보조사이클 냉매회로를 사용하여 열을 공급하는 것을 특징으로 하는 히트펌프 또는 온수제조 사이클.The auxiliary air conditioner according to claim 1, wherein in the outside air contactless heating operation, the heating operation is performed by using the low temperature corresponding heat exchanger in which contact with the outside air is blocked, and in the low temperature heating operation, the subsidiary is a refrigeration compressor together with the low temperature corresponding heat exchanger. Heat pump or hot water production cycle, characterized in that for supplying heat using the auxiliary cycle refrigerant circuit to which the compressor is applied. 제 1 항에 있어서, 상기 보조사이클 증발기에 열을 공급하기 위해 핀튜브 브라인 열교환기 또는 판형 브라인 열교환기를 사용하는 상기 열평형 폐쇄 회로가 적용되는 것을 특징으로 하는 히트펌프 또는 온수제조 사이클.2. The heat pump or hot water production cycle according to claim 1, wherein the thermal equilibrium closed circuit is applied using a fin tube brine heat exchanger or a plate brine heat exchanger to supply heat to the auxiliary cycle evaporator.
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