KR101134549B1 - Heat pump system of exclusive sea water farming cages - Google Patents
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Abstract
본 발명은 양식장 해수 전용 히트펌프 시스템에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 해수를 이용하여 고온해수를 생성하거나 월동기에 저수온을 이용하여 용이하게 사육수를 생성할 수 있음은 물론, 장치의 사용 수명을 향상시킬 있는 양식장 해수 전용 히트펌프 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a heat pump system dedicated to aquaculture farming seawater, and more particularly, to generate high temperature seawater using seawater or to easily generate breeding water using low water temperature during wintering, as well as to improve the service life of the device. The present invention relates to a heat pump system dedicated to aquaculture farm seawater.
Description
본 발명은 양식장 해수 전용 히트펌프 시스템에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 해수를 이용하여 고온해수를 생성하거나 월동기에 저수온을 이용하여 용이하게 사육수를 생성할 수 있음은 물론, 장치의 사용 수명을 향상시킬 있는 양식장 해수 전용 히트펌프 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a heat pump system dedicated to aquaculture farming seawater, and more particularly, to generate high temperature seawater using seawater or to easily generate breeding water using low water temperature during wintering, as well as to improve the service life of the device. The present invention relates to a heat pump system dedicated to aquaculture farm seawater.
일반적으로, 히트펌프 시스템은 증발기, 압축기, 응축기 및 팽창밸브의 4개 요소로 구성되며, 작동유체인 냉매를 순차적으로 압축, 응축, 팽창, 증발의 사이클을 통하여 저온 측의 열을 고온 측으로 이동시키는 방식이다. 이러한 히트펌프 시스템은 실내의 냉,난방을 위해서 사용될 수 있다. 즉, 응축기에서 고온고압의 냉매가 응축되면서 발생되는 열을 이용하여 실내를 난방시키거나 온수를 생산한다. 또한, 증발기에서 냉매가 기화되면서 주위의 열을 빼앗는 원리를 이용하여 실내를 냉방시키거나 냉수를 생산한다.In general, the heat pump system is composed of four elements: an evaporator, a compressor, a condenser, and an expansion valve. The heat pump system moves heat from the low temperature side to the high temperature side through a cycle of sequentially compressing, condensing, expanding, and evaporating a working fluid refrigerant. to be. This heat pump system can be used for cooling and heating the room. That is, the room is heated or hot water is produced by using heat generated by condensation of the high temperature and high pressure refrigerant in the condenser. In addition, the refrigerant is evaporated in the evaporator using the principle of taking away the surrounding heat to cool the room or produce cold water.
이와 같은 히트펌프 시스템은 선택적으로 난방운전과 냉방운전으로 전환되어 사용되어 진다. 상기 냉,난방 운전의 전환은 예컨대, 사방밸브(4 way valve)에 의해 조절되어 진다.Such a heat pump system can be selectively converted into heating operation and cooling operation. The switching of the cooling and heating operation is controlled by, for example, a four way valve.
도 1은 종래 기술에 따른 히트펌프 시스템에 의해 난방운전 모드로 냉매가 순환되는 상태를 나타내는 구성도이고, 도 2는 종래 기술에 따른 히트펌프 시스템에 의해 냉방운전 모드로 냉매가 순환되는 상태를 나타내는 구성도이다.1 is a block diagram showing a state in which the refrigerant is circulated in the heating operation mode by the heat pump system according to the prior art, Figure 2 is a view showing a state in which the refrigerant is circulated in the cooling operation mode by the heat pump system according to the prior art. It is a block diagram.
도 1을 참조하면, 히트펌프 시스템은 압축기(10)와, 사방밸브(20)와, 제1 열교환기(30), 제2 열교환기(40) 및, 팽창밸브(50)를 구비한다.Referring to FIG. 1, a heat pump system includes a
냉매는 압축기(10), 제1 열교환기(30), 팽창밸브(50), 제2 열교환기(40)를 순차적으로 순환하면서 난방 또는 냉방을 한다. 여기서, 난방운전시 제1 열교환기(30)는 응축기로서 작동하고 제2 열교환기(40)는 증발기로서 작동한다. 즉, 냉방운전시 제1 열교환기(30)는 증발기로서 작동하고 제2 열교환기(40)는 응축기로서 작동한다. 이는 수냉식에 의한 방식으로 통상적으로 사용되는 것이므로 상세한 설명은 생략하기로 한다.The refrigerant is heated or cooled while sequentially circulating the
이러한 히트펌프 시스템의 난방운전시 냉매 순환과정을 살펴보면, 상기 압축기(10)에 의해 고온고압의 냉매가 배관(P)을 통해 제1 열교환기(즉, 응축기(30))로 이동된다. 이때, 압축기(10)로부터 배출된 냉매는 사방밸브(20)에 의해 제1 열교환기(30)로 이송된다. 제1 열교환기(30)에서는 고온고압의 냉매가 응축열 발생하면서 저온고압의 냉매로 응축된다. 상기 제1 열교환기(30)를 통한 냉매는 배관(P)을 통해 화살표 방향을 따라 팽창밸브(50)로 이동하며 팽창된 후 제2 열교환기(즉, 증발기(40))에서 기화된다. 마지막으로, 기화된 냉매는 압축기(10)로 이동되어 고온고압으로 압축된다. 이때, 제2 열교환기(40)로부터 배출된 냉매는 사방밸브(20)를 경유하여 압축기로 이송되어 진다.Looking at the refrigerant circulation process during the heating operation of the heat pump system, the refrigerant of the high temperature and high pressure is moved to the first heat exchanger (ie, the condenser 30) by the compressor (10). At this time, the refrigerant discharged from the
이와 같은 사이클을 통하여 냉매가 순환될 때 열원인 유체(이하, '해수'라 함)의 흐름은 냉매의 사이클과 반대 방향으로 이루어져 상기 제1 열교환기(30) 및 제2 열교환기(40)에서 냉매와 열교환된다.When the refrigerant is circulated through such a cycle, the flow of fluid (hereinafter, referred to as “sea water”) as a heat source is made in a direction opposite to the cycle of the refrigerant in the
한편, 미설명된 참조부호 '12'는 유분리기 이며, '14'는 액분리기이다.Meanwhile, reference numeral '12', which is not described, is an oil separator, and '14' is a liquid separator.
도 2를 참조하면, 히트펌프 시스템은 도 1의 난방운전에서 냉방운전으로 전환된 것으로서, 압축기(10)로부터 배출된 고온고압의 냉매는 사방밸브(20)에 의해 제2 열교환기(40)로 이송된다. 여기서, 제2 열교환기(40)는 응축기의 역할을 수행한다. 즉, 사방밸브(20)에 의해 난방운전 및 냉방운전에 따라 선택적으로 제1 열교환기(30) 또는 제2 열교환기(40)로 냉매가 이송되도록 이루어진다.Referring to FIG. 2, the heat pump system is converted from the heating operation to the cooling operation of FIG. 1, and the high temperature and high pressure refrigerant discharged from the
상기 제2 열교환기(40)를 통한 냉매는 저온고압의 냉매로 응축된 후 화살표 방향을 따라 이송되고 팽창밸브(50)에 의해 팽창된 후 제1 열교환기(30)에서 기화된다. 상기 기화된 냉매는 사방밸브(20)를 경유하여 압축기(10)로 이송된다.The refrigerant through the
즉, 상기 냉방모드의 경우 난방모드와 반대 방향으로 냉매가 순환된다.That is, in the cooling mode, the refrigerant is circulated in the opposite direction to the heating mode.
상기와 같은 냉,난방 방식의 히트펌프 시스템은 냉,난방 모드로 전환시 제1 열교환기(30) 및 제2 열교환기(40)의 냉매가 유출입되는 입구(31)(41)와 출구(32)(42)가 서로 바뀌어지게 된다. 즉, 냉매의 흐름이 역방향으로 전환됨에 따라 냉매가 제1 열교환기(30) 및 제2 열교환기(40)의 출구(32)(42)에서 입구(31)(41)측으로 흐르게 된다.In the heat and cooling type heat pump system as described above, the inlet (31) and the outlet (32) through which the refrigerant of the first heat exchanger (30) and the second heat exchanger (40) flows in and out of the cooling and heating mode. 42 are interchanged. That is, as the flow of the refrigerant is reversed, the refrigerant flows from the
상기와 같은 냉매의 흐름에 따라 열교환된 고온해수 또는 저온해수는 양식장 수조(미도시)로 공급된다. 예컨대, 난방운전시 증발기 역할을 하는 제2 열교환기(40)를 통하여 해수가 냉각되면 냉각된 저온해수를 양식장 수조에 공급하고, 냉방운전시 응축기 역할을 하는 제2 열교환기(40)를 통하여 해수가 가열되면 가열된 고온해수를 양식장 수조에 공급하게 된다. 즉, 선택적으로 가열 또는 냉각된 해수를 공급하여 양식장 수조 내의 사육수 온도를 원하는 온도로 조절할 수 있다.The high temperature seawater or low temperature seawater heat-exchanged according to the flow of the refrigerant is supplied to a fish farm (not shown). For example, when the seawater is cooled through the
이상 전술된 히트펌프 시스템은 수냉식 방식에 의한 것으로서, 공냉식 방식에 따라 냉매가 순환될 수 있다. 공랭식 히트펌프 시스템의 경우 냉,난방 전환시 열교환기의 냉매 입구와 출구가 바뀌어도 냉매의 흐름 및 오일회수, 열교환기 성능에 미치는 영향이 적은 구조로 되어있어 냉,난방 전환시 냉매가 출구를 통하여 입구로 나오더라도 무방하다.The above-described heat pump system is a water cooling method, and the refrigerant may be circulated according to the air cooling method. In the case of air-cooled heat pump system, even though the refrigerant inlet and outlet of the heat exchanger change when switching between cooling and heating, the refrigerant flow, oil recovery and heat exchanger performance are less affected. You can come out.
그러나, 수냉식 히트펌프 시스템의 경우 냉,난방 전환시 열교환기의 냉매 입구와 출구가 바뀌지 않아야 한다. 이는 열교환기의 냉매 입구와 출구가 바뀔 경우 열교환기의 구조상 열교환기 효율저하됨은 물론, 열교환기 내에 냉동유(oil)가 고이는 현상으로 냉매 흐름에 방해가 되며 압축기의 윤활불량으로 인한 고장의 원인이 되며, 응축기의 경우 후레쉬 가스발생으로 인하여 냉,난방 능력저하 및 흡입가스, 토출가스의 과열로 인하여 고장의 원인이 되는 문제점이 발생하기 때문이다.However, in the case of water-cooled heat pump systems, the refrigerant inlet and outlet of the heat exchanger should not be changed during the cooling and heating conversion. If the refrigerant inlet and outlet of the heat exchanger is changed, the heat exchanger efficiency decreases due to the structure of the heat exchanger, as well as the accumulation of refrigeration oil in the heat exchanger, which hinders the refrigerant flow and causes the failure due to poor lubrication of the compressor. In the case of a condenser, a problem occurs that causes a failure due to a decrease in cooling and heating ability and overheating of suction gas and discharge gas due to fresh gas generation.
또한, 기존 히트펌프 시스템의 열교환기는 해수전용 열교환기가 아니며, 해수전용 열교환기를 적용하고자 할 때에는 그 비용이 증가하여 농, 어민의 가계에 부담이 될 수밖에 없다. 즉, 일반적으로 열교환기는 알루미늄 핀에 동관을 사용하는데 알루미늄과 동관이 해수에 취약하므로 알루미늄 핀에 방염코팅을 하여 사용하고 있다. 그러나, 알루미늄 방염 코팅이 일반적으로 고가이기 때문에 단가가 많이 올라가는 문제점이 있다.In addition, the heat exchanger of the existing heat pump system is not a heat exchanger for seawater, and when the heat exchanger for seawater is to be applied, its cost increases, which inevitably burdens households of farmers and fishermen. That is, in general, heat exchangers use copper tubes for aluminum fins, but aluminum and copper tubes are vulnerable to seawater, and are used by flameproof coating on aluminum fins. However, since the aluminum flame retardant coating is generally expensive, the unit cost increases.
아울러, 해수가 이동하는 관은 동관(copper tube, pipe), 니켈과 동관합금 등으로 사용됨에 따라 부식 등에 의하여 독성물질이 발생되는 문제점이 있다. 이러한 독성물질이 양식장에 공급될 경우 독성물질이 미치는 영향은 매우 위험하다. 즉, 수산양식업 종묘생산은 수정란의 부화, 발생, 치어의 생장 등의 과정이 필요하며, 이는 생물의 생활사 중에서 독성물질의 노출 및 환경변화에 가장 민감한 단계로서 농도변화에 따른 일회의 급성노출에 의한 영향에도 취약한 점이 있다. 독성물질의 노출은 0.4ppb 내지 4ppb에서도 유전적 변이가 출현하는 등 생물에 미치는 영향이 크며 1차 생물의 오염과 멸실에 따른 2차, 3차 생물의 오염이 심각하게 된다.In addition, there is a problem that toxic substances are generated due to corrosion as the seawater pipe is used as a copper tube, a pipe, nickel and a copper tube alloy. If these toxins are supplied to the farm, the effects of the toxins are very dangerous. In other words, the production of aquaculture farming requires the process of hatching, development, and larval growth of fertilized eggs, which are the most sensitive stages of exposure to toxic substances and environmental changes in the life history of living organisms. There is also a vulnerability. The exposure of toxic substances has a great effect on living organisms, such as the emergence of genetic variation even in 0.4ppb to 4ppb, and the secondary and tertiary organisms are seriously polluted by the contamination and loss of primary organisms.
한편, 기존 시판되는 공냉식 히트펌프 시스템의 경우 실외온도가 상시 영상 10℃ 내외 그 이상의 따뜻한 수온을 유지할수록 효율이 높아진다. 상기 공냉식 방식은 열원인 해수를 사용하기 어려운 경우 수냉식의 대안으로서 사용된다. 그러나, 겨울철 대기온도가 낮아질수록 산업적으로 비효율적이다는 단점이 있다.Meanwhile, in the case of existing commercial air-cooled heat pump systems, the higher the outdoor temperature, the warmer the temperature of 10 ° C or higher, and the higher the efficiency. The air-cooled method is used as an alternative to water-cooling when it is difficult to use sea water as a heat source. However, there is a disadvantage that the lower the winter air temperature is industrially inefficient.
이를 극복하기 위하여 수냉식과 공냉식을 병용하여 사용할 수 있으며, 해수전용 열교환기의 단가를 낮출 수 있는 히트펌프 시스템에 대한 연구가 진행되고 있는 실정이다.In order to overcome this problem, water-cooling and air-cooling can be used in combination, and research on a heat pump system that can lower the unit cost of a heat exchanger for seawater is being conducted.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 창안된 것으로서, 선택적으로 난방운전 및 냉방운전을 전환하더라도 냉매가 유,출입되는 열교환기의 입구와 출구가 바뀌지 않고 순환되도록 하여 열교환기가 파손되는 것을 방지함은 물론, 이에 장치의 수명을 향상시킬 수 있는 양식장 해수 전용 히트펌프 시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention was devised to solve the above problems, and even if the heating operation and cooling operation is selectively switched, the inlet and outlet of the heat exchanger in which the refrigerant flows in and out are circulated without changing, thereby preventing the heat exchanger from being damaged. In addition, the purpose of the present invention is to provide a heat pump system dedicated to farming seawater that can improve the life of the device.
본 발명의 다른 목적은 공냉식 및 수냉식 방식을 병용하여 사용하도록 함으로써 연중 수산생물의 증식 및 양식이 가능하도록 함은 물론, 사용자의 편익과 냉난방 효율을 극대화할 수 있는 양식장 해수 전용 히트펌프 시스템을 제공하는데 있다.Another object of the present invention is to use a combination of the air-cooled and water-cooled method to enable the growth and aquaculture of aquatic species throughout the year, as well as to provide a heat pump system dedicated to farmwater seawater that can maximize the user's convenience and cooling and heating efficiency. have.
본 발명의 또 다른 목적은 해수에 의해 부식이 발생하지 않도록 하여 수산생물이 중금속으로부터 오염되는 것을 방지할 수 있는 양식장 해수 전용 히트펌프 시스템을 제공하는데 있다.Still another object of the present invention is to provide a heat pump system dedicated to aquaculture farm seawater, which can prevent corrosion of marine organisms from heavy metals by preventing corrosion from seawater.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 양식장 해수 전용 히트펌프 시스템은, 냉매를 순차적으로 압축, 응축, 팽창, 증발의 사이클로 순환시키는 히트펌프 시스템으로서, 압축기; 냉매의 입구와 출구 및 해수의 유입구와 배출구가 각각 형성된 코일형상의 제1 및 제2 열교환기를 구비하는 열교환 유니트; 상기 제1 열교환기와 제2 열교환기 사이에 설치되어 이송된 냉매를 팽창시키는 팽창밸브; 및 상기 압축기로부터 압축된 냉매가 선택적으로 제1 열교환기 또는 제2 열교환기로 이송되도록 냉매의 이송방향을 조절하는 순환조절밸브;를 포함하고, 상기 순환조절밸브는, 상기 압축기와 제1 열교환기를 연결하는 제1 및 제2 사방밸브; 및 상기 제1 사방밸브와 제2 열교환기를 연결하는 제3 사방밸브;를 구비하고, 난방운전시 압축기로부터 압축된 고온고압의 냉매는 제1 및 제2 사방밸브를 경유하여 제1 열교환기에서 응축되고 응축된 냉매는 제2 열교환기에서 기화된 후 제3 및 제1 사방밸브를 경유하여 압축기로 유입되고, 냉방운전시 압축기로부터 압축된 고온고압의 냉매는 제1 및 제3 사방밸브를 경유하여 제2 열교환기에서 응축되고 응축된 냉매는 제1 열교환기에서 기화된 후 제2 및 제1 사방밸브를 경유하여 압축기로 유입되되, 상기 난방운전 및 냉방운전을 전환시 냉매가 역순환되더라도 냉매가 유출입되는 제1 및 제2 열교환기의 입구와 출구는 바뀌지 않고 냉매가 순환되도록 이루어진 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, the fish farm dedicated seawater heat pump system of the present invention, a heat pump system for circulating the refrigerant in a cycle of compression, condensation, expansion, evaporation sequentially, a compressor; A heat exchange unit including coil-shaped first and second heat exchangers each having an inlet and an outlet of a refrigerant, and an inlet and an outlet of sea water; An expansion valve installed between the first heat exchanger and the second heat exchanger to expand the transferred refrigerant; And a circulation control valve configured to adjust a conveying direction of the refrigerant to selectively transport the refrigerant compressed from the compressor to the first heat exchanger or the second heat exchanger, wherein the circulation control valve connects the compressor and the first heat exchanger. First and second four-way valves; And a third four-way valve connecting the first four-way valve and the second heat exchanger, wherein the high temperature and high pressure refrigerant compressed from the compressor during the heating operation is condensed in the first heat exchanger via the first and second four-way valves. After the condensed refrigerant is vaporized in the second heat exchanger, the refrigerant flows into the compressor via the third and first four-way valves, and the refrigerant of the high temperature and high pressure compressed from the compressor during the cooling operation passes through the first and third four-way valves. The refrigerant condensed and condensed in the second heat exchanger is vaporized in the first heat exchanger, and then flows into the compressor via the second and first four-way valves, but the refrigerant is reversed even when the refrigerant is reversely circulated when the heating and cooling operations are switched. The inlet and outlet of the first and second heat exchangers flowing in and out are not changed, and the refrigerant is circulated.
본 발명에 따르면, 상기 열교환 유니트는 수냉식 및 공냉식 히트펌프의 겸용을 위하여 실외에 설치된 공냉식 열교환기를 더 구비하고, 상기 순환조절밸브는 상기 압축기로부터 압축된 고온고압의 냉매를 난방운전시 제1 열교환기를 통해 공냉식 열교환기로 유입된 후 압축기로 유입되도록 하고, 냉방운전시 압축기로부터 배출된 고온고압의 냉매를 공냉식 열교환기를 통해 제1 열교환기의 입구로 유입되도록 선택적으로 냉매의 이동경로를 조절하는 제4 사방밸브를 더 구비한다.According to the present invention, the heat exchange unit further includes an air-cooled heat exchanger installed outdoors for a combined use of a water-cooled and air-cooled heat pump, and the circulation control valve is configured to heat the high-temperature high-pressure refrigerant compressed from the compressor during the heating operation. Fourth direction to selectively adjust the movement path of the refrigerant to be introduced into the air-cooled heat exchanger and then to the compressor, and to enter the high-temperature high-pressure refrigerant discharged from the compressor during the cooling operation to the inlet of the first heat exchanger through the air-cooled heat exchanger It further comprises a valve.
바람직하게, 상기 순환조절밸브는 압축기로부터 배출되는 고온고압의 냉매로부터 압력을 전달받아 냉매의 흐름 방향을 조절하도록 압력배관과 연결된다.Preferably, the circulation control valve is connected to the pressure pipe to receive the pressure from the high temperature and high pressure refrigerant discharged from the compressor to adjust the flow direction of the refrigerant.
바람직하게, 상기 제1 열교환기 및 제2 열교환기는, 코일형상을 가지며 냉매가 유입되는 입구와 냉매가 배출되는 출구가 형성된 내부 파이프; 및 상기 내부 파이프를 감싸도록 코일형상을 가지며 해수가 유입되는 유입구와 해수가 배출되는 배출구가 형성된 외부 파이프;를 구비하여 이중관식 구조로 이루어지고, 상기 내부 파이프는 650psi의 고압의 냉매에 견딜 수 있는 티타늄 재질로 이루어져 그 내주면과 외주면에 겹주름이 형성되고, 상기 외부 파이프는 산, 염기성에 대해 내식성이 우수한 CPVC(Chlorinated Polyvinyl Chloride) 재질로 이루어져, 상기 냉매와 해수가 서로 반대방향으로 순환되며 열교환한다.Preferably, the first heat exchanger and the second heat exchanger, the inner pipe having a coil shape and formed with an inlet through which the refrigerant is introduced and an outlet through which the refrigerant is discharged; And an outer pipe having a coil shape to surround the inner pipe and having an inlet through which seawater is introduced and an outlet through which seawater is discharged, and having a double tubular structure, wherein the inner pipe can withstand a high pressure refrigerant of 650 psi. The inner circumferential surface and the outer circumferential surface are made of titanium, and the outer pipe is made of CPVC (Chlorinated Polyvinyl Chloride) having excellent corrosion resistance against acids and basics, and the refrigerant and seawater circulate in opposite directions to exchange heat.
바람직하게, 상기 제1 열교환기 및 제2 열교환기의 유입구와 배출구에 각각 해수가 이송되는 이송관이 설치되고, 상기 제1 열교환기 및 제2 열교환기로 유출입되는 해수 유입구와 해수 배출구에는 자동온도센서와 압력센서 및 유량센서가 설치되어 제1 열교환기 또는 제2 열교환기에 해수가 채워진 경우 냉매가 순환되도록 이루어진다.Preferably, a transport pipe for transporting seawater is installed at inlets and outlets of the first heat exchanger and the second heat exchanger, respectively, and an automatic temperature sensor is provided at the seawater inlet and the seawater outlet which flows in and out of the first heat exchanger and the second heat exchanger. And a pressure sensor and a flow sensor are installed so that the refrigerant is circulated when the first heat exchanger or the second heat exchanger is filled with seawater.
바람직하게, 상기 제1 열교환기 및 제2 열교환기에 의해 생성된 고온해수 및 냉온해수는 이송관을 통해 직접 양식장 수조에 공급되거나 탱크부에 저장되고, 상기 탱크부와 연결된 보조탱크에서 양식대상 종류에 따라 고온해수 또는 냉온해수와 자연해수가 혼합되어 양식장 수조로 공급되도록 이루어지되, 상기 보조탱크에 온도센서와 솔레노이드 밸브가 설치되어 상기 온도센서와 솔레노이드 밸브에 의해 필요로 하는 적온의 해수가 혼합되어 양식장 수조로 공급된다.Preferably, the hot and cold seawater generated by the first heat exchanger and the second heat exchanger is directly supplied to or stored in the tank farm through the transfer pipe, and stored in the tank portion, the type of the target object in the auxiliary tank connected to the tank portion According to the hot water or cold and hot water and natural sea water is mixed to be supplied to the aquaculture tank, the temperature sensor and the solenoid valve is installed in the auxiliary tank is mixed with the sea water of the required temperature by the temperature sensor and the solenoid valve It is supplied to the tank.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 냉매를 순차적으로 압축, 응축, 팽창, 증발의 사이클로 순환시키는 히트펌프 시스템으로서, 압축기; 냉매의 입구와 출구 및 해수의 유입구와 배출구가 형성된 코일형상의 제1 열교환기 및 수냉식 및 공냉식 히트펌프의 겸용을 위하여 실외에 설치된 공냉식 열교환기를 구비하는 열교환 유니트; 상기 제1 열교환기와 공냉식 열교환기 사이에 설치되어 이송된 냉매를 팽창시키는 팽창밸브; 및 상기 압축기로부터 압축된 냉매가 선택적으로 제1 열교환기 또는 공냉식 열교환기로 이송되도록 냉매의 이송방향을 조절하는 순환조절밸브;를 포함하고, 상기 순환조절밸브는, 상기 압축기로부터 이송된 냉매를 제1 열교환기 또는 공냉식 열교환기로 선택적으로 이송시키는 제1 사방밸브; 및 상기 제1 사방밸브와 연결되어 난방운전 또는 냉방운전을 전환하더라도 냉매가 유출입되는 제1 열교환기의 입구와 출구가 바뀌지 않고 순환되도록 이루어진 제2 사방밸브;를 구비하고, 난방운전시 압축기로부터 압축된 고온고압의 냉매는 제1 및 제2 사방밸브를 경유하여 제1 열교환기에서 응축되고 응축된 냉매는 공냉식 열교환기에서 기화된 후 제2 사방밸브를 경유하여 압축기로 유입되고, 냉방운전시 압축기로부터 압축된 고온고압의 냉매는 제1 사방밸브를 경유하여 공냉식 열교환기에서 응축되고 응축된 냉매는 제1 열교환기에서 기화된 후 제2 및 제1 사방밸브를 경유하여 압축기로 유입되되, 상기 난방운전 및 냉방운전을 전환시 냉매가 역순환되더라도 냉매가 유출입되는 제1 열교환기의 입구와 출구는 바뀌지 않고 냉매가 순환되도록 이루어진 것을 특징으로 한다.According to still another embodiment of the present invention, a heat pump system for circulating a refrigerant sequentially in a cycle of compression, condensation, expansion, and evaporation, comprising: a compressor; A heat exchange unit having a coil-shaped first heat exchanger having an inlet and an outlet of a refrigerant, an inlet and an outlet of sea water, and an air-cooled heat exchanger installed outdoors for a combined use of a water-cooled and air-cooled heat pump; An expansion valve installed between the first heat exchanger and the air-cooled heat exchanger to expand the transferred refrigerant; And a circulation control valve configured to adjust a conveying direction of the refrigerant so that the refrigerant compressed from the compressor is selectively transferred to the first heat exchanger or the air-cooled heat exchanger, wherein the circulation control valve comprises: a refrigerant conveyed from the compressor; A first four-way valve for selectively transferring the heat exchanger or the air-cooled heat exchanger; And a second four-way valve connected to the first four-way valve so that the inlet and the outlet of the first heat exchanger, through which the refrigerant flows in and out, are circulated without being changed, even when the heating operation or the cooling operation is switched. The high temperature and high pressure refrigerant is condensed in the first heat exchanger via the first and second four-way valves and the condensed refrigerant is vaporized in the air-cooled heat exchanger and then introduced into the compressor via the second four-way valve, The high temperature and high pressure refrigerant compressed from the air is condensed in the air-cooled heat exchanger via the first four-way valve, and the condensed refrigerant is vaporized in the first heat exchanger and then introduced into the compressor via the second and first four-way valves. Even when the refrigerant is reversely circulated during the operation and cooling operation, the inlet and the outlet of the first heat exchanger through which the refrigerant flows in and out are not changed so that the refrigerant is circulated. It is characterized by.
바람직하게, 상기 공냉식 열교환기의 제상 운전시 압축기는 정지되고, 실외 팬은 운전상태를 유지하며, 실외공기 흡입 댐퍼는 닫히며 실내공기 배기 댐퍼가 열려 실내공기를 공냉식 열교환기에 통과시켜 성에를 제거하도록 이루어진다.Preferably, during the defrosting operation of the air-cooled heat exchanger, the compressor is stopped, the outdoor fan is kept in operation, the outdoor air intake damper is closed, and the indoor air exhaust damper is opened to remove the frost by passing the indoor air through the air-cooled heat exchanger. Is done.
본 발명에 따른 양식장 해수 전용 히트펌프 시스템은 다음과 같은 효과를 가진다.Aquaculture dedicated seawater heat pump system according to the present invention has the following effects.
첫째, 난방운전과 냉방운전을 전환하더라도 냉매가 유출입되는 열교환기의 입구와 출구가 바뀌지 않고 순환되도록 함으로써 종래의 출구에서 입구로 냉매가 이송됨에 따라 열교환기가 파손되는 것을 방지하여 장치의 수명을 향상시킬 수 있다.First, even when the heating operation and the cooling operation are switched, the inlet and the outlet of the heat exchanger through which the refrigerant flows in and out are not circulated, thereby preventing the heat exchanger from being damaged as the refrigerant is transferred from the conventional outlet to the inlet, thereby improving the life of the apparatus. Can be.
둘째, 사용시설 및 장소, 계절에 구애받지 않고 연중 수산생물의 증식 및 양식이 가능하도록 수냉식 및/또는 공냉식 방식을 병용하여 사용하도록 함으로써 선택적으로 수냉식 및/또는 공냉식 방식을 채택하여 자유로이 사용가능하도록 한다.Second, by using water-cooled and / or air-cooled in combination to allow the growth and aquaculture of aquatic organisms year-round regardless of the facility, place, and season, the water-cooled and / or air-cooled method can be selectively used for free use. .
셋째, 열원이 풍부한 해수를 전용으로 사용하며, 티타늄, CPVC 재질로 이루어진 열교환기를 이용하여 해수와 접촉되어 발생할 수 있은 중금속, 독성물질 등이 발생하지 않도록 한다.Third, the use of sea water rich in heat sources exclusively, using a heat exchanger made of titanium, CPVC material to prevent the generation of heavy metals, toxic substances, etc. that may occur in contact with the sea water.
또한, 이러한 열교환기는 종래 해수 전용 열교환기에 비해 제조 단가를 감소시키며, 열교환 효율을 향상시킬 수 있다.In addition, such a heat exchanger reduces the manufacturing cost compared to the conventional seawater heat exchanger, it is possible to improve the heat exchange efficiency.
본 발명은 아래 도면들에 의해 구체적으로 설명될 것이지만, 이러한 도면은 본 발명의 바람직한 실시예를 나타낸 것이므로 본 발명의 기술사상이 그 도면에만 한정되어 해석되어서는 아니된다.
도 1은 종래 기술에 따른 히트펌프 시스템에 의해 난방운전 모드로 냉매가 순환되는 상태를 나타내는 구성도.
도 2는 종래 기술에 따른 히트펌프 시스템에 의해 냉방운전 모드로 냉매가 순환되는 상태를 나타내는 구성도.
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 양식장 해수 전용 히트펌프 시스템에 의해 난방운전 모드로 냉매가 순환되는 상태를 나타내는 구성도.
도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 양식장 해수 전용 히트펌프 시스템에 의해 냉방운전 모드로 냉매가 순환되는 상태를 나타내는 구성도.
도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 양식장 해수 전용 히트펌프 시스템에 구비된 제1 및 제2 열교환기를 나타내는 부분 절개 사시도.
도 6 및 도 7은 본 발명의 바람직한 다른 실시예에 따른 양식장 해수 전용 히트펌프 시스템에 의해 공냉 및 수냉 방식의 난방운전 모드로 냉매가 순환되는 상태를 나타내는 구성도.
도 8 및 도 9는 본 발명의 바람직한 다른 실시예에 따른 양식장 해수 전용 히트펌프 시스템에 의해 공냉 및 수냉 방식의 냉방운전 모드로 냉매가 순환되는 상태를 나타내는 구성도.
도 10은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 양식장 해수 전용 히트펌프 시스템에 의해 생산된 고온 및 저온해수의 사용 상태를 나타내는 구성도.
도 11은 본 발명의 바람직한 또 다른 실시예에 따른 공냉식 방식의 양식장 해수 전용 히트펌프 시스템에 의해 난방운전 모드로 냉매가 순환되는 상태를 나타내는 구성도.
도 12는 본 발명의 바람직한 또 다른 실시예에 따른 공냉식 방식의 양식장 해수 전용 히트펌프 시스템에 의해 냉방운전 모드로 냉매가 순환되는 상태를 나타내는 구성도.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The present invention will be described in detail with reference to the following drawings, which illustrate preferred embodiments of the present invention, and thus the technical idea of the present invention should not be construed as being limited thereto.
1 is a block diagram showing a state in which the refrigerant is circulated in the heating operation mode by the heat pump system according to the prior art.
Figure 2 is a block diagram showing a state in which the refrigerant is circulated in the cooling operation mode by the heat pump system according to the prior art.
Figure 3 is a block diagram showing a state in which the refrigerant is circulated in the heating operation mode by a heat pump system dedicated to farmwater seawater according to an embodiment of the present invention.
Figure 4 is a block diagram showing a state in which the refrigerant is circulated in the cooling operation mode by the heat pump system dedicated to saltwater seawater according to an embodiment of the present invention.
Figure 5 is a partial cutaway perspective view showing the first and second heat exchangers provided in a heat pump system dedicated to farming seawater according to a preferred embodiment of the present invention.
6 and 7 are views showing a state in which the refrigerant is circulated in the heating operation mode of the air-cooled and water-cooled by the heat pump system dedicated to farming seawater according to another embodiment of the present invention.
8 and 9 are views showing a state in which the refrigerant is circulated in the cooling operation mode of the air-cooled and water-cooled by the heat pump system dedicated to farming seawater according to another embodiment of the present invention.
Figure 10 is a block diagram showing the use state of the hot and cold seawater produced by the heat pump system dedicated to farming seawater according to a preferred embodiment of the present invention.
11 is a block diagram showing a state in which the refrigerant is circulated in the heating operation mode by a heat pump system dedicated to the air-cooled aquaculture farm according to another embodiment of the present invention.
12 is a block diagram showing a state in which the refrigerant is circulated in the cooling operation mode by a heat pump system for exclusive use of aquaculture type seawater according to another embodiment of the present invention.
이하 첨부된 도면을 참조로 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. 이에 앞서, 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. 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.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. Prior to this, terms or words used in the specification and claims should not be construed as having a conventional or dictionary meaning, and the inventors should properly explain the concept of terms in order to best explain their own invention. Based on the principle that can be defined, it should be interpreted as meaning and concept corresponding to the technical idea of the present invention. 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.
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 양식장 해수 전용 히트펌프 시스템에 의해 난방운전 모드로 냉매가 순환되는 상태를 나타내는 구성도이다.Figure 3 is a block diagram showing a state in which the refrigerant is circulated in the heating operation mode by the heat pump system dedicated to saltwater seawater according to an embodiment of the present invention.
도면을 참조하면, 양식장 해수 전용 히트펌프 시스템(이하, '히트펌프 시스템'이라 함)은 압축기(10)와, 열교환 유니트와, 팽창밸브(150) 및 순환조절밸브를 구비한다.Referring to the drawings, aquaculture farm seawater heat pump system (hereinafter referred to as a "heat pump system") includes a
압축기(10)는 냉매를 압축하여 고온고압으로 만든 후, 순환조절밸브에 의해 열교환 유니트로 보낸다.The
상기 열교환 유니트는 제1 열교환기(110) 및 제2 열교환기(120)를 구비한다. 여기서, 난방운전시 제1 열교환기(110)는 응축기로서 작동하고 제2 열교환기(120)는 증발기로서 작동한다. 또한, 냉방운전시 제1 열교환기(110)는 증발기로서 작동하고 제2 열교환기(120)는 응축기로서 작동한다. 즉, 제1 열교환기(110) 및 제2 열교환기(120)는 냉,난방운전의 선택에 따라 응축기 또는 증발기의 기능을 수행한다.The heat exchange unit includes a
제1 열교환기(110) 및 제2 열교환기(120)는 코일형상을 갖도록 이루어지며, 각각 냉매가 유출입되는 입구(111)(121)와 출구(113)(123) 및 해수가 유출입되는 유입구(115)(125)와 배출구(117)(127)가 형성된다. 이러한 제1 및 제2 열교환기(110)(120)에 대해서는 아래에서 설명한다.The
상기 순환조절밸브는 상기 압축기(10)와 제1 열교환기(110)를 연결하는 제1 사방밸브(141)와 제2 사방밸브(142) 및, 상기 제1 사방밸브(141)를 통해 압축기(10)와 제2 열교환기(120)를 연결하는 제3 사방밸브(143)를 구비한다. 난방운전 또는 냉방운전시 상기 순환조절밸브에 의해 압축기(10)로부터 배출된 냉매가 선택적으로 제1 열교환기(110) 또는 제2 열교환기(120)로 이송된다.The circulation control valve may include a first four-
이러한 히트펌프 시스템의 냉매 순환과정을 살펴보면, 상기 압축기(10)에 의해 고온고압의 냉매가 배관(P)을 통해 제1 열교환기(110)로 이동한다. 이때, 압축기(10)로부터 배출된 냉매는 제1 및 제2 사방밸브(141)(142)에 의해 제1 열교환기(110)의 입구(111)로 유입된다. 난방운전을 위해 사용되는 경우에는 제1 열교환기(110)가 응축기로서 작동한다. 제1 열교환기(110)에서는 고온고압의 냉매가 응축열을 발생하면서 저온고압의 냉매로 응축된다. 상기 제1 열교환기(110)를 통한 냉매는 제2 사방밸브(142)를 경유하여 배관(P)을 통해 화살표 방향을 따라 팽창밸브(150)로 이동하며 팽창된 후 제2 열교환기(120)의 입구(121)로 유입된다. 난방운전을 위해 사용되는 경우에는 제2 열교환기(120)가 증발기로서 작동한다. 제2 열교환기(120)에서는 팽창된 냉매가 해수와 열교환되어 기화된다. 마지막으로, 기화된 냉매는 제3 사방밸브(143) 및 제1 사방밸브(141)를 경유하여 압축기(10)로 이송되어 진다.Looking at the refrigerant circulating process of the heat pump system, the refrigerant of the high temperature and high pressure is moved to the
즉, 본 발명에 따른 히트펌프 시스템은 상기와 같은 사이클을 통하여 냉매가 순환된다. 이때, 열원인 해수의 흐름은 냉매의 사이클과 반대 방향으로 이루어져 상기 제1 열교환기(110) 및 제2 열교환기(120)에서 냉매와 열교환된다.That is, in the heat pump system according to the present invention, the refrigerant is circulated through the cycle as described above. At this time, the flow of sea water, which is a heat source, is made in a direction opposite to the cycle of the refrigerant, and heat exchanges with the refrigerant in the
한편, 미설명된 참조부호 '152'는 솔레노이드 밸브이고, '154'는 체크밸브이며, '12'는 유분리기이고, '14'는 액분리기이다.Meanwhile, unexplained reference numeral '152' is a solenoid valve, '154' is a check valve, '12' is an oil separator, and '14' is a liquid separator.
도 4는 도 3의 히트펌프 시스템이 냉방운전으로 전환되어 냉매가 순환되는 상태를 나타내는 구성도이다.4 is a configuration diagram showing a state in which the refrigerant is circulated by switching the heat pump system of FIG. 3 to cooling operation.
도면을 참조하면, 히트펌프 시스템은 압축기(10)로부터 배출된 고온고압의 냉매가 제1 및 제3 사방밸브(141)(143)에 의해 제2 열교환기(120)의 입구(121)로 유입된다. 여기서, 제2 열교환기(120)는 냉방운전을 위해 사용되는 경우 응축기로서 작동한다. 상기 제2 열교환기(120)에서는 고온고압의 냉매가 응축열을 발생하면서 저온고압의 냉매로 응축된다. 상기 제2 열교환기(120)를 통한 냉매는 제3 사방밸브(143)를 경유하여 배관(P)을 통해 화살표 방향을 따라 팽창밸브(150)로 이동하며 팽창된 후 제1 열교환기(110)의 입구(111)로 유입된다. 냉방운전을 위해 사용되는 경우에는 제1 열교환기(110)가 증발기로서 작동한다. 제1 열교환기(110)에서는 팽창된 냉매가 해수와 열교환되어 기화된다. 마지막으로, 기화된 냉매는 제2 및 제1 사방밸브(142)(141)를 경유하여 압축기(10)로 이송되어 진다.Referring to the drawings, in the heat pump system, the high temperature and high pressure refrigerant discharged from the
즉, 상기 냉방운전의 경우 난방운전과 반대 방향으로 냉매가 순환된다.That is, in the cooling operation, the refrigerant is circulated in the opposite direction to the heating operation.
한편, 상기 난방운전 및 냉방운전에 따라 선택적으로 냉매가 흐르는 방향을 조절하는 순환조절밸브는 압축기(10)로부터 배출되는 고온고압의 냉매로부터 압력을 전달받아 조절될 수 있다. 예컨대, 순환조절밸브의 각 사방밸브는 압축기(10)로부터 배출되어 이동되는 배관(P)과 연결된 압력배관(162)과 각각 연결된다. 즉, 압력배관(162)으로부터 공급된 압력이 순환조절밸브의 동력원으로 사용될 수 있다. 또 다른 대안으로서, 냉매의 흐름 방향을 조절하는 순환조절밸브의 유로를 조절하도록 제어부가 설치될 수도 있다.On the other hand, the circulation control valve for selectively controlling the flow direction of the refrigerant in accordance with the heating operation and the cooling operation may be adjusted by receiving the pressure from the high temperature and high pressure refrigerant discharged from the compressor (10). For example, each four-way valve of the circulation control valve is connected to the
따라서, 순환조절밸브의 각 사방밸브에 배관들(P)이 설치되어 고정됨에 따라 사방밸브 내의 유로를 조절함으로써 냉매의 흐름을 제어하게 된다.Therefore, as the pipes P are installed and fixed to each four-way valve of the circulation control valve, the flow of the refrigerant is controlled by adjusting the flow path in the four-way valve.
부가적으로, 상기 팽창밸브(150)는 난방운전 또는 냉방운전에 따라 제1 열교환기(110) 및 제2 열교환기(120) 사이에서 이송되는 냉매를 팽창시키기 위하여 제1 열교환기(110)로부터 제2 열교환기(120)로 흐르는 배관(P)과, 제2 열교환기(120)에서 제1 열교환기(110)로 흐르는 배관(P)에 각각 설치된다.In addition, the
상기와 같이, 본 발명에 따른 히트펌프 시스템에 의하여 난방운전과 냉방운전을 전환하더라도 제1 및 제2 열교환기(110)(120)의 역할만 바뀌고 입구(111)(121)와 출구(113)(123)는 바뀌지 않고 냉매가 순환되도록 이루어지게 된다. 이에 따라, 냉매가 출구(113)(123)로부터 입구(111)(121)측으로 역순환되는 문제를 해결함으로써 제1 및 제2 열교환기(110)(120)가 파손되는 것을 방지할 수 있다.As described above, even if the heating operation and the cooling operation are switched by the heat pump system according to the present invention, only the roles of the first and
한편, 상기 제1 열교환기(110) 및 제2 열교환기(120)는 도 5에 도시된 바와 같이, 각각 냉매가 이송되는 내부 파이프(112)(122)와 해수가 이송되는 외부 파이프(116)(126)를 구비하며, 코일형상을 갖도록 이루어진다.Meanwhile, as illustrated in FIG. 5, the
여기서, 상기 제1 열교환기(110) 및 제2 열교환기(120)는 동일한 구조 및 동일한 형상을 갖도록 이루어짐으로써 제1 열교환기(110) 및 제2 열교환기(120)에 대해 함께 설명하기로 한다.Here, the
도 5를 참조하면, 내부 파이프(112)(122)는 코일형상을 가지며 냉매가 유입되는 입구(111)(121)와 냉매가 배출되는 출구(113)(123)가 형성된다. 이러한 내부 파이프(112)(122)는 650psi의 고압의 냉매에 견딜 수 있는 티타늄 재질로 이루어진다.Referring to FIG. 5, the inner pipes 112 and 122 have a coil shape, and
상기 외부 파이프(116)(126)는 내부 파이프(112)(122)와 소정간격 이격되어 상기 내부 파이프(112)(122)를 감싸도록 코일형상을 가지며, 해수가 유입되는 유입구(115)(125)와 해수가 배출되는 배출구(117)(127)가 형성된다. 이러한 외부 파이프(116)(126)는 산, 염기성에 대해 내식성이 우수한 CPVC(Chlorinated Polyvinyl Chloride) 재질로 이루어진다. 이때, 외부 파이프(116)(126)를 통해 이송되는 해수는 냉매와 반대방향으로 순환되며 열교환 된다.The outer pipes 116 and 126 have a coil shape to surround the inner pipes 112 and 122 spaced apart from the inner pipes 112 and 122 by a predetermined distance, and the
한편, 내부 파이프(112)(122)의 내주면과 외주면에는 겹주름(114)(124)이 나선형으로 형성된다. 이에, 내부 파이프(112)(122)의 내주면에 형성된 겹주름(미도시)에 의하여 냉매가 와류되며 이송됨에 따라 열교환 효율을 극대화시킬 수 있다. 또한, 상기 내부 파이프(112)(122)의 외주면에 형성된 겹주름(114)(124)에 의하여 해수와 접촉되는 면적이 증가함에 따라 열교환 효율을 극대화시킬 수 있다. 이에, 종래 직관형태의 열교환기보다 높은 열효율을 얻을 수 있음은 물론, 부피를 최소화할 수 있는 효과가 있다.Meanwhile, overlap wrinkles 114 and 124 are spirally formed on the inner and outer circumferential surfaces of the inner pipes 112 and 122. As a result, the refrigerant is vortexed and transported by the overlap wrinkles (not shown) formed on the inner circumferential surfaces of the inner pipes 112 and 122, thereby maximizing heat exchange efficiency. In addition, the heat contact efficiency may be maximized as the area of contact with seawater is increased by the overlap wrinkles 114 and 124 formed on the outer circumferential surfaces of the inner pipes 112 and 122. Thus, it is possible to obtain a higher thermal efficiency than the conventional straight heat exchanger, as well as to minimize the volume.
또한, 상기 내부 파이프(112)(122)를 티타늄 재질로 이용하고 외부 파이프(116)(126)를 CPVC 재질로 이용함으로써 해수에 의해 부식이 발생하지 않으며, 제작비용을 절감시킬 수 있다는 효과를 얻을 수 있다.In addition, by using the inner pipes 112 and 122 as a titanium material and the outer pipes 116 and 126 as a CPVC material, corrosion is not generated by seawater, and the manufacturing cost can be reduced. Can be.
부가적으로, 본 발명에 따르면, 상기 해수가 유입되는 유입구과 배출구에는 자동온도센서(미도시)와 압력센서(도시) 및 유량센서(미도시)를 설치하여 열교환 유니트에 해수가 채워졌을 경우 시스템이 작동하도록 이루어진다.Additionally, according to the present invention, when the seawater is filled in the heat exchange unit by installing an automatic temperature sensor (not shown), a pressure sensor (not shown) and a flow rate sensor (not shown) at the inlet and the outlet through which the seawater is introduced. Is made to work.
한편, 도 3 및 도 4에 도시된 제1 열교환기(110) 및 제2 열교환기(120)는 한 개로 이루어진 것으로 도시되었으나, 히트펌프 시스템의 사용 용도 및 사용 시설에 따라 선택적으로 증가시켜 사용될 수 있다. 예컨대, 제1 열교환기(110) 및 제2 열교환기(120)는 각각 세 개로 설치될 수 있다. 이때, 세 개의 열교환기(110)(120)가 설치될 경우 각 열교환기(110)(120)에 삼방밸브(미도시)를 설치하여 냉매를 각각의 열교환기(110)(120)에 동시에 순환되도록 하거나 각 열교환기(110)(120)를 순차적으로 순환하도록 할 수 있다.Meanwhile, although the
본 발명의 히트펌프 시스템에 따르면 수냉식과 공냉식을 병용하여 사용할 수 있도록 실외에 설치된 열교환기가 채용될 수 있는데, 그러한 실시예 중의 하나가 도 6 및 도 7에 도시되어 있다. 여기서, 앞서 도시된 도면에서와 동일한 참조번호는 동일한 기능을 하는 부재를 가리킨다.According to the heat pump system of the present invention, a heat exchanger installed outdoors may be employed to use a combination of water-cooled and air-cooled. One such embodiment is illustrated in FIGS. 6 and 7. Here, the same reference numerals as in the above-described drawings indicate members having the same function.
도면을 참조하면, 본 실시예에 따른 히트펌프 시스템은 실외에 설치된 공냉식 열교환기(130)를 더 구비함과 더불어, 압축기(10)로부터 배출된 냉매가 선택적으로 공냉식 열교환기(130)로 이송되도록 제4 사방밸브(144)를 더 구비한다.Referring to the drawings, the heat pump system according to the present embodiment further includes an air-cooled
즉, 열교환 유니트는 제1 열교환기(110), 제2 열교환기(120) 및, 공냉식 열교환기(130)를 구비하고, 순환조절밸브는 제1 사방밸브(141), 제2 사방밸브(142), 제3 사방밸브(143) 및, 제4 사방밸브(144)를 구비한다.That is, the heat exchange unit includes a
도 6 및 도 7에 도시된 히트펌프 시스템은 난방운전시 냉매가 순환되는 상태를 나타내는 것으로서, 보다 구체적으로, 도 6은 제1 열교환기(110) 및 공냉식 열교환기(130)를 통해 냉매가 순환되는 상태를 나타내고, 도 7은 제1 및 제2 열교환기(110)(120)를 통해 냉매가 순환되는 상태를 나타낸다.6 and 7 show a state in which the refrigerant is circulated during the heating operation. More specifically, FIG. 6 shows the refrigerant circulating through the
여기서, 도 7에 도시된 냉매 순환은 앞선 전술한 도 3의 히트펌프 시스템의 냉매 순환과 동일한 순환구조를 갖는다. 다만, 냉매가 제4 사방밸브(144)를 경유하여 순환되는 것에 있어 차이가 있다. 즉, 도 7에 도시된 냉매 순환구조는 이 기술에 속한 당업자라면 도 3의 히트펌프 시스템으로부터 용이하게 이해할 수 있는 것이므로 상세한 설명을 생략하기로 한다.Here, the refrigerant circulation shown in FIG. 7 has the same circulation structure as the refrigerant circulation of the heat pump system of FIG. 3 described above. However, there is a difference in that the refrigerant is circulated through the fourth four-
즉, 도 7의 히트펌프 시스템은 난방운전시 압축기(10)로부터 압축된 고온고압의 냉매가 제1 및 제2 사방밸브(141)(142)를 경유하여 제1 열교환기(110)의 입구(111)로 유입되어 응축된 후 제1 열교환기(110)의 출구(113)로 배출되고, 배출된 냉매가 제4 사방밸브(144)를 경유하여 제2 열교환기(120)의 입구(121)로 유입되어 기화된 후 제2 열교환기(120)의 출구(123)로 배출되어 제3 및 제1 사방밸브(143)(141)를 경유하여 압축기(10)로 유입되도록 이루어진다. 이때, 순환조절밸브에 의하여 제1 및 제2 열교환기(110)(120)의 입구(111)(121)와 출구(113)(123)가 바뀌지 않고 냉매가 순환된다.That is, in the heat pump system of FIG. 7, the high-temperature, high-pressure refrigerant compressed from the
도 6을 참조하면, 압축기(10)로부터 배출된 고온고압의 냉매가 제1 및 제2 사방밸브(141)(142)에 의해 제1 열교환기(110)의 입구(111)로 유입된다. 여기서, 상기 제1 열교환기(110)는 전술된 바와 같이, 난방운전을 위해 사용되는 경우에 응축기로서 작동한다. 상기 제1 열교환기(110)를 통한 냉매는 제2 및 제4 사방밸브(142)(144)를 경유하여 공냉식 열교환기(130)로 이송된다. 이때, 냉매는 배관(P)을 통해 화살표 방향을 따라 이송시 팽창밸브(150)에 의해 팽창된 후 공냉식 열교환기(130)로 이송된다. 마지막으로, 상기 공냉식 열교환기(130)를 통한 냉매는 기화되어 제3 및 제1 사방밸브(143)(141)를 경유하여 압축기(10)로 이송되어 진다.Referring to FIG. 6, the high temperature and high pressure refrigerant discharged from the
한편, 제1 열교환기(110)로부터 배출된 저온고압의 냉매는 수액기(164)로 이동되어 공냉식 열교환기(130)로 이동되는 것으로 도시되었으나, 상기 수액기(164)를 거치지 않고 공냉식 열교환기(130)로 이동될 수 있다.Meanwhile, although the low temperature and high pressure refrigerant discharged from the
이와 같이, 냉매가 순환됨에 따라 공냉식 열교환기(130)로부터 열을 빼앗긴 공기는 냉각되기 때문에 실내가 냉방된다.As such, as the refrigerant circulates, air deprived of heat from the air-cooled
도 8 및 도 9는 본 발명의 바람직한 다른 실시예에 따른 양식장 해수 전용 히트펌프 시스템에 의해 냉방운전 모드로 냉매가 순환되는 상태를 나타내는 구성도이다. 즉, 도 8은 도 6의 히트펌프 시스템이 냉방운전으로 전환되어 냉매가 순환되는 상태를 나타내고, 도 9는 도 8의 히트펌프 시스템이 냉방운전으로 전환되어 냉매가 순환되는 상태를 나타낸다.8 and 9 is a block diagram showing a state in which the refrigerant is circulated in the cooling operation mode by the heat pump system dedicated to farming seawater according to another embodiment of the present invention. That is, FIG. 8 illustrates a state in which the refrigerant is circulated by switching the heat pump system of FIG. 6 to cooling operation, and FIG. 9 illustrates a state in which the refrigerant is circulated by switching the cooling system of the heat pump system of FIG.
여기서, 도 9에 도시된 히트펌프 시스템의 냉매 순환은 앞서 전술한 도 4의 히트펌프 시스템의 냉매 순환과 동일한 순환구조를 갖는다. 다만, 냉매가 제4 사방밸브(144)를 경유하여 순환되는 것에 있어 차이가 있다. 즉, 도 9에 도시된 냉매 순환구조는 이 기술에 속한 당업자라면 도 4의 히트펌프 시스템으로부터 용이하게 이해할 수 있는 것이므로 상세한 설명을 생략하기로 한다.Here, the refrigerant circulation of the heat pump system shown in FIG. 9 has the same circulation structure as the refrigerant circulation of the heat pump system of FIG. 4 described above. However, there is a difference in that the refrigerant is circulated through the fourth four-
즉, 도 9의 히트펌프 시스템은 냉방운전시 압축기(10)로부터 압축된 고온고압의 냉매가 제1, 제3 및 제4 사방밸브(141)(143)(144)를 경유하여 제2 열교환기(120)의 입구(121)로 유입되어 응축된 후 제2 열교환기(120)의 출구(123)로 배출되고, 배출된 냉매가 제3 사방밸브(143)를 경유하여 제1 열교환기(110)의 입구(111)로 유입되어 기화된 후 제1 열교환기(110)의 출구(113)로 배출되어 제2 및 제1 사방밸브(142)(141)를 경유하여 압축기(10)로 유입되도록 이루어진다. 이때, 순환조절밸브에 의하여 제1 및 제2 열교환기(110)(120)의 입구(111)(121)와 출구(113)(123)가 바뀌지 않고 냉매가 순환된다.That is, in the heat pump system of FIG. 9, the high temperature and high pressure refrigerant compressed from the
도 8을 참조하면, 압축기(10)로부터 배출된 고온고압의 냉매가 제1, 제3 및 제4 사방밸브(141)(143)(144)에 의해 공냉식 열교환기(130)로 이송된다. 상기 공냉식 열교환기(130)를 통한 냉매는 제3 사방밸브(143)를 경유하여 배관(P)을 통해 화살표 방향을 따라 팽창밸브(150)로 이동하며 팽창된 후 제1 열교환기(110)의 입구(111)로 유입된다. 마지막으로, 상기 제1 열교환기(110)를 통한 냉매는 기화되어 제2 및 제1 사방밸브(142)(141)를 경유하여 압축기(10)로 이송되어 진다.Referring to FIG. 8, the high temperature and high pressure refrigerant discharged from the
한편, 공냉식 열교환기(130)로부터 배출된 저온고압의 냉매는 수액기(164)로 이동되어 제1 열교환기(110)로 이동되는 것으로 도시되었으나, 상기 수액기(164)를 거치지 않고 제1 열교환기(110)로 이동될 수도 있다.Meanwhile, although the low temperature and high pressure refrigerant discharged from the air-cooled
이와 같이, 냉매가 순환됨에 따라 공냉식 열교환기(130)로부터 열을 흡수한 공기는 가열되기 때문에 실내가 난방된다.As such, as the refrigerant circulates, the air that absorbs heat from the air-cooled
부가적으로, 본 발명에 따르면 공냉식 열교환기(130)의 제상(除霜)운전을 용이하게 할 수 있다. 예컨대, 상기 공냉식 열교환기(130)의 제상운전시 압축기(10)는 정지되고, 실외 팬(131)은 운전상태를 유지한다. 또한, 실외공기 흡입 댐퍼(132)는 닫히며 실내공기 배기 댐퍼(133)가 열린다. 이때, 실내 팬(미도시)은 운전상태를 유지함으로써 실내공기를 공냉식 열교환기(130)로 통과시키도록 이루어진다. 즉, 실내에서 배기되는 공기에 의해 공냉식 열교환기(130)에 발생된 성에를 제거하게 된다. 이에, 실내에서 배기되는 공기를 이용하여 제상운전 함으로써 양식장 수조의 사육수 온도에 영향을 주지 않는 효과가 있다.In addition, according to the present invention, the defrosting operation of the air-cooled
결과적으로, 본 실시예에 따른 히트펌프 시스템은 수냉식과 공냉식을 병행하여 사용하도록 이루어짐에 따라, 월동기 외기온도가 낮은 계절에는 폐열원을 이용한 수축식 열교환을 하며, 외기온도가 높은 하절기에는 공냉식을 채택하여 수축식에 이용되는 해수 또는 지하수 등의 소요비용을 감소시킬 수 있게 된다.As a result, the heat pump system according to the present embodiment is made to use a combination of water-cooled and air-cooled, so that during the season of low winter air temperature low temperature shrinkage heat exchange using a waste heat source, and adopts air-cooled air during the summer high air temperature Therefore, it is possible to reduce the required cost of seawater or groundwater used in the contraction.
이러한 본 발명에 따른 특징으로서, 하절기의 양식장 내부온도는 비닐하우스의 특징상 최고 40℃ 이상의 온도가 발생하므로 공냉식 히트펌프 시스템을 이용하여 증발기에서 차가운 냉풍을 방생시켜 양식장 실내 내부온도를 낮출 수 있어 양식장 수조 내의 수온의 상승을 억제할 수 있다.As a feature according to the present invention, the internal temperature of the farm during the summer season is a temperature of up to 40 ℃ or more due to the characteristics of the vinyl house to generate a cold cold air in the evaporator using an air-cooled heat pump system to lower the indoor temperature of the farm The rise of the water temperature in a water tank can be suppressed.
상기 전술된 다양한 실시예들에 의한 히트펌프 시스템에 의해 냉매가 순환되면 얻어지는 고온해수 또는 저온해수는 양식장 수조에 공급되어 사용되어 진다.The hot sea water or cold sea water obtained when the refrigerant is circulated by the heat pump system according to the above-described various embodiments is supplied to and used in aquaculture tank.
도 10에는 이러한 해수의 사용상태를 개략적으로 나타내고 있다.10 schematically shows the state of use of such seawater.
도면을 참조하면, 제1 열교환기(110) 및 제2 열교환기(120)에 의해 생성된 고온해수 및 냉온해수는 이송관(102)을 통해 직접 양식장 수조(105)에 공급되거나 탱크부(101)에 저장된다. 여기서, 이송관(102)은 냉매와 열교환되어 고온 또는 저온을 갖는 해수가 배출되는 배출구에 연결된 것으로서, 해수에 의해 부식되는 것을 방지하기 위하여 산, 염기성에 대해 내식성이 우수한 CPVC 재질로 제조되는 것이 바람직하다.Referring to the drawings, the hot and cold seawater generated by the
이때, 상기 탱크부(101)에 저장된 고온해수 또는 냉온해수와 자연해수가 혼합되어 양식장 수조(105)로 공급되도록 보조탱크(103)를 마련한다. 상기 보조탱크(103)는 바이패스관(104)에 의해 탱크부(101)와 연결되며, 자연해수가 공급되도록 형성된다.At this time, the
이러한 보조탱크(103)에는 온도센서(미도시)와 솔레노이드 밸브(미도시)가 설치된다. 이에 따라, 상기 온도센서에 의해 필요로 하는 적온의 해수가 보조탱크(103)에서 혼합되면 솔레노이드 밸브의 조작 및 펌프(미도시)를 이용하여 혼합된 해수를 양식장 수조(105)로 공급한다.The
본 발명에 다른 히트펌프 시스템은 공냉식 방식만을 사용하도록 구성될 수 있는데, 이러한 용도의 히트펌프 시스템이 도 11 및 도 12에 도시되어 있다. 여기서, 도 11에 도시된 히트펌프 시스템은 난방운전시 냉매가 순환되는 상태를 나타내고, 도 12에 도시된 히트펌프 시스템은 냉방운전시 냉매가 순환되는 상태를 나타낸다.The heat pump system according to the present invention can be configured to use only an air-cooled method, a heat pump system for this purpose is shown in FIGS. 11 and 12. Here, the heat pump system shown in FIG. 11 represents a state in which a refrigerant is circulated in a heating operation, and the heat pump system shown in FIG. 12 represents a state in which a refrigerant is circulated in a cooling operation.
도면을 참조하면, 본 실시예에 따른 히트펌프 시스템은 압축기(10)와, 제1 열교환기(110)와 공냉식 열교환기(130)를 구비한 열교환 유니트와, 냉매의 이송방향을 조절하는 순환조절밸브 및, 팽창밸브(150)를 구비한다. 이때, 앞서 도시된 도면에서와 동일한 참조번호는 동일한 기능을 하는 부재를 가리킨다.Referring to the drawings, the heat pump system according to the present embodiment includes a heat exchange unit having a
상기 순환조절밸브는 제1 사방밸브(141) 및 제2 사방밸브(142)를 구비한다. 본 실시예에 따르면, 상기 순환조절밸브에 의해 난방운전과 냉방운전이 전환되더라도 제1 열교환기(110)로 유출입되는 입구(111)과 출구(113)가 바뀌지 않고 냉매가 순환된다.The circulation control valve includes a first four-
보다 구체적으로, 난방운전시 냉매의 순환과정을 살펴보면, 압축기(10)에 의해 고온고압의 냉매가 배출되면 제1 및 제2 사방밸브(141)(142)에 의해 제1 열교환기(110)의 입구(111)로 유입된다. 여기서, 상기 제1 열교환기(110)는 난방운전을 위해 사용되는 경우에는 제1 열교환기(110)가 응축기로서 작동한다. 제1 열교환기(110)에서는 고온고압의 냉매가 응축열을 발생하면서 저온고압의 냉매로 응축된다. 상기 제1 열교환기(110)의 출구(113)로 배출된 냉매는 제2 사방밸브(142)를 경유하여 배관(P)을 통해 화살표 방향을 따라 팽창밸브(150)로 이동하며 팽창된 후 공냉식 열교환기(130)로 이송된다. 상기 공냉식 열교환기(130)에서 팽창된 냉매가 기화된 후, 기화된 냉매는 제1 사방밸브(141)를 경유하여 압축기(10)로 이송되어 진다.More specifically, looking at the circulating process of the refrigerant during the heating operation, when the refrigerant of the high temperature and high pressure is discharged by the
또한, 냉방운전시 냉매의 순화과정을 살펴보면, 압축기(10)에 의해 고온고압의 냉매가 배출되면 제1 사방밸브(141)에 의해 공냉식 열교환기(130)로 이송된다. 상기 공냉식 열교환기(130)를 통한 냉매는 제1 열교환기(110)의 입구(111)로 유입된다. 여기서 상기 제1 열교환기(110)는 냉방운전을 위해 사용되는 경우에는 증발기로서 작동한다. 상기 제1 열교환기(110)의 출구(113)로 배출된 냉매는 제2 및 제1 사방밸브(142)(141)를 경유하여 압축기(10)로 이송되어 진다.In addition, looking at the process of purifying the refrigerant during the cooling operation, when the refrigerant of the high temperature and high pressure is discharged by the
이와 같은 공냉식 히트펌프 시스템에 의하여 발생되는 냉풍 및 온풍을 이용하여 양식장 수조의 수온을 조절할 수 있다.By using the cold and hot air generated by such an air-cooled heat pump system it is possible to control the water temperature of the aquarium.
결과적으로, 상기와 같이 본 발명에 따른 다양한 실시예들의 히트펌프 시스템은 사용 시설 및 장소, 계절에 따라 선택적으로 수냉식 및/또는 공냉식 방식을 채택하여 자유로이 사용가능하도록 한다.As a result, as described above, the heat pump system of various embodiments according to the present invention may be freely available by adopting a water-cooled and / or air-cooled method selectively according to a facility, a place, and a season.
이상과 같이, 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.As described above, although the present invention has been described by way of limited embodiments and drawings, the present invention is not limited thereto and is intended by those skilled in the art to which the present invention pertains. Of course, various modifications and variations are possible within the scope of equivalents of the claims to be described.
10 : 압축기 110 : 제1 열교환기
120 : 제2 열교환기 130 : 공냉식 열교환기
111, 121 : 입구 113, 123 : 출구
141 : 제1 사방밸브 142 : 제2 사방밸브
143 : 제3 사방밸브 144 : 제4 사방밸브
150 : 팽창밸브 P : 배관10
120: second heat exchanger 130: air-cooled heat exchanger
111, 121:
141: first four-way valve 142: second four-way valve
143: third four-way valve 144: fourth four-way valve
150: expansion valve P: piping
Claims (8)
압축기;
냉매의 입구와 출구 및 해수의 유입구와 배출구가 각각 형성된 코일형상의 제1 및 제2 열교환기를 구비하는 열교환 유니트;
상기 제1 열교환기와 제2 열교환기 사이에 설치되어 이송된 냉매를 팽창시키는 팽창밸브; 및
상기 압축기로부터 압축된 냉매가 선택적으로 제1 열교환기 또는 제2 열교환기로 이송되도록 냉매의 이송방향을 조절하는 순환조절밸브;를 포함하고,
상기 순환조절밸브는,
상기 압축기와 제1 열교환기를 연결하는 제1 및 제2 사방밸브; 및
상기 제1 사방밸브와 제2 열교환기를 연결하는 제3 사방밸브;를 구비하고,
난방운전시 압축기로부터 압축된 고온고압의 냉매는 제1 및 제2 사방밸브를 경유하여 제1 열교환기에서 응축되고 응축된 냉매는 제2 열교환기에서 기화된 후 제3 및 제1 사방밸브를 경유하여 압축기로 유입되고,
냉방운전시 압축기로부터 압축된 고온고압의 냉매는 제1 및 제3 사방밸브를 경유하여 제2 열교환기에서 응축되고 응축된 냉매는 제1 열교환기에서 기화된 후 제2 및 제1 사방밸브를 경유하여 압축기로 유입되되,
상기 난방운전 및 냉방운전을 전환시 냉매가 역순환되더라도 냉매가 유출입되는 제1 및 제2 열교환기의 입구와 출구는 바뀌지 않고 냉매가 순환되도록 이루어진 것을 특징으로 하는 양식장 해수 전용 히트펌프 시스템.In the heat pump system for circulating the refrigerant in a cycle of compression, condensation, expansion, evaporation,
compressor;
A heat exchange unit including coil-shaped first and second heat exchangers each having an inlet and an outlet of a refrigerant, and an inlet and an outlet of sea water;
An expansion valve installed between the first heat exchanger and the second heat exchanger to expand the transferred refrigerant; And
And a circulation control valve configured to adjust a conveying direction of the refrigerant so that the refrigerant compressed from the compressor is selectively transferred to the first heat exchanger or the second heat exchanger.
The circulation control valve,
First and second four-way valves connecting the compressor and a first heat exchanger; And
And a third four-way valve connecting the first four-way valve and the second heat exchanger.
The high temperature and high pressure refrigerant compressed from the compressor during the heating operation is condensed in the first heat exchanger via the first and second four-way valves, and the condensed refrigerant is vaporized in the second heat exchanger and then passed through the third and first four-way valves. To the compressor,
The high temperature and high pressure refrigerant compressed from the compressor during the cooling operation is condensed in the second heat exchanger via the first and third four-way valves, and the condensed refrigerant is vaporized in the first heat exchanger and then passed through the second and first four-way valves. Into the compressor,
When the heating operation and the cooling operation is switched, even if the refrigerant is reversely circulated, the inlet and outlet of the first and second heat exchangers in which the refrigerant flows in and out, the refrigerant is circulated, characterized in that the refrigerant is made to circulate.
상기 열교환 유니트는 수냉식 및 공냉식 히트펌프의 겸용을 위하여 실외에 설치된 공냉식 열교환기를 더 구비하고,
상기 순환조절밸브는 상기 압축기로부터 압축된 고온고압의 냉매를 난방운전시 제1 열교환기를 통해 공냉식 열교환기로 유입된 후 압축기로 유입되도록 하고, 냉방운전시 압축기로부터 배출된 고온고압의 냉매를 공냉식 열교환기를 통해 제1 열교환기의 입구로 유입되도록 선택적으로 냉매의 이동경로를 조절하는 제4 사방밸브를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 양식장 해수 전용 히트펌프 시스템.The method of claim 1,
The heat exchange unit further includes an air-cooled heat exchanger installed outdoors for a combined use of water-cooled and air-cooled heat pumps.
The circulation control valve allows the high temperature and high pressure refrigerant compressed from the compressor to be introduced into the air-cooled heat exchanger through a first heat exchanger during a heating operation, and then introduced into the compressor. And a fourth four-way valve for selectively adjusting a moving path of the refrigerant to be introduced into the inlet of the first heat exchanger.
상기 순환조절밸브는 압축기로부터 배출되는 고온고압의 냉매로부터 압력을 전달받아 냉매의 흐름 방향을 조절하도록 압력배관과 연결된 것을 특징으로 하는 양식장 해수 전용 히트펌프 시스템.The method according to claim 1 or 2,
The circulation control valve is connected to a pressure pipe to receive a pressure from the high temperature and high pressure refrigerant discharged from the compressor to control the flow direction of the refrigerant, aquaculture farm seawater dedicated heat pump system.
상기 제1 열교환기 및 제2 열교환기는,
코일형상을 가지며 냉매가 유입되는 입구와 냉매가 배출되는 출구가 형성된 내부 파이프; 및
상기 내부 파이프를 감싸도록 코일형상을 가지며 해수가 유입되는 유입구와 해수가 배출되는 배출구가 형성된 외부 파이프;를 구비하여 이중관식 구조로 이루어지고,
상기 내부 파이프는 650psi의 고압의 냉매에 견딜 수 있는 티타늄 재질로 이루어져 그 내주면과 외주면에 겹주름이 형성되고,
상기 외부 파이프는 산, 염기성에 대해 내식성이 우수한 CPVC(Chlorinated Polyvinyl Chloride) 재질로 이루어져, 상기 냉매와 해수가 서로 반대방향으로 순환되며 열교환하는 것을 특징으로 하는 양식장 해수 전용 히트펌프 시스템.The method according to claim 1 or 2,
The first heat exchanger and the second heat exchanger,
An inner pipe having a coil shape and having an inlet through which a refrigerant is introduced and an outlet through which the refrigerant is discharged; And
It has a coil shape to surround the inner pipe and the outer pipe is formed with an inlet for the inflow of seawater and an outlet for the discharge of seawater;
The inner pipe is made of titanium material that can withstand the high-pressure refrigerant of 650 psi, the inner circumferential surface and the outer circumferential surface is formed,
The outer pipe is made of CPVC (Chlorinated Polyvinyl Chloride) material having excellent corrosion resistance against acid and basic, and the refrigerant and sea water are circulated in the opposite direction to heat exchange system dedicated to saltwater.
상기 제1 열교환기 및 제2 열교환기의 유입구와 배출구에 각각 해수가 이송되는 이송관이 설치되고, 상기 제1 열교환기 및 제2 열교환기로 유출입되는 해수 유입구와 해수 배출구에는 자동온도센서와 압력센서 및 유량센서가 설치되어 제1 열교환기 또는 제2 열교환기에 해수가 채워진 경우 냉매가 순환되도록 이루어진 것을 특징으로 하는 양식장 해수 전용 히트펌프 시스템.The method of claim 4, wherein
Transport pipes are installed at the inlets and outlets of the first heat exchanger and the second heat exchanger, respectively, and the automatic temperature sensor and the pressure sensor are provided at the sea water inlet and the sea water outlet which flow in and out of the first heat exchanger and the second heat exchanger. And a flow sensor is installed so that the refrigerant is circulated when the first heat exchanger or the second heat exchanger is filled with seawater.
상기 제1 열교환기 및 제2 열교환기에 의해 생성된 고온해수 및 냉온해수는 이송관을 통해 직접 양식장 수조에 공급되거나 탱크부에 저장되고,
상기 탱크부와 연결된 보조탱크에서 양식대상 종류에 따라 고온해수 또는 냉온해수와 자연해수가 혼합되어 양식장 수조로 공급되도록 이루어지되, 상기 보조탱크에 온도센서와 솔레노이드 밸브가 설치되어 상기 온도센서와 솔레노이드 밸브에 의해 필요로 하는 적온의 해수가 혼합되어 양식장 수조로 공급되는 것을 특징으로 하는 양식장 해수 전용 히트펌프 시스템.The method of claim 5,
The hot and cold seawater generated by the first heat exchanger and the second heat exchanger is directly supplied to the aquaculture tank through a transfer pipe or stored in a tank unit.
In the auxiliary tank connected to the tank portion, hot sea water or cold sea water and natural sea water are mixed to be supplied to aquaculture tank, depending on the type of aquaculture object, and the temperature sensor and the solenoid valve are installed in the auxiliary tank. A saltwater heat pump system for aquaculture farms, characterized in that the seawater of the required temperature is mixed and supplied to the aquaculture tanks.
압축기;
냉매의 입구와 출구 및 해수의 유입구와 배출구가 형성된 코일형상의 제1 열교환기 및 수냉식 및 공냉식 히트펌프의 겸용을 위하여 실외에 설치된 공냉식 열교환기를 구비하는 열교환 유니트;
상기 제1 열교환기와 공냉식 열교환기 사이에 설치되어 이송된 냉매를 팽창시키는 팽창밸브; 및
상기 압축기로부터 압축된 냉매가 선택적으로 제1 열교환기 또는 공냉식 열교환기로 이송되도록 냉매의 이송방향을 조절하는 순환조절밸브;를 포함하고,
상기 순환조절밸브는,
상기 압축기로부터 이송된 냉매를 제1 열교환기 또는 공냉식 열교환기로 선택적으로 이송시키는 제1 사방밸브; 및
상기 제1 사방밸브와 연결되어 난방운전 또는 냉방운전을 전환하더라도 냉매가 유출입되는 제1 열교환기의 입구와 출구가 바뀌지 않고 순환되도록 이루어진 제2 사방밸브;를 구비하고,
난방운전시 압축기로부터 압축된 고온고압의 냉매는 제1 및 제2 사방밸브를 경유하여 제1 열교환기에서 응축되고 응축된 냉매는 공냉식 열교환기에서 기화된 후 제2 사방밸브를 경유하여 압축기로 유입되고,
냉방운전시 압축기로부터 압축된 고온고압의 냉매는 제1 사방밸브를 경유하여 공냉식 열교환기에서 응축되고 응축된 냉매는 제1 열교환기에서 기화된 후 제2 및 제1 사방밸브를 경유하여 압축기로 유입되되,
상기 난방운전 및 냉방운전을 전환시 냉매가 역순환되더라도 냉매가 유출입되는 제1 열교환기의 입구와 출구는 바뀌지 않고 냉매가 순환되도록 이루어진 것을 특징으로 하는 양식장 해수 전용 히트펌프 시스템.In the heat pump system for circulating the refrigerant in a cycle of compression, condensation, expansion, evaporation,
compressor;
A heat exchange unit having a coil-shaped first heat exchanger having an inlet and an outlet of a refrigerant, an inlet and an outlet of sea water, and an air-cooled heat exchanger installed outdoors for a combined use of a water-cooled and air-cooled heat pump;
An expansion valve installed between the first heat exchanger and the air-cooled heat exchanger to expand the transferred refrigerant; And
And a circulation control valve configured to adjust a conveying direction of the refrigerant so that the refrigerant compressed from the compressor is selectively transferred to the first heat exchanger or the air-cooled heat exchanger.
The circulation control valve,
A first four-way valve for selectively transferring the refrigerant transferred from the compressor to a first heat exchanger or an air-cooled heat exchanger; And
And a second four-way valve connected to the first four-way valve so that the inlet and the outlet of the first heat exchanger, through which the refrigerant flows in and out, do not change even when the heating operation or the cooling operation is switched.
The high temperature and high pressure refrigerant compressed from the compressor during the heating operation is condensed in the first heat exchanger via the first and second four-way valves, and the condensed refrigerant is vaporized in the air-cooled heat exchanger and then introduced into the compressor via the second four-way valve. Become,
During the cooling operation, the high temperature and high pressure refrigerant compressed from the compressor is condensed in the air-cooled heat exchanger via the first four-way valve, and the condensed refrigerant is vaporized in the first heat exchanger and then introduced into the compressor via the second and first four-way valves. But
The heat pump system for aquaculture farms, characterized in that the inlet and outlet of the first heat exchanger through which the refrigerant flows in and out do not change even when the refrigerant is reversely circulated when the heating operation and the cooling operation are switched.
상기 공냉식 열교환기의 제상 운전시 압축기는 정지되고, 실외 팬은 운전상태를 유지하며, 실외공기 흡입 댐퍼는 닫히며 실내공기 배기 댐퍼가 열려 실내공기를 공냉식 열교환기에 통과시켜 성에를 제거하도록 이루어진 것을 특징으로 하는 양식장 해수 전용 히트펌프 시스템.The method according to claim 2 or 7,
During the defrosting operation of the air-cooled heat exchanger, the compressor is stopped, the outdoor fan is kept in operation, the outdoor air intake damper is closed, and the indoor air exhaust damper is opened to remove frost by passing the indoor air through the air-cooled heat exchanger. The heat pump system for exclusive use of aquaculture farm seawater.
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