KR101156465B1 - Air-conditioning and heating equipment using sea water and deep sea water source heat pump and method for controlling the same - Google Patents

Air-conditioning and heating equipment using sea water and deep sea water source heat pump and method for controlling the same Download PDF

Info

Publication number
KR101156465B1
KR101156465B1 KR1020100115653A KR20100115653A KR101156465B1 KR 101156465 B1 KR101156465 B1 KR 101156465B1 KR 1020100115653 A KR1020100115653 A KR 1020100115653A KR 20100115653 A KR20100115653 A KR 20100115653A KR 101156465 B1 KR101156465 B1 KR 101156465B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
heat
heat pump
water
cooling
heating
Prior art date
Application number
KR1020100115653A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR20120054328A (en
Inventor
백영진
장기창
김민성
이영수
라호상
박성룡
박준택
김현주
문덕수
정동호
이호생
Original Assignee
한국해양연구원
한국에너지기술연구원
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 한국해양연구원, 한국에너지기술연구원 filed Critical 한국해양연구원
Priority to KR1020100115653A priority Critical patent/KR101156465B1/en
Publication of KR20120054328A publication Critical patent/KR20120054328A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR101156465B1 publication Critical patent/KR101156465B1/en

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B27/00—Machines, plants or systems, using particular sources of energy
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B30/00—Heat pumps
    • F25B30/06—Heat pumps characterised by the source of low potential heat
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B5/00—Compression machines, plants or systems, with several evaporator circuits, e.g. for varying refrigerating capacity
    • F25B5/04—Compression machines, plants or systems, with several evaporator circuits, e.g. for varying refrigerating capacity arranged in series
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B6/00—Compression machines, plants or systems, with several condenser circuits
    • F25B6/04—Compression machines, plants or systems, with several condenser circuits arranged in series

Abstract

본 발명은 해양표층수와 해양심층수를 이용한 히트펌프 냉,난방 장치 및 작동방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 해양표층수와 해양심층수를 통해 냉,난방에 필요한 열량을 얻을 수 있어 CO2의 배출이 적어 친환경적이고, 히트펌프장치 다수개를 탠덤형으로 배치하여 내부에 구비된 각각의 응축기와 증발기의 물측배관이 상호 직렬로 연결되어 열매체가 다수개의 응축기와 증발기 내를 연속적으로 통과함으로써, 이론적인 로렌츠 사이클이 근사적으로 구현되며, 그로 인해 동일한 온수 및 냉수온도 조건하에서 기존 냉,난방 사이클에 비해 평균 응축온도를 낮출 수 있고, 평균 증발온도를 높일 수 있으므로 COP가 향상되는 특징이 있다.The present invention relates to a heat pump cooling and heating device and an operation method using the surface water of the ocean and the deep ocean water, and more particularly, the amount of heat required for cooling and heating can be obtained through the surface water of the ocean and the ocean deep water. And the plurality of heat pump devices are arranged in tandem, and the water side pipes of each condenser and the evaporator provided therein are connected in series so that the heat medium continuously passes through the plurality of condensers and the evaporator, thereby providing a theoretical Lorentz cycle. Since it is implemented approximately, it is possible to lower the average condensation temperature and increase the average evaporation temperature compared to the existing cooling and heating cycles under the same hot water and cold water temperature conditions, it is characterized by improved COP.

Description

해양표층수와 해양심층수를 이용한 히트펌프 냉,난방 장치 및 작동방법{Air-conditioning and heating equipment using sea water and deep sea water source heat pump and method for controlling the same}Air-conditioning and heating equipment using sea water and deep sea water source heat pump and method for controlling the same}

본 발명은 해양표층수와 해양심층수를 이용한 히트펌프 냉,난방 장치 및 작동방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 해양표층수와 해양심층수를 통해 냉,난방에 필요한 열량을 얻을 수 있어 CO2의 배출이 적어 친환경적이고, 히트펌프장치 다수개를 탠덤형으로 배치하여 내부에 구비된 각각의 응축기와 증발기의 물측배관이 상호 직렬로 연결되어 열매체가 다수개의 응축기와 증발기 내를 연속적으로 통과함으로써, 이론적인 로렌츠 사이클이 근사적으로 구현되며, 그로 인해 동일한 온수 및 냉수온도 조건하에서 기존 냉,난방 사이클에 비해 평균 응축온도를 낮출 수 있고, 평균 증발온도를 높일 수 있으므로 COP가 향상되는 해양표층수와 해양심층수를 이용한 히트펌프 냉,난방 장치 및 작동방법에 관한 것이다.
The present invention relates to a heat pump cooling and heating device and an operation method using the surface water of the ocean and the deep ocean water, and more particularly, the amount of heat required for cooling and heating can be obtained through the surface water of the ocean and the ocean deep water. And the plurality of heat pump devices are arranged in tandem, and the water side pipes of each condenser and the evaporator provided therein are connected in series so that the heat medium continuously passes through the plurality of condensers and the evaporator, thereby providing a theoretical Lorentz cycle. Approximately implemented, and as a result, the heat condensation temperature can be lowered and the average evaporation temperature can be lowered compared to the existing cooling and heating cycles under the same hot and cold water temperature conditions. It relates to a cooling and heating device and a method of operation.

일반적으로, 점차 고갈되고 있는 에너지 사용과 이로 인한 환경 문제의 근본적 해결을 위해서는 환경 친화적이며 무제한 사용이 가능한 미활용 에너지를 적극적으로 이용하는 것이 바람직한데, 미활용에너지는 종류와 형태 및 이용방법에 따라 달리 사용되고 있으나 온도차에너지원은 주로, 냉난방 및 급탕용도로 활용되고 있으며 에너지원 변환설비로 히트펌프가 주로 이용된다.In general, it is desirable to actively use unused energy that is environmentally friendly and can be used indefinitely in order to fundamentally solve the use of energy that is being depleted and the environmental problems caused by it. The temperature difference energy source is mainly used for cooling and heating and hot water supply, and the heat pump is mainly used as an energy source conversion facility.

상기와 같이 고유가 시대의 지속, 에너지시장의 세계화에 대비한 에너지절약과 화석 에너지 감축 방법으로 최적으로 각광받고 있는 히트펌프는 저온의 열원으로부터 열을 흡수하여 고온의 열원에 열을 주는 장치로서 실내의 냉난방에 널리 사용되고 있는데, 냉방 및 난방이 선택적으로 이루어지게 시스템을 구성하고, 응축기에서 방출되는 고온의 열을 난방 및 급탕에 이용하며, 또한 증발기에서 차가워진 냉열을 건물의 냉방에 이용한다.As mentioned above, the heat pump, which has been spotlighted as an energy saving method and a fossil energy reduction method for the sustainability of the high oil price era and the globalization of the energy market, is a device that absorbs heat from a low temperature heat source and heats a high temperature heat source. It is widely used in air conditioning and heating, and the system is configured to selectively perform cooling and heating, high temperature heat emitted from the condenser is used for heating and hot water supply, and cooling heat cooled in the evaporator is used for cooling the building.

한편, 해양 표층수 열에너지는 자연에너지로서 친환경적이고 지구온난화 같은 부작용을 초래하지 않는데다 자연에 무한히 존재하는 장점이 있으며, 온도의 계절변동이 하천수에 비해 적고, 동결온도가 약 -2℃로 낮아 하천수보다 저온까지 열이용이 가능하며, 냉?난방 시 대기와 5～10℃ 정도의 온도차를 가지고 있으므로 (여름에는 대기보다 5～10℃ 낮고 겨울에는 대기보다 5～8℃ 높음), 히트펌프의 열원으로서 아주 우수한 특성을 가지고 있다. 특히, 심층수는 연중 2℃로 우수한 냉열원이 될 수 있다. On the other hand, ocean surface thermal energy is a natural energy that is environmentally friendly and does not cause side effects such as global warming, and has the advantages of being infinitely present in nature, the seasonal fluctuation of temperature is less than that of river water, and the freezing temperature is lower than that of river water. It is possible to use heat up to low temperature, and it has 5 ~ 10 ℃ temperature difference between air and air when it cools and heats (5 ~ 10 ℃ lower than air in summer and 5 ~ 8 ℃ higher than air in winter). It has very good characteristics. In particular, deep water can be an excellent cold heat source at 2 ℃ throughout the year.

그러므로, 해양표층수와 심층수를 복합적으로 이용하는 히트펌프 기술이 필요하다. Therefore, there is a need for a heat pump technology that uses a combination of surface water and deep water.

한편, 기존의 순수냉매 히트펌프는 등온상변화 특성으로 인한 열교환기 내 핀치 한계 때문에 성능을 높이는 것에 한계가 있다.On the other hand, the conventional pure refrigerant heat pump has a limit to increase the performance due to the pinch limitation in the heat exchanger due to the isothermal phase change characteristics.

이를 극복하고자 혼합냉매를 이용하여 근사적 로렌츠 사이클을 구현함으로써 성능을 높이려는 시도가 있으나, 변온 상변화 특성을 갖는 혼합 냉매라 하더라도 물질전달 저항으로 인해 성능향상에 한계가 있음이 알려져 있다.
In order to overcome this, there are attempts to improve the performance by implementing an approximate Lorentz cycle using a mixed refrigerant, but even a mixed refrigerant having a phase change characteristic of temperature change is known to have a limited performance improvement due to material transfer resistance.

본 발명은 상기 종래의 문제점을 해소하기 위해 안출된 것으로서,SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-mentioned problems,

해양표층수와 해양심층수를 통해 냉,난방에 필요한 열량을 얻을 수 있어 CO2의 배출이 적어 친환경적이고, 히트펌프장치 다수개를 탠덤형으로 배치하여 내부에 구비된 각각의 응축기와 증발기의 물측배관이 상호 직렬로 연결되어 열매체가 다수개의 응축기와 증발기 내를 연속적으로 통과함으로써, 이론적인 로렌츠 사이클이 근사적으로 구현되며, 그로 인해 동일한 온수 및 냉수온도 조건하에서 기존 냉,난방 사이클에 비해 평균 응축온도를 낮출 수 있고, 평균 증발온도를 높일 수 있으므로 COP가 향상되는 해양표층수와 해양심층수를 이용한 히트펌프 냉,난방 장치 및 작동방법을 제공하는데 목적이 있다.
The amount of heat required for cooling and heating can be obtained through the surface water of the ocean and the deep water of the sea, which is eco-friendly due to low CO2 emission. In series, the thermal medium continuously passes through multiple condensers and evaporators, resulting in an approximate theoretical Lorentz cycle, thereby lowering the average condensation temperature compared to conventional cooling and heating cycles under the same hot and cold water temperature conditions. It is possible to increase the average evaporation temperature, and therefore, an object of the present invention is to provide a heat pump cooling and heating device and an operation method using the surface water of the ocean and the deep water of the ocean where COP is improved.

상기 목적을 달성하고자, 본 발명은 해양표층수와 해양심층수를 이용한 히트펌프 냉,난방 장치에 있어서,In order to achieve the above object, the present invention provides a heat pump cooling and heating device using the surface water and the deep sea water,

상기 해양표층수가 전달되어 열매체와 열교환되는 표층수용 열교환기와;A surface water heat exchanger configured to transfer the surface waters to heat exchange with the heat medium;

상기 해양심층수가 냉방시에만 사용처의 열매체와 열교환되는 심층수용 열교환기와;A deep water heat exchanger in which the deep sea water is heat-exchanged with the heat medium of the place of use only when cooling the deep sea water;

냉방시, 상기 심층수용 열교환기에서 열교환된 심층수가 표층수용 열교환기에서 열교환된 열매체와 열교환되는 냉방용 열교환기와;A cooling heat exchanger in which the deep water heat exchanged in the deep water heat exchanger is heat-exchanged with the heat medium heat-exchanged in the surface water heat exchanger;

상기 표층수용 열교환기와 심층수용 열교환기가 각각 연결되어 사용처의 열매체를 냉각 또는 가열시키는 탠덤형 히트펌프장치;A tandem type heat pump device connected to each of the surface water heat exchanger and the deep water heat exchanger to cool or heat the heat medium of the use place;

를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 해양표층수와 해양심층수를 이용한 히트펌프 냉,난방 장치에 관한 것이다.It relates to a heat pump cooling and heating apparatus using the surface water and the deep sea water, characterized in that it comprises a.

또한, 본 발명은 해양표층수와 해양심층수를 이용한 히트펌프 냉,난방 장치의 작동방법에 있어서,In addition, the present invention is a method of operating a heat pump cooling and heating device using the surface water and the deep sea water,

냉방시에는,At the time of cooling,

1차적으로 사용처의 열매체를 심층수용 열교환기를 통해 해양심층수를 이용하여 냉각시킨 후, 사용처에 공급하는 단계(S100);Primarily cooling the heat medium of the place of use using deep sea water through a heat exchanger for deep water, and then supplying the heat medium to the place of use (S100);

상기 1차 열교환(S100)에도 사용처의 냉방부하가 미처리시, 탠덤형 히트펌프장치 중 첫번째 히트펌프(A)를 통해 열매체를 냉각시킨 후, 사용처에 공급하는 단계(S110);Cooling the heat medium through the first heat pump (A) of the tandem-type heat pump device when the cooling load of the place of use is not treated in the primary heat exchange (S100), and then supplying it to the place of use (S110);

상기 탠덤형 히트펌프장치 중 첫번째 히트펌프(A)를 통한 냉각(S110)에도 사용처의 냉방부하가 미처리시, 탠덤형 히트펌프장치의 히트펌프(A) 및 히트펌프(B)를 통해 열매체를 냉각시킨 후, 사용처에 공급하는 단계(S120);Among the tandem type heat pump apparatuses, when the cooling load of the place of use is not processed even through the first heat pump A (S110), the heat medium is cooled through the heat pumps (A) and the heat pump (B) of the tandem type heat pump apparatus. After supplying, the step of supplying to the use (S120);

를 포함하여 냉방이 이루어지고,Cooling is made, including

난방시에는,At the time of heating,

표층수용 열교환기의 열매체가 해양표층수와 열교환한 후, 탠덤형 히트펌프장치의 증발기 내로 전달되는 단계(S200);The heat medium of the surface water heat exchanger is heat-exchanged with the ocean surface water, and then transferred to the evaporator of the tandem type heat pump device (S200);

사용처의 열매체가 탠덤형 히트펌프장치의 응축기 내로 관통 이송시, 상기 탠덤형 히트펌프장치 중 첫번재 히트펌프(A)로부터 열을 얻어 가열된 후, 사용처로 공급되는 단계(S210);When the heat medium of the place of use is transferred through the condenser of the tandem type heat pump device, the heat is obtained by heating from the first heat pump (A) of the tandem type heat pump device and then supplied to the place of use (S210);

상기 탠덤형 히트펌프장치 중 첫번재 히트펌프(A)를 통한 가열(S210)에도 사용처의 난방부하가 미처리시, 탠덤형 히트펌프장치의 히트펌프(A) 및 히트펌프(B)를 통해 열매체를 가열한 후, 사용처에 공급하는 단계(S220);Among the tandem type heat pump devices, when the heating load of the place of use is not processed even through the heating through the first heat pump (A), the heat medium is transferred through the heat pumps (A) and the heat pump (B) of the tandem type heat pump device. After heating, supplying to the place of use (S220);

를 포함하여 난방이 이루어지는 것을 특징으로 하는 해양표층수와 해양심층수를 이용한 히트펌프 냉,난방 장치의 작동방법에 관한 것이다.
It relates to a method of operating a heat pump cooling and heating device using the surface water and the deep sea water, characterized in that the heating is made, including.

이상에서 살펴 본 바와 같이, 본 발명의 해양표층수와 해양심층수를 이용한 히트펌프 냉,난방 장치 및 작동방법은 해양표층수와 해양심층수를 통해 냉,난방에 필요한 열량을 얻을 수 있어 CO2의 배출이 적어 친환경적이고, 히트펌프장치 다수개를 탠덤형으로 배치하여 내부에 구비된 각각의 응축기와 증발기의 물측배관이 상호 직렬로 연결되어 열매체가 다수개의 응축기와 증발기 내를 연속적으로 통과함으로써, 이론적인 로렌츠 사이클이 근사적으로 구현되며, 그로 인해 동일한 온수 및 냉수온도 조건하에서 기존 냉,난방 사이클에 비해 평균 응축온도를 낮출 수 있고, 평균 증발온도를 높일 수 있으므로 COP가 향상되는 효과가 있다.
As described above, the heat pump cooling and heating device and the operation method using the surface water and the deep sea water of the present invention can obtain the heat amount required for cooling and heating through the surface water and the deep sea water, thereby reducing the emission of CO2 And the plurality of heat pump devices are arranged in tandem so that the water side pipes of each condenser and the evaporator provided therein are connected in series so that the heat medium continuously passes through the plurality of condensers and the evaporator. Since it is implemented approximately, it is possible to lower the average condensation temperature and increase the average evaporation temperature compared to the existing cooling and heating cycles under the same hot and cold water temperature conditions, thereby improving the COP.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 히트펌프 냉,난방 장치를 나타낸 계통도이고,
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 히트펌프의 냉방운전을 나타낸 계통도이고,
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 히트펌프의 난방운전을 나타낸 계통도이고,
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 탠덤형 히트펌프장치의 열역학적 특징을 기존의 히트펌프장치와 비교하여 온도-엔트로피 선도에 나타낸 개략도이고,
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 탠덤형 히트펌프장치가 추구하고자 하는 이론적 로렌츠 히트펌프의 열역학적 특징을 기존의 히트펌프장치와 비교하여 온도-엔트로피 선도에 나타낸 개략도이고,
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 히트펌프 냉,난방 장치의 작동방법을 나타낸 순서도이다.1 is a system diagram showing a heat pump cooling and heating device according to an embodiment of the present invention,
Figure 2 is a system diagram showing the cooling operation of the heat pump according to an embodiment of the present invention,
Figure 3 is a system diagram showing the heating operation of the heat pump according to an embodiment of the present invention,
Figure 4 is a schematic diagram showing the thermodynamic characteristics of the tandem-type heat pump apparatus according to an embodiment of the present invention in a temperature-entropy diagram compared to the conventional heat pump apparatus,
FIG. 5 is a schematic diagram illustrating a thermodynamic characteristic of a theoretical Lorentz heat pump to be pursued by a tandem type heat pump device according to an embodiment of the present invention in a temperature-entropy diagram compared with a conventional heat pump device.
6 is a flowchart illustrating a method of operating a heat pump cooling and heating device according to an embodiment of the present invention.

본 발명은 상기의 목적을 달성하기 위해 아래와 같은 특징을 갖는다.The present invention has the following features to achieve the above object.

본 발명은 해양표층수와 해양심층수를 이용한 히트펌프 냉,난방 장치에 있어서,The present invention is a heat pump cooling and heating device using the surface water and the deep sea water,

상기 해양표층수가 전달되어 열매체와 열교환되는 표층수용 열교환기와;A surface water heat exchanger configured to transfer the surface waters to heat exchange with the heat medium;

상기 해양심층수가 냉방시에만 사용처의 열매체와 열교환되는 심층수용 열교환기와;A deep water heat exchanger in which the deep sea water is heat-exchanged with the heat medium of the place of use only when cooling the deep sea water;

냉방시, 상기 심층수용 열교환기에서 열교환된 심층수가 표층수용 열교환기에서 열교환된 열매체와 열교환되는 냉방용 열교환기와;A cooling heat exchanger in which the deep water heat exchanged in the deep water heat exchanger is heat-exchanged with the heat medium heat-exchanged in the surface water heat exchanger;

상기 표층수용 열교환기와 심층수용 열교환기가 각각 연결되어 사용처의 열매체를 냉각 또는 가열시키는 탠덤형 히트펌프장치;를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.And a tandem-type heat pump device for connecting the surface water heat exchanger and the deep water heat exchanger, respectively, to cool or heat the heat medium of the place of use.

또한, 본 발명은 해양표층수와 해양심층수를 이용한 히트펌프 냉,난방 장치의 작동방법에 있어서,In addition, the present invention is a method of operating a heat pump cooling and heating device using the surface water and the deep sea water,

냉방시에는,At the time of cooling,

1차적으로 사용처의 열매체를 심층수용 열교환기를 통해 해양심층수를 이용하여 냉각시킨 후, 사용처에 공급하는 단계(S100);Primarily cooling the heat medium of the place of use using deep sea water through a heat exchanger for deep water, and then supplying the heat medium to the place of use (S100);

상기 1차 열교환(S100)에도 사용처의 냉방부하가 미처리시, 탠덤형 히트펌프장치 중 첫번째 히트펌프(A)를 통해 열매체를 냉각시킨 후, 사용처에 공급하는 단계(S110);Cooling the heat medium through the first heat pump (A) of the tandem-type heat pump device when the cooling load of the place of use is not treated in the primary heat exchange (S100), and then supplying it to the place of use (S110);

상기 탠덤형 히트펌프장치 중 첫번째 히트펌프(A)를 통한 냉각(S110)에도 사용처의 냉방부하가 미처리시, 탠덤형 히트펌프장치의 히트펌프(A) 및 히트펌프(B)를 통해 열매체를 냉각시킨 후, 사용처에 공급하는 단계(S120);Among the tandem type heat pump apparatuses, when the cooling load of the place of use is not processed even through the first heat pump A (S110), the heat medium is cooled through the heat pumps (A) and the heat pump (B) of the tandem type heat pump apparatus. After supplying, the step of supplying to the use (S120);

를 포함하여 냉방이 이루어지고,Cooling is made, including

난방시에는,At the time of heating,

표층수용 열교환기의 열매체가 해양표층수와 열교환한 후, 탠덤형 히트펌프장치의 증발기 내로 전달되는 단계(S200);The heat medium of the surface water heat exchanger is heat-exchanged with the ocean surface water, and then transferred to the evaporator of the tandem type heat pump device (S200);

사용처의 열매체가 탠덤형 히트펌프장치의 응축기 내로 관통 이송시, 상기 탠덤형 히트펌프장치 중 첫번재 히트펌프(A)로부터 열을 얻어 가열된 후, 사용처로 공급되는 단계(S210);When the heat medium of the place of use is transferred through the condenser of the tandem type heat pump device, the heat is obtained by heating from the first heat pump (A) of the tandem type heat pump device and then supplied to the place of use (S210);

상기 탠덤형 히트펌프장치 중 첫번재 히트펌프(A)를 통한 가열(S210)에도 사용처의 난방부하가 미처리시, 탠덤형 히트펌프장치의 히트펌프(A) 및 히트펌프(B)를 통해 열매체를 가열한 후, 사용처에 공급하는 단계(S220);를 포함하여 난방이 이루어지는 것을 특징으로 한다.
Among the tandem type heat pump devices, when the heating load of the place of use is not processed even through the heating through the first heat pump (A), the heat medium is transferred through the heat pumps (A) and the heat pump (B) of the tandem type heat pump device. After heating, the step of supplying to the place of use (S220); characterized in that the heating is made.

이와 같은 특징을 갖는 본 발명은 그에 따른 바람직한 실시예를 통해 더욱 명확히 설명될 수 있을 것이다.The present invention having such characteristics can be more clearly described by the preferred embodiments thereof.

이하 첨부된 도면을 참조로 본 발명의 여러 실시예들을 상세히 설명하기 전에, 다음의 상세한 설명에 기재되거나 도면에 도시된 구성요소들의 구성 및 배열들의 상세로 그 응용이 제한되는 것이 아니라는 것을 알 수 있을 것이다. 본 발명은 다른 실시예들로 구현되고 실시될 수 있고 다양한 방법으로 수행될 수 있다. 또, 장치 또는 요소 방향(예를 들어 "전(front)", "후(back)", "위(up)", "아래(down)", "상(top)", "하(bottom)", "좌(left)", "우(right)", "횡(lateral)")등과 같은 용어들에 관하여 본원에 사용된 표현 및 술어는 단지 본 발명의 설명을 단순화하기 위해 사용되고, 관련된 장치 또는 요소가 단순히 특정 방향을 가져야 함을 나타내거나 의미하지 않는다는 것을 알 수 있을 것이다. 또한, "제 1(first)", "제 2(second)"와 같은 용어는 설명을 위해 본원 및 첨부 청구항들에 사용되고 상대적인 중요성 또는 취지를 나타내거나 의미하는 것으로 의도되지 않는다.Before describing the various embodiments of the present invention in detail with reference to the accompanying drawings, it can be seen that the application is not limited to the details of the configuration and arrangement of the components described in the following detailed description or shown in the drawings. will be. The invention may be embodied and carried out in other embodiments and carried out in various ways. It should also be noted that the device or element orientation (e.g., "front," "back," "up," "down," "top," "bottom, Expressions and predicates used herein for terms such as "left," " right, "" lateral, " and the like are used merely to simplify the description of the present invention, Or that the element has to have a particular orientation. Also, terms such as " first "and" second "are used herein for the purpose of the description and the appended claims, and are not intended to indicate or imply their relative importance or purpose.

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.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 히트펌프 냉,난방 장치를 나타낸 계통도이고, 도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 히트펌프의 냉방운전을 나타낸 계통도이고, 도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 히트펌프의 난방운전을 나타낸 계통도이고, 도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 탠덤형 히트펌프장치의 열역학적 특징을 기존의 히트펌프장치와 비교하여 온도-엔트로피 선도에 나타낸 개략도이고, 도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 탠덤형 히트펌프장치가 추구하고자 하는 이론적 로렌츠 히트펌프의 열역학적 특징을 기존의 히트펌프장치와 비교하여 온도-엔트로피 선도에 나타낸 개략도이다.1 is a system diagram showing a heat pump cooling and heating apparatus according to an embodiment of the present invention, Figure 2 is a system diagram showing the cooling operation of the heat pump according to an embodiment of the present invention, Figure 3 is a view of the present invention 4 is a schematic diagram illustrating a heating operation of a heat pump according to an embodiment, and FIG. 4 is a schematic diagram showing a thermodynamic characteristic of a tandem type heat pump device according to an embodiment of the present invention in a temperature-entropy diagram compared to a conventional heat pump device. 5 is a schematic diagram showing a thermodynamic characteristic of a theoretical Lorentz heat pump that a tandem type heat pump device according to an embodiment of the present invention seeks in comparison with a conventional heat pump device in a temperature-entropy diagram.

도 1 내지 도 3에 도시한 바와 같이, 본 발명의 해양표층수와 해양심층수를 이용한 히트펌프 냉,난방 장치는 바다 표면의 해양표층수(1)와 심해의 해양심층수(2)를 냉,난방장치에 이용하도록 하는 표층수용 열교환기(10)와, 심층수용 열교환기(20)와, 냉방용 열교환기(30)와, 탠덤형 히트펌프장치(40) 및 상기의 장치들을 연결하는 관으로 구성된다.As shown in Figures 1 to 3, the heat pump cooling and heating apparatus using the ocean surface water and the deep sea water of the present invention, the surface water (1) of the sea surface and the deep sea water (2) of the deep sea into the cooling and heating device. It is composed of a surface water heat exchanger 10, a deep water heat exchanger 20, a cooling heat exchanger 30, a tandem type heat pump device 40 and a pipe connecting the above devices to be used.

상기 표층수용 열교환기(10)는 도 1에 도시한 바와 같이, 해양표층수(1)와 탠덤형 히트펌프장치(40)를 관통하는 열매체를 상호 열교환시키는 장치이고, 상기 해양표층수(1)를 해양의 표층부로부터 표층수용 열교환기(10)로 이송하는 통로가 되는 관에는 순환펌프가 부착되어 순환펌프에 의해 해양표층수(1)가 이송된다.As shown in FIG. 1, the surface water heat exchanger 10 is an apparatus for mutually heat-exchanging the heat medium passing through the ocean surface water 1 and the tandem-type heat pump device 40, and the ocean surface water 1 is marined. The circulating pump is attached to the pipe which is a passage for transferring from the surface layer portion to the surface water heat exchanger 10 so that the ocean surface water 1 is transferred by the circulation pump.

여기서, 상기 표층수용 열교환기(10)에 전달되는 열매체는 관에 의해 탠덤형 히트펌프장치(40)와 연결되어 순환하며, 해양표층수와 열교환을 한다. 이때, 상기 열매체를 이송시키는 관은 장치들의 위치와 개수 등에 따라 계통이 다양하게 설계변경 가능하다.Here, the heat medium transferred to the surface water heat exchanger 10 is circulated by the tandem type heat pump device 40 by a pipe, and heat exchanges with the surface water of the ocean. At this time, the tube for transferring the heat medium can be variously changed in the system design according to the position and the number of devices.

그리고, 상기 표층수용 열교환기(10)는 도 2와 도 3을 참고하여, 해양표층수(1)가 하절기에는 히트펌프의 냉각수로 사용될 수 있도록 하며, 동절기에는 열원수로 사용될 수 있도록 한다.
Then, the surface water heat exchanger 10, with reference to Figures 2 and 3, so that the ocean surface water (1) can be used as the cooling water of the heat pump in the summer, it can be used as the heat source water in the winter.

상기 심층수용 열교환기(20)는 도 1 및 도 2에 도시한 바와 같이, 해양심층수(2)와 냉,난방 사용처의 열매체를 상호 열교환시키는 장치로써, 관이 심해에 구비되어 심층수용 열교환기(20)로 연결되고, 상기 관에는 순환펌프가 부착되어 상기 해양심층수(2)를 심층수용 열교환기(20)로 전달한다.1 and 2, the deep water heat exchanger 20 is a device for mutually heat-exchanging the deep sea water 2 and the heat medium of a cooling and heating use place, and a pipe is provided in a deep sea so that the deep water heat exchanger ( 20), the tube is attached to the circulation pump to deliver the deep sea water (2) to the deep water heat exchanger (20).

여기서, 상기 심층수용 열교환기(20)에서 열교환된 해양심층수(2)는 관을 따라 해양심층수(2)를 이용하는 공정(해양심층수(2)를 이용하여 필요한 부재물을 제작하는 장소,60)으로 공급된다.Here, the deep sea water (2) heat exchanged in the deep water heat exchanger (20) is a process using the deep sea water (2) along the pipe (place for producing the necessary parts using the deep sea water (2), 60) Supplied.

그리고, 상기 심층수용 열교환기(20)는 도 2를 참고하여, 냉방시에만 열교환을 수행하는데, 그 이유는 상기에서 기술했듯이, 해양심층수(2)는 연중 2 ~ 4℃의 저온이기에 냉방목적으로 사용되는 것이다.
In addition, the deep water heat exchanger 20 performs heat exchange only during cooling with reference to FIG. 2, because the above-described deep sea water 2 has a low temperature of 2 to 4 ° C. throughout the year for cooling purposes. It is used.

상기 냉방용 열교환기(30)는 도 1과 도 2에 도시한 바와 같이, 심층수용 열교환기(20)와 마찬가지로 냉방시에만 열교환을 수행하는데, 상기 심층수용 열교환기(20)에서 1차 열교환된 해양심층수(2)와 표층수용 열교환기(10)에서 열교환된 열매체(탠덤형 히트펌프장치(40)에 이송되는 열매체)를 상호 열교환시키는 장치로써, 상기 심층수용 열교환기(20)와 관으로 연결되고, 상기 냉방용 열교환기(30)에서 열교환된 해양심층수(2)는 관을 통해 공정(해양심층수를 이용하여 필요한 부재물을 제작하는 장소,60)으로 공급된다.As shown in FIGS. 1 and 2, the cooling heat exchanger 30 performs heat exchange only during cooling, similar to the deep water heat exchanger 20, and the first heat exchanger is performed in the deep water heat exchanger 20. An apparatus for mutually heat-exchanging the heat medium (heat medium transferred to the tandem type heat pump apparatus 40) heat-exchanged in the deep sea water (2) and the surface water heat exchanger (10), and is connected to the deep water heat exchanger (20) by pipe. The deep sea water 2 heat-exchanged in the cooling heat exchanger 30 is supplied to a process (place 60 for manufacturing a necessary member using the deep sea water) through a pipe.

여기서, 상기 냉방용 열교환기(30)로 전달되는 열매체는 표층수용 열교환기(10)에서 열교환된 열매체가 이송되는 것인데, 도 1 내지 도 3에서처럼 표층수용 열교환기(10)와 탠덤형 히트펌프장치(40)를 연결하는 관의 일단부에서 별도의 관이 분기되어 냉방용 열교환기(30)로 연결되는 것이다. 이렇듯, 상기 냉,난방목적에 따라 해양표층수(1)와 열교환한 열매체를 필요한 곳(냉방용 열교환기(30) 또는 탠덤형 히트펌프장치(40))으로 이송하기 위해 상호 분기되는 관에 각각 개폐밸브가 설치된다.Here, the heat medium transferred to the cooling heat exchanger (30) is that the heat medium heat-exchanged in the surface water heat exchanger (10) is transferred, as shown in Figures 1 to 3 and the surface water heat exchanger (10) and tandem type heat pump device. In one end of the pipe connecting the 40 is a separate pipe is connected to the cooling heat exchanger (30). Thus, according to the cooling and heating purposes, each of the heat exchanger and the heat exchanged heat medium and the heat transfer to the required place (cooling heat exchanger 30 or tandem type heat pump device 40) to open and close each other in the pipe The valve is installed.

그리고, 하절기에 상기 냉방용 열교환기(30)는 표층수용 열교환기(10)를 통과하여 냉각된 후, 탠덤형 히트펌프장치(40)로 이송되는 열매체(히트펌프의 냉각수 역할을 하게 됨)를 추가적으로 냉각시켜 탠덤형 히트펌프장치(40)의 응축온도를 더욱 낮춤으로써, 냉방성능을 향상시키는 역할을 한다.
Then, in the summer, the cooling heat exchanger 30 is cooled through the surface water heat exchanger 10 and then transferred to the tandem type heat pump device 40 to serve as a heat medium (acting as a coolant of the heat pump). By further cooling to further lower the condensation temperature of the tandem type heat pump device 40, it serves to improve the cooling performance.

상기 탠덤형 히트펌프장치(40)는 도 1에 도시한 바와 같이, 표층수용 열교환기(10)와 심층수용 열교환기(20) 및 냉방용 열교환기(30)가 각각 도 1에서처럼 연결되어 냉,난방 사용처(50)의 열매체를 냉각 또는 가열시키는 장치로써, 하나 이상의 다수개 히트펌프 유닛을 각각의 응축기와 증발기의 물측 배관이 직렬로 연결되도록 구성하여, 열매체가 다수개의 응축기와 증발기 내를 연속적으로 통과함으로써 이론적인 로렌츠 사이클을 근사적으로 구현할 수 있다. As shown in FIG. 1, the tandem type heat pump device 40 is connected to the surface water heat exchanger 10, the deep water heat exchanger 20, and the cooling heat exchanger 30, respectively, as shown in FIG. 1. An apparatus for cooling or heating the heat medium of the heating place 50, wherein at least one heat pump unit is configured such that each condenser and the water-side piping of the evaporator are connected in series, so that the heat medium continuously passes through the plurality of condensers and the evaporator. By passing it is possible to approximate the theoretical Lorentz cycle.

이렇듯, 상기와 같이 탠덤형 히트펌프장치(40)는 도 4에 도시한 바와 같이, 동일한 온수 및 냉수 조건하에서 기존 사이클에 비해 평균 응축온도를 낮출 수 있고, 평균 증발온도를 높일 수 있으므로, COP(성적계수)가 향상된다. 한편, 본 발명에서는 실시예로 두 개의 히트펌프(A,B) 유닛만을 이용하여 탠덤형 히트펌프장치(40)를 구성하였지만, 상기 히트펌프 유닛의 개수를 증가시킬수록 로렌츠 히트펌프와 유사한 특성을 갖게된다. 즉, 본 발명의 탠덤형 히트펌프장치(40)는 이상적인 로렌츠 히트펌프를 근사적으로 구현하기 위한 실용적 접근방법이라 할 수 있다.As described above, the tandem type heat pump device 40 as described above can lower the average condensation temperature and increase the average evaporation temperature compared to the existing cycle under the same hot and cold water conditions, and thus, the COP ( Grade factor is improved. Meanwhile, in the present invention, the tandem type heat pump device 40 is configured using only two heat pump units A and B. However, as the number of the heat pump units is increased, characteristics similar to the Lorentz heat pump are obtained. Will have That is, the tandem type heat pump device 40 of the present invention may be a practical approach for implementing an ideal Lorentz heat pump approximately.

상기 로렌츠(Lorenz) 히트펌프의 열역학적 특징은 도 5에 도시한 바와 같이, 동일한 온수 및 냉수 조건하에서 기존 사이클에 비해 평균 응축온도를 대폭 낮출 수 있고, 평균 증발온도를 대폭 높일 수 있으므로, COP가 대폭 향상된다. 그러나 이것은 카르노 사이클과 같은 이상적인(ideal) 사이클로, 이것을 완벽히 구현할 수는 없지만 본 발명에서는 이를 근사적으로 구현하고자 하는 것이다.As shown in FIG. 5, the thermodynamic characteristics of the Lorenz heat pump may significantly lower the average condensation temperature and significantly increase the average evaporation temperature under the same hot and cold water conditions, thus greatly reducing COP. Is improved. However, this is an ideal cycle, such as the Carnot cycle, which cannot be realized completely but is intended to be approximated by the present invention.

여기서, 상기 탠덤형 히트펌프장치(40)는 표층수용 열교환기(10), 심층수용 열교환기(20), 냉방용 열교환기(30)와 관에 의해 연결되어 열매체가 전달되는데, 도 2와 도 3에 도시한 바와 같이, 냉방시에는 냉방용 열교환기(30)에서 열교환된 열매체가 탠덤형 히트펌프장치(40)의 응축기(42)로 전달되어 히트펌프의 냉각수 역할을 하고, 상기 심층수용 열교환기(20)에서 1차적으로 냉각된 냉,난방 사용처(환수측,50)의 열매체가 탠덤형 히트펌프장치(40)의 증발기(41)에 관으로 연결 전달되어 냉각됨으로써, 냉,난방 사용처(공급측,50)로 공급되는 것이며, 난방시에는 표층수용 열교환기(10)에서 열교환된 열매체가 탠덤형 히트펌프장치(40)의 증발기(41)에 전달되어 히트펌프의 열원역할을 하며, 상기 사용처(환수측,50)의 열매체는 탠덤형 히트펌프장치(40)의 응축기(42)로 전달된 후, 상기 탠덤형 히트펌프장치(40)의 응축기(42)로부터 가열된 후, 사용처(공급측,50)로 공급되는 것이다.
Here, the tandem type heat pump device 40 is connected to the surface water heat exchanger 10, the deep water heat exchanger 20, the cooling heat exchanger 30 by a pipe, and the heat medium is transferred. As shown in FIG. 3, during cooling, the heat medium exchanged from the cooling heat exchanger 30 is transferred to the condenser 42 of the tandem type heat pump device 40 to serve as a cooling water of the heat pump, and the deep water heat exchanger. The heating medium of the cooling / heating use place (return side, 50) primarily cooled in the machine 20 is connected to the evaporator 41 of the tandem type heat pump device 40 by a pipe, and is cooled, thereby cooling and heating use place ( It is supplied to the supply side, 50, and when heated, the heat medium heat exchanged in the surface water heat exchanger 10 is transferred to the evaporator 41 of the tandem type heat pump device 40 serves as a heat source of the heat pump, The heat medium on the return side 50 is transferred to the condenser 42 of the tandem heat pump device 40. After month - old, and then heated from the condenser 42 of the tandem-type heat pump device 40, is supplied to a Where Used (supply-side, 50).

이하에서는 상기에서 기술한 히트펌프 냉,난방 장치의 작동방법에 대해 도면을 참고하여 설명한다.Hereinafter, a method of operating the heat pump cooling and heating device described above will be described with reference to the drawings.

도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 히트펌프 냉,난방 장치의 작동방법을 나타낸 순서도이다.6 is a flowchart illustrating a method of operating a heat pump cooling and heating device according to an embodiment of the present invention.

도 2와 도 3 및 도 6에 도시한 바와 같이, 본 발명의 해양표층수와 해양심층수를 이용한 히트펌프 냉,난방 장치의 작동방법은 냉방시와 난방시로 나누어 설명한다.2, 3 and 6, the operation method of the heat pump cooling and heating apparatus using the surface water and the deep sea water of the present invention will be described divided into cooling and heating.

우선, 냉방시에는 도 2와 도 6에 도시한 바와 같이, 1차적으로 해양심층수(2)로 사용처(환수측,50)의 열매체를 심층수용 열교환기(20)를 통해 열교환(냉각)시킨 후, 열매체를 사용처(공급측,50)로 공급하여(S100) 냉방시키는데, 이때, 상기 심층수용 열교환기(20)에서 열교환된 사용처(환수측,50)의 열매체는 탠덤형 히트펌프장치(40)의 증발기(41) 내를 직렬로 관통하여 사용처(공급측,50)로 공급된다.First, as shown in FIGS. 2 and 6, the heat medium of the place of use (return side 50) is used as the deep sea water (2) through the deep water heat exchanger (20). , By supplying the heat medium to the place of use (supply side, 50) (S100) and cooling, wherein the heat medium of the place of use (return side, 50) heat exchanged in the deep water heat exchanger 20 is of the tandem type heat pump device 40 It passes through the inside of the evaporator 41 in series and is supplied to the use place (supply side 50).

그런데, 상기 심층수의 냉열만으로 사용처(공급측,50)의 냉방부하가 미처리시, 탠덤형 히트펌프장치(40) 중 첫번째 히트펌프(A)를 통해 사용처(환수측,50)의 열매체를 추가적으로 냉각시킨 후, 사용처(공급측,50)로 공급한다.(S110)However, when the cooling load of the place of use (supply side, 50) is not treated only by the deep heat of cooling, the heat medium of the place of use (return side, 50) is additionally cooled through the first heat pump A of the tandem type heat pump device 40. After that, it is supplied to the place of use (supply side, 50). (S110)

여기서, 상기 탠덤형 히트펌프장치(40)는 표층수용 열교환기(10) 및 냉방용 열교환기(30)를 통해 냉각된 열매체를 냉각수로 활용하여 가동된다.Here, the tandem type heat pump device 40 operates by utilizing the heat medium cooled by the surface heat exchanger 10 and the cooling heat exchanger 30 as cooling water.

또한, 상기 표층수용 열교환기(10)에서 열교환된 열매체는 탠덤형 히트펌프장치(40)의 응축기(42) 내를 직렬로 관통하여 냉각수 역할을 수행한다.In addition, the heat medium heat exchanged in the surface water heat exchanger 10 passes through the condenser 42 of the tandem type heat pump device 40 in series to serve as a cooling water.

그리고, 상기 표층수용 열교환기(10)에서 열교환된 열매체는 탠덤형 히트펌프장치(40)의 응축기(42) 내로 이송되기 전, 냉방용 열교환기(30)에서 한번 더 냉각처리된다. 여기서, 상기 냉방용 열교환기(30)에서는 표층수용 열교환기(10)에서 1차적으로 냉각된 열매체가 심층수용 열교환기(20)를 지나온 해양심층수(2)와 열교환하여 추가로 냉각된다.Then, the heat medium heat exchanged in the surface water heat exchanger 10 is cooled once more in the cooling heat exchanger 30 before being transferred into the condenser 42 of the tandem type heat pump device 40. Here, in the cooling heat exchanger (30), the heat medium primarily cooled in the surface water heat exchanger (10) is further cooled by heat exchange with the deep sea water (2) passing through the deep water heat exchanger (20).

그런데, 상기 탠덤형 히트펌프장치(40) 중 첫번째 히트펌프(A)를 통한 냉각(S110)에도 사용처(공급측,50)의 냉방부하가 미처리시, 탠덤형 히트펌프장치(40)의 히트펌프(A) 및 히트펌프(B)를 통해 열매체를 냉각시킨 후, 사용처(공급측,50)에 공급(S120)하는 방식으로 냉방이 이루어진다.
However, when the cooling load of the place of use (supply side 50) is also untreated, the heat pump of the tandem type heat pump device 40 is also used for cooling (S110) through the first heat pump A of the tandem type heat pump device 40. After cooling the heat medium through A) and the heat pump B, cooling is performed by supplying (S120) to the place of use (supply side, 50).

난방시에는 도 3과 도 6에 도시한 바와 같이, 해양표층수(1)가 표층수용 열교환기(10)의 열매체와 열교환하고, 상기 표층수용 열교환기(10)를 통해 열교환한 열매체가 탠덤형 히트펌프장치(40)의 증발기(41)로 전달된다.(S200)At the time of heating, as shown in FIG. 3 and FIG. 6, the ocean surface water 1 heat-exchanges with the heat medium of the surface water heat exchanger 10, and the heat medium heat-exchanged through the surface water heat exchanger 10 is a tandem type heat | fever. The pump device 40 is delivered to the evaporator 41. (S200)

그리고, 사용처(환수측,50)의 열매체가 탠덤형 히트펌프장치(40)의 응축기(42)로 관통 이송되고, 상기 탠덤형 히트펌프장치(40) 중 첫번째 히트펌프(A)로부터 열을 얻어 가열된 후, 사용처(공급측,50)에 공급된다.(S210)Then, the heat medium at the place of use (return side) 50 is transferred to the condenser 42 of the tandem type heat pump device 40 to obtain heat from the first heat pump A of the tandem type heat pump device 40. After heating, it is supplied to the place of use (supply side, 50). (S210)

그런데, 상기 탠덤형 히트펌프장치(40) 중 첫번째 히트펌프(A)를 통한 가열(S210)에도 사용처(공급측,50)의 난방부하가 미처리시, 탠덤형 히트펌프장치(40)의 히트펌프(A) 및 히트펌프(B)를 통해 열매체를 가열한 후, 사용처(공급측,50)에 공급(S220)하는 방식으로 난방이 이루어진다.However, when the heating load of the place of use (supply side 50) is also untreated, the heat pump of the tandem type heat pump device 40 is also heated by the first heat pump A of the tandem type heat pump device 40. After heating the heat medium through A) and the heat pump (B), heating is performed by supplying (S220) to the place of use (supply side, 50).

참고로, 난방시에는 심층수용 열교환기(20)와, 냉방용 열교환기(30)는 열교환을 하지 않으며, 해양심층수(2)는 순환펌프에 의해 관을 따라 공정(60)으로 공급된다.For reference, during the heating, the deep water heat exchanger 20 and the cooling heat exchanger 30 do not heat exchange, and the deep sea water 2 is supplied to the process 60 along the pipe by a circulation pump.

1 : 해양표층수 2 : 해양심층수
10 : 표층수용 열교환기 20 : 심층수용 열교환기
30 : 냉방용 열교환기 40 : 탠덤형 히트펌프장치
41 : 증발기 42 : 응축기
50 : 사용처 60 : 심층수 활용공정1: depth of ocean surface 2: depth of ocean depth
10: surface water heat exchanger 20: deep water heat exchanger
30: cooling heat exchanger 40: tandem type heat pump device
41: evaporator 42: condenser
50: Where to use 60: Deep water utilization process

Claims (5)

해양표층수(1)와 해양심층수(2)를 이용한 히트펌프 냉,난방 장치에 있어서,
상기 해양표층수(1)가 전달되어 열매체와 열교환되는 표층수용 열교환기(10)와;
상기 해양심층수(2)가 냉방시에만 사용처(50)의 열매체와 열교환되는 심층수용 열교환기(20)와;
냉방시, 상기 심층수용 열교환기(20)에서 열교환된 심층수가 표층수용 열교환기(10)에서 열교환된 열매체와 열교환되는 냉방용 열교환기(30)와;
상기 표층수용 열교환기(10)와 심층수용 열교환기(20)가 각각 연결되어 사용처의 열매체를 냉각 또는 가열시키는 탠덤형 히트펌프장치(40);
를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 해양표층수와 해양심층수를 이용한 히트펌프 냉,난방 장치
In the heat pump cooling and heating apparatus using the ocean surface water (1) and the deep sea water (2),
A surface heat exchanger (10) through which the surface water of water (1) is transferred and heat-exchanged with the heat medium;
A deep water heat exchanger 20 in which the deep sea water 2 is heat-exchanged with the heat medium of the place of use 50 only during cooling;
A cooling heat exchanger 30 in which the deep water heat exchanged in the deep water heat exchanger 20 exchanges heat with the heat medium heat exchanged in the surface water heat exchanger 10 during cooling;
A tandem type heat pump device 40 connected to each of the surface water heat exchanger 10 and the deep water heat exchanger 20 to cool or heat the heat medium used;
Heat pump cooling and heating device using the surface water and deep sea water, characterized in that comprises a
제 1항에 있어서,
상기 탠덤형 히트펌프장치(40)는 하나 이상의 히트펌프(A,B) 유닛으로 구성되고, 상기 히트펌프(A,B) 유닛은 증발기(41)와 응축기(42)로 이루어졌으며, 각 히트펌프(A,B) 유닛의 증발기(41)와 응축기(42)의 물측 배관이 직렬로 연결되어 열매체가 다수개의 증발기(41)와 응축기(42) 내를 연속적으로 통과함으로써, 이론적인 로렌츠 사이클을 근사적으로 구현하는 것을 특징으로 하는 해양표층수와 해양심층수를 이용한 히트펌프 냉,난방 장치.
The method of claim 1,
The tandem-type heat pump device 40 is composed of one or more heat pump (A, B) units, the heat pump (A, B) unit is composed of an evaporator 41 and a condenser 42, each heat pump The evaporator 41 of the unit (A, B) and the water side pipes of the condenser 42 are connected in series so that the heat medium continuously passes through the plurality of evaporators 41 and the condenser 42, thereby approximating the theoretical Lorentz cycle. Heat pump cooling and heating device using the ocean surface water and deep sea water, characterized in that the implementation.
제 1항에 있어서,
상기 해양심층수(2)는 냉방시, 심층수용 열교환기(20)와, 냉방용 열교환기(30)를 관통하여 열교환한 후 해양심층수(2)를 이용하는 공정(60)으로 공급되고, 난방시에는 열교환과정 없이 해양심층수(2)를 이용하는 공정(60)으로 공급되는 것을 특징으로 하는 해양표층수와 해양심층수를 이용한 히트펌프 냉,난방 장치.
The method of claim 1,
The deep sea water (2) is supplied to the process (60) using deep sea water (2) after the heat exchange through the deep water heat exchanger (20) and the cooling heat exchanger (30) when cooling. Heat pump cooling and heating device using the deep sea water and deep sea water, characterized in that it is supplied to the process (60) using the deep sea water (2) without a heat exchange process.
제 1항에 있어서,
상기 사용처(50)의 열매체는 냉방시에는 심층수용 열교환기(20)를 통해 1차적으로 냉각된 후, 탠덤형 히트펌프장치(40)의 증발기(41)를 직렬로 관통하면서 추가적으로 냉각된 후, 사용처(50)로 공급되고, 난방시에는 탠덤형 히트펌프장치(40)의 응축기(42)를 직렬로 관통하여 가열된 후, 사용처(50)에 공급되는 것을 특징으로 하는 해양표층수와 해양심층수를 이용한 히트펌프 냉,난방 장치.
The method of claim 1,
The heating medium of the use place 50 is first cooled through the deep water heat exchanger 20 during cooling, and then additionally cooled while passing through the evaporator 41 of the tandem type heat pump device 40 in series. It is supplied to the use place 50, and when heated, it is heated through the condenser 42 of the tandem-type heat pump device 40 in series, and then supplied to the use place 50, the surface water and the deep sea water Heat pump cooling and heating device used.
해양표층수(1)와 해양심층수(2)를 이용한 히트펌프 냉,난방 장치의 작동방법에 있어서,
1차적으로 사용처(50)의 열매체를 심층수용 열교환기(20)를 통해 해양심층수(2)를 이용하여 냉각시킨 후, 사용처(50)에 공급하는 단계(S100);
상기 1차 열교환(S100)에도 사용처(50)의 냉방부하가 미처리시, 탠덤형 히트펌프장치(40) 중 첫번째 히트펌프(A)를 통해 열매체를 냉각시킨 후, 사용처(50)에 공급하는 단계(S110);
상기 탠덤형 히트펌프장치(40) 중 첫번째 히트펌프(A)를 통한 냉각(S110)에도 사용처(50)의 냉방부하가 미처리시, 탠덤형 히트펌프장치(40)의 히트펌프(A) 및 히트펌프(B)를 통해 열매체를 냉각시킨 후, 사용처(50)에 공급하는 단계(S120);
를 포함하여 냉방이 이루어지고,
난방시에는,
표층수용 열교환기(10)의 열매체가 해양표층수(1)와 열교환한 후, 탠덤형 히트펌프장치(40)의 증발기(41) 내로 전달되는 단계(S200);
사용처(50)의 열매체가 탠덤형 히트펌프장치(40)의 응축기(42) 내로 관통 이송시, 상기 탠덤형 히트펌프장치(40) 중 첫번재 히트펌프(A)로부터 열을 얻어 가열된 후, 사용처(50)로 공급되는 단계(S210);
상기 탠덤형 히트펌프장치(40) 중 첫번재 히트펌프(A)를 통한 가열(S210)에도 사용처(50)의 난방부하가 미처리시, 탠덤형 히트펌프장치(40)의 히트펌프(A) 및 히트펌프(B)를 통해 열매체를 가열한 후, 사용처(50)에 공급하는 단계(S220);
를 포함하여 난방이 이루어지는 것을 특징으로 하는 해양표층수와 해양심층수를 이용한 히트펌프 냉,난방 장치의 작동방법.
In the operation method of the heat pump cooling and heating device using the ocean surface water (1) and the deep sea water (2),
Primarily cooling the heat medium of the use place 50 using the deep sea water 2 through the deep water heat exchanger 20, and then supplying the heat medium to the use place 50 (S100);
When the cooling load of the place of use 50 is also untreated, the first heat exchange (S100), after cooling the heat medium through the first heat pump (A) of the tandem-type heat pump device 40, supplying to the place of use (50) (S110);
Among the tandem type heat pump apparatus 40, when the cooling load of the place of use 50 is also untreated, the heat pump A and the heat of the tandem type heat pump apparatus 40 are also untreated. After cooling the heat medium through the pump (B), supplying to the destination 50 (S120);
Cooling is made, including
At the time of heating,
After the heat medium of the surface water heat exchanger 10 exchanges heat with the ocean surface water 1, the heat medium is transferred into the evaporator 41 of the tandem type heat pump device 40 (S200);
When the heat medium of the place of use 50 is transferred through the condenser 42 of the tandem type heat pump device 40, heat is obtained from the first heat pump A of the tandem type heat pump device 40, and then heated. Supplying to the destination 50 (S210);
The heat pump A of the tandem type heat pump device 40 when the heating load of the use place 50 is also untreated in the heating (S210) through the first heat pump A of the tandem type heat pump device 40 and After heating the heat medium through the heat pump (B), supplying to the destination 50 (S220);
Method of operating a heat pump cooling and heating device using the surface water and deep sea water, characterized in that the heating is made, including.
KR1020100115653A 2010-11-19 2010-11-19 Air-conditioning and heating equipment using sea water and deep sea water source heat pump and method for controlling the same KR101156465B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020100115653A KR101156465B1 (en) 2010-11-19 2010-11-19 Air-conditioning and heating equipment using sea water and deep sea water source heat pump and method for controlling the same

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020100115653A KR101156465B1 (en) 2010-11-19 2010-11-19 Air-conditioning and heating equipment using sea water and deep sea water source heat pump and method for controlling the same

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20120054328A KR20120054328A (en) 2012-05-30
KR101156465B1 true KR101156465B1 (en) 2012-07-03

Family

ID=46270215

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020100115653A KR101156465B1 (en) 2010-11-19 2010-11-19 Air-conditioning and heating equipment using sea water and deep sea water source heat pump and method for controlling the same

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101156465B1 (en)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20160037707A (en) * 2014-09-29 2016-04-06 리턴에너지 주식회사 Heat pump system for hot water and cold water
KR101871198B1 (en) 2017-06-12 2018-06-27 김윤호 Cooling-Heating system using seawater heat source
CN110715423A (en) * 2019-10-17 2020-01-21 广东美的制冷设备有限公司 Air conditioner, control method and device thereof, electronic equipment and storage medium
KR20220067015A (en) 2020-11-17 2022-05-24 강원도립대학교산학협력단 Cold/hot heat supply system for temperature control of multi-stage complex aqua culture tank

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114353384B (en) * 2021-12-18 2023-10-20 青岛海尔空调电子有限公司 Air source heat pump unit and control method and control device thereof

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100765356B1 (en) 2006-11-09 2007-10-09 종합건축사사무소명승건축(주) Heat exchange system using sea water heat
KR100780281B1 (en) 2007-10-15 2007-11-28 (주)이에스 High efficient ground source heat pump system for cooling and heating
KR100830674B1 (en) 2007-07-13 2008-05-20 한국에너지기술연구원 Heat exchange system for surface water
KR100846164B1 (en) 2007-04-17 2008-07-14 주식회사 삼영 Subterranean heat collecting device and cooling and heating device thereby

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100765356B1 (en) 2006-11-09 2007-10-09 종합건축사사무소명승건축(주) Heat exchange system using sea water heat
KR100846164B1 (en) 2007-04-17 2008-07-14 주식회사 삼영 Subterranean heat collecting device and cooling and heating device thereby
KR100830674B1 (en) 2007-07-13 2008-05-20 한국에너지기술연구원 Heat exchange system for surface water
KR100780281B1 (en) 2007-10-15 2007-11-28 (주)이에스 High efficient ground source heat pump system for cooling and heating

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20160037707A (en) * 2014-09-29 2016-04-06 리턴에너지 주식회사 Heat pump system for hot water and cold water
KR101677120B1 (en) * 2014-09-29 2016-11-18 리턴에너지 주식회사 Heat pump system for hot water and cold water
KR101871198B1 (en) 2017-06-12 2018-06-27 김윤호 Cooling-Heating system using seawater heat source
CN110715423A (en) * 2019-10-17 2020-01-21 广东美的制冷设备有限公司 Air conditioner, control method and device thereof, electronic equipment and storage medium
CN110715423B (en) * 2019-10-17 2021-06-18 广东美的制冷设备有限公司 Air conditioner, control method and device thereof, electronic equipment and storage medium
KR20220067015A (en) 2020-11-17 2022-05-24 강원도립대학교산학협력단 Cold/hot heat supply system for temperature control of multi-stage complex aqua culture tank

Also Published As

Publication number Publication date
KR20120054328A (en) 2012-05-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN106686953B (en) Liquid cooling heat pipe heat dissipation system for cabinet server and control method thereof
CN106507647A (en) The cooling system that a kind of solar energy absorption type refrigeration is closed with liquid cold junction
KR101156465B1 (en) Air-conditioning and heating equipment using sea water and deep sea water source heat pump and method for controlling the same
CN100470152C (en) Dynamic high temperature cool accumulation air conditioner system
CN106765760A (en) A kind of heating system for reclaiming computer room liquid-cooling heat radiation amount
KR20120130358A (en) Heat pump system
CN104930620A (en) Double-cold-source fresh air unit utilizing solution for heat dissipation
RU2007123710A (en) HEATING INSTALLATION AND METHOD OF HEATING
JP2008202853A (en) Absorption type heat pump system
CN206352878U (en) A kind of heating system for reclaiming computer room liquid-cooling heat radiation amount
CN107860087A (en) Three cold source air conditioning groups
CN203880976U (en) Efficient energy-storage solar heat pump heating device operated all day
JP2013181676A (en) Air conditioning system and air conditioning method
KR20130036816A (en) Providing system for district heating using big temperature difference
JP2010038507A (en) Heat pump utilizing underground heat reserve
KR101290776B1 (en) Using for arranging substation transformer of water storage-type air source heat pump system
JP6777236B2 (en) Reverse osmosis treatment method and system
CN109882911B (en) Coupled heat pump type heating power station
CN206251568U (en) The cooling system that a kind of solar energy absorption type refrigeration is closed with liquid cold junction
CN205079451U (en) Two return circuits solar heat pump hot water device
CN108534570A (en) A kind of absorption big temperature difference heat-exchange unit
KR101188284B1 (en) Heat-pump system with counter-flow
KR101425962B1 (en) Binary Geothermal Power Generation System
CN108895715A (en) A kind of ground-source heat pump system using accumulation of energy based on cold and hot equilibrium idea suitable for southern area of China
KR20030081576A (en) heating and cooling apparatus using the heat pump

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20150513

Year of fee payment: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20160401

Year of fee payment: 5

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20170403

Year of fee payment: 6

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20180409

Year of fee payment: 7

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20190402

Year of fee payment: 8