KR101169848B1

KR101169848B1 - 공기열원히트펌프

Info

Publication number: KR101169848B1
Application number: KR1020090129452A
Authority: KR
Inventors: 홍창의
Original assignee: 홍창의
Priority date: 2009-12-23
Filing date: 2009-12-23
Publication date: 2012-07-30
Also published as: KR20110072498A

Abstract

본 발명은 공기열원히트펌프에 대한 것으로서, 더욱 상세하게는 외부 공기의 온도가 저하되더라도 증발기에서 적상을 발생시키지 않는 공기열원히트펌프에 대한 것이다.

본 발명에 따른 공기열원히트펌프는 압축기와, 응축기와, 교축수단과, 증발기와, 열교환기와, 냉매배관과, 냉각수배관과, 외기온도센서와, 개폐밸브를 포함한다. 상기 압축기는 냉매를 압축시킨다. 상기 응축기는 냉각수를 저온에서 고온으로 가열하기 위하여 상기 압축기에 의하여 압축된 냉매와 상기 저온의 냉각수를 열교환시킨다. 상기 교축수단은 상기 응축기에서 상기 냉각수와 열교환된 상기 냉매를 팽창시키기 위한 제1교축기 및 제2교축기를 구비한다. 상기 증발기는 상기 제1교축기에서 팽창된 상기 냉매를 외부 공기와 열교환시킨다. 상기 열교환기는 상기 증발기에서 열교환되는 냉매의 온도를 높이기 위하여 상기 제2교축기에서 팽창된 냉매를 상기 냉각수로 가열한다. 상기 냉매배관은 상기 냉매가 상기 압축기와 상기 응축기와 상기 제1교축기와 상기 증발기를 순환하도록 연결되고, 상기 제1교축기로 유입되기 전에 분기되어 상기 제2교축기와 상기 열교환기로 유입하여 상기 증발기로 합쳐져서 들어간다. 상기 냉각수배관은 상기 냉각수가 상기 열교환기에 유입된 후 상기 응축기로 유입되어 나가도록 연결된다. 상기 외기온도센서는 상기 증발기에 공급되는 외부 공기의 온도를 측정한다. 상기 개폐밸브는 상기 외기온도센서에서 측정된 외부 공기의 온도가 일정한 온도 이하이면 상기 열교환기로 냉매가 유입 될 수 있도록 상기 냉매의 흐름을 개폐한다.

히트펌프, 적상, 제상

Description

공기열원히트펌프{Air source heat pump}

공기열원히트펌프는 열을 흡수하고 방열하는 원리에 따라 압축식, 화학식, 흡수식, 흡착식 등으로 분류되며, 그 중에서 가정용으로 많이 사용되는 방식은 압축식 공기열원히트펌프이다. 이 압축식 공기열원히트펌프의 작동방법은 에어컨이 돌아가는 사이클의 반대방식이다. 냉방전용 에어컨이 실내에 설치된 실내기의 열교환 장치에서 열을 흡수하여 실외에 설치된 실외기의 열교환장치를 통해 열을 방열시키는 원리라면, 공기열원히트펌프는 반대로 실외의 열교환장치에서 열을 흡수하여 실내에 설치된 열교환장치를 통해 열을 방열시키는 원리이다.

도 4는 이러한 종래의 공기열원히트펌프이다. 도 4에 도시된 공기열원히트펌프는 압축기(51)와, 응축기(53)와, 교축기(55)와, 증발기(57)와, 냉매배관(59)과, 냉각수배관(61)을 포함한다.

상기 압축기(51)는 냉매배관(59)을 따라 순환하는 냉매를 고온고압으로 압축 시킨다. 응축기(53)는 냉각수배관(61)을 통하여 유입되는 저온의 냉각수를 고온으로 가열하기 위하여 압축기(51)에서 압축된 고온의 냉매와 냉각수배관(61)에서 공급되는 저온의 냉각수를 열교환 시킨다. 교축기(55)는 응축기(53)에서 응축된 고압의 냉매를 저압의 냉매로 팽창시킨다. 증발기(57)는 교축기(55)에서 팽창된 저압의 냉매를 외부 공기와 열교환시켜서 냉매를 증발시킨다. 그러면 냉각수배관(61)을 통하여 공급된 저온의 냉각수는 응축기(53)에서 가열되어 온수로 배출된다.

도 4에 도시된 종래의 공기열원히트펌프의 경우 증발기(57)에서 저온저압의 액체 및 기체 냉매가 외부 공기로부터 열을 공급받아서 기체 냉매로 상변환 된다. 냉매가 상변환되기 위해서는 증발기(57)에서 냉매는 외부 공기와 원활하게 열교환이 이루어져야 한다. 그러나 동하절기와 같이 외부 공기의 온도가 낮을 경우 적상이 발생하므로 외부 공기와 냉매의 열교환이 제대로 되지 않는다는 문제점이 있었다. 이 경우 제상운전을 해야하므로 사이클이 불안정하고, 성능계수(COP)가 저하된다는 문제점이 있었다.

또한, 종래의 공기열원히트펌프의 경우 압축기(51)로 공급되는 냉매가 적을 경우 압축기(51)에서 냉매가 과열되는 문제점이 있었다.

또한, 종래의 공기열원히트펌프의 경우 냉각수배관(61)에서 공급되는 냉각수의 온도가 낮을 경우 응축기(53)에서 냉매와 열교환이 제대로 되지 않는다는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위한 것이다. 본 발명은 증발기에서 적상이 발생하는 것을 방지할 수 있는 공기열원히트펌프를 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한, 본 발명은 압축기에 공급되는 냉매가 적을 경우 이를 보충할 수 있는 공기열원히트펌프를 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한, 본 발명은 냉각수배관에서 유입되는 냉각수의 온도가 낮을 경우 상기 냉각수의 온도를 높일 수 있는 공기열원히트펌프를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명에 따른 공기열원히트펌프는 압축기와, 응축기와, 교축수단과, 증발기와, 열교환기와, 냉매배관과, 냉각수배관과, 외기온도센서와, 개폐밸브를 포함한다. 상기 압축기는 냉매를 압축시킨다. 상기 응축기는 냉각수를 저온에서 고온으로 가열하기 위하여 상기 압축기에 의하여 압축된 냉매와 상기 저온의 냉각수를 열교환시킨다. 상기 교축수단은 상기 응축기에서 상기 냉각수와 열교환된 상기 냉매를 팽창시키기 위한 제1교축기 및 제2교축기를 구비한다. 상기 증발기는 상기 제1교축기에서 팽창된 상기 냉매를 외부 공기와 열교환시킨다. 상기 열교환기는 상기 증발기에서 열교환되는 냉매의 온도를 높이기 위하여 상기 제2교축기에서 팽창된 냉매를 상기 냉각수로 가열한다. 상기 냉매배관은 상기 냉매가 상기 압축기와 상기 응축기와 상기 제1교축기와 상기 증발기를 순환하도록 연결되고, 상기 제1교축기로 유입되기 전에 분기되어 상기 제2교축기와 상기 열교환기로 유입하여 상기 증발기로 합쳐져서 들어간다. 상기 냉각수배관은 상기 냉각수가 상기 열교환기에 유입된 후 상기 응축기로 유입되어 나가도록 연결된다. 상기 외기온도센서는 상기 증발기에 공급되는 외부 공기의 온도를 측정한다. 상기 개폐밸브는 상기 외기온도센서에서 측정된 외부 공기의 온도가 일정한 온도 이하이면 상기 열교환기로 냉매가 유입될 수 있도록 상기 냉매의 흐름을 개폐한다.

또한, 상기의 공기열원히트펌프에 있어서, 상기 냉각수배관은 상기 냉각수가 상기 응축기에 유입된 후 상기 열교환기로 유입되어 나가도록 연결되는 것도 가능 하다.

또한, 상기의 공기열원히트펌프는 토출온도센서와, 바이패스배관과, 바이패스밸브를 더 포함하는 것이 바람직하다. 상기 토출온도센서는 상기 압축기에서 압축된 냉매의 온도를 측정한다. 상기 바이패스배관은 상기 응축기에서 응축된 냉매를 상기 압축기로 공급할 수 있도록 상기 냉매배관에 연결된다. 상기 바이패스밸브는 상기 토출온도센서에서 측정된 냉매온도가 일정한 온도 이상이면 상기 바이패스배관을 통하여 상기 냉매가 흐를 수 있도록 상기 바이패스배관을 개폐한다.

또한, 상기의 공기열원히트펌프는 냉각수온도센서와, 혼합배관과, 혼합탱크와, 혼합밸브를 더 포함하는 것이 바람직하다. 상기 냉각수온도센서는 상기 냉각수배관으로 공급되는 상기 냉각수의 온도를 측정하기 위하여 상기 냉각수배관에 설치된다. 상기 혼합배관은 상기 냉각수배관에서 배출되는 상기 냉각수가 상기 냉각수배관으로 유입되는 냉각수와 혼합될 수 있도록 상기 냉각수배관에 연결된다. 상기 혼합탱크는 상기 냉각수배관으로 유입되는 냉각수와 상기 냉각수배관에서 배출되는 상기 냉각수를 혼합시킨다. 상기 혼합밸브는 상기 냉각수온도센서에서 측정된 상기 냉각수의 온도가 일정한 온도 이하인 경우 상기 혼합배관을 통하여 냉각수가 흐를 수 있도록 상기 혼합배관을 개폐한다.

또한, 상기의 공기열원히트펌프에 있어서, 상기 혼합탱크는 하우징과, 냉각수배관유입구와, 혼합배관유입구와, 냉각수배관유출구와, 격막을 구비하는 것이 바람직하다. 상기 하우징은 냉각수를 수용한다. 상기 냉각수배관유입구는 상기 냉각수배관에서 상기 냉각수가 상기 하우징으로 유입되도록 상기 하우징의 상부의 일측 에 형성된다. 상기 혼합배관유입구는 상기 혼합배관에서 상기 냉각수가 상기 하우징으로 유입되도록 상기 하우징의 상부의 타측에 형성된다. 상기 냉각수배관유출구는 상기 하우징에서 상기 냉각수배관으로 상기 냉각수가 유출되도록 상기 하우징의 하부의 일측에 형성된다. 상기 격막은 상기 냉각수배관유입구와 상기 혼합배관유입구에서 유입된 냉각수가 서로 혼합하여 상기 냉각수배관유출구로 유출될 수 있도록 상기 하우징의 상부와 하부의 사이에 설치되고, 복수의 관통공이 형성된다.

또한, 상기의 공기열원히트펌프는 정압밸브를 더 포함하는 것이 바람직하다. 상기 정압밸브는 상기 열교환기에서 열교환되어 나가는 냉매의 압력을 일정하게 하기 위하여 열교환밸브에 설치된다.

본 발명에 의하면, 외부 공기의 온도가 낮은 경우 응축기로 공급되는 냉각수를 사용하여 교축기에서 팽창된 냉매를 가열하는 열교환기를 구비한 공기열원히트펌프를 제공함으로써 적상현상을 방지할 수 있다. 따라서 제상운전이 필요 없으므로 운전사이클을 안정화시키고 성능계수(COP)를 높일 수 있다.

또한, 본 발명에 의하면 압축기에 공급되는 냉매가 적은 경우 응축기에서 배출된 냉매를 바로 압축기로 공급할 수 있는 바이패스배관을 구비한 공기열원히트펌프를 제공함으로써 압축기에서 냉매가 과열되는 것을 방지할 수 있다.

또한, 본 발명에 의하면 냉각수배관을 통하여 유입되는 냉각수의 온도가 낮을 경우 냉각수배관을 통하여 유출되는 냉각수의 일부를 냉각수배관을 통하여 유입되는 냉각수와 혼합할 수 있는 혼합배관을 구비한 공기열원히트펌프를 제공함으로 써 응축기로 제공되는 냉각수의 온도를 높일 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 공기열원히트펌프의 일 실시예의 개념도이다. 도 1을 참조하여 본 발명에 따른 공기열원히트펌프의 일 실시예를 설명한다.

도 1에 도시된 공기열원히트펌프는 압축기(11)와, 응축기(13)와, 교축수단(15)과, 증발기(19)와, 열교환기(21)와, 개폐밸브(23)와, 냉매배관(25)과, 냉각수배관(27)과, 토출온도센서(29)와, 바이패스배관(31)과, 바이패스밸브(33)와, 냉각수온도센서(35)와, 혼합배관(37)과, 혼합밸브(39)와, 혼합탱크(47)와, 외기온도센서(45)와, 정압밸브(38)를 포함한다.

냉매배관(25)은 냉매가 압축기(11)와, 응축기(13)와, 교축수단(15)의 제1교축기(16)와, 증발기(19)를 순환하도록 연결된다. 이때 냉매배관(25)은 냉매가 응축기(13)를 통과한 후 분기되어 일부가 교축수단(15)의 제2교축기(18)와, 열교환기(21)를 통과한 후 합쳐져서 증발기(19)로 흘러들어가도록 연결된다. 냉매배관(25)을 통하여 R-22의 냉매가 순환된다.

냉각수배관(27)은 냉각수가 열교환기(21)와 응축기(13)를 흐르도록 연결된다. 냉각수배관(27)을 통하여 냉각수는 대략 10 내지 20℃에서 60℃의 온수로 가열된다.

압축기(11)는 냉매배관(25)에 흐르는 냉매를 압축시킨다. 압축기(11)에서 냉매는 대략 90℃의 온도와 20kgf/㎠의 압력의 기체가 된다. 응축기(13)는 압축기(11)에서 가압된 냉매와 냉각수배관(27)에서 유입되는 냉각수를 열교환 시킨다. 즉 냉각수배관(27)을 통하여 유입되는 냉각수를 90℃의 냉매로 가열시킨다. 응축기(13)에서 냉각수는 60℃ 정도로 가열되며, 냉매는 60℃의 온도와 20kgf/㎠의 압력의 액체가 된다.

교축수단(15)은 제1교축기(16)와 제2교축기(18)를 구비한다. 제1교축기(16)는 증발기(19)로 유입되는 냉매를 팽창시키기 위하여 증발기(19)로 유입되는 냉매배관(25)에 설치된다. 제2교축기(18)는 열교환기(21)로 유입되는 냉매를 팽창시키기 위하여 열교환기(21)로 유입되는 냉매배관(25)에 설치된다. 제1교축기(16) 및 제2교축기(18)를 통과한 냉매는 0℃의 온도와 4kgf/㎠의 저압 액체 및 기체가 된다.

증발기(19)는 외부 공기로 증발기(19) 내부에 흐르는 냉매를 증발시킨다. 즉 증발기(19)는 외부 공기를 이용하여 제1교축기(16)에서 0℃ 온도와 4kgf/㎠ 압력의 액체 및 기체 상태의 냉매를 0℃ 온도와 4kgf/㎠ 저압 기체로 증발시킨다. 이때 하절기의 경우 외부 공기의 온도가 높으므로 냉매를 원활하게 증발시킬 수 있다. 그러나 동절기의 경우 외부 공기의 온도가 낮으므로 적상이 발생할 수 있다.

외기온도센서(45)는 증발기(19)에 설치되어 외부 공기의 온도를 측정한다.

개폐밸브(23)는 외기온도센서(45)에서 측정된 외부 공기의 온도가 일정한 온도 이하인 경우 열교환기(21)로 들어가는 냉매배관(25)을 개방하고, 그 온도보다 높을 경우 열교환기(21)로 들어가는 냉매배관(25)을 폐쇄한다. 즉 외부 공기의 온도가 적상이 발생할 정도의 온도 이하로 내려갈 경우 열교환기(21)로 들어가는 냉매배관(25)을 개방하여 냉매의 일부를 열교환기(21)로 흘러보내며, 그렇지 아니할 경우 열교환기(21)로 들어가는 냉매배관(25)을 폐쇄하여 냉매의 전부가 증발기(19)로 흐르도록 한다.

열교환기(21)는 증발기(19)에서 적상이 발생하는 것을 방지하는 역할을 한다. 이를 위하여 열교환기(21)는 냉각수배관(27)을 통하여 유입되는 30℃ 정도의 냉각수를 통하여 제2교축기(18)에서 팽창된 냉매를 가열한다. 냉매가 열교환기(21)를 통과한 경우 5.5kgf/㎠의 압력으로 가압된다. 열교환기(21)를 통과한 냉매는 제1교축기(16)를 통과한 냉매와 합쳐져서 증발기(19)로 유입되므로 증발기(19)의 냉매의 압력은 높아진다. 그래서 증발기(19)의 냉매의 온도는 상승하고 증발기(19) 내부에 발생된 적상을 제거할 수 있다.

토출온도센서(29)와, 바이패스배관(31)과, 바이패스밸브(33)는 압축기(11)에서 냉매가 과열되는 것을 방지하는 역할을 한다. 압축기(11)로 유입되는 냉매의 양이 적을 경우 냉매는 과열된다. 이를 방지하기 위하여 토출온도센서(29)는 압축기(11)에서 압축된 냉매의 온도를 측정한다. 그리고 바이패스배관(31)은 응축기(13)에 응축된 냉매가 압축기(11)로 유입될 수 있도록 냉매배관(25)에 연결된다. 바이패스밸브(33)는 토출온도센서(29)가 일정한 온도 이상일 경우 바이패스배관(31)을 개방하고 그 온도보다 낮을 경우 바이패스배관(31)을 폐쇄한다. 즉 토출온도센서(29)에서 측정된 냉매가 일정한 온도 이상으로 가열된 경우에만 바이패스밸브(33)가 개방되어 응축기(13)에서 압축기(11)로 냉매가 유입된다. 이 경우 냉매의 유량이 증가하여 압축기(11)에서 냉매가 과열되는 것을 방지할 수 있다.

냉각수온도센서(35)와, 혼합배관(37)과, 혼합밸브(39)와, 혼합탱크(47)는 냉 각수배관(27)으로 유입되는 냉각수의 온도가 낮을 경우 냉각수의 온도를 높여주는 역할을 한다. 냉각수는 냉각수배관(27)을 통하여 순환한다. 냉각수온도센서(35)는 냉각수배관(27)을 통하여 유입되는 냉각수의 온도를 측정한다. 혼합배관(37)은 응축기(13)에 가열된 냉각수가 냉각수배관(27)을 통하여 유입되는 냉각수와 혼합될 수 있도록 냉각수배관(27)에 연결된다. 혼합밸브(39)는 혼합배관(37)에 설치되어 냉각수온도센서(35)에서 측정된 냉각수의 온도가 일정한 온도 이하일 경우 혼합배관(37)을 개방하고, 그 온도보다 낮을 경우 혼합배관(37)을 폐쇄한다. 혼합탱크(47)는 혼합배관(37)과 냉각수배관(27)의 교차점에 설치되어 혼합배관(37)에서 들어오는 냉각수와 냉각수배관(27)으로 들어오는 냉각수를 혼합시켜 냉각수배관(27)으로 유입되게 한다. 이를 위하여 혼합탱크(47)는 도 2에 도시된 바와 같이 하우징(47a)과, 냉각수배관유입구(47b)와, 혼합배관유입구(47c)와, 냉각수배관유출구(47d)와, 격막(47e)을 구비한다. 하우징(47a)은 냉각수를 수용한다. 냉각수배관유입구(47b)는 냉각수배관(27)에서 냉각수가 하우징(47a)으로 유입되도록 하우징(47a)의 상부의 일측에 형성된다. 혼합배관유입구(47c)는 혼합배관(37)에서 냉각수가 하우징(47a)으로 유입되도록 하우징(47a)의 상부의 타측에 형성된다. 냉각수배관유출구(47d)는 하우징(47a)에서 냉각수배관(27)으로 냉각수가 유출되도록 하우징(47a)의 하부의 일측에 형성된다. 격막(47e)은 냉각수배관유입구(47b)와 혼합배관유입구(47c)에서 유입된 냉각수가 서로 혼합하여 냉각수배관유출구(47d)로 유출될 수 있도록 하우징(47a)의 상부와 하부의 사이에 설치되고, 격막(47e)에는 복수의 관통공(47f)이 형성되어 있다. 그래서 냉각수배관유입구(47b)와 혼합배관유입 구(47c)로 유입된 냉각수는 서로 혼합하여 냉각수배관유출구(47d)로 나간다. 혼합밸브(39)가 개방되면 혼합배관(37)을 통하여 응축기(13)에서 가열된 냉각수가 혼합탱크(47)로 유입되어 냉각수배관(27)을 통하여 혼합탱크(47)에 유입되는 냉각수와 혼합된다. 초기에 냉각수배관(27)을 통하여 유입되는 냉각수는 10 내지 20℃의 낮은 온도이다. 이 경우 혼합밸브(39)가 개방되어 60℃로 가열된 냉각수의 일부가 혼합된다. 그러면 10 내지 20℃의 냉각수는 30℃ 정도가 되어 열교환기(21)로 흘러들어간다.

정압밸브(38)은 열교환기(21)에서 가열되어 나가는 냉매의 압력을 일정하게 하는 역할을 한다. 이를 위하여 정압밸브(38)는 열교환기(21)의 출구측에 위치한 냉매배관(25)에 설치된다. 냉각수배관(27)에서 열교환기(21)로 유입되는 냉각수의 온도는 30℃ 가량이다. 그러나 열교환기(21)로 유입되는 냉각수의 온도가 35 ℃ 이상의 고온이 들어올 경우 열교환기(21)에서 나가는 냉매의 압력은 6kgf/㎟으로 올라간다. 이 경우 정압밸브(38)는 냉매의 압력이 올라가는 것을 방지한다. 여기서 미설명 부호인 41은 어큐뮬레이터이며, 43은 저장탱크이다.

도 3은 본 발명에 따른 공기열원히트펌프의 다른 실시예이다. 도 1에 도시된 실시예의 경우 냉각수배관(27)은 냉각수가 열교환기(21)로 먼저 유입된 후 응축기(13)로 유입되도록 설치되었다. 그러나 도 3에 도시된 실시예의 경우 냉각수배관(28)은 냉각수가 응축기(13)에 먼저 유입된 후 열교환기(21)로 유입되도록 설치되었다. 나머지 구성요소의 경우 도 1에 도시된 실시예와 동일하므로 자세한 설명은 생략한다.

도 1은 본 발명에 따른 공기열원히트펌프의 일 실시예의 개념도,

도 2는 도 1에 도시된 실시예의 혼합탱크의 개념도,

도 3은 본 발명에 따른 공기열원히트펌프의 다른 실시예의 개념도,

도 4는 종래의 공기열원히트펌프의 개념도이다.

<도면부호의 간단한 설명>

11 : 압축기 13 : 응축기

15 : 교축수단 16 : 제1교축기

18 : 제2교축기 19 : 증발기

21 : 열교환기 23 : 개폐밸브

25 : 냉매배관 27 : 냉각수배관

29 : 토출온도센서 31 : 바이패스배관

33 : 바이패스밸브 35 : 냉각수온도센서

37 : 혼합배관 38 : 정압밸브

39 : 혼합밸브 41 : 어큐뮬레이터

43 : 저장탱크 45 : 외기온도센서

47 : 혼합탱크 47a : 하우징

47b : 냉각수배관유입구 47c : 혼합배관유입구

47d : 냉각수배관유출구 47e : 격막

47f : 관통공

Claims

냉매를 압축시키기 위한 압축기와,

냉각수를 저온에서 고온으로 가열하기 위하여 상기 압축기에 의하여 압축된 냉매와 상기 저온의 냉각수를 열교환시키는 응축기와,

상기 응축기에서 상기 냉각수와 열교환된 상기 냉매를 팽창시키기 위한 제1교축기 및 제2교축기를 구비한 교축수단과,

상기 제1교축기에서 팽창된 상기 냉매를 외부 공기와 열교환시키기 위한 증발기와,

상기 증발기에서 열교환되는 냉매의 온도를 높이기 위하여 상기 제2교축기에서 팽창된 냉매를 상기 냉각수로 가열하는 열교환기와,

상기 냉매가 상기 압축기와 상기 응축기와 상기 제1교축기와 상기 증발기를 순환하도록 연결되고, 상기 제1교축기로 유입되기 전에 분기되어 상기 제2교축기와 상기 열교환기로 유입하여 상기 증발기로 합쳐져서 들어가는 냉매배관과,

상기 냉각수가 상기 열교환기에 유입된 후 상기 응축기로 유입되어 나가도록 연결된 냉각수배관과,

상기 증발기에 공급되는 외부 공기의 온도를 측정하기 위한 외기온도센서와,

상기 외기온도센서에서 측정된 외부 공기의 온도가 일정한 온도 이하이면 상기 열교환기로 냉매가 유입될 수 있도록 상기 냉매의 흐름을 개폐하기 위한 개폐밸브와,

상기 냉각수배관으로 공급되는 상기 냉각수의 온도를 측정하기 위하여 상기 냉각수배관에 설치된 냉각수온도센서와,

상기 냉각수배관에서 배출되는 상기 냉각수가 상기 냉각수배관으로 유입되는 냉각수와 혼합될 수 있도록 상기 냉각수배관에 연결된 혼합배관과,

상기 냉각수배관으로 유입되는 냉각수와 상기 냉각수배관에서 배출되는 상기 냉각수를 혼합시키는 혼합탱크와,

상기 냉각수온도센서에서 측정된 상기 냉각수의 온도가 일정한 온도 이하인 경우 상기 혼합배관을 통하여 냉각수가 흐를 수 있도록 상기 혼합배관을 개폐하기 위한 혼합밸브를 포함하는 것을 특징으로 하는 공기열원히트펌프.
냉매를 압축시키기 위한 압축기와,

냉각수를 저온에서 고온으로 가열하기 위하여 상기 압축기에 의하여 압축된 냉매와 상기 저온의 냉각수를 열교환시키는 응축기와,

상기 응축기에서 상기 냉각수와 열교환된 상기 냉매를 팽창시키기 위한 제1교축기 및 제2교축기를 구비한 교축수단과,

상기 제1교축기에서 팽창된 상기 냉매를 외부 공기와 열교환시키기 위한 증발기와,

상기 증발기에서 열교환되는 냉매의 온도를 높이기 위하여 상기 제2교축기에서 팽창된 냉매를 상기 냉각수로 가열하는 열교환기와,

상기 냉매가 상기 압축기와 상기 응축기와 상기 제1교축기와 상기 증발기를 순환하도록 연결되고, 상기 제1교축기로 유입되기 전에 분기되어 상기 제2교축기와 상기 열교환기로 유입하여 상기 증발기로 합쳐져서 들어가는 냉매배관과,

상기 냉각수가 상기 응축기에 유입된 후 상기 열교환기로 유입되어 나가도록 연결된 냉각수배관과,

상기 증발기에 공급되는 외부 공기의 온도를 측정하기 위한 외기온도센서와,

상기 외기온도센서에서 측정된 외부 공기의 온도가 일정한 온도 이하이면 상기 열교환기로 냉매가 유입될 수 있도록 상기 냉매의 흐름을 개폐하기 위한 개폐밸브와

상기 냉각수배관으로 공급되는 상기 냉각수의 온도를 측정하기 위하여 상기 냉각수배관에 설치된 냉각수온도센서와,

상기 냉각수배관에서 배출되는 상기 냉각수가 상기 냉각수배관으로 유입되는 냉각수와 혼합될 수 있도록 상기 냉각수배관에 연결된 혼합배관과,

상기 냉각수배관으로 유입되는 냉각수와 상기 냉각수배관에서 배출되는 상기 냉각수를 혼합시키는 혼합탱크와,

상기 냉각수온도센서에서 측정된 상기 냉각수의 온도가 일정한 온도 이하인 경우 상기 혼합배관을 통하여 냉각수가 흐를 수 있도록 상기 혼합배관을 개폐하기 위한 혼합밸브를 포함하는 것을 특징으로 하는 공기열원히트펌프.
제1항 또는 제2항에 있어서,

상기 압축기에서 압축된 냉매의 온도를 측정하기 위한 토출온도센서와,

상기 응축기에서 응축된 냉매를 상기 압축기로 공급할 수 있도록 상기 냉매배관에 연결된 바이패스배관과,

상기 토출온도센서에서 측정된 냉매온도가 일정한 온도 이상이면 상기 바이패스배관을 통하여 상기 냉매가 흐를 수 있도록 상기 바이패스배관을 개폐하기 위한 바이패스밸브를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 공기열원히트펌프.
제3항에 있어서, 상기 혼합탱크는

냉각수를 수용하는 하우징과,

상기 냉각수배관에서 상기 냉각수가 상기 하우징으로 유입되도록 상기 하우징의 상부의 일측에 형성된 냉각수배관유입구와,

상기 혼합배관에서 상기 냉각수가 상기 하우징으로 유입되도록 상기 하우징의 상부의 타측에 형성된 혼합배관유입구와,

상기 하우징에서 상기 냉각수배관으로 상기 냉각수가 유출되도록 상기 하우징의 하부의 일측에 형성된 냉각수배관유출구와,

상기 냉각수배관유입구와 상기 혼합배관유입구에서 유입된 냉각수가 서로 혼합하여 상기 냉각수배관유출구로 유출될 수 있도록 상기 하우징의 상부와 하부의 사이에 설치되고, 복수의 관통공이 형성된 격막을 구비하는 것을 특징으로 하는 공기열원히트펌프.
제4항에 있어서,

상기 열교환기에서 열교환되어 나가는 냉매의 압력을 일정하게 하기 위하여 열교환밸브에 설치된 정압밸브를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 공기열원히트펌프.
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