KR101170712B1 - Using a gas engine heat pump geothermal heating and cooling systems - Google Patents

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이찬용
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Abstract

PURPOSE: A cooling and heating system with a gas engine heat pump using geothermal heat is provided to improve cooling performance of a cooling and heating device in the gas engine heat pump by utilizing the geothermal heat as sub heat sources. CONSTITUTION: A cooling and heating system with a gas engine heat pump using geothermal heat comprises a cooling and heating device(100), an indoor unit(110), an outdoor unit(120), and three way valves(132,133). The indoor unit comprises an indoor heat exchanger(111) and a blower. The indoor heat exchanger discharges cold air or warm air. The blower supplies the discharged heat from the heat exchanger to a room. The out door unit comprises an outdoor heat exchanger(121) and the blower. The outdoor heat exchanger comprises a compressor connected to the indoor unit. The blower emits the heat to the outside. The three way valves are connected toward a thermal heat exchanger(200) in a refrigerant circuit.

Description

지열을 이용한 가스엔진히트펌프 냉난방 시스템{USING A GAS ENGINE HEAT PUMP GEOTHERMAL HEATING AND COOLING SYSTEMS}Geothermal heat engine gas pump heating and cooling system {USING A GAS ENGINE HEAT PUMP GEOTHERMAL HEATING AND COOLING SYSTEMS}

본 발명은 가스엔진히트펌프를 이용한 냉난방 시스템에 관한 것으로, 특히 지열을 이용하는 회로를 구성하여 냉방성능의 상승은 물론, 급탕 보일러에 적용할 때에 급탕 효율이 상승되도록 하여 에너지 효율성을 극대화시키기 위한 지열을 이용한 가스엔진히트펌프 냉난방 시스템에 관한 것이다.
The present invention relates to a cooling and heating system using a gas engine heat pump. In particular, a circuit using geothermal heat is formed to increase the cooling performance, as well as to increase the efficiency of hot water supply when applied to a hot water boiler. It relates to a gas engine heat pump cooling and heating system used.

히트펌프(Heat Pump)란, 낮은 온도의 열로부터 열을 흡수하고 이를 높은 온도의 열을 전달하는 것을 지칭하는 것으로, 보통 저온의 열을 사용하는 것을 냉방기라 불리우며, 고온의 열을 사용하는 것을 일반적으로 히트펌프라 칭하고 있다. Heat Pump refers to absorbing heat from low temperature heat and transferring it to high temperature heat. In general, the use of low temperature heat is called a cooler, and the use of high temperature heat is common. It is called heat pump.

이러한 히트펌프는 열을 흡수하고 방열하는 방식에 따라 압축식, 화학식, 흡수식, 흡착식 등 여러가지 방식이 있는데, 특히 압축기를 구동하는 동력원으로 모터를 사용하는 것을 전기식히트펌프(EHP; Electric Heat Pump)라 칭하고, 압축기 구동으로 가스엔진을 이용하는 것을 가스엔진히트펌프(GHP; Gas engine Heat Pump)라 칭하고 있다. Such heat pumps have various methods such as compression, chemical formula, absorption, and adsorption depending on the method of absorbing heat and radiating heat. In particular, the use of a motor as a power source for driving a compressor is called an electric heat pump (EHP). The use of a gas engine by driving a compressor is called a gas engine heat pump (GHP).

일반적으로 가스엔진히트펌프 시스템(GHP) 방식은 가스터빈을 이용하는 방식과 엔진을 이용한 방식이 주류를 이루는데, 상기 가스터빈이나 가스엔진의 구동력에 의해 압축기를 운전하여 난방 또는 냉방하는 방식을 일컫는다. In general, a gas engine heat pump system (GHP) method uses a gas turbine and a method using an engine. The gas engine heat pump system (GHP) refers to a method of heating or cooling a compressor by operating a gas turbine or a gas engine.

또한 일반 전기식히트펌프(EHP; Electric Heat Pump)와 가스엔진히트펌프시스템은 큰 차이는 없으나 상기 전기식히트펌프(EHP)는 2차에너지인 전기에 의해 운전되고 가스엔진히트펌프시스템(GHP)는 1차 에너지인 가스에 의해 구동되는 점에서 차이가 있다. In addition, the general electric heat pump (EHP) and the gas engine heat pump system is not a big difference, but the electric heat pump (EHP) is driven by electricity as a secondary energy, the gas engine heat pump system (GHP) is 1 There is a difference in that it is driven by the gas which is the secondary energy.

이러한 가스엔진히트펌프시스템(GHP)는 1차 에너지 연소시 나오는 배열을 난방에 활용할 수 있어 난방효율이 전기식히트펌프(EHP) 방식에 비해 높은 장점이 있고, 여름철 냉방용 전력 수요에 대한 억제효과도 있어 비교적 국가에너지 정책에도 부합되는 냉방 방식이라 할 수 있다. The gas engine heat pump system (GHP) can utilize the heat generated from the primary energy combustion for heating, which has the advantage of higher heating efficiency than the electric heat pump (EHP) method, and also suppresses the demand for cooling power in summer. Therefore, it can be said to be a cooling method that is consistent with national energy policy.

상기와 같은 효과를 갖는 가스엔진히트펌프(GHP; Gas engine Heat Pump)는 가스를 연소시키며 회전력을 발생시키는 가스엔진과, 상기 가스엔진에서 발생한 회전력을 전달받아 냉매를 압축하는 압축기를 구비하는 것으로, 압축기에 의해 압축된 냉매가 냉방사이클 구성요소들을 순환하면서 실내 공간의 냉,난방을 수행할 수 있도록 하고 있다. A gas engine heat pump (GHP) having the above effect includes a gas engine that burns gas and generates rotational force, and a compressor that receives the rotational force generated by the gas engine and compresses the refrigerant. The refrigerant compressed by the compressor circulates the cooling cycle components to perform cooling and heating of the indoor space.

즉, 상기한 가스엔진히트펌프(GHP)를 이용하는 경우 압축기, 응축기, 팽창밸브, 증발기 등으로 구성되는 일반적 구성에서, 압축기를 이용하여 냉매를 응축기 팽창밸브, 증발기 등의 폐회로를 순환시키면 냉매가 액체-기체-액체로 상태 변화되면서 응축기로부터는 열을 외부에 방출하고, 증발기에서는 외부의 열을 흡수하여 응축기를 가열원으로 증발기를 냉각원으로 이용하게 된다. That is, when the gas engine heat pump (GHP) is used, in a general configuration including a compressor, a condenser, an expansion valve, and an evaporator, when the refrigerant is circulated through a closed circuit such as a condenser expansion valve and an evaporator, the refrigerant is a liquid. As the state changes to gas-liquid, the condenser releases heat to the outside, and the evaporator absorbs external heat to use the condenser as a heating source and the evaporator as a cooling source.

이러한 냉방사이클을 역으로 운전할 때 냉방사이클은 난방사이클로 변환하게 되는데, 냉방사이클을 난방사이클로 전환 운전하고자 할 경우에는, 압축기로부터 발생되는 고온 고압의 냉매를 열교환기 즉 실내기 방향으로 흐르도록 4방향 밸브로 회로를 전환하도록 한다. When the cooling cycle is operated in reverse, the cooling cycle is converted into a heating cycle. When the cooling cycle is to be converted into a heating cycle, the high-temperature and high-pressure refrigerant generated from the compressor flows to the heat exchanger, that is, the indoor unit, to the 4-way valve. Switch the circuit.

특히 냉방시에는 과열된 엔진냉각수를 별도로 냉각하여야 되므로 공랭식휀의 크기가 커지게 되고 또한 전기소비동력 및 냉방성능이 저하되는 등의 문제점이 지적되고 있다. In particular, during cooling, the superheated engine coolant must be cooled separately, thereby increasing the size of the air-cooled fan and lowering the electric power consumption and cooling performance.

즉, 겨울철에 가스엔진을 이용하여 난방하고자 할 경우 가스엔진을 냉각하고 나온 과열된 냉각수를 실외열교환기에서 상대적으로 낮은 냉각수의 온도를 상승시켜 증발효과를 증대시키도록 하므로서 난방성능을 상승시키도록 하나, 이와는 달리 여름철에 냉방시에는 과열된 냉각수를 실외열교환기에서 방열시켜 실외열교환기가 응축하도록 하는 과정을 억제하는 역할을 하는 문제가 있다.
In other words, if you want to heat the gas engine in winter, the heating performance is increased by increasing the evaporation effect by increasing the temperature of the coolant from the superheated coolant from the outdoor heat exchanger. On the contrary, when cooling in summer, there is a problem in that the superheated cooling water is radiated from the outdoor heat exchanger to suppress the process of condensing the outdoor heat exchanger.

특허등록 제 10-0496895 호(2005. 6. 23 공고)Patent Registration No. 10-0496895 (Jun. 23, 2005)

따라서 본 발명은 상기한 문제점을 해소하기 위해 안출한 것으로서, 가스엔진히트펌프를 이용하는 냉난방시스템에서, 여름철 냉방시 과열된 냉각수를 실외열교환기에서 방열시켜 응축되도록 하는 과정에서 실외 온도가 높아 냉각수의 응축작용이 원할치 않은 문제를 지열을 이용하여 해소토록 하므로서 냉방시 실외기휀의 동력 및 부피를 줄이도록 하는데 그 목적이 있다. Therefore, the present invention has been made in order to solve the above problems, in the cooling and heating system using a gas engine heat pump, in the process of heat dissipating the superheated cooling water in the outdoor heat exchanger during summer cooling condensation of the cooling water high The purpose is to reduce the power and volume of the outdoor unit during cooling by solving the problem that unwanted action using geothermal heat.

또한 본 발명은 겨울철의 난방시스템 가동시 상대적으로 따뜻한 온도를 유지하는 지열을, 보일러 급수를 가열하는 보조열원으로 사용하여 지열을 가스엔진히트 펌프 냉난방기에서의 냉방 성능 향상은 물론, 급탕 보일러에서의 효율성을 개선하여 에너지를 절감할 수 있도록 하는 데 다른 목적이 있다.
In addition, the present invention uses geothermal heat that maintains a relatively warm temperature during operation of the heating system in winter, using geothermal heat as an auxiliary heat source for heating the boiler feed water to improve the cooling performance in the gas engine heat pump air conditioner, as well as efficiency in hot water boiler There is another purpose to improve energy savings.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은, The present invention for achieving the above object,

실내 열교환기를 포함하는 실내기, 상기 실내기로부터 배관 연결되어 실외 측으로 이어지는 것으로 송풍휀, 실외열교환기, 가스엔진히트펌프를 구비하는 실외기와 연결되어 실내기측으로 유동되는 냉매를 열교환시키고 동시에 실외열교환기측으로 유동되는 냉각수를 열교환시키는 가스엔진히트펌프 냉난방시스템에 있어서, An indoor unit including an indoor heat exchanger, the pipe connected from the indoor unit to the outdoor side is connected to the outdoor unit having a blow fan, outdoor heat exchanger, gas engine heat pump to heat exchange the refrigerant flowing to the indoor unit side and at the same time flows to the outdoor heat exchanger side In the gas engine heat pump air conditioning system for heat-exchanging cooling water,

상기 가스엔진히트펌프로부터 배관을 따라 상기 실외기의 실외열교환기측으로 유동되는 냉각수의 회로에서 지열열교환기측으로 연결되는 삼방밸브를 구비하여, It is provided with a three-way valve connected to the geothermal heat exchanger side in the circuit of the cooling water flowing from the gas engine heat pump to the outdoor heat exchanger side of the outdoor unit along the pipe,

난방시에는 상기 지열열교환기측으로 연결된 삼방밸브를 차단하여, 상기 가스엔진히트펌프로부터 실외열교환기측으로 냉각수가 유동되도록 제어하고, During heating, the three-way valve connected to the geothermal heat exchanger side is blocked to control the coolant to flow from the gas engine heat pump to the outdoor heat exchanger side.

냉방시에는 상기 지열열교환기측으로 연결된 삼방밸브를 개방하여, 상기 가스엔진히트펌프를 통과한 냉각수가 상기 지열열교환기측으로 유동되어 지중의 냉열과 열교환되도록 하는 것을 특징으로 하는 가스엔진히트펌프 냉난방시스템에 관한 것이다.
During cooling, the three-way valve connected to the geothermal heat exchanger side is opened so that the cooling water passing through the gas engine heat pump flows to the geothermal heat exchanger side to exchange heat with the cold heat of the ground. It is about.

본 발명에 의하면, 가스엔진히트펌프를 이용한 냉난방장치에서, 냉방시 과열된 냉각수를 실외 열교환기에서 방열시켜 실외 열교환기가 응축을 하는데 방해되는 요소를 차단할 수 있도록 자연열인 지열을 이용하여 냉방시 불필요한 실외기 휀의 동력 및 부피를 줄일 수 있도록 하여, 전체적인 운전에 따른 유지 비용의 절감은 물론, 냉방성능의 효율성을 높여 제품의 신뢰성을 향상시킬 수 있도록 하는 효과를 기대할 수 있다. According to the present invention, in a cooling and heating device using a gas engine heat pump, it is unnecessary to cool by using geothermal heat, which is natural heat, so that the superheated cooling water is radiated in an outdoor heat exchanger to block an element that prevents the outdoor heat exchanger from condensing. By reducing the power and volume of the outdoor unit, it is possible to reduce the maintenance cost of the overall operation and to improve the reliability of the product by increasing the efficiency of cooling performance.

아울러 본 발명은, 겨울철에 지열을 이용하여 보일러 급수를 가열하는 보조 열원으로의 사용이 가능하도록 하므로서, 급탕보일러의 급탕 효율성을 증대 시킬 수 있는 효과를 갖는다.
In addition, the present invention, by enabling the use as an auxiliary heat source for heating the boiler feed water using geothermal heat in winter, has the effect of increasing the hot water efficiency of the hot water boiler.

도 1은 본 발명에서의 실내 난방 상태를 나타낸 가스엔진히트펌프 냉난방시스템에서의 난방 회로 흐름을 도시한 도면
도 2는 본 발명에서의 실내 냉방 상태를 나타낸 가스엔진히트펌프 냉난방시스템에서의 난방 회로 흐름을 도시한 도면1 is a diagram illustrating a heating circuit flow in a gas engine heat pump air conditioning system showing an indoor heating state in the present invention.
2 is a diagram illustrating a heating circuit flow in a gas engine heat pump air conditioning system showing an indoor cooling state in the present invention.

이하 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부하는 도면을 참조하여 설명한다. Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

본 발명은 도 1 내지 도 2 에서 보는 바와 같이, 가스엔진히트펌프를 이용한 냉난방시스템에 관한 것으로 특히 지열열교환기(200)를 이용하여 겨울철과 같이 기온이 낮은 경우 실내의 난방을 위한 경우와 여름철과 같이 기온이 높은 경우 실내를 냉방하기 위한 경우에 선택적으로 상기 지열열교환기(200)의 선택 절환이 가능하도록 한 가스엔진히트펌프를 이용한 냉난방시스템을 제공한다. The present invention relates to a cooling and heating system using a gas engine heat pump as shown in Figures 1 to 2, in particular when the temperature is low, such as winter in the winter using the geothermal heat exchanger 200 and summer and As such, when the temperature is high, it provides a cooling and heating system using a gas engine heat pump to selectively switch the geothermal heat exchanger 200 to cool the room.

가스엔진히트펌프를 이용하는 냉난방시스템의 개괄적인 구성을 설명하면 도 1 내지 도 2에서 보는 바와 같이, 냉난방기(100)는 실내기(110)와 실외기(120)로 구분된다. Referring to the general configuration of a cooling and heating system using a gas engine heat pump, as shown in Figures 1 to 2, the air conditioner 100 is divided into an indoor unit 110 and an outdoor unit 120.

상기 실내기(110)에는 냉기 또는 온기를 발산하는 실내 열교환기(111)와 상기 실내 열교환기(111)의 발산열을 실내로 공급하는 송풍기(도면상 미도시)로 구성된다. The indoor unit 110 includes an indoor heat exchanger 111 for dissipating cold or warm air and a blower (not shown in the drawing) for supplying heat dissipation of the indoor heat exchanger 111 to the room.

또한 상기 실외기(120)에는 실내기(110)와 연결되는 압축기를 포함하는 실외 열교환기(121)와, 내부의 열을 외부로 발산하는 송풍기로 구성되는 것은 일반적이라 할 수 있다. In addition, the outdoor unit 120 may be generally composed of an outdoor heat exchanger 121 including a compressor connected to the indoor unit 110 and a blower that radiates heat from the inside to the outside.

여기서 상기 실내기(110)의 실내 열교환기(111)를 냉매가 순환하는 냉매관(112)이 연결되어 있는데, 상기 냉매관(112) 내부를 유동하는 냉매의 열교환을 위한 판형 열교환기(115)가 실외기(120) 내부에 구비되어 있고, 상기 냉매관(112)에 구비되는 사방밸브(113)를 통해 냉방시에는 실외열교환기(121)를 거쳐 실내측 팽창밸브(114)에서 저온, 저압의 냉매가 실내열교환기(111)에서 열교환되어 냉방이 되고, 난방시에는 사방밸브(113)를 통해 실내열교환기(111)로 고온, 고압의 냉매를 보내 난방을 하는 구조를 갖게 된다.
Here, the refrigerant pipe 112 through which the refrigerant circulates is connected to the indoor heat exchanger 111 of the indoor unit 110, and the plate heat exchanger 115 for heat exchange of the refrigerant flowing through the refrigerant pipe 112 is provided. It is provided inside the outdoor unit 120, when cooling through the four-way valve 113 provided in the refrigerant pipe 112, the refrigerant of low temperature, low pressure in the indoor expansion valve 114 through the outdoor heat exchanger 121 Is heat exchanged in the indoor heat exchanger 111 to be cooled, and when heated, has a structure for heating by sending a high-temperature, high-pressure refrigerant to the indoor heat exchanger 111 through the four-way valve 113.

아울러 상기 실외기(120)의 내부에는 상기 냉매관(112)을 유동하는 냉매와 열교환하기 위해, 판형 열교환기(115)측으로 냉각수를 유동하기 위한 냉각수 회로를 구성하게 된다. In addition, in order to exchange heat with the refrigerant flowing in the refrigerant pipe 112 in the outdoor unit 120, a coolant circuit for flowing the coolant to the plate heat exchanger 115 is configured.

상기 가스엔진히트펌프(130)는 냉각수를 유동시키기 위한 것으로, 도 1 에서 보는 바와 같이 냉각수배관(131)을 통해 냉각수가 유동되어지되 냉각수삼방밸브(132)의 제어에 의해 상기 판형 열교환기(115)측으로 유동되어 냉각수와 냉매간 열교환이 이루어지도록 하고, 아울러 냉각수배관(131)과 실외기(120)의 실외열교환기(121)와 연결되도록 하여 냉각수배관(131)측으로부터 실외열교환기(121)측으로 유동되는 냉각수의 흐름을 제어하기 위한 전동삼방밸브(133)를 구비한다. The gas engine heat pump 130 is for flowing the coolant, and as shown in FIG. 1, the coolant is flowed through the coolant pipe 131, but the plate heat exchanger 115 is controlled by the coolant three-way valve 132. To the heat exchange between the cooling water and the refrigerant, and to be connected to the outdoor heat exchanger 121 of the cooling water pipe 131 and the outdoor unit 120 to the outdoor heat exchanger 121 side from the cooling water pipe 131 side. It is provided with an electric three-way valve 133 for controlling the flow of the cooling water flowing.

상기 전동삼방밸브(133)는 지열열교환기(200)측으로 이어지는 지열냉각수배관(210)과 연결되어, 전동상방밸브(133)의 제어에 의해 냉각수가 지열열교환기(200)측으로 유동되는 것을 제어한다. The electric three-way valve 133 is connected to the geothermal cooling water pipe 210 leading to the geothermal heat exchanger 200 side, and controls the cooling water flow to the geothermal heat exchanger 200 side by the control of the electric upper valve 133. .

한편 상기 지열열교환기(200)는 전술한 바와 같이 가스엔진히트펌프(130)를 통해 유동 되는 냉각수가 유입되거나 또는 유입이 차단될 수 있는데, 냉각수가 유입될 경우 유입된 냉각수와의 열교환이 이루어지도록 하기 위해 지열열교환기(200)측으로 지열을 갖는 작동유체가 유입 순환되도록 하기 위한 지열순환펌프(220)를 구비하고, 아울러 지열열교환기(200) 내부에서 지열을 갖는 작동유체와 냉각수간 열교환에 의해 온도가 상승 되는 것을 이용하여, 별도의 보일러배관(231)을 통하여 보일러급수펌프(230)를 이용하여 온수로의 활용이 가능하도록 하는 것이 바람직하다.
On the other hand, the geothermal heat exchanger 200, as described above, the coolant flowing through the gas engine heat pump 130 may be introduced or the inflow can be blocked, so that the heat exchange with the introduced coolant when the coolant is introduced In order to provide a geothermal heat circulation pump 220 to the geothermal heat exchanger 200 to the inlet circulation of the working fluid having a geothermal heat, and also by the heat exchange between the working fluid having a geothermal heat inside the geothermal heat exchanger 200 and the cooling water By using the temperature is increased, it is preferable to enable the utilization of the hot water furnace using the boiler feed water pump 230 through a separate boiler pipe 231.

상기한 구성을 갖는 본 발명을 이용하여 먼저 도 1을 참조하여 가스엔진히트펌프 냉난방시스템에서 난방시의 회로 흐름을 설명한다. By using the present invention having the above-described configuration, first, the circuit flow during heating in the gas engine heat pump cooling and heating system will be described with reference to FIG. 1.

도 1은 동절기 사용상태인 실내 난방 상태를 나타낸 가스엔진히트펌프 냉난방시스템에서의 난방 회로 흐름을 도시한 도면으로, 본 발명의 냉난방 시스템을 통해 실내를 난방할 경우에, 사용자의 외부 조작에 따라 제어부(미도시)를 난방모드로 선택하게 되면, 실내기(110)에서는 온풍이 발산하게 된다. 1 is a view illustrating a flow of a heating circuit in a gas engine heat pump air-conditioning system showing an indoor heating state in a winter use state, in the case of heating a room through the air-conditioning system of the present invention, according to an external operation of a user. When the heating mode is selected (not shown), the warm air is emitted from the indoor unit 110.

즉, 상기 실내기(110)를 구성하는 실내 열교환기(111)는 온열을 발산하기 위해 응축 작용을 하게 되고, 상기 실외 열교환기(121)는 냉기를 외부로 방출하는 증발 작용을 수행하게 된다. That is, the indoor heat exchanger 111 constituting the indoor unit 110 is condensed to dissipate heat, and the outdoor heat exchanger 121 performs an evaporation to release cold air to the outside.

이 과정에서 가스엔진히트펌프(130)의 가스엔진을 냉각하고 있는 온도가 상승된 상태의 냉각수가 배기열을 회수하고 전동삼방밸브(133)가 지열열교환기(200)측으로 유동되는 냉각수를 차단하고, 실외기(120)의 실외 열교환기(121)측으로 유동되도록 하여, 난방 효율을 높일 수 있도록 하고 있으며, 실외 열교환기(121)에서 냉각된 냉각수는 전동삼방밸브(133)을 통해 냉각수순환펌프(134)측으로 유입되어 가스엔진히트펌프(130)의 가스엔진(135)을 냉각하는 과정을 반복 수행하게 된다. In this process, the coolant in the state where the temperature of the gas engine heat pump 130 that cools the gas engine recovers exhaust heat, and the electric three-way valve 133 blocks the coolant flowing to the geothermal heat exchanger 200 side. The outdoor unit 120 is flowed to the outdoor heat exchanger 121 side to increase the heating efficiency, and the cooling water cooled in the outdoor heat exchanger 121 is a cooling water circulation pump 134 through the electric three-way valve 133. It is introduced to the side to repeat the process of cooling the gas engine 135 of the gas engine heat pump 130.

이때, 지열열교환기(200)는 지열순환펌프(220)를 통해 지열을 포함하는 작동유체가 순환되는 상태에 있게 되도록 하며, 지열열교환기(200)의 용매와 열교환되도록 한다. At this time, the geothermal heat exchanger 200 is such that the working fluid containing geothermal heat is circulated through the geothermal circulation pump 220, and the heat exchanger with the solvent of the geothermal heat exchanger 200.

이와 같이 지열열교환기(200)의 용매와 열교환된 지열을 포함하는 작동유체는 지열순환펌프(220)를 통해 유출되고, 온도가 상승된 용매는 지열열교환기(200)와 연결되는 별도의 보일러급수펌프(230)를 이용하여, 온수를 외부로 공급할 수 있게 된다.
As such, the working fluid including geothermal heat exchanged with the solvent of the geothermal heat exchanger 200 flows out through the geothermal circulation pump 220, and the solvent whose temperature is elevated is a separate boiler water supply connected to the geothermal heat exchanger 200. By using the pump 230, it is possible to supply hot water to the outside.

한편, 이와는 달리 상기한 구성을 갖는 본 발명을 이용하여 도 2를 참조하여 가스엔진히트펌프 냉난방시스템에서 냉방시의 회로 흐름을 설명한다. On the other hand, with reference to Figure 2 using the present invention having the above configuration will be described the circuit flow during cooling in the gas engine heat pump cooling and heating system.

도 2는 본 발명에 따른 냉난방 시스템에서 하절기의 사용 상태인 실내 냉방상태를 도시한 회로도로, 본 발명의 냉난방장치를 통해 실내를 냉방할 경우, 사용자는 외부 조작에 의해 도시하지 않은 제어부를 냉방모드로 선택 전환하게 된다. Figure 2 is a circuit diagram showing the indoor cooling state of the summer use state in the cooling and heating system according to the present invention, when cooling the room through the air conditioning apparatus of the present invention, the user by the external operation in the control mode not shown in the cooling mode Will switch to select.

이와 같이 냉방모드로 전환되면, 상기 실내기(110)를 구성하는 실내 열교환기(111)는 냉열을 발산하는 증발 작용을 수행하게 되고, 상기 실외에 구비되어 있는 실외 열교환기(121)는 열기를 외부로 방출하는 응축 작용을 수행하게 된다. When the air conditioner is switched to the cooling mode as described above, the indoor heat exchanger 111 constituting the indoor unit 110 performs an evaporation function for dissipating cooling heat, and the outdoor heat exchanger 121 provided in the outdoors heats the heat outside. The condensation action is released.

여기서 상기 실외 열교환기(121)는 고온의 냉각수를 냉각하여야 하므로, 이에 따른 휀모터의 회전수를 상당히 요구하게 되어 전기동력의 과도한 사용이 불가피하게 된다. In this case, since the outdoor heat exchanger 121 needs to cool the high temperature cooling water, the rotational speed of the shock motor is considerably required, and excessive use of electric power is inevitable.

따라서 본 발명은 이를 해소하기 위해, 가스엔진히트펌프(130)에서 냉각을 하고 유동하는 고온의 냉각수를 상기 실외 열교환기(121)측으로 유동하여 응축하기 전에, 전동삼방밸브(133)를 조작하여 지열열교환기(200)측으로 냉각수가 유동되도록 제어하므로서, 고온의 냉각수가 지열열교환기(200)측으로 유동되도록 한다. Therefore, in order to solve this problem, the electric three-way valve 133 is operated by geothermal heat before cooling and condensing the high-temperature cooling water flowing in the gas engine heat pump 130 to the outdoor heat exchanger 121 side. By controlling the cooling water to flow to the heat exchanger 200 side, the high temperature cooling water flows to the geothermal heat exchanger 200 side.

이와 같이 지열열교환기(200)측으로 유입된 고온의 냉각수는 지열순환펌프(220)에 의해 공급되는 지열을 갖는 작동유체와 열교환되어 방열되도록 한다. As such, the high temperature cooling water introduced into the geothermal heat exchanger 200 is heat-exchanged with the working fluid having geothermal heat supplied by the geothermal circulation pump 220.

상기와 같이 작동유체에 고온의 냉각수가 방열되며 열교환 된 후에는, 냉각수순환펌프(134)에 의해 다시 가스엔진히트펌프(130)의 가스엔진(135)측으로 유입되어 가스엔진(135)을 냉각하는 일련의 과정을 거치게 된다.
After the high temperature cooling water is radiated and heat-exchanged to the working fluid as described above, the cooling water circulation pump 134 flows back into the gas engine 135 side of the gas engine heat pump 130 to cool the gas engine 135. You will go through a series of processes.

100; 냉난방기 110; 실내기
111; 실내 열교환기 112; 냉매관
113; 사방밸브 114; 팽창밸브
120; 실외기 121; 실외 열교환기
130; 가스엔진히트펌프 131; 냉각수 배관
132; 냉각수 삼방밸브 133; 전동삼방밸브
134; 냉각수순환펌프 135; 가스엔진
200; 지열열교환기 210; 지열냉각수 배관
220; 지열순환펌프 230; 보일러급수펌프
231; 보일러배관100; Air conditioning unit 110; Indoor unit
111; Indoor heat exchanger 112; Refrigerant tube
113; Four-way valve 114; Expansion valve
120; Outdoor unit 121; Outdoor heat exchanger
130; Gas engine heat pump 131; Coolant piping
132; Cooling water three-way valve 133; Electric three way valve
134; Cooling water circulation pump 135; Gas engine
200; Geothermal heat exchanger 210; Geothermal cooling water piping
220; Geothermal circulation pump 230; Boiler Feed Pump
231; Boiler Piping

Claims (4)

실내 열교환기를 포함하는 실내기, 상기 실내기로부터 배관 연결되어 실외 측으로 이어지는 것으로 송풍휀, 실외열교환기, 가스엔진히트펌프를 구비하는 실외기와 연결되어 실내기측으로 유동되는 냉매를 열교환시키고 동시에 실외기측으로 유동되는 냉각수를 열교환시키는 가스엔진히트펌프 냉난방시스템에 있어서,
상기 가스엔진히트펌프로부터 배관을 따라 상기 실외기의 실외열교환기측으로 유동되는 냉각수의 회로에서 지열열교환기측으로 연결되는 삼방밸브를 구비하여,
난방시에는 상기 지열열교환기측으로 연결된 삼방밸브를 차단하여, 상기 가스엔진히트펌프로부터 실외열교환기측으로 냉각수가 유동되도록 제어하고,
냉방시에는 상기 지열열교환기측으로 연결된 삼방밸브를 개방하여, 상기 가스엔진히트펌프를 통과한 냉각수가 상기 지열열교환기측으로 유동되어 지중의 냉열과 열교환되도록 하는 것을 특징으로 하는 가스엔진히트펌프 냉난방시스템.
An indoor unit including an indoor heat exchanger, the pipe connected from the indoor unit to the outdoor side is connected to the outdoor unit having a blow fan, outdoor heat exchanger, gas engine heat pump to heat the refrigerant flowing to the indoor unit side and at the same time coolant flowing to the outdoor unit side In the gas engine heat pump cooling and heating system,
It is provided with a three-way valve connected to the geothermal heat exchanger side in the circuit of the cooling water flowing from the gas engine heat pump to the outdoor heat exchanger side of the outdoor unit along the pipe,
During heating, the three-way valve connected to the geothermal heat exchanger side is blocked to control the coolant to flow from the gas engine heat pump to the outdoor heat exchanger side.
When cooling, the gas engine heat pump air-conditioning system, by opening the three-way valve connected to the geothermal heat exchanger side, the cooling water passing through the gas engine heat pump flows to the geothermal heat exchanger side to exchange heat with the cold heat of the ground.
제 1 항에 있어서,
동절기 사용상태에서 난방모드로의 전환시, 실내 열교환기는 온열을 발산하기 위해 응축 작용을 하고, 상기 실외 열교환기는 냉기를 외부로 방출하는 증발 작용을 수행하도록 하기 위해, 상기 가스엔진히트펌프의 가스엔진을 냉각한 냉각수의 배기열을 회수하고 전동삼방밸브가 지열열교환기측으로 유동되는 냉각수를 차단하고, 상기 냉각수를 실외기의 실외 열교환기측으로 유동되도록 하여, 실외 열교환기에서 냉각된 냉각수는 상기 전동삼방밸브을 통해 냉각수순환펌프측으로 유입되어 가스엔진히트펌프의 가스엔진을 냉각하는 과정을 반복 수행하는 것을 포함하는 가스엔진히트펌프 냉난방시스템.
The method of claim 1,
When switching from the winter season to the heating mode, the indoor heat exchanger condenses to dissipate the heat, and the outdoor heat exchanger performs the evaporation to discharge the cold air to the outside, the gas engine of the gas engine heat pump. To recover the exhaust heat of the cooling water cooled and the electric three-way valve shuts off the cooling water flowing to the geothermal heat exchanger side, and the cooling water flows to the outdoor heat exchanger side of the outdoor unit, the cooling water cooled in the outdoor heat exchanger through the electric three-way valve A gas engine heat pump cooling and heating system comprising repeating a process of cooling a gas engine of a gas engine heat pump introduced into a cooling water circulation pump.
제 2 항에 있어서,
상기 지열열교환기는 지열순환펌프를 통해 지중의 지하수가 순환되는 상태에 서 상기 지열열교환기와 연결되는 보일러급수펌프를 이용하여 상기 지열열교환기의 용매와 열교환된 온수가 외부로 공급되도록 하는 것을 포함하는 가스엔진히트펌프 냉난방시스템.
The method of claim 2,
The geothermal heat exchanger is a gas comprising a hot water heat-exchanged with the solvent of the geothermal heat exchanger is supplied to the outside by using a boiler feed water pump connected to the geothermal heat exchanger in a state where groundwater in the ground is circulated through a geothermal circulation pump Engine heat pump air conditioning system.
제 1 항에 있어서,
하절기 사용상태에서 냉방모드로의 전환시, 상기 실내기를 구성하는 실내 열교환기는 냉열을 발산하는 증발 작용을 수행하고, 상기 실외 열교환기는 열기를 외부로 방출하는 응축 작용을 수행하기 위해, 상기 가스엔진히트펌프에서 냉각을 하고 유동하는 고온의 냉각수는 상기 실외 열교환기측으로 유동하여 응축하기 전에, 전동삼방밸브를 조작하여 상기 지열열교환기측으로 냉각수가 유동되도록 제어하여 지열순환펌프에 의해 공급되는 지중의 지하수와 열교환되며 방열된후, 상기 실외열교환기측으로 유동되어, 실내기의 실내 열교환기를 통과한 냉매와 열교환되도록 한 후, 냉각수순환펌프에 의해 상기 가스엔진히트펌프의 가스엔진을 냉각하는 과정을 반복 수행하는 것을 포함하는 가스엔진히트펌프 냉난방시스템.



The method of claim 1,
When switching from the summer use state to the cooling mode, the indoor heat exchanger constituting the indoor unit performs an evaporation action for dissipating cold heat, and the outdoor heat exchanger performs the condensation action for releasing heat to the outside. The high temperature cooling water cooled and flowed from the pump is operated by an electric three-way valve to control the cooling water to flow to the geothermal heat exchanger side before condensing by flowing to the outdoor heat exchanger side. After heat dissipation and heat dissipation, the gas flows to the outdoor heat exchanger to exchange heat with the refrigerant passing through the indoor heat exchanger of the indoor unit, and then repeats the process of cooling the gas engine of the gas engine heat pump by a cooling water circulation pump. Gas engine heat pump cooling and heating system comprising.



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