KR101205042B1 - Heat pump apparatus having defrosting function - Google Patents

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KR101205042B1 KR1020110005443A KR20110005443A KR101205042B1 KR 101205042 B1 KR101205042 B1 KR 101205042B1 KR 1020110005443 A KR1020110005443 A KR 1020110005443A KR 20110005443 A KR20110005443 A KR 20110005443A KR 101205042 B1 KR101205042 B1 KR 101205042B1
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Abstract

본 발명은 제상기능을 구비한 난방용 히트펌프 장치에 관한 것으로서, 본 발명에 따른 제상기능을 구비한 난방용 히트펌프 장치은 실내를 난방하기 위한 히트펌프에 있어서, 냉매를 압축하는 압축기; 실내에 배치되며, 상기 냉매와 실내 공기 사이의 열교환을 유도하는 실내열교환기; 상기 냉매를 팽창시키는 팽창밸브; 실외에 배치되며, 상기 냉매와 실외 공기 사이의 열교환을 유도하는 실외열교환기; 상기 압축기를 상기 실내열교환기 또는 상기 실외열교환기가 중 어느 하나와 선택적으로 연통시킴으로써, 실내를 난방하도록 상기 압축기로부터 압축된 냉매의 흐름을 상기 실내열교환기로 유도하거나 상기 실외열교환기의 표면온도가 실외 공기의 온도보다 높아지도록 상기 압축기로부터 압축된 냉매의 흐름을 상기 실외열교환기로 유도하는 밸브부; 상기 실외열교환기에 물리적인 진동을 발샘시킴으로써 상기 실외열교환기 표면에 형성되는 성에를 제거하는 제상부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
이에 의하여, 난방시 실외열교환기에 발생하는 성에를 녹임과 동시에 진동을 가해줌으로써 향상된 성능으로 실외열교환기를 제상 할 수 있는 제상기능을 구비한 난방용 히트펌프 장치이 제공된다.The present invention relates to a heating heat pump apparatus having a defrosting function. The heating heat pump apparatus having a defrosting function according to the present invention includes a compressor for compressing a refrigerant; An indoor heat exchanger disposed indoors and inducing heat exchange between the refrigerant and indoor air; An expansion valve for expanding the refrigerant; An outdoor heat exchanger disposed outdoors and inducing heat exchange between the refrigerant and outdoor air; Selectively communicating the compressor with either the indoor heat exchanger or the outdoor heat exchanger to direct the flow of refrigerant compressed from the compressor to the indoor heat exchanger to heat the room, or the surface temperature of the outdoor heat exchanger is determined by A valve unit configured to direct a flow of the refrigerant compressed from the compressor to the outdoor heat exchanger so as to be higher than a temperature of the compressor; And a defrost part which removes frost formed on the surface of the outdoor heat exchanger by exerting physical vibration to the outdoor heat exchanger.
Accordingly, a heating heat pump apparatus having a defrost function capable of defrosting an outdoor heat exchanger with improved performance by melting frost generated in an outdoor heat exchanger while heating and applying vibration is provided.

Description

제상기능을 구비한 난방용 히트펌프 장치{HEAT PUMP APPARATUS HAVING DEFROSTING FUNCTION} Heat pump device for heating with defrost function {HEAT PUMP APPARATUS HAVING DEFROSTING FUNCTION}

본 발명은 제상기능을 구비한 난방용 히트펌프 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 향상된 성능으로 실외열교환기를 제상할 수 있는 제상기능을 구비한 난방용 히트펌프 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a heating heat pump apparatus having a defrost function, and more particularly, to a heating heat pump apparatus having a defrost function capable of defrosting an outdoor heat exchanger with improved performance.

일반적으로 히트펌프는 냉매의 발열 또는 응축열을 이용하여 저온의 열원을 고온으로 전달하거나 고온의 열원을 저온으로 전달함으로써 하나의 장치에서 냉난방을 모두 수행하는 장치를 일컫는다.In general, a heat pump refers to a device that performs both heating and cooling in one device by transferring a low temperature heat source to a high temperature or a high temperature heat source to a low temperature by using heat of a refrigerant or heat of condensation.

특히, 겨울철 실내를 난방하기 위한 난방용 히트펌프는 압축기, 실외열교환기, 팽창밸브, 실내열교환기의 사이클로 구성되어, 실내열교환기로부터 발생하는 열을 이용하여 실내를 난방한다.In particular, the heating heat pump for heating the indoor room is composed of a cycle of a compressor, an outdoor heat exchanger, an expansion valve, an indoor heat exchanger, and heats the room using heat generated from the indoor heat exchanger.

하지만, 이러한 사이클로 동작하는 경우에 증발기로 작동되는 실외열교환기의 표면온도가 주위 공기의 이슬점이하로 떨어짐에 따라 서리가 발생하게 되고, 발생한 서리는 열교환량을 감소시킴으로써 전체적인 성능저하의 요인으로 작용하게 된다.However, when operating in such a cycle, frost occurs as the surface temperature of the outdoor heat exchanger operated by the evaporator drops below the dew point of the ambient air, and the generated frost acts as a factor of overall performance degradation by reducing the heat exchange amount. do.

종래에는 이러한 실외열교환기 표면의 서리를 제거하기 위하여 실외열교환기에 별도의 히터로 열을 가함으로써 서리를 녹이는 방법을 이용하고 있으나, 녹은 서리가 열교환기를 따라 흘러내리는 과정에서 다시 결빙되는 문제가 있었다.Conventionally, in order to remove the frost on the surface of the outdoor heat exchanger, a method of melting frost by applying heat to a separate heater in the outdoor heat exchanger has been used, but there has been a problem in that the melted frost freezes again while flowing along the heat exchanger.

따라서, 본 발명의 목적은 이와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 난방시의 히트펌프 사이클의 역사이클을 이용하여 실외열교환기의 표면에 발생한 성에를 녹이고, 제상부를 이용하여 실외열교환기에 진동을 가함으로써 향상된 성능으로 실외열교환기를 제상할 수 있는 제상기능을 구비한 난방용 히트펌프 장치을 제공함에 있다.Accordingly, an object of the present invention is to solve such a conventional problem, by using the reverse cycle of the heat pump cycle during heating to melt the frost generated on the surface of the outdoor heat exchanger, vibrating the outdoor heat exchanger using the defroster. The present invention provides a heat pump for heating having a defrost function capable of defrosting an outdoor heat exchanger with improved performance.

상기 목적은, 본 발명에 따라, 실내를 난방하기 위한 히트펌프에 있어서, 냉매를 압축하는 압축기; 실내에 배치되며, 상기 냉매와 실내 공기 사이의 열교환을 유도하는 실내열교환기; 상기 냉매를 팽창시키는 팽창밸브; 실외에 배치되며, 상기 냉매와 실외 공기 사이의 열교환을 유도하는 실외열교환기; 상기 압축기를 상기 실내열교환기 또는 상기 실외열교환기가 중 어느 하나와 선택적으로 연통시킴으로써, 실내를 난방하도록 상기 압축기로부터 압축된 냉매의 흐름을 상기 실내열교환기로 유도하거나 상기 실외열교환기의 표면온도가 실외 공기의 온도보다 높아지도록 상기 압축기로부터 압축된 냉매의 흐름을 상기 실외열교환기로 유도하는 밸브부; 상기 실외열교환기에 물리적인 진동을 발샘시킴으로써 상기 실외열교환기 표면에 형성되는 성에를 제거하는 제상부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 제상기능을 구비한 난방용 히트펌프 장치에 의해 달성된다.The object is, according to the present invention, a heat pump for heating a room, comprising: a compressor for compressing a refrigerant; An indoor heat exchanger disposed indoors and inducing heat exchange between the refrigerant and indoor air; An expansion valve for expanding the refrigerant; An outdoor heat exchanger disposed outdoors and inducing heat exchange between the refrigerant and outdoor air; Selectively communicating the compressor with either the indoor heat exchanger or the outdoor heat exchanger to direct the flow of refrigerant compressed from the compressor to the indoor heat exchanger to heat the room, or the surface temperature of the outdoor heat exchanger is determined by A valve unit configured to direct a flow of the refrigerant compressed from the compressor to the outdoor heat exchanger so as to be higher than a temperature of the compressor; It is achieved by a heat pump for heating having a defrost function comprising a; defrosting unit for removing frost formed on the surface of the outdoor heat exchanger by exerting physical vibration to the outdoor heat exchanger.

또한, 상기 제상부는 외주면에 돌출부가 형성되며, 회전 가능하게 마련되는 회전캠; 상기 회전캠이 회전하여 상기 돌출부와 접촉된 일단부가 접촉해제됨으로써 타단부가 상기 실외열교환기를 타격하는 타격부재;를 포함할 수 있다.In addition, the defrosting portion is formed on the outer circumferential surface, the rotation cam is rotatably provided; The rotating cam is rotated so that one end contacting the protruding portion is released contacting the other end hitting the outdoor heat exchanger;

또한, 상기 제상부는 상기 타격부재를 양분하되, 상기 타격부재의 회전회동이 가능하도록 상기 타격부재를 관통하는 회전축; 상기 타격부재의 회전캠측 단부를 상측으로 탄성지지 하는 탄성부재;를 더 포함하며, 상기 회전캠의 회전력에 의하여 상기 돌출부와 접촉된 상기 타격부재의 일단부를 하방으로 압축하고, 상기 회전캠의 지속적인 회전력에 의하여 상기 타격부재의 일단부가 상기 돌출부로부터 이탈됨으로써 상기 탄성부재의 탄성에너지에 의하여 상기 타격부재의 타단부가 상기 실외열교환기를 타격할 수 있다.The defrosting part may divide the striking member and rotate through the striking member to enable rotation of the striking member; And an elastic member elastically supporting the rotating cam side end of the striking member upward, compressing one end of the striking member in contact with the protruding portion downward by the rotational force of the rotary cam, and continuing rotating force of the rotary cam. One end of the striking member is separated from the protrusion by the other end of the striking member by the elastic energy of the elastic member may hit the outdoor heat exchanger.

상기 제어부는 상기 회전캠의 회전을 제어함으로써 상기 타격부재가 상기 실외열교환기의 타격주기를 제어할 수 있다.The controller may control the blow cycle of the outdoor heat exchanger by the striking member by controlling the rotation of the rotary cam.

또한, 상기 제상부는 상기 실외열교환기에 부착되어 고주파로 진동하는 고주파 진동자일 수 있다.The defroster may be a high frequency vibrator attached to the outdoor heat exchanger and vibrating at high frequency.

또한, 상기 실외열교환기의 표면에 발생한 성에를 감지하고, 상기 밸브부를 제어하여 상기 압축기로부터 압축된 냉매의 흐름을 상기 실외열교환기로 유도하며, 상기 제상부를 제어하여 상기 실외열교환기의 진동을 유발하는 제어부를 더 포함할 수 있다.In addition, sensing the frost generated on the surface of the outdoor heat exchanger, and control the valve unit to induce the flow of refrigerant compressed from the compressor to the outdoor heat exchanger, and control the defrosting unit to induce vibration of the outdoor heat exchanger The control unit may further include a.

본 발명에 따르면, 난방시 사이클의 역사이클을 운행하는 동시에 실외열교환기에 진동을 가함으로써 용이하게 성에를 제거할 수 있는 제상기능을 구비한 난방용 히트펌프 장치이 제공된다.According to the present invention, there is provided a heat pump apparatus for heating having a defrost function capable of easily removing frost by applying vibration to an outdoor heat exchanger while simultaneously operating a reverse cycle of a cycle during heating.

제어부는 적절한 주기를 가지고 실외열교환기를 타격하도록 캠과 타격부재를 제어함으로써 실외열교환기에 가해지는 물리적인 충격을 최소화함과 동시에 제상효율을 향상시킬 수 있다.The control unit may control the cam and the striking member so as to strike the outdoor heat exchanger at an appropriate period, thereby minimizing the physical shock applied to the outdoor heat exchanger and improving the defrosting efficiency.

고주파 진동자를 이용하여 물리적인 충격없이 실외열교환기에 진동을 가함으로써 실외열교환기 파손을 방지할 수 있다.By using a high frequency vibrator to vibrate the outdoor heat exchanger without a physical impact can damage the outdoor heat exchanger.

실외열교환기에 발생한 성에를 감지하여 밸브부 및 제상부를 적절하게 제어하는 제어부가 구비됨으로써 실외열교환기를 능동적으로 제어할 수 있다.By detecting the frost generated in the outdoor heat exchanger is provided with a control unit for appropriately controlling the valve unit and the defrosting unit it is possible to actively control the outdoor heat exchanger.

도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 제상기능을 구비한 난방용 히트펌프 장치이 난방모드인 경우의 사이클을 설명하기 위한 것이고,
도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 제상기능을 구비한 난방용 히트펌프 장치이 제상모드인 경우의 사이클을 설명하기 위한 것이고,
도 3은 본 발명의 제1실시예에 따른 제상기능을 구비한 난방용 히트펌프 장치의 실외열교환기와 제상부를 개략적으로 도시한 것이고,
도 4은 도 3의 제상기능을 구비한 난방용 히트펌프 장치의 제상부의 동작 단면도이고,
도 5은 본 발명의 제2실시예에 따른 제상기능을 구비한 난방용 히트펌프 장치의 실외열교환기와 제상부를 개략적으로 도시한 것이다.1 is for explaining a cycle when the heating heat pump apparatus having a defrost function according to the first embodiment of the present invention in the heating mode,
2 is for explaining a cycle when the heating heat pump device having a defrost function according to the first embodiment of the present invention in the defrost mode,
FIG. 3 schematically illustrates an outdoor heat exchanger and a defrost unit of a heat pump apparatus for heating having a defrost function according to a first embodiment of the present invention.
4 is a cross-sectional view of an operation of a defrost part of the heat pump apparatus for heating having a defrost function of FIG.
FIG. 5 schematically illustrates an outdoor heat exchanger and a defrost part of a heat pump apparatus for heating having a defrost function according to a second embodiment of the present invention.

설명에 앞서, 여러 실시예에 있어서, 동일한 구성을 가지는 구성요소에 대해서는 동일한 부호를 사용하여 대표적으로 제1실시예에서 설명하고, 그 외의 실시예에서는 제1실시예와 다른 구성에 대해서 설명하기로 한다.Prior to the description, components having the same configuration are denoted by the same reference numerals as those in the first embodiment. In other embodiments, configurations different from those of the first embodiment will be described do.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 제1실시예에 따른 제상기능을 구비한 난방용 히트펌프 장치에 대하여 상세하게 설명한다.Hereinafter, a heat pump for heating having a defrost function according to a first embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 제상기능을 구비한 난방용 히트펌프 장치이 난방모드인 경우의 사이클을 설명하기 위한 것이고, 도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 제상기능을 구비한 난방용 히트펌프 장치이 제상모드인 경우의 사이클을 설명하기 위한 것이다.1 is for explaining a cycle when the heating heat pump apparatus having a defrost function according to the first embodiment of the present invention in the heating mode, Figure 2 is equipped with a defrost function according to the first embodiment of the present invention This is for explaining the cycle in the case where the heating heat pump apparatus is in the defrost mode.

도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 제1실시예에 따른 제상기능을 구비한 난방용 히트펌프 장치(100)은 압축기(110)와 실내열교환기(120)와 팽창밸브(130)와 실외열교환기(140)와 밸브부(150)와 제상부(160)와 제어부(170)를 포함한다.1 and 2, the heat pump 100 for heating having a defrost function according to the first embodiment of the present invention is the compressor 110, the indoor heat exchanger 120, the expansion valve 130 and the outdoor The heat exchanger 140, the valve unit 150, the defrosting unit 160, and the control unit 170 are included.

상기 압축기(110)는 냉매를 고온고압의 상태로 압축하는 부재로서, 후술하는 밸브부(150)의 작동에 따라 압축된 냉매의 흐름이 실내열교환기(120) 또는 실외열교환기(140) 중 어느하나로 유도된다. The compressor 110 is a member for compressing the refrigerant in a state of high temperature and high pressure, and the flow of the refrigerant compressed according to the operation of the valve unit 150 to be described later is any of the indoor heat exchanger 120 or the outdoor heat exchanger 140. Induced to one.

상기 실내열교환기(120)는 건물(10) 내부에 설치됨으로써 내부의 냉매와 실내 공기와의 열교환을 유도하는 부재이다.The indoor heat exchanger 120 is a member that is installed inside the building 10 to induce heat exchange between the refrigerant inside and the indoor air.

상기 팽창밸브(130)는 일단이 실내열교환기(120)와 연결되고 타단은 실외열교환기(140)와 연결되며, 실내열교환기(120) 또는 실외열교환기(140) 중 어느 하나로부터 제공된 냉매를 저온저압의 상태로 팽창시켜 다른 하나로 전달하는 부재이다.One end of the expansion valve 130 is connected to the indoor heat exchanger 120 and the other end is connected to the outdoor heat exchanger 140, and the refrigerant provided from any one of the indoor heat exchanger 120 or the outdoor heat exchanger 140. It is a member that expands to a state of low pressure and low pressure and transfers it to another.

상기 실외열교환기(140)는 건물(10) 외부에 설치됨으로써 냉매와 건물(10)의 실외 공기와의 열교환을 유도하는 부재에 해당하며, 내부에 냉매가 흐르는 열교환 파이프(141)가 형성되어 열교환 면적을 넓힌다.The outdoor heat exchanger 140 is installed outside the building 10 to correspond to a member for inducing heat exchange between the refrigerant and the outdoor air of the building 10, and a heat exchange pipe 141 through which the refrigerant flows is formed to exchange heat. Increase the area

상기 밸브부(150)는 냉매의 흐름을 실내열교환기(120) 또는 실외열교환기(140) 중 어느 하나 쪽으로 유도하는 부재에 해당한다.The valve unit 150 corresponds to a member that directs the flow of the refrigerant toward either the indoor heat exchanger 120 or the outdoor heat exchanger 140.

즉, 밸브부(150)는 건물(10)의 실내 난방모드시에는 압축부(110)로부터 압축된 냉매의 흐름을 실내열교환기(120)로 유도하고, 제상모드시에는 압축부(110)로부터 압축된 냉매의 흐름을 실외열교환기(140)로 유도함으로써 실내 난방모드시 작동되는 사이클의 역방향 사이클이 되도록 한다.That is, the valve unit 150 guides the flow of the refrigerant compressed from the compression unit 110 to the indoor heat exchanger 120 in the indoor heating mode of the building 10, and from the compression unit 110 in the defrost mode. The flow of the compressed refrigerant to the outdoor heat exchanger 140 to be the reverse cycle of the cycle operated in the indoor heating mode.

도 3은 본 발명의 제1실시예에 따른 제상기능을 구비한 난방용 히트펌프 장치(100)의 실외열교환기(140)와 제상부(160)를 개략적으로 도시한 것이다.FIG. 3 schematically illustrates an outdoor heat exchanger 140 and a defrost unit 160 of the heat pump 100 for heating having a defrost function according to the first embodiment of the present invention.

도 3을 참조하면, 상기 제상부(160)는 실외열교환기(140)의 표면에 생성되는 성에를 제거하기 위한 것으로서, 회전캠(151)과 타격부재(153)와 회전축(154)과 지지부재(155)와 탄성부재(156)를 포함한다.Referring to FIG. 3, the defrosting part 160 is for removing frost generated on the surface of the outdoor heat exchanger 140, and the rotary cam 151, the striking member 153, the rotary shaft 154, and the supporting member. 155 and an elastic member 156.

상기 회전캠(151)은 외주면으로부터 외곽으로 돌출되는 돌출부(152)가 형성되며 회전가능하도록 구성되는 캠형상으로 구비된다. 회전캠(151)은 소정의 구동부재에 의하여 회전력이 인가됨으로써 회전하게 된다.The rotary cam 151 is provided in a cam shape configured to be rotatable and a protrusion 152 protruding outward from the outer circumferential surface. The rotary cam 151 is rotated by applying a rotational force by a predetermined driving member.

상기 타격부재(153)는 실외열교환기(140)의 열교환 파이프(141) 표면을 직접 타격함으로써 실외열교환기(140)에 진동이 유발되도록 하는 부재로서, 긴 바(bar) 형상으로 마련된다. The striking member 153 is a member that causes vibration to the outdoor heat exchanger 140 by directly hitting the surface of the heat exchange pipe 141 of the outdoor heat exchanger 140, and is provided in a long bar shape.

긴 바 형상으로 구성되는 타격부재(153)는 실외열교환기(140) 측의 일단부가 실외열교환(140)기 쪽으로 소정길이 절곡됨으로써, 실외열교환기(140) 열교환 파이프(141)의 표면과 접촉하도록 하되, 실외열교환기(140)의 타단부는 회전캠(151) 측에 위치하여 회전캠(151)의 회전시에 돌출부(152)와 접촉되도록 하되 돌출부(152)가 형성되지 않는 회전캠(151)의 외주면과는 이격되게 배치됨으로써 비접촉 상태를 유지한다. The striking member 153 having a long bar shape has one end portion of the outdoor heat exchanger 140 side bent a predetermined length toward the outdoor heat exchanger 140 so as to contact the surface of the heat exchanger pipe 141 of the outdoor heat exchanger 140. However, the other end of the outdoor heat exchanger 140 is located on the side of the rotary cam 151 to be in contact with the protrusion 152 when the rotary cam 151 rotates, but the rotary cam 151 is not formed with the protrusion 152. It is arranged to be spaced apart from the outer peripheral surface of the) to maintain a non-contact state.

한편, 타격부재(153)의 중심에는 후술하는 회전축(154)이 수용될 수 있도록 소정직경의 관통부가 형성된다.Meanwhile, a penetrating portion having a predetermined diameter is formed at the center of the striking member 153 to accommodate the rotating shaft 154 described later.

상기 회전축(154)은 타격부재(153)의 중심에 형성되는 관통부에 수용되어 타격부재(153)가 소정각도로 회전회동 할 수 있도록 한다. 한편, 회전축(154)을 중심으로 타격부재(153)는 실외열교환기(140) 쪽의 단부와 회전캠(151) 쪽의 단부로 양분될 수 있다.The rotating shaft 154 is accommodated in the through-hole formed in the center of the striking member 153 to allow the striking member 153 to rotate at a predetermined angle. Meanwhile, the striking member 153 may be divided into an end portion at the side of the outdoor heat exchanger 140 and an end portion at the side of the rotation cam 151 with respect to the rotation shaft 154.

상기 지지부재(155)는 타격부재(153)의 하방에 설치됨으로써, 후술하는 탄성부재(156)가 이탈되지 않도록 지지하기 위한 부재이다.The support member 155 is installed below the striking member 153, and is a member for supporting the elastic member 156 to be described later so as not to be separated.

상기 탄성부재(156)는 타격부재(153)와 지지부재(155)의 사이 공간에 마련됨으로써 타격부재(153)의 일측을 상방으로 탄성지지 하기 위한 부재이다. 탄성부재(156)는 회전축(154)을 중심으로 회전캠(151) 측으로 치우친 위치에 배치됨으로써, 회전축(154)을 중심으로 회전캠(151) 측 타격부재(153) 단부를 상방으로 탄성 지지하게 된다.The elastic member 156 is a member for elastically supporting one side of the striking member 153 upward by being provided in a space between the striking member 153 and the support member 155. The elastic member 156 is disposed at a position biased toward the rotation cam 151 with respect to the rotation shaft 154 to elastically support an end of the impact member 153 on the rotation cam 151 side about the rotation shaft 154 upward. do.

상기 제어부(10)는 실외열교환기(140)의 표면에 성에가 형성되는 감지하여 이를 제거하도록 밸브부(150) 및 제상부(160)를 제어하기 위한 것이다.
The control unit 10 is to control the valve unit 150 and the defrost unit 160 to detect and remove the frost formed on the surface of the outdoor heat exchanger 140.

지금부터는 상술한 제상기능을 구비한 난방용 히트펌프 장치의 제1실시예의 작동에 대하여 설명한다.The operation of the first embodiment of the heat pump for heating having the defrost function described above will now be described.

본 실시예에 따른 제상기능을 구비한 난방용 히트펌프 장치(100)은 제어부(170)의 제어에 의하여 두가지 모드로 작동하게 된다. 이는 실내열교환기(120)로부터 발생하는 열을 이용하여 실내를 난방하기 위한 난방모드와, 실외열교환기(140)에 발생한 성에를 제거하도록 난방모드 시의 구동 사이클의 역사이클로 구동하는 제상모드로 구분된다.The heating heat pump apparatus 100 having the defrost function according to the present embodiment operates in two modes under the control of the controller 170. This is divided into a heating mode for heating the room using heat generated from the indoor heat exchanger 120 and a defrost mode for driving the reverse cycle of the driving cycle during the heating mode to remove frost generated in the outdoor heat exchanger 140. do.

먼저, 실내난방을 위한 난방모드에 대하여 설명하고, 제상모드에 대해서는 후술한다.First, the heating mode for indoor heating will be described, and the defrost mode will be described later.

도 1을 참조하면, 제어부(170)가 밸브부(150)를 제어함으로써 압축기(110)로부터 압축된 냉매의 흐름을 실내열교환기(120) 측으로 유도하면 난방모드가 실행된다.Referring to FIG. 1, when the control unit 170 guides the flow of the refrigerant compressed from the compressor 110 to the indoor heat exchanger 120 by controlling the valve unit 150, the heating mode is executed.

압축기(110)는 냉매를 고온 고압으로 압축하고, 고온 고압의 냉매는 밸브부(150)를 거쳐 실내열교환(120)기 쪽으로 흐른다. 실내열교환기(120)의 내부를 유동하는 냉매와 실내 공기 사이에서는 냉매가 가지는 열이 실내 공기로 전달되는 열교환 현상이 일어나게 되고 실내 공기의 온도가 상승하며 난방된다.The compressor 110 compresses the refrigerant to high temperature and high pressure, and the high temperature and high pressure refrigerant flows toward the indoor heat exchanger 120 through the valve unit 150. Between the refrigerant flowing in the indoor heat exchanger 120 and the indoor air, a heat exchange phenomenon in which heat of the refrigerant is transferred to the indoor air occurs, and the temperature of the indoor air rises and is heated.

실내열교환기(120)를 거치며 외부로 열을 빼앗긴 냉매는 팽창밸브(130) 내부를 유동하며 팽창되어 저온 저압의 상태가 된다. 저온 저압의 냉매는 실외열교환기(140)를 거치면서 실외의 공기로부터 열을 빼앗아 증발되고 압축기(110)로 다시 전달된다.The refrigerant deprived of heat to the outside through the indoor heat exchanger (120) flows through the expansion valve (130) and expands into a low temperature low pressure state. The low temperature low pressure refrigerant takes heat from the outdoor air while passing through the outdoor heat exchanger 140, evaporates, and is transferred back to the compressor 110.

따라서, 난방모드에서는 상술한 과정을 반복하며 실내를 난방하는 사이클이 수행된다. Therefore, in the heating mode, the cycle of heating the room is performed by repeating the above-described process.

한편, 이러한 난방모드에서는 냉매가 실외열교환기(140)를 통과하면서 저온의 냉매로 인하여 실외열교환기(140)의 표면 온도가 외부 공기의 이슬점 이하로 떨어지고, 냉매에 열을 빼앗긴 실외 공기에 포함된 수증기가 응축하면서 실외열교환기(140)의 표면에 성에가 형성된다. 실외열교환기(140)에 발생하는 성에는 열교환 효율을 저하하므로 제거될 필요가 있다.
Meanwhile, in such a heating mode, as the refrigerant passes through the outdoor heat exchanger 140, the surface temperature of the outdoor heat exchanger 140 falls below the dew point of the outside air due to the low temperature refrigerant, and the refrigerant is contained in the outdoor air deprived of heat. As water vapor condenses, frost is formed on the surface of the outdoor heat exchanger 140. The castle generated in the outdoor heat exchanger 140 needs to be removed because it lowers the heat exchange efficiency.

따라서, 제어부(170)는 실외열교환기(140) 표면에 발생하는 성에를 인지하고 본 실시예의 제상기능을 구비한 난방용 히트펌프 장치(100)의 동작을 제상모드로 변경하게 된다.Therefore, the controller 170 recognizes the frost generated on the surface of the outdoor heat exchanger 140 and changes the operation of the heating heat pump apparatus 100 having the defrost function of the present embodiment to the defrost mode.

이하, 제상모드로 작동하는 본 실시예의 제상기능을 구비한 난방용 히트펌프 장치(100)에 대하여 설명한다.Hereinafter, the heat pump 100 for heating with the defrost function of the present embodiment operating in the defrost mode will be described.

도 2를 참조하면, 제어부(170)가 실외열교환기(140)의 성에를 감지하면, 순간적으로 압축기로부터 압축된 냉매의 흐름이 실외열교환기(140) 측으로 변경되도록 밸브부(150)를 제어함으로써, 본 실시예의 동작이 난방모드 사이클의 역사이클로 구동되도록 한다.Referring to FIG. 2, when the controller 170 senses the frost of the outdoor heat exchanger 140, by controlling the valve unit 150 such that the flow of the refrigerant compressed from the compressor is instantly changed to the outdoor heat exchanger 140. The operation of the present embodiment is driven by the reverse cycle of the heating mode cycle.

즉, 제어부(170)에 의하여 제상모드가 실행되면 압축기(110)로부터 고온 고압으로 압축된 냉매의 흐름은 밸브부(150)를 통과하여 실외열교환기(140) 측으로 유도된다. That is, when the defrost mode is executed by the controller 170, the flow of the refrigerant compressed to high temperature and high pressure from the compressor 110 is led to the outdoor heat exchanger 140 through the valve unit 150.

실외열교환기(140)를 통과하는 냉매는 실외로 열을 배출하며 실외 공기와 열교환을 하고 응축된다. 이때, 냉매로부터 배출되는 열에 의하여 상기 난방모드 시에 발생했던 실외열교환기(140) 표면의 성에가 녹아 내리게 된다.The refrigerant passing through the outdoor heat exchanger 140 discharges heat to the outside, heat exchanges with the outdoor air, and condenses. At this time, frost on the surface of the outdoor heat exchanger 140 generated during the heating mode is melted by the heat discharged from the refrigerant.

실외열교환기(140)에서 응축된 냉매는 팽창밸브(130)에서 팽창되고, 팽창된 냉매는 실내열교환기(120)를 통과하면서 실내 공기와 열교환을 하며 증발된다. 실내열교환기(120)를 통과한 냉매는 압축기(110)로 전달되어 다시 압축되며, 이러한 과정이 반복되어 사이클을 형성한다.The refrigerant condensed in the outdoor heat exchanger 140 is expanded by the expansion valve 130, and the expanded refrigerant evaporates while exchanging heat with the indoor air while passing through the indoor heat exchanger 120. The refrigerant passing through the indoor heat exchanger 120 is delivered to the compressor 110 and compressed again, and this process is repeated to form a cycle.

한편, 도 4은 도 3의 제상기능을 구비한 난방용 히트펌프 장치의 제상부의 동작 단면도이며, 도 4를 참조하면, 제상모드에서는 상술한 사이클이 구동됨과 동시에, 제상모드의 실행시, 실외열교환기(140)의 신속한 제상을 위하여 제어부(170)는 제상부(160)를 작동시킨다. 4 is an operation cross-sectional view of the defrost part of the heating heat pump apparatus having the defrost function of FIG. 3. Referring to FIG. 4, the above-described cycle is driven in the defrost mode and the outdoor heat exchange is performed during the defrost mode. The controller 170 operates the defroster 160 to quickly defrost the machine 140.

즉, 제어부(170)의 제어에 의하여 제상부(160)의 회전캠(151)은 일방으로 회전하게 되고, 회전캠(151)의 돌출부(152)와 접촉된 타격부재(153)의 일단부는 하방으로 지속적으로 압축된다. 타격부재(153)는 일단부가 압축됨에 따라 타단부는 실외열교환기(140)의 열교환 파이프(141)로부터 상측으로 이격된다.That is, under the control of the controller 170, the rotary cam 151 of the defrosting part 160 rotates in one direction, and one end of the striking member 153 in contact with the protrusion 152 of the rotary cam 151 is downward. Is constantly compressed. As the striking member 153 is compressed at one end, the other end thereof is spaced upward from the heat exchange pipe 141 of the outdoor heat exchanger 140.

회전캠(151)에 회전력이 계속 가해져 소정의 회동구간을 벗어나면 타격부재(153)의 단부는 돌출부(152)와의 접촉상태가 해제된다. 이때, 탄성부재(156)에 의하여 상방으로 탄성지지되던 타격부재(153)의 일단부가 회전캠(151)으로부터 이탈됨에 따라, 탄성부재(156)에 의하여 저장되었던 압축에너지는 타격부재(153)가 상측으로 이동하는데 필요한 운동에너지로 전환되고 타격부재(153)의 일단부는 회전축을 중심으로 순간적으로 회전하며 상측으로 이동한다.When the rotational force is continuously applied to the rotary cam 151 to move out of the predetermined rotation section, the end of the striking member 153 is released from contact with the protrusion 152. At this time, as one end of the striking member 153, which is elastically supported upward by the elastic member 156, is separated from the rotary cam 151, the compressive energy stored by the elastic member 156 is applied to the striking member 153. It is converted to the kinetic energy required to move upwards, and one end of the striking member 153 rotates instantaneously about the rotation axis and moves upwards.

한편, 실외열교환기(140)의 열교환 파이프(141)로부터 이격되어 있던 타격부재(153)의 타단부, 즉, 실외열교환기(140) 측 타격부재(153)의 단부는 상기 동작에 의하여 회전축(154)을 중심으로 회전하며 하방으로 이동하고 실외열교환기(140)를 순간적으로 타격하여 충격을 가한다.Meanwhile, the other end of the striking member 153 spaced apart from the heat exchange pipe 141 of the outdoor heat exchanger 140, that is, the end of the striking member 153 on the outdoor heat exchanger 140 side has the rotation shaft ( It rotates about 154 and moves downwards and strikes the outdoor heat exchanger 140 instantaneously to apply an impact.

회전캠(151)이 반복적으로 회전하며 타격부재(153)의 일단부를 반복적으로 압축 및 해제함으로써, 타격부재(153)의 타단부가 소정의 주기로 실외열교환기(140)를 타격하도록 한다. By rotating the rotary cam 151 repeatedly and repeatedly compressing and releasing one end of the striking member 153, the other end of the striking member 153 strikes the outdoor heat exchanger 140 at a predetermined cycle.

한편, 타격부재(153)를 통한 실외열교환기(140)의 타격주기는 회전캠(151)의 회전속도 또는 회전주기 등에 의하여 조절될 수 있으며, 회전캠(151)의 회전주기는 발생한 성에의 정도, 실외온도 등이 고려되어 제어부(170)에 의하여 제어될 수 있다.On the other hand, the blow cycle of the outdoor heat exchanger 140 through the blow member 153 can be adjusted by the rotation speed or rotation cycle of the rotary cam 151, the rotation cycle of the rotary cam 151 is the degree of frost generated In consideration of the outdoor temperature, the controller 170 may be controlled by the controller 170.

따라서, 타격부재(153)의 타격에 의하여 충격이 가해지는 실외열교환기(140)는 진동하게 되고, 실외열교환기(140)의 표면에 발생한 성에가 더욱 쉽게 제거될 수 있다.
Therefore, the outdoor heat exchanger 140 subjected to the impact by the strike of the striking member 153 is vibrated, and frost generated on the surface of the outdoor heat exchanger 140 can be more easily removed.

다음으로 본 발명의 제2실시예에 따른 제상기능을 구비한 난방용 히트펌프 장치(200)에 대하여 설명한다. Next, a heat pump 200 for heating having a defrost function according to a second embodiment of the present invention will be described.

본 발명의 제2실시예에 따른 제상기능을 구비한 난방용 히트펌프 장치(200)은 압축기(110)와 실내열교환기(120)와 팽창밸브(130)와 실외열교환기(140)와 밸브부(150)와 제상부(260)와 제어부(170)를 포함하며, 상기 제상부(260)를 제외한 구성은 제1실시예에서의 구성과 동일한 것으로서 중복 설명은 생략한다.The heating heat pump apparatus 200 having the defrosting function according to the second embodiment of the present invention includes a compressor 110, an indoor heat exchanger 120, an expansion valve 130, an outdoor heat exchanger 140, and a valve unit ( 150, a defroster 260, and a controller 170, and the configuration except for the defroster 260 is the same as the configuration of the first embodiment, and description thereof will not be repeated.

도 5은 본 발명의 제2실시예에 따른 제상기능을 구비한 난방용 히트펌프 장치의 실외열교환기와 제상부를 개략적으로 도시한 것이다.FIG. 5 schematically illustrates an outdoor heat exchanger and a defrost part of a heat pump apparatus for heating having a defrost function according to a second embodiment of the present invention.

도 5를 참조하면, 제1실시예에서의 제상부(160)는 물리적인 타격을 가하도록 구성되었으나, 본 실시예에서의 상기 제상부(260)는 고주파의 진동을 실외열교환기(140)의 열교환 파이프(141)에 가하는 고주파 진동자로 구성된다.Referring to FIG. 5, the defrosting unit 160 in the first embodiment is configured to apply a physical blow, but the defrosting unit 260 in the present embodiment is configured to generate high frequency vibration of the outdoor heat exchanger 140. The high frequency oscillator is applied to the heat exchange pipe 141.

따라서, 난방모드에서 실외열교환기(140)에 성에가 발생하면, 제어부(170)는 제상모드로 변경하여 밸브부(150)를 제어하여 실외열교환기(140)의 열교환 파이프(141)에 형성된 성에를 녹이고, 고주파 진동자로 구성되는 제상부(260)를 작동시킴으로써 녹은 성에에 진동을 가하여 제상성능을 향상시킨다.
Therefore, when frost occurs in the outdoor heat exchanger 140 in the heating mode, the control unit 170 changes to the defrost mode to control the valve unit 150 to form the frost formed in the heat exchange pipe 141 of the outdoor heat exchanger 140. Melting and operating the defrosting unit 260 composed of a high frequency vibrator to apply vibration to the melted frost to improve the defrosting performance.

본 발명의 권리범위는 상술한 실시예에 한정되는 것이 아니라 첨부된 특허청구범위 내에서 다양한 형태의 실시예로 구현될 수 있다. 특허청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 변형 가능한 다양한 범위까지 본 발명의 청구범위 기재의 범위 내에 있는 것으로 본다.The scope of the present invention is not limited to the above-described embodiments, but may be embodied in various forms of embodiments within the scope of the appended claims. Without departing from the gist of the invention claimed in the claims, it is intended that any person skilled in the art to which the present invention pertains falls within the scope of the claims described in the present invention to various extents which can be modified.

100 : 본 발명의 제1실시예에 따른 제상기능을 구비한 난방용 히트펌프 장치.
110 : 압축기 150 : 밸브부
120 : 실내열교환기 160 : 제상부
130 : 팽창밸브 170 : 제어부
140 : 실외열교환기100: heating heat pump apparatus having a defrost function according to the first embodiment of the present invention.
110 compressor 150 valve part
120: indoor heat exchanger 160: defrost part
130: expansion valve 170: control unit
140: outdoor heat exchanger

Claims (6)

실내를 난방하기 위한 히트펌프에 있어서,
냉매를 압축하는 압축기;
실내에 배치되며, 상기 냉매와 실내 공기 사이의 열교환을 유도하는 실내열교환기;
상기 냉매를 팽창시키는 팽창밸브;
실외에 배치되며, 상기 냉매와 실외 공기 사이의 열교환을 유도하는 실외열교환기;
상기 압축기를 상기 실내열교환기 또는 상기 실외열교환기가 중 어느 하나와 선택적으로 연통시킴으로써, 실내를 난방하도록 상기 압축기로부터 압축된 냉매의 흐름을 상기 실내열교환기로 유도하거나 상기 실외열교환기의 표면온도가 실외 공기의 온도보다 높아지도록 상기 압축기로부터 압축된 냉매의 흐름을 상기 실외열교환기로 유도하는 밸브부;
상기 실외열교환기에 물리적인 진동을 발샘시킴으로써 상기 실외열교환기 표면에 형성되는 성에를 제거하는 제상부;를 포함하며,
상기 제상부는 외주면에 돌출부가 형성되며 회전 가능하게 마련되는 회전캠, 상기 회전캠이 회전하여 상기 돌출부와 접촉된 일단부가 접촉해제됨으로써 타단부가 상기 실외열교환기를 타격하는 타격부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 제상기능을 구비한 난방용 히트펌프 장치.In the heat pump for heating the room,
A compressor for compressing the refrigerant;
An indoor heat exchanger disposed indoors and inducing heat exchange between the refrigerant and indoor air;
An expansion valve for expanding the refrigerant;
An outdoor heat exchanger disposed outdoors and inducing heat exchange between the refrigerant and outdoor air;
Selectively communicating the compressor with either the indoor heat exchanger or the outdoor heat exchanger to direct the flow of refrigerant compressed from the compressor to the indoor heat exchanger to heat the room, or the surface temperature of the outdoor heat exchanger is determined by A valve unit configured to direct a flow of the refrigerant compressed from the compressor to the outdoor heat exchanger so as to be higher than a temperature of the compressor;
Includes a defrost unit for removing frost formed on the surface of the outdoor heat exchanger by exerting physical vibration to the outdoor heat exchanger,
The defrosting part includes a rotary cam having a protrusion formed on an outer circumferential surface thereof and rotatably provided, and a strike member on which the other end hits the outdoor heat exchanger by rotating the rotary cam and releasing one end thereof in contact with the protrusion. Heating heat pump device having a defrost function. 제1항에 있어서,
상기 제상부는 상기 타격부재를 양분하되, 상기 타격부재의 회전회동이 가능하도록 상기 타격부재를 관통하는 회전축; 상기 타격부재의 회전캠측 단부를 상측으로 탄성지지 하는 탄성부재;를 더 포함하며,
상기 회전캠의 회전력에 의하여 상기 돌출부와 접촉된 상기 타격부재의 일단부를 하방으로 압축하고, 상기 회전캠의 지속적인 회전력에 의하여 상기 타격부재의 일단부가 상기 돌출부로부터 이탈됨으로써 상기 탄성부재의 탄성에너지에 의하여 상기 타격부재의 타단부가 상기 실외열교환기를 타격하는 것을 특징으로 하는 제상기능을 구비한 난방용 히트펌프 장치.The method of claim 1,
The defrosting portion bisects the striking member, the rotating shaft penetrating the striking member to enable rotation of the striking member; And an elastic member for elastically supporting the rotating cam side end of the striking member upward.
One end of the striking member in contact with the protrusion by the rotational force of the rotary cam downward, and one end of the striking member is separated from the protrusion by the continuous rotational force of the rotary cam by the elastic energy of the elastic member Heat pump device for heating with a defrost function, characterized in that the other end of the striking member strikes the outdoor heat exchanger. 제2항에 있어서,
상기 회전캠의 회전을 제어함으로써 상기 타격부재가 상기 실외열교환기의 타격주기를 제어하는 제어부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 제상기능을 구비한 난방용 히트펌프 장치.The method of claim 2,
And a control unit for controlling the blow cycle of the outdoor heat exchanger by the striking member by controlling the rotation of the rotary cam. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제어부는 상기 실외열교환기의 표면에 발생한 성에를 감지하고, 상기 밸브부를 제어하여 상기 압축기로부터 압축된 냉매의 흐름을 상기 실외열교환기로 유도하며, 상기 제상부를 제어하여 상기 실외열교환기의 진동을 유발하는 것을 특징으로 하는 제상기능을 구비한 난방용 히트펌프 장치.4. The method according to any one of claims 1 to 3,
The controller detects frost generated on the surface of the outdoor heat exchanger, controls the valve unit to direct the flow of refrigerant compressed from the compressor to the outdoor heat exchanger, and controls the defroster to control vibration of the outdoor heat exchanger. Heating heat pump device having a defrost function, characterized in that causing. 삭제delete 삭제delete
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