KR101210629B1

KR101210629B1 - 1단 압축 및 2단 압축 겸용 수열원 히트펌프 시스템

Info

Publication number: KR101210629B1
Application number: KR1020110066055A
Authority: KR
Inventors: 권오경; 차동안
Original assignee: 한국생산기술연구원
Priority date: 2011-07-04
Filing date: 2011-07-04
Publication date: 2012-12-12

Abstract

본 발명은 히트펌프 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 고온수의 생산을 위해 2단 압축 방식의 히트펌프를 적용시 중간 열교환기를 통과하여 과냉된 냉매의 일부를 팽창시킨 후 상기 중간 열교환기 측으로 우회시켜 재차 열교환이 일어나도록 하여 전체적인 시스템의 성능을 향상시키고, 바이패스관을 별도로 구비하여 2단 압축은 물론 1단 압축 운전을 겸용할 수 있는 1단 압축 및 2단 압축 겸용 수열원 히트펌프 시스템에 관한 것이다.

Description

1단 압축 및 2단 압축 겸용 수열원 히트펌프 시스템{HEAT PUMP SYSTEM FOR BOTH ONE STEP AND TWO STEP COMPRESSION TYPE}

일반적으로 2단 압축 히트펌프 시스템은 순환되는 냉매를 저단압축기와 고단압축기에서 2번에 걸쳐 압축하는 과정을 통하여 시스템의 전체적인 효율을 높이고 있다.

즉, 도 1을 참고하면 증발기(18) 측으로 유입된 열원수와 열교환을 통해 열원을 획득한 냉매는 액분리기(20)를 거쳐 저단압축기(2)로 유입되어 1차 압축된 후 유분리기(4) 및 플래시탱크(6)를 통과하여 고단압축기(8)에서 2차로 압축된다.

이후, 유분리기(10)를 거쳐 응축기(12)를 통과하면서 응축기(12)로 유입된 온수와 열교환을 통해 온수를 승온시키면서 응축된 액상으로 상변화되어 수액기(14)를 거쳐 중간 열교환기(16) 측으로 유입된 후 팽창밸브(17)를 거치면서 기상으로 상변화된 후 다시 증발기(18) 측으로 유입된다.

이때, 수액기(14)에서 중간 열교환기(16) 측으로 유입되는 액상의 냉매 중 일부를 우회시켜 팽창밸브(35)를 통과시킨 후 중간 열교환기(16) 측으로 유입시킴으로써 수액기(14)에서 중간 열교환기(16) 측으로 직접 유입된 냉매와 재차 열교환이 일어나도록 한 후 플래시탱크(6)로 유입되도록 하는 방식이 사용되고 있다.

그러나 이러한 종래의 2단 압축 히트펌프 시스템(1)은 응축기(12) 측으로 유입되는 온수의 온도가 상승하거나 유량이 감소하게 되어 응축이 원활하지 않으면 고단압축기(8)의 압력이 과도하게 상승하게 되어 전체적인 시스템의 성능이 크게 저하되거나 나아가 시스템에 치명적인 손상을 일으키는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 수액기를 거쳐 중간 열교환기를 통과한 냉매 중 일부를 우회시켜 팽창밸브를 통과한 후 다시 중간 열교환기측으로 유입되도록 하여 두 차례에 걸쳐 냉각된 냉매가 플래쉬탱크 측으로 유입되도록 함으로써 팽창밸브의 부하를 경감하여 전체적인 시스템의 효율을 향상시킬 수 있는 1단 압축 및 2단 압축 히트펌프 시스템을 제공하는 데 있다.

또한, 본 발명은 증발기 측으로 유입되는 열원수의 온도가 높을 경우 냉매가 고단압축기 측으로 유입되지 않고 저단압축기 측에서 응축기 측으로 직접 유입될 수 있도록 바이패스관이 구비됨으로써 1단 압축방식을 겸용할 수 있는 1단 압축 및 2단 압축 히트펌프 시스템을 제공하는 데 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 냉매를 압축시키는 저단압축기; 제1 조절밸브를 갖추고 상기 저단압축기와 플래쉬탱크를 연결하여 냉매를 유동시키는 제1 냉매관; 상기 플래쉬탱크와 고단압축기를 연결하여 냉매를 유동시키는 제2 냉매관; 제2 조절밸브를 갖추고 상기 고단압축기와 제1 열교환기를 연결하여 냉매를 유동시키는 제3 냉매관; 일측에 제1순환수의 유입이 이루어지는 제1 유입관과 제1순환수의 배출이 이루어지는 제1 유출관이 구비되고, 상기 제3 냉매관을 통하여 유입된 냉매와 상기 제1순환수를 열교환시켜 상기 제1순환수를 승온시키는 제1 열교환기; 상기 제1 열교환기와 중간 열교환기를 연결하여 냉매를 유동시키는 제4 냉매관; 상기 중간 열교환기와 제2 열교환기를 연결하고, 제1 팽창밸브를 갖추어 냉매를 팽창시킨 후 상기 제2 열교환기 측으로 냉매를 유동시키는 제5 냉매관; 일측에 제2순환수의 유입이 이루어지는 제2 유입관과 제2순환수의 배출이 이루어지는 제2 유출관이 구비되고, 상기 제5 냉매관을 통하여 유입된 냉매와 상기 제2순환수를 열교환시켜 상기 냉매의 온도를 승온시키는 제2 열교환기; 상기 제2 열교환기와 저단압축기를 연결하여 냉매를 유동시키는 제6 냉매관; 제3 조절밸브와 제2 팽창밸브를 갖추고 상기 제5 냉매관 및 상기 중간 열교환기를 연결하여 상기 중간 열교환기를 통과한 냉매의 일부를 상기 제2 팽창밸브에 의해 팽창시킨 후 중간 열교환기 측으로 우회시키는 우회관; 및 상기 중간 열교환기와 상기 플래쉬탱크를 연결하여 상기 우회관을 통해 우회된 후 재차 열교환된 냉매를 상기 플래쉬탱크 측으로 유동시키는 제7 냉매관;을 포함하는 것을 특징으로 하는 1단 압축 및 2단 압축 겸용 수열원 히트펌프 시스템을 제공한다.

바람직하게는, 상기 제1순환수는 지역난방설비의 온수일 수 있다.

바람직하게는, 제4 조절밸브를 갖추고 상기 제1 냉매관 및 제3 냉매관을 연결하여 냉매를 응축기 측으로 유동시키는 바이패스관; 및 상기 제1 조절밸브, 제2 조절밸브, 제3 조절밸브 및 제4 조절밸브와 각각 케이블을 매개로 전기적으로 연결되는 제어부;를 포함하고, 상기 제2 열교환기 측으로 유입되는 제2순환수의 온도가 기설정된 온도보다 높을 경우 상기 제1 조절밸브, 제2 조절밸브 및 제3 조절밸브는 폐쇄되고 제4 조절밸브는 개방되어 1단 압축 방식으로 운전될 수 있다.

바람직하게는, 상기 제2 열교환기 측으로 유입되는 제2순환수의 온도를 측정할 수 있도록 제2 유입관 측에 온도센서가 추가적으로 구비될 수 있다.

본 발명에 의하면, 수액기를 거쳐 중간 열교환기를 통과한 냉매 중 일부를 우회시켜 팽창밸브를 통과한 후 다시 중간 열교환기측으로 유입되도록 하여 두 차례에 걸쳐 냉각된 냉매가 플래쉬탱크 측으로 유입되도록 함으로써 팽창밸브의 부하를 경감하여 전체적인 시스템의 효율을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명은 증발기 측으로 유입되는 열원수의 온도가 높을 경우 냉매가 고단압축기 측으로 유입되지 않고 저단압축기 측에서 응축기 측으로 직접 유입될 수 있도록 바이패스관이 구비됨으로써 1단 압축방식을 겸용할 수 있어 운전비용을 절감할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 종래의 2단 압축 히트펌프 시스템을 나타낸 개략도.
도 2는 본 발명에 따른 1단 압축 및 2단 압축 히트펌프 시스템을 나타낸 개략도.
도 3은 본 발명에 따른 1단 압축 및 2단 압축 히트펌프 시스템에서 2단 압축 운전 모드를 나타낸 개략도.
도 4는 본 발명에 따른 1단 압축 및 2단 압축 히트펌프 시스템에서 1단 압축 운전 모드를 나타낸 개략도.
도 5는 본 발명에 따른 1단 압축 및 2단 압축 히트펌프 시스템이 지역난방설비에 적용된 상태를 나타낸 예시도.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 도면을 참조하여 더욱 상세히 설명하기로 한다.

이하에서, 발명의 이해를 돕기 위해 도면부호를 부가함에 있어 동일한 구성요소에 대해서는 비록 다른 도면에 표시되었다 하더라도 동일한 도면부호를 사용하기로 한다.

본 발명의 바람직한 실시예에 따른 1단 압축 및 2단 압축 겸용 수열원 히트펌프 시스템(100)은 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 난방 운전시 저단압축기(102)→플래시탱크(106)→고단압축기(108)→제1열교환기(응축기)(112)→수액기(114)→중간 열교환기(116)→제1 팽창밸브(117)→제2열교환기(증발기)(118) 순으로 냉매가 흐르는 일반적인 2단 압축 방식에서 중간 열교환기(116)를 통과한 냉매의 일부를 우회관(128)을 통해 우회시키고 제2 팽창밸브(135)를 통과시킨 후 중간 열교환기(116) 측으로 재유입되도록 하는 방식을 취한다.

즉, 본 발명에 따른 히트펌프 시스템(100)은 제2 열교환기(증발기)(118)로 유입되는 제2순환수로부터 열원을 획득하여 제1 열교환기(응축기)(112)로 유입되는 제1순환수를 승온하여 고온수를 생산하게 된다.

이때, 상기 제2 열교환기(118) 측으로 유입되는 제2순환수의 온도가 낮더라도 고온수를 생산할 수 있도록 저단압축기(102) 및 고단압축기(108)를 구비하여 2단 압축방식을 취한다.

즉, 상기 저단압축기(102)는 제1 냉매관(121)을 통해 플래시탱크(106)와 연결되며 상기 플래시탱크(106)는 제2 냉매관(122)을 통해 고단압축기(108)에 연결되며, 상기 고단압축기(108)는 제3 냉매관(123)을 통해 제1 열교환기(112)와 연결된다. 이에 의해, 상기 저단압축기(102)를 통과하면서 고온고압으로 압축된 냉매는 고단압축기(108)에서 재차 압축된 후 제3 냉매관(123)에 의해 제1 열교환기(112) 측으로 이송된다.

이때, 상기 제1 열교환기(112)는 제1순환수의 유입이 이루어지는 제1 유입관(141)과 제1순환수의 배출이 이루어지는 제1 배출관(142)이 일측에 구비되어 상기 제1 유입관(141) 및 제1 배출관(142)을 따라 통과하는 제1순환수, 예를 들면 물, 공기, 열원수, 지역난방설비에 사용되는 온수 등과 냉매의 열교환을 이루게 된다.

상기 제1 열교환기(112)에서 열교환이 이루어지는 냉매는 열교환을 통해 액상으로 응축되고, 제4 냉매관(124)에 구비된 수액기(114)를 통과한 냉매는 상기 제4 냉매관(124)과 연결된 중간 열교환기(116)를 거쳐 제5 냉매관(125)을 통하여 제2 열교환기(118) 측으로 이동된다.

이때, 상기 중간 열교환기(116)의 출구 측과 연결된 제5 냉매관(125)은 상기 중간 열교환기(116)를 통과한 냉매의 일부가 우회되어 중간 열교환기(116) 측으로 우회될 수 있도록 우회관(128)이 구비된다.

상기 우회관(128)에는 제3 조절밸브(133)가 구비되어 우회관(128)을 통해 중간 열교환기(116) 측으로 우회되는 냉매의 양을 조절하게 되며, 제3 조절밸브(133)의 후측에 위치한 제2 팽창밸브(135)를 통과한 후 중간 열교환기(116) 측으로 유입된다.

여기서, 상기 제3 조절밸브(133)는 별도로 마련되는 제어부(미도시)와 케이블을 매개로 전기적으로 연결되어 상기 제어부의 제어를 통해 작동되게 된다. 그리고, 상기 제어부는 후술할 제1 조절밸브(131), 제2 조절밸브(132), 제4 조절밸브(134) 및 온도센서(145)와도 각각 케이블을 매개로 전기적으로 연결되어 히트펌프 시스템의 전체적인 구동을 제어하게 된다.

이와 같이 상기 우회관(128)을 통해 우회된 냉매는 제2 팽창밸브(135)를 통과하면서 저온저압의 상태로 변경된 후 중간 열교환기(116)를 통과하면서 수액기(114)를 거쳐 중간 열교환기(116)를 통과하는 냉매와 열교환이 이루어지게 된다.

이에 따라, 제1 열교환기(112)를 통과하면서 응축과정을 거치는 냉매 중 일부가 액상으로 변하지 않았다 하더라도 상기 중간 열교환기(116)를 통과하면서 중간 열교환기(116)의 출구 측에서 우회관(128)을 통해 우회된 냉매와 재차 열교환이 일어나게 되어 완전한 응축이 이루어지게 된다.

본 발명에 따른 수열원 히트펌프 시스템(100)은 중간 열교환기(116)의 입구 측, 더욱 자세하게는 수액기(114)를 통과하여 중간 열교환기(116)로 유입되는 냉매의 일부를 우회시켜 중간 열교환기(116) 측으로 우회시키던 전단분리 방식의 종래와는 달리, 우회관(128)을 중간 열교환기(116)의 출구 측에 연결된 제5 냉매관(125)과 연결시켜 중간 열교환기(116) 측으로 냉매의 일부를 우회시키는 후단분리 방식을 채용한다.

즉, 본 발명에 따른 수열원 히트펌프 시스템(100)은 제1 열교환기(112)에서 열교환과정을 통해 1차로 응축되고 중간 열교환기(116)에서 열교환 과정을 통해 2차로 응축되어 완전하게 응축된 냉매를 우회관(128)에 구비된 제2 팽창밸브(135)에서 팽창시키기 때문에 제2 팽창밸브(135)의 부하를 경감시켜 전체적인 시스템의 효율을 향상시킬 수 있게 된다.

통상적으로 팽창밸브에서 기상과 액상이 혼합된 유체를 팽창시키는 것보다 완전한 액상의 유체를 팽창시키는 것이 훨씬 효율적인 것은 공지의 사실이다. 즉, 팽창밸브에서 냉매의 팽창은 팽창밸브 내부의 오리피스를 지나면서 팽창이 이루어지며, 압력을 저하시키면서 온도도 같이 떨어지게 된다. 이때, 액상의 냉매는 액체가 갖는 비압축성의 성질로 인해 전단과 후단의 압력차이가 크게 발생하는 반면, 기상의 냉매는 기체가 갖는 압축성의 성질로 인해 전단과 후단의 압력차이가 작게 된다. 따라서, 팽창밸브에서 완전한 액상의 냉매를 팽창시키게 되면 액상과 기상이 혼합된 유체의 전단과 후단의 압력차이에 비해서 완전한 액상에서의 전단과 후단의 압력차이가 상대적으로 크게 발생되고 온도의 저하 역시 크게 발생되어 효율이 좋아지게 된다.

한편, 상기 우회관(128)을 통해 중간 열교환기(116) 측으로 우회된 냉매는 중간 열교환기(116)에서 수액기(114)에서 중간 열교환기(116) 측으로 직접 유입된 냉매와 열교환이 이루어진 후 제6 냉매관(126)을 통해 플래시탱크(106) 측으로 이동된다.

그리고, 상기 중간 열교환기(116)와 제2 열교환기(118)를 연결하는 제5 냉매관(125)에는 제1 팽창밸브(117)가 구비되어 우회관(128)을 통해 우회되지 않은 냉매를 팽창시킨 후 제2 열교환기(118) 측으로 유동시킨다.

상기 제2 열교환기(118)는 냉매관을 통해 순환되는 냉매가 열교환을 통해 열원을 획득할 수 있도록 제2순환수의 유입이 이루어지는 제2 유입관(143)과 제2순환수의 배출이 이루어지는 제2배출관(144)이 일측에 구비되고, 상기 제2 유입관(143)과 제2배출관(144)을 통과하는 제2순환수, 예를 들면 냉동기의 열원수나 공조시설과 연결된 냉각탑을 순환하는 냉각수 등과 냉매의 열교환이 이루어지게 된다.

그리고, 상기 제2 열교환기(118)를 통과하면서 상기 제2순환수와의 열교환을 통해 열원을 획득한 냉매는 상기 저단압축기(102)와 연결된 제7 냉매관(127)을 통해 액분리기(120)를 거쳐 저단압축기(102) 측으로 이동된다.

여기서, 저단압축기(102) 및 고단압축기(108)의 후방에는 압축기의 구동시 필요한 오일을 냉매로부터 분리하기 위하여 통상적으로 구비되는 저단유분리기(104) 및 고단유분리기(110)가 각각 설치된다.

한편, 본 발명에 따른 수열원 히트펌프 시스템(100)은 도 2 및 도 4에 도시된 바와 같이, 제2 열교환기(118) 측으로 유입되는 제2순환수의 온도가 냉매와의 열교환을 통해 제1 열교환기(112)에서 고온수를 충분히 생산할 수 있는 온도일 경우 2단 압축 방식이 아닌 저단압축기(102)만을 사용하는 1단 압축 방식으로 운전될 수도 있다.

이를 위해, 저단압축기(102)와 플래시탱크(106)를 연결하는 제1 냉매관(121)의 후단 측에는 제1 조절밸브(131)가 구비되고, 고단압축기(108)와 제1 열교환기(112)를 연결하는 제3 냉매관(123)의 후단 측에는 제2 조절밸브(132)가 구비되며, 길이 중간에 제4 조절밸브(134)가 장착된 바이패스관(129)의 양단이 상기 제1 냉매관(121)과 제3 냉매관(123)에 각각 연결되도록 구비된다.

여기서, 상기 제1 조절밸브(131), 제2 조절밸브(132) 및 제4 조절밸브(134)는 상술한 바와 같이 상기 제어부에 각각 전기적으로 연결되어 작동이 제어된다.

이에 따라, 본 발명에 따른 수열원 히트펌프 시스템(100)을 1단 압축 방식으로 운전하고자 하는 경우에는 상기 제어부에서 제1 조절밸브(131), 제2 조절밸브(132) 및 제3 조절밸브(133)는 폐쇄하고 제4 조절밸브(134)는 개방시킨다. 이에 따라, 상기 저단압축기(102)를 통과한 냉매는 플래시탱크(106) 측으로 유동되지 않고 제1 냉매관(121) 및 바이패스관(129)을 따라 제3 냉매관(123)을 거쳐 곧바로 제1 열교환기(112) 측으로 유동되며, 수액기(114)를 통과한 냉매는 전부 중간 열교환기(116)를 거쳐 제2 열교환기(118) 측으로 유동되는 기본 사이클을 이루게 된다.

즉, 도 3에 도시된 바와 같이 히트펌프 시스템(100)에서 냉매관을 따라 순환되는 냉매는 저단압축기(102)→제1 냉매관(121)→바이패스관(129)→제3 냉매관(123)→제1 열교환기(112)→수액기(114)→중간 열교환기(116)→제2 열교환기(118)→저단압축기(102)의 순으로 순환하게 된다.

여기서, 본 발명에 따른 수열원 히트펌프 시스템(100)을 1단 압축 방식으로 운전할 것인지 아니면 2단 압축 방식으로 운전할 것인지의 여부는 상기 제2 열교환기(118) 측으로 유입되는 제2순환수의 유입온도에 의해 결정된다.

이를 위해, 상기 제2순환수가 유입되는 제2 유입관(143)에는 온도센서(145)가 마련되어 제2순환수의 온도를 측정하게 되며, 측정된 제2순환수의 온도가 상기 제어부에 기 입력된 설정온도보다 낮은 경우에는 2단 압축 방식으로 운전하게 되고 기 입력된 설정온도보다 높은 경우에는 1단 압축 방식으로 운전하게 된다.

이와 같이 본 발명에 따른 수열원 히트펌프 시스템(100)은 저단압축기(102)를 통과한 냉매가 제1 열교환기(112) 측으로 유동될 수 있도록 제1 냉매관(121)과 제3 냉매관(123)을 연결하는 바이패스관(129)이 구비됨으로써 제2 열교환기(118) 측으로 유입되어 냉매 측으로 열원을 전달하는 제2순환수의 온도에 따라 1단 압축 방식과 2단 압축 방식을 선택하여 운전할 수 있게 된다.

한편, 본 발명에 따른 1단 압축 및 2단 압축 겸용 수열원 히트펌프 시스템(100)은 도 5에 도시된 바와 같이 지역난방설비에 적용되어 지역난방용 온수를 승온시켜줌으로써 에너지소비를 절감시킬 수도 있다.

도 5에서 저단 유분리기, 고단 유분리기, 수액기 및 액분리기는 2단 압축 방식에서 통상적으로 사용되는 것으로 도면에서 표시를 생략하였다.

통상적으로 지역난방설비는 고온의 온수를 생산하여 각 가정이나 사무실 등과 같은 사용처(202)에 공급되어 열교환을 통해 상대적으로 저온인 온수로 바뀐 뒤 재사용을 위해 보일러(204)에서 가열하여 다시 고온의 온수를 생산하게 된다. 이에 따라, 재사용을 위한 온수의 가열과정이 전적으로 보일러에 의존하여 온도를 상승시킴으로써 연료소비가 증대되어 에너지 사용비용 및 운전비용이 크게 증가하고 있는 실정이다.

이를 해결하기 위하여, 본 발명에 따른 수열원 히트펌프 시스템(100)의 제1 열교환기(112) 측으로 지역난방설비에 사용되는 온수를 유입시켜 승온시킨 뒤 보일러측의 열교환기로 유입되도록 하는 것이다.

그리고, 수열원 히트펌프 시스템(100)의 구동열원은 일반적인 공조시설과 연결되어 냉각수가 순환되는 냉각탑과 같은 냉각설비(300)의 냉각수를 제2 열교환기(118) 측으로 유입시켜 냉매와의 열교환을 통해 냉매가 열원을 획득할 수 있도록 한다.

즉, 본 발명에 따른 수열원 히트펌프 시스템(100)은 제2 열교환기(118) 측으로 유입된 냉각수로부터 열원을 획득하여 수열원 히트펌프 시스템(100)을 구동시켜 제1 열교환기(112) 측으로 유입된 지역난방설비의 온수를 승온시켜 주는 것이다.

물론, 상기 제2 열교환기(118) 측으로 유입되는 냉각수의 온도에 따라 상술한 바와 같이 제어부에서 1단 압축방식 또는 2단 압축방식을 선택하여 운전할 수 있음은 자명하다.

이에 따라, 냉각수가 가지고 있는 열을 이용하여 지역난방에 사용되는 온수를 일부 승온시켜 보일러 측으로 유입되도록 함으로써 기존에 비해 보일러 운전비용을 절감하여 에너지 소비를 줄일 수 있게 된다.

상기에서 본 발명의 특정 실시예와 관련하여 도면을 참조하여 상세히 설명하였지만, 본 발명을 이와 같은 특정구조에 한정하는 것은 아니다. 당 업계에서 통상의 지식을 가진 자라면 이하의 특허청구범위에 기재된 기술적 사상을 벗어나지 않고서도 용이하게 수정 또는 변경할 수 있을 것이다. 그러나 이러한 단순한 설계변형 또는 수정을 통한 등가물, 교체물 및 변형물은 모두 명백하게 본 발명의 권리범위 내에 속함을 미리 밝혀둔다.

100 : 1단 압축 및 2단 압축 겸용 수열원 히트펌프 시스템
102 : 저단압축기 104 : 저단유분리기
106 : 플래시탱크 108 : 고단압축기
110 : 고단유분리기 112 : 제1 열교환기
114 : 수액기 116 : 중간 열교환기
117 : 제1 팽창밸브 118 : 제2 열교환기
120 : 액분리기 121 : 제1 냉매관
122 : 제2 냉매관 123 : 제3 냉매관
124 : 제4 냉매관 125 : 제5 냉매관
126 : 제6 냉매관 127 : 제7 냉매관
128 : 우회관 129 : 바이패스관
131 : 제1 조절밸브 132 : 제2 조절밸브
133 : 제3 조절밸브 134 : 제4 조절밸브
135 : 제2 팽창밸브 141 : 제1 유입관
142 : 제1 유출관 143 : 제2 유입관
144 : 제2 유출관 145 : 온도센서
200 : 지역난방설비 202 : 사용처
204 : 보일러 300 : 냉각설비

Claims

냉매를 압축시키는 저단압축기;
제1 조절밸브를 갖추고 상기 저단압축기와 플래쉬탱크를 연결하여 냉매를 유동시키는 제1 냉매관;
상기 플래쉬탱크와 고단압축기를 연결하여 냉매를 유동시키는 제2 냉매관;
제2 조절밸브를 갖추고 상기 고단압축기와 제1 열교환기를 연결하여 냉매를 유동시키는 제3 냉매관;
일측에 제1순환수의 유입이 이루어지는 제1 유입관과 제1순환수의 배출이 이루어지는 제1 유출관이 구비되고, 상기 제3 냉매관을 통하여 유입된 냉매와 상기 제1순환수를 열교환시켜 상기 제1순환수를 승온시키는 제1 열교환기;
상기 제1 열교환기와 중간 열교환기를 연결하여 냉매를 유동시키는 제4 냉매관;
상기 중간 열교환기와 제2 열교환기를 연결하고, 제1 팽창밸브를 갖추어 냉매를 팽창시킨 후 상기 제2열교환기 측으로 냉매를 유동시키는 제5 냉매관;
일측에 제2순환수의 유입이 이루어지는 제2 유입관과 제2순환수의 배출이 이루어지는 제2 유출관이 구비되고, 상기 제5 냉매관을 통하여 유입된 냉매와 상기 제2순환수를 열교환시켜 상기 냉매의 온도를 승온시키는 제2 열교환기;
상기 제2 열교환기와 저단압축기를 연결하여 냉매를 유동시키는 제6 냉매관;
제3 조절밸브와 제2 팽창밸브를 갖추고 상기 제5 냉매관 및 상기 중간 열교환기를 연결하여 상기 중간 열교환기를 통과한 냉매의 일부를 상기 제2 팽창밸브에 의해 팽창시킨 후 중간 열교환기 측으로 우회시키는 우회관; 및
상기 중간 열교환기와 상기 플래쉬탱크를 연결하여 상기 우회관을 통해 우회된 후 재차 열교환된 냉매를 상기 플래쉬탱크 측으로 유동시키는 제7 냉매관;을 포함하는 것을 특징으로 하는 1단 압축 및 2단 압축 겸용 수열원 히트펌프 시스템.
제 1항에 있어서,
상기 제1순환수는 지역난방설비의 온수 임을 특징으로 하는 1단 압축 및 2단 압축 겸용 수열원 히트펌프 시스템.
제 1항에 있어서,
제4 조절밸브를 갖추고 상기 제1 냉매관 및 제3 냉매관을 연결하여 냉매를 응축기 측으로 유동시키는 바이패스관; 및
상기 제1 조절밸브, 제2 조절밸브, 제3 조절밸브 및 제4 조절밸브와 각각 케이블을 매개로 전기적으로 연결되는 제어부;를 포함하고,
상기 제2 열교환기 측으로 유입되는 제2순환수의 온도가 기설정된 온도보다 높을 경우 상기 제1 조절밸브, 제2 조절밸브 및 제3 조절밸브는 폐쇄되고 제4 조절밸브는 개방되어 1단 압축 방식으로 운전되는 것을 특징으로 하는 1단 압축 및 2단 압축 겸용 수열원 히트펌프 시스템.
제 3항에 있어서,
상기 제2 열교환기 측으로 유입되는 제2순환수의 온도를 측정할 수 있도록 제2 유입관 측에 온도센서가 추가적으로 구비되는 것을 특징으로 하는 1단 압축 및 2단 압축 겸용 수열원 히트펌프 시스템.