KR101280211B1 - 착상 방지 히트펌프 시스템 및 그 히트펌프 시스템의 작동방법 - Google Patents

착상 방지 히트펌프 시스템 및 그 히트펌프 시스템의 작동방법 Download PDF

Info

Publication number
KR101280211B1
KR101280211B1 KR1020110113339A KR20110113339A KR101280211B1 KR 101280211 B1 KR101280211 B1 KR 101280211B1 KR 1020110113339 A KR1020110113339 A KR 1020110113339A KR 20110113339 A KR20110113339 A KR 20110113339A KR 101280211 B1 KR101280211 B1 KR 101280211B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
refrigerant
condenser
heat
evaporator
discharged
Prior art date
Application number
KR1020110113339A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20130048476A (ko
Inventor
유연동
Original Assignee
대성히트펌프 주식회사
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 대성히트펌프 주식회사 filed Critical 대성히트펌프 주식회사
Priority to KR1020110113339A priority Critical patent/KR101280211B1/ko
Publication of KR20130048476A publication Critical patent/KR20130048476A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101280211B1 publication Critical patent/KR101280211B1/ko

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
    • F25B30/00—Heat pumps
    • F25B30/02—Heat pumps of the compression type
    • 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
    • F25B41/00—Fluid-circulation arrangements
    • F25B41/20—Disposition of valves, e.g. of on-off valves or flow control valves
    • F25B41/26—Disposition of valves, e.g. of on-off valves or flow control valves of fluid flow reversing valves
    • 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
    • F25B2313/00—Compression machines, plants or systems with reversible cycle not otherwise provided for
    • F25B2313/027—Compression machines, plants or systems with reversible cycle not otherwise provided for characterised by the reversing means
    • F25B2313/02731—Compression machines, plants or systems with reversible cycle not otherwise provided for characterised by the reversing means using one three-way valve
    • 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
    • F25B2400/00—General features or devices for refrigeration machines, plants or systems, combined heating and refrigeration systems or heat-pump systems, i.e. not limited to a particular subgroup of F25B
    • F25B2400/23—Separators
    • 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
    • F25B2700/00—Sensing or detecting of parameters; Sensors therefor
    • F25B2700/21—Temperatures
    • F25B2700/2117—Temperatures of an evaporator

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • Heat-Pump Type And Storage Water Heaters (AREA)

Abstract

본 발명은 착상시 열원보충 및 착상 억제 싸이클을 갖는 히트펌프 시스템 및 그 히트펌프의 작동방법에 대한 것이다. 보다 상세하게는, 히트펌프 시스템에 있어서, 제1냉매가 유입되어 고온고압의 제1냉매를 토출하는 제1압축기와, 제1압축기에서 토출된 제1냉매가 유입되는 제1응축기와 제1응축기와 제1압축기 사이에 구비된 사방밸브 및 제1응축기에서 응축된 제1냉매가 유입되는 제1증발기와 제1증발기와 제1응축기 사이에 구비된 제1팽창밸브를 포함하는 실외기; 제2냉매가 유입되어 제2냉매를 증발시키는 제2증발기와 제2증발기에서 토출된 제2냉매를 압축시키는 제2압축기 및 제2압축기에서 토출된 고온고압의 제2냉매의 열이 별도의 라인으로 유입된 저장수로 흡수되도록 구성된 제2응축기 및 제2응축기에서 토출된 저장수가 저장되는 축열조와 제2응축기와 축열조 사이에 구비되는 삼방밸브 및 제2응축기에서 토출된 저장수 일부를 제1증발기 측으로 유입시켜 제1증발기로 저장수의 열을 방출시킨 후 축열조의 토출부로 다시 유입시키도록 삼방밸브를 제어하는 제어부를 포함하는 실내기; 및 제1응축기에 순환수가 유입되어 제1냉매와 열교환되어 토출된 후 열교환된 순환수가 제2증발기로 유입되어 제2냉매와 열교환되는 순환싸이클을 포함하는 것을 특징으로 하는 착상방지 히트펌프 시스템.

Description

착상 방지 히트펌프 시스템 및 그 히트펌프 시스템의 작동방법{Heat pump system with frost prevention and operating methodology for heat pump system}
본 발명은 제상시 열원보충 및 제상 억제 싸이클을 갖는 히트펌프 시스템 및 그 히트펌프 시스템의 작동방법에 대한 것이다. 보다 상세하게는, 각각이 압축기를 갖는 실내기와 실외기를 포함하는 히트펌프 시스템에서 실내기 측의 제2냉매의 열을 흡수한 저장수 일부를 실외기의 제1증발기 측으로 유입하여 제1냉매와 열교환을 하게 됨으로써 착상을 방지할 수 있는 히트펌프 시스템 및 그 히트펌프의 작동방법에 관한 것이다.
히트펌프 시스템은 기본적으로 압축기의 토출구, 응축기, 감압수단, 증발기 본체 및 압축기의 흡입부를 도관으로 순서대로 연결하여서, 압축기에서 압축된 고온, 고압의 냉매 기체를 응축기에서 응축시켜 그 응축열을 유체와 열교환시킴으로써 온수를 생성하거나 실내공기를 가열하여서 난방 등을 수행하고, 응축기에서 응축된 고온, 고압의 냉매액은 감압수단에서 팽창되어 저온, 저압의 냉매액으로 된 후 증발기 본체에 유입되어 열원에 의하여 증발되어 저온, 저압의 냉매 기체가 되며, 증발기 본체에서 증발된 저온, 저압의 냉매 기체는 압축기에 흡입되는 사이클을 기본으로 반복되는 것이다.
따라서, 이러한 히트펌프 시스템을 냉방운전으로 가동시켜 실내를 냉방하거나, 난방운전으로 작동시켜 실내를 난방하게 된다. 기본적으로 히트 펌프 시스템을 냉방운전으로 작동시키는 경우, 압축기를 통과하여 외부에 설치된 증발기에서 외부로부터 열을 방출하고, 감압수단을 거쳐 실내에 설치된 응축기에서 실내의 열을 흡수하여 기화되면서 실내를 냉방하게 된다. 또한, 난방운전을 하게 되는 경우, 외부에 설치된 증발기에서 증발된 냉매가 압축기를 통해 압축되고, 압축된 고온 고압의 냉매가 실내에 설치된 응축기에서 응축되면서 실내에 열을 방출하여 난방을 하게 된다.
이러한 히트펌프 시스템에 있어서, 외부에 설치되는 증발기에서 착상 조건(실외 온도가 -9℃이하가 되는 경우) 이 일어나게 되는 경우 유입된 냉매가 외부공기에 의해 증발되지 않게 된다. 이러한 증발되지 않은 냉매가 압축기에 유입되게 되는 경우 압축기를 파손, 손상시키게 되는 문제점이 발생되게 된다. 따라서 히트펌프 시스템에서, 싸이클을 순환하면서 남게 되는 폐열을 이용하여 증발기로 유입되는 냉매를 가열하여 착상을 방지할 수 있는 히트펌프 시스템 및 그 시스템의 작동방법이 요구되게 되었다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 일실시예에 따르면 각각이 압축기를 갖는 실내기와 실외기를 포함하는 히트펌프 시스템에서 실내기 측의 제2냉매의 열을 흡수한 저장수 일부를 실외기의 제1증발기 측으로 유입하여 제1냉매와 열교환을 하게 됨으로써 착상을 방지할 수 있는 히트펌프 시스템 및 그 히트펌프의 작동방법을 제공하게 된다.
또한, 본 발명의 일실시예에 따르면 실외기 측에 엔탈피추가용 판형열교환기를 구비하여 실내기의 제2응축기에서 저장수와 열교환하고 남은 제2냉매의 열원을 제1냉매와 열교환함으로써 효율이 보다 개선된 착상방지 히트펌프 시스템 및 작동방법을 제공하게 된다.
그리고, 본 발명의 일실시예에 따르면, 제1증발기의 유입부 측에 제1냉매와 제2응축기로부터 열을 흡수한 저장수가 열교환을 하게 되는 판형열교환기를 포함하게 됨으로써 제1증발기로 유입되는 제1냉매의 온도를 상승시킴으로써 착상을 방지할 수 있는 히트펌프 시스템 및 그 히트펌프의 작동방법을 제공하게 된다.
본 발명의 그 밖에 목적, 특정한 장점들 및 신규한 특징들은 첨부된 도면들과 관련되어 이하의 상세한 설명과 바람직한 실시예로부터 더욱 명확해질 것이다.
본 발명의 목적은, 히트펌프 시스템에 있어서, 제1냉매가 유입되어 고온고압의 제1냉매를 토출하는 제1압축기와, 제1압축기에서 토출된 제1냉매가 유입되는 제1응축기와 제1응축기와 제1압축기 사이에 구비된 사방밸브 및 제1응축기에서 응축된 제1냉매가 유입되는 제1증발기와 제1증발기와 제1응축기 사이에 구비된 팽창밸브를 포함하는 실외기; 제2냉매가 유입되어 제2냉매를 증발시키는 제2증발기와 제2증발기에서 토출된 제2냉매를 압축시키는 제2압축기 및 제2압축기에서 토출된 고온고압의 제2냉매의 열이 별도의 라인으로 유입된 저장수로 흡수되도록 구성된 제2응축기 및 제2응축기에서 토출된 저장수가 저장되는 축열조와 제2응축기와 축열조 사이에 구비되는 삼방밸브 및 제2응축기에서 토출된 저장수 일부를 제1증발기 측으로 유입시켜 제1증발기로 저장수의 열을 방출시킨 후 축열조의 토출부로 다시 유입시키도록 삼방밸브를 제어하는 제어부를 포함하는 실내기; 및 제1응축기에 순환수가 유입되어 제1냉매와 열교환되어 토출된 후 열교환된 순환수가 제2증발기로 유입되어 제2냉매와 열교환되는 순환 싸이클을 포함하는 것을 특징으로 하는 착상방지 히트펌프 시스템으로서 달성될 수 있다.
본 발명의 또 다른 목적은, 제1냉매가 유입되어 고온고압의 제1냉매를 토출하는 제1압축기와, 제1압축기에서 토출된 제1냉매가 유입되는 제1응축기와 제1응축기와 제1압축기 사이에 구비된 사방밸브 및 제1응축기에서 응축된 제1냉매가 유입되는 제1증발기와 제1증발기와 제1응축기 사이에 구비된 제1팽창밸브를 포함하는 실외기; 제2냉매가 유입되어 제2냉매를 증발시키는 제2증발기와 제2증발기에서 토출된 제2냉매를 압축시키는 제2압축기 및 제2압축기에서 토출된 고온고압의 제2냉매의 열이 별도의 라인으로 유입된 저장수로 흡수되도록 구성된 제2응축기 및 제2응축기에서 토출된 저장수가 저장되는 축열조와 제2응축기와 축열조 사이에 구비되는 삼방밸브를 포함하는 실내기; 제1증발기의 유입부에 구비되어 제2응축기에서 토출된 저장수 일부가 삼방밸브를 통해 유입되고, 개별 라인으로 제1응축기에서 토출된 제1냉매가 유입되어 저장수의 열이 제1냉매로 흡수되어 제1냉매와 저장수 간에 열교환이 발생되는 판형열교환기; 제2응축기에서 토출된 저장수 일부를 판형열교환기 측으로 유입시켜 제1냉매로 열을 방출시킨 후 축열조의 토출부로 다시 저장수를 유입시키도록 삼방밸브를 제어하는 제어부;및 제1응축기에 순환수가 유입되어 제1냉매와 열교환되어 토출된 후 열교환된 순환수가 제2증발기로 유입되어 제2냉매와 열교환되는 순환싸이클을 포함하는 것을 특징으로 하는 착상방지 히트펌프 시스템으로서 달성될 수 있다.
증발기의 온도를 측정하는 온도센서를 더 포함하고, 제어부는 온도센서에서 측정된 온도값이 특정온도 이하가 되는 경우 삼방밸브를 작동시켜 제2응축기에서 토출된 저장수 일부를 제1증발기 측으로 보내고, 나머지 저장수는 축열조 측으로 유입시키는 것을 특징으로 할 수 있다.
특정온도는 -6℃인 것을 특징으로 할 수 있다.
제어부는 온도센서에서 측정된 온도값이 특정온도 이하가 되는 경우 삼방밸브를 작동시켜 제2응축기에서 토출된 저장수의 10~20%를 제1증발기 측으로 유입시키는 것을 특징으로 할 수 있다.
제1압축기의 유입부와 사방밸브 사이에 구비된 액분리기를 더 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
제1냉매는 R-410A이고, 제2냉매는 R-134a인 것을 특징으로 할 수 있다.
제2응축기를 통과한 제2냉매와 제1응축기에서 토출된 제1냉매 일부가 열교환되는 엔탈피추가용 판형열교환기를 더 포함하고, 엔탈피추가용 판형열교환기를 통과한 제1냉매는 제1압축기로 유입되고, 엔탈피추가용 판형열교환기를 통과한 제2냉매는 제2증발기로 유입되는 것을 특징으로 할 수 있다.
축열조의 저장된 저장수를 토출시키는 부하펌프; 및 축열조의 토출부에 구비되어 축열조의 저장수를 제2응축기 측으로 펌핑하는 축열펌프를 더 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
또 다른 카테고리로서 본 발명의 목적은, 앞서 언급한 착상방지 히트펌프 시스템을 이용한 히트펌프 시스템 작동방법에 있어서, 실외기의 제1증발기에 유입된 제1냉매가 증발되어 사방밸브와 액분리기를 거쳐 제1압축기로 유입되고 제1압축기에서 압축되어 토출된 제1냉매가 응축기로 유입되어 제1냉매의 열을 순환수가 흡수하는 단계; 실내기의 제2증발기에서 순환수의 열을 제2냉매가 흡수하는 단계; 제2냉매가 제2압축기에 유입되어 고온고압의 제2냉매로 토출되는 단계; 제2냉매가 실내기의 제2응축기로 유입되어 축열조에서 토출된 저장수를 가열하는 단계; 및 제2응축기를 통과한 제2냉매가 다시 제2증발기로 유입되고, 저장수는 제2응축기에서 토출되어 일부가 삼방밸브를 통해 제1증발기 측으로 유입되어 저장수의 열을 제1냉매에 방출시키고, 저장수가 축열조의 토출부 라인으로 합류하게 되는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 착상방지 히트펌프 시스템의 작동방법으로 달성될 수 있다.
본 발명의 또 다른 목적으로는 앞서 언급한 착상방지 히트펌프 시스템을 이용한 히트펌프 시스템 작동방법에 있어서, 실외기의 제1증발기에 유입된 제1냉매가 증발되어 사방밸브와 액분리기를 거쳐 제1압축기로 유입되고 제1압축기에서 압축되어 토출된 제1냉매가 응축기로 유입되어 제1냉매의 열을 순환수가 흡수하는 단계; 실내기의 제2증발기에서 순환수의 열을 제2냉매가 흡수하는 단계; 제2냉매가 제2압축기에 유입되어 고온고압의 제2냉매가 토출되는 단계; 제2냉매가 실내기의 제2응축기에 유입되어 축열조에서 토출되어 제2응축기에 유입된 저장수를 가열하는 단계; 및 제2응축기를 통과한 제2냉매가 다시 제2증발기로 유입되고, 제2응축기에서 토출된 저장수의 일부가 삼방밸브를 통해 제1증발기의 유입부에 구비된 판형열교환기로 유입되어 저장수의 열을 별도의 라인을 통해 판형열교환기로 유입된 제1냉매에 방출시키고, 저장수는 축열조의 토출부 라인으로 합류하게 되고, 제1냉매는 제1증발기로 유입되는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 착상방지 히트펌프 시스템의 작동방법으로 달성될 수 있다.
따라서, 설명한 바와 같이 본 발명의 일실시예에 의하면, 각각이 압축기를 갖는 실내기와 실외기를 포함하는 히트펌프 시스템에서 실내기 측의 제2냉매의 열을 흡수한 저장수 일부를 실외기의 제1증발기 측으로 유입하여 제1냉매와 열교환을 하게 됨으로써 착상을 방지할 수 있는 효과를 갖는다.
또한, 본 발명의 일실시예에 따르면 실외기 측에 엔탈피추가용 판형열교환기를 구비하여 실내기의 제2응축기에서 저장수와 열교환하고 남은 제2냉매의 열원을 제1냉매와 열교환함으로써 효율이 보다 개선될 수 있는 장점이 있다.
그리고, 본 발명의 일실시예에 따르면, 제1증발기의 유입부 측에 제1냉매와 제2응축기로부터 열을 흡수한 저장수가 열교환을 하게 되는 판형열교환기를 포함하게 됨으로써 제1증발기로 유입되는 제1냉매의 온도를 상승시킴으로써 착상을 방지할 수 있는 효과를 갖는다.
비록 본 발명이 상기에서 언급한 바람직한 실시예와 관련하여 설명되어 졌지만, 본 발명의 요지와 범위로부터 벗어남이 없이 다른 다양한 수정 및 변형이 가능한 것은 당업자라면 용이하게 인식할 수 있을 것이며, 이러한 변경 및 수정은 모두 첨부된 특허 청구 범위에 속함은 자명하다.
도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 착상방지 히트펌프 시스템의 구성도,
도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 착상방지 히트펌프 시스템의 작동방법에 대한 흐름도,
도 3은 본 발명의 제2실시예에 따른 착상방지 히트펌프 시스템의 구성도,
도 4는 본 발명의 제2실시예에 따른 판형열교환기의 단면도,
도 5는 본 발명의 제2실시예에 따른 착상방지 히트펌프 시스템의 작동방법에 대한 흐름도를 도시한 것이다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 쉽게 실시할 수 있는 실시예를 상세히 설명한다. 다만, 본 발명의 바람직한 실시예에 대한 동작 원리를 상세하게 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다.
또한, 도면 전체에 걸쳐 유사한 기능 및 작용을 하는 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 사용한다. 명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 연결되어 있다고 할 때, 이는 직접적으로 연결되어 있는 경우뿐만 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고, 간접적으로 연결되어 있는 경우도 포함한다. 또한, 어떤 구성요소를 포함한다는 것은 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라, 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
이하에서는 본 발명의 제1실시예에 따른 착상방지 히트펌프의 구성에 대해 설명하도록 한다. 도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 착상방지 히트펌프 시스템(10)의 구성도를 도시한 것이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제1실시예에 따른 착상방지 히트펌프 시스템(10)은 실외기(100)와 실내기(200) 그리고 순환수 싸이클 등으로 구성됨을 알 수 있다.
도 1에서 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 실외기(100)는 제1증발기(110), 사방밸브(120), 액분리기(130), 제1압축기(140), 제1응축기(150), 팽창밸브(160), 실외기 필터(170), 제2밸브(180), 제3밸브(190) 및 엔탈피추가용 판형열교환기(270) 등을 포함하고 있음을 알 수 있다. 실외기(100)에 사용되는 제1냉매는 구체적 실시예에서 R-410A를 사용하였다. 액분리기(130)를 통과한 제1냉매는 제1압축기(140)로 유입되어 고온고압의 기체인 제1냉매가 토출되게 된다. 그리고, 제1냉매는 사방밸브(120)를 통해 제1응축기(150)로 유입되게 된다.
제1응축기(150)에서는 다른 라인을 통해 유입된 순환수와 제1냉매 사이에 열교환이 발생되게 된다. 즉, 고온고압의 제1냉매의 열이 순환수로 이동되어 순환수가 가열되게 된다. 제1응축기(150)를 통과한 저온고압의 제1냉매는 실외기 필터(170)를 통과하여(팽창밸브(160)는 닫혀있다.) 일부는 제2밸브(180)를 통해 제1증발기(110) 측으로 유입되고, 나머지는 엔탈피추가용 판형열교환기 (270) 측으로 유입되게 된다.
제2밸브(180)를 통해 제1증발기(110)로 유입된 제1냉매는 열원(외부공기, 폐수, 지하수 등)에 의해 증발되어 토출되게 되며, 토출된 제1냉매는 사방밸브(120)와 액분리기(130)를 거쳐 다시 제1압축기(140)로 유입되게 된다. 반면, 제3밸브(190)를 통해 엔탈피추가용 판형열교환기(270)로 유입된 제1냉매는 별도의 라인을 통해 유입된 후에 설명되는 실내기(200)에 쓰이는 제2냉매와 열교환을 하게 된다. 제2냉매와 열교환된 제1냉매는 다시 제1압축기(140)로 유입되어 실외기(100)의 제1냉매 순환라인을 완료하게 된다. 즉, 실외기(100)의 핵심 기능은 제1응축기(150)에서 제1냉매로 순환수를 가열하는 것이다.
그리고, 실외기(100)의 제1응축기(150)를 통해 가열된 순환수는 제1응축기(150)에서 토출되어 열원펌프(250)를 통해 실내기(200)의 제2증발기(210)로 유입, 토출되어 다시 실외기(100)의 제1응축기(150)로 유입되어 순환라인을 형성하게 된다. 즉, 순환수는 실외기(100)로부터 열을 공급받아 실내기(200)의 제2냉매로 열을 전달하는 기능을 수행하게 된다.
실내기(200)는 제2냉매를 구체적 실시예에서는 R134a를 사용하였고, 실내기(200)의 제2증발기(210)에서 제2냉매는 순환수로부터 열을 공급받아 증발되게 된다. 증발된 제2냉매는 제2압축기(220)로 유입되어 고온 고압의 기체로 토출되게 된다. 제2압축기(220)를 통과한 고온 고압의 제2냉매는 제2응축기(230)를 통과하여 별도의 라인으로 제2응축기(230)에 유입된 저장수를 가열하게 된다. 저장수에 의해 냉각된 제2냉매는 제2응축기(230)에서 토출되어 실외기(100)에 설치된 엔탈피추가용 판형열교환기(270)로 이동되어 제1냉매와 열교환을 한 후 실내기 필터(260)를 거쳐 다시 제2증발기(210)로 유입되게 된다.
그리고, 제2응축기(230)에서 제2냉매로부터 열을 흡수한 저장수는 축열조(300)에 저장되거나 축열펌프(310)에 의해 축열조(300)를 거쳐 다시 제2응축기(230)로 유입되게 된다. 저장수가 제2응축기(230)를 통해 순환되면서 저장수가 가열되게 된다. 따라서 제2응축기(230)에 의해 가열된 저장수는 부하펌프(320)에 의해 외부로 온수를 공급하게 된다.
그리고, 실외기(100)의 제1증발기(110) 측의 외부온도가 특정온도(예를 들어, -6∼℃)이하가 되는 경우 제어부는 제2응축기(230)와 축열조(300) 사이에 구비된 삼방밸브(240)를 작동시키게 된다. 삼방밸브(240)가 작동되는 경우 도 1에 도시된 바와 같이, 제2응축기(230)에서 가열된 저장수 일부가 제1증발기(110) 측으로 보내지고 나머지는 축열조(300)로 보내지게 된다.
제1증발기(110) 측으로 유입되는 저장수는 제1증발기(110)의 유입부 측에서 제1냉매와 열교환을 통해 저장수의 열을 제1냉매로 방출시키게 된다. 따라서, 이러한 가열된 저장수 일부를 제1증발기(110) 측으로 유입시켜 줌으로써 히트펌프 시스템(10)에 착상을 방지하게 된다. 제1증발기(110)로 유입된 저장수는 제1냉매에 열을 방출시킨 후 축열조(300)의 토출부 측으로 유입되어 다시 제2응축기(230)로 유입되게 된다.
이하에서는 본 발명의 제1실시예에 따른 착상방지 히트펌프 시스템(10)의 작동방법에 대해 설명하도록 한다. 도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 착상방지 히트펌프 시스템(10)의 작동방법에 대한 흐름도를 도시한 것이다.
먼저, 실외기(100)가 작동되어, 실외기(100)의 제1증발기(110)에 유입된 제1냉매가 증발되어 사방밸브(120)와 액분리기(130)를 거쳐 제1압축기(140)로 유입되고 제1압축기(140)에서 압축되어 토출된 제1냉매가 응축기로 유입되어 제1냉매의 열을 순환수가 흡수하게 된다(S10-1).
그리고, 실내기(200)의 제2증발기(210)에서 순환수의 열을 제2냉매가 흡수하게 된다20-1). 다음으로 제2냉매가 제2압축기(220)에 유입되어 고온고압의 제2냉매로 토출되고, 제2냉매가 실내기(200)의 제2응축기(230)로 유입되어 축열조(300)에서 토출된 저장수를 가열하게 된다(S30-1).
그리고, 제2냉매는 제2응축기(230)에서 토출되어 엔탈피추가용 판형열교환기(270)를 거쳐 제1냉매와 열교환을 한 후 실내기 필터(260)를 통과하여 다시 제2증발기(210)로 유입되어 제2냉매 순환라인을 형성하고, 제2응축기(230)에 의해 가열된 저장수는 축열펌프(310)에 의해 축열조(300)와 제2응축기(230)를 순환하며 저장수 순환라인을 형성하게 된다(S40-1).
또한, 제1증발기(110)가 특정온도 이하가 되는 경우 제어부가 삼방밸브(240)를 작동시켜 제2응축기(230)에서 토출된 저장수 일부가 제1증발기(110)로 유입되고, 나머지 저장수는 축열조(300)를 유입되게 된다(S50-1). 그리고, 제1증발기(110)로 유입된 저장수가 제1냉매에 열을 방출하고, 축열조(300) 토출부로 유입되어 별도의 저장수 순환라인을 구성하게 된다(S60-1).
이하에서는 본 발명의 제2실시예에 따른 착상방지 히트펌프 시스템(10)의 구성에 대해 설명하도록 한다. 도 3은 본 발명의 제2실시예에 따른 착상방지 히트펌프 시스템(10)의 구성도를 도시한 것이다. 본 발명의 제2실시예에 따른 착상방지 히트펌프 시스템(10)은 기본적으로 앞서 설명한 제1실시예에 따른 착상방지 시스템(10)과 구성 및 작용이 동일하나, 제1증발기(110) 유입부 측에 판형열교환기(280)를 더 포함하고 있다.
도 4는 본 발명의 제2실시예에 따른 판형열교환기(280)의 단면도를 도시한 것이다. 도 4에 도시된 바와 같이, 도 4에 도시된 것을 기준으로 우측에 구비된 관은 제1냉매가 유입되어 토출되는 것으로 앞서 설명한 바와 같이, 제1응축기(150)와 실외기 필터(170) 및 제2밸브(180)를 거친 제1냉매가 판형열교환기(280)를 거쳐 제1증 발기 (110)로 유입되게 된다.
그리고, 판형열교환기(280) 좌측에 구비된 관은 삼방밸브(240)에 의해 실내기(200)의 제2응축기(230)를 통과하여 가열된 저장수 일부가 유입되게 된다. 따라서, 판형열교환기(280)에서는 저장수의 열이 제1냉매로 전달되게 된다.
이하에서는 본 발명의 제2실시예에 따른 착상방지 히트펌프 시스템(10)의 작동방법을 설명하도록 한다. 도 5는 본 발명의 제2실시예에 따른 착상방지 히트펌프 시스템(10)의 작동방법에 대한 흐름도를 도시한 것이다.
먼저, 실외기(100)가 작동되어, 실외기(100)의 제1증발기(110)에 유입된 제1냉매가 증발되어 사방밸브(120)와 액분리기(130)를 거쳐 제1압축기(140)로 유입되고 제1압축기(140)에서 압축되어 토출된 제1냉매가 응축기로 유입되어 제1냉매의 열을 순환수가 흡수하게 된다(S10-2).
그리고, 실내기(200)의 제2증발기(210)에서 순환수의 열을 제2냉매가 흡수하게 된다(20-2). 다음으로 제2냉매가 제2압축기(220)에 유입되어 고온고압의 제2냉매로 토출되고, 제2냉매가 실내기(200)의 제2응축기(230)로 유입되어 축열조(300)에서 토출된 저장수를 가열하게 된다(S30-2).
그리고, 제2냉매는 제2응축기(230)에서 토출되어 엔탈피추가용 판형열교환기(270)를 거쳐 제1냉매와 열교환을 한 후 실내기 필터(260)를 통과하여 다시 제2증발기(210)로 유입되어 제2냉매 순환라인을 형성하고, 제2응축기(230)에 의해 가열된 저장수는 축열펌프(310)에 의해 축열조(300)와 제2응축기(230)를 순환하며 저장수 순환라인을 형성하게 된다(S40-2).
또한, 제1증발기(110)가 특정온도 이하가 되는 경우 제어부가 삼방밸브(240)를 작동시켜 제2응축기(230)에서 토출된 저장수 일부가 판형열교환기(280)로 유입되고, 나머지 저장수는 축열조(300)를 유입되게 된다(S50-2). 그리고, 판형열교환기(280)로 유입된 저장수가 제1냉매에 열을 방출하고, 축열조(300) 토출부로 유입되어 별도의 저장수 순환라인을 구성하게 된다(S60-2).
10:착상방지 히트펌프 시스템
100:실외기
110:제1증발기
120:사방밸브
130:액분리기
140:제1압축기
150:제1응축기
160:팽창밸브
170:실외기 필터
180:제2밸브
190:제3밸브
200:실내기
210:제2증발기
220:제2압축기
230:제2응축기
240:삼방밸브
250:열원펌프
260:실내기 필터
270:엔탈피추가용 판형열교환기
280:판형열교환기
300:축열조
310:축열펌프
320:부하펌프

Claims (11)

  1. 히트펌프 시스템에 있어서,
    제1냉매가 유입되어 고온고압의 제1냉매를 토출하는 제1압축기와, 상기 제1압축기에서 토출된 제1냉매가 유입되는 제1응축기와 상기 제1응축기와 제1압축기 사이에 구비된 사방밸브 및 상기 제1응축기에서 응축된 제1냉매가 유입되는 제1증발기와 상기 제1증발기와 상기 제1응축기 사이에 구비된 팽창밸브를 포함하는 실외기;
    제2냉매가 유입되어 상기 제2냉매를 증발시키는 제2증발기와 상기 제2증발기에서 토출된 제2냉매를 압축시키는 제2압축기 및 상기 제2압축기에서 토출된 고온고압의 제2냉매의 열이 별도의 라인으로 유입된 저장수로 흡수되도록 구성된 제2응축기 및 상기 제2응축기에서 토출된 저장수가 저장되는 축열조와 상기 제2응축기와 상기 축열조 사이에 구비되는 삼방밸브 및 제2응축기에서 토출된 저장수 일부를 상기 제1증발기 측으로 유입시켜 상기 제1증발기로 저장수의 열을 방출시킨 후 상기 축열조의 토출부로 다시 유입시키도록 상기 삼방밸브를 제어하는 제어부를 포함하는 실내기; 및
    상기 제1응축기에 순환수가 유입되어 상기 제1냉매와 열교환되어 토출된 후 열교환된 상기 순환수가 상기 제2증발기로 유입되어 상기 제2냉매와 열교환되는 순환 싸이클을 포함하는 것을 특징으로 하는 착상방지 히트펌프 시스템.
  2. 히트펌프 시스템에 있어서,
    제1냉매가 유입되어 고온고압의 제1냉매를 토출하는 제1압축기와, 상기 제1압축기에서 토출된 제1냉매가 유입되는 제1응축기와 상기 제1응축기와 제1압축기 사이에 구비된 사방밸브 및 상기 제1응축기에서 응축된 제1냉매가 유입되는 제1증발기와 상기 제1증발기와 상기 제1응축기 사이에 구비된 제1팽창밸브를 포함하는 실외기;
    제2냉매가 유입되어 상기 제2냉매를 증발시키는 제2증발기와 상기 제2증발기에서 토출된 제2냉매를 압축시키는 제2압축기 및 상기 제2압축기에서 토출된 고온고압의 제2냉매의 열이 별도의 라인으로 유입된 저장수로 흡수되도록 구성된 제2응축기 및 상기 제2응축기에서 토출된 저장수가 저장되는 축열조와 상기 제2응축기와 상기 축열조 사이에 구비되는 삼방밸브를 포함하는 실내기;
    상기 제1증발기의 유입부에 구비되어 상기 제2응축기에서 토출된 저장수 일부가 상기 삼방밸브를 통해 유입되고, 개별 라인으로 상기 제1응축기에서 토출된 상기 제1냉매가 유입되어 상기 저장수의 열이 상기 제1냉매로 흡수되어 상기 제1냉매와 상기 저장수 간에 열교환이 발생되는 판형열교환기;
    상기 제2응축기에서 토출된 저장수 일부를 상기 판형열교환기 측으로 유입시켜 상기 제1냉매로 열을 방출시킨 후 상기 축열조의 토출부로 다시 상기 저장수를 유입시키도록 상기 삼방밸브를 제어하는 제어부;및
    상기 제1응축기에 순환수가 유입되어 상기 제1냉매와 열교환되어 토출된 후 열교환된 상기 순환수가 상기 제2증발기로 유입되어 상기 제2냉매와 열교환되는 순환싸이클을 포함하는 것을 특징으로 하는 착상방지 히트펌프 시스템.
  3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
    상기 증발기의 온도를 측정하는 온도센서를 더 포함하고,
    상기 제어부는 상기 온도센서에서 측정된 온도값이 특정온도 이하가 되는 경우 상기 삼방밸브를 작동시켜 상기 제2응축기에서 토출된 저장수 일부를 상기 제1증발기 측으로 보내고, 나머지 저장수는 상기 축열조 측으로 유입시키는 것을 특징으로 하는 착상방지 히트펌프 시스템.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 특정온도는 -6℃인 것을 특징으로 하는 착상방지 히트펌프 시스템.
  5. 제 3항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 온도센서에서 측정된 온도값이 특정온도 이하가 되는 경우 상기 삼방밸브를 작동시켜 상기 제2응축기에서 토출된 저장수의 10~20%를 상기 제1증발기 측으로 유입시키는 것을 특징으로 하는 착상방지 히트펌프 시스템.
  6. 제 3항에 있어서,
    상기 제1압축기의 유입부와 상기 사방밸브 사이에 구비된 액분리기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 착상방지 히트펌프 시스템.
  7. 제 3항에 있어서,
    상기 제1냉매는 R-410A이고, 상기 제2냉매는 R-134a인 것을 특징으로 하는 착상방지 히트펌프 시스템.
  8. 제 3항에 있어서,
    상기 제2응축기를 통과한 상기 제2냉매와 상기 제1응축기에서 토출된 상기 제1냉매 일부가 열교환되는 엔탈피추가용 판형열교환기를 더 포함하고, 상기 엔탈피추가용 판형열교환기를 통과한 상기 제1냉매는 상기 제1압축기로 유입되고, 상기 엔탈피추가용 판형열교환기를 통과한 상기 제2냉매는 상기 제2증발기로 유입되는 것을 특징으로 하는 착상방지 히트펌프 시스템.
  9. 제 8항에 있어서,
    상기 축열조의 저장된 저장수를 토출시키는 부하펌프; 및
    상기 축열조의 토출부에 구비되어 상기 축열조의 저장수를 상기 제2응축기 측으로 펌핑하는 축열펌프를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 착상방지 히트펌프 시스템.
  10. 제1항의 착상방지 히트펌프 시스템을 이용한 히트펌프 시스템 작동방법에 있어서,
    실외기의 제1증발기에 유입된 제1냉매가 증발되어 사방밸브와 액분리기를 거쳐 제1압축기로 유입되고 상기 제1압축기에서 압축되어 토출된 상기 제1냉매가 응축기로 유입되어 상기 제1냉매의 열을 순환수가 흡수하는 단계;
    실내기의 제2증발기에서 상기 순환수의 열을 상기 제2냉매가 흡수하는 단계;
    상기 제2냉매가 상기 제2압축기에 유입되어 고온고압의 제2냉매로 토출되는 단계;
    상기 제2냉매가 실내기의 제2응축기로 유입되어 상기 축열조에서 토출된 저장수를 가열하는 단계; 및
    상기 제2응축기를 통과한 상기 제2냉매가 다시 상기 제2증발기로 유입되고, 상기 저장수는 제2응축기에서 토출되어 일부가 삼방밸브를 통해 상기 제1증발기 측으로 유입되어 상기 저장수의 열을 상기 제1냉매에 방출시키고, 상기 저장수가 상기 축열조의 토출부 라인으로 합류하게 되는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 착상방지 히트펌프 시스템의 작동방법.
  11. 제2항의 착상방지 히트펌프 시스템을 이용한 히트펌프 시스템 작동방법에 있어서,
    실외기의 제1증발기에 유입된 제1냉매가 증발되어 사방밸브와 액분리기를 거쳐 제1압축기로 유입되고 상기 제1압축기에서 압축되어 토출된 상기 제1냉매가 응축기로 유입되어 상기 제1냉매의 열을 순환수가 흡수하는 단계;
    실내기의 제2증발기에서 상기 순환수의 열을 상기 제2냉매가 흡수하는 단계;
    상기 제2냉매가 상기 제2압축기에 유입되어 고온고압의 제2냉매가 토출되는 단계;
    상기 제2냉매가 상기 실내기의 제2응축기에 유입되어 축열조에서 토출되어 상기 제2응축기에 유입된 저장수를 가열하는 단계; 및
    상기 제2응축기를 통과한 상기 제2냉매가 다시 상기 제2증발기로 유입되고, 상기 제2응축기에서 토출된 상기 저장수의 일부가 삼방밸브를 통해 상기 제1증발기의 유입부에 구비된 판형열교환기로 유입되어 상기 저장수의 열을 별도의 라인을 통해 상기 판형열교환기로 유입된 상기 제1냉매에 방출시키고, 상기 저장수는 상기 축열조의 토출부 라인으로 합류하게 되고, 상기 제1냉매는 상기 제1증발기로 유입되는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 착상방지 히트펌프 시스템의 작동방법.
KR1020110113339A 2011-11-02 2011-11-02 착상 방지 히트펌프 시스템 및 그 히트펌프 시스템의 작동방법 KR101280211B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020110113339A KR101280211B1 (ko) 2011-11-02 2011-11-02 착상 방지 히트펌프 시스템 및 그 히트펌프 시스템의 작동방법

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020110113339A KR101280211B1 (ko) 2011-11-02 2011-11-02 착상 방지 히트펌프 시스템 및 그 히트펌프 시스템의 작동방법

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20130048476A KR20130048476A (ko) 2013-05-10
KR101280211B1 true KR101280211B1 (ko) 2013-06-28

Family

ID=48659515

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020110113339A KR101280211B1 (ko) 2011-11-02 2011-11-02 착상 방지 히트펌프 시스템 및 그 히트펌프 시스템의 작동방법

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101280211B1 (ko)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20240041486A (ko) 2022-09-23 2024-04-01 (주)하이세이브아시아 성에가 발생되지 않는 히트펌프 냉동싸이클
KR20240109679A (ko) 2023-01-05 2024-07-12 (주)하이세이브아시아 냉동싸이클을 이용한 냉난방시스템 및 그 냉난방시스템의 냉매순환 작동방법

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101664239B1 (ko) * 2015-02-06 2016-10-10 주식회사 성진플랜트 난방순환수로 제상이 이루어지는 히트펌프 및 이를 활용한 히트펌프 운전방법
CN110455021B (zh) * 2019-09-02 2024-02-23 广州同方瑞风节能科技股份有限公司 一种蓄热式热泵融霜系统
CN110848845B (zh) * 2019-11-18 2024-02-20 珠海格力电器股份有限公司 一种补气增焓热泵系统、控制方法和空调器
CN115289701A (zh) * 2022-08-19 2022-11-04 珠海格力电器股份有限公司 制冷系统及其化霜控制方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002090009A (ja) 2000-09-11 2002-03-27 Toyota Industries Corp 空調装置の室外機の霜取装置
JP2006145098A (ja) 2004-11-18 2006-06-08 Hitachi Ltd 蓄熱式空気調和装置
JP2006266591A (ja) 2005-03-24 2006-10-05 Hitachi Home & Life Solutions Inc ヒートポンプ給湯機
KR101040197B1 (ko) 2008-05-23 2011-06-09 현우산기주식회사 부동수조 증발유니트를 갖는 냉,난방 히트펌프장치

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002090009A (ja) 2000-09-11 2002-03-27 Toyota Industries Corp 空調装置の室外機の霜取装置
JP2006145098A (ja) 2004-11-18 2006-06-08 Hitachi Ltd 蓄熱式空気調和装置
JP2006266591A (ja) 2005-03-24 2006-10-05 Hitachi Home & Life Solutions Inc ヒートポンプ給湯機
KR101040197B1 (ko) 2008-05-23 2011-06-09 현우산기주식회사 부동수조 증발유니트를 갖는 냉,난방 히트펌프장치

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20240041486A (ko) 2022-09-23 2024-04-01 (주)하이세이브아시아 성에가 발생되지 않는 히트펌프 냉동싸이클
KR20240109679A (ko) 2023-01-05 2024-07-12 (주)하이세이브아시아 냉동싸이클을 이용한 냉난방시스템 및 그 냉난방시스템의 냉매순환 작동방법

Also Published As

Publication number Publication date
KR20130048476A (ko) 2013-05-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5327308B2 (ja) 給湯空調システム
JP3876911B2 (ja) 給湯装置
US9316421B2 (en) Air-conditioning apparatus including unit for increasing heating capacity
WO2013172166A1 (ja) ヒートポンプ装置
KR101280211B1 (ko) 착상 방지 히트펌프 시스템 및 그 히트펌프 시스템의 작동방법
EP2902726B1 (en) Combined air-conditioning and hot-water supply system
CN103292523A (zh) 一种带有回热器的冷热双制空调系统
KR101324902B1 (ko) 지열 히트펌프를 이용한 냉난방 및 축열 시스템의 작동방법
KR101642843B1 (ko) 삼중 하이브리드 히트펌프 냉난방 시스템
KR20140123384A (ko) 공기열 이원 사이클 히트펌프 냉난방 장치
KR20100025033A (ko) 공기조화시스템
JP2013083439A (ja) 給湯空調システム
JP2013083439A5 (ko)
JP2013130344A (ja) 給湯空調システムおよびその制御方法
JP6433422B2 (ja) 冷凍サイクル装置
WO2013080497A1 (ja) 冷凍サイクル装置およびそれを備えた温水生成装置
EP3290827A1 (en) Defrosting without reversing refrigerant cycle
KR101320189B1 (ko) 보일러와 공조기 일체형 히트펌프 시스템 및 그 히트펌프 시스템의 작동방법
KR20130055953A (ko) 중고온수 복합 생산 히트펌프 시스템
KR101658021B1 (ko) 이원냉동사이클을 이용한 히트펌프 시스템
KR20100005735U (ko) 축열 시스템
JP2007155203A (ja) 空気調和機
KR20140112928A (ko) 공기열 이원 사이클 히트펌프 냉난방 장치
KR20140063930A (ko) 히트펌프 시스템
KR101852797B1 (ko) 캐스케이드 히트펌프 장치

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
LAPS Lapse due to unpaid annual fee