KR101331618B1 - Multi-mode switch of air source heat pump system - Google Patents

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KR101331618B1
KR101331618B1 KR1020120092682A KR20120092682A KR101331618B1 KR 101331618 B1 KR101331618 B1 KR 101331618B1 KR 1020120092682 A KR1020120092682 A KR 1020120092682A KR 20120092682 A KR20120092682 A KR 20120092682A KR 101331618 B1 KR101331618 B1 KR 101331618B1
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이일우
진상호
박진관
임민섭
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한국신재생에너지주식회사
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Abstract

The present invention relates to multi-mode switch type air heat pump system. More specifically, the present invention is not required to have a machine room, and is able to be installed outdoors and to be operated and controlled by automatically switching the operations of air-conditioning, heating, and hot water supply by using a single unit so as to be suitable to the features. Air heat and water heat can be simultaneously used as a heat source. Operations, such as independent air-conditioning, independent heating, independent hot water supply, synchronous air-conditioning and heating, defrosting, and the like, can be separately performed by using a single compressor so as to increase the efficiency of heat pump system. The optimal operation efficiency and safety are ensured by using various safety devices. The system is simply and conveniently controlled and operated by PLC control. A plate around an air heat exchanger in which an outdoor blower fan is installed is made of copper rather than aluminum, thereby preventing the plate from corroding due to the inhaled air and achieving the effects of sterilization and service life extension.

Description

멀티모드 전환형 공기열 히트펌프 시스템{Multi-mode switch of Air source heat pump system}Multi-mode switch of air source heat pump system

본 발명은 멀티모드 전환형 공기열 히트펌프 시스템에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 기계실이 별도로 필요하지 않으며 옥외에 설치가 가능하고, 하나의 유닛으로 특성에 맞게 냉방과 난방 그리고 급탕을 자동으로 전환하여 운전 및 제어할 수 있는 구성으로써, 열원으로 공기열과 수열을 동시에 사용할 수 있고, 압축기 하나로 단독냉방, 단독난방, 단독급탕, 동시 냉난방, 제상 등을 각각 별도의 운전이 가능하여 히트펌프 시스템의 효율이 증가하며, 각종 안전장치로 최적의 운전효율과 안전성 확보되고, PLC 제어로 시스템 통제 및 조작이 간편하여 편리하며, 외기의 송풍기 팬이 설치된 공기열 열교환기 주위의 플레이트가 알루미늄에서 구리 재질로 제작하여 흡입공기로 인한 부식 방지 및 살균 효과와 수명 연장되는 멀티모드 전환형 공기열 히트펌프 시스템에 관한 것이다.
The present invention relates to a multi-mode switchable air heat heat pump system, more specifically, a machine room is not required separately and can be installed outdoors, and is operated by automatically switching cooling and heating and hot water supply according to a single unit. And controllable, heat and water can be used simultaneously as a heat source, and single compressor, single heating, single hot water supply, simultaneous cooling and defrosting can be operated separately, thereby increasing the efficiency of the heat pump system. It is equipped with various safety devices to ensure optimum operation efficiency and safety, and it is convenient to control and operate the system by PLC control.The plate around the air heat exchanger with the blower fan of outside air is made of aluminum to copper material so that the intake air Corrosion protection, disinfection effect and extended multimode air heat hit It relates to the print system.

일반적인 히트 펌프 시스템은 압축기, 4방밸브, 실내 열교환기, 팽창밸브, 실외 열교환기 및 상기 4방밸브를 도관으로 순서대로 연결하고, 상기 4방밸브와 압축기를 흡입도관으로 연결하여 구성되되, 난방운전시에는 4방밸브를 압축기에서 압축된 고온ㆍ고압의 냉매증기가 실내 열교환기 측으로 흐르도록 조작하여 고온ㆍ고압의 냉매증기를 응축기로 작용하는 실내 열교환기에서 응축하여 그 응축열을 유체와 열교환시킴으로써 온수를 생성하거나 실내공기를 가열하여서 난방 또는 건조기능을 수행하고, 상기 실내 열교환기에서 응축된 고온ㆍ고압의 냉매를 팽창밸브에서 팽창시킨 후 증발기로 작용하는 실외 열교환기에서 공기(외기)를 열원으로 하여 증발시켜 저온ㆍ저압의 냉매증기가 되게 한 후 압축기에 흡입되어 상기한 사이클을 반복하는 것이다.A typical heat pump system is configured by connecting a compressor, a four-way valve, an indoor heat exchanger, an expansion valve, an outdoor heat exchanger, and the four-way valve in order with conduits, and connecting the four-way valve and the compressor with a suction conduit. During operation, the four-way valve is operated so that the high-temperature / high-pressure refrigerant vapor compressed by the compressor flows to the indoor heat exchanger side. The heating or drying function is performed by generating hot water or heating indoor air, and the high-temperature / high-pressure refrigerant condensed in the indoor heat exchanger is expanded in an expansion valve, and then air (outside air) is heated in an outdoor heat exchanger serving as an evaporator. To evaporate to form a refrigerant vapor of low temperature and low pressure, and then sucked in the compressor and repeating the above cycle. .

그리고 냉방운전시에는 4방밸브를 압축기에서 압축된 고온ㆍ고압의 냉매증기가 실외 열교환기 측으로 흐르도록 조작하여 고온ㆍ고압의 냉매증기를 응축기로 작용하는 실외 열교환기에서 공기를 열원으로 하여 응축시키고, 상기 실외 열교환기에서 응축된 고온ㆍ고압의 냉매를 팽창밸브에서 팽창시킨 후 증발기로 작용하는 실내 열교환기에서 냉매를 증발시켜 유체에서 증발열을 흡수함으로써 냉수를 생성하거나 실내공기를 냉각하여 냉방 등을 하며, 실내 열교환기에서 증발된 저온ㆍ저압의 냉매증기는 압축기에 흡입되어 상기한 사이클을 반복하는 것이다.In the cooling operation, the four-way valve is operated so that the high-temperature / high-pressure refrigerant vapor compressed by the compressor flows to the outdoor heat exchanger, and condenses the air as a heat source in the outdoor heat-exchanger, which acts as a condenser. After expanding the high-temperature and high-pressure refrigerant condensed in the outdoor heat exchanger in the expansion valve, the refrigerant is evaporated in the indoor heat exchanger acting as an evaporator to absorb the evaporation heat from the fluid to generate cold water or to cool the indoor air to cool. The low temperature and low pressure refrigerant vapor evaporated in the indoor heat exchanger is sucked into the compressor and the above cycle is repeated.

그러나, 기존 히트펌프는 냉방과 난방만이 가능하여 급탕수가 필요한 경우에는 별도의 급탕용 장비를 설치하는 등 별도의 장치에 따른 비용 및 설치시간이 증가하는 문제점이 발생한다.
However, existing heat pumps are only capable of cooling and heating, so when a hot water supply is required, there is a problem in that cost and installation time increase due to a separate device, such as installing a separate hot water supply equipment.

따라서, 본 발명은 상기 종래의 문제점을 해소하기 위해 안출된 것으로서,SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, the present invention has been made keeping in mind the above problems occurring in the prior art,

기계실이 별도로 필요하지 않으며 옥외에 설치가 가능하고, 하나의 유닛으로 특성에 맞게 냉방과 난방 그리고 급탕을 자동으로 전환하여 운전 및 제어할 수 있는 구성으로써, 열원으로 공기열과 수열을 동시에 사용할 수 있고, 압축기 하나로 단독냉방, 단독난방, 단독급탕, 동시 냉난방, 제상 등을 각각 별도의 운전이 가능하여 히트펌프 시스템의 효율이 증가하는 멀티모드 전환형 공기열 히트펌프 시스템을 제공하는데 목적이 있다.The machine room is not required separately and can be installed outdoors, and it can be operated and controlled by automatically switching the cooling, heating, and hot water supply according to the characteristics with one unit, and can use air heat and water heat simultaneously as a heat source. It is an object of the present invention to provide a multi-mode switchable air heat heat pump system in which single compressor, single heating, single hot water supply, simultaneous cooling and defrosting can be operated separately, thereby increasing the efficiency of the heat pump system.

또한, 각종 안전장치로 최적의 운전효율과 안전성 확보되고, PLC 제어로 시스템 통제 및 조작이 간편하여 편리하며, 외기의 송풍기 팬이 설치된 공기열 열교환기 주위의 플레이트가 알루미늄에서 구리 재질로 제작하여 흡입공기로 인한 부식 방지 및 살균 효과와 수명 연장되는 멀티모드 전환형 공기열 히트펌프 시스템을 제공하는데 또 다른 목적이 있다.
In addition, the optimum operation efficiency and safety are ensured by various safety devices, and the system control and operation are convenient by PLC control.The plate around the air heat exchanger with the blower fan of outside air is made of aluminum to copper material, so that the intake air It is another object to provide a multi-mode switchable air heat heat pump system which is effective in preventing corrosion and sterilizing and extending its life.

상기 목적을 달성하고자, 본 발명은 증기냉매를 고온,고압으로 압축시키는 압축기와;In order to achieve the above object, the present invention provides a refrigerant compressor comprising: a compressor for compressing a vapor refrigerant at a high temperature and a high pressure;

상기 압축기의 토출구 측에 연결되어 냉매를 설정된 운전모드에 따라 원하는 유로에 선택적으로 이송시키는 제 1 사방밸브와;A first four-way valve connected to the discharge port side of the compressor to selectively transfer the refrigerant to a desired flow path according to a set operation mode;

상기 제 1 사방밸브와 연결되어 냉매를 설정된 운전모드에 따라 원하는 유로에 선택적으로 이송시키는 제 2 사방밸브와;A second four-way valve connected to the first four-way valve to selectively transfer the refrigerant to a desired flow path according to a set operation mode;

상기 제 1 사방밸브와 연결되어 압축기에서 이송된 고온,고압의 냉매와 공급처의 시수가 열교환되어 난방수를 공급하는 제 1 열교환기와;A first heat exchanger connected to the first four-way valve to heat the high temperature and high pressure refrigerant transferred from the compressor and the time of supply to heat the water;

상기 제 2 사방밸브와 연결되어 설정된 운전모드에 따라, 상기 압축기에서 이송된 고온,고압의 냉매와 공급처의 시수가 열교환되어 급탕수를 공급하거나 공기열 열교환기에서 응축된 냉매와 공급처의 시수가 열교환되어 냉방수를 공급하는 제 2 열교환기와;According to the operation mode set in connection with the second four-way valve, the high temperature and high pressure refrigerant transferred from the compressor and the time of supply source heat exchange to supply hot water or the refrigerant condensed in the air heat exchanger and the time of supply source heat exchange. A second heat exchanger for supplying cooling water;

상기 제 1 열교환기 또는 제 2 열교환기 또는 제 2 사방밸브를 통해 이송된 냉매와 외부의 공기가 상호 열교환되어 냉매를 응축 또는 증발시키는 공기열 열교환기;를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 멀티모드 전환형 공기열 히트펌프 시스템에 관한 것이다.
And a heat exchanger for condensing or evaporating the refrigerant by exchanging heat between the refrigerant transferred through the first heat exchanger, the second heat exchanger, or the second four-way valve and the outside air. Type air heat heat pump system.

이상에서 살펴 본 바와 같이, 본 발명의 멀티모드 전환형 공기열 히트펌프 시스템은 기계실이 별도로 필요하지 않으며 옥외에 설치가 가능하고, 하나의 유닛으로 특성에 맞게 냉방과 난방 그리고 급탕을 자동으로 전환하여 운전 및 제어할 수 있는 구성으로써, 열원으로 공기열과 수열을 동시에 사용할 수 있고, 압축기 하나로 단독냉방, 단독난방, 단독급탕, 동시 냉난방, 제상 등을 각각 별도의 운전이 가능하여 히트펌프 시스템의 효율이 증가하는 효과가 있다.As described above, the multi-mode switchable air heat heat pump system of the present invention does not require a separate machine room and can be installed outdoors, and operates by automatically switching cooling, heating, and hot water supply according to characteristics with one unit. And controllable, heat and water can be used simultaneously as a heat source, and single compressor, single heating, single hot water supply, simultaneous cooling and defrosting can be operated separately, thereby increasing the efficiency of the heat pump system. It is effective.

또한, 각종 안전장치로 최적의 운전효율과 안전성 확보되고, PLC 제어로 시스템 통제 및 조작이 간편하여 편리하며, 외기의 송풍기 팬이 설치된 공기열 열교환기 주위의 플레이트가 알루미늄에서 구리 재질로 제작하여 흡입공기로 인한 부식 방지 및 살균 효과와 수명 연장되는 효과가 있다.
In addition, the optimum operation efficiency and safety are ensured by various safety devices, and the system control and operation are convenient by PLC control.The plate around the air heat exchanger with the blower fan of outside air is made of aluminum to copper material, so that the intake air Corrosion prevention and sterilization effect and long life.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 멀티모드 전환형 공기열 히트펌프 시스템을 나타낸 개략도이고,
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 단독 난방용 히트펌프 시스템을 나타낸 개략도이고,
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 단독 냉방용 히트펌프 시스템을 나타낸 개략도이고,
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 단독 급탕용 히트펌프 시스템을 나타낸 개략도이고,
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 동시 냉,난방용 히트펌프 시스템을 나타낸 개략도이고,
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 제상용 히트펌프 시스템을 나타낸 개략도이다.Figure 1 is a schematic diagram showing a multi-mode switchable air heat heat pump system according to an embodiment of the present invention,
Figure 2 is a schematic diagram showing a heat pump system for single heating according to an embodiment of the present invention,
Figure 3 is a schematic diagram showing a single cooling heat pump system according to an embodiment of the present invention,
Figure 4 is a schematic diagram showing a heat pump system for single hot water supply according to an embodiment of the present invention,
Figure 5 is a schematic diagram showing a heat pump system for simultaneous cooling and heating according to an embodiment of the present invention,
Figure 6 is a schematic diagram showing a defrost heat pump system according to an embodiment of the present invention.

본 발명은 상기의 목적을 달성하기 위해 아래와 같은 특징을 갖는다.The present invention has the following features to achieve the above object.

본 발명은 증기냉매를 고온,고압으로 압축시키는 압축기와;The present invention relates to a compressor for compressing a vapor refrigerant at a high temperature and a high pressure;

상기 압축기의 토출구 측에 연결되어 냉매를 설정된 운전모드에 따라 원하는 유로에 선택적으로 이송시키는 제 1 사방밸브와;A first four-way valve connected to the discharge port side of the compressor to selectively transfer the refrigerant to a desired flow path according to a set operation mode;

상기 제 1 사방밸브와 연결되어 냉매를 설정된 운전모드에 따라 원하는 유로에 선택적으로 이송시키는 제 2 사방밸브와;A second four-way valve connected to the first four-way valve to selectively transfer the refrigerant to a desired flow path according to a set operation mode;

상기 제 1 사방밸브와 연결되어 압축기에서 이송된 고온,고압의 냉매와 공급처의 시수가 열교환되어 난방수를 공급하는 제 1 열교환기와;A first heat exchanger connected to the first four-way valve to heat the high temperature and high pressure refrigerant transferred from the compressor and the time of supply to heat the water;

상기 제 2 사방밸브와 연결되어 설정된 운전모드에 따라, 상기 압축기에서 이송된 고온,고압의 냉매와 공급처의 시수가 열교환되어 급탕수를 공급하거나 공기열 열교환기에서 응축된 냉매와 공급처의 시수가 열교환되어 냉방수를 공급하는 제 2 열교환기와;According to the operation mode set in connection with the second four-way valve, the high temperature and high pressure refrigerant transferred from the compressor and the time of supply source heat exchange to supply hot water or the refrigerant condensed in the air heat exchanger and the time of supply source heat exchange. A second heat exchanger for supplying cooling water;

상기 제 1 열교환기 또는 제 2 열교환기 또는 제 2 사방밸브를 통해 이송된 냉매와 외부의 공기가 상호 열교환되어 냉매를 응축 또는 증발시키는 공기열 열교환기;를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
And a heat exchanger for condensing or evaporating the refrigerant by exchanging heat between the refrigerant transferred through the first heat exchanger or the second heat exchanger or the second four-way valve and the outside air.

이와 같은 특징을 갖는 본 발명은 그에 따른 바람직한 실시예를 통해 더욱 명확히 설명될 수 있을 것이다.The present invention having such characteristics can be more clearly described by the preferred embodiments thereof.

이하 첨부된 도면을 참조로 본 발명의 여러 실시예들을 상세히 설명하기 전에, 다음의 상세한 설명에 기재되거나 도면에 도시된 구성요소들의 구성 및 배열들의 상세로 그 응용이 제한되는 것이 아니라는 것을 알 수 있을 것이다. 본 발명은 다른 실시예들로 구현되고 실시될 수 있고 다양한 방법으로 수행될 수 있다. 또, 장치 또는 요소 방향(예를 들어 "전(front)", "후(back)", "위(up)", "아래(down)", "상(top)", "하(bottom)", "좌(left)", "우(right)", "횡(lateral)")등과 같은 용어들에 관하여 본원에 사용된 표현 및 술어는 단지 본 발명의 설명을 단순화하기 위해 사용되고, 관련된 장치 또는 요소가 단순히 특정 방향을 가져야 함을 나타내거나 의미하지 않는다는 것을 알 수 있을 것이다. 또한, "제 1(first)", "제 2(second)"와 같은 용어는 설명을 위해 본원 및 첨부 청구항들에 사용되고 상대적인 중요성 또는 취지를 나타내거나 의미하는 것으로 의도되지 않는다.Before describing the various embodiments of the present invention in detail with reference to the accompanying drawings, it can be seen that the application is not limited to the details of the configuration and arrangement of the components described in the following detailed description or shown in the drawings. will be. The invention may be embodied and carried out in other embodiments and carried out in various ways. It should also be noted that the device or element orientation (e.g., "front," "back," "up," "down," "top," "bottom, Expressions and predicates used herein for terms such as "left," " right, "" lateral, " and the like are used merely to simplify the description of the present invention, Or that the element has to have a particular orientation. Also, terms such as " first "and" second "are used herein for the purpose of the description and the appended claims, and are not intended to indicate or imply their relative importance or purpose.

따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.Therefore, the embodiments described in this specification and the configurations shown in the drawings are merely the most preferred embodiments of the present invention and do not represent all the technical ideas of the present invention. Therefore, It is to be understood that equivalents and modifications are possible.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 멀티모드 전환형 공기열 히트펌프 시스템을 나타낸 개략도이고, 도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 단독 난방용 히트펌프 시스템을 나타낸 개략도이고, 도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 단독 냉방용 히트펌프 시스템을 나타낸 개략도이고, 도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 단독 급탕용 히트펌프 시스템을 나타낸 개략도이고, 도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 동시 냉,난방용 히트펌프 시스템을 나타낸 개략도이고, 도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 제상용 히트펌프 시스템을 나타낸 개략도이다.1 is a schematic view showing a multi-mode switchable air heat heat pump system according to an embodiment of the present invention, Figure 2 is a schematic view showing a heat pump system for heating alone according to an embodiment of the present invention, Figure 3 is a present invention 4 is a schematic view showing a single cooling heat pump system according to an embodiment of the present invention. FIG. 4 is a schematic view showing a single hot water heating pump system according to an embodiment of the present invention. FIG. 5 is a view illustrating an embodiment of the present invention. A schematic diagram showing a simultaneous cooling and heating heat pump system, Figure 6 is a schematic diagram showing a defrost heat pump system according to an embodiment of the present invention.

도 1 내지 도 6에 도시한 바와 같이, 본 발명의 멀티모드 전환형 공기열 히트펌프 시스템은 증기냉매를 고온,고압으로 압축시키는 압축기(10)와; 상기 압축기(10)의 토출구 측에 연결되어 냉매를 설정된 운전모드에 따라 원하는 유로에 선택적으로 이송시키는 제 1 사방밸브(50)와; 상기 제 1 사방밸브(50)와 연결되어 냉매를 설정된 운전모드에 따라 원하는 유로에 선택적으로 이송시키는 제 2 사방밸브(60)와; 상기 제 1 사방밸브(50)와 연결되어 압축기(10)에서 이송된 고온,고압의 냉매와 공급처의 시수가 열교환되어 난방수를 공급하는 제 1 열교환기(20)와; 상기 제 2 사방밸브(60)와 연결되어 설정된 운전모드에 따라, 상기 압축기(10)에서 이송된 고온,고압의 냉매와 공급처의 시수가 열교환되어 급탕수를 공급하거나 공기열 열교환기(40)에서 응축된 냉매와 공급처의 시수가 열교환되어 냉방수를 공급하는 제 2 열교환기(30)와; 상기 제 1 열교환기(20) 또는 제 2 열교환기(30) 또는 제 2 사방밸브(60)를 통해 이송된 냉매와 외부의 공기가 상호 열교환되어 냉매를 응축 또는 증발시키는 공기열 열교환기(40)와; 상기 제 1 열교환기(20)와 제 2 열교환기(30) 및 공기열 열교환기(40) 사이에 형성되어 연결되고, 설정된 운전모드에 따라 냉매가 제 1 열교환기(20)와 제 2 열교환기(30) 및 공기열 열교환기(40) 중 상호 연결 이송되도록 형성되는 헤더부(70)로 구성된다. 이때, 각각의 구성품은 관에 의해 상호 연결되고, 전체 시스템은 별도의 제어부(미도시)에 의해 제어된다.As shown in Figures 1 to 6, the multi-mode switchable air heat heat pump system of the present invention comprises a compressor (10) for compressing a vapor refrigerant at high temperature and high pressure; A first four-way valve (50) connected to the discharge port side of the compressor (10) to selectively transfer the refrigerant to a desired flow path according to a set operation mode; A second four-way valve (60) connected to the first four-way valve (50) to selectively transfer refrigerant to a desired flow path in accordance with a set operation mode; A first heat exchanger (20) connected to the first four-way valve (50) for supplying heating water by exchanging high-temperature and high-pressure refrigerant transferred from the compressor (10) with time of supply source; In accordance with the operation mode set in connection with the second four-way valve 60, the high temperature, high pressure refrigerant transferred from the compressor 10 and the time of the supply destination is heat exchanged to supply hot water or condensate in the air heat exchanger 40. A second heat exchanger 30 for supplying cooling water by exchanging coolant and time water of a supply destination; An air heat exchanger 40 for condensing or evaporating the refrigerant by exchanging heat between the refrigerant transferred through the first heat exchanger 20, the second heat exchanger 30, or the second four-way valve 60 and the outside air; ; It is formed and connected between the first heat exchanger 20, the second heat exchanger 30 and the air heat exchanger (40), the refrigerant in accordance with the set operation mode the first heat exchanger 20 and the second heat exchanger ( 30 and the header portion 70 is formed to be interconnected transfer of the air heat exchanger (40). At this time, each component is interconnected by a tube, the entire system is controlled by a separate control unit (not shown).

여기서, 상기 제 1 사방밸브(50)는 도 1에서처럼, 압축기(10)의 토출/흡입구 측과 연결되고, 상기 제 1 열교환기(20) 및 제 2 사방밸브(60)와도 각각 연결되어 설정된 운전모드에 따라 냉매를 선택적으로 이송시킨다. 이때, 상기 압축기(10)의 흡입구 측에는 어큐뮬레이터(11)가 더 설치된다.Here, the first four-way valve 50 is connected to the discharge / inlet side of the compressor 10, as shown in Figure 1, it is also connected to each of the first heat exchanger 20 and the second four-way valve 60 is set Refrigerant is selectively transferred depending on the mode. At this time, the accumulator 11 is further installed on the suction port side of the compressor 10.

그리고, 상기 제 2 사방밸브(60)는 도 1에서처럼, 압축기(10)의 흡입구 측과 연결되고, 상기 제 2 열교환기(30)와 공기열 열교환기(40)와도 각각 연결되어 설정된 운전모드에 따라 냉매를 선택적으로 이송시킨다.In addition, the second four-way valve 60 is connected to the inlet side of the compressor 10, as shown in FIG. 1, and also connected to the second heat exchanger 30 and the air heat exchanger 40, respectively, according to the set operation mode. The refrigerant is transferred selectively.

또한, 상기 제 1 열교환기(20)는 도 1에서처럼, 난방용 열교환기로써, 제 1 사방밸브(50)를 통해 이송된 고온,고압의 냉매와 공급처에서 이송된 시수를 상호 열교환시켜 시수를 난방수로 변환하여 공급한다. 그리고, 상기 시수와 열교환된 응축된 냉매는 헤더부(70)를 통해 공기열 열교환기(40)에 이송된다. In addition, the first heat exchanger 20 is a heat exchanger for heating, as shown in FIG. 1, and heats the time water by mutually exchanging the high temperature and high pressure refrigerant transferred through the first four-way valve 50 and the time water transferred from the supply source. To be supplied. Then, the condensed refrigerant heat-exchanged with the time water is transferred to the air heat exchanger 40 through the header unit 70.

이때, 상기 제 1 열교환기(20)와 헤더부(70) 사이를 연결하는 관에는 냉매의 습기를 제거하기 위한 드라이장치(83)가 더 형성되고, 상기 드라이장치(83)가 형성된 관에는 제상시, 냉매가 드라이장치(83)를 통과하지 않고 우회하도록 바이패스관(82)이 더 형성되며, 상기 바이패스관(82)에는 이송되는 냉매를 개폐와 팽창시키도록 솔레노이드밸브(81)와 모세관(capillary tube,80)이 설치된다. 여기서, 상기 모세관(80)에 의해 냉매가 팽창되는 것이다.At this time, the tube connecting between the first heat exchanger 20 and the header portion 70 is further formed with a dry device (83) for removing the moisture of the refrigerant, the tube formed with the dry device (83) At all times, a bypass tube 82 is further formed to bypass the refrigerant without passing through the dry apparatus 83, and the bypass tube 82 is provided with a solenoid valve 81 and a capillary tube to open and close the conveyed refrigerant. (capillary tube, 80) is installed. Here, the refrigerant is expanded by the capillary 80.

그리고, 상기 제 2 열교환기(30)는 도 1에서처럼, 급탕/냉방용 열교환기로써, 제 2 사방밸브(60)와 헤더부(70)에 연결되어 이송된 냉매와 공급처에서 이송된 시수를 상호 열교환시켜 공급처에 급탕 또는 냉방수를 공급한다.In addition, the second heat exchanger 30 is a hot water supply / cooling heat exchanger as shown in FIG. 1, and is connected to the second four-way valve 60 and the header unit 70 to transfer the refrigerant transferred from the supply source and the time of delivery. The heat exchanger supplies hot water supply or cooling water to the supply source.

한편, 상기 공기열 열교환기(40)는 도 1에서처럼, 제 2 사방밸브(60)와 헤더부(70)가 각각 연결되어 냉매가 유입되고, 상기 공기열 열교환기(40)는 송풍기 팬(미도시)이 설치되어 외부의 공기가 내부에 유입됨으로써, 냉매와 열교환되며, 상기 공기열 열교환기(40) 주위의 플레이트(미도시)가 알루미늄에서 구리 재질로 제작하여 흡입공기로 인한 부식 방지 및 살균 효과와 수명 연장된다.On the other hand, the air heat exchanger 40, as shown in Figure 1, the second four-way valve 60 and the header portion 70 is connected to each of the refrigerant flows, the air heat exchanger 40 is a blower fan (not shown) Is installed and the outside air is introduced into the inside, the heat exchange with the refrigerant, the plate (not shown) around the air heat exchanger 40 is made of aluminum from copper material to prevent corrosion and sterilization effect and lifespan due to intake air Is extended.

여기서, 상기 헤더부(70)는 도 1에서처럼, 일측에 제 1 열교환기(20)와 연결되고, 타측에는 제 2 열교환기(30)와 공기열 열교환기(40)가 각각 관에 의해 연결되는데, 각각의 관에는 팽창밸브(71)와 제어부에 의해 작동되는 솔레노이드밸브(72)가 형성된다.Here, the header portion 70 is connected to the first heat exchanger 20 on one side, and the second heat exchanger 30 and the air heat exchanger 40 on the other side, respectively, as shown in FIG. Each tube is formed with a solenoid valve 72 operated by an expansion valve 71 and a control unit.

또한, 상기 팽창밸브(71)와 솔레노이드밸브(72)가 형성된 관에는 설정된 운전모드에 맞춰 냉매가 이송되도록 바이패스관(73)이 각각 형성되고, 상기 바이패스관(73)은 헤더부(70)의 타측에 연결된다.
In addition, a bypass tube 73 is formed in each of the tubes in which the expansion valve 71 and the solenoid valve 72 are formed so that refrigerant is transferred according to a set operation mode, and the bypass tube 73 has a header portion 70. Is connected to the other side.

이하에서는 상기에서 기술된 멀티모드 전환형 공기열 히트펌프 시스템의 운전모드를 도 2 내지 도 6과 [표 1]을 참고하여 설명한다.Hereinafter, the operation mode of the multi-mode switchable air heat heat pump system described above will be described with reference to FIGS. 2 to 6 and [Table 1].

분 류Classification 제1사방밸브First Four-way Valve 제2사방밸브Second Four-way Valve 전자변72aElectronic valve 72a 전자변72bElectronic valve 72b 전자변81Electronic valve 81 단독 난방Single heating ONON ONON ONON OFFOFF OFFOFF 단독 냉방Sole cooling OFFOFF OFFOFF OFFOFF ONON OFFOFF 냉방+난방Air Conditioning + Heating ONON OFFOFF OFFOFF ONON OFFOFF 단독 급탕Single hot water OFFOFF ONON ONON OFFOFF OFFOFF 재상Reconstruction OFFOFF OFFOFF OFFOFF OFFOFF ONON

참고로, [표 1]에서 전자변72a는 도면상 상측에 형성된 솔레노이드밸브(72)를 뜻하는 것이고, 전자변72b는 도면상 하측에 형성된 솔레노이드밸브(72)를 뜻하는 것이다.For reference, in [Table 1], the electromagnetic valve 72a refers to the solenoid valve 72 formed on the upper side in the drawing, and the electromagnetic valve 72b refers to the solenoid valve 72 formed on the lower side in the drawing.

(단독 난방모드)(Single heating mode)

도 2에 도시한 바와 같이, 상기 제 1 열교환기(20)에서 제 1 사방밸브(50)를 통해 이송된 압축기(10)의 고온,고압 냉매와 공급처의 시수가 상호 열교환되어 난방수를 공급하고, 상기 제 1 열교환기(20)에서 시수와 열교환된 냉매는 응축되어 헤더부(70)를 통해 팽창된 뒤 공기열 열교환기(40)에 이송된다.As shown in FIG. 2, the high temperature and high pressure refrigerant of the compressor 10 transferred from the first heat exchanger 20 through the first four-way valve 50 and the time of supply source are mutually heat exchanged to supply heating water. The refrigerant heat-exchanged with the time water in the first heat exchanger 20 is condensed, expanded through the header unit 70, and then transferred to the air heat exchanger 40.

이때, 상기 공기열 열교환기(40)에서 팽창된 냉매와 외부의 공기가 상호 열교환되어 냉매가 증발되고, 상기 증발된 냉매는 제 2 사방밸브(60)를 통해 압축기(10)로 이송된다.At this time, the refrigerant expanded in the air heat exchanger 40 and the outside air are mutually heat exchanged to evaporate the refrigerant, and the evaporated refrigerant is transferred to the compressor 10 through the second four-way valve 60.

(단독 냉방모드)(Single cooling mode)

도 3에 도시한 바와 같이, 상기 압축기(10)의 고온,고압 냉매가 제 1 사방밸브(50)를 통과해서 제 2 사방밸브(60)에 전달되고, 상기 제 2 사방밸브(60)를 통해 공기열 열교환기(40)에 이송된다.As shown in FIG. 3, the high temperature and high pressure refrigerant of the compressor 10 passes through the first four-way valve 50 to the second four-way valve 60 and through the second four-way valve 60. The air heat exchanger 40 is transferred.

여기서, 상기 공기열 열교환기(40)에서 고온,고압 냉매와 외부의 공기가 상호 열교환되어 냉매가 응축되고, 상기 응축된 냉매는 헤더부(70)를 통해 팽창된 뒤 제 2 열교환기(30)에 이송된다.Here, in the air heat exchanger 40, the high temperature, high pressure refrigerant and the outside air are heat-exchanged with each other to condense the refrigerant, and the condensed refrigerant is expanded through the header unit 70 and then, in the second heat exchanger 30. Transferred.

그리고, 상기 제 2 열교환기(30)에서 팽창된 냉매(저온)와 공급처의 시수가 상호 열교환되어 냉방수를 공급하고, 상기 제 2 열교환기(30)에서 시수와 열교환된 냉매는 제 2 사방밸브(60)를 통해 압축기(10)로 이송된다.In addition, the refrigerant (low temperature) expanded in the second heat exchanger 30 and the time of supply source are mutually heat exchanged to supply cooling water, and the refrigerant exchanged with the time water in the second heat exchanger 30 is a second four-way valve. It is conveyed to the compressor 10 via 60.

(급탕모드)(Hot water mode)

도 4에 도시한 바와 같이, 상기 압축기(10)의 고온,고압 냉매가 제 1 사방밸브(50)를 통과해서 제 2 사방밸브(60)에 전달되고, 상기 제 2 사방밸브(60)를 통해 제 2 열교환기(30)에 이송된다.As shown in FIG. 4, the high temperature and high pressure refrigerant of the compressor 10 passes through the first four-way valve 50 to the second four-way valve 60 and through the second four-way valve 60. It is transferred to the second heat exchanger 30.

여기서, 상기 제 2 열교환기(30)에서 고온의 냉매와 공급처의 시수가 상호 열교환되어 급탕수를 공급하며, 상기 제 2 열교환기(30)에서 시수와 열교환된 냉매는 헤더부(70)를 통해 팽창된 뒤 공기열 열교환기(40)에 이송된다.Here, the high temperature refrigerant in the second heat exchanger 30 and the time of the supply destination are mutually heat exchanged to supply the hot water, and the refrigerant exchanged with the time water in the second heat exchanger 30 is provided through the header part 70. After the expansion is carried to the air heat exchanger (40).

그리고, 상기 공기열 열교환기(40)에서 팽창된 냉매와 외부의 공기가 상호 열교환되어 냉매가 증발되며, 상기 증발된 냉매는 제 2 사방밸브(60)를 통해 압축기(10)로 이송된다.In addition, the refrigerant expanded in the air heat exchanger 40 and the external air exchange with each other to evaporate the refrigerant, and the evaporated refrigerant is transferred to the compressor 10 through the second four-way valve 60.

(냉,난방 동시모드)(Cooling and heating simultaneously)

도 5에 도시한 바와 같이, 상기 제 1 열교환기(20)에서 제 1 사방밸브(50)를 통해 이송된 압축기(10)의 고온,고압 냉매와 공급처의 시수가 상호 열교환되어 난방수를 공급하고, 상기 제 1 열교환기(20)에서 시수와 열교환된 냉매는 설정된 운전모드에 따라 헤더부를 통해 팽창된 뒤 제 2 열교환기(30)에 이송된다.As shown in FIG. 5, the high temperature and high pressure refrigerant of the compressor 10 transferred from the first heat exchanger 20 through the first four-way valve 50 and the time of supply source are mutually heat exchanged to supply heating water. The refrigerant exchanged with the time water in the first heat exchanger 20 is expanded through the header part according to the set operation mode and then transferred to the second heat exchanger 30.

여기서, 상기 제 2 열교환기(30)에서 팽창된 냉매와 공급처의 시수가 상호 열교환되어 냉방수를 공급하고, 상기 제 2 열교환기(30)에서 시수와 열교환된 냉매는 제 2 사방밸브(60)를 통해 압축기(10)로 이송된다.Here, the refrigerant expanded in the second heat exchanger 30 and the time of supply source are mutually heat exchanged to supply cooling water, and the refrigerant exchanged with the time water in the second heat exchanger 30 is the second four-way valve 60. It is conveyed to the compressor 10 through.

(제상모드)(Defrost mode)

도 6에 도시한 바와 같이, 상기 공기열 열교환기(40)에 결로발생시, 제상하는 시스템으로써, 상기 압축기(10)의 고온,고압 냉매가 제 1 사방밸브(50)를 통과해서 제 2 사방밸브(60)에 전달되고, 상기 제 2 사방밸브(60)를 통해 공기열 열교환기(40)에 이송된다.As shown in FIG. 6, when the dew condensation occurs in the air heat exchanger 40, the high temperature and high pressure refrigerant of the compressor 10 passes through the first four-way valve 50 to defrost. 60, and is transferred to the air heat exchanger 40 through the second four-way valve 60.

이때, 상기 공기열 열교환기(40)는 작동하지 않는 상태 즉, 송풍기팬 미작동으로 외부의 공기가 내부에 유입되지 않는 상태로써, 내부에 고온,고압의 냉매가 흐르면서 결로를 제상한다.At this time, the air heat exchanger 40 is in a non-operating state, that is, a state in which external air does not flow into the inside due to a blower fan non-operation.

그런 다음, 상기 결로를 제상한 냉매는 헤더부(70)와 제 1 열교환기(20)를 통과해서 제 1 사방밸브(50)에 전달되고, 상기 제 1 사방밸브(50)에서 제 2 사방밸브(60)에 전달된 뒤, 상기 제 2 사방밸브(60)를 통해 압축기(10)로 이송된다.
Then, the refrigerant defrosting the condensation is passed through the header portion 70 and the first heat exchanger 20 to the first four-way valve 50, the second four-way valve 50 in the first four-way valve (50). After being delivered to 60, it is transferred to the compressor 10 through the second four-way valve 60.

10 : 압축기 20 : 제 1 열교환기
30 : 제 2 열교환기 40 : 공기열 열교환기
50 : 제 1 사방밸브 60 : 제 2 사방밸브
70 : 헤더부 71 : 팽창밸브
72,81 : 솔레노이드 밸브 73,82 : 바이패스관
80 : 모세관 83 : 드라이장치10: compressor 20: first heat exchanger
30: second heat exchanger 40: air heat exchanger
50: first four-way valve 60: second four-way valve
70 header portion 71 expansion valve
72,81: solenoid valve 73,82: bypass pipe
80: capillary tube 83: dry device

Claims (1)

증기냉매를 고온,고압으로 압축시키는 압축기(10)와;
상기 압축기(10)의 토출구 측에 연결되어 냉매를 설정된 운전모드에 따라 원하는 유로에 선택적으로 이송시키는 제 1 사방밸브(50)와;
상기 제 1 사방밸브(50)와 연결되어 냉매를 설정된 운전모드에 따라 원하는 유로에 선택적으로 이송시키는 제 2 사방밸브(60)와;
상기 제 1 사방밸브(50)와 연결되어 압축기(10)에서 이송된 고온,고압의 냉매와 공급처의 시수가 열교환되어 난방수를 공급하는 제 1 열교환기(20)와;
상기 제 2 사방밸브(60)와 연결되어 설정된 운전모드에 따라, 상기 압축기(10)에서 이송된 고온,고압의 냉매와 공급처의 시수가 열교환되어 급탕수를 공급하거나 공기열 열교환기(40)에서 응축된 냉매와 공급처의 시수가 열교환되어 냉방수를 공급하는 제 2 열교환기(30)와;
상기 제 1 열교환기(20) 또는 제 2 열교환기(30) 또는 제 2 사방밸브(60)를 통해 이송된 냉매와 외부의 공기가 상호 열교환되어 냉매를 응축 또는 증발시키는 공기열 열교환기(40)와;
상기 제 1 열교환기(20)와 제 2 열교환기(30) 및 공기열 열교환기(40) 사이에 연결되어 설정된 운전모드에 따라 냉매가 상호 이송되도록 분배하는 헤더부(70);를 포함하여 구성되고,
상기 제 1 사방밸브(50)를 통해 이송된 압축기(10)의 고온,고압 냉매와 공급처의 시수가 제 1 열교환기(20)에 의해 상호 열교환되어 난방수를 공급하는 단독 난방모드와;
상기 압축기(10)의 고온,고압 냉매가 제 1 사방밸브(50)와 제 2 사방밸브(60)를 통해 공기열 열교환기(40)에 이송되어 외부의 공기와 상호 열교환되어 냉매가 응축되고, 상기 응축된 냉매가 팽창된 뒤 제 2 열교환기(30)에 이송되어 공급처의 시수와 상호 열교환되어 냉방수를 공급하는 단독 냉방모드와;
상기 제 1 사방밸브(50)를 통해 이송된 압축기(10)의 고온,고압 냉매와 공급처의 시수가 제 1 열교환기(20)에 의해 상호 열교환되어 난방수를 공급하고, 상기 열교환되어 응축된 냉매가 팽창된 뒤 제 2 열교환기(30)에 이송되어 공급처의 시수와 상호 열교환되어 냉방수를 공급하는 냉,난방 동시모드와;
상기 압축기(10)의 고온,고압 냉매가 제 1 사방밸브(50)와 제 2 사방밸브(60)를 통해 제 2 열교환기(30)에 이송되어 공급처의 시수와 상호 열교환되어 급탕수를 공급하는 단독 급탕모드와;
상기 압축기(10)의 고온,고압 냉매가 제 1 사방밸브(50)와 제 2 사방밸브(60)를 통해 공기열 열교환기(40)에 이송되어 상기 공기열 열교환기(40)의 결로와 상호 열교환되어 결로를 제상하는 공기열 열교환기(40)의 제상모드;
중 어느 한 운전모드를 선택적으로 운전하는 것을 특징으로 하는 멀티모드 전환형 공기열 히트펌프 시스템.A compressor (10) for compressing the vapor refrigerant to a high temperature and a high pressure;
A first four-way valve (50) connected to the discharge port side of the compressor (10) to selectively transfer the refrigerant to a desired flow path according to a set operation mode;
A second four-way valve (60) connected to the first four-way valve (50) to selectively transfer refrigerant to a desired flow path in accordance with a set operation mode;
A first heat exchanger (20) connected to the first four-way valve (50) for supplying heating water by exchanging high-temperature and high-pressure refrigerant transferred from the compressor (10) with time of supply source;
In accordance with the operation mode set in connection with the second four-way valve 60, the high temperature, high pressure refrigerant transferred from the compressor 10 and the time of the supply destination is heat exchanged to supply hot water or condensate in the air heat exchanger 40. A second heat exchanger 30 for supplying cooling water by exchanging coolant and time water of a supply destination;
An air heat exchanger 40 for condensing or evaporating the refrigerant by exchanging heat between the refrigerant transferred through the first heat exchanger 20, the second heat exchanger 30, or the second four-way valve 60 and the outside air; ;
And a header part 70 connected between the first heat exchanger 20, the second heat exchanger 30, and the air heat exchanger 40 to distribute refrigerant to each other according to a set operation mode. ,
A single heating mode in which the high temperature and high pressure refrigerant of the compressor 10 transferred through the first four-way valve 50 and the time of supply are mutually heat exchanged by the first heat exchanger 20 to supply heating water;
The high temperature and high pressure refrigerant of the compressor 10 is transferred to the air heat exchanger 40 through the first four-way valve 50 and the second four-way valve 60 to mutually heat-exchange with external air to condense the refrigerant. A single cooling mode in which the condensed refrigerant is expanded and then transferred to the second heat exchanger 30 to exchange heat with the water of the supply source to supply cooling water;
The high temperature and high pressure refrigerant of the compressor 10 transferred through the first four-way valve 50 and the time of supply are mutually heat exchanged by the first heat exchanger 20 to supply heating water, and the refrigerant is condensed by heat exchange. Is expanded and then transferred to the second heat exchanger (30) to simultaneously exchange heat with the water of the supply source and the cooling and heating simultaneous mode for supplying cooling water;
The high temperature and high pressure refrigerant of the compressor 10 is transferred to the second heat exchanger 30 through the first four-way valve 50 and the second four-way valve 60 to mutually heat-exchange with the water supplied from the source to supply the hot water. Single hot water mode;
The high temperature and high pressure refrigerant of the compressor 10 is transferred to the air heat exchanger 40 through the first four-way valve 50 and the second four-way valve 60 to mutually exchange heat with the condensation of the air heat exchanger 40. Defrost mode of the air heat exchanger 40 to defrost condensation;
Multi-mode switchable air heat heat pump system, characterized in that for selectively operating any one of the operating modes.
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