KR101413296B1 - Air conditioning and heating system - Google Patents

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Abstract

본 발명은 난방 효율 개선을 위한 냉난방 시스템을 개시한 것으로, 이러한 본 발명은 히트펌프 유니트의 난방운전모드시 냉매가스의 상변화가 반복적으로 이루어지면서 증발기(냉방 및 제상 운전 모드인 경우에는 응축기)로 환수되는 냉매의 유량을 제어하도록 구성한 것이며, 이에따라 외기에 의한 응축 냉매의 온도 저하 및/또는 냉매의 압력 상승으로 증발기에 적상(積想) 현상이 발생하는 것을 방지하는 한편, 일정온도 이하의 외기 온도로 인해 냉매의 압력이 저하될 경우에는 팬 구동을 통해 과응축이 발생하는 것을 방지하여, 냉난방 유니트의 난방 운전이 보다 안정적으로 이루어질 수 있도록 한 것이다.The present invention discloses a cooling / heating system for improving heating efficiency. The present invention relates to a cooling / heating system for improving efficiency of heating, and more particularly to a refrigeration system in which a phase change of refrigerant gas is repeatedly performed in a heating operation mode of a heat pump unit, Thereby preventing an evaporation phenomenon from occurring in the evaporator due to a decrease in the temperature of the condensed refrigerant due to the outside air and / or a rise in the pressure of the refrigerant, It is possible to prevent the condensation from occurring due to the fan driving when the pressure of the refrigerant is lowered due to the increase in the pressure of the refrigerant, so that the heating operation of the heating / cooling unit can be more stably performed.

Description

난방 효율 개선을 위한 냉난방 시스템{Air conditioning and heating system}Air conditioning and heating system for improving heating efficiency [0002]

본 발명은 냉난방 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 히트펌프 유니트(Heat Pump Unit)의 난방운전모드시 냉매가스의 상변화가 반복적으로 이루어지면서 증발기(냉방 및 제상 운전 모드인 경우에는 응축기)로 환수되는 냉매의 유량을 제어하여, 외기에 의한 응축 냉매의 온도 저하 및/또는 냉매의 압력 상승으로 증발기에 적상(積想) 현상이 발생하는 것을 방지하고, 이를 통해 냉난방 유니트의 난방 운전이 보다 안정적으로 이루어질 수 있도록 하는 난방 효율 개선을 위한 냉난방 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a cooling / heating system, and more particularly, to a cooling / heating system in which a phase change of a refrigerant gas is repeatedly performed in a heating operation mode of a heat pump unit, and the evaporator (condenser in the cooling / defrost operation mode) The temperature of the condensed refrigerant by the outside air and / or the pressure of the refrigerant is prevented from being caused to rise in the evaporator, and the heating operation of the heating / cooling unit is more stably performed And a cooling / heating system for improving heating efficiency.

일반적으로, 히트펌프 유니트는 압축기, 4방향 밸브, 응축기(난방운전모드에서 응축기이고, 냉방 및 제상 운전모드에서 증발기로 동작함), 액분리기, 리저버탱크, 드라이어, 팽창밸브, 온도센서, 체크밸브들이 순환라인으로 연결되고, 상기 순환라인을 통해 순환되는 냉매가스의 상변화(액화↔기화)가 반복적으로 이루어지도록 함으로써, 상기 히트펌프 유니트에 연결되는 냉난방 유니트를 통해 난방 또는 냉방을 수행하도록 되어 있다.Generally, the heat pump unit includes a compressor, a four-way valve, a condenser (which serves as a condenser in a heating operation mode and operates as an evaporator in a cooling and defrosting mode), a liquid separator, a reservoir tank, a dryer, (Liquefied and vaporized) of the refrigerant gas circulated through the circulation line is repeatedly performed to perform heating or cooling through the cooling / heating unit connected to the heat pump unit .

이러한 히트펌프 유니트는 전기에너지를 주 에너지원으로 하여 난방을 수행하고 있으나, 근래에는 에너지 절약의 차원에서 공기열 또는 지열(地熱)을 주 열원으로 하여 냉난방을 수행하고 있는 실정이다.Although such a heat pump unit uses electric energy as a main energy source for heating, in recent years, air conditioning or geothermal heat (geothermal heat) has been used as a main heat source for energy conservation.

즉, 상기 공기열을 이용한 히트펌프 유니트는 정상적인 난방 운전 모드시 압축기→응축기(냉방 및 제상 운전시에는 증발기)→리저브탱크→드라이어→팽창밸브(Expansion)→증발기(냉방 및 제상 운전시에는 응축기)→필터→액분리기→압축기의 흐름으로 냉매가스의 흐름을 진행시키는 구조를 가진다.That is, the heat pump unit using the air heat is operated in a normal heating operation mode by a compressor → a condenser (an evaporator in cooling and defrosting operation) → a reserve tank → a dryer → an expansion valve → an evaporator (a condenser in cooling and defrosting operation) → The flow of the refrigerant gas is advanced by the flow of the filter, the liquid separator, and the compressor.

이때, 상기 압축기에서 토출된 고온 고압의 냉매가스는 응축기에서 저온의 물과 열교환되어 냉매로 상변화되며, 상온의 물은 승온되어 50℃ 이상의 온수가 되어 난방용으로 냉난방 유니트로 공급된다.At this time, the high-temperature and high-pressure refrigerant gas discharged from the compressor is heat-exchanged with the low-temperature water in the condenser and is phase-changed into the refrigerant, and the room temperature water is heated and becomes hot water of 50 ° C or more and supplied to the heating /

그리고, 상기 응축된 냉매를 통과한 후 리저브탱크와 드라이어를 거쳐 팽창밸브를 통과하면서 감압되어 저온의 냉매로 증발기에 공급되므로, 상기 증발기에서는 대기중의 공기로부터 열을 흡수하면서 감압이 이루어진 저온의 냉매를 저온 저압의 냉매가스로 상변화시킨 후 이를 압축기로 공급하게 되는 것이다.After passing through the condensed refrigerant, the compressed refrigerant passes through the reserve tank and the dryer, passes through the expansion valve, is reduced in pressure, and is supplied to the evaporator through the low-temperature refrigerant. Therefore, in the evaporator, Temperature low-pressure refrigerant gas, and supplies the refrigerant to the compressor.

한편, 종래 공기열 히트펌프 유니트는 겨울철 난방 운전중에 외기에 의한 응축 냉매의 온도 저하 및/또는 냉매의 압력 상승으로 증발기에 적상 현상이 발생하는 바, 상기와 같이 발생되는 적상 현상을 고온 고압의 냉매가스를 이용한 제상. 전열 제상(Electric Defrost) 등으로 제상 운전을 하도록 하였다.On the other hand, in the conventional air heat heat pump unit, a red-eye phenomenon occurs in the evaporator due to a decrease in the temperature of the condensed refrigerant due to the ambient air and / or a rise in the pressure of the refrigerant during the winter heating operation, . And electric defrosting (defrosting).

즉, 고온 고압 냉매가스를 이용한 제상시기는 외기 온도, 냉매 증발 온도 등을 측정하여 고온 고압의 냉매가스를 공급하거나, 또는 외기온도 센서를 이용하여 외기온도가 일정온도 이하로 내려갈 경우 적상 현상의 발생 정도에 관계없이 1시간에 한번씩 약 5분~10분 동안 고온 고압의 냉매가스를 증발기로 공급하며, 정상 난방의 역방향 운전(냉방운전과 동일)을 하여 증발기에서 발생하는 적상 현상을 제거하도록 하였다.That is, the defrosting time using the high-temperature high-pressure refrigerant gas can be controlled by supplying the high-temperature high-pressure refrigerant gas by measuring the outside air temperature and the refrigerant evaporating temperature, or by using the outside air temperature sensor, The refrigerant gas of high temperature and high pressure is supplied to the evaporator for about 5 minutes to 10 minutes once per hour and the reverse operation (same as the cooling operation) of the normal heating is performed to remove the red eye phenomenon occurring in the evaporator.

이때, 장비에 따라 정도의 차이는 있으나 종래의 공기열 히트펌프 유니트는 외기온도가 일정 이하로 내려가면 자동 제상 제어 프로그램에 의해 1시간에 1번 또는 2번을 증발기를 제상하게 되는데, 이는 대기중의 상대 습도와 무관하게 시행되거나, 외기온도는 낮으나, 상대습도가 낮아 적상이 안된 상태에서도 제상 타임의 프로그램에 따라 고온 고압의 냉매가스가 증발기로 유입되어 액화된 저온의 냉매가스는 증발기를 통과해 생산된 온수를 다시 냉각시키는 비생산적인 운전을 제상 주기마다 반복적으로 시행하는 문제점이 있다.At this time, although there is a difference according to equipment, in the conventional air heat pump unit, when the outside air temperature falls below a certain level, the automatic defrosting control program causes the evaporator to be blown out once or twice per hour, The refrigerant gas of high temperature and high pressure flows into the evaporator according to the program of the defrosting time and the liquefied low temperature refrigerant gas is produced through the evaporator regardless of the relative humidity or the outside temperature is low but the relative humidity is low. There is a problem that the non-productive operation of cooling the hot water again is repeatedly performed every defrost cycle.

이로인해 열손실은 물론 냉방 및 난방 사이클이 자주 바뀌는 비정상적인 운전으로 압축기에 부담을 주며, 수명을 단축시키는 원인이 된다.As a result, heat loss, as well as unusual operation in which the cooling and heating cycles change frequently, puts pressure on the compressor and shortens the life span.

반대로, 외기온도는 높으나 상대습도 또한 높아 과다하게 적상 현상이 발생하는 경우에도 설정된 시간 동안만 고온 고압의 냉매가스를 공급하기 때문에 제상이 완료되지 않고 종료되어 적상 현상이 발생하며, 한번 발생된 적상 현상은 제상 타임동안 해빙되지 않고 그 결빙 면적을 지속적으로 확산하여 열교환 면적을 축소하고, 결국 팽창밸브에서 공급되는 저온의 냉매가스가 증발되지 못한 상태의 액상으로 압축기에 공급되면서, 상기 압축기를 액압축 운전시키므로 손상을 유발시키게 되는 문제를 발생시킬 수 밖에 없었다.On the contrary, even when the external air temperature is high but the relative humidity is high, the defrosting is not completed because the high temperature and high pressure refrigerant gas is supplied only for the set time, The refrigerant gas is supplied to the compressor in a liquid state in which the low-temperature refrigerant gas supplied from the expansion valve is not evaporated, and the compressor is subjected to liquid-compression operation So that it causes a problem that causes damage.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 개선하기 위한 것으로, 히트펌프 유니트의 난방운전모드시 냉매가스의 상변화가 반복적으로 이루어지면서 증발기(냉방 및 제상 운전 모드인 경우에는 응축기)로 환수되는 냉매의 유량을 제어하도록 구성함으로써, 외기에 의한 응축 냉매의 온도 저하 및/또는 냉매의 압력 상승으로 증발기에 적상(積想) 현상이 발생하는 것을 방지하는 한편, 일정온도 이하의 외기 온도로 인해 냉매의 압력이 저하될 경우에는 팬 구동을 통해 과응축이 발생하는 것을 방지하여, 냉난방 유니트의 난방 운전이 보다 안정적으로 이루어질 수 있도록 하는 난방 효율 개선을 위한 냉난방 시스템을 제공함에 그 목적이 있는 것이다.SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, the present invention has been made to solve the above-mentioned problems occurring in the prior art, and it is an object of the present invention to provide a heat pump unit in which a phase change of a refrigerant gas is repeatedly performed in a heating operation mode of a heat pump unit, It is possible to prevent the evaporation phenomenon from occurring in the evaporator due to the temperature drop of the condensed refrigerant and / or the pressure rise of the refrigerant due to the outside air, And it is an object of the present invention to provide a cooling and heating system for improving the heating efficiency by preventing the condensation from being generated by the fan driving when the pressure of the air conditioner is lowered.

상기 목적 달성을 위한 본 발명 난방 효율 개선을 위한 냉난방 시스템은, 압축기, 응축기, 증발기, 팽창밸브 등이 순환라인으로 연결되고, 냉난방운전모드에 따라 상기 순환라인을 통해 상변화되는 냉매를 순환시키는 히트펌프 유니트; 상기 히트펌프 유니트의 순환라인을 통해 상변화되는 냉매로부터 열교환되는 난방수(또는 냉각수)를 순환시키는 냉난방 라인을 포함하는 냉난방 유니트; 를 포함하여 구성하고, 상기 히트펌프 유니트가 난방운전모드로 동작시, 상기 증발기의 인입측 냉매 순환라인에는 유량조절라인을 분기 구성하며, 상기 유량조절라인에는 상기 증발기로 환수되는 냉매 유입량을 조절하여 외기에 의한 냉매의 온도 저하 및/또는 냉매의 압력 상승으로 인한 상기 증발기에서의 적상 현상을 방지시키도록 개폐동작하는 냉매조절밸브를 구성한 것이다.In order to achieve the above object, the present invention provides a cooling / heating system for improving heating efficiency, comprising a compressor, a condenser, an evaporator, an expansion valve, etc. connected to the circulation line, Pump unit; A heating / cooling unit including a heating / cooling line circulating heating water (or cooling water) heat-exchanged from a phase change refrigerant through a circulation line of the heat pump unit; Wherein when the heat pump unit is operated in the heating operation mode, a flow rate control line is branched to the inlet side refrigerant circulation line of the evaporator, and the flow rate control line controls an inflow amount of the refrigerant returned to the evaporator The refrigerant control valve is configured to open and close so as to prevent a red-eye phenomenon in the evaporator due to a decrease in the temperature of the refrigerant due to ambient air and / or a rise in the pressure of the refrigerant.

또한, 상기 유량조절라인은 복수로 구성되고, 상기 복수의 유량조절라인에는 상기 증발기로 환수되는 냉매 유입량을 순차적으로 균등 분배가 이루어지도록 조절하는 상기 냉매조절밸브를 각각 구성하며, 상기 복수의 냉매조절밸브의 개폐동작은 외기온도를 감지하는 신호에 따라 제어동작을 수행하는 동작제어부에 의해 순차적으로 이루어지도록 구성한 것이다.The plurality of flow rate control lines may include a plurality of the flow rate control lines, and the plurality of flow rate control lines may include the refrigerant control valves for controlling the flow rate of the refrigerant to be returned to the evaporator sequentially and uniformly, The valve opening and closing operations are sequentially performed by an operation control unit that performs a control operation according to a signal for sensing the outside temperature.

또한, 상기 증발기에는 팬이 마련되고, 상기 팬은 상기 증발기로 환수되는 냉매의 압력이 저하될 때 동작제어부의 제어동작에 따라 온 구동하여 상기 증발기에서 과응축 현상이 발생하지 않도록 구성하는 것이다.In addition, the evaporator is provided with a fan, and the fan is turned on in accordance with a control operation of the operation control unit when the pressure of the refrigerant returned to the evaporator is lowered, so that the evaporator does not undergo overcorrection.

이와 같이, 본 발명은 히트펌프 유니트의 난방운전모드시 냉매가스의 상변화가 반복적으로 이루어지면서 증발기(냉방 및 제상 운전 모드인 경우에는 응축기)로 환수되는 냉매의 유량을 제어하도록 구성한 것으로, 이를 통해 외기에 의한 응축 냉매의 온도 저하 및/또는 냉매의 압력 상승으로 증발기에 적상(積想) 현상이 발생하는 것을 방지하는 한편, 일정온도 이하의 외기 온도로 인해 냉매의 압력이 저하될 경우에는 팬 구동을 통해 과응축이 발생하는 것을 방지하여, 냉난방 유니트의 난방 운전이 보다 안정적으로 이루어질 수 있도록 하는 효과를 기대할 수 있는 것이다.As described above, the present invention is configured to control the flow rate of the refrigerant returned to the evaporator (the condenser in the cooling and defrost operation mode) while the phase change of the refrigerant gas is repeatedly performed in the heating operation mode of the heat pump unit. It is possible to prevent the evaporation phenomenon from occurring in the evaporator due to a decrease in the temperature of the condensed refrigerant and / or a rise in the pressure of the refrigerant due to the outside air. On the other hand, when the pressure of the refrigerant is lowered due to the outside- So that the heating operation of the heating / cooling unit can be performed more stably.

도 1은 본 발명의 실시예로 난방 효율 개선을 위한 냉난방 시스템의 난방운전모드 흐름을 보인 구성도.
도 2는 본 발명의 실시예로 난방 효율 개선을 위한 냉난방 시스템의 난방운전모드시 증발기에서의 적상현상을 방지시키는 흐름을 보인 구성도.
도 3은 본 발명의 실시예로 난방 효율 개선을 위한 냉난방 시스템의 냉방운전모드(제상운전모드)의 흐름을 보인 구성도.
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a view showing a heating operation mode flow of an air conditioning system for improving heating efficiency according to an embodiment of the present invention; FIG.
FIG. 2 is a view showing a flow for preventing a snow-riding phenomenon in an evaporator in a heating operation mode of an air-conditioning system for improving heating efficiency according to an embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a diagram showing a flow of a cooling operation mode (defrost operation mode) of an air-conditioning system for improving heating efficiency according to an embodiment of the present invention.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하기로 한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명의 실시예로 난방 효율 개선을 위한 냉난방 시스템의 난방운전모드 흐름을 보인 구성도이고, 도 2는 본 발명의 실시예로 난방 효율 개선을 위한 냉난방 시스템의 난방운전모드시 증발기에서의 적상현상을 방지시키는 흐름을 보인 구성도이며, 도 3은 본 발명의 실시예로 난방 효율 개선을 위한 냉난방 시스템의 냉방운전모드(제상운전모드)의 흐름을 보인 구성도를 도시한 것이다.FIG. 1 is a view illustrating a heating operation mode flow of an air conditioning system for improving heating efficiency according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a schematic view illustrating a heating operation mode of an air conditioning system for improving heating efficiency according to an embodiment of the present invention. FIG. 3 is a block diagram showing the flow of the cooling operation mode (defrost operation mode) of the cooling / heating system for improving the heating efficiency according to the embodiment of the present invention.

첨부된 도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 냉난방 시스템은 냉난방운전모드에 따라 순환라인(L1)을 통해 상변화되는 냉매를 순환시키는 히트펌프 유니트(100)와, 상기 히트펌프 유니트(100)의 순환라인(L1)을 통해 상변화되는 냉매로부터 열교환되는 난방수(또는 냉각수)를 순환시키는 냉난방 라인(L2)을 포함하는 냉난방 유니트(200)를 연결 구성하는 한편, 상기 히트펌프 유니트(100)가 동절기에 난방운전모드로 동작시 증발기에서의 적상 현상을 방지하도록 구성되는 것이다.1 to 3, the cooling / heating system according to the embodiment of the present invention includes a heat pump unit 100 for circulating a phase change refrigerant through the circulation line L1 according to the cooling / heating operation mode, The cooling / heating unit 200 including the cooling / heating line L2 for circulating the heating water (or the cooling water) heat-exchanged from the phase change refrigerant through the circulation line L1 of the pump unit 100 is connected to the heating / The pump unit 100 is configured to prevent a snowballing phenomenon in the evaporator when the pump unit 100 is operated in the heating operation mode in the winter season.

상기 히트펌프 유니트(100)는 난방운전모드와 냉방운전모드(또는 제상운전모드)로 동작이 이루어지는 것으로, 통상적으로 순환라인(L1)을 통해 연결이 이루어지는 압축기(1), 4방향밸브(2), 응축기(냉방 및 제상운전모드에서는 증발기)(3), 리저버탱크(receiver tank)(4), 드라이어(filter dirier)(5) , 팽창밸브(6), 증발기(냉방 및 제상운전모드에서는 응축기)(7), 필터(suction filter)(8), 액분리기(9)가 순차적으로 연결 구성됨은 물론, 상기 순환라인(L1)에 각각 체크밸브(10)와 전자밸브(V1,V2,V3,V4,V5)를 구성한 것이며, 이에따라 상기 순환라인(L1)을 통해 냉매가스의 상변화가 반복적으로 이루어지는 냉매 순환이 이루어질 수 있도록 한 것이다.The heat pump unit 100 operates in a heating operation mode and a cooling operation mode (or a defrost operation mode). The heat pump unit 100 includes a compressor 1, a four-way valve 2, A condenser (an evaporator in the cooling and defrosting mode) 3, a receiver tank 4, a filter dirier 5, an expansion valve 6, an evaporator (a condenser in the cooling and defrosting mode) A check valve 10 and a solenoid valve V1, V2, V3, V4 (not shown) are connected to the circulation line L1, as well as the suction filter 8, the liquid separator 9, , V5), so that refrigerant circulation in which the phase change of the refrigerant gas is repeatedly performed through the circulation line (L1) can be performed.

상기 냉난방 유니트(200)는 상기 히트펌프 유니트(100)가 난방운전모드 또는 냉방운전모드로 동작하면서 상기 순환라인(L1)을 통해 상변화가 반복적으로 이루어지는 냉매로부터 열교환되는 난방수(또는 냉각수)를 순환시키는 냉난방 라인(L2)을 포함하는 것으로, 이러한 냉난방 유니트(200)는 통상적으로 공기조화기 및/또는 축열조를 포함하는 것이다.The heating / cooling unit 200 operates the heat pump unit 100 in a heating operation mode or a cooling operation mode and generates heating water (or cooling water) to be heat-exchanged from a refrigerant in which phase change is repeatedly performed through the circulation line L1 And a cooling / heating line (L2) for circulating the air. The cooling / heating unit (200) typically includes an air conditioner and / or a heat storage tank.

이때, 상기 히트펌프 유니트(100)가 난방운전모드로 동작시, 상기 히트펌프 유니트(100)에 포함되는 증발기(7)의 인입측 냉매 순환라인(L1)에는 하나 또는 복수의 유량조절라인(L3,L4)을 분기 구성하는 한편, 상기 하나 또는 복수의 유량조절라인(L3,L4)에는 상기 응축기(3)에서 증발기(7)로 환수되는 냉매 유입량을 조절하여 외기에 의한 냉매의 온도 저하 및/또는 냉매의 압력 상승으로 인한 상기 증발기(7)에서의 적상 현상을 방지시키도록 개폐동작이 이루어지는 냉매조절밸브(SV1,SV2)를 각각 구성하도록 하였다.At this time, when the heat pump unit 100 is operated in the heating operation mode, one or a plurality of flow control lines L3 (L3) are provided in the inlet side refrigerant circulation line L1 of the evaporator 7 included in the heat pump unit 100, And L4 of the refrigerant flow control line L3 and L4 are controlled by controlling the flow rate of the refrigerant to be returned to the evaporator 7 in the condenser 3, Or the refrigerant control valves SV1 and SV2 for opening and closing the evaporator 7 in order to prevent the evaporator 7 from being redrawn due to an increase in the pressure of the refrigerant.

즉, 상기 냉매조절밸브(SV1,SV2)의 개폐동작을 순차적으로 이루어지도록 제어함으로써, 상기 증발기(7)로 환수되는 냉매 유입량을 균등 분배시킬 수 있고, 이에따라 상기 증발기(7)에서의 적상 현상을 방지시킬 수 있도록 한 것이다.That is, by controlling the opening and closing operations of the refrigerant regulating valves SV1 and SV2 to be sequentially performed, the refrigerant inflow amount returned to the evaporator 7 can be evenly distributed, So that it can be prevented.

여기서, 도면에는 도시하지 않았지만, 상기 냉매조절밸브(SV1,SV2)의 개폐동작은 외기온도를 감지하는 센서의 신호에 따라 제어동작을 수행하는 동작제어부에 의해 순차적으로 제어될 수 있는 것이다.Although not shown in the drawing, the opening and closing operations of the refrigerant regulating valves SV1 and SV2 can be sequentially controlled by an operation control unit that performs a control operation according to a signal of a sensor for sensing the outdoor temperature.

또한, 상기 증발기(7)에는 팬(11)이 구성될 수 있으며, 상기 팬(11)은 상기 증발기(7)로 환수되는 냉매의 압력이 저하될 때 상기 미도시된 동작제어부의 제어동작에 따라 온 구동이 이루어지도록 한 것이며, 이는 상기 증발기(7)에서 냉매의 압력이 저하될 때 과응축 현상이 발생하는 것을 방지하기 위함이다.The evaporator 7 may be provided with a fan 11. The fan 11 is controlled by a control operation of the operation control unit when the pressure of the refrigerant returned to the evaporator 7 drops, Off operation is performed. This is to prevent condensation from occurring when the pressure of the refrigerant in the evaporator 7 is lowered.

이와같이 본 발명의 실시예에 따른 냉난방 시스템은 첨부된 도면을 참조하여 설명하면, 우선 첨부된 도 1에서와 같이 동절기에 히트펌프 유니트(100)를 난방운전모드로 동작시, 상기 히트펌프 유니트(100)의 동작제어부(미도시)에 의해 순환라인(L1)에 마련되는 전자밸브(V1,V5)는 열림제어가 이루어지고, 또 다른 순환라인(L1)에 마련되는 전자밸브(V2,V3,V4)는 닫힘제어가 이루어지면서 4방향밸브(2)는 그 열림방향이 응축기(3)의 방향으로 결정된다.1, when the heat pump unit 100 is operated in the heating operation mode in the winter season, the heat pump unit 100 The solenoid valves V1 and V5 provided in the circulation line L1 are controlled to be opened by the operation control unit (not shown) of the solenoid valves L1 and L2, and the solenoid valves V2, V3 and V4 Is closed and the opening direction of the four-way valve 2 is determined in the direction of the condenser 3.

여기서, 동절기에 상기 히트펌프 유니트(100)에 포함되는 증발기(7)에서 적상 현상이 발생하지 않을 경우, 유량조절라인(L3,L4)에 마련되는 냉매조절밸브(SV1,SV2)는 동작제어부의 제어동작에 따라 닫힘제어된 상태인 것이다.When no redevelopment occurs in the evaporator 7 included in the heat pump unit 100 during the winter season, the refrigerant control valves SV1 and SV2 provided in the flow rate control lines L3 and L4 are controlled by the operation control unit And is in a closed-controlled state in accordance with the control operation.

그리고, 상기 히트펌프 유니트(100)에 포함되는 압축기(1)에서 고온 고압의 냉매가스가 토출시, 상기 고온 고압의 냉매가스는 4방향밸브(2)를 통과하면서 순환라인(L1)을 따라 응축기(3)에 유입된 후 응축이 이루어진다.The high-temperature and high-pressure refrigerant gas is discharged from the compressor 1 included in the heat pump unit 100, and the high-temperature and high-pressure refrigerant gas passes through the four-way valve 2, (3) and then condensed.

이때, 상기 압축기(1)에서 토출된 고온 고압의 냉매가스가 응축기(3)에 의해 응축되어 순환될 때, 상기 고온 고압의 냉매가스는 냉난방 유니트(200)의 냉난방 라인(L2)에서 순환되는 저온의 난방수와 열교환되어 고온의 냉매로 상변화가 이루어지며, 이에따라 상기 냉난방 라인(L2)에서 순환되는 난방수는 50℃ 이상의 온수로 승온되면서 냉난방 유니트(200)에 의한 난방이 이루어질 수 있는 것이다.At this time, when the high-temperature and high-pressure refrigerant gas discharged from the compressor 1 is condensed and circulated by the condenser 3, the high-temperature and high-pressure refrigerant gas is cooled at a low temperature circulating in the cooling / The heating water circulated in the cooling and heating line L2 is heated to a temperature of at least 50 DEG C so that heating by the heating and cooling unit 200 can be performed.

다음으로, 상기 응축기(3)에서 열교환되는 냉매는 환수되는 순환라인(L1)을 통해 리저버탱크(4)→드라이어(5)를 거치면서 팽창밸브(6)에 의해 감압이 이루어지고, 상기 감압된 냉매는 증발기(7)로 유입되고, 상기 증발기(7)에서는 대기중의 공기로부터 열을 흡수하면서 감압된 냉매를 저온 저압의 냉매가스로 상변화시키게 되며, 상기 상변화가 이루어진 저온 저압의 냉매가스는 4방향밸브(2)→필터(8)→액분리기(9)를 거쳐 압축기(1)로의 환수가 이루어지고, 이러한 냉매의 반복적인 순환으로부터 상기 히트펌프 유니트(100)와 냉난방 유니트(200)의 정상적인 난방운전이 이루어지는 것이다.Next, the refrigerant heat-exchanged in the condenser 3 is decompressed by the expansion valve 6 while passing through the circulating line L1 through the reservoir tank 4 → the dryer 5, The refrigerant is introduced into the evaporator 7, and the evaporator 7 absorbs heat from the atmospheric air while phase-changing the reduced refrigerant into a low-temperature low-pressure refrigerant gas. The low-temperature low-pressure refrigerant gas The refrigerant is returned to the compressor 1 through the four-way valve 2 → the filter 8 → the liquid separator 9 and the heat pump unit 100 and the heating and cooling unit 200 are repeatedly circulated, The normal heating operation is performed.

이때, 상기와 같이 냉매의 순환이 반복적으로 이루어지는 상태의 난방운전모드에서, 첨부된 도 2에서와 같이 상기 응축기(3)에서 열교환되는 냉매는 환수되는 순환라인(L1)을 통해 리저버탱크(4)→드라이어(5)를 거치면서 팽창밸브(6)에 의해 감압이 이루어지고, 상기 감압된 냉매는 증발기(7)로 유입되면서, 상기 증발기(7)에서 대기중의 공기로부터 열을 흡수하여 감압된 냉매를 저온 저압의 냉매 가스로 상변화시킬 때, 센서에 의해 감지되는 외기온도가 일정범위 이하(예; -5℃ ∼ -20℃ 이하)이거나, 및/또는 상기 증발기(7)로 환수되는 냉매의 압력이 상승하는 것으로 체크될 경우, 상기 외기온도 및/또는 냉매의 압력저하 정보는 동작제어부에 전달된다.2, the refrigerant that is heat-exchanged in the condenser 3 is introduced into the reservoir tank 4 through the circulation line L1, which is recirculated, in the heating operation mode in which the circulation of the refrigerant is repeatedly performed, The refrigerant is depressurized by the expansion valve 6 while passing through the dryer 5 and the decompressed refrigerant flows into the evaporator 7 so that the evaporator 7 absorbs heat from the atmospheric air, When the temperature of the outside air detected by the sensor is lower than a predetermined range (for example, -5 ° C to -20 ° C or lower) and / or the refrigerant is returned to the evaporator (7) when the refrigerant is phase- The pressure drop information of the outside air temperature and / or the refrigerant is transmitted to the operation control unit.

그러면, 상기 응축기(3)에서 열교환이 이루어진 이후에 순환라인(L1)을 통해 환수가 이루어지는 냉매가 리저버탱크(4)→드라이어(5)→팽창밸브(6)로 그 흐름이 안내됨과 동시에, 상기 순환라인(L1)에서 분기되는 유량조절라인(L3,L4)로도 그 흐름이 안내된다.Then, after the heat is exchanged in the condenser 3, the flow of the refrigerant, through which the water is circulated through the circulation line L1, is guided from the reservoir tank 4 to the dryer 5 to the expansion valve 6, The flow is also guided to the flow rate adjustment lines L3 and L4 branching from the circulation line L1.

이때, 상기 유량조절라인(L3,L4)에는 각각 냉매조절밸브(SV1,SV2)가 마련되어 있으므로, 상기 냉매조절밸브(SV1,SV2)는 동작제어부의 제어동작에 따라 그 개방이 순차적으로 이루어지고, 이에따라 상기 유량조절라인(L3,L4)을 통해 증발기(7)의 인입측 순환라인(L1)을 통해 환수되는 냉매의 유입량은 균등 분배되며, 따라서 상기 증발기(7)에 감압이 이루어진 냉매 공급이 이루어지고 있는 상태에서, 상기 유량조절라인(L3,L4)을 통해 균등 분배되는 냉매의 유입량에 따라 동절기에서 외기 온도가 저하되거나 및/또는 증발기(7)로 환수된 냉매의 압력이 상승하더라도, 상기 증발기(7)에 결빙과 같은 적상 현상이 발생하는 것을 방지할 수 있게 되는 것이다.Since the refrigerant control valves SV1 and SV2 are provided in the flow control lines L3 and L4 respectively, the refrigerant control valves SV1 and SV2 are sequentially opened according to the control operation of the operation control unit, Accordingly, the inflow amount of the refrigerant recirculated through the inlet side circulation line L1 of the evaporator 7 through the flow rate control lines L3 and L4 is evenly distributed, so that the refrigerant supplied to the evaporator 7 is depressurized Even if the outdoor air temperature decreases in the winter season and / or the pressure of the refrigerant returned to the evaporator 7 increases according to the inflow amount of the refrigerant evenly distributed through the flow rate control lines L3 and L4, It is possible to prevent the occurrence of a red-eye phenomenon such as freezing on the display panel 7.

그리고, 상기 유량조절라인(L3)(L4)에서 냉매조절밸브(SV1,SV2)의 순차적인 개폐동작으로부터 냉매의 균등 분배가 이루어져 상기 증발기(7)에서의 적상 현상이 방지될 때, 상기 균등 분배되는 냉매의 유입량이 많아지고, 이러한 냉매의 유입량이 많아지고 있는 상태에서 외기온도가 일정온도 이하(예; -15℃ 이하)인 경우, 동작제어부는 상기 증발기(7)에 설치되는 팬(11)을 온 구동시키게 되며, 이는 상기 팬(11)의 온 구동으로부터 상기 증발기(7)에서 냉매의 압력이 저하되면서 과응축 현상이 발생하는 것을 방지할 수 있기 때문인 것이다.When the refrigerant is uniformly distributed from the sequential opening and closing operations of the refrigerant regulating valves SV1 and SV2 in the flow rate adjusting lines L3 and L4 to prevent the redistribution in the evaporator 7, The operation control unit controls the operation of the fan 11 installed in the evaporator 7 when the outside air temperature is equal to or lower than a predetermined temperature (for example, -15 ° C or lower) while the inflow amount of the refrigerant increases, This is because it is possible to prevent the condensation phenomenon from occurring due to a decrease in the pressure of the refrigerant in the evaporator 7 from the on-driving of the fan 11.

한편, 냉난방 유니트(200)와 연결되는 히트펌프 유니트(100)가 냉방운전모드로 동작시, 첨부된 도 3에서와 같이 히트펌프 유니트(100)의 동작제어부에 의해 4방향밸브(2)의 열림방향은 증발기(7)의 방향으로 변경되면서, 순환라인(L1)에 마련되는 전자밸브(V4,V5)와 유량조절라인(L3,L4)에 마련되는 냉매조절밸브(SV1,SV2)는 닫힘제어가 이루어지는 한편, 다른 전자밸브(V1,V2,V3)들은 열림 제어가 이루어진다.Meanwhile, when the heat pump unit 100 connected to the cooling / heating unit 200 operates in the cooling mode, the operation of the heat pump unit 100 as shown in FIG. 3 causes the four-way valve 2 to open The refrigerant regulating valves SV1 and SV2 provided in the solenoid valves V4 and V5 provided in the circulating line L1 and the flow rate adjusting lines L3 and L4 are changed to the closing control While the other solenoid valves V1, V2 and V3 are controlled to open.

그러면, 압축기(1)에서 고온 고압의 냉매가스가 토출시, 상기 고온 고압의 냉매가스는 4방향밸브(2)→증발기(냉방운전모드에서는 응축기로 작용)(7)를 거쳐 응축이 이루어진다.Then, the high-temperature and high-pressure refrigerant gas is discharged from the compressor 1, and the high-temperature and high-pressure refrigerant gas is condensed through the four-way valve 2 → the evaporator 7 (acting as a condenser in the cooling operation mode).

즉, 상기 히트펌프 유니트(100)가 냉방운전모드로 동작시, 상기 압축기(1)에서 토출된 고온 고압의 냉매가스는 응축작용을 하는 증발기(7)에서 순환공기에 의해 응축되어 고온의 냉매로 상변화가 이루어지고, 고온의 냉매는 개방된 전자밸브(V3,V1,V2)를 통해 리저버탱크(4)→드라이어(5)를 거쳐 팽창밸브(6)에 의해 감압이 이루어지고, 상기 감압된 저온의 냉매는 냉방운전모드(또는 제상운전모드)에서 증발작용을 하는 응축기(3)로 공급되며, 이에따라 상기 응축기(3)에서 저온의 냉매 순환이 이루어질 때 냉난방 유니트(200)의 냉난방 라인(L2)을 따라 순환되는 난방수는 냉각수로 열교환이 이루어질 수 있는 것이다.That is, when the heat pump unit 100 operates in the cooling operation mode, the high-temperature and high-pressure refrigerant gas discharged from the compressor 1 is condensed by the circulating air in the evaporator 7, And the high temperature refrigerant is decompressed by the expansion valve 6 through the open solenoid valves V3, V1 and V2 through the reservoir tank 4 → the dryer 5, The low temperature refrigerant is supplied to the condenser 3 which evaporates in the cooling operation mode (or the defrost operation mode), and when the low temperature refrigerant is circulated in the condenser 3, the cooling / ) Can be heat exchanged with cooling water.

이때, 상기 응축기(3)를 따라 순환되는 냉매는 상기 열교환되는 냉각수로부터 열을 흡수해 저온 저압의 냉매가스로 기화된 후 4방향밸브(2)→필터(8)→액분리기(9)를 거쳐 압축기(1)로 환수 순환이 이루어지는 것이다.At this time, the refrigerant circulating along the condenser 3 absorbs heat from the cooling water to be heat-exchanged and is vaporized into a low-temperature low-pressure refrigerant gas, and then flows through the four-way valve 2 → the filter 8 → the liquid separator 9 The circulation of the refrigerant to the compressor 1 is performed.

여기서, 상기 히트펌프 유니트(100)의 제상운전모드는 상기 냉난운전모드와 그 동작사이클이 동일한 것으로, 이하에서는 중복되는 설명을 생략하였다.Here, the defrosting operation mode of the heat pump unit 100 is the same as the operation mode of the cold / hot operation mode, and redundant description is omitted below.

이상에서 본 발명의 난방 효율 개선을 위한 냉난방 시스템에 대한 기술사상을 첨부도면과 함께 서술하였지만, 이는 본 발명의 가장 양호한 실시예를 예시적으로 설명한 것이지 본 발명을 한정하는 것은 아니다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments.

따라서, 본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이고, 그와같은 변경은 청구범위 기재의 범위내에 있게 된다.It will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made in the present invention without departing from the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims. It is to be understood that such changes and modifications are within the scope of the claims.

1 ; 압축기 2 ; 4방향밸브
3 ; 응축기 4 ; 리저버탱크
5 ; 드라이어 6 ; 팽창밸브
7 ; 증발기 8 ; 필터
9 ; 액분리기 10; 체크밸브
11; 팬 100; 히트펌프 유니트
200; 냉난방 유니트 SV1,SV2; 냉매조절밸브
L1; 순환라인 L2; 냉난방 라인
L3,L4; 유량조절라인
One ; Compressor 2; 4-way valve
3; Condenser 4; Reservoir tank
5; Dryer 6; Expansion valve
7; Evaporator 8; filter
9; Liquid separator 10; Check valve
11; Fan 100; Heat pump unit
200; Heating / cooling units SV1 and SV2; Refrigerant control valve
L1; Circulation line L2; Air-conditioning line
L3, L4; Flow regulation line

Claims (3)

압축기, 응축기, 증발기, 팽창밸브 등이 순환라인으로 연결되고, 냉난방운전모드에 따라 상기 순환라인을 통해 상변화되는 냉매를 순환시키는 히트펌프 유니트; 상기 히트펌프 유니트의 순환라인을 통해 상변화되는 냉매로부터 열교환되는 난방수(또는 냉각수)를 순환시키는 냉난방 라인을 포함하는 냉난방 유니트; 를 포함하여 구성하고,
상기 히트펌프 유니트가 난방운전모드로 동작시 상기 증발기의 인입측 냉매 순환라인에는 복수의 유량조절라인을 분기 구성하며,
복수의 상기 복수의 유량조절라인에는 상기 증발기로 환수되는 냉매 유입량이 순차적으로 균등 분배되도록 조절하여 외기에 의한 냉매의 온도 저하 및/또는 냉매의 압력 상승으로 인한 상기 증발기에서의 적상현상을 방지시키도록 개폐동작하는 냉매조절밸브를 각각 구성하고,
상기 증발기에는 상기 냉매조절밸브의 개폐동작으로부터 냉매의 균등 분배가 이루어져 냉매의 유입량이 많아져 상기 증발기에서의 적상 현상이 방지될 때, 외기온도가 일정온도 이하인 경우, 상기 증발기에서 냉매의 압력이 저하되어 과응축 현상이 발생하는 것을 방지시키도록 동작제어부의 제어동작에 따라 온 구동하는 팬을 설치 구성한 것을 특징으로 하는 난방 효율 개선을 위한 냉난방 시스템.
A heat pump unit connected to a circulation line of a compressor, a condenser, an evaporator, and an expansion valve, and circulating the phase-changed refrigerant through the circulation line according to a cooling / heating operation mode; A heating / cooling unit including a heating / cooling line circulating heating water (or cooling water) heat-exchanged from a phase change refrigerant through a circulation line of the heat pump unit; And,
Wherein when the heat pump unit is operated in the heating operation mode, a plurality of flow control lines are branched in the inlet side refrigerant circulation line of the evaporator,
The plurality of flow rate control lines are controlled so that the flow rate of the refrigerant returned to the evaporator is sequentially and uniformly distributed so as to prevent the defrosting in the evaporator due to the temperature drop of the refrigerant due to the outside air and / And a refrigerant regulating valve for opening and closing, respectively,
Wherein the evaporator is provided with an equalizing distribution of the refrigerant from the opening and closing operations of the refrigerant control valve to increase the inflow amount of the refrigerant to prevent the redemption phenomenon in the evaporator, and when the outside air temperature is lower than a predetermined temperature, And a fan that is turned on according to a control operation of the operation control unit is installed so as to prevent condensation from occurring.
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