KR101446656B1

KR101446656B1 - 히트펌프 시스템

Info

Publication number: KR101446656B1
Application number: KR1020130073000A
Authority: KR
Inventors: 이길봉; 이영수; 김민성; 장기창; 조준현; 나호상
Original assignee: 한국에너지기술연구원
Priority date: 2013-06-25
Filing date: 2013-06-25
Publication date: 2014-10-07

Abstract

본 발명에 따른 히트펌프 시스템은, 실외 열교환기를 통과하는 복수의 실외열교환유로들 중 적어도 일부 유로에서는 제상 작용이 이루어지도록 하고, 나머지 유로에서는 증발 작용이 이루어지도록 함으로써, 난방 운전을 하면서도 제상이 가능해질 수 있는 효과가 있다.

Description

히트펌프 시스템{Heat pump system}

본 발명은 히트펌프 시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 난방 운전을 유지하면서 실외 열교환기에 착상된 서리를 제거할 수 있는 히트펌프 시스템에 관한 것이다.

일반적으로 히트 펌프는 냉매를 압축, 응축, 팽창 및 증발시키는 과정을 차례로 수행하여 실내 공간을 냉방 또는 난방시키는 장치이다.

종래의 히트 펌프는, 겨울철 난방 운전시 실외 온도가 낮기 때문에 실외 열교환기의 표면에 서리가 착상하는 문제점이 있다. 실외 열교환기의 표면에 착상된 서리를 제거하기 위해서, 난방 운전을 잠시 중지하고 소정의 시간동안 제상 운전을 수행한다. 상기 제상 운전은 사방밸브를 절환하여 냉방 운전시와 같이 냉매의 흐름을 변경하는 것으로, 상기 압축기에서 토출된 고온의 냉매 증기가 상기 실외 열교환기로 유입되어, 상기 실외 열교환기에 착상된 서리를 녹여 제거하게 된다.

그러나, 겨울철 난방 운전을 하다가 제상운전을 위해 일시적으로 냉방 운전으로 절환하게 되면, 실내에 차가운 바람이 나오게 되어 사용자에게 불쾌함을 주는 문제점이 있다.

한편, 제상 운전을 위해 별도의 제상장치를 설치할 경우, 구조가 복잡해지고 실외 열교환기의 크기가 커지는 문제점이 있다.

한국공개특허 2003-0044452호에서는 히트펌프식 공기조화기의 제상장치에 대해 개시하고 있다.

본 발명의 목적은, 난방 운전을 하면서 제상이 가능한 히트펌프 시스템을 제공하는 데 있다.

본 발명에 따른 히트펌프 시스템은, 압축기, 실내 열교환기, 실외 열교환기; 및 상기 실외 열교환기를 통과하도록 형성되어, 상기 실외 열교환기로 유입된 냉매를 실외 공기와 열교환시키는 복수의 실외 열교환유로들과, 제상 운전시, 상기 복수의 실외 열교환유로들 중 적어도 하나씩을 교대로 선택하여 선택된 유로에서는 제상 작용이 이루어지도록 상기 실내 열교환기에서 응축된 냉매를 공급하고, 나머지 유로에는 상기 증발 작용이 이루어지도록 상기 실내 열교환기에서 응축된 냉매를 교축한 후 공급하는 유로선택수단을 포함한다.

본 발명의 다른 측면에 따른 히트펌프 시스템은, 압축기, 실내 열교환기, 실외 열교환기, 및 상기 실외 열교환기를 통과하도록 형성되어, 상기 실외 열교환기로 유입된 냉매를 실외 공기와 열교환시키는 복수의 실외 열교환유로들과, 상기 실외 열교환기의 흡입측에 회전가능토록 설치되고, 상기 복수의 실외 열교환유로들에 연통되되 적어도 하나에는 교축구조가 없고 나머지에는 교축구조가 있는 복수의 흡입포트들이 형성된 흡입밸브와, 상기 실외 열교환기의 토출측에 회전가능토록 설치되고, 상기 복수의 실외 열교환유로들에 연통되되 적어도 하나에만 교축구조가 있고 나머지에는 교축구조가 없는 복수의 토출포트들이 형성된 토출밸브와, 상기 흡입밸브와 상기 토출밸브를 함께 회전시키는 회전수단을 포함하고, 제상 운전시, 상기 흡입밸브와 상기 토출밸브의 회전각도를 조절하여, 상기 복수의 실외 열교환유로들에 상기 교축구조가 없는 상기 흡입포트를 교대로 대응시켜 교축되지 않은 냉매를 공급하여 제상 작용을 실시하고, 상기 제상 작용을 하고 토출된 냉매를 교축시킨 후 상기 압축기로 보낸다.

본 발명에 따른 히트펌프 시스템은, 실외 열교환기를 통과하는 복수의 실외열교환유로들 중 적어도 일부 유로에서는 제상 작용이 이루어지도록 하고, 나머지 유로에서는 증발 작용이 이루어지도록 함으로써, 제상운전을 하면서도 난방 운전이 가능하여, 사용 편의성이 향상될 수 있다.

또한, 실외 열교환기의 흡입측에 회전가능토록 설치된 흡입밸브를 통해 유로를 선택하기 때문에, 냉매 유로의 추가나 변경이 없이 적용 가능하고, 구조가 간단하면서 복수의 실외 열교환유로들을 교대로 선택하여 제상시킬 수 있는 이점이 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 히트펌프 시스템의 난방 운전시 냉매 흐름을 나타낸 구성도이다.
도 2는 도 1에 도시된 히트펌프 시스템의 냉방 운전시 냉매 흐름을 나타낸 구성도이다.
도 3은 도 1에 도시된 흡입밸브가 도시된 도면이다.
도 4는 도 3에 도시된 흡입 회전부의 A-A선 단면도이다.
도 5는 도 4에 도시된 증발용 흡입포트의 C-C선 단면도이다.
도 6은 도 3에 도시된 흡입 고정부의 B-B선 단면도이다.
도 7은 도 1에 도시된 토출밸브가 도시된 도면이다.
도 8은 도 7에 도시된 토출 고정부의 D-D선 단면도이다.
도 9는 도 7에 도시된 토출 회전부의 E-E선 단면도이다.
도 10은 제상운전의 일 예로 제1실외열교환 유로의 제상을 실시하는 상태가 도시된 도면이다.
도 11은 도 10에 도시된 흡입 회전부의 F-F선 단면도이다.
도 12는 도 10에 도시된 흡입 고정부의 G-G선 단면도이다.
도 13은 도 10에 도시된 토출 고정부의 H-H선 단면도이다.
도 14는 도 10에 도시된 토출 회전부의 I-I선 단면도이다.
도 15는 제상운전의 다른 예로 제2실외열교환 유로의 제상을 실시하는 상태가 도시된 도면이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 히트펌프 시스템을 설명한다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 히트펌프 시스템의 난방 운전시 냉매 흐름을 나타낸 구성도이다. 도 2는 도 1에 도시된 히트펌프 시스템의 냉방 운전시 냉매 흐름을 나타낸 구성도이다.

도 1 내지 도 2를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 히트펌프 시스템은, 압축기(2), 사방밸브(4), 실내 열교환기(6), 실외 열교환기(8), 실외열교환 유로(20) 및 유로선택수단(100)을 포함한다.

상기 압축기(2)에서 토출된 냉매는 상기 사방밸브(4)를 통해 상기 실내 열교환기(6)나 상기 실외 열교환기(8)로 유입된다. 난방 운전시, 상기 압축기(2)에서 토출된 냉매는 상기 사방밸브(4)를 통해 상기 실내 열교환기(8)로 공급되고, 냉방 운전시 상기 실외 열교환기(8)로 공급된다.

상기 실내 열교환기(6)는 난방 운전시 응축기로 작용하고, 냉방 운전시 증발기로 작용한다. 상기 실내 열교환기(6)와 상기 사방밸브(4)는 제1냉매유로(14)로 연결된다. 상기 실내 열교환기(6)와 상기 실외 열교환기(8)는 제2냉매유로(10)로 연결된다.

상기 실외 열교환기(8)는 난방 운전시 증발기로 작용하고, 냉방 운전시 응축기로 작용한다. 상기 실외 열교환기(8)와 상기 압축기(2)는 제3냉매유로(12)로 연결된다.

상기 실외열교환유로(20)는, 상기 실외 열교환기(8)를 통과하도록 복수개가 병렬로 배치되어, 상기 실외 열교환기(8)로 유입된 냉매를 실외 공기와 열교환시키는 유로이다. 본 실시예에서는, 상기 복수의 실외열교환유로(20)는 4개의 제1,2,3,4열교환유로(21)(22)(23)(24)로 이루어진 것으로 예를 들어 설명한다.

상기 유로선택수단(100)은, 난방 운전시 상기 복수의 실외 열교환유로들(20) 모두에서 증발 작용이 이루어지도록 하고, 냉방 운전시에는 상기 복수의 실외 열교환유로들(20) 모두에서 응축 작용이 이루어지도록 한다. 한편, 제상 운전시 상기 복수의 실외 열교환유로들(20) 중 적어도 일부 유로를 교대로 선택하여 제상 작용이 이루어지도록 하고, 나머지 유로에서는 증발 작용이 유지되도록 한다.

상기 유로선택수단(100)은, 상기 실외 열교환기(8)의 흡입측에 설치된 흡입밸브(50)와, 상기 실외 열교환기(8)의 토출측에 설치된 토출밸브(80)를 포함한다.

상기 흡입밸브(50)는, 도 3 내지 도 6을 참조하면, 상기 실외 열교환기(8)의 흡입측에 회전가능토록 설치되고, 상기 복수의 실외 열교환유로들(20)에 연통되는 복수의 흡입 포트들이 형성된다. 상기 복수의 흡입포트들은, 냉매를 교축하는 교축구조(32a)가 형성된 증발용 흡입포트(32)와, 교축구조가 형성되지 않은 제상용 흡입포트(31)로 이루어진다.

상기 흡입밸브(50)는, 상기 실외 열교환기(8)의 흡입측에 회전가능토록 설치된 흡입 회전부(30)와, 상기 흡입 회전부(30)와 연결되되 상기 실외 열교환기(8)의 흡입측에 고정 설치된 흡입 고정부(40)로 이루어진 것으로 예를 들어 설명한다. 다만, 이에 한정되지 않고, 상기 흡입밸브(50)는 흡입 회전부(30)만으로 이루어지고, 상기 흡입 회전부(30)가 상기 실외 열교환유로들(20)에 직접 회전가능토록 결합되는 것도 물론 가능하다.

상기 흡입 회전부(30)는, 도 4 및 도 5를 참조하면, 상기 증발용 흡입포트(32)와 상기 제상용 흡입포트(31)가 서로 소정간격 이격되게 배치된다. 상기 증발용 흡입포트(32)의 개수는 상기 실외열교환유로들(20)의 개수와 동일하게 형성되고, 상기 제상용 흡입포트(31)는 적어도 한 개 이상이 형성된다. 본 실시예에서는, 상기 실외열교환유로들(20)이 4개가 형성된 것으로 예를 들어 설명하므로, 상기 증발용 흡입포트(32)의 개수도 4개가 형성된다. 또한, 상기 제상용 흡입포트(31)는 1개가 형성된 것으로 예를 들어 설명한다.

상기 흡입밸브(50)는, 난방 운전시에는 4개의 상기 증발용 흡입포트(32)가 모두 상기 4개의 실외열교환유로들(20)에 연통되고, 제상 운전시에는 1개의 상기 제상용 흡입포트(31)와 3개의 상기 증발용 흡입포트(32)가 상기 4개의 실외열교환유로들(20)에 각각 연통되게 유로를 선택한다.

상기 제상용 흡입포트(31)는 단면적이 일정한 원통형의 홀이다.

상기 증발용 흡입포트(32)는 일부분의 단면적이 좁아지는 교축구조(32a)를 갖는 원통형의 홀이다.

상기 흡입 고정부(40)는, 도 6을 참조하면, 상기 증발용 흡입포트(32)와 상기 제상용 흡입포트(31) 중 적어도 일부를 상기 실외열교환유로들(20)에 연통시키는 복수의 연결용 흡입포트들이 형성된다. 상기 연결용 흡입포트들은 상기 4개의 제1,2,3,4열교환유로들(21)(22)(23)(24)에 각각 대응되도록 제1,2,3,4연결흡입포트들(41)(42)(43)(44)로 이루어진다. 상기 흡입 고정부(40)는 회전되지 않고 고정되기 때문에, 상기 제1,2,3,4연결흡입포트들(41)(42)(43)(44)의 위치는 바뀌지 않고, 상기 제1,2,3,4열교환유로들(21)(22)(23)(24)과 연결된 상태를 유지한다. 상기 연결용 흡입포트들은 단면적이 일정한 원통형의 홀이고, 모두 교축구조가 형성되지 않는다.

상기 토출밸브(80)는, 도 7 내지 도 9를 참조하면, 상기 실외 열교환기(80)의 토출측에 회전가능토록 설치되고, 상기 복수의 실외열교환유로들(20)의 토출측에 연통되는 복수의 토출포트들이 형성된다. 상기 복수의 토출포트들은, 냉매를 교축하는 교축구조가 형성된 증발용 토출포트(72)와, 교축구조가 형성되지 않은 제상용 토출포트들(71)이 형성된다. 상기 토출밸브(80)는 상기 증발용 토출포트(72)가 상기 증발용 흡입포트(32)가 연결된 실외열교환유로에 대응되고, 상기 제상용 토출포트들(71)은 상기 제상용 흡입포트(31)가 연결된 실외열교환유로에 대응되도록 회전한다.

상기 토출밸브(80)는, 상기 실외 열교환기(80)의 토출측에 고정 설치된 토출 고정부(60)와, 상기 토출 고정부(60)에 회전가능토록 결합된 토출 회전부(70)로 이루어진 것으로 예를 들어 설명한다. 다만, 이에 한정되지 않고, 상기 토출밸브(80)는 토출 회전부(70)만으로 이루어지고, 상기 토출 회전부(70)가 상기 실외 열교환유로들(20)에 직접 회전가능토록 결합되는 것도 물론 가능하다.

상기 토출 고정부(60)는, 도 8을 참조하면, 상기 복수의 실외열교환유로들(20)에 연통되는 복수의 연결용 토출포트들이 형성된다. 상기 연결용 토출포트들은 상기 4개의 제1,2,3,4열교환유로들(21)(22)(23)(24)에 각각 대응되도록 제1,2,3,4연결토출포트들(61)(62)(63)(64)로 이루어진다. 상기 토출 고정부(60)는 회전되지 않고 고정된 상태를 유지하기 때문에, 상기 제1,2,3,4연결토출포트들(61)(62)(63)(64)의 위치는 바뀌지 않고, 상기 4개의 제1,2,3,4열교환유로들(21)(22)(23)(24)과 연결된 상태를 유지한다. 상기 연결용 토출포트들은 단면적이 일정한 원통형의 홀이고, 모두 교축구조가 형성되지 않는다.

상기 토출 회전부(70)는, 도 9를 참조하면, 상기 제상용 토출포트(71)와 상기 증발용 토출포트(72)가 서로 소정간격 이격되게 배치된다. 상기 증발용 토출포트(72)의 개수는 상기 실외열교환유로들(20)의 개수와 동일하게 형성되고, 상기 제사용 토출포트(71)의 개수는 적어도 한 개 이상이 형성된다. 본 실시예에서는, 상기 실외열교환유로들(20)이 4개가 형성된 것으로 예를 들어 설명하므로, 상기 증발용 토출포트(72)의 개수도 4개가 형성된다. 또한, 상기 제상용 토출포트(71)는 상기 제상용 흡입포트(31)의 개수에 대응되게 설정된다. 즉, 상기 제상용 토출포트(71)는 1개가 형성된 것으로 예를 들어 설명한다. 다만, 이에 한정되지 않고, 상기 제상용 흡입포트(31)와 상기 제상용 토출포트(71)의 개수는 상기 히트펌프 시스템이 설치되는 외기 조건이나 기타 변수 들에 의해 1개 이상으로 설정될 수 있다.

상기 토출밸브(80)는, 난방 운전시에는 상기 실외 열교환기(8)에서 증발작용만 이루어지기 때문에, 4개의 상기 증발용 토출포트(72)들이 모두 4개의 상기 실외열교환유로들(20)에 연통되고, 제상 운전시에는 1개의 제상용 토출포트(71)와 상기 3개의 증발용 토출포트(72)가 상기 4개의 실외열교환유로들(20)에 연통되게 유로를 선택한다.

상기 증발용 토출포트(72)는 단면적이 일정한 원통형의 홀이고, 상기 제상용 흡입포트(71)는 원통형의 홀에서 일부분의 단면적이 좁아지는 교축구조(71a)가 형성된다.

상기 유로선택수단은, 상기 흡입밸브(50)의 흡입회전부(30)와 상기 토출밸브(80)의 토출 회전부(70)를 각각 또는 함께 회전시키는 회전수단(미도시)과, 상기 회전수단의 작동을 제어하는 제어부(미도시)를 더 포함한다.

상기와 같이 구성된 본 발명의 실시예에 따른 히트펌프 시스템의 작동을 설명하면, 다음과 같다.

먼저, 난방 운전시에는 상기 압축기(2)에서 압축된 냉매는 상기 실내 열교환기(6)에서 응축되고, 상기 실내 열교환기(6)에서 응축된 냉매는 상기 흡입밸브(50)로 유입된다.

난방 운전시에는 상기 실내 열교환기(6)에서 응축되어 나온 냉매는 모두 교축된 후, 상기 실외 열교환기(8)에서 증발이 이루어진다.

따라서, 상기 제어부(미도시)는, 상기 실내 열교환기(6)에서 응축된 냉매 전부가 상기 흡입밸브(50)의 증발용 흡입포트들(32)을 통과하도록 상기 흡입 회전부(30)를 회전시킨다.

도 4 및 도 6을 참조하면, 상기 흡입 회전부(30)의 4개의 상기 증발용 흡입포트들(32)은 상기 흡입 고정부(40)의 제1,2,3,4연결용 흡입포트들(41)(42)(43)(44)에 각각 연통되고, 1개의 상기 제상용 흡입포트(31)는 상기 흡입 고정부(40)에 의해 차단된다.

상기 실내 열교환기(6)에서 응축되어 나온 냉매는 전부 상기 4개의 증발용 흡입포트들(32)을 통과하면서 교축된 후, 상기 제1,2,3,4연결용 흡입포트들(41)(42)(43)(44)을 통해 상기 실외 열교환기(8)로 공급된다.

상기 실외 열교환기(8)로 공급된 저온의 냉매는 실외 공기와의 열교환에 의해 가열되어 증발된다. 상기 실외 열교환기(8)를 통과하여 증발된 냉매는 상기 토출밸브(80)로 유입된다.

난방 운전시에는 상기 실외 열교환기(8)에서 증발되어 나온 냉매는 모두 상기 토출밸브(80)를 그대로 통과한 후 상기 압축기(2)로 공급된다.

따라서, 상기 제어부(미도시)는, 상기 실외 열교환기(8)에서 증발된 냉매 전부가 상기 토출밸브(80)의 증발용 토출포트들(72)을 통과하도록 상기 토출 회전부(70)를 회전시킨다.

이 때, 도 8 및 도 9를 참조하면, 상기 토출 고정부(60)의 제1,2,3,4연결용 토출포트들(61)(62)(63)(64)은 각각 상기 토출 회전부(70)의 4개의 상기 증발용 토출포트들(72)에 연통되고, 1개의 상기 제상용 토출포트(71)는 상기 토출 고정부(60)에 의해 차단되게 배치된다.

상기 실외 열교환기(8)에서 나온 냉매는 상기 토출밸브(80)의 상기 제1,2,3,4연결용 토출포트들(61)(62)(63)(64)과 상기 증발용 토출포트들(72)을 차례로 통과한 후, 상기 압축기(2)로 공급된다.

한편, 난방 운전 중에 상기 실외 열교환기(8)에 서리가 착상되어 제상 운전이 필요할 경우, 상기 제어부(미도시)는 상기 제1,2,3,4실외열교환 유로(21)(22)(23)(24) 중 적어도 하나의 유로씩을 선택하여 제상 작용을 실시하고, 나머지 유로에서는 정상적인 난방 운전을 위한 증발 작용이 이루어지도록 한다.

도 10을 참조하면, 상기 제1,2,3,4실외열교환유로(21)(22)(23)(24) 중에서 상기 제1실외열교환유로(21)를 제상 작용을 실시하고, 상기 제2,3,4실외열교환유로(22)(23)(24)는 증발작용을 실시하는 경우를 예를 들어 설명한다.

도 11 및 도 12를 참조하면, 상기 제어부(미도시)는 상기 흡입밸브(50)의 상기 흡입 회전부(30)를 소정각도로 회전시켜, 상기 흡입 회전부(30)의 제상용 흡입포트(31)가 상기 흡입 고정부(40)의 제1연결용 흡입포트(41)에 연통시키고, 상기 증발용 흡입포트들(32)은 상기 제2,3,4연결용 흡입포트(42)(43)(44)에 각각 연통시킨다.

상기 제상용 흡입포트(31)가 상기 제1연결용 흡입포트(41)에 연통되면, 상기 실내 열교환기(6)에서 응축된 냉매가 상기 제상용 흡입포트(31)와 상기 제1연결용 흡입포트(41)를 통해 상기 제1실외열교환유로(21)로 공급된다. 이 때, 상기 제상용 흡입포트(31)에는 교축구조가 형성되어 있지 않으므로, 교축되지 않은 냉매가 상기 제1실외열교환유로(21)를 통과하게 된다. 따라서, 상기 제1실외열교환유로(21)를 통과하는 냉매의 온도가 실외 공기의 온도보다 높으므로, 상기 제1실외열교환유로(21)를 통과하는 냉매는 응축되면서 실외 공기에 응축열을 공급하여, 상기 제1실외열교환유로(21) 표면의 서리를 제거할 수 있다.

한편, 상기 증발용 흡입포트들(32)이 상기 제2,3,4연결용 흡입포트(42)(43)(44)에 각각 연통되면, 상기 실내 열교환기(6)에서 응축된 냉매는 상기 증발용 흡입포트들(32)의 교축구조(32a)를 통과하여 교축된 후 상기 제2,3,4연결용 흡입포트들(42)(43)(44)을 통해 상기 제2,3,4실외열교환유로(22)(23)(24)를 통과한다. 교축된 냉매는 상기 제2,3,4실외열교환유로(22)(23)(24)를 각각 통과하면서, 실외 공기와의 열교환을 통해 가열되어 증발된다.

따라서, 상기 제1실외열교환유로(21)에서는 제상 작용이 이루어지고, 상기 제2,3,4실외열교환유로(22)(23)(24)에서는 증발 작용이 이루어진다.

상기 제1실외열교환유로(21)를 통과하면서 제상 작용을 한 냉매와, 상기 제2,3,4실외열교환유로(22)(23)(24)를 통과하면서 증발된 냉매는 상기 토출밸브(80)를 통과한다.

도 13 및 도 14를 참조하면, 상기 제어부(미도시)는 상기 토출밸브(80)의 상기 토출 회전부(70)를 소정각도로 회전시켜, 상기 토출 고정부(60)의 제1연결용 토출포트(61)에 상기 토출 회전부(70)의 제상용 흡입포트(71)를 연통시키고, 상기 제2,3,4연결용 토출포트(62)(63)(64)에는 상기 증발용 토출포트(72)를 연통시킨다.

상기 제1연결용 토출포트(61)가 상기 제상용 토출포트(71)에 연통되면, 상기 제1실외열교환유로(21)를 제상시킨 냉매는 상기 제상용 토출포트(71)의 교축구조(71a)를 통과하면서 교축된 후 토출된다. 즉, 상기 제1실외열교환유로(21)를 통과하면서 응축된 냉매는 상기 제상용 토출포트(71)에서 교축한 후 토출하여, 상기 압축기(2)로 공급한다.

상기 제2,3,4연결용 토출포트(62)(63)(64)가 상기 증발용 토출포트(72)를 연통되면, 상기 제2,3,4실외열교환유로(22)(23)(24)를 통과하면서 증발된 냉매는 상기 증발용 토출포트(72)를 그대로 통과한다.

상기와 같이, 상기 제1,2,3,4실외열교환유로(21)(22)(23)(24) 중에서 상기 제1실외열교환유로(21)를 제상 작용을 실시하고자 할 경우, 상기 제1실외열교환유로(21)로는 상기 실내열교환기(6)에서 응축된 냉매를 교축시키지 않고 바로 공급하여 실외 공기와 열교환을 통해 응축되면서 제상이 실시되도록 하고, 상기 제2,3,4실외열교환유로(22)(23)(24)에는 냉매를 교축시킨 후 공급하여 실외 공기와 열교환을 통해 증발 작용을 하도록 한다.

따라서, 상기 제1실외열교환유로(21)가 제상 작용이 이루어지는 동안, 상기 제2,3,4실외열교환유로(22)(23)(24)는 증발 작용이 유지될 수 있기 때문에, 제상 운전과 난방 운전이 동시에 실시될 수 있다.

한편, 도 15를 참조하면, 상기 제1실외열교환유로(21)의 제상 작용을 마치고 난 다음에는, 상기 제2실외열교환유로(22)를 제상 작용을 실시할 수 있다. 이 때, 상기 제1,3,4실외열교환유로(21)(23)(24)에서는 증발 작용이 이루어진다.

상기 제2실외열교환유로(22)의 제상 작용을 위해서는, 상기 흡입 회전부(30)를 회전시켜, 상기 제상용 흡입포트(31)를 상기 제2연결용 흡입포트(42)에 연통시킨다. 또한, 상기 토출 회전부(40)를 회전시켜, 상기 제상용 토출포트(71)를 상기 제2연결용 토출포트(62)에 연통시킨다.

따라서, 상기 실내 열교환기(6)에서 응축된 냉매를 상기 제상용 흡입포트(31)를 통해 상기 제2실외열교환유로(22)로 그대로 공급하여, 상기 제2실외열교환유로(22)에서 실외 공기와 열교환을 통해 응축되면서 실외 공기를 가열하여 제상 작용이 이루어지도록 할 수 있다.

상기 제2실외열교환유로(22)의 제상 작용을 마치고 나면, 상기 제3실외열교환유로(23)와 상기 제4실외열교환유로(24)의 제상 작용도 상기와 같은 방법으로 차례로 수행할 수 있으며, 그에 따른 상세한 설명은 생략한다.

본 실시예에서는, 상기 제상용 흡입포트(31)가 1개로 이루어져, 상기 복수의 실외열교환유로들(20)을 한 개씩 제상 작용을 실시하는 것으로 예를 들어 설명하였으나, 상기 제상용 흡입포트(31)를 1개 이상으로 형성하여, 상기 복수의 실외열교환유로들(20)을 복수개씩 동시에 제상 작용을 실시하는 것도 물론 가능하다.

본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.

2: 압축기 4: 사방밸브
6: 실내 열교환기 8: 실외 열교환기
20: 실외열교환유로 30: 흡입 회전부
31: 제상용 흡입포트 32: 증발용 흡입포트
40: 흡입 고정부 50: 흡입 밸브
60: 토출 고정부 70: 토출 회전부
71: 제상용 토출포트 71: 증발용 토출포트
80: 토출밸브 100: 유로선택수단

Claims

삭제
압축기, 실내 열교환기, 실외 열교환기; 및
상기 실외 열교환기를 통과하도록 형성되어, 상기 실외 열교환기로 유입된 냉매를 실외 공기와 열교환시키는 복수의 실외 열교환유로들과;
제상 운전시, 상기 복수의 실외 열교환유로들 중 적어도 하나씩을 교대로 선택하여 선택된 유로에서는 제상 작용이 이루어지도록 상기 실내 열교환기에서 응축된 냉매를 공급하고, 나머지 유로에는 증발 작용이 이루어지도록 상기 실내 열교환기에서 응축된 냉매를 교축한 후 공급하는 유로선택수단을 포함하고,
상기 유로선택수단은,
상기 실외 열교환기의 흡입측에 회전가능토록 설치되고, 상기 복수의 실외 열교환유로들에 연통되는 복수의 흡입 포트들이 형성된 흡입밸브를 포함하고,
상기 복수의 흡입 포트들은, 냉매를 교축하는 교축구조가 형성된 증발용 흡입포트와, 교축구조가 형성되지 않은 제상용 흡입포트를 포함하는 히트펌프 시스템.
청구항 2에 있어서,
상기 유로선택수단은,
제상 운전시, 상기 제상용 흡입포트가 상기 복수의 실외열교환유로들 중 적어도 하나씩에 교대로 대응되도록 상기 흡입밸브의 회전각도를 조절하는 흡입밸브 회전수단을 더 포함하는 히트펌프 시스템.
청구항 3에 있어서,
상기 흡입밸브는,
상기 실외 열교환기의 흡입측에 회전가능토록 설치되고, 상기 증발용 흡입포트와 상기 제상용 흡입포트가 형성된 흡입 회전부와;
상기 실외 열교환기의 흡입측에 고정 설치되어 상기 흡입 회전부와 연결되고, 상기 증발용 흡입포트와 상기 제상용 흡입포트 중 적어도 일부를 상기 실외열교환유로에 연통시키는 연결용 흡입포트들이 형성된 흡입 고정부를 포함하는 히트펌프 시스템.
청구항 4에 있어서,
상기 증발용 흡입포트의 개수와 상기 연결용 흡입포트의 개수는 각각 상기 실외열교환유로들의 개수와 동일하게 형성되고,
상기 제상용 흡입포트는 적어도 한 개 이상이 형성되는 히트펌프 시스템.
청구항 2에 있어서,
상기 유로선택수단은,
상기 실외 열교환기의 토출측에 회전가능토록 설치되고, 상기 복수의 실외열교환유로들에 각각 연통되는 복수의 토출포트들이 형성된 토출밸브를 더 포함하고,
상기 복수의 토출포트들은, 냉매를 교축하는 교축구조가 형성되어 상기 제상 작용을 하고 토출된 냉매를 교축하는 제상용 토출포트와, 상기 증발 작용을 하고 토출된 냉매가 통과하도록 교축구조가 형성되지 않은 증발용 토출포트를 포함하는 히트펌프 시스템.
청구항 6에 있어서,
상기 제상용 토출포트의 개수는 상기 제상용 흡입포트의 개수에 대응되게 설정되는 히트펌프 시스템.
청구항 6에 있어서,
상기 유로선택수단은,
제상 운전시, 상기 복수의 실외열교환유로들 중에서 상기 제상용 흡입포트와 연통되는 유로에 상기 제상용 토출포트가 대응되고, 상기 증발용 흡입포트와 연통되는 유로에 상기 증발용 토출포트가 대응되도록 상기 토출밸브를 회전시키는 히트펌프 시스템.
청구항 6에 있어서,
상기 토출밸브는,
상기 실외 열교환기의 토출측에 고정 설치되고, 상기 실외열교환유로들에 연결되는 연결용 토출포트들이 형성된 토출 고정부와,
상기 토출 고정부에 회전가능토록 결합되고, 상기 연결 포트들에 선택적으로 연통되는 제상용 토출포트와 증발용 토출포트가 형성된 토출 회전부를 포함하는 히트펌프 시스템.
청구항 9에 있어서,
상기 증발용 토출포트는 상기 연결용 토출포트의 개수와 동일한 개수로 형성고,
상기 제상용 토출포트는 적어도 한 개 이상이 형성되는 히트펌프 시스템.
청구항 6에 있어서,
상기 유로선택수단은,
제상 운전시, 상기 제상용 토출포트가 상기 복수의 실외열교환유로들에 교대로 대응되도록 상기 토출밸브의 회전각도를 조절하는 토출밸브 회전수단을 더 포함하는 히트펌프 시스템.
압축기, 실내 열교환기, 실외 열교환기; 및
상기 실외 열교환기를 통과하도록 형성되어, 상기 실외 열교환기로 유입된 냉매를 실외 공기와 열교환시키는 복수의 실외 열교환유로들과;
상기 실외 열교환기의 흡입측에 회전가능토록 설치되고, 상기 복수의 실외 열교환유로들에 연통되되 적어도 하나에는 교축구조가 없고 나머지에는 교축구조가 있는 복수의 흡입포트들이 형성된 흡입밸브와;
상기 실외 열교환기의 토출측에 회전가능토록 설치되고, 상기 복수의 실외 열교환유로들에 연통되되 적어도 하나에만 교축구조가 있고 나머지에는 교축구조가 없는 복수의 토출포트들이 형성된 토출밸브와;
상기 흡입밸브와 상기 토출밸브를 함께 회전시키는 회전수단을 포함하고,
제상 운전시, 상기 흡입밸브와 상기 토출밸브의 회전각도를 조절하여, 상기 복수의 실외 열교환유로들에 상기 교축구조가 없는 상기 흡입포트를 교대로 대응시켜 교축되지 않은 냉매를 공급하여 제상 작용을 실시하고, 상기 제상 작용을 하고 토출된 냉매를 교축시킨 후 상기 압축기로 보내는 히트펌프 시스템.