KR101461519B1 - Duality Cold Cycle Heat pump system of Control method - Google Patents

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Abstract

본 발명은 이원 냉동사이클 히트펌프시스템의 제어방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 사용처의 설정된 온도에 따라 고온부 사이클의 냉매 대 저온부 사이클의 냉매 또는 저온부 사이클의 냉매 대 사용처의 온수가 캐스케이드 열교환기에 의해 선택적으로 상호 열교환됨으로써, 종래의 이원 냉동사이클에서 과열현상이 나타나 고압 상태가 되어 시스템이 다운되는 현상이 방지되고, 저온부 사이클의 냉매에서 직접 온수를 생산하여 냉동사이클의 효율이 증가하며, 제 1 판형 열교환기의 저온부 제 1 유입/배출구와 제 2 판형 열교환기의 저온부 제 2 유입/배출구가 하나의 관이 분기되어 각각 연결되고, 상기 분기된 관에 쓰리웨이 밸브가 설치됨으로써, 사용처의 설정된 온수온도에 따라 저온부 사이클의 냉매를 이송시켜 열교환의 효율이 증대되고, 다중관 열교환기의 열교환을 통해 냉매의 과냉도 증가와 압축기의 흡입 과열도가 증가되어 냉동사이클의 효율이 증가되고, 그로 인해 엔탈피가 증가하여 더 많은 열원을 흡수할 수 있는 특징이 있다.More particularly, the present invention relates to a control method of a two-way refrigerating cycle heat pump system, and more particularly, to a method of controlling a two-way refrigerating cycle heat pump system in which a refrigerant of a hot- And the system is prevented from being brought down to a high pressure state by the superheating phenomenon in the conventional two-way refrigeration cycle, the efficiency of the refrigeration cycle is increased by producing hot water directly from the refrigerant of the low temperature cycle, The first inlet / outlet of the low-temperature section of the first plate-type heat exchanger and the second inlet / outlet of the low-temperature section of the second plate-type heat exchanger are branched and connected to one another, and the three- The efficiency of the heat exchange is increased by transferring the refrigerant in the low temperature cycle, Through the heat exchange of the multi - tube heat exchanger, the supercooling of the refrigerant is increased and the superheating degree of the suction of the compressor is increased, so that the efficiency of the refrigeration cycle is increased, thereby increasing the enthalpy and absorbing more heat sources.

Description

이원 냉동사이클 히트펌프시스템의 제어방법{Duality Cold Cycle Heat pump system of Control method}[0001] The present invention relates to a refrigeration cycle heat pump system,

본 발명은 이원 냉동사이클 히트펌프시스템의 제어방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 사용처의 설정된 온도에 따라 고온부 사이클의 냉매 대 저온부 사이클의 냉매 또는 저온부 사이클의 냉매 대 사용처의 온수가 캐스케이드 열교환기에 의해 선택적으로 상호 열교환됨으로써, 종래의 이원 냉동사이클에서 과열현상이 나타나 고압 상태가 되어 시스템이 다운되는 현상이 방지되고, 저온부 사이클의 냉매에서 직접 온수를 생산하여 냉동사이클의 효율이 증가하며, 제 1 판형 열교환기의 저온부 제 1 유입/배출구와 제 2 판형 열교환기의 저온부 제 2 유입/배출구가 하나의 관이 분기되어 각각 연결되고, 상기 분기된 관에 쓰리웨이 밸브가 설치됨으로써, 사용처의 설정된 온수온도에 따라 저온부 사이클의 냉매를 이송시켜 열교환의 효율이 증대되고, 다중관 열교환기의 열교환을 통해 냉매의 과냉도 증가와 압축기의 흡입 과열도가 증가되어 냉동사이클의 효율이 증가되고, 그로 인해 엔탈피가 증가하여 더 많은 열원을 흡수할 수 있는 이원 냉동사이클 히트펌프시스템의 제어방법에 관한 것이다.
More particularly, the present invention relates to a control method of a two-way refrigerating cycle heat pump system, and more particularly, to a method of controlling a two-way refrigerating cycle heat pump system in which a refrigerant of a hot- And the system is prevented from being brought down to a high pressure state by the superheating phenomenon in the conventional two-way refrigeration cycle, the efficiency of the refrigeration cycle is increased by producing hot water directly from the refrigerant of the low temperature cycle, The first inlet / outlet of the low-temperature section of the first plate-type heat exchanger and the second inlet / outlet of the low-temperature section of the second plate-type heat exchanger are branched and connected to one another, and the three- The efficiency of the heat exchange is increased by transferring the refrigerant in the low temperature cycle, The heat exchanger of multi-tube heat exchanger increases the supercooling of the refrigerant and the superheating degree of suction of the compressor to increase the efficiency of the refrigeration cycle, thereby increasing the enthalpy and absorbing more heat source. To a control method of the control unit.

히트 펌프는 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.The heat pump is constituted by sequentially connecting a compressor, a four-way valve, an indoor heat exchanger, an expansion valve, an outdoor heat exchanger, and the four-way valve to a conduit, and connecting the four-way valve and the compressor through a suction conduit. The four-way valve is operated so that the high-temperature and high-pressure refrigerant vapor compressed in the compressor flows to the indoor heat exchanger, and the high-temperature and high-pressure refrigerant vapor is condensed in the indoor heat exchanger serving as the condenser, And the indoor air is heated to perform the heating or drying function. The high-temperature and high-pressure refrigerant condensed in the indoor heat exchanger is expanded in the expansion valve, and then the outdoor heat exchanger serving as the evaporator uses air Evaporated to make the refrigerant vapor at a low temperature and a low pressure, then sucked into the compressor, and the above cycle is repeated.

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.During the cooling operation, the four-way valve is operated so that the high-temperature and high-pressure refrigerant vapor compressed in the compressor flows to the outdoor heat exchanger, and the high-temperature and high-pressure refrigerant vapor is condensed as the heat source in the outdoor heat exchanger serving as the condenser , The high temperature and high pressure refrigerant condensed in the outdoor heat exchanger is expanded in an expansion valve, and the refrigerant is evaporated in an indoor heat exchanger serving as an evaporator to absorb the evaporation heat from the fluid, thereby generating cold water or cooling the room air, And the low temperature and low pressure refrigerant vapor evaporated in the indoor heat exchanger is sucked into the compressor and repeats the above cycle.

상기 히트펌프방식을 이원 사이클에 적용하면, 난방운전모드에서 안정적이고 지속적인 성능을 나타내기 위해 채택한다. When the heat pump system is applied to a two-cycle system, it is adopted to exhibit stable and continuous performance in a heating operation mode.

그런데, 이런 이원 사이클로 나타나는 두 냉매 간의 열전달 량의 차이에 의해 두 사이클의 용량이 상이하다는 단점이 발생하고, 이런 경우 단방향 운전 즉, 난방운전전용이나 냉방운전전용일 경우에는 두 사이클 간의 용량이 상이하여도 무방하지만, 히트펌프의 경우에는 상호 간의 부하가 단점으로 작용된다.
However, there is a disadvantage in that the capacity of two cycles is different due to the difference in heat transfer between the two refrigerants appearing in such a dual cycle. In this case, in the case of unidirectional operation, that is, only for heating operation or for cooling operation, However, in the case of a heat pump, mutual load acts as a disadvantage.

공개특허공보 제10-2011-0010048호Japanese Patent Application Laid-Open No. 10-2011-0010048 공개특허공보 제10-2012-0104505호Published patent application No. 10-2012-0104505 공개특허공보 제10-2010-0114909호Published Patent Application No. 10-2010-0114909 공개특허공보 제10-2011-0110722호Japanese Patent Application Laid-Open No. 10-2011-0110722

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,

사용처의 설정된 온도에 따라 고온부 사이클의 냉매 대 저온부 사이클의 냉매 또는 저온부 사이클의 냉매 대 사용처의 온수가 캐스케이드 열교환기에 의해 선택적으로 상호 열교환됨으로써, 종래의 이원 냉동사이클에서 과열현상이 나타나 고압 상태가 되어 시스템이 다운되는 현상이 방지되고, 저온부 사이클의 냉매에서 직접 온수를 생산하여 냉동사이클의 효율이 증가하는 이원 냉동사이클 히트펌프시스템의 제어방법을 제공하는데 목적이 있다.The refrigerant in the high-temperature cycle, the refrigerant in the low-temperature cycle and the hot water in the low-temperature cycle are mutually heat-exchanged selectively by the cascade heat exchanger according to the set temperature of the use place, So that the efficiency of the refrigeration cycle is increased by directly producing hot water in the refrigerant in the low temperature cycle, and an object of the present invention is to provide a control method of a two-way refrigeration cycle heat pump system.

또한, 제 1 판형 열교환기의 저온부 제 1 유입/배출구와 제 2 판형 열교환기의 저온부 제 2 유입/배출구가 하나의 관이 분기되어 각각 연결되고, 상기 분기된 관에 쓰리웨이 밸브가 설치됨으로써, 사용처의 설정된 온수온도에 따라 저온부 사이클의 냉매를 이송시켜 열교환의 효율이 증대되는 이원 냉동사이클 히트펌프시스템의 제어방법을 제공하는데 목적이 있다.The first inlet / outlet of the low-temperature portion of the first plate heat exchanger and the second inlet / outlet of the low-temperature portion of the second plate-type heat exchanger are branched and connected to each other, and the three- And to provide a control method of a two-way refrigeration cycle heat pump system in which the efficiency of heat exchange is increased by transferring the refrigerant in a low temperature cycle according to a set hot water temperature of use place.

또한, 다중관 열교환기의 열교환을 통해 냉매의 과냉도 증가와 압축기의 흡입 과열도가 증가되어 냉동사이클의 효율이 증가되고, 그로 인해 엔탈피가 증가하여 더 많은 열원을 흡수할 수 있는 이원 냉동사이클 히트펌프시스템의 제어방법을 제공하는데 목적이 있다.
Also, the heat exchange of the multi-tube heat exchanger increases the supercooling degree of the refrigerant and the superheating degree of the suction of the compressor to increase the efficiency of the refrigeration cycle, thereby increasing the enthalpy and thereby absorbing more heat sources. And a control method of the pump system.

상기 목적을 달성하고자, 본 발명은 이원 냉동사이클 히트펌프시스템의 제어방법에 있어서,In order to accomplish the above object, the present invention provides a control method for a dual refrigeration cycle heat pump system,

사용처에 설정된 열원수의 온도에 따라 고온부 사이클 및 저온부 사이클을 선택적으로 적용시키는 단계(S100);Selectively applying a high-temperature cycle and a low-temperature cycle in accordance with the temperature of the heat source set at the use place (S100);

사용처에 설정된 고온의 열원수가 필요시, 고온부 사이클이 작동되어 고온부 열교환기를 통해 사용처의 공급수와 열교환되어 고온열원을 공급하는 단계(S200);When the high temperature heat source set in the place of use is required, the high temperature cycle is operated to heat the high temperature heat source with the supply water supplied through the high temperature heat exchanger (S200);

사용처에 설정된 중온의 열원수가 필요시, 저온부 사이클이 작동되어 캐스케이드 열교환기를 통해 사용처의 공급수와 저온부 사이클의 냉매가 열교환되어 중온열원을 공급하는 단계(S300);를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 이원 냉동사이클 히트펌프시스템의 제어방법에 관한 것이다.
And a step (S300) of supplying a mesophilic heat source by exchanging heat between the supply source and the refrigerant in the low temperature cycle through the cascade heat exchanger when the low temperature cycle is operated, To a control method of a refrigeration cycle heat pump system.

이상에서 살펴 본 바와 같이, 본 발명의 이원 냉동사이클 히트펌프시스템의 제어방법은 사용처의 설정된 온도에 따라 고온부 사이클의 냉매 대 저온부 사이클의 냉매 또는 저온부 사이클의 냉매 대 사용처의 온수가 캐스케이드 열교환기에 의해 선택적으로 상호 열교환됨으로써, 종래의 이원 냉동사이클에서 과열현상이 나타나 고압 상태가 되어 시스템이 다운되는 현상이 방지되고, 저온부 사이클의 냉매에서 직접 온수를 생산하여 냉동사이클의 효율이 증가하는 효과가 있다.As described above, according to the control method of the dual-refrigerating cycle heat pump system of the present invention, the refrigerant of the high-temperature cycle cycle or the refrigerant of the low-temperature cycle cycle or the hot water of the usage area is selected by the cascade heat exchanger The superheating phenomenon occurs in the conventional two-way refrigeration cycle to prevent the system from going down due to the high pressure state, and the efficiency of the refrigeration cycle is increased by producing hot water directly from the refrigerant in the low temperature cycle.

또한, 제 1 판형 열교환기의 저온부 제 1 유입/배출구와 제 2 판형 열교환기의 저온부 제 2 유입/배출구가 하나의 관이 분기되어 각각 연결되고, 상기 분기된 관에 쓰리웨이 밸브가 설치됨으로써, 사용처의 설정된 온수온도에 따라 저온부 사이클의 냉매를 이송시켜 열교환의 효율이 증대되는 효과가 있다.The first inlet / outlet of the low-temperature portion of the first plate heat exchanger and the second inlet / outlet of the low-temperature portion of the second plate-type heat exchanger are branched and connected to each other, and the three- The refrigerant of the low temperature cycle is transferred according to the set hot water temperature of the use place, and the efficiency of the heat exchange is increased.

또한, 다중관 열교환기의 열교환을 통해 냉매의 과냉도 증가와 압축기의 흡입 과열도가 증가되어 냉동사이클의 효율이 증가되고, 그로 인해 엔탈피가 증가하여 더 많은 열원을 흡수할 수 있는 효과가 있다.
Also, the heat exchange of the multi-tube heat exchanger increases the supercooling degree of the refrigerant and the superheating degree of the suction of the compressor to increase the efficiency of the refrigeration cycle, thereby increasing the enthalpy and absorbing more heat sources.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 이원 냉동사이클 히트펌프시스템을 나타낸 상세 개략도이고,
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 이원 냉동사이클 히트펌프시스템의 제어방법를 나타낸 순서도이고,
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 저온부용 다중관 열교환기의 제어방법를 나타낸 순서도이다.1 is a detailed schematic diagram illustrating a dual refrigeration cycle heat pump system in accordance with an embodiment of the present invention,
FIG. 2 is a flowchart illustrating a control method of a two-way refrigeration cycle heat pump system according to an embodiment of the present invention,
3 is a flowchart illustrating a control method of a multi-tube heat exchanger for a low temperature section 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 in order to achieve the above object.

본 발명은 이원 냉동사이클 히트펌프시스템의 제어방법에 있어서,The present invention relates to a control method for a dual refrigeration cycle heat pump system,

사용처에 설정된 열원수의 온도에 따라 고온부 사이클 및 저온부 사이클을 선택적으로 적용시키는 단계(S100);Selectively applying a high-temperature cycle and a low-temperature cycle in accordance with the temperature of the heat source set at the use place (S100);

사용처에 설정된 고온의 열원수가 필요시, 고온부 사이클이 작동되어 고온부 열교환기를 통해 사용처의 공급수와 열교환되어 고온열원을 공급하는 단계(S200);When the high temperature heat source set in the place of use is required, the high temperature cycle is operated to heat the high temperature heat source with the supply water supplied through the high temperature heat exchanger (S200);

사용처에 설정된 중온의 열원수가 필요시, 저온부 사이클이 작동되어 캐스케이드 열교환기를 통해 사용처의 공급수와 저온부 사이클의 냉매가 열교환되어 중온열원을 공급하는 단계(S300);를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
(S300) of supplying a mesophilic heat source by exchanging heat between the supply water and the refrigerant in the low temperature cycle through the cascade heat exchanger when the low temperature cycle is operated.

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.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Before describing in detail several embodiments of the present invention with reference to the accompanying drawings, it is to be understood that the present invention is not limited to the details of construction and the arrangement of components shown in the following detailed description or illustrated 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 이원 냉동사이클 히트펌프시스템을 나타낸 상세 개략도이고, 도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 이원 냉동사이클 히트펌프시스템의 제어방법를 나타낸 순서도이고, 도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 저온부용 다중관 열교환기의 제어방법를 나타낸 순서도이다.2 is a flowchart illustrating a control method of a two-way refrigeration cycle heat pump system according to one embodiment of the present invention, and FIG. 3 is a flowchart illustrating a control method of a two- FIG. 4 is a flowchart illustrating a control method of a multi-tube heat exchanger for a low temperature section according to an embodiment of the present invention. FIG.

도 1 내지 도 3에 도시한 바와 같이, 본 발명의 이원 냉동사이클 히트펌프시스템의 제어방법은 사용처에 설정된 열원수의 온도에 따라 고온부 사이클(100) 및 저온부 사이클(200)을 선택적으로 적용시키는 것(S100)으로써, 우선, 원 냉동사이클 히트펌프시스템에 대해 이하에서 간략하게 설명한다.1 to 3, the control method of the dual refrigeration cycle heat pump system of the present invention includes selectively applying the high temperature cycle 100 and the low temperature cycle 200 according to the temperature of the heat source water set in the place of use (S100). First, the original refrigeration cycle heat pump system will be briefly described below.

상기 이원 냉동사이클 히트펌프시스템은 도 1에 도시한 바와 같이, 고온부 사이클(100)과, 저온부 사이클(200)과, 캐스케이드 열교환기(300)로 구성된다.The two-way refrigeration cycle heat pump system is composed of a high temperature cycle 100, a low temperature cycle 200 and a cascade heat exchanger 300, as shown in FIG.

상기 고온부 사이클(100)은 도 1에서처럼, 설정된 고온 즉, 80℃ 이상의 고온을 생성하도록 냉매를 고온,고압으로 압축시키는 고온부 압축기(10)와, 상기 고온부 압축기(10)의 증기냉매가 이송되어 사용처에 설정온도의 고온수가 필요시, 사용처의 공급수와 열교환되어 고온열원을 공급하는 고온부 열교환기(11)와, 상기 고온부 열교환기(11)를 통해 열교환된 냉매를 팽창시키는 고온부 팽창밸브(12)로 구성된다. 이때, 상기에서 기술한 모든 장치는 배관으로 연결되며, 이하의 장치들도 배관으로 연결되는 것이다.1, the high temperature cycle 100 includes a high temperature compressor 10 for compressing a refrigerant at a high temperature and a high pressure so as to generate a high temperature of 80 ° C or higher as a set high temperature and a high temperature compressor 10 for transferring vapor refrigerant of the high temperature compressor 10, Temperature expansion valve (12) for expanding the refrigerant heat-exchanged through the high-temperature heat exchanger (11), a high-temperature heat exchanger (11) . At this time, all the devices described above are connected by piping, and the following devices are also connected by piping.

여기서, 상기 고온부 사이클(100)은 도 1에서처럼, 상기 캐스케이드 열교환기(300)에 고온부 팽창밸브(12)에서 팽창된 냉매가 이송되어 저온부 사이클(200)의 냉매가 상호 열교환됨으써, 과열도와 과냉도가 조절되고, 그로 인해 엔탈피가 늘어서 더 많은 열원을 흡수할 수 있다.1, the refrigerant expanded in the high-temperature expansion valve 12 is transferred to the cascade heat exchanger 300 so that the refrigerant in the low-temperature cycle 200 is exchanged with the refrigerant in the high-temperature cycle 200. As a result, And the enthalpy is lengthened, so that more heat can be absorbed.

그리고, 상기 캐스케이드 열교환기(300)에서 열교환된 냉매는 다시 고온부 압축기(10)로 이송된다.The refrigerant heat-exchanged in the cascade heat exchanger (300) is again transferred to the high temperature compressor (10).

이렇듯, 상기 사용처에 설정된 고온의 열원수가 필요시, 도 2에서처럼, 고온부 사이클(100)이 작동되어 고온부 열교환기(11)를 통해 사용처의 공급수와 열교환되어 고온열원을 공급하는 것(S200)으로, 본 발명에서는 사용처의 설정된 고온은 80℃ 이상의 온도이지만 외부 환경과 시스템의 조건에 따라 온도는 변경 가능하다.2, the high temperature cycle 100 is operated and the high temperature heat source is exchanged with the supply water supplied through the high temperature heat exchanger 11 to supply the high temperature heat source (S200) In the present invention, although the set high temperature of the place of use is 80 ° C or more, the temperature can be changed according to the external environment and the conditions of the system.

또한, 상기 고온부 사이클(100)의 고온열원이 사용처에 공급시, 저온부 사이클(200)도 작동되어 저온부 사이클(200)의 냉매와 사용처의 공급수와 열교환된 고온부 사이클(100)의 냉매가 캐스케이드 열교환기(300)를 통해 열교환되어 저온부 사이클(200)의 냉매열원이 고온부 사이클(100)의 냉매에 공급된다.
When the high temperature heat source of the high temperature cycle 100 is supplied to the place of use, the low temperature cycle 200 is also operated so that the refrigerant of the high temperature cycle 100, which is heat exchanged with the refrigerant of the low temperature cycle 200, And the refrigerant heat source in the low temperature cycle 200 is supplied to the refrigerant in the high temperature cycle 100. [

한편, 상기 저온부 사이클(200)은 도 1에 도시한 바와 같이, 설정된 고온 즉, 35℃ 이하의 고온을 생성하도록 냉매를 고온,고압으로 압축시키는 저온부 압축기(20)와, 상기 저온부 압축기(20)의 증기냉매가 사방밸브(21)에 의해 캐스케이드 열교환기(300)에 이송되어 열교환된 냉매를 팽창시키는 저온부 팽창밸브(22)와, 상기 저온부 팽창밸브(22)에서 팽창된 냉매가 이송되어 외부의 공기와 열교환시키는 실외 열교환기(23)를 포함하여 구성된다. 1, the low temperature cycle 200 includes a low temperature compressor 20 for compressing the refrigerant to a high temperature and a high pressure so as to produce a high temperature of 35 ° C or less, A low-temperature expansion valve 22 for expanding the refrigerant vapor-fed by the four-way valve 21 to the cascade heat exchanger 300 to expand the heat-exchanged refrigerant; And an outdoor heat exchanger (23) for exchanging heat with air.

이때, 상기에서 기술한 모든 장치는 배관으로 연결되며, 이하의 장치들도 배관으로 연결되는 것이고, 상기 저온부 사이클(200)에 사방밸브(21)가 설치된 이유는 실외 열교환기(23)에 서리(결빙)가 발생시, 저온부 압축기(20)의 증기냉매를 실외 열교환기(23)에 이송시켜 제상 하기 위해 더 설치되는 것이다.The reason why the four-way valve 21 is installed in the low-temperature cycle 200 is that the outdoor heat exchanger 23 is provided with a frost (not shown) And the steam refrigerant of the low-temperature compressor (20) is transferred to the outdoor heat exchanger (23) for defrosting.

여기서, 상기 저온부 사이클(200)은 도 1에서처럼, 상기 캐스케이드 열교환기(300)에 저온부 압축기(20)의 증기냉매가 사방밸브(21)를 통해 이송되어 고온부 사이클(100)의 냉매와 상호 열교환됨으로써, 과열도와 과냉도가 조절되고, 그로 인해 엔탈피가 늘어서 더 많은 열원을 흡수할 수 있다. 이때, As shown in FIG. 1, the low-temperature cycle 200 is carried to the cascade heat exchanger 300 through the four-way valve 21 and the refrigerant in the low-temperature compressor 20 is exchanged with the refrigerant in the high-temperature cycle 100 , The superheating degree and the supercooling degree are controlled, and thus, the enthalpy is increased, so that more heat source can be absorbed. At this time,

또한, 상기 캐스케이드 열교환기(300)와 저온부 팽창밸브(22) 사이에는 도 1에서처럼, 이송되는 냉매의 용량 및 과열을 조절하도록 저온부용 다중관 열교환기(24)가 더 설치된다.Further, as shown in FIG. 1, a multi-pipe heat exchanger (24) for low temperature part is additionally provided between the cascade heat exchanger (300) and the low temperature expansion valve (22) so as to control the capacity and overheat of the refrigerant to be transferred.

그리고, 상기 캐스케이드 열교환기(300)에서 열교환된 냉매는 팽창변을 거치고 실외 열교환기(23)에서 열교환된 뒤 사방밸브(21)를 통해 다시 저온부 압축기(20)로 이송된다.The refrigerant heat-exchanged in the cascade heat exchanger 300 passes through the expansion valve and is heat-exchanged in the outdoor heat exchanger 23 and then transferred to the low temperature compressor 20 through the four-way valve 21.

한편, 상기 저온부용 다중관 열교환기(24)는 양측으로 관이 연결되는 케이스(미도시)로 형성되고, 상기 케이스 내에 양측 관과 연결되는 다수개의 삽입관(미도시)이 형성되어 캐스케이드 열교환기(300)에서 열교환되어 이송되는 냉매가 다수개의 삽입관을 관통하여 저온부 팽창밸브(22)에 전달된다.The multi-tube heat exchanger 24 for low temperature part is formed by a case (not shown) to which tubes are connected to both sides, and a plurality of insertion tubes (not shown) connected to both tubes are formed in the case, The refrigerant exchanged in the heat exchanger 300 passes through the plurality of insertion tubes and is delivered to the low temperature expansion valve 22.

여기서, 상기 저온부용 다중관 열교환기(24)는 도 1에서처럼, 저온부용 다중관 열교환기의 케이스와 연결된 바이패스 관(25)이 형성되어 캐스케이드 열교환기(300)에서 열교환되어 이송되는 냉매가 바이패스 관(25)을 통과하여 케이스 내부에 유입되어 삽입관의 냉매와 열교환된다.As shown in FIG. 1, the bypass pipe 25 connected to the case of the multi-pipe heat exchanger for low-temperature part is formed so that the refrigerant, which is heat-exchanged in the cascade heat exchanger 300, Passes through the pass pipe (25), flows into the case, and is heat-exchanged with the refrigerant of the insertion pipe.

그런데 이때, 상기 바이패스 관(25)에는 별도의 팽창밸브(26)가 더 설치되어 팽창된 냉매가 케이스 내부에 유입되고, 그로 인해 삽입관의 냉매와 상호 열교환되며, 상기 열교환된 케이스 내의 냉매는 저온부용 다중관 열교환기(24)의 일단부에 연통된 관을 따라 저온부 압축기(20)에 전달 이송되어 어느 정도 가열된 냉매를 저온부 압축기(20)에서 고온,고압의 증기냉매로 변화하기에 저온부 압축기(20)의 효율이 증가한다.At this time, a separate expansion valve 26 is further installed in the bypass pipe 25, so that the expanded refrigerant flows into the case, thereby mutually exchanging heat with the refrigerant of the insertion tube, and the refrigerant in the heat- Temperature multi-tube heat exchanger 24 to the low-temperature compressor 20 to change the refrigerant heated to some extent from the low-temperature compressor 20 to the high-temperature and high-pressure steam refrigerant, The efficiency of the compressor 20 is increased.

즉, 다시 한번 다중관 열교환기(24)의 열교환을 도 1를 참고하여 설명하면,That is, the heat exchange of the multi-tube heat exchanger 24 will be described with reference to FIG. 1,

응축기인 캐스케이드 열교환기(300)를 통과한 냉매는 전자팽창변(22) 전단에 설치된 다중관 열교환기(24)를 향하는 냉매(70~95%) 중 일부(5~30%)의 냉매를 바이패스하여 팽창시킨 후 다중관 열교환기(24)에 상대 열교환 매체로 통과시킨다. The refrigerant that has passed through the cascade heat exchanger 300 as a condenser bypasses some (5 to 30%) of the refrigerant (70 to 95%) toward the multi-tube heat exchanger 24 installed at the front end of the electronic expansion 22, And then passed to the multi-pipe heat exchanger (24) through the relative heat exchange medium.

여기서, 팽창이 되지 않은 냉매 즉, 캐스케이드 열교환기(300)를 통과한 냉매는 팽창이 된 저온냉매와 열교환이 이루어지게 되어 온도가 떨어지므로 이는 과냉도 증가의 효과로 되고, 일부의 냉매(5~30%) 즉, 팽창된 냉매는 다중열 교환기(24)를 거치면서 팽창 후의 온도보다 높아진 온도가 되어, 관을 통해 압축기(20)에 전달되며, 상기 압축기(20)에 전달된 냉매는 압축기(20) 내의 스크롤(미도시)에 직접 분사하도록 하면, 압축기(20) 흡입 측의 냉매와 압축 스크롤에서 만나게 되는데, 결국 흡입 과열도의 개선(향상)이 가능한 결과를 가지게 된다.Here, since the refrigerant that has not been expanded, that is, the refrigerant that has passed through the cascade heat exchanger 300, is subjected to heat exchange with the expanded low-temperature refrigerant, the temperature is lowered, The expanded refrigerant passes through the multiple heat exchanger 24 and becomes a temperature higher than the temperature after the expansion and is transmitted to the compressor 20 through the pipe and the refrigerant transferred to the compressor 20 is discharged to the compressor 20, the refrigerant at the suction side of the compressor 20 and the compression scroll meet with each other. As a result, the suction superheat degree can be improved (improved).

이렇듯, 상기 사용처에 설정된 중온의 열원수가 필요시, 도 2에서처럼, 저온부 사이클(200)이 작동되어 캐스케이드 열교환기(300)를 통해 사용처의 공급수와 저온부 사이클(200)의 냉매가 열교환되어 중온열원을 공급하는 것(S300)으로써, 본 발명에서는 사용처의 설정된 중온은 50℃ 이상의 온도이지만 외부 환경과 시스템의 조건에 따라 온도는 변경 가능하다.2, the low-temperature cycle 200 is operated so that the supply water to be used and the refrigerant in the low-temperature cycle 200 are heat-exchanged through the cascade heat exchanger 300, (S300). In the present invention, the medium temperature set in the present invention is a temperature of 50 DEG C or higher, but the temperature can be changed according to the external environment and the conditions of the system.

한편, 도 3에서처럼, 상기 캐스케이드 열교환기(300)에서 열교환된 냉매가 저온부용 다중관 열교환기(24)를 관통하고(S310), 상기 저온부용 다중관 열교환기(24)를 관통하는 냉매 중 일부의 냉매가 저온부용 다중관 열교환기(24) 전에서 바이패스 관(25)을 통해 팽창된 상태로 저온부용 다중관 열교환기(24)의 내부에 유입된다.(S320)3, the refrigerant heat-exchanged in the cascade heat exchanger 300 passes through the multi-pipe heat exchanger 24 for the low-temperature section (S310), and part of the refrigerant passing through the multi-pipe heat exchanger 24 for the low- The refrigerant of the low-temperature multi-pipe heat exchanger 24 is introduced into the interior of the multi-pipe heat exchanger 24 for the low-temperature portion in a state of being expanded through the bypass pipe 25 at the front of the low-

여기서, 상기 저온부용 다중관 열교환기(24)에서 관통되는 냉매와 팽창된 냉매가 상호 열교환되고, 상기 저온부용 다중관 열교환기(24)를 관통하는 냉매가 열교환 전의 온도보다 낮아져 과냉도를 조절하는 것이다.(S330)Here, the refrigerant passing through the multi-tube heat exchanger 24 for low temperature and the expanded refrigerant are exchanged with each other, and the refrigerant passing through the multi-tube heat exchanger 24 for the low temperature part is lower than the temperature before the heat exchange, (S330)

그리고, 상기 열교환 후, 팽창된 냉매가 열교환 전의 온도보다 높아진 상태에서 관을 통해 저온부 압축기(20)의 내부에 전달되어 저온부 압축기(20)의 스크롤에 직접 분사되고(S340), 상기 저온부 압축기(20)의 스크롤에 직접 분사된 냉매와 저온부 압축기(20)의 흡입구로 유입된 냉매가 상호 혼합되어 과열도를 조절하는 것이다.(S350)
After the heat exchange, the expanded refrigerant is transferred to the interior of the low-temperature compressor 20 through the pipe in a state where the expanded refrigerant is higher than the temperature before the heat exchange, and is directly sprayed onto the scroll of the low-temperature compressor 20 (S340) The refrigerant directly injected into the scroll of the low temperature compressor 20 and the refrigerant introduced into the inlet of the low temperature compressor 20 are mixed with each other to control the degree of superheat (S350)

한편, 상기 캐스케이드 열교환기(300)는 도 1에 도시한 바와 같이, 이원 냉동사이클 히트펌프시스템의 고온부 사이클(100)과 저온부 사이클(200) 사이에 연결되고, 사용처와도 연결되어 상기 사용처의 설정된 온도(고온, 중온 등)에 따라 상기 저온부 사이클(200)의 열원이 고온부 사이클(100)에 전달되도록 열교환되거나, 상기 저온부 사이클(200)의 열원이 사용처에 직접적으로 전달되도록 열교환되는 판형 열교환기로써, 제 1 판형 열교환기(310)와 제 2 판형 열교환기(320)로 구성된다.1, the cascade heat exchanger 300 is connected between the high temperature cycle 100 and the low temperature cycle 200 of the two-way refrigeration cycle heat pump system, The plate heat exchanger is heat exchanged so that the heat source of the low temperature cycle 200 is transferred to the high temperature cycle 100 according to temperature (high temperature, middle temperature, etc.) or heat exchange is performed so that the heat source of the low temperature cycle 200 is directly transferred to the place of use A first plate heat exchanger 310, and a second plate heat exchanger 320.

상기 제 1 판형 열교환기(310)는 도 1에 도시한 바와 같이, 저온부 사이클(200)의 냉매와 고온부 사이클(100)의 냉매가 상호 열교환되도록 일측면에 고온부 사이클(100)과 연결되는 고온부 유입/배출구(30,31)와, 상기 저온부 사이클(200)과 연결되는 저온부 제 1 유입/배출구(40,41)가 각각 형성된다.1, the first plate heat exchanger 310 includes a high-temperature inlet (not shown) connected to the high-temperature cycle 100 on one side so that the refrigerant in the low-temperature cycle 200 and the refrigerant in the high- And first low-temperature inlet / outlet ports 40 and 41 connected to the low-temperature cycle 200, respectively.

여기서, 상기 고온부 유입구(30)는 도 1에서처럼, 제 1 판형 열교환기(310)의 하단부에 형성되어 고온부 사이클(100)의 응축기와 연결되고, 상기 고온부 배출구(31)는 고온부 유입구(30)의 상측인 제 1 판형 열교환기(310)의 상단부에 형성되어 고온부 유입구(30)를 통해 유입된 고온부 사이클(100)의 냉매가 고온부 사이클(100)의 압축기(10)에 전달된다. 이때, 고온부 사이클(100)의 냉매는 저온부 사이클(200)의 냉매와 제 1 판형 열교환기(310)를 통해 열교환된다.1, the high-temperature inlet 30 is formed at the lower end of the first plate-type heat exchanger 310 and is connected to the condenser of the high-temperature cycle 100, and the high-temperature outlet 31 is connected to the high- The refrigerant of the high temperature section cycle 100 formed at the upper end of the upper first plate heat exchanger 310 and introduced through the high temperature section inlet 30 is transferred to the compressor 10 of the high temperature section cycle 100. At this time, the refrigerant in the high-temperature cycle 100 is heat-exchanged with the refrigerant in the low-temperature cycle 200 through the first plate-type heat exchanger 310.

그리고, 상기 저온부 제 1 유입구(40)는 도 1에서처럼, 제 1 판형 열교환기(310)의 상단부에 형성되어 저온부 사이클(200)의 압축기와 연결되고, 상기 저온부 제 1 배출구(41)는 저온부 제 1 유입구(40)의 하측인 제 1 판형 열교환기(310)의 하단부에 형성되어 저온부 제 1 유입구(40)를 통해 저온부 사이클(200)의 냉매가 유입된 뒤, 고온부 사이클(100)의 냉매와 제 1 판형 열교환기(310)를 통해 열교환한 뒤, 저온부 제 1 배출구(41)를 통해 배출된다.1, the low-temperature first inlet 40 is formed at the upper end of the first plate-type heat exchanger 310 and is connected to the compressor of the low-temperature cycle 200, and the low-temperature first outlet 41 is connected to the low- The refrigerant of the low temperature cycle 200 flows into the low temperature section through the first inlet 40 of the low temperature section and then flows into the high temperature section cycle 100 through the refrigerant of the high temperature section cycle 100, Exchanged through the first plate heat exchanger 310, and then discharged through the low-temperature first outlet 41.

또한, 상기 저온부 제 1 유입구(40)는 제 1 판형 열교환기(310)의 상단부에 형성되는데, 고온부 배출구(31)와 동일 선상에 형성되고, 상기 저온부 제 1 배출구(41)는 제 1 판형 열교환기(310)의 하단부에 형성되는데, 고온부 유입구(30)와 동일 선상에 형성된다.The low-temperature first inlet (40) is formed at the upper end of the first plate-type heat exchanger (310), and is formed in the same line as the high-temperature outlet (31) And is formed in the same line as the high temperature inlet 30.

상기 제 2 판형 열교환기(320)는 도 1에 도시한 바와 같이, 저온부 사이클(200)의 냉매와 사용처의 온수가 상호 열교환 되도록 일측면에 저온부 사이클(200)과 연결되는 저온부 제 2 유입/배출구(50,51)가 형성되고, 상기 제 2 판형 열교환기(320)의 타측면에는 사용처와 직접 연결되는 사용처 유입/배출구(60,61)가 형성된다.1, the second plate-type heat exchanger 320 includes a low-temperature second inlet / outlet port 310 connected to the low-temperature cycle 200 on one side so that the refrigerant in the low-temperature cycle 200 is heat- (60, 61) are formed on the other side of the second plate type heat exchanger (320).

여기서, 상기 저온부 제 2 유입구(50)는 도 1에서처럼, 제 2 판형 열교환기(320)의 상단부에 형성되어 저온부 사이클(200)의 압축기(20)와 연결되고, 상기 저온부 제 2 배출구(51)는 저온부 제 2 유입구(50)의 하측인 제 2 판형 열교환기(320)의 하단부에 형성되어 저온부 제 2 유입구(50)를 통해 저온부 사이클(200)의 냉매가 유입된 뒤, 사용처의 온수와 제 2 판형 열교환기(320)를 통해 열교환한 뒤, 저온부 제 2 배출구(51)를 통해 배출된다.1, the low-temperature second inlet 50 is formed at the upper end of the second plate-type heat exchanger 320 and is connected to the compressor 20 of the low-temperature cycle 200, and the low- Shaped heat exchanger 320 which is the lower side of the low temperature second inlet 50 and the coolant of the low temperature cycle 200 flows into the low temperature second inlet 50 through the second low temperature inlet 50, Exchanged through the two-plate heat exchanger 320, and then discharged through the low-temperature second outlet 51.

그리고, 상기 사용처 유입구(60)는 도 1에서처럼, 제 2 판형 열교환기(320)의 후면 즉, 저온부 제 2 유입/배출구(50,51)의 반대측에 형성되는데, 상기 제 2 판형 열교환기(320)의 하단부에 형성되고, 상기 사용처 배출구(61)는 사용처 유입구(60)의 상부인 제 2 판형 열교환기(320)의 상단부에 형성된다. 이때, 상기 사용처 유입구(60)를 통해 사용처의 온수가 유입되어 저온부 사이클(200)의 냉매와 제 2 판형 열교환기(320)를 통해 열교환된 뒤, 사용처 배출구(61)를 통해 배출된다.1, the use inlet 60 is formed on the rear side of the second plate type heat exchanger 320, that is, on the opposite side to the low-temperature second inlet / outlet 50, 51, and the second plate type heat exchanger 320 And the use outlet 61 is formed at the upper end of the second plate-type heat exchanger 320, which is the upper portion of the use inlet 60. At this time, the hot water of the use destination flows through the use inlet 60 and is heat-exchanged through the refrigerant of the low temperature cycle 200 and the second plate type heat exchanger 320, and then discharged through the use outlet 61.

또한, 상기 사용처 유입/배출구(60,61)는 사용처와 배관으로 연결되는데, 도 1에서처럼, 사용처의 배관이 고온부 사이클(100)의 응축기와 동시에 연결되도록 하나의 배관이 분기되어 사용처 유입/배출구(60,61)와 응축기(11, 고온부 열교환기, 이하 응축기라 칭함.)의 유입/배출구에 각각 연결된다.As shown in FIG. 1, one pipeline is branched so that the pipeline to be used is connected to the condenser of the high-temperature cycle 100 at the same time as the usage inlet / outlet port (60, 61) 60 and 61 and the condenser 11 (high-temperature heat exchanger, hereinafter referred to as a condenser).

그리고, 상기 사용처의 배관이 분기되는 부위에는 쓰리웨이 밸브(70)가 설치되어 사용처의 설정된 온수온도에 따라 제어부(미도시)의 제어에 의해 사용처의 온수가 고온부 사이클(100)의 응축기(11) 또는 제 2 판형 열교환기(320)에 선택적으로 이송된다. The three-way valve 70 is provided at a portion where the pipe of the use destination is branched so that the hot water used by the use is controlled by the control unit (not shown) in accordance with the set hot water temperature in the condenser 11 of the hot- Or to the second plate heat exchanger (320).

한편, 상기 제 1 판형 열교환기(310)의 저온부 제 1 유입구(40)와 제 2 판형 열교환기(320)의 저온부 제 2 유입구(50)는 도 1에서처럼, 하나의 관이 분기되어 각각 동시에 연결되고, 상기 제 1 판형 열교환기(310)의 저온부 제 1 배출구(41)와 제 2 판형 열교환기(320)의 저온부 제 2 배출구(51)는 하나의 관이 분기되어 각각 동시에 연결된다.1, the low-temperature first inlet 40 of the first plate-type heat exchanger 310 and the low-temperature second inlet 50 of the second plate-type heat exchanger 320 are connected to each other by a single pipe, The first low-temperature outlet 41 of the first plate-type heat exchanger 310 and the second low-temperature outlet 51 of the second plate-type heat exchanger 320 are connected to one another at the same time.

그런데, 상기 하나의 관이 분기되는 부위에는 도 1에서처럼, 쓰리웨이 밸브(70)가 설치되어 사용처의 설정된 온수온도에 따라 저온부 제 1 유입구(40) 또는 저온부 제 2 유입구(50) 및 저온부 제 1 배출구(41) 또는 저온부 제 2 배출구(51)에 저온부 사이클(200)의 냉매를 선택적으로 이송시킴으로써, 사용처의 미온수시, 저온부 제 2 유입/배출구(50,51)를 통해 저온부 사이클(200)의 냉매가 이송되면서 사용처의 온수와 열교환된다.1, a three-way valve 70 is provided at a portion where the one pipe is branched, and a low-temperature first inlet 40 or a low-temperature second inlet 50 and a low-temperature first Temperature cycle 200 through the low-temperature second inflow / outflow ports 50 and 51 during the low-temperature water used by selectively transferring the refrigerant in the low-temperature cycle 200 to the discharge port 41 or the low- The refrigerant is transferred and heat exchanged with the hot water used.

또한, 사용처의 고온수시에는 고온부 사이클(100)의 응축기(11)를 통해 사용처의 온수가 고온부 사이클(100)의 냉매와 열교환되어 고온수가 되고, 상기 저온부 제 1 유입/배출구(40,41)를 통해 저온부 사이클(200)의 냉매가 이송되어 제 1 판형 열교환기(310)를 통해 고온부 사이클(100)의 냉매와 열교환된다.When hot water is used at a high temperature, the hot water of use is heat-exchanged with the refrigerant of the high temperature part cycle 100 through the condenser 11 of the high temperature part cycle 100 to be hot water, and the low temperature part first inlet / The refrigerant in the low temperature cycle 200 is transferred through the first plate heat exchanger 310 to heat exchange with the refrigerant in the high temperature cycle 100.

한편, 본 발명의 캐스케이드 열교환기(300)는 제 1 판형 열교환기(310)와, 제 2 판형 열교환기(320)로 구성되되, 상기 제 1 판형 열교환기(310)와 제 2 판형 열교환기(320)가 하나의 열교환기 케이스 내에 일체형으로 형성되어 하나의 유닛화된다. 이때, 상기 열교환기 케이스(미도시)의 일면에는 고온부 유입/배출구(30,31)와 저온부 제 1 유입/배출구(40,41) 및 저온부 제 2 유입/배출구(50,51)가 각각 형성되고, 타측면에는 사용처 유입/배출구(60,61)가 형성된다.
The cascade heat exchanger 300 of the present invention includes a first plate type heat exchanger 310 and a second plate type heat exchanger 320. The first plate type heat exchanger 310 and the second plate type heat exchanger 320 are integrally formed in a single heat exchanger case to form a single unit. At this time, high-temperature inlet / outlet ports 30 and 31, low-temperature inlet / outlet ports 40 and 41, and low-temperature inlet / outlet ports 50 and 51 are formed on one surface of the heat exchanger case And inlet / outlet ports 60, 61 are formed on the other side.

10 : 고온부 압축기 11 : 고온부 열교환기
12 : 고온부 팽창밸브 20 : 저온부 압축기
21 : 사방밸브 22 : 저온부 팽창밸브
23 : 실외 열교환기 24 : 저온부용 다중관 열교환기
25 : 바이패스 관 26 : 팽창밸브
30 : 고온부 유입구 31 : 고온부 배출구
40 : 저온부 제 1 유입구 41 : 저온부 제 1 배출구
50 : 저온부 제 2 유입구 51 : 저온부 제 2 배출구
60 : 사용처 유입구 61 : 사용처 배출구
70 : 쓰리웨이 밸브 100 : 고온부 사이클
200 : 저온부 사이클 300 : 캐스케이드 열교환기
310 : 제 1 판형 열교환기 320 : 제 2 판형 열교환기10: high temperature compressor 11: high temperature heat exchanger
12: high temperature expansion valve 20: low temperature compressor
21: Four-way valve 22: Low temperature expansion valve
23: outdoor heat exchanger 24: multi-tube heat exchanger for low temperature part
25: bypass pipe 26: expansion valve
30: high temperature inlet 31: high temperature outlet
40: low temperature first inlet 41: low temperature first outlet
50: low temperature second inlet 51: low temperature second outlet
60: Usage inlet 61: Usage outlet
70: Three way valve 100: High temperature cycle
200: Low temperature cycle 300: Cascade heat exchanger
310: first plate heat exchanger 320: second plate heat exchanger

Claims (4)

이원 냉동사이클 히트펌프시스템의 제어방법에 있어서,
사용처에 설정된 열원수의 온도에 따라 고온부 사이클(100) 및 저온부 사이클(200)을 선택적으로 적용시키는 단계(S100);
사용처에 설정된 고온의 열원수가 필요시, 고온부 사이클(100)이 작동되어 고온부 열교환기(11)를 통해 사용처의 공급수와 열교환되어 고온열원을 공급하는 단계(S200);
사용처에 설정된 중온의 열원수가 필요시, 저온부 사이클(200)이 작동되어 캐스케이드 열교환기(300)를 통해 사용처의 공급수와 저온부 사이클(200)의 냉매가 열교환되어 중온열원을 공급하는 단계(S300);를 포함하여 이루어지고,
저온부 사이클(200)의 냉매가 열교환되어 중온 열원을 공급하는 단계(S300)에서,
상기 캐스케이드 열교환기(300)에서 열교환된 냉매가 저온부용 다중관 열교환기(24)를 관통하는 단계(S310);
상기 저온부용 다중관 열교환기(24)를 관통하는 냉매 중 일부의 냉매가 저온부용 다중관 열교환기(24) 전에서 바이패스 관(25)을 통해 팽창된 상태로 저온부용 다중관 열교환기(24)의 내부에 유입되는 단계(S320);
상기 저온부용 다중관 열교환기(24)에서 관통되는 냉매와 팽창된 냉매가 상호 열교환되고, 상기 저온부용 다중관 열교환기(24)를 관통하는 냉매가 열교환 전의 온도보다 낮아져 과냉도를 조절하는 단계(S330);
상기 열교환 후, 팽창된 냉매가 열교환 전의 온도보다 높아진 상태에서 관을 통해 저온부 압축기(20)의 내부에 전달되어 저온부 압축기(20)의 스크롤에 직접 분사되는 단계(S340);
상기 저온부 압축기(20)의 스크롤에 직접 분사된 냉매와 저온부 압축기(20)의 흡입구로 유입된 냉매가 상호 혼합되어 과열도를 조절하는 단계(S350);
를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 이원 냉동사이클 히트펌프시스템의 제어방법.
A method for controlling a two-way refrigeration cycle heat pump system,
(S100) selectively applying the high temperature part cycle 100 and the low temperature part cycle 200 according to the temperature of the heat source number set to the use place;
When the high temperature heat source set at the place of use is required, the high temperature cycle 100 is operated and the heat is exchanged with the supply water supplied through the high temperature heat exchanger 11 to supply the high temperature heat source (S200);
The low-temperature cycle 200 is operated to supply the medium-temperature heat source through the cascade heat exchanger 300 and the refrigerant in the low-temperature cycle 200 is heat-exchanged through the cascade heat exchanger 300 (S300) ; ≪ / RTI >
In the step S300 in which the refrigerant in the low temperature cycle 200 is heat-exchanged to supply the medium temperature heat source,
A step (S310) of passing the refrigerant heat-exchanged in the cascade heat exchanger (300) through the multi-pipe heat exchanger (24) for the low temperature part;
A part of the refrigerant passing through the multi-pipe heat exchanger 24 for the low temperature part is expanded through the bypass pipe 25 before the multi-pipe heat exchanger 24 for the low temperature part, (S320);
Exchanging the refrigerant passing through the multi-tube heat exchanger (24) for low temperature part with the expanded refrigerant, and controlling the degree of supercooling by lowering the temperature of the refrigerant passing through the multi-tube heat exchanger (24) S330);
After the heat exchange, the expanded refrigerant is delivered to the interior of the low-temperature compressor (20) through the pipe in a state where the expanded refrigerant is higher than the temperature before the heat exchange, and is directly sprayed onto the scroll of the low-temperature compressor (20).
(S350) of controlling the degree of superheat by mixing the refrigerant sprayed directly into the scroll of the low temperature compressor (20) and the refrigerant flowing into the suction port of the low temperature compressor (20);
And a control unit for controlling the heat pump unit.
제 1항에 있어서,
상기 캐스케이드 열교환기(300)는 사용처의 설정된 온도에 따라 고온부 사이클(100)의 냉매와 저온부 사이클(200)의 냉매를 상호 열교환 하거나 상기 저온부 사이클(200)의 냉매와 사용처의 온수를 상호 열교환 하는 것을 특징으로 하는 이원 냉동사이클 히트펌프시스템의 제어방법.
The method according to claim 1,
The cascade heat exchanger 300 exchanges heat between the refrigerant in the high temperature part cycle 100 and the refrigerant in the low temperature part cycle 200 or exchanges heat between the refrigerant in the low temperature part cycle 200 and the hot water used Wherein the heat pump system comprises a first heat exchanger and a second heat exchanger.
제 2항에 있어서, 상기 캐스케이드 열교환기(300)는,
상기 저온부 사이클(200)의 냉매와 고온부 사이클(100)의 냉매가 상호 열교환시, 일측면에 형성된 고온부 유입/배출구(30,31)를 통해 고온부 사이클(100)의 냉매가 이송되고, 일측면에 형성된 저온부 제 1 유입/배출구(40,41)를 통해 저온부 사이클(200)의 냉매가 이송되어 상호 열교환 되는 제 1 판형 열교환기(310)와;
상기 저온부 사이클(200)의 냉매와 사용처의 온수가 상호 열교환시, 일측면에 형성된 저온부 제 2 유입/배출구(50,51)를 통해 저온부 사이클(200)의 냉매가 이송되고, 타측면에 형성된 사용처 유입/배출구(60,61)를 통해 사용처의 열원수가 이송되어 상호 열교환 되는 제 2 판형 열교환기(320);
를 포함하여 구성되고, 상기 제 1 판형 열교환기(310)와 제 2 판형 열교환기(320)는 하나의 케이스 내에 구비되어 일체형으로 형성되는 것을 특징으로 하는 이원 냉동사이클 히트펌프시스템의 제어방법.
The cascade heat exchanger (300) according to claim 2, wherein the cascade heat exchanger (300)
During the heat exchange between the refrigerant in the low temperature cycle 200 and the refrigerant in the high temperature cycle 100, the refrigerant in the high temperature cycle 100 is transferred through the high temperature inlet / outlet ports 30 and 31 formed on one side, A first plate type heat exchanger (310) in which refrigerant in the low temperature part cycle (200) is transferred through the first low temperature inlet / outlet (40, 41) and heat exchanged with each other;
During the heat exchange between the refrigerant in the low-temperature cycle 200 and the hot water used, the refrigerant in the low-temperature cycle 200 is transferred through the low-temperature second inflow / outflow ports 50 and 51 formed on one side, A second plate type heat exchanger (320) in which the heat source water of use is transferred through the inlet / outlet (60, 61) and mutually heat exchanged;
And the first plate heat exchanger (310) and the second plate heat exchanger (320) are integrally formed in a single case.
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