KR101474356B1 - 수액기에 저장되는 냉매량이 조절되는 히트펌프 시스템 - Google Patents

수액기에 저장되는 냉매량이 조절되는 히트펌프 시스템 Download PDF

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이영수
김민성
장기창
조준현
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한국에너지기술연구원
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Abstract

본 발명에 따른 히트펌프 시스템은, 수액기에 저장되는 냉매량을 조절하는 수액기 밸브를 포함함으로써, 압축기의 구동속도에 따라 시스템을 순환하는 냉매량 조절이 가능하여 시스템의 성능이 보다 향상될 수 있다. 또한, 압축기의 입,출구 압력차를 이용하여 복수의 수액기 냉매출구들을 선택적으로 개방할 수 있기 때문에, 능동적인 제어가 가능한 이점이 있다.

Description

수액기에 저장되는 냉매량이 조절되는 히트펌프 시스템{Heat pump system capable of adjusting refrigerant amount of liquid receiver}
본 발명은 히트펌프 시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 압축기의 구동속도에 따라 수액기의 냉매량을 증감시킴으로써 시스템을 순환하는 냉매 순환량을 조절할 수 있는 히트펌프 시스템에 관한 것이다.
일반적으로 히트 펌프는 냉매를 압축, 응축, 팽창 및 증발시키는 냉동 사이클을 통해 냉방 또는 난방 기능을 하는 장치이다. 상기 히트 펌프는, 압축기, 응축기, 증발기, 팽창밸브 및 사방밸브를 포함하고, 상기 응축기와 상기 팽창밸브 사이에는 수액기(Liquid receiver)가 설치된다.
상기 수액기는, 상기 응축기에서 응축된 냉매액을 일시 저장하여 냉동 부하 또는 난방 부하의 변동시에도 냉매가 상기 증발기로 원활하게 공급하는 기능을 한다. 한국공개특허 10-2007-0120214호에서는 수액기에 대해 개시하고 있다.
그러나, 종래의 수액기는, 압축기의 구동속도에 따라 수액기의 냉매량의 조절이 어렵기 때문에, 압축기의 고속 회전시에는 냉매 순환량이 부족하고, 저속 회전시에는 냉매 순환량이 과다하여, 압축기 및 시스템의 성능이 저하되는 문제점이 있다.
본 발명의 목적은, 압축기의 구동속도에 따라 수액기의 냉매량을 증감시킬 수 있는 히트펌프 시스템을 제공하는 데 있다.
본 발명에 따른 히트펌프 시스템은, 압축기, 응축기, 팽창장치 및 증발기를 포함하고, 상기 응축기에서 응축된 냉매가 중력방향으로 유입되도록 배치되고, 측면에 복수의 수액기 냉매출구들이 중력방향으로 소정간격 이격되게 형성된 수액기와, 상기 압축기의 입,출구 압력차에 따라 상기 복수의 수액기 냉매출구들을 선택적으로 개방시켜 상기 수액기로부터 토출되는 냉매량을 조절하는 수액기 밸브를 더 포함한다.
본 발명의 다른 측면에 따른 히트펌프 시스템은, 압축기, 응축기, 팽창장치 및 증발기를 포함하고, 상기 응축기에서 응축된 냉매가 중력방향으로 유입되도록 배치되고, 측면에 고수위 냉매출구와 저수위 냉매출구가 중력방향으로 소정간격 이격되게 형성된 수액기와, 일측은 상기 압축기의 출구와 연결되고, 타측은 상기 압축기의 입구와 연결된 밸브 실린더와, 상기 밸브 실린더내에 구비되어, 상기 밸브 실린더의 양측의 압력차에 따라 이동하면서 상기 고수위 냉매출구와 상기 저수위 냉매출구를 선택적으로 개방하는 밸브 피스톤과, 상기 밸브 실린더의 일측과 상기 밸브 피스톤의 일측을 연결하여, 상기 밸브 피스톤의 상향 이동을 지지하는 제1압축스프링과, 상기 밸브 실린더의 타측과 상기 밸브 피스톤의 타측을 연결하고, 상기 밸브 피스톤의 하향 이동을 지지하고 상기 제1압축스프링보다 강성이 큰 제2압축스프링을 포함한다.
본 발명에 따른 히트펌프 시스템은, 수액기에 저장되는 냉매량을 조절하는 수액기 밸브를 포함함으로써, 압축기의 구동속도에 따라 시스템을 순환하는 냉매 순환량의 조절이 가능하여 압축기 및 시스템의 성능이 보다 향상될 수 있다.
또한, 압축기의 입,출구 압력차를 이용하여 복수의 수액기 냉매출구들을 선택적으로 개방할 수 있기 때문에, 능동적인 제어가 가능한 이점이 있다.
또한, 복수의 수액기 냉매출구들의 높이에 따라 수액기의 수위를 다단으로 조절할 수 있으므로, 시스템을 순환하는 냉매량을 보다 정밀하게 조절할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 히트펌프 시스템의 구성도이다.
도 2는 도 1에 도시된 히트펌프 시스템의 난방 작동시 냉매 흐름이 도시된 도면이다.
도 3은 도 1에 도시된 히트펌프 시스템의 냉방 작동시 냉매 흐름이 도시된 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 수액기와 수액기 밸브가 도시된 단면도이다.
도 5는 도 4에 도시된 수액기 밸브가 저수위 냉매 출구를 개방한 상태가 도시된 도면이다.
도 6은 도 4에 도시된 수액기 밸브가 고수위 냉매 출구를 개방한 상태가 도시된 도면이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대해 설명한다.
도 1내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 히트펌프 시스템은, 압축기(2), 실내 열교환기(4), 팽창장치(6), 실외 열교환기(8), 사방밸브(10), 수액기(20), 수액기 밸브(30)를 포함한다.
상기 히트펌프 시스템은, 냉방과 난방이 모두 가능한 냉,난방 시스템인 것으로 예를 들어 설명하나, 냉방만 가능한 냉동기나 난방만 가능한 난방기인 것도 물론 가능하다. 상기 실내 열교환기(4)는, 상기 히트펌프 시스템의 난방 작동시 응축기 역할을 하고, 냉방 작동시 증발기 역할을 한다. 상기 실외 열교환기(8)는, 상기 히트펌프 시스템의 난방 작동시 증발기 역할을 하고, 냉방 작동시 증발기 역할을 한다.
상기 압축기(2)의 입구에는 압축기 흡입유로(11)가 연결되고, 상기 압축기(2)의 출구에는 압축기 토출유로(12)가 연결된다. 상기 압축기 흡입유로(11)는 상기 수액기 밸브(30)와 제1압축기 연결유로(71)로 연결된다. 상기 압축기 토출유로(12)는 상기 수액기 밸브(30)와 제2압축기 연결유로(72)로 연결된다.
상기 실내 열교환기(4)의 일측은 상기 사방밸브(10)와 제1실내열교환기 유로(13)로 연결되고, 타측에는 제2실내열교환기 유로(14)가 연결된다. 상기 제2실내열교환기 유로(14)는, 난방 작동시 상기 실내 열교환기(4)에서 응축된 냉매를 상기 수액기(20)로 안내한다.
상기 실외 열교환기(8)는, 상기 사방밸브(10)와 제1실외열교환기 유로(16)로 연결되고, 상기 팽창장치(6)와 제2실외열교환기 유로(15)로 연결된다. 상기 제2실외열교환기 유로(15)는, 난방 작동시 상기 팽창장치(6)에서 팽창된 냉매를 상기 실외 열교환기(8)로 안내한다.
상기 제2실외열교환기 유로(15)에는, 냉방 작동시 상기 실외 열교환기(8)에서 응축된 냉매를 상기 수액기(20)로 보내기 위한 제3실외열교환기 유로(17)가 연결된다. 상기 제2실외열교환기 유로(15)와 상기 제3실외열교환기 유로(17)가 연결된 지점에는 냉,난방 작동에 따라 유로를 전환하는 제3삼방밸브(83)가 설치된다.
상기 팽창장치(6)의 출구에는 팽창장치 토출유로(19)가 연결된다. 상기 팽창장치 토출유로(19)에는 냉방 작동시 상기 팽창장치(6)에서 팽창된 냉매를 상기 실내 열교환기(4)로 안내하는 제3실내열교환기 유로(18)와, 난방 작동시 상기 팽창장치(6)에서 팽창된 냉매를 상기 실외 열교환기(8)로 안내하는 상기 제2실외열교환기 유로(15)가 연결된다. 상기 팽창장치 토출유로(19), 상기 제3실내열교환기 유로(18) 및 상기 제2실외열교환기 유로(15)가 연결되는 지점에는 냉,난방 작동에 따라 유로를 전환하는 제4삼방밸브(84)가 설치된다.
상기 제3실내열교환기 유로(18)는 상기 제2실내열교환기 유로(14)와 연결된다. 상기 제3실내열교환기 유로(18)와 상기 제2실내열교환기 유로(14)가 연결된 지점에는 냉,난방 작동에 따라 유로를 전환하는 제1삼방밸브(81)가 설치된다.
상기 수액기(20)는, 응축기에서 응축되어 나온 냉매가 일시 저장되는 저장공간을 형성하는 탱크이다. 상기 수액기(20)에는 응축기에서 응축된 냉매가 유입되도록 수액기 흡입유로(23)가 연결된다. 즉, 상기 수액기 흡입유로(23)는, 난방작동시에는 상기 실내 열교환기(4)에서 응축된 냉매가 유입되도록 상기 제2실내열교환기 유로(14)에 연결되고, 냉방작동시에는 상기 실외 열교환기(8)에서 응축된 냉매가 유입되도록 상기 제3실외열교환기 유로(17)와 연결된다. 상기 수액기 흡입유로(23), 상기 제2실내열교환기 유로(14) 및 상기 제3실외열교환기 유로(17)가 연결된 지점에는 냉,난방 작동에 따라 유로를 전환하기 위한 제2삼방밸브(82)가 구비된다.
도 4를 참조하면, 상기 수액기 흡입유로(23)는, 상기 수액기(20)의 상단에 연결된다. 따라서, 응축기에서 응축된 냉매는 상기 수액기(20)로 중력방향(g)으로 유입될 수 있다.
상기 수액기(20)의 측면에는 복수의 수액기 냉매출구들이 중력방향(g)으로 소정간격 이격되게 형성된다. 상기 복수의 수액기 냉매출구들은 적어도 2개 이상이 형성되는 바, 본 실시예에서는 2개가 형성되는 것으로 예를 들어 설명한다. 즉, 상기 복수의 수액기 냉매출구들은, 저수위 냉매출구(21)와, 상기 저수위 냉매출구보다 중력방향으로 상측에 형성된 고수위 냉매출구(22)를 포함한다. 상기 저수위 냉매출구(21)와 상기 고수위 냉매출구(22)의 높이 차는, 상기 수액기(20)의 저장용량과 상기 히트펌프 시스템을 순환하는 냉매 순환량을 고려하여 결정될 수 있다. 상기 저수위 냉매출구(21)와 상기 고수위 냉매출구(22)의 높이에 따라 상기 수액기(20)에 저장되는 냉매량이 달라지고, 상기 수액기(20)에 저장되는 냉매량에 따라 상기 히트펌프 시스템을 순환하는 냉매 순환량이 달라질 수 있다. 따라서, 상기 저수위 냉매출구(21)와 상기 고수위 냉매출구(22)의 높이에 따라 상기 히트펌프 시스템을 순환하는 냉매 순환량을 조절하여, 냉,난방 부하에 대응할 수 있다. 또한, 상기 히트펌프 시스템을 순환하는 냉매 순환량을 보다 미세하게 조절하고자 할 경우, 상기 수액기 냉매출구들의 개수를 늘릴 수 있다.
상기 수액기 밸브(30)는, 상기 압축기(2)의 입,출구 압력차에 따라 상기 복수의 수액기 냉매출구들을 선택적으로 개방시켜 상기 수액기(20)로부터 토출되는 냉매량을 조절한다. 상기 수액기 밸브(30)는, 밸브 실린더(40), 밸브 피스톤(50) 및 탄성부재(61)(62)를 포함한다.
상기 밸브 실린더(40)는, 상기 수액기(20)에 연결되고, 내부가 비어있는 통 형상으로 이루어진다. 본 실시예에서는, 상기 밸브 실린더(40)가 상기 수액기(20)의 옆에 중력방향으로 배치된 것으로 예를 들어 설명하나, 이에 한정되지 않고, 상기 밸브 실린더(400)는 상기 수액기(20)와 유로로 연결된다면 상기 수액기(20)와 떨어져 멀리 배치되는 것도 가능하고 중력방향이 아닌 다른 방향으로 배치되는 것도 물론 가능하다.
상기 밸브 실린더(40)의 일측면은 상기 수액기(20)의 상기 저수위 냉매출구(21)와 상기 고수위 냉매출구(22)와 연통되고, 타측면에는 냉매를 상기 팽창장치(6)측으로 토출하는 실린더 출구(40c)가 형성된다. 상기 실린더 출구(40c)에는 토출된 냉매를 상기 팽창장치(6)로 안내하는 팽창장치 연결유로(73)가 연결된다.
상기 밸브 실린더(40)의 하부(40a)에는 상기 제1압축기 연결유로(71)가 연결되고, 상기 밸브 실린더(40)의 상부(40b)에는 상기 제2압축기 연결유로(72)가 연결된다. 따라서, 상기 밸브 실린더(40)의 내측 하부는 상기 압축기(2)의 흡입측 압력을 유지하고, 내측 상부는 상기 압축기(2)의 토출측 압력을 유지할 수 있다. 본 실시예에서는, 상기 밸브 실린더(40)가 상하방향으로 배치된 것으로 예를 들어 설명하므로, 상기 밸브 실린더(40)의 상,하부에 각각 상기 제1,2압축기 연결유로(71)(72)가 연결된 것으로 예를 들어 설명한다. 다만, 이에 한정되지 않고, 상기 제1,2압축기 연결유로(71)(72)는 상기 밸브 실린더(40)의 좌우 또는 전후와 같이 양측에 각각 연결되는 것도 물론 가능하다.
상기 밸브 피스톤(50)은 일측면에 복수의 피스톤 입구들이 형성되고, 타측면에는 피스톤 출구(53)가 형성되며, 내부가 비어 있는 통 형상으로 이루어진다. 상기 밸브 피스톤(50)은, 상기 밸브 실린더(40)의 내부에서 상기 밸브 실린더(40)의 상,하부 압력차와 후술하는 제1,2탄성부재의 탄성력에 의해 왕복 운동을 한다.
상기 복수의 피스톤 입구들은 상기 복수의 수액기 냉매출구들에 대응되게 형성된다. 본 실시예에서는, 상기 수액기 냉매출구들이 2개가 형성된 것으로 예를 들어 설명하므로, 상기 피스톤 입구들도 2개의 저수위 피스톤입구(51)와 고수위 피스톤입구(52)로 이루어진 것으로 예를 들어 설명한다. 상기 저수위 피스톤입구(51)와 고수위 피스톤입구(52)는 서로 중력방향으로 소정간격 이격되게 형성된다. 상기 저수위 피스톤입구(51)와 상기 고수위 피스톤입구(52)사이의 간격은 상기 저수위 냉매출구(21)와 상기 고수위 냉매출구(22)사이의 간격보다 작게 형성된다. 따라서, 도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이, 상기 저수위 냉매출구(21)의 개방시에는 상기 고수위 냉매출구(22)는 차폐되고, 상기 고수위 냉매출구(22)의 개방시에는 상기 저수위 냉매출구(21)가 차폐될 수 있다. 상기 피스톤 출구(53)는 상기 실린더 출구(40c)보다 크게 형성되어, 상기 저수위 냉매출구(21)와 상기 고수위 냉매출구(22) 중 어느 하나만 개방될지라도 상기 피스톤 출구(53)는 항상 상기 실린더 출구(40c)와 연통될 수 있다.
상기 밸브 피스톤(50)과 상기 밸브 실린더(40)사이에는 냉매의 누설을 방지하기 위한 실링부재(66)가 구비된다.
상기 탄성부재는, 상기 밸브 피스톤(50)의 상단과 상기 밸브 실린더(40)의 상부를 연결하는 제1탄성부재(62)와, 상기 밸브 피스톤(50)의 하단과 상기 밸브 실린더(40)의 하부를 연결하는 제2탄성부재(61)를 포함한다. 상기 제2탄성부재(61)는 상기 압축기(2)의 입구 압력과 출구 압력의 차에 의해 상기 밸브 피스톤(50)이 하강하는 것을 지지하고, 상기 제1탄성부재(62)는 상기 압축기(2)의 입구 압력과 출구 압력의 차에 의해 상기 밸브 피스톤(50)이 상승하는 것을 지지한다. 상기 제1탄성부재(62)와 상기 제2탄성부재(61)는 압축 코일 스프링이 사용되는 것으로 예를 들어 설명한다.
상기 제1탄성부재(62)와 상기 제2탄성부재(61)는 서로 다른 강성을 갖는 스프링이 사용된다. 도 4를 참조하면, 상기 압축기(2)의 입구 압력과 출구 압력의 차가 설정 범위 이내일 경우에는 상기 밸브 피스톤(50)은 미리 셋팅된 평형상태를 유지할 수 있어야 한다. 상기 압축기(2)의 출구 압력이 입구 압력보다 항상 높기 때문에, 상기 평형상태를 유지하기 위해서는 상기 제2탄성부재(61)는 상기 제1탄성부재(62)의 강성보다 큰 것이 사용된다. 따라서, 상기 압축기(2)의 출구 압력과 입구 압력의 차이가 미리 설정된 설정범위를 벗어날 경우에, 상기 밸브 피스톤(50)이 상승 또는 하강할 수 있다. 상기 설정범위는 제1설정값과 제2설정값사이의 범위에 해당하고, 상기 압축기(2)의 출구 압력과 입구 압력의 차이가 상기 제1설정값 이상이면 상기 밸브 실린더(40) 상부 압력에 의해 상기 밸브 피스톤(50)이 하강하고, 상기 압축기(2)의 출구 압력과 입구 압력의 차이가 상기 제2설정값 이하이면, 상기 밸브 실린더(40) 하부의 압력에 의해 상기 밸브 피스톤(50)이 상승할 수 있다.
상기와 같이 구성된 본 발명의 실시예에 따른 수액기 밸브의 작동을 살펴보면 다음과 같다.
먼저, 도 4를 참조하면, 상기 압축기(2)가 미리 설정된 기준 속도범위이내의 구동속도로 작동하는 경우, 상기 압축기(2)의 출구 압력과 입구 압력의 차이는 상기 설정범위이내에 해당한다. 상기 설정범위는 미리 설정된 제1설정값과 상기 제1설정값보다 작은 제2설정값 사이를 의미한다.
상기 압축기(2)의 출구 압력과 입구 압력의 차이가 상기 설정범위 이내이면, 상기 밸브 실린더(40) 상부의 압력을 상기 제2탄성부재(61)가 지지하고, 상기 밸브 실린더(40) 하부의 압력을 상기 제1탄성부재(62)가 지지할 수 있는 상태이다. 따라서, 상기 밸브 피스톤(50)은 상기 밸브 실린더(40)내에서 평형상태를 유지할 수 있다.
상기 밸브 피스톤(50)이 평형상태이면, 상기 고수위 피스톤 입구(52)가 상기 고수위 냉매출구(22)를 개방하고, 상기 저수위 피스톤 입구(51)가 상기 저수위 냉매출구(21)를 개방한다. 상기 수액기(20)내의 냉매는 상기 고수위 냉매출구(22)와 상기 저수위 냉매출구(21)를 통해 상기 밸브 피스톤(50)으로 유입된 후, 상기 실린더 출구(40c)를 통해 상기 팽창장치(6)로 빠져나게 된다. 따라서, 상기 수액기(20)내부의 냉매 수위는 제1수위(h1)와 제2수위(h2)사이를 유지할 수 있다.
한편, 냉,난방 부하가 증가하여, 상기 압축기(2)가 제1설정속도 이상으로 고속회전하게 되는 경우, 상기 압축기(2)의 출구 압력이 증가되어, 상기 압축기(2)의 출구 압력과 입구 압력의 차이가 상기 제1설정값 이상이 된다.
도 5를 참조하면, 상기 압축기(2)의 출구 압력과 입구 압력의 차이가 상기 제1설정값 이상이면, 상기 밸브 실린더(40)상부의 압력이 증가되어, 상기 밸브 피스톤(50)이 하강하게 된다.
상기 밸브 피스톤(50)이 하강하면, 상기 고수위 냉매출구(22)는 차폐되고, 상기 저수위 냉매출구(21)만이 개방된다. 상기 저수위 냉매출구(21)만이 개방되면, 상기 수액기(20)내의 냉매는 상기 저수위 냉매출구(21)를 통해 상기 밸브 피스톤(50)으로 유입된 후, 상기 팽창장치(6)측으로 토출된다. 이 때, 상기 수액기(20)의 수위가 상기 제1수위(h1)가 될 때까지 상기 수액기(20)내의 냉매가 상기 저수위 냉매출구(21)를 통해 토출된다. 따라서, 상기 수액기(20)내에 저장되는 냉매량은 줄어들고, 상기 히트펌프 시스템을 순환하는 냉매량이 증가될 수 있다. 상기 압축기(2)의 고속회전시 냉매 순환량이 많아질 수 있으므로, 냉,난방 성능이 향상될 수 있다.
한편, 냉,난방 부하가 감소하여, 상기 압축기(2)가 상기 제1설정속도 미만이고 제2설정속도 이상으로 회전하는 경우, 상기 압축기(2)의 출구 압력과 입구 압력의 차이는 상기 제1설정값과 상기 제2설정값 사이인 설정범위에 들게 된다.
상기 압축기(2)의 출구 압력과 입구 압력의 차이가 상기 설정범위에 들면, 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 밸브 실린더(40)의 상부 압력을 상기 제2탄성부재(61)가 지지할 수 있으므로, 상기 밸브 피스톤(50)은 평형상태를 유지할 수 있다.
상기 밸브 피스톤(50)이 평형상태이면, 상기 고수위 피스톤 입구(52)가 상기 고수위 냉매출구(22)를 개방하고, 상기 저수위 피스톤 입구(51)가 상기 저수위 냉매출구(21)를 개방한다. 따라서, 상기 압축기(2)가 상기 제1설정속도 미만이고 제2설정속도 이상으로 회전하는 경우에는, 상기 수액기(20)내부의 냉매 수위는 제1수위(h1)와 제2수위(h2)사이를 유지할 수 있다.
한편, 냉,난방 부하가 계속해서 감소하여, 상기 압축기(2)가 제2설정속도 미만으로 저속회전하게 되는 경우, 상기 압축기(2)의 출구 압력이 감소된다. 상기 압축기(2)의 출구 압력이 감소되면, 상기 압축기(2)의 출구 압력과 입구 압력의 차이가 상기 제2설정값 이하가 된다.
상기 압축기(2)의 출구 압력과 입구 압력의 차이가 상기 제2설정값 이하이면, 도 6에 도시된 바와 같이, 상기 밸브 실린더(40) 상부의 압력이 감소되어 상기 밸브 피스톤(50)이 상승하게 된다.
상기 밸브 피스톤(50)이 상승하면, 상기 고수위 냉매출구(22)는 개방되고, 상기 저수위 냉매출구(21)는 차폐된다. 상기 고수위 냉매출구(22)만이 개방되면, 상기 수액기(20)의 수위가 상기 제2수위(h2)이상이면 상기 수액기(20)내의 냉매가 상기 고수위 냉매출구(22)를 통해 토출될 수 있다. 상기 수액기(20)의 수위는 상기 제2수위(h2) 이상으로 유지될 수 있으므로, 상기 수액기(20)내에 저장되는 냉매량은 증가하고 상기 히트펌프 시스템을 순환하는 냉매량이 감소될 수 있다. 즉, 상기 압축기(2)의 저속회전시에는 상기 히트펌프 시스템을 순환하는 냉매량이 감소되어야 하므로, 상기 수액기 밸브(30)를 통해 상기 수액기(20)에 저장되는 냉매량을 늘려 상기 히트펌프 시스템을 순환하는 냉매량을 감소시킬 수 있다.
따라서, 상기 압축기(2)의 회전속도에 따라 상기 수액기(20)에 저장되는 냉매량이 조절됨으로써, 상기 히트펌프를 순환하는 냉매 순환량을 증감시킬 수 있으므로 냉,난방 성능이 보다 향상될 수 있다.
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 20: 수액기
21: 저수위 냉매출구 22: 고수위 냉매출구
30: 수액기 밸브 40: 밸브 실린더
50: 밸브 피스톤 61: 제2탄성부재
62: 제1탄성부재

Claims (12)

  1. 압축기, 응축기, 팽창장치 및 증발기를 포함하고,
    상기 응축기에서 응축된 냉매가 중력방향으로 유입되도록 배치되고, 측면에 복수의 수액기 냉매출구들이 중력방향으로 소정간격 이격되게 형성된 수액기와,
    상기 압축기의 입,출구 압력차에 따라 상기 복수의 수액기 냉매출구들을 선택적으로 개방시켜 상기 수액기로부터 토출되는 냉매량을 조절하는 수액기 밸브를 포함하고,
    상기 수액기 밸브는, 상기 압축기의 출구와 입구에 양측이 각각 연결된 밸브 실린더와, 상기 밸브 실린더내에 구비되어, 상기 밸브 실린더의 양측의 압력차에 따라 이동하여 상기 복수의 수액기 냉매출구들을 선택적으로 개방시키는 밸브 피스톤과, 상기 밸브 실린더내에서 상기 밸브 피스톤을 탄성적으로 지지하는 탄성부재를 포함하는 히트펌프 시스템.
  2. 삭제
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 밸브 피스톤은,
    일측면에 상기 복수의 수액기 냉매출구들에 선택적으로 연통되고 서로 소정간격 이격되게 형성된 복수의 피스톤 입구들이 형성되고, 타측면에는 상기 복수의 피스톤 입구들로 유입된 냉매를 상기 팽창장치측으로 토출하는 피스톤 출구가 형성된 히트펌프 시스템.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 피스톤 입구들의 개수는 상기 수액기 냉매출구들의 개수에 대응되게 형성되고,
    상기 복수의 피스톤 입구들 사이의 간격은 상기 복수의 수액기 냉매출구들 사이의 간격보다 작게 형성된 히트펌프 시스템.
  5. 청구항 3에 있어서,
    상기 밸브 실린더에는, 상기 피스톤 출구와 연통되고, 상기 팽창장치와 유로로 연결되는 실린더 출구가 형성된 히트펌프 시스템.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 탄성부재는,
    상기 밸브 피스톤의 일측과 상기 밸브 실린더의 일측을 연결하는 제1탄성부재와,
    상기 밸브 피스톤의 타측과 상기 밸브 실린더의 타측을 연결하는 제2탄성부재를 포함하고,
    상기 제1탄성부재와 상기 제2탄성부재는 서로 다른 강성을 갖는 히트펌프 시스템.
  7. 청구항 1에 있어서,
    상기 수액기 밸브는,
    상기 밸브 실린더와 상기 밸브 피스톤 사이를 실링하는 실링부재를 더 포함하는 히트펌프 시스템.
  8. 청구항 1에 있어서,
    상기 수액기 냉매출구들은, 고수위 냉매출구와, 상기 고수위 냉매출구보다 하측에 형성된 저수위 냉매출구를 포함하는 히트펌프 시스템.
  9. 청구항 8에 있어서,
    상기 압축기의 출구 압력과 입구 압력의 차가 제1설정값 이상이면, 상기 밸브 실린더에서 상기 압축기의 출구와 연결된 부분의 압력이 증가하여, 상기 밸브 피스톤이 압력이 상대적으로 낮은 방향으로 이동하면서, 상기 저수위 냉매출구를 개방하는 히트펌프 시스템.
  10. 청구항 9에 있어서,
    상기 압축기의 출구 압력과 입구 압력의 차가 상기 제1설정값보다 작은 제2설정값 이하이면, 상기 밸브 실린더에서 상기 압축기의 출구와 연결된 부분의 압력이 감소하여, 상기 밸브 피스톤이 압력이 상대적으로 낮은 방향으로 이동하면서 상기 고수위 냉매출구만을 개방하는 히트펌프 시스템.
  11. 청구항 1에 있어서,
    냉,난방 작동에 따라 냉매의 유동 방향을 전환하는 사방밸브를 더 포함하는 히트펌프 시스템.
  12. 압축기, 응축기, 팽창장치 및 증발기를 포함하고,
    상기 응축기에서 응축된 냉매가 중력방향으로 유입되도록 배치되고, 측면에 고수위 냉매출구와 저수위 냉매출구가 중력방향으로 소정간격 이격되게 형성된 수액기와,
    일측은 상기 압축기의 출구와 연결되고, 타측은 상기 압축기의 입구와 연결된 밸브 실린더와,
    상기 밸브 실린더내에 구비되어, 상기 밸브 실린더의 양측의 압력차에 따라 이동하면서 상기 고수위 냉매출구와 상기 저수위 냉매출구를 선택적으로 개방하는 밸브 피스톤과,
    상기 밸브 실린더의 일측과 상기 밸브 피스톤의 일측을 연결하여, 상기 밸브 피스톤의 상향 이동을 지지하는 제1압축스프링과,
    상기 밸브 실린더의 타측과 상기 밸브 피스톤의 타측을 연결하고, 상기 밸브 피스톤의 하향 이동을 지지하고 상기 제1압축스프링보다 강성이 큰 제2압축스프링을 포함하는 히트펌프 시스템.
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