KR101613205B1 - 증발 응축기 일체형 히트 펌프 - Google Patents

증발 응축기 일체형 히트 펌프 Download PDF

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송덕용
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Abstract

압축기, 팽창 밸브, 수액기, 사방 밸브 및 유 분리기를 포함하는 히트 펌프에 있어서, 실내 열교환기; 실외 열교환기; 상기 실내 열교환기에서 유출되는 냉매를 이송시키는 배관이 상기 실외 열교환기 부근까지 더 연장 배치되어 형성되는 예열 열교환기; 외기를 유입하여 상기 예열 열교환기에서 상기 실외 열교환기 방향으로 유동시키는 송풍 유닛;을 포함하되, 상기 예열 열교환기는 난방시 작동되는 증발 응축기 일체형 히트 펌프를 제공한다.

Description

증발 응축기 일체형 히트 펌프{HEAT PUMP ASSEMBLED EVAPORATIVE CONDENSER}
본 발명은 히트 펌프에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 건물 등에 설치되는 공조 장치로 여름에는 냉방을 하고 겨울에는 난방을 수행할 수 있는 증발 응축기 일체형 히트 펌프에 관한 것이다.
히트 펌프 방식의 냉/난방 장치는 냉방 사이클과 그 역 사이클로 전환 사용되는 난방 사이클이 동일 장치 내에서 수행되도록 하여 냉/난방이 겸용으로 이루어진다.
그러나, 히트 펌프를 이용한 냉/난방 장치의 단점은 특히 난방을 할 때, 실외 기온이 영하권으로 내려가면 난방 능력이 급격히 떨어지는 것이었다. 왜냐하면, 실외 열교환기를 통해 유입되는 저온 냉매가 외부에서 열 에너지를 충분하게 흡수하지 못하기 때문이다.
그 결과, 실외 열교환기에 성애 등이 발생하거나 심한 경우 동파 등으로 냉/난방 장치에 고장이 발생할 수 있다. 구체적으로, 성애 등이 실외 열교환기의 표면에 얇은 층으로 형성되면 냉매와 외기 사이의 열 전달을 방해하기 때문에 열 전달 효율이 감소된다.
또한, 실외 열교환기를 거친 냉매의 온도 상승의 부족으로 인해 난방 사이클의 압축비가 낮아져 압축기의 효율이 저하되는 원인으로 난방 효율이 저해되는 결과를 초래할 수 있다.
종래 이를 해결하기 위한 수단으로 실외 열교환기 주변에 별도의 전기 히터를 배치하여 실외 열교환기에 착상된 성애 등을 제거하였다. 그러나, 종래 방법은 열 손실이 심하였고, 불필요한 경우에도 전기 히터를 작동시키는 등의 문제점이 있었다.
또한, 냉방을 할 때 종래 공랭식 응축기는 열 교환 효율이 떨어져 전체 냉방 효율이 저하되는 문제점이 있었다.
대한민국 실용신안등록 제20-0403619호 (2005.12.06. 등록)
본 발명의 실시예는 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 난방시 실외 열교환기를 통과하는 냉매에 주변 외기가 갖는 열 에너지를 초과하는 열 에너지를 제공하여 실외 열교환기를 통과하는 냉매의 온도를 추가 상승시키는 것을 목적으로 한다.
또한, 별개의 전기 히터 등을 대신 냉/난방 장치에서 발생하는 폐열을 활용하는 것을 목적으로 한다.
또한, 이를 위한 구조가 실외 열교환기를 포함하는 단일 공간 내에서 일체형으로 형성되는 것을 목적으로 한다. 또한, 외기 온도에 따라 실외 열교환기의 예열 여부를 제어하는 것을 목적으로 한다.
또한, 냉방시 열 교환 효율을 향상시키는 것을 목적으로 한다. 그 결과, 냉/난방시 에너지 효율이 우수한 히트 펌프를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 실시예는 상기와 같은 과제를 해결하고자, 압축기, 팽창 밸브, 수액기, 사방 밸브 및 유 분리기를 포함하는 히트 펌프에 있어서, 실내 열교환기; 실외 열교환기; 상기 실내 열교환기에서 유출되는 냉매를 이송시키는 배관이 상기 실외 열교환기 부근까지 더 연장 배치되어 형성되는 예열 열교환기; 외기를 유입하여 상기 예열 열교환기에서 상기 실외 열교환기 방향으로 유동시키는 송풍 유닛;을 포함하되, 상기 예열 열교환기는 난방시 작동되는 증발 응축기 일체형 히트 펌프를 제공한다.
상기 실내 열교환기는 냉방시 증발기로 작동되고, 난방시 응축기로 작동되며, 상기 실외 열교환기는 냉방시 증발 응축기로 작동되고, 난방시 증발기로 작동된다.
상기 예열 교환기는 상기 실외 열교환기가 수용되는 단일 개의 케이스 내부 공간에 대면하며 배치될 수 있다.
상기 송풍 유닛은 상기 외기의 온도를 측정하는 온도 센서; 온도에 반비례하여 축 회전 속도가 가변되는 모터; 및 상기 모터와 동축 결합되어 회전하며 다수 개의 날개를 갖는 팬;을 포함하며, 상기 모터는 측정되는 기온이 미리 설정된 소정 온도 T이하에서 작동 제어될 수 있다.
난방시 냉매가 상기 압축기, 상기 유 분리기, 상기 실내 열교환기, 상기 예열 열교환기, 상기 수액기, 중간 냉각기, 제1 팽창 밸브, 상기 실외 열교환기 및 상기 액 분리기 순으로 순환되게 배관이 연결될 수 있다.
상기 수액기에서 유출되는 냉매가 분기되어 상기 중간 냉각기로 유입되는 제1 분기관; 및 상기 제1 분기관에 배치되는 중간 냉각기용 팽창 밸브;를 더 포함하고, 상기 중간 냉각기에서 유출되는 냉매가 분기되어 상기 압축기로 유입되는 제2 분기관;을 더 포함할 수 있다.
냉방시 냉매가 상기 압축기, 상기 유 분리기, 상기 실외 열교환기, 상기 수액기, 중간 냉각기, 제2 팽창 밸브, 상기 실내 열교환기 및 상기 액 분리기 순으로 순환되게 배관이 연결될 수 있다.
상기 수액기에서 유출되는 냉매가 분기되어 상기 중간 냉각기로 유입되는 제1 분기관; 및 상기 제1 분기관에 배치되는 중간 냉각기용 팽창 밸브;를 더 포함하고, 상기 중간 냉각기에서 유출되는 냉매가 분기되어 상기 압축기로 유입되는 제2 분기관;을 더 포함할 수 있다.
이상에서 살펴본 바와 같은 본 발명의 과제해결 수단에 의하면 다음과 같은 사항을 포함하는 다양한 효과를 기대할 수 있다. 다만, 본 발명이 하기와 같은 효과를 모두 발휘해야 성립되는 것은 아니다.
본 발명의 실시예에 따르면 특히 난방시 실외 열교환기를 통과하는 냉매에 주변 외기가 갖는 열 에너지를 초과하는 열 에너지를 제공하여 실외 열교환기를 통과하는 냉매의 온도를 추가 상승시킬 수 있다.
또한, 별개의 전기 히터 등을 대신 냉/난방 장치에서 발생하는 폐열을 활용할 수 있다. 또한, 이를 위한 구조가 실외 열교환기를 포함하는 단일 공간 내에서 일체형으로 형성될 수 있다. 또한, 외기 온도에 따라 실외 열교환기의 예열 여부를 제어할 수 있다.
또한, 냉방시 열 교환 효율을 향상시킬 수 있다. 그 결과, 냉/난방시 에너지 효율이 우수한 히트 펌프를 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 히트 펌프의 대략적인 구성을 나타내는 개략도
도 2는 도 1의 A 부분을 도식화한 측면도
도 3은 냉방시 냉매의 흐름을 표시하는 개략도
도 4는 난방시 냉매의 흐름을 표시하는 개략도
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 구체적인 실시예를 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 히트 펌프의 대략적인 구성을 나타내는 개략도이고, 도 2는 도 1의 A 부분을 도식화한 측면도이다. 도 1 및 도 2를 참조하면, 히트 펌프는 실내 열교환기(40), 실외 열교환기(20), 예열 열교환기(50) 및 송풍 유닛(60)을 포함한다.
그리고, 그 사이에는 배관, 제1 및 제2 분기관(81)(82)이 연결되어 냉매는 동일 순서로 반복 순환된다. 여기서, 팽창 밸브는 제1 및 제2 팽창 밸브(31)(32)를 포함하며 이는 동일 구성을 갖되 배치 위치에 따른 구별을 위함이다. 또한, 팽창 밸브는 중간 냉각기용 팽창 밸브(33)를 더 포함한다.
여기서, 히트 펌프는 냉/난방 장치의 일종으로 압축기(10), 팽창 밸브(31)(32)(33), 수액기(72)(Liquid receiver), 사방 밸브(75)(4-way valve), 액 분리기(73)(Accumulator) 및 유 분리기(71)(Oil seperator) 등을 포함하며, 이 외에 종래 구성을 더 포함할 수 있다. 이 때, 각 구성은 배관 등으로 연결되어 이를 통해 냉매(프레온 가스 등)는 냉방 및 난방 사이클을 반복하면서 순환된다.
본 발명의 일 실시예에 따른 히트 펌프는 난방시 실내 열교환기(40)가 응축 과정을 수행하고, 실외 열교환기(20)가 증발 과정을 수행한다. 반면, 냉방시에는 전술한 난방시 갖던 각 역할이 서로 바뀌게 된다. 먼저, 냉방 사이클에 대해 설명한다. 냉방 사이클은 크게 압축, 응축, 팽창 및 증발 과정으로 이루어진다.
첫 번째, 압축 과정은 압축기(10)를 통해 수행된다. 구체적으로 압축기(10)는 유입되는 저온, 저압의 냉매 가스가 보다 쉽게 응축될 수 있도록 이를 고온, 고압의 압축 냉매 가스로 전환시키는 역할을 한다.
즉, 압축기(10)는 냉매의 압력을 높여 비교적 높은 온도 조건에서도 냉매가 액화 가능하게 만드는데 다만, 그 과정에서 증기 상태의 냉매는 이를 구성하는 분자의 운동 에너지 증가로 인해 그 온도가 함께 올라가게 된다.
동시에, 압축기(10)는 냉매가 히트 펌프 내에서 순환될 수 있도록 압축력을 제공한다.
다음으로, 응축 과정은 실외 열교환기(20)에서 수행된다. 압축기(10)를 통해 토출되는 고온, 고압의 냉매 가스는 실외 열교환기(20)를 통과하는 동안 주변 외기에 열 에너지를 빼앗기게 된다. 즉, 냉매 가스에는 방열을 통해 서서히 액화 현상이 나타나며 예를 들어, 실외 열교환기(20) 중간 부분에서 가스와 액체의 혼합 상태를 갖다가 실외 열교환기(20)를 통과하면 완전하게 응축되어 중온, 고압을 갖는 냉매 액체로의 상 변화가 일어난다.
다만, 본 발명의 일 실시예에 따른 실외 열교환기(20)는 냉방시 증발 응축기로 작동되고, 난방시 증발기로 작동된다. 구체적으로, 증발 응축기로 작동되기 위해 실외 열교환기(20)의 상측에는 냉각수가 저장되는 상부 수조(91)가 더 배치되고, 상부 수조(91)에는 실외 열교환기(20)를 향해 냉각수를 분사시키는 적어도 하나 이상의 노즐공(미도시)이 형성되어 있다.
또한, 실외 열교환기(20)의 하측에는 노즐공을 통해 분사되는 냉각수를 담는 하부 수조(92)가 더 배치된다. 한편, 냉각수는 냉각수 펌프를 통해 상부 수조(91)로 이동된다. 또한, 실외 열교환기(20)의 일 측에는 냉각수의 비산을 방지하여 냉각수의 소비량을 최소화하기 위한 엘리미네이터(93)가 더 설치될 수 있다. 이와 달리, 증발기로 작동될 때에는 실외 열교환기(20)에 의한 공냉식으로 그 기능을 수행하게 된다.
그 다음, 팽창 과정은 액체 냉매를 비교적 높은 온도 조건에서도 쉽게 증발시키기 위해 실외 열교환기(20)에서 유출되는 냉매의 압력을 낮추게 것이다. 이런, 팽창 과정은 팽창 밸브를 통해 이루어지며 예를 들어, 노즐이나 오리피스처럼 유로의 단면적이 급격하게 좁아지는 단면을 통과할 때 외부와 열량이나 일량의 교환없이 압력이 감소(교축 현상)하는 등엔탈피 과정이다.
왜냐하면, 액체 냉매가 유동 중에 교축되면 액체의 마찰이 더욱 커지고 와류와 함께 난류 현상이 일어나며 압력의 감소와 더불어 냉매의 속도도 감소하게 되는데, 이 때 속도 에너지가 열 에너지로 바뀌면서 냉매로 회수되기 때문에 엔탈피는 원래 상태로 회복될 수 있다.
마지막으로, 증발 과정은 실내 열교환기(40)에서 이루어지며 팽창 밸브를 통해 토출되는 저온, 저압의 액체 냉매를 이용하여 실내 공기에서 열을 흡수하면서 기화되는 것이다. 이로 인해, 실내 공간은 온도가 내려가고 냉방 효과를 얻을 수 있다.
이 때, 실내 열교환기(40) 부근에 팬(66) 장치 등을 배치하여 열 교환이 이루어진 찬 공기를 실내의 먼 지점까지 보낼 수 있다. 그리고, 액체 냉매는 다시 가스로 상 변화되며 냉방 사이클이 비로소 완료된다.
한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 실내 열교환기(40)는 냉방시 증발기로 작동되고, 난방시 응축기로 작동된다. 즉, 실내 열교환기(40)는 실외 열교환기(20)와 달리 공랭식으로 작동된다.
그리고, 액 분리기(73)는 실내 열교환기(40)와 압축기(10) 사이의 배관에 설치되며, 압축기(10)로 흡입되는 냉매 가스 중의 액체 냉매를 분리시켜 이를 저장하고, 냉매 가스만을 압축기(10)로 보내는 역할을 한다. 즉, 실내 열교환기(40)로 유입되는 액상 냉매 중 일부가 증발하지 못하고 그 상태로 압축기(10)로 유입되는 리퀴드 백(Liquid back) 현상을 방지할 수 있다.
또한, 수액기(72)는 실외 열교환기(20)에서 액화된 액체 냉매를 팽창 밸브로 보내기 이전에 일시 저장하는 용기이다.
이 외에, 유 분리기(71)는 압축기(10) 내부에 충진되어 있는 윤활유가 실외 열교환기(20)로 유입되지 않도록 한다. 왜냐하면, 압축기(10) 내에는 압축 과정에서 발생하는 마모를 방지하기 위해 그 내부에 윤활유가 충진되어 있고 압축 과정에서 냉매와 일부 혼합되기 때문이다.
또한, 사방 밸브(75)는 운전 모드에 따라 압축기(10)에서 토출되는 냉매의 흐름 방향을 실내 열교환기(40) 또는 실외 열교환기(20) 방향으로 전환시킨다. 즉, 냉방시 고온, 고압의 냉매 가스는 사방 밸브(75)를 통해 실외 열교환기(20) 방향으로 이송될 수 있다.
그리고, 사방 밸브(75)와 더불어 배관 중 일부에는 전자 밸브나 체크 밸브 등이 각각 설치되어 있어 개폐 여부에 따라 냉매의 흐름을 조절하거나 냉매가 역류하는 것을 방지할 수 있다.
또한, 중간 냉각기(74)는 수액기(72)와 팽창 밸브 사이에 배치되는데, 이는 히트 펌프의 성능 계수(COP)를 증가시키고, 압축기(10)의 과열을 방지하기 위한 목적을 갖는다. 왜냐하면, 실외 열교환기(20)를 통과한 냉매액의 과냉각도가 크면 클수록 팽창 밸브를 통과할 때, 플래쉬 가스의 발생량이 감소하여 냉동 능력이 증가하기 때문이다.
여기서, 플래쉬 가스는 실외 열교환기(20)에서 응축되는 냉매액에 대한 과냉각이 덜 이루어져 팽창 과정을 거치기 이전에 냉매액의 일부가 기체로 상 변이되는 것을 말하며 그 결과 손실되는 열량이 커지게 된다. 중간 냉각기(74)는 일종의 압력 용기로 냉매액의 수위를 일정하게 유지하며, 직접적인 접촉에 의한 열 전달을 통해 냉매액을 냉각시킨다.
또한, 수액기(72)에서 유출되는 냉매는 일부 분기되어 중간 냉각기(74)로 유입된다. 이를 위해, 수액기(72)와 중간 냉각기(74) 사이에는 주된 배관 이외에 제1 분기관(81)이 더 배치되어 있다. 그리고, 제1 분기관(81)에는 중간 냉각기용 팽창 밸브(33)가 배치되어 있다.
즉, 냉매는 수액기(72)를 통해 동일 온도로 유출된다. 그러나, 제1 분기관(81)을 통해 중간 냉각기용 팽창 밸브(33)를 거친 냉매는 주된 배관을 통해 흐르는 냉매보다 온도가 더 낮아진다. 그 결과, 중간 냉각기(74)로 유입되는 각 냉매는 온도 차이로 인해 제1 분기관(81)을 통해 유입되는 냉매가 주된 배관을 통해 유입되는 냉매의 온도를 낮추게 된다. 따라서, 중간 냉각기용 팽창 밸브(33)는 중간 냉각기(74)의 냉각 효율을 향상시킬 수 있다.
그리고, 제1 분기관(81)을 통해 흐르던 냉매는 중간 냉각기(74)에서 열 교환을 한 후 바로 압축기(10)로 유입된다. 이를 위해, 중간 냉각기(74)과 압축기(10) 사이에는 제2 분기관(82)이 배치되어 있다.
도 3은 냉방시 냉매의 흐름을 표시하는 개략도이다. 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 냉매의 흐름은 화살표 방향을 따라가며 다음과 같다. 즉, 냉매는 압축기(10), 유 분리기(71), 실외 열교환기(20), 수액기(72), 중간 냉각기(74), 제2 팽창 밸브(32), 실내 열교환기(40) 및 액 분리기(73)를 거쳐 다시 압축기(10)로 유입된다.
도 4는 난방시 냉매의 흐름을 표시하는 개략도이다. 도 4를 참조하면, 냉매의 흐름은 일반적으로 냉방시의 역순을 따른다. 다만, 본 발명의 일 실시예에서 히트 펌프는 예열 열교환기(50)를 더 포함한다.
즉, 냉매는 압축기(10), 유 분리기(71), 실내 열교환기(40), 예열 열교환기(50), 수액기(72), 중간 냉각기(74), 제1 팽창 밸브(31), 실외 열교환기(20) 및 상기 액 분리기(73) 순으로 순환되게 배관이 연결되어 있다. 또한, 전술한 것처럼 수액기(72)에서 유출되는 냉매의 일부는 제1 분기관(81)을 따라 중간 냉각기용 팽창 밸브(33)를 거치면서 중간 냉각기로 유입된 후 열 교환이 이루어진 후에 제2 분기관(82)을 통해 바로 압축기로 유입된다.
한편, 난방 사이클은 냉방 사이클의 역 사이클에 불과한 바, 중복되는 부분에 대한 설명은 생략한다.
예열 열교환기(50)는 실내 열교환기(40)에서 유출되는 냉매를 이송시키는 배관이 실외 열교환기(20) 부근까지 더 연장 배치되어 실외 열교환기(20)에 열 에너지를 공급하게 된다. 즉, 실내 난방에 사용된 후의 냉매가 갖는 폐열을 이용하여 실외 열교환기(20)를 가열할 수 있다.
이 때, 예열 열교환기(50)는 전술한 실외 또는 실내 열교환기(40)와 유사하다. 즉, 열 전달성이 우수한 금속을 사용하여 표면 접촉 면적을 극대화시킨 형상을 갖는다. 다만, 예열 열교환기(50)는 난방시에 국한하여 작동된다. 즉, 냉방시 예열 열교환기(50)는 냉방 사이클의 일 구성에 포함되지 않는다.
전술한 것처럼, 예열 열교환기(50)는 실내 열교환기(40)에서 유출되는 냉매의 열 에너지 일부를 실외 열교환기(20)에 공급한다. 이는, 예열 열교환기(50)가 실외 열교환기(20)가 설치되는 케이스 내부 공간에 함께 대면하여 배치될 수 있기 때문에 가능하다. 즉, 예열 열교환기(50)는 단일 케이스에 일체형으로 형성된다.
구체적으로, 예열 열교환기(50)는 그 내부를 유동하는 냉매와 그 주변 외기 사이에서 열 교환이 이루어져 예열 열교환기(50)로 유입되는 냉매가 갖던 열 에너지를 외기에 전달하게 된다. 그러면, 주변 외기보다 고온이 된 외기는 실외 열교환기(20) 측으로 유동하여 실외 열교환기(20)를 흐르는 냉매에 열 에너지를 전달 공급할 수 있다.
그 결과, 실외 열교환기(20)를 통과하는 냉매는 증발 후 냉매의 온도가 종래보다 추가 상승하게 되어 난방 능력이 증가하게 된다. 즉, 별도 전기 히터 등을 배치하는 대신 히트 펌프에서 발생되는 폐열을 활용할 수 있기 때문에 히트 펌프의 에너지 효율이 우수하게 된다.
한편, 일 실시예에 따른 히트 펌프는 송풍 유닛(60)을 더 포함한다. 송풍 유닛(60)은 유입되는 외기를 예열 열교환기(50)에서 실외 열교환기(20) 방향으로 유동시켜 그 흐름을 원활하게 한다. 예를 들어, 송풍 유닛(60)은 전술한 케이스의 바닥면 상에 형성될 수 있다. 이 때, 송풍 유닛(60)과 케이스 사이에는 진동 등을 흡수할 수 있는 방진 유닛(94) 등이 개재될 수 있다.
구체적으로 송풍 유닛(60)은 온도 센서(62), 모터(64) 및 팬(66)을 포함한다. 여기서, 온도 센서(62)는 외기의 온도를 측정한다.
그리고, 모터(64)는 대개 전동 모터로 축 회전 속도가 가변적이다. 이 때, 모터(64)의 회전 속도는 특히 온도에 반비례하며, 기온이 낮을수록 히트 펌프에는 더 큰 난방 부하가 걸리기 때문에 모터(64)의 회전 속도는 상승하게 된다.
한편, 모터(64)는 온도 센서(62)에서 측정되는 기온이 미리 설정된 소정 온도 T이하일 때 한해 그 작동이 개시된다. 예를 들면, 온도 T는 영하 5도로 설정될 수 있다. 즉, 송풍 유닛(60)은 외기 온도에 따라 그 작동 여부가 제어될 수 있다. 한편, 기온 정보는 온도 센서(62)를 통해 모터(64)를 제어하는 제어부로 제공된다.
또한, 팬(66)은 모터(64)와 동축 결합되어 회전하며 다수 개의 날개를 이용하여 외기를 유입하여 이를 실외 열교환기(20)로 송풍시키는 기능을 갖는다. 즉, 일 실시예에 따른 히트 펌프는 난방시 외기 온도에 따라 실외 열교환기(20)의 예열 여부를 제어할 수 있고, 그 결과, 난방 능력이 보다 향상되어 에너지 효율을 향상시킬 수 있다.
이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시적으로 설명하였으나, 본 발명의 범위는 이와 같은 특정 실시예에만 한정되는 것은 아니며, 특허청구범위에 기재된 범주 내에서 적절하게 변경 가능한 것이다.
10: 압축기 20: 실외 열교환기
31: 제1 팽창 밸브 32: 제2 팽창 밸브
40: 실내 열교환기 50: 예열 열교환기
60: 송풍 유닛 62: 온도 센서
64: 모터 66: 팬
71: 유 분리기 72: 수액기
73: 액 분리기 74: 중간 냉각기
75: 사방 밸브 33: 중간 냉각기용 팽창 밸브
81: 제1 분기관 82: 제2 분기관
91: 상부 수조 92: 하부 수조
93: 엘리미네이터 94: 방진 유닛

Claims (8)

  1. 압축기, 팽창 밸브, 수액기, 사방 밸브 및 유 분리기를 포함하는 히트 펌프에 있어서,
    실내 열교환기;
    실외 열교환기;
    상기 실내 열교환기에서 유출되는 냉매를 이송시키는 배관이 상기 실외 열교환기 부근까지 더 연장 배치되어 형성되는 예열 열교환기;
    외기를 유입하여 상기 예열 열교환기에서 상기 실외 열교환기 방향으로 유동시키는 송풍 유닛;을 포함하되,
    상기 예열 열교환기는 난방시 작동되고,
    냉매는 냉난방시 상기 수액기에서 유출되어 중간 냉각기 측으로 유입되며,
    상기 수액기와 상기 중간 냉각기 사이를 연결시키는 제1 분기관;
    상기 제1 분기관에 배치되는 중간 냉각기용 팽창 밸브; 및
    상기 중간 냉각기와 상기 압축기 사이를 연결시키는 제2 분기관;을 더 포함하고,
    냉매는 상기 압축기로 유입되기 이전에 액 분리기를 경유하는 증발 응축기 일체형 히트 펌프.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 실내 열교환기는 냉방시 증발기로 작동되고, 난방시 응축기로 작동되며,
    상기 실외 열교환기는 냉방시 증발 응축기로 작동되고, 난방시 증발기로 작동되는 증발 응축기 일체형 히트 펌프.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 예열 교환기는 상기 실외 열교환기가 수용되는 단일 개의 케이스 내부 공간에 대면하며 배치되는 증발 응축기 일체형 히트 펌프.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 송풍 유닛은
    상기 외기의 온도를 측정하는 온도 센서;
    온도에 반비례하여 축 회전 속도가 가변되는 모터; 및
    상기 모터와 동축 결합되어 회전하며 다수 개의 날개를 갖는 팬;을 포함하며,
    상기 모터는 측정되는 기온이 미리 설정된 소정 온도 T이하에서 작동 제어되는 증발 응축기 일체형 히트 펌프.
  5. 제 1항 내지 제 4항 중 어느 한 항에 있어서,
    난방시 냉매가 상기 압축기, 상기 유 분리기, 상기 실내 열교환기, 상기 예열 열교환기, 상기 수액기, 상기 중간 냉각기, 제1 팽창 밸브, 상기 실외 열교환기 및 상기 액 분리기 순으로 순환되게 배관이 연결되는 증발 응축기 일체형 히트 펌프.
  6. 삭제
  7. 제 1항 내지 제 4항 중 어느 한 항에 있어서,
    냉방시 냉매가 상기 압축기, 상기 유 분리기, 상기 실외 열교환기, 상기 수액기, 상기 중간 냉각기, 제2 팽창 밸브, 상기 실내 열교환기 및 상기 액 분리기 순으로 순환되게 배관이 연결되는 증발 응축기 일체형 히트 펌프.
  8. 삭제
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