KR101664239B1 - 난방순환수로 제상이 이루어지는 히트펌프 및 이를 활용한 히트펌프 운전방법 - Google Patents

난방순환수로 제상이 이루어지는 히트펌프 및 이를 활용한 히트펌프 운전방법 Download PDF

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Abstract

본 발명의 난방순환수로 제상이 이루어지는 히트펌프(200)는, 냉매를 고온 고압의 기체냉매로 압축시키는 제1 압축기(220); 상기 압축기에서 압축된 냉매를 중온 고압의 액체냉매로 응축시키는 실외기(210); 상기 실외기(210)에서 응축된 냉매를 저온 저압의 냉매로 감압시키는 팽창밸브(280); 상기 팽창밸브에서 감압된 냉매를 저온 저압의 기체냉매로 증발시키는 제1 실내기(270); 및 상기 제1 압축기(220) 선단에 설치되어 액체냉매를 걸러주는 제1 액분리기(260);로 구성되는 1차 냉매회로에 의한 통상의 히트펌프에 더하여, 난방시에 가동되며 상기 제1 실내기(270)에 연결되는 제2 액분리기(230), 난방시에 가동되며 상기 제2 액분리기(230)에 연결되어 냉매를 고온 고압의 기체냉매로 압축시키는 제2 압축기(240), 그리고 난방시에 가동되며 상기 제2 압축기(240)에 연결되어 고온 저압의 기체냉매로 증발시키는 제2 실내기(250)로 이루어지는 2차 냉매회로;를 더 구비하는 것을 특징으로 한다.
따라서, 상기와 같이 구성되는 본 말명의 난방순환수로 제상이 이루어지는 히트펌프 및 이를 활용한 히트펌프 운전방법에 따르면, 제상운전이 불필요하고, 고온운전에도 압축기에 무리가 가지 않을 뿐만 아니라, 1차 냉매회로와 2차 냉매회로로 분리설계가 가능한 효과가 있다.

Description

난방순환수로 제상이 이루어지는 히트펌프 및 이를 활용한 히트펌프 운전방법{HEAT PUMP AND DRIVING METHOD FOR THE SAME}
본 발명은 히트펌프에 관한 것으로서, 특히 종래기술에 따른 히트펌프에 있어서 난방운전시에 별도의 제상운전이 필요하며, 고온고압 운전에 따라 압축기에 무리가 발생하던 문제점을 해소하기 위한 난방순환수로 제상이 이루어지는 히트펌프 및 이를 활용한 히트펌프 운전방법에 관한 것이다.
즉, 본 발명은 종래기술에 따른 히트펌프에 있어서의 문제점을 해소시키기 위하여, 제상운전이 불필요하고, 고온운전에도 압축기에 무리가 가지 않을 뿐만 아니라, 1차 냉매회로와 2차 냉매회로로 분리설계가 가능한 난방순환수로 제상이 이루어지는 히트펌프 및 이를 활용한 히트펌프 운전방법에 관한 것이다.
일반적으로, 히트펌프 시스템은 도 1에 도시된 바와 같이, 냉매를 고온 고압의 기체냉매로 압축시키는 압축기와, 상기 압축기에서 압축된 냉매를 중온 고압의 액체냉매로 응축시키는 실외 열교환기와, 상기 실외 열교환기에서 응축된 냉매를 저온 저압의 냉매로 감압시키는 전자 팽창밸브와, 상기 전자 팽창밸브에서 감압된 냉매를 저온 저압의 기체냉매로 증발시키는 실내 열교환기와, 상기 압축기 후단에 설치되어 냉/난방시 냉매의 흐름을 절환시켜주는 사방밸브 및 상기 압축기 선단에 설치되어 액체냉매를 걸러주는 액분리기로 구성되며, 이러한 히트펌프 시스템은 마이컴에 의해 동작이 제어된다.
상기와 같은 히트펌프 시스템이 냉방 작동되는 경우, 냉매는 압축기, 실외 열교환기, 전자 팽창밸브, 실내 열교환기를 따라 순환되며, 상기 실외 열교환기와 실내 열교환기는 각각 응축기와 증발기 역할을 수행한다.
하지만, 상기 사방밸브에 의해 냉매 흐름이 절환되어 히트펌프 시스템이 난방 작동되는 경우, 냉매는 압축기, 실내 열교환기, 전자 팽창밸브, 실외 열교환기를 따라 순환되며, 상기 실내 열교환기와 실외 열교환기는 각각 응축기와 증발기 역할을 수행한다.
그러나, 종래기술의 히트펌프 시스템에 따르면, 냉난방시에 공통적으로 각각 1대의 압축기를 활용하여 작동됨에 따라, 난방운전시에는 실외기를 가동시킴에 있어 제상운전이 필수적인바, 이에 따라 히터 또는 냉매 by-pass 회로 또는 부동액회로를 구성하여 제상운전을 하게 되어, 결국 제상을 위하여 별도의 동력이 소모되고, R-134, R-410 등의 냉매로써 고온을 획득하기 위하여 대략적으로 32bar 내지 37bar의 고압으로 무리하게 운전해야 하는 문제점이 있었다.
그리고, 상기와 같은 고압에서도 견딜 수 있도록, 관련부품들은 별도로 제작하거나, 별도로 구입해야 하므로 비용이 상승되는 문제점도 있었다.
따라서, 냉방전용장비와 냉/난방장비로 구분설계할 수 있어 가격이 저렴해지고, 고압운전을 하지 않아도 됨으로써 운전비가 저렴함과 동시에, 제상회로를 내장하여 대략 영하 20℃의 혹한기에도 원활하게 운전할 수 있으며, 더불어서 회로가 간단하게 이루어져서 제작이 용이하고, 시중품으로 구성되어 유지보수도 수월한 히트펌프 및 이를 활용한 냉난방 방법의 개발이 지속적으로 요구되어 왔다.
[선행기술문헌]
1. 한국 등록특허공보 제10-0348605호.(2002년07월30일 등록)
2. 한국 등록특허공보 제10-0698373호.(2007년03월15일 등록)
3. 한국 등록특허공보 제10-0379502호.(2003년03월27일 등록)
4. 한국 공개특허공보 제10-2014-0145025호.(2014년12월22일 공개)
본 발명은, 제상운전이 불필요하고, 고온운전에도 압축기에 무리가 가지 않을 뿐만 아니라, 1차 냉매회로와 2차 냉매회로로 분리설계가 가능한 난방순환수로 제상이 이루어지는 히트펌프 및 이를 활용한 히트펌프 운전방법을 제공함에 그 목적이 있다.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 따르면, 본 발명의 난방순환수로 제상이 이루어지는 히트펌프(200)는, 냉매의 흐름을 절환하는 사방밸브(V); 냉매를 고온 고압의 기체냉매로 압축시키는 제1 압축기(220); 상기 사방밸브(V)의 유로 절환에 따라 상기 압축기에서 압축된 냉매를 중온 고압의 액체냉매로 응축시키는 응축기로 동작하여 발열을 수행하거나, 팽창밸브에서 감압된 냉매를 저온 저압의 기체냉매로 증발시키는 증발기로 동작하여 흡열을 수행하는 실외기(210); 상기 실외기(210)의 응축된 냉매를 저온 저압의 냉매로 감압시키는 팽창밸브(280); 상기 사방밸브(V)의 유로 절환에 따라 상기 팽창밸브(280)의 감압된 냉매를 저온 저압의 기체냉매로 증발시키는 증발기로 동작하여 흡열을 수행하거나, 상기 압축기에서 압축된 냉매를 중온 고압의 액체냉매로 응축시키는 응축기로 동작하여 발열을 수행하는 제1 실내기(270); 및 상기 제1 압축기(220) 선단에 설치되어 액체냉매를 걸러주는 제1 액분리기(260);로 구성되는 1차 냉매회로; 및
난방시에 가동되며, 상기 제1 실내기(270)에 연결되는 제2 액분리기(230), 상기 제2 액분리기(230)에 연결되어 냉매를 고온 고압의 기체냉매로 압축시키는 제2 압축기(240), 및 상기 제2 압축기(240)에 연결되어 고온 고압의 기체냉매를 액체 냉매로 응축시켜 발열을 수행하는 제2 실내기(250)로 이루어지는 2차 냉매회로;를 포함하여 구성되어,
난방시의 운전은,
냉매가 상기 제1 압축기(220)로 유입되어 고온 고압 기체 냉매로 압축되고, 상기 제1 압축기(220)로부터 압축된 고온 고압 기체 냉매는 상기 제1 실내기(270)로 유입되어 액체 냉매 상태로 응축되어 발열을 수행하고, 상기 제1 실내기(270)로부터 응축된 액체냉매는 팽창밸브(280)를 거치면서 2상의 냉매로 팽창되며, 상기 팽창밸브(280)를 통하여 팽창된 2상의 냉매는 실외기(210)로 유입되어 기상으로 증발되며 흡열을 수행하여 1차 냉매회로에 의한 1차 난방이 이루어지며,
상기 1차 냉매회로에 의한 난방이 이루어져서 축열이 되면, 상기 제1 실내기(270)에 연결되는 제2 액분리기(230)가 작동되어 액체 냉매를 걸러주게 되고, 상기 제2 액분리기(230)에 연결되어 있는 제2 압축기(240)에 의하여 냉매를 고온 고압의 기체냉매로 압축시키게 되고, 상기 제2 압축기(240)에 연결되어 있는 제2 실내기(250)에서 고온 고압 기체 냉매를 응축시켜 발열 반응을 수행하는 것에 의해 2차 난방이 이루어지고, 상기 제2 실내기(250)의 발열에 의해 가열된 난방순환수가 상기 실외기(210)로 유입되어 별도의 제상회로가 없이도 제상이 이루어지는 것을 특징으로 하는 난방순환수로 제상이 이루어지는 것을 특징으로 한다.
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그리고, 본 발명의 난방순환수로 제상이 이루어지는 히트펌프(200)를 활용한 히트펌프 운전방법은, 난방순환수로 제상이 이루어지는 히트펌프를 활용한 히트펌프 운전방법으로서,
냉매가 제1 압축기(220)로 유입되어 압축되는 단계(S110);
상기 제1 압축기(220)로부터 압축된 냉매가 상기 제1 실내기(270)로 유입되어 액체냉매 상태로 응축되는 단계(S120);
상기 제1 실내기(270)로부터 응축된 액체냉매가 팽창밸브(280)를 거치면서 2상의 냉매로 팽창되는 단계(S130);
상기 팽창밸브(280)를 통하여 팽창된 2상의 냉매가 실외기(210)로 유입되어 기상으로 증발되는 단계(S140); 및
다시 상기 제1 압축기(220)로 유입되어 상기와 같은 과정이 반복됨에 따라, 1차 냉매회로에 의한 1차 난방이 구성되는 단계(S150);를 포함하며,
상기 2차 냉매회로는,
상기 1차 냉매회로에 의한 난방이 이루어져서 축열이 되는 경우,
상기 제1 실내기(270)에 연결되는 제2 액분리기(230)가 작동되어 액체 냉매가 걸러지는 단계(S160);
상기 제2 액분리기(230)에 연결되어 있는 제2 압축기(240)에 의하여 냉매가 고온 고압의 기체 냉매로 압축되는 단계(S170);
상기 제2 압축기(240)에 연결되어 있는 제2 실내기(250)에서 고온 고압의 기체냉매가 응측되어 발열을 수행하는 단계(S180); 및
상기 제2 실내기(250)에서 공급되는 가열된 난방순환수가 실외기(210)로 유입되어 제상이 이루어지는 단계(S190);를 포함하여 난방순환수로 제상이 이루어지는 것을 특징으로 한다.
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따라서, 상기와 같은 특징을 갖는 본 발명의 일실시예의 난방순환수로 제상이 이루어지는 히트펌프 및 이를 활용한 히트펌프 운전방법에 따르면, 상기 1차 냉매회로에 의한 난방이 이루어져서 축열이 되는 경우, 제2 액분리기/제2 압축기/제2 실내기에 의한 2차 냉매회로가 동작되는 효과가 있다.
그리고, 본 발명의 난방순환수로 제상이 이루어지는 히트펌프 및 이를 활용한 히트펌프 운전방법에 따르면, 상기 2차 냉매회로는, 상기 1차 냉매회로에 의한 난방이 이루어져서 축열이 되는 경우, 상기 제2 실내기에서 공급되는 난방순환수가 실외기로 유입되어 제상이 이루어지는 단계를 포함함으로써, 제상운전이 불필요하고, 고온운전에도 압축기에 무리가 가지 않을 뿐만 아니라, 1차 냉매회로와 2차 냉매회로로 분리설계가 가능한 또 다른 효과가 있다.
도 1은 일반적인 열교환시스템을 구성하는 각 구성요소 사이의 연결관계 및 이들 사이의 작동상태를 나타낸 개략도이다.
도 2는 본 발명의 일실시예의 난방순환수로 제상이 이루어지는 히트펌프의 구성을 나타낸 개략도이다.
도 3은 도 2에 도시된 본 발명의 히트펌프에 있어서, 냉방시의 냉방사이클에서의 냉매의 순환을 나타낸 도면이다.
도 4는 도 2에 도시된 본 발명의 히트펌프에 있어서, 난방시의 냉방사이클에서의 냉매의 순환을 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명의 난방순환수로 제상이 이루어지는 히트펌프를 활용한 히트펌프 운전방법을 나타낸 흐름도이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시 예의 상세한 설명은 첨부된 도면들을 참조하여 설명할 것이다. 하기에서 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다.
본 발명의 개념에 따른 실시 예는 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있으므로, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 본 명세서 또는 출원에 상세하게 설명하고자 한다.
그러나, 이는 본 발명의 개념에 따른 실시 예를 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. 구성요소들 간의 관계를 설명하는 다른 표현들, 즉 "~사이에"와 "바로 ~사이에" 또는 "~에 이웃하는"과 "~에 직접 이웃하는" 등도 마찬가지로 해석되어야 한다.
본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 설시된 징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
도 2는 본 발명의 일실시예의 난방순환수로 제상이 이루어지는 히트펌프의 구성을 나타낸 개략도이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예의 난방순환수로 제상이 이루어지는 히트펌프(200)는, 냉매를 고온 고압의 기체냉매로 압축시키는 제1 압축기(220); 상기 압축기에서 압축된 냉매를 액체냉매로 응축시키는 실외기(210); 상기 실외기(210)에서 응축된 냉매를 저온 저압의 냉매로 감압시키는 팽창밸브(280); 상기 팽창밸브에서 감압된 냉매를 저온 저압의 기체냉매로 증발시키는 제1 실내기(270); 및 상기 제1 압축기(220) 선단에 설치되어 액체냉매를 걸러주는 제1 액분리기(260);로 구성되는 1차 냉매회로에 의한 통상의 히트펌프에 더하여, 난방시에 가동되며, 상기 제1 실내기(270)에 연결되는 제2 액분리기(230); 난방시에 가동되며, 상기 제2 액분리기(230)에 연결되어, 냉매를 고온 고압의 기체냉매로 압축시키는 제2 압축기(240); 및 난방시에 가동되며, 상기 제2 압축기(240)에 연결되어, 저온 저압의 액체 냉매로 응축시키는 제2 실내기(250);로 이루어지는 2차 냉매회로를 더 구비하는 것을 특징으로 한다.
그리고, 미설명부호 290은 냉매의 역순환을 방지하는 체크밸브이고, V는 냉/난방시 냉매의 흐름을 절환시켜 주는 사방밸브이다.
도 3은 도 2에 도시된 본 발명의 히트펌프에 있어서, 냉방시의 냉방사이클에서의 냉매의 순환을 나타낸 도면이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예의 난방순환수로 제상이 이루어지는 히트펌프(200)가 냉방시의 냉방사이클의 운전은, 냉매를 고온 고압의 기체냉매로 압축시키는 제1 압축기(220); 상기 압축기에서 압축된 냉매를 액체냉매로 응축시키는 실외기(210); 상기 실외기(210)에서 응축된 냉매를 저온 저압의 냉매로 감압시키는 팽창밸브(280); 상기 팽창밸브에서 감압된 냉매를 저온 저압의 기체냉매로 증발시키는 제1 실내기(270); 및 상기 제1 압축기(220) 선단에 설치되어 액체냉매를 걸러주는 제1 액분리기(260);로 구성되어, 상기 실외기(210)에서는 실외 대기와 열교환이 이루어지고, 상기 제1 실내기(270)에서는 팽창밸브(280)에서 감압된 냉매에 의한 저온 저압의 기체냉매가 증발됨에 따라, 실내공간을 냉각시킨다.
도 4는 도 2에 도시된 본 발명의 히트펌프에 있어서, 난방시의 난방사이클에서의 냉매의 순환을 나타낸 도면이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예의 난방순환수로 제상이 이루어지는 히트펌프(200)가 난방시의 냉방사이클의 운전은, 냉매가 상기 제1 압축기(220)로 유입되어 압축되고, 상기 제1 압축기(220)로부터 압축된 냉매는 상기 제1 실내기(270)로 유입되어 액체냉매 상태로 응축되고, 상기 제1 실내기(270)로부터 응축된 액체냉매는 팽창밸브(280)를 거치면서 2상의 냉매로 팽창되며, 상기 팽창밸브(280)를 통하여 팽창된 2상의 냉매는 실외기(210)로 유입되어 기상으로 증발되고, 다시 상기 제1 압축기(220)로 유입되어 상기와 같은 과정이 반복됨에 따라, 1차 냉매회로에 의한 1차 난방을 실시하게 된다.
이때, 난방시에 있어서, 상기 1차회로에 의한 난방이 충분하게 이루어져서 축열이 되면, 비로소 제2 액분리기(230)/제2 압축기(240)/제2 실내기(250)에 의한 2차 냉매회로가 동작된다.
즉, 난방시에 있어서, 상기 1차회로에 의한 난방이 충분하게 이루어져서 축열이 되면, 상기 제1 실내기(270)에 연결되는 제2 액분리기(230)가 작동되어 액체냉매를 걸러주게 되고, 상기 제2 액분리기(230)에 연결되어 있는 제2 압축기(240)에 의하여 냉매를 고온 고압의 기체냉매로 압축시키게 되고, 상기 제2 압축기(240)에 연결되어 있는 제2 실내기(250)에서 저온 저압의 액체 냉매로 응축이 이루어지고, 이때 상기 제2 실내기(250)에서 공급되는 난방순환수가 상기 실외기(210)로 유입되어 별도의 제상회로가 없이도 제상이 이루어짐에 따라, 2차 냉매회로에 의한 2차 난방을 완성하게 된다.
따라서, 제상을 위하여 별도의 동력이 불필요하게 된다.
즉, 1차 냉매회로에서는 저온운전으로서 압력이 18bar 내지 22bar에 해당되는 반면, 상기 2차 냉매회로에서는 고온운전 압력하에서도 냉매의 특성을 65℃ 이상의 온도로 유지하는 것이 가능한데, 특히 2차 냉매회로에서 냉매온도를 90℃ 이상으로도 설계가 가능함으로써, 시중품으로도 본 발명의 히트펌프의 제작 및 설계가 가능해진다.
도 5는 본 발명의 난방순환수로 제상이 이루어지는 히트펌프를 활용한 히트펌프 운전방법을 나타낸 흐름도이다.
도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명의 난방순환수로 제상이 이루어지는 히트펌프를 활용한 히트펌프 운전방법은, 냉매가 제1 압축기(220)로 유입되어 압축되는 단계(S110); 상기 제1 압축기(220)로부터 압축된 냉매가 상기 제1 실내기(270)로 유입되어 액체냉매 상태로 응축되는 단계(S120); 상기 제1 실내기(270)로부터 응축된 액체냉매가 팽창밸브(280)를 거치면서 2상의 냉매로 팽창되는 단계(S130); 상기 팽창밸브(280)를 통하여 팽창된 2상의 냉매가 실외기(210)로 유입되어 기상으로 증발되는 단계(S140); 다시 상기 제1 압축기(220)로 유입되어 상기와 같은 과정이 반복됨에 따라, 1차 냉매회로에 의한 1차 난방이 구성되는 단계(S150); 상기 1차 냉매회로에 의한 난방이 이루어져서 축열이 되는 경우, 상기 제1 실내기(270)에 연결되는 제2 액분리기(230)가 작동되어 액체냉매가 걸러지는 단계(S160); 상기 제2 액분리기(230)에 연결되어 있는 제2 압축기(240)에 의하여 냉매가 고온 고압의 기체냉매로 압축되는 단계(S170); 상기 제2 압축기(240)에 연결되어 있는 제2 실내기(250)에서 저온 저압의 액체 냉매로 응축이 이루어지는 단계(S180); 및 상기 제2 실내기(250)에서 공급되는 난방순환수가 실외기(210)로 유입되어 제상이 이루어지는 단계(S190);를 포함하는 것을 특징으로 한다.
따라서, 상기와 같은 특징을 갖는 본 발명의 일실시예의 난방순환수로 제상이 이루어지는 히트펌프 및 이를 활용한 히트펌프 운전방법에 따르면, 상기 1차 냉매회로에 의한 난방이 이루어져서 축열이 되는 경우, 제2 액분리기(230)/제2 압축기(240)/제2 실내기(250)에 의한 2차 냉매회로가 동작되는 효과가 있다.
그리고, 본 발명의 난방순환수로 제상이 이루어지는 히트펌프 및 이를 활용한 히트펌프 운전방법에 따르면, 상기 2차 냉매회로는, 상기 1차 냉매회로에 의한 난방이 이루어져서 축열이 되는 경우, 상기 제2 실내기(250)에서 공급되는 난방순환수가 실외기(210)로 유입되어 제상이 이루어지는 단계(S190);를 포함함으로써, 제상운전이 불필요하고, 고온운전에도 압축기에 무리가 가지 않을 뿐만 아니라, 1차 냉매회로와 2차 냉매회로로 분리설계가 가능한 또 다른 효과가 있다.
본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.
그러므로, 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며, 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.
본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구의 범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구의 범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
200 : 본 발명의 히트펌프
210 : 실외기
220 : 제1 압축기
230 : 제2 액분리기
240 : 제2 압축기
250 : 제2 실내기
260 : 제1 액분리기
270 : 제1 실내기
280 : 팽창밸브
290 : 체크밸브

Claims (7)

  1. 냉매의 흐름을 절환하는 사방밸브(V); 냉매를 고온 고압의 기체냉매로 압축시키는 제1 압축기(220); 상기 사방밸브(V)의 유로 절환에 따라 상기 압축기에서 압축된 냉매를 중온 고압의 액체냉매로 응축시키는 응축기로 동작하여 발열을 수행하거나, 팽창밸브에서 감압된 냉매를 저온 저압의 기체냉매로 증발시키는 증발기로 동작하여 흡열을 수행하는 실외기(210); 상기 실외기(210)의 응축된 냉매를 저온 저압의 냉매로 감압시키는 팽창밸브(280); 상기 사방밸브(V)의 유로 절환에 따라 상기 팽창밸브(280)의 감압된 냉매를 저온 저압의 기체냉매로 증발시키는 증발기로 동작하여 흡열을 수행하거나, 상기 압축기에서 압축된 냉매를 중온 고압의 액체냉매로 응축시키는 응축기로 동작하여 발열을 수행하는 제1 실내기(270); 및 상기 제1 압축기(220) 선단에 설치되어 액체냉매를 걸러주는 제1 액분리기(260);로 구성되는 1차 냉매회로; 및
    난방시에 가동되며, 상기 제1 실내기(270)에 연결되는 제2 액분리기(230), 상기 제2 액분리기(230)에 연결되어 냉매를 고온 고압의 기체냉매로 압축시키는 제2 압축기(240) 및 상기 제2 압축기(240)에 연결되어 고온 고압의 기체냉매를 액체 냉매로 응축시켜 발열을 수행하는 제2 실내기(250)로 이루어지는 2차 냉매회로;를 포함하여 구성되어,
    난방시의 운전은,
    냉매가 상기 제1 압축기(220)로 유입되어 고온 고압 기체 냉매로 압축되고, 상기 제1 압축기(220)로부터 압축된 고온 고압 기체 냉매는 상기 제1 실내기(270)로 유입되어 액체 냉매 상태로 응축되어 발열을 수행하고, 상기 제1 실내기(270)로부터 응축된 액체냉매는 팽창밸브(280)를 거치면서 2상의 냉매로 팽창되며, 상기 팽창밸브(280)를 통하여 팽창된 2상의 냉매는 실외기(210)로 유입되어 기상으로 증발되며 흡열을 수행하여 1차 냉매회로에 의한 1차 난방이 이루어지며,
    상기 1차 냉매회로에 의한 난방이 이루어져서 축열이 되면, 상기 제1 실내기(270)에 연결되는 제2 액분리기(230)가 작동되어 액체 냉매를 걸러주게 되고, 상기 제2 액분리기(230)에 연결되어 있는 제2 압축기(240)에 의하여 냉매를 고온 고압의 기체냉매로 압축시키게 되고, 상기 제2 압축기(240)에 연결되어 있는 제2 실내기(250)에서 고온 고압 기체 냉매를 응축시켜 발열 반응을 수행하는 것에 의해 2차 난방이 이루어지고, 상기 제2 실내기(250)에서 응축된 저온 냉매는 상기 제 1 실내기(270)로 유입되어 제1 실내기(270)의 열에 의해 액체와 기체가 혼합된 2상 냉매로 변환되어 반복 순환되며, 상기 제1 실내기(270)와 제2 실내기(250)의 발열에 의해 가열된 난방순환수가 상기 실외기(210)로 유입되어 별도의 제상회로가 없이도 제상이 이루어지는 것을 특징으로 하는 난방순환수로 제상이 이루어지는 히트펌프.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 제 1항 내지 제 5항 중의 어느 한 항으로 이루어지는 난방순환수로 제상이 이루어지는 히트펌프를 활용한 히트펌프 운전방법으로서,
    냉매가 제1 압축기(220)로 유입되어 압축되는 단계(S110);
    상기 제1 압축기(220)로부터 압축된 냉매가 상기 제1 실내기(270)로 유입되어 액체냉매 상태로 응축되는 단계(S120);
    상기 제1 실내기(270)로부터 응축된 액체냉매가 팽창밸브(280)를 거치면서 2상의 냉매로 팽창되는 단계(S130);
    상기 팽창밸브(280)를 통하여 팽창된 2상의 냉매가 실외기(210)로 유입되어 기상으로 증발되는 단계(S140); 및
    다시 상기 제1 압축기(220)로 유입되어 상기와 같은 과정이 반복됨에 따라, 1차 냉매회로에 의한 1차 난방이 구성되는 단계(S150);를 포함하며,
    상기 2차 냉매회로는,
    상기 1차 냉매회로에 의한 난방이 이루어져서 축열이 되는 경우,
    상기 제1 실내기(270)에 연결되는 제2 액분리기(230)가 작동되어 액체 냉매가 걸러지는 단계(S160);
    상기 제2 액분리기(230)에 연결되어 있는 제2 압축기(240)에 의하여 냉매가 고온 고압의 기체 냉매로 압축되는 단계(S170);
    상기 제2 압축기(240)에 연결되어 있는 제2 실내기(250)에서 고온 고압의 기체냉매가 응측되어 발열을 수행하는 단계(S180); 및
    상기 제2 실내기(250)에서 응축된 저온 냉매는 상기 제 1 실내기(270)로 유입되어 제1 실내기(270)의 열에 의해 액체와 기체가 혼합된 2상 냉매로 변환되어 반복 순환되며, 상기 제2 실내기(250)에서 공급되는 가열된 난방순환수가 실외기(210)로 유입되어 제상이 이루어지는 단계(S190);를 포함하는 것을 특징으로 하는 난방순환수로 제상이 이루어지는 히트펌프를 활용한 히트펌프 운전방법.
  7. 삭제
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