KR101673846B1 - Method for controlling oil recovery in heatpump system, and heatpump system with oil recovery control fuction - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 히트펌프 시스템의 오일회수 운전제어방법 및 오일회수 운전제어기능을 갖는 히트펌프 시스템에 대한 것이다. 보다 상세하게는, 저압축비 운전시 주기적인 오일회수운전을 실시하여 판형열교환기에 잔존하는 오일을 압축기로 회수할 수 있는 히트펌프 시스템의 오일회수 운전제어방법 및 오일회수 운전제어기능을 갖는 히트펌프 시스템에 관한 것이다. The present invention relates to a heat pump system having an oil recovery operation control method and a oil recovery operation control function of a heat pump system. More particularly, the present invention relates to a heat pump system control method for a heat pump system capable of recovering oil remaining in a plate type heat exchanger by a periodic oil recovery operation during a low compression ratio operation and a heat pump system .
일반적으로 주택과 같은 주거공간 또는 사무실이나 공장과 같은 업무 및 작업공간에서는 여름철의 냉방과 겨울철의 난방이 주된 생활환경의 요인으로 떠오르고 있으며, 최근에는 인구의 증가에 따른 주거공간의 확산과 산업개발에 따른 공장부지 및 사무실의 증가로 인하여 냉,난방에 소요되는 에너지의 수요가 급격히 증가하고 있다.Generally, in a residential space such as a residence or in a work and work space such as an office or a factory, the cooling of the summer and the heating of the winter are emerging as factors of the main living environment. Recently, The demand for energy for cooling and heating is rapidly increasing due to the increase of factory sites and offices.
상기와 같은 에너지 수요의 증가에 비하여 에너지의 공급은 석유나 천연가스와 같은 화석연료의 가격상승과, 화석연료의 연소과정에서 발생하는 매연 등에 의한 환경오염으로 말미암아 그 수요를 충분히 따라가지 못하고 있으며, 특히 도심의 목욕탕이나 육상의 양식장 또는 축산농가 등에서는 화석연료의 가격상승에 따른 냉,온수의 공급비용 및 냉,난방 비용의 부담으로 인하여 심각한 경영압박을 받고 있는 실정이다.Compared with the increase in energy demand, the supply of energy is not able to keep up with the demand due to the increase in the prices of fossil fuels such as petroleum and natural gas, and environmental pollution caused by soot generated in the combustion process of fossil fuels. Especially in urban baths, onshore farms, and livestock farmhouses, the cost of supplying cold and hot water due to the rise in the price of fossil fuels, as well as the burden of heating and cooling costs, are causing severe management pressure.
이러한 요인을 극복하기 위하여, 최근에는 냉매가스의 압축과 응축 및 증발 과정에서 발생 및 회수되는 열을 이용하여 공해를 발생시키지 않으면서도 냉, 온수의 공급 및 냉,난방을 동시에 수행할 수 있도록 한 히트펌프 시스템이 널리 보급되고 있으며, 상기 히트펌프 시스템은 적은 비용으로 온수 및 냉수를 공급할 수 있고, 송풍기나 전열배관 등을 다양한 방식으로 배치하여 냉, 난방 또한 수행할 수 있는 경제적이고 친환경적인 시스템이다.In order to overcome these factors, recently, there has been proposed a method for simultaneously performing cold and hot water supply, cooling and heating without causing pollution by using heat generated and recovered in the process of compressing, condensing, and evaporating refrigerant gas Pump system is widely used. The heat pump system can supply hot water and cold water at a low cost, and is an economical and environment-friendly system capable of performing cooling and heating by arranging a blower or an electric heating pipe in various ways.
도 1은 종래 히트펌프 시스템(1)의 구성도를 도시한 것이다. 종래 히트펌프시스템(1)이 난방모드로 운전되는 경우, 압축기(10)에서 토출된 고온, 고압의 냉매는 사방밸브 등으로 구성되는 방향전환밸브(20)를 통해 응축기로서 작동되는 제1열교환기(2)를 거치면서, 냉매는 원수라인을 통해 유입되는 원수에 열을 방출하여 온수를 생산시키고 응축되게 된다. 응축된 냉매는 팽창밸브(60)를 거친 후, 제2열교환기(3)를 거치면서 증발되게 된다. 즉, 난방모드에서 제2열교환기(3)는 증발기로서 작동되게 된다. 제2열교환기(3)에서는 냉매가 별도의 외부열원라인을 통해 유입되는 외부열원으로부터 열을 흡수하여 증발되게 된다. 그리고, 제2열교환기(3)에서 증발된 냉매는 방향전환밸브(20)를 거쳐 압축기(10)로 유입되면서 순환되게 된다. Fig. 1 shows the structure of a conventional
히트펌프시스템(1)이 냉방모드로 운전하게 되는 경우, 압축기(10)에서 토출된 고온, 고압의 냉매는 방향전환밸브(20)를 거쳐 제2열교환기(3)로 유입되게 된다. 냉방모드에서 제2열교환기(3)는 응축기로 작동되며, 외부열원으로 열을 방출하면서 응축되게 됨을 알 수 있다. 그리고, 제2열교환기(3)에서 응축된 냉매는 팽창밸브(60)를 거쳐 제1열교환기(2)로 유입되게 된다 냉방모드에서 제1열교환기(3)는 증발기로 작동되며, 원수라인을 통해 유입되는 원수의 열을 냉매가 흡수하여 증발되게 원수는 냉각되게 된다. 제1열교환기(2)를 거쳐 증발된 냉매는 방향전환밸브(20)를 거쳐 다시 압축기(10)로 유입되어 순환되게 된다. When the
이러한 냉난방용 히트펌프시스템(1)의 경우 거의 대부분의 실외기의 열원은 외부공기를 사용하게 되나, 이러한 외부공기를 사용하게 되는 경우 별도의 송풍기가 필요하며 외부온도에 따라 착상 등의 문제가 발생되게 된다. In the case of the
또한, 외기 열원으로서 지열이나, 해수, 폐수를 사용할 수 있다. 이러한 지열 히트펌트시스템에 사용되는 압축기(10)의 경우 일반적으로 3500rpm으로 고속회전함에 따라 압축기(10) 내부의 회전부(회전스크롤)의 경우 기계적인 마모현상을 방지하기 위하여 오일이 순환되어야 한다. Further, geothermal heat, seawater, and wastewater can be used as the outside heat source. In the case of the
운전 중 오일이 압축기(10) 내부가 아닌 외부 냉매 사이클 계통에 방출됨으로써 방출된 오일이 회수되지 않으면 압축기 손상이 발생되게 된다. During operation, the oil is discharged to the external refrigerant cycle system rather than to the inside of the
그러나 지열 히트펌스시스템의 경우 효율을 높이기 위하여 판형열교환기를 사용하게 되는데, 이러한 판형열교환기 구조상 외부로 방출된 오일이 판형열교환기에 쌓여서 압축기 내에 오일이 부족하여 윤활효과가 떨어지게 되고, 판형열교환기에 오일이 쌓이게 되면서 성능 및 효율이 저하되게 되는 문제점이 발생된다. However, in the case of a geothermal heat pump system, a plate type heat exchanger is used. In the plate type heat exchanger structure, the oil discharged to the outside accumulates in the plate type heat exchanger, There is a problem that performance and efficiency are lowered.
오일회수가 어려운 이유는 판형열교환기 구조상 냉매 유속저하 현상이 필연적으로 발생되기 때문이다. 이러한 현상은 저압축비 운전이 될 경우 특히 심하게 일어나게 된다(저압축비 운전은 주로 냉방 시에는 부하측 온도가 높거나 열원측온도가 낮을 경우 난방 시에 부하측 온도가 낮거나 열원측 온도가 높을 경우 발생됨.).The reason why the oil recovery is difficult is that the refrigerant flow rate inevitably occurs due to the structure of the plate heat exchanger. This phenomenon is particularly serious when the low compression ratio operation is performed. (In the case of low compression ratio operation, when the temperature of the load side is high or when the temperature of the heat source side is low during the cooling, the load side temperature is low or the heat source side temperature is high. .
따라서 이를 개선하기 위하여 저압축비 운전시 주기적인 오일회수 운전이 가능한 히트펌프시스템의 개발이 요구되었다. Therefore, it is required to develop a heat pump system capable of periodic oil recovery operation at low compression ratio.
따라서 본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 일실시예에 따르면, 저압축비 운전시 주기적인 오일회수운전을 실시하여 판형열교환기에 잔존하는 오일을 압축기로 회수할 수 있는 히트펌프 시스템의 오일회수 운전제어방법 및 오일회수 운전제어기능을 갖는 히트펌프 시스템을 제공하는데 그 목적이 있다. SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, the present invention has been made keeping in mind the above problems occurring in the prior art, and it is therefore one of the objects of the present invention to provide an apparatus and method for recovering oil remaining in a plate heat exchanger And to provide a heat pump system having an oil recovery operation control method and a oil recovery operation control function of a heat pump system.
한편, 본 발명에서 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.It is to be understood that both the foregoing general description and the following detailed description of the present invention are exemplary and explanatory and are not intended to limit the invention to the precise form disclosed. It can be understood.
본 발명의 제1목적은, 냉매를 압축시켜 고온 고압의 냉매를 토출시키는 압축기; 난방모드시 압축기에서 토출된 냉매가 유입되어 별도의 원수라인을 통해 유입된 원수를 가열하여 온수를 생산하고 응축되며, 냉방모드시 냉매가 원수의 열을 흡수하여 증발되어 냉수를 생산하는 제1판형열교환기; 난방모드시 냉매가 유입되어 별도의 외기열원라인을 통해 유입된 외기열원을 흡수하여 증발되며, 냉방모드시 압축기에서 토출된 냉매가 유입되어 외기열원으로 열을 방출하여 응축되는 제2판형열교환기; 난방모드시 제1판형열교환기에서 토출된 냉매를 팽창시키고, 냉방모드시 제2판형열교환기에서 토출된 냉매를 팽창시키는 팽창밸브; 난방모드시 압축기에서 토출된 냉매를 제1판형열교환기로 유입시키고, 냉방모드시 압축기에서 토출된 냉매를 제2판형열교환기로 유입시키는 방향전환밸브; 및 상기 압축기의 압축비를 기반으로 압축비가 설정된 특정값 이하가 되는 경우, 상기 방향전환밸브를 제어하여 냉매를 역사이클인 오일회수모드로 특정시간동안 전환시키는 제어부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 오일회수 운전제어기능을 갖는 히트펌프 시스템으로서 달성될 수 있다. A first object of the present invention is to provide a compressor for compressing a refrigerant and discharging a refrigerant at a high temperature and a high pressure; In the heating mode, the refrigerant discharged from the compressor flows in, and the raw water flowing through the separate raw water line is heated to produce hot water to be condensed. In the cooling mode, the refrigerant absorbs the heat of the raw water and evaporates to produce cold water. heat transmitter; A second plate type heat exchanger in which a refrigerant flows in a heating mode and is evaporated by absorbing an outside air heat source introduced through a separate outside heat source line, a refrigerant discharged from the compressor flows in a cooling mode and is condensed by discharging heat to an outside heat source; An expansion valve for expanding the refrigerant discharged from the first plate heat exchanger in the heating mode and expanding the refrigerant discharged from the second plate heat exchanger in the cooling mode; A direction switching valve for introducing the refrigerant discharged from the compressor in the heating mode into the first plate heat exchanger and the refrigerant discharged from the compressor in the cooling mode into the second plate heat exchanger; And a controller for controlling the directional switching valve to switch the refrigerant in an inverse cycle to an oil recovery mode for a predetermined time when the compression ratio becomes equal to or less than a predetermined value based on a compression ratio of the compressor. Can be achieved as a heat pump system having an operation control function.
그리고, 상기 오일회수모드에서, 상기 제1판형열교환기와 상기 제2판형열교환기에 잔존한 오일이 상기 압축기로 회수되는 것을 특징으로 할 수 있다. In the oil recovery mode, oil remaining in the first plate heat exchanger and the second plate heat exchanger may be recovered by the compressor.
또한, 상기 압축기의 고압측과 저압측 각각의 압력값을 기반으로 압축비를 측정하는 압축비측정부를 더 포함하고, 제어부는, 난방모드에서 오일회수모드로 전환시, 방향전환밸브를 제어하여 압축기에서 토출된 냉매가 상기 제2판형열교환기로 유입되도록 하고, 냉방모드에서 오일회수모드로 전환시, 방향전환밸브를 제어하여 압축기에서 토출된 냉매가 상기 제1판형열교환기로 유입되도록 하는 것을 특징으로 할 수 있다. The control unit may further include a compression ratio measuring unit that measures a compression ratio based on the pressure values of the high pressure side and the low pressure side of the compressor. When the mode is switched from the heating mode to the oil recovery mode, When the mode is changed from the cooling mode to the oil recovery mode, the directional control valve is controlled to allow the refrigerant discharged from the compressor to flow into the first plate heat exchanger .
그리고, 응축온도를 실시간으로 측정하는 온도센서를 더 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다. The apparatus may further include a temperature sensor for measuring the condensation temperature in real time.
또한, 상기 원수라인은, 원수가 저장되는 원수저장탱크와, 원수저장탱크와 상기 제1판형열교환기 사이에 구비되는 원수유입관과, 상기 제1판형열교환기의 토출단에 구비된 원수토출관과, 상기 원수저장탱크에서 상기 제1판형열교환기로 원수를 펌핑시키기 위한 원수공급펌프 및 상기 원수의 유입유량을 조절하는 원수유량조절밸브를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다. The raw water line includes a raw water storage tank in which raw water is stored, a raw milk feed inlet provided between the raw water storage tank and the first plate type heat exchanger, and a raw water discharge pipe provided in the discharge end of the first plate type heat exchanger A raw water supply pump for pumping the raw water from the raw water storage tank to the first plate type heat exchanger, and a raw milk flow rate control valve for controlling the flow rate of the raw water.
그리고, 상기 제어부는 오일회수모드에서, 상기 원수공급펌프와 상기 원수유량조절밸브를 제어하여, 상기 제1판형열교환기로 유입되는 원수의 유량을 설정된 값만큼 감소시키는 것을 특징으로 할 수 있다. The controller may control the raw water supply pump and the raw milk feed amount control valve to reduce the flow rate of the raw water flowing into the first plate type heat exchanger by a predetermined value in the oil recovery mode.
또한, 상기 제어부는 오일회수모드에서, 압축비측정부에서 측정된 압축비와, 온도센서에서 측정된 온도값 및 오일회수시간측정부에서 측정된 오일회수모드 지속시간을 기반으로 상기 특정시간을 결정하고, 상기 특정시간이 도과하면 방향전환밸브를 제어하여 상기 오일회수모드를 종료하고 정상모드로 복귀시키는 것을 특징으로 할 수 있다. The control unit may determine the specific time based on the compression ratio measured by the compression ratio measuring unit, the temperature value measured by the temperature sensor, and the oil recovery mode duration measured by the oil recovery time measuring unit in the oil recovery mode, And when the predetermined time elapses, the directional control valve is controlled to end the oil recovery mode and return to the normal mode.
그리고, 상기 외기열원은 지열, 폐수 및 해수 중 적어도 어느 하나인 것을 특징으로 할 수 있다. The outdoor heat source may be at least one of geothermal heat, wastewater, and seawater.
본 발명의 제2목적은, 난방모드로 운전되는 히트펌프 시스템의 오일회수 운전제어방법에 있어서, 압축기에서 고온, 고압의 냉매가 토출되는 단계; 상기 압축기에서 토출된 고온, 고압의 냉매가 방향전환밸브를 거쳐 제1판형열교환기로 유입되어 원수를 가열하여 온수를 생산하고 응축되는 단계; 상기 냉매가 팽창밸브를 거쳐 제2판형열교환기로 유입되어 외기열원을 흡수하여 증발되는 단계; 제2판형열교환기에서 토출된 냉매가 방향전환밸브를 거쳐 다시 압축기로 유입되어 순환되는 단계; 압축비측정부에서 실시간으로 측정되는 압축비가 설정된 특정값 이하가 되는 경우, 제어부가 방향전환밸브를 제어하여 상기 압축기에서 토출된 냉매를 상기 제2판형열교환기 측으로 유입시켜 역사이클인 오일회수모드로 전환시키는 단계; 상기 제1판형열교환기와 상기 제2판형열교환기의 오일이 상기 압축기로 회수되는 단계; 및 특정시간 도과 후, 상기 제어부가 방향전환밸브를 제어하여 상기 압축기에서 토출된 냉매를 다시 상기 제1판형열교환기 측으로 유입시켜 난방모드로 복귀시키는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 히트펌프 시스템의 오일회수 운전제어방법으로서 달성될 수 있다. A second object of the present invention is to provide a method of controlling an oil recovery operation of a heat pump system operating in a heating mode, comprising: discharging high temperature and high pressure refrigerant from a compressor; The high temperature and high pressure refrigerant discharged from the compressor flows into the first plate heat exchanger through the direction switching valve to heat the raw water to produce hot water and to be condensed; The refrigerant flows into the second plate type heat exchanger through the expansion valve to absorb the outside heat source and evaporate; The refrigerant discharged from the second plate heat exchanger flows into the compressor again through the direction switching valve and circulates; When the compression ratio measured in real time by the compression ratio measuring unit becomes a predetermined value or less, the control unit controls the direction switching valve to introduce the refrigerant discharged from the compressor to the second plate heat exchanger, ; The oil of the first plate heat exchanger and the second plate heat exchanger is recovered to the compressor; And the control unit controls the direction switching valve to return the refrigerant discharged from the compressor to the first plate heat exchanger side and return to the heating mode after a predetermined time elapses. Oil recovery operation control method.
그리고, 상기 제어부는 오일회수모드에서, 압축비측정부에서 측정된 압축비와, 온도센서에서 측정된 응축온도값 및 오일회수시간측정부에서 측정된 오일회수모드 지속시간을 기반으로 상기 특정시간을 결정하고, 상기 특정시간이 도과하면 방향전환밸브를 제어하여 상기 오일회수모드를 종료하고 난방모드로 복귀시키는 것을 특징으로 할 수 있다. In the oil recovery mode, the control unit determines the specific time based on the compression ratio measured by the compression ratio measuring unit, the condensation temperature value measured by the temperature sensor, and the oil recovery mode duration measured by the oil recovery time measuring unit The control unit controls the directional switching valve to stop the oil recovery mode and to return to the heating mode.
본 발명의 제3목적은, 냉방모드로 운전되는 히트펌프 시스템의 오일회수 운전제어방법에 있어서, 압축기에서 고온, 고압의 냉매가 토출되는 단계; 상기 압축기에서 토출된 고온, 고압의 냉매가 방향전환밸브를 거쳐 제2판형열교환기로 유입되어 외기열원으로 열을 방출하고 응축되는 단계; 상기 냉매가 팽창밸브를 거쳐 제1판형열교환기로 유입되어 원수의 열을 흡수하여 냉수를 생산하고 증발되는 단계; 제1판형열교환기에서 토출된 냉매가 방향전환밸브를 거쳐 다시 압축기로 유입되어 순환되는 단계; 압축비측정부에서 실시간으로 측정되는 압축비가 설정된 특정값 이하가 되는 경우, 제어부가 방향전환밸브를 제어하여 상기 압축기에서 토출된 냉매를 상기 제1판형열교환기 측으로 유입시켜 역사이클인 오일회수모드로 전환시키는 단계; 상기 제1판형열교환기와 상기 제2판형열교환기의 오일이 상기 압축기로 회수되는 단계; 및 특정시간 도과 후, 상기 제어부가 방향전환밸브를 제어하여 상기 압축기에서 토출된 냉매를 다시 상기 제2판형열교환기 측으로 유입시켜 냉방모드로 복귀시키는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 히트펌프 시스템의 오일회수 운전제어방법으로서 달성될 수 있다.A third object of the present invention is to provide a method for controlling an oil recovery operation of a heat pump system operating in a cooling mode, comprising: discharging high temperature and high pressure refrigerant from a compressor; The high-temperature and high-pressure refrigerant discharged from the compressor flows into the second plate type heat exchanger through the direction switching valve to discharge heat to the outside heat source and to be condensed; The refrigerant flows into the first plate type heat exchanger through the expansion valve to absorb the heat of the raw water to produce cold water and evaporate; The refrigerant discharged from the first plate heat exchanger flows into the compressor again through the direction switching valve and circulates; When the compression ratio measured in real time by the compression ratio measuring unit becomes a predetermined value or less, the control unit controls the direction switching valve so that the refrigerant discharged from the compressor flows into the first plate heat exchanger, ; The oil of the first plate heat exchanger and the second plate heat exchanger is recovered to the compressor; And controlling the directional control valve to return the refrigerant discharged from the compressor to the second plate type heat exchanger and returning to the cooling mode after a predetermined time elapses. Oil recovery operation control method.
그리고, 상기 제어부는 오일회수모드에서, 압축비측정부에서 측정된 압축비와, 온도센서에서 측정된 응축온도값 및 오일회수시간측정부에서 측정된 오일회수모드 지속시간을 기반으로 상기 특정시간을 결정하고, 상기 특정시간이 도과하면 방향전환밸브를 제어하여 상기 오일회수모드를 종료하고 냉방모드로 복귀시키는 것을 특징으로 할 수 있다. In the oil recovery mode, the control unit determines the specific time based on the compression ratio measured by the compression ratio measuring unit, the condensation temperature value measured by the temperature sensor, and the oil recovery mode duration measured by the oil recovery time measuring unit The control unit controls the directional switching valve to stop the oil recovery mode and return to the cooling mode.
본 발명의 제2목적과 제3목적에 있어서, 상기 제어부가 오일회수모드에서, 원수공급펌프와 원수유량조절밸브를 제어하여, 상기 제1판형열교환기로 유입되는 원수의 유량을 설정된 값만큼 감소시키는 것을 특징으로 할 수 있다. In the second and third objects of the present invention, in the oil recovery mode, the controller controls the raw water supply pump and the raw milk feed volume control valve to reduce the flow rate of raw water flowing into the first plate type heat exchanger by a predetermined value . ≪ / RTI >
본 발명의 일실시예에 따르면, 저압축비 운전시 주기적인 오일회수운전을 실시하여 판형열교환기에 잔존하는 오일을 압축기로 회수하여, 압축기의 내구성 향상을 통해 소손을 방지할 수 있는 효과를 갖는다. According to one embodiment of the present invention, the oil remaining in the plate heat exchanger is recovered by the compressor by performing the periodic oil recovery operation during the low compression ratio operation, and the burnout can be prevented by improving the durability of the compressor.
한편, 본 발명에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.It should be understood, however, that the effects obtained by the present invention are not limited to the above-mentioned effects, and other effects not mentioned may be clearly understood by those skilled in the art to which the present invention belongs It will be possible.
본 명세서에 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 일실시예를 예시하는 것이며, 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술적 사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석 되어서는 아니 된다.
도 1은 냉난방용 히트펌프시스템의 구성도,
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 제어부의 신호흐름을 나타낸 블록도,
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 난방모드에서, 히트펌프 시스템의 오일회수 운전제어방법의 흐름도,
도 4a는 본 발명의 일실시예에 따른 난방모드로 운전되는 오일회수 운전제어기능을 갖는 히트펌프 시스템의 구성도,
도 4b는 본 발명의 일실시예에 따른 난방모드에서 오일회수모드로 운전되는 오일회수 운전제어기능을 갖는 히트펌프 시스템의 구성도,
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 냉방모드에서, 히트펌프 시스템의 오일회수 운전제어방법의 흐름도를 도시한 것이다.
도 6a는 본 발명의 일실시예에 따른 냉방모드로 운전되는 오일회수 운전제어기능을 갖는 히트펌프 시스템의 구성도,
도 6b는 본 발명의 일실시예에 따른 냉방모드에서 오일회수모드로 운전되는 오일회수 운전제어기능을 갖는 히트펌프 시스템의 구성도, BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The accompanying drawings, which are incorporated in and constitute a part of the specification, illustrate preferred embodiments of the invention and, together with the description, serve to further the understanding of the technical idea of the invention, It should not be construed as limited.
Fig. 1 is a configuration diagram of a heat pump system for cooling and heating,
2 is a block diagram illustrating a signal flow of a control unit according to an embodiment of the present invention;
3 is a flowchart of a method of controlling the oil recovery operation of the heat pump system in the heating mode according to the embodiment of the present invention,
FIG. 4A is a configuration diagram of a heat pump system having an oil recovery operation control function operated in a heating mode according to an embodiment of the present invention; FIG.
FIG. 4B is a configuration diagram of a heat pump system having an oil recovery operation control function in an oil recovery mode in a heating mode according to an embodiment of the present invention; FIG.
5 is a flowchart illustrating a method of controlling the oil recovery operation of the heat pump system in the cooling mode according to the embodiment of the present invention.
FIG. 6A is a configuration diagram of a heat pump system having an oil recovery operation control function operated in a cooling mode according to an embodiment of the present invention; FIG.
FIG. 6B is a configuration diagram of a heat pump system having an oil recovery operation control function that operates in an oil recovery mode in a cooling mode according to an embodiment of the present invention; FIG.
이상의 본 발명의 목적들, 다른 목적들, 특징들 및 이점들은 첨부된 도면과 관련된 이하의 바람직한 실시예들을 통해서 쉽게 이해될 것이다. 그러나 본 발명은 여기서 설명되는 실시예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 오히려, 여기서 소개되는 실시예들은 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록 그리고 통상의 기술자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되는 것이다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The above and other objects, features, and advantages of the present invention will become more readily apparent from the following description of preferred embodiments with reference to the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments described herein but may be embodied in other forms. Rather, the embodiments disclosed herein are provided so that this disclosure will be thorough and complete, and will fully convey the concept of the invention to those skilled in the art.
본 명세서에서, 어떤 구성요소가 다른 구성요소 상에 있다고 언급되는 경우에 그것은 다른 구성요소 상에 직접 형성될 수 있거나 또는 그들 사이에 제 3의 구성요소가 개재될 수도 있다는 것을 의미한다. 또한 도면들에 있어서, 구성요소들의 두께는 기술적 내용의 효과적인 설명을 위해 과장된 것이다.In this specification, when an element is referred to as being on another element, it may be directly formed on another element, or a third element may be interposed therebetween. Also in the figures, the thickness of the components is exaggerated for an effective description of the technical content.
본 명세서에서 기술하는 실시예들은 본 발명의 이상적인 예시도인 단면도 및/또는 평면도들을 참고하여 설명될 것이다. 도면들에 있어서, 막 및 영역들의 두께는 기술적 내용의 효과적인 설명을 위해 과장된 것이다. 따라서 제조 기술 및/또는 허용 오차 등에 의해 예시도의 형태가 변형될 수 있다. 따라서 본 발명의 실시예들은 도시된 특정 형태로 제한되는 것이 아니라 제조 공정에 따라 생성되는 형태의 변화도 포함하는 것이다. 예를 들면, 직각으로 도시된 영역은 라운드지거나 소정 곡률을 가지는 형태일 수 있다. 따라서 도면에서 예시된 영역들은 속성을 가지며, 도면에서 예시된 영역들의 모양은 소자의 영역의 특정 형태를 예시하기 위한 것이며 발명의 범주를 제한하기 위한 것이 아니다. 본 명세서의 다양한 실시예들에서 제1, 제2 등의 용어가 다양한 구성요소들을 기술하기 위해서 사용되었지만, 이들 구성요소들이 이 같은 용어들에 의해서 한정되어서는 안 된다. 이들 용어들은 단지 어느 구성요소를 다른 구성요소와 구별시키기 위해서 사용되었을 뿐이다. 여기에 설명되고 예시되는 실시예들은 그것의 상보적인 실시예들도 포함한다.Embodiments described herein will be described with reference to cross-sectional views and / or plan views that are ideal illustrations of the present invention. In the drawings, the thicknesses of the films and regions are exaggerated for an effective description of the technical content. Thus, the shape of the illustrations may be modified by manufacturing techniques and / or tolerances. Accordingly, the embodiments of the present invention are not limited to the specific forms shown, but also include changes in the shapes that are produced according to the manufacturing process. For example, the area shown at right angles may be rounded or may have a shape with a certain curvature. Thus, the regions illustrated in the figures have attributes, and the shapes of the regions illustrated in the figures are intended to illustrate specific forms of regions of the elements and are not intended to limit the scope of the invention. Although the terms first, second, etc. have been used in various embodiments of the present disclosure to describe various components, these components should not be limited by these terms. These terms have only been used to distinguish one component from another. The embodiments described and exemplified herein also include their complementary embodiments.
본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 '포함한다(comprises)' 및/또는 '포함하는(comprising)'은 언급된 구성요소는 하나 이상의 다른 구성요소의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.The terminology used herein is for the purpose of illustrating embodiments and is not intended to be limiting of the present invention. In the present specification, the singular form includes plural forms unless otherwise specified in the specification. The terms "comprises" and / or "comprising" used in the specification do not exclude the presence or addition of one or more other elements.
아래의 특정 실시예들을 기술하는데 있어서, 여러 가지의 특정적인 내용들은 발명을 더 구체적으로 설명하고 이해를 돕기 위해 작성되었다. 하지만 본 발명을 이해할 수 있을 정도로 이 분야의 지식을 갖고 있는 독자는 이러한 여러 가지의 특정적인 내용들이 없어도 사용될 수 있다는 것을 인지할 수 있다. 어떤 경우에는, 발명을 기술하는 데 있어서 흔히 알려졌으면서 발명과 크게 관련 없는 부분들은 본 발명을 설명하는데 있어 별 이유 없이 혼돈이 오는 것을 막기 위해 기술하지 않음을 미리 언급해 둔다.In describing the specific embodiments below, various specific details have been set forth in order to explain the invention in greater detail and to assist in understanding it. However, it will be appreciated by those skilled in the art that the present invention may be understood by those skilled in the art without departing from such specific details. In some instances, it should be noted that portions of the invention that are not commonly known in the description of the invention and are not significantly related to the invention do not describe confusing reasons to explain the present invention.
이하에서는 본 발명의 일실시예에 따른 오일회수 운전제어기능을 갖는 히트펌프 시스템(100)의 구성 및 기능 그리고, 오일회수 운전제어방법에 대해 설명하도록 한다. 먼저, 도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 제어부(80)의 신호흐름을 나타낸 블록도를 도시한 것이다. Hereinafter, the structure and function of the
본 발명의 일실시예에 따른 오일회수 운전제어기능을 갖는 히트펌프 시스템(100)은, 통상의 히트펌프시스템과 같이, 압축기(10), 방향전환밸브(20), 제1판형열교환기(30), 팽창밸브(60), 제2판형열교환기(70), 외부열원라인, 원수라인 등을 포함하여 구성될 수 있다. The
또한, 본 발명의 일실시예에 따른 오일회수 운전제어기능을 갖는 히트펌프 시스템(100)은 응축온도를 실시간으로 측정하게 되는 온도센서(82)와, 압축기(10)의 압축비 즉 고압측과 저압측의 차압을 실시간으로 측정하는 압축비측정부(11)를 포함하여 구성된다. 그리고, 오일회수모드 작동시간을 측정하는 오일회수모드 시간측정부(81) 등을 포함하여 구성될 수 있다. The
후에 설명되는 바와 같이, 제어부(80)는 온도센서(82)에서 측정되는 외부온도값과 압축비측정부(11)에서 측정된 압축기(10)의 압축비를 기반으로 압축비가 설정된 특정값 이하인 경우, 방향전환밸브(20)를 제어하여 역사이클로 구동시켜 오일회수모드로 운전시키도록 제어하고, 이러한 오일회수모드에서 원수의 유량을 정격 유량의 10 ~ 30%정도로 감소시키기 위하여 원수공급펌프(43)와 원수유량조절밸브(44)를 제어하게 된다. 또한, 제어부(80)는 오일회수모드 중에, 오일회수모드 시간측정부(81)에서 측정된 오일회수모드 동작시간과, 압축비, 온도값을 기반으로 오일회수모드를 다시 정상모드로 전환시키도록 제어하게 된다. As will be described later, when the compression ratio is equal to or lower than a specific value set on the basis of the external temperature value measured by the
그리고, 도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 난방모드에서, 히트펌프 시스템(100)의 오일회수 운전제어방법의 흐름도를 도시한 것이다. 또한, 도 4a는 본 발명의 일실시예에 따른 난방모드로 운전되는 오일회수 운전제어기능을 갖는 히트펌프 시스템(100)의 구성도를 도시한 것이다. 그리고, 도 4b는 본 발명의 일실시예에 따른 난방모드에서 오일회수모드로 운전되는 오일회수 운전제어기능을 갖는 히트펌프 시스템(100)의 구성도를 도시한 것이다. 3 is a flowchart of a method of controlling the oil recovery operation of the
도 3, 도 4a에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 오일회수 운전제어기능을 갖는 히트펌프 시스템(100)이 난방모드로 운전되게 되는 경우, 압축기(10)에서 고온, 고압의 냉매가 토출되며(S1), 압축기(10)에서 토출된 고온, 고압의 냉매는 사방밸브 등으로 구성된 방향전환밸브(20)에 의해 응축기로 작동되어지는 제1판형열교환기(30)로 유입되게 됨을 알 수 있다(S2). 이때 제어부(80)는 방향전환밸브(20)를 제어하여 압축기(10)에서 토출된 냉매가 제1판형열교환기(30)로 유입되도록 한다. 3 and 4A, when the
제1판형열교환기(30)에서는 압축기(10)에서 토출된 냉매와 원수라인을 통해 유입된 원수가 서로 열교환되게 된다. 원수라인은 도 4a에 도시된 바와 같이, 원수가 저장되는 원수저장탱크(40)와, 저장탱크(40)의 원수가 토출되어 제1판형열교환기(30)로 유입되는 원수유입관(41)과, 제1판형열교환기(30)의 원수가 토출되는 원수토출관(42)을 포함하여 구성되고, 원수라인 일측에 구비되어, 원수저장탱크(40)의 원수를 제1판형열교환기(30) 측으로 펌핑시키기 위한 원수공급펌프(43), 그리고 원수라인 일측에 구비되어 원수의 유량을 조절하는 원수유량조절밸브(44)를 포함하여 구성됨을 알 수 있다. In the first plate heat exchanger (30), the coolant discharged from the compressor (10) and the raw water flowing through the raw water line are heat exchanged with each other. 4A, the raw water line includes a raw
이러한 제1판형열교환기(30)가 응축기로 작동되는 경우, 냉매의 열이 원수로 전달되어 온수를 생산하며, 냉매는 응축되게 된다(S3). 응축된 냉매는 제1판형열교환기(30)에서 토출되어, 팽창밸브(60)를 거쳐 팽창되어 증발기로 작동되는 제2판형열교환기(70)로 유입되게 된다(S4). When the first
제2판형열교환기(70)에서는 냉매와 외기열원이 열교환되게 된다. 즉, 외부열원라인을 통해 외부열원이 제2판형열교환기(70)로 유입되어, 냉매가 외부열원의 열을 흡수하여 증발되게 된다(S5). 외부열원은 지열, 해수 또는 폐수 등이 될 수 있다. In the second plate type heat exchanger (70), the refrigerant and the outside air heat source are heat exchanged. That is, the external heat source flows into the second plate
그리고, 증발된 냉매는 방향전환밸브(20)를 거쳐 압축기(10)로 유입되어 순환되게 된다(S6). Then, the evaporated refrigerant flows into the
이러한 난방모드 운전 중에, 온도센서(82)는 응축온도를 실시간으로 측정하여 온도값을 제어부(80)로 전송하게 된다. 그리고 압축비측정부(11)는 압축기(10)의 유입라인 상에 구비된 저압센서(13)를 통해 측정된 저압측 압력과 압축기(10)의 토출라인 측에 구비된 고압센서(12)를 통해 측정된 고압측 압력을 기반으로 그 차압 즉, 압축비를 실시간으로 측정하여 제어부(80)로 전송하게 된다. During this heating mode operation, the
그리고, 제어부(80)는 현재 압축비가 설정된 특정값 이하에 해당하게 되는 경우(S7), 히트펌프시스템(100)을 오일회수모드로 전환시키게 된다(S8). 이러한 특정값은 예를 들어 2.0정도가 될 수 있고, 압축비가 2.0 이하가 되는 경우 제어부(80)는 방향전환밸브(20)를 제어하여 냉매를 도 4b에 도시된 바와 같이, 역사이클로 순환시키게 된다. If the current compression ratio is less than or equal to the set specific value (S7), the
즉, 난방모드에서 냉매를 역사이클로 운전시키게 되는 경우, 압축기(10)에서 토출된 냉매는 제2판형열교환기(70)로 유입되게 되며, 정상운전상태와 반대방향(도 4a,도 4b 도시된 것을 기준으로 상부측에서 하부측으로) 냉매가 유동되게 됨으로써, 난방모드시에 하부에서 상부측으로 냉매가 유동되면서 상부측에 쌓였던 오일이 오일회수모드시 냉매가 상부에서 하부측으로 유동되면서 오일이 제거되어 압축기(10) 측으로 회수되게 된다. That is, when the refrigerant is operated in the reverse cycle in the heating mode, the refrigerant discharged from the
또한, 제1판형열교환기(30) 역시 냉매가 역방향으로 흐르게 되면서 제1판형열교환기(30)에 잔존하던 오일이 압축기(10) 측으로 회수되게 된다. Also, in the first plate heat exchanger (30), the refrigerant flows in the reverse direction, and the oil remaining in the first plate heat exchanger (30) is recovered to the compressor (10) side.
이러한 오일회수모드에서, 역사이클 운전에 따른 부하측 열량감소분에 대해 원수 유량제어를 통해 감소분을 최소화시키고 최대한 짧은 시간으로 운전을 실시하게 된다(예를 들어, 오일회수모드시 유량은 정격유량의 10 ~ 30%정도 수준). In this oil recovery mode, the decrease in the amount of heat on the load side due to the reverse cycle operation is minimized through the raw water flow control and the operation is performed in the shortest possible time (for example, in the oil recovery mode, 30%).
즉, 제어부(80)는 오일회수모드에서, 원수공급펌프(43)와 및 원수유량조절밸브(44)를 제어하여 제1판형열교환기(30)로 유입되는 원수의 유량을 정격유량의 약 10 ~ 30% 정도 수준으로 감소시키도록 한다. That is, in the oil recovery mode, the
또한, 오일회수모드 시간측정부(81)는 오일회수모드의 지속시간을 체크하게 되고, 이러한 지속시간과, 압축비, 응축온도값을 기반으로 오일회수모드를 다시 난방모드로 전환시키게 된다(S9). 이러한 운전은 시스템(100)이 종료 될까지 지속되게 된다(S10). Further, the oil recovery mode time measuring unit 81 checks the duration of the oil recovery mode, and switches the oil recovery mode back to the heating mode based on the duration time, the compression ratio, and the condensation temperature value (S9) . This operation is continued until the
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 냉방모드에서, 히트펌프 시스템(100)의 오일회수 운전제어방법의 흐름도를 도시한 것이다. 그리고, 도 6a는 본 발명의 일실시예에 따른 냉방모드로 운전되는 오일회수 운전제어기능을 갖는 히트펌프 시스템(100)의 구성도를 도시한 것이다. 또한, 도 6b는 본 발명의 일실시예에 따른 냉방모드에서 오일회수모드로 운전되는 오일회수 운전제어기능을 갖는 히트펌프 시스템(100)의 구성도를 도시한 것이다. 5 is a flowchart of a method for controlling the oil recovery operation of the
도 5, 도 6a에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 오일회수 운전제어기능을 갖는 히트펌프 시스템(100)이 냉방모드로 운전되게 되는 경우, 압축기(10)에서 고온, 고압의 냉매가 토출되며(S11), 압축기(10)에서 토출된 고온, 고압의 냉매는 사방밸브 등으로 구성된 방향전환밸브(20)에 의해 응축기로 작동되어지는 제2판형열교환기(70)로 유입되게 됨을 알 수 있다(S12). 이때 제어부(80)는 방향전환밸브(20)를 제어하여 압축기(10)에서 토출된 냉매가 제2판형열교환기(70)로 유입되도록 한다. 5 and 6A, when the
제2판형열교환기(70)에서는 압축기(10)에서 토출된 냉매와 외기열원라인을 통해 유입된 열원과 서로 열교환되게 된다. 이러한 제2판형열교환기(70)가 응축기로 작동되는 경우, 냉매의 열이 외기열원으로 전달되어 냉매는 응축되게 된다(S13). 응축된 냉매는 제2판형열교환기(70)에서 토출되어 팽창밸브(60)를 거쳐 팽창되어 증발기로 작동되는 제1판형열교환기(30)로 유입되게 된다(S14). In the second plate type heat exchanger (70), the refrigerant discharged from the compressor (10) and the heat source introduced through the outside air heat source line are heat exchanged with each other. When the second
제1판형열교환기(30)에서는 냉매와 원수가 열교환되게 된다. 즉, 원수라인을 통해 원수가 제1판형열교환기(30)로 유입되어, 냉매가 원수의 열을 흡수하여 냉수를 생산하고 증발되게 된다(S15). 그리고, 증발된 냉매는 방향전환밸브(20)를 거쳐 압축기(10)로 유입되어 순환되게 된다(S16). In the first plate heat exchanger (30), the refrigerant and the raw water are heat-exchanged. That is, the raw water flows into the first plate
이러한 냉방모드 운전 중에, 온도센서(82)는 응축온도를 실시간으로 측정하여 온도값을 제어부(80)로 전송하게 된다. 그리고 압축비측정부(11)는 압축기(10)의 유입라인 상에 구비된 저압센서(13)에서 측정된 저압측 압력과 압축기(10)의 토출라인 상에 구비된 고압센서(12)에서 측정된 고압측 압력을 기반으로 그 차압 즉, 압축비를 실시간으로 측정하여 제어부(80)로 전송하게 된다. During the cooling mode operation, the
그리고, 제어부(80)는 현재 압축비가 설정된 특정값 이하에 해당하게 되는 경우(S17) 히트펌프시스템(100)을 오일회수모드로 전환시키게 된다(S18). 이러한 특정값은 예를 들어 2.0 정도가 될 수 있고, 압축비가 2.0 이하가 되는 경우 제어부(80)는 방향전환밸브(20)를 제어하여 냉매를 도 6b에 도시된 바와 같이, 역사이클로 순환시키게 된다. If the current compression ratio is less than or equal to the set specific value (S17), the
즉, 냉방모드에서 냉매를 역사이클로 운전시키게 되는 경우, 압축기(10)에서 토출된 냉매는 제1판형열교환기(30)로 유입되게 되며, 정상운전상태와 반대방향(도 6a,도 6b 도시된 것을 기준으로 상부측에서 하부측으로) 냉매가 유동되게 됨으로써, 냉방모드시에 하부에서 상부측으로 냉매가 유동되면서 상부측에 쌓였던 오일이 오일회수모드시 냉매가 상부에서 하부측으로 유동되면서 오일이 제거되어 압축기(10) 측으로 회수되게 된다. That is, when the refrigerant is operated in the reverse cycle in the cooling mode, the refrigerant discharged from the
또한, 제2판형열교환기(70) 역시 냉매가 역방향으로 흐르게 되면서 제2판형열교환기(70)에 잔존하던 오일이 압축기(10) 측으로 회수되게 된다. Also, in the second plate type heat exchanger (70), the refrigerant flows in the opposite direction, and the oil remaining in the second plate type heat exchanger (70) is recovered to the compressor (10) side.
앞서 언급한 바와 같이, 이러한 오일회수모드에서, 역사이클 운전에 따른 부하측 열량감소분에 대해 원수 유량제어를 통해 감소분을 최소화시키고 최대한 짧은 시간으로 운전을 실시하게 된다(예를 들어, 오일회수모드시 유량은 정격유량의 10 ~ 30%정도 수준). As described above, in this oil recovery mode, the decrease in the amount of heat on the load side due to the reverse cycle operation is minimized through the raw water flow rate control and the operation is performed in the shortest possible time (for example, Is about 10 ~ 30% of the rated flow).
즉, 제어부(80)는 오일회수모드에서, 원수공급펌프(43)와 원수유량조절밸브(44)를 제어하여 제1판형열교환기(30)로 유입되는 원수의 유량을 정격유량의 약 10 ~ 30% 정도 수준으로 감소시키도록 한다. That is, in the oil recovery mode, the
또한, 오일회수모드 시간측정부(81)는 오일회수모드의 지속시간을 체크하게 되고, 이러한 지속시간과, 압축비, 응축온도값을 기반으로 오일회수모드를 다시 난방모드로 전환시키게 된다(S19). 이러한 운전은 시스템이 종료될까지 지속되게 된다(S20). In addition, the oil recovery mode time measuring unit 81 checks the duration of the oil recovery mode, and switches the oil recovery mode back to the heating mode based on the duration time, the compression ratio, and the condensation temperature value (S19) . This operation is continued until the system is terminated (S20).
또한, 상기와 같이 설명된 장치 및 방법은 상기 설명된 실시예들의 구성과 방법이 한정되게 적용될 수 있는 것이 아니라, 상기 실시예들은 다양한 변형이 이루어질 수 있도록 각 실시예들의 전부 또는 일부가 선택적으로 조합되어 구성될 수도 있다.It should be noted that the above-described apparatus and method are not limited to the configurations and methods of the embodiments described above, but the embodiments may be modified so that all or some of the embodiments are selectively combined .
1:종래 히트펌프시스템
10:압축기
11:압축비측정부
12:고압센서
13:저압센서
20:방향전환밸브
30:제1판형열교환기
40:원수저장탱크
41:원수유입관
42:원수토출관
43:원수공급펌프
44:원수유량조절밸브
51:냉매유량제어밸브
60:팽창밸브
70:제2판형열교환기
71:열원유입부
72:열원토출부
80:제어부
81:오일회수모드 시간측정부
82:온도센서
100:오일회수 운전제어기능을 갖는 히트펌프 시스템1: Conventional heat pump system
10: Compressor
11: Compression ratio measuring unit
12: High pressure sensor
13: Low pressure sensor
20: Directional switching valve
30: first plate heat exchanger
40: raw water storage tank
41: Feeding of raw milk
42: Raw water discharge pipe
43: raw water supply pump
44: Circulating fluid adjustment valve
51: Refrigerant flow control valve
60: expansion valve
70: Second plate heat exchanger
71: heat source inlet portion
72: Heat source discharge part
80:
81: Oil recovery mode time measuring unit
82: Temperature sensor
100: Heat pump system with oil recovery operation control function
Claims (13)
난방모드시 압축기에서 토출된 냉매가 유입되어 별도의 원수라인을 통해 유입된 원수를 가열하여 온수를 생산하고 응축되며, 냉방모드시 냉매가 원수의 열을 흡수하여 증발되어 냉수를 생산하는 제1판형열교환기;
난방모드시 냉매가 유입되어 별도의 외기열원라인을 통해 유입된 외기열원을 흡수하여 증발되며, 냉방모드시 압축기에서 토출된 냉매가 유입되어 외기열원으로 열을 방출하여 응축되는 제2판형열교환기;
난방모드시 제1판형열교환기에서 토출된 냉매를 팽창시키고, 냉방모드시 제2판형열교환기에서 토출된 냉매를 팽창시키는 팽창밸브;
난방모드시 압축기에서 토출된 냉매를 제1판형열교환기로 유입시키고, 냉방모드시 압축기에서 토출된 냉매를 제2판형열교환기로 유입시키는 방향전환밸브; 및
상기 압축기의 고압측과 저압측 각각의 압력값을 기반으로 압축비를 측정하는 압축비측정부;
응축온도를 실시간으로 측정하는 온도센서; 및
상기 압축기의 압축비를 기반으로 압축비가 설정된 특정값 이하가 되는 경우, 난방모드에서 오일회수모드로 전환시, 방향전환밸브를 제어하여 압축기에서 토출된 냉매가 상기 제2판형열교환기로 유입되도록 하고, 냉방모드에서 오일회수모드로 전환시, 방향전환밸브를 제어하여 압축기에서 토출된 냉매가 상기 제1판형열교환기로 유입되도록 하는 제어부;를 포함하고,
상기 원수라인은,
원수가 저장되는 원수저장탱크와, 원수저장탱크와 상기 제1판형열교환기 사이에 구비되는 원수유입관과, 상기 제1판형열교환기의 토출단에 구비된 원수토출관과, 상기 원수저장탱크에서 상기 제1판형열교환기로 원수를 펌핑시키기 위한 원수공급펌프 및 상기 원수의 유입유량을 조절하는 원수유량조절밸브를 포함하며,
상기 오일회수모드에서,
상기 제1판형열교환기와 상기 제2판형열교환기에 잔존한 오일이 상기 압축기로 회수되고,
상기 제어부는 오일회수모드에서,
상기 원수공급펌프와 상기 원수유량조절밸브를 제어하여, 상기 제1판형열교환기로 유입되는 원수의 유량을 설정된 값만큼 감소시키며, 압축비측정부에서 측정된 압축비와, 온도센서에서 측정된 온도값 및 오일회수시간측정부에서 측정된 오일회수모드 지속시간을 기반으로 상기 특정시간을 결정하고, 상기 특정시간이 도과하면 방향전환밸브를 제어하여 상기 오일회수모드를 종료하고 정상모드로 복귀시키는 것을 특징으로 하는 오일회수 운전제어기능을 갖는 히트펌프 시스템.
A compressor for compressing the refrigerant and discharging the refrigerant at a high temperature and a high pressure;
In the heating mode, the refrigerant discharged from the compressor flows in, and the raw water flowing through the separate raw water line is heated to produce hot water to be condensed. In the cooling mode, the refrigerant absorbs the heat of the raw water and evaporates to produce cold water. heat transmitter;
A second plate type heat exchanger in which a refrigerant flows in a heating mode and is evaporated by absorbing an outside air heat source introduced through a separate outside heat source line, a refrigerant discharged from the compressor flows in a cooling mode and is condensed by discharging heat to an outside heat source;
An expansion valve for expanding the refrigerant discharged from the first plate heat exchanger in the heating mode and expanding the refrigerant discharged from the second plate heat exchanger in the cooling mode;
A direction switching valve for introducing the refrigerant discharged from the compressor in the heating mode into the first plate heat exchanger and the refrigerant discharged from the compressor in the cooling mode into the second plate heat exchanger; And
A compression ratio measuring unit for measuring a compression ratio based on pressure values of the high pressure side and the low pressure side of the compressor;
A temperature sensor for measuring the condensation temperature in real time; And
When the compression ratio is less than or equal to a predetermined value based on the compression ratio of the compressor, when the mode is switched from the heating mode to the oil recovery mode, the directional valve is controlled to allow the refrigerant discharged from the compressor to flow into the second plate heat exchanger, And a control unit controlling the direction switching valve to allow the refrigerant discharged from the compressor to flow into the first plate heat exchanger when the mode is switched to the oil recovery mode,
Wherein the raw water line comprises:
A raw water discharge pipe provided in a discharge end of the first plate type heat exchanger, and a raw water discharge pipe provided in the raw water storage tank, wherein the raw water storage tank is provided between the raw water storage tank and the first plate heat exchanger, A raw water supply pump for pumping the raw water to the first plate type heat exchanger, and a raw milk feed volume control valve for regulating the flow rate of the raw water,
In the oil recovery mode,
The oil remaining in the first plate heat exchanger and the second plate heat exchanger is recovered by the compressor,
In the oil recovery mode,
The control unit controls the raw water supply pump and the raw milk feed amount control valve to reduce the flow rate of the raw water flowing into the first plate type heat exchanger by a predetermined value and to control the compression ratio measured by the compression ratio measuring unit, Wherein the predetermined time is determined based on the oil recovery mode duration measured by the recovery time measuring unit and the specific time is controlled by the lower and upper directional control valves to return the oil recovery mode to the normal mode. Heat pump system with oil recovery operation control function.
상기 외기열원은 지열, 폐수 및 해수 중 적어도 어느 하나인 것을 특징으로 하는 오일회수 운전제어기능을 갖는 히트펌프 시스템.
The method according to claim 1,
Wherein the outdoor heat source is at least one of geothermal heat, wastewater, and seawater.
압축기에서 고온, 고압의 냉매가 토출되는 단계;
상기 압축기에서 토출된 고온, 고압의 냉매가 방향전환밸브를 거쳐 제1판형열교환기로 유입되어 원수를 가열하여 온수를 생산하고 응축되는 단계;
상기 냉매가 팽창밸브를 거쳐 제2판형열교환기로 유입되어 외기열원을 흡수하여 증발되는 단계;
제2판형열교환기에서 토출된 냉매가 방향전환밸브를 거쳐 다시 압축기로 유입되어 순환되는 단계;
압축비측정부에서 실시간으로 측정되는 압축비가 설정된 특정값 이하가 되는 경우, 제어부가 방향전환밸브를 제어하여 상기 압축기에서 토출된 냉매를 상기 제2판형열교환기 측으로 유입시켜 역사이클인 오일회수모드로 전환시키는 단계;
상기 제1판형열교환기와 상기 제2판형열교환기의 오일이 상기 압축기로 회수되는 단계; 및
특정시간 도과 후, 상기 제어부가 방향전환밸브를 제어하여 상기 압축기에서 토출된 냉매를 다시 상기 제1판형열교환기 측으로 유입시켜 난방모드로 복귀시키는 단계;를 포함하고,
상기 제어부는 오일회수모드에서,
압축비측정부에서 측정된 압축비와, 온도센서에서 측정된 응축온도값 및 오일회수시간측정부에서 측정된 오일회수모드 지속시간을 기반으로 상기 특정시간을 결정하고, 상기 특정시간이 도과하면 방향전환밸브를 제어하여 상기 오일회수모드를 종료하고 난방모드로 복귀시키는 것을 특징으로 하는 히트펌프 시스템의 오일회수 운전제어방법.
A method for controlling an oil recovery operation of a heat pump system according to claim 1, wherein the method is operated in a heating mode,
A high-temperature and high-pressure refrigerant is discharged from the compressor;
The high temperature and high pressure refrigerant discharged from the compressor flows into the first plate heat exchanger through the direction switching valve to heat the raw water to produce hot water and to be condensed;
The refrigerant flows into the second plate type heat exchanger through the expansion valve to absorb the outside heat source and evaporate;
The refrigerant discharged from the second plate heat exchanger flows into the compressor again through the direction switching valve and circulates;
When the compression ratio measured in real time by the compression ratio measuring unit becomes a predetermined value or less, the control unit controls the direction switching valve to introduce the refrigerant discharged from the compressor to the second plate heat exchanger, ;
The oil of the first plate heat exchanger and the second plate heat exchanger is recovered to the compressor; And
Wherein the control unit controls the directional valve to return the refrigerant discharged from the compressor to the first plate heat exchanger and return to the heating mode after a predetermined time,
In the oil recovery mode,
The specific time is determined on the basis of the compression ratio measured by the compression ratio measuring unit, the condensation temperature value measured by the temperature sensor, and the oil recovery mode duration measured by the oil recovery time measuring unit, Wherein the oil recovery mode is ended and returned to the heating mode by controlling the oil recovery mode.
압축기에서 고온, 고압의 냉매가 토출되는 단계;
상기 압축기에서 토출된 고온, 고압의 냉매가 방향전환밸브를 거쳐 제2판형열교환기로 유입되어 외기열원으로 열을 방출하고 응축되는 단계;
상기 냉매가 팽창밸브를 거쳐 제1판형열교환기로 유입되어 원수의 열을 흡수하여 냉수를 생산하고 증발되는 단계;
제1판형열교환기에서 토출된 냉매가 방향전환밸브를 거쳐 다시 압축기로 유입되어 순환되는 단계;
압축비측정부에서 실시간으로 측정되는 압축비가 설정된 특정값 이하가 되는 경우, 제어부가 방향전환밸브를 제어하여 상기 압축기에서 토출된 냉매를 상기 제1판형열교환기 측으로 유입시켜 역사이클인 오일회수모드로 전환시키는 단계;
상기 제1판형열교환기와 상기 제2판형열교환기의 오일이 상기 압축기로 회수되는 단계; 및
특정시간 도과 후, 상기 제어부가 방향전환밸브를 제어하여 상기 압축기에서 토출된 냉매를 다시 상기 제2판형열교환기 측으로 유입시켜 냉방모드로 복귀시키는 단계;를 포함하고,
상기 제어부는 오일회수모드에서,
압축비측정부에서 측정된 압축비와, 온도센서에서 측정된 응축온도값 및 오일회수시간측정부에서 측정된 오일회수모드 지속시간을 기반으로 상기 특정시간을 결정하고, 상기 특정시간이 도과하면 방향전환밸브를 제어하여 상기 오일회수모드를 종료하고 냉방모드로 복귀시키는 것을 특징으로 하는 히트펌프 시스템의 오일회수 운전제어방법.
The method of controlling an oil recovery operation of a heat pump system according to claim 1, wherein the method is operated in a cooling mode,
A high-temperature and high-pressure refrigerant is discharged from the compressor;
The high-temperature and high-pressure refrigerant discharged from the compressor flows into the second plate type heat exchanger through the direction switching valve to discharge heat to the outside heat source and to be condensed;
The refrigerant flows into the first plate type heat exchanger through the expansion valve to absorb the heat of the raw water to produce cold water and evaporate;
The refrigerant discharged from the first plate heat exchanger flows into the compressor again through the direction switching valve and circulates;
When the compression ratio measured in real time by the compression ratio measuring unit becomes a predetermined value or less, the control unit controls the direction switching valve so that the refrigerant discharged from the compressor flows into the first plate heat exchanger, ;
The oil of the first plate heat exchanger and the second plate heat exchanger is recovered to the compressor; And
The control unit controls the directional valve to return the refrigerant discharged from the compressor to the second plate type heat exchanger and return to the cooling mode after a predetermined time,
In the oil recovery mode,
The specific time is determined on the basis of the compression ratio measured by the compression ratio measuring unit, the condensation temperature value measured by the temperature sensor, and the oil recovery mode duration measured by the oil recovery time measuring unit, Wherein the oil recovery mode is ended and returned to the cooling mode by controlling the oil recovery mode.
상기 제어부가 오일회수모드에서, 원수공급펌프와 원수유량조절밸브를 제어하여, 상기 제1판형열교환기로 유입되는 원수의 유량을 설정된 값만큼 감소시키는 것을 특징으로 하는 히트펌프 시스템의 오일회수 운전제어방법.
The method according to claim 9 or 11,
Wherein the controller controls the raw water supply pump and the raw milk feed amount control valve in the oil recovery mode to reduce the flow rate of the raw water flowing into the first plate heat exchanger by a predetermined value, .
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