KR101792612B1 - 히트펌프 자동운전 시스템 - Google Patents

히트펌프 자동운전 시스템 Download PDF

Info

Publication number
KR101792612B1
KR101792612B1 KR1020170060906A KR20170060906A KR101792612B1 KR 101792612 B1 KR101792612 B1 KR 101792612B1 KR 1020170060906 A KR1020170060906 A KR 1020170060906A KR 20170060906 A KR20170060906 A KR 20170060906A KR 101792612 B1 KR101792612 B1 KR 101792612B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
inlet
outlet
heat
way valve
storage tank
Prior art date
Application number
KR1020170060906A
Other languages
English (en)
Inventor
고경호
Original Assignee
주식회사 우리아이텍
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 주식회사 우리아이텍 filed Critical 주식회사 우리아이텍
Priority to KR1020170060906A priority Critical patent/KR101792612B1/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101792612B1 publication Critical patent/KR101792612B1/ko

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24F—AIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F5/00—Air-conditioning systems or apparatus not covered by F24F1/00 or F24F3/00, e.g. using solar heat or combined with household units such as an oven or water heater
    • F24F5/0007—Air-conditioning systems or apparatus not covered by F24F1/00 or F24F3/00, e.g. using solar heat or combined with household units such as an oven or water heater cooling apparatus specially adapted for use in air-conditioning
    • F24F5/001—Compression cycle type
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24D—DOMESTIC- OR SPACE-HEATING SYSTEMS, e.g. CENTRAL HEATING SYSTEMS; DOMESTIC HOT-WATER SUPPLY SYSTEMS; ELEMENTS OR COMPONENTS THEREFOR
    • F24D11/00—Central heating systems using heat accumulated in storage masses
    • F24D11/02—Central heating systems using heat accumulated in storage masses using heat pumps
    • F24D11/0214—Central heating systems using heat accumulated in storage masses using heat pumps water heating system
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24D—DOMESTIC- OR SPACE-HEATING SYSTEMS, e.g. CENTRAL HEATING SYSTEMS; DOMESTIC HOT-WATER SUPPLY SYSTEMS; ELEMENTS OR COMPONENTS THEREFOR
    • F24D19/00—Details
    • F24D19/10—Arrangement or mounting of control or safety devices
    • F24D19/1006—Arrangement or mounting of control or safety devices for water heating systems
    • F24D19/1009—Arrangement or mounting of control or safety devices for water heating systems for central heating
    • F24D19/1039—Arrangement or mounting of control or safety devices for water heating systems for central heating the system uses a heat pump
    • F24F11/008—
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24F—AIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F11/00—Control or safety arrangements
    • F24F11/62—Control or safety arrangements characterised by the type of control or by internal processing, e.g. using fuzzy logic, adaptive control or estimation of values
    • F24F11/63—Electronic processing
    • F24F11/65—Electronic processing for selecting an operating mode
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24F—AIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F3/00—Air-conditioning systems in which conditioned primary air is supplied from one or more central stations to distributing units in the rooms or spaces where it may receive secondary treatment; Apparatus specially designed for such systems
    • F24F3/06—Air-conditioning systems in which conditioned primary air is supplied from one or more central stations to distributing units in the rooms or spaces where it may receive secondary treatment; Apparatus specially designed for such systems characterised by the arrangements for the supply of heat-exchange fluid for the subsequent treatment of primary air in the room units
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24F—AIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F5/00—Air-conditioning systems or apparatus not covered by F24F1/00 or F24F3/00, e.g. using solar heat or combined with household units such as an oven or water heater
    • F24F5/0007—Air-conditioning systems or apparatus not covered by F24F1/00 or F24F3/00, e.g. using solar heat or combined with household units such as an oven or water heater cooling apparatus specially adapted for use in air-conditioning
    • F24F5/0017—Air-conditioning systems or apparatus not covered by F24F1/00 or F24F3/00, e.g. using solar heat or combined with household units such as an oven or water heater cooling apparatus specially adapted for use in air-conditioning using cold storage bodies, e.g. ice
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24F—AIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F5/00—Air-conditioning systems or apparatus not covered by F24F1/00 or F24F3/00, e.g. using solar heat or combined with household units such as an oven or water heater
    • F24F5/0046—Air-conditioning systems or apparatus not covered by F24F1/00 or F24F3/00, e.g. using solar heat or combined with household units such as an oven or water heater using natural energy, e.g. solar energy, energy from the ground
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B30/00—Heat pumps
    • F25B30/06—Heat pumps characterised by the source of low potential heat
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B49/00—Arrangement or mounting of control or safety devices
    • F25B49/02—Arrangement or mounting of control or safety devices for compression type machines, plants or systems
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24F—AIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F5/00—Air-conditioning systems or apparatus not covered by F24F1/00 or F24F3/00, e.g. using solar heat or combined with household units such as an oven or water heater
    • F24F5/0046—Air-conditioning systems or apparatus not covered by F24F1/00 or F24F3/00, e.g. using solar heat or combined with household units such as an oven or water heater using natural energy, e.g. solar energy, energy from the ground
    • F24F2005/0057—Air-conditioning systems or apparatus not covered by F24F1/00 or F24F3/00, e.g. using solar heat or combined with household units such as an oven or water heater using natural energy, e.g. solar energy, energy from the ground receiving heat-exchange fluid from a closed circuit in the ground
    • F24F2011/0045—
    • F24F2011/0082—
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24F—AIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F2140/00—Control inputs relating to system states
    • F24F2140/20—Heat-exchange fluid temperature
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24F—AIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F2221/00—Details or features not otherwise provided for
    • F24F2221/10—Details or features not otherwise provided for combined with, or integrated in, furniture
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B10/00—Integration of renewable energy sources in buildings
    • Y02B10/40—Geothermal heat-pumps
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/14—Thermal energy storage

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Fuzzy Systems (AREA)
  • Mathematical Physics (AREA)
  • Air Conditioning Control Device (AREA)

Abstract

본 발명은 히트펌프 자동운전 시스템에 관한 것으로서, 더욱 자세하게는 열원을 공급하는 지열 열교환기, 공급헤더, 리턴헤더, 히트펌프, 축열탱크, 보조축열탱크, 열교환기, 복수개가 설치되어 개폐 제어되는 제어밸브, 복수개가 설치되어 유로가 개폐 제어되는 삼방밸브, 복수개가 설치되어 배관속 열매체를 순환시키는 순환펌프, 복수개가 설치되어 온도데이터를 제어부에 전송하는 온도센서, 공조 부하와 바닥난방 부하로 구성되는 부하부 및 제어부로 구성되어 난방 및 냉방 축열, 공조기 냉난방, 바닥 난방등 복수의 요구를 충족시키되, 열원에 대한 열원보상운전을 포함하여 효율적인 냉난방 사이클 작용을 하도록 한 히트펌프 자동운전 시스템에 관한 것이다.

Description

히트펌프 자동운전 시스템{Heat Pump Automatic Operation System}
본 발명은 히트펌프 자동운전 시스템에 관한 것으로서, 더욱 자세하게는 열원을 공급하는 지열 열교환기, 공급헤더, 리턴헤더, 히트펌프, 축열탱크, 보조축열탱크, 열교환기, 복수개가 설치되어 개폐 제어되는 제어밸브, 복수개가 설치되어 유로가 개폐 제어되는 삼방밸브, 복수개가 설치되어 배관속 열매체를 순환시키는 순환펌프, 복수개가 설치되어 온도데이터를 제어부에 전송하는 온도센서, 공조 부하와 바닥난방 부하로 구성되는 부하부 및 제어부로 구성되어 난방 및 냉방 축열, 공조기 냉난방, 바닥 난방등 복수의 요구를 충족시키되, 열원에 대한 열원보상운전을 포함하여 효율적인 냉난방 사이클 작용을 하도록 한 히트펌프 자동운전 시스템에 관한 것이다.
최근의 히트펌프 시스템은 냉매의 발열 또는 응축열을 이용해 저온의 열원(熱源)을 고온으로 전달하는 냉방장치, 고온의 열원을 저온으로 전달하는 난방장치, 냉난방 겸용장치를 포괄하는 의미로 쓰인다.
상기 히트펌프 시스템은 외부열원, 히트펌프, 축열조, 부하로 구성되며, 각종 센서 및 제어부가 포함되고 있는 실정이다.
이 중에서 제어부에 프로그래밍 된 제어방법은 기존의 오픈루프 형태의 제어에서 센싱되는 각종 데이터를 토대로 피드백 제어되는 폐루프 형태의 제어로 무게중심이 이동되고 있다.
또한 이러한 제어방법 연구의 목적은 대부분이 경제적이면서도 효율적인 방법의 모색 혹은 환경친화적인 에너지의 사용과 깊은 관계가 있다.
한국 등록특허 제10-1321171호로 개시된 히트펌프 시스템 및 그 제어방법은 냉매가 순환하는 냉동 사이클 및 상기 냉매와 열교환 되는 축열 매체가 순환하는 축열 유로가 포함되는 히트펌프 시스템에 있어서, 냉매를 압축하는 압축기; 상기 냉매와 축열매체 간 열교환이 이루어지는 열교환기; 상기 열교환기로부터 토출되는 축열 매체의 목표 출수온도에 대한 정보가 저장될 수 있는 메모리부; 및 상기 압축기의 운전에 관한 정보에 기초하여, 상기 목표 출수온도값이 조절되도록 하는 제어부를 포함하며, 그 제어방법은 압축기가 포함되는 냉동 사이클과, 축열매체의 순환을 위한 펌프 및 냉매와 상기 축열매체의 열교환을 위한 열교환기가 구비되는 히트펌프 시스템을 제어하는 방법에 있어서, 상기 압축기가 ON 되어 운전되는 단계; 상기 열교환기에서 토출되는 축열 매체의 제 1 목표 출수온도가 인식되는 단계; 및 상기 압축기의 운전시간 또는 ON/OFF 운전비율에 관한 정보에 기초하여, 상기 제 1 목표 출수온도가 제 2 목표 출수온도로 조절되는 단계가 포함되어 온/오프 운전이 불필요하게 반복되는 현상을 방지하고 냉매 사이클이 안정적으로 구동되어 소비전력을 저감하고 히트펌프 시스템에 대한 신뢰성이 향상되게 하는 시스템에 대한 발명이고, 한국 등록특허 제10-1321200호로 개시된 히트펌프 시스템 및 그 제어방법은 냉매가 순환하는 냉동 사이클 및 상기 냉매와 열교환 되는 축열 매체가 순환하는 축열 유로가 포함되는 히트펌프 시스템에 있어서, 냉매를 압축하는 압축기; 상기 냉매와 축열 매체간 열교환이 이루어지는 열교환기; 상기 열교환기로 유입되는 축열 매체의 입수온도를 인식하는 입수온도 감지부; 상기 입수온도로부터 결정된 기준온도 값 또는 외기온도로부터 결정된 시스템 능력에 관한 정보가 저장되는 메모리부; 및 상기 기준온도 값이나, 또는 상기 입수온도로부터 산출된 시스템의 산출능력에 기초하여, 상기 압축기의 주파수를 제어하는 제어부가 포함되며, 그 제어방법으로는 압축기가 포함되는 냉동 사이클과, 축열매체의 순환을 위한 펌프 및 냉매와 상기 축열매체의 열교환을 위한 열교환기가 구비되는 히트펌프 시스템을 제어하는 방법에 있어서, 상기 압축기 및 펌프를 운전하는 단계; 상기 열교환기로부터 배출되는 축열매체의 출수 희망온도가 인식 되는 단계; 상기 열교환기로 유입되는 축열매체의 입수온도에 기초하여, 기준온도가 인식되는 단계; 및 상기 출수 희망온도 및 기준온도 중 하나의 온도값과, 상기 열교환기로부터 배출되는 축열매체의 출수온도 값의 차이값에 기초하여, 상기 압축기의 주파수가 제어되는 단계가 포함되어 압축기의 온오프 제어에 의해 무리가 가지 않게 하여 내부 부품이 파손되지 않는 시스템의 신뢰성 및 내구성 증진에 관한 발명이나, 모두 열원이 가지는 온도가 유지된다는 가정하에 구축된 발명으로서, 열원측 온도가 히트펌프시스템의 가동에 있어서 최대효율을 가지는 온도보다 낮거나 높을 경우 이에 대한 대책이 없어 히트펌프가 안정적으로 구동될 수 있으면서 동시에 최적의 열교환효율을 얻을 수 없는 문제점이 있다.
열원측에서 유입되는 온도를 시스템의 열교환 내지 축열의 최적 효율을 유지되도록 열원 유입수 온도보상 운전을 시행하도록 한다.
하절기에는 냉방을 주로하되, 야간과 같이 시간별, 혹은 비닐하우스와 같은 용도별 부하에 보충적으로 난방할 수 있도록 하고, 동계에는 난방을 주로 하되, 정오와 같은 낮에 시간별, 혹은 비닐하우스와 같은 용도별 부하에 보충적으로 냉방할 수 있도록 하는 히트펌프 시스템을 제공함을 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 히트펌프 자동운전 시스템은,
열원을 공급하는 지열 열교환기(100), 공급헤더(220), 리턴헤더(210), 열원공급측 입구 및 출구와 열교환측 입구와 출구를 가지는 히트펌프(300), 축열탱크(400), 보조축열탱크(500), 열교환기(600), 복수개가 설치되어 개폐 제어되는 제어밸브(CV01 ~ CV22), 복수개가 설치되어 유로가 개폐 제어되며, 입구 a, 입구 b 및 출구로 구성된 삼방밸브 2(TV02), 입구, 출구 a 및 b로 구성되는 삼방밸브 1 및 3 내지 5(TV01, TV03 ~ TV05), 복수개가 설치되어 배관속 열매체를 순환시키는 순환펌프 1 내지 5(PP01 ~ PP05), 복수개가 설치되어 온도데이터를 제어부에 전송하는 온도센서 1 내지 15(PT01 ~ PT15), 공조 부하(ACL)와 바닥난방 부하(FHL)로 구성되는 부하부 및 제어부(미도시)로 구성된다.
본 발명의 히트펌프 자동운전 시스템을 구성하는 요소간 상호 배관 연결관계에 대해 설명하면 상기 지열 열교환기(100)의 출구는 공급헤더(210)의 입구와 배관연결되며, 상기 공급헤더(220)의 출구는 삼방밸브 1(TV01)의 입구 a와 배관연결되며, 상기 삼방밸브 1(TV01)의 출구는 상기 히트펌프(300)의 열원공급측 입구와 배관연결되며, 상기 히트펌프(300)의 열원공급측 출구는 삼방밸브 2(TV02)의 입구와 배관연결되며, 상기 삼방밸브 2(TV02)의 출구 a는 상기 열교환기(600) 열원공급측 입구와 배관연결되며, 상기 열교환기(600) 열원공급측 출구는 상기 리턴헤더(210) 입구와 연결되며, 상기 삼방밸브 2(TV02)의 출구 b는 상기 열교환기(600) 열원공급측 출구와 리턴헤더(210) 사이의 배관에 연결되며, 상기 리턴헤더(210) 출구는 지열 열교환기(100) 입구와 배관연결되며, 상기 히트펌프(300)의 열교환측 출구는 상기 축열탱크(400)의 상단에 위치하는 축열측 온수부와는 제어밸브 22(CV22)가 설치되어 배관 연결되되 상기 축열탱크(400)의 하단에 위치하는 축열측 냉수부와는 제어밸브 21(CV21)이 설치되어 배관연결되며, 상기 히트펌프(300)의 열교환측 입구는 삼방밸브 3(TV03)의 출구와 배관연결되며, 상기 삼방밸브 3(TV03)의 입구 a는 상기 축열탱크(400)의 상단에 위치하는 축열측 온수부와 배관연결되며, 상기 삼방밸브 3(TV03)의 입구 b는 상기 축열탱크(400) 하단에 위치하는 축열측 냉수부와 배관연결되며, 상기 삼방밸브 1(TV01)의 입구 b는 상기 삼방밸브 2(TV02)의 출구 b와 리턴헤더(210) 사이의 배관에 연결된다.
또한 상기 열교환기(600) 열교환측 입구는 분기되어 제어밸브 13 내지 16(CV13 내지 CV16)의 각각의 일단과 배관연결되며, 제어밸브 13(CV13) 및 14(CV14)의 타단은 각각 보조축열탱크(500)의 축열측 냉수부 및 온수부에 배관연결되며, 제어밸브 15(CV15) 및 16(CV16)의 타단은 각각 축열탱크(400)의 축열측 온수부 및 냉수부에 배관연결되며, 상기 열교환기(600) 열교환측 출구는 분기되어 제어밸브 17(CV17) 내지 20(CV20)의 각각의 일단과 배관연결되며, 제어밸브 17(CV17) 및 18(CV18)의 타단은 각각 보조축열탱크(500)의 축열측 온수부 및 냉수부에 배관연결되며, 제어밸브 19(CV19) 및 20(CV20)의 타단은 각각 축열탱크(400)의 축열측 온수부 및 냉수부에 배관연결된다.
또한 상기 공조 부하(ACL)의 공급부는 삼방밸브 5(TV05)의 출구와 배관연결되며, 삼방밸브 5(TV05)의 입구 a는 상기 축열탱크(400) 및 보조축열탱크(500) 각각의 상단에 위치하는 부하공급측 온수부에 각각 제어밸브 1(CV01) 및 2(CV02)가 설치되어 배관연결되며, 삼방밸브 5(TV05)의 입구 b는 상기 축열탱크(400) 및 보조축열탱크(500) 각각의 하단에 위치하는 부하공급측 냉수부에 각각 제어밸브 3(CV03) 및 4(CV04)가 설치되어 배관연결되며, 상기 공조 부하(ACL)의 토출부는 제어밸브 5(CV05) 및 6(CV06)의 일단에 분기하여 배관연결되며, 상기 제어밸브 5(CV05)의 타단은 상기 삼방밸브 5(TV05)의 입구 a와 제어밸브 1(CV01) 및 2(CV02) 사이의 배관에 배관연결되며, 상기 제어밸브 6(CV06)의 타단은 상기 삼방밸브 5(TV05)의 입구 b와 제어밸브 3 및 4 사이의 배관에 배관연결된다.
또한 상기 바닥난방 부하(FHL)의 공급부는 삼방밸브 4(TV04)의 출구와 배관연결되며, 삼방밸브 4(TV04)의 입구 a는 상기 축열탱크(400) 및 보조축열탱크(500) 각각의 상단에 위치하는 부하공급측 온수부 사이에 각각 제어밸브 7(CV07) 및 8(CV08)이 설치되어 배관연결되며, 삼방밸브 4(TV04)의 입구 b는 상기 축열탱크(400) 및 보조축열탱크(500) 각각의 하단에 위치하는 부하공급측 냉수부 사이에 각각 제어밸브 9(CV09) 및 10(CV10)이 설치되어 배관연결되며, 상기 바닥난방 부하(FHL)의 토출부는 제어밸브 11(CV11) 및 12(CV12)의 일단에 분기하여 배관연결되며, 상기 제어밸브 11(CV11)의 타단은 상기 삼방밸브 4(TV04)의 입구 a와 제어밸브 7(CV07) 및 8(CV08) 사이의 배관에 배관연결되며, 상기 제어밸브 12(CV12)의 타단은 상기 삼방밸브 4(TV04)의 입구 b와 제어밸브 9(CV09) 및 10(CV10) 사이의 배관에 배관연결된다.
상기 순환펌프 1 내지 5(PP01 내지 PP05)의 설치위치를 보면 상기 삼방밸브 1(TV01)의 출구와 히트펌프(300)의 열원공급측 입구사이의 배관에 순환펌프 1(PP01)이 설치되며, 상기 삼방밸브 3(TV03)의 출구와 히트펌프(300) 열교환측 입구사이의 배관에 순환펌프 2(PP02)가 설치되며, 제어밸브 13 내지 16(CV13 내지 CV16)과 열교환기(600) 열교환측 입구 사이의 배관에 순환펌프 3(PP03)이 설치되며, 상기 삼방밸브 5(TV05)의 출구와 공조부하(ACL)의 공급부 사이의 배관에 순환펌프 4(PP04)가 설치되며, 삼방밸브 4(TV04)의 출구와 바닥난방 부하(FHL)의 공급부 사이의 배관에 순환펌프 5(PP05)가 설치된다.
상기 온도센서(PT01 내지 PT15)의 설치위치를 보면 공급헤더(220) 출구, 삼방밸브 1(TV01)의 출구, 히트펌프(300) 열원공급측 출구, 리턴헤더(210)의 입구, 삼방밸브 3(TV03)의 출구, 축열탱크(400) 축열측 및 부하공급측의 각 온수부 및 냉수부, 보조 축열탱크(400) 축열측 및 부하공급측의 각 온수부 및 냉수부, 바닥난방 부하(FHL)의 공급부, 삼방밸브 5(TV05)의 출구 및 공조부하(ACL)에 각각 설치된다.
상기 히트펌프 자동운전 시스템은 제어부가 온도센서(PT01 내지 PT15)에 의해 수집되는 데이터를 입력받아 전체 시스템의 작동을 제어함을 특징으로 한다.
상기 히트펌프 자동운전 시스템의 난방 축열 운전방법에 있어서,
상기 난방 축열 운전방법은 난방 축열 운전 모드 1 및 2와 열원보상 운전모드로 구성된다.
상기 난방 축열 운전 모드 1은 지열에너지를 축열탱크에 온수로서 저장하는 모드로서, 지열열교환기(100), 히트펌프(300), 순환펌프 1(PP01) 및 2(PP02)가 동작하며,
삼방밸브 1(TV01)은 입구 b는 닫히고 입구 a와 출구가 열리고, 삼방밸브 2(TV02)는 출구 a는 닫히고 입구와 출구 b가 열리며, 삼방밸브 3(TV03)은 입구 a는 닫히고 입구 b와 출구는 열리고, 모든 제어밸브 중에 제어밸브 22(CV22)만 열리면서 작동한다.
상기 난방 축열 운전 모드 2는 지열에너지를 축열탱크에 온수로 저장하면서 동시에 보조축열탱크(500)에 냉수로 저장하는 모드로서, 지열열교환기(100), 히트펌프(300), 열교환기(600), 순환펌프 1 내지 3(PP01 내지 PP03)이 동작하며, 삼방밸브 1(TV01)은 입구 b는 닫히고 입구 a와 출구가 열리고, 삼방밸브 2(TV02)는 출구 b는 닫히고 입구와 출구 a가 열리며, 삼방밸브 3(TV03)은 입구 a는 닫히고 입구 b와 출구는 열리고, 모든 제어밸브 중에 제어밸브 14(CV14), 18(CV18), 22(CV22)만 열리면서 작동한다.
상기 열원보상 운전모드는 지열에너지를 축열탱크에 온수로서 변환 저장하기에 부족한 온도 상태인 경우 이를 보상하기 위한 모드로서, 지열 열교환기(100), 히트펌프(300), 열교환기, 순환펌프 1 내지 3(PP01 내지 PP03)이 동작하며, 삼방밸브 1(TV01)은 입구 a 및 b, 출구가 모두 열리고, 삼방밸브 2(TV02)는 출구 b가 닫히고 입구와 출구 a가 열리며, 삼방밸브 3(TV03)은 입구 a는 닫히고 입구 b와 출구는 열리고, 모든 제어밸브 중에 제어밸브 15(CV15), 19(CV19), 22(CV22)만 열리면서 작동한다.
상기 히트펌프 자동운전 시스템의 냉방 축열 운전방법에 있어서,
상기 냉방 축열 운전방법은 냉방 축열 운전 모드 1 및 2와 열원보상 운전모드로 구성된다.
상기 냉방 축열 운전 모드 1은 지열에너지를 축열탱크에 냉수로서 저장하는 모드로서, 지열 열교환기(100), 히트펌프(300), 순환펌프 1(PP01) 및 2(PP02)가 동작하며, 삼방밸브 1(TV01)은 입구 b는 닫히고 입구 a와 출구가 열리고, 삼방밸브 2(TV02)는 출구 a는 닫히고 입구와 출구 b가 열리며, 삼방밸브 3(TV03)은 입구 a와 출구는 열리고 입구 b는 닫히고, 모든 제어밸브 중에 제어밸브 21(CV21)만 열리면서 작동한다.
상기 냉방 축열 운전 모드 2는 지열에너지를 축열탱크에 냉수로 저장하면서 동시에 보조축열탱크(500)에 온수로 저장하는 모드로서, 지열열교환기(100), 히트펌프(300), 열교환기(600), 순환펌프 1 내지 3(PP01 내지 PP03)이 동작하며, 삼방밸브 1(TV01)의 입구 b는 닫히고 입구 a와 출구가 열리고, 삼방밸브 2(TV02)는 출구 b는 닫히고 입구와 출구 a가 열리며, 삼방밸브 3(TV03)은 입구 a와 출구는 열리고 입구 b는 닫히고, 모든 제어밸브 중에 제어밸브 13(CV13), 17(CV17) 및 21(CV21)만 열리면서 작동한다.
상기 열원보상 운전모드는 지열에너지를 축열탱크에 냉수로서 변환 저장하기에 부족한 온도 상태인 경우 이를 보상하기 위한 모드로서, 지열열교환기(100), 히트펌프(300), 열교환기(600), 순환펌프 1 내지 3(PP01 내지 PP03)이 동작하며, 삼방밸브 1(TV01)은 입구 a 및 b, 출구가 모두 열리고, 삼방밸브 2(TV02)는 출구 b는 닫히고 입구와 출구 a가 열리며, 삼방밸브 3(TV03)은 입구 a와 출구는 열리고 입구 b는 닫히고, 모든 제어밸브 중에 제어밸브 16(CV16), 20(CV20) 및 21(CV21)만 열리면서 작동한다.
상기 히트펌프 자동운전 시스템의 동계 운전방법은 공조기 난방 모드, 공조기 냉방 모드, 바닥 난방 모드, 바닥 난방 순환 모드로 구성된다.
상기 공조기 난방 모드는 순환펌프 4(PP04)가 동작하며, 삼방밸브 5(TV05)의 입구 b가 닫히고, 입구 a 및 출구가 열리며, 모든 제어밸브 중에 제어밸브 1(CV01), 3(CV03), 6(CV06)이 열리면서 작동한다.
상기 공조기 냉방 모드는 순환펌프 4(PP04)가 동작하며, 삼방밸브 5(TV05)의 입구 a가 닫히고, 입구 b 및 출구가 열리며, 모든 제어밸브 중에 제어밸브 2(CV02), 4(CV04), 5(CV05)가 열리면서 작동한다.
상기 바닥 난방 모드는 순환펌프 5(PP05)가 동작하며, 삼방밸브 4(TV04)의 입구 b가 닫히고, 입구 a 및 출구가 열리며, 모든 제어밸브 중에 제어밸브 7(CV07), 9(CV09), 12(CV12)가 열리면서 작동한다.
상기 바닥 난방 순환 모드는 순환펌프 5(PP05)가 동작하며, 삼방밸브 4(CV04)의 입구 b가 닫히고, 입구 a 및 출구가 열리며, 모든 제어밸브 중에 11(CV11)만 열리면서 작동한다.
상기 히트펌프 자동운전 시스템의 하계 운전방법은 공조기 냉방 모드 및 공조기 및 바닥 난방 모드로 구성된다.
상기 공조기 냉방 모드는 순환펌프 4(PP04)가 동작하며, 삼방밸브 4(TV04)의 입구 a가 닫히고, 입구 b 및 출구가 열리며, 모든 제어밸브 중에 제어밸브 1(CV01), 3(CV03), 5(CV05)가 열리면서 작동한다.
상기 공조기 및 바닥 난방 모드는 순환펌프 4(PP04) 및 5(PP05)가 동작하며, 삼방밸브 4(TV04)의 입구 b가 닫히고, 입구 a 및 출구가 열리며, 삼방밸브 5(TV05)의 입구 b가 닫히고, 입구 a 및 출구가 열리며, 모든 제어밸브 중에 제어밸브 2(CV02), 4(CV04), 6(CV06), 8(CV08), 10(CV10) 및 12(CV12)만 열리면서 작동함을 특징으로 한다.
본 발명인 히트펌프 자동운전 시스템에 따르면 다음과 같은 효과가 있다.
(1) 열원 유입수 온도보상 운전을 시행하여 열원측에서 유입되는 온도를 시스템의 열교환 내지 최적 효율을 가지게 하는 온도를 유지하게 한다.
(2) 하나의 시스템에서 부하의 시간별, 용도별 온도 수요에 대응하여 냉난방이 동시에 혹은 단독으로 작동되도록 하여, 히트펌프 시스템의 융통성을 기하게 할 수 있다.
도 1은 본원발명인 히트펌프 자동운전 시스템의 개략적인 컨셉도면이다.
도 2는 본원발명인 히트펌프 자동운전 시스템의 난방 축열 방법을 나타낸 도면이다.
도 3은 본원발명인 히트펌프 자동운전 시스템의 난방 축열외에 보조 축열탱크에 냉수를 별도로 저장하는 것을 나타낸 도면이다.
도 4는 본원발명인 히트펌프 자동운전 시스템의 난방 축열시에 열원보상 운전방법을 나타낸 도면이다.
도 5는 본원발명인 히트펌프 자동운전 시스템의 냉방 축열 방법을 나타낸 도면이다.
도 6은 본원발명인 히트펌프 자동운전 시스템의 냉방 축열시에 보조 축열탱크에 온수를 별도로 저장하는 것을 나타낸 도면이다.
도 7은 본원발명인 히트펌프 자동운전 시스템의 냉방 축열시에 열원보상 운전방법을 나타낸 도면이다.
도 8은 본원발명인 히트펌프 자동운전 시스템의 겨울철 공조기 난방 동작을 나타낸 도면이다.
도 9는 본원발명인 히트펌프 자동운전 시스템의 겨울철 공조기 냉방 동작을 나타낸 도면이다.
도 10은 본원발명인 히트펌프 자동운전 시스템의 여름철 공조기 냉방 동작을 나타낸 도면이다.
도 11은 본원발명인 히트펌프 자동운전 시스템의 여름철 공조기와 바닥 난방 동작을 나타낸 도면이다.
도 12는 본원발명인 히트펌프 자동운전 시스템의 겨울철 바닥 난방 동작을 나타낸 도면이다.
도 13은 본원발명인 히트펌프 자동운전 시스템의 바닥난방 순환 동작을 나타낸 도면이다.
도 14 및 15는 국내 히트펌프 제조업체들의 히트펌프의 냉난방에 있어서 부하측 순환수의 유입온도와 열원측 순환수의 유입온도 조건에 있어서 최고 효율이 어느 경우에 발현되는지를 나타낸 시험성적서이다.
먼저, 본 발명의 구체적인 설명에 들어가기에 앞서, 본 발명에 관련된 공지 기술 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라 질 수 있으므로, 그 정의는 본 발명에 따른 "히트펌프 자동운전 시스템"을 설명하는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 한다.
도 1은 본원발명인 히트펌프 자동운전 시스템의 개략적인 컨셉도면이며, 도 2는 본원발명인 히트펌프 자동운전 시스템의 난방 축열 방법을 나타낸 도면이고, 도 3은 본원발명인 히트펌프 자동운전 시스템의 난방 축열외에 보조 축열탱크에 냉수를 별도로 저장하는 것을 나타낸 도면이며, 도 4는 본원발명인 히트펌프 자동운전 시스템의 난방 축열시에 열원보상 운전방법을 나타낸 도면이고, 도 5는 본원발명인 히트펌프 자동운전 시스템의 냉방 축열 방법을 나타낸 도면이며, 도 6은 본원발명인 히트펌프 자동운전 시스템의 냉방 축열시에 보조 축열탱크에 온수를 별도로 저장하는 것을 나타낸 도면이고, 도 7은 본원발명인 히트펌프 자동운전 시스템의 냉방 축열시에 열원보상 운전방법을 나타낸 도면이며, 도 8은 본원발명인 히트펌프 자동운전 시스템의 겨울철 공조기 난방 동작을 나타낸 도면이고, 도 9는 본원발명인 히트펌프 자동운전 시스템의 겨울철 공조기 냉방 동작을 나타낸 도면이며, 도 10은 본원발명인 히트펌프 자동운전 시스템의 여름철 공조기 냉방 동작을 나타낸 도면이고, 도 11은 본원발명인 히트펌프 자동운전 시스템의 여름철 공조기와 바닥 난방 동작을 나타낸 도면이며, 도 12는 본원발명인 히트펌프 자동운전 시스템의 겨울철 바닥 난방 동작을 나타낸 도면이고, 도 13은 본원발명인 히트펌프 자동운전 시스템의 바닥난방 순환 동작을 나타낸 도면이며, 도 14는 및 15는 국내 히트펌프 제조업체들의 히트펌프의 냉난방에 있어서 부하측 순환수의 유입온도와 열원측 순환수의 유입온도 조건에 있어서 최고 효율이 어느 경우에 발현되는지를 나타낸 시험성적서이다.
도 1을 참조하면 상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 히트펌프 자동운전 시스템은, 열원을 공급하는 지열 열교환기(100), 공급헤더(220), 리턴헤더(210), 열원공급측 입구 및 출구와 열교환측 입구와 출구를 가지는 히트펌프(300), 축열탱크(400), 보조축열탱크(500), 열교환기(600), 복수개가 설치되어 개폐 제어되는 제어밸브(CV01 ~ CV22), 복수개가 설치되어 유로가 개폐 제어되며, 입구 a, 입구 b 및 출구로 구성된 삼방밸브 2(TV02), 입구, 출구 a 및 b로 구성되는 삼방밸브 1 및 3 내지 5(TV01, TV03 ~ TV05), 복수개가 설치되어 배관속 열매체를 순환시키는 순환펌프 1 내지 5(PP01 ~ PP05), 복수개가 설치되어 온도데이터를 제어부에 전송하는 온도센서 1 내지 15(PT01 ~ PT15), 공조 부하(ACL)와 바닥난방 부하(FHL)로 구성되는 부하부 및 제어부(미도시)로 구성된다.
축열탱크와 보조축열탱크는 상부와 하부에 두개씩 배관연결되는 곳이 있는데, 이 곳 중 축열탱크와 보조축열탱크가 열매체를 공급받는 곳은 축열측이라 하며 부하에 열매체를 공급하는 곳은 부하공급측이라 한다.
축열탱크와 보조축열탱크의 하단에서 부하에 공급하는 곳의 연결부는 부하공급측 냉수부라 하며, 공급받는 곳은 축열측 냉수부라 한다.
반대로 축열탱크와 보조축열탱크의 상단에서 부하에 공급하는 곳의 연결부는 부하공급측 온수부라 하며, 공급받는 곳은 축열측 냉수부라 한다.
본 발명의 히트펌프 자동운전 시스템을 구성하는 요소간 상호 배관 연결관계에 대해 설명하면 상기 지열 열교환기(100)의 출구는 공급헤더(210)의 입구와 배관연결되며, 상기 공급헤더(220)의 출구는 삼방밸브 1(TV01)의 입구 a와 배관연결되며, 상기 삼방밸브 1(TV01)의 출구는 상기 히트펌프(300)의 열원공급측 입구와 배관연결되며, 상기 히트펌프(300)의 열원공급측 출구는 삼방밸브 2(TV02)의 입구와 배관연결되며, 상기 삼방밸브 2(TV02)의 출구 a는 상기 열교환기(600) 열원공급측 입구와 배관연결되며, 상기 열교환기(600) 열원공급측 출구는 상기 리턴헤드(210) 입구와 연결되며, 상기 삼방밸브 2(TV02)의 출구 b는 상기 열교환기(600) 열원공급측 출구와 리턴헤더(210) 사이의 배관에 연결되며, 상기 리턴헤더(210) 출구는 지열 열교환기(100) 입구와 배관연결되며, 상기 히트펌프(300)의 열교환측 출구는 상기 축열탱크(400)의 상단에 위치하는 축열측 온수부와는 제어밸브 22(CV22)가 설치되어 배관 연결되되 상기 축열탱크(400)의 하단에 위치하는 축열측 냉수부와는 제어밸브 21(CV21)이 설치되어 배관연결되며, 상기 히트펌프(300)의 열교환측 입구는 삼방밸브 3(TV03)의 출구와 배관연결되며, 상기 삼방밸브 3(TV03)의 입구 a는 상기 축열탱크(400)의 상단에 위치하는 축열측 온수부와 배관연결되며, 상기 삼방밸브 3(TV03)의 입구 b는 상기 축열탱크(400) 하단에 위치하는 축열측 냉수부와 배관연결되며, 상기 삼방밸브 1(TV01)의 입구 b는 상기 삼방밸브 2(TV02)의 출구 b와 리턴헤더(210) 사이의 배관에 연결된다.
또한 상기 열교환기(600) 열교환측 입구는 분기되어 제어밸브 13 내지 16(CV13 내지 CV16)의 각각의 일단과 배관연결되며, 제어밸브 13(CV13) 및 14(CV14)의 타단은 각각 보조축열탱크(500)의 축열측 냉수부 및 온수부에 배관연결되며, 제어밸브 15(CV15) 및 16(CV16)의 타단은 각각 축열탱크(400)의 축열측 온수부 및 냉수부에 배관연결되며, 상기 열교환기(600) 열교환측 출구는 분기되어 제어밸브 17(CV17) 내지 20(CV20)의 각각의 일단과 배관연결되며, 제어밸브 17(CV17) 및 18(CV18)의 타단은 각각 보조축열탱크(500)의 축열측 온수부 및 냉수부에 배관연결되며, 제어밸브 19(CV19) 및 20(CV20)의 타단은 각각 축열탱크(400)의 축열측 온수부 및 냉수부에 배관연결된다.
또한 상기 공조 부하(ACL)의 공급부는 삼방밸브 5(TV05)의 출구와 배관연결되며, 삼방밸브 5(TV05)의 입구 a는 상기 축열탱크(400) 및 보조축열탱크(500) 각각의 상단에 위치하는 부하공급측 온수부에 각각 제어밸브 1(CV01) 및 2(CV02)가 설치되어 배관연결되며, 삼방밸브 5(TV05)의 입구 b는 상기 축열탱크(400) 및 보조축열탱크(500) 각각의 하단에 위치하는 부하공급측 냉수부에 각각 제어밸브 3(CV03) 및 4(CV04)가 설치되어 배관연결되며, 상기 공조 부하(ACL)의 토출부는 제어밸브 5(CV05) 및 6(CV06)의 일단에 분기하여 배관연결되며, 상기 제어밸브 5(CV05)의 타단은 상기 삼방밸브 5(TV05)의 입구 a와 제어밸브 1(CV01) 및 2(CV02) 사이의 배관에 배관연결되며, 상기 제어밸브 6(CV06)의 타단은 상기 삼방밸브 5(TV05)의 입구 b와 제어밸브 3 및 4 사이의 배관에 배관연결된다.
또한 상기 바닥난방 부하(FHL)의 공급부는 삼방밸브 4(TV04)의 출구와 배관연결되며, 삼방밸브 4(TV04)의 입구 a는 상기 축열탱크(400) 및 보조축열탱크(500) 각각의 상단에 위치하는 부하공급측 온수부 사이에 각각 제어밸브 7(CV07) 및 8(CV08)이 설치되어 배관연결되며, 삼방밸브 4(TV04)의 입구 b는 상기 축열탱크(400) 및 보조축열탱크(500) 각각의 하단에 위치하는 부하공급측 냉수부 사이에 각각 제어밸브 9(CV09) 및 10(CV10)이 설치되어 배관연결되며, 상기 바닥난방 부하(FHL)의 토출부는 제어밸브 11(CV11) 및 12(CV12)의 일단에 분기하여 배관연결되며, 상기 제어밸브 11(CV11)의 타단은 상기 삼방밸브 4(TV04)의 입구 a와 제어밸브 7(CV07) 및 8(CV08) 사이의 배관에 배관연결되며, 상기 제어밸브 12(CV12)의 타단은 상기 삼방밸브 4(TV04)의 입구 b와 제어밸브 9(CV09) 및 10(CV10) 사이의 배관에 배관연결된다.
상기 순환펌프 1 내지 5(PP01 내지 PP05)의 설치위치를 보면 상기 삼방밸브 1(TV01)의 출구와 히트펌프(300)의 열원공급측 입구사이의 배관에 순환펌프 1(PP01)이 설치되며, 상기 삼방밸브 3(TV03)의 출구와 히트펌프(300) 열교환측 입구사이의 배관에 순환펌프 2(PP02)가 설치되며, 제어밸브 13 내지 16(CV13 내지 CV16)과 열교환기(600) 열교환측 입구 사이의 배관에 순환펌프 3(PP03)이 설치되며, 상기 삼방밸브 5(TV05)의 출구와 공조부하(ACL)의 공급부 사이의 배관에 순환펌프 4(PP04)가 설치되며, 삼방밸브 4(TV04)의 출구와 바닥난방 부하(FHL)의 공급부 사이의 배관에 순환펌프 5(PP05)가 설치된다.
상기 온도센서(PT01 내지 PT15)의 설치위치를 보면 공급헤더(220) 출구, 삼방밸브 1(TV01)의 출구, 히트펌프(300) 열원공급측 출구, 리턴헤더(210)의 입구, 삼방밸브 3(TV03)의 출구, 축열탱크(400) 축열측 및 부하공급측의 각 온수부 및 냉수부, 보조 축열탱크(400) 축열측 및 부하공급측의 각 온수부 및 냉수부, 바닥난방 부하(FHL)의 공급부, 삼방밸브 5(TV05)의 출구 및 공조부하(ACL)에 각각 설치된다.
상기 히트펌프 자동운전 시스템은 제어부가 온도센서(PT01 내지 PT15)에 의해 수집되는 데이터를 입력받아 온오프 제어신호에 의해 전체 시스템의 작동을 제어함을 특징으로 한다.
상세히 설명하면, 제어부의 온오프 제어신호는 본원발명인 히트펌프 자동운전 시스템에 설치된 각종 제어밸브, 삼방밸브의 개폐, 순환펌프의 작동, 열교환기 및 히트펌프의 운전을 제어한다.
상기 히트펌프 자동운전 시스템은 현재 축열탱크에 설정된 온도값과 현재 축열탱크의 온도를 비교하여 난방 또는 냉방 축열모드로 자동으로 전환된다.
도 2 내지 4를 참조하면 상기 히트펌프 자동운전 시스템의 난방 축열 운전방법에 있어서, 상기 난방 축열 운전방법은 난방 축열 운전 모드 1 및 2와 열원보상 운전모드로 구성된다.
상기 난방 축열 운전 모드 1은 지열에너지를 축열탱크에 온수로서 저장하는 모드로서, 지열열교환기(100), 히트펌프(300), 순환펌프 1(PP01) 및 2(PP02)가 동작하며,
삼방밸브 1(TV01)은 입구 b는 닫히고 입구 a와 출구가 열리고, 삼방밸브 2(TV02)는 출구 a는 닫히고 입구와 출구 b가 열리며, 삼방밸브 3(TV03)은 입구 a는 닫히고 입구 b와 출구는 열리고, 모든 제어밸브 중에 제어밸브 22(CV22)만 열리면서 작동한다.
상기 난방 축열 운전 모드 2는 지열에너지를 축열탱크에 온수로 저장하면서 동시에 보조축열탱크(500)에 냉수로 저장하는 모드로서, 지열열교환기(100), 히트펌프(300), 열교환기(600), 순환펌프 1 내지 3(PP01 내지 PP03)이 동작하며, 삼방밸브 1(TV01)은 입구 b는 닫히고 입구 a와 출구가 열리고, 삼방밸브 2(TV02)는 출구 b는 닫히고 입구와 출구 a가 열리며, 삼방밸브 3(TV03)은 입구 a는 닫히고 입구 b와 출구는 열리고, 모든 제어밸브 중에 제어밸브 14(CV14), 18(CV18), 22(CV22)만 열리면서 작동한다.
이러한 난방 축열 운전 모드 2에서는 난방 축열외에도 보조축열탱크에 냉수를 저장할 수 있어, 온실의 경우 겨울의 낮에도 측창이나 천창을 개방하지 않고 온도를 낮출 수 있게 된다.
난방축열모드일때 히트펌프의 열원공급측에서 유입하는 열매체의 온도는 15℃이고, 열교환측 출구에 유입하는 열매체의 온도는 40℃ 일때 최대 효율로 작동하므로 제어부의 히트펌프의 열원공급측과 열교환측의 입구의 추종온도는 이를 기준으로 정해지게 된다.
상기 열원보상 운전모드는 지열에너지를 축열탱크에 온수로서 변환 저장하기에 부족한 온도 상태인 경우 이를 보상하기 위한 모드로서, 지열 열교환기(100), 히트펌프(300), 열교환기, 순환펌프 1 내지 3(PP01 내지 PP03)이 동작하며, 삼방밸브 1(TV01)은 입구 a 및 b, 출구가 모두 열리고, 삼방밸브 2(TV02)는 출구 b가 닫히고 입구와 출구 a가 열리며, 삼방밸브 3(TV03)은 입구 a는 닫히고 입구 b와 출구는 열리고, 모든 제어밸브 중에 제어밸브 15(CV15), 19(CV19), 22(CV22)만 열리면서 작동한다.
이러한 열원보상 운전모드가 필요한 이유는 히트펌프의 열원공급측 온도가 15℃일때 최대 효율을 나타내게 되는데, 이보다 온도가 낮을 경우 효율이 낮아지므로 이러한 열원보상 운전모드가 필요한 것이다.
즉 히트펌프의 열원공급측 온도가 15℃ 미만일 때 열원보상 운전모드가 작동하게 된다.
이를 구체적으로 설명하면 히트펌프(300)의 열교환측 입구에 유입되는 열매체의 온도는 40℃로 설정하고, 열원공급측 입구에 유입되는 열매체의 온도는 15℃로 설정하되, 상기 설정된 온도에 도달될 때까지를 시스템의 과도 제어 단계인데, 특히 열원공급측 입구에 유입되는 열매체의 온도가 설정 온도에 미치지 못할 경우 열원보상운전모드가 가동된다.
상기 설정된 온도는 히트펌프에 의한 열교환효율이 가장 좋은 조건의 필요조건이기 때문이다.
도면 14 및 15를 참조하면 국내의 히트펌프 제조업체인 대* 히트펌프, 귀***히트펌프의 시험결과서에 따르면 난방에 있어서 히트펌프에 유입되는 열원측 유입수의 온도가 15℃이고, 히트펌프의 열교환측 유입수의 온도는 40℃에 가장 좋은 효율을 가짐을 알 수있다.
상기 설정 온도에 도달하면, 난방 축열 운전에 있어서 축열탱크에 저장된 열매체가 설정된 온도에 도달될 때까지 상기 난방 축열 운전 모드 1이 가동되며, 또한 동시에 보조축열탱크에 냉수로서 축열하기 위해서는 상기 난방 축열모드 2가 가동되는 것이다.
보통 삼방밸브는 유로의 전환의 경우에 많이 사용되지만, 본 발명에 있어서는 유로의 전환에도 사용되지만 주로 열매체를 혼합하여 온도를 높이거나 낮추는 역할을 한다.
상기 삼방밸브는 입구 a 및 b, 출구된 형태 및 입구 및 출구 a 및 b로 되어 있는지를 불문하고 개방되면, 비례제어의 형태를 따르는 밸브를 사용함이 바람직하다.
예를 들면 삼방밸브가 입구 a와 출구가 개방된 상태에서 추가로 입구 b가 개방되면 입구 b의 개방정도에 따라 그 유량의 출입이 비례제어된다는 것이다. 결국 유량의 출입이 제어된다는 것은 바꾸어 말하면 입력되는 열매체에 의해 출력되는 열매체의 온도가 제어될 수 있음을 의미하는 것이다.
도 5 내지 도 7을 참조하면 상기 히트펌프 자동운전 시스템의 냉방 축열 운전방법에 있어서, 상기 냉방 축열 운전방법은 냉방 축열 운전 모드 1 및 2와 열원보상 운전모드로 구성된다.
상기 냉방 축열 운전 모드 1은 지열에너지를 축열탱크에 냉수로서 저장하는 모드로서, 지열열교환기(100), 히트펌프(300), 순환펌프 1(PP01) 및 2(PP02)가 동작하며, 삼방밸브 1(TV01)은 입구 b는 닫히고 입구 a와 출구가 열리고, 삼방밸브 2(TV02)는 출구 a는 닫히고 입구와 출구 b가 열리며, 삼방밸브 3(TV03)은 입구 a와 출구는 열리고 입구 b는 닫히고, 모든 제어밸브 중에 제어밸브 21(CV21)만 열리면서 작동한다.
상기 냉방 축열 운전 모드 2는 지열에너지를 축열탱크에 냉수로 저장하면서 동시에 보조축열탱크(500)에 온수로 저장하는 모드로서, 지열열교환기(100), 히트펌프(300), 열교환기(600), 순환펌프 1 내지 3(PP01 내지 PP03)이 동작하며, 삼방밸브 1(TV01)의 입구 b는 닫히고 입구 a와 출구가 열리고, 삼방밸브 2(TV02)는 출구 b는 닫히고 입구와 출구 a가 열리며, 삼방밸브 3(TV03)은 입구 a와 출구는 열리고 입구 b는 닫히고, 모든 제어밸브 중에 제어밸브 13(CV13), 17(CV17) 및 21(CV21)만 열리면서 작동한다.
상기 열원보상 운전모드는 지열에너지를 축열탱크에 냉수로서 변환 저장하기에 부족한 온도 상태인 경우 이를 보상하기 위한 모드로서, 지열열교환기(100), 히트펌프(300), 열교환기(600), 순환펌프 1 내지 3(PP01 내지 PP03)이 동작하며, 삼방밸브 1(TV01)은 입구 a 및 b, 출구가 모두 열리고, 삼방밸브 2(TV02)는 출구 b는 닫히고 입구와 출구 a가 열리며, 삼방밸브 3(TV03)은 입구 a와 출구는 열리고 입구 b는 닫히고, 모든 제어밸브 중에 제어밸브 16(CV16), 20(CV20) 및 21(CV21)만 열리면서 작동한다.
이를 구체적으로 설명하면 히트펌프(300)의 열교환측 입구에 유입되는 열매체의 온도는 12℃로 설정하고, 열원공급측 입구에 유입되는 열매체의 온도는 15℃로 설정하되, 상기 설정된 온도에 도달될 때까지를 시스템의 과도 제어 단계인데, 특히 열원공급측 입구에 유입되는 열매체의 온도가 설정 온도를 초과할 경우 열원보상운전모드가 가동된다.
상기 설정된 온도는 냉방에 있어서 히트펌프에 의한 열교환효율이 가장 좋은 필요조건이기 때문이다.
도면 14 및 15를 참조하면 국내의 히트펌프 제조업체인 대* 히트펌프, 귀***히트펌프의 시험결과서에 따르면 냉방에 있어서 히트펌프에 유입되는 열원측 유입수의 온도가 15℃이고, 히트펌프의 열교환측 유입수의 온도는 12℃에 가장 좋은 효율을 가짐을 알 수있다.
상기 설정 온도에 도달하면, 냉방 축열 운전에 있어서 축열탱크에 저장된 열매체가 특정의 설정된 온도에 도달될 때까지 상기 냉방 축열 운전 모드 1이 가동되며, 또한 동시에 보조축열탱크에 온수로서 축열하기 위해서는 상기 냉방 축열모드 2가 가동되는 것이다.
도 8, 도 9, 도 12 및 도 13을 참조하면 상기 히트펌프 자동운전 시스템의 동계 운전방법은 공조기 난방 모드, 공조기 냉방 모드, 바닥 난방 모드, 바닥 난방 순환 모드로 구성된다.
상기 공조기 냉방 및 난방 모드에서 그 장치는 팬코일 유니트를 활용함이 바람직하다.
도 8을 참조하면 상기 공조기 난방 모드는 순환펌프 4(PP04)가 동작하며, 삼방밸브 5(TV05)의 입구 b가 닫히고, 입구 a 및 출구가 열리며, 모든 제어밸브 중에 제어밸브 1(CV01), 3(CV03), 6(CV06)이 열리면서 작동한다.
도 9를 참조하면 상기 공조기 냉방 모드는 순환펌프 4(PP04)가 동작하며, 삼방밸브 5(TV05)의 입구 a가 닫히고, 입구 b 및 출구가 열리며, 모든 제어밸브 중에 제어밸브 2(CV02), 4(CV04), 5(CV05)가 열리면서 작동한다.
겨울철에도 온실과 같은 경우(부하)에는 낮시간에 온실상부에 온도가 상승하여 측창 및 천창을 개방하여 온도를 낮춰 줘야 하는 경우가 있는데 작물의 생육이나 바이러스 감염등의 염려가 있어 상기 공조기 냉방 모드가 가동됨이 효과적이다.
상기 공조기 냉방 모드는 히트펌프가 냉방으로 운전되지 않더라도 온실부하에 냉방가동할 수 있음에 그 특징이 있는 것이다.
도 12를 참조하면 상기 바닥 난방 모드는 순환펌프 5(PP05)가 동작하며, 삼방밸브 4(TV04)의 입구 b가 닫히고, 입구 a 및 출구가 열리며, 모든 제어밸브 중에 제어밸브 7(CV07), 9(CV09), 12(CV12)가 열리면서 작동한다.
도 13을 참조하면 상기 바닥 난방 순환 모드는 순환펌프 5(PP05)가 동작하며, 삼방밸브 4(CV04)의 입구 b가 닫히고, 입구 a 및 출구가 열리며, 모든 제어밸브 중에 11(CV11)만 열리면서 작동한다.
상기 바닥 난방 순환 모드는 축열탱크나 보조축열탱크의 저장된 열을 사용하지 않더라도 부하의 내부온도가 유지될 수 있는 경우에 가동됨이 바람직하며, 에너지 절약에 효과적이며, 부하의 실내 온도 편차를 최소화할 수 있어 쾌적한 환경을 유지할 수 있으며, 특히 온실부하일 경우 작물 생육에 도움이 된다.
도 10 및 도 11을 참조하면 상기 히트펌프 자동운전 시스템의 하계 운전방법은 공조기 냉방 모드 및 공조기 및 바닥 난방 모드로 구성된다.
도 10을 참조하면 상기 공조기 냉방 모드는 순환펌프 4(PP04)가 동작하며, 삼방밸브 4(TV04)의 입구 a가 닫히고, 입구 b 및 출구가 열리며, 모든 제어밸브 중에 제어밸브 1(CV01), 3(CV03), 5(CV05)가 열리면서 작동한다.
도 11을 참조하면 상기 공조기 및 바닥 난방 모드는 순환펌프 4(PP04) 및 5(PP05)가 동작하며, 삼방밸브 4(TV04)의 입구 b가 닫히고, 입구 a 및 출구가 열리며, 삼방밸브 5(TV05)의 입구 b가 닫히고, 입구 a 및 출구가 열리며, 모든 제어밸브 중에 제어밸브 2(CV02), 4(CV04), 6(CV06), 8(CV08), 10(CV10) 및 12(CV12)만 열리면서 작동함을 특징으로 한다.
공조기 부하에 설치된 습도센서(미도시)에 센싱된 값이 설정된 추종제어값보다 높으면 팬코일 유니트를 이용하여 제습할 수 있음이 바람직하다.
특히 습도가 높은 경우 내부의 열교환기가 흡입하여 토출하되, 열교환기에 맺히는 습기를 드레인을 통해 외부로 방출하여 설정된 습도를 유지함이 바람직하다.
상기 제어부는 순환펌프 제어, 온도센서 입력신호, 공조기 부하의 팬코일 유니트 제어신호, 히트펌프 냉난방 운전 제어신호, 삼방밸브의 배관방향 제어 또는 배관 물 온도에 따른 혼합 제어를 하도록 신호를 485 통신에 의하여 송수신 하되, 한전전력량계와 유무선 통신연결되어 최적 전력제어를 하도록 하는 데이터베이스 서버; 냉난방 기기운전상태와 수동/자동 운전여부, 각 기기에 설치된 온도센서의 온도 데이터를 알려주고 제어동작할 수 있도록 하는 냉난방 제어부; 히트펌프, 삼방밸브, 팬코일유니트, 순환펌프등의 장비 상태, 축열탱크의 축열에너지 및 온도, 공조부하와 바닥 난방 부하의 온도 데이터를 사용자의 모바일 단말기에 WCDMA 방식으로 3G모뎀을 사용하여 송신하는 모바일 컨트롤부;를 포함 구성함이 바람직하다.
여름철에도 새벽시간대 또는 환절기 경우에 상기 공조기 및 바닥 난방 모드가 가동됨이 효과적이다. 이 경우 히트펌프가 난방으로 운전되지 않더라도 온실부하에 난방가동할 수 있는 유리한 효과가 있다.
본 발명인 히트펌프 자동운전 시스템에 따르면 열원 유입수 온도보상 운전을 시행하여 열원측에서 유입되는 온도를 시스템의 열교환 내지 최적 효율을 가지게 하는 온도를 유지하게 한다.
또한 하나의 시스템에서 부하의 시간별, 용도별 온도 수요에 대응하여 냉난방이 동시에 혹은 단독으로 작동되도록 하여, 히트펌프 시스템의 융통성을 기할 수 있다.
100 : 지열 열교환기
210 : 리턴 헤더 220 : 공급 헤더
300 : 히트펌프 400 : 축열탱크
500 : 보조축열탱크 600 : 열교환기
CV01 ~ CV22 : 제어밸브 TV01 ~ TV05 : 삼방밸브
PT01 ~ PT15 : 온도센서 PP01 ~ PP005 : 순환펌프
ACL : 공조 부하 FHL : 바닥난방 부하

Claims (5)

  1. 히트펌프 자동운전 시스템에 있어서,
    상기 히트펌프 자동운전 시스템은 열원을 공급하는 지열 열교환기(100), 공급헤더(220), 리턴헤더(210), 열원공급측 입구 및 출구와 열교환측 입구와 출구를 가지는 히트펌프(300), 축열탱크(400), 보조축열탱크(500), 열교환기(600), 복수개가 설치되어 개폐 제어되는 제어밸브(CV01 ~ CV22), 복수개가 설치되어 유로가 개폐 제어되며, 입구 a, 입구 b 및 출구로 구성된 삼방밸브 2(TV02), 입구, 출구 a 및 b로 구성되는 삼방밸브 1 및 3 내지 5(TV01, TV03 ~ TV05), 복수개가 설치되어 배관속 열매체를 순환시키는 순환펌프 1 내지 5(PP01 ~ PP05), 복수개가 설치되어 온도데이터를 제어부에 전송하는 온도센서 1 내지 15(PT01 ~ PT15), 공조 부하(ACL)와 바닥난방 부하(FHL)로 구성되는 부하부 및 제어부로 구성되며,
    상기 지열 열교환기(100)의 출구는 공급헤더(210)의 입구와 배관연결되며, 상기 공급헤더(220)의 출구는 삼방밸브 1(TV01)의 입구 a와 배관연결되며, 상기 삼방밸브 1(TV01)의 출구는 상기 히트펌프(300)의 열원공급측 입구와 배관연결되며, 상기 히트펌프(300)의 열원공급측 출구는 삼방밸브 2(TV02)의 입구와 배관연결되며, 상기 삼방밸브 2의 출구 a는 상기 열교환기 열원공급측 입구와 배관연결되며, 상기 열교환기 열원공급측 출구는 상기 리턴헤더 입구와 배관연결되며, 상기 삼방밸브 2의 출구 b는 상기 열교환기 열원공급측 출구와 리턴헤더 사이의 배관에 연결되며, 상기 리턴헤더 출구는 지열 열교환기 입구와 배관연결되며, 상기 히트펌프의 열교환측 출구는 상기 축열탱크의 상단에 위치하는 축열측 온수부와는 제어밸브 22가 설치되어 배관 연결되되 상기 축열탱크의 하단에 위치하는 축열측 냉수부와는 제어밸브 21이 설치되어 배관연결되며, 상기 히트펌프의 열교환측 입구는 삼방밸브 3의 출구와 배관연결되며, 상기 삼방밸브 3의 입구 a는 상기 축열탱크의 상단에 위치하는 축열측 온수부와 배관연결되며, 상기 삼방밸브 3의 입구 b는 상기 축열탱크 하단에 위치하는 축열측 냉수부와 배관연결되며,
    상기 삼방밸브 1의 입구 b는 상기 삼방밸브 2의 출구 b와 리턴헤더 사이의 배관에 연결되며,
    상기 열교환기 열교환측 입구는 분기되어 제어밸브 13 내지 16의 각각의 일단과 배관연결되며, 제어밸브 13 및 14의 타단은 각각 보조축열탱크의 축열측 냉수부 및 온수부에 배관연결되며, 제어밸브 15 및 16의 타단은 각각 축열탱크의 축열측 온수부 및 냉수부에 배관연결되며, 상기 열교환기 열교환측 출구는 분기되어 제어밸브 17 내지 20의 각각의 일단과 배관연결되며, 제어밸브 17 및 18의 타단은 각각 보조축열탱크의 축열측 온수부 및 냉수부에 배관연결되며, 제어밸브 19 및 20의 타단은 각각 축열탱크의 축열측 온수부 및 냉수부에 배관연결되며,
    상기 공조 부하의 공급부는 삼방밸브 5의 출구와 배관연결되며, 삼방밸브 5의 입구 a는 상기 축열탱크 및 보조축열탱크 각각의 상단에 위치하는 부하공급측 온수부에 각각 제어밸브 1 및 2가 설치되어 배관연결되며, 삼방밸브 5의 입구 b는 상기 축열탱크 및 보조축열탱크 각각의 하단에 위치하는 부하공급측 냉수부에 각각 제어밸브 3 및 4가 설치되어 배관연결되며, 상기 공조 부하의 토출부는 제어밸브 5 및 6의 일단에 분기하여 배관연결되며, 상기 제어밸브 5의 타단은 상기 삼방밸브 5의 입구 a와 제어밸브 1 및 2 사이의 배관에 배관연결되며, 상기 제어밸브 6의 타단은 상기 삼방밸브 5의 입구 b와 제어밸브 3 및 4 사이의 배관에 배관연결되며,
    상기 바닥난방 부하의 공급부는 삼방밸브 4의 출구와 배관연결되며, 삼방밸브 4의 입구 a는 상기 축열탱크 및 보조축열탱크 각각의 상단에 위치하는 부하공급측 온수부 사이에 각각 제어밸브 7 및 8이 설치되어 배관연결되며, 삼방밸브 4의 입구 b는 상기 축열탱크 및 보조축열탱크 각각의 하단에 위치하는 부하공급측 냉수부 사이에 각각 제어밸브 9 및 10이 설치되어 배관연결되며, 상기 바닥난방 부하의 토출부는 제어밸브 11 및 12의 일단에 분기하여 배관연결되며, 상기 제어밸브 11의 타단은 상기 삼방밸브 4의 입구 a와 제어밸브 7 및 8 사이의 배관에 배관연결되며, 상기 제어밸브 12의 타단은 상기 삼방밸브 입구 b와 제어밸브 9 및 10 사이의 배관에 배관연결되며,
    상기 삼방밸브 1의 출구와 히트펌프의 열원공급측 입구사이의 배관에 순환펌프 1이 설치되며, 상기 삼방밸브 3의 출구와 히트펌프 열교환측 입구사이의 배관에 순환펌프 2가 설치되며, 제어밸브 13 내지 16과 열교환기 열교환측 입구 사이의 배관에 순환펌프 3이 설치되며, 상기 삼방밸브 5의 출구와 공조부하의 공급부 사이의 배관에 순환펌프 4가 설치되며, 삼방밸브 4의 출구와 바닥난방 부하의 공급부 사이의 배관에 순환펌프 5가 설치되며,
    상기 온도센서는 공급헤더 출구, 삼방벨브 1의 출구, 히트펌프 열원공급측 출구, 리턴헤더의 입구, 삼방밸브 3의 출구, 축열탱크 축열측 및 부하공급측의 각 온수부 및 냉수부, 보조 축열탱크 축열측 및 부하공급측의 각 온수부 및 냉수부, 바닥난방 부하의 공급부, 삼방밸브 5의 출구 및 공조부하에 각각 설치되며,
    상기 제어부가 온도센서에 의해 수집되는 데이터를 입력받아 온오프 제어신호에 의해 전체 시스템의 운전을 제어함을 특징으로 하는 히트펌프 자동운전 시스템.
  2. 청구항 1에 따른 히트펌프 자동운전 시스템의 난방 축열 운전방법에 있어서,
    상기 난방 축열 운전방법은
    난방 축열 운전 모드 1 및 2와 열원보상 운전모드로 구성되며
    상기 난방 축열 운전 모드 1은 지열에너지를 축열탱크에 온수로서 저장하는 모드로서,
    지열열교환기, 히트펌프, 순환펌프 1 및 2가 동작하며,
    삼방밸브 1은 입구 b는 닫히고 입구 a와 출구가 열리고, 삼방밸브 2는 출구 a는 닫히고 입구와 출구 b가 열리며, 삼방밸브 3은 입구 a는 닫히고 입구 b와 출구는 열리고, 모든 제어밸브 중에 제어밸브 22만 열리면서 작동하며,
    상기 난방 축열 운전 모드 2는 지열에너지를 축열탱크에 온수로 저장하면서 동시에 보조축열탱크에 냉수로 저장하는 모드로서,
    지열열교환기, 히트펌프, 열교환기, 순환펌프 1 내지 3이 동작하며,
    삼방밸브 1은 입구 b는 닫히고 입구 a와 출구가 열리고, 삼방밸브 2는 출구 b는 닫히고 입구와 출구 a가 열리며, 삼방밸브 3은 입구 a는 닫히고 입구 b와 출구는 열리고, 모든 제어밸브 중에 제어밸브 14, 18, 22만 열리면서 작동하며,
    상기 열원보상 운전모드는 지열에너지를 축열탱크에 온수로서 변환 저장하기에 부족한 온도 상태인 경우 이를 보상하기 위한 모드로서,
    지열 열교환기, 히트펌프, 열교환기, 순환펌프 1 내지 3이 동작하며,
    삼방밸브 1은 입구 a 및 b, 출구가 모두 열리고, 삼방밸브 2는 출구 b가 닫히고 입구와 출구 a가 열리며, 삼방밸브 3은 입구 a는 닫히고 입구 b와 출구는 열리고, 모든 제어밸브 중에 제어밸브 15, 19, 22만 열리면서 작동하는 것을 특징으로 하는 히트펌프 자동운전 시스템의 운전방법.
  3. 청구항 1에 따른 히트펌프 자동운전 시스템의 냉방 축열 운전방법에 있어서,
    상기 냉방 축열 운전방법은
    냉방 축열 운전 모드 1 및 2와 열원보상 운전모드로 구성되며
    상기 냉방 축열 운전 모드 1은 지열에너지를 축열탱크에 냉수로서 저장하는 모드로서,
    지열열교환기, 히트펌프, 순환펌프 1 및 2가 동작하며,
    삼방밸브 1은 입구 b는 닫히고 입구 a와 출구가 열리고, 삼방밸브 2는 출구 a는 닫히고 입구와 출구 b가 열리며, 삼방밸브 3은 입구 a와 출구는 열리고 입구 b는 닫히고, 모든 제어밸브 중에 제어밸브 21만 열리면서 작동하며,
    상기 냉방 축열 운전 모드 2는 지열에너지를 축열탱크에 냉수로 저장하면서 동시에 보조축열탱크에 온수로 저장하는 모드로서,
    지열열교환기, 히트펌프, 열교환기, 순환펌프 1 내지 3이 동작하며,
    삼방밸브 1의 입구 b는 닫히고 입구 a와 출구가 열리고, 삼방밸브 2는 출구 b는 닫히고 입구와 출구 a가 열리며, 삼방밸브 3은 입구 a와 출구는 열리고 입구 b는 닫히고, 모든 제어밸브 중에 제어밸브 13, 17 및 21만 열리면서 작동하며,
    상기 열원보상 운전모드는 지열에너지를 축열탱크에 냉수로서 변환 저장하기에 부족한 온도 상태인 경우 이를 보상하기 위한 모드로서,
    지열열교환기, 히트펌프, 열교환기, 순환펌프 1 내지 3이 동작하며,
    삼방밸브 1은 입구 a 및 b, 출구가 모두 열리고, 삼방밸브 2는 출구 b는 닫히고 입구와 출구 a가 열리며, 삼방밸브 3은 입구 a와 출구는 열리고 입구 b는 닫히고, 모든 제어밸브 중에 제어밸브 16, 20 및 21만 열리면서 작동하는 것을 특징으로 하는 히트펌프 자동운전 시스템의 운전방법.
  4. 청구항 1에 따른 히트펌프 자동운전 시스템의 동계 운전방법에 있어서,
    상기 동계 운전방법은
    공조기 난방 모드, 공조기 냉방 모드, 바닥 난방 모드, 바닥 난방 순환 모드로 구성되며
    상기 공조기 난방 모드는 순환펌프 4가 동작하며, 삼방밸브 5의 입구 b가 닫히고, 입구 a 및 출구가 열리며, 모든 제어밸브 중에 제어밸브 1, 3, 6이 열리면서 작동하며,
    상기 공조기 냉방 모드는 순환펌프 4가 동작하며, 삼방밸브 5의 입구 a가 닫히고, 입구 b 및 출구가 열리며, 모든 제어밸브 중에 제어밸브 2, 4, 5가 열리면서 작동하며,
    상기 바닥 난방 모드는 순환펌프 5가 동작하며, 삼방밸브 4의 입구 b가 닫히고, 입구 a 및 출구가 열리며, 모든 제어밸브 중에 제어밸브 7, 9, 12가 열리면서 작동하며,
    상기 바닥 난방 순환 모드는 순환펌프 5가 동작하며, 삼방밸브 4의 입구 b가 닫히고, 입구 a 및 출구가 열리며, 모든 제어밸브 중에 11만 열리면서 작동하는 것을 특징으로 하는 히트펌프 자동운전 시스템의 운전방법.
  5. 청구항 1에 따른 히트펌프 자동운전 시스템의 하계 운전방법에 있어서,
    상기 하계 운전방법은
    공조기 냉방 모드 및 공조기 난방 및 바닥난방 모드로 구성되며
    상기 공조기 냉방 모드는 순환펌프 4가 동작하며, 삼방밸브 4의 입구 a가 닫히고, 입구 b 및 출구가 열리며, 모든 제어밸브 중에 제어밸브 1, 3, 5가 열리면서 작동하며,
    상기 공조기 난방 및 바닥난방 모드는 순환펌프 4 및 5가 동작하며, 삼방밸브 4의 입구 b가 닫히고, 입구 a 및 출구가 열리며, 삼방밸브 5의 입구 b가 닫히고, 입구 a 및 출구가 열리며, 모든 제어밸브 중에 제어밸브 2, 4, 6, 8, 10 및 12만 열리면서 작동하는 것을 특징으로 하는 히트펌프 자동운전 시스템의 운전방법.
KR1020170060906A 2017-05-17 2017-05-17 히트펌프 자동운전 시스템 KR101792612B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020170060906A KR101792612B1 (ko) 2017-05-17 2017-05-17 히트펌프 자동운전 시스템

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020170060906A KR101792612B1 (ko) 2017-05-17 2017-05-17 히트펌프 자동운전 시스템

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR101792612B1 true KR101792612B1 (ko) 2017-12-01

Family

ID=60921669

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020170060906A KR101792612B1 (ko) 2017-05-17 2017-05-17 히트펌프 자동운전 시스템

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101792612B1 (ko)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102133457B1 (ko) * 2020-02-13 2020-07-13 안근묵 축열조 가변 운영식 지열냉난방 시스템
CN113984628A (zh) * 2021-11-04 2022-01-28 西安建筑科技大学 一种可调节温度的液面交换器

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102133457B1 (ko) * 2020-02-13 2020-07-13 안근묵 축열조 가변 운영식 지열냉난방 시스템
CN113984628A (zh) * 2021-11-04 2022-01-28 西安建筑科技大学 一种可调节温度的液面交换器

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US20130213069A1 (en) Heat Pump
KR100933515B1 (ko) 쿨링 타워 냉각수를 이용한 에너지 절약형 항온항습기 및 그의 제어방법
US9016079B2 (en) Energy system with a heat pump
US7628337B2 (en) Secondary heating system
EP3882524B1 (en) Air conditioning system
US20120152232A1 (en) Energy system with a heat pump
US11416013B2 (en) Micro chiller-based heating, ventilation and air conditioning system
KR101792612B1 (ko) 히트펌프 자동운전 시스템
CN105890225A (zh) 一种部分热回收型空调冷热水及生活热水联合供应系统
CN110553325A (zh) 室温调节装置及控制方法
KR102277557B1 (ko) 수열 에너지를 이용한 스마트 팜용 축열식 냉난방 시스템
KR101958815B1 (ko) 일체형 히트펌프
CN210179818U (zh) 一种集空调和冷热水机为一体的空调器
KR102006408B1 (ko) 지하유출수를 이용한 냉각탑 및 이를 활용한 냉동기 시스템 또는 일체형 냉동기
CN115406091B (zh) 串联式温湿度控制水路系统的控制方法、装置与存储介质
KR102450047B1 (ko) 에너지 절감형 항온항습 공조시스템
KR101001736B1 (ko) 지열 및 폐열 히트펌프를 이용한 냉ㆍ난방 자동절환 시스템
KR200366259Y1 (ko) 히트펌프 구동형의 수 순환식 냉난방 시스템
US20090078783A1 (en) Secondary heating and cooling system
KR100597229B1 (ko) 히트펌프 구동형의 수 순환식 냉난방 시스템
US20230145658A1 (en) Micro Chiller-Based Heating, Ventilation and Air Conditioning System
CN115264690B (zh) 旁通换热结构、四管制热回收系统、空调机组及控制方法
CN115127236B (zh) 云端远程三集一热泵智控系统
US11644141B2 (en) Controller, method of operating a water source heat pump and a water source heat pump
KR102111585B1 (ko) 밀폐계 냉각수 폐열 활용 외조기 시스템

Legal Events

Date Code Title Description
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant