KR101840385B1 - 열원측 공동 축열조를 포함하는 히트펌프 시스템 및 상기 히트펌프 시스템의 제어 방법 - Google Patents
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Abstract
열원측 공동 축열조를 포함하는 히트펌프 시스템 및 상기 히트펌프 시스템의 제어 방법이 개시된다.
개시되는 열원측 공동 축열조를 포함하는 히트펌프 시스템은 각각 압축기, 열원측 열교환기, 팽창밸브 및 수요처측 열교환기를 포함하고, 각 수요처에 대해 개별적으로 냉난방을 제공할 수 있는 복수 개의 히트 펌프; 및 복수 개의 상기 히트 펌프의 상기 각 열원측 열교환기와 개별적으로 열교환되는 복수 개의 지열 교환 부재;를 포함하고, 상기 각 지열 교환 부재가 지중을 매개체로 하여 서로 열교환될 수 있도록, 상기 각 지열 교환 부재의 지중에 매설된 각 열교환 배관은 서로 교대로 배치되는 것을 특징으로 한다.
개시되는 열원측 공동 축열조를 포함하는 히트펌프 시스템 및 상기 히트펌프 시스템의 제어 방법에 의하면, 각 히트 펌프와 열원측 공동 축열조가 개별적으로 열교환될 수 있고, 그에 따라 복수 개의 히트 펌프가 서로 다른 운전 모드(예를 들어 하나는 냉방 운전 모드이고 다른 하나는 난방 운전 모드)인 경우 복수 개의 히트 펌프 중 어느 하나의 히트 펌프에서 버려지는 폐열이 열원측 공동 축열조에 축열되어 있다가 복수 개의 히트 펌프 중 다른 하나의 히트 펌프에서 난방용 등으로 재활용될 수 있고, 히트펌프 시스템 전체적으로 열원에 대한 의존도를 감소시킬 수 있으며, 열원측 공동 축열조가 일종의 버퍼 기능을 수행할 수 있어서 히트 펌프가 운전하기에 최적의 온도 조건을 항상 쉽게 맞추어줄 수 있는 장점이 있다.
개시되는 열원측 공동 축열조를 포함하는 히트펌프 시스템은 각각 압축기, 열원측 열교환기, 팽창밸브 및 수요처측 열교환기를 포함하고, 각 수요처에 대해 개별적으로 냉난방을 제공할 수 있는 복수 개의 히트 펌프; 및 복수 개의 상기 히트 펌프의 상기 각 열원측 열교환기와 개별적으로 열교환되는 복수 개의 지열 교환 부재;를 포함하고, 상기 각 지열 교환 부재가 지중을 매개체로 하여 서로 열교환될 수 있도록, 상기 각 지열 교환 부재의 지중에 매설된 각 열교환 배관은 서로 교대로 배치되는 것을 특징으로 한다.
개시되는 열원측 공동 축열조를 포함하는 히트펌프 시스템 및 상기 히트펌프 시스템의 제어 방법에 의하면, 각 히트 펌프와 열원측 공동 축열조가 개별적으로 열교환될 수 있고, 그에 따라 복수 개의 히트 펌프가 서로 다른 운전 모드(예를 들어 하나는 냉방 운전 모드이고 다른 하나는 난방 운전 모드)인 경우 복수 개의 히트 펌프 중 어느 하나의 히트 펌프에서 버려지는 폐열이 열원측 공동 축열조에 축열되어 있다가 복수 개의 히트 펌프 중 다른 하나의 히트 펌프에서 난방용 등으로 재활용될 수 있고, 히트펌프 시스템 전체적으로 열원에 대한 의존도를 감소시킬 수 있으며, 열원측 공동 축열조가 일종의 버퍼 기능을 수행할 수 있어서 히트 펌프가 운전하기에 최적의 온도 조건을 항상 쉽게 맞추어줄 수 있는 장점이 있다.
Description
본 발명은 히트펌프 시스템 및 상기 히트펌프 시스템의 제어 방법에 관한 것이다.
히트펌프 시스템은 히트 펌프를 구비하고 냉난방 수요처에 대해 냉난방을 수행할 수 있는 것으로, 그 열원으로 지열 등이 많이 이용되고 있다.
이러한 종래의 히트 펌프 시스템의 예로 제시될 수 있는 것이 아래 제시된 등록특허들이다.
그러나, 종래의 히트 펌프 시스템에 의하면, 종래 냉난방 설비에 적용되는 축열조는 히트 펌프와 수요처 사이에 배치되어 히트 펌프의 작동에 따라 발생되는 열기 또는 냉기를 잠시 축적하여 두었다가 수요처로 방출하는 것일 뿐이어서, 축열조의 기능이 매우 단순하고 제한적이다.
본 발명은 축열조가 단순히 축열만을 하는 기능을 넘어 복합적인 기능을 수행할 수 있는 열원측 공동 축열조를 포함하는 히트펌프 시스템 및 상기 히트펌프 시스템의 제어 방법을 제공하는 것을 일 목적으로 한다.
본 발명의 일 측면에 따른 열원측 공동 축열조를 포함하는 히트펌프 시스템은 각각 압축기, 열원측 열교환기, 팽창밸브 및 수요처측 열교환기를 포함하고, 각 수요처에 대해 개별적으로 냉난방을 제공할 수 있는 복수 개의 히트 펌프; 복수 개의 상기 히트 펌프의 상기 각 열원측 열교환기와 개별적으로 열교환되는 복수 개의 지열 교환 부재; 상기 각 지열 교환 부재와 상기 각 열원측 열교환기를 각각 연결시켜 주어 상기 각 지열 교환 부재와 상기 각 열원측 열교환기 사이에서 각각 열교환매체의 순환이 이루어지도록 하는 복수 개의 열원측 배관; 상기 각 열원측 배관 중 상기 각 열원측 열교환기로 유입되는 각 배관들을 서로 연결하여 주는 유입 연결관; 상기 각 열원측 배관 중 상기 각 열원측 열교환기에서 유출되는 각 배관들을 서로 연결하여 주는 유출 연결관; 및 상기 유입 연결관 및 상기 유출 연결관과 상기 각 열원측 배관의 각 연결 지점에 설치되는 복수 개의 연결 삼방 밸브;를 포함하고,
상기 각 지열 교환 부재가 지중을 매개체로 하여 서로 열교환될 수 있도록, 상기 각 지열 교환 부재의 지중에 매설된 각 열교환 배관은 서로 교대로 배치되되, 복수 개의 상기 지열 교환 부재 중 하나의 상기 지열 교환 부재의 열교환 배관 주변으로 복수 개의 상기 지열 교환 부재 중 다른 하나의 상기 지열 교환 부재의 열교환 배관들이 감싼 형태로 배열되고,
상기 각 열원측 배관을 따라 순환하는 열전달매체가 과냉각 또는 과열되는 경우, 상기 열전달매체의 과냉각 또는 과열 해소를 위하여, 상기 각 연결 삼방 밸브를 조절하여 상기 각 히트 펌프가 상기 각 지열 교환 부재를 공유하여 함께 사용하는 것을 특징으로 한다.
상기 각 지열 교환 부재가 지중을 매개체로 하여 서로 열교환될 수 있도록, 상기 각 지열 교환 부재의 지중에 매설된 각 열교환 배관은 서로 교대로 배치되되, 복수 개의 상기 지열 교환 부재 중 하나의 상기 지열 교환 부재의 열교환 배관 주변으로 복수 개의 상기 지열 교환 부재 중 다른 하나의 상기 지열 교환 부재의 열교환 배관들이 감싼 형태로 배열되고,
상기 각 열원측 배관을 따라 순환하는 열전달매체가 과냉각 또는 과열되는 경우, 상기 열전달매체의 과냉각 또는 과열 해소를 위하여, 상기 각 연결 삼방 밸브를 조절하여 상기 각 히트 펌프가 상기 각 지열 교환 부재를 공유하여 함께 사용하는 것을 특징으로 한다.
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본 발명의 일 측면에 따른 열원측 공동 축열조를 포함하는 히트펌프 시스템 및 상기 히트펌프 시스템의 제어 방법에 의하면, 각 히트 펌프와 열원측 공동 축열조가 개별적으로 열교환될 수 있고, 그에 따라 복수 개의 히트 펌프가 서로 다른 운전 모드(예를 들어 하나는 냉방 운전 모드이고 다른 하나는 난방 운전 모드)인 경우 복수 개의 히트 펌프 중 어느 하나의 히트 펌프에서 버려지는 폐열이 열원측 공동 축열조에 축열되어 있다가 복수 개의 히트 펌프 중 다른 하나의 히트 펌프에서 난방용 등으로 재활용될 수 있고, 히트펌프 시스템 전체적으로 열원에 대한 의존도를 감소시킬 수 있으며, 열원측 공동 축열조가 일종의 버퍼 기능을 수행할 수 있어서 히트 펌프가 운전하기에 최적의 온도 조건을 항상 쉽게 맞추어줄 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명의 다른 측면에 따른 열원측 공동 축열조를 포함하는 히트펌프 시스템 및 상기 히트펌프 시스템의 제어 방법에 의하면, 열원측 공동 축열조에 복수 개의 열원이 연결되고, 복수 개의 열원의 열이 개별적으로 열원측 공동 축열조에 전달된 후 균질화되어 수요처에 대해 이용될 수 있게 되는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 열원측 공동 축열조를 포함하는 히트펌프 시스템의 구성을 개략적으로 보이는 도면.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 열원측 공동 축열조를 포함하는 히트펌프 시스템의 제어 방법을 보이는 도면.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 열원측 공동 축열조를 포함하는 히트펌프 시스템의 구성을 개략적으로 보이는 도면.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 열원측 공동 축열조를 포함하는 히트펌프 시스템에서 각 지열 교환 부재가 지중에 설치된 배열 형태를 보이는 도면.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 열원측 공동 축열조를 포함하는 히트펌프 시스템의 제어 방법을 보이는 도면.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 열원측 공동 축열조를 포함하는 히트펌프 시스템의 구성을 개략적으로 보이는 도면.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 열원측 공동 축열조를 포함하는 히트펌프 시스템에서 각 지열 교환 부재가 지중에 설치된 배열 형태를 보이는 도면.
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들에 따른 열원측 공동 축열조를 포함하는 히트펌프 시스템 및 상기 히트펌프 시스템의 제어 방법에 대하여 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 열원측 공동 축열조를 포함하는 히트펌프 시스템의 구성을 개략적으로 보이는 도면이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 열원측 공동 축열조를 포함하는 히트펌프 시스템의 제어 방법을 보이는 도면이다.
도 1 및 도 2를 함께 참조하면, 본 실시예에 따른 히트펌프 시스템(100)은 복수 개의 히트 펌프(110, 120)와, 열원측 공동 축열조(130)를 포함한다.
또한, 상기 히트펌프 시스템(100)은 상부온도센서(135)와, 하부온도센서(136)와, 제어 부재(150)와, 대류관(107)과, 대류펌프(173)를 더 포함할 수 있다.
복수 개의 상기 히트 펌프(110, 120)는 각각 압축기(111, 121), 열원측 열교환기(112, 122), 팽창밸브(113, 123) 및 수요처측 열교환기(114, 124)를 포함하고, 각 수요처(160, 165)에 대해 개별적으로 냉난방을 제공할 수 있는 것이다. 이러한 상기 히트 펌프(110, 120)의 구성 및 작동은 일반적인 것이므로, 여기서는 그 구체적인 설명은 생략하기로 한다.
도면 번호 115 및 125는 상기 각 히트 펌프(110, 120)에 포함된 사방변이고, 도면 번호 174 및 175는 상기 각 수요처와 상기 각 수요처측 열교환기(114, 124) 사이에 열교환매체의 순환이 발생되도록 하는 수요처측 펌프이다.
상기 열원측 공동 축열조(130)는 복수 개의 상기 히트 펌프(110, 120)의 상기 각 열원측 열교환기(112, 122)와 열원(heat source) 사이에 배치되어, 상기 각 열원측 열교환기(112, 122)와 개별적으로 열교환됨과 함께 상기 열원과 직접 열교환되는 것이다.
본 실시예에서는, 예시적으로 상기 열원으로 지중에 매설되어 지중과 열교환되는 지열 교환 부재(140)와, 폐열원, 수열원, 공기열원 등의 기타 열원이 되는 기타 열원(10)이 제시된다. 도면 번호 101과 102는 각각 상기 지열 교환 부재(140)와 상기 기타 열원(10) 등의 열원과 상기 열원측 공동 축열조(130) 사이의 열교환이 이루어지도록 하는 열원측 배관이고, 도면 번호 170은 상기 열원측 공동 축열조(130)와 상기 열원 사이, 즉 상기 열원측 배관(101, 102) 상에 설치되어 상기 열원측 배관(101, 102) 상에 물 등의 열전달매체의 유동이 발생되도록 하는 열원 펌프이다.
상기 열원측 공동 축열조(130)의 일 측에는 상기 각 열원측 열교환기(112, 122)와 상기 열원측 공동 축열조(130) 사이를 열전달매체가 각각 서로 독립적으로 순환될 수 있도록 하는 히트 펌프 축열조 배관(103, 104)이 각각 배치되고, 상기 각 히트 펌프 축열조 배관(103, 104) 상에 유동을 형성할 수 있는 히트 펌프 축열조 펌프(171, 172)가 각각 설치된다.
상기 열원측 공동 축열조(130)의 타 측에는 상기 열원과 상기 열원측 공동 축열조(130) 사이를 열전달매체가 순환될 수 있도록 하는 상기 열원측 배관(101, 102)이 배치된다.
상기와 같이 구성됨으로써, 상기 각 히트 펌프(110, 120)와 상기 열원측 공동 축열조(130)가 개별적으로 열교환될 수 있고, 그에 따라 복수 개의 상기 히트 펌프(110, 120)가 서로 다른 운전 모드(예를 들어 하나는 냉방 운전 모드이고 다른 하나는 난방 운전 모드)인 경우 복수 개의 상기 히트 펌프(110, 120) 중 어느 하나의 히트 펌프에서 버려지는 폐열이 상기 열원측 공동 축열조(130)에 축열되어 있다가 복수 개의 상기 히트 펌프(110, 120) 중 다른 하나의 히트 펌프에서 난방용 등으로 재활용될 수 있고, 상기 히트펌프 시스템(100) 전체적으로 상기 열원에 대한 의존도를 감소시킬 수 있으며, 상기 열원측 공동 축열조(130)가 일종의 버퍼 기능을 수행할 수 있어서 상기 히트 펌프(110, 120)가 운전하기에 최적의 온도 조건을 항상 쉽게 맞추어줄 수 있다.
또한, 상기 열원측 공동 축열조(130)에 복수 개의 열원이 연결되고, 복수 개의 상기 열원의 열이 개별적으로 상기 열원측 공동 축열조(130)에 전달된 후 균질화되어 수요처에 대해 이용될 수 있게 된다.
한편, 상기 상부온도센서(135)는 상기 열원측 공동 축열조(130)에 수용된 물 등의 열전달매체의 상부의 온도를 감지하는 것이고, 상기 하부온도센서(136)는 상기 열원측 공동 축열조(130)에 수용된 상기 열전달매체의 하부의 온도를 감지하는 것이다.
상기 제어 부재(150)는 상기 상부온도센서(135)와 상기 하부온도센서(136) 중 적어도 하나의 감지값에 따라 상기 히트펌프 시스템(100)의 각 구성요소의 작동을 제어할 수 있는 것이다.
상기 대류관(107)은 상기 열원측 공동 축열조(130)의 상부와 하부를 연통시켜주는 것이고, 상기 대류펌프(173)는 상기 대류관(107) 상에 유동을 발생시키는 것이다.
상기 제어 부재(150)는 상기 상부온도센서(135)와 상기 하부온도센서(136) 중 적어도 하나의 감지값에 따라, 상기 열원측 공동 축열조(130) 내부에 수용된 상기 열전달매체의 온도 분포가 균일화될 수 있도록, 상기 대류펌프(173)를 작동시켜 상기 대류관(107)을 통해 상기 열원측 공동 축열조(130) 상부의 열전달매체와 상기 열원측 공동 축열조(130) 하부의 열전달매체가 혼합되도록 할 수 있다.
이하에서 도 2를 참조하여 상기 히트펌프 시스템(100)의 제어 방법을 상세히 설명하면 다음과 같다.
먼저, 상기 히트펌프 시스템(100)이 난방운전 상태인지를 상기 제어 부재(150)가 판단한다(S100).
상기 판단(S100) 결과, 상기 히트펌프 시스템(100)이 난방운전 상태가 아닌 경우, 상기 히트펌프 시스템(100)이 냉방운전 상태인지를 상기 제어 부재(150)가 판단한다(S105).
상기 판단(S105) 결과, 상기 히트펌프 시스템(100)이 냉방운전 중이면, 상기 상부온도센서(135)를 통해 상기 열원측 공동 축열조(130)에 수용된 상기 열전달매체의 상부의 온도를 감지한다(S110).
여기서, 상기 판단(S105) 결과, 상기 히트펌프 시스템(100)이 냉방운전 중도 아니면, 상기 히트펌프 시스템(100)의 현재 운전 상태를 유지하면서 그 제어를 종료한다.
상기 감지(S110) 결과를 기반으로, 상기 열전달매체의 상부의 온도가 미리 설정된 상부 기준온도 이상인지 여부를 상기 제어 부재(150)가 판단한다(S115). 여기서, 상기 열전달매체의 상부의 온도와 비교되는 상기 미리 설정된 상부 기준온도와 상기 열전달매체의 하부의 온도와 비교되는 후술되는 미리 설정된 하부 기준온도는 각각 상기 히트 펌프(110, 120)가 안정적으로 작동될 수 있는 온도 대역의 상단값 및 하단값을 의미한다.
상기 판단(S115) 결과, 상기 열전달매체의 상부의 온도가 상기 미리 설정된 상부 기준온도 이상이면, 상기 열원펌프를 가동시켜(S120), 상기 열원측 공동 축열조(130) 내의 열기를 상기 열원으로 버리는 운전을 수행한다.
여기서, 상기 판단(S115) 결과, 상기 열전달매체의 상부의 온도가 상기 미리 설정된 상부 기준온도 미만이면, 상기 히트펌프 시스템(100)의 현재 운전 상태를 유지하면서 그 제어를 종료한다.
상기와 같은 열원펌프의 가동(S120) 중에, 상기 열원펌프의 가동 운전 시간이 미리 설정된 기준시간 이상인지 여부를 판단한다(S125).
상기 판단(S125) 결과, 상기 열원펌프의 가동 운전 시간이 상기 미리 설정된 기준시간 이상이면, 상기 열원펌프를 정지시킨다(S130).
여기서, 상기 판단(S125) 결과, 상기 열원펌프의 가동 운전 시간이 상기 미리 설정된 기준시간 미만이면, 상기 열원펌프의 작동을 지속한다.
한편, 상기 판단(S100) 결과, 상기 히트펌프 시스템(100)이 난방운전 상태인 경우, 상기 하부온도센서(136)를 통해 상기 열원측 공동 축열조(130)에 수용된 상기 열전달매체의 하부의 온도를 감지한다(S135).
상기 감지(S135) 결과를 기반으로, 상기 열전달매체의 하부의 온도가 미리 설정된 하부 기준온도 이하인지 여부를 상기 제어 부재(150)가 판단한다(S140).
상기 판단(S140) 결과, 상기 열전달매체의 하부의 온도가 상기 미리 설정된 하부 기준온도 이하인 경우, 상기 열원펌프를 가동시켜(S120), 상기 열원측 공동 축열조(130) 내로 상기 열원의 열기를 공급하는 운전을 수행한다.
물론, 이러한 열원 공급 운전 중에도, 상기 열원펌프의 가동 운전 시간이 미리 설정된 기준시간 이상인지 여부를 판단하는 단계(S125)와, 상기 열원펌프의 가동 운전 시간이 상기 미리 설정된 기준시간 이상이면, 상기 열원펌프를 정지시키는 단계(S130)가 수행된다.
상기 판단(S140) 결과, 상기 열전달매체의 하부의 온도가 상기 미리 설정된 하부 기준온도 초과인 경우, 상기 히트펌프 시스템(100)의 현재 운전 상태를 유지하면서 그 제어를 종료한다.
한편, 상기 히트펌프 시스템(100)의 제어 방법에 있어서, 상기 상부온도센서(135)와 상기 하부온도센서(136)에서 각각 상기 열원측 공동 축열조(130)에 수용된 상기 열전달매체의 상부와 하부의 온도를 각각 감지하는 단계를 거쳐, 상기 열전달매체의 상부와 하부의 감지된 온도 차이가 미리 설정된 일정 온도 차이 이상인지 여부를 상기 제어 부재(150)가 판단한 다음, 상기 열전달매체의 상부와 하부의 감지된 온도 차이가 상기 미리 설정된 일정 온도 차이 이상이면, 상기 제어 부재(150)가 상기 대류펌프(173)를 가동시켜, 상기 대류관(107)을 통해 상기 열원측 공동 축열조(130)의 상부와 하부에 각각 수용된 상기 열전달매체가 서로 혼합되도록 하는 단계를 포함하는 제어도 수행될 수 있다.
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 다른 실시예에 따른 열원측 공동 축열조를 포함하는 히트펌프 시스템 및 상기 히트펌프 시스템의 제어 방법에 대하여 설명한다. 이러한 설명을 수행함에 있어서 상기된 본 발명의 일 실시예에서 이미 기재된 내용과 중복되는 설명은 그에 갈음하고, 여기서는 생략하기로 한다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 열원측 공동 축열조를 포함하는 히트펌프 시스템의 구성을 개략적으로 보이는 도면이고, 도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 열원측 공동 축열조를 포함하는 히트펌프 시스템에서 각 지열 교환 부재가 지중에 설치된 배열 형태를 보이는 도면이다.
도 3 및 도 4를 함께 참조하면, 본 실시예에서는, 독립적인 물체의 형태가 아닌 지중이 열원측 공동 축열조의 기능을 수행한다.
상세히, 본 실시예에 따른 히트펌프 시스템(200)은 복수 개의 히트 펌프(210, 220)의 각 열원측 열교환기(212, 222)와 개별적으로 열교환되는 복수 개의 지열 교환 부재(240, 245)를 포함하고, 상기 각 지열 교환 부재(240, 245)가 지중을 매개체로 하여 서로 열교환될 수 있도록, 상기 각 지열 교환 부재(240, 245)의 지중에 매설된 각 열교환 배관(241, 246)은 도 4에 도시된 바와 같이 서로 교대로 배치된다.
상기와 같이, 상기 각 열교환 배관(241, 246)이 서로 교대로 배치됨에 따라, 하나의 지열 교환 부재(240)의 열교환 배관(241) 주변으로 다른 하나의 지열 교환 부재(245)의 열교환 배관(246)들이 감싼 형태로 배열된다. 물론, 상기 다른 하나의 지열 교환 부재(245)의 열교환 배관(246)을 기준으로 보아도 상기 하나의 지열 교환 부재(240)의 열교환 배관(241)들이 상기 다른 하나의 지열 교환 부재(245)의 열교환 배관(246) 주변을 감싼 형태로 배열된다.
상기 각 지열 교환 부재(240, 245)의 지중에 매설된 상기 각 열교환 배관(241, 246)은 서로 별개로 분리된 밀폐 배관 형태로 이루어져서 상기 각 열교환 배관(241, 246)을 따라 유동되는 각 열전달매체가 서로 혼합되지 아니하면서 유동된다.
상기와 같이 구성됨으로써, 상기 각 지열 교환 부재(240, 245)가 지중을 매개체로 하여 열교환될 수 있고, 그에 따라 하나의 지열 교환 부재(240)에서 버려지는 열이 다른 하나의 지열 교환 부재(245)에 흡수되어 이용될 수 있는 등 지중이 열원측 공동 축열조의 기능을 하게 된다.
도면 번호 201과 202는 상기 각 지열 교환 부재(240, 245)와 상기 각 열원측 열교환기(212, 222)를 각각 연결시켜 주어 상기 각 지열 교환 부재(240, 245)와 상기 각 열원측 열교환기(212, 222) 사이에서 각각 열교환매체의 순환이 이루어지도록 하는 열원측 배관이고, 도면 번호 281은 상기 각 열원측 배관(201, 202) 중 상기 각 열원측 열교환기(212, 222)로 유입되는 각 배관들을 서로 연결하여 주는 유입 연결관이고, 도면 번호 286은 상기 각 열원측 배관(201, 202) 중 상기 각 열원측 열교환기(212, 222)에서 유출되는 각 배관들을 서로 연결하여 주는 유출 연결관이며, 도면 번호 280과 285는 상기 유입 연결관(281) 및 상기 유출 연결관(286)과 상기 각 열원측 배관(201, 202)의 각 연결 지점에 설치되는 복수 개의 연결 삼방 밸브이다.
상기 각 연결 삼방 밸브(280, 285)들이 설치됨에 따라, 상기 각 열원측 배관(201, 202)을 따라 순환하는 열전달매체가 겨울철 등에 과냉각되거나 여름철 등에 과열되는 경우, 상기 각 연결 삼방 밸브(280, 285)를 조절하여 상기 각 히트 펌프(210, 220)가 상기 각 지열 교환 부재(240, 245)를 공유하여 함께 사용할 수 있게 되고, 그에 따라 그러한 과냉각 또는 과열된 상태가 신속하게 해소될 수 있다.
예를 들어, 상기 히트 펌프(210, 220) 중 하나의 히트 펌프(210)만 작동되고 나머지 하나의 히트 펌프(220)는 운전 정지된 상태에서, 상기 히트 펌프(210)를 경유하는 열전달매체가 과열 또는 과냉각된 경우, 상기 각 연결 삼방 밸브(280, 285)가 개방되고, 그에 따라 운전 중인 상기 히트 펌프(210)가 상기 각 지열 교환 부재(240, 245) 모두를 함께 이용하여 지중과 열교환할 수 있으므로, 그러한 과열 또는 과냉각된 상태가 신속하게 해소될 수 있게 된다.
상기에서 본 고안은 특정한 실시예에 관하여 도시되고 설명되었지만, 당업계에서 통상의 지식을 가진 자라면 이하의 실용신안등록청구범위에 기재된 본 고안의 사상 및 영역을 벗어나지 않는 범위 내에서 본 고안을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 알 수 있을 것이다. 그렇지만 이러한 수정 및 변형 구조들은 모두 본 고안의 권리범위 내에 포함되는 것임을 분명하게 밝혀두고자 한다.
본 발명의 일 측면에 따른 열원측 공동 축열조를 포함하는 히트펌프 시스템 및 상기 히트펌프 시스템의 제어 방법에 의하면, 축열조가 단순히 축열만을 하는 기능을 넘어 복합적인 기능을 수행할 수 있으므로, 그 산업상 이용가능성이 높다고 하겠다.
100 : 히트펌프 시스템 101, 102 : 열원측 배관
103, 104 : 히트 펌프 축열조 배관 107 : 대류관
110, 120 : 히트 펌프 111, 121 : 압축기
112, 122 : 열원측 열교환기 113, 123 : 팽창밸브
114, 124 : 수요처측 열교환기 130 : 열원측 공동 축열조
135 : 상부온도센서 136 : 하부온도센서
140 : 지열 교환 부재 150 : 제어 부재
170 : 열원 펌프 171, 172 : 히트 펌프 축열조 펌프
173 : 대류펌프 174 175 : 수요처측 펌프
280, 285 : 연결 삼방 밸브 281 : 유입 연결관
286 : 유출 연결관
103, 104 : 히트 펌프 축열조 배관 107 : 대류관
110, 120 : 히트 펌프 111, 121 : 압축기
112, 122 : 열원측 열교환기 113, 123 : 팽창밸브
114, 124 : 수요처측 열교환기 130 : 열원측 공동 축열조
135 : 상부온도센서 136 : 하부온도센서
140 : 지열 교환 부재 150 : 제어 부재
170 : 열원 펌프 171, 172 : 히트 펌프 축열조 펌프
173 : 대류펌프 174 175 : 수요처측 펌프
280, 285 : 연결 삼방 밸브 281 : 유입 연결관
286 : 유출 연결관
Claims (3)
- 각각 압축기, 열원측 열교환기, 팽창밸브 및 수요처측 열교환기를 포함하고, 각 수요처에 대해 개별적으로 냉난방을 제공할 수 있는 복수 개의 히트 펌프;
복수 개의 상기 히트 펌프의 상기 각 열원측 열교환기와 개별적으로 열교환되는 복수 개의 지열 교환 부재;
상기 각 지열 교환 부재와 상기 각 열원측 열교환기를 각각 연결시켜 주어 상기 각 지열 교환 부재와 상기 각 열원측 열교환기 사이에서 각각 열교환매체의 순환이 이루어지도록 하는 복수 개의 열원측 배관;
상기 각 열원측 배관 중 상기 각 열원측 열교환기로 유입되는 각 배관들을 서로 연결하여 주는 유입 연결관;
상기 각 열원측 배관 중 상기 각 열원측 열교환기에서 유출되는 각 배관들을 서로 연결하여 주는 유출 연결관; 및
상기 유입 연결관 및 상기 유출 연결관과 상기 각 열원측 배관의 각 연결 지점에 설치되는 복수 개의 연결 삼방 밸브;를 포함하고,
상기 각 지열 교환 부재가 지중을 매개체로 하여 서로 열교환될 수 있도록, 상기 각 지열 교환 부재의 지중에 매설된 각 열교환 배관은 서로 교대로 배치되되,
복수 개의 상기 지열 교환 부재 중 하나의 상기 지열 교환 부재의 열교환 배관 주변으로 복수 개의 상기 지열 교환 부재 중 다른 하나의 상기 지열 교환 부재의 열교환 배관들이 감싼 형태로 배열되고,
상기 각 열원측 배관을 따라 순환하는 열전달매체가 과냉각 또는 과열되는 경우, 상기 열전달매체의 과냉각 또는 과열 해소를 위하여, 상기 각 연결 삼방 밸브를 조절하여 상기 각 히트 펌프가 상기 각 지열 교환 부재를 공유하여 함께 사용하는 것을 특징으로 하는 히트펌프 시스템. - 제 1 항에 있어서,
상기 각 지열 교환 부재의 지중에 매설된 상기 각 열교환 배관은 서로 별개로 분리된 밀폐 배관 형태로 이루어져서 상기 각 열교환 배관을 따라 유동되는 각 열전달매체가 서로 혼합되지 아니하면서 유동되는 것을 특징으로 하는 히트펌프 시스템. - 제 1 항에 있어서,
상기 히트펌프 시스템은
상기 각 지열 교환 부재와 상기 각 열원측 열교환기를 각각 연결시켜 주어 상기 각 지열 교환 부재와 상기 각 열원측 열교환기 사이에서 각각 열전달매체의 순환이 이루어지도록 하는 열원측 배관;
상기 각 열원측 배관 중 상기 각 열원측 열교환기로 유입되는 각 배관들을 서로 연결하여 주는 유입 연결관;
상기 각 열원측 배관 중 상기 각 열원측 열교환기에서 유출되는 각 배관들을 서로 연결하여 주는 유출 연결관; 및
상기 유입 연결관 및 상기 유출 연결관과 상기 각 열원측 배관의 각 연결 지점에 설치되는 복수 개의 연결 삼방 밸브;를 포함하는 히트펌프 시스템.
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR102235456B1 (ko) * | 2020-07-14 | 2021-04-02 | 주식회사 에너솔라 | 지중 지열에너지 복원이 가능한 지열 히트펌프 시스템 |
| KR102269016B1 (ko) * | 2020-07-27 | 2021-06-24 | 주식회사 에너솔라 | 지중 배관 탐지 및 지열에너지 복원이 가능한 고효율 히트펌프 시스템 |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101932915B1 (ko) * | 2016-12-13 | 2019-04-05 | 주식회사 에너지컨설팅 | 지중 열교환기를 포함하는 히트 펌프 시스템 및 그 제어 방법 |
| SE545343C2 (en) * | 2021-11-23 | 2023-07-11 | Rototec Group Ab | Method and system for heating |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003130494A (ja) * | 2001-10-19 | 2003-05-08 | Ohbayashi Corp | 地中熱交換器を利用した空気調和システムおよびその空気調和システムの運転方法 |
| KR100780460B1 (ko) * | 2006-10-27 | 2007-11-29 | 주식회사 국민에너지 | 히트펌프를 이용한 경제형 냉난방 시스템 |
| KR100885061B1 (ko) * | 2008-10-13 | 2009-02-25 | 한국공조기술개발(주) | 냉, 난방 및 제습기능을 가진 항온항습장치 |
| KR101227973B1 (ko) * | 2010-10-19 | 2013-01-30 | (주)유원 | 시설 하우스의 냉난방 장치 |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100779555B1 (ko) | 2007-08-27 | 2007-11-27 | (주)이에스 | 열원온도 보상회로를 구비한 축열식 히트펌프 시스템 |
| KR101168590B1 (ko) | 2010-11-24 | 2012-07-30 | 주식회사 지지케이 | 지열 냉난방 장치 |
| KR101454282B1 (ko) | 2013-09-16 | 2014-10-28 | 주식회사 제이앤지 | 열원 보상형 수축열 히트 펌프 시스템 |
-
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- 2015-08-10 KR KR1020150112198A patent/KR101840385B1/ko active IP Right Grant
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003130494A (ja) * | 2001-10-19 | 2003-05-08 | Ohbayashi Corp | 地中熱交換器を利用した空気調和システムおよびその空気調和システムの運転方法 |
| KR100780460B1 (ko) * | 2006-10-27 | 2007-11-29 | 주식회사 국민에너지 | 히트펌프를 이용한 경제형 냉난방 시스템 |
| KR100885061B1 (ko) * | 2008-10-13 | 2009-02-25 | 한국공조기술개발(주) | 냉, 난방 및 제습기능을 가진 항온항습장치 |
| KR101227973B1 (ko) * | 2010-10-19 | 2013-01-30 | (주)유원 | 시설 하우스의 냉난방 장치 |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR102235456B1 (ko) * | 2020-07-14 | 2021-04-02 | 주식회사 에너솔라 | 지중 지열에너지 복원이 가능한 지열 히트펌프 시스템 |
| KR102269016B1 (ko) * | 2020-07-27 | 2021-06-24 | 주식회사 에너솔라 | 지중 배관 탐지 및 지열에너지 복원이 가능한 고효율 히트펌프 시스템 |
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