KR101910494B1 - Air-conditioning system using geothermal and air heat - Google Patents

Air-conditioning system using geothermal and air heat Download PDF

Info

Publication number
KR101910494B1
KR101910494B1 KR1020170106591A KR20170106591A KR101910494B1 KR 101910494 B1 KR101910494 B1 KR 101910494B1 KR 1020170106591 A KR1020170106591 A KR 1020170106591A KR 20170106591 A KR20170106591 A KR 20170106591A KR 101910494 B1 KR101910494 B1 KR 101910494B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
refrigerant
heat exchanger
heat
geothermal
air
Prior art date
Application number
KR1020170106591A
Other languages
Korean (ko)
Inventor
김성배
김기문
Original Assignee
주식회사 다온공조
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 다온공조 filed Critical 주식회사 다온공조
Priority to KR1020170106591A priority Critical patent/KR101910494B1/en
Application granted granted Critical
Publication of KR101910494B1 publication Critical patent/KR101910494B1/en

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
    • 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
    • F25B41/04—
    • 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
    • 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

Abstract

The present invention relates to an air-conditioning system using geothermal and air heat. The air-conditioning system using geothermal and air heat includes: a first refrigerant compressor for compressing first refrigerant; a geothermal exchange system for recovering geothermal heat and exchanging heat with the first refrigerant by using the recovered geothermal heat as a heat source for heating and cooling; an air heat exchanger for exchanging heat with the first refrigerant using air introduced from an outside as a heat source for cooling and heating; an air conditioning heat storage tank for exchanging heat with the geothermal exchange system or the air heat exchanger, and storing heat generated during cooling or heating operation; two flow control valves installed and connected between the geothermal exchange system and the air conditioning heat storage tank and between the air heat exchanger and the air conditioning heat storage tank, respectively to adjust an amount of the first refrigerant circulating in the geothermal exchange system, the air heat exchanger, and the air conditioning heat storage tank; at least one refrigerant expansion valve installed between the first refrigerant compressor, the geothermal exchange system, the air heat exchanger, and the air conditioning heat storage tank to expand the first refrigerant; a second refrigerant compressor for compressing second refrigerant; a hot water heat exchange system for receiving the second refrigerant compressed by the second refrigerant compressor, exchanging heat with water supplied from an outside to produce hot water and circulate the hot water; and a refrigerant heat exchanger for exchanging heat between the first refrigerant and the second refrigerant.

Description

지열, 공기열을 이용한 냉난방 시스템{Air-conditioning system using geothermal and air heat}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an air-conditioning system using geothermal heat,

본 발명은 지열, 공기열을 이용한 냉난방 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 지열 및 공기열을 이용하여 빙축열 냉방 및 수축열 난방을 실시할 수 있는 지열, 공기열을 이용한 냉난방 시스템에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a cooling / heating system using geothermal heat and air heat, and more particularly, to a cooling / heating system using geothermal heat and air heat, which can perform ice cooling heat storage and water storage heat heating using geothermal heat and air heat.

냉동사이클은 기본적으로 압축기의 토출구, 응축기, 팽창밸브, 증발기 및 압축기의 흡입부를 도관으로 순서대로 연결하여서, 압축기에서 압축된 고온, 고압의 냉매 기체를 응축기에서 응축시켜 그 응축열을 유체와 열교환시킴으로써 온수를 생성하거나 실내공기를 가열하여서 난방을 수행한다. 응축기에서 응축된 고온, 고압의 냉매액은 팽창밸브에서 팽창되어 저온, 저압의 냉매액으로 된 후 증발기 본체에 유입되어 열원에 의하여 증발되고, 그 증발열을 유체와 열교환시켜 냉수를 생성하거나 실내공기를 냉각하여서 냉방을 수행한다. 그 뿐만 아니라, 증발기 본체에서 증발된 저온, 저압의 냉매 기체는 압축기에 흡입되는 사이클을 기본으로 반복되는 것이다.The refrigeration cycle basically connects the discharge port of the compressor, the condenser, the expansion valve, the evaporator and the suction section of the compressor in order to the conduit. The high temperature and high pressure refrigerant gas compressed in the compressor is condensed in the condenser, Or heating indoor air to perform heating. The high-temperature and high-pressure refrigerant condensed in the condenser is expanded in the expansion valve to become a low-temperature and low-pressure refrigerant liquid, and then flows into the main body of the evaporator and is evaporated by the heat source. The evaporation heat is heat- And cooling is performed. In addition, the low-temperature, low-pressure refrigerant gas evaporated in the evaporator body is repeated based on a cycle in which the refrigerant gas is sucked into the compressor.

따라서, 응축기에서는 열이 방출되며 증발기에서는 열이 흡수되는데 증발기를 도관으로 만들어 수중에 설치하면 도관 표면에 얼음이 얼게 된다.Therefore, heat is emitted from the condenser, and heat is absorbed by the evaporator. When the evaporator is made into a conduit and installed in water, the ice is frozen on the surface of the conduit.

하지만 공기 중에 도관을 설치할 경우 공기의 온도가 영하로 내려가면 도관 표면은 공기 중의 수분이 얼어붙어 성에가 발생하게 되고 냉매의 증발현상은 급격히 약화된다. 그러므로 동절기에 증발기를 공기 중에 설치하고 응축기를 이용하여 온수를 만들 경우 증발기에 성에가 발생하게 되고 냉매의 증발온도 저하에 따라 비체적이 증가하여 냉동사이클의 급격한 성능저하가 발생하는 문제점을 가진다.However, in the case of installing a conduit in the air, if the temperature of the air drops below zero, the surface of the conduit will become frozen due to the freezing of moisture in the air, and the evaporation phenomenon of the refrigerant is drastically weakened. Therefore, when the evaporator is installed in the air during the winter season and the hot water is made by using the condenser, the evaporator may become hot, and the evaporator temperature may increase due to the decrease of the evaporation temperature of the refrigerant.

대한민국 특허등록번호 제 10-0530259 호Korean Patent Registration No. 10-0530259 대한민국 특허등록번호 제 10-1124356 호Korean Patent Registration No. 10-1124356

따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 해결하고자 하는 과제는 지열 및 공기열을 이용하여 빙축열 냉방 및 수축열 난방을 실시할 수 있는 지열, 공기열을 이용한 냉난방 시스템을 제공하는 것이다.SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, it is an object of the present invention to provide a cooling / heating system using geothermal and air heat, .

다만, 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 are exemplary and explanatory and are not intended to limit the invention to the precise form disclosed. It can be understood.

상기의 기술적 과제를 달성하기 위한 수단으로는, 제1 냉매를 압축하기 위한 제1 냉매 압축기; 지열을 회수하고, 회수된 지열을 냉난방용 열원으로 이용하여 제1 냉매와 열 교환하기 위한 지열 교환 시스템; 외부에서 유입되는 공기를 냉난방용 열원으로 이용하여 제1 냉매와 열 교환하기 위한 공기열 교환기; 지열 교환 시스템 또는 공기열 교환기와 연결되며, 냉방 또는 난방 구동 시에 발생된 열을 저장하는 냉난방축열조; 지열 교환 시스템 및 냉난방축열조의 사이와, 공기열 교환기 및 냉난방축열조의 사이에 각각 연결 설치되어, 지열 교환 시스템, 공기열 교환기 및 냉난방축열조를 순환하는 제1 냉매의 양을 조절하기 위한 두 개의 유량제어밸브; 및 제1 냉매 압축기, 지열 교환 시스템, 공기열 교환기 및 냉난방축열조의 사이에 각각 설치되어, 제1 냉매를 팽창시켜 주기 위한 적어도 하나의 냉매팽창밸브;를 포함하는 지열, 공기열을 이용한 냉난방 시스템을 제공한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a refrigerant compressor comprising: a first refrigerant compressor for compressing a first refrigerant; A geothermal exchange system for recovering geothermal heat and exchanging heat with the first refrigerant using the recovered geothermal heat as a heat source for cooling and heating; An air heat exchanger for exchanging heat with the first refrigerant using air introduced from the outside as a heat source for cooling and heating; A cooling / heating storage tank connected to the geothermal exchange system or the air heat exchanger and storing heat generated during cooling or heating operation; Two flow control valves respectively connected between the geothermal exchange system and the cooling / heating storage tank and between the air heat exchanger and the cooling / heating storage tank for controlling the amount of the first refrigerant circulating in the geothermal exchange system, the air heat exchanger and the heating / And at least one refrigerant expansion valve installed between the first refrigerant compressor, the geothermal exchange system, the air heat exchanger, and the cooling / heating storage tank for expanding the first refrigerant, respectively, and a cooling / heating system using geothermal and air heat .

또한, 일 실시예에서, 지열 교환 시스템은, 순환하는 지열수나 지하수를 이용하여 지열을 회수하는 지중열 교환기; 일측이 지중열 교환기에 연결되어, 지열수 또는 지하수를 순환시켜 주기 위한 지열 순환 펌프; 및 일측이 지중열 교환기에 연결되고, 타측이 제1 냉매를 순환시켜 주기 위한 배관과 연결되어, 제1 냉매와 열 교환하기 위한 지열 교환기;를 포함하는 것을 특징으로 한다.Further, in one embodiment, the geothermal exchange system includes an underground heat exchanger for recovering geothermal heat using circulating geothermal water or ground water; A geothermal circulation pump connected to one side of the underground heat exchanger for circulating the geothermal water or ground water; And a geothermal heat exchanger connected to the ground heat exchanger on one side and the piping for circulating the first refrigerant on the other side for heat exchange with the first refrigerant.

또한, 일 실시예에서, 공기열 교환기는, 외부로부터 공급되는 공기열을 이용하여, 제1 냉매와 공기열을 열 교환하는 것을 특징으로 한다.In one embodiment, the air heat exchanger performs heat exchange between the first refrigerant and the air heat using air heat supplied from the outside.

또한, 일 실시예에서, 지열, 공기열을 이용한 냉난방 시스템은, 냉난방축열조의 일측에 연결되어, 외부로부터 급수를 공급받아 가열하여 급탕을 만들어 저장하기 위한 급탕탱크를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.Further, in one embodiment, the cooling / heating system using geothermal and air heat may further include a hot water tank connected to one side of the heating / cooling heat storage tank to supply water from outside to heat and store hot water.

또한, 일 실시예에서, 제1 냉매 압축기는, 냉방 모드 시에, 냉난방축열조로부터 냉매를 전달받아 압축하여, 지열 교환 시스템 및 공기열 교환기로 전달하며, 난방 모드 시에, 지열 교환 시스템 및 공기열 교환기로부터 열 교환된 냉매를 전달받아 압축하여, 냉매열 교환기로 전달하며, 제상 모드 시에, 냉매를 압축하여 공기열 교환기로 전달하며, 지열 교환 시스템으로부터 열 교환된 냉매를 전달받는 것을 특징으로 한다.In one embodiment, the first refrigerant compressor receives the refrigerant from the cooling / heating storage tank in the cooling mode, transfers the refrigerant to the geothermal exchange system and the air heat exchanger, and in the heating mode, Exchanged refrigerant is received, compressed, and delivered to the refrigerant heat exchanger. In the defrost mode, the refrigerant is compressed and transferred to the air heat exchanger, and the heat exchanged refrigerant is received from the geothermal exchange system.

또한, 일 실시예에서, 유량제어밸브는, 지열 교환 시스템과 공기열 교환기로 전달되는 냉매의 비율을 미리 기 설정해 두는 것을 특징으로 한다.Further, in one embodiment, the flow control valve is characterized in that the ratio of the refrigerant transferred to the geothermal exchange system and the air heat exchanger is predetermined in advance.

또한, 일 실시예에서, 냉매팽창밸브는, 공기열 교환기와 냉난방축열조의 사이에 설치되어, 공기열 교환기로부터 전달되는 냉매를 팽창시켜 냉난방축열조로 전달하기 위한 제1 팽창밸브; 지열 교환 시스템과 냉매열 교환기의 사이에 설치되어, 냉매열 교환기로부터 전달되는 냉매를 팽창시켜 지열 교환 시스템으로 전달하기 위한 제2 팽창밸브; 및 공기열 교환기와 냉매열 교환기의 사이에 설치되어, 냉매열 교환기로부터 전달되는 냉매를 팽창시켜 공기열 교환기로 전달하기 위한 제3 팽창밸브를 포함하는 것을 특징으로 한다.In one embodiment, the refrigerant expansion valve includes: a first expansion valve installed between the air heat exchanger and the cooling / heating storage tank for expanding the refrigerant delivered from the air heat exchanger and delivering the refrigerant to the air conditioner heat storage tank; A second expansion valve installed between the geothermal exchange system and the refrigerant heat exchanger for expanding the refrigerant delivered from the refrigerant heat exchanger and delivering the refrigerant to the geothermal exchange system; And a third expansion valve installed between the air heat exchanger and the refrigerant heat exchanger for expanding the refrigerant transferred from the refrigerant heat exchanger and delivering the refrigerant to the air heat exchanger.

또한, 일 실시예에서, 냉매팽창밸브는, 지열 교환 시스템과 공기열 교환기의 사이에 설치되어, 공기열 교환기로부터 전달되는 냉매를 팽창시켜 지열 교환 시스템으로 전달하기 위한 제4 팽창밸브를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.Further, in one embodiment, the refrigerant expansion valve further includes a fourth expansion valve installed between the geothermal exchange system and the air heat exchanger, for expanding the refrigerant delivered from the air heat exchanger and delivering the refrigerant to the geothermal exchange system .

또한, 일 실시예에서, 지열, 공기열을 이용한 냉난방 시스템은, 제2 냉매를 압축하기 위한 제2 냉매 압축기; 제2 냉매 압축기에서 압축된 제2 냉매를 전달받아 외부로부터 공급되는 급수와 열 교환하여 고온수를 만들고, 고온수를 순환시키기 위한 온수 열교환 시스템; 및 제1 냉매와 제2 냉매를 열 교환하기 위한 냉매열 교환기;를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.In one embodiment, the cooling / heating system using geothermal heat and air heat comprises a second refrigerant compressor for compressing the second refrigerant; A hot water heat exchange system for transferring the second refrigerant compressed in the second refrigerant compressor and exchanging heat with water supplied from the outside to make hot water and circulating the hot water; And a refrigerant heat exchanger for exchanging heat between the first refrigerant and the second refrigerant.

또한, 일 실시예에서, 냉매팽창밸브는, 온수 열교환 시스템과 냉매열 교환기 사이에 설치되어, 온수열교환기로부터 전달되는 제2 냉매를 팽창시켜 냉매열 교환기로 전달하기 위한 제5 팽창밸브를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.In one embodiment, the refrigerant expansion valve further includes a fifth expansion valve installed between the hot water heat exchange system and the refrigerant heat exchanger, for expanding the second refrigerant delivered from the hot water heat exchanger and delivering the refrigerant to the refrigerant heat exchanger .

본 발명의 일 실시예에 의하면, 지열 및 공기열을 이용하여 빙축열 냉방 및 수축열 난방을 실시할 수 있는 지열, 공기열을 이용한 냉난방 시스템을 제공함으로써, 심야전력을 사용할 수 있고 2원 냉동사이클의 조합으로 고온수로 축열이 가능하여 운영비와 냉동설비 축소에 따른 설비투자비를 획기적으로 줄일 수 있는 효과를 가진다.According to one embodiment of the present invention, by providing a cooling / heating system using geothermal heat and air heat, which can perform ice cooling heat storage and heat storage heat heating by using geothermal and air heat, night-time electric power can be used and a combination of two- It is possible to heat-store it with high temperature water, thereby remarkably reducing the facility investment cost due to the operation cost and the reduction in refrigeration equipment.

또한, 본 발명의 일 실시예에 의하면, 지열은 계절에 관계없이 안정되게 이용할 수 있으나 공기열은 공기의 온도에 따라 매우 다르기에 동절기에 냉동사이클을 이용하여 온수는 만드는 것은 증발기의 성에 발생 문제가 있지만 지열을 이용하여 쉽게 발생된 성에를 제거할 수 있는 효과를 가진다.According to an embodiment of the present invention, the geothermal heat can be used stably regardless of the season, but the air heat is very different depending on the temperature of the air. Therefore, making the hot water using the refrigeration cycle in the winter season causes problems in the property of the evaporator It is possible to remove easily generated gait using geothermal heat.

다만, 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 from the following description It will be possible.

본 명세서에서 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 것이며, 후술하는 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어서 해석되어서는 아니된다.
도 1은 본 발명의 지열, 공기열을 이용한 냉난방 시스템을 개략적으로 나타내는 흐름도이다.
도 2는 본 발명에 따른 냉방 사이클을 나타낸 흐름도이다.
도 3은 본 발명에 따른 난방 사이클을 나타낸 흐름도이다.
도 4는 본 발명에 따른 제상 사이클을 나타낸 흐름도이다.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 of the invention given below, serve to further understand the technical idea of the invention. And should not be construed as interpreted.
FIG. 1 is a flow chart schematically showing a cooling / heating system using geothermal and air heat of the present invention.
2 is a flowchart illustrating a cooling cycle according to the present invention.
3 is a flowchart illustrating a heating cycle according to the present invention.
4 is a flowchart illustrating a defrost cycle according to the present invention.

아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명에 관한 설명은 구조적 내지 기능적 설명을 위한 실시예에 불과하므로, 본 발명의 권리범위는 본문에 설명된 실시예에 의하여 제한되는 것으로 해석되어서는 아니 된다. 즉, 실시예는 다양한 변경이 가능하고 여러 가지 형태를 가질 수 있으므로 본 발명의 권리범위는 기술적 사상을 실현할 수 있는 균등물들을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 또한, 본 발명에서 제시된 목적 또는 효과는 특정 실시예가 이를 전부 포함하여야 한다거나 그러한 효과만을 포함하여야 한다는 의미는 아니므로, 본 발명의 권리범위는 이에 의하여 제한되는 것으로 이해되어서는 아니 될 것이다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art can easily carry out the present invention. However, the description of the present invention is merely an example for structural or functional explanation, and the scope of the present invention should not be construed as being limited by the embodiments described in the text. That is, the embodiments are to be construed as being variously embodied and having various forms, so that the scope of the present invention should be understood to include equivalents capable of realizing technical ideas. Also, the purpose or effect of the present invention should not be construed as limiting the scope of the present invention, since it does not mean that a specific embodiment should include all or only such effect.

본 발명에서 서술되는 용어의 의미는 다음과 같이 이해되어야 할 것이다.The meaning of the terms described in the present invention should be understood as follows.

"제1", "제2" 등의 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하기 위한 것으로, 이들 용어들에 의해 권리범위가 한정되어서는 아니 된다. 예를 들어, 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결될 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다고 언급된 때에는 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. 한편, 구성요소들 간의 관계를 설명하는 다른 표현들, 즉 "~사이에"와 "바로 ~사이에" 또는 "~에 이웃하는"과 "~에 직접 이웃하는" 등도 마찬가지로 해석되어야 한다.The terms "first "," second ", and the like are intended to distinguish one element from another, and the scope of the right should not be limited by these terms. For example, the first component may be referred to as a second component, and similarly, the second component may also be referred to as a first component. It is to be understood that when an element is referred to as being "connected" to another element, it may be directly connected to the other element, but there may be other elements in between. On the other hand, when an element is referred to as being "directly connected" to another element, it should be understood that there are no other elements in between. On the other hand, other expressions that describe the relationship between components, such as "between" and "between" or "neighboring to" and "directly adjacent to" should be interpreted as well.

단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한 복수의 표현을 포함하는 것으로 이해되어야 하고, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 설시된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이며, 하나 또는 그 이상의 다른 특징이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.It should be understood that the singular " include "or" have "are to be construed as including a stated feature, number, step, operation, component, It is to be understood that the combination is intended to specify that it does not preclude the presence or addition of one or more other features, integers, steps, operations, elements, components, or combinations thereof.

여기서 사용되는 모든 용어들은 다르게 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 것으로 해석되어야 하며, 본 발명에서 명백하게 정의하지 않는 한 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미를 지니는 것으로 해석될 수 없다.All terms used herein have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art to which this invention belongs, unless otherwise defined. Commonly used predefined terms should be interpreted to be consistent with the meanings in the context of the related art and can not be interpreted as having ideal or overly formal meaning unless explicitly defined in the present invention.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 바람직한 실시예의 구성을 상세히 설명하기로 한다. 도 1은 본 발명의 지열, 공기열을 이용한 냉난방 시스템을 개략적으로 나타내는 흐름도이다.도 1을 참조하면, 지열, 공기열을 이용한 냉난방 시스템(10)은, 제1 냉매 압축기(100), 지열 교환 시스템(200), 공기열 교환기(300), 냉난방축열조(400), 두 개의 유량제어밸브(500), 적어도 하나의 냉매팽창밸브(600), 제2 냉매 압축기(700), 온수 열교환 시스템(800), 냉매열 교환기(900)를 포함한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. 1, a cooling / heating system 10 using geothermal heat and air heat is composed of a first refrigerant compressor 100, a geothermal exchange system A second heat exchanging system 800, a second heat exchanging system 800, a second heat exchanging system 800, and a second heat exchanging system 800. The second heat exchanging system 800 includes a heat exchanger 200, an air heat exchanger 300, an air conditioning and heat storage tank 400, two flow control valves 500, at least one refrigerant expansion valve 600, And a heat exchanger 900.

제1 냉매 압축기(100)는, 제1 냉매를 압축한다.The first refrigerant compressor (100) compresses the first refrigerant.

일 실시예에서, 제1 냉매는, 바람직하게는 빙축시 사용될 수 있도록 저온특성이 좋은 냉매(예 : R410A)이다.In one embodiment, the first refrigerant is a refrigerant (e.g., R410A) that has a low temperature characteristic so that it can preferably be used for ice cooling.

일 실시예에서, 제1 냉매 압축기(100)는, 지열 교환 시스템(200), 공기열 교환기(300) 또는 냉난방축열조(400)로부터 냉매를 전달받아, 해당 전달받은 제1 냉매를 압축하여 고온고압의 기체냉매를 생성할 수 있다.In one embodiment, the first refrigerant compressor 100 receives the refrigerant from the geothermal exchange system 200, the air heat exchanger 300, or the cooling / heating storage tank 400, compresses the received first refrigerant, A gas refrigerant can be generated.

일 실시예에서, 제1 냉매 압축기(100)는, 일측에 제1 냉매를 전달받기 위한 배관이 설치되고, 타측에 제1 냉매를 전달하기 위한 배관이 설치될 수 있으며, 이에 제1 냉매를 순환시켜 줄 수 있다.In one embodiment, the first refrigerant compressor 100 may include a pipe for receiving the first refrigerant at one side thereof and a pipe for delivering the first refrigerant at the other side thereof. The first refrigerant may be circulated .

일 실시예에서, 제1 냉매 압축기(100)는, 냉방 모드 시에, 냉난방축열조(400)로부터 제1 냉매를 전달받아 압축하여, 지열 교환 시스템(200) 및 공기열 교환기(300)로 전달한다. 난방 모드 시, 지열 교환 시스템(200) 및 공기열 교환기(300)로부터 열 교환된 제1 냉매를 전달받아 압축하여, 냉매열교환기(900)로 전달하며, 제상 모드 시에, 제1 냉매를 압축하여 공기열 교환기(300)로 전달하며, 지열 교환 시스템(200)으로부터 열 교환된 제1 냉매를 전달받을 수 있다.In one embodiment, the first refrigerant compressor 100 receives and compresses the first refrigerant from the cooling / heating storage tank 400 in the cooling mode, and transfers the compressed refrigerant to the geothermal exchange system 200 and the air heat exchanger 300. In the heating mode, the heat exchanged first refrigerant is received from the geothermal exchange system 200 and the air heat exchanger 300 and is compressed and transferred to the refrigerant heat exchanger 900. In the defrosting mode, the first refrigerant is compressed To the air-conditioner exchanger (300), and can receive the heat-exchanged first refrigerant from the geothermal exchange system (200).

지열 교환 시스템(200)은, 지열을 회수하고, 회수된 지열을 냉난방용 열원으로 이용하여 제1 냉매와 열 교환한다. 지열 교환 시스템(200)은, 지중열 교환기(210), 지열 순환 펌프(220), 지열 교환기(230)를 포함할 수 있다. 지중열 교환기(210)는, 순환하는 지열수나 지하수를 이용하여 지열을 회수한다.The geothermal exchange system 200 recovers geothermal heat and exchanges heat with the first refrigerant using the recovered geothermal heat as a heat source for heating and cooling. The geothermal exchange system 200 may include a geothermal heat exchanger 210, a geothermal circulation pump 220, and a geothermal heat exchanger 230. The geothermal heat exchanger 210 recovers geothermal heat by using circulating geothermal water or ground water.

지중열 교환기(210)는, 지열 순환 펌프(220)에 의해 순환되는 지열수나 지하수가 지중열 교환기(210)에서 제1냉매와 열 교환하여 지열을 회수하게 하는 기능을 수행한다.The geothermal heat exchanger 210 performs a function of allowing geothermal water or groundwater circulated by the geothermal circulation pump 220 to exchange heat with the first refrigerant in the geothermal heat exchanger 210 to recover the geothermal heat.

지열 순환 펌프(220)는, 일측이 지중열 교환기(210)에 연결되어, 지열수 또는 지하수를 순환시켜 준다.One side of the geothermal circulation pump 220 is connected to the geothermal heat exchanger 210 to circulate geothermal water or ground water.

지열 교환기(230)는, 일측이 지중열 교환기(210)에 연결되고, 타측이 제1 냉매를 순환시켜 주기 위한 배관(즉, 제1 냉매 압축기(100) 및 냉매열 교환기와 연결되는 배관)과 연결되어, 제1 냉매와 지중열을 열 교환한다. 지열 교환기(230)는, 지열 순환 펌프(220)에서 순환하는 지열수 또는 지하수가 제1 냉매 압축기(100)로부터 전달받는 제1 냉매와 열 교환하는데, 냉방모드 시는 제1 냉매로부터 열을 공급받고, 난방모드나 제상모드 시는 제1 냉매로 열을 전달할 수 있다.The geothermal heat exchanger 230 is connected to the ground heat exchanger 210 at one side and the piping for circulating the first refrigerant at the other side (that is, the piping connected to the first refrigerant compressor 100 and the refrigerant heat exchanger) To heat exchange the first refrigerant and the underground heat. The geothermal heat exchanger 230 exchanges heat with geothermal water or ground water circulating in the geothermal circulation pump 220 with the first refrigerant delivered from the first refrigerant compressor 100. In the cooling mode, In the heating mode or the defrost mode, heat can be transferred to the first refrigerant.

공기열 교환기(300)는, 외부에서 공급되는 공기를 냉난방용 열원으로 이용하여 제1 냉매와 열 교환한다. 공기열 교환기(300)는, 지열, 공기열을 이용한 냉난방 시스템(10)이 난방 구동을 할 시에, 증발기 역할을 할 수 있으며, 이에 냉매열교환기(900)로부터 전달받은 제1 냉매를 증발시켜 줄 수 있다. 공기열 교환기(300)는, 제1 냉매를 순환시켜 주기 위한 배관을 구비할 수 있으며, 이에 제1 냉매 압축기(100) 또는 냉매열교환기(900)로부터 전달받은 제1 냉매를 제1 냉매 압축기(100) 또는 냉난방축열조(400)로 전달할 수 있다.The air heat exchanger 300 exchanges heat with the first refrigerant using air supplied from the outside as a heat source for cooling and heating. The air-conditioner exchanger 300 can serve as an evaporator when the cooling / heating system 10 using the geothermal heat and the air heat performs the heating operation and can evaporate the first refrigerant transferred from the refrigerant heat exchanger 900 have. The air conditioner 300 may include a piping for circulating the first refrigerant. The first refrigerant delivered from the first refrigerant compressor 100 or the refrigerant heat exchanger 900 is supplied to the first refrigerant compressor 100 Or to the heating / heating storage tank 400.

냉난방축열조(400)는, 지열 교환 시스템(200), 공기열 교환기(300) 또는 온수열교환기(810)와 연결되어, 냉방 또는 난방 구동 시에 발생된 열을 저장한다. 냉난방축열조(400)는, 냉방 또는 난방 구동 시에 발생된 열을 저장하기 위하여 물을 저장하고 냉매가 유동하는 도관을 물속에 배치하여 도관 표면에 얼음이 어는 빙축조로 사용되거나, 내부의 물이 가열된 고온수를 저장하는 수축열조로 병행 사용될 수 있다.The cooling / heating storage tank 400 is connected to the geothermal exchange system 200, the air heat exchanger 300 or the hot water heat exchanger 810 to store heat generated during cooling or heating operation. The cooling / heating storage tank 400 stores water to store heat generated during cooling or heating operation, and a conduit through which the refrigerant flows is placed in the water to be used as ice for cooling ice on the conduit surface, And can be used in parallel as a water storage tank for storing heated hot water.

유량제어밸브(500)는, 지열 교환 시스템(200) 및 냉난방축열조(400)의 사이와, 공기열 교환기(300) 및 냉난방축열조(400)의 사이에 각각 연결 설치되어, 지열 교환 시스템(200), 공기열 교환기(300) 및 냉난방축열조(400)를 순환하는 제1 냉매의 양을 조절한다.The flow control valve 500 is connected between the geothermal exchange system 200 and the cooling and heating storage tank 400 and between the air heat exchanger 300 and the cooling and heating storage tank 400 and is connected to the geothermal exchange system 200, The amount of the first refrigerant circulating through the air heat exchanger 300 and the cooling / heating storage tank 400 is regulated.

일 실시예에서, 유량제어밸브(500)는, 지열 교환 시스템(200)(바람직하게는, 지열 교환기(230))으로 전달되는 제1 냉매의 비율을 미리 기 설정해 둘 수 있으며, 지열 교환기(230)로 전달되는 제1 냉매의 양을 먼저 제어하고, 나머지를 공기열 교환기(300)를 유동하도록 제1 냉매의 양을 제어할 수 있다.In one embodiment, the flow control valve 500 may predetermine the ratio of the first refrigerant delivered to the geothermal exchange system 200 (preferably, the geothermal exchanger 230), and the geothermal exchanger 230 The amount of the first refrigerant can be controlled so that the amount of the first refrigerant transferred to the air heat exchanger 300 is controlled first, and the remaining amount is controlled to flow through the air heat exchanger 300.

바람직하게는, 유량제어밸브(500)는, 지열 교환기(230)로 전달되는 제1 냉매의 비율을 21~27%로(가장 바람직하게는 21%), 공기열 교환기(300)로 전달되는 제1 냉매의 비율을 79~73%(가장 바람직하게는 79%)로 기 설정해 둘 수 있다. 제1 냉매의 비율이 증가할 수록 설비 등의 투자비가 증가할 수 있기 때문이다. Preferably, the flow rate control valve 500 controls the rate of the first refrigerant delivered to the geothermal exchanger 230 to 21 to 27% (most preferably 21%), The ratio of the refrigerant may be preset to 79 to 73% (most preferably 79%). This is because as the ratio of the first refrigerant increases, the investment cost of the equipment or the like may increase.

냉매팽창밸브(600)는, 지열 교환 시스템(200) 및 제1 냉매 압축기(100)의 사이와, 공기열 교환기(300) 및 제1 냉매 압축기(100)의 사이와, 공기열 교환기(300) 및 냉난방축열조(400)의 사이와 지열 교환 시스템(200) 및 공기열 교환기(300)의 사이에 각각 설치되어, 제1 냉매를 팽창시켜 준다. 냉매팽창밸브(600)는, 제1 팽창밸브(610), 제2 팽창밸브(620), 제3 팽창밸브(630), 제4 팽창밸브(640), 제5 팽창밸브(650)를 포함할 수 있다.The refrigerant expansion valve 600 is disposed between the geothermal exchange system 200 and the first refrigerant compressor 100 and between the air heat exchanger 300 and the first refrigerant compressor 100 and between the air heat exchanger 300 and the air conditioner / Is installed between the heat storage tank (400) and the geothermal exchange system (200) and the air heat exchanger (300) to expand the first refrigerant. The refrigerant expansion valve 600 includes a first expansion valve 610, a second expansion valve 620, a third expansion valve 630, a fourth expansion valve 640 and a fifth expansion valve 650 .

제1 팽창밸브(610)는, 공기열 교환기(300)와 냉난방축열조(400)의 사이에 설치되어, 공기열 교환기(300)로부터 전달되는 제1 냉매를 팽창시켜 냉난방축열조(400)로 전달한다.The first expansion valve 610 is installed between the air heat exchanger 300 and the cooling and heating storage tank 400 and expands the first refrigerant delivered from the air conditioner 300 to transfer it to the cooling and heating storage tank 400.

제2 팽창밸브(620)는, 지열 교환 시스템(200)(바람직하게는, 지열 교환기(230))과 냉매열 교환기의 사이에 설치되어, 냉매열 교환기(900)로부터 전달되는 제1 냉매를 팽창시켜 지열 교환 시스템(200)으로 전달한다.The second expansion valve 620 is installed between the geothermal exchange system 200 (preferably the geothermal exchanger 230) and the refrigerant heat exchanger to expand the first refrigerant delivered from the refrigerant heat exchanger 900 To the geothermal exchange system (200).

제3 팽창밸브(630)는, 공기열 교환기(300)와 냉매열 교환기(900)의 사이에 설치되어, 냉매열 교환기로부터 전달되는 제1 냉매를 팽창시켜 공기열 교환기(300)으로 전달한다.The third expansion valve 630 is installed between the air heat exchanger 300 and the refrigerant heat exchanger 900 and expands the first refrigerant transferred from the refrigerant heat exchanger and transfers the expanded first refrigerant to the air heat exchanger 300.

제4 팽창밸브(640)는, 지열 교환 시스템(200)(바람직하게는, 지열 교환기(230))과 공기열 교환기(300)의 사이에 설치되어, 공기열 교환기(300)로부터 전달되는 제1 냉매를 팽창시켜 지열 교환 시스템(200)으로 전달한다.The fourth expansion valve 640 is installed between the geothermal exchange system 200 (preferably the geothermal exchanger 230) and the air heat exchanger 300 and is connected to the first heat exchanger 300 through the first heat exchanger 300 And transfers it to the geothermal exchange system (200).

제5 팽창밸브(650)는, 온수 열교환 시스템(800)(즉, 온수열교환기(810))과 냉매열 교환기(900) 사이에 설치되어, 온수열교환기(810)로부터 전달되는 제2 냉매를 팽창시켜 냉매열 교환기(900)로 전달한다.The fifth expansion valve 650 is installed between the hot water heat exchange system 800 (that is, the hot water heat exchanger 810) and the refrigerant heat exchanger 900 so that the second refrigerant delivered from the hot water heat exchanger 810 And delivers the refrigerant to the refrigerant heat exchanger 900.

일 실시예에서, 지열, 공기열을 이용한 냉난방 시스템(10)은, 배관을 통해 제1 냉매 압축기(100), 지열 교환 시스템(200), 공기열 교환기(300), 냉난방축열조(400)가 연결될 수 있다.In one embodiment, the first refrigerant compressor 100, the geothermal heat exchanger system 200, the air heat exchanger 300, and the heating / cooling storage tank 400 may be connected to the cooling / heating system 10 using geothermal or air heat .

제2 냉매 압축기(700)는, 제2 냉매를 압축한다. 제2 냉매는, 온수 생산시 사용될 수 있도록 고온특성이 좋은 냉매(예 : R134A)이다. 제2 냉매 압축기(700)는, 제1 냉매와 제2 냉매가 서로 섞이지 않도록 일측에 제1 냉매를 전달받기 위한 배관이 설치되고, 타측에 제2 냉매를 전달받기 위한 배관이 설치될 수 있다.The second refrigerant compressor (700) compresses the second refrigerant. The second refrigerant is a refrigerant (for example, R134A) having good high temperature characteristics so that it can be used in the production of hot water. The second refrigerant compressor (700) may include a pipe for receiving the first refrigerant to one side so that the first refrigerant and the second refrigerant are not mixed with each other, and a pipe for receiving the second refrigerant to the other side.

온수 열교환 시스템(800)은, 제2 냉매 압축기(700)에서 압축된 제2 냉매를 전달받아 외부로부터 공급되는 급수와 열 교환하여 고온수를 만들고, 고온수를 순환시킨다. 온수 열교환 시스템(800)은, 온수열교환기(810), 온수 순환 펌프(820)를 포함할 수 있다.The hot water heat exchange system 800 receives the second refrigerant compressed by the second refrigerant compressor 700 and exchanges heat with water supplied from the outside to make hot water and circulates the hot water. The hot water heat exchange system 800 may include a hot water heat exchanger 810 and a hot water circulation pump 820.

온수열교환기(810)는, 제2 냉매 압축기(700)에서 압축된 제2 냉매를 전달받아 외부로부터 공급되는 급수와 열 교환하여 고온수를 만든다. 온수 순환 펌프(820)는, 냉난방축열조(400)나 급탕탱크와 온수열교환기(810)의 사이에 설치되어, 물을 순환시켜 준다.The hot water heat exchanger (810) receives the second refrigerant compressed by the second refrigerant compressor (700) and exchanges heat with water supplied from the outside to make hot water. The hot water circulation pump 820 is provided between the cooling / heating storage tank 400 and the hot water tank and the hot water heat exchanger 810, and circulates the water.

냉매열 교환기(900)는, 제1 냉매와 제2 냉매를 열 교환한다.The refrigerant heat exchanger (900) exchanges heat between the first refrigerant and the second refrigerant.

일 실시예에서, 냉매열 교환기(900)는, 제1 냉매 압축기(100)로부터 제1 냉매를 전달받는 경우에, 응축기로서의 역할을 하며, 제2 냉매 압축기(700)로부터 제2 냉매를 전달받는 경우에, 증발기로서의 역할을 하여 제1 냉매에서 열을 흡수하여액체냉매인 제2 냉매를 증발시킬 수 있다.In one embodiment, the refrigerant heat exchanger 900 serves as a condenser when the first refrigerant is received from the first refrigerant compressor 100, and the second refrigerant is received from the second refrigerant compressor 700 The second refrigerant, which is a liquid refrigerant, can be evaporated by absorbing heat from the first refrigerant, serving as an evaporator.

냉매열 교환기(900)는, 제1 냉매 압축기(100)로부터 제1 냉매를 전달받고, 온수열교환기(810)로부터 제2 냉매를 전달받는 경우에, 제1 냉매로부터 전달된 열을 제2 냉매가 흡수하여 열교환이 이루어질 수 있으며, 이에 제1 냉매는 액화되며, 액화된 제1 냉매를 지열 교환기(230) 또는 공기열 교환기(300)로 전달하며, 제2 냉매는 제2 냉매 압축기(700)로 전달될 수 있다.The refrigerant heat exchanger 900 receives the first refrigerant from the first refrigerant compressor 100 and receives the second refrigerant from the hot water heat exchanger 810 to heat the heat transferred from the first refrigerant to the second refrigerant The first refrigerant is liquefied and the liquefied first refrigerant is transferred to the geothermal heat exchanger 230 or the air heat exchanger 300 and the second refrigerant is transferred to the second refrigerant compressor 700 Lt; / RTI >

지열, 공기열을 이용한 냉난방 시스템(10)은, 급탕탱크를 더 포함할 수 있다. 급탕탱크는, 냉난방축열조(400)의 일측에 연결되어, 외부로부터 급수를 공급받아 가열하여 급탕을 만들어 저장한다. 급탕탱크는, 평상시에는 구비되어 있지 않으며, 필요 시에 설치되어 급탕을 저장할 수 있다. 급탕탱크는 FRP(Fiber Reinforced Plastics, 섬유강화플라스틱)으로 제작되며, 온수 또는 냉수를 저장한다. 즉, 하나의 탱크를 가지고 여름에는 빙축조로 사용하고 겨울에는 고온수 탱크로 사용될 수 있는 잇점이 있다. The cooling / heating system 10 using geothermal and air heat may further include a hot water tank. The hot water tank is connected to one side of the cooling / heating heat storage tank 400, and supplies water to the hot water tank from the outside to heat and store the hot water. The hot water tank is not normally provided and can be installed when necessary to store hot water. The hot water tank is made of FRP (Fiber Reinforced Plastics) and stores hot water or cold water. In other words, there is an advantage that one tank can be used for ice making in summer and a hot water tank in winter.

상술한 바와 같은 구성을 가진 지열, 공기열을 이용한 냉난방 시스템(10)은, 지열 및 공기열을 이용하여 빙축열 냉방 및 수축열 난방을 실시할 수 있는 2원 냉동 융합형 냉난방 시스템으로써, 축열과 축냉을 할 수 있어 심야전력을 사용할 수 있으며, 2원 냉동 사이클을 이용하여 80℃ 이상의 고온수를 제조할 수 있어 냉동 설비 용량을 대폭 축소시킬 수 있다.The cooling / heating system 10 using the geothermal and air-heating as described above is a two-way refrigeration-and-fusion type cooling / heating system capable of performing ice storage heat storage and water storage heat heating using geothermal heat and air heat. And the high temperature water of 80 ° C or higher can be produced by using the two-way refrigeration cycle, so that the capacity of the refrigeration equipment can be greatly reduced.

또한, 지열 교환 시스템(200)을 이용함으로써, 지열 교환기(230)를 외부 온도와 상관없이 응축기 또는 증발기로 변경하여 사용할 수 있으며, 이에 공기열 교환기(300)에 성에가 발생하더라도 빠른 시간 내에 성에를 제거할 수 있다.In addition, by using the geothermal exchange system 200, the geothermal heat exchanger 230 can be changed to a condenser or an evaporator irrespective of the external temperature, so that even if the air heat exchanger 300 generates heat, can do.

냉방 사이클 동작Cooling cycle operation

도 2를 참조하면, 먼저, 제1 냉매 압축기(100)가 저온저압의 기체냉매(즉, 제1 냉매)를 전달받아, 해당 전달받은 저온저압의 기체냉매를 압축하여 고온고압의 기체냉매를 생성시키며, 해당 생성시킨 고온고압의 기체냉매를 지열 교환기(230) 또는 공기열 교환기(300)로 전달할 수 있다.2, the first refrigerant compressor 100 receives the low-temperature and low-pressure gas refrigerant (i.e., the first refrigerant), compresses the received low-temperature and low-pressure gas refrigerant to generate high-temperature and high-pressure gas refrigerant Temperature and high-pressure gas refrigerant to the geothermal heat exchanger 230 or the air heat exchanger 300. The geothermal heat exchanger 230 and the air-

그런 다음에, 지열 교환기(230)가 고온고압의 기체냉매(즉, 제1 냉매)를 전달받은 경우에, 제1 냉매 압축기(100)로부터 전달받은 고온고압의 기체냉매와 열교환(즉, 지중열을 통한 열교환으로서, 냉매에서 지열수나 지하수로 열전달)하여, 제1 냉매를 액화시키며, 해당 액화시킨 제1 냉매를 냉매팽창밸브(600)(즉, 제1 팽창밸브(610))로 전달할 수 있다. 이 때, 지열 교환기(230)는, 고온고압의 기체냉매를 응축하기 위한 응축기역할을 할 수 있다.Then, when the geothermal exchanger 230 receives the gas refrigerant of high temperature and high pressure (that is, the first refrigerant), heat exchange with the high temperature and high pressure gas refrigerant delivered from the first refrigerant compressor 100 The first refrigerant can be liquefied and the liquefied first refrigerant can be delivered to the refrigerant expansion valve 600 (i.e., the first expansion valve 610) by heat transfer from the refrigerant to the geothermal water or the groundwater . At this time, the geothermal heat exchanger 230 can serve as a condenser for condensing gas refrigerant of high temperature and high pressure.

또는 공기열 교환기(300)가 고온고압의 기체냉매를 전달받은 경우에, 제1 냉매 압축기(100)로부터 전달받은 고온고압의 기체냉매와 열교환(즉, 공기열을 통한 열교환으로서, 냉매에서 공기로 열전달)하여, 제1 냉매를 액화시키며, 해당 해당 액화시킨 제1 냉매를 냉매팽창밸브(600)(즉, 제1 팽창밸브(610))로 전달할 수 있다. 이 때, 공기열 교환기(300)는, 고온고압의 기체냉매를 응축하기 위한 응축기역할을 할 수 있다(That is, heat exchange through air heat, heat transfer from the refrigerant to air) with the high temperature and high pressure gas refrigerant delivered from the first refrigerant compressor 100 when the air heat exchanger 300 receives the high temperature and high pressure gas refrigerant, The first refrigerant may be liquefied and the corresponding first liquefied refrigerant may be delivered to the refrigerant expansion valve 600 (i.e., the first expansion valve 610). At this time, the air heat exchanger 300 can serve as a condenser for condensing gas refrigerant of high temperature and high pressure

그런 다음에, 냉매팽창밸브(600)는, 지열 교환기(230) 또는 공기열 교환기(300)로부터 액화시킨 제1 냉매를 전달받아 팽창시켜, 해당 팽창시킨 제1 냉매를 냉난방축열조(400)로 전달할 수 있다.Then, the refrigerant expansion valve 600 can receive and expand the first refrigerant liquefied from the geothermal exchanger 230 or the air heat exchanger 300 to transfer the expanded first refrigerant to the air-conditioning and heat storage tank 400 have.

그런 다음에, 냉난방축열조(400)는, 냉매팽창밸브(600)(즉, 제1 팽창밸브(610))로부터 팽창시킨 제1 냉매를 전달받아, 해당 팽창시킨 제1 냉매를 증발시켜, 주위의 열을 흡수하게하며. 해당 열을 흡수한 제1 냉매를 제1 냉매 압축기(100)로 전달할 수 있다. 이 때, 냉난방축열조(400)는, 증발기역할을 함으로써, 액체냉매를 증발시키며, 이에 냉난방축열조(400)내에 저장된 물이 도관 표면에 얼어붙어 얼음이 생성되며, 제1 냉매가 순환될수록 생성된 얼음이 두꺼워질 수 있다.Then, the cooling / heating storage tank 400 receives the first refrigerant expanded from the refrigerant expansion valve 600 (i.e., the first expansion valve 610), evaporates the expanded first refrigerant, It absorbs heat. The first refrigerant absorbing the heat may be delivered to the first refrigerant compressor 100. At this time, the cooling / heating heat storage tank 400 functions as an evaporator to evaporate the liquid refrigerant, and the water stored in the cooling / heating storage tank 400 is frozen on the surface of the conduit to generate ice. As the first refrigerant circulates, Can be thickened.

따라서, 본 발명에 따른 냉방 사이클은, 심야 시간대(예 22:00 ~ 08:00)에 값이 저렴한 심야 전력으로 축열재인 물을 얼음으로 얼려 냉난방축열조(400)에서 저장하였다가 주간에 냉방이 필요시 얼음을 녹여, 냉방을 할 수 있다. 이에 빙축으로 인한 축냉으로 냉동설비 용량을 대폭 축소시킬 수 있고, 심야전력을 이용할 수 있어 전력 요금의 부담을 줄일 수 있다.Accordingly, in the cooling cycle according to the present invention, the water as the storage material is frozen with ice at a low-value night-time nighttime (eg, 22:00 to 08:00) and stored in the heating and cooling storage tank 400, The city can dissolve ice and cool. Therefore, it is possible to greatly reduce the capacity of the refrigeration facility due to the axial cooling caused by the ice axes, and it is possible to utilize the late-night power, thereby reducing the burden of electric power charges.

상술한 바와 같은 지열, 공기열을 이용한 냉난방 시스템(10)은, 냉방 구동 시에, 제1 냉매만을 이용하여, 냉방할 수 있다.The cooling / heating system 10 using the geothermal heat and the air heat as described above can be cooled by using only the first refrigerant at the time of cooling driving.

난방 사이클 동작Heating cycle operation

도 3은 본 발명에 따른 난방 사이클을 나타낸 흐름도이다. 도 3을 참조하면, 먼저, 제1 냉매 압축기(100)가 저온저압의 기체냉매(즉, 제1 냉매)를 전달받아, 해당 전달받은 저온저압의 기체냉매를 압축하여 고온고압의 기체냉매를 생성시키며, 해당 생성시킨 고온고압의 기체냉매를 냉매열 교환기(900)로 전달할 수 있다.3 is a flowchart illustrating a heating cycle according to the present invention. Referring to FIG. 3, the first refrigerant compressor 100 receives the low-temperature and low-pressure gas refrigerant (i.e., the first refrigerant), compresses the received low-temperature and low-pressure gas refrigerant to generate high- And the generated high-temperature and high-pressure gaseous refrigerant can be transferred to the refrigerant heat exchanger 900.

그런 다음에, 냉매열 교환기(900)는, 제1 냉매 압축기(100)로부터 전달받은 고온고압의 기체냉매(즉, 제1 냉매)와 제2 냉매 압축기(700)에서 압축된 제2 냉매를 전달받아 물과 냉매를 열교환시키는 온수열교환기(820)로부터 전달받은 액체 냉매(즉, 제2 냉매)를 열교환하여 제1 냉매를 액화시키며, 해당 액화시킨 제1 냉매를 냉매팽창밸브(600)(즉, 제2 팽창밸브(620)과 제3 팽창밸브(630))로 전달할 수 있다. 이 때, 냉매열 교환기(900)는, 제1 냉매를 응축하기 위한 응축기 역할 및 제2 냉매를 증발하기 위한 증발기 역할을 할 수 있다.Then, the refrigerant heat exchanger 900 delivers the high-temperature and high-pressure gas refrigerant (i.e., the first refrigerant) received from the first refrigerant compressor 100 and the second refrigerant compressed in the second refrigerant compressor 700 (That is, a second refrigerant) received from a hot water heat exchanger 820 that exchanges heat between water and refrigerant to heat the first refrigerant and liquefy the liquefied first refrigerant to the refrigerant expansion valve 600 The second expansion valve 620 and the third expansion valve 630). At this time, the refrigerant heat exchanger 900 may serve as a condenser for condensing the first refrigerant and an evaporator for evaporating the second refrigerant.

그런 다음에, 제2 팽창밸브(620)와 제3 팽창밸브(630)는, 냉매열 교환기(900)로부터 액화시킨 제1 냉매를 전달받아 팽창시켜, 지열 교환기(230) 또는 공기열 교환기(300)로 전달할 수 있다.The second expansion valve 620 and the third expansion valve 630 then receive and expand the first refrigerant liquefied from the refrigerant heat exchanger 900 to be introduced into the geothermal exchanger 230 or the air heat exchanger 300, .

이때 첫 번째로 지열 교환기(230)가 제1 냉매를 전달받는 경우에, 지열 교환기(230)는, 제2 팽창밸브(620)로부터 팽창시킨 제1 냉매를 전달받아, 열교환(즉, 지중열을 통한 열교환으로서, 냉매로 지중열을 전달)하여 저온저압의 기체냉매를 생성시키며, 해당 생성시킨 저온저압의 기체냉매를 제1 냉매 압축기(100)로 전달하여, 냉매를 순환시킬 수 있으며, 여기서, 지열 교환기(230)는, 냉매를 증발시키기 위한 증발기 역할로 사용된다.At this time, when the first geothermal exchanger 230 receives the first refrigerant, the geothermal exchanger 230 receives the first refrigerant expanded from the second expansion valve 620 and performs heat exchange (that is, Pressure low-pressure gaseous refrigerant to the first refrigerant compressor 100 to circulate the refrigerant, wherein the low-temperature and low-pressure gaseous refrigerant is circulated through the first refrigerant compressor 100, The geothermal heat exchanger 230 is used as an evaporator for evaporating the refrigerant.

또는 두 번째로 공기열 교환기(300)가 냉매를 전달받는 경우에, 공기열 교환기(300)는, 제3 팽창밸브(630)로부터 팽창시킨 제1 냉매 전달받아, 열교환(즉, 공기열을 통한 열교환으로서, 냉매로 공기열을 전달)하여 저온저압의 기체냉매(즉, 제1 냉매)를 생성시키며, 해당 생성시킨 저온저압의 기체냉매를 제1 냉매 압축기(100)로 전달하여, 냉매를 순환시킬 수 있다. 여기서, 공기열 교환기(300)는, 저온저압의 액체냉매를 증발시키기 위한 증발기 역할로 사용된다.The air heat exchanger 300 receives the first refrigerant expanded from the third expansion valve 630 and performs the heat exchange (that is, heat exchange through the air heat exchanger 300) (That is, a first refrigerant) to the first refrigerant compressor 100, thereby circulating the refrigerant. [0050] The first refrigerant compressor 100 may be connected to the first refrigerant compressor 100, Here, the air heat exchanger 300 is used as an evaporator for evaporating the low-temperature low-pressure liquid refrigerant.

따라서, 본 발명에 따른 난방 사이클은, 제1 냉매를 응축시켜 응축열을 제2 냉매를 증발시키기 위한 증발열로 사용하는 2원 냉동 사이클에 의하여 80℃ 이상의 고온수를 제조할 수 있으며, 일반적인 히트펌프에 의한 온수보다 높은 고온수를 저장하는 축열조를 이용함으로써 냉동 설비 용량을 대폭 축소시킬 수 있다.Therefore, the heating cycle according to the present invention can produce high temperature water of 80 ° C or more by a two-way refrigeration cycle in which the first refrigerant is condensed and the condensation heat is used as evaporation heat for evaporating the second refrigerant, It is possible to greatly reduce the capacity of the refrigeration equipment by using a heat storage tank that stores hot water having a temperature higher than that of the hot water.

제상 사이클 동작Defrost cycle operation

제상은 난방 시에 공기의 온도가 영하로 내려갈 때 증발기 역할을 하는 공기열 교환기(300)에 발생하는 성에를 제거하기 위한 것이다. The defrost is intended to eliminate the build-up in the air heat exchanger (300), which acts as an evaporator when the temperature of the air falls below zero at the time of heating.

도 4는 본 발명에 따른 제상 사이클을 나타낸 흐름도이다. 도 4를 참조하면, 먼저, 제1 냉매 압축기(100)가 저온저압의 기체냉매(즉, 제1 냉매)를 전달받아, 해당 전달받은 저온저압의 기체냉매를 압축하여 고온고압의 기체냉매를 생성시키며, 해당 생성시킨 고온고압의 기체냉매를 공기열 교환기(300)로 전달할 수 있다.4 is a flowchart illustrating a defrost cycle according to the present invention. Referring to FIG. 4, the first refrigerant compressor 100 receives the low-temperature and low-pressure gas refrigerant (i.e., the first refrigerant), compresses the received low-temperature low-pressure gas refrigerant to generate high- And the generated high-temperature and high-pressure gas refrigerant can be delivered to the air heat exchanger 300.

그런 다음에, 공기열 교환기(300)는, 제1 냉매 압축기(100)로부터 전달받은 고온고압의 기체냉매(즉, 제1 냉매)와 열교환(즉, 공기열을 통한 열교환으로서, 냉매로 공기열을 전달)하고, 이 때 기체냉매(즉, 제1 냉매)는 응축하여 액화하며 발생된 성에는 응축열에 의하여 녹아 제거되며, 액화된 냉매를 지열 교환기(230)로 전달할 수 있다.Then, the air heat exchanger 300 exchanges heat with the high-temperature and high-pressure gas refrigerant (that is, the first refrigerant) received from the first refrigerant compressor 100 (that is, heat exchange through air heat, At this time, the gaseous refrigerant (that is, the first refrigerant) is condensed and liquefied, the generated gasses are melted and removed by the condensation heat, and the liquefied refrigerant can be transferred to the geothermal heat exchanger 230.

그런 다음에, 지열 교환기(230)는, 공기열 교환기(300)로부터 액화된 제1 냉매 전달받아 열교환(즉, 지중열을 통한 열교환으로서, 냉매에서 지열수나 지하수로 열전달)하여 저온저압의 기체냉매를 생성(즉, 제1 냉매)하며, 해당 생성된 저온저압의 기체냉매를 다시 제1 냉매 압축기(100)로 전달할 수 있다. 이 때, 지열 교환기(230)는, 증발기 역할로서, 제1 냉매를 증발시킬 수 있다.Then, the geothermal heat exchanger 230 receives the liquefied first refrigerant from the air heat exchanger 300 and performs heat exchange (that is, heat exchange through the geothermal heat, heat transfer from the refrigerant to the geothermal water or groundwater) (I.e., the first refrigerant), and can transmit the generated low-temperature and low-pressure gas refrigerant to the first refrigerant compressor 100 again. At this time, the geothermal heat exchanger 230 can evaporate the first refrigerant as an evaporator.

일 실시예에서, 제상 사이클은, 동절기 시에, 공기열 교환기(300)에 생기는 성에를 제거하는 사이클로서, 종래의 일반적인 HOT GAS 제상방식보다 안정적인 열 공급이 가능한 지중열을 이용하는 지열 교환기(230)를 사용함으로써, 제상 시간을 단축할 수 있으며, 이에 온수 제조 성능을 향상시킬 수 있다.In one embodiment, the defrost cycle includes a geothermal heat exchanger 230 using a geothermal heat source capable of supplying heat more stably than the conventional HOT GAS defrosting system, as a cycle for eliminating the property occurring in the air heat exchanger 300 during the winter season. The defrost time can be shortened and the hot water production performance can be improved.

상술한 바와 같이 개시된 본 발명의 바람직한 실시예들에 대한 상세한 설명은 당업자가 본 발명을 구현하고 실시할 수 있도록 제공되었다. 상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예들을 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 본 발명의 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 예를 들어, 당업자는 상술한 실시예들에 기재된 각 구성을 서로 조합하는 방식으로 이용할 수 있다. 따라서, 본 발명은 여기에 나타난 실시형태들에 제한되려는 것이 아니라, 여기서 개시된 원리들 및 신규한 특징들과 일치하는 최광의 범위를 부여하려는 것이다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The foregoing description of the preferred embodiments of the invention disclosed herein has been presented to enable any person skilled in the art to make and use the present invention. While the present invention has been particularly shown and described with reference to preferred embodiments thereof, it will be understood by those skilled in the art that various changes and modifications may be made therein without departing from the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims. For example, those skilled in the art can utilize each of the configurations described in the above-described embodiments in a manner of mutually combining them. Accordingly, the present invention is not intended to be limited to the embodiments shown herein but is to be accorded the widest scope consistent with the principles and novel features disclosed herein.

본 발명은 본 발명의 정신 및 필수적 특징을 벗어나지 않는 범위에서 다른 특정한 형태로 구체화될 수 있다. 따라서, 상기의 상세한 설명은 모든 면에서 제한적으로 해석되어서는 아니 되고 예시적인 것으로 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 첨부된 청구항의 합리적 해석에 의해 결정되어야 하고, 본 발명의 등가적 범위 내에서의 모든 변경은 본 발명의 범위에 포함된다. 본 발명은 여기에 나타난 실시형태들에 제한되려는 것이 아니라, 여기서 개시된 원리들 및 신규한 특징들과 일치하는 최광의 범위를 부여하려는 것이다. 또한, 특허청구범위에서 명시적인 인용 관계가 있지 않은 청구항들을 결합하여 실시예를 구성하거나 출원 후의 보정에 의해 새로운 청구항으로 포함할 수 있다.The present invention may be embodied in other specific forms without departing from the spirit or essential characteristics thereof. Accordingly, the above description should not be construed in a limiting sense in all respects and should be considered illustrative. The scope of the present invention should be determined by rational interpretation of the appended claims, and all changes within the scope of equivalents of the present invention are included in the scope of the present invention. The present invention is not intended to be limited to the embodiments shown herein but is to be accorded the widest scope consistent with the principles and novel features disclosed herein. In addition, claims that do not have an explicit citation in the claims may be combined to form an embodiment or be included in a new claim by amendment after the filing.

10: 지열, 공기열을 이용한 냉난방 시스템
100: 제1 냉매 압축기
200: 지열 교환 시스템
210: 지중열 교환기
220: 지열 순환 펌프
230: 지열 교환기
300: 공기열 교환기
400: 냉난방축열조
500: 유량제어밸브
600: 냉매팽창밸브
610: 제1 팽창밸브
620: 제2 팽창밸브
630: 제3 팽창밸브
640: 제4 팽창밸브
650: 제5 팽창밸브
700: 제2 냉매 압축기
800: 온수 열교환 시스템
810: 온수열교환기
820: 온수 순환 펌프
900: 냉매열 교환기10: Air conditioning system using geothermal and air heat
100: first refrigerant compressor
200: Geothermal exchange system
210: Underground heat exchanger
220: Geothermal circulation pump
230: Geothermal exchanger
300: air heat exchanger
400: Heating / cooling storage tank
500: Flow control valve
600: Refrigerant expansion valve
610: first expansion valve
620: second expansion valve
630: third expansion valve
640: fourth expansion valve
650: fifth expansion valve
700: second refrigerant compressor
800: Hot water heat exchange system
810: Hot Water Heat Exchanger
820: Hot water circulation pump
900: Refrigerant heat exchanger

Claims (10)

제1 냉매를 압축하기 위한 제1 냉매 압축기;
지열을 회수하고, 회수된 상기 지열을 냉난방용 열원으로 이용하여 제1 냉매와 열 교환하기 위한 지열 교환 시스템;
외부에서 유입되는 공기를 냉난방용 열원으로 이용하여 제1 냉매와 열 교환하기 위한 공기열 교환기;
상기 지열 교환 시스템 또는 상기 공기열 교환기와 연결되며, 냉방 또는 난방 구동 시에 발생된 열을 저장하는 냉난방축열조;
상기 지열 교환 시스템 및 상기 냉난방축열조의 사이와, 상기 공기열 교환기 및 상기 냉난방축열조의 사이에 각각 연결 설치되어, 상기 지열 교환 시스템, 상기 공기열 교환기 및 상기 냉난방축열조를 순환하는 제1 냉매의 양을 조절하며, 상기 지열 교환 시스템과 상기 공기열 교환기로 전달되는 제1 냉매의 비율을 미리 기 설정해 두기 위한 두 개의 유량제어밸브;
상기 제1 냉매 압축기, 상기 지열 교환 시스템, 상기 공기열 교환기 및 상기 냉난방축열조의 사이에 각각 설치되어, 제1 냉매를 팽창시켜 주기 위한 적어도 하나의 냉매팽창밸브;
제2 냉매를 압축하기 위한 제2 냉매 압축기;
상기 제2 냉매 압축기에서 압축된 제2 냉매를 전달받아 외부로부터 공급되는 급수와 열 교환하여 고온수를 만들고, 상기 고온수를 순환시키기 위한 온수 열교환 시스템; 및
상기 제1 냉매와 상기 제2 냉매를 열 교환하기 위한 냉매열 교환기;를 포함하되,
상기 냉난방축열조는, 냉방 또는 난방 구동 시에 발생된 열을 저장하기 위하여 물을 저장하고 냉매가 유동하는 도관을 물속에 배치하여 도관 표면에 얼음이 어는 빙축조로 사용되거나, 내부의 물이 가열된 고온수를 저장하는 수축열조로 병행사용되고,
상기 제1 냉매 압축기는,
냉방 모드 시에, 상기 냉난방축열조로부터 제1 냉매를 전달받아 압축하여, 상기 지열 교환 시스템 및 상기 공기열 교환기로 전달하며,
난방 모드 시에, 상기 지열 교환 시스템 및 상기 공기열 교환기로부터 열 교환된 제1 냉매를 전달받아 압축하여, 냉매열 교환기로 전달하며,
제상 모드 시에, 제1 냉매를 압축하여 상기 공기열 교환기로 전달하며, 상기 지열 교환 시스템으로부터 열 교환된 제1 냉매를 전달받고,
상기 지열 교환 시스템 및 상기 공기열 교환기는 각각,
냉방 모드 시에, 상기 제1 냉매 압축기로부터 전달되는 압축된 제1 냉매를 응축하는 응축기 역할을 수행하고,
난방 모드 시에, 상기 냉매열 교환기의 압축된 제1 냉매를 팽창하는 상기 냉매팽창밸브로부터 전달되는 팽창된 제1 냉매를 증발시키는 증발기 역할을 수행하는 것을 특징으로 하는 지열, 공기열을 이용한 냉난방 시스템.A first refrigerant compressor for compressing the first refrigerant;
A geothermal exchange system for recovering geothermal heat and exchanging heat with the first refrigerant using the recovered geothermal heat as a heat source for heating and cooling;
An air heat exchanger for exchanging heat with the first refrigerant using air introduced from the outside as a heat source for cooling and heating;
An air conditioning heat storage tank connected to the geothermal exchange system or the air heat exchanger and storing heat generated during cooling or heating operation;
The geothermal exchange system, and the cooling / heating storage tank, and between the air heat exchanger and the cooling / heating storage tank, and controls the amount of the first refrigerant circulating in the geothermal exchange system, the air heat exchanger, Two flow control valves for predetermining a ratio of the first refrigerant transferred to the geothermal exchange system and the air heat exchanger;
At least one refrigerant expansion valve installed between the first refrigerant compressor, the geothermal exchange system, the air heat exchanger, and the cooling / heating storage tank for expanding the first refrigerant;
A second refrigerant compressor for compressing the second refrigerant;
A hot water heat exchange system for receiving the second refrigerant compressed by the second refrigerant compressor and exchanging heat with water supplied from the outside to make hot water and circulating the hot water; And
And a refrigerant heat exchanger for exchanging heat between the first refrigerant and the second refrigerant,
The cooling / heating heat storage tank stores water to store heat generated during cooling or heating operation, and a conduit through which the refrigerant flows is disposed in the water to be used as ice for cooling ice on the surface of the conduit, It is used in parallel as a water storage tank for storing hot water,
The first refrigerant compressor includes:
Wherein the first refrigerant is delivered from the cooling / heating storage tank to the geothermal exchange system and the air heat exchanger in a cooling mode,
Exchanges the heat exchanged first refrigerant from the geothermal exchange system and the air heat exchanger in a heating mode, transfers the first refrigerant to the refrigerant heat exchanger,
The first refrigerant is compressed and transferred to the air heat exchanger in the defrost mode, the first refrigerant heat exchanged from the geothermal exchange system is received,
Wherein the geothermal exchange system and the air heat exchanger each comprise:
And a condenser for condensing the compressed first refrigerant delivered from the first refrigerant compressor in the cooling mode,
And an evaporator for evaporating the expanded first refrigerant delivered from the refrigerant expansion valve for expanding the compressed first refrigerant in the refrigerant heat exchanger in the heating mode. 제 1 항에 있어서,
상기 지열 교환 시스템은,
순환하는 지열수나 지하수를 이용하여 상기 지열을 회수하는 지중열 교환기;
일측이 상기 지중열 교환기에 연결되어, 상기 지열수 또는 지하수를 순환시켜 주기 위한 지열 순환 펌프; 및
일측이 상기 지중열 교환기에 연결되고, 타측이 상기 제1 냉매를 순환시켜 주기 위한 배관과 연결되어, 제1 냉매와 열 교환하기 위한 지열 교환기;를 포함하는 것을 특징으로 하는 지열, 공기열을 이용한 냉난방 시스템.The method according to claim 1,
In the geothermal exchange system,
An underground heat exchanger for recovering the geothermal heat by using circulating geothermal water or ground water;
A geothermal circulation pump connected at one side to the underground heat exchanger to circulate the geothermal water or ground water; And
And a geothermal heat exchanger connected to a pipe for circulating the first refrigerant, the geothermal heat exchanger exchanging heat with the first refrigerant, one side connected to the underground heat exchanger, and the other side connected to a pipe for circulating the first refrigerant. system. 제 1 항에 있어서,
상기 공기열 교환기는,
외부로부터 공급되는 공기열을 이용하여, 제1 냉매와 상기 공기열을 열 교환하는 것을 특징으로 하는 지열, 공기열을 이용한 냉난방 시스템.The method according to claim 1,
Wherein the air heat exchanger includes:
Wherein the first refrigerant and the air heat are heat-exchanged with each other using the air heat supplied from the outside. 제 1 항에 있어서,
상기 냉난방축열조의 일측에 연결되어, 외부로부터 급수를 공급받아 가열하여 급탕을 만들어 저장하기 위한 급탕탱크를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 지열, 공기열을 이용한 냉난방 시스템.The method according to claim 1,
Further comprising a hot water tank connected to one side of the cooling / heating heat storage tank for supplying and heating hot water to make and store hot water. 삭제delete 삭제delete 제1항에 있어서,
상기 냉매팽창밸브는,
상기 공기열 교환기와 상기 냉난방축열조의 사이에 설치되어, 상기 공기열 교환기로부터 전달되는 제1 냉매를 팽창시켜 상기 냉난방축열조로 전달하기 위한 제1 팽창밸브;
상기 지열 교환 시스템과 냉매열 교환기의 사이에 설치되어, 상기 냉매열 교환기로부터 전달되는 제1 냉매를 팽창시켜 상기 지열 교환 시스템으로 전달하기 위한 제2 팽창밸브; 및
상기 공기열 교환기와 상기 냉매열 교환기의 사이에 설치되어, 상기 냉매열 교환기로부터 전달되는 제1 냉매를 팽창시켜 상기 공기열 교환기로 전달하기 위한 제3 팽창밸브를 포함하는 것을 특징으로 하는 지열, 공기열을 이용한 냉난방 시스템.
The method according to claim 1,
The refrigerant expansion valve includes:
A first expansion valve installed between the air heat exchanger and the cooling / heating storage tank for expanding the first refrigerant transferred from the air heat exchanger to the cooling / heating storage tank;
A second expansion valve installed between the geothermal exchange system and the refrigerant heat exchanger for expanding the first refrigerant transferred from the refrigerant heat exchanger to the geothermal exchange system; And
And a third expansion valve installed between the air heat exchanger and the refrigerant heat exchanger for expanding the first refrigerant transferred from the refrigerant heat exchanger and transferring the expanded first refrigerant to the air heat exchanger. Air-conditioning system.
제 7 항에 있어서,
상기 냉매팽창밸브는,
상기 지열 교환 시스템과 상기 공기열 교환기의 사이에 설치되어, 상기 공기열 교환기로부터 전달되는 제1 냉매를 팽창시켜 상기 지열 교환 시스템으로 전달하기 위한 제4 팽창밸브를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 지열, 공기열을 이용한 냉난방 시스템.8. The method of claim 7,
The refrigerant expansion valve includes:
Further comprising a fourth expansion valve installed between the geothermal exchange system and the air heat exchanger for expanding the first refrigerant transferred from the air heat exchanger to the geothermal exchange system. Used cooling and heating system. 삭제delete 제1항에 있어서,
상기 냉매팽창밸브는,
상기 온수 열교환 시스템과 상기 냉매열 교환기 사이에 설치되어, 상기 온수 열교환 시스템으로부터 전달되는 제2 냉매를 팽창시켜 상기 냉매열 교환기로 전달하기 위한 제5 팽창밸브를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 지열, 공기열을 이용한 냉난방 시스템.The method according to claim 1,
The refrigerant expansion valve includes:
Further comprising a fifth expansion valve installed between the hot water heat exchange system and the refrigerant heat exchanger for expanding the second refrigerant delivered from the hot water heat exchange system and delivering the expanded refrigerant to the refrigerant heat exchanger. Heating and cooling system.
KR1020170106591A 2017-08-23 2017-08-23 Air-conditioning system using geothermal and air heat KR101910494B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020170106591A KR101910494B1 (en) 2017-08-23 2017-08-23 Air-conditioning system using geothermal and air heat

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020170106591A KR101910494B1 (en) 2017-08-23 2017-08-23 Air-conditioning system using geothermal and air heat

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR101910494B1 true KR101910494B1 (en) 2019-01-04

Family

ID=65018260

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020170106591A KR101910494B1 (en) 2017-08-23 2017-08-23 Air-conditioning system using geothermal and air heat

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101910494B1 (en)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102187769B1 (en) 2020-01-31 2020-12-07 주식회사 지앤지테크놀러지 Air Heat Added Geothermal Hybrid Cooling and Heating System
KR102453576B1 (en) * 2022-02-14 2022-10-17 (주)삼성이엔지 Geothermal heat hot air system here
KR20230031654A (en) 2021-08-27 2023-03-07 세연기업 주식회사 ice thermal storage tank for cooling and heating system
KR20230031653A (en) 2021-08-27 2023-03-07 세연기업 주식회사 cooling and heating system with cool storage and heat storage

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100556267B1 (en) * 2004-11-09 2006-03-03 (주)뉴그린테크 Hybrid heat-pump system using geotherm and air-heat
KR101052465B1 (en) * 2010-05-19 2011-07-29 주식회사 제이앤지 A dual type heat pump system using heat transfer and refrigerants
KR101204300B1 (en) * 2011-11-10 2012-11-23 선문대학교 산학협력단 Duality Cycle of Heat pump system and Defrosting a method for The Same
KR101236603B1 (en) * 2011-10-07 2013-02-22 한밭대학교 산학협력단 Cascade type heat pump system and control method thereof

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100556267B1 (en) * 2004-11-09 2006-03-03 (주)뉴그린테크 Hybrid heat-pump system using geotherm and air-heat
KR101052465B1 (en) * 2010-05-19 2011-07-29 주식회사 제이앤지 A dual type heat pump system using heat transfer and refrigerants
KR101236603B1 (en) * 2011-10-07 2013-02-22 한밭대학교 산학협력단 Cascade type heat pump system and control method thereof
KR101204300B1 (en) * 2011-11-10 2012-11-23 선문대학교 산학협력단 Duality Cycle of Heat pump system and Defrosting a method for The Same

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102187769B1 (en) 2020-01-31 2020-12-07 주식회사 지앤지테크놀러지 Air Heat Added Geothermal Hybrid Cooling and Heating System
KR20230031654A (en) 2021-08-27 2023-03-07 세연기업 주식회사 ice thermal storage tank for cooling and heating system
KR20230031653A (en) 2021-08-27 2023-03-07 세연기업 주식회사 cooling and heating system with cool storage and heat storage
KR102581417B1 (en) * 2021-08-27 2023-09-22 세연기업 주식회사 cooling and heating system with cool storage and heat storage
KR102453576B1 (en) * 2022-02-14 2022-10-17 (주)삼성이엔지 Geothermal heat hot air system here

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101910494B1 (en) Air-conditioning system using geothermal and air heat
US20110296860A1 (en) Heat pump system
KR102487265B1 (en) heat pump system
US10443900B2 (en) Heat pump
WO2014049673A1 (en) Combined air-conditioning and hot-water supply system
CN102449412A (en) Heat pump device
US9816736B2 (en) Air-conditioning apparatus
CN103234301B (en) Air conditioner heat exchange system and control method thereof
US20130061622A1 (en) Refrigerating and air-conditioning apparatus
JP2003004321A (en) Refrigerating air conditioner
US9599380B2 (en) Refrigerant charging method for air-conditioning apparatus and air-conditioning apparatus
JP2005114253A (en) Air conditioner
KR20140123384A (en) Two stage heat pump cooling and heating apparatus using air heat source
KR101288884B1 (en) Heat pump type cool and hot water supply device
KR101157548B1 (en) Heating and cooling apparatus using waste heat
KR101209511B1 (en) Refrigerant circuits system of the heat pump
KR100987705B1 (en) Refrigerating cycle applicable hot-gas defrosting system
KR101649447B1 (en) Geothermal heat pump system using gas
KR100945452B1 (en) Heat pump system
JP6042037B2 (en) Refrigeration cycle equipment
KR101286145B1 (en) Cooling and heating apparatus using the geothermal
KR102258449B1 (en) Hybrid heat pump system
KR20140133375A (en) Two stage heat pump cooling and heating apparatus using air heat source
KR20140112928A (en) Two stage heat pump cooling and heating apparatus using air heat source
KR102154500B1 (en) Multi-heat source air-conditioning and heating system using air heat source and water heat source