KR101964946B1 - temperature compensated cooling system high efficiency - Google Patents

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Abstract

본 발명은 외기온도 보상형 고효율 냉각시스템에 관한 것으로서, 외기온도가 실내온도보다 낮을 때 실내와 외기온도의 차가 설정된 값에 도달하면 압축기를 이용한 냉매사이클 방식에서 냉매펌프를 이용한 냉매사이클 방식으로 전환하여 운전할 수 있으며, 응축기를 통해 실외로 버려지는 열을 회수하여 에너지를 절감하고 응축압력을 일정하게 유지하여 운전효율을 증대시킬 수 있는 외기온도 보상형 고효율 냉각시스템에 관한 것이다. The present invention relates to a high-efficiency cooling system for outside temperature compensation. When the difference between the indoor temperature and the outside temperature reaches a set value when the outside temperature is lower than the room temperature, the refrigerant cycle system using the compressor is switched to the refrigerant cycle system using the refrigerant pump Efficiency cooling system capable of increasing the operating efficiency by reducing the energy and saving the condensation pressure constant by recovering the heat discharged through the condenser to the outside.

Figure R1020170003939
Figure R1020170003939

Description

외기온도 보상형 고효율 냉각시스템{temperature compensated cooling system high efficiency}[0001] The present invention relates to a high-

본 발명은 외기온도 보상형 고효율 냉각시스템에 관한 것으로서, 외기온도가 실내온도보다 낮을 때 실내와 외기온도의 차가 설정된 값에 도달하면 압축기를 이용한 냉매사이클 방식에서 냉매펌프를 이용한 냉매사이클 방식으로 전환하여 운전할 수 있으며, 응축기를 통해 실외로 버려지는 열을 회수하여 에너지를 절감하고 응축압력을 일정하게 유지하여 운전효율을 증대시킬 수 있는 외기온도 보상형 고효율 냉각시스템에 관한 것이다. The present invention relates to a high-efficiency cooling system for outside temperature compensation. When the difference between the indoor temperature and the outside temperature reaches a set value when the outside temperature is lower than the room temperature, the refrigerant cycle system using the compressor is switched to the refrigerant cycle system using the refrigerant pump Efficiency cooling system capable of increasing the operating efficiency by reducing the energy and saving the condensation pressure constant by recovering the heat discharged through the condenser to the outside.

일반적으로 사용하는 냉각시스템은 압축기에 전력이 공급되어 냉매를 압축하고, 압축된 냉매는 응축기에서 응축되며, 이후 팽창밸브를 통과한 냉매가 증발기에서 실내의 열을 흡수하는 냉매순환사이클을 수행하도록 되어 있다. 이러한 냉각시스템은 에어컨 등과 같은 냉방장치에 적용된다.In a generally used cooling system, power is supplied to the compressor to compress the refrigerant, the compressed refrigerant is condensed in the condenser, and then the refrigerant passing through the expansion valve performs a refrigerant circulation cycle in which the evaporator absorbs the heat in the room have. Such a cooling system is applied to a cooling apparatus such as an air conditioner.

일반 가정집에 설치된 에어컨은 대부분 여름철에만 사용되지만, 식품이 저장되는 냉동창고나 수천개의 IT장비가 설치된 데이터센터 및 전산실과 같은 장소는 대부분 밀폐된 공간이며 외부온도와 상관없이 내부에서 열이 발생되며, 연중 설정된 온도가 유지되도록 냉각기가 연중 가동된다.Air conditioners installed in ordinary households are mostly used only during the summer season. However, places such as refrigeration warehouses where food is stored and data centers and computer rooms where thousands of IT equipment are installed are mostly enclosed spaces and generate heat internally irrespective of the external temperature, The cooler is running year round to maintain the set temperature throughout the year.

그러나, 외기 온도가 빙점 이하로 떨어지는 겨울에는 여름철 운전에 비해 실외기의 과냉각으로 인한 응축압력이 비정상적으로 낮아짐에 따라 팽창밸브의 팽창량 감소에 따른 증발기에서의 냉각능력이 감소하는 현상이 발생한다. 이러한 냉각능력감소로 인해 전력소모가 증가되고, 증발기 내에서 팽창증발하지 못한 냉매액의 압축기 내 유입으로 액압축 운전이 되어 압축기의 결함이 빈번히 발생하는 문제점이 있다. However, in the winter when the outside air temperature falls below the freezing point, the condensing pressure due to the supercooling of the outdoor unit becomes abnormally lower than that during the summer operation, so that the cooling capacity of the evaporator decreases due to the expansion amount of the expansion valve. This decrease in cooling capacity increases the power consumption and causes a problem in that defects of the compressor frequently occur due to the liquid compression operation due to the inflow of the refrigerant liquid which has not evaporated and evaporated in the evaporator, into the compressor.

대한민국 등록특허 제10-1105518호에는 친환경 에너지절약 사계절용 냉방시스템이 개시되어 있다. 개시된 냉방시스템은 압축기, 응축기, 팽창밸브, 증발기, 급수펌프로 이루어진 냉매사이클에 있어서, 실내에 설치되며 냉수공급관 일측과 연결되어 실내공기를 냉각시키고 냉수배출관으로 냉각수를 배출시키는 내부냉각기와, 실외에 설치되며 상기 내부냉각기와 연동되며 내부냉각기로 냉각수를 공급하는 외부냉각기로 구성되고, 상기 외부냉각 가동시 상기 압축기와 상기 증발기의 가동을 중단한다.Korean Patent No. 10-1105518 discloses a cooling system for environmentally friendly energy-saving four seasons. The disclosed cooling system includes an internal cooler installed in a room and connected to one side of a cold water supply pipe to cool indoor air and discharge cooling water into a cold water discharge pipe in a refrigerant cycle comprising a compressor, a condenser, an expansion valve, an evaporator, And an external cooler connected to the internal cooler and supplying coolant to the internal cooler, and stops the operation of the compressor and the evaporator when the external coolant is operated.

이러한 냉방시스템은 기존의 압축기, 응축기, 팽창밸브, 증발기를 포함한 구성요소에 별도의 외부냉각기를 설치함으로써 설치 및 구조가 복잡하다. Such a cooling system is complicated in installation and structure by installing a separate external cooler in components including conventional compressors, condensers, expansion valves, and evaporators.

대한민국 등록특허 제10-1390989호에 하이브리드 냉각시스템이 개시되어 있다. Korean Patent No. 10-1390989 discloses a hybrid cooling system.

상기 하이브리드 냉각시스템은 외기온도가 실내온도보다 낮을 때 실내와 외기온도의 차가 설정온도 이하이면, 냉매의 흐름을 전환시켜 냉방시스템을 효율적으로 운행할 수 있는 장점을 갖는다.The hybrid cooling system has an advantage that the cooling system can be efficiently operated by switching the flow of the refrigerant when the difference between the indoor temperature and the outdoor temperature is below the set temperature when the outdoor temperature is lower than the indoor temperature.

하지만, 상기 하이브리드 냉각시스템은 응축기에서 응축기를 통해 실외로 고온의 열이 버려지는 문제점이 있고, 실외의 온도에 의해 응축기에서 냉매의 응축압력의 변동이 커서 운전효율이 저하되는 문제점이 있다. However, in the hybrid cooling system, there is a problem that high-temperature heat is discharged from the condenser to the outside through the condenser, and the condensing pressure of the refrigerant in the condenser fluctuates due to the temperature outside the room.

대한민국 등록특허 제10-1390989호: 하이브리드 냉각시스템Korean Patent No. 10-1390989: Hybrid cooling system

본 발명은 상기의 문제점을 개선하고자 창출된 것으로서, 외기온도가 실내온도보다 낮을 때 실내와 외기온도의 차가 설정된 값에 도달하면 압축기를 이용한 냉매사이클 방식에서 냉매펌프를 이용한 냉매사이클 방식으로 전환하여 운전할 수 있음과 동시에 응축기를 통해 실외로 버려지는 열을 회수하여 에너지를 절감하고 외기의 온도가 변하더라도 응축압력을 일정하게 유지하여 운전효율을 증대시킬 수 있는 외기온도 보상형 고효율 냉각시스템을 제공하는 데 그 목적이 있다. SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above problems, and it is an object of the present invention to provide a refrigerant cycle system using a refrigerant cycle in which a refrigerant cycle using a compressor is switched to a refrigerant cycle using a refrigerant pump when a difference between an indoor temperature and an outside temperature reaches a predetermined value Efficiency cooling system capable of increasing the operating efficiency by keeping the condensation pressure constant even when the temperature of the outside air changes, by recovering the heat discharged from the outside through the condenser to save energy and to provide the high efficiency cooling system It has its purpose.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 외기온도 보상형 고효율 냉각시스템은 실내에 설치되는 증발기와; 상기 증발기와 제 1연결관으로 연결되며 상기 증발기에서 증발된 냉매를 압축하는 압축기와; 상기 압축기와 제 2연결관으로 연결되어 실외에 설치되며 상기 압축기에서 압축된 냉매를 응축하는 응축기와; 상기 응축기와 제 3연결관으로 연결되며 상기 응축기를 통과한 냉매가 저장되는 수액기와; 상기 수액기와 상기 증발기를 연결하는 제 4연결관에 설치되어 상기 수액기로부터 배출되는 냉매를 팽창시키는 팽창밸브와; 상기 제 1연결관과 상기 제 4연결관을 연결하는 제 5연결관에 설치되어 상기 수액기로부터 배출되는 냉매를 상기 증발기로 유입시키는 냉매펌프와; 실내 및 실외 온도에 따라 냉매가 상기 압축기로부터 상기 응축기 및 상기 수액기 및 상기 팽창밸브 및 상기 증발기를 거쳐 상기 압축기로 순환하는 압축기운전모드와, 냉매가 상기 압축기를 경유하지 않고 상기 냉매펌프에 의해 상기 응축기 및 상기 수액기 및 상기 증발기 사이를 순환하는 냉매펌프운전모드 중 어느 하나의 운전모드로 작동시키기 위한 운전모드전환부와; 상기 응축기를 통해 외부로 방출되는 폐열을 이용하여 온수 또는 난방수를 공급하기 위한 폐열재활용수단;을 구비한다.To achieve the above object, the present invention provides a highly efficient cooling system for outdoor temperature compensation, comprising: an evaporator installed in a room; A compressor connected to the evaporator through a first connection pipe and compressing the refrigerant evaporated in the evaporator; A condenser connected to the compressor and the second connection pipe for condensing the refrigerant compressed in the compressor; A condenser connected to the condenser; a condenser connected to the condenser; An expansion valve installed in a fourth connection pipe connecting the receiver and the evaporator to expand the refrigerant discharged from the receiver; A refrigerant pump installed in a fifth connection pipe connecting the first connection pipe and the fourth connection pipe and introducing the refrigerant discharged from the receiver into the evaporator; A compressor operating mode in which refrigerant is circulated from the compressor to the compressor through the condenser, the receiver, the expansion valve, and the evaporator according to indoor and outdoor temperatures; and a compressor operating mode in which refrigerant is circulated through the compressor An operation mode switching unit for operating the refrigerant pump in a refrigerant pump operation mode in which the refrigerant is circulated between the condenser and the evaporator; And waste heat recycling means for supplying hot water or heating water using waste heat discharged to the outside through the condenser.

상기 응축기는 상기 제 2연결관과 상기 제 3연결관 사이에 설치되어 유입된 냉매가 외기와 열교환되는 제 1 및 제 2열교환기와, 상기 제 1 및 제 2열교환기의 입구에 각각 설치되는 제 1 및 제 2전자밸브와, 상기 제 2연결관과 상기 제 3연결관 사이에 설치되어 상기 제 1 및 제 2열교환기와 병렬적으로 연결되며 유입된 냉매가 물과 열교환되는 제 3열교환기와, 상기 제 3열교환기의 입구에 설치되어 상기 제 1 및 제 2전자밸브와 동시에 또는 선택적으로 개폐되는 제 3전자밸브를 구비한다.The condenser includes first and second heat exchangers installed between the second connection pipe and the third connection pipe and through which the introduced refrigerant is heat-exchanged with the outside air, and a first and a second heat exchangers installed at the inlet of the first and second heat exchangers, And a third heat exchanger installed between the second connection pipe and the third connection pipe and connected in parallel with the first and second heat exchangers, wherein the introduced refrigerant undergoes heat exchange with water, And a third solenoid valve installed at an inlet of the third heat exchanger and being opened or closed selectively or simultaneously with the first and second solenoid valves.

상기 응축기는 냉매가 제 3열교환기를 경유한 후에 제 1 및 제 2열교환기 중 적어도 어느 하나로 유입될 수 있도록 제 3열교환기의 출구와 제 2열교환기의 입구를 연결하는 제 1보조연결관과, 상기 제 1보조연결관과 상기 제 1열교환기의 입구를 연결하는 제 2보조연결관과, 상기 제 1보조연결관에 설치되어 상기 제 1보조연결관의 유로를 개폐하는 제 4전자밸브와, 상기 제 2보조연결관에 설치되어 상기 제 2보조연결관의 유로를 개폐하는 제 5전자밸브를 구비한다. The condenser includes a first auxiliary connection pipe connecting the outlet of the third heat exchanger and the inlet of the second heat exchanger so that the refrigerant can be introduced into at least one of the first and second heat exchangers after passing through the third heat exchanger, A second auxiliary connection pipe connecting the first auxiliary connection pipe and the inlet of the first heat exchanger, a fourth solenoid valve installed in the first auxiliary connection pipe and opening / closing the flow path of the first auxiliary connection pipe, And a fifth solenoid valve installed in the second auxiliary connecting pipe for opening and closing the flow path of the second auxiliary connecting pipe.

상기 폐열재활용수단은 상기 제 3열교환기가 내부에 설치되며 유입구를 통해 물이 유입되는 축열탱크와, 상기 축열탱크 내부의 물 온도에 따라 상기 제 3전자밸브를 개폐할 수 있도록 상기 축열탱크에 설치되는 온도센서와, 상기 축열탱크의 배출구와 연결되어 온수배관 또는 난방배관과 연결되는 가열수배출관과, 상기 가열수배출관에 설치되어 상기 축열탱크 내부에서 가열된 물을 상기 온수배관 또는 난방배관으로 이송시키는 가열수펌프를 구비한다. The waste heat recycling means includes a heat storage tank in which the third heat exchanger is installed and through which water is introduced, and a heat storage tank installed in the heat storage tank to open and close the third electromagnetic valve according to the water temperature inside the heat storage tank A heating water discharge pipe connected to the hot water pipe or the heating pipe and connected to the discharge port of the heat storage tank, and a water heater installed in the heating water discharge pipe for transferring the heated water in the heat storage tank to the hot water pipe or the heating pipe And a heating water pump.

상기 응축기에서의 응축압력이 일정하게 유지될 수 있도록 실외 온도에 따라 상기 제 1 및 제 2, 제 3전자밸브의 개폐를 제어하여 냉매를 상기 제 1 및 제 2, 제 3열교환기에 동시 또는 어느 하나에 선택적으로 유입시킨다. And controls the opening and closing of the first, second and third solenoid valves according to the outdoor temperature so that the condensation pressure in the condenser can be kept constant so that the refrigerant is supplied to the first, second, and third heat exchangers simultaneously, As shown in FIG.

상기 운전모드전환부는 상기 제 2연결관과 상기 제 4연결관을 연결하는 제 6연결관과, 상기 제 1연결관에 설치되어 상기 압축기운전모드시 상기 제 1연결관을 개방시키는 제 1조절밸브와, 상기 제 4연결관에 설치되어 상기 압축기운전모드시 상기 제 4연결관을 개방시키는 제 2조절밸브와, 상기 제 5연결관에 설치되어 상기 냉매펌프운전모드시 상기 제 5연결관을 개방시키는 제 3조절밸브와, 상기 제 6연결관에 설치되어 상기 냉매펌프운전모드시 상기 제 6연결관을 개방시키는 제 4조절밸브와, 상기 증발기가 설치되는 실내의 온도를 측정하기 위한 실내온도센서와, 상기 응축기가 설치되는 실외의 온도를 측정하는 실외온도센서와, 상기 실내온도센서와 상기 실외온도센서에서 검출된 온도정보를 이용하여 상기 냉매펌프 및 상기 제1 내지 4조절밸브의 구동을 제어하여 압축기운전모드와 상기 냉매펌프운전모드 중 어느 하나를 선택적으로 작동시키는 제어유닛을 구비한다. Wherein the operation mode switching unit includes a sixth connection pipe connecting the second connection pipe and the fourth connection pipe, a first control valve installed in the first connection pipe and opening the first connection pipe in the compressor operation mode, A second control valve installed in the fourth connection pipe for opening the fourth connection pipe in the compressor operation mode and a second control valve provided in the fifth connection pipe for opening the fifth connection pipe in the refrigerant pump operation mode, A fourth control valve installed in the sixth connection pipe for opening the sixth connection pipe in the refrigerant pump operation mode, and an indoor temperature sensor for measuring the temperature of the room in which the evaporator is installed An outdoor temperature sensor for measuring an outdoor temperature at which the condenser is installed; and an outdoor temperature sensor for detecting an outdoor temperature of the refrigerant pump and the first to fourth control valves, using the temperature information detected by the indoor temperature sensor and the outdoor temperature sensor. And a control unit for selectively operating one of the compressor operation mode and the refrigerant pump operation mode by controlling the operation mode.

본 발명은 실내온도와 외기온도와의 차이에 따라 냉매 순환 사이클을 조정하여 냉방시스템을 효율적으로 운행할 수 있으면서도 구조가 단순화되는 장점을 제공한다. The present invention provides an advantage that the cooling system can be efficiently operated by adjusting the refrigerant circulation cycle according to the difference between the room temperature and the outside temperature, and the structure is simplified.

또한, 본 발명은 응축기를 통해 실외로 버려지는 열을 회수하여 온수나 난방수를 가열하는 데 이용함으로써 폐열을 유용하게 재활용할 수 있다. In addition, the present invention recovers waste heat to the outside through a condenser and uses it to heat hot water or heating water, so that waste heat can be effectively recycled.

또한, 본 발명은 응축기에 설치된 열교환기를 다단으로 구성하여 외기의 온도가 변화에 따라 열교환기의 수를 적절하게 조절하여 냉매의 응축압력을 일정하게 유지할 수 있어서 운전효율을 증대시킬 수 있다. Further, according to the present invention, since the heat exchanger installed in the condenser is constituted in multiple stages, the condenser pressure of the refrigerant can be maintained constant by appropriately adjusting the number of the heat exchangers according to the change of the temperature of the outside air, thereby increasing the operation efficiency.

도 1은 본 발명에 일 실시 예에 따른 외기온도 보상형 고효율 냉각시스템의 나타낸 구성도이고,
도 2는 도 1의 외기온도 보상형 고효율 냉각시스템이 압축기운전모드일 경우 냉매의 흐름을 보여주는 구성도이고,
도 3 내지 도 5는 압축기운전모드 시 응축기에서 냉매의 흐름을 보여주는 구성도이고,
도 6은 도 1의 외기온도 보상형 고효율 냉각시스템이 냉매펌프운전모드일 경우 냉매의 흐름을 보여주는 구성도이고,
도 7은 냉매펌프운전모드 시 응축기에서 냉매의 흐름을 보여주는 구성도이고,
도 8은 도 1의 외기온도 보상형 고효율 냉각시스템의 작동과정을 나타내 보인 순서도이다.
FIG. 1 is a view illustrating a configuration of an outside temperature-compensated high-efficiency cooling system according to an embodiment of the present invention,
FIG. 2 is a view showing a flow of a refrigerant when the outdoor temperature-compensated high-efficiency cooling system of FIG. 1 is in a compressor operation mode,
3 to 5 are views showing the flow of refrigerant in the condenser in the compressor operating mode,
FIG. 6 is a view showing a flow of a refrigerant when the outdoor temperature-compensated high-efficiency cooling system of FIG. 1 is in a refrigerant pump operation mode,
7 is a view showing the flow of refrigerant in the condenser in the refrigerant pump operation mode,
FIG. 8 is a flow chart showing an operation process of the outside-temperature-compensated high-efficiency cooling system of FIG.

이하, 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 외기온도 보상형 고효율 냉각시스템에 대하여 구체적으로 설명한다. Hereinafter, a high efficiency cooling system according to a preferred embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1을 참조하면, 본 발명의 외기온도 보상형 고효율 냉각시스템은 실내에 설치되는 증발기(10)와, 증발기(10)와 제 1연결관(15)으로 연결되며 증발기(10)에서 증발된 냉매를 압축하는 압축기(20)와, 압축기(20)와 제 2연결관(25)으로 연결되어 실외에 설치되며 압축기(20)에서 압축된 냉매를 응축하는 응축기(30)와, 응축기(30)와 제 3연결관(55)으로 연결되며 응축기(30)를 통과한 냉매가 저장되는 수액기(50)와, 수액기(50)와 증발기(10)를 연결하는 제 4연결관(60)에 설치되어 수액기(50)로부터 배출되는 냉매를 팽창시키는 팽창밸브(65)와, 제 1연결관(15)과 제 4연결관(60)을 연결하는 제 5연결관(75)에 설치되어 수액기(50)로부터 배출되는 냉매를 증발기(10)로 유입시키는 냉매펌프와, 실내 및 실외 온도에 따라 압축기운전모드와 냉매펌프운전모드 중 어느 하나의 운전모드로 작동시키기 위한 운전모드전환부와, 응축기(30)를 통해 외부로 방출되는 폐열을 이용하여 온수 또는 난방수를 공급하기 위한 폐열재활용수단을 구비한다. Referring to FIG. 1, the outdoor temperature-compensated high efficiency cooling system of the present invention includes an evaporator 10 installed in a room, a refrigerant evaporator 10 connected to the evaporator 10 through a first connection pipe 15, A condenser 30 connected to the compressor 20 and the second connecting pipe 25 for condensing the refrigerant compressed by the compressor 20 and installed outside the compressor 20; A receiver 50 connected to the third connection pipe 55 and storing the refrigerant passed through the condenser 30 and a fourth connection pipe 60 connecting the receiver 50 and the evaporator 10 An expansion valve 65 for expanding the refrigerant discharged from the receiver 50 and a fifth connection pipe 75 for connecting the first connection pipe 15 and the fourth connection pipe 60, A refrigerant pump for allowing the refrigerant discharged from the refrigerant circuit 50 to flow into the evaporator 10 and a refrigerant pump for operating one of a compressor operating mode and a refrigerant pump operating mode By using the operation mode switching unit, and a waste heat is discharged to the outside through the condenser 30 for operating comprises a waste heat recycling means for supplying hot water or heating.

증발기(10)는 실내에 설치된다. 실내는 외부와 구획된 밀폐된 공간을 의미한다. 증발기(10)에서 냉매는 증발잠열을 흡수하면서 증발되고, 이 과정에서 실내의 공기로부터 열을 흡수하여 실내 공기를 냉각시킨다. 증발기(10)의 일측은 제 4연결관(60)과 연결되고, 증발기(10)의 타측은 제 1연결관(15)과 연결된다. 냉매가 제 4연결관(60)으로부터 유입되면 증발기(10)를 경유한 냉매는 제 1연결관(15)으로 유출된다. 그리고 냉매가 제 1연결관(15)으로부터 유입되면 증발기를 경유한 냉매는 제 4연결관(60)으로 유출된다. The evaporator 10 is installed indoors. The interior means an enclosed space divided from the outside. In the evaporator 10, the refrigerant evaporates while absorbing the latent heat of vaporization, and in this process, the room air is cooled by absorbing heat from the room air. One side of the evaporator 10 is connected to the fourth connection pipe 60 and the other side of the evaporator 10 is connected to the first connection pipe 15. When the refrigerant flows in from the fourth connection pipe (60), the refrigerant passed through the evaporator (10) flows out to the first connection pipe (15). When refrigerant flows from the first connection pipe (15), the refrigerant passing through the evaporator flows out to the fourth connection pipe (60).

압축기(20)는 증발기(10)에서 증발된 냉매를 압축한다. 압축기(10)는 제 1연결관(15)으로 증발기(10)와 연결된다. 증발기(10)를 경유한 냉매는 제 1연결관(15)을 통해 압축기(20)로 유입된다. 제 1연결관(15)에는 제 1조절밸브(13)가 설치된다. 제 1조절밸브(13)는 제 1연결관(15)의 유로를 개폐하여 냉매의 이동을 차단시킬 수 있다. The compressor (20) compresses the refrigerant evaporated in the evaporator (10). The compressor (10) is connected to the evaporator (10) by a first connection pipe (15). The refrigerant passed through the evaporator 10 flows into the compressor 20 through the first connection pipe 15. The first connection pipe (15) is provided with a first control valve (13). The first control valve 13 may open / close the flow path of the first connection pipe 15 to block the movement of the refrigerant.

응축기(30)는 실외에 설치되어 압축기(20)에서 압축된 냉매를 응축시킨다. 응축기(30)는 제 2연결관(25)으로 압축기(20)와 연결된다. 압축기(20)에서 압축된 냉매는 제 2연결관(25)을 통해 응축기(30)로 유입된다. 제 2연결관(25)에는 체크밸브(23)가 설치된다. 제 2연결관(25)에 설치된 체크밸브(23)는 냉매가 압축기(20)에서 응축기(30) 방향으로만 흐르도록 한다. The condenser (30) is installed outdoors to condense the refrigerant compressed in the compressor (20). The condenser (30) is connected to the compressor (20) by a second connection pipe (25). The refrigerant compressed in the compressor (20) flows into the condenser (30) through the second connection pipe (25). The second connection pipe (25) is provided with a check valve (23). The check valve 23 provided in the second connection pipe 25 allows the refrigerant to flow only in the direction of the condenser 30 from the compressor 20.

수액기(50)는 응축기(30)와 제 3연결관(55)으로 연결된다. 응축기(50)를 통과하면서 응축된 액상의 냉매가 수액기(50)에 저장된다. The receiver (50) is connected to the condenser (30) and the third connecting pipe (55). The liquid refrigerant condensed while passing through the condenser (50) is stored in the receiver (50).

수액기(50)는 제 4연결관(60)으로 증발기(10)와 연결된다. 수액기(50)에 저장된 냉매는 제 4연결관(60)을 통해 증발기(10)로 유입된다. The receiver (50) is connected to the evaporator (10) by a fourth connection pipe (60). The refrigerant stored in the receiver (50) flows into the evaporator (10) through the fourth connecting pipe (60).

제 4연결관(60)에는 팽창밸브(65)가 설치된다. 팽창밸브(65)는 수액기(50)로부터 배출되는 냉매를 팽창시킨다. The fourth connection pipe (60) is provided with an expansion valve (65). The expansion valve (65) expands the refrigerant discharged from the receiver (50).

제 4연결관(60)에는 제 2조절밸브(67)가 더 설치된다. 제 2조절밸브(67)는 제 4연결관(60)의 유로를 개폐하여 냉매의 이동을 차단시킬 수 있다. 제 2조절밸브(67)는 수액기(50)와 팽창밸브(65) 사이에 설치된다. A second control valve (67) is further provided in the fourth connection pipe (60). The second control valve 67 may open or close the flow path of the fourth connection pipe 60 to block the movement of the refrigerant. The second control valve 67 is installed between the receiver 50 and the expansion valve 65.

냉매펌프(70)는 제 5연결관(75)에 설치된다. 냉매펌프(70)는 냉매펌프운전모드시 수액기(50)에 저장된 냉매를 펌핑하여 증발기(10)로 유입시킨다. 냉매펌프(70)는 압축기(20)의 성능과 같도록 충분한 용량을 갖는 것을 적용한다. The refrigerant pump 70 is installed in the fifth connection pipe 75. The refrigerant pump 70 pumps the refrigerant stored in the receiver 50 into the evaporator 10 in the refrigerant pump operating mode. The refrigerant pump 70 has a capacity sufficient to equal the performance of the compressor 20.

제 5연결관(75)은 제 1연결관(15)과 제 4연결관(60)을 연결하도록 설치된다. 제 5연결관(75)의 일측은 제 1연결관(15)으로부터 분기되고, 제 5연결관(75)의 타측은 제 4연결관(60)으로부터 분기된다. 제 5연결관(75)에는 제 3조절밸브(77)가 설치된다. 제 3조절밸브(77)는 제 5연결관(75)의 유로를 개폐하여 냉매의 이동을 차단시킬 수 있다. 제 3조절밸브(77)는 냉매펌프(70)와 증발기(10) 사이에 설치된다. The fifth connection pipe (75) is installed to connect the first connection pipe (15) and the fourth connection pipe (60). One side of the fifth connection pipe 75 is branched from the first connection pipe 15 and the other side of the fifth connection pipe 75 is branched from the fourth connection pipe 60. A third control valve 77 is provided in the fifth connection pipe 75. The third control valve 77 may open / close the flow path of the fifth connection pipe 75 to block the movement of the refrigerant. The third control valve 77 is installed between the refrigerant pump 70 and the evaporator 10.

본 발명에 적용된 응축기(30)는 다단의 열교환기로 구성하여 실외 온도가 변하더라도 응축압력이 일정하게 유지될 수 있도록 함과 동시에 다단의 열교환기 중 일부는 물과 열교환하도록 하여 버려지는 폐열로 온수 또는 난방수를 공급할 수 있도록 구성된다. The condenser 30 according to the present invention is constituted by a multi-stage heat exchanger so that the condensation pressure can be maintained constant even when the outdoor temperature changes, and a part of the multi-stage heat exchangers performs heat exchange with water, So that the heating water can be supplied.

도시된 응축기(30)는 제 1열교환기(31)와 제 2열교환기(35) 및 제 3열교환기(40)로 구비된다. The illustrated condenser 30 is provided with a first heat exchanger 31, a second heat exchanger 35 and a third heat exchanger 40.

구체적으로 응축기(30)는 제 2연결관(25)과 제 3연결관(55) 사이에 설치되어 유입된 냉매가 외기와 열교환되는 제 1 및 제 2열교환기(31)(35)와, 제 1 및 제 2열교환기(31)(35)의 입구에 각각 설치되는 제 1 및 제 2전자밸브(32)(37)와, 제 2연결관(25)과 제 3연결관(55) 사이에 설치되어 제 1 및 제 2열교환기(31)(35)와 병렬적으로 연결되며 유입된 냉매가 물과 열교환되는 제 3열교환기(40)와, 제 3열교환기(40)의 입구에 설치되어 제 1 및 제 2전자밸브(32)(37)와 동시에 또는 선택적으로 개폐되는 제 3전자밸브(41)를 구비한다.Specifically, the condenser 30 includes first and second heat exchangers 31 and 35 installed between the second connection pipe 25 and the third connection pipe 55 to exchange heat with the refrigerant, First and second solenoid valves 32 and 37 provided at the openings of the first and second heat exchangers 31 and 35 and between the second and third connecting pipes 25 and 55, A third heat exchanger 40 installed in parallel with the first and second heat exchangers 31 and 35 for heat exchange with the refrigerant introduced therein and a third heat exchanger 40 installed at the inlet of the third heat exchanger 40 And a third solenoid valve 41 which is opened or closed at the same time or selectively as the first and second solenoid valves 32 and 37.

제 1열교환기(31)는 입구측이 제 2연결관(25)에 연결되고, 출구측이 제 3연결관(55)에 연결된다. 제 1열교환기(31)로 유입된 냉매는 실외의 공기, 즉 외기와 열교환된다. The inlet side of the first heat exchanger (31) is connected to the second connecting pipe (25), and the outlet side is connected to the third connecting pipe (55). The refrigerant flowing into the first heat exchanger (31) is heat-exchanged with outdoor air, that is, outside air.

제 2열교환기(37)는 입구측이 제 2연결관(25)에 연결되고, 출구측이 제 3연결관(55)에 연결된다. 제 2열교환기(37)로 유입된 냉매는 실외의 공기, 즉 외기와 열교환된다. The inlet side of the second heat exchanger (37) is connected to the second connection pipe (25), and the outlet side thereof is connected to the third connection pipe (55). The refrigerant flowing into the second heat exchanger (37) is heat-exchanged with outdoor air, that is, outside air.

제 1 및 제 2열교환기(31)(35)의 출구측에는 체크밸브(33)(38)가 각각 설치된다. Check valves 33 and 38 are installed at the outlet sides of the first and second heat exchangers 31 and 35, respectively.

도시된 예에서 외기와 열교환되는 열교환기는 2개가 설치된다. 제 1 및 제 2열교환기(31)(35)는 병렬적으로 연결되어 있다. 따라서 냉매는 제 1 및 제 2열교환기(31)(35)로 동시에 유입되거나 제 1 및 제 2열교환기(31)(35) 중 어느 하나만으로 유입될 수 있다. In the illustrated example, there are two heat exchangers that are heat exchanged with the outside air. The first and second heat exchangers 31 and 35 are connected in parallel. Therefore, the refrigerant can be simultaneously introduced into the first and second heat exchangers (31, 35) or only into the first and second heat exchangers (31, 35).

제 3열교환기(40)는 물과 열교환될 수 있도록 물이 저장된 축열탱크(80)의 내부에 설치된다. 제 3열교환기(40)는 입구측이 제 2연결관(25)에 연결되고, 출구측이 제 3연결관(55)에 연결된다. 제 3열교환기(40)는 제 1열교환기(31) 및 제 2열교환기(35)와 병렬적으로 연결된다. 냉매는 제 3전자밸브(41)에 의해 제 3열교환기(40)로의 유입이 제어된다. 제 3전자밸브(41)는 제 1 및 제 2전자밸브(32)(37)와 동시에 또는 선택적으로 개폐된다. The third heat exchanger (40) is installed inside the heat storage tank (80) in which water is stored for heat exchange with water. The third heat exchanger (40) has an inlet side connected to the second connection pipe (25) and an outlet side connected to the third connection pipe (55). The third heat exchanger (40) is connected in parallel with the first heat exchanger (31) and the second heat exchanger (35). The refrigerant is controlled to flow into the third heat exchanger (40) by the third electromagnetic valve (41). The third solenoid valve 41 is opened or closed simultaneously or selectively with the first and second solenoid valves 32 and 37.

따라서 제 1 및 제 2전자밸브(32)(37)와 함께 제 3전자밸브(41)가 개방되면 냉매는 제 1 및 제 2, 제 3열교환기에 유입된다. 그리고 제 1 및 제 2전자밸브(32)(37)는 닫히고 제 3전자밸브(41)가 열리면 냉매는 제 3열교환기로만 유입된다. 그리고 제 1 및 제 2전자밸브(32)(37)는 열리고 제 3전자밸브(41)가 닫히면 냉매는 제 1 및 제 2열교환기로만 유입된다. 또한, 제 3전자밸브(41)가 닫힌 상태에서 제 1 및 제 2전자밸브(32)(37) 중 어느 하나만 열릴 수 있다. Accordingly, when the third solenoid valve 41 is opened together with the first and second solenoid valves 32 and 37, the refrigerant flows into the first, second, and third heat exchangers. When the first and second solenoid valves 32 and 37 are closed and the third solenoid valve 41 is opened, the refrigerant flows into the third heat exchanger only. When the first and second solenoid valves 32 and 37 are opened and the third solenoid valve 41 is closed, the refrigerant flows into only the first and second heat exchangers. Further, only one of the first and second solenoid valves 32 and 37 can be opened in a state where the third solenoid valve 41 is closed.

본 발명에 적용된 응축기(30)는 필요에 따라 냉매가 제 3열교환기(40)를 경유한 후에 제 1 및 제 2열교환기(31)(35) 중 적어도 어느 하나로 유입될 수 있도록 제 1보조연결관(45) 및 제 2보조연결관(47)이 더 구비될 수 있다. The condenser 30 according to the present invention may be configured such that the refrigerant can be introduced into at least one of the first and second heat exchangers 31 and 35 after passing through the third heat exchanger 40, A pipe 45 and a second auxiliary connection pipe 47 may be further provided.

제 1보조연결관(45)은 제 3열교환기(40)의 출구와 제 2열교환기(35)의 입구를 연결한다. 그리고 제 2보조연결관(47)은 제 1보조연결관(45)과 제 1열교환기(31)의 입구를 연결한다. 제 1보조연결관(45)에는 유로를 개폐하는 제 4전자밸브(46)가 설치되고, 제 2보조연결관(47)에는 유로를 개폐하는 제 5전자밸브(48)가 설치된다. The first auxiliary connection pipe 45 connects the outlet of the third heat exchanger 40 and the inlet of the second heat exchanger 35. The second auxiliary connection pipe (47) connects the inlet of the first auxiliary connection pipe (45) and the first heat exchanger (31). A fourth solenoid valve 46 for opening and closing the passage is provided in the first auxiliary connecting pipe 45 and a fifth solenoid valve 48 for opening and closing the passage is provided in the second auxiliary connecting pipe 47.

이와 같이 응축기는 3개의 열교환기가 병렬적으로 연결된 다단으로 구성되어 실외온도가 변하더라도 응축압력을 일정하게 유지될 수 있다. 즉, 실외 온도에 따라 제 1 및 제 2, 제 3전자밸브의 개폐를 제어하여 냉매를 제 1 및 제 2, 제 3열교환기에 동시 또는 어느 하나 또는 둘에 선택적으로 유입시킨다. Thus, the condenser is composed of three heat exchangers connected in parallel to each other, so that the condensing pressure can be maintained constant even when the outdoor temperature changes. That is, the opening and closing of the first, second, and third solenoid valves are controlled according to the outdoor temperature so that the refrigerant is introduced into the first, second, and third heat exchangers simultaneously or selectively to one or both of them.

폐열재활용수단은 제 3열교환기(40)에서 방출되는 열을 재활용하여 온수 또는 난방수를 공급하는 역할을 한다. The waste heat recycling means recycles the heat discharged from the third heat exchanger (40) to supply hot water or heating water.

폐열재활용수단은 제 3열교환기(40)가 내부에 설치되며 유입구를 통해 물이 유입되는 축열탱크(80)와, 축열탱크(80) 내부의 물 온도에 따라 제 3전자밸브(41)를 개폐할 수 있도록 축열탱크(80)에 설치되는 온도센서(87)와, 축열탱크(80)의 배출구와 연결되어 온수배관 또는 난방배관과 연결되는 가열수배출관(81)과, 가열수배출관(81)에 설치되어 축열탱크(80) 내부에서 가열된 물을 온수배관 또는 난방배관으로 이송시키는 가열수펌프(83)를 구비한다. The waste heat recycling means includes a heat storage tank 80 in which a third heat exchanger 40 is installed and into which water is introduced through an inlet port and a heat storage tank 80 in which the third solenoid valve 41 is opened / A heating water discharge pipe 81 connected to the hot water pipe or the heating pipe connected to the discharge port of the heat storage tank 80 and a heating water discharge pipe 81 connected to the discharge port of the heat storage tank 80, And a heating water pump 83 for transferring the heated water from the heat storage tank 80 to the hot water pipe or the heating pipe.

운전모드전환부는 실내 및 실외 온도에 따라 압축기운전모드와 냉매펌프운전모드 중 어느 하나의 운전모드로 작동시킨다. 가령, 실외 온도가 실내 온도보다 더 높을 때 압축기운전모드로 작동된다. 또한, 실외온도가 실내온도보다 더 낮을 때 실내외 온도차이가 설정온도차 미만일 경우 압축기운전모드로 작동된다. 그리고 실외온도가 실내온도보다 더 낮을 때 실내외 온도차이가 설정온도차 이상일 경우 냉매펌프운전모드로 작동된다. 여기서 설정온도차는 실내온도와 실외온도의 차이 값으로서 바람직하게 설정온도차는 8℃ 내지 10℃일 수 있다. The operation mode switching unit operates in one of the compressor operation mode and the refrigerant pump operation mode according to indoor and outdoor temperatures. For example, when the outdoor temperature is higher than the room temperature, it is operated in the compressor operating mode. Also, when the outdoor temperature is lower than the room temperature, the compressor operation mode is operated when the indoor / outdoor temperature difference is less than the set temperature difference. And when the outdoor temperature is lower than the room temperature, the refrigerant pump operation mode is operated when the indoor / outdoor temperature difference is higher than the set temperature difference. Here, the set temperature difference is a difference value between the room temperature and the outdoor temperature, and preferably the set temperature difference may be 8 ° C to 10 ° C.

압축기운전모드는 냉매가 압축기(20)로부터 응축기(30) 및 수액기(50) 및 팽창밸브(65) 및 증발기(10)를 거쳐 압축기(20)로 순환되는 흐름을 갖는다. 그리고 냉매펌프운전모드는 냉매가 압축기를 경유하지 않는다. 냉매펌프운전모드는 냉매가 냉매펌프에 의해 응축기(30) 및 수액기(50) 및 증발기(10) 사이를 순환하는 흐름을 갖는다. The compressor operating mode has a flow in which the refrigerant is circulated from the compressor 20 to the compressor 20 via the condenser 30 and the receiver 50 and the expansion valve 65 and the evaporator 10. And the refrigerant pump operating mode does not allow the refrigerant to pass through the compressor. The refrigerant pump operating mode has a flow in which the refrigerant is circulated between the condenser 30 and the receiver 50 and the evaporator 10 by the refrigerant pump.

이를 위해 운전모드전환부는 제 2연결관(25)과 제 4연결관(60)을 연결하는 제 6연결관(90)과, 제 1연결관(15)에 설치되어 압축기운전모드시 제 1연결관(15)을 개방시키는 제 1조절밸브(13)와, 제 4연결관(60)에 설치되어 압축기운전모드시 제 4연결관(60)을 개방시키는 제 2조절밸브(67)와, 제 5연결관(75)에 설치되어 냉매펌프운전모드시 제 5연결관(75)을 개방시키는 제 3조절밸브(77)와, 제 6연결관(90)에 설치되어 냉매펌프운전모드시 제 6연결관(90)을 개방시키는 제 4조절밸브(91)와, 증발기(10)가 설치되는 실내의 온도를 측정하기 위한 실내온도센서(17)와, 응축기(30)가 설치되는 실외의 온도를 측정하는 실외온도센서(19)와, 실내온도센서(17)와 실외온도센서(19)에서 검출된 온도정보를 이용하여 냉매펌프(70) 및 제1 내지 4조절밸브의 구동을 제어하여 압축기운전모드와 냉매펌프운전모드 중 어느 하나를 선택적으로 작동시키는 제어유닛(100)을 구비한다. To this end, the operation mode switching unit includes a sixth connection pipe 90 connecting the second connection pipe 25 and the fourth connection pipe 60, a second connection pipe 90 provided in the first connection pipe 15, A first control valve 13 for opening the pipe 15 and a second control valve 67 for opening the fourth connection pipe 60 in the compressor operation mode provided in the fourth connection pipe 60, A third control valve 77 installed in the fifth connection pipe 75 to open the fifth connection pipe 75 in the refrigerant pump operation mode and a third control valve 77 installed in the sixth connection pipe 90, A fourth control valve 91 for opening the connecting pipe 90, an indoor temperature sensor 17 for measuring the temperature of the room in which the evaporator 10 is installed, And controls the driving of the refrigerant pump 70 and the first to fourth control valves by using the temperature information detected by the outdoor temperature sensor 19 and the indoor temperature sensor 17 and the outdoor temperature sensor 19, Mode and And a control unit (100) for selectively operating any of the refrigerant pump operation modes.

제 6연결관(90)의 일측은 제 2연결관(25)에 연결되고, 타측은 제 4연결관(60)에 연결된다. 제 6연결관(90)에는 제 4조절밸브(91) 및 체크밸브(95)가 설치된다. One side of the sixth connection pipe (90) is connected to the second connection pipe (25), and the other side is connected to the fourth connection pipe (60). A fourth control valve 91 and a check valve 95 are installed in the sixth connection pipe 90.

제1 내지 제4조절밸브는 제어유닛(100)의 제어신호에 따라 작동하는 전자밸브(솔레노이드밸브)를 적용한다.The first to fourth control valves apply a solenoid valve (solenoid valve) that operates in accordance with the control signal of the control unit 100.

실내온도센서(17)는 실내의 온도를 측정하기 위한 것으로, 증발기(10)가 설치된 실내에 설치되어 있다. 실외온도센서(19)는 실외의 온도를 측정하기 위한 것으로, 응축기(30)가 설치된 실외에 설치되어 있다. The room temperature sensor 17 is for measuring the temperature of the room, and is installed in the room where the evaporator 10 is installed. The outdoor temperature sensor 19 is for measuring the outdoor temperature and is installed outside the room where the condenser 30 is installed.

제어유닛(100)은 냉매펌프(31)와 압축기(20), 제1 내지 4조절밸브의 구동을 제어한다. 제어유닛(100)은 실내온도센서(17)와 실외온도센서(19)에서 검출된 온도정보를 이용하여 압축기운전모드와 냉매펌프운전모드 중 어느 하나를 수행하도록 제어한다.The control unit 100 controls the driving of the refrigerant pump 31, the compressor 20, and the first to fourth control valves. The control unit 100 controls to perform either the compressor operation mode or the refrigerant pump operation mode by using the temperature information detected by the indoor temperature sensor 17 and the outdoor temperature sensor 19. [

제어유닛(100)은 실내온도센서(17)와 실외온도센서(19)에서 각각 검출된 실내온도와 실외온도를 수신받아 실외온도가 실내온도보다 설정온도차 이상으로 낮아지면 도 6에 냉매 이동경로를 표시한 바와 같이 냉매펌프운전모드를 수행하도록 제어하고, 설정온도차 미만이면 도 2에 냉매 이동경로를 표시한 바와 같이 압축기운전모드를 수행하도록 제어한다.The control unit 100 receives the indoor temperature and the outdoor temperature detected by the indoor temperature sensor 17 and the outdoor temperature sensor 19, respectively, and when the outdoor temperature is lower than the indoor temperature by the set temperature difference or more, Control is performed so as to perform the refrigerant pump operation mode as shown, and if it is less than the set temperature difference, the compressor operation mode is controlled to perform the refrigerant movement mode as shown in Fig.

제어유닛(100)은 압축기(20)와 냉매펌프(70), 응축기(30), 증발기(10) 및 제1 내지 제4조절밸브, 실내온도센서(17), 실외온도센서(19)와 전기적으로 연결된다. The control unit 100 is connected to the compressor 20 and the refrigerant pump 70, the condenser 30, the evaporator 10 and the first to fourth control valves, the room temperature sensor 17, the outdoor temperature sensor 19, Lt; / RTI >

또한, 제어유닛(100)에 전원을 공급하여 냉각시스템의 가동을 조작하는 조작부(미도시)와 실내와 실외의 온도 및 운전모드의 수행상태를 화면에 표시해주는 표시부(미도시)가 더 구비될 수 있음은 물론이다.Further, the control unit 100 may further include an operation unit (not shown) for supplying power to the cooling system to operate the cooling system, and a display unit (not shown) for displaying the indoor and outdoor temperature and the operation state of the operation mode on the screen Of course.

설정온도차를 10℃로 설정한 경우 실외온도가 실내온도보다 10℃ 이상 낮으면 제어유닛은 냉매펌프운전모드를 수행하고, 실외온도가 실내온도보다 낮더라도 실내외 온도차가 10℃ 미만이면 압축기운전모드를 수행한다. 또한, 실외온도가 실내온도보다 더 높은 경우에도 압축기운전모드를 수행한다.If the set temperature difference is set to 10 ° C, if the outdoor temperature is lower than the room temperature by 10 ° C or more, the control unit performs the refrigerant pump operation mode. If the outdoor temperature difference is less than 10 ° C, . Also, the compressor operation mode is performed even when the outdoor temperature is higher than the room temperature.

이하, 본 발명에 따른 외기온도 보상형 고효율 냉각시스템의 작동과정을 도 8과 함께 참조하여 설명한다.Hereinafter, the operation of the high-efficiency cooling system according to the present invention will be described with reference to FIG.

먼저 제어유닛(100)은 조작부의 조작을 통해 실내온도를 설정된 온도로 유지되도록 작동시키는 작동온 신호가 수신되는지를 판단한다(단계 410).First, the control unit 100 determines whether an operation-on signal for operating the indoor temperature to be maintained at the set temperature is received through operation of the operation unit (step 410).

단계 410에서 작동온 신호가 수신된 것으로 판단되면, 제어유닛(60)은 실외온도센서(52)에서 검출된 실외온도 즉 외기온도와 실내온도센서(51)에서 검출된 실내온도정보를 비교하여 실외온도가 실내온도보다 설정온도차 이상으로 낮은가를 판단한다(단계 420).The control unit 60 compares the outdoor temperature detected by the outdoor temperature sensor 52, that is, the outdoor temperature with the indoor temperature information detected by the indoor temperature sensor 51, and outputs the outdoor temperature Is lower than the set temperature difference with respect to the room temperature (step 420).

단계 420에서 실외온도가 실내온도보다 설정온도차 이상으로 낮은 경우에 해당하지 않은 것으로 판단되면 제어유닛(100)은 압축기운전모드를 수행하도록 제어대상 요소를 제어한다(단계 430). 이와는 다르게 단계 420에서 실외온도가 실내온도보다 설정온도차 이상으로 낮은 경우에 해당하는 것으로 판단되면 제어유닛(100)은 냉매펌프운전모드를 수행하도록 제어대상 요소를 제어한다(단계 440).If it is determined in step 420 that the outdoor temperature is lower than the room temperature by more than the set temperature difference, the control unit 100 controls the controlled element to perform the compressor operation mode (step 430). If it is determined in step 420 that the outdoor temperature is lower than the room temperature by a predetermined temperature difference or more, the control unit 100 controls the controlled element to perform the refrigerant pump operation mode (step 440).

제어유닛(100)은 압축기운전모드 수행시 도 2와 같이 냉매가 흐를 수 있도록 제1 및 제2조절밸브(13)(67)를 개방하고, 제 3및 제4조절밸브(77)(91)는 폐쇄한다. 그 다음, 제어유닛(100)은 압축기(20)와 응축기(30)와 증발기(10)를 구동시킨다. 이에 따라, 냉매는 압축기(20)에서 제2연결관(25)을 통해 응축기(30)로 유입되고, 수액기(50), 팽창밸브(65), 증발기(10)를 경유하여 다시 압축기에서 압축되어 순환한다. The control unit 100 opens the first and second control valves 13 and 67 so that the refrigerant can flow as shown in FIG. 2 when the compressor operation mode is performed, and the third and fourth control valves 77 and 91, Lt; / RTI > Then, the control unit 100 drives the compressor 20, the condenser 30, and the evaporator 10. Accordingly, the refrigerant is introduced into the condenser 30 through the second connecting pipe 25 from the compressor 20, and is again compressed in the compressor via the receiver 50, the expansion valve 65 and the evaporator 10, And circulates.

이때 제어유닛(100)은 축열탱크(80)에 설치된 온도센서(87)로부터 축열탱크 내부의 물의 온도를 감지하고, 현재 물의 온도가 설정온도 이상인지를 판단한다(단계 450).At this time, the control unit 100 senses the temperature of the water inside the storage tank from the temperature sensor 87 provided in the storage tank 80, and determines whether the temperature of the water is equal to or higher than the preset temperature (step 450).

제어유닛(100)은 물의 온도가 설정 온도 이상에 해당되지 않는다고 판단하면 축열운전을 하도록 제어한다(단계 460).If the control unit 100 determines that the temperature of the water does not correspond to the preset temperature or more, the control unit 100 controls the heat storage operation to be performed (step 460).

축열운전은 제 3열교환기(40)로 냉매가 유입되도록 운전하여 축열탱크의 내부의 물을 가열하는 운전이다. 축열운전을 위해 도 2에 나타난 바와 같이 제 1 내지 제 3열교환기 모두로 냉매를 유입시키거나 도 3에 나타난 바와 같이 제 3열교환기만으로 냉매를 유입시킬 수 있다. The heat storage operation is an operation of heating the water in the heat storage tank by operating the refrigerant to flow into the third heat exchanger (40). As shown in FIG. 2, the refrigerant may be introduced into all of the first to third heat exchangers, or the refrigerant may be introduced only through the third heat exchanger as shown in FIG.

도 3과 같이 제 3열교환기(40)만으로 냉매를 유입시키는 경우, 제 1 및 제 2전자밸브((32)(37)는 닫히고, 제 3전자밸브(41)만 열려 고온의 냉매가스가 제 3열교환기(40)를 경유하여 수액기(50)로 유입된다. 냉매가 제 3열교환기를 경유하면서 축열탱크(80)에 저장된 물과 열교환되어 물이 가열된다. 가열된 물은 온수 또는 난방용으로 이용된다. The first and second solenoid valves 32 and 37 are closed and only the third solenoid valve 41 is opened to supply the high temperature refrigerant gas to the third heat exchanger 40 as shown in FIG. 3 heat exchanger 40. The refrigerant is heat-exchanged with the water stored in the heat storage tank 80 via the third heat exchanger so that the water is heated. .

그리고 축열탱크(80)에 저장된 물의 온도가 상승하여 설정온도 이상에 도달하면 제어유닛(100)은 제 3전자밸브(41)는 닫고 제 1 및 제 2전자밸브(32)(37)를 개방을 제어한다. 이때 제어유닛(100)은 외기온도가 설정온도보다 낮은가를 판단한다(단계 470). 외기온도가 설정온도보다 높을 경우에 제어유닛은 제 1 및 제 2전자밸브(32)(37) 모두를 개방하여 도 4와 같이 냉매가 제 1 및 제 2열교환기(31)(35) 각각을 경유하는 2단응축기운전을 수행한다(단계 480). 외기온도가 높을수록 응축압력이 높기 때문에 냉매의 충분한 냉각을 위해 제 1 및 제 2열교환기를 동시에 가동한다. When the temperature of the water stored in the heat storage tank 80 rises and reaches the set temperature or more, the control unit 100 closes the third solenoid valve 41 and opens the first and second solenoid valves 32 and 37 . At this time, the control unit 100 determines whether the outside air temperature is lower than the set temperature (step 470). When the outside air temperature is higher than the set temperature, the control unit opens both the first and second solenoid valves 32 and 37 so that the refrigerant flows through the first and second heat exchangers 31 and 35 Stage condenser operation (step 480). Since the condensation pressure is higher as the outside temperature is higher, the first and second heat exchangers are operated simultaneously for sufficient cooling of the refrigerant.

그리고 외기온도가 설정온도보다 낮을 경우에 제어유닛은 제 2전자밸브(37)는 닫고 제 1전자밸브(32)를 개방하여 도 5와 같이 냉매가 제 1열교환기(31)를 경유하는 1단응축기운전을 수행한다(단계 490). 1단응축기운전은 응축압력이 과도하게 낮아지는 것을 방지하여 냉각능력을 향상시킨다. 1단응축기운전은 늦가을 및 초겨울 정도의 외기온도일 경우 수행된다. When the outside air temperature is lower than the set temperature, the control unit closes the second solenoid valve 37 and opens the first solenoid valve 32 so that the refrigerant flows through the first heat exchanger 31 Condenser operation is performed (step 490). The operation of the single stage condenser prevents the condensation pressure from being excessively lowered to improve the cooling ability. The operation of the first stage condenser is carried out in case of late fall and early ambient temperature.

한편, 단계 420에서 실외온도가 실내온도보다 설정온도차 이상으로 낮은 경우에 해당하는 것으로 판단되면 제어유닛(100)은 냉매펌프운전모드를 수행하도록 제어대상 요소를 제어한다(단계 440). 냉매펌프운전모드는 실외온도가 실내온도보다 더 낮은 겨울철에 주로 수행된다. 냉매펌프운전모드는 실외온도가 실내온도보다 설정온도차(8~10℃) 이상이면 수행된다. On the other hand, if it is determined in step 420 that the outdoor temperature is lower than the set temperature difference by more than the set temperature difference, the control unit 100 controls the controlled element to perform the refrigerant pump operation mode (step 440). The refrigerant pump operating mode is mainly performed during the winter season when the outdoor temperature is lower than the room temperature. The refrigerant pump operation mode is performed when the outdoor temperature is higher than the set temperature difference (8 to 10 ° C).

제어유닛(100)은 도 6과 같은 냉매펌프운전모드 수행시 제1 및 제2조절밸브(13)(67)를 폐쇄하고, 제3 및 제4조절밸브(77)(91)는 개방한다. 그 다음, 제어유닛(100)은 압축기(20)의 구동을 중단시키고, 냉매펌프(70)를 구동시킨다. 이에 따라, 냉매펌프(70)는 수액기(50)로부터 공급된 냉매를 증발기(10), 응축기(30)를 거쳐 다시 수액기(50)로 돌아와 순환되면서 실외공기로 차가워진 냉매는 실내의 열과 열교환되어 실내의 온도를 적정온도로 유지시킨다. The control unit 100 closes the first and second control valves 13 and 67 and opens the third and fourth control valves 77 and 91 when the refrigerant pump operation mode as shown in FIG. Then, the control unit 100 stops the operation of the compressor 20 and drives the refrigerant pump 70. Accordingly, the refrigerant pump 70 returns the refrigerant supplied from the receiver 50 to the receiver 50 through the evaporator 10 and the condenser 30, circulates the refrigerant to the outside air, Exchanges heat to maintain the temperature of the room at an appropriate temperature.

이때 제어유닛은 축열탱크(80)에 설치된 온도센서(87)로부터 축열탱크 내부의 물의 온도를 감지하고, 현재 물의 온도가 설정온도 이상인지를 판단한다(단계 500).At this time, the control unit senses the temperature of the water inside the storage tank from the temperature sensor 87 installed in the storage tank 80, and determines whether the temperature of the water is equal to or higher than the preset temperature (step 500).

제어유닛(100)은 물의 온도가 설정 온도 이상에 해당되지 않는다고 판단하면 축열운전을 하도록 제어한다(단계 510).If the control unit 100 determines that the temperature of the water is not equal to or higher than the preset temperature, the control unit 100 controls the heat storage operation (step 510).

축열운전은 도 6에 나타난 바와 같이 제 3열교환기(40)로 냉매가 유입되도록 운전하여 축열탱크(80)의 내부의 물을 가열하는 운전이다. 냉매펌프운전모드에서 축열운전은 제 1 및 제 2전자밸브(32)(37)는 닫히고, 제 3 내지 제 5전자밸브(41)(46)(48)는 개방되어 고온의 냉매가 제 3열교환기(40)를 경유한 후 제 1 및 제 2열교환기(31)(35)로 경유하도록 한다. 냉매가 제 3열교환기(40)를 경유하면서 축열탱크에 저장된 물과 열교환되어 물이 가열된다. 가열된 물은 온수 또는 난방용으로 이용된다. As shown in FIG. 6, the heat storage operation is an operation of heating the water in the heat storage tank 80 by operating the refrigerant to flow into the third heat exchanger 40. In the refrigerant pump operation mode, the first and second solenoid valves 32 and 37 are closed and the third to fifth solenoid valves 41, 46 and 48 are opened so that the high- And then passed through the first and second heat exchangers (31, 35). The refrigerant is heat-exchanged with the water stored in the heat storage tank through the third heat exchanger (40) to heat the water. The heated water is used for hot water or heating.

그리고 축열탱크에 저장된 물의 온도가 상승하여 설정온도 이상에 도달하면 제어유닛(100)은 도 7과 같이 제 3 내지 제 5전자밸브(41)(46)(48)는 닫고 제 1 및 제 2전자밸브(32)(37)는 개방하여 냉매가 제 1 및 제 2열교환기를 경유하도록 하여 2단응축기운전을 수행한다(단계 520). When the temperature of the water stored in the heat storage tank rises and reaches the set temperature or more, the control unit 100 closes the third to fifth solenoid valves 41, 46 and 48 as shown in FIG. 7, The valves 32 and 37 are opened to allow the refrigerant to pass through the first and second heat exchangers to perform the two-stage condenser operation (step 520).

이후 제어유닛(100)은 작동을 중지하는 정지신호가 수신되는지를 판단하고(단계 530), 정지신호가 수신되지 않으면 단계 420으로 복귀하고, 정지신호가 수신되면 작동을 종료한다.Then, the control unit 100 determines whether a stop signal to stop the operation is received (step 530). If the stop signal is not received, the control unit 100 returns to step 420 and terminates the operation when the stop signal is received.

이상, 본 발명을 구체적인 실시예를 통하여 상세하게 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예에 한정되지 않고, 본 발명의 기술적 사상의 범위내에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 여러 가지 변형이 가능하다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the present invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments, but various changes and modifications may be made by those skilled in the art without departing from the scope of the present invention.

10: 증발기 20: 압축기
30: 응축기 31: 제 1열교환기
35: 제 2열교환기 40: 제 3열교환기
50: 수액기 65: 팽창밸브
70: 냉매펌프 100: 제어유닛
10: Evaporator 20: Compressor
30: condenser 31: first heat exchanger
35: second heat exchanger 40: third heat exchanger
50: Receiving machine 65: Expansion valve
70: Refrigerant pump 100: Control unit

Claims (6)

삭제delete 실내에 설치되는 증발기와;
상기 증발기와 제 1연결관으로 연결되며 상기 증발기에서 증발된 냉매를 압축하는 압축기와;
상기 압축기와 제 2연결관으로 연결되어 실외에 설치되며 상기 압축기에서 압축된 냉매를 응축하는 응축기와;
상기 응축기와 제 3연결관으로 연결되며 상기 응축기를 통과한 냉매가 저장되는 수액기와;
상기 수액기와 상기 증발기를 연결하는 제 4연결관에 설치되어 상기 수액기로부터 배출되는 냉매를 팽창시키는 팽창밸브와;
상기 제 1연결관과 상기 제 4연결관을 연결하는 제 5연결관에 설치되어 상기 수액기로부터 배출되는 냉매를 상기 증발기로 유입시키는 냉매펌프와;
실내 및 실외 온도에 따라 냉매가 상기 압축기로부터 상기 응축기 및 상기 수액기 및 상기 팽창밸브 및 상기 증발기를 거쳐 상기 압축기로 순환하는 압축기운전모드와, 냉매가 상기 압축기를 경유하지 않고 상기 냉매펌프에 의해 상기 응축기 및 상기 수액기 및 상기 증발기 사이를 순환하는 냉매펌프운전모드 중 어느 하나의 운전모드로 작동시키기 위한 운전모드전환부와;
상기 응축기를 통해 외부로 방출되는 폐열을 이용하여 온수 또는 난방수를 공급하기 위한 폐열재활용수단;을 구비하고,
상기 응축기는 상기 제 2연결관과 상기 제 3연결관 사이에 설치되어 유입된 냉매가 외기와 열교환되는 제 1 및 제 2열교환기와, 상기 제 1 및 제 2열교환기의 입구에 각각 설치되는 제 1 및 제 2전자밸브와, 상기 제 2연결관과 상기 제 3연결관 사이에 설치되어 상기 제 1 및 제 2열교환기와 병렬적으로 연결되며 유입된 냉매가 물과 열교환되는 제 3열교환기와, 상기 제 3열교환기의 입구에 설치되어 상기 제 1 및 제 2전자밸브와 동시에 또는 선택적으로 개폐되는 제 3전자밸브를 구비하며,
상기 응축기는 냉매가 제 3열교환기를 경유한 후에 제 1 및 제 2열교환기 중 적어도 어느 하나로 유입될 수 있도록 제 3열교환기의 출구와 제 2열교환기의 입구를 연결하는 제 1보조연결관과, 상기 제 1보조연결관과 상기 제 1열교환기의 입구를 연결하는 제 2보조연결관과, 상기 제 1보조연결관에 설치되어 상기 제 1보조연결관의 유로를 개폐하는 제 4전자밸브와, 상기 제 2보조연결관에 설치되어 상기 제 2보조연결관의 유로를 개폐하는 제 5전자밸브를 더 구비하고,
상기 응축기에서의 응축압력이 일정하게 유지될 수 있도록 실외 온도에 따라 상기 제 1 및 제 2, 제 3전자밸브의 개폐를 제어하여 냉매를 상기 제 1 및 제 2, 제 3열교환기에 동시 또는 어느 하나에 선택적으로 유입시키며,
상기 운전모드전환부는 실외온도가 실내온도보다 더 낮고 실내외 온도차이가 8 내지 10℃ 이상일 경우 상기 냉매펌프운전모드로 작동시키는 것을 특징으로 하는 외기온도 보상형 고효율 냉각시스템.
An evaporator installed indoors;
A compressor connected to the evaporator through a first connection pipe and compressing the refrigerant evaporated in the evaporator;
A condenser connected to the compressor and the second connection pipe for condensing the refrigerant compressed in the compressor;
A condenser connected to the condenser; a condenser connected to the condenser;
An expansion valve installed in a fourth connection pipe connecting the receiver and the evaporator to expand the refrigerant discharged from the receiver;
A refrigerant pump installed in a fifth connection pipe connecting the first connection pipe and the fourth connection pipe and introducing the refrigerant discharged from the receiver into the evaporator;
A compressor operating mode in which a refrigerant is circulated from the compressor to the compressor through the condenser, the receiver, the expansion valve, and the evaporator according to indoor and outdoor temperatures; and a compressor operation mode in which the refrigerant does not pass through the compressor, An operation mode switching unit for operating the refrigerant pump in a refrigerant pump operation mode in which the refrigerant is circulated between the condenser and the evaporator;
And waste heat recycling means for supplying hot water or heating water using waste heat discharged to the outside through the condenser,
The condenser includes first and second heat exchangers installed between the second connection pipe and the third connection pipe and through which the introduced refrigerant is heat-exchanged with the outside air, and a first and a second heat exchangers installed at the inlet of the first and second heat exchangers, And a third heat exchanger installed between the second connection pipe and the third connection pipe and connected in parallel with the first and second heat exchangers, wherein the introduced refrigerant undergoes heat exchange with water, And a third solenoid valve installed at an inlet of the third heat exchanger and being opened or closed selectively or simultaneously with the first and second solenoid valves,
The condenser includes a first auxiliary connection pipe connecting the outlet of the third heat exchanger and the inlet of the second heat exchanger so that the refrigerant can be introduced into at least one of the first and second heat exchangers after passing through the third heat exchanger, A second auxiliary connection pipe connecting the first auxiliary connection pipe and the inlet of the first heat exchanger, a fourth solenoid valve installed in the first auxiliary connection pipe and opening / closing the flow path of the first auxiliary connection pipe, And a fifth solenoid valve installed in the second auxiliary connecting pipe for opening and closing the flow path of the second auxiliary connecting pipe,
And controls the opening and closing of the first, second and third solenoid valves according to the outdoor temperature so that the condensation pressure in the condenser can be kept constant so that the refrigerant is supplied to the first, second, and third heat exchangers simultaneously, , ≪ / RTI >
Wherein the operation mode switching unit operates in the refrigerant pump operation mode when the outdoor temperature is lower than the indoor temperature and the indoor / outdoor temperature difference is 8 to 10 < 0 > C or more.
삭제delete 제 2항에 있어서, 상기 폐열재활용수단은 상기 제 3열교환기가 내부에 설치되며 유입구를 통해 물이 유입되는 축열탱크와, 상기 축열탱크 내부의 물 온도에 따라 상기 제 3전자밸브를 개폐할 수 있도록 상기 축열탱크에 설치되는 온도센서와, 상기 축열탱크의 배출구와 연결되어 온수배관 또는 난방배관과 연결되는 가열수배출관과, 상기 가열수배출관에 설치되어 상기 축열탱크 내부에서 가열된 물을 상기 온수배관 또는 난방배관으로 이송시키는 가열수펌프를 구비하는 것을 특징으로 하는 외기온도 보상형 고효율 냉각시스템. [3] The apparatus according to claim 2, wherein the waste heat recycling unit comprises: a heat storage tank in which the third heat exchanger is installed and in which water flows in through an inlet; and a second heat exchanger A heating water discharge pipe connected to the hot water pipe or the heating pipe and connected to the discharge port of the heat storage tank; and a heating water discharge pipe installed in the heating water discharge pipe and heating the water inside the heat storage tank, Or a heating water pump for feeding the heated water to the heating pipe. 삭제delete 제 2항에 있어서, 상기 운전모드전환부는 상기 제 2연결관과 상기 제 4연결관을 연결하는 제 6연결관과, 상기 제 1연결관에 설치되어 상기 압축기운전모드시 상기 제 1연결관을 개방시키는 제 1조절밸브와, 상기 제 4연결관에 설치되어 상기 압축기운전모드시 상기 제 4연결관을 개방시키는 제 2조절밸브와, 상기 제 5연결관에 설치되어 상기 냉매펌프운전모드시 상기 제 5연결관을 개방시키는 제 3조절밸브와, 상기 제 6연결관에 설치되어 상기 냉매펌프운전모드시 상기 제 6연결관을 개방시키는 제 4조절밸브와, 상기 증발기가 설치되는 실내의 온도를 측정하기 위한 실내온도센서와, 상기 응축기가 설치되는 실외의 온도를 측정하는 실외온도센서와, 상기 실내온도센서와 상기 실외온도센서에서 검출된 온도정보를 이용하여 상기 냉매펌프 및 상기 제1 내지 4조절밸브의 구동을 제어하여 압축기운전모드와 상기 냉매펌프운전모드 중 어느 하나를 선택적으로 작동시키는 제어유닛을 구비하는 것을 특징으로 하는 외기온도 보상형 고효율 냉각시스템.

3. The compressor according to claim 2, wherein the operation mode switching unit includes a sixth connection pipe connecting the second connection pipe and the fourth connection pipe, and a second connection pipe provided in the first connection pipe, A second control valve installed in the fourth connection pipe to open the fourth connection pipe in the compressor operation mode; and a second control valve installed in the fifth connection pipe, A fourth control valve installed in the sixth connection pipe to open the sixth connection pipe in the refrigerant pump operation mode, and a third control valve installed in the sixth connection pipe to change the temperature of the room in which the evaporator is installed An outdoor temperature sensor for measuring an outdoor temperature where the condenser is installed; and an outdoor temperature sensor for detecting a temperature of the refrigerant pump and the indoor heat exchanger using the temperature information detected by the indoor temperature sensor and the outdoor temperature sensor, Controlling the driving of the control valve 4 in the compressor operation mode and the refrigerant pump operating mode of any one of the selectively operated outside temperature compensation type high-efficiency cooling system comprising: a control unit for.

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