KR101978751B1 - A Heatpump System Using Duality Cold Cycle for Cold Districts - Google Patents
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Abstract
본 발명은 과냉열교환기로부터 토출되는 메인냉매의 일부를 팽창시킨 제1 분기냉매, 또는 상기 제1 분기냉매와 실외 열교환기로부터 토출되는 저온의 메인냉매 일부를 분기시킨 제2 분기냉매를 합류하여 과냉열교환기를 통과하는 메인냉매와 서로 열교환하도록 함으로써, 과냉각도를 증대시키고 아울러 과열증기냉매의 상태로서 압축기에 흡입 되도록 하여 한랭지에서 베이퍼 인젝션 압축기를 사용하지 않고도 난방 능력을 더 향상시키고 압축기 효율도 더 높일 수 있도록 한 것으로, 본 발명에서는 과냉열교환기로부터 토출되는 메인냉매의 일부를 팽창시킨 제1 분기냉매, 또는 상기 제1 분기냉매와 실외 열교환기로부터 토출되는 저온의 메인냉매 일부를 분기시킨 제2 분가냉매가 합류하여 과냉열교환기를 통과하는 메인냉매와 서로 열교환하도록 함으로써, 과냉각도에 대한 증대와 함께 과열증기냉매의 상태로서 압축기에 흡입 되도록 하여 한랭지에서 베이퍼 인젝션 압축기를 사용하지 않고도 난방능력을 더 향상시키고 압축기 효율도 더 높일 수 있도록 한 한랭지용 이원냉동사이클을 이용한 히트펌프 시스템이 제공된다.The present invention is characterized in that a first branch refrigerant expanded from a part of a main refrigerant discharged from a supercool heat exchanger or a second branch refrigerant branched from a first branch refrigerant and a part of a low temperature main refrigerant discharged from an outdoor heat exchanger are combined, Exchanges heat with the main refrigerant passing through the heat exchanger so that the supercooling degree is increased and the superheated steam refrigerant is sucked into the compressor as a state of the superheated steam refrigerant so that the heating capacity can be further improved and the compressor efficiency can be further improved without using the Vapor Injection Compressor In the present invention, the first branch refrigerant, in which a part of the main refrigerant discharged from the supercool heat exchanger is expanded, or the second branch refrigerant branched from the first branch refrigerant and a part of the low-temperature main refrigerant discharged from the outdoor heat exchanger, So that heat exchange with the main refrigerant passing through the supercool heat exchanger This system is designed to increase the supercooling degree and to be sucked into the compressor as a superheated steam refrigerant state so that the heating capacity can be further improved without using a Vapor Injection Compressor in the cold region and the compressor efficiency can be further increased. A heat pump system is provided.
Description
본 발명은 한랭지용 이원냉동사이클을 이용한 히트펌프 시스템에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 과냉열교환기로부터 토출되는 메인냉매의 일부를 팽창시킨 제1 분기냉매, 또는 상기 제1 분기냉매와 실외 열교환기로부터 토출되는 저온의 메인냉매 일부를 분기시킨 제2 분가냉매가 합류하여 과냉열교환기를 통과하는 메인냉매와 서로 열교환하도록 함으로써, 과냉각도에 대한 증대와 함께 과열증기냉매의 상태로서 압축기에 흡입 되도록 하여 한랭지에서 베이퍼 인젝션 압축기를 사용하지 않고도 난방능력을 더 향상시키고 압축기 효율도 더 높일 수 있도록 한 것이다.The present invention relates to a heat pump system using a two-phase refrigeration cycle for a cold region, and more particularly, to a heat pump system using a first branch refrigerant that expands a part of a main refrigerant discharged from a supercool heat exchanger, or a first branch refrigerant discharged from the first branch refrigerant and an outdoor heat exchanger The second branch refrigerant branched from a part of the low-temperature main refrigerant to be discharged is caused to heat-exchange with the main refrigerant passing through the super-cooling heat exchanger so that the super-cooling degree is increased and sucked into the compressor as a state of superheated steam refrigerant, Which makes it possible to further improve the heating capacity and the compressor efficiency without using a Vapor Injection Compressor.
일반적으로, 열을 이송하는 기기를 히트펌프라고 부르며, 이러한 히트펌프는 냉,난방을 동시에 행할 수 있다는 특징이 있다. 이러한 히트펌프는 다시 그 방식에 따라 다양한 형태로 구분될 수 있으나 일반적인 이원냉동사이클 히트펌프 시스템은, 예를 들어 1단 응축기 측의 냉매와 2단 증발기 측 냉매가 제1 캐스케이드형 열교환기를 통해 1단 측 고온 냉매의 응축열을 이용하여 2단 측 증발기의 냉매를 증발시키는 열교환을 수행하고, 아울러 2단 응축기 측로 흐르는 고온 냉매와 제2캐스케이드 열교환기에서 열교환되는 열전달물(예를 들면 공기, 물)로 공간 또는 바닥에 대하여 난방이 이루어지게 하는 방식이다. Generally, a device for transferring heat is called a heat pump, and such a heat pump is characterized in that it can simultaneously perform cooling and heating. However, in a typical two-way refrigeration cycle heat pump system, for example, the refrigerant on the side of the first-stage condenser and the refrigerant on the side of the second-stage evaporator flow through the first cascade-type heat exchanger, Side evaporator by using the heat of condensation of the high-temperature refrigerant on the side of the second cascade heat exchanger, and heat-exchanging the high-temperature refrigerant flowing into the second-stage condenser side and the heat exchanged by the second cascade heat exchanger (for example, air and water) It is a way to make space or floor heating.
그런데, 한랭지 조건에서 이원냉동 사이클을 이용한 히트펌프 시스템에서는 난방능력 향상과 함께 압축기의 효율성을 높이기 위하여 베이퍼 인젝션 기능이 없는 일반적인 냉매 압축기 대신 베어퍼 인젝션 포트를 갖추고 있는 베이퍼 인젝션 압축기를 적용하고 있다.However, in a heat pump system using a two-way refrigeration cycle under cold conditions, a vapor injection compressor equipped with a baffle injection port instead of a general refrigerant compressor without a vapor injection function is applied in order to improve the heating capacity and the efficiency of the compressor.
다시 말해, 한랭지 조건에서 이원냉동 사이클을 이용한 히트펌프 시스템에 베이퍼 인젝션 기능이 없는 일반적인 냉매 압축기를 그대로 적용할 경우에는 베이퍼 인젝션 압축기와 같은 난방능력 향상과 함께 압축기의 효율성을 높일 수 없는 문제가 있었다.In other words, when a general refrigerant compressor without a Vapor Injection function is directly applied to a heat pump system using a two-way refrigeration cycle under a cold condition, there is a problem that the efficiency of the compressor can not be increased together with the improvement of the heating capacity as the Vapor Injection Compressor.
따라서, 베이퍼 인젝션 기능이 없는 일반적인 냉매 압축기를 그대로 적용하더라도 베이퍼 인젝션 압축기와 같은 난방능력에 대한 향상과 함께 압축기의 효율성을 높일 수 있는 한랭지용 이원냉동 사이클을 이용한 히트펌프 시스템이 꾸준히 요구되어 왔다.Therefore, even if a general refrigerant compressor without a vapor injection function is applied as it is, there has been a constant demand for a heat pump system using a cold refrigeration cycle for cold storage that can improve a heating capacity such as a Vapor Injection Compressor and improve the efficiency of a compressor.
이에 본 발명은 상기와 같은 과제를 해결하기 위해 발명된 것으로서, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 과냉열교환기로부터 토출되는 메인냉매의 일부를 팽창시킨 제1 분기냉매, 또는 상기 제1 분기냉매와 실외 열교환기로부터 토출되는 저온의 메인냉매 일부를 분기시킨 제2 분가냉매가 합류하여 과냉열교환기를 통과하는 메인냉매와 서로 열교환하도록 함으로써, 과냉각도에 대한 증대와 함께 과열증기냉매의 상태로서 압축기에 흡입 되도록 하여 한랭지에서 베이퍼 인젝션 압축기를 사용하지 않고도 난방능력을 더 향상시키고 압축기 효율도 더 높일 수 있도록 한 한랭지용 이원냉동사이클을 이용한 히트펌프 시스템을 제공하는데 목적이 있다.SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, the present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and it is an object of the present invention to provide a refrigeration cycle in which a first branch refrigerant, which expands a part of a main refrigerant discharged from a supercool heat exchanger, The second branch refrigerant branched from a part of the low-temperature main refrigerant discharged from the outdoor heat exchanger joins and exchanges heat with the main refrigerant passing through the subcooling heat exchanger, so that the supercooling degree is increased and, as a state of the superheated steam refrigerant, The present invention provides a heat pump system using a two-way refrigeration cycle for cold storage, which can further improve the heating capacity and the compressor efficiency without using a Vapor Injection Compressor in a cold region.
상기와 같은 과제를 해결하기 위한 본 발명의 과제 해결 수단은, 제1 메인냉매가 순환하도록 제1 메인냉매순환라인을 포함하는 제1 사이클과; 제2 냉매가 순환되도록 제2 냉매순환라인을 포함하는 제2 사이클과; 상기 제1 사이클의 제1 압축기로부터 토출되는 고온,고압의 제1 메인냉매와 제2사이클에서 순환하는 제2 냉매가 서로 열교환이 이루어지도록 하는 제1 캐스케이드형 열교환기와; 상기 제2 사이클의 제2 압축기로부터 토출되는 고온,고압의 제2 냉매와 열전달물질 간에 열교환시켜 난방이 이루어지도록 하는 제2 캐스케이드형 열교환기를 포함하고 있는 이원냉동사이클을 이용한 히트펌프 시스템에 있어서, 상기 제1 사이클에서 제1 캐스케이드형 열교환기와 제1 팽창밸브 사이의 구간에 제1 메인냉매순환라인이 통과하도록 설치되는 과냉열교환기와; 상기 과냉열교환기와 제1 팽창밸브 사이의 구간을 지나는 제1 메인냉매순환라인으로부터 분기되는 제1 분기라인을 포함하며, 상기 제1 분기라인은 제2 팽창밸브를 거쳐 제1 메인냉매순환라인의 제1 메인냉매와 열교환을 위해 상기 과냉열교환기를 통과하고, 상기 제1 메인냉매순환라인으로 흐르는 제1 메인냉매와 합류할 수 있도록 제1 압축기의 어큐뮬레이터와 연결되는 한랭지용 이원냉동사이클을 이용한 히트펌프 시스템를 통해 목적을 달성할 수 있다.According to an aspect of the present invention, there is provided a refrigeration cycle comprising: a first cycle including a first main refrigerant circulation line for circulating a first main refrigerant; A second cycle including a second refrigerant circulation line for circulating the second refrigerant; A first cascade-type heat exchanger for exchanging heat between the first main refrigerant of high temperature and high pressure discharged from the first compressor in the first cycle and the second refrigerant circulating in the second cycle; And a second cascade-type heat exchanger for performing heat exchange between the high-temperature and high-pressure second refrigerant discharged from the second compressor in the second cycle and the heat transfer material, the heat pump system comprising: A super-cooling heat exchanger installed in the first cycle so as to pass through the first main refrigerant circulation line in a section between the first cascade-type heat exchanger and the first expansion valve; And a first branch line branched from a first main refrigerant circulation line passing a section between the supercooling heat exchanger and the first expansion valve, wherein the first branch line is connected to the first main refrigerant circulation line through the second expansion valve, A heat pump system using a two-way refrigeration cycle for a cold region, which is connected to an accumulator of a first compressor so as to be able to merge with a first main refrigerant flowing to the first main refrigerant circulation line through the subcooling heat exchanger for heat exchange with the first main refrigerant, The goal is achieved through.
또한, 본 발명에서는 제1 사이클의 실외 열교환기와 제1 압축기의 구간을 지나는 제1 메인냉매순환라인으로부터 분기되는 제2 분기라인을 포함하며, 상기 제2 분기라인은 제2팽창밸브와 과냉열교환기의 구간을 지나는 제1 분기라인에 합류하도록 연결되는 한랭지용 이원냉동사이클을 이용한 히트펌프 시스템을 통해 목적을 달성할 수 있다. The present invention also includes a second branch line that branches from a first main refrigerant circulation line passing through a section of an outdoor heat exchanger and a first compressor in a first cycle, and the second branch line includes a second expansion valve and a subcooling heat exchanger The heat pump system using the two-way refrigeration cycle for cold regions connected to join the first branch line passing through the section of the heat pump system.
이와 같이, 본 발명에 따른 한랭지용 이원냉동사이클을 이용한 히트펌프 시스템을 사용하게 되면, 베이퍼 인젝션 기능이 없는 일반적인 냉매 압축기를 그대로 적용하더라도 베이퍼 인젝션 압축기와 같은 난방능력에 대한 향상과 함께 압축기의 효율성을 높일 수 있는 효과를 기대할 수 있다. As described above, the use of the heat pump system using the two-way refrigeration cycle for cold regions according to the present invention improves the heating capacity of the compressor such as the Vapor Injection Compressor, It is possible to expect an effect that can be increased.
도 1은 본 발명의 실시예 1에 따른 한랭지용 이원냉동사이클을 이용한 히트펌프 시스템의 구성도로서, 난방 운전모드 상태이다.
도 2는 본 발명의 실시예 2에 따른 한랭지용 이원냉동사이클을 이용한 히트펌프 시스템의 구성도로서, 난방 운전모드 상태이다.1 is a configuration diagram of a heat pump system using a two-way refrigeration cycle for cold storage according to a first embodiment of the present invention, and is in a heating operation mode.
2 is a configuration diagram of a heat pump system using a two-way refrigeration cycle for cold storage according to a second embodiment of the present invention, and is a heating operation mode state.
이하. 본 발명을 실시하기 위한 구체적인 내용을 첨부된 예시도면에 의거 상세하게 설명한다. Below. DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
[실시예 1][Example 1]
도 1에서는 본 발명에 따른 한랭지용 이원냉동사이클을 이용한 히트펌프 시스템의 구성도가 도시되어 있다.1 is a block diagram of a heat pump system using a two-way refrigeration cycle for cold storage according to the present invention.
도면에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 한랭지용 이원냉동사이클을 이용한 히트펌프 시스템(이하, 히프펌프 시스템으로 칭함)은 1단 측 제1 사이클(10) 및 2단 측 제2 사이클(12)과, 상기 제2 사이클(12)로부터 열원을 공급받아 난방이 이루어지도록 하는 이원냉동사이클(14)을 제시하고 있다.As shown in the figure, a heat pump system (hereinafter referred to as a "bottom pump system") using a two-way refrigeration cycle for cold storage according to the present invention comprises a
먼저, 상기 제1 사이클(10)은 제1 메인냉매순환라인(16)을 따라 흐르는 제1 메인냉매를 고온,고압으로 압축하여 토출 시키는 제1 압축기(18)를 구비하고 있는데, 여기서 적용하는 상기 제1 압축기(18)는 베이퍼 인젝션 기능이 없는 일반적인 냉매 압축기가 적용된다. First, the
또한, 상기 제1 사이클(10)에는 상기 제1 압축기(18)로부터 토출된 고온 고압의 제1 메인냉매를 통과시키는 제1 사방밸브(20)와, 상기 제1 사방밸브(20)를 통과하는 제1 메인냉매와 후술하는 제2 사이클(12)의 제 2압축기(22)로부터 토출되는 제2 메인냉매가 서로 열교환 되도록 하는 제1 캐스케이드형 열교환기(24)를 포함하고 있다. In the
또한, 상기 제1 캐스케이드형 열교환기(24)로부터 토출되는 제1 메인냉매가 통과하면서 열교환이 이루어질 수 있도록 하는 과냉열교환기(26)와, 상기 과냉열교환기(26)로부터 토출되는 냉매를 저온,저압의 상태로 형성하는 제1 팽창밸브(28)와, 상기 제 1팽창밸브(28)를 거치면서 저온,저압 상태인 제1 메인냉매가 통과하는 실외 열교환기(30)를 포함하고 있다.A
또한, 상기 실외 열교환기(30)를 통과한 제1 메인냉매는 제1 사방밸브(20)를 거쳐서 최종적으로는 어큐뮬레이터(18a)를 통해 제1압축기(18)로 흡입 회수되도록 구성되어 있다.The first main refrigerant passing through the
또한, 상기 과냉열교환기(26)와 제1 팽창밸브(28) 사이의 구간에는 제1 메인냉매순환라인(16)으로부터 분기 되는 제1 분기라인(32)을 포함하며, 이러한 상기 제1 분기라인(32)은 제2 팽창밸브(34)를 거치면서 과냉열교환기(26)를 통과 후 최종적으로는 상기 제1 사방밸브(20)와 어큐뮬레이터(18a) 구간의 제1 메인냉매순환라인(16)과 합류하여 어큐뮬레이터(18a)로 모이게 된다.A
그에 따라, 상기 제1 분기라인(32)으로 흐르는 제1 분기냉매는 제2팽창밸브(34)를 통과하면서 저온,저압의 상태로 과냉열교환기(26)를 통과하게 된다.Accordingly, the first branch refrigerant flowing to the
한편 상기 제2 사이클(12)은, 제 1사이클(10)과 유사하게 제2 냉매순환라인(36)으로 흐르는 제2 냉매를 고온,고압으로 압축하여 토출시키는 제2 압축기(22)와, 상기 제2 압축기(22)로부터 토출된 고온,고압의 제2 냉매를 통과시키는 제 2 사방밸브(38)와, 상기 제2 사방밸브(38)로부터 토출되는 냉매를 통과시키는 제2 캐스케이드형 열교환기(40)와, 상기 제2 캐스케이드형 열교환기(40)로부터 토출되는 제2 냉매를 저온,저압의 상태로 형성하는 제3 팽창밸브(42)를 포함하고 있다.The second cycle 12 includes a
또한, 상기 제3 팽창밸브(42)를 거치면서 저온,저압 상태의 제2 냉매는 제1 사이클(10)에서 제1 메인냉매순환라인(16)을 따라 흐르는 제1 메인냉매와 열교환이 이루어지도록 하는 제1 캐스케이드형 열교환기(24)를 지나 제2 사방밸브(38)를 거쳐서 다시 제 2압축기(22)로 흡입 회수된다. 상기 제 2압축기(22)의 한쪽에는 제 1사이클(10)과 마찬가지로 어큐뮬레이터(22a)가 마련된다. The second refrigerant in the low-temperature and low-pressure state passes through the
이러한 본 발명에 따른 한랭지용 이원냉동사이클을 이용한 히트펌프 시스템의 난방 동작 설명을 하면 다음과 같다.The heating operation of the heat pump system using the two-way refrigeration cycle for cold storage according to the present invention will now be described.
[난방 운전 모드][Heating operation mode]
도 1에 도시된 바와 같이, 제1,2 사이클(10)(12)을 가동시키면, 제1 사이클(10)을 구성하는 제1 압축기(18)의 작동으로 제1 메인냉매가 고온,고압의 상태로 토출 되면서 제1 메인냉매순환라인(16)을 따라 순환하게 된다. As shown in FIG. 1, when the first and
먼저, 제1 압축기(18)에 의해 고온,고압으로 토출되는 제1 메인냉매는 제1 사방밸브(20)를 거쳐서 제1 캐스케이드형 열교환기(24)를 통과하고, 이어서 과냉열교환기(26)를 통과하는 동안 제1 분기라인(32)으로 흐르는 저온,저압 상태의 냉매에 의해 냉각되는 상태가 된다.First, the first main refrigerant discharged at a high temperature and a high pressure by the
또한, 상기 과냉열교환기(26)를 통과하면서 냉각된 제1 메인냉매는 제1 메인냉매순환라인(16)을 따라 제1 팽창밸브(28)를 거치면서 저온,저압된 상태로 실외 열교환기(30)를 거친 후 다시 제 1사방밸브(20)를 지나 어큐뮬레이터(18a)를 통해 제 1압축기(18)로 다시 흡입 회수된다. The first main refrigerant that has been cooled while passing through the supercool heat exchanger (26) flows through the first expansion valve (28) along the first main refrigerant circulation line (16) and flows into the
따라서, 제 1사이클(10)과 제 2사이클(12)이 동시에 가동하는 상태에서, 제1 사이클(10)과 제 2사이클(12)에는 제1 캐스케이드형 열교환기(24)에 의해 상기 제 1사이클(10)의 제 1압축기(18)로부터 토출되는 제1 메인냉매와, 제2 사이클(12)의 제2 압축기(22)로부터 토출되는 제2 냉매가 서로 열교환이 이루어지게 된다. Therefore, in the
아울러, 상기 제2 사이클(12)에는 제2캐스케이드형 열교환기(40)를 통해 제2 압축기(22)로부터 토출되는 고온,고압의 제2 냉매와 열교환되는 열전달물(S)(예를 들면 공기, 물)로 공간 또는 바닥에 대하여 난방이 이루어지게 된다.In the second cycle 12, a heat transfer fluid S (for example, air (air)) which is heat-exchanged with a high-temperature and high-pressure second refrigerant discharged from the
한편, 본 발명에 따른 히트펌프 시스템에서는 상기 과냉열교환기(26)로부터 제1 팽창밸브(28)의 방향으로 토출되는 제1 메인냉매 중 일부가 제1 분기라인(32)으로 흐르게 되며, 상기 제1 분기라인(32)으로 흐르는 제1 분기냉매는 제2팽창밸브(34)를 통과하면서 저온,저압의 상태로 과냉열교환기(26)를 통과하게 된다.Meanwhile, in the heat pump system according to the present invention, part of the first main refrigerant discharged from the supercool heat exchanger (26) toward the first expansion valve (28) flows to the first branch line (32) The first branch refrigerant flowing into the
이때, 앞서 언급한 바와 같이 상기 과냉열교환기(26)에서는 제1 메인냉매순환라인(16)의 제1 메인냉매와 제1 분기라인(32)의 제1 분기냉매 간에 서로 열교환이 이루어지게 된다. As described above, in the subcooling heat exchanger (26), heat exchange is performed between the first main refrigerant of the first main refrigerant circulation line (16) and the first branch refrigerant of the first branch line (32).
상기 과냉열교환기(26)에서 제1 메인냉매와 제1 분기냉매 간에 서로 열교환시, 상기 과냉열교환기(26)를 통과하는 제1 메인냉매는 과냉열교환기(26)를 통과하는 제1 분기냉매보다 상대적으로 온도가 높기 때문에 제1 메인냉매는 냉각되고 제1 분기냉매는 가열되는 상태가 된다. During the heat exchange between the first main refrigerant and the first branch refrigerant in the supercool heat exchanger (26), the first main refrigerant passing through the supercool heat exchanger (26) flows through the first branch refrigerant The first main refrigerant is cooled and the first branch refrigerant is heated.
따라서, 상기 과냉열교환기(26)를 통과하는 제1 메인냉매는 냉각되어 과냉각도가 커지게 되는데, 특히 상기 과냉열교환기(26)로부터 토출되는 제1 메인냉매가 이미 냉각된 저온의 상태로 분기 되고 제2 팽창밸브(34)를 거치는 동안 저온의 제1 분기냉매는 온도가 더 낮아진 상태로 과냉열교환기(26)를 통과하게 되므로 결과적으로, 상기 과냉열교환기(26)를 통과하는 제1 메인냉매는 더욱 냉각되는 상태가 되어 과냉각도가 커지게 된다. Accordingly, the first main refrigerant passing through the
그리고, 상기 실외 열교화기(30)로부터 토출되는 저온의 제1 메인냉매는 가열된 제1 분기냉매와 어큐물레이터(18a)에서 합류하면서 과열증기냉매의 상태로서 제1 압축기(18)로 흡입되게 된다. The low-temperature first main refrigerant discharged from the outdoor thermo-shrinking
즉, 증가된 과냉각도는 난방성능을 향상하고, 과열증기냉매의 흡입으로 인해 제1 압축기(18)의 효율이 높아 지게 됨으로써, 한랭지에서 베이퍼 인젝션 압축기를 사용하지 않고도 베어퍼 인젝션 기능이 없는 일반적인 압축기의 적용으로도 난방 능력은 더 향상시키고 압축기 효율도 더 높일 수 있게 된다. That is, the increased supercooling degree improves the heating performance and increases the efficiency of the
[실시예 2][Example 2]
도 2에서는 본 발명에 따른 한랭지용 이원냉동사이클을 이용한 히트펌프 시스템의 구성도가 도시되어 있다. 설명에 앞서 실시예 1과 동일한 구성은 동일한 참조부호를 사용하고 중복된 설명을 피하고 상이한 구성에 대해서만 설명하기로 한다.FIG. 2 is a block diagram of a heat pump system using a two-way refrigeration cycle for cold storage according to the present invention. Prior to the description, the same components as those of the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and redundant descriptions will be avoided and only different configurations will be described.
도 2에 도시된 히트펌프에서는 실외 열교환기(30)와 제1 사방밸브(20) 구간의 제1 메인냉매라인(16)에서 분기되는 제2 분기라인(44)은 제2팽창밸브(34)와 과냉열교환기(26) 구간의 제1 분기라인(32)에 합류하는 구성이 제시된다. 2, the
따라서, 상기 실외 열교화기(30)로부터 토출되어 제1 사방밸브(20)로 흐르는 저온의 제1 메인냉매 중 일부 제2 분리라인(44)으로 분기되는 제2 분기냉매는 상기 제2팽창밸브(34)를 통과하면서 저온,저압의 상태로 제1 분기라인(32)을 따라 흐르는 제1 분기냉매와 합류한 후 과냉열교환기(26)를 통과하게 됨으로써 상기 과냉열교환기(26)를 통과하는 제1 메인냉매가 실시예1 보다 더 냉각되어 과냉각도가 더욱 커지게 된다. Therefore, the second branch refrigerant branched from the low-temperature first main refrigerant discharged from the outdoor thermally-treating
아울러 상기 실외 열교환기(30)로부터 토출되어 제1 사방밸브(20)를 거쳐 어큐뮬레이터(18a)로 공급되는 저온의 제1 메인냉매는 상기 과냉열교환기(26)를 통과하면서 가열된 상기 제1 및 제2 분기냉매와 어큐물레이터(18a)에서 합류하게 되어 과열도가 실시예 1에 비해 더 증가하게 된다.The first main refrigerant discharged from the outdoor heat exchanger (30) and supplied to the accumulator (18a) via the first four-way valve (20) passes through the subcooling heat exchanger (26) The second branch refrigerant merges with the
따라서, 본 발명에 따른 한랭지용 이원냉동사이클을 이용한 히트펌프 시스템은 과냉열교환기로부터 토출되는 제1 메인냉매의 일부를 팽창시킨 제1분기냉매, 또는 이러한 상기 제1 분기냉매와 실외 열교환기로부터 토출되는 저온의 제1 메인냉매 일부를 분기한 제2 분기냉매를 합류시켜 과냉열교환기로 유입되는 제1냉매와 서로 열교환되도록 하여 과냉각도를 증대시키면서 아울러 과열증기냉매의 상태로서 압축기에 흡입 되도록 함으로써, 한랭지에서 베이퍼 인젝션 압축기를 사용하지 않고도 난방 능력은 더 향상시키고 압축기 효율도 더 높일 수 있도록 한 것이다Accordingly, in the heat pump system using the two-way refrigeration cycle for cold regions according to the present invention, the first branch refrigerant expands a part of the first main refrigerant discharged from the supercool heat exchanger, or the first branch refrigerant discharged from the first branch refrigerant and the outdoor heat exchanger The second branch refrigerant branched from the low-temperature first main refrigerant is joined to the first refrigerant flowing into the super-cooling heat exchanger to exchange heat with each other to increase the supercooling degree and to be sucked into the compressor as the state of the superheated steam refrigerant, To improve the heating capacity and the compressor efficiency without using a Vapor Injection Compressor
이상에서는 첨부도면에 도시된 본 발명의 구체적인 실시 예를 상세하게 설명하였으나, 이는 본 발명의 바람직한 형태에 대한 예시에 불과한 것이며, 본 발명의 보호 범위가 이들에 한정되는 것은 아니다. 또한, 이상과 같은 본 발명의 실시 예는 본 발명의 기술적 사상 내에서 당해 분야에 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형 및 균등한 다른 실시가 가능한 것이며, 이러한 변형 및 균등한 다른 실시 예들은 본 발명의 첨부된 특허청구범위에 속한다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments. While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments, but, on the contrary, But fall within the scope of the appended claims.
10 : 제1 사이클
12 : 제2 사이클
14 : 이원냉동사이클
16 : 제1 메인냉매순환라인
18 : 제1 압축기
18a : 어큐뮬레이터
20 : 제1 사방밸브
22 : 제2 압축기
22a : 어큐뮬레이터
24 : 제1 캐스케이드형 열교환기
26 : 과냉열교환기
28 : 제1 팽창밸브
30 : 실외열교환기
32 : 제1 분기라인
34 : 제2 팽창밸브
36 : 제2 냉매순환라인
38 : 제2 사방밸브
40 : 제2 캐스케이드형 열교환기
42 : 제3 팽창밸브10: First cycle
12: 2nd cycle
14: Binary refrigeration cycle
16: first main refrigerant circulation line
18: first compressor
18a: Accumulator
20: First four-way valve
22: Second compressor
22a: Accumulator
24: First cascade type heat exchanger
26: Subcooled heat exchanger
28: first expansion valve
30: outdoor heat exchanger
32: First quarter line
34: second expansion valve
36: second refrigerant circulation line
38: second four-way valve
40: second cascade type heat exchanger
42: Third expansion valve
Claims (2)
상기 제1 사이클(10)에서 제1 캐스케이드형 열교환기(24)와 제1 팽창밸브(28) 사이의 구간에 제1 메인냉매순환라인(16)이 통과하도록 설치되는 과냉열교환기(26)와;
상기 과냉열교환기(26)와 제1 팽창밸브(28) 사이의 구간을 지나는 제1 메인냉매순환라인(16)으로부터 분기되는 제1 분기라인(32)을 포함하며,
상기 제1 분기라인(32)은 제2 팽창밸브(34)를 거쳐 제1 메인냉매순환라인(16)의 제1 메인냉매와 열교환을 위해 상기 과냉열교환기(26)를 통과하고,
상기 제1 메인냉매순환라인(16)으로 흐르는 제1 메인냉매와 합류할 수 있도록 제1 압축기(18)의 어큐뮬레이터(18a)와 연결되고,
제1 사이클(10)의 실외 열교환기(30)와 제1 압축기(18)의 구간을 지나는 제1 메인냉매순환라인(16)으로부터 분기되는 제2 분기라인(44)을 포함하며,
상기 제2 분기라인(44)은 제2팽창밸브(34)와 과냉열교환기(26)의 구간을 지나는 제1 분기라인(32)에 합류하도록 연결되는 것을 특징으로 하는 한랭지용 이원냉동사이클을 이용한 히트펌프 시스템. A first cycle (10) including a first main refrigerant circulation line (16) for circulating the first main refrigerant; A second cycle (12) including a second refrigerant circulation line (36) to circulate the second refrigerant; A first cascade-type heat exchange for causing heat exchange between the first main refrigerant of the high temperature and high pressure discharged from the first compressor (18) of the first cycle (10) and the second refrigerant circulating in the second cycle (12) (24); And a second cascade-type heat exchanger (40) for performing heat exchange between the high-temperature and high-pressure second refrigerant discharged from the second compressor (22) of the second cycle (12) and the heat transfer material (S) In a heat pump system using a dual refrigeration cycle,
A supercooling heat exchanger 26 installed in the first cycle 10 so as to pass through the first main refrigerant circulation line 16 between the first cascade type heat exchanger 24 and the first expansion valve 28; ;
And a first branch line (32) branching from a first main refrigerant circulation line (16) passing a section between the subcooling heat exchanger (26) and the first expansion valve (28)
The first branch line 32 passes through the supercooling heat exchanger 26 for heat exchange with the first main refrigerant of the first main refrigerant circulation line 16 via the second expansion valve 34,
And is connected to the accumulator (18a) of the first compressor (18) so as to join with the first main refrigerant flowing to the first main refrigerant circulation line (16)
And a second branch line (44) branching from the first main refrigerant circulation line (16) passing the section of the outdoor heat exchanger (30) and the first compressor (18) in the first cycle (10)
Wherein the second branch line (44) is connected to the first branch line (32) passing through the interval between the second expansion valve (34) and the subcooling heat exchanger (26) Heat pump system.
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Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110285619A (en) * | 2019-06-28 | 2019-09-27 | 中国科学院理化技术研究所 | Cascade type heat pump control method and system |
| CN111306824B (en) * | 2020-03-30 | 2024-03-19 | 宁波奥克斯电气股份有限公司 | Overlapping heat pump and control method thereof |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20050183432A1 (en) | 2004-02-19 | 2005-08-25 | Cowans Kenneth W. | Thermal control system and method |
| JP2011501092A (en) | 2007-10-09 | 2011-01-06 | アドバンスト・サーマル・サイエンシーズ・コーポレイション | Thermal control system and method |
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Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20080097511A (en) * | 2007-05-02 | 2008-11-06 | 오원길 | A heating and cooling system using a cascade heat exchanger |
| KR101425043B1 (en) * | 2012-07-26 | 2014-08-01 | 엘지전자 주식회사 | Outdoor heat exchanger |
| KR101565368B1 (en) | 2014-03-25 | 2015-11-03 | 오텍캐리어 주식회사 | Heat pump system having binary refrigeration cycle and control porcess of the same |
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Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20050183432A1 (en) | 2004-02-19 | 2005-08-25 | Cowans Kenneth W. | Thermal control system and method |
| JP2011501092A (en) | 2007-10-09 | 2011-01-06 | アドバンスト・サーマル・サイエンシーズ・コーポレイション | Thermal control system and method |
| JP4740984B2 (en) | 2008-06-19 | 2011-08-03 | 三菱電機株式会社 | Refrigeration air conditioner |
| JP2012193908A (en) | 2011-03-17 | 2012-10-11 | Toshiba Carrier Corp | Dual refrigerating cycle device |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR102258449B1 (en) | 2019-12-27 | 2021-06-01 | 주식회사 대흥금속 | Hybrid heat pump system |
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| Publication number | Publication date |
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