KR102093686B1 - Efficient heat pump operation control system using water source switching control in a complex heat source heat pump system using solar heat, geothermal heat, and air heat source - Google Patents

Efficient heat pump operation control system using water source switching control in a complex heat source heat pump system using solar heat, geothermal heat, and air heat source Download PDF

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Abstract

Disclosed is an efficient heat pump operation control system using water heat source switching control in a composite heat source heat pump system using solar heat, geothermal source and air heat source. The efficient heat pump operation control system using water heat source switching control in a composite heat source heat pump system using solar heat, geothermal source and air heat source includes a composite heat source heat pump, a solar heat system, and a control unit. The present invention improves heating performance of the heat pump.

Description

태양광열, 지열원 및 공기열원 이용 복합열원 히트펌프 시스템에서 수열원 절환 제어 이용한 효율적인 히트펌프 운전제어 시스템{EFFICIENT HEAT PUMP OPERATION CONTROL SYSTEM USING WATER SOURCE SWITCHING CONTROL IN A COMPLEX HEAT SOURCE HEAT PUMP SYSTEM USING SOLAR HEAT, GEOTHERMAL HEAT, AND AIR HEAT SOURCE}EFFICIENT HEAT PUMP OPERATION CONTROL SYSTEM USING WATER SOURCE SWITCHING CONTROL IN A COMPLEX HEAT SOURCE HEAT PUMP SYSTEM USING SOLAR HEAT, GEOTHERMAL HEAT, AND AIR HEAT SOURCE}

본 발명은 히트펌프 운전제어 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 태양광열 시스템을 이용하며, 냉매 손실이 개선되어 운용 효율이 증대되는 히트펌프 운전제어 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a heat pump operation control system, and more particularly, to a heat pump operation control system using a solar heat system and improving refrigerant loss to increase operational efficiency.

일반적으로 히트펌프 시스템은 압축기, 응축기, 증발기 그리고 팽창밸브 등을 순환하는 냉매가 유체(기체, 액체 등)와 열교환을 하여 난방과 냉방이 이루어지도록 함은 물론, 온수 공급을 위하여 생활용수(물탱크내의 수도물 등)와의 열교환을 통한 급탕 기능을 수행하는 시스템을 말한다.In general, the heat pump system heats and cools the refrigerant circulating through the compressor, condenser, evaporator, and expansion valve to exchange heat with the fluid (gas, liquid, etc.), as well as living water (water tank) to supply hot water. Refers to a system that performs a hot water supply function through heat exchange with tap water, etc.).

이러한 히트펌프 시스템에서 급탕(온수)을 공급하기 위해 디슈퍼히터(급탕열교환기)기 포함된다.In this heat pump system, a desuperheater (hot water heat exchanger) is included to supply hot water (hot water).

상기 히트펌프 시스템의 냉방 작동 원리를 보면, 증발기를 통과하는 액체 냉매가 실내 공기로부터 열을 빼앗아 증발하는 동시에 열을 빼앗긴 실내공기가 차가운 상태가 되어 냉방을 요하는 장소로 순환되도록 함으로써, 실내 냉방이 이루어진다.Looking at the cooling operation principle of the heat pump system, the liquid refrigerant passing through the evaporator takes heat from the indoor air to evaporate, and at the same time, the indoor air that has been deprived of heat is circulated to a place where cooling is required, thereby allowing indoor cooling. Is done.

상기 히트펌프 시스템의 난방 작동 원리를 보면, 압축기에서 토출된 고온 고압의 가스 상태 냉매가 열교환기로 들어가서 실내측 공기와 열교환을 함으로써, 실내 난방이 이루어진다.Looking at the heating operation principle of the heat pump system, the high-temperature and high-pressure gaseous refrigerant discharged from the compressor enters the heat exchanger and exchanges heat with indoor air, thereby heating the room.

또한, 상기 히트펌프 시스템의 급탕 작동 원리를 보면, 압축기를 통과한 고온의 냉매가 디슈퍼히터를 경유하고, 이와 동시에 저온의 물이 디슈퍼히터를 통과할 때, 고온의 냉매와 저온의 물이 열교환을 함으로써, 저온의 물이 온수로 급탕 가열되는 급탕 기능이 수행된다.In addition, looking at the principle of the hot water supply operation of the heat pump system, the high temperature refrigerant passing through the compressor passes through the desuperheater, and at the same time, when the low temperature water passes through the desuperheater, the high temperature refrigerant and the low temperature water By performing heat exchange, a hot water heating function in which hot water is heated with hot water is performed.

이러한 히트펌프 시스템은 주로 공기열원을 이용하며, 냉매의 압축과 응축 및 증발의 순환과정에서 발생 및 회수되는 열을 이용하여 냉,난방을 수행하는 공기조화기기의 사용이 보편화되어 있으며, 그 중에서도 냉,난방과 냉,온수 시스템을 혼용하여 사용할 수 있도록 한 구조가 주로 보급되고 있다. The heat pump system mainly uses an air heat source, and the use of an air conditioner that performs cooling and heating by using heat generated and recovered in the circulation process of compression and condensation and evaporation of refrigerant is common, and among them, cold is used. In order to use a mixture of heating, cooling and hot water systems, a structure has been widely used.

그러나, 히트펌프 시스템에 있어서도 동절기와 같이 실외의 온도가 0℃ 이하로 매우 낮게 될 경우에는 히트펌프의 증발부를 10 ~ 15℃의 온도로 유지시킬 수 있는 열원이 부족하게되고, 이에 따라 히트펌프 시스템의 원활한 작동을 이루어낼 수 없게 되는 문제가 있었다.However, even in the heat pump system, when the outdoor temperature becomes very low below 0 ° C., such as in winter, a heat source that can maintain the evaporation part of the heat pump at a temperature of 10 to 15 ° C. becomes insufficient, and accordingly, the heat pump system. There was a problem that can not achieve the smooth operation of.

이러한 문제를 해결하기 위해 공기열원 및 욕실 등에서 배출되는 폐열 등의 수열원을 함께 이용하는 복합열원을 이용한 히트펌프 시스템이 보급되고 있다. 그런데, 종래의 복합열원을 이용한 히트펌프 시스템에서 수열원을 이용하는 열교환기는 실내에 설치되고, 대기열을 이용하는 열교환기는 실외에 설치되는 경우가 일반적이다. 이러한 구조에서 수열원을 이용하는 열교환기를 경유한 냉매가 대기열을 이용하는 열교환기로 공급되어 대기열과 열교환될 때 열손실이 발생되는 문제가 있었다. 이에 따라, 냉방 효율 및 급탕 가열 효율이 저하되는 문제가 있었다.In order to solve this problem, a heat pump system using a composite heat source that uses water heat sources such as waste heat emitted from an air heat source and a bathroom is spread. However, in a conventional heat pump system using a composite heat source, a heat exchanger using a water heat source is installed indoors, and a heat exchanger using a queue is generally installed outdoors. In this structure, the refrigerant passing through the heat exchanger using the water heat source is supplied to the heat exchanger using the queue, and there is a problem in that heat loss occurs when heat exchanges with the queue. Accordingly, there is a problem that cooling efficiency and heating efficiency of hot water supply are lowered.

한편, 종래의 히트펌프들 중 일부는 태양광열을 열원으로 이용하고 있다. 그러나 태양광열을 이용하는 종래의 히트펌프들은 태양광열을 단순히 열원으로서 이용할 뿐 태양광열 시스템이 히트펌프의 운영 및 제어에 직접적으로 관여하지 않으며, 여름철 혹서기에는 태양광열에 의한 고온수의 온도가 매우 높아지는데, 예를 들어, 50℃ 가량으로 높아지게 되는데, 종래의 태양광열을 이용하는 히트펌프들은 이러한 고온수의 온도를 낮추기 위한 구성 또는 제어시스템이 결여되어 있어서 태양광열을 이용한 히트펌프의 안정적인 운영이 어려워지고, 따라서 히트펌프의 운영의 신뢰도가 저하되는 문제가 있었다.On the other hand, some of the conventional heat pumps use solar heat as a heat source. However, conventional heat pumps using solar heat simply use solar heat as a heat source, and the solar system is not directly involved in the operation and control of the heat pump, and the temperature of high temperature water due to solar heat is very high in summer heat. , For example, it is increased to about 50 ℃, conventional heat pumps using solar heat is lacking a configuration or control system for lowering the temperature of such hot water, it is difficult to operate the heat pump using solar heat stable, Therefore, there is a problem that the reliability of the operation of the heat pump is lowered.

또한, 공기열원을 이용하여 냉매를 순환시키는 경우, 공기열과 열교환하는 열교환기 내에 냉매가 잔존하는 문제가 있었고, 이에 따라 냉매가 100% 순환하지 못하여서 히트펌프의 운영 효율이 저하되는 문제가 있었다.In addition, when the refrigerant is circulated using the air heat source, there is a problem that the refrigerant remains in the heat exchanger that exchanges heat with the air, and accordingly, there is a problem that the operation efficiency of the heat pump is lowered because the refrigerant cannot circulate 100%.

한국등록특허 제10-0835122호Korean Registered Patent No. 10-0835122

따라서 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 태양광열 시스템에서 축열된 고온수를 복합열원 히트펌프의 운전에서의 열교환을 위한 열원으로 이용하여 히트펌프의 가열 성능을 향상시키고, 공기열원 교환기에 잔존하게 되는 냉매를 회수하여서 순환하는 냉매의 100% 모두 활용할 수 있도록 한 태양광열, 지열원 및 공기열원 이용 복합열원 히트펌프 시스템에서 수열원 절환 제어 이용한 효율적인 히트펌프 운전제어 시스템을 제공하는데 있다.Therefore, the problem to be solved by the present invention is to improve the heating performance of the heat pump by using the hot water stored in the solar system as a heat source for heat exchange in the operation of the combined heat source heat pump, and the refrigerant remaining in the air heat source exchanger It is to provide an efficient heat pump operation control system using water heat source switching control in a combined heat source heat pump system using solar heat, geothermal source, and air heat source so that 100% of the circulating refrigerant can be recovered and utilized.

본 발명의 일 실시예에 따른 태양광열, 지열원 및 공기열원 이용 복합열원 히트펌프 시스템에서 수열원 절환 제어 이용한 효율적인 히트펌프 운전제어 시스템은 압축기, 실외측에 설치되며 대기열을 이용하는 공기열원 열교환기, 상기 압축기와 냉매공급라인 및 냉매회수라인을 매개로 연결되는 사방변, 상기 사방변에 연결된 사방변연결라인 및 상기 사방변연결라인으로부터 분기되는 제1 방향전환라인 상에 구비되는 제1 방향전환밸브, 상기 사방변연결라인으로부터 분기되는 제2 방향전환라인 상에 구비되는 제2 방향전환밸브, 상기 사방변연결라인으로부터 분기되는 제3 방향전환라인 상에 구비되는 제3 방향전환밸브, 상기 제2 방향전환라인 및 제3 방향전환라인에 연결된 제1 냉매이송라인에 연결된 제4 방향전환라인 상에 구비되는 제4 방향전환밸브, 상기 제1 냉매이송라인으로부터 분기되는 제5 방향전환라인 상에 구비되는 제5 방향전환밸브, 상기 제5 방향전환라인에 연결된 급탕공급라인과 연결되는 제1 열교환기, 상기 제1 열교환기와 열교환기연결라인을 매개로 연결되는 제2 열교환기, 상기 제2 열교환기와 제2 냉매이송라인을 매개로 연결되는 팽창밸브, 상기 제2 냉매이송라인 및 상기 공기열원 열교환기에 연결된 제6 방향전환라인 상에 구비되는 제6 방향전환밸브, 상기 팽창밸브와 제3 냉매이송라인을 매개로 연결되고 상기 사방변과 수열원공급라인을 매개로 연결되며 지중열을 이용하는 수열원 열교환기를 포함하는 복합열원 히트펌프; 태양광열 모듈, 상기 태양광열 모듈과 연결되고 고온수가 충진되는 상부공간 및 저온수가 충진되는 하부공간을 포함하는 온도성형층 축열탱크, 상기 온도성형층 축열탱크 상에 설치되어 상기 상부공간 내의 고온수의 온도를 측정하는 온도측정센서, 상기 상부공간으로부터 지중에 매설된 지중열교환부로 연결되는 제1 유체공급라인, 상기 지중열교환부로부터 상기 온도성형층 축열탱크방향으로 연장되는 제2 유체공급라인, 상기 제2 유체공급라인의 말단으로부터 상기 하부공간으로 연결되는 제3 유체공급라인, 상기 제2 유체공급라인의 말단으로부터 상기 제1 유체공급라인의 일지점에 연결되는 제4 유체공급라인, 상기 제4 유체공급라인과 상기 제3 유체공급라인의 길이방향으로 일정 거리 이격되게 상기 제3 유체공급라인으로부터 상기 제1 유체공급라인의 일지점에 연결되는 제5 유체공급라인, 상기 제2 유체공급라인의 일지점으로부터 상기 수열원열교환기로 연결되는 제6 유체공급라인, 상기 수열원열교환기로부터 상기 제3 유체공급라인에 연결되되 상기 제4 유체공급라인 및 상기 제5 유체공급라인 사이의 일지점에 연결되는 제7 유체공급라인, 상기 제1 유체공급라인 상에 설치되되 상기 온도성형층 축열탱크 및 상기 제5 유체공급라인의 사이에 배치되는 제1 유체흐름제어밸브, 상기 제5 유체공급라인 상에 설치되는 제2 유체흐름제어밸브, 상기 제3 유체공급라인 상에 설치되되 상기 온도성형층 축열탱크 및 상기 제5 유체공급라인 사이에 배치되는 제3 유체흐름제어밸브, 상기 제7 유체공급라인 상에 설치되는 제4 유체흐름제어밸브, 상기 제3 유체공급라인 상에 설치되되 상기 제4 유체공급라인 및 상기 제7 유체공급라인 사이에 배치되는 제5 유체흐름제어밸브, 상기 제4 유체공급라인 상에 설치되는 제6 유체흐름제어밸브, 상기 제1 유체공급라인 상에 설치되되 상기 제4 유체공급라인 및 상기 지중열교환부 사이에 배치되는 제7 유체흐름제어밸브, 상기 제2 유체공급라인 상에 설치되되 상기 제4 유체공급라인 및 상기 제6 유체공급라인 사이에 배치되는 제8 유체흐름제어밸브, 및 상기 제6 유체공급라인 상에 설치되는 제9 유체흐름제어밸브를 포함하는 태양광열 시스템; 및 제1 설정온도 및 제2 설정온도가 미리 입력되어 있고, 상기 사방변의 개방 전환 및 상기 제1 내지 제6 방향전환밸브의 개폐를 제어하여 수열원 급탕운전 및 공기열원 급탕운전이 가변 수행되도록 상기 복합열원 히트펌프를 제어하고, 상기 제1 유체흐름제어밸브 내지 제9 유체흐름제어밸브의 개폐를 제어하여 제1 유체흐름운전 및 제2 유체흐름운전이 가변 수행되도록 상기 태양광열 시스템을 제어하고, 상기 온도측정센서에서 입력되는 온도측정값이 입력되는 제어부를 포함하고, 상기 제어부는, 상기 온도측정센서로부터 입력되는 온도측정값이 상기 제1 설정온도에 대응하는 경우 상기 공기열원 급탕운전 및 상기 제1 유체흐름운전이 수행되도록 하는 제1 히트펌프운전제어를 실행하고, 상기 온도측정센서로부터 입력되는 온도측정값이 상기 제2 설정온도에 대응하는 경우 상기 수열원 급탕운전 및 상기 제2 유체흐름운전이 수행되도록 하는 제2 히트펌프운전제어를 실행하며, 상기 압축기가 상기 공기열원 교환기 내에 잔존하는 냉매를 회수하도록 하는 냉매회수운전제어를 상기 제2 히트펌프운전제어가 실행되기 직전에 실행하도록 구성되는 것을 특징으로 한다.An efficient heat pump operation control system using water heat source switching control in a combined heat source heat pump system using solar heat, geothermal source, and air heat source according to an embodiment of the present invention is installed on a compressor, outdoor side, and an air heat source heat exchanger using a queue, A first directional change valve provided on the four sides connected via the compressor and the refrigerant supply line and the refrigerant recovery line, the four sides connecting line connected to the four sides and the first direction changing line diverging from the four sides connecting line. , A second direction changing valve provided on a second direction changing line branching from the four sides connecting line, A third direction changing valve provided on a third direction changing line diverging from the four sides connecting line, the second A fourth direction change provided on the fourth direction change line connected to the first refrigerant transfer line connected to the direction change line and the third direction change line B, a fifth direction change valve provided on a fifth direction change line branching from the first refrigerant transfer line, a first heat exchanger connected to a hot water supply line connected to the fifth direction change line, and the first heat exchanger A second heat exchanger connected via a heat exchanger connection line, an expansion valve connected through the second heat exchanger and a second refrigerant transfer line, a second refrigerant transfer line and a sixth direction change line connected to the air heat source heat exchanger A complex heat source heat including a sixth direction change valve provided on the top, the expansion valve and a third refrigerant transfer line, connected via the four sides and a water heat source supply line, and a heat source heat exchanger using underground heat. Pump; A solar thermal module, a thermoforming layer heat storage tank that is connected to the solar thermal module and includes an upper space filled with high temperature water and a lower space filled with low temperature water, is installed on the temperature forming layer heat storage tank, and provides a high temperature water in the upper space. A temperature measuring sensor for measuring temperature, a first fluid supply line connected from the upper space to an underground heat exchange part buried in the ground, a second fluid supply line extending from the ground heat exchange part in the direction of the heat storage tank of the temperature forming layer, the second 2 A third fluid supply line connected to the lower space from the end of the fluid supply line, a fourth fluid supply line connected to a point of the first fluid supply line from the end of the second fluid supply line, and the fourth fluid Supplying the first fluid from the third fluid supply line to be spaced a predetermined distance in the longitudinal direction of the supply line and the third fluid supply line A fifth fluid supply line connected to one point of the line, a sixth fluid supply line connected to the hydrothermal source heat exchanger from one point of the second fluid supply line, and connected to the third fluid supply line from the hydrothermal source heat exchanger However, a seventh fluid supply line connected to a point between the fourth fluid supply line and the fifth fluid supply line, and installed on the first fluid supply line, the temperature forming layer heat storage tank and the fifth fluid supply line A first fluid flow control valve disposed between, a second fluid flow control valve installed on the fifth fluid supply line, and a temperature forming layer heat storage tank and the fifth fluid installed on the third fluid supply line A third fluid flow control valve disposed between supply lines, a fourth fluid flow control valve installed on the seventh fluid supply line, and a fourth fluid supply line installed on the third fluid supply line And a fifth fluid flow control valve disposed between the seventh fluid supply line, a sixth fluid flow control valve installed on the fourth fluid supply line, and a fourth fluid supply installed on the first fluid supply line. A seventh fluid flow control valve disposed between the line and the underground heat exchange unit, and an eighth fluid flow control valve installed on the second fluid supply line and disposed between the fourth fluid supply line and the sixth fluid supply line And a ninth fluid flow control valve installed on the sixth fluid supply line. And the first set temperature and the second set temperature are input in advance, and the opening and closing of the four sides and the opening and closing of the first to sixth direction switching valves are controlled so that the water source hot water supply operation and the air heat source hot water operation are variably performed. Control the heat source heat pump, control the opening and closing of the first fluid flow control valve to the ninth fluid flow control valve to control the solar heat system so that the first fluid flow operation and the second fluid flow operation are variably performed, And a control unit for inputting a temperature measurement value input from the temperature measurement sensor, wherein the control unit is configured to supply the air heat source to the hot water supply operation and the control unit when the temperature measurement value input from the temperature measurement sensor corresponds to the first set temperature. 1 Execute the first heat pump operation control to perform the fluid flow operation, and the temperature measurement value input from the temperature measurement sensor When it corresponds to the temperature, the second heat pump operation control is executed to perform the water source hot water supply operation and the second fluid flow operation, and the refrigerant recovery operation control allows the compressor to recover the remaining refrigerant in the air heat source exchanger. It characterized in that it is configured to be executed immediately before the second heat pump operation control is executed.

일 실시예에서, 상기 제1 설정온도는 40℃이고, 상기 제1 히트펌프운전제어에 따른 공기열원 급탕운전은, 상기 제1 방향전환밸브, 제2 방향전환밸브, 제4 방향전환밸브는 폐쇄되고, 상기 제3 방향전환밸브, 제5 방향전환밸브, 제6 방향전환밸브는 개방되도록 제어되어서, 상기 압축기로부터 토출된 냉매는 순차적으로, 상기 냉매공급라인, 상기사방변, 상기 수열원공급라인, 상기 수열원 열교환기, 상기 제3 냉매이송라인, 상기 급탕공급라인을 경유하여 상기 제1 열교환기로 공급되어 급탕을 공급한 후, 상기 열교환기연결라인을 통해 상기 제2 열교환기로 공급되어 열교환하고, 이어서 순차적으로 상기 제2 냉매이송라인, 상기 팽창밸브 및 상기 제6 방향전환라인을 경유하여 상기 공기열원 열교환기로 공급되어 열교환하고, 열교환한 후 공기열원 열교환기로부터 토출된 냉매는 순차적으로 상기 공기열원공급라인, 상기 제1 냉매이송라인, 상기 제3 방향전환라인, 상기 사방변연결라인, 상기 사방변, 상기 냉매회수라인을 경유하여 상기 압축기로 회수되어, 공기열원을 이용한 냉매를 공급하며, 상기 압축기로부터 토출된 냉매가 상기 수열원 열교환기를 지날 때 상기 냉매는 열교환 없이 통과하고, 상기 제1 히트펌프운전제어에 따른 제1 유체흐름운전은, 상기 제1 유체흐름제어밸브 내지 제9 유체흐름제어밸브 중 상기 제1 유체흐름제어밸브, 상기 제3 유체흐름제어밸브, 상기 제5 유체흐름제어밸브, 상기 제7 유체흐름제어밸브, 상기 제8 유체흐름제어밸브는 개방되고, 나머지는 폐쇄되도록 제어되어서, 상기 고온수가 상기 제1 유체공급라인을 따라 상기 지중열교환부로 이동하여 상기 지중열교환부에서 열교환된 후, 상기 제2 유체공급라인 및 제3 유체공급라인을 따라 이동하여 상기 온도성형층 축열탱크의 상기 하부공간으로 공급될 수 있다.In one embodiment, the first set temperature is 40 ℃, the air heat source hot water operation according to the first heat pump operation control, the first direction change valve, the second direction change valve, the fourth direction change valve is closed The third direction switching valve, the fifth direction switching valve, and the sixth direction switching valve are controlled to be opened, so that the refrigerant discharged from the compressor is sequentially, the refrigerant supply line, the four sides, the water heat source supply line After being supplied to the first heat exchanger via the water heat source heat exchanger, the third refrigerant transfer line, and the hot water supply line, the hot water is supplied, and then supplied to the second heat exchanger through the heat exchanger connection line to exchange heat. Subsequently, it is sequentially supplied to the air heat source heat exchanger via the second refrigerant transfer line, the expansion valve, and the sixth direction change line to exchange heat, and after heat exchange, the air heat source heat exchanger The refrigerant discharged from the air is sequentially recovered to the compressor via the air heat source supply line, the first refrigerant transfer line, the third direction change line, the four sides connecting line, the four sides, and the refrigerant recovery line, Supplying a refrigerant using an air heat source, when the refrigerant discharged from the compressor passes through the water heat source heat exchanger, the refrigerant passes without heat exchange, and the first fluid flow operation according to the first heat pump operation control is the first Of the fluid flow control valve to the ninth fluid flow control valve, the first fluid flow control valve, the third fluid flow control valve, the fifth fluid flow control valve, the seventh fluid flow control valve, and the eighth fluid flow control The valve is opened and the rest is controlled to be closed, so that the hot water moves to the underground heat exchange unit along the first fluid supply line to heat bridge in the underground heat exchange unit. After being exchanged, the second fluid supply line and the third fluid supply line may be moved along and supplied to the lower space of the thermoforming layer heat storage tank.

일 실시예에서, 상기 제2 설정온도는 20℃ 이하이고, 상기 제2 히트펌프운전제어에 따른 수열원 급탕운전은, 상기 제1 방향전환밸브, 제3 방향전환밸브, 제5 방향전환밸브 및 제6 방향전환밸브는 폐쇄되고, 상기 제2 방향전환밸브 및 제4 방향전환밸브는 개방되도록 제어되어서, 상기 압축기로부터 토출된 냉매는 순차적으로, 상기 냉매공급라인, 상기사방변, 상기 사방변연결라인, 제2 방향전환라인, 제1 냉매이송라인, 제4 방향전환라인, 급탕공급라인을 경유하여 상기 제1 열교환기로 공급되어 급탕을 위한 유체를 가열한 후, 상기 열교환기연결라인을 통해 상기 제2 열교환기로 공급되어 예열되고, 이어서 순차적으로 제2 냉매이송라인 및 팽창밸브를 경유한 후 상기 제3 냉매이송라인을 통해 수열원 열교환기로 공급되어 열교환하고, 열교환한 후 수열원 열교환기로부터 토출된 냉매는 순차적으로 수열원공급라인, 사방변 및 냉매회수라인을 경유하여 상기 압축기로 회수되어, 수열원을 이용한 냉매를 공급하고, 상기 제2 히트펌프운전제어에 따른 제2 유체흐름운전은, 상기 제1 유체흐름제어밸브 내지 제9 유체흐름제어밸브 중 상기 제1 유체흐름제어밸브, 상기 제3 유체흐름제어밸브, 상기 제4 유체흐름제어밸브, 상기 제6 유체흐름제어밸브, 상기 제8 유체흐름제어밸브 및 상기 제9 유체흐름제어밸브는 개방되고, 나머지는 폐쇄되도록 제어되어서, 상기 고온수가 순차적으로 상기 제1 유체공급라인, 상기 제4 유체공급라인, 상기 제2 유체공급라인 및 상기 제6 유체공급라인을 따라 상기 수열원 열교환기로 이동하여 상기 수열원 급탕운전에서 상기 수열원 열교환기로 공급된 냉매와 상기 수열원 열교환기에서 열교환한 후, 상기 제7 유체공급라인 및 상기 제3 유체공급라인을 따라 이동하여 상기 온도성형층 축열탱크의 상기 하부공간으로 공급되며, 상기 제2 히트펌프운전제어가 실행되기 직전의 상기 냉매회수운전제어는, 상기 압축기 내의 냉매흡입수단이 구동되고, 상기 제1 방향전환밸브, 제2 방향전환밸브, 제4 방향전환밸브, 제6 방향전환밸브는 폐쇄되고, 상기 제3 방향전환밸브, 제5 방향전환밸브는 개방되도록 제어되어서, 상기 공기열원 급탕운전 과정에서 상기 공기열원 열교환기 내에 잔존하게된 냉매는 상기 공기열원공급라인, 제5 방향전환라인, 제1 냉매이송라인, 제3 방향전환라인, 사방변연결라인, 사방변 및 냉매회수라인을 경유하여 상기 압축기로 회수되며, 상기 제어부는 상기 냉매회수운전제어 과정에서 상기 압축기의 흡입측의 압력이 낮아지면 상기 제2 히트펌프운전제어가 즉시 실행될 수 있다.In one embodiment, the second set temperature is 20 ° C or less, and the hot water supply operation according to the second heat pump operation control includes the first direction change valve, the third direction change valve, the fifth direction change valve, and The sixth direction change valve is closed, and the second direction change valve and the fourth direction change valve are controlled to be opened, so that the refrigerant discharged from the compressor is sequentially connected to the refrigerant supply line, the four sides, and the four sides. After being supplied to the first heat exchanger via a line, a second direction change line, a first refrigerant transfer line, a fourth direction change line, and a hot water supply line, the fluid for hot water is heated and then through the heat exchanger connection line. It is supplied to a second heat exchanger and preheated, and then sequentially passed through a second refrigerant transfer line and an expansion valve to be supplied to a water heat source heat exchanger through the third refrigerant transfer line to exchange heat, and after heat exchange, a water heat source The refrigerant discharged from the exchanger is sequentially recovered by the compressor via a water heat source supply line, four sides, and a refrigerant recovery line to supply refrigerant using a water heat source, and a second fluid flow according to the second heat pump operation control. The operation includes: the first fluid flow control valve, the third fluid flow control valve, the fourth fluid flow control valve, and the sixth fluid flow control valve among the first fluid flow control valve to the ninth fluid flow control valve, The eighth fluid flow control valve and the ninth fluid flow control valve are controlled to be opened and the rest to be closed, such that the hot water is sequentially supplied to the first fluid supply line, the fourth fluid supply line, and the second fluid supply. A refrigerant supplied to the water heat source heat exchanger in the water heat source hot water operation by moving to the water heat source heat exchanger along the line and the sixth fluid supply line to the water heat source heat exchanger After heat exchange, it moves along the seventh fluid supply line and the third fluid supply line and is supplied to the lower space of the temperature-forming layer heat storage tank, and the refrigerant is recovered just before the second heat pump operation control is executed. In the operation control, the refrigerant suction means in the compressor is driven, and the first direction change valve, the second direction change valve, the fourth direction change valve, and the sixth direction change valve are closed, and the third direction change valve, The five-way switching valve is controlled to be open, so that the refrigerant remaining in the air heat source heat exchanger during the hot water supply operation is the air heat source supply line, the fifth direction switching line, the first refrigerant transfer line, and the third direction switching. The line, rhombus connection line, rhombus, and refrigerant recovery line are recovered to the compressor, and the control unit has a low pressure on the suction side of the compressor in the refrigerant recovery operation control process. If it is known, the second heat pump operation control can be executed immediately.

본 발명에 따른 태양광열, 지열원 및 공기열원 이용 복합열원 히트펌프 시스템에서 수열원 절환 제어 이용한 효율적인 히트펌프 운전제어 시스템은 태양광열 시스템에서 축열된 고온수를 복합열원 히트펌프의 수열원 급탕운전, 공기열원 급탕운전에서의 열교환을 위한 열원으로 이용하여 히트펌프의 가열 성능을 향상시킬 수 있다.An efficient heat pump operation control system using water heat source switching control in a combined heat source heat pump system using solar heat, geothermal source and air heat source according to the present invention uses hot water stored in a solar heat system to supply hot water from a composite heat source heat pump, Air heat source It can be used as a heat source for heat exchange in hot water supply operation to improve the heating performance of the heat pump.

또한, 공기열원 급탕운전에서 수열원 급탕운전으로 절환시 복합열원 히트펌프에서 공기열원 급탕운전시 공기열원 열교환기로 공급되는 냉매는 반복적인 냉매 순환에 따라 공기열원 열교환기에 잔존하게 되는 냉매를 회수할 수 있으므로 순환하는 냉매의 100% 모두 활용할 수 있게 되며, 이에 따라, 냉매 손실이 개선되어서 복합열원 히트펌프 시스템의 운용 효율이 증대되는 이점이 있다.In addition, when switching from the air heat source hot water supply operation to the water heat source hot water operation, the refrigerant supplied to the air heat source heat exchanger during the hot air source hot water operation from the combined heat source heat pump can recover the refrigerant remaining in the air heat source heat exchanger according to repeated refrigerant circulation. Therefore, it is possible to utilize all 100% of the circulating refrigerant. Accordingly, there is an advantage in that the loss of the refrigerant is improved and the operational efficiency of the combined heat source heat pump system is increased.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 태양광열, 지열원 및 공기열원 이용 복합열원 히트펌프 시스템에서 수열원 절환 제어 이용한 효율적인 히트펌프 운전제어 시스템의 구성, 제1 히트펌프운전제어에 따른 공기열원 급탕운전 및 제1 유체흐름운전을 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 태양광열, 지열원 및 공기열원 이용 복합열원 히트펌프 시스템에서 수열원 절환 제어 이용한 효율적인 히트펌프 운전제어 시스템의 제2 히트펌프운전제어에 따른 수열원 급탕운전 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 태양광열, 지열원 및 공기열원 이용 복합열원 히트펌프 시스템에서 수열원 절환 제어 이용한 효율적인 히트펌프 운전제어 시스템의 냉매회수운전제어 과정을 설명하기 위한 도면이다.
1 is a configuration of an efficient heat pump operation control system using a water heat source switching control in a combined heat source heat pump system using solar heat, geothermal source and air heat source according to an embodiment of the present invention, air heat source according to the first heat pump operation control It is a diagram for explaining the hot water operation and the first fluid flow operation.
2 is a heat source hot water supply operation according to the second heat pump operation control of the efficient heat pump operation control system using the water source switching control in the combined heat source heat pump system using solar heat, geothermal source and air heat source according to an embodiment of the present invention It is a diagram for explaining the process.
3 is a view for explaining a refrigerant recovery operation control process of an efficient heat pump operation control system using a water heat source switching control in a combined heat source heat pump system using solar heat, geothermal source and air heat source according to an embodiment of the present invention.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 태양광열, 지열원 및 공기열원 이용 복합열원 히트펌프 시스템에서 수열원 절환 제어 이용한 효율적인 히트펌프 운전제어 시스템에 대해 상세히 설명한다. 본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다. 첨부된 도면에 있어서, 구조물들의 치수는 본 발명의 명확성을 기하기 위하여 실제보다 확대하여 도시한 것이다. Hereinafter, an efficient heat pump operation control system using a water heat source switching control in a combined heat source heat pump system using a solar heat, a geothermal source, and an air heat source according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. The present invention can be applied to various changes and may have various forms, and specific embodiments will be illustrated in the drawings and described in detail in the text. However, this is not intended to limit the present invention to a specific disclosure form, and it should be understood that all modifications, equivalents, and substitutes included in the spirit and scope of the present invention are included. In describing each drawing, similar reference numerals are used for similar components. In the accompanying drawings, the dimensions of the structures are shown to be enlarged than the actual for clarity of the present invention.

제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. Terms such as first and second may be used to describe various components, but the components should not be limited by the terms. The terms are used only for the purpose of distinguishing one component from other components. For example, the first component may be referred to as a second component without departing from the scope of the present invention, and similarly, the second component may be referred to as a first component.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.Terms used in the present application are only used to describe specific embodiments, and are not intended to limit the present invention. Singular expressions include plural expressions unless the context clearly indicates otherwise. In this application, the terms "include" or "have" are intended to indicate the presence of features, numbers, steps, actions, elements, parts or combinations thereof described in the specification, one or more other features. It should be understood that the existence or addition possibilities of fields or numbers, steps, actions, components, parts or combinations thereof are not excluded in advance.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.Unless defined otherwise, all terms used herein, including technical or scientific terms, have the same meaning as commonly understood by a person skilled in the art to which the present invention pertains. Terms such as those defined in a commonly used dictionary should be interpreted as having meanings consistent with meanings in the context of related technologies, and should not be interpreted as ideal or excessively formal meanings unless explicitly defined in the present application. Does not.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 태양광열 시스템을 이용한 복합열원 히트펌프의 구성을 나타낸 단면도이다.1 is a cross-sectional view showing the configuration of a composite heat source heat pump using a solar heat system according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 태양광열 시스템을 이용한 복합열원 히트펌프 시스템은 복합열원 히트펌프(100), 태양광열 시스템(200) 및 제어부(도시하지 않음)를 포함한다.Referring to FIG. 1, a composite heat source heat pump system using a solar heat system according to an embodiment of the present invention includes a composite heat source heat pump 100, a solar heat system 200, and a control unit (not shown).

복합열원 히트펌프(100)는 압축기(110), 공기열원 열교환기(180), 수열원 열교환기(170), 사방변(120), 제1 방향전환밸브(131), 제2 방향전환밸브(132), 제3 방향전환밸브(133), 제4 방향전환밸브(134), 제5 방향전환밸브(135), 제6 방향전환밸브(136), 제1 열교환기(140), 제2 열교환기(150), 팽창밸브(160), 제어부를 포함한다.The composite heat source heat pump 100 includes a compressor 110, an air heat source heat exchanger 180, a water heat source heat exchanger 170, four sides 120, a first direction change valve 131, and a second direction change valve ( 132), the third direction switching valve 133, the fourth direction switching valve 134, the fifth direction switching valve 135, the sixth direction switching valve 136, the first heat exchanger 140, the second heat exchange It includes a flag 150, an expansion valve 160, and a control unit.

압축기(110)는 냉매를 압축해서 고온 고압의 상태로 만들어주는 역할을 한다.The compressor 110 serves to compress the refrigerant and make it in a high temperature and high pressure state.

공기열원 열교환기(180)는 실외측에 설치되며, 대기열을 이용하여 냉매와 열교환한다.The air heat source heat exchanger 180 is installed on the outdoor side, and heat exchanges with the refrigerant using a queue.

수열원 열교환기(170)는 실내측에 설치되며, 지중열교환부(30)와 연결된다.The water heat source heat exchanger 170 is installed on the indoor side, and is connected to the underground heat exchange unit 30.

사방변(120)은 밸브의 포트를 4개 가진 것을 의미하며, 압축기(110)와 냉매공급라인(11) 및 냉매회수라인(28)을 매개로 연결된다. 4개의 포트 중 어느 하나는 압축기(110)에 연결되는 냉매공급라인(11)과 연결되고, 다른 하나는 냉매회수라인(28)과 연결되고, 또 다른 하나는 수열원 열교환기(170)와 연결되는 수열원공급라인(27)과 연결되고, 또 다른 하나는 사방변연결라인(12)과 연결될 수 있다.The four sides 120 have four valve ports, and are connected via a compressor 110, a refrigerant supply line 11, and a refrigerant recovery line 28. One of the four ports is connected to the refrigerant supply line 11 connected to the compressor 110, the other is connected to the refrigerant recovery line 28, and the other is connected to the water heat source heat exchanger 170 It can be connected to the water source supply line 27, the other can be connected to the four sides connecting line (12).

제1 방향전환밸브(131)는 사방변(120)에 연결된 사방변연결라인(12) 및 사방변연결라인(12)으로부터 분기되는 제1 방향전환라인(21) 상에 구비된다.The first direction changing valve 131 is provided on the four sides connecting line 12 connected to the four sides 120 and the first direction changing line 21 branching from the four sides connecting line 12.

제2 방향전환밸브(132)는 사방변연결라인(12)으로부터 분기되는 제2 방향전환라인(22) 상에 구비된다.The second direction changing valve 132 is provided on the second direction changing line 22 that branches off from the four-way connecting line 12.

제3 방향전환밸브(133)는 사방변연결라인(12)으로부터 분기되는 제3 방향전환라인(23) 상에 구비된다.The third direction changing valve 133 is provided on the third direction changing line 23 that branches off from the four sides connecting line 12.

제4 방향전환밸브(134)는 제2 방향전환라인(22) 및 제3 방향전환라인(23)에 연결된 제1 냉매이송라인(13)과 연결되는 제4 방향전환라인(24) 상에 구비된다.The fourth direction change valve 134 is provided on the fourth direction change line 24 connected to the first refrigerant transfer line 13 connected to the second direction change line 22 and the third direction change line 23. do.

제5 방향전환밸브(135)는 제1 냉매이송라인(13)으로부터 분기되는 제5 방향전환라인(25) 상에 구비된다.The fifth direction change valve 135 is provided on the fifth direction change line 25 branched from the first refrigerant transfer line 13.

제6 방향전환밸브(136)는 제2 열교환기(150)와 팽창밸브(160)를 연결하는 제2 냉매이송라인(14) 및 공기열원 열교환기(180)에 연결된 제6 방향전환라인(26) 상에 구비된다.The sixth direction switching valve 136 includes a second refrigerant transfer line 14 connecting the second heat exchanger 150 and the expansion valve 160 and a sixth direction changing line 26 connected to the air heat source heat exchanger 180. ).

제1 열교환기(140)는 제5 방향전환라인(25)에 연결된 급탕공급라인(18)과 연결된다.The first heat exchanger 140 is connected to the hot water supply line 18 connected to the fifth direction changing line 25.

제2 열교환기(150)는 제1 열교환기(140)와 열교환기연결라인(19)을 매개로 연결된다.The second heat exchanger 150 is connected via the first heat exchanger 140 and the heat exchanger connection line 19.

팽창밸브(160)는 제2 열교환기(150)와 제2 냉매이송라인(14)을 매개로 연결되며, 응축된 냉매를 저온 저압의 상태로 팽창시킨다.The expansion valve 160 is connected via the second heat exchanger 150 and the second refrigerant transfer line 14, and expands the condensed refrigerant to a low temperature and low pressure.

태양광열 시스템(200)은 태양광열 모듈(210), 온도성형층 축열탱크(220), 온도측정센서(230), 제1 내지 제7 유체공급라인(247), 제1 내지 제9 유체흐름제어밸브(259)를 포함한다.The solar thermal system 200 includes a solar thermal module 210, a temperature-forming layer heat storage tank 220, a temperature measuring sensor 230, a first to seventh fluid supply line 247, and a first to ninth fluid flow control. And a valve 259.

태양광열 모듈(PhotoVoltaic-Thermal)(210)은 태양전지 및 열전달기구를 포함하며, 열전달매체로서 물이 이용되는 형태로 구비될 수 있다.The photovoltaic module (PhotoVoltaic-Thermal) 210 includes a solar cell and a heat transfer mechanism, and may be provided in a form in which water is used as a heat transfer medium.

온도성형층 축열탱크(220)는 태양광열 모듈(210)과 연결되고 고온수가 충진되는 상부공간(221) 및 저온수가 충진되는 하부공간(222)을 포함할 수 있다.The temperature forming layer heat storage tank 220 may include an upper space 221 filled with high temperature water and a lower space 222 filled with high temperature water, connected to the solar thermal module 210.

온도측정센서(230)는 온도성형층 축열탱크(220) 상에 설치되어 상부공간(221) 내의 고온수의 온도를 측정한다. 일 예로, 온도측정센서(230)는 센싱부가 상부공간(221)으로 삽입되게 온도성형층 축열탱크(220) 상에 설치될 수 있다. 그리고 온도측정센서(230)는 측정된 온도측정값이 제어부로 입력되도록 제어부와 전기적으로 연결된다.The temperature measurement sensor 230 is installed on the thermal storage layer storage tank 220 to measure the temperature of the hot water in the upper space 221. For example, the temperature measurement sensor 230 may be installed on the temperature forming layer heat storage tank 220 so that the sensing unit is inserted into the upper space 221. In addition, the temperature measurement sensor 230 is electrically connected to the control unit so that the measured temperature measurement value is input to the control unit.

제1 유체공급라인(241)은 상기 상부공간(221)으로부터 지중에 매설된 지중열교환부(30)로 연결된다.The first fluid supply line 241 is connected to the underground heat exchange part 30 buried in the ground from the upper space 221.

제2 유체공급라인(242)은 지중열교환부(30)로부터 상기 온도성형층 축열탱크(220)방향으로 연장된다.The second fluid supply line 242 extends from the underground heat exchange unit 30 in the direction of the temperature forming layer heat storage tank 220.

제3 유체공급라인(243)은 제2 유체공급라인(242)의 말단으로부터 온도성형층 축열탱크(220)의 하부공간(222)으로 연결된다.The third fluid supply line 243 is connected to the lower space 222 of the temperature forming layer heat storage tank 220 from the end of the second fluid supply line 242.

제4 유체공급라인(244)은 제2 유체공급라인(242)의 말단으로부터 제1 유체공급라인(241)의 일지점에 연결된다.The fourth fluid supply line 244 is connected to a point of the first fluid supply line 241 from the end of the second fluid supply line 242.

제5 유체공급라인(245)은 제4 유체공급라인(244)과 제3 유체공급라인(243)의 길이방향으로 일정 거리 이격되게 제3 유체공급라인(243)으로부터 제1 유체공급라인(241)의 일지점에 연결된다.The fifth fluid supply line 245 is the first fluid supply line 241 from the third fluid supply line 243 to be spaced a predetermined distance in the longitudinal direction of the fourth fluid supply line 244 and the third fluid supply line 243 ).

제6 유체공급라인(246)은 제2 유체공급라인(242)의 일지점으로부터 수열원 열교환기(170)로 연결된다.The sixth fluid supply line 246 is connected to the water heat source heat exchanger 170 from a point of the second fluid supply line 242.

제7 유체공급라인(247)은 수열원 열교환기(170)로부터 제3 유체공급라인(243)에 연결되되 제4 유체공급라인(244) 및 제5 유체공급라인(245) 사이의 일지점에 연결된다.The seventh fluid supply line 247 is connected to the third fluid supply line 243 from the water heat source heat exchanger 170, but at a point between the fourth fluid supply line 244 and the fifth fluid supply line 245. Connected.

제1 유체흐름제어밸브(251)는 제1 유체공급라인(241) 상에 설치되되 온도성형층 축열탱크(220) 및 제5 유체공급라인(245)의 사이에 배치된다.The first fluid flow control valve 251 is installed on the first fluid supply line 241 but is disposed between the temperature forming layer heat storage tank 220 and the fifth fluid supply line 245.

제2 유체흐름제어밸브(252)는 제5 유체공급라인(245) 상에 설치된다.The second fluid flow control valve 252 is installed on the fifth fluid supply line 245.

제3 유체흐름제어밸브(253)는 제3 유체공급라인(243) 상에 설치되되 온도성형층 축열탱크(220) 및 제5 유체공급라인(245) 사이에 배치된다.The third fluid flow control valve 253 is installed on the third fluid supply line 243 but is disposed between the temperature forming layer heat storage tank 220 and the fifth fluid supply line 245.

제4 유체흐름제어밸브(254)는 제7 유체공급라인(247) 상에 설치된다.The fourth fluid flow control valve 254 is installed on the seventh fluid supply line 247.

제5 유체흐름제어밸브(255)는 제3 유체공급라인(243) 상에 설치되되 상기 제4 유체공급라인(244) 및 상기 제7 유체공급라인(247) 사이에 배치된다.The fifth fluid flow control valve 255 is installed on the third fluid supply line 243 and is disposed between the fourth fluid supply line 244 and the seventh fluid supply line 247.

제6 유체흐름제어밸브(256)는 제4 유체공급라인(244) 상에 설치된다.The sixth fluid flow control valve 256 is installed on the fourth fluid supply line 244.

제7 유체흐름제어밸브(257)는 제1 유체공급라인(241) 상에 설치되되 제4 유체공급라인(244) 및 지중열교환부(30) 사이에 배치된다.The seventh fluid flow control valve 257 is installed on the first fluid supply line 241 but is disposed between the fourth fluid supply line 244 and the underground heat exchange unit 30.

제8 유체흐름제어밸브(258)는 제2 유체공급라인(242) 상에 설치되되 제4 유체공급라인(244) 및 제6 유체공급라인(246) 사이에 배치된다.The eighth fluid flow control valve 258 is installed on the second fluid supply line 242 and is disposed between the fourth fluid supply line 244 and the sixth fluid supply line 246.

제9 유체흐름제어밸브(259)는 제6 유체공급라인(246) 상에 설치된다.The ninth fluid flow control valve 259 is installed on the sixth fluid supply line 246.

제어부는 제1 설정온도 및 제2 설정온도가 미리 입력되어 있고, 상기 사방변(120)의 개방 전환 및 상기 제1 내지 제6 방향전환밸브(136)의 개폐를 제어하여 수열원 급탕운전 및 공기열원 급탕운전이 가변 수행되도록 상기 복합열원 히트펌프(100)를 제어하고, 상기 제1 유체흐름제어밸브(251) 내지 제9 유체흐름제어밸브(259)의 개폐를 제어하여 제1 유체흐름운전 및 제2 유체흐름운전이 가변 수행되도록 상기 태양광열 시스템(200)을 제어하고, 상기 온도측정센서(230)에서 입력되는 온도측정값이 입력된다.In the control unit, a first set temperature and a second set temperature are input in advance, and the opening and closing of the four sides 120 and the opening and closing of the first to sixth direction switching valves 136 are controlled to supply hot water and hot water. The first fluid flow operation and the first fluid flow control by controlling the opening and closing of the first fluid flow control valve (251) to the ninth fluid flow control valve (259) to control the heat source hot water supply 100 to perform the variable heat source hot water operation The solar thermal system 200 is controlled so that the second fluid flow operation is variably performed, and a temperature measurement value input from the temperature measurement sensor 230 is input.

여기서, 상기 제1 설정온도는 40℃일 수 있고, 상기 제2 설정온도는 20℃이하일 수 있다.Here, the first set temperature may be 40 ° C, and the second set temperature may be 20 ° C or less.

이러한 제어부는 상기 온도측정센서(230)로부터 입력되는 온도측정값을 상기 제1 설정온도 및 제2 설정온도와 비교하여 제1 설정온도 및 제2 설정온도에 대응되는 경우 제1 설정온도 및 제2 설정온도에 따라 복합열원 히트펌프(100)의 수열원 급탕운전 또는 공기열원 급탕운전이 가변 수행되도록 복합열원 히트펌프(100)를 제어하고 이와 동시에 태양광열 시스템(200)의 제1 유체흐름운전 또는 제2 유체흐름운전이 가변 수행되도록 태양광열 시스템(200)을 제어한다.The control unit compares the temperature measurement value input from the temperature measurement sensor 230 with the first set temperature and the second set temperature, and when the first set temperature and the second set temperature correspond to the first set temperature and the second set temperature, Control the composite heat source heat pump 100 so that the water heat source hot water supply operation or the air heat source hot water operation of the composite heat source heat pump 100 is variable according to the set temperature, and at the same time, the first fluid flow operation of the solar heat system 200 or The solar heat system 200 is controlled so that the second fluid flow operation is variably performed.

즉, 제어부는, 온도측정센서(230)로부터 입력되는 온도측정값이 상기 제1 설정온도에 대응하는 경우 상기 공기열원 급탕운전 및 상기 제1 유체흐름운전이 수행되도록 하는 제1 히트펌프운전제어를 실행하고, 상기 온도측정센서(230)로부터 입력되는 온도측정값이 상기 제2 설정온도에 대응하는 경우 상기 수열원 급탕운전 및 상기 제2 유체흐름운전이 수행되도록 하는 제2 히트펌프운전제어를 실행하며, 상기 압축기(110)가 상기 공기열원 열교환기(180) 내에 잔존하는 냉매를 회수하도록 하는 냉매회수운전제어를 상기 제2 히트펌프운전제어가 실행되기 직전에 실행하도록 구성된다.That is, when the temperature measurement value input from the temperature measurement sensor 230 corresponds to the first set temperature, the control unit controls the first heat pump operation to perform the air heat source hot water supply operation and the first fluid flow operation. When the temperature measurement value input from the temperature measurement sensor 230 corresponds to the second set temperature, the second heat pump operation control is executed to perform the hot water supply operation and the second fluid flow operation. And, the compressor 110 is configured to execute the refrigerant recovery operation control to recover the refrigerant remaining in the air heat source heat exchanger 180 immediately before the second heat pump operation control is executed.

또한, 제어부는 냉매회수운전제어 과정에서 상기 압축기(110)의 흡입측의 압력이 낮아지면 상기 제2 히트펌프운전제어가 즉시 실행되도록 한다.In addition, the control unit causes the second heat pump operation control to be executed immediately when the pressure at the suction side of the compressor 110 is lowered during the refrigerant recovery operation control process.

이하에서는 이러한 본 발명의 일 실시예에 따른 태양광열, 지열원 및 공기열원 이용 복합열원 히트펌프 시스템에서 수열원 절환 제어 이용한 효율적인 히트펌프 운전제어 시스템에서 태양광열 시스템(200)의 온도성형층 축열탱크(220)의 상부공간(221)에 저장된 고온수의 온도 측정 결과에 따라, 제어부에 미리 설정되어 있는 설정온도에 따른 제1 히트펌프운전제어, 제2 히트펌프운전제어 및 냉매회수운전제어가 실행되는 과정을 설명한다.Hereinafter, the heat-forming layer heat storage tank of the solar thermal system 200 in the efficient heat pump operation control system using the water heat source switching control in the combined heat source heat pump system using solar heat, geothermal source and air heat source according to an embodiment of the present invention The first heat pump operation control, the second heat pump operation control, and the refrigerant recovery operation control according to the preset temperature set in the control unit are executed according to the temperature measurement result of the high temperature water stored in the upper space 221 of (220). Explain the process.

온도측정센서(230)가 온도성형층 축열탱크(220)의 상부공간(221)에 저장된 고온수의 온도를 측정하여 측정된 온도측정값이 제1 설정온도, 즉 40℃인 경우 제어부가 제1 히트펌프운전제어를 실행한다.When the temperature measurement sensor 230 measures the temperature of the high temperature water stored in the upper space 221 of the temperature forming layer heat storage tank 220, the control unit is the first when the measured temperature measurement value is the first set temperature, that is, 40 ° C. Perform heat pump operation control.

제1 히트펌프운전제어에 따른 공기열원 급탕운전Air heat source hot water operation according to the first heat pump operation control

제1 히트펌프운전제어에 따른 공기열원 급탕운전 과정은 도 1에 도시된다.The process of hot air source hot water operation according to the first heat pump operation control is illustrated in FIG. 1.

공기열원 급탕운전시 제1 방향전환밸브(131), 제2 방향전환밸브(132), 제4 방향전환밸브(134)는 폐쇄되고, 상기 제3 방향전환밸브(133), 제5 방향전환밸브(135), 제6 방향전환밸브(136)는 개방되도록 제어되며, 냉매의 흐름은 아래와 같다.The first directional changeover valve 131, the second directional changeover valve 132, and the fourth directional changeover valve 134 are closed during the air heat source hot water supply operation, and the third directional changeover valve 133 and the fifth directional changeover valve (135), the sixth direction switching valve 136 is controlled to be opened, and the flow of the refrigerant is as follows.

압축기(110)로부터 냉매가 토출되며, 토출된 냉매는 냉매공급라인(11)을 통해 사방변(120) 방향으로 이동하고, 사방변(120)으로부터 사방변(120)의 일측 포트에 연결된 수열원공급라인(27)을 경유하여 수열원 열교환기(170)로 공급된다. 이때, 수열원 열교환기(170)는 가동되지 않아서 냉매가 열교환하지 않고 단순히 수열원 열교환기(170)를 통과한다. Refrigerant is discharged from the compressor 110, and the discharged refrigerant moves to the four sides 120 through the refrigerant supply line 11, and a heat source connected to one port of the four sides 120 from the four sides 120 It is supplied to the water heat source heat exchanger 170 via the supply line 27. At this time, the water heat source heat exchanger 170 is not operated, so the refrigerant does not heat exchange and simply passes through the water heat source heat exchanger 170.

이어서, 수열원 열교환기(170)를 통과한 냉매는 제3 냉매이송라인(15)을 따라 제3 냉매이송라인(15)에 연결된 급탕공급라인(18)을 경유하여 제1 열교환기(140)로 공급되고, 제1 열교환기(140)는 급탕을 위한 유체 및 냉매 간의 열교환을 통해 유체를 가열한다.Subsequently, the refrigerant that has passed through the water heat source heat exchanger 170 passes through the hot water supply line 18 connected to the third refrigerant transfer line 15 along the third refrigerant transfer line 15 to the first heat exchanger 140. , And the first heat exchanger 140 heats the fluid through heat exchange between the fluid for hot water supply and the refrigerant.

이어서, 냉매는 제1 열교환기(140)로부터 열교환기연결라인(19)을 통해 제2 열교환기(150)로 공급되어 열교환한 후, 제2 냉매이송라인(14)을 경유하여 팽창밸브(160)로 공급되고, 팽창밸브(160)를 통과하는 냉매는 교축되어 저온 저압의 상태가 된 후, 제6 방향전환라인(26)을 향해 이동한다. 이때, 제어부에 의해 제6 방향전환밸브(136)가 개방되어 있으므로 제6 방향전환라인(26)을 경유하여 공기열원 열교환기(180)로 공급된다.Subsequently, the refrigerant is supplied from the first heat exchanger 140 to the second heat exchanger 150 through the heat exchanger connection line 19, and heat-exchanged, followed by an expansion valve 160 via the second refrigerant transfer line 14 ), The refrigerant passing through the expansion valve 160 is throttled to a low temperature and low pressure state, and then moves toward the sixth direction changing line 26. At this time, since the sixth direction change valve 136 is opened by the control unit, it is supplied to the air heat source heat exchanger 180 via the sixth direction change line 26.

공기열원 열교환기(180)로 공급된 냉매는 공기열원, 즉 실외공기와 열교환한 후 공기열원 열교환기(180)로부터 토출되며, 공기열원 열교환기(180)로부터 토출된 냉매는 제어부에 의해 제5 방향전환밸브(135)가 개방되어 있으므로 공기열원 공급라인(17)을 경유하여 제5 방향전환라인(25)으로 공급되고, 이어서 냉매는 제5 방향전환라인(25) 및 제1 냉매이송라인(13)을 경유하여 제3 방향전환라인(23) 방향으로 이동하고, 이때 제어부에 의해 제3 방향전환밸부(133)가 개방되어 있으므로 제3 방향전환라인(23) 및 사방변연결라인(12)을 경유하여 사방변(120)으로 공급된 후, 사방변(120)에서 방향전환되어 냉매회수라인(28)을 경유하여 압축기(110)로 회수된다.The refrigerant supplied to the air heat source heat exchanger 180 is discharged from the air heat source heat exchanger 180 after heat exchange with the air heat source, that is, outdoor air, and the refrigerant discharged from the air heat source heat exchanger 180 is fifth by the control unit. Since the direction change valve 135 is open, it is supplied to the fifth direction change line 25 via the air heat source supply line 17, and then the refrigerant is transferred to the fifth direction change line 25 and the first refrigerant transfer line ( 13), the third direction changing line 23 and the four sides connecting line 12 because the third direction changing valve 133 is opened by the control unit. After being supplied to the four sides 120 via, the direction is reversed from the four sides 120 and recovered by the compressor 110 via the refrigerant recovery line 28.

제1 히트펌프운전제어에 따른 제1 유체흐름운전First fluid flow operation according to first heat pump operation control

제1 유체흐름운전의 유체흐름 순서는 도 1에 도시된다.The flow sequence of the first fluid flow operation is illustrated in FIG. 1.

제1 유체흐름운전시 제어부는 제1 유체흐름제어밸브(251) 내지 제9 유체흐름제어밸브(259) 중 상기 제1 유체흐름제어밸브(251), 상기 제3 유체흐름제어밸브(253), 상기 제5 유체흐름제어밸브(255), 상기 제7 유체흐름제어밸브(257), 상기 제8 유체흐름제어밸브(258)는 개방하고, 나머지는 폐쇄되도록 제어한다.During the first fluid flow operation, the control unit includes the first fluid flow control valve 251, the third fluid flow control valve 253, among the first fluid flow control valves 251 to ninth fluid flow control valves 259, The fifth fluid flow control valve 255, the seventh fluid flow control valve 257, and the eighth fluid flow control valve 258 are opened and the rest are closed.

이에 따라, 온도성형층 축열탱크(220)의 상부공간(221)에 저장된 고온수는 제1 유체공급라인(241)을 따라 상기 지중열교환부(30)로 이동하여 상기 지중열교환부(30)에서 열교환된 후, 상기 제2 유체공급라인(242) 및 제3 유체공급라인(243)을 따라 이동하여 상기 온도성형층 축열탱크(220)의 상기 하부공간(222)으로 공급된다.Accordingly, the high temperature water stored in the upper space 221 of the thermal storage tank 220 of the temperature forming layer moves to the underground heat exchange unit 30 along the first fluid supply line 241 and is transferred from the underground heat exchange unit 30. After heat exchange, it moves along the second fluid supply line 242 and the third fluid supply line 243 and is supplied to the lower space 222 of the temperature forming layer heat storage tank 220.

이러한 제1 유체흐름운전은 고온수가 지중열교환부(30)에서 열교환되어 온도가 낮아진 후 온도성형층 축열탱크(220)의 하부공간(222)으로 공급되는 순환과정이 반복되도록 하여, 고온수의 열교환 후 저온수로서 온도성형층 축열탱크(220)의 하부공간에 저장되도록 하며, 저온수는 태양광열 모듈(210)에 공급된 후 공급된 저온수가 태양광열에 의해 가열되어서 온도성형층 축열탱크(220)에 고온수로 저장되는 과정이 지속되도록 하며, 이는 항시 복합열원 히트펌프(100)로 열원을 공급할 수 있는 상태를 유지하기 위함이다.In the first fluid flow operation, the high temperature water is exchanged in the underground heat exchange unit 30, the temperature is lowered, and then the circulation process supplied to the lower space 222 of the temperature forming layer heat storage tank 220 is repeated, thereby exchanging high temperature water for heat exchange. After that, it is stored as a low temperature water in the lower space of the heat storage layer storage tank 220, and the low temperature water is supplied to the solar module 210 and then the supplied low temperature water is heated by the solar heat to heat the temperature forming layer heat storage tank 220 ) To continue the process of being stored as hot water, which is to maintain a state capable of supplying a heat source to the composite heat source heat pump 100 at all times.

온도측정센서(230)가 온도성형층 축열탱크(220)의 상부공간(221)에 저장된 고온수의 온도를 측정하여 측정된 온도측정값이 제2 설정온도, 즉 20℃ 이하인 경우 제어부가 제2 히트펌프운전제어 및 냉매회수운전제어를 실행한다.When the temperature measurement sensor 230 measures the temperature of the high temperature water stored in the upper space 221 of the heat storage tank 220 of the temperature forming layer, the control unit is the second when the measured temperature measurement value is less than or equal to the second set temperature, that is, 20 ° C or less. Heat pump operation control and refrigerant recovery operation control are executed.

냉매회수운전제어는 제2 히트펌프운전제어 전에 수행되지만, 이하에서는 설명의 편의를 위해 제2 히트펌프운전제어에 따른 수열원 급탕운전 및 제2 유체흐름운전을 먼저 설명하고, 이어서 냉매회수운전을 설명한다.The refrigerant recovery operation control is performed before the second heat pump operation control, but for the convenience of explanation, the water source hot water supply operation and the second fluid flow operation according to the second heat pump operation control will be described first, followed by the refrigerant recovery operation. Explain.

제2 히트펌프운전제어에 따른 수열원 급탕운전Water source hot water operation according to the second heat pump operation control

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 태양광열, 지열원 및 공기열원 이용 복합열원 히트펌프 시스템에서 수열원 절환 제어 이용한 효율적인 히트펌프 운전제어 시스템의 제2 히트펌프운전제어에 따른 수열원 급탕운전 과정을 설명하기 위한 도면이다.2 is a heat source hot water supply operation according to the second heat pump operation control of the efficient heat pump operation control system using the water source switching control in the combined heat source heat pump system using solar heat, geothermal source and air heat source according to an embodiment of the present invention It is a diagram for explaining the process.

수열원 급탕운전시 제1 방향전환밸브(131), 제3 방향전환밸브(133), 제5 방향전환밸브(135) 및 제6 방향전환밸브(136)는 폐쇄되고, 상기 제2 방향전환밸브(132) 및 제4 방향전환밸브(134)는 개방되도록 제어되며, 냉매의 흐름은 아래의 설명과 같고, 도 2가 참조된다.The first direction change valve 131, the third direction change valve 133, the fifth direction change valve 135 and the sixth direction change valve 136 are closed during the hot water source hot water supply operation, and the second direction change valve The 132 and the fourth direction switching valve 134 are controlled to be opened, and the flow of the refrigerant is as described below, and FIG. 2 is referred to.

압축기(110)로부터 냉매가 토출되며, 토출된 냉매는 냉매공급라인(11)을 통해 사방변(120) 방향으로 이동하고, 사방변(120)으로부터 사방변(120)의 일측 포트에 연결된 사방변연결라인(12)을 경유한 후, 제어부에 의해 제2 방향전환밸브(132)가 개방되어 있으므로 제2 방향전환라인(22) 및 제2 방향전환라인(22)에 연결된 제1 냉매이송라인(13)을 경유하여 제4 방향전환라인(24)을 향해 이동한다.The refrigerant is discharged from the compressor 110, and the discharged refrigerant moves in the direction of the four sides 120 through the refrigerant supply line 11, and the four sides connected to one port of the four sides 120 from the four sides 120 After passing through the connection line 12, since the second direction change valve 132 is opened by the control unit, the first refrigerant transfer line connected to the second direction change line 22 and the second direction change line 22 ( 13) to move toward the fourth direction changing line (24).

이어서, 제4 방향전환밸브(134)는 제어부에 의해 개방되어 있으므로 냉매는 제4 방향전환라인(24) 및 제4 방향전환라인(24)에 연결되는 급탕공급라인(18)을 경유하여 제1 열교환기(140)로 공급되고, 제1 열교환기(140)는 급탕을 위한 유체 및 냉매 간의 열교환을 통해 유체를 가열한다.Subsequently, since the fourth direction switching valve 134 is opened by the control unit, the refrigerant passes through the fourth direction changing line 24 and the hot water supply line 18 connected to the fourth direction changing line 24. It is supplied to the heat exchanger 140, and the first heat exchanger 140 heats the fluid through heat exchange between the fluid for hot water supply and the refrigerant.

이어서, 냉매는 제1 열교환기(140)로부터 열교환기연결라인(19)을 통해 제2 열교환기(150)로 공급되어 예열된 후, 제2 냉매이송라인(14)을 경유하여 팽창밸브(160)로 공급되고, 팽창밸브(160)를 통과하는 냉매는 교축되어 저온 저압의 상태가 된 후, 제3 냉매이송라인(15)을 경유하여 수열원 열교환기(170)로 공급된다.Subsequently, the refrigerant is supplied from the first heat exchanger 140 to the second heat exchanger 150 through the heat exchanger connection line 19 and preheated, followed by an expansion valve 160 via the second refrigerant transfer line 14. ), And the refrigerant passing through the expansion valve 160 is throttled to a low temperature and low pressure state, and then supplied to the water heat source heat exchanger 170 via the third refrigerant transfer line 15.

수열원 열교환기(170)로 공급된 냉매는 수열원 열교환기(170)에서 열교환한 후 수열원 열교환기(170)로부터 토출되며, 수열원 열교환기(170)로부터 토출된 냉매는 수열원공급라인(27)을 통해 사방변(120) 방향으로 이동되며, 사방변(120)에서 방향전환되어 냉매회수라인(28)을 경유하여 압축기(110)로 회수된다.The refrigerant supplied to the water heat source heat exchanger 170 is discharged from the water heat source heat exchanger 170 after heat exchange in the water heat source heat exchanger 170, and the refrigerant discharged from the water heat source heat exchanger 170 is a water heat source supply line (27) is moved in the direction of the four sides (120), the direction is changed in the four sides (120) and recovered by the compressor (110) via the refrigerant recovery line (28).

이러한 수열원 급탕운전에서는 공기열원 열교환기(180)를 경유하지 않는다. 따라서, 실외의 공기와 열교환하는 것에 따른 고온 냉매의 열 손실이 없게 되는 이점이 있다.In such a water source hot water supply operation, the air heat source heat exchanger 180 is not passed. Therefore, there is an advantage that there is no heat loss of the high temperature refrigerant due to heat exchange with outdoor air.

제2 유체흐름운전2nd fluid flow operation

제2 유체흐름운전의 유체흐름 순서는 도 2에 도시되어 있다.The flow order of the second fluid flow operation is illustrated in FIG. 2.

제2 유체흐름운전시 제어부는 제1 유체흐름제어밸브(251) 내지 제9 유체흐름제어밸브(259) 중 제1 유체흐름제어밸브(251), 제3 유체흐름제어밸브(253), 제4 유체흐름제어밸브(254), 제6 유체흐름제어밸브(256), 제8 유체흐름제어밸브(258) 및 제9 유체흐름제어밸브(259)는 개방하고, 나머지는 폐쇄되도록 제어한다.During the second fluid flow operation, the control unit includes the first fluid flow control valve 251, the third fluid flow control valve 253, and the fourth of the first fluid flow control valve 251 to the ninth fluid flow control valve 259. The fluid flow control valve 254, the sixth fluid flow control valve 256, the eighth fluid flow control valve 258, and the ninth fluid flow control valve 259 are opened and the rest is closed.

이에 따라, 온도성형층 축열탱크(220)의 상부공간(221)에 저장된 고온수는 제1 유체공급라인(241), 제4 유체공급라인(244), 제2 유체공급라인(242) 및 제6 유체공급라인(246)을 따라 수열원 열교환기(170)로 이동하여 수열원 급탕운전에서 수열원 열교환기(170)로 공급된 냉매와 수열원 열교환기(170)에서 열교환한 후, 제7 유체공급라인(247) 및 제3 유체공급라인(243)을 따라 이동하여 온도성형층 축열탱크(220)의 하부공간(222)으로 공급된다.Accordingly, the high temperature water stored in the upper space 221 of the temperature forming layer heat storage tank 220 includes a first fluid supply line 241, a fourth fluid supply line 244, a second fluid supply line 242, and 6 After moving to the water heat source heat exchanger 170 along the fluid supply line 246, exchange heat with the refrigerant supplied to the water heat source heat exchanger 170 in the water source hot water supply operation and the heat source heat exchanger 170. It moves along the fluid supply line 247 and the third fluid supply line 243 and is supplied to the lower space 222 of the temperature forming layer heat storage tank 220.

이러한 제2 유체흐름운전에 의해 태양광열 시스템(200)은 수열원 열교환기(170)로 냉매와 열교환하기 위한 열원을 공급할 수 있다.Through the second fluid flow operation, the solar heat system 200 may supply a heat source for heat exchange with the refrigerant to the water heat source heat exchanger 170.

냉매회수운전제어Refrigerant recovery operation control

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 태양광열, 지열원 및 공기열원 이용 복합열원 히트펌프 시스템에서 수열원 절환 제어 이용한 효율적인 히트펌프 운전제어 시스템의 냉매회수운전제어 과정을 설명하기 위한 도면이다.3 is a view for explaining a refrigerant recovery operation control process of an efficient heat pump operation control system using a water heat source switching control in a combined heat source heat pump system using solar heat, geothermal source and air heat source according to an embodiment of the present invention.

냉매회수운전제어시 제어부는, 압축기(110) 내의 냉매흡입수단이 구동되고, 상기 제1 방향전환밸브(131), 제2 방향전환밸브(132), 제4 방향전환밸브(134), 제6 방향전환밸브(136)는 폐쇄되고, 상기 제3 방향전환밸브(133), 제5 방향전환밸브(135)는 개방되도록 제어되며, 냉매 회수의 흐름은 아래의 설명과 같고, 도 3이 참조된다.When controlling the refrigerant recovery operation, the control unit, the refrigerant suction means in the compressor 110 is driven, the first direction change valve 131, the second direction change valve 132, the fourth direction change valve 134, the sixth The direction change valve 136 is closed, and the third direction change valve 133 and the fifth direction change valve 135 are controlled to be opened, and the flow of refrigerant recovery is as described below, and FIG. 3 is referred to. .

이하의 설명에서는 설명의 편의를 위해 공기열원 열교환기(180) 내에 잔존하게된 냉매를 "회수냉매"로 명명하여 설명한다.In the following description, for convenience of description, the refrigerant remaining in the air heat source heat exchanger 180 will be described as “recovered refrigerant”.

공기열원 급탕운전 과정에서 공기열원 열교환기(180) 내의 회수냉매는 압축기(110)의 냉매흡입수단에 의한 흡입압력에 의해 공기열원 열교환기(180)로부터 토출되며, 토출된 회수냉매는 공기열원공급라인(17), 제5 방향전환라인(25) 및 제1 냉매이송라인(13)을 경유하여 제3 방향전환라인(23)을 향해 이동하고, 이어서 제3 방향전환라인(23)을 지나서 사방변연결라인(12)을 통해 사방변(120)으로 유입되고, 사방변(120)의 일측 포트에 연결된 냉매회수라인(28)을 경유하여 압축기(110)로 회수된다.The recovered refrigerant in the air heat source heat exchanger 180 during the air heat source hot water supply operation is discharged from the air heat source heat exchanger 180 by the suction pressure by the refrigerant suction means of the compressor 110, and the discharged recovered refrigerant supplies the air heat source It moves toward the third direction changing line 23 via the line 17, the fifth direction changing line 25 and the first refrigerant transfer line 13, and then passes through the third direction changing line 23 in all directions. It flows into the four sides 120 through the side connection line 12, and is recovered to the compressor 110 via the refrigerant recovery line 28 connected to one port of the four sides 120.

이와 같이 회수냉매가 회수되는 과정에서 압축기(110)의 흡입측의 압력은 점차 낮아지며, 공기열원 열교환기(180) 내의 회수냉매가 완전히 회수되어 공기열원 열교환기(180) 내부가 진공되는 시점의 흡입압력일 때 제어부는 제2 히트펌프운전제어가 즉시 실행되도록 한다.In this way, the pressure of the suction side of the compressor 110 gradually decreases during the process of recovering the recovered refrigerant, and the suction refrigerant is recovered when the recovered refrigerant in the air heat source heat exchanger 180 is completely recovered and the inside of the air heat source heat exchanger 180 is vacuumed. When pressure is applied, the control unit causes the second heat pump operation control to be executed immediately.

한편, 이러한 냉매회수운전제어 과정에서 압축기의 토출측에서 토출되는 냉매는 냉매공급라인(11)을 통해 사방변(120) 방향으로 이동하고, 사방변(120)으로부터 사방변(120)의 일측 포트에 연결된 수열원공급라인(27)을 경유하여 수열원 열교환기(170)로 공급되어 수열원 열교환기(170)에서 열교환하고, 이어서 수열원 열교환기(170)로부터 제3 냉매이송라인(15)을 따라 이동한 후 급탕공급라인(18)을 경유하여 제1 열교환기(140)로 공급되어 열교환한 후, 이어서 열교환기연결라인(19)을 통해 제2 열교환기(150)로 공급되어 열교환한 후, 제2 냉매이송라인(14)을 경유하여 팽창밸브(160)로 공급되고, 팽창밸브(160)를 통과하는 냉매는 교축되어 저온 저압의 상태가 된 후, 다시 제2 냉매이송라인(14)을 따라 제3 냉매이송라인(15) 방향으로 이동한다. 이때, 제3 냉매이송라인(15)에는 압축기(110)로부터 토출된 냉매가 채워져있고, 제5 방향전환밸브(135)에 인접한 체크밸브(V)에 의해 제5 방향전환라인(25) 방향으로의 흐름이 차단되어 있으므로 제3 냉매이송라인(15)으로 유입되지 못하고 정지된 상태가 될 수 있고, 이러한 상태에서 앞서 설명한 바와 같이 압축기(110)의 흡입측의 압력이 낮아지면 냉매회수운전제어가 끝난 후 팽창밸브(160)를 통과한 이후 정지된 냉매는 압축기(110)로 회수되며, 제2 히트펌프운전제어에 따른 수열원 급탕운전이 이어서 진행될 수 있다.Meanwhile, in the refrigerant recovery operation control process, the refrigerant discharged from the discharge side of the compressor moves in the direction of the four sides 120 through the refrigerant supply line 11, and from the four sides 120 to the one side port of the four sides 120 It is supplied to the water heat source heat exchanger 170 via the connected water heat source supply line 27 to exchange heat in the water heat source heat exchanger 170, and then the third refrigerant transfer line 15 from the heat source heat exchanger 170. After being moved along, it is supplied to the first heat exchanger 140 via the hot water supply line 18 to exchange heat, and then supplied to the second heat exchanger 150 through the heat exchanger connection line 19 to heat exchange. , After being supplied to the expansion valve 160 via the second refrigerant transfer line 14, the refrigerant passing through the expansion valve 160 is throttled to a low temperature and low pressure state, and then the second refrigerant transfer line 14 again. Along, it moves in the direction of the third refrigerant transfer line 15. At this time, the third refrigerant transfer line 15 is filled with refrigerant discharged from the compressor 110, and in the direction of the fifth direction changing line 25 by a check valve V adjacent to the fifth direction changing valve 135 Since the flow of the flow is blocked, it may not enter the third refrigerant transfer line 15 and may be in a stopped state. As described above, when the pressure on the suction side of the compressor 110 is lowered, the refrigerant recovery operation control is performed. The refrigerant that is stopped after passing through the expansion valve 160 after completion is recovered by the compressor 110, and the hot water supply operation according to the second heat pump operation control may be continued.

이러한 본 발명의 일 실시예에 따른 태양광열, 지열원 및 공기열원 이용 복합열원 히트펌프 시스템에서 수열원 절환 제어 이용한 효율적인 히트펌프 운전제어 시스템은 태양광열 시스템(200)에서 축열된 고온수를 복합열원 히트펌프(100)의 수열원 급탕운전, 공기열원 급탕운전에서의 열교환을 위한 열원으로 이용하여 히트펌프의 가열 성능을 향상시킬 수 있다.The efficient heat pump operation control system using the water heat source switching control in the combined heat source heat pump system using solar heat, geothermal source, and air heat source according to an embodiment of the present invention combines the high temperature water stored in the solar heat system 200 with a composite heat source. It is possible to improve the heating performance of the heat pump by using it as a heat source for heat exchange in the hot water hot water supply operation and the air heat source hot water supply operation of the heat pump 100.

또한, 공기열원 급탕운전에서 수열원 급탕운전으로 절환시 복합열원 히트펌프(100)에서 공기열원 급탕운전시 공기열원 열교환기(180)로 공급되는 냉매는 반복적인 냉매 순환에 따라 공기열원 열교환기(180)에 잔존하게 되는 냉매를 회수할 수 있으므로 순환하는 냉매의 100% 모두 활용할 수 있게 되며, 이에 따라, 냉매 손실이 개선되어서 복합열원 히트펌프 시스템의 운용 효율이 증대되는 이점이 있다.In addition, when switching from an air heat source hot water supply operation to a water heat source hot water operation, the refrigerant supplied from the composite heat source heat pump 100 to the air heat source heat exchanger 180 during the hot air source hot water operation, the air heat source heat exchanger according to repeated refrigerant circulation ( Since it is possible to recover the refrigerant remaining in 180), it is possible to utilize all 100% of the circulating refrigerant. Accordingly, there is an advantage in that the loss of refrigerant is improved and the operational efficiency of the combined heat source heat pump system is increased.

한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 태양광열, 지열원 및 공기열원 이용 복합열원 히트펌프 시스템에서 수열원 절환 제어 이용한 효율적인 히트펌프 운전제어 시스템의 수열원 열교환기(170), 제1 열교환기(140) 및 제2 열교환기(150)의 케이스의 외면에는 오염물질의 부착방지 및 제거를 효과적으로 달성할 수 있도록 오염 방지도포용 조성물로 이루어진 오염방지도포층이 도포될 수 있다.Meanwhile, a heat source heat exchanger 170 and a first heat exchanger of an efficient heat pump operation control system using a heat source switching control in a composite heat source heat pump system using solar heat, geothermal source and air heat source according to an embodiment of the present invention ( 140) and the outer surface of the case of the second heat exchanger 150 may be coated with an antifouling coating layer made of an antifouling coating composition to effectively achieve prevention and removal of contaminants.

상기 오염 방지 도포용 조성물은 암포디글리시네이트 및 솔비톨 에스테르가 1:0.01 ~ 1:2 몰비로 포함되어 있고, 암포디글리시네이트와 솔비톨 에스테르의 총함량은 전체 수용액에 대해 1 ~10 중량%이다.The anti-pollution coating composition contains amphodiglycinate and sorbitol esters in a molar ratio of 1: 0.01 to 1: 2, and the total content of amphodiglycinate and sorbitol esters is 1 to 10% by weight relative to the total aqueous solution. to be.

상기 암포디글리시네이트 및 솔비톨 에스테르는 몰비로서 1:0.01 ~ 1:2가 바람직한 바, 몰비가 상기 범위를 벗어나는 경우에는 기재의 도포성이 저하되거나 도포 후에 표면의 수분흡착이 증가하여 도포막이 제거되는 문제점이 있다.The amphodiglycinate and sorbitol esters preferably have a molar ratio of 1: 0.01 to 1: 2, and when the molar ratio is outside the above range, the coating property of the substrate decreases or the moisture absorption on the surface increases after application, thereby removing the coating film. There is a problem.

상기 암포디글리시네이트 및 솔비톨 에스테르는 전제 조성물 수용액중 1 ~ 10 중량%가 바람직한 바, 1 중량% 미만이면 기재의 도포성이 저하되는 문제점이 있고, 10 중량%를 초과하면 도포막 두께의 증가로 인한 결정석출이 발생하기 쉽다.The amphodiglycinate and sorbitol esters are preferably 1 to 10% by weight in the total composition aqueous solution, and if it is less than 1% by weight, there is a problem that the coatability of the substrate decreases, and when it exceeds 10% by weight, the coating film thickness increases Crystal precipitation due to is likely to occur.

한편, 본 오염 방지 도포용 조성물을 기재 상에 도포하는 방법으로는 스프레이법에 의해 도포하는 것이 바람직하다. 또한, 상기 기재 상의 최종 도포막 두께는 500 ~ 2000Å이 바람직하며, 보다 바람직하게는 1000 ~ 2000Å이다. 상기 도포막의 두께가 500 Å미만이면 고온 열처리의 경우에 열화되는 문제점이 있고, 2000 Å을 초과하면 도포 표면의 결정석출이 발생하기 쉬운 단점이 있다.On the other hand, it is preferable to apply the composition for prevention of contamination onto the substrate by a spray method. In addition, the thickness of the final coating film on the substrate is preferably 500 to 2000 mm 2, more preferably 1000 to 2000 mm 2. If the thickness of the coating film is less than 500 이, there is a problem of deterioration in the case of high temperature heat treatment, and if it exceeds 2000 Å, there is a disadvantage that crystal precipitation on the coated surface is likely to occur.

또한, 본 오염 방지 도포용 조성물은 암포디글리시네이트 0.1 몰 및 솔비톨 에스테르 0.05몰을 증류수 1000 ㎖에 첨가한 다음 교반하여 제조될 수 있다.In addition, the present composition for preventing contamination can be prepared by adding 0.1 mol of amphodiglycinate and 0.05 mol of sorbitol ester to 1000 mL of distilled water and then stirring.

한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 태양광열, 지열원 및 공기열원 이용 복합열원 히트펌프 시스템에서 수열원 절환 제어 이용한 효율적인 히트펌프 운전제어 시스템의 공기열원 열교환기(180)의 금속의 케이스의 외면에는 금속표면의 부식현상을 방지하기 위한 부식방지도포층이 도포될 수 있다. 이 부식방지도포층의 도포 재료는 구아나디노 벤조이미다졸 20중량%, 옥시카르복시산엽 15중량%, 이미다졸린 티온 10중량%, 하프늄 15중량%, 유화몰리브덴(MoS2) 10중량%, 산화알루미늄 25중량%, 디글리시딜 아닐린 5중량%로 구성되며, 코팅두께는 7㎛로 형성할 수 있다.On the other hand, the outer surface of the metal case of the air heat source heat exchanger 180 of the efficient heat pump operation control system using the water heat source switching control in the combined heat source heat pump system using solar heat, geothermal source and air heat source according to an embodiment of the present invention The anti-corrosion coating layer may be applied to prevent corrosion of the metal surface. The coating material of this anti-corrosion coating layer is guanadine benzoimidazole 20% by weight, oxycarboxylic acid leaf 15% by weight, imidazoline thione 10% by weight, hafnium 15% by weight, molybdenum emulsion (MoS2) 10% by weight, aluminum oxide It is composed of 25% by weight and 5% by weight of diglycidyl aniline, and the coating thickness can be formed to 7㎛.

구아나디노 벤조이미다졸, 옥시카르복시산엽, 이미다졸린 티온 및 디글리시딜 아닐린은 부식 방지 및 변색 방지 등의 역할을 한다.Guanadino benzoimidazole, oxycarboxylic acid leaf, imidazoline thione, and diglycidyl aniline play a role of preventing corrosion and discoloration.

하프늄은 내부식성이 있는 전이 금속원소로서 뛰어난 방수성, 내식성 등을 갖도록 역할을 한다.Hafnium is a transition metal element with corrosion resistance, and serves to have excellent water resistance and corrosion resistance.

유화몰리브덴은 코팅피막의 표면에 습동성과 윤활성 등을 부여하는 역할을 한다.Molybdenum emulsifier plays a role in imparting slidability and lubricity to the surface of the coating film.

산화알루미늄은 내화도 및 화학적 안정성 등을 목적으로 첨가된다.Aluminum oxide is added for the purpose of fire resistance and chemical stability.

상기 구성 성분의 비율 및 코팅 두께를 상기와 같이 수치한정한 이유는, 본 발명자가 수차례 시험결과를 통해 분석한 결과, 상기 비율에서 최적의 부식방지 효과를 나타내었다.The reason for numerically limiting the ratio of the constituent components and the coating thickness as described above, as a result of the inventor's analysis through several test results, showed the optimum corrosion prevention effect at the ratio.

또한, 사방변(120)의 내부에는 수밀을 유지하도록 패킹이 구비될 수 있다. 이 패킹의 원료 함량비는 고무 60중량%, 카아본블랙 33~36중량%, 산화방지제 2~5중량%, 촉진제인 유황 1~3중량%를 혼합한다.In addition, the inside of the four sides 120 may be provided with a packing to maintain water tightness. The raw material content ratio of this packing is 60% by weight of rubber, 33 to 36% by weight of carbon black, 2 to 5% by weight of antioxidant, and 1 to 3% by weight of sulfur as an accelerator.

카아본블랙은 내마모성을 증대시키는 것이므로 이를 첨가하되, 함유량이 33중량% 미만이면, 탄성과 내마모성이 줄어들며, 36중량%가 초과 되면 주 성분인 고무의 함량이 상대적으로 적게 되어 탄성력이 떨어질 우려가 있으므로, 33~36중량%를 혼합한다.Since carbon black increases abrasion resistance, it is added, but if the content is less than 33% by weight, elasticity and abrasion resistance decreases. , 33 to 36% by weight.

산화방지제는 3C (N-PHENYL-N'-ISOPROPYL- P-PHENYLENEDIAMINE) 또는 RD(POLYMERIZED 2,2,4-TRIMETHYL-1,2- DIHYDROQUINOLINE)을 선택하여 2~5중량%를 첨가하는 것으로, 2중량% 미만이면, 제품이 산화가 되기 쉽고, 너무 많이 첨가하여 5중량%를 초과하면, 주 성분인 고무의 함량이 상대적으로 적게 되어 탄성력이 떨어질 우려가 있으므로, 또한 산화방지제의 가격이 비싸기 때문에 2~5중량%가 적정하다.Antioxidant is 3C (N-PHENYL-N'-ISOPROPYL- P-PHENYLENEDIAMINE) or RD (POLYMERIZED 2,2,4-TRIMETHYL-1,2- DIHYDROQUINOLINE) and 2-5% by weight is added. If it is less than weight%, the product tends to be oxidized, and if it is added too much and exceeds 5% by weight, the content of rubber as a main component is relatively small, and thus elasticity may be deteriorated. ~ 5% by weight is appropriate.

촉진제인 유황은 1~3중량%를 혼합한다. 1 중량% 미만은 성형시 가열공정에서 가황작용 효과가 미미하므로, 1 중량% 이상을 첨가한다. 3중량%를 초과하면, 주 성분인 고무의 함량이 상대적으로 적게 되어 탄성력이 떨어질 우려가 있으므로, 1 ~ 3중량%가 적정하다.The accelerator, sulfur, is 1 to 3% by weight. Less than 1% by weight, since the vulcanization effect in the heating process during molding is negligible, 1% by weight or more is added. When it exceeds 3% by weight, since the content of rubber as a main component is relatively small, there is a fear that elasticity may drop, 1 to 3% by weight is appropriate.

따라서 본 발명은 여러 방향에 탄성을 갖는 합성고무로 보강되므로 패킹의 탄성, 인성 및 강성이 증대되므로 내구성이 향상되며, 이에 따라 패킹의 수명이 증대된다.Therefore, the present invention is reinforced with synthetic rubber having elasticity in various directions, so that the elasticity, toughness, and rigidity of the packing are increased, thereby improving durability, thereby increasing the life of the packing.

제시된 실시예들에 대한 설명은 임의의 본 발명의 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 이용하거나 또는 실시할 수 있도록 제공된다. 이러한 실시예들에 대한 다양한 변형들은 본 발명의 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명백할 것이며, 여기에 정의된 일반적인 원리들은 본 발명의 범위를 벗어남이 없이 다른 실시예들에 적용될 수 있다. 그리하여, 본 발명은 여기에 제시된 실시예들로 한정되는 것이 아니라, 여기에 제시된 원리들 및 신규한 특징들과 일관되는 최광의의 범위에서 해석되어야 할 것이다.The description of the presented embodiments is provided to enable any person of ordinary skill in the art to use or practice the present invention. Various modifications to these embodiments will be apparent to those skilled in the art of the present invention, and the general principles defined herein can be applied to other embodiments without departing from the scope of the present invention. Thus, the present invention should not be limited to the embodiments presented herein, but should be interpreted in the broadest scope consistent with the principles and novel features presented herein.

110 : 압축기 120 : 사방변
131 : 제1 방향전환밸브 132 : 제2 방향전환밸브
133 : 제3 방향전환밸브 134 : 제4 방향전환밸브
135 : 제5 방향전환밸브 136 : 제6 방향전환밸브
140 : 제1 열교환기 150 : 제2 열교환기
160 : 팽창밸브 170 : 수열원 열교환기
180 : 공기열원 열교환기 200 : 태양광열 시스템
210 : 태양광열 모듈 220 : 온도성형층 축열탱크
230 : 온도측정센서 241 : 제1 유체공급라인
242 : 제2 유체공급라인 243 : 제3 유체공급라인
244 : 제4 유체공급라인 245 : 제5 유체공급라인
246 : 제6 유체공급라인 247 : 제7 유체공급라인
251 : 제1 유체흐름제어밸브 252 : 제2 유체흐름제어밸브
253 : 제3 유체흐름제어밸브 254 : 제4 유체흐름제어밸브
255 : 제5 유체흐름제어밸브 256 : 제6 유체흐름제어밸브
257 : 제7 유체흐름제어밸브 258 : 제8 유체흐름제어밸브
259 : 제9 유체흐름제어밸브
110: compressor 120: four sides
131: first directional valve 132: second directional valve
133: 3rd direction switching valve 134: 4th direction switching valve
135: fifth directional valve 136: sixth directional valve
140: first heat exchanger 150: second heat exchanger
160: expansion valve 170: water source heat exchanger
180: air heat source heat exchanger 200: solar heat system
210: solar module 220: thermal storage layer heat storage tank
230: temperature sensor 241: first fluid supply line
242: 2nd fluid supply line 243: 3rd fluid supply line
244: 4th fluid supply line 245: 5th fluid supply line
246: 6th fluid supply line 247: 7th fluid supply line
251: first fluid flow control valve 252: second fluid flow control valve
253: 3rd fluid flow control valve 254: 4th fluid flow control valve
255: 5th fluid flow control valve 256: 6th fluid flow control valve
257: 7th fluid flow control valve 258: 8th fluid flow control valve
259: 9th fluid flow control valve

Claims (3)

압축기(110), 실외측에 설치되며 대기열을 이용하는 공기열원 열교환기(180), 상기 압축기(110)와 냉매공급라인(11) 및 냉매회수라인(28)을 매개로 연결되는 사방변(120), 상기 사방변(120)에 연결된 사방변연결라인(12) 및 상기 사방변연결라인(12)으로부터 분기되는 제1 방향전환라인(21) 상에 구비되는 제1 방향전환밸브(131), 상기 사방변연결라인(12)으로부터 분기되는 제2 방향전환라인(22) 상에 구비되는 제2 방향전환밸브(132), 상기 사방변연결라인(12)으로부터 분기되는 제3 방향전환라인(23) 상에 구비되는 제3 방향전환밸브(133), 상기 제2 방향전환라인(22) 및 제3 방향전환라인(23)에 연결된 제1 냉매이송라인(13)에 연결된 제4 방향전환라인(24) 상에 구비되는 제4 방향전환밸브(134), 상기 제1 냉매이송라인(13)으로부터 분기되는 제5 방향전환라인(25) 상에 구비되는 제5 방향전환밸브(135), 상기 제5 방향전환라인(25)에 연결된 급탕공급라인(18)과 연결되는 제1 열교환기(140), 상기 제1 열교환기(140)와 열교환기연결라인(19)을 매개로 연결되는 제2 열교환기(150), 상기 제2 열교환기(150)와 제2 냉매이송라인(14)을 매개로 연결되는 팽창밸브(160), 상기 제2 냉매이송라인(14) 및 상기 공기열원 열교환기(180)에 연결된 제6 방향전환라인(26) 상에 구비되는 제6 방향전환밸브(136), 상기 팽창밸브(160)와 제3 냉매이송라인(15)을 매개로 연결되고 상기 사방변(120)과 수열원공급라인(27)을 매개로 연결되며 지중열을 이용하는 수열원 열교환기(170)를 포함하는 복합열원 히트펌프(100);
태양광열 모듈(210), 상기 태양광열 모듈(210)과 연결되고 고온수가 충진되는 상부공간(221) 및 저온수가 충진되는 하부공간(222)을 포함하는 온도성형층 축열탱크(220), 상기 온도성형층 축열탱크(220) 상에 설치되어 상기 상부공간(221) 내의 고온수의 온도를 측정하는 온도측정센서(230), 상기 상부공간(221)으로부터 지중에 매설된 지중열교환부(30)로 연결되는 제1 유체공급라인(241), 상기 지중열교환부(30)로부터 상기 온도성형층 축열탱크(220)방향으로 연장되는 제2 유체공급라인(242), 상기 제2 유체공급라인(242)의 말단으로부터 상기 하부공간(222)으로 연결되는 제3 유체공급라인(243), 상기 제2 유체공급라인(242)의 말단으로부터 상기 제1 유체공급라인(241)의 일지점에 연결되는 제4 유체공급라인(244), 상기 제4 유체공급라인(244)과 상기 제3 유체공급라인(243)의 길이방향으로 일정 거리 이격되게 상기 제3 유체공급라인(243)으로부터 상기 제1 유체공급라인(241)의 일지점에 연결되는 제5 유체공급라인(245), 상기 제2 유체공급라인(242)의 일지점으로부터 상기 수열원 열교환기(170)로 연결되는 제6 유체공급라인(246), 상기 수열원 열교환기(170)로부터 상기 제3 유체공급라인(243)에 연결되되 상기 제4 유체공급라인(244) 및 상기 제5 유체공급라인(245) 사이의 일지점에 연결되는 제7 유체공급라인(247), 상기 제1 유체공급라인(241) 상에 설치되되 상기 온도성형층 축열탱크(220) 및 상기 제5 유체공급라인(245)의 사이에 배치되는 제1 유체흐름제어밸브(251), 상기 제5 유체공급라인(245) 상에 설치되는 제2 유체흐름제어밸브(252), 상기 제3 유체공급라인(243) 상에 설치되되 상기 온도성형층 축열탱크(220) 및 상기 제5 유체공급라인(245) 사이에 배치되는 제3 유체흐름제어밸브(253), 상기 제7 유체공급라인(247) 상에 설치되는 제4 유체흐름제어밸브(254), 상기 제3 유체공급라인(243) 상에 설치되되 상기 제4 유체공급라인(244) 및 상기 제7 유체공급라인(247) 사이에 배치되는 제5 유체흐름제어밸브(255), 상기 제4 유체공급라인(244) 상에 설치되는 제6 유체흐름제어밸브(256), 상기 제1 유체공급라인(241) 상에 설치되되 상기 제4 유체공급라인(244) 및 상기 지중열교환부(30) 사이에 배치되는 제7 유체흐름제어밸브(257), 상기 제2 유체공급라인(242) 상에 설치되되 상기 제4 유체공급라인(244) 및 상기 제6 유체공급라인(246) 사이에 배치되는 제8 유체흐름제어밸브(258), 및 상기 제6 유체공급라인(246) 상에 설치되는 제9 유체흐름제어밸브(259)를 포함하는 태양광열 시스템(200); 및
제1 설정온도 및 제2 설정온도가 미리 입력되어 있고, 상기 사방변(120)의 개방 전환 및 상기 제1 내지 제6 방향전환밸브(136)의 개폐를 제어하여 수열원 급탕운전 및 공기열원 급탕운전이 가변 수행되도록 상기 복합열원 히트펌프(100)를 제어하고, 상기 제1 유체흐름제어밸브(251) 내지 제9 유체흐름제어밸브(259)의 개폐를 제어하여 제1 유체흐름운전 및 제2 유체흐름운전이 가변 수행되도록 상기 태양광열 시스템(200)을 제어하고, 상기 온도측정센서(230)에서 입력되는 온도측정값이 입력되는 제어부를 포함하고,
상기 제어부는, 상기 온도측정센서(230)로부터 입력되는 온도측정값이 상기 제1 설정온도에 대응하는 경우 상기 공기열원 급탕운전 및 상기 제1 유체흐름운전이 수행되도록 하는 제1 히트펌프운전제어를 실행하고, 상기 온도측정센서(230)로부터 입력되는 온도측정값이 상기 제2 설정온도에 대응하는 경우 상기 수열원 급탕운전 및 상기 제2 유체흐름운전이 수행되도록 하는 제2 히트펌프운전제어를 실행하며, 상기 압축기(110)가 상기 공기열원 열교환기(180) 내에 잔존하는 냉매를 회수하도록 하는 냉매회수운전제어를 상기 제2 히트펌프운전제어가 실행되기 직전에 실행하도록 구성되는 것을 특징으로 하는,
태양광열, 지열원 및 공기열원 이용 복합열원 히트펌프 시스템에서 수열원 절환 제어 이용한 효율적인 히트펌프 운전제어 시스템.
Compressor 110, an air heat source heat exchanger 180 installed on the outdoor side and using a queue, four sides 120 connected via the compressor 110 to the refrigerant supply line 11 and the refrigerant recovery line 28 , A first direction change valve 131 provided on the four sides connection line 12 connected to the four sides 120 and the first direction change line 21 branched from the four sides connection line 12, the The second direction changing valve 132 provided on the second direction changing line 22 branching from the four sides connecting line 12, and the third direction changing line 23 branching from the four sides connecting line 12 The third direction change valve 133 provided on the top, the fourth direction change line 24 connected to the first refrigerant transfer line 13 connected to the second direction change line 22 and the third direction change line 23 ) Is provided on the fourth direction switching valve 134 provided on the fifth direction switching line 25 branched from the first refrigerant transfer line 13 5 direction switching valve 135, a first heat exchanger 140 connected to the hot water supply line 18 connected to the fifth direction changing line 25, the first heat exchanger 140 and the heat exchanger connection line ( 19) a second heat exchanger 150 connected via a medium, an expansion valve 160 connected via the second heat exchanger 150 and a second refrigerant transfer line 14, the second refrigerant transfer line ( 14) and the sixth direction change valve 136 provided on the sixth direction change line 26 connected to the air heat source heat exchanger 180, the expansion valve 160 and the third refrigerant transfer line 15. A composite heat source heat pump 100 connected by a medium, connected via the four sides 120 and a water heat source supply line 27, and including a water heat source heat exchanger 170 using underground heat;
A thermoforming layer heat storage tank 220 that includes a solar heat module 210, an upper space 221 connected to the solar heat module 210 and filled with high temperature water, and a lower space 222 filled with low temperature water, the temperature A temperature measurement sensor 230 installed on the forming layer heat storage tank 220 to measure the temperature of the hot water in the upper space 221, from the upper space 221 to the underground heat exchange unit 30 buried in the ground The first fluid supply line 241 is connected, the second fluid supply line 242 extending from the underground heat exchange section 30 in the direction of the heat-forming layer heat storage tank 220, the second fluid supply line 242 A third fluid supply line 243 connected to the lower space 222 from the end of the, a fourth connected to a point of the first fluid supply line 241 from the end of the second fluid supply line 242 The path of the fluid supply line 244, the fourth fluid supply line 244 and the third fluid supply line 243 The fifth fluid supply line 245 and the second fluid supply line 242 connected to a point of the first fluid supply line 241 from the third fluid supply line 243 to be spaced a predetermined distance in the direction. The sixth fluid supply line 246 connected to the water heat source heat exchanger 170 from one point, and the fourth fluid supply line connected to the third fluid supply line 243 from the water heat source heat exchanger 170. A seventh fluid supply line 247 connected to a point between the 244 and the fifth fluid supply line 245, and installed on the first fluid supply line 241, the temperature forming layer heat storage tank 220 ) And the first fluid flow control valve 251 disposed between the fifth fluid supply line 245, the second fluid flow control valve 252 installed on the fifth fluid supply line 245, the It is installed on the third fluid supply line 243, but between the temperature forming layer heat storage tank 220 and the fifth fluid supply line 245 The third fluid flow control valve 253 is disposed, the fourth fluid flow control valve 254 is installed on the seventh fluid supply line 247, the third fluid flow control valve 243 is provided on the A fourth fluid flow control valve 255 disposed between the four fluid supply lines 244 and the seventh fluid supply line 247, and a sixth fluid flow control valve installed on the fourth fluid supply line 244 (256), the seventh fluid flow control valve 257 is installed on the first fluid supply line (241) disposed between the fourth fluid supply line (244) and the underground heat exchange unit (30), the An eighth fluid flow control valve 258 installed on the second fluid supply line 242 and disposed between the fourth fluid supply line 244 and the sixth fluid supply line 246, and the sixth fluid supply A solar heat system 200 including a ninth fluid flow control valve 259 installed on the line 246; And
The first set temperature and the second set temperature are input in advance, and the opening and closing of the four sides 120 and the opening and closing of the first to sixth direction switching valves 136 are controlled to operate a hot water source and a hot air source. The first fluid flow operation and the second control by controlling the opening and closing of the first fluid flow control valve (251) to the ninth fluid flow control valve (259) to control the composite heat source heat pump (100) so that the operation is variable Controlling the solar thermal system 200 so that the fluid flow operation is variably performed, and includes a control unit for inputting a temperature measurement value input from the temperature measurement sensor 230,
The control unit controls the first heat pump operation to allow the air heat source hot water supply operation and the first fluid flow operation to be performed when the temperature measurement value input from the temperature measurement sensor 230 corresponds to the first set temperature. When the temperature measurement value input from the temperature measurement sensor 230 corresponds to the second set temperature, the second heat pump operation control is executed to perform the hot water supply operation and the second fluid flow operation. And, characterized in that the compressor 110 is configured to execute the refrigerant recovery operation control to recover the refrigerant remaining in the air heat source heat exchanger 180 immediately before the second heat pump operation control is executed,
Efficient heat pump operation control system using water heat source switching control in combined heat source heat pump system using solar heat, geothermal source and air heat source.
제1항에 있어서,
상기 제1 설정온도는 40℃이고,
상기 제1 히트펌프운전제어에 따른 공기열원 급탕운전은,
상기 제1 방향전환밸브(131), 제2 방향전환밸브(132), 제4 방향전환밸브(134)는 폐쇄되고, 상기 제3 방향전환밸브(133), 제5 방향전환밸브(135), 제6 방향전환밸브(136)는 개방되도록 제어되어서,
상기 압축기(110)로부터 토출된 냉매는 순차적으로, 상기 냉매공급라인(11), 상기사방변(120), 상기 수열원공급라인(27), 상기 수열원 열교환기(170), 상기 제3 냉매이송라인(15), 상기 급탕공급라인(18)을 경유하여 상기 제1 열교환기(140)로 공급되어 급탕을 공급한 후, 상기 열교환기연결라인(19)을 통해 상기 제2 열교환기(150)로 공급되어 열교환하고, 이어서 순차적으로 상기 제2 냉매이송라인(14), 상기 팽창밸브(160) 및 상기 제6 방향전환라인(26)을 경유하여 상기 공기열원 열교환기(180)로 공급되어 열교환하고, 열교환한 후 공기열원 열교환기(180)로부터 토출된 냉매는 순차적으로 공기열원공급라인(17), 상기 제1 냉매이송라인(13), 상기 제3 방향전환라인(23), 상기 사방변연결라인(12), 상기 사방변(120), 상기 냉매회수라인(28)을 경유하여 상기 압축기(110)로 회수되어, 공기열원을 이용한 냉매를 공급하며,
상기 압축기(110)로부터 토출된 냉매가 상기 수열원 열교환기(170)를 지날 때 상기 냉매는 열교환 없이 통과하고,
상기 제1 히트펌프운전제어에 따른 제1 유체흐름운전은,
상기 제1 유체흐름제어밸브 내지 제9 유체흐름제어밸브(251, 252, 253, 254, 255, 256, 257, 258, 259) 중 상기 제1 유체흐름제어밸브(251), 상기 제3 유체흐름제어밸브(253), 상기 제5 유체흐름제어밸브(255), 상기 제7 유체흐름제어밸브(257), 상기 제8 유체흐름제어밸브(258)는 개방되고, 나머지는 폐쇄되도록 제어되어서,
상기 고온수가 상기 제1 유체공급라인(241)을 따라 상기 지중열교환부(30)로 이동하여 상기 지중열교환부(30)에서 열교환된 후, 상기 제2 유체공급라인(242) 및 제3 유체공급라인(243)을 따라 이동하여 상기 온도성형층 축열탱크(220)의 상기 하부공간(222)으로 공급되는 것을 특징으로 하는,
태양광열, 지열원 및 공기열원 이용 복합열원 히트펌프 시스템에서 수열원 절환 제어 이용한 효율적인 히트펌프 운전제어 시스템.
According to claim 1,
The first set temperature is 40 ℃,
The air heat source hot water operation according to the first heat pump operation control,
The first direction change valve 131, the second direction change valve 132, the fourth direction change valve 134 is closed, the third direction change valve 133, the fifth direction change valve 135, The sixth direction switching valve 136 is controlled to open,
The refrigerant discharged from the compressor 110 is sequentially, the refrigerant supply line 11, the four sides 120, the water heat source supply line 27, the water heat source heat exchanger 170, the third refrigerant After the supply line 15 and the hot water supply line 18 are supplied to the first heat exchanger 140 to supply hot water, the second heat exchanger 150 through the heat exchanger connection line 19 ) To heat exchange, and then sequentially supplied to the air heat source heat exchanger 180 via the second refrigerant transfer line 14, the expansion valve 160 and the sixth direction change line 26. The heat exchange, and the refrigerant discharged from the air heat source heat exchanger 180 after heat exchange are sequentially an air heat source supply line 17, the first refrigerant transfer line 13, the third direction change line 23, the four sides Return to the compressor 110 via the side connection line 12, the four sides 120, and the refrigerant recovery line 28 , Supplies the refrigerant using air heat source,
When the refrigerant discharged from the compressor 110 passes through the water heat source heat exchanger 170, the refrigerant passes without heat exchange,
The first fluid flow operation according to the first heat pump operation control,
The first fluid flow control valve 251, the third fluid flow among the first fluid flow control valve to the ninth fluid flow control valve (251, 252, 253, 254, 255, 256, 257, 258, 259) The control valve 253, the fifth fluid flow control valve 255, the seventh fluid flow control valve 257, and the eighth fluid flow control valve 258 are opened and the rest are controlled to be closed,
After the hot water moves to the underground heat exchanger 30 along the first fluid supply line 241 and is exchanged in the underground heat exchanger 30, the second fluid supply line 242 and the third fluid supply Characterized in that it moves along the line 243 and is supplied to the lower space 222 of the temperature forming layer heat storage tank 220,
Efficient heat pump operation control system using water heat source switching control in combined heat source heat pump system using solar heat, geothermal source and air heat source.
제1항에 있어서,
상기 제2 설정온도는 20℃ 이하이고,
상기 제2 히트펌프운전제어에 따른 수열원 급탕운전은,
상기 제1 방향전환밸브(131), 제3 방향전환밸브(133), 제5 방향전환밸브(135) 및 제6 방향전환밸브(136)는 폐쇄되고, 상기 제2 방향전환밸브(132) 및 제4 방향전환밸브(134)는 개방되도록 제어되어서,
상기 압축기(110)로부터 토출된 냉매는 순차적으로, 상기 냉매공급라인(11), 상기사방변(120), 상기 사방변연결라인(12), 제2 방향전환라인(22), 제1 냉매이송라인(13), 제4 방향전환라인(24), 급탕공급라인(18)을 경유하여 상기 제1 열교환기(140)로 공급되어 급탕을 위한 유체를 가열한 후, 상기 열교환기연결라인(19)을 통해 상기 제2 열교환기(150)로 공급되어 예열되고, 이어서 순차적으로 제2 냉매이송라인(14) 및 팽창밸브(160)를 경유한 후 상기 제3 냉매이송라인(15)을 통해 수열원 열교환기(170)로 공급되어 열교환하고, 열교환한 후 수열원 열교환기(170)로부터 토출된 냉매는 순차적으로 수열원공급라인(27), 사방변(120) 및 냉매회수라인(28)을 경유하여 상기 압축기(110)로 회수되어, 수열원을 이용한 냉매를 공급하고,
상기 제2 히트펌프운전제어에 따른 제2 유체흐름운전은,
상기 제1 유체흐름제어밸브 내지 제9 유체흐름제어밸브(251, 252, 253, 254, 255, 256, 257, 258, 259) 중 상기 제1 유체흐름제어밸브(251), 상기 제3 유체흐름제어밸브(253), 상기 제4 유체흐름제어밸브(254), 상기 제6 유체흐름제어밸브(256), 상기 제8 유체흐름제어밸브(258) 및 상기 제9 유체흐름제어밸브(259)는 개방되고, 나머지는 폐쇄되도록 제어되어서,
상기 고온수가 순차적으로 상기 제1 유체공급라인(241), 상기 제4 유체공급라인(244), 상기 제2 유체공급라인(242) 및 상기 제6 유체공급라인(246)을 따라 상기 수열원 열교환기(170)로 이동하여 상기 수열원 급탕운전에서 상기 수열원 열교환기(170)로 공급된 냉매와 상기 수열원 열교환기(170)에서 열교환한 후, 상기 제7 유체공급라인(247) 및 상기 제3 유체공급라인(243)을 따라 이동하여 상기 온도성형층 축열탱크(220)의 상기 하부공간(222)으로 공급되며,
상기 제2 히트펌프운전제어가 실행되기 직전의 상기 냉매회수운전제어는,
상기 압축기(110) 내의 냉매흡입수단이 구동되고, 상기 제1 방향전환밸브(131), 제2 방향전환밸브(132), 제4 방향전환밸브(134), 제6 방향전환밸브(136)는 폐쇄되고, 상기 제3 방향전환밸브(133), 제5 방향전환밸브(135)는 개방되도록 제어되어서,
상기 공기열원 급탕운전 과정에서 상기 공기열원 열교환기(180) 내에 잔존하게된 냉매는 공기열원공급라인(17), 제5 방향전환라인(25), 제1 냉매이송라인(13), 제3 방향전환라인(23), 사방변연결라인(12), 사방변(120) 및 냉매회수라인(28)을 경유하여 상기 압축기(110)로 회수되며,
상기 제어부는 상기 냉매회수운전제어 과정에서 상기 압축기(110)의 흡입측의 압력이 낮아지면 상기 제2 히트펌프운전제어가 즉시 실행되도록 하는 것을 특징으로 하는,
태양광열, 지열원 및 공기열원 이용 복합열원 히트펌프 시스템에서 수열원 절환 제어 이용한 효율적인 히트펌프 운전제어 시스템.
According to claim 1,
The second set temperature is 20 ℃ or less,
The hot water source hot water operation according to the second heat pump operation control,
The first direction change valve 131, the third direction change valve 133, the fifth direction change valve 135 and the sixth direction change valve 136 are closed, and the second direction change valve 132 and The fourth direction switching valve 134 is controlled to open,
The refrigerant discharged from the compressor 110 is sequentially, the refrigerant supply line 11, the four sides 120, the four sides connecting line 12, the second direction change line 22, the first refrigerant transfer It is supplied to the first heat exchanger 140 via a line 13, a fourth direction changing line 24, and a hot water supply line 18 to heat the fluid for hot water, and then connect the heat exchanger connection line 19 ) To be supplied to the second heat exchanger 150 and preheated, followed by sequentially passing through the second refrigerant transfer line 14 and expansion valve 160 and then receiving the heat through the third refrigerant transfer line 15. The refrigerant that is supplied to the original heat exchanger 170, heat exchanges, and is discharged from the water heat source heat exchanger 170 after heat exchange, sequentially applies the water heat source supply line 27, the four sides 120, and the refrigerant recovery line 28. It is recovered through the compressor 110, and supplies a refrigerant using a water source,
The second fluid flow operation according to the second heat pump operation control,
The first fluid flow control valve 251, the third fluid flow among the first fluid flow control valve to the ninth fluid flow control valve (251, 252, 253, 254, 255, 256, 257, 258, 259) The control valve 253, the fourth fluid flow control valve 254, the sixth fluid flow control valve 256, the eighth fluid flow control valve 258 and the ninth fluid flow control valve 259 are It is controlled to open and the rest to close,
The hot water heat exchanges the heat source sequentially along the first fluid supply line 241, the fourth fluid supply line 244, the second fluid supply line 242, and the sixth fluid supply line 246. After moving to the base 170 and heat-exchanging the refrigerant supplied to the water heat source heat exchanger 170 and the water heat source heat exchanger 170 in the water source hot water supply operation, the seventh fluid supply line 247 and the It moves along the third fluid supply line 243 and is supplied to the lower space 222 of the thermoforming layer heat storage tank 220,
The refrigerant recovery operation control immediately before the second heat pump operation control is executed,
The refrigerant suction means in the compressor (110) is driven, and the first direction change valve (131), the second direction change valve (132), the fourth direction change valve (134), and the sixth direction change valve (136) are Closed, the third direction switching valve 133, the fifth direction switching valve 135 is controlled to open,
The refrigerant remaining in the air heat source heat exchanger 180 during the air heat source hot water supply operation process is an air heat source supply line 17, a fifth direction changing line 25, a first refrigerant transfer line 13, a third direction It is recovered to the compressor 110 via the conversion line 23, the four sides connecting line 12, the four sides 120 and the refrigerant recovery line 28,
The control unit is characterized in that the second heat pump operation control is executed immediately when the pressure on the suction side of the compressor 110 is lowered in the process of the refrigerant recovery operation control,
Efficient heat pump operation control system using water heat source switching control in combined heat source heat pump system using solar heat, geothermal source and air heat source.
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