KR102119218B1 - 히트펌프 - Google Patents

Abstract

본 발명은 히트펌프에 있어서, 콤프레셔의 냉매회수관에 SCR가열부를 형성하여서, 콤프레셔로 회수되는 냉매를 기화상태로 유지하고 콤프레셔의 동작부하를 최소화하고 콤프레셔에서의 입력온도를 높여 에너지효율을 극대화할 수 있도록 한 것이다.

Description

히트펌프{HEAT PUMP}

본 발명은 히트펌프에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 히트펌프에 있어서, 콤프레셔의 냉매회수관에 SCR가열부를 형성하여서, 콤프레셔로 회수되는 냉매를 기화상태로 유지하고 콤프레셔의 동작부하를 최소화하고 콤프레셔에서의 입력온도를 높여 에너지효율을 극대화할 수 있도록 함을 목적으로 한 것이다.

일반적으로, 히트펌프는 냉동싸이클을 이용하고 외부원 열원을 이용하여 실내를 난방 또는 냉방할 수 있도록 하는 것이다.

이상과 같은 히트펌프는 외부에서 열교환을 하는 실외기와 내부에서 열교환을 하는 실내기 및 상기 실냉기와 실외기 사이에 구비되어서 기화된 냉매를 압축 이송하는 콤프레셔, 상기 콤프레셔에서 실내기와 실외기 사이의 냉매 흐름을 제어하는 냉매절환제어부, 콤프레셔의 동작을 위한 전원을 공급 및 제어하는 전원공급부 및 사용자가 조작할 수 있게 한 조작부로 구성되는 것이다.

냉방시에는 냉매절환제어부 제어에 따라서 실외열교환기는 응축기로 실내열교환기는 증발기로 역할하여 실내가 냉방되고, 난방시에는 냉매절환제어부의 제어에 따라서 실외열교환기는 증발기와 실내열교환기는 응축기의 역할을 하는 냉, 난방을 하는 히트펌프이다.

상기한 바와 같은 히트펌프는 사용자의 조작에 따라 전원공급부를 통한 전원 공급에 따라 콤프레셔가 동작하여 실내의 온도에 따라 실내를 난방 또는 냉방하는 것이다.

한편, 상기 히트펌프는 콤프레셔로 전원을 공급하는 전원공급부를 제어가 용이한 반도체 스위치소자인 SCR(silicon controlled rectifier)을 적용하여 실시하고 있다.

그러나, 상기한 바와 같은 종래의 히트펌프는 그 사용과정에 있어 콤프레셔의 부하가 커서 상기 콤프레셔로의 전원 공급을 제어하는 SCR에서 상단한 열이 발생하고 이의 냉각 구조를 구비하여 실시하고 있어 효율적이지 못한 문제점이 있었다.

그리고, 상기한 바와 같은 종래의 히트펌프는 효율성을 극대화하기 위하여 많은 기술개발이 이루어지고 있으나 효율성 증대를 위한 기술개발의 한계에 봉착한 상태인 것이다.

대한민국 공개특허 제10-2004-0045093호

이에, 본 발명은 상기한 바와 같은 종래의 히트펌프는 그 사용과정에 있어 콤프레셔의 부하가 커서 상기 콤프레셔로의 전원 공급을 제어하는 SCR에서 상단한 열이 발생하고 이의 냉각 구조를 구비하여 실시하고 있어 효율적이지 못한 문제점과 히트펌프는 효율성을 극대화하가 어려운 문제점을 해결할 수 있도록 한 것이다.

즉, 본 발명은 히트펌프에 있어서, 콤프레셔의 냉매회수관에 SCR가열부를 형성한 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명은 SCR가열부를 냉매회수관에 방열부가 냉매회수관을 가열할 수 있게 접속되는 냉매가열SCR과 냉매회수관 내부의 냉매온도에 따라 가열을 제한할 수 있게 전원을 바이패스 통과시키는 바이패스SCR과 냉매회수관의 온도를 감지하는 회수냉매온도센서 및 상기 회수냉매온도센서를 통한 온도감지에 따라 콤프레셔로의 전원공급을 냉매가열SCR과 바이패스SCR 중 어느 하나로 선택 전환하는 SCR절환스위치부로 구성한 것을 특징으로 한다.

따라서, 본 발명은 콤프레셔의 냉매회수관에 SCR가열부를 형성함으로써 콤프레셔로 회수되는 냉매를 공기 중으로 방열되는 SCR의 방열 열로 가열하여 회수냉매의 온도를 상승시키므로 콤프레셔의 에너지 효율이 증가하고 회수되는 냉매가 기화공급되어 콤프레셔 부하 저감 및 고장이 방지되는 효과를 갖는 것이다.

도 1은 본 발명의 실시 예를 따른 히트펌프의 계통을 보여주는 도면.
도 2는 본 발명의 실시 예를 따른 히트펌프의 SCR가열부를 보여주는 도면.

이하, 첨부된 도면에 의하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 발명의 실시 예를 따른 히트펌프는 콤프레셔의 에너지 효율이 증가하고 회수되는 냉매가 기화공급되어 콤프레셔 부하 저감 및 고장이 방지되게 이루어지도록 한 것으로서, 본 발명에 관한 설명은 구조적 내지 기능적 설명을 위한 실시예에 불과하므로, 본 발명의 권리범위는 본문에 설명된 실시예에 의하여 제한되는 것으로 해석되어서는 아니 된다.

즉, 실시예는 다양한 변경이 가능하고 여러 가지 형태를 가질 수 있으므로 본 발명의 권리범위는 기술적 사상을 실현할 수 있는 균등물들을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

또한, 본 발명에서 제시된 목적 또는 효과는 특정 실시예가 이를 전부 포함하여야 한다거나 그러한 효과만을 포함하여야 한다는 의미는 아니므로, 본 발명의 권리범위는 이에 의하여 제한되는 것으로 이해되어서는 아니 될 것이다.

본 발명의 실시 예를 따른 히트펌프는 히트펌프에 있어서, 전원공급부와 실외열교환기(10)와 팽창밸브(20)와 실내열교환기(30)와 콤프레셔(50)와 냉매절환제어부(40)를 포함한 히트펌프 계통에서 콤프레셔(50)의 냉매회수관(51)에 SCR가열부(60)를 형성한다.

상기 실외열교환기(10)와 실내열교환기(30)는 냉 또는 난방 절환 운전시에 각각 응축기와 증발기 또는 증발기와 응축기로 교차전환된다.

상기 실외열교환기(10) 및 실내열교환기(30)는 판형 열요환기, 셀앤튜브 열교환기, 나관식 및 이중관식 열교환기 중 어느 하나의 형태가 될 수 있다.

상기 콤프레셔(50)는 냉매가스를 흡입하여 고온고압으로 압축하여 배축하기 위한 것으로서, 왕복동식, 크랭크식, 사판식, 워블 플레이트식, 로터리식, 스크롤식등 어느 하나의 형태가 될 수 있다.

상기 콤프레셔(50)는 냉매가스를 냉매회수관(51)을 통하여서 냉매를 고온 고압상태로 압축시켜서 냉매공급관(52)을 통하여 내보낸다.

상기 냉매회수관(51) 및 냉매공급관(52)은 냉매절환제어부(40)와 연결되고, 상기 냉매절환제어부(40)는 예컨대 사방밸브가 되어서 냉 또는 난방 조작에 따라서 실외열교환기(10)와 실내열교환기(30)에 냉매를 절환하여 이동시키며, 냉매가스를 냉매회수관(51)을 통해서 상기 콤프레셔(50)로 회수 시킨다.

상기 팽창밸브(20)는 실내열교환기(30)와 실외열교환기(10) 사이에 구성되어 감온식 내부의 온도에 따른 다이어프램의 팽창변위에 의하여 고압냉매유로의 궤도를 조절하는 내부균압식, 캐필러리 튜브를 통한 다이어프램의 팽창변위에 의하여 고압냉매유로의 괘도를 조절하는 외부균압식 등 일반적으로 TEV라하는 감온식 팽창변, 모세관 형태 및 전자식 팽창변 등을 사용할 수 있다.

상기 SCR가열부(60)는 전원공급부에서 제어받는 SCR을 포함하여 콤프레셔(50)에 전원을 공급하면서 상승되는 고열을 이용하여 냉매회수관(51)에 직접적으로 가열한다.

상기 SCR가열부(60)는 냉매회수관(51)에 방열하는 부분이 냉매회수관(51)을 가열할 수 있게 접속되는 냉매가열SCR(61)과 냉매회수관(51) 내부의 냉매온도에 따라 가열을 제한할 수 있게 전원을 바이패스 통과시키는 바이패스SCR(62)을 구성한다.

또한, 상기 SCR가열부(60)는 상기 냉매회수관(51)의 온도를 감지하는 회수냉매온도센서(63) 및 상기 회수냉매온도센서(63)를 통한 온도감지에 따라 콤프레셔(50)로의 전원공급을 냉매가열SCR(61)과 바이패스SCR(62) 중 어느 하나로 선택 전환하는 SCR절환스위치부(64)를 더 포함한다.

상기와 같이 형성된 본 발명의 실시 예를 따른 히트펌프는 다음과 같이 동작한다.

히트펌프가 냉 또는 난방작동하여 콤프레셔(50)에 냉매가스가 냉매회수관(51)을 통해서 회수될때 SCR가열부(60)가 콤프레셔(50)에 전원을 공급하면서 발생되는 고열을 냉매회수관(51)에 직접가열하여 냉매회수관(51) 내부온도를 상승시켜서 콤프레셔(50)의 에너지 효율을 높인다.

또한, 냉매회수관(51)에 형성된 회수냉매온도센서(63)가 냉매회수관(51)의 온도를 감지하여 냉매가 기화상태를 유지하는 높은 온도일 경우에 SCR절환스위치부(64)가 냉매가열SCR(61)의 전원공급을 차단하고 바이패스SCR(62)를 동작시켜 전원공급을 하여 냉매가열SCR(61)의 과부하를 방지하게 된다.

10 : 실외열교환기 20 : 팽창밸브
30 : 실내열교환기 40 : 냉매절환제어부
50 : 콤프레셔 51 : 냉매회수관
52 : 냉매공급관
60 : SCR가열부 61 : 냉매가열SCR
62 : 바이패스SCR 63 : 회수냉매온도센서
64 : SCR절환스위치부

Claims (2)

1. 히트펌프에 있어서,
   전원공급부와 실외열교환기(10)와 팽창밸브(20)와 실내열교환기(30)와 콤프레셔(50)와 냉매절환제어부(40)를 포함한 히트펌프 계통에서 콤프레셔(50)의 냉매회수관(51)에 SCR가열부(60)를 형성하되,
   상기 SCR가열부(60)는 냉매회수관(51)에 방열하는 부분이 냉매회수관(51)을 가열할 수 있게 접속되는 냉매가열SCR(61)과 냉매회수관(51) 내부의 냉매온도에 따라 가열을 제한할 수 있게 전원을 바이패스 통과시키는 바이패스SCR(62)을 구성하고;
   상기 SCR가열부(60)는 상기 냉매회수관(51)의 온도를 감지하는 회수냉매온도센서(63) 및 상기 회수냉매온도센서(63)를 통한 온도감지에 따라 콤프레셔(50)로의 전원공급을 냉매가열SCR(61)과 바이패스SCR(62) 중 어느 하나로 선택 전환하는 SCR절환스위치부(64)로 구성한 것을 특징으로 하는 히트펌프.
   
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