KR102216716B1 - Gas heat-pump system - Google Patents

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KR102216716B1
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Abstract

본 발명의 가스 히트펌프 시스템은, 본 발명의 가스 히트펌프 시스템은, 압축기, 실외 열교환기, 팽창장치, 실내 열교환기 및 냉매 배관을 포함하는 공기조화 모듈; 연료와 공기가 혼합된 혼합기를 연소하여, 상기 압축기의 운전을 위한 동력을 제공하는 엔진을 포함하는 엔진 모듈; 및 상기 엔진을 냉각하기 위한 냉각수가 유동하는 냉각 모듈을 포함할 수 있다.
상기 엔진 모듈은, 공기와 연료의 혼합기를 압축시킨 후, 상기 엔진 측으로 배출하는 과급수단; 및 상기 엔진과 상기 과급수단 사이에 배치되며, 상기 과급수단에서 압축된 혼합기를 냉각시켜는 인터쿨러를 포함하고, 상기 냉각 모듈은, 상기 인터쿨러로 공급될 냉각수가 유동하는 인터쿨러 측 배관과, 상기 인터쿨러 측 배관과 연결되는 냉각수 열교환기를 포함하고, 상기 냉매 배관은, 상기 압축기의 흡입 측에 연결되고 상기 냉각수 열교환기를 지나는 흡입 측 배관을 포함하며, 상기 흡입 측 배관의 냉매와 상기 인터쿨러 측 배관의 냉각수가 열교환된다.
The gas heat pump system of the present invention comprises: an air conditioning module including a compressor, an outdoor heat exchanger, an expansion device, an indoor heat exchanger, and a refrigerant pipe; An engine module including an engine that provides power for driving the compressor by combusting a mixture of fuel and air; And a cooling module through which coolant for cooling the engine flows.
The engine module includes: a supercharging means for compressing a mixture of air and fuel and then discharging the mixture to the engine; And an intercooler disposed between the engine and the supercharging means, and cooling the mixer compressed by the supercharging means, wherein the cooling module comprises: an intercooler side pipe through which coolant to be supplied to the intercooler flows, and the intercooler side A cooling water heat exchanger connected to a pipe, and the refrigerant pipe includes a suction pipe connected to a suction side of the compressor and passing through the cooling water heat exchanger, wherein the refrigerant of the suction pipe and the cooling water of the intercooler side pipe heat exchange do.

Description

가스 히트펌프 시스템{Gas heat-pump system} Gas heat-pump system

본 발명은 가스 히트펌프 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a gas heat pump system.

히트펌프 시스템은 냉방 또는 난방운전을 수행할 수 있는 냉동 사이클이 구비되는 시스템으로서, 온수 공급장치 또는 냉난방 장치와 연동될 수 있다. 즉, 냉동 사이클의 냉매와 소정의 축열 매체가 열교환 하여 얻어진 열원을 이용하여 온수를 생산하거나, 냉난방을 위한 공기 조화를 수행할 수 있다.The heat pump system is a system provided with a refrigeration cycle capable of performing a cooling or heating operation, and may be interlocked with a hot water supply device or a cooling and heating device. That is, hot water may be produced using a heat source obtained by heat exchange between the refrigerant in the refrigeration cycle and a predetermined heat storage medium, or air conditioning for cooling and heating may be performed.

상기 냉동 사이클은, 냉매의 압축을 위한 압축기, 상기 압축기에서 압축된 냉매를 응축하는 응축기, 상기 응축기에서 응축된 냉매를 감압하는 팽창장치 및 상기 감압된 냉매를 증발시키는 증발기를 포함할 수 있다. The refrigeration cycle may include a compressor for compressing the refrigerant, a condenser for condensing the refrigerant compressed by the compressor, an expansion device for decompressing the refrigerant condensed by the condenser, and an evaporator for evaporating the reduced refrigerant.

상기 히트펌프 시스템은, 가스 히트펌프 시스템을 포함할 수 있다. 가정용이 아닌, 산업용이나 큰 빌딩의 공기조화를 위하여 대용량의 압축기가 요구된다. 즉, 많은 양의 냉매를 고온 고압의 기체로 압축하기 위한 압축기를 구동하기 위하여 전기 모터가 아닌 가스 엔진을 이용하는 시스템으로서 가스 히트펌프 시스템이 사용될 수 있다. The heat pump system may include a gas heat pump system. A large-capacity compressor is required for air conditioning in industrial or large buildings, not for home use. That is, a gas heat pump system may be used as a system using a gas engine rather than an electric motor to drive a compressor for compressing a large amount of refrigerant into a high-temperature and high-pressure gas.

상기 가스 히트펌프 시스템은, 연료와 공기의 혼합물(이하, 혼합기)을 이용하여 동력을 발생시키는 엔진을 포함할 수 있다. 일례로, 엔진은, 상기 혼합기가 공급되는 실린더와, 상기 실린더 내에서 운동 가능하게 제공되는 피스톤을 포함할 수 있다.The gas heat pump system may include an engine that generates power using a mixture of fuel and air (hereinafter, referred to as a mixer). As an example, the engine may include a cylinder to which the mixer is supplied, and a piston provided to be movable within the cylinder.

상기 가스 히트펌프 시스템은, 상기 엔진에 혼합기를 공급하기 위한 공기 공급장치와, 연료 공급장치 및 공기와 연료를 혼합하기 위한 믹서(mixer)를 더 포함할 수 있다.The gas heat pump system may further include an air supply device for supplying a mixer to the engine, a fuel supply device, and a mixer for mixing air and fuel.

상기 공기 공급장치는, 공기를 정화하기 위한 공기 여과기를 포함할 수 있다. 그리고, 상기 연료 공급장치는 일정한 압력의 연료를 공급하기 위한 제로 가버너(zero governor)를 포함할 수 있다. The air supply device may include an air filter for purifying air. In addition, the fuel supply device may include a zero governor for supplying fuel with a constant pressure.

상기 제로 가버너는 연료의 입구압력의 크기 또는 유량의 변화에 관계)없이, 출구압력을 일정하게 조절하여 공급하는 장치로서 이해될 수 있다. 일례로, 상기 제로 가버너는, 연료의 압력을 감압하는 노즐부와, 상기 노즐부에서 감압된 압력이 작용하는 다이아프램(diaphragm) 및 상기 다이아프램의 작동에 의하여 개폐되는 밸브장치를 포함할 수 있다. The zero governor may be understood as a device that constantly adjusts and supplies an outlet pressure regardless of a change in the inlet pressure or flow rate of the fuel. For example, the zero governor may include a nozzle unit for reducing a pressure of fuel, a diaphragm acting on a pressure reduced by the nozzle unit, and a valve device that is opened and closed by an operation of the diaphragm. .

상기 공기 여과기를 통과한 공기와, 상기 제로 가버너에서 토출된 연료는 상기 믹서에서 혼합되어(혼합기), 상기 엔진에 공급될 수 있다. The air passing through the air filter and the fuel discharged from the zero governor may be mixed in the mixer (mixer) and supplied to the engine.

그리고, 상기 엔진에 공급된 혼합기가 연소되면, 상기 엔진으로부터 배기가스가 토출될 수 있다. In addition, when the mixer supplied to the engine is combusted, exhaust gas may be discharged from the engine.

선행문헌: 한국공개특허공보 10-2013-0021377호, Prior literature: Korean Patent Publication No. 10-2013-0021377,

선행문헌에는 엔진 배기 가스 재순환 회로용 냉각 장치가 개시된다. Prior literature discloses a cooling device for an engine exhaust gas recirculation circuit.

선행문헌의 경우, 엔진을 냉각시키기 위한 고온 루프와, 엔진의 공기 공급 회로를 통과하는 공기가 유동하는 인터 쿨러와의 열교환을 위한 유체가 유동하는 저온 루프를 포함할 수 있다. In the case of the prior literature, a high-temperature loop for cooling an engine and a low-temperature loop in which a fluid for heat exchange with an intercooler through which air passing through an air supply circuit of the engine flows flows may be included.

상기 고온 루프는 상기 저온 루프와 독립적으로 구성되며, 상기 고온 루프, 저온 루프 각각은 펌프를 포함한다. The high temperature loop is configured independently of the low temperature loop, and each of the high temperature loop and the low temperature loop includes a pump.

이러한 선행문헌에 의하면, 냉각을 위한 유체가 유동하는 위한 2개의 유로가 독립적으로 구성되므로, 각 유로에서 유체 유동을 위한 펌프가 존재하여야 하는 단점이 있고, 각 유로에서의 유체 유동을 각각 제어하여야 하는 단점이 있다. According to such prior literature, since two flow paths for flowing fluid for cooling are independently configured, there is a disadvantage that a pump for fluid flow must exist in each flow path, and fluid flow in each flow path must be controlled. There are drawbacks.

또한, 각 유로가 별도로 구성되는 경우 상기 각 유로에서 방열기가 따로 존재하고 각 방열기로 공기를 송풍하기 위한 팬이 존재하여야 하므로, 구조적으로 복잡하고 냉각 장치의 부피가 커지는 단점이 있다. In addition, when each flow path is configured separately, a radiator must be present in each flow path, and a fan for blowing air to each radiator must be present, and thus there is a disadvantage in that it is structurally complicated and the volume of the cooling device is increased.

본 발명의 과제는, 엔진을 냉각하기 위한 냉각수를 이용하여 인터쿨러를 냉각시킬 수 있는 가스 히트펌프 시스템을 제공하는 것에 있다. An object of the present invention is to provide a gas heat pump system capable of cooling an intercooler using coolant for cooling an engine.

또한, 본 발명의 과제는, 인터쿨러의 냉각 성능이 향상되는 가스 히트펌프 시스템을 제공하는 것에 있다. Further, an object of the present invention is to provide a gas heat pump system in which the cooling performance of an intercooler is improved.

또한, 본 발명의 과제는, 엔진의 냉각 성능이 향상되는 가스 히트펌프 시스템을 제공하는 것에 있다. Further, an object of the present invention is to provide a gas heat pump system in which the cooling performance of an engine is improved.

상기의 과제를 해결하기 위한 본 발명의 가스 히트펌프 시스템은, 압축기, 실외 열교환기, 팽창장치, 실내 열교환기 및 냉매 배관을 포함하는 공기조화 모듈; 연료와 공기가 혼합된 혼합기를 연소하여, 상기 압축기의 운전을 위한 동력을 제공하는 엔진을 포함하는 엔진 모듈; 및 상기 엔진을 냉각하기 위한 냉각수가 유동하는 냉각 모듈을 포함할 수 있다. The gas heat pump system of the present invention for solving the above problems includes: an air conditioning module including a compressor, an outdoor heat exchanger, an expansion device, an indoor heat exchanger, and a refrigerant pipe; An engine module including an engine that provides power for driving the compressor by combusting a mixture of fuel and air; And a cooling module through which coolant for cooling the engine flows.

상기 엔진 모듈은, 공기와 연료의 혼합기를 압축시킨 후, 상기 엔진 측으로 배출하는 과급수단; 및 상기 엔진과 상기 과급수단 사이에 배치되며, 상기 과급수단에서 압축된 혼합기를 냉각시켜는 인터쿨러를 포함하고, 상기 냉각 모듈은, 상기 인터쿨러로 공급될 냉각수가 유동하는 인터쿨러 측 배관과, 상기 인터쿨러 측 배관과 연결되는 냉각수 열교환기를 포함하고, 상기 냉매 배관은, 상기 압축기의 흡입 측에 연결되고 상기 냉각수 열교환기를 지나는 흡입 측 배관을 포함하며, 상기 흡입 측 배관의 냉매와 상기 인터쿨러 측 배관의 냉각수가 열교환될 수 있어, 인터쿨러의 냉각 성능을 향상시킬 수 있다. The engine module includes: a supercharging means for compressing a mixture of air and fuel and then discharging the mixture to the engine; And an intercooler disposed between the engine and the supercharging means and cooling a mixer compressed by the supercharging means, wherein the cooling module includes: an intercooler side pipe through which coolant to be supplied to the intercooler flows, and the intercooler side A cooling water heat exchanger connected to a pipe, and the refrigerant pipe includes a suction pipe connected to a suction side of the compressor and passing through the cooling water heat exchanger, wherein the refrigerant of the suction pipe and the cooling water of the intercooler side pipe heat exchange As a result, the cooling performance of the intercooler can be improved.

상기 가스 히트펌프 시스템은, 기체와 액체를 분리하기 위한 기액 분리기를 더 포함할 수 있다. 상기 흡입 측 배관은 상기 기액 분리기의 출구 측 배관일 수 있다. The gas heat pump system may further include a gas-liquid separator for separating gas and liquid. The suction side pipe may be an outlet side pipe of the gas-liquid separator.

상기 냉각 모듈은 상기 인터쿨러 측 배관과 분기되는 엔진 측 배관을 더 포함할 수 있다. 상기 인터쿨러 측 배관은, 상기 인터쿨러의 입구 측에 위치되는 입구 측 배관과, 상기 인터쿨러의 출구 측에 위치되는 출구 측 배관을 포함하고, 상기 입구 측 배관과 상기 엔진 측 배관은 유동 조절 밸브에 연결될 수 있다. The cooling module may further include an engine-side pipe branching from the intercooler-side pipe. The intercooler side pipe includes an inlet pipe located at an inlet side of the intercooler and an outlet pipe located at an outlet side of the intercooler, and the inlet pipe and the engine side pipe may be connected to a flow control valve. have.

상기 출구 측 배관은 상기 엔진 측 배관에서 상기 유동 조절 밸브의 하류 측에 연결될 수 있다. The outlet pipe may be connected to a downstream side of the flow control valve from the engine pipe.

상기 엔진 모듈은, 상기 엔진에서 배기된 배기가스가 유입되는 배기가스 열교환기를 더 포함할 수 있다. 상기 엔진 측 배관은 상기 배기가스 열교환기를 통과한 후에 상기 엔진에 연결될 수 있다. The engine module may further include an exhaust gas heat exchanger through which exhaust gas exhausted from the engine is introduced. The engine-side pipe may be connected to the engine after passing through the exhaust gas heat exchanger.

상기 엔진 측 배관 중에서 상기 배기가스 열교환기의 출구 측 배관에서 분기되어 상기 과급수단을 통과한 후에 상기 배기가스 열교환기의 출구 측 배관에 연결되는 바이패스 배관을 더 포함할 수 있다. The engine-side pipe may further include a bypass pipe branched from the outlet pipe of the exhaust gas heat exchanger and connected to the outlet pipe of the exhaust gas heat exchanger after passing through the supercharge means.

제안되는 발명에 의하면, 엔진을 냉각하기 위한 냉각수를 이용하여 인터쿨러를 냉각시킬 수 있어, 엔진 냉각을 위한 냉각수 유로와 구분된 냉각수 유로가 불필요한 장점이 있다. 따라서, 하나의 냉각수 펌프를 이용하여 인터쿨러 측으로 냉각수를 유동시킬 수 있을 뿐만 아니라 엔진 측으로도 냉각수를 유동시킬 수 있는 장점이 있다. According to the proposed invention, since the intercooler can be cooled using coolant for cooling the engine, there is an advantage that a coolant flow path separate from a cooling water flow path for engine cooling is unnecessary. Accordingly, there is an advantage of not only being able to flow coolant to the intercooler side but also to the engine side by using one coolant pump.

또한, 추가적인 냉각수 펌프, 방열기 및 방열을 위한 팬이 불필요하므로, 전체 시스템의 구조가 간단해지고, 부피가 줄어드는 장점이 있다. In addition, since an additional cooling water pump, a radiator, and a fan for heat dissipation are unnecessary, the structure of the entire system is simplified and the volume is reduced.

또한, 상기 인터쿨러로 유동하기 위한 냉각수가 저온의 냉매와 열교환되므로, 인터쿨러에서의 혼합기의 냉각 성능이 향상되는 장점이 있다. In addition, since the coolant for flowing to the intercooler is heat-exchanged with the low-temperature refrigerant, the cooling performance of the mixer in the intercooler is improved.

또한, 배기가스 열교환기로 공급되기 위한 냉각수가 상대적으로 온도가 낮은 인터쿨러를 지난 냉각수와 합쳐진 상태로 상기 배기가스 열교환기로 공급되므로, 배기가스 열교환기의 열교환 성능 및 엔진의 냉각 성능이 향상되는 장점이 있다. In addition, since the coolant to be supplied to the exhaust gas heat exchanger is supplied to the exhaust gas heat exchanger in a state that is combined with the coolant that has passed through the intercooler having a relatively low temperature, there is an advantage of improving the heat exchange performance of the exhaust gas heat exchanger and the cooling performance of the engine. .

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 가스 히트펌프 시스템의 구성을 보여주는 사이클 도면.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 엔진 모듈을 보여주는 도면.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 가스 히트펌프 시스템의 난방 운전시, 냉매, 냉각수 및 혼합 연료의 유동을 보여주는 사이클 도면.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 가스 히트펌프 시스템의 냉방 운전시, 냉매, 냉각수 및 혼합 연료의 유동을 보여주는 사이클 도면.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 엔진 모듈에서의 냉각수 유동을 보여주는 도면.
1 is a cycle diagram showing the configuration of a gas heat pump system according to an embodiment of the present invention.
2 is a view showing an engine module according to an embodiment of the present invention.
3 is a cycle diagram illustrating flows of refrigerant, coolant, and mixed fuel during a heating operation of a gas heat pump system according to an embodiment of the present invention.
4 is a cycle diagram showing flows of refrigerant, coolant, and mixed fuel during cooling operation of the gas heat pump system according to an embodiment of the present invention.
5 is a view showing the flow of coolant in the engine module according to an embodiment of the present invention.

이하, 본 발명의 일부 실시 예들을 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명의 실시 예를 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 실시예에 대한 이해를 방해한다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다. Hereinafter, some embodiments of the present invention will be described in detail through exemplary drawings. In adding reference numerals to elements of each drawing, it should be noted that the same elements are assigned the same numerals as possible even if they are indicated on different drawings. In addition, in describing an embodiment of the present invention, if it is determined that a detailed description of a related known configuration or function interferes with the understanding of the embodiment of the present invention, the detailed description thereof will be omitted.

또한, 본 발명의 실시예의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나 접속될 수 있지만, 각 구성 요소 사이에 또 다른 구성 요소가 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. In addition, in describing the constituent elements of the embodiment of the present invention, terms such as first, second, A, B, (a), (b) may be used. These terms are only used to distinguish the component from other components, and the nature, order, or order of the component is not limited by the term. When a component is described as being "connected", "coupled" or "connected" to another component, that component may be directly connected or connected to that other component, but another component between each component It should be understood that may be “connected”, “coupled” or “connected”.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 가스 히트펌프 시스템의 구성을 보여주는 사이클 도면이고, 도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 엔진 모듈을 보여주는 도면이다. 1 is a cycle diagram showing the configuration of a gas heat pump system according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a view showing an engine module according to an embodiment of the present invention.

도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 가스 히트펌프 시스템(10)은, 공기조화 모듈로서 냉매 사이클을 구성하는 다수의 부품을 포함할 수 있다. 1 and 2, the gas heat pump system 10 according to an embodiment of the present invention may include a plurality of components constituting a refrigerant cycle as an air conditioning module.

일 예로, 상기 공기조화 모듈은, 냉매를 압축하는 압축기(110)와, 상기 압축기(110)에서 압축된 냉매 중 오일을 분리하기 위한 오일 분리기(115) 및 상기 오일 분리기(115)를 거친 냉매의 방향을 전환하여 주는 사방변(117)을 포함할 수 있다. For example, the air conditioning module includes a compressor 110 for compressing a refrigerant, an oil separator 115 for separating oil from the refrigerant compressed by the compressor 110, and a refrigerant that has passed through the oil separator 115. It may include a four-way side 117 to change the direction.

상기 가스 히트펌프 시스템(10)은, 실외 열교환기(120) 및 실내 열교환기(140)를 더 포함할 수 있다. The gas heat pump system 10 may further include an outdoor heat exchanger 120 and an indoor heat exchanger 140.

상기 실외 열교환기(120)는 실외측에 배치되는 실외기의 내부에 배치되고, 상기 실내 열교환기(140)는 실내측에 배치되는 실내기의 내부에 배치될 수 있다. 상기 사방변(117)을 통과한 냉매는 상기 실외 열교환기(120) 또는 실내 열교환기(140)로 유동할 수 있다. The outdoor heat exchanger 120 may be disposed inside an outdoor unit disposed at an outdoor side, and the indoor heat exchanger 140 may be disposed inside an indoor unit disposed at an indoor side. The refrigerant passing through the four sides 117 may flow to the outdoor heat exchanger 120 or the indoor heat exchanger 140.

도 1에 도시된 시스템의 구성들은 실내 열교환기(140) 및 실내 팽창장치(145)를 제외하고 실외측, 즉 실외기의 내부에 배치될 수 있다.Components of the system shown in FIG. 1 may be disposed outside the indoor heat exchanger 140 and the indoor expansion device 145, that is, inside the outdoor unit.

상기 가스 히트펌프 시스템(10)이 냉방 운전 모드로 운전될 경우, 상기 사방변(117)을 통과한 냉매는 상기 실외 열교환기(120)를 거쳐 상기 실내 열교환기(140) 측으로 유동할 수 있다. 반면에, 상기 가스 히트펌프 시스템(10)이 난방 운전 모드로 운전될 경우, 상기 사방변(117)을 통과한 냉매는 상기 실내 열교환기(140)를 거쳐 상기 실외 열교환기(120) 측으로 유동할 수 있다. When the gas heat pump system 10 is operated in the cooling operation mode, the refrigerant passing through the four sides 117 may flow toward the indoor heat exchanger 140 through the outdoor heat exchanger 120. On the other hand, when the gas heat pump system 10 is operated in the heating operation mode, the refrigerant that has passed through the four sides 117 may flow toward the outdoor heat exchanger 120 through the indoor heat exchanger 140. I can.

상기 가스 히트펌프 시스템(10)은, 상기 압축기(110), 실외 열교환기(120) 및 실내 열교환기(140)등을 연결하여 냉매의 유동을 가이드 하는 냉매 배관(170, 실선 유로)을 더 포함할 수 있다. The gas heat pump system 10 further includes a refrigerant pipe 170 (solid line flow path) connecting the compressor 110, the outdoor heat exchanger 120 and the indoor heat exchanger 140 to guide the flow of the refrigerant. can do.

상기 가스 히트펌프 시스템(10)의 구성에 대하여, 냉방 운전 모드를 기준으로 설명한다. The configuration of the gas heat pump system 10 will be described based on the cooling operation mode.

상기 실외 열교환기(120)로 유동한 냉매는 외기와 열교환 하여 응축될 수 있다. 상기 실외 열교환기(120)의 일측에는 외기를 불어주는 실외 팬(122)이 배치될 수 있다. The refrigerant flowing through the outdoor heat exchanger 120 may be condensed by heat exchange with outside air. An outdoor fan 122 for blowing outside air may be disposed on one side of the outdoor heat exchanger 120.

상기 실외 열교환기(120)의 출구측에는, 냉매를 감압하기 위한 메인 팽창 장치(125)가 제공될 수 있다. 일례로, 상기 메인 팽창 장치(125)는, 전자 팽창 밸브(Electronic expansion valve, EEV)를 포함할 수 있다. 냉방 운전 시, 상기 메인 팽창 장치(125)는 풀 오픈(full open) 되어 냉매의 감압 작용을 수행하지 않는다.A main expansion device 125 for depressurizing a refrigerant may be provided at an outlet side of the outdoor heat exchanger 120. For example, the main expansion device 125 may include an electronic expansion valve (EV). During the cooling operation, the main expansion device 125 is fully open and does not decompress the refrigerant.

상기 메인 팽창 장치(125)의 출구 측에는, 냉매를 추가 냉각하기 위한 과냉각 열교환기(130)가 제공될 수 있다. 그리고, 상기 과냉각 열교환기(130)에는, 과냉각 유로(132)가 연결될 수 있다. 상기 과냉각 유로(132)는 상기 냉매 배관(170)으로부터 분지되어 상기 과냉각 열교환기(130)에 연결될 수 있다. At the outlet side of the main expansion device 125, a subcooling heat exchanger 130 for additionally cooling the refrigerant may be provided. In addition, a subcooling flow path 132 may be connected to the subcooling heat exchanger 130. The subcooling passage 132 may be branched from the refrigerant pipe 170 and connected to the subcooling heat exchanger 130.

그리고, 상기 과냉각 유로(132)에는, 과냉각 팽창 장치(135)가 설치될 수 있다. 상기 과냉각 유로(132)를 유동하는 냉매는 상기 과냉각 팽창 장치(135)를 통과하면서 감압될 수 있다. In addition, a supercooling expansion device 135 may be installed in the subcooling passage 132. The refrigerant flowing through the subcooling passage 132 may be depressurized while passing through the supercooling expansion device 135.

상기 과냉각 열교환기(130)에서는, 상기 냉매 배관(170)의 냉매와 상기 과냉각 유로(132)의 냉매 간에 열교환이 이루어질 수 있다. 열교환 과정에서, 상기 냉매 배관(170)의 냉매는 과냉되며, 상기 과냉각 유로(132)의 냉매는 흡열한다.In the subcooling heat exchanger 130, heat exchange may be performed between the refrigerant in the refrigerant pipe 170 and the refrigerant in the subcooling passage 132. During the heat exchange process, the refrigerant in the refrigerant pipe 170 is supercooled, and the refrigerant in the subcooling passage 132 absorbs heat.

상기 과냉각 유로(132)는 기액 분리기(160)에 연결될 수 있다. 상기 과냉각 열교환기(130)에서 열교환 된 과냉각 유로(132)의 냉매는 상기 기액 분리기(160)로 유입될 수 있다.The supercooling flow path 132 may be connected to the gas-liquid separator 160. The refrigerant in the subcooling passage 132 heat-exchanged in the subcooling heat exchanger 130 may flow into the gas-liquid separator 160.

상기 과냉각 열교환기(130)를 통과한 냉매 배관(170)의 냉매는 실내기 측으로 유동하며, 실내 팽창 장치(145)에서 감압된 후 상기 실내 열교환기(140)에서 증발된다. 상기 실내 팽창 장치(145)는 실내기의 내부에 설치되며, 전자 팽창 밸브(EEV)로 구성될 수 있다. The refrigerant in the refrigerant pipe 170 that has passed through the subcooling heat exchanger 130 flows toward the indoor unit, is depressurized in the indoor expansion device 145 and then evaporated in the indoor heat exchanger 140. The indoor expansion device 145 is installed inside the indoor unit and may be configured with an electronic expansion valve (EEV).

상기 실내 열교환기(140)에서 증발된 냉매는 상기 사방변(117)을 경유하여, 보조 열교환기(150)로 유동할 수 있다. The refrigerant evaporated from the indoor heat exchanger 140 may flow to the auxiliary heat exchanger 150 via the four sides 117.

상기 보조 열교환기(150)는 증발된 저압의 냉매와 고온의 냉각수 간에 열교환이 이루어질 수 있는 열교환기로서, 일례로 판형 열교환기가 포함될 수 있다. The auxiliary heat exchanger 150 is a heat exchanger capable of performing heat exchange between the evaporated low-pressure refrigerant and high-temperature cooling water, and may include, for example, a plate heat exchanger.

상기 실내 열교환기(140)에서 증발된 냉매는 상기 보조 열교환기(150)를 통과하면서 흡열될 수 있으므로, 증발 효율이 개선될 수 있다. 또한, 상기 보조 열교환기(150)를 통과한 냉매는 기액 분리기(160)로 유입될 수도 있다. Since the refrigerant evaporated in the indoor heat exchanger 140 may be absorbed while passing through the auxiliary heat exchanger 150, evaporation efficiency may be improved. In addition, the refrigerant passing through the auxiliary heat exchanger 150 may be introduced into the gas-liquid separator 160.

상기 보조 열교환기(150)를 통과한 냉매는 상기 기액 분리기(160)에서 기액 분리되며, 분리된 기상 냉매는 상기 압축기(110)로 흡입될 수 있다.The refrigerant passing through the auxiliary heat exchanger 150 is gas-liquid separated by the gas-liquid separator 160, and the separated gaseous refrigerant may be sucked into the compressor 110.

또한, 실내 열교환기(140)에서 증발된 냉매는 상기 사방변(117)을 경유한 후, 곧 바로 기액 분리기(160)로 유입될 수도 있으며, 분리된 기상 냉매는 상기 압축기(110)로 흡입될 수 있다. In addition, the refrigerant evaporated from the indoor heat exchanger 140 may be directly introduced into the gas-liquid separator 160 after passing through the four sides 117, and the separated gaseous refrigerant may be sucked into the compressor 110. I can.

한편, 상기 가스 히트펌프 시스템(10)은, 엔진(200)의 냉각을 위한 냉각수가 저장되는 냉각수 탱크(305) 및 냉각수의 유동을 가이드 하는 냉각수 배관(360, 점선유로)을 더 포함할 수 있다. Meanwhile, the gas heat pump system 10 may further include a coolant tank 305 storing coolant for cooling the engine 200 and a coolant pipe 360 (dotted line) for guiding the flow of the coolant. .

상기 냉각수 배관(360)에는, 냉각수의 유동력을 발생시키는 냉각수 펌프(300)와, 냉각수의 유동 방향을 전환하기 위한 복수의 유동 전환부(310, 320) 및 냉각수를 냉각하기 위한 방열기(330, radiator)가 설치될 수 있다. In the cooling water pipe 360, a cooling water pump 300 for generating a flow force of the cooling water, a plurality of flow conversion units 310 and 320 for changing the flow direction of the cooling water, and a radiator 330 for cooling the cooling water. radiator) can be installed.

상기 복수의 유동 전환부(310,320)는, 제 1 유동 전환부(310) 및 제 2 유동 전환부(320)를 포함할 수 있다. 일례로, 상기 제 1 유동 전환부(310) 및 제 2 유동 전환부(320)는, 삼방 밸브(3way valve)를 포함할 수 있다. The plurality of flow conversion units 310 and 320 may include a first flow conversion unit 310 and a second flow conversion unit 320. For example, the first flow conversion unit 310 and the second flow conversion unit 320 may include a three-way valve.

상기 방열기(330)는 상기 실외 열교환기(120)의 일측에 위치될 수 있으며, 상기 방열기(330)의 냉각수는 상기 실외 팬(122)의 구동에 의하여 외기와 열교환 되며, 이 과정에서 냉각될 수 있다. The radiator 330 may be located at one side of the outdoor heat exchanger 120, and the cooling water of the radiator 330 is heat-exchanged with outside air by driving the outdoor fan 122, and may be cooled during this process. have.

상기 냉각수 펌프(300)가 구동되면, 상기 냉각수 탱크(305)에 저장된 냉각수는 후술할 엔진(200) 및 배기가스 열교환기(240)를 통과하며, 상기 제 1 유동 전환부(310) 및 제 2 유동 전환부(320)를 거쳐 상기 방열기(330) 또는 상기 보조 열교환기(150)로 선택적으로 유동될 수 있다. When the coolant pump 300 is driven, the coolant stored in the coolant tank 305 passes through the engine 200 and the exhaust gas heat exchanger 240 to be described later, and the first flow conversion unit 310 and the second It may selectively flow to the radiator 330 or the auxiliary heat exchanger 150 through the flow conversion unit 320.

상기 가스 히트펌프 시스템(10)은, 상기 압축기(110)의 구동을 위한 동력을 발생시키는 엔진(200)을 포함하는 엔진 모듈을 더 포함할 수 있다. The gas heat pump system 10 may further include an engine module including an engine 200 that generates power for driving the compressor 110.

상기 엔진 모듈은 상기 엔진(200) 및 엔진(200)으로 혼합 연료를 공급하기 위한 다양한 부품을 포함할 수 있다. The engine module may include various components for supplying the engine 200 and the mixed fuel to the engine 200.

상기 가스 히트펌프 시스템(10)은, 상기 엔진(200)의 입구 측에 배치되어 혼합 연료를 공급하는 믹서(220)를 더 포함할 수 있다. The gas heat pump system 10 may further include a mixer 220 disposed at an inlet side of the engine 200 to supply mixed fuel.

그리고, 상기 가스 히트펌프 시스템(10)은, 상기 믹서(220)에 정화된 공기를 공급하는 공기 여과기(210) 및 소정 압력 이하의 연료(fuel)를 공급하기 위한 제로 가버너(zero governor,230)를 더 포함할 수 있다. In addition, the gas heat pump system 10 includes an air filter 210 for supplying purified air to the mixer 220 and a zero governor 230 for supplying fuel below a predetermined pressure. ) May be further included.

상기 제로 가버너(230)는 연료의 입구 압력의 크기 또는 유량의 변화에 관계없이, 출구 압력을 일정하게 조절하여 공급하는 장치로서 이해될 수 있다. The zero governor 230 may be understood as a device that constantly adjusts and supplies an outlet pressure regardless of a change in the inlet pressure or flow rate of the fuel.

상기 공기 여과기(210)를 통과한 공기와, 상기 제로 가버너(230)에서 토출된 연료는 상기 믹서(220)에서 혼합되어 혼합기를 구성한다. 그리고, 상기 혼합기는 상기 엔진(200)에 공급될 수 있다. The air passing through the air filter 210 and the fuel discharged from the zero governor 230 are mixed in the mixer 220 to form a mixer. In addition, the mixer may be supplied to the engine 200.

또한, 상기 가스 히트펌프 시스템(10)은, 상기 엔진(200)의 출구측에 제공되며 혼합기가 연소된 후 발생되는 배기가스가 유입되는 배기가스 열교환기(240) 및 상기 배기가스 열교환기(240)의 출구측에 제공되어 배기가스의 소음을 저감하기 위한 머플러(muffler,250)를 더 포함할 수 있다. In addition, the gas heat pump system 10 is provided on the outlet side of the engine 200, the exhaust gas heat exchanger 240 and the exhaust gas heat exchanger 240 into which the exhaust gas generated after the mixer is burned is introduced. ) May further include a muffler 250 provided on the outlet side of the exhaust gas to reduce noise of exhaust gas.

상기 배기가스 열교환기(240)에서는, 냉각수와 배기가스 간에 열교환이 이루어질 수 있다.In the exhaust gas heat exchanger 240, heat exchange may be performed between cooling water and exhaust gas.

그리고, 상기 엔진(200)의 일측에는, 상기 엔진(200)에 오일을 공급하기 위한 오일 탱크(205)가 제공될 수 있다.In addition, an oil tank 205 for supplying oil to the engine 200 may be provided at one side of the engine 200.

한편, 상기와 같이 가스 히트펌프 시스템(10)에 적용되는 엔진(200)은 가정용 LNG나 LPG 등을 연료로 사용한다. Meanwhile, the engine 200 applied to the gas heat pump system 10 as described above uses household LNG or LPG as fuel.

하지만, 자연흡기 방식으로 엔진(200)에 공기를 공급하면서, 주택용 LNG나 LPG를 연료로 공급할 경우, 낮은 공급압력(1~2.5 kPa)으로 인해 엔진(200)의 출력이 감소하게 되는 문제가 있다.However, when air is supplied to the engine 200 in a naturally aspirated manner and when LNG or LPG for residential use is supplied as fuel, there is a problem that the output of the engine 200 decreases due to a low supply pressure (1 to 2.5 kPa). .

또한, 여름철의 경우 가스 히트펌프 시스템(10)은 실내의 온도를 낮추기 위해 냉방 모드로 작동하게 되는데, 실외의 기온이 고온인 경우, 높은 기온으로 인해 엔진(200)으로 고온의 공기가 공급된다. In addition, in the summer, the gas heat pump system 10 operates in a cooling mode to reduce the indoor temperature. When the outdoor temperature is high, high temperature air is supplied to the engine 200 due to the high temperature.

이에 따라, 엔진(200)으로 저밀도의 공기가 공급되어 엔진(200)의 출력이 감소하게 된다. 그 결과, 엔진(200)의 출력이, 높은 냉방 부하를 따라갈 수 없어, 냉방 불량의 원인이 될 수 있다. Accordingly, low-density air is supplied to the engine 200 and the output of the engine 200 is reduced. As a result, the output of the engine 200 cannot keep up with the high cooling load, which may cause a cooling failure.

이를 해결하기 위해, 자동차의 엔진과 같이, 공기를 과급기로 가압한 후, 공기량에 따라 연료량을 조절하면서 공급하면, 가스 연료의 배관 내 공급압력(약 2.5kPa)이 과급압력(약 30kPa)보다 낮아 연료 공급이 어려워지는 문제도 있다. To solve this problem, like the engine of a car, if air is pressurized by a supercharger and then supplied while adjusting the amount of fuel according to the amount of air, the supply pressure (about 2.5 kPa) in the pipe of gas fuel is lower than the boost pressure (about 30 kPa). There is also a problem that fuel supply becomes difficult.

본 발명의 경우, 이와 같은 문제를 해결하기 위해, 상기 가스 히트펌프 시스템(10)은, 믹서(220)와 엔진(200) 사이에 배치되는 과급수단(400) 및 조절수단(600)을 더 포함할 수 있다. In the case of the present invention, in order to solve such a problem, the gas heat pump system 10 further includes a supercharge means 400 and a control means 600 disposed between the mixer 220 and the engine 200 can do.

상기 과급수단(400)은 상기 믹서(220)에서 공기와 연료가 혼합된 후, 배출된 혼합기를 압축시켜 상기 엔진(200) 측으로 배출한다. 이때, 상기 과급수단(400)은 믹서(220)에서 공기와 연료를 대기압 이상으로 압축시킬 수 있다. After the air and fuel are mixed in the mixer 220, the supercharging means 400 compresses the discharged mixer and discharges it to the engine 200. In this case, the supercharging means 400 may compress air and fuel in the mixer 220 to at least atmospheric pressure.

일 예로, 상기 과급수단(400)은, 상기 엔진(200)의 배기가스에 의해 구동하는 터보차저(turbo charger)로 구성될 수 있다. As an example, the supercharging means 400 may be configured as a turbo charger driven by exhaust gas of the engine 200.

상기 터보차저는 상기 엔진(200)에서 배출된 배기가스를 이용해서, 터빈(411)을 회전시키고, 그 회전력에 의해 유입된 기체를 가압(압축)시켜 배출한다. The turbocharger rotates the turbine 411 by using the exhaust gas discharged from the engine 200, and pressurizes (compresses) the gas introduced by the rotational force and discharges it.

따라서, 상기 과급수단(400)이 터보차저로 구비된 경우, 터보차저는 상기 터빈(411) 측이 상기 엔진(200)의 배기 배관(191)을 통해서 상기 엔진(200)의 배기 매니폴드와 연결되어 회전하게 되고, 상기 믹서(220)에서 혼합된 혼합기가 유입되면, 가압(압축)한 후, 상기 인터쿨러(500) 측으로 배출한다.Accordingly, when the supercharge means 400 is provided as a turbocharger, the turbocharger is connected to the exhaust manifold of the engine 200 through the exhaust pipe 191 of the engine 200 at the side of the turbine 411 When the mixer 220 flows in, the mixer 220 is pressurized (compressed) and then discharged to the intercooler 500 side.

또한, 상기 터보차저의 회전축은 윤활 등의 목적을 위해, 상기 엔진(200) 측으로부터 오일을 공급받을 수도 있다. In addition, the rotation shaft of the turbocharger may be supplied with oil from the engine 200 for purposes such as lubrication.

다른 예로, 상기 과급수단(400)은, 상기 엔진(200)의 동력 또는 전동기(electric motor)에 의해 구동하는 슈퍼차저로 구비될 수 있다. As another example, the supercharging means 400 may be provided as a supercharger driven by power of the engine 200 or an electric motor.

또한, 상기 조절수단(600)은 상기 과급수단(400)과 상기 엔진(200) 사이에 배치되어, 상기 엔진(200)으로 공급되는 압축된 혼합기의 양을 조절한다.In addition, the adjusting means 600 is disposed between the supercharging means 400 and the engine 200 to adjust the amount of the compressed mixer supplied to the engine 200.

일 예로, 상기 조절수단(600)은 ETC(electronic throttle control) 방식이 적용된 밸브로 구비될 수 있다. For example, the control means 600 may be provided with a valve to which an electronic throttle control (ETC) method is applied.

본 발명에 따르면, 연료와 공기가 상기 믹서(220)에서 혼합되고, 상기 과급수단(400)에서 고압으로 가압된 후, 상기 엔진(200)으로 공급될 수 있다. According to the present invention, fuel and air are mixed in the mixer 220 and pressurized to a high pressure in the supercharging means 400, and then supplied to the engine 200.

또한, 상기 조절수단(600)을 통해 상기 엔진(200)으로 공급되는 고압의 혼합기(공기+연료)의 양이 정밀하게 제어될 수도 있다.In addition, the amount of the high-pressure mixer (air + fuel) supplied to the engine 200 through the adjusting means 600 may be precisely controlled.

따라서, 상기 엔진(200)의 효율이 향상될 수 있다. 또한, 상기 엔진(200)의 크기를 키우지 않고도, 상기 엔진(200)의 최대 출력량을 키울 수 있다. 즉, 소형 엔진으로 대형 엔진의 출력을 구현할 수 있다. Accordingly, the efficiency of the engine 200 may be improved. In addition, it is possible to increase the maximum output amount of the engine 200 without increasing the size of the engine 200. In other words, the output of a large engine can be realized with a small engine.

한편, 상기와 같이 혼합기가 상기 과급수단(400)을 통과하면, 혼합기의 압력 및 온도가 상승한다. 이 경우, 상기 엔진(200)으로 흡입되는 혼합기의 밀도가 감소하게 되고, 엔진의 체적 효율이 낮아질 수 밖에 없다. On the other hand, when the mixer passes through the supercharge means 400 as described above, the pressure and temperature of the mixer rise. In this case, the density of the mixer sucked into the engine 200 decreases, and the volumetric efficiency of the engine is inevitably lowered.

본 발명의 경우, 이를 해결하기 위해, 상기 가스 히트펌프 시스템(10)은, 상기 과급수단(400)과 상기 조절수단(600) 사이에 배치되는 인터쿨러(500)를 더 포함할 수 있다. In the case of the present invention, in order to solve this, the gas heat pump system 10 may further include an intercooler 500 disposed between the supercharging means 400 and the adjusting means 600.

상기 인터쿨러(500)는, 상기 과급수단(400)에서 토출된 고온 고압의 혼합기를 냉각시켜, 부피는 줄이고, 밀도를 향상시킨 뒤, 배출한다. The intercooler 500 cools the high-temperature and high-pressure mixer discharged from the supercharging means 400 to reduce the volume and increase the density, and then discharge it.

일 예로, 상기 인터쿨러(500)는, 상기 엔진(200)으로 공급될 혼합기와 상기 엔진(200)으로 유동하기 위한 냉각수의 일부를 열교환시킬 수 있다. As an example, the intercooler 500 may heat-exchange a mixer to be supplied to the engine 200 and a part of coolant to flow to the engine 200.

따라서, 상기 인터쿨러(500)에 따르면, 상기 엔진(200)으로 공급되는 혼합기의 온도를 낮추고, 밀도를 키워 상기 엔진(200)의 체적 효율을 향상시킬 수 있는 이점이 있다. Accordingly, according to the intercooler 500, there is an advantage of lowering the temperature of the mixer supplied to the engine 200 and increasing the density, thereby improving the volumetric efficiency of the engine 200.

상기와 같이 상기 믹서(220)와 상기 엔진(200) 사이에 과급수단(400) 및 인터쿨러(500) 등이 구비되면, 혼합기가 체류하는 유로의 길이가 길어질 수밖에 없다. 이때, 공기 내 수분이 많을 경우 혼합기와 물이 반응하여 포름산을 발생시켜 배관을 파손 시킬 수 있으며, 이로 인해 폭발 등의 위험이 있다. As described above, if the supercharge means 400 and the intercooler 500 are provided between the mixer 220 and the engine 200, the length of the flow path in which the mixer stays is inevitably longer. At this time, if there is a lot of moisture in the air, the mixer and water react to generate formic acid, which can damage the pipe, and there is a risk of explosion.

본 발명의 경우, 이를 방지를 위해 관리자로부터 '운전정지명령'이 입력되면, 상기 조절수단(600)을 닫은 상태(closed)에서 엔진(200) 정지시까지 엔진(200)을 구동하여, 혼합기를 연소하거나, 외부 배출시켜 포름산 발생을 억제시킬 수 있으며, 배관 파손 및 폭발 등의 위험을 예방할 수 있다. In the case of the present invention, when a'operation stop command' is input from an administrator to prevent this, the engine 200 is driven until the engine 200 is stopped in the state where the adjusting means 600 is closed, and the mixer is It can be burned or discharged to the outside to suppress the generation of formic acid, and can prevent the risk of pipe damage and explosion.

상기 냉각수 배관(360)은, 상기 냉각수 탱크(305)로부터 상기 엔진(200)을 향하여 연장되는 공급 배관(361)을 포함할 수 있다. The cooling water pipe 360 may include a supply pipe 361 extending from the cooling water tank 305 toward the engine 200.

상기 공급 배관(361)에는, 냉각수의 유동을 위한 냉각수 펌프(300)가 설치될 수 있다. A cooling water pump 300 for flowing cooling water may be installed in the supply pipe 361.

상기 공급 배관(361)에서 제1분기 배관(371) 및 제2분기 배관(372)이 분기될 수 있다. The first branch pipe 371 and the second branch pipe 372 may branch from the supply pipe 361.

그리고, 상기 제1분기 배관(371) 및 제2분기 배관(372)에서의 냉각수 유동은 유동 조절 밸브(322)에 의해서 조절될 수 있다. 일 예로 상기 유동 조절 밸브(322)는 삼방 밸브(three way valve)일 수 있다. In addition, the flow of cooling water in the first branch pipe 371 and the second branch pipe 372 may be controlled by a flow control valve 322. For example, the flow control valve 322 may be a three way valve.

제한적이지는 않으나, 상기 공급 배관(361)에 상기 유동 조절 밸브(322)가 연결되고, 상기 유동 조절 밸브(322)에 상기 제1분기 배관(371) 및 제2분기 배관(372)이 연결될 수 있다. Although not limited, the flow control valve 322 may be connected to the supply pipe 361, and the first branch pipe 371 and the second branch pipe 372 may be connected to the flow control valve 322. have.

다를 예로서, 상기 유동 조절 밸브(332)가 상기 제1분기 배관(371) 및 제2분기 배관(372) 각각에 설치되는 것도 가능하다. As another example, the flow control valve 332 may be installed in each of the first branch pipe 371 and the second branch pipe 372.

상기 유동 조절 밸브(322)에 의해서 상기 제1분기 배관(371) 및 상기 제2분기 배관(372)으로 유동하는 냉각수의 유량이 조절될 수 있다. 일 예로, 냉각수가 상기 제1분기 배관(371) 및 상기 제2분기 배관(372) 각각으로 유동하거나, 상기 제1분기 배관(371) 및 상기 제2분기 배관(372) 중 어느 하나로 유동할 수 있다. The flow rate of the coolant flowing to the first branch pipe 371 and the second branch pipe 372 may be adjusted by the flow control valve 322. For example, cooling water may flow to each of the first branch pipe 371 and the second branch pipe 372, or to any one of the first branch pipe 371 and the second branch pipe 372. have.

상기 제1분기 배관(371)은 상기 배기가스 열교환기(240)를 지나 상기 엔진(200)으로 연장될 수 있다. The first branch pipe 371 may extend to the engine 200 through the exhaust gas heat exchanger 240.

즉, 상기 제1분기 배관(371)을 유동하는 냉각수는 상기 배기가스 열교환기(240)에서 상기 엔진(200)에서 배출되는 배기가스와 열교환되고 상기 엔진(200)을 유동하면서 상기 엔진(200)의 폐열을 회수한다. 상기 제1분기 배관(371)을 엔진 측 배관이라 할 수 있다. That is, the cooling water flowing through the first branch pipe 371 is heat-exchanged with the exhaust gas discharged from the engine 200 in the exhaust gas heat exchanger 240 and flows through the engine 200 while the engine 200 The waste heat of is recovered. The first branch pipe 371 may be referred to as an engine side pipe.

상기 제2분기 배관(372)은 상기 인터쿨러(500)를 지날 수 있다. 상기 인터쿨러(500)를 지난 상기 제2분기 배관(372)은 일 예로 상기 제1분기 배관(371)에 연결될 수 있다. 상기 제2분기 배관(372)을 인터쿨러 측 배관이라 할 수 있다. 상기 제2분기 배관(372)에서 상기 인터쿨러(500)의 입구 측에 위치되는 배관을 입구 측 배관(372a)이라 하고, 상기 인터쿨러(500)의 출구 측에 위치되는 배관을 출구 측 배관(372b)이라 할 수 있다. 상기 출구 측 배관(372b)은 상기 제1분기 배관(372) 중에서 상기 유동 조절 밸브(322)의 하류 측에 연결될 수 있다. The second branch pipe 372 may pass through the intercooler 500. The second branch pipe 372 passing through the intercooler 500 may be connected to the first branch pipe 371, for example. The second branch pipe 372 may be referred to as an intercooler side pipe. A pipe located at the inlet side of the intercooler 500 in the second branch pipe 372 is referred to as an inlet pipe 372a, and a pipe positioned at the outlet side of the intercooler 500 is an outlet pipe 372b. It can be called this. The outlet pipe 372b may be connected to a downstream side of the flow control valve 322 among the first branch pipes 372.

이때, 상기 제2분기 배관(372)은 상기 제1분기 배관(372) 중에서 상기 배기가스 열교환기(240)의 입구 측 배관에 연결될 수 있다. In this case, the second branch pipe 372 may be connected to a pipe at the inlet side of the exhaust gas heat exchanger 240 among the first branch pipes 372.

따라서, 상기 공급 배관(361)에서 상기 제2분기 배관(372)으로 분기된 냉각수는 상기 인터쿨러(500)를 유동하면서 혼합기와 열교환된 후에 상기 배기가스 열교환기(240)의 입구 측 배관으로 유동할 수 있다. Therefore, the cooling water branched from the supply pipe 361 to the second branch pipe 372 flows through the intercooler 500 and exchanges heat with the mixer, and then flows to the inlet pipe of the exhaust gas heat exchanger 240. I can.

이때, 상기 공급 배관(361)에서 상기 제2분기 배관(372)으로 분기된 냉각수의 온도를 줄이기 위하여, 상기 제2분기 배관(372)을 유동하는 냉각수는 상기 냉매배관(170)의 냉매와 열교환될 수 있다. At this time, in order to reduce the temperature of the cooling water branched from the supply pipe 361 to the second branch pipe 372, the cooling water flowing through the second branch pipe 372 exchanges heat with the refrigerant in the refrigerant pipe 170 Can be.

일 예로, 상기 가스 히트펌프 시스템(10)은, 냉각수 열교환기(152)를 더 포함할 수 있다. 상기 냉각수 열교환기(152)는 일 예로 판형 열교환기 일 수 있다. For example, the gas heat pump system 10 may further include a cooling water heat exchanger 152. The cooling water heat exchanger 152 may be, for example, a plate heat exchanger.

상기 제2분기 배관(372) 중에서 상기 인터쿨러(500)의 입구 측 배관이 상기 냉각수 열교환기(152)를 통과할 수 있다. Among the second branch pipes 372, a pipe at the inlet side of the intercooler 500 may pass through the cooling water heat exchanger 152.

상기 냉각수 열교환기(152)를 유동하는 냉각수는 일 예로 상기 압축기(110)로 흡입되기 위한 냉매와 열교환될 수 있다. The cooling water flowing through the cooling water heat exchanger 152 may be heat-exchanged with a refrigerant to be sucked into the compressor 110, for example.

예를 들어, 상기 압축기(110)의 흡입 측 배관(또는 기액 분리기(160)의 출구 측 배관)(171)이 상기 냉각수 열교환기(152)를 통과할 수 있다. For example, the suction side pipe (or the outlet side pipe of the gas-liquid separator 160) 171 of the compressor 110 may pass through the cooling water heat exchanger 152.

상기 기액 분리기(160)에서 배출된 냉매는 상기 냉각수 열교환기(152)를 유동하면서 냉각수와 열교환된 후에 상기 압축기(110)로 흡입될 수 있다. The refrigerant discharged from the gas-liquid separator 160 may be sucked into the compressor 110 after heat exchange with the coolant while flowing through the coolant heat exchanger 152.

반면, 상기 공급 배관(361)에서 상기 제2분기 배관(372)으로 분기된 냉각수는 상기 냉각수 열교환기(152)를 유동하면서 냉매와 열교환된 후에 상기 인터쿨러(500)로 유동할 수 있다. On the other hand, the coolant branched from the supply pipe 361 to the second branch pipe 372 may flow to the intercooler 500 after heat exchange with the refrigerant while flowing through the coolant heat exchanger 152.

상기 기액 분리기(160)에서 배출된 냉매의 온도는 상기 냉각수 열교환기(152)로 유입되는 냉각수의 온도 보다 상당히 낮으므로, 냉각수가 상기 냉각수 열교환기(152)를 유동하는 과정에서 온도가 하강할 수 있다. Since the temperature of the refrigerant discharged from the gas-liquid separator 160 is considerably lower than the temperature of the cooling water flowing into the cooling water heat exchanger 152, the temperature may decrease while the cooling water flows through the cooling water heat exchanger 152. have.

따라서, 본 실시 예에 의하면, 상기 공급 배관(361)에서 상기 제2분기 배관(372)으로 분기된 냉각수가 상기 냉각수 열교환기(152)를 유동하면서 온도가 하강한 상태에서 상기 인터쿨러(500)로 유동하므로, 상기 인터쿨러(500)에서의 혼합기 냉각 성능이 형상될 수 있는 장점이 있다. Accordingly, according to the present embodiment, the cooling water branched from the supply pipe 361 to the second branch pipe 372 flows through the cooling water heat exchanger 152 while the temperature is lowered to the intercooler 500. Since it flows, there is an advantage in that the cooling performance of the mixer in the intercooler 500 can be shaped.

또한, 상기 냉각수 열교환기(152)를 지나면서 냉매를 흡열하게 되므로, 냉방 모드 시 압축기로 공급되는 온도가 증가되어 냉매 시스템이 안정화될 수 있는 장점이 있다. In addition, since the refrigerant is absorbed while passing through the cooling water heat exchanger 152, the temperature supplied to the compressor is increased in the cooling mode, thereby stabilizing the refrigerant system.

또한, 상기 인터쿨러(500)를 지나면서 냉각수의 온도가 상승하더라도 상기 냉각수의 온도(T1)는 상기 공급 배관(361)의 냉각수의 온도(T2) 보다 낮다. In addition, even if the temperature of the cooling water increases while passing through the intercooler 500, the temperature T1 of the cooling water is lower than the temperature T2 of the cooling water of the supply pipe 361.

이는, 앞서 설명한 상기 냉각수 열교환기(152)에 의해서 상기 인터쿨러(500)로 공급되기 위한 냉각수의 온도가 낮아졌기 때문이다. This is because the temperature of the cooling water supplied to the intercooler 500 is lowered by the cooling water heat exchanger 152 described above.

상기 인터쿨러(500)에서 배출된 냉각수는 상기 제1분기 배관(371)으로 분기된 냉각수와 합쳐진다. The cooling water discharged from the intercooler 500 is combined with the cooling water branched through the first branch pipe 371.

상기 인터쿨러(500)에서 배출된 냉각수의 온도(T1)가 상기 공급 배관(361)의 냉각수의 온도(T2) 보다 낮으므로, 상기 배기가스 열교환기(240)로 공급되는 냉각수의 온도(T3)(제1분기 배관(371)으로 분기된 냉각수와 인터쿨러(500)에서 배출된 냉각수가 합쳐진 상태의 냉각수의 온도)는 상기 공급 배관(361)의 냉각수의 온도(T2) 보다 낮다. Since the temperature T1 of the cooling water discharged from the intercooler 500 is lower than the temperature T2 of the cooling water of the supply pipe 361, the temperature T3 of the cooling water supplied to the exhaust gas heat exchanger 240 ( The temperature of the coolant in a state in which the coolant branched to the first branch pipe 371 and the coolant discharged from the intercooler 500 are combined) is lower than the temperature T2 of the coolant of the supply pipe 361.

따라서, 본 실시 예에 의하면, 온도가 낮아진 냉각수가 상기 배기가스 열교환기(240) 및 상기 엔진(200)을 지나게 되므로, 상기 엔진(200)의 냉각 효율이 향상되는 장점이 있다. Accordingly, according to the present embodiment, since the coolant whose temperature is lowered passes through the exhaust gas heat exchanger 240 and the engine 200, there is an advantage in that the cooling efficiency of the engine 200 is improved.

상기 과급수단(400)인 터보차저의 방열을 위하여, 상기 냉각수 배관(360)은, 상기 제1분기 배관(371) 중에서 상기 배기가스 열교환기(240)의 출구 측 배관에서 바이패스되는 바이패스 배관(373)을 더 포함할 수 있다. For heat dissipation of the turbocharger, which is the supercharge means 400, the cooling water pipe 360 is a bypass pipe bypassed from the outlet side pipe of the exhaust gas heat exchanger 240 among the first branch pipes 371 It may further include (373).

상기 바이패스 배관(373)은 상기 과급수단(400)과 열교환된 후에 상기 배기가스 열교환기(240)의 출구 측 배관으로 공급될 수 있다. The bypass pipe 373 may be supplied to the outlet side pipe of the exhaust gas heat exchanger 240 after heat exchange with the supercharging means 400.

즉, 상기 바이패스 배관(373)의 일단은 상기 배기가스 열교환기(240)의 출구 측 배관에 연결되고, 타단은 상기 일단과 이격된 위치에서 상기 배기가스 열교환기(240)의 출구 측 배관에 연결될 수 있다. That is, one end of the bypass pipe 373 is connected to the pipe at the outlet side of the exhaust gas heat exchanger 240, and the other end is connected to the pipe at the outlet side of the exhaust gas heat exchanger 240 at a position spaced apart from the one end. Can be connected.

따라서, 상기 배기가스 열교환기(240)를 지난 냉각수의 일부는 상기 엔진(200)으로 바로 유동하고, 다른 일부는 상기 과급수단(400)과 열교환된 후에 상기 엔진(200)으로 유동한다. Accordingly, a part of the coolant that has passed through the exhaust gas heat exchanger 240 flows directly to the engine 200, and another part flows to the engine 200 after heat exchange with the supercharging means 400.

상기 냉각수 배관(360)은, 상기 엔진(200)을 통과한 냉각수를 상기 제 1 유동전환부(310)로 가이드 하는 회수 배관(362)을 더 포함할 수 있다. The cooling water pipe 360 may further include a recovery pipe 362 that guides the cooling water passing through the engine 200 to the first flow conversion unit 310.

또한, 상기 냉각수 배관(360)은, 냉각수를 상기 제 1 유동전환부(310)로부터 상기 제 2 유동전환부(320)로 가이드 하는 제 1 안내 배관(363)을 더 포함할 수 있다. In addition, the cooling water pipe 360 may further include a first guide pipe 363 for guiding the cooling water from the first flow conversion part 310 to the second flow conversion part 320.

또한, 상기 냉각수 배관(360)은, 냉각수를 상기 제 2 유동전환부(320)로부터 상기 보조 열교환기(150)로 가이드 하는 제 2 안내 배관(364)을 더 포함할 수 있다. In addition, the cooling water pipe 360 may further include a second guide pipe 364 for guiding the cooling water from the second flow conversion unit 320 to the auxiliary heat exchanger 150.

상기 냉각수 배관(360)은, 냉각수를 상기 제 2 유동전환부(320)로부터 상기 방열기(150)로 가이드 하는 제 3 안내 배관(365)을 더 포함할 수 있다. The cooling water pipe 360 may further include a third guide pipe 365 for guiding the cooling water from the second flow conversion unit 320 to the radiator 150.

상기 냉각수 배관(360)은, 냉각수를 상기 제 1 유동전환부(310)로부터 상기 공급 배관(361)으로 가이드 하는 제 4 안내 배관(366)을 더 포함할 수 있다. The cooling water pipe 360 may further include a fourth guide pipe 366 for guiding the cooling water from the first flow conversion unit 310 to the supply pipe 361.

일례로, 상기 엔진(200)을 통과한 냉각수의 온도가 설정온도 미만으로 형성될 때, 상기 냉각수를 상기 보조 열교환기(150) 또는 방열기(330)로 유동시켜 열교환 시킬 효과가 미미해지므로 상기 제 1 유동전환부(310)로 유입된 냉각수를 상기 제 4 안내 배관(366)을 통하여 상기 공급 배관(361)으로 바이패스 시킬 수 있다. For example, when the temperature of the coolant that has passed through the engine 200 is less than the set temperature, the first heat exchange effect by flowing the coolant to the auxiliary heat exchanger 150 or the radiator 330 becomes insignificant. The cooling water introduced into the flow conversion unit 310 may be bypassed to the supply pipe 361 through the fourth guide pipe 366.

상기 가스 히트펌프 시스템(10)은, 상기 엔진(200)의 출구측에 설치되어 상기 엔진(200)을 통과한 냉각수의 온도를 감지하는 냉각수 온도센서(290)를 더 포함할 수 있다. The gas heat pump system 10 may further include a coolant temperature sensor 290 installed at an outlet side of the engine 200 to detect a temperature of coolant that has passed through the engine 200.

이하에서는, 본 발명의 일 실시예에 따른 가스 히트펌프 시스템(10)의 운전모드에 따른 냉매, 냉각수 및 혼합 연료의 작용에 대하여 설명한다.Hereinafter, the operation of the refrigerant, coolant, and mixed fuel according to the operation mode of the gas heat pump system 10 according to an embodiment of the present invention will be described.

도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 가스 히트펌프 시스템의 난방 운전시, 냉매, 냉각수 및 혼합 연료의 유동을 보여주는 사이클 도면이고, 도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 가스 히트펌프 시스템의 냉방 운전시, 냉매, 냉각수 및 혼합 연료의 유동을 보여주는 사이클 도면이고, 도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 엔진 모듈에서의 냉각수 유동을 보여주는 도면이다. 3 is a cycle diagram showing flows of refrigerant, coolant, and mixed fuel during a heating operation of a gas heat pump system according to an embodiment of the present invention, and FIG. 4 is a diagram of a gas heat pump system according to an embodiment of the present invention. A cycle diagram showing flows of refrigerant, coolant, and mixed fuel during cooling operation, and FIG. 5 is a view showing the flow of coolant in the engine module according to an embodiment of the present invention.

먼저, 도 3 및 도 5를 참조하면, 상기 가스 히트펌프 시스템(10)이 난방 운전을 수행하는 경우, 냉매는 상기 압축기(110), 오일 분리기(115), 사방변(117), 실내 열교환기(140) 및 과냉각 열교환기(130)를 거친다. 그리고, 냉매는 메인 팽창장치(125)에서 감압되어 실외 열교환기(120)에서 열교환 된 후, 상기 사방변(117)으로 다시 유입된다. 여기서, 상기 실내 열교환기(140)는 "응축기", 상기 실외 열교환기(120)는 "증발기"로서 기능할 수 있다. First, referring to FIGS. 3 and 5, when the gas heat pump system 10 performs a heating operation, the refrigerant is the compressor 110, the oil separator 115, the four sides 117, and the indoor heat exchanger. (140) and the subcooled heat exchanger (130). Then, the refrigerant is depressurized in the main expansion device 125 and heat-exchanged in the outdoor heat exchanger 120, and then flows back into the four sides 117. Here, the indoor heat exchanger 140 may function as a "condenser" and the outdoor heat exchanger 120 may function as a "evaporator".

상기 사방변(117)을 통과한 냉매는 상기 보조 열교환기(150)로 유입되어, 상기 제 2 안내 배관(364)을 유동하는 냉각수와 열교환 될 수 있다. The refrigerant passing through the four sides 117 may flow into the auxiliary heat exchanger 150 and exchange heat with the coolant flowing through the second guide pipe 364.

상기 보조 열교환기(150)로 유입되는 냉매는 증발 냉매로서 저온 저압을 형성하며, 상기 보조 열교환기(150)로 공급되는 냉각수는 상기 엔진(200)의 열에 의하여 고온을 형성한다. 따라서, 상기 보조 열교환기(150)의 냉매는 상기 냉각수로부터 흡열하여 증발 성능이 개선될 수 있다.The refrigerant flowing into the auxiliary heat exchanger 150 is an evaporating refrigerant and forms a low temperature and low pressure, and the coolant supplied to the auxiliary heat exchanger 150 forms a high temperature by the heat of the engine 200. Accordingly, the refrigerant of the auxiliary heat exchanger 150 absorbs heat from the cooling water, thereby improving evaporation performance.

상기 보조 열교환기(150)에서 열교환 된 냉매는 상기 기액 분리기(160)로 유입되어 상분리된 후, 상기 압축기(110)로 흡입될 수 있다. 냉매는 상기한 사이클이 반복되어 유동될 수 있다.The refrigerant heat-exchanged in the auxiliary heat exchanger 150 may flow into the gas-liquid separator 160 and phase-separate, and then may be sucked into the compressor 110. The refrigerant may flow through repeated cycles described above.

한편, 상기 냉각수 펌프(300)가 구동되면, 상기 냉각수 펌프(300)에서 토출된 냉각수는 상기 공급 배관(361)을 따라 유동한 후에 상기 유동 조절 밸브(322)에 의해서 상기 제1분기 배관(371)과 상기 제2분기 배관(372)으로 나뉘어 유동할 수 있다. On the other hand, when the cooling water pump 300 is driven, the cooling water discharged from the cooling water pump 300 flows along the supply pipe 361 and then the first branch pipe 371 by the flow control valve 322. ) And the second branch pipe 372 to flow.

상기 제1분기 배관(371)으로 분기된 냉매는 상기 배기가스 열교환기(240)로 유입되어, 배기가스와 열교환 된다. 그리고, 상기 배기가스 열교환기(240)에서 토출된 냉각수는 상기 엔진(200)으로 유입되어 엔진(200)을 냉각시키고, 상기 회수 배관(362)을 경유하여 상기 제 1 유동 전환부(310)로 유입된다. The refrigerant branched through the first branch pipe 371 flows into the exhaust gas heat exchanger 240 to heat exchange with the exhaust gas. In addition, the coolant discharged from the exhaust gas heat exchanger 240 flows into the engine 200 to cool the engine 200, and passes through the recovery pipe 362 to the first flow conversion unit 310. Flow in.

상기 제 1 유동 전환부(310)의 제어에 의하여, 상기 제 1 유동 전환부(310)를 거친 냉각수는 상기 제 1 안내 배관(363)을 따라 상기 제 2 유동 전환부(320)를 향하여 유동한다. 그리고, 상기 제 2 유동 전환부(320)를 거친 냉각수는 상기 제 2 안내 배관(364)을 경유하여 상기 보조 열교환기(150)로 유입되어, 냉매와 열교환될 수 있다. 그리고, 상기 보조 열교환기(150)를 거친 냉각수는 상기 냉각수 펌프(300)로 유입될 수 있다. 냉각수는 이러한 사이클이 반복되어 유동될 수 있다. Under the control of the first flow conversion unit 310, the coolant passing through the first flow conversion unit 310 flows toward the second flow conversion unit 320 along the first guide pipe 363. . In addition, the cooling water that has passed through the second flow conversion unit 320 may be introduced into the auxiliary heat exchanger 150 via the second guide pipe 364 to exchange heat with the refrigerant. In addition, the cooling water passing through the auxiliary heat exchanger 150 may be introduced into the cooling water pump 300. The cooling water can be flowed repeatedly in this cycle.

반면, 상기 제2분기 배관(372)으로 분기된 냉각수는 상기 냉각수 열교환기(152)를 지나면서 냉매와 열교환 된다. 그리고, 상기 냉각수 열교환기(152)를 지난 냉각수는 상기 인터쿨러(500)를 지나면서 혼합기와 열교환 된다. 그리고, 최종적으로 상기 냉각수는 상기 제1분기 배관(371)으로 유동한다. On the other hand, the cooling water branched into the second branch pipe 372 is heat-exchanged with the refrigerant while passing through the cooling water heat exchanger 152. Further, the cooling water that has passed through the cooling water heat exchanger 152 is heat-exchanged with the mixer while passing through the intercooler 500. And, finally, the cooling water flows to the first branch pipe 371.

한편, 난방 운전시 냉각수는 상기 방열기(330)로의 유동이 제한될 수 있다. 일반적으로, 난방 운전은 외기의 온도가 낮을 때 수행되므로, 냉각수가 상기 방열기(330)에서 냉각되지 않더라도 상기 냉각수 배관(360)을 유동하는 과정에서 냉각될 가능성이 높게 된다. Meanwhile, during the heating operation, the flow of cooling water to the radiator 330 may be limited. In general, since the heating operation is performed when the temperature of the outside air is low, even if the cooling water is not cooled in the radiator 330, there is a high possibility that the cooling water is cooled during the flow of the cooling water pipe 360.

따라서, 난방 운전시 냉각수는 상기 방열기(330)를 통과하지 않도록, 상기 제 1,2 유동 전환부(310, 320)가 제어될 수 있다. Accordingly, the first and second flow conversion units 310 and 320 may be controlled so that the coolant does not pass through the radiator 330 during heating operation.

다만, 상기 보조 열교환기(150)에서의 열교환이 필요로 하지 않을 때에는, 냉각수는 상기 제 2 유동전환부(320)로부터 상기 제 3 안내 배관(365)을 경유하여 상기 방열기(330)로 유입될 수도 있다. However, when heat exchange in the auxiliary heat exchanger 150 is not required, cooling water is introduced into the radiator 330 from the second flow conversion unit 320 through the third guide pipe 365. May be.

다음으로 상기 엔진(200)의 구동에 대하여 설명한다.Next, driving of the engine 200 will be described.

상기 공기 여과기(210)에서 필터링 된 공기와, 상기 제로 가버너(230)를 통하여 압력 조절된 연료는 상기 믹서(220)에서 혼합된다. 상기 믹서(220)에서 혼합된 혼합기는 상기 과급수단(400)에서 가압되고, 가압된 혼합기는 상기 인터쿨러(500)에서 냉각되어 밀도가 향상된다. The air filtered by the air filter 210 and the fuel pressure-controlled through the zero governor 230 are mixed in the mixer 220. The mixer mixed in the mixer 220 is pressurized by the supercharging means 400, and the pressurized mixer is cooled by the intercooler 500 to improve density.

상기 인터쿨러(500)를 통과한 혼합기는 상기 조절수단(600)을 통해 그 양이 조절되고, 상기 엔진(200)으로 공급되어 상기 엔진(200)을 운전시킨다. 그리고, 상기 엔진(200)에서 배출된 배기가스는 상기 배기가스 열교환기(240)로 유입되어 냉각수와 열교환 되며, 상기 머플러(250)를 거쳐 외부로 배출된다.The amount of the mixer passing through the intercooler 500 is adjusted through the adjusting means 600 and supplied to the engine 200 to drive the engine 200. Further, the exhaust gas discharged from the engine 200 flows into the exhaust gas heat exchanger 240 to exchange heat with the coolant, and is discharged to the outside through the muffler 250.

다음으로, 도 4를 참조하면, 한편, 상기 가스 히트펌프 시스템(10)이 냉방운전을 수행하는 경우, 냉매는 상기 압축기(110), 오일 분리기(115), 사방변(117), 실외 열교환기(120) 및 과냉각 열교환기(130)를 거친다. Next, referring to FIG. 4, on the other hand, when the gas heat pump system 10 performs a cooling operation, the refrigerant is the compressor 110, the oil separator 115, the four sides 117, and the outdoor heat exchanger. 120 and the subcooling heat exchanger 130.

그 다음, 냉매는 실내 팽창장치(145)에서 감압되어 실내 열교환기(140)에서 열교환 되며 상기 사방변(117)으로 다시 유입된다. 여기서, 상기 실외 열교환기(120)는 "응축기", 상기 실내 열교환기(120)는 "증발기"로서 기능할 수 있다.Then, the refrigerant is depressurized in the indoor expansion device 145, heat exchanged in the indoor heat exchanger 140, and flows back into the four sides 117. Here, the outdoor heat exchanger 120 may function as a "condenser" and the indoor heat exchanger 120 may function as a "evaporator".

상기 사방변(117)을 통과한 냉매는 상기 보조 열교환기(150)로 유입되어, 상기 냉각수 배관(360)을 유동하는 냉각수와 열교환 될 수 있다. 그리고, 상기 보조 열교환기(150)에서 열교환 된 냉매는 상기 기액 분리기(160)로 유입되어 상분리된 후, 상기 압축기(110)로 흡입될 수 있다. 냉매는 상기한 사이클이 반복되어 유동될 수 있다. The refrigerant passing through the four sides 117 may be introduced into the auxiliary heat exchanger 150 and exchanged with the coolant flowing through the cooling water pipe 360. In addition, the refrigerant heat-exchanged in the auxiliary heat exchanger 150 may be introduced into the gas-liquid separator 160 and phase-separated, and then sucked into the compressor 110. The refrigerant may flow through repeated cycles described above.

한편, 상기 냉각수 펌프(300)가 구동되면, 상기 냉각수 펌프(300)에서 토출된 냉각수는 상기 공급 배관(361)을 따라 유동한 후에 상기 유동 조절 밸브(322)에 의해서 상기 제1분기 배관(371)과 상기 제2분기 배관(372)으로 나뉘어 유동할 수 있다. On the other hand, when the cooling water pump 300 is driven, the cooling water discharged from the cooling water pump 300 flows along the supply pipe 361 and then the first branch pipe 371 by the flow control valve 322. ) And the second branch pipe 372 to flow.

상기 제1분기 배관(371)으로 분기된 냉매는 상기 배기가스 열교환기(240)로 유입되어, 배기가스와 열교환 된다. 그리고, 상기 배기가스 열교환기(240)에서 토출된 냉각수는 상기 엔진(200)으로 유입되어 엔진(200)을 냉각시키고, 상기 회수 배관(362)을 경유하여 상기 제 1 유동 전환부(310)로 유입된다. The refrigerant branched through the first branch pipe 371 flows into the exhaust gas heat exchanger 240 to heat exchange with the exhaust gas. In addition, the coolant discharged from the exhaust gas heat exchanger 240 flows into the engine 200 to cool the engine 200, and passes through the recovery pipe 362 to the first flow conversion unit 310. Flow in.

상기 제 1 유동 전환부(310)로 유입될 때까지의 냉각수 유동은 난방 운전시의 냉각수 유동과 동일하다. The flow of cooling water until flowing into the first flow conversion unit 310 is the same as the flow of cooling water during the heating operation.

상기 제 1 유동 전환부(310)를 거친 냉각수는 상기 제 2 유동전환부(320)로 유입되며, 상기 제 2 유동 전환부(320)의 제어에 의하여 상기 방열기(330)로 유동하여 외기와 열교환 될 수 있다. 그리고, 상기 방열기(330)에서 냉각된 냉각수는 상기 냉각수 펌프(300)로 유입된다. 냉각수는 이러한 사이클이 반복되어 유동될 수 있다. The coolant passing through the first flow conversion unit 310 flows into the second flow conversion unit 320 and flows to the radiator 330 under the control of the second flow conversion unit 320 to heat exchange with outside air. Can be. In addition, the cooling water cooled by the radiator 330 is introduced into the cooling water pump 300. The cooling water can be flowed repeatedly in this cycle.

한편, 냉방 운전시 냉각수는 상기 보조 열교환기(150)로의 유동이 제한될 수 있다. 일반적으로, 냉방 운전은 외기의 온도가 높을 때 수행되므로, 증발성능 확보를 위한 증발 냉매의 흡열이 요구되지 않을 수 있다. 따라서, 냉방 운전시 냉각수는 상기 보조 열교환기(150)를 통과하지 않도록, 상기 제 1,2 유동 전환부(310, 320)가 제어될 수 있다.Meanwhile, during the cooling operation, the flow of cooling water to the auxiliary heat exchanger 150 may be restricted. In general, since the cooling operation is performed when the temperature of the outside air is high, endothermic heat of the evaporating refrigerant for securing the evaporation performance may not be required. Accordingly, the first and second flow conversion units 310 and 320 may be controlled so that the cooling water does not pass through the auxiliary heat exchanger 150 during cooling operation.

다만, 상기 보조 열교환기(150)에서의 열교환이 필요로 하는 경우, 냉각수는 상기 제 2 유동 전환부(320)를 경유하여 상기 보조 열교환기(150)로 유입될 수도 있다.However, when heat exchange in the auxiliary heat exchanger 150 is required, cooling water may be introduced into the auxiliary heat exchanger 150 via the second flow conversion unit 320.

상기 엔진(200)의 구동과 관련하여서는, 난방 운전시의 작용과 동일하므로 여기서는 자세한 설명을 생략한다. In relation to the driving of the engine 200, since it is the same as the operation during the heating operation, a detailed description thereof will be omitted.

제안되는 실시 예에 의하면, 엔진을 냉각하기 위한 냉각수를 이용하여 인터쿨러를 냉각시킬 수 있어, 엔진 냉각을 위한 냉각수 유로와 구분된 냉각수 유로가 불필요한 장점이 있다. 따라서, 하나의 냉각수 펌프를 이용하여 인터쿨러 측으로 냉각수를 유동시킬 수 있을 뿐만 아니라 엔진 측으로도 냉각수를 유동시킬 수 있는 장점이 있다. According to the proposed embodiment, since the intercooler can be cooled using coolant for cooling the engine, there is an advantage that a coolant flow path separate from a cooling water flow path for engine cooling is unnecessary. Accordingly, there is an advantage of not only being able to flow coolant to the intercooler side but also to the engine side by using one coolant pump.

또한, 상기 인터쿨러로 유동하기 위한 냉각수가 저온의 냉매와 열교환되므로, 인터쿨러에서의 혼합기의 냉각 성능이 향상되는 장점이 있다. In addition, since the coolant for flowing to the intercooler is heat-exchanged with the low-temperature refrigerant, the cooling performance of the mixer in the intercooler is improved.

또한, 배기가스 열교환기로 공급되기 위한 냉각수가 상대적으로 온도가 낮은 인터쿨러를 지난 냉각수와 합쳐진 상태로 상기 배기가스 열교환기로 공급되므로, 배기가스 열교환기의 열교환 성능 및 엔진의 냉각 성능이 향상되는 장점이 있다. In addition, since the coolant to be supplied to the exhaust gas heat exchanger is supplied to the exhaust gas heat exchanger in a state that is combined with the coolant that has passed through the intercooler having a relatively low temperature, there is an advantage of improving the heat exchange performance of the exhaust gas heat exchanger and the cooling performance of the engine. .

10: 가스 히트펌프 시스템 110: 압축기
120: 실외 열교환기 140: 실내 열교환기
150: 보조 열교환기 152: 냉각수 열교환기
200: 엔진 240: 배기가스 열교환기
300: 냉각수 펌프 322: 유동 조절 밸브
361: 공급 배관 362: 회수 배관
371: 제1분기 배관 372: 제2분기 배관
400: 과급수단 500: 인터쿨러
600: 조절수단
10: gas heat pump system 110: compressor
120: outdoor heat exchanger 140: indoor heat exchanger
150: auxiliary heat exchanger 152: cooling water heat exchanger
200: engine 240: exhaust gas heat exchanger
300: coolant pump 322: flow control valve
361: supply pipe 362: return pipe
371: first branch piping 372: second branch piping
400: supercharge means 500: intercooler
600: adjustment means

Claims (6)

압축기, 실외 열교환기, 팽창장치, 실내 열교환기 및 냉매 배관을 포함하는 공기조화 모듈;
연료와 공기가 혼합된 혼합기를 연소하여, 상기 압축기의 운전을 위한 동력을 제공하는 엔진을 포함하는 엔진 모듈; 및
상기 엔진을 냉각하기 위한 냉각수가 유동하는 냉각 모듈을 포함하고,
상기 엔진 모듈은,
공기와 연료의 혼합기를 압축시킨 후, 상기 엔진 측으로 배출하는 과급수단; 및
상기 엔진과 상기 과급수단 사이에 배치되며, 상기 과급수단에서 압축된 혼합기를 냉각시켜는 인터쿨러를 포함하고,
상기 냉각 모듈은, 상기 인터쿨러로 공급될 냉각수가 유동하는 인터쿨러 측 배관과,
상기 인터쿨러 측 배관과 연결되는 냉각수 열교환기를 포함하고,
상기 냉매 배관은, 상기 압축기의 흡입 측에 연결되고 상기 냉각수 열교환기를 지나는 흡입 측 배관을 포함하며,
상기 흡입 측 배관의 냉매와 상기 인터쿨러 측 배관의 냉각수가 열교환되는 가스 히트펌프 시스템.
An air conditioning module including a compressor, an outdoor heat exchanger, an expansion device, an indoor heat exchanger, and a refrigerant pipe;
An engine module including an engine that provides power for driving the compressor by combusting a mixture of fuel and air; And
And a cooling module through which coolant for cooling the engine flows,
The engine module,
A supercharging means for compressing a mixture of air and fuel and discharging it to the engine; And
An intercooler disposed between the engine and the supercharging means, and cooling the mixer compressed by the supercharging means,
The cooling module includes an intercooler side pipe through which cooling water to be supplied to the intercooler flows,
A cooling water heat exchanger connected to the intercooler side pipe,
The refrigerant pipe is connected to the suction side of the compressor and includes a suction side pipe passing through the cooling water heat exchanger,
A gas heat pump system in which refrigerant in the suction side pipe and coolant in the intercooler side pipe heat exchange.
제 1 항에 있어서,
기체와 액체를 분리하기 위한 기액 분리기를 더 포함하며,
상기 흡입 측 배관은 상기 기액 분리기의 출구 측 배관인 가스 히트펌프 시스템.
The method of claim 1,
Further comprising a gas-liquid separator for separating gas and liquid,
The suction side pipe is a gas heat pump system that is an outlet pipe of the gas-liquid separator.
제 1 항에 있어서,
상기 냉각 모듈은, 상기 인터쿨러 측 배관과 분기되는 엔진 측 배관을 더 포함하고,
상기 인터쿨러 측 배관은, 상기 인터쿨러의 입구 측에 위치되는 입구 측 배관과, 상기 인터쿨러의 출구 측에 위치되는 출구 측 배관을 포함하고,
상기 입구 측 배관과 상기 엔진 측 배관은 유동 조절 밸브에 연결되는 가스 히트펌프 시스템.
The method of claim 1,
The cooling module further includes an engine-side pipe branching from the intercooler-side pipe,
The intercooler-side pipe includes an inlet-side pipe positioned at an inlet side of the intercooler, and an outlet-side pipe positioned at an outlet side of the intercooler,
The gas heat pump system wherein the inlet pipe and the engine pipe are connected to a flow control valve.
제 3 항에 있어서,
상기 출구 측 배관은 상기 엔진 측 배관에서 상기 유동 조절 밸브의 하류 측에 연결되는 가스 히트펌프 시스템.
The method of claim 3,
The outlet pipe is a gas heat pump system connected to a downstream side of the flow control valve from the engine pipe.
제 3 항에 있어서,
상기 엔진에서 배기된 배기가스가 유입되는 배기가스 열교환기를 더 포함하고,
상기 엔진 측 배관은 상기 배기가스 열교환기를 통과한 후에 상기 엔진에 연결되는, 가스 히트펌프 시스템.
The method of claim 3,
Further comprising an exhaust gas heat exchanger into which the exhaust gas exhausted from the engine is introduced,
The engine-side pipe is connected to the engine after passing through the exhaust gas heat exchanger.
제 5 항에 있어서,
상기 엔진 측 배관 중에서 상기 배기가스 열교환기의 출구 측 배관에서 분기되어 상기 과급수단을 통과한 후에 상기 배기가스 열교환기의 출구 측 배관에 연결되는 바이패스 배관을 더 포함하는 가스 히트펌프 시스템.
The method of claim 5,
The gas heat pump system further comprises a bypass pipe branched from the outlet pipe of the exhaust gas heat exchanger among the engine pipes and connected to the outlet pipe of the exhaust gas heat exchanger after passing through the supercharge means.
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