KR102225184B1 - Heat pump system - Google Patents

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KR102225184B1
KR102225184B1 KR1020200012069A KR20200012069A KR102225184B1 KR 102225184 B1 KR102225184 B1 KR 102225184B1 KR 1020200012069 A KR1020200012069 A KR 1020200012069A KR 20200012069 A KR20200012069 A KR 20200012069A KR 102225184 B1 KR102225184 B1 KR 102225184B1
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heat exchange
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KR1020200012069A
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Inventor
김철영
유병기
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(주)유천써모텍
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Abstract

The present invention relates to a heat pump system having a main condensing heat exchanger and a sub-cooler, capable of efficiently controlling a temperature of supercooled water of the sub-cooler. The heat pump system of the present invention comprises: a compressor; a main condenser; a load heat exchanger connected to an indoor load; a water tank; a water supply unit for discharging low-temperature water; a first water supply line for supplying the low-temperature water to a sub-cooler; a 3-way valve; a second water supply line; a first control valve provided on a path of a heat exchange fluid discharge line; a first temperature sensor for measuring a temperature of a heat exchange fluid; a second temperature sensor for measuring a temperature of a cooling fluid; and a control unit.

Description

서브쿨러 과냉각수의 효율적인 온도 제어가 가능한 주응축 열교환기 및 서브쿨러를 구비한 히트펌프 시스템{HEAT PUMP SYSTEM}Subcooler A heat pump system equipped with a main condensation heat exchanger and subcooler capable of efficient temperature control of supercooled water {HEAT PUMP SYSTEM}

본 발명은 열교환 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 저수조 내의 저온수를 과냉각을 위한 냉수로 이용하는 서브쿨러 과냉각수의 효율적인 온도 제어가 가능한 주응축 열교환기 및 서브쿨러를 구비한 히트펌프 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a heat exchange system, and more particularly, to a subcooler using low-temperature water in a storage tank as cold water for subcooling, and to a heat pump system having a main condensation heat exchanger capable of efficient temperature control of supercooled water and a subcooler. .

일반적으로 냉방기는 압축기에서 고온, 고압으로 압축된 냉매가 응축기에서 중온, 고압으로 응축되고, 건조기에서 건조된 후 팽창장치를 통과하면서 팽창되어 증발기로 보내지며, 팽창과 동시에 압력과 온도가 낮아진 냉매는 증발기에서 열을 흡수하게 되고, 열을 흡수하면서 기체가 되어 다시 압축기로 보내지면 1회의 순환을 완료한다.In general, in a cooler, refrigerant compressed at high temperature and high pressure in a compressor is condensed at medium temperature and high pressure in a condenser, and after being dried in a dryer, it is expanded while passing through an expansion device and sent to the evaporator. When the evaporator absorbs heat, it becomes a gas while absorbing heat, and is sent back to the compressor, completing one cycle.

이때, 상기 압축기와 응축기, 실외기홴(Fan)은 대개 실외기 내부에 설치되며, 상기 증발기 및 팽창장치, 실내기 홴은 실내기 내부에 설치되는 것이다.At this time, the compressor, the condenser, and the outdoor fan are usually installed inside the outdoor unit, and the evaporator, the expansion device, and the indoor unit fan are installed inside the indoor unit.

따라서 상기 증발기에 흐르는 저온의 냉매와 실내공기가 열교환됨으로써 냉방이 이루어지는 것이다.Therefore, cooling is achieved by heat exchange between the low temperature refrigerant flowing through the evaporator and indoor air.

한편, 여름철 등 더운 환경 하에서는 냉방기에서 냉매 자체의 온도가 상승되어, 냉매 응축이 원활하게 이루어지지 못할 수 있고, 그에 따라 팽창 밸브에서 팽창이 제대로 이루어지지 못하여, 팽창 효율이 저하될 수 있고, 결국 냉방기 자체의 냉방 효율도 저하된다.On the other hand, in a hot environment such as summer, the temperature of the refrigerant itself increases in the air conditioner, and condensation of the refrigerant may not be performed smoothly, and accordingly, expansion in the expansion valve may not be performed properly, and the expansion efficiency may decrease. Its own cooling efficiency is also lowered.

이러한 문제를 해소하기 위하여 적용되는 것이 냉매 과냉각형 냉방기이다.A refrigerant subcooling type air conditioner is applied to solve this problem.

냉매 과냉각형 냉방기는 응축기와 팽창 밸브 사이에 과냉각기를 적용하여, 응축기를 경유한 냉매를 과냉각시켜줌으로써, 그 후단인 팽창 밸브에서 냉매의 팽창이 원활하게 이루어지도록 하는 것이다.The refrigerant subcooling type air conditioner applies a supercooler between the condenser and the expansion valve to supercool the refrigerant passing through the condenser, so that the expansion of the refrigerant is smoothly performed in the expansion valve at the rear end thereof.

이러한 냉매 과냉각형 냉방기에서 냉매를 과냉각시키기 위한 필요한 냉수로써 건물에 비치된 저수조를 사용하는 방법이 시도되고 있다.In such a refrigerant subcooling type air conditioner, a method of using a storage tank provided in a building as necessary cold water for subcooling the refrigerant has been attempted.

그러나, 저수조에 저장된 저온수를 과냉각을 위한 냉수로 사용할 때 저온수와 냉매 간의 열교환이 필요 이상으로 이루어짐에 따라 열교환기가 필요 이상으로 많은 에너지를 소비하게 되고, 이에 따라 열교환기의 성능이 저하되는 문제가 있었다.However, when the low temperature water stored in the storage tank is used as cold water for subcooling, heat exchange between the low temperature water and the refrigerant is performed more than necessary, so that the heat exchanger consumes more energy than necessary, and thus the performance of the heat exchanger is degraded. There was.

또한, 열교환기에서 열교환된 저온수가 저수조로 회수되면 저수조 내에 저장되어 있는 저온수의 온도가 급격히 상승하게 되는 문제가 있었다.In addition, when the low-temperature water heat-exchanged in the heat exchanger is recovered to the storage tank, there is a problem that the temperature of the low-temperature water stored in the storage tank rapidly increases.

따라서 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 실내 냉방을 위한 냉매의 열교환 매체로서 저수조 내의 저온수의 활용이 가능하고, 열교환이 효율적으로 이루어질 수 있고, 열교환기의 성능이 저하되는 것을 방지할 수 있도록 한 서브쿨러 과냉각수의 효율적인 온도 제어가 가능한 주응축 열교환기 및 서브쿨러를 구비한 히트펌프 시스템을 제공하는데 있다.Therefore, the problem to be solved by the present invention is that it is possible to utilize low-temperature water in the storage tank as a heat exchange medium for refrigerant for indoor cooling, heat exchange can be efficiently performed, and a sub that prevents deterioration of the performance of the heat exchanger. It is to provide a heat pump system including a main condensation heat exchanger and a subcooler capable of efficiently controlling the temperature of the cooler supercooled water.

본 발명의 일 실시예에 따른 서브쿨러 과냉각수의 효율적인 온도 제어가 가능한 주응축 열교환기 및 서브쿨러를 구비한 히트펌프 시스템은 압축기; 상기 압축기의 토출측과 연결되는 제1 냉매순환라인 및 상기 압축기의 유입측과 연결되는 냉매회수라인을 통해 상기 압축기와 연결되는 사방변; 제2 냉매순환라인을 매개로 상기 사방변과 연결되는 주응축기; 제3 냉매순환라인을 매개로 상기 주응축기와 연결되는 서브쿨러; 제4 냉매순환라인을 매개로 상기 서브쿨러와 연결되고, 제5 냉매순환라인을 매개로 상기 사방변과 연결되며, 실내의 냉방을 위해 실내의 부하와 연결되는 부하열교환기; 저수조; 상기 저수조의 내부 또는 외부에 구비되고, 상기 저수조 내에 저장된 저온수를 배출하기 위한 급수부; 상기 급수부 및 상기 서브쿨러에 연결되어 상기 급수부를 통해 배출되는 저온수를 상기 서브쿨러에 공급하는 제1 급수라인; 상기 서브쿨러에 연결되어 상기 서브쿨러에서 열교환된 후의 열교환유체를 배출하는 열교환유체배출라인; 제1 내지 제3 포트를 포함하고, 제1 포트가 상기 열교환유체배출라인에 연결되도록 상기 열교환유체배출라인의 말단에 구비되며, 각각의 포트의 개방 정도가 제어될 수 있게 구성되는 3방향밸브; 상기 제1 급수라인으로부터 분기되어 상기 3방향밸브의 제2 포트에 연결되고, 상기 제1 급수라인을 따라 공급되는 저온수의 일부를 상기 열교환유체배출라인을 통해 배출되는 열교환유체에 합류시키는 제2 급수라인; 상기 3방향밸브의 제3 포트 및 상기 저수조 사이에 연결되어 상기 저온수 및 열교환유체가 합류하여 냉각된 냉각유체를 상기 저수조로 공급하는 냉각유체회수라인; 상기 열교환유체배출라인의 경로 상에 구비되고, 상기 열교환유체배출라인의 통로의 개방 정도가 제어될 수 있게 구성되는 제1 제어밸브; 상기 열교환유체배출라인의 경로 상에 구비되어 상기 열교환유체배출라인으로 유입되는 열교환유체의 온도를 측정하는 제1 온도센서; 상기 냉각유체회수라인의 경로 상에 구비되어 상기 냉각유체회수라인으로 유입되는 냉각유체의 온도를 측정하는 제2 온도센서; 및 상기 제1 온도센서에서 측정되는 온도에 따라 상기 제1 제어밸브의 개방 정도를 제어하고, 상기 제2 온도센서에서 측정되는 온도에 따라 상기 3방향밸브의 각각의 포트의 개방 정도를 제어하도록 구성되는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.According to an embodiment of the present invention, a heat pump system including a main condensation heat exchanger and a subcooler capable of efficiently controlling the temperature of the subcooler supercooled water includes a compressor; A four-way side connected to the compressor through a first refrigerant circulation line connected to a discharge side of the compressor and a refrigerant recovery line connected to an inlet side of the compressor; A main condenser connected to the four sides via a second refrigerant circulation line; A subcooler connected to the main condenser via a third refrigerant circulation line; A load heat exchanger connected to the subcooler through a fourth refrigerant circulation line, connected to the four sides through a fifth refrigerant circulation line, and connected to an indoor load for indoor cooling; Reservoir; A water supply unit provided inside or outside the storage tank and for discharging the low temperature water stored in the storage tank; A first water supply line connected to the water supply unit and the subcooler to supply low temperature water discharged through the water supply unit to the subcooler; A heat exchange fluid discharge line connected to the subcooler to discharge heat exchange fluid after heat exchange in the subcooler; A three-way valve including first to third ports, provided at an end of the heat exchange fluid discharge line so that the first port is connected to the heat exchange fluid discharge line, and configured to control the degree of opening of each port; A second branch branched from the first water supply line and connected to the second port of the three-way valve, and joins a part of the low temperature water supplied along the first water supply line to the heat exchange fluid discharged through the heat exchange fluid discharge line. Water supply line; A cooling fluid recovery line connected between the third port of the three-way valve and the storage tank to supply the cooled cooling fluid to the storage tank by combining the low temperature water and the heat exchange fluid; A first control valve provided on a path of the heat exchange fluid discharge line and configured to control an opening degree of the passage of the heat exchange fluid discharge line; A first temperature sensor provided on a path of the heat exchange fluid discharge line to measure a temperature of the heat exchange fluid flowing into the heat exchange fluid discharge line; A second temperature sensor provided on a path of the cooling fluid recovery line and measuring a temperature of the cooling fluid flowing into the cooling fluid recovery line; And controlling the degree of opening of the first control valve according to the temperature measured by the first temperature sensor, and controlling the degree of opening of each port of the three-way valve according to the temperature measured by the second temperature sensor. It characterized in that it comprises a control unit.

일 실시예에서, 상기 급수부는, 상기 저수조 내에 저장되는 저온수의 수면에 부유되는 부구; 상기 부구의 저면에 연결되고, 상기 저온수의 수중에 잠기는 저온수흡입관; 상기 저온수흡입관의 출구로부터 상기 제1 급수라인에 연결되는 저온수토출라인; 및 상기 저온수토출라인의 경로 상에 구비되어 상기 저수조 내부로부터 저온수가 흡입되도록 펌핑 구동되는 흡입펌프를 포함할 수 있다.In one embodiment, the water supply unit, a buoy floating on the surface of the low-temperature water stored in the storage tank; A low-temperature water suction pipe connected to the bottom of the bugu and submerged in the water of the low-temperature water; A low temperature water discharge line connected to the first water supply line from the outlet of the low temperature water suction pipe; And a suction pump provided on the path of the low temperature water discharge line and pumped to suck low temperature water from the inside of the storage tank.

일 실시예에서, 상기 저수조의 내부바닥에 배치되고, 다수의 토출구멍을 포함하는 냉각유체토출관 및 상기 냉각유체회수라인의 말단으로부터 상기 냉각유체토출관의 일측에 연결되어 상기 냉각유체회수라인을 통해 저수조 방향으로 배출되는 냉각유체를 상기 냉각유체토출관 내부로 공급하는 냉각유체이동가이드관을 포함하는 냉각유체토출부재를 더 포함할 수 있다.In one embodiment, a cooling fluid discharge pipe disposed on the inner bottom of the storage tank and including a plurality of discharge holes, and connected to one side of the cooling fluid discharge pipe from an end of the cooling fluid recovery line to provide the cooling fluid recovery line. It may further include a cooling fluid discharge member including a cooling fluid movement guide pipe for supplying the cooling fluid discharged in the direction of the storage tank through the inside of the cooling fluid discharge pipe.

본 발명에 따른 서브쿨러 과냉각수의 효율적인 온도 제어가 가능한 주응축 열교환기 및 서브쿨러를 구비한 히트펌프 시스템에 의하면, 실내 냉방을 위한 냉매의 열교환 매체로서 저수조 내의 저온수의 활용이 가능하고, 저온수와 냉매가 열교환될 때 열교환기로부터 토출되는 유체의 온도를 측정하면서 열교환되도록 하여 냉매가 실내 냉방을 위한 온도에 근접하게 도달하도록 열교환이 효율적으로 이루어질 수 있고, 열교환기의 과도한 에너지 소비를 방지하여 열교환기의 성능이 저하되는 것을 방지할 수 있다.According to the heat pump system including the main condensation heat exchanger and subcooler capable of efficient temperature control of the subcooler supercooled water according to the present invention, it is possible to use low temperature water in the storage tank as a heat exchange medium for refrigerant for indoor cooling, and When the water and the refrigerant are heat-exchanged, heat exchange can be performed efficiently so that the refrigerant reaches the temperature for indoor cooling by measuring the temperature of the fluid discharged from the heat exchanger, and preventing excessive energy consumption of the heat exchanger. It is possible to prevent the performance of the heat exchanger from deteriorating.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 서브쿨러 과냉각수의 효율적인 온도 제어가 가능한 주응축 열교환기 및 서브쿨러를 구비한 히트펌프 시스템을 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 서브쿨러 과냉각수의 효율적인 온도 제어가 가능한 주응축 열교환기 및 서브쿨러를 구비한 히트펌프 시스템을 설명하기 위한 도면이다.
1 is a view for explaining a heat pump system including a main condensation heat exchanger and a subcooler capable of efficient temperature control of subcooler supercooled water according to an embodiment of the present invention.
2 is a view for explaining a heat pump system including a main condensation heat exchanger and a subcooler capable of efficiently controlling the temperature of subcooler supercooled water according to another embodiment of the present invention.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 서브쿨러 과냉각수의 효율적인 온도 제어가 가능한 주응축 열교환기 및 서브쿨러를 구비한 히트펌프 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, with reference to the accompanying drawings will be described in detail a heat pump system including a main condensing heat exchanger and a subcooler capable of efficiently controlling the temperature of the subcooler supercooled water according to an embodiment of the present invention. In the present invention, various modifications may be made and various forms may be applied, 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 form disclosed, it should be understood to include all changes, equivalents, and substitutes included in the spirit and scope of the present invention. In describing each drawing, similar reference numerals have been used for similar elements. In the accompanying drawings, the dimensions of the structures are shown to be enlarged than the actual size 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 elements, but the elements should not be limited by the terms. The above terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another component. For example, without departing from the scope of the present invention, a first element may be referred to as a second element, and similarly, a second element may be referred to as a first element.

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.The 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 the present application, terms such as "comprise" or "have" are intended to designate the presence of features, numbers, steps, actions, components, parts, or combinations thereof described in the specification, but one or more other features. It is to be understood that the presence or addition of elements or numbers, steps, actions, components, parts, or combinations thereof, does not preclude in advance the possibility of the presence or addition.

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 otherwise defined, all terms used herein including technical or scientific terms have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art to which the present invention belongs. Terms as defined in a commonly used dictionary should be interpreted as having a meaning consistent with the meaning in the context of the related technology, and should not be interpreted as an ideal or excessive formal meaning unless explicitly defined in this application. Does not.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 서브쿨러 과냉각수의 효율적인 온도 제어가 가능한 주응축 열교환기 및 서브쿨러를 구비한 히트펌프 시스템을 설명하기 위한 도면이다.1 is a view for explaining a heat pump system including a main condensation heat exchanger and a subcooler capable of efficient temperature control of subcooler supercooled water according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 서브쿨러 과냉각수의 효율적인 온도 제어가 가능한 주응축 열교환기 및 서브쿨러를 구비한 히트펌프 시스템은 압축기(110), 사방변(150), 주응축기(120), 서브쿨러(130), 부하열교환기(140), 저수조(171), 급수부(172), 제1 급수라인(173), 열교환유체배출라인(175), 3방향밸브(182), 제2 급수라인(174), 냉각유체회수라인(176), 제1 제어밸브(181), 제1 온도센서(191), 제2 온도센서(192), 제어부(미도시)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 1, a heat pump system including a main condensing heat exchanger and a subcooler capable of efficiently controlling the temperature of the subcooler supercooled water according to an embodiment of the present invention includes a compressor 110, a four-way side 150, and a main Condenser 120, subcooler 130, load heat exchanger 140, storage tank 171, water supply unit 172, first water supply line 173, heat exchange fluid discharge line 175, three-way valve 182 ), a second water supply line 174, a cooling fluid recovery line 176, a first control valve 181, a first temperature sensor 191, a second temperature sensor 192, and a control unit (not shown). I can.

압축기(110)는 냉매를 압축해서 고온 고압의 상태로 만들어 고온 고압의 냉매를 일방향으로 배출할 수 있다.The compressor 110 compresses the refrigerant into a high-temperature and high-pressure state, and discharges the high-temperature and high-pressure refrigerant in one direction.

사방변(150)은 밸브의 포트를 4개 가진 것을 의미하며, 4개의 포트 중 어느 하나는 제1 냉매순환라인(161)을 매개로 압축기(110)와 연결되고, 다른 하나는 제2 냉매순환라인(162)을 매개로 주응축기(120)와 연결되고, 또 다른 하나는 제5 냉매순환라인(165)을 매개로 부하열교환기(140)와 연결되고, 나머지 하나는 냉매회수라인(166)을 매개로 압축기(110)와 연결되게 구성될 수 있다.The four sides 150 means having four ports of the valve, one of the four ports is connected to the compressor 110 via the first refrigerant circulation line 161, and the other is the second refrigerant circulation The line 162 is connected to the main condenser 120, the other is connected to the load heat exchanger 140 through the fifth refrigerant circulation line 165, and the other is connected to the refrigerant recovery line 166. It may be configured to be connected to the compressor 110 by means of.

주응축기(120)는 제2 냉매순환라인(162)을 매개로 사방변(150)과 연결될 수 있다. 일 예로, 주응축기(120)는 외부공기와 열교환하는 공기열교환기일 수 있다.The main condenser 120 may be connected to the four sides 150 via the second refrigerant circulation line 162. For example, the main condenser 120 may be an air heat exchanger that exchanges heat with external air.

서브쿨러(130)는 제3 냉매순환라인(163)을 매개로 주응축기(120)와 연결될 수 있다.The subcooler 130 may be connected to the main condenser 120 via a third refrigerant circulation line 163.

부하열교환기(140)는 제4 냉매순환라인(164)을 매개로 서브쿨러(130)와 연결되고, 제5 냉매순환라인(165)을 매개로 사방변(150)과 연결되며, 실내의 냉방을 위해 실내의 부하와 연결될 수 있다.The load heat exchanger 140 is connected to the subcooler 130 via the fourth refrigerant circulation line 164, and is connected to the four sides 150 via the fifth refrigerant circulation line 165, and cools the room. For this, it can be connected with the load in the room.

저수조(171)는 건물의 내에 설치될 수 있고, 내부에 저온수가 저장된다.The water storage tank 171 may be installed in the building, and low temperature water is stored therein.

급수부(172)는 저수조(171)의 내부 또는 외부에 구비되고, 저수조(171) 내에 저장된 저온수를 배출할 수 있다. 일 예로, 급수부(172)는 저온수의 하부 일측에 연결되어 저온수를 배출시키는 배출관(1721) 및 배출관(1721) 상에 설치되는 개폐밸브(1722)를 포함할 수 있다.The water supply unit 172 is provided inside or outside the storage tank 171 and may discharge low temperature water stored in the storage tank 171. For example, the water supply unit 172 may include a discharge pipe 1721 for discharging the low temperature water by being connected to a lower side of the low temperature water, and an opening/closing valve 1722 installed on the discharge pipe 1721.

제1 급수라인(173)은 급수부(172), 예를 들어, 급수부(172)의 배출관(1721) 및 서브쿨러(130)에 연결되어 급수부(172)를 통해 배출되는 저온수를 서브쿨러(130)에 공급할 수 있다.The first water supply line 173 is connected to the water supply unit 172, for example, the discharge pipe 1721 and the subcooler 130 of the water supply unit 172 to serve the low temperature water discharged through the water supply unit 172. It can be supplied to the cooler 130.

열교환유체배출라인(175)은 서브쿨러(130)에 연결되어 상기 서브쿨러(130)에서 열교환된 후의 열교환유체를 서브쿨러(130)로부터 배출할 수 있다. 여기서, 열교환유체는 서브쿨러(130)에서 저온수 및 냉매가 열교환된 후 가열된 유체를 의미할 수 있다.The heat exchange fluid discharge line 175 is connected to the sub cooler 130 to discharge the heat exchange fluid after heat exchange in the sub cooler 130 from the sub cooler 130. Here, the heat exchange fluid may mean a fluid heated after heat exchange between low temperature water and a refrigerant in the subcooler 130.

3방향밸브(182)는 제1 내지 제3 포트(1821, 1822, 1823)를 포함하고, 제1 포트(1821)가 열교환유체배출라인(175)에 연결되도록 열교환유체배출라인(175)의 말단에 구비되며, 각각의 포트(1821, 1822, 1823)의 개방 정도가 제어될 수 있게 구성될 수 있다. 일 예로, 3방향밸브(182)의 각각의 포트(1821, 1822, 1823)의 개방 정도는 전자식 제어될 수 있다.The three-way valve 182 includes first to third ports 1821, 1822, 1823, and ends of the heat exchange fluid discharge line 175 so that the first port 1821 is connected to the heat exchange fluid discharge line 175. It is provided in, and may be configured to be able to control the degree of opening of each of the ports (1821, 1822, 1823). For example, the degree of opening of each of the ports 1821, 1822, and 1823 of the three-way valve 182 may be electronically controlled.

제2 급수라인(174)은 제1 급수라인(173)으로부터 분기되어 3방향밸브(182)의 제2 포트(1822)에 연결되고, 제1 급수라인(173)을 따라 공급되는 저온수의 일부를 열교환유체배출라인(175)을 통해 배출되는 열교환유체에 합류시킬 수 있다.The second water supply line 174 is branched from the first water supply line 173 and is connected to the second port 1822 of the three-way valve 182, and is part of the low temperature water supplied along the first water supply line 173 May be joined to the heat exchange fluid discharged through the heat exchange fluid discharge line 175.

냉각유체회수라인(176)은 3방향밸브(182)의 제3 포트(1823) 및 저수조(171) 사이에 연결되어 저온수 및 열교환유체가 합류하여 냉각된 냉각유체를 저수조(171)로 공급할 수 있다. 여기서, 냉각유체는 가열되어 고온 상태인 열교환유체 및 저온수가 혼합되어 열교환유체의 온도가 낮아진 상태의 유체를 의미할 수 있다.The cooling fluid recovery line 176 is connected between the third port 1823 of the three-way valve 182 and the storage tank 171 so that the low temperature water and the heat exchange fluid merge to supply the cooled cooling fluid to the storage tank 171. have. Here, the cooling fluid may mean a fluid in a state in which the temperature of the heat exchange fluid is lowered by mixing the heat exchange fluid and low temperature water in a high temperature state by being heated.

제1 제어밸브(181)는 열교환유체배출라인(175)의 경로 상에 구비되고, 상기 열교환유체배출라인(175)의 통로의 개방 정도가 제어될 수 있게 구성될 수 있다. 일 예로, 제1 제어밸브(181)는 전자식 제어될 수 있다.The first control valve 181 may be provided on the path of the heat exchange fluid discharge line 175 and may be configured to control the degree of opening of the passage of the heat exchange fluid discharge line 175. For example, the first control valve 181 may be electronically controlled.

제1 온도센서(191)는 열교환유체배출라인(175)의 경로 상에 구비되어 열교환유체배출라인(175)으로 유입되는 열교환유체의 온도를 측정할 수 있다.The first temperature sensor 191 may be provided on the path of the heat exchange fluid discharge line 175 to measure the temperature of the heat exchange fluid flowing into the heat exchange fluid discharge line 175.

제2 온도센서(192)는 냉각유체회수라인(176)의 경로 상에 구비되어 냉각유체회수라인(176)으로 유입되는 냉각유체의 온도를 측정할 수 있다.The second temperature sensor 192 may be provided on the path of the cooling fluid recovery line 176 to measure the temperature of the cooling fluid flowing into the cooling fluid recovery line 176.

제어부(미도시)는 제1 온도센서(191)에서 측정되는 온도에 따라 제1 제어밸브(181)의 개방 정도를 제어하고, 제2 온도센서(192)에서 측정되는 온도에 따라 3방향밸브(182)의 각각의 포트(1821, 1822, 1823)의 개방 정도를 제어하도록 구성될 수 있다.The control unit (not shown) controls the degree of opening of the first control valve 181 according to the temperature measured by the first temperature sensor 191, and the three-way valve ( It can be configured to control the degree of opening of each of the ports 1821, 1822, 1823 of 182.

이하에서는 이러한 본 발명의 일 실시예에 따른 서브쿨러 과냉각수의 효율적인 온도 제어가 가능한 주응축 열교환기 및 서브쿨러를 구비한 히트펌프 시스템의 열교환 과정을 설명하며, 냉매의 순환 과정을 먼저 설명한 후, 저온수의 순환 과정을 설명하기로 한다.Hereinafter, a heat exchange process of a heat pump system including a main condensation heat exchanger and a subcooler capable of efficiently controlling the temperature of the subcooler supercooled water according to an embodiment of the present invention will be described, and after the refrigerant circulation process is first described, The circulation process of low temperature water will be described.

냉매의 순환Refrigerant circulation

먼저, 압축기(110)로부터 고온 고압의 냉매가 토출되며, 토출된 냉매는 제1 냉매순환라인(161)을 통해 사방변(150)으로 유입된다.First, a high-temperature and high-pressure refrigerant is discharged from the compressor 110, and the discharged refrigerant flows into the four sides 150 through the first refrigerant circulation line 161.

이어서, 냉매는 사방변(150) 내부에서 제2 냉매순환라인(162) 방향으로 안내되어 제2 냉매순환라인(162)을 통해 주응축기(120)에 유입되며, 주응축기(120)에서 열교환 매체, 예를 들면, 외부공기와 열교환될 수 있다.Subsequently, the refrigerant is guided in the direction of the second refrigerant circulation line 162 from the inside of the four sides 150 and flows into the main condenser 120 through the second refrigerant circulation line 162, and the heat exchange medium in the main condenser 120 , For example, it can be heat-exchanged with external air.

이어서, 냉매는 주응축기(120)로부터 토출되며, 토출되는 냉매는 제3 냉매순환라인(163)을 통해 서브쿨러(130)로 유입되어 저수조(171)로부터 공급되는 저온수와 열교환될 수 있다. 저수조(171)로부터의 저온수의 공급 과정은 저온수 순환 과정의 설명에서 자세히 설명하기로 한다.Subsequently, the refrigerant is discharged from the main condenser 120, and the discharged refrigerant may be introduced into the subcooler 130 through the third refrigerant circulation line 163 to exchange heat with the low-temperature water supplied from the storage tank 171. A process of supplying low temperature water from the storage tank 171 will be described in detail in the description of the low temperature water circulation process.

이어서, 냉매는 서브쿨러(130)로부터 토출되며, 토출되는 냉매는 제4 냉매순환라인(164)을 통해 부하열교환기(140)로 유입되어 열교환 매체, 예를 들어, 실내로부터 환수되는 저온의 급탕수와 열교환된 후 실내의 냉방을 위한 찬 공기를 실내로 공급할 수 있다.Subsequently, the refrigerant is discharged from the subcooler 130, and the discharged refrigerant is introduced into the load heat exchanger 140 through the fourth refrigerant circulation line 164, and is a heat exchange medium, for example, a low-temperature hot water exchanged from the room. After heat exchange with water, cold air for indoor cooling can be supplied to the room.

이어서, 냉매는 부하열교환기(140)로부터 토출되며, 토출되는 냉매는 제5 냉매순환라인(165)을 통해 사방변(150)으로 유입될 수 있다.Subsequently, the refrigerant is discharged from the load heat exchanger 140, and the discharged refrigerant may flow into the four sides 150 through the fifth refrigerant circulation line 165.

이어서, 냉매는 사방변(150) 내부에서 냉매회수라인(166) 방향으로 안내되어 냉매회수라인(166)을 통해 압축기(110)로 회수될 수 있다.Subsequently, the refrigerant may be guided in the direction of the refrigerant recovery line 166 inside the four sides 150 and recovered to the compressor 110 through the refrigerant recovery line 166.

저온수의 순환Circulation of cold water

급수부(172)를 통해 저수조(171) 내의 저온수가 배출되고, 배출되는 저온수는 제1 급수라인(173)을 통해 주응축기(120)로 공급되고, 주응축기(120)에서 냉매와 저온수가 열교환하여 저온수가 가열된다. The low-temperature water in the storage tank 171 is discharged through the water supply unit 172, and the discharged low-temperature water is supplied to the main condenser 120 through the first water supply line 173, and the refrigerant and low-temperature water from the main condenser 120 Low temperature water is heated by heat exchange.

이어서, 주응축기(120)로부터 열교환유체가 열교환유체배출라인(175)을 통해 배출된다. 이때, 열교환유체배출라인(175)의 경로 상에 구비된 제1 온도센서(191)는 열교환유체의 온도를 측정한다. 측정값은 제어부로 실시간 입력될 수 있고, 제어부는 제1 온도센서(191)로부터 입력되는 측정값에 따라 제1 제어밸브(181)가 열교환유체배출라인(175)의 통로를 개방하는 정도를 제어할 수 있다. 예를 들어, 제1 온도센서(191)로부터 측정되는 열교환유체의 온도가 40℃가 되도록 제1 제어밸브(181)의 개방 정도를 조절하여 열교환유체의 흐름 속도를 조절할 수 있고, 열교환유체의 온도가 40℃가 되면 제1 제어밸브(181)의 개방을 고정할 수 있다. 이때, 40℃의 온도는 열교환유체의 목표 온도일 수 있다. 이와 같이, 제어부는 열교환유체의 온도가 목표 온도가 될 때까지 제1 제어밸브(181)의 개방 정도를 조절한 후 목표 온도가되면 제1 제어밸브(181)의 개방 상태를 고정할 수 있다. 이러한 온도 조절에 의한 열교환 과정은 주응축기(120)를 지나는 냉매가 실내 냉방을 위한 목표 냉방 온도에 근접하는 온도로 냉각되도록 하기 위함이다.Subsequently, the heat exchange fluid is discharged from the main condenser 120 through the heat exchange fluid discharge line 175. At this time, the first temperature sensor 191 provided on the path of the heat exchange fluid discharge line 175 measures the temperature of the heat exchange fluid. The measured value can be input in real time to the control unit, and the control unit controls the degree to which the first control valve 181 opens the passage of the heat exchange fluid discharge line 175 according to the measured value input from the first temperature sensor 191 can do. For example, the flow rate of the heat exchange fluid can be adjusted by adjusting the degree of opening of the first control valve 181 so that the temperature of the heat exchange fluid measured by the first temperature sensor 191 becomes 40°C, and the temperature of the heat exchange fluid When is 40° C., the opening of the first control valve 181 may be fixed. In this case, the temperature of 40° C. may be a target temperature of the heat exchange fluid. In this way, the controller may adjust the degree of opening of the first control valve 181 until the temperature of the heat exchange fluid reaches the target temperature, and then fix the open state of the first control valve 181 when the target temperature is reached. The heat exchange process by controlling the temperature is to cool the refrigerant passing through the main condenser 120 to a temperature close to a target cooling temperature for indoor cooling.

이러한 과정에서, 제2 급수라인(174)으로부터 저온수의 일부가 3방향밸브(182)의 제2 포트(1822)를 통해 유입되어 열교환유체에 합류될 수 있고, 이때 열교환유체의 온도는 저온수가 합류되므로 열교환유체배출라인(175)으로부터 3방향밸브(182)의 제1 포트(1821)로 유입될 때의 온도보다 낮아질 수 있다. 예를 들어, 35℃ 이하로 낮아질 수 있다.In this process, a part of the low temperature water from the second water supply line 174 may be introduced through the second port 1822 of the 3-way valve 182 to be joined to the heat exchange fluid, and at this time, the temperature of the heat exchange fluid is Since they are joined, the temperature may be lower than the temperature when flowing into the first port 1821 of the three-way valve 182 from the heat exchange fluid discharge line 175. For example, it can be lowered to 35°C or less.

이어서, 3방향밸브(182)를 통해 저온수 및 열교환유체가 혼합된 후 3방향밸브(182)의 제3 포트(1823)를 통해 냉각유체가 배출될 수 있다. 이때, 제2 온도센서(192)는 냉각유체의 온도를 측정한다. 측정값은 제어부로 실시간 입력될 수 있고, 제어부는 제2 온도센서(192)로부터 입력되는 측정값에 따라 3방향밸브(182)의 제3 포트(1823)의 개방 정도를 조절할 수 있다. 예를 들어, 제2 온도센서(192)로부터 측정되는 열교환유체의 온도가 30℃가 되도록 3방향밸브(182)의 제3 포트(1823)의 개방 정도를 조절하여 냉각유체의 흐름 속도를 조절할 수 있고, 냉각유체의 온도가 30℃가 되면 3방향밸브(182)의 개방을 고정할 수 있다. 이때, 30℃의 온도는 냉각유체의 목표 온도일 수 있다. 이와 같이, 제어부는 냉각유체의 온도가 목표 온도가 될 때까지 3방향밸브(182)의 개방 정도를 조절한 후 목표 온도가 되면 3방향밸브(182)의 제3 포트(1823)의 개방 상태를 고정할 수 있다. 이러한 과정은 냉각유체의 온도가 30℃를 초과하면 저수조(171)로 공급되는 유체의 온도가 과도하게 높아지게 되어서 저수조(171)를 급탕에 이용하는 경우 더운물로만 활용이 가능해질 수 있기 때문이다.Subsequently, after the low-temperature water and the heat exchange fluid are mixed through the three-way valve 182, the cooling fluid may be discharged through the third port 1823 of the three-way valve 182. At this time, the second temperature sensor 192 measures the temperature of the cooling fluid. The measured value may be input to the controller in real time, and the controller may adjust the degree of opening of the third port 1823 of the three-way valve 182 according to the measured value input from the second temperature sensor 192. For example, the flow rate of the cooling fluid can be adjusted by adjusting the degree of opening of the third port 1823 of the three-way valve 182 so that the temperature of the heat exchange fluid measured from the second temperature sensor 192 is 30°C. In addition, when the temperature of the cooling fluid reaches 30° C., the opening of the three-way valve 182 can be fixed. In this case, the temperature of 30° C. may be a target temperature of the cooling fluid. In this way, the control unit adjusts the degree of opening of the three-way valve 182 until the temperature of the cooling fluid reaches the target temperature, and then, when the temperature reaches the target temperature, the third port 1823 of the three-way valve 182 is opened. Can be fixed. This process is because when the temperature of the cooling fluid exceeds 30°C, the temperature of the fluid supplied to the storage tank 171 becomes excessively high, so that when the storage tank 171 is used for hot water, it can be utilized only as hot water.

이어서, 온도 조절된 냉각유체는 냉각유체회수라인(176)을 통해 저수조(171)로 공급될 수 있다.Subsequently, the temperature-controlled cooling fluid may be supplied to the storage tank 171 through the cooling fluid recovery line 176.

이러한 본 발명의 일 실시예에 따른 서브쿨러 과냉각수의 효율적인 온도 제어가 가능한 주응축 열교환기 및 서브쿨러를 구비한 히트펌프 시스템은 실내 냉방을 위한 냉매의 열교환 매체로서 저수조(171) 내의 저온수의 활용이 가능하고, 저온수와 냉매가 열교환될 때 열교환기로부터 토출되는 유체의 온도를 측정하면서 열교환되도록 하여 냉매가 실내 냉방을 위한 온도에 근접하게 도달하도록 열교환이 효율적으로 이루어질 수 있고, 열교환기의 과도한 에너지 소비를 방지하여 열교환기의 성능이 저하되는 것을 방지할 수 있다.The heat pump system including a main condensation heat exchanger and a subcooler capable of efficiently controlling the temperature of the subcooler supercooled water according to an embodiment of the present invention is a heat exchange medium for refrigerant for indoor cooling. It can be utilized, and heat exchange can be performed efficiently so that the refrigerant reaches the temperature for indoor cooling by measuring the temperature of the fluid discharged from the heat exchanger when the low-temperature water and refrigerant are heat-exchanged. By preventing excessive energy consumption, it is possible to prevent the performance of the heat exchanger from deteriorating.

도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 서브쿨러 과냉각수의 효율적인 온도 제어가 가능한 주응축 열교환기 및 서브쿨러를 구비한 히트펌프 시스템의 구성을 설명하기 위한 도면이다.2 is a view for explaining the configuration of a heat pump system including a main condensing heat exchanger and a subcooler capable of efficiently controlling the temperature of subcooler supercooled water according to another embodiment of the present invention.

도 2를 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 서브쿨러 과냉각수의 효율적인 온도 제어가 가능한 주응축 열교환기 및 서브쿨러를 구비한 히트펌프 시스템은 급수부(272)가 부구(2721), 저온수흡입관(2722), 저온수토출라인(2723) 및 흡입펌프(2724)를 포함하고, 열교환 시스템이 냉각유체토출부재(300)를 더 포함하는 것을 제외하고는 본 발명의 일 실시예에 따른 서브쿨러 과냉각수의 효율적인 온도 제어가 가능한 주응축 열교환기 및 서브쿨러를 구비한 히트펌프 시스템과 동일하므로 이하에서는 급수부(272) 및 냉각유체토출부재(300)를 중심으로 설명한다.Referring to FIG. 2, in a heat pump system including a main condensing heat exchanger and a subcooler capable of efficient temperature control of subcooler supercooled water according to another embodiment of the present invention, A sub according to an embodiment of the present invention, except that the water suction pipe 2722, the low temperature water discharge line 2722, and the suction pump 2724 are included, and the heat exchange system further includes a cooling fluid discharge member 300. Cooler Since it is the same as a heat pump system including a main condensing heat exchanger and a subcooler capable of efficient temperature control of the supercooled water, the water supply unit 272 and the cooling fluid discharge member 300 will be described below.

급수부(272)는 부구(2721), 저온수흡입관(2722), 저온수토출라인(2723) 및 흡입펌프(2724)를 포함할 수 있다.The water supply unit 272 may include a buoy 2721, a low temperature water suction pipe 2722, a low temperature water discharge line 2722, and a suction pump 2724.

부구(2721)는 저수조(171) 내에 저장되는 저온수의 수면에 부유될 수 있다. 부구(2721)의 재질에는 특별한 제한은 없으며, 예를 들면, 고무 재질일 수 있다.The buoy 2721 may be floated on the surface of the low-temperature water stored in the storage tank 171. There is no particular limitation on the material of the accessory 2721, and may be, for example, a rubber material.

저온수흡입관(2722)은 부구(2721)의 저면에 연결되고, 저온수의 수중에 잠기도록 구비될 수 있다. 일 예로, 저온수흡입관(2722)은 중공의 원통형으로 구비될 수 있고, 저온수흡입관(2722)의 일측은 입구를 형성하고 입구의 반대측은 출구를 형성할 수 있고, 길이방향이 저온수의 수면에 평행하도록 수중에 위치할 수 있다. 저온수흡입관(2722)은 부구(2721)보다는 무거운 중량을 가질 수 있다. 예를 들어, 금속 파이프일 수 있고, 부구(2721)는 금속 파이프의 무게를 견딜 수 있는 부력을 갖도록 구비될 수 있다.The low-temperature water suction pipe 2722 may be connected to the bottom surface of the buoy 2721 and may be provided to be immersed in the water of the low-temperature water. For example, the low-temperature water suction pipe 2722 may be provided in a hollow cylindrical shape, one side of the low-temperature water suction pipe 2722 may form an inlet and the opposite side of the inlet may form an outlet, and the longitudinal direction is the water surface of the low-temperature water. It can be placed underwater to be parallel to. The low-temperature water suction pipe 2722 may have a heavier weight than the bugu 2721. For example, it may be a metal pipe, and the buoy 2721 may be provided to have a buoyancy capable of withstanding the weight of the metal pipe.

저온수토출라인(2723)은 저온수흡입관(2722)의 출구로부터 제1 급수라인(173)에 연결될 수 있다. 일 예로, 저온수토출라인(2723)은 플렉시블한 튜브일 수 있다. The low temperature water discharge line 2722 may be connected to the first water supply line 173 from the outlet of the low temperature water suction pipe 2722. For example, the low temperature water discharge line 2722 may be a flexible tube.

흡입펌프(2724)는 저온수토출라인(2723)의 경로 상에 구비되어 상기 저수조(171) 내부로부터 저온수가 제1 급수라인(173) 방향으로 흡입되도록 펌핑 구동될 수 있다.The suction pump 2724 may be provided on a path of the low temperature water discharge line 2722 and may be pumped and driven so that low temperature water is sucked from the inside of the storage tank 171 in the direction of the first water supply line 173.

냉각유체토출부재(300)는 냉각유체토출관(310) 및 냉각유체이동가이드관(320)을 포함할 수 있다.The cooling fluid discharge member 300 may include a cooling fluid discharge pipe 310 and a cooling fluid movement guide pipe 320.

냉각유체토출관(310)은 저수조(171)의 내부바닥에 배치되고, 다수의 토출구멍(311)을 포함할 수 있다. 일 예로, 냉각유체토출관(310)은 저수조(171)의 가로방향으로 길고, 중공이고, 양단이 막힌 원통형 배관 형태로 구비될 수 있고, 원통형 배관의 길이방향으로 상기 토출구멍(311)이 다수 배열될 수 있다.The cooling fluid discharge pipe 310 is disposed on the inner floor of the water storage tank 171 and may include a plurality of discharge holes 311. For example, the cooling fluid discharge pipe 310 may be provided in the form of a cylindrical pipe that is long in the horizontal direction of the water storage tank 171, is hollow, and has both ends blocked, and has a plurality of discharge holes 311 in the longitudinal direction of the cylindrical pipe. Can be arranged.

냉각유체이동가이드관(320)은 냉각유체회수라인(176)의 말단으로부터 냉각유체토출관(310)의 일측에 연결되어 냉각유체회수라인(176)을 통해 저수조(171) 방향으로 배출되는 냉각유체를 냉각유체토출관(310) 내부로 공급할 수 있다. 일 예로, 냉각유체이동가이드관(320)은 냉각유체토출관(310)에 수직하는 중공의 원통형 배관일 수 있고, 원통형 배관의 상단이 냉각유체회수라인(176)의 말단에 연결될 수 있다.The cooling fluid movement guide pipe 320 is connected to one side of the cooling fluid discharge pipe 310 from the end of the cooling fluid recovery line 176 and discharged in the direction of the storage tank 171 through the cooling fluid recovery line 176. May be supplied into the cooling fluid discharge pipe 310. For example, the cooling fluid movement guide pipe 320 may be a hollow cylindrical pipe perpendicular to the cooling fluid discharge pipe 310, and the upper end of the cylindrical pipe may be connected to the end of the cooling fluid recovery line 176.

이하에서는 본 발명의 일 실시예에 따른 서브쿨러 과냉각수의 효율적인 온도 제어가 가능한 주응축 열교환기 및 서브쿨러를 구비한 히트펌프 시스템의 저온수의 순환 과정을 설명한다.Hereinafter, a circulating process of low temperature water in a heat pump system including a main condensing heat exchanger and a subcooler capable of efficiently controlling the temperature of the subcooler supercooled water according to an embodiment of the present invention will be described.

먼저, 급수부(272)를 통해 저수조(171) 내의 저온수가 배출될 수 있다.First, the low temperature water in the storage tank 171 may be discharged through the water supply unit 272.

이때, 흡임펌프(2724)가 가동되며, 흡입펌프(2724)의 펌핑 동작에 의해 저수조(171) 내의 저온수는 부구(2721)에 의해 저온수의 수면에 근접한 수중에 위치하는 저온수흡입관(2722)을 통해 저온수가 유입되며, 유입되는 저온수는 저온수토출라인(2723)을 따라 이동하여 제1 급수라인(173)으로 공급된다.At this time, the suction pump 2724 is operated, and the low temperature water in the water storage tank 171 by the pumping operation of the suction pump 2724 is a low temperature water suction pipe 2722 located in the water close to the water surface of the low temperature water by the buoy 2721. ) Through the low-temperature water flows, the inflow of low-temperature water is supplied to the first water supply line 173 by moving along the low-temperature water discharge line (2723).

이어서, 저온수는 제1 급수라인(173)을 통해 주응축기(120)로 공급되고, 주응축기(120)에서 냉매와 저온수가 열교환하여 저온수가 가열된다.Subsequently, the low-temperature water is supplied to the main condenser 120 through the first water supply line 173, and the low-temperature water is heated by heat exchange between the refrigerant and the low-temperature water in the main condenser 120.

이어서, 주응축기(120)로부터 열교환유체가 열교환유체배출라인(175)을 통해 배출되며, 이때, 앞서 설명한 온도 측정에 따른 열교환유체의 흐름 속도를 조절하는 과정을 거쳐서 열교환유체가 3방향밸브(182)의 제1 포트(1821)로 유입될 수 있다.Subsequently, the heat exchange fluid is discharged from the main condenser 120 through the heat exchange fluid discharge line 175, and at this time, the heat exchange fluid goes through the process of adjusting the flow rate of the heat exchange fluid according to the temperature measurement described above. ) May be introduced into the first port 1821.

이러한 과정에서 제2 급수라인(174)으로부터 저온수의 일부가 3방향밸브(182)의 제2 포트(1822)를 통해 유입되어 열교환유체에 합류될 수 있다.In this process, a part of the low temperature water from the second water supply line 174 may be introduced through the second port 1822 of the three-way valve 182 to be joined to the heat exchange fluid.

이어서, 3방향밸브(182)를 통해 저온수 및 열교환유체가 혼합된 후 3방향밸브(182)의 제3 포트(1823)를 통해 냉각유체가 배출될 수 있다. 이때, 앞서 설명한 온도 측정에 따른 냉각유체의 흐름 속도를 조절하는 과정을 거쳐서 온도가 낮아진 냉각유체가 냉각유체회수라인(176)을 따라 저수조(171) 방향으로 이동할 수 있다.Subsequently, after the low-temperature water and the heat exchange fluid are mixed through the three-way valve 182, the cooling fluid may be discharged through the third port 1823 of the three-way valve 182. At this time, the cooling fluid whose temperature is lowered through the process of adjusting the flow rate of the cooling fluid according to the temperature measurement described above may move in the direction of the storage tank 171 along the cooling fluid recovery line 176.

이어서, 냉각유체회수라인(176)의 말단에서 냉각유체가 토출되며, 토출되는 냉각유체는 냉각유체이동가이드관(320)으로 유입된 후 냉각유체이동가이드관(320)을 따라 이동하여 냉각유체토출관(310)의 내부로 유입될 수 있다.Subsequently, the cooling fluid is discharged from the end of the cooling fluid recovery line 176, and the discharged cooling fluid flows into the cooling fluid movement guide pipe 320 and then moves along the cooling fluid movement guide pipe 320 to discharge the cooling fluid. It may be introduced into the inside of the tube 310.

마지막으로, 냉각유체토출관(310)의 내부로 유입되는 냉각유체는 토출구멍(311)을 통해 저수조(171)의 내부바닥에서 저수조의 수중으로 배출될 수 있다.Finally, the cooling fluid flowing into the cooling fluid discharge pipe 310 may be discharged from the inner bottom of the storage tank 171 through the discharge hole 311 into the water of the storage tank.

이러한 과정을 통해 저온수보다 높은 온도를 가져서 저수조(171) 내의 저온수 수중으로 배출되는 냉각유체는 저수조(171) 내의 저온수와 혼합되더라도 저온수의 온도를 급격히 상승시키지 않으며, 따라서 저수조(171) 내의 저온수의 수면의 위치에서 급수부(172)를 통해 제1 급수라인(173)으로 공급되는 저수조(171) 내의 저온수의 온도가 상승하지 않은 채로 제1 급수라인(173)으로 공급될 수 있다.Through this process, the cooling fluid discharged into the low-temperature water in the storage tank 171 because it has a higher temperature than the low-temperature water does not rapidly increase the temperature of the low-temperature water even if it is mixed with the low-temperature water in the storage tank 171, and thus the storage tank 171 The temperature of the low temperature water in the storage tank 171 supplied to the first water supply line 173 through the water supply unit 172 at the water surface of the inside may be supplied to the first water supply line 173 without rising. have.

이러한 본 발명의 다른 실시예에 따른 서브쿨러 과냉각수의 효율적인 온도 제어가 가능한 주응축 열교환기 및 서브쿨러를 구비한 히트펌프 시스템은 저수조(171)의 내부에 저온수가 저장 가능한 최고 용량에 근접하게 많은 양이 차있는 경우에 사용이 용이하다.The heat pump system including the main condensing heat exchanger and sub-cooler capable of efficiently controlling the temperature of the subcooler supercooled water according to another embodiment of the present invention has a large amount close to the maximum capacity that can store low-temperature water in the storage tank 171. It is easy to use when the quantity is full.

또한, 저온수가 냉매와 열교환 후 저온수보다 높은 온도를 갖는 냉매와 열교환된 후의 유체가 저수조(171)에 공급되더라도 저수조(171) 내에 저장되어 있는 저온수의 온도를 급격히 상승시키지 않으며, 이에 따라, 열교환 후 온도가 상승된 유체가 공급되는 과정에서도 열교환에 이용되는 저수조(171) 내의 저온수의 온도를 항시 일정하게 유지시킬 수 있다.In addition, even if the low-temperature water heat-exchanges with the refrigerant and the fluid after heat-exchange with the refrigerant having a higher temperature than the low-temperature water is supplied to the storage tank 171, the temperature of the low-temperature water stored in the storage tank 171 does not rise rapidly, and accordingly, Even in the process of supplying the fluid whose temperature has risen after heat exchange, the temperature of the low temperature water in the storage tank 171 used for heat exchange may be constantly maintained.

한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 서브쿨러 과냉각수의 효율적인 온도 제어가 가능한 주응축 열교환기 및 서브쿨러를 구비한 히트펌프 시스템의 서브쿨러(130) 및 부하열교환기(140) 각각의 케이스의 외부면에는 오염물질의 부착방지 및 제거를 효과적으로 달성할 수 있도록 오염 방지도포용 조성물로 이루어진 오염방지도포층이 도포될 수 있다.On the other hand, the subcooler 130 and the load heat exchanger 140 of each case of a heat pump system including a main condensation heat exchanger and a subcooler capable of efficient temperature control of the subcooler supercooled water according to an embodiment of the present invention On the outer surface, an antifouling coating layer made of a composition for antifouling coating may be applied so as to effectively prevent adhesion and removal of contaminants.

상기 오염 방지 도포용 조성물은 메르캅토벤조씨아졸 및 아미도알킬 베타인이 1:0.01 ~ 1:2 몰비로 포함되어 있고, 메르캅토벤조씨아졸과 아미도알킬 베타인의 총함량은 전체 수용액에 대해 1 ~10 중량%이다.The antifouling coating composition contains mercaptobenzothiazole and amidoalkyl betaine in a molar ratio of 1:0.01 to 1:2, and the total content of mercaptobenzothiazole and amidoalkyl betaine is 1 with respect to the total aqueous solution. ~10% by weight.

상기 메르캅토벤조씨아졸과 아미도알킬 베타인은 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 mercaptobenzothiazole and amidoalkyl betaine are preferably 1:0.01 to 1:2 as a molar ratio.If the molar ratio is out of the above range, the coating property of the substrate decreases or the surface moisture adsorption increases after application. There is a problem that the film is removed.

상기 메르캅토벤조씨아졸 및 아미도알킬 베타인은 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 mercaptobenzothiazole and amidoalkyl betaine are preferably 1 to 10% by weight in the total aqueous solution of the composition, and if it is less than 1% by weight, there is a problem that the coating property of the substrate is deteriorated, and if it exceeds 10% by weight, the coating film thickness Crystal precipitation is liable to occur due to an increase in.

한편, 본 오염 방지 도포용 조성물을 기재 상에 도포하는 방법으로는 스프레이법에 의해 도포하는 것이 바람직하다. 또한, 상기 기재 상의 최종 도포막 두께는 550 ~ 2000Å이 바람직하며, 보다 바람직하게는 1100 ~ 1900Å이다. 상기 도포막의 두께가 550 Å미만이면 고온 열처리의 경우에 열화되는 문제점이 있고, 2000 Å을 초과하면 도포 표면의 결정석출이 발생하기 쉬운 단점이 있다.On the other hand, as a method of applying the present antifouling coating composition onto a substrate, it is preferable to apply it by a spray method. In addition, the thickness of the final coating film on the substrate is preferably 550 to 2000 Å, more preferably 1100 to 1900 Å. If the thickness of the coating film is less than 550 Å, there is a problem of deterioration in the case of high-temperature heat treatment, and if it exceeds 2000 Å, crystal precipitation on the coated surface is liable to occur.

또한, 본 오염 방지 도포용 조성물은 메르캅토벤조씨아졸 0.1 몰 및 아미도알킬 베타인 0.05몰을 증류수 1000 ㎖에 첨가한 다음 교반하여 제조될 수 있다.In addition, the present antifouling coating composition may be prepared by adding 0.1 mol of mercaptobenzothiazole and 0.05 mol of amidoalkyl betaine to 1000 ml of distilled water, followed by stirring.

한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 서브쿨러 과냉각수의 효율적인 온도 제어가 가능한 주응축 열교환기 및 서브쿨러를 구비한 히트펌프 시스템의 주응축기(120)의 금속표면의 부식현상을 방지하기 위하여 주응축기(120)의 케이스의 외부면에는 부식방지층이 도포될 수 있다.On the other hand, in order to prevent corrosion of the metal surface of the main condenser 120 of the main condensing heat exchanger capable of efficiently controlling the temperature of the subcooler supercooled water according to an embodiment of the present invention and a heat pump system having a subcooler, An anti-corrosion layer may be applied to the outer surface of the case of the condenser 120.

상기 부식방지층의 표면 도포 재료는 벤즈트리아졸 15중량%, 에틸렌 글리콜 부틸 에테르 25중량%, 하프늄 20중량%, 유화몰리브덴(MoS2) 10중량%, 산화티타늄(TiO2) 15중량%, 페놀 노블락형 글리시딜에테르 15중량%로 구성되며, 코팅두께는 8㎛로 형성할 수 있다.The surface coating material of the corrosion protection layer is benztriazole 15% by weight, ethylene glycol butyl ether 25% by weight, hafnium 20% by weight, molybdenum emulsified (MoS2) 10% by weight, titanium oxide (TiO2) 15% by weight, phenol noblock type gly Consisting of 15% by weight of cidyl ether, the coating thickness can be formed to 8㎛.

벤즈트리아졸, 에틸렌 글리콜 부틸 에테르, 페놀 노블락형 글리시딜에테르는 부식 방지 및 변색 방지 등의 역할을 한다.Benztriazole, ethylene glycol butyl ether, and phenol noblock glycidyl ether play a role in 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 plays a role in having excellent waterproof and corrosion resistance.

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

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

상기 구성 성분의 비율 및 코팅 두께를 상기와 같이 수치 한정한 이유는, 본 발명자가 수차례 실패를 거듭하면서 시험결과를 통해 분석한 결과, 상기 비율에서 최적의 부식방지 효과를 나타내었다.The reason why the ratio of the constituent components and the coating thickness were numerically limited as described above is that the present inventors have repeatedly failed several times and analyzed through the test results, and as a result, the optimum anti-corrosion effect was exhibited at the ratio.

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 skilled in the art to use or practice the present invention. Various modifications to these embodiments will be apparent to those of ordinary skill in the art, and general principles defined herein can be applied to other embodiments without departing from the scope of the present invention. Thus, the present invention is not to be limited to the embodiments presented herein, but is to be construed in the widest scope consistent with the principles and novel features presented herein.

110 : 압축기 120 : 주응축기
130 : 서브쿨러 140 : 부하열교환기
150 : 사방변 161 : 제1 냉매순환라인
162 : 제2 냉매순환라인 163 : 제3 냉매순환라인
164 : 제4 냉매순환라인 165 : 제5 냉매순환라인
166 : 냉매회수라인 171 : 저수조
172, 272 : 급수부 173 : 제1 급수라인
174 : 제2 급수라인 175 : 열교환유체배출라인
176 : 냉각유체회수라인 181 : 제1 제어밸브
182 : 3방향밸브 191 : 제1 온도센서
192 : 제2 온도센서
110: compressor 120: main condenser
130: sub cooler 140: load heat exchanger
150: four sides 161: first refrigerant circulation line
162: second refrigerant circulation line 163: third refrigerant circulation line
164: fourth refrigerant circulation line 165: fifth refrigerant circulation line
166: refrigerant recovery line 171: reservoir
172, 272: water supply part 173: first water supply line
174: second water supply line 175: heat exchange fluid discharge line
176: cooling fluid recovery line 181: first control valve
182: 3-way valve 191: first temperature sensor
192: second temperature sensor

Claims (3)

압축기(110);
상기 압축기(110)의 토출측과 연결되는 제1 냉매순환라인(161) 및 상기 압축기(110)의 유입측과 연결되는 냉매회수라인(166)을 통해 상기 압축기(110)와 연결되는 사방변(150);
제2 냉매순환라인(162)을 매개로 상기 사방변(150)과 연결되는 주응축기(120);
제3 냉매순환라인(163)을 매개로 상기 주응축기(120)와 연결되는 서브쿨러(130);
제4 냉매순환라인(164)을 매개로 상기 서브쿨러(130)와 연결되고, 제5 냉매순환라인(165)을 매개로 상기 사방변(150)과 연결되며, 실내의 냉방을 위해 실내의 부하와 연결되는 부하열교환기(140);
저수조(171);
상기 저수조(171)의 내부 또는 외부에 구비되고, 상기 저수조(171) 내에 저장된 저온수를 배출하기 위한 급수부(172, 272);
상기 급수부(172) 및 상기 서브쿨러(130)에 연결되어 상기 급수부(172)를 통해 배출되는 저온수를 상기 서브쿨러(130)에 공급하는 제1 급수라인(173);
상기 서브쿨러(130)에 연결되어 상기 서브쿨러(130)에서 열교환된 후의 열교환유체를 배출하는 열교환유체배출라인(175);
제1 내지 제3 포트(1821, 1822, 1823)를 포함하고, 제1 포트(1821)가 상기 열교환유체배출라인(175)에 연결되도록 상기 열교환유체배출라인(175)의 말단에 구비되며, 각각의 포트(1821, 1822, 1823)의 개방 정도가 제어될 수 있게 구성되는 3방향밸브(182);
상기 제1 급수라인(173)으로부터 분기되어 상기 3방향밸브(182)의 제2 포트(1822)에 연결되고, 상기 제1 급수라인(173)을 따라 공급되는 저온수의 일부를 상기 열교환유체배출라인(175)을 통해 배출되는 열교환유체에 합류시키는 제2 급수라인(174);
상기 3방향밸브(182)의 제3 포트(1823) 및 상기 저수조(171) 사이에 연결되어 상기 저온수 및 열교환유체가 합류하여 냉각된 냉각유체를 상기 저수조(171)로 공급하는 냉각유체회수라인(176);
상기 열교환유체배출라인(175)의 경로 상에 구비되고, 상기 열교환유체배출라인(175)의 통로의 개방 정도가 제어될 수 있게 구성되는 제1 제어밸브(181);
상기 열교환유체배출라인(175)의 경로 상에 구비되어 상기 열교환유체배출라인(175)으로 유입되는 열교환유체의 온도를 측정하는 제1 온도센서(191);
상기 냉각유체회수라인(176)의 경로 상에 구비되어 상기 냉각유체회수라인(176)으로 유입되는 냉각유체의 온도를 측정하는 제2 온도센서(192); 및
상기 제1 온도센서(191)에서 측정되는 온도에 따라 상기 제1 제어밸브(181)의 개방 정도를 제어하고, 상기 제2 온도센서(192)에서 측정되는 온도에 따라 상기 3방향밸브(182)의 각각의 포트(1821, 1822, 1823)의 개방 정도를 제어하도록 구성되는 제어부를 포함하고;
상기 급수부(272)는,
상기 저수조(171) 내에 저장되는 저온수의 수면에 부유되는 부구(2721); 상기 부구(2721)의 저면에 연결되고, 상기 저온수의 수중에 잠기는 저온수흡입관(2722); 상기 저온수흡입관(2722)의 출구로부터 상기 제1 급수라인(173)에 연결되는 저온수토출라인(2723); 및 상기 저온수토출라인(2723)의 경로 상에 구비되어 상기 저수조(171) 내부로부터 저온수가 흡입되도록 펌핑 구동되는 흡입펌프(2724)를 포함하며;
상기 저수조(171)의 내부바닥에 배치되고, 다수의 토출구멍(311)을 포함하는 냉각유체토출관(310) 및 상기 냉각유체회수라인(176)의 말단으로부터 상기 냉각유체토출관(310)의 일측에 연결되어 상기 냉각유체회수라인(176)을 통해 저수조(171) 방향으로 배출되는 냉각유체를 상기 냉각유체토출관(310) 내부로 공급하는 냉각유체이동가이드관(320)을 포함하는 냉각유체토출부재(300)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는,
서브쿨러 과냉각수의 효율적인 온도 제어가 가능한 주응축 열교환기 및 서브쿨러를 구비한 히트펌프 시스템.
Compressor 110;
A four-way side 150 connected to the compressor 110 through a first refrigerant circulation line 161 connected to the discharge side of the compressor 110 and a refrigerant recovery line 166 connected to the inlet side of the compressor 110. );
A main condenser 120 connected to the four sides 150 via a second refrigerant circulation line 162;
A subcooler 130 connected to the main condenser 120 via a third refrigerant circulation line 163;
It is connected to the subcooler 130 via a fourth refrigerant circulation line 164, and is connected to the four sides 150 via a fifth refrigerant circulation line 165, and an indoor load for indoor cooling Load heat exchanger 140 connected to;
A storage tank 171;
Water supply units 172 and 272 provided inside or outside the storage tank 171 and for discharging the low temperature water stored in the storage tank 171;
A first water supply line 173 connected to the water supply unit 172 and the subcooler 130 to supply low temperature water discharged through the water supply unit 172 to the subcooler 130;
A heat exchange fluid discharge line 175 connected to the sub cooler 130 to discharge heat exchange fluid after heat exchange in the sub cooler 130;
It includes first to third ports 1821, 1822, 1823, and is provided at the end of the heat exchange fluid discharge line 175 so that the first port 1821 is connected to the heat exchange fluid discharge line 175, respectively A three-way valve 182 configured to be able to control the degree of opening of the ports 1821, 1822, 1823;
Branched from the first water supply line 173 and connected to the second port 1822 of the three-way valve 182, the heat exchange fluid discharges part of the low temperature water supplied along the first water supply line 173 A second water supply line 174 for joining the heat exchange fluid discharged through the line 175;
A cooling fluid recovery line connected between the third port 1823 of the three-way valve 182 and the storage tank 171 to supply the cooling fluid cooled by the confluence of the low temperature water and the heat exchange fluid to the storage tank 171 (176);
A first control valve 181 provided on the path of the heat exchange fluid discharge line 175 and configured to control the degree of opening of the passage of the heat exchange fluid discharge line 175;
A first temperature sensor 191 provided on the path of the heat exchange fluid discharge line 175 to measure the temperature of the heat exchange fluid flowing into the heat exchange fluid discharge line 175;
A second temperature sensor 192 provided on the path of the cooling fluid recovery line 176 to measure the temperature of the cooling fluid flowing into the cooling fluid recovery line 176; And
Controls the degree of opening of the first control valve 181 according to the temperature measured by the first temperature sensor 191, and the three-way valve 182 according to the temperature measured by the second temperature sensor 192 And a control unit configured to control the degree of opening of each of the ports 1821, 1822, 1823;
The water supply unit 272,
A buoy (2721) floating on the surface of the low-temperature water stored in the storage tank (171); A low-temperature water suction pipe (2722) connected to the bottom of the bugu (2721) and submerged in the water of the low-temperature water; A low temperature water discharge line (2723) connected to the first water supply line (173) from the outlet of the low temperature water suction pipe (2722); And a suction pump (2724) provided on the path of the low temperature water discharge line (2723) and driven to pump the low temperature water from the inside of the storage tank (171).
The cooling fluid discharge pipe 310 disposed on the inner bottom of the storage tank 171 and including a plurality of discharge holes 311 and the cooling fluid discharge pipe 310 from the end of the cooling fluid recovery line 176 A cooling fluid including a cooling fluid movement guide pipe 320 connected to one side and supplying the cooling fluid discharged in the direction of the storage tank 171 through the cooling fluid recovery line 176 into the cooling fluid discharge pipe 310 Characterized in that it further comprises a discharge member 300,
Subcooler A heat pump system equipped with a main condensation heat exchanger and subcooler capable of efficient temperature control of supercooled water.
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