KR102256588B1 - Air conditioning system using heat pump - Google Patents

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KR102256588B1
KR102256588B1 KR1020200011997A KR20200011997A KR102256588B1 KR 102256588 B1 KR102256588 B1 KR 102256588B1 KR 1020200011997 A KR1020200011997 A KR 1020200011997A KR 20200011997 A KR20200011997 A KR 20200011997A KR 102256588 B1 KR102256588 B1 KR 102256588B1
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김학근
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Abstract

The present invention provides an air conditioning system using a heat pump, which comprises: a compression unit which compresses low-temperature and low-pressure gaseous refrigerant into high-temperature and high-pressure gaseous refrigerant and provides the compressed refrigerant; a first coil which is connected to the compression unit and a flow path through which the refrigerant flows, and condenses or evaporates the refrigerant flowing according to a flow direction of the refrigerant changed by a cooling operation or a heating operation; a second coil which is connected in parallel with the first coil and the flow path through which the refrigerant flows, and reheats supply air with condensation heat of the refrigerant selectively introduced according to a cooling load and the humidity of the supply air; a third coil which is connected to the first coil and the second coil by the flow path through which the refrigerant flows, and condenses or evaporates the refrigerant flowing according to the flow direction of the refrigerant changed by the cooling operation or the heating operation; an expansion valve which is provided at one side of the third coil to expand the condensed refrigerant to a low temperature and low pressure, and provides the refrigerant to the third coil; a four-way flow path switching valve which is connected to refrigerant paths connected to inlet and discharge sides of the compression unit, and refrigerant paths connected to one side of the first coil and the other side of the third coil, and changes the flow direction of the refrigerant according to the cooling operation and the heating operation; and a three-way control valve which is provided at a branch point at which a fourth refrigerant path branches in the first refrigerant path, and controls the opening degree of the fourth refrigerant path according to the required amount of reheat of the supply air. Therefore, precise temperature control is possible.

Description

히트펌프를 이용한 공기조화시스템{Air conditioning system using heat pump}Air conditioning system using heat pump

본 발명은 공기조화시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 급기의 재열량에 따라 제2코일로 유동하는 냉매의 유동량을 단계적으로 제어하여, 재열부하에 대해 정밀한 대처가 가능하고, 제상을 위해 별도의 열원 없이 압축된 냉매의 열로 제상이 해소되는 히트펌프를 이용한 공기조화시스템에 관한 것이다.The present invention relates to an air conditioning system, and more particularly, by controlling the flow amount of the refrigerant flowing to the second coil in stages according to the reheat amount of supply air, it is possible to precisely cope with the reheating load, and separate separate for defrosting. It relates to an air conditioning system using a heat pump in which defrost is eliminated by heat of a refrigerant compressed without a heat source.

일반적으로 항온 항습기는 실내의 온도, 습도, 기류 등을 사용 목적에 적합한 상태로 유지시켜주며, 그 필요에 따라 냉방운전, 냉각제습 및 재열운전, 항온난방 및 가습운전을 한다. 실내공간을 원하는 온습도로 유지시켜 주기 위해 항온항습기는 냉각코일과, 히팅코일, 가습기 등을 포함하게 되는데, 각각의 방식을 어떻게 조합하여 운전하는지에 따라서 실내의 온도와 습도를 얼마만큼 정밀하게 제어하는지와 운전비가 달라진다.In general, a thermo-hygrostat maintains indoor temperature, humidity, airflow, etc. in a state suitable for the purpose of use, and performs cooling operation, cooling dehumidification and reheat operation, constant temperature heating and humidification operation according to the necessity. In order to maintain the indoor space at the desired temperature and humidity, the thermo-hygrostat includes a cooling coil, a heating coil, and a humidifier. How precisely controls the indoor temperature and humidity depending on how each method is combined and operated. And driving costs are different.

일반적인 방식은 공랭식 및 수냉식 냉동시스템을 이용한 냉방운전방식과, 전기히터 혹은 온수코일을 이용한 난방 및 재열방식, 전기,혹은 스팀을 이용한 가습방식이 보편적이다.Common methods are a cooling operation method using an air-cooled and water-cooled refrigeration system, a heating and reheating method using an electric heater or hot water coil, and a humidification method using electricity or steam.

또한 재열시 에너지 절약을 위하여 압축기에서 응축기로 보내지는 고온고압의 냉매가스를 이용한 핫가스 재열방식도 이용된다. 종래의 핫가스재열방식은 재열과 동시에 응축기로 보내지는 냉매유로를 폐쇄시켜 전자변 작동시 냉매유로내의 냉매 흐름의 급격한 변화로 충격이 발생하고 이러한 충격에 의해 전자변과 압축기가 자주 소손되는 문제를 발생시킨다.In addition, in order to save energy during reheating, a hot gas reheating method using high temperature and high pressure refrigerant gas sent from the compressor to the condenser is also used. The conventional hot gas reheating method closes the refrigerant flow path sent to the condenser at the same time as reheating, so that when the electronic valve is operated, a shock occurs due to a rapid change in the flow of refrigerant in the refrigerant flow path, and the electronic valve and the compressor are frequently burned out by such shock. .

최근에 히트펌프 냉동싸이클을 이용한 냉,난방 방식을 이용하여 건물의 냉난방을 하는 경우가 많으나, 항온항습분야에서는 동절기 난방운전의 경우 실외기의 적상으로 인한 제상운전시 연속적인 항온 난방운전이 어려워, 항온항습분야에서는 히트펌프 난방방식이 채용되지 않았다.Recently, there are many cases of cooling and heating buildings using a cooling and heating method using a heat pump refrigeration cycle. However, in the constant temperature and humidity field, it is difficult to operate continuous constant temperature heating during defrost operation due to the frost of the outdoor unit in the case of winter heating operation in the constant temperature and humidity field. In the field of humidity and humidity, the heat pump heating method was not adopted.

상기한 문제를 해소하기 위해 냉매를 고온, 고압으로 압축시키는 압축기와, 상기 압축기에 의해 압축된 냉매를 고온, 고압으로 응축시키는 응축기와, 상기 응축기에 의해 응축된 냉매를 팽창시켜 저온, 저압으로 팽창시키는 팽창밸브와, 상기 팽창밸브에 의해 팽창된 저온, 저압의 냉매가 외부의 열을 흡수하여 냉방이 이루어지게 하는 증발기와, 상기 압축기에 의해 압축된 고온, 고압의 냉매를 직접 공급받아 증발기에 의해 냉각 제습된 실내토출공기를 재열시키는 재열코일을 갖는 히트펌프에 있어서, 상기 재열코일은 복수 개로 분할 배치되고 각 재열코일마다 전자변을 갖고, 상기 압축기에서 상기 응축기로 연결된 냉매유로에 전자변을 갖으며, 상기 증발기에 의해 냉각제습된 실내토출공기의 온도가 실내요구 토출온도보다 낮아 재열운전할 시, 상기 압축기에서 토출된 핫가스냉매를 복수의 병렬 분할된 재열코일 중 냉매유로 하나만을 개방시켜 실내토출공기를 가온시키고, 이때 응축기로 토출되는 핫가스 냉매유로는 개방상태를 유지한 후, 상기 재열코일에 설치된 나머지 냉매유로를 개방시켜 복수의 재열코일 모두에 핫가스냉매가 토출되어 실내토출공기를 가온시키고, 상기 응축기로 토출되는 냉매유로를 폐쇄시키도록 냉매유로를 전환제어하여, 상기 냉각제습 및 재열운전시 상기 재열코일의 냉매유로를 순차적으로 개방시켜, 상기 복수의 재열코일의 냉매유로 모두가 개방될 때 상기 압축기에서 응축기로 토출되는 냉매유로가 폐쇄되도록 단계적으로 냉매유로를 전환시킴으로써, 장치에 가해지는 충격이 완화되도록 제어되는 것을 특징으로 하는 히트펌프를 이용한 항온항습장치를 제공하였다.In order to solve the above problems, a compressor that compresses the refrigerant to high temperature and high pressure, a condenser that condenses the refrigerant compressed by the compressor to high temperature and high pressure, and expands the refrigerant condensed by the condenser to expand to low temperature and low pressure. An expansion valve to allow cooling, an evaporator for cooling by absorbing external heat by the low-temperature and low-pressure refrigerant expanded by the expansion valve, and an evaporator receiving direct supply of the high-temperature and high-pressure refrigerant compressed by the compressor. In a heat pump having a reheating coil for reheating cooled and dehumidified indoor discharge air, the reheating coil is divided into a plurality of reheating coils and has an electromagnetic valve for each reheating coil, and has an electromagnetic valve in a refrigerant flow path connected from the compressor to the condenser, When the temperature of the indoor discharged air cooled and dehumidified by the evaporator is lower than the required indoor discharge temperature and reheating operation, the hot gas refrigerant discharged from the compressor is opened through a refrigerant flow channel among a plurality of parallel divided reheat coils to discharge indoor discharged air. At this time, the hot gas refrigerant flow path discharged to the condenser is kept open, and then the remaining refrigerant flow paths installed in the reheating coil are opened so that the hot gas refrigerant is discharged to all of the plurality of reheating coils to heat the indoor discharged air, When the refrigerant passage is switched and controlled to close the refrigerant passage discharged to the condenser, and the refrigerant passages of the reheating coil are sequentially opened during the cooling dehumidification and reheat operation, when all of the refrigerant passages of the plurality of reheat coils are opened. A thermo-hygrostat using a heat pump, characterized in that the refrigerant flow path discharged from the compressor to the condenser is closed in stages, thereby controlling the shock applied to the device to be relieved.

하지만, 종래기술은 재열코일을 복수 개로 배치하고 각 재열코일마다 전자변을 갖추고 있어, 구조가 복잡하여 제조 및 조립작업이 떨어지면 제조비용의 상승이 되었고, 필요 재열량에 따른 정밀한 온도가 되지 않아 화재가 발생할 수 있는 가능성이 있었다. However, in the prior art, a plurality of reheating coils are arranged and each reheating coil has an electronic valve, so when manufacturing and assembling work is inferior due to the complicated structure, the manufacturing cost is increased, and the precise temperature according to the required amount of reheating is not achieved, causing a fire. There was a possibility that it could happen.

종래의 기술로는 한국공개특허공보 제10-2010-0137050호(2010.12.30)를 참고할 수 있다.As a conventional technique, Korean Laid-Open Patent Publication No. 10-2010-0137050 (2010.12.30) may be referred to.

본 발명은 급기의 재열량에 따라 제2코일로 유동하는 냉매의 유동량을 단계적으로 제어하여, 정밀한 재열부하에 대한 대처가 용이하고, 제상을 위해 별도의 열원 없이 압축된 냉매의 열로 제상이 해소되는 히트펌프를 이용한 공기조화시스템을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.The present invention controls the flow amount of the refrigerant flowing to the second coil in stages according to the reheat amount of the supply air, so that it is easy to cope with the precise reheat load, and the defrost is solved by the heat of the compressed refrigerant without a separate heat source for defrost. Its purpose is to provide an air conditioning system using a heat pump.

본 발명에 따른 히트펌프를 이용한 공기조화시스템은 저온저압의 기상 냉매를 고온고압의 기상 냉매로 항시 압축하여 토출하는 제1압축기와, 냉방 및 난방 부하량에 따라 선택적으로 저온저압의 기상 냉매를 고온고압의 기상 냉매로 압축하여 토출하는 제2압축기를 포함하는 압축부와, 상기 압축부와 냉매가 유동하는 유로로 연결되고, 냉방운전 또는 난방운전에 의해 변경되는 냉매의 유동방향에 따라 유동하는 냉매를 응축 또는 증발시키는 제1코일과, 상기 제1코일과 냉매가 유동하는 유로로 연결되고, 냉방부하 및 급기의 습도에 따라 선택적으로 유입되는 냉매의 응축열로 급기를 재열하는 제2코일과, 상기 제1코일 및 제2코일과 냉매가 유동하는 유로로 연결되고, 냉방운전 또는 난방운전에 의해 변경되는 냉매의 유동방향에 따라 유동하는 냉매를 응축 또는 증발 시키는 제3코일과, 상기 제3코일의 일측에 구비되어 응축된 냉매를 저온, 저압으로 감압되도록 팽창시킨 후 상기 제3코일로 제공하는 팽창밸브와, 상기 압축부의 토출측과 상기 제1코일의 일측을 연결하는 제1냉매유로와, 상기 제1코일의 타측과 상기 제3코일의 일측을 연결하는 제2냉매유로와, 상기 제3코일의 타측과 상기 압축부의 유입측과 연결하는 제3냉매유로와, 상기 제1냉매유로에서 분기되어, 상기 제2코일의 일측을 연결하는 제4냉매유로와, 상기 제2코일의 타측과 제2냉매유로를 연결하는 제5냉매유로와, 제1포트에는 상기 압축기 토출측의 제1냉매유로가 연결되고, 제4포트에는 상기 제1코일 일측의 제1냉매유로가 연결되며, 제2포트에는 상기 제3냉매유로가 연결되고, 제3포트에는 제4냉매유로가 연결되어, 냉방운전 및 난방운전에 따라 선택적으로 냉매의 유동방향을 변경하는 사방유로전환밸브, 및 상기 제1코일로 냉매를 유동시키는 제1냉매유로 및 제2코일로 냉매를 유동시키는 제5냉매유로와 연결되어, 필요로 하는 급기의 재열량에 따라 냉매를 단계적으로 상기 제2코일로 유입되도록 하는 삼방제어밸브를 포함한다.The air conditioning system using a heat pump according to the present invention includes a first compressor that constantly compresses and discharges a low-temperature and low-pressure gaseous refrigerant into a high-temperature, high-pressure gaseous refrigerant, and selectively converts a low-temperature and low-pressure gaseous refrigerant to a high-temperature and high-pressure gaseous refrigerant according to cooling and heating loads. A compression unit including a second compressor that compresses and discharges the gaseous refrigerant in the compressed air, and a refrigerant flowing according to the flow direction of the refrigerant changed by a cooling operation or a heating operation, which is connected to a flow path through which the compression unit and the refrigerant flow. A first coil that condenses or evaporates, and a second coil that is connected to a flow path through which the first coil and the refrigerant flow, and reheats the supply air with condensation heat of the refrigerant selectively introduced according to the cooling load and the humidity of the supply air, and the second coil. A third coil that is connected to the first coil and the second coil through a flow path through which the refrigerant flows, condenses or evaporates the refrigerant flowing according to the flow direction of the refrigerant changed by the cooling operation or the heating operation, and one side of the third coil An expansion valve provided to expand the condensed refrigerant to reduce pressure to low temperature and low pressure, and provide the third coil, a first refrigerant passage connecting the discharge side of the compression unit to one side of the first coil, and the first A second refrigerant passage connecting the other side of the coil and one side of the third coil, a third refrigerant passage connecting the other side of the third coil and the inlet side of the compression unit, and branching from the first refrigerant passage, the A fourth refrigerant passage connecting one side of the second coil, a fifth refrigerant passage connecting the other side of the second coil and the second refrigerant passage, and a first refrigerant passage on the discharge side of the compressor are connected to the first port, The first refrigerant flow path on one side of the first coil is connected to the fourth port, the third refrigerant flow path is connected to the second port, and the fourth refrigerant flow path is connected to the third port. It is connected to a four-way flow path switching valve that selectively changes the flow direction of the refrigerant, and a fifth refrigerant flow path through which the refrigerant flows through the first coil and a fifth refrigerant flow path through which the refrigerant flows through the first coil. And a three-way control valve that allows the refrigerant to flow into the second coil in stages according to the amount of reheating.

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그리고 본 발명에 따른 상기 제1냉매유로 중 압축부의 토출측에 구비되어, 상기 압축부에서 토출되는 냉매를 유입하여 냉매 중 압축기 오일을 여과하여 회수한 후 상기 압축부로 재공급하는 유분리기를 포함할 수 있다.And an oil separator provided on the discharge side of the compression part of the first refrigerant flow path according to the present invention, and resupply to the compression part after filtering and recovering the compressor oil from the refrigerant by introducing the refrigerant discharged from the compression part. have.

또한, 본 발명에 따른 상기 제1냉매유로 중 상기 압축부의 유출측에서 분기되면서, 상기 제2냉매유로 중 제1코일의 타측과 연결되고, 상기 제1코일에 근접 배치하여, 선택적으로 상기 압축부에서 토출된 냉매의 열로 상기 제1코일을 제상하는 제6냉매유로를 포함할 수 있다.In addition, while branching from the outlet side of the compression unit of the first refrigerant flow channel according to the present invention, it is connected to the other side of the first coil of the second refrigerant flow channel, and is disposed close to the first coil, and selectively the compression unit It may include a sixth refrigerant passage for defrosting the first coil with the heat of the refrigerant discharged from.

더불어 본 발명에 따른 상기 제3냉매유로 중 압축부의 유입단 측에 구비되어, 기상의 냉매만을 압축부로 유입되도록 하는 액분리기를 포함할 수 있다.In addition, it may include a liquid separator that is provided at the inlet end of the compression unit of the third refrigerant flow path according to the present invention to allow only gaseous refrigerant to flow into the compression unit.

본 발명에 따른 히트펌프를 이용한 공기조화시스템은 다음과 같은 효과를 가진다.The air conditioning system using the heat pump according to the present invention has the following effects.

첫째, 삼방제어밸브에 의해 재열 운전되는 코일로 유동하는 냉매의 유동량이 단계적으로 제어되어, 정밀한 온도제어가 가능하고, 단계적 온도제어를 위해 종래기술과 같이 다수개의 코일 및 밸브를 구비할 필요가 없어 제조비용 절감은 물론, 작업성이 향상된다.First, the amount of refrigerant flowing to the reheated coil is controlled step by step by a three-way control valve, enabling precise temperature control, and there is no need to have a plurality of coils and valves as in the prior art for stepwise temperature control. In addition to reducing manufacturing cost, workability is improved.

둘째, 난방운전 시 실외기 코일로 압축부에서 토출되는 고온의 기상냉매가 가진 열로 제상이 이루어져, 실외기 코일의 제상을 위한 별도의 히팅유닛을 필요로 하지 않는다.Second, during the heating operation, defrost is performed by the heat of the high-temperature gas phase refrigerant discharged from the compression unit by the outdoor unit coil, so that a separate heating unit for defrosting the outdoor unit coil is not required.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 히트펌프를 이용한 공기조화시스템의 냉매순환 유로를 보인 예시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 히트펌프를 이용한 공기조화시스템의 냉방운전모드 시 냉매의 순환경로를 보인 예시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 히트펌프를 이용한 공기조화시스템의 난방운전모드 시 냉매의 순환경로를 보인 예시도이다.
1 is an exemplary view showing a refrigerant circulation flow path of an air conditioning system using a heat pump according to an embodiment of the present invention.
2 is an exemplary view showing a circulation path of a refrigerant in a cooling operation mode of an air conditioning system using a heat pump according to an embodiment of the present invention.
3 is an exemplary view showing a circulation path of a refrigerant in a heating operation mode of an air conditioning system using a heat pump according to an embodiment of the present invention.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여, 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. Prior to this, terms or words used in the specification and claims should not be construed as being limited to their usual or dictionary meanings, and the inventors appropriately explain the concept of terms in order to explain their own invention in the best way. Based on the principle that it can be defined, it should be interpreted as a meaning and concept consistent with the technical idea of the present invention.

따라서 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 실시예에 불과할 뿐이고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들은 대체할 수 있는 균등한 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.Therefore, the embodiments described in the present specification and the configurations shown in the drawings are only the most preferred embodiments of the present invention, and do not represent all the technical ideas of the present invention. It should be understood that there may be variations.

본 발명은 급기의 재열량에 따라 제2코일로 유동하는 냉매의 유동량을 단계적으로 제어하여, 재열 부하에 대해 정밀한 대처가 가능하고, 제상을 위해 별도의 열원 없이 압축된 냉매의 열로 제상이 해소되는 히트펌프를 이용한 공기조화시스템에 관한 것으로, 도면을 참조하여 그 실시를 더욱 상세하게 살펴보면 다음과 같다.The present invention controls the flow amount of the refrigerant flowing to the second coil in stages according to the reheat amount of the supply air, enabling precise coping with the reheat load, and defrosting by heat of the compressed refrigerant without a separate heat source for defrosting. It relates to an air conditioning system using a heat pump, and its implementation will be described in more detail with reference to the drawings as follows.

도 1을 참조한 본 발명의 실시 예에 따른 히트펌프를 이용한 공기조화시스템은 압축부(10), 제1코일(20), 제2코일(30), 제3코일(40), 사방유로전환밸브(60), 삼방제어밸브(70)를 포함하는데, 상기 압축부(10)는 저온저압의 기상 냉매를 고온고압로 압축하여 토출한다.An air conditioning system using a heat pump according to an embodiment of the present invention with reference to FIG. 1 includes a compression unit 10, a first coil 20, a second coil 30, a third coil 40, and a four-way flow path switching valve. 60 and a three-way control valve 70, wherein the compression unit 10 compresses and discharges a gaseous refrigerant having a low temperature and low pressure to a high temperature and high pressure.

이때 본 발명의 일 실시 예에 따른 상기 압축부(10)는 공기조화시스템의 구동과 함께 항시 저온저압의 기상 냉매를 고온고압의 기상 냉매로 압축하여 토출하는 제1압축기(11)와, 냉방 및 난방 부하량에 따라 선택적으로 저온저압의 기상 냉매를 고온고압의 기상 냉매로 압축하여 토출하는 제2압축기(12)를 포함한다.At this time, the compression unit 10 according to an embodiment of the present invention includes a first compressor 11 for compressing and discharging a low temperature and low pressure gaseous refrigerant into a high temperature and high pressure gaseous refrigerant at all times while driving the air conditioning system, and cooling and And a second compressor 12 for selectively compressing and discharging a low-temperature, low-pressure gaseous refrigerant into a high-temperature, high-pressure gaseous refrigerant according to the amount of heating load.

상기 압축부(10)의 제1압축기(11) 및 제2압축기(12)는 인버터 방식으로 운전되는 것이 바람직하고, 상대적으로 부하량이 적은 간절기에는 제1압축기(11) 또는 제2압축기(12) 단독으로 운영할 수 있고, 상대적으로 부하량이 많은 하절기 및 동절기에는 상기 제1압축기(11)와 함께 제2압축기(12) 모두 운영할 수 있다.The first compressor 11 and the second compressor 12 of the compression unit 10 are preferably operated by an inverter method, and the first compressor 11 or the second compressor 12 is performed during the period when the load is relatively small. It can be operated independently, and both the first compressor 11 and the second compressor 12 can be operated in summer and winter seasons with relatively high loads.

그리고 상기 제1코일(20)은 실외기에 구비되어, 냉방운전 또는 난방운전에 의해 변경되는 냉매의 유동방향에 따라 냉매를 응축 또는 증발시켜 유출하는데, 이때 상기 제1코일(20)은 코일 내부를 따라 유동하는 냉매와, 코일 외부를 통과하는 외기를 서로 열교환시켜, 상기 냉매의 응축열 또는 증발열이 외기에게 전도되어, 상기 냉매의 응축 또는 증발이 이루어진다.In addition, the first coil 20 is provided in an outdoor unit to condense or evaporate the refrigerant according to the flow direction of the refrigerant that is changed by a cooling operation or a heating operation. The refrigerant flowing along with the outside air passing through the coil is exchanged with each other, so that the heat of condensation or evaporation of the refrigerant is conducted to the outside air, and the refrigerant is condensed or evaporated.

상기 제2코일(30)은 상기 제1코일(20)의 일측과 냉매가 유동하는 유로로 연결되는데, 삼방제어밸브(70)에 의해 연결되는 것이 바람직하고, 상기 제2코일(30)은 선택적으로 냉매를 유입하여, 실내로 공급되는 급기와 냉매를 열교환시켜, 상기 냉매의 응축열로 급기를 가열한다.The second coil 30 is connected to one side of the first coil 20 through a flow path through which the refrigerant flows, and is preferably connected by a three-way control valve 70, and the second coil 30 is optional. The refrigerant is introduced into the room to exchange heat with the refrigerant with the air supply supplied to the room, and the air supply is heated with the heat of condensation of the refrigerant.

이때 상기 제2코일(30)은 실내기에 구비되는 것이 바람직하고, 상기 제1코일(20)로 유동하던 냉매 중 일부가 분기되어 상기 제2코일(30)로 유입됨에 따라 제3코일(40)에 의해 냉각되어, 실내로 제공되는 급기에 냉매의 응축열이 제공되어 급기의 가열이 이루어져, 정밀한 냉방운전을 할 수 있도록 한다.At this time, the second coil 30 is preferably provided in the indoor unit, and as some of the refrigerant flowing through the first coil 20 diverges and flows into the second coil 30, the third coil 40 By cooling, condensation heat of the refrigerant is provided to the air supply air supplied to the room to heat the air supply, thereby enabling precise cooling operation.

상기 제2코일(30)로 유입되는 냉매는 상기 삼방제어밸브(70)의 개폐로 유동하는데, 상기 삼방제어밸브(70)에 대한 설명은 아래에서 보다 상세하게 설명하기로 한다.The refrigerant flowing into the second coil 30 flows through the opening and closing of the three-way control valve 70, and a description of the three-way control valve 70 will be described in more detail below.

그리고 상기 제3코일(40) 역시, 실내기에 구비되는 것이 바람직하고, 상기 제3코일(40)은 상기 제1코일(20) 및 제2코일(30)과 냉매가 유동하는 유로로 연결되어, 냉방운전 또는 난방운전에 의해 변경되는 냉매의 유동방향에 따라 상기 냉매의 응축 또는 증발이 이루어진다.In addition, the third coil 40 is also preferably provided in the indoor unit, and the third coil 40 is connected to the first coil 20 and the second coil 30 through a flow path through which a refrigerant flows, The refrigerant is condensed or evaporated according to the flow direction of the refrigerant changed by the cooling operation or the heating operation.

이때 상기 제3코일(40)은 코일 내부를 따라 유동하는 냉매와, 코일 외부를 통과하는 급기를 서로 열교환시켜, 상기 냉매의 응축열 또는 증발열이 급기에게 전도되어, 상기 냉매의 응축 또는 증발이 이루어지면서, 냉매의 응축열과 증발열로 급기가 가열 및 냉각되어, 실내의 난방 또는 냉방이 이루어진다.At this time, the third coil 40 exchanges heat with each other with the refrigerant flowing through the coil and the supply air passing through the outside of the coil, so that the heat of condensation or evaporation of the refrigerant is conducted to the supply air, thereby condensing or evaporating the refrigerant. , The supply air is heated and cooled by the heat of condensation and evaporation of the refrigerant, thereby heating or cooling the room.

상기한 압축부(10), 제1코일(20), 제2코일(30), 제3코일(40)은 제1냉매유로(100) 내지 제7냉매유로(700)에 의해 서로 연결되는데, 상기 제1냉매유로(100)는 상기 압축부(10)의 토출측과 상기 제1코일(20)을 연결하여, 냉매가 상기 제1냉매유로(100)를 따라 상기 압축부(10)의 토출측에서 상기 제1코일(20)로 유동한다.The compression unit 10, the first coil 20, the second coil 30, and the third coil 40 are connected to each other by the first refrigerant passage 100 to the seventh refrigerant passage 700, The first refrigerant flow path 100 connects the discharge side of the compression part 10 and the first coil 20 so that the refrigerant flows along the first refrigerant flow path 100 from the discharge side of the compression part 10. It flows to the first coil 20.

이때 상기 제1냉매유로(100) 중 압축부(10)의 토출측에는 유분리기(110)를 구비하는데, 상기 유분리기(110)는 상기 압축부(10)에서 토출되는 냉매를 유입하여 냉매 중 오일을 분리하여 회수하고, 상기 유분리기(110)에서 회수된 오일은 상기 압축부(10)의 유입측과 연결된 제3냉매유로(300)와 연결된 오일유로를 따라 다시 상기 압축부(10)로 유입되어 제1, 제2압축기(11, 12)의 윤활유로 제공된다.At this time, an oil separator 110 is provided on the discharge side of the compression unit 10 of the first refrigerant flow path 100, and the oil separator 110 flows in the refrigerant discharged from the compression unit 10, Separated and recovered, and the oil recovered from the oil separator 110 flows back into the compression unit 10 along the oil flow channel connected to the third refrigerant flow channel 300 connected to the inlet side of the compression unit 10 As a result, it is provided as a lubricant for the first and second compressors 11 and 12.

여기서 상기 제1냉매유로(100) 중 상기 유분리기(110)의 유출측에는 체크밸브를 구비하여, 상기 압축부(10)에서 토출된 고온고압으로 압축된 냉매의 역류를 방지한다.Here, a check valve is provided on the outlet side of the oil separator 110 of the first refrigerant flow path 100 to prevent reverse flow of the refrigerant compressed with high temperature and high pressure discharged from the compression unit 10.

그리고 상기 제2냉매유로(200)는 상기 제1코일(20)과 상기 제3코일(40)을 연결하여, 냉매가 상기 제2냉매유로(200)를 따라 상기 제1코일(20)에서 상기 제3코일(40)로 유동한다.And the second refrigerant passage 200 connects the first coil 20 and the third coil 40, so that the refrigerant flows from the first coil 20 along the second refrigerant passage 200. It flows to the third coil 40.

여기서 상기 제2냉매유로(200) 중 상기 제3코일(40)의 일측에는 제1팽창밸브(51)를 구비하는데, 상기 제1팽창밸브(51)는 상기 제3코일(40)로 유입되기 전의 냉매를 충분한 열을 흡수할 수 있는 상태로 팽창(감압)시켜, 팽창(감압)된 냉매가 상기 제3코일(40)로 유입되도록 한다.Here, a first expansion valve 51 is provided at one side of the third coil 40 of the second refrigerant flow path 200, and the first expansion valve 51 flows into the third coil 40. The former refrigerant is expanded (reduced) to a state capable of absorbing sufficient heat, so that the expanded (reduced) refrigerant is introduced into the third coil 40.

또한, 상기 제2냉매유로(200) 중 제1팽창밸브(51)가 구비된 지점 인근에는 선택적으로 상기 제2냉매유로(200)를 개폐하는 솔레노이드밸브를 구비하고, 상기 제2냉매유로(200) 중 그 솔레노이드밸브의 유입단측에서 분기되면서, 그 솔레노이드밸브의 유출단측으로 합류하는 제2리턴냉매유로(201)를 구비하는데, 상기 제2리턴냉매유로(201)는 솔레노이드밸브를 기준으로 냉매의 유동방향을 역으로 유동시키는 것으로, 체크밸브가 구비되어 상기 제3코일(40)에서 유출되어 상기 제1코일(20)로 역류하는 냉매만을 유동시킨다.In addition, a solenoid valve for selectively opening and closing the second refrigerant passage 200 is provided near a point where the first expansion valve 51 is provided among the second refrigerant passages 200, and the second refrigerant passage 200 ), while branching from the inlet end of the solenoid valve and joining the outlet end of the solenoid valve, the second return refrigerant passage 201 is provided with the refrigerant flow path 201 based on the solenoid valve. The flow direction is reversely flowed, and a check valve is provided to flow only the refrigerant flowing out of the third coil 40 and flowing back to the first coil 20.

더불어 상기 제2냉매유로(200) 중 상기 제1코일(20)의 인근에는 상기 제1코일(20)에서 상기 제3코일(40)로 유동하는 냉매의 역류를 방지하는 체크밸브가 구비하고, 상기 제2냉매유로(200) 중 그 체크밸브의 유입단측에서 분기되면서 그 체크밸브의 유출단측으로 합류하는 제3리턴냉매유로(202)를 구비하는데, 상기 제3리턴냉매유로(202)은 제2팽창밸브(52)를 구비한 것으로, 냉매가 상기 제1코일(20)에서 상기 제3코일(40)로 유동할 시에는 체크밸브가 형성된 상기 제2냉매유로(200)를 따라 유동하게 되고, 상기 제3코일(40)에서 상기 제1코일(20)로 유동할 시에는 상기 제2팽창밸브(52)가 구비된 제3리턴냉매유로(202)를 따라 유동하게 된다.In addition, a check valve is provided in the vicinity of the first coil 20 of the second refrigerant passage 200 to prevent reverse flow of the refrigerant flowing from the first coil 20 to the third coil 40, Among the second refrigerant passages 200, a third return refrigerant passage 202 branched from the inlet end side of the check valve and joined to the outlet end side of the check valve is provided. The second expansion valve 52 is provided, and when the refrigerant flows from the first coil 20 to the third coil 40, it flows along the second refrigerant flow path 200 in which a check valve is formed. , When flowing from the third coil 40 to the first coil 20, it flows along the third return refrigerant flow path 202 provided with the second expansion valve 52.

그리고 상기 제3냉매유로(300)는 상기 제3코일(40)의 타측과 사방유로전환밸브(60)를 연결하여, 냉매가 상기 제3냉매유로(300)를 따라 상기 제3코일(40)에서 상기 사방유로전환밸브(60)로 유동한다.And the third refrigerant flow path 300 connects the other side of the third coil 40 and the four-way flow path switching valve 60, so that the refrigerant flows along the third refrigerant flow path 300 to the third coil 40 It flows to the four-way flow path switching valve (60).

상기 사방유로전환밸브(60)는 냉매의 유동 결로를 전환하는 것으로, 제1포트 내지 제4포트를 구비하고, 상기 제1포트는 선택적으로 제2포트 또는 제4포트와 연결되고, 상기 제3포트는 상기 제1포트의 작동에 대응하여 선택적으로 제2포트 또는 제4포트와 연결된다. The four-way flow path switching valve 60 is configured to switch the flow condensation of the refrigerant, and includes first to fourth ports, and the first port is selectively connected to a second port or a fourth port, and the third The port is selectively connected to the second port or the fourth port in response to the operation of the first port.

이때 상기 사방유로전환밸브(60)의 제1포트에는 상기 압축기(10) 토출측의 제1냉매유로(100)가 연결되고, 상기 사방유로전환밸브(60)의 제4포트에는 상기 제1코일(20) 일측의 제1냉매유로(100)가 연결되고, 상기 사방유로전환밸브(60)의 제2포트에는 상기 제3냉매유로(300)가 연결되며, 상기 사방유로전환밸브(60)의 제3포트에는 제4냉매유로(400)가 연결된다.At this time, the first refrigerant flow path 100 on the discharge side of the compressor 10 is connected to the first port of the four-way flow path switching valve 60, and the first coil ( 20) The first refrigerant flow path 100 on one side is connected, and the third refrigerant flow path 300 is connected to the second port of the four-way flow channel switching valve 60, and A fourth refrigerant flow path 400 is connected to the 3 port.

따라서 상기 사방유로전환밸브(60)의 선택적인 전환에 의해 상기 제1포트와 제4포트가 연결되면, 상기 제2포트는 제3포트와 연결됨에 따라 상기 압축기(10) 토출측의 제1냉매유로(100)와, 상기 제1코일(20) 일측의 제1냉매유로(100)가 연결되고, 상기 제3냉매유로(300)와, 제4냉매유로(400)가 연결되는 냉매의 유동경로를 이루고, 상기 사방유로전환밸브(60)의 선택적인 전환에 의해 상기 제1포트와 제2포트가 연결되면, 상기 제3포트는 제4포트와 연결됨에 따라 상기 압축기(10) 토출측의 제1냉매유로(100)와, 상기 제3냉매유로(300)가 연결되고, 제4냉매유로(400)와, 상기 제1코일(20) 일측의 제1냉매유로(100)가 연결되는 냉매의 유동경로를 이룬다.Therefore, when the first port and the fourth port are connected by selective switching of the four-way flow path switching valve 60, the second port is connected to the third port, so that the first refrigerant flow path on the discharge side of the compressor 10 (100), the first refrigerant flow path 100 at one side of the first coil 20 is connected, and the flow path of the refrigerant to which the third refrigerant flow path 300 and the fourth refrigerant flow path 400 are connected. And, when the first port and the second port are connected by selective switching of the four-way flow path switching valve 60, the third port is connected to the fourth port, so that the first refrigerant on the discharge side of the compressor 10 The flow path of the refrigerant to which the flow path 100 and the third refrigerant flow path 300 are connected, and the fourth refrigerant flow path 400 and the first refrigerant flow path 100 at one side of the first coil 20 are connected. To achieve.

그리고 상기 제4냉매유로(400)는 상기 사방유로전환밸브(60)와 상기 압축부(10)의 유입측을 연결하여, 상기 압축부(10)의 유입측을 연결하여 냉매가 상기 제4냉매유로(400)를 따라 상기 사방유로전환밸브(60)에서 상기 압축부(10)의 유입측으로 유동하게 된다.In addition, the fourth refrigerant flow path 400 connects the four-way flow path switching valve 60 and the inlet side of the compression unit 10 to connect the inlet side of the compression unit 10 so that the refrigerant is converted into the fourth refrigerant. It flows from the four-way flow path switching valve 60 along the flow path 400 to the inlet side of the compression unit 10.

여기서 상기 제4냉매유로(400) 중 압축부(10)의 유입단 측에는 액분리기(310)가 구비되는데, 상기 액분리기(310)는 상기 제4냉매유로(400)을 통해 압축부(10)로 유입되는 냉매 중 기상의 냉매만이 압축부(10)로 유입되도록 한다.Here, a liquid separator 310 is provided at the inlet end of the compression part 10 of the fourth refrigerant flow path 400, and the liquid separator 310 is the compression part 10 through the fourth refrigerant flow path 400. Among the refrigerants flowing into the gas phase, only the gaseous refrigerant is introduced into the compression unit 10.

그리고 상기 제5냉매유로(500)는 상기 제1냉매유로(100)에서 분기되는데, 상기 제1냉매유로(100) 중 상기 사방유로전환밸브(60)의 제4포트와, 상기 제1코일(20)의 사이에서 분기되면서, 상기 제2코일(30)에 연결되어 냉매가 상기 제5냉매유로(500)를 따라 상기 사방유로전환밸브(60)에서 상기 제2코일(30)로 유동하게 된다.In addition, the fifth refrigerant passage 500 is branched from the first refrigerant passage 100, and among the first refrigerant passages 100, a fourth port of the four-way passage switching valve 60 and the first coil ( While branching between 20), the refrigerant is connected to the second coil 30 so that the refrigerant flows from the four-way channel switching valve 60 to the second coil 30 along the fifth refrigerant channel 500. .

이때 상기 제5냉매유로(500)에는 체크밸브가 구비되어, 상기 사방유로전환밸브(60)에서 상기 제2코일(30)로 유동하는 냉매의 역류를 방지한다.At this time, a check valve is provided in the fifth refrigerant flow path 500 to prevent reverse flow of the refrigerant flowing from the four-way flow path switching valve 60 to the second coil 30.

또한, 상기 제1냉매유로(100) 중 제5냉매유로(500)가 분기되는 분기점에는 삼방제어밸브(70)를 구비하는데, 상기 삼방제어밸브(70)는 제1냉매유로(100) 및 제5냉매유로(500)에 대한 개로를 단계적으로 제어한다.In addition, a three-way control valve 70 is provided at a branch point of the first refrigerant passage 100 at which the fifth refrigerant passage 500 is branched, and the three-way control valve 70 includes the first refrigerant passage 100 and the 5 Controls the opening of the refrigerant flow path 500 in stages.

따라서 상기 삼방제어밸브(70)는 필요로 하는 급기의 재열량에 따라 상기 제5냉매유로(500)에 대한 개폐가 제어되므로, 정밀한 온도 제어가 가능하고, 상기 삼방제어밸브(70)에서 제5냉매유로(500)와 연결된 상기 제1냉매유로(100)의 개폐는 상기 삼방제어밸브(70)에 의해 제5냉매유로(500)와 단계적으로 제어되는 것이 바람직하다.Therefore, since the opening and closing of the fifth refrigerant passage 500 is controlled in accordance with the amount of reheating of the supply air required, the three-way control valve 70 enables precise temperature control. It is preferable that the opening and closing of the first refrigerant passage 100 connected to the refrigerant passage 500 is controlled stepwise with the fifth refrigerant passage 500 by the three-way control valve 70.

더불어 상기 제1냉매유로(100) 중 상기 삼방제어밸브(70)가 구비되는 지점에는 상기 삼방제어밸브(70)를 경유하지 않도록 상기 제1냉매유로(100)와 병렬을 이루는 제1리턴냉매유로(101)가 형성되는데, 상기 제1코일(20)의 일측에서 유출된 냉매는 상기 삼방제어밸브(70)를 경유하지 않고 상기 제1리턴냉매유로(101)를 통해 유동하게 된다.In addition, at a point in the first refrigerant passage 100 where the three-way control valve 70 is provided, a first return refrigerant passage in parallel with the first refrigerant passage 100 so as not to pass through the three-way control valve 70 101 is formed, and the refrigerant flowing out from one side of the first coil 20 flows through the first return refrigerant flow path 101 without passing through the three-way control valve 70.

이때 상기 제1리턴냉매유로(101) 상에는 체크밸브와 솔레노이드밸브가 함께 구비되어, 상기 제1코일(20)에서 유출된 냉매가 상기 제1리턴냉매유로(101)를 따라 유동하게 된다.At this time, a check valve and a solenoid valve are provided together on the first return refrigerant flow path 101, so that the refrigerant flowing out of the first coil 20 flows along the first return refrigerant flow path 101.

그리고 상기 제6냉매유로(600)는 상기 제2코일(30)과 제2냉매유로(200)를 연결하여, 냉매가 상기 제2코일(30)에서 제2냉매유로(200)로 유동하게 된다.And the sixth refrigerant passage 600 connects the second coil 30 and the second refrigerant passage 200, so that the refrigerant flows from the second coil 30 to the second refrigerant passage 200. .

이때 상기 제6냉매유로(600)에는 체크밸브가 구비되어, 상기 제2코일(30)에서 유출된 냉매가 역류하지 않고 제2냉매유로(200)로 유동하게 된다.At this time, a check valve is provided in the sixth refrigerant passage 600 so that the refrigerant flowing out of the second coil 30 does not flow back and flows into the second refrigerant passage 200.

또한, 본 발명의 실시 예에 따른 히트펌프를 이용한 공기조화시스템은 제7냉매유로(700)가 구비되는데, 상기 제7냉매유로(700)는 상기 제1냉매유로(100) 중 상기 압축부(10)의 유출측에서 분기되면서, 상기 제2냉매유로(200) 중 제1코일(20) 측과 연결되어, 상기 압축부(10)에서 토출된 냉매를 제1코일(20)을 통하지 않고, 바로 상기 제2냉매유로(200)를 따라 유동하게 바이패스 시킨다.In addition, the air conditioning system using a heat pump according to an embodiment of the present invention is provided with a seventh refrigerant passage 700, the seventh refrigerant passage 700 is the compression unit ( While branching from the outlet side of 10), it is connected to the first coil 20 side of the second refrigerant flow path 200, so that the refrigerant discharged from the compression unit 10 does not pass through the first coil 20, It is bypassed to flow along the second refrigerant flow path 200 immediately.

따라서 본 발명의 일 실시 예에 따른 히트펌프를 이용한 공기조화시스템은 상기 삼방제어밸브(70)와 더불어 상기 사방유로전환밸브(60)를 통해 상기 압축부(10)에서 토출된 냉매가 상기 제1코일(20) 및 상기 제3코일(40) 중 상기 제1코일(20)로 유동하거나, 또는 상기 제3코일(40)로 유동하게 되고, 냉매의 유동방향은 시스템의 운전모드에 따라 결정된다.Therefore, in the air conditioning system using a heat pump according to an embodiment of the present invention, the refrigerant discharged from the compression unit 10 through the four-way flow path switching valve 60 together with the three-way control valve 70 is the first Among the coil 20 and the third coil 40, the flow flows to the first coil 20 or the third coil 40, and the flow direction of the refrigerant is determined according to the operation mode of the system. .

일례로 본 발명의 일 실시 예에 따른 히트펌프를 이용한 공기조화시스템은 대표적인 운전모드인 냉방운전모드와, 난방운전모드를 참고하여 설명하면 다음과 같다.As an example, an air conditioning system using a heat pump according to an embodiment of the present invention will be described with reference to a cooling operation mode and a heating operation mode, which are typical operation modes.

먼저, 도 2를 참조하면, 본 발명의 냉방운전모드에서는 상기 사방유로전환밸브(60)의 제1포트와 제4포트가 연결되고, 제2포트는 제3포트와 연결되며, 상기 사방유로전환밸브(60)의 제1포트와 제4포트의 연결로, 상기 압축기(10) 토출측의 제1냉매유로(100)와, 상기 제1코일(20) 일측의 제1냉매유로(100)가 연결되고, 상기 사방유로전환밸브(60)의 제2포트와 제3포트의 연결로 상기 제3냉매유로(300)와, 제4냉매유로(400)가 연결된다.First, referring to FIG. 2, in the cooling operation mode of the present invention, the first port and the fourth port of the four-way flow path switching valve 60 are connected, the second port is connected to the third port, and the four-way flow path is switched. A connection path between the first port and the fourth port of the valve 60, the first refrigerant passage 100 on the discharge side of the compressor 10 and the first refrigerant passage 100 on one side of the first coil 20 are connected. And, the third refrigerant flow path 300 and the fourth refrigerant flow path 400 are connected by a connection between the second port and the third port of the four-way flow path switching valve 60.

이때 상기 압축부(10)에서 압축된 고온고압의 냉매는 상기 압축부(10)에서 토출되어, 상기 제1냉매유로(100)를 따라 상기 제1코일(20)의 일측으로 유입되고, 상기 제1코일(20)로 유입된 고온고압의 냉매는 상기 제1코일(20)에서 외기와의 열교환으로 인해 응축된 후, 상기 제1코일(20)의 타측으로 유출되어, 상기 제2냉매유로(200)를 따라 제3코일(40)의 일측으로 유입된다.At this time, the high-temperature, high-pressure refrigerant compressed by the compression unit 10 is discharged from the compression unit 10 and flows into one side of the first coil 20 along the first refrigerant flow path 100, and the first The high-temperature, high-pressure refrigerant introduced into the first coil 20 is condensed by heat exchange with the outside air in the first coil 20 and then flows out to the other side of the first coil 20, and the second refrigerant flow path ( It flows along 200 to one side of the third coil 40.

여기서 상기 제2냉매유로(200)를 따라 유동하는 냉매는 제3코일(40)의 일측으로 유입되기 전, 제1팽창밸브(51)로 유입되는데, 상기 제1팽창밸브(50)로 유입된 냉매는 저온, 저압으로 팽창(감압)된 후 상기 제2냉매유로(200)를 통해 상기 제3코일(40)의 일측으로 유입되고, 상기 제3코일(40)로 유입된 냉매는 증발되면서 발생한 증발열로 급기를 냉각하여 냉각된 급기가 실내로 제공되어 냉방이 이루어진다.Here, the refrigerant flowing along the second refrigerant flow path 200 flows into the first expansion valve 51 before flowing into one side of the third coil 40, and flows into the first expansion valve 50. The refrigerant is expanded (reduced) to a low temperature and low pressure, and then flows into one side of the third coil 40 through the second refrigerant flow path 200, and the refrigerant introduced into the third coil 40 is evaporated. The supply air is cooled by evaporation heat, and the cooled supply air is provided to the room for cooling.

그리고 상기 제3코일(40)의 타측으로 유출된 냉매는 상기 제3냉매유로(300)를 따라 상기 사방유로전환밸브(60)의 제2포트로 유동하고, 상기 사방유로전환밸브(60)의 제2포트와 제3포트의 연결로, 상기 제4냉매유로(400)를 따라 상기 압축부(10)의 유입측으로 유동하는 냉매순환경로를 이룬다. And the refrigerant flowing out to the other side of the third coil 40 flows along the third refrigerant flow path 300 to the second port of the four-way flow path switching valve 60, and A connection path between the second port and the third port forms a refrigerant circulation path flowing to the inlet side of the compression unit 10 along the fourth refrigerant flow path 400.

여기서 냉방부하 및 급기의 온도 정도에 따라 선택적으로 상기 삼방제어밸브(70)가 제5냉매유로(500)의 개로를 단계적으로 제어하는데, 상기 압축부(10)에 의해 압축된 냉매는 상기 제1냉매유로(100)를 따라 상기 제1코일(20)로 유입되다, 냉방부하 및 급기의 온도 정도에 따라 상기 삼방제어밸브(70)가 상기 제1냉매유로(100)의 개로 대비 제5냉매유로(500)의 개로를 단계적으로 제어하여, 상기 제1코일(20)과 함께 제2코일(30)로 냉매가 유입되어, 상기 제2코일(30)의 냉매 응축작용으로 급기의 재열이 이루어진다. Here, the three-way control valve 70 selectively controls the opening of the fifth refrigerant passage 500 in stages according to the cooling load and the temperature of the supply air, and the refrigerant compressed by the compression unit 10 is the first It flows into the first coil 20 along the refrigerant flow path 100, and the three-way control valve 70 changes the fifth refrigerant flow path compared to the opening of the first refrigerant flow path 100 according to the cooling load and the temperature of the supply air. By controlling the opening of 500 in stages, the refrigerant flows into the second coil 30 together with the first coil 20, and the supply air is reheated by the refrigerant condensation action of the second coil 30.

이때 상기 제1냉매유로(100)는 상기 삼방제어밸브(70)에 의해 제4냉매유로(400)와 개로가 제어되어 단계적으로 정밀한 온도제어가 가능해진다.At this time, the first refrigerant flow path 100 is controlled by the three-way control valve 70 to control the fourth refrigerant flow path 400 and the open path, thereby enabling precise temperature control step by step.

또한, 도 3을 참조하면, 본 발명의 난방운전모드에서는 상기 사방유로전환밸브(60)의 제1포트와 제2포트가 연결되고, 제3포트는 제4포트와 연결되며, 상기 사방유로전환밸브(60)의 제1포트와 제2포트의 연결로, 상기 압축기(10) 토출측의 제1냉매유로(100)와, 상기 제3냉매유로(300)가 연결되고, 상기 사방유로전환밸브(60)의 제3포트와 제4포트의 연결로 4냉매유로(400)와, 상기 제1코일(20) 일측의 제1냉매유로(100)가 연결된다.3, in the heating operation mode of the present invention, the first port and the second port of the four-way flow path switching valve 60 are connected, the third port is connected to the fourth port, and the four-way flow path is switched. A connection path between the first port and the second port of the valve 60, the first refrigerant flow path 100 on the discharge side of the compressor 10, and the third refrigerant flow path 300 are connected, and the four-way flow path switching valve ( The fourth refrigerant passage 400 and the first refrigerant passage 100 at one side of the first coil 20 are connected through a connection path between the third and fourth ports of 60).

상기 사방유로전환밸브(60)를 통해 상기 압축부(10)의 토출측이 제3코일(40)의 타측과 연결되고, 상기 압축부(10)의 유입측은 상기 제1코일(20)의 일측과 연결된다.The discharge side of the compression unit 10 is connected to the other side of the third coil 40 through the four-way flow path switching valve 60, and the inlet side of the compression unit 10 is connected to one side of the first coil 20 and Connected.

이때 상기 압축부(10)에서 압축된 고온고압의 냉매는 상기 압축부(10)에서 토출되어, 상기 제1냉매유로(100)를 따라 유동하면서 상기 사방유로전환밸브(60)를 통해 제3냉매유로(300)를 따라 상기 제3코일(40)의 타측으로 유입되고, 상기 제3코일(40)로 유입된 고온고압의 냉매는 상기 제3코일(40)에서 급기와의 열교환으로 인해 응축된 후, 상기 제3코일(40)의 일측으로 유출되어, 상기 제2냉매유로(200)를 따라 제1코일(20)의 타측으로 유입된다.At this time, the high-temperature, high-pressure refrigerant compressed by the compression unit 10 is discharged from the compression unit 10 and flows along the first refrigerant flow path 100, while a third refrigerant through the four-way flow path switching valve 60 The high-temperature, high-pressure refrigerant flowing through the flow path 300 to the other side of the third coil 40 and flowing into the third coil 40 is condensed in the third coil 40 due to heat exchange with the supply air. Thereafter, it flows out to one side of the third coil 40 and flows into the other side of the first coil 20 along the second refrigerant flow path 200.

여기서 상기 압축부(10)에 의해 압축된 냉매는 상기 제3코일(40)로 유출되어, 상기 제3코일(40)에서 응축되면서 발생하는 응축열로 급기에 열을 제공하여, 가열된 급기가 실내로 제공되어 난방이 이루어진다.Here, the refrigerant compressed by the compression unit 10 flows out to the third coil 40 and provides heat to the supply air with condensation heat generated while condensing in the third coil 40, so that the heated supply air is indoors. It is provided as a heating system.

그리고 상기 제3코일(40)의 일측으로 유출된 냉매는 제1팽창밸브(51)로 유입되는데, 상기 제1팽창밸브(51)로 유입된 냉매는 저온, 저압으로 팽창(감압)된 후, 상기 제2리턴냉매유로(201)을 따라 상기 제2냉매유로(200)로 합류한 후, 상기 제2냉매유로(200)를 따라 제1코일(20)의 타측으로 유입된다.In addition, the refrigerant flowing out to one side of the third coil 40 is introduced into the first expansion valve 51, and the refrigerant introduced into the first expansion valve 51 is expanded (depressurized) to a low temperature and a low pressure, After joining the second refrigerant passage 200 along the second return refrigerant passage 201, the second refrigerant passage 200 flows into the other side of the first coil 20.

이때 상기 제2냉매유로(200)를 따라 유동하는 냉매는 제1코일(20)로 유입되기 전, 제2팽창밸브(52)가 구비된 제3리턴냉매유로(202)를 통해 상기 제1코일(20)로 유입되는데, 여기서 상기 제2팽창밸브(52)에 의해 상기 제2팽창밸브(52)로 유입된 냉매는 다시 한번 더 저온, 저압으로 팽창(감압)된 후, 상기 제2냉매유로(200)를 통해 상기 제1코일(20)로 유입되고, 상기 제1코일(20)로 유입된 냉매는 증발되면서 발생한 증발열로 외기의 열을 흡열하게 된다.At this time, the refrigerant flowing along the second refrigerant flow path 200 passes through the third return refrigerant flow path 202 provided with the second expansion valve 52 before flowing into the first coil 20. The refrigerant flowing into the second expansion valve 52 by the second expansion valve 52 is once again expanded (reduced) to a low temperature and low pressure, and then the second refrigerant flow passage The refrigerant introduced into the first coil 20 through 200 and introduced into the first coil 20 absorbs heat from outside air by evaporation heat generated while evaporating.

그리고 상기 제1코일(20)에서 유출된 냉매는 상기 사방유로전환밸브(60)의 제4포트로 유동하고, 상기 사방유로전환밸브(60)의 제3포트와 제4포트의 연결로, 상기 제4냉매유로(400)를 따라 상기 압축부(10)의 유입측으로 유동하는 냉매순환경로를 이룬다. In addition, the refrigerant flowing out of the first coil 20 flows to the fourth port of the four-way flow path switching valve 60, and the third port and the fourth port of the four-way flow path switching valve 60 are connected to each other. A refrigerant circulation path flowing to the inlet side of the compression unit 10 along the fourth refrigerant flow path 400 is formed.

여기서 냉매의 증발작용이 일어나는 상기 제1코일(20)에 제상이 필요한 경우, 상기 제7냉매유로(700)가 선택적으로 개방되어, 상기 압축부(10)에서 토출된 고온고압 냉매 일부를 제7냉매유로(700)에 통해 상기 제2냉매유로(200)를 거쳐 제1코일(20)로 유입시켜, 냉매가 가진 열로 상기 제1코일(20)을 제상하게 된다.Here, when defrosting is required in the first coil 20 where the evaporation of the refrigerant occurs, the seventh refrigerant flow path 700 is selectively opened, so that a part of the high-temperature and high-pressure refrigerant discharged from the compression unit 10 is transferred to the seventh. It flows into the first coil 20 through the refrigerant passage 700 through the second refrigerant passage 200 and defrosts the first coil 20 with heat of the refrigerant.

본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.The present invention has been described with reference to the embodiments shown in the drawings, but these are merely exemplary, and those of ordinary skill in the art will appreciate that various modifications and equivalent other embodiments are possible therefrom. Therefore, the true technical protection scope of the present invention should be determined by the technical spirit of the appended claims.

10: 압축부
20: 제1코일
30: 제2코일
40: 제3코일
50: 제1팽창밸브
51: 제2팽창밸브
53: 제3팽창밸브
60: 사방유로전환밸브
70: 삼방제어밸브
100: 제1냉매유로
200: 제2냉매유로
300: 제3냉매유로
400: 제4냉매유로
500: 제5냉매유로
600: 제6냉매유로
10: compression unit
20: first coil
30: second coil
40: third coil
50: first expansion valve
51: second expansion valve
53: third expansion valve
60: four-way flow path switching valve
70: three-way control valve
100: first refrigerant flow path
200: second refrigerant flow path
300: 3rd refrigerant flow path
400: 4th refrigerant flow path
500: 5th refrigerant flow path
600: 6th refrigerant flow path

Claims (5)

저온저압의 기상 냉매를 고온고압의 기상 냉매로 항시 압축하여 토출하는 제1압축기와, 냉방 및 난방 부하량에 따라 선택적으로 저온저압의 기상 냉매를 고온고압의 기상 냉매로 압축하여 토출하는 제2압축기를 포함하는 압축부;
상기 압축부와 냉매가 유동하는 유로로 연결되고, 냉방운전 또는 난방운전에 의해 변경되는 냉매의 유동방향에 따라 유동하는 냉매를 응축 또는 증발시키는 제1코일;
상기 제1코일과 냉매가 유동하는 유로로 연결되고, 냉방부하 및 급기의 습도에 따라 선택적으로 유입되는 냉매의 응축열로 급기를 재열하는 제2코일;
상기 제1코일 및 제2코일과 냉매가 유동하는 유로로 연결되고, 냉방운전 또는 난방운전에 의해 변경되는 냉매의 유동방향에 따라 유동하는 냉매를 응축 또는 증발 시키는 제3코일;
상기 제3코일의 일측에 구비되어 응축된 냉매를 저온, 저압으로 감압되도록 팽창시킨 후 상기 제3코일로 제공하는 팽창밸브;
상기 압축부의 토출측과 상기 제1코일의 일측을 연결하는 제1냉매유로;
상기 제1코일의 타측과 상기 제3코일의 일측을 연결하는 제2냉매유로;
상기 제3코일의 타측과 상기 압축부의 유입측과 연결하는 제3냉매유로;
상기 제1냉매유로에서 분기되어, 상기 제2코일의 일측을 연결하는 제4냉매유로;
상기 제2코일의 타측과 제2냉매유로를 연결하는 제5냉매유로;
제1포트에는 상기 압축기 토출측의 제1냉매유로가 연결되고, 제4포트에는 상기 제1코일 일측의 제1냉매유로가 연결되며, 제2포트에는 상기 제3냉매유로가 연결되고, 제3포트에는 제4냉매유로가 연결되어, 냉방운전 및 난방운전에 따라 선택적으로 냉매의 유동방향을 변경하는 사방유로전환밸브; 및
상기 제1코일로 냉매를 유동시키는 제1냉매유로 및 제2코일로 냉매를 유동시키는 제5냉매유로와 연결되어, 필요로 하는 급기의 재열량에 따라 냉매를 단계적으로 상기 제2코일로 유입되도록 하는 삼방제어밸브;를 포함하는 히트펌프를 이용한 공기조화시스템.
A first compressor that constantly compresses and discharges the low-temperature and low-pressure gaseous refrigerant into a high-temperature and high-pressure gaseous refrigerant, and a second compressor that selectively compresses and discharges the low-temperature and low-pressure gaseous refrigerant into a high-temperature and high-pressure gaseous refrigerant according to the amount of cooling and heating load. Compression unit including;
A first coil connected to the compression unit through a flow path through which the refrigerant flows, and condensing or evaporating the refrigerant flowing according to the flow direction of the refrigerant changed by a cooling operation or a heating operation;
A second coil connected to the first coil through a flow path through which the refrigerant flows, and reheating the supply air with condensation heat of the refrigerant selectively introduced according to the cooling load and the humidity of the supply air;
A third coil connected to the first coil and the second coil through a flow path through which the refrigerant flows, and condensing or evaporating the refrigerant flowing according to the flow direction of the refrigerant changed by a cooling operation or a heating operation;
An expansion valve provided on one side of the third coil to expand the condensed refrigerant to reduce pressure to a low temperature and low pressure, and then provide the condensed refrigerant to the third coil;
A first refrigerant passage connecting the discharge side of the compression unit and one side of the first coil;
A second refrigerant passage connecting the other side of the first coil and one side of the third coil;
A third refrigerant passage connected to the other side of the third coil and the inlet side of the compression unit;
A fourth refrigerant passage branching from the first refrigerant passage and connecting one side of the second coil;
A fifth refrigerant passage connecting the other side of the second coil and a second refrigerant passage;
A first refrigerant flow path on the discharge side of the compressor is connected to a first port, a first refrigerant flow path on one side of the first coil is connected to a fourth port, and the third refrigerant flow path is connected to a second port, and a third port A fourth refrigerant flow path is connected to the four-way flow path switching valve for selectively changing the flow direction of the refrigerant according to the cooling and heating operations; And
It is connected to the first refrigerant flow path through which the refrigerant flows through the first coil and the fifth refrigerant flow path through which the refrigerant flows through the second coil, so that the refrigerant flows into the second coil in stages according to the amount of reheating required for supply air An air conditioning system using a heat pump comprising a three-way control valve.
삭제delete 청구항 1에 있어서,
상기 제1냉매유로 중 압축부의 토출측에 구비되어,
상기 압축부에서 토출되는 냉매를 유입하여 냉매 중 압축기 오일을 여과하여 회수한 후 상기 압축부로 재공급하는 유분리기를 포함하는 히트펌프를 이용한 공기조화시스템.
The method according to claim 1,
It is provided on the discharge side of the compression part of the first refrigerant flow path,
An air conditioning system using a heat pump including an oil separator for resupplying the refrigerant discharged from the compression unit to the compression unit after filtering and recovering the compressor oil from the refrigerant.
청구항 1에 있어서,
상기 제1냉매유로 중 상기 압축부의 유출측에서 분기되면서, 상기 제2냉매유로 중 제1코일의 타측과 연결하여, 난방운전 시 상기 압축부에서 토출된 고온고압냉매를 상기 제1코일의 타측으로 유입시켜, 냉매의 열로 상기 제1코일을 제상하는 제7냉매유로를 포함하는 히트펌프를 이용한 공기조화시스템.
The method according to claim 1,
While branching from the outlet side of the compression unit among the first refrigerant flow channels, it is connected to the other side of the first coil among the second refrigerant flow channels, and the high-temperature and high-pressure refrigerant discharged from the compression unit during a heating operation is transferred to the other side of the first coil. An air conditioning system using a heat pump including a seventh refrigerant flow passage through which the first coil is defrosted with heat of refrigerant.
청구항 1에 있어서,
상기 제3냉매유로 중 압축부의 유입단 측에 구비되어, 기상의 냉매만을 압축부로 유입되도록 하는 액분리기를 포함하는 히트펌프를 이용한 공기조화시스템.
The method according to claim 1,
An air conditioning system using a heat pump including a liquid separator provided at an inlet end of the compression unit of the third refrigerant flow path and allowing only gaseous refrigerant to flow into the compression unit.
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