KR102413709B1 - 전열교환 기능을 구비하는 고효율 히트펌프 시스템 - Google Patents

전열교환 기능을 구비하는 고효율 히트펌프 시스템 Download PDF

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(주)에이피
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Abstract

본 발명은, 냉매를 고온 고압으로 압축하여 제공하는 압축기; 통과되는 냉매와 실외공기 사이에 열교환 작업을 이루도록 실외기에 설치되는 실외열교환기; 통과되는 냉매와 실내공기 사이에 열교환 작업을 이루도록 실내기에 설치되는 실내열교환기; 상기 압축기로부터 공급되는 냉매를 상기 실외열교환기 또는 상기 실내열교환기에 공급하여 냉방운전 또는 난방운전을 진행하는 4방밸브; 상기 실외열교환기에 인접하게 배치되고, 상기 실내열교환기로부터 공급되는 냉매가 통과되면서 상기 실외열교환기 주변의 온도를 조절하는 보조열교환기; 및 상기 실내열교환기로부터 배출되는 냉매를 상기 보조열교환기에 공급하는 보조공급부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

전열교환 기능을 구비하는 고효율 히트펌프 시스템 {High-efficiency heat pump system with heat exchange function}
본 발명은 전열교환 기능을 구비하는 고효율 히트펌프 시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 냉매의 순환방향을 가변시켜 냉방운전 또는 난방운전을 선택적으로 진행할 수 있고, 실외기에 구비되는 실외열교환기에 인접하도록 보조열교환기가 구비되므로 실내열교환기로부터 직접 일부분의 냉매가 보조열교환기에 공급되면서 실외열교환기 주변의 온도를 조절하면서 열교환 효율을 향상시킬 수 있으며, 실내기에 전열소자가 구비되어 환기운전을 진행할 수 있는 전열교환 기능을 구비하는 고효율 히트펌프 시스템에 관한 것이다.
일반적으로, 냉동싸이클은 실내 측에 설치되는 증발기와, 대기 측에 설치되는 응축기를 냉매배관으로 연결하고, 하나의 냉매배관 중에 압축기를 설치하고, 다른 하나의 냉매배관 중에 리시버드라이버 및 팽창밸브를 설치한 구조로 되어 있다.
한편, 증발기 및 응축기는 각각의 송풍팬 및 냉각팬에 의해 대기와의 열교환 작용이 활발하게 이루어질 수 있게 되어 있다.
이러한 구성에 따라, 증발기와 응축기 및 냉매배관 내에 존재하게 되는 냉매는 압축기의 압축력에 의해 순환되며, 응축기를 거쳐 방열된 상태의 냉매가 증발기로 순환된다.
이때, 증발기의 송풍팬에 의해 증발기의 냉각핀들에 부딪히는 공기와 증발기 내부에 유통되는 냉매 사이에서의 열교환 작용이 이루어지게 되고, 이에 따라 차가워진 공기가 차실내로 공급됨으로써 실내 기온을 쾌적하게 유지시킬 수 있게 되는 것이다.
한편, 증발기에서의 열교환 작용에 따라 흡열된 상태 하에서 응축기로 다시 순환되는데, 이때 응축기의 냉각팬에 의해 응축기의 냉각핀들에 부딪히는 공기와 응축기 내부에 유통되는 냉매 사이에서의 열교환 작용이 이루어지게 되고, 이에 따라 흡열 상태의 냉매로부터의 방열이 이루어지도록 하는 것이다.
또한, 실내의 기온 상태에 따라 상기한 압축기와 팽창밸브의 솔레노이드부 및 송풍팬과 냉각팬의 구동이 콘트롤러에 의해 제어되게 할 수도 있다.
이를 위하여 압축기와 팽창밸브의 솔레노이드부 및 송풍팬과 냉각팬, 그리고 실내 기온을 검출할 수 있도록 구비되는 기온센서와 조작수단들을 콘트롤러에 전기적으로 연결하여 구성된다.
그런데, 상기한 바와 같은 일반적인 냉동싸이클을 갖는 종래의 에어컨디셔너는, 냉매의 응축 및 증발이 반복되는 구조로만 구성되어 있을 뿐이어서, 증발기에서의 과냉기를 축냉할 수 없으므로 냉기가 불필요하게 낭비됨은 물론, 실내로 유입되는 흡기를 예냉시킬 수 있는 수단이 강구되어 있지 않으므로 과다한 에너지의 소비문제를 야기하게 된다는 단점이 있었다.
뿐만 아니라, 이러한 종래의 공기조화기에 있어서는, 난방장치부를 가동시킬 때 폐열회수가 불가능한 구조로 되어 있으므로 고온의 배기가스가 그대로 배출되고 아울러 흡기를 예열시키지 못하며, 따라서 에너지를 낭비하게 된다는 문제를 초래하였다.
상기한 문제점을 해결하기 위해 전열교환기를 구비하는 냉난방장치가 개발되었으며, 종래기술에 따른 냉난방장치는, 증발기를 실내기와 대기 측에 설치되며 응축기를 갖는 실외기를 냉매배관으로 연결하고, 하나의 냉매배관 중에 압축기를 설치하고, 다른 하나의 냉매배관 중에 리시버드라이버 및 팽창밸브를 설치한 구조로 되어 있고, 증발기 및 응축기에 강제 송풍시키는 송풍팬 및 냉각팬이 구비되는 냉방기 및 가열된 공기를 실내에 토출시키는 난방기로 구성되는 냉난방장치에서, 난방기와 공기 유통관로로 연결되는 전열교환기를 더 구비하고, 전열교환기와 난방기 사이의 공기 유통관로에 설치되는 내외기 유입절환수단이 더 구비된다.
본 발명의 배경기술은 대한민국 등록실용신안공보 제20-0385815호(2005년 06월 02일 공고, 고안의 명칭 : 전열교환기를 구비한 냉난방장치)에 개시되어 있다.
종래기술에 따른 냉난방장치는, 외기온도가 낮은 동절기에 난방운전이 진행되는 경우에 난방효율을 높이기 위해 실내열교환기에 히터를 설치하거나 지열을 사용하는 난방장치를 추가로 설치하는 등 냉난방장치의 구조가 복잡해지고, 냉난방장치의 열효율을 일정치 이상 향상시킬 수 없는 문제점이 있다.
따라서 이를 개선할 필요성이 요청된다.
본 발명은 냉매의 순환방향을 가변시켜 냉방운전 또는 난방운전을 선택적으로 진행할 수 있고, 실외기에 구비되는 실외열교환기에 인접하도록 보조열교환기가 구비되므로 실내열교환기로부터 직접 일부분의 냉매가 보조열교환기에 공급되면서 실외열교환기 주변의 온도를 조절하면서 열교환 효율을 향상시킬 수 있으며, 실내기에 전열소자가 구비되어 환기운전을 진행할 수 있는 전열교환 기능을 구비하는 고효율 히트펌프 시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명은, 냉매를 고온 고압으로 압축하여 제공하는 압축기; 통과되는 냉매와 실외공기 사이에 열교환 작업을 이루도록 실외기에 설치되는 실외열교환기; 통과되는 냉매와 실내공기 사이에 열교환 작업을 이루도록 실내기에 설치되는 실내열교환기; 상기 압축기로부터 공급되는 냉매를 상기 실외열교환기 또는 상기 실내열교환기에 공급하여 냉방운전 또는 난방운전을 진행하는 4방밸브; 상기 실외열교환기에 인접하게 배치되고, 상기 실내열교환기로부터 공급되는 냉매가 통과되면서 상기 실외열교환기 주변의 온도를 조절하는 보조열교환기; 및 상기 실내열교환기로부터 배출되는 냉매를 상기 보조열교환기에 공급하는 보조공급부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 냉방운전이 진행되면 상기 압축기에서 토출되는 냉매는 상기 4방밸브를 지나 상기 실외열교환기에 공급되어 응축공정이 이루어지고, 상기 실외열교환기에서 배출되는 냉매는 팽창밸브를 지나 저온 저압의 냉매로 변환된 후에 상기 실내열교환기에 공급되어 실내공기로부터 열을 흡수한 후에 상기 보조공급부에 의해 상기 보조열교환기에 공급되어 상기 실외열교환기의 주변 온도를 낮추면서 상기 실외열교환기의 열교환 효율을 향상시킨 후에 상기 압축기로 순환되는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 난방운전이 진행되면 상기 압축기에서 토출되는 냉매는 상기 4방밸브를 지나 상기 실내열교환기에 공급되어 응축공정이 이루어지므로 실내공기에 열을 공급하여 난방운전을 이루고, 상기 실내열교환기에서 배출되는 냉매는 팽창밸브를 지나 상기 실외열교환기에 제공되어 증발공정이 이루어지면서 열을 흡수한 후에 상기 4방밸브를 지나 상기 압축기로 순환되며, 상기 실내열교환기에 공급되는 냉매 중의 일부분의 냉매는 상기 보조공급부에 상기 보조열교환기에 공급되므로 상기 실외열교환기 주변의 온도를 상승시키면서 증발공정의 열교환 효율을 향상시키게 되는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 상기 보조공급부는, 상기 실내열교환기의 입구 측 배관과 상기 보조열교환기를 연결하는 제1보조유로; 상기 보조열교환기와 상기 압축기 입구 측 배관을 연결하는 제2보조유로; 상기 제2보조유로와 상기 압축기 출구 측 배관을 연결하는 제3보조유로; 상기 제2보조유로와 상기 제3보조유로의 연결부위에 설치되어 냉매의 진행방향을 제어하는 3방밸브; 상기 제1보조유로에 설치되는 제1밸브; 및 상기 제2보조유로에 설치되는 제2밸브를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 상기 실내기는, 외기구, 환기구, 배기구 및 급기구를 구비하는 캐비닛; 상기 외기구, 상기 환기구, 상기 배기구 및 상기 급기구에 대향되도록 상기 캐비닛에 설치되고, 통과되는 공기 중에 포함되는 열을 흡수하여 전달하는 전열소자; 상기 급기구 내측에 설치되어 실내로 토출되는 공기와 열교환을 진행하는 상기 실내열교환기; 상기 전열소자와 상기 환기구 사이에 설치되어 상기 환기구를 통해 상기 캐비닛 내부로 공급되는 실내공기를 상기 전열소자 측으로 공급 또는 차단하는 제1댐퍼; 및 상기 제1댐퍼가 폐쇄되면 상기 환기구를 통해 유입되는 실내공기가 상기 전열소자를 우회하여 상기 급기구 측으로 공급 또는 차단하도록 상기 환기구와 상기 급기구를 구획하는 격벽에 설치되는 제2댐퍼를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 상기 급기구에는 실내로 토출되는 공기 중에 포함되는 세균을 박멸하도록 자외선을 조사하는 UV램프가 설치되는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 상기 실내열교환기와 상기 전열소자 사이에는 실내로 토출되는 공기 중에 포함되는 이물질 또는 냄새입자를 거르는 필터부재가 설치되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 전열교환 기능을 구비하는 고효율 히트펌프 시스템은, 압축기로부터 제공되는 냉매를 실외열교환기 또는 실내열교환기에 선택적으로 제공하여 냉방운전 또는 난방운전을 선택적으로 진행할 수 있으므로 하나의 히트펌프 시스템을 설치하여 실내의 냉난방운전을 선택적으로 진행할 수 있어 사용자의 편의를 제공할 수 있는 이점이 있다.
또한, 본 발명에 따른 전열교환 기능을 구비하는 고효율 히트펌프 시스템은, 실외열교환기에 인접하도록 보조열교환기가 설치되고, 실내열교환기로부터 직접 보조열교환기에 일부분의 냉매가 제공되므로 난방운전 중에 실내기에 잔존하는 잠열을 실외기에 전달하면서 실외열교환기의 열교환 효율을 향상시킬 수 있어 난방운전에 요구되는 에너지 소비를 절감할 수 있는 이점이 있다.
또한, 본 발명에 따른 전열교환 기능을 구비하는 고효율 히트펌프 시스템은, 보조열교환기에 공급되는 냉매 및 보조열교환기로부터 배출되는 냉매의 공급량 및 공급방향을 결정하도록 4방밸브 및 3방밸브가 보조열교환기에 연결되는 제1보조유로 내지 제3보조유로에 설치되므로 보조열교환기에 공급 또는 배출되는 냉매의 공급량 및 공급방향을 손쉽게 제어하여 열교환 효율을 효과적으로 향상시킬 수 있는 이점이 있다.
또한, 본 발명에 따른 전열교환 기능을 구비하는 고효율 히트펌프 시스템은, 외기구 내측에 UV램프가 설치되므로 실내기로 유입되는 외부공기에 살균작업을 진행할 수 있어 실내 환경을 쾌적하게 유지시킬 수 있고, 살균작업에 의해 내부공기가 쾌적하게 유지되므로 환기작동의 횟수를 줄이면서 전기에너지 소비량을 감소시킬 수 있는 이점이 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전열교환 기능을 구비하는 고효율 히트펌프 시스템이 도시된 구성도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 전열교환 기능을 구비하는 고효율 히트펌프 시스템의 외기 냉난방운전이 도시된 작동 상태도이다.
도 3는 본 발명의 일 실시예에 따른 전열교환 기능을 구비하는 고효율 히트펌프 시스템의 내기 냉난방운전이 도시된 작동 상태도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 전열교환 기능을 구비하는 고효율 히트펌프 시스템의 난방운전이 도시된 냉매 회로도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 전열교환 기능을 구비하는 고효율 히트펌프 시스템의 냉방운전이 도시된 냉매 회로도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 전열교환 기능을 구비하는 고효율 히트펌프 시스템의 실내기가 도시된 사시도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 전열교환 기능을 구비하는 고효율 히트펌프 시스템의 실내기가 도시된 구성도이다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 전열교환 기능을 구비하는 고효율 히트펌프 시스템의 일 실시예를 설명한다.
이러한 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다.
또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로써, 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다.
그러므로 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전열교환 기능을 구비하는 고효율 히트펌프 시스템이 도시된 구성도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 전열교환 기능을 구비하는 고효율 히트펌프 시스템의 외기 냉난방운전이 도시된 작동 상태도이고, 도 3는 본 발명의 일 실시예에 따른 전열교환 기능을 구비하는 고효율 히트펌프 시스템의 내기 냉난방운전이 도시된 작동 상태도이다.
또한, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 전열교환 기능을 구비하는 고효율 히트펌프 시스템의 난방운전이 도시된 냉매 회로도이고, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 전열교환 기능을 구비하는 고효율 히트펌프 시스템의 냉방운전이 도시된 냉매 회로도이고, 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 전열교환 기능을 구비하는 고효율 히트펌프 시스템의 실내기가 도시된 사시도이고, 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 전열교환 기능을 구비하는 고효율 힌트펌프 시스템의 실내기가 도시된 구성도이다.
도 1 내지 도 7을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 전열교환 기능을 구비하는 고효율 히트펌프 시스템은, 냉매를 고온 고압으로 압축하여 제공하는 압축기(1)와, 통과되는 냉매와 실외공기 사이에 열교환작업을 이루도록 실외기(50)에 설치되는 실외열교환기(52)와, 통과되는 냉매와 실내공기 사이에 열교환작업을 이루도록 실내기(10)에 설치되는 실내열교환기(32)와, 압축기(1)로부터 공급되는 냉매를 실외열교환기(52) 또는 실내열교환기(32)에 공급하여 냉방운전 또는 난방운전을 진행하는 4방밸브와, 실외열교환기(52)에 인접하게 배치되고, 실내열교환기(32)로부터 공급되는 냉매가 통과되면서 실외열교환기(52) 주변의 온도를 조절하는 보조열교환기(56)와, 실내열교환기(32)로부터 배출되는 냉매를 보조열교환기(56)에 공급하는 보조공급부를 포함한다.
따라서 냉난방운전이 진행되는 동안에 실내열교환기(32)로부터 배출되는 냉매의 일부분은 보조공급부의 작동에 의해 실외열교환기(52) 주변에 설치되는 보조열교환기(56)에 제공되면서 실외기(50) 내부에 설치되는 실외열교환기(52)의 주변 온도를 조절할 수 있게 된다.
상기한 바와 같이 실외열교환기(52) 주변의 온도가 보조열교환기(56)에 의해 조절되므로 실외열교환기(52)의 열교환 효율을 향상시킬 수 있게 되는데, 특히 실외온도가 현저하게 낮은 상황에서 난방운전이 진행될 때에 실외열교환기(52)를 통과하면서 난방작동을 진행한 냉매가 보조공급부의 작동에 의해 보조열교환기(56)에 제공되면 냉매에 잔존하는 잠열에 의해 보조열교환기(56)의 온도가 상승되므로 실외열교환기(52) 주변의 온도가 상승하게 된다.
실외열교환기(52) 주변의 온도가 상승하게 되면 실외공기로부터 열을 흡수하는 실외열교환기(52)에 보다 많은 열을 공급할 수 있게 되므로 실외열교환기(52)에서 진행되는 증발과정이 효과적으로 이루어지면서 열교환 효율이 향상되는 효과가 나타나게 된다.
따라서 실외공기의 온도가 현저하게 낮은 동절기에도 전기에너지의 소비량을 최소화하면서 실내에 고온 고압의 냉매를 제공하여 응축과정을 진행시키면서 난방운전을 진행할 수 있게 된다.
본 실시예의 히트펌프 시스템은, 계절변화에 따라 냉난방운전을 선택적으로 진행할 수 있으며, 하절기에 냉방운전이 진행되면 압축기(1)에서 토출되는 냉매는 4방밸브를 지나 실외열교환기에 공급되어 응축과정이 이루어지고, 실외열교환기(52)에서 배출되는 냉매는 팽창밸브(3)를 지나 저온 저압의 냉매로 변환된 후에 실내열교환기(32)에 공급되어 실내공기로부터 열을 흡수한 후에 보조공급부에 의해 보조열교환기(56)에 공급되어 실외열교환기(52)의 주변 온도를 낮추면서 실외열교환기(52)의 열교환 효율을 향상시킨 후에 압축기(1)로 순환된다.
반대로 동절기에 난방운전이 진행되면 압축기(1)에서 토출되는 냉매는 4방밸브를 지나 실내열교환기(32)에 공급되어 응축과정이 이루어지므로 실내공기에 열을 공급하여 난방운전을 이루고, 실내열교환기(32)에서 배출되는 냉매는 팽창밸브(3)를 지나 실외열교환기(52)에 제공되어 증발과정이 이루어지면서 열을 흡수한 후에 4방밸브를 지나 압축기(1)로 순환되며, 실내열교환기(32)에 공급되는 냉매 중의 일부분의 냉매는 보조공급부에 보조열교환기(56)에 공급되므로 실외열교환기(52) 주변의 온도를 상승시키면서 증발과정의 열교환 효율을 향상시키게 된다.
여기서, 본 실시예의 보조공급부는, 실내열교환기(32)의 입구 측 배관과 보조열교환기(56)를 연결하는 제1보조유로(56a)와, 보조열교환기(56)와 압축기(1) 입구 측 배관을 연결하는 제2보조유로(56b)와, 제2보조유로(56b)와 압축기(1) 출구 측 배관을 연결하는 제3보조유로(56c)와, 제2보조유로(56b)와 제3보조유로(56c)의 연결부위에 설치되어 냉매의 진행방향을 제어하는 3방밸브(57)와, 제1보조유로(56a)에 설치되는 제1밸브(58)와, 제2보조유로(56b)에 설치되는 제2밸브(59)를 포함한다.
따라서 냉방운전이 진행되는 경우에는 3방밸브(57)가 보조열교환기(56)와 압축기(1)의 입구 측을 연결하도록 개방되고, 제1밸브(58) 및 제2밸브(59)가 개방되어 도 5에 도시된 냉내 순환유로를 형성한다.
반대로 난방운전이 진행되는 경우에는 3방밸브(57)가 보조열교환기(56)와 압축기(1)의 출구 측을 연결하도록 개방되고, 제1밸브(58)가 개방되며, 제2밸브(59)는 폐쇄되어 도 4에 도시된 냉매 순환유로를 형성한다.
여기서, 압축기(1)의 입구 측에 설치되는 장치는 액분리기이고, 한 쌍의 팽창밸브(3)의 우회유로에 설치되는 장치는 체크밸브이며, 한 쌍의 팽창밸브(3) 사이에 설치되는 장치는 수액기이다.
또한, 본 실시예의 실내기(10)는, 외기구(12), 환기구(14), 배기구(16) 및 급기구(18)를 구비하는 캐비닛과, 외기구(12), 환기구(14), 배기구(16) 및 급기구(18)에 대향되도록 캐비닛에 설치되고, 통과되는 공기 중에 포함되는 열을 흡수하여 전달하는 전열소자(30)와, 급기구(18) 내측에 설치되어 실내로 토출되는 공기와 열교환을 진행하는 실내열교환기(32)와, 전열소자(30)와 환기구(14) 사이에 설치되어 환기구(14)를 통해 캐비닛 내부로 공급되는 실내공기를 전열소자(30) 측으로 공급 또는 차단하는 제1댐퍼(88)와, 제1댐퍼(88)가 폐쇄되면 환기구(14)를 통해 유입되는 실내공기가 전열소자(30)를 우회하여 급기구(18) 측으로 공급 또는 차단하도록 환기구(14)와 급기구(18)를 구획하는 격벽에 설치되는 제2댐퍼(89)를 포함한다.
따라서 제1댐퍼(88)가 개방되고, 제2댐퍼(89)가 폐쇄되면 도 2에 도시된 바와 같은 외기 냉난방운전 및 환기운전이 진행되고, 제1댐퍼(88)가 폐쇄되고, 제2댐퍼(89)가 개방되면 도 3에 도시된 바와 같이 내기 냉난방운전 및 공기청정운전이 진행된다.
상기한 바와 같이 본 실시예는, 실내기(10)에 전열소자(30)가 구비되므로 냉난방운전과 환기운전 또는 공기청정운전을 동시에 진행할 수 있게 되고, 외기의 유입만으로 냉난방운전이 가능한 경우에는 압축기(1)가 구동되지 않는 상태에서 급기팬(36)과 배기팬(34)을 구동시키면서 외기 유입에 의한 냉난방운전을 진행할 수 있게 된다.
또한, 본 실시예의 급기구(18)에는 실내로 토출되는 공기 중에 포함되는 세균을 박멸하도록 자외선을 조사하는 UV램프(86)가 설치되므로 외기 냉난방운전 또는 내기 냉난방운전이 진행되는 동안에 실내로 토출되는 공기로부터 세균을 박멸하여 공급할 수 있게 되고, 실내 공기 중에 세균 또는 바이러스가 잔존하지 않도록 쾌적한 환경을 유지시킬 수 있게 된다.
또한, 본 실시예는, 실내열교환기(32)와 전열소자(30) 사이에는 실내로 토출되는 공기 중에 포함되는 이물질 또는 냄새입자를 거르는 필터부재(87)가 설치되므로 실내로 토출되는 공기 중에 포함되는 이물질 또는 냄새입자를 제거한 후에 쾌적한 공기를 실내로 제공할 수 있게 된다.
또한, 본 실시예의 환기구(14) 내측에는 제1온도센서(81), 이산화탄소센서(84) 및 미세먼지센서(85)가 설치되어 실내공기 중에 포함되는 이산화탄소량 및 미세먼지량을 감지하여 공기청정운전 또는 환기운전을 판단할 수 있고, 외기구(12) 내측에 설치되는 제2온도센서(82) 및 급기구(18) 내측에 설치되는 제3온도센서(83)로부터 제공되는 온도신호에 따라 냉난방운전을 결정하여 진행할 수 있게 된다.
상기한 바와 같은 감지신호는 메인컨트롤러(92)에 제공되어 운전 형태를 결정하게 되고, 메인컨트롤러(92)로부터 제공되는 구동신호가 실내컨트롤러(94) 및 실외컨트롤러(96)에 제공되면 실내기(10) 및 실외기(50)가 구동되면서 냉난방운전, 환기운전, 공기청정운전 등이 선택되어 진행된다.
이로써, 냉매의 순환방향을 가변시켜 냉방운전 또는 난방운전을 선택적으로 진행할 수 있고, 실외기에 구비되는 실외열교환기에 인접하도록 보조열교환기가 구비되므로 실내열교환기로부터 직접 일부분의 냉매가 보조열교환기에 공급되면서 실외열교환기 주변의 온도를 조절하면서 열교환 효율을 향상시킬 수 있으며, 실내기에 전열소자가 구비되어 환기운전을 진행할 수 있는 전열교환 기능을 구비하는 고효율 히트펌프 시스템을 제공할 수 있게 된다.
본 발명은 도면에 도시되는 일 실시예를 참고로 하여 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다.
또한, 전열교환 기능을 구비하는 고효율 히트펌프 시스템을 예로 들어 설명하였으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 전열교환 기능을 구비하는 고효율 히트펌프 시스템이 아닌 다른 제품에도 본 발명의 히트펌프 시스템이 사용될 수 있다.
따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 아래의 특허청구범위에 의해서 정하여져야 할 것이다.
1 : 압축기 3 : 팽창밸브
10 : 실내기 12 : 외기구
14 : 환기구 16 : 배기구
18 : 급기구 30 : 전열소자
32 : 실내열교환기 34 : 배기팬
36 : 급기팬 50 : 실외기
52 : 실외열교환기 54 : 송풍팬
56 : 보조열교환기 56a : 제1보조유로
56b : 제2보조유로 56c : 제3보조유로
57 : 3방밸브 58 : 제1밸브
59 : 제2밸브 70 : 4방밸브
81 : 제1온도센서 82 : 제2온도센서
83 : 제3온도센서 84 : 이산화탄소센서
85 : 미세먼지센서 86 : UV램프
87 : 필터부재 88 : 제1댐퍼
89 : 제2댐퍼 92 : 메인컨트롤러
94 : 실내컨트롤러 96 : 실외컨트롤러

Claims (7)

  1. 냉매를 고온 고압으로 압축하여 제공하는 압축기;
    통과되는 냉매와 실외공기 사이에 열교환 작업을 이루도록 실외기에 설치되는 실외열교환기;
    통과되는 냉매와 실내공기 사이에 열교환 작업을 이루도록 실내기에 설치되는 실내열교환기;
    상기 압축기로부터 공급되는 냉매를 상기 실외열교환기 또는 상기 실내열교환기에 공급하여 냉방운전 또는 난방운전을 진행하는 4방밸브;
    상기 실외열교환기에 인접하게 배치되고, 상기 실내열교환기로부터 공급되는 냉매가 통과되면서 상기 실외열교환기 주변의 온도를 조절하는 보조열교환기; 및
    상기 실내열교환기로부터 배출되는 냉매를 상기 보조열교환기에 공급하는 보조공급부를 포함하고,
    상기 보조공급부는,
    상기 실내열교환기의 입구 측 배관과 상기 보조열교환기를 연결하는 제1보조유로;
    상기 보조열교환기와 상기 압축기 입구 측 배관을 연결하는 제2보조유로;
    상기 제2보조유로와 상기 압축기 출구 측 배관을 연결하는 제3보조유로;
    상기 제2보조유로와 상기 제3보조유로의 연결부위에 설치되어 냉매의 진행방향을 제어하는 3방밸브;
    상기 제1보조유로에 설치되는 제1밸브; 및
    상기 제2보조유로에 설치되는 제2밸브를 포함하는 것을 특징으로 하는 전열교환 기능을 구비하는 고효율 히트펌프 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    냉방운전이 진행되면 상기 압축기에서 토출되는 냉매는 상기 4방밸브를 지나 상기 실외열교환기에 공급되어 응축공정이 이루어지고, 상기 실외열교환기에서 배출되는 냉매는 팽창밸브를 지나 저온 저압의 냉매로 변환된 후에 상기 실내열교환기에 공급되어 실내공기로부터 열을 흡수한 후에 상기 보조공급부에 의해 상기 보조열교환기에 공급되어 상기 실외열교환기의 주변 온도를 낮추면서 상기 실외열교환기의 열교환 효율을 향상시킨 후에 상기 압축기로 순환되는 것을 특징으로 하는 전열교환 기능을 구비하는 고효율 히트펌프 시스템.
  3. 제1항에 있어서,
    난방운전이 진행되면 상기 압축기에서 토출되는 냉매는 상기 4방밸브를 지나 상기 실내열교환기에 공급되어 응축공정이 이루어지므로 실내공기에 열을 공급하여 난방운전을 이루고, 상기 실내열교환기에서 배출되는 냉매는 팽창밸브를 지나 상기 실외열교환기에 제공되어 증발과정이 이루어지면서 열을 흡수한 후에 상기 4방밸브를 지나 상기 압축기로 순환되며, 상기 실내열교환기에 공급되는 냉매 중의 일부분의 냉매는 상기 보조공급부에 상기 보조열교환기에 공급되므로 상기 실외열교환기 주변의 온도를 상승시키면서 증발과정의 열교환 효율을 향상시키게 되는 것을 특징으로 하는 전열교환 기능을 구비하는 고효율 히트펌프 시스템.
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서, 상기 실내기는,
    외기구, 환기구, 배기구 및 급기구를 구비하는 캐비닛;
    상기 외기구, 상기 환기구, 상기 배기구 및 상기 급기구에 대향되도록 상기 캐비닛에 설치되고, 통과되는 공기 중에 포함되는 열을 흡수하여 전달하는 전열소자;
    상기 급기구 내측에 설치되어 실내로 토출되는 공기와 열교환을 진행하는 상기 실내열교환기;
    상기 전열소자와 상기 환기구 사이에 설치되어 상기 환기구를 통해 상기 캐비닛 내부로 공급되는 실내공기를 상기 전열소자 측으로 공급 또는 차단하는 제1댐퍼; 및
    상기 제1댐퍼가 폐쇄되면 상기 환기구를 통해 유입되는 실내공기가 상기 전열소자를 우회하여 상기 급기구 측으로 공급 또는 차단하도록 상기 환기구와 상기 급기구를 구획하는 격벽에 설치되는 제2댐퍼를 포함하는 것을 특징으로 하는 전열교환 기능을 구비하는 고효율 히트펌프 시스템.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 급기구에는 실내로 토출되는 공기 중에 포함되는 세균을 박멸하도록 자외선을 조사하는 UV램프가 설치되는 것을 특징으로 하는 전열교환 기능을 구비하는 고효율 히트펌프 시스템.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 실내열교환기와 상기 전열소자 사이에는 실내로 토출되는 공기 중에 포함되는 이물질 또는 냄새입자를 거르는 필터부재가 설치되는 것을 특징으로 하는 전열교환 기능을 구비하는 고효율 히트펌프 시스템.
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