KR102480945B1 - 동시 냉온수기의 무정지 모드절환 제어시스템 - Google Patents

동시 냉온수기의 무정지 모드절환 제어시스템 Download PDF

Info

Publication number
KR102480945B1
KR102480945B1 KR1020220087515A KR20220087515A KR102480945B1 KR 102480945 B1 KR102480945 B1 KR 102480945B1 KR 1020220087515 A KR1020220087515 A KR 1020220087515A KR 20220087515 A KR20220087515 A KR 20220087515A KR 102480945 B1 KR102480945 B1 KR 102480945B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
heat exchanger
refrigerant
compressor
hot water
way valve
Prior art date
Application number
KR1020220087515A
Other languages
English (en)
Inventor
김상훈
Original Assignee
주식회사 더한기술
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 주식회사 더한기술 filed Critical 주식회사 더한기술
Priority to KR1020220087515A priority Critical patent/KR102480945B1/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102480945B1 publication Critical patent/KR102480945B1/ko

Links

Images

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25BREFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B13/00Compression machines, plants or systems, with reversible cycle
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24HFLUID HEATERS, e.g. WATER OR AIR HEATERS, HAVING HEAT-GENERATING MEANS, e.g. HEAT PUMPS, IN GENERAL
    • F24H4/00Fluid heaters characterised by the use of heat pumps
    • F24H4/02Water heaters
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25BREFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B41/00Fluid-circulation arrangements
    • F25B41/20Disposition of valves, e.g. of on-off valves or flow control valves
    • F25B41/24Arrangement of shut-off valves for disconnecting a part of the refrigerant cycle, e.g. an outdoor part
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25BREFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B41/00Fluid-circulation arrangements
    • F25B41/20Disposition of valves, e.g. of on-off valves or flow control valves
    • F25B41/26Disposition of valves, e.g. of on-off valves or flow control valves of fluid flow reversing valves
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25BREFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B41/00Fluid-circulation arrangements
    • F25B41/30Expansion means; Dispositions thereof
    • F25B41/31Expansion valves
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25BREFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B49/00Arrangement or mounting of control or safety devices
    • F25B49/02Arrangement or mounting of control or safety devices for compression type machines, plants or systems
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25BREFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B2313/00Compression machines, plants or systems with reversible cycle not otherwise provided for
    • F25B2313/003Indoor unit with water as a heat sink or heat source
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25BREFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B2313/00Compression machines, plants or systems with reversible cycle not otherwise provided for
    • F25B2313/027Compression machines, plants or systems with reversible cycle not otherwise provided for characterised by the reversing means
    • F25B2313/02743Compression machines, plants or systems with reversible cycle not otherwise provided for characterised by the reversing means using three four-way valves

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • Compression-Type Refrigeration Machines With Reversible Cycles (AREA)

Abstract

본 발명은 효율이 우수하고 냉온수의 공급이 동시에 가능하며, 부하량이 상이한 경우에도 원하는 냉온수의 양을 공급이 가능하며, 운전 전환시에 배관 내 압력 균일화 조정을 통한 압력 차에 의한 진동, 가스 해머링 등의 문제를 해결할 수 있도록 하며, 특히, 운전 전환시에 압축기의 구동을 정지시킬 필요가 없도록 하는 동시 냉온수기의 무정지 모드절환 제어시스템에 관한 것으로서, 냉매를 압축하는 압축기, 순환하는 냉매가 냉수라인과 열교환하는 냉수 열교환기, 순환하는 냉매가 온수라인과 열교환하는 온수 열교환기, 순환하는 냉매가 외기와 열교환하는 공기 열교환기, 냉매를 교축작용을 통해 증발하기 쉬운 상태로 감압시키는 팽창밸브, 냉매의 흐름 방향을 전환시키는 사방밸브 및 상기 사방밸브를 제어하는 제어부를 포함하여 구성되며, 상기 사방밸브는 복수로 이루어지며, 상기 제어부는 냉방 운전시에는 상기 냉수 열교환기로 팽창밸브에서 냉각된 냉매를 공급하도록 사방밸브를 제어하며, 난방 운전시에는 상기 온수 열교환기로 압축되어 가열된 냉매를 공급하도록 사방밸브를 제어하며, 냉난방 동시 운전시에는 상기 냉수 열교환기 및 온수 열교환기로 냉매를 동시에 공급하도록 사방밸브를 제어하며, 냉방 운전에서 동시 운전 전환 및 동시 운전에서 냉방 운전 전환시에 상기 복수의 사방밸브를 통해 냉방 운전시 및 동시 운전시 냉매 비순환 라인에도 냉매를 동시에 공급하는 절환 운전을 수행하도록 제어하는 것을 특징으로 한다.

Description

동시 냉온수기의 무정지 모드절환 제어시스템{Non-stop mode switching control system for cold, warm and hot water supply system}
본 발명은 동시 냉온수기의 무정지 모드절환 제어시스템에 관한 것이다.
냉온수의 공급을 위해 사용되는 히트펌프는 냉매가 압축기, 응축기, 팽창밸브 및 증발기를 순환하면서 열교환을 통해 공급수를 냉각 및 가열하도록 하도록 구성된다.
이러한 히트펌프를 이용하여 공급수를 가열하여 냉온수를 생성하는 시스템의 대표적인 예로 대한민국 공개특허공보 공개번호 제10-2021-0118336호(2021.9.30.공개)가 있으며, 이는 난방시 응축기로 기능하고 냉방시 증발기로 기능하는 실내기, 난방시 증발기로 기능하고 냉방시 응축기로 기능하는 실외기, 압축기, 팽창밸브, 사방밸브를 포함하여 구성되어 상시 정온의 냉난방을 공급 및 유지할 수 있도록 하는 히트펌프 시스템 및 이를 이용한 냉난방 시스템인 것을 특징으로 한다.
그런데 이와 같은 종래기술은 냉난방 효율이 떨어질 뿐만 아니라 운전 전환시 압축기를 정지해야 하며, 급탕, 냉수, 온수 등을 동시에 공급하는 것은 불가능한 등 다양한 문제점이 있다.
대한민국 공개특허공보 공개번호 제10-2021-0118336호(2021.9.30.공개)
상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위해 발명된 것으로서, 본 발명은 효율이 우수하고 냉온수의 공급이 동시에 가능하도록 하는 동시 냉온수기의 무정지 모드절환 제어시스템을 제공하고자 하는 데 그 목적이 있다.
또한, 본 발명은 부하량이 상이한 경우에도 원하는 냉온수의 양을 공급할 수 있도록 하는 동시 냉온수기의 무정지 모드절환 제어시스템을 제공하고자 하는 데 목적이 있다.
또한, 본 발명은 운전 전환시에 배관 내 압력 균일화 조정을 통한 압력 차에 의한 진동, 가스 해머링 등의 문제를 해결할 수 있도록 하며, 특히, 운전 전환시에 압축기의 구동을 정지시킬 필요가 없도록 하는 동시 냉온수기의 무정지 모드절환 제어시스템을 제공하고자 하는 데 목적이 있다.
상기한 바와 같은 과제를 해결하기 위한 수단으로, 본 발명인 동시 냉온수기의 무정지 모드절환 제어시스템은,
냉매를 압축하는 압축기,
순환하는 냉매가 냉수라인과 열교환하는 냉수 열교환기,
순환하는 냉매가 온수라인과 열교환하는 온수 열교환기,
순환하는 냉매가 외기와 열교환하는 공기 열교환기,
냉매를 교축작용을 통해 증발하기 쉬운 상태로 감압시키는 팽창밸브,
냉매의 흐름 방향을 전환시키는 사방밸브 및
상기 사방밸브를 제어하는 제어부를 포함하여 구성되며,
상기 사방밸브는 복수로 이루어지며,
상기 제어부는,
냉방 운전시에는 상기 냉수 열교환기로 팽창밸브에서 냉각된 냉매를 공급하도록 사방밸브를 제어하며,
난방 운전시에는 상기 온수 열교환기로 압축되어 가열된 냉매를 공급하도록 사방밸브를 제어하며,
냉난방 동시 운전시에는 상기 냉수 열교환기 및 온수 열교환기로 냉매를 동시에 공급하도록 사방밸브를 제어하며,
냉방 운전에서 동시 운전 전환 및 동시 운전에서 냉방 운전 전환시에 상기 복수의 사방밸브를 통해 냉방 운전시 및 동시 운전시 냉매 비순환 라인에도 냉매를 동시에 공급하는 절환 운전을 수행하도록 제어하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 팽창밸브는 복수로 구비되며,
운전은 냉방 운전, 절환 운전, 절환 운전, 냉난방 동시 운전, 난방 운전을 포함하여 이루어지며,
냉방 운전시에는 냉매가 압축기, 하나 이상의 사방밸브, 공기 열교환기, 팽창밸브 중의 하나, 냉수 열교환기, 압축기의 순으로 순환하며,
절환 운전시에는 냉매 일부가 압축기, 하나 이상의 사방밸브, 공기 열교환기를 거치고, 다른 냉매 일부는 압축기, 또 다른 하나 이상의 사방밸브, 온수 열교환기를 거치며, 이들 냉매들이 합쳐져 팽창밸브 중의 하나, 냉수 열교환기, 압축기의 순으로 순환하며,
동시 운전시에는 냉매가 압축기, 하나 이상의 사방밸브, 온수 열교환기, 팽창밸브 중의 하나, 냉수 열교환기, 압축기의 순으로 순환하며,
난방 운전시에는 냉매가 압축기, 하나 이상의 사방밸브, 온수 열교환기, 팽창밸브 중의 하나, 공기 열교환기, 또 다른 하나의 사방밸브, 압축기의 순으로 순환하도록 구성되며,
운전은 냉방 운전, 절환 운전, 냉난방 동시 운전, 난방 운전의 순으로 또는 역순으로 전환되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 사방밸브는 3개 이상으로 이루어지며,
상기 절환 운전은 공기 열교환기로 냉매를 공급하는 사방밸브와 온수 열교환기로 냉매를 공급하는 사방밸브의 수를 변경함으로써 복수의 단계로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
또한, 운전에 제상 운전을 더 포함하여 구성되며,
제상 운전시에는 냉매가 압축기, 하나 이상의 사방밸브, 공기 열교환기, 팽창밸브 중의 하나, 온수 열교환기, 또 다른 하나의 사방밸브, 압축기의 순으로 순환하며,
상기 제상 운전은 냉방 운전의 이전에 이루어지도록 구성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 압축기에서 공급되는 냉매가 통과하는 급탕 열교환기를 더 포함하여 구성되며,
운전에 급탕 운전을 더 포함하여 구성되며,
급탕 운전은 난방 운전과 동일하게 냉매가 순환하도록 구성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 사방밸브는 3개로 구성되어 제1 사방밸브, 제2 사방밸브, 제3 사방밸브로 이루어지며,
상기 절환 운전은 제1 절환 운전 및 제2 절환 운전으로 이루어지며,
냉방 운전시에는 냉매가 압축기, 제1 사방밸브 및 제2 사방밸브, 공기 열교환기, 팽창밸브 중의 하나, 냉수 열교환기, 압축기의 순으로 순환하며,
제1 절환 운전시에는 냉매 일부가 압축기, 제1 사방밸브 및 제2 사방밸브, 공기 열교환기를 거치고, 다른 냉매 일부는 압축기, 제3 사방밸브, 온수 열교환기를 거치며, 이들 냉매들이 합쳐져 팽창밸브 중의 하나, 냉수 열교환기, 압축기의 순으로 순환하며,
제2 절환 운전시에는 냉매 일부가 압축기, 제1 사방밸브, 공기 열교환기를 거치고, 다른 냉매 일부는 압축기, 제2 사방밸브 및 제3 사방밸브, 온수 열교환기를 거치며, 이들 냉매들이 합쳐져 팽창밸브 중의 하나, 냉수 열교환기, 압축기의 순으로 순환하며,
동시 운전시에는 냉매가 압축기, 제2 사방밸브 및 제3 사방밸브, 온수 열교환기, 팽창밸브 중의 하나, 냉수 열교환기, 압축기의 순으로 순환하며,
난방 운전시에는 냉매가 압축기, 제2 사방밸브 및 제3 사방밸브, 온수 열교환기, 팽창밸브 중의 하나, 공기 열교환기, 제1 사방밸브, 압축기의 순으로 순환하도록 구성되는 것을 특징으로 한다.
상기한 바와 같은 과제해결수단을 통해, 본 발명인 동시 냉온수기의 무정지 모드절환 제어시스템은 효율이 우수하고 냉온수의 동시 공급이 가능하고, 부하량이 상이한 경우에도 원하는 냉온수 양의 공급이 가능하며, 운전 전환시에 배관 내 압력 균일화 조정을 통한 압력 차에 의한 진동, 가스 해머링 등의 문제를 해결할 수 있도록 하며, 특히, 운전 전환시에 압축기의 구동을 정지시킬 필요가 없는 등의 다양한 이점이 있다.
도 1은 본 발명에 따른 동시 냉온수기의 무정지 모드절환 제어시스템의 냉방 운전시의 냉매 흐름을 도시한 배관도이다.
도 2는 본 발명에 따른 동시 냉온수기의 무정지 모드절환 제어시스템의 제1 절환 운전시의 냉매 흐름을 도시한 배관도이다.
도 3은 본 발명에 따른 동시 냉온수기의 무정지 모드절환 제어시스템의 제2 절환 운전시의 냉매 흐름을 도시한 배관도이다.
도 4는 본 발명에 따른 동시 냉온수기의 무정지 모드절환 제어시스템의 냉난방 동시 운전시의 냉매 흐름을 도시한 배관도이다.
도 5는 본 발명에 따른 동시 냉온수기의 무정지 모드절환 제어시스템의 난방 운전시의 냉매 흐름을 도시한 배관도이다.
도 6은 본 발명에 따른 동시 냉온수기의 무정지 모드절환 제어시스템의 제상 운전시의 냉매 흐름을 도시한 배관도이다.
도 7은 본 발명에 따른 동시 냉온수기의 무정지 모드절환 제어시스템의 급탕 운전시의 냉매 흐름을 도시한 배관도이다.
본 발명에 따른 동시 냉온수기의 무정지 모드절환 제어시스템의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 구체적으로 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 동시 냉온수기의 무정지 모드절환 제어시스템의 냉방 운전시의 냉매 흐름을 도시한 배관도이고, 도 2는 본 발명에 따른 동시 냉온수기의 무정지 모드절환 제어시스템의 제1 절환 운전시의 냉매 흐름을 도시한 배관도이며, 도 3은 본 발명에 따른 동시 냉온수기의 무정지 모드절환 제어시스템의 제2 절환 운전시의 냉매 흐름을 도시한 배관도이며, 도 4는 본 발명에 따른 동시 냉온수기의 무정지 모드절환 제어시스템의 냉난방 동시 운전시의 냉매 흐름을 도시한 배관도이며, 도 5는 본 발명에 따른 동시 냉온수기의 무정지 모드절환 제어시스템의 난방 운전시의 냉매 흐름을 도시한 배관도이며, 도 6은 본 발명에 따른 동시 냉온수기의 무정지 모드절환 제어시스템의 제상 운전시의 냉매 흐름을 도시한 배관도이며, 도 7은 본 발명에 따른 동시 냉온수기의 무정지 모드절환 제어시스템의 급탕 운전시의 냉매 흐름을 도시한 배관도이다.
도 1 내지 도 7에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 동시 냉온수기의 무정지 모드절환 제어시스템은 냉매를 압축하는 압축기(1)와, 순환하는 냉매가 냉수라인과 열교환하는 냉수 열교환기(2)와, 순환하는 냉매가 온수라인과 열교환하는 온수 열교환기(3)와, 순환하는 냉매가 외기와 열교환하는 공기 열교환기(4)와, 냉매를 교축작용을 통해 증발하기 쉬운 상태로 감압시키는 팽창밸브(5)와, 냉매의 흐름 방향을 전환시키는 사방밸브(6)와, 상기 사방밸브(6)를 제어하는 제어부(미도시)를 포함하여 구성된다.
여기서, 냉수라인과 온수라인은 냉수와 온수를 공급하여 냉온수 공급이나 냉난방이 이루어지도록 하는 배관이며, 제어부는 사방밸브(6) 이외에도 배관 상에 설치되는 다양한 제어 밸브의 개폐와 개도를 제어하는 기능도 수행하게 된다.
상기 사방밸브(6)는 복수로 이루어지며, 상기 제어부는 도 1에 도시된 바와 같이 냉방 운전시에는 냉수 열교환기(2)로 팽창밸브(5)에서 냉각된 냉매를 공급하도록 사방밸브(6)를 제어하며, 도 5에 도시된 바와 같이 난방 운전시에는 온수 열교환기(3)로 압축되어 가열된 냉매를 공급하도록 사방밸브(6)를 제어하며, 도 4에 도시된 바와 같이 냉난방 동시 운전시에는 냉수 열교환기(2) 및 온수 열교환기(3)로 냉매를 동시에 공급하도록 사방밸브(6)를 제어하며, 냉방 운전에서 동시 운전 전환 및 동시 운전에서 냉방 운전 전환시에 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이 상기 복수의 사방밸브(6)를 통해 냉방 운전시 및 동시 운전시 냉매 비순환 라인에도 냉매를 동시에 공급하는 절환 운전을 수행하도록 제어하게 된다.
이를 통해, 운전 전환시 압축기(1)를 정지시키지 않아도 될 뿐 아니라 운전 전환으로 인한 배관 내 압력 불균일로 인한 배관 손상을 방지하게 된다.
즉, 냉방 운전에서 난방 운전으로의 전환 및 역전환시와 같이 운전 전환시에는 배관 내 압력 차에 의한 진동, 가스 해머링 등의 발생되어 배관에 문제가 발생될 수 있어 압축기(1)를 일시 정지시킨 후 제어부를 이용하여 밸브 등을 제어하여 운전을 전환시킨 후에 압축기(1)를 다시 가동하게 되는데, 상기와 같이 운전 전환시에 절환 운전을 통해 압축기(1)를 정지시킬 필요도 없으며 배관 파손 등의 문제 발생도 방지하게 된다.
구체적으로, 절환 운전을 위해 상기 팽창밸브(5)는 복수로 구비되며, 운전은 냉방 운전, 절환 운전, 냉난방 동시 운전, 난방 운전을 포함하여 이루어지며, 도 1에 도시된 바와 같이 냉방 운전시에는 냉매가 압축기(1), 하나 이상의 사방밸브(6), 공기 열교환기(4), 팽창밸브(5) 중의 하나, 냉수 열교환기(2), 압축기(1)의 순으로 순환하며, 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이 절환 운전시에는 냉매 일부가 압축기(1), 하나 이상의 사방밸브(6), 공기 열교환기(4)를 거치고, 다른 냉매 일부는 압축기(1), 또 다른 하나 이상의 사방밸브(6), 온수 열교환기(3)를 거치며, 이들 냉매들이 합쳐져 팽창밸브(5) 중의 하나, 냉수 열교환기(2), 압축기(1)의 순으로 순환하며, 도 4에 도시된 바와 같이 동시 운전시에는 냉매가 압축기(1), 하나 이상의 사방밸브(6), 온수 열교환기(3), 팽창밸브(5) 중의 하나, 냉수 열교환기(2), 압축기(1)의 순으로 순환하며, 도 5에 도시된 바와 같이 난방 운전시에는 냉매가 압축기(1), 하나 이상의 사방밸브(6), 온수 열교환기(3), 팽창밸브(5) 중의 하나, 공기 열교환기(4), 또 다른 하나의 사방밸브(6), 압축기(1)의 순으로 순환하도록 구성된다.
여기서, 운전은 냉방 운전, 절환 운전, 냉난방 동시 운전, 난방 운전의 순으로 또는 역순으로 전환된다. 예를 들어, 냉방 운전에서 난방 운전으로 전환은 절환 운전, 냉난방 동시 운전을 거친 후에 이루어지게 되며, 역의 경우도 마찬가지로 이루어진다.
또한, 상기 사방밸브(6)는 3개 이상으로 이루어지며, 상기 절환 운전은 공기 열교환기(4)로 냉매를 공급하는 사방밸브(6)와 온수 열교환기(3)로 냉매를 공급하는 사방밸브(6)의 수를 순차적으로 변경함으로써 복수의 단계로 이루어질 수 있다. 이를 통해, 운전 전환시에 배관 내 압력 차이를 단계적으로 해소시킴으로써 압축기(1)의 무정지 운전이 가능할 뿐만 아니라 더욱 안정적인 운전 전환이 가능하게 된다.
또한, 본 발명에서는 운전에 제상 운전을 더 포함하여 구성되며, 도 6에 도시된 바와 같이 제상 운전시에는 냉매가 압축기(1), 하나 이상의 사방밸브(6), 공기 열교환기(4), 팽창밸브(5) 중의 하나, 온수 열교환기(3), 또 다른 하나의 사방밸브(6), 압축기(1)의 순으로 순환하도록 구성된다.
여기서, 상기 제상 운전은 냉방 운전의 이전에 이루어지도록 구성되는 것이 바람직하다.
더불어, 압축기(1)에서 공급되는 냉매가 통과하는 급탕 열교환기(7)가 더 구비되며, 아울러 운전 모드에 급탕 운전을 추가하며, 도 7에 도시된 바와 같이 급탕 운전은 난방 운전과 동일하게 냉매가 순환하며, 상기 급탕 운전은 난방 운전과 동시 또는 단독운전으로 이루어지도록 구성된다.
물론, 도면에서와 같이 압축기(1)의 후류 측에 급탕 열교환기(7)를 배치함으로써 상시 급탕 온수의 추출이 가능하다.
더욱 구체적으로, 상기 사방밸브(6)는 3개로 구성되어 제1 사방밸브(6-1), 제2 사방밸브(6-2), 제3 사방밸브(6-3)로 이루어지며, 이때, 상기 절환 운전은 제1 절환 운전 및 제2 절환 운전으로 이루어지며, 도 1에 도시된 바와 같이 냉방 운전시에는 냉매가 압축기(1), 제1 사방밸브(6-1) 및 제2 사방밸브(6-2), 공기 열교환기(4), 팽창밸브(5) 중의 하나(5-1), 냉수 열교환기(2), 압축기(1)의 순으로 순환하며, 도 2에 도시된 바와 같이 제1 절환 운전시에는 냉매 일부가 압축기(1), 제1 사방밸브(6-1) 및 제2 사방밸브(6-2), 공기 열교환기(4)를 거치고, 다른 냉매 일부는 압축기(1), 제3 사방밸브(6-3), 온수 열교환기(3)를 거치며, 이들 냉매들이 합쳐져 팽창밸브(5) 중의 하나(5-1), 냉수 열교환기(2), 압축기(1)의 순으로 순환하며, 도 3에 도시된 바와 같이 제2 절환 운전시에는 냉매 일부가 압축기(1), 제1 사방밸브(6-1), 공기 열교환기(4)를 거치고, 다른 냉매 일부는 압축기(1), 제2 사방밸브(6-2) 및 제3 사방밸브(6-3), 온수 열교환기(3)를 거치며, 이들 냉매들이 합쳐져 팽창밸브(5) 중의 하나(5-1), 냉수 열교환기(2), 압축기(1)의 순으로 순환하며, 도 4에 도시된 바와 같이 동시 운전시에는 냉매가 압축기(1), 제2 사방밸브(6-2) 및 제3 사방밸브(6-3), 온수 열교환기(3), 팽창밸브(5) 중의 하나(5-1), 냉수 열교환기(2), 압축기(1)의 순으로 순환하며, 도 5에 도시된 바와 같이 난방 운전시에는 냉매가 압축기(1), 제2 사방밸브(6-2) 및 제3 사방밸브(6-3), 온수 열교환기(3), 팽창밸브(5) 중의 하나(5-2), 공기 열교환기(4), 제1 사방밸브(6-1), 압축기(1)의 순으로 순환하도록 구성된다.
그리고 도 6에 도시된 바와 같이 제상 운전시에는 냉매가 압축기(1), 제1 사방밸브(6-1) 및 제2 사방밸브(6-2), 공기 열교환기(4), 팽창밸브(5) 중의 하나(5-3), 온수 열교환기(3), 제3 사방밸브(6-3), 압축기(1)의 순으로 순환하도록 구성된다.
도 7에 도시된 바와 같이 급탕 운전 시에는 상기 난방 운전 시와 동일하게 냉매가 흐르도록 구성된다.
상기한 바와 같은 구성을 통해, 본 발명인 동시 냉온수기의 무정지 모드절환 제어시스템은 효율이 우수하고 냉온수의 동시 공급이 가능하고. 부하량이 상이한 경우에도 원하는 냉온수의 양을 공급이 가능하며, 운전 전환시에 배관 내 압력 균일화 조정을 통한 압력 차에 의한 진동, 가스 해머링 등의 문제를 해결할 수 있도록 하며, 특히, 운전 전환시에 압축기의 구동을 정지시킬 필요가 없는 등의 이점을 가진다.
1: 압축기 2: 냉수 열교환기
3: 온수 열교환기 4: 공기 열교환기
5, 5-1, 5-2, 5-3, 5-4: 팽창밸브
6: 사방밸브
6-1: 제1 사방밸브 6-2: 제2 사방밸브
6-3: 제3 사방밸브
7: 급탕 열교환기

Claims (6)

  1. 냉매를 압축하는 압축기,
    순환하는 냉매가 냉수라인과 열교환하는 냉수 열교환기,
    순환하는 냉매가 온수라인과 열교환하는 온수 열교환기,
    순환하는 냉매가 외기와 열교환하는 공기 열교환기,
    냉매를 교축작용을 통해 증발하기 쉬운 상태로 감압시키는 팽창밸브,
    냉매의 흐름 방향을 전환시키는 사방밸브 및
    상기 사방밸브를 제어하는 제어부를 포함하여 구성되며,
    상기 사방밸브는 복수로 이루어지며,
    상기 제어부는,
    냉방 운전시에는 상기 냉수 열교환기로 팽창밸브에서 냉각된 냉매를 공급하도록 사방밸브를 제어하며,
    난방 운전시에는 상기 온수 열교환기로 압축되어 가열된 냉매를 공급하도록 사방밸브를 제어하며,
    냉난방 동시 운전시에는 상기 냉수 열교환기 및 온수 열교환기로 냉매를 동시에 공급하도록 사방밸브를 제어하며,
    냉방 운전에서 동시 운전 전환 및 동시 운전에서 냉방 운전 전환시에 상기 복수의 사방밸브를 통해 냉방 운전시 및 동시 운전시 냉매 비순환 라인에도 냉매를 동시에 공급하는 절환 운전을 수행하도록 제어하는 것을 특징으로 하는
    동시 냉온수기의 무정지 모드절환 제어시스템
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 팽창밸브는 복수로 구비되며,
    운전은 냉방 운전, 절환 운전, 절환 운전, 냉난방 동시 운전, 난방 운전을 포함하여 이루어지며,
    냉방 운전시에는 냉매가 압축기, 하나 이상의 사방밸브, 공기 열교환기, 팽창밸브 중의 하나, 냉수 열교환기, 압축기의 순으로 순환하며,
    절환 운전시에는 냉매 일부가 압축기, 하나 이상의 사방밸브, 공기 열교환기를 거치고, 다른 냉매 일부는 압축기, 또 다른 하나 이상의 사방밸브, 온수 열교환기를 거치며, 이들 냉매들이 합쳐져 팽창밸브 중의 하나, 냉수 열교환기, 압축기의 순으로 순환하며,
    동시 운전시에는 냉매가 압축기, 하나 이상의 사방밸브, 온수 열교환기, 팽창밸브 중의 하나, 냉수 열교환기, 압축기의 순으로 순환하며,
    난방 운전시에는 냉매가 압축기, 하나 이상의 사방밸브, 온수 열교환기, 팽창밸브 중의 하나, 공기 열교환기, 또 다른 하나의 사방밸브, 압축기의 순으로 순환하도록 구성되며,
    운전은 냉방 운전, 절환 운전, 냉난방 동시 운전, 난방 운전의 순으로 또는 역순으로 전환되는 것을 특징으로 하는
    동시 냉온수기의 무정지 모드절환 제어시스템
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 사방밸브는 3개 이상으로 이루어지며,
    상기 절환 운전은 공기 열교환기로 냉매를 공급하는 사방밸브와 온수 열교환기로 냉매를 공급하는 사방밸브의 수를 변경함으로써 복수의 단계로 이루어지는 것을 특징으로 하는
    동시 냉온수기의 무정지 모드절환 제어시스템
  4. 청구항 2에 있어서,
    운전에 제상 운전을 더 포함하여 구성되며,
    제상 운전시에는 냉매가 압축기, 하나 이상의 사방밸브, 공기 열교환기, 팽창밸브 중의 하나, 온수 열교환기, 또 다른 하나의 사방밸브, 압축기의 순으로 순환하며,
    상기 제상 운전은 냉방 운전의 이전에 이루어지도록 구성되는 것을 특징으로 하는
    동시 냉온수기의 무정지 모드절환 제어시스템
  5. 청구항 2에 있어서,
    압축기에서 공급되는 냉매가 통과하는 급탕 열교환기를 더 포함하여 구성되며,
    운전에 급탕 운전을 더 포함하여 구성되며,
    급탕 운전은 난방 운전과 동일하게 냉매가 순환하도록 구성되는 것을 특징으로 하는
    동시 냉온수기의 무정지 모드절환 제어시스템
  6. 청구항 3에 있어서,
    상기 사방밸브는 3개로 구성되어 제1 사방밸브, 제2 사방밸브, 제3 사방밸브로 이루어지며,
    상기 절환 운전은 제1 절환 운전 및 제2 절환 운전으로 이루어지며,
    냉방 운전시에는 냉매가 압축기, 제1 사방밸브 및 제2 사방밸브, 공기 열교환기, 팽창밸브 중의 하나, 냉수 열교환기, 압축기의 순으로 순환하며,
    제1 절환 운전시에는 냉매 일부가 압축기, 제1 사방밸브 및 제2 사방밸브, 공기 열교환기를 거치고, 다른 냉매 일부는 압축기, 제3 사방밸브, 온수 열교환기를 거치며, 이들 냉매들이 합쳐져 팽창밸브 중의 하나, 냉수 열교환기, 압축기의 순으로 순환하며,
    제2 절환 운전시에는 냉매 일부가 압축기, 제1 사방밸브, 공기 열교환기를 거치고, 다른 냉매 일부는 압축기, 제2 사방밸브 및 제3 사방밸브, 온수 열교환기를 거치며, 이들 냉매들이 합쳐져 팽창밸브 중의 하나, 냉수 열교환기, 압축기의 순으로 순환하며,
    동시 운전시에는 냉매가 압축기, 제2 사방밸브 및 제3 사방밸브, 온수 열교환기, 팽창밸브 중의 하나, 냉수 열교환기, 압축기의 순으로 순환하며,
    난방 운전시에는 냉매가 압축기, 제2 사방밸브 및 제3 사방밸브, 온수 열교환기, 팽창밸브 중의 하나, 공기 열교환기, 제1 사방밸브, 압축기의 순으로 순환하도록 구성되는 것을 특징으로 하는
    동시 냉온수기의 무정지 모드절환 제어시스템
KR1020220087515A 2022-07-15 2022-07-15 동시 냉온수기의 무정지 모드절환 제어시스템 KR102480945B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020220087515A KR102480945B1 (ko) 2022-07-15 2022-07-15 동시 냉온수기의 무정지 모드절환 제어시스템

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020220087515A KR102480945B1 (ko) 2022-07-15 2022-07-15 동시 냉온수기의 무정지 모드절환 제어시스템

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR102480945B1 true KR102480945B1 (ko) 2022-12-23

Family

ID=84536407

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020220087515A KR102480945B1 (ko) 2022-07-15 2022-07-15 동시 냉온수기의 무정지 모드절환 제어시스템

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102480945B1 (ko)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101196505B1 (ko) * 2012-05-08 2012-11-01 권영철 2단 압축기를 이용한 히트펌프
KR101209511B1 (ko) * 2011-06-16 2012-12-10 현우산기주식회사 이원냉동사이클을 이용한 히트펌프장치의 냉매순환 시스템
KR101218349B1 (ko) * 2012-11-26 2013-01-03 이기승 냉동 냉장 및 상시 온수 생산용 히트 펌프 시스템
KR20190081866A (ko) * 2017-12-29 2019-07-09 엘지전자 주식회사 공기조화 시스템
KR20210118336A (ko) 2020-03-20 2021-09-30 주식회사 월드원하이테크 히트펌프 시스템 및 이를 이용한 냉난방 시스템

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101209511B1 (ko) * 2011-06-16 2012-12-10 현우산기주식회사 이원냉동사이클을 이용한 히트펌프장치의 냉매순환 시스템
KR101196505B1 (ko) * 2012-05-08 2012-11-01 권영철 2단 압축기를 이용한 히트펌프
KR101218349B1 (ko) * 2012-11-26 2013-01-03 이기승 냉동 냉장 및 상시 온수 생산용 히트 펌프 시스템
KR20190081866A (ko) * 2017-12-29 2019-07-09 엘지전자 주식회사 공기조화 시스템
KR20210118336A (ko) 2020-03-20 2021-09-30 주식회사 월드원하이테크 히트펌프 시스템 및 이를 이용한 냉난방 시스템

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100810870B1 (ko) 급탕장치
JP5308220B2 (ja) ヒートポンプ式給湯・空調装置
JP4776511B2 (ja) 冷凍装置
KR101034204B1 (ko) 냉난방시스템
US8800319B2 (en) Refrigerating cycle device used in an air conditioning apparatus, a refrigerating device and the like
WO2011048695A1 (ja) 空気調和装置
JP2006292313A (ja) 地中熱利用装置
JP4890320B2 (ja) ヒートポンプ式給湯システム
KR101674302B1 (ko) 항온시스템의 냉동기
KR100712196B1 (ko) 히트펌프 시스템 및 실외기 제상 방법
WO2020174618A1 (ja) 空気調和装置
JPWO2018051409A1 (ja) 冷凍サイクル装置
KR101823469B1 (ko) 이원 싸이클을 이용한 부분부하가 적용된 고온 급탕 및 냉난방 장치
KR102480945B1 (ko) 동시 냉온수기의 무정지 모드절환 제어시스템
JP2020041770A (ja) ヒートポンプ式給湯空調装置
KR100854829B1 (ko) 공기조화 시스템 및 그 제어방법
JPWO2019026234A1 (ja) 冷凍サイクル装置
KR100744504B1 (ko) 냉난방 시스템
KR100682718B1 (ko) 분지식 냉매 분배기에 연결된 열교환기를 구비한 공기조화기
KR100569277B1 (ko) 복합 냉난방 장치
KR102476545B1 (ko) 동시냉온수기
KR100854828B1 (ko) 공기조화 시스템의 제어방법
JP7368323B2 (ja) 暖房システム
WO2016111003A1 (ja) 蓄熱ユニットおよび冷凍サイクル装置
KR20220068610A (ko) 히트펌프

Legal Events

Date Code Title Description
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant