KR102507123B1 - Heating, cooling and hot-water system using pvt and air source heat pump, and operation method of the same - Google Patents
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Abstract
Description
다양한 실시예들은 태양광열(photovoltaic thermal; PVT)과 공기열을 동시에 이용하는 냉난방 및 급탕 시스템 및 그의 운전 방법에 관한 것이다. Various embodiments relate to a heating/cooling and hot water system using photovoltaic thermal (PVT) and air heat at the same time, and an operating method thereof.
일반적으로, 태양광열 모듈은 태양광을 전기 에너지와 열 에너지로 변환한다. 이로 인해, 최근에, 태양광열 모듈이 급탕이나 난방을 위한 설비에 적용되고 있다. 그러나, 태양광열 모듈은 냉방에는 대응하지 못하므로, 냉방을 위한 별도의 설비가 요구된다. 이러한 이유로, 태양광열 모듈과 지열 히트펌프 또는 공기열 히트펌프를 함께 이용하는 기술이 연구되고 있으나, 용량 설계 방법이 모호하여, 실용화되지 못하는 실정이다. 아울러, 태양광열 모듈의 겨울철 동파, 과다 설계, 냉난방 부하 대응 실패 등도 고려되어야 하므로, 실용화되기에 큰 어려움이 있다. In general, solar thermal modules convert sunlight into electrical energy and thermal energy. For this reason, recently, photovoltaic modules have been applied to facilities for hot water supply or heating. However, since the photovoltaic module does not respond to cooling, a separate facility for cooling is required. For this reason, a technology using a photovoltaic module and a geothermal heat pump or an air heat pump together has been studied, but the capacity design method is ambiguous and has not been put to practical use. In addition, since winter freezing of solar modules, excessive design, failure to cope with heating and cooling loads, etc. must be considered, it is difficult to put them into practical use.
다양한 실시예들은, 태양광열과 공기열을 동시에 이용하는 냉난방 및 급탕 시스템 및 그의 운전 방법을 제공한다. Various embodiments provide a cooling/heating and hot water supply system using solar heat and air heat at the same time, and an operation method thereof.
다양한 실시예들에 따른 냉난방 및 급탕 시스템은, 태양광으로부터 열 에너지를 집열하도록 구성되는 태양광열 모듈, 공기로부터 열 에너지를 집열하도록 구성되는 공기열원 히트펌프, 상기 태양광열 모듈로부터 공급되는 열 에너지를 저장하도록 구성되는 제 1 축열 탱크, 상기 태양광열 모듈 또는 상기 공기열원 히트펌프 중 적어도 하나로부터 공급되는 열 에너지를 저장하도록 구성되는 제 2 축열 탱크, 및 상기 제 1 축열 탱크에 저장된 열 에너지를 이용하여, 급탕을 제공하고, 상기 제 2 축열 탱크에 저장된 열 에너지를 이용하여, 실내에 난방 또는 냉방을 제공하도록 구성되는 컨트롤러를 포함할 수 있다. A heating/cooling and hot water supply system according to various embodiments includes a photovoltaic module configured to collect thermal energy from sunlight, an air source heat pump configured to collect thermal energy from air, and heat energy supplied from the photovoltaic module. A first thermal storage tank configured to store, a second thermal storage tank configured to store thermal energy supplied from at least one of the photovoltaic module or the air source heat pump, and using the thermal energy stored in the first thermal storage tank , a controller configured to provide hot water and to provide heating or cooling to the room by using the thermal energy stored in the second heat storage tank.
다양한 실시예들에 따른 냉난방 및 급탕 시스템의 운전 방법은, 난방 기간에, 상기 제 1 축열 탱크 및 상기 제 2 축열 탱크를 이용하여 급탕 및 난방을 위한 난방 기간 운전을 실행하는 단계, 및 냉방 기간에, 상기 제 1 축열 탱크 및 제 2 축열 탱크를 이용하여 급탕 및 냉방을 위한 냉방 기간 운전을 실행하는 단계를 포함할 수 있다. An operating method of a heating/cooling and domestic hot water system according to various embodiments of the present disclosure includes: executing heating period operation for hot water supply and heating by using the first heat storage tank and the second heat storage tank in a heating period; , performing a cooling period operation for hot water supply and cooling by using the first heat storage tank and the second heat storage tank.
다양한 실시예들에 따르면, 냉난방 및 급탕 시스템은 급탕용 축열 탱크와 냉난방용 축열 탱크를 별도로 구비함으로써, 태양광열 모듈 및 공기열원 히트펌프를 이용하여, 냉방, 난방 및 급탕을 모두 제공할 수 있다. 즉, 냉난방 및 급탕 시스템은, 난방 기간에는, 태양광열 모듈을 이용하여 급탕을 제공하고, 태양광열 모듈 및 공기열원 히트펌프를 이용하여 난방을 제공하며, 냉방 기간에는, 태양광열 모듈을 이용하여 급탕을 제공하고, 공기열원 히트펌프를 이용하여 냉방을 제공할 수 있다. 아울러, 냉난방 및 급탕 시스템은 태양광열 모듈을 위한 겨울철 동파 방지 운전, 및 여름철 과열 방지 운전도 실행할 수 있다. 따라서, 냉난방 및 급탕 시스템은 두 개의 축열 탱크들과 태양광열 모듈 및 공기열원 히트펌프를 이용하여, 효과적으로 냉방, 난방 및 급탕을 제공할 수 있다. According to various embodiments, the heating/cooling and domestic hot water system may separately provide a heat storage tank for hot water supply and a heat storage tank for cooling/heating, thereby providing both cooling, heating, and domestic hot water using a photovoltaic module and an air source heat pump. That is, in the heating/cooling and hot water supply system, hot water is provided using the photovoltaic module during the heating period, heating is provided using the photovoltaic module and the air source heat pump, and hot water is supplied using the photovoltaic module during the cooling period. It is possible to provide cooling by using an air source heat pump. In addition, the cooling/heating and hot water supply system may perform freeze protection operation in winter and overheat protection operation in summer for the photovoltaic module. Accordingly, the heating/cooling and domestic hot water system can effectively provide cooling, heating, and domestic hot water using the two heat storage tanks, the photovoltaic module, and the air source heat pump.
도 1은 다양한 실시예들에 따른 냉난방 및 급탕 시스템을 개략적으로 도시하는 도면이다.
도 2는 다양한 실시예들에 따른 냉난방 및 급탕 시스템을 예시적으로 도시하는 도면이다.
도 3은 다양한 실시예들에 따른 냉난방 및 급탕 시스템의 운전 방법을 개략적으로 도시하는 도면이다.
도 4는 도 3의 난방 기간 운전을 상세하게 도시하는 도면이다.
도 5는 도 4의 제 2 축열 탱크를 이용하여 난방 운전을 실행하는 단계를 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 도 4의 공기열원 히트펌프를 이용하여 제 2 축열 탱크에 대해 축열 운전을 실행하는 단계를 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 도 4의 태양광열 모듈을 이용하여 제 1 축열 탱크에 대해 축열 운전을 실행하는 단계를 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 도 4의 태양광열 모듈을 이용하여 제 2 축열 탱크에 대해 축열 운전을 실행하는 단계를 설명하기 위한 도면이다.
도 9는 도 3의 태양광열 모듈의 동파 방지 운전을 상세하게 도시하는 도면이다.
도 10은 도 9의 태양광열 모듈의 출수를 순환시키는 단계를 설명하기 위한 도면이다.
도 11은 도 3의 냉방 기간 운전을 상세하게 도시하는 도면이다.
도 12는 도 11의 제 2 축열 탱크를 이용하여 냉방 운전을 실행하는 단계를 설명하기 위한 도면이다.
도 13은 도 11의 공기열원 히트펌프를 이용하여 제 2 축열 탱크에 대해 축냉 운전을 실행하는 단계를 설명하기 위한 도면이다.
도 14는 도 11의 태양광열 모듈을 이용하여 제 1 축열 탱크에 대해 축열 운전을 실행하는 단계를 설명하기 위한 도면이다.
도 15는 도 3의 태양광열 모듈의 과열 방지 운전을 상세하게 도시하는 도면이다.
도 16은 도 15의 제 1 축열 탱크 내 저장수를 교환하는 단계를 설명하기 위한 도면이다. 1 is a diagram schematically illustrating a cooling/heating and hot water supply system according to various embodiments.
2 is a diagram exemplarily illustrating a cooling/heating and hot water supply system according to various embodiments.
3 is a diagram schematically illustrating an operating method of a heating/cooling and hot water supply system according to various embodiments.
FIG. 4 is a diagram showing the heating period operation of FIG. 3 in detail.
FIG. 5 is a view for explaining a step of executing a heating operation using the second heat storage tank of FIG. 4 .
FIG. 6 is a view for explaining a step of performing a heat storage operation on a second heat storage tank using the air source heat pump of FIG. 4 .
FIG. 7 is a view for explaining a step of performing a heat storage operation on a first heat storage tank using the photovoltaic module of FIG. 4 .
FIG. 8 is a view for explaining a step of performing a heat storage operation on a second heat storage tank using the photovoltaic module of FIG. 4 .
FIG. 9 is a diagram illustrating in detail freeze prevention operation of the photovoltaic module of FIG. 3 .
10 is a view for explaining the step of circulating the outlet water of the photovoltaic module of FIG. 9 .
FIG. 11 is a diagram showing the cooling period operation of FIG. 3 in detail.
FIG. 12 is a diagram for explaining a step of performing a cooling operation using the second heat storage tank of FIG. 11 .
FIG. 13 is a view for explaining a step of performing a cooling storage operation on the second thermal storage tank using the air source heat pump of FIG. 11 .
FIG. 14 is a view for explaining a step of performing a heat storage operation on a first heat storage tank using the photovoltaic module of FIG. 11 .
FIG. 15 is a view showing in detail an overheat prevention operation of the photovoltaic module of FIG. 3 .
FIG. 16 is a view for explaining the step of exchanging the stored water in the first heat storage tank of FIG. 15 .
이하, 본 문서의 다양한 실시예들이 첨부된 도면을 참조하여 설명된다. Hereinafter, various embodiments of this document will be described with reference to the accompanying drawings.
도 1은 다양한 실시예들에 따른 냉난방 및 급탕 시스템(100)을 개략적으로 도시하는 도면이다. 도 2는 다양한 실시예들에 따른 냉난방 및 급탕 시스템(100)을 예시적으로 도시하는 도면이다. 1 is a diagram schematically illustrating a heating, cooling and hot water system 100 according to various embodiments. 2 is a diagram exemplarily illustrating a heating, cooling and hot water system 100 according to various embodiments.
도 1 및 도 2를 참조하면, 냉난방 및 급탕 시스템(100)은 태양광열 모듈(PVT module)(110), 공기열원 히트펌프(air-to-water heat pump)(120), 제 1 축열 탱크(storage tank)(130), 제 2 축열 탱크(140), 팬코일 유닛(fan coil unit)(150), 및 컨트롤러(controller)(160)를 포함할 수 있다. 1 and 2, the heating and cooling and hot water supply system 100 includes a photovoltaic module (PVT module) 110, an air-to-
태양광열 모듈(110)은 태양광을 열 에너지 및 전기 에너지로 변환하도록 제공될 수 있다. 이 때, 태양광열 모듈(110)은 태양광으로부터 열 에너지를 집열하도록 제공될 수 있다. 이를 위해, 태양광열 모듈(110)은, 예컨대 건물의 옥상이나 벽면, 또는 평지 등에 설치될 수 있다. 그리고, 태양광열 모듈(110)은 제 1 축열 탱크(130) 또는 제 2 축열 탱크(140) 중 적어도 하나에 열 에너지를 공급할 수 있다. 여기서, 태양광열 모듈(110)은 출수 온도(TPVT)에 따라, 제 1 축열 탱크(130) 또는 제 2 축열 탱크(140) 중 적어도 하나에 열 에너지를 공급할 수 있다. 구체적으로, 태양광열 모듈(110)의 출수 온도(TPVT)가 제 1 축열 탱크(130)의 설정 온도(TDHW) 이상인 경우, 태양광열 모듈(110)은 제 1 축열 탱크(130)에 열 에너지를 공급할 수 있다. 예를 들면, 제 1 축열 탱크(130)의 설정 온도(TDHW)는 약 60 ℃일 수 있다. 한편, 태양광열 모듈(110)의 출수 온도(TPVT)가 제 1 축열 탱크(130)의 설정 온도(TDHW) 미만이고, 제 2 축열 탱크(140)의 난방 설정 온도(THST)를 초과하는 경우, 태양광열 모듈(110)은 제 2 축열 탱크(140)에 열 에너지를 공급할 수 있다. 예를 들면, 제 2 축열 탱크(140)의 난방 설정 온도(THST)는 약 45 ℃일 수 있다.The solar
공기열원 히트펌프(120)는 공기로부터 열 에너지를 집열하도록 제공될 수 있다. 이 때, 공기열원 히트펌프(120)는 저온의 열 에너지를 고온의 열 에너지로 변환하거나, 고온의 열 에너지를 저온의 열 에너지로 변환할 수 있다. 그리고, 공기열원 히트펌프(120)는 제 2 축열 탱크(140)에 열 에너지를 공급할 수 있다. 구체적으로, 난방 기간에, 제 2 축열 탱크(140)가 난방 운전 조건을 충족하지 않는 경우, 공기열원 히트펌프(120)는 제 2 축열 탱크(140)에 고온의 열 에너지를 공급할 수 있다. 한편, 냉방 기간에, 제 2 축열 탱크(140)가 냉방 운전 조건을 충족하지 않는 경우, 공기열원 히트펌프(120)는 제 2 축열 탱크(140)에 저온의 열 에너지를 공급할 수 있다. The air
제 1 축열 탱크(130)는 급탕용 축열 탱크로서 역할을 하도록 제공될 수 있다. 이를 위해, 제 1 축열 탱크(130)는 열 에너지를 저장할 수 있다. 이 때, 제 1 축열 탱크(130)는 태양광열 모듈(110)로부터 공급되는 열 에너지를 저장할 수 있다. 여기서, 제 1 축열 탱크(130)는 설정 온도(TDHW) 이상의 열 에너지를 저장할 수 있다. 예를 들면, 제 1 축열 탱크(130)의 설정 온도(TDHW)는 약 60 ℃일 수 있다. 즉, 태양광열 모듈(110)의 출수 온도(TPVT)가 제 1 축열 탱크(130)의 설정 온도(TDHW) 이상인 경우, 제 1축열 탱크(130)가 태양광열 모듈(110)로부터 공급되는 열 에너지를 저장할 수 있다. 그리고, 제 1 축열 탱크(130)는 저장된 열 에너지를 이용하여, 유입되는 저온수를 고온수로 가열하여, 고온수를 제공할 수 있다. The first
제 2 축열 탱크(140)는 냉난방용 축열 탱크로서 역할을 하도록 제공될 수 있다. 이를 위해, 제 2 축열 탱크(140)는 열 에너지를 저장할 수 있다. 구체적으로, 제 2 축열 탱크(140)는 난방 기간에 난방용 축열 탱크로서 고온의 열 에너지를 저장하고, 냉방 기간에 냉방용 축냉 탱크로서 저온의 열 에너지를 저장할 수 있다. 이 때, 제 2 축열 탱크(140)는 태양광열 모듈(110) 또는 공기열원 히트펌프(120) 중 적어도 하나로부터 공급되는 열 에너지를 저장할 수 있다. 그리고, 제 2 축열 탱크(140)는 저장된 열 에너지를 냉난방을 위해 팬코일 유닛(150)에 제공할 수 있다. The second
구체적으로, 난방 기간에, 실내 온도(Tindoor)가 최저 임계 온도(αindoorL)보다 낮으면, 제 2 축열 탱크(140)는 저장된 열 에너지를 팬코일 유닛(150)에 제공할 수 있다. 예를 들면, 최저 임계 온도(αindoorL)는 약 22 ℃일 수 있다. 이 때, 제 2 축열 탱크(140)가 난방 운전 조건을 충족하는 경우에만, 제 2 축열 탱크(140)는 저장된 열 에너지를 팬코일 유닛(150)에 제공할 수 있다. 한편, 실내 온도(Tindoor)가 최저 임계 온도(αindoorL)보다 낮더라도, 제 2 축열 탱크(140)가 난방 운전 조건을 충족하지 않는 경우에는, 제 2 축열 탱크(140)는 저장된 열 에너지를 팬코일 유닛(150)에 제공하지 않을 수 있다. 이러한 경우, 제 2 축열 탱크(140)는 공기열원 히트펌프(120)로부터 공급되는 열 에너지를 저장할 수 있다. 아울러, 난방 기간에, 태양광열 모듈(110)의 출수 온도(TPVT)가 제 2 축열 탱크(140)의 난방 설정 온도(THST)를 초과하는 경우, 제 2 축열 탱크(140)가 태양광열 모듈(110)로부터 공급되는 열 에너지를 저장할 수 있다.Specifically, during the heating period, when the indoor temperature (T indoor ) is lower than the minimum critical temperature (α indoorL ), the second
한편, 냉방 기간에, 실내 온도(Tindoor)가 최고 임계 온도(αindoorH)보다 높으면, 제 2 축열 탱크(140)는 저장된 열 에너지를 팬코일 유닛(150)에 제공할 수 있다. 예를 들면, 최고 임계 온도(αindoorH)는 약 25 ℃일 수 있다. 이 때, 제 2 축열 탱크(140)가 냉방 운전 조건을 충족하는 경우에만, 제 2 축열 탱크(140)는 저장된 열 에너지를 팬코일 유닛(150)에 제공할 수 있다. 한편, 실내 온도(Tindoor)가 최고 임계 온도(αindoorH)보다 높더라도, 제 2 축열 탱크(140)가 냉방 운전 조건을 충족하지 않는 경우에는, 제 2 축열 탱크(140)는 저장된 열 에너지를 팬코일 유닛(150)에 제공하지 않을 수 있다. 이러한 경우, 제 2 축열 탱크(140)는 공기열원 히트펌프(120)로부터 공급되는 열 에너지를 저장할 수 있다. 여기서, 제 2 축열 탱크(140)는 난방 설정 온도(THST) 이상의 열 에너지를 저장할 수 있다. 예를 들면, 제 2 축열 탱크(140)의 난방 설정 온도(THST)는 약 45 ℃일 수 있다. Meanwhile, in the cooling period, when the indoor temperature (T indoor ) is higher than the highest critical temperature (α indoorH ), the second
팬코일 유닛(150)은 실내에 냉난방을 제공하도록 구성될 수 있다. 구체적으로, 난방 기간에, 팬코일 유닛(150)은 제 2 축열 탱크(140)로부터 제공되는 열 에너지를 이용하여, 실내에 난방을 제공할 수 있다. 여기서, 팬코일 유닛(150)은 제 2 축열 탱크(140)로부터 제공되는 열 에너지를 이용하여, 실내 공기를 가열할 수 있다. 한편, 냉방 기간에, 팬 코일 유닛(150)은 팬코일 유닛(150)은 제 2 축열 탱크(140)로부터 제공되는 열 에너지를 이용하여, 실내에 냉방을 제공할 수 있다. 여기서, 팬코일 유닛(150)은 제 2 축열 탱크(140)로부터 제공되는 열 에너지를 이용하여, 실내 공기를 냉각할 수 있다. 여기서, 제 2 축열 탱크(140)는 냉방 설정 온도(TCST) 이하의 열 에너지를 저장할 수 있다. 예를 들면, 제 2 축열 탱크(140)의 냉방 설정 온도(TCST)는 약 10 ℃일 수 있다. The
컨트롤러(160)는 태양광열 모듈(110), 공기열원 히트펌프(120), 제 1 축열 탱크(130), 제 2 축열 탱크(140), 또는 팬코일 유닛(150) 중 적어도 하나를 제어할 수 있다. 이를 통해, 컨트롤러(160)는, 난방 기간에, 난방 기간 운전 및 태양광열 모듈(110)의 동파 방지 운전을 실행할 수 있다. 이 때, 컨트롤러(160)는 제 2 축열 탱크(140)를 이용하여 난방 운전을 실행하고, 제 1 축열 탱크(130) 또는 제 2 축열 탱크(140) 중 적어도 하나에 대해 축열 운전을 실행할 수 있다. 그리고, 컨트롤러(160)는 실외 온도를 기반으로, 태양광열 모듈(110)의 출수를 자동으로 순환시킴으로써, 동파 방지 운전을 실행할 수 있다. 아울러, 컨트롤러(160)는, 냉방 기간에, 냉방 기간 운전 및 태양광열 모듈(110)의 과열 방지 운전을 실행할 수 있다. 이 때, 컨트롤러(160)는 제 2 축열 탱크(140)를 이용하여 냉방 운전을 실행하고, 제 1 축열 탱크(130)에 대해 축열 운전을 실행하며, 제 2 축열 탱크(140)에 대해 축냉 운전을 실행할 수 있다. 그리고, 컨트롤러(160)는 태양광열 모듈(110)의 출수 온도(TPVT)를 기반으로, 제 1 축열 탱크(130) 내 저장수를 교환함으로써, 과열 방지 운전을 실행할 수 있다. 이러한 컨트롤러(160)는, 프로세서, 메모리, 각종 센서들, 및 복수의 조절 기기들로 이루어질 수 있다. 예를 들면, 센서들은 온도 센서(T), 유량계(F), 전력량계(P), 일사계(S) 등을 포함할 수 있다. 예를 들면, 조절 기기들은 적어도 하나의 순환 펌프, 적어도 하나의 밸브 등을 포함할 수 있다. The controller 160 may control at least one of the
도 3은 다양한 실시예들에 따른 냉난방 및 급탕 시스템(100)의 운전 방법을 개략적으로 도시하는 도면이다. FIG. 3 is a diagram schematically illustrating an operating method of a heating/cooling and hot water supply system 100 according to various embodiments.
도 3을 참조하면, 냉난방 및 급탕 시스템(100)은 310 단계에서 난방 기간임을 감지하고, 320 단계에서 난방 기간 운전 및 태양광열 모듈(110)의 동파 방지 운전을 실행할 수 있다. 이 때, 컨트롤러(160)는 제 2 축열 탱크(140)를 이용하여 난방 운전을 실행하고, 제 1 축열 탱크(130) 또는 제 2 축열 탱크(140) 중 적어도 하나에 대해 축열 운전을 실행할 수 있다. 그리고, 컨트롤러(160)는 실외 온도를 기반으로, 태양광열 모듈(110)의 출수를 자동으로 순환시킴으로써, 동파 방지 운전을 실행할 수 있다.Referring to FIG. 3 , the heating/cooling and hot water supply system 100 may detect a heating period in
한편, 냉난방 및 급탕 시스템(100)은 330 단계에서 냉방 기간임을 감지하고, 340 단계에서 냉방 기간 운전 및 태양광열 모듈(110)의 과열 방지 운전을 실행할 수 있다. 이 때, 컨트롤러(160)는 제 2 축열 탱크(140)를 이용하여 냉방 운전을 실행하고, 제 1 축열 탱크(130)에 대해 축열 운전을 실행하며, 제 2 축열 탱크(140)에 대해 축냉 운전을 실행할 수 있다. 그리고, 컨트롤러(160)는 태양광열 모듈(110)의 출수 온도(TPVT)를 기반으로, 제 1 축열 탱크(130) 내 저장수를 교환함으로써, 과열 방지 운전을 실행할 수 있다.Meanwhile, the heating/cooling and hot water supply system 100 may detect a cooling period in
도 4는 도 3의 난방 기간 운전(320 단계)을 상세하게 도시하는 도면이다. 도 5는 도 4의 제 2 축열 탱크(140)를 이용하여 난방 운전을 실행하는 단계(430 단계)를 설명하기 위한 도면이다. 도 6은 도 4의 공기열원 히트펌프(120)를 이용하여 제 2 축열 탱크(140)에 대해 축열 운전을 실행하는 단계(440 단계)를 설명하기 위한 도면이다. 도 7은 도 4의 태양광열 모듈(110)을 이용하여 제 1 축열 탱크(130)에 대해 축열 운전을 실행하는 단계(460 단계)를 설명하기 위한 도면이다. 도 8은 도 4의 태양광열 모듈(110)을 이용하여 제 2 축열 탱크(140)에 대해 축열 운전을 실행하는 단계(480 단계)를 설명하기 위한 도면이다. FIG. 4 is a diagram showing in detail the heating period operation (step 320) of FIG. 3 . FIG. 5 is a diagram for explaining a step (step 430) of executing a heating operation using the second
도 4를 참조하면, 난방 기간에, 컨트롤러(160)는 410 단계에서, 실내 온도(Tindoor)가 최저 임계 온도(αindoorL)보다 낮은 지의 여부를 판단할 수 있다. 예를 들면, 최저 임계 온도(αindoorL)는 약 22 ℃일 수 있다. Referring to FIG. 4 , during the heating period, in
410 단계에서, 실내 온도(Tindoor)가 최저 임계 온도(αindoorL)보다 낮으면, 컨트롤러(160)는 420 단계에서 제 2 축열 탱크(140)가 난방 운전 조건을 충족하는 지의 여부를 판단할 수 있다. 여기서, 컨트롤러(160)는, 제 2 축열 탱크(140)의 내부 온도(TST)가 난방 가능 온도(αHST) 이상인지의 여부를 판단할 수 있다. 예를 들면, 난방 가능 온도(αHST)는 약 43 ℃일 수 있다. 그리고, 제 2 축열 탱크(140)의 내부 온도(TST)가 난방 가능 온도(αHST) 이상이면, 컨트롤러(160)는 제 2 축열 탱크(140)가 난방 운전 조건을 충족하는 것으로 판단할 수 있다. 한편, 제 2 축열 탱크(140)의 내부 온도(TST)가 난방 가능 온도(αHST) 미만이면, 컨트롤러(160)는 제 2 축열 탱크(140)가 난방 운전 조건을 충족하지 않는 것으로 판단할 수 있다. In
420 단계에서, 제 2 축열 탱크(140)가 난방 운전 조건을 충족하는 것으로 판단되면, 컨트롤러(160)는 430 단계에서, 제 2 축열 탱크(140)를 이용하여 난방 운전을 실행할 수 있다. 이 때, 제 2 축열 탱크(140)는, 도 5에 도시된 바와 같이, 저장된 열 에너지를 팬코일 유닛(150)에 제공할 수 있다. 이를 통해, 팬코일 유닛(150)은 제 2 축열 탱크(140)로부터 제공되는 열 에너지를 이용하여, 실내에 난방을 제공할 수 있다. 여기서, 팬코일 유닛(150)은 제 2 축열 탱크(140)로부터 제공되는 열 에너지를 이용하여, 실내 공기를 가열할 수 있다.In
한편, 420 단계에서, 제 2 축열 탱크(140)가 난방 운전 조건을 충족하지 않는 것으로 판단되면, 컨트롤러(160)는 440 단계에서, 공기열원 히트펌프(120)를 이용하여 제 2 축열 탱크(140)에 대해 축열 운전을 실행할 수 있다. 이 때, 실내 온도(Tindoor)가 최저 임계 온도(αindoorL)보다 낮더라도, 제 2 축열 탱크(140)가 난방 운전 조건을 충족하지 않는 경우에는, 제 2 축열 탱크(140)는 저장된 열 에너지를 팬코일 유닛(150)에 제공하지 않을 수 있다. 그리고, 제 2 축열 탱크(140)는, 도 6에 도시된 바와 같이, 공기열원 히트펌프(120)로부터 공급되는 열 에너지를 저장할 수 있다. 여기서, 제 2 축열 탱크(140)는 난방 설정 온도(THST) 이상의 열 에너지를 저장할 수 있다. 예를 들면, 제 2 축열 탱크(140)의 난방 설정 온도(THST)는 약 45 ℃일 수 있다.Meanwhile, in
아울러, 컨트롤러(160)는 450 단계에서, 태양광열 모듈(110)의 출수 온도(TPVT)가 제 1 축열 탱크(130)의 설정 온도(TDHW) 이상인 지의 여부를 판단할 수 있다. 예를 들면, 제 1 축열 탱크(130)의 설정 온도(TDHW)는 약 60 ℃일 수 있다. In addition, the controller 160 in
450 단계에서, 태양광열 모듈(110)의 출수 온도(TPVT)가 제 1 축열 탱크(130)의 설정 온도(TDHW) 이상이면, 컨트롤러(160)는 460 단계에서, 태양광열 모듈(110)을 이용하여 제 1 축열 탱크(130)에 대해 축열 운전을 실행할 수 있다. 이 때, 제 1축열 탱크(130)는, 도 7에 도시된 바와 같이, 태양광열 모듈(110)로부터 공급되는 열 에너지를 저장할 수 있다. 이를 통해, 제 1 축열 탱크(130)는 저장된 열 에너지를 이용하여, 유입되는 저온수를 고온수로 가열하여, 고온수를 제공할 수 있을 것이다. In
한편, 450 단계에서, 태양광열 모듈(110)의 출수 온도(TPVT)가 제 1 축열 탱크(130)의 설정 온도(TDHW) 미만이면, 컨트롤러(160)는 470 단계에서, 태양광열 모듈(110)의 출수 온도(TPVT)가 제 2 축열 탱크(140)의 난방 설정 온도(THST)를 초과하는 지의 여부를 판단할 수 있다. 예를 들면, 제 2 축열 탱크(140)의 난방 설정 온도(THST)는 약 45 ℃일 수 있다.On the other hand, in
470 단계에서, 태양광열 모듈(110)의 출수 온도(TPVT)가 제 2 축열 탱크(140)의 난방 설정 온도(THST)를 초과하면, 컨트롤러(160)는 480 단계에서 태양광열 모듈(110)을 이용하여 제 2 축열 탱크(140)에 대해 축열 운전을 실행할 수 있다. 이 때, 제 2 축열 탱크(140)는, 도 8에 도시된 바와 같이, 태양광열 모듈(110)로부터 공급되는 열 에너지를 저장할 수 있다. 즉, 태양광열 모듈(110)의 출수 온도(TPVT)가 제 1 축열 탱크(130)의 설정 온도(TDHW) 미만이고, 제 2 축열 탱크(140)의 난방 설정 온도(THST)를 초과하는 경우, 태양광열 모듈(110)로부터 공급되는 열 에너지를 저장할 수 있다. 이를 통해, 제 2 축열 탱크(140)는 난방 설정 온도(THST) 이상의 열 에너지를 저장할 수 있다.In
도 9는 도 3의 태양광열 모듈(110)의 동파 방지 운전(320 단계)을 상세하게 도시하는 도면이다. 도 10은 도 9의 태양광열 모듈(110)의 출수를 순환시키는 단계(920 단계)를 설명하기 위한 도면이다. FIG. 9 is a diagram showing in detail the freeze prevention operation (step 320) of the
도 9를 참조하면, 난방 기간에, 컨트롤러(160)는 910 단계에서, 실외 온도(Toutdoor)가 임계 온도(αoutdoor)보다 낮은 지의 여부를 판단할 수 있다. 예를 들면, 임계 온도(αoutdoor)는 약 - 5 ℃일 수 있다. Referring to FIG. 9 , during the heating period, in
910 단계에서, 실외 온도(Toutdoor)가 임계 온도(αoutdoor)보다 낮으면, 컨트롤러(160)는 920 단계에서, 태양광열 모듈(110)의 출수를 순환시킬 수 있다. 이 때, 컨트롤러(160)는, 도 10에 도시된 바와 같이, 태양광열 모듈(110)의 출수를 태양광열 모듈(110)과 제 1 축열 탱크(130) 사이에서 순환시킬 수 있다. In
그리고, 컨트롤러(160)는 930 단계에서, 태양광열 모듈(110)의 출수 온도(TPVT)가 기준 온도(αPVT) 이상이 되는 지의 여부를 판단할 수 있다. 예를 들면, 기준 온도(αPVT)는 약 5 ℃일 수 있다. In
930 단계에서, 태양광열 모듈(110)의 출수 온도(TPVT)가 기준 온도(αPVT) 미만이면, 컨트롤러(160)는 920 단계로 복귀할 수 있다. 이를 통해, 태양광열 모듈(110)의 출수 온도(TPVT)가 기준 온도(αPVT) 이상이 될 때까지, 컨트롤러(160)는 계속해서 태양광열 모듈(110)의 출수를 순환시킬 수 있다. In
한편, 930 단계에서, 태양광열 모듈(110)의 출수 온도(TPVT)가 기준 온도(αPVT) 이상이면, 컨트롤러(160)는 태양광열 모듈(110)의 출수를 더 이상 순환시키지 않을 수 있다.On the other hand, in
도 11은 도 3의 냉방 기간 운전(340 단계)을 상세하게 도시하는 도면이다. 도 12는 도 11의 제 2 축열 탱크(140)를 이용하여 냉방 운전을 실행하는 단계(1130 단계)를 설명하기 위한 도면이다. 도 13은 도 11의 공기열원 히트펌프(120)를 이용하여 제 2 축열 탱크(140)에 대해 축냉 운전을 실행하는 단계(1140 단계)를 설명하기 위한 도면이다. 도 14는 도 11의 태양광열 모듈(110)을 이용하여 제 1 축열 탱크(130)에 대해 축열 운전을 실행하는 단계(1160 단계)를 설명하기 위한 도면이다. FIG. 11 is a diagram showing the cooling period operation (step 340) of FIG. 3 in detail. FIG. 12 is a diagram for explaining a step (step 1130) of performing a cooling operation using the second
도 11을 참조하면, 냉방 기간에, 컨트롤러(160)는 1110 단계에서, 실내 온도(Tindoor)가 최고 임계 온도(αindoorH)보다 높은 지의 여부를 판단할 수 있다. 예를 들면, 최고 임계 온도(αindoorH)는 약 25 ℃일 수 있다. Referring to FIG. 11 , during the cooling period, in
1110 단계에서, 실내 온도(Tindoor)가 최고 임계 온도(αindoorH)보다 높은 것으로 판단되면, 컨트롤러(160)는 1120 단계에서, 제 2 축열 탱크(140)가 냉방 운전 조건을 충족하는 지의 여부를 판단할 수 있다. 여기서, 컨트롤러(160)는, 제 2 축열 탱크(140)의 내부 온도(TST)가 냉방 가능 온도(αCST) 이하인지의 여부를 판단할 수 있다. 예를 들면, 냉방 가능 온도(αCST)는 약 12 ℃일 수 있다. 그리고, 제 2 축열 탱크(140)의 내부 온도(TST)가 냉방 가능 온도(αCST) 이하이면, 컨트롤러(160)는 제 2 축열 탱크(140)가 냉방 운전 조건을 충족하는 것으로 판단할 수 있다. 한편, 제 2 축열 탱크(140)의 내부 온도(TST)가 냉방 가능 온도(αCST)를 초과하면, 컨트롤러(160)는 제 2 축열 탱크(140)가 냉방 운전 조건을 충족하지 않는 것으로 판단할 수 있다. In
1120 단계에서, 제 2 축열 탱크(140)가 냉방 운전 조건을 충족하는 것으로 판단되면, 컨트롤러(160)는 1130 단계에서, 제 2 축열 탱크(140)를 이용하여 냉방 운전을 실행할 수 있다. 이 때, 제 2 축열 탱크(140)는, 도 12에 도시된 바와 같이, 저장된 열 에너지를 팬코일 유닛(150)에 제공할 수 있다. 이를 통해, 팬코일 유닛(150)은 제 2 축열 탱크(140)로부터 제공되는 열 에너지를 이용하여, 실내에 냉방을 제공할 수 있다. 여기서, 팬코일 유닛(150)은 제 2 축열 탱크(140)로부터 제공되는 열 에너지를 이용하여, 실내 공기를 냉각할 수 있다.In
한편, 1120 단계에서, 제 2 축열 탱크(140)가 냉방 운전 조건을 충족하지 않는 것으로 판단되면, 컨트롤러(160)는 1140 단계에서, 공기열원 히트펌프(120)를 이용하여 제 2 축열 탱크(140)에 대해 축냉 운전을 실행할 수 있다. 이 때, 실내 온도(Tindoor)가 최고 임계 온도(αindoorH)보다 높더라도, 제 2 축열 탱크(140)가 냉방 운전 조건을 충족하지 않는 경우에는, 제 2 축열 탱크(140)는 저장된 열 에너지를 팬코일 유닛(150)에 제공하지 않을 수 있다. 그리고, 제 2 축열 탱크(140)는, 도 13에 도시된 바와 같이, 공기열원 히트펌프(120)로부터 공급되는 열 에너지를 저장할 수 있다. 여기서, 제 2 축열 탱크(140)는 냉방 설정 온도(TCST) 이하의 열 에너지를 저장할 수 있다. 예를 들면, 제 2 축열 탱크(140)의 냉방 설정 온도(TCST)는 약 10 ℃일 수 있다.Meanwhile, in
아울러, 컨트롤러(160)는 1150 단계에서, 태양광열 모듈(110)의 출수 온도(TPVT)가 제 1 축열 탱크(130)의 설정 온도(TDHW) 이상인 지의 여부를 판단할 수 있다. 예를 들면, 제 1 축열 탱크(130)의 설정 온도(TDHW)는 약 60 ℃일 수 있다. In addition, the controller 160 in
1150 단계에서, 태양광열 모듈(110)의 출수 온도(TPVT)가 제 1 축열 탱크(130)의 설정 온도(TDHW) 이상이면, 컨트롤러(160)는 1160 단계에서, 태양광열 모듈(110)을 이용하여 제 1 축열 탱크(130)에 대해 축열 운전을 실행할 수 있다. 이 때, 제 1축열 탱크(130)는, 도 14에 도시된 바와 같이, 태양광열 모듈(110)로부터 공급되는 열 에너지를 저장할 수 있다. 이를 통해, 제 1 축열 탱크(130)는 저장된 열 에너지를 이용하여, 유입되는 저온수를 고온수로 가열하여, 고온수를 제공할 수 있을 것이다. In
도 15는 도 3의 태양광열 모듈(110)의 과열 방지 운전(340 단계)을 상세하게 도시하는 도면이다. 도 16은 도 15의 제 1 축열 탱크(130) 내 저장수를 교환하는 단계(1520 단계)를 설명하기 위한 도면이다. FIG. 15 is a diagram showing in detail an overheat prevention operation (step 340) of the
도 15를 참조하면, 냉방 기간에, 컨트롤러(160)는 1510 단계에서, 태양광열 모듈(110)의 출수 온도(TPVT)가 상한 기준 온도(αPVT_H) 이상인 지의 여부를 판단할 수 있다. 예를 들면, 상한 기준 온도(αPVT_H)는 약 90 ℃일 수 있다. Referring to FIG. 15 , during the cooling period, in
1510 단계에서, 태양광열 모듈(110)의 출수 온도(TPVT)가 상한 기준 온도(αPVT_H) 이상이면, 컨트롤러(160)는 1520 단계에서, 제 1 축열 탱크(130) 내 저장수를 교환할 수 있다. 이 때, 컨트롤러(160)는, 도 16에 도시된 바와 같이, 태양광열 모듈(110)의 출수를 태양광열 모듈(110)과 제 1 축열 탱크(130) 사이에서 순환시키면서, 제 1 축열 탱크(130) 내 저장수를 교환할 수 있다. 즉, 컨트롤러(160)는 제 1 축열 탱크(130)로부터 고온수를 배출시키면서, 제 1 축열 탱크(130)에 저온수를 공급할 수 있다. 예를 들면, 컨트롤러(160)는 제 1 축열 탱크(130)로부터 약 90 ℃의 고온수를 배출시키면서, 제 1 축열 탱크(130)에 약 20 ℃의 저온수를 공급할 수 있다. In
그리고, 컨트롤러(160)는 1530 단계에서, 태양광열 모듈(110)의 출수 온도(TPVT)가 하한 기준 온도(αPVT_L) 이하가 되는 지의 여부를 판단할 수 있다. 예를 들면, 하한 기준 온도(αPVT_L)는 약 70 ℃일 수 있다. In
1530 단계에서, 태양광열 모듈(110)의 출수 온도(TPVT)가 하한 기준 온도(αPVT_L)를 초과하면, 컨트롤러(160)는 1520 단계로 복귀할 수 있다. 이를 통해, 태양광열 모듈(110)의 출수 온도(TPVT)가 하한 기준 온도(αPVT_L) 이하가 될 때까지, 컨트롤러(160)는 계속해서 태양광열 모듈(110)의 출수를 태양광열 모듈(110)과 제 1 축열 탱크(130) 사이에서 순환시키면서, 제 1 축열 탱크(130) 내 저장수를 교환할 수 있다.In
한편, 1530 단계에서, 태양광열 모듈(110)의 출수 온도(TPVT)가 하한 기준 온도(αPVT_L)를 이하이면, 컨트롤러(160)는 제 1 축열 탱크(130) 내 저장수를 더 이상 교환하지 수 있다.Meanwhile, in
다양한 실시예들에 따르면, 냉난방 및 급탕 시스템(100)은 급탕용 제 1 축열 탱크(130)와 냉난방용 제 2 축열 탱크(140)를 별도로 구비함으로써, 태양광열 모듈(110) 및 공기열원 히트펌프(120)를 이용하여, 냉방, 난방 및 급탕을 모두 제공할 수 있다. 즉, 냉난방 및 급탕 시스템(100)은, 난방 기간에는, 태양광열 모듈(110)을 이용하여 급탕을 제공하고, 태양광열 모듈(110) 및 공기열원 히트펌프(120)를 이용하여 난방을 제공하며, 냉방 기간에는, 태양광열 모듈(110)을 이용하여 급탕을 제공하고, 공기열원 히트펌프(120)를 이용하여 냉방을 제공할 수 있다. 아울러, 냉난방 및 급탕 시스템(100)은 태양광열 모듈(110)을 위한 겨울철 동파 방지 운전, 및 여름철 과열 방지 운전도 실행할 수 있다. 따라서, 냉난방 및 급탕 시스템(100)은 두 개의 축열 탱크(130, 140)들과 태양광열 모듈(110) 및 공기열원 히트펌프(120)를 이용하여, 효과적으로 냉방, 난방 및 급탕을 제공할 수 있다. According to various embodiments, the heating/cooling and domestic hot water system 100 separately includes a first
다양한 실시예들에 따른 냉난방 및 급탕 시스템(100)은, 태양광으로부터 열 에너지를 집열하도록 구성되는 태양광열 모듈(110), 공기로부터 열 에너지를 집열하도록 구성되는 공기열원 히트펌프(120), 태양광열 모듈(110)로부터 공급되는 열 에너지를 저장하도록 구성되는 제 1 축열 탱크(130), 태양광열 모듈(110) 또는 공기열원 히트펌프(120) 중 적어도 하나로부터 공급되는 열 에너지를 저장하도록 구성되는 제 2 축열 탱크(140), 및 제 1 축열 탱크(130)에 저장된 열 에너지를 이용하여, 급탕을 제공하고, 제 2 축열 탱크(140)에 저장된 열 에너지를 이용하여, 실내에 난방 또는 냉방을 제공하도록 구성되는 컨트롤러(150)를 포함할 수 있다. A cooling/heating and hot water supply system 100 according to various embodiments includes a solar
다양한 실시예들에 따르면, 공기열원 히트펌프(120)는, 난방 기간에, 제 2 축열 탱크(140)에 고온의 열 에너지를 공급하고, 냉방 기간에, 제 2 축열 탱크(140)에 저온의 열 에너지를 공급할 수 있다.According to various embodiments, the air
다양한 실시예들에 따르면, 컨트롤러(160)는, 난방 기간에, 제 2 축열 탱크(140)의 내부 온도가 난방 가능 온도 이상이면, 제 2 축열 탱크(140)에 저장된 열 에너지를 이용하여, 실내에 난방을 제공하고, 그렇지 않으면, 제 2 축열 탱크(140)가 공기열원 히트펌프(120)로부터 공급되는 열 에너지를 저장하도록 제어할 수 있다.According to various embodiments, the controller 160 uses the thermal energy stored in the second
다양한 실시예들에 따르면, 컨트롤러(160)는, 냉방 기간에, 제 2 축열 탱크(140)의 내부 온도가 냉방 가능 온도 이하이면, 제 2 축열 탱크(140)에 저장된 열 에너지를 이용하여, 실내에 냉방을 제공하고, 그렇지 않으면, 제 2 축열 탱크(140)가 공기열원 히트펌프(120)로부터 공급되는 열 에너지를 저장하도록 제어할 수 있다. According to various embodiments, the controller 160 uses the thermal energy stored in the second
다양한 실시예들에 따르면, 컨트롤러(160)는, 태양광열 모듈(110)의 출수 온도가 제 1 축열 탱크(130)의 설정 온도 이상이면, 제 1 축열 탱크(130)가 태양광열 모듈(110)로부터 공급되는 열 에너지를 저장하도록 제어할 수 있다. According to various embodiments, the controller 160, when the water outlet temperature of the
다양한 실시예들에 따르면, 제 1 축열 탱크(130)의 설정 온도는 제 2 축열 탱크(140)의 난방 설정 온도보다 높을 수 있다.According to various embodiments, the set temperature of the first
다양한 실시예들에 따르면, 컨트롤러(160)는, 난방 기간에, 출수 온도가 설정 온도 미만이고 난방 설정 온도를 초과하면, 제 2 축열 탱크(140)가 태양광열 모듈(110)로부터 공급되는 열 에너지를 저장하도록 제어할 수 있다. According to various embodiments, the controller 160, during the heating period, if the water outlet temperature is less than the set temperature and exceeds the set heating temperature, the second
다양한 실시예들에 따르면, 컨트롤러(160)는, 난방 기간에, 실외 온도가 임계 온도보다 낮으면, 태양광열 모듈(110)의 출수 온도가 기준 온도 이상이 될 때까지, 태양광열 모듈(110)의 출수가 태양광열 모듈(110)과 제 1 축열 탱크(130) 사이에서 순환되도록 제어할 수 있다. According to various embodiments, the controller 160, in the heating period, if the outdoor temperature is lower than the threshold temperature, the
다양한 실시예들에 따르면, 컨트롤러(160)는, 냉방 기간에, 태양광열 모듈(110)의 출수 온도가 상한 기준 온도 이상이면, 태양광열 모듈(110)의 출수 온도가 하한 기준 온도 이하가 될 때까지, 태양광열 모듈(110)의 출수를 태양광열 모듈(110)과 제 1 축열 탱크(130) 사이에서 순환시키면서, 제 1 축열 탱크(130) 내 저장수가 교환되도록 제어할 수 있다. According to various embodiments, the controller 160, in the cooling period, when the water outlet temperature of the
다양한 실시예들에 따른 냉난방 및 급탕 시스템(100)의 운전 방법은, 난방 기간에, 제 1 축열 탱크(130) 및 제 2 축열 탱크(140)를 이용하여 급탕 및 난방을 위한 난방 기간 운전을 실행하는 단계(320 단계), 및 냉방 기간에, 제 1 축열 탱크(130) 및 제 2 축열 탱크(140)를 이용하여 급탕 및 냉방을 위한 냉방 기간 운전을 실행하는 단계(340 단계)를 포함할 수 있다.An operating method of a cooling/heating and domestic hot water system 100 according to various embodiments executes a heating period operation for hot water supply and heating by using a first
다양한 실시예들에 따르면, 공기열원 히트펌프(120)는, 난방 기간에, 제 2 축열 탱크(140)에 고온의 열 에너지를 공급하고, 냉방 기간에, 제 2 축열 탱크(140)에 저온의 열 에너지를 공급할 수 있다. According to various embodiments, the air
다양한 실시예들에 따르면, 난방 기간 운전을 실행하는 단계(320 단계)는, 제 1 축열 탱크(130)에 저장된 열 에너지를 이용하여, 급탕을 제공하는 단계, 제 2 축열 탱크(140)의 내부 온도가 난방 가능 온도 이상이면, 제 2 축열 탱크(140)에 저장된 열 에너지를 이용하여, 실내에 난방을 제공하는 단계(430 단계), 및 제 2 축열 탱크(140)의 내부 온도가 난방 가능 온도 미만이면, 제 2 축열 탱크(140)에 공기열원 히트펌프(120)로부터 공급되는 열 에너지를 저장하는 단계(440 단계)를 포함할 수 있다. According to various embodiments, the step of executing the heating period operation (step 320) includes providing hot water using the thermal energy stored in the first
다양한 실시예들에 따르면, 제 1 축열 탱크(130)의 설정 온도는 제 2 축열 탱크(140)의 난방 설정 온도보다 높을 수 있다. According to various embodiments, the set temperature of the first
다양한 실시예들에 따르면, 난방 기간 운전을 실행하는 단계(320 단계)는, 태양광열 모듈(110)의 출수 온도가 제 1 축열 탱크(130)의 설정 온도 이상이면, 제 1 축열 탱크(130)에 태양광열 모듈(110)로부터 공급되는 열 에너지를 저장하는 단계(460 단계), 및 출수 온도가 설정 온도 미만이고 난방 설정 온도를 초과하면, 제 2 축열 탱크(140)에 태양광열 모듈로부터 공급되는 열 에너지를 저장하는 단계(480 단계)를 더 포함할 수 있다. According to various embodiments, the step of executing the heating period operation (step 320), when the water outlet temperature of the
다양한 실시예들에 따르면, 냉방 기간 운전을 실행하는 단계(340 단계)는, 제 1 축열 탱크(130)에 저장된 열 에너지를 이용하여, 급탕을 제공하는 단계, 제 2 축열 탱크(140)의 내부 온도가 냉방 가능 온도 이하이면, 제 2 축열 탱크(140)에 저장된 열 에너지를 이용하여, 실내에 냉방을 제공하는 단계(1130 단계), 제 2 축열 탱크(140)의 내부 온도가 냉방 가능 온도를 초과하면, 제 2 축열 탱크(140)에 공기열원 히트펌프(120)로부터 공급되는 열 에너지를 저장하는 단계(440 단계), 및 태양광열 모듈(110)의 출수 온도가 제 1 축열 탱크(130)의 설정 온도 이상이면, 제 1 축열 탱크(130)에 태양광열 모듈(110)로부터 공급되는 열 에너지를 저장하는 단계(1160 단계)를 포함할 수 있다. According to various embodiments, performing the cooling period operation (step 340) includes providing hot water using the thermal energy stored in the first
다양한 실시예들에 따르면, 운전 방법은, 난방 기간에, 실외 온도가 임계 온도보다 낮으면, 태양광열 모듈(110)의 출수 온도가 기준 온도 이상이 될 때까지, 태양광열 모듈(110)의 출수를 태양광열 모듈(110)과 제 1 축열 탱크(130) 사이에서 순환시키는 동파 방지 운전을 실행하는 단계(320)를 더 포함할 수 있다. According to various embodiments of the present disclosure, in the heating period, when the outdoor temperature is lower than the critical temperature, the
다양한 실시예들에 따르면, 운전 방법은, 냉방 기간에, 태양광열 모듈(110)의 출수 온도가 상한 기준 온도 이상이면, 태양광열 모듈(110)의 출수 온도가 하한 기준 온도 이하가 될 때까지, 태양광열 모듈(110)의 출수를 태양광열 모듈(110)과 제 1 축열 탱크(130) 사이에서 순환시키면서, 제 1 축열 탱크(130) 내 저장수를 교환하는 과열 방지 운전을 실행하는 단계를 더 포함할 수 있다. According to various embodiments, the driving method, in the cooling period, when the water outlet temperature of the
본 문서의 다양한 실시예들 및 이에 사용된 용어들은 본 문서에 기재된 기술을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 해당 실시 예의 다양한 변경, 균등물, 및/또는 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 도면의 설명과 관련하여, 유사한 구성 요소에 대해서는 유사한 참조 부호가 사용될 수 있다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함할 수 있다. 본 문서에서, "A 또는 B", "A 및/또는 B 중 적어도 하나", "A, B 또는 C" 또는 "A, B 및/또는 C 중 적어도 하나" 등의 표현은 함께 나열된 항목들의 모든 가능한 조합을 포함할 수 있다. "제 1", "제 2", "첫째" 또는 "둘째" 등의 표현들은 해당 구성 요소들을, 순서 또는 중요도에 상관없이 수식할 수 있고, 한 구성 요소를 다른 구성 요소와 구분하기 위해 사용될 뿐 해당 구성 요소들을 한정하지 않는다. 어떤(예: 제 1) 구성 요소가 다른(예: 제 2) 구성 요소에 "(기능적으로 또는 통신적으로) 연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 상기 어떤 구성 요소가 상기 다른 구성 요소에 직접적으로 연결되거나, 다른 구성 요소(예: 제 3 구성 요소)를 통하여 연결될 수 있다.Various embodiments of this document and terms used therein are not intended to limit the technology described in this document to a specific embodiment, and should be understood to include various modifications, equivalents, and/or substitutes of the embodiment. In connection with the description of the drawings, like reference numerals may be used for like elements. Singular expressions may include plural expressions unless the context clearly dictates otherwise. In this document, expressions such as "A or B", "at least one of A and/or B", "A, B or C" or "at least one of A, B and/or C" refer to all of the items listed together. Possible combinations may be included. Expressions such as "first," "second," "first," or "second" may modify the elements in any order or importance, and are used only to distinguish one element from another. The components are not limited. When a (e.g., first) element is referred to as being "(functionally or communicatively) connected" or "connected" to another (e.g., second) element, it is referred to as being "connected" to the other (e.g., second) element. It may be directly connected to the component or connected through another component (eg, a third component).
다양한 실시예들에 따르면, 기술한 구성 요소들의 각각의 구성 요소는 단수 또는 복수의 개체를 포함할 수 있다. 다양한 실시예들에 따르면, 전술한 해당 구성 요소들 중 하나 이상의 구성 요소들 또는 단계들이 생략되거나, 또는 하나 이상의 다른 구성 요소들 또는 단계들이 추가될 수 있다. 대체적으로 또는 추가적으로, 복수의 구성 요소들은 하나의 구성 요소로 통합될 수 있다. 이런 경우, 통합된 구성 요소는 복수의 구성 요소들 각각의 구성 요소의 하나 이상의 기능들을 통합 이전에 복수의 구성 요소들 중 해당 구성 요소에 의해 수행되는 것과 동일 또는 유사하게 수행할 수 있다. 다양한 실시예들에 따르면, 모듈, 프로그램 또는 다른 구성 요소에 의해 수행되는 단계들은 순차적으로, 병렬적으로, 반복적으로, 또는 휴리스틱하게 실행되거나, 단계들 중 하나 이상이 다른 순서로 실행되거나, 생략되거나, 또는 하나 이상의 다른 단계들이 추가될 수 있다. According to various embodiments, each of the components described above may include a single entity or a plurality of entities. According to various embodiments, one or more components or steps among the aforementioned components may be omitted, or one or more other components or steps may be added. Alternatively or additionally, a plurality of components may be integrated into one component. In this case, the integrated component may perform one or more functions of each of the plurality of components identically or similarly to those performed by the corresponding component among the plurality of components prior to integration. According to various embodiments, steps performed by a module, program, or other component are executed sequentially, in parallel, iteratively, or heuristically, or one or more of the steps are executed in a different order, omitted, or , or one or more other steps may be added.
Claims (10)
태양광으로부터 열 에너지를 집열하도록 구성되는 태양광열 모듈;
공기로부터 열 에너지를 집열하도록 구성되는 공기열원 히트펌프;
상기 태양광열 모듈로부터 공급되는 열 에너지를 저장하도록 구성되는 제 1 축열 탱크;
상기 태양광열 모듈 또는 상기 공기열원 히트펌프 중 적어도 하나로부터 공급되는 열 에너지를 저장하도록 구성되는 제 2 축열 탱크; 및
상기 제 1 축열 탱크에 저장된 열 에너지를 이용하여, 급탕을 제공하고, 상기 제 2 축열 탱크에 저장된 열 에너지를 이용하여, 실내에 난방 또는 냉방을 제공하도록 구성되는 컨트롤러
를 포함하고,
상기 컨트롤러는,
난방 기간에, 실외 온도가 임계 온도보다 낮으면, 상기 태양광열 모듈의 출수 온도가 기준 온도 이상이 될 때까지, 상기 태양광열 모듈의 출수가 상기 태양광열 모듈과 상기 제 1 축열 탱크 사이에서 순환되도록 제어하고,
냉방 기간에, 상기 태양광열 모듈의 출수 온도가 상한 기준 온도 이상이면, 상기 태양광열 모듈의 출수 온도가 하한 기준 온도 이하가 될 때까지, 상기 태양광열 모듈의 출수를 상기 태양광열 모듈과 상기 제 1 축열 탱크 사이에서 순환시키면서, 상기 제 1 축열 탱크 내 저장수가 교환되도록 제어하는,
냉난방 및 급탕 시스템.
In the heating and cooling and hot water system using solar heat and air heat at the same time,
a solar thermal module configured to collect thermal energy from sunlight;
an air source heat pump configured to collect thermal energy from air;
A first heat storage tank configured to store thermal energy supplied from the photovoltaic module;
a second heat storage tank configured to store thermal energy supplied from at least one of the photovoltaic module or the air source heat pump; and
A controller configured to provide hot water supply using the thermal energy stored in the first thermal storage tank, and to provide heating or cooling to a room using the thermal energy stored in the second thermal storage tank
including,
The controller,
During the heating period, when the outdoor temperature is lower than the critical temperature, the output water of the photovoltaic module is circulated between the photovoltaic module and the first heat storage tank until the temperature of the photovoltaic module is higher than the reference temperature. control,
During the cooling period, when the water outlet temperature of the photovoltaic module is higher than the upper limit reference temperature, the photovoltaic module and the first Controlling the storage water in the first heat storage tank to be exchanged while circulating between the heat storage tanks,
Air-conditioning and domestic hot water systems.
상기 공기열원 히트펌프는,
난방 기간에, 상기 제 2 축열 탱크에 고온의 열 에너지를 공급하고,
냉방 기간에, 상기 제 2 축열 탱크에 저온의 열 에너지를 공급하고,
상기 컨트롤러는,
상기 난방 기간에, 상기 제 2 축열 탱크의 내부 온도가 난방 가능 온도 이상이면, 상기 제 2 축열 탱크에 저장된 열 에너지를 이용하여, 상기 실내에 난방을 제공하고, 그렇지 않으면, 상기 제 2 축열 탱크가 상기 공기열원 히트펌프로부터 공급되는 열 에너지를 저장하도록 제어하는,
상기 냉방 기간에, 상기 제 2 축열 탱크의 내부 온도가 냉방 가능 온도 이하이면, 상기 제 2 축열 탱크에 저장된 열 에너지를 이용하여, 상기 실내에 냉방을 제공하고, 그렇지 않으면, 상기 제 2 축열 탱크가 상기 공기열원 히트펌프로부터 공급되는 열 에너지를 저장하도록 제어하는,
냉난방 및 급탕 시스템.
According to claim 1,
The air source heat pump,
During the heating period, high-temperature thermal energy is supplied to the second heat storage tank,
During the cooling period, low-temperature thermal energy is supplied to the second thermal storage tank,
The controller,
During the heating period, when the internal temperature of the second heat storage tank is equal to or higher than the heatable temperature, heating is provided to the room using the thermal energy stored in the second heat storage tank; otherwise, the second heat storage tank Controlling to store thermal energy supplied from the air source heat pump,
During the cooling period, if the internal temperature of the second heat storage tank is equal to or less than the cooling possible temperature, cooling is provided to the room using thermal energy stored in the second heat storage tank; otherwise, the second heat storage tank Controlling to store thermal energy supplied from the air source heat pump,
Air-conditioning and domestic hot water systems.
상기 컨트롤러는,
상기 태양광열 모듈의 출수 온도가 상기 제 1 축열 탱크의 설정 온도 이상이면, 상기 제 1 축열 탱크가 상기 태양광열 모듈로부터 공급되는 열 에너지를 저장하도록 제어하는,
냉난방 및 급탕 시스템.
According to claim 1,
The controller,
Controlling the first heat storage tank to store thermal energy supplied from the photovoltaic module when the water outlet temperature of the photovoltaic module is equal to or higher than the set temperature of the first heat storage tank,
Air-conditioning and domestic hot water systems.
상기 제 1 축열 탱크의 설정 온도는 상기 제 2 축열 탱크의 난방 설정 온도보다 높으며,
상기 컨트롤러는,
난방 기간에, 상기 출수 온도가 상기 설정 온도 미만이고 상기 난방 설정 온도를 초과하면, 상기 제 2 축열 탱크가 상기 태양광열 모듈로부터 공급되는 열 에너지를 저장하도록 제어하는,
냉난방 및 급탕 시스템.
According to claim 3,
The set temperature of the first heat storage tank is higher than the heating set temperature of the second heat storage tank,
The controller,
In the heating period, when the water outlet temperature is less than the set temperature and exceeds the heating set temperature, controlling the second heat storage tank to store thermal energy supplied from the photovoltaic module,
Air-conditioning and domestic hot water systems.
상기 냉난방 및 급탕 시스템은,
태양광으로부터 열 에너지를 집열하도록 구성되는 태양광열 모듈;
공기로부터 열 에너지를 집열하도록 구성되는 공기열원 히트펌프;
상기 태양광열 모듈로부터 공급되는 열 에너지를 저장하도록 구성되는 제 1 축열 탱크; 및
상기 태양광열 모듈 또는 상기 공기열원 히트펌프 중 적어도 하나로부터 공급되는 열 에너지를 저장하도록 구성되는 제 2 축열 탱크를 포함하고,
상기 운전 방법은,
난방 기간에, 상기 제 1 축열 탱크 및 상기 제 2 축열 탱크를 이용하여 급탕 및 난방을 위한 난방 기간 운전을 실행하는 단계; 및
냉방 기간에, 상기 제 1 축열 탱크 및 제 2 축열 탱크를 이용하여 급탕 및 냉방을 위한 냉방 기간 운전을 실행하는 단계
를 포함하고,
상기 운전 방법은,
상기 난방 기간에, 실외 온도가 임계 온도보다 낮으면, 상기 태양광열 모듈의 출수 온도가 기준 온도 이상이 될 때까지, 상기 태양광열 모듈의 출수를 상기 태양광열 모듈과 상기 제 1 축열 탱크 사이에서 순환시키는 동파 방지 운전을 실행하는 단계; 및
상기 냉방 기간에, 상기 태양광열 모듈의 출수 온도가 상한 기준 온도 이상이면, 상기 태양광열 모듈의 출수 온도가 하한 기준 온도 이하가 될 때까지, 상기 태양광열 모듈의 출수를 상기 태양광열 모듈과 상기 제 1 축열 탱크 사이에서 순환시키면서, 상기 제 1 축열 탱크 내 저장수를 교환하는 과열 방지 운전을 실행하는 단계
를 더 포함하는,
운전 방법.
In the operating method of the air conditioning and heating and hot water system using solar heat and air heat at the same time,
The heating and cooling and hot water system,
a solar thermal module configured to collect thermal energy from sunlight;
an air source heat pump configured to collect thermal energy from air;
A first heat storage tank configured to store thermal energy supplied from the photovoltaic module; and
A second heat storage tank configured to store thermal energy supplied from at least one of the photovoltaic module or the air source heat pump;
The driving method is
executing a heating period operation for hot water supply and heating by using the first heat storage tank and the second heat storage tank in a heating period; and
Executing a cooling period operation for hot water supply and cooling by using the first heat storage tank and the second heat storage tank in the cooling period;
including,
The driving method is
During the heating period, when the outdoor temperature is lower than the critical temperature, circulation of water output from the solar thermal module between the solar thermal module and the first thermal storage tank until the water outlet temperature of the solar thermal module is equal to or higher than the reference temperature. executing a freeze prevention operation; and
During the cooling period, when the water outlet temperature of the photovoltaic module is equal to or higher than the upper limit reference temperature, the photovoltaic module outputs water from the photovoltaic module and the second temperature module until the water outlet temperature of the photovoltaic module becomes less than or equal to the lower limit reference temperature. 1 Executing an overheat prevention operation of exchanging stored water in the first thermal storage tank while circulating between the thermal storage tanks
Including more,
how to drive.
상기 공기열원 히트펌프는,
난방 기간에, 상기 제 2 축열 탱크에 고온의 열 에너지를 공급하고,
냉방 기간에, 상기 제 2 축열 탱크에 저온의 열 에너지를 공급하고,
상기 난방 기간 운전을 실행하는 단계는,
상기 제 1 축열 탱크에 저장된 열 에너지를 이용하여, 상기 급탕을 제공하는 단계;
상기 제 2 축열 탱크의 내부 온도가 난방 가능 온도 이상이면, 상기 제 2 축열 탱크에 저장된 열 에너지를 이용하여, 실내에 난방을 제공하는 단계; 및
상기 제 2 축열 탱크의 내부 온도가 상기 난방 가능 온도 미만이면, 상기 제 2 축열 탱크에 상기 공기열원 히트펌프로부터 공급되는 열 에너지를 저장하는 단계
를 포함하는,
운전 방법.
According to claim 6,
The air source heat pump,
During the heating period, high-temperature thermal energy is supplied to the second heat storage tank,
During the cooling period, low-temperature thermal energy is supplied to the second thermal storage tank,
The step of executing the heating period operation,
providing the hot water by using thermal energy stored in the first thermal storage tank;
providing heating to the room by using the thermal energy stored in the second thermal storage tank when the internal temperature of the second thermal storage tank is equal to or higher than the heatable temperature; and
storing thermal energy supplied from the air source heat pump in the second thermal storage tank when the internal temperature of the second thermal storage tank is less than the heating possible temperature;
including,
how to drive.
상기 제 1 축열 탱크의 설정 온도는 상기 제 2 축열 탱크의 난방 설정 온도보다 높으며,
상기 난방 기간 운전을 실행하는 단계는,
상기 태양광열 모듈의 출수 온도가 상기 제 1 축열 탱크의 설정 온도 이상이면, 상기 제 1 축열 탱크에 상기 태양광열 모듈로부터 공급되는 열 에너지를 저장하는 단계; 및
상기 출수 온도가 상기 설정 온도 미만이고 상기 난방 설정 온도를 초과하면, 상기 제 2 축열 탱크에 상기 태양광열 모듈로부터 공급되는 열 에너지를 저장하는 단계
를 더 포함하는,
운전 방법.
According to claim 7,
The set temperature of the first heat storage tank is higher than the heating set temperature of the second heat storage tank,
The step of executing the heating period operation,
Storing thermal energy supplied from the photovoltaic module in the first thermal storage tank when the water outlet temperature of the photovoltaic module is equal to or higher than the set temperature of the first thermal storage tank; and
Storing thermal energy supplied from the photovoltaic module in the second heat storage tank when the water outlet temperature is less than the set temperature and exceeds the heating set temperature
Including more,
how to drive.
상기 냉방 기간 운전을 실행하는 단계는,
상기 제 1 축열 탱크에 저장된 열 에너지를 이용하여, 상기 급탕을 제공하는 단계;
상기 제 2 축열 탱크의 내부 온도가 냉방 가능 온도 이하이면, 상기 제 2 축열 탱크에 저장된 열 에너지를 이용하여, 상기 실내에 냉방을 제공하는 단계;
상기 제 2 축열 탱크의 내부 온도가 상기 냉방 가능 온도를 초과하면, 상기 제 2 축열 탱크에 상기 공기열원 히트펌프로부터 공급되는 열 에너지를 저장하는 단계; 및
상기 태양광열 모듈의 출수 온도가 상기 제 1 축열 탱크의 설정 온도 이상이면, 상기 제 1 축열 탱크에 상기 태양광열 모듈로부터 공급되는 열 에너지를 저장하는 단계
를 포함하는,
운전 방법.
According to claim 7,
In the step of executing the cooling period operation,
providing the hot water by using thermal energy stored in the first thermal storage tank;
providing cooling to the room by using the thermal energy stored in the second thermal storage tank when the internal temperature of the second thermal storage tank is equal to or less than the cooling possible temperature;
storing thermal energy supplied from the air source heat pump in the second thermal storage tank when the internal temperature of the second thermal storage tank exceeds the cooling possible temperature; and
Storing thermal energy supplied from the photovoltaic module in the first thermal storage tank when the water outlet temperature of the photovoltaic module is equal to or higher than a set temperature of the first thermal storage tank
including,
how to drive.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020210113786A KR102507123B1 (en) | 2021-08-27 | 2021-08-27 | Heating, cooling and hot-water system using pvt and air source heat pump, and operation method of the same |
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Citations (2)
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---|---|---|---|---|
JPS57115648A (en) * | 1981-01-09 | 1982-07-19 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Solar heat accumulating device |
KR100619444B1 (en) * | 2005-04-07 | 2006-09-06 | (주)이앤이 시스템 | Chilled water storage type hybrid heating and cooling system using a solar heat system |
-
2021
- 2021-08-27 KR KR1020210113786A patent/KR102507123B1/en active IP Right Grant
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS57115648A (en) * | 1981-01-09 | 1982-07-19 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Solar heat accumulating device |
KR100619444B1 (en) * | 2005-04-07 | 2006-09-06 | (주)이앤이 시스템 | Chilled water storage type hybrid heating and cooling system using a solar heat system |
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