KR19980073673A

KR19980073673A - 보일러의 히트펌프 부착형 냉난방 시스템

Info

Publication number: KR19980073673A
Application number: KR1019970009094A
Authority: KR
Inventors: 원하연; 박대휘; 김종성
Original assignee: 원윤희; 주식회사 센추리
Priority date: 1997-03-18
Filing date: 1997-03-18
Publication date: 1998-11-05
Also published as: KR100215283B1

Abstract

본 발명은 보일러의 히트펌프 부착형 냉난방 시스템에 관한 것으로, 저압상태의 냉매를 압축하여 고압상태로 변화시키는 압축기(10)가 구비되고, 이 압축기(10)는 토출되는 폐열을 이용하여 물을 가열시켜 급탕온수를 생성하는 급탕기(12)에 연결되고, 이 급탕기(12)는 냉방 및 난방시 각각 응축기(20)와 증발기(26)로 냉매를 공급하여 냉난방을 선택하는 변환밸브(14)에 연결되고, 이 변환밸브(14)는 상기 압축기(10)로부터 토출되는 고압상태의 냉매를 응축시키며 전동기(16) 및 팬(18)이 구비된 응축기(20)에 연결되고, 이 응축기(20)는 냉매의 역류를 방지하며 일방향으로 통과시키는 첵크밸브(22)에 연결되고, 이 첵크밸브(22)는 압축기(10)와 함께 냉동사이클의 고저압을 경계로 하여 소정의 증발온도로 냉각능력을 충분히 발휘시키는데 필요한 냉매량을 제어하는 팽창밸브(24)에 연결되고, 이 팽창밸브(24)는 유입된 냉매와 물을 열교환시켜서 냉매를 증발시킴과 동시에 물을 냉각하는 증발기(26)에 연결되며, 이 증발기(26)는 냉각된 냉수를 통과시켜 냉방을 실현시키는 열교환코일(28)과 팬코일유닛(30)에 연결되어 이루어지되, 상기 증발기(26)에는 난방모드시 보조열원으로 사용할 수 있는 버너(34)가 구비되고, 상기 팬코일유닛(30)과 열교환코일(28)에 공급되는 냉수의 흐름을 조정하여 여러유닛이 설치되어 있을시, 각 유닛마다 온도제어가 가능하도록 하도록 다수의 솔레노이드밸브(32)가 구비된다.

Description

보일러의 히트펌프 부착형 냉난방 시스템

본 발명은 보일러의 히트펌프 부착형 냉난방 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 건물이나 집의 바닥 및 공기를 가열 또는 냉각하여 보다 향상된 냉난방 시스템을 구축하도록 한 보일러의 히트펌프 부착형 냉난방 시스템에 관한 것이다.

일반적으로 건물이나 집의 난방을 위해서는 공기 난방 시스템 또는 바닥 난방 시스템이 널리 사용되는데, 이러한 공기/바닥 난방 시스템의 결합작동에 대해서는 통상적으로 팬코일유닛을 통해 공기난방을 행하고, 열교환코일을 통해 바닥난방을 제공할 수 있는 것으로 알려진다.

이러한 바닥 난방과 공기난방은 종래로부터, 예를 들면 순간온풍스위치가 조작되면 실외기의 가열수단과 열교환기에서 온수회로내의 온수를 가열하고 그 온수를 순환펌프에 의해 순환시키면서, 실내기의 팬코일유닛의 작동을 정지시킴으로써, 실내측 열교환기에서 방열을 행하지 않고 온수회로내의 온수를 여열해 두는 여열운전모드를 갖추어, 난방스위치의 조작에 의해 팬코일유닛의 작동이 개시되었을 때에 순간적으로 고온의 온풍이 토출되도록 한 난방장치가 제한되어 있다. 또, 최근의 난방장치에 있어서는 타이머스위치를 조작해서 운전개시 시각을 설정함으로써, 난방장치가 설정시각전에 운전을 개시하도록 한 것도 많다.

상기 팬코일유닛은 실내로 향하는 공기류를 발생시키는데 강풍과 약풍 및 미풍중의 어느하나로 송풍량이 전환될 수 있도록 작동하게 된다.

한편, 바닥난방을 제공하는 열교환 코일은 건물의 실내 및 가정의 룸 바닥에 매설되어 운전스위치의 조작에 따라 운전개시되어 순환펌프를 통전시켜 온수회로내에 온수의 순환류를 발생시키도록 하고, 연료공급로를 통해 공급되는 연료와 연소팬에 의해 공급되는 연소공기의 혼합기를 소정의 연소수단에 의해 연소함에 따라 생성되는 연소열에 이해 온수를 가열하며, 그 가열된 온수를 열교환코일에 공급하여 난방동작을 실행하게 되는 것이다.

그러나, 상기와 같은 팬코일유닛과 열교환코일을 통해 난방을 행하는데, 여름철 냉방으로 전환시 팬코일유닛에서만 냉기를 토출시키는 구조로 되어 있어 바닥의 냉방이 이루어지지 않으며, 급탕온수를 공급하기 위해서 특별한 장치를 부착시켜야 하는 문제점이 있었다.

이에 본 발명은 상기와 같은 제반 문제점을 해소하기 위해 안출된 것으로, 증발기의 냉수를 공급하여 열교환 코일을 통해 바닥을 냉각시키고, 팬코일유닛을 통해 냉기를 토출시켜 공기를 차게 하며, 급탕기를 구비하여 압축기의 폐열을 이용하여 급탕온수를 생성시키도록 한 보일러의 히트펌프 부착형 냉난방 시스템을 제공함에 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 저압상태의 냉매를 압축하여 고압상태를 변화시키는 압축기가 구비되고, 이 압축기는 토출되는 폐열을 이용하여 물을 가열시켜 급탕온수를 생성하는 급탕기에 연결되고, 이 급탕기는 냉방 및 난방시 각각 응축기와 증발기로 냉매를 공급하여 냉난방을 선택하는 변환밸브에 연결되고, 이 변환밸브는 상기 압축기로부터 토출되는 고압상태의 냉매를 응축시키며 전동기 및 팬이 구비된 응축기에 연결되고, 이 응축기는 냉매의 역류를 방지하며 일방향으로 통과시키는 첵크밸브에 연결되고, 이 첵크밸브는 압축기와 함께 냉동사이클의 고저압을 경계로 하여 소정의 증발온도로 냉각능력을 충분히 발휘시키는데 필요한 냉매량을 제어하는 팽창밸브에 연결되고, 이 팽창밸브는 유입된 냉매와 물을 열교환시켜서 냉매를 증발시킴과 동시에 물을 냉각하는 증발기에 연결되며, 이 증발기는 냉각된 냉수를 통과시켜 냉방을 실현시키는 열교환코일과 팬코일유닛에 연결되어 이루어진 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 팬코일유닛과 열교환코일에 공급되는 냉수의 흐름을 조정하여 여러유닛 설치시 각 유닛마다 온도제어가 가능하도록 다수의 솔레노이드밸브가 구비된 것을 특징으로 한다.

도 1은 본 발명에 따른 보일러의 히트펌프 부착형 냉난방 시스템의 계통도

* 도면의 주요부분에 대한 부호설명 *

10 : 압축기 12 : 급탕기

14 : 변환밸브 16 : 전동기

18 : 팬 20 : 응축기

22 : 첵크밸브 24 : 팽창밸브

26 : 증발기 28 : 열교환코일

30 : 팬코일유닛 32 : 솔레노이드밸브

34 : 버너

이하 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면에 의거 상세히 설명한다.

첨부된 도면 도 1에 도시된 바와 같이 저압상태의 냉매를 압축하여 고압상태를 변화시키는 압축기(10)가 구비되고, 이 압축기(10)는 토출되는 폐열을 이용하여 가열시켜 급탕온수를 생성하는 급탕기(12)에 연결되고, 이 급탕기(12)는 냉방 및 난방시 각각 응축기(10)와 증발기(26)로 냉매를 공급하여 냉난방을 선택하는 변환밸브(14)에 연결되고, 이 변환밸브(14)는 상기 압축기(10)로부터 토출되는 고압상태의 냉매를 응축시키며 전동기(16) 및 팬(18)이 구비된 응축기(20)에 연결되고, 이 응축기(20)는 냉매의 역류를 방지하며 일방향으로 통과시키는 첵크밸브(22)에 연결되고, 이 첵크밸브(22)는 압축기(10)와 함께 냉동사이클의 고저압을 경계로 하여 소정의 증발온도로 냉각능력을 충분히 발휘시키는데 필요한 냉매량을 제어하는 팽창밸브(24)에 연결되고, 이 팽창밸브(24)는 유입된 냉매와 물을 열교환시켜서 냉매를 증발시킴과 동시에 물을 냉각하는 증발기(26)에 연결되며, 이 증발기(26)는 냉각된 냉수를 통과시켜 냉방을 실현시키는 열교환코일(28)과 팬코일유닛(30)에 연결되어 이루어진다.

또한, 전체 시스템을 소형으로 하기 위하여 급탕기(12)와 증발기(26)를 일체형으로 하는 것이 바람직하다.

상기 팬코일유닛(30)과 열교환코일(28)에 공급되는 냉수의 흐름을 조정하여 여러유닛 설치시 각 유닛마다 온도제어가 가능하도록 다수의 솔레노이드밸브(32)가 구비된다.

이와 같이 구성된 본 발명은 먼저, 냉방으로 할 경우 냉방모드를 작동시키면 압축기(10)로부터 토출되는 고압상태의 냉매가 급탕기(12)를 통과한 후, 변환밸브(14)가 실선으로 표시된 위치로 되어 응축기(20)로 공급되어 상기 응축기(20)를 통과하면서 일정압력에서 전동기(16)와 팬(18)을 통해 응축되고, 이 응축된 액체상태의 냉매가 첵크밸브(22)를 통과하여 압축기(10)와 함께 냉동사이클의 고저압을 경계로 하는 일종의 유량제어 밸브인 팽창밸브(24)로 전달되어 소정의 증발온도로 냉각능력을 충분히 발휘시키는데 필요한 저온 저압의 냉매를 증발기(26)에 공급되고, 상기 증발기(26)에서 냉각된 냉수를 솔레노이드밸브(32)가 “열림”에서 제어하고, 이에 따라 냉각된 냉수를 열교환코일(28)에 통과시켜 실내의 바닥을 차갑게 하거나 증발기(26)에서 냉각된 냉수를 솔레노이드밸브(32)가 “열림”에서 제어됨에 따라 팬코일유닛(30)에 공급되어 실내로 냉기를 토출시켜 실내의 공기를 차게 하여 냉방기능을 수행하게 된다.

또한, 증발기(26)에서 사용된 냉매는 변환밸브(14)를 통해 다시 압축기(10)로 복귀되면서 순환과정을 반복하게 된다.

한편, 난방으로 할 경우 난방모드를 작동시키면 압축기(10)로부터 토출되는 고압기체상태의 냉매가 급탕기(12)를 통과한 후, 변환밸브(14)가 점선으로 표시된 위치로 되어 증발기(26)로 공급되고, 상기 증발기(26)에서 사용되는 고온고압의 냉매로 가열된 물을 솔레노이드밸브(32)가 열려 온돌인 경우 열교환코일(28)에 통과시켜 실내의 바닥을 따뜻하게 가열시키고, 온돌이 아닌 경우에는 상술한 바와 동일한 방법으로 솔레노이드(32)가 “열림”에 제어됨에 따라 온수가 팬코일유닛(30)에 공급되어 실내로 난기를 토출시켜 실내의 공기를 따뜻하게 하여 난방기능을 수행하게 되는데, 이때, 여러유닛이 연결되어 난방용량이 부족할 시는 보조열원으로 부착된 버너(34)를 가동시킨다.

또한, 증발기(26)에서 사용된 냉매가 첵크밸브(22)를 통과하여 팽창밸브(24)로 전달된 다음 응축기(20)를 거쳐 변환밸브(14)를 통해 다시 압축기(10)로 복귀되면서 순환과정을 반복하게 되는 것이다.

한편, 상기 급탕기(12)는 압축기(10)로부터 토출되는 고압상태의 폐열을 이용하여 가열시켜 급탕온수를 생성하여 솔레노이드밸브(30)를 통해 외부측으로 유출되는 것이다.

위와 같이 본 발명은 열교환 코일과 팬코일유닛으로 증발기의 냉수 또는 온수를 공급하여 냉/난방을 실현하고, 냉방시 기존의 온돌배관을 열교환코일로 이용할 수 있으며, 압축기의 폐열을 이용하여 급탕조를 가열시켜 급탕온수를 생성시킬 수 있으므로 응축기에서 제거해야 하는 열량은 작아지므로 응축기의 크기, 팬 및 전동기를 소형으로 할 수 있어 에너지절약 효과가 있다.

Claims

저압상태의 냉매를 압축하여 고압상태를 변화시키는 압축기(10)가 구비되고, 이 압축기(10)는 토출되는 폐열을 이용하여 가열시켜 급탕온수를 생성하는 급탕기(12)에 연결되고, 이 급탕기(12)는 냉방 및 난방시 각각 응축기(20)와 증발기(26)로 냉매를 공급하여 냉난방을 선택하는 변환밸브(14)에 연결되고, 이 변환밸브(14)는 상기 압축기(10)로부터 토출되는 고압상태의 냉매를 응축시키며 전동기(16) 및 팬(18)이 구비된 응축기(20)에 연결되고, 이 응축기(20)는 냉매의 역류를 방지하며 일방향으로 통과시키는 첵크밸브(22)에 연결되고, 이 첵크밸브(22)는 압축기(10)와 함께 냉동사이클의 고저압을 경계로 하여 소정의 증발온도로 냉각능력을 충분히 발휘시키는데 필요한 냉매량을 제어하는 팽창밸브(24)에 연결되고, 이 팽창밸브(24)는 유입된 냉매와 물을 열교환시켜서 냉매를 증발시킴과 동시에 그 물을 냉각하는 증발기(26)에 연결되며, 이 증발기(26)는 냉각된 냉수를 통과시켜 냉방을 실현시키는 열교환코일(28)과 팬코일유닛(30)에 연결되어 이루어지되, 상기 증발기(26)에는 난방모드시 보조열원으로 사용할 수 있는 버너(34)가 구비된 것을 특징으로 하는 보일러의 히트펌프 부착형 냉난방 시스템.
제 1항에 있어서, 상기 팬코일유닛(30)과 열교환코일(28)에 공급되는 냉수의 흐름을 조정하여 여러유닛이 설치되어 있을시 각 유닛마다 온도제어가 가능하도록 다수의 솔레노이드밸브(32)가 구비된 것을 특징으로 하는 보일러의 히트펌프 부착형 냉난방 시스템.