KR20010035114A

KR20010035114A - 히트파이프를 이용한 자동제상 히트펌프

Info

Publication number: KR20010035114A
Application number: KR1020000084770A
Authority: KR
Inventors: 박종수
Original assignee: 박종수
Priority date: 2000-12-28
Filing date: 2000-12-28
Publication date: 2001-05-07

Abstract

본 발명은 히트펌프의 실외 열교환기에 관한 것으로 난방운전을 기준으로 한 냉난방용 히트펌프의 난방 운전시 실외측 열교환기의 표면이나 내부에 착상(着霜) 또는 결빙되지 않도록 하기 위하여 실외 열교환기의 송풍입구에 히트파이프로 구성된 가열장치를 장착하여 착상 또는 결빙(結氷)현상을 방지하도록 하는 자동제상장치에 관한 것이다.

Description

히트파이프를 이용한 자동제상 히트펌프.{Heast Pump With Auto-Defroster.}

일반적으로 히트펌프는 도1에 표시된것과 같이 전기작용에 의하여 작동하여 냉방을 하고자 할 때 냉매를 압축하는 압축기(1)에 이어 사방변(2)에 연결되어 압축된 냉매가 실외측 열교환기(3:응축기)에 이동되어 외부에 압축열을 송풍기(6)로 불어 열을 방출한 후 팽창변(4)에서 냉매가 팽창하여 실내의 열을 흡수하는 실내측 열교환기(5:증발기)에 송풍기(6')로 송풍하여 열을 흡수하며 실내측 열교환기(5)는 상기의 사방변(2)에 연결되어 순환된 냉매를 압축기(1)로 보내는 것이다. 이와 반대로 사방변(2)의 방향을 변환시켜 실내에 설치되어 있는 실내측 열교환기(5)의 역할과 실외에 설치되어 있는 실외측 열교환기(3)의 역할을 변환하면 압축기(1)에서 압축된 냉매는 실내측 열교환기(5)에서 송풍기(6')에 의하여 열을 방출하고 팽창변(4)을 통과하여 실외측 열교환기(3)에서 외부의 열을 흡수하여 사방변(2)을 거쳐 압축기(1)로 순환하면 난방이 이루어지게 된다.

히트펌프의 냉난방 과정중 한냉지역에서 난방을 할 경우에 외부의 기온이 낮으므로 실외측 열교환기(3)에서 외부로부터 흡수하는 열량이 감소하여 실내측 열교환기(5)가 실내로 방출하는 열량이 줄어들며 또한 실외측 열교환기(3)의 외벽으로부터 착상이 시작되어 실외측 열교환기(3)의 상부와 내부쪽으로 확장 착상되어 기능을 제대로 발휘하지 못하게 된다.

이러한 경우 히트펌프의 난방운전을 정지하거나 또는 역기능을 행하여 제상하면 냉방하는 작용이 되므로 쾌적한 난방효과를 얻지 못할 뿐 아니라 필요없는 에너지 소비가 발생한다.

본 발명은 이러한 점을 감안하여 실외측 열교환기(3)에 착상현상이 발생하지 않도록 하여 외부로부터 충분한 열을 흡수할 수 있도록 하는데 목적이 있다.

도1은 종래 히트펌프의 사이클구성을 보인 개략도.

도2는 본 발명의 구성을 히트펌프 실외열교환기에 연결한 상태를 보인 도면.

도3은 본 발명의 구성상태를 보인 도면.

도4는 도3의 A-A' 단면도.

〈도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명〉

1. 압축기 2. 사방변

3. 실외측열교환기 3'. 실외기 온도센서

4. 팽창변 5. 실내측열교환기

5'. 실내기 온도센서 6,6'.송풍기

10. 히트파이프 20. 핀(FIN)

30. 사각통 40. 전기히터

100. 가열장치

[도1]에서 보인바와 같이 본 발명의 목적을 달성키 위하여 압축기(1) →사방변(2) →실외측 열교환기(3) →팽창변(4) →실내측 열교환기(5) →사방변(2) →압축기(1)의 순으로 사이클이 이루어지는 히트펌프에서 실외측 열교환기(3)의 방풍부분에 온도센서(3')를 부착하여 [도2]에서 보인 바와 같이 실외측 열교환기(3)와 송풍기(6) 사이에 히트파이프를 조합한 가열장치(100)를 설치한다.

히트파이프(10)는 동에 비해 열전달 속도가 1500배 정도 빠르기 때문에 [도3]에 보인 바와 같이 히트파이프(10)를 수직으로 세워 하단을 사각통(30)에 용접하여 접합하고 사각통(30) 내부에 전기히터(40)를 내장하여 가열하되 온도센서(3')에서 검출된 온도가 설정온도(0℃∼3℃) 이하일 경우에만 가열되도록 하여 착상이 되지 않도록 한다. 전기히터(40)에 의하여 가열된 히트파이프(10)는 온도 분포가 거의 일정하기 때문에 실외측 열교환기(3)의 거의 모든 부분에 골고루 열을 전달하여 착상이 되지 않고 이때 가열된 열은 실외측 열교환기(3)에서 흡수되어 다시 난방에 쓰이게 된다.

[도4]는 [도3]의 A - A' 부분을 세로 방향으로 절단한 모양으로서 하부의 사각통(30)에 히트파이프(10)를 용접하여 접합하되 사각통(30)과 히트파이프(10)는 서로 작동액이 유동할 수 있도록 한다. 사각통(30)의 내부의 하부에 전기히터(40)을 내장하고 히트파이프(10)에는 핀(20)을 끼워 방열면적을 넓혀 주도록 구성한다. 히트파이프(10)와 사각통(30)의 내부는 진공상태로 만든후에 작동액을 적당량 주입하면 전기히터(40)를 가열시 작동액이 기화되어 열이 확산된다.

상기와 같이 제상장치를 제작하여 실외측 열교환기(3)와 실외송풍기(6) 사이에 장착하면 히트펌프가 난방운전 중에 실외측 열교환기(3)에 착상이 이루어지지 않으므로 계속 난방을 할 수 있고, 실내측 열교환기(5)에 장착된 온도센서(5')와 실외측 열교환기(3)에 장착된 온도센서(3')에 의하여 전기히터(40)의 동작여부와 열량을 증감할 수 있다.

히트펌프 냉난방기를 상기의 자동제상장치에 의하여 겨울철에 실외측 열교환기(3)에 착상이 되지 않도록 하면 외부의 열을 원활히 흡수할 수 있으므로 실내측 열교환기(5)에 충분한 열을 공급하여 난방효과를 증대시키는 효과가 있다.

Claims

냉매를 고온고압으로 압축하는 압축기(1)와 냉방시에는 실외측열교환기(3)로 난방시에는 실내측열교환기(5)로 냉매를 보내는 사방변(2)과 냉방시에 실외측열교환기(3)에서 응축되어 보내지는 냉매를 팽창시키고 난방시에는 실내측열교환기(5)에서 응축되어 보내지는 냉매를 팽창시키는 팽창변(4)과 열의 발산과 흡수를 돕는 송풍기(6,6')등으로 구성된 히트펌프에서 실외측 열교환기(3)의 착상(着霜)방지와 제상(除霜)을 목적으로 실외측 열교환기(3)의 송풍입구에 장착하기 위하여 히트파이프(10)와 사각통(30)을 접합하고 사각통(30)에 전기히터(40)를 장착하고 히트파이프(10)에 핀(20)을 끼워 제작된 가열장치(100).
제1항의 가열장치를 장착한 실외열교환기.
제2항에 의거 실외측 열교환기(3)의 방풍면에 온도센서(3')를 설치하여 착상온도를 감지하여 가열장치의 전기히터(40)의 가열 여부와 열량을 증감시키는 장치를 장착한 실외열교환기.