KR20020013084A - 히트 펌프 시스템 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 히트 펌프 시스템에 관한 것으로, 1 대의 시스템에서 가열기능 및 냉각기능을 동시에 또는 선택적으로 발휘하여 열원을 효율적으로 이용하고 구조를 단순화함과 동시에 설치면적을 작게 차지하며, 난방시에 대류난방 및 복사난방을 동시에 실시하여 쾌적한 난방을 할 수 있도록 하고, 외기온이 낮을 때에도 가열능력을 양호하게 유지할 수 있도록한 것이다.
본 발명은 압축기(2), 4방밸브(3), 제 1 열교환기(4), 팽창밸브(5)(6), 제 2 열교환기(7) 및 상기 4방밸브(3)를 도관(8a~8d)으로 순서대로 연결하고, 상기 4방밸브(3)와 압축기(2)를 흡입도관(9)으로 연결한 기본 냉매회로(1)와; 상기 도관 (8c)에 제 1 바이패스도관(11)을 연결함과 동시에 상기 제 1 바이패스도관(11)과 도관(8c)에 제 2 도관(12)을 연결하여 상기 제 2 도관(12)에 설치한 제 3 열교환기(10)와; 상기 제 2 도관(12)에 제 2 바이패스도관(14)을 연결함과 동시에 상기 제 2 바이패스도관(14)과 상기 도관(8b)에 연결되고 팽창밸브(16)가 설치된 제 3 도관(15)에 설치한 제 4 열교환기(13)와; 상기 도관(8a)에 설치한 온수 가열회로(18)와; 상기 제 2 도관(12)의 제 3 열교환기 입구측에 설치한 가열 열교환기 (20)와, 상기 흡입도관(9)에 설치한 흡열 열교환기(21) 및 상기 온수 가열회로(18)에 연결한 제 2 가열 열교환기(22)를 내장한 축열조(19)로 구성한 것이다.

Description

히트 펌프 시스템 {HEAT PUMP SYSTEM}
본 발명은 히트 펌프 시스템에 관한 것이다.
주지하는 바와 같이 히트 펌프 시스템은 압축기, 4방밸브, 제 1 열교환기(실내 열교환기), 팽창밸브, 제 2 열교환기(실외 열교환기) 및 상기 4방밸브를 도관으로 순서대로 연결하고, 상기 4방밸브와 압축기를 흡입도관으로 연결하여서 가열운전시에는 4방밸브를 냉매가 제 1 열교환기 측으로 흐르도록 조작하여 압축기에서 압축된 고온·고압의 냉매가스를 응축기로 작용하는 제 1 열교환기에 흐르도록 하여 그 응축열을 유체와 열교환시키므로서 온수를 생성하거나 실내공기를 가열하여 난방 또는 피건조물의 건조기능을 수행하고, 제 1 열교환기에서 응축된 고온·고압의 냉매액을 팽창밸브에서 팽창시킨 후 증발기로 작용하는 제 2 열교환기에서 외기를 열원으로 하여 증발시켜 저온·저압의 가스상태가 된 후 압축기에 흡입되는 사이클을 반복하는 것이다.
그리고 냉각운전시에는 4방밸브를 냉매가 제 2 열교환기 측으로 흐르도록 조작하여 압축기에서 압축된 고온·고압의 냉매가스를 응축기로 작용하는 제 2 열교환기에서 응축시키고, 응축된 고온·고압의 냉매액을 팽창밸브에서 팽창시킨 후 증발기로 작용하는 제 1 열교환기에서 유체와 열교환시키므로서 냉수를 생성하거나, 실내공기를 냉각하여 냉방 또는 피냉장물의 냉장기능을 수행하며, 증발된 저온·저압의 냉매가스가 압축기에 흡입되는 사이클을 반복하는 것이다.
한편, 상기한 히트 펌프 시스템은 가열운전시에 실외열교환기에서 외기를 열원으로 하여 냉매액이 증발될 때 외기온도가 낮을 때에는 냉매액의 증발이 양호하지 못하여 가열능력이 현저하게 떨어지기 때문에 압축기에 흡입되는 냉매가스의 증발 촉진에 많은 노력을 하고 있다.
그 일례로서 일본국 실용신안 출원공고 소 49­18927 호 공보에는 냉매회로 중에 2 대의 실내열교환기를 설치하여 냉방운전시에는 그 중 1 대를 증발기로서 작용하게 하여 냉매를 증발시키고 1 대는 폐쇄하며, 난방운전시에는 2 대의 실내열교환기를 전부 응축기로 작용하도록 하여 실내공기를 가열하는 것을 개시하고 있으며, 일본국 특허 출원공개 소 54­45949 호 공보에는 난방회로 중에 냉매가열기를 설치하여 난방운전시에 증발기로서 겸용하도록 하여 압축기에서 압축된 고온·고압의 냉매가스를 실내열교환기에서 응축 액화하여 실내를 난방한 다음 난방용 감압기구에서 감압된 냉매액을 냉매가열기에서 증발시키므로서 외기온도가 낮을 때에도 난방능력이 저하되지 않도록 한 것이 개시되어 있으며, 또한 본 발명의 발명자는 압축기, 변환밸브, 실내열교환기, 냉방용 감압기구, 난방용 감압기구 및 실외열교환기를 제 1 도관과 냉매가스 흡입관으로 연결한 냉매회로에 있어서, 상기 제 1 도관의 상기 실내열교환기와 난방용 감압기구 사이에 설치한 제 1 열교환기와, 상기 제 1 도관의 상기 실외열교환기와 변환밸브 사이에 상기 제 1 열교환기보다 상방에 위치되게 설치되며 상기 제 1 열교환기와 밸브가 설치된 연결관으로 폐회로가 형성되게 연결한 제 2 열교환기를 구비함과 동시에 상기 제 1 및 제 2 열교환기에 작동유체를 충전하여서 상기 실내열교환기에서 응축 액화된 냉매액을 열원으로 하여 압축기에 유입되는 냉매액 및 냉매가스의 증발을 촉진토록 한 것을 1998 특허출원 제 1344 호로 출원한 바 있다.
그러나 상기한 히트 펌프 시스템은 제 1 열교환기의 응축열 또는 증발열만을 이용하고, 제 2 열교환기의 증발열 또는 응축열은 폐기하여 유체의 가열 또는 냉각운전만을 수행함으로서 열원의 효율적인 이용이 불가능하고 또한 유체의 가열기능 및 냉각기능을 동시에 수행하여야 할 경우에는 2 대의 히트 펌프 시스템을 설치하여야 함으로 구조가 복잡하여지고 설치면적을 많이 차지하며 비용이 과다소요되고, 난방은 대류난방에만 의존하므로서 기류가 거주자에 닿게 되는 양이 많아서 쾌적한 난방이 되지 못하는 문제점이 있는 것이다.
한편, 냉매가스의 증발촉진수단 중 일본국 실용신안 출원공고 소 49­18927호는 응축기로 작용하는 2 대의 실내열교환기에서 실내공기를 가열하여 난방할 때 압축기의 열원을 이용하여야 하기 때문에 압축기의 용량을 크게 하여야 하므로 설비비와 유지비가 많이 들고, 실내에 설치되는 실내열교환기의 부피가 커지므로 실내의 점유면적을 많이 차지하여 실내공간의 활용에 제한을 받게 되는 것이다.
또한 일본국 특허출원 공개 소 54­45945 호는 난방운전시에 냉매가열기를 증발기로 겸용하도록 되어 있지만 그 냉매가열기의 구체적인 기술수단이 기재되어 있지 않은 바, 증발기의 구조상 부피가 작고 설치가 용이한 전열을 이용할 수밖에 없으므로 유지비가 많이 들 수 밖에 없으며, 본 발명자의 선출원도 혹한기에는 보조가열수단을 이용하여야 하므로 구조가 복잡하고 유지비가 많이 드는 문제점이 있게되는 것이다.
그리고 본 발명자의 선출원은 난방과 동시에 온수를 생성하기 위하여 온수가열조를 실내열교환기를 바이패스시켜 설치하였으나, 온수는 난방시에만 생성할 수 있고 냉방시에는 불가능하며, 온수의 가열효율도 낮은 문제점이 있는 것이다.
본 발명은 상기한 제 문제점을 감안하여 1 대의 시스템에서 가열기능 및 냉각기능을 동시에 또는 선택적으로 발휘하여 열원을 효율적으로 이용하고 구조를 단순화함과 동시에 설치면적을 작게 차지하며, 난방시에 대류난방 및 복사난방을 동시에 실시하여 쾌적한 난방을 할 수 있도록 한 히트 펌프 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 다른 목적은 외기온이 낮을 때에도 가열능력을 양호하게 유지할 수 있는 히트 펌프 시스템을 제공하는 것이다.
상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 압축기(2), 4방밸브(3), 제 1 열교환기(4), 팽창밸브(5)(6), 제 2 열교환기(7) 및 상기 4방밸브(3)를 도관(8a~8d)으로 순서대로 연결하고, 상기 4방밸브(3)와 압축기(2)를 흡입도관(9)으로 연결한 기본 냉매회로(1)와; 상기 도관(8c)에 제 1 바이패스도관(11)을 연결함과 동시에 상기 제 1 바이패스도관(11)과 도관(8c)에 제 2 도관(12)을 연결하여 상기 제 2 도관(12)에 설치한 제 3 열교환기(10)와; 상기 제 2 도관(12)에 제 2 바이패스 도관(14)을 연결함과 동시에 상기 제 2 바이패스도관(14)과 상기 도관(8b)에 연결되고 팽창밸브(16)가 설치된 제 3 도관(15)에 설치한 제 4 열교환기(13)와; 상기 도관(8a)에 설치한 온수 가열회로(18)와; 상기 제 2 도관(12)의 제 3 열교환기 입구측에 설치한 가열 열교환기(20)와, 상기 흡입도관(9)에 설치한 흡열 열교환기 (21) 및 상기 온수 가열회로(18)에 연결한 제 2 가열 열교환기(22)를 내장한 축열조(19)로 구성한 것이다.
도 1은 본 발명의 실시예의 냉매회로도.
<도면의 주요부분에 대한 부호 설명>
2 : 압축기 3 : 4방밸브 4, 7, 10, 13 : 열교환기
18 : 온수 가열회로 19 : 축열조 20, 22 : 가열 열교환기
21 : 흡열 열교환기
도 1은 본 발명의 실시예의 냉매회로도로서, 부호 1은 기본 냉매회로로서, 상기 기본냉매회로(1)는 압축기(2), 4방밸브(3), 제 1 열교환기(4), 팽창밸브(5) (6), 제 2 열교환기(7) 및 상기 4방밸브(3)를 도관(8a~8d)으로 순서대로 연결하고, 상기 4방밸브(3)와 압축기(2)를 흡입도관(9)으로 연결한 것으로서, 상기 제 1 및 제 2 열교환기(4)(7)는 냉·온수를 생성하는 수조, 냉·난방하려는 실내, 피건조물 또는 피냉장물을 건조 또는 냉장하려는 창고에 설치하여 응축기 및 증발기로서 동시에 작용하거나 선택적으로 작용하도록 한 것이다.
10은 제 3 열교환기로서, 상기 제 3 열교환기(10)는 상기 도관(8c)에 제 1 바이패스도관(11)을 연결함과 동시에 제 1 바이패스도관(11)에 상호 반대방향으로 개방되는 첵크밸브(111)(112)를 설치하여 첵크밸브(111)(112)사이와 상기 제 1 바이패스도관(11)의 연결부 사이의 도관(8c)에 제 2 도관(12)을 연결하고 상기 제 2 도관(12)에 대기에 노출되게 설치한 것으로서 제 2 응축기로 작용하거나 작용하지 않도록 한 것이다.
13은 제 4 열교환기로서, 상기 제 4 열교환기(13)는 상기 제 2 도관(12)에 제 2 바이패스도관(14)을 연결하여 상기 제 2 바이패스도관(14)과 상기 도관(8b)에 팽창밸브(16)를 설치한 제 3 도관(15)을 연결하여 상기 제 3 도관(15)에 대기에 노출되고, 상기 제 3 열교환기(10)와 근접 또는 접촉시켜 설치하여서 응축기 또는 증발기로 작용하거나 작용하지 않도록 한 것이다. 그리고 상기 제 3 도관(15)과 도관 (8d)에 제 4 도관(17)을 연결한 것이다.
18은 온수 가열회로로서, 상기 온수 가열회로(18)는 도관(8a)에 냉매 바이패스관(181)을 연결하여 열교환기(182)를 설치하고, 상기 열교환기(182)와 열교환관계를 가진 온수 열교환기(183)를 일측에, 타측에 바닥에 매설하는 방열코일 또는 라디에이터 등의 복사열 발생수단(184)을 순환펌프(186)가 설치된 온수 순환관 (185)을 설치하며, 상기 온수 순환관(185)에는 급수관(187)및 온수 공급관(188)을 연결한 것으로서, 상기 열교환기(182)에서 냉매의 응축열에 의하여 온수 열교환기 (183)에서 생성된 온수를 복사열 발생수단(184)에 순환시켜서 복사난방을 하거나 목욕용 또는 급탕용 온수로 사용할 수 있도록 한 것이다.
19는 축열조로서, 상기 축열조(19)는 밀폐구조의 용기 내부에 통상의 축열재를 내장하며, 상기 제 2 도관(12)의 제 3 열교환기(10) 입구측에 가열 열교환기 (20)를, 상기 흡입도관(9)에 흡열 열교환기(21)을 설치함과 동시에 상기 온수 순환관(18b)에 온수 바이패스관(189)을 연결하고 상기 온수 바이패스관(189)에 제 2 가열 열교환기(22)를 설치하여 상기 열교환기(20)(21)(22)를 내장한 것이다.
미설명부호 23는 리시버이고, 24 내지 35는 밸브이며, 36 내지 38은 첵크밸브이고, 39는 팬이다.
다음 작동을 기능별로 설명한다.
1. 가열운전 및 냉각운전의 동시 실시
가. 제 1 열교환기(4)의 가열운전 및 제 2 열교환기(7)의 냉각운전 4방밸브(3)는 냉매가 화살표 실선으로 흐르도록 조작하고, 밸브(31)(24)(26)(27)는 개방한 후(기타 밸브는 폐쇄) 압축기(2)를 구동하면 압축기에서 압축된 고온·고압의 냉매가스는 응축기로 작용하는 제 1 열교환기(4)에서 응축되면서 그 응축열을 유체인 물 또는 공기와 열교환시키므로서 온수를 생성하거나, 실내공기를 가열하여 난방 또는 피건조물의 건조기능을 수행하고, 제 1 열교환기(4)에서 응축된 고온·고압의 냉매액은 첵크밸브(36), 제 1 바이패스도관(11), 제 2 도관(12)을 경유하여 제 2 응축기로 작용하는 제 3 열교환기(10)에 유입되어 제 1 열교환기(4)에서 응축되지 못한 냉매액이 재응축되고 도관(12)(8c)을 경유하여 팽창밸브(6)에서 팽창된후 증발기로 작용하는 제 2 열교환기(7)에 유입되어 유체와 열교환 증발하면서 그 증발열에 의하여 냉수를 생성하거나, 실내공기를 냉각하여 냉방 또는 피냉장물의냉장기능을 수행하고, 증발된 저온·저압의 냉매가스는 도관(8d), 4방밸브(3), 흡입도관(9)을 경유하여 압축기(2)에 흡입되는 사이클을 반복하는 것이며, 이 경우에는 제 4 열교환기(13)의 기능은 정지하는 것이다.
나. 제 1 열교환기(4)의 냉각운전 및 제 2 열교환기(7)의 가열운전
4방밸브(3)는 냉매가 화살표 점선으로 흐르도록 조작하고 밸브(31)(27) (25)(24)는 개방한 후(기타 밸브는 폐쇄) 압축기(2)를 구동하면 압축기에서 압축된 고온·고압의 냉매가스는 응축기로 작용하는 제 2 열교환기(7)에서 응축되고 그 응축열을 유체와 열교환시키므로서 가열기능을 수행하고, 첵크밸브(37), 제 1 바이패스도관(11), 제 2 도관(12)을 경유하여 제 2 응축기로 작용하는 제 3 열교환기 (10)에 유입되어 대기에 의하여 재응축되고 도관(12)(8c)을 경유하여 팽창밸브(5)에서 팽창된 후 제 1 열교환기(4)에 유입되어 증발되면서 유체와 열교환하여 냉각기능을 수행하고, 증발된 저온·저압의 냉매가스는 도관(8b), 4방밸브(3), 흡입도관(9)를 경유하여 압축기(2)에 흡입되는 사이클을 반복하는 것이며, 이 경우에는 제 4 열교환기(13)의 기능은 정지하는 것이다.
2. 제 1 열교환기(4)만의 가열운전 또는 냉각운전실시
가. 제 1 열교환기(4)만의 가열운전
이 운전시에는 제 2 열교환기(7)의 기능은 정지되는 것이며, 4방밸브(3)를 냉매가 화살표 실선으로 흐르도록 조작하고 밸브(31)(24)(28)(30)를 개방(기타 밸브는 폐쇄)한 후 압축기(2)를 구동하면 압축기(2)에서 압축된 고온·고압의 냉매가스는 응축기로 작용하는 제 1 열교환기(4)에서 응축되면서 그 응축열을 유체와 열교환시켜서 가열기능을 수행하고, 제 1 열교환기(4)에서 응축된 냉매액은 첵크밸브 (36), 도관(8c)(11)(12)을 경유하여 제 2 응축기로 작용하는 제 3 열교환기(10)에 유입되어 대기에 의하여 재응축되고 제 2 바이패스도관(14)을 경유하여 팽창밸브 (16)에서 팽창된 후 제 4 열교환기(13)에서 대기에 의하여 증발되고 증발된 저온·저압의 냉매가스는 제 3 도관(15), 제 4 도관(17), 도관(8d)을 경유하여 압축기(2)에 흡입되는 사이클을 반복하는 것이다.
나. 제 1 열교환기(4)만의 냉각운전
이 운전시에는 제 2 열교환기(7) 및 제 3 열교환기(10)의 기능은 정지되는 것이며, 4방밸브(3)는 냉매가 화살표 점선으로 흐르도록 조작하고 밸브(31)(30) (35)(25)(24)를 개방(기타 밸브는 폐쇄)한 후 압축기(2)를 구동하면 압축기(2)에서 압축된 고온·고압의 냉매가스는 도관(8d)(17)(15)를 경유하여 응축기로 작용하는 제 4 열교환기(13)에서 대기에 의하여 응축되고 그 냉매액은 첵크밸브(38), 도관(14)(12)(8c)을 경유하여 팽창밸브(5)에서 팽창된 후 증발기로 작용하는 제 1 열교환기(4)에서 유체와 열교환하여 냉각기능을 수행하고, 증발된 저온·저압의 냉매가스는 압축기(2)에 흡입되는 사이클을 반복하는 것이다.
3. 제 2 열교환기(7)만의 가열운전 또는 냉각운전실시
가. 제 2 열교환기(7)만의 가열운전
이 운전시에는 제 1 열교환기(4)의 기능은 정지되는 것이며, 4방밸브(3)는 냉매가 화살표 점선으로 흐르도록 조작하고 밸브(31)(27)(28)(29)는 개방(기타 밸브는 폐쇄)한 후 압축기(2)를 구동하면 압축기(2)에서 압축된 고온·고압의 냉매가스는 응축기로 작용하는 제 2 열교환기(7)에서 응축되면서 그 응축열을 유체와 열교환시켜 가열기능을 수행하고, 제 2 열교환기(7)에서 응축된 냉매액은 첵크밸브 (37), 제 1 바이패스도관(11)을 경유하여 제 2 응축기로 작용하는 제 3 열교환기 (10)에 유입되어 대기에 의하여 재응축되고 도관(12)(14)을 경유하여 팽창밸브(16)에서 팽창된 후 제 4 열교환기(13)에서 대기에 의하여 증발되고 증발된 저온·저압의 냉매가스는 도관(15)(8b)을 경유하여 압축기(2)에 흡입되는 사이클을 반복하는 것이다.
나. 제 2 열교환기(7)만의 냉각운전
이 운전시에는 제 1 열교환기(4) 및 제 3 열교환기(10)의 기능은 정지되는 것이며, 4방밸브(3)는 냉매가 화살표 실선으로 흐르도록 조작하고 밸브(31)(29) (35)(26)(27)는 개방(기타 밸브는 폐쇄)한 후 압축기(2)를 구동하면 압축기(2)에서 압축된 고온·고압의 냉매가스는 도관(8b)(15)을 경유하여 응축기로 작용하는 제 4 열교환기(13)에서 대기에 의하여 응축되고 고온·고압의 냉매액은 첵크밸브(38), 도관 (14)(12)(8c)을 경유하여 팽창밸브(6)에서 팽창된 후 제 2 열교환기(7)에 유입되어 증발되면서 유체와 열교환하여 냉각기능을 수행하고 증발된 저온·저압의 냉매가스는 도관(8d)을 경유하여 압축기(2)에 흡입되는 것이다.
4. 온수가열운전
상기 1〔제 1 및 제 2 열교환기(4)(7)의 가열 또는 냉각운전〕, 상기 2〔제 1 열교환기(4)만의 가열 또는 냉각운전〕, 상기 3〔제 2 열교환기(7)만의 가열 또는 냉각운전〕의 운전시에 밸브(32)만을 추가 개방하면 압축기(2)에서 압축된 고온·고압의 냉매가스는 냉매 바이패스관(181)을 흐르면서 열교환기(182)와 열교환관계에 있는 온수 열교환기(183)를 흐르는 급수를 가열하는 것이다.
상기와 같이 가열된 온수는 제 1 열교환기(1) 또는 제 2 열교환기(7)를 대류에 의한 난방운전을 할 때 순환펌프(186)의 구동에 의하여 온수 순환관(185)을 순환시키므로서 복사열 발생수단(184)에서 발생된 복사열이 난방하려는 장소에 방사되기 때문에 대류난방 및 복사난방을 동시에 실시할 수 있음으로 제 1 및 제 2 열교환기(4)(7)의 방열량을 감소함과 동시에 팬의 회전수를 감소시키면 소음이 감소되고 기류가 거주자에 닿는 양이 작게 되어 쾌적한 난방을 할 수 있고, 또한 상기와 같이 대류 및 복사난방을 할 때 급수관(184)으로 급수하면서 온수 공급관(188)에서 필요한 온수를 사용할 수 있는 것이다.
그리고 제 1 열교환기(4) 또는 제 2 열교환기(7)를 냉각운전할 때에도 상기 난방운전시와 같이 급수관(184)으로 급수하면서 온수 공급관(188)에서 필요한 온수를 항상 사용할 수 있으며, 이 경우에는 열교환기(182)는 응축기의 기능을 함으로서 냉매가스의 응축이 양호하기 때문에 냉각효율을 증대할 수 있는 것이다.
5. 증발촉진운전
상기 1의 가열운전〔제 1 열교환기(4) 또는 제 2 열교환기(7)의 가열운전〕, 상기 2가〔제 1 열교환기(4)만의 가열운전〕, 상기 3가〔제 2 열교환기(7)만의 가열운전〕의 운전시에 외기온이 하강하면 응축기로 작용하는 제 1 열교환기(4) 또는 제 2 열교환기(7)에서 냉각된 비교적 고온·고압의 냉매액이 제 2 도관(12)에 설치한 가열 열교환기(20)를 경유할 때 축열조(19)에 내장된 축열재에 응축열을 방출함으로서 그 응축열이 축열재에 축열 저장되고, 한편 증발기로 작용하는 제 2 열교환기(7) 또는 제 1 열교환기(4)에서 외기를 열원으로 하여 냉매액이 증발될 때 증발이 되지 못한 습포화 냉매가스는 4방밸브(3)를 통하여 흡기 도관(9)에 설치한 흡열 열교환기(21)를 경유하여 압축기(2)에 흡입될 때 축열조(19)에 내장한 축열재에 축열된 열에 의하여 가열되면서 재증발한 후 압축기(2)에 흡입됨으로서 압축기 (2)에 흡입되는 냉매가스는 건포화 또는 과열 냉매가스 상태로 흡입되는 것이다.
또한, 상기 2가 및 3가의 운전시에는 대기에 노출시켜 설치한 제 4 열교환기 (13)는 증발기로 작용하는 바, 이경우에는 팬(39)을 구동하여 제 2 응축기로 작용하는 제 3 열교환기(10)의 응축열을 제 4 열교환기(13)에 추가 공급함으로서 제 4 열교환기에 서리나 이슬이 생기지 않기 때문에 냉매액의 증발이 양호하게 되는 것이다.
그리고 상기 가열운전시에 가열 열교환기(20)의 응축열만으로서 압축기(2)에 흡입되는 냉매가스가 건포화 또는 과열되지 않거나 외기온이 더욱더 하강하였을 때에는 도관(8a) 및 온수 바이패스관(189)에 설치한 밸브(32),(34)를 개방하고 온수 순환관(186)에 설치한 밸브(33)를 폐쇄한 후 온수 가열회로(18)를 작동시키면 온수 열교환기(183)에서 생성된 온수는 온수 바이패스관(189)를 흐르면서 제 2 가열 열교환기(22)에서 축열재와 열교환하여 축열재에 추가 축열됨으로서 축열량이 대폭 증대되기 때문에 흡입도관(9)을 흐르는 냉매액 또는 습포화 냉매가스는 건포화 또는 과열 냉매증기가 되어 압축기(2)에 흡입됨으로서 외기온이 낮을 때에도 가열능력을 양호하게 유지할 수 있고 압축기(2)의 습압축이 방지되어 신뢰성을 확보할 수 있는 것이다.
이상과 같이 본 발명은 제 1 및 제 2 열교환기에서 가열기능 및 냉각기능을 동시에 또는 선택적으로 발휘함으로서 열원을 효율적으로 이용하고 구조를 단순화함과 동시에 설치면적을 작게 차지하기 때문에 에너지를 절약할 수 있고 비용을 절감할 수 있는 것이다. 그리고 난방시에 대류난방과 복사난방을 동시에 실시할 수 있음으로 소음이 감소되고 기류가 거주자에게 닿는 양을 작게 할 수 있어서 쾌적한 난방을 할 수 있으며, 또한 축열조를 설치하여 압축기에 흡입되는 냉매가스를 건포화 또는 과열화할 수 있기 때문에 외기온이 낮을 때에도 가열능력을 양호하게 유지할 수 있고 압축기의 습압축이 방지되어 신뢰성을 확보할 수 있는 것이다.

Claims (4)

  1. 압축기(2), 4방밸브(3), 제 1 열교환기(4), 팽창밸브(5)(6), 제 2 열교환기 (7) 및 상기 4방밸브(3)를 도관(8a~8d)으로 순서대로 연결하고, 상기 4방밸브(3)와 압축기(2)를 흡입도관(9)으로 연결한 기본 냉매회로(1)와; 상기 도관(8c)에 제 1 바이패스도관(11)을 연결함과 동시에 상기 제 1 바이패스도관(11)과 도관(8c)에 제 2 도관(12)을 연결하여 상기 제 2 도관(12)에 설치한 제 3 열교환기(10)와; 상기 제 2 도관(12)에 제 2 바이패스도관(14)을 연결함과 동시에 상기 제 2 바이패스도관(14)과 상기 도관(8b)에 연결되고 팽창밸브(16)가 설치된 제 3 도관(15)에 설치한 제 4 열교환기(13)와; 상기 도관(8a)에 설치한 온수 가열회로(18)와; 상기 제 2 도관(12)의 제 3 열교환기 입구측에 설치한 가열 열교환기(20)와, 상기 흡입도관 (9)에 설치한 흡열 열교환기(21) 및 상기 온수 가열회로(18)에 연결한 제 2 가열 열교환기(22)를 내장한 축열조(19)로 구성한 히트 펌프 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서, 온수 가열회로는 도관(8a)에 냉매 바이패스관(181)을 연결하여 열교환기(182)를 설치하고, 상기 열교환기(182)와 열교환관계를 가진 온수 열교환기(183)를 일측에, 타측에 복사열 발생수단(184)을 설치한 온수 순환관(185)으로 연결한 히트 펌프 시스템.
  3. 제 2 항에 있어서, 복사열 발생수단은 방바닥에 매설하는 방열코일 또는 라디에이터 중에서 선택되는 히트 펌프 시스템.
  4. 제 2 항에 있어서, 온수 순환관에 급수관 및 온수 공급관을 연결한 히트 펌프 시스템.
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