KR200274119Y1 - Heat pump system - Google Patents
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Abstract
본 고안은 히트펌프시스템에 관한 것으로, 그 목적은 고온용 열원(온수 등)을 안정적으로 공급하여 주며, 증발압력 저하 및 응축압력 상승 시에도 성능저하 및 압축기의 소요동력을 증가가 없고, 겨울철 실외 기온 저하 시에도 고온의 열원을 연속적으로 공급하여 주기 위하여 중온용 및 고온용 히트펌프로 구성되어, 외기 공기의 온도에 따라 최적의 히트 펌프 성능을 위하여 직렬 및 병렬로 히트 펌프를 제어하며, 중온용 히트 펌프 시스템의 제상 시에도 중온 탱크의 축열 열량으로 고온의 히트펌프 시스템을 안정적으로 운전함으로서 성능향상 및 동력을 절감 시켜 주며, 냉열원 및 온열원을 동시에 생성하며, 중온 및 고온 열원을 혼합하여 최적의 성능을 얻을 수 있도록 한 것이다.The present invention relates to a heat pump system, and its purpose is to stably supply a high temperature heat source (hot water, etc.), and to reduce the performance and the power consumption of the compressor even when the evaporation pressure is lowered and the condensation pressure is increased, It is composed of medium and high temperature heat pumps to continuously supply high temperature heat source even when the temperature decreases, and controls heat pumps in series and parallel for optimal heat pump performance according to the temperature of outside air. Even during defrosting of the heat pump system, the heat pump system is operated stably with the heat storage capacity of the medium temperature tank, thereby improving performance and reducing power, simultaneously generating a cooling heat source and a heat source, and mixing the medium and high temperature heat sources. To get the performance.
Description
본 고안은 겨울철 외기 온도의 저하시 및 제상 운전 중에도 히트 펌프의 성능저하 없이 고온의 열원(온수 등을 칭함)을 얻기 위하여 중온용 및 고온용 히트펌프 시스템으로 구성되어서 중온 탱크 및 고온 탱크의 온도를 일정하게 유지 시켜주면서 높은 온도의 열원을 연속적으로 공급하여 주도록 한 히트펌프에 관한 것으로, 특히 외기 온도 저하시에도 고온용 히트펌프 시스템의 증발압 및 응축압을 일정하게 유지하며, 제상 시에도 중온 탱크의 축열량으로 안정적인 운전을 하여 압축기의동력을 절감하며, 외기 온도 변화시 설정 외 온도에서는 중온용 및 고온용 히트펌프 시스템을 직렬 및 병렬로 운전 시켜 최적의 운전을 하도록 한 것이다.The present invention is composed of medium and high temperature heat pump system to obtain a high temperature heat source (called hot water, etc.) without degrading the heat pump during defrost operation and defrosting operation in winter. The present invention relates to a heat pump that continuously supplies a high temperature heat source while maintaining a constant temperature. In particular, the heat pump maintains a constant evaporation pressure and condensation pressure of a high temperature heat pump system even when the ambient temperature decreases. It saves the compressor's power by stable operation with the heat storage amount of heat, and it operates the medium and high temperature heat pump system in series and parallel at the temperature outside the setting when the outside temperature changes to make the optimum operation.
일반적으로 히트펌프 시스템의 냉매 순환 사이클은, 냉매가스를 고온고압의 상태로 응축 압력까지 압축하는 압축기와, 상기 압축기에서 압축된 냉매를 냉각수(공랭식의 경우 물이 아닌 공기이며 기타 다른 냉각제나 기기가 사용되며 설명 상 물로 한다)에 의한 방열에 의하여 액상으로 응축하는 응축기와, 상기 응축기에서 응축된 고온고압 상태의 액상 냉매를 교축작용에 의하여 저압상태의 기상냉매로 팽창시키는 팽창밸브와, 그리고 팽창밸브에서 팽창된 냉매를 증발시키면서 냉매의 증발잠열을 이용하여 송풍기(피 냉각물체에 따라 액체나 우유 기타 냉동장치의 종류나 구조에 따라 증발기의 종류가 많으나 여기서는 설명상 공기로 한다)에 의하여 송풍되는 공기를 열교환에 의하여 냉각함과 아울러 상기 압축기로 냉매가스를 복귀시키는 증발기로 이루어진다.In general, a refrigerant circulation cycle of a heat pump system includes a compressor for compressing a refrigerant gas at a high temperature and high pressure to a condensation pressure, and the refrigerant compressed in the compressor is air, not water, in the case of air cooling, and other coolant or equipment Condensed into a liquid phase by heat dissipation by means of water), an expansion valve for expanding a liquid refrigerant in a high temperature and high pressure state condensed in the condenser into a gaseous refrigerant in a low pressure state by throttling, and an expansion valve. Air that is blown by a blower by using the latent heat of evaporation of the evaporated refrigerant in the blower (the type or structure of the liquid, milk, or other refrigeration system depending on the object to be cooled, but here is air for explanation) To an evaporator that cools by heat exchange and returns refrigerant gas to the compressor. Is done.
이러한 히트펌프 시스템은, 냉매 순환 사이클 동안 상기 냉매가 기체→액체 및 액체→기체로 연속적으로 상태변화 하며, 난방 및 냉방 운전의 전환을 사방변으로 전환하는 시스템으로 히트 펌프류는 난방열원으로서 고온의 열원(온수 등)을 만드는 시스템이다.The heat pump system is a system in which the refrigerant continuously changes state from gas to liquid and liquid to gas during a refrigerant circulation cycle, and the heating and cooling operation is switched to all directions. The heat pump is a heating source as a heat source. (Hot water, etc.) to create a system.
또한, 통상의 히트 펌프류는 고온의 열원(온수 등)을 생성시키기 어렸고, 고온의 열원을 생성시킨다 해도 간헐적으로 소량만을 생성하였다. 따라서 겨울철의 외기 온도 저하 시에는 그 성능이 급격히 저하되어 열원온도의 저하 발생하고, 증발 압력 및 압축기 흡입 냉매의 비체적이 커져서 압축기의 토출 압력과의 비인 압력비가 커져서 압축효율이 저하하며 과다한 토출온도의 상승으로 압축기의 소손을 일으키는 원인이 된다. 또 높은 열원온도를 만들기 위하여 응축기의 압력이 높은 고온 고압으로 운전되므로 압축기의 과부하를 일으켜 소손의 원인이 된다.In addition, normal heat pumps are hard to generate a high temperature heat source (hot water or the like), and only a small amount is produced intermittently even when a high temperature heat source is generated. Therefore, when the outside air temperature decreases in winter, the performance decreases rapidly and the heat source temperature decreases, and the evaporation pressure and the specific volume of the compressor suction refrigerant increase, and the pressure ratio, which is the ratio of the discharge pressure of the compressor, becomes large, so that the compression efficiency decreases. Lifting causes damage to the compressor. In addition, since the condenser pressure is operated at high temperature and high pressure to make a high heat source temperature, it causes overload of the compressor, causing damage.
상기한 바와 같은 종래 히트펌프 시스템에 있어서는, 증발 압력 저하 및 응축압 상승이 급격한 성능저하 및 압축기의 운전동력이 증가하여 압축기의 소손을 발생하며 에너지의 낭비가 심하며, 겨울철에 외기 온도의 저하 시 낮은 증발온도로 인한 비체적 및 효율 저하로 낮은 성능과 높은 에너지 손실이 발생하는 실정이다. 또한, 통상적인 히트펌프 시스템에서는 하나의 히트펌프 시스템으로 운전됨으로 외기 온도 저하시 응축압과 증발압의 비인 압축비가 커서 압축기의 효율의 저하 및 성능저하 발생하는 단점이 있다.In the conventional heat pump system as described above, the evaporation pressure drop and the condensation pressure rise suddenly decreases the performance and the driving power of the compressor increases, causing the compressor to burn out and wasting energy, and lowering the winter temperature when the outside air temperature decreases. Low performance and high energy loss occur due to a decrease in specific volume and efficiency due to evaporation temperature. In addition, the conventional heat pump system is operated as a single heat pump system, so the compression ratio, which is the ratio of the condensation pressure and the evaporation pressure, is large when the outside air temperature decreases, resulting in a decrease in the efficiency and performance degradation of the compressor.
본 고안의 목적은, 히트펌프의 열원 출력으로서 고온의 열원을 안정적으로 공급하여 주며, 고온용 히트펌프 시스템의 증발압 및 응축압을 항상 일정하게 유지하며, 년간 높은 성능계수(COP)로 운전되며, 중온용 히트펌프의 제상 시에도 고온용 히트 펌프 시스템의 증발압 및 응축압을 일정하게 유지하며, 낮은 압축 비에 의한 압축기의 효율 향상에 의한 성능향상 및 외기 온도 변화시 중온용 및 고온용 히트펌프의 직렬 및 병렬운전을 함으로서 안정적인 사이클을 형성하여 성능 향상 및 동력을 절감시켜 주며, 고온탱크 및 중온탱크의 열원을 설정온도로 제어되는 혼합 장치에 의해 혼합 공급함으로서 일정한 열원을 효율적으로 공급하며, 냉 난방 동시 공급 하도록 한 히트 펌프 시스템을 제공하는데 있다.The purpose of the present invention is to stably supply a high temperature heat source as a heat source output of a heat pump, to maintain constant evaporation pressure and condensation pressure of a high temperature heat pump system at all times, and to operate at a high coefficient of performance (COP) for a year. Maintains constant evaporation pressure and condensation pressure of high temperature heat pump system even when defrosting medium temperature heat pump, improves performance by improving compressor efficiency due to low compression ratio, and medium temperature and high temperature heat when ambient temperature changes By performing a series and parallel operation of the pump, it forms a stable cycle to improve performance and reduce power, and supplies a constant heat source efficiently by mixing and supplying the heat source of the high temperature tank and the medium temperature tank by a mixing device controlled at a set temperature. It is to provide a heat pump system for simultaneous supply of cooling and heating.
도 1은 본 고안에 따른 히트 펌프 시스템의 계통도를 나타낸 도면이고,1 is a view showing a system diagram of a heat pump system according to the present invention,
도 2는 본 고안에 따른 히트 펌프 시스템의 다른 예를 나타낸 계통도이다.2 is a system diagram showing another example of a heat pump system according to the present invention.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *Explanation of symbols on the main parts of the drawings
1,51 - 제1,압축기 2,52 - 제1,2응축기1,51-1st, compressor 2,52-1st, 2nd compressor
3,53 - 제1,2증발기 4,54 - 제1,2팽창밸브3,53-1st, 2nd evaporator 4,54-1st, 2nd expansion valve
5,55 - 제1,2수액기 11 - 중온 탱크5,55-1st, 2nd receiver 11-Medium temperature tank
56 - 고온 탱크 80 - 보조 탱크56-High Temperature Tank 80-Auxiliary Tank
상기 목적을 달성하기 위한 본 고안에 따른 히트펌프시스템은, 냉매가스를 고온고압의 상태로 압축하여 배출하는 제1,2압축기; 상기 제1,2압축기에서 각각 압축된 냉매를 액상으로 응축하는 제1,2응축기; 상기 제1,2응축기에서 각각 응축된 고온고압 상태의 액상 냉매를 저압상태의 액상냉매로 팽창시키는 제1,2팽창밸브; 상기 제1응축기와 제1팽창밸브 사이 및 제2응축기와 제2팽창밸브의 사이에 각각 설치되어 액상 냉매만을 제1,2팽창밸브로 각각 공급하도록 하는 제1,2수액기; 상기 제1,2팽창밸브에서 각각 팽창된 냉매를 증발시키면서 냉매의 증발잠열을 이용하여 피 냉각물체와 열 교환에 의하여 냉동효과를 달성하면서 증발하여 저온저압의 기상의 냉매가스를 제1,2압축기로 각각 복귀시키는 제1,2증발기; 상기 제2응축기의 응축열을 회수하여 고온으로 승온되어 난방 및 급탕의 열원으로 사용되어 지는 고온탱크; 상기 제1응축기의 응축열을 회수하여 중온의 열 매체를 형성하며 제2증발기의 증발 열원으로 공급하는 한편 고온 탱크의 보충수 역할을 겸하는 중온 탱크; 상기 중온 탱크와 제1응축기의 사이 및 상기 고온 탱크와 제2응축기의 사이에 각각 설치된 제1,2순환펌프; 상기 제2증발기의 증발 열원으로 보충수의 역할을 하는 보조탱크; 및 상기 제1압축기의 토출라인에서 핫가스를 분기하여 일정 시간마다 핫가스 제어밸브를 제어하여 고온 고압의 냉매증기를 제1응축기를 거치지 않고 제1증발기로 공급하여 제상을 하도록 하는 제상수단을 포함하는 것을 특징으로 한다.Heat pump system according to the present invention for achieving the above object, the first and second compressors for compressing the refrigerant gas in a state of high temperature and high pressure discharge; First and second condensers for condensing the refrigerant compressed by the first and second compressors in the liquid phase; First and second expansion valves for expanding the liquid refrigerant in the high temperature and high pressure state condensed in the first and second condensers into the liquid refrigerant in the low pressure state; First and second receivers respectively installed between the first condenser and the first expansion valve and between the second condenser and the second expansion valve to supply only the liquid refrigerant to the first and second expansion valves, respectively; While evaporating the refrigerant expanded in the first and second expansion valves respectively, the refrigerant is evaporated while achieving a freezing effect by heat exchange with the object to be cooled by using the latent heat of evaporation of the refrigerant. First and second evaporators, respectively, to return to the furnace; A high temperature tank which recovers the heat of condensation of the second condenser and is heated to a high temperature and used as a heat source for heating and hot water supply; A medium temperature tank which recovers the heat of condensation of the first condenser to form a medium temperature medium and supplies the heat medium to the evaporation heat source of the second evaporator, and serves as a supplementary water of the high temperature tank; First and second circulation pumps respectively installed between the medium temperature tank and the first condenser and between the high temperature tank and the second condenser; An auxiliary tank serving as supplemental water as an evaporation heat source of the second evaporator; And defrosting means for branching the hot gas from the discharge line of the first compressor to control the hot gas control valve at a predetermined time so as to supply the high temperature and high pressure refrigerant vapor to the first evaporator without passing through the first condenser to perform defrost. Characterized in that.
상기 제1증발기는 외기와 직접 열 교환을 하도록 하고, 상기 제2증발기는 중온 탱크의 온수와 보조 탱크의 냉수 및 공기와 직접 열 교환에 의하여 냉매 액을증기로 증발시키도록 한 것을 특징으로 한다.The first evaporator is to perform a direct heat exchange with the outside air, the second evaporator is characterized in that to evaporate the refrigerant liquid to the steam by direct heat exchange with hot water of the medium temperature tank and cold water and air of the auxiliary tank.
상기 제1증발기는 적어도 두 개 이상의 열교환기들을 병렬로 설치하고 그 열교환기들을 상기 제1,2팽창밸브에 의해 선택적으로 사용할 수 있도록 그 입구단측과 출구단측에 각각 제어밸브들을 설치한 것을 특징으로 한다.The first evaporator is provided with at least two heat exchangers in parallel, and the control valves are installed on the inlet end and the outlet end side so that the heat exchangers can be selectively used by the first and second expansion valves, respectively. do.
상기 고온 탱크와 중온 탱크는 그 고온 탱크의 물과 중온 탱크의 물을 서로 혼합하여 공급하거나 단독으로 공급할 수 있도록 혼합밸브를 더 설치한 것을 특징으로 한다.The high temperature tank and the medium temperature tank is characterized in that the mixing valve is further installed so that the water of the high temperature tank and the water of the medium temperature tank are mixed with each other or supplied alone.
상기 제상수단은 제1응축기의 입구단측과 출구단측 및 제1증발기의 입구단측과 출구단측에 각각 제어밸브들을 설치하고, 상기 제1응축기의 출구단측과 제1증발기의 출구단측을 연결하도록 바이패스 배관을 설치하며 그 바이패스 배관에는 제1증발기의 출구단측에서 제1응축기의 출구단측으로만 냉매가 흐르도록 하는 체크밸브를 설치하여 상기 제어밸브들과 체크밸브의 선택적인 개폐에 의해 제상을 하도록 하는 것을 특징으로 한다.The defrosting means is provided with control valves on the inlet end and the outlet end of the first condenser and the inlet end and the outlet end of the first evaporator, respectively, and bypasses the outlet end of the first condenser and the outlet end of the first evaporator. Pipes are installed, and check valves are installed in the bypass pipes so that refrigerant flows only from the outlet end of the first evaporator to the outlet end of the first condenser to defrost by selective opening and closing of the control valves and the check valve. Characterized in that.
상기 고온 탱크와 중온 탱크를 하나의 탱크로 구성하여 제1응축기의 온수 입구를 최하부로, 제1응축기의 온수를 탱크의 중간 높이로 하고, 제2증발기의 공급 온수를 탱크의 중간으로 하며, 온수의 출구는 탱크의 하부로 하는 한편, 제2응축기의 고온수는 탱크의 중간에서 인입하여 탱크의 상부로 토출하도록 한 것을 특징으로 한다.The hot water tank and the medium temperature tank are composed of one tank, and the hot water inlet of the first condenser is the lowest, the hot water of the first condenser is the middle height of the tank, and the hot water of the second evaporator is the middle of the tank. The outlet of the tank is a lower part of the tank, while the hot water of the second condenser is drawn in the middle of the tank to be discharged to the upper part of the tank.
상기 제1증발기 및 제2증발기를 각각 단독으로 공기와 접촉하여 열교환 하도록 한 것을 특징으로 한다.The first evaporator and the second evaporator are characterized in that the heat exchange in contact with the air alone.
본 고안의 특징 및 이점들은 첨부도면에 의거하여 바람직한 실시 예에 대한 상세한 설명으로 더욱 명백해질 것이다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 고안자가 그 자신의 고안을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 고안의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.Features and advantages of the present invention will become more apparent from the detailed description of the preferred embodiments based on the accompanying drawings. Prior to this, the terms or words used in this specification and claims should not be construed as being limited to their usual or dictionary meanings, and the inventors will properly interpret the concept of terms in order to best explain their own design. Based on the principle that it can be defined, it should be interpreted as meaning and concept corresponding to the technical idea of the present invention.
본 고안에 따른 히트펌프시스템은, 중온용 히트펌프 시스템(100), 고온용 히트펌프 시스템(500), 중온 탱크(11), 고온 탱크(56) 및 보조 탱크(80)로 구성되는 것으로, 이하에서는 중온용 히트펌프 시스템(100)과 고온용 히트펌프 시스템(500)을 구분하여 설명한다.The heat pump system according to the present invention is composed of a medium temperature heat pump system 100, a high temperature heat pump system 500, a medium temperature tank 11, a high temperature tank 56 and the auxiliary tank 80, In the following description, the heat pump system 100 for medium temperature and the heat pump system 500 for high temperature are distinguished.
먼저, 중온용 히트펌프 시스템(100)은, 제1압축기(참조 부호1)로서 냉매가스를 흡입하여 고온고압으로 압축하여 배출하기 위한 것으로서, 그 사용목적에 따라 왕복동식, 크랭크식, 사판식, 워블 플레이트식, 로터리식, 스크롤식 등 다양한 형태의 압축기가 적용될 수 있다.First, the medium temperature heat pump system 100 is to suck the refrigerant gas as the first compressor (reference numeral 1) and compress and discharge the refrigerant gas at a high temperature and high pressure. The reciprocating type, crank type, swash plate type, Various types of compressors, such as wobble plate type, rotary type, and scroll type, may be applied.
상기 제1압축기(1)의 토출라인은 사방변(6)을 통하여 제1응축기(2)와 연결되며, 이 제1응축기(2)는 상기 제1압축기(1)에서 압축되어 배출되는 냉매가스를 방열시킴으로써 고온고압의 액상 냉매로 응축하도록 되어 있다. 여기서는 구체적으로 도시하지 않았으나, 상기 제1응축기(2)는 판형 열교환기, 셀앤튜브 및 튜브 인 튜브등의 형태로 적용 될 수 있다.The discharge line of the first compressor (1) is connected to the first condenser (2) through the four sides (6), the first condenser (2) is the refrigerant gas is compressed and discharged from the first compressor (1) By heat dissipation, it is condensed into a liquid refrigerant having a high temperature and high pressure. Although not shown in detail, the first condenser 2 may be applied in the form of a plate heat exchanger, a cell-and-tube, and a tube-in-tube.
따라서, 중온 탱크(11)의 열매체 순환 펌프(16)에 의해 제1응축기(2)의 내부로 순환되며 이 과정에서 제1응축기(2) 내부를 유동하는 냉매는 열매체에 열량을 빼앗겨 냉매의 응축작용이 수행된다. 한편, 제1압축기(1)의 입구단측에는 후술하는 제1팽창밸브(4)로부터 유입되는 냉매를 증발시킴으로써 이 때의 증발잠열을 이용하여 피 냉각물체 와 냉매를 열교환시켜 냉동효과를 달성하는 하는 제1증발기(3)가 연결되고, 상기 제1증발기(3)와 제1압축기(1)와의 사이에는 제1증발기(3)로부터 배출되는 냉매가스에 함유된 액냉매를 분리하여 냉매가스만을 제1압축기(1)로 복귀시키기 위한 액분리기가 더 설치된다.Therefore, the refrigerant circulated into the first condenser 2 by the heat medium circulation pump 16 of the medium temperature tank 11 and in this process, the refrigerant flowing inside the first condenser 2 is deprived of heat by the heat medium and condenses the refrigerant. The action is performed. On the other hand, the inlet end side of the first compressor (1) by evaporating the refrigerant flowing from the first expansion valve (4) to be described later by using the latent heat of evaporation heat exchanged between the object to be cooled and the refrigerant to achieve the freezing effect The first evaporator 3 is connected, and the liquid refrigerant contained in the refrigerant gas discharged from the first evaporator 3 is separated between the first evaporator 3 and the first compressor 1 to remove only the refrigerant gas. A liquid separator for returning to the compressor 1 is further provided.
그리고, 제1증발기(3)의 입구단측에는 공급되는 고온고압 상태의 액상 냉매를 교축작용에 의하여 저압상태의 냉매로 팽창시켜 증발작용이 용이하게 수행되도록 제1증발기(3)로 공급하기 위한 제1팽창밸브(4)가 설치된다. 이 제1팽창밸브(4)는, 여기서는 구체적으로 도시되지는 않았으나, 감온실 내부의 온도에 따른 다이어프램의 팽창변위에 의하여 압력전달로드를 통하여 고압냉매유로의 개도를 조절하는 내부균압식, 캐필러리 튜브를 통한 다이어프램의 팽창변위에 의하여 고압냉매유로의 개도를 조절하는 외부균압식 등 일반적으로 TEV라하는 감온식 팽창변 및 전자식등의 다양한 형태의 것이 사용될 수 있다.In addition, an inlet end side of the first evaporator 3 expands the liquid refrigerant in a high temperature and high pressure state into a refrigerant in a low pressure state by throttling to supply the first evaporator 3 so that the evaporation can be easily performed. One expansion valve 4 is installed. Although not shown in detail, the first expansion valve (4) is an internal pressure equalization type and capillary which controls the opening degree of the high-pressure refrigerant passage through the pressure transfer rod by the expansion displacement of the diaphragm according to the temperature inside the temperature reduction chamber. Various types of thermostatic expansion valves, such as TEV and electronics, can be used, such as external pressure equalization, which controls the opening degree of the high-pressure refrigerant flow path by expansion displacement of the diaphragm through the tube.
상기 제1팽창밸브(4)의 입구단측에는 액상 냉매만을 제1팽창밸브(4)로 공급하기 위한 제1수액기(5)가 설치된다. 이 제1수액기(5)는 냉동사이클의 부하변동에 대응하여 냉매를 일시 저장함과 아울러 액냉매에 함유된 미 응축냉매나 불응축가스를 분리하는 작용을 한다.On the inlet end side of the first expansion valve 4, a first receiver 5 for supplying only the liquid refrigerant to the first expansion valve 4 is provided. The first receiver 5 temporarily stores the refrigerant in response to load fluctuations of the refrigerating cycle, and serves to separate uncondensed refrigerant or non-condensed gas contained in the liquid refrigerant.
본 고안에 따르면, 상기 제1증발기(3)는 외기의 공기와 냉매 액과의 직접 열교환으로 제1증발기(3)의 냉매 액은 액상에서 증기로 증발하며 공기를 냉각한다. 또한, 상기 제1증발기(3)는 적어도 두 개 이상의 열교환부들이 병렬로 설치되어 있고, 그 사이에 제어밸브들(10)(15)이 설치되어 있다. 상기 제어밸브들(10)(15)에 의해 상기 병렬로 설치된 열교환부들을 선택적으로 사용할 수 있다.According to the present invention, the first evaporator (3) is a direct heat exchange between the air of the outside air and the refrigerant liquid to cool the air by evaporating the refrigerant liquid of the first evaporator (3) from the liquid phase. In addition, the first evaporator 3 is provided with at least two heat exchangers in parallel, and control valves 10 and 15 are disposed therebetween. The heat exchangers installed in parallel may be selectively used by the control valves 10 and 15.
또한, 상기 제1증발기(3)의 제상을 위해, 본 고안에서는 도 1과 도 2에 나타낸 바와 같이 구성할 수 있다.In addition, in order to defrost the first evaporator 3, the present invention can be configured as shown in Figs.
먼저, 도 1에 의하면, 상기 제1압축기(1)의 토출라인에서 응축기와 병렬로 분기한 배관에 핫가스밸브(9)를 설치하여 그 핫가스밸브(9)로 제어한다. 이러한 핫가스밸브(9)에 의해 제1응축기(2)를 거치지 않는 고온 고압의 핫 가스에 의하여 주기 적으로 이루어지며, 핫가스밸브(9)의 동작은 주기 적인 신호에 의해 작동된다.First, according to FIG. 1, the hot gas valve 9 is installed in the pipe branched in parallel with the condenser in the discharge line of the first compressor 1, and the hot gas valve 9 is controlled. The hot gas valve (9) is made periodically by hot gas of high temperature and high pressure that does not pass through the first condenser (2), the operation of the hot gas valve (9) is operated by a periodic signal.
이러한 도 1에 의한 제상은, 제1응축기(2)의 입구단측에 설치된 제어밸브(8)은 열고, 제1수액기(5)와 제1팰창밸브(4)의 사이에 설치되어 있는 제어밸브(90)와, 핫가스밸브(9)를 닫은 상태로 일정시간 운전하여 제1증발기(3) 내부의 액냉매를 제거하여 제1응축기(2) 및 수액기에 냉매액을 저장한다.In the defrost according to FIG. 1, the control valve 8 provided at the inlet end side of the first condenser 2 is opened, and the control valve is provided between the first receiver 5 and the first inlet valve 4. 90 and the hot gas valve 9 are closed for a predetermined time to remove the liquid refrigerant inside the first evaporator 3 to store the refrigerant liquid in the first condenser 2 and the receiver.
이 상태에서 상기 제어밸브(90)(8)를 닫고 핫가스밸브(9)를 열은 상태로 소정의 시간 운전하면 제1증발기(3:실외기)에 핫가스가 인입되어 신속하게 제상이 완료된다.In this state, when the control valves 90 and 8 are closed and the hot gas valve 9 is opened for a predetermined time, hot gas is introduced into the first evaporator 3 (outdoor unit) to quickly complete defrosting. .
이와 같이 제상을 완료하면 제어밸브(90)(8)는 열고, 핫가스밸브(9)는 닫은 상태로 정상 운전하는 것으로, 상기와 같은 제상을 위한 과정을 일정시간 마다 반복하여 하면 좋다.When the defrost is completed in this way, the control valves 90 and 8 are opened, and the hot gas valve 9 is normally operated. The above process for defrosting may be repeated every predetermined time.
다음으로, 도 2에 의하면, 상기 도 1의 구성에서 상기 제1응축기(2)의 입구단측과 출구단측 및 제1증발기(3)의 입구단측과 출구단측에 각각 제어밸브들(8)(21)(90)(17)을 설치하고, 상기 제1응축기(2)의 출구단측과 제1증발기의 출구단측을 연결하도록 바이패스 배관을 설치하며 그 바이패스 배관에는 제1증발기(3)의 출구단측에서 제1응축기(2)의 출구단측으로만 냉매가 흐르도록 하는 체크밸브(20)를 설치하여 상기 제어밸브들(8)(21)(90)(17)과 체크밸브(20)의 선택적인 개폐에 의해 제상을 한다.Next, according to FIG. 2, in the configuration of FIG. 1, control valves 8 and 21 are respectively provided at the inlet end side and the outlet end side of the first condenser 2, and the inlet end side and the outlet end side of the first evaporator 3, respectively. (90) and (17) are installed, and a bypass pipe is installed to connect the outlet end side of the first condenser 2 and the outlet end side of the first evaporator, and the bypass pipe has an outlet of the first evaporator 3. Selection of the control valves 8, 21, 90, 17 and the check valve 20 by providing a check valve 20 for allowing refrigerant to flow only from the end side to the outlet end side of the first condenser 2. Defrost is done by regular opening and closing.
이러한 도 2에 의한 제상은, 상기 제어밸브(21)(9)를 닫고 운전하여 제1증발기(3) 및 제1수액기(5)의 냉매액을 제거하고, 제어밸브(8)(17)(21)(90)을 닫고 핫가스밸브(9)는 열은 상태로 운전하여 제1팽창변(4)과 제1증발기(3) 사이에 인입시켜 제상을 한다.2 is operated by closing the control valves 21 and 9 to remove the refrigerant liquid of the first evaporator 3 and the first receiver 5, and the control valves 8 and 17. (21) (90) are closed and the hot gas valve (9) is operated in a heated state to draw in between the first expansion valve (4) and the first evaporator (3) to perform defrost.
이때 응축된 냉매액은 체크밸브(20)를 지나 제1수액기(5)에 저장한다. 제상운전 종료 시에는 핫가스밸브(9)를 닫고 제어밸브(21)(17)(8)(90)을 열어서 제1수액기(5)의 냉매액을 증발기(3)에 인입 시킨다. 상기와 같은 제상을 위한 과정을 일정시간 마다 반복하여 하면 좋다.At this time, the condensed refrigerant liquid passes through the check valve 20 and is stored in the first receiver 5. At the end of the defrosting operation, the hot gas valve 9 is closed and the control valves 21, 17, 8, 90 are opened to introduce the refrigerant liquid of the first receiver 5 into the evaporator 3. The defrosting process may be repeated every predetermined time.
본 고안에 따르면, 상기 제1압축기(1)의 입구단측에는 액분리기와 열교환기(7)를 거친 냉매증기를 직접 흡입되도록 연결한다.According to the present invention, the inlet end side of the first compressor 1 is connected to direct suction of the refrigerant vapor passed through the liquid separator and the heat exchanger (7).
다음으로, 고온용 히트펌프 시스템(500)은, 제2압축기(참조 부호 51)로서, 냉매가스를 흡입하여 고온고압으로 압축하며, 이 제2압축기(51)의 토출라인은 제2응축기(52)와 연결되며, 이 제2응축기(52)는 상기 제2압축기(51)에서 압축되어 배출되는 냉매가스를 방열시킴으로써 고온고압의 액상 냉매로 응축하도록 되어 있다. 여기서는 구체적으로 도시하지 않았으나, 상기 제2응축기(52) 역시 판형 열교환기, 셀앤튜브 및 튜브 인 튜브등의 형태로 적용 될 수 있다.Next, the high temperature heat pump system 500, as a second compressor (reference numeral 51), sucks the refrigerant gas and compresses it to high temperature and high pressure, and the discharge line of the second compressor 51 is the second condenser 52. The second condenser 52 is configured to condense into a liquid refrigerant of high temperature and high pressure by dissipating the refrigerant gas compressed and discharged from the second compressor 51. Although not illustrated in detail, the second condenser 52 may also be applied in the form of a plate heat exchanger, a cell-and-tube, and a tube-in tube.
따라서, 고온 탱크(56)의 열매체는 순환 펌프(59)에 의해 제2응축기(52)의 내부로 순환되며, 이 과정에서 제2응축기(52) 내부를 유동하는 냉매의 온도가 열매체에 빼앗겨 냉매의 응축작용이 수행된다.Accordingly, the heat medium of the high temperature tank 56 is circulated by the circulation pump 59 into the second condenser 52, and in this process, the temperature of the refrigerant flowing in the second condenser 52 is lost to the heat medium. Condensation is carried out.
한편, 제2압축기(51)의 입구라인쪽에는 후술하는 제2팽창밸브(54)로부터 유입되는 냉매를 증발시킴으로써 이 때의 증발잠열을 이용하여 피 냉각물체 와 냉매를 열교환시켜 냉동효과를 달성하는 하는 제2증발기(53)가 연결되고, 상기 제2증발기(53)와 제2압축기(51)와의 사이에는 제2증발기(53)로부터 배출되는 냉매가스에 함유된 액냉매를 분리하여 냉매가스만을 제2압축기(51)로 복귀시키기 위한 액분리기가 설치된다.On the other hand, the inlet line side of the second compressor (51) by evaporating the refrigerant flowing from the second expansion valve 54 to be described later by using the latent heat of evaporation heat exchanged between the object and the refrigerant to achieve the freezing effect The second evaporator 53 is connected, and between the second evaporator 53 and the second compressor 51 separates the liquid refrigerant contained in the refrigerant gas discharged from the second evaporator 53 to cool only the refrigerant gas. A liquid separator for returning to the second compressor 51 is provided.
그리고, 제2증발기(53)의 입구단에는 공급되는 고온고압 상태의 액상 냉매를 교축작용에 의하여 저압상태의 냉매로 팽창시켜 증발작용이 용이하게 수행되도록 제2증발기(53)로 공급하기 위한 제2팽창밸브(54)가 설치된다.In addition, at the inlet end of the second evaporator 53, the liquid refrigerant in the high temperature and high pressure state is expanded to the refrigerant in the low pressure state by the throttling action to supply the second evaporator 53 so that the evaporation can be easily performed. Two expansion valves 54 are provided.
또한, 상기 제2팽창밸브(54)의 입구단측에는 액상 냉매만을 제2팽창밸브(54)로 공급하기 위한 제2수액기(55)가 설치된다.In addition, a second receiver 55 for supplying only the liquid refrigerant to the second expansion valve 54 is installed at the inlet end side of the second expansion valve 54.
상기 고온용 히트펌프 시스템(500)에서 제1증발기(3)를 이용할 수 있는 것으로, 상기 제1증발기(3)의 입구단측과 출구단측에 각각 제어밸브(71)(72)들을 설치하여 그 제어밸브(71)(72)들에 의해 상기 제1증발기(3)를 고온용 히트펌프시스템(500)에서 선택적으로 사용할 수 있다. 이때, 상기 제1증발기(3)의 병렬로 구비된 열교환부를 선택적으로 개폐하도록 한 제어밸브(10)(15)를 개폐하여 사용한다.The first evaporator 3 may be used in the high temperature heat pump system 500, and control valves 71 and 72 are installed at the inlet end and the outlet end of the first evaporator 3, respectively. The valves 71 and 72 can selectively use the first evaporator 3 in the high temperature heat pump system 500. At this time, the control valve 10, 15 for selectively opening and closing the heat exchanger provided in parallel with the first evaporator 3 is used to open and close.
본 고안에 따르면, 상기 제2증발기(53)는 외기 온도에 따라 중온 탱크(11), 보조 탱크(80) 및 공기와 직접 열교환 한다. 외기 온도가 설정치 이상에서는 증발기(3)로 공기와 직접 열교환 함으로써 중온용 및 고온용 히트 펌프의 병렬 운전으로 고온 탱크(56) 및 중온 탱크(11)에 동일 온도의 온수를 저장 및 각각 다른 온도의 온수를 저장하여 혼합 밸브(81)로 혼합하여 사용한다.According to the present invention, the second evaporator 53 is directly heat-exchanged with the medium temperature tank 11, the auxiliary tank 80 and the air according to the outside temperature. If the outside air temperature is higher than the set value, the hot water of the same temperature is stored in the high temperature tank 56 and the medium temperature tank 11 in parallel operation of the medium and high temperature heat pumps by directly heat-exchanging the air with the evaporator 3, respectively. The hot water is stored and mixed with the mixing valve 81.
외기 온도의 설정치 이하에서는 제2증발기(53)를 사용하여 중온 탱크(11)의 열원수가 냉매액과의 열교환으로 제2증발기(53)의 냉매 액은 액상에서 증기로 증발하며 열매체는 냉각되어 중온 탱크(11)로 순환펌프(12)에 의하여 순환된다. 중온 탱크(11)는 중온용 히트펌프 시스템(100)의 제1응축기(2)와 열교환하여 승온하고, 고온용 히트펌프 시스템(500)의 제2증발기(53)과 열교환하여 냉각된다. 보조탱크(11)는 일정온도를 유지하기 위해 온도 센서에 의해 제1압축기(1)를 제어한다.Below the set value of the outside air temperature, the heat source water of the medium temperature tank 11 is exchanged with the refrigerant liquid by using the second evaporator 53 so that the refrigerant liquid of the second evaporator 53 evaporates from the liquid phase to the vapor and the heat medium is cooled to medium temperature. The tank 11 is circulated by the circulation pump 12. The medium temperature tank 11 is heated by heat exchange with the first condenser 2 of the medium temperature heat pump system 100, and is cooled by heat exchange with the second evaporator 53 of the high temperature heat pump system 500. The auxiliary tank 11 controls the first compressor 1 by a temperature sensor to maintain a constant temperature.
또한, 중온용 히트펌프 시스템(100)의 제2증발기(3)의 제상시에도 안정적으로 고온용 히트펌프의 증발기(53)에 열을 공급한다. 이때, 중온용 히트 펌프의 증발기(3)는 제어밸브(71,72)의 닫힘과 밸브의 열림 작용에 의해 전열 면적이이 커져서 성능이 향상되며, 고온 탱크(56)는 고온용 히트펌프의 제2응축기(52)와 열교환 하여 고온으로 승온 한다.In addition, heat is stably supplied to the evaporator 53 of the high temperature heat pump even when the second evaporator 3 of the medium temperature heat pump system 100 is defrosted. At this time, the evaporator 3 of the medium temperature heat pump has an improved heat transfer area due to the closing of the control valves 71 and 72 and the opening action of the valve, thereby improving the performance, and the high temperature tank 56 has the second of the high temperature heat pump. It heat-exchanges with the condenser 52, and heats up at high temperature.
이때 열매체의 순환은 제1순환펌프(59)에 의하며, 고온 탱크(56)의 열매체 보충은 중온 탱크의 밸브(58) 및 체크 밸브(57)에 의해 자동으로 공급된다. 또한, 보조 탱크(80)에 냉수를 생성키 위하여 제2증발기(53)와 보조 탱크(80)의 운전은 순환 펌프(12)에 의하여 이루어진다.At this time, the circulation of the heat medium is by the first circulation pump 59, and the heat medium refill of the high temperature tank 56 is automatically supplied by the valve 58 and the check valve 57 of the medium temperature tank. In addition, in order to generate cold water in the auxiliary tank 80, the operation of the second evaporator 53 and the auxiliary tank 80 is performed by the circulation pump 12.
또한 고온 탱크(56)와 중온 탱크(11)의 온수의 적정혼합을 위해서 혼합 밸브(81)를 사용하여 에너지를 절감할 수 있다. 상기 혼합 밸브(81)는 이방 밸브, 삼방 밸브 및 혼합 수전등이 사용 될 수 있다.In addition, it is possible to save energy by using the mixing valve 81 for proper mixing of the hot water of the high temperature tank 56 and the medium temperature tank (11). The mixing valve 81 may be an anisotropic valve, a three-way valve and a mixing faucet.
또한 중온 탱크(11)와 고온 탱크(56)는 하나의 탱크로 사용 할 수 있다. 이 경우 상기 중온용 히트펌프 시스템(100)의 제1응축기(2)의 온수 입구를 최하부로, 제1응축기(2)의 온수를 탱크의 중간 높이로 하고, 고온용 히트 펌프 시스템(500)의 제2증발기(53)의 공급 온수를 탱크의 중간으로 하며, 온수의 출구는 탱크의 하부로 한다. 이때 고온용 히트 펌프 시스템(500)의 제2응축기(52)의 고온수는 탱크의 중간에서 인입하여 탱크의 상부로 토출한다.In addition, the medium temperature tank 11 and the high temperature tank 56 can be used as one tank. In this case, the hot water inlet of the first condenser 2 of the medium temperature heat pump system 100 is the lowest, the hot water of the first condenser 2 is the middle height of the tank, and the high temperature heat pump system 500 Supply hot water of the second evaporator 53 is the middle of the tank, the outlet of the hot water is the lower portion of the tank. At this time, the hot water of the second condenser 52 of the high temperature heat pump system 500 is drawn in the middle of the tank and discharged to the upper portion of the tank.
전술한 기술 내용으로부터 자명하듯이, 본 고안은 히트펌프 시스템은, 그 열원 출력으로서 고온의 열매체를 안정적으로 공급하여 주며, 외기 온도의 변화시 고온용 및 중온용 히트펌프 시스템을 직렬 및 병렬 운전 시켜서 년간 높은 성능계수(COP)로 운전되며, 중온용 히트펌프의 제상시에도 고온용 히트 펌프 시스템의 증발압 및 응축압을 일정하게 유지하며, 낮은 압축비에 의한 압축기의 효율 향상에 의한 성능향상 및 겨울철 외기 온도 저하시에도 안정적인 사이클을 형성하여 성능 향상 및 동력을 절감시켜 주도록 한 히트 펌프 시스템 장치로서 성능 향상 및 동력에너지를 절감할 수 있는 효과가 있다.As apparent from the above description, the present invention provides a heat pump system that stably supplies a high temperature heat medium as its heat source output, and operates a series of high and medium temperature heat pump systems in series and parallel operation when the ambient temperature changes. It operates with high coefficient of performance (COP) yearly and maintains constant evaporation and condensation pressure of high temperature heat pump system even during defrost of medium temperature heat pump, and improves performance by improving compressor efficiency due to low compression ratio and winter season. It is a heat pump system device that forms a stable cycle even when the outside temperature decreases, thereby improving performance and saving power, thereby improving performance and saving power energy.
Claims (7)
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Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100760211B1 (en) | 2006-09-28 | 2007-09-20 | 이경환 | Cooling device for air conditioning and heating apparatus refrigerant |
| KR100992376B1 (en) | 2008-09-04 | 2010-11-05 | 박삼수 | The electricity boiler of the height efficiency which uses the refrigeration system |
| KR101170274B1 (en) | 2010-12-30 | 2012-07-31 | 엘지전자 주식회사 | A load active heat pump combined two parallel single stage compressor |
| KR101206794B1 (en) | 2012-10-18 | 2012-11-30 | (주) 액트 | Heat Pump System With 2- Stage cascade Refrigeration Cycle |
| KR101363373B1 (en) | 2013-09-17 | 2014-02-17 | (주)썬텍그린 | Heat pump system using recovery heating energy for swimming pool or the like |
| CN110081579A (en) * | 2019-06-10 | 2019-08-02 | 南宁市太格机电设备有限公司 | A kind of air conditioner afterheat recycling system |
| CN111520693A (en) * | 2020-06-08 | 2020-08-11 | 烟台欧森纳地源空调股份有限公司 | High-temperature steam unit and method for producing high-temperature steam by using same |
| CN115111807A (en) * | 2022-06-22 | 2022-09-27 | 北京煦联得节能科技股份有限公司 | Integrated heat recovery water-cooling type intelligent cold station |
-
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- 2002-01-28 KR KR2020020002647U patent/KR200274119Y1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100760211B1 (en) | 2006-09-28 | 2007-09-20 | 이경환 | Cooling device for air conditioning and heating apparatus refrigerant |
| KR100992376B1 (en) | 2008-09-04 | 2010-11-05 | 박삼수 | The electricity boiler of the height efficiency which uses the refrigeration system |
| KR101170274B1 (en) | 2010-12-30 | 2012-07-31 | 엘지전자 주식회사 | A load active heat pump combined two parallel single stage compressor |
| KR101206794B1 (en) | 2012-10-18 | 2012-11-30 | (주) 액트 | Heat Pump System With 2- Stage cascade Refrigeration Cycle |
| KR101363373B1 (en) | 2013-09-17 | 2014-02-17 | (주)썬텍그린 | Heat pump system using recovery heating energy for swimming pool or the like |
| CN110081579A (en) * | 2019-06-10 | 2019-08-02 | 南宁市太格机电设备有限公司 | A kind of air conditioner afterheat recycling system |
| CN111520693A (en) * | 2020-06-08 | 2020-08-11 | 烟台欧森纳地源空调股份有限公司 | High-temperature steam unit and method for producing high-temperature steam by using same |
| CN115111807A (en) * | 2022-06-22 | 2022-09-27 | 北京煦联得节能科技股份有限公司 | Integrated heat recovery water-cooling type intelligent cold station |
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