KR200275714Y1 - Hot water generating apparatus using heat pump - Google Patents

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KR200275714Y1
KR200275714Y1 KR2020020004424U KR20020004424U KR200275714Y1 KR 200275714 Y1 KR200275714 Y1 KR 200275714Y1 KR 2020020004424 U KR2020020004424 U KR 2020020004424U KR 20020004424 U KR20020004424 U KR 20020004424U KR 200275714 Y1 KR200275714 Y1 KR 200275714Y1
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  • Heat-Pump Type And Storage Water Heaters (AREA)

Abstract

본 고안은 히트펌프식 온수발생장치에 관한 것이다. 본 고안은 압축기(10), 제1 열교환기(20), 팽창밸브(30) 및 제2 열교환기(40) 및 압력조정밸브(70)를 포함하여 구성된다. 상기 압력조정밸브(70)는 상기 압축기(10)로 들어가는 작동유체의 압력이 낮은 경우에 상기 압축기(10)에서 나온 고온의 기체상태의 작동유체의 일부를 상기 팽창밸브(30) 출구로 전달한다. 이와 같이 함에 의해 상기 제2열교환기(40)로 폐온수의 공급이 원활하지 않더라도 전체 장치가 원활하게 동작될 수 있도록 한다. 그리고 상기 제2열교환기(40)는 상대적으로 큰 용량으로 형성되는 것으로, 하우징(41) 내부의 열교환쳄버(42)를 구획판(42g)으로 구획하여 상대적으로 폐온수의 유동유로를 길게 한다. 상기 폐온수의 유동유로의 하류부와 상류부 사이를 연결하여 하류부에서 상류부로 폐온수를 순환시키도록 순환펌프(50)가 설치된다. 그리고 상기 제1열교환기(20)와 팽창밸브(30) 사이에 설치되는 수액기(22)에는 그 내부의 작동유체 압력이 커지면 작동유체를 팽창밸브(30)의 출구로 전달하는 자동안전밸브(25)가 설치된다. 이와 같은 본 고안에 의하면 폐온수의 공급이 원활하지 않은 경우에도 장치의 동작이 원활하게 이루어진다.The present invention relates to a heat pump type hot water generator. The present invention comprises a compressor 10, the first heat exchanger 20, expansion valve 30 and the second heat exchanger 40 and the pressure control valve 70. When the pressure of the working fluid entering the compressor 10 is low, the pressure regulating valve 70 transfers a part of the high-temperature gaseous working fluid from the compressor 10 to the outlet of the expansion valve 30. . By doing so, even if the supply of waste hot water to the second heat exchanger 40 is not smooth, the entire apparatus can be operated smoothly. The second heat exchanger 40 is formed with a relatively large capacity, and partitions the heat exchange chamber 42 inside the housing 41 into a partition plate 42g to relatively lengthen the flow passage of the waste hot water. A circulation pump 50 is installed to connect the downstream portion and the upstream portion of the flow passage of the waste hot water to circulate the waste hot water from the downstream portion to the upstream portion. In addition, the receiver 22 installed between the first heat exchanger 20 and the expansion valve 30 has an automatic safety valve that transmits the working fluid to the outlet of the expansion valve 30 when the working fluid pressure therein increases. 25) is installed. According to the present invention as described above, even if the supply of waste hot water is not smooth, the operation of the device is smoothly performed.

Description

히트펌프식 온수발생장치{Hot water generating apparatus using heat pump}Hot water generating apparatus using heat pump

본 고안은 온수발생장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 폐온수의 열에너지를 사용하여 온수를 발생시키는 히트펌프식 온수발생장치에 관한 것이다.The present invention relates to a hot water generator, and more particularly to a heat pump type hot water generator for generating hot water using the thermal energy of the waste hot water.

도 1에는 종래 기술에 의한 히트펌프식 온수발생장치의 구성이 도시되어 있다. 이와 같은 온수발생장치는 목욕탕이나 여관 및 온수를 많이 사용하는 산업시설에 사용되는 것이다.1 shows a configuration of a heat pump type hot water generator according to the prior art. Such a hot water generator is used in a bathroom or inn and industrial facilities that use a lot of hot water.

이에 따르면, 압축기(1), 제1열교환기(3), 팽창밸브(5) 및 제2열교환기(6)가 연결관(7)으로 연결되어 이들 사이를 작동유체가 유동하면서 열교환이 이루어지게 된다.According to this, the compressor (1), the first heat exchanger (3), the expansion valve (5) and the second heat exchanger (6) are connected by a connecting pipe (7) so that the working fluid flows therebetween to make heat exchange. do.

이때, 상기 제1열교환기(3)에는 온수탱크(8)가 연결되어 온수탱크(8)에서 상대적으로 낮은 온도의 물이 제1열교환기(3)로 공급되어 작동유체와 열교환하여 온수가 되어 다시 온수탱크(8)로 전달된다. 그리고, 제2열교환기(6)에는 작동유체의 증발을 위한 열을 상기 온수탱크(8)의 온수가 사용되어 버려지는 폐온수로부터 공급받도록 도관(10)이 연결되어 있다. 여기서 상기 제2열교환기(6)는 일반적으로 셀 앤 튜브(Cell and Tube)방식이 사용된다.At this time, the first heat exchanger (3) is connected to the hot water tank (8) so that the water of a relatively low temperature from the hot water tank (8) is supplied to the first heat exchanger (3) to exchange heat with the working fluid to become hot water It is delivered to the hot water tank (8) again. In addition, a conduit 10 is connected to the second heat exchanger 6 so that heat for evaporation of the working fluid is supplied from the waste hot water in which the hot water of the hot water tank 8 is used. In this case, the second heat exchanger 6 generally uses a cell and tube method.

도면 부호 2는 작동유체 중의 오일을 분리하기 위한 유분리기이고, 4는 액체상태의 작동유체만이 팽창밸브(5)로 전달될 수 있도록 하는 수액기이다.Reference numeral 2 is an oil separator for separating oil in the working fluid, and 4 is a receiver for allowing only the working fluid in the liquid state to be delivered to the expansion valve 5.

이와 같은 구성을 가지는 종래 기술에서는 압축기(1)에서 압축된 고온고압의 기체상태의 작동유체가 제1열교환기(3)로 공급되어 온수탱크(8)에서 전달된 냉수로 열을 전달하여 온수를 만들어 낸다. 이때 상기 작동유체는 응축되어 저온고압의 액체상태로 된다.In the prior art having such a configuration, a high temperature, high pressure gaseous working fluid compressed by the compressor 1 is supplied to the first heat exchanger 3 to transfer heat to the cold water delivered from the hot water tank 8 to supply hot water. Make it up At this time, the working fluid is condensed into a liquid state of low temperature and high pressure.

이와 같이 응축된 작동유체는 수액기(4)로 전달되고 상기 수액기(4)에서 액체상태의 작동유체만이 팽창밸브(5)로 전달되어 제2열교환기에서 증발되기 쉽도록 팽창되어 상대적으로 저온저압의 액체상태로 된다. 상기 팽창된 작동유체는 제2열교환기(6)에서 폐온수의 열을 전달받아 증발되어 상대적으로 고온저압의 기체상태로 된다. 그리고 상기 제2열교환기(6)를 나온 작동유체는 압축기(1)로 전달되어 순환된다.The working fluid condensed as described above is transferred to the receiver 4, and only the working fluid in the liquid state is transferred to the expansion valve 5 so as to be easily evaporated in the second heat exchanger. It becomes the liquid state of low temperature low pressure. The expanded working fluid receives the heat of the waste hot water from the second heat exchanger 6 and evaporates to a relatively high temperature and low pressure gas state. The working fluid exiting the second heat exchanger 6 is delivered to the compressor 1 and circulated.

그러나 상기한 바와 같은 종래 기술에서는 다음과 같은 문제점이 있다.However, the prior art as described above has the following problems.

상기 제2열교환기(6)에서 작동유체가 폐온수로부터 열을 공급받아야만 전체 사이클이 동작될 수 있다. 하지만 상기 폐온수는 언제나 일정한 양이 공급되는 것이 아니고, 상기 제2열교환기(6)로의 폐온수의 공급 및 배출을 제어할 수 없어서 항상 필요한 만큼의 열량을 제2열교환기(6)에 공급할 수 없다. 따라서, 사이클의 동작이 상기 폐온수의 공급량이 적은 경우에 원활하지 않게 되는 문제점이 있다.In the second heat exchanger 6, the entire cycle can be operated only when the working fluid receives heat from the waste hot water. However, the waste hot water is not always supplied in a constant amount, and it is not possible to control the supply and discharge of the waste hot water to the second heat exchanger 6, so that it is always possible to supply as much heat as necessary to the second heat exchanger 6. none. Therefore, there is a problem that the operation of the cycle is not smooth when the supply amount of the waste hot water is small.

그리고 종래 기술에서 사용되는 상기 셀 앤 튜브방식의 제2열교환기(6)는 상대적으로 용량이 작고 내부로 저급의 폐온수가 공급되어 작동유체의 증발을 위한 열을 제공한다. 따라서 상기 폐온수에 섞인 이물질에 의해 상기 제2열교환기(6)의 내부가 쉽게 오염되는데, 이와 같은 오염에 의해 열전도효율이 급격히 떨어지고, 그 내부의 청소가 불가능하여 이물질이 들어가서 내부가 막히면 교체하여야 하는 문제점이 있다.In addition, the second heat exchanger 6 of the cell-and-tube type used in the prior art has a relatively small capacity and is supplied with low-temperature waste hot water to provide heat for evaporation of the working fluid. Therefore, the inside of the second heat exchanger 6 is easily contaminated by the foreign matter mixed with the waste hot water, and the heat conduction efficiency is drastically degraded by such contamination, and the inside of the second heat exchanger 6 cannot be cleaned. There is a problem.

따라서 본 고안의 목적은 상기한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 폐온수의 공급량에 영향을 받지 않는 온수발생장치를 제공하는 것이다.Accordingly, an object of the present invention is to solve the problems of the prior art as described above, and to provide a hot water generator that is not affected by the supply amount of waste hot water.

본 고안의 다른 목적은 온수발생장치의 동작 신뢰성을 높여주는 것이다.Another object of the present invention is to increase the operation reliability of the hot water generator.

도 1은 종래 기술에 의한 히트펌프식 온수발생장치의 구성을 보인 구성도.1 is a block diagram showing the configuration of a heat pump type hot water generator according to the prior art.

도 2는 본 고안에 의한 히트펌프식 온수발생장치의 바람직한 실시예의 구성을 보인 구성도.Figure 2 is a block diagram showing the configuration of a preferred embodiment of a heat pump type hot water generator according to the present invention.

도 3은 본 고안에 의한 히트펌프식 온수발생장치를 구성하는 제2증발기의 구성을 보인 단면구성도.Figure 3 is a cross-sectional view showing the configuration of a second evaporator constituting the heat pump type hot water generator according to the present invention.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *Explanation of symbols on the main parts of the drawings

10: 압축기 11: 연결파이프10: compressor 11: connecting pipe

12: 유분리기 20: 제1열교환기12: oil separator 20: first heat exchanger

22: 수액기 25: 자동안전밸브22: receiver 25: automatic safety valve

30: 팽창밸브 40: 제2열교환기30: expansion valve 40: second heat exchanger

40i: 폐수입구 40e: 폐수출구40i: waste outlet 40e: waste outlet

45: 수위감지부 46: 배출펌프45: water level detection unit 46: discharge pump

50: 순환펌프 55: 온도센서50: circulation pump 55: temperature sensor

60: 액분리기 70: 압력조정밸브60: liquid separator 70: pressure regulating valve

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 고안의 특징에 따르면, 본 고안은 작동유체를 압축하여 상대적으로 고온고압으로 만들어주는 압축기와, 상기 압축기에서 나온 작동유체의 열로 온수를 발생시키는 제1열교환기와, 상기 제1열교환기에서 열교환한 작동유체를 팽창시켜 상대적으로 저온저압상태로 만들어주는 팽창밸브와, 외부에서 공급된 폐온수가 통과하고, 상기 폐온수의 열을 공급받아 상기 팽창밸브를 나온 작동유체를 증발시켜 상기 압축기로 전달하는 제2열교환기와, 상기 압축기로 유입되는 작동유체의 상태에 따라 선택적으로 개방되어 상기 압축기를 통과한 고온의 기체상태의 작동유체를 상기 팽창밸브 출구로 전달하는 압력조정밸브를 포함하여 구성된다.According to a feature of the present invention for achieving the object as described above, the present invention is a compressor that compresses the working fluid to a relatively high temperature and high pressure, and a first heat exchanger for generating hot water by the heat of the working fluid from the compressor An expansion valve for expanding the working fluid heat-exchanged in the first heat exchanger to be in a relatively low temperature and low pressure state, and the waste hot water supplied from the outside, and receiving the heat of the waste hot water to exit the expansion valve. A second heat exchanger for evaporating the fluid to the compressor and a pressure for selectively opening the valve according to the state of the working fluid flowing into the compressor to transfer the hot gas working fluid passing through the compressor to the expansion valve outlet; It consists of a control valve.

상기 제2열교환기는 상대적으로 큰 용량을 가지는 것으로, 외관을 구성하는 하우징 내부의 열교환쳄버에는 구획판에 의해 상대적으로 긴 폐온수 유로가 형성되고, 상기 폐온수 유로의 내부에는 열교환관이 설치되어 상기 열교환관을 따라 작동유체가 하류부에서 상류부로 이동하면서 열교환된다.The second heat exchanger has a relatively large capacity, and the heat exchange chamber inside the housing constituting the exterior has a relatively long waste hot water flow path formed by a partition plate, and a heat exchange tube is installed inside the waste hot water flow path. The working fluid travels along the heat exchange tube from the downstream to the upstream.

상기 제2열교환기에는 상기 폐온수유로의 하류부에서 상류부로 폐온수를 전달하는 순환펌프가 더 구비된다.The second heat exchanger is further provided with a circulation pump for transferring the waste hot water from the downstream portion of the waste hot water flow passage to the upstream portion.

상기 제2열교환기의 열교환쳄버의 내부에는 상기 폐온수유로의 하류부와 연통되고 열교환쳄버의 상하부로 길게 형성되며 배출펌프를 구비하는 수위감지부가 더 구비된다.The heat exchange chamber of the second heat exchanger is further provided with a water level sensing unit communicating with a downstream portion of the waste hot water flow passage, extending upwardly and downwardly of the heat exchange chamber, and having a discharge pump.

상기 제1열교환기와 팽창변의 사이에는 작동유체가 모이는 수액기가 더 구비되고, 상기 수액기에는 수액기 내부의 작동유체 압력이 일정 이상으로 되면 상기 팽창밸브의 출구측으로 작동유체를 공급하는 자동안전밸브가 구비된다.Between the first heat exchanger and the expansion valve is further provided with a receiver for collecting the working fluid, the receiver is provided with an automatic safety valve for supplying the working fluid to the outlet side of the expansion valve when the working fluid pressure inside the receiver is more than a predetermined It is provided.

이와 같은 구성을 가지는 본 고안에 의하면 폐온수의 공급이 원활하지 않은 경우에도 열교환사이클이 원활하게 동작되는 이점이 있다.According to the present invention having such a configuration, even if the supply of waste hot water is not smooth, there is an advantage that the heat exchange cycle operates smoothly.

이하 상기한 바와 같은 본 고안에 의한 히트펌프식 온수발생장치의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참고하여 상세하게 설명한다.Hereinafter, a preferred embodiment of a heat pump type hot water generator according to the present invention as described above will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 2에는 본 고안에 의한 온수발생장치의 바람직한 실시예의 구성도가 도시되어 있다. 이에 도시된 바에 따르면, 본 고안은 크게 압축기(10), 제1열교환기(20), 팽창밸브(30) 및 제2열교환기(40)를 연결파이프(11)로 연결하여 구성되고, 압력조정밸브(70)를 압축기(10)출구측과 팽창밸브(30)출구측을 연결하도록 설치하여 고온의 기체상태의 작동유체를 제2열교환기(40)로 선택적으로 보내도록 한다.2 is a block diagram of a preferred embodiment of the warm water generator according to the present invention. According to this, the present invention is largely configured by connecting the compressor 10, the first heat exchanger 20, expansion valve 30 and the second heat exchanger 40 with a connecting pipe 11, pressure adjustment The valve 70 is installed to connect the outlet side of the compressor 10 and the outlet side of the expansion valve 30 so as to selectively send a high temperature gaseous working fluid to the second heat exchanger 40.

여기서 상기 압축기(10)는 작동유체를 압축하여 상대적으로 고온고압의 기체상태로 만들어주는 것이다. 상기 압축기(10)에서 압축된 작동유체는 상기 연결파이프(11)를 따라 유분리기(12)로 전달되고, 상기 유분리기(12)에서는 압축기(10)의 오일이 분리되어 작동유체만이 상기 제1열교환기(20)로 전달된다. 도면 부호 11a는유분리기(12)에서 분리된 오일을 압축기(10)로 귀환시키는 귀환관이다.The compressor 10 is to compress the working fluid to a relatively high temperature and high pressure gas state. The working fluid compressed by the compressor 10 is transferred to the oil separator 12 along the connecting pipe 11, and in the oil separator 12, oil of the compressor 10 is separated so that only the working fluid is provided. It is delivered to one heat exchanger (20). Reference numeral 11a denotes a return tube for returning oil separated from the oil separator 12 to the compressor 10.

상기 제1열교환기(20)에서는 상기 작동유체와 냉수가 열교환하여 온수를 생성한다. 따라서 상기 작동유체는 열을 물로 전달하면서 응축된다. 이와 같은 제1열교환기(20)는 판형열교환기를 사용하는 것이 바람직하다.In the first heat exchanger 20, the working fluid and cold water exchange heat to generate hot water. Thus, the working fluid is condensed while transferring heat to the water. The first heat exchanger 20 is preferably a plate heat exchanger.

상기 제1열교환기(20)의 출구와 연결파이프(11)로 연결되어 수액기(22)가 구비된다. 상기 수액기(22)는 상기 제1열교환기(20)에서 열교환되어 응축된 작동유체중 액체상태의 것만을 배출하도록 한다. 그리고, 상기 수액기(22)는 그 내부에 소정량의 작동유체를 구비하도록 하여 전체 열교환사이클에 존재하는 작동유체의 양을 증가시키는 역할도 한다.The receiver 22 is connected to the outlet of the first heat exchanger 20 by a connection pipe 11. The receiver 22 discharges only the liquid in the working fluid condensed by heat exchange in the first heat exchanger 20. In addition, the receiver 22 serves to increase the amount of working fluid present in the entire heat exchange cycle by providing a predetermined amount of working fluid therein.

상기 수액기(22)에는 자동안전밸브(25)가 설치되어 있다. 상기 자동안전밸브(25)는 그 출구가 상기 팽창밸브(30)의 출구측과 연결되어 있어 상기 수액기(22) 내부의 작동유체 양이 많아져 압력이 높아지면 자동으로 상기 팽창밸브(30) 출구측으로 전달되게 한다.The receiver 22 is provided with an automatic safety valve 25. The automatic safety valve 25 is connected to the outlet side of the expansion valve 30 so that the amount of working fluid in the receiver 22 increases, so that the pressure automatically increases the expansion valve 30. To be delivered to the exit side.

팽창밸브(30)는 제1열교환기(20)에서 열교환되어 응축된 작동유체를 팽창시켜 상대적으로 저온저압으로 만들어준다. 상기 팽창밸브(30)는 그 입구가 상기 수액기(22)의 출구와 연결되어 있고, 그 출구는 상기 제2열교환기(40)와 연결된다.The expansion valve 30 expands the working fluid condensed by heat exchange in the first heat exchanger 20 to make it relatively low temperature and low pressure. The expansion valve 30 has an inlet connected to an outlet of the receiver 22 and an outlet thereof connected to the second heat exchanger 40.

상기 제2열교환기(40)는 상대적으로 큰 용량을 가지는 것으로, 도 3에 그 구성이 잘 도시되어 있다. 상기 제2열교환기(40)는 그 내부에 상대적으로 많은 양의 폐수가 공급되어 저장되도록 큰 용량으로 만들어진다. 즉, 상기 제2열교환기(40)가 안정적으로 동작할 수 있는 열량을 공급할 수 있는 용량보다 적어도 2배 이상의 용량을 가지도록 형성하는 것이 바람직하다.The second heat exchanger 40 has a relatively large capacity and is well illustrated in FIG. 3. The second heat exchanger 40 is made of a large capacity so that a relatively large amount of wastewater is supplied and stored therein. That is, the second heat exchanger 40 is preferably formed to have a capacity of at least two times or more than the capacity for supplying the amount of heat to operate stably.

상기 제2열교환기(40)의 구성을 살펴보면 하우징(41)이 외관을 형성한다. 상기 하우징(41)의 내부에는 열교환을 위한 열교환쳄버(42)가 형성된다. 일반적으로 상기 하우징(41)은 그 내부에 적어도 한사람의 작업자가 들어가서 작업을 할 수 있을 정도의 크기로 된다. 상기 하우징(41)은 그 외면에 단열을 위한 구성(도시되지 않음)이 구비되어 하우징(41) 내외부 사이의 열교환이 최소화되도록 구성된다.Looking at the configuration of the second heat exchanger 40, the housing 41 forms an appearance. The heat exchange chamber 42 for heat exchange is formed in the housing 41. In general, the housing 41 is large enough to allow at least one worker to enter and work therein. The housing 41 is provided with a configuration (not shown) for insulation on the outer surface thereof so as to minimize heat exchange between the inside and the outside of the housing 41.

상기 열교환쳄버(42)는 구획판(42g)에 의해 상대적으로 긴 유로를 갖도록 구획된다. 즉, 상기 하우징(41)의 상부에 구비되는 폐수입구(40i)에서 하우징(41)의 하부에 형성되는 폐수출구(40e)까지의 유로가 상대적으로 길게 되도록 구획판(42g)에 의해 열교환쳄버(42)가 구획된다. 본 실시예에서는 상기 구획판(42g)이 수평방향으로 지그재그로 설치되어 있다.The heat exchange chamber 42 is partitioned by a partition plate 42g to have a relatively long flow path. That is, the heat exchange chamber (42g) is formed by the partition plate 42g so that the flow path from the waste inlet 40i provided in the upper portion of the housing 41 to the waste outlet 40e formed in the lower portion of the housing 41 becomes relatively long. 42) is partitioned. In this embodiment, the partition plate 42g is provided in a zigzag fashion in the horizontal direction.

상기 열교환쳄버(42)의 내부에는 열교환관(43)이 구비된다. 상기 열교환관(43)의 내부로는 열교환사이클의 작동유체가 유동된다. 상기 열교환관(43)은 각각 상기 제2열교환기(40)의 입구(i) 및 출구(e)와 연결되는 연결파이프(11)와 연통된다. 그리고 상기 입구(i)는 상기 폐온수가 폐수입구(40i)를 통해 유입된 하류부에 대응되는 상기 하우징(41)의 상대적으로 하부에 형성되고, 상기 출구(e)는 상기 폐수입구(40i)에 대응되는 폐온수 유동의 상류부와 대응되는 하우징(41)의 상부에 형성된다.The heat exchange tube 43 is provided inside the heat exchange chamber 42. The working fluid of the heat exchange cycle flows into the heat exchange tube 43. The heat exchange tube 43 is in communication with a connection pipe 11 connected to the inlet i and the outlet e of the second heat exchanger 40, respectively. And the inlet (i) is formed in the lower portion of the housing 41 corresponding to the downstream portion in which the waste water is introduced through the waste inlet (40i), the outlet (e) to the waste inlet (40i) And an upper portion of the housing 41 corresponding to an upstream portion of the corresponding waste hot water flow.

한편, 상기 하우징(41)의 일측에는 상하로 길게 수위감지부(45)가 마련된다. 상기 수위감지부(45)는 상기 구획판(42g)에 의해 구획되는 폐온수유로의 하류부와연통되게 형성되어, 일단 작동유체에 열을 전달한 폐수가 유입되어 수위감지되도록 구성된다. 상기 수위감지부(45)에는 수위센서(도시되지 않음)가 설치된다. 그리고 상기 수위센서에 의해 감지된 정보에 따라 폐수를 외부로 배출하는 배출펌프(46)가 구비된다. 도면 부호 47은 열교환쳄버(42)내의 공기를 배출하기 위한 에어벤트이다.On the other hand, one side of the housing 41 is provided with a water level detection unit 45 long vertically. The water level detection unit 45 is formed in communication with the downstream portion of the waste hot water flow path partitioned by the partition plate 42g, and is configured to detect the water level by introducing the waste water which has once transferred heat to the working fluid. The water level sensor 45 is provided with a water level sensor (not shown). And a discharge pump 46 for discharging the waste water to the outside in accordance with the information sensed by the water level sensor is provided. Reference numeral 47 denotes an air vent for discharging air in the heat exchange chamber 42.

다음으로 상기 제2열교환기(40) 내부의 폐온수를 순환시키기 위한 순환펌프(50)가 구비된다. 상기 순환펌프(50)는 폐온수를 그 유동의 하류부에서 상류부로 전달하는 역할을 한다. 그리고 상기 폐수출구(40e)에는 제2열교환기(40) 내부의 청소를 용이하게 하도록 배출밸브(52)가 설치된다.Next, a circulation pump 50 for circulating the waste hot water inside the second heat exchanger 40 is provided. The circulation pump 50 serves to deliver the waste hot water from the downstream portion of the flow to the upstream portion. In addition, a discharge valve 52 is installed at the waste discharge port 40e to facilitate cleaning of the inside of the second heat exchanger 40.

상기 제2열교환기(40)에서는 폐온수와 작동유체 사이의 열교환이 일어나면서 상기 작동유체가 증발된다. 따라서 상기 폐온수는 상대적으로 낮은 온도로 되어 제2열교환기(40)에서 배출펌프(52)의 구동에 의해 폐수출구(40e)를 통해 빠져나간다. 상기 제2열교환기(40)에서 빠져나온 작동유체는 액분리기(60)로 전달되어 액체상태의 작동유체가 분리되고 기체상태의 작동유체만이 상기 압축기(10)로 다시 전달된다.In the second heat exchanger 40, the working fluid is evaporated while heat exchange between the waste hot water and the working fluid occurs. Therefore, the waste hot water becomes a relatively low temperature and is discharged through the waste outlet 40e by driving the discharge pump 52 in the second heat exchanger 40. The working fluid discharged from the second heat exchanger 40 is delivered to the liquid separator 60 so that the working fluid in the liquid state is separated and only the working fluid in the gaseous state is transferred back to the compressor 10.

한편, 상기 압축기(10)로 들어가는 작동유체의 압력에 따라 상기 압축기(10)에서 빠져나온 고온고압의 기체상태의 작동유체를 선택적으로 상기 제2열교환기(40)로 전달하는 압력조정밸브(70)가 구비된다. 여기서 상기 작동유체의 압력은 상기 제2열교환기(40)에서 작동유체가 제대로 증발되기 않을 경우 낮아지게 되는데, 이를 감지하여 상기 압력조정밸브(70)가 작동한다. 즉, 상기 제2열교환기로 폐온수의 공급이 원활하지 않아 작동유체가 증발할 수 있는 열에너지를 공급받지 못하는 경우를 말한다. 상기 압력조정밸브(70)는 그 입구가 상기 유분리기(12)의 출구측과 연결되고, 출구가 상기 팽창밸브(30)의 출구측과 연결된다.On the other hand, according to the pressure of the working fluid entering the compressor 10, the pressure control valve 70 for selectively transferring the high-temperature, high-pressure gas state working fluid from the compressor 10 to the second heat exchanger (40) ) Is provided. Here, the pressure of the working fluid is lowered when the working fluid does not evaporate properly in the second heat exchanger 40. The pressure adjusting valve 70 operates by detecting this. That is, the waste heat is not smoothly supplied to the second heat exchanger so that the working fluid does not receive heat energy that can be evaporated. The pressure regulating valve 70 has an inlet connected to an outlet side of the oil separator 12 and an outlet connected to an outlet side of the expansion valve 30.

이하 상기한 바와 같은 구성을 가지는 본 고안에 의한 온수발생장치의 작용을 상세하게 설명하기로 한다.Hereinafter, the operation of the hot water generator according to the present invention having the configuration as described above will be described in detail.

먼저, 본 고안에 의한 온수발생장치에서 작동유체가 장치 내를 유동하면서 상변화하는 것과 온수가 발생되는 것을 개략적으로 설명한다. 상기 압축기(10)는 작동유체를 압축하여 고온고압의 기체상태로 만들어주고, 상기 압축기(10)를 통과한 작동유체는 유분리기(12)에서 압축기의 오일이 분리된다. 상기 유분리기(12)를 통과한 작동유체는 제1열교환기(20)로 들어가 판형열교환기인 제1열교환기(20)를 통과하는 냉수와 열교환하여 온수를 발생시킨다. 그리고 상기 작동유체는 응축되어 액체상태로 되고 상대적으로 낮은 온도로 된다. 상기 온수는 별도의 온수저장탱크로 전달되어 저장되고 필요시에 사용된다.First, in the hot water generating device according to the present invention will be described schematically that the working fluid flows through the device while the phase change and the hot water is generated. The compressor 10 compresses the working fluid into a gaseous state of high temperature and high pressure, and the working fluid passed through the compressor 10 is separated from the oil of the compressor in the oil separator 12. The working fluid passing through the oil separator 12 enters the first heat exchanger 20 and heat exchanges with cold water passing through the first heat exchanger 20, which is a plate heat exchanger, to generate hot water. The working fluid is then condensed to a liquid state and brought to a relatively low temperature. The hot water is transferred to and stored in a separate hot water storage tank and used when necessary.

상기 제1열교환기(20)에서 나온 작동유체는 상기 팽창밸브(30)에서 팽창되어 증발되기 쉬운 상태로 된다. 상기 팽창밸브(30)를 통과한 작동유체는 상기 제2열교환기(40)로 전달되어 폐온수로부터 열을 전달받아 증발되어 상대적으로 고온의 기체상태로 된다.The working fluid from the first heat exchanger 20 is expanded in the expansion valve 30 to be easily evaporated. The working fluid passing through the expansion valve 30 is transferred to the second heat exchanger 40 to receive heat from the waste hot water and to evaporate into a relatively hot gas state.

한편, 상기 제2열교환기(40)로 폐온수의 공급이 원활하지 않은 경우에는, 작동유체의 열교환이 제대로 일어나지 않게 된다. 따라서 작동유체가 제대로 증발되지 않아 상기 압축기(10)로 전달되는 기체상태의 작동유체의 압력이 상대적으로 낮아지게 된다. 이와 같은 상태는 상기 압력조정밸브(70)에 의해 감지되고, 상기 압력조정밸브(70)가 열리면서 상기 압축기(10)에서 압축된 고온의 기체상태의 작동유체가 상기 팽창밸브(30)의 출구측으로 전달된다.On the other hand, when the supply of waste hot water to the second heat exchanger 40 is not smooth, heat exchange of the working fluid does not occur properly. Therefore, the working fluid is not evaporated properly, the pressure of the working fluid of the gas state delivered to the compressor 10 is relatively low. Such a state is sensed by the pressure regulating valve 70, and the pressure adjusting valve 70 opens and a high temperature gas working fluid compressed by the compressor 10 moves toward the outlet of the expansion valve 30. Delivered.

상기 팽창밸브(30)의 출구측으로 전달된 고온의 기체상태의 작동유체는 상기 팽창밸브(30)에서 팽창되는 다른 작동유체로 열을 전달하여 증발되게 하고 상기 제2열교환기(40)를 통과하게 된다. 따라서 상기 제2열교환기(40)에서 폐온수로부터 제대로 열을 공급받지 못하더라도 상기 제2열교환기(40)에서 배출되는 작동유체는 기체상태로 되어 상기 압축기(10)로 전달되므로, 압축기(10)에서의 압축이 원활하게 수행되어 전체 장치가 문제없이 동작된다. 여기서 상기 압력조정밸브(70)를 통해 팽창밸브(30) 쪽으로 전달되는 작동유체의 양은 상기 제1열교환기(20)로 전달되어야할 작동유체 중 일부이다. 따라서 상기 제1열교환기(20)에서는 상대적으로 온수발생량이 줄어들게 된다.The high-temperature gaseous working fluid delivered to the outlet side of the expansion valve 30 transfers heat to another working fluid that is expanded in the expansion valve 30 to be evaporated and passes through the second heat exchanger 40. do. Therefore, even though the second heat exchanger 40 does not properly receive heat from the waste hot water, the working fluid discharged from the second heat exchanger 40 is transferred to the compressor 10 in a gaseous state. Compression is performed smoothly so that the whole device operates without any problems. Herein, the amount of the working fluid delivered to the expansion valve 30 through the pressure regulating valve 70 is a part of the working fluid to be delivered to the first heat exchanger 20. Therefore, the amount of hot water generated in the first heat exchanger 20 is relatively reduced.

다음으로 상기 제2열교환기(40)에서는 상기 순환펌프(50)가 폐온수를 순환시킨다. 이때 상기 순환펌프(50)는 상대적으로 하류부의 폐온수를 상류부로 이동시킨다. 이와 같이 함에 의해 일단 작동유체와 열교환한 폐온수에 남아 있는 열량을 다시 상류부에서부터 흘러가면서 작동유체로 전달할 수 있게 된다. 따라서, 폐온수의 열을 보다 확실하게 작동유체로 전달할 수 있게 된다. 이와 같은 순환펌프(50)의 동작은 지속적으로 이루어진다.Next, in the second heat exchanger 40, the circulation pump 50 circulates the waste hot water. At this time, the circulation pump 50 relatively moves the waste hot water of the downstream portion to the upstream portion. By doing so, the amount of heat remaining in the waste hot water once heat exchanged with the working fluid can be transferred from the upstream to the working fluid. Therefore, the heat of the waste hot water can be transmitted to the working fluid more reliably. Operation of the circulation pump 50 is made continuously.

그리고 상기 온도센서(55)에서 감지되는 온도를 기초로 전체 사이클의 작동을 제어할 수도 있다. 즉, 제2열교환기(40) 내부의 온도가 지나치게 낮은 경우, 예를 들면 폐온수의 공급이 원활하지 않은 경우에는, 상기 온도센서(55)의 감지에 의해 장치의 동작을 정지시킬 수도 있다. 이는 상기 압력조정밸브(70)를 사용하는 것과 선택적으로 사용하거나 병행하여 사용할 수 있다.The operation of the entire cycle may be controlled based on the temperature detected by the temperature sensor 55. That is, when the temperature inside the second heat exchanger 40 is too low, for example, when the supply of the waste hot water is not smooth, the operation of the device may be stopped by sensing the temperature sensor 55. This may be used selectively or in combination with using the pressure control valve (70).

다음으로 상기 자동안전밸브(25)는 수액기(22) 내부의 작동유체 압력이 지나치게 커지면 이를 상기 팽창밸브(30)의 출구 측으로 전달하는 역할을 한다. 종래에는 안전을 위해 작동유체를 수액기(22)의 외부로 버리도록 하였으나, 본 고안에서는 팽창밸브(30) 측으로 보내 장치 내를 계속 유동하도록 하였다.Next, the automatic safety valve 25 serves to transfer the working fluid pressure inside the receiver 22 to the outlet side of the expansion valve 30 when it is too large. In the prior art, the working fluid was discarded to the outside of the receiver 22 for safety, but in the present invention, the expansion valve 30 was sent to continue to flow in the apparatus.

그리고 상기 제2열교환기(40) 내부로 폐온수가 지나치게 많이 전달되는 것을 방지하기 위해 수위감지부(45)를 형성하고, 상기 수위감지부(45)에 상기 배출펌프(46)를 설치하였다. 따라서 필요시에는 상기 배출펌프(46)를 구동하여 폐온수를 배출하여 지나치게 많은 양의 폐온수가 제2열교환기(40) 내부로 전달되는 것을 차단한다.In order to prevent excessive waste water from being transferred into the second heat exchanger 40, a water level detector 45 is formed, and the discharge pump 46 is installed in the water level detector 45. Therefore, if necessary, by driving the discharge pump 46 to discharge the waste hot water to block the excessive amount of waste water is transferred to the second heat exchanger (40).

본 고안의 권리는 위에서 설명된 실시예에 한정되지 않고 청구범위에 기재된 바에 의해 정의되며, 본 고안의 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 청구범위에 기재된 권리범위 내에서 다양한 변형과 개작을 할 수 있다는 것은 자명하다.The rights of the present invention are not limited to the embodiments described above, but are defined by what is stated in the claims, and those skilled in the art can make various modifications and adaptations within the scope of the rights described in the claims. It is self-evident.

위에서 상세히 설명한 바와 같은 본 고안에 의한 히트펌프식 온수발생장치는 다음과 같은 효과를 가진다.Heat pump type hot water generator according to the present invention as described in detail above has the following effects.

먼저, 폐온수의 공급이 원활하지 않은 경우에도 전체 장치가 원활하게 구동되면서 지속적으로 온수를 발생시킬 수 있어 온수발생장치의 동작신뢰성이 높아진다.First, even when the supply of waste hot water is not smooth, the entire apparatus can be driven smoothly and continuously generate hot water, thereby increasing the reliability of operation of the hot water generator.

그리고, 제2열교환기에 순환펌프를 설치하여 폐온수의 열을 보다 확실하게 작동유체로 전달할 수 있게 되어 열효율이 상대적으로 높아지게 되는 효과도 있다.In addition, by installing a circulation pump in the second heat exchanger, the heat of the waste hot water can be more reliably transferred to the working fluid, thereby increasing the thermal efficiency relatively.

또한, 수액기를 사용하여 전체 장치의 작동유체 양을 충분히 확보하고, 수액기 내부의 작동유체 압력이 커지면 이를 자동안전밸브를 사용하여 팽창밸브 출구 측으로 전달하므로 항상 작동유체의 양을 충분히 확보할 수 있고 안전하게 장치를 동작시킬 수 있다.In addition, a sufficient amount of working fluid of the entire device is secured by using a receiver, and when the working fluid pressure inside the receiver increases, it is transferred to the expansion valve outlet using an automatic safety valve, so that a sufficient amount of working fluid can be secured at all times. The device can be operated safely.

마지막으로, 폐온수를 사용하는 제2열교환기의 크기를 상대적으로 크게 형성하여 폐온수 공급량의 영향을 최소화하였고, 작업자가 직접 내부를 청소할 수 있도록 하여 제2열교환기의 열교환 동작특성을 극대화할 수 있다.Finally, the size of the second heat exchanger using waste hot water is made relatively large to minimize the influence of the waste hot water supply amount, and the operator can directly clean the inside to maximize the heat exchange operation characteristics of the second heat exchanger. have.

Claims (5)

작동유체를 압축하여 상대적으로 고온고압으로 만들어주는 압축기와,A compressor that compresses the working fluid to a relatively high temperature and high pressure, 상기 압축기에서 나온 작동유체의 열로 온수를 발생시키는 제1열교환기와,A first heat exchanger for generating hot water by the heat of the working fluid from the compressor; 상기 제1열교환기에서 열교환한 작동유체를 팽창시켜 상대적으로 저온저압상태로 만들어주는 팽창밸브와,An expansion valve which expands the working fluid heat-exchanged in the first heat exchanger to a relatively low temperature and low pressure; 외부에서 공급된 폐온수가 통과하고, 상기 폐온수의 열을 공급받아 상기 팽창밸브를 나온 작동유체를 증발시켜 상기 압축기로 전달하는 제2열교환기와,A second heat exchanger passing through the waste hot water supplied from the outside and receiving the heat of the waste hot water and evaporating the working fluid from the expansion valve to the compressor; 상기 압축기로 유입되는 작동유체의 상태에 따라 선택적으로 개방되어 상기 압축기를 통과한 고온의 기체상태의 작동유체를 상기 팽창밸브 출구로 전달하는 압력조정밸브를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 히트펌프식 온수발생장치.Heat pump type hot water, characterized in that it comprises a pressure control valve for selectively opening according to the state of the working fluid flowing into the compressor to deliver a high temperature gas working fluid passing through the compressor to the expansion valve outlet. Generator. 제 1 항에 있어서, 상기 제2열교환기는 상대적으로 큰 용량을 가지는 것으로, 외관을 구성하는 하우징 내부의 열교환쳄버에는 구획판에 의해 상대적으로 긴 폐온수 유로가 형성되고, 상기 폐온수 유로의 내부에는 열교환관이 설치되어 상기 열교환관을 따라 작동유체가 하류부에서 상류부로 이동하면서 열교환됨을 특징으로 하는 히트펌프식 온수발생장치.According to claim 1, wherein the second heat exchanger has a relatively large capacity, the heat exchange chamber inside the housing constituting the appearance is formed a relatively long waste hot water flow path by a partition plate, the inside of the waste hot water flow path A heat pump type hot water generator, characterized in that the heat exchange pipe is installed to exchange heat while the working fluid moves from the downstream to the upstream along the heat exchange pipe. 제 2 항에 있어서, 상기 제2열교환기에는 상기 폐온수유로의 하류부에서 상류부로 폐온수를 전달하는 순환펌프가 더 구비됨을 특징으로 하는 히트펌프식 온수발생장치.3. The heat pump type hot water generator according to claim 2, wherein the second heat exchanger further includes a circulation pump for transferring waste hot water from a downstream portion of the waste hot water flow path to an upstream portion. 제 2 항 또는 제 3 항에 있어서, 상기 제2열교환기의 열교환쳄버의 내부에는 상기 폐온수유로의 하류부와 연통되고 열교환쳄버의 상하부로 길게 형성되며 배출펌프를 구비하는 수위감지부가 더 구비됨을 특징으로 하는 히트펌프식 온수발생장치.According to claim 2 or 3, wherein the inside of the heat exchange chamber of the second heat exchanger is communicated with the downstream portion of the waste water flow path, is formed in the upper and lower portions of the heat exchange chamber and is further provided with a water level sensing unit having a discharge pump. Heat pump type hot water generator. 제 4 항에 있어서, 상기 제1열교환기와 팽창변의 사이에는 작동유체가 모이는 수액기가 더 구비되고, 상기 수액기에는 수액기 내부의 작동유체 압력이 일정 이상으로 되면 상기 팽창밸브의 출구측으로 작동유체를 공급하는 자동안전밸브가 구비됨을 특징으로 하는 히트펌프식 온수발생장치.According to claim 4, Between the first heat exchanger and the expansion valve is further provided with a receiver for collecting the working fluid, the receiver is provided with a working fluid to the outlet side of the expansion valve when the working fluid pressure inside the receiver is above a certain level Heat pump type hot water generator, characterized in that the automatic safety valve for supplying.
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