KR20030053986A - Heat Pump Unit using Waste Heat - Google Patents

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KR20030053986A
KR20030053986A KR1020010084040A KR20010084040A KR20030053986A KR 20030053986 A KR20030053986 A KR 20030053986A KR 1020010084040 A KR1020010084040 A KR 1020010084040A KR 20010084040 A KR20010084040 A KR 20010084040A KR 20030053986 A KR20030053986 A KR 20030053986A
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임원혁
전광만
방태만
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주식회사 세기센추리
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    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25BREFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B30/00Heat pumps
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02BCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B30/00Energy efficient heating, ventilation or air conditioning [HVAC]
    • Y02B30/52Heat recovery pumps, i.e. heat pump based systems or units able to transfer the thermal energy from one area of the premises or part of the facilities to a different one, improving the overall efficiency

Abstract

PURPOSE: A heat pump unit for recovering waste heat is provided to reduce energy consumption and to selectively generate hot water and cold water. CONSTITUTION: A compressor(20), a condenser(21) and an evaporator(22) are connected with each other through a refrigerant tube(P11). A hot water tank(25) is placed on one side of the condenser to be connected with the condenser through a water tube(P12). A cold reservoir(26) is placed on one side of the evaporator to be connected with the evaporator through a water tube(P14). A cold bath(27) is placed on one side of the cold reservoir to supply cold water and to be connected with the cold reservoir through a water tube(P15). A waste heat recovery heat exchanger(28) is placed on the other side of the cold reservoir to recover waste heat source and to keep temperature of water in the cold reservoir constant through heat exchange, and is connected with the cold reservoir through the water tube. The heat pump unit recovers low temperature waste heat such as waste water heat wasted in a bath to generate hot water, and recovers low temperature heat from outside air when waste water heat is not sufficient.

Description

폐열회수 열펌프 유닛{Heat Pump Unit using Waste Heat}Heat Pump Unit using Waste Heat

본 발명은 열펌프 유닛에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 목욕탕이나 생활 및 산업시설에서 버려지는 폐열원을 회수하여 이를 재사용함으로써 에너지 절감을 실현하도록 된 폐열회수 열펌프 유닛에 관한 것이다.The present invention relates to a heat pump unit, and more particularly, to a waste heat recovery heat pump unit configured to realize energy savings by recovering and reusing waste heat sources discarded in bathrooms or living and industrial facilities.

열펌프란 다른 말로 히트펌프(heat pump)라고도 일컫는데, 이러한 열펌프 유닛은 저온의 공기, 물, 폐열을 열원으로 하여 일정한 온도의 열에너지를 얻기 위한 장치이다. 일반적인 저온열원 중 목욕탕이나 온천에서 버리는 폐수의 열은 그 온도가 비교적 안정적이고 효율이 높아 사용하기 편리하고 경제적이므로 열펌프의 열원으로 많이 이용되고 있다.In other words, a heat pump is also called a heat pump. The heat pump unit is a device for obtaining a constant temperature heat energy by using low temperature air, water, and waste heat as heat sources. Among the low-temperature heat sources, the waste water waste in the baths and hot springs is used as a heat source for heat pumps because its temperature is relatively stable, efficient, easy to use and economical.

근래에는 연중 냉.온수 사용이 가능하도록 하는 열펌프 유닛이 많이 보급되고 있는데, 이러한 추세에 발맞추어 열펌프 유닛은 다양한 용도로 개발되고 있으며, 특히 급격히 증가하고 있는 에너지 소비를 절감하기 위해 에너지 절약형 열펌프의 개발에 많은 노력이 집중되고 있다.In recent years, a lot of heat pump units that enable the use of cold and hot water year-round are widely available, and in accordance with this trend, heat pump units have been developed for various purposes, and in particular, energy-saving heat to reduce the rapidly increasing energy consumption. Much effort has been focused on the development of pumps.

첨부도면 도 1은 종래 열펌프 유닛의 일 예를 도시한 계통도로서, 공랭식 열펌프 유닛(H1)의 구성 및 운전모드를 도시하고 있다.1 is a system diagram illustrating an example of a conventional heat pump unit, and illustrates a configuration and an operation mode of an air-cooled heat pump unit H 1 .

도시된 바와 같이, 종래의 공랭식 열펌프 유닛(H1)은 기본적으로 압축기(1), 응축기(2), 증발기(3)로 구성되어 이들 상호간에 냉매가 흐르는 냉매배관(4)을 매개로 연결된 구조를 이루고 있으며, 응축기(2)와 증발기(3) 사이의 상기 냉매배관(4)에는 팽창밸브(5)가 구비되고, 증발기(3)와 압축기(1) 사이의 상기 냉매배관(4)에는 기액분리기(6)가 구비되어 있다. 상기 증발기(3)는 실외기(미도시) 측에 구비된 것으로, 그 일측에 열을 방출하도록 된 실외기팬(3a)이 구비되어 있다.As shown, the conventional air-cooled heat pump unit (H 1 ) is basically composed of a compressor (1), a condenser (2), an evaporator (3) connected via a refrigerant pipe (4) through which refrigerant flows between them. The refrigerant pipe (4) between the condenser (2) and the evaporator (3) is provided with an expansion valve (5), and the refrigerant pipe (4) between the evaporator (3) and the compressor (1) Gas-liquid separator 6 is provided. The evaporator (3) is provided on the outdoor unit (not shown) side, and is provided with an outdoor unit fan (3a) to discharge heat on one side.

상기 응축기(2)의 일측에는 물이 저장된 온수탱크(7)가 구비되어 있는데, 상기 온수탱크(7)와 응축기(2)는 물이 흐르도록 된 수배관(8)을 매개로 상호 연결되어 이들 상호간에 온수가 순환하는 구조로 이루어져 있으며, 상기 수배관(8)에는 온수탱크(7) 내부의 물을 펌핑하여 응축기(2) 측으로 운반하기 위한 순환펌프(8a)가 구비되어 있다. 또한, 상기 온수탱크(7)에는 내부에 저장된 저장수가 부족할 경우 외부로부터 물이 공급되는 급수관(9)이 연결되어 있다.One side of the condenser (2) is provided with a hot water tank (7) storing water, the hot water tank (7) and the condenser (2) are interconnected via a water pipe (8) through which water flows The hot water is circulated with each other, the water pipe (8) is provided with a circulation pump (8a) for pumping the water in the hot water tank (7) to convey to the condenser (2) side. In addition, the hot water tank (7) is connected to the water supply pipe (9) which is supplied with water from the outside when the storage water stored therein is insufficient.

이러한 구성으로 이루어진 종래 공랭식 열펌프 유닛의 작동관계를 살펴보면 다음과 같다.Looking at the operation relationship of the conventional air-cooled heat pump unit made of such a configuration as follows.

상기 구성으로부터 소개되는 압축기(1), 응축기(2), 증발기(3), 팽창밸브(5) 및 기액분리기(6) 등은 공지의 기술이므로 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.Since the compressor 1, the condenser 2, the evaporator 3, the expansion valve 5, the gas-liquid separator 6, and the like introduced from the above configuration are well known technologies, detailed description thereof will be omitted.

압축기(1)로 유입된 기체냉매는 고온고압 상태로 압축되는데, 이 고온고압의 기체냉매에서는 기체 분자간에 거리가 가까워지므로 냉동사이클 작동시 응축기(2)에서 조금만 열을 빼앗아도 쉽게 응축액화가 가능해진다. 상기 압축기(1)에서 압축된 고온고압의 기체냉매는 응축기(2)에 의해 냉각되어 액냉매로 상변화하게 되고, 이 액냉매는 증발기(3) 측으로 유동하게 된다. 이 과정에서, 상기 고온고압의 액냉매는 팽창밸브(5)에 의해 팽창하여 저온저압 상태로 되고, 이 저온저압의 액냉매는 증발기(3)를 통과하게 되는데, 상기 증발기(3)는 열을 외부로부터 흡수하여 상기 저온저압의 액냉매를 다시 기체냉매로 상변화시키게 된다. 상기 상변화된 기체냉매는 기액분리기(6)를 통과하면서 액성분이 완전히 걸러진 순수 기체상태로 다시 압축기(1)에 유입되어 상기와 같은 사이클을 반복하게 된다.The gas refrigerant introduced into the compressor (1) is compressed to a high temperature and high pressure state, and in this high temperature and high pressure gas refrigerant, the distance between the gas molecules is close, so that the condensation can be easily carried out even if a little heat is taken from the condenser (2) during the operation of the refrigeration cycle. . The gas refrigerant of the high temperature and high pressure compressed by the compressor 1 is cooled by the condenser 2 to phase change into a liquid refrigerant, and the liquid refrigerant flows to the evaporator 3 side. In this process, the high temperature and high pressure liquid refrigerant expands by the expansion valve 5 to a low temperature and low pressure state, and the low temperature and low pressure liquid refrigerant passes through the evaporator 3, and the evaporator 3 generates heat. Absorption from the outside causes the liquid refrigerant of low temperature and low pressure to be phase-changed back into gas refrigerant. The phase-changed gas refrigerant passes through the gas-liquid separator 6 and flows back into the compressor 1 in a pure gas state in which the liquid component is completely filtered, thereby repeating the above cycle.

한편, 응축기(2)에서 냉매의 열을 빼앗는데 사용된 온수탱크(7)의 물은 일정온도로 승온된 상태에서 수배관(8)을 통해 다시 온수탱크(7)로 회귀하게 되면서 온수탱크(7) 내부의 물의 온도를 상승시키게 된다.On the other hand, the water in the hot water tank (7) used to take the heat of the refrigerant in the condenser (2) is returned to the hot water tank (7) through the water pipe (8) while the temperature is raised to a certain temperature while the hot water tank ( 7) It raises the temperature of the water inside.

첨부도면 도 2는 종래 열펌프 유닛의 다른 일 예를 도시한 계통도로서, 수냉식 열펌프 유닛(H2)의 구성 및 운전모드를 도시하고 있다.2 is a system diagram illustrating another example of a conventional heat pump unit, and illustrates a configuration and an operation mode of a water-cooled heat pump unit H 2 .

이하, 첨부도면 도 1과 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 부호를 부여하고, 새로운 구성요소에 대해서만 새로운 부호를 부여하여 설명하고, 동일 구성요소에 대한 상세한 설명은 생략한다.Hereinafter, the same reference numerals are given to the same components as in the accompanying drawings, and the new reference numerals are given only to the new components, and detailed descriptions of the same components will be omitted.

도시된 바와 같이, 종래 수냉식 열펌프 유닛(H2)은 도 1의 공랭식 열펌프 유닛(H1)에서 구비된 공랭방식의 증발기(3) 대신 수냉각 방식의 증발기(10)가 구비된 구조로 이루어져 있으며, 상기 증발기(10)는 각종 폐수 등의 폐열원을 회수하여 열교환 작용을 수행한 후, 외부로 배출되는 구조로 이루어져 있다.As shown, the conventional water-cooled heat pump unit (H 2 ) is a structure provided with a water-cooled evaporator 10 instead of the air-cooled evaporator (3) provided in the air-cooled heat pump unit (H 1 ) of FIG. The evaporator 10 has a structure in which waste heat sources such as various wastewaters are recovered to perform heat exchange, and then discharged to the outside.

이러한 구성을 갖는 종래 수냉식 열펌프 유닛의 작동관계를 살펴보면 다음과 같다.Looking at the operation of the conventional water-cooled heat pump unit having such a configuration as follows.

압축기(1)에 의해 고온고압 상태로 압축된 기체냉매는 응축기(2)에 의해 냉각되어 액냉매로 상변화하게 되고, 이 액냉매는 증발기(10)측으로 유동하게 된다. 이 과정에서, 상기 고온고압의 액냉매는 팽창밸브(5)에 의해 팽창하여 저온저압 상태로 되고, 이 저온저압의 액냉매는 증발기(10)를 통과하면서 폐열원과 열교환하여 다시 기체냉매로 상변화하게 된다. 상변화된 상기 기체냉매는 기액분리기(6)에 의해 액성분이 완전히 걸러진 순수 기체상태로 압축기(1)에 유입되어 상기와 같은 사이클을 반복하게 된다.The gas refrigerant compressed by the compressor 1 at a high temperature and high pressure is cooled by the condenser 2 to phase change into a liquid refrigerant, and the liquid refrigerant flows toward the evaporator 10. In this process, the high temperature and high pressure liquid refrigerant is expanded by the expansion valve (5) to a low temperature and low pressure state, and the low temperature and low pressure liquid refrigerant exchanges heat with the waste heat source while passing through the evaporator (10) to return to the gas refrigerant. Will change. The gas-changed phase refrigerant is introduced into the compressor 1 in a pure gas state in which the liquid component is completely filtered by the gas-liquid separator 6, and the above cycle is repeated.

상기 도 1 및 도 2와 같은 종래의 열펌프 유닛에서는 빌딩이나 산업현장에서 발생되는 폐열 특히, 목욕탕이나 숙박시설 등의 폐열원을 회수하여 온수, 냉수, 및 냉.온수를 동시에 생산할 수 있다면 에너지 절감에 큰 기여를 하게 되겠지만 아직 이러한 기술이 보편화되어 있지 못한 실정이다.In the conventional heat pump unit as shown in FIGS. 1 and 2, energy can be saved if waste heat generated in a building or an industrial site, especially waste heat sources such as a bathroom or a lodging facility, can be produced at the same time to produce hot water, cold water, and cold / hot water. This technology will make a big contribution, but this technology is not universal.

또한, 종래의 열펌프 유닛에서는 온수 열교환하는 응축기의 재질이 압력배관용 탄소강관으로 이루어져 있어, 장기간 사용시 부식되는 문제점이 있었다.In addition, in the conventional heat pump unit, since the material of the condenser for heat exchange of hot water is made of carbon steel pipe for pressure piping, there is a problem of corrosion during long-term use.

본 발명은 상기와 같은 종래의 제반 문제점을 해소하기 위해 안출된 것으로,빌딩이나 산업현장, 특히 목욕탕 등의 생활 근린시설에서 발생되는 폐열원을 회수하여 재활용함으로써 에너지 절감은 물론, 필요에 따라 온수 및 냉.온수를 선택적으로 생산할 수 있도록 된 폐열회수 열펌프 유닛을 제공함에 그 목적이 있다.The present invention has been made to solve the above-mentioned conventional problems, by recovering and recycling waste heat sources generated in living neighborhood facilities, such as buildings and industrial sites, especially bathrooms, energy saving, hot water and The purpose is to provide a waste heat recovery heat pump unit capable of selectively producing cold and hot water.

도 1은 종래 열펌프 유닛의 일 예를 도시한 계통도1 is a system diagram showing an example of a conventional heat pump unit

도 2는 종래 열펌프 유닛의 다른 일 예를 도시한 계통도2 is a system diagram showing another example of a conventional heat pump unit

도 3은 본 발명의 열펌프 유닛을 도시한 계통도3 is a system diagram showing a heat pump unit of the present invention.

도 4는 본 발명의 다른 구조로 된 열펌프 유닛을 도시한 계통도4 is a system diagram showing a heat pump unit having another structure of the present invention.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명** Description of the symbols for the main parts of the drawings *

H3,H4: 폐열회수 열펌프 유닛20,30 : 압축기H 3 , H 4 : Waste heat recovery heat pump unit 20, 30: Compressor

21,31,32 : 응축기22,33,37 : 증발기21,31,32 Condenser 22,33,37 Evaporator

23, 34 : 팽창밸브24,35 : 기액분리기23, 34: expansion valve 24, 35: gas-liquid separator

25,36 : 온수탱크26,38 : 저온수조25,36: Hot water tank 26,38: Low temperature water tank

27,39 : 냉탕28,40 : 폐열회수 열교환기27,39: Cold water 28,40: Waste heat recovery heat exchanger

P11,P21,P24,P28: 냉매배관P13,P23: 급수관P 11 , P 21 , P 24 , P 28 : Refrigerant piping P 13 , P 23 : Water supply pipe

P12,P14,P15,P16,P22,P24,P25,P26,P27: 수배관P 12 , P 14 , P 15 , P 16 , P 22 , P 24 , P 25 , P 26 , P 27 : Water pipe

P12a,P14a,P15a,P15b,P16a,P22a,P25a,P26a,P26b,P27a : 순환펌프P 12 a, P 14 a, P 15 a, P 15 b, P 16 a, P 22 a, P 25 a, P 26 a, P 26 b, P 27 a: Circulation pump

V1: 3방밸브V2: 2방밸브V 1 : 3-way valve V 2 : 2-way valve

P29: 압력감지배관P28a : 캐패시티 레귤레이터P 29 : Pressure sensing piping P 28 a: Capacity regulator

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 압축기, 응축기, 및 증발기가 냉매배관을 매개로 상호 연결되고, 상기 응축기의 일측에 온수탱크가 구비되어 상기 응축기와 온수탱크가 수배관을 매개로 상호 연결된 열펌프 유닛에 있어서, 상기 증발기의 일측에 냉수가 저장된 저온수조가 구비되어 상기 증발기와 저온수조가 수배관을 매개로 상호 연결되고, 상기 저온수조의 일측에는 냉탕수를 공급하는 냉탕이 구비되어 상기 저온수조와 냉탕이 수배관을 매개로 상호 연결되며, 상기 저온수조의 다른 일측에는 폐열원을 회수하여 열교환을 통해 상기 저온수조 내부의 물의 온도를 일정하게 유지할 수 있도록 된 폐열회수 열교환기가 구비되어 상기 저온수조와 폐열회수 열교환기가 수배관을 매개로 상호 연결된 것을 특징으로 하는 폐열회수 열펌프 유닛을 제공한다.The present invention for achieving the above object is a compressor, a condenser, and an evaporator are interconnected via a refrigerant pipe, the hot water tank is provided on one side of the condenser is connected to the condenser and the hot water tank via a water pipe In the heat pump unit, one side of the evaporator is provided with a cold water tank for storing cold water is connected to the evaporator and the low temperature tank via a water pipe, one side of the cold water tank is provided with cold water for supplying cold water A low temperature water tank and a cold bath are interconnected through a water pipe, and the other side of the low temperature water tank is provided with a waste heat recovery heat exchanger configured to maintain a constant temperature of water in the low temperature water tank by recovering a waste heat source. Waste heat recovery heat pump oil characterized in that the low temperature water tank and the waste heat recovery heat exchanger are interconnected via a water pipe. It provides.

또한, 본 발명은 압축기, 응축기, 및 제1 증발기가 냉매배관을 매개로 상호 연결되고, 상기 응축기의 일측에 온수탱크가 구비되어 상기 응축기와 온수탱크가수배관을 매개로 상호 연결된 열펌프 유닛에 있어서, 상기 응축기의 출구측 냉매배관에는 방향절환용 3방밸브가 구비되고, 상기 3방밸브로부터 냉매배관이 분기되어 이 냉매배관이 상기 제1 증발기의 출구측 냉매배관에 연결되며, 상기 제1 증발기의 출구측 냉매배관에 방향절환용 2방밸브가 구비되고, 상기 냉매배관에는 수냉각 방식의 제2 증발기가 구비되며, 상기 제2 증발기의 일측에는 냉수가 저장된 저온수조가 구비되어 상기 제2 증발기와 저온수조가 수배관을 매개로 상호 연결되고, 상기 저온수조의 일측에는 냉탕수를 공급하는 냉탕이 구비되어 상기 저온수조와 냉탕이 수배관을 매개로 상호 연결되며, 상기 저온수조의 다른 일측에는 폐열원을 회수하여 열교환을 통해 저온수조 내부의 물의 온도를 일정하게 유지할 수 있도록 된 폐열회수 열교환기가 구비되어 상기 저온수조와 폐열회수 열교환기가 수배관을 매개로 상호 연결된 것을 특징으로 하는 폐열회수 열펌프 유닛을 제공한다.In addition, the present invention is a compressor, the condenser, and the first evaporator is interconnected via a refrigerant pipe, the hot water tank is provided on one side of the condenser in the heat pump unit interconnected via the water conduit pipe The outlet refrigerant pipe of the condenser is provided with a three-way valve for directional switching, and the refrigerant pipe is branched from the three way valve, and the refrigerant pipe is connected to the outlet refrigerant pipe of the first evaporator. A two-way valve for switching the direction is provided in the outlet side refrigerant pipe of the, the refrigerant pipe is provided with a second evaporator of the water cooling method, one side of the second evaporator is provided with a low temperature water tank for storing cold water the second evaporator And a low temperature water tank are interconnected through a water pipe, and one side of the low temperature water tank is provided with a cold water supplying cold water, and the low temperature water tank and the cold water water supply pipe are connected to each other through a water pipe. The other side of the low temperature water tank is provided with a waste heat recovery heat exchanger configured to recover a waste heat source to maintain a constant temperature of the water in the low temperature water tank through heat exchange, and the low temperature water tank and the waste heat recovery heat exchanger mediate the water pipe. It provides a waste heat recovery heat pump unit, characterized in that interconnected to.

본 발명은 그 구체적인 예로, 상기 제1 증발기와 제2 증발기, 그리고 상기 제2 증발기에 저온의 열원을 공급하는 냉탕과 폐열회수 열교환기는 각각 상호 택일적으로 작동하며, 이로부터 온수 및 냉.온수를 선택적으로 생산할 수 있도록 된 것을 특징으로 한다.As a specific example of the present invention, a cold bath and a waste heat recovery heat exchanger for supplying a low temperature heat source to the first evaporator, the second evaporator, and the second evaporator may operate independently of each other. Characterized in that it can be produced selectively.

본 발명은 더욱 구체적인 예로, 상기 2방밸브가 제1 증발기의 작동시 개방되고, 제2 증발기의 작동시 폐쇄되는 것을 특징으로 한다.In a more specific example, the two-way valve is open when the first evaporator is operated, and is closed when the second evaporator is operated.

또한, 상기 압축기의 출구측 냉매배관과 상기 제1 증발기의 입구측 냉매배관에는 냉매배관이 분기되어 상호 연결되고, 상기 냉매배관에는 저압보상용 캐패시티 레귤레이터가 구비되며, 상기 캐패시티 레귤레이터의 일측에는 제1 증발기의 출구측 압력을 감지하기 위한 압력감지배관이 분기되어 이 압력감지배관이 제1 증발기의 출구측 냉매배관에 연결되되, 상기 캐패시티 레귤레이터는 제1 증발기의 출구측 압력이 일정 압력 이하일 경우, 상기 냉매배관을 개방하여 고온고압의 냉매를 제1 증발기의 입구측 냉매배관으로 절환시키며 상기 제1 증발기의 출구측 압력을 일정 압력수준 이상으로 보상하도록 된 것을 특징으로 하는 폐열회수 열펌프 유닛을 제공한다.In addition, the refrigerant pipe is branched and interconnected to the outlet refrigerant pipe of the compressor and the inlet refrigerant pipe of the first evaporator, the refrigerant pipe is provided with a low pressure compensation capacity regulator, one side of the capacity regulator The pressure sensing pipe for sensing the outlet pressure of the first evaporator is branched so that the pressure sensing pipe is connected to the outlet refrigerant pipe of the first evaporator, wherein the capacity regulator has an outlet pressure of the first evaporator less than a predetermined pressure. In the case, the waste heat recovery heat pump unit is configured to open the refrigerant pipe to switch the high temperature and high pressure refrigerant to the inlet refrigerant pipe of the first evaporator and compensate the outlet pressure of the first evaporator to a predetermined pressure level or more. To provide.

또한, 본 발명은 상기 응축기 및 제2 증발기는 부식성이 없는 동관과 스테인레스 강판 중 적어도 하나의 재질을 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.In addition, the present invention is characterized in that the condenser and the second evaporator comprises at least one material of a copper tube and a stainless steel sheet without corrosion.

위와 같은 특징을 갖는 본 발명의 폐열회수 열펌프 유닛은 저온의 폐열, 즉 목욕탕 등에서 버려지는 폐수열을 회수하여 온수생산에 이용할 수 있으며, 폐수열이 부족할 시에는 외기로부터 저온의 열을 회수하여 이를 온수생산에 이용할 수 있는 구조를 제공하므로써 에너지 소비를 줄일 수 있게 됨은 물론, 필요에 따라 온수 및 냉.온수를 선택적으로 생산할 수 있어 비용절감을 실현할 수 있는 매우 효율적인 장치인 것이다.Waste heat recovery heat pump unit of the present invention having the above characteristics can be used for the production of hot water by recovering the waste heat of low temperature, that is, waste water from the bathroom, etc., when waste water heat is insufficient, recover the low temperature heat from the outside air to produce hot water It is possible to reduce energy consumption by providing a structure that can be used in the system, and to produce hot and cold / hot water selectively as needed, thus being a very efficient device that can realize cost reduction.

이하 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부도면에 의거 상세히 설명한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

상기 종래기술과 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 부호를 부여하고, 새로운 구성요소에 대해서만 새로운 부호를 부여하여 설명하고, 동일 구성요소에 대한 상세한 설명은 생략한다.The same reference numerals are given to the same components as those of the prior art, and only the new components are given the new reference numerals, and detailed descriptions of the same components are omitted.

첨부도면 도 3은 본 발명에 따른 폐열회수 열펌프 유닛의 일 실시예를 도시한 것으로, 폐열회수 열펌프 유닛(H3)의 구성 및 운전모드를 도시한 계통도이다.Accompanying drawings Figure 3 shows an embodiment of the waste heat recovery heat pump unit according to the present invention, a schematic diagram showing the configuration and operation mode of the waste heat recovery heat pump unit (H 3 ).

도시된 바와 같이, 본 발명은 도 2의 종래 수냉식 열펌프 유닛(H2)의 구성으로부터 폐열을 회수하여 재활용할 수 있도록 된 구성을 제공한다.As shown, the present invention provides a configuration in which waste heat can be recovered and recycled from the configuration of the conventional water-cooled heat pump unit H 2 of FIG. 2.

본 발명의 폐열회수 열펌프 유닛(H3)은 기본적으로 압축기(20), 응축기(21), 증발기(22)로 구성되어 이들 상호간에 냉매가 흐르는 냉매배관(P11)을 매개로 연결된 구조를 이루고 있으며, 응축기(21) 출구측의 상기 냉매배관(P11)에는 팽창밸브(23)가 구비되고, 증발기(22) 출구측의 상기 냉매배관(P11)에는 기액분리기(24)가 구비되어 있다.Waste heat recovery heat pump unit (H 3 ) of the present invention is basically composed of a compressor 20, a condenser 21, the evaporator 22 is connected to each other via a refrigerant pipe (P 11 ) through which the refrigerant flows between them. The refrigerant pipe P 11 at the outlet side of the condenser 21 is provided with an expansion valve 23, and a gas liquid separator 24 is provided at the refrigerant pipe P 11 at the outlet side of the evaporator 22. have.

상기 응축기(21)의 일측에는 물이 저장된 온수탱크(25)가 구비되어 있는데, 상기 온수탱크(25)와 응축기(21)는 물이 흐르도록 된 수배관(P12)을 매개로 상호 연결되어 이들 상호간에 온수가 순환하는 구조로 이루어져 있으며, 상기 수배관(P12)에는 온수탱크(25) 내부의 물을 펌핑하여 응축기(21) 측으로 운반하기 위한 순환펌프(P12a)가 구비되어 있다. 또한, 상기 온수탱크(25)에는 내부에 저장된 저장수가 부족할 경우 외부로부터 물이 공급되는 급수관(P13)이 연결되어 있다.One side of the condenser 21 is provided with a hot water tank 25 is stored water, the hot water tank 25 and the condenser 21 is connected to each other through a water pipe (P 12 ) through which water flows It consists of a structure in which hot water circulates between each other, the water pipe (P 12 ) is provided with a circulation pump (P 12 a) for pumping the water in the hot water tank 25 to convey to the condenser 21 side. . In addition, the hot water tank 25 is connected to the water supply pipe (P 13 ) that is supplied with water from the outside when the storage water stored therein is insufficient.

상기 증발기(22)는 수냉각 구조로 이루어져 있는 바, 일측에 냉수를 저장하는 저온수조(26)가 구비되고, 이 저온수조(26)의 일측에는 냉수를 공급하도록 된 냉탕(27)이 구비되어 있으며, 상기 증발기(22)와 저온수조(26) 그리고 상기 저온수조(26)와 냉탕(27)은 각각 수배관(P14)(P15)을 매개로 상호 연결되어 냉수가 순환하는 구조로 이루어져 있다. 상기 수배관(P14)에는 저온수조(26) 내의 냉수를 펌핑하여 증발기(22) 측으로 순환시키기 위한 순환펌프(P14a)가 구비되고, 상기 수배관(P15)에는 냉탕(27)과 저온수조(26) 사이에 냉수를 순환시키기 위한 복수의 순환펌프(P15a)(P15b)가 구비되어 있다.The evaporator 22 is formed of a water cooling structure, the cold water tank 26 for storing cold water on one side is provided, the cold water 27 is provided on one side of the cold water tank 26 to supply cold water. The evaporator 22, the low temperature water tank 26, and the low temperature water tank 26 and the cold water bath 27 are connected to each other via a water pipe P 14 and P 15 to form cold water circulation. have. The water pipe (P 14 ) is provided with a circulation pump (P 14 a) for pumping cold water in the low temperature water tank 26 to circulate to the evaporator 22 side, the water pipe (P 15 ) and the cold water 27 and A plurality of circulation pumps P 15 a (P 15 b) are provided for circulating cold water between the low temperature water tanks 26.

또한, 상기 저온수조(26)의 다른 일측에는 목욕탕 폐수나 산업 및 생활폐수 등의 폐열원을 회수하여 열교환 작용을 통해 저온수조(26)의 냉수를 냉각하도록 된 폐열회수 열교환기(28)가 구비되어 있고, 상기 폐열회수 열교환기(28)와 저온수조(26)는 수배관(P16)을 매개로 상호 연결되어 냉수가 순환하는 구조로 이루어져 있으며, 상기 수배관(P16)에는 저온수조(26) 내의 냉수를 펌핑하여 폐열회수 열교환기(28) 측으로 순환시키기 위한 순환펌프(P16a)가 구비되어 있다.In addition, the other side of the low temperature water tank 26 is provided with a waste heat recovery heat exchanger 28 which recovers waste heat sources such as bathroom waste water or industrial and domestic waste water to cool the cold water of the low temperature water tank 26 through heat exchange. The waste heat recovery heat exchanger 28 and the low temperature water tank 26 are connected to each other via a water pipe P 16 to form a structure in which cold water circulates, and the water pipe P 16 has a low temperature water tank ( 26 is provided with a circulation pump P 16 a for pumping cold water into the waste heat recovery heat exchanger 28.

상기와 같은 구성으로 된 본 발명의 폐열회수 열펌프 유닛(H3)의 작동관계를 살펴보면 다음과 같다.Looking at the operation relationship of the waste heat recovery heat pump unit (H 3 ) of the present invention having the configuration as described above are as follows.

폐열회수 열교환기(28)에서는 버려지는 폐열원을 회수하여 저온수조(26)로부터 운반된 냉수와 열교환시키게 되는데, 상기 열교환된 냉수는 다시 저온수조(26)로 귀환하게 된다. 한편, 팽창밸브(23)에 의해 저온저압 상태로 된 액냉매는 증발기(22)를 통과하는 동안 저온수조(26)으로부터 공급되는 냉수와 열교환하면서 상기 저온저압의 액냉매를 다시 기체냉매로 상변화시키게 된다. 상기 상변화된 기체냉매는 기액분리기(24)를 통과하면서 액성분이 완전히 걸러진 순수 기체상태로 압축기(20)로 유입되어 상기 사이클을 반복하게 된다. 한편, 온수탱크(25)에서는 응축기(21)에서 냉매와 열교환하며 온도가 상승된 일정온도의 물이 귀환하여 혼합되면서 온수를 생산하게 된다.The waste heat recovery heat exchanger (28) recovers the waste heat source discarded and exchanges heat with the cold water carried from the low temperature water tank (26). The heat exchanged cold water is returned to the low temperature water tank (26). On the other hand, the liquid refrigerant in the low temperature low pressure state by the expansion valve 23 phase-changes the low temperature low pressure liquid refrigerant back to the gas refrigerant while heat-exchanging with cold water supplied from the low temperature water tank 26 while passing through the evaporator 22 Let's go. The phase-changed gas refrigerant is introduced into the compressor 20 in a pure gas state in which the liquid component is completely filtered while passing through the gas-liquid separator 24 to repeat the cycle. On the other hand, in the hot water tank 25, the heat exchanger with the refrigerant in the condenser 21, the temperature of the constant temperature of the elevated temperature is returned and mixed to produce hot water.

상기 폐열회수 열펌프 유닛(H3)은 저온수조(26)의 일측에 휀코일유니트(미도시)를 추가로 설치하고 이를 저온수조(26)와 배관 연결하여 실내 냉방에 이용할 수도 있는데, 이 경우 휀코일유니트(미도시)의 입구측 배관에는 저온수조(26)로부터 냉수를 펌핑하여 휀코일유니트 측으로 이송시키기 위해 순환펌프(미도시)가 구비된다.The waste heat recovery heat pump unit (H 3 ) may be further installed on one side of the low temperature water tank (26) and connected to the low temperature water tank (26) for use in room cooling. The inlet-side piping of the shock coil unit (not shown) is provided with a circulation pump (not shown) for pumping cold water from the low temperature water tank 26 to the shock coil unit.

첨부도면 도 4는 본 발명의 다른 구조로 된 폐열회수 열펌프 유닛의 구성 및 운전모드를 도시한 계통도로서, 본 발명은 종래의 공랭식 열펌프 유닛(H1)과 수냉식 열펌프 유닛(H2)을 조합한 구조로부터 폐열회수 방식을 접목시킨 새로운 구조의 열펌프 유닛(H4)을 제공한다.4 is a system diagram showing a configuration and an operation mode of a waste heat recovery heat pump unit having another structure of the present invention. The present invention is a conventional air-cooled heat pump unit (H 1 ) and a water-cooled heat pump unit (H 2 ). It provides a heat pump unit (H 4 ) of a new structure that combines the waste heat recovery method from the combination structure.

상기 폐열회수 열펌프 유닛(H4)은 기본적으로 압축기(30), 복수의 응축기(31,32) 및 증발기(33)(37), 온수탱크(36), 저온수조(38), 폐열회수 열교환기(40) 등으로 구성된다.The waste heat recovery heat pump unit (H 4 ) is basically a compressor (30), a plurality of condensers (31, 32) and evaporators (33, 37), hot water tank (36), low temperature water tank (38), waste heat recovery heat exchange Group 40 or the like.

보다 구체적으로 살펴보면, 상기 압축기(30)와, 나란히 배열된 제1,2 응축기(31,32), 그리고 실외기(미도시) 측에 구비된 제1 증발기(33)는 냉매배관(P21)을 매개로 상호 연결된 구조를 이루고 있으며, 제1,2 응축기(31,32) 출구측의 상기 냉매배관(P21)에는 팽창밸브(34)가 구비되고, 증발기(33) 출구측의 상기 냉매배관(P21)에는 기액분리기(35)가 구비되어 있다.In more detail, the compressor 30, the first and second condensers 31 and 32 arranged in parallel with each other, and the first evaporator 33 provided at the outdoor unit (not shown) may be configured to provide a refrigerant pipe P 21 . The refrigerant pipes P 21 at the outlet side of the first and second condensers 31 and 32 are provided with expansion valves 34 and the refrigerant pipes at the outlet side of the evaporator 33. P 21 ) is provided with a gas-liquid separator 35.

상기 제1,2 응축기(31,32)의 일측에는 온수가 저장된 온수탱크(36)가 구비되는데, 상기 제1,2 응축기(31,32)와 온수탱크(36)는 수배관(P22)을 매개로 상호 연결되어 이들 상호간에 온수가 순환하는 구조로 이루어져 있으며, 상기 수배관(P22)에는 온수탱크(36) 내부의 물을 펌핑하여 제1,2 응축기(31,32) 측으로 순환시키기 위한 순환펌프(P22a)가 구비되어 있다. 또한, 상기 온수탱크(36)는 내부에 저장된 저장수가 부족할 경우 외부로부터 물이 공급되는 급수관(P23)이 연결되어 있다.One side of the first and second condenser (31, 32) is provided with a hot water tank 36 is stored hot water, the first, second condenser (31, 32) and the hot water tank 36 is a water pipe (P 22 ) It is connected to each other via a structure consisting of circulating the hot water between these, the water pipe (P 22 ) to pump the water in the hot water tank 36 to circulate to the first, second condenser (31, 32) side Circulating pump (P 22 a) is provided. In addition, the hot water tank 36 is connected to the water supply pipe (P 23 ) is supplied with water from the outside when the storage water stored therein is insufficient.

상기 제1,2 응축기(31,32)의 출구측 냉매배관(P21)에는 방향절환용 3방밸브(V1)가 구비되되, 상기 3방밸브(V1)로부터 냉매배관(P24)이 분기되어 이 냉매배관(P24)이 상기 제1 증발기(33)의 출구측 냉매배관(P21)에 연결된다. 또한, 상기 제1 증발기(33)의 출구측 냉매배관(P21)에는 방향절환용 2방밸브(V2)가 구비되고, 상기 냉매배관(P24)에는 수냉각 방식의 제2 증발기(37)가 구비된다. 또한, 상기 제2 증발기(37)의 일측에는 냉수가 저장된 저온수조(38)가 구비되어 상기 제2 증발기(37)와 저온수조(38)가 수배관(P25)을 매개로 상호 연결되고, 상기 저온수조(38)의 일측에는 냉탕수를 공급하는 냉탕(39)이 구비되어 상기 저온수조(38)와 냉탕(39)이 수배관(P26)을 매개로 상호 연결되는 바, 상기 수배관(P25)에는 저온수조(38) 내의 냉수를 펌핑하여 제2 증발기(37) 측으로 순환시키기 위한 순환펌프(P25a)가 구비되고, 상기 수배관(P26)에는 냉탕(39)과 저온수조(38) 사이에 냉수를 순환시키기 위한 복수의 순환펌프(P26a)(P26b)가 구비된다.The outlet refrigerant pipes (P 21 ) of the first and second condensers (31,32) are provided with a three-way valve (V 1 ) for direction switching, the refrigerant pipe (P 24 ) from the three-way valve (V 1 ) The branching is connected to the refrigerant pipe P 24 to the outlet refrigerant pipe P 21 of the first evaporator 33. In addition, the outlet refrigerant pipe P 21 of the first evaporator 33 is provided with a two-way valve V 2 for direction switching, and the refrigerant pipe P 24 has a water-cooled second evaporator 37. ) Is provided. In addition, one side of the second evaporator 37 is provided with a low temperature water tank 38 in which cold water is stored, and the second evaporator 37 and the low temperature water tank 38 are interconnected via a water pipe P 25 . One side of the low temperature water tank 38 is provided with a cold water supply 39 for supplying cold water, wherein the low temperature water tank 38 and the cold water 39 are connected to each other via a water pipe P 26 . P 25 is provided with a circulation pump P 25 a for pumping cold water in the low temperature water tank 38 to circulate to the second evaporator 37 side, and the water pipe P 26 has a cold water bath 39 and a low temperature. A plurality of circulation pumps P 26 a (P 26 b) for circulating cold water between the water tanks 38 is provided.

상기 저온수조(38)의 다른 일측에는 목욕탕 폐수나 산업 및 생활폐수 등의 폐열원을 회수하여 열교환 작용을 통해 저온수조(38) 내부의 물의 온도를 일정하게 유지할 수 있도록 된 폐열회수 열교환기(40)가 구비되는데, 상기 폐열회수 열교환기(40)와 저온수조(38)는 수배관(P27)을 매개로 상호 연결되어 냉수가 순환하는 구조로 이루어져 있으며, 상기 수배관(P27)에는 저온수조(38) 내의 냉수를 펌핑하여 폐열회수 열교환기(40) 측으로 순환시키기 위한 순환펌프(P27a)가 구비된다.On the other side of the low temperature water tank 38, a waste heat recovery heat exchanger 40 capable of maintaining a constant temperature of water in the low temperature water tank 38 by recovering waste heat sources such as bathroom waste water or industrial and domestic waste water. ) is the heat recovery heat exchanger 40 and the low temperature water tank 38 has water pipe (P 27) to be interconnected to the medium, and consists of a structure in which cold water is circulated, the water pipe (P 27) there is provided, the low-temperature A circulation pump P 27 a for pumping cold water in the water tank 38 to circulate to the waste heat recovery heat exchanger 40 is provided.

한편, 상기 폐열회수 열펌프 유닛(H4)에서는 상기 압축기(30)의 출구측 냉매배관(P21)에 냉매배관(P28)이 분기되어 이 냉매배관(P28)이 제1 증발기(33)의 입구측냉매배관(P21)에 연결되고, 상기 냉매배관(P28)에는 제1 증발기(33)의 출구측 압력이 일정 압력 이하일 경우, 상기 냉매배관(P28)을 개방하여 고온고압의 냉매를 제1 증발기(33)의 입구측 냉매배관(P21)으로 절환시키며 상기 제1 증발기(33)의 출구측 압력을 일정 압력수준 이상으로 보상하도록 된 저압보상용 캐패시티 레귤레이터(Capacity regulator;P28a)가 구비되며, 상기 캐패시티 레귤레이터(P28a)의 일측에는 제1 증발기(33)의 출구측 압력을 감지하기 위한 압력감지배관(P29)이 분기되어 이 압력감지배관(P29)이 제1 증발기(33)의 출구측 냉매배관(P21)에 연결된다.Meanwhile, in the waste heat recovery heat pump unit H 4 , the refrigerant pipe P 28 is branched to the refrigerant pipe P 21 at the outlet of the compressor 30 so that the refrigerant pipe P 28 is the first evaporator 33. ) for being connected to an inlet side refrigerant line (P 21), the refrigerant line (P 28), the first case is the outlet pressure constant pressure in the evaporator 33, or less, by opening the refrigerant pipe (P 28) the high-temperature high-pressure The low pressure compensation capacity regulator for switching the refrigerant of the first evaporator (33) to the inlet refrigerant pipe (P 21 ) of the first evaporator 33 to compensate the pressure of the outlet side above a certain pressure level (Capacity regulator) ; P 28 a) is provided, the pressure regulator pipe (P 29 ) for detecting the pressure of the outlet side of the first evaporator 33 is branched on one side of the capacity regulator (P 28 a) this pressure sensing pipe ( P 29 ) is connected to the outlet refrigerant pipe P 21 of the first evaporator 33.

또한, 상기 폐열회수 열펌프 유닛(H4)은 종래의 열펌프 유닛(H1)(H2)에서 응축기(2)가 압력배관용 탄소강관을 재질로 하여 구성한 것과 달리, 제1,2 응축기(31,32)와 제2 증발기(38)의 재질을 부식성이 없는 동관 및/또는 스테인레스 강판을 이용하여 구성한다.In addition, the waste heat recovery heat pump unit (H 4 ) is a first condenser, unlike the condenser 2 is made of a carbon steel pipe for pressure piping in the conventional heat pump unit (H 1 ) (H 2 ), The material of the 31 and 32 and the 2nd evaporator 38 is comprised using the copper tube and / or stainless steel plate which are not corrosive.

상기와 같은 구성을 갖는 본 발명의 폐열회수 열펌프 유닛(H4)은 압축기(30)에서 압축된 고온고압의 기체냉매가 응축기(31,32)에 의해 냉각되어 액냉매로 상변화하게 되고, 상변화된 액냉매는 3방밸브(V1)에 의해 제2 증발기(37) 측으로 보내져서 상기 저온수조(38)로부터 운반된 냉수와의 열교환에 의해 저온저압의 기체냉매로 상변화하게 된다. 상기 기체냉매는 기액분리기(35)를 통과하면서 액성분이 완전히 걸러진 순수 기체상태로 다시 압축기(30)에 유입되어 상기와 같은 사이클을 반복하게 된다.Waste heat recovery heat pump unit (H 4 ) of the present invention having the configuration as described above is a high-temperature, high-pressure gas refrigerant compressed in the compressor 30 is cooled by the condenser (31, 32) to phase change into a liquid refrigerant, The phase-changed liquid refrigerant is sent to the second evaporator 37 by the three-way valve V 1 to phase-change into a low-temperature low-pressure gas refrigerant by heat exchange with cold water carried from the low temperature water tank 38. The gas refrigerant passes through the gas-liquid separator 35 and flows back into the compressor 30 in the pure gas state in which the liquid component is completely filtered, thereby repeating the above cycle.

한편, 폐열회수 열교환기(40)에서는 버려지는 폐열원을 회수하여 저온수조(38)로부터 운반된 냉수와 열교환시키게 되는데, 상기 열교환된 냉수는 다시 저온수조(38)로 귀환하게 되어 저온수조(38) 내부의 물의 온도를 일정하게 유지하게 된다.On the other hand, the waste heat recovery heat exchanger (40) recovers the waste heat source discarded and heat exchanges with the cold water carried from the low temperature water tank (38), and the heat exchanged cold water is returned to the low temperature water tank (38) and the low temperature water tank (38). The temperature of the water inside is kept constant.

본 발명의 열펌프 유닛(H4)에서는 폐열원이 부족할 경우, 응축기(31,32)로부터 운반된 액냉매가 3방밸브(V1)에 의해 제1 증발기(33) 측으로 보내질 수 있는데, 상기 배관(P21)에 구비된 2방밸브(V2)는 제1 증발기(33)의 작동시 개방되고, 제2 증발기(37)의 작동시 폐쇄된다. 이러한 작동관계로부터 상기 열펌프 유닛(H4)은 온수 또는 냉.온수를 선택적으로 생산할 수 있게 된다.In the heat pump unit H 4 of the present invention, when the waste heat source is insufficient, the liquid refrigerant conveyed from the condenser 31, 32 may be sent to the first evaporator 33 by the three-way valve V 1 . The two-way valve V 2 provided in the pipe P 21 opens when the first evaporator 33 operates and closes when the second evaporator 37 operates. From this operating relationship, the heat pump unit H 4 can selectively produce hot water or cold / hot water.

한편, 상기 3방밸브(V1)에 의해 제1 또는 제2 증발기(33)(37) 측으로 방향절환된 액냉매는 열교환에 의해 기체냉매로 상변화된 후, 상변화된 기체냉매가 기액분리기(35)를 통과하면서 액성분이 완전히 걸러진 순수 기체상태로 다시 압축기(30)에 유입되어 상기와 같은 사이클을 반복하게 된다.On the other hand, the liquid refrigerant which is directionally switched to the first or second evaporator (33) 37 by the three-way valve (V 1 ) is phase-changed to gas refrigerant by heat exchange, the phase-changed gas refrigerant is gas-liquid separator (35) After passing through), the liquid component is completely filtered and flowed back into the compressor 30 in the pure gas state to repeat the above cycle.

상기 설명된 바와 같은 본 발명의 폐열회수 열펌프 유닛(H3)(H4)에서는 온수 열교환하게 되는 응축기(21)(31)(32)와 제2 증발기(37)의 재질을 내식성이 있는 동관 및/또는 스테인레스 강판으로 구성함으로써 장기간 사용시 발생할 수 있는 부식을 방지할 수 있게 된다.In the waste heat recovery heat pump unit (H 3 ) (H 4 ) of the present invention as described above, the material of the condensers 21, 31, 32 and the second evaporator 37, which are subjected to hot water heat exchange, is a copper tube having corrosion resistance. And / or by consisting of a stainless steel sheet it is possible to prevent the corrosion that can occur during long-term use.

본 발명의 상기 폐열회수 열펌프 유닛(H3)(H4)은 주거용이나 상업용 빌딩에 적용이 가능하며 목욕탕, 수영장, 호텔, 온천, 온실, 화학 플랜트 등 온수가 필요한 곳에서는 기존의 급탕설비 유닛 등에 부착하여 사용할 수 있다.The waste heat recovery heat pump unit (H 3 ) (H 4 ) of the present invention is applicable to residential or commercial buildings, where hot water, such as baths, swimming pools, hotels, hot springs, greenhouses, chemical plants, etc. It can be attached and used.

이와 같은 본 발명의 폐열회수 열펌프 유닛(H3)(H4)은 버려지는 저온의 폐수열을 회수하여 이를 온수생산에 이용할 수 있도록 된 장치로서, 기름을 이용하는 장치에 비해 온수 생산시 약 2.5배 내지 4배 정도의 에너지를 절약할 수 있을 뿐만 아니라, 폐열에서 열을 회수하므로 온수가열 비용을 약 30% 내지 50%까지 절약할 수 있는 효과가 있으며, 냉방에 있어서도 약 20% 내지 30%의 비용을 절감할 수 있게 된다. 또한, 본 발명의 페열회수 열펌프 유닛(H3)(H4)은 별도의 버너, 보일러 등의 연소설비가 필요없어 설치비가 저렴하고, 전력에 의해 작동하게 되므로 폐기물이나 공해발생의 염려가 없어 안전하고 환경친화적인 설비인 것이다.Such waste heat recovery heat pump unit (H 3 ) (H 4 ) of the present invention is a device to recover the waste heat of the low temperature is discarded and to use it for the production of hot water, about 2.5 times when producing hot water compared to the device using oil Not only can save 4 ~ 4 times of energy, but also recovers heat from waste heat, which can reduce the cost of hot water heating by about 30% to 50%, and about 20% to 30% in cooling. Can be reduced. In addition, the waste heat recovery heat pump unit (H 3 ) (H 4 ) of the present invention does not require a separate burner, boiler, etc., no installation cost is low, because it is operated by electric power, there is no fear of waste or pollution It is a safe and environmentally friendly facility.

위와 같은 특징을 갖는 본 발명의 폐열회수 열펌프 유닛은 저온의 폐열, 즉 목욕탕 등에서 버려지는 폐수열을 회수하여 온수생산에 이용할 수 있으며, 폐수열이 부족할 시에는 외기로부터 저온의 열을 회수하여 이를 온수생산에 이용할 수 있는 구조를 제공하므로써 에너지 소비를 줄일 수 있게 됨은 물론, 필요에 따라 온수및 냉.온수를 선택적으로 생산할 수 있어 비용절감을 실현할 수 있는 매우 효율적인 장치인 것이다.Waste heat recovery heat pump unit of the present invention having the above characteristics can be used for the production of hot water by recovering the waste heat of low temperature, that is, waste water from the bathroom, etc., when waste water heat is insufficient, recover the low temperature heat from the outside air to produce hot water By providing a structure that can be used in the system, it is possible to reduce energy consumption, and to produce hot and cold and hot water selectively as needed, which is a very efficient device that can realize cost reduction.

또한, 본 발명의 열펌프 유닛은 구조가 간단하고 사용이 용이하여 이상적인 냉난방 및 급탕환경을 만들 수 있을 뿐 아니라, 전기에 의해 작동하므로 NOX, CO2 등의 폐가스를 일절 배출하지 않아 공해를 방지하는 효과가 있다.In addition, the heat pump unit of the present invention is simple in structure and easy to use, which makes it possible to create an ideal cooling and heating and hot water environment, and is operated by electricity, so that it does not discharge any waste gas such as NOX and CO2 to prevent pollution. There is.

Claims (6)

압축기(20), 응축기(21), 및 증발기(22)가 냉매배관(P11)을 매개로 상호 연결되고, 상기 응축기(21)의 일측에 온수탱크(25)가 구비되어 상기 응축기(21)와 온수탱크(25)가 수배관(P12)을 매개로 상호 연결된 열펌프 유닛에 있어서,The compressor 20, the condenser 21, and the evaporator 22 are interconnected via a refrigerant pipe P 11 , and a hot water tank 25 is provided at one side of the condenser 21 to provide the condenser 21. In the heat pump unit and the hot water tank 25 is interconnected via a water pipe (P 12 ), 상기 증발기(22)의 일측에 냉수가 저장된 저온수조(26)가 구비되어 상기 증발기(22)와 저온수조(26)가 수배관(P14)을 매개로 상호 연결되고, 상기 저온수조(26)의 일측에는 냉탕수를 공급하는 냉탕(27)이 구비되어 상기 저온수조(26)와 냉탕(27)이 수배관(P15)을 매개로 상호 연결되며, 상기 저온수조(26)의 다른 일측에는 폐열원을 회수하여 열교환을 통해 상기 저온수조(26) 내부의 물의 온도를 일정하게 유지할 수 있도록 된 폐열회수 열교환기(28)가 구비되어 상기 저온수조(26)와 폐열회수 열교환기(28)가 수배관(P14)을 매개로 상호 연결된 것을 특징으로 하는 폐열회수 열펌프 유닛.One side of the evaporator 22 is provided with a low temperature water tank (26) in which cold water is stored, and the evaporator (22) and the low temperature water tank (26) are interconnected through a water pipe (P 14 ), and the low temperature water tank (26). One side of the cold bath (27) for supplying cold water is provided with the cold water tank (26) and the cold water (27) are interconnected via a water pipe (P 15 ), the other side of the cold water tank (26) The waste heat recovery heat exchanger 28 is provided to recover the waste heat source and maintain the temperature of the water in the low temperature water tank 26 through heat exchange. Thus, the low temperature water tank 26 and the waste heat recovery heat exchanger 28 are provided. Waste heat recovery heat pump unit, characterized in that interconnected via a water pipe (P 14 ). 압축기(30), 응축기(31,32), 및 제1 증발기(33)가 냉매배관(P21)을 매개로 상호 연결되고, 상기 응축기(31,32)의 일측에 온수탱크(36)가 구비되어 상기 응축기(31,32)와 온수탱크(36)가 수배관(P22)을 매개로 상호 연결된 열펌프 유닛에있어서,The compressor 30, the condenser 31 and 32, and the first evaporator 33 are interconnected through the refrigerant pipe P 21 , and the hot water tank 36 is provided at one side of the condenser 31 and 32. In the heat pump unit the condenser (31, 32) and the hot water tank 36 is interconnected via a water pipe (P 22 ), 상기 응축기(31,32)의 출구측 냉매배관(P21)에는 방향절환용 3방밸브(V1)가 구비되고, 상기 3방밸브(V1)로부터 냉매배관(P24)이 분기되어 이 냉매배관(P24)이 상기 제1 증발기(33)의 출구측 냉매배관(P21)에 연결되며, 상기 제1 증발기(33)의 출구측 냉매배관(P21)에 방향절환용 2방밸브(V2)가 구비되고, 상기 냉매배관(P24)에는 수냉각 방식의 제2 증발기(37)가 구비되며, 상기 제2 증발기(37)의 일측에는 냉수가 저장된 저온수조(38)가 구비되어 상기 제2 증발기(37)와 저온수조(38)가 수배관(P25)을 매개로 상호 연결되고, 상기 저온수조(38)의 일측에는 냉탕수를 공급하는 냉탕(39)이 구비되어 상기 저온수조(38)와 냉탕(39)이 수배관(P26)을 매개로 상호 연결되며, 상기 저온수조(38)의 다른 일측에는 폐열원을 회수하여 열교환을 통해 저온수조(38) 내부의 물의 온도를 일정하게 유지할 수 있도록 된 폐열회수 열교환기(40)가 구비되어 상기 저온수조(38)와 폐열회수 열교환기(40)가 수배관(P27)을 매개로 상호 연결된 것을 특징으로 하는 폐열회수 열펌프 유닛.The outlet-side refrigerant pipe P 21 of the condenser 31, 32 is provided with a three-way valve V 1 for direction switching, and the refrigerant pipe P 24 is branched from the three-way valve V 1 . The refrigerant pipe P 24 is connected to the outlet refrigerant pipe P 21 of the first evaporator 33, and the two-way valve for direction switching to the outlet refrigerant pipe P 21 of the first evaporator 33. (V 2 ) is provided, the refrigerant pipe (P 24 ) is provided with a water-cooled second evaporator (37), one side of the second evaporator (37) is provided with a low temperature water tank 38 in which cold water is stored. The second evaporator 37 and the low temperature water tank 38 are interconnected via a water pipe P 25 , and one side of the low temperature water tank 38 is provided with a cold water bath 39 for supplying cold water. The low temperature water tank 38 and the cold water bath 39 are connected to each other via a water pipe P 26 , and the other side of the low temperature water tank 38 recovers a waste heat source to exchange heat of the water inside the low temperature water tank 38. Temperature The constant a waste heat recovery heat exchanger 40 to maintain equipped with waste heat recovery heat pump, characterized in that associated with each other in the low-temperature water tank 38 and the waste heat recovery heat exchanger (40) to the pipe (P 27) parameters unit. 제 2항에 있어서,The method of claim 2, 상기 제1 증발기(33)와 제2 증발기(37), 그리고 상기 제2 증발기(37)에 저온의 열원을 공급하는 냉탕(39)과 폐열회수 열교환기(40)는 각각 상호 택일적으로 작동하며, 이로부터 온수 및 냉.온수를 선택적으로 생산할 수 있도록 된 것을 특징으로 하는 폐열회수 열펌프 유닛.The first evaporator 33 and the second evaporator 37, and the cold water 39 and the waste heat recovery heat exchanger 40 for supplying a low temperature heat source to the second evaporator 37 are operated independently of each other, Waste heat recovery heat pump unit, characterized in that it is possible to selectively produce hot water and cold. 제 2항에 있어서,The method of claim 2, 상기 2방밸브(V2)는 제1 증발기(33)의 작동시 개방되고, 제2 증발기(37)의 작동시 폐쇄되는 것을 특징으로 하는 폐열회수 열펌프 유닛.The two-way valve (V 2 ) is a waste heat recovery heat pump unit, characterized in that open when the operation of the first evaporator (33), closed when the operation of the second evaporator (37). 제 2항에 있어서,The method of claim 2, 상기 압축기(30)의 출구측 냉매배관(P21)과 상기 제1 증발기(33)의 입구측 냉매배관(P21)에는 냉매배관(P28)이 분기되어 상호 연결되고, 상기 냉매배관(P28)에는 저압보상용 캐패시티 레귤레이터(P28a)가 구비되며, 상기 캐패시티 레귤레이터(P28a)의 일측에는 제1 증발기(33)의 출구측 압력을 감지하기 위한 압력감지배관(P29)이 분기되어 이 압력감지배관(P29)이 제1 증발기(33)의 출구측 냉매배관(P21)에 연결되되, 상기 캐패시티 레귤레이터(P28a)는 제1 증발기(33)의 출구측 압력이 일정 압력 이하일 경우, 상기 냉매배관(P28)을 개방하여 고온고압의 냉매를 제1 증발기(33)의입구측 냉매배관(P21)으로 절환시키며 상기 제1 증발기(33)의 출구측 압력을 일정 압력수준 이상으로 보상하도록 된 것을 특징으로 하는 폐열회수 열펌프 유닛.The inlet side of the outlet-side refrigerant pipe (P 21) and the first evaporator 33 of the compressor 30, the refrigerant pipe (P 21), the refrigerant line (P 28) is a branch, interconnected, the refrigerant pipe (P 28) There is provided a low-pressure compensating capacitance City regulator (P 28 a), the capacitance City regulator (P 28 a) of one side of the outlet-side pressure-sensing pipe for sensing the pressure of the first evaporator (33) (P 29 ) Is branched so that the pressure sensing pipe P 29 is connected to the refrigerant pipe P 21 on the outlet side of the first evaporator 33, wherein the capacity regulator P 28 a is the outlet of the first evaporator 33. When the side pressure is equal to or less than a predetermined pressure, the refrigerant pipe P 28 is opened to switch the refrigerant having a high temperature and high pressure into the refrigerant pipe P 21 at the inlet side of the first evaporator 33 and the outlet of the first evaporator 33. Waste heat recovery heat pump unit characterized in that to compensate the side pressure to a predetermined pressure level or more. 제 2항에 있어서,The method of claim 2, 상기 응축기(31,32) 및 제2 증발기(37)는 부식성이 없는 동관과 스테인레스 강판 중 적어도 하나의 재질을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 폐열회수 열펌프 유닛.The condenser (31, 32) and the second evaporator (37) is a waste heat recovery heat pump unit, characterized in that it comprises at least one material of a copper tube and a stainless steel sheet without corrosion.
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