KR200359590Y1 - Heat pump system for a bathhouse - Google Patents
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Abstract
본 고안은 목욕탕용 히트펌프 시스템에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 냉매의 증발수단으로서 폐열을 회수하는 폐수탱크와 함께 대기열을 회수하는 실외기를 병렬식으로 설치하여, 폐수의 온도가 높게 되는 동절기 뿐만 아니라 폐수의 온도가 비교적 낮게 되는 하절기에도 냉매의 증발열원을 충분히 확보함으로서 연중 안정적인 히트펌프의 운전이 가능하도록 하고, 폐수탱크 또는 실외기 중 사용되지 않는 곳으로의 냉매유입을 차단하여 냉매의 사용에 따른 효율을 향상시키고 압축기에 걸리는 부하를 최소화시킬 수 있도록 하며, 폐수탱크의 가동시 냉매의 증발에 사용되고 냉각된 폐수를 상온수의 냉각에 재사용할 수 있도록 함으로서, 하나의 히트펌프만으로도 목욕탕에 필요한 냉,온수를 동시에 생산할 수 있도록 하고, 이로 인하여 히트펌프의 운전성능을 최대한으로 향상시킴과 동시에 목욕탕 설비에 따른 비용을 절감시킬 수 있도록 한 목욕탕용 히트펌프 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a heat pump system for a bath, and more particularly, by installing an outdoor unit for recovering a queue in parallel with a wastewater tank that recovers waste heat as an evaporation means of a refrigerant, as well as the winter season when the temperature of the wastewater becomes high. Even in summer, when the temperature of waste water becomes relatively low, sufficient heat source for evaporation of refrigerant is ensured to allow stable heat pump operation throughout the year, and the flow of refrigerant into unused waste water tanks or outdoor units is blocked so that the efficiency of refrigerant is used. It is possible to minimize the load on the compressor and to minimize the load on the compressor, and to allow the refrigerant to be evaporated when the waste water tank is operated and to reuse the cooled waste water for cooling the room temperature water. To produce at the same time, which The present invention relates to a heat pump system for a bathroom, which can improve driving performance to the maximum and at the same time reduce costs associated with a bathroom facility.
이를 위하여 본 고안은, 압축기(11)로부터 토출된 고온 냉매와의 열교환을 통하여 급수를 가열하는 온수열교환기(12)와, 상기 온수열교환기(12)로부터 수액기 (13)와 팽창밸브(14)를 거쳐 공급된 냉매를 폐수와의 열교환을 통하여 증발시키는 폐수탱크(15)로 이루어지며, 상기 폐수탱크(15)로부터 배출된 냉매를 액열기(16)를 통하여 압축기(11)로 재유입시키도록 한 것에 있어서, 상기 수액기(13)와 팽창밸브 (14)를 연결하는 냉매배관으로부터 리턴라인(17)이 분기되어 상기 리턴라인(17)이 실외기(15')를 형성한 상태로 폐수탱크(15)와 액열기(16) 사이의 냉매배관과 연결되도록 설치되고, 상기 리턴라인(17)의 분기점과 인접하는 팽창밸브(14)의 직전방과 폐수탱크(15)의 후방측에는 전자밸브(18)와 차단밸브(19)가 냉매배관상에 각각 설치되며, 상기 리턴라인(17)상에는 그 실외기(15')의 전방측에 전자밸브(18')와 팽창밸브(14')가 순차적으로 설치되고 실외기(15')의 후방측에는 차단밸브(19')가 설치되는 것을 특징으로 하며, 상기 폐수탱크(15)의 내부에는 냉매배관에 의하여 형성되는 증발코일(20)이 상부측에 설치된 상태에서 그 바닥부측에는 급수배관에 의한 상온수의 냉각코일(21)이 설치되는 것을 특징으로 한다.To this end, the present invention, a hot water heat exchanger 12 for heating the water supply through heat exchange with the high-temperature refrigerant discharged from the compressor 11, the receiver 13 and the expansion valve 14 from the hot water heat exchanger 12 It consists of a waste water tank (15) for evaporating the refrigerant supplied through the heat exchange with the waste water, the refrigerant discharged from the waste water tank (15) to re-introduced into the compressor (11) through the liquid heater (16). In the waste water tank, the return line 17 branches from the refrigerant pipe connecting the receiver 13 and the expansion valve 14 so that the return line 17 forms the outdoor unit 15 '. It is installed so as to be connected to the refrigerant pipe between the 15 and the liquid heater 16, the solenoid valve 18 immediately before the expansion valve 14 adjacent to the branch point of the return line 17 and the rear side of the waste water tank (15). ) And shut-off valve 19 are respectively installed on the refrigerant pipe, and on the return line 17 The solenoid valve 18 'and the expansion valve 14' are sequentially installed at the front side of the outdoor unit 15 ', and the shutoff valve 19' is installed at the rear side of the outdoor unit 15 '. The inside of the waste water tank 15 is characterized in that the cooling coil 21 of the room temperature water by the water supply pipe is installed on the bottom side of the evaporation coil 20 formed by the refrigerant pipe on the upper side.
Description
본 고안은 목욕탕용 히트펌프 시스템에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 냉매의 증발수단으로서 폐열을 회수하는 폐수탱크와 함께 대기열을 회수하는 실외기를 병렬식으로 설치하여, 폐수의 온도가 높게 되는 동절기 뿐만 아니라 폐수의 온도가 비교적 낮게 되는 하절기에도 냉매의 증발열원을 충분히 확보함으로서 연중안정적인 히트펌프의 운전이 가능하도록 하고, 폐수탱크 또는 실외기 중 사용되지 않는 곳으로의 냉매유입을 차단하여 냉매의 사용에 따른 효율을 향상시키고 압축기에 걸리는 부하를 최소화시킬 수 있도록 하며, 폐수탱크의 가동시 냉매의 증발에 사용되고 냉각된 폐수를 상온수의 냉각에 재사용할 수 있도록 함으로서, 하나의 히트펌프만으로도 목욕탕에 필요한 냉,온수를 동시에 생산할 수 있도록 하고, 이로 인하여 히트펌프의 운전성능을 최대한으로 향상시킴과 동시에 목욕탕 설비에 따른 비용을 절감시킬 수 있도록 한 목욕탕용 히트펌프 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a heat pump system for a bath, and more particularly, by installing an outdoor unit for recovering a queue in parallel with a wastewater tank that recovers waste heat as an evaporation means of a refrigerant, as well as the winter season when the temperature of the wastewater becomes high. Even in summer, when the temperature of waste water becomes relatively low, sufficient heat source for evaporation of the refrigerant is ensured to allow stable operation of the heat pump throughout the year, and the efficiency of using refrigerant by blocking the flow of refrigerant into the unused place of the waste water tank or outdoor unit. It is possible to minimize the load on the compressor and to minimize the load on the compressor, and to allow the refrigerant to be evaporated when the waste water tank is operated and to reuse the cooled waste water for cooling the room temperature water. To produce at the same time, which And at the same time improving performance as much as possible before the present invention relates to a heat pump system for the bathroom to be able to reduce the cost of bathroom facilities.
일반적으로 목욕탕에 사용되는 냉수는 옥상물탱크로부터 유입되는 상온수가 냉수공급라인을 통하여 냉탕이나 샤워기로 직접 공급되고, 온수의 경우에는 옥상물탱크로부터 유입되는 상온수가 화석연료나 전기에너지를 사용하는 각종 보일러에 의하여 약 50℃의 온도로 가열된 다음 온수탱크에 저장되었다가 필요시 온수공급라인을 통하여 목욕탕의 온탕이나 샤워기로 공급됨으로서, 입욕자가 냉수와 온수를 적절한 온도로 혼합하여 목욕을 할 수 있도록 설비되어 있다.In general, the cold water used in the bathroom is supplied to the cold water or shower directly through the cold water supply line from the roof water tank, and in the case of hot water, the cold water used in the roof water tank uses fossil fuel or electric energy. It is heated to a temperature of about 50 ℃ by the boiler and then stored in the hot water tank and supplied to the hot water or shower of the bathroom through the hot water supply line if necessary, so that the bather can bathe by mixing the cold water and hot water to the appropriate temperature It is equipped.
상기와 같이 목욕탕의 온탕이나 냉탕 및 샤워기로 공급된 냉,온수는 서로 혼합된 상태로 사용되고 배수되며, 이와 같이 배수되는 목욕탕 폐수는 온수의 온도에 의하여 적어도 20℃ 정도의 열을 함유하고 있기 때문에, 목욕탕 폐수에 함유된 열을 회수하지 않고 그대로 외부로 배출시키는 것은 에너지의 효율적인 사용측면에서 바람직한 것이 아니므로 폐수에 함유된 열을 회수하여 온수의 가열에 재사용하기 위한 각종 폐열회수장치가 목욕탕 온수설비에 사용되고 있다.As described above, the cold and hot water supplied to the hot or cold bath and the shower of the bathroom are mixed and used together and drained, and the waste water discharged as described above contains at least 20 ° C. of heat according to the temperature of the hot water. Since it is not desirable in terms of efficient use of energy, it is not desirable to discharge the heat contained in the bathroom waste water to the outside as it is. Therefore, various waste heat recovery devices for recovering the heat contained in the waste water and reusing it for heating the hot water are provided in the bathroom hot water facility. It is used.
상기와 같이 목욕탕의 온수가열 및 폐열회수를 위한 설비로서 현재 가장 대표적으로 사용되고 있는 것은, 도 1에 도시되어 있는 바와 같이 압축기(11)로부터 토출된 고온 냉매와의 열교환을 통하여 급수를 가열하는 온수열교환기(12)와, 상기 온수열교환기(12)로부터 수액기(13)와 팽창밸브(14)를 거쳐 공급된 냉매를 폐수와의 열교환을 통하여 증발시키는 폐수탱크(15)로 이루어지며, 상기 폐수탱크(15)로부터 배출된 냉매를 액열기(16)를 통하여 압축기(11)로 재유입시키도록 한 히트펌프 시스템이라 할 수 있다.As the equipment for hot water heating and waste heat recovery of the bathhouse as described above, the hot water heat exchanger that heats the water supply through heat exchange with the hot refrigerant discharged from the compressor 11 as shown in FIG. And a waste water tank 15 for evaporating the refrigerant supplied from the hot water heat exchanger 12 through the receiver 13 and the expansion valve 14 through heat exchange with the waste water. It can be referred to as a heat pump system that allows the refrigerant discharged from the tank 15 to be re-introduced into the compressor 11 through the liquid heater 16.
상기 히트펌프 시스템에 사용되는 온수열교환기(12) 및 폐수탱크(15)의 내부에는 냉매배관에 의하여 형성되는 각종 열교환구조를 구비하고 있기 때문에, 압축기(11)로부터 토출된 고온고압의 냉매가스를 온수열교환기(12)로 유입시킴과 동시에 그 내부에 저장된 급수가 냉매와의 열교환을 통하여 온수로 가열되며, 이와 같이 급수의 가열에 사용되어 응축된 냉매를 수액기(13)와 팽창밸브(14)를 거쳐 폐수탱크(15)로 유입시키게 되면, 상기 냉매가 폐수탱크(15)에 저장된 폐수의 열을 회수하여 증발된 상태로 액열기(16)를 거쳐 압축기(11)로 재유입됨으로서 폐수의 폐열을 온수의 가열에 재사용할 수 있게 되는 것이다.Since the inside of the hot water heat exchanger 12 and the wastewater tank 15 used in the heat pump system has various heat exchange structures formed by refrigerant pipes, the refrigerant gas of the high temperature and high pressure discharged from the compressor 11 is discharged. At the same time as the hot water heat exchanger 12 is introduced into the hot water is heated to the hot water through the heat exchange with the refrigerant, and the condensed refrigerant used in the heating of the water supply to the receiver 13 and the expansion valve 14 When the refrigerant is introduced into the wastewater tank 15, the refrigerant is re-introduced into the compressor 11 through the liquid heater 16 in the evaporated state by recovering heat of the wastewater stored in the wastewater tank 15. Waste heat can be reused to heat hot water.
그러나, 상기와 같은 종래의 목욕탕용 히트펌프 시스템은 폐수의 열을 회수하여 온수의 가열에 다시 사용함으로서 에너지의 효율적인 관리를 이루어낼 수 있고, 석유나 가스와 같은 화석연료의 사용을 줄여 대기오염을 방지할 수 있도록 한 장점은 있었으나, 목욕탕으로부터 버려지는 폐수의 열만을 회수하여 냉매의 증발에 이용하도록 하였기 때문에 연중 안정적인 히트펌프의 운전을 이루어내기 어려운 문제점이 있었다.However, the conventional heat pump system for a bath as described above can achieve efficient management of energy by recovering wastewater heat and reusing it for heating hot water, and reducing air pollution by reducing the use of fossil fuels such as oil and gas. There was an advantage to prevent, but because it was to recover only the heat of the waste water discarded from the bath to use the evaporation of the refrigerant there was a problem that it is difficult to achieve a stable heat pump operation throughout the year.
다시 말해서, 늦은 봄이나 초가을 또는 여름과 같은 하절기에는 온수의 사용량에 비하여 냉수의 사용량이 증가함에 따라 목욕탕으로부터 버려지는 폐수의 온도가 비교적 낮게 됨으로서 폐수탱크(15)로부터 회수 가능한 냉매의 증발열원이 부족하게 되는 문제점이 있었으며, 이로 인하여 압축기(11)로 유입되는 냉매가스가 포화기체 상태를 유지하지 못함으로서 압축기(11)에 부하가 걸리게 될 뿐만 아니라 히트펌프 시스템의 전체적인 성능 또한 저하되는 문제점이 있었다.In other words, in summer, such as late spring, early autumn, or summer, the temperature of the waste water discarded from the bath becomes relatively low as the amount of cold water is increased compared to the amount of hot water. As a result, the refrigerant gas flowing into the compressor 11 does not maintain a saturated gas state, thereby causing a load on the compressor 11 as well as degrading the overall performance of the heat pump system.
특히, 여름철과 같이 외부의 온도가 비교적 높은 계절에는 목욕탕의 내부로 유입되는 상온수가 외부의 높은 온도에 의하여 일정한 온도수준까지 가열된 상태로 유입되며, 이와 같이 유입된 상온수가 목욕탕의 내부 배관을 순환하는 과정에서 목욕탕의 내부열에 의하여 재차 가열됨으로서 냉탕이나 샤워기로 공급되는 냉수의 온도가 비교적 높아지게 되며, 이로 인하여 상기 히트펌프 시스템과 함께 상온수를 냉각시키기 위한 별도의 냉각장치를 설치하여야 함으로서 목욕탕용 열교환 시스템의 설비비용이 더욱 상승하게 되는 문제점이 있었다.In particular, in a season when the outside temperature is relatively high, such as summer, the room temperature water introduced into the bathroom is heated to a certain temperature level by the outside temperature, and thus the room temperature water circulates in the bathroom piping. In the process of being heated again by the internal heat of the bathroom, the temperature of the cold water supplied to the cold bath or shower is relatively high, and therefore, a separate cooling device for cooling the room temperature water with the heat pump system to install a heat exchange system for the bathroom There was a problem that the cost of the equipment further rises.
본 고안은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 고안에 의한 목욕탕용 히트펌프 시스템은 냉매의 증발수단으로서 폐열을 회수하는 폐수탱크와 함께 대기열을 회수하는 실외기를 병렬식으로 설치하여, 폐수의 온도가 높게 되는 동절기 뿐만 아니라 폐수의 온도가 비교적 낮게 되는 하절기에도 냉매의 증발열원을 충분히 확보함으로서 연중 안정적인 히트펌프의 운전이 가능하도록 하고, 폐수탱크 또는 실외기 중 사용되지 않는 곳으로의 냉매유입을 차단하여냉매의 사용에 따른 효율을 향상시키고 압축기에 걸리는 부하를 최소화시킬 수 있도록 하며, 폐수탱크의 가동시 냉매의 증발에 사용되고 냉각된 폐수를 상온수의 냉각에 재사용할 수 있도록 함으로서, 하나의 히트펌프만으로도 목욕탕에 필요한 냉,온수를 동시에 생산할 수 있도록 하고, 이로 인하여 히트펌프의 운전성능을 최대한으로 향상시킴과 동시에 목욕탕 설비에 따른 비용을 절감시킬 수 있도록 하는 것을 그 기술적 과제로 한다.The present invention was devised to solve the above-described problems, the heat pump system for a bath according to the present invention is installed in parallel with the outdoor unit for recovering the queue with the waste water tank for recovering waste heat as the evaporation means of the refrigerant. Therefore, not only the winter season when the temperature of the waste water becomes high, but also the summer where the temperature of the waste water becomes relatively low, the heat source of the refrigerant is sufficiently secured so that a stable heat pump can be operated throughout the year, and the waste water tank or the outdoor unit is not used. By blocking the refrigerant flow, it is possible to improve the efficiency according to the use of the refrigerant and to minimize the load on the compressor, and to use the refrigerant for evaporation of the refrigerant during the operation of the waste water tank and to reuse the cooled waste water for cooling the room temperature water. Hot and cold water at the same time Due to be sanhal, and which at the same time enhancing the operational performance of the heat pump as possible and to ensure that the technical challenges that can reduce the cost of bathroom facilities.
상기의 기술적 과제를 달성하기 위한 본 고안은, 압축기로부터 토출된 고온 냉매와의 열교환을 통하여 급수를 가열하는 온수열교환기와, 상기 온수열교환기로부터 수액기와 팽창밸브를 거쳐 공급된 냉매를 폐수와의 열교환을 통하여 증발시키는 폐수탱크로 이루어지며, 상기 폐수탱크로부터 배출된 냉매를 액열기를 통하여 압축기로 재유입시키도록 한 것에 있어서, 상기 수액기와 팽창밸브를 연결하는 냉매배관으로부터 리턴라인이 분기되어 상기 리턴라인이 실외기를 형성한 상태로 폐수탱크와 액열기 사이의 냉매배관과 연결되도록 설치되고, 상기 리턴라인의 분기점과 인접하는 팽창밸브의 직전방과 상기 폐수탱크의 후방측에는 전자밸브와 차단밸브가 냉매배관상에 각각 설치되며, 상기 리턴라인상에는 그 실외기의 전방측에 전자밸브와 팽창밸브가 순차적으로 설치되고 실외기의 후방측에는 차단밸브가 설치되는 것을 특징으로 하며, 상기 폐수탱크의 내부에는 냉매배관에 의하여 형성되는 증발코일이 상부측에 설치된 상태에서 그 바닥부측에는 급수배관에 의한 상온수의 냉각코일이 설치되는 것을 특징으로 한다.The present invention for achieving the above technical problem, the hot water heat exchanger for heating the water supply through the heat exchange with the high temperature refrigerant discharged from the compressor, and the refrigerant supplied from the hot water heat exchanger through the receiver and expansion valve heat exchange with the waste water It consists of a waste water tank to be evaporated through the reflow of the refrigerant discharged from the waste water tank to the compressor through a liquid heater, the return line is branched from the refrigerant pipe connecting the receiver and the expansion valve to return The line is formed to be connected to the refrigerant pipe between the waste water tank and the liquid heater in a state where the outdoor unit is formed, and the solenoid valve and the shutoff valve are provided at the front of the expansion valve adjacent to the branch point of the return line and at the rear of the waste water tank. Respectively installed on the return line, and the solenoid valve and the expansion on the front side of the outdoor unit on the return line. The valves are sequentially installed, and a shutoff valve is installed at the rear side of the outdoor unit, and inside the wastewater tank, the evaporation coil formed by the refrigerant pipe is installed at the upper side, and at the bottom side thereof, room temperature water by the water supply pipe. The cooling coil is characterized in that it is installed.
도 1은 종래의 목욕탕용 히트펌프 시스템을 나타내는 배관도.1 is a piping diagram showing a conventional heat pump system for a bath.
도 2는 본 고안에 의한 목욕탕용 히트펌프 시스템을 나타내는 배관도.Figure 2 is a piping diagram showing a heat pump system for a bath according to the present invention.
도 3은 본 고안에 사용되는 폐수탱크의 바람직한 실시예를 나타내는 측단면도.Figure 3 is a side cross-sectional view showing a preferred embodiment of the waste water tank used in the present invention.
〈도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명〉<Explanation of symbols for main parts of drawing>
11 : 압축기 12 : 온수열교환기 13 : 수액기11 compressor 12 hot water heat exchanger 13 receiver
14,14' : 팽창밸브 15 : 폐수탱크 15' : 실외기14,14 ': Expansion valve 15: Wastewater tank 15': Outdoor unit
16 : 액열기 17 : 리턴라인 18,18' : 전자밸브16: Heater 17: Return line 18, 18 ': Solenoid valve
19,19' : 차단밸브 20 : 증발코일 21 : 냉각코일19,19 ': Shut-off valve 20: Evaporative coil 21: Cooling coil
이하, 상기의 목적을 달성하기 위한 본 고안을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings, the present invention for achieving the above object will be described in detail.
도 2는 본 고안에 의한 목욕탕용 히트펌프 시스템을 나타내는 배관도이고, 도 3은 본 고안에 사용되는 폐수탱크의 바람직한 실시예를 나타내는 측단면도이며, 도면에 대한 부호의 설명중 미설명된 부호 15a와 15b는 각각 폐수유입관과 폐수배출관을 나타내는 것이다.Figure 2 is a piping diagram showing a heat pump system for a bath according to the present invention, Figure 3 is a side cross-sectional view showing a preferred embodiment of the wastewater tank used in the present invention, and the description of the reference numerals 15a and 15b represents the wastewater inlet pipe and the wastewater discharge pipe, respectively.
본 고안에 의한 목욕탕용 히트펌프 시스템은 도 2에 도시되어 있는 바와 같이, 압축기(11)로부터 토출된 고온 냉매와의 열교환을 통하여 급수를 가열하는 온수열교환기(12)와, 상기 온수열교환기(12)로부터 수액기(13)(Receiver tank; 응축냉매의 일시 저장탱크)와 팽창밸브(14)를 거쳐 공급된 냉매를 폐수와의 열교환을 통하여 증발시키는 폐수탱크(15)로 이루어지며, 상기 폐수탱크(15)로부터 배출된 냉매를 액열기(16)(Accumulator;액분리기)를 통하여 압축기(11)로 재유입시키도록 한 히트펌프 시스템이 그 기본적인 모태가 된다.As shown in FIG. 2, the heat pump system for a bath according to the present invention includes a hot water heat exchanger 12 for heating a water supply through heat exchange with a high temperature refrigerant discharged from the compressor 11, and the hot water heat exchanger ( It consists of a waste water tank 15 for evaporating the refrigerant supplied through the receiver 13 (Receiver tank; temporary storage tank of the condensation refrigerant) and the expansion valve 14 from the heat exchange with the waste water. A heat pump system that allows the refrigerant discharged from the tank 15 to be re-introduced into the compressor 11 through the liquid separator 16 is a basic form.
또한, 종래의 기술내용에서도 설명되어진 바와 같이, 상기 온수열교환기(12) 및 폐수탱크(15)의 내부에는 냉매배관에 의하여 형성되는 각종 열교환구조를 구비하고 있으므로, 압축기(11)로부터 토출된 고온고압의 냉매가스를 온수열교환기(12)로 유입시킴과 동시에 그 내부에 저장된 급수가 냉매와의 열교환을 통하여 온수로 가열되며, 이와 같이 급수의 가열에 사용되어 응축된 냉매를 수액기(13)와 팽창밸브(14)를 거쳐 폐수탱크(15)로 유입시키게 되면, 상기 냉매가 폐수탱크(15)에 저장된 폐수의 열을 회수하여 증발된 상태로 액열기(16)를 거쳐 압축기(11)로 재유입됨으로서 폐수의 폐열을 온수의 가열에 재사용할 수 있도록 이루어져 있다.In addition, as described in the related art, since the inside of the hot water heat exchanger 12 and the waste water tank 15 have various heat exchange structures formed by refrigerant pipes, the high temperature discharged from the compressor 11 is performed. The high pressure refrigerant gas is introduced into the hot water heat exchanger 12, and the water supply stored therein is heated with hot water through heat exchange with the refrigerant. Thus, the refrigerant condensed by being used for heating the water supply is received in the receiver 13. When the refrigerant flows into the wastewater tank 15 through the expansion valve 14, the refrigerant recovers heat of the wastewater stored in the wastewater tank 15 to the compressor 11 through the liquid heater 16 in an evaporated state. By reflowing, the waste heat of the waste water can be reused for heating the hot water.
그리고, 본 고안의 요부에 해당하는 구성요소로서, 상기 수액기(13)와 팽창밸브(14)를 연결하는 냉매배관에는 온수열교환기(12)로부터 수액기(13)를 거쳐 배출되는 냉매를 실외측으로 공급시킬 수 있도록 또 다른 냉매배관의 역할을 하는 리턴라인(17)이 분기되어 있으며, 상기 리턴라인(17)이 실외측에서 하나의 열교환기 역할을 하는 실외기(15')를 형성한 다음, 상기 폐수탱크(15)와 액열기(16) 사이의 냉매배관으로 연결 설치됨으로서 폐수탱크(15)와 상기 실외기(15')가 병렬식으로 연결되도록 이루어져 있다.In addition, as a component corresponding to the essential part of the present invention, the refrigerant pipe connecting the receiver 13 and the expansion valve 14 to the refrigerant discharged through the receiver 13 from the hot water heat exchanger 12 outdoors. The return line 17 which serves as another refrigerant pipe is branched so that it can be supplied to the side, and the return line 17 forms an outdoor unit 15 'serving as a heat exchanger on the outdoor side. The waste water tank 15 and the liquid heater 16 are connected to each other by a refrigerant pipe so that the waste water tank 15 and the outdoor unit 15 'are connected in parallel.
또한, 상기와 같이 병렬식으로 연결되는 폐수탱크(15) 및 실외기(15')를 통하여 냉매를 선택적으로 공급시킬 수 있도록 한 것으로서, 상기 리턴라인(17)의 분기점과 인접하는 팽창밸브(14)의 직전방과 상기 폐수탱크(15)의 후방측에는 전자밸브(18)와 차단밸브(19)가 냉매배관상에 각각 설치되어 있으며, 상기 리턴라인(17)상에는 그 실외기(15')의 전방측에 전자밸브(18')와 팽창밸브(14')가 순차적으로 설치되고 실외기(15')의 후방측에는 차단밸브(19')가 설치되어 있다.In addition, it is possible to selectively supply the refrigerant through the waste water tank 15 and the outdoor unit 15 'connected in parallel as described above, the expansion valve 14 adjacent to the branch point of the return line 17. A solenoid valve 18 and a shut-off valve 19 are respectively provided on the refrigerant pipe at the front side and the rear side of the waste water tank 15, and on the return line 17 at the front side of the outdoor unit 15 '. The solenoid valve 18 'and the expansion valve 14' are provided in sequence, and the shutoff valve 19 'is provided in the rear side of the outdoor unit 15'.
상기 전자밸브(18)(18')는 폐수탱크(15)에 설치되는 각종 온도측정기를 통하여 관리자가 폐수의 온도를 직접 파악한 다음 각각의 밸브(18)(18')를 스위치로도 작동시킬 수 있고, 폐수탱크(15)와 실외기(15')측에 설치되는 온도센서에 의한 폐수와 실외 온도의 차이에 따라 해당 밸브(18)(18')의 자동제어 또한 가능한 솔레노이드 밸브를 사용하는 것이 바람직하고, 상기 차단밸브(19)(19')의 경우에는 폐수탱크(15) 및 실외기(15')를 통하여 냉매가 역유입되는 것을 차단시킬 수 있는 일방향 밸브를 사용하는 것이 바람직하다.The solenoid valves 18 and 18 'can be operated by switches by the manager by directly grasping the temperature of the wastewater through various temperature measuring instruments installed in the wastewater tank 15. In addition, it is preferable to use a solenoid valve capable of automatic control of the valves 18 and 18 'according to the difference between the wastewater and the outdoor temperature by the temperature sensor installed at the wastewater tank 15 and the outdoor unit 15'. In the case of the shut-off valves 19 and 19 ', it is preferable to use a one-way valve that can block the refrigerant from flowing back through the waste water tank 15 and the outdoor unit 15'.
그리고, 본 고안에 의한 또 다른 구성요소로서, 상기 팽창밸브(14)를 거쳐 폐수탱크(15)의 내부로 연장되는 냉매배관이 폐수탱크(15)의 내부 상측에서 열교환구조에 해당하는 증발코일(20)을 형성한 다음 폐수탱크(15)의 외부로 연장되도록 설치되고, 상기 폐수탱크(15)의 바닥부측에는 상온수가 유동하는 급수배관이 폐수탱크(15)의 내부로 연장되어 열교환구조에 해당하는 냉각코일(21)을 형성한 다음 폐수탱크(15)의 외부로 연장되도록 설치되어 있다.In addition, as another component according to the present invention, the refrigerant pipe extending into the wastewater tank 15 through the expansion valve 14 is the evaporation coil (corresponding to the heat exchange structure in the upper side of the wastewater tank 15) 20) is formed to extend to the outside of the waste water tank 15, the water supply pipe in which the room temperature water flows to the bottom side of the waste water tank 15 is extended to the inside of the waste water tank 15 corresponds to the heat exchange structure After forming the cooling coil 21 is installed to extend to the outside of the waste water tank (15).
상기와 같이 증발코일(20)을 폐수탱크(15)의 내부 상측에 설치함과 동시에 상온수의 냉각코일(21)을 폐수탱크(15)의 내부 하측에 설치하는 이유는, 하나의 폐수탱크(15)에 저장되는 폐수라 할지라도 자연적인 대류현상에 의하여 그 상부측의 온도가 높게 되고 그 하부측의 온도가 낮게 되므로, 증발코일(20)을 통한 폐열의 회수 및 냉각코일(21)을 통한 상온수의 냉각을 보다 더 효율적으로 이루어내기 위한 것이다.The reason why the evaporation coil 20 is installed above the waste water tank 15 and the cooling coil 21 of the normal temperature water is installed inside the waste water tank 15 as described above is one waste water tank 15. Even though the wastewater is stored in), the temperature of the upper side becomes high and the temperature of the lower side becomes low due to natural convection, so that the waste heat is recovered through the evaporation coil 20 and the normal temperature water through the cooling coil 21. This is to achieve more efficient cooling.
또한, 증발코일(20)과 냉각코일(21)에 의한 열교환 작용을 보다 효과적으로 보조할 수 있도록, 폐수의 유입관(15a)이 폐수탱크(15)의 상부측에 위치하고 폐수의 배출관(15b)이 그 바닥부에 위치하도록 설치되는 데, 폐수탱크(15)의 내부에 일정량의 폐수가 일정 시간동안 저장될 수 있도록 폐수배출관(15b)상에 별도의 개폐밸브를 설치하여 사용하는 것이 바람직하며, 폐수의 온도측정을 위한 각종 온도측정기나 센서(미도시)의 경우는 증발코일(20)과 인접하는 폐수탱크(15)의 상부측에 설치하는 것이 바람직하다.In addition, in order to more effectively assist the heat exchange action by the evaporation coil 20 and the cooling coil 21, the inlet pipe 15a of the wastewater is located on the upper side of the wastewater tank 15 and the discharge pipe 15b of the wastewater is It is installed to be located at the bottom, it is preferable to install and use a separate opening and closing valve on the waste water discharge pipe (15b) so that a certain amount of waste water is stored for a predetermined time inside the waste water tank (15), waste water In the case of various temperature measuring instruments and sensors (not shown) for measuring the temperature of the evaporation coil 20, it is preferable to install the upper side of the waste water tank 15 adjacent to the.
이하, 상기와 같은 구성으로 이루어지는 본 고안의 작용관계를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, described in detail with reference to the accompanying drawings the working relationship of the present invention made of the above configuration as follows.
먼저, 초봄이나 늦가을 또는 겨울과 같은 동절기에는 냉수의 사용량에 비하여 온수의 사용량이 많기 때문에 목욕탕으로부터 배출되는 폐수가 냉매의 증발에 충분한 온도로 배출되는 데, 이러한 동절기에는 상기 리턴라인(17)에 설치된 전자밸브(18')를 폐쇄시킴과 동시에 냉매배관에 설치된 전자밸브(18)를 개방시켜 압축기(11)로부터 토출된 냉매가 온수열교환기(12)와 수액기(13) 및 상기 전자밸브(18)와 팽창밸브(14)를 거쳐 폐수탱크(15)로 유입되도록 함으로서, 폐수탱크(15)에 저장된 폐수의 열을 냉매의 증발에 이용할 수 있게 된다.First, in winter, such as early spring, late autumn, or winter, waste water discharged from the bath is discharged at a temperature sufficient for evaporation of the refrigerant because the amount of hot water is higher than that of cold water, which is installed in the return line 17. While closing the solenoid valve 18 'and opening the solenoid valve 18 installed in the refrigerant pipe, the refrigerant discharged from the compressor 11 is discharged from the hot water heat exchanger 12, the receiver 13, and the solenoid valve 18. By flowing into the wastewater tank 15 through the expansion valve 14 and), the heat of the wastewater stored in the wastewater tank 15 can be used for evaporation of the refrigerant.
상기와 같이 폐수탱크(15)에서 폐수의 열을 흡수함에 따라 증발된 냉매가스는 차단밸브(19)를 거쳐 액열기(16)측으로 공급되는 데, 이 과정에서 일부 냉매가스가 리턴라인(17)을 따라 실외기(15')측으로 역류하려고 하지만, 실외기(15')의 후방에 설치된 차단밸브(19')에 의하여 실외기(15')측으로 유입되지 못하게 되며, 이로 인하여 증발된 냉매가스의 대부분이 액열기(16)를 거쳐 압축기(11)로 재유입됨에 따라 냉매가스를 온수의 가열에 다시 사용할 수 있게 됨으로서, 병렬식 증발구조를 기준으로 할 경우 냉매에 의한 온수의 가열효율 및 폐수의 열회수율을 향상시킬 수 있게 되는 것이다.As described above, the refrigerant gas evaporated by absorbing the heat of the wastewater from the wastewater tank 15 is supplied to the liquid heater 16 through the shutoff valve 19, in which some refrigerant gas is returned to the return line 17. While attempting to flow back to the outdoor unit 15 'side, it is prevented from flowing into the outdoor unit 15' side by a shutoff valve 19 'installed at the rear of the outdoor unit 15', so that most of the evaporated refrigerant gas is liquid. As the refrigerant gas is re-introduced into the compressor 11 through the hot air 16, the refrigerant gas can be used again for heating the hot water, and the heating efficiency of the hot water and the heat recovery rate of the waste water by the refrigerant can be reduced based on the parallel evaporation structure. It can be improved.
그러나, 늦은 봄이나 초가을 또는 여름과 같은 하절기에는 온수의 사용량에 비하여 냉수의 사용량이 많아지기 때문에 목욕탕으로부터 배출되는 폐수가 비교적 낮은 온도로 배출되는 데, 이와 같은 하절기에는 폐수의 배출온도와 실외의 온도를비교하여 보다 높은 온도를 가지는 증발수단측으로 냉매를 공급시킬 수 있도록 각각의 전자밸브(18)(18')를 제어하게 된다.However, in late spring, early autumn, or summer, the amount of cold water is increased compared to the use of hot water, so the wastewater discharged from the bathroom is discharged at a relatively low temperature. In comparison, the respective solenoid valves 18 and 18 'are controlled to supply refrigerant to the evaporation means having a higher temperature.
다시 말해서, 폐수탱크(15)에 설치된 각종 온도측정기나 센서에 의하여 측정된 폐수의 배출온도가 실외의 온도보다 높을 경우에는, 상기 리턴라인(17)에 설치된 전자밸브(18')를 폐쇄시킴과 동시에 냉매배관에 설치된 전자밸브(18)를 개방시켜 압축기(11)로부터 토출된 냉매가 온수열교환기(12)와 수액기(13) 및 상기 전자밸브(18)와 팽창밸브(14)를 거쳐 폐수탱크(15)의 내부로 유입되도록 함으로서, 폐수탱크(15)에 저장된 폐수의 열을 냉매의 증발에 이용하게 된다.In other words, when the discharge temperature of the wastewater measured by various temperature measuring instruments or sensors installed in the wastewater tank 15 is higher than the outdoor temperature, the solenoid valve 18 'installed in the return line 17 is closed. At the same time, the solenoid valve 18 installed in the refrigerant pipe is opened so that the refrigerant discharged from the compressor 11 passes through the hot water heat exchanger 12, the receiver 13, and the solenoid valve 18 and the expansion valve 14. By allowing the inside of the tank 15 to be introduced, the heat of the wastewater stored in the wastewater tank 15 is used for evaporation of the refrigerant.
이와는 반대로, 폐수탱크(15)에 설치된 각종 온도측정기나 센서에 의하여 측정된 폐수의 배출온도가 실외의 온도보다 낮게 될 경우에는, 냉매배관에 설치된 전자밸브(18)를 폐쇄시킴과 동시에 상기 리턴라인(17)에 설치된 전자밸브(18')를 개방시켜 압축기(11)로부터 토출된 냉매가 온수열교환기(12)와 수액기(13) 및 상기 전자밸브(18')와 팽창밸브(14')를 거쳐 실외기(15')측으로 공급되도록 함으로서, 하절기 무더운 실외의 열기를 냉매의 증발에 이용할 수 있게 된다.On the contrary, when the discharge temperature of the wastewater measured by various temperature measuring instruments or sensors installed in the wastewater tank 15 becomes lower than the outdoor temperature, the solenoid valve 18 installed in the refrigerant pipe is closed and the return line is closed. The refrigerant discharged from the compressor 11 by opening the solenoid valve 18 'installed in the 17 is discharged from the hot water heat exchanger 12 and the receiver 13, and the solenoid valve 18' and the expansion valve 14 '. By being supplied to the outdoor unit 15 'side through, the hot outdoor heat in summer can be used for evaporation of the refrigerant.
또한, 폐수탱크(15)에 설치된 각종 온도측정기나 센서에 의하여 측정된 폐수의 배출온도가 실외의 온도와 비교하여 크게 차이가 나지 않을 경우에는, 냉매배관과 리턴라인(17)에 설치된 전자밸브(18)(18')를 모두 개방시켜 압축기(11)로부터 토출된 냉매가 온수열교환기(12)와 수액기(13) 및 해당 전자밸브(18)(18')와 팽창밸브(14)(14')를 거쳐 폐수탱크(15)와 실외기(15')측으로 동시에 공급되도록 할 수도 있는 데, 이러한 경우에는 폐수탱크(15) 및 실외기(15')로 공급되는 냉매량이전체 냉매량의 1/2에 해당함으로서 폐수탱크(15)와 실외기(15')에 의한 냉매의 증발부하를 최소화시킨 상태에서 폐수의 열과 실외의 열기를 이용하여 냉매를 보다 용이하게 증발시킬 수 있게 되는 것이다.In addition, when the discharge temperature of the wastewater measured by various temperature measuring instruments or sensors installed in the wastewater tank 15 does not differ significantly from the outdoor temperature, the solenoid valves installed in the refrigerant pipe and the return line 17 ( The refrigerant discharged from the compressor 11 by opening all of the 18 and 18 'is discharged to the hot water heat exchanger 12 and the receiver 13 and the solenoid valves 18 and 18' and the expansion valve 14 and 14. ') May be simultaneously supplied to the wastewater tank 15 and the outdoor unit 15', in which case the amount of refrigerant supplied to the wastewater tank 15 and the outdoor unit 15 ' By doing so, the refrigerant can be more easily evaporated using heat of the waste water and heat from the outside in a state in which the evaporation load of the refrigerant by the waste water tank 15 and the outdoor unit 15 'is minimized.
상기와 같이 본 고안에 의한 목욕탕용 히트펌프 시스템을 사용하게 되면, 폐수의 배출온도가 비교적 낮게 되는 하절기에도 무더운 실외 온도를 이용하여 냉매를 용이하게 증발시킬 수 있게 됨으로서, 동절기와 하절기의 구분없이 연간 안정적인 히트펌프의 운전을 이루어낼 수 있게 되며, 폐수탱크(15) 또는 실외기(15')를 거쳐 액열기(16)측으로 공급되는 냉매가 각각의 차단밸브(19)(19')에 의하여 실외기(15') 또는 폐수탱크(15)측으로 역류하지 못하게 됨으로서, 병렬식 증발구조를 기준으로 하여 냉매에 의한 온수의 가열효율 및 폐수의 열회수율을 향상시킴과 동시에 압축기(11)에 걸리는 부하를 최소화시킬 수 있게 된다.When the heat pump system for a bath according to the present invention is used as described above, the coolant can be easily evaporated by using the hot outdoor temperature even in summer when the discharge temperature of the waste water becomes relatively low, so that the annual distinction between winter and summer It is possible to achieve a stable heat pump operation, and the refrigerant supplied to the liquid heater 16 through the waste water tank 15 or the outdoor unit 15 'is connected to the outdoor unit by the respective shutoff valves 19 and 19'. 15 ') or the waste water tank 15 is prevented from flowing back, thereby improving the heating efficiency of the hot water by the refrigerant and the heat recovery rate of the waste water on the basis of the parallel evaporation structure and at the same time minimizing the load on the compressor 11. It becomes possible.
뿐만 아니라, 상기 폐수탱크(15)를 가동시키는 동안에는 폐수탱크(15)에 설치된 증발코일(20)을 통하여 냉매의 증발열이 회수되면서 폐수가 낮은 온도로 냉각됨과 동시에, 이와 같이 냉각된 폐수가 대류현상에 의하여 폐수탱크(15)의 바닥부로 순환하게 되는 데, 폐수탱크(15)의 바닥부에는 무더운 실외 온도에 의하여 가열된 상온수가 냉각코일(21)을 통하여 순환되고 있기 때문에, 냉각코일(21)을 통한 저온폐수와 상온수와의 열교환을 통하여 일정한 온도로 냉각된 냉각수를 목욕탕으로 공급할 수 있게 된다.In addition, while the waste water tank 15 is operated, the waste water is cooled to a low temperature while the evaporation heat of the refrigerant is recovered through the evaporation coil 20 installed in the waste water tank 15, and the cooled waste water is thus convection. By circulating to the bottom of the waste water tank 15, the cooling coil 21 in the bottom of the waste water tank 15 because the room temperature water heated by the hot outdoor temperature is circulated through the cooling coil 21 Through the heat exchange between the low temperature wastewater and the normal temperature water, the cooling water cooled to a constant temperature can be supplied to the bathroom.
따라서, 하나의 히트펌프 시스템만으로도 하절기 목욕탕에 필요한 냉수와 온수를 동시에 공급할 수 있게 되고, 이로 인하여 히트펌프 시스템의 운전성능을 최대한으로 향상시킬 수 있게 될 뿐만 아니라, 목욕탕의 열교환 설비시 상온수를 냉각시키기 위한 별도의 냉각설비가 불필요하게 됨으로서 목욕탕 설비비용을 절감시키는 데에도 크게 기여할 수 있게 되는 것이다.Therefore, only one heat pump system can supply the cold water and hot water required for the summer bath at the same time, thereby improving the operating performance of the heat pump system to the maximum and cooling the room temperature water in the heat exchange facility of the bath. By eliminating the need for a separate cooling system will greatly contribute to reducing the cost of the bathroom facilities.
상기와 같이 본 고안에 의한 목욕탕용 히트펌프 시스템은, 냉매의 증발수단으로서 폐열을 회수하는 폐수탱크와 함께 대기열을 회수하는 실외기를 병렬식으로 설치하여, 폐수의 온도가 높게 되는 동절기 뿐만 아니라 폐수의 온도가 비교적 낮게 되는 하절기에도 냉매의 증발열원을 충분히 확보함으로서 연중 안정적인 히트펌프의 운전을 이루어낼 수 있는 효과가 있고, 폐수탱크 또는 실외기 중 사용되지 않는 곳으로의 냉매유입을 차단밸브로 차단시킴으로서 병렬식 증발구조를 기준으로 하여 냉매의 사용에 따른 효율을 향상시키고 압축기에 걸리는 부하를 최소화시킬 수 있는 효과가 있으며, 폐수탱크의 가동시에는 냉매의 증발에 사용되고 냉각된 폐수를 상온수의 냉각에 재사용할 수 있도록 함으로서, 하나의 히트펌프 시스템만으로도 목욕탕에 필요한 냉,온수를 동시에 생산할 수 있는 효과가 있고, 이로 인하여 히트펌프의 운전성능을 최대한으로 향상시킴과 동시에 목욕탕의 설비비용을 절감시킬 수 있는 효과가 있는 것이다.As described above, the heat pump system for a bath according to the present invention is installed in parallel with an outdoor unit for recovering a queue together with a wastewater tank for recovering waste heat as the evaporation means of the refrigerant, so that the temperature of the wastewater increases as well as the winter season. Even in the summer when the temperature becomes relatively low, the heat source of the refrigerant is secured enough to operate the heat pump stably throughout the year, and the parallel flow is provided by blocking the refrigerant flow into the unused waste water tank or the outdoor unit with a shutoff valve. Based on the type of evaporation structure, the efficiency of the refrigerant can be improved and the load on the compressor can be minimized.In the operation of the wastewater tank, the wastewater used for evaporation of the refrigerant can be reused for cooling the room temperature water. So that you can fill your bathroom with just one heat pump system There is an effect that can produce the required cold and hot water at the same time, thereby improving the operating performance of the heat pump to the maximum and at the same time reduce the facility cost of the bath.
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| KR20-2004-0014196U KR200359590Y1 (en) | 2004-05-21 | 2004-05-21 | Heat pump system for a bathhouse |
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100809023B1 (en) | 2007-01-04 | 2008-03-03 | 박상술 | A heat exchanger for a public bath |
| KR100809021B1 (en) | 2007-01-15 | 2008-03-03 | 박상술 | A heat exchanger for a public bath |
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2004
- 2004-05-21 KR KR20-2004-0014196U patent/KR200359590Y1/en not_active IP Right Cessation
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| REGI | Registration of establishment | ||
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20070807 Year of fee payment: 4 |
|
| LAPS | Lapse due to unpaid annual fee |