KR20040038572A - 히트펌프 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 히트 펌프에 관한 것으로, 그 목적은 고압측 냉매와 저압 측 냉매의 비공비(증발온도 및 응축온도가 다름) 혼합 냉매를 사용하여서 냉동기류의 증발압력 저하 및 응축압력 상승 시에도 성능향상 및 압축기의 소요동력을 절감시켜 줄 수 있고, 겨울철 외기 온도 저하시 및 여름철외기 온도 상승시 냉방 능력 및 난방능력의 저하를 방지하기 위하여, 운전중 냉매 유량의 최적 제어로 응축압력의 상승 및 압축기 입구의 냉매 증기의 과열 도를 최적으로 제어하여 압축기의 과부하를 방지하며, 비공비 혼합 냉매의 조성비를 조절하여 성능 향상 및 압축기의 소손을 방지하여 주도록 한 냉동시스템을 제공하는데 있다.

Description

히트펌프 시스템{Heat pump system}

본 발명은 고압측 냉매와 저압측 냉매의 비공비(증발 온도의 다름) 혼합 냉매를 사용하여서 히트펌프의 증발 압력 저하 및 응축 압력 상승 시에도 성능향상 및 압축기의 소요동력을 절감시켜 줄 수 있고, 겨울철 외기 온도 저하시 및 여름철외기 온도 상승시 냉방 능력 및 난방능력의 저하를 방지하기 위하여 운전중 냉매 유량의 최적 제어로 응축압력의 상승 및 압축기 입구의 냉매 증기의과 열도를 최적으로 제어하며, 비공비 혼합 냉매의 선택적으로 조절하여 성능 향상 및 압축기의 소손을 방지하여 주도록 한 것이다.

비공비 혼합냉매를 사용하여 히트 펌프의 주 회로를 흐르는 냉매 조성을 변화 시켜 능력을 변화시키는 종래의 히트 펌프로서는, 특허 공개 번호 특2001-0052480호 가 개시된 것이다. 이하, 도면을 참조하여 종래의 히트펌프 시스템에 관해서 설명한다.

도 3은 상기 공개에 개시된 종래의 히트펌프 장치에 있어서의 냉동 사이클을 나타내는 시스템 구성도 이다.

도 3에 있어서, 종래의 히트 펌프장치에는 비공비 혼합 냉매가 봉입되어 있고, 압축기(110) 사방밸브(113), 실외 열 교환기(1111), 주 팽창 장치(114), 및 실내 열 교환기(112)가 고리형상으로 배관 접속되어 냉동사이클의 주 회로를 구성하고 있다.

히트 펌프장치에는 주 팽창 장치(114)를 바이 패스하는 배관이 설치되어 있고, 그 배관 상에 부 팽창장치(115)와 부 팽창 장치(117)가 직렬로 접속되어 있다. 부 팽창 장치(115)와 부 팽창 장치(116)를 접속하는 배관에는 개폐밸브(120)를 통해 정류분리기(117)의 바닥부가 접속되어 있다.

정류분리기(117)는 연직 방향으로 긴 직관으로 구성되어 있고, 정류분리기(117)의 정점 부는 냉각기(130)를 통해 저류기(118)의 정점부와 연통하고 있다. 그리고 저류기(118)는 고리형상으로 접속되고 폐회로가 형성되어 있다.

저류기(118)는 그 정점부가 정류분리기(117)의 정점 부보다 높은 위치가 되도록 배치되어 있다. 또한 냉각기(130)는 저류기(118)의 정점 부보다 높은 위치가 되도록 배치되어있다.

냉각기(130)에 있어서 정류분리기(117)의 바닥 부로부터 부 팽창 장치(119)를 거쳐 압축기(110)의 흡입배관에 향하는 냉매와 정류분리기(117의 정점 부의 냉매와가 간접적으로 열 교환하도록 구성되어 있다.

부하의 조건에 따라 개폐 밸브(120)를 개폐하여 정류 분류기(117)에 액냉매 및 혼합(기상 + 액상)을 유입하여 혼합 냉매(고압 냉매 + 저압 냉매) 및 저압 냉매를 저압부로 유입 시키는 구조이다.

그렇지만, 상기 종래의 히트 펌프 장치에 있어서는, 정류 분류기(117)에서 저압 냉매(고비점) 와 고압냉매(저비점)가 분류되나, 고압 냉매 및 저압 냉매의 단독으로의 유입이 불가능하여서 냉매의 혼합비(고압 냉매 + 저압 냉매)의 제어 폭이 적어 난방 및 냉방 능력의 제어 폭이 적으며, 하계의 응축기(112)의 고압 상승시의 문제점이 있고, 비공비 혼합 냉매의 분류에 의한 단일 냉매 운전이 불가능하고, 저류기(118)가 정류기(117)의 정점 위에 위치해야 하며, 냉각기(130)가 저류기(118) 위쪽에 위치해야 하므로 장치의 높이가 커지는 단점이 있고, 부팽창(115, 116, 119)가 너무 많아 부하 변동 및 외기 온도 변동 시에 사이클 발란스의 문제가 있는 있으며, 정류기(117)의 하부의 저압 냉매(고비점냉매)만이 냉각기(130)에 인입 되므로 사이클에서 저압 냉매의 제거가 불가능하여서 동계 외기온 저하시압축기(110) 입구의 냉매의 비체적 증가로 냉매 순환 량의 감소로 급격한 난방 능력의 저하를 초래하는 단점이 있다.

본 발명의 목적은 고압 냉매와 저압 냉매의 비공비(증발 온도의 다름) 혼합 냉매의 조성비를 조절하여서 히트펌프의 증발압력 저하 및 응축압력 상승 시에도 성능향상 및 압축기의 소요동력을 절감시켜 줄 수 있고, 겨울철 외기 온도 저하시 및 여름철 외기 온도 상승시 냉방 능력 및 난방능력의 저하를 방지하며, 운전중 냉매 유량 및 냉매 조성비의 최적 제어로 응축압력의 상승 및 압축기 입구의 냉매 증기의 과열도를 최적으로 제어하여 압축기의 과부하를 방지하여 성능 향상 및 압축기의 소손을 방지하여 주며, 주 열교환기 및 보조 가열 열교환기로 고압 냉매의 저압 측으로의 원활한 인입하도록 한 히트펌프 시스템을 제공하는데 있다.

도 1은 본 발명에 따른 히트펌프 시스템을 계통도로서, 난방 시를 나타낸 도면

도 2는 본 발명에 따른 히트펌프 시스템을 계통도로서, 냉방 시를 나타낸 도면

도 3은 종래의 냉매 제어 히트펌프 시스템의 계통도를 나타낸 도면

〈도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명〉

1 - 압축기 2 - 응축기

3 - 증발기 4 - 팽창변

5 - 사방변 6 - 냉매 제어장치

7 - 팽창변

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 냉동시스템은, 냉매가스를 고온고압의 상태로 압축하여 배출하는 압축기와, 상기 압축기에서 압축된 냉매를 액상으로 응축하는 응축기와, 상기 응축기에서 응축된 고온고압 상태의 액상 냉매를 저압상태의 액상냉매로 팽창시키는 팽창밸브와, 상기 팽창밸브에서 팽창된 냉매를 증발시키면서 냉매의 증발잠열을 이용하여 피 냉각물체와 열 교환에 의하여 냉동효과를 달성하면서 증발하여 저온저압의 기상의 냉매가스를 압축기로 복귀시키는 증발기를 포함하여 이루어지는 냉동시스템에 있어서, 상기 응축기 또는 증발기 또는 액냉매 배관에서 냉매 가스 및 액 냉매 액을 냉매 제어 장치에 인입 시켜 저장 및분류하여서 필요시 저압 측으로 인입을 제어하는 냉매 제어 장치부; 상기 냉매 제어 장치부에 있어서 응축기 출구의 냉매 액을 열교환기에 인입 시켜서 냉매 제어 장치내의 냉매(증발기 또는 응축기 또는 냉매 액배관에서 인입된 냉매)를 냉각시키는 주 열교환부; 상기 냉매 제어 장치부에 있어서 응축기 출구의 고온 고압의 냉매 액을 보조 가열 열교환기에 인입 시켜서 냉매 제어 장치내의 냉매(액상 및 기상 냉매)를 가열 하여 저압부로 원활히 연속적으로 인입 시켜주는 보조 가열 열교환부를 특징으로 한다.

본 발명의 특징 및 이점들은 첨부도면에 의거하여 바람직한 실시 예에 대한 상세한 설명으로 더욱 명백해질 것이다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자가 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.

이하, 본 발명에 의한 히트펌프의 실시 예를 첨부 도면을 참조하면서 설명한다.

도1은 난방시의 계통도로서 실 내기는 응축기(2), 실 외기는 증발기(3)인 사이클이다.

참조부호 (1)는 압축기로서, 냉매가스를 흡입하여 고온고압으로 압축하여 배출하기 위한 것으로서, 그 사용목적에 따라 왕복동식, 크랭크식, 사판식, 워블 플레이트식, 로터리식, 스크롤식 등 다양한 형태의 압축기가 적용될 수 있다.

이 압축기(1)의 토출라인은 응축기(2)와 연결되며, 이 응축기(2)는 상기 압축기(1)에서 압축되어 배출되는 냉매가스를 방열시킴으로써 고온고압의 액상 냉매로 응축하도록 있다. 여기서는 구체적으로 도시하지 않았으나, 상기 응축기(2)는 인입 헤더 및 출구헤더, 상기 인입/출구 헤더들을 연결하여 이들이 서로 통하도록 함으로써 소정의 유로를 형성하는 다수의 튜브와, 그리고 상기 튜브들 사이에 적층되는 코르게이트형 전열 핀을 가진 통상적인 형태의 것이 적용될 수 있다. 따라서, 냉각 팬에 의하여 송풍되는 공기는 튜브들 사이의 전열 핀들을 거치게 되고 이 과정에서 응축기(2) 내부를 유동하는 냉매가 송풍공기에 열량을 빼앗겨 냉매의 응축작용이 수행된다.

한편, 압축기(1)의 입구 라인 쪽에는 후술하는 팽창밸브(4)로부터 유입되는 냉매를 증발시킴으로써 이 때의 증발잠열을 이용하여 피 냉각물체 와 냉매를 열 교환시켜 냉동효과를 달성하는 하는 증발기(3)가 연결된다. 상기 증발기(3)는 인입 헤더 및 출구헤더, 상기 인입/출구 헤더들을 연결하여 이들이 서로 통하도록 함으로써 소정의 유로를 형성하는 다수의 튜브와, 그리고 상기 튜브들 사이에 적층되는 코르게이트형 전열 핀을 가진 통상적인 형태의 것이 적용될 수 있다. 따라서, 냉각 팬에 의하여 송풍되는 공기는 튜브들 사이의 전열 핀들을 거치게 되고 이 과정에서 증발기(3) 내부를 유동하는 냉매가 송풍공기의 온도(열량)를 빼앗아 냉매의 증발 작용이 수행된다.

그리고, 증발기(3)의 입구 단에는 공급되는 고온고압 상태의 액상 냉매를 교축작용에 의하여 저압상태의 냉매로 팽창시켜 증발작용이 용이하게 수행되도록 증발기(3)로 공급하기 위한 팽창밸브(4)가 설치된다. 이 팽창밸브(4)는, 여기서는 구체적으로 도시되지는 않았으나, 감온실 내부의 온도에 따른 다이어프램의 팽창변위에 의하여 압력전달로드를 통하여 고압냉매유로의 궤도를 조절하는 내부균압식, 캐필러리 튜브를 통한 다이어프램의 팽창변위에 의하여 고압냉매유로의 괘도를 조절하는 외부균압식 등 일반적으로 TEV라하는 감온식 팽창변을 사용하며 다양한 형태의 것이 사용될 수 있다.

도1에 따른 냉매의 흐름은 압축기(1)에서 고온 고압의 냉매 가스로 압축되고 사방변(5)을 거처 응축기(2)에서 열교환후 기상에서 액상으로 변환후 팽창변(5)을 지나면서 감압되어서 증발기(3)의 인입 헤더(20)와 출구 헤더(21)를 거처 사방변(5)을 지나 압축기(1)의 흡입부로 인입 된다. 상기 응축기(2)의 출구의 냉매 액은 증발기(3)의 전단에서 분기하여 냉매 제어 밸브(30)를 거처 팽창변(7)에서 감압되고 열 교환기(8)에서 냉매 제어 장치(6)의 내부의 냉매와 열교환후 액체 상태에서 기체상태로 전환되어 저압 측으로 인입 된다.

또한, 상기 냉매 제어 장치(6)는 증발기(3)의 입구측와 냉매 제어장치(6)의 연결 배관 중의 냉매 제어 밸브(35) 및 응축기(2)와 증발기(3)사이의 액냉매 배관중에서 냉매 제어 장치(6)의 연결 배관 중의 냉매 제어 밸브(31)로 냉매를 인입 하여 냉각 및 분류(비공비 혼합 냉매의 밀도차) 저장되며, 냉매 제어 장치(6)의 하부와 압축기(1)의 흡입배관과의 연결 배관 중의 제어 밸브(33), 냉매 제어 장치(6)의 상부와 압축기(1)의 흡입 배관과의 연결 배관 중의 제어 밸브(36) 및 제어 밸브(35)에 의해 저압 측으로 흡입된다.

이때, 냉매 제어 장치(6)에서의 배관 연결 위치는 증발기(3)의 입구 헤더(20)와 냉매 제어장치(6)의 연결 배관은 냉매 제어 장치(6)의 상부에 접속하며, 증발기 출구 헤더(21)와 냉매 제어장치(6)의 연결 배관은 냉매 제어 장치의 상부에 접속하며, 응축기(2)와 증발기(3)사이의 액냉매 배관 과냉매 제어 장치(6)의 연결 배관은 냉매 제어 장치의 상부 및 하부에 접속한다.

먼저, 외기 온도 저하시 증발기(3)의 증발 압력저하로 냉매의 비체적이 증가하여서 냉매 순환량의 감소로 실내 응축기(2)의 난방능력이 감소하면, 실내 온도 센서(57)가 토출 공기 온도의 저하를 감지하여서 냉매 제어 밸브(30)를 열어서 냉매 액을 팽창변(7)을 통해서 감압 시켜서 열교환기(8)에서 냉매 제어 장치(6)의 내부의 냉매를 냉각시키고 증발하여 저압측으로 인입 된다.

또한, 냉매 제어 밸브(31)를 열어서 액냉매를 냉매 제어 장치(6)에 인입 시켜서 냉각 및 감압 시키고 분류하여서 저장하며, 냉매 제어 밸브(35, 36)로 저압 측으로 인입 시킨다.

이때, 냉매 제어 장치(6)의 내부의 압력은 압력 센서(62)에 의하여 냉매 제어 밸브(31)에 의한 냉매 제어 장치(6)의 내부로의 흡입 시에는 고압 부와 저압 부의 중간 압으로 제어 되도록 팽창변을 조절하며, 이때에는 냉매 제어변(33, 35, 36)으로 냉매 제어 장치(6)에서 저압 부로의 인입이 가능하다.

한편, 냉매 장치(6)의 내부의 냉매는 냉각되고 분류(고압냉매는 상부, 저압 냉매는 하부)되어 저장된 냉매는 냉매 제어 장치(6)의 상부측에 연결된 배관중의 냉매 제어 밸부(36) 또는 냉매 제어밸브(35)를 통하여 상부의 고압 냉매만이 저압부로 흡입되어서 적은 비체적에 의하여 냉매 순환량의 증가와 난방능력의 증대를 가져온다.

이때, 냉매 제어장치(6)의 내부의 고압 냉매가 냉매 제어 변(35, 36)으로 저압부로 인입시 내부의 온도와 압력이 저하하여 저압부로 원활히 인입되지 안는다.

그러므로, 보조 가열 열교환기(9)를 냉매 제어 장치의 상부에 부착 하여서 연속적으로 가열하면 고압 냉매를 선택적으로 저압 부로 인입 시킬 수 있고, 보조 가열 열교환기는 응축기 출구의 고온 고압의 액냉매를 제어변(34)를 개(open)하여서 보조 가열 열교환기(9)에 인입 하여 가열 하고 팽창변(4)의 전단으로 인입 시키고, 보조 가열 열교환기(9)는 보조 히터(전기식)등으로도 가능 하다.

다음으로, 외기 온도 상승 시에는 증발기(3)의 증발 압력이 상승하여 압축기(1)의 입구의 냉매의 비체적이 감소하여서 냉매 순환량의 증가로 압축기(1)의 부하가 증가하고, 실내 응축기(2)의 난방능력이 증가하면, 실내 온도 센서(57)가 토출 공기 온도의 상승을 감지하여서 냉매 제어 밸브(30)를 열어서 냉매 액을 팽창변(7)을 통해서 감압 시켜서 열 교환기(8)에서 냉매 제어 장치(6)의 내부의 냉매를 냉각시키고 증발하여 저압 측으로 인입된다.

한편, 냉매 장치(6)의 내부의 냉매는 냉각되고 분류(고압냉매는 상부, 저압 냉매는 하부)되어 저장된 냉매는 냉매 제어 장치(6)의 하부 측에 연결된 배관중의 냉매 제어 밸부(33)를 통하여 하부의 저압 냉매만이 저압 부로 흡입되어서 비체적의 증가로 냉매 순환량의 감소하여 난방능력의 감소 및 압축기(1)의 부하가 감소한다.

즉, 상기 냉매 제어 밸브(31, 35)의 개(Open)시 냉매 제어 장치(6)의 내부로 냉매 인입에 의한 내부 압력 상승으로 인한 냉매 유입이 되지 않으므로 냉매 제어 밸브(30)를 개(Open)하여 냉매액을 팽창변(7)을 통하여 감압 하여서 열교환기(8)에 인입 시켜서 냉매 제어 장치(6)의 내부를 냉각 및 압력을 저하 시켜서 냉매 제어 밸브(31, 35)를 통한 냉매의 인입을 원활히 하게 한다.

또한, 압축기(1)의 출구의 냉매 가스 온도 상승시 및 압축기(1)의 흡입 냉매 가스의 과열도가 상승시 냉매 제어 밸브(33)를 개(Open) 하여서 냉매 제어 장치(6)의 내부 냉매를 압축기(1)의 입구 측으로 인입 시킨다.

그러므로, 비공비(증발 온도 및 응축온도가 다른 냉매) 혼합 냉매 사용시 겨울철 외기온 저하에 의한 증발기(3)에서의 증발 온도 및 압력 저하에 의한 압축기(1)의 흡입 냉매 가스의 비체적이 커져 급격한 냉방능력 및 난방능력 저하시 냉매 제어 장치(6)에 의하여 비공비 혼합 냉매의 냉각 및 분류하여서 고압측 냉매 및 혼합 냉매가 냉동 사이클을 순환하도록 하여서 냉방 및 난방 능력을 향상 시켜 주도록 한다.

도 2는 본 발명의 계통도중 냉방 시로서, 이때에는 상기 증발기(3)가 응축기로 사용되며, 상기 응축기(2)는 증발기로 사용되고, 사방변(5)의 접속은 압축기(1)의 토출 라인이 증발기(3)에 연결되고, 상기 응축기(2)는 압축기(1)의 입구 측과 연결되도록 한 상태이다. 상기 냉방 사이클 때 비공비혼합 냉매중 저압 냉매위주의 사이클을 설명한다.

외기 온도 상승 또는 실내 부하 증가 시에는 실외기인 응축기(3)의 응축압력이 상승하여 압력센서(63)의 작동에 의하여 냉매 제어 밸브(30)를 열어서 냉매 액을 팽창변(7)을 통해서 감압 시켜서 열 교환기(8)에서 냉매 제어 장치(6)의 내부의 냉매를 냉각시키고 증발하여 저압측으로 인입된다.

또한, 냉매 제어 밸브(31, 35)를 열어서 액 냉매를 냉매 제어 장치(6)에 인입 시켜서 냉각 및 감압 시키고 분류하여서 저장하며, 냉매 제어 밸브(33)로 저압 측으로 인입 시킨다.

이때, 냉매 제어 장치(6)의 내부의 압력은 압력 센서(62)에 의하여 고압 부와 저압 부의 중간 압으로 제어 되도록 팽창 변을 조절한다.

한편, 냉매 장치(6)의 내부의 냉매는 냉각되고 분류(고압냉매는 상부, 저압 냉매는 하부)되어 저장된 냉매는 냉매 제어 장치(6)의 하부 측에 연결된 냉매 제어 밸부(33)를 통하여 하부의 저압 냉매만이 저압 부로 흡입되어서 큰 비체적에 의하여 냉매 순환량의 감소와 응축 열량의 감소로 응축기(3)의 압력을 낮추어 준다.

그러므로, 비공비(증발 온도 및 응축온도가 다른 냉매) 혼합 냉매 사용시 여름철 외기온 상승시 응축기(3)에서의 응축압력 상승시 냉매 제어 장치(6)에 의하여 저압 냉매 만이 냉방 사이클로 유입하여서 응축압력의 과다한 상승을 방지한다.

본 발명에서 냉매 제어 장치(6)는 실외기 또는 실내기에 부착 가능하며, 실내기 부착시에는 제어 밸브(35)를 실내기의 응축기(2)에 설치하면 된다.

또한 응축기(2) 및 증발기(3)의 열 교환기의 형태는 판형(Plate), 쉘앤튜브(shell and tube) 또는 다통 크로스 핀 뉴턴(Cross fin and tube)등이 사용 될 수 있고, 이때에는 연결 배관은 상부 또는 하부로 변경되며, 비공비 혼합 냉매 또는 단일 냉매가 사용 될 수 있다. 단일 냉매 사용시에는 최적의 냉매 순환량 제어 및 압축기(1)의 입구측 냉매의 과열도를 제어한다.

그리고, 냉매 제어 장치부(6)는 증발기(3)의 입구 헤더, 응축기(2) 와 증발기(3) 사이의 액냉매 배관에서 냉매 제어 장치(6)로 연결되는 회로 및 냉매 제어 장치(6)의 하부와 저압측 연결 회로를 기본으로 하고, 냉매 제어 장치(6)의 상부와 저압부를 연결하는 회로를 추가로 설치한 형태로도 가능 한다.

또한, 열교환부(8) 및 보조 가열 열교환기의 형태로는 튜브형태(tube type) 또는 핀 튜브(fin tube) 형태 또는 판형태(plate type) 또는 쉘앤드 튜브(shell and tube)형태 등으로 냉매 제어 장치(6)의 내부 또는 외부에 일체형 또는 분리 형태로도 가능하고, 팽창변(7)은 모세관형 또는 온도식 팽창변 또는 전자식 팽창등으로 이루어진다.

전술한 기술 내용으로부터 자명하듯이, 본 발명은 고압측 냉매와 저압 측 냉매의 비공비(증발 온도 및 응축온도가 다름) 혼합 냉매를 사용하여서 히트펌프의 증발압력 저하 및 응축압력 상승시에도 성능향상 및 압축기의 소요동력을 절감시켜 줄 수 있고, 겨울철 외기 온도 저하시 및 여름철 외기 온도 상승시 냉방 능력 및 난방능력의 저하를 방지하며, 운전중 냉매 유량의 최적 제어로 응축압력의 상승 및 압축기 입구의 냉매 증기의 과열도를 최적으로 제어하여 압축기의 과부하를 방지하여 성능 향상 및 압축기의 소손을 방지하여 주도록 한 장치로서 기존 냉동기, 에어컨, 히트 펌프 등의 냉동기기에 부착하여 성능 향상 및 동력에너지를 절감할 수 있는 효과가 있다.

Claims (7)

1. 냉매가스를 고온고압의 상태로 압축하여 배출하는 압축기와, 상기 압축기에서 압축된 냉매를 액상으로 응축하는 응축기와, 상기 응축기에서 응축된 고온고압 상태의 액상 냉매를 저압상태의 액상냉매로 팽창시키는 팽창밸브와, 상기 팽창밸브에서 팽창된 냉매를 증발시키면서 냉매의 증발잠열을 이용하여 피 냉각물체와 열 교환에 의하여 냉동효과를 달성하면서 증발하여 저온저압의 기상의 냉매가스를 압축기로 복귀시키는 증발기를 포함하여 이루어지는 히트 펌프 시스템에 있어서,

   상기 응축기 또는 증발기 또는 응축기와 증발기 사이의 냉매를 냉매 제어 장치에서 냉각, 저장 및 분류(고압 냉매와 저압 냉매) 시켜서 저압 측으로 인입 시켜 냉매 순환 유량 및 열량(냉방 및 난방 능력)을 제어하는 냉매 제어 장치부;

   상기 냉매 제어 장치부에 있어서 응축기 출구의 냉매 액을 냉매 제어 장치에 부착된 열 교환기에 인입 시켜서 냉매 제어 장치를 냉각시키는 열 교환부;

   상기 냉매 제어 장치부에 있어서 응축기 출구의 고온 고압의 냉매 액을 냉매 제어 장치의 상부에 부착된 열 교환기에 인입 시켜서 냉매 제어 장치를 가열시키는 보조 가열 열 교환부를 특징으로 하는 히트 펌프 시스템.
2. 제 1항에 있어서, 냉매 제어 장치부는 응축기 또는 증발기의 입구 헤더, 응축기 와 증발기 사이의 액냉매 배관에서 냉매 제어 장치로 연결되는 회로와 냉매 제어 장치의 하부와 저압측, 냉매제어 장치의 상부와 저압측을 연결하는 회로로 구성되고, 각각의 배관에는 제어 밸브를 부착한 형태로서 온도 및 압력 센서에 의해 제어되는 형태로서 액냉매 또는 가스 또는 혼합형태로 냉매 제어 장치에 인입하여 냉각되고 분류되며, 그 내부 또는 외부에 냉매를 냉각 및 감압을 시키는 열교환기를 포함하며, 냉매 제어 장치의 상부측 내부 또는 외부에 냉매를 가열하는 보조 열교환기를 포함하는 것을 특징으로 하는 히트펌프 장치.
3. 제 2항에 있어서, 냉매 제어 장치부와 증발기(실외기)의 입구 헤더 연결 회로, 응축기(실내기) 와 증발기 사이의 액냉매 배관에서 냉매 제어 장치로 연결되는 회로 및 냉매 제어 장치의 하부와 저압측 사이의 연결 회로로 이루어진 형태로서 각각의 회로에는 제어 밸브를 부착한 형태 또는 상기 시스템에 냉매 제어 장치의 상부와 저압측을 연결하는 회로를 추가로 부착한 것을 특징으로 하는 히트 펌프 시스템.
4. 제 2항에 있어서, 증발기의 입구 헤더의 접속은 상부 또는 저부측에 접속하며, 증발기의 형태가 쉘앤드 튜브(shell and tube) 또는 판형(plate)등의 형태에서는 상부 또는 하부로 변경되는 것을 특징으로 하는 히트 펌프 시스템.
5. 제 1항에 있어서, 열교환부는 응축기 출구의 냉매액을 냉매 제어변 및 팽창변을 통해서 냉매 제어 장치에 부착된 열교환기에 인입 시킨 후 저압부로 인입 시키는 시스템에서 열 교환기의 형태로는 튜브형태(tube type) 또는 핀 튜브(fintube) 형태 또는 판 형태(plate type) 또는 쉘앤드 튜브(shell and tube)형태 등으로 냉매 제어 장치의 내부 또는 외부에 부착되는 것을 특징으로 하는 히트펌프 시스템.
6. 제 1항에 있어서, 보조 가열 열교환부는 응축기 출구의 고온 고압의 냉매액을 냉매 제어변을 통해서 냉매 제어 장치의 상부에 부착된 열교환기에 인입 시킨 후 팽창변 입구로 인입 시키는 시스템에서 열 교환기의 형태로는 튜브형태(tube type) 또는 핀 튜브(fin tube) 형태 또는 판 형태(plate type) 또는 쉘앤드 튜브(shell and tube)형태 등 과 보조 히터(전기식)등이 냉매 제어 장치의 내부 또는 외부에 부착되는 것을 특징으로 하는 히트펌프 시스템.
7. 제 5항에 있어서, 팽창변은 모세관형 또는 온도식 팽창변 또는 전자식 팽창 등으로 이루어진 히트펌프 시스템.