KR20050045552A - 지에치피（ｇｈｐ）를 이용한 냉난방 및 실내바닥난방장치 - Google Patents
지에치피（ｇｈｐ）를 이용한 냉난방 및 실내바닥난방장치 Download PDFInfo
- Publication number
- KR20050045552A KR20050045552A KR1020030079669A KR20030079669A KR20050045552A KR 20050045552 A KR20050045552 A KR 20050045552A KR 1020030079669 A KR1020030079669 A KR 1020030079669A KR 20030079669 A KR20030079669 A KR 20030079669A KR 20050045552 A KR20050045552 A KR 20050045552A
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- water
- floor heating
- floor
- heat
- gas engine
- Prior art date
Links
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 title claims abstract description 92
- 238000004378 air conditioning Methods 0.000 title claims abstract description 11
- 239000000498 cooling water Substances 0.000 claims abstract description 35
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 29
- 239000002826 coolant Substances 0.000 claims abstract description 18
- JEGUKCSWCFPDGT-UHFFFAOYSA-N h2o hydrate Chemical compound O.O JEGUKCSWCFPDGT-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 15
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims description 53
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims description 39
- 239000003507 refrigerant Substances 0.000 claims description 33
- 230000006835 compression Effects 0.000 claims description 7
- 238000007906 compression Methods 0.000 claims description 7
- 239000002737 fuel gas Substances 0.000 claims description 5
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 4
- 238000004880 explosion Methods 0.000 claims description 3
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 20
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 8
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 6
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 6
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 6
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 5
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 4
- 239000002918 waste heat Substances 0.000 description 4
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 3
- 238000007791 dehumidification Methods 0.000 description 3
- 230000005494 condensation Effects 0.000 description 2
- 238000009833 condensation Methods 0.000 description 2
- 230000017525 heat dissipation Effects 0.000 description 2
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 description 2
- 239000011555 saturated liquid Substances 0.000 description 2
- 230000003796 beauty Effects 0.000 description 1
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- 239000002274 desiccant Substances 0.000 description 1
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 1
- 238000009408 flooring Methods 0.000 description 1
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 1
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 239000003345 natural gas Substances 0.000 description 1
- 238000004064 recycling Methods 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 230000008016 vaporization Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
- F24D—DOMESTIC- OR SPACE-HEATING SYSTEMS, e.g. CENTRAL HEATING SYSTEMS; DOMESTIC HOT-WATER SUPPLY SYSTEMS; ELEMENTS OR COMPONENTS THEREFOR
- F24D15/00—Other domestic- or space-heating systems
- F24D15/04—Other domestic- or space-heating systems using heat pumps
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
- F24D—DOMESTIC- OR SPACE-HEATING SYSTEMS, e.g. CENTRAL HEATING SYSTEMS; DOMESTIC HOT-WATER SUPPLY SYSTEMS; ELEMENTS OR COMPONENTS THEREFOR
- F24D19/00—Details
- F24D19/10—Arrangement or mounting of control or safety devices
- F24D19/1006—Arrangement or mounting of control or safety devices for water heating systems
- F24D19/1009—Arrangement or mounting of control or safety devices for water heating systems for central heating
- F24D19/1015—Arrangement or mounting of control or safety devices for water heating systems for central heating using a valve or valves
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
- F24D—DOMESTIC- OR SPACE-HEATING SYSTEMS, e.g. CENTRAL HEATING SYSTEMS; DOMESTIC HOT-WATER SUPPLY SYSTEMS; ELEMENTS OR COMPONENTS THEREFOR
- F24D3/00—Hot-water central heating systems
- F24D3/10—Feed-line arrangements, e.g. providing for heat-accumulator tanks, expansion tanks ; Hydraulic components of a central heating system
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
- F24D—DOMESTIC- OR SPACE-HEATING SYSTEMS, e.g. CENTRAL HEATING SYSTEMS; DOMESTIC HOT-WATER SUPPLY SYSTEMS; ELEMENTS OR COMPONENTS THEREFOR
- F24D2200/00—Heat sources or energy sources
- F24D2200/12—Heat pump
- F24D2200/123—Compression type heat pumps
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
- F24D—DOMESTIC- OR SPACE-HEATING SYSTEMS, e.g. CENTRAL HEATING SYSTEMS; DOMESTIC HOT-WATER SUPPLY SYSTEMS; ELEMENTS OR COMPONENTS THEREFOR
- F24D2200/00—Heat sources or energy sources
- F24D2200/16—Waste heat
- F24D2200/18—Flue gas recuperation
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
- F24D—DOMESTIC- OR SPACE-HEATING SYSTEMS, e.g. CENTRAL HEATING SYSTEMS; DOMESTIC HOT-WATER SUPPLY SYSTEMS; ELEMENTS OR COMPONENTS THEREFOR
- F24D2220/00—Components of central heating installations excluding heat sources
- F24D2220/02—Fluid distribution means
- F24D2220/0207—Pumps
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
- F24D—DOMESTIC- OR SPACE-HEATING SYSTEMS, e.g. CENTRAL HEATING SYSTEMS; DOMESTIC HOT-WATER SUPPLY SYSTEMS; ELEMENTS OR COMPONENTS THEREFOR
- F24D2220/00—Components of central heating installations excluding heat sources
- F24D2220/02—Fluid distribution means
- F24D2220/0257—Thermostatic valves
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
- F25B2327/00—Refrigeration system using an engine for driving a compressor
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Steam Or Hot-Water Central Heating Systems (AREA)
- Other Air-Conditioning Systems (AREA)
Abstract
본 발명은 지에치피를 이용한 냉난방 및 실내바닥 난방 장치에 관한것으로, 그 목적은 가스엔진을 작동시켜 실내 냉난방은 물론 가스엔진의 구동으로 발생되는 고온의 배기열을 재활용하여 가정의 방바닥이나 이용원.미용실 등등의 바닥을 직접 따뜻하게 하여 여름철등에 실내의 냉방과 동시에 바닥을 난방을 하여 장판이나 바닥등의 들뜸과 눅눅함을 해결할 수 있고, 겨울철에는 실내 난방과 바닥 난방을 동시에 함으로써 사람의 피로를 줄여줄 수 있도록 한 장치를 제공하는데 있다. 본 발명의 구성은 GHP 냉난방장치에 있어서, 배기열교환기(8)에 의해 승온되어 가스엔진(13)에 유입된 냉각수 온도가 75℃이상이면 냉각수 순환라인(11)을 통해 흐르게 하고, 75℃ 이하일 경우에는 바닥난방유니트의 바이패스밸브(20)로 흐르게 하는 가스엔진(13) 내부에 장치된 써모밸브(26)와, 써모밸브(26)에 의해 공급되는 냉각수와 열교환되는 물-물 열교환기(7)로 이루어진 바닥난방유니트와, 바닥난방유니트의 물-물 열교환기(7)에서 액액 열교환된 온수를 실내 바닥에 배관된 바닥난방판넬(6)에 공급하는 바닥난방배관(16)과, 상기 바닥난방배관(16)의 온수 순환을 개폐하는 유량조절변(14a,14b,14c)을 더 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.
Description
본 발명은 지에치피（ＧＨＰ）를 이용한 냉난방 및 실내바닥 난방장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 가스엔진을 작동하여 냉매가스 압축기를 구동시킬뿐만 아니라 가스엔진에서 발생되는 폐열을 재활용하여 가정등의 온돌바닥 난방을 할수 있도록 한 지에치피(GHP)를 이용한 냉난방과 동시에 바닥난방을 공급하는 장치에 관한 것이다.
열에너지를 이용한 열변환 기술은 전기나 화학반응 대신 열에너지를 이용하여 대상지역에서 열에너지를 방출 또는 흡수하기 위한 기술로 흡수식 시스템 기술, 제습식 시스템 기술, 가스구동식 시스템 기술 등이 대표적인 열에너지이용 열변환 기술이다.
상기 흡수식 시스템 기술은 냉매의 증기압 차에 의하여 냉매 증기가 흡수되는 원리를 이용, 전기에너지 대신 LNG, 폐열 등을 구동열원으로 사용하여 냉난방이 가능한 기술이다.
상기 제습식 시스템 기술은 공기 중의 습기에 대하여 친화성을 갖고 있는 건조제(desoccant)를 이용하여 전체의 냉방부하 중 잠열제습 부하를 효과적으로 처리하는 시스템 기술로 흡수식 시스템 기술이나 전기에너지를 이용한 열변환 기술과 결합한 하이브리드(hybrid)로 사용되고 있다.
상기 가스구동식 시스템 기술은 천연가스를 열원으로하여 동하절기 가스수요의 평준화 및 전력평준화를 위해 전기구동 압축식을 가스엔진구동 압축식으로 대체하기 위한 열펌프 냉난방 시스템 기술이다.
상기 가스구동식 시스템 기술은 스털링엔진, VM 기술과 GHP을 이용한 기술로 나뉘어 지는데, 스털링엔진, VM 기술에서는 고효율 열교환기술이 매우 중요하고 GHP를 이용한 기술에서는 고효율 압축기기술과 열펌프 시스템 기술이 중요하다.
상기와 같은 GHP를 이용한 가스 시스템으로는 가스엔진구동열펌프(GHP: Gas Engine Driven Heat Pump)가 대표적인데, 그 기본적인 히트펌프의 구동원리를 설명하면 다음과 같다.
열은 그 자신만으로는 온도가 낮은 곳에서 온도가 높은 곳으로 이동이 불가능하며, 열의 이동에는 반드시 일(Work)이 소요된다. (물)펌프가 물을 낮은 위치에서 높은 위치로 퍼올리는 기계라는 의미와 마찬가지로, 열펌프란 열을 온도가 낮은곳에서 온도가 높은곳으로 이동시킬 수 있는 장치를 의미한다. 사이클의 구성과 작동방법은 냉동기와 같으며 단지 저온열의 사용을 목적으로 하는 경우에는 냉동기, 고온열의 사용을 목적으로 하는 경우에는 히트펌프(Heat Pump)가 되는 것이다.
히트펌프는 열을 흡수하고 방열하는 원리의 구분에 따라 압축식, 화학식, 흡수식, 흡착식등으로 분류되며, 그중 빌딩, 학교 및 가정용으로 많이 적용되는 형식은 압축식 히트펌프이다.
이 압축식 히트펌프는 에어콘이라 불리우는 냉방장치의 역사이클로 생각하면 된다. 즉 냉방전용의 에어콘은 실내에 설치된 실내기의 열교환기에서 열을 흡수하여 실외에 설치된 실외기의 열교환기를 이용하여 열을 방열시키는 원리이며, 히트펌프는 반대로 실외기의 열교환기에서 열을 흡수하여 실내에 설치된 실내기의 열교환기를 이용하여 열을 방열시키는 원리다.
압축식 히트펌프 사이클의 기본적인 구성요소는 저온부 열교환기인 증발기, 압축기, 고온부 열교환기인 응축기, 팽창변의 4개 요소로 구분되며 작동유체인 냉매는 증발, 압축, 응축, 팽창의 변화를 계속하면서 순환한다. 저온저압의 습증기상태의 냉매는 증발기에서 증발되면서 주변에서 증발잠열을 흡수하며 증발된 저온저압의 건조포화증기상태의 냉매로 배출된다. 증발기에서 배출된 저온저압의 건조포화증기상태의 냉매는 압축기에서 단열압축하여 고온고압의 과열증기상태의 냉매로 되어 응축기로 유입된다.
응축기로 유입된 고온고압의 과열증기상태의 냉매는 응축잠열을 방출시키며 고온고압의 포화액체상태의 냉매로 되어 팽창변으로 유입된다. 고온고압의 포화액체상태의 냉매는 팽창변에서 등엔탈피 팽창을 하고 저온저압의 습증기상태의 냉매로 증발기로 유입된다. 일반적으로 저온부 열교환기인 증발기는 실외에 설치되며, 고온부 열교환기인 응축기 실내에 설치된다. 저온부 증발기는 실외에 설치되어 주변에서 열을 흡수하게 되며(열원이라 하며 가정용으로는 공기가 일반적으로 많이 적용된다), 고온부 응축기는 실내에 설치되어 주변으로 열을 방출(히트싱크라 하며 공기가 일반적으로 많이 적용된다)하여 난방에 사용하게 된다
상기에서 난방시의 기본적인 구동원리만을 설명하였으나, 4웨이밸브(4-way valve)를 사용하여 냉매의 유로를 변경하여 실외기 및 실내기의 구성 중 응축기와 증발기의 역할을 반대로 전환함으로써 냉난방 모두 가능함은 당연하다.
그러나, 상기와 같은 종래의 방법 및 장치는 실내의 공기를 따뜻하게 하거나 차게 하는 일반적인 방식으로 우리나라와 같이 바닥을 가열하여 난방하는 온돌난방문화를 가진 곳에서 필요로 하는 바닥난방 방법 및 장치수단은 가지고 있지 않다는 문제점이 있다.
물론 일반 아파트나 가정에서는 바닥난방용 온수 보일러나 지역난방등의 열원을 이용하여 바닥에 배관된 온수관내 물을 승온시켜 상기와 같은 바닥난방을 하지만 이는 공기조화용 냉난방기와는 별도의 가열원 또는 장치를 사용하는 것으로 추가적인 수단 및 유지 비용이 소요된다는 문제점이 있다.
또한 우리나라에서는 장마철과 같은 우기에 집안이 고온 다습하여 벽지, 바닥재 등이 들뜨는 현상이 나타나면 이를 막기위해 실내 냉방과 바닥 난방을 동시에 하는 경우가 있는데, 이와 같은 경우에도 종래의 일반적인 냉난방기는 냉매 등의 방향전환에 의하여 실내 냉방 또는 난방 한가지만을 할 수 있어서, 바닥은 별도의 수단을 사용하여 승온시켜야 한다는 문제점이 있다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 가스엔진을 작동시켜 실내 냉난방은 물론 가스엔진의 구동으로 발생되는 고온의 배기열을 재활용하여 가정의 방바닥, 이용원 및 미용실 등등의 바닥을 직접 따뜻하게 하여 여름철등에 실내의 냉방과 동시에 바닥 난방을 하여 장판이나 바닥등의 들뜸과 눅눅함을 해결할 수 있고, 겨울철에는 실내 난방과 바닥 난방을 동시에 함으로써 사람의 피로를 줄여줄 수 있도록 한 지에치피(GHP)를 이용한 냉난방 및 실내바닥 난방 장치를 제공하는데 있다.
상기한 바와 같은 목적을 달성하고 종래의 결점을 제거하기 위한 과제를 수행하는 본 발명은 연료 가스 배관(12)으로 부터 공급되는 가스의 폭발에 의해 구동력을 얻는 가스엔진(13)과, 가스엔진의 구동에 의해 압축력을 제공하는 압축기(2)와, 냉매의 유로를 전환하는 4웨이밸브(9)와, 냉매를 증발시키는 실외기 증발기(냉방시는 응축기로 사용됨, 3)와, 가스엔진 작동 중 발생되는 고열의 엔진냉각수를 식히는 엔진라디에이터(10)로부터 열원을 공급받고, 이를 감싸는 케이스로 이루어진 지에치피(GHP) 실외기(1)와; 냉매를 응축시키는 실내응축기(냉방시는 증발기로 사용됨, 5)로 이루어진 실내기로 구성된 GHP 냉난방장치에 있어서,
배기열교환기(8)에 의해 승온되어 가스엔진(13)에 유입된 냉각수 온도가 75℃이상이면 냉각수 순환라인(11)을 통해 흐르게 하고, 75℃ 이하일 경우에는 바닥난방유니트의 바이패스밸브(20)로 흐르게 하는 가스엔진(13) 내부에 장치된 써모밸브(26)와,
써모밸브(26)에 의해 공급되는 냉각수와 열교환되는 물-물 열교환기(7)로 이루어진 바닥난방유니트와,
바닥난방유니트의 물-물 열교환기(7)에서 액액 열교환된 온수를 실내 바닥에 배관된 바닥난방판넬(6)에 공급하는 바닥난방배관(16)과,
상기 바닥난방배관(16)의 온수 순환을 개폐하는 유량조절변(14a,14b)과 이 유량조절변(14a,14b)의 개폐와 반대로 개폐되어 바이패스 유로를 형성하는 유량조정변(14c)으로 이루어진 실내바닥 난방장치를 더 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.
상기 바닥난방유니트는 써모밸브(26)로 부터 공급된 냉각수의 온도가 70℃ 이상일 경우에는 물-물 열교환기(7)를 경유하여 순환토록 하고, 60℃ 이하일 경우에는 바이패스 배관(21)을 통해 냉각수 순환라인(11)의 써모밸브(27)로 바이패스토록 하는 바이패스밸브(20)와,
바닥난방배관(16)상에 설치된 순환된 온수의 넘침을 방지하고 일시 저장하는 바닥 배관용 버퍼탱크(17) 및 여분의 온수를 저장하는 바닥 배관용 리저버 탱크(18)와, 온수를 강제순환시키는 바닥 배관용 펌프(19)를 포함하여 구성한다.
상기 써모밸브(27)는 냉각수 온도가 70℃ 이상일 경우는 이중관(28)을 통해 이중관을 흐르는 냉매와 간접적으로 열교환하도록 한 후 냉각수 순환라인(11)에 연결 하고, 60℃ 이하일 경우에는 바이패스하여 직접 냉각수 순환라인(11)에 연결되도록 하여 냉각수 온도가 일정수준 이하로 내려가지 않도록 구성한다.
이하 본 발명의 실시예인 구성과 그 작용을 첨부도면에 연계시켜 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 1은 본 발명에 따른 GHP 시스템의 냉방 및 실내바닥 난방의 원리를 설명한 개략도이고, 도 2는 본 발명에 따른 GHP 시스템의 난방 및 실내바닥 난방의 원리를 설명한 개략도이며, 3은 본 발명에 따른 실내바닥 난방의 난방원리를 설명한 냉각수 개통 개략도인데, 기본적인 구성은 연료 가스 배관(12)으로 부터 공급되는 가스의 폭발에 의해 구동력을 얻는 가스엔진(13)과, 가스엔진의 구동에 의해 압축력을 제공하는 압축기(2)와, 냉매의 유로를 전환하는 4웨이밸브(9)와, 냉매를 증발시키는 실외기 증발기(냉방시는 응축기로 사용됨, 3)와, 가스엔진 작동 중 발생되는 고열의 엔진냉각수를 식히는 엔진라디에이터(10)로부터 열원을 공급받고, 이를 감싸는 케이스로 이루어진 지에치피(GHP) 실외기(1)와; 냉매를 응축시키는 실내응축기(냉방시는 증발기로 사용됨, 5)로 이루어진 실내기로 구성된다.
상기와 같은 지에치피(GHP) 장치를 기본 구성으로 한 본 발명의 구체적인 바닥난방 구성을 냉방 운전(난방운전시는 도 2에서와 같이 냉매의 흐름을 냉방운전시의 역 사이클로 운전)시를 기준으로 설명하자면,
상기 가스엔진(13) 일측에 배기열교환기(8)가 구비되어 가스엔진(13)을 냉각후 고온으로 승온된 냉각수가 냉각수순환라인(11)을 순환하여 엔진라디에이터(10)를 경유하여 다시 가스엔진(13)으로 되돌아오는 냉각수 순환라인(11) 일측에 배기열을 가함으로써 배관에 배기열이 접촉하여 기-액 접촉으로 엔진에 들어오는 냉각수의 온도를 승온시켜 준다.
승온되어 가스엔진(13)에 유입된 냉각수는 가스엔진(13)을 냉각하면서 75℃이상이 되면 가스엔진(13) 내부에 장치된 써모밸브(26)이 개방되면서 다시 냉각수 순환라인(11)을 통해 흐르게 되고, 75℃ 이하일 경우에는 바닥난방유니트의 바이패스밸브(20)로 흐르게 된다.
바이패스밸브(20)는 공급된 냉각수의 온도가 70℃ 이상일 경우에는 냉각수가 물-물 열교환기(7)를 경유하여 순환하도록 함으로써 물-물 열교환기(7)에 채워진 물이 승온되어 여기에 함께 배관 연결된 바닥난방배관(16)의 냉각수를 액-액 열교환하여 승온시키게 하고, 60℃ 이하일 경우에는 바이패스 배관(21)을 통해 냉각수 순환라인(11)의 써모밸브(27)에 연결한다.
써모밸브(27)에서는 냉각수 온도가 70℃ 이상일 경우는 이중관(28)을 통해 이중관을 흐르는 냉매와 간접적으로 열교환하도록 한 후 냉각수 순환라인(11)에 연결 하고, 60℃ 이하일 경우에는 바이패스하여 직접 냉각수 순환라인(11)에 연결되도록 하여 냉각수 온도가 일정수준 이하로 내려가지 않도록 구성한다.
냉각 냉각수 순환라인(11) 상에는 도 3과 같이 순환된 온수의 넘침을 방지하고 일시저장하는 냉각수 버퍼탱크(22) 및 냉각수 리저버 탱크(23)와 냉각수를 강제 순환시키는 냉각수 펌프(24)가 구성된다.
물-물 열교환기(7)에서 열교환되는 바닥난방배관(16)은 바닥난방판넬(6)과 연결 구성되는데, 냉각수의 순환은 유량조절변(14a, 14b)의 개폐에 의해 냉방 및 난방 운전 구성시 필요에 따라 바닥난방판넬에 공급되는 온수를 제어하여 난방이 되지 않도록 조절할 수 있도록 구성되며, 유량조정변(14a, 14b)를 완전히 닫으면 유량조정밸브(14c)가 자동적으로 열리면서 유량조정변(14a, 14b)쪽 을 거치지 않고 바이패스 되어 순환하도록 자동개폐회로를 구성하여 펌프(19)를 안전하게 운전할 수 있다.
또한 바닥난방유니트의 구성에는 바닥난방배관(16)상에 설치된 순환된 온수의 넘침을 방지하고 일시 저장하는 바닥 배관용 버퍼탱크(17) 및 여분의 온수를 저장하는 바닥 배관용 리저버 탱크(18)와, 온수를 강제순환시키는 바닥 배관용 펌프(19)가 구성된다.
상기와 같이 구성된 본 발명의 기본적인 GHP시스템의 냉방 원리를 설명하자면 가스엔진(13)의 동력으로 구동되는 압축기(2)에 의해 고온 고압의 기체상태로 된 냉매는 실외기 응축기(난방시는 증발기, 3)에서 응축되면서 방열을 하고, 팽창밸브(4)를 지나면서 저온 저압의 액체상태가 되어 실내기 증발기(난방시는 응축기, 5)로 유입되면 실내의 더운 공기로부터 증발열을 빼앗아 기화하면서 냉방을 하는 사이클(Cycle)이다.
그리고 난방원리는 4웨이 밸브(4 way valve, 9)에 의해 냉방 사이클(Cycle)과는 반대의 흐름을 갖는 냉매는 압축기에서 고온 고압의 기체상태로 되어 실내기(냉방시는 증발기, 5)로 유입되어 열을 방출하고 팽창밸브(4)를 지나면서 저온 저압의 액체상태가 되고, 실외기 증발기(냉방시는 응축기, 3)에서 열을 빼앗아 기화하면서 난방을 하는 사이클(Cycle)이다.
또한 난방운전시 외기온도가 냉매의 증발온도보다 현저히 낮아서 외기로부터 증발잠열을 얻을 수 없는 경우에는 난방성능의 저하는 물론, 난방 사이클(Cycle)의 구성조차 어려워지므로 보통 외기 온도의 보상을 위하여 난방시 설정온도 이하에서는 엔진 냉각수의 폐열을 이용하여 실외기 증발기(냉방시는 응축기, 3) 앞단에 열교환기를 사용하여 실외기 증발기(3)에 공급되는 외기의 온도를 올려주게 된다. 즉, 가스엔진 엔진라디에이터(10)에서 발생되는 고온의 열원에 의해 외기를 열접촉시켜 공기의 온도를 상승시킨 후 증발기에 공급하게 된다.
본 발명의 바닥난방을 포함한 본 발명 전체 구성의 작용을 설명하면 다음과 같다.
연료가스배관(12)을 통해 유입되는 통해 유입되는 가스가 연소됨에 따라 가스엔진(1)이 구동하고, 가스엔진(13)이 구동함에 따라 압축기(2)는 압축을 하게 된다. 냉방운전시 냉매가스는 GHP실외기(1)에 있는 응축기(3)에서 응축을 하게 되며 응축된 냉매액은 실내기 증발기(난방시는 응축기로 사용됨, 5)로 이동하게 되며 실내의 더운공기에 의하여 냉매액은 증발하게 된다. 이때 실내의 더운공기는 냉매액의 증발에 의해 증발열을 뺏기게 되므로써 실내는 시원하게 냉방된다. 증발된 냉매는 가스로 변하여 다시 압축기(2)로 보내지며 실내의 냉방운전은 계속된다.
또한 동시에 실내 냉방과는 별도로 유량조절변(14a,14b)을 열면 유량조절변(14c)이 닫히면서 유량조절변(14a,14b)쪽으로 온수가 순환됨으로써, 지에치피(GHP) 가스엔진(13)으로부터 배출되는 배기가스는 배기열교환기(8)에서 냉각수순환라인(11)상의 냉각수를 가열한 후 가스엔진(13)에 유입시킨 후 써모밸브(26)와 바이패스밸브(20)를 통해 물-물 열교환기(7)에서 열교환되어 바닥난방배관(16) 상을 순환한 온수가 바닥난방판넬(6)상을 순환하게 된다.
이렇게 함으로써 엔진냉각수는 냉각수순환라인(11) 상의 엔진라디에이타(10)뿐만아니라 물-물 열교환기(7)에서도 열교환후 순환되는 경로를 가지게 되고, 물-물 열교환기에서 전달된 냉각수의 열원은 실내바닥을 35℃ ~ 55℃로 가열하게 되는 열원으로 사용하게 된다.
또한 난방이 필요치 않을 경우는 유량조정변(14a, 14b)을 닫으면 된다.
난방운전시는 도 2에서와 같이 냉매의 흐름을 냉방운전시의 역 사이클로 운전된다.
상술한 바와 같이 본 발명은 가스엔진(13)이 구동됨에 따라 실내 냉난방은 물론 실내바닥(15) 난방까지도 동시에 할수 있게 되어 버려지는 에너지를 최대한으로 활용할 수 있어 에너지 종합효율을 최대화 하게 된다.
본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 고안이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 범위 내에 있게 된다.
본 발명은 값싼 도시가스를 이용하여 가스엔진을 구동함으로써 실내 냉난방을 함과 동시에 폐열을 재활용하여 가정의 실내바닥 난방을 공급할 수 있도록 함으로써 에너지 종합 효율을 최대화하며, 바닥난방을 위한 별도의 보일러 시설을 갖출 필요가 없음으로써 설비비용이 지출되지 않도록 한 장점을 가진 유용한 발명으로 산업상 이용이 크게 기대되는 발명인 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 GHP 시스템의 냉방 및 실내바닥 난방의 원리를 설명한 개략도이고,
도 2는 본 발명에 따른 GHP 시스템의 난방 및 실내바닥 난방의 원리를 설명한 개략도이고,
도 3은 본 발명에 따른 실내바닥 난방의 난방원리를 설명한 냉각수 개통 개략도이다.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
(1) : 지에치피(GHP) 실외기 (2) : 압축기
(3) : 실외기 증발기(냉방시는 응축기) (4) : 팽창밸브
(5) : 실내기 응축기(냉방시는 증발기) (6) : 바닥난방판넬
(7) : 물-물 열교환기 (8) : 배기열교환기
(9) : 4웨이밸브 (10) : 엔진 라디에이타
(11) : 냉각수순환라인 (12) : 연료 가스 배관
(13) : 가스엔진 (14a, 14b, 14c) : 유량 조절변
(15) : 실내 바닥 (16) : 바닥난방배관
(17) : 바닥 배관용 버퍼탱크 (18) : 바닥 배관용 리저버 탱크
(19) : 바닥 배관용 펌프 (20) : 바이패스 밸브
(21, 29) : 바이패스 배관 (22) : 냉각수 버퍼탱크
(23) : 냉각수 리저버 탱크 (24) : 냉각수 펌프
(26, 27) : 써모밸브
(28) : 이중관
Claims (3)
- 연료 가스 배관(12)으로 부터 공급되는 가스의 폭발에 의해 구동력을 얻는 가스엔진(13)과, 가스엔진의 구동에 의해 압축력을 제공하는 압축기(2)와, 냉매의 유로를 전환하는 4웨이밸브(9)와, 냉매를 증발시키는 실외기 증발기(냉방시는 응축기로 사용됨, 3)와, 가스엔진 작동 중 발생되는 고열의 엔진냉각수를 식히는 엔진라디에이터(10)로부터 열원을 공급받고, 이를 감싸는 케이스로 이루어진 지에치피(GHP) 실외기(1)와; 냉매를 응축시키는 실내응축기(냉방시는 증발기로 사용됨, 5)로 이루어진 실내기로 구성된 GHP 냉난방장치에 있어서,배기열교환기(8)에 의해 승온되어 가스엔진(13)에 유입된 냉각수 온도가 75℃이상이면 냉각수 순환라인(11)을 통해 흐르게 하고, 75℃ 이하일 경우에는 바닥난방유니트의 바이패스밸브(20)로 흐르게 하는 가스엔진(13) 내부에 장치된 써모밸브(26)와,써모밸브(26)에 의해 공급되는 냉각수와 열교환되는 물-물 열교환기(7)로 이루어진 바닥난방유니트와,바닥난방유니트의 물-물 열교환기(7)에서 액액 열교환된 온수를 실내 바닥에 배관된 바닥난방판넬(6)에 공급하는 바닥난방배관(16)과,상기 바닥난방배관(16)의 온수 순환을 개폐하는 유량조절변(14a,14b)과 이 유량조절변(14a,14b)의 개폐와 반대로 개폐되어 바이패스 유로를 형성하는 유량조정변(14c)으로 이루어진 실내바닥 난방장치를 더 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 지에치피（ＧＨＰ）를 이용한 냉난방 및 실내바닥 난방 장치.
- 제 1항에 있어서,바닥난방유니트는 써모밸브(26)로 부터 공급된 냉각수의 온도가 70℃ 이상일 경우에는 물-물 열교환기(7)를 경유하여 순환토록 하고, 60℃ 이하일 경우에는 바이패스 배관(21)을 통해 냉각수 순환라인(11)의 써모밸브(27)로 바이패스토록 하는 바이패스밸브(20)와,바닥난방배관(16)상에 설치된 순환된 온수의 넘침을 방지하고 일시 저장하는 바닥 배관용 버퍼탱크(17) 및 여분의 온수를 저장하는 바닥 배관용 리저버 탱크(18)와, 온수를 강제순환시키는 바닥 배관용 펌프(19)를 포함하여 구성한 것을 특징으로 하는 가스엔진히트펌프 지에치피（ＧＨＰ）를 이용한 냉난방 및 실내바닥 난방 장치.
- 제 2항에 있어서,상기 써모밸브(27)는 냉각수 온도가 70℃ 이상일 경우는 이중관(28)을 통해 이중관을 흐르는 냉매와 간접적으로 열교환하도록 한 후 냉각수 순환라인(11)에 연결 하고, 60℃ 이하일 경우에는 바이패스하여 직접 냉각수 순환라인(11)에 연결되도록 하여 냉각수 온도가 일정수준 이하로 내려가지 않도록 구성한 것을 특징으로 하는 가스엔진히트펌프 지에치피（ＧＨＰ）를 이용한 냉난방 및 실내바닥 난방 장치.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020030079669A KR100547494B1 (ko) | 2003-11-12 | 2003-11-12 | 지에치피（ｇｈｐ）를 이용한 냉난방 및 실내바닥난방장치 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020030079669A KR100547494B1 (ko) | 2003-11-12 | 2003-11-12 | 지에치피（ｇｈｐ）를 이용한 냉난방 및 실내바닥난방장치 |
Related Child Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR20-2003-0035342U Division KR200342008Y1 (ko) | 2003-11-12 | 2003-11-12 | 지에치피（ｇｈｐ）를 이용한 냉난방 및 실내바닥난방장치 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20050045552A true KR20050045552A (ko) | 2005-05-17 |
| KR100547494B1 KR100547494B1 (ko) | 2006-01-31 |
Family
ID=37245224
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020030079669A KR100547494B1 (ko) | 2003-11-12 | 2003-11-12 | 지에치피（ｇｈｐ）를 이용한 냉난방 및 실내바닥난방장치 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR100547494B1 (ko) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101276347B1 (ko) * | 2011-10-17 | 2013-06-18 | (주)코리아홀딩스 | 수량 조절방식의 전극보일러 |
| KR101456716B1 (ko) * | 2008-09-08 | 2014-10-31 | 엘지전자 주식회사 | 히트펌프 연동 온수 순환 시스템의 제어 방법 |
| WO2020197052A1 (en) * | 2019-03-27 | 2020-10-01 | Lg Electronics Inc. | Air conditioning apparatus |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100679325B1 (ko) | 2005-07-22 | 2007-02-06 | 이정애 | 난방 순환 시스템 |
| KR100830462B1 (ko) * | 2006-12-22 | 2008-05-20 | 엘지전자 주식회사 | 공기조화시스템 |
| CN102147116A (zh) * | 2011-02-25 | 2011-08-10 | 金星华 | 一种小型烟气余热回收与储热一体化热水供应装置 |
-
2003
- 2003-11-12 KR KR1020030079669A patent/KR100547494B1/ko not_active IP Right Cessation
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101456716B1 (ko) * | 2008-09-08 | 2014-10-31 | 엘지전자 주식회사 | 히트펌프 연동 온수 순환 시스템의 제어 방법 |
| KR101276347B1 (ko) * | 2011-10-17 | 2013-06-18 | (주)코리아홀딩스 | 수량 조절방식의 전극보일러 |
| WO2020197052A1 (en) * | 2019-03-27 | 2020-10-01 | Lg Electronics Inc. | Air conditioning apparatus |
| US11499727B2 (en) | 2019-03-27 | 2022-11-15 | Lg Electronics Inc. | Air conditioning apparatus |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR100547494B1 (ko) | 2006-01-31 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP3662557B2 (ja) | ヒートポンプシステム | |
| JP5572711B2 (ja) | 空調給湯システム | |
| KR200390333Y1 (ko) | 히트펌프식 냉난방 시스템 | |
| KR100867619B1 (ko) | 히트펌프를 이용한 냉난방 및 급탕장치 | |
| KR100702907B1 (ko) | 에너지절약형 공, 수랭식 히트펌프 항온항습기 | |
| CN219017757U (zh) | 一种储能热泵型电池热能管理装置 | |
| CN105042748A (zh) | 机房空调器 | |
| AU2022388975A1 (en) | Multi-split central air conditioning system for simultaneous cooling and heating | |
| KR100547494B1 (ko) | 지에치피（ｇｈｐ）를 이용한 냉난방 및 실내바닥난방장치 | |
| KR100599854B1 (ko) | 지열을 이용한 축열식 히트펌프 유닛 | |
| JP2004156806A (ja) | 温冷熱システム | |
| KR200431238Y1 (ko) | 에너지절약형 공, 수랭식 히트펌프 항온항습기 | |
| KR200342008Y1 (ko) | 지에치피（ｇｈｐ）를 이용한 냉난방 및 실내바닥난방장치 | |
| KR100946381B1 (ko) | 하이브리드 히트펌프식 냉난방장치 | |
| KR20090044885A (ko) | 히트펌프식 냉난방 장치 | |
| KR101304998B1 (ko) | 지열 및 공기열을 이용한 축열탱크와 히트펌프 냉난방시스템 | |
| KR101507448B1 (ko) | 열병합 발전 시스템 | |
| KR101170712B1 (ko) | 지열을 이용한 가스엔진히트펌프 냉난방 시스템 | |
| KR200414655Y1 (ko) | 냉방기의 응축열을 이용한 동시 난방과 온수사용이 가능한히트 펌프 | |
| KR200257384Y1 (ko) | 급기장치를 가진 ｇｈｐ 실외기 | |
| KR100762213B1 (ko) | 난방효율이 향상된 이중 냉매순환회로를 갖는 히트펌프항온항습기 | |
| CN106461235B (zh) | 考虑除湿和制冷操作的用于区域供暖或者中央供暖的无燃烧单元的锅炉组件 | |
| KR101507441B1 (ko) | 열병합 발전 시스템 | |
| KR100817482B1 (ko) | 히트펌프용 동시 난방 온수시스템 | |
| CN115789927B (zh) | 中央空调的余热回收控制系统、方法和中央空调 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A201 | Request for examination | ||
| E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
| GRNT | Written decision to grant | ||
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20110124 Year of fee payment: 6 |
|
| LAPS | Lapse due to unpaid annual fee |