KR20060069191A - 핫가스 분기관을 이용한 히트펌프의 제상사이클 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 히트펌프의 난방사이클에 있어서, 저온저압의 냉매가스를 흡입하여 고온고압으로 압축시켜 토출시키는 압축기; 상기 압축기에서 밀려나온 고압의 냉매가스로부터 통과하는 공기가 열을 빼앗아 액화시키는 응축기; 내부의 냉매가 실내공기로부터 열을 빼앗아 기화되면서 공기를 냉각시키는 증발기; 상기 응축기와 상기 증발기 사이에 연결되며 상기 응축기에서 액화된 고압의 액냉매를 감압하여 증발기에서 증발하기 쉬운상태로 조정하고 일정한 비율로 냉매가 흐르도록 하는 메인 전자팽창밸브; 및 상기 압축기 토출구의 고온고압의 과냉액 중 일부를 분기시켜 상기 증발기의 입구측으로 직접 분사시켜 제상을 실시하는 핫가스 분기관을 포함한다.
히트펌프, 압축기, 증발기, 전자팽창밸브, 과열, 과냉

Description

핫가스 분기관을 이용한 히트펌프의 제상사이클{Defrosting cycle of heat pump using diverging pipe for hot gas}
도 1은 본 발명에 따른 핫가스 분기관을 이용한 히트펌프의 제상사이클을 도시한 구성도.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
10: 압축기 11: 어큐뮬레이터
12: 사방밸브 20: 응축기
30: 증발기 40: 메인 전자팽창밸브
50: 핫가스 분기관 51: 솔레노이드 밸브
본 발명은 히트펌프에 관한 것으로, 보다 상세하게는 난방운전시 적상의 경우 제상시간의 단축 및 교축에 의한 냉매 온도 강하를 방지할 수 있는 핫가스 분기관을 이용한 히트펌프의 제상사이클에 관한 것이다.
종래 열펌프의 경우, 난방운전시에 적상이 판명되면 실내기의 팬을 정지시키고 역사이클을 가동시켜 제상을 실시한다. 이때 압축기를 일시 정지시키며, 사방밸 브의 위치를 냉방으로 한 뒤에 압축기를 재기동한다. 이에 따라, 열펌프는 냉방사이클로 진행되고, 실외열교환기를 거치며 제상을 실시한 뒤에 팽창밸브와 실내기를 지나 압축기로 유입된다.
이때, 팽창밸브를 거쳐야 하기 때문에 냉매의 온도가 급강하하고 이로 인해 실내기가 급격히 냉각되어 실내에 불괘감을 줄 수 있으며, 사방밸브의 작동과 압축기의 정지 및 재기동되기 때문에 지연시간과 사방밸브의 안정성 회손 및 압축기의 재기동에 의한 동력의 과소비가 발생하여 효율이 떨어지게 된다.
또한, 냉매의 온도강하와 실내 열교환기의 냉각으로 인해 사이클의 안정화 시간이 길어지게 되기 때문에 전체 제상시간이 길어지게 된다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 감안하여 안출된 것으로서, 압축기 토출부의 핫가스 바이패스 라인을 이용하여 난방시 증발기로 이용되는 실외열교환기의 입구로 압축기의 토출과열가스를 직접 분사하여 제상시키는 핫가스 분기관을 이용한 히트펌프의 제상사이클을 제공하는 데 그 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위해 본 발명은 히트펌프의 난방사이클에 있어서, 저온저압의 냉매가스를 흡입하여 고온고압으로 압축시켜 토출시키는 압축기; 상기 압축기에서 밀려나온 고압의 냉매가스로부터 통과하는 공기가 열을 빼앗아 액화시키는 응축기; 내부의 냉매가 실내공기로부터 열을 빼앗아 기화되면서 공기를 냉각시키는 증발기; 상기 응축기와 상기 증발기 사이에 연결되며 상기 응축기에서 액화된 고압의 액냉매를 감압하여 증발기에서 증발하기 쉬운상태로 조정하고 일정한 비율로 냉매가 흐르도록 하는 메인 전자팽창밸브; 및 상기 압축기 토출구의 고온고압의 과냉액 중 일부를 분기시켜 상기 증발기의 입구측으로 직접 분사시켜 제상을 실시하는 핫가스 분기관을 포함한다.
상기 핫가스 분기관에는 솔레노이드 밸브가 장착되어 상기 솔레노이드 밸브의 개폐에 따라 제상사이클의 작동여부를 결정하는 것을 특징으로 한다.
상기 메인 전자팽창밸브는 제상운전시 기준 개도량을 점진적으로 줄여 실내로 유입되는 냉매를 막아 사이클의 완충작용을 하는 것을 특징으로 한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명에 따른 핫가스 분기관을 이용한 히트펌프의 제상사이클을 도시한 구성도이다. 여기서, 히트펌프의 사이클 중 난방시의 사이클을 실시예로서 설명하고자 한다.
도시된 바와 같이, 본 발명은 압축기(10), 응축기(20), 증발기(30), 메인 전자팽창밸브(40), 핫가스 분기관(50)을 포함한다.
압축기(10)는 저온저압의 냉매가스를 흡입하여 고온고압으로 압축시켜 토출시킨다.
응축기(20)는 상기 압축기(10)에서 밀려나온 고압의 냉매가스로부터 통과하는 공기가 열을 빼앗아 액화시킨다.
증발기(30)는 내부의 냉매가 실내공기로부터 열을 빼앗아 기화되면서 공기를 냉각시킨다.
메인 전자팽창밸브(40)는 상기 응축기(20)와 상기 증발기(30) 사이에 연결되며 상기 응축기(20)에서 액화된 고압의 액냉매를 감압하여 증발기(30)에서 증발하기 쉬운상태로 조정하고 일정한 비율로 냉매가 흐르도록 한다.
그리고, 상기 메인 전자팽창밸브(40)는 제상운전시 기준 개도량을 점진적으로 줄여 실내로 유입되는 냉매를 막아 사이클의 완충작용을 한다.
핫가스 분기관(50)은 상기 압축기(10) 토출구의 고온고압의 과냉액 중 일부를 분기시켜 상기 증발기(30)의 입구측으로 직접 분사시켜 제상을 실시한다.
바람직하게는, 상기 핫가스 분기관(50)에는 솔레노이드 밸브(51)가 장착되어 상기 솔레노이드 밸브(51)의 개폐에 따라 제상사이클의 작동여부를 결정한다. 즉, 제상이 필요한 경우 상기 솔레노이드 밸브(51)를 개방하고, 제상이 완료된 경우 상기 솔레노이드 밸브(51)를 폐쇄하게 된다.
한편, 미설명 도면부호 11은 어큐뮬레이터이고, 도면부호 12는 사방밸브이다.
이러한 구성의 본 발명에 따른 핫가스 분기관을 이용한 히트펌프의 제상사이클의 작용을 상세하게 설명하면 다음과 같다.
우선, 압축기(10)는 증발기(30)에서 기화된 냉매가스를 흡입하여 증발기(30)내의 압력을 저압으로 유지시키면서 흡입된 냉매가스를 압축하여 고압냉매가스를 응축기(20)로 밀어낸다. 이후, 압축기(10)에서 밀려나온 고압의 냉매가스로부터 응 축기(20)를 통하는 공기가 열을 빼앗아 액화시켜 실내를 난방하게 된다.
한편, 겨울철 외기 온도의 저하시 증발기(30), 즉 실외열교환기측에 성애의 착상이 심하여 미처 증발이 일어나지 않을 경우 난방효율이 현저히 떨어지게 되는데, 이때, 솔레노이드 밸브(51)를 개방하여 압축기(10) 출구의 고온고압의 과냉액 중의 일부를 핫가스 분기관(50)으로 분기시켜 압축기(10)의 토출측 과열냉매를 증발기, 즉 증발기(30)의 입구측으로 직접 분사하여 제상을 실시한다. 이때 메인 전자팽창밸브(40)는 기준 개도량을 점차적으로 줄여 실내로 유입되는 냉매를 막고 사이클의 완충작용을 한다.
이후, 제상이 완료된 경우, 핫가스 분기관(50)의 솔레노이드 밸브(51)를 닫아 정상사이클로 복귀한다.
결론적으로, 압축기(10) 출구와 증발기(30)의 입구에 연결된 핫가스 분기관(50)과 솔레노이드 밸브(51) 및 메인 전자팽창밸브(40)로 구성되어 사방밸브의 냉, 난방 절환이 없고, 압축기(10)의 정지 및 재기동없이 핫가스 분기관(50) 및 솔레노이드 밸브(51)에 의해 제상과정이 이루어진다. 또한, 제상과정동안 교축이 없기 때문에 효율이 증가하며, 재기동시에는 사이클 안정화 시간이 단축된다.
상기된 바와 같은 본 발명은 종래 열펌프의 제상과정중에 발생하는 냉매의 교축, 사방밸브의 냉난절환, 압축기의 정지 및 재기동 등의 부하가 작동이 없으며, 제상시간이 단축되며, 정상 사이클의 복귀시 안정화가 빠는 효과가 있다.
이상에서는, 본 발명을 특정의 바람직한 실시예에 대해서 도시하고 설명하였 다. 그러나, 본 발명은 상술한 실시예에만 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이하의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상의 요지를 벗어남이 없이 얼마든지 다양하게 변경 실시할 수 있을 것이다.

Claims (3)

  1. 히트펌프의 난방사이클에 있어서,
    저온저압의 냉매가스를 흡입하여 고온고압으로 압축시켜 토출시키는 압축기;
    상기 압축기에서 밀려나온 고압의 냉매가스로부터 통과하는 공기가 열을 빼앗아 액화시키는 응축기;
    내부의 냉매가 실내공기로부터 열을 빼앗아 기화되면서 공기를 냉각시키는 증발기;
    상기 응축기와 상기 증발기 사이에 연결되며 상기 응축기에서 액화된 고압의 액냉매를 감압하여 증발기에서 증발하기 쉬운상태로 조정하고 일정한 비율로 냉매가 흐르도록 하는 메인 전자팽창밸브; 및
    상기 압축기 토출구의 고온고압의 과냉액 중 일부를 분기시켜 상기 증발기의 입구측으로 직접 분사시켜 제상을 실시하는 핫가스 분기관을 포함하는 핫가스 분기관을 이용한 히트펌프의 제상사이클.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 핫가스 분기관에는 솔레노이드 밸브가 장착되어 상기 솔레노이드 밸브의 개폐에 따라 제상사이클의 작동여부를 결정하는 것을 특징으로 하는 핫가스 분기관을 이용한 히트펌프의 제상사이클.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 메인 전자팽창밸브는 제상운전시 기준 개도량을 점진적으로 줄여 실내로 유입되는 냉매를 막아 사이클의 완충작용을 하는 것을 특징으로 하는 핫가스 분기관을 이용한 히트펌프의 제상사이클.
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR100779335B1 (ko) * 2006-11-22 2007-11-23 한국플랜트서비스주식회사 공기열원 히트펌프의 제어 방법
KR100883977B1 (ko) * 2007-06-22 2009-02-17 주식회사 대우일렉트로닉스 냉장고 제상장치 및 제어방법
KR101230149B1 (ko) * 2011-01-24 2013-02-05 엘지전자 주식회사 공기조화장치
KR101852797B1 (ko) * 2012-01-09 2018-06-07 엘지전자 주식회사 캐스케이드 히트펌프 장치

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