KR20070059405A - Heat pump type heating apparatus raising the heating capacity - Google Patents
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Abstract
Description
도 1은 종래 기술에 따른 냉난방장치의 구성도.1 is a block diagram of a heating and cooling device according to the prior art.
도 2는 본 발명의 제 1실시예에 의한 구성을 설명하기 위한 구성도.2 is a configuration diagram for explaining the configuration according to the first embodiment of the present invention.
도 3은 본 발명의 제 1실시예에 따른 가열수단인 판형 열교환기를 설명하기 위한 사시도.Figure 3 is a perspective view for explaining a plate heat exchanger as a heating means according to the first embodiment of the present invention.
도 4는 본 발명의 제 1실시예에 따른 메인히터의 구성을 설명하기 위한 사시도.Figure 4 is a perspective view for explaining the configuration of the main heater according to the first embodiment of the present invention.
도 5는 본 발명의 제 1실시예에 따른 메인히터의 부분단면도.5 is a partial cross-sectional view of the main heater according to the first embodiment of the present invention.
도 6은 본 발명의 제 1실시예에 따른 메인히터의 변형된 구성을 설명하기 위한 사시도.6 is a perspective view for explaining a modified configuration of the main heater according to the first embodiment of the present invention.
도 7은 본 발명의 제 1실시예에 따른 메인히터의 변형된 구성을 설명하기 위한 부분단면도.7 is a partial cross-sectional view for explaining a modified configuration of the main heater according to the first embodiment of the present invention.
도 8은 본 발명의 제 1실시예에 따른 난방사이클의 상태 변화를 설명하기 위한 동작도.8 is an operation diagram for explaining a state change of the heating cycle according to the first embodiment of the present invention.
도 9는 본 발명의 제 2실시예에 의한 구성을 설명하기 위한 구성도.9 is a configuration diagram for explaining the configuration according to the second embodiment of the present invention;
도 10은 본 발명의 제 2실시예에 따른 난방사이클의 상태 변화를 설명하기 위한 동작도.10 is an operation diagram for explaining a state change of the heating cycle according to the second embodiment of the present invention.
도 11은 본 발명에 의한 변형된 제 2실시예의 구성을 설명하기 위한 구성도.11 is a configuration diagram for explaining the configuration of the modified second embodiment according to the present invention.
도 12는 본 발명의 제 3실시예에 의한 구성을 설명하기 위한 구성도.12 is a configuration diagram for explaining the configuration according to the third embodiment of the present invention.
도 13은 본 발명의 제 3실시예에 따른 난방사이클의 상태 변화를 설명하기 위한 동작도.13 is an operation diagram for explaining a state change of the heating cycle according to the third embodiment of the present invention.
도 14는 본 발명의 변형된 제 3실시예를 설명하기 위한 구성도.14 is a configuration diagram for explaining a third modified embodiment of the present invention.
도 15는 본 발명의 제 4실시예에 의한 구성을 설명하기 위한 구성도.15 is a configuration diagram for explaining the configuration according to the fourth embodiment of the present invention.
도 16은 본 발명의 난방사이클에 의한 냉매의 상태 변화를 설명하기 위한 동작도.16 is an operation diagram for explaining a state change of the refrigerant by the heating cycle of the present invention.
도 17은 본 발명의 변형된 제 4실시예를 설명하기 위한 구성도.17 is a configuration diagram for explaining a fourth modified embodiment of the present invention.
도 18은 본 발명의 또 다른 형태로 변형된 제 4실시예를 설명하기 위한 구성도.18 is a configuration diagram for explaining a fourth embodiment modified to another embodiment of the present invention.
도 19는 본 발명의 구성을 설명하기 위한 구성도.19 is a configuration diagram for explaining the configuration of the present invention.
도 20은 본 발명의 난방시 동작을 설명하기 위한 참조도.20 is a reference diagram for explaining an operation during heating of the present invention.
도 21은 본 발명의 냉방시 동작을 설명하기 위한 참조도.21 is a reference diagram for explaining an operation during cooling of the present invention.
*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명** Description of the symbols for the main parts of the drawings *
101,201,301,401,501 : 케이싱 102,202,302,402,502 : 압축기101,201,301,401,501 Casing 102,202,302,402,502 Compressor
103,203,303 : 응측기 105,205,305,404,504 : 팽창밸브103,203,303: Response device 105,205,305,404,504: Expansion valve
106 : 가열수단 107,207,307A,307B,508 : 히터106: heating means 107,207,307A, 307B, 508: heater
171 : 히터몸체 175 : 히팅바171: heater body 175: heating bar
108A,108B,208A,208B,308A,308B : 온도센서108A, 108B, 208A, 208B, 308A, 308B: Temperature Sensor
109,209,209,408 : 제어기 403,503 : 제 1열교환기109,209,209,408 Controller 403,503 First heat exchanger
405, 505 : 제 2열교환기 406 : 제 3열교환기405, 505: second heat exchanger 406: third heat exchanger
403,503 : 제 1열교환기403,503: first heat exchanger
405, 505 : 제 2열교환기 406 : 제 3열교환기405, 505: second heat exchanger 406: third heat exchanger
본 발명은 히트펌프식 난방장치에 관한 것으로, 특히 난방시 압축기가 최상의 성능을 발휘할 수 있도록 압축기로 유입되는 냉매의 상태를 최적의 상태로 유지케 하여 냉매순환에 의한 난방사이클만으로 난방을 구현하는 것은 물론 난방성능을 비약적으로 향상시킬 수 있는 난방성능을 높인 히트펌프식 난방장치에 관한 것이다.The present invention relates to a heat pump type heating apparatus, and in particular, in order to maintain the state of the refrigerant flowing into the compressor in an optimal state so that the compressor can exhibit the best performance during heating, the heating is realized only by the heating cycle by the refrigerant circulation. Of course, the present invention relates to a heat pump type heating device having a heating performance that can dramatically improve heating performance.
일반적으로, 냉난방장치는 압축기와 응축기의 역할을 교대로 수행하는 2개의 열교환기에 의해 냉방과 난방을 선택적으로 실현하는 장치이다.In general, air conditioners are devices that selectively realize cooling and heating by means of two heat exchangers alternately performing the roles of a compressor and a condenser.
여기서, 상기 냉난방장치는 구비되는 제 1열교환기와 제 2열교환기가 각각 응측기와 증발기의 역할을 교대로 수행하고, 압축-응축-팽창-증발의 연속적인 과정을 갖는 냉난방 사이클에 따라 냉매가 순환 또는 역순환되면서 냉방 및 난방을 실현하게 되는 것이다.Here, the cooling and heating device is the first heat exchanger and the second heat exchanger provided alternately performs the role of the condenser and the evaporator, respectively, the refrigerant is circulated according to the cooling and heating cycle having a continuous process of compression-condensation-expansion-evaporation In reverse circulation, cooling and heating are realized.
이와 같은 냉난방장치는 냉방시에는 상기 제 1열교환기를 얼마나 효과적으로 냉각하는가에 따라 냉방성능이 좌우되고, 난방시에는 상기 제 1열교환기를 얼마나 효과적으로 가열하는가에 따라 난방성능이 좌우된다고 할 수 있다. The cooling performance depends on how effectively the first heat exchanger cools down during cooling, and the heating performance depends on how effectively the first heat exchanger heats up during heating.
또한 기본적으로는 압축-응축-팽창-증발의 연속적인 과정을 갖는 냉난방 사이클이 얼마나 제대로 이루어지는가에 따라 냉난방성능이 크게 달라진다.Basically, the heating and cooling performance varies greatly depending on how well the heating and cooling cycle with a continuous process of compression-condensation-expansion-evaporation is performed.
이에, 도 1은 종래 기술에 따른 냉난방장치의 구성도이다.Thus, Figure 1 is a block diagram of a conventional heating and cooling device.
도시된 바와 같이, 종래의 냉난방장치는 압축기(12), 냉방시 응축기 역할을 하고 난방시 증발기 역할을 하는 제 1열교환기(13), 팽창밸브(14), 냉방시 증발기 역할을 하고 난방시 응축기 역할을 하는 제 2열교환기(15)와, 상기 압축기(12)와 제 2열교환기(15) 사이에 설치되는 보조히터(19)를 포함하여 구성되어 압축-응축-팽창-증발의 연속적인 과정을 진행시켜 나가면서 냉방 및 난방을 선택적으로 구현할 수 있었다.As shown, the conventional air conditioner is a compressor (12), the first heat exchanger (13), the expansion valve (14), the evaporator for cooling and the condenser for heating that serves as a condenser for cooling and the evaporator for heating. A continuous process of compression-condensation-expansion-evaporation, comprising a second heat exchanger (15) serving and an auxiliary heater (19) installed between the compressor (12) and the second heat exchanger (15). As we progressed, we could selectively implement cooling and heating.
여기서, 상기 보조히터(19)는 난방시 응축기 역할을 하면서 냉매의 상변화에 따른 잠열을 발생시키는 제 2열교환기(15)의 성능을 더욱 높이기 위하여 구비된 것으로, 이에 대해서는 공개실용신안등록 10-2005-0093645에 기술되어 있다.Here, the
그러나, 종래의 냉난방장치는 응축기 역할을 하는 상기 제 2열교환기(15)의 성능은 높아졌음에도 불구하고 상기 팽창밸브(14)에서 냉매가 급격히 팽창되어 온도가 상당폭으로 떨어지면서 주변의 공기를 냉각하게 되고 이로 인해 난방성능이 떨어지는 문제가 있었다. 뿐만 아니라 팽창밸브(14) 주변에 성애가 끼면서 냉매의 순환이 원활하지 못하게 되고, 압축기(12)가 충분한 성능을 발휘하지 못하면서 전 체 난방사이클의 성능이 감소하여 결과적으로 전체 난방성능에 악영향을 초래하였다.However, in the conventional air conditioner, although the performance of the
참고로, 상기 압축기(12)가 제 기능을 충분히 발휘하면서 냉매를 고온, 고압으로 압축하기 위해서는 압축기(12)로 유입되는 냉매의 온도가 대략 15[℃] 이상이 되어야 한다. 하지만 실제로 난방이 필요한 동절기에는 주변 공기의 온도가 상당히 낮은 상태에 있고, 압축기(12)가 실외에 설치되든 실내에 설치되든 팽창밸브(14)의 팽창과정과 제 1열교환기(13)의 증발과정을 거친 직후 압축기(12)로 유입되는 냉매는 영하의 온도까지 떨어져 과냉각되는 등 압축기(12)가 통상적으로 제 기능을 발휘하기 위한 온도조건을 만족시키지 못하고 있다.For reference, in order to compress the refrigerant to a high temperature and a high pressure while the
또한, 종래의 냉난방장치는 난방시에도 제 1열교환기(13)가 여전히 증발작용을 하기 때문에 상기 팽창밸브(14)와 더불어 주변 공기를 냉각시키면서 난방성능을 떨어뜨리는 문제를 야기하였다. 그리고, 난방시에는 불필요한 제 1열교환기(13) 및 이에 부수되는 배출팬(미도시됨) 등의 설치로 장치가 복잡해지는 문제가 있었다.In addition, the conventional air conditioner causes a problem of lowering heating performance while cooling the surrounding air together with the
이에 본 발명은 상기와 같은 종래의 제반 문제점을 해소하기 위해 제안된 것으로, 본 발명의 목적은 냉매순환에 의한 난방사이클만으로 난방을 구현하고, 난방성능을 향상시킬 수 있도록 압축기로 유입되는 냉매의 상태를 조절할 수 있도록 한 난방성능을 높인 히트펌프식 난방장치를 제공하는 데 있다.Accordingly, the present invention has been proposed to solve the above conventional problems, the object of the present invention is to realize the heating only by the heating cycle by the refrigerant circulation, the state of the refrigerant flowing into the compressor to improve the heating performance It is to provide a heat pump type heating device with improved heating performance to control the.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 기술적 사상에 의한 난방성 능을 높인 히트펌프식 난방장치는, 냉매를 압축하여 고온고압의 증기상태로 내보내는 압축기와, 상기 압축기와 연결되고, 상기 압축기에서 보내지는 증기상태의 냉매를 상온고압의 액체상태로 전환하여 열을 발생시키는 응축기와, 상기 응축기 및 압축기와 연결되고, 상기 응축기에서 보내지는 냉매를 팽창시켜 상기 압축기로 보내는 팽창밸브와, 상기 팽창밸브와 압축기 사이에 설치되어 상기 팽창밸브에서 상기 압축기로 유입되는 저온의 냉매를 가열하는 가열수단을 포함하여 구성되는 그 기술적 구성상의 특징으로 한다.In order to achieve the above object, a heat pump type heating apparatus having a high heating performance according to the technical idea of the present invention includes a compressor for compressing a refrigerant to be discharged in a high temperature, high pressure steam state, and connected to the compressor. A condenser for generating heat by converting the refrigerant in a vapor state into a liquid state at room temperature and high pressure, an expansion valve connected to the condenser and a compressor, and expanding the refrigerant sent from the condenser to the compressor; And a heating means installed between the compressor and the low temperature refrigerant flowing into the compressor from the expansion valve.
여기서, 상기 가열수단은 상기 압축기에서 나오는 고온의 냉매 중 일부를 분기시켜 상기 팽창밸브에서 나오는 저온의 냉매와 열교환시키는 것을 특징으로 할 수 있다.Here, the heating means may be characterized in that the heat exchange with the low-temperature refrigerant from the expansion valve by branching some of the high-temperature refrigerant from the compressor.
또한, 상기 가열수단은, 상기 압축기에서 나온 고온의 냉매 및 상기 팽창밸브에서 나온 저온의 냉매가 흐르는 유로들이 형성된 얇은 금속판이 다수 적층되어, 고온의 냉매와 저온의 냉매가 상기 유로들을 따라 흐르면서 열교환되는 판형 열교환기인 것을 특징으로 할 수 있다.In addition, the heating means, a plurality of thin metal plate formed with a plurality of flow paths through which the high-temperature refrigerant from the compressor and the low-temperature refrigerant flowing from the expansion valve is stacked, the high-temperature refrigerant and low-temperature refrigerant flows along the flow paths It may be characterized in that the plate heat exchanger.
또한, 상기 압축기에서 나와 응축기로 보내지는 냉매 중 일부를 상기 가열수단으로 분기시키는 제 1분기관과 상기 가열수단에서 저온의 냉매와 열교환된 냉매를 상기 응축기로 내보내는 제 2분기관 포함하고, 상기 제 2분기관에는 상기 응축기로 보내지는 냉매를 가열하는 메인히터가 더 설치되는 것을 특징으로 할 수 있다.And a first branch pipe for branching some of the refrigerant from the compressor to the condenser to the heating means, and a second branch pipe for discharging the refrigerant heat-exchanged with the low temperature refrigerant from the heating means to the condenser. The two branch pipes may be further provided with a main heater for heating the refrigerant sent to the condenser.
한편, 본 발명은, 냉매를 압축하여 고온고압의 증기상태로 내보내는 압축기 와, 상기 압축기와 연결되고, 상기 압축기에서 보내지는 증기상태의 냉매를 상온고압의 액체상태로 전환하여 열을 발생시키는 응축기와, 상기 응축기 및 압축기와 연결되고, 상기 응축기에서 보내지는 냉매를 팽창시켜 상기 압축기로 보내는 팽창밸브와, 상기 팽창밸브와 압축기 사이에 설치되고, 상기 압축기로 들어가는 냉매를 가열하여 상기 팽창밸브를 통과한 냉매의 상태가 상온이 되게 하는 메인히터를 포함하여 구성되는 것을 그 기술적 구성상의 특징으로 할 수 있다.On the other hand, the present invention, a compressor for compressing the refrigerant to be discharged to a high temperature and high pressure steam state, and a condenser connected to the compressor, and converts the refrigerant in the vapor state sent from the compressor to a liquid state of the normal temperature and high pressure to generate heat And an expansion valve connected to the condenser and the compressor and expanding the refrigerant sent from the condenser to the compressor, installed between the expansion valve and the compressor, and heating the refrigerant entering the compressor to pass through the expansion valve. It may be characterized by the technical configuration that the main heater is configured to have a state of the coolant at room temperature.
여기서, 상기 메인히터와 압축기 사이에서 냉매의 온도를 측정하는 온도센서가 설치되고, 상기 온도센서가 측정한 수치에 따라 상기 메인히터를 제어하여 상기 압축기로 들어가는 냉매의 온도를 최적으로 유지하는 제어기를 더 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.Here, a temperature sensor for measuring the temperature of the refrigerant is installed between the main heater and the compressor, the controller for controlling the main heater in accordance with the value measured by the temperature sensor to optimally maintain the temperature of the refrigerant entering the compressor It may be characterized in that it further comprises.
또한, 상기 압축기에서 나와 응축기로 보내지는 일부 냉매를 상기 메인히터로 분기시키는 바이패스 배관을 더 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.In addition, it may be characterized in that it further comprises a bypass pipe for branching some of the refrigerant from the compressor sent to the condenser to the main heater.
한편, 본 발명은 냉매를 압축하여 고온고압의 증기상태로 내보내는 압축기와, 상기 압축기와 연결되고, 상기 압축기에서 보내지는 증기상태의 냉매를 상온고압의 액체상태로 전환하여 열을 발생시키는 응축기와, 상기 응축기 및 압축기와 연결되고, 상기 응축기에서 보내지는 냉매를 팽창시켜 상기 압축기로 보내는 팽창밸브와, 상기 응축기와 팽창밸브 사이에 설치되고, 상기 팽창밸브로 들어가는 냉매를 가열하여 상기 팽창밸브를 통과한 냉매의 상태가 상온이 되게 하는 메인히터를 포함하여 구성될 수 있다.On the other hand, the present invention is a compressor for compressing the refrigerant to take out the high-temperature high-pressure steam state, a condenser connected to the compressor, and converts the refrigerant in the vapor state sent from the compressor to a liquid state of the normal temperature and high pressure to generate heat; An expansion valve connected to the condenser and the compressor and expanding the refrigerant sent from the condenser to the compressor, and installed between the condenser and the expansion valve, and heating the refrigerant entering the expansion valve to pass through the expansion valve. It may be configured to include a main heater to bring the state of the refrigerant to room temperature.
여기서, 상기 팽창밸브와 압축기 사이에서 냉매의 온도를 측정하는 온도센서 가 설치되고, 상기 온도센서가 측정한 수치에 따라 상기 메인히터를 제어하여 상기 팽창밸브를 통과한 냉매가 상온을 유지하도록 하는 제어기를 더 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.Here, a temperature sensor for measuring the temperature of the refrigerant is installed between the expansion valve and the compressor, the controller to control the main heater according to the value measured by the temperature sensor to maintain the room temperature of the refrigerant passing through the expansion valve It may be characterized in that it further comprises.
또한, 상기 팽창밸브와 압축기 사이에 설치되어 상기 제어기의 판단에 의해 냉매를 선택적으로 가열하는 제 1보조히터 및 상기 제 1보조히터와 압축기 사이에 설치되는 온도센서를 더 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.The apparatus may further include a first auxiliary heater installed between the expansion valve and the compressor to selectively heat the refrigerant by the controller, and a temperature sensor installed between the first auxiliary heater and the compressor. have.
또한, 상기 압축기와 응축기 사이에서 분기된 후 상기 팽창밸브와 압축기 사이에 연결되어 상기 압축기에서 나온 고온고압의 냉매 일부를 압축기로 보내는 바이패스 배관이 더 설치된 것을 특징으로 할 수 있다.In addition, after the branch between the compressor and the condenser is connected between the expansion valve and the compressor may be characterized in that the bypass pipe is further installed to send a portion of the high-temperature, high-pressure refrigerant from the compressor to the compressor.
또한, 상기 바이패스 배관에는 분기되어 나온 고온고압의 냉매를 선택적으로 가열하는 제 2보조히터가 더 설치되는 것을 특징으로 할 수 있다.In addition, the bypass pipe may be further provided with a second auxiliary heater for selectively heating the refrigerant of the high temperature and high pressure branched out.
또한, 본 발명의 난방장치는 냉매를 압축하여 고온고압의 증기상태로 내보내는 압축기와, 고압의 액체냉매를 저압의 액체냉매로 압력강하시키는 팽창밸브와, 상기 압축기에서 압축된 증기냉매를 받아들여 고압의 액체냉매로 응축시키면서 열을 발생시키는 응축기 역할을 하는 제 1열교환기와, 난방시에만 작동되어 상기 팽창밸브에서 나오는 저압의 액체냉매를 가열하여 일부를 기화시키는 제 2열교환기와, 상기 제 2열교환기에서 일부 기화된 상태의 냉매를 받아들여 기화시키는 증발기 역할을 하는 제 3열교환기를 포함하여 구성되는 것을 그 기술적 구성상의 특징으로 할 수 있다.In addition, the heating apparatus of the present invention includes a compressor for compressing a refrigerant to be discharged in a high temperature, high pressure steam state, an expansion valve for pressure dropping the high pressure liquid refrigerant to a low pressure liquid refrigerant, and a high pressure receiving the steam refrigerant compressed by the compressor. A first heat exchanger acting as a condenser to generate heat while condensing with the liquid refrigerant, a second heat exchanger which is operated only during heating to vaporize a portion of the low pressure liquid refrigerant from the expansion valve, and the second heat exchanger; It may be characterized by the technical configuration that is configured to include a third heat exchanger that serves as an evaporator to accept and vaporize the refrigerant in a part of the vaporized state.
또한, 본 발명의 난방장치는 냉매를 압축하여 고온고압의 증기상태로 내보내 는 압축기와, 상기 압축기에서 압축된 증기냉매를 받아들여 고압의 액체냉매로 응축시키면서 열을 발생시키는 제 1열교환기와, 상기 제 1열교환기에서 응축된 고압의 액체냉매를 저압의 액체냉매를 받아들여 압력강하시키는 팽창밸브와, 상기 팽창밸브에서 나오는 저압의 액체냉매를 가열하여 기화시키는 제 2열교환기를 포함하여 구성되는 것을 그 기술적 구성상의 특징으로 할 수 있다.In addition, the heating apparatus of the present invention is a compressor for compressing a refrigerant to be discharged to a high-temperature, high-pressure steam state, a first heat exchanger that receives the vapor refrigerant compressed by the compressor and generates heat while condensing into a high-pressure liquid refrigerant, And a second heat exchanger for heating and vaporizing the low pressure liquid refrigerant from the expansion valve by receiving a low pressure liquid refrigerant and reducing the pressure of the high pressure liquid refrigerant condensed in the first heat exchanger. It may be characterized by technical configuration.
여기서, 상기 압축기의 냉매 유입측에는 상기 압축기로 들어가는 냉매의 온도를 측정하는 온도센서가 설치되고, 상기 온도센서가 측정한 수치에 따라 상기 제 2열교환기를 제어하여 상기 압축기로 들어가는 냉매의 온도를 설정된 온도로 유지하는 제어기가 더 설치되는 것을 특징으로 할 수 있다.Here, a temperature sensor for measuring the temperature of the refrigerant entering the compressor is installed on the refrigerant inlet side of the compressor, and the temperature of the refrigerant entering the compressor is controlled by controlling the second heat exchanger according to a value measured by the temperature sensor. It can be characterized in that the controller is further installed.
또한, 상기 제 2열교환기는, 삽입용 홀을 갖고, 벽면 내부에 냉매가 유입되어 머무르다가 유출되는 챔버가 마련된 히터 몸체와, 내부에 전기코일을 구비하여 저항열을 발생하며, 상기 삽입용 홀에 삽입되어 상기 챔버에 유입된 냉매를 간접 가열하는 한 쌍의 히팅바를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 할 수 있다.In addition, the second heat exchanger has an insertion hole, a heater body provided with a chamber through which refrigerant flows in and stays inside the wall, and an electric coil therein to generate heat of resistance, and in the insertion hole. It may be characterized in that it comprises a pair of heating bars that are inserted to indirectly heat the refrigerant introduced into the chamber.
또한, 상기 제 2열교환기에서 나와 제 3열교환기로 보내지는 냉매를 상기 압축기로 보내는 바이패스 배관을 더 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.In addition, it may be characterized in that it further comprises a bypass pipe for sending the refrigerant from the second heat exchanger and sent to the third heat exchanger to the compressor.
한편, 본 발명의 난방장치는, 고압의 액체냉매를 저압의 액체냉매로 압력강하시키는 냉방전용 팽창밸브와, 냉매를 압축하는 압축기와, 상기 냉방전용 팽창밸브에서 압력강하된 저압의 액체냉매를 기화시키는 증발기 역할을 하는 제 1열교환기와, 증기냉매를 액체냉매로 전환하여 열을 발생하는 응축기 역할을 하는 제 2열교환기와, 상기 압축기와 제 2열교환기 사이에 설치되어 난방시 상기 압축기에서 유출된 냉매를 관통시키되, 관통전에는 냉매를 더욱 고온고압으로 만들고 관통후에는 고온저압의 상태로 압력강하시키는 난방전용 팽창밸브를 포함하여 구성되는 것을 그 기술적 구성상의 특징으로 할 수 있다.On the other hand, the heating device of the present invention, the expansion valve for cooling for reducing the high-pressure liquid refrigerant to low-pressure liquid refrigerant, the compressor for compressing the refrigerant, and the low-pressure liquid refrigerant pressure-reduced in the cooling expansion expansion valve for vaporizing A first heat exchanger serving as an evaporator, a second heat exchanger serving as a condenser that generates heat by converting a vapor refrigerant into a liquid refrigerant, and a refrigerant which is installed between the compressor and the second heat exchanger and is discharged from the compressor during heating. Although it penetrates, it may be characterized by the technical configuration that comprises a heating expansion valve for reducing the pressure to a high temperature and high pressure of the refrigerant before the penetration and the pressure drop in the state of high temperature and low pressure after the penetration.
여기서, 상기 난방전용 팽창밸브는 상기 냉방전용 팽창밸브의 길이보다 길게 형성되어, 냉방전용 팽창밸브보다 관통전 냉매를 고온고압으로 만드는 것을 특징으로 할 수 있다.Here, the heating expansion valve is formed longer than the length of the expansion valve for cooling, it may be characterized in that the refrigerant before penetration through the high temperature and high pressure than the expansion valve for cooling.
또한, 상기 제 2열교환기와 난방전용 팽창밸브 사이에 설치되어 상기 난방전용 팽창밸브에서 나오는 고온의 냉매를 더욱 가열하는 메인히터를 더 구비하는 것을 특징으로 할 수 있다.The apparatus may further include a main heater installed between the second heat exchanger and a heating expansion valve to further heat a high temperature refrigerant from the heating expansion valve.
또한, 상기 히터는, 삽입용 홀을 갖고, 벽면 내부에 냉매가 유입되어 머무르다가 유출되는 챔버가 마련된 히터 몸체와, 내부에 전기코일을 구비하여 저항열을 발생하며, 상기 삽입용 홀에 삽입되어 상기 챔버에 유입된 냉매를 간접 가열하는 히팅바를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.The heater may further include a heater body having an insertion hole, a heater body having a chamber in which refrigerant flows into and stays in the wall, and an electric coil therein to generate heat of resistance, and may be inserted into the insertion hole. It may be characterized in that it comprises a heating bar for indirectly heating the refrigerant introduced into the chamber.
또한, 상기 메인히터의 이상고온을 차단하는 바이메탈이 더 설치되는 것을 특징으로 할 수 있다.In addition, the bimetal to block the abnormal high temperature of the main heater may be characterized in that it is further installed.
이하, 상기와 같은 본 발명의 기술적 사상에 따른 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 구체적으로 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, embodiments of the present invention as described above will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
[제 1실시예][First Embodiment]
본 발명의 히트펌프식 난방장치는 압축기가 본래의 성능을 충분히 발휘하도 록 하여, 상기 압축기에 의한 압축과정을 시작으로 이루어지는 난방사이클을 보다 적극적으로 활용할 수 있도록 구성된다. 이로써 적은 전기량으로도 높은 수준의 난방성능을 구현할 수 있게 된다. The heat pump type heating apparatus of the present invention is configured to allow the compressor to fully exhibit its original performance, and to more actively utilize a heating cycle that starts with the compression process by the compressor. This makes it possible to realize a high level of heating performance with a small amount of electricity.
본 발명의 히트펌프식 난방장치는 증발기 및 이에 수반되는 배출팬 등의 각종 부품들을 과감히 생략한 구성으로 제품의 생산비용이 비약적으로 절감되며, 냉매의 역순환에 의한 냉방사이클이 불가능한 난방전용의 제품이다.The heat pump type heating apparatus of the present invention drastically omits various components such as an evaporator and an accompanying discharge fan, thereby drastically reducing the production cost of the product, and is a product for heating exclusively in which a cooling cycle is impossible due to the reverse circulation of the refrigerant. to be.
또한, 본 발명은 실외기가 전혀 필요없기 때문에 실내에서 포터블형으로서 유용하게 활용될 수 있다.In addition, the present invention can be usefully used as a portable type indoors since no outdoor unit is required at all.
이하, 본 발명에 의한 난방성능을 높인 히트펌프식 난방장치의 구성을 상세히 설명한다. Hereinafter, the configuration of the heat pump type heating apparatus with improved heating performance according to the present invention will be described in detail.
도 2는 본 발명의 제 1실시예에 의한 구성을 설명하기 위한 구성도이고, 도 3은 본 발명의 제 1실시예에 따른 가열수단인 판형 열교환기를 설명하기 위한 사시도이며, 도 4는 본 발명의 제 1실시예에 따른 메인히터의 구성을 설명하기 위한 사시도이며, 도 5는 본 발명의 제 1실시예에 따른 메인히터의 부분단면도이다.2 is a configuration diagram for explaining the configuration according to the first embodiment of the present invention, Figure 3 is a perspective view for explaining a plate heat exchanger which is a heating means according to the first embodiment of the present invention, Figure 4 is a present invention 5 is a perspective view for explaining the configuration of the main heater according to the first embodiment of the present invention, Figure 5 is a partial cross-sectional view of the main heater according to the first embodiment of the present invention.
도시된 바와 같이, 본 발명은 케이싱(101), 압축기(102), 응축기(103), 팽창밸브(105), 가열수단(106),메인히터(107)를 주요 구성요소로 포함하여 구성된다.As shown, the present invention includes a
본 발명은 상기 가열수단(106)를 구비함으로써 상기 압축기(102)에서 나온 고온의 냉매 중 일부를 사용하여 상기 팽창밸브(105)로부터 나온 저온저압의 냉매를 가열하여 상온저압의 상태로 만든다. 이로써 대략 15[℃] 정도의 적정온도를 갖는 냉매를 압축기(102)로 유입시킬 수 있게 되어 압축기(102)가 충분한 성능을 발 휘할 수 있게 되면서 난방사이클이 원활하게 이루어진다. 아래에서는 이같은 기술적 요부를 중심으로 본 발명의 구성을 보다 상세하게 설명하기로 한다. According to the present invention, the heating means 106 is used to heat the low-temperature low-pressure refrigerant from the
먼저, 상기 케이싱(101)은 하나의 내부공간을 포터블형으로 작고 단순하게 만들어지는 것이 가능하다. 이는 종래와 달리 냉각작용을 하던 증발기 및 상기 증발기에 부수되는 배출팬과 같은 부품들이 완전 제거되었기 때문이다. 상기 케이싱(101) 내에는 송풍기(111)가 설치되며, 상기 송풍기(111)는 실내공기를 흡입하여 상기 응축기(103)와 열교환되게 한 후, 이를 다시 실내로 송풍시킴으로써 실내 난방을 위한 온기를 제공하게 된다.First, the
상기 압축기(102)는, 통상적으로 상당한 하중을 갖는 관계로 상기 케이싱(101) 저면부에 안정되게 설치되며, 냉매를 고온고압의 증기상태로 압축하여 순환시키는 중요한 역할을 수행한다. 이러한 본 발명에 따른 압축기(102)는 냉매의 온도를 높이는 상기 메인히트(107)에 의해 냉매가 적정 온도를 유지하기 때문에 본래의 기능을 충분히 발휘할 수 있게 된다. 이러한 결과로 난방사이클이 원활하게 이루어지면서 자체에 별도의 전기히터를 구비하지 않고서도 실내를 충분히 난방할 수 있게 된다.The
상기 응축기(103)는, 상기 압축기(102)와 연결되어 설치되고, 상기 압축기(102)에서 보내지는 증기상태의 냉매를 상온고압의 액체상태로 응축하면서 열을 발생시키는 역할을 한다. The
상기 팽창밸브(105)는 상기 응축기(103) 및 압축기(102) 사이에서 연결되고, 상기 응축기(103)에서 보내지는 냉매를 팽창시켜 상기 압축기(102)로 보내는 역할 을 한다. 이때 냉매는 상기 팽창밸브(105)에 의해 팽창되면서 어느 정도 온도저하를 경험하게 된다. 하지만 상기 냉매는 상기 상기 메인히터(107)를 거쳐 압축기(102)로 들어가기 때문에 상기 압축기(102)가 원활하게 동작할 수 있는 적정한 상온의 온도를 유지하게 된다. The
상기 가열수단(106)은 상기 팽창밸브(105)와 압축기(102) 사이에 설치되어 상기 압축기(102)로 들어가는 냉매를 가열한다. 상기 가열수단(107)의 설치목적은 냉매의 상태가 대략 15[℃] 정도의 상온을 유지한 상태로 상기 압축기(102)로 들어가도록 하기 위함이다. 이로써, 압축기(102)가 성능을 충분히 발휘하면서 전체 난방사이클의 원활한 작동을 보장받을 수 있게 된다.The heating means 106 is installed between the
이러한 가열수단(106)은 도 3을 참조할 수 있듯이, 상기 압축기(102)에서 나온 고온의 냉매 및 상기 팽창밸브(105)에서 나온 저온의 냉매가 흐르는 유로들이 각각 형성된 얇은 금속판이 다수 적층되어 있는 판형 열교환기로 구비된다. 상기 판형 열교환기의 유로들은 상기 압축기(102)에서 나온 고온의 냉매가 각각 유입되고 유출되는 고온 냉매의 유입측(106A) 및 유출측(106B)과, 상기 팽창밸브(105)에서 나온 저온의 냉매가 유입되고 유출되는 냉매의 유입측(106C) 및 유출측(106D)을 갖는다. 여기서, 상기 고온 냉매의 유입측(106A)은 상기 압축기에서 나와 상기 응축기(103)로 유입되는 고온의 냉매 중 일부를 분기시키는 제 1분기관(110)과 연결된다. 상기 고온 냉매의 유출측(106B)은 가열수단(106)인 상기 판형 열교환기에서 저온의 냉매와 열교환된 냉매를 원래대로 상기 응축기(103)로 내보내는(정확히는 상기 압축기(102)와 응축기(103)를 연결하는 배관으로 내보내는) 제 2분기관(111) 과 연결된다. 상기 저온 냉매의 유입측(160C)은 상기 팽창밸브(105)와 연결된다. 그리고 상기 저온 냉매의 유출측(106D)은 상기 압축기(102)의 유입측과 연결된다.As shown in FIG. 3, the heating means 106 includes a plurality of thin metal plates each having flow paths through which high-temperature refrigerant from the
이러한 가열수단(106)인 판형 열교환기는 두 종류 이상의 유체를 열교환시키기 위한 것으로 이미 다른 분야에서는 브레이징 타입 등의 우수한 제품이 다양하게 개발되어 있는 공지기술에 해당된다. 따라서 구성상의 상세한 설명은 생략하기로 한다.The plate heat exchanger, which is the heating means 106, is for heat-exchanging two or more kinds of fluids, and corresponds to a known technology in which various excellent products such as a brazing type have already been developed in other fields. Therefore, detailed description of the configuration will be omitted.
한편, 상기 가열수단(106)의 작용을 극대화할 수 있도록 온도센서(108A,108B) 그리고 제어기(109)가 더욱 설치된다. 상기 온도센서(108A,108B)는 상기 팽창밸브(105)와 가열수단(106) 사이, 상기 가열수단(106)과 압축기(102) 사이에 각각 설치되어 상기 팽창밸브(105)를 통과한 직후의 냉매온도 및 상기 가열수단(106)에서 가열된 직후의 냉매온도를 측정한다. 상기 제어기(109)는 상기 온도센서(108A,108B)가 측정한 수치에 따라 상기 가열수단(106)으로 분기되어 흐르는 고온의 냉매의 양을 조절한다. 물론 이를 위해 도시되지 않은 유량조절밸브가 상기 제 1분기관(110) 상에 설치되는 것이 바람직하다. 상기 제어기는 상기 유량조절밸브를 사용하여 상기 가열수단(106)을 경유하는 고온의 냉매의 양을 조절하여 상기 가열수단(106)을 통과하는 저온의 냉매를 가열하는 정도를 조절한다. 예를 들면, 상기 제어기(109)는 상기 팽창밸브(105)를 통과한 직후의 냉매온도가 적정치보다 높은 경우 상기 가열수단(106)을 경유하는 고온의 냉매의 양을 줄여 가열 정도를 낮춘다. 반면에 상기 팽창밸브(105)를 통과한 직후의 냉매온도가 적정치보다 낮은 경우 상기 가열수단(106)을 경유하는 고온의 냉매의 양을 증가시켜 가열 정도를 높인다. 또한, 상기 가여수단(106) 이후에 설치된 온도센서(108B)의 경우 상기 압축기(102)로 들어가는 냉매의 온도를 측정하여 상기 제어기(109)에 알리게 된다. 이로써 상기 제어기(109)는 상기 가열수단(106)을 경유하는 냉매의 양을 적절한 수준으로 조절할 수 있게 된다. On the other hand,
상기 메인히터(107)는 상기 제 2분기관(111)에 설치되어 상기 팽창밸브(105)에서 압축기(102)로 흐르는 저온의 냉매와 열교환된 후 제 2분기관(111)을 흐르는 냉매를 다시 가열하여 고온의 냉매를 만드는 역할을 한다. 이를 위해 상기 메인히터(107)는 히터 몸체(171)와 히팅바(175)를 포함하여 이루어진다. 상기 히터 몸체(171)는 중앙에 삽입용 홀(173)을 갖고, 벽면 내부에는 화살표로 표시된 것처럼 냉매가 유입되어 머무르다가 유출되는 챔버(172)가 마련된다. 상기 히팅바(175)는 내부에 전기코일(176)을 구비하여 저항열을 발생하도록 전원과 연결되어 있으며, 상기 삽입용 홀(173)에 삽입 가능하도록 부합된 형태를 갖는다. 상기 히팅바(175)는 상기 삽입용 홀(173)에 삽입된 상태에서 상기 챔버(173)에 유입되어 흐르는 냉매를 간접적으로 가열하게 된다.The
또한, 상기 메인히터(107)에는 바이메탈(미도시됨)이 더 설치되어 상기 메인히터(107)의 이상고온을 차단하는 역할을 한다.In addition, the
한편, 본 발명에 따른 메인히터(107)는 하나의 히터 몸체에 복수의 히팅바가 설치되는 변형된 구성이 가능하다.On the other hand, the
이에, 도 6은 본 발명의 제 1실시예에 따른 메인히터의 변형된 구성을 설명하기 위한 사시도이며, 도 7은 본 발명의 제 1실시예에 따른 메인히터의 변형된 구 성을 설명하기 위한 부분단면도이다. Thus, Figure 6 is a perspective view for explaining a modified configuration of the main heater according to the first embodiment of the present invention, Figure 7 is a view for explaining a modified configuration of the main heater according to the first embodiment of the present invention Partial section view.
도시된 바와 같이, 변형된 형태의 메인히터(107)는 하나의 히터 몸체(171)에 복수의 히팅바(175A,175B)가 구비되며, 이를 위해 상기 히터 몸체(171)에는 삽입용 홀(173)이 히팅바(175A,175B)의 개수에 맞게 구비된다. 이처럼 복수의 히팅바(175A,175B)가 구비되면 더 많은 양의 냉매를 신속하게 가열할 수 있게 된다.As shown, the deformed
이하 도 8 및 첨부된 다른 도면들을 참조하여 본 발명의 동작을 상세히 설명한다. 도 8은 본 발명의 제 1실시예에 따른 난방사이클의 상태 변화를 설명하기 위한 동작도이다. Hereinafter, the operation of the present invention will be described in detail with reference to FIG. 8 and other accompanying drawings. 8 is an operation diagram for explaining a state change of the heating cycle according to the first embodiment of the present invention.
도시된 바와 같이, 본 발명의 운전시 압축기(102)에서 압축된 냉매는 고온고압의 증기상태이며 대부분은 응축기(103)로 흘러 유입되되, 일부는 제 1분기관(110)을 통해 가열수단(106)으로 보내져서 상기 가열수단(106)을 경유한 후 제 2분기관(111)을 통해 상기 응축기(103)으로 유입된다. As shown, the refrigerant compressed in the
이후 냉매는 응축기(103)에서 액체로 응축되면서 상온고압의 액체상태가 된다. 이 과정에서 상변화로 인한 열이 발생되어 실내를 난방할 수 있게 된다. After the refrigerant is condensed into a liquid in the
이후, 냉매는 팽창밸브(105)를 지나면서 팽창되어 저온저압의 상태가 된다. 이때 상변화가 일어나면서 냉매는 증기와 액체가 혼합된 상태 또는 증기상태가 되며, 온도는 온도가 급격히 떨어진다. Thereafter, the refrigerant is expanded while passing through the
이후, 상기 팽창밸브(105)를 빠져나온 냉매는 상기 가열수단(106)을 통과하면서 가열되어 상온저압의 상태가 되며, 액체와 증기가 혼합된 상태로 상기 압축기(102)에 들어간다. 여기서, 상기 팽창밸브(105)를 빠져나온 냉매의 가열은 상기 압 축기(102)로부터 제 1분기관(110)을 통해 분기되어 나온 고온의 냉매와 상기 가열수단(106)에서 열교환하면서 이루어진다. 이로써 상기 팽창밸브(105)를 나온 직후 저온이었던 냉매가 가열되어 상온의 온도가 된다. Thereafter, the refrigerant exiting the
상기 압축기(102)는 상기 메인히터(107)에 의해 최적의 온도가 된 냉매를 받아들여 원활하게 압축하면서 고온고압의 증기로 다시 압축한다.The
한편, 상기 압축기(102)에서 분기된 후 상기 가열수단(106)을 거치면서 저온의 냉매와 열교환되어 온도가 상온으로 낮아진 냉매는 상기 제 2분기관(111)을 통과하면서 메인히터(107)에 의해 가열되어 다시 고온의 상태로 상기 응축기(103)에 유입된다. On the other hand, the refrigerant is branched from the
이처럼 본 발명의 히트펌프식 난방장치는 상기 팽창밸브(105) 및 압축기(102) 사이에 설치된 가열수단(106)에 의해 압축기(102)로 유입되는 냉매를 압축기(102)가 원활하게 작동할 수 있는 최적의 온도 상태로 가열하게 된다. 이로써 상기 압축기(102)가 원활하게 동작하면서 난방사이클만으로도 실내를 난방할 수 있다.As described above, the heat pump type heating apparatus of the present invention may allow the
계속해서 본 발명의 제 2실시예를 설명한다.Subsequently, a second embodiment of the present invention will be described.
[제 2실시예]Second Embodiment
도 9는 본 발명의 제 2실시예에 의한 구성을 설명하기 위한 구성도이다.9 is a configuration diagram for explaining the configuration according to the second embodiment of the present invention.
도시된 바와 같이, 본 발명의 제 2실시예는 케이싱(201), 압축기(202), 응축기(203), 팽창밸브(205), 메인히터(207)를 주요 구성요소로 포함하여 구성된다.As shown, the second embodiment of the present invention includes a
본 발명의 제 2실시예는 상기 메인히터(207)를 구비함으로써 상기 팽창밸브 (205)로부터 나온 저온저압의 냉매를 가열하여 상온저압의 상태로 만든다. 이로써 대략 15[℃] 정도의 적정온도를 갖는 냉매를 압축기(202)로 유입시킬 수 있게 되어 압축기(202)가 충분한 성능을 발휘할 수 있게 되면서 난방사이클이 원활하게 이루어진다. 아래에서는 이같은 기술적 요부를 중심으로 본 발명의 구성을 보다 상세하게 설명하기로 한다.In the second embodiment of the present invention, the
먼저, 상기 케이싱(201)은 하나의 내부공간을 포터블형으로 작고 단순하게 만들어지는 것이 가능하다. 이는 종래와 달리 냉각작용을 하던 증발기 및 상기 증발기에 부수되는 배출팬과 같은 부품들이 완전 제거되었기 때문이다. 상기 케이싱(201) 내에는 송풍기(211)가 설치되며, 상기 송풍기(211)는 실내공기를 흡입하여 상기 응축기(203)와 열교환되게 한 후, 이를 다시 실내로 송풍시킴으로써 실내 난방을 위한 온기를 제공하게 된다.First, the
상기 압축기(202)는, 통상적으로 상당한 하중을 갖는 관계로 상기 케이싱(201) 저면부에 안정되게 설치되며, 냉매를 고온고압의 증기상태로 압축하여 순환시키는 중요한 역할을 수행한다. 이러한 본 발명에 따른 압축기(202)는 냉매의 온도를 높이는 상기 메인히트(207)에 의해 냉매가 적정 온도를 유지하기 때문에 본래의 기능을 충분히 발휘할 수 있게 된다. 이러한 결과로 난방사이클이 원활하게 이루어지면서 자체에 별도의 전기히터를 구비하지 않고서도 실내를 충분히 난방할 수 있게 된다.The
상기 응축기(203)는, 상기 압축기(202)와 연결되어 설치되고, 상기 압축기(202)에서 보내지는 증기상태의 냉매를 상온고압의 액체상태로 응축하면서 열을 발 생시키는 역할을 한다. The
상기 팽창밸브(205)는 상기 응축기(203) 및 압축기(202) 사이에서 연결되고, 상기 응축기(203)에서 보내지는 냉매를 팽창시켜 상기 압축기(202)로 보내는 역할을 한다. 이때 냉매는 상기 팽창밸브(205)에 의해 팽창되면서 어느 정도 온도저하를 경험하게 된다. 하지만 상기 냉매는 상기 상기 메인히터(207)를 거쳐 압축기(202)로 들어가기 때문에 상기 압축기(202)가 원활하게 동작할 수 있는 적정한 상온의 온도를 유지하게 된다. The
상기 메인히터(207)는 상기 팽창밸브(205)와 압축기(202) 사이에 설치되어 상기 압축기(202)로 들어가는 냉매를 가열한다. 상기 메인히터(207)의 설치목적은 냉매의 상태가 대략 15[℃] 정도의 상온을 유지한 상태로 상기 압축기(202)로 들어가도록 하기 위함이다. 이로써, 압축기(202)가 성능을 충분히 발휘하면서 전체 난방사이클의 원활한 작동을 보장받을 수 있게 된다.The
이러한 메인히터(207)는 제 1실시예에 따른 메인히터(107)의 구성과 대동소이하므로 구성상의 상세한 설명은 생략한다. Since the
한편, 상기 메인히터(207)의 작용을 극대화할 수 있도록 온도센서(208A,208B) 그리고 제어기(209)가 더욱 설치된다. 상기 온도센서(208A,208B)는 상기 팽창밸브(205)와 메인히터(207) 사이, 상기 메인히터(207)와 압축기(202) 사이에 각각 설치되어 상기 팽창밸브(205)를 통과한 직후의 냉매온도 및 상기 메인히터(207)에 의해 가열된 직후의 냉매온도를 측정한다. 상기 제어기(209)는 상기 온도센서(208A,208B)가 측정한 수치에 따라 상기 메인히터(207)를 제어하여 냉매를 가 열하는 정도를 조절한다. 예를 들면, 상기 제어기(209)는 상기 팽창밸브(205)를 통과한 직후의 냉매온도가 적정치보다 높은 경우 상기 메인히터(207)를 조절하여 가열 정도를 낮추고 상기 메인히터(207)는 작동시키지 않는다. 반면에 상기 팽창밸브(205)를 통과한 직후의 냉매온도가 적정치보다 낮은 경우 상기 메인히터(207)를 조절하여 가열 정도를 높인다. 또한, 상기 메인히터(207) 이후에 설치된 온도센서(208B)의 경우 상기 압축기로 들어가는 냉매의 온도를 측정하여 상기 제어기(209)에 알리게 된다. 이로써 상기 제어기(209)는 상기 메인히터(207)가 냉매를 어느 정도 가열할 것인가를 판단하여 상기 메인히터(207)의 가열정도를 조절할 수 있게 된다.Meanwhile,
또한, 상기 메인히터(207)에는 바이메탈(미도시됨)이 더 설치되어 상기 메인히터(207)의 이상고온을 차단하도록 한다.In addition, the
이하 도 10 및 첨부된 다른 도면들을 참조하여 본 발명의 제 2실시예의 동작을 상세히 설명한다. 도 10은 본 발명의 제 2실시예에 따른 난방사이클의 상태 변화를 설명하기 위한 동작도이다. Hereinafter, the operation of the second embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIG. 10 and other accompanying drawings. 10 is an operation diagram for explaining a state change of the heating cycle according to the second embodiment of the present invention.
도시된 바와 같이, 본 발명의 운전시 압축기에서 압축된 냉매는 압축기(202)와 응축기(203) 사이에서 고온고압의 증기상태이다. As shown, the refrigerant compressed in the compressor during operation of the present invention is a high temperature, high pressure steam between the
이후 냉매는 응축기(203)에서 액체로 응축되면서 상온고압의 액체상태가 된다. 이 과정에서 상변화로 인한 열이 발생되어 실내를 난방할 수 있게 된다. After the refrigerant is condensed into a liquid in the
이후, 냉매는 팽창밸브(205)를 지나면서 팽창되어 저온저압의 상태가 된다. 이때 상변화가 일어나면서 냉매는 증기와 액체가 혼합된 상태 또는 증기상태가 되 며, 온도는 온도가 급격히 떨어진다. Thereafter, the refrigerant is expanded while passing through the
이후, 상기 팽창밸브(205)를 빠져나온 냉매는 메인히터(207)에 의해 가열되어 상온저압이 되며, 액체와 증기가 혼합된 상태로 상기 압축기(202)에 들어간다. Thereafter, the refrigerant exiting the
상기 압축기(202)는 상기 메인히터(207)에 의해 최적의 온도가 된 냉매를 받아들여 원활하게 압축하면서 고온고압의 증기로 압축한다.The
이처럼 본 발명의 히트펌프식 난방장치는 상기 팽창밸브(205) 및 압축기(202) 사이에 설치된 메인히터(207)에 의해 압축기(202)로 유입되는 냉매를 압축기(202)가 원활하게 작동할 수 있는 최적의 온도로 가열하게 된다. 이로써 상기 압축기(202)가 원활하게 동작하면서 난방사이클만으로 실내를 난방할 수 있다.As described above, the heat pump type heating apparatus of the present invention may allow the
도 11은 본 발명에 의한 변형된 제 2실시예의 구성을 설명하기 위한 구성도이다.11 is a configuration diagram for explaining the configuration of the modified second embodiment according to the present invention.
도시된 바와 같이, 본 발명의 변형된 제 2실시예에서는 압축기(202)에서 나와 응축기(203)로 보내지는 일부 냉매를 메인히터(205)로 분기시키는 바이패스 배관(210)을 더 포함하도록 구성된다. As shown, the second modified embodiment of the present invention further comprises a
이처럼 상기 바이패스 배관(210)이 더 설치되면 상기 압축기(202)에서 나온 직후에 고온상태인 냉매 중 일부가 응축기(203)로 보내어져 실내 난방에 기여하는 대신 바로 압축기(202)로 들어갈 수 있도록 보내어진다. 이로써 상기 압축기(202)로 들어가는 냉매 전체의 온도를 더 용이하게 상온으로 조절할 수 있게 된다.When the
계속해서 본 발명에 의한 제 3실시예를 설명한다. Subsequently, a third embodiment according to the present invention will be described.
[제 3실시예]Third Embodiment
본 발명의 제 3실시예는 압축기의 성능향상을 도모하여 높은 수준의 난방을 구현하고 불필요한 증발기 등을 제거한 간단한 구성을 갖는 것에 더해, 팽창밸브를 통과한 냉매가 상온의 상태를 유지토록 하여 팽창밸브의 작용으로 인한 주변 공기의 냉각을 막는 것을 특징으로 한다.The third embodiment of the present invention achieves a high level of heating by improving the performance of the compressor and has a simple configuration in which unnecessary evaporators are removed. In addition, the refrigerant passing through the expansion valve is maintained at a room temperature to expand the expansion valve. It is characterized by preventing the cooling of the surrounding air due to the action of.
이하, 본 발명의 제 3실시예에 의한 구성을 상세히 설명한다. Hereinafter, the configuration according to the third embodiment of the present invention will be described in detail.
도 12는 본 발명의 제 3실시예에 의한 구성을 설명하기 위한 구성도이다. 12 is a configuration diagram for explaining the configuration according to the third embodiment of the present invention.
도시된 바와 같이, 본 발명의 제 3실시예는 케이싱(301), 압축기(302), 응축기(303), 팽창밸브(305), 메인히터(307A)를 주요 구성요소로 포함하여 구성된다.As shown, the third embodiment of the present invention includes a
본 발명의 제 3실시예는 상기 메인히터(307A)를 구비함으로써 상기 응축기(303)로부터 나온 상온고압의 냉매를 가열하여 고온고압의 상태로 만든다. 이로써 상기 팽창밸브(305)에서 냉매의 팽창으로 인한 과도한 온도저하가 발생하지 않도록 억제하여 상기 팽창밸브(305)를 통과한 냉매가 상온저압의 상태를 유지하도록 하는 것을 기술적 요부로 한다. In the third embodiment of the present invention, the
이로써 팽창밸브 주변의 공기가 과도하게 냉각되는 것을 방지하여 난방성능을 높이고, 성애가 끼면서 냉매의 순환이 방해받는 것을 방지하게 된다. 또한, 대략 15[℃] 정도의 적정온도를 갖는 냉매를 압축기(302)로 유입시킬 수 있게 되어 압축기(302)가 충분한 성능을 발휘할 수 있게 되면서 난방사이클이 원활하게 이루어진다. 아래에서는 이같은 기술적 요부를 중심으로 본 발명의 제 3실시예에 의한 구성을 상세하게 설명하기로 한다. As a result, the air around the expansion valve is prevented from being excessively cooled to increase the heating performance, and the circulation of the refrigerant is prevented from being disturbed while the frost is caught. In addition, the refrigerant having an appropriate temperature of about 15 [° C.] can be introduced into the
먼저, 상기 케이싱(301)은 하나의 내부공간을 갖는 포터블형으로 작고 단순하게 만들어지는 것이 가능하다. 이는 종래와 달리 냉각작용을 하던 증발기 및 상기 증발기에 부수되는 배출팬과 같은 부수적인 장치들이 제거되었기 때문이다. 또한, 상기 팽창밸브(305)의 경우 과도하게 주변 공기를 냉각시키지 않기 때문에 효과적인 난방을 위하여 격리된 구역을 마련할 필요도 없다. 상기 케이싱(301) 내에는 송풍기(311)가 설치되며, 상기 송풍기(311)는 실내공기를 흡입하여 상기 증발기(303)와 열교환되게 한 후, 이를 다시 실내로 송풍시킴으로서 실내 난방을 위한 온기를 제공하게 된다.First, the
상기 압축기(302)는, 통상적으로 상당한 하중을 갖는 관계로 상기 케이싱(301) 저면부에 안정되게 설치되며, 냉매를 고온고압의 증기상태로 압축하여 순환시키는 중요한 역할을 수행한다. 이러한 본 발명에 따른 압축기(302)는 냉매의 온도를 높이는 상기 메인히터(307A)에 의해 팽창밸브(307B)를 통과한 후의 냉매가 상온을 유지하기 때문에 본래의 기능을 충분히 발휘할 수 있게 된다. The
상기 응축기(303)는 제 2실시예와 마찬가지로 상기 압축기(302)와 연결되어 설치되고, 상기 압축기(302)에서 보내지는 증기상태의 냉매를 상온고압의 액체상태로 응축하여 열을 발생시키는 역할을 한다. The
상기 팽창밸브(305)는 상기 응축기(303) 및 압축기(302)와 연결되고, 상기 응축기(303)에서 보내지는 냉매를 팽창시켜 상기 압축기(302)로 보내는 역할을 한다. 이때 냉매는 상기 팽창밸브(305)에 의해 팽창되면서 어느 정도 온도저하를 경험하게 된다. 하지만 냉매는 도중에 상기 메인히터(307A)를 거쳐 이미 상온고압의 상태에서 고온고압의 상태로 변화되었기 때문에 상기 팽창밸브(305)를 통과하더라도 최소한 압축기(302)가 동작하는 데 적정한 상온의 온도를 유지하게 된다. The
상기 메인히터(307A)는 상기 응축기(303)와 팽창밸브(305) 사이에 설치되어 상기 팽창밸브(305)로 들어가는 냉매를 가열한다. 상기 메인히터(307A)의 설치목적은 상기 팽창밸브(305)를 통과한 냉매의 상태가 대략 15[℃] 정도의 상온을 유지하도록 하는 것이다. 그러면 상기 팽창밸브(305)에 의한 냉매의 팽창 및 상변화로 인해 어느 정도 주변온도가 낮아지는 것을 피할 수는 없지만 과도한 온도 저하는 막을 수 있게 된다. 따라서 냉매 자체의 온도를 상온으로 유지하는 한편, 팽창밸브 주변에 성애가 끼는 등 주변 온도가 영하 이하로 급격히 떨어지는 현상을 막을 수 있게 된다. 이로써, 압축기(302)가 성능을 충분히 발휘하면서 전체 난방사이클의 원활한 작동을 보장받게 되고 주변 공기의 냉각으로 인한 난방성능의 저하를 막을 수 있다. 이러한 메인히터(307A)의 형태는 제 1실시예와 대동소이하므로 구성상이 상세한 설명은 생략한다.The
한편, 상기 메인히터(307A)의 작용을 극대화할 수 있도록 제 1보조히터(307B), 온도센서(308A,308B) 그리고 제어기(309)가 더욱 설치된다. 상기 제 1보조히터(307B)는 상기 팽창밸브(305)와 압축기(302) 사이에 설치되어 상기 팽창밸브(305)를 통과한 냉매를 필요에 따라 선택적으로 더욱 가열한다. 상기 온도센서(308A,308B)는 상기 팽창밸브(305)와 제 1보조히터(307B) 사이, 상기 제 1보조히터(307B)와 압축기(302) 사이에 각각 설치되어 상기 팽창밸브(305)를 통과한 직후의 냉매온도 및 상기 제 1보조히터(307B)에 의해 가열된 직후의 냉매온도를 측정한다. 상기 제어기(309)는 상기 온도센서(308A,308B)가 측정한 수치에 따라 상기 메인히터(307A) 및 제 1보조히터(307B)를 제어하여 냉매를 가열하는 정도를 조절한다. 예를 들면, 상기 제어기(309)는 상기 팽창밸브(305)를 통과한 직후의 냉매온도가 적정치보다 높은 경우 상기 메인히터(307A)를 조절하여 가열 정도를 낮추고 상기 제 1보조히터(307B)는 작동시키지 않는다. 반면에 상기 팽창밸브(305)를 통과한 직후의 냉매온도가 적정치보다 낮은 경우 상기 메인히터(307A)를 조절하여 가열 정도를 높인다. 또한, 상기 제 1보조히터(307B)와 그 후에 설치된 온도센서(308B)의 경우 보다 세밀하게 냉매의 온도를 조절하기 위한 것으로 메인히터(307A)의 온도조절 기능을 보완해준다. 이는 상기 메인히터(307A)에서 가열된 냉매의 경우 상기 팽창밸브(305)에서 상변화를 겪는 관계로 최종온도를 예측하여 조절하기 어렵기 때문이다. Meanwhile, the first
또한, 상기 메인히터(307A)에는 제 1실시예와 마찬가지로 바이메탈(미도시됨)이 더 설치되어 상기 메인히터(307A)의 이상고온을 차단하도록 한다.In addition, a bimetal (not shown) is further installed on the
이하 도 13 및 첨부된 다른 도면들을 참조하여 본 발명의 동작을 상세히 설명한다. 도 13은 본 발명의 제 3실시예에 따른 난방사이클의 상태 변화를 설명하기 위한 동작도이다.Hereinafter, the operation of the present invention will be described in detail with reference to FIG. 13 and other accompanying drawings. 13 is an operation diagram for explaining a state change of the heating cycle according to the third embodiment of the present invention.
도시된 바와 같이, 본 발명의 운전시 압축기(302)에서 압축된 냉매는 압축기(302)와 응축기(303) 사이에서 고온고압의 증기상태이다. As shown, the refrigerant compressed in the
이후 냉매는 응축기(303)에서 액체로 응축되면서 상온고압의 액체상태가 된다. 이 과정에서 상변화로 인한 열이 발생되어 실내를 난방할 수 있게 된다. After that, the refrigerant is condensed into liquid in the
이후, 냉매는 상온고압의 액체상태로 메인히터(307A)에 의해 가열되면서 고온고압의 액체상태로 된다. Thereafter, the refrigerant is heated to a liquid state of high temperature and high pressure while being heated by the
이후, 냉매는 팽창밸브(305)를 지나면서 팽창되어 저압의 상태가 된다. 이때 상변화가 어느 정도 일어나면서 냉매는 증기와 액체가 혼합된 상태가 되며 온도는 다소 떨어지지만 영하까지 떨어지지 않고 상온의 상태가 된다. 이는 냉매가 상기 메인히터(307A)에 의해 미리 가열되어 고온고압의 상태로 상기 팽창밸브(305)를 통과하였기 때문이다. 이로써 상기 팽창밸브(305)의 작용이 억제되어 주변의 온도가 급격히 떨어지지 않게 된다. 또한 상기 팽창밸브(305)를 통과한 냉매가 과냉각되지 않고 상온을 유지할 수 있게 되어 압축기(302)가 원활하게 동작할 수 있는 여건이 조성된다.Thereafter, the refrigerant is expanded while passing through the
이후, 상기 팽창밸브(305)를 빠져나온 냉매는 앞서 언급된 것처럼 상온저압, 증기와 액체가 혼합된 상태로 상기 압축기(302)에 유입되어 고온고압의 증기로 압축된다. Thereafter, the refrigerant exiting the
도 14는 본 발명의 변형된 제 3실시예를 설명하기 위한 구성도이다.14 is a configuration diagram for explaining a third modified embodiment of the present invention.
도시된 바와 같이, 본 발명의 변형된 제 3실시예에서는 상기 압축기(302)와 응축기(303) 사이에서 분기된 후 상기 팽창밸브(305)와 압축기(302) 사이에 연결된 바이패스 배관(313)이 더 설치된다. 상기 바이패스 배관(313)은 상기 압축기(302)에서 나온 고온고압의 냉매 일부를 압축기(302)로 보내는 역할을 한다. 또한, 상기 바이패스 배관(3013)에는 분기되어 나온 고온고압의 냉매를 선택적으로 가열하는 제 2보조히터(307C)가 더 설치된다. 단, 변형전 제 3실시예에서 사용되던 제 1보조 히터(307B)는 제거된다.As shown, in the modified third embodiment of the present invention, the
또한 상기 바이패스 배관(313) 상에는 분기된 직후의 위치에 유량조절용 밸브(315)가 설치되어, 분기되는 냉매의 양을 조절 및 차단할 수 있도록 한다. In addition, on the
이같은 변형된 제 3실시예에서는 상기 압축기(302)에서 나온 고온고압의 냉매 일부를 상기 응축기(303)에 유입하여 난방에 사용하는 대신 상기 팽창밸브(305)를 통과한 냉매의 온도를 올리는데 활용한 것으로, 전체 난방사이클의 동작을 원활하게 하고 궁극적으로 난방성능을 높이는 데 기여하게 된다.In this modified third embodiment, a portion of the high temperature and high pressure refrigerant from the
[제 4실시예]Fourth Embodiment
본 발명의 제 4실시예는 종래의 냉방 및 난방운전을 겸하는 냉난방기를 활용하여 본 발명의 난방장치를 구현하는 데 용이하도록 구성되는 것을 특징으로 한다.The fourth embodiment of the present invention is characterized in that it is configured to facilitate the implementation of the heating apparatus of the present invention by utilizing a conventional air conditioner that combines conventional cooling and heating operation.
이하, 본 발명의 제 4실시예에 의한 구성을 상세히 설명한다.Hereinafter, the configuration according to the fourth embodiment of the present invention will be described in detail.
도 15는 본 발명의 제 4실시예에 의한 구성을 설명하기 위한 구성도이다. 15 is a configuration diagram for explaining the configuration according to the fourth embodiment of the present invention.
도시된 바와 같이, 본 발명의 제 4실시예는 케이싱(401), 압축기(402), 제 1열교환기(403), 난방시에만 작동하는 제 2열교환기(405), 팽창밸브(404), 제 3열교환기(406), 온도센서(407) 및 제어기(408)를 주요 구성요소로 포함하여 구성된다. As shown, the fourth embodiment of the present invention is the
도 15를 참조하면 본 발명의 제 4실시예에서는 난방시에만 작동하는 상기 제 2열교환기(405)를 기술적 요부로 하고 있으며, 냉방시에는 상기 압축기(402), 제 3열교환기(406), 제 2열교환기(405, 이때 동작은 안함), 팽창밸브(404), 제 1열교환기(403) 순으로 냉매를 순환시키고, 난방시에는 사방밸브(417)에 의해 냉매의 흐름 방향을 전환하여 상기 압축기(402), 제 1열교환기(403), 팽창밸브(404), 제 2열교환기(405), 제 3열교환기(406) 순으로 냉매를 순환시킨다. 본 발명의 경우 상기 제 2열교환기(405), 온도센서(407) 및 제어기(408)를 제외한 나머지 대부분의 구성요소들의 경우 공지의 냉난방기에서 사용되는 것을 그대로 채택하여 사용할 수도 있다. 따라서 상기 제 2열교환기(405)가 사용되지 않는 냉방시에는 종래 냉난방기와 비교하여 작용 및 효과가 대동소이하다고 말할 수 있다. Referring to FIG. 15, in the fourth embodiment of the present invention, the
그러나 본 발명은 난방시에는 상기 제 2열교환기(405)와 제 3열교환기(406)에 의해 냉매를 2차에 걸쳐 순차적으로 가열하고 증기화함으로써 상기 팽창밸브(404)에서 나온 저온저압의 액체냉매를 압축기(402)가 필요로 하는 최적의 온도(대략 15[℃] 정도의 온도) 상태(증기 상태)로 만들며, 이로써 난방효과를 향상시키는 것을 기술적 요부로 한다. 이로써, 압축기(402) 성능을 충분히 끌어올릴 수 있게 되어 전체 난방사이클의 성능을 향상시키고, 궁극적으로 난방성능을 향상시키게 된다. 아래에서는 이같은 기술적 요부를 중심으로 본 발명의 제 4실시예를 보다 상세하게 설명하기로 한다. However, the present invention is a low-temperature low-pressure liquid from the
먼저, 상기 케이싱(401)은 하부에는 흡기구와 배기구를 갖는 기계실(411)이 형성되고, 상부에는 상기 기계실(411)과 격리된 송풍실(413)이 형성된다.First, the
여기서, 상기 기계실(411)에는 상기 압축기(402), 제 2열교환기(405) 및 제 3열교환기(406)가 설치되고, 상기 송풍실(413)에는 상기 제 1열교환기(403), 팽창밸브(404), 냉매의 방향을 전환하는 사방밸브(417)가 설치된다. 또한, 상기 송풍실(413)에는 송풍기(415)가 설치되며, 상기 송풍기(415)는 실내 냉방 또는 난방을 위 한 냉기 또는 온기를 실내에 제공하게 된다.Here, the
상기 압축기(402)는, 통상적으로 상당한 하중을 갖는 관계로 상기 기계실(411) 저면부에 안정되게 설치되며, 냉매를 고온, 고압으로 압축하면서 순환시키는 중요한 역할을 수행한다.The
이러한 압축기(402)의 역할은 냉방운전시나 난방운전시에 동일하게 수행되어야 하지만 동절기에 수행되는 난방운전시에는 압축기(402)로 유입되는 냉매의 온도가 적정온도보다 훨씬 낮아지게 되어 압축기(402) 스스로는 본래의 기능을 충분히 발휘하지 못하게 된다. 심지어는 냉매의 온도가 영하로까지 떨어져 압축기(402)가 과냉각되면서 제 기능을 거의 발휘하지 못하는 경우가 많았다.The role of the
하지만, 본 발명의 제 4실시예에 따른 압축기(402)는 상기 제 2열교환기(405)의 도움으로 본래의 기능을 충분히 수행할 수 있게 된다. 이러한 도움으로 인해 결과적으로 난방사이클이 원활하게 이루어지면서 자체에 별도의 대형 전기히터를 구비하지 않고서도 실내를 충분히 난방할 수 있게 된다.However, the
상기 팽창밸브(404)는 고압의 액체냉매를 저압의 액체냉매로 압력강하시키는 역할을 한다.The
상기 제 1열교환기(403)는 냉방시 상기 팽창밸브(404)에서 압력강하된 저압의 액체냉매를 받아들여 기화시키는 증발기 역할을 한다. 또한, 난방시에는 상기 압축기(402)에서 압축된 증기냉매를 받아들여 고압의 액체냉매로 응축시키면서 열을 발생시키는 응축기 역할을 하게 된다.The
상기 제 2열교환기(405)는 난방시에만 작동되어 상기 팽창밸브(404)에서 나 오는 저압의 액체냉매를 가열하여 일부를 기화시키는 역할을 한다. 상기 제 2열교환기의 설치목적은 상기 압축기(402)로 들어가는 냉매의 상태가 대략 15[℃] 내외 정도의 상온을 유지하도록 하는 것이다. 그러면 상기 제 3열교환기(406)로 인한 과도한 온도 저하를 막을 수 있게 된다. 따라서 냉매 자체의 온도를 상온으로 유지하는 한편, 제 3열교환기(406) 주변에 성애가 끼는 등 주변 온도가 영하 이하로 급격히 떨어지는 현상을 막을 수 있게 된다. 이로써, 압축기(402)가 성능을 충분히 발휘하면서 전체 난방사이클의 원활한 작동을 보장받게 되고 주변 공기의 냉각으로 인한 난방성능의 저하를 막을 수 있다. The
이러한 제 2열교환기(405)는 제 1실시예의 메인히터(107, 도 4 내지 도 7 참조)와 대동소이한 구성을 갖는 것으로 상세한 구성 설명은 생략한다.The
한편, 상기 제 2열교환기(405)의 작용을 극대화할 수 있도록 온도센서(407) 및 제어기(408)가 더욱 설치된다. 상기 온도센서(407)는 압축기(402)의 냉매 유입측에 설치되어 압축기(402)로 들어가는 냉매의 온도를 측정한 후 상기 제어기(408)에 통보하게 된다. 상기 제어기(408)는 상기 온도센서(407)가 측정한 수치에 따라 상기 제 2열교환기(405)를 제어하여 냉매를 가열하는 강도를 조절한다. 예를 들면, 상기 제어기(409)는 상기 압축기(402)로 유입되는 냉매온도가 적정치보다 높은 경우 상기 제 2열교환기(405)를 조절하여 가열 정도를 낮춘다. 반면에 상기 압축기(402)로 유입되는 냉매온도가 적정치보다 낮은 경우 상기 제 2열교환기(405)를 조절하여 가열 정도를 높인다.Meanwhile, the
또한, 상기 제 2열교환기(405)에는 바이메탈(미도시됨)이 더 설치되어 상기 제 2열교환기(405)의 이상고온을 차단하도록 한다. 상기 바이메탈의 경우 공지의 기술을 그대로 적용하면 된다.In addition, the
또한, 상기 제 3열교환기(406)는 냉방시 상기 압축기(402)에서 압축된 증기냉매를 받아들여 고압의 액체냉매로 전환하는 응축기 역할을 하고, 난방시 상기 제 2열교환기(405)에서 일부 기화된 상태의 냉매를 받아들여 기화시키는 증발기 역할을 한다. 상기 제 3열교환기(406)는 상기 제 2열교환기(405)에서 가열되어 부분적으로 증기상태가 된 냉매를 더욱 가열하여 냉매의 거의 전체를 증기상태로 만들게 된다. 하지만 이 경우 이미 제 2열교환기(405)에서 어느 정도 냉매의 상변화가 있었기 때문에 급격한 온도변화를 피할 수 있게 되어, 제 3열교환기(406) 표면에 성애가 두껍게 끼거나 주변온도가 급격히 낮아지는 현상을 방지할 수 있다. In addition, the
도 16은 본 발명의 난방사이클에 의한 냉매의 상태 변화를 설명하기 위한 동작도이다. 16 is an operation diagram for explaining a state change of the refrigerant by the heating cycle of the present invention.
도시된 바와 같이, 본 발명의 운전시 압축기(402)에서 압축된 냉매는 압축기(402)와 제 1열교환기(403) 사이에서 고온고압의 증기상태이다. As shown, the refrigerant compressed in the
이후 냉매는 제 1열교환기(403)에서 액체로 응축되면서 상온고압의 액체상태가 된다. 이 과정에서 상변화로 인한 열이 발생되어 실내를 난방할 수 있게 된다. Since the refrigerant is condensed into liquid in the
이후, 냉매는 상온고압의 액체상태로 팽창밸브(404)를 지나면서 팽창되어 저온저압의 액체상태가 된다. Thereafter, the refrigerant is expanded while passing through the
이후, 냉매는 상기 제 2열교환기(405)를 지나면서 가열되어 상온저압의 상태가 되며, 일부가 기화되어 증기상태가 된다. Thereafter, the refrigerant is heated while passing through the
이후, 냉매는 상기 제 3열교환기(406)를 지나면서 더욱 가열되어 상온저압의 상태가 되며, 거의 전체가 기화된 증기상태가 된다. Thereafter, the refrigerant is further heated while passing through the
이후, 상기 제 3열교환기(406)를 빠져나온 냉매는 상온의 온도로 상기 압축기(402)에 들어간다.Thereafter, the refrigerant exiting the
도 17은 본 발명의 변형된 제 4실시예를 설명하기 위한 구성도이다.17 is a configuration diagram illustrating a modified fourth embodiment of the present invention.
도시된 것처럼 본 발명의 변형된 제 4실시예에서는 상기 제 2열교환기(405)에서 나와 제 3열교환기(406)로 보내지는 냉매를 상기 압축기(402)로 보내는 바이패스 배관(409) 및 삼방밸브(410)가 더 설치될 수 있다. 이같이 변형된 구성에 따르면 난방시 상기 제 2열교환기(405)를 통과한 냉매의 방향을 전환하여 상기 제 3열교환기(406)를 거치지 않고 압축기(402)로 곧바로 보낼 수 있다. As shown in the fourth modified embodiment of the present invention, the
따라서, 상기 바이패스 배관(409)을 간단히 설치하는 것만으로도 난방시 거의 불필요하다고 할 수 있는 제 3열교환기(406)를 완전히 제거한 효과를 기대할 수 있는 것이다.Therefore, the effect of completely removing the
도 18은 본 발명의 또 다른 형태로 변형된 제 4실시예를 설명하기 위한 구성도이다.18 is a configuration diagram for explaining a fourth embodiment modified to another embodiment of the present invention.
도시된 것처럼, 또 다른 형태의 제 4실시예는 압축기(402)와 제 1열교환기(403)와 팽창밸브(404)와, 제 2열교환기(405)를 포함하여 난방전용으로 간단히 구성될 수 있다.As shown, another embodiment of the fourth embodiment may simply be configured for heating purposes only, including the
상기 압축기(402)는 냉매를 압축하여 고온고압의 증기상태로 내보낸다. The
상기 제 1열교환기(403)는 상기 압축기(402)에서 압축된 증기냉매를 받아들 여 고압의 액체냉매로 응축시키면서 열을 발생시킨다.The
상기 팽창밸브(404)는 상기 제 1열교환기(403)에서 응축된 고압의 액체냉매를 저압의 액체냉매를 받아들여 압력강하시킨다. The
상기 제 2열교환기(405)는 상기 팽창밸브(404)에서 나오는 저압의 액체냉매를 가열하여 기화시킨다.The
이같은 변형된 제 4실시예는 변형전과 비교하여 냉방시 응축기 역할을 하고 난방시 증발기 역할을 하는 제 3열교환기(406)가 완전히 제거된 구성이다. 이로써, 상기 제 3열교환기(406)는 물론, 이에 수반되던 송풍기와 같은 주변 기기(미도시 됨)들이 제거되어 보다 간단한 구성이 가능하게 된다. 아울러 실외기가 전혀 필요없으며, 하나의 내부 공간만을 갖는 간단한 케이싱(401)만을 구비하면 된다.This modified fourth embodiment has a configuration in which the
[제 5실시예][Example 5]
본 발명의 제 5실시예는 앞선 제 4실시예와 마찬가지로 종래의 냉방 및 난방운전을 겸하는 냉난방기를 활용하여 본 발명의 난방장치를 구현하는 데 용이하도록 구성되는 것을 특징으로 한다.The fifth embodiment of the present invention is characterized in that it is configured to facilitate the implementation of the heating apparatus of the present invention by utilizing the air-conditioner which combines the conventional cooling and heating operation like the foregoing fourth embodiment.
더욱이, 난방시 응축기 역할을 하는 제 2열교환기의 성능을 더욱 향상시켜 높은 수준의 난방을 구현할 수 있도록 구성된다.Furthermore, it is configured to further improve the performance of the second heat exchanger, which serves as a condenser during heating, to realize a high level of heating.
이하, 본 발명의 제4실시예에 의한 구성을 상세히 설명한다. Hereinafter, the configuration according to the fourth embodiment of the present invention will be described in detail.
도 19는 본 발명의 구성을 설명하기 위한 구성도이고, 도 20은 본 발명의 난방시 동작을 설명하기 위한 참조도이고, 도 21은 본 발명의 냉방시 동작을 설명하 기 위한 참조도이다.19 is a configuration diagram for explaining the configuration of the present invention, Figure 20 is a reference diagram for explaining the operation during heating of the present invention, Figure 21 is a reference diagram for explaining the operation during cooling of the present invention.
도시된 바와 같이, 본 발명은 케이싱(501), 압축기(502), 제 1열교환기(503), 냉방전용 팽창밸브(504), 제 2열교환기(505)를 비롯하여 난방전용 팽창밸브(506)와 난방전용 히터(508)를 포함하여 구성된다. As shown, the present invention includes a casing 501, a compressor 502, a first heat exchanger 503, a cooling expansion valve 504, a second heat exchanger 505, including a heating expansion valve 506. And a heater 508 for heating only.
본 발명은 상기 난방전용 팽창밸브(506)를 구비함으로써 난방시 상기 제 2열교환기(505)로 유입되는 냉매의 온도를 상승시키고 압력 강하시키도록 한 것을 기술적 요부로 구성된다. 본 발명은 이로써 난방시 응축기 역할을 하는 제 2열교환기(505)의 성능 향상 및 압축기 역할을 하는 제 1열교환기(503)의 성능 향상 및 전체 난방사이클의 원활한 동작을 도모할 수 있는 것이다. 아래에서는 이같은 기술적 요부를 중심으로 본 발명의 구성을 설명하기로 한다. The present invention comprises a technical main part to increase the temperature and the pressure drop of the refrigerant flowing into the second heat exchanger 505 by heating the expansion valve 506 for heating only. The present invention can thereby improve the performance of the second heat exchanger 505 acting as a condenser during heating, the performance of the first heat exchanger 503 serving as a compressor, and smooth operation of the entire heating cycle. Hereinafter, the configuration of the present invention will be described based on the technical main points.
먼저, 상기 케이싱(501)은 하부에는 흡기구와 배기구를 갖는 기계실(511)이 형성되고, 상부에는 상기 기계실(511)과 격리된 송풍실(513)이 형성된다.First, the casing 501 has a mechanical chamber 511 having an inlet and an exhaust port at a lower portion thereof, and a blower chamber 513 isolated from the mechanical chamber 511 is formed at an upper portion thereof.
여기서, 상기 기계실(511)에는 상기 압축기(502), 제 1열교환기(503)가 설치되고, 상기 송풍실(513)에는 상기 제 2열교환기(505), 냉방전용 팽창밸브(504), 난방전용 팽창밸브(506) 및 난방전용 히터(508)가 설치된다. 여기서 상기 냉방전용 팽창밸브(504)는 상기 기계실(511)에 설치되어도 무방하다. 또한, 상기 송풍실(513)에는 송풍기(515)가 설치되며, 상기 송풍기(515)는 상기 송풍실(513)로 실내공기를 흡입하여 상기 제 2열교환기(505)와 열교환되게 한 후, 이를 다시 실내로 송풍시킴으로서 실내 냉방 또는 난방을 위한 냉기 또는 온기를 제공하게 된다.Here, the compressor 502 and the first heat exchanger 503 are installed in the machine room 511, and the second heat exchanger 505, the expansion valve 504 for cooling, and heating are installed in the blower chamber 513. A dedicated expansion valve 506 and a heating dedicated heater 508 are installed. Here, the cooling expansion valve 504 may be installed in the machine room 511. In addition, a blower 515 is installed in the blower chamber 513, and the blower 515 sucks indoor air into the blower chamber 513 to exchange heat with the second heat exchanger 505, and then, Blowing back to the room provides cold or warm air for cooling or heating the room.
상기 압축기(502)는, 통상적으로 상당한 하중을 갖는 관계로 상기 기계실 (511) 저면부에 안정되게 설치되며, 냉매를 고온, 고압으로 압축하면서 순환시키는 중요한 역할을 수행한다.The compressor 502 is usually installed stably on the bottom surface of the machine room 511 because of its considerable load, and plays an important role in circulating the refrigerant while compressing it at a high temperature and a high pressure.
이러한 압축기(502)의 역할은 냉방운전시나 난방운전시에 동일하게 수행되어야 하지만 동절기에 수행되는 난방운전시에는 압축기(502)로 유입되는 냉매의 온도가 적정온도보다 훨씬 낮아지게 되어 압축기(502) 스스로는 본래의 기능을 충분히 발휘하지 못하게 된다. 심지어는 냉매의 온도가 영하로까지 떨어져 압축기(502)가 과냉각되면서 제 기능을 거의 발휘하지 못하는 경우가 많았다.The role of the compressor 502 should be the same in the cooling operation or the heating operation, but in the heating operation performed in the winter, the temperature of the refrigerant flowing into the compressor 502 becomes much lower than an appropriate temperature. You will not be able to function fully. In many cases, even when the temperature of the refrigerant dropped to below zero, the compressor 502 was overcooled, thereby hardly exhibiting its proper function.
하지만, 본 발명에 따른 압축기(502)는 이른 시점부터 냉매의 온도를 높이는 상기 난방전용 팽창밸브(506)와 난방전용 히터(508)의 도움을 받아 본래의 기능을 충분히 수행할 수 있게 된다. 이러한 도움에 의해 결과적으로 난방사이클이 원활하게 이루어지면서 자체에 별도의 대형 전기히터를 구비하지 않고서도 실내를 충분히 난방할 수 있게 된다.However, the compressor 502 according to the present invention can fully perform its original function with the help of the expansion-only expansion valve 506 and the heater-only heater 508 for raising the temperature of the refrigerant from an early point in time. As a result, the heating cycle is smoothly achieved, and the room can be sufficiently heated without a separate large electric heater.
상기 제 1열교환기(503)는, 상기 기계실(511) 내에 설치되고, 냉방시에는 상기 압축기(502)에서 압축된 증기냉매를 고압의 액체냉매로 전환하는 응축기 역할을 수행한다. The first heat exchanger 503 is installed in the machine room 511 and serves as a condenser to convert the vapor refrigerant compressed by the compressor 502 into a high pressure liquid refrigerant during cooling.
또한, 상기 제 1열교환기(503)는 난방시에는 증발기 역할을 하도록 전환되어 상기 냉방전용 팽창밸브(504)로부터 유입되는 액체냉매를 기화시키게 된다. 이때, 상기 제 1열교환기(503)의 성능은 상당히 떨어지는데 이는 상기 난방전용 팽창밸브(506)에 의해 이미 충분히 압력강하된 냉매가 냉방전용 팽창밸브(504)로 유입되는 관계로 상기 냉방전용 팽창밸브(504)에서는 압력강하가 일어나지 않기 때문이다. In addition, the first heat exchanger 503 is converted to act as an evaporator during heating to vaporize the liquid refrigerant flowing from the expansion expansion valve 504 for cooling. At this time, the performance of the first heat exchanger 503 is considerably lowered, which is because the refrigerant already sufficiently depressurized by the expansion-only expansion valve 506 flows into the expansion-only valve 504 for cooling. This is because the pressure drop does not occur at 504.
여기서, 응축기 역할이라 함은 압축기(502)에서 압축된 증기냉매를 고압의 액체냉매로 전환하는 통상적인 응축기의 역할을 일컬으며, 증발기 역할이라 함은 냉방전용 팽창밸브(504)로부터 유입되는 액체냉매를 기화시키는 통상적인 증발기의 역할을 일컫는다. 물론 이러한 구성요소들은 그 기능 및 역할에 있어서 일반적으로 알려진 기능 및 역할을 중심으로 어느 정도 변화된 범위의 기능 및 역할도 제한 없이 포함한다.Here, the role of the condenser refers to the role of a conventional condenser that converts the vapor refrigerant compressed in the compressor 502 into a high-pressure liquid refrigerant, and the role of the evaporator refers to the liquid refrigerant flowing from the expansion valve 504 for cooling only. It refers to the role of a conventional evaporator to vaporize. Of course, these components include, without limitation, a range of functions and roles which have been changed to some extent with respect to functions and roles generally known in their functions and roles.
상기 냉방전용 팽창밸브(504)는, 상기 제 1열교환기(503)와 제 2열교환기(505)를 연결하는 중간에 위치하며, 통상 상기 송풍실(5013) 내 적절한 곳에 설치된다. 이로써, 상기 냉방전용 팽창밸브(504)는 응축기 역할을 하는 상기 제 1열교환기(503) 또는 상기 제 2열교환기(505)로부터 고압의 액체냉매를 받아 저압의 액체냉매로 압력강하시키는 역할을 수행하게 된다. 하지만 본 발명에 따른 냉방전용 팽창밸브(504)는 상기 난방전용 팽창밸브(506)의 설치로 인해 난방시에는 이미 압력강하가 충분히 이루어진 냉매를 유입받기 때문에 더 이상의 압력강하 작용을 할 수 없다.The expansion expansion valve 504 for cooling is located in the middle connecting the first heat exchanger 503 and the second heat exchanger 505, and is usually installed at an appropriate place in the blower chamber 5013. Thus, the cooling expansion valve 504 receives a high pressure liquid refrigerant from the first heat exchanger 503 or the second heat exchanger 505 serving as a condenser and performs a pressure drop to a low pressure liquid refrigerant. Done. However, the expansion expansion valve 504 for cooling according to the present invention can not perform any further pressure drop action due to the introduction of the refrigerant having already sufficiently reduced pressure during heating due to the installation of the expansion expansion valve 506 for heating.
상기 제 2열교환기(505)는, 상기 송풍실(5013) 내에 설치되고, 냉방시에는 상기 냉방전용 팽창밸브(504)에서 압력강하된 저압의 액체냉매를 기화시키는 증발기 역할을 수행하게 된다. 또한, 상기 제 2열교환기(505)는 난방시에는 응축기 역할을 하도록 전환된다. 여기서 주목할 것은 상기 제 2열교환기(505)는 상기 압축기(502)에서 압축된 고온 고압의 냉매를 바로 유입받지 않고 압축기(502)와의 사이에 설치된 난방전용 팽창밸브(506)와 난방전용 히터(508)에 의해 저압으로 반전되고 더욱 고온으로 가열된 상태의 냉매를 받는다는 점이다.The second heat exchanger 505 is installed in the blower chamber 5013, and serves as an evaporator to vaporize the low pressure liquid refrigerant pressure-reduced by the expansion expansion valve 504 for cooling. In addition, the second heat exchanger 505 is switched to act as a condenser when heating. It should be noted that the second heat exchanger 505 does not directly receive the high temperature and high pressure refrigerant compressed by the compressor 502, but the heating expansion valve 506 and the heating exclusive heater 508 disposed between the compressor 502. It is inverted to low pressure by) and receives a refrigerant heated to a higher temperature.
상기 난방전용 팽창밸브(506)는 상기 압축기(502)와 제 2열교환기(505) 사이에 설치되어 난방시 상기 제 2열교환기(505)에 유입되는 냉매를 온도상승 및 압력강하시킨다. 이 과정에서 상기 압축기(502)에서 유출된 고온 고압의 냉매는 상기 난방전용 팽창밸브(506) 내부의 모세관을 지나기까지 온도와 압력이 더욱 상승하다가 상기 모세관을 빠져나오는 순간 순식간에 팽창하면서 저압의 상태가 된다. 결과적으로 상기 압축기(502)에서 나온 고온 고압의 냉매는 상기 난방전용 팽창밸브(506)를 지나면서 온도는 상승하고 압력은 낮아진다. 한편, 상기 난방전용 팽창밸브(506)의 길이는 상기 냉방전용 팽창밸브(504)의 길이보다 길게 형성된다. 이는 난방시 상기 냉방전용 팽창밸브(504)로 유입되는 냉매의 압력을 미리부터 충분히 낮추어 상기 냉방전용 팽창밸브(504)에서 냉매의 압력강하가 일어나지 않도록 하기 위함이다. The heating expansion valve 506 is installed between the compressor 502 and the second heat exchanger 505 to increase the temperature and decrease the pressure of the refrigerant flowing into the second heat exchanger 505 during heating. In this process, the high-temperature and high-pressure refrigerant flowing out of the compressor 502 further increases in temperature and pressure until passing through the capillary tube inside the expansion valve 506 for heating, and then expands in an instant while exiting the capillary tube. Becomes As a result, the high temperature and high pressure refrigerant from the compressor 502 passes through the expansion valve 506 for heating purposes, and the temperature increases and the pressure decreases. On the other hand, the length of the heating expansion valve 506 is formed longer than the length of the cooling expansion valve 504. This is to prevent the pressure drop of the refrigerant from the expansion expansion valve 504 for cooling only by sufficiently lowering the pressure of the refrigerant flowing into the cooling expansion expansion valve 504 in advance.
이같은 구성을 갖는 상기 난방전용 팽창밸브(506)가 미치는 영향을 고려하면 다음과 같다. 즉, 상기 제 2열교환기(505)는 보다 높은 온도의 냉매를 유입받기 때문에 더 많은 열을 발생시킬 수 있다. 상기 냉방전용 팽창밸브(504)에서는 순간적인 냉매의 압력강하가 일어나지 않기 때문에 제 1열교환기(503) 성능은 떨어지고 온도저하 폭이 작아지면서 배관에 성애가 끼는 현상이나 과냉각으로 인해 압축기(502)가 제 기능을 발휘하지 못하는 현상은 사라진다. 상기 압축기(502)는 상기 제 2열교환기(505)를 거치기 전부터 난방전용 팽창밸브(506) 및 난방전용 히터(508)에 의해 이미 높은 온도로 가열되어 그 여파에 의해 보다 높은 온도를 지니고 있는 냉 매를 유입받기 때문에 압축성능이 더욱 향상된다. 따라서 본 발명은 난방시 더 많은 열을 발생하고 전체 난방사이클 동작도 원활하게 이루어진다.Considering the effect of the heating expansion valve 506 having such a configuration as follows. That is, the second heat exchanger 505 may generate more heat because the second heat exchanger 505 receives a refrigerant of a higher temperature. Since the instantaneous pressure drop of the refrigerant does not occur in the expansion expansion valve 504 for cooling, the compressor 502 is deteriorated due to deterioration in the performance of the first heat exchanger 503 and a decrease in the temperature drop width, and a phenomenon in which the pipe is defrosted. The inability to function properly disappears. The compressor 502 is already heated to a high temperature by the expansion-only expansion valve 506 and the heating-only heater 508 before passing through the second heat exchanger 505 and has a higher temperature due to the aftermath. Since the medium is introduced, the compression performance is further improved. Therefore, the present invention generates more heat during heating and smoothly operates the entire heating cycle.
본 발명에서는 냉방시 상기 난방전용 팽창밸브(506)를 거치지 않도록 우회시키기 위해 바이패스 배관(507)이 설치되고, 상기 바이패스 배관(507)을 선택적으로 개폐하는 전자밸브(571)가 설치된다.In the present invention, the bypass pipe 507 is installed to bypass the heating expansion valve 506 when cooling, and an electromagnetic valve 571 is provided to selectively open and close the bypass pipe 507.
상기 난방전용 히터(508)는 상기 제 2열교환기(505)와 난방전용 팽창밸브(506) 사이에 설치된다. 이로써 상기 난방전용 팽창밸브(506)를 거친 고온의 냉매를 더욱 가열하여 상기 제 2열교환기(505)에 유입시킬 수 있게 된다. 이같은 상기 난방전용 히터(508)가 구비되면 상기에서 언급된 난방전용 팽창밸브(506)의 작용처럼 제 2열교환기(505)에서 더 많은 열이 발생되고, 압축기(502)의 압축성능은 향상되어 전체적 더 높은 수준의 난방성능을 구현할 수 있게 된다. 여기서 상기 난방전용 히터(508)는 냉매(통상 프레온)를 직접 가열하는 것이 아니라 냉매가 흐르는 배관을 가열하는 간접가열방식을 채택한다. The heating-only heater 508 is installed between the second heat exchanger 505 and the expansion-only expansion valve 506 for heating. As a result, the high temperature refrigerant passing through the heating expansion valve 506 may be further heated to flow into the second heat exchanger 505. When the heating-only heater 508 is provided, more heat is generated in the second heat exchanger 505 as the above-mentioned heating-only expansion valve 506 works, and the compression performance of the compressor 502 is improved. Overall higher levels of heating performance can be achieved. Here, the heating-only heater 508 adopts an indirect heating method of heating a pipe through which the refrigerant flows, rather than directly heating the refrigerant (usually freon).
도 20과 도 21을 비교하면 본 발명의 난방운전시와 냉방운전시의 차이를 확연히 알 수 있다. 즉, 난방시에는 압축기(502)와 제 2열교환기(505) 사이에서 냉매의 압력강하 및 가열이 이루어지고, 제 2열교환기(505)와 제 1열교환기(503) 사이에서 냉방전용 팽창밸브(504)에 의한 압력강하는 이루어지지 않는다. 반면에 냉방시에는 압축기(502)와 제 2열교환기(505) 사이에서 냉매의 압력강하 및 가열은 전혀 이루어지지 않고, 제 2열교환기(505)와 제 1열교환기(503) 사이에서 냉방전용 팽창밸브(504)에 의한 압력강하만이 이루어진다. Comparing FIG. 20 with FIG. 21, the difference between the heating operation and the cooling operation of the present invention can be clearly seen. That is, during heating, a pressure drop and heating of the refrigerant are performed between the compressor 502 and the second heat exchanger 505, and an expansion valve for cooling is used between the second heat exchanger 505 and the first heat exchanger 503. The pressure drop by 504 is not made. On the other hand, during cooling, the pressure drop and the heating of the refrigerant are not made at all between the compressor 502 and the second heat exchanger 505, and only for cooling between the second heat exchanger 505 and the first heat exchanger 503. Only the pressure drop by the expansion valve 504 is made.
이하, 본 발명의 제 4실시에에 의한 동작을 설명한다. The operation according to the fourth embodiment of the present invention will be described below.
우선, 냉방시에는 제 1열교환기(503) 및 제 2열교환기(505)가 각각 응축기 및 증발기의 역할을 수행하며, 냉매는 압축기(502), 제 1열교환기(503), 냉방전용 팽창밸브(504), 제 2열교환기(505), 난방전용 히터(508), 바이패스 배관(507) 및 압축기(502) 순으로 순환되면서 압축-응축-팽창-증발의 연속적인 냉방사이클 과정을 거치게 된다. 이때, 상기 난방전용 팽창밸브(506)이나 난방전용 히터(508)는 작동하지 않는다.First, during cooling, the first heat exchanger 503 and the second heat exchanger 505 serve as condensers and evaporators, respectively, and the refrigerant is a compressor 502, a first heat exchanger 503, and an expansion valve for cooling. 504, the second heat exchanger 505, the heating-only heater 508, the bypass pipe 507, and the compressor 502 are sequentially cycled to undergo a continuous cooling cycle of compression, condensation, expansion, and evaporation. . At this time, the heating expansion valve 506 or the heating dedicated heater 508 does not operate.
한편, 난방시에는 상기 제 1열교환기(503) 및 제 2열교환기(505)가 각각 증발기 및 응축기의 역할을 수행하며, 상기 난방전용 팽창밸브(506) 및 난방전용 히터(508)가 작동 또는 작용하게 된다. 이때 사방밸브(517)에 의해 흐름방향이 전환된 냉매는 압축기(502), 난방전용 팽창밸브(507), 난방전용 히터(508), 제 2열교환기(505), 냉방전용 팽창밸브(504), 제 1열교환기(503) 및 압축기(502)의 순으로 역순환되면서 압축(압축기)-팽창(난방전용 팽창밸브)-가열(난방전용 히터)-응축(제 2열교환기)-팽창(냉난반용 팽창밸브)-증발(제 1열교환기) 연속적인 난방사이클 과정을 거치게 된다.On the other hand, during heating, the first heat exchanger 503 and the second heat exchanger 505 serve as an evaporator and a condenser, respectively, and the heating exclusive expansion valve 506 and the heating exclusive heater 508 operate or It will work. At this time, the refrigerant in which the flow direction is switched by the four-way valve 517 is a compressor 502, an expansion valve for heating 507, a heater for heating 508, a second heat exchanger 505, expansion valve 504 for cooling Compression (compressor) -expansion (heating expansion valve) -heating (heater for heating) -condensation (second heat exchanger) -expansion (cold-heating) in reverse order of first heat exchanger 503 and compressor 502 Anti-expansion valve) -evaporation (first heat exchanger) undergoes a continuous heating cycle.
이같은 난방사이클 과정에서 냉매의 상태변화를 중심으로 상기 난방전용 팽창밸브(506)와 난방전용 히터(508)의 작용을 살펴보면 다음과 같다. The operation of the expansion-only expansion valve 506 and the heater-only heater 508 centering on the change of the state of the refrigerant in the heating cycle process is as follows.
즉, 상기 압축기(502)에서 유출된 고온 고압의 냉매는 상기 난방전용 팽창밸브(506)의 모세관을 빠져나가기 전까지 정체되면서 점차 압력과 온도가 상승하게 된다. That is, the high temperature and high pressure refrigerant flowing out of the compressor 502 is stagnant until it exits the capillary of the heating expansion valve 506, and the pressure and temperature gradually increase.
이후, 압력과 온도가 상당한 수준으로 높아진 냉매가 상기 난방전용 팽창밸브(506)의 모세관을 빠져나가는 순간 순식간에 팽창하면서 압력강하가 이루어져 저압의 상태가 된다. 이때 온도는 여전히 높은 상태를 유지한다.Subsequently, as the refrigerant, which has risen to a considerable level in pressure and temperature, exits the capillary of the heating-only expansion valve 506, the pressure drops rapidly and becomes a low pressure state. At this time, the temperature still remains high.
이후 고온 저압 상태의 냉매는 상기 난방전용 히터(508)를 지나면서 가열되어 더 높은 온도를 갖는다.Thereafter, the refrigerant in the high temperature low pressure state is heated while passing through the heating exclusive heater 508 to have a higher temperature.
이처럼 상기 난방전용 팽창밸브(506)와 난방전용 히터(508)를 거쳐 온도와 압력이 상당히 높아진 냉매가 응축기 역할을 하는 제 2열교환기(505)에서 응축되어 액체상태의 저온 저압의 냉매가 된다. 이때 냉매가 상기 난방전용 팽창밸브(506)와 난방전용 히터(508)를 거치면서 가열된 만큼 더 많은 양의 열을 방출하게 된다.As such, the refrigerant having a significantly increased temperature and pressure through the expansion-only expansion valve 506 and the heater-only heater 508 is condensed in the second heat exchanger 505 serving as a condenser to form a low temperature low pressure refrigerant in a liquid state. At this time, the refrigerant emits a greater amount of heat as it is heated while passing through the heating expansion valve 506 and the heating exclusive heater 508.
이후, 액상인 저온저압의 상태로 변화된 냉매는 상기 냉방전용 팽창밸브(504)를 거치게 되지만 이미 냉매의 압력이 상기 난방전용 팽창밸브(506)에 의해 상당히 낮아진 상태기 때문에 압력강하는 일어나지 않게 된다. 따라서 압력이 급격히 낮아지면서 배관 상에 성애가 끼는 현상이 더는 발생하지 않는다.Thereafter, the refrigerant changed into a liquid low temperature and low pressure passes through the expansion expansion valve 504 for cooling, but the pressure drop does not occur because the pressure of the cooling medium is already considerably lowered by the expansion expansion valve 506 for heating. Therefore, the pressure drops sharply and the frost on the pipe no longer occurs.
이후, 증발기 역할을 하는 제 1열교환기(503)에 유입되는 냉매는 상기 냉난방 팽창밸브(504)의 성능 감소에 따른 여파로 인해 증발성능이 감소되어 제한적으로만 주변에 열을 흡수하게 된다.Thereafter, the refrigerant flowing into the first heat exchanger 503 serving as the evaporator is reduced in evaporation performance due to the aftermath of the performance reduction of the air-conditioning expansion valve 504, so that heat is absorbed only to the surroundings.
이후, 압축기(502)에 유입되는 냉매는 상기 난방전용 팽창밸브(506)와 난방전용 히터(508)의 영향을 비롯하여 상기 제 1열고환기(503)의 성능 저하로 인해 보다 높은 주변온도를 확보하게 되고 보다 높은 온도와 압력을 갖는 냉매를 받을 수 있게 된다. 따라서 상기 압축기(502)는 제 성능을 발휘하면서 냉매의 압축과정을 수행할 수 있게 되며, 이에 따라 난방사이클이 원활해진다.Thereafter, the refrigerant flowing into the compressor 502 ensures a higher ambient temperature due to the deterioration of the performance of the first heat tester 503, including the influence of the heating expansion valve 506 and the heating exclusive heater 508. And a refrigerant having a higher temperature and pressure can be received. Therefore, the compressor 502 can perform the compression process of the refrigerant while exhibiting the best performance, thereby smoothing the heating cycle.
이와 같이 본 발명의 냉난방장치는 난방시 응축기 역할을 하는 제 2열교환기(505)에 냉매가 유입되기 이전부터 미리 냉매의 압력을 낮추고 고온으로 가열하는 방식을 통해 응축기 역할을 하는 제 2열교환기(505) 및 압축기(502)의 성능향상을 도모하고 전체 난방사이클의 원활한 동작을 가능케 하여 난방성능을 비약적으로 향상시킬 수 있는 것이다.As described above, the air-conditioning apparatus of the present invention lowers the pressure of the refrigerant in advance and heats it to a high temperature before the refrigerant is introduced into the second heat exchanger 505 serving as a condenser during heating. 505) and the compressor 502 can be improved and the heating performance can be dramatically improved by enabling smooth operation of the entire heating cycle.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하였으나. 본 발명은 다양한 변화와 변경 및 균등물을 사용할 수 있다. 본 발명은 상기 실시예를 적절히 변형하여 동일하게 응용할 수 있음이 명확하다. 따라서 상기 기재 내용은 하기 특허청구범위의 한계에 의해 정해지는 본 발명의 범위를 한정하는 것이 아니다. The preferred embodiment of the present invention has been described above. The present invention may use various changes, modifications, and equivalents. It is clear that the present invention can be applied in the same manner by appropriately modifying the above embodiments. Accordingly, the above description does not limit the scope of the invention as defined by the limitations of the following claims.
이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명에 의한 난방성능을 높인 히프펌프식 난방장치는, 압축기가 충분히 성능을 발휘할 수 있게 되어 원활한 난방사이클이 이루어지면서 높은 수준의 난방성능을 구현하면서 전기소비량은 감축시킬 수 있다.As described above, the bottom-pump heating device with improved heating performance according to the present invention, the compressor is able to fully exhibit the performance, while achieving a high level of heating performance while achieving a smooth heating cycle can reduce the electricity consumption. have.
또한, 본 발명은 팽창밸브를 통과한 냉매가 상온의 상태를 유지토록 하여 팽창밸브의 작용으로 인한 주변 공기의 냉각을 막아 난방성능을 높일 수 있다.In addition, the present invention can maintain the room temperature of the refrigerant passing through the expansion valve to prevent the cooling of the ambient air due to the action of the expansion valve can improve the heating performance.
또한, 본 발명은 증발기 및 증발기에 부수되는 배출팬 등의 장치들이 제거되는 관계로 간단한 구성을 가지며, 이로 인한 원가절감의 효과를 갖게 된다.In addition, the present invention has a simple configuration in that the devices such as the evaporator and the discharge fan accompanying the evaporator is removed, thereby reducing the cost.
또한, 본 발명은 실외기 없이 실내에서만 포터블형으로 활용하는데 매우 유용하다.In addition, the present invention is very useful for utilizing as a portable type only indoors without an outdoor unit.
또한, 본 발명은 부품 중 일부에 성애가 두껍게 끼거나 주변온도가 급격히 낮아지는 현상을 피할 수 있다.In addition, the present invention can avoid the phenomenon that some of the components thicken the frost or sharply lower the ambient temperature.
Claims (22)
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KR1020050118231A KR20070059405A (en) | 2005-12-06 | 2005-12-06 | Heat pump type heating apparatus raising the heating capacity |
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KR100983325B1 (en) * | 2010-02-02 | 2010-09-20 | 주식회사 그린에너텍 | An air conditioning system with one body heat sink |
CN102353180A (en) * | 2011-09-20 | 2012-02-15 | 北京矿大节能科技有限公司 | Anti-scaling vortex high-temperature heat pump unit for mining area |
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2005
- 2005-12-06 KR KR1020050118231A patent/KR20070059405A/en not_active Application Discontinuation
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