KR20070111930A - Air conditioner using of the subterranean heat - Google Patents

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KR20070111930A
KR20070111930A KR1020060045378A KR20060045378A KR20070111930A KR 20070111930 A KR20070111930 A KR 20070111930A KR 1020060045378 A KR1020060045378 A KR 1020060045378A KR 20060045378 A KR20060045378 A KR 20060045378A KR 20070111930 A KR20070111930 A KR 20070111930A
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heat exchanger
heat
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KR1020060045378A
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고재윤
김정훈
김인규
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엘지전자 주식회사
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Abstract

An air conditioner using subterranean heat is provided to exchange heat between a refrigerant and water using subterranean heat of a subterranean heat exchanger to improve coefficient of performance and energy efficiency rate, thereby improving air conditioning performance. A plurality of indoor units condition air of an indoor space. A plurality of outdoor units are connected with the plurality of indoor units by a plurality of pipes, having outdoor heat exchangers(140) for exchanging heat and compressors(120,120') for compressing a refrigerant. A subterranean heat exchanger is connected with the outdoor heat exchangers of the outdoor units and is buried in the ground for exchanging heat between subterranean heat and a circulating medium circulating through the inside. Auxiliary heat sources are installed at one side of the outdoor unit for assisting heat exchange of the outdoor heat exchanger.

Description

지열을 이용한 공기조화 시스템 {Air Conditioner using of the subterranean heat}Air Conditioning System using Geothermal Heat {Air Conditioner using of the subterranean heat}

도 1은 종래 멀티형 공기조화기의 설치상태도.1 is a state diagram of a conventional multi-type air conditioner.

도 2은 종래 멀티형 공기조화기의 구성 및 냉매 흐름을 보인 블럭구성도.Figure 2 is a block diagram showing the configuration of the conventional multi-type air conditioner and the refrigerant flow.

도 3은 본 발명에 의한 지열을 이용한 공기조화 시스템의 설치상태도.Figure 3 is an installation state of the air conditioning system using geothermal heat according to the present invention.

도 4는 본 발명에 의한 지열을 이용한 공기조화 시스템의 구성 및 냉매 흐름을 보인 블럭구성도.Figure 4 is a block diagram showing the configuration and refrigerant flow of the air conditioning system using geothermal heat according to the present invention.

도 5는 본 발명 실시예의 요부인 실외기의 구성도.5 is a block diagram of an outdoor unit that is a main part of an embodiment of the present invention.

도 6은 본 발명 실시예를 구성하는 실외기의 내부 부품을 부분적으로 보인 분해사시도.Figure 6 is an exploded perspective view partially showing the internal components of the outdoor unit constituting the embodiment of the present invention.

도 7은 본 발명 실시예를 구성하는 보조열원의 연결상태를 보인 블럭 구성도.Figure 7 is a block diagram showing a connection state of the auxiliary heat source constituting an embodiment of the present invention.

도 8은 본 발명 실시예를 구성하는 순환배관을 따라 순환매체가 순환하는 상태를 보인 작동 상태도.8 is an operational state diagram showing a state in which the circulation medium circulates along the circulation pipe forming the embodiment of the present invention.

도 9은 본 발명 실시예를 구성하는 급탕용히트펌프가 작동되는 경우의 순환매체 유동 상태를 보인 작동 상태도.9 is an operational state diagram showing a circulating medium flow state when the hot water heat pump for constituting the embodiment of the present invention is operated.

도 10은 본 발명 실시예를 구성하는 보일러가 작동되는 경우의 순환매체 유 동 상태를 보인 작동 상태도.10 is an operational state diagram showing a circulating medium flow state when the boiler constituting the embodiment of the present invention is operated.

도 11은 본 발명 실시예를 구성하는 냉각탑이 작동되는 경우의 순환매체 유동 상태를 보인 작동 상태도.11 is an operating state diagram showing a circulating medium flow state when the cooling tower constituting the embodiment of the present invention is operated.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *Explanation of symbols on the main parts of the drawings

100. 실외기 102. 실외전자밸브100. Outdoor unit 102. Outdoor solenoid valve

120. 정속압축기 120'. 인버터압축기120. Constant speed compressor 120 '. Inverter Compressor

120a. 냉매분사기 121. 균유관120a. Refrigerant injector 121.

121'. 균유관온도센서 122. 오일분리기121 '. Strainer Oil Temperature Sensor 122. Oil Separator

123. 오일회수관 124. 4방향밸브123. Oil return pipe 124. Four-way valve

130. 과냉각기 130'. 역이송관130. Supercooler 130 '. Station

130'a. 과냉각팽창밸브 132. 어큐뮬레이터130'a. Subcooling Expansion Valve 132. Accumulator

140. 실외열교환기 200. 실내기140. Outdoor heat exchanger 200. Indoor unit

202. 실내열교환기 204. 팽창밸브202. Indoor heat exchanger 204. Expansion valve

210. 공통액관 210'. 분지액관210. Common fluid line 210 '. Basin

210". 실외액관 212. 공통기관210 ". Outdoor liquid pipe 212. Common pipe

212'. 분지기관 212". 실외기관212 '. Branches 212 ". Outdoor

214. 고저압공통관 300. 지중열교환기214. High and low pressure common pipe 300. Underground heat exchanger

310. 순환배관 312. 공급배관310. Circulation piping 312. Supply piping

314. 복귀배관 320. 순환펌프314. Return piping 320. Circulation pump

330. 보충탱크 332. 보충관330. Filling tanks 332.

334. 보충밸브 340. 보존탱크334. Filling valves 340. Storage tanks

400. 급탕용히트펌프 402. 급탕공급관400. Hot water supply pump 402. Hot water supply pipe

404. 급탕공급밸브 410. 급탕열교환기404. Hot water supply valve 410. Hot water supply heat exchanger

420. 급탕순환배관 430. 급탕탱크420. Hot water circulation pipe 430. Hot water tank

450. 보일러 452. 보일러공급관450. Boiler 452. Boiler supply pipe

454. 보일러공급밸브 456. 보일러온도센서454. Boiler Supply Valves 456. Boiler Temperature Sensors

460. 냉각탑 462. 냉각탑공급관460. Cooling tower 462. Cooling tower supply pipe

464. 냉각탑공급밸브 466. 냉각온도센서464. Cooling tower supply valve 466. Cooling temperature sensor

468. 냉각펌프468. Cooling pump

본 발명은 지열을 이용한 공기조화 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 지열을 이용하여 열교환을 수행하며, 다수의 압축기가 부하에 따라 선택 사용되는 지열을 이용한 공기조화 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to an air conditioning system using geothermal heat, and more particularly, to a heat exchange using geothermal heat, and more particularly to an air conditioning system using geothermal heat in which a plurality of compressors are selected and used according to load.

일반적으로 공기조화기라 일컬어지는 공기조화 시스템은, 실내의 더운 공기를 흡입하여 저온의 냉매로 열교환한 후 이를 실내로 토출하는 반복작용에 의해 실내를 냉방시키거나 또는 반대작용에 의해 실내를 난방시키는 냉/난방 시스템으로서, 압축기-응축기-팽창밸브-증발기로 이루어져 일련의 사이클을 형성한다.An air conditioning system, commonly referred to as an air conditioner, cools a room by a repetitive action of inhaling hot air in a room, exchanging heat with a low temperature refrigerant, and then discharging it into the room. / Heating system, consisting of a compressor-condenser-expansion valve-evaporator to form a series of cycles.

그리고 근래에는 냉난방 외에 실내의 오염된 공기를 흡입하여 필터링한 후 청정공기로 만들어 실내로 재투입하는 공기정화기능과, 다습한 공기를 건습공기로 만들어 실내로 재투입하는 제습기능 등 여러 가지 부가적인 기능을 겸하고 있다.Recently, in addition to heating and cooling, there are various additional functions such as the air purifying function that inhales and filters contaminated air in the room and makes it into clean air and reinjects it into the room, and the dehumidification function of making humid air into wet and dry air again. It also functions.

한편 주지된 바와 같이 공기조화기는 실외기와 실내기가 각각 분리되어 설치되는 분리형 공기조화기와, 실외기와 실내기가 일체로 설치되는 일체형 공기조화기로 크게 구분할 수 있다.Meanwhile, as is well known, an air conditioner may be classified into a separate type air conditioner in which an outdoor unit and an indoor unit are separately installed, and an integrated air conditioner in which the outdoor unit and the indoor unit are integrally installed.

또한 최근에는 가정에 2대 이상의 공기조화기를 설치하고자 할 때나 여러개의 사무실을 구비한 건물에서 각 사무실마다 공기조화기를 설치하고자 할 때 효과적으로 적용할 수 있는 멀티형 공기조화기가 출시되고 있다. 이러한 멀티형 공기조화기는 하나의 실외기에 복수개의 실내기를 연결하여, 분리형 공기조화기를 여러대 설치한 것과 같은 효과를 얻을 수 있는 것이다.Recently, multi-type air conditioners have been released that can be effectively applied when two or more air conditioners are installed in a home or when an air conditioner is installed in each office in a building having several offices. This multi-type air conditioner is connected to a plurality of indoor units in one outdoor unit, it is possible to obtain the same effect as installing a plurality of separate air conditioner.

도 1에는 종래 멀티형 공기조화기의 설치상태가 개략적으로 도시되어 있으며, 도 2에는 종래의 멀티형 공기조화기의 구성 및 냉매의 흐름을 나타낸 블록구성도가 도시되어 있다. 이를 참조하면 실외기(1)는 압축기(10), 어큐뮬레이터(20) 및 실외열교환기(30) 등으로 이루어지고, 실내기(50)는 실내열교환기(60) 및 팽창밸브(70)로 이루어진다.1 is a schematic view showing an installation state of a conventional multi-type air conditioner, and FIG. 2 is a block diagram showing a configuration of a conventional multi-type air conditioner and a flow of a refrigerant. Referring to this, the outdoor unit 1 includes a compressor 10, an accumulator 20, an outdoor heat exchanger 30, and the like, and the indoor unit 50 includes an indoor heat exchanger 60 and an expansion valve 70.

그리고 이러한 멀티형 공기조화기에서는 하나의 실외기(1)에 다수의 실내기(50)가 연결되어 있는데, 실외기(1)와 실내기(50) 사이에는 높은 압력을 가지는 고압관(80)과 상대적으로 낮은 압력의 저압관(90)이 각각 연결된다.In the multi-type air conditioner, a plurality of indoor units 50 are connected to one outdoor unit 1, and a high pressure pipe 80 having a high pressure and a relatively low pressure are connected between the outdoor unit 1 and the indoor unit 50. The low pressure pipes 90 are respectively connected.

상기와 같은 구성의 공기조화기가 냉방작용을 할 경우, 상기 실외기(1)의 실 외열교환기(30)는 압축기(10)로부터 압송된 고온/고압의 기체상태의 냉매를 응축시키는 응축기 역할을 한다. 이와 같이 응축된 냉매는 팽창밸브(70)를 통과하면서 저온/저압의 기체상태로 팽창되어 실내열교환기(60)에 보내진다.When the air conditioner of the configuration as described above to perform the cooling action, the outdoor heat exchanger 30 of the outdoor unit 1 serves as a condenser to condense the refrigerant of the high temperature / high pressure gas state conveyed from the compressor (10). The refrigerant condensed as described above is expanded to a low-temperature / low-pressure gas while passing through the expansion valve 70 and is sent to the indoor heat exchanger 60.

상기 실내열교환기(60)로 유입된 냉매는 실내 공기와 열교환됨에 따라 저온/저압의 기체상태 및 액체상태가 섞여지는 2상의 냉매로 바뀐다. 이러한 냉매는 어큐뮬레이터(20)를 통과한 후에 다시 압축기(10)에 보내져 냉매의 1싸이클(cycle)을 이룬다.The refrigerant introduced into the indoor heat exchanger 60 is converted into a two-phase refrigerant in which gaseous and liquid states of low temperature / low pressure are mixed as heat is exchanged with indoor air. The refrigerant is passed through the accumulator 20 and then sent back to the compressor 10 to form one cycle of the refrigerant.

다음으로, 상기와 같은 공기조화기가 난방작용을 하는 경우에는 냉매의 흐름 및 열교환기의 작용이 반대이다. 즉, 압축기(10)에서 압축된 냉매는 어큐뮬레이터(20) -> 실내열교환기(60) -> 팽창밸브(70) -> 실외열교환기(30)의 순서로 흐른다.Next, when the air conditioner performs the heating operation, the flow of the refrigerant and the action of the heat exchanger are reversed. That is, the refrigerant compressed by the compressor 10 flows in the order of the accumulator 20-> indoor heat exchanger 60-> expansion valve 70-> outdoor heat exchanger 30.

이때, 상기 실내열교환기(60)는 그 내부를 통과하는 고온고압의 냉매와 실내공기를 열교환시키는 응축기 역할을 하고, 상기 실외열교환기(30)는 그 내부의 저온저압 냉매와 실외공기를 열교환시키는 증발기 역할을 한다.At this time, the indoor heat exchanger 60 serves as a condenser for heat exchange between the high temperature and high pressure refrigerant passing through the inside and the indoor air, and the outdoor heat exchanger 30 heat exchanges the low temperature low pressure refrigerant and the outdoor air therein. It acts as an evaporator.

이와 같이 종래의 공기조화 시스템(공기조화기)에서는 실외열교환기(30)의 열원으로 외기(외부의 공기)를 이용하는 방식이 주로 이용되어 왔다. 즉, 열원으로 외기(외부의 공기)를 이용하는 공기 열교환식 히트펌프(EHP, GHP)라고도 불리는 실외기(1)가 구비되는 공기조화 시스템이 사용되어 왔다.As described above, in the conventional air conditioning system (air conditioner), a method of using outside air (outside air) as a heat source of the outdoor heat exchanger 30 has been mainly used. That is, the air conditioning system provided with the outdoor unit 1 also called air heat exchange type heat pumps (EHP, GHP) which uses outside air (outside air) as a heat source has been used.

그러나, 이러한 공기를 이용한 열교환 시스템에서는, 외기의 온도가 난방 중에는 너무 낮고, 반대로 냉방 중에는 너무 높다. 따라서, 냉매의 열 흡수 및 배출 에 많은 에너지가 소비되는 문제점이 있다. 이와 같이, 외기의 온도가 일정치 않을 경우에는 냉,난방에 필요한 열원의 이상 현상으로 인하여, 안정된 냉,난방 운전이 어렵다는 문제점이 있다.However, in such a heat exchange system using air, the temperature of the outside air is too low during heating and, conversely, too high during cooling. Therefore, there is a problem in that a lot of energy is consumed for heat absorption and discharge of the refrigerant. As such, when the temperature of the outside air is not constant, there is a problem that stable cooling and heating operation is difficult due to an abnormal phenomenon of a heat source required for cooling and heating.

한편, 상기와 같은 외기(외부의 공기)를 이용한 열교환 시스템의 문제점을 해결하기 위해, 근래에는 지열을 열원으로 하여 실외 열교환을 행하는 기본적인 공기조화 시스템이 출현하고 있다. 따라서, 이러한 지열을 이용한 공기조화 시스템은 외기온도에 의한 영향을 받지 않고 지중의 열을 열원으로 하여 열교환하므로, 공기를 이용한 공기조화 시스템보다는 일반적으로 높은 열효율(COP, EER)을 나타낸다.On the other hand, in order to solve the problem of the heat exchange system using the outside air (external air) as described above, in recent years, a basic air conditioning system that performs outdoor heat exchange using geothermal heat as a heat source has emerged. Therefore, such an air conditioning system using geothermal heat exchanges the ground heat as a heat source without being affected by outside temperature, and thus exhibits a higher thermal efficiency (COP, EER) than an air conditioning system using air.

그러나, 이러한 지열을 이용한 종래의 공기조화 시스템에서도 많은 문제점이 나타나고 있다. 즉, 열효율 향상과 같은 장점에도 불구하고, 냉,난방 운전시 실내에서 열교환 된 후, 실외의 수 열교환기로 흐른 냉매가 지중으로 충분히 열을 흡,방출하지 못한 경우에는 냉,난방 운전의 안정성과 신뢰성이 떨어지는 문제점을 여전히 가지고 있다.However, many problems appear in the conventional air conditioning system using such geothermal heat. In other words, despite the advantages such as improved thermal efficiency, if the refrigerant flowed through the indoor water heat exchanger during the cooling and heating operation, and the refrigerant flowed into the outdoor water heat exchanger does not sufficiently absorb and release heat into the ground, the stability and reliability of the cooling and heating operation I still have this falling problem.

또한, 상기와 같은 종래의 공기조화 시스템에서에서 사용되는 상기 압축기(10)는 정속운전을 하는 정속압축기로 이루어지고, 하나의 압축기만으로 구성된다. 따라서 이러한 압축기(10)는 부하의 과다에 관계없이 정속운전을 하게 되므로, 상대적으로 적은 부하가 걸리는 경우에는 압축기(10)의 가동으로 인해 전력이 낭비되는 문제점이 있다. 즉, 최대의 부하가 걸리는 경우를 대비하여 상기 압축기(10)의 용량을 결정하여 설치하게 되는데, 상대적으로 적은 부하가 걸리는 경우에도 이러한 큰 용량의 압축기(10)가 가동되므로 상대적으로 전력의 낭비가 발생하게 되는 것이다.In addition, the compressor 10 used in the conventional air conditioning system as described above consists of a constant speed compressor for constant speed operation, and consists of only one compressor. Therefore, since the compressor 10 performs the constant speed operation regardless of the excessive load, there is a problem in that power is wasted due to the operation of the compressor 10 when a relatively small load is applied. That is, the capacity of the compressor 10 is determined and installed in preparation for the case where the maximum load is applied. Since the compressor 10 of the large capacity is operated even when a relatively small load is applied, the waste of power is relatively reduced. Will occur.

따라서 본 발명의 목적은 상기한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 지중의 열을 이용하여 열교환이 이루어지는 지열을 이용한 공기조화 시스템을 제공하는 것이다.Accordingly, an object of the present invention is to solve the problems of the prior art as described above, and to provide an air conditioning system using geothermal heat in which heat exchange is performed using underground heat.

본 발명의 다른 목적은, 실외의 열교환기에서 열교환이 충분히 일어나도록 하는 보조열원이 구비되는 지열을 이용한 공기조화 시스템을 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide an air conditioning system using geothermal heat that is provided with an auxiliary heat source to allow sufficient heat exchange in an outdoor heat exchanger.

본 발명의 또 다른 목적은, 복수의 압축기가 구비되며, 여분의 압축기는 부하 용량에 따라 선택적으로 사용되는 지열을 이용한 공기조화 시스템을 제공하는 것이다.Still another object of the present invention is to provide an air conditioning system using geothermal heat, in which a plurality of compressors are provided and the extra compressor is selectively used according to the load capacity.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 지열을 이용한 공기조화 시스템은, 실내 공간의 공기를 조화하는 다수의 실내기와; 상기 실내기와 다수의 배관에 의해 연통되며, 열교환이 일어나는 실외열교환기 및 냉매를 압축하는 압축기가 구비되는 하나 이상의 실외기와; 상기 실외기의 실외열교환기와 연결 설치되며, 지하에 매설되어 지중의 열과 내부를 순환하는 순환매체 사이에 열교환이 일어나도록 하는 지중열교환기와; 상기 실외기의 일측에 설치되어, 상기 실외열교환기의 열교환을 보조하는 보조열원을 포함하는 구성을 가지며; 상기 압축기는 복수로 이루어짐을 특징으로 한다.An air conditioning system using geothermal heat according to the present invention for achieving the above object comprises: a plurality of indoor units that harmonize air in an indoor space; At least one outdoor unit communicating with the indoor unit by a plurality of pipes, the outdoor heat exchanger having a heat exchanger and a compressor for compressing a refrigerant; An underground heat exchanger installed in connection with an outdoor heat exchanger of the outdoor unit, the underground heat exchanger being buried underground so that heat exchange occurs between a circulating medium circulating inside and underground heat; Is installed on one side of the outdoor unit, has a configuration including an auxiliary heat source for assisting heat exchange of the outdoor heat exchanger; The compressor is characterized by consisting of a plurality.

상기 압축기는, 정속운전을 하는 정속압축기와, 가변속 열펌프(Variable Speed Heat Pump)인 인버터압축기를 포함하는 구성을 가지는 것을 특징으로 한다.The compressor is characterized by having a configuration including a constant speed compressor for constant speed operation and an inverter compressor that is a variable speed heat pump (Variable Speed Heat Pump).

상기 정속압축기는, 상기 다수의 실내기 중 냉방 또는 난방이 요구되는 실내기 수량의 다소(多少)에 따라 선택적으로 사용됨을 특징으로 한다.The constant speed compressor is characterized in that it is selectively used depending on the number of the indoor unit number of the cooling or heating of the plurality of indoor units is required.

상기 정속압축기는, 부하용량이 증가하여 상기 인버터압축기만으로 부하를 감당할 수 없는 경우에 부가적으로 가동됨을 특징으로 한다.The constant speed compressor may be additionally operated when the load capacity is increased so that only the inverter compressor cannot handle the load.

상기 정속압축기와 인버터압축기 사이에는, 정속압축기와 인버터압축기가 서로 연통되도록 하는 균유관이 설치됨을 특징으로 한다.Between the constant speed compressor and the inverter compressor, characterized in that the constant flow compressor and the inverter compressor is installed to communicate with each other.

이와 같은 본 발명에 의하면, 안정된 냉난방이 가능하며 전력낭비가 방지되는 이점이 있다.According to the present invention as described above, there is an advantage that stable heating and cooling is possible and power consumption is prevented.

본 발명은, 지열원 히트펌프(GSHPs; Ground Source Heat Pumps)라고도 불리는 실외기가 사용되는 공기조화 시스템에 관한 것으로, 실외 열교환기의 열원으로는 지열을 이용하고 그 지열에 의해 소정의 온도가 된 물(열교환수)을 이용하여 실외기에서 열교환을 수행하는 시스템이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an air conditioning system in which an outdoor unit, also called ground source heat pumps (GSHPs), is used. It is a system that performs heat exchange in outdoor unit by using (heat exchange water).

이하 상기한 바와 같은 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참고하여 상세히 설명한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention as described above will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 3에는 본 발명에 의한 지열을 이용한 공기조화 시스템의 설치상태가 개략적으로 도시되어 있으며, 도 4에는 본 발명에 의한 지열을 이용한 공기조화 시스템의 블록구성도가 개략적으로 도시되어 있다. FIG. 3 schematically shows an installation state of an air conditioning system using geothermal heat according to the present invention, and FIG. 4 schematically shows a block diagram of an air conditioning system using geothermal heat according to the present invention.

이들 도면에 도시된 바와 같이, 본 발명에 의한 공기조화 시스템은, 실내 공간의 공기를 조화하는 하나 이상의 실내기(200)와, 상기 실내기(200)와 다수의 배 관에 의해 연통되는 하나 이상의 실외기(100)와, 지하에 매설되어 지중의 열과 내부를 순환하는 순환매체 사이에 열교환이 일어나도록 하는 지중열교환기(300)와, 상기 실외기(100)에 구비되는 실외열교환기에서의 열교환을 보조하는 다수의 보조열원(400,450,460) 등으로 구성된다.As shown in these drawings, the air conditioning system according to the present invention includes at least one indoor unit 200 for coordinating air in an indoor space, and at least one outdoor unit communicating with the indoor unit 200 by a plurality of pipes ( 100) and underground underground heat exchanger (300) for heat exchange between underground heat and circulating medium circulating therein, and a plurality of secondary heat exchangers for outdoor heat exchanger provided in outdoor unit (100). The secondary heat source (400, 450, 460) and the like.

상기 실외기(100)는 정속압축기(120) 및 인버터압축기(120'), 어큐뮬레이터(132) 그리고 실외열교환기(140)와 실외전자밸브(102, LEV:linear expansion valve, 이하 '실외LEV'라 한다.) 등으로 이루어지고, 실내기(200)는 실내열교환기(202), 팽창밸브(204) 등으로 이루어진다.The outdoor unit 100 is a constant speed compressor 120, an inverter compressor 120 ', an accumulator 132 and an outdoor heat exchanger 140 and an outdoor solenoid valve 102 (LEV: linear expansion valve, hereinafter referred to as' outdoor LEV'). .) And the like, and the indoor unit 200 includes an indoor heat exchanger 202, an expansion valve 204, and the like.

멀티형 공기조화기에서는 하나 또는 둘 이상의 실외기(100)에 다수의 실내기(200)가 연결되어 있는데, 실외기(100)와 실내기(200) 사이에는 액체냉매가 흐르는 단일배관인 공통액관(210)과, 기체냉매가 흐르는 단일배관인 공통기관(212)이 연통되게 형성된다. 그리고 둘 이상의 실외기(100) 사이에는 냉매의 균형을 유지시키기 위한 고저압공통관(214)이 연통되게 설치된다.In the multi-type air conditioner, a plurality of indoor units 200 are connected to one or more outdoor units 100. The common liquid pipe 210, which is a single pipe through which liquid refrigerant flows, is connected between the outdoor unit 100 and the indoor unit 200, The common engine 212, which is a single pipe through which gas refrigerant flows, is formed in communication. And between the two or more outdoor unit 100 is installed in communication with the high and low pressure common pipe 214 to maintain the balance of the refrigerant.

상기 고저압공통관(214)은 다수의 실외기(100)에 구비되는 상기 실외열교환기(140)의 입구측이 서로 연통되도록 설치되어 실외기(100) 상호간에 냉매의 균형이 유지되도록 한다. 한편 다수의 실외기(100) 중 사용되지 않는 실외기(100)의 실외열교환기(140)에도 냉매가 유입되도록 하므로서 전체적으로 열교환효율이 향상되는 효과를 가져오게 된다. 그리고 상기 고저압공통관(214)에는 냉방 또는 난방 작용에 따라 고압 또는 저압의 냉매가 흐르게 된다.The high and low pressure common pipe 214 is installed such that the inlet side of the outdoor heat exchanger 140 provided in the plurality of outdoor units 100 communicates with each other to maintain the balance of the refrigerant between the outdoor units 100. Meanwhile, the refrigerant is also introduced into the outdoor heat exchanger 140 of the outdoor unit 100, which is not used among the plurality of outdoor units 100, thereby bringing an effect of improving heat exchange efficiency. And the high or low pressure common pipe 214 is a high pressure or low pressure refrigerant flows in accordance with the cooling or heating action.

상기 실내기(200)에는 액체냉매가 흐르는 분지액관(210')과, 기체냉매가 흐 르는 분지기관(212')이 각각 형성되며, 이러한 분지액관(210')과 분지기관(212')은 상기 공통액관(210)과 공통기관(212)과 연통된다. The indoor unit 200 is formed with a branch liquid pipe 210 ', through which liquid refrigerant flows, and a branch engine 212' through which gas refrigerant flows, and the branch liquid pipe 210 'and the branch engine 212' are respectively formed. Communicating with the common liquid pipe 210 and the common engine 212.

그리고 상기와 같은 다수의 분지액관(210')과 분지기관(212')은 연결되는 실내기(200)의 용량에 따라 그 직경이 각각 상이하게 된다.In addition, the diameters of the plurality of branch liquid pipes 210 'and the branch engine 212' are different depending on the capacity of the indoor unit 200 to be connected.

한편 상기 실외기(100)에는 액체냉매가 흐르는 실외액관(210")과, 기체냉매가 흐르는 실외기관(212")이 각각 형성되며, 이러한 실외액관(210")과 실외기관(212")은 상기 공통액관(210)과 공통기관(212)과 연통된다.Meanwhile, the outdoor unit 100 is formed with an outdoor liquid pipe 210 "through which liquid refrigerant flows, and an outdoor engine 212" through which gas refrigerant flows, and the outdoor liquid pipe 210 "and an outdoor engine 212" are respectively formed in the outdoor unit 100. Communicating with the common liquid pipe 210 and the common engine 212.

상기 다수의 보조열원(400,450,460)은 상기 지중열교환기(300) 내부를 유동하는 순환매체를 가열 또는 냉각시키는 장치이며, 이러한 다수의 보조열원(400,450,460)은 2 이상이 동시에 작동되거나, 어느 하나가 선택적으로 사용된다.The plurality of auxiliary heat sources (400, 450, 460) is a device for heating or cooling the circulating medium flowing in the underground heat exchanger (300), two or more of these auxiliary heat sources (400, 450, 460) are operated at the same time, or any one is optional Used as

상기 다수의 보조열원(400,450,460)은 도시된 바와 같이, 급탕용히트펌프(400)와 보일러(450) 그리고 냉각탑(460) 등으로 구성된다. 물론, 상기 보조열원(400,450,460)으로는 상기 급탕용히트펌프(400)와 보일러(450), 냉각탑(460) 중 어느 하나가 구비되거나, 다른 장치가 더 구비될 수도 있을 것이다.The plurality of auxiliary heat sources (400, 450, 460) is composed of a hot water supply pump 400, a boiler 450, and a cooling tower 460, as shown. Of course, the auxiliary heat source (400, 450, 460) may be provided with any one of the hot water supply pump 400, the boiler 450, the cooling tower 460, or another device may be further provided.

상기 급탕용히트펌프(400)는 상기 실외기(100)와 지중열교환기(300) 사이에 설치되어, 상기 지중열교환기(300)를 순환하는 순환매체가 타 교환수와의 열교환에 의해 열기를 발산하도록 하는 장치이다. The hot water heat pump 400 is installed between the outdoor unit 100 and the underground heat exchanger 300 so that the circulation medium circulating the underground heat exchanger 300 emits heat by heat exchange with other exchange water. It is a device to make it.

그리고, 상기 보일러(450)는 상기 실외기(100)와 상기 지중열교환기(300) 사이에 설치되어 상기 지중열교환기(300)를 순환하는 순환매체를 가열하는 장치이다.The boiler 450 is a device installed between the outdoor unit 100 and the underground heat exchanger 300 to heat a circulating medium circulating through the underground heat exchanger 300.

상기 냉각탑(460)은 상기 실외기(100)와 상기 지중열교환기(300) 사이에 설치되어 상기 지중열교환기(300)를 순환하는 순환매체를 냉각시키는 장치이다. 그리고, 이러한 냉각탑(460)의 내부 또는 외부에는 냉각탑(460)을 경유한 순환매체(물)의 유동을 강제하는 냉각펌프(468)가 더 설치된다.The cooling tower 460 is a device installed between the outdoor unit 100 and the underground heat exchanger 300 to cool the circulating medium circulating the underground heat exchanger 300. Further, a cooling pump 468 for forcing the flow of the circulation medium (water) via the cooling tower 460 is further installed inside or outside the cooling tower 460.

상기 실외기(100)의 실외열교환기(140)와 상기 지중열교환기(300) 사이에는 도시된 바와 같은 순환배관(310)이 구비되어 순환매체의 순환을 안내하게 되며, 이러한 순환매체는 적어도 공기보다는 비열이 높은 물질로 이루어는데, 바람직하게는 물(H2O)로 구성된다.A circulation pipe 310 as shown is provided between the outdoor heat exchanger 140 and the underground heat exchanger 300 of the outdoor unit 100 to guide the circulation of the circulating medium. It consists of a material with a high specific heat, preferably water (H 2 O).

상기 순환배관(310)에는 순환매체의 유동을 강제하는 순환펌프(320)가 설치된다. 상기 순환펌프(320)는 외부로부터 인가되는 전원에 의해 상기 순환배관(310) 내부의 순환매체가 일 방향으로 유동하도록 하는 작용을 한다.The circulation pipe 310 is provided with a circulation pump 320 for forcing the flow of the circulation medium. The circulation pump 320 serves to cause the circulation medium inside the circulation pipe 310 to flow in one direction by a power applied from the outside.

또한, 상기 순환배관(310)에는, 순환배관(310) 내부를 유동하는 순환매체의 부족분을 보충하기 위한 보충탱크(330)가 더 구비된다. 그리고, 이러한 보충탱크(330)의 일측에는 상기 순환배관(310) 내부를 유동하는 순환매체의 압력을 조절하는 보존탱크(340)가 설치된다. In addition, the circulation pipe 310 is further provided with a replenishment tank 330 for replenishing the shortage of the circulation medium flowing through the circulation pipe (310). Then, one side of the replenishment tank 330 is provided with a storage tank 340 for adjusting the pressure of the circulation medium flowing in the circulation pipe 310.

상기 급탕용히트펌프(400)의 일측에는, 급탕용히트펌프(400)와의 열교환에 의해 물이 가열되어 저장되는 급탕탱크(430)가 더 구비되며, 상기 급탕용히트펌프(400)와 급탕탱크(430) 사이에는 순환되는 물을 강제 유동시키는 급탕펌프(432)가 설치된다.On one side of the hot water supply pump 400, a hot water tank 430 is further provided by the water is heated and stored by heat exchange with the hot water heat pump 400, the hot water heat pump 400 and the hot water tank The hot water pump 432 for forcibly flowing the water circulated between the 430 is installed.

상기와 같은 보조열원(400,450,460)의 구성과 연결 상태는 아래에서 상세히 설명한다.Configuration and connection state of the auxiliary heat source (400, 450, 460) as described above will be described in detail below.

도 5에는 본 발명에 의한 공기조화 시스템을 구성하는 상기 실외기의 구성이 개략적으로 도시되어 있다. 그리고, 도 6에는 실외기 내부에 구비되는 다수의 부품이 분해사시도로 도시되어 있다.5 schematically shows a configuration of the outdoor unit constituting the air conditioning system according to the present invention. And, Figure 6 is an exploded perspective view of a number of parts provided in the outdoor unit.

이들 도면에 도시된 바에 따르면, 상기 실외기(100) 내부에는 복수의 압축기(120,120')가 설치된다. 상기 압축기(120,120')는 냉매를 압축하여 고온고압이 되도록 하는 것이다. 즉 정속운전을 하는 정속압축기(120)와 가변속 열펌프(Variable Speed Heat Pump)인 인버터압축기(120')가 하부 외관을 형성하는 베이스팬(110) 상측에 설치된다. As shown in these figures, a plurality of compressors 120 and 120 'are installed in the outdoor unit 100. The compressors 120 and 120 'compress the refrigerant to be at a high temperature and high pressure. That is, the constant speed compressor 120 for constant speed operation and the inverter compressor 120 ', which is a variable speed heat pump, are installed above the base fan 110 forming a lower appearance.

상기 압축기(120,120')의 입구측에는 냉매분사기(120a)가 설치된다. 상기 냉매분사기(120a)는 상기 압축기(120,120')가 운전상황에 따라 과열되는 경우에 냉매를 공급하여 압축기의 소손을 방지하는 것으로, 여기에 사용되는 냉매는 아래에서 설명할 실외열교환기(140)로부터 배출되는 냉매가 사용되도록 구성됨이 바람직하다.A refrigerant injector 120a is installed at the inlet side of the compressors 120 and 120 '. The refrigerant injector 120a prevents the compressor from being burned by supplying a refrigerant when the compressors 120 and 120 'are overheated according to operating conditions, and the refrigerant used herein is an outdoor heat exchanger 140 to be described below. It is preferred that the refrigerant discharged from is configured to be used.

그리고 상기 정속압축기(120)와 인버터압축기(120') 사이에는 균유관(121)이 설치되어 정속압축기(120)와 인버터압축기(120')가 서로 연통되도록 한다. 따라서 어느 일측의 압축기에서 급유부족이 발생하면, 다른 압축기로부터 보충되도록 하여 유량부족에 의한 압축기(120,120')의 소손을 방지한다.A constant oil compressor 121 is installed between the constant speed compressor 120 and the inverter compressor 120 'such that the constant speed compressor 120 and the inverter compressor 120' communicate with each other. Therefore, when oil supply shortage occurs in one of the compressors, the compressor 120 is replenished from the other compressor to prevent burnout of the compressors 120 and 120 'due to the insufficient flow rate.

상기 압축기(120,120')로는 소음이 작고 효율이 뛰어난 스크롤압축기가 사용 되며, 특히 상기 인버터압축기(120')는 부하용량에 따라 회전수가 조절되는 인버터 스크롤 압축기이다. 따라서 소수의 실내기(200)가 사용되어 부하용량이 적은 경우에는 먼저 상기 인버터압축기(120')가 가동되며, 점차 부하용량이 증가하여 인버터압축기(120')만으로 감당할 수 없는 경우에 비로소 상기 정속압축기(120)가 가동된다.As the compressors 120 and 120 ', a scroll compressor having low noise and excellent efficiency is used. In particular, the inverter compressor 120' is an inverter scroll compressor whose rotation speed is adjusted according to a load capacity. Therefore, when a small number of indoor units 200 are used and the load capacity is small, the inverter compressor 120 'is operated first, and the constant speed compressor is not available when the load capacity is gradually increased and cannot be handled by the inverter compressor 120'. 120 is activated.

상기 정속압축기(120)와 인버터압축기(120')의 출구측에는 압축기(120,120')로부터 토출되는 냉매의 온도를 측정하는 압축기토출온도센서(120b,120'b) 및 오일분리기(122)가 각각 구비된다. 상기 오일분리기(122)는 상기 압축기(120,120')로부터 배출되는 냉매속에 섞여있는 오일을 걸러내어 압축기(120,120')로 회수되도록 한다.At the outlet side of the constant speed compressor 120 and the inverter compressor 120 ', the compressor discharge temperature sensors 120b and 120'b and the oil separator 122 respectively measure the temperature of the refrigerant discharged from the compressors 120 and 120'. do. The oil separator 122 filters the oil mixed in the refrigerant discharged from the compressors 120 and 120 'to be recovered to the compressors 120 and 120'.

즉 상기 압축기(120,120')의 구동시 발생되는 마찰열을 냉각시키기 위해 사용되는 오일(oil)이 냉매와 더불어 상기 압축기(120,120')의 출구로 배출되는데, 이러한 냉매속의 오일을 상기 오일분리기(122)에서 분리하여 오일회수관(123)을 통해 압축기(120,120')로 되돌려 보내는 것이다.That is, oil used to cool frictional heat generated when the compressors 120 and 120 'are driven is discharged to the outlet of the compressors 120 and 120' together with a refrigerant. The oil in the refrigerant is separated into the oil separator 122. Separated from and sent back to the compressor (120, 120 ') through the oil return pipe (123).

그리고 상기 오일분리기(122)의 출구측에는 체크밸브(122')가 더 설치되어 냉매의 역류를 방지한다. 즉 상기 정속압축기(120)나 인버터압축기(120') 중 어느 하나만 가동되는 경우에 정지중인 압축기(120,120') 내부로 압축냉매가 역류되지 않도록 하는 것이다.In addition, a check valve 122 ′ is further installed at an outlet side of the oil separator 122 to prevent a backflow of the refrigerant. That is, when only one of the constant speed compressor 120 or the inverter compressor 120 'is operated, the compressed refrigerant is not flowed back into the stationary compressors 120 and 120'.

상기 오일분리기(122)는 배관에 의해 4방향밸브(124)와 연통되도록 구성된다. 상기 4방향밸브(124)는 냉,난방 운전에 따라 냉매의 흐름방향을 바꾸어 주도록 배설되는 것으로, 각각의 포트는 압축기(120,120')의 출구(또는 오일분리기), 압축기(120,120')의 입구(또는 어큐뮬레이터), 실외열교환기(140) 및 실내기(200)와 연결된다.The oil separator 122 is configured to communicate with the four-way valve 124 by the pipe. The four-way valve 124 is arranged to change the flow direction of the refrigerant according to the cooling and heating operation, each port is an outlet (or oil separator) of the compressor (120, 120 '), the inlet of the compressor (120, 120') Or an accumulator), an outdoor heat exchanger 140, and an indoor unit 200.

따라서 상기 정속압축기(120)와 인버터압축기(120')로부터 토출된 냉매는 한 곳으로 모아진 다음, 상기 4방향밸브(124)로 유입되는데, 이러한 4방향밸브(124)의 입구에는 압축기(120,120')에서 토출되는 냉매의 압력을 체크하는 고압센서(124')가 설치된다.Therefore, the refrigerant discharged from the constant speed compressor 120 and the inverter compressor 120 'is collected in one place, and then flows into the four-way valve 124. The compressors 120 and 120' are provided at the inlet of the four-way valve 124. The high pressure sensor 124 'for checking the pressure of the refrigerant discharged from the is installed.

한편 상기 오일분리기(122)에서 상기 4방향밸브(124)로 유입되는 냉매의 일부가 아래에서 설명할 어큐뮬레이터(132)로 바로 투입될 수 있도록 하는 핫가스(hot gas)관(125)이 상기 4방향밸브(124)를 가로질러 설치된다.Meanwhile, a hot gas pipe 125 for allowing a part of the refrigerant flowing into the four-way valve 124 from the oil separator 122 to be directly introduced into the accumulator 132 will be described below. It is installed across the directional valve (124).

상기 핫가스관(125)은 공기조화기의 운전중에 어큐뮬레이터(132)로 유입되는 저압의 냉매 압력을 높일 필요가 있는 경우에 압축기(120,120') 토출구측의 고압 냉매가 압축기(120,120') 입구측으로 직접 공급될 수 있도록 하는 것으로, 이러한 핫가스관(125)에는 바이패스밸브인 핫가스밸브(125')가 설치되어 배관을 개폐한다.When the hot gas pipe 125 needs to increase the pressure of the low pressure refrigerant flowing into the accumulator 132 during the operation of the air conditioner, the high pressure refrigerant at the discharge port of the compressors 120 and 120 'is directly directed to the inlet side of the compressor 120 and 120'. In order to be supplied, such a hot gas pipe 125 is provided with a hot gas valve 125 ′, which is a bypass valve, to open and close the pipe.

또한, 상기 실외기(100) 내부에는 과냉각기(130)가 구비된다. 상기 과냉각기(130)는 아래에서 설명할 실외열교환기(140)에서 열교환된 냉매를 더욱 냉각되도록 하는 과냉각수단으로, 실외열교환기(140)의 출구측에 연결되는 상기 실외액관(210")의 임의 위치에 형성된다. In addition, the subcooler 130 is provided inside the outdoor unit 100. The supercooler 130 is a subcooling means for further cooling the refrigerant heat exchanged in the outdoor heat exchanger 140, which will be described below, of the outdoor liquid pipe 210 "connected to the outlet side of the outdoor heat exchanger 140. It is formed at an arbitrary position.

상기 과냉각기(130)는 이중관으로 형성된다. 즉 상기 실외액관(210")이 내측에 구비되고, 외측에는 역이송관(130')이 형성된다. 따라서 상기 과냉각기(130)의 출구로부터 역이송관(130')이 분지되고, 이러한 역이송관(130')에는 냉매를 팽창에 의해 냉각시키는 과냉각팽창밸브(130'a)가 설치된다.The supercooler 130 is formed of a double tube. That is, the outdoor liquid pipe 210 " is provided on the inside, and a reverse feed pipe 130 'is formed on the outside. Thus, the reverse feed pipe 130' is branched from the outlet of the supercooler 130. The transfer pipe 130 'is provided with a supercooled expansion valve 130'a for cooling the refrigerant by expansion.

이렇게 되면, 상기 과냉각기(130)로부터 배출되는 냉매의 일부가 상기 역이송관(130')으로 유입되어 상기 과냉각팽창밸브(130'a)를 거치면서 냉각되고, 냉각된 냉매가 상기 과냉각기(130)를 역류하면서 내측의 냉매가 더욱 냉각되게 한다. 상기 과냉각기(130)를 빠져나온 역류냉매는 아래에서 설명할 어큐뮬레이터(132)로 다시 공급되어 순환된다.In this case, a part of the refrigerant discharged from the subcooler 130 is introduced into the reverse transfer pipe 130 'and cooled while passing through the subcooling expansion valve 130'a, and the cooled refrigerant is the subcooler ( While refluxing 130, the inner refrigerant is further cooled. The countercurrent coolant exiting the subcooler 130 is supplied to the accumulator 132 to be described below and circulated.

한편 상기 과냉각기(130)의 출구에는 실외기(100)로부터 토출되는 냉매의 온도를 측정하는 액관온도센서(130a)가 설치되고, 상기 과냉각팽창밸브(130'a)의 출구에는 과냉각입구센서(130'b)가 구비되어 과냉각기(130)로 유입되는 역류냉매의 온도를 측정하며, 상기 과냉각기(130)로부터 배출되는 역류냉매가 흐르는 역이송관(130')에는 과냉각출구센서(130'c)가 구비된다.On the other hand, the outlet of the subcooler 130 is installed with a liquid pipe temperature sensor 130a for measuring the temperature of the refrigerant discharged from the outdoor unit 100, the subcooling inlet sensor 130 at the outlet of the subcooling expansion valve (130'a). 'b) is provided to measure the temperature of the reflux refrigerant flowing into the subcooler 130, the supercooling outlet sensor 130'c in the reverse transfer pipe 130' flowing the reflux refrigerant discharged from the subcooler 130 ) Is provided.

따라서 실외열교환기(140)를 통과한 냉매는 중앙부를 통해 흐르고 외부에는 팽창밸브(도시되지 않음)에 의해 팽창된 저온의 냉매가 반대 방향으로 흐르도록 구성되어 냉매의 온도가 더 낮아지도록 한다. Therefore, the refrigerant passing through the outdoor heat exchanger 140 flows through the center portion and is configured such that the low temperature refrigerant expanded by an expansion valve (not shown) flows in the opposite direction to lower the temperature of the refrigerant.

상기 과냉각기(130)의 일측 즉, 아래에서 설명할 실외열교환기(140)로부터 토출된 냉매가 실내기(200)로 안내되는 실외액관(210")의 일측에는 드라이어(131,Drier)가 설치된다. 상기 드라이어(131)는 상기 실외액관(210")을 흐르는 냉매속에 함유된 수분을 제거하는 역할을 한다.One side of the subcooler 130, that is, a dryer 131 is provided on one side of the outdoor liquid pipe 210 ″ in which the refrigerant discharged from the outdoor heat exchanger 140 to be described below is guided to the indoor unit 200. The dryer 131 serves to remove moisture contained in the refrigerant flowing through the outdoor liquid pipe 210 ".

상기 정속압축기(120)와 인버터압축기(120') 사이에는 어큐뮬레이터(132)가 설치된다. 상기 어큐뮬레이터(132)는 액냉매를 걸러내어 기체상태의 냉매만 상기 압축기(120,120')로 유입되도록 한다.An accumulator 132 is installed between the constant speed compressor 120 and the inverter compressor 120 ′. The accumulator 132 filters the liquid refrigerant so that only the gaseous refrigerant flows into the compressors 120 and 120 '.

즉 상기 실내기(200)로부터 유입되는 냉매 중 기체로 증발되지 못하고 액상으로 남아있는 냉매가 상기 압축기(120,120')에 직접적으로 유입되면, 냉매를 고온,고압의 기체상태 냉매로 형성시키는 압축기(120,120')에 부하가 증가되어 압축기(120,120')의 손상을 가져오게 된다.That is, when the refrigerant remaining in the liquid phase without being evaporated into gas among the refrigerant flowing from the indoor unit 200 directly flows into the compressors 120 and 120 ', the compressor is formed into a gaseous refrigerant having a high temperature and high pressure. ), The load is increased, which causes damage to the compressors 120 and 120 '.

따라서 상기 어큐뮬레이터(132) 내부로 유입된 냉매 중 미처 증발되지 못하고 액상으로 남아있는 냉매는 기상의 냉매보다 상대적으로 무겁기 때문에 어큐뮬레이터(132)의 하부에 저장되고, 상부의 기체상태 냉매만 상기 압축기(120,120')로 유입된다. 한편 상기 어큐뮬레이터(132)의 입구측에는 흡입되는 냉매의 온도를 측정하는 흡입배관온도센서(132')와 냉매의 압력을 체크하는 저압센서(132")가 각각 구비된다.Therefore, among the refrigerants introduced into the accumulator 132, the refrigerant which is not evaporated and remains in the liquid phase is stored in the lower part of the accumulator 132 because it is relatively heavier than the refrigerant in the gas phase, and only the gaseous refrigerant in the upper portion of the compressor 120, 120 Flows into '). On the other hand, the inlet side of the accumulator 132 is provided with a suction pipe temperature sensor 132 ′ for measuring the temperature of the refrigerant sucked and a low pressure sensor 132 ″ for checking the pressure of the refrigerant.

상기 실외기(100) 내부에는 실외열교환기(140)가 구비된다. 상기 실외열교환기(140)는 내부를 흐르는 냉매와 상기 순환배관(310)을 따라 유동하는 순환매체와의 사이에 열교환이 일어나도록 하는 것으로 수냉식 열교환기로 이루어진다.The outdoor heat exchanger 140 is provided inside the outdoor unit 100. The outdoor heat exchanger 140 is a water-cooled heat exchanger such that heat exchange occurs between a refrigerant flowing inside and a circulation medium flowing along the circulation pipe 310.

도시되지는 않았지만, 수냉식 열교환기로 이루어지는 상기 실외열교환기(140)는 다수개의 박판이 교대로 적층되어 구성된 판형 열교환기 타입으로 이루어짐이 바람직하다. 따라서, 이러한 박판 중 일부는 내부에 냉매가 통과되고 나머지 일부는 내부에 순환매체(물)가 통과되도록 구성된다. 즉, 냉매와 순환매체가 통과하는 박판이 교대로 적층되게 구성됨으로써 냉매와 순환매체가 각 박판의 내부에서 서로 교차되 는 방향으로 흐르면서 열교환하게 된다Although not shown, the outdoor heat exchanger 140 made of a water-cooled heat exchanger is preferably made of a plate heat exchanger type in which a plurality of thin plates are alternately stacked. Therefore, some of such thin plates are configured such that a refrigerant passes therein, and some of the thin plates pass through the circulation medium (water). That is, since the thin plates through which the refrigerant and the circulating medium pass are alternately stacked, the refrigerant and the circulating medium flow in a direction intersecting with each other inside the thin plates to exchange heat.

도 7에는 상기 보조열원(400,450,460)의 구성과 연결상태가 보다 구체적으로 도시되어 있다.7 illustrates the configuration and connection state of the auxiliary heat sources 400, 450, and 460 in more detail.

이에 도시된 바와 같이, 상기 실외기(100)의 실외열교환기(140)에는 상기 실내열교환기(202)와 연통되는 냉매 배관 및 상기 순환배관(310)이 연결 설치되어 있다. 즉, 상기 실외열교환기(140)에는 상기 실외액관(210")과 실외기관(212") 그리고, 상기 순환배관(310)이 각각 연결 설치된다.As shown in the figure, the outdoor heat exchanger 140 of the outdoor unit 100 is connected to the refrigerant pipe and the circulation pipe 310 communicating with the indoor heat exchanger 202. That is, the outdoor heat exchanger 140 is connected to the outdoor liquid pipe 210 ", the outdoor engine 212", and the circulation pipe 310, respectively.

따라서, 상기 실외액관(210")과 실외기관(212")의 내부를 유동하는 냉매와 상기 순환배관(310) 내부를 유동하는 순환매체(물) 사이에 열교환이 일어나게 된다. 상기 순환배관(310)은 전체적으로 폐회로를 이루도록 형성되어, 내부의 순환매체가 외부와 차단된 채 계속적으로 순환하도록 한다.Accordingly, heat exchange occurs between the refrigerant flowing in the outdoor liquid pipe 210 ″ and the outdoor engine 212 ″ and the circulation medium (water) flowing in the circulation pipe 310. The circulation pipe 310 is formed to form a closed circuit as a whole, so that the circulation medium therein is continuously circulated while being blocked from the outside.

상기 지중열교환기(300)는 상기 지중의 열과 상기 순환배관(310) 내부를 유동하는 순환매체 사이에 열교환이 일어나도록 하는 것으로, 지하의 깊은 곳에 매설된다. 즉, 통상 지하 1m 이상 200m까지 매설됨이 바람직한데, 이러한 지중열교환기(300)의 매설 깊이는 해당 설치 지역의 기후에 따라 달라지며, 해당 지역의 연간평균기온을 항시 유지 가능한 깊이로 매설됨이 바람직하다.The underground heat exchanger (300) is a heat exchange between the heat of the underground and the circulation medium flowing in the circulation pipe 310, buried in the deep underground. That is, it is usually preferable to be buried up to 200m above the ground, the depth of the underground heat exchanger 300 depends on the climate of the installation area, it is buried at a depth that can maintain the annual average temperature of the area at all times desirable.

상기 지중열교환기(300)는 다수개로 구비될 수 있으며, 도시된 바와 같이 다수 회 절곡 된 지그재그 형상으로 이루어짐이 바람직하다. The geothermal heat exchanger 300 may be provided in plurality, it is preferably made of a zigzag shape bent a plurality of times as shown.

상기 지중열교환기(300)와 실외열교환기(140) 사이에는 상기에서 설명한 바와 같이 상기 순환배관(310)이 연결 설치되어, 순환매체(물)가 유동 가능하도록 안 내하게 된다. 상기 순환배관(310)은 순환매체가 상기 지중열교환기(300)로 유입되도록 안내하는 공급배관(312)과, 상기 지중열교환기(300)를 경유한 순환매체가 다시 상기 실외열교환기(140)로 되돌아오도록 안내하는 복귀배관(314) 등으로 구성된다.As described above, the circulation pipe 310 is connected between the underground heat exchanger 300 and the outdoor heat exchanger 140 to guide the circulation medium (water). The circulation pipe 310 is a supply pipe 312 for guiding the circulation medium to the underground heat exchanger 300 and the circulation medium via the underground heat exchanger 300 is the outdoor heat exchanger 140 again. Return pipe 314 or the like to guide the return to the.

상기 복귀배관(314)에는 순환온도센서(316)가 구비된다. 보다 구체적으로는 상기 지중열교환기(300)의 출구측에는 순환온도센서(316)가 설치되는데, 이러한 순환온도센서(316)는 상기 지중열교환기(300)를 경유한 순환매체의 온도를 측정하는 기능을 하며, 상기 순환온도센서(316)에 의해 측정된 값은 전체적인 시스템을 제어하는 제어부(도시되지 않음)로 전달된다.The return pipe 314 is provided with a circulation temperature sensor 316. More specifically, the circulation temperature sensor 316 is installed at the outlet side of the underground heat exchanger 300, and the circulation temperature sensor 316 measures the temperature of the circulation medium via the underground heat exchanger 300. The value measured by the circulation temperature sensor 316 is transmitted to a controller (not shown) that controls the entire system.

상기 급탕용히트펌프(400)는 상기 지중열교환기(300)와 함께 사용되거나 선택적으로 사용된다. 즉, 상기 지중열교환기(300)를 사용하지 않고 상기 실외열교환기(140)의 열교환을 위해 상기 급탕용히트펌프(400)만을 사용하는 것도 가능하다.The hot water heat pump 400 is used together with the underground heat exchanger 300 or optionally used. That is, it is also possible to use only the hot water supply heat pump 400 for heat exchange of the outdoor heat exchanger 140 without using the underground heat exchanger 300.

상기 순환배관(310)과 상기 급탕용히트펌프(400) 사이에는 급탕공급관(402)과 급탕복귀관(402')이 각각 연결 설치되어, 순환매체(물)의 유동을 안내한다. 보다 상세하게 살펴보면, 상기 공급배관(312)으로부터는 상기 급탕용히트펌프(400)로 순환매체를 안내하는 급탕공급관(402)이 분지되고, 상기 복귀배관(314)으로부터는 상기 급탕용히트펌프(400)를 경유한 다음 상기 복귀배관(314)으로 되돌아오는 순환매체를 안내하는 급탕복귀관(402')이 분지된다.A hot water supply pipe 402 and a hot water return pipe 402 ′ are respectively installed between the circulation pipe 310 and the hot water heat pump 400 to guide the flow of the circulating medium (water). In more detail, the hot water supply pipe 402 for guiding the circulating medium from the supply pipe 312 to the hot water heat pump 400 is branched, and the hot water heat pump (314) from the return pipe 314 The hot water return pipe 402 ′ which guides the circulating medium that passes through 400 and then returns to the return pipe 314 is branched.

상기 공급배관(312)과 급탕공급관(402)의 연결부에는 급탕공급밸브(404)가 구비되고, 상기 복귀배관(314)과 급탕복귀관(402')의 연결부에는 급탕복귀밸브(404')가 구비된다. 상기 급탕공급밸브(404)와 급탕복귀밸브(404')는 3방향의 유체 흐름을 제어 가능한 삼방변 밸브(3방향 밸브)로 이루어진다. The hot water supply valve 404 is provided at the connection portion of the supply pipe 312 and the hot water supply pipe 402, and the hot water return valve 404 ′ is provided at the connection portion of the return pipe 314 and the hot water supply return pipe 402 ′. It is provided. The hot water supply valve 404 and the hot water return valve 404 ′ are composed of three-way valves (three-way valves) capable of controlling fluid flow in three directions.

따라서, 상기 급탕공급밸브(404)는 상기 실외열교환기(140)로부터 나와 상기 공급배관(312)을 따라 흐르는 순환매체가 상기 지중열교환기(300)와 급탕용히트펌프(400) 양측으로 동시에 공급되도록 하거나, 상기 지중열교환기(300)와 급탕용히트펌프(400) 중 어느 일측으로 공급되도록 제어하게 된다.Therefore, the hot water supply valve 404 is supplied from the outdoor heat exchanger 140 to the circulation medium flowing along the supply pipe 312 to both the underground heat exchanger 300 and the hot water supply heat pump 400 at the same time. Or, it is controlled to be supplied to any one side of the underground heat exchanger 300 and the hot water heat pump 400.

상기 급탕복귀관(402')에는 급탕온도센서(406)가 설치된다. 즉 상기 급탕용히트펌프(400)의 출구측에 급탕온도센서(406)가 설치되며, 이러한 급탕온도센서(406)는 상기 급탕복귀관(402')을 통해 급탕용히트펌프(400)로부터 배출되는 순환매체의 온도를 측정하는 역할을 한다. 상기 급탕온도센서(406)는 제어부(도시되지 않음)와 연결되어 측정된 온도를 제어부로 제공하게 된다.The hot water returning pipe 402 ′ is provided with a hot water temperature sensor 406. That is, the hot water supply temperature sensor 406 is installed at the outlet side of the hot water supply heat pump 400, and the hot water temperature sensor 406 is discharged from the hot water supply heat pump 400 through the hot water return pipe 402 ′. It serves to measure the temperature of the circulating medium. The hot water temperature sensor 406 is connected to a controller (not shown) to provide the measured temperature to the controller.

상기 급탕용히트펌프(400)의 내부에는 열교환이 일어나는 급탕열교환기(410)가 더 구비된다. 상기 급탕열교환기(410)는 상기 급탕용히트펌프(400) 내부를 경유하는 순환매체가 상기 급탕탱크(430)를 순환하는 교환수와 열교환이 일어나도록 한다. An inside of the hot water supply heat pump 400 is further provided with a hot water heat exchanger 410 through which heat exchange occurs. The hot water supply heat exchanger 410 allows the circulating medium passing through the hot water supply heat pump 400 to exchange heat with the exchange water circulating in the hot water tank 430.

보다 구체적으로 살펴보면, 상기 급탕용히트펌프(400)의 일측(도 7에서는 우측)에는 상기 급탕탱크(430)가 연결 설치된다. 그리고, 상기 급탕열교환기(410)와 상기 급탕탱크(430) 사이에는 폐회로를 이루는 급탕순환배관(420)이 연결 설치되고, 이러한 급탕순환배관(420) 내부에는 교환수(물)가 순환하게 된다. 따라서, 상기 급탕순환배관(420) 내부를 유동하는 교환수(물)가 상기 급탕열교환기(410)를 경유하면서 상기 순환매체와 열교환이 일어나는 것이다.Looking in more detail, the hot water supply tank 430 is connected to one side (the right side in FIG. 7) of the hot water heat pump 400. And, between the hot water supply heat exchanger 410 and the hot water supply tank 430 is connected to the hot water circulation pipe 420 forming a closed circuit, the exchange water (water) is circulated inside the hot water circulation pipe 420. . Therefore, the exchange water (water) flowing inside the hot water circulation pipe 420 passes through the hot water heat exchanger 410, and heat exchange occurs with the circulation medium.

물론, 상기에서는 상기 급탕용히트펌프(400)의 내부에는 열교환이 일어나는 급탕열교환기(410) 하나만 구비되는 것을 예로 들어 간략히 설명하고 있으나, 실질적으로는 상기 급탕용히트펌프(400)의 내부에는 상기 실외기(100)의 내부와 같이 응축기 및 증발기 역할을 하는 2개의 열교환기와 압축기 등이 구비되어 냉매가 순환되는 하나의 냉매사이클이 형성된다. 그리고, 이러한 응측기와 증발기 역할을 하는 열교환기에서 교환수 및 순환매체와 열교환을 하게 되는 것이다.Of course, in the above, the inside of the hot water supply heat pump 400 has been briefly described, for example, provided with only one hot water heat exchanger 410 in which heat exchange occurs, but the inside of the hot water heat pump 400 is substantially Like the inside of the outdoor unit 100, two heat exchangers and a compressor that serve as a condenser and an evaporator are provided to form a refrigerant cycle through which the refrigerant is circulated. Then, the heat exchanger acts as a condenser and an evaporator to exchange heat with the exchange water and the circulating medium.

그리고, 상기 급탕열교환기(410)에서 순환매체와의 열교환에 의해 뜨거워진 교환수가 상기 급탕순환배관(420)을 따라 상기 급탕탱크(430) 내부로 유입되어 급탕탱크(430)에 저장된 물과 열교환을 하게 된다. 이렇게 되면, 상기 급탕탱크(430) 내부에 저장된 물이 가열되는 것이다.In addition, the exchange water heated by the heat exchange with the circulation medium in the hot water supply heat exchanger 410 is introduced into the hot water tank 430 along the hot water circulation pipe 420 to exchange heat with water stored in the hot water tank 430. Will be In this case, the water stored in the hot water tank 430 is heated.

상기 급탕순환배관(420)에는 급탕펌프(432)가 설치된다. 상기 급탕펌프(432)는 상기 급탕순환배관(420) 내부를 유동하는 교환수(물)가 일 방향으로 계속적으로 유동하도록 하는 펌프로, 외부로부터 공급되는 전원에 의해 작동된다.The hot water circulation pipe 420 is provided with a hot water pump 432. The hot water pump 432 is a pump that allows the exchange water (water) flowing in the hot water circulation pipe 420 to continuously flow in one direction, and is operated by a power supplied from the outside.

상기 보일러(450)는 상기 순환매체를 가열하기 위한 것으로, 상기 순환배관(310)에 연결 설치된다. 즉 상기 순환배관(310) 중 복귀배관(314)에 각각 연결 설치된다. The boiler 450 is for heating the circulation medium and is connected to the circulation pipe 310. That is, the return pipes 314 of the circulation pipes 310 are connected to each other.

보다 구체적으로 살펴보면, 상기 보일러(450)는 외부로부터 공급되는 에너지에 의해 상기 순환매체를 가열하는 것으로, 이러한 보일러(450)와 상기 복귀배관(314) 사이에는 보일러공급관(452) 및 보일러복귀관(452')이 각각 연통 형 성된다.Looking in more detail, the boiler 450 is to heat the circulating medium by the energy supplied from the outside, between the boiler 450 and the return pipe 314 between the boiler supply pipe 452 and the boiler return pipe ( 452 ') are each in communication.

상기 보일러공급관(452)은 상기 복귀배관(314) 내부를 흐르는 순환매체가 상기 보일러(450)로 유입되도록 안내하는 유로이며, 상기 보일러복귀관(452')은 상기 보일러(450)를 경유한 순환매체가 상기 복귀배관(314)으로 되돌아가도록 안내하는 유로이다.The boiler supply pipe 452 is a flow path for guiding the circulation medium flowing inside the return pipe 314 into the boiler 450, and the boiler return pipe 452 'is circulated through the boiler 450. The flow path guides the medium to return to the return pipe 314.

상기 복귀배관(314)과 상기 보일러공급관(452) 및 보일러복귀관(452')의 연결부에는 보일러공급밸브(454) 및 보일러복귀밸브(454')가 각각 설치된다. 상기 보일러공급밸브(454) 및 보일러복귀밸브(454')도 상기에서 설명한 급탕공급밸브(404) 및 급탕복귀밸브(404')와 마찬가지로 3방향의 유체 흐름을 제어 가능한 삼방변 밸브로 이루어진다. 따라서, 이러한 보일러공급밸브(454) 및 보일러복귀밸브(454')의 개폐에 따라 상기 보일러(450)로의 순환매체 공급이 제어된다.A boiler supply valve 454 and a boiler return valve 454 'are respectively installed at the connection portion between the return pipe 314, the boiler supply pipe 452, and the boiler return pipe 452'. Like the hot water supply valve 404 and the hot water return valve 404 ′ described above, the boiler supply valve 454 and the boiler return valve 454 ′ are three-way valves capable of controlling fluid flow in three directions. Therefore, the circulation medium supply to the boiler 450 is controlled according to the opening and closing of the boiler supply valve 454 and the boiler return valve 454 '.

상기 보일러복귀관(452')에는 보일러온도센서(456)가 설치된다. 즉 상기 보일러온도센서(456)는 상기 보일러(450)를 경유한 순환매체의 온도를 측정하는 센서이며, 이러한 보일러온도센서(456)에 의해 측정된 값(측정 온도)은 제어부로 전달된다.A boiler temperature sensor 456 is installed in the boiler return pipe 452 '. That is, the boiler temperature sensor 456 is a sensor for measuring the temperature of the circulating medium via the boiler 450, and the value (measurement temperature) measured by the boiler temperature sensor 456 is transmitted to the controller.

상기 복귀배관(314)에는 상기 냉각탑(460)이 연결 설치된다. 상기 냉각탑(460)은 공기와의 접촉에 의해 상기 순환매체를 냉각시키기 위한 장치이며, 이러한 냉각탑(460)은 공장 등에서 냉각수의 냉각을 위해 사용되는 장치이므로, 그 상세한 구성과 원리는 생략한다.The cooling tower 460 is connected to the return pipe 314. The cooling tower 460 is a device for cooling the circulation medium by contact with air. Since the cooling tower 460 is a device used for cooling the cooling water in a factory or the like, its detailed configuration and principle are omitted.

상기 복귀배관(314)과 상기 냉각탑(460) 사이에는 냉각탑공급관(462) 및 냉 각탑복귀관(462')이 각각 연통 형성된다. 상기 냉각탑공급관(462)은 상기 복귀배관(314) 내부를 흐르는 순환매체가 상기 냉각탑(460)으로 유입되도록 안내하는 유로이며, 상기 냉각탑복귀관(462')은 상기 냉각탑(460)을 경유한 순환매체가 상기 복귀배관(314)으로 되돌아가도록 안내하는 유로이다.The cooling tower supply pipe 462 and the cooling tower return pipe 462 ′ are respectively communicated between the return pipe 314 and the cooling tower 460. The cooling tower supply pipe 462 is a flow path for guiding the circulation medium flowing inside the return pipe 314 into the cooling tower 460, and the cooling tower return pipe 462 ′ is circulated through the cooling tower 460. The flow path guides the medium to return to the return pipe 314.

상기 복귀배관(314)과 상기 냉각탑공급관(462) 및 냉각탑복귀관(462')의 연결부에는 냉각탑공급밸브(464) 및 냉각탑복귀밸브(464')가 각각 설치된다. 상기 냉각탑공급밸브(464) 및 냉각탑복귀밸브(464')도 상기에서 설명한 급탕공급밸브(404) 및 급탕복귀밸브(404')와 마찬가지로 3방향의 유체 흐름을 제어 가능한 삼방변 밸브로 이루어진다. 따라서, 이러한 냉각탑공급밸브(464) 및 냉각탑복귀밸브(464')의 개폐에 따라 상기 냉각탑(460)으로의 순환매체 공급이 제어된다.Cooling tower supply valve 464 and cooling tower return valve 464 'are respectively provided at the connection portion between the return pipe 314, the cooling tower supply pipe 462, and the cooling tower return pipe 462'. The cooling tower supply valve 464 and the cooling tower return valve 464 ′ also include a three-way valve capable of controlling fluid flow in three directions, similarly to the hot water supply valve 404 and the hot water return valve 404 ′ described above. Therefore, the supply of the circulation medium to the cooling tower 460 is controlled in accordance with the opening and closing of the cooling tower supply valve 464 and the cooling tower return valve 464 '.

상기 냉각탑복귀관(462')에는 냉각온도센서(466)가 설치된다. 즉 상기 냉각온도센서(466)는 상기 냉각탑(460)을 경유한 순환매체의 온도를 측정하는 센서이며, 이러한 냉각온도센서(466)에 의해 측정된 값(온도)은 제어부로 전달된다.The cooling tower return pipe 462 ′ is provided with a cooling temperature sensor 466. That is, the cooling temperature sensor 466 is a sensor for measuring the temperature of the circulating medium via the cooling tower 460, and the value (temperature) measured by the cooling temperature sensor 466 is transmitted to the controller.

한편, 상기 냉각탑복귀관(462')에는 냉각펌프(468)가 더 설치된다. 상기 냉각펌프(468)는 상기 냉각탑(460)을 경유한 순환매체가 상기 복귀배관(314)을 통해 상기 실외열교환기(140)로 유동되도록 일 방향(도 7에서는 우측)압력을 가하는 것이다. 즉, 상기 냉각탑(460)으로 유입된 순환매체는 공기와의 열교환을 위해 공기 중에 노출된 다음, 다시 집수되어 상기 냉각탑복귀관(462')을 통해 유동가능하도록 하는 것이다. 이와 같이 상기 냉각펌프(468)는 상기 냉각탑복귀관(462')을 유동하 는 순환매체의 유동을 강제하는 한편, 순환매체의 역류를 방지하는 역할을 하게 된다.On the other hand, the cooling tower return pipe 462 'is further provided with a cooling pump 468. The cooling pump 468 applies pressure in one direction (right in FIG. 7) so that the circulation medium via the cooling tower 460 flows to the outdoor heat exchanger 140 through the return pipe 314. That is, the circulating medium introduced into the cooling tower 460 is exposed to the air for heat exchange with the air, and then collected again to flow through the cooling tower return pipe 462 '. As such, the cooling pump 468 forces the flow of the circulating medium flowing through the cooling tower return pipe 462 'and prevents the backflow of the circulating medium.

상기 순환펌프(320)는 상기 순환배관(310)을 유동하는 순환매체의 유동을 강제하는 것으로, 상기 복귀배관(314)에 설치됨이 바람직하다. 보다 상세하게는 도시된 바와 같이 상기 순환펌프(320)는 상기 보존탱크(340)와 보일러(450) 사이에 설치되어 일 방향(도 7에서는 우측)의 순환매체 유동을 강제하게 된다.The circulation pump 320 is to force the flow of the circulation medium flowing through the circulation pipe 310, it is preferably installed in the return pipe (314). In more detail, as shown, the circulation pump 320 is installed between the storage tank 340 and the boiler 450 to force the flow of the circulation medium in one direction (the right side in FIG. 7).

상기 보충탱크(330)는 상기 순환배관(310)으로 순환매체를 공급하기 위한 순환매체 저장장치이다. 즉 상기 보충탱크(330)는 상기 순환배관(310)을 경유하다가 증발하거나 누설에 의해 부족해진 순환매체를 보충하기 위한 것이다.The replenishment tank 330 is a circulating medium storage device for supplying a circulating medium to the circulation pipe 310. That is, the replenishment tank 330 is for replenishing the circulating medium lacking due to leakage or evaporation through the circulation pipe 310.

상기 보충탱크(330)는 상기 복귀배관(314)과 보충관(332)에 의해 연통되도록 구성된다. 그리고 상기 보충관(332)에는 보충밸브(334)가 설치되어 상기 보충관(332)을 개폐함으로서, 상기 복귀배관(314)으로 공급되는 순환매체를 제어하게 된다.The replenishment tank 330 is configured to communicate with the return pipe 314 and the replenishment pipe 332. The replenishment pipe 332 is provided with a replenishment valve 334 to control the circulation medium supplied to the return pipe 314 by opening and closing the replenishment pipe 332.

상기 보충밸브(334)는 사용자에 의해 수동으로 개폐되거나, 제어부(도시되지 않음)의 제어에 의해 자동으로 개폐되도록 구성된다.The replenishment valve 334 is configured to be opened and closed manually by a user, or automatically opened and closed by the control of a controller (not shown).

상기 보존탱크(340)는 상기 순환배관(310) 내부를 유동하는 순환매체의 압력을 조절하기 위한 것으로, 상기 복귀배관(314)과 보존관(342)에 의해 연통되도록 형성된다. 즉 상기 보존탱크(340)는 순간적으로 변화하는 상기 순환배관(310) 내부의 순환매체 압력을 조절하는 완충영역이 되는 것으로, 도시된 바와 같이 상기 복귀배관(314)과 이격 설치되거나 상기 복귀배관(314)의 중간에 일체로 형성된다.The storage tank 340 is for controlling the pressure of the circulation medium flowing in the circulation pipe 310, it is formed to communicate with the return pipe 314 and the storage pipe 342. That is, the storage tank 340 is to be a buffer area for adjusting the pressure of the circulation medium inside the circulation pipe 310 that changes instantaneously, as shown, spaced apart from the return pipe 314 or the return pipe ( 314 is integrally formed in the middle.

이하 상기한 바와 같은 구성을 가지는 본 발명에 의한 지열을 이용한 공기조화 시스템의 작용을 살펴본다.It looks at the operation of the air conditioning system using geothermal heat according to the present invention having the configuration as described above.

먼저 도 4를 참조하여 전체적인 냉매와 순환매체의 흐름을 살펴본다.First, the flow of the refrigerant and the circulating medium will be described with reference to FIG. 4.

상기 실내기(200)와 실외기(100) 사이에는 냉매가 흐르는 폐회로가 형성되어 있으므로, 화살표로 도시된 바와 같이 냉매가 실외기(100) 및 실내기(200)를 순환하면서 열교환을 한다. Since a closed circuit through which refrigerant flows is formed between the indoor unit 200 and the outdoor unit 100, the refrigerant exchanges heat while circulating the outdoor unit 100 and the indoor unit 200 as shown by the arrows.

이때 상기 실외열교환기(140)는 수냉식 열교환기로 이루어져 있다. 따라서, 상기 실외열교환기(140)에서는 상기 실내기(200)와 실외기(100) 사이를 순환하는 냉매와, 상기 실외기(100)와 지중열교환기(300) 사이를 순환하는 순환매체(물) 상호간에 열교환이 일어나게 된다.At this time, the outdoor heat exchanger 140 is composed of a water-cooled heat exchanger. Therefore, in the outdoor heat exchanger 140, a refrigerant circulating between the indoor unit 200 and the outdoor unit 100 and a circulating medium (water) circulating between the outdoor unit 100 and the underground heat exchanger 300 are mutually selected. Heat exchange will occur.

한편, 상기 실내기(200)와 실외기(100) 사이를 유동하는 냉매의 흐름은 실내공간의 냉방 또는 난방에 따라 그 흐름의 방향이 서로 반대가 된다. 반면, 상기 순환배관(310)을 따라 유동하는 순환매체(물)의 방향은 항상 일정하며 역방향으로 전환될 필요가 없다. 즉, 도 4에 화살표로 도시된 방향으로 계속적으로 유동하게 된다.On the other hand, the flow of the refrigerant flowing between the indoor unit 200 and the outdoor unit 100 is the direction of the flow is opposite to each other according to the cooling or heating of the indoor space. On the other hand, the direction of the circulation medium (water) flowing along the circulation pipe 310 is always constant and does not need to be reversed. That is, it continues to flow in the direction shown by the arrow in FIG.

다음으로는 도 4 및 도 5를 참조하여 상기 실외기(100)와 실내기(200) 사이를 유동하는 냉매의 흐름과 각 작용에 대해 보다 상세하게 살펴본다.Next, with reference to FIGS. 4 and 5 will be described in more detail with respect to the flow of the refrigerant flowing between the outdoor unit 100 and the indoor unit 200 and each action.

상기와 같이 본 발명에 의한 공기조화 시스템에서는 하나의 실외기(100)에 다수의 실내기(200)가 연결되어 있으며, 사용자의 선택에 따라 일부분 또는 모든 실내기(200)가 작동된다.As described above, in the air conditioning system according to the present invention, a plurality of indoor units 200 are connected to one outdoor unit 100, and some or all indoor units 200 are operated according to a user's selection.

공기조화 시스템이 작동(냉방운전)되면, 상기 실외LEV(102)가 개방되어 냉매가 실외기(100)와 실내기(200) 사이를 유동한다. When the air conditioning system is operated (cooling operation), the outdoor LEV 102 is opened so that refrigerant flows between the outdoor unit 100 and the indoor unit 200.

우선, 실외기(100)에서의 냉매유동을 살펴보면, 실내기(200)로부터 유입되는 기체냉매는 상기 4방향밸브(124)를 거친 다음 상기 어큐뮬레이터(132)로 들어간다. 상기 어큐뮬레이터(132)를 나온 기체 냉매는 압축기(120,120')로 유입된다. 한편 상기 압축기(120,120')에 공급되는 냉매가 부족하거나, 압축기(120,120')가 과열되는 경우에는 상기 냉매분사기(120a)로부터 냉매가 공급된다.First, referring to the refrigerant flow in the outdoor unit 100, the gas refrigerant flowing from the indoor unit 200 passes through the four-way valve 124 and then enters the accumulator 132. The gas refrigerant leaving the accumulator 132 is introduced into the compressors 120 and 120 '. Meanwhile, when the refrigerant supplied to the compressors 120 and 120 'is insufficient or the compressors 120 and 120' are overheated, the refrigerant is supplied from the refrigerant injector 120a.

상기 압축기(120,120')에서 압축된 냉매는 토출구로 토출되어 오일분리기(122)를 통과한다. 상기 오일분리기(122)에서는 냉매 중에 함유된 오일(oil)이 분리되어 상기 오일회수관(123)을 통해 상기 압축기(120,120')로 회수된다. The refrigerant compressed by the compressors 120 and 120 ′ is discharged to the discharge port and passes through the oil separator 122. In the oil separator 122, oil contained in the refrigerant is separated and recovered to the compressors 120 and 120 ′ through the oil recovery pipe 123.

즉 상기 압축기(120,120')에서 냉매가 압축되면서 오일(oil)이 냉매속에 섞이게 되는데, 이러한 오일은 액체상태이고 냉매는 기체상태이므로 기액분리기인 오일분리기(122)에서 분리된다. That is, as the refrigerant is compressed in the compressors 120 and 120 ', oil is mixed in the refrigerant. Since the oil is in the liquid state and the refrigerant is in the gas state, the oil is separated from the oil separator 122 which is the gas-liquid separator.

한편 상기 정속압축기(120)와 인버터압축기(120')를 연결하고 있는 균유관(121)에 의해 양측의 압축기(120,120') 내부 오일은 균형을 유지하게 된다.On the other hand, the oil inside the compressors 120 and 120 'on both sides is balanced by the homogenizing pipe 121 connecting the constant speed compressor 120 and the inverter compressor 120'.

상기 오일분리기(122)를 통과한 냉매는 상기 4방향밸브(124)를 거쳐 상기 실외열교환기(140)로 유입된다. 상기 실외열교환기(140)는 응축기(냉방 모드일때)로 작용하므로 냉매는 순환매체와의 열교환을 통해 냉각되어 액냉매가 된다. 상기 실외열교환기(140)를 통과한 냉매는 상기 과냉각기(130)를 통과하면서 더욱 냉각된다.The refrigerant passing through the oil separator 122 flows into the outdoor heat exchanger 140 through the four-way valve 124. Since the outdoor heat exchanger 140 functions as a condenser (in the cooling mode), the refrigerant is cooled through heat exchange with a circulating medium to become a liquid refrigerant. The refrigerant passing through the outdoor heat exchanger 140 is further cooled while passing through the subcooler 130.

상기 과냉각기(130)를 통과한 냉매는 냉매중에 포함된 수분을 제거하는 드라이어(131)를 거친 다음, 상기 공통액관(210)을 통해 실내기(200)로 유입된다. 한편 상기 압축기(120,120')를 통과한 냉매 중 일부는 상기 고저압공통관(214)을 통해 다른 실외기(100)로 유입되기도 한다.The refrigerant passing through the supercooler 130 passes through a dryer 131 for removing moisture contained in the refrigerant, and then flows into the indoor unit 200 through the common liquid pipe 210. Meanwhile, some of the refrigerant passing through the compressors 120 and 120 'may be introduced into another outdoor unit 100 through the high and low pressure common pipe 214.

상기 고저압공통관(214)을 통해 다른 실외기(100)로 공급되는 냉매는 정지중인 실외기(100)의 실외열교환기(140)로 유입되어 전체적으로 냉매압력이 균형을 이루도록 하는 한편, 정지중인 실외기(100)의 실외열교환기(140)를 통해서도 소정의 열교환이 일어나도록 한다. The refrigerant supplied to the other outdoor unit 100 through the high and low pressure common pipe 214 flows into the outdoor heat exchanger 140 of the outdoor unit 100 that is stopped to balance the refrigerant pressure as a whole, and the outdoor unit that is stopped ( The predetermined heat exchange also occurs through the outdoor heat exchanger 140 of 100).

상기 공통액관(210)을 통해 실내기(200)로 냉매가 공급되면, 공통액관(210)으로부터 분지된 분지액관(210')을 통하여 가동중인 각각의 실내기(200)로 냉매가 공급된다. 그리고 이러한 냉매는 상기 팽창밸브(204)에서 감압되고 실내열교환기(202)에서 열교환을 하게 된다. 이때 상기 실내열교환기(202)는 증발기의 역할을 하므로, 냉매는 열교환을 통해 저압가스가 된다.When the refrigerant is supplied to the indoor unit 200 through the common liquid pipe 210, the refrigerant is supplied to each indoor unit 200 in operation through the branched liquid pipe 210 ′ branched from the common liquid pipe 210. The refrigerant is decompressed in the expansion valve 204 and heat exchanges in the indoor heat exchanger 202. At this time, since the indoor heat exchanger 202 serves as an evaporator, the refrigerant becomes low pressure gas through heat exchange.

상기 실내열교환기(202)로부터 배출되는 냉매는 상기 분지기관(212')을 거쳐 상기 공통기관(212)으로 모아진 다음, 상기 실외기(100)로 유입된다. 상기 공통기관(212)과 실외기관(212")을 통해 실외기(100)로 유입된 냉매는 4방향밸브(124)를 거쳐 상기 어큐뮬레이터(132)로 들어간다. The refrigerant discharged from the indoor heat exchanger 202 is collected through the branch engine 212 ′ to the common engine 212 and then flows into the outdoor unit 100. The refrigerant introduced into the outdoor unit 100 through the common engine 212 and the outdoor engine 212 ″ enters the accumulator 132 through the four-way valve 124.

상기 어큐뮬레이터(132)에서는 미처 증발되지 못한 액체상태의 냉매는 걸러지고, 기체상태의 냉매만 선별되어 상기 압축기(120,120')로 공급된다. 이와 같은 과정을 거쳐 하나의 사이클(cycle)이 완성된다.In the accumulator 132, the liquid refrigerant that has not been evaporated is filtered out, and only the refrigerant in the gaseous state is selected and supplied to the compressors 120 and 120 '. Through this process, one cycle is completed.

한편, 상기와 같이 냉매의 유동이 일어나는 경우에, 상기 압축기(120,120') 중 정속압축기(120)는 선택적으로 사용된다. 예로, 상기 다수의 실내기(200)에서 모두 냉방이 수행되는 경우, 상기 다수의 실내열교환기(202)가 모두 작동되어 최대의 부하가 발생하게 되므로 이때에는 상기 인버터압축기(120')는 물론 정속압축기(120)도 가동될 것이다.On the other hand, when the flow of the refrigerant occurs as described above, the constant speed compressor 120 of the compressor (120, 120 ') is selectively used. For example, when all the indoor units 200 are cooled, the plurality of indoor heat exchangers 202 are all operated to generate the maximum load. In this case, the inverter compressor 120 'as well as the constant speed compressor 120 will also be operational.

반면, 상기 다수의 실내기(200) 중 하나 또는 2개의 실내기(200)에서만 냉방이 수행되는 경우에는 상대적으로 부하가 적게 발생 되므로, 상기 인버터압축기(120')만으로도 충분하게 될 것이다. 따라서 이 경우에는 상기 정속압축기(120)는 가동되지 않고 상기 인버터압축기(120')만 가동되며, 이러한 인버터압축기(120')도 가변이 가능하므로 부하의 크기에 따라 회전수가 조절된다.On the other hand, when cooling is performed only in one or two indoor units 200 of the plurality of indoor units 200, since a relatively low load is generated, only the inverter compressor 120 ′ may be sufficient. Therefore, in this case, the constant speed compressor 120 is not operated and only the inverter compressor 120 'is operated. Since the inverter compressor 120' is also variable, the rotation speed is adjusted according to the size of the load.

그리고, 본 발명에 의한 지열을 이용한 공기조화 시스템이 난방운전으로 작동되는 경우에는 상기와는 반대 방향으로 냉매가 유동되며, 상기 실외LEV(102)에서 냉매량이 조절된다.When the air conditioning system using the geothermal heat according to the present invention is operated by heating operation, the refrigerant flows in the opposite direction to the above, and the amount of the refrigerant is controlled in the outdoor LEV 102.

도 8 내지 도 11에는 상기 순환배관(310)을 통해 순환매체(물)가 유동하는 상태가 각각 도시되어 있다.8 to 11 illustrate a state in which the circulation medium (water) flows through the circulation pipe 310.

먼저 도 8에는 상기 지중열교환기(300)가 단독으로 사용되는 경우의 기본적인 순환회로가 도시되어 있다. 즉 상기 다수의 보조열원(400,450,460)이 사용되지 않고, 순환매체(물)가 상기 실외열교환기(140)와 상기 지중열교환기(300) 사이를 화살표와 같이 순환하는 상태가 도시되어 있다.First, FIG. 8 shows a basic circuit in the case where the underground heat exchanger 300 is used alone. That is, a plurality of auxiliary heat sources 400, 450, and 460 are not used, and a state in which a circulating medium (water) circulates between the outdoor heat exchanger 140 and the underground heat exchanger 300 as an arrow is illustrated.

이때에는 상기 급탕공급관(402) 및 급탕복귀관(402')와 상기 보일러공급밸 브(454) 및 보일러복귀밸브(454') 그리고, 상기 냉각탑공급밸브(464) 및 냉각탑복귀밸브(464')에 의해 상기 급탕용히트펌프(400)와 보일러(450) 및 냉각탑(460)으로의 순환매체 흐름은 차단된다.In this case, the hot water supply pipe 402 and the hot water supply return pipe 402 ', the boiler supply valve 454 and the boiler return valve 454', and the cooling tower supply valve 464 and the cooling tower return valve 464 '. By the circulation medium flow to the hot water supply pump 400, the boiler 450 and the cooling tower 460 is blocked.

따라서, 상기 순환배관(310)을 따라 유동하는 순환매체는 도 8에 화살표로 도시된 바와 같이 반시계방향으로 계속적으로 순환하게 되며, 이러한 유동 방향은 공기조화 시스템에 의한 냉방 또는 난방 여부에 관계없이 일정한 방향을 유지한다. 즉, 상기 실외열교환기(140)가 응축기 또는 증발기로 사용되는지의 여부에 관계없이 일정한 방향으로 순환하게 되는 것이다.Accordingly, the circulation medium flowing along the circulation pipe 310 continuously circulates in the counterclockwise direction as shown by an arrow in FIG. 8, and this flow direction is irrespective of whether it is cooled or heated by an air conditioning system. Maintain a constant direction. That is, the outdoor heat exchanger 140 is circulated in a constant direction regardless of whether it is used as a condenser or an evaporator.

다만, 상기 실외열교환기(140)가 응축기로 사용되는 경우(냉방 모드일때)에는 상기 순환배관(310)을 유동하는 순환매체는 상기 실외열교환기(140)에서 냉매를 냉각시키는 역할을 하게 되고, 반대로 상기 실외열교환기(140)가 증발기로 사용되는 경우(난방 모드일때)에는 상기 순환배관(310)을 유동하는 순환매체는 상기 실외열교환기(140)에서 냉매를 가열하는 역할을 하게 될 것이다.However, when the outdoor heat exchanger 140 is used as a condenser (in the cooling mode), the circulation medium flowing through the circulation pipe 310 serves to cool the refrigerant in the outdoor heat exchanger 140. On the contrary, when the outdoor heat exchanger 140 is used as an evaporator (when heating mode), the circulation medium flowing through the circulation pipe 310 will serve to heat the refrigerant in the outdoor heat exchanger 140.

그리고, 상기 순환배관(310)을 흐르는 순환매체가 부족하게 되는 경우에는 제어부(도시되지 않음)의 신호에 따라 사용자가 수동으로 상기 보충밸브(334)를 개방하여 순환매체를 보충하거나, 제어부의 제어에 따라 상기 보충밸브(334)가 자동으로 개폐된다.When the circulation medium flowing through the circulation pipe 310 is insufficient, the user manually opens the replenishment valve 334 to replenish the circulation medium according to a signal of a controller (not shown), or control of the controller. The replenishment valve 334 is automatically opened and closed accordingly.

또한, 상기 순환펌프(320)는 상기 순환배관(310)을 흐르는 순환매체가 역류하지 않고 일방향(도 10에서는 반시계 방향)으로 계속적으로 유동하도록 하게 되며, 이러한 순환펌프(320)는 외부로부터 인가되는 전원에 의해 구동하게 된다.In addition, the circulation pump 320 allows the circulation medium flowing through the circulation pipe 310 to continuously flow in one direction (counterclockwise direction in FIG. 10) without being reversed, and the circulation pump 320 is applied from the outside. It is driven by the power supply.

이와 같은 순환 메카니즘은 본 발명에 의한 공기조화 시스템에서 지열을 이용하는 가장 단순한 사용 메카니즘이며, 이러한 상태에서 상기 순환온도센서(316)에 의해 측정된 순환매체의 온도가 필요한 온도에 미치지 못하는 경우에는 상기에서 설명한 보조열원(400,450,460)이 가동된다. 즉, 상기 지중열교환기(300)를 거쳐 나오는 상기 복귀배관(314)에서의 순환매체 온도가 상기 실외열교환기(140)에서 냉매를 냉각하거나 가열하기에 충분한 온도가 되지 않는 경우에는 상기 보조열원(400,450,460) 중 적어도 하나가 작동되어 순환매체를 냉각 또는 가열하게 되는 것이다.Such a circulation mechanism is the simplest use mechanism using geothermal heat in the air conditioning system according to the present invention. In this state, when the temperature of the circulation medium measured by the circulation temperature sensor 316 does not reach the required temperature, The auxiliary heat sources 400, 450 and 460 described above are operated. That is, when the temperature of the circulating medium in the return pipe 314 passing through the underground heat exchanger 300 does not become a temperature sufficient to cool or heat the refrigerant in the outdoor heat exchanger 140, the auxiliary heat source ( At least one of 400, 450, and 460 is operated to cool or heat the circulating medium.

도 9에는 상기 급탕용히트펌프(400)가 작동되는 경우의 순환매체 흐름이 도시되어 있다. 도 9에 도시된 바와 같이 급탕용히트펌프(400)가 작동되는 경우는 주로 본 발명에 의한 공기조화 시스템이 냉방모드로 동작되는 경우이다.9 illustrates a circulating medium flow when the hot water heating pump 400 is operated. As shown in FIG. 9, the hot water heating pump 400 operates mainly when the air conditioning system according to the present invention is operated in a cooling mode.

먼저 화살표가 실선으로 나타낸 것은, 순환매체가 상기 지중열교환기(300)와 급탕용히트펌프(400) 양측으로 동시에 공급되는 경우이다. 따라서 이때에는 상기 급탕공급밸브(404)는 모두 개방되어, 상기 실외열교환기(140)에서 나오는 순환매체가 상기 지중열교환기(300)와 급탕용히트펌프(400) 양측으로 모두 유입되도록 안내하게 된다. First, arrows indicate solid lines when the circulating medium is simultaneously supplied to both the underground heat exchanger 300 and the hot water heat pump 400. Therefore, at this time, the hot water supply valves 404 are all opened to guide the circulating media from the outdoor heat exchanger 140 to both the underground heat exchanger 300 and the hot water heat pump 400. .

또한, 이때에는 상기 급탕탱크(430)도 작동되므로, 상기 급탕순환배관(420) 내부에는 교환수가 유동하게 된다. 따라서, 상기 급탕열교환기(410)에서 열교환이 일어난다. 즉, 상기 급탕열교환기(410)에서 순환매체는 상기 급탕순환배관(420) 내부의 교환수와 열교환하여 냉각된다. 이렇게 되면, 상기 급탕탱크(430)에서는 물이 가열되어 고온의 물이 생성되는 것이다.In addition, at this time, since the hot water supply tank 430 is also operated, the exchange water flows inside the hot water circulation pipe 420. Therefore, heat exchange occurs in the hot water supply heat exchanger 410. That is, in the hot water supply heat exchanger 410, the circulation medium is cooled by heat exchange with the exchange water in the hot water circulation pipe 420. In this case, water is heated in the hot water tank 430 to generate hot water.

한편, 상기 지중열교환기(300)와 상기 급탕용히트펌프(400)를 경유하면서 냉각된 순환매체는 다시 합쳐져서 상기 실외열교환기(140)로 유입된다. 그리고, 이러한 실외열교환기(140)에서는 냉각된 순환매체와 고온의 냉매가 서로 열교환하게 되어, 냉매는 냉각되고 순환매체는 가열된다.Meanwhile, the circulating medium cooled while passing through the underground heat exchanger 300 and the hot water heat pump 400 are combined again and introduced into the outdoor heat exchanger 140. In the outdoor heat exchanger 140, the cooled circulation medium and the high temperature refrigerant exchange heat with each other, so that the refrigerant is cooled and the circulation medium is heated.

다음으로, 화살표가 점선으로 도시된 흐름은 순환매체가 급탕용히트펌프(400)만 경유하는 경우이다. 즉, 상기 지중열교환기(300)로는 순환매체가 유동하지 않는 경우를 도시하고 있다.Next, the flow in which the arrow is shown by the dotted line is a case where the circulation medium passes only through the hot water supply pump 400. That is, there is a case where the circulation medium does not flow through the underground heat exchanger (300).

이때에는 상기 급탕공급밸브(404)는 상기 지중열교환기(300)로의 유로는 차단하고, 상기 급탕용히트펌프(400)로의 유로만을 개방하여 상기 실외열교환기(140)로부터 나오는 순환매체가 상기 급탕용히트펌프(400)만을 경유하도록 제어한다.In this case, the hot water supply valve 404 blocks the flow path to the underground heat exchanger 300, opens only the flow path to the hot water heat pump 400, and the circulation medium coming from the outdoor heat exchanger 140 receives the hot water supply. The control is performed only via the heat pump 400.

그리고 이때에는 상기에서 설명한 바와 같이 상기 급탕탱크(430)도 작동하게 되므로, 상기 급탕열교환기(410)에서는 순환매체와 교환수 사이에 열교환이 일어나게 되어 순환매체는 냉각된다.In this case, since the hot water supply tank 430 is also operated as described above, in the hot water heat exchanger 410, heat exchange occurs between the circulating medium and the exchange water, and the circulating medium is cooled.

상기 급탕용히트펌프(400)를 경유한 다음 배출되는 순환매체는 상기 급탕온도센서(406)에 의해 온도값이 측정되고 이러한 측정된 온도값은 제어부(도시되지 않음)로 전달된다. 따라서 제어부에서는 상기 급탕용히트펌프(400)에서 나오는 순환매체의 온도가 상기 실외열교환기(140)에서 냉매를 냉각시키기에 충분한 온도인지를 판단하여 타 보조열원(냉각탑)의 작동 여부를 판단하게 된다.The circulating medium discharged after passing through the hot water supply heat pump 400 has a temperature value measured by the hot water temperature sensor 406, and the measured temperature value is transmitted to a controller (not shown). Therefore, the controller determines whether the temperature of the circulating medium from the hot water supply heat pump 400 is sufficient to cool the refrigerant in the outdoor heat exchanger 140 to determine whether the other auxiliary heat source (cooling tower) is operated. .

예를 들어, 상기 급탕용히트펌프(400)로부터 나오는 순환매체의 온도가 상기 실외열교환기(140)에서 냉각되어야 하는 냉매의 냉각임계온도보다 높은 경우에는 상기 냉각탑(460)을 경유하도록 하여 순환매체를 더 냉각시켜야 한다. 여기서 냉각임계온도는 공기조화 시스템의 냉방 운전시에 상기 실외열교환기(140)에서 기상 냉매의 응축에 필요한 온도의 상한치로 설정된 값이다.For example, when the temperature of the circulating medium from the hot water supply pump 400 is higher than the cooling threshold temperature of the refrigerant to be cooled in the outdoor heat exchanger 140, the circulating medium passes through the cooling tower 460. Should be further cooled. Here, the cooling threshold temperature is a value set as an upper limit of the temperature required for condensation of the gaseous refrigerant in the outdoor heat exchanger 140 during the cooling operation of the air conditioning system.

그리고, 상기 실외열교환기(140)로 유입된 순환매체가 냉매와 열교환하는 과정을 상기에서 설명한 바와 같다.In addition, as described above, a process in which the circulation medium introduced into the outdoor heat exchanger 140 exchanges heat with the refrigerant.

도 10에는 상기 보일러(450)가 작동되는 경우가 예시되어 있다. 즉, 상기 지중열교환기(300)에서 나오는 순환매체의 온도를 더 높이기 위해 보일러(450)가 가동되는 경우이며, 이때는 본 발명에 의한 공기조화 시스템이 난방을 위해 작동(난방모드)되는 경우에 해당한다.10 illustrates a case where the boiler 450 is operated. That is, when the boiler 450 is operated to further increase the temperature of the circulating medium coming out of the underground heat exchanger 300, in which case the air conditioning system according to the present invention is operated for heating (heating mode). do.

도 10와 같이 상기 보일러(450)가 작동되는 경우는 상기 순환온도센서(316)에 의해 측정되는 온도가 상기 실외열교환기(140)에서 냉매를 가열하기에 충분한 온도가 되지 못하는 경우나, 공기조화 시스템의 난방 능력을 배가시키고자 하는 경우에 사용된다. 즉, 상기 지중열교환기(300)를 거친 순환매체의 온도가 상기 실외열교환기(140)로 유입되는 냉매의 난방임계온도보다 낮은 경우에 사용되거나, 난방을 보다 강하게 하고자 하는 경우에 사용된다. 여기서 난방임계온도는 공기조화 시스템의 난방 운전시에 상기 실외열교환기(140)에서 액상 냉매의 증발에 필요한 온도의 하한치로 설정된 값이다.When the boiler 450 is operated as illustrated in FIG. 10, the temperature measured by the circulation temperature sensor 316 may not be a temperature sufficient to heat the refrigerant in the outdoor heat exchanger 140, or air conditioning. Used to double the heating capacity of the system. That is, it is used when the temperature of the circulating medium passing through the underground heat exchanger 300 is lower than the heating threshold temperature of the refrigerant flowing into the outdoor heat exchanger 140 or when the heating is to be made stronger. Here, the heating critical temperature is a value set as a lower limit of the temperature required for evaporation of the liquid refrigerant in the outdoor heat exchanger 140 during the heating operation of the air conditioning system.

도시된 바와 같이 이 경우에는 상기 보일러공급밸브(454)는 상기 보일러(450)로의 유로를 개방시켜, 상기 지중열교환기(300)로부터 나오는 순환매체가 상기 보일러(450)를 경유하도록 한다.In this case, as shown, the boiler supply valve 454 opens the flow path to the boiler 450 so that the circulation medium coming from the underground heat exchanger 300 passes through the boiler 450.

보다 구체적으로 살펴보면, 제어부(도시되지 않음)는 상기 순환온도센서(316)에서 측정된 순환매체의 온도가 상기 난방임계온도보다 낮은 경우에는 상기 보일러공급밸브(454)의 우측유로를 차단함과 동시에 하측유로를 개방시켜 상기 지중열교환기(300)를 경유한 순환매체가 상기 보일러(450)로 유입되도록 한다. 그리고, 이와 동시에 상기 보일러복귀밸브(454')의 하측유로가 개방된다.More specifically, the control unit (not shown) blocks the right flow path of the boiler supply valve 454 when the temperature of the circulation medium measured by the circulation temperature sensor 316 is lower than the heating critical temperature. The lower side passage is opened so that the circulation medium via the underground heat exchanger 300 flows into the boiler 450. At the same time, the lower flow path of the boiler return valve 454 'is opened.

그리고 이때에는 상기 급탕공급관(402) 및 급탕복귀관(402')와 상기 냉각탑공급밸브(464) 및 냉각탑복귀밸브(464')에 의해 상기 급탕용히트펌프(400) 및 냉각탑(460)으로의 순환매체 흐름은 차단된다.At this time, the hot water supply pipe 402 and the hot water return pipe 402 ', the cooling tower supply valve 464, and the cooling tower return valve 464' are provided to the hot water supply pump 400 and the cooling tower 460. Circulating medium flow is shut off.

상기 보일러(450)는 외부로부터의 전원이나 에너지에 의해 가열되어 순환매체를 온도를 증가시키게 되며, 이러한 보일러(450)를 경유한 순환매체의 온도는 상기 보일러온도센서(456)에 의해 측정되어 제어부로 전달된다. 따라서 제어부에서는 상기 보일러온도센서(456)로부터 전달되는 온도값에 따라 상기 보일러(450)에서의 순환매체 가열 수위를 조절하게 된다. 따라서, 상기 보일러온도센서(456)에서 측정되는 순환매체의 온도는 난방임계온도보다 높아야 한다. The boiler 450 is heated by power or energy from the outside to increase the temperature of the circulating medium, the temperature of the circulating medium via the boiler 450 is measured by the boiler temperature sensor 456 to control Is passed to. Therefore, the control unit adjusts the circulating medium heating water level in the boiler 450 according to the temperature value transmitted from the boiler temperature sensor 456. Therefore, the temperature of the circulating medium measured by the boiler temperature sensor 456 should be higher than the heating critical temperature.

상기 보일러(450)를 통과하면서 충분히 가열(난방임계온도 이상으로 가열)된 순환매체는 상기 실외열교환기(140)로 유입되어 상기 실내기(200)로 유입될 냉매와 열교환을 한다. 따라서, 순환매체는 냉각되고 냉매는 가열된다.The circulating medium sufficiently heated (heated above the heating threshold temperature) while passing through the boiler 450 is introduced into the outdoor heat exchanger 140 to exchange heat with the refrigerant to be introduced into the indoor unit 200. Thus, the circulation medium is cooled and the refrigerant is heated.

도 11에는 상기 냉각탑(460)이 보조열원으로 사용되는 경우가 도시되어 있다. 이와 같이 순환매체가 상기 냉각탑(460)을 경유하면서 냉각되는 경우는 주로 본 발명에 의한 공기조화 시스템이 냉방모드로 동작되는 경우가 될 것이다. 즉, 상기 지중열교환기(300)에서 열교환 된 순환매체의 온도가 상기 실외열교환기(140)에서 열교환 될 냉매의 냉방임계온도보다 높은 경우이거나, 공기조화 시스템의 냉방능력을 보다 더 향상시키고자 하는 경우에 사용되는 예이다.11 illustrates a case where the cooling tower 460 is used as an auxiliary heat source. As such, when the circulating medium is cooled while passing through the cooling tower 460, the air conditioning system according to the present invention will mainly be operated in the cooling mode. That is, when the temperature of the circulating medium heat-exchanged in the underground heat exchanger 300 is higher than the cooling threshold temperature of the refrigerant to be heat-exchanged in the outdoor heat exchanger 140, or to improve the cooling capacity of the air conditioning system further. This is an example used in the case.

보다 구체적으로 살펴보면, 제어부에서는 상기 순환온도센서(316)에 의해 감지된 순환매체의 온도가 냉방임계온도에 미치지 못하는 경우에는 상기 냉각탑공급밸브(464)의 상방유로를 개방하고 우측유로는 차단되도록 제어하고, 이와 동시에 상기 냉각탑복귀밸브(464')의 상방유로가 개방되도록 한다. In more detail, if the temperature of the circulating medium detected by the circulation temperature sensor 316 does not reach the cooling threshold temperature, the controller opens the upper flow passage of the cooling tower supply valve 464 and blocks the right flow passage. At the same time, the upper passage of the cooling tower return valve 464 'is opened.

이렇게 되면, 상기 냉각탑(460)으로의 유로가 개방되어 상기 지중열교환기(300)를 경유한 순환매체는 상기 냉각탑공급관(462)을 통해 냉각탑(460)으로 유입되어 냉각된다. 그리고, 상기 냉각탑(460)에서 냉각된 순환매체는 상기 냉각펌프(468)에 의해 상기 냉각탑복귀관(462')으로 유동하게 되고, 연이어 상기 실외열교환기(140)로 유입된다. 이때 상기 냉각온도센서(466)에서 측정되는 순환매체의 온도는 냉방임계온도보다 낮게 유지되어야 한다.In this case, the flow path to the cooling tower 460 is opened so that the circulation medium via the underground heat exchanger 300 flows into the cooling tower 460 through the cooling tower supply pipe 462 and is cooled. In addition, the circulation medium cooled by the cooling tower 460 flows to the cooling tower return pipe 462 'by the cooling pump 468, and subsequently flows into the outdoor heat exchanger 140. At this time, the temperature of the circulating medium measured by the cooling temperature sensor 466 should be kept lower than the cooling threshold temperature.

상기 실외열교환기(140)로 유입된 저온의 순환매체는 고온의 냉매와 열교환을 하게된다. 따라서, 순환매체는 열교환에 의해 고온으로 되고, 냉매는 열교환에 의해 저온으로 되어 상기 실내기(200)로 유입되어 실내공간(공기조화를 위한 공간)을 냉방하게 되는 것이다.The low temperature circulating medium introduced into the outdoor heat exchanger 140 undergoes heat exchange with the high temperature refrigerant. Therefore, the circulating medium becomes high temperature by heat exchange, and the refrigerant becomes low temperature by heat exchange to flow into the indoor unit 200 to cool the indoor space (space for air conditioning).

이와 같이 본 발명에 의한 지열을 이용한 공기조화 시스템에서는, 제어부에서 상기 순환온도센서(316)에서 측정된 온도값을 기초로 하여 상기 다수의 보조열 원(400,450,460)을 작동시키게 된다. 즉, 냉방모드 인 경우에 상기 지중열교환기(300)를 경유한 순환매체를 더 냉각시킬 필요가 있으면, 상기 급탕용히트펌프(400)나 냉각탑(460)을 선택적으로 또는 동시에 가동시키게 된다. 그리고, 난방모드인 경우에 상기 지중열교환기(300)를 경유한 순환매체를 더 가열시킬 필요가 있는 경우에는 순환매체가 상기 보일러(450)를 더 경유하도록 한다.As described above, in the air conditioning system using geothermal heat according to the present invention, the control unit operates the plurality of auxiliary heat sources 400, 450, and 460 based on the temperature value measured by the circulation temperature sensor 316. That is, when it is necessary to further cool the circulation medium via the underground heat exchanger 300 in the cooling mode, the hot water supply pump 400 or the cooling tower 460 is selectively or simultaneously operated. In the heating mode, when it is necessary to further heat the circulating medium via the underground heat exchanger 300, the circulating medium further passes through the boiler 450.

이러한 본 발명의 범위는 상기에서 예시한 실시예에 한정되지 않고, 상기와 같은 기술범위 안에서 당업계의 통상의 기술자에게 있어서는 본 발명을 기초로 하는 다른 많은 변형이 가능할 것이다.The scope of the present invention is not limited to the above-exemplified embodiments, and many other modifications based on the present invention will be possible to those skilled in the art within the above technical scope.

예들 들어, 상기의 실시예에서는 상기 압축기(120,120')는 2개가 구비되는 경우가 예시되어 있다. 그러나, 이러한 압축기(120,120')는 3개 이상이 구비되는 것도 가능할 것이다. 즉, 상기와 같은 정속압축기(120)와 인버터압축기(120') 외에 다른 기능의 압축기가 더 구비되거나, 상기 정속압축기(120) 및 인버터압축기(120')가 각각 2 이상씩 구비되는 구성도 가능함은 물론이다.For example, in the above embodiment, two compressors 120 and 120 'are provided. However, three or more such compressors 120 and 120 'may be provided. That is, a compressor having other functions in addition to the constant speed compressor 120 and the inverter compressor 120 'may be further provided, or the constant speed compressor 120 and the inverter compressor 120' may be provided with two or more, respectively. Of course.

상기한 바와 같이 본 발명에 의한 지열을 이용한 공기조화 시스템에에서는, In the air conditioning system using geothermal heat according to the present invention as described above,

첫째. 실외기에 구비되는 실외열교환기에서 냉매가 물과 같은 순환매체에 의해 열교환을 하게 되며, 이러한 순환매체는 땅속 깊은 곳에 설치되는 지중열교환기에서 지중의 열과 열교환 된다. 이와 같이, 본 발명에서의 실외열교환기는 지중의 열을 이용하는 순환매체(물)와 열교환이 일어나는 수냉식 열교환기로 이루어지므로, 종래에 사용되는 공기에 의한 열교환기보다 상대적으로 높은 열효율(COP, EER) 을 나타낸다. 따라서 공기조화 시스템의 공기 조화 성능이 향상되는 효과를 가져온다.first. In the outdoor heat exchanger provided in the outdoor unit, the refrigerant exchanges heat with a circulation medium such as water, and the circulation medium exchanges heat with the ground heat in the underground heat exchanger installed deep in the ground. As described above, the outdoor heat exchanger of the present invention is composed of a circulating medium (water) using underground heat and a water-cooled heat exchanger in which heat exchange takes place. Indicates. Therefore, the air conditioning performance of the air conditioning system is improved.

둘째. 본 발명은 지열을 이용하는 지중열교환기 외에 보조열원이 사용되어 순환매체를 가열 또는 냉각시키는 시스템으로 이루어진다. 따라서, 지열이 실외열교환기에서 냉매를 응축 또는 증발시키기에 부족한 경우에는 보조열원이 가동되어 순환매체의 가열 또는 냉각을 보조하게 된다. 따라서, 지열이 실외열교환기에서 냉매를 증발 또는 응축시키기에 불충분한 환경에서도 보조열원에 의해 냉매의 증발 또는 응축이 가능해지는 이점이 있다. 즉, 본 발명에 의한 공기조화 시스템에서는 지열에 영향을 받지않고 안정된 공기조화 성능을 발휘하게 되는 것이다.second. The present invention consists of a system for heating or cooling a circulating medium by using an auxiliary heat source in addition to an underground heat exchanger using geothermal heat. Therefore, when the geothermal heat is insufficient to condense or evaporate the refrigerant in the outdoor heat exchanger, the auxiliary heat source is activated to assist in heating or cooling the circulating medium. Therefore, there is an advantage that the evaporation or condensation of the refrigerant is possible by the auxiliary heat source even in an environment in which geothermal heat is insufficient to evaporate or condense the refrigerant in the outdoor heat exchanger. That is, in the air conditioning system according to the present invention, it is possible to exhibit stable air conditioning performance without being affected by geothermal heat.

셋째. 본 발명에서는 정속압축기와 인버터압축기가 구비되어, 부하의 크기에 따라 선택적으로 사용된다. 따라서 상대적으로 적은 부하가 발생되는 경우에는 인버터압축기만 가동하여 해결이 가능하게 되므로, 종래와 같이 큰 용량의 단일 압축기를 사용하는 경우에 비해 전력이 절감되는 효과가 있다. 즉, 부하가 작게 발생하는 경우에는 압축기 구동을 위한 전력의 낭비가 방지되는 장점이 있다.third. In the present invention, a constant speed compressor and an inverter compressor are provided, and are selectively used according to the size of the load. Therefore, when a relatively small load is generated, it is possible to solve only by operating the inverter compressor, thereby reducing the power as compared to using a single compressor having a large capacity as in the prior art. That is, when the load is small, there is an advantage that the waste of power for driving the compressor is prevented.

Claims (5)

실내 공간의 공기를 조화하는 다수의 실내기와;A plurality of indoor units which match the air of the indoor space; 상기 실내기와 다수의 배관에 의해 연통되며, 열교환이 일어나는 실외열교환기 및 냉매를 압축하는 압축기가 구비되는 하나 이상의 실외기와;At least one outdoor unit communicating with the indoor unit by a plurality of pipes, the outdoor heat exchanger having a heat exchanger and a compressor for compressing a refrigerant; 상기 실외기의 실외열교환기와 연결 설치되며, 지하에 매설되어 지중의 열과 내부를 순환하는 순환매체 사이에 열교환이 일어나도록 하는 지중열교환기와;An underground heat exchanger installed in connection with an outdoor heat exchanger of the outdoor unit, the underground heat exchanger being buried underground so that heat exchange occurs between a circulating medium circulating inside and underground heat; 상기 실외기의 일측에 설치되어, 상기 실외열교환기의 열교환을 보조하는 보조열원을 포함하는 구성을 가지며;Is installed on one side of the outdoor unit, has a configuration including an auxiliary heat source for assisting heat exchange of the outdoor heat exchanger; 상기 압축기는 복수로 이루어짐을 특징으로 하는 지열을 이용한 공기조화 시스템.The compressor is a geothermal air conditioning system, characterized in that consisting of a plurality. 제 1 항에 있어서, 상기 압축기는,The method of claim 1, wherein the compressor, 정속운전을 하는 정속압축기와,With a constant speed compressor for constant speed operation, 가변속 열펌프(Variable Speed Heat Pump)인 인버터압축기를 포함하는 구성을 가지는 것을 특징으로 하는 지열을 이용한 공기조화 시스템.An air conditioning system using geothermal heat, characterized by having a configuration including an inverter compressor that is a variable speed heat pump. 제 2 항에 있어서, 상기 정속압축기는,The method of claim 2, wherein the constant speed compressor, 상기 다수의 실내기 중 냉방 또는 난방이 요구되는 실내기 수량의 다소(多少)에 따라 선택적으로 사용됨을 특징으로 하는 지열을 이용한 공기조화 시스템.Geothermal air-conditioning system, characterized in that it is selectively used depending on the number of the indoor unit number of cooling or heating of the plurality of indoor units required. 제 2 항에 있어서, 상기 정속압축기는,The method of claim 2, wherein the constant speed compressor, 부하용량이 증가하여 상기 인버터압축기만으로 부하를 감당할 수 없는 경우에 부가적으로 가동됨을 특징으로 하는 지열을 이용한 공기조화 시스템.An air conditioning system using geothermal heat, characterized in that additionally operated when the load capacity is increased and can not afford the load only by the inverter compressor. 제 2 항 내지 제 4 항 중 어느 하나의 항에 있어서, The method according to any one of claims 2 to 4, 상기 정속압축기와 인버터압축기 사이에는, 정속압축기와 인버터압축기가 서로 연통되도록 하는 균유관이 설치됨을 특징으로 하는 지열을 이용한 공기조화 시스템.Between the constant speed compressor and the inverter compressor, the constant pressure compressor and the inverter compressor is characterized in that the uniform oil pipe for communicating with each other is installed.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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RU2814739C1 (en) * 2023-07-19 2024-03-04 Общество С Ограниченной Ответственностью "Уральский Завод Тепловых Насосов" Heat pump

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