KR20100009958A - Hot-water, heating and cooling supply system - Google Patents

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Abstract

PURPOSE: A hot water and cooling/heating system is provided to prevent a heat exchanger from stopping suddenly with overload by operating the system if the pressure of refrigerant is more than the constant pressure by forming a pressure sensor on a pipe of a refrigerant line. CONSTITUTION: A hot water and cooling/heating system is composed of a heat exchanger(200) and a heat and cold storage part(300). A circulating line(311) makes the circulating water which is flown out from the lower part of a cold and hot water tank(310) flowed into the upper part. A hot water supply line(302) or a heating and cooling supply line is connected to the upper part of the cold and hot water tank. A circulating pump(320) is formed on a pipe of a circulation line. The discharging rate of the circulating pump is varied by a controller(330). The amount of the circulating water provided to the inlet of the second heat exchanger is controlled by the circulating pump.

Description

온수 및 냉난방 공급시스템{Hot-water, heating and cooling supply system}Hot-water, heating and cooling supply system

본 발명은 온수 및 냉난방 공급시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 폐온수로부터의 폐열을 회수하거나 외기 또는 지열에 의한 열원을 이용하여 일정 온도 이상의 온수를 공급함과 동시에 냉난방을 공급할 수 있는 온수 및 냉난방 공급시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a hot water and air-conditioning supply system, and more particularly, hot water and air-heating supply capable of recovering waste heat from waste hot water or supplying hot water at a predetermined temperature using a heat source by outside air or geothermal heat. It is about the system.

일반적으로 목욕탕이나 숙박시설과 같은 곳에서 온수 또는 냉난방을 공급할 때에 전기 또는 화석연료를 사용하여 가동되는 보일러 또는 냉난방설비를 가동함으로 인해 에너지 소비가 매우 많으며, 또한 사용된 온수는 그대로 버려지는 경우가 많아 에너지 낭비가 심할 뿐만 아니라 자원의 재활용 측면에서도 그 효율이 매우 낮은 실정이다. In general, when supplying hot water or air-conditioning in a bathroom or lodging facility, the energy consumption is very high by operating a boiler or heating / heating facility that is operated using electricity or fossil fuel, and the used hot water is often discarded as it is. Not only is it a waste of energy, but the efficiency is very low in terms of recycling resources.

근래에 와서는 전술된 바와 같은 문제점을 개선하기 위해 폐온수로부터 폐열을 회수하거나 기타 대체자원을 이용하여 열원을 공급받아 온수 또는 냉난방을 공급하는 히트펌프식 열교환 시스템이 개발되고 있으나, 종래의 히트펌프식 열교환 시스템은 열교환 방법 및 구조상의 문제로 인하여 폐열회수 능력 또는 기타 열원의 회수능력이 떨어질 뿐만 아니라 그에 따라 온수 또는 냉난방을 제대로 공급하지 못하여 전기 또는 화석연료를 대체하거나 소비를 줄이고자 하는 효과를 충분히 나타내지 못하고 있는 실정이다.In recent years, in order to improve the problems described above, a heat pump type heat exchange system for recovering waste heat from waste hot water or using a heat source using other alternative resources to supply hot water or cooling and heating has been developed, but a conventional heat pump Type heat exchange system not only reduces waste heat recovery capacity or other heat source recovery ability due to heat exchange method and structural problems, but also fails to supply hot water or heating properly, so that it is sufficient to replace electricity or fossil fuel or reduce consumption. It is not shown.

일례로, 종래의 폐온수로부터 폐열을 회수하는 장치는 폐온수가 집수되는 폐열회수탱크 내에서의 폐온수의 체류시간을 늘리기 위해 탱크의 하부에서 폐온수가 유입되어 상부로 배출되도록 구성되어 있는 것이어서, 폐온수의 유입량이 많은 경우에는 상대적으로 온도가 높아진 탱크의 상부측의 폐온수로부터 충분히 열을 회수하지 못한 상태에서 그대로 방류되는 문제점이 있는 것이다. For example, the conventional apparatus for recovering waste heat from waste hot water is configured to allow waste hot water to flow in and discharge from the bottom of the tank to increase the residence time of the waste hot water in the waste heat recovery tank where the waste hot water is collected. In the case of a large amount of inflow of waste hot water, there is a problem in that it is discharged as it is without sufficiently recovering heat from the waste hot water of the upper side of the tank having a relatively high temperature.

또한 이러한 폐열회수장치를 이용해 온수를 공급하기 위한 종래의 온수공급시스템은 온수탱크와 히트펌프 사이에 항상 일정량의 물을 토출시키는 순환펌프가 구비된 것이어서, 상기 순환펌프에 의해서 지속적으로 냉수를 정량으로 토출시키게 되면 상기 온수열교환기를 포함한 히트펌프의 열교환 능력의 한계에 의하여 충분히 가열되지 못한 상태로 상기 온수탱크 내로 유입되게 되고, 이에 의해 이미 가열된 온수탱크 내의 온수 온도를 오히려 낮추는 역효과를 나타낼 우려가 있는 것이다.In addition, the conventional hot water supply system for supplying hot water using the waste heat recovery device is provided with a circulation pump for discharging a certain amount of water at all times between the hot water tank and the heat pump, so that the cold water is continuously quantified by the circulation pump. When discharged, the hot water is introduced into the hot water tank without being sufficiently heated due to the limitation of the heat exchange capacity of the heat pump including the hot water heat exchanger, thereby causing an adverse effect of lowering the hot water temperature in the already heated hot water tank. will be.

특히, 온수의 사용량이 증가할 경우에는 온수탱크로 유입되는 냉수의 양이 증가함에 따라 온수탱크 내에서 자체적으로 온수와의 열교환이 이루어지지 않은 상태에서 차가운 냉수(대략 5~20℃ 정도)가 그대로 순환되어 상기 온수열교환기와의 열교환이 이루어지므로 상기 온수열교환기 입구측의 수온이 너무 낮게 형성되어 이를 50~70℃로 가열하기에는 무리가 따르는 것이어서 전술된 바와 같은 온수탱크 내 의 온수 온도를 오히려 낮추는 역효과를 더욱 가중시키게 되는 문제점이 있다.In particular, when the amount of hot water is increased, as the amount of cold water flowing into the hot water tank increases, cold cold water (approximately 5 to 20 ° C.) remains as it is without heat exchange with hot water in the hot water tank itself. Since the water is circulated to exchange heat with the hot water heat exchanger, the water temperature at the inlet side of the hot water heat exchanger is formed so low that it is difficult to heat it to 50 to 70 ° C., thus adversely lowering the hot water temperature in the hot water tank as described above. There is a problem that further weights.

또한 전술된 바와 같은 문제점으로 인해 온수탱크 내의 온수를 원하는 온도 수준으로 가열하기 위해서는 온수탱크 내의 미지근한 상태의 온수를 계속해서 순환시켜야 하므로 압축기와 온수열교환기 등을 포함하는 히트펌프 측의 과부하로 인하여 장치가 과열되거나 소손이 발생될 우려가 있으며, 긴급한 상황에서는 히트펌프 만으로 원하는 시간에 충분한 온수를 공급할 수 없으므로 보일러의 작동을 잦아지게 되고, 이에 의해 에너지 소모가 증가하게 될 뿐만 아니라 히트펌프의 이용하여 에너지를 절감하고자 하는 효과를 전혀 기대할 수 없는 문제점이 있는 것이다. In addition, due to the problems described above, in order to heat the hot water in the hot water tank to the desired temperature level, the lukewarm hot water in the hot water tank must be continuously circulated so that the device is overloaded on the heat pump side including the compressor and the hot water heat exchanger. There is a risk of overheating or burnout, and in an emergency situation, the boiler cannot be supplied with enough hot water only at the desired time, resulting in frequent operation of the boiler, thereby increasing energy consumption and using energy of the heat pump. There is a problem that can not be expected at all to reduce the effect.

본 발명은 전술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명은 하나의 공급시스템에 의해 일정 온도 이상의 온수와 냉난방을 지속적으로 공급하도록 구비되어 별도의 보일러 가동을 최소화하여 그에 따른 에너지의 소모를 줄임과 동시에 폐온수로부터의 폐열회수, 외부공기 또는 지열에 의한 열원을 이용할 수 있도록 구비되어 에너지의 낭비를 줄이고, 컴팩트하면서도 최적화된 장치에 의해 열교환 효율 및 에너지 사용효과를 극대화할 수 있는 온수 및 냉난방 공급시스템을 제공하는 것이다.The present invention is to solve the problems as described above, the present invention is provided to continuously supply hot water and heating and heating over a predetermined temperature by one supply system to minimize the separate boiler operation to reduce the energy consumption accordingly At the same time, it is equipped to use waste heat recovery from waste hot water, external air or geothermal heat source to reduce energy waste and supply hot and air-conditioning to maximize heat exchange efficiency and energy use effect by compact and optimized device. To provide a system.

본 발명에 따르면, 폐온수, 외부공기 또는 지열과의 열교환이 이루어지도록 구비된 제1 열교환기(210)와, 이 제1 열교환기(210)에 냉매라인(201)에 의해 상호 연결되는 제2 열교환기(220)를 포함하는 열교환부(200)와; According to the present invention, a first heat exchanger 210 is provided to exchange heat with waste hot water, external air, or geothermal heat, and a second heat exchanger 210 connected to the first heat exchanger 210 by a refrigerant line 201. A heat exchanger 200 including a heat exchanger 220;

상기 제2 열교환기(220)와의 열교환이 가능하도록 냉수 또는 온수가 순환되는 순환라인(311)이 연결됨과 동시에 온수공급라인(302) 또는 냉난방공급라인(303)이 연결되는 냉온수탱크(310)가 구비된 축냉축열부(300)를 포함하여 이루어지며;The cold and hot water tank 310 to which the hot water supply line 302 or the cooling / heating supply line 303 is connected at the same time that the circulation line 311 through which cold water or hot water is circulated is connected to enable the heat exchange with the second heat exchanger 220. It comprises a storage heat storage unit 300 provided;

상기 순환라인(311)은 상기 냉온수탱크(310)의 하부에서 순환수가 유출되어 상부로 유입되도록 구비되고, 상기 온수공급라인(302) 또는 냉난방공급라인(303)은 상기 냉온수탱크(310)의 상부에 연결되며; The circulation line 311 is provided so that the circulation water flows out from the lower portion of the cold / hot water tank 310 and flows to the upper portion, and the hot water supply line 302 or the cooling / heating supply line 303 is an upper portion of the cold / hot water tank 310. Is connected to;

상기 순환라인(311)의 관로상에는 컨트롤러(330)에 의해 토출량이 가변되는 순환펌프(320)가 구비되어 이 순환펌프(320)에 의해 상기 제2 열교환기(220)의 입구측으로 공급되는 순환수의 양이 조절되는 것을 특징으로 하는 온수 및 냉난방 공급시스템이 제공된다.A circulation pump 320 having a variable discharge amount by the controller 330 is provided on the pipeline of the circulation line 311, and the circulation water supplied to the inlet side of the second heat exchanger 220 by the circulation pump 320 is provided. Hot water and heating and heating supply system is provided, characterized in that the amount of the is controlled.

본 발명의 다른 특징에 따르면, 상기 열교환부(200)에는 상기 냉매라인(201)에 구비되어 냉매의 흐름을 변환시킬 수 있는 절환밸브(400)가 더 구비되는 것을 특징으로 하는 온수 및 냉난방 공급시스템이 제공된다. According to another feature of the invention, the heat exchange unit 200 is provided in the refrigerant line 201 is provided with a switching valve 400 for converting the flow of the refrigerant, hot water and heating and heating supply system characterized in that it is further provided This is provided.

본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 상기 냉매라인(201)의 일측에는 고압측 냉매압력이 소정압력에 도달하면 이를 감지할 수 있는 압력센서(260)가 더 구비되고, 상기 컨트롤러(330)는 상기 압력센서(260)에 전기적으로 연결되어 상기 순환펌프(320)가 상기 압력센서(260)에 의해 감지된 압력에 의해서 제어되도록 구비되는 것을 특징으로 하는 온수 및 냉난방 공급시스템이 제공된다.According to another feature of the invention, one side of the refrigerant line 201 is further provided with a pressure sensor 260 for detecting the high pressure side refrigerant pressure reaches a predetermined pressure, the controller 330 is the It is electrically connected to the pressure sensor 260 is provided with the hot water and heating supply system, characterized in that the circulation pump 320 is provided to be controlled by the pressure sensed by the pressure sensor 260.

본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 상기 열교환부(200)에는 상기 제2 열교환기(220)로부터 토출된 냉매를 보다 냉각시킬 수 있도록 상기 제1 열교환기(210)와 제2 열교환기(220) 사이에 상기 냉매라인(201)에 의해 상호 연결되는 과냉각콘덴서(250)가 더 구비되고, 상기 순환라인(311)은 상기 제1 열교환기(210) 측으로 유입되는 순환수를 예열할 수 있도록 상기 과냉각콘덴서(250)를 거쳐 상기 제2 열교 환기(220) 측으로 연결되는 것을 특징으로 하는 온수 및 냉난방 공급시스템이 제공된다.According to another feature of the invention, the heat exchange unit 200, the first heat exchanger 210 and the second heat exchanger 220 to cool the refrigerant discharged from the second heat exchanger 220 more. A subcooling capacitor 250 is further provided between the refrigerant lines 201 and the circulation line 311 is configured to preheat the circulating water flowing into the first heat exchanger 210. Hot water and heating and heating supply system is provided, characterized in that connected to the second heat exchanger 220 side via a condenser 250.

본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 상기 제1 열교환기(210)는 폐열회수부(100)에 의해 폐온수와의 열교환이 이루어지도록 구비되고, 상기 폐열회수부(100)는 사용된 폐온수가 인입되는 폐수인입관(101)이 연결되는 폐수수집조(110)와, 이 폐수수집조(110) 내의 폐온수가 유입되도록 폐수공급관(102)이 연결되며 유입된 폐온수가 열교환된 후에 배출되도록 폐수배출관(103)이 연결되는 폐수열교환조(120)를 포함하는 것을 특징으로 하는 온수 및 냉난방 공급시스템이 제공된다.According to another feature of the invention, the first heat exchanger 210 is provided so that heat exchange with the waste hot water by the waste heat recovery unit 100, the waste heat recovery unit 100 is used waste hot water The wastewater collection tank 110 to which the incoming wastewater inlet pipe 101 is connected, and the wastewater supply pipe 102 are connected such that the wastewater water in the wastewater collection tank 110 flows in, and the wastewater water introduced after the heat exchange is discharged. It is provided with a hot water and heating and heating supply system characterized in that it comprises a waste water heat exchange tank 120 is connected to the waste water discharge pipe (103).

본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 상기 폐수공급관(102)은 상기 폐수수집조(110)의 폐수수면레벨에 위치되고, 상기 폐수수집조(110)의 일측에는 상기 폐수공급관(102) 이상의 레벨로 폐수가 유입되면 오버플로우되어 배출되도록 상기 폐수수집조(110)의 외부로 연장되는 오버플로우관(104)이 더 구비되는 것을 특징으로 하는 온수 및 냉난방 공급시스템이 제공된다. According to another feature of the invention, the wastewater supply pipe 102 is located at the wastewater level of the wastewater collection tank 110, one side of the wastewater collection tank 110 to a level above the wastewater supply pipe 102 When the wastewater is introduced, the hot water and cooling and heating supply system is further provided, further comprising an overflow pipe 104 extending out of the wastewater collection tank 110 so that the wastewater overflows and is discharged.

이상에서와 같이 본 발명에 의하면, 폐온수, 외부공기 또는 지열 등과의 열교환이 이루어지도록 구비된 제1 열교환기(210)에 의해 폐기열원 또는 자연열원으로부터 열을 회수할 수 있으므로 에너지의 낭비를 방지할 수 있을 뿐만 아니라 에 너지의 사용효율이 매우 우수하며, 특히 냉온수탱크(310) 내의 물을 가열하여 온수를 공급할 때에는 순환라인(311)을 통하여 순환되는 순환수의 양을 컨트롤러(330)에 의해 조절할 수 있도록 구비됨과 동시에 온수공급라인(302)이 상기 냉온수탱크(310)의 상부에 연결되도록 구비됨으로써, 빠른 시간 내에 원하는 온도로 물을 가열하여 온수공급 능력을 대폭적으로 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라 온수의 사용량이 많은 경우에도 용이하게 온수를 공급할 수 있어 전기 또는 화석연료를 사용하는 보일러를 추가적으로 가동하지 않아도 되므로 에너지 소모를 대폭적으로 감소시킬 수 있는 장점이 있다.As described above, according to the present invention, heat can be recovered from a waste heat source or a natural heat source by the first heat exchanger 210 provided to exchange heat with waste hot water, external air, or geothermal heat, thereby preventing waste of energy. Not only can the energy use efficiency is very good, and in particular, when supplying hot water by heating the water in the hot and cold water tank 310 by the controller 330 the amount of circulating water circulated through the circulation line (311) At the same time, the hot water supply line 302 is provided to be connected to the upper portion of the cold / hot water tank 310 to heat the water to a desired temperature within a short time, thereby greatly improving the hot water supply capacity. Hot water can be supplied easily even when the amount of gas is used up, so additional boilers using electricity or fossil fuels can be started. Even so there is an advantage that can reduce energy consumption significantly.

또한 열교환부(200)에는 냉매라인(201)에 구비되어 냉매의 흐름을 변환시킬 수 있는 절환밸브(400)가 더 구비됨으로써, 상기 냉온수탱크(310)에 냉수 또는 온수를 선택적으로 충전한 후에, 겨울철에는 주로 온수와 난방을 공급하고 여름철에는 냉방을 공급할 수 있게 되므로 별도로 장치를 추가함이 없이 수요처에 따라 온수공급라인(302) 또는 냉난방공급라인(303)을 선택적으로 설치하여 온수 또는 냉난방을 선택적으로 공급하거나 또는 온수와 냉난방을 동시에 공급할 수 있는 장점이 있다.In addition, the heat exchange unit 200 is further provided with a switching valve 400 which is provided in the refrigerant line 201 to convert the flow of the refrigerant, and after the cold or hot water tank 310 to selectively fill the cold or hot water, Since it is possible to supply hot water and heating in winter and air conditioning in summer, it is possible to selectively install hot water supply line 302 or air-conditioning supply line 303 according to the demand source without additional equipment. It has the advantage of supplying with or supplying hot water and air conditioning at the same time.

또한 상기 열교환부(200)의 냉매라인(201)의 관로상에는 고압측 냉매압력을 감지할 수 있도록 압력센서(260)가 구비되고, 상기 컨트롤러(330)는 상기 압력센서(260)에 의해 감지된 냉매의 압력이 소정 압력에 도달하면 이를 감지하여 작동되도록 연결됨으로써, 상기 열교환부(200) 측에 과부하가 발생되거나 또는 과부하에 의해 장치의 손상 또는 정지됨을 방지하여 원활한 작동에 의해 지속적으로 원하는 온도의 온수를 공급할 수 있는 장점이 있다.In addition, a pressure sensor 260 is provided on the pipeline of the refrigerant line 201 of the heat exchanger 200 to detect the high pressure side refrigerant pressure, and the controller 330 is detected by the pressure sensor 260. When the pressure of the refrigerant reaches a predetermined pressure, it is connected to detect the operation, thereby preventing overloading or damaging or stopping of the device due to overloading on the heat exchange part 200 side, and continuously operating the desired temperature by smooth operation. There is an advantage that can supply hot water.

또한 상기 열교환부(200)에는 상기 냉매라인(201)의 일측에 과냉각콘덴서(250) 또는 과냉각수단이 더 구비됨으로써, 상기 제2 열교환기(220)로부터 토출된 냉매를 보다 냉각시켜 상기 제1 열교환기(210) 측으로 공급하여 상기 제1 열교환기(210)의 효율을 증대시킴과 동시에 상기 제2 열교환기(220)에 의해 열교환되는 순환라인(311)이 상기 과냉각콘덴서(250)를 통과되도록 구비하여 순환수가 예열된 후에 상기 제2 열교환기(220)로 유입되도록 구비되어 가열효과를 더욱 증가시킬 수 있는 장점이 있다.In addition, the heat exchange part 200 is further provided with a subcooling capacitor 250 or a subcooling means on one side of the refrigerant line 201, thereby further cooling the refrigerant discharged from the second heat exchanger 220 to the first heat exchanger. It is supplied to the side 210 to increase the efficiency of the first heat exchanger 210 and at the same time the circulation line 311 heat exchanged by the second heat exchanger 220 is provided to pass through the subcooling capacitor 250. Thus, after the circulating water is preheated, the second heat exchanger 220 may be introduced into the second heat exchanger 220 to further increase the heating effect.

또한 상기 제1 열교환기(210)는 목욕탕이나 온수를 다량 사용하는 시설에서 배출되는 폐온수로부터 폐열을 회수하도록 폐열회수부(100)가 더 구비되고, 이 폐열회수부(100)는 폐온수가 직접적으로 인입되는 폐수수집조(110) 내에 제1 열교환기(210)를 설치하는 것이 아니라 상기 폐수수집조(110)에 폐수공급관(102)에 의해 연결되도록 폐수열교환조(120)를 더 구비하여 이에 제1 열교환기를 설치함으로써, 상기 폐수열교환조(120)에 다량의 이물질이 직접적으로 유입되는 것을 방지하여 상기 제1 열교환기(210)에 이물질이 부착되는 것을 줄일 수 있으므로 그에 따른 열교환 효율을 높일 수 있는 장점이 있으며, 또한 상기 폐수수집조(110)에 유입되는 폐온수는 폐수인입관(101)이 접속되는 부분에 필터박스(130)를 설치하여 이물질의 유입을 최대한 억제하여 열교환 효율을 더욱 높임과 동시에 이물질에 의해 장치의 오염을 방지하고 유지보수를 용이하게 할 수 있는 장점이 있다. In addition, the first heat exchanger 210 is further provided with a waste heat recovery unit 100 to recover the waste heat from the waste hot water discharged from the facility using a large amount of bath or hot water, the waste heat recovery unit 100 is waste hot water Rather than installing a first heat exchanger 210 in the wastewater collection tank 110 that is directly drawn in, the wastewater heat exchange tank 120 is further provided to be connected to the wastewater collection tank 110 by a wastewater supply pipe 102. By installing a first heat exchanger, a large amount of foreign matters can be prevented from directly flowing into the wastewater heat exchange tank 120, thereby reducing the adhesion of foreign matters to the first heat exchanger 210, thereby improving heat exchange efficiency. In addition, the waste hot water flowing into the wastewater collection tank 110 may be installed with a filter box 130 at a portion to which the wastewater inlet pipe 101 is connected to thereby suppress the inflow of foreign substances to maximize the heat exchange efficiency. Further increasing and at the same time preventing contamination of the device by foreign matter and there is an advantage that can facilitate the maintenance.

또한 상기 폐수공급관(102) 또는 폐수배출관(103)은 상기 폐수수집조(110) 또는 폐수열교환조(120)의 폐수수면레벨 상에 구비되어 폐수가 일정 수준을 초과하여 오버플로우시킬 수 있도록 구비됨으로써, 폐온수로부터 충분한 열회수가 이루어진 후에 폐수가 방출되도록 할 뿐만 아니라 무분별하게 방류되는 것을 억제할 수 있는 효과가 있다.In addition, the wastewater supply pipe 102 or the wastewater discharge pipe 103 is provided on the wastewater level of the wastewater collection tank 110 or the wastewater heat exchange tank 120 so that the wastewater overflows a predetermined level. In addition, after sufficient heat recovery is made from the waste hot water, the waste water is not only discharged, but also has an effect of suppressing indiscriminate discharge.

상술한 본 발명의 목적, 특징들 및 장점은 다음의 상세한 설명을 통하여 보다 분명해질 것이다. 이하, 첨부된 도면에 의거하여 설명하면 다음과 같다.The objects, features and advantages of the present invention described above will become more apparent from the following detailed description. Hereinafter, described with reference to the accompanying drawings as follows.

도 1 내지 도 4는 폐온수로부터 폐열을 회수하도록 폐열회수부(100)가 구비된 온수공급시스템의 일례를 나타낸 것이고, 도 5와 도 6은 외부공기 또는 지열을 이용한 온수 및 냉난방 공급시스템을 나타낸 것이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명은 목욕탕 등에서 사용된 폐온수를 수집한 후에, 이 폐온수를 이용하여 열교환되도록 폐수수집조(110)와 이 폐수수집조(110)에 연결되는 폐수열교환조(120)를 포함하는 폐열회수부(100)가 구비되고, 이 폐열회수부(100)에 의해 회수된 폐온수와의 열교환이 이루어지도록 상기 폐수열교환조(120)에 내장되는 제1 열교환기(210)와 이 제1 열교환기(210)에 냉매라인(201)에 의해 상호 연결된 제2 열교환기(220)를 포함하는 열교환부(200)가 구비되며, 상기 제2 열교환기(220)와의 열교환이 가능하도록 순환라인(311)이 연결된 냉온수탱크(310)를 포함하는 축냉축열부(300)로 이루어져 있다.1 to 4 illustrate an example of a hot water supply system provided with a waste heat recovery unit 100 to recover waste heat from waste hot water, and FIGS. 5 and 6 illustrate a hot water and cooling and heating supply system using external air or geothermal heat. will be. As shown in FIG. 1, the present invention collects waste hot water used in a bathroom and the like, and then waste water heat exchange tank connected to the waste water collection tank 110 and the waste water collection tank 110 so as to exchange heat using the waste hot water. A first heat exchanger (100) comprising a first heat exchanger (100) is provided and is built in the wastewater heat exchange tank (120) so that heat exchange with waste hot water recovered by the waste heat recovery unit (100) is performed. A heat exchanger 200 including a second heat exchanger 220 interconnected by a refrigerant line 201 to the first heat exchanger 210 is provided with a heat exchanger with the second heat exchanger 220. It is made of a heat storage cold storage unit 300 including a cold and hot water tank 310 is connected to the circulation line 311 to enable this.

이와 같은 구성에 있어서, 상기 폐열회수부(100)는 다양한 형태로 구비될 수 있는 것으로, 그 일례를 보다 상세하게 설명하면 다음과 같다. 도 1과 도 2에 도시된 바와 같이, 폐온수가 수집되도록 폐수인입관(101)이 연결된 폐수수집조(110)가 구비되고, 이 폐수수집조(110)와는 별도로 이루어져서 폐수공급관(102)에 의해 연결되는 폐수열교환조(120)가 구비되는데, 상기 폐수수집조(110)에는 상기 폐수인입관(101)을 통하여 유입되는 폐온수로부터 머리카락, 비누, 오물 등을 포함한 각종 이물질을 일차적으로 필터링할 수 있도록 필터(131)가 내장된 필터박스(130)가 구비되고, 상기 폐수열교환조(120)에는 폐온수와의 열교환이 이루어지도록 상기 열교환부(200)의 제1 열교환기(210)가 내장된다. In such a configuration, the waste heat recovery unit 100 may be provided in various forms, which will be described in more detail as follows. 1 and 2, the wastewater collection tank 110 is connected to the wastewater inlet pipe 101 to collect the waste hot water, and is made separately from the wastewater collection tank 110 to the wastewater supply pipe 102 The waste water heat exchange tank 120 is connected to the waste water collection tank 110 to primarily filter various foreign substances including hair, soap, and dirt from the waste hot water introduced through the waste water inlet pipe 101. A filter box 130 having a built-in filter 131 is provided, and the first heat exchanger 210 of the heat exchanger 200 is built in the wastewater heat exchange tank 120 so that heat exchange with waste hot water is performed. do.

또한 상기 폐수수집조(110)의 폐온수를 상기 폐수열교환조(120)로 공급하기 위해 연결되는 상기 폐수공급관(102)은 상기 폐수수집조(110)의 중간레벨과 폐온수가 최대 유입되어 형성하는 폐수수면레벨 사이에 위치되며, 상기 폐수공급관(102)의 유출단에는 수평방향으로 분배관(106)이 결합되어 폐수가 상기 폐수열교환조(120) 내로 균등하게 유입되도록 구비된다. 또한 상기 폐수열교환조(120)의 하부에는 상기 제1 열교환기(210)와의 열교환이 이루어진 폐수를 배출하기 위해 폐수배출관(103)이 결합되는데, 이 폐수배출관(103)에도 분배관(107)이 결합되어 폐수가 균등하게 배출되도록 구비되어 있다. In addition, the wastewater supply pipe 102 connected to supply waste hot water of the wastewater collection tank 110 to the wastewater heat exchange tank 120 is formed by the maximum inflow of the intermediate level of the wastewater collection tank 110 and the waste hot water. Located between the waste water level, the discharge end of the waste water supply pipe 102 is coupled to the distribution pipe 106 in the horizontal direction is provided so that the waste water flows into the waste water heat exchange tank 120 evenly. In addition, a wastewater discharge pipe 103 is coupled to a lower portion of the wastewater heat exchange tank 120 to discharge wastewater that has undergone heat exchange with the first heat exchanger 210, and a distribution pipe 107 is also disposed in the wastewater discharge pipe 103. Combined, it is provided to discharge the waste water evenly.

또한 상기 폐수배출관(103)은 별도로 구비된 집수정(140)에 연결되도록 연장되는데, 그 중간에는 펌프(108)와 밸브(V1)가 접속될 뿐만 아니라 최종단에 근접된 위치에는 상기 폐수수집조(110)와 폐수열교환조(120)에 저류되는 폐수의 레벨을 결 정하도록 역U자형 배관부(105)가 구비되어 있다. 이 역U자형 배관부(105)는 트랩형상으로 구비되어 폐수의 수위가 그 레벨 이하에 머물게 되면 상기 폐수배출관(103) 내의 폐수는 별도의 펌프작동이 없이는 배출되지 않게 되고, 폐수가 상기 역U자형 배관부(105)의 레벨을 초과하게 되면 이 역U자형 배관부(105)에서 폐수가 오버플로우되어 상기 집수정(140)으로 배출되게 된다.In addition, the wastewater discharge pipe 103 is extended to be connected to a separately provided sump 140, the pump 108 and the valve (V1) is connected in the middle of the wastewater collection tank in the position close to the final end An inverted U-shaped pipe portion 105 is provided to determine the level of the wastewater stored in the 110 and the wastewater heat exchange tank 120. The reverse U-shaped pipe portion 105 is provided in a trap shape so that when the water level of the waste water remains below the level, the waste water in the wastewater discharge pipe 103 is not discharged without a separate pump operation, and the wastewater is discharged to the reverse U. When the level of the female pipe portion 105 is exceeded, the wastewater overflows from the reverse U-shaped piping portion 105 and is discharged to the sump well 140.

또한 상기 폐수배출관(103)과 폐수수집조(110)의 하단 사이에는 한 쌍의 연결관(111,112)이 병렬 접속되고, 이 연결관(111,112)에는 각각 밸브(V2,V3)가 접속될 뿐만 아니라 상기 연결관(111,112)의 접속부위 사이의 폐수배출관(103)에는 또 다른 밸브(V4)가 접속된다. 이에 따라 상기 폐수열교환조(120)에서 열교환된 폐수는 상기 폐수배출관(103)과 연결관(111)을 통해 상기 폐수수집조(110)로 순환되어 복귀할 수 있게 되는데, 이에 의해 폐수로부터 충분한 열을 회수할 때까지 상기 폐수수집조(110)와 폐수열교환조(120) 사이에서 폐수를 순환시킬 수 있게 되며, 보다 바람직하게는 상기 역U자형 배관부(105)의 레벨이 상기 폐수공급관(102)의 레벨보다 높게 설정되어 폐수가 배출되지 않은 상태에서 순환하도록 하는 것이다.In addition, a pair of connecting pipes 111 and 112 are connected in parallel between the wastewater discharge pipe 103 and the lower end of the wastewater collection tank 110, and valves V2 and V3 are connected to the connecting pipes 111 and 112, respectively. Another valve V4 is connected to the wastewater discharge pipe 103 between the connection portions of the connection pipes 111 and 112. Accordingly, the wastewater heat-exchanged in the wastewater heat exchange tank 120 can be circulated back to the wastewater collection tank 110 through the wastewater discharge pipe 103 and the connection pipe 111, thereby allowing sufficient heat from the wastewater. It is possible to circulate the wastewater between the wastewater collection tank 110 and the wastewater heat exchange tank 120 until it is recovered, more preferably the level of the inverted U-shaped pipe portion 105 is the wastewater supply pipe 102. It is set higher than) so that waste water can be circulated without being discharged.

한편, 폐온수는 상기 폐수수집조(110)로부터 상기 연결관(112)을 거쳐서 상기 역U자형 배관부(105)를 통해 최종적으로 배출되거나, 상기 폐수배출관(103)으로부터 직접 상기 밸브(V4)를 거쳐서 배출될 수 있는 것이지만, 어느 경우에도 폐수의 유입량이 증대되어 폐수의 레벨이 상기 역U자형 배관부(105)의 레벨보다 높을 경우에만 최종적으로 배출되므로 폐수의 불필요한 배출로 인한 불완전한 폐열회수를 방지할 수 있게 된다.On the other hand, waste hot water is finally discharged from the wastewater collection tank 110 via the inverted U-shaped pipe portion 105 via the connecting pipe 112, or directly from the wastewater discharge pipe 103, the valve (V4) Although it can be discharged through, in any case, the inflow of wastewater is increased so that the wastewater is finally discharged only when the level of the wastewater is higher than the level of the inverted U-shaped pipe portion 105, so that incomplete waste heat recovery due to unnecessary discharge of wastewater is achieved. It becomes possible to prevent it.

또한 상기 폐수수집조(110)에서 이물질이 상당부분 제거된 상태로 상기 폐수열교환조(120)로 공급되기는 하지만, 그러한 경우에도 폐온수 속에 이물질이 완전히 제거된 것은 아니므로 장시간의 사용에 의해 상기 폐수열교환조(120)에 이물질이 쌓이는 것은 불가피한 것이다. 이러한 경우 이물질이 상기 제1 열교환기(210)에 축적되어 효율을 저하시키게 되므로 이를 제거하기 위한 청소를 해야 하는데, 이때에는 상기 밸브(V2,V3)를 닫고 상기 펌프(108)를 작동시켜 상기 폐수열교환조(120) 내의 폐온수를 상기 폐수배출관(103)을 통하여 강제 배출시킨 상태에서 상기 폐수열교환조(120)에 구비된 점검용 맨홀(109)을 통하여 작업자가 그 내부로 들어갈 수 있도록 되어 있다.In addition, although a large portion of foreign matter is removed from the wastewater collection tank 110, the wastewater heat exchange tank 120 is supplied to the wastewater heat exchange tank 120, but even in such a case, the foreign matter is not completely removed from the wastewater. It is inevitable that foreign matters accumulate in the heat exchange tank 120. In this case, foreign matter accumulates in the first heat exchanger 210, and thus the efficiency is lowered. Therefore, cleaning must be performed to remove the foreign matter. In the state where the waste hot water in the heat exchange tank 120 is forcibly discharged through the waste water discharge pipe 103, the worker can enter the inside through the inspection manhole 109 provided in the waste water heat exchange tank 120. .

또한 상기 폐수수집조(110)의 상단에는 오버플로우관(104)이 더 구비되어 폐온수가 과다하게 유입된 경우에 이를 신속하게 배출시킴과 동시에 폐수면 상단에 부유되는 이물질을 제거할 수 있게 되며, 상기 폐수수집조(110)와 폐수열교환조(120)의 각 하단에는 필요에 따라 폐온수를 직접적으로 배출시키기 위한 드레인관(113,114)이 더 구비되어 있다.In addition, the overflow pipe 104 is further provided at the upper end of the wastewater collection tank 110 to quickly discharge the waste water when excessively introduced into the wastewater and remove foreign substances floating on the upper surface of the wastewater. Further, the lower ends of the wastewater collection tank 110 and the wastewater heat exchange tank 120 are further provided with drain pipes 113 and 114 for directly discharging the waste hot water as needed.

이상과 같은 폐열회수부(100)는 다른예에 의해서도 가능한 것으로, 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 폐수수집조(110)와 폐수열교환조(120)는 격벽(150)에 의해 구획되도록 일체로 형성되고, 상기 폐수공급관(102)과 오버플로우관(104)은 상기 폐수수집조(110)의 하부에서 상부로 수직 연장된 상태에서 양측으로 수평 연장되는 T자형 배관(160)에 일체로 구비되어 있다. 이때에, 상기 폐수공급관(102)과 오버플로우관(104)은 상기 폐수수집조(110)의 폐수수면레벨에 위치된 상태에서, 상기 폐 수공급관(102)은 상기 격벽(150)에 형성된 연통구(151)를 통하여 상기 폐수열교환조(120) 내로 수평 연장되도록 구비되고, 상기 오버플로우관(104)은 상기 폐수수집조(110)의 일측에 별도로 구비되는 집수정(140)으로 연장된다. Waste heat recovery unit 100 as described above is also possible by another example, as shown in Figure 3, the wastewater collection tank 110 and wastewater heat exchange tank 120 is integrally partitioned by the partition wall 150. Is formed, the wastewater supply pipe 102 and the overflow pipe 104 is integrally provided in the T-shaped pipe 160 extending horizontally on both sides in a vertically extended state from the bottom of the wastewater collection tank 110 to the top have. At this time, the wastewater supply pipe 102 and the overflow pipe 104 is located in the wastewater surface level of the wastewater collection tank 110, the wastewater supply pipe 102 is communication formed in the partition wall 150 It is provided to extend horizontally into the wastewater heat exchange tank 120 through the sphere 151, the overflow pipe 104 is extended to the sump well 140 is provided separately on one side of the wastewater collection tank 110.

이러한 구성에 의하면, 상기 폐수공급관(102) 이하의 레벨에서는 상기 폐수수집조(110)의 폐온수가 상기 폐수공급관(102)을 통하여 상기 폐수열교환조(120)로 공급되고, 상기 폐수공급관(102) 이상으로 폐온수가 유입되면 상기 폐수수집조(110) 내의 폐온수가 상기 연통구(151)를 통하여 상기 폐수열교환조(120) 측으로 흘러 넘쳐 상기 폐수수집조(110)와 폐수열교환조(120)의 수면레벨이 같아지게 된다. 그렇게 되면 상기 폐수공급관(102)과 이에 연통되는 오버플로우관(104)을 통하여 상기 집수정(140)으로 폐온수가 배출되고, 이때에 폐수면에 부유된 이물질이 동시에 제거된다. According to this configuration, at the level of the wastewater supply pipe 102 or less, waste hot water of the wastewater collection tank 110 is supplied to the wastewater heat exchange tank 120 through the wastewater supply pipe 102, and the wastewater supply pipe 102 When waste hot water is introduced into the waste water collection tank 110, the waste hot water flows into the waste water heat exchange tank 120 through the communication port 151 and overflows to the waste water heat collection tank 110 and the waste water heat exchange tank 120. ) Will have the same sleep level. Then, the waste hot water is discharged to the sump 140 through the waste water supply pipe 102 and the overflow pipe 104 communicating with the waste water supply pipe 102, and foreign substances suspended in the waste water surface are removed at the same time.

또한 상기 폐수열교환조(120)에 구비되는 상기 폐수배출관(103) 및 그 중간에 구비된 밸브(V1~V4) 및 펌프(108)의 구성은 전술된 일례와 유사한 구성될 수 있으며, 이때에는 상기 폐수배출관(103)의 단부측에 상기 역U자형 배관부(105)를 구비하지 않아도 된다.In addition, the configuration of the wastewater discharge pipe 103 and the valve (V1 ~ V4) and the pump 108 provided in the middle of the wastewater heat exchange tank 120 may be configured similar to the above-described example, in this case It is not necessary to provide the inverted U-shaped pipe portion 105 on the end side of the wastewater discharge pipe 103.

한편, 이상과 같은 폐열회수부(100)와의 열교환이 이루어지도록 구비되는 열교환부(200)와 이 열교환부(200)에 의해 온수를 생성하는 축냉축열부(300)의 구성을 보다 상세하게 살펴보면, 도 1과 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 폐수열교환조(120) 내에는 폐온수와의 열교환이 이루어지도록 제1 열교환기(210)가 내장되어 있으며, 이 제1 열교환기(210)는 냉매가 순환되는 냉매라인(201)에 의해 상호 연결 되는 제2 열교환기(210), 압축기(230) 그리고 팽창밸브(240) 등을 포함하여 열교환부(200)를 형성하게 된다. 이 열교환부(200)에는 상기 제2 열교환기(220)를 통과한 냉매가 더욱 냉각되어 응축효율을 증대할 수 있도록 과냉각콘덴서(250)가 더 구비되고, 또한 상기 순환라인(311)은 순환수가 예열되어 가열효과를 증폭시킬 수 있도록 상기 과냉각콘덴서(250)를 거쳐 제2 열교환기(220) 측으로 순환시키는 것이 바람직하며, 이러한 과냉각콘덴서(250)에 의해 상기 제1 열교환기(210)의 열교환 효율을 증대시킬 수 있을 뿐만 아니라 상기 압축기(230) 측의 부하도 줄일 수 있어 상대적으로 작은 용량의 압축기(230)를 사용할 수 있게 된다.On the other hand, when looking at the configuration of the heat-exchanging unit 200 and heat storage unit 300 for generating hot water by the heat exchange unit 200 and heat exchange with the waste heat recovery unit 100 as described above, As shown in FIG. 1 and FIG. 4, a first heat exchanger 210 is built in the wastewater heat exchange tank 120 so that heat exchange with waste hot water is performed, and the first heat exchanger 210 is a refrigerant. The second heat exchanger 210, the compressor 230, and the expansion valve 240 are connected to each other by the refrigerant line 201 through which the heat exchanger 200 is formed. The heat exchange part 200 is further provided with a subcooling capacitor 250 so that the refrigerant passing through the second heat exchanger 220 is further cooled to increase the condensation efficiency, and the circulation line 311 has a circulating water. It is preferable to circulate to the second heat exchanger 220 through the subcooling capacitor 250 so as to preheat and amplify the heating effect, and the heat exchange efficiency of the first heat exchanger 210 by the subcooling capacitor 250. In addition to increasing the load on the compressor 230 side, it is possible to use the compressor 230 of a relatively small capacity.

한편, 전술된 바와 같은 열교환부(200)에 의해 원하는 온도로 가열된 온수를 생성한 후에, 사용처에 온수를 제공하도록 구비되는 축냉축열부(300)는 상기 제2 열교환기(220)와의 열교환이 이루어지도록 순환라인(311)이 연결된 냉온수탱크(310)가 구비되고, 이 냉온수탱크(310)는 그 하부측에 수돗물 또는 지하수와 같은 공급수가 인입되도록 급수관(301)이 구비되며, 상부측에 온수를 배출시키기 위한 온수공급라인(302)이 연결되어 있는데, 이때에 상기 냉온수탱크(310)는 상기 급수관(301)에 의해 급수조에 연결된 상태에서 배출되는 양만큼의 물이 상기 급수조로부터 수압에 의해 유입되도록 구비되어 있을 뿐만 아니라 긴급한 상황에서도 용이하게 온수를 공급할 수 있도록 보일러가 구비되는 것이 일반적이다. On the other hand, after generating the hot water heated to the desired temperature by the heat exchanger 200 as described above, the cold storage heat storage unit 300 is provided to provide hot water to the use is the heat exchange with the second heat exchanger 220 Cold and hot water tank 310 is connected to the circulation line 311 is made to be made, the cold and hot water tank 310 is provided with a water supply pipe 301 so that the supply water, such as tap water or ground water is introduced into the lower side, hot water on the upper side Is connected to the hot water supply line 302 for discharging, the cold and hot water tank 310 is the amount of water discharged in the state connected to the water tank by the water supply pipe 301 by the water pressure from the water tank In addition to being provided to be introduced, it is common to provide a boiler so that hot water can be easily supplied even in an emergency situation.

또한 상기 냉온수탱크(310) 내로 유입된 공급수는 상기 순환라인(311)을 통하여 상기 제2 열교환기(220)와의 열교환이 이루어지도록 순환되는데, 이때에 상기 순환라인(311)은 상기 냉온수탱크(310)의 하부에서 상부로 순환수가 순환되도록 구 비되고, 그 관로상에는 모터의 회전수를 변환시키는 인버터와 같은 컨트롤러(330)에 의해 제어되는 순환펌프(320)가 구비되며, 이 순환펌프(320)에 의해 상기 제2 열교환기(220) 입구측으로 공급되는 순환수의 양이 조절 가능하게 된다. In addition, the supply water introduced into the cold / hot water tank 310 is circulated to exchange heat with the second heat exchanger 220 through the circulation line 311, and the circulation line 311 is the cold / hot water tank ( The circulation water is provided to circulate from the lower portion to the upper portion of the 310, and on the conduit, a circulation pump 320 controlled by a controller 330 such as an inverter for converting the rotational speed of the motor is provided, and the circulation pump 320 is provided. The amount of circulating water supplied to the inlet side of the second heat exchanger 220 can be adjusted.

이와 같은 구성에 의하면, 상기 냉온수탱크(310)에 저장되는 온수의 온도는 대략 50~70℃를 지속적으로 유지한 상태에서 사용처의 온수 사용량에 큰 영향을 받지 않고 공급 가능하게 되는데, 온수의 사용량이 많지 않을 때에는 냉온수탱크(310) 내에 저장된 온수만으로도 충분한 공급이 가능할 뿐만 아니라 배출량이 적음에 따라 상기 급수관(301)을 통하여 냉온수탱크(310)로 유입되는 공급수의 양이 적게 되며, 이에 의해 상기 급수관(301)을 통해 유입된 공급수는 상기 냉온수탱크(310) 내의 상부측에 위치되는 대부분의 온수에 대하여 층류를 형성하여 상기 냉온수탱크(310)의 하부측에 위치되어 있게 된다. 그러므로 상기 순환펌프(320)는 상기 컨트롤러(330)에 의해 제어되지 않은 상태에서도 상기 공급수를 일정량으로 토출시켜 순환라인(311)을 통하여 순환되더라도 상기 제2 열교환기(220)에 의해 충분한 열교환이 이루어질 수 있게 된다.According to such a configuration, the temperature of hot water stored in the cold / hot water tank 310 can be supplied without being greatly affected by the amount of hot water used at the place where the temperature of the hot water is continuously maintained at approximately 50 to 70 ° C. When there is not much, not only the hot water stored in the cold / hot water tank 310 can supply enough, but also the amount of supply water flowing into the cold / hot water tank 310 through the water supply pipe 301 decreases as the discharge amount is small, whereby the water supply pipe The supply water introduced through 301 forms a laminar flow with respect to most of the hot water located in the upper side of the cold / hot water tank 310 and is located at the lower side of the cold / hot water tank 310. Therefore, even if the circulation pump 320 is discharged by a predetermined amount even in a state not controlled by the controller 330, even though the circulation is circulated through the circulation line 311, sufficient heat exchange by the second heat exchanger 220 is achieved. It can be done.

또한, 사용처에서 온수의 사용량이 증가될 경우에는 상기 냉온수탱크(310) 내에 저장된 온수가 지속적으로 배출됨에 따라 그 수위가 상대적으로 낮아지게 되고, 이에 따라 상기 급수관(301)을 통하여 유입되는 공급수의 양이 증가하게 되는데, 이때에는 상기 순환펌프(320)에 의해 공급수를 정량 토출시켜 상기 순환라인(311)에 일정량의 순환수를 순환시키게 되면, 상기 제2 열교환기(220)의 열교환 효율이 낮아져서 원하는 온도로 가열되지 않는 온수가 상기 냉온수탱크(310) 내로 유입되어 상기 냉온수탱크(310) 내에 저장된 온수의 온도를 오히려 낮추게 되므로, 이를 방지하기 위해, 상기 컨트롤러(330)에 의해 상기 순환펌프(320)의 단위 토출량을 감소시키게 되고, 이에 의해 순환라인(311)을 흐르는 순환수의 단위시간당 순환량을 적게 하여 상기 제2 열교환기(220)와의 열교환이 충분히 이루어지게 함과 동시에 빠른 시간 내에 원하는 온도로 가열될 수 있도록 하게 된다. In addition, when the amount of hot water used is increased in the place of use, as the hot water stored in the cold / hot water tank 310 is continuously discharged, the water level is relatively low, and thus the supply of water supplied through the water supply pipe 301 is reduced. In this case, when the circulating water is circulated in the circulation line 311 by quantitatively discharging the supply water by the circulation pump 320, the heat exchange efficiency of the second heat exchanger 220 is increased. Since the hot water that is lowered and not heated to a desired temperature is introduced into the cold / hot water tank 310 to lower the temperature of the hot water stored in the cold / hot water tank 310, in order to prevent this, the circulation pump ( The unit discharge amount of 320 is reduced, thereby reducing the amount of circulation per unit time of the circulation water flowing through the circulation line 311 so that the second heat exchanger 2 The heat exchange with 20 is sufficiently performed and at the same time, it can be heated to a desired temperature.

이 경우에는 상기 순환라인(311)을 통하여 순환되는 순환수의 양이 상대적으로 적으므로 냉온수탱크(310) 내에는 온수의 레벨이 상당부분 감소되고 냉수의 레벨이 증가되기는 하나, 통상적으로, 목욕탕과 같은 사용처에서의 온수의 사용량이 증가하는 경우는 대략 2~3시간 정도의 피크타임에 한정되는 것이므로, 이를 감안한 냉온수탱크(310)의 저장용량과 상기 순환펌프(320)에 의한 단위 토출량이 사전에 미리 계산되면 사용처에서의 사용량에 큰 영향을 받지 않고 온수를 지속적으로 공급 가능하게 된다. In this case, since the amount of circulating water circulated through the circulation line 311 is relatively small, the level of hot water is substantially reduced and the level of cold water is increased in the cold / hot water tank 310. The increase in the amount of hot water used in the same place is limited to a peak time of about 2 to 3 hours, and thus the storage capacity of the cold / hot water tank 310 and the unit discharge amount by the circulation pump 320 are considered in advance. If it is calculated in advance, hot water can be supplied continuously without being greatly affected by the amount of use at the place of use.

이러한 순환펌프(320)의 작동에 관련하여 상기 열교환부(200)의 냉매라인(201)의 관로상에는 상기 과냉각콘덴서(250)로부터 고온 고압 상태로 유출되는 냉매의 압력을 감지할 수 있는 압력센서(260)가 더 구비되고, 이 압력센서(260)는 상기 컨트롤러(330)에 전기적으로 연결된다. 이에 의해 상기 압력센서(260)에 의해 감지된 냉매의 압력에 의해서도 상기 컨트롤러(330)가 작동 가능하게 되고, 이에 의해 상기 순환펌프(320)는 냉매의 압력이 소정 압력에 도달하면 그 단위 토출량을 조절하도록 제어 가능하게 된다. 이는 상기 순환펌프(320)에 의해 정량 토출되는 순환수가 지속적으로 상기 순환라인(311)을 통하여 순환됨으로 인해 상기 제2 열교 환기(220)를 포함한 상기 열교환부(200)의 과부하가 발생될 우려가 있을 뿐만 아니라 장치가 손상될 우려가 있어 이를 방지하기 위한 것이나, 보다 정확하게는 전술된 바와 같은 장치의 손상을 방지하기 위해 대략적으로 고압측의 냉매압력은 21~22㎏/㎠ 이상일 경우에는 압축기(230)의 작동이 자체적으로 정지되도록 하여 장치를 보호하는 것이 일반적이므로 상기 압력센서(260)에 의해 고압측 냉매압력을 감지하여 상기 순환펌프(320)에 의한 단위 토출량을 줄여 상기 열교환부(200) 측의 부하를 줄임으로써, 상기 열교환부(200)에 과부하가 걸리지 않은 상태에서 지속적으로 작동이 가능하게 할 뿐만 아니라 이에 의해 온수를 지속적으로 공급할 수 있는 것이다. In relation to the operation of the circulation pump 320, a pressure sensor capable of detecting the pressure of the refrigerant flowing out of the supercooling capacitor 250 in a high temperature and high pressure state on the pipeline of the refrigerant line 201 of the heat exchange part 200 ( 260 is further provided, and the pressure sensor 260 is electrically connected to the controller 330. As a result, the controller 330 may be operated by the pressure of the refrigerant sensed by the pressure sensor 260. Thus, when the pressure of the refrigerant reaches a predetermined pressure, the circulation pump 320 may reduce the unit discharge amount. Controllable to adjust. This is because there is a fear that the overload of the heat exchanger 200 including the second heat exchanger 220 is generated because the circulating water discharged by the circulation pump 320 is continuously circulated through the circulation line 311. In addition, there is a risk of damage to the device to prevent this, but more precisely to prevent damage to the device as described above, the compressor pressure on the high pressure side of approximately 21 ~ 22 kg / ㎠ or more when the compressor 230 Since it is common to protect the device to stop the operation of itself) by detecting the high-pressure side refrigerant pressure by the pressure sensor 260 to reduce the unit discharge amount by the circulation pump 320 to the heat exchange unit 200 side By reducing the load of the heat exchanger 200, not only can be continuously operated in a state that is not overloaded, but thereby also to maintain hot water Which it will be supplied with.

또한 설명되지 않은 부호는 냉매액을 저장하기 위한 수액기(270)와 냉매로부터 수분과 유분을 각각 제거하기 위한 액분리기(280) 및 유분리기(290)를 나타낸 것이다.In addition, reference numerals denote the receiver 270 for storing the refrigerant liquid and the liquid separator 280 and the oil separator 290 for removing water and oil from the refrigerant, respectively.

이상과 같은 실시예에서는 상기 열교환부(200)가 폐열회수부(100)에 의해 폐온수로부터 폐열을 회수하도록 구비된 온수공급시스템을 일례로 설명하였으나, 이외에도 상기 열교환부(200)의 제1 열교환기(210)는 외부공기 또는 지열과의의 열교환에 의해서도 열원을 공급받아 온수 또는 냉난방을 공급할 수 있도록 되어 있다. 도 5와 도 6은 냉매의 흐름을 변환시키는 절환밸브(400)가 더 구비되어 온수 및 냉난방을 제공하는 시스템을 나타낸 것으로, 도 5는 외부공기와의 열교환에 의해 냉방을 제공하는 것을 도시한 것이고, 도 6은 지열과의 열교환에 의해 온수 또는 난방을 제공하는 것을 도시한 것이다. In the above-described embodiment, the heat exchange part 200 has been described as an example of the hot water supply system provided to recover the waste heat from the waste hot water by the waste heat recovery unit 100, but in addition to the first heat exchange of the heat exchange unit 200 The unit 210 is supplied with a heat source by heat exchange with external air or geothermal heat to supply hot water or air conditioning. 5 and 6 show a system that is further provided with a switching valve 400 for converting the flow of the refrigerant to provide hot water and cooling and heating, Figure 5 shows that providing cooling by heat exchange with external air 6 illustrates providing hot water or heating by heat exchange with geothermal heat.

도 5에 도시된 바와 같이, 냉방모드로 작동되는 시스템에서는 상기 열교환부(200)의 제1열교환기(210)는 외부공기에 의해 열교환되도록 구비되고, 이 제1 열교환기(210)는 통상의 응축기로 작동하게 되며, 상기 제2 열교환기(220)는 증발기로 작동되면서 상기 순환라인(311)을 통해서 순환되는 냉온수탱크(310) 내의 물의 온도를 낮추게 된다. 그러므로 상기 냉온수탱크(310) 내에는 냉방을 공급할 수 있도록 냉각된 냉수가 충전되어 냉방공급라인(302)을 통하여 실내로 냉방을 공급하게 된다. 또한 이러한 냉방모드에서 난방모드로 전환될 때에는 상기 냉매라인(201) 상에 더 구비된 사방밸브와 같은 절환밸브(400)에 의해 냉매의 흐름을 전환시키게 되고, 이에 의해 상기 제1 교환기(210)와 제2 열교환기(220)는 각각 증발기와 응축기로 작동되면서 상기 냉온수탱크(310)의 물을 가열하여 온수 및 난방을 공급할 수 있게 된다. 또한 냉방모드에서는 상기 과냉각콘덴서(250)나 압력센서(260)와 같은 구성은 그 작동을 정지시켜도 무방한 것이며, 대신에 난방모드에서는 상기 과냉각콘덴서(250) 및 압력센서(260) 등에 의해 전술된 바와 같이 온수 생성능력을 향상시킬 수 있게 된다. As illustrated in FIG. 5, in a system operated in a cooling mode, the first heat exchanger 210 of the heat exchanger 200 is provided to exchange heat with external air, and the first heat exchanger 210 is conventional. The second heat exchanger 220 is operated as an evaporator to lower the temperature of the water in the cold / hot water tank 310 circulated through the circulation line 311. Therefore, in the cold and hot water tank 310, the cooled cold water is filled to supply the cooling air to supply the cooling air to the room through the cooling supply line 302. In addition, when switching from the cooling mode to the heating mode, the flow of the refrigerant is switched by a switching valve 400 such as a four-way valve further provided on the refrigerant line 201, whereby the first exchanger 210. And the second heat exchanger 220 is operated as an evaporator and a condenser, respectively, to heat the water in the cold / hot water tank 310 to supply hot water and heating. In addition, in the cooling mode, a configuration such as the subcooling capacitor 250 or the pressure sensor 260 may stop the operation. Instead, in the heating mode, the subcooling capacitor 250 and the pressure sensor 260 may be used. As described above, the hot water generating ability can be improved.

또한 다른 실시예에 의한 난방모드로 작동되는 시스템은 도 6에 도시된 바와 같이, 상기 열교환부(200)의 제1 열교환기(210)는 지중에 구비되어 지열과의 열교환이 이루어지도록 구비되어 증발기로 작동하게 되고, 상기 제2 열교환기(220)는 응축기로 작동되면서 상기 순환라인(311)을 통해서 순환되는 냉온수탱크(310) 내의 물을 가열하게 된다. 이러한 난방모드에서의 작동은 전술된 폐온수로부터의 폐열회수에 의한 온수 공급시스템과 동일한 구성 및 작동에 의하게 되고, 추가적으로 상 기 절환밸브(400)에 의해 냉매의 흐름을 전환시킬 수 있어 계절 또는 필요에 따라 온수와 난방 또는 냉방을 선택적으로 제공할 수 있게 된다.In addition, the system operating in the heating mode according to another embodiment is, as shown in Figure 6, the first heat exchanger 210 of the heat exchanger 200 is provided in the ground so that the heat exchange with the geothermal heat evaporator The second heat exchanger 220 is operated as a condenser to heat water in the cold / hot water tank 310 circulated through the circulation line 311. Operation in this heating mode is due to the same configuration and operation as the hot water supply system by the waste heat recovery from the waste hot water described above, and can additionally switch the flow of the refrigerant by the switching valve 400 can be season or need Depending on the hot water and heating or cooling can be provided selectively.

이상과 같이, 본 발명은 전기 또는 화석연료가 아닌 폐온수나 외부공기 또는 지열 등과 같은 폐기열원 또는 자연열원으로부터 열을 회수하여 에너지의 낭비를 줄일 수 있을 뿐만 아니라 에너지 절감효과를 대폭적으로 개선할 수 있으며, 온수뿐만 아니라 필요에 따라서는 냉난방을 선택적으로 또는 동시에 공급하도록 컴팩트한 구성에 의해 수요처에 따라 구성을 추가하지 않은 상태에서 용이하게 변경 설치가 가능하며, 이에 의해 온수 및 냉난방 공급능력을 적재적소에 공급할 수 있는 최적화된 시스템을 제공할 수 있게 된다. As described above, the present invention can not only reduce the waste of energy by recovering heat from waste heat source or natural heat source such as waste hot water or external air or geothermal heat, but also electricity or fossil fuel, and can significantly improve energy saving effect. In addition, it is possible to easily change installation without adding the configuration according to demand by the compact configuration to selectively or simultaneously supply heating and cooling as well as hot water. It is possible to provide an optimized system that can be supplied to.

이상에서 설명한 본 발명은 전술한 구성 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능함은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명백할 것이다.The present invention described above is not limited to the above-described configuration and the accompanying drawings, and various substitutions, modifications, and changes are possible within the scope without departing from the technical spirit of the present invention. It will be apparent to those who have knowledge.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 작동상태도1 is an operating state diagram according to an embodiment of the present invention

도 2는 도 1의 A-A'부분에 따른 구성의 요부를 도시한 평면도FIG. 2 is a plan view showing the main parts of the configuration according to portion AA ′ of FIG. 1;

도 3은 도 1의 실시예에 따른 다른 구성을 도시한 구성도3 is a configuration diagram showing another configuration according to the embodiment of FIG.

도 4는 도 1의 실시예에 따른 또 다른 구성의 요부를 도시한 구성도4 is a configuration diagram showing main parts of still another configuration according to the embodiment of FIG.

도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 작동상태도5 is an operating state according to another embodiment of the present invention

도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 작동상태도 Figure 6 is an operating state according to another embodiment of the present invention

Claims (6)

폐온수, 외부공기 또는 지열과의 열교환이 이루어지도록 구비된 제1 열교환기(210)와, 이 제1 열교환기(210)에 냉매라인(201)에 의해 상호 연결되는 제2 열교환기(220)를 포함하는 열교환부(200)와;   A first heat exchanger 210 provided to exchange heat with waste hot water, external air, or geothermal heat, and a second heat exchanger 220 connected to the first heat exchanger 210 by a refrigerant line 201. A heat exchanger 200 comprising a; 상기 제2 열교환기(220)와의 열교환이 가능하도록 냉수 또는 온수가 순환되는 순환라인(311)이 연결됨과 동시에 온수공급라인(302) 또는 냉난방공급라인(303)이 연결되는 냉온수탱크(310)가 구비된 축냉축열부(300)를 포함하여 이루어지며;The cold and hot water tank 310 to which the hot water supply line 302 or the cooling / heating supply line 303 is connected at the same time that the circulation line 311 through which cold water or hot water is circulated is connected to enable the heat exchange with the second heat exchanger 220. It comprises a storage heat storage unit 300 provided; 상기 순환라인(311)은 상기 냉온수탱크(310)의 하부에서 순환수가 유출되어 상부로 유입되도록 구비되고, 상기 온수공급라인(302) 또는 냉난방공급라인(303)은 상기 냉온수탱크(310)의 상부에 연결되며; The circulation line 311 is provided so that the circulation water flows out from the lower portion of the cold / hot water tank 310 and flows to the upper portion, and the hot water supply line 302 or the cooling / heating supply line 303 is an upper portion of the cold / hot water tank 310. Is connected to; 상기 순환라인(311)의 관로상에는 컨트롤러(330)에 의해 토출량이 가변되는 순환펌프(320)가 구비되어 이 순환펌프(320)에 의해 상기 제2 열교환기(220)의 입구측으로 공급되는 순환수의 양이 조절되는 것을 특징으로 하는 온수 및 냉난방 공급시스템.A circulation pump 320 having a variable discharge amount by the controller 330 is provided on the pipeline of the circulation line 311, and the circulation water supplied to the inlet side of the second heat exchanger 220 by the circulation pump 320 is provided. Hot and air-conditioning supply system, characterized in that the amount of control. 제1항에 있어서, 상기 열교환부(200)에는 상기 냉매라인(201)에 구비되어 냉매의 흐름을 변환시킬 수 있는 절환밸브(400)가 더 구비되는 것을 특징으로 하는 온수 및 냉난방 공급시스템.The hot water and heating supply system according to claim 1, wherein the heat exchange part (200) is further provided with a switching valve (400) provided in the refrigerant line (201) for converting the flow of the refrigerant. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 냉매라인(201)의 일측에는 고압측 냉매압력이 소정압력에 도달하면 이를 감지할 수 있는 압력센서(260)가 더 구비되고, 상기 컨트롤러(330)는 상기 압력센서(260)에 전기적으로 연결되어 상기 순환펌프(320)가 상기 압력센서(260)에 의해 감지된 압력에 의해서 제어되도록 구비되는 것을 특징으로 하는 온수 및 냉난방 공급시스템.According to claim 1 or 2, One side of the refrigerant line 201 is further provided with a pressure sensor 260 for detecting when the high pressure side refrigerant pressure reaches a predetermined pressure, the controller 330 is The pressure sensor 260 is electrically connected to the hot water and heating supply system, characterized in that the circulation pump 320 is provided to be controlled by the pressure sensed by the pressure sensor (260). 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 열교환부(200)에는 상기 제2 열교환기(220)로부터 토출된 냉매를 보다 냉각시킬 수 있도록 상기 제1 열교환기(210)와 제2 열교환기(220) 사이에 상기 냉매라인(201)에 의해 상호 연결되는 과냉각콘덴서(250)가 더 구비되고, 상기 순환라인(311)은 상기 제1 열교환기(210) 측으로 유입되는 순환수를 예열할 수 있도록 상기 과냉각콘덴서(250)를 거쳐 상기 제2 열교환기(220) 측으로 연결되는 것을 특징으로 하는 온수 및 냉난방 공급시스템.The first heat exchanger 210 and the second heat exchanger 220 of claim 1, wherein the heat exchanger 200 further cools the refrigerant discharged from the second heat exchanger 220. ) Is further provided with a subcooling capacitor (250) interconnected by the refrigerant line (201), the circulation line 311 is to preheat the circulating water flowing into the first heat exchanger (210) side Hot and air-conditioning supply system, characterized in that connected to the second heat exchanger 220 side via a subcooling capacitor (250). 제1항에 있어서, 상기 제1 열교환기(210)는 폐열회수부(100)에 의해 폐온수와의 열교환이 이루어지도록 구비되고, 상기 폐열회수부(100)는 사용된 폐온수가 인입되는 폐수인입관(101)이 연결되는 폐수수집조(110)와, 이 폐수수집조(110) 내 의 폐온수가 유입되도록 폐수공급관(102)이 연결되며 유입된 폐온수가 열교환된 후에 배출되도록 폐수배출관(103)이 연결되는 폐수열교환조(120)를 포함하는 것을 특징으로 하는 온수 및 냉난방 공급시스템.According to claim 1, wherein the first heat exchanger 210 is provided so that the heat exchange with the waste hot water by the waste heat recovery unit 100, the waste heat recovery unit 100 is the waste water in which the used waste hot water is introduced The wastewater collection tank 110 to which the inlet pipe 101 is connected and the wastewater supply pipe 102 are connected so that the wastewater water in the wastewater collection tank 110 flows in and the wastewater discharge pipe is discharged after the heat exchanged wastewater is exchanged. Hot water and heating and heating supply system, characterized in that it comprises a waste water heat exchange tank (120) connected to (103). 제5항에 있어서, 상기 폐수공급관(102)은 상기 폐수수집조(110)의 폐수수면레벨에 위치되고, 상기 폐수수집조(110)의 일측에는 상기 폐수공급관(102) 이상의 레벨로 폐수가 유입되면 오버플로우되어 배출되도록 상기 폐수수집조(110)의 외부로 연장되는 오버플로우관(104)이 더 구비되는 것을 특징으로 하는 온수 및 냉난방 공급시스템.According to claim 5, The wastewater supply pipe 102 is located at the wastewater level of the wastewater collection tank 110, the wastewater inflow to the level of the wastewater supply pipe 102 or more to one side of the wastewater collection tank 110 Hot water and heating and heating supply system, characterized in that it is further provided with an overflow pipe (104) extending to the outside of the waste water collection tank 110 to be discharged to overflow.
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