KR20110017941A - A heat pump to produce a high efficiency energy by adjusting the inspination pressure in the severe cold - Google Patents

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Abstract

PURPOSE: A heat pump for producing high-efficiency energy by adjusting evaporation pressure in a severe cold period is provided to maintain uniform evaporation pressure by easily using solar heat and geothermal heat through a composite heat exchanger. CONSTITUTION: A heat pump for producing high-efficiency energy by adjusting evaporation pressure comprises an auxiliary heating body, a heat exchanger, an electronic expansion valve, and a four-way valve. The auxiliary heating body is used as an auxiliary heating source in a severe cold period. The electronic expansion valve is connected to the heat exchanger and proportionally controls evaporation pressure. The four-way valve circulates a refrigerant.

Description

혹한기에 증발압력을 조정하여 고효율에너지를 생성하는 히트펌프{a heat pump to produce a high efficiency energy by adjusting the inspination pressure in the severe cold}Heat pump to produce a high efficiency energy by adjusting the inspination pressure in the severe cold}

본 발명은 히트펌프를 이용하여 냉온수기를 만드는 장치에 관한 것으로 혹한기에 급격히 떨어지는 증발압력으로 인하여 효율이 급감하는 현상을 보안 하기 위해서 발명 고안된 복합형 열교환기에 특수하게 장치되어 있는 보조열원이 있어서 영하의 날씨와 흐린 날에 태양열 및 지열을 이용하지 못해도 증발압력을 유지시켜서 뜨거운 난방 수를 적은 동력으로 만들기 때문에 최소의 전력소비량으로 최대의 효율을 가지게 하는 히트펌프식 냉온수기와 복합형 열교환기에 대한 것이다.The present invention relates to a device for making a cold or hot water machine using a heat pump, and has a subsidiary heat source specially installed in a composite heat exchanger designed to secure a phenomenon in which efficiency decreases rapidly due to a rapid evaporation pressure dropped in a cold season. It is a heat pump type hot and cold water heater and a combined heat exchanger that maintains the evaporation pressure without using solar and geothermal heat on a cloudy day and makes hot water less power so that it has maximum efficiency with minimum power consumption.

고 유가시대에 비닐하우스나 온실 양어장 축사 등 농축산업용 생산시설에 있어서 고가의 시설비가 투자되어야하는 냉 난방시설은 현재로서는 겨울철 저온에서 또는 태양열을 이용할 때 흐린 날에는 히트펌프의 성적계수가 현저하게 감소하여 투자한 만큼의 경제성을 상쇄할 수가 없기 때문에 시설비가 저렴한 온풍난방기를 주요수단으로 사용되며 국내 온실 난방면적의 95%이상을 차지하는 게 현실인데 유가의 폭등으로 이마저 생산단가를 맞추지못해서 매우 어려운 실정이다.In the high oil price period, the heating and cooling facilities, which require expensive facility costs for production facilities in the agricultural industry such as plastic houses and greenhouses, livestock farms, etc., have significantly reduced the coefficient of performance of heat pumps at low temperatures in winter or on cloudy days when using solar heat. Because it is impossible to offset the economics as much as the investment, it is used as a hot air conditioner with low facility cost as the main means, and it takes up more than 95% of the domestic greenhouse heating area, but it is very difficult to meet the production cost due to the surging oil price. to be.

각 분야에서 난방의 목적은 겨울철에 농작물 재배단지에서는 작물의 동해를 방지하고 생산성을 높이기 위하여 실내온도를 적정치 이상으로 유지해야하며 온실바닥도 작물생육에 큰 영향을 미치므로 바닥난방을 하는 곳도 많이 있다.In each field, the purpose of heating is to keep the indoor temperature above the optimum level in order to prevent the east coast of crops and to increase productivity in the crop growing area in winter. There is a lot.

축사에서도 마찬가지로 동물들의 동사를 방지하고 원활한 먹이활동으로 건강하게 키울 수 있는 환경 조건을 유지하기 위해서는 냉 난방이 필수적으로 필요하다Similarly, in the barn, cold-heating is necessary to prevent the verbs of animals and to maintain environmental conditions that can be raised healthy by smooth feeding.

온풍기의 경우 사용연료에 따라 등유 중유 가스 화목 보일러 전기온풍기 등으로 분리되는데 화석연료를 연소열로 변환시켜 난방으로 사용하는데 이때에도 버려지는 열이 많은데 폐열회수가 쉽지는 않아 많은 연구와 개발이 이루어지고 있으나 최소 15%정도는 버려지고 있는 실정이다.In the case of the hot air heater, it is separated into kerosene, heavy fuel oil, gas firewood, boiler, electric hot air heater, etc., and the fossil fuel is converted into combustion heat and used as heating. At least 15% is being abandoned.

또한 고유가 시대에 접어든 세계의 경제는 우리나라의 농 축산농가들을 더욱더 힘들게 하였고 일정한 온도와 환경을 유지하기 위해서는 계속해서 유류가 소모되어야하는 실정이라 유류 소모량이 많으므로 그 또한 경제적인 부담이 커서 농사를 포기하는 경우까지 발생하는 것이 현실이다.In addition, the world's economy, which has entered the era of high oil prices, has made it harder for farmers and livestock farmers in Korea, and in order to maintain a constant temperature and environment, oil has to be consumed continuously. The reality is that what happens until you give up.

급변하는 지구 생태계의 변화로 이상기온의 발생 빈도가 현저하게 증가하면서 냉난방기를 이용한 환경설정이 필수적으로 요구되고 있으나 겨울철 혹한기에는 우리나라 특성상 일조량이 적어 태양열 한가지 만으로는 난방열량이 현저하게 부족하여 태양열을 설치했던 농가들은 제대로 사용해 보지도 빛 만지게 되면서 경제적으로 손실만 초래했다.Due to the rapidly changing global ecosystem, the occurrence of abnormal temperature is significantly increased, and the environment setting using air conditioners is required.However, during the cold weather in winter, the amount of sunshine is low due to the nature of Korea. Farmers only lost money when used properly and touched light.

또한 이러한 문제들을 해결하려고 많은 기업에서 히트펌프를 이용한 냉난방기를 개발하고 있으나 혹한기에 현저하게 떨어지는 효율이 문제가 되어 현재까지 제데로 작동되는 히트펌프를 출시하지 못하고 방열기 부분에 직접 발열체를 장착하여 방열을 실행하여 겉으로는 정상으로 작동되는 것 같이 보이지만 전기 소비량이 많아 생산비에도 못 미치는 결과에 경제적 부담을 많이 받고 있는 것이다. Also, to solve these problems, many companies are developing air conditioners using heat pumps, but the efficiency of falling in the cold weather has become a problem. It looks like it's working normally, but it's getting a lot of economic burden because of the low electricity consumption.

그리하여 요즘에는 유류가격이 비싸므로 그나마 농사용으로 보급되는 전기는 일반 전기보다 적은 비용으로 사용할 수가 있기 때문에 전기를 이용한 전기 온풍기가 조금은 팔리고 있으나 전기 온풍기도 효율에 못 미치는 제품이 많고 에너지 제1법칙을 벗어날 수는 없기 때문에 소비자들은 애로 사항이 많은 실정이다.Therefore, since the oil price is high these days, electricity supplied to farming can be used at a lower cost than general electricity, so electric heat blowers using electricity are sold a little, but electric heat blowers are also inferior in efficiency and deviate from the first law of energy. Consumers have a lot of trouble because there is no number.

본 발명은 위에 상술한 바와 같이 문제점을 해결하기 위하여 히트펌프에 순환 되고 있는 열교환매체를 본 발명인이 발명 고안한 복합형 열교환기는 태양열이나 지열을 이용한 보조열원과 혹한기에 증발압력을 제어할 수 있는 복합형 열교환기 내부에 부착되어있는 보조 장치의 열원을 비례제어로 상계시킴으로써 증발압력을 일정하게 유지시키고 효율을 극대화시켜서 적은 비용으로 뜨거운 물을 생성하여 적은 동력으로 최상의 효과를 달성하는데 그 목적이 있다.The present invention provides a heat exchange medium circulated in a heat pump in order to solve the problem as described above, the composite heat exchanger devised by the present inventors can control the evaporation pressure in the secondary heat source and cold weather using solar or geothermal heat Its purpose is to offset the heat source of the auxiliary device attached inside the heat exchanger by proportional control to maintain the evaporation pressure and maximize the efficiency to produce hot water at low cost and achieve the best effect with less power.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 히트펌프를 이용한 냉온수기는 압축기(20)에서 고온 고압으로 압축된 냉매는 다음으로 사방밸브(73)에서 필요에 따라 냉수는 냉방을 할 때 온수는 난방을 할 때 선택을 하고 온수를 이용하여 난방을 하고자 할 때는 고온의 냉매는 열교환기(11)로 유도되어 축열조(7)에서 순환펌프(74)에 의하여 열교환기(11)에서 고온 고압의 냉매 가스가 열교환 되어 더운물이 계속해서 생성되고 고온 고압의 냉매가스는 응축 액화되어 순환 관을 통해서 외기온도가 영상일 때는 대기에서 열을 흡수하기 위하여 팽창밸브(35)를 지나면서 팽창의 과정을 거처 열교환기(60)에 도달하여 대기 열을 흡수한다.The cold and hot water using the heat pump of the present invention for achieving the above object is a refrigerant compressed to high temperature and high pressure in the compressor 20, and then hot water is heated when cooling the cold water as needed in the four-way valve (73). When making a selection and heating using hot water, the high temperature refrigerant is led to the heat exchanger 11 so that the high temperature and high pressure refrigerant gas is exchanged in the heat exchanger 11 by the circulation pump 74 in the heat storage tank 7. And hot water continues to be generated, and the high-temperature and high-pressure refrigerant gas is condensed and liquefied. When the outside temperature is an image through the circulation pipe, the heat exchanger (60) passes through the expansion valve (35) to absorb heat from the atmosphere. ) To absorb atmospheric heat.

이때 열교환기(60)에서 증발하여 대기 열을 흡수한 냉매는 증기 상태로 액 분리기(13)를 지나 흡입압력 검지기(101)를 통과해서 다시 압축기(20)로 흡입되어 고온 고압의 가스로 반복되는 과정을 거친다.At this time, the refrigerant evaporated in the heat exchanger 60 absorbs the atmospheric heat, passes through the liquid separator 13 in the vapor state, passes through the suction pressure detector 101, is sucked back into the compressor 20, and is repeated as a gas of high temperature and high pressure. Go through the process.

이 과정에서 대기온도가 영상이라 할지라도 대기 열이 흡족하게 흡수되지않아 증발압력이 낮아질 때는 제2의 열교환기(3)와 같이 연결된 전자팽창밸브(34)에 의해 모자라는 냉매 증발량을 중앙제어기(110)에 의하여 냉매 공급유량이 조절되고 열교환기(3) 내부에 장치되어있는 보조 열원장치(2)에 의하여 증발압력을 일정하게 유지시키면서 고효율을 얻을 수 있는 것이다.In this process, even if the atmospheric temperature is an image, when the atmospheric heat is not absorbed satisfactorily and the evaporation pressure is lowered, the amount of refrigerant evaporated by the electronic expansion valve 34 connected with the second heat exchanger 3 is reduced. The refrigerant supply flow rate is controlled by 110 and the high efficiency can be obtained while maintaining the evaporation pressure constant by the auxiliary heat source device 2 installed in the heat exchanger 3.

이때 외기 온도는 낮을지라도 태양열이 충분할 때는 열교환기(3)에 태양열(55) 집 열기에서 더워진 열 매체를 열교환기(3)에 순환시키면 열교환기(3) 내부에 설치되어있는 보조 열원(2)은 사용할 필요없이 무한정인 태양열(55)을 이용하여 더워진 열 매체를 이용하여 증발 압력을 유지시키면 혹한기의 영향으로 증발압력이 낮아져서 효율이 현 저이 감소 되는 현상을 없애면서 최대의 효과를 볼 수 있어 손쉽게 난방 수를 축열조(7)에 저장하고 냉난방 부(88) 에 휀 코일(5)을 설치하여 순환펌프(75)에 의하여 열 매체를 순환시키면서 방열을 중앙제어기(110)의 제어에 따른 온도 지시에 의하여 난방이 이루어져 목적이 달성되는 것이다.At this time, even when the outside air temperature is low, when the solar heat is sufficient, the heat medium heated in the solar heat collector 55 in the heat exchanger 3 is circulated to the heat exchanger 3 so that the auxiliary heat source 2 installed inside the heat exchanger 3 If you maintain the evaporation pressure by using the heat medium heated by using solar heat 55 which is infinite without the need to use), the evaporation pressure is lowered by the effect of cold weather, and the efficiency is eliminated. There is easy to store the heating water in the heat storage tank (7) and install the fin coil (5) in the cooling and heating unit (88) to circulate the heat medium by the circulation pump 75 while the heat dissipation according to the control of the central controller 110 The heating is done according to the instructions and the object is achieved.

다음으로 영하의 날씨나 흐린 날에는 지열(9)을 사용하여 증발압력을 유지 시킬수도 있고 태양열(55)도 없고 지열(9)도 없을 때는 열교환기(3) 내부에 보조 열원(2)으로 증발압력을 유지하기 위한 방법으로 외기 온도와 비례해서 마이컴 제어기에 의해 필요한 열량만 보상해 주면 최상의 고효율상태를 유지하게 되면서 뜨거운 물이 순환펌프(74)에 의하여 축열조(7)에 저장되어 필요없는 전기 낭비를 없애고 효율에 필요한 열량만 제어함으로써 절전 효과도 있는 것이다. Next, in sub-zero weather or cloudy days, geothermal heat (9) can be used to maintain the evaporation pressure. When there is no solar heat (55) and no geothermal heat (9), the evaporation is carried out by an auxiliary heat source (2) inside the heat exchanger (3). As a method for maintaining the pressure, only the required amount of heat is compensated by the microcomputer controller in proportion to the outside temperature, thereby maintaining the highest efficiency, and hot water is stored in the heat storage tank 7 by the circulation pump 74, thereby eliminating unnecessary waste of electricity. There is also a power saving effect by eliminating the problem and controlling only the heat required for efficiency.

이어서 높은 온도의 온수를 생성시키려면 응축압력을 최대한 높여야 하는데 이때 압축기(20)는 이상 고온으로 압축기(20) 내부에서 순환하고 있는 오일이 탄화 할수있어 압축기(20)가 소손될 우려가 있으므로 이런 현상을 보호하기 위해서 압축기(20) 내부에 내장돼있는 온도 감지기(21)에 의해서 압축기(20) 의 과열을 감지해 냉각 장치(22)를 동작시켜서 압축기(20)가 높은 온도의 온수를 생성시킬 때 과열을 방지하여 내구성을 가지는 것을 특징으로 한다. Subsequently, in order to generate hot water at a high temperature, the condensation pressure should be increased as much as possible. At this time, the compressor 20 may carbonize the oil circulating inside the compressor 20 at abnormal high temperatures, which may damage the compressor 20. When the compressor 20 generates hot water at a high temperature by detecting the overheating of the compressor 20 by operating the cooling device 22 by the temperature sensor 21 built in the compressor 20 to protect the heat. It is characterized by having durability by preventing overheating.

이어서 냉방으로 사용될 때는 사방밸브(73)에 의하여 역으로 순환되는 과정을 거치는데 일반적으로 냉방 기능은 상용화되어 큰 어려움 없이 냉방기능을 사용할 수 있다고 인정하므로 여기에서는 따로 설명이 필요 없다고 느끼므로 생략하기로 한다.Subsequently, when used for cooling, the process is circulated backward by the four-way valve (73). Generally, the cooling function is commercialized, so that the cooling function can be used without great difficulty. do.

위에서 상술한 바와 같이 본 발명의 취지는 히트펌프의 성적계수가 혹한기와 흐린 날씨가 계속되는 겨울철에 냉매 사이클 중 일부인 흡열부에서 증발압력이 영하의 추운 날씨로 인하여 낮아지므로 히트펌프의 성적계수가 떨어지는 것을 보안 하려면 일정한 증발압력을 유지시켜주어야 하는데 본 발명인이 고안한 특수 고안된 복합 열교환기(3)를 이용하여 태양열 및 지열을 손쉽게 이용하여 성적계수를 낮아지게 하는 증발압력의 저하를 막고 일정한 증발압력을 유지시킴으로써 고효율의 에너지를 적은 동력으로 만들 수 있는 것이다.As described above, the purpose of the present invention is that the heat coefficient of the heat pump is lowered because the evaporation pressure is lowered due to the subzero cold weather in the endothermic part of the refrigerant cycle in the winter, when the heat coefficient of the heat pump is cold and cloudy weather continues. In order to secure it, it is necessary to maintain a constant evaporation pressure. By using the specially designed composite heat exchanger (3) designed by the inventor, it is possible to easily use solar heat and geothermal heat to prevent a drop in the evaporation pressure that lowers the coefficient of performance and maintain a constant evaporation pressure. By doing so, high-efficiency energy can be made with less power.

지금부터는 이하 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명의 바람직한 실시의 예에 따른 히트펌프를 이용한 냉온수기와 축열조 그리고 휀 코일로 방열부를 구성하는 냉 난방 장치에 대하여 구체적으로 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in detail with respect to the cold-heating device constituting the heat dissipation unit with a cold and hot water, a heat storage tank and a fin coil using a heat pump according to an embodiment of the present invention.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 히트펌프구성과 보조열원으로 사용되는 태양열과 지열 그리고 복합 열교환기의 구성 및 방열부를 나타내는 축열조와 휀 코일 또한 중앙제어부분을 도시한 것이며 도 2 도 3 도 4는 본 발명의 실시의 예에 따른 히트펌프식 냉온수기 및 방열부와 냉난방 장치를 나타내는 구성도이고 도 5는 본 발명의 실시의 예에 따른 냉온수기의 요부 즉 본 발명에서 대표적인 특징을 가진 복합 열교환기를 발췌한 분리 사시도 이다.FIG. 1 illustrates a heat storage tank and a fin coil which represent a heat pump configuration, a solar heat, geothermal heat, and a composite heat exchanger used as an auxiliary heat source and a heat dissipation unit according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 FIG. 3 FIG. 4 5 is a block diagram showing a heat pump type hot and cold water heater and a heat dissipation unit and a heating and cooling device according to an embodiment of the present invention, and FIG. 5 is an extract of a composite heat exchanger having representative features of the main part of a cold and hot water heater according to an embodiment of the present invention. One is an isolated perspective view.

도 1을 참조하면 본 발명의 실시의 예에 따른 냉온수기의 냉난방 장치는 크게 히트펌프(200)와 냉난방 방열부(88) 또한 보조열원공급수단(100)을 구성 요소로 가지고 있다.Referring to FIG. 1, a cooling and heating device of a cold / hot water heater according to an embodiment of the present invention includes a heat pump 200, a cooling and heating radiator 88, and an auxiliary heat source supply means 100 as a component.

다시 도 1에서 실시의 예를 들어 설명을 시작하면 고온 고압의 냉매가스를 생성하는 압축기(20)를 시작으로 곧 이어 냉방을 할 것인가 난방을 할 것인가를 결정하는 사방밸브(73) 와 연결되어 중앙 마이컴 제어기(110)의 조작에 의하여 난방이 결정되면 고온 고압의 냉매 가스는 곧바로 보조 열교환기(66)로 통과하는데 이 보조 열교환기(66)의 기능은 제1열교환기(11)를 통과한 열 매체가 축열조(7)에 축열 되기 전에 한번 더 고온 부를 통과시킴으로써 높은 고온의 온수를 얻을 수 있는 보조장치이다.Referring to FIG. 1 again, the embodiment of the present invention starts with the compressor 20 generating high-temperature, high-pressure refrigerant gas, followed by a four-way valve 73 for determining whether to cool or heat. When heating is determined by the operation of the microcomputer controller 110, the high temperature and high pressure refrigerant gas passes directly to the auxiliary heat exchanger 66. The function of the auxiliary heat exchanger 66 is the heat passing through the first heat exchanger 11. It is an auxiliary device that can obtain a high temperature hot water by passing the high temperature portion once more before the medium is stored in the heat storage tank (7).

다음으로 고온 고압의 냉매 가스는 열교환기(11)를 지나면서 축열용 열매 펌프(74) 에 의해 순환하는 열매는 고온을 얻고 축열조(7)에 저장되며 고온고압의 냉매는 응축되어 액으로 변화되면서 다음 팽창밸브(35)를 지나 팽창되면서 제2열교환 기(60)에서 대기 열을 흡수 또는 방열이 이루어지게 순환 시키면서 하나의 사이클을 형성하는 것이며 이 과정에서 대기의 공기 열을 흡수하는데 특히 중요한 것은 외기온도 및 환경조건에 따른 아주 큰 변화가 있다.Next, the high temperature and high pressure refrigerant gas passes through the heat exchanger 11, and the fruit circulated by the heat storage fruit pump 74 obtains a high temperature and is stored in the heat storage tank 7, and the high temperature and high pressure refrigerant is condensed and changed into a liquid. Next, it expands past the expansion valve 35 and forms a cycle while absorbing or dissipating atmospheric heat in the second heat exchanger 60 to form a cycle. Particularly important in absorbing atmospheric air heat in this process is the ambient temperature. There is a big change in the degree and environmental conditions.

이 변화가 현재 히트펌프가 혹한기에 증발 압력이 낮아져서 성적계수가 떨어지는 현상을 가지고 오는 것이므로 기후가 온화한 지역에서는 증발 압력이 안정되게 유지되어 고효율의 에너지를 확보할 수 있는 히트펌프장치도 사계절이 뚜렷한 우리나라 같은 지역에서는 혹한기에는 효율이 나오지 않아 우리보다 많이 앞선 기술을 보유하고 있는 선진국에서 개발된 히트펌프를 이용한 냉온수기도 기온이 온화한 유럽 지역에서는 호환성이 좋아서 많은 인기를 얻고 있으나 우리나라 같이 영하의 날씨가 지속 되는 시기가 있는 지역에서는 무용지물이 되는 것이다.Since this change is the result of the heat pump's low evaporation pressure during the cold season, the coefficient of performance falls, so the heat pump device, which has a stable evaporation pressure in a temperate climate and secures high efficiency energy, has four distinct seasons. Cold and hot water using heat pumps developed in developed countries, which have advanced technologies ahead of us in the same region, have not been effective in cold weather. In a timely area, it becomes useless.

이에 본 발명인은 제2열교환기(60)가 대기 열을 흡수하는 과정 중에 낮은 외기온도로 발생 되는 증발압력 감소로 성적계수가 현저하게 떨어지는 현상을 보상해주기 위하여 제3 열교환기(3) 내부에 보조열원을 가지게 하고 제3 열교환기(3) 앞에 위치한 전자 팽창밸브(35)를 장착하여 제2 열교환기(60)에서 증발하지 못하여 증발압력이 낮아진 만큼만 제3열교환기(3)에 흡입압력을 감지하는 감지기(101)에서 발생하는 전류를 감지하여 중앙제어기(110)에서 비례제어되어 전자팽창밸브(34)에 전달하여 낮아진 증발압력만 보상되게 냉매량을 제어하면 다음으로 제3 열교환기에 내장되어있는 보조 열원(2)은 전자팽창밸브(35)에서 보내온 냉매를 증발시킬 수 있는 열량만 보상해주어서 증발 압력을 유지시키는 것이다.Therefore, the inventors of the present invention provide a secondary heat source inside the third heat exchanger 3 in order to compensate for a phenomenon in which the second coefficient of heat exchanger 60 has a significant drop in the coefficient of performance due to a decrease in evaporation pressure generated at a low outside temperature during the process of absorbing atmospheric heat. And an inlet expansion valve 35 positioned in front of the third heat exchanger 3 to detect the suction pressure in the third heat exchanger 3 as much as the evaporation pressure is lowered because the second heat exchanger 60 fails to evaporate. By detecting the current generated by the detector 101 is proportionally controlled in the central controller 110 and transferred to the electronic expansion valve 34 to control the amount of refrigerant to compensate only the lower evaporation pressure, the auxiliary heat source is built into the third heat exchanger (2) is to compensate only the amount of heat that can evaporate the refrigerant sent from the electromagnetic expansion valve 35 to maintain the evaporation pressure.

위에서 증발한 냉매는 다시 압축기(20)로 회수되어 고온고압의 냉매 가스로 반복되는 기능을 수행하여 뜨거운 온수를 혹한기에도 변함없이 생산하는 것이다.The refrigerant evaporated above is recovered to the compressor 20 to perform the function of repeating the refrigerant gas of high temperature and high pressure to produce hot hot water invariably even in cold weather.

본 발명인은 도 2에서 도시한 바와 같이 실시의 예를 들어 더욱더 에너지를 절감하기 위하여 실시한 것으로 태양열(55)을 보조 열원으로 이용하여 온수를 만드는 과정 중에 에너지 절감을 위한 방법으로 제3 열교환기(3)에 보조열원으로 장치되어 있는 발열체를 사용하지 않고 혹한기에 태양열(55)을 이용하여 제3열교환기 (3)에 태양열(55)로 데워진 열매를 이용하여 증발압력을 유지하여 성적계수가 떨어지는 것을 방지하며 효율을 증대하였다.As shown in FIG. 2, the inventors of the present invention have implemented the third heat exchanger (3) as a method for energy saving during the process of making hot water using solar heat 55 as an auxiliary heat source. In the cold weather without using a heating element installed as an auxiliary heat source in the cold weather using the heat (55) in the third heat exchanger (3) using the fruit warmed by the solar heat (55) to maintain the evaporation pressure to fall Prevent and increase efficiency.

또 도 3에 도시한 것은 위에서 설명한 대로 압축기(20) 사방밸브(73) 열교환기(66) 제1열교환기(11) 팽창밸브(35) 제2열교환기(60) 이어서 다시 사방밸브(73)액분리기(13) 흡입압력 감지기(101)에 이어 압축기(20)로 사이클이 형성된다. 3, the compressor 20, the four-way valve 73, the heat exchanger 66, the first heat exchanger 11, the expansion valve 35, the second heat exchanger 60, and then again the four-way valve 73 as described above. A cycle is formed by the compressor 20 after the liquid separator 13 and the suction pressure sensor 101.

여기서 또 한가지 본 발명의 특색은 높은 온도의 온수를 생산할 때는 고온 고압의 냉매 가스가 생성되는데 이때 압축기(20)는 고온고압의 냉매가스영향으로 압축 부위가 높은 온도에 도달하는데 압축기(20) 내부에서 순환되고 있는 오일이 높은 온도로 탄화하는 현상이 일어나는데 이 현상은 압축기 내구성은 물론 소손까지 온다Another feature of the present invention is that when producing high temperature hot water, a high-temperature, high-pressure refrigerant gas is generated, wherein the compressor 20 reaches a high temperature due to the influence of the high-temperature and high-pressure refrigerant gas in the compressor 20. The circulating oil carbonizes to a high temperature, which not only causes compressor durability but also burns out.

본 발명인은 실시의 예를 들어 설명하면 이런 현실을 방지하기 위하여 압축기(20) 내부의 온도를 감지하는 감지기(21)를 장치하여 중앙 제어기로 보내서 액 냉매가 팽창밸브(22)를 통해서 압축기(20)의 오일을 냉각시키는 장치를 부착하여 높은 온도의 온수를 만들 때 생기는 이상 현상을 방지하기 위한 장치로 압축기(20)의 보호장치를 구성을 특징으로 한다.In order to prevent this reality, the inventors of the present invention provide a sensor 21 which senses a temperature inside the compressor 20 and sends it to the central controller so that the liquid refrigerant passes through the expansion valve 22 to the compressor 20. Attaching a device for cooling the oil of the) is characterized in that the configuration of the protection device of the compressor 20 as a device for preventing abnormal phenomenon caused when making hot water of high temperature.

그리고 냉난방을 수행하기 위한 열매펌프는 냉매가 순환하는 열교환기(11)와 열교환을 하기 위한 열매펌프(74)와 냉난방을 실행하기 위해 순환하는 순환 관에는 열매펌프(75)가 있다.In addition, the heat pump for cooling and heating has a heat pump 11 for circulating the refrigerant, a heat pump 11 for heat exchange, and a heat pump 75 for circulating the circulation pipe to perform cooling and heating.

또한 본 발명에 실시의 예를 들어 도 4에서 태양열(55)을 대신하여 지열(87)을 이용하고 지열(87)을 이용할 시에는 통상적으로 지하수를 이용할 수도 있고 지하에 매립한 지중 관(9)을 통해 공기를 열교환 시켜서 공기를 사용하여도 가능한 일일 것이다.In addition, in the embodiment of the present invention, for example, when using the geothermal heat 87 in place of the solar heat 55 in FIG. 4, when using the geothermal heat 87, groundwater may be used in general or underground tube 9 buried underground It is possible to use air by exchanging air through the air.

위와 같이 냉수 또는 온수를 만든 다음에는 축열조(7)에 저장된 온수 또는 냉수는 냉 난 방부(88)에 열매펌프(75)에 의해서 열매는 축열조(7)를 벗어나 순환 관(69)을 지나고 다시 또 각 분배 관(62)을 지나 휀 코일(5)에 도달하는데 휀 코일(5)의 수는 면적 및 보온과 수용하는 종류에 따라 방열량이 달라질 수 있으므로 설치 수량은 현장의 조건에 따라 정해지며 이로써 냉방 또는 난방의 목적을 달성하는 것이다.After making cold water or hot water as above, the hot water or cold water stored in the heat storage tank 7 is passed through the circulation pipe 69 through the heat storage tank 7 by the fruit pump 75 in the cold heating part 88 and again again. Passing through each distribution pipe 62 to reach the fin coils 5, the number of fin coils 5 varies depending on the area, heat retention, and type of storage, so the quantity of installation is determined according to the site conditions, thereby cooling Or to achieve the purpose of heating.

다음은 도 2에서 에너지를 절약하는 방법으로 실시의 예를 들어 태양열(55) 집열판에서 집 열이 많이 되는 날에는 열매 펌프(74) 와 연결된 순환 관에 도시된 삼 방 밸브(91)와 삼 방 밸브(92)는 집열판 내부에 있는 온도감지기(56)와 중앙 제어기에 의해서 히트펌프(200)는 정지되고 태양열(55) 에 의해 집 열 된 태양열(55)을 축열조(7)에 직접 축열 시키는 기능도 있는 것을 특징으로 한다.Next, in the energy saving method of FIG. 2, for example, the three-way valve 91 and the three-way valve shown in the circulation pipe connected to the fruit pump 74 on the day when there is a large amount of heat in the solar heat collector plate. The valve 92 has a function of directly accumulating the solar heat 55 collected by the solar heat 55 to the heat storage tank 7 by the temperature sensor 56 and the central controller inside the heat collecting plate. It also features.

도 5는 복합형 열교환기로 도시한 바와 같이 실시의 예를 들자면 열교환기 (127) 내부에는 태양열(55) 및 지열(9)을 사용하지 않아도 된다.As shown in FIG. 5, a heat exchanger 127 does not need to use solar heat 55 and geothermal heat 9 as an example of the embodiment.

만약 태양열(55)이나 지열(9)을 사용하지 않을 때는 열교환기(127) 내부에는 열매체만 넣어주고 사용하면 보조 발열체(128)에서 발생 되는 열을 모두 회수할 수 있으므로 에너지 절감효과가 있다.If the solar heat 55 or geothermal heat 9 is not used, the heat exchanger 127 may be used to put only the heat medium to recover heat generated from the auxiliary heating element 128, thereby saving energy.

위에서 설명한 바와 같이 대기 열이 낮은 온도로 흡 열량이 충당되지않아 증발 압력이 떨어질 때 혹한기나 흐린 날에는 겨울철에는 따듯한 지하수를 사용하면 공기의 비열보다 4배가 큰 물이 효율이 좋아 고효율을 얻을 수 있는 것이다.As described above, when the evaporation pressure drops due to low atmospheric heat, the endothermic amount is not adequate, and in warm weather or on a cloudy day, when warm ground water is used in winter, water 4 times larger than the specific heat of air is more efficient and can obtain high efficiency. will be.

한편도 2 내지도 4에 도시된 실시의 예 중에서 위에서 설명되지않은 구성요소는 도 1에 도시된 실시의 예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 실시의 예가 가능하다는 점을 이해할 것이다.Meanwhile, components not described above in the embodiments illustrated in FIGS. 2 to 4 have been described with reference to the embodiments illustrated in FIG. 1, but these are merely illustrative and those skilled in the art may be used. It will be appreciated from this that various modifications and examples of equivalent implementations are possible.

따라서 본 발명의 진정한 보호 범위는 청구범위에 의해서만 정해져야 할 것이다.Therefore, the true scope of protection of the present invention should be defined only by the claims.

도 1은 본 발명의 실시의 예에 따른 혹한기에도 증발압력을 보상하여 고효율을 얻을 수 있는 냉온수용 히트펌프 장치 및 냉난방 장치를 나타내는 구성도이고.1 is a configuration diagram showing a heat pump device for cooling and hot water and a heating and cooling device capable of compensating evaporation pressure even in a cold season according to an embodiment of the present invention to obtain high efficiency.

도 2에서 도 4는 태양열을 및 지열 압축기 보호 장치 등과 이를 이용하는 실시의 예에 따른 냉온수용 히트펌프 장치 및 냉난방 장치를 나타내었고.2 to 4 shows a heat pump and a heating and cooling device for cold and hot water according to an embodiment using the solar heat and geothermal compressor protection device and the like.

도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 냉온수용 히트펌프 장치의 요부를 발췌한 분리 사시도 이다.Figure 5 is an exploded perspective view of the main portion of the heat pump device for cold and hot water according to an embodiment of the present invention.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명><Description of the symbols for the main parts of the drawings>

200. 히트펌프 100.보조열원공급수단.200. Heat pump 100. Secondary heat source supply means.

11. 제1열교환기 20. 압축기.11. First heat exchanger 20. Compressor.

60. 제2열교환기. 3. 제3열교환기.(복합형 열교환기)60. Second heat exchanger. 3. Third heat exchanger. (Complex heat exchanger)

88. 냉 난 방부. 5. 휀 코일 88. Cold preservation. 5 coil

55. 태양열 집열판 110. 중앙 마이컴 제어기55. Solar collector 110. Central microcomputer controller

7. 축열조. 9. 지중 관7. Heat storage tank. 9. underground pipe

73. 사방밸브. 66. 보조 열교환기.73. Four-way valve. 66. Auxiliary heat exchanger.

Claims (8)

제3 열교환기에서 내부에 혹한기에 보조열원으로 쓸 수 있는 보조발열체와 열교환기전체. 제3 열교환기에 연결되어 증발압력을 비례제어 할 수 있는 전자팽창밸브와 제2 열교환기에서 설치되는 팽창밸브를 통하고 냉매를 정역 방향으로 순환 시키면서 하나의 사이클을 이루는 사방밸브를 가지는 특징을 구비한 히트펌프도 포함하고.Secondary heat exchanger and the whole heat exchanger that can be used as a secondary heat source in the cold weather in the third heat exchanger. It is connected to the third heat exchanger having an electronic expansion valve for proportional control of the evaporation pressure and the expansion valve installed in the second heat exchanger and has a four-way valve constituting one cycle while circulating the refrigerant in the forward and reverse direction It also includes a heat pump. 상기 축열조와 연결되어 냉난방 부하와 연결되어있는 냉 난 방부와 열 매체를 순환시키는 펌프와 순환 관과.A pump and circulation pipe connected to the heat storage tank to circulate a cooling and heating unit and a heat medium connected to a heating and cooling load. 상기 제3열교환기에 장치되어있는 태양열 열 매체 공급장치 또 지열의 보조열원공급장치와 일부 또는 전부가 우회하거나 태양열 또는 지열로부터 공급받은 보조열원의 공급수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 히트펌프를 이용한 냉온수기와 냉난방장치.A solar heat medium supply device installed in the third heat exchanger or a sub-thermal heat supply device for geothermal heat, and a part of or all of the cold heat and water heater using a heat pump comprising a supply means for bypassing or supplying a sub-heat source supplied from solar or geothermal heat And air conditioning system. 제 1항에 있어서 상기 보조 열원 공급수단으로 제3 열교환기와 연결되어 열 매체가 순환하면서 태양열을 흡수하는 집열판을 구비하는 것을 특징으로 하는 히트펌프를 이용한 냉온수기와 냉난방장치.The hot and cold water heater and the air-conditioning apparatus using a heat pump according to claim 1, further comprising a heat collecting plate connected to a third heat exchanger through the auxiliary heat source supply means and circulating a heat medium to absorb solar heat. 제2항에 있어서 상기 보조 열원 공급수단으로 축열조와 연결되어 태양열이 풍부할 때는 축열조에 직접 열 매체를 이송하여 축열을 시킬 수 있는 연결부와 펌프 또 삼 방 밸브와 이를 원활하게 제어하기 위해 장치한 감지기와 중앙 제어장치를 포함하고 태양열 집열판과 히트펌프를 이용한 냉온수기와 냉난방장치.According to claim 2, wherein the auxiliary heat source supply means connected to the heat storage tank is rich in solar heat when connected to the heat storage medium to transfer the heat medium directly to the heat storage tank, pumps or three-way valves and detectors provided to smoothly control them And hot and cold water heater and heating system using a solar heat sink and heat pump including a central control unit. 제1항에 있어서 상기 보조 열원공급수단은 제3열교환기와 연결되어 있고 순환 관에 지하수 또는 지중에 매설되어 있는 공기 공급 관과 연결되어 순환하여 보조열원을 공급하는 장치를 구비하는 것을 특징으로 하는 히트펌프를 이용한 냉온수기와 냉난방 장치.According to claim 1, wherein the auxiliary heat source supply means is connected to the third heat exchanger and connected to an air supply pipe buried in the ground water or underground in the circulation pipe is provided with a device for circulating to supply the auxiliary heat source Hot and cold water heaters and air conditioning units using pumps. 제 1항에 있어서 상기 제3열교환기 내부에 부착되어 혹한기에도 증발압력을 외부의 보조열원 없이 제3 열교환기 자체에서 공급받을 수 있는 장치를 가지는 것과 제3열교환기 내부에 열 매체를 독립으로 보충하여 발열체에서 발생하는 열을 소비 없이 활용할 수 있는 장치를 구비하는 것을 특징으로 하는 히트펌프를 이용한 냉온수기와 이송 수단을 가지는 냉난방장치.The apparatus of claim 1, further comprising a device attached to the third heat exchanger so that the evaporation pressure can be supplied from the third heat exchanger itself even in a cold season without an external auxiliary heat source, and independently replenish the heat medium in the third heat exchanger. Cooling and heating device having a hot and cold water using a heat pump and the transfer means characterized in that it comprises a device capable of utilizing the heat generated by the heating element without consumption. 제1항에 히트펌프를 이용한 냉온수기에 장치에서 고온의 온수를 만들 때 압 축기가 과열하는 것을 방지하는 장치를 구비하여 압축기 내부 오일을 냉각하여 소손을 방지하고 내구성을 가지게 하는 장치를 구비한 것을 특징으로 하는 히트펌프를 이용한 냉온수기와 냉난방장치.The apparatus of claim 1, further comprising a device for preventing the compressor from overheating when making hot water of a high temperature in the device in a cold / hot water machine using a heat pump to cool the oil inside the compressor to prevent burnout and to have durability. Hot and cold water heaters and heating and cooling equipment using a heat pump. 제1항에 있어서 증발 압력을 고르게 유지하여 고효율을 얻기 위한 방법으로 제3열교환기에 연결되어있고 흡입압력 감지에 의해서 비례제어되는 전자 팽창밸브와 그리고 제3열교환기 내부에 부착되어있는 발열체와 또 태양열에서 발생한 보조열원도 제3열교환기 입 출구라인에서 삼 방 밸브에 의해 양을 조절하여 최소의 에너지를 필요할 때 필요한 만큼만 사용할 수 있는 장치와 제어를 포함하며 이 모든 것이 통합으로 중앙제어기에 의해서 비례제어되어 증발압력을 고르게 유지하는 고효율 히트펌프를 이용한 냉온수기와 여기에 연결되어 냉난방을 실행하는 냉난방장치.The electronic expansion valve connected to the third heat exchanger and proportionally controlled by suction pressure sensing, and a heating element attached to the inside of the third heat exchanger, and solar heat. Auxiliary heat source generated by the control system also includes a device and a control that can control the amount of energy by using a three-way valve at the inlet and outlet line of the third heat exchanger and use only as much energy as necessary when necessary. Cooling water heater using high-efficiency heat pump to maintain the evaporation pressure evenly and air-conditioning device connected to this to perform cooling and heating. 제1항에 있어서 제1열교환기에서 온수 또는 냉수를 만들기 위해 열 교환이 이루어질 때 높은 온도 또는 낮은 온도의 물을 만들 때 폐열을 회수하기 위한 방법으로 장치한 보조 열 교환기를 구비하는 장치를 특징으로 하는 히트펌프를 이용한 냉온수기와 냉난방장치.The apparatus according to claim 1, further comprising an auxiliary heat exchanger installed as a method for recovering waste heat when making high or low temperature water when heat exchange is performed to make hot or cold water in the first heat exchanger. Hot and cold water heaters and heating and cooling equipment using a heat pump.
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