KR20110062457A - Heat pump system - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 히트 펌프 시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 실외 온도와 압축기의 주파수를 모두 고려하여 냉매의 인젝션이 이루어짐으로써, 난방 성능이 향상될 수 있는 히트 펌프 시스템에 관한 것이다. The present invention relates to a heat pump system, and more particularly, to a heat pump system in which heating is improved by injection of a refrigerant in consideration of both an outdoor temperature and a frequency of a compressor.
일반적으로 히트 펌프는 냉매를 압축, 응축, 팽창, 증발시키는 과정을 수행하여, 실내 공간을 냉방 또는 난방시키는 장치이다. In general, a heat pump is a device for cooling or heating an indoor space by performing a process of compressing, condensing, expanding, and evaporating a refrigerant.
상기 히트 펌프는 실외기에 1대의 실내기가 연결되는 통상적인 공기조화기과, 실외기에 복수개의 실내기가 연결되는 멀티 공기조화기로 구분된다. 또한, 상기 히트 펌프는 온수를 공급하기 위한 급탕 유닛과, 온수를 공급하여 난방을 하기 위한 난방 유닛을 더 포함한다.The heat pump is classified into a conventional air conditioner in which one indoor unit is connected to an outdoor unit, and a multi air conditioner in which a plurality of indoor units are connected to the outdoor unit. The heat pump further includes a hot water supply unit for supplying hot water and a heating unit for supplying and heating the warm water.
상기 히트 펌프는 압축기, 응축기, 팽창밸브, 증발기를 포함한다. 상기 압축기에서 토출된 냉매는 상기 응축기에서 응축된 후, 상기 팽창밸브에서 팽창된다. 팽창된 냉매는 상기 증발기에서 증발된 후, 상기 압축기로 흡입된다.The heat pump includes a compressor, a condenser, an expansion valve, and an evaporator. The refrigerant discharged from the compressor is condensed in the condenser and then expanded in the expansion valve. The expanded refrigerant is evaporated in the evaporator and then sucked into the compressor.
그러나, 종래 기술에 따른 히트 펌프는 실외 온도 등의 냉,난방 부하 변동시 냉.난방 능력을 충분히 발휘하지 못하는 경우가 있다. 예를 들어, 한랭지역에서는 난방성능이 매우 저하되는 문제점이 있다. 대용량의 히트 펌프로 교체하거나 새로운 히트 펌프를 추가로 설치할 경우, 설치비가 많이 들고, 설치공간을 확보해야 하는 문제점이 있다. However, the heat pump according to the prior art may not fully exhibit the cooling and heating capability when the cooling and heating load fluctuates, such as the outdoor temperature. For example, in a cold region, there is a problem that the heating performance is very low. When replacing a large capacity heat pump or installing a new heat pump additionally, there is a problem in that the installation cost is high, and the installation space must be secured.
본 발명의 목적은 난방 성능을 향상시킬 수 있는 히트 펌프 시스템을 제공하는 데 있다. It is an object of the present invention to provide a heat pump system capable of improving heating performance.
본 발명에 따른 히트 펌프 시스템은, 복수의 압축실을 갖는 압축기와, 상기 압축기를 통과한 냉매가 응축되는 응축기와, 상기 응축기를 통과한 냉매가 교축되는 팽창장치와, 상기 팽창장치에서 팽창된 냉매가 증발되는 증발기와, 상기 응축기와 증발기 사이에서 분기되어 상기 복수의 압축실 중 하나로 유입되는 냉매가 교축되는 인젝션 밸브를 포함하는 메인 회로와; 상기 응축기에서 가열된 물을 급탕에 이용하는 급탕 유닛과; 복수의 운전변수들의 운전변수값을 실시간으로 감지하고, 감지된 운전변수값의 변화에 따라 상기 인젝션 밸브의 목표 개방도를 설정하는 제어부를 포함한다.The heat pump system according to the present invention includes a compressor having a plurality of compression chambers, a condenser for condensing the refrigerant passing through the compressor, an expansion device for condensing the refrigerant passing through the condenser, and a refrigerant expanded in the expansion device. A main circuit including an evaporator to which evaporates and an injection valve branched between the condenser and the evaporator to cool refrigerant introduced into one of the plurality of compression chambers; A hot water supply unit that uses hot water heated by the condenser for hot water supply; And a controller configured to detect a driving variable value of a plurality of driving variables in real time and to set a target opening degree of the injection valve according to the detected change of the operating variable value.
본 발명에 있어서, 상기 운전변수들은 상기 압축기의 주파수와, 상기 메인 회로의 실외 온도를 포함할 수 있다. In the present invention, the operating variables may include the frequency of the compressor and the outdoor temperature of the main circuit.
본 발명에 있어서, 상기 제어부는, 상기 감지된 운전변수값에 대응하는 설정값들이 기 저장될 수 있다.In the present invention, the control unit may pre-store the setting values corresponding to the detected operating variable value.
본 발명에 있어서, 상기 복수의 운전변수들에 대한 각 설정값들은 독립적으로 상기 인젝션 밸브의 목표 개방도를 변화시킬 수 있다. In the present invention, the respective setting values for the plurality of operating variables may independently change the target opening degree of the injection valve.
본 발명에 있어서, 상기 제어부는, 상기 설정값들을 선형적으로 조합한 값에 근거하여 상기 인젝션 밸브의 목표 개방도를 설정할 수 있다. In the present invention, the controller may set the target opening degree of the injection valve based on a linear combination of the set values.
본 발명에 있어서, 상기 제어부는, 상기 메인 회로의 실외 온도가 기설정된 설정 온도 미만이면, 상기 인젝션 밸브를 개방시킬 수 있다.In the present invention, the control unit may open the injection valve when the outdoor temperature of the main circuit is less than a predetermined set temperature.
본 발명에 있어서, 상기 제어부는, 상기 메인 회로의 실외 온도가 기설정된 설정 온도 이상이면, 상기 급탕 유닛의 요구부하가 있을 경우, 상기 압축기의 주파수에 따라 상기 인젝션 밸브를 개방시킬 수 있다. In the present invention, the control unit may open the injection valve according to the frequency of the compressor when there is a required load of the hot water supply unit, if the outdoor temperature of the main circuit is above a predetermined set temperature.
본 발명에 있어서, 상기 제어부는, 상기 인젝션 밸브의 목표 개방도가 상기 압축기의 주파수에 비례하도록 제어할 수 있다. In the present invention, the control unit may control so that the target opening degree of the injection valve is proportional to the frequency of the compressor.
본 발명에 있어서, 상기 팽창장치는, 상기 응축기를 통과한 냉매가 교축되는 제 1팽창장치와, 상기 제 1팽창장치와 증발기 사이에 배치되어, 상기 제 1팽창장치를 통과한 냉매가 교축되는 제 2팽창장치를 포함할 수 있다. In the present invention, the expansion device is a first expansion device for throttling the refrigerant passing through the condenser, and the first expansion device and the evaporator disposed between the first expansion device is a first It may include two expansion devices.
본 발명에 있어서, 상기 응축기에서 가열된 물을 난방에 이용하는 난방 유닛을 더 포함할 수 있다.In the present invention, it may further include a heating unit for using the water heated in the condenser for heating.
본 발명에 따른 히트 펌프 시스템은, 복수의 운전변수값을 실시간으로 감지하고, 감지된 운전변수값의 변화에 따라 인젝션 밸브의 목표 개방도를 설정하는 제어부를 포함함으로써, 운전상태에 따라 적당한 유량의 냉매를 인젝션할 수 있기 때문에, 성능이 확보될 수 있다. The heat pump system according to the present invention includes a control unit for detecting a plurality of operating variable values in real time and setting a target opening degree of the injection valve according to a change of the detected operating variable values, thereby providing an appropriate flow rate according to the operating state. Since the refrigerant can be injected, performance can be ensured.
또한, 실외 온도 뿐만 아니라 압축기의 주파수에 비레하여, 인젝션 밸브의 목표 개방도를 설정하기 때문에, 실외 온도가 기설정온도 미만인 저온 영역 뿐만 아니라 부하가 요구되는 온도 영역에서도 냉매의 인젝션이 적절하게 이루어질 수 있으므로, 성능이 향상될 수 있다. In addition, since the target opening degree of the injection valve is set not only according to the outdoor temperature but also the frequency of the compressor, the refrigerant can be properly injected not only in the low temperature region where the outdoor temperature is lower than the preset temperature but also in the temperature region where the load is required. Therefore, performance can be improved.
또한, 압축기의 주파수에 비례하여 인젝션 밸브의 목표 개방도를 설정하기 때문에, 압축기의 빈번한 온오프 발생할지라도 압축기의 저주파수 구동시 인젝션 밸브가 과도하게 개방되는 현상이 방지될 수 있다. In addition, since the target opening degree of the injection valve is set in proportion to the frequency of the compressor, the phenomenon in which the injection valve is excessively opened during low frequency driving of the compressor can be prevented even when frequent on / off of the compressor occurs.
또한, 급탕 유닛으로부터 급탕 부하가 있을 경우, 냉매의 인젝션 요청 여부를 신속하게 판단하여, 냉매를 인젝션함으로써, 냉매 유량의 확보로 인한 급탕 부하에 적절하게 대응할 수 있는 이점이 있다. In addition, when there is a hot water load from the hot water supply unit, it is possible to promptly determine whether or not the injection of the coolant is requested, and inject the coolant to appropriately cope with the hot water load due to the secured flow rate of the coolant.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예를 설명하면 다음과 같다. Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 히트 펌프 시스템의 구성이 도시된 도면이 다. 1 is a view showing the configuration of a heat pump system according to an embodiment of the present invention.
도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 히트 펌프 시스템은, 압축기(110)와 응축기, 팽창장치 그리고 증발기를 포함하는 메인 회로(100)와, 상기 응축기에서 가열된 물을 급탕에 이용하는 급탕 유닛(300)을 포함한다.Referring to FIG. 1, a heat pump system according to an exemplary embodiment of the present invention includes a
여기서, 상기 메인 회로(100)는 냉매 사이클 장치를 일컬는다. Here, the
상기 압축기(110)는 복수의 압축실을 포함하며, 로터리 압축기가 사용되는 것도 가능하고, 스크롤 압축기가 사용되는 것도 물론 가능하다. 이하, 본 실시예에서는 로터리 압축기가 사용되는 것으로 설명한다. The
상기 압축기(110)는 상기 증발기를 통과한 냉매가 유입되어 압축되는 제 1압축부(114)와, 상기 제 1압축부(114)를 통과한 냉매와 후술하는 제 1팽창밸브와 제 2팽창밸브사이에서 분기되어 인젝션되는 냉매가 혼합된 냉매가 유입되어 압축되는 제 2압축부(116)를 포함한다.The
상기 응축기에서는 상기 압축기(110)에서 압축된 냉매가 유입되어 응축된다. 난방 운전시, 실내에 설치된 실내 열교환기(120)가 응축기 역할을 하게 된다. In the condenser, the refrigerant compressed by the
상기 팽창장치는 상기 응축기를 통과한 냉매가 교축되는 제 1팽창밸브(141)와, 상기 제 1팽창밸브(141)와 증발기 사이에 배치되어 상기 제 1팽창밸브(141)를 통과한 냉매가 교축되는 제 2팽창밸브(142)를 포함할 수 있다. The expansion device includes a
상기 증발기는 상기 제 2팽창밸브(142)에서 교축된 냉매가 유입되어 증발되는 장치이다. 난방 운전시, 실외에 설치된 실외 열교환기(130)가 증발기 역할을 하게 된다. The evaporator is a device in which the refrigerant throttled by the
상기 압축기(110)에는 후술하는 제 6연결배관(176)과 연결되는 제 1입구(111)와, 후술하는 인젝션 배관(151)과 연결되어 인젝션되는 냉매가 상기 제 2압축부로 유입되도록 제 2입구(112)가 형성된다. The
상기 사방밸브(160)는 냉난방시 냉매의 흐름을 절환하는 유로 절환 밸브이다. 상기 사방밸브(160)는 상기 압축기(110)에서 압축된 냉매를 냉방시에는 상기 실외 열교환기(130)로 안내하고, 난방시에는 상기 실내 열교환기(120)로 안내한다. The four-
상기 사방밸브(160)의 일측은 상기 압축기(110)와 제 1연결배관(171)으로 연결된다. 상기 사방밸브(160)의 타측은 상기 실내 열교환기(120)와 제 2연결배관(172)으로 연결된다.One side of the four-
상기 실내 열교환기(120)와 후술하는 인젝션 열교환기(150)는 제 3연결배관(173)으로 연결되고, 상기 제 3연결배관(173)상에는 상기 제 1팽창밸브(141)가 배치된다. The
상기 인젝션 열교환기(150)와 상기 증발기는 제 4연결배관(174)으로 연결되고, 상기 제 4연결배관(174)상에는 상기 제 2팽창밸브(142)가 배치된다.The
상기 사방밸브(160)의 일측은 상기 압축기(110)와 제 1연결배관(171)으로 연결된다. 상기 사방밸브(160)의 타측은 상기 실내 열교환기(120)와 제 2연결배관(172)으로 연결된다.One side of the four-
상기 실내 열교환기(120)와 상기 인젝션 열교환기(150)는 제 3연결배관(173)으로 연결되고, 상기 제 3연결배관(173)상에는 상기 제 1팽창밸브(141)가 배치된다. The
상기 인젝션 열교환기(150)와 상기 증발기는 제 4연결배관(174)으로 연결되고, 상기 제 4연결배관(174)상에는 상기 제 2팽창밸브(142)가 배치된다.The
상기 제 3연결배관(173)에는 상기 제 1팽창 밸브(141)에서 나온 냉매를 상기 인젝션 열교환기(150)을 통과시킨 후 상기 압축기(110)로 안내하는 인젝션 배관(151)이 연결된다. The
상기 사방밸브(160)는 상기 실외 열교환기(130)와 제 5연결배관(175)으로 연결된다. 또한, 상기 사방밸브(160)는 상기 압축기(110)의 입구부와 제 6연결배관(176)으로 연결된다. The four-
상기 인젝션 열교환기(150)는 난방운전시 상기 제 1팽창밸브(141)에서 나와 상기 제 2팽창밸브(142)로 흐르는 냉매와, 상기 인젝션 배관(151)을 흐르는 냉매를 열교환시킨다.The
상기 인젝션 배관(151)에는 인젝션되는 냉매의 유량을 단속하기 위한 인젝션 밸브(153)이 배치된다. 상기 인젝션 밸브(153)의 개방도를 제어함으로써, 인젝션되는 냉매량 및 냉매압력을 제어할 수 있다.The
상기 인젝션 열교환기(150)는 인젝션되는 냉매가 흐르는 냉매관과 상기 증발기로 흐르는 냉매관을 포함하는 이중관 구조로 형성되는 것도 가능하고, 판형 열교환기로 형성되는 것도 가능하다. The
또한, 이에 한정되지 않고, 상기 인젝션 열교환기(150)대신에 상기 제 1팽창밸브(141)를 통과한 냉매를 기체상태의 냉매와 액체 상태의 냉매로 분리하는 상 분리기가 사용되는 것도 물론 가능하다. In addition, the present invention is not limited thereto. Instead of the
한편, 상기 급탕 유닛(300)은 사용자가 세면, 목욕 또는 설거지 등에 필요한 온수를 공급하기 위한 장치이다. On the other hand, the hot
상기 급탕 유닛(300)은 물이 담겨지는 급탕 탱크(310)와, 상기 급탕 탱크(310)에 설치된 급탕용 보조 히터(312)를 포함한다. The hot
상기 급탕 탱크(310)에는 냉수가 상기 급탕 탱크(310)로 급수되도록 냉수 입수부(314)가 연결되고, 상기 급탕 탱크(310)내에서 가열된 온수가 출수되는 온수 출수부(316)가 연결된다.A
상기 온수 출수부(316)에는 샤워기와 같은 온수 토출기구(318)가 연결될 수 있다. 상기 온수 출수부(316)에는 상기 온수 토출기구(318)로 냉수가 출수될 수 있도록 냉수 입수부(320)가 연결될 수 있다. The hot
상기 급탕 유닛(300)은 온수 순환유로(301)에 의해 난방 운전시 응축기 역할을 하는 실내 열교환기(120)와 연결된다. The hot
상기 온수 순환유로(301)는 상기 메인 회로(100)내부에 위치하는 실내기 배관(302)와, 상기 급탕 유닛(300)에 배치된 급탕 배관(303)과, 상기 실내기 배관(302)과 상기 급탕 배관(303)을 연결하는 연결배관(304)를 포함한다. The hot
상기 연결 배관(304)에는 온수의 공급을 단속하는 온수 조절 밸브(306)이 설치될 수 있다. The
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 히트 펌프 시스템의 제어흐름을 보여주는 블록도이다. 2 is a block diagram showing a control flow of a heat pump system according to an embodiment of the present invention.
도 2를 참조하면, 상기 히트 펌프 시스템은, 복수의 운전변수들의 운전변수값을 실시간으로 감지하고, 감지된 운전변수값의 변화에 따라 상기 인젝션 밸브(153)의 목표 개방도를 설정하는 제어부(200)를 더 포함한다. Referring to FIG. 2, the heat pump system may include a control unit configured to detect operating variable values of a plurality of operating variables in real time and to set a target opening degree of the
상기 복수의 운전변수들은 상기 메인 회로(100)의 실외 온도와, 상기 압축기(110)의 주파수를 포함할 수 있다. The plurality of operating variables may include an outdoor temperature of the
상기 감지된 운전변수값에 대응하는 설정값들이 미리 정해져서 상기 제어부(200)에 테이블의 형태로 저장될 수 있다. Setting values corresponding to the sensed driving variable values may be predetermined and stored in the form of a table in the
상기 설정값들은 독립적으로 상기 인젝션 밸브(153)의 목표 개방도를 변화시킬 수 있다. The set values may independently change the target opening degree of the
상기 제어부(200)는 상기 설정값들을 선형적으로 조합한 값에 근거하여, 상기 인젝션 밸브(153)의 목표 개방도를 설정할 수 있다. The
상기 인젝션 밸브(153)의 목표 개방도를 구하는 방법은 다음과 같다.The method for obtaining the target opening degree of the
목표 개방도 = C1*F(실외 온도) + C2*F(압축기의 주파수) + C3Target opening = C1 * F (outdoor temperature) + C2 * F (compressor frequency) + C3
여기서, F(실외 온도)는 감지된 실외 온도에 따라 기 설정된 설정값이고, F(압축기의 주파수)는 감지된 압축기의 주파수에 따라 기 설정된 설정값이다. C1,C2는 비례상수이고, C3는 0을 포함한 상수로서 운전조건이나 외부 환경등에 의해 미리 설정될 수 있다. Here, F (outdoor temperature) is a preset value according to the sensed outdoor temperature, F (frequency of the compressor) is a preset value according to the detected frequency of the compressor. C1 and C2 are proportional constants, and C3 is a constant including 0 and can be preset by operating conditions or external environment.
다만, 이에 한정되지 않고, 상기 설정값은 감지값을 그대로 사용하는 것도 물론 가능하다. However, the present invention is not limited thereto, and the set value may of course use the detected value as it is.
도 3은 도 1에 도시된 히트 펌프 시스템의 급탕 운전시 냉매의 흐름이 도시된 도면이다. 3 is a view illustrating a flow of a refrigerant during hot water supply operation of the heat pump system shown in FIG. 1.
도 3을 참조하면, 급탕 요구가 있으면, 상기 메인 회로(100)는 난방운전을 하게 된다. Referring to FIG. 3, if there is a hot water supply request, the
상기 압축기(110)로부터 토출된 고온 고압의 냉매는 상기 사방밸브(160)를 거쳐 상기 실내 열교환기(120)로 유입된다. 이 때, 상기 실내 열교환기(120)가 응축기 역할을 하게 된다. The high temperature and high pressure refrigerant discharged from the
상기 실내 열교환기(120)로 유입된 냉매는 상기 실내기 배관(302)을 흐르는 물과 열교환을 함으로써, 응축된다. 상기 응축된 냉매는 상기 제 1팽창밸브(141)에서 교축된다.The refrigerant introduced into the
이 때, 가스 인젝션의 작동 요청이 있을 경우, 상기 제어부(2000는 상기 인젝션 밸브(153)를 개방한다.At this time, when there is a request for operation of gas injection, the control unit 2000 opens the
상기 인젝션 밸브(153)가 개방되면, 상기 제 3연결배관(173)을 흐르는 냉매 중 일부가 상기 인젝션 배관(151)으로 바이패스된다. 상기 제 3연결배관(173)으로부터 상기 인젝션 배관(151)으로 바이패스된 냉매는 상기 인젝션 밸브(153)에서 교축된다.When the
상기 인젝션 밸브(153)에서 교축된 냉매는 온도와 압력이 내려가기 때문에, 상기 제 3연결배관(173)으로부터 상기 인젝션 열교환기(150)으로 유입되는 냉매보다 상대적으로 저온 상태가 된다. Since the refrigerant throttled by the
따라서, 상기 인젝션 열교환기(150)에서는 상기 인젝션 배관(151)을 통해 유 입된 냉매와 상기 제 3연결배관(173)을 통해 유입된 냉매의 열교환이 이루어진다. 상기 인젝션 열교환기(150)에서 상기 인젝션 배관(151)을 흐르는 냉매는 열을 흡수하게 되고, 상기 제 2팽창밸브(142)측으로 토출되는 냉매는 열을 빼앗기게 된다. Therefore, in the
상기 인젝션 열교환기(150)에서 열을 빼앗긴 냉매는 상기 제 2팽창밸브(142)에서 교축된 후, 상기 실외 열교환기(130)로 유입된다. The refrigerant deprived of heat from the
상기 실외 열교환기(130)로 유입된 냉매는 외부 공기와의 열교환에 의해 증발하고, 증발된 냉매는 상기 압축기(110)의 제 1입구(111)로 유입된다. 상기 제 1입구(111)로 유입된 냉매는 상기 압축기(110)의 제 1압축부에서 압축된다. The refrigerant introduced into the
한편, 상기 인젝션 열교환기(150)에서 열을 흡수한 냉매는 적어도 일부가 증발되어, 액상과 기상이 혼합된 2상의 냉매이거나 과열 증기상태의 냉매일 수 있다. 상기 인젝션 열교환기(150)에서 열을 흡수한 냉매에서 액상 냉매의 비율은 상기 인젝션 열교환기(190)의 특성이나 상기 인젝션 밸브(153)의 개방도에 따라 조절될 수 있다. Meanwhile, the refrigerant absorbing heat in the
상기 인젝션 열교환기(150)에서 토출된 상기 인젝션 배관(151)상의 냉매는 상기 압축기(110)의 제 2입구(112)로 유입된다. 상기 제 2입구(112)로 유입된 냉매는 상기 제 1압축부에서 압축된 냉매와 혼합되어, 상기 제 2압축부에서 압축된다. The refrigerant on the
상기 제 2압축부에서 압축된 냉매는 다시 상기 사방밸브(160)로 순환한다.The refrigerant compressed by the second compression unit is circulated to the four-
한편, 상기 실내 열교환기(120)가 응축기 역할을 하고, 상기 실내기 배관(302)의 물은 응축기 역할을 하는 상기 실내 열교환기(120)로부터 열을 공급받는다.Meanwhile, the
상기 실내 열교환기(120)에서 열을 흡수한 상기 실내기 배관(302)상의 온수는 상기 연결배관(304)와 급탕 배관(303)을 차례로 통과하여, 상기 급탕 탱크(310)에 열을 전달한다. The hot water on the
따라서, 상기 급탕 탱크(310)내부의 물이 데워지게 되어, 상기 온수 출수부(316)를 통해 사용자에게 온수가 공급될 수 있다. Therefore, the water inside the
상기와 같이 구성된 히트 펌프 시스템에서의 인젝션 밸브의 개방도를 제어하는 방법은 다음과 같다.A method of controlling the opening degree of the injection valve in the heat pump system configured as described above is as follows.
상기 제어부(200)는 난방 운전시, 상기 메인 회로(100)의 실외 온도가 기설정된 설정 온도 미만이면, 냉매의 인젝션 요청이 있다고 판단하여, 상기 인젝션 밸브(153)를 개방시킨다.When the outdoor temperature of the
위에서 설명한 바와 같이, 상기 제어부(200)는 다음 식에 의해 상기 인젝션 밸브(153)의 목표 개방도를 설정하게 된다. 다음 식은 위에서 상세히 설명하였기에, 식에 대한 상세설명은 생략한다.As described above, the
목표 개방도 = C1*F(실외 온도) + C2*F(압축기의 주파수) + C3Target opening = C1 * F (outdoor temperature) + C2 * F (compressor frequency) + C3
즉, 실외 온도와 상기 압축기의 주파수를 고려하여, 상기 인젝션 밸브(153)의 목표 개방도를 설정하여, 상기 인젝션 밸브(153)를 개방시키게 된다. That is, the
이 때, 상기 메인 회로(100)가 난방 목표 온도에 도달하게 되면, 상기 압축기(110)가 온(ON)과 오프(OFF)를 반복하게 된다. 즉, 상기 메인 회로가 상기 난방 목표 온도에 도달하여, 상기 압축기(110)가 오프되었다가, 상기 난방 목표 온도보 다 약간이라도 낮아지면 다시 상기 압축기(110)가 온되는 현상이 발생될 수 있다. At this time, when the
즉, 상기 메인 회로(100)가 상기 난방 목표 온도에 도달하여 실내외 온도차가 작아지게 되면, 상기 압축기(110)가 자주 온과 오프를 반복하게 되고, 이러한 경우에는 실내외 온도차가 작기 때문에 상기 압축기(110)가 저 주파수(Hz)에서 구동된다. That is, when the
본 발명에 따른 상기 제어부(200)는 실외 온도 뿐만 아니라, 상기 압축기(110)의 주파수도 함께 고려하여, 상기 인젝션 밸브(153)의 목표 개방도를 설정한다. 또한, 상기 제어부(200)는 상기 압축기(110)의 주파수에 비례하여 상기 인젝션 밸브(153)의 목표 개방도를 증감시킨다.The
따라서, 상기 제어부(200)는, 상기 압축기(110)가 저 주파수에서 구동될 경우에는, 상기 인젝션 밸브(153)의 목표 개방도를 작게 설정하게 된다. 이로 인해, 상기 메인 회로(100)의 실내외 온도차가 매우 적어 상기 압축기(110)가 빈번하게 온오프되는 경우에, 상기 인젝션 밸브(153)의 목표 개방도가 크게 설정되어 상기 인젝션 밸브(153)가 불필요하게 개방되는 현상이 방지될 수 있다. Therefore, when the
한편, 상기 제어부(200)는 상기 메인 회로(100)의 실외 온도가 기설정된 설정 온도 이상일지라도, 상기 압축기(110)의 주파수에 따라 냉매의 인젝션 요청이 있다고 판단할 수 있다.Meanwhile, even if the outdoor temperature of the
상기 급탕 유닛(300)으로부터 급탕 부하가 있을 경우, 상기 압축기(110)의 주파수가 상승할 수 있다. 따라서, 상기 제어부(200)는 실외 온도가 기설정된 설정 온도 이상일지라도, 상기 인젝션 밸브(153)를 개방시켜 부하에 대응할 수 있다. When there is a hot water load from the
따라서, 실외 온도가 설정온도 미만인 저온 영역 뿐만 아니라, 상기 압축기(110)의 운전 상태에 따른 기타 다른 영역에서도 상기 인젝션 밸브(153)가 개방되어, 냉매를 인젝션함으로써 성능을 확보할 수 있다. Therefore, the
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 히트 펌프 시스템의 구성이 도시된 도면이다.4 is a diagram showing the configuration of a heat pump system according to another embodiment of the present invention.
도 4를 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 히트 펌프 시스템은, 상기 응축기(120)에서 가열된 물을 이용하여 바닥난방에 이용하는 난방 유닛(400)을 더 포함하는 것 이외의 구성 및 작용은 상기 제 1실시예와 유사하므로, 동일한 구성에 대한 상세설명을 생략하고, 동일 부호를 사용한다. Referring to FIG. 4, the heat pump system according to another embodiment of the present invention further includes a
상기 난방 유닛(400)은 상기 연결 배관(304)에서 연장된 난방 배관(401)과, 상기 난방 배관(401)으로부터 전달된 온수로부터 실내의 바닥을 난방시키는 바닥 난방 유닛(410)과, 상기 난방 배관(401)으로부터 전달된 온수로부터 실내의 공기를 난방시키는 공기 난방 유닛(420)을 포함한다.The
상기 바닥 난방 유닛(410)은 실내 바닥에 미앤더라인(meander line)으로 매설될 수 있다.The
상기 공기 난방 유닛(420)은 팬 코일 유닛(Fan coil unit) 또는 라디에어터(Radiator)등으로 구성될 수 있다. The
상기 난방 배관(401)에는 온수를 상기 바닥 난방 유닛(410)과 공기 난방 유닛(420)중 적어도 하나로 안내하는 난방 온수 조절밸브(411)(421)가 설치될 수 있 다. The
상기 바닥 난방 유닛(410)은 상기 난방 온수 조절밸브(411)와 바닥 난방 배관(412)으로 연결되고, 상기 공기 난방 유닛(420)은 상기 난방 온수 조절밸브(421)와 공기 난방 배관(422)로 연결된다. The
상기 온수 조절 밸브(306)가 난방 모드이면, 응축기(120)에서 가열된 물은 상기 실내기 배관(302)과 연결배관(304)를 차례로 통과하여 상기 난방 배관(401)으로 유입되고, 상기 바닥 난방 유닛(410)과 공기 난방 유닛(420) 중 적어도 하나를 가열시킨 후 상기 난방 배관(401)과 연결배관(304)과 실내기 배관(302)를 차례로 통과하여 상기 응축기(120)로 회수된다. When the hot
상기 난방 온수 조절밸브(411)(421)가 공기 난방 모드이면, 온수는 상기 공기 난방 배관(422)과 상기 공기 난방 유닛(420)과 공기 난방 배관(422)을 차례로 통과하여 상기 난방 배관(401)으로 출수된다. 한편, 바닥 난방 모드이면, 온수는 상기 바닥 난방 배관(412)과 바닥 난방 유닛(41)과 바닥 난방 배관(412)을 차례로 통과하여 난방 배관(401)으로 출수된다. When the heating hot
상기와 같이, 상기 급탕 유닛(300)과 난방 유닛(400)을 포함하는 히트 펌프 시스템의 경우에도, 상기 제어부(200)는 실외 온도 뿐만 아니라 상기 압축기(110)의 주파수를 고려하여, 냉매를 인젝션함으로써 냉매 유량이 증대되어 성능이 확보될 수 있다. As described above, even in the heat pump system including the hot
본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구의 범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구의 범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.Those skilled in the art will understand that the present invention can be implemented in other specific forms without changing the technical spirit or essential features. It is therefore to be understood that the above-described embodiments are illustrative in all aspects and not restrictive. The scope of the present invention is indicated by the scope of the following claims rather than the detailed description, and all changes or modifications derived from the meaning and scope of the claims and the equivalent concept are included in the scope of the present invention. Should be interpreted.
본 발명에 따른 히트 펌프 시스템은, 복수의 운전변수값을 실시간으로 감지하고, 감지된 운전변수값의 변화에 따라 인젝션 밸브의 목표 개방도를 설정하는 제어부를 포함함으로써, 운전상태에 따라 적당한 유량의 냉매를 인젝션할 수 있기 때문에, 성능이 확보될 수 있다. The heat pump system according to the present invention includes a control unit for detecting a plurality of operating variable values in real time and setting a target opening degree of the injection valve according to a change of the detected operating variable values, thereby providing an appropriate flow rate according to the operating state. Since the refrigerant can be injected, performance can be ensured.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 히트 펌프 시스템의 구성이 도시된 도면이다. 1 is a view showing the configuration of a heat pump system according to an embodiment of the present invention.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 히트 펌프 시스템의 제어흐름을 보여주는 블록도이다. 2 is a block diagram showing a control flow of a heat pump system according to an embodiment of the present invention.
도 3은 도 1에 도시된 히트 펌프 시스템의 급탕 운전시 냉매의 흐름이 도시된 도면이다. 3 is a view illustrating a flow of a refrigerant during hot water supply operation of the heat pump system shown in FIG. 1.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 히트 펌프 시스템의 구성이 도시된 도면이다.4 is a diagram showing the configuration of a heat pump system according to another embodiment of the present invention.
<도면의 주요 부분에 관한 부호의 간단한 설명>BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS Fig.
100: 공기조화기 110; 압축기100:
120: 응축기 130: 증발기120: condenser 130: evaporator
141: 제 1팽창밸브 142: 제 2팽창밸브141: first expansion valve 142: second expansion valve
150: 인젝션 열교환기 151: 인젝션 배관150: injection heat exchanger 151: injection piping
153: 인젝션 밸브 200: 제어부153: injection valve 200: control unit
300: 급탕 유닛 400: 난방 유닛300: hot water supply unit 400: heating unit
Claims (10)
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---|---|---|---|
KR1020090119191A KR20110062457A (en) | 2009-12-03 | 2009-12-03 | Heat pump system |
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KR1020090119191A KR20110062457A (en) | 2009-12-03 | 2009-12-03 | Heat pump system |
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Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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KR1020090119191A KR20110062457A (en) | 2009-12-03 | 2009-12-03 | Heat pump system |
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Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20150004061A (en) * | 2013-07-02 | 2015-01-12 | 엘지전자 주식회사 | A cooling system and a control method the same |
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EP4089349A1 (en) | 2021-05-14 | 2022-11-16 | LG Electronics Inc. | Air conditioner and control method thereof |
WO2023120960A1 (en) * | 2021-12-20 | 2023-06-29 | 엘지전자 주식회사 | Heat pump |
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2009
- 2009-12-03 KR KR1020090119191A patent/KR20110062457A/en not_active Application Discontinuation
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