KR20110091390A - Chiller - Google Patents

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KR20110091390A
KR20110091390A KR1020100011204A KR20100011204A KR20110091390A KR 20110091390 A KR20110091390 A KR 20110091390A KR 1020100011204 A KR1020100011204 A KR 1020100011204A KR 20100011204 A KR20100011204 A KR 20100011204A KR 20110091390 A KR20110091390 A KR 20110091390A
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Abstract

PURPOSE: A cooling device is provided to prevent undesirable air-conditioning service from becoming supplied to a user and to enhance efficiency by preventing excessive change operations of an indoor unit. CONSTITUTION: A cooling device comprises a compressor(110), a first heat exchanger, a second heat exchanger, an expansion unit, a heat medium pipe, a third heat exchanger and a bypass pipe. The first heat exchanger heat-exchanges with the air. The second heat exchanger heat-exchanges with an indoor unit by heat medium. The expansion unit is installed between the first and second heat exchangers and expands refrigerant. The heat medium pipe is connected between the second heat exchanger and the indoor unit to circulate heat medium. The third heat exchanger is installed between the first and second heat exchangers.

Description

냉각장치{CHILLER}Chiller {CHILLER}

본 발명은 냉각장치(chiller)에 관한 것으로, 특히 온수 인젝션을 이용하여 제상 운전이 가능한 히트펌프식 냉각장치에 관한 것이다. The present invention relates to a chiller (chiller), and more particularly to a heat pump type cooling device capable of defrosting operation using hot water injection.

일반적으로 냉각장치는 열 매체의 방열방식에 따라 수냉식과 공랭식으로 구분할 수 있다. 수냉식 냉각장치는 냉각탑에서 열 매체를 비산시켜 방열하는 방식이고, 공랭식 냉각장치는 열 매체가 흐르는 열교환기를 공기와 접촉시켜 방열하는 방식이다. In general, the cooling device can be divided into water-cooled and air-cooled according to the heat radiation method of the thermal medium. The water-cooled chiller is a method of radiating heat by scattering the heat medium in the cooling tower, and the air-cooled chiller is a method of radiating heat by contacting air with a heat exchanger through which the heat medium flows.

공랭식 냉각장치는 외기의 온도 변화에 대응하여 최소한의 에너지로 열 매체를 거의 실온으로 냉각할 수 있다. 하지만, 밀폐 증발식 냉각탑은 산수조, 집수조, 양수 펌프 등이 필요하며 구조가 복잡하다. 또, 산수용 물의 공급원이 필요하므로 설치 장소가 제한된다. 또, 보급수의 수질이 나쁜 경우나, 분진, 매연, 염분 등을 포함하는 설치환경이 나쁜 장소에서는 배관에 부식이나 스케일이 발생하므로 정기적인 보수 점검이 번거롭다.The air-cooled chiller can cool the heat medium to room temperature with minimal energy in response to temperature changes in the outside air. However, the closed evaporative cooling tower requires a water tank, a sump, a pump, etc., and the structure is complicated. In addition, since a source of arithmetic water is required, the installation site is limited. In addition, when the water quality of the replenishing water is bad, or where the installation environment including dust, soot, salt, etc. is bad, corrosion and scale may occur in the piping, and thus regular maintenance inspection is cumbersome.

반면, 공랭식 냉각장치는 전열관에 물을 뿌리지 않으므로 산수조나 집수조 등이 불필요하다. 이에 따라, 공랭식 냉각장치는 산수에 의한 전열관의 부식이나 스케일이 발생하지 않아 수냉식 냉각 장치보다 보수가 간단하다. 또, 냉각수를 공급하는 펌프가 불필요하여 소비 전력을 절약할 수 있다.On the other hand, the air-cooled cooling device does not spray water on the heat pipe, so it is not necessary to use a water tank or a water collecting tank. Accordingly, the air-cooled cooling device is simpler to repair than the water-cooled cooling device because corrosion or scale of the heat transfer pipe due to the acidic water does not occur. In addition, a pump for supplying cooling water is unnecessary, and power consumption can be saved.

한편, 공랭식 냉각장치는 압축기의 출구에 냉매전환밸브를 설치하여 냉매의 순환방향을 제어하면서 하절기에는 냉수를 제공하고 동절기에는 온수를 공급하는 히트펌프방식의 공랭식 냉각장치(이하, 히트펌프식 칠러로 약칭함)가 알려져 있다.On the other hand, the air-cooled chiller is provided with a refrigerant switching valve at the outlet of the compressor to control the circulation direction of the refrigerant while providing cold water in the summer and hot water in the winter (hereinafter referred to as a heat pump chiller) Abbreviated) is known.

도 1은 종래의 히트펌프식 칠러를 보인 계통도이다.1 is a system diagram showing a conventional heat pump chiller.

이에 도시된 바와 같이 종래의 히트펌프식 칠러(10)는, 케이스(11)의 내부에 압축기(12)와 제1 열교환기(13) 그리고 팽창 밸브(14)와 제2 열교환기(15)로 된 냉동사이클이 설치되고, 상기 케이스(11)의 상면 또는 측면에는 외부의 공기를 흡입하여 제1 열교환기(13)와 열교환되도록 하기 위한 복수 개의 흡기팬(16)이 설치되며, 상기 제2 열교환기(15)에는 실내기(20)들로 냉수 또는 온수를 공급하기 위한 열매체 순환관(30)이 연결되어 있다. As shown in the drawing, the conventional heat pump chiller 10 includes a compressor 12, a first heat exchanger 13, an expansion valve 14, and a second heat exchanger 15 in the case 11. The refrigeration cycle is installed, a plurality of intake fan 16 is installed on the upper surface or side of the case 11 to intake external air to exchange heat with the first heat exchanger 13, the second heat exchanger 15 is connected to the heat medium circulation pipe 30 for supplying cold water or hot water to the indoor units 20.

그리고 상기 압축기(12)의 출구에는 그 압축기(12)에서 압축되는 냉매를 운전조건에 따라 제1 열교환기 방향 또는 제2 열교환기 방향으로 전환하기 위한 냉매전환밸브(17)가 설치되어 있다. 상기 냉매전환밸브(17)는 통상 4방밸브로 이루어져 있다.At the outlet of the compressor 12, a refrigerant switching valve 17 for converting the refrigerant compressed by the compressor 12 into the first heat exchanger direction or the second heat exchanger direction according to the operating conditions is provided. The refrigerant switching valve 17 is usually composed of a four-way valve.

상기와 같은 종래의 히트펌프식 칠러(10)는 하절기에는 냉방기로 운전을 하는 반면 동절기에 난방기로 전환하여 운전을 하게 된다. 예를 들어, 하절기에는 압축기(12)에서 고온,고압으로 압축된 냉매를 냉매전환밸브가 제1 열교환기(13)로 안내하여 그 제1 열교환기(13)에서 공기와 열교환되어 방열하고 팽창 밸브(14)에서 저온, 저압으로 만든 후 제2 열교환기(15)에서 물과 열교환되어 그 열교환된 물을 냉방 열원으로 사용하는 실내기(20)들에 공급하게 된다. The conventional heat pump chiller 10 as described above is operated by switching to a heater in winter while operating as a cooler in the summer. For example, in the summer season, the refrigerant switching valves, which are compressed at high temperature and high pressure, in the compressor 12 are guided to the first heat exchanger 13 to heat-exchange with air in the first heat exchanger 13. After the low temperature and low pressure are made at 14, the second heat exchanger 15 exchanges water with water to supply the indoor units 20 using the heat exchanged water as a cooling heat source.

한편, 동절기에는 상기 냉매전환밸브(17)가 냉매를 제2 열교환기 방향으로 안내하여 고온,고압의 냉매가 제2 열교환기(15)에서 물과 열교환되어 그 열교환된 물을 난방 열원으로 사용하는 실내기(20)들에 공급하게 되는 것이었다.Meanwhile, in winter, the refrigerant switching valve 17 guides the refrigerant in the direction of the second heat exchanger so that the high temperature and high pressure refrigerant exchanges heat with water in the second heat exchanger 15 to use the heat exchanged water as a heating heat source. It was to supply the indoor unit (20).

그러나, 상기와 같은 종래의 히트펌프식 칠러(10)는, 동절기에 난방용으로 사용할 때 상기 제1 열교환기(13)가 증발기가 되지만 실외의 온도가 낮아 상기 제1 열교환기(13)의 표면에 얼음이 발생되어 주기적으로 냉매의 순환방향을 전환하여 제상운전을 실시하여야 한다. 하지만, 제상운전을 위해 냉매의 순환방향을 전환하게 되면 실내기와 연결되는 제2 열교환기(15)가 주기적으로 냉수를 제공하여 실내기가 냉방운전을 하게 되므로 사용자는 그만큼 불쾌감을 느끼게 되는 것은 물론 히트펌프식 칠러 역시 불필요한 냉난방운전을 반복함에 따라 냉각장치의 효율도 저하되는 문제점이 있었다.However, in the conventional heat pump chiller 10 as described above, the first heat exchanger 13 becomes an evaporator when it is used for heating in winter, but the outdoor temperature is low so that the surface of the first heat exchanger 13 Since ice is generated, defrosting operation should be performed by periodically changing the circulation direction of refrigerant. However, when the circulation direction of the refrigerant is switched for the defrosting operation, the second heat exchanger 15 connected to the indoor unit periodically provides cold water so that the indoor unit performs the cooling operation. Expression chiller also had a problem that the efficiency of the cooling device is also lowered by repeating unnecessary heating and cooling operation.

본 발명의 목적은, 히트펌프식 칠러에서 냉매의 순환방향을 전환하지 않고도 제상운전이 가능하도록 하여 사용자에게 원하지 않는 조건의 공기조화가 제공되는 것을 방지할 수 있을 뿐만 아니라 실내기의 불필요한 운전 전환을 방지하여 효율을 높일 수 있는 냉각장치를 제공하려는데 있다. An object of the present invention is to enable the defrosting operation without changing the circulation direction of the refrigerant in the heat pump chiller to prevent the user from providing the air conditioning of the undesired conditions as well as to prevent unnecessary switching of the indoor unit. It is to provide a cooling device that can increase the efficiency.

본 발명의 목적을 달성하기 위해, 압축기; 공기와 열교환하는 제1 열교환기;In order to achieve the object of the present invention, a compressor; A first heat exchanger exchanging heat with air;

실내기와 열 매체에 의해 열교환하는 제2 열교환기; 상기 제1 열교환기와 제2 열교환기 사이에 설치되어 냉매를 팽창시키는 팽창기; 상기 제2 열교환기와 상기 실내기 사이에 연결되어 열 매체가 순환되는 열매체 순환관; 상기 제1 열교환기와 제2 열교환기 사이에 설치되는 제3 열교환기; 및 상기 열매체 순환관의 중간에서 분관되어 상기 제2 열교환기를 거친 열 매체가 상기 제3 열교환기에서 냉매와 열교환되도록 상기 제3 열교환기와 연결되는 바이패스관;을 포함한 냉각장치가 제공된다.A second heat exchanger for heat exchange by the indoor unit and the heat medium; An expander installed between the first heat exchanger and the second heat exchanger to expand a refrigerant; A heat medium circulation pipe connected between the second heat exchanger and the indoor unit to circulate a heat medium; A third heat exchanger installed between the first heat exchanger and the second heat exchanger; And a bypass pipe which is branched in the middle of the heat medium circulation pipe and connected to the third heat exchanger so that the heat medium passing through the second heat exchanger is heat-exchanged with the refrigerant in the third heat exchanger.

여기서, 상기 제3 열교환기는 제1 열교환기와 팽창기 사이에 설치될 수 있다.Here, the third heat exchanger may be installed between the first heat exchanger and the expander.

그리고 상기 열매체 순환관에는 열 매체의 순환방향을 전환할 수 있도록 매체전환밸브가 설치되고, 상기 매체전환밸브는 상기 열매체 순환관과 바이패스관이 분관되는 지점에 설치되는 3방밸브로 이루어질 수 있다.In addition, a medium change valve is installed in the heat medium circulation pipe so as to switch the circulation direction of the heat medium, and the medium change valve may be a three-way valve installed at a point where the heat medium circulation pipe and the bypass pipe are branched. .

그리고 상기 압축기의 출구에는 냉매의 순환방향을 상기 제1 열교환기 방향 또는 제2 열교환기 방향으로 전환하는 냉매전환밸브가 더 구비될 수 있다.In addition, the outlet of the compressor may further include a refrigerant switching valve for switching the circulation direction of the refrigerant to the first heat exchanger direction or the second heat exchanger direction.

그리고 상기 매체전환밸브는 그 매체전환밸브를 제어하는 제어부에 전기적으로 연결되고, 상기 제어부는 상기 제1 열교환기의 표면이 결빙이 발생되었는지를 실시간 또는 주기적으로 검출하는 검출부와, 상기 검출부에 의해 검출된 값에 따라 제빙운전을 실시할 것인지를 판단하는 판단부와, 상기 판단부에 의해 판단된 결과에 따라 제빙운전을 실행하도록 매체전환밸브를 작동시키는 지령부로 이루어질 수 있다.The medium changeover valve is electrically connected to a control unit for controlling the medium changeover valve, and the control unit detects the surface of the first heat exchanger in real time or periodically to detect whether freezing has occurred, and the detection unit detects the medium changeover valve. The determination unit may determine whether to perform the ice making operation according to the determined value, and the command unit which operates the medium switching valve to execute the ice making operation according to the result determined by the determination unit.

본 발명에 의한 냉각장치는, 응축기의 응축열을 이용하여 팽창된 냉매를 예열할 수 있도록 구성함으로써, 동절기 난방운전시 실외에서 증발기 역할을 하는 열교환기의 표면에 성에나 결빙이 발생되더라도 별도의 제빙운전을 위해 냉매의 순환방향을 전환하지 않고도 상기 열교환기의 표면에 발생된 성에나 결빙을 제거할 수 있고, 이에 따라 잦은 운전모드의 전환으로 인해 사용자에게 불쾌감을 유발시키거나 냉각장치의 효율이 저하되는 것을 미연에 방지할 수 있다.The cooling apparatus according to the present invention is configured to preheat the expanded refrigerant by using the heat of condensation of the condenser, so that even if frost or icing occurs on the surface of the heat exchanger acting as an evaporator during the winter heating operation, an additional ice making operation is performed. In order to remove the frost or ice generated on the surface of the heat exchanger without changing the circulation direction of the refrigerant, thereby causing frequent discomfort to the user or deterioration of the efficiency of the cooling system due to frequent switching of the operation mode Can be prevented.

도 1은 종래 히트펌프식 냉각장치의 일례를 개략적으로 보인 계통도,
도 2는 본 발명 히트펌프식 냉각장치의 일례를 보인 계통도,
도 3은 도 2에 따른 히트펌프식 냉각장치에서 제2 열교환기를 보인 분해사시도,
도 4는 도 2에 따른 히트펌프식 냉각장치의 제어유닛을 개략적으로 보인 블록도,
도 5는 도 2에 따른 히트펌프식 냉각장치의 다른 실시예를 보인 계통도.1 is a schematic diagram showing an example of a conventional heat pump type cooling device,
Figure 2 is a system diagram showing an example of the heat pump type cooling apparatus of the present invention,
Figure 3 is an exploded perspective view showing a second heat exchanger in the heat pump type cooling apparatus according to Figure 2,
Figure 4 is a block diagram schematically showing a control unit of the heat pump type cooling apparatus according to Figure 2,
5 is a system diagram showing another embodiment of the heat pump type cooling apparatus according to FIG. 2.

이하, 본 발명에 의한 냉각장치를 첨부도면에 도시된 일실시예에 의거하여 상세하게 설명한다.Hereinafter, the cooling apparatus according to the present invention will be described in detail based on the embodiment shown in the accompanying drawings.

도 2는 본 발명 히트펌프식 냉각장치의 일례를 보인 계통도이고, 도 3은 도 2에 따른 히트펌프식 냉각장치에서 제2 열교환기를 보인 분해사시도이며, 도 4는 도 2에 따른 히트펌프식 냉각장치의 제어유닛을 개략적으로 보인 블록도이다.Figure 2 is a schematic diagram showing an example of the heat pump type cooling apparatus of the present invention, Figure 3 is an exploded perspective view showing a second heat exchanger in the heat pump type cooling apparatus according to Figure 2, Figure 4 is a heat pump type cooling according to FIG. A schematic block diagram of the control unit of the device.

이에 도시된 바와 같이, 본 발명에 의한 히트펌프식 칠러(100)는, 압축기(110)와, 제1 열교환기(120)와, 팽창기(130)와, 제2 열교환기(140)가 폐루프를 이루도록 설치되고, 상기 제1 열교환기(120)의 일측에는 외부의 공기를 흡입하여 제1 열교환기(120)와 열교환되도록 하는 흡기팬(150)이 설치된다. 그리고 상기 압축기(110)의 출구에는 그 압축기(110)에서 압축된 냉매를 제1 열교환기 방향 또는 제2 열교환기 방향으로 전환하기 위해 통상 4방밸브로 된 냉매전환밸브(160)가 설치된다. 그리고 상기 히트펌프식 칠러(100)의 제상운전시 냉매관을 통과하는 냉매를 일정 온도로 예열하여 그 냉매에 의해 제상운전이 실행되도록 하는 제상유닛(170)이 설치된다.As shown in the drawing, in the heat pump chiller 100 according to the present invention, the compressor 110, the first heat exchanger 120, the expander 130, and the second heat exchanger 140 are closed loops. Is installed to achieve, and the intake fan 150 is installed on one side of the first heat exchanger 120 to intake external air to exchange heat with the first heat exchanger (120). In addition, a refrigerant switching valve 160 having a four-way valve is generally installed at the outlet of the compressor 110 to convert the refrigerant compressed by the compressor 110 in the first heat exchanger direction or the second heat exchanger direction. And during the defrosting operation of the heat pump chiller 100, a defrosting unit 170 for preheating the refrigerant passing through the refrigerant pipe to a predetermined temperature is executed by the refrigerant is installed.

상기 제1 열교환기(120)는 냉매관이 지그재그(meander) 모양으로 형성되고, 그 냉매관의 길이방향으로 소정 간격을 두고 복수의 방열부재가 설치되어 이루어진다. The first heat exchanger 120 is a refrigerant tube is formed in a zigzag (meander) shape, a plurality of heat dissipation member is provided with a predetermined interval in the longitudinal direction of the refrigerant tube.

상기 제2 열교환기(140)는 도 3에서와 같이 스테인레스로판에 헤링본(herringbone)무늬의 복잡한 유로(channel)가 양각형태로 형성된 복수 개의 전열판(131)이 적층되는 판형 열교환기(plate heat exchanger)가 주로 사용될 수 있다. 상기 판형 열교환기는 그 모서리에 냉매가 순환 이동하는 냉매유로와 물과 같은 열 매체가 순환 이동하는 매체유로가 서로 분리되어 흐르도록 각각의 입 출구가 독립적으로 형성된다. 그리고 상기 판형 열교환기는 유로가 복잡하게 형성됨에 따라 유체의 활발한 난류유동을 유도할 수 있어 높은 열전도계수를 갖을 수 있을 뿐만 아니라, 상기 전열판(131)의 각 접점들이 진공상태에서 브레이징 될 때 콤팩트한 열교환기로 제작되어 기존의 쉘 앤드 튜브 방식 열교환기(shell and tube type heat exchanger)에 비해서는 훨씬 가볍고 구조가 단순하면서도 전열면적은 크게 확장될 수 있다.As shown in FIG. 3, the second heat exchanger 140 includes a plate heat exchanger in which a plurality of heat transfer plates 131 having a herringbone-shaped complex channel are embossed on a stainless steel plate. ) May be used mainly. In the plate heat exchanger, each inlet and outlet is independently formed at a corner thereof so that the refrigerant passage circulating through the refrigerant and the medium passage circulating through the heat medium such as water flow separately from each other. In addition, the plate heat exchanger may induce active turbulent flow of the fluid as the flow path is formed in a complicated manner, and may not only have a high thermal conductivity coefficient, but also a compact heat exchanger when each contact point of the heat transfer plate 131 is brazed in a vacuum state. Compared to the conventional shell and tube type heat exchanger, it is much lighter and simpler in structure, and the heat transfer area can be greatly expanded.

그리고, 상기 제2 열교환기(130)는 열 매체(예를 들어, 물)가 실내에 설치된 실내에 설치된 공기조화기(Air Handling Unit:AHU) 또는 팬코일유닛(Fan Coil Unit:FCU)과 같은 난방용 열교환기 또는 항온항습기와 같은 냉방용 열교환기 등의 실내기(20)와 열 교환될 수 있도록 상기 열매체 순환관(30)이 연결 설치된다. In addition, the second heat exchanger 130 may be an air handling unit (AHU) or a fan coil unit (FCU) installed in a room in which a heat medium (for example, water) is installed indoors. The heat medium circulation pipe 30 is connected and installed so as to be heat exchanged with an indoor unit 20 such as a heat exchanger for heating or a cooling heat exchanger such as a constant temperature and humidity controller.

상기 제상유닛(170)은 제1 열교환기(120)와 팽창기(130) 사이에 설치되어 상기 제2 열교환기(140)를 통과하여 만들어진 온수가 냉매관(101)의 통과하는 냉매와 열교환되도록 하는 제3 열교환기(171)와, 상기 제3 열교환기(171)와 상기 열매체 순환관(30) 사이를 연결되는 바이패스관(172)과, 상기 바이패스관(172)으로 열 매체인 온수가 유입되는 것을 선택적으로 제한하는 매체전환밸브(173)로 이루어진다.The defrost unit 170 is installed between the first heat exchanger 120 and the expander 130 to allow the hot water produced through the second heat exchanger 140 to exchange heat with the refrigerant passing through the refrigerant pipe 101. The third heat exchanger 171, a bypass pipe 172 connected between the third heat exchanger 171 and the heat medium circulation pipe 30, and hot water that is a thermal medium to the bypass pipe 172. And a medium changeover valve 173 that selectively restricts inflow.

상기 제3 열교환기(171)는 상기 제2 열교환기(140)와 유사한 판형 열교환기로 형성될 수 있다. The third heat exchanger 171 may be formed as a plate heat exchanger similar to the second heat exchanger 140.

상기 바이패스관(172)은 열매체 순환관(30)의 중간에서 분관되어 상기 제3 열교환기(171)와 폐루프를 이루도록 연결된다. 그리고 상기 바이패스관(172)은 상기 열매체 순환관(30) 중에서 제2 열교환기(140)를 기준으로 한쪽 관, 즉 운전조건에 따라 입구가 되든지 출구가 되는 관에 상기 바이패스관(172)의 입구와 출구가 모두 연결된다.The bypass pipe 172 is branched in the middle of the heat medium circulation pipe 30 is connected to form a closed loop with the third heat exchanger 171. In addition, the bypass pipe 172 is one of the heat exchanger tubes 30 based on the second heat exchanger 140, that is, the bypass pipe 172 is a pipe that becomes an inlet or an outlet depending on the operating conditions. Inlet and outlet are both connected.

상기 매체전환밸브(173)는 상기 바이패스관(172)의 입구측과 출구측에 각각 온/오프 밸브를 설치할 수도 있으나, 이 경우 조립공정과 제어가 복잡할 수 있으므로 가급적 상기 바이패스관(172)이 열매체 순환관(30)에서 분관되는 지점에 설치되는 3방밸브로 이루어지는 것이 바람직할 수 있다.The medium switching valve 173 may be provided with on / off valves on the inlet and outlet sides of the bypass pipe 172, but in this case, the assembly process and control may be complicated. ) May be preferably composed of a three-way valve is installed at the point to be branched from the heat medium circulation pipe (30).

한편, 상기 매체전환밸브(173)는 히트펌프식 칠러의 운전 전반을 통괄하는 제어모듈에 전기적으로 연결되는 제어유닛(180)에 의해 자동으로 제어되도록 하는 것이 바람직하다. 예를 들어, 상기 제어유닛(180)은 도 4에서와 같이 상기 제1 열교환기의 표면이 결빙이 발생되었는지를 온도센서(미도시) 등을 통해 실시간 또는 주기적으로 검출하는 검출부(181)와, 상기 검출부(181)에 의해 검출된 값에 따라 제빙운전을 실시할 것인지를 판단하는 판단부(182)와, 상기 판단부(182)에 의해 판단된 결과에 따라 제빙운전을 실행하도록 매체전환밸브(173)를 작동시키는 지령부(183)로 이루어질 수 있다. On the other hand, the medium switching valve 173 is preferably to be automatically controlled by the control unit 180 is electrically connected to the control module that controls the overall operation of the heat pump chiller. For example, the control unit 180, as shown in Figure 4 and the detection unit 181 for detecting in real time or periodically through a temperature sensor (not shown) whether the surface of the first heat exchanger has occurred, and A determination unit 182 that determines whether to perform an ice making operation according to the value detected by the detection unit 181, and a medium switching valve to execute the ice making operation according to the result determined by the determination unit 182. It may be made of a command unit 183 for operating the 173.

여기서, 도면으로 제시하지는 않았으나 상기 제어유닛은 운전시간에 따라 주기적으로 자동 제빙운전을 할 수 있도록 지령부로만 이루어질 수도 있다. Here, although not shown in the drawings, the control unit may be provided only as a command unit to periodically perform automatic ice making operation according to the operation time.

도면중 미설명 부호인 111은 어큐뮬레이터이다.Reference numeral 111 in the figure denotes an accumulator.

상기와 같은 본 발명에 의한 히트펌프식 칠러는 다음과 같이 동작된다. The heat pump chiller according to the present invention as described above is operated as follows.

즉, 상기 히트펌프식 칠러(100)가 하절기에 냉방용으로 사용되는 경우에는 상기 제2 열교환기(140)가 증발기 역할을 하면서 그 제2 열교환기(140)의 표면에 성에나 심하면 결빙이 발생될 수도 있지만 외부의 온도가 높고 상기 제1 열교환기(120)의 상측에 설치되는 흡기팬(150)에 의해 외부의 더운 공기가 제2 열교환기(140)에 접촉하게 되므로 상기 제2 열교환기(140)의 표면에는 성에나 결빙이 발생하지 않게 된다.That is, when the heat pump chiller 100 is used for cooling in the summer, if the second heat exchanger 140 acts as an evaporator and frost is severe on the surface of the second heat exchanger 140, freezing occurs. Although the external temperature is high and the external hot air comes into contact with the second heat exchanger 140 by the intake fan 150 installed on the upper side of the first heat exchanger 120, the second heat exchanger 140. There is no frost or freezing on the surface of the).

하지만 상기 히트펌프식 칠러(100)가 동절기에 난방용으로 사용될 경우에는 상기 제1 열교환기(120)가 증발기 역할을 할 뿐만 아니라 실외에 설치됨에 따라 상기 제1 열교환기(120)의 표면에 성에나 결빙이 발생할 수 있다. 따라서 상기 제어유닛(180)의 검출부(181)가 제1 열교환기(120)의 표면온도 등을 실시간 또는 주기적으로 검출하고, 이 검출된 값에 따라 상기 판단부(182)가 설정값과 비교하여 제빙운전을 실시할 것인지를 판단하며, 이 판단부(182)에 의해 제빙운전이 필요하다고 판단되면 상기 지령부(183)가 매체전환밸브(173)를 열어 상기 제2 열교환기(140)를 통과하여 가열된 온수를 바이패스관 방향으로 안내한다.However, when the heat pump chiller 100 is used for heating in winter, not only the first heat exchanger 120 functions as an evaporator but also is installed outdoors, so that the first heat exchanger 100 is frosted on the surface of the first heat exchanger 120. Freezing may occur. Accordingly, the detection unit 181 of the control unit 180 detects the surface temperature of the first heat exchanger 120 and the like in real time or periodically, and the determination unit 182 compares the set value with the detected value. It is determined whether to perform an ice making operation, and if it is determined by the determining unit 182 that the ice making operation is necessary, the command unit 183 opens the medium switching valve 173 and passes through the second heat exchanger 140. To guide the heated hot water toward the bypass pipe.

그러면, 상기 바이패스관(172)을 통해 제3 열교환기(171)로 유입되는 온수는 상기 압축기(110)에서 제2 열교환기(140)를 거치고 상기 팽창기(130)를 통과하여 팽창되면서 낮아진 냉매를 예열하여 그 냉매가 일정온도로 상승하도록 함으로써 상기 냉매가 상대적으로 높은 온도를 유지하면서 제1 열교환기(120)로 유입되어 그 제1 열교환기(120)의 표면에 발생된 성에나 결빙을 제거하게 된다.Then, the hot water introduced into the third heat exchanger 171 through the bypass pipe 172 passes through the second heat exchanger 140 in the compressor 110 and expands through the expander 130 to lower the refrigerant. By preheating the refrigerant to rise to a certain temperature to remove the frost or frost generated on the surface of the first heat exchanger 120 is introduced into the first heat exchanger 120 while maintaining the relatively high temperature Done.

이렇게 하여, 동절기 난방운전시 실외에서 증발기 역할을 하는 열교환기의 표면에 성에나 결빙이 발생되더라도 별도의 제빙운전을 위해 냉매의 순환방향을 전환하지 않고도 상기 열교환기의 표면에 발생된 성에나 결빙을 제거할 수 있다. 이에 따라 잦은 운전모드의 전환으로 인해 사용자에게 불쾌감을 유발시키거나 냉각장치의 효율이 저하되는 것을 미연에 방지할 수 있다.In this way, even if frost or icing occurs on the surface of the heat exchanger acting as an evaporator during the winter heating operation, frost or frost generated on the surface of the heat exchanger without changing the circulation direction of the refrigerant for a separate ice making operation. Can be removed. Accordingly, it is possible to prevent the user from causing annoyance or deterioration of the efficiency of the cooling apparatus due to frequent switching of the operation mode.

한편, 본 발명에 의한 냉각장치에 대한 다른 실시예가 있는 경우는 다음과 같다.On the other hand, if there is another embodiment of the cooling apparatus according to the present invention is as follows.

즉, 전술한 실시예에서는 압축기의 출구에 냉매전환밸브가 구비된 히트펌프식 냉각장치에 적용된 예를 살펴보았으나, 본 실시예는 냉매전환밸브가 구비되지 않은 일반 난방장치에도 동일하게 적용할 수 있다.That is, in the above-described embodiment, the example was applied to a heat pump type cooling device having a refrigerant switching valve at the outlet of the compressor. However, the present embodiment may be equally applied to a general heating device having no refrigerant switching valve. have.

예를 들어, 도 5에서와 같이 상기 압축기(210)의 출구에 응축기(220)와, 팽창기(230)와, 그리고 증발기(240)를 연이어 설치하고 상기 증발기(240)의 출구를 압축기(210)에 입구에 연결하는 냉동사이클을 갖는 냉각장치의 경우, 실외기에 해당하는 증발기(240)의 표면에 성에나 결빙이 발생될 수 있다. 이 경우에도 전술한 바와 같이 응축기(220)와 팽창기(230) 사이에 제빙용 열교환기(251)를 설치하고 그 제빙용 열교환기(251)를 응축기(220)와 열교환되는 열매체 순환관(252)으로 열교환되도록 연결하며 상기 열매체 순환관(252)의 중간에 열매체를 순환시키기 위한 순환펌프(253)를 설치함으로써 상기 응축기(220)의 응축열로 냉매를 예열하여 상기 증발기(240)에 발생되는 성에나 결빙을 해소할 수 있다. 이에 따른 작용 효과는 전술한 예와 대동소이하므로 구체적인 설명은 생략한다.For example, as shown in FIG. 5, the condenser 220, the expander 230, and the evaporator 240 are successively installed at the outlet of the compressor 210, and the outlet of the evaporator 240 is connected to the compressor 210. In the case of a cooling device having a refrigeration cycle connected to the inlet, frost or ice may be generated on the surface of the evaporator 240 corresponding to the outdoor unit. In this case, as described above, an ice making heat exchanger 251 is installed between the condenser 220 and the expander 230, and the heat medium circulation pipe 252 which heat-exchanges the ice making heat exchanger 251 with the condenser 220. By connecting a heat exchanger to the heat medium and installing a circulation pump 253 for circulating the heat medium in the middle of the heat medium circulation pipe 252 to preheat the refrigerant with the heat of condensation of the condenser 220 to generate frost generated in the evaporator 240. Can freeze. As a result, the effect is similar to the above-described example, so a detailed description thereof will be omitted.

110 : 압축기 120 : 제1 열교환기
130 : 팽창기 140 : 제2 열교환기
150 : 흡기팬 160 : 냉매전환밸브
170 : 제상유닛 171 : 제3 열교환기
172 : 바이패스관 173 : 매체전환밸브
180 : 제어유닛110 compressor 120 first heat exchanger
130: expander 140: second heat exchanger
150: intake fan 160: refrigerant switching valve
170: defrost unit 171: third heat exchanger
172: bypass pipe 173: medium switching valve
180: control unit

Claims (6)

압축기;
공기와 열교환하는 제1 열교환기;
실내기와 열 매체에 의해 열교환하는 제2 열교환기;
상기 제1 열교환기와 제2 열교환기 사이에 설치되어 냉매를 팽창시키는 팽창기;
상기 제2 열교환기와 상기 실내기 사이에 연결되어 열 매체가 순환되는 열매체 순환관;
상기 제1 열교환기와 제2 열교환기 사이에 설치되는 제3 열교환기; 및
상기 열매체 순환관의 중간에서 분관되어 상기 제2 열교환기를 거친 열 매체가 상기 제3 열교환기에서 냉매와 열교환되도록 상기 제3 열교환기와 연결되는 바이패스관;을 포함한 냉각장치.compressor;
A first heat exchanger exchanging heat with air;
A second heat exchanger for heat exchange by the indoor unit and the heat medium;
An expander installed between the first heat exchanger and the second heat exchanger to expand a refrigerant;
A heat medium circulation pipe connected between the second heat exchanger and the indoor unit to circulate a heat medium;
A third heat exchanger installed between the first heat exchanger and the second heat exchanger; And
And a bypass pipe which is branched in the middle of the heat medium circulation pipe and connected to the third heat exchanger such that the heat medium passing through the second heat exchanger is heat-exchanged with the refrigerant in the third heat exchanger. 제1항에 있어서,
상기 제3 열교환기는 제1 열교환기와 팽창기 사이에 설치되는 냉각장치.The method of claim 1,
And the third heat exchanger is installed between the first heat exchanger and the expander. 제1항에 있어서,
상기 열매체 순환관에는 열 매체의 순환방향을 전환할 수 있도록 매체전환밸브가 설치되는 냉각장치.The method of claim 1,
And a medium change valve is installed in the heat medium circulation pipe so as to change the circulation direction of the heat medium. 제3항에 있어서,
상기 매체전환밸브는 상기 열매체 순환관과 바이패스관이 분관되는 지점에 설치되는 3방밸브로 이루어지는 냉각장치.The method of claim 3,
The medium switching valve is a cooling device consisting of a three-way valve is installed at the point where the heat medium circulation pipe and the bypass pipe branched. 제1항에 있어서,
상기 압축기의 출구에는 냉매의 순환방향을 상기 제1 열교환기 방향 또는 제2 열교환기 방향으로 전환하는 냉매전환밸브가 더 구비되는 냉각장치.The method of claim 1,
The outlet of the compressor further comprises a refrigerant switching valve for switching the circulation direction of the refrigerant in the first heat exchanger direction or the second heat exchanger direction. 제1항 내지 제5항의 어느 한 항에 있어서,
상기 매체전환밸브는 그 매체전환밸브를 제어하는 제어부에 전기적으로 연결되고,
상기 제어부는 상기 제1 열교환기의 표면이 결빙이 발생되었는지를 실시간 또는 주기적으로 검출하는 검출부와, 상기 검출부에 의해 검출된 값에 따라 제빙운전을 실시할 것인지를 판단하는 판단부와, 상기 판단부에 의해 판단된 결과에 따라 제빙운전을 실행하도록 매체전환밸브를 작동시키는 지령부로 이루어지는 냉각장치.The method according to any one of claims 1 to 5,
The medium changeover valve is electrically connected to a control unit for controlling the medium changeover valve,
The control unit may include: a detector configured to detect whether the surface of the first heat exchanger is freezing in real time or periodically; And a command unit for operating the medium changeover valve to execute the ice making operation in accordance with the result determined by the determination.
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