KR20120136854A - 급수장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명에 따른 급수장치는 실외 공간에 배치되는 실외 유닛과, 실외 유닛으로부터 냉매를 전달받아 제 1 온도의 온수와, 제 1 온도의 온수 보다 높은 제 2 온도의 온수를 발생시키는 캐스케이드 유닛을 포함하여, 제 1 온도의 온수와 제 1 온도에 비해 높은 제 2 온도의 온수와 냉수를 발생시킬 수 있다.
Description
본 발명은 냉동사이클을 통해 온수 및 냉수를 공급할 수 있는 급수장치에 관한 것이다.
일반적으로 급수장치는 외부 급수원으로부터 공급 받은 물을 가열하여 온수를 발생시킨 후, 발생한 온수를 물을 사용하는 유닛, 즉, 난방을 위한 라디에이터나, 보일러 등에 공급하는 장치이다.
근래 이러한 급수장치 중에는 압축기, 응축기, 팽창밸브, 증발기 등의 냉동 사이클 구성요소를 포함하여, 냉동 사이클에 의해 물을 가열 또는 냉각 되도록 함으로써 냉수와 온수를 모두 공급할 수 있도록 한 급수장치가 있다.
본 발명의 일 측면은 냉수, 제 1 온도의 온수와 제 1 온도에 비해 높은 제 2 온도의 온수를 발생시킬 수 있는 급수장치를 제공한다.
본 발명의 일 측면에 따른 급수장치는 실외 공간에 배치되는 실외 유닛과, 실외 유닛으로부터 냉매를 전달받아 제 1 온도의 온수와, 제 1 온도 보다 높은 제 2 온도의 온수를 발생시키는 캐스케이드 유닛을 포함한다.
또한 실외 유닛은 제 1 냉매를 압축하는 제 1 압축기와, 제 1 냉매가 실외 공기와 열교환하게 하는 제 1 열교환기를 포함하며, 캐스케이드 유닛은 제 2 냉매를 압축하는 제 2 압축기와, 외부 급수원으로부터 공급된 물이 실외 유닛에서 전달된 제 1 냉매와 열교환하도록 하는 제 2 열교환기와, 제 2 압축기로 흡입되는 제 2 냉매가 실외 유닛에서 전달된 냉매에 의해 가열되도록 하는 제 3 열교환기와, 외부 급수원으로부터 공급된 물이 제 2 압축기에서 토출된 제 2 냉매와 열교환하도록 하는 제 4 열교환기를 포함한다.
또한 제 1 압축기의 토출측에 배치된 사방밸브와, 일단이 사방밸브와 연결된 제 1 냉매관과, 일단이 제 1 열교환기와 연결된 제 2 냉매관과, 일단은 사방밸브와 연결되고 타단은 제 1 열교환기에 연결된 제 1 연결 냉매관과, 제 1 냉매관의 타단으로부터 분기되어 제 2 열교환기와 연결되는 제 1 분기 냉매관과, 제 1 냉매관의 타단으로부터 분기되어 제 3 열교환기와 연결되는 제 2 분기 냉매관과, 제 2 냉매관의 타단으로부터 분기되어 제 2 열교환기와 연결되는 제 3 분기 냉매관과, 제 2 냉매관의 타단으로부터 분기되어 제 3 열교환기와 연결되는 제 4 분기 냉매관과, 제 1 분기 냉매관 및 제 2 분기 냉매관 중 어느 하나가 제 1 냉매관과 연결되도록 하는 제 1 삼방밸브와, 제 3 분기 냉매관에 배치된 제 1 팽창밸브와, 제 4 분기 냉매관에 배치된 제 2 팽창밸브를 더 포함한다.
또한 제 2 압축기에서 토출된 제 2 냉매를 제 4 열교환기로 안내하는 제 2 토출 냉매관과, 제 3 열교환기를 통과한 제 2 냉매를 제 2 압축기로 안내하는 제 2 흡입 냉매관과, 제 3 열교환기와 제 4 열교환기를 연결하는 제 2 연결냉매관와, 제 2 연결 냉매관에 배치된 제 3 팽창밸브를 더 포함한다.
또한 외부 급수원으로부터 물이 전달되는 제 1 수관과, 제 1 수관으로부터 분기되어 제 2 열교환기로 물을 안내하는 제 2 수관과, 제 1 수관으로부터 분기되어 제 4 열교환기로 물을 안내하는 제 3 수관과, 물 사용장치와 연결된 제 4 수관과, 제 2 열교환기를 통과한 물을 제 4 수관으로 안내하는 제 5 수관과, 제 4 열교환기를 통과한 물을 제 4 수관으로 안내하는 제 6 수관과, 제 1 수관, 제 2 수관 및 제 3 수관 사이에 배치되어 제 1 수관을 통해 공급된 물이 제 2 수관과 제 3 수관 중 어느 하나로 공급되도록 하는 제 2 삼방밸브를 더 포함한다.
또한 제 6 수관에 배치되어 물이 외부 급수원으로부터 흡입되어 물 사용장치로 토출되도록 하는 펌프를 더 포함한다.
또한 본 발명의 일 측면에 따른 급수장치는 제 1 냉매를 압축하는 제 1 압축기와, 제 1 냉매가 실외 공기와 열교환하게 하는 제 1 열교환기와, 제 2 냉매를 압축하는 제 2 압축기와, 외부 급수원으로부터 공급된 물이 제 1 냉매와 열교환하도록 하는 제 2 열교환기와, 제 2 압축기로 흡입되는 제 2 냉매가 제 1 냉매에 의해 가열되도록 하는 제 3 열교환기와, 외부 급수원으로부터 공급된 물이 제 2 압축기에서 토출된 제 2 냉매와 열교환하도록 하는 제 4 열교환기를 포함한다.
또한 제 1 압축기와 제 1 열교환기를 포함하여 실외 공간에 배치되는 실외 유닛과, 제 2 압축기, 제 2 열교환기, 제 3 열교환기 및 제 4 열교환기를 포함하 캐스케이드 유닛을 포함한다.
또한 실외 유닛과 캐스케이드 유닛은 서로 독립적인 유닛으로 구성되며 냉매관을 통해 서로 연결된다.
또한 실외 유닛은 캐스케이스 유닛을 포함한다.
상술한 바와 같이 본 발명의 일 측면에 따른 급수장치는 제 1 온도의 온수와 제 1 온도에 비해 높은 제 2 온도의 온수를 발생시킬 수 있어, 필요한 온도에 맞는 온수를 보다 효율적으로 공급할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 급수장치가 제 1 온도의 온수를 발생시킬 경우를 보인 개략도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 급수장치가 제 1 온도에 비해 높은 제 2 온도의 온수를 발생시킬 경우를 보인 개략도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 급수장치가 냉수를 공급할 경우를 보인 개략도이다.
도 4는 본 발명의 다른 하나의 실시예에 따른 급수장치의 개략도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 급수장치가 제 1 온도에 비해 높은 제 2 온도의 온수를 발생시킬 경우를 보인 개략도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 급수장치가 냉수를 공급할 경우를 보인 개략도이다.
도 4는 본 발명의 다른 하나의 실시예에 따른 급수장치의 개략도이다.
이하에서는 본 발명에 따른 일 실시예에 따른 급수장치를 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 급수장치는 도 1에 도시한 바와 같이 외부 급수원(30)으로부터 전달받은 물을 냉각 또는 가열하여 냉수 또는 온수를 발생시켜 물을 사용하는 물 사용장치(40)에 공급하는 장치이다.
급수장치는 실외 공간에 배치되어 실외 공기와 열교환하는 실외 유닛(10)과, 실외 유닛(10)으로부터 제 1 냉매를 전달받아 냉수 및 온수를 발생시키는 캐스케이드 유닛(20)을 포함한다. 본 실시예에서 캐스케이드 유닛(20)은 냉수와 함께 제 1 온도의 온수와 제 1 온도에 비해 높은 제 2 온도의 온수를 발생시킬 수 있도록 되어 있다.
실외 유닛(10)은 제 1 냉매를 압축하는 제 1 압축기(11)와, 제 1 압축기(11)의 토출측에 배치되어 냉수 및 온수 발생을 선택할 수 있도록 하는 사방밸브(14)와, 제 1 냉매가 실외 공기와 열교환하게 하는 제 1 열교환기(12)와, 실외 공기가 제 1 열교환기(12)를 통과하며 열교환 되도록 하는 송풍팬(13)을 포함한다.
캐스케이드 유닛(20)은 제 2 냉매를 압축하는 제 2 압축기(21)와, 실외 유닛(10)에서 전달된 제 1 냉매가 물과 열교환하도록 하는 제 2 열교환기(22)와, 제 2 압축기(21)에서 토출된 제 2 냉매가 실외 유닛(10)에서 전달된 제 1 냉매와 열교환하여 제 2 압축기(21)에서 토출된 제 2 냉매가 실외 유닛(10)에서 전달된 제 1 냉매를 가열하도록 하는 제 3 열교환기(23)를 포함한다.
상술한 구성들은 제 1 냉매 및 제 2 냉매의 전달을 위한 복수의 냉매관들을 통해 서로 연결된다.
제 1 냉매의 전달을 위한 냉매관들에는 일단이 제 1 압축기(11)와 연결된 제 1 냉매관(RP1)과, 일단이 제 1 열교환기(12)와 연결된 제 2 냉매관(RP2)과, 제 1 냉매관(RP1)의 타단에서 분기되어 제 2 열교환기(22)와 연결되는 제 1 분기 냉매관(RP1-1)과, 제 1 냉매관(RP1)의 타단에서 분기되어 제 3 열교환기(23)와 연결되는 제 2 분기 냉매관(RP1-2)과, 제 2 냉매관(RP2)의 타단에서 분기되어 제 2 열교환기(22)와 연결되는 제 3 분기 냉매관(RP2-1)과, 제 2 냉매관(RP2)의 타단에서 분기되어 제 3 열교환기(23)와 연결되는 제 4 분기 냉매관(RP2-2)과, 제 1 압축기(11)에서 토출된 제 1 냉매를 사방밸브(14)로 안내하는 제 1 토출 냉매관(RP3)과, 제 1 압축기(11)로 흡입되는 제 1 냉매를 안내하는 제 1 흡입 냉매관(RP4)과, 사방밸브(14)와 제 1 열교환기(12)를 연결하는 제 1 연결 냉매관(RP5)이 포함된다.
또한 제 2 냉매의 전달을 위한 냉매관들에는 제 2 압축기(21)에서 토출된 제 2 냉매를 제 4 열교환기(24)로 안내하는 제 2 토출 냉매관(RP6)과, 제 3 열교환기(23)를 통과하여 제 2 압축기(21)로 흡입되는 제 2 냉매를 안내하는 제 2 흡입 냉매관(RP7)과, 제 3 열교환기(23)와 제 4 열교환기(24)를 연결하는 제 2 연결 냉매관(RP8)이 포함된다.
상기에서 제 1 냉매관(RP1)의 타단, 제 1 분기 냉매관(RP1-1) 및 제 2 분기 냉매관(RP1-2) 사이에는 제 1 냉매관(RP1)이 제 1 분기 냉매관(RP1-1)과 제 2 분기 냉매관(RP1-2) 중 어느 하나와 선택적으로 연결되도록 하는 제 1 삼방밸브(V1)가 배치된다.
또한 캐스케이드 유닛(20)은 냉매를 감압 팽창시키기 위한 복수의 팽창밸브들을 포함한다. 팽창밸브에는 제 3 분기 냉매관(RP2-1)에 배치된 제 1 팽창밸브(25)와, 제 4 분기 냉매관(RP2-2)에 배치된 제 2 팽창밸브(26)와 제 2 연결 냉매관(RP8)에 배치된 제 3 팽창밸브(27)가 포함된다.
또한 캐스케이드 유닛(20)은 외부 급수원(30)에서 전달된 물이 캐스케이드 유닛(20)을 통과하며 냉각 또는 가열될 수 있도록 하기 위한 복수의 수관들을 포함한다. 이러한 수관들에는 외부 급수원(30)으로부터 물이 전달되는 제 1 수관(WP1)과, 제 1 수관(WP1)으로부터 분기되어 제 2 열교환기(22)로 물을 안내하는 제 2 수관(WP2)과, 제 1 수관(WP1)으로부터 분기되어 제 4 열교환기(24)로 물을 안내하는 제 3 수관(WP3)과, 물 사용장치(40)과 연결된 제 4 수관(WP4)과, 제 2 열교환기(22)를 통과한 물을 제 4 수관(WP4)으로 안내하는 제 5 수관(WP5)과, 제 4 열교환기(24)를 통과한 물을 제 4 수관(WP4)으로 안내하는 제 6 수관(WP6)을 포함한다.
제 1 수관(WP1), 제 2 수관(WP2) 및 제 3 수관(WP3) 사이에는 제 1 수관을 통해 공급된 물이 제 2 수관(WP2)과 제 3 수관(WP3) 중 어느 하나로 공급되도록 하는 제 2 삼방밸브(V2)가 배치되며, 제 4 수관(WP6)에는 외부 급수원(30)으로부터 흡입되어 제 2 열교환기와 제 4 열교환기(24) 중 어느 하나를 통과한 후 물 사용장치(40)로 토출되도록 하는 펌프(28)가 배치되어 있다.
이하에서는 본 발명에 따른 급수장치를 통해 제 1 온도의 온수를 발생시킬 경우를 도면을 참조하여 설명한다.
제 1 압축기(11)에서 토출된 고온의 제 1 냉매는 제 1 토출 냉매관(RP3), 사방밸브(14), 제 1 냉매관(RP1), 제 1 삼방밸브(V1) 및 제 1 분기 냉매관(RP1-1)을 차례로 통과하여 제 2 열교환기(22)에 전달되며, 외부 급수원(30)에서 공급된 물은 펌프(28)에 의해 제 1 수관(WP1), 제 2 삼방밸브(V2) 및 제 2 수관(WP2)을 차례로 통과하여 제 2 열교환기(22)에 전달된다. 따라서 외부 급수원(30)에서 공급된 물과 실외 유닛(10)에서 전달된 고온의 제 1 냉매는 열교환하게 되는데, 제 1 냉매는 제 1 압축기(11)에 의해 압축되어 물에 비해 상대적으로 높은 온도인 상태로 제 2 열교환기(22)에 전달되므로, 물은 제 1 냉매에 의해 가열되어 제 1 온도의 온수가 되고, 제 1 냉매는 물에 의해 냉각되며 응축된다.
제 2 열교환기(22)에서 발생한 제 1 온도의 온수는 제 4 수관(WP4), 펌프(28) 및 제 6 수관(WP6)을 차례로 통과하여 물 사용장치(40)에 전달되는데, 상기의 과정을 통해 얻어지는 제 1 온도의 온수는 최고 55℃ 정도이다.
물에 의해 냉각되어 응축된 제 1 냉매는 제 3 분기 냉매관(RP2-1)을 통과하며 제 3 분기 냉매관(RP2-1)에 마련된 제 1 팽창밸브(25)를 통과하며 감압 팽창되고, 제 2 냉매관(RP2)을 통해 제 1 열교환기(12)에 전달되어 제 1 열교환기(12)에서 증발하며 실외 공기로부터 열을 흡수한다. 제 1 열교환기(12)에서 증발한 제 1 냉매는 제 1 연결 냉매관(RP5), 사방밸브(14), 제 1 흡입 냉매관(RP4)을 차례로 통과하여 다시 제 1 압축기(11)로 전달된다.
이하에서는 본 발명에 따른 급수장치를 통해 제 2 온도의 온수를 발생시킬 경우를 도 2를 참조하여 설명한다.
제 1 압축기(11)에서 토출된 고온의 제 1 냉매는 제 1 토출 냉매관(RP3), 사방밸브(14), 제 1 냉매관(RP1), 제 1 삼방밸브(V1) 및 제 2 분기 냉매관(RP1-2)을 차례로 통과하여 제 2 열교환기(22)에 전달되며, 제 2 압축기(21)에서 토출된 냉매는 제 4 열교환기(24)를 통과하며 냉각되어 응축된 후, 제 2 연결 냉매관(RP8)과, 제 2 연결 냉매관에 배치된 제 3 팽창밸브(27)를 통과하여 제 3 열교환기(23)에 전달된다.
외부 급수원(30)에서 공급된 물은 펌프(28)에 의해 제 1 수관(WP1) 및 제 3 수관(WP3)을 차례로 통과하여 제 4 열교환기(24)에 전달되어 상술한 바와 같이 제 2 압축기(21)에서 토출된 냉매를 냉각한다.
따라서, 제 3 열교환기(23)에서 실외 유닛(10)에서 전달된 제 1 냉매와 제 3 팽창밸브(27)를 통과하며 감압 팽창된 제 2 냉매는 열교환한다. 이때, 실외 유닛(10)에서 전달된 제 1 냉매는 제 1 압축기(11)에서 압축되어 고온인 상태로 제 3 열교환기(23)에 전달되고, 제 2 냉매는 제 3 팽창밸브(27)를 통과하며 감압 팽창된 상태로 제 3 열교환기(23)에 전달되므로, 제 2 냉매는 제 1 냉매에 의해 가열되어 증발되고, 제 1 냉매는 제 2 냉매에 의해 냉각되어 응축된다.
외부 급수원(30)에서 공급된 물은 펌프(28)에 의해 제 1 수관(WP1), 제 2 삼방밸브(V2) 및 제 3 수관(WP3)을 차례로 통과하여 제 4 열교환기(24)에 전달된다. 따라서 제 4 열교환기(24)에서 외부 급수원(30)에서 공급된 물과 제 2 압축기(21)에서 토출된 냉매는 열교환하게 되는데, 제 2 냉매는 물에 비해 상대적으로 높은 온도인 상태로 제 4 열교환기(24)에 전달되므로, 물은 제 2 냉매에 의해 가열되어 제 2 온도의 온수가 되고, 제 2 냉매는 물에 의해 냉각되며 응축된다.
이때, 제 4 열교환기(24)에 전달된 제 2 냉매는 실외 유닛(10)에서 전달된 제 1 냉매에 의해 1차로 가열된 후 제 2 압축기(21) 의해 다시 압축된 상태이므로 물을 제 1 온도에 비해 상대적으로 높은 온도로 가열한다. 따라서 물은 제 4 열교환기(24)에서 제 1 온도에 비해 상대적으로 높은 제 2 온도의 온수로 가열된다.
제 4 열교환기(24)에서 발생한 제 2 온도의 온수는 제 5 수관(WP5), 펌프(28) 및 제 6 수관(WP6)을 차례로 통과하여 물 사용장치(40)에 전달되는데, 상기의 과정을 통해 얻어지는 제 1 온도의 온수는 최고 85℃ 정도이다.
제 3 열교환기(23)에서 증발된 제 2 냉매는 제 2 흡입 냉매관(RP7)을 통해 다시 제 2 압축기(21)로 전달된다.
또한 제 3 열교환기(23)에서 응축된 제 1 냉매는 제 4 분기 냉매관(RP2-2)을 통과하며 제 4 분기 냉매관(RP2-2)에 마련된 제 2 팽창밸브(26)에서 감압 팽창된 후, 제 2 냉매관(RP2)을 통해 제 1 열교환기(12)에 전달되어 제 1 열교환기(12)에서 증발하며 실외 공기로부터 열을 흡수한다. 제 1 열교환기(12)에서 증발된 제 1 냉매는 제 1 연결 냉매관(RP5), 사방밸브(14) 및 제 1 흡입 냉매관(RP4)을 차례로 통과하여 다시 제 1 압축기(11)로 전달된다.
이하에서는 본 발명에 따른 급수장치를 통해 냉수를 발생시킬 경우를 도 3을 참조하여 설명한다.
제 1 압축기(11)에서 토출된 고온의 제 1 냉매는 제 1 토출 냉매관(RP3), 사방밸브(14), 제 1 연결 냉매관(RP5)을 차례로 통과하여 제 1 열교환기(12)에 전달되며, 제 1 열교환기(12)에서 실외 공기와 열교환하며 냉각되어 응축된다. 응축된 제 1 냉매는 제 2 냉매관(RP2)과 제 3 분기 냉매관(RP2-1)을 통과하고, 제 3 분기 냉매관(RP2-1)에 마련된 제 1 팽창밸브(25)를 통과하는 과정에서 감압 팽창된 후 제 2 열교환기(22)에 전달된다. 외부 급수원(30)에서 공급된 물은 펌프(28)에 의해 제 1 수관(WP1), 제 2 삼방밸브(V2) 및 제 2 수관(WP2)을 차례로 통과하여 제 2 열교환기(22)에 전달된다.
감압 팽창된 제 1 냉매는 열을 쉽게 흡수 할 수 있는 상태이므로 감압 팽창된 냉매가 제 2 열교환기(22)에서 물과 열교환하게 하면 제 1 냉매는 물로부터 열을 흡수하여 증발하고, 물은 제 1 냉매에 의해 냉각되어 냉수가 된다.
제 2 열교환기(22)에서 발생한 냉수는 제 4 수관(WP4), 펌프(28) 및 제 6 수관(WP6)을 차례로 통과하여 물 사용장치(40)에 전달되는데, 상기의 과정을 통해 얻어지는 냉수는 최저 5℃ 정도이다.
물로부터 열을 흡수하여 증발된 제 1 냉매는 제 3 분기 냉매관(RP2-1)과 제 3 분기 냉매관(RP2-1)에 마련된 제 1 팽창밸브(25), 제 1 분기 냉매관(RP1-1), 제 1 삼방밸브(V1), 제 1 냉매관(RP1), 사방밸브(14), 제 1 흡입 냉매관(RP4)을 차례로 통과하여 다시 제 1 압축기(11)로 전달된다.
겨울철에는 상술한 바와 같이 제 1 온도의 온수 또는 제 2 온도의 온수를 발생시키는 과정에서 불가피하게 실외 유닛(10)에 마련된 제 1 열교환기(12)에 성에가 발생하게 되는데, 제 1 열교환기(12)에 성에가 낄 경우 실외 공기와 제 1 냉매의 열교환 효율이 저하되고 그에 따라 급수유닛의 성능은 저하된다.
따라서 이러한 경우에는 급수장치는 제 1 열교환기(12)의 제상을 수행하도록 제어된다. 즉, 사방밸브(14)가 제 1 압축기(11)에서 토출된 고온의 제 1 냉매를 제 1 열교환기(12)로 안내하도록 제어되는 것이다. 이와 같이 제 1 압축기(11)에서 토출된 고온의 제 1 냉매를 제 1 열교환기(12)로 안내하면 제 1 냉매의 열에 의해 제 1 열교환기(12)의 제상이 이루어지도록 한다.
상기와 같이 제상이 진행되는 과정에서 외부 급수원(30)으로부터 전달된 물의 온도가 일정 이상일 경우 제 1 열교환기(12)를 통과한 제 1 냉매는 제 2 열교환기(22)에 전달된다. 이러한 경우 제 1 냉매는 일정 이상 온도인 물로부터 열을 흡수하므로 보다 많은 열을 제 1 열교환기(12)에서 방출할 수 있어 빠른 시간 내에 제 1 열교환기(12)의 제상을 완료할 수 있다. 또한 상술한 바와 같이 물은 온도는 일정 이상이므로 물의 열이 제 1 냉매에 의해 흡수되더라도 물이 어는 것은 방지된다.
또한 외부 급수원(30)으로부터 전달된 물의 온도가 일정 이하인 상태에서 냉매가 물의 열을 흡수하면 물이 얼어 수관들이 동파될 수 있다. 따라서, 물의 온도가 일정 이하일 경우 제 1 열교환기(12)를 통과한 제 1 냉매는 제 3 열교환기(23)에 전달되어 제 2 냉매와 열교환한다. 이러한 상황에서는 제 2 냉매의 온도는 높지 않으므로 제 1 냉매가 제 2 냉매로부터 흡수할 수 있는 열이 적다. 그러므로 제 1 열교환기(12)의 제상에는 물로부터 열을 흡수할 경우에 비해 상대적으로 많은 시간이 소요되나, 물의 온도에는 영향을 미치지 않으므로 수관들이 동파되는 현상은 예방할 수 있다.
상기에서 살펴본 바와 같이 본 발명에 따른 급수장치는 제 1 온도의 온수와, 제 1 온도에 비해 상대적으로 높은 제 2 온도의 온수와, 냉수를 선택적으로 발생시킬 수 있다. 이때, 급수장치를 통한 제 1 온도의 온수의 생성과 제 2 온도의 온수의 생성은 실외 유닛(10)이 배치되어 있는 실외 온도, 외부 급수원(30)에서 전달된 물의 온도, 물 사용장치(40)로 토출되는 물의 온도 등을 기준으로 결정되어진다.
본 실시예에서는 실외 유닛(10)과 캐스케이드 유닛(20)이 별도의 유닛으로 구성되어 냉매관을 통해 서로 연결되도록 되어 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 도 4에 본 발명의 다른 실시예로 도시한 바와 같이 실외 유닛(10)이 캐스케이드 유닛(20)을 포함하도록 하는 것도 가능하다. 즉, 실외 유닛(10) 내에 캐스케이드 유닛(20)의 구성요소인 제 2 압축기(21), 제 2 열교환기(22), 제 3 열교환기(23), 제 4 열교환기(24), 제 1 팽창밸브(25), 제 2 팽창밸브(26) 및 제 3 팽창밸브(27) 등이 포함되도록 하는 것이 가능하다.
본 실시예에서 제 1 압축기(11)의 토출측에는 사방밸브(14)가 배치되어 사방밸브(14)를 통해 냉수 및 온수 발생을 선택할 수 있도록 되어 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 사방밸브(14)에 해당하는 구성을 삭제하여 냉수를 발생시키는 기능을 삭제할 수도 있다.
본 발명은 상기에서 기재된 실시예들에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 사상에서 벗어나지 않는 범위에서 다양하게 수정 및 변형할 수 있다는 점은 이 기술의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명하다. 따라서 수정예 또는 변형예들은 본 발명의 특허청구범위에 속한다 하여야 할 것이다.
10: 실외 유닛 11: 제 1 압축기
12: 제 1 열교환기 13: 송풍팬
14: 사방밸브 20: 캐스케이드 유닛
21: 제 2 압축기 22: 제 2 열교환기
23: 제 3 열교환기 24: 제 4 열교환기
25: 제 1 팽창밸브 26: 제 2 팽창밸브
27: 제 3 팽창밸브 28: 펌프
30: 외부 급수원 40: 물 사용장치
V1: 제 1 삼방밸브 V2: 제 2 삼방밸브
12: 제 1 열교환기 13: 송풍팬
14: 사방밸브 20: 캐스케이드 유닛
21: 제 2 압축기 22: 제 2 열교환기
23: 제 3 열교환기 24: 제 4 열교환기
25: 제 1 팽창밸브 26: 제 2 팽창밸브
27: 제 3 팽창밸브 28: 펌프
30: 외부 급수원 40: 물 사용장치
V1: 제 1 삼방밸브 V2: 제 2 삼방밸브
Claims (13)
- 실외 공간에 배치되는 실외 유닛과,
상기 실외 유닛으로부터 냉매를 전달받아 제 1 온도의 온수와, 상기 제 1 온도 보다 높은 제 2 온도의 온수를 발생시키는 캐스케이드 유닛을 포함하는 급수장치. - 제 1 항에 있어서,
상기 실외 유닛은 제 1 냉매를 압축하는 제 1 압축기와, 상기 제 1 냉매가 실외 공기와 열교환하게 하는 제 1 열교환기를 포함하며,
상기 캐스케이드 유닛은 제 2 냉매를 압축하는 제 2 압축기와, 외부 급수원으로부터 공급된 물이 상기 실외 유닛에서 전달된 제 1 냉매와 열교환하도록 하는 제 2 열교환기와, 상기 제 2 압축기로 흡입되는 상기 제 2 냉매가 상기 실외 유닛에서 전달된 냉매에 의해 가열되도록 하는 제 3 열교환기와, 상기 외부 급수원으로부터 공급된 물이 상기 제 2 압축기에서 토출된 상기 제 2 냉매와 열교환하도록 하는 제 4 열교환기를 포함하는 급수장치. - 제 2 항에 있어서,
상기 제 1 압축기의 토출측에 배치된 사방밸브와,
일단이 상기 사방밸브와 연결된 제 1 냉매관과,
일단이 상기 제 1 열교환기와 연결된 제 2 냉매관과,
일단은 상기 사방밸브와 연결되고 타단은 상기 제 1 열교환기에 연결된 제 1 연결 냉매관과,
상기 제 1 냉매관의 타단으로부터 분기되어 상기 제 2 열교환기와 연결되는 제 1 분기 냉매관과,
상기 제 1 냉매관의 타단으로부터 분기되어 상기 제 3 열교환기와 연결되는 제 2 분기 냉매관과,
상기 제 2 냉매관의 타단으로부터 분기되어 상기 제 2 열교환기와 연결되는 제 3 분기 냉매관과,
상기 제 2 냉매관의 타단으로부터 분기되어 상기 제 3 열교환기와 연결되는 제 4 분기 냉매관과,
상기 제 1 분기 냉매관 및 상기 제 2 분기 냉매관 중 어느 하나가 상기 제 1 냉매관과 연결되도록 하는 제 1 삼방밸브와,
상기 제 3 분기 냉매관에 배치된 제 1 팽창밸브와,
상기 제 4 분기 냉매관에 배치된 제 2 팽창밸브를 더 포함하는 급수장치. - 제 2 항에 있어서,
상기 제 2 압축기에서 토출된 상기 제 2 냉매를 상기 제 4 열교환기로 안내하는 제 2 토출 냉매관과,
상기 제 3 열교환기를 통과한 상기 제 2 냉매를 상기 제 2 압축기로 안내하는 제 2 흡입 냉매관과,
상기 제 3 열교환기와 상기 제 4 열교환기를 연결하는 제 2 연결냉매관와,
상기 제 2 연결 냉매관에 배치된 제 3 팽창밸브를 더 포함하는 급수장치. - 제 2 항에 있어서,
상기 외부 급수원으로부터 물이 전달되는 제 1 수관과,
상기 제 1 수관으로부터 분기되어 상기 제 2 열교환기로 물을 안내하는 제 2 수관과,
상기 제 1 수관으로부터 분기되어 상기 제 4 열교환기로 물을 안내하는 제 3 수관과,
상기 물 사용장치와 연결된 제 4 수관과,
상기 제 2 열교환기를 통과한 물을 상기 제 4 수관으로 안내하는 제 5 수관과,
상기 제 4 열교환기를 통과한 물을 상기 제 4 수관으로 안내하는 제 6 수관과,
상기 제 1 수관, 상기 제 2 수관 및 상기 제 3 수관 사이에 배치되어 상기 제 1 수관을 통해 공급된 물이 상기 제 2 수관과 상기 제 3 수관 중 어느 하나로 공급되도록 하는 제 2 삼방밸브를 더 포함하는 급수장치. - 제 5 항에 있어서,
상기 제 4 수관에 배치되어 물이 상기 외부 급수원으로부터 흡입되어 상기 물 사용장치로 토출되도록 하는 펌프를 더 포함하는 급수장치. - 제 1 냉매를 압축하는 제 1 압축기와,
상기 제 1 냉매가 실외 공기와 열교환하게 하는 제 1 열교환기와,
제 2 냉매를 압축하는 제 2 압축기와,
외부 급수원으로부터 공급된 물이 상기 제 1 냉매와 열교환하도록 하는 제 2 열교환기와,
상기 제 2 압축기로 흡입되는 상기 제 2 냉매가 상기 제 1 냉매에 의해 가열되도록 하는 제 3 열교환기와,
상기 외부 급수원으로부터 공급된 물이 상기 제 2 압축기에서 토출된 상기 제 2 냉매와 열교환하도록 하는 제 4 열교환기를 포함하는 급수장치. - 제 7 항에 있어서,
상기 제 1 압축기와 상기 제 1 열교환기를 포함하여 실외 공간에 배치되는 실외 유닛과,
상기 제 2 압축기, 상기 제 2 열교환기, 상기 제 3 열교환기 및 상기 제 4 열교환기를 포함하 캐스케이드 유닛을 포함하는 급수장치. - 제 8 항에 있어서,
상기 실외 유닛과 상기 캐스케이드 유닛은 서로 독립적인 유닛으로 구성되며 냉매관을 통해 서로 연결되는 급수장치. - 제 8 항에 있어서,
상기 실외 유닛은 상기 캐스케이스 유닛을 포함하는 급수장치. - 제 7 항에 있어서,
상기 제 1 압축기의 토출측에 배치된 사방밸브와,
일단이 상기 사방밸브와 연결된 제 1 냉매관과,
일단이 상기 제 1 열교환기와 연결된 제 2 냉매관과,
일단은 상기 사방밸브와 연결되고 타단은 상기 제 1 열교환기에 연결된 제 1 연결 냉매관과,
상기 제 1 냉매관의 타단으로부터 분기되어 상기 제 2 열교환기와 연결되는 제 1 분기 냉매관과,
상기 제 1 냉매관의 타단으로부터 분기되어 상기 제 3 열교환기와 연결되는 제 2 분기 냉매관과,
상기 제 2 냉매관의 타단으로부터 분기되어 상기 제 2 열교환기와 연결되는 제 3 분기 냉매관과,
상기 제 2 냉매관의 타단으로부터 분기되어 상기 제 3 열교환기와 연결되는 제 4 분기 냉매관과,
상기 제 1 분기 냉매관 및 상기 제 2 분기 냉매관 중 어느 하나가 상기 제 1 냉매관과 연결되도록 하는 제 1 삼방밸브와,
상기 제 2 압축기에서 토출된 상기 제 2 냉매를 상기 제 4 열교환기로 안내하는 제 2 토출 냉매관과,
상기 제 3 열교환기를 통과한 상기 제 2 냉매를 상기 제 2 압축기로 안내하는 제 2 흡입 냉매관과,
상기 제 3 열교환기와 상기 제 4 열교환기를 연결하는 제 2 연결냉매관와,
상기 제 3 분기 냉매관에 배치된 제 1 팽창밸브와,
상기 제 4 분기 냉매관에 배치된 제 2 팽창밸브와,
상기 제 2 연결 냉매관에 배치된 제 3 팽창밸브를 더 포함하는 급수장치. - 제 7 항에 있어서,
상기 외부 급수원으로부터 물이 전달되는 제 1 수관과,
상기 제 1 수관으로부터 분기되어 상기 제 2 열교환기로 물을 안내하는 제 2 수관과,
상기 제 1 수관으로부터 분기되어 상기 제 4 열교환기로 물을 안내하는 제 3 수관과,
상기 물 사용장치와 연결된 제 4 수관과,
상기 제 2 열교환기를 통과한 물을 상기 제 4 수관으로 안내하는 제 5 수관과,
상기 제 4 열교환기를 통과한 물을 상기 제 4 수관으로 안내하는 제 6 수관과,
상기 제 1 수관, 상기 제 2 수관 및 상기 제 3 수관 사이에 배치되어 상기 제 1 수관을 통해 공급된 물이 상기 제 2 수관과 상기 제 3 수관 중 어느 하나로 공급되도록 하는 제 2 삼방밸브를 더 포함하는 급수장치. - 제 12 항에 있어서,
상기 제 4 수관에 배치되어 물이 상기 외부 급수원으로부터 흡입되어 상기 물 사용장치로 토출되도록 하는 펌프를 더 포함하는 급수장치.
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