KR20130055790A - 고효율 히터펌프식 냉난방장치 - Google Patents

고효율 히터펌프식 냉난방장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 별도의 부가설비없이도 동절기와 하절기의 외기온도로 인한 히트펌프의 과부하가 해소될 수 있고 난방운전 또는 냉방운전에 관계없이 온수가 생산될 수 있으며 부하측열교환기와 열원측열교환기 상에서의 냉매순환량의 증대를 통해 냉난방효율이 극대화될 수 있도록 한 고효율 히터펌프식 냉난방장치에 관한 것이다.
본 발명에 따른 고효율 히터펌프식 냉난방장치는, 냉매를 고온고압으로 압축시켜 토출시키는 압축기와, 상기 압축기에 연결되며 온수탱크 내의 온수를 상기 압축기로부터 유입된 냉매와 열교환시켜 고온으로 가열하는 온수용열교환기와, 상기 온수용열교환기에 연결되고 난방운전시 상기 온수용열교환기로부터 유입된 냉매를 부하측의 매체와 열교환시켜 고온으로 가열하는 부하측열교환기와, 상기 부하측열교환기에 연결되며 난방운전시 상기 부하측열교환기로부터 유입되는 냉매를 팽창에 의한 저온냉매와 열교환시켜 응축시키는 응축기와, 상기 응축기와 연결되고 상기 응축기로부터 유입되는 냉매를 팽창시키는 난방용팽창밸브와, 상기 난방용팽창밸브에 연결되고 상기 난방용팽창밸브로부터 유입되는 냉매를 열원측의 매체와 열교환시켜 증발시키는 열원측열교환기와, 상기 온수용열교환기와 상기 부하측열교환기 사이에 설치되고 상기 열원측열교환기와 상기 응축기에 각각 연결되어 난방운전시에는 상기 온수용열교환기를 관류한 냉매를 상기 부하측열교환기로 제공함과 동시에 상기 열원측열교환기를 관류한 저온냉매를 상기 응축기를 거쳐 상기 압축기로 제공되도록 유로를 변경하는 사방밸브를 포함한다.

Description

고효율 히터펌프식 냉난방장치{HIGH EFFICIENCY HEAT PUMP TYPE COOLING AND HEATING APPARATUS}
본 발명은 고효율 히터펌프식 냉난방장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 별도의 부가설비없이도 동절기와 하절기의 외기온도로 인한 히트펌프의 과부하가 해소될 수 있고 난방운전 또는 냉방운전에 관계없이 온수가 생산될 수 있으며 부하측열교환기와 열원측열교환기 상에서의 냉매순환량의 증대를 통해 냉난방효율이 극대화될 수 있도록 한 고효율 히터펌프식 냉난방장치에 관한 것이다.
일반적으로, 히트펌프식 냉난방장치는 냉매의 발열 또는 응축열을 이용하여 저온의 열원을 고온으로 전달하거나 고온의 열원을 저온으로 전달하는 냉난방장치로서 압축기, 응축기, 팽창밸브, 증발기로 이루어지는 냉동사이클과 동일한 구성을 가진다.
일반적으로, 냉동사이클은 압축기에서 냉매가스가 고온고압으로 압축되어 응축기로 보내지고 응축기에서 고압의 냉매가스가 외부로 열을 방출하여 응축액화되어 저온고압의 액체상태로 이르게 된 후, 응축된 냉매는 팽창밸브를 통하여 팽창되면서 잠열의 흡수를 통해 저온저압의 액상, 기상이 공존하는 이상상태가 된 다음, 증발기에서 열을 외부에서 흡수하여 증발된 후 다시 압축기로 제공된다.
이와 같이 냉동사이클은 증발기에서 열을 흡수하여 응축기에서 방출시킴으로써 열을 이송하는 펌프로 작용한다.
히트펌프식 냉난방장치는 전술한 냉동사이클에서 응축기 또는 증발기 기능으로 전환 가능한 열교환기로 구성하여, 난방운전과 냉방운전시에 서로 다른 기능을 수행함에 따라 냉난방을 동시에 구현하도록 구성된다.
그러나 종래의 히트펌프 냉난방장치의 경우에는 동절기에 차가운 외기 온도로 인해 증발기에서 냉매의 증발이 제대로 일어나지 않아 압축기의 고장이 발생되는 문제점이 있으며, 하절기에는 높은 외기온도로 인해 냉매의 온도가 지나치게 높아짐에 따라 고장 또는 운전정지가 자주 발생하는 과부하와 관련된 문제점이 있었다.
이러한 문제점을 해소하기 위한 일 예로, 한국특허등록 제10-1042472호(2011.06.10.)에 열원사용측 열교환기와 열원측 열교환기 사이에 형성되는 연결관에 설치되어 압축기에서 토출되는 냉매의 과부하압력을 제어하고, 서브쿨러 열교환기, 제어관, 압력개폐밸브, 제어팽창장치, 이송관을 포함하는 별도의 과부하 제어장치가 설치되는 히트펌프시스템이 공개되는데, 이 히트펌프시스템은 별도의 과부하 제어장치를 부가적으로 설치해야만 하는 문제점이 있을 뿐만 아니라 과부하 제거시에 통상의 냉동사이클이 제대로 이루어지지 못해 열효율이 떨어지는 문제점이 있었다.
또한 종래의 히트펌프 냉난방장치의 경우에는 난방운전시 온수의 생산에 쿤 문제가 없지만 냉방운전시에는 온수가 제대로 생산되지 못하는 문제점도 있었다.
본 발명의 목적은, 별도의 부가설비없이도 동절기와 하절기의 외기온도로 인한 히트펌프의 과부하가 해소될 수 있도록 한 고효율 히터펌프식 냉난방장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은, 난방운전 또는 냉방운전에 관계없이 온수가 생산될 수 있도록 한 고효율 히터펌프식 냉난방장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 떠 다른 목적은, 부하측열교환기와 열원측열교환기 상에서의 냉매순환량의 증대를 통해 냉난방효율이 극대화될 수 있도록 한 고효율 히터펌프식 냉난방장치를 제공하는 것이다.
전술한 본 발명의 목적들은, 냉매를 고온고압으로 압축시켜 토출시키는 압축기와, 상기 압축기에 연결되며 온수탱크 내의 온수를 상기 압축기로부터 유입된 냉매와 열교환시켜 고온으로 가열하는 온수용열교환기와, 상기 온수용열교환기에 연결되고 난방운전시 상기 온수용열교환기로부터 유입된 냉매를 부하측의 매체와 열교환시켜 고온으로 가열하는 부하측열교환기와, 상기 부하측열교환기에 연결되며 난방운전시 상기 부하측열교환기로부터 유입되는 냉매를 팽창에 의한 저온냉매와 열교환시켜 응축시키는 응축기와, 상기 응축기와 연결되고 상기 응축기로부터 유입되는 냉매를 팽창시키는 난방용팽창밸브와, 상기 난방용팽창밸브에 연결되고 상기 난방용팽창밸브로부터 유입되는 냉매를 열원측의 매체와 열교환시켜 증발시키는 열원측열교환기와, 상기 온수용열교환기와 상기 부하측열교환기 사이에 설치되고 상기 열원측열교환기와 상기 응축기에 각각 연결되어 난방운전시에는 상기 온수용열교환기를 관류한 냉매를 상기 부하측열교환기로 제공함과 동시에 상기 열원측열교환기를 관류한 저온냉매를 상기 응축기를 거쳐 상기 압축기로 제공되도록 유로를 변경하는 사방밸브를 포함하는 고효율 히터펌프식 냉난방장치를 제공함에 의해 달성된다.
본 발명의 바람직한 특징에 따르면, 상기 응축기와 상기 부하측열교환기 사이에 설치되는 냉방용팰창밸브를 더 포함하며, 상기 사방밸브는 냉방운전시에 상기 온수용열교환기를 관류한 냉매가 상기 열원측열교환기, 상기 응축기, 상기 냉방용팽창밸브, 상기 부하측열교환기를 거쳐 다시 상기 응축기를 관류한 다음 상기 압축기로 제공되도록 유로를 변경한다.
본 발명의 바람직한 특징에 따르면, 상기 온수용열교환기와 상기 응축기는 판형열교환기로 형성되고, 상기 부하측열교환기와 상기 열원측열교환기는 내부에 6 또는 8패스 열교환기로 형성된다.
본 발명의 바람직한 특징에 따르면, 상기 응축기와 상기 난방용팽창밸브 또는 상기 응축기와 상기 냉방용팽창밸브 사이에 설치되는 드라이어를 더 포함한다.
본 발명에 따른 고효율 히터펌프식 냉난방장치에 의하면, 겨울철 난방운전시에 과부하 해소를 위한 별도의 부가설비를 설치할 필요없이 열원측열교환기를 거친 냉매가 응축기로 회귀되어 부하측열교환기로부터 유입되는 냉매와 열교환되어 예열된 후 최종 압축기로 다시 제공됨에 따라 동절기에 차가운 외기 온도로 인해 증발기에서 냉매의 증발이 제대로 일어나지 않아 발생되는 히트펌프의 과부하가 해소될 수 있으며, 하절기 냉방운전시에 과부하 해소를 위한 별도의 부가설비를 설치할 필요없이 열원측열교환기를 거친 냉매가 응축기로 회귀되어 부하측열교환기로부터 유입되는 냉매와 열교환되어 냉각된 후 최종 압축기로 다시 제공됨에 따라 하절기의 높은 외기온도로 인해 냉매의 온도가 지나치게 높아짐에 따른 히트펌프의 과부하가 해소될 수 있는 탁월한 효과가 있다.
또한 본 발명에 따른 고효율 히터펌프식 냉난방장치에 의하면, 난방운전과 냉방운전을 선택적으로 제어하는 사방밸브와 압축기 사이에 온수용열교환기가 설치됨에 따라 온수용열교환기에서 온수탱크 내의 온수가 압축기로부터 유입된 냉매와 열교환되어 고온으로 가열됨으로써 난방운전과 냉방운전에 관계없이 온수가 생산될 수 있는 탁월한 효과가 있다.
뿐만 아니라, 본 발명에 따른 고효율 히터펌프식 냉난방장치에 의하면, 온수용열교환기와 응축기는 판형열교환기로 형성되는 반면에, 부하측열교환기와 열원측열교환기는 6 또는 8패스 열교환기로 형성됨에 따라 부하측열교환기와 열원측열교환기 상에서의 냉매순환량의 증대를 통해 냉난방효율이 극대화될 수 있는 탁월한 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 고효율 히터펌프식 냉난방장치의 난방운전시의 블럭구성도.
도 2는 본 발명에 따른 고효율 히터펌프식 냉난방장치의 냉방운전시의 블럭구성도.
이하에는, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부도면을 참조하여 상세하게 설명하되, 이는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세하게 설명하기 위한 것이지, 이로 인해 본 발명의 기술적인 사상 및 범주가 한정되는 것을 의미하지는 않는다.
본 발명에 따른 고효율 히터펌프식 냉난방장치(1)는, 별도의 부가설비없이도 동절기와 하절기의 외기온도로 인한 히트펌프의 과부하가 해소될 수 있고 난방운전 또는 냉방운전에 관계없이 온수가 생산될 수 있으며 부하측열교환기(30)와 열원측열교환기(60) 상에서의 냉매순환량의 증대를 통해 냉난방효율이 극대화될 수 있도록 하기 위한 것으로, 도 1 내지 도 2에 도시되는 바와 같이, 냉매를 고온고압으로 압축시켜 토출시키는 압축기(10)와, 압축기(10)에 연결되며 온수탱크(3) 내의 온수를 압축기(10)로부터 유입된 냉매와 열교환시켜 고온으로 가열하는 온수용열교환기(20)와, 온수용열교환기(20)에 연결되고 난방운전시 온수용열교환기(20)로부터 유입된 냉매를 부하측(5)의 매체와 열교환시켜 고온으로 가열하는 부하측열교환기(30)와, 부하측열교환기(30)에 연결되며 난방운전시 부하측열교환기(30)로부터 유입되는 냉매를 팽창에 의한 저온냉매와 열교환시켜 응축시키는 응축기(40)와, 응축기(40)와 연결되고 응축기(40)로부터 유입되는 냉매를 팽창시키는 난방용팽창밸브(50)와, 난방용팽창밸브(50)에 연결되고 난방용팽창밸브(50)로부터 유입되는 냉매를 열원측(7)의 매체와 열교환시켜 증발시키는 열원측열교환기(60)와, 온수용열교환기(20)와 부하측열교환기(30) 사이에 설치되고 열원측열교환기(60)와 응축기(40)에 각각 연결되어 난방운전시에는 온수용열교환기(20)를 관류한 냉매를 부하측열교환기(30)로 제공함과 동시에 열원측열교환기(60)를 관류한 저온냉매를 응축기(40)를 거쳐 압축기(10)로 제공되도록 유로를 변경하는 사방밸브(70)를 포함한다.
여기서, 압축기(10)는 열원측열교환기(60)에서 증발한 냉매를 응축이 용이하게 이루어질 수 있도록 고온고압으로 압축시켜 온수용열교환기(20)로 토출시킴으로써 냉매를 순환시키는 역할을 하는 것으로, 왕복동식 압축기, 회전식 압축기, 스크롤식 압축기와 같은 공지된 구성을 가지는 압축기뿐만 아니라 냉매의 압축을 가능하게 하는 어떠한 구조의 압축기도 모두 적용가능하다.
압축기(10)는 차후에 다시 설명되겠지만 냉매를 저온저압으로 응축시키는 응축기(40)에 열원측열교환기(60) 또는 부하측열교환기(30)를 거쳐 연결된다.
전술한 압축기(10)에는 온수용열교환기(20)가 연결되는데, 이 온수용열교환기(20)는 온수탱크(3) 내의 온수를 압축기(10)로부터 유입된 냉매와 열교환시켜 고온으로 가열함에 따라 온수의 생산을 가능하게 함과 동시에 냉매의 응축이 용이하게 이루어질 수 있도록 냉매의 온도를 저하시키는 역할을 하는 것으로, 다관식 열교환기, 공랭식 열교환기, 재킷식 열교환기, 스퍼이럴 식 열교환기 등과 같은 공지된 열교환기가 적용될 수도 있으나, 적은 냉매량으로도 효과적인 열교환이 이루어질 수 있도록 하는 판형 열교환기로 형성되는 것이 바람직하다.
온수용열교환기(20)는 난방운전 또는 냉방운전에 따라 유로를 변경하는 사방밸브(70) 이전의 위치에 압축기(10)와 연결됨에 따라 난방운전시는 물론 냉방운전시에도 난방운전시와 동일하게 온수가 생산될 수 있도록 한다.
전술한 온수용열교환기(20)에는 부하측열교환기(30)가 연결되는데, 이 부하측열교환기(30)는 난방운전시 온수용열교환기(20)로부터 유입된 고온의 냉매를 부하측(5)의 매체와 열교환시켜 고온으로 가열함으로써 난방을 가능하게 하고 냉방운전시 열원측열교환기(60), 응축기(40), 냉방용팽창밸브(80)를 차례로 거쳐 유입되는 저온의 냉매를 부하측(5)의 매체와 열교환시켜 저온으로 냉각함으로써 냉방을 가능하게 하는 것으로, 다관식 열교환기, 공랭식 열교환기, 재킷식 열교환기, 스퍼이럴식 열교환기, 판형 열교환기 등과 같은 공지된 열교환기가 적용될 수도 있으나, 부하측열교환기(30) 상에서의 냉매순환량의 증대를 통해 냉난방효율이 극대화될 수 있도록 6 또는 8패스 열교환기로 형성되는 것이 바람직하다.
전술한 부하측열교환기(30)에는 응축기(40)가 연결되는데, 이 응축기(40)는 난방운전시 부하측열교환기(30)로부터 유입되는 냉매를 팽창에 의한 저온냉매와 열교환시켜 응축시키고 냉방운전시 열원측열교환기(60)로부터 유입되는 냉매를 팽창에 의한 저온냉매와 열교환시켜 응축시키는 역할을 하는 것으로, 냉각수에 의해 응축시키는 수냉식 응축기로서, 입형 셸튜브식, 횡형 셸튜브식, 2중관식 등 다양한 구조로 형성될 수 있으나, 적은 냉매량으로도 효과적인 열교환이 이루어질 수 있도록 하는 판형 열교환기로 형성되는 것이 바람직하다.
전술한 응축기(40)에는 난방용팽창밸브(50)가 연결되는데, 이 난방용팽창밸브(50)는 응축기(40)로부터 유입되는 고압의 액체냉매를 팽창시켜 저압의 냉매로 팽창시켜 그 끓는점을 낮춤으로써 증발이 용이하게 일어날 수 있도록 하는 것으로, 모세관을 포함하는 교축식팽창밸브 뿐만 아니라 전자식 팽창밸브도 형성될 수 있다.
전술한 난방용팽창밸브(50)에는 열원측열교환기(60)가 연결되는데, 이 열원측열교환기(60)는 난방운전시 난방용팽창밸브(50)로부터 유입되는 냉매를 열원측(7)의 매체와 열교환시켜 증발시키는 일종의 증발기로서 작용하고 냉방운전시에는 온수용열교환기(20)를 거쳐 유입되는 고온의 냉매를 열원측(7)의 매체와 열교환시켜 열원측(7)의 매체를 가열함과 동시에 응축이 용이하도록 그 온도를 낮추는 역할을 하는 것으로, 다관식 열교환기, 공랭식 열교환기, 재킷식 열교환기, 스퍼이럴식 열교환기, 판형 열교환기 등과 같은 공지된 열교환기가 적용될 수도 있으나, 열원측열교환기(60) 상에서의 냉매순환량의 증대를 통해 냉난방효율이 극대화될 수 있도록 6 또는 8패스 열교환기로 형성되는 것이 바람직하다.
전술한 온수용열교환기(20)와 부하측열교환기(30) 사이에는 사방밸브(70)가 설치되는데, 이 사방밸브(70)는 열원측열교환기(60)와 응축기(40)에도 각각 연결되어, 난방운전시에는 온수용열교환기(20)를 관류한 냉매를 부하측열교환기(30)로 제공함과 동시에 열원측열교환기(60)를 관류한 저온냉매를 응축기(40)를 거쳐 압축기(10)로 제공되도록 유로를 변경하고 냉방운전시에는 온수용열교환기(20)를 관류한 냉매가 열원측열교환기(60), 응축기(40), 차후에 설명될 냉방용팽창밸브(80), 부하측열교환기(30)를 거쳐 다시 응축기(40)를 관류한 다음 압축기(10)로 제공되도록 유로를 변경하는 역할을 하는 것으로, 통상의 4포트 유로제어밸브의 형태로 형성된다.
전술한 응축기(40)와 부하측열교환기(30) 사이에는 냉방용팰창밸브(80)가 난방용열교환기(50)와 병렬로 분기되어 설치되는데, 이 냉방용팰창밸브(80)는 냉방운전시에 응축기(40)로부터 유입되는 고압의 액체냉매를 팽창시켜 저압의 냉매로 팽창시켜 그 끓는점을 낮춤으로써 증발이 용이하게 일어날 수 있도록 하는 것으로, 난방용열교환기(50)와 마찬가지로 모세관을 포함하는 교축식팽창밸브 뿐만 아니라 전자식 팽창밸브도 형성될 수 있다.
또한 전술한 응축기(40)와 난방용팽창밸브(50) 또는 응축기(40)와 냉방용팽창밸브(80) 사이에는 드라이어(90)가 설치되는데, 이 드라이어(90)는 냉매 속의 수분의 동결로 인해 난방용팽창밸브(50) 또는 냉방용팽창밸브(80)에서 냉매의 흐름을 폐색되는 것이 방지될 수 있도록 냉매로부터 냉동작용을 저해하는 수분을 흡수하는 역할을 하는 것으로, 통상의 필터드라이어로 형성되는 것이 바람직하다.
이하, 도 1 을 참조하여 본 발명에 따른 고효율 히터펌프식 냉난방장치(1)의 난방운전을 설명하면 다음과 같다:
압축기(10)에서 고온고압으로 압축된 냉매는 온수용열교환기(20)로 제공되고 여기서 온수탱크(5) 내의 온수와 열교환을 통해 온수를 생산한다. 온수용열교환기(20)를 관류한 냉매는 사방밸브(70)를 거쳐 부하측열교환기(30)로 제공되고 여기서 부하측(5)의 매체와 열교환하여 난방을 가능하게 한다. 부하측열교환기(30)를 관류한 냉매는 응축기(40)로 제공되어 증발된 냉매와의 열교환을 통해 응축되고 드라이어(90)를 거쳐 난방용팽창밸브(50)를 관류하면서 팽창된 후 열원측열교환기(60)로 제공된다. 여기서 냉매는 열원측(7)의 매체로부터 열을 흡수하여 증발하게 되고 다시 사방밸브(70)를 거쳐 다시 응축기(40)로 제공된다. 여기서 증발된 냉매는 부하측열교환기(30)를 관류한 냉매와 열교환되면서 예열되고 완전히 증발된 상태로 최종 압축기(10)로 다시 제공된다.
이하, 도 2를 참조하여 본 발명에 따른 고효율 히터펌프식 냉난방장치(1)의 냉방운전을 설명하면 다음과 같다:
압축기(10)에서 고온고압으로 압축된 냉매는 온수용열교환기(20)로 제공되고 여기서 온수탱크(5) 내의 온수와 열교환을 통해 온수를 생산한다. 온수용열교환기(20)를 관류한 냉매는 사방밸브(70)를 거쳐 열원측열교환기(60)로 제공되고 여기서 열원측열교환기(60)와 열교환한 후 응축기(40)로 제공되어 증발된 냉매와의 열교환을 통해 응축되고 드라이어(90)를 거쳐 냉방용팽창밸브(80)를 관류하면서 팽창된 후 부하측열교환기(30)로 제공된다. 여기서 냉매는 부하측(5)의 매체로부터 열을 흡수하여 증발하면서 냉방을 가능하게 하고 다시 사방밸브(70)를 거쳐 다시 응축기(40)로 제공된 후 최종 압축기(10)로 다시 제공된다. 하절기에는 열원측을 거의 가동하지 않으므로 응축기(40)에서는 높은 외기온도로 인한 냉매의 온도를 열교환을 통해 식혀주는 역할을 하게 된다.
따라서 본 발명에 따른 고효율 히터펌프식 냉난방장치(1)의 경우에는, 겨울철 난방운전시에 과부하 해소를 위한 별도의 부가설비를 설치할 필요없이 열원측열교환기(60)를 거친 냉매가 응축기(40)로 회귀되어 부하측열교환기(30)로부터 유입되는 냉매와 열교환되어 예열된 후 최종 압축기(10)로 다시 제공됨에 따라 동절기에 차가운 외기 온도로 인해 열원측열교환기(60; 증발기)에서 냉매의 증발이 제대로 일어나지 않아 발생되는 히트펌프의 과부하가 해소될 수 있으며, 하절기 냉방운전시에 과부하 해소를 위한 별도의 부가설비를 설치할 필요없이 열원측열교환기(60)를 거친 냉매가 응축기(40)로 회귀되어 부하측열교환기(30)로부터 유입되는 냉매와 열교환되어 냉각된 후 최종 압축기(10)로 다시 제공됨에 따라 하절기의 높은 외기온도로 인해 냉매의 온도가 지나치게 높아짐에 따른 히트펌프의 과부하가 해소될 수 있게 된다.
또한 본 발명에 따른 고효율 히터펌프식 냉난방장치(1)의 경우에는, 난방운전과 냉방운전을 선택적으로 제어하는 사방밸브(70)와 압축기(10) 사이에 온수용열교환기(20)가 설치됨에 따라 온수용열교환기(20)에서 온수탱크(3) 내의 온수가 압축기(10)로부터 유입된 냉매와 열교환되어 고온으로 가열됨으로써 난방운전과 냉방운전에 관계없이 온수가 생산될 수 있다.
본 발명에 따른 고효율 히터펌프식 냉난방장치(1)의 경우에는, 온수용열교환기(20)와 응축기(40)는 판형열교환기로 형성되는 반면에, 부하측열교환기(30)와 열원측열교환기(60)는 내부에 6 또는 8패스 열교환기로 형성됨에 따라 부하측열교환기(40)와 열원측열교환기(60) 상에서의 냉매순환량의 증대를 통해 냉난방효율이 극대화될 수 있다.
1 : 본 발명에 따른 고효율 히터펌프식 냉난방장치
10 : 압축기
20 : 온수용열교환기
30 : 부하측열교환기
40 : 응축기
50 : 난방용팽창밸브
60 : 열원측열교환기
70 : 사방밸브
80 : 냉방용팽창밸브
90 : 드라이어

Claims (4)

  1. 냉매를 고온고압으로 압축시켜 토출시키는 압축기;
    상기 압축기에 연결되며 온수탱크 내의 온수를 상기 압축기로부터 유입된 냉매와 열교환시켜 고온으로 가열하는 온수용열교환기;
    상기 온수용열교환기에 연결되고 난방운전시 상기 온수용열교환기로부터 유입된 냉매를 부하측의 매체와 열교환시켜 고온으로 가열하는 부하측열교환기;
    상기 부하측열교환기에 연결되며 난방운전시 상기 부하측열교환기로부터 유입되는 냉매를 팽창에 의한 저온냉매와 열교환시켜 응축시키는 ;
    상기 응축기와 연결되고 상기 응축기로부터 유입되는 냉매를 팽창시키는 난방용팽창밸브;
    상기 난방용팽창밸브에 연결되고 상기 난방용팽창밸브로부터 유입되는 냉매를 열원측의 매체와 열교환시켜 증발시키는 열원측열교환기; 및
    상기 온수용열교환기와 상기 부하측열교환기 사이에 설치되고 상기 열원측열교환기와 상기 응축기에 각각 연결되어 난방운전시에는 상기 온수용열교환기를 관류한 냉매를 상기 부하측열교환기로 제공함과 동시에 상기 열원측열교환기를 관류한 저온냉매를 상기 응축기를 거쳐 상기 압축기로 제공되도록 유로를 변경하는 사방밸브를 포함하는 고효율 히터펌프식 냉난방장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 응축기와 상기 부하측열교환기 사이에 설치되는 냉방용팰창밸브를 더 포함하며, 상기 사방밸브는 냉방운전시에 상기 온수용열교환기를 관류한 냉매가 상기 열원측열교환기, 상기 응축기, 상기 냉방용팽창밸브, 상기 부하측열교환기를 거쳐 다시 상기 응축기를 관류한 다음 상기 압축기로 제공되도록 유로를 변경하는 것을 특징으로 하는 고효율 히터펌프식 냉난방장치.
  3. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    상기 온수용열교환기와 상기 응축기는 판형열교환기로 형성되고, 상기 부하측열교환기와 상기 열원측열교환기는 6 또는 8패스 열교환기로 형성되는 것을 특징으로 하는 고효율 히터펌프식 냉난방장치.
  4. 청구항 2에 있어서,
    상기 응축기와 상기 난방용팽창밸브 또는 상기 응축기와 상기 냉방용팽창밸브 사이에 설치되는 드라이어를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 고효율 히터펌프식 냉난방장치.
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CN105135749A (zh) * 2015-08-31 2015-12-09 沈阳大容冷暖科技有限公司 二氧化碳冷热联供系统
KR20180025568A (ko) * 2016-09-01 2018-03-09 주식회사 휴먼에어텍 4계절 냉온수 발생이 가능한 물대물 히트펌프 냉동기
CN108954912A (zh) * 2017-05-24 2018-12-07 青岛海尔新能源电器有限公司 一种氟水热泵一体系统

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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