KR20130087219A - Heat pump system with effective defrosting circuit using hot gas bypass method - Google Patents

Heat pump system with effective defrosting circuit using hot gas bypass method Download PDF

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Abstract

PURPOSE: A heat pump system with an effective defrosting circuit using a hot gas bypass method is provided to prevent damage to a compressor and to increase the efficiency of a heat pump by reducing a defrosting cycle. CONSTITUTION: A heat pump system with an effective defrosting circuit using a hot gas bypass method comprises a compressor (10), a 4-way valve (40), a first heat exchanger (20), a second heat exchanger (30), a defrosting pipe (70), an accumulator (50), and an economizer (60). The compressor compresses vaporized refrigerant at high temperature and high pressure. The 4-way valve selectively transfers the refrigerant to desired passages. The first heat exchanger is used as a condenser in heating by heat-exchanging the high-temperature and high-pressure refrigerant transferred from the compressor with an indoor heat source, and also is used as an evaporator in cooling by heat-exchanging the refrigerant transferred from the second heat exchanger with the indoor heat source. The second heat exchanger is used as the evaporator in heating by heat-exchanging the refrigerant transferred from the first heat exchanger with an outdoor heat source, and also is used as the condenser in cooling by heat-exchanging the high-temperature and high-pressure refrigerant transferred from the compressor with the outdoor heat source. The defrosting pipe directly transfers the high-temperature and high-pressure refrigerant to the second heat exchanger. The accumulator evaporates the condensed refrigerant by defrosting the second heat exchanger and transfers the evaporated refrigerant to the compressor. The economizer transfers some heat source of the refrigerant heat-exchanged in the first heat exchanger to the compressor again.

Description

핫가스 제상식 히트펌프장치{Heat pump system with effective defrosting circuit using hot gas bypass method}Heat pump defrosting heat pump device {Heat pump system with effective defrosting circuit using hot gas bypass method}

본 발명은 핫가스 제상식 히트펌프장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 제상 회로에 의해 난방시, 발생하는 제 2 열교환기의 서리를 원활하게 제상하고, 상기 제 2 열교환기를 제상한 뒤, 응축된 냉매를 어큐뮬레이터부에 의해 증발시켜 압축기에 전달하여 제상 중에도 냉매 순환 사이클이 정상적으로 형성됨으로써 압축기의 손상이 발생하지 않으며, 제상 주기를 단축하게 되어 히트펌프 효율이 증가하고, 상기 제 1 열교환기와 제 2 열교환기 사이에 연결되는 이코노마이저에 의해 동절기에 외기의 저온으로 압축비가 상승함에 따라 발생하게 되는 토출 온도의 과열을 방지하고, 동시에 다단 압축 효과로 인한 사이클의 효율이 증가하는 핫가스 제상식 히트펌프장치에 관한 것이다.
The present invention relates to a hot gas defrosting heat pump apparatus, and more particularly, to smoothly defrost frost of a second heat exchanger generated during heating by a defrost circuit, and to defrost the second heat exchanger. The refrigerant is evaporated by the accumulator part and transferred to the compressor, so that the refrigerant circulation cycle is normally formed even during defrosting, thereby preventing damage to the compressor, shortening the defrosting cycle, thereby increasing the heat pump efficiency, and increasing the heat exchange efficiency with the first heat exchanger. The hot gas defrosting heat pump apparatus which prevents overheating of the discharge temperature caused by the increase of the compression ratio to the low temperature of the outside air in the winter by the economizer connected between the two devices, and increases the efficiency of the cycle due to the multi-stage compression effect. It is about.

상기 히트 펌프식 냉ㆍ난방장치는 압축기, 4방밸브, 실내 열교환기, 감압기구, 실외 열교환기를 도관으로 순서대로 연결하고, 상기 4방밸브와 압축기를 흡입도관으로 연결한 냉매회로에 있어서, 상기 압축기와 4방밸브 사이의 도관에 설치한 제 2 가열회로와, 상기 제 2 가열회로에 연결되고 상기 실외 열교환기의 적어도 1측면에 설치한 보조 열교환기를 구비하여서, 외기온도가 노점온도 이하로 하강하여 실외 열교환기에 착상이 진행되어 히트펌프의 성능이 크게 저하되면, 압축기에서 압축된 고온ㆍ고압의 냉매가스의 응축열에 의하여 제 2 가열회로의 열매체를 가열하고, 상기 열매체를 실외 열교환기의 측면에 설치한 보조 열교환기에 순환함으로써 실외 열교환기에 붙어있는 서리를 완전히 제거함으로써, 겨울철 난방운전이 정상적으로 이루어지도록 한 것이다.The heat pump type cooling and heating device is a refrigerant circuit in which a compressor, a four-way valve, an indoor heat exchanger, a pressure reducing device, and an outdoor heat exchanger are sequentially connected to a conduit, and the four-way valve and the compressor are connected to a suction conduit. A second heating circuit provided in the conduit between the compressor and the four-way valve and an auxiliary heat exchanger connected to the second heating circuit and installed on at least one side of the outdoor heat exchanger, so that the outside air temperature falls below the dew point temperature. When the heat exchange is performed in the outdoor heat exchanger and the performance of the heat pump is greatly reduced, the heat medium of the second heating circuit is heated by the heat of condensation of the refrigerant gas of high temperature and high pressure compressed by the compressor, and the heat medium is applied to the side of the outdoor heat exchanger. By circulating the installed auxiliary heat exchanger, the frost attached to the outdoor heat exchanger is completely removed. It is.

그리고 상기 히트 펌프 시스템은 압축기, 4방밸브, 실내 열교환기, 냉각용 팽창밸브, 가열용 팽창밸브, 실외 열교환기 및 상기 4방밸브를 도관으로 순서대로 연결하고, 상기 4방밸브와 압축기를 흡입도관으로 연결한 기본 냉동회로와; 상기 도관의 압축기와 4방밸브 사이에 연결한 온수가열회로와; 상기 도관의 냉각용 팽창밸브와 가열용 팽창밸브 사이에 설치하여 열매체를 충전하고, 잠열축열재와 상기 온수가열회로에 연결한 가열 열교환기 및 상기 도관의 냉각용 팽창밸브와 가열용 팽창밸브 사이에 설치한 재응축 열교환기를 내장한 축열조와; 상기 축열조에 공급관 및 순환펌프가 설치된 귀환관으로 연결되고, 상기 실외 열교환기의 흡입측에 설치한 열교환기로 구성하여서, 축열조에 충전한 열매체를 재응축 열교환기와 가열 열교환기에 의하여 설정온도를 유지토록하고, 상기 설정온도를 유지한 열매체를 실외 열교환기의 흡입측에 설치한 열교환기에 공급하여 외기온도가 노점이하의 가열운전시에는 외기를 예열하고 외기온도가 높은 냉각운전시에는 외기를 냉각하도록 한 것이다.The heat pump system connects a compressor, a four-way valve, an indoor heat exchanger, a cooling expansion valve, a heating expansion valve, an outdoor heat exchanger, and the four-way valve in order with a conduit, and sucks the four-way valve and the compressor. A basic refrigeration circuit connected by conduits; A hot water heating circuit connected between the compressor of the conduit and the four-way valve; It is installed between the cooling expansion valve and the heating expansion valve of the conduit to fill the heat medium, and between the latent heat storage material and the heating heat exchanger connected to the hot water heating circuit, and between the cooling expansion valve and the heating expansion valve of the conduit. A heat storage tank incorporating the installed recondensation heat exchanger; The heat storage tank is connected to a return pipe provided with a supply pipe and a circulation pump, and is configured as a heat exchanger installed on the suction side of the outdoor heat exchanger, and the heat medium charged in the heat storage tank is maintained by the recondensation heat exchanger and the heat exchanger. The heat medium maintaining the set temperature is supplied to a heat exchanger installed on the suction side of the outdoor heat exchanger to preheat the outside air during the heating operation of the dew point below the dew point and to cool the outside air during the cooling operation having a high outside temperature. .

상기 요청에 부응하기 위한 히트 펌프식 냉ㆍ난방장치와 히트 펌프 시스템이 특허 제 367176 호 및 특허 제486095 호 공보에 각각 개시되어 있다.Patents 367176 and 486095 disclose a heat pump type cooling and heating device and a heat pump system for responding to the request.

그러나, 상기 히트 펌프식 냉ㆍ난방장치 및 히트 펌프 시스템은 보조 열교환기 또는 열교환기를 실외 열교환기의 흡입 측에 배치하고, 흡입팬에 의하여 보조 열교환기 또는 열교환기에서 예열 또는 냉각된 외기를 실외 열교환기 측으로 흡입하는 것임으로 실외 열교환기의 핀(fin) 사이에 생성된 서리의 제상이 양호하지 못할 뿐 아니라 제상시간이 오래 걸리고, 또한 냉각된 공기가 핀을 통과할 때 재가열됨으로 냉매증기의 응축이 양호하지 못한 것이다.
However, the heat pump type air conditioner and the heat pump system arrange an auxiliary heat exchanger or a heat exchanger on the suction side of the outdoor heat exchanger, and heat exchange the outdoor air preheated or cooled in the auxiliary heat exchanger or the heat exchanger by the suction fan. Inhalation to the air side will not only defrost the frost generated between the fins of the outdoor heat exchanger, but also take longer defrost time, and will also reheat when the cooled air passes through the fins. It is not good.

따라서, 본 발명은 상기 종래의 문제점을 해소하기 위해 안출된 것으로서,SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, the present invention has been made keeping in mind the above problems occurring in the prior art,

제상 회로에 의해 난방시, 발생하는 제 2 열교환기의 서리를 원활하게 제상하여 히트펌프 효율이 증가하고, 상기 제 2 열교환기를 제상한 뒤, 응축된 냉매를 어큐뮬레이터부에 의해 증발시켜 압축기에 전달하여 제상 중에도 냉매 순환 사이클이 정상적으로 형성됨으로써 압축기의 손상이 발생하지 않으며, 제상 주기를 단축하게 되어 히트펌프 효율이 증가되는 핫가스 제상식 히트펌프장치를 제공하는데 목적이 있다.When the heating by the defrost circuit, the frost of the second heat exchanger generated during the heating is smoothly defrosted to increase the heat pump efficiency, and after defrosting the second heat exchanger, the condensed refrigerant is evaporated by the accumulator part and transferred to the compressor. It is an object of the present invention to provide a hot gas defrosting heat pump apparatus in which a refrigerant circulation cycle is normally formed during defrosting, thereby preventing damage to the compressor and shortening the defrosting cycle, thereby increasing heat pump efficiency.

또한, 제 1 열교환기와 제 2 열교환기 사이에 연결되는 이코노마이저에 의해 동절기에 외기의 저온으로 압축비가 상승함에 따라 발생하게 되는 토출 온도의 과열을 방지하고, 동시에 다단 압축 효과로 인한 사이클의 효율이 증가하는 핫가스 제상식 히트펌프장치를 제공하는데 또 다른 목적이 있다.
In addition, the economizer connected between the first heat exchanger and the second heat exchanger prevents overheating of the discharge temperature caused by the increase in the compression ratio to the low temperature of the outside air in winter, and at the same time, the efficiency of the cycle due to the multi-stage compression effect increases. Another object is to provide a hot gas defrost heat pump apparatus.

상기 목적을 달성하고자, 본 발명은 증기냉매를 고온,고압으로 압축시키는 압축기와;In order to achieve the above object, the present invention provides a refrigerant compressor comprising: a compressor for compressing a vapor refrigerant at a high temperature and a high pressure;

상기 압축기의 입,출구 측에 연결되어 냉매를 원하는 유로에 선택적으로 이송시키는 사방밸브와;A four-way valve connected to the inlet and the outlet of the compressor to selectively transport the refrigerant to a desired flow path;

난방시, 상기 압축기를 통해 이송된 고온,고압의 냉매를 실내의 열원과 열교환시켜 응축기로 사용되고, 냉방시 제 2 열교환기를 통해 이송된 냉매를 실내의 열원과 열교환시켜 증발기로 사용되는 제 1 열교환기와;When heating, the high-temperature, high-pressure refrigerant transferred through the compressor is used as a condenser by heat exchange with the heat source in the room, and during cooling, the first heat exchanger is used as an evaporator by heat-exchanging the refrigerant transferred through the second heat exchanger in the room ;

난방시, 상기 제 1 열교환기를 통해 이송된 냉매를 실외의 열원과 열교환시켜 증발기로 사용되고, 냉방시, 상기 압축기를 통해 이송된 고온,고압의 냉매를 실외의 열원과 열교환시켜 응축기로 사용되는 제 2 열교환기와;During heating, the refrigerant transferred through the first heat exchanger is used as an evaporator by exchanging heat with an outdoor heat source, and during cooling, the second refrigerant used as a condenser by exchanging high temperature and high pressure refrigerant transferred through the compressor with an outdoor heat source. A heat exchanger;

제상시, 상기 압축기를 통해 이송된 고온,고압의 냉매를 제 2 열교환기에 바로 전달하는 제상식 관과;A defrosting tube for directly transferring a high temperature and high pressure refrigerant transferred through the compressor to a second heat exchanger;

제상시, 상기 제 2 열교환기를 제상하여 응축된 냉매를 증발시켜 압축기에 전달하는 어큐뮬레이터부;를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 핫가스 제상식 히트펌프장치에 관한 것이다.
When defrosting, the second heat exchanger dehumidifying the accumulating the refrigerant evaporated to deliver to the compressor; and a hot gas defrosting heat pump apparatus comprising a.

이상에서 살펴 본 바와 같이, 본 발명의 핫가스 제상식 히트펌프장치는 제상 회로에 의해 난방시, 발생하는 제 2 열교환기의 서리를 원활하게 제상하여 제상 주기를 단축시킴으로써 히트펌프 효율이 증가하고, 상기 제 2 열교환기를 제상한 뒤, 응축된 냉매를 어큐뮬레이터부에 의해 증발시켜 압축기에 전달하여 압축기로의 액냉매 유입을 방지하는 효과가 있다.As described above, the hot gas defrost heat pump apparatus of the present invention increases the heat pump efficiency by smoothly defrosting the frost of the second heat exchanger generated during heating by the defrost circuit to shorten the defrost cycle, After defrosting the second heat exchanger, the condensed refrigerant is evaporated by the accumulator part and transferred to the compressor, thereby preventing inflow of liquid refrigerant into the compressor.

또한, 제 1 열교환기와 제 2 열교환기 사이에 연결되는 이코노마이저에 의해 동절기에 외기의 저온으로 압축비가 상승함에 따라 발생하게 되는 토출 온도의 과열을 방지하고, 동시에 다단 압축 효과로 인한 사이클의 효율이 증가하는 효과가 있다.
In addition, the economizer connected between the first heat exchanger and the second heat exchanger prevents overheating of the discharge temperature caused by the increase in the compression ratio to the low temperature of the outside air in winter, and at the same time, the efficiency of the cycle due to the multi-stage compression effect increases. It is effective.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 핫가스 제상식 히트펌프장치를 나타낸 개략도이고,
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 냉방시 핫가스 제상식 히트펌프장치를 나타낸 개략도이고,
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 난방시 핫가스 제상식 히트펌프장치를 나타낸 개략도이고,
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 제 1 제상운전시 핫가스 제상식 히트펌프장치를 나타낸 개략도이고,
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 제 2 제상운전시 핫가스 제상식 히트펌프장치를 나타낸 개략도이고,
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 이코노마이저 운전시 핫가스 제상식 히트펌프장치를 나타낸 개략도이고,
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 액분사 사이클 운전시 핫가스 제상식 히트펌프장치를 나타낸 개략도이다.1 is a schematic view showing a hot gas defrost heat pump apparatus according to an embodiment of the present invention,
Figure 2 is a schematic diagram showing a hot gas defrost heat pump apparatus for cooling according to an embodiment of the present invention,
Figure 3 is a schematic diagram showing a hot gas defrost heat pump apparatus during heating according to an embodiment of the present invention,
Figure 4 is a schematic diagram showing a hot gas defrost heat pump apparatus during the first defrosting operation according to an embodiment of the present invention,
Figure 5 is a schematic diagram showing a hot gas defrost heat pump apparatus during the second defrosting operation according to an embodiment of the present invention,
Figure 6 is a schematic diagram showing a hot gas defrost heat pump apparatus during operation of the economizer according to an embodiment of the present invention,
7 is a schematic view showing a hot gas defrost heat pump apparatus during a liquid injection cycle operation according to an embodiment of the present invention.

본 발명은 상기의 목적을 달성하기 위해 아래와 같은 특징을 갖는다.The present invention has the following features to achieve the above object.

본 발명은 증기냉매를 고온,고압으로 압축시키는 압축기와;The present invention relates to a compressor for compressing a vapor refrigerant at a high temperature and a high pressure;

상기 압축기의 입,출구 측에 연결되어 냉매를 원하는 유로에 선택적으로 이송시키는 사방밸브와;A four-way valve connected to the inlet and the outlet of the compressor to selectively transport the refrigerant to a desired flow path;

난방시, 상기 압축기를 통해 이송된 고온,고압의 냉매를 실내의 열원과 열교환시켜 응축기로 사용되고, 냉방시 제 2 열교환기를 통해 이송된 냉매를 실내의 열원과 열교환시켜 증발기로 사용되는 제 1 열교환기와;When heating, the high-temperature, high-pressure refrigerant transferred through the compressor is used as a condenser by heat exchange with the heat source in the room, and during cooling, the first heat exchanger is used as an evaporator by heat-exchanging the refrigerant transferred through the second heat exchanger in the room ;

난방시, 상기 제 1 열교환기를 통해 이송된 냉매를 실외의 열원과 열교환시켜 증발기로 사용되고, 냉방시, 상기 압축기를 통해 이송된 고온,고압의 냉매를 실외의 열원과 열교환시켜 응축기로 사용되는 제 2 열교환기와;During heating, the refrigerant transferred through the first heat exchanger is used as an evaporator by exchanging heat with an outdoor heat source, and during cooling, the second refrigerant used as a condenser by exchanging high temperature and high pressure refrigerant transferred through the compressor with an outdoor heat source. A heat exchanger;

제상시, 상기 압축기를 통해 이송된 고온,고압의 냉매를 제 2 열교환기에 바로 전달하는 제상식 관과;A defrosting tube for directly transferring a high temperature and high pressure refrigerant transferred through the compressor to a second heat exchanger;

제상시, 상기 제 2 열교환기를 제상하여 응축된 냉매를 증발시켜 압축기에 전달하는 어큐뮬레이터부;를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
When defrosting, the accumulator unit for defrosting the second heat exchanger to evaporate the condensed refrigerant to be delivered to the compressor.

이와 같은 특징을 갖는 본 발명은 그에 따른 바람직한 실시예를 통해 더욱 명확히 설명될 수 있을 것이다.The present invention having such characteristics can be more clearly described by the preferred embodiments thereof.

이하 첨부된 도면을 참조로 본 발명의 여러 실시예들을 상세히 설명하기 전에, 다음의 상세한 설명에 기재되거나 도면에 도시된 구성요소들의 구성 및 배열들의 상세로 그 응용이 제한되는 것이 아니라는 것을 알 수 있을 것이다. 본 발명은 다른 실시예들로 구현되고 실시될 수 있고 다양한 방법으로 수행될 수 있다. 또, 장치 또는 요소 방향(예를 들어 "전(front)", "후(back)", "위(up)", "아래(down)", "상(top)", "하(bottom)", "좌(left)", "우(right)", "횡(lateral)")등과 같은 용어들에 관하여 본원에 사용된 표현 및 술어는 단지 본 발명의 설명을 단순화하기 위해 사용되고, 관련된 장치 또는 요소가 단순히 특정 방향을 가져야 함을 나타내거나 의미하지 않는다는 것을 알 수 있을 것이다. 또한, "제 1(first)", "제 2(second)"와 같은 용어는 설명을 위해 본원 및 첨부 청구항들에 사용되고 상대적인 중요성 또는 취지를 나타내거나 의미하는 것으로 의도되지 않는다.Before describing the various embodiments of the present invention in detail with reference to the accompanying drawings, it can be seen that the application is not limited to the details of the configuration and arrangement of the components described in the following detailed description or shown in the drawings. will be. The invention may be embodied and carried out in other embodiments and carried out in various ways. It should also be noted that the device or element orientation (e.g., "front," "back," "up," "down," "top," "bottom, Expressions and predicates used herein for terms such as "left," " right, "" lateral, " and the like are used merely to simplify the description of the present invention, Or that the element has to have a particular orientation. Also, terms such as " first "and" second "are used herein for the purpose of the description and the appended claims, and are not intended to indicate or imply their relative importance or purpose.

따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.Therefore, the embodiments described in this specification and the configurations shown in the drawings are merely the most preferred embodiments of the present invention and do not represent all the technical ideas of the present invention. Therefore, It is to be understood that equivalents and modifications are possible.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 핫가스 제상식 히트펌프장치를 나타낸 개략도이고, 도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 냉방시 핫가스 제상식 히트펌프장치를 나타낸 개략도이고, 도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 난방시 핫가스 제상식 히트펌프장치를 나타낸 개략도이고, 도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 제 1 제상운전시 핫가스 제상식 히트펌프장치를 나타낸 개략도이고, 도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 제 2 제상운전시 핫가스 제상식 히트펌프장치를 나타낸 개략도이고, 도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 이코노마이저 운전시 핫가스 제상식 히트펌프장치를 나타낸 개략도이고, 도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 액분사 사이클 운전시 핫가스 제상식 히트펌프장치를 나타낸 개략도이다.1 is a schematic view showing a hot gas defrost heat pump apparatus according to an embodiment of the present invention, Figure 2 is a schematic view showing a hot gas defrost heat pump apparatus during cooling according to an embodiment of the present invention, Figure 3 4 is a schematic view showing a hot gas defrosting heat pump apparatus during heating according to an embodiment of the present invention, and FIG. 4 is a schematic view showing a hot gas defrosting heat pump apparatus during a first defrosting operation according to an embodiment of the present invention. 5 is a schematic view showing a hot gas defrost heat pump apparatus during a second defrosting operation according to an embodiment of the present invention, and FIG. 6 is a hot gas defrost heat pump apparatus during an economizer operation according to an embodiment of the present invention. 7 is a schematic view showing a hot gas defrost heat pump apparatus during liquid injection cycle operation according to an embodiment of the present invention.

도 1 내지 도 5에 도시한 바와 같이, 본 발명의 핫가스 제상식 히트펌프장치는 증기냉매를 고온,고압으로 압축시키는 압축기(10)와; 상기 압축기(10)의 입,출구 측에 연결되어 냉매를 원하는 유로에 선택적으로 이송시키는 사방밸브(40)와; 도 3의 난방시, 상기 압축기(10)를 통해 이송된 고온,고압의 냉매를 실내의 열원과 열교환시켜 응축기로 사용되고, 도 2의 냉방시 제 2 열교환기(30)를 통해 이송된 냉매를 실내의 열원과 열교환시켜 증발기로 사용되는 제 1 열교환기(20)와; 도 3의 난방시, 상기 제 1 열교환기(20)를 통해 이송된 냉매를 실외의 열원과 열교환시켜 증발기로 사용되고, 도 2의 냉방시, 상기 압축기(10)를 통해 이송된 고온,고압의 냉매를 실외의 열원과 열교환시켜 응축기로 사용되는 제 2 열교환기(30)와; 도 4 및 도 5의 제상시, 상기 압축기(10)를 통해 이송된 고온,고압의 냉매를 제 2 열교환기(30)에 바로 전달하는 제상식 관(70)과; 도 4 및 도 5의 제상시, 상기 제 2 열교환기(30)를 제상하여 응축된 냉매를 증발시켜 압축기(10)에 전달하는 어큐뮬레이터부(50)로 구성된다.1 to 5, the hot gas defrost heat pump apparatus of the present invention comprises a compressor (10) for compressing a vapor refrigerant at high temperature and high pressure; A four-way valve 40 connected to the inlet and outlet sides of the compressor 10 to selectively transfer the refrigerant to a desired flow path; In the heating of FIG. 3, the high temperature and high pressure refrigerant transferred through the compressor 10 is used as a condenser by exchanging heat with a heat source in the room, and the refrigerant transferred through the second heat exchanger 30 when cooling of FIG. 2 is indoors. A first heat exchanger 20 used as an evaporator by heat exchange with a heat source of the heat exchanger; In the heating of FIG. 3, the refrigerant transferred through the first heat exchanger 20 is used as an evaporator by exchanging heat with an outdoor heat source. In the cooling of FIG. 2, the refrigerant having a high temperature and high pressure transferred through the compressor 10. A second heat exchanger 30 used as a condenser by exchanging heat with an outdoor heat source; 4 and 5, the defrosting tube 70 directly transferring the high temperature and high pressure refrigerant transferred through the compressor 10 to the second heat exchanger 30; 4 and 5, the second heat exchanger 30 may be defrosted to accumulate the condensed refrigerant, and may be configured as an accumulator unit 50 which is delivered to the compressor 10.

여기서, 상기 압축기(10)와 사방밸브(40) 사이에는 압축기(10)에서 토출되는 냉매 내에 압축기(10)의 오일이 같이 이송되지 않도록 오일분리기(11)가 더 설치되고, 상기 오일분리기(11)가 압축기(10)의 오일을 필터링해서 오일을 다시 압축기(10)에 전달하는 방식이다.Here, the oil separator 11 is further installed between the compressor 10 and the four-way valve 40 so that oil of the compressor 10 is not transferred together in the refrigerant discharged from the compressor 10, and the oil separator 11 is provided. ) Filters the oil in the compressor 10 and delivers the oil back to the compressor 10.

또한, 상기 제 1 열교환기(20)와 제 2 열교환기(30) 사이를 관에 의해 연결하는데, 도 2와 도 3에서처럼, 냉방시와 난방시에 맞춰 증발기와 응축기로 변환되도록 각각의 연결된 관 측에는 바이패스(BY-PASS) 관으로 형성되고, 상기 바이패스 관에는 도 1에서처럼, 솔레노이드밸브(V2, V4, SOLENOID VALVE)와 팽창밸브(EEV1, EEV3, 명세서 전반에 걸쳐 기술된 팽창밸브는 전자식 팽창밸브(Electronic Expansion Valve))가 각각 형성된다.In addition, between the first heat exchanger 20 and the second heat exchanger 30 is connected by a tube, as shown in Figures 2 and 3, each connected tube to be converted to the evaporator and condenser in accordance with the cooling and heating time The bypass tube is formed on the side, and the bypass tube has solenoid valves (V2, V4, SOLENOID VALVE) and expansion valves (EEV1, EEV3, expansion valves described throughout the specification) as shown in FIG. Electronic expansion valves are formed respectively.

상기 제상식 관(70)은 도 1 및 도 4 내지 도 5에 도시한 바와 같이, 동절기에 제 2 열교환기(30)에서 발생되는 서리를 제상하기 위해 상기 압축기(10)를 통해 이송된 고온,고압의 냉매가 제 2 열교환기(30)에 바로 전달되도록 사방밸브(40)와 제 1 열교환기(20) 사이에 연결되는 관에 일측이 연통되고, 타측은 제 2 열교환기(30)의 바이패스 관에 연결되어 압축기(10)의 고온,고압 냉매가 직접 전달된다. 이때, 상기 제상식 관(70)의 타측은 솔레노이드밸브(V4)가 형성된 바이패스 관에 연결되며, 상기 제상식 관(70)에는 제어부(미도시)의 제어에 의해 내부를 개폐하는 솔레노이드밸브(V10)이 더 설치된다.1 and 4 to 5, the defrosting tube 70 is a high temperature transferred through the compressor 10 to defrost frost generated in the second heat exchanger 30 in winter, One side communicates with a pipe connected between the four-way valve 40 and the first heat exchanger 20 so that the high-pressure refrigerant is directly transferred to the second heat exchanger 30, and the other side is connected to the second heat exchanger 30. The high temperature and high pressure refrigerant of the compressor 10 is directly connected to the pass pipe. At this time, the other side of the defrosting tube 70 is connected to the bypass tube formed with the solenoid valve (V4), the defrosting tube 70 is a solenoid valve for opening and closing the interior by the control of a controller (not shown) ( V10) is further installed.

상기 어큐뮬레이터부(50)는 도 1 및 도 4 내지 도 5에 도시한 바와 같이, 제 2 열교환기(30)의 제상시에 작동하는데, 상기 제 2 열교환기(30)의 출구 측 관에 연결되어 제 2 열교환기(30)를 제상한 냉매를 어큐뮬레이터(52)에 이송하는 유입관(51)과; 상기 유입관(51)의 일측에 연결되어 이송된 냉매와 내부에 임시 저장된 냉매를 열교환시켜 내부에 저장된 냉매를 증발시키는 어큐뮬레이터(ACCUMULATOR)와; 상기 어큐뮬레이터(52)에서 증발된 냉매를 압축기(10)에 이송하도록 제 2 열교환기(30)의 출구 측 관에 연결되는 배출관(53)으로 구성된다. 이때, 상기 유입관(51)과 배출관(53)이 연결되는 제 2 열교환기(30)의 출구 측 관에는 유입관(51)과 배출관(53)의 역할을 각각 수행할 수 있도록 유입관(51)과 배출관(53) 사이에 솔레노이드밸브(V5)가 더 설치되며, 상기 배출관(53)에도 솔레노이드밸브(V9)가 더 설치되어 내부를 개폐한다.1 and 4 to 5, the accumulator unit 50 operates at the time of defrosting the second heat exchanger 30, and is connected to the outlet side pipe of the second heat exchanger 30. An inlet pipe 51 for transferring the refrigerant defrosted on the second heat exchanger 30 to the accumulator 52; An accumulator connected to one side of the inlet pipe 51 to evaporate the refrigerant stored therein by heat-exchanging the refrigerant transferred therein and the refrigerant temporarily stored therein; The discharge pipe 53 is connected to the outlet side pipe of the second heat exchanger 30 to transfer the refrigerant evaporated in the accumulator 52 to the compressor 10. At this time, the inlet pipe 51 and the outlet pipe of the second heat exchanger 30 to which the discharge pipe 53 is connected to the inlet pipe 51 so as to perform the role of the inlet pipe 51 and the discharge pipe 53, respectively. ) And the solenoid valve (V5) is further installed between the discharge pipe 53, the solenoid valve (V9) is further installed in the discharge pipe 53 to open and close the inside.

여기서, 상기 어큐뮬레이터(52)에 연결되는 유입관(51)에는 도 4와 도 5에서처럼, 설정된 조건에 따라 이송되는 냉매에 변화를 주기 위해 바이패스 관이 형성되고, 상기 유입관(51)과 바이패스 관에는 각각 솔레노이드 밸브(V7)와 팽창밸브(EEV5)가 설치된다.(설정된 조건에 따른 이송방식 및 제어는 이하에서 상세히 기술한다.)Here, a bypass pipe is formed in the inlet pipe 51 connected to the accumulator 52 so as to change the refrigerant transferred according to a set condition as shown in FIGS. 4 and 5. Each of the pass pipes is provided with a solenoid valve V7 and an expansion valve EEV5. (The transfer method and control according to the set conditions are described in detail below.)

그리고, 상기 어큐뮬레이터(52)의 내부에는 외측에 연결된 유입관(51)과 연통되는 나선형 형태의 코일관(54)이 형성되고, 상기 코일관(54)의 끝단부는 어큐뮬레이터(52)의 내부면에 관통 형성되어 바이패스 이송관(55)과 연통된다.In addition, a spiral coil tube 54 communicating with an inlet tube 51 connected to an outer side of the accumulator 52 is formed, and an end of the coil tube 54 is formed on an inner surface of the accumulator 52. It is formed through and communicates with the bypass feed pipe (55).

이렇듯, 상기 코일관(54)은 도 4와 도 5에서처럼, 유입관(51)을 통해 이송되는 냉매가 코일관(54)을 통과하면서 어큐뮬레이터(52)의 내부에 저장된 냉매와 열교환되는데, 상기 코일관(54)은 도 5에서처럼, 이중관으로 형성되어 외측 관에 냉매가 이송되고, 내측 관은 외부의 가열수단(미도시)과 연결되어 고온 열원이 공급됨으로써, 외측 관에 이송되는 냉매에 열원을 공급하는 것이다.As described above, the coil pipe 54 is heat exchanged with the refrigerant stored in the accumulator 52 while the refrigerant conveyed through the inlet pipe 51 passes through the coil pipe 54 as shown in FIGS. 4 and 5. Consistency 54 is formed as a double tube, as shown in Figure 5, the refrigerant is transferred to the outer tube, the inner tube is connected to an external heating means (not shown) to supply a high temperature heat source, thereby supplying a heat source to the refrigerant transferred to the outer tube To supply.

한편, 상기 어큐뮬레이터(52)의 외측에는 도 1에서처럼, 내부에 형성된 코일관(54)의 끝단부와 연통되어 코일관(54)에서 열교환된 냉매가 어큐뮬레이터(52)의 내부에 유입되도록 바이패스 이송관(55)이 더 형성되고, 상기 바이패스 이송관(55)은 일측은 코일관(54)과 연통되고, 타측은 어큐뮬레이터(52)의 상측 외부면에 연통되도록 형성된다.Meanwhile, as illustrated in FIG. 1, the outside of the accumulator 52 communicates with an end of the coil tube 54 formed therein so that the refrigerant heat exchanged in the coil tube 54 flows into the accumulator 52. Pipe 55 is further formed, the bypass feed pipe 55 is formed so that one side is in communication with the coil tube 54, the other side is in communication with the upper outer surface of the accumulator 52.

그리고, 상기 바이패스 이송관(55)에는 도 4와 도 5에서처럼, 설정된 조건에 따라 냉매에 변화를 주기 위해 보조용 바이패스 관(56)이 형성되고, 상기 바이패스 이송관(55)과 보조용 바이패스 관(56)에는 각각 솔레노이드 밸브(V8)와 팽창밸브(EEV4)가 설치된다.(설정된 조건에 따른 이송방식 및 제어는 이하에서 상세히 기술한다.)4 and 5, an auxiliary bypass pipe 56 is formed to change the refrigerant according to a set condition, and the bypass feed pipe 55 and the auxiliary feed pipe 55 are formed as shown in FIGS. 4 and 5. The solenoid valve V8 and the expansion valve EEV4 are respectively installed in the bypass tube 56. (The transfer method and control according to the set conditions are described in detail below.)

한편, 상기 제 1 열교환기(20)와 제 2 열교환기(30) 사이에는 외기(제 2 열교환기(30)와 열교환되는 외부 온도)의 저온(설정된 온도보다 이하)시, 제 1 열교환기(20)에서 열교환된 냉매의 일부 열원을 다시 압축기에 전달하도록 이코노마이저(ECONOMIZER)가 더 구성된다.On the other hand, between the first heat exchanger 20 and the second heat exchanger 30 when the low temperature (less than the set temperature) of the outside air (external temperature exchanged with the second heat exchanger 30), the first heat exchanger ( The economizer ECONOMIZER is further configured to transfer some heat sources of the refrigerant heat-exchanged at 20) back to the compressor.

여기서, 상기 이코노마이저(60)는 도 1 및 도 6 내지 도 7에 도시한 바와 같이, 제 1 열교환기(20)와 제 2 열교환기(30) 사이를 상호 이송하는 냉매와 제 1 열교환기(20)에서 열교환된 냉매의 일부를 열교환하는 것으로, 상기 제 1 열교환기(20)에서 열교환된 냉매의 일부가 이코노마이저(60)에 전달되도록 제 1 열교환기(20)와 연결되는 관에 다수개의 바이패스 관(61)이 형성된다. 이때, 상기 다수개의 바이패스 관(61)에는 설정된 조건에 따라 냉매에 변화를 주기 위해 솔레노이드밸브(V3)과 팽창밸브(EEV2)가 각각 설치된다.(설정된 조건에 따른 이송방식 및 제어는 이하에서 상세히 기술한다.)Here, the economizer 60, as shown in Figures 1 and 6 to 7, the refrigerant and the first heat exchanger 20 to mutually transfer between the first heat exchanger 20 and the second heat exchanger (30). Heat exchange part of the refrigerant heat exchanged in the), a plurality of bypass to the pipe connected to the first heat exchanger 20 so that the portion of the refrigerant heat exchanged in the first heat exchanger 20 is transferred to the economizer 60 The tube 61 is formed. In this case, the plurality of bypass pipes 61 are each provided with a solenoid valve V3 and an expansion valve EEV2 to change the refrigerant according to the set conditions. Describe in detail.)

그리고, 상기 이코노마이저(60)에는 도 6과 도 7에서처럼, 바이패스 관(61)을 통해 이송되어 제 1 열교환기(20)와 제 2 열교환기(30) 사이의 냉매와 상호 열교환된 냉매의 열원을 압축기(10)에 전달하도록 압축기 연결관(62)이 더 형성된다.6 and 7, the heat source of the refrigerant transferred to the economizer 60 through the bypass tube 61 and mutually heat-exchanged with the refrigerant between the first heat exchanger 20 and the second heat exchanger 30. Compressor connecting pipe 62 is further formed to deliver the compressor to the compressor 10.

이렇듯, 상기 이코노마이저(60)를 통해 제 1 열교환기(20)에서 제 2 열교환기(30)로 이송되는 냉매의 일부 열원을 압축기(10)에 전달함으로써, 외기의 저온에 의해 압축기(10)의 토출 온도가 과도하게 상승되는 것을 방지하는 동시에 다단 압축 효과로 인해 압축기(10)의 효율이 증가한다.
As such, by transferring a partial heat source of the refrigerant transferred from the first heat exchanger 20 to the second heat exchanger 30 through the economizer 60 to the compressor 10, the compressor 10 may be cooled by the low temperature of the outside air. The efficiency of the compressor 10 is increased due to the multi-stage compression effect while preventing the discharge temperature from being excessively raised.

이하에서는 상기에서 기술한 핫가스 제상식 히트펌프장치의 설정 조건에 따른 운전방법 및 제어에 대해 도면을 참고하여 기술한다.Hereinafter, the operation method and control according to the setting conditions of the above-described hot gas defrost heat pump apparatus will be described with reference to the drawings.

(냉방시)(At cooling)

도 2에 도시한 바와 같이, 일반적인 냉방 사이클로써, 간단히 설명하면, 압축기(10)의 냉매가 사방밸브(40)에 의해 제 2 열교환기(30)에 이송되고, 상기 제 2 열교환기(30)는 외부의 열원과 열교환하여 냉매를 응축시키며, 상기 응축된 냉매는 제 1 열교환기(20)에 이송되어 실내 측 열원과 열교환을 통해 증발됨으로써, 냉열을 실내 측에 전달한다.As illustrated in FIG. 2, as a general cooling cycle, the refrigerant of the compressor 10 is transferred to the second heat exchanger 30 by the four-way valve 40, and the second heat exchanger 30 is illustrated. The heat exchanger condenses the refrigerant by exchanging heat with an external heat source, and the condensed refrigerant is transferred to the first heat exchanger 20 to evaporate through heat exchange with the indoor heat source, thereby transferring cold heat to the indoor side.

그런 다음, 증발된 냉매는 다시 사방밸브(40)를 통해 압축기(10)에 전달되는 사이클이다.Then, the evaporated refrigerant is a cycle that is again delivered to the compressor 10 through the four-way valve (40).

(난방시)(At heating)

도 3에 도시한 바와 같이, 일반적인 난방 사이클로써, 간단히 설명하면, 압축기(10)의 냉매가 사방밸브(40)를 통해 제 1 열교환기(20)에 이송되고, 상기 제 1 열교환기(20)는 실내 측 열원과 열교환하여 냉매가 응축되면서 냉매의 열원을 실내 측에 전달하며, 상기 응축된 냉매는 제 2 열교환기(30)에 이송되어 외부의 열원과 열교환하여 냉매를 증발시킨다.As shown in FIG. 3, as a general heating cycle, the refrigerant of the compressor 10 is transferred to the first heat exchanger 20 through the four-way valve 40, and the first heat exchanger 20 is illustrated. The heat exchanger heats the indoor side heat source and condenses the refrigerant to transfer the heat source of the refrigerant to the indoor side. The condensed refrigerant is transferred to the second heat exchanger 30 to exchange heat with the external heat source to evaporate the refrigerant.

그런 다음, 증발된 냉매는 제 2 열교환기(30)에서 사방밸브(40)를 통해 압축기(10)에 전달되는 사이클이다.The evaporated refrigerant is then cycled from the second heat exchanger 30 to the compressor 10 via the four-way valve 40.

(제상운전시)(In defrosting operation)

도 4에 도시한 바와 같이, 제 1제상운전 사이클로써, 저온의 외기에 의해 제 2 열교환기(30)에 서리가 발생되면 압축기(10)의 고온,고압 냉매가 솔레노이드밸브(V10)가 개방되면서 제상식 관(70)을 통해 제 2 열교환기(30)에 전달되고, 상기 고온,고압의 냉매에 의해 제 2 열교환기(30)의 서리가 제상된다. 이때, 솔레노이드밸브(V4)도 개방되어 고온,고압의 냉매가 제 2 열교환기(30)에 전달되는 것이다.As shown in FIG. 4, when frost occurs in the second heat exchanger 30 due to low temperature outdoor air as the first defrosting operation cycle, the high temperature and high pressure refrigerant of the compressor 10 is opened while the solenoid valve V10 is opened. The defrosting pipe 70 is delivered to the second heat exchanger 30, and the frost of the second heat exchanger 30 is defrosted by the high temperature and high pressure refrigerant. At this time, the solenoid valve (V4) is also opened so that the high temperature, high pressure refrigerant is delivered to the second heat exchanger (30).

그런 다음, 상기 제 2 열교환기(30)를 제상한 냉매는 어큐뮬레이터부(50)의 유입관(51)을 통해 이송되어 어큐뮬레이터(52) 내의 코일관(54)을 통과하여 어큐뮬레이터(52) 내에 유입된다. 이때, 상기 유입관의 솔레노이드밸브(V7)가 개방되면서 냉매가 이송된다.Then, the refrigerant defrosting the second heat exchanger 30 is transferred through the inlet tube 51 of the accumulator unit 50, passes through the coil tube 54 in the accumulator 52, and flows into the accumulator 52. do. At this time, the solenoid valve (V7) of the inlet pipe is opened while the refrigerant is transferred.

여기서, 상기 코일관(54)을 이송하는 냉매와 어큐뮬레이터(52) 내의 냉매가 상호 열교환되어 상기 어큐뮬레이터(52) 내의 냉매가 증발된다. 즉, 상기 코일관(54)에서 이송된 냉매가 바이패스 이송관(55)을 통과하면서 팽창밸브(EEV4)에 의해 저온,저압으로 팽창됨으로써, 같은 냉매라도 코일관(54)을 이송하는 냉매와 어큐뮬레이터(52) 내의 냉매 온도차가 발생하여 열교환이 가능하다.Here, the refrigerant conveying the coil pipe 54 and the refrigerant in the accumulator 52 exchange heat with each other, and the refrigerant in the accumulator 52 is evaporated. That is, the refrigerant conveyed from the coil pipe 54 is expanded at low temperature and low pressure by the expansion valve EEV4 while passing through the bypass feed pipe 55, so that the same refrigerant may transfer the coil pipe 54 with the refrigerant. The temperature difference of the refrigerant in the accumulator 52 is generated and heat exchange is possible.

그렇게, 상기 어큐뮬레이터(52)에서 증발된 냉매는 솔레노이드밸브(V9)가 개방된 배출관(53)을 통해 배출되어 압축기(10)로 전달되는 사이클이다.As such, the refrigerant evaporated in the accumulator 52 is a cycle in which the solenoid valve V9 is discharged through the open discharge pipe 53 and transferred to the compressor 10.

이때, 상기에서 기술한 개방된 밸브 이외에 다른 밸브(솔레노이드밸브 및 팽창밸브 등)는 차단(CLOSE)되어 있다.At this time, other valves (such as solenoid valves and expansion valves) in addition to the open valves described above are closed.

도 5에 도시한 바와 같이, 제 2제상운전 사이클로써, 저온의 외기에 의해 제 2 열교환기(30)에 서리가 발생되면 압축기(10)의 고온,고압 냉매가 솔레노이드밸브(V10)가 개방되면서 제상식 관(70)을 통해 제 2 열교환기에 전달되고, 상기 고온,고압의 냉매에 의해 제 2 열교환기(30)의 서리가 제상된다. 이때, 솔레노이드밸브(V4)도 개방되어 고온,고압의 냉매가 제 2 열교환기(30)에 전달되는 것이다.As illustrated in FIG. 5, when frost occurs in the second heat exchanger 30 due to low temperature outdoor air as the second defrosting operation cycle, the high temperature and high pressure refrigerant of the compressor 10 is opened while the solenoid valve V10 is opened. The defrosting pipe 70 is transferred to the second heat exchanger, and the frost of the second heat exchanger 30 is defrosted by the high temperature and high pressure refrigerant. At this time, the solenoid valve (V4) is also opened so that the high temperature, high pressure refrigerant is delivered to the second heat exchanger (30).

그런 다음, 상기 제 2 열교환기(30)를 제상한 냉매는 어큐뮬레이터부(50)의 유입관(51)을 통해 이송되면서 일부가 유입관(51)의 바이패스 관을 통해 어큐뮬레이터(52) 내로 유입되고, 이때, 상기 바이패스 관의 팽창밸브(EEV5)가 개방되어 저온,저압의 냉매로 어큐뮬레이터(52) 내에 유입시킨다.Then, the refrigerant defrosting the second heat exchanger 30 is transferred through the inlet pipe 51 of the accumulator unit 50 while a part is introduced into the accumulator 52 through the bypass pipe of the inlet pipe 51. At this time, the expansion valve (EEV5) of the bypass pipe is opened to flow into the accumulator 52 as a refrigerant of low temperature and low pressure.

그리고, 나머지 냉매는 유입관(51)을 통해 어큐뮬레이터(52) 내의 코일관(54)을 통과하는데, 이때, 상기 코일관(54)은 이중관으로 외부의 가열수단(온수 또는 전기 등)에 의해 이송되는 냉매에 열원을 공급하여 어큐뮬레이터(52) 내의 냉매와 열교환한다. 이때, 상기 유입관(51)의 솔레노이드밸브(V7)가 개방되면서 냉매가 이송된다.Then, the remaining refrigerant passes through the coil pipe 54 in the accumulator 52 through the inlet pipe 51, wherein the coil pipe 54 is transferred to the double pipe by external heating means (hot water or electricity, etc.). The heat source is supplied to the refrigerant to be exchanged with the refrigerant in the accumulator 52. At this time, the solenoid valve (V7) of the inlet pipe 51 is opened while the refrigerant is transferred.

이렇게, 상기 코일관(54)을 이송하는 냉매와 어큐뮬레이터(52) 내의 냉매가 상호 열교환되어 상기 어큐뮬레이터(52) 내의 냉매가 증발되는데, 상기 코일관(54)에서 이송된 냉매는 바이패스 이송관(55)에 형성된 보조용 바이패스 관(56)을 통과하여 어큐뮬레이터(52) 내의 유입되는 것이다. 이때, 상기 보조용 바이패스 관(56)의 솔레노이드밸브(V8)가 개방되는 것이다.In this way, the refrigerant conveying the coil tube 54 and the refrigerant in the accumulator 52 exchange heat with each other, and the refrigerant in the accumulator 52 is evaporated. The refrigerant conveyed from the coil tube 54 is a bypass conveying tube ( It is introduced into the accumulator 52 through the auxiliary bypass pipe 56 formed in the 55. At this time, the solenoid valve V8 of the auxiliary bypass pipe 56 is opened.

그렇게, 상기 어큐뮬레이터(52)에서 증발된 냉매는 솔레노이드밸브(V9)가 개방된 배출관(53)을 통해 배출되어 압축기(10)로 전달되는 사이클이다.As such, the refrigerant evaporated in the accumulator 52 is a cycle in which the solenoid valve V9 is discharged through the open discharge pipe 53 and transferred to the compressor 10.

이때, 상기에서 기술한 개방된 밸브 이외에 다른 밸브(솔레노이드밸브 및 팽창밸브 등)는 차단(CLOSE)되어 있다.At this time, other valves (such as solenoid valves and expansion valves) in addition to the open valves described above are closed.

(이코노마이저 운전시)(At the time of economizer driving)

도 6에 도시한 바와 같이, 일반적인 난방 사이클에서 외기의 기온이 저온으로써 제 2 열교환기(30)의 냉매와 열교환시, 낮은 기온으로 인해 열교환된 냉매가 증발되지 않고, 액상상태로 압축기(10)에 전달시에 이코노마이저(60)를 운전한다.As shown in FIG. 6, when the temperature of the outside air is low in a general heating cycle, when the heat exchange with the refrigerant of the second heat exchanger 30 occurs, the refrigerant heat-exchanged due to low temperature does not evaporate, and the compressor 10 is in a liquid state. In operation, the economizer 60 is driven.

여기서, 상기 이코노마이저(60) 운전을 살펴보면, 제 1 열교환기(20)에서 열교환된 냉매가 제 2 열교환기(30)에 이송되기 전에 이코노마이저(60)를 관통한 후, 이송된다. 이때, 상기 제 1 열교환기(20)와 이코노마이저(60) 사이를 연결하는 관에 형성된 다수개의 바이패스 관 중 팽창밸브(EEV2)가 설치된 바이패스 관을 통해 제 1 열교환기(20)에서 제 2 열교환기(30)로 이송되는 냉매 중 일부가 이코노마이저(60)에 전달된다.Here, referring to the operation of the economizer 60, the refrigerant exchanged in the first heat exchanger 20 passes through the economizer 60 before being transferred to the second heat exchanger 30, and then is transferred. At this time, the second heat exchanger 20 in the first heat exchanger 20 through the bypass pipe is installed expansion valve (EEV2) of the plurality of bypass pipes formed in the pipe connecting between the first heat exchanger 20 and the economizer 60 Some of the refrigerant transferred to the heat exchanger 30 is delivered to the economizer 60.

그래서, 상기 이코노마이저(60)는 제 1 열교환기(20)와 제 2 열교환기(30) 사이에 이송되는 냉매와 바이패스 관을 통해 유입된 냉매를 상호 열교환한 뒤, 냉매를 압축기 연결관(62)을 통해 압축기(10)에 전달하는 것이다. 이때, 상기 압축기 연결관(62)을 통해 유입된 냉매와 제 2 열교환기(30)에서 액상으로 유입된 냉매가 압축기(10) 내에서 열교환되어 적정온도의 냉매가 되는 것이다.Thus, the economizer 60 heat exchanges the refrigerant transferred between the first heat exchanger 20 and the second heat exchanger 30 with the refrigerant introduced through the bypass tube, and then converts the refrigerant into the compressor connection pipe 62. Is delivered to the compressor (10). At this time, the refrigerant introduced through the compressor connecting pipe 62 and the refrigerant introduced into the liquid phase from the second heat exchanger 30 are heat-exchanged in the compressor 10 to be a refrigerant of an appropriate temperature.

(액분사 사이클 운전시)(In liquid spray cycle operation)

도 7에 도시한 바와 같이, 일반적인 난방 사이클에서 외기의 기온이 저온으로써 제 2 열교환기(30)의 냉매와 열교환시, 낮은 기온으로 인해 열교환된 냉매가 증발되지 않고, 액상상태로 압축기(10)에 전달되는데, 상기 제 1 열교환기(20)와 이코노마이저(60) 사이를 연결하는 관에 형성된 다수개의 바이패스 관 중 솔레노이드밸브(V3)가 설치된 바이패스 관을 통해 제 1 열교환기(20)에서 제 2 열교환기(30)로 이송되는 냉매 중 일부가 이코노마이저(60)에 전달되고, 상기 이코노마이저(60)는 제 1 열교환기(20)와 제 2 열교환기(30) 사이에 이송되는 냉매와 바이패스 관을 통해 유입된 냉매를 상호 열교환한 뒤, 냉매를 압축기 연결관(62)을 통해 압축기(10)에 전달하는 것이다. As shown in FIG. 7, when the temperature of the outside air is low in a general heating cycle, when the heat exchange with the refrigerant of the second heat exchanger 30 occurs, the refrigerant heat-exchanged due to the low temperature does not evaporate, and the compressor 10 is in a liquid state. The first heat exchanger 20 is passed through a bypass pipe provided with a solenoid valve V3 among a plurality of bypass pipes formed in a pipe connecting the first heat exchanger 20 and the economizer 60. Some of the refrigerant transferred to the second heat exchanger 30 is transferred to the economizer 60, and the economizer 60 is connected to the refrigerant transferred between the first heat exchanger 20 and the second heat exchanger 30. After exchanging the refrigerant introduced through the pass pipe with each other, the refrigerant is transferred to the compressor 10 through the compressor connecting pipe 62.

여기서, 상기 압축기(10)는 액상의 냉매가 유입되어도 압축기(10)가 손상되지 않는 제품으로 별도의 이코노마이저(60)에서 압축기 연결관(62)을 통해 냉매가 유입됨으로써, 압축기(10)의 토출 온도가 과열되지 않으면서 압축기(10)의 작동 한계 온도가 낮아지는 것이다.
Here, the compressor 10 is a product in which the compressor 10 is not damaged even when a liquid refrigerant flows in. The refrigerant 10 flows from the separate economizer 60 through the compressor connecting pipe 62 to discharge the compressor 10. The operating limit temperature of the compressor 10 is lowered without the temperature being overheated.

10 : 압축기 11 : 오일분리기
20 : 제 1 열교환기 30 : 제 2 열교환기
40 : 사방밸브 50 : 어큐뮬레이터부
51 : 유입관 52 : 어큐뮬레이터
53 : 배출관 54 : 코일관
55 : 바이패스 이송관 56 : 보조용 바이패스 관
60 : 이코노마이저 61 : 바이패스 관
62 : 압축기 연결관 70 : 제상식 관10 compressor 11 oil separator
20: first heat exchanger 30: second heat exchanger
40: four-way valve 50: accumulator
51: inlet tube 52: accumulator
53 discharge pipe 54 coil pipe
55: bypass feed pipe 56: auxiliary bypass pipe
60: economizer 61: bypass tube
62: compressor connector 70: defrosting tube

Claims (8)

증기냉매를 고온,고압으로 압축시키는 압축기(10)와;
상기 압축기(10)의 입,출구 측에 연결되어 냉매를 원하는 유로에 선택적으로 이송시키는 사방밸브(40)와;
난방시, 상기 압축기(10)를 통해 이송된 고온,고압의 냉매를 실내의 열원과 열교환시켜 응축기로 사용되고, 냉방시 제 2 열교환기(30)를 통해 이송된 냉매를 실내의 열원과 열교환시켜 증발기로 사용되는 제 1 열교환기(20)와;
난방시, 상기 제 1 열교환기(20)를 통해 이송된 냉매를 실외의 열원과 열교환시켜 증발기로 사용되고, 냉방시, 상기 압축기를 통해 이송된 고온,고압의 냉매를 실외의 열원과 열교환시켜 응축기로 사용되는 제 2 열교환기(30)와;
제상시, 상기 압축기(10)를 통해 이송된 고온,고압의 냉매를 제 2 열교환기(30)에 바로 전달하는 제상식 관(70)과;
제상시, 상기 제 2 열교환기(30)를 제상하여 응축된 냉매를 증발시켜 압축기(10)에 전달하는 어큐뮬레이터부(50);
를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 핫가스 제상식 히트펌프장치.
A compressor (10) for compressing the vapor refrigerant to a high temperature and a high pressure;
A four-way valve 40 connected to the inlet and outlet sides of the compressor 10 to selectively transfer the refrigerant to a desired flow path;
During heating, the refrigerant of high temperature and high pressure transferred through the compressor 10 is used as a condenser by exchanging heat with an indoor heat source, and during cooling, the refrigerant transferred through the second heat exchanger 30 is exchanged with an indoor heat source for evaporator. A first heat exchanger 20 used as;
During heating, the refrigerant transferred through the first heat exchanger 20 is used as an evaporator by exchanging heat with an outdoor heat source, and during cooling, the refrigerant of high temperature and high pressure transferred through the compressor is exchanged with an outdoor heat source to a condenser. A second heat exchanger 30 used;
Defrosting, the defrosting tube 70 for directly transferring the high temperature, high pressure refrigerant transferred through the compressor (10) to the second heat exchanger (30);
When defrosting, the accumulator unit 50 which defrosts the second heat exchanger 30 and evaporates the condensed refrigerant to be delivered to the compressor 10;
Hot gas defrosting heat pump apparatus comprising a.
제 1항에 있어서,
상기 제 1 열교환기(20)와 제 2 열교환기(30) 사이에 연결되어 외기의 저온시, 제 1 열교환기(20)에서 열교환된 냉매의 일부 열원을 다시 압축기(10)에 전달하는 이코노마이저(60)가 더 구성되는 것을 특징으로 하는 핫가스 제상식 히트펌프장치.
The method of claim 1,
An economizer connected between the first heat exchanger 20 and the second heat exchanger 30 to transfer a partial heat source of the refrigerant heat-exchanged in the first heat exchanger 20 to the compressor 10 at the low temperature of the outside air ( 60) The hot gas defrost heat pump apparatus characterized in that is further configured.
제 2항에 있어서,
상기 이코노마이저(60)는 제 1 열교환기(20)와 제 2 열교환기(30) 사이에 상호 이송되는 냉매와 제 1 열교환기(20)에서 열교환된 냉매의 일부를 열교환하도록 제 1 열교환기(20)와 연결되는 관에 다수개의 바이패스 관(61)이 형성되는 것을 특징으로 하는 핫가스 제상식 히트펌프장치.
The method of claim 2,
The economizer 60 may exchange heat between a refrigerant transferred between the first heat exchanger 20 and the second heat exchanger 30 and a part of the refrigerant heat exchanged in the first heat exchanger 20. Hot gas defrosting heat pump apparatus, characterized in that a plurality of bypass pipes (61) are formed in the pipe connected to the).
제 3항에 있어서,
상기 이코노마이저(60)에는 바이패스 관(61)을 통해 이송되어 상호 열교환된 냉매의 열원을 압축기에 전달하도록 압축기 연결관(62)이 더 형성되는 것을 특징으로 하는 핫가스 제상식 히트펌프장치.
The method of claim 3,
The economizer (60) is a hot gas defrost heat pump device characterized in that the compressor connection pipe 62 is further formed to transfer the heat source of the refrigerant which is transferred through the bypass pipe (61) and heat exchanged with each other.
제 1항에 있어서,
상기 어큐뮬레이터부(50)는 제 2 열교환기(30)의 제상시에 작동되되,
상기 제 2 열교환기(30)의 출구 측 관에 연결되어 제 2 열교환기(30)를 제상한 냉매를 어큐뮬레이터(52)에 이송하는 유입관(51)과;
상기 유입관(51)의 일측에 연결되어 이송된 냉매와 내부에 임시 저장된 냉매를 열교환시켜 내부에 저장된 냉매를 증발시키는 어큐뮬레이터(52)와;
상기 어큐뮬레이터(52)에서 증발된 냉매를 압축기(10)에 이송하도록 제 2 열교환기(30)의 출구 측 관에 연결되는 배출관(53);
을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 핫가스 제상식 히트펌프장치.
The method of claim 1,
The accumulator unit 50 is operated at the time of defrosting the second heat exchanger 30,
An inlet pipe 51 connected to the outlet side pipe of the second heat exchanger 30 and transferring the refrigerant defrosting the second heat exchanger 30 to the accumulator 52;
An accumulator 52 connected to one side of the inlet pipe 51 to evaporate the refrigerant stored therein by heat-exchanging the transferred refrigerant with the temporarily stored refrigerant;
A discharge pipe (53) connected to an outlet side pipe of the second heat exchanger (30) to transfer the refrigerant evaporated in the accumulator (52) to the compressor (10);
Hot gas defrosting heat pump apparatus comprising a.
제 5항에 있어서,
상기 어큐뮬레이터(52)의 내부에는 유입관(51)과 연통되는 코일관(54)이 형성되어 유입관(51)을 통해 이송되는 냉매가 코일관(54)을 통과하면서 어큐뮬레이터(52)의 내부에 저장된 냉매와 열교환되는 것을 특징으로 하는 핫가스 제상식 히트펌프장치.
6. The method of claim 5,
In the accumulator 52, a coil tube 54 communicating with the inlet tube 51 is formed, and the refrigerant conveyed through the inlet tube 51 passes through the coil tube 54 and is inside the accumulator 52. Hot gas defrosting heat pump apparatus characterized in that the heat exchange with the stored refrigerant.
제 6항에 있어서,
상기 어큐뮬레이터(52)의 외측에는 내부에 형성된 코일관(54)의 끝단부와 연통되어 코일관(54)에서 열교환된 냉매가 어큐뮬레이터(52)의 내부에 유입되도록 바이패스 이송관(55)이 더 형성되는 것을 특징으로 하는 핫가스 제상식 히트펌프장치.
The method according to claim 6,
The bypass feed pipe 55 is further communicated with the end of the coil pipe 54 formed inside the accumulator 52 so that the refrigerant heat exchanged in the coil pipe 54 flows into the accumulator 52. Hot gas defrosting heat pump apparatus, characterized in that formed.
제 6항 또는 제 7항에 있어서,
상기 코일관(54)은 이중관으로 형성되어 외측 관에 냉매가 이송되고, 내측 관은 외부의 가열수단과 연결되어 고온 열원이 공급됨으로써, 외측 관에 이송되는 냉매에 열원을 공급하며, 상기 외측 관의 냉매는 어큐뮬레이터(52)의 냉매와 열교환되는 것을 특징으로 하는 핫가스 제상식 히트펌프장치.
8. The method according to claim 6 or 7,
The coil tube 54 is formed as a double tube to transfer the refrigerant to the outer tube, the inner tube is connected to the external heating means is supplied with a high temperature heat source, thereby supplying a heat source to the refrigerant transferred to the outer tube, the outer tube The refrigerant of the hot gas defrost heat pump device, characterized in that the heat exchange with the refrigerant of the accumulator (52).
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