KR20130102220A - 순간 급탕이 가능한 히트펌프 급탕장치 - Google Patents

순간 급탕이 가능한 히트펌프 급탕장치 Download PDF

Info

Publication number
KR20130102220A
KR20130102220A KR1020120023280A KR20120023280A KR20130102220A KR 20130102220 A KR20130102220 A KR 20130102220A KR 1020120023280 A KR1020120023280 A KR 1020120023280A KR 20120023280 A KR20120023280 A KR 20120023280A KR 20130102220 A KR20130102220 A KR 20130102220A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
hot water
refrigerant
heat exchanger
compressor
water supply
Prior art date
Application number
KR1020120023280A
Other languages
English (en)
Other versions
KR101405271B1 (ko
Inventor
권영철
이권재
Original Assignee
선문대학교 산학협력단
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 선문대학교 산학협력단 filed Critical 선문대학교 산학협력단
Priority to KR1020120023280A priority Critical patent/KR101405271B1/ko
Publication of KR20130102220A publication Critical patent/KR20130102220A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101405271B1 publication Critical patent/KR101405271B1/ko

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24H—FLUID HEATERS, e.g. WATER OR AIR HEATERS, HAVING HEAT-GENERATING MEANS, e.g. HEAT PUMPS, IN GENERAL
    • F24H4/00—Fluid heaters characterised by the use of heat pumps
    • F24H4/02—Water heaters
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24D—DOMESTIC- OR SPACE-HEATING SYSTEMS, e.g. CENTRAL HEATING SYSTEMS; DOMESTIC HOT-WATER SUPPLY SYSTEMS; ELEMENTS OR COMPONENTS THEREFOR
    • F24D3/00—Hot-water central heating systems
    • F24D3/18—Hot-water central heating systems using heat pumps
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24H—FLUID HEATERS, e.g. WATER OR AIR HEATERS, HAVING HEAT-GENERATING MEANS, e.g. HEAT PUMPS, IN GENERAL
    • F24H1/00—Water heaters, e.g. boilers, continuous-flow heaters or water-storage heaters
    • F24H1/48—Water heaters for central heating incorporating heaters for domestic water
    • F24H1/52—Water heaters for central heating incorporating heaters for domestic water incorporating heat exchangers for domestic water
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24H—FLUID HEATERS, e.g. WATER OR AIR HEATERS, HAVING HEAT-GENERATING MEANS, e.g. HEAT PUMPS, IN GENERAL
    • F24H9/00—Details
    • F24H9/20—Arrangement or mounting of control or safety devices
    • F24H9/2007—Arrangement or mounting of control or safety devices for water heaters
    • F24H9/2014—Arrangement or mounting of control or safety devices for water heaters using electrical energy supply
    • F24H9/2021—Storage heaters
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B30/00—Heat pumps
    • F25B30/02—Heat pumps of the compression type
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B30/00—Energy efficient heating, ventilation or air conditioning [HVAC]
    • Y02B30/12—Hot water central heating systems using heat pumps

Abstract

본 발명은 순간 급탕이 가능한 히트펌프 급탕장치 및 이에 따른 제어방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 난방용과 급탕용의 열교환기를 별도로 구성하고, 평상시 난방용 열교환기를 사용하다가 급탕시에 팽창밸브의 냉매유로를 제어부에 의해 조절하여 냉매 순환량을 제어하며, 그로 인해 압축기로 유입되는 냉매 과열도가 증가됨과 동시에 압축기의 토출 냉매온도가 초고온으로 제어됨으로써, 사용자가 원하는 고온의 급탕수를 생산하는 방법으로 일반적인 히트펌프에 비해 더욱 높은 온도의 급탕수를 단시간에 생산할 수 있어 히트펌프의 효율이 증가하는 특징이 있다.

Description

순간 급탕이 가능한 히트펌프 급탕장치 및 이에 따른 제어방법{Instant hot water possible Heat pump type hot water supplier and Control a method for The Same}
본 발명은 순간 급탕이 가능한 히트펌프 급탕장치 및 이에 따른 제어방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 난방용과 급탕용의 열교환기를 별도로 구성하고, 평상시 난방용 열교환기를 사용하다가 급탕시에 팽창밸브의 냉매유로를 제어부에 의해 조절하여 냉매 순환량을 제어하며, 그로 인해 압축기로 유입되는 냉매 과열도가 증가됨과 동시에 압축기의 토출 냉매온도가 초고온으로 제어됨으로써, 사용자가 원하는 고온의 급탕수를 생산하는 방법으로 일반적인 히트펌프에 비해 더욱 높은 온도의 급탕수를 단시간에 생산할 수 있어 히트펌프의 효율이 증가하는 순간 급탕이 가능한 히트펌프 급탕장치 및 이에 따른 제어방법에 관한 것이다.
히트펌프는 작동 유체(이하 “냉매”라 통칭함)의 흐름에 따라 고온의 열원에서 열을 빼앗아 저온의 열원으로 만드는 냉방운전과 고온에서 빼앗은 열을 저온으로 전달하는 난방운전이 가능하다. 히트펌프 급탕기는 공기 대 물 열교환기를 히트펌프에 적용하여, 냉수와 온수의 생산이 가능하고, 일반적으로 사용되는 기름보일러와 가스보일러등과 달리 친환경적이며 보다 고효율을 발휘하는 장치이다.
히트펌프 급탕기는 시스템의 중요부품으로서 냉매를 압축하여 고온고압의 상태로 토출하는 압축기, 냉난방 운전을 제어하고 냉매유로의 방향을 결정하는 4방 밸브(4-way valve), 냉매와 물의 열교환이 이루어지는 응축기, 응축기에서 열교환 후 중온고압의 냉매를 저온저압의 상태로 전환하는 팽창장치, 냉매와 공기의 열교환이 이루어지는 증발기, 압축기로 순환하는 냉매 중 기체상태의 냉매만 순환되도록 액체상태의 냉매를 거르는 액분리기(accumulator), 응축기에서 가열된 물을 저장하는 저장탱크로 구성되어 있다.
일반적인 히트펌프 급탕기에서 온수를 얻는 방법을 살펴보면, 도 1에서 압축기(1)에서 토출된 고온고압의 냉매가 4방 밸브(4-way valve)(2)를 통과하여 응축기(3)로 유입된다. 응축기(3)로 유입된 냉매는 물과의 열교환으로 고온고압의 기체 상태에서 중온고압의 액체 상태로 상(想)변화 한다. 응축기(3)에서 토출된 중온고압의 냉매는 팽창장치(4)를 통과하면서, 저온저압의 상태가 되며, 증발기(5)로 유입되어 공기와의 열교환으로 액체 상태에서 기체 상태로상변화(想變化) 한다. 증발기(5)에서 토출된 냉매는 4방 밸브(4-way valve)(2)를 통과하여, 액분리기(7)를 통과하고, 미처 증발하지 못한 냉매는 액분리기(7)에 머물며, 기체상태의 냉매만 압축기(1)로 순환한다.
그러나 상기 히트펌프 급탕기는 압축기에서 토출되는 냉매의 온도가 80 ～ 100℃ 이기 때문에 고온의 급탕수를 필요로 할 경우 제한이 따르기 때문에 히트펌프의 효율이 떨어지는 문제점이 있다.
따라서, 본 발명은 상기 종래의 문제점을 해소하기 위해 안출된 것으로서,
난방용과 급탕용의 열교환기를 별도로 구성하고, 평상시 난방용 열교환기를 사용하다가 급탕시에 팽창밸브의 냉매유로를 제어부에 의해 조절하여 냉매 순환량을 제어하며, 그로 인해 압축기로 유입되는 냉매 과열도가 증가됨과 동시에 압축기의 토출 냉매온도가 초고온으로 제어됨으로써, 사용자가 원하는 고온의 급탕수를 생산하는 방법으로 일반적인 히트펌프에 비해 더욱 높은 온도의 급탕수를 단시간에 생산할 수 있어 히트펌프의 효율이 증가하는 순간 급탕이 가능한 히트펌프 급탕장치 및 이에 따른 제어방법을 제공하는데 목적이 있다.
상기 목적을 달성하고자, 본 발명은 증기냉매를 고온,고압으로 압축시키는 압축기와;
상기 압축기의 토출,흡입구 측에 연결되어 냉매를 원하는 유로에 선택적으로 이송시키는 사방밸브와;
상기 압축기에서 이송된 고온,고압의 냉매가 외부의 시수와 상호 열교환되어 시수가 난방용 온수로 변환되고, 냉매는 응축되는 온수용 열교환기와;
상기 온수용 열교환기에서 열교환되어 이송된 냉매를 저온,저압으로 팽창시키는 팽창밸브와;
상기 팽창밸브에서 이송된 냉매를 외기와 열교환하여 냉매를 증발시키는 실외 열교환기와;
상기 압축기의 토출구와 사방밸브 사이의 관에서 분기되어 냉매사이클의 설정조건에 따라 압축기의 고온,고압 냉매를 이송시키는 급탕용 냉매공급관과;
상기 급탕용 냉매관에 연결되어 이송된 압축기의 고온,고압 냉매가 외부의 시수와 상호 열교환되어 시수가 급탕수로 변환되고, 냉매는 응축되는 급탕용 열교환기와;
상기 급탕용 열교환기와 일측이 연결되고, 타측이 온수용 열교환기와 팽창밸브 사이의 관에 연결되어 급탕용 열교환기에서 열교환된 냉매가 이송되는 급탕용 냉매배출관;을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 순간 급탕이 가능한 히트펌프 급탕장치에 관한 것이다.
또한, 본 발명은 히트펌프 급탕장치의 제어방법에 있어서,
난방과 급탕이 선택적으로 적용되는 단계(S100)
난방시(S200)에는, 제어부에 의해 제 1,2 솔레노이드 밸브(V1,V2)는 개방되고, 제 3 솔레노이드 밸브(V3)는 차단되는 단계(S210);
상기 단계(S210) 후, 압축기의 고온,고압 냉매가 사방밸브를 통해 온수용 열교환기에 전달되는 단계(S220);
상기 온수용 열교환기에서 고온,고압의 냉매가 외부의 시수와 열교환되어 시수가 난방용 온수로 변환되는 단계(S230);
상기 온수용 열교환기에서 열교환된 냉매가 팽창밸브를 통과하면서 팽창된 뒤, 실외 열교환기에 전달되는 단계(S240);
상기 실외 열교환기에서 팽창된 냉매와 외기가 상호 열교환되어 냉매가 증발되는 단계(S250);
상기 실외 열교환기에서 열교환된 냉매가 사방밸브를 통해 압축기로 다시 유입되는 단계(S260);로 이루어지고,
급탕시(S300)에는, 제어부에 의해 제 1,2 솔레노이드 밸브(V1,V2)는 차단되고, 제 3 솔레노이드 밸브(V3)는 개방되는 단계(S310);
상기 단계(S310) 후, 압축기의 초고온,고압 냉매가 급탕용 열교환기에 전달되는 단계(S320);
상기 급탕용 열교환기에서 초고온,고압의 냉매가 외부의 시수와 열교환되어 시수가 고온의 급탕수로 변환되는 단계(S330);
상기 급탕용 열교환기에서 열교환된 냉매가 체크밸브를 거쳐 팽창밸브를 통과하면서 팽창된 뒤, 실외 열교환기에 전달되는 단계(S340);
상기 실외 열교환기에서 팽창된 냉매와 외기가 상호 열교환되어 냉매가 증발되는 단계(S350);
상기 실외 열교환기에서 열교환된 냉매가 사방밸브를 통해 압축기로 다시 유입되는 단계(S360);로 이루어지는 것을 특징으로 하는 순간 급탕이 가능한 히트펌프 급탕장치의 제어방법에 관한 것이다.
이상에서 살펴 본 바와 같이, 본 발명의 순간 급탕이 가능한 히트펌프 급탕장치 및 이에 따른 제어방법은 난방용과 급탕용의 열교환기를 별도로 구성하고, 평상시 난방용 열교환기를 사용하다가 급탕시에 팽창밸브의 냉매유로를 제어부에 의해 조절하여 냉매 순환량을 제어하며, 그로 인해 압축기로 유입되는 냉매 과열도가 증가됨과 동시에 압축기의 토출 냉매온도가 초고온으로 제어됨으로써, 사용자가 원하는 고온의 급탕수를 생산하는 방법으로 일반적인 히트펌프에 비해 더욱 높은 온도의 급탕수를 단시간에 생산할 수 있어 히트펌프의 효율이 증가하는 효과가 있다.
도 1은 일반적인 히트펌프 급탕기를 나타낸 개략도이고,
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 순간 급탕이 가능한 히트펌프 급탕장치를 나타낸 개략도이고,
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 난방시 히트펌프 급탕장치를 나타낸 개략도이고,
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 급탕시 히트펌프 급탕장치를 나타낸 개략도이고,
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 히트펌프 급탕장치의 제어방법을 나타낸 순서도이고,
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 난방시 히트펌프 급탕장치를 나타낸 순서도이고,
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 급탕시 히트펌프 급탕장치를 나타낸 순서도이다.
본 발명은 상기의 목적을 달성하기 위해 아래와 같은 특징을 갖는다.
본 발명은 증기냉매를 고온,고압으로 압축시키는 압축기와;
상기 압축기의 토출,흡입구 측에 연결되어 냉매를 원하는 유로에 선택적으로 이송시키는 사방밸브와;
상기 압축기에서 이송된 고온,고압의 냉매가 외부의 시수와 상호 열교환되어 시수가 난방용 온수로 변환되고, 냉매는 응축되는 온수용 열교환기와;
상기 온수용 열교환기에서 열교환되어 이송된 냉매를 저온,저압으로 팽창시키는 팽창밸브와;
상기 팽창밸브에서 이송된 냉매를 외기와 열교환하여 냉매를 증발시키는 실외 열교환기와;
상기 압축기의 토출구와 사방밸브 사이의 관에서 분기되어 냉매사이클의 설정조건에 따라 압축기의 고온,고압 냉매를 이송시키는 급탕용 냉매공급관과;
상기 급탕용 냉매관에 연결되어 이송된 압축기의 고온,고압 냉매가 외부의 시수와 상호 열교환되어 시수가 급탕수로 변환되고, 냉매는 응축되는 급탕용 열교환기와;
상기 급탕용 열교환기와 일측이 연결되고, 타측이 온수용 열교환기와 팽창밸브 사이의 관에 연결되어 급탕용 열교환기에서 열교환된 냉매가 이송되는 급탕용 냉매배출관;을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 순간 급탕이 가능한 히트펌프 급탕장치에 관한 것이다.
또한, 본 발명은 히트펌프 급탕장치의 제어방법에 있어서,
난방과 급탕이 선택적으로 적용되는 단계(S100)
난방시(S200)에는, 제어부에 의해 제 1,2 솔레노이드 밸브(V1,V2)는 개방되고, 제 3 솔레노이드 밸브(V3)는 차단되는 단계(S210);
상기 단계(S210) 후, 압축기의 고온,고압 냉매가 사방밸브를 통해 온수용 열교환기에 전달되는 단계(S220);
상기 온수용 열교환기에서 고온,고압의 냉매가 외부의 시수와 열교환되어 시수가 난방용 온수로 변환되는 단계(S230);
상기 온수용 열교환기에서 열교환된 냉매가 팽창밸브를 통과하면서 팽창된 뒤, 실외 열교환기에 전달되는 단계(S240);
상기 실외 열교환기에서 팽창된 냉매와 외기가 상호 열교환되어 냉매가 증발되는 단계(S250);
상기 실외 열교환기에서 열교환된 냉매가 사방밸브를 통해 압축기로 다시 유입되는 단계(S260);로 이루어지고,
급탕시(S300)에는, 제어부에 의해 제 1,2 솔레노이드 밸브(V1,V2)는 차단되고, 제 3 솔레노이드 밸브(V3)는 개방되는 단계(S310);
상기 단계(S310) 후, 압축기의 초고온,고압 냉매가 급탕용 열교환기에 전달되는 단계(S320);
상기 급탕용 열교환기에서 초고온,고압의 냉매가 외부의 시수와 열교환되어 시수가 고온의 급탕수로 변환되는 단계(S330);
상기 급탕용 열교환기에서 열교환된 냉매가 체크밸브를 거쳐 팽창밸브를 통과하면서 팽창된 뒤, 실외 열교환기에 전달되는 단계(S340);
상기 실외 열교환기에서 팽창된 냉매와 외기가 상호 열교환되어 냉매가 증발되는 단계(S350);
상기 실외 열교환기에서 열교환된 냉매가 사방밸브를 통해 압축기로 다시 유입되는 단계(S360);로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
이와 같은 특징을 갖는 본 발명은 그에 따른 바람직한 실시예를 통해 더욱 명확히 설명될 수 있을 것이다.
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.
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.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 순간 급탕이 가능한 히트펌프 급탕장치를 나타낸 개략도이다.
도 2에 도시한 바와 같이, 본 발명의 순간 급탕이 가능한 히트펌프 급탕장치는 증기냉매를 고온,고압으로 압축시키는 압축기(10)와; 상기 압축기(10)의 토출,흡입구 측에 연결되어 냉매를 원하는 유로에 선택적으로 이송시키는 사방밸브(40)와; 상기 압축기(10)에서 이송된 고온,고압의 냉매가 외부의 시수와 상호 열교환되어 시수가 난방용 온수로 변환되고, 냉매는 응축되는 온수용 열교환기(20)와; 상기 온수용 열교환기(20)에서 열교환되어 이송된 냉매를 저온,저압으로 팽창시키는 팽창밸브(60)와; 상기 팽창밸브(60)에서 이송된 냉매를 외기와 열교환하여 냉매를 증발시키는 실외 열교환기(30)와; 상기 압축기(10)의 토출구와 사방밸브(40) 사이의 관에서 분기되어 냉매사이클의 설정조건(난방 또는 급탕시)에 따라 압축기(10)의 고온,고압 냉매를 이송시키는 급탕용 냉매공급관(P1)과; 상기 급탕용 냉매공급관(P1)에 연결되어 이송된 압축기(10)의 고온,고압 냉매가 외부의 시수와 상호 열교환되어 시수가 급탕수로 변환되고, 냉매는 응축되는 급탕용 열교환기(50)와; 상기 급탕용 열교환기(50)와 일측이 연결되고, 타측이 온수용 열교환기(20)와 팽창밸브(60) 사이의 관에 연결되어 급탕용 열교환기(50)에서 열교환된 냉매가 이송되는 급탕용 냉매배출관(P2) 및 제어부(90)를 포함하여 구성된다.
여기서, 상기 압축기(10)의 토출구와 사방밸브(40) 사이를 상호 연결하는 관에는 제어부(90)에 의해 제어되어 내부의 냉매를 개폐하도록 제 1 솔레노이드 밸브(V1)가 설치되고, 상기 온수용 열교환기(20)와 팽창밸브(60) 사이를 상호 연결하는 관에는 제어부(90)에 의해 제어되어 내부의 냉매를 개폐하도록 제 2 솔레노이드 밸브(V2)가 설치된다.
또한, 상기 급탕용 냉매공급관(P1)에는 제어부(90)에 의해 제어되어 내부의 냉매를 개폐하도록 제 3 솔레노이드 밸브(V3)가 설치된다.
그리고, 상기 급탕용 냉매배출관(P2)에는 급탕용 열교환기(50)에서 열교환된 냉매가 일측으로만 이송되도록 체크밸브(80)가 더 설치되고, 상기 체크밸브(80)에 의해 온수용 열교환기(20)에서 열교환되어 팽창밸브(60)에 전달되는 냉매가 급탕용 열교환기(50)로 이송되는 것을 방지한다.
한편, 상기 시수는 외부에서 시수관(P3)을 통해 이송되는데, 상기 시수관(P3)은 외부에서부터 온수용 열교환기(20)에 연결되며, 상기 시수관(P3)의 일단부에는 별도의 시수관(P3)이 분기되어 급탕용 열교환기(50)와도 연결된다.
여기서, 상기 시수관(P3)이 분기되는 부위에는 삼방밸브(70)가 설치되어 냉매사이클의 설정조건(난방 또는 급탕시)에 따라 시수를 선택적으로 온수용 열교환기(20) 또는 급탕용 열교환기(50)에 이송시킨다.
그리고, 상기 압축기(10)의 흡입구 측에는 압축기(10)로 순환하는 냉매 중 기체상태의 냉매만 순환되고 액체상태의 냉매를 거르도록 액분리기(accumulator,11)가 더 형성된다.
상기에서 기술한 순간 급탕이 가능한 히트펌프 급탕장치에 대한 제어방법을 이하에서는 도면을 참고하여 기술한다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 난방시 히트펌프 급탕장치를 나타낸 개략도이고, 도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 급탕시 히트펌프 급탕장치를 나타낸 개략도이고, 도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 히트펌프 급탕장치의 제어방법을 나타낸 순서도이고, 도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 난방시 히트펌프 급탕장치를 나타낸 순서도이고, 도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 급탕시 히트펌프 급탕장치를 나타낸 순서도이다.
도 3 내지 도 7에 도시한 바와 같이, 본 발명의 히트펌프 급탕장치의 제어방법은 난방과 급탕을 선택적으로 적용하는데(S100), 우선, 도 3과 도 6에서처럼, 난방시(S200)에는 제어부에 의해 제 1,2 솔레노이드 밸브(V1,V2)는 개방되고, 제 3 솔레노이드 밸브(V3)는 차단되는 상태에서(S210) 압축기(10)의 고온,고압 냉매가 사방밸브(40)를 통해 온수용 열교환기(20)에 전달되고(S220), 상기 온수용 열교환기(20)에서 고온,고압의 냉매가 외부의 시수와 열교환되어 시수가 난방용 온수로 변환된다.(S230) 이때, 상기 시수관(P3)의 삼방밸브(70)는 외부의 시수가 온수용 열교환기(20)에 이송되도록 제어부(90)에 의해 개폐되는 것이다.
여기서, 상기 압축기(10)의 고온은 80 ～ 100℃ 정도의 온도를 뜻하는 것이다.
그리고, 상기 온수용 열교환기(20)에서 열교환된 냉매가 팽창밸브(60)를 통과하면서 팽창된 뒤, 실외 열교환기(30)에 전달되고(S240), 상기 실외 열교환기(30)에서 팽창되어 이송된 냉매와 외기가 상호 열교환되어 냉매가 증발된다.(S250)
그렇게 상기 실외 열교환기(30)에서 열교환된 냉매가 사방밸브(40)를 통해 다시 압축기(10)로 유입되는 것이다.(S260)
도 4와 도 7에 도시한 바와 같이, 급탕시(S300)에는 제어부에 의해 제 1,2 솔레노이드 밸브(V1,V2)는 차단되고, 제 3 솔레노이드 밸브(V3)는 개방되는 상태에서(S310) 압축기의 초고온,고압 냉매가 급탕용 열교환기(50)에 전달되고(S320), 상기 급탕용 열교환기(50)에서 초고온,고압의 냉매가 외부의 시수와 열교환되어 시수가 고온의 급탕수로 변환된다.(S330) 이때, 상기 시수관(P3)의 삼방밸브(70)는 외부의 시수가 급탕용 열교환기(50)에 이송되도록 제어부(90)에 의해 개폐되는 것이다.
여기서, 상기 압축기(10)의 초고온은 125 ～ 135℃ 정도의 온도를 뜻하는 것이다.
그리고, 상기 급탕용 열교환기(50)에서 열교환된 냉매가 체크밸브(80)를 거쳐 팽창밸브(60)를 통과하면서 팽창된 뒤, 실외 열교환기(30)에 전달되는데(S340), 상기 냉매가 팽창밸브(60)를 통과시, 제어부(90)에 의해 팽창밸브(60)의 냉매유로를 난방시보다 작게 조절하여 냉매 순환량을 제어(냉매 순환량을 적게 조절)함으로써, 압축기(10)로 유입되는 냉매 과열도를 증가시켜 압축기(10)의 토출 냉매온도를 난방시보다 초고온(125 ～ 135℃)으로 증가됨으로써, 급탕에 필요한 온도가 이루어지는 것이다.
또한, 상기 실외 열교환기(30)에서 팽창되어 이송된 냉매와 외기가 상호 열교환되어 냉매가 증발되고(S350), 상기 실외 열교환기(30)에서 열교환된 냉매가 사방밸브(40)를 통해 압축기(10)로 다시 유입되는 것이다.(S360)
10 : 압축기 20 : 온수용 열교환기
30 : 실외 열교환기 40 : 사방밸브
50 : 급탕용 열교환기 60 : 팽창밸브
70 : 삼방밸브 80 : 체크밸브
90 : 제어부

Claims (5)

  1. 증기냉매를 고온,고압으로 압축시키는 압축기(10)와;
    상기 압축기(10)의 토출,흡입구 측에 연결되어 냉매를 원하는 유로에 선택적으로 이송시키는 사방밸브(40)와;
    상기 압축기(10)에서 이송된 고온,고압의 냉매가 외부의 시수와 상호 열교환되어 시수가 난방용 온수로 변환되고, 냉매는 응축되는 온수용 열교환기(20)와;
    상기 온수용 열교환기(20)에서 열교환되어 이송된 냉매를 저온,저압으로 팽창시키는 팽창밸브(60)와;
    상기 팽창밸브(60)에서 이송된 냉매를 외기와 열교환하여 냉매를 증발시키는 실외 열교환기(30)와;
    상기 압축기(10)의 토출구와 사방밸브 사이의 관에서 분기되어 냉매사이클의 설정조건에 따라 압축기(10)의 고온,고압 냉매를 이송시키는 급탕용 냉매공급관(P1)과;
    상기 급탕용 냉매공급관(P1)에 연결되어 이송된 압축기(10)의 고온,고압 냉매가 외부의 시수와 상호 열교환되어 시수가 급탕수로 변환되고, 냉매는 응축되는 급탕용 열교환기(50)와;
    상기 급탕용 열교환기(50)와 일측이 연결되고, 타측이 온수용 열교환기(20)와 팽창밸브(60) 사이의 관에 연결되어 급탕용 열교환기(50)에서 열교환된 냉매가 이송되는 급탕용 냉매배출관(P2);
    을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 순간 급탕이 가능한 히트펌프 급탕장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 압축기(10)의 토출구와 사방밸브(40) 사이의 관과 온수용 열교환기(20)와 팽창밸브(60) 사이의 관 및 급탕용 냉매공급관(P1)에는 제어부(90)에 의해 제어되는 솔레노이드 밸브들(V1,V2,V3)이 각각 설치되고, 상기 솔레노이드 밸브들(V1,V2,V3)은 냉매사이클의 설정조건에 따라 내부의 냉매를 개폐하는 것을 특징으로 하는 순간 급탕이 가능한 히트펌프 급탕장치.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 시수는 외부에서 시수관(P3)을 통해 이송되되, 상기 시수관(P3)은 외부에서부터 온수용 열교환기(20)에 연결되는데, 일단부에서 분기되어 급탕용 열교환기(50)와도 연결되고, 상기 시수관(P3)이 분기되는 부위에는 삼방밸브(70)가 설치되어 냉매사이클의 설정조건에 따라 시수를 선택적으로 이송시키는 것을 특징으로 하는 순간 급탕이 가능한 히트펌프 급탕장치.
  4. 히트펌프 급탕장치의 제어방법에 있어서,
    난방과 급탕이 선택적으로 적용되는 단계(S100)
    난방시(S200)에는,
    제어부(90)에 의해 제 1,2 솔레노이드 밸브(V1,V2)는 개방되고, 제 3 솔레노이드 밸브(V3)는 차단되는 단계(S210);
    상기 단계(S210) 후, 압축기(10)의 고온,고압 냉매가 사방밸브(40)를 통해 온수용 열교환기(20)에 전달되는 단계(S220);
    상기 온수용 열교환기(20)에서 고온,고압의 냉매가 외부의 시수와 열교환되어 시수가 난방용 온수로 변환되는 단계(S230);
    상기 온수용 열교환기(20)에서 열교환된 냉매가 팽창밸브(60)를 통과하면서 팽창된 뒤, 실외 열교환기(30)에 전달되는 단계(S240);
    상기 실외 열교환기(30)에서 팽창된 냉매와 외기가 상호 열교환되어 냉매가 증발되는 단계(S250);
    상기 실외 열교환기(30)에서 열교환된 냉매가 사방밸브(40)를 통해 압축기(10)로 다시 유입되는 단계(S260);로 이루어지고,
    급탕시(S300)에는,
    제어부(90)에 의해 제 1,2 솔레노이드 밸브(V1,V2)는 차단되고, 제 3 솔레노이드 밸브(V3)는 개방되는 단계(S310);
    상기 단계(S310) 후, 압축기(10)의 초고온,고압 냉매가 급탕용 열교환기(50)에 전달되는 단계(S320);
    상기 급탕용 열교환기(50)에서 초고온,고압의 냉매가 외부의 시수와 열교환되어 시수가 고온의 급탕수로 변환되는 단계(S330);
    상기 급탕용 열교환기(50)에서 열교환된 냉매가 체크밸브(80)를 거쳐 팽창밸브(60)를 통과하면서 팽창된 뒤, 실외 열교환기(30)에 전달되는 단계(S340);
    상기 실외 열교환기(30)에서 팽창된 냉매와 외기가 상호 열교환되어 냉매가 증발되는 단계(S350);
    상기 실외 열교환기(30)에서 열교환된 냉매가 사방밸브(40)를 통해 압축기(10)로 다시 유입되는 단계(S360);
    로 이루어지는 것을 특징으로 하는 순간 급탕이 가능한 히트펌프 급탕장치의 제어방법.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 급탕용 열교환기(50)에서 열교환된 냉매가 체크밸브(80)를 거쳐 팽창밸브(60)를 통과하면서 팽창된 뒤, 실외 열교환기(30)에 전달되는 단계(S340)에서,
    상기 냉매가 팽창밸브(60)를 통과시, 제어부(90)에 의해 팽창밸브(60)의 냉매유로를 난방시보다 작게 조절하여 냉매 순환량을 제어함으로써, 압축기(10)로 유입되는 냉매 과열도를 증가시켜 압축기(10)의 토출 냉매온도를 난방시보다 높은 설정된 고온으로 증가시키는 것을 특징으로 하는 순간 급탕이 가능한 히트펌프 급탕장치의 제어방법.
KR1020120023280A 2012-03-07 2012-03-07 순간 급탕이 가능한 히트펌프 급탕장치 KR101405271B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020120023280A KR101405271B1 (ko) 2012-03-07 2012-03-07 순간 급탕이 가능한 히트펌프 급탕장치

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020120023280A KR101405271B1 (ko) 2012-03-07 2012-03-07 순간 급탕이 가능한 히트펌프 급탕장치

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20130102220A true KR20130102220A (ko) 2013-09-17
KR101405271B1 KR101405271B1 (ko) 2014-06-11

Family

ID=49452022

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020120023280A KR101405271B1 (ko) 2012-03-07 2012-03-07 순간 급탕이 가능한 히트펌프 급탕장치

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101405271B1 (ko)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105444412A (zh) * 2015-11-12 2016-03-30 海宁金能热水器有限公司 一种抗腐蚀内胆空气源热水器
CN105953425A (zh) * 2016-06-15 2016-09-21 许鸣华 直浴式空气能热水器
CN107120827A (zh) * 2017-04-26 2017-09-01 高珍 一种加热装置
CN109210789A (zh) * 2018-09-21 2019-01-15 宁波奥克斯电气股份有限公司 一种空气源热泵控制方法、装置及空气源热泵热水器
CN112611006A (zh) * 2020-12-18 2021-04-06 杭州肖育科技有限公司 循环节能式采暖热泵

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101961168B1 (ko) * 2017-08-03 2019-03-22 주식회사 엠티에스 공기열원 축냉운전과 수열원 축냉축열 동시운전을 갖는 다중열원 멀티 히트펌프 시스템의 제어방법

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009264717A (ja) * 2008-04-30 2009-11-12 Panasonic Corp ヒートポンプ温水システム
KR20100046365A (ko) * 2008-10-27 2010-05-07 류경륜 히트펌프 시스템

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105444412A (zh) * 2015-11-12 2016-03-30 海宁金能热水器有限公司 一种抗腐蚀内胆空气源热水器
CN105953425A (zh) * 2016-06-15 2016-09-21 许鸣华 直浴式空气能热水器
CN107120827A (zh) * 2017-04-26 2017-09-01 高珍 一种加热装置
CN109210789A (zh) * 2018-09-21 2019-01-15 宁波奥克斯电气股份有限公司 一种空气源热泵控制方法、装置及空气源热泵热水器
CN112611006A (zh) * 2020-12-18 2021-04-06 杭州肖育科技有限公司 循环节能式采暖热泵

Also Published As

Publication number Publication date
KR101405271B1 (ko) 2014-06-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8549868B2 (en) Refrigeration cycle apparatus
KR101405271B1 (ko) 순간 급탕이 가능한 히트펌프 급탕장치
CN204026991U (zh) 供暖供给热水系统
JP5202261B2 (ja) 給湯機
KR101109730B1 (ko) 반도체 공정용 칠러 장치 및 이의 온도제어 방법
EP3933294B1 (en) Hot water supply device
CN109751795B (zh) 热泵系统及其控制方法
KR101208234B1 (ko) 온수 공급용 히트펌프시스템 및 그 제어방법
KR101117032B1 (ko) 캐스케이드 열교환기를 구비한 히트펌프시스템
JP2013127332A (ja) 温水暖房装置
CN108317772B (zh) 一种补气增焓系统及家用电器
WO2017185850A1 (zh) 热水供给系统及具有其的空调器
JP2018096560A (ja) 熱伝達ユニットおよび二元温水生成装置
KR100894297B1 (ko) 삼방 밸브를 구비한 지열 냉난방 장치
CN206176731U (zh) 热泵热水机
CN108988109A (zh) 用于激光器的双温水冷机
KR20140128695A (ko) 이원 냉동사이클 히트펌프시스템의 제어방법
KR101947099B1 (ko) 보충수 예열기를 이용한 스팀 생산 히트펌프 시스템
CN216744976U (zh) 可切换模式的换热系统
CN204187758U (zh) 多联机系统
KR101335278B1 (ko) 이원 사이클 히트 펌프 시스템
CN209165535U (zh) 吸收式换热机组
KR100984305B1 (ko) 냉온수 히트펌프
KR20180073930A (ko) 스팀 생산 히트펌프 시스템
KR100801142B1 (ko) 히트펌프용 팽창조절밸브

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
AMND Amendment
E601 Decision to refuse application
X091 Application refused [patent]
AMND Amendment
X701 Decision to grant (after re-examination)
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20180409

Year of fee payment: 5

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20190314

Year of fee payment: 6