KR20130119056A - 지열 히트펌프장치를 이용한 냉,난방 및 급탕용 히트펌프장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 지열 히트펌프장치를 이용한 냉,난방 및 급탕용 히트펌프장치 및 이에 따른 제어방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 압축기의 토출구 측에 연결되어 상기 압축기의 고온,고압 냉매와 내부의 열원이 열교환되는 서브 열교환기에 의해 급탕 축열조에 고온의 열원이 전달됨으로써, 종래에는 제 1 열교환기의 열원으로 난방수 또는 급탕수를 선택적으로 사용하는데 급탕수로 사용시 급탕 축열조에 간접적으로 열교환되어 급탕수에 공급되는 열원이 부족한 것을 본 발명에서는 난방수 및 급탕수 전용 열교환기를 통해 부족한 열원을 해소하여 난방 및 급탕을 원하는 온도에 사용하고, 그로 인해 히트펌프장치의 효율이 증가하는 특징으로 한다.
Description
본 발명은 지열 히트펌프장치를 이용한 냉,난방 및 급탕용 히트펌프장치 및 이에 따른 제어방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 압축기의 토출구 측에 연결되어 상기 압축기의 고온,고압 냉매와 내부의 열원이 열교환되는 서브 열교환기에 의해 급탕 축열조에 고온의 열원이 전달됨으로써, 종래에는 제 1 열교환기의 열원으로 난방수 또는 급탕수를 선택적으로 사용하는데 급탕수로 사용시 급탕 축열조에 간접적으로 열교환되어 급탕수에 공급되는 열원이 부족한 것을 본 발명에서는 난방수 및 급탕수 전용 열교환기를 통해 부족한 열원을 해소하여 난방 및 급탕을 원하는 온도에 사용하고, 그로 인해 히트펌프장치의 효율이 증가하는 지열 히트펌프장치를 이용한 냉,난방 및 급탕용 히트펌프장치 및 이에 따른 제어방법에 관한 것이다.
일반적으로 지열이나 대기열을 이용하여 냉난방을 하기 위하여 개발된 지열히트펌프, 대기열히트펌프가 건물의 냉난방에 활용되고 있다.
상기에 사용되는 지열 또는 대기열히트펌프에 대하여 간략하게 살펴보면, 낮은 온도에서 높은 온도로 열을 끌어올리도록 구성되어 있어 일반적으로 열은 높은 곳에서 낮은 곳으로 이동하는 성질과는 반대이다.
이러한 지열 또는 대기열히트펌프는 최초에 냉장고, 냉동고, 에어컨과 같이 압축된 냉매를 증발시켜 주위의 열을 빼앗는 용도로 개발되었다.
그러나 지금은 냉매의 발열 또는 응축열을 이용해 저온의 열원(熱源)을 고온으로 전달하는 냉방장치, 고온의 열을 저온으로 전달하는 난방장치, 냉난방 겸용장치를 포괄하는 의미로 쓰인다.
종래에는 실내의 냉난방을 위한 수단으로서 전기식 히트펌프유닛(EHP)이 주로 사용되었다. 그러나, 상기 전기식 히트펌프유닛은, 단독으로 냉난방을 수행하는 경우에 온도부하에 따라 부분부하운전을 수행하기 위한 인버터(Inverter)와, 동절기 낮은 외기온도로 인하여 열교환수 순환관의 외측에 결빙현상이 심하게 나타나 난방능력을 저하시키는 문제점을 해결하기 위한 성에제거용 보조열원으로서의 전기히터가 반드시 설치되어야 하므로, 장치 자체가 복잡하고 대형화될 뿐만 아니라 상기 인버터 및 전기히터의 사용으로 인하여 유지비용이 과다하게 소요되는 단점이 있었다.
상술한 전기식 히트펌프유닛(EHP)의 단점을 해결하기 위한 새로운 대체 수단으로 최근에는 가정 또는 사무실 등 소규모 주거공간에서 냉난방 겸용의 축열식 히트펌프유닛이 사용되고 있다. 축열식 히트펌프유닛은 심야의 값싼 잉여전력을 사용하여 여름철에는 냉수 또는 얼음(빙축열)을, 겨울철에는 고온수를 축열조에 저장하여 주간의 냉ㆍ난방에 이용하는 공조시스템으로서, 심야의 싼 전력을 이용하므로 주간에 집중되는 소비성향으로 인한 전력수급에 대한 불균형을 분산 또는 해소하고, 에너지를 효율적으로 이용할 수 있는 이점을 갖는다.
그러나, 종래의 축열식 히트펌프유닛은, 축열조의 성능이 불량하여 작은 온도차에 의한 성충도로 운전됨으로써 그 효율성이 저조하게 나타나는 문제점이 있었다. 또한, 냉난방을 병행하는 종래의 축열식 히트펌프유닛은, 냉방 또는 난방모드로 전환되는 경우에 있어서, 냉방시에는 부하 측에서 회수되는 물이 축열조의 상부로 유입되고 난방시에는 부하 측에서 회수되는 물이 축열조의 하부로 유입되는 유체의 교체 흐름을 유지하여야 하므로 배관설계상의 많은 어려움이 있었다.
또한, 종래에는 하나의 응축기에 의해 난방수 또는 급탕수를 제어부의 제어에 의해 선택적으로 사용하고, 상기 급탕수에 열원 공급시, 응축기의 열원에 이물질이 급탕 축열조에 유입되지 않도록 급탕 축열조 내에서 열교환되는 방식이기에 급탕수에 필요한 설정된 온도보다 낮은 온도로 급탕 축열조에 전달되어 급탕수의 효율이 떨어지는 문제점이 있다.
따라서, 본 발명은 상기 종래의 문제점을 해소하기 위해 안출된 것으로서,
압축기의 토출구 측에 연결되어 상기 압축기의 고온,고압 냉매와 내부의 열원이 열교환되는 서브 열교환기에 의해 급탕 축열조에 고온의 열원이 전달됨으로써, 종래에는 제 1 열교환기의 열원으로 난방수 또는 급탕수를 선택적으로 사용하는데 급탕수로 사용시 급탕 축열조에 간접적으로 열교환되어 급탕수에 공급되는 열원이 부족한 것을 본 발명에서는 난방수 및 급탕수 전용 열교환기를 통해 부족한 열원을 해소하여 난방 및 급탕을 원하는 온도에 사용하고, 그로 인해 히트펌프장치의 효율이 증가하는 지열 히트펌프장치를 이용한 냉,난방 및 급탕용 히트펌프장치 및 이에 따른 제어방법를 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;
난방시, 상기 압축기를 통해 이송된 고온,고압의 냉매를 공급처의 난방용 열원과 열교환시켜 응축기로 사용되고, 냉방시 제 2 열교환기를 통해 이송된 냉매를 공급처의 냉방용 열원과 열교환시켜 증발기로 사용되는 제 1 열교환기와;
난방시, 상기 제 1 열교환기를 통해 이송된 냉매를 지열 히트펌프장치의 열원과 열교환시켜 증발기로 사용되고, 냉방시, 상기 압축기를 통해 이송된 고온,고압의 냉매를 지열 히트펌프장치의 열원과 열교환시켜 응축기로 사용되는 제 2 열교환기와;
상기 제 2 열교환기와 연결되어 지열의 열원(heat source) 또는 열싱크(heat sink)를 이용하여 온열 또는 냉열 에너지를 공급하는 지열 히트펌프장치와;
상기 압축기의 토출구 측에 연결되고, 상기 압축기의 고온,고압 냉매와 내부의 열원이 열교환되는 서브 열교환기;를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 지열 히트펌프장치를 이용한 냉,난방 및 급탕용 히트펌프장치에 관한 것이다.
또한, 본 발명은 지열 히트펌프장치를 이용한 냉,난방 및 급탕용 히트펌프장치의 제어방법에 있어서,
냉,난방 및 급탕에 따라 선택적으로 히트펌프장치의 사이클이 작동되는 단계(S100);
상기 히트펌프장치의 사이클이 작동 중 난방 및 급탕시, 제 1 열교환기의 열원이 버퍼탱크에 전달되는 단계(S200);
서브 열교환기에서 열교환된 열원이 급탕 축열조에 전달되는 단계(S300);
상기 단계(S300) 후, 급탕 축열조 내에 설치된 온도센서에 의해 내부 온도가 측정되는 단계(S400);
상기 온도센서에 의해 측정된 온도가 제어부(100)에 설정된 온도보다 낮을 시, 제어부에 의해 서브 열교환기의 열원이 급탕 축열조에 보충되는 단계(S500);
상기 단계(S500) 후, 급탕 축열조 내의 온도가 제어부에 설정된 온도 이상일 때, 제어부에 의해 서브 열교환기의 열원 공급이 차단되는 단계(S600);를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 지열 히트펌프장치를 이용한 냉,난방 및 급탕용 히트펌프장치의 제어방법에 관한 것이다.
이상에서 살펴 본 바와 같이, 본 발명의 지열 히트펌프장치를 이용한 냉,난방 및 급탕용 히트펌프장치 및 이에 따른 제어방법는 압축기의 토출구 측에 연결되어 상기 압축기의 고온,고압 냉매와 내부의 열원이 열교환되는 서브 열교환기에 의해 급탕 축열조에 고온의 열원이 전달됨으로써, 종래에는 제 1 열교환기의 열원으로 난방수 또는 급탕수를 선택적으로 사용하는데 급탕수로 사용시 급탕 축열조에 간접적으로 열교환되어 급탕수에 공급되는 열원이 부족한 것을 본 발명에서는 난방수 및 급탕수 전용 열교환기를 통해 부족한 열원을 해소하여 난방 및 급탕을 원하는 온도에 사용하고, 그로 인해 히트펌프장치의 효율이 증가하는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 지열 히트펌프장치를 이용한 냉,난방 및 급탕용 히트펌프장치를 나타낸 개략도이고,
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 지열 히트펌프장치를 이용한 냉방용 히트펌프장치의 제어방법을 나타낸 개략도이고,
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 지열 히트펌프장치를 이용한 난방 및 급탕용 히트펌프장치의 제어방법을 나타낸 개략도이고,
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 지열 히트펌프장치를 이용한 난방 및 급탕용 히트펌프장치의 제어방법을 나타낸 순서도이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 지열 히트펌프장치를 이용한 냉방용 히트펌프장치의 제어방법을 나타낸 개략도이고,
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 지열 히트펌프장치를 이용한 난방 및 급탕용 히트펌프장치의 제어방법을 나타낸 개략도이고,
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 지열 히트펌프장치를 이용한 난방 및 급탕용 히트펌프장치의 제어방법을 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;
난방시, 상기 압축기를 통해 이송된 고온,고압의 냉매를 공급처의 난방용 열원과 열교환시켜 응축기로 사용되고, 냉방시 제 2 열교환기를 통해 이송된 냉매를 공급처의 냉방용 열원과 열교환시켜 증발기로 사용되는 제 1 열교환기와;
난방시, 상기 제 1 열교환기를 통해 이송된 냉매를 지열 히트펌프장치의 열원과 열교환시켜 증발기로 사용되고, 냉방시, 상기 압축기를 통해 이송된 고온,고압의 냉매를 지열 히트펌프장치의 열원과 열교환시켜 응축기로 사용되는 제 2 열교환기와;
상기 제 2 열교환기와 연결되어 지열의 열원(heat source) 또는 열싱크(heat sink)를 이용하여 온열 또는 냉열 에너지를 공급하는 지열 히트펌프장치와;
상기 압축기의 토출구 측에 연결되고, 상기 압축기의 고온,고압 냉매와 내부의 열원이 열교환되는 서브 열교환기;를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명은 지열 히트펌프장치를 이용한 냉,난방 및 급탕용 히트펌프장치의 제어방법에 있어서,
냉,난방 및 급탕에 따라 선택적으로 히트펌프장치의 사이클이 작동되는 단계(S100);
상기 히트펌프장치의 사이클이 작동 중 난방 및 급탕시, 제 1 열교환기의 열원이 버퍼탱크에 전달되는 단계(S200);
서브 열교환기에서 열교환된 열원이 급탕 축열조에 전달되는 단계(S300);
상기 단계(S300) 후, 급탕 축열조 내에 설치된 온도센서에 의해 내부 온도가 측정되는 단계(S400);
상기 온도센서에 의해 측정된 온도가 제어부(100)에 설정된 온도보다 낮을 시, 제어부에 의해 서브 열교환기의 열원이 급탕 축열조에 보충되는 단계(S500);
상기 단계(S500) 후, 급탕 축열조 내의 온도가 제어부에 설정된 온도 이상일 때, 제어부에 의해 서브 열교환기의 열원 공급이 차단되는 단계(S600);를 포함하여 구성되는 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 1은 본 발명의 일실시예에 따른 지열 히트펌프장치를 이용한 냉,난방 및 급탕용 히트펌프장치를 나타낸 개략도이다.
도 1에 도시한 바와 같이, 본 발명의 지열 히트펌프장치를 이용한 냉,난방 및 급탕용 히트펌프장치는 증기냉매를 고온,고압으로 압축시키는 압축기(10)와; 상기 압축기(10)의 토출,흡입구 측에 연결되어 냉매를 원하는 유로에 선택적으로 이송시키는 사방밸브(40)와; 난방시, 상기 압축기(10)를 통해 이송된 고온,고압의 냉매를 공급처의 난방용 열원과 열교환시켜 응축기로 사용되고, 냉방시 제 2 열교환기(30)를 통해 이송된 냉매를 공급처의 냉방용 열원과 열교환시켜 증발기로 사용되는 제 1 열교환기(20)와; 난방시, 상기 제 1 열교환기(20)를 통해 이송된 냉매를 지열 히트펌프장치의 열원과 열교환시켜 증발기로 사용되고, 냉방시, 상기 압축기를 통해 이송된 고온,고압의 냉매를 지열 히트펌프장치의 열원과 열교환시켜 응축기로 사용되는 제 2 열교환기(30)와; 상기 제 2 열교환기와 연결되어 지w중의 열원(heat source) 또는 열싱크(heat sink)를 이용하여 온열 또는 냉열 에너지를 공급하는 지열 히트펌프장치(50)와; 상기 압축기(10)의 토출구 측에 연결되고, 상기 압축기(10)의 고온,고압 냉매와 내부의 열원이 열교환되는 서브 열교환기(60)와; 상기 제 1 열교환기(20)와 제 2 열교환기(30) 사이에 설치되어 난방시에는 제 1 열교환기(20)에서 제 2 열교환기(30)로 이송되는 냉매를 팽창시키고, 냉방시에는 제 2 열교환기(30)에서 제 1 열교환기(20)로 이송되는 냉매를 팽창시키는 팽창밸브(90)로 구성된다.
여기서, 도 1 내지 도 2에서처럼, 상기 제 1 열교환기(20)와 연결되도록 버퍼탱크(70)가 더 형성되는데, 상기 버퍼탱크(70)는 제 1 열교환기(20)에서 열교환된 열원이 내부에 임시 저장된 뒤, 공급처에 난방수를 공급하고, 상기 난방수는 공급처에서 바닥배관 등에 공급되어 열교환된 뒤, 다시 버퍼탱크(70) 내에 유입된다.
이렇게, 상기 버퍼탱크(70)에 임시 저장된 난방수가 제 1 열교환기(20)에 이송되어 열원과 열교환된 뒤, 다시 버퍼탱크(70) 내에 유입되는 사이클이다.
그리고, 종래에는 상기 제 1 열교환기(20)와 연결되도록 급탕 축열조(80)가 더 형성되는데, 본 발명에서는 상기 급탕 축열조(80)가 도 1에서처럼, 버퍼탱크(70)와도 연결되어 있지 않고, 상기 서브 열교환기(60)의 고온 열원이 내부에 공급되며, 상기 급탕 축열조(80)는 공급처에 급탕용 열원(급탕수)을 공급하고, 사용된 급탕용 열원은 다시 급탕 축열조(80)에 유입된다.
이때, 상기 급탕 축열조(80) 내에는 온도센서(미도시)가 설치되어 공급처의 급탕용 열원에 공급되는 열의 온도가 제어부에 설정된 온도보다 낮을 때가 대부분인데, 이럴 때, 상기 제어부(100)에 의해 솔레노이드 밸브(61)를 개방하여 서브 열교환기(60)의 고온 열원을 급탕 축열조(80)에 공급하는 것이다.
그렇기에 상기 서브 열교환기(60)와 급탕 축열조(80)는 공급관과 회수관에 의해 상호 연결되는 것이다.
여기서, 상기에서 기술한 구성품들은 상호 관에 의해 연결되는 것이며, 조건에 따라 다른 연결부재로 설계변경이 가능하다.
이하에서는 상기에서 기술한 지열 히트펌프장치를 이용한 냉,난방 및 급탕용 히트펌프장치에 대한 제어방법에 대해 도면을 참고하여 기술한다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 지열 히트펌프장치를 이용한 냉방용 히트펌프장치의 제어방법을 나타낸 개략도이고, 도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 지열 히트펌프장치를 이용한 난방 및 급탕용 히트펌프장치의 제어방법을 나타낸 개략도이고, 도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 지열 히트펌프장치를 이용한 난방 및 급탕용 히트펌프장치의 제어방법을 나타낸 순서도이다.
도 2 내지 도 4에 도시한 바와 같이, 본 발명의 지열 히트펌프장치를 이용한 냉,난방 및 급탕용 히트펌프장치의 제어방법은 우선, 히트펌프장치의 사이클 작동(S100)을 냉방시, 난방시 및 급탕시에 따라 선택적으로 작동된다.
먼저 냉방시, 도 2을 참고하여 간략히 설명하면, 압축기(10)의 고온, 고압 냉매가 사방밸브(40)에 의해 제 2 열교환기(30)에 전달되고, 상기 제 2 열교환기(30)는 지열 히트펌프장치(50)에서 이송된 지중의 열원(냉열)과 압축기의 냉매를 상호 열교환시켜 냉매를 응축시키며, 상기 응축된 냉매는 팽창밸브(90)에서 팽창 후, 제 1 열교환기(20)에 전달된 뒤, 공급처의 열원과 열교환을 통해 증발됨으로써, 공급처에 냉열이 전달된다.
그리고, 상기 제 1 열교환기(20)에서 증발된 냉매는 사방밸브(40)를 통해 압축기(10)에 다시 전달되는 것이다.
여기서, 냉방시에도 급탕을 사용할 수 있는데, 이 경우, 서브 열교환기(60)에서 열교환된 열원이 솔레노이드밸브(61)의 개방으로 급탕 축열조(80)에 전달되고, 상기 급탕 축열조(80)에서는 공급처에 급탕수를 공급하여 급탕을 사용하는 것이다. 이때, 급탕의 사용으로 서브 열교환기(60)에서 압축기(10)의 고온,고압 냉매가 응축됨으로써, 제 2 열교환기(30)의 지열 히트펌프장치(50)를 사용하지 않고, 팽창밸브(90)를 통과하여 제 1 열교환기(20)에 전달되는 것이다.
난방시 및 급탕시, 도 3과 도 4를 참고하여 설명하면, 압축기(10)의 고온, 고압의 냉매가 사방밸브(40)를 통해 제 1 열교환기(20)에 전달되고, 상기 제 1 열교환기(20)는 고온, 고압 냉매의 열을 버퍼탱크(70)에 전달되며(S200), 상기 버퍼탱크(70)는 전달된 고온의 열원과 공급처의 난방용 열원(난방수)이 상호 열교환되어 난방에 필요한 난방수를 공급처에 공급한다.
여기서, 상기 서브 열교환기(60)에서 열교환된 열원이 급탕 축열조(80)에 전달되는데(S300), 상기 급탕 축열조(80) 내에 설치된 온도센서에 의해 내부 온도가 측정되어(S400) 온도가 제어부(100)에 설정된 온도보다 낮을 시에는 제어부(100)에 의해 서브 열교환기(60)의 열원이 급탕 축열조(80)에 더 보충된다.(S500) 즉, 상기 급탕 축열조(80) 내의 열원이 서브 열교환기(60)에 전달되고, 그 열원이 압축기(10)의 고온,고압 냉매와 열교환되어 가열된 뒤 다시 급탕 축열조(80) 내에 유입된다.
이때, 상기 제어부(100)는 솔레노이드 밸브(61)를 개방하여 서브 열교환기(60)에서 열교환된 열원이 급탕 축열조(80)에 전달되는 것이다.
그리고, 상기 급탕 축열조(80) 내의 온도가 제어부(100)에 설정된 온도 이상일 때에는 제어부(100)에 의해 서브 열교환기(60)의 열원 공급이 차단된다.(S600) 이때도, 상기 제어부(100)에 의해 솔레노이드 밸브(61)를 차단하여 서브 열교환기(60)에서 열교환된 열원이 급탕 축열조(80)에 전달되는 것을 차단하는 것이다.
10 : 압축기 20 : 제 1 열교환기
30 : 제 2 열교환기 40 : 사방밸브
50 : 지열 히트펌프장치 60 : 서브 열교환기
61 : 솔레노이드 밸브 70 : 버퍼탱크
80 : 급탕 축열조 90 : 팽창밸브
100 : 제어부
30 : 제 2 열교환기 40 : 사방밸브
50 : 지열 히트펌프장치 60 : 서브 열교환기
61 : 솔레노이드 밸브 70 : 버퍼탱크
80 : 급탕 축열조 90 : 팽창밸브
100 : 제어부
Claims (5)
- 증기냉매를 고온,고압으로 압축시키는 압축기(10)와;
상기 압축기(10)의 토출,흡입구 측에 연결되어 냉매를 원하는 유로에 선택적으로 이송시키는 사방밸브(40)와;
난방시, 상기 압축기(10)를 통해 이송된 고온,고압의 냉매를 공급처의 난방용 열원과 열교환시켜 응축기로 사용되고, 냉방시 제 2 열교환기(30)를 통해 이송된 냉매를 공급처의 냉방용 열원과 열교환시켜 증발기로 사용되는 제 1 열교환기(20)와;
난방시, 상기 제 1 열교환기(20)를 통해 이송된 냉매를 지열 히트펌프장치의 열원과 열교환시켜 증발기로 사용되고, 냉방시, 상기 압축기를 통해 이송된 고온,고압의 냉매를 지열 히트펌프장치의 열원과 열교환시켜 응축기로 사용되는 제 2 열교환기(30)와;
상기 제 2 열교환기와 연결되어 지열의 열원(heat source) 또는 열싱크(heat sink)를 이용하여 온열 또는 냉열 에너지를 공급하는 지열 히트펌프장치(50)와;
상기 압축기(10)의 토출구 측에 연결되고, 상기 압축기(10)의 고온,고압 냉매와 내부의 열원이 열교환되는 서브 열교환기(60);
를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 지열 히트펌프장치를 이용한 냉,난방 및 급탕용 히트펌프장치.
- 제 1항에 있어서,
상기 제 1 열교환기(20)와 연결되어 제 1 열교환기(20)에서 열교환된 열원이 임시 저장된 뒤, 공급처에 냉,난방을 위해 공급하도록 버퍼탱크(70)가 더 형성되는 것을 특징으로 하는 지열 히트펌프장치를 이용한 냉,난방 및 급탕용 히트펌프장치.
- 제 1항에 있어서,
상기 서브 열교환기(60)와 연결되어 서브 열교환기(60)에서 열교환된 열원이 임시 저장된 뒤, 공급처에 급탕을 위해 공급하도록 급탕 축열조(80)가 더 형성되는 것을 특징으로 하는 지열 히트펌프장치를 이용한 냉,난방 및 급탕용 히트펌프장치.
- 제 3항에 있어서,
상기 급탕 축열조(80)는 내부에 온도센서가 설치되어 공급처의 급탕용 열원에 공급되는 열의 온도가 제어부에 설정된 온도보다 낮을 때, 상기 서브 열교환기(60)의 열원이 공급되도록 제어부(100)에 의해 개폐되는 솔레노이드 밸브(61)가 관에 설치되는 것을 특징으로 하는 지열 히트펌프장치를 이용한 냉,난방 및 급탕용 히트펌프장치.
- 지열 히트펌프장치(50)를 이용한 냉,난방 및 급탕용 히트펌프장치의 제어방법에 있어서,
냉,난방 및 급탕에 따라 선택적으로 히트펌프장치의 사이클이 작동되는 단계(S100);
상기 히트펌프장치의 사이클이 작동 중 난방 및 급탕시, 제 1 열교환기(20)의 열원이 버퍼탱크(70)에 전달되는 단계(S200);
서브 열교환기(60)에서 열교환된 열원이 급탕 축열조(80)에 전달되는 단계(S300);
상기 단계(S300) 후, 급탕 축열조(80) 내에 설치된 온도센서에 의해 내부 온도가 측정되는 단계(S400);
상기 온도센서에 의해 측정된 온도가 제어부(100)에 설정된 온도보다 낮을 시, 제어부(100)에 의해 서브 열교환기(60)의 열원이 급탕 축열조(80)에 보충되는 단계(S500);
상기 단계(S500) 후, 급탕 축열조(80) 내의 온도가 제어부(100)에 설정된 온도 이상일 때, 제어부(100)에 의해 서브 열교환기(60)의 열원 공급이 차단되는 단계(S600);
를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 지열 히트펌프장치를 이용한 냉,난방 및 급탕용 히트펌프장치의 제어방법.
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