KR20140089279A - Two stage heat pump cooling and heating apparatus using air solar mult heat source - Google Patents

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KR20140089279A
KR20140089279A KR1020130019615A KR20130019615A KR20140089279A KR 20140089279 A KR20140089279 A KR 20140089279A KR 1020130019615 A KR1020130019615 A KR 1020130019615A KR 20130019615 A KR20130019615 A KR 20130019615A KR 20140089279 A KR20140089279 A KR 20140089279A
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이병길
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이병길
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Abstract

Provided is a binary cycle heat pump cooling and heating apparatus using multiple heat sources of air heat and solar heat, wherein the binary cycle heat pump cooling and heating apparatus obtaining heat efficiently by selecting one of the air heat and the water heat as the heat sources in nature in accordance with peripheral environments or situations such as climates, places, seasons or weathers performs heating stably and efficiently by feed-backing heat, which remains after condensation in a high-temperature side cycle, to the selected heat source in a low-temperature side cycle, or improves cooling efficiency by emitting the heat, which remains after the condensation in the high-temperature side cycle, through the selection of one of the air heat and the water heat as the heat sources. To realize the above effects, the binary cycle heat pump cooling and heating apparatus using the multiple heat sources of the air heat and the solar heat comprises: an air heat source obtaining part (210); a solar heat source obtaining part (220) connected to the air heat source obtaining part (210) in parallel; a first heat exchanger (102); a first expansion valve (105); a fourth heat exchanger (104) of which one side is connected between the first heat exchanger (102) and the first expansion valve (105); and a heating medium circulation part connected to the other side of the fourth heat exchanger (104). The heating medium circulation part has a heating medium housed therein and circulated to transfer the remaining heat of a high-temperature side refrigerant condensed in the first heat exchanger (102) to the selected heat source obtaining part so that a heating operation can be performed, or circulated to emit the remaining heat of the high-temperature side refrigerant through the air heat source obtaining part so that a cooling operation can be performed, wherein the remaining heat of the high-temperature side refrigerant is absorbed through the fourth heat exchanger (104).

Description

공기 태양열 복합 열원 이원 사이클 히트펌프 냉난방 장치 {Two stage heat pump cooling and heating apparatus using air solar mult heat source}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to an air-

이 발명은 이원 사이클 히트펌프 냉난방에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 자연계에 다양하게 존재하는 열 취득원들중에서 공기열원과 태양열원을 선택적으로 활용하면서 고온 측 사이클에서 응축하고 남은 열을 제어하여 효율을 높여 경제적이면서 안정적인 운전을 하는 공기 태양열 복합 열원 이원 사이클 히트펌프 냉난방 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a two-cycle heat pump for cooling and heating. More particularly, the present invention relates to a heat pump for heating and cooling two-cycle heat pumps, and more particularly, And more particularly to an air / solar combined heat source dual cycle heat pump cooling / heating apparatus which can operate economically and stably.

자연계에는 공기열, 지열, 태양열, 태양열 등과 같이 다양한 열 취득원이 존재하지만, 기후나 장소, 계절이나 날씨와 같은 주변 환경이나 상황으로부터 지속적으로 열을 취득하는 데에는 제한이 있어 왔다.In the natural world, there are various heat sources such as air heat, geothermal heat, solar heat, and solar heat. However, there has been a limitation in obtaining heat continuously from the surrounding environment or situation such as climate, place, season or weather.

이들 중에서 공기열은, 공기로부터의 열원이 충분하여 일반적으로 사용되고 있는데, 특히 70℃ 이상의 온수를 생산하기 위해 이원 사이클 히트펌프 냉난방 장치를 적용하지만, 겨울철 혹한기에는 공기로부터 열을 취득하는 외기 증발기가 결빙되어 냉매와 외부 공기 간 열 교환이 이루어지지 않는 경우가 있게 된다.Among them, the air heat is generally used because of a sufficient heat source from the air. Especially, in order to produce hot water of 70 ° C or more, the dual cycle heat pump cooling and heating device is applied. However, during the cold weather in winter, the outside air evaporator The heat exchange between the refrigerant and the outside air may not be performed.

그러나 외부 공기로부터 열을 공급받는 방식의 히트펌프에서 최대 단점이 겨울철 외기 온도가 낮아지면서 외기 증발기가 얼어 외부 공기와의 열 교환이 되지 않는 것이고, 이는 이원 사이클 히트펌프 냉난방 장치에서도 같아 외기증발기의 제상 사이클을 운영하고 있었다.However, the biggest disadvantage of the heat pump which receives heat from outside air is that the outside air evaporator is frozen and does not exchange heat with the outside air as the temperature of the outside air in winter is lowered. This is also the case in the heating / I was operating a cycle.

특허 제0796452호(발명의 명칭 : 히트펌프 및 이를 이용한 제상 방법)에서는, 도 1에 도시되어 있는 바와 같이, 열전달 사이클(1')에서 고온 측 압축기(10)에서 배출된 냉매가 고온 측 응축 열교환기(11)로 이동하며, 바이패스 제상라인(41)을 통해 저온 측 증발기(22)를 지나 고온 측 팽창밸브(14)로 이동하고, 그 후 중간 열교환기(15)를 통과하여 고온 측 압축기(10)로 유입되며, 동시에 바이패스 제상라인(41)의 응축열을 이용하여 저온 측 증발기(22)의 핀에 성에가 생기는 것을 방지하고, 열취득 사이클(2')에서 저온 측 압축기(20)에서 배출된 냉매가 중간 열교환기(15)를 거치고, 그 후 저온 측 증발기(22)를 지나 증발압력 조절밸브(26)를 거친 후 저온 측 압축기(20)로 유입되게 하는 히트펌프 및 이를 이용한 제상 방법을 제안하고 있다.1, the refrigerant discharged from the high-temperature side compressor 10 in the heat transfer cycle 1 'is subjected to high-temperature side condensation heat exchange (hereinafter referred to as " high-temperature side condensation heat exchange " Side expansion valve 14 via the bypass defrosting line 41 and then through the intermediate heat exchanger 15 to the high-temperature side compressor 11, Side evaporator 22 using the condensation heat of the bypass defrosting line 41 to prevent the occurrence of a property of the pin of the low temperature side evaporator 22 and to prevent the temperature of the low temperature side compressor 20 from being increased during the heat acquisition cycle 2 ' The refrigerant discharged from the compressor 20 passes through the intermediate heat exchanger 15 and then flows through the low temperature side evaporator 22 through the evaporation pressure control valve 26 and then flows into the low temperature side compressor 20, .

그러나 난방 운전 시, 전체 구성이 복잡해져 제작 및 설치비용이 증가할 뿐만 아니라 작동 중 고장 원인이 되기도 하며, 특히 제상라인(41)이 손상되는 경우에는 전체 작동이 정지될 수도 있다.However, during the heating operation, the entire construction becomes complicated, and manufacturing and installation costs increase, and the failure may occur during operation. In particular, when the defrost line 41 is damaged, the entire operation may be stopped.

또한 특허 제0796452호에서는, 냉방 운전 시 열전달 사이클(1')의 작동은 멈추고, 저온 측 압축기(20)와 저온 측 증발기(22)가 작동되며, 열취득 사이클(2')만 작동하여 저온 측 압축기(20)에서 배출된 냉매는 저온 측 증발기(22)를 통과하고, 저온 측 팽창밸브(23)로 이동하여 저온 측 열교환기(24)를 통해 빙축을 이루고 증발압력 조절밸브(26)를 통해 저온 측 압축기(20)로 유입되는 내용도 개시되어 있다.In the case of Patent No. 0796452, the operation of the heat transfer cycle 1 'is stopped during the cooling operation, the low temperature side compressor 20 and the low temperature side evaporator 22 are operated, only the heat acquisition cycle 2' The refrigerant discharged from the compressor 20 passes through the low temperature side evaporator 22 and moves to the low temperature side expansion valve 23 to form an ice axis through the low temperature side heat exchanger 24 and through the evaporation pressure regulating valve 26 The contents flowing into the low temperature side compressor 20 are also disclosed.

그런데 이원 사이클 히트펌프 냉난방 장치는, 열전달 사이클(1') 및 열취득 사이클(2')이 전체로서 작동하면서 난방과 냉방을 모두 만족하도록 두 사이클 간의 압축기 용량을 조정하여 최적으로 설계하여야 하는데, 특허 제0796452호에서는 냉방 운전 시 열전달 사이클(1')의 작동이 멈추고 열취득 사이클(2')만 작동하므로, 열전달 사이클(1')과 열취득 사이클(2)이 모두 작동하는 경우와 달리, 온수를 생산할 수 없을 뿐만 아니라 냉방 용량과 난방 용량의 최적 설계가 어려워지는 문제점이 있었다.However, the two-cycle heat pump cooling and heating apparatus should be optimally designed by adjusting the capacity of the compressor in two cycles so that the heat transfer cycle (1 ') and the heat acquisition cycle (2') operate as a whole and satisfy both heating and cooling. 0796452 differs from the case where both the heat transfer cycle 1 'and the heat acquisition cycle 2 are operated because the operation of the heat transfer cycle 1' is stopped and only the heat acquisition cycle 2 ' It is difficult to optimize the cooling capacity and the heating capacity.

그리고 열전달 사이클 및 열취득 사이클이 모두 작동하는 이원 사이클 히트펌프 냉난방 장치의 냉방 운전 시에도, 열전달 사이클과 열취득 사이클이 모두 작동하면서 냉수를 생산하는 것뿐만 아니라 여기서 발생하는 열을 온수 생산에 투입하여 효율을 높이고 있지만, 열전달 사이클의 온수 탱크에 열전달이 필요 없어지게 되면 남은 열이 그대로 고온 측 냉매에 실려 순환하면서 열취득 사이클의 저온 측 냉매와의 열 교환이 제대로 이루어지지 않으면서 냉수 생산이 효율적이지 못하게 되는 문제점도 발생한다.In addition, both the heat transfer cycle and the heat acquisition cycle operate both the heat transfer cycle and the heat acquisition cycle. In addition, the heat generated from the heat pump is also supplied to the hot water production However, if the heat transfer to the hot water tank of the heat transfer cycle becomes unnecessary, the remaining heat is circulated on the high-temperature side refrigerant as it is and the heat exchange with the low-temperature side refrigerant in the heat acquisition cycle is not properly performed. There is a problem in that it can not be performed.

이로부터 이원 사이클 히트펌프 냉난방 장치에서, 고온 사이클의 응축하고 남은 열이 배출되지 않고 순환하면서 냉매 간 열전달 특성이 나빠져 효율이 저하되며, 특히 난방 운전 시 외부 온도가 낮아지면서 외부에 노출된 외기 증발기 결빙에 따른 작동이 원활하지 못하게 되거나 냉방 운전시 냉방 용량과 난방 용량의 최적 설계가 어려워지는 문제점을 해결할 필요가 있게 된다.From this, in the two-cycle heat pump heating and cooling apparatus, condensation of a high-temperature cycle is circulated without discharging the remaining heat, and heat transfer characteristics between the refrigerants deteriorate, leading to deterioration of the efficiency. Especially, when the outside temperature is lowered during heating operation, It is necessary to solve the problem that the operation according to the cooling capacity is not smooth or the optimum design of the cooling capacity and the heating capacity becomes difficult during the cooling operation.

한편 태양열의 경우, 태양으로부터 열을 취득하는 태양열 집열판과 태양열 교환수단으로서의 히트파이프를 통해, 물을 데워 난방이나 온수를 사용하고 있지만, 실제로 난방을 위한 충분한 열을 취득하기는 어려우며 날씨가 흐리면 난방이나 온수를 사용할 수 없는 문제점이 있게 된다.On the other hand, in the case of solar heat, it uses heating and hot water by warming water through a solar heat collecting plate which takes heat from the sun and a heat pipe as a solar heat exchanging means, but it is difficult to obtain sufficient heat for heating in reality, There is a problem that hot water can not be used.

특허 제0796452호(발명의 명칭 : 히트펌프 및 이를 이용한 제상 방법)Patent No. 0796452 (entitled " Heat pump and defrosting method using the same)

이 발명은 위의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 기후나 설치 장소, 계절이나 날씨와 같은 주변 환경이나 상황에 적합하게 자연계에 존재하는 열 취득원으로 공기열과 태양열 중에서 선택하여 효율적으로 열을 취득하면서 고온 측 사이클의 응축되고 남은 열을 저온 측 사이클의 선택된 열 취득원으로 피드백하여 안정적이고 효율 높은 난방을 하거나 또는 공기열원을 통해 고온 측 사이클의 응축되고 남은 열을 방출시켜 냉방 효율을 높이는 공기 태양열 복합 열원 이원 사이클 히트펌프 냉난방 장치의 제공을 그 목적으로 한다.The present invention solves the above problems, and it is an object of the present invention to provide a heat source which is suitable for the surrounding environment such as climate, installation place, season and weather, And a condenser for supplying heat to the condensed residual heat of the side cycle to the selected heat acquisition source of the low temperature side cycle to perform stable and efficient heating or to discharge condensed remaining heat of the high temperature side cycle through an air heat source, And to provide a two-cycle heat pump heating and cooling apparatus.

상기의 목적을 실현하기 위해 이 발명은, 제 1압축기(101), 제 1열 교환기(102), 제 1팽창밸브(105) 그리고 제 2열 교환기(106)로 폐 루프를 형성하여 고온 측 냉매가 순환하면서, 상기 제 2열 교환기(106)에서 흡수한 상기 고온 측 냉매의 열을 상기 제 1열 교환기(102)를 통해 온수 탱크(103)로 전달하는 고온 측 사이클(100)과; 제 2압축기(203)와 상기 제 2열 교환기(106)에 제 3팽창밸브(213)와 외기 증발기(214)로 이루어지는 공기열원 취득부(210)로 폐 루프를 형성하여 저온 측 냉매가 순환하면서 난방 운전을 하거나, 또는 제 2압축기(203)와 상기 제 2열 교환기(106)에 제 2팽창밸브(204)와 냉수 탱크(206)에 연결된 제 3열 교환기(205)로 폐 루프를 형성하여 저온 측 냉매가 순환하면서 냉방 운전을 하게 선택할 수 있으며, 선택에 의해 난방 또는 냉방 운전을 할 때 상기 외기 증발기(214) 또는 제 3열 교환기(205)에서 흡수한 상기 저온 측 냉매의 열을 상기 제 2열 교환기(106)를 통해 상기 고온 측 냉매로 전달하는 저온 측 사이클(200);로 이루어지는 이원 사이클 히트펌프 냉난방 장치에 있어서, 상기 공기열원 취득부(210)에 병렬로 연결되는 태양열원 취득부(220);를 더 포함하고, 이 중에서 선택된 하나에서 열원을 공급받으면서 난방 운전을 하며, 상기 제 1열 교환기(102)와 제 1팽창밸브(105) 사이에 일 측이 연결되는 제 4열 교환기(104)와; 상기 제 4열 교환기(104) 타 측에 연결되는 열매체 순환부;를 더 포함하고, 상기 열매체 순환부는, 열매체가 내부에 수용되어 순환하면서 상기 제 4열 교환기(104)를 통해 흡수한 상기 제 1열 교환기(102)에서 응축하고 남은 고온 측 냉매의 열을, 난방 운전을 할 때에는 상기에서 선택된 하나의 열원 취득부로 전달하는 한편, 냉방 운전을 할 때에는 상기 공기열원 취득부(210)를 통해 방출시키는 것을 특징으로 하는 공기 태양열 복합 열원 이원 사이클 히트펌프 냉난방 장치를 제공한다.In order to achieve the above-described object, the present invention provides a refrigeration cycle in which a closed loop is formed by a first compressor (101), a first heat exchanger (102), a first expansion valve (105) and a second heat exchanger (106) A hot side cycle (100) for circulating the heat of the high temperature side refrigerant absorbed by the second heat exchanger (106) to the hot water tank (103) through the first heat exchanger (102); A closed loop is formed in the second compressor 203 and the second heat exchanger 106 by the air heat source acquisition unit 210 including the third expansion valve 213 and the outside air evaporator 214 so that the low temperature side refrigerant circulates Or a closed loop is formed in the second compressor 203 and the second heat exchanger 106 by the third heat exchanger 205 connected to the second expansion valve 204 and the cold water tank 206 Side refrigerant circulating in the outdoor heat exchanger (214) or the third heat exchanger (205) when heating or cooling operation is performed by selecting the heat of the low- Side heat exchanger (106), and a low-temperature side cycle (200) for transferring the low-temperature side refrigerant to the high-temperature side refrigerant through a heat exchanger (106) (220), and among these, Given a heat source supplied from one and the heating operation, and the fourth heat exchanger 104 that is on one side are connected between the first heat exchanger 102 and the first expansion valve 105; And a heat medium circulation unit connected to the other side of the fourth heat exchanger (104), wherein the heat medium circulation unit is configured to circulate the first heat medium, which is circulated through the fourth heat exchanger (104) When the heating operation is performed, the heat of the high-temperature side refrigerant that has been condensed in the heat exchanger 102 is transferred to the one heat source acquisition unit selected above, and when the cooling operation is performed, the heat is transferred through the air heat source acquisition unit 210 Wherein the air heat exchanger is provided with a plurality of heat exchangers.

바람직하게는, 상기 태양열원 취득부(220)는, 제 4팽창밸브(223) 출구와 제 5열 교환기(224) 일 측의 입구가 연결되고, 상기 공기열원 취득부(210)에 제 4팽창밸브(223) 입구와 제 5열 교환기(224) 일 측의 출구가 병렬로 연결되며, 상기 제 5열 교환기(224) 타 측의 출구에 제 6열 교환기(228) 타 측의 입구가 연결되고, 제 6열 교환기(228) 타 측의 출구에 태양열 집열판(226)에 설치되는 태양열 교환수단(227) 일 측이 연결되며, 태양열 교환수단(227) 타 측에 순환펌프(225) 일 측이 연결되고, 순환펌프(225) 타 측에 제 5열 교환기(224) 타 측의 입구가 연결되면서 폐 루프를 형성하여 열 전달매체가 순환되게 하며, 상기 열매체 순환부는, 상기 제 4열 교환기(104) 타 측과 연결되면서 폐 루프를 형성하여 내부에 열매체가 순환되면서 상기 외기증발기(214)에 열을 전달하거나 또는 상기 제 4열 교환기(104) 타 측과 상기 제 6열 교환기(228) 일 측에 연결되면서 폐 루프를 형성하여 열매체가 순환되면서 상기 제 6열 교환기(228) 타 측에 열을 전달하게 선택 작동하며, 상기 공기열원 취득부(210)를 선택하여 난방 운전을 할 때에는 상기 제 1열 교환기(102)에서 응축하고 남은 고온 측 냉매의 열을 상기 열매체 순환부를 통해 상기 외기 증발기(214)를 가열하여 상기 저온 측 냉매의 증발을 원활하게 하면서 외부 온도가 낮을 때 결빙도 방지하고, 상기 태양열원 취득부(220)를 선택하여 난방 운전을 할 때에는 상기 제 1열 교환기(102)에서 응축하고 남은 고온 측 냉매의 열을 상기 열매체 순환부와 상기 제 6열 교환기(228)를 통해 제 5열 교환기(224)로 전달하여 저온 측 냉매의 증발을 원활하게 하는 한편, 냉방 운전을 할 때에는, 상기 제 1열 교환기(102)에서 응축하고 남은 고온 측 냉매의 열을 상기 열매체 순환부에서 전달받아, 상기 외기 증발기(214)를 작동시키고 여기를 통해 대기 중으로 방출시키게 할 수 있다.Preferably, the solar heat source acquisition unit 220 is connected to the outlet of the fourth expansion valve 223 and the inlet of one side of the fifth heat exchanger 224, and the fourth expansion The inlet of the valve 223 and the outlet of one side of the fifth heat exchanger 224 are connected in parallel and the inlet of the other side of the sixth heat exchanger 228 is connected to the outlet of the other side of the fifth heat exchanger 224 And one side of the solar heat exchanging means 227 installed on the solar heat collecting plate 226 is connected to the outlet of the other side of the sixth heat exchanging unit 228 and one side of the circulating pump 225 is connected to the other side of the solar heat exchanging means 227 And the other end of the fifth heat exchanger 224 is connected to the other side of the circulation pump 225 to form a closed loop to circulate the heat transfer medium. The heat medium circulation unit is connected to the fourth heat exchanger 104 ) To form a closed loop to circulate the heat medium to the outside air evaporator 214 while circulating the heat medium inside, or The heat exchanger is connected to the other side of the fourth heat exchanger (104) and to the side of the sixth heat exchanger (228) to form a closed loop to circulate the heat medium to transfer heat to the other side of the sixth heat exchanger When the heating operation is performed by selecting the air heat source acquisition unit 210, the heat of the high-temperature side refrigerant, which is condensed in the first heat exchanger 102, is heated through the heat medium circulation unit to the outside-air evaporator 214 The first heat exchanger (102) is configured to cool the first heat exchanger (102) and the second heat exchanger (102) to prevent the freezing of the low temperature side refrigerant when the outside temperature is low, The heat of the refrigerant is transferred to the fifth heat exchanger 224 through the heat medium circulation unit and the sixth heat exchanger 228 to smooth the evaporation of the low temperature side refrigerant. On the other hand, when the cooling operation is performed, The exchanger 10 2, the heat of the high-temperature side refrigerant remaining after being condensed in the heat medium circulation unit is transferred from the heat medium circulation unit, and the outside air evaporator 214 is operated and discharged to the atmosphere through the excitation unit.

상기의 구성을 갖는 이 발명의 공기 태양열 복합 열원 이원 사이클 히트펌프 냉난방 장치에 의하면, 이원 히트펌프 냉난방 장치가 설치되는 장소나 기후와 같은 주변 환경에 따라 구비되는 공기열원과 태양열원 중에서, 계절이나 날씨와 같은 주변 상황의 변화에 가장 적합한 하나를 선택해 가면서 기본적인 이원 사이클에 고온 측 사이클에서 응축 후 남은 열을 저온 측 사이클의 열 취득원으로 전달하는 구성을 추가함으로써, 주변 환경이나 상황에 가장 적합하게 선택된 저온 측 사이클의 열 취득원으로 피드백하여 안정적이고 경제적으로 효율 높은 난방을 하는 한편, 이들 공기열원과 태양열원 중에서 하나를 선택하고 이를 통해 고온 측 사이클의 응축되고 남은 열을 방출시켜 냉방 효율을 높이면서 냉방 용량과 난방 용량의 최적 설계에 의해 전체 이용율을 높이고, 제작, 설치 및 운영을 적은 비용으로 구현할 수 있는 효과가 있게 된다.According to the air / solar combined heat source dual cycle heat pump heating / cooling apparatus of the present invention having the above-described configuration, since the air heat source and the solar heat source provided according to the surroundings such as the place where the dual heat pump & And the heat remaining after the condensation in the high temperature side cycle is transferred to the heat acquisition source in the low temperature side cycle in the basic binary cycle while selecting one that is most suitable for the change in the surrounding conditions such as The heat source is fed back to the heat source of the low-temperature side cycle, and stable and economically efficient heating is performed, and one of the air heat source and the solar heat source is selected and the condensed remaining heat is discharged through the high- By the optimum design of cooling capacity and heating capacity, It is possible to increase the utilization rate and to realize the production, installation and operation at a low cost.

도 1은 종래 이원 사이클 히트펌프 냉난방 장치의 구성도이고,
도 2는 이 발명의 실시 예에 따른 공기 태양열 복합 열원 이원 사이클 히트펌프 냉난방 장치의 구성을 나타낸 도면이고,
도 3은 이 발명의 실시 예에 따른 도 2의 장치에서 냉방 운전 과정을 나타낸 도면이고,
도 4a 및 도 4b는 이 발명의 실시 예에 따른 도 2의 장치에서 난방 운전 과정을 나타낸 도면이다.1 is a configuration diagram of a conventional dual cycle heat pump cooling / heating apparatus,
2 is a view showing a configuration of an air / solar combined heat source dual cycle heat pump cooling / heating apparatus according to an embodiment of the present invention,
FIG. 3 is a view illustrating a cooling operation process in the apparatus of FIG. 2 according to an embodiment of the present invention,
4A and 4B are views showing a heating operation process in the apparatus of FIG. 2 according to an embodiment of the present invention.

이하에서는, 이 발명의 바람직한 실시 예를 첨부하는 도면들을 참조하여 상세하게 설명하는데, 이는 이 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세하게 설명하기 위한 것이지, 이로 인해 이 발명의 기술적인 사상 및 범주가 한정되는 것을 의미하지는 않는다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings, which will be described in detail in order to facilitate a person skilled in the art to which the present invention belongs. And does not mean that the technical idea and scope of the present invention are limited.

도 2는 이 발명의 실시 예에 따른 공기 태양열 복합 열원 이원 사이클 히트펌프 냉난방 장치의 구성을 나타낸 도면이다.2 is a view showing a configuration of an air / solar combined heat source dual cycle heat pump cooling / heating apparatus according to an embodiment of the present invention.

이 발명의 실시 예에 따른 공기 태양열 복합 열원 이원 사이클 히트펌프 냉난방 장치는, 도 2에 도시되어 있는 바와 같이, 기본적으로 고온 측 냉매가 순환하는 고온 측 사이클(100)과 저온 측 냉매가 순환하는 저온 측 사이클(200)로 이루어지며, 여기에 설치되는 장소나 기후와 같은 주변 환경에 따라 구비되는 열 취득원을 달리 구비할 수 있는데 저온 측 사이클(200)의 공기열원 취득부(210)에 병렬로 태양열원 취득부(220)가 연결되고, 이들 중 선택된 하나에서 열원을 공급받으면서 난방 운전을 한다.As shown in FIG. 2, the air-cooling / heating apparatus for an air / solar combined heat source according to an embodiment of the present invention includes a high-temperature side cycle 100 in which a high-temperature side refrigerant circulates and a low- Side cycle 200 and may be provided with a heat acquisition source provided in accordance with a surrounding environment such as a place or a climate to be installed thereon. In this case, the air heat source acquisition unit 210 of the low- The solar heat source acquisition unit 220 is connected, and a heating operation is performed while receiving a heat source from a selected one of them.

그리고 계절 및 날씨와 같은 주변 상황에 가장 적합하게 공기열원과 태양열원 중에서 하나를 선택하는데, 저온 측 사이클(200)의 상기 공기열원 취득부(210)와 태양열원 취득부(220) 중에서 3방 밸브(111)(112)가 조작되어 하나를 선택하고, 여기로 고온 측 사이클(100)의 응축 후 남은 열을 전달하는 열매체 순환부를 구비한다.In the low temperature side cycle 200, the air heat source acquisition unit 210 and the solar heat source acquisition unit 220 of the three-way valve 200 are selected from among the air heat source and the solar heat source, (111) and (112) are operated to select one, and the heat medium circulation unit conveys the heat remaining after condensation of the high temperature side cycle (100).

상기 열매체 순환부는, 열매체가 내부에 수용되어 순환하면서 고온 측 사이클(100)에서 응축하고 남은 고온 측 냉매의 열을, 난방 운전을 할 때에는 상기에서 선택된 공기열원 취득부(210)와 태양열원 취득부(220) 중에서 하나로 전달하는 한편, 냉방 운전을 할 때에는 상기 공기열원 취득부(210)를 통해 방출시킨다.The heating medium circulation unit conveys the heat of the high temperature side refrigerant left after condensing in the high temperature side cycle 100 while the heating medium is accommodated and circulated therein to the air heat source acquisition unit 210 and the solar heat source acquisition unit 210, (220), while discharging the air through the air heat source acquisition unit (210) when performing a cooling operation.

고온 측 사이클(100)에는, 고온 측 압축기로서 제 1압축기(101)가 설치되고, 제 1압축기(101)의 출구에는 고온 측 응축 열교환기로서 제 1열 교환기(102) 타 측의 입구가 연결된다.In the high temperature side cycle 100, a first compressor 101 is provided as a high temperature side compressor, and an inlet of the other side of the first heat exchanger 102 as a high temperature side condensing heat exchanger is connected to the outlet of the first compressor 101 do.

제 1열 교환기(102)의 일 측에는 온수 탱크(103)가 연결되는데, 고온 측 냉매로부터 열을 얻어 온수 탱크(103)에 저장된 물과 열 교환하여 온수 및 난방용수를 생산한다.A hot water tank 103 is connected to one side of the first heat exchanger 102. The hot water tank 103 generates heat from the hot side refrigerant and exchanges heat with water stored in the hot water tank 103 to produce hot water and heating water.

제 1열 교환기(102) 타 측의 출구에는 응축되고 남은 열을 교환하는 열 교환기로서 제 4열 교환기(104) 일 측의 입구가 연결된다. 그리고 제 4열 교환기(104) 타 측에는 제 1열 교환기(102)에서 응축되고 남은 열을 열매체를 매개로 전달받는 열매체 순환부가 연결된다.At the outlet of the other side of the first heat exchanger 102, the inlet of one side of the fourth heat exchanger 104 is connected as a heat exchanger that exchanges the condensed remaining heat. A heat medium circulation unit is connected to the other side of the fourth heat exchanger 104 for receiving the heat remaining in the first heat exchanger 102 through the heat medium.

제 4열 교환기(104) 일 측의 출구에는 고온 측 팽창밸브로서 제 1팽창밸브(105)가 연결된다. 제 1팽창밸브(105)의 출구에는 제 2열 교환기(106) 일 측의 입구가 연결되며, 제 2열 교환기(106)는 일 측의 출구가 제 1압축기(101)의 입구와 연결되면서 폐 루프를 형성하여, 고온 측 냉매가 순환하면서 압축, 응축, 팽창, 증발 과정을 진행하는 고온 측 사이클(100)을 구성한다.A first expansion valve (105) is connected to the outlet of one side of the fourth heat exchanger (104) as a high temperature side expansion valve. The inlet of one side of the second heat exchanger 106 is connected to the outlet of the first expansion valve 105 and the outlet of the second heat exchanger 106 is connected to the inlet of the first compressor 101, Loop to form a hot side cycle 100 in which the high temperature side refrigerant circulates while compressing, condensing, expanding, and evaporating.

제 2열 교환기(106)는 타 측이 저온 측 사이클(200)과 연결되면서, 고온 측 사이클(100)의 증발기 및 저온 측 사이클(200)의 응축기로 사용되는데, 저온 측 사이클(200)의 외기 증발기(214)에서 흡수한 열을 고온 측 사이클(100)에 전달하여, 고온 측 냉매와 저온 측 냉매 간 열 교환이 이루어지게 한다.The second heat exchanger 106 is used as an evaporator of the hot side cycle 100 and a condenser of the low temperature side cycle 200 while the other side is connected to the low temperature side cycle 200, The heat absorbed by the evaporator 214 is transferred to the high temperature side cycle 100 to allow heat exchange between the high temperature side refrigerant and the low temperature side refrigerant.

그리고 저온 측 사이클(200)에는 저온 측 압축기로서 제 2압축기(203)가 설치되고, 제 2압축기(203) 출구는 제 2열 교환기(106) 타 측의 입구와 연결되고, 제 2열 교환기(106) 타 측의 출구는 제 2팽창밸브(204)와 연결되는데, 제 2열 교환기(106)와 제 2팽창밸브(204) 사이에는 전자밸브(202)가 설치된다.In the low-temperature side cycle 200, a second compressor 203 is provided as a low-temperature side compressor, an outlet of the second compressor 203 is connected to an inlet of the other side of the second heat exchanger 106, And an electromagnetic valve 202 is installed between the second heat exchanger 106 and the second expansion valve 204. The second heat exchanger 106 and the second expansion valve 204 are connected to each other.

제 2팽창밸브(204)의 출구는 제 3열 교환기(205) 일 측의 입구와 연결되면서 제 3열 교환기(205)의 타 측에는 냉수 탱크(206)가 연결된다.The outlet of the second expansion valve (204) is connected to the inlet of one side of the third heat exchanger (205) while the cold water tank (206) is connected to the other side of the third heat exchanger (205).

제 3열 교환기(205) 일 측의 출구에는 전자밸브(201)가 설치되고, 전자밸브(201)는 액 분리기(207)의 입구와 연결되며, 액 분리기(207)의 출구와 제 2압축기(203) 입구가 연결된다.A solenoid valve 201 is provided at the outlet of one side of the third heat exchanger 205. The solenoid valve 201 is connected to the inlet of the liquid separator 207 and the outlet of the liquid separator 207 and the outlet of the second compressor 203) The entrance is connected.

한편 액 분리기(207)의 입구와 제 2열 교환기(106) 타 측의 출구 사이에는 별도의 라인이 형성되며, 여기에는 전자밸브(211)와 전자밸브(212)가 설치되고, 전자밸브(211)와 전자밸브(212) 사이에는 제 3팽창밸브(213)와 외기 증발기(214)가 연결 설치된다.A separate line is formed between the inlet of the liquid separator 207 and the outlet of the other side of the second heat exchanger 106. A solenoid valve 211 and a solenoid valve 212 are provided, The third expansion valve 213 and the outside air evaporator 214 are connected to each other.

이러한 전자밸브(211)와, 외기 증발기(214)와, 제 3팽창밸브(213) 그리고 전자밸브(212)에 의해 공기열원 취득부(210)를 형성한다. 그리고 상기 공기열원 취득부(210)에 병렬로 태양열원 취득부(220)가 연결된다.The air heat source acquisition unit 210 is formed by the solenoid valve 211, the outside air evaporator 214, the third expansion valve 213, and the electromagnetic valve 212. The solar heat source acquisition unit 220 is connected to the air heat source acquisition unit 210 in parallel.

상기 태양열원 취득부(220)는, 상기 공기열원 취득부(210)에 제 4팽창밸브(223) 입구와 제 5열 교환기(224) 일 측의 출구가 전자밸브(221)와 전자밸브(222)를 매개로 병렬로 연결되는데, 제 4팽창밸브(223) 출구와 제 5열 교환기(224) 일 측의 입구는 연결된다.The solar heat source acquisition unit 220 may be configured such that the inlet of the fourth expansion valve 223 and the outlet of one side of the fifth heat exchanger 224 are connected to the air heat source acquisition unit 210 via the electromagnetic valve 221 and the electromagnetic valve 222 The outlet of the fourth expansion valve 223 and the inlet of the fifth heat exchanger 224 are connected to each other.

그리고 상기 태양열원 취득부(220)는, 상기 제 5열 교환기(224) 타 측의 출구에 제 6열 교환기(228) 타 측의 입구가 연결되고, 제 6열 교환기(228) 타 측의 출구에 태양열 집열판(226)에 설치되는 태양열 교환수단(227) 일 측이 연결되며, 태양열 교환수단(227) 타 측에 순환펌프(225) 일 측이 연결되고, 순환펌프(225) 타 측에 제 5열 교환기(224) 타 측의 입구가 연결되면서 폐 루프를 형성하여 열 전달매체가 순환되게 한다.The other end of the sixth heat exchanger 228 is connected to the outlet of the other side of the fifth heat exchanger 224 and the outlet of the sixth heat exchanger 228 is connected to the outlet of the other side of the sixth heat exchanger 228, The solar heat exchanging means 227 is connected to one side of the solar heat exchanging means 227 and the circulation pump 225 is connected to the other side of the solar heat exchanging means 227, 5 Heat exchanger 224 The inlet of the other side is connected to form a closed loop to circulate the heat transfer medium.

여기서 별도로 구비되는 컨트롤러(도면에 도시하지 않음)의 제어에 의해, 상기 공기열원 취득부(210)와 태양열원 취득부(220) 중에서 하나를 선택하는데, 상기 공기열원 취득부(210)를 선택하는 경우에는 전자밸브(211)와 전자밸브(212)를 열고 전자밸브(221)와 전자밸브(222)를 닫으며, 이때 전자밸브(201)와 전자밸브(202)는 닫아, 제 2압축기(203), 제 2열 교환기(106), 전자밸브(212), 제 3팽창밸브(213), 외기 증발기(214), 전자밸브(211) 그리고 액 분리기(207)로 이루어지는 폐 루프에 의해 형성되는 저온 측 사이클(200)의, 외기 증발기(221)로부터 증발을 통해 공기에서 흡수한 저온 측 냉매의 열을 제 2열 교환기(106)를 통해 고온 측 사이클(100)의 고온 측 냉매로 전달하여 온수 탱크(103)에 온수를 생산 저장하는 난방을 하게 된다.The air heat source acquisition unit 210 is selected by one of the air heat source acquisition unit 210 and the solar heat source acquisition unit 220 under the control of a separately provided controller (not shown) The solenoid valve 211 and the solenoid valve 212 are opened and the solenoid valve 221 and the solenoid valve 222 are closed. At this time, the solenoid valve 201 and the solenoid valve 202 are closed and the second compressor 203 Which is formed by a closed loop composed of the first heat exchanger 106, the second heat exchanger 106, the electromagnetic valve 212, the third expansion valve 213, the outside air evaporator 214, the solenoid valve 211 and the liquid separator 207, Side refrigerant absorbed in the air through evaporation from the outside air evaporator 221 of the side cycle 200 to the high temperature side refrigerant of the high temperature side cycle 100 through the second heat exchanger 106, (103) for heating and storing hot water.

그리고 상기 태양열원 취득부(220)를 선택하는 경우에는, 전자밸브(211)와 전자밸브(212)를 닫고 전자밸브(221)와 전자밸브(222)를 열며, 이때 전자밸브(201)와 전자밸브(202)는 닫아, 제 2압축기(203), 제 2열 교환기(106), 전자밸브(222), 제 4팽창밸브(223), 제 5열 교환기(224), 전자밸브(221) 그리고 액 분리기(207)로 이루어지는 폐 루프에 의해 형성되는 저온 측 사이클(200)의, 제 5열 교환기(224)로부터 증발을 통해, 태양열 집열판(226)에서 흡수하여 전달된 저온 측 냉매의 열을 제 2열 교환기(106)를 통해 고온 측 사이클(100)의 고온 측 냉매로 전달하여 온수 탱크(103)에 온수를 생산 저장하는 난방을 하게 된다.The electromagnetic valve 211 and the solenoid valve 212 are closed to open the solenoid valve 221 and the solenoid valve 222. At this time, The valve 202 is closed and the second compressor 203, the second heat exchanger 106, the solenoid valve 222, the fourth expansion valve 223, the fifth heat exchanger 224, the solenoid valve 221, Side refrigerant absorbed and transferred from the solar heat collecting plate 226 through evaporation from the fifth heat exchanger 224 of the low-temperature side cycle 200 formed by the closed loop of the liquid separator 207, 2 side heat exchanger 106 to the high temperature side refrigerant of the high temperature side cycle 100 to heat and store the hot water in the hot water tank 103.

또한 컨트롤러의 제어에 의해, 전자밸브(201)와 전자밸브(202)를 열고, 전자밸브(211)와 전자밸브(212) 그리고 전자밸브(221)와 전자밸브(222)를 닫아, 제 2압축기(203), 제 2열 교환기(106), 전자밸브(202), 제 2팽창밸브(204), 제 3열 교환기(205), 전자밸브(201) 그리고 액 분리기(207)로 이루어지는 폐 루프에 의해 형성되는 저온 측 사이클(200)의, 저온 측 냉매가 제 3열 교환기(205)에서 증발하면서 냉수 탱크(206)의 물로부터 열을 얻어, 액 분리기(207)를 거쳐 제 2압축기(203)에 흡입되어 제 2열 교환기(106)에서 응축시킨 응축열을 고온 측 사이클(100)로 전달함으로써 열을 빼앗긴 냉수탱크(215)의 물은 냉방수로 사용하게 되며, 냉방과 동시에 저온 측 사이클(200)로부터 얻은 열로 데워진 고온 측 사이클(100)의 온수 탱크(103)의 물은 온수로 사용된다.The electromagnetic valve 201 and the electromagnetic valve 202 are opened under the control of the controller to close the electromagnetic valve 211 and the electromagnetic valve 212 and the electromagnetic valve 221 and the electromagnetic valve 222, A closed loop consisting of a first heat exchanger 203, a second heat exchanger 106, a solenoid valve 202, a second expansion valve 204, a third heat exchanger 205, a solenoid valve 201 and a liquid separator 207 Side refrigerant in the low-temperature side cycle 200 formed by the second heat exchanger 205 is evaporated in the third heat exchanger 205 and heat is taken from the water in the cold water tank 206 to be supplied to the second compressor 203 via the liquid separator 207, And the condensed heat condensed in the second heat exchanger 106 is transferred to the high temperature side cycle 100. The water in the cold water tank 215, which has lost its heat, is used as cooling water, The water in the hot water tank 103 of the hot side cycle 100 heated from the heat source is used as hot water.

이러한 냉난방 운전 과정에서, 제 1열 교환기(102)를 통해 고온 측 냉매의 열이 전부 온수 탱크(103)에 전달되어야만, 제 1팽창밸브(105)를 거쳐 제 2열 교환기(106)에서 저온 측 냉매와의 열 교환도 제대로 이루어지면서 난방과 냉방 효율이 높아지게 된다.In this cooling / heating operation process, since all the heat of the high-temperature side refrigerant is transferred to the hot water tank 103 through the first heat exchanger 102, the low-temperature side As the heat exchange with the refrigerant is properly performed, the efficiency of heating and cooling increases.

따라서 이 발명의 실시 예에 따른 공기 태양열 복합 열원 이원 사이클 히트펌프 냉난방 장치에서는, 제 1열 교환기(102)에서 응축되고 나온 고온 측 냉매에 열이 남아있는 경우에 열전달 효율이 그만큼 떨어지므로 이를 방지하여 난방 및 냉방을 제대로 할 수 있도록, 제 4열 교환기(104)와 공기열원 취득부(210) 또는 태양열원 취득부(220) 사이에 열매체를 매개로 열전달이 일어나도록 열매체 순환부를 설치한다.Therefore, in the air / solar combined heat source dual cycle heat pump cooling / heating apparatus according to the embodiment of the present invention, when heat is left in the high-temperature side refrigerant condensed in the first heat exchanger 102, the heat transfer efficiency is reduced A heat medium circulation unit is provided between the fourth heat exchanger 104 and the air heat source acquisition unit 210 or the solar heat source acquisition unit 220 so as to cause heat transfer through the heating medium so that heating and cooling can be performed properly.

열매체 순환부는, 부동액, 식염수, 브라인과 같은 응고점이 낮은 열매체가 내부에 수용되어 순환하면서 제 4열 교환기(104)의 일 측을 통해 흡수한 제 1열 교환기(102)에서 응축하고 남은 고온 측 냉매의 열을 상기 공기열원 취득부(210) 또는 태양열원 취득부(220)로 전달하기 위해, 열매체 순환관(113), 열매체 저장탱크(114) 그리고 열매체 순환펌프(115)로 구성된다.The heat medium circulation part is a heat medium circulation part which is condensed in the first heat exchanger 102 absorbed through one side of the fourth heat exchanger 104 while the heat medium having a low freezing point such as antifreeze, A heating medium storage tank 114 and a heating medium circulation pump 115 so as to transmit the heat of the heating medium circulation pipe 113 to the air heat source acquisition unit 210 or the solar heat source acquisition unit 220.

열매체 순환관(113)은, 관 형태로 개방된 양단이 제 4열 교환기(104)의 타 측에 연결되어 폐 루프를 이룬 상태에서 열매체 순환 과정에 열 전달하기 좋은 형태로 형성시켜 외기 증발기(214)에 위치시키거나 또는 제 4열 교환기(104)의 타 측과 제 6열 교환기(228)의 일 측을 연결하여, 내부에 수용되는 열매체가 순환하면서 제 4열 교환기(104)의 일 측으로부터 제 1열 교환기(102)에서 응축하고 남은 고온 측 냉매의 열을 공기열원 취득부(210)의 외기 증발기(214) 또는 태양열원 취득부(220)의 제 5열 교환기(224)에 전달한다.The heat medium circulation pipe 113 is connected to the other side of the fourth heat exchanger 104 at both ends thereof opened in a tube shape so as to transfer heat to the heat medium circulation process in the closed loop state, Or by connecting one side of the sixth heat exchanger 228 with the other side of the fourth heat exchanger 104 so that the heat medium contained therein is circulated from one side of the fourth heat exchanger 104 The heat of the high temperature side refrigerant condensed in the first heat exchanger 102 is transferred to the outside heat evaporator 214 of the air heat source acquisition unit 210 or the fifth heat exchanger 224 of the solar heat source acquisition unit 220.

상기 열매체 순환부는, 상기 제 4열 교환기(104) 타 측과 연결되면서 폐 루프를 형성하여 내부에 열매체가 순환되면서 상기 외기증발기(214)에 열을 전달하거나 또는 상기 제 4열 교환기(104) 타 측과 상기 제 6열 교환기(228) 일 측에 연결되면서 폐 루프를 형성하여 열매체가 순환되면서 상기 제 6열 교환기(228) 타 측에 열을 전달하게 선택 작동된다.The heat medium circulation unit is connected to the other side of the fourth heat exchanger 104 to form a closed loop to transfer heat to the outside air evaporator 214 while circulating the heat medium in the inside thereof, Side heat exchanger 228 is connected to one side of the sixth heat exchanger 228 to form a closed loop to circulate the heat medium and to selectively transmit heat to the other side of the sixth heat exchanger 228.

그리고 열매체 순환관(113) 내부에 수용되어 순환하는 열매체를 저장하면서 공기열원 취득부(210) 또는 태양열원 취득부(220)에 열을 전달할 때 완충 역할도 하는 열매체 저장탱크(114)와, 열매체의 순환이 원활하도록 하는 열매체 순환펌프(115)도 열매체 순환관(113)에 연결한다.A heating medium storage tank 114 which is accommodated in the heating medium circulation pipe 113 and serves as a buffer when transferring heat to the air heat source acquisition unit 210 or the solar heat source acquisition unit 220 while storing the circulating heating medium, The heat medium circulation pump 115 is connected to the heat medium circulation pipe 113 so that the circulation of the heat medium circulation pump 115 is smooth.

이때 주변 상황에 가장 적합하게 공기열원 취득부(210) 또는 태양열원 취득부(220) 중에서 하나를 3방 밸브(111)(112)가 조작되어 선택하는데, 열매체 순환부는 선택된 어느 하나로 열매체가 내부에 수용되어 순환하면서 고온 측 사이클(100)의 응축 후 남은 열을, 난방 운전을 할 때에는 상기에서 선택된 하나의 열원 취득부로 전달하는 한편, 냉방 운전을 할 때에는 상기 공기열원 취득부(210)를 3방 밸브(111)(112)가 조작되어 선택하고 여기를 통해 방출시킨다.At this time, one of the air heat source acquisition unit 210 and the solar heat source acquisition unit 220 is selected and operated by the three-way valve 111 and 112 most suitable for the surrounding situation. The heating medium circulation unit selects the heat medium circulation unit When the heating operation is performed, the remaining heat after the condensation of the hot side cycle (100) is received and circulated to the selected one heat source acquisition unit, while when the cooling operation is performed, the air heat source acquisition unit (210) Valves 111 and 112 are manipulated to select and discharge through.

이로부터 주변 환경과 상황 변화에 가장 적합한 하나의 열원을 선택하고, 열매체 순환부가 추가된 구성으로, 난방 운전을 할 때에는 열매체 순환관(113)을 통해 제 1열 교환기(102)에서 응축하고 남은 고온 측 냉매의 열을 선택되는 공기열원 취득부(210)와 태양열원 취득부(220) 중 어느 하나에 지속적으로 전달하여 작동을 안정적이고 원활하게 하여 저온 측 냉매의 증발을 도와 난방 효율이 높아지게 되며, 또한 냉방 운전을 할 때에는 고온 측 사이클(100)의 온수 탱크(103)의 온수를 사용하지 않는 경우, 저온 측 사이클(200)과의 열 교환이 안 되면서 계속 고온의 냉매가 제1압축기(101)로 흡입되어 고장의 원인이 될 뿐만 아니라 냉방효율도 저하되는 것을 방지하여, 온수 탱크(103)의 온수 사용 여부와 관계없이 제 4열 교환기(104)에서 응축하고 남은 열을 선택되는 공기열원 취득부(210)를 통해 외부로 신속하게 방출시키면서 최적의 설계로 냉방 용량 및 효율을 높일 수 있게 된다.In the heating operation, the first heat exchanger (102) condenses in the first heat exchanger (102) through the heat medium circulation pipe (113) and the remaining high temperature Side refrigerant to the selected one of the air heat source acquisition unit 210 and the solar heat source acquisition unit 220 so as to stably and smoothly perform the operation so as to help the evaporation of the low-temperature side refrigerant, When the hot water in the hot water tank 103 of the high-temperature side cycle 100 is not used, heat exchange with the low-temperature side cycle 200 is not performed and the high-temperature refrigerant is continuously supplied to the first compressor 101, So that the cooling efficiency can be prevented from being lowered, and the heat remaining after condensation in the fourth heat exchanger 104 is selected regardless of whether the hot water in the hot water tank 103 is used or not Via the air source obtaining section 210 quickly discharged to the outside while it is possible to increase the cooling capacity and efficiency to an optimal design.

상기와 같은 이 발명의 실시 예에 따른 공기 태양열 복합 열원 이원 히트펌프 냉난방 장치의 작동 과정을 상세하게 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, the operation of the air / solar combined heat source dual heat pump heating / cooling apparatus according to the embodiment of the present invention will be described in detail.

도 3은 이 발명의 실시 예에 따른 도 2의 장치에서 냉방 운전 과정을 나타낸 도면이고, 도 4a 및 도 4b는 이 발명의 실시 예에 따른 도 2의 장치에서 난방 운전 과정을 나타낸 도면이다.FIG. 3 is a view illustrating a cooling operation process in the apparatus of FIG. 2 according to an embodiment of the present invention, and FIGS. 4A and 4B are views illustrating a heating operation process in the apparatus of FIG. 2 according to an embodiment of the present invention.

이 발명의 실시 예에 따른 공기 태양열 복합 열원 이원 사이클 히트펌프 냉난방 장치는, 공기열원 취득부(210)와 태양열원 취득부(220) 중에서 선택하여 난방과 냉방을 할 수 있다.The air / solar combined heat source dual cycle heat pump cooling / heating apparatus according to the embodiment of the present invention can perform heating and cooling by selecting an air heat source acquisition unit 210 and a solar heat source acquisition unit 220.

먼저 컨트롤러의 제어에 의해, 제 2압축기(203)와 제 2열 교환기(106)에 제 2팽창밸브(204)와 냉수 탱크(206)에 연결된 제 3열 교환기(205)로 폐 루프를 형성하여 저온 측 냉매가 순환하면서 제 3열 교환기(205)에서 흡수한 저온 측 냉매의 열을 제 2열 교환기(106)를 통해 상기 고온 측 냉매로 전달하는 냉방 운전을 하게 선택할 때 작동하는 과정을, 도 3을 참조하여 상세하게 설명한다.A closed loop is formed in the second compressor 203 and the second heat exchanger 106 by the third heat exchanger 205 connected to the second expansion valve 204 and the cold water tank 206 by the control of the controller And a cooling operation for transferring the heat of the low-temperature side refrigerant absorbed by the third heat exchanger (205) to the high-temperature side refrigerant through the second heat exchanger (106) while circulating the low-temperature side refrigerant, 3 will be described in detail.

저온 측 사이클(200)의 전자밸브(201)와 전자밸브(202)는 열리고, 전자밸브(211)와 전자밸브(212) 그리고 전자밸브(221)와 전자밸브(222)는 닫히면서 고온 측 사이클(100)과 저온 측 사이클(200)이 작동한다.The solenoid valve 201 and the solenoid valve 202 of the low temperature side cycle 200 are opened and the solenoid valve 211 and the solenoid valve 212 and the solenoid valve 221 and the solenoid valve 222 are closed, (100) and the low temperature side cycle (200) operate.

제 2압축기(203)에서 배출된 저온 측 냉매는 제 2열 교환기(106)와 전자밸브(202)를 지나 제 2팽창밸브(204)로 이동하고, 그 후 제 3열 교환기(205)를 통해 냉수 탱크(206)의 열을 전달받아 액 분리기(207)를 거쳐 제 2압축기(203)로 유입된다.The low-temperature side refrigerant discharged from the second compressor 203 flows through the second heat exchanger 106 and the electromagnetic valve 202 to the second expansion valve 204 and thereafter flows through the third heat exchanger 205 And the heat of the cold water tank 206 is transferred to the second compressor 203 via the liquid separator 207.

여기서, 제 3열 교환기(205)를 순환하도록 설치된 냉수 탱크(206)에 저장된 물은 제 3열 교환기(205)를 통해 열을 전달하고 냉수 탱크(20)로 복귀하면서 저장되는데, 냉수 탱크(20)에 저장되는 냉수는 공조 설비 파이프를 통해 순환하면서 냉방을 하게 된다.The water stored in the cold water tank 206 installed to circulate the third heat exchanger 205 is stored while returning to the cold water tank 20 through the third heat exchanger 205. The cold water tank 20 ) Circulates through the air conditioning equipment pipe and performs cooling.

그리고 고온 측 사이클(100)에서는 제 1압축기(101)에서 배출된 고온 측 냉매가 제 1열 교환기(102)를 거치고, 여기서 응축되고 남은 열을 제 4열 교환기(104)를 통해 상기 열매체 순환부로 전달한 후 제 1팽창밸브(105)로 이동하므로, 고온 측 냉매는 제 2열 교환기(106)를 지나면서 저온 측 사이클(200)의 저온 측 냉매로부터 열 교환을 최대로 끌어낸 후 제 1압축기(101)로 유입된다.In the high-temperature side cycle 100, the high-temperature side refrigerant discharged from the first compressor 101 passes through the first heat exchanger 102, and the heat remaining in the condenser is circulated through the fourth heat exchanger 104 to the heat medium circulation unit Temperature side refrigerant passes through the second heat exchanger 106 to maximally draw heat exchange from the low-temperature side refrigerant of the low-temperature side cycle 200, and then flows to the first compressor 101).

한편 저온 측 사이클(200)의 제 2압축기(203)에서 배출된 저온 측 냉매는 제 2열 교환기(106)를 거칠 때 상기 고온 측 냉매로 열을 최대한 전달한 후에 전자밸브(202)를 통과하고, 그 후 제 2팽창밸브(204)로 이동하여 제 3열 교환기(205)를 통해 냉수 탱크(206)의 열을 최대로 전달받아 최적의 냉장 상태를 유지하게 하면서 제 2압축기(203)로 유입된다.On the other hand, the low-temperature side refrigerant discharged from the second compressor 203 of the low-temperature side cycle 200 passes through the solenoid valve 202 after passing heat to the high-temperature side refrigerant as much as possible when passing through the second heat exchanger 106, The refrigerant is transferred to the second expansion valve 204 and is introduced into the second compressor 203 while maximally receiving the heat of the cold water tank 206 through the third heat exchanger 205 to maintain an optimal refrigerated state .

여기서 제 1열 교환기(102)를 거치면서 응축되고 남은 고온 측 냉매 열을, 제 4열 교환기(104)와 열매체 순환부를 통해 상기 공기열원 취득부(210)로 열매체가 순환하면서 방출하는데, 이때 주변 상황에 가장 적합하게 하나를 3방 밸브(111)(112)가 조작되어 상기 공기열원 취득부(210)를 선택한다.Here, the high-temperature side refrigerant condensed while passing through the first heat exchanger 102 is circulated through the fourth heat exchanger 104 and the heat medium circulation unit to the air heat source acquisition unit 210 while circulating the heat medium, The three-way valve (111) (112) is operated to select the air heat source acquiring unit (210) best suited to the situation.

즉 도 3의 경우와 같이, 컨트롤러의 제어에 의해 3방 밸브(111)(112)가 조작되고 외기 증발기(214)를 별도로 작동시킨 상태에서 열매체 순환부는, 열매체가 순환하면서 고온 측 사이클(100)의 응축 후 남은 열을 외기 증발기(214)를 통해 신속하게 외부로 방출시킨다.That is, as in the case of FIG. 3, the heating medium circulation unit is operated in a state where the three-way valve 111, 112 is operated by the controller and the outside air evaporator 214 is operated separately, The heat remaining after the condensation of the refrigerant is quickly discharged to the outside through the outside air evaporator 214.

이로부터 냉방에 따라 발생되는 열을 온수 탱크(103)로 공급하는데 있어서 만일 온수를 사용하지 않아 온수 탱크(103)로의 열 공급이 되지 않은 경우에도 항상 최적의 냉방 상태를 유지하게 할 수 있으며, 고온 측 사이클(100)의 작동이 멈추지 않아 최적으로 설계한 난방 및 냉방 용량을 구현할 수 있고, 전체 구성을 간략화할 수 있어 제작, 설치 및 고장 등 운영에 따른 비용을 절감할 수 있게 된다.Therefore, even when heat is not supplied to the hot water tank 103 because hot water is not used in supplying the heat generated by cooling to the hot water tank 103, it is possible to always maintain the optimum cooling state, The operation of the side cycle 100 is not stopped, so that the optimum designed heating and cooling capacity can be realized, and the entire construction can be simplified, thereby reducing costs due to operations such as manufacture, installation, and failure.

다음으로 컨트롤러의 제어에 의해, 제 2압축기(203)와 제 2열 교환기(106)에, 각각 병렬로 연결되는 상기 공기열원 취득부(210)와 태양열원 취득부(220)를 3방 밸브(111)(112)가 조작되어 선택되는 하나의 열원 취득부를 포함하는 폐 루프를 형성하여 저온 측 냉매가 순환하면서, 공기열원 취득부(210) 또는 태양열원 취득부(220) 중에서 흡수한 저온 측 냉매의 열을 제 2열 교환기(106)를 통해 상기 고온 측 냉매로 전달하는 난방 운전을 하게 선택할 때 작동하는 과정을, 도 4a 및 도 4b를 참조하여 상세하게 설명한다.The air heat source acquisition unit 210 and the solar heat source acquisition unit 220 connected to the second compressor 203 and the second heat exchanger 106 in parallel are controlled by a three-way valve 111) 112 is operated so that the low-temperature side refrigerant is circulated and the low-temperature side refrigerant absorbed in the air heat source acquisition unit 210 or the solar-heat source acquisition unit 220 is circulated while the low- And a heating operation for transferring the heat of the high-temperature side refrigerant to the high-temperature side refrigerant through the second heat exchanger 106 will be described in detail with reference to FIGS. 4A and 4B.

공기열원 취득부(210)가 선택되는 도 4a의 경우에는, 제 2압축기(203)와 제 2열 교환기(106)에 전자밸브(212), 제 3팽창밸브(213)와 외기 증발기(214), 전자밸브(211)로 폐 루프를 형성하여 저온 측 냉매가 순환하면서 공기열을, 외기 증발기(214)를 통해 흡수한 저온 측 냉매의 열을 제 2열 교환기(106)를 통해 고온 측 냉매로 전달하는 난방 운전을 하게 작동한다.4A in which the air heat source acquisition section 210 is selected, the electromagnetic valve 212, the third expansion valve 213 and the outside air evaporator 214 are connected to the second compressor 203 and the second heat exchanger 106, And a closed loop is formed by the electromagnetic valve 211 to circulate the heat of the low temperature side refrigerant absorbed by the outside air evaporator 214 while circulating the low temperature side refrigerant through the second heat exchanger 106 to the high temperature side refrigerant So as to perform the heating operation.

이를 위해 저온 측 사이클(200)의 전자밸브(201)와 전자밸브(202) 그리고 전자밸브(221)와 전자밸브(222)는 닫히고, 전자밸브(211)와 전자밸브(212)는 열리면서 고온 측 사이클(100)과 저온 측 사이클(200)이 작동한다.The solenoid valve 201 and the solenoid valve 202 and the solenoid valve 221 and the solenoid valve 222 in the low temperature side cycle 200 are closed and the solenoid valve 211 and the solenoid valve 212 are opened, Cycle 100 and low temperature side cycle 200 operate.

고온 측 사이클(100)에서는, 제 1압축기(101)에서 배출된 고온 측 냉매는 제 1열 교환기(102)에서 응축되고, 여기서 남은 열은 제 4 열교환기(104)를 통해 열매체를 매개로 고온 측 사이클(100)로부터 배출시킨다.In the high temperature side cycle 100, the high temperature side refrigerant discharged from the first compressor 101 is condensed in the first heat exchanger 102, and the remaining heat is supplied to the high temperature side refrigerant through the fourth heat exchanger 104 at a high temperature And discharged from the side cycle (100).

여기서, 제 1열 교환기(102)에는 온수 탱크(103)의 물이 순환하게 되며, 제 1열 교환기(102)를 통해 고온 고압의 냉매로부터 열을 취득한 물은 온수가 되어 온수 탱크(103)에 저장되어, 온수 자체로도 사용되고 공조 설비 파이프를 통해 순환하면서 난방을 하게 된다.In this case, the water in the hot water tank 103 is circulated in the first heat exchanger 102 and the water obtained from the high-temperature and high-pressure refrigerant through the first heat exchanger 102 becomes hot water and is supplied to the hot water tank 103 It is used as hot water itself, and circulates through the air conditioning equipment pipe to heat it.

그리고 제 1열 교환기(102)에서 응축되고 남은 열을 전부 배출시킨 고온 측 냉매는 제 1팽창밸브(105)를 거친 후, 제 2열 교환기(106)를 통과하면서 저온 측 사이클(200)의 저온 측 냉매 열을 최대한 교환받아 다시 제 1압축기(101)의 입구를 통해 제 1압축기(101)로 유입한다.The high-temperature side refrigerant, which has been completely condensed in the first heat exchanger 102 and has been completely exhausted, passes through the first expansion valve 105, passes through the second heat exchanger 106, Side refrigerant heat to the first compressor (101) through the inlet of the first compressor (101).

한편, 저온 측 사이클(200)에서는 제 2압축기(203)에서 배출된 저온 측 냉매가 제 2열 교환기(106)를 통해 전자밸브(212)를 거쳐 제 3팽창밸브(213)로 이동하고, 그 후 외기 증발기(214)를 지나 전자밸브(211)를 통과하여 액 분리기(207)를 거친 후 제 2압축기(203)로 유입된다.On the other hand, in the low-temperature side cycle 200, the low-temperature side refrigerant discharged from the second compressor 203 is transferred to the third expansion valve 213 via the second heat exchanger 106 via the solenoid valve 212, Passes through the outside air evaporator 214, passes through the solenoid valve 211, passes through the liquid separator 207, and then flows into the second compressor 203.

이때, 제 2열 교환기(106)에서는 제 1열 교환기(102)에서 응축되고 남은 열을 전부 배출시킨 고온 측 냉매와 외기 증발기(214)로부터 열을 흡수한 저온 측 냉매가 열 교환을 최대로 하므로 난방 효율이 높아지게 된다.At this time, in the second heat exchanger (106), the high-temperature side refrigerant, which has completely discharged the heat remaining after being condensed in the first heat exchanger (102), and the low-temperature side refrigerant absorbing heat from the outside- The heating efficiency is increased.

그리고 난방 운전할 때, 외부 온도가 낮아짐에 따라 성에 등이 발생하여 외기 증발기(214)의 원활한 작동을 위한 제상이 필요하게 되는데, 상기 제 4열 교환기(104)의 타 측에 연결되는 열매체 순환부에 의해 열매체가 내부에 수용되어 순환하면서 상기 제 4열 교환기(104)를 통해 흡수한 상기 제 1열 교환기(102)에서 응축하고 남은 고온 측 냉매의 열로, 상기 외기 증발기(214)를 가열하여 외부 온도가 낮아 외기 증발기(214)에 성에가 끼면서 작동이 멈추거나 원활하지 못한 상황이 발생하지 않도록 한다.In the heating operation, defrosting or the like occurs as the outside temperature is lowered, and defrosting for smooth operation of the outside air evaporator 214 is required. In the heating medium circulation unit connected to the other side of the fourth heat exchanger 104 The outside air evaporator 214 is heated by the heat of the high temperature side refrigerant remaining in the first heat exchanger 102 which is absorbed through the fourth heat exchanger 104 while the heat medium is received and circulated therein, So that the operation of the outside-air evaporator 214 is stopped and the operation is stopped or is not smooth.

또한 가열에 의해 그 상태를 유지하는 외기 증발기(214)를 통과하는 저온 측 냉매는 증발이 잘 된 상태에서 액 분리기(207)를 거친 후 제 2압축기(203)와 제 2열 교환기(106)를 통해 고온 측 냉매와 열 교환을 최대로 한 후 전자밸브(212)를 거쳐 제 3팽창밸브(213)로 이동하고, 그 후 외기 증발기(214)를 지나 전자밸브(211)를 통과하게 된다.The low-temperature side refrigerant passing through the outside-air evaporator 214, which maintains the state by heating, passes through the liquid separator 207 in a state of being well evaporated and then flows through the second compressor 203 and the second heat exchanger 106 The refrigerant flows through the electromagnetic valve 212 to the third expansion valve 213 and then through the ambient air evaporator 214 and through the electromagnetic valve 211. [

태양열원 취득부(210)가 선택되는 도 4b의 경우에는, 제 2압축기(203)와 제 2열 교환기(106)에 전자밸브(222), 제 4팽창밸브(223)와 제 5열 교환기(224), 전자밸브(221)로 폐 루프를 형성하여 저온 측 냉매가 순환하면서 태양열을, 제 5열 교환기(224)를 통해 흡수한 저온 측 냉매의 열을 제 2열 교환기(106)를 통해 고온 측 냉매로 전달하는 난방 운전을 하게 작동한다.In the case of FIG. 4B in which the solar heat source acquisition unit 210 is selected, the electromagnetic valve 222, the fourth expansion valve 223, and the fifth heat exchanger (not shown) are connected to the second compressor 203 and the second heat exchanger 106 224), and a closed loop is formed by the solenoid valve (221) so that the heat of the low-temperature side refrigerant absorbed by the solar heat by the circulation of the low-temperature side refrigerant through the fifth heat exchanger (224) Side refrigerant.

이를 위해 저온 측 사이클(200)의 전자밸브(201)와 전자밸브(202), 전자밸브(211)와 전자밸브(212)는 닫히고, 전자밸브(221)와 전자밸브(222)는 열리면서 고온 측 사이클(100)과 저온 측 사이클(200)이 작동한다.The solenoid valve 201 and the solenoid valve 202, the solenoid valve 211 and the solenoid valve 212 of the low temperature side cycle 200 are closed and the solenoid valve 221 and the solenoid valve 222 are opened, Cycle 100 and low temperature side cycle 200 operate.

제 5열 교환기(224)를 통해 저온 측 냉매로 전달되는 태양열은, 순환펌프(225)가 열 전달매체를 순환시키면서 태양열 집열판(226)에 설치되는 히트 파이프와 같은 태양열 교환수단(227)을 통해 제 5열 교환기(224)의 타 측으로 전달되며, 여기에 상기 제 4열 교환기(104)의 타 측에 연결되는 열매체 순환부에 의해 열매체가 순환하면서 상기 제 1열 교환기(102)에서 응축하고 남은 고온 측 냉매의 열을 상기 제 6열 교환기(228)를 통해 열 전달매체로 제 5열 교환기(224)에 추가로 전달하므로, 제 5열 교환기(224)를 통과하는 저온 측 냉매는 증발이 잘 된 상태에서 액 분리기(207)를 거친 후 제 2압축기(203)와 제 2열 교환기(106)를 통해 고온 측 냉매와 열 교환을 최대로 한다.The solar heat transferred to the low temperature side refrigerant through the fifth heat exchanger 224 flows through the solar heat exchanging means 227 such as a heat pipe installed in the solar heat collecting plate 226 while the circulating pump 225 circulates the heat transfer medium Is transferred to the other side of the fifth heat exchanger (224), and the heat medium is circulated by the heat medium circulation portion connected to the other side of the fourth heat exchanger (104) and is condensed in the first heat exchanger Since the heat of the high-temperature side refrigerant is further transferred to the fifth heat exchanger 224 through the sixth heat exchanger 228 as a heat transfer medium, the low-temperature side refrigerant passing through the fifth heat exchanger 224 is evaporated The refrigerant passes through the liquid separator 207 and is maximized in heat exchange with the high temperature side refrigerant through the second compressor 203 and the second heat exchanger 106.

이로부터 자연계에 존재하는 열 취득원으로 설치 장소와 같은 주변 환경이나 기후에 따라 구비되는 공기열과 태양열 중에서, 계절 및 날씨와 같은 주변 상황에 적합하게 선택하여 효율적으로 열을 취득하면서 고온 측 사이클의 응축되고 남은 열을 저온 측 사이클의 선택된 열 취득원으로 피드백하여 안정적이고 효율 높은 난방을 하거나 또는 공기열원을 통해 고온 측 사이클의 응축되고 남은 열을 방출시키게 된다.From this, it is possible to select heat from the air heat and solar heat, which are provided according to the surrounding environment such as the place of installation and the climate, such as the installation place, in the natural environment, And the remaining heat is fed back to the selected heat source of the low temperature side cycle to provide stable and efficient heating or to release the condensed remaining heat of the high temperature side cycle through the air heat source.

이 발명은 상기의 실시 예에 한정되지 않으며, 특허청구범위에 기재되는 발명의 범위 내에서 다양한 변형이 가능하고, 이러한 변형도 이 발명의 범위 내에 포함된다.The present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications are possible within the scope of the invention described in the claims, and such modifications are also included in the scope of the invention.

100 : 고온 측 사이클 101 : 제 1압축기
102 : 제 1열 교환기 103 : 온수 탱크
104 : 제 4열 교환기 105 : 제 1팽창밸브
106 : 제 2열 교환기 111, 112 : 3방 밸브
113 : 열매체 순환관 114 : 열매체 저장탱크
115 : 열매체 순환펌프 200 : 저온 측 사이클
201, 202, 211, 212, 221, 222 : 전자밸브 203 : 제 2압축기
204 : 제 2팽창밸브 205 : 제 3열 교환기
206 : 냉수 탱크 207 : 액 분리기
210 : 공기열원 취득부 213 : 제 3팽창밸브
214 : 외기 증발기 220 : 태양열원 취득부
223 : 제 4팽창밸브 224 : 제 5열 교환기
225 : 순환펌프 226 : 태양열 집열판
227 : 태양열 교환수단 228 : 제 6열 교환기100: high temperature side cycle 101: first compressor
102: first heat exchanger 103: hot water tank
104: fourth heat exchanger 105: first expansion valve
106: second heat exchanger 111, 112: three-way valve
113: Heat medium circulation pipe 114: Heat medium storage tank
115: Heat medium circulation pump 200: Low temperature side cycle
201, 202, 211, 212, 221, 222: Solenoid valve 203: Second compressor
204: second expansion valve 205: third heat exchanger
206: cold water tank 207: liquid separator
210: air heat source acquisition unit 213: third expansion valve
214: outside-air evaporator 220: solar heat source acquisition unit
223: fourth expansion valve 224: fifth heat exchanger
225: circulation pump 226: solar collecting plate
227: solar heat exchanger 228: sixth heat exchanger

Claims (2)

제 1압축기(101), 제 1열 교환기(102), 제 1팽창밸브(105) 그리고 제 2열 교환기(106)로 폐 루프를 형성하여 고온 측 냉매가 순환하면서, 상기 제 2열 교환기(106)에서 흡수한 상기 고온 측 냉매의 열을 상기 제 1열 교환기(102)를 통해 온수 탱크(103)로 전달하는 고온 측 사이클(100)과; 제 2압축기(203)와 상기 제 2열 교환기(106)에 제 3팽창밸브(213)와 외기 증발기(214)로 이루어지는 공기열원 취득부(210)로 폐 루프를 형성하여 저온 측 냉매가 순환하면서 난방 운전을 하거나, 또는 제 2압축기(203)와 상기 제 2열 교환기(106)에 제 2팽창밸브(204)와 냉수 탱크(206)에 연결된 제 3열 교환기(205)로 폐 루프를 형성하여 저온 측 냉매가 순환하면서 냉방 운전을 하게 선택할 수 있으며, 선택에 의해 난방 또는 냉방 운전을 할 때 상기 외기 증발기(214) 또는 제 3열 교환기(205)에서 흡수한 상기 저온 측 냉매의 열을 상기 제 2열 교환기(106)를 통해 상기 고온 측 냉매로 전달하는 저온 측 사이클(200);로 이루어지는 이원 사이클 히트펌프 냉난방 장치에 있어서,
상기 공기열원 취득부(210)에 병렬로 연결되는 태양열원 취득부(220);를 더 포함하고, 이 중에서 선택된 하나에서 열원을 공급받으면서 난방 운전을 하며,
상기 제 1열 교환기(102)와 제 1팽창밸브(105) 사이에 일 측이 연결되는 제 4열 교환기(104)와; 상기 제 4열 교환기(104) 타 측에 연결되는 열매체 순환부;를 더 포함하고,
상기 열매체 순환부는, 열매체가 내부에 수용되어 순환하면서 상기 제 4열 교환기(104)를 통해 흡수한 상기 제 1열 교환기(102)에서 응축하고 남은 고온 측 냉매의 열을, 난방 운전을 할 때에는 상기에서 선택된 하나의 열원 취득부로 전달하는 한편, 냉방 운전을 할 때에는 상기 공기열원 취득부(210)를 통해 방출시키는 것을 특징으로 하는 공기 태양열 복합 열원 이원 사이클 히트펌프 냉난방 장치.The first heat exchanger 102, the first heat exchanger 102, the first heat exchanger 105 and the second heat exchanger 106 form a closed loop so that the high-temperature side refrigerant circulates while the second heat exchanger 106 A hot side cycle (100) for transferring the heat of the high temperature side refrigerant absorbed by the first heat exchanger (102) to the hot water tank (103); A closed loop is formed in the second compressor 203 and the second heat exchanger 106 by the air heat source acquisition unit 210 including the third expansion valve 213 and the outside air evaporator 214 so that the low temperature side refrigerant circulates Or a closed loop is formed in the second compressor 203 and the second heat exchanger 106 by the third heat exchanger 205 connected to the second expansion valve 204 and the cold water tank 206 Side refrigerant circulating in the outdoor heat exchanger (214) or the third heat exchanger (205) when heating or cooling operation is performed by selecting the heat of the low- And a low-temperature side cycle (200) for transferring the high-temperature side refrigerant to the high-temperature side refrigerant through the two-heat exchanger (106)
And a solar heat source acquisition unit 220 connected in parallel to the air heat source acquisition unit 210. The solar heat source acquisition unit 220 receives a heat source from a selected one of the solar heat source acquisition units 220,
A fourth heat exchanger (104) having one side connected between the first heat exchanger (102) and the first expansion valve (105); And a heat medium circulation unit connected to the other side of the fourth heat exchanger (104)
The heating medium circulation unit circulates the heat of the high temperature side refrigerant remaining in the first heat exchanger (102) absorbed through the fourth heat exchanger (104) while the heating medium is received and circulated therein, To the one heat source acquisition unit selected from the air heat source acquisition unit (210), and when the cooling operation is performed, the heat is emitted through the air heat source acquisition unit (210). 제 1항에 있어서,
상기 태양열원 취득부(220)는, 제 4팽창밸브(223) 출구와 제 5열 교환기(224) 일 측의 입구가 연결되고, 상기 공기열원 취득부(210)에 제 4팽창밸브(223) 입구와 제 5열 교환기(224) 일 측의 출구가 병렬로 연결되며, 상기 제 5열 교환기(224) 타 측의 출구에 제 6열 교환기(228) 타 측의 입구가 연결되고, 제 6열 교환기(228) 타 측의 출구에 태양열 집열판(226)에 설치되는 태양열 교환수단(227) 일 측이 연결되며, 태양열 교환수단(227) 타 측에 순환펌프(225) 일 측이 연결되고, 순환펌프(225) 타 측에 제 5열 교환기(224) 타 측의 입구가 연결되면서 폐 루프를 형성하여 열 전달매체가 순환되게 하며,
상기 열매체 순환부는, 상기 제 4열 교환기(104) 타 측과 연결되면서 폐 루프를 형성하여 내부에 열매체가 순환되면서 상기 외기증발기(214)에 열을 전달하거나 또는 상기 제 4열 교환기(104) 타 측과 상기 제 6열 교환기(228) 일 측에 연결되면서 폐 루프를 형성하여 열매체가 순환되면서 상기 제 6열 교환기(228) 타 측에 열을 전달하게 선택 작동하며,
상기 공기열원 취득부(210)를 선택하여 난방 운전을 할 때에는 상기 제 1열 교환기(102)에서 응축하고 남은 고온 측 냉매의 열을 상기 열매체 순환부를 통해 상기 외기 증발기(214)를 가열하여 상기 저온 측 냉매의 증발을 원활하게 하면서 외부 온도가 낮을 때 결빙도 방지하고, 상기 태양열원 취득부(220)를 선택하여 난방 운전을 할 때에는 상기 제 1열 교환기(102)에서 응축하고 남은 고온 측 냉매의 열을 상기 열매체 순환부와 상기 제 6열 교환기(228)를 통해 제 5열 교환기(224)로 전달하여 저온 측 냉매의 증발을 원활하게 하는 한편,
냉방 운전을 할 때에는, 상기 제 1열 교환기(102)에서 응축하고 남은 고온 측 냉매의 열을 상기 열매체 순환부에서 전달받아, 상기 외기 증발기(214)를 작동시키고 여기를 통해 대기 중으로 방출시키는 것을 특징으로 하는 공기 태양열 복합 열원 이원 사이클 히트펌프 냉난방 장치.The method according to claim 1,
The solar heat source acquisition unit 220 is connected to an outlet of the fourth expansion valve 223 and an inlet of one side of the fifth heat exchanger 224. The fourth heat exchanger 224 is connected to the air heat source acquisition unit 210, The inlet of the fifth heat exchanger 224 is connected in parallel to the inlet of the fifth heat exchanger 224 and the inlet of the other side of the sixth heat exchanger 228 is connected to the outlet of the other side of the fifth heat exchanger 224, One side of the solar heat exchanging means 227 provided on the solar collector plate 226 is connected to the outlet of the other side of the exchanger 228 and one side of the circulation pump 225 is connected to the other side of the solar heat exchanging means 227, The other side of the pump 225 is connected to the inlet of the other side of the fifth heat exchanger 224 to form a closed loop to circulate the heat transfer medium,
The heat medium circulation unit is connected to the other side of the fourth heat exchanger 104 to form a closed loop to transfer heat to the outside air evaporator 214 while circulating the heat medium in the inside thereof, The second heat exchanger 228 is connected to one side of the sixth heat exchanger 228 to form a closed loop to circulate the heat medium to transfer heat to the other side of the sixth heat exchanger 228,
When the heating operation is performed by selecting the air heat source acquisition unit 210, the heat of the high-temperature side refrigerant, which has been condensed in the first heat exchanger 102, is heated by the outside-air evaporator 214 through the heating medium circulation unit, Side refrigerant in the first heat exchanger (102) while the first heat exchanger (102) is in the heating operation while the evaporation of the refrigerant in the second heat exchanger Heat is transferred to the fifth heat exchanger 224 through the heat medium circulation unit and the sixth heat exchanger 228 to smooth the evaporation of the low temperature side refrigerant,
When the cooling operation is performed, heat of the high-temperature side refrigerant left in the first heat exchanger (102) is transferred to the heat medium evaporator (214) through the heat medium circulation unit Air solar combined heat source dual cycle heat pump air conditioning unit.
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