KR20150022490A - Duality for refrigerating/heating cycle type Heat pump system - Google Patents

Duality for refrigerating/heating cycle type Heat pump system Download PDF

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KR20150022490A KR20130100450A KR20130100450A KR20150022490A KR 20150022490 A KR20150022490 A KR 20150022490A KR 20130100450 A KR20130100450 A KR 20130100450A KR 20130100450 A KR20130100450 A KR 20130100450A KR 20150022490 A KR20150022490 A KR 20150022490A
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Abstract

The present invention relates to a dual heating and cooling cycle type heat pump system capable of a concurrent defrosting mode in a dual heating and cooling device comprising a high temperature cycle and a low temperature cycle using a cascade heat exchanger. The dual heating and cooling cycle type heat pump system capable of a concurrent defrosting mode allows the high temperature cycle to operate separately from the low temperature cycle during heating; and increases the overall efficiency of the cycles without decreasing a heating mode of the high temperature cycle during a defrosting mode as the heating mode of the high temperature cycle is concurrently run with the defrosting mode turned on by a front on an evaporator during the operation of the high and low temperature cycles, and high temperature water is partially transferred to the cascade heat exchanger by the high temperature heating medium transfer tube of the high temperature cycle to heat the heating medium flowing into a high temperature compressor to meet the set conditions.

Description

제상모드가 동시에 가능한 이원화 냉난방사이클용 히트펌프시스템{Duality for refrigerating/heating cycle type Heat pump system}[0001] The present invention relates to a heat pump system for a dual-use heating / cooling cycle capable of simultaneously operating a defrost mode,

본 발명은 캐스케이드 열교환기를 이용하여 고온측 사이클과 저온측 사이클로 이루어진 이원 냉동사이클에 관한 것으로, 상세하게는 고온측 사이클이 난방시 저온측 사이클과 별도로 단독 구동할 수 있도록 하며, 고온측 사이클과 저온측 사이클의 구동시 증발기에서 서리 등이 발생하여 제상모드시, 고온측 사이클의 난방모드도 동시에 이루어지고, 상기 고온측 사이클의 고온 열매체 이송관에 의해 일부 고온수가 캐스케이드 열교환기에 전달되어 고온측 압축기에 유입되는 열매체를 설정조건에 맞게 가열함으로써, 제상모드시에도 고온측 사이클의 난방모드의 효율이 떨어지지 않아 전체적인 사이클의 효율이 증가하는 제상모드가 동시에 가능한 이원화 냉난방사이클용 히트펌프시스템에 관한 것이다.
The present invention relates to a two-stage refrigeration cycle comprising a high-temperature side cycle and a low-temperature side cycle using a cascade heat exchanger, more specifically, a high-temperature side cycle can be independently driven separately from a low- And a high temperature heat medium transferring pipe in the high temperature side cycle transfers some high temperature water to the cascade heat exchanger and flows into the high temperature side compressor And a heating mode in which the efficiency of the heating mode of the high temperature side cycle is not deteriorated even in the defrosting mode so that the efficiency of the whole cycle is increased.

일반적으로 캐스케이드 열교환기는 온수를 생산하기 위한 고온측 사이클과 냉수를 생산하기 위한 저온측 사이클에서 공유되는 구성으로 고온측 사이클에서는 증발기로 사용되고, 저온측 사이클에서는 응축기로 사용되며, 보통 히트펌프로 이루어진다.Generally, a cascade heat exchanger is shared in a high-temperature side cycle for producing hot water and a low-temperature side cycle for producing cold water, and is used as an evaporator in a high-temperature side cycle and as a condenser in a low-temperature side cycle.

이러한 상기 캐스케이드 열교환기를 이용한 온수를 생산하기 위한 고온측 사이클과 냉수를 생산하기 위한 저온측 사이클로 이루어진 듀얼타입 냉난방기에 관한 기술로는 특허문헌 1의 (KR) 등록특허 제0639104호인 캐스케이드 열교환기를 갖는 이원냉동사이클을 이용한 냉난방 및 급탕용 히트펌프시스템과, 특허문헌 2의 (KR) 등록특허 제0859311호인 캐스케이드 열교환기를 이용한 냉난방기와, 특허문헌 3의 (KR) 공개특허 제10-2010-0096996호인 캐스케이드 열교환기를 이용한 냉난방 시스템이 제공되어 있다.[0003] As a technology related to a dual type air conditioner having a high-temperature side cycle for producing hot water and a low-temperature side cycle for producing cold water using the cascade heat exchanger, there is a dual-type air conditioner having a cascade heat exchanger having a cascade heat exchanger of JP- A heat pump system for cooling / heating and hot water using a cycle, a cooling / heating system using a cascade heat exchanger of Patent Document 2 (KR) Patent No. 0859311, and a cascade heat exchanger of Patent Document 3 (JP Patent Application No. 10-2010-0096996) A cooling / heating system using the cooling / heating system is provided.

상기 특허문헌 1과 특허문헌 2에 제공되어 있는 기술은 도 1과 같은 구성으로 이루어진다.The technologies provided in the above Patent Documents 1 and 2 are configured as shown in Fig.

도 1과 같이 이원화 냉난방 시스템은 온수를 생산을 위하여 물에 열을 전달하는 고온측 사이클(100)과, 냉수를 생산을 위하여 물로부터 열을 취득하는 저온측 사이클(200)과, 상기 고온측 사이클(100)의 증발기이며 저온측 사이클(200)의 응축기인 캐스케이드 열교환기(300)와, 상기 고온측 사이클(100)로 생산된 온수를 저장하는 온수탱크(400)와, 상기 저온측 사이클(200)로 생산된 냉수를 저장하는 냉수탱크(500)로 구성되며,As shown in FIG. 1, the dual heating / cooling system includes a high temperature side cycle 100 for transferring heat to water for producing hot water, a low temperature side cycle 200 for acquiring heat from water for producing cold water, A hot water tank 400 for storing hot water produced in the high temperature side cycle 100 and a low temperature side cycle 200. The low temperature side cycle 200 is an evaporator of the low temperature side cycle 100 and a condenser of the low temperature side cycle 200, And a cold water tank 500 for storing cold water produced in the cold water tank 500,

상기 고온측 사이클(100)은 제1 열매체가 압축되는 고온측 압축기(110)와, 상기 고온측 압축기(110)의 출구에 일측이 연통되는 고온측 열교환기(120)와, 상기 고온측 열교환기(120)에 일측이 연통되어, 상기 고온측 열교환기(120)에서 토출된 제1 열매체의 온도를 낮추도록 하는 보조열교환기(130)와, 상기 보조열교환기(130)를 통과한 제1 열매체를 팽창시키는 고온측 팽창밸브(140)와, 상기 고온측 팽창밸브(140)의 출구와 상기 고온측 압축기(110) 사이에 설치되어 상기 고온측 팽창밸브(140)에서 팽창된 제1 열매체를 증발시키도록 하는 캐스케이드 열교환기(300)를 포함하며,The hot side cycle 100 includes a high temperature side compressor 110 in which the first heat medium is compressed, a high temperature side heat exchanger 120 in which one side communicates with the outlet of the high temperature side compressor 110, An auxiliary heat exchanger 130 communicating with the first heat exchanger 120 to lower the temperature of the first heat medium discharged from the high temperature heat exchanger 120, And a first heat medium that is installed between the outlet of the high temperature side expansion valve 140 and the high temperature side compressor 110 to expand the first heat medium expanded in the high temperature side expansion valve 140. The high temperature side expansion valve 140, And a cascade heat exchanger (300)

상기 저온측 사이클(200)은, 제2 열매체를 압축시키는 저온측 압축기(210)와, 상기 저온측 압축기(210)에 연통되어 제2 열매체를 응축시키는 상기 캐스케이드 열교환기(300)와, 상기 캐스케이드 열교환기(300)를 통과한 제2 열매체를 팽창시키는 저온측 제1팽창밸브(220)와, 상기 저온측 제1팽창밸브(220)와 연통되고, 상기 냉수탱크(500)의 냉수와 열교환되도록 하는 저온측 열교환기(230)와, 일측은 상기 저온측 압축기(210)의 출구측에 배관 연결되고, 타측은 상기 저온측 압축기(210)의 입구측 및 캐스케이드 열교환기(300) 입구측과 배관 연결되어 냉수를 생성시킬 때는 응축기로, 온수를 생성시킬 때는 증발기의 역할을 수행하는 저온측 증발/응축기(240)와, 상기 저온측 증발/응축기(240)의 입구측에 설치되어져 온수를 생성시킬 때 제2 열매체를 팽창시키는 저온측 제2팽창밸브(250)와, 일측은 캐스케이드 열교환기(300)의 출구측과 연결되고, 타측은 보조열교환기(130)에 설치된 제3팽창밸브(260)를 포함한다.The low temperature side cycle 200 includes a low temperature side compressor 210 for compressing the second heat medium, the cascade heat exchanger 300 communicating with the low temperature side compressor 210 to condense the second heat medium, A first expansion valve 220 for expanding a second heat medium that has passed through the heat exchanger 300 and a second expansion valve 220 for communicating with the low temperature side first expansion valve 220 and exchanging heat with the cold water of the cold water tank 500 And the other side is connected to the inlet side of the low-temperature side compressor 210 and the inlet side of the cascade heat exchanger 300, and the other side of the low-temperature side heat exchanger 230 is connected to the outlet side of the low- A low temperature side evaporator / condenser 240 which serves as a condenser when generating cold water and an evaporator when generating hot water, and a condenser 240 which is installed on the inlet side of the low temperature side evaporator / condenser 240 to generate hot water Side second heat medium expanding the second heat medium, A window with the valve 250, one side is connected with the outlet of the cascade heat exchanger 300, and the other end includes a third expansion valve (260) installed in the auxiliary heat exchanger (130).

이와 같이 이루어진 듀얼타입 냉난방장치는 난방모드시 고온측 사이클(100)만이 단독으로 구동되지 못하고, 저온측 사이클(200)과 함께 구동됨으로써 고온측 사이클(100)의 고온측 압축기(110)와 저온측 사이클(200)의 저온측 압축기(210)가 함께 구동한다.In the dual-type cooling / heating apparatus, only the high-temperature side cycle 100 is not independently operated in the heating mode, and the low-temperature side compressor 100 and the low-temperature side compressor 100 of the high- The low temperature side compressor 210 of the cycle 200 is driven together.

또한, 특허문헌 3에서는 난방모드시 고온측 사이클(100)만이 단독으로 구동되도록 하는 기술을 제공하고 있다.In addition, Patent Document 3 provides a technique for allowing only the high temperature side cycle 100 to be driven independently in the heating mode.

특허문헌 3의 (KR) 공개특허 제10-2010-0096996호인 캐스케이드 열교환기를 이용한 냉난방 시스템에서는 도 1에 제공되어 있는 듀얼타입 냉난방 시스템의 구성을 포함하되, 난방모드시 고온측 사이클(100)만이 단독으로 구동될 수 있도록 일측은 보조열교환기(130)의 출구측과 연결되고, 타측은 고온측 압축기(110)의 입구측과 연결되는 냉수를 이용한 고온측 증발기를 더 포함하도록 하고 있다.In the cooling / heating system using the cascade heat exchanger of Patent Document 3 (KR Patent Application No. 10-2010-0096996), the configuration of the dual-type cooling / heating system provided in FIG. 1 is included. In the heating mode, The other side is connected to the inlet side of the hot side compressor 110 so that the other side is connected to the outlet side of the auxiliary heat exchanger 130 so as to be driven by the high temperature side evaporator.

상기와 같이 이루어진 특허문헌 3의 경우에는 난방모드시 고온측 증발기에 제상현상이 발생하기 쉬우며, 제상현상을 발생을 방지하기 위하여 역사이클 구동으로 인하여 효율이 떨어지는 단점이 있다.In the case of Patent Document 3 described above, the defrosting phenomenon is likely to occur in the high-temperature-side evaporator in the heating mode, and the efficiency is deteriorated due to the reverse cycle driving in order to prevent the defrosting phenomenon.

또한, 종래에는 제상시, 역사이클 구동하기에 고온수를 생성하지 못하여 사이클의 효율이 떨어지는 문제점이 있다.
In addition, conventionally, there is a problem that the efficiency of the cycle deteriorates due to failure to generate high-temperature water for driving in reverse cycle at the time of operation.

대한민국 등록특허공보 제10-0639104호Korean Patent Publication No. 10-0639104 대한민국 등록특허공보 제10-0859311호Korean Patent Registration No. 10-0859311 대한민국 공개특허공보 제10-2010-0096996호Korean Patent Publication No. 10-2010-0096996

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 발명된 것으로,SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above problems,

고온측 사이클이 난방시 저온측 사이클과 별도로 단독 구동할 수 있도록 하며, 고온측 사이클과 저온측 사이클의 구동시 증발기에서 서리 등이 발생하여 제상모드시, 고온측 사이클의 난방모드도 동시에 이루어지고, 상기 고온측 사이클의 고온 열매체 이송관에 의해 일부 고온수가 캐스케이드 열교환기에 전달되어 고온측 압축기에 유입되는 열매체를 설정조건에 맞게 가열함으로써, 제상모드시에도 고온측 사이클의 난방모드의 효율이 떨어지지 않아 전체적인 사이클의 효율이 증가하는 제상모드가 동시에 가능한 이원화 냉난방사이클용 히트펌프시스템을 제공하고자 한다.
The high temperature side cycle can be independently driven separately from the low temperature side cycle during heating and the evaporation mode of the evaporator during the operation of the high temperature side cycle and the low temperature side cycle causes the defrosting mode and the heating mode of the high temperature side cycle at the same time, The high-temperature heat medium conveying pipe of the high-temperature side cycle transfers a high-temperature water to the cascade heat exchanger, and the heat medium flowing into the high-temperature side compressor is heated in accordance with the set conditions so that the efficiency of the heating mode of the high- And a defrost mode in which the efficiency of the cycle is increased.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 발명된 본 발명은 온수를 생산을 위한 고온측 사이클과, 냉수를 생산을 위한 저온측 사이클과, 상기 고온측 사이클의 증발기이며 저온측 사이클의 응축기인 캐스케이드 열교환기를 포함하는 이원화 냉난방사이클용 히트펌프시스템에 있어서,In order to achieve the above object, the present invention includes a high temperature side cycle for producing hot water, a low temperature side cycle for producing cold water, and a cascade heat exchanger which is an evaporator for the high temperature side cycle and a condenser for the low temperature side cycle Wherein the heat pump system comprises:

제1 열매체가 압축되는 고온측 압축기와, 상기 고온측 압축기의 출구에 일측이 연통되어 온수탱크에 제1 열매체의 열원을 전달하는 고온측 열교환기와, 상기 고온측 열교환기에서 토출된 제1 열매체의 온도를 팽창시키는 고온측 팽창밸브와, 일측은 상기 고온측 압축기의 출구 측 배관에 연결되고 타측은 고온측 팽창밸브와 캐스케이드 열교환기 사이의 배관에 연결되어 제상모드시 고온측 압축기의 제1 열매체를 캐스케이드 열교환기에 전달하여 고온측 압축기에 유입되는 열매체를 설정조건에 맞게 가열하는 고온 열매체 이송관으로 구성되는 고온측 사이클과;A high temperature side heat exchanger for transmitting the heat source of the first heat medium to the hot water tank which is connected to one side of the outlet of the high temperature side compressor and in which the first heat medium is compressed; Side expansion valve, one side of which is connected to the outlet-side pipe of the high-temperature side compressor, and the other side of which is connected to a pipe between the high-temperature side expansion valve and the cascade heat exchanger, so that the first heat medium of the high- A high-temperature side cycle comprising a high-temperature heat medium transfer tube for transferring the heat medium to the cascade heat exchanger and heating the heat medium flowing into the high-temperature side compressor in accordance with setting conditions;

제2 열매체를 압축시키는 저온측 압축기와, 상기 캐스케이드 열교환기(300)를 통과한 제2 열매체를 팽창시키는 저온측 제1팽창밸브와, 상기 저온측 제1팽창밸브와 연통되어 냉수탱크의 냉수와 제2 열매체를 열교환하는 저온측 열교환기와, 일측은 상기 캐스케이드 열교환기의 출구 측 및 저온측 압축기의 출구 측에 배관이 각각 연결되고 타측은 상기 저온측 압축기의 입구 측 및 캐스케이드 열교환기의 입구 측에 배관이 각각 연결되는 저온측 증발/응축기와, 상기 저온측 증발/응축기의 입구 측에 설치되어 온수를 생성시킬 때 제2 열매체를 팽창시키는 저온측 제2팽창밸브로 구성되는 저온측 사이클;을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 제상모드가 동시에 가능한 이원화 냉난방사이클용 히트펌프시스템에 관한 것이다.
Side first expansion valve for expanding the second heat medium that has passed through the cascade heat exchanger (300), and a low-temperature-side first expansion valve that communicates with the low-temperature-side first expansion valve to cool the cold water in the cold water tank Temperature side heat exchanger for heat-exchanging the second heat medium, and piping is connected to the outlet side of the cascade heat exchanger and the outlet side of the low-temperature side compressor, and the other side is connected to the inlet side of the low-temperature side compressor and the inlet side of the cascade heat exchanger And a low-temperature-side cycle consisting of a low-temperature-side evaporator / condenser connected to the piping and a low-temperature-side second expansion valve installed at the inlet side of the low-temperature-side evaporator / condenser for expanding the second heat medium when hot water is generated And a defrosting mode in which the defrosting mode can be performed at the same time.

상기와 같이 이루어진 본 발명인 제상모드가 동시에 가능한 이원화 냉난방사이클용 히트펌프시스템은 고온측 사이클이 난방시 저온측 사이클과 별도로 단독 구동할 수 있도록 하며, 고온측 사이클과 저온측 사이클의 구동시 증발기에서 서리 등이 발생하여 제상모드시, 고온측 사이클의 난방모드도 동시에 이루어지고, 상기 고온측 사이클의 고온 열매체 이송관에 의해 일부 고온수가 캐스케이드 열교환기에 전달되어 고온측 압축기에 유입되는 열매체를 설정조건에 맞게 가열함으로써, 제상모드시에도 고온측 사이클의 난방모드의 효율이 떨어지지 않아 전체적인 사이클의 효율이 증가하는 효과가 있다.
The heat pump system for a dual cooling / heating cycle in which the defrost mode in accordance with the present invention as described above can be carried out simultaneously allows the high temperature side cycle to be independently driven separately from the low temperature side cycle during heating, And the heating mode of the high temperature side cycle is also performed at the same time. A part of the high temperature water is transferred to the cascade heat exchanger by the high temperature heat medium transfer pipe of the high temperature side cycle, and the heat medium flowing into the high temperature side compressor is adjusted By heating, the efficiency of the heating mode of the high temperature side cycle is not lowered even in the defrost mode, and the efficiency of the whole cycle is increased.

도 1은 종래에 실시중에 있는 듀얼타입 냉난방 시스템의 개략도이고,
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 이원화 냉난방사이클용 히트펌프시스템을 나타낸 개략도이고,
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 온수모드와 제상모드가 동시에 이루어지는 이원화 냉난방사이클용 히트펌프시스템을 나타낸 개략도이고,
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 온수모드의 이원화 냉난방사이클용 히트펌프시스템을 나타낸 개략도이고,
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 냉수모드의 이원화 냉난방사이클용 히트펌프시스템을 나타낸 개략도이다.1 is a schematic view of a dual-type heating / cooling system which is conventionally in operation,
2 is a schematic view of a heat pump system for a dual cooling / heating cycle according to an embodiment of the present invention,
FIG. 3 is a schematic view showing a heat pump system for a dual cooling / heating cycle in which a hot water mode and a defrost mode are simultaneously performed according to an embodiment of the present invention,
FIG. 4 is a schematic view showing a heat pump system for dual heating / cooling cycle in a hot water mode according to an embodiment of the present invention,
FIG. 5 is a schematic view showing a heat pump system for a dual cooling / heating cycle in a cold water mode according to an embodiment of the present invention.

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

본 발명은 온수를 생산을 위한 고온측 사이클과, 냉수를 생산을 위한 저온측 사이클과, 상기 고온측 사이클의 증발기이며 저온측 사이클의 응축기인 캐스케이드 열교환기를 포함하는 이원화 냉난방사이클용 히트펌프시스템에 있어서,The present invention relates to a heat pump system for a dual heating / cooling cycle including a high temperature side cycle for producing hot water, a low temperature side cycle for producing cold water, and a cascade heat exchanger as an evaporator for the high temperature side cycle and a condenser for a low temperature side cycle ,

제1 열매체가 압축되는 고온측 압축기와, 상기 고온측 압축기의 출구에 일측이 연통되어 온수탱크에 제1 열매체의 열원을 전달하는 고온측 열교환기와, 상기 고온측 열교환기에서 토출된 제1 열매체의 온도를 팽창시키는 고온측 팽창밸브와, 일측은 상기 고온측 압축기의 출구 측 배관에 연결되고 타측은 고온측 팽창밸브와 캐스케이드 열교환기 사이의 배관에 연결되어 제상모드시 고온측 압축기의 제1 열매체를 캐스케이드 열교환기에 전달하여 고온측 압축기에 유입되는 열매체를 설정조건에 맞게 가열하는 고온 열매체 이송관으로 구성되는 고온측 사이클과;A high temperature side heat exchanger for transmitting the heat source of the first heat medium to the hot water tank which is connected to one side of the outlet of the high temperature side compressor and in which the first heat medium is compressed; Side expansion valve, one side of which is connected to the outlet-side pipe of the high-temperature side compressor, and the other side of which is connected to a pipe between the high-temperature side expansion valve and the cascade heat exchanger, so that the first heat medium of the high- A high-temperature side cycle comprising a high-temperature heat medium transfer tube for transferring the heat medium to the cascade heat exchanger and heating the heat medium flowing into the high-temperature side compressor in accordance with setting conditions;

제2 열매체를 압축시키는 저온측 압축기와, 상기 캐스케이드 열교환기(300)를 통과한 제2 열매체를 팽창시키는 저온측 제1팽창밸브와, 상기 저온측 제1팽창밸브와 연통되어 냉수탱크의 냉수와 제2 열매체를 열교환하는 저온측 열교환기와, 일측은 상기 캐스케이드 열교환기의 출구 측 및 저온측 압축기의 출구 측에 배관이 각각 연결되고 타측은 상기 저온측 압축기의 입구 측 및 캐스케이드 열교환기의 입구 측에 배관이 각각 연결되는 저온측 증발/응축기와, 상기 저온측 증발/응축기의 입구 측에 설치되어 온수를 생성시킬 때 제2 열매체를 팽창시키는 저온측 제2팽창밸브로 구성되는 저온측 사이클;을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
Side first expansion valve for expanding the second heat medium that has passed through the cascade heat exchanger (300), and a low-temperature-side first expansion valve that communicates with the low-temperature-side first expansion valve to cool the cold water in the cold water tank Temperature side heat exchanger for heat-exchanging the second heat medium, and piping is connected to the outlet side of the cascade heat exchanger and the outlet side of the low-temperature side compressor, and the other side is connected to the inlet side of the low-temperature side compressor and the inlet side of the cascade heat exchanger And a low-temperature-side cycle consisting of a low-temperature-side evaporator / condenser connected to the piping and a low-temperature-side second expansion valve installed at the inlet side of the low-temperature-side evaporator / condenser for expanding the second heat medium when hot water is generated .

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

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

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

도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 이원화 냉난방사이클용 히트펌프시스템을 나타낸 개략도이고, 도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 온수모드와 제상모드가 동시에 이루어지는 이원화 냉난방사이클용 히트펌프시스템을 나타낸 개략도이고, 도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 온수모드의 이원화 냉난방사이클용 히트펌프시스템을 나타낸 개략도이고, 도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 냉수모드의 이원화 냉난방사이클용 히트펌프시스템을 나타낸 개략도이다.FIG. 2 is a schematic view showing a heat pump system for a dual cooling / heating cycle according to an embodiment of the present invention. FIG. 3 is a schematic view illustrating a heat pump system for a dual- FIG. 4 is a schematic view showing a heat pump system for a dual-mode cooling / heating cycle in a hot water mode according to an embodiment of the present invention, FIG. 5 is a schematic view showing a heat pump for a dual- Fig.

본 발명의 일 실시 예를 도시한 도 2 내지 도 5에 나타나 있는 제상모드가 동시에 가능한 이원화 냉난방사이클용 히트펌프시스템은 제1 열매체(제1 열매체)를 이용하여 온수를 생산하는 고온측 사이클(100)과, 제2 열매체(제2 열매체)를 이용하여 냉수를 생산하는 저온측 사이클(200)과, 상기 고온측 사이클(100)의 증발기이며 저온측 사이클(200)의 응축기인 캐스케이드 열교환기(300)와, 상기 고온측 사이클(100)로 생산된 온수를 저장하는 온수탱크(400)와, 상기 저온측 사이클(200)로 생산된 냉수를 저장하는 냉수탱크(500)와 미도시된 제어부의 구성을 포함하여 이루어지며, 상기 고온측 사이클(100)과 저온측 사이클(200)은 동시에 또는 선택적으로 구동(사용)되고, 상기 온수탱크(400)에 저장되는 온수는 난방 및 급탕으로 이용되고, 상기 냉수탱크(500)에 저장되는 냉수는 냉방으로 이용된다.The heat pump system for a dual cooling / heating cycle in which the defrost mode shown in FIG. 2 to FIG. 5 showing one embodiment of the present invention can be performed is a high temperature side cycle 100 (see FIG. 2) for producing hot water by using a first heat medium A low temperature side cycle 200 for producing cold water by using a second heating medium (second heating medium), and a cascade heat exchanger 300 as a condenser of the low temperature side cycle 200, which is an evaporator of the high temperature side cycle 100 A hot water tank 400 for storing hot water produced in the hot side cycle 100, a cold water tank 500 for storing cold water produced in the low temperature side cycle 200, and a control unit And the hot side cycle 100 and the low temperature side cycle 200 are simultaneously or selectively driven and hot water stored in the hot water tank 400 is used for heating and hot water supply, The cold stored in the cold water tank 500 It is used as a cooling.

상기 고온측 사이클(100)은 도 2 내지 도 5에 도시한 바와 같이, 제1 열매체가 압축되는 고온측 압축기(110)와, 상기 고온측 압축기(110)의 출구에 일측이 연통되어 온수탱크(400)에 제1 열매체의 열원을 전달하는 고온측 열교환기(120)와, 상기 고온측 열교환기(120)에서 토출된 제1 열매체의 온도를 팽창시키는 고온측 팽창밸브(140)와, 일측은 상기 고온측 압축기(110)의 출구 측 배관에 연결되고 타측은 고온측 팽창밸브(140)와 캐스케이드 열교환기(300) 사이의 배관에 연결되어 제상모드시 고온측 압축기(110)의 제1 열매체를 캐스케이드 열교환기(300)에 전달하여 고온측 압축기(110)에 유입되는 열매체를 설정조건에 맞게 가열하는 고온 열매체 이송관(130)으로 구성된다.2 to 5, the high-temperature side cycle 100 includes a high-temperature side compressor 110 in which the first heat medium is compressed, a hot water tank (not shown) connected at one end to the outlet of the high- Side expansion valve 140 for expanding the temperature of the first heat medium discharged from the high-temperature-side heat exchanger 120, and a high-temperature-side expansion valve 140 for expanding the temperature of the first heat medium discharged from the high- And the other side is connected to a pipe between the high temperature expansion valve 140 and the cascade heat exchanger 300 so as to be connected to the first heat medium of the high temperature side compressor 110 in the defrosting mode And a high temperature heat medium conveying pipe 130 which conveys the heat medium to the cascade heat exchanger 300 and heats the heat medium flowing into the high temperature side compressor 110 according to setting conditions.

여기서, 상기 고온 열매체 이송관(130)은 일측이 고온측 압축기(110)의 출구 측 배관에 연결되는데, 고온측 압축기(110)의 제1 열매체가 고온측 열교환기(120) 또는 고온 열매체 이송관(130)에 선택적으로 이송되도록 배관과의 연결부위에 고온측 3방 밸브(150)가 더 설치된다.One side of the high temperature heat medium transfer pipe 130 is connected to an outlet side pipe of the high temperature side compressor 110. The first heat medium of the high temperature side compressor 110 is connected to the high temperature side heat exchanger 120 or the high temperature heat medium transfer pipe Side three-way valve 150 is further provided at a connection portion with the piping so as to be selectively transferred to the high-temperature side three-way valve 130.

그리고, 상기 고온 열매체 이송관(130)의 타측은 캐스케이드 열교환기(300)의 입구 측 배관에 연결되는데, 캐스케이드 열교환기(300)와 고온측 팽창밸브(140) 사이인 배관에 연결된다.The other side of the high temperature heat medium transfer pipe 130 is connected to the inlet pipe of the cascade heat exchanger 300 and is connected to the pipe between the cascade heat exchanger 300 and the high temperature side expansion valve 140.

이렇듯, 상기 고온 열매체 이송관(130)은 도 2에서처럼, 제상모드시, 종래에는 캐스케이드 열교환기(300)에 고온측 사이클(100)에서 응축된(냉각된) 제1 열매체가 유입되고, 저온측 사이클(200)에서도 응축된(냉각된) 제2 열매체가 유입되어 상호 열교환시 제1 열매체가 증발되지 않아 고온측 압축기(110)의 효율이 떨어지는데, 본 발명에서는 제상모드시, 고온측 압축기(110)의 고온,고압 제1 열매체 중 일부가 고온 열매체 이송관(130)을 통해 이송되어 응축된(냉각된) 제1 열매체와 혼합된 뒤, 캐스케이드 열교환기(300)에 전달되기에 증발된 제1 열매체가 고온측 압축기(110)에 전달되어 효율이 떨어지는 것을 방지한다.
2, in the defrost mode, the first heat medium condensed (cooled) in the high temperature side cycle 100 flows into the cascade heat exchanger 300, and the low temperature side In the cycle 200, the condensed (cooled) second heat medium flows into the high-temperature side compressor 110, and the efficiency of the high-temperature side compressor 110 is lowered because the first heat medium is not evaporated during the heat exchange. In the present invention, ) Is transferred to the cascade heat exchanger 300 after being mixed with the condensed (cooled) first heat medium which is transferred through the high-temperature heat medium transfer tube 130 and then the vaporized first The heat medium is transferred to the high-temperature side compressor 110 to prevent the efficiency from being lowered.

상기 저온측 사이클(200)은 도 2 내지 도 5에 도시한 바와 같이, 제2 열매체를 압축시키는 저온측 압축기(210)와, 상기 캐스케이드 열교환기(300)를 통과한 제2 열매체를 팽창시키는 저온측 제1팽창밸브(220)와, 상기 저온측 제1팽창밸브(220)와 연통되어 냉수탱크(500)의 냉수와 제2 열매체를 열교환하는 저온측 열교환기(230)와, 일측은 상기 캐스케이드 열교환기(300)의 출구 측 및 저온측 압축기(210)의 출구 측에 배관이 각각 연결되고 타측은 상기 저온측 압축기(210)의 입구 측 및 캐스케이드 열교환기(300)의 입구 측에 배관이 각각 연결되는 저온측 증발/응축기(240)와, 상기 저온측 증발/응축기(240)의 입구 측에 설치되어 온수를 생성시킬 때 제2 열매체를 팽창시키는 저온측 제2팽창밸브(250)로 구성된다.2 to 5, the low-temperature side cycle 200 includes a low-temperature side compressor 210 for compressing the second heat medium, a low-temperature side compressor 210 for expanding the second heat medium that has passed through the cascade heat exchanger 300, Side heat exchanger (230) that communicates with the low-temperature-side first expansion valve (220) and exchanges heat between the cold water of the cold water tank (500) and the second heat medium, and a low- The piping is connected to the outlet side of the heat exchanger 300 and the outlet side of the low temperature side compressor 210 while the other side is connected to the inlet side of the low temperature side compressor 210 and the inlet side of the cascade heat exchanger 300 And a low temperature side second expansion valve 250 installed at the inlet side of the low temperature side evaporator / condenser 240 for expanding the second heat medium to generate hot water .

여기서, 상기 저온측 증발/응축기(240)는 하절기에는 저온측 열교환기(230)를 통해 냉수를 생성시키도록 응축기의 역할을 수행한 뒤 제2 열매체를 캐스케이드 열교환기(300)에 전달한다.The low temperature side evaporator / condenser 240 serves as a condenser to generate cold water through the low temperature side heat exchanger 230 during the summer season, and then transfers the second heat medium to the cascade heat exchanger 300.

또한, 상기 동절기의 저온측 증발/응축기(240)는 도 3에서처럼, 고온측 열교환기(120)를 통해 온수를 생성시킬 때 증발기의 역할을 수행한 뒤, 제2 열매체를 저온측 열교환기(230)에 전달한다. The low temperature side evaporator / condenser 240 of the winter season serves as an evaporator when hot water is generated through the high temperature side heat exchanger 120, and then the second heat medium is circulated through the low temperature side heat exchanger 230 ).

그리고, 상기 제상시의 저온측 증발/응축기(240)는 도 2에서처럼, 저온측 압축기(210)의 고온,고압 제2 열매체에 의해 제상되어 제2 열매체를 응축한 뒤, 캐스케이드 열교환기(300)에 전달한다.
2, the low-temperature side evaporator / condenser 240 at the time of defrosting is defrosted by the high-temperature, high-pressure second heat medium of the low-temperature side compressor 210 to condense the second heat medium, .

상기 고온측 사이클(100)과 저온측 사이클(200)에서는 제1 열매체와 제2 열매체를 안내하는 각각의 배관에는 각각의 열매체의 역류를 방지하기 위하여 다수개의 체크밸브(미도시)가 구비된다.
In the high-temperature side cycle 100 and the low-temperature side cycle 200, a plurality of check valves (not shown) are provided in respective pipes for guiding the first heating medium and the second heating medium to prevent the respective heating mediums from flowing backward.

상기 본 발명인 제상모드가 동시에 가능한 이원화 냉난방사이클용 히트펌프시스템에는 냉난방장치를 제어(컨트롤)하기 위한 다수의 온도센서와 상기 온도센서의 정보를 이용하여 듀얼타입 고효율 냉난방 시스템을 제어(컨트롤)하는 제어부를 포함한다.
The heat pump system for the dual cooling / heating cycle in which the defrost mode according to the present invention can be performed simultaneously includes a plurality of temperature sensors for controlling (controlling) the cooling / heating apparatus and a control unit for controlling (controlling) the dual type high efficiency heating / .

상기와 같이 이루어진 본 발명의 제상모드가 동시에 가능한 이원화 냉난방사이클용 히트펌프시스템의 동작상태를 도면을 참고하여 아래에 설명한다.The operation state of the heat pump system for a dual cooling / heating cycle in which the defrost mode of the present invention can be performed at the same time will be described below with reference to the drawings.

[온수생산 [Hot water production 모드mode ] ]

도 3과 같이 캐스케이드 열교환기(300)를 이용한 고온측 사이클(100)과 저온측 사이클(200)이 동시에 구동되는 상태이며, 동절기에 사용되는 모드로서, 온수를 생산하여 난방과 급탕에 사용된다.As shown in FIG. 3, the high temperature side cycle 100 and the low temperature side cycle 200 using the cascade heat exchanger 300 are simultaneously driven. The mode is used for the winter season and is used for heating and hot water supply.

고온측 사이클(100)은, 도 3과 같이 기상으로 이루어진 제1 열매체가 고온측 압축기(110)에서 고온고압의 기체로 압축된 후 고온측 열교환기(120)로 공급되고, 상기 고온측 열교환기(120)에서 제1 열매체는 응축되어 고온고압의 액상으로 상변화 됨으로써 온수탱크(400)에 열을 전달하여 온수를 생산하도록 하고, 상기 고온고압의 액상의 제1 열매체는 고온측 팽창밸브(140)에 안내되어 팽창한다. 상기 팽창된 제1 열매체는 케이케이스 열교환기(400)에서 증발하고, 증발된 제1 열매체는 고온측 압축기(110)로 공급되어 다시 압축되는 사이클로 순환하여 온수탱크(400)에 열을 전달하여 온수를 생산함으로써 난방과 급탕을 제공하도록 한다.In the high temperature side cycle 100, the first heat medium, which is formed of gas phase as shown in FIG. 3, is compressed by the high temperature and pressure gas in the high temperature side compressor 110 and then supplied to the high temperature side heat exchanger 120, The first heat medium is converted into a liquid phase at a high temperature and a high pressure so as to transfer heat to the hot water tank 400 to produce hot water. The first heat medium in the form of a liquid at a high temperature and a high pressure passes through the high temperature side expansion valve 140 To inflate. The expanded first heat medium is evaporated in the K-case heat exchanger 400 and the evaporated first heat medium is supplied to the hot side compressor 110 and circulated again to heat the hot water tank 400, To provide heating and hot water supply.

저온측 사이클(200)은, 기상으로 이루어진 제2 열매체가 저온측 압축기(210)에서 압축되어 저온측 3방(WAY) 전자밸브(270)의 안내로 캐스케이드 열교환기(300)에 공급되어 응축되고, 상기 캐스케이드 열교환기(300)에 응축된 제2 열매체는 저온측 제2 팽창밸브(250)로 공급되어 팽창되고, 상기 팽창된 제2 열매체는 저온측 증발/응축기(240)에 공급되어 증발된 후 저온측 압축기(210)로 공급되어 다시 압축되는 사이클로 순환한다.In the low temperature side cycle 200, the gaseous second heat medium is compressed by the low temperature side compressor 210 and supplied to the guide path cascade heat exchanger 300 of the low temperature three way (WAY) solenoid valve 270 and condensed The second heat medium condensed in the cascade heat exchanger 300 is supplied to the low temperature side second expansion valve 250 and expanded, and the expanded second heat medium is supplied to the low temperature side evaporator / condenser 240 to be evaporated And then supplied to the low-temperature side compressor 210 and then compressed again.

여기서, 고온측 사이클(100)과 저온측 사이클(200)이 동시에 구동하지 않고 캐스케이드 열교환기(300)를 이용하지 않아 고온측 사이클(100)이 단독으로 구동할 수 도 있다. 이때, 고온측 사이클(100)만 구동시키는 것이기에 별도의 도면과 설명은 하지 않는다.
Here, the high temperature side cycle 100 and the low temperature side cycle 200 may not be driven at the same time, and the high temperature side cycle 100 may be driven alone without using the cascade heat exchanger 300. At this time, since only the high temperature side cycle 100 is driven, a separate drawing and explanation will be omitted.

[온수생산시 [In hot water production 제상모드Defrost mode ] ]

도 2와 같이, 온수 생산 작동 모드 중 상기 저온측 사이클(200)의 저온측 증발/응축기(240) 온도가 노점온도 이하로 떨어져 제상현상이 발생하거나, 노점온도에 도달하는 경우에 도 2와 같이 제어부는 저온측 3방 밸브를 제어하여 저온측 압축기(210)의 제2 열매체를 저온측 증발/응축기(240)로 공급하여 제상이 이루어지고, 상기 저온측 증발/응축기(240)에서 응축된 제2 열매체는 캐스케이드 열교환기(300)에 전달된다.As shown in FIG. 2, when the temperature of the evaporator / condenser 240 on the low-temperature side of the low-temperature side cycle 200 falls below the dew point temperature in the hot water production operation mode, or when the defrost phenomenon occurs or the dew point temperature is reached, The control unit controls the low-temperature three-way valve to supply the second heat medium of the low-temperature side compressor 210 to the low-temperature side evaporator / condenser 240 to perform defrosting, and the low-temperature side evaporator / The two heating mediums are transferred to the cascade heat exchanger 300.

여기서, 제상모드시, 종래에는 온수생산을 중단하였는데, 본 발명에서는 제상모드시에도 동시에 온수생산을 계속할 수 있는 것이 특징으로써, 상세히 설명하면, 종래의 제상모드시에는 캐스케이드 열교환기(300)에 고온측 사이클(100)에서 응축된(냉각된) 제1 열매체가 유입되고, 저온측 사이클(200)에서도 응축된 제2 열매체(저온측 증발/응축기(240)를 제상한 열매체)가 유입되어 상호 열교환시 제1 열매체가 증발되지 않아 냉각된 제1 열매체가 고스란히 고온측 압축기(110)에 공급되어 고온측 압축기(110)의 효율이 떨어지는데, 본 발명은 고온측 사이클(100)의 고온측 열교환기(120)에서 배출되는 고온고압인 액체상태의 제1 열매체를 고온측 3방 밸브(150)에 의해 고온 열매체 이송관(130)에 고온측 압축기(110)의 고온,고압 제1 열매체 중 일부가 공급되어 응축된(냉각된) 제1 열매체와 혼합된 뒤, 캐스케이드 열교환기(300)에 전달되기에 증발된 제1 열매체가 고온측 압축기(110)에 전달되어 효율이 떨어지는 것을 방지한다.Here, in the defrosting mode, the hot water production is conventionally stopped. In the present invention, hot water production can be continued at the same time even in the defrosting mode. In detail, in the conventional defrosting mode, (Cooled) first heat medium flows in the side cycle 100 and the second heat medium condensed in the low temperature side cycle 200 (the heat medium defrosting the low temperature side evaporator / condenser 240) flows into the heat exchange The first heat medium is not evaporated and the cooled first heat medium is uniformly supplied to the high temperature side compressor 110 to reduce the efficiency of the high temperature side compressor 110. The present invention is applicable to the high temperature side heat exchanger The first heat medium in a liquid state of high temperature and high pressure discharged from the high temperature side compressor 120 is supplied to the high temperature heat medium transfer tube 130 by the high temperature side three way valve 150 by supplying part of the high temperature and high pressure first heat medium of the high temperature side compressor 110 Condensed ( Gakdoen) is transmitted to a first back mixed with the heating medium, the cascade of the first heating medium is a high temperature side compressor (110 evaporated to being passed to heat exchanger 300) to prevent efficiency drops.

이와 같이 역사이클의 구동없이도 제상현상을 방지하는 동시에 온수생산도 할 수 있다.
Thus, the defrost phenomenon can be prevented and the hot water can be produced without driving the reverse cycle.

[냉수생산 [Cold water production 모드mode ] ]

도 5와 같이 캐스케이드 열교환기(300)를 이용한 저온측 사이클(200)이 구동되는 상태이며, 고온측 사이클(100)은 작동되지 않는 것으로써, 봄과 가을에 사용되는 모드 또는 여름철에도 사용되는 모드이고, 온수와 냉수를 생산하여 난방과 급탕 및 냉방에 사용된다.5, the low-temperature side cycle 200 using the cascade heat exchanger 300 is driven, and the high-temperature side cycle 100 is not operated. Thus, the mode used for spring and fall or the mode used for the summer And it is used for heating, hot water supply and cooling by producing hot water and cold water.

저온측 사이클(200)은, 기상으로 이루어진 제2 열매체가 저온측 압축기(210)에서 압축되어 저온측 3방(WAY) 전자밸브(270)의 안내로 저온측 증발/응축기(240)와 캐스케이드 열교환기(300)에 순차적으로 공급되어 응축되고, 상기 응축된 제2 열매체는 저온측 제1 팽창밸브(220)로 공급되어 팽창되고, 상기 팽창된 제2 열매체는 저온측 열교환기(230)에 공급되어 냉수탱크(500)의 냉수와 열교환하여 냉수를 생산하고, 상기 냉수와 열교환한 제2 열매체는 저온측 압축기(210)로 공급되어 다시 압축되는 사이클로 순환한다.The low temperature side cycle 200 is a cycle in which the gaseous second heat medium is compressed by the low temperature side compressor 210 and is guided to the low temperature side evaporator / condenser 240 of the low temperature side three way (WAY) And the condensed second heat medium is supplied to the low temperature side first expansion valve 220 and expanded, and the expanded second heat medium is supplied to the low temperature side heat exchanger 230 The second heat medium, which is heat-exchanged with the cold water, is supplied to the low-temperature side compressor 210 and circulates in a cycle of being compressed again.

여기서, 캐스케이드 열교환기(300)를 이용하되, 고온측 사이클(100)은 구동하지 않고, 저온측 사이클(200)이 단독으로 구동되는 상태이며, 하절기에 사용되는 모드로서, 냉수를 생산하여 냉탕에 사용되는데, 이 모드는 상기에서 기술한 저온측 사이클(200)의 순환만 이루어지면 되는 것이기에 별도의 도면과 기술은 하지 않는다.
Here, the cascade heat exchanger 300 is used, but the high-temperature side cycle 100 is not driven and the low-temperature side cycle 200 is solely driven. In this mode, cold water is produced, This mode is only for circulation of the low-temperature side cycle 200 described above, so that no separate drawings and description are given.

100 : 고온측 사이클 110 : 고온측 압축기
120 : 고온측 열교환기 130 : 고온 열매체 이송관
140 : 고온측 팽창밸브 150 : 고온측 3방 밸브
200 : 저온측 사이클 210 : 고온측 압축기
220, 250 : 저온측 팽창밸브 230 : 저온측 열교환기
240 : 저온측 증발/응축기 270 : 저온측 3방 밸브
300 : 캐스케이드 열교환기 400 : 온수탱크
500 : 냉수탱크100: high temperature side cycle 110: high temperature side compressor
120: high temperature side heat exchanger 130: high temperature heat medium transfer tube
140: high temperature side expansion valve 150: high temperature side three-way valve
200: low temperature side cycle 210: high temperature side compressor
220, 250: low temperature side expansion valve 230: low temperature side heat exchanger
240: Evaporation / condenser on the low temperature side 270: Three-way valve on the low temperature side
300: Cascade heat exchanger 400: Hot water tank
500: cold water tank

Claims (3)

온수를 생산을 위한 고온측 사이클과, 냉수를 생산을 위한 저온측 사이클과, 상기 고온측 사이클의 증발기이며 저온측 사이클의 응축기인 캐스케이드 열교환기를 포함하는 이원화 냉난방사이클용 히트펌프시스템에 있어서,
제1 열매체가 압축되는 고온측 압축기(110)와, 상기 고온측 압축기(110)의 출구에 일측이 연통되어 온수탱크(400)에 제1 열매체의 열원을 전달하는 고온측 열교환기(120)와, 상기 고온측 열교환기(120)에서 토출된 제1 열매체의 온도를 팽창시키는 고온측 팽창밸브(140)와, 일측은 상기 고온측 압축기(110)의 출구 측 배관에 연결되고 타측은 고온측 팽창밸브(140)와 캐스케이드 열교환기(300) 사이의 배관에 연결되어 제상모드시 고온측 압축기(110)의 제1 열매체를 캐스케이드 열교환기(300)에 전달하여 고온측 압축기(110)에 유입되는 열매체를 설정조건에 맞게 가열하는 고온 열매체 이송관(130)으로 구성되는 고온측 사이클(100)과;
제2 열매체를 압축시키는 저온측 압축기(210)와, 상기 캐스케이드 열교환기(300)를 통과한 제2 열매체를 팽창시키는 저온측 제1팽창밸브(220)와, 상기 저온측 제1팽창밸브(220)와 연통되어 냉수탱크(500)의 냉수와 제2 열매체를 열교환하는 저온측 열교환기(230)와, 일측은 상기 캐스케이드 열교환기(300)의 출구 측 및 저온측 압축기(210)의 출구 측에 배관이 각각 연결되고 타측은 상기 저온측 압축기(210)의 입구 측 및 캐스케이드 열교환기(300)의 입구 측에 배관이 각각 연결되는 저온측 증발/응축기(240)와, 상기 저온측 증발/응축기(240)의 입구 측에 설치되어 온수를 생성시킬 때 제2 열매체를 팽창시키는 저온측 제2팽창밸브(250)로 구성되는 저온측 사이클(200);
을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 제상모드가 동시에 가능한 이원화 냉난방사이클용 히트펌프시스템.
A heat pump system for a dual heating / cooling cycle, comprising a high temperature side cycle for producing hot water, a low temperature side cycle for producing cold water, and a cascade heat exchanger which is an evaporator of the high temperature side cycle and a condenser of a low temperature side cycle,
A high temperature side heat exchanger 120 for communicating the heat source of the first heat medium to the hot water tank 400 with one side communicated with the outlet of the high temperature side compressor 110, A high temperature side expansion valve 140 for expanding the temperature of the first heat medium discharged from the high temperature side heat exchanger 120, one side connected to the outlet side piping of the high temperature side compressor 110, The first heat medium of the high temperature side compressor 110 is connected to the piping between the valve 140 and the cascade heat exchanger 300 to transfer the first heat medium of the high temperature side compressor 110 to the cascade heat exchanger 300, A high-temperature side cycle (100) comprising a high-temperature heat medium transfer tube (130) for heating the high-temperature side heat transfer tube
A low temperature side first expansion valve 220 for expanding a second heat medium that has passed through the cascade heat exchanger 300 and a low temperature side first expansion valve 220 for expanding the low temperature side first expansion valve 220 Temperature side heat exchanger 230 communicating with the cold water tank 500 and the second heat medium in the cold water tank 500. The low temperature side heat exchanger 230 is connected to the outlet side of the cascade heat exchanger 300 and the outlet side of the low temperature side compressor 210 A low temperature side evaporator / condenser 240 to which piping is connected and the other side of which is connected to an inlet side of the low temperature side compressor 210 and an inlet side of the cascade heat exchanger 300, and a low temperature side evaporator / A second low temperature side expansion valve (250) for expanding the second heat medium when the hot water is generated;
And a defrosting mode in which the defrosting mode can be performed at the same time.
제 1항에 있어서, 상기 저온측 증발/응축기(240)는,
하절기에는 저온측 열교환기(230)를 통해 냉수를 생성시키도록 응축기의 역할을 수행한 뒤 제2 열매체를 캐스케이드 열교환기(300)에 전달하고,
동절기에는 고온측 열교환기(120)를 통해 온수를 생성시킬 때 증발기의 역할을 수행한 뒤, 제2 열매체를 저온측 열교환기(230)에 전달하고,
제상시에는 저온측 압축기(210)의 고온,고압 제2 열매체에 의해 제상되어 제2 열매체를 응축한 뒤, 캐스케이드 열교환기(300)에 전달하는 것을 특징으로 하는 제상모드가 동시에 가능한 이원화 냉난방사이클용 히트펌프시스템.
The apparatus of claim 1, wherein the low temperature side evaporator / condenser (240)
In the summer, the condenser serves as a condenser to generate cold water through the low-temperature heat exchanger 230, and then transfers the second heat medium to the cascade heat exchanger 300,
In the winter season, when the hot water is generated through the hot-side heat exchanger 120, the second heat medium is transferred to the low-temperature heat exchanger 230,
The second heating medium is defrosted by the high-temperature, high-pressure second heating medium of the low-temperature side compressor 210, and is then delivered to the cascade heat exchanger 300. In the dual- Heat pump system.
제 1항에 있어서,
상기 고온 열매체 이송관(130)은 일측이 고온측 압축기(110)의 출구 측 배관에 연결되되, 고온측 압축기(110)의 제1 열매체가 고온측 열교환기(120) 또는 고온 열매체 이송관(130)에 선택적으로 이송되도록 배관과의 연결부위에 고온측 3방 밸브(150)가 더 설치되는 것을 특징으로 하는 제상모드가 동시에 가능한 이원화 냉난방사이클용 히트펌프시스템.
The method according to claim 1,
The first heat medium of the high temperature side compressor 110 is connected to the high temperature side heat exchanger 120 or the high temperature heat medium transfer tube 130 And a high-temperature three-way valve (150) is further provided at a connection portion with the piping so as to be selectively transferred to the heat pump unit.
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