KR20150028509A - Cooling system for low-temperature warehouse and system for supplying hot water using the cooling system - Google Patents

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Abstract

According to an embodiment of the present invention, a cooling system for supplying hot water comprises: a cooling water tank for storing cooling water; a hot water tank for storing hot water; and a first heat pump connected to a space between the cooling water tank and hot water tank to exchange heat between the cooling water and the hot water. The cooling water tank supplies the cooling water to one or more second heat pumps for cooling one or more low temperature warehouses. The system for supplying hot water can supply hot water using waste heat discharged when cooling the low temperature warehouses; and can improve the heat exchange efficiency of the heat pumps for cooling the low temperature warehouses and for heating the hot water.

Description

저온창고 냉각시스템 및 이를 이용한 온수공급 시스템{Cooling system for low-temperature warehouse and system for supplying hot water using the cooling system} BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a cooling system for a low-temperature warehouse,

본 발명은 저온창고 냉각 시스템에 및 이를 이용한 온수공급 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 저온창고 냉각용 히트 펌프의 효율을 높일 수 있는 저온창고 냉각 시스템 및 이 냉각 시스템에서 생성된 폐열을 이용하여 고온 용수를 공급할 수 있는 온수공급 시스템에 관한 것이다. The present invention relates to a low-temperature warehouse cooling system and a hot water supply system using the same, and more particularly, to a low-temperature warehouse cooling system capable of increasing the efficiency of a heat pump for cooling a low-temperature warehouse, And a hot water supply system capable of supplying hot water.

종래부터 상용 용수를 가열하여 온수를 공급하는 온수 공급 시스템이 사용되고 있으며 용수 가열을 위한 에너지원으로서 다른 열교환 시스템에서 배출되는 폐열을 이용하는 방안도 연구되고 있다. Conventionally, a hot water supply system for supplying hot water by heating commercial water has been used, and a method for using waste heat discharged from another heat exchange system as an energy source for heating water has been studied.

그러나 식품가공 공장에서와 같이 다수의 저온창고를 운영하는 곳에서 저온창고를 냉방하는 냉방 시스템에서 배출되는 폐열을 회수하거나 이를 이용하여 용수를 가열하여 온수를 공급하는 온수공급 시스템은 아직 개발되지 않았고 따라서 이러한 공장에서는 냉방 에너지를 효율적으로 재활용하지 못하고 있다. However, a hot water supply system for supplying hot water by heating or recovering the waste heat discharged from a cooling system for cooling a low-temperature warehouse in a place where a plurality of low-temperature warehouses are operated as in a food processing factory has not been developed yet These factories are not able to efficiently recycle cooling energy.

그러므로 저온창고의 냉방시 배출되는 폐열을 이용하여 고온 용수를 공급할 수 있는 온수공급 시스템에 대한 필요성이 존재한다. Therefore, there is a need for a hot water supply system capable of supplying hot water using waste heat discharged during cooling of a low temperature warehouse.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 저온창고를 냉방할 때 배기되는 폐열을 이용하여 고온 용수를 공급할 수 있는 온수공급 시스템을 제공한다. According to an embodiment of the present invention, there is provided a hot water supply system capable of supplying high temperature water using waste heat discharged when cooling a low temperature warehouse.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 저온창고를 냉방하는 히트 펌프 및 용수를 가열하는 히트 펌프의 열교환 효율을 향상시킬 수 있는 온수공급 시스템을 제공한다. According to an embodiment of the present invention, there is provided a hot water supply system capable of improving the heat exchange efficiency of a heat pump for cooling a low temperature warehouse and a heat pump for heating water.

본 발명의 실시예에 따르면, 온수 공급 시스템에 있어서, 냉각수를 저장하는 저온수 탱크; 용수(用水)를 저장하는 고온수 탱크; 및 상기 저온수 탱크와 고온수 탱크 사이에 연결되어, 상기 냉각수와 상기 용수 사이의 열을 교환하는 제1 히트 펌프;를 포함하고, 상기 저온수 탱크는 하나 이상의 저온창고를 냉방하기 위한 하나 이상의 제2 히트 펌프에 상기 냉각수를 공급하도록 구성된 것을 특징으로 하는 온수 공급 시스템이 제공된다. According to an embodiment of the present invention, there is provided a hot water supply system comprising: a low temperature water tank for storing cooling water; A hot water tank for storing water; And a first heat pump connected between the low temperature water tank and the high temperature water tank for exchanging heat between the cooling water and the water, wherein the low temperature water tank comprises at least one And a second heat pump for supplying the cooling water to the second heat pump.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 저온창고를 냉방할 때 배기되는 폐열을 이용하여 고온 용수를 공급할 수 있으므로 온수공급에 있어서 에너지 효율을 향상시키는 이점이 있다. According to an embodiment of the present invention, since the high-temperature water can be supplied using the waste heat discharged when the low-temperature warehouse is cooled, there is an advantage of improving the energy efficiency in the hot water supply.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 저온창고를 냉방하는 냉각수를 저장하는 저온수 탱크를 두 개로 분리하여 구성함으로써 저온창고의 냉방용 히트 펌프 및 용수 가열용 히트 펌프의 열교환 효율을 향상시킬 수 있는 이점이 있다. According to the embodiment of the present invention, the low-temperature water tank for storing the cooling water for cooling the low-temperature warehouse is divided into two so that the heat exchange efficiency of the heat pump for cooling and the heat pump for heating the water in the low- .

본 발명의 일 실시예에 따르면, 냉각수와 용수를 물리적으로 분리하여 사용함으로써 냉방용 배관의 스케일 및 부식을 방지할 수 있는 이점이 있다. According to one embodiment of the present invention, there is an advantage that scaling and corrosion of the cooling pipe can be prevented by physically separating the cooling water and the water.

도1은 본 발명의 일 실시예에 따라 저온창고 냉각시스템을 이용하는 온수공급 시스템을 도식적으로 보여주는 구성도,
도2는 일 실시예에 따른 제1 히트 펌프를 도식적으로 나타내는 도면,
도3은 일 실시예에 따른 제2 히트 펌프를 도식적으로 나타내는 도면,
도4는 일 실시예에 따른 저온창고 냉각시스템을 도식적으로 나타내는 도면,
도5는 일 실시예에 따른 온수공급 시스템을 도식적으로 나타내는 도면, 그리고,
도6은 대안적 실시예에 따른 온수공급 시스템을 도식적으로 나타내는 도면이다. FIG. 1 is a schematic diagram illustrating a hot water supply system using a low-temperature warehouse cooling system according to an embodiment of the present invention. FIG.
2 is a diagrammatic representation of a first heat pump according to one embodiment,
3 is a diagrammatic representation of a second heat pump according to one embodiment,
4 is a diagrammatic representation of a low temperature warehouse cooling system in accordance with one embodiment,
Figure 5 is a diagrammatic representation of a hot water supply system according to one embodiment,
6 is a diagrammatic representation of a hot water supply system according to an alternative embodiment.

이상의 본 발명의 목적들, 다른 목적들, 특징들 및 이점들은 첨부된 도면과 관련된 이하의 바람직한 실시예들을 통해서 쉽게 이해될 것이다. 그러나 본 발명은 여기서 설명되는 실시예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 오히려, 여기서 소개되는 실시예들은 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록 그리고 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되는 것이다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The above and other objects, features, and advantages of the present invention will become more readily apparent from the following description of preferred embodiments with reference to the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments described herein but may be embodied in other forms. Rather, the embodiments disclosed herein are provided so that the disclosure can be thorough and complete, and will fully convey the scope of the invention to those skilled in the art.

본 명세서에서, 어떤 구성요소가 다른 구성요소 상에 있다고 언급되는 경우에 그것은 다른 구성요소 상에 직접 형성될 수 있거나 또는 그들 사이에 제 3의 구성요소가 개재될 수도 있다는 것을 의미한다. 또한, 도면들에 있어서, 구성요소들의 두께는 기술적 내용의 효과적인 설명을 위해 과장된 것이다.In this specification, when an element is referred to as being on another element, it may be directly formed on another element, or a third element may be interposed therebetween. Further, in the drawings, the thickness of the components is exaggerated for an effective description of the technical content.

본 명세서에서 제1, 제2 등의 용어가 구성요소들을 기술하기 위해서 사용된 경우, 이들 구성요소들이 이 같은 용어들에 의해서 한정되어서는 안 된다. 이들 용어들은 단지 어느 구성요소를 다른 구성요소와 구별시키기 위해서 사용되었을 뿐이다. 여기에 설명되고 예시되는 실시예들은 그것의 상보적인 실시예들도 포함한다.Where the terms first, second, etc. are used herein to describe components, these components should not be limited by such terms. These terms have only been used to distinguish one component from another. The embodiments described and exemplified herein also include their complementary embodiments.

본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 '포함한다(comprise)' 및/또는 '포함하는(comprising)'은 언급된 구성요소는 하나 이상의 다른 구성요소의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.In the present specification, the singular form includes plural forms unless otherwise specified in the specification. The terms "comprise" and / or "comprising" used in the specification do not exclude the presence or addition of one or more other elements.

본 명세서에서 언급되는 '고온' 및 '저온'은 절대적 의미가 아니라 상대적 의미의 온도를 뜻한다. 예를 들어 '고온수'는 이와 비교되는 임의의 유체의 온도에 비해 고온인 것을 의미하고 '저온수'는 이와 비교되는 임의의 유체의 온도에 비해 저온인 것을 의미한다. As used herein, 'high temperature' and 'low temperature' are not absolute meaning but mean relative temperature. For example, 'high temperature water' means high temperature compared to any fluid temperature, and 'low temperature water' means low temperature compared to any fluid temperature compared to this.

이하, 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명하도록 한다. 아래의 특정 실시예들을 기술하는데 있어서, 여러 가지의 특정적인 내용들은 발명을 더 구체적으로 설명하고 이해를 돕기 위해 작성되었다. 하지만 본 발명을 이해할 수 있을 정도로 이 분야의 지식을 갖고 있는 독자는 이러한 여러 가지의 특정적인 내용들이 없어도 사용될 수 있다는 것을 인지할 수 있다. 어떤 경우에는, 발명을 기술하는 데 있어서 흔히 알려졌으면서 발명과 크게 관련 없는 부분들은 본 발명을 설명하는 데 있어 혼돈을 막기 위해 기술하지 않음을 미리 언급해 둔다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In describing the specific embodiments below, various specific details have been set forth in order to explain the invention in greater detail and to assist in understanding it. However, it will be appreciated by those skilled in the art that the present invention may be understood by those skilled in the art without departing from such specific details. In some cases, it should be mentioned in advance that it is common knowledge in describing an invention that parts not significantly related to the invention are not described in order to avoid confusion in explaining the present invention.

도1은 본 발명의 일 실시예에 따라 저온창고 냉각시스템을 이용하는 온수공급 시스템을 도식적으로 보여주는 구성도이다. 1 is a schematic diagram illustrating a hot water supply system using a low temperature warehouse cooling system according to an embodiment of the present invention.

도1을 참조하면, 일 실시예에 따른 온수 공급 시스템에(100)은 저온수 탱크(10), 고온수 탱크(30), 저온창고(50), 및 다수의 히트 펌프를 포함한다. Referring to FIG. 1, a hot water supply system 100 according to an embodiment includes a low temperature water tank 10, a hot water tank 30, a low temperature warehouse 50, and a plurality of heat pumps.

저온수 탱크(10)는 저온창고(50)의 냉방에 사용되는 냉각수를 저장할 수 있다. 고온수 탱크(30)는 지하수 및/또는 상수 등과 같은 용수(用水)를 저장할 수 있다. 고온수 탱크(30)는 유입관(37) 및 유출관(39)을 포함하며, 용수는 유입관(37)을 통해 고온수 탱크(30)로 유입되어 저장되고 유출관(39)을 통해 외부로 공급되어 상용 용수로 사용된다. The low temperature water tank (10) can store cooling water used for cooling the low temperature warehouse (50). The hot water tank 30 can store water such as groundwater and / or water. The hot water tank 30 includes an inlet pipe 37 and an outlet pipe 39. The water flows into the hot water tank 30 through the inlet pipe 37 and is stored and discharged through the outlet pipe 39 And is used as commercial water.

제1 히트 펌프(20)는 저온수 탱크(10)와 고온수 탱크(30) 사이에 연결되고, 저온수 탱크(10)의 냉각수와 고온수 탱크(30)의 용수 사이의 열을 교환한다. 바람직한 일 실시예에서, 제1 히트 펌프(20)는 냉각수가 갖는 열을 용수로 전달함으로써 냉각수의 온도를 떨어뜨리고 용수의 온도를 증가시킬 수 있다. The first heat pump 20 is connected between the low temperature water tank 10 and the high temperature water tank 30 and exchanges heat between the cooling water of the low temperature water tank 10 and the water of the high temperature water tank 30. In one preferred embodiment, the first heat pump 20 can transfer the heat of the cooling water to the water, thereby lowering the temperature of the cooling water and increasing the temperature of the water.

저온창고(50-1, 50-2, 50-3,…, 50-N)는 복수개가 설치될 수 있으며 각각의 저온창고는 예컨대 냉장고, 냉동고 등 용도에 맞게 사용될 수 있다. 저온창고의 개수나 각각의 용도는 구체적 실시 형태에 따라 달라질 수 있으며 특별히 제한되지 않는다. A plurality of low-temperature warehouses 50-1, 50-2, 50-3, ..., and 50-N may be installed, and each low-temperature warehouse may be used for a refrigerator, a freezer, and the like. The number of low-temperature warehouses and their respective applications may be varied according to specific embodiments and are not particularly limited.

하나 이상의 제2 히트 펌프(40-1, 40-2, 40-3,…, 40-N)의 각각은 하나 이상의 저온창고(50-1, 50-2, 50-3,…, 50-N)에 대응하여 설치되어 저온창고를 냉방하는 기능을 가진다. 이를 위해 제2 히트 펌프(40-1, 40-2, 40-3,…, 40-N)는 저온수 탱크(10)에 저장된 냉각수를 공급받아 이 냉각수와 저온창고의 공기 사이의 열을 교환한다. 바람직한 일 실시예에서, 제2 히트 펌프는 저온창고의 공기가 갖는 열을 냉각수로 전달함으로써 저온창고의 온도를 떨어뜨리고 냉각수의 온도를 증가시킬 수 있다. Each of the one or more second heat pumps 40-1, 40-2, 40-3, ..., 40-N includes one or more low temperature warehouses 50-1, 50-2, 50-3, ..., 50- ) To cool the low-temperature warehouse. To this end, the second heat pumps 40-1, 40-2, 40-3, ..., and 40-N receive cooling water stored in the low-temperature water tank 10 to exchange heat between the cooling water and the air in the low- do. In a preferred embodiment, the second heat pump may reduce the temperature of the cold storage and increase the temperature of the cooling water by transferring the heat of the air of the cold storage to the cooling water.

추가적으로 일 실시예에 따른 온수공급 시스템(100)은 고온수 탱크(30)에 연결된 제3 히트 펌프(60)를 더 포함할 수 있다. 제3 히트 펌프(60)는 고온수 탱크(30)에 저장된 용수를 소정의 온도범위 범위 내에서 유지하도록 동작할 수 있다. In addition, the hot water supply system 100 according to an embodiment may further include a third heat pump 60 connected to the hot water tank 30. The third heat pump 60 is operable to maintain the water stored in the hot water tank 30 within a predetermined temperature range.

이와 같은 구성에 의해, 제2 히트 펌프(40)가 저온창고(50-1, 50-2, 50-3,…, 50-N)를 냉방하면서 저온창고의 열을 냉각수로 전달하고, 제1 히트 펌프(20)는 냉각수의 열을 용수로 전달함으로써 고온의 용수를 공급할 수 있게 된다. 결과적으로 본 발명의 일 실시예의 구성에 의해, 저온창고를 냉방함에 따라 배기되는 폐열을 이용하여 고온 용수를 공급할 수 있다. With this configuration, the second heat pump 40 conveys the heat of the low-temperature warehouse to the cooling water while cooling the low-temperature warehouses 50-1, 50-2, 50-3, ..., 50-N, The heat pump 20 can supply the hot water by transferring the heat of the cooling water to the water. As a result, with the configuration of the embodiment of the present invention, the hot water to be supplied can be supplied using the waste heat discharged as the low temperature warehouse is cooled.

또한 도시된 본 발명의 구성에 따르면, 냉각수는 저온수 탱크(10)와 제1 히트 펌프(20) 및 제2 히트 펌프(40) 사이에서만 흐르고 용수는 고온수 탱크(30)와 제1 히트 펌프(20)와 및 제3 히트 펌프(60) 사이에서만 흐르기 때문에 냉각수와 용수가 물리적으로 분리되어 있다. 저온창고를 냉방하기 위해 일반 용수를 사용할 경우 냉방용 배관의 스케일(scale) 및 부식의 원인이 되지만 본 발명에서와 같이 냉각수와 용수를 물리적으로 분리하여 사용하기 때문에 이러한 문제가 발생하지 않는 이점이 있다. The cooling water flows only between the low temperature water tank 10 and the first heat pump 20 and the second heat pump 40 and the water flows only through the high temperature water tank 30 and the first heat pump 40. [ The coolant and the water are physically separated because the coolant flows only between the first heat pump 20 and the third heat pump 60. When general water is used to cool a low-temperature warehouse, scale and corrosion of the cooling pipe are caused. However, since the cooling water and the water are physically separated from each other as in the present invention, such a problem is not caused .

한편 도1에 도시한 실시예에서와 같이 저온수 탱크(10)를 두 개의 분리된 탱크로 구성함으로써 제1 히트 펌프(20)와 제2 히트 펌프(40)의 열교환 효율을 더 향상시킬 수 있다. 1, the heat exchange efficiency between the first heat pump 20 and the second heat pump 40 can be further improved by constructing the low temperature water tank 10 into two separate tanks .

도시된 바람직한 실시예에서 저온수 탱크(10)는 제1 탱크(13), 제2 탱크(15), 및 제1 탱크와 제2 탱크를 분리하는 격벽(11)을 더 포함할 수 있다. 제1 탱크(13)는 제2 히트 펌프(40)로 공급될 냉각수를 저장할 수 있고, 제2 탱크(15)는 제2 히트 펌프(40)로부터 유입되는 냉각수를 저장할 수 있다. 또한 제1 히트 펌프(20)는 제2 탱크(15)의 냉각수를 공급받아 열교환한 뒤 이 냉각수를 제1 탱크(13)로 공급하도록 구성된다. In the illustrated preferred embodiment, the low temperature water tank 10 may further include a first tank 13, a second tank 15, and a partition 11 separating the first tank and the second tank. The first tank 13 can store the cooling water to be supplied to the second heat pump 40 and the second tank 15 can store the cooling water flowing from the second heat pump 40. [ Further, the first heat pump 20 is configured to receive cooling water from the second tank 15, heat-exchange the same, and then supply the cooling water to the first tank 13.

일 실시예에서 격벽(11)은 저온수 탱크(10)의 바닥에서부터 소정 높이까지 형성되어 있고, 이에 따라, 제1 탱크(13)나 제2 탱크(15) 중 어느 한쪽에 저장된 냉각수의 수위가 격벽(11)을 넘게 되면 이 냉각수가 다른쪽 탱크로 오버플로우하며 유입될 수 있다.The partition wall 11 is formed from the bottom of the low temperature water tank 10 to a predetermined height so that the water level of the cooling water stored in either the first tank 13 or the second tank 15 The cooling water can overflow into the other tank and flow into the other tank.

도2 및 도3은 일 실시예에 따른 히트 펌프를 도식적으로 나타내는 도면이다. 도2는 제1 히트 펌프(20)를 나타내고 도3은 제2 히트 펌프(40)를 나타내며, 두 히트 펌프의 원리가 동일하기 때문에 이하에서는 도2를 참조하여 제1 히트 펌프(20)에 대해 설명하기로 한다. Figures 2 and 3 are diagrammatic representations of a heat pump according to one embodiment. 2 shows the first heat pump 20 and FIG. 3 shows the second heat pump 40. Since the principle of the two heat pumps is the same as that of the first heat pump 20, I will explain.

도2를 참조하면, 제1 히트 펌프(20)는 압축기(21), 사방밸브(22), 응축기(23), 팽창밸브(24), 증발기(25), 및 분리기(26)를 포함한다. 압축기(21)는 냉매를 고온고압의 기체 상태로 만들어 배출한다. 배출된 냉매는 사방밸브(22)를 거쳐 응축기(23)로 유입되고, 응축기(23)에서 고온고압의 기체 냉매는 외부의 유체(공기나 물 등)와의 열교환에 의해 열을 빼앗기며 액체로 상변화를 한다. 그 후 액체 냉매는 팽창밸브(24)에 의해 감압되어 저온저압의 액체가 되고, 증발기(25)를 통과하면서 외부의 유체(공기나 물 등)와의 열교환에 의해 열을 흡수하여 기체로 상변화를 한다. 그 후 분리기(26)에 의해 액체는 걸러지고 저온저압의 기체 냉매가 압축기(21)로 되돌아감으로써 히트 펌프가 작동한다. 이러한 작동에 의해 냉매가 증발기(25)측에 유입되었다가 배출되는 외부 유체로부터 열을 흡수한 뒤 응축기(23)측에 유입되었다가 배출되는 외부 유체측으로 열을 전달함으로써, 결과적으로 증발기(25)쪽에 연결된 유체로부터 응축기(23)쪽에 연결된 유체로 열이 전달된다. Referring to FIG. 2, the first heat pump 20 includes a compressor 21, a four-way valve 22, a condenser 23, an expansion valve 24, an evaporator 25, and a separator 26. The compressor (21) discharges the refrigerant by putting it into a gas state of high temperature and high pressure. The discharged refrigerant flows into the condenser 23 via the four-way valve 22 and the high-temperature and high-pressure gas refrigerant in the condenser 23 is heat-exchanged with the external fluid (air, water, etc.) Make changes. Thereafter, the liquid refrigerant is decompressed by the expansion valve 24 to become a low-temperature low-pressure liquid. The liquid refrigerant absorbs heat by heat exchange with an external fluid (air, water, etc.) while passing through the evaporator 25, do. Thereafter, the liquid is filtered by the separator 26, and the low-temperature and low-pressure gas refrigerant returns to the compressor 21, thereby operating the heat pump. By this operation, the refrigerant flows into the side of the evaporator 25, absorbs heat from the discharged external fluid, flows into the side of the condenser 23, and transfers heat to the side of the external fluid to be discharged. As a result, Heat is transferred from the fluid connected to the condenser 23 to the fluid connected to the condenser 23 side.

도3을 참조하면 제2 히트 펌프(40)도 제1 히트 펌프(20)와 유사하게 압축기(41), 사방밸브(42), 응축기(43), 팽창밸브(44), 증발기(45), 및 분리기(46)를 포함한다. 다만 증발기(45)는 저온창고(50) 내부에 위치함으로써 저온창고의 공기를 냉각시키게 되며, 이 때 증발기(45)는 유니트 쿨러(unit cooler)로 불리기도 한다. 3, the second heat pump 40 also includes a compressor 41, a four-way valve 42, a condenser 43, an expansion valve 44, an evaporator 45, And a separator 46. However, since the evaporator 45 is located inside the low-temperature warehouse 50, the air in the low-temperature warehouse is cooled. At this time, the evaporator 45 is also referred to as a unit cooler.

그리고 대안적인 실시예에서 제2 히트 펌프(40)는 냉방 운전의 역사이클로 운전하는 역사이클 제상(defrosting) 기능을 더 포함할 수 있다. And in an alternative embodiment the second heat pump 40 may further include a reverse cycle defrosting function operating in a reverse cycle of the cooling operation.

저온창고(50)의 습도가 높을 경우 증발기(45)쪽에 공기 중의 수증기가 응축 동결되어 서리상태로 냉각배관 표면에 부착하는 현상을 적상(frosting)이라고 한다. 적상이 되면 히트 펌프의 열교환 효율이 떨어지므로 이를 제거하는 제상 작업을 할 필요가 있다. 종래에는 제상을 위해 전기에너지를 열로 변환하여 서리를 녹이는 전기제상 또는 뜨거운 물을 뿌리는 살수제상을 하였는데, 전기제상이나 살수제상 모두 에너지 소비가 많은 단점이 있었다. 이에 대해 본 발명의 일 실시예에서는 저온창고(50)의 냉방에 히트 펌프(40)를 사용하기 때문에, 히트 펌프(40)의 역사이클로 가동함으로써 제상 작업을 용이하게 수행할 수 있는 이점이 있다. When the humidity of the low-temperature warehouse 50 is high, the phenomenon that water vapor in the air is condensed and frozen on the side of the evaporator 45 and adheres to the surface of the cooling pipe in a frost state is referred to as frosting. When the heat exchanger becomes hot, the heat exchange efficiency of the heat pump is lowered, so it is necessary to perform a defrosting operation to remove the heat exchange efficiency. Conventionally, electrical defects such as defrosting frost or sprinkling hot water were used to convert electrical energy into heat for defrosting. However, both defrosting and defoaming have a disadvantage of high energy consumption. On the other hand, in the embodiment of the present invention, since the heat pump 40 is used for cooling the low temperature warehouse 50, there is an advantage that the defrosting operation can be easily performed by operating the heat pump 40 in a reverse cycle.

도4는 일 실시예에 따른 저온창고 냉각 시스템(200)을 도식적으로 나타내는 도면으로, 도1의 전체 시스템 중 저온창고(50)를 냉방하는 냉각 시스템만을 별도로 도시한 것이다. FIG. 4 is a diagrammatic view of a low-temperature warehouse cooling system 200 according to an embodiment. FIG. 4 shows only a cooling system for cooling the low-temperature warehouse 50 among the entire system of FIG.

일 실시예에서 저온창고 냉각 시스템(200)은 저온수 탱크(10), 제1 히트 펌프(20), 제2 히트 펌프(40), 및 저온창고(50)를 포함할 수 있다. 저온수 탱크(10)는 격벽(11)에 의해 분리된 제1 탱크(13)와 제2 탱크(15)를 포함할 수 있다. 이들 각각의 구성요소에 대해서는 도1을 참조하여 상술하였으므로 각 구성요소에 대한 추가 설명은 생략하기로 한다. In one embodiment, the cold storage refrigeration system 200 may include a cold water tank 10, a first heat pump 20, a second heat pump 40, and a cold store 50. The low temperature water tank 10 may include a first tank 13 and a second tank 15 separated by a partition 11. Each of these components has been described above with reference to FIG. 1, so that further description of each component will be omitted.

도시된 실시예에서, 제1 탱크(13)의 냉각수는 예를 들어 5~20도 정도의 온도를 가질 수 있다. 일 실시예에서 제1 탱크(13)의 냉각수가 대략 20도의 온도라고 가정하면, 이 냉각수는 배관(L1)을 통해 제2 히트 펌프(40)로 공급되고 제2 히트 펌프(40)에서 저온창고(50)의 열을 흡수한 뒤 온도가 (예컨대 25도로) 상승하여 배관(L2)을 타고 제2 탱크(15)로 유입된다. In the illustrated embodiment, the cooling water of the first tank 13 may have a temperature of, for example, about 5 to 20 degrees. Assuming that the cooling water of the first tank 13 is at a temperature of approximately 20 degrees in this embodiment, the cooling water is supplied to the second heat pump 40 through the pipe L1 and the cold water at the second heat pump 40, (For example, 25 degrees) after the heat of the first tank 50 is absorbed and then flows into the second tank 15 via the pipe L2.

또한 제2 탱크(15)에 저장된 (예컨대 25도의) 냉각수는 배관(L3)을 통해 제1 히트 펌프(20)에 공급되고, 이 냉각수는 제1 히트 펌프(20)에서 고온수 탱크(30)의 용수에 열을 전달한 뒤 온도가 (예컨대 20도로) 낮아져서 배관(L4)을 타고 제1 탱크(13)로 유입된다. The cooling water stored in the second tank 15 is supplied to the first heat pump 20 via the pipe L3 and the cooling water is supplied from the first heat pump 20 to the hot water tank 30, And the temperature is lowered (for example, 20 degrees) to flow into the first tank 13 via the pipe L4.

그러므로 도시된 실시예와 같이 격벽(11)에 의해 제1 탱크(13)와 제2 탱크(15)를 분리함으로써 두 탱크에 저장되는 냉각수의 온도차가 유지될 수 있고, 제1 히트 펌프(20)와 제2 히트 펌프(40)의 열교환 효율을 높일 수 있다. Therefore, by separating the first tank 13 and the second tank 15 by the partition 11 as shown in the illustrated embodiment, the temperature difference of the cooling water stored in the two tanks can be maintained, and the temperature of the first heat pump 20, And the second heat pump 40 can be increased.

또한 상술한 제1 및 제2 히트 펌프(20, 40)의 작동에 의해 저온창고(50)의 열이 고온수 탱크(30) 측으로 전달되기 때문에, 저온창고를 냉방할 때 배출되는 페열을 고온 용수를 공급하는 데 사용할 수 있다. The heat of the low temperature warehouse 50 is transferred to the side of the high temperature water tank 30 by the operation of the first and second heat pumps 20 and 40. Therefore, Can be used.

도5는 일 실시예에 따른 온수공급 시스템을 도식적으로 나타내는 도면으로, 도1의 전체 시스템 중 저온 용수를 고온으로 가열하여 공급하는 온수공급 시스템만을 별도로 도시한 것이다. FIG. 5 is a diagram illustrating a hot water supply system according to an embodiment of the present invention. FIG. 5 shows only a hot water supply system for heating and supplying low temperature water to a high temperature.

일 실시예에서 온수공급 시스템은 고온수 탱크(30), 제1 히트 펌프(20), 제3 히트 펌프(60)를 포함할 수 있다. 이들 각각의 구성요소에 대해서는 도1을 참조하여 상술하였으므로 각 구성요소에 대한 추가 설명은 생략하기로 한다. In one embodiment, the hot water supply system may include a hot water tank 30, a first heat pump 20, and a third heat pump 60. Each of these components has been described above with reference to FIG. 1, so that further description of each component will be omitted.

일 실시예에서 고온수 탱크(30)는 용수가 유입되는 유입구(37) 및 용수를 배출하는 유출구(39)를 포함한다. 유입구(37)를 통해 예컨대 지하수나 상수와 같은 저온의 용수가 고온수 탱크(30)로 유입될 수 있다. In one embodiment, the hot water tank 30 includes an inlet 37 into which water flows and an outlet 39 through which water is discharged. Low temperature water such as ground water or a constant water can be introduced into the hot water tank 30 through the inlet 37.

고온수 탱크(30)에 유입된 용수는 제1 히트 펌프(20)의 동작에 의해 온도가 상승하여 예컨대 35도 내지 45도의 온도로 가열될 수 있다. 용수는 배관(L6)을 통해 제1 히트 펌프(20)로 공급되고 제1 히트 펌프(20)에서 냉각수의 열을 흡수한 뒤 온도가 상승하여 배관(L5)을 타고 고온수 탱크(30)로 되돌아 온다. The water introduced into the high temperature water tank 30 can be heated to a temperature of, for example, 35 to 45 degrees by the operation of the first heat pump 20. The water is supplied to the first heat pump 20 through the pipe L6 and the heat of the cooling water is absorbed by the first heat pump 20 and then the temperature rises to ride the pipe L5 to the high temperature water tank 30 Come back.

소정 온도범위(예컨대 35 내지 45도)로 가열된 용수는 유출구(39)를 통해 외부로 유출될 수 있다. 외부로 유출되는 용수는 예컨대 상용온수로 사용되거나 보일러로 급수되어 고온수나 스팀을 만드는데 사용될 수 있다. The water heated to a predetermined temperature range (for example, 35 to 45 degrees) can flow out through the outlet 39. The water discharged to the outside can be used, for example, as a commercial hot water or as a boiler to produce hot water or steam.

기본적으로 고온수 탱크(30)의 용수를 가열하여 소정 온도 범위로 유지하기 위해 제1 히트 펌프(20)를 사용하지만, 대안적인 실시예에서, 제1 히트 펌프(20)에 의해 용수가 소정 온도 범위에 이르지 않는 상황에 대비하여 제3 히트 펌프(60)를 추가로 포함하여 동작시킬 수 있다. 즉 용수의 일부가 배관(L7)을 타고 제3 히트 펌프(60)로 유입되고, 제3 히트 펌프(60)에서 이 용수는 외부의 유체의 열을 흡수한 뒤 온도가 상승하여 배관(L8)을 통해 고온수 탱크(30)로 되돌아 온다. Basically, the first heat pump 20 is used to heat the water in the hot water tank 30 to maintain it in a predetermined temperature range. However, in an alternative embodiment, the water is heated by the first heat pump 20 to a predetermined temperature The third heat pump 60 can be further included and operated in preparation for a situation in which the temperature does not reach the range. That is, part of the water flows into the third heat pump 60 through the pipe L7, the water in the third heat pump 60 absorbs the heat of the external fluid, And returns to the hot water tank 30. [

또한 만일 고온수 탱크(30)의 용수가 소정 온도 범위를 넘어서게 되면 이러한 온도 상승을 방지하기 위해 제3 히트 펌프(60)를 역사이클로 가동하여 용수의 온도를 낮출 수도 있다. 여 경우 배관(L7)을 통해 제3 히트 펌프(60)로 유입된 용수는 열을 빼앗겨서 온도가 낮아진 후 배관(L8)을 타고 고온수 탱크(30)로 되돌아온다. 이와 같이 대안적 실시예에서 고온수 탱크(30)는 제2 히트 펌프(20)와 제3 히트 펌프(60)의 동작에 의해 소정 온도 범위를 유지할 수 있게 된다.  If the water temperature of the hot water tank 30 exceeds the predetermined temperature range, the third heat pump 60 may be operated in a reverse cycle to lower the temperature of the water. The water flowing into the third heat pump 60 through the pipe L7 is taken away from the heat and the temperature is lowered and then the pipe L8 is returned to the hot water tank 30 via the pipe L8. Thus, in the alternative embodiment, the high temperature water tank 30 can maintain the predetermined temperature range by the operation of the second heat pump 20 and the third heat pump 60.

도6은 대안적 실시예에 따른 온수공급 시스템을 도식적으로 나타내는 도면이다. 6 is a diagrammatic representation of a hot water supply system according to an alternative embodiment.

도6을 참조하면, 대안적 실시예에 따른 온수공급 시스템은 고온수 탱크(30), 제1 히트 펌프(20), 제3 히트 펌프(60)를 포함하며, 고온수 탱크(30)는 격벽(31)에 의해 분리된 제3 탱크(33)와 제4 탱크(35)를 포함할 수 있다.6, the hot water supply system according to the alternative embodiment includes a hot water tank 30, a first heat pump 20, and a third heat pump 60, And a third tank 33 and a fourth tank 35 separated by the second tank 31.

제3 탱크(33)는 유입구(37)를 통해 외부에서 유입되는 용수를 저장할 수 있고, 제4 탱크(35)는 유출구(39)를 통해 외부로 유출되는 용수를 저장할 수 있다. The third tank 33 can store the water flowing from the outside through the inlet 37 and the fourth tank 35 can store the water flowing out to the outside through the outlet 39. [

또한 제3 탱크(33)의 용수는 배관(L6)을 통해 제1 히트 펌프(20)로 공급하고 배관(L8)을 통해 제3 히트 펌프(60)로부터 용수를 공급받도록 구성되고, 제4 탱크(35)는 배관(L6)을 통해 제1 히트 펌프(20)로부터 용수를 공급받고 배관(L7)을 통해 제3 히트 펌프(60)로 용수를 공급하도록 구성된다. The water in the third tank 33 is supplied to the first heat pump 20 through the pipe L6 and is supplied with water from the third heat pump 60 through the pipe L8, The first heat pump 35 is configured to receive the water from the first heat pump 20 through the pipe L6 and the water to the third heat pump 60 through the pipe L7.

이러한 구성에서, 최초에 유입구(37)를 통해 유입된 온도가 상대적으로 낮은 용수는 제3 탱크(33)에 저장된 후 배관(L6)을 통해 제1 히트 펌프(20)로 공급된다. 제1 히트 펌프(20)에서 이 용수는 열을 흡수하여 온도가 상승한 후 배관(L5)을 타고 제4 탱크(35)로 유입된다. In this configuration, the water having a relatively low temperature introduced through the inlet port 37 is first stored in the third tank 33, and then supplied to the first heat pump 20 through the pipe L6. In the first heat pump 20, the water absorbs heat, and after the temperature rises, it flows into the fourth tank 35 via the pipe L5.

제4 탱크(35)의 용수는 배관(L7)을 통해 제4 히트 펌프(60)에 공급되고, 제4 히트 펌프(60)에서 이 용수는 열을 빼앗겨서 온도가 낮아진 후 배관(L8)을 타고 제3 탱크(33)로 되돌아간다. 따라서 이러한 구성에 의해, 제3 탱크(33)는 상대적으로 낮은 온도의 용수를 유지함으로써 제2 히트 펌프(20)의 열교환 효율을 높일 수 있다. The water in the fourth tank 35 is supplied to the fourth heat pump 60 through the pipe L7 and the water is deprived of heat by the fourth heat pump 60 and the temperature of the pipe L8 is lowered And returns to the third tank 33. Thus, by this configuration, the third tank 33 can maintain the water of relatively low temperature, thereby enhancing the heat exchange efficiency of the second heat pump 20. [

상기와 같이 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니다. 예컨대 상술한 실시예에서 언급한 냉각수 및 용수의 온도 또는 온도 범위는 본 발명의 설명을 위해 예로 든 것이며 본 발명이 이러한 온도나 온도 범위에 제한되는 것은 아니다. 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 명세서의 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 그러므로, 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.As described above, although the present invention has been described with reference to the limited embodiments and drawings, the present invention is not limited to the above embodiments. For example, the temperature or the temperature range of the cooling water and the water mentioned in the above-mentioned embodiments are exemplified for explaining the present invention, and the present invention is not limited to such temperature or temperature range. Various modifications and variations may be made to the present invention by those skilled in the art to which the present invention pertains. Therefore, the scope of the present invention should not be limited to the described embodiments, but should be determined by the equivalents of the claims, as well as the claims.

10: 저온수 탱크
11, 31: 격벽
13: 제1 탱크
15: 제2 탱크
20: 제1 히트 펌프
30: 고온수 탱크
33: 제3 탱크
35: 제4 탱크
40: 제2 히트 펌프
50: 저온창고10: Low temperature water tank
11, 31:
13: First tank
15: Second tank
20: first heat pump
30: High temperature water tank
33: Third tank
35: Fourth tank
40: second heat pump
50: Low temperature warehouse

Claims (9)

온수 공급 시스템에 있어서,
냉각수를 저장하는 저온수 탱크(10);
용수(用水)를 저장하는 고온수 탱크(30); 및
상기 저온수 탱크와 고온수 탱크 사이에 연결되어, 상기 냉각수와 상기 용수 사이의 열을 교환하는 제1 히트 펌프(20);를 포함하고,
상기 저온수 탱크(10)는 하나 이상의 저온창고를 냉방하기 위한 하나 이상의 제2 히트 펌프(40)에 상기 냉각수를 공급하도록 구성된 것을 특징으로 하는 온수 공급 시스템. In a hot water supply system,
A low temperature water tank (10) for storing cooling water;
A hot water tank 30 for storing water; And
And a first heat pump (20) connected between the low temperature water tank and the high temperature water tank for exchanging heat between the cooling water and the water,
Wherein the low temperature water tank (10) is configured to supply the cooling water to at least one second heat pump (40) for cooling one or more low temperature warehouses. 제 1 항에 있어서,
상기 제1 히트 펌프(20)는, 상기 제2 히트 펌프(40)에 의해 저온창고로부터 상기 냉각수로 전달된 열을 상기 용수로 전달하는 것을 특징으로 하는 온수 공급 시스템. The method according to claim 1,
Wherein the first heat pump (20) transfers the heat transferred from the low-temperature warehouse to the cooling water by the second heat pump (40) to the water. 제 1 항에 있어서,
상기 냉각수가 흐르는 배관과 상기 용수가 흐르는 배관이 물리적으로 분리되어 있는 것을 특징으로 하는 온수 공급 시스템. The method according to claim 1,
Wherein the pipe through which the cooling water flows and the pipe through which the water flows are physically separated from each other. 제 1 항에 있어서, 상기 저온수 탱크(10)는,
상기 제2 히트 펌프(40)로 공급될 냉각수를 저장하는 제1 탱크(13);
상기 제2 히트 펌프(40)로부터 유입되는 냉각수를 저장하는 제2 탱크(15); 및
상기 제1 탱크와 제2 탱크 사이를 분리하는 제1 격벽(11);을 포함하고,
상기 제2 탱크에 저장된 냉각수가 소정 수위를 초과하면 이 냉각수가 상기 제1 탱크로 유입되도록 구성된 것을 특징으로 하는 온수 공급 시스템. The low temperature water tank (10) according to claim 1, wherein the low temperature water tank (10)
A first tank 13 for storing cooling water to be supplied to the second heat pump 40;
A second tank 15 for storing cooling water flowing from the second heat pump 40; And
And a first partition (11) for separating the first tank and the second tank from each other,
And when the cooling water stored in the second tank exceeds a predetermined water level, the cooling water is introduced into the first tank. 제 4 항에 있어서,
상기 제1 히트 펌프(20)는 상기 제2 탱크(15)의 냉각수를 공급받아 열교환한 뒤 이 냉각수를 상기 제1 탱크(13)로 공급하는 것을 특징으로 하는 온수 공급 시스템. 5. The method of claim 4,
Wherein the first heat pump (20) receives the cooling water of the second tank (15), exchanges heat, and then supplies the cooling water to the first tank (13). 제 1 항에 있어서,
상기 고온수 탱크(30)에 연결되어 상기 용수를 소정 온도 범위 내로 유지하도록 구성된 제3 히트 펌프(60)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 온수 공급 시스템. The method according to claim 1,
Further comprising a third heat pump (60) connected to the hot water tank (30) and configured to maintain the water within a predetermined temperature range. 제 6 항에 있어서, 상기 고온수 탱크(30)는,
상기 제1 히트 펌프(20)로 공급될 용수를 저장하는 제3 탱크(33);
상기 제1 히트 펌프(20)로부터 유입되는 용수를 저장하는 제4 탱크(35); 및
상기 제3 탱크와 제4 탱크 사이를 분리하는 제2 격벽(31);을 포함하는 것을 특징으로 하는 온수 공급 시스템.The high temperature water tank (30) according to claim 6, wherein the high temperature water tank (30)
A third tank 33 for storing the water to be supplied to the first heat pump 20;
A fourth tank 35 for storing the water introduced from the first heat pump 20; And
And a second partition wall (31) for separating the third tank and the fourth tank from each other. 제 7 항에 있어서,
상기 제3 히트 펌프(60)는 상기 제4 탱크(35)의 용수를 공급받아 열교환한 뒤 이 용수를 상기 제3 탱크(33)로 공급하는 것을 특징으로 하는 온수 공급 시스템.8. The method of claim 7,
Wherein the third heat pump (60) receives the water of the fourth tank (35), exchanges heat, and supplies the water to the third tank (33). 제 1 항에 있어서,
상기 제2 히트 펌프(40)는, 냉방 운전하는 사이클을 역사이클로 운전하는 역사이클 제상 기능을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 온수 공급 시스템. The method according to claim 1,
Wherein the second heat pump (40) further includes an inverse cycle defrost function for operating a cycle for cooling operation in a reverse cycle.
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