KR20150047657A - Sea water heat pump system using control of intaking sea water volume - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 해수열원 히트펌프 시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 해수의 취수량 제어를 통해 해수의 취,배수 온도차를 조절하여 주변 환경에 미치는 영향을 최소화할 수 있는 해수열원 히트펌프 시스템에 관한 것이다. The present invention relates to a seawater heat source heat pump system, and more particularly, to a seawater heat source heat pump system capable of minimizing the influence on the surrounding environment by controlling the temperature difference between the intake and exhaust of seawater by controlling the intake amount of seawater.
일반적으로 냉,난방을 위한 에너지원은 석탄, 석유, 천연가스 등과 같은 화석연료가 주로 이용되어 왔으나, 화석연료는 연소과정에서 각종 공해 물질을 배출하여 환경오염을 일으키는 문제점이 있다. 따라서, 화석연료를 대신할 수 있는 대체 에너지의 개발이 활발하게 진행되고 있다. 냉,난방에 이용할 수 있는 대체 에너지로는 해수, 지열, 하수열 등이 있다. Generally, fossil fuels such as coal, petroleum, and natural gas have been mainly used as the energy source for cooling and heating. However, fossil fuels have a problem of causing environmental pollution by discharging various pollutants in the combustion process. Therefore, alternative fuels that can replace fossil fuels are being actively developed. Alternative energy sources for cooling and heating include seawater, geothermal, and sewage heat.
대체 에너지 중에서도 해수의 경우, 온도 변화가 매우 작고, 여름에는 대기온도보다 낮으며, 겨울에는 대기온도보다 높아서, 히트 펌프의 열원으로 사용하기에 매우 적합하다. Among alternative energy sources, the temperature change is very small, lower than the atmospheric temperature in summer and higher than the atmospheric temperature in winter, making it well suited for use as a heat source for heat pumps.
그러나, 해수가 해수 열교환기를 통과하면서 열에너지를 흡수 또는 방출하게 되므로, 열교환후 바다로 배수되는 해수의 온도는 바다로부터 취수되는 해수의 온도보다 높거나 낮아지게 된다. 해수의 배수 온도와 취수 온도의 차이가 과다하게 클 경우, 배수되는 해수로 인해 바다 환경을 파괴시킬 수 있는 문제점이 있다. However, since the seawater absorbs or releases heat energy as it passes through the seawater heat exchanger, the temperature of the seawater drained into the sea after the heat exchange becomes higher or lower than the temperature of the seawater taken from the sea. There is a problem that when the difference between the drainage temperature of the seawater and the take-off temperature is excessively large, the sea environment can be destroyed due to the drainage of the seawater.
등록특허 10-0690090호에는 해수 이용 캐스케이드 히트 펌프 시스템에 대한 내용이 개시되어 있다. Patent Document 10-0690090 discloses a cascade heat pump system for seawater.
본 발명의 목적은, 해수의 배수 온도를 조절하여 바다 환경 파괴를 최소화할 수 있는 해수 취수량 제어를 이용한 해수열원 히트펌프 시스템을 제공하는 데 있다. An object of the present invention is to provide a seawater heat source heat pump system using seawater withdrawal amount control that can minimize seawater destruction by regulating the drainage temperature of seawater.
본 발명에 따른 해수 취수량 제어를 이용한 해수열원 히트펌프 시스템은, 해수의 열기 또는 냉기를 흡수하는 해수 열교환기와, 상기 해수 열교환기에서 흡수한 열기 또는 냉기를 전달받는 히트 펌프와, 상기 해수 열교환기로 취수되는 해수의 유량을 제어하는 해수 유량제어부와, 상기 해수 열교환기의 입,출구측 온도차에 따라 상기 해수 가변유량펌프의 작동을 제어하여 해수의 취수유량을 제어하는 제어부를 포함한다.A seawater heat source heat pump system using seawater intake water amount control according to the present invention comprises a seawater heat exchanger for absorbing heat or cold air of seawater, a heat pump for receiving heat or cool air absorbed by the seawater heat exchanger, And a control unit for controlling the operation of the seawater variable flow rate pump according to the temperature difference between the inlet and outlet sides of the seawater heat exchanger to control the flow rate of the seawater.
본 발명의 다른 측면에 따른 해수 취수량 제어를 이용한 해수열원 히트펌프 시스템은, 해수의 열기 또는 냉기를 흡수하는 해수 열교환기와, 상기 해수 열교환기로 취수되는 해수의 취수온도와 상기 해수 열교환기에서 열교환된 후 바다로 배수되는 해수의 배수온도를 측정하는 해수 온도센서와, 상기 해수 열교환기로 취수되는 해수의 유량을 제어하는 해수 가변유량펌프와, 상기 해수 열교환기에서 흡수한 열기 또는 냉기를 전달받는 응축기와 증발기를 포함하는 히트 펌프와, 상기 응축기의 입구와 출구 온도를 측정하는 응축기 온도센서와, 상기 증발기의 입구와 출구 온도를 측정하는 증발기 온도센서와, 난방 작동시 상기 응축기에서 발생된 열기를 흡수하고, 냉방 작동시 상기 증발기에서 발생된 냉기를 흡수하는 축열조와, 냉, 난방 작동시 상기 해수 열교환기의 입,출구측 온도차에 따라 상기 해수 가변유량펌프의 작동을 제어하여 해수의 취수유량을 제어하고, 난방 작동시 상기 응축기의 입,출구측 온도에 따라 상기 응축기와 상기 축열조를 순환하면서 상기 응축기를 냉각시키는 냉각수의 유량을 제어하고, 상기 증발기의 입,출구측 온도에 따라 상기 증발기와 상기 해수열교환기를 순환하면서 상기 증발기에 열기를 제공하는 열수의 유량을 제어하는 제어부를 포함한다.According to another aspect of the present invention, there is provided a seawater heat source heat pump system using seawater withdrawal amount control, comprising: a seawater heat exchanger for absorbing heat of the seawater or cool air; and a heat exchanger for exchanging heat between the water intake temperature of the seawater taken in the seawater heat exchanger and the seawater heat exchanger A seawater temperature sensor for measuring a drainage temperature of seawater drained into the sea; a seawater variable flow pump for controlling a flow rate of seawater taken in the seawater heat exchanger; a condenser for receiving hot or cool air absorbed in the seawater heat exchanger; A condenser temperature sensor for measuring an inlet and an outlet temperature of the condenser, an evaporator temperature sensor for measuring an inlet and an outlet temperature of the evaporator, and a heat exchanger for absorbing heat generated in the condenser during heating operation, A heat storage tank for absorbing cool air generated in the evaporator during cooling operation; Controlling the operation of the seawater variable flow rate pump according to the temperature difference between the inlet and outlet sides of the water heat exchanger to control the water intake flow rate of the seawater and circulating the condenser and the storage tank in accordance with the inlet and outlet temperature of the condenser during heating operation And a controller for controlling the flow rate of the cooling water for cooling the condenser and controlling the flow rate of the hot water circulating the evaporator and the seawater heat exchanger according to the inlet and outlet temperatures of the evaporator to provide heat to the evaporator.
본 발명에 따른 해수열원 히트펌프 시스템의 제어방법은, 해수 열교환기로 취수되는 해수의 취수온도와 상기 해수 열교환기로부터 바다로 배수되는 해수의 배수온도를 측정하는 단계와, 상기 해수의 취수온도와 상기 배수온도의 차이가 미리 설정된 설정값 이상이면, 상기 해수 열교환기로 취수되는 해수의 유량을 증가시키는 단계를 포함한다.A method of controlling a seawater heat source heat pump system according to the present invention includes the steps of: measuring a take-over temperature of seawater taken in a seawater heat exchanger and a drainage temperature of seawater discharged to the sea from the seawater heat exchanger; And increasing the flow rate of the seawater taken to the seawater heat exchanger when the difference in the drainage temperature is not less than a predetermined set value.
본 발명에 따른 해수취수량 제어를 이용한 해수열원 히트펌프 시스템은, 해수 열교환기를 통과하는 해수의 취수온도와 배수온도의 차이에 따라 해수 열교환기로 유입되는 해수의 취수유량을 변화시킴으로써, 해수의 배수온도 조절이 가능하여 해수의 배수시 발생될 수 있는 바다 환경의 파괴를 최소화시킬 수 있다. The seawater heat source heat pump system using the seawater withdrawal amount control according to the present invention can control the drainage temperature of the seawater by changing the withdrawal flow rate of the seawater flowing into the seawater heat exchanger according to the difference between the intake temperature and the drainage temperature of the seawater passing through the seawater heat exchanger, Which can minimize the destruction of the sea environment that can occur when the sea water is drained.
또한, 응축기나 증발기의 입,출구 온도차에 따라 응축기나 증발기를 통과하는 열매체의 유량을 변화시킴으로써, 상기 응축기에서 냉매의 과냉각이나 상기 증발기에서 냉매의 과열을 방지할 수 있다. 또한, 상기 응축기나 증발기를 통과하는 열매체의 유량을 변화시킬 경우, 해수열교환기를 순환하는 열매체의 유량이 변화되고, 상기 해수 열교환기에서 해수와 열매체의 열교환율이 달라지므로 상기 해수의 취수유량을 제어함으로써 해수의 배수온도 변화를 조절할 수 있다. The supercooling degree of the refrigerant in the condenser or the overheating of the refrigerant in the evaporator can be prevented by changing the flow rate of the heat medium passing through the condenser or the evaporator according to the temperature difference between the inlet and outlet of the condenser or the evaporator. When the flow rate of the heating medium passing through the condenser or the evaporator is changed, the flow rate of the heating medium circulating in the sea water heat exchanger is changed and the heat exchange rate between the sea water and the heating medium is changed in the sea water heat exchanger. Thereby controlling the change in the drainage temperature of the seawater.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 해수열원 히트 펌프 시스템의 구성도이다.
도 2는 도 1에 도시된 해수열원 히트펌프 시스템의 난방 운전시 작동상태가 도시된 도면이다.
도 3은 도 1에 도시된 해수열원 히트펌프 시스템의 난방 부하가 작을 때 작동상태가 도시된 도면이다.
도 4는 도 1에 도시된 해수열원 히트펌프 시스템의 냉방 운전시 작동상태가 도시된 도면이다.
도 5는 도 1에 도시된 해수 가변유량 펌프의 제어를 위한 구성이 개략적으로 도시된 도면이다.
도 6은 도 1에 도시된 해수열원 히트펌프 시스템의 제어 블록도이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 해수열원 히트펌프 시스템의 난방 운전시, 해수 취수량 제어방법이 도시된 순서도이다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 해수열원 히트펌프 시스템의 냉방 운전시, 해수 취수량 제어방법이 도시된 순서도이다.1 is a configuration diagram of a seawater heat source heat pump system according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a view showing an operation state of the seawater heat source heat pump system shown in FIG. 1 during a heating operation.
FIG. 3 is a view showing an operating state when the heating load of the seawater heat source heat pump system shown in FIG. 1 is small.
FIG. 4 is a view showing the operating state of the sea water heat source heat pump system shown in FIG. 1 during cooling operation.
5 is a schematic view showing a configuration for controlling the seawater variable flow pump shown in FIG.
FIG. 6 is a control block diagram of the seawater heat source heat pump system shown in FIG. 1; FIG.
FIG. 7 is a flowchart illustrating a method for controlling the amount of seawater intake during a heating operation of a seawater heat source heat pump system according to an embodiment of the present invention.
FIG. 8 is a flowchart illustrating a method for controlling the amount of seawater intake during the cooling operation of the seawater heat source heat pump system according to the embodiment of the present invention.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대해 상세히 설명한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 해수열원 히트 펌프 시스템의 구성도이다.1 is a configuration diagram of a seawater heat source heat pump system according to an embodiment of the present invention.
도 1을 참조하면, 해수열원 히트 펌프 시스템은, 해수 저장부(50), 해수 열교환기(20), 해수 유량제어부, 히트 펌프(10), 메인 축열조(80), 보조 축열조(90) 및 열수요처(100)를 포함한다.1, the seawater heat source heat pump system includes a
상기 해수 저장부(50)는, 바다로부터 유입된 해수를 일시 저장하는 해수 축열조이다. 바다로부터 유입된 해수는 상기 해수 저장부(50)에 일시 저장된 후, 상기 해수 열교환기(20)로 공급된다. 상기 해수 저장부(50)와 상기 해수 열교환기(20)는 후술하는 해수공급유로(21)로 연결된다. 이에 한정되지 않고, 해수가 상기 해수 저장부(50)를 거치지 않고 상기 해수 열교환기(20)로 바로 유입되는 것도 물론 가능하다. The
상기 해수공급유로(21)상에는 여과기(40)와 고압 세척기(41)가 설치된다.On the
상기 여과기(40)는, 해수공급유로(21)와 상기 해수 저장부(50) 중 적어도 하나에 설치되어, 해수를 여과하는 장치이다. 예를 들어, 상기 여과기(40)는 거름망 등으로 이루어질 수 있다. The filter (40) is installed in at least one of the seawater supply passage (21) and the seawater reservoir (50) to filter seawater. For example, the
상기 고압 세척기(41)는, 상기 여과기(40)에 일체로 구비되거나 상기 여과기(40)에 연결되어, 상기 여과기(40)에 세정수를 고압 분사하여 세척하는 장치이다. The
상기 해수 열교환기(20)는, 해수의 열기 또는 냉기를 흡수하고, 열교환을 통해 상기 히트 펌프(10)로 전달한다. 여름철 등에 상기 히트 펌프(10)의 냉방 운전시, 해수의 온도는 대기의 온도보다 낮기 때문에 해수의 냉기가 상기 히트 펌프(10)에 이용된다. 겨울철 등 난방 운전시, 해수의 온도는 대기의 온도보다 높기 때문에, 해수의 열기를 상기 히트 펌프(10)에 이용할 수 있다. 상기 해수 열교환기(20)는 상기 히트 펌프(10)의 증발기(14)와 제1,2증발기 순환유로(71)(72)로 연결되어 난방 운전시 상기 해수 열교환기(20)에서 흡수한 열기가 상기 제1증발기 순환유로(71)를 통해 상기 증발기(14)로 전달된다. 상기 해수 열교환기(20)는 상기 히트 펌프(10)의 응축기(12)와 제1,2냉방유로(131)(132)로 연결되어, 냉방 운전시 상기 해수 열교환기(20)에서 흡수한 냉기가 상기 제1냉방유로(131)를 통해 상기 응축기(12)로 전달된다. The
상기 해수 열교환기(20)에는 상기 해수공급유로(21)와 해수배출유로(22)가 각각 연결된다. 상기 해수공급유로(21)상에는 바다로부터 해수를 펌핑하여 유입하는 제1해수펌프(1)와, 상기 해수 저장부(50)에 저장된 해수를 다시 펌핑하는 제2해수펌프(26)와, 펌핑된 해수의 유량을 측정하는 해수 유량계(27), 상기 여과기(40)를 통과한 해수의 유입을 단속하는 해수 공급밸브(25)가 각각 설치된다. The
상기 해수공급유로(21)에는 상기 해수 열교환기(20)로 취수되는 해수의 취수온도를 측정하는 해수 취수온도센서(23)가 설치된다. The
상기 해수배출유로(22)에는 상기 해수 열교환기(20)에서 열교환된 후 바다로 배수되는 해수의 배수온도를 측정하는 해수 배수온도센서(24)가 설치된다.The
상기 해수 유량제어부는, 상기 해수 열교환기(20)로 취수되는 해수의 유량을 제어하는 것으로서, 유량제어밸브나 유량제어펌프가 사용될 수 있다. 본 실시예에서는, 상기 해수 유량제어부는, 상기 제1해수펌프(1)인 것으로 예를 들어 설명하나, 이에 한정되지 않고 상기 제2해수펌프(2)가 사용되는 것도 물론 가능하다. 상기 제1해수펌프(1)는 유량을 가변할 수 있는 가변유량펌프(Inverter pump)가 사용된다. 상기 제1해수펌프(1)에는 인버터 구동장치(2)가 구비된다. The seawater flow rate control unit controls the flow rate of the seawater taken to the
상기 히트 펌프(10)는, 압축기(11), 증발기(14), 팽창밸브(13) 및 응축기(12)를 포함한다. The
상기 증발기(14)와 상기 해수 열교환기(20)는 열매체가 순환하는 제2열매체유로로 연결된다. 상기 제2열매체 유로는 제1,2증발기 순환유로(71)(72)이다. 상기 제1,2증발기 순환유로(71)(72)에는 상기 해수 열교환기(20)에서 열을 흡수하여 상기 증발기(14)로 전달하는 열매체가 통과한다. 상기 열매체는 물 등의 유체이며, 상기 해수 열교환기(20)에서 열기를 흡수하여 전달하므로 열수라고도 할 수 있다. The evaporator (14) and the seawater heat exchanger (20) are connected to a second heat medium flow path through which the heat medium circulates. The second heat medium flow path is the first and second evaporator
상기 제1,2증발기 순환유로(71)(72) 중 어느 하나에는 해수열교환기 유량제어부와 유량계(74)가 각각 설치된다. 상기 해수열교환기 유량제어부는, 상기 제1증발기 순환유로(71)상에서 상기 해수 열교환기(20)의 출구측에 설치된 해수열교환기 가변유량펌프(73)이다. A seawater heat exchanger flow rate controller and a
또한, 상기 증발기(14)는 상기 메인 축열조(80)와 상기 보조 축열조(90)에 제3,4냉방유로(133)(134)로 연결된다. 즉, 냉방 작동시 상기 증발기(14)에서 발생된 냉기가 상기 메인 축열조(80)와 상기 보조 축열조(90)에 공급되어야 하므로, 상기 증발기(14)는 상기 메인 축열조(80)와 상기 보조 축열조(90)에 제3,4냉방유로(133)(134)로 연결된다. 따라서, 냉방 작동시 상기 증발기(14)에서 열교환되면서 냉각된 열매체는 상기 메인 축열조(80)와 상기 보조 축열조(90)를 거친 후, 다시 상기 증발기(14)로 유입된다. The
상기 제3냉방유로(133)는, 상기 제2증발기 순환유로(72)상에서 상기 증발기(14)의 토출측에서 분기되어 후술하는 제1메인 축열조유로(81)에 연결된다. The third
상기 제4냉방유로(134)는, 후술하는 제2보조축열조유로(92)에서 분기되어 상기 제1증발기 순환유로(71)상에서 상기 증발기(14)의 입구측으로 합류된다. The fourth
상기 제3냉방유로(133)와 상기 제2증발기 순환유로(72)가 연결된 지점에는 제10삼방밸브(140)가 설치되고, 상기 제3냉방유로(133)와 상기 제1메인축열조유로(81)가 연결된 지점에는 제11삼방밸브(141)가 설치된다. The third three
상기 제4냉방유로(134)와 상기 제1증발기 순환유로(71)가 연결된 지점에는 제12삼방밸브(142)가 설치되고, 상기 제4냉방유로(134)와 상기 제2보조축열조유로(92)가 연결된 지점에는 제13삼방밸브(143)가 설치된다. 다만, 이에 한정되지 않고, 상기 히트 펌프(10)의 냉,난방 작동시 유로 전환은 별도의 사방밸브(미도시)등을 통해 이루어지는 것도 물론 가능하다. A twelfth three-
상기 증발기(14)의 입구측에는 상기 증발기(14)로 유입되는 냉매의 온도를 감지하는 증발기 입구온도센서(33)가 설치된다. 상기 증발기(14)의 출구측에는 상기 증발기(14)로부터 배출되는 냉매의 온도를 감지하는 증발기 출구온도센서(34)가 설치된다. An evaporator
상기 응축기(12)에는 제1,2응축기 순환유로(15)(16)가 연결된다. 상기 제1,2응축기 순환유로(15)(16)에는 상기 응축기(12)를 냉각시키기 위한 열매체가 통과한다. 상기 열매체는 물 등의 유체가 사용될 수 있고, 냉각수라고도 한다. The first and second
상기 제1응축기 순환유로(15)에는 후술하는 제2메인축열조유로(82)와 제2보조축열조유로(92)가 연결된다. 상기 제1응축기 순환유로(15)와 상기 제2메인축열조유로(82)와 제2보조축열조유로(92)가 연결된 지점에는 제2삼방밸브(62)가 설치된다.A second main storage
상기 제2응축기 순환유로(16)에는 후술하는 제1메인축열조유로(81)와 제1보조축열조유로(91)가 연결된다. 상기 제2응축기 순환유로(16)와 상기 제1메인축열조유로(81)와 제1보조축열조유로(91)가 연결된 지점에는 제1삼방밸브(61)가 설치된다.The first main storage
또한, 상기 응축기(12)는 상기 해수 열교환기(20)와도 제1,2냉방유로(131)(132)에 의해 연결된다. 즉, 냉방 작동시 상기 해수 열교환기(20)에서 흡수한 냉기가 상기 응축기(12)를 냉각시키는 데 사용되어야 하므로, 상기 응축기(12)는 상기 해수 열교환기(20)와도 제1,2냉방유로(131)(132)에 의해 연결된다. 따라서, 냉방 작동시 상기 해수 열교환기(20)에서 냉기를 흡수한 열매체는 상기 제1냉방유로(131)를 통해 상기 응축기(12)로 유입되어 상기 응축기(12)에서 열교환된 후 다시 상기 제2냉방유로(132)를 통해 상기 해수 열교환기(20)로 순환한다. The
상기 제1냉방유로(131)는 상기 제1증발기 순환유로(71)에서 분기되어 상기 응축기(12)의 입구측으로 합류된다. The first cooling
상기 제2냉방유로(132)는, 상기 응축기(12)의 토출측에서 분기되어 상기 제2증발기 순환유로(72)상에서 상기 해수 열교환기(20)의 입구측에 합류된다. The second cooling
상기 제1냉방유로(131)와 상기 제1증발기 순환유로(71)가 연결되는 지점에는 제7삼방밸브(137)가 설치된다. A seventh three-
상기 제2냉방유로(132)와 상기 제2증발기 순환유로(72)가 연결되는 지점에는 제8삼방밸브(138)가 설치된다. An eighth three-
상기 제2냉방유로(132)와 상기 제2응축기 순환유로(16)가 연결되는 지점에는 제9삼방밸브(138)가 설치된다. And a ninth three-
상기 응축기(12)의 입구측에는 상기 응축기(12)로 유입되는 냉매의 온도를 감지하는 응축기 입구온도센서(31)가 설치된다. 상기 응축기(12)의 출구측에는 상기 응축기(12)로부터 배출되는 냉매의 온도를 감지하는 응축기 출구온도센서(32)가 설치된다. A condenser
상기 메인 축열조(80)는, 상기 히트 펌프(10)에서 발생된 열기 또는 냉기 중 적어도 일부를 흡수하여 열수요처(100)로 전달한다. 즉, 상기 히트 펌프(10)의 난방 작동시 상기 히트 펌프(10)의 응축기(12)에서 발생된 열을 흡수하여 저장하고, 냉방 작동시에는 상기 히트 펌프(10)의 증발기(14)에서 발생된 냉기를 흡수하여 저장한다. 상기 메인 축열조(80)로는 버퍼 탱크가 사용되는 것도 가능한 바, 상기 히트 펌프(10)에서 흡수한 열기 또는 냉기를 상기 열수요처(100)로 전달할 수 있는 것이면 어느 것이나 적용 가능하다. The main
상기 메인 축열조(80)에는 제1,2메인축열조유로(81)(82)가 연결되고, 상기 제1,2메인축열조유로(81)(82)는 상기 제1,2응축기 순환유로(15)(16)에 연결된다. 상기 제1,2메인축열조유로(81)(82)와 상기 제1,2응축기 순환유로(15)(16)가 각각 연결된 지점에는 제1,2삼방밸브(61)(62)가 설치된다. 상기 제1,2삼방밸브(61)(62)에는 후술하는 제1,2축열조유로(91)(92)도 함께 연결된다. 또한, 상기 메인 축열조(80)는 상기 열수요처(100)와 제3,4메인축열조유로(83)(84)로 연결된다. The first and second main
상기 제1메인축열조유로(81)에는 상기 메인 축열조(80)로 유입되는 열매체의 유량을 제어하는 축열조 유량제어부가 구비된다. 상기 축열조 유량제어부는, 상기 메인 축열조(80)의 입구측에 설치된 축열조 가변유량펌프(85)이다. 상기 가변유량펌프(85)는 후술하는 제어부에 의해 작동이 제어된다. 본 실시예에서는, 상기 메인 축열조(80)의 입구측에만 가변유량펌프가 설치된 것으로 예를 들어 설명하나, 이에 한정되지 않고 상기 보조 축열조(80)의 입구측에도 가변유량펌프가 설치되는 것도 물론 가능하다. The first main storage
상기 보조 축열조(90)는, 상기 히트 펌프(10)에서 흡수한 열기 또는 냉기 중 상기 메인 축열조(80)에서 흡수한 것 이외의 나머지를 저장하는 열저장탱크이다. 즉, 상기 히트 펌프(10)의 난방 작동시 상기 히트 펌프(10)의 응축기(12)에서 발생된 열을 흡수하여 저장하고, 냉방 작동시에는 상기 히트 펌프(10)의 증발기(14)에서 발생된 냉기를 흡수하여 저장한다. The auxiliary
상기 보조 축열조(90)에는 제1,2축열조유로(91)(92)가 연결되고, 상기 제1,2보조축열조유로(91)(92)는 상기 제1,2삼방밸브(61)(62)에 연결된다. 상기 제1,2보조축열조유로(91)(92)에는 유량계(95)가 설치된다. 또한, 상기 보조 축열조(90)는 상기 열수요처(100)와 제3,4축열조유로(93)(94)로 연결된다. The first and second
상기 열수요처(100)는 복수개가 구비될 수 있는 바, 본 실시예에서는 2개의 제1,2열수요처(101)(102)가 구비된 것으로 예를 들어 설명한다. 상기 제1,2열수요처(101)(102)에는 제1,2,3,4열수요처유로(111)(112)(113)(114)가 연결된다. 상기 제3메인축열조유로(83)와 상기 제4축열조유로(94)는 제5열수요처유로(115)로 합류되고, 합류되는 지점에는 제3삼방밸브(63)가 설치된다. 상기 제5열수요처유로(115)가 상기 제1,2열수요처유로(111)(112)로 분기되는 지점에는 제4삼방밸브(64)가 설치된다. 상기 제3,4열수요처유로(113)(114)가 합류되는 지점에는 제5삼방밸브(65)가 설치되고, 상기 제3,4열수요처유로(113)(114)는 제6열수요처유로(116)로 합류된다. 상기 제6열수요처유로(116)가 상기 제4메인축열조유로(84)와 상기 제3축열조유로(83)로 분기되는 지점에는 제6삼방밸브(66)가 설치된다. A plurality of the
상기 제5열수요처유로(115)에는 상기 열수요처(100)로 공급되는 유량을 제어하기 위한 열수요처 펌프(117)가 설치된다. The fifth
상기 히트펌프 시스템은, 상기 해수 취수온도센서(23)와 상기 해수 배수온도센서(24)에서 각각 감지된 온도차에 따라 상기 제1해수펌프(1)의 작동을 제어하는 제어부(200)를 더 포함한다. 상기 제어부(200)는, 난방운전시, 상기 응축기 입구온도센서(31)와 상기 응축기 출구온도센서(32)에서 각각 감지된 온도차에 따라 상기 축열조 가변유량펌프(83)의 작동도 제어한다. 또한, 상기 제어부(200)는, 난방 운전시, 상기 증발기 입구온도센서(33)와 상기 증발기 출구온도센서(34)에서 각각 감지된 온도차에 따라 상기 해수열교환기 가변유량펌프(84)의 작동도 제어한다. 한편, 상기 제어부(200)는 냉방운전시, 상기 증발기 입구온도센서(33)와 상기 증발기 출구온도센서(34)에서 각각 감지된 온도차에 따라 상기 축열조 가변유량펌프(83)의 작동도 제어한다. 또한, 상기 제어부(200)는, 난방운전시, 상기 응축기 입구온도센서(31)와 상기 응축기 출구온도센서(32)에서 각각 감지된 온도차에 따라 상기 해수열교환기 가변유량펌프(84)의 작동도 제어한다.
The heat pump system further includes a
상기와 같이 구성된 본 발명에 따른 히트펌프 시스템의 작동을 설명하면, 다음과 같다.The operation of the heat pump system according to the present invention will now be described.
먼저, 도 2 및 도 3을 참조하여, 상기 히트펌프 시스템의 난방 작동시에 대해 설명한다. First, the heating operation of the heat pump system will be described with reference to Figs. 2 and 3. Fig.
해수는 상기 해수 저장부(50), 상기 여과기(40), 상기 해수 열교환기(20)를 차례로 통과한 후 다시 바다로 배출된다. The seawater is passed through the
상기 해수 열교환기(20)에서는 해수와 상기 제1,2증발기 순환유로(71)(72)를 순환하는 열매체와의 열교환이 이루어진다. 상기 해수의 열을 흡수한 열매체는 상기 증발기(14)로 열을 전달한다. In the
상기 증발기(14)로 전달된 열은 상기 히트 펌프(10)를 순환하는 냉매에 전달되고, 상기 응축기(10)에서의 열교환을 통해 상기 제2응축기순환유로(16)를 통과하는 열매체에 전달된다. The heat transferred to the
상기 응축기(10)를 통과하면서 열을 흡수한 열매체 중 적어도 일부는 상기 메인 축열조(80)로 유입되고, 나머지는 상기 보조 축열조(90)로 유입된다. At least a part of the heat medium that has absorbed heat while passing through the
상기 메인 축열조(80)에서 흡수한 열은 상기 열수요처(100)로 공급되고, 상기 보조 축열조(90)에서 흡수한 열은 일시 저장된다. 이 때, 상기 보조 축열조(90)의 열도 상기 열수요처(100)로 함께 공급되는 것도 물론 가능하다. 본 실시예에서는, 난방 부하가 작거나 상기 히트 펌프(10)의 미작동시 상기 보조 축열조(90)의 열이 상기 열수요처(100)로 공급되는 것으로 설명한다. The heat absorbed by the
한편, 도 3을 참조하면, 상기 열수요처(100)의 난방 부하가 설정 부하 미만이거나 상기 히트 펌프(10)나 상기 해수 열교환기(20)의 정비시 난방 부하가 있는 경우에 대해 설명한다.3, a description will be given of a case where the heating load of the
상기 해수 펌프(1)의 작동이 정지되어, 해수가 유입되지 않고, 상기 히트 펌프(10), 상기 메인 축열조(80)의 작동도 정지되는 것으로 설명한다.The operation of the
이 때, 상기 보조 축열조(90)에 저장된 열이 상기 열수요처(100)로 공급될 수 있다. 즉, 상기 제3삼방밸브(63)가 상기 제3메인축열조유로(83)는 차단하고, 상기 제4축열조유로(94)를 개방하여, 상기 보조 축열조(90)에 저장된 난방수가 상기 열수요처(100)로 공급될 수 있다. At this time, the heat stored in the auxiliary storage tank (90) can be supplied to the heat consumer (100). That is, the third three-
상기 열수요처(100)에서 사용되고 나온 난방수는 다시 상기 제6삼방밸브(66)를 통해 상기 보조 축열조(90)로 배출된다. The heating water used in the
상기와 같은 본 발명에 따른 히트펌프 시스템은, 상기 히트 펌프(10)에서 발생된 열기를 상기 메인 축열조(80)와 상기 보조 축열조(90)에 분배함으로써, 상기 히트 펌프(10)나 상기 해수 열교환기(20)의 미작동시에도 상기 열수요처(100)에 열원을 공급할 수 있다. The heat pump system according to the present invention is characterized in that the heat generated by the
한편, 도 4 참조하여, 본 발명에 따른 히트 펌프 시스템의 냉방 작동시에 대해 설명한다. 4, the cooling operation of the heat pump system according to the present invention will be described.
여름철 등 냉방이 필요한 경우, 해수의 온도는 대기의 온도보다 낮기 때문에, 해수의 냉기를 이용하여 열수요처에 공급할 수 있다. When the cooling is required in summer, since the temperature of the seawater is lower than the temperature of the atmosphere, it can be supplied to the heat consumer using the cold air of the seawater.
상기 해수 열교환기(20)에서 해수와 열매체의 열교환이 이루어진다. 이 때, 해수의 온도가 낮기 때문에, 상기 열매체가 해수의 냉기를 흡수한다.The
상기 해수 열교환기(20)에서 열교환을 통해 해수의 냉기를 흡수한 열매체는 상기 제1냉방유로(131)를 통해 상기 응축기(12)로 유입된다.The heat medium, which has absorbed cold air of seawater through heat exchange in the
상기 응축기(12)로 유입된 열매체는 상기 응축기(12)를 냉각시킨 후, 상기 제2냉방유로(132)를 통해 다시 상기 해수 열교환기(20)로 순환한다.The heating medium flowing into the
상기 증발기(14)에서는 상기 메인 축열조(80)와 상기 보조 축열조(90)로부터 공급되는 열매체와 냉매와의 열교환이 이루어진다. 상기 증발기(14)에서 열교환되어 냉각된 상기 열매체는 상기 제3냉방유로(133)를 통해 상기 메인 축열조(80)와 상기 보조 축열조(90)로 다시 유입된다. 따라서, 상기 메인 축열조(80)와 상기 보조 축열조(90)에 냉기가 저장될 수 있다. In the
상기 메인 축열조(80)와 상기 보조 축열조(90)에 저장된 냉기는 상기 열수요처(100)의 부하에 따라 상기 열수요처(100)에 선택적으로 공급될 수 있다. 즉, 난방 작동시와 마찬가지로 상기 열수요처(100)의 냉방 부하가 설정 부하 이상일 경우, 상기 메인 축열조(80)의 냉기를 공급하고, 상기 열수요처(100)의 냉방 부하가 설정 부하미만이거나 상기 히트 펌프(10)의 미작동시에는 상기 보조 축열조(90)의 냉기를 상기 열수요처(100)에 공급할 수 있다. The cool air stored in the main
상기와 같이, 난방 작동시에는 해수의 열기를 이용해 열수요처를 난방시키고, 냉방 작동시에는 해수의 냉기를 이용해 열수요처를 냉방시킬 수 있다. As described above, when the heating operation is performed, the heat consumer can be heated using the heat of the seawater, and when the cooling operation is performed, the heat consumer can be cooled using the cold air of the seawater.
이하, 본 발명에 따른 해수열원 히트펌프 시스템의 제어방법을 설명한다.Hereinafter, a control method of the seawater heat source heat pump system according to the present invention will be described.
먼저, 도 5 및 도 6을 참조하여, 난방작동시 제어방법에 대해 설명한다. First, a control method in heating operation will be described with reference to Figs. 5 and 6. Fig.
상기 해수 취수온도센서(23)와 상기 해수 배수온도센서(24)로부터 해수의 취수온도와 배수온도를 측정한다. 또한, 상기 응축기 입구온도센서(31)와 상기 응축기 출구온도센서(32)로부터 상기 응축기(12)의 입구온도와 출구온도를 측정한다. 또한, 상기 증발기 입구온도센서(33)와 상기 증발기 출구온도센서(34)로부터 상기 증발기(14)의 입구온도와 출구온도를 측정한다. (S10)The take-off temperature and the drainage temperature of the seawater are measured from the seawater take-off temperature sensor (23) and the seawater drainage temperature sensor (24). Further, the inlet temperature and the outlet temperature of the
상기 제어부(200)는, 상기 해수의 취수온도와 배수온도의 차이가 미리 설정된 설정값 이상인지 여부를 판단한다. (S11)The
상기 해수 열교환기(20)에서 열교환되면서 냉각된 해수의 온도가 과도하게 낮을 경우, 상기 해수의 취수온도와 배수온도의 차이가 설정값 이상이 된다. 과도하게 낮아진 저온의 해수를 바다로 배수할 경우, 바다의 환경이 파괴될 우려가 있다. 상기 제어부(200)는 상기 제1해수펌프(1)의 작동을 제어하여, 바다로부터 유입되는 해수의 취수 유량을 증가시킨다.(S12)(S13)When the temperature of the cooled seawater under heat exchange in the
상기 해수의 취수 유량이 증가되면, 상기 해수 열교환기(20)를 통과하는 해수의 유량이 증가되고, 상기 해수 열교환기(20)를 통과하는 해수의 온도변화가 줄어들게 된다. 따라서, 상기 해수의 배수온도가 높아지게 되므로, 배수되는 해수에 의한 바다 환경의 파괴를 최소화시킬 수 있다. When the water intake flow rate of the seawater is increased, the flow rate of the seawater passing through the
또한, 상기 제어부(200)는 상기 응축기(12)의 입구 온도와 출구 온도의 차이를 미리 설정된 설정값과 비교한다.(S14)Also, the
상기 응축기(12)의 입구 온도와 출구 온도의 차이가 설정값 이상이면, 상기 응축기(12)를 통과한 냉매가 과냉각 상태가 된다. 따라서, 상기 축열조 가변유량펌프(85)의 작동을 제어하여, 상기 응축기(12)를 냉각하는 열매체의 유량을 감소시킨다. 상기 응축기(12)로 유입되는 열매체의 유량이 감소되면, 상기 응축기(12)의 입구 온도와 출구 온도의 차이가 감소될 수 있다. (S15)(S26)If the difference between the inlet temperature and the outlet temperature of the
또한, 상기 제어부(200)는 상기 증발기(14)의 입구 온도와 출구 온도의 차이를 미리 설정된 설정값과 비교한다.(S17)Also, the
상기 증발기(14)의 입구 온도와 출구 온도의 차이가 설정값 이상이면, 상기 해수열교환기 가변유량펌프(73)의 작동을 제어하여, 상기 증발기(14)에 열기를 공급하는 열매체의 유량을 감소시킨다. 상기 증발기(14)로 유입되는 열매체의 유량이 감소되면, 상기 응축기(12)의 입구 온도와 출구 온도의 차이가 감소될 수 있다. (S18)(S19)If the difference between the inlet temperature and the outlet temperature of the
상기 증발기(14)를 통과하는 열매체의 온도변화가 감소되면, 상기 해수 열교환기(20)에서의 열교환율이 줄어든다. 상기 해수 열교환기(20)에서 열교환율이 줄어들면, 상기 해수 열교환기(20)를 통과하는 해수의 취수온도와 배수온도의 차이도 감소할 수 있다. 따라서, 해수의 취수온도와 배수온도의 차이로 인한 바다 환경 파괴를 최소화할 수 있다.
When the temperature change of the heating medium passing through the
도 8을 참조하여, 냉방작동시 제어방법에 대해 설명한다.Referring to Fig. 8, a control method in cooling operation will be described.
상기 해수 취수온도센서(23)와 상기 해수 배수온도센서(24)로부터 해수의 취수온도와 배수온도를 측정한다. 또한, 상기 응축기 입구온도센서(31)와 상기 응축기 출구온도센서(32)로부터 상기 응축기(12)의 입구온도와 출구온도를 측정한다. 또한, 상기 증발기 입구온도센서(33)와 상기 증발기 출구온도센서(34)로부터 상기 증발기(14)의 입구온도와 출구온도를 측정한다. (S20)The take-off temperature and the drainage temperature of the seawater are measured from the seawater take-off temperature sensor (23) and the seawater drainage temperature sensor (24). Further, the inlet temperature and the outlet temperature of the
상기 제어부(200)는, 상기 해수의 취수온도와 배수온도의 차이가 미리 설정된 설정값 이상인지 여부를 판단한다. (S21)The
냉방작동시 해수의 온도가 낮기 때문에, 상기 해수 열교환기(20)에서 해수는 열교환하면서 냉기를 전달하고 열을 흡수한다. 상기 해수 열교환기(20)에서 열교환되면서 가열된 해수의 온도가 과도하게 높을 경우, 상기 해수의 취수온도와 배수온도의 차이가 설정값 이상이 된다. 온도가 과도하게 높아진 고온의 해수를 바다로 배수할 경우, 바다의 환경이 파괴될 우려가 있다. 상기 제어부(200)는 상기 제1해수펌프(1)의 작동을 제어하여, 바다로부터 유입되는 해수의 취수 유량을 증가시킨다.(S22)(S23)Since the temperature of the seawater is low during the cooling operation, the seawater in the
상기 해수의 취수 유량이 증가되면, 상기 해수 열교환기(20)를 통과하는 해수의 유량이 증가되고, 상기 해수 열교환기(20)를 통과하는 해수의 온도변화가 줄어들게 된다. 따라서, 상기 해수의 배수온도가 낮아지게 되므로, 배수되는 해수에 의한 바다 환경의 파괴를 최소화시킬 수 있다. When the water intake flow rate of the seawater is increased, the flow rate of the seawater passing through the
또한, 상기 제어부(200)는 상기 응축기(12)의 입구 온도와 출구 온도의 차이를 미리 설정된 설정값과 비교한다.(S24)Also, the
상기 응축기(12)의 입구 온도와 출구 온도의 차이가 설정값 이상이면, 상기 응축기(12)를 통과한 냉매가 과냉각 상태가 된다. 냉방 작동시 상기 응축기(12)를 냉각시키는 열매체는 상기 해수 열교환기(20)를 통해 유입되므로, 상기 해수열교환기 가변유량펌프(73)의 작동을 제어하여, 상기 응축기(12)를 냉각하는 열매체의 유량을 감소시킨다. 상기 응축기(12)로 유입되는 열매체의 유량이 감소되면, 상기 응축기(12)의 입구 온도와 출구 온도의 차이가 감소될 수 있다. (S25)(S26)If the difference between the inlet temperature and the outlet temperature of the
상기 응축기(12)를 통과하는 열매체의 온도변화가 감소되면, 상기 해수 열교환기(20)에서의 열교환율이 줄어든다. 상기 해수 열교환기(20)에서 열교환율이 줄어들면, 상기 해수 열교환기(20)를 통과하는 해수의 취수온도와 배수온도의 차이도 감소할 수 있다. 따라서, 해수의 취수온도와 배수온도의 차이로 인한 바다 환경 파괴를 최소화할 수 있다. When the temperature change of the heating medium passing through the
또한, 상기 제어부(200)는 상기 증발기(14)의 입구 온도와 출구 온도의 차이를 미리 설정된 설정값과 비교한다.(S27)Also, the
상기 증발기(14)의 입구 온도와 출구 온도의 차이가 설정값 이상이면, 상기 축열조 가변유량펌프(85)의 작동을 제어하여, 상기 증발기(14)에 열기를 공급하는 열매체의 유량을 감소시킨다. 상기 증발기(14)로 유입되는 열매체의 유량이 감소되면, 상기 응축기(12)의 입구 온도와 출구 온도의 차이가 감소될 수 있다. (S28)(S29)If the difference between the inlet temperature and the outlet temperature of the
상기와 같이, 상기 해수 열교환기(20)를 통과하는 해수의 취수온도와 배수온도의 차이에 따라 상기 해수 열교환기(20)로 유입되는 취수유량을 변화시킴으로써, 해수의 배수온도 조절이 가능하여 해수의 배수시 발생될 수 있는 바다 환경의 파괴를 최소화시킬 수 있다. As described above, it is possible to adjust the drainage temperature of the seawater by changing the withdrawal flow rate flowing into the
또한, 응축기나 증발기의 입,출구 온도차에 따라 응축기나 증발기를 통과하는 열매체의 유량을 변화시킴으로써, 상기 응축기에서 냉매의 과냉각이나 상기 증발기에서 냉매의 과열을 방지할 수 있다. 또한, 상기 응축기나 증발기를 통과하는 열매체의 유량을 변화시킬 경우, 해수열교환기를 순환하는 열매체의 유량이 변화되고, 상기 해수 열교환기에서 해수와 열매체의 열교환율이 달라지므로 상기 해수의 취수유량을 제어함으로써 해수의 배수온도 변화를 조절할 수 있다.
The supercooling degree of the refrigerant in the condenser or the overheating of the refrigerant in the evaporator can be prevented by changing the flow rate of the heat medium passing through the condenser or the evaporator according to the temperature difference between the inlet and outlet of the condenser or the evaporator. When the flow rate of the heating medium passing through the condenser or the evaporator is changed, the flow rate of the heating medium circulating in the sea water heat exchanger is changed and the heat exchange rate between the sea water and the heating medium is changed in the sea water heat exchanger. Thereby controlling the change in the drainage temperature of the seawater.
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.While the present invention has been described with reference to exemplary embodiments, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments, but, on the contrary, is intended to cover various modifications and equivalent arrangements included within the spirit and scope of the appended claims. Accordingly, the true scope of the present invention should be determined by the technical idea of the appended claims.
1: 제1해수 펌프 10: 히트 펌프
12: 응축기 14: 증발기
20: 해수 열교환기 23: 해수 취수온도센서
24: 해수 배수온도센서 31: 응축기 입구온도센서
32: 응축기 출구온도센서 33: 증발기 입구온도센서
34: 증발기 출구온도센서 73: 해수열교환기 가변유량펌프
80: 메인 축열조 90: 보조 축열조
85: 축열조 가변유량펌프 200: 제어부1: First seawater pump 10: Heat pump
12: condenser 14: evaporator
20: Sea water heat exchanger 23: Sea water intake temperature sensor
24: seawater drainage temperature sensor 31: condenser inlet temperature sensor
32: condenser outlet temperature sensor 33: evaporator inlet temperature sensor
34: evaporator outlet temperature sensor 73: seawater heat exchanger variable flow pump
80: main heat storage tank 90: auxiliary storage tank
85: regenerative tank variable flow pump 200:
Claims (17)
상기 해수 열교환기에서 흡수한 열기 또는 냉기를 전달받는 히트 펌프와;
상기 해수 열교환기로 취수되는 해수의 유량을 제어하는 해수 유량제어부와;
상기 해수 열교환기의 입,출구측 온도차에 따라 상기 해수 가변유량펌프의 작동을 제어하여 해수의 취수유량을 제어하는 제어부를 포함하는 해수 취수량 제어를 이용한 해수열원 히트펌프 시스템.A seawater heat exchanger for absorbing the heat of the seawater or the cold air;
A heat pump which receives heat or cool air absorbed by the seawater heat exchanger;
A seawater flow rate controller for controlling the flow rate of the seawater taken to the seawater heat exchanger;
And a control unit controlling the operation of the seawater variable flow rate pump according to the temperature difference between the inlet and outlet sides of the seawater heat exchanger to control the water intake flow rate of the seawater.
상기 해수 열교환기로 취수되는 해수의 취수온도를 측정하는 해수 취수온도센서와;
상기 해수 열교환기에서 열교환된 후 바다로 배수되는 해수의 배수온도를 측정하는 해수 배수온도센서를 더 포함하고,
상기 제어부는, 상기 해수 취수온도센서와 상기 해수 배수온도센서에서 각각 감지된 온도의 차에 따라 상기 해수 유량제어부의 작동을 제어하는 해수 취수량 제어를 이용한 해수열원 히트펌프 시스템.The method according to claim 1,
A seawater intake water temperature sensor for measuring a water intake temperature of the seawater taken in the seawater heat exchanger;
Further comprising a seawater drainage temperature sensor for measuring a drainage temperature of the seawater drained into the sea after heat exchange in the seawater heat exchanger,
Wherein the control unit controls the operation of the seawater flow rate control unit according to a difference between the sensed temperatures of the seawater intake temperature sensor and the seawater drainage temperature sensor.
상기 히트 펌프에 구비되고 냉매를 응축시키는 응축기와,
상기 히트 펌프의 난방 작동시, 상기 응축기에서 열기를 흡수하여 저장하는 축열조와,
상기 응축기와 상기 축열조를 연결하는 유로 상에 설치되어, 상기 응축기에서 상기 축열조로 유입되는 열매체의 유량을 제어하는 축열조 유량제어부를 더 포함하고,
상기 제어부는, 난방 작동시 상기 응축기의 입,출구측 온도차에 따라 상기 축열조 유량제어부의 작동을 제어하는 해수 취수량 제어를 이용한 해수열원 히트펌프 시스템.The method according to claim 1,
A condenser provided in the heat pump and condensing the refrigerant,
A heat storage tank for absorbing and storing heat in the condenser during heating operation of the heat pump,
Further comprising a heat storage tank flow rate control unit installed on a flow path connecting the condenser and the storage tank and controlling a flow rate of a heating medium flowing from the condenser to the storage tank,
Wherein the control unit controls the operation of the thermal storage tank flow rate control unit in accordance with the temperature difference between the inlet and outlet sides of the condenser during heating operation.
상기 히트 펌프의 냉방 작동시, 상기 해수 열교환기와 상기 응축기를 연결하는 유로 상에 설치되어, 상기 해수 열교환기에서 상기 응축기로 유입되는 열매체의 유량을 제어하는 해수열교환기 유량제어부를 더 포함하고,
상기 제어부는, 냉방 작동시 상기 응축기의 입,출구측 온도차에 따라 상기 해수열교환기 유량제어부의 작동을 제어하는 해수 취수량 제어를 이용한 해수열원 히트펌프시스템. The method of claim 3,
Further comprising a seawater heat exchanger flow rate control unit installed on the flow path connecting the seawater heat exchanger and the condenser during cooling operation of the heat pump and controlling the flow rate of the heat medium flowing into the condenser in the seawater heat exchanger,
Wherein the control unit controls the operation of the seawater heat exchanger flow rate control unit in accordance with the temperature difference between the inlet and outlet sides of the condenser during cooling operation.
상기 응축기의 입구 온도를 측정하는 응축기 입구온도센서와,
상기 응축기의 출구 온도를 측정하는 응축기 출구온도센서를 더 포함하고,
상기 제어부는, 상기 응축기 입구온도센서와 상기 응축기 출구온도센서의 차이에 따라 상기 축열조 유량제어부와 상기 해수열교환기 유량제어부의 작동을 제어하는 해수 취수량 제어를 이용한 해수열원 히트펌프 시스템.The method of claim 4,
A condenser inlet temperature sensor for measuring the inlet temperature of the condenser,
Further comprising a condenser outlet temperature sensor for measuring an outlet temperature of the condenser,
Wherein the control unit controls the operation of the thermal storage tank flow rate control unit and the seawater heat exchanger flow rate control unit according to the difference between the condenser inlet temperature sensor and the condenser outlet temperature sensor.
상기 히트 펌프에 구비된 증발기와,
상기 해수 열교환기와 상기 증발기를 연결하는 유로 상에 설치되어, 상기 해수열교환기에서 상기 증발기로 유입되는 열매체의 유량을 제어하는 해수열교환기 유량제어부를 더 포함하고,
상기 제어부는, 난방 작동시 상기 증발기의 입,출구측 온도차에 따라 상기 해수열교환기 유량제어부의 작동을 제어하는 해수 취수량 제어를 이용한 해수열원 히트펌프 시스템.The method according to claim 1,
An evaporator provided in the heat pump,
Further comprising a seawater heat exchanger flow rate control unit installed on the flow path connecting the seawater heat exchanger and the evaporator and controlling the flow rate of the heat medium flowing into the evaporator from the seawater heat exchanger,
Wherein the control unit controls the operation of the seawater heat exchanger flow rate control unit according to a temperature difference between an inlet side and an outlet side of the evaporator during a heating operation.
상기 히트 펌프의 냉방 작동시, 상기 증발기에서 냉기를 흡수하여 저장하는 축열조와,
상기 증발기와 상기 축열조를 연결하는 유로 상에 설치되어, 상기 증발기에서 상기 축열조로 유입되는 열매체의 유량을 제어하는 축열조 유량제어부를 더 포함하고,
상기 제어부는, 냉방 작동시 상기 증발기의 입,출구측 온도차에 따라 상기 축열조 유량제어부의 작동을 제어하는 해수 취수량 제어를 이용한 해수열원 히트펌프시스템. The method of claim 6,
A heat storage tank for absorbing and storing cold air in the evaporator during cooling operation of the heat pump,
Further comprising a heat storage tank flow rate control unit installed on a flow path connecting the evaporator and the storage tank to control a flow rate of a heating medium flowing from the evaporator to the storage tank,
Wherein the control unit controls the operation of the thermal storage tank flow control unit according to the temperature difference between the inlet and outlet sides of the evaporator during cooling operation.
상기 증발기의 입구온도를 감지하는 증발기 입구온도센서와,
상기 증발기의 출구온도를 감지하는 증발기 출구온도센서를 더 포함하고,
상기 제어부는, 상기 증발기 입구온도센서와 상기 증발기 출구온도센서의 차이에 따라 상기 축열조 유량제어부와 상기 해수열교환기 유량제어부의 작동을 제어하는 해수 취수량 제어를 이용한 해수열원 히트펌프 시스템.The method of claim 7,
An evaporator inlet temperature sensor for sensing an inlet temperature of the evaporator,
Further comprising an evaporator outlet temperature sensor for sensing an outlet temperature of the evaporator,
Wherein the control unit controls the operation of the thermal storage tank flow rate control unit and the seawater heat exchanger flow rate control unit in accordance with the difference between the evaporator inlet temperature sensor and the evaporator outlet temperature sensor.
상기 해수 유량제어부는, 해수를 상기 해수 열교환기로 공급하는 해수 공급유로에 설치된 해수 가변유량펌프를 포함하는 해수 취수량 제어를 이용한 해수열원 히트펌프 시스템. The method according to any one of claims 1 to 8,
Wherein the seawater flow rate control unit includes a seawater variable flow rate pump installed in a seawater supply channel for supplying seawater to the seawater heat exchanger.
상기 축열조 유량제어부는, 상기 축열조의 입구측에 설치된 가변유량펌프를 포함하는 해수 취수량 제어를 이용한 해수열원 히트펌프 시스템. The method according to claim 3 or 7,
Wherein the thermal storage tank flow rate control unit includes a variable flow rate pump installed at an inlet side of the thermal storage tank.
상기 해수열교환기 유량제어부는, 상기 증발기의 입구측에 설치된 가변유량펌프를 포함하는 해수 취수량 제어를 이용한 해수열원 히트펌프 시스템. The method according to claim 4 or 6,
The seawater heat exchanger flow rate control unit includes a variable flow rate pump installed at an inlet side of the evaporator.
상기 축열조는,
상기 히트 펌프에서 발생된 열기 또는 냉기를 흡수하여 저장하는 메인 축열조와,
상기 히트 펌프에서 발생된 열기 또는 냉기 중 나머지를 흡수하여 저장하는 보조 축열조를 포함하고,
상기 제어부는, 상기 히트 펌프의 부하에 따라 상기 메인 축열조와 상기 보조 축열조 중 적어도 일측의 열이 열 수요처로 공급되도록 제어하는 해수 취수량 제어를 이용한 해수열원 히트펌프 시스템. The method of claim 3,
The heat storage tank,
A main heat storage tank for absorbing and storing heat or cool air generated from the heat pump;
And an auxiliary heat storage tank for absorbing and storing the remaining heat or cool air generated by the heat pump,
Wherein the control unit controls the seawater intake amount control to control the heat of at least one of the main storage tank and the auxiliary storage tank to be supplied to the heat consumer according to the load of the heat pump.
상기 해수 열교환기로 취수되는 해수의 취수온도와 상기 해수 열교환기에서 열교환된 후 바다로 배수되는 해수의 배수온도를 측정하는 해수 온도센서와;
상기 해수 열교환기로 취수되는 해수의 유량을 제어하는 해수 가변유량펌프와;
상기 해수 열교환기에서 흡수한 열기 또는 냉기를 전달받는 응축기와 증발기를 포함하는 히트 펌프와;
상기 응축기의 입구와 출구 온도를 측정하는 응축기 온도센서와;
상기 증발기의 입구와 출구 온도를 측정하는 증발기 온도센서와;
난방 작동시 상기 응축기에서 발생된 열기를 흡수하고, 냉방 작동시 상기 증발기에서 발생된 냉기를 흡수하는 축열조와;
냉, 난방 작동시 상기 해수 열교환기의 입,출구측 온도차에 따라 상기 해수 가변유량펌프의 작동을 제어하여 해수의 취수유량을 제어하고, 난방 작동시 상기 응축기의 입,출구측 온도에 따라 상기 응축기와 상기 축열조를 순환하면서 상기 응축기를 냉각시키는 냉각수의 유량을 제어하고, 상기 증발기의 입,출구측 온도에 따라 상기 증발기와 상기 해수열교환기를 순환하면서 상기 증발기에 열기를 제공하는 열수의 유량을 제어하는 제어부를 포함하는 해수열원 히트펌프 시스템.A seawater heat exchanger for absorbing the heat of the seawater or the cold air;
A seawater temperature sensor for measuring a take-over temperature of the seawater taken in the seawater heat exchanger and a drainage temperature of the seawater drained into the sea after being heat-exchanged in the seawater heat exchanger;
A seawater variable flow pump for controlling the flow rate of the seawater taken to the seawater heat exchanger;
A heat pump including a condenser and an evaporator that receive the hot or cool air absorbed by the seawater heat exchanger;
A condenser temperature sensor for measuring an inlet and an outlet temperature of the condenser;
An evaporator temperature sensor for measuring an inlet and an outlet temperature of the evaporator;
A heat storage tank for absorbing heat generated in the condenser during heating operation and absorbing cold air generated in the evaporator during cooling operation;
The control unit controls the operation of the seawater variable flow rate pump in accordance with the temperature difference between the inlet and outlet sides of the seawater heat exchanger during cooling and heating operations to control the water intake flow rate of the seawater, And a control unit for controlling the flow rate of the cooling water for cooling the condenser while circulating the condenser and controlling the flow rate of the hot water circulating the evaporator and the seawater heat exchanger in accordance with the inlet and outlet temperatures of the evaporator, A seawater heat source heat pump system comprising a control unit.
상기 제어부는, 냉방 작동시 상기 응축기의 입,출구측 온도에 따라 상기 응축기와 상기 해수열교환기를 순환하면서 상기 응축기를 냉각시키는 냉각수의 유량을 제어하고, 상기 증발기의 입,출구측 온도에 따라 상기 증발기와 상기 축열조를 순환하면서 상기 증발기에 열기를 제공하는 열수의 유량을 제어하는 제어부를 포함하는 해수 취수량 제어를 이용한 해수열원 히트펌프 시스템. 14. The method of claim 13,
Wherein the control unit controls the flow rate of cooling water for circulating the condenser and the seawater heat exchanger according to the inlet and outlet temperatures of the condenser during cooling operation to cool the condenser, And a control unit for controlling a flow rate of hot water circulating through the thermal storage tank and providing heat to the evaporator.
상기 해수의 취수온도와 상기 배수온도의 차이가 미리 설정된 설정값 이상이면, 상기 해수 열교환기로 취수되는 해수의 유량을 증가시키는 단계를 포함하는 해수열원 히트펌프 시스템의 제어방법. Measuring a take-off temperature of the seawater taken in the seawater heat exchanger and a drainage temperature of the seawater drained into the sea from the seawater heat exchanger;
And increasing the flow rate of the seawater to be taken into the seawater heat exchanger when the difference between the take-in temperature of the seawater and the drainage temperature is equal to or greater than a predetermined set value.
히트 펌프의 응축기의 입구 온도와 출구 온도를 각각 측정하는 단계와,
상기 응축기의 입구온도와 출구온도의 차이가 미리 설정된 설정값 이상이면, 상기 응축기를 순환하는 냉각수의 유량을 증가시키는 단계를 더 포함하는 해수열원 히트 펌프 시스템의 제어방법. 16. The method of claim 15,
Measuring an inlet temperature and an outlet temperature of the condenser of the heat pump, respectively,
Further comprising increasing the flow rate of cooling water circulating through the condenser if the difference between the inlet temperature and the outlet temperature of the condenser is greater than a predetermined set value.
히트 펌프의 증발기의 입구 온도와 출구 온도를 각각 측정하는 단계와,
상기 증발기의 입구온도와 출구온도의 차이가 미리 설정된 설정값 이상이면, 상기 증발기를 순환하는 열수의 유량을 증가시키는 단계를 더 포함하는 해수열원 히트펌프 시스템의 제어방법. 16. The method of claim 15,
Measuring an inlet temperature and an outlet temperature of the evaporator of the heat pump, respectively,
Further comprising the step of increasing the flow rate of the hot water circulating through the evaporator if the difference between the inlet temperature and the outlet temperature of the evaporator is equal to or greater than a predetermined set value.
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KR102328622B1 (en) * | 2020-11-13 | 2021-11-19 | 강한기 | Water heat system for continuous operation using raw water and water storage tank |
KR102551875B1 (en) * | 2022-12-29 | 2023-07-05 | 한장원 | Hybrid carbon dioxide heat pump |
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KR102551875B1 (en) * | 2022-12-29 | 2023-07-05 | 한장원 | Hybrid carbon dioxide heat pump |
KR102561069B1 (en) * | 2023-01-09 | 2023-07-27 | 한종원 | Brine chiller and carbon dioxide combined cycle system including the same |
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