KR20160096990A - Heat pump and driving method for the same - Google Patents
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Abstract
본 발명의 난방순환수로 제상이 이루어지는 히트펌프(200)는, 냉매를 고온 고압의 기체냉매로 압축시키는 제1 압축기(220); 상기 압축기에서 압축된 냉매를 중온 고압의 액체냉매로 응축시키는 실외기(210); 상기 실외기(210)에서 응축된 냉매를 저온 저압의 냉매로 감압시키는 팽창밸브(280); 상기 팽창밸브에서 감압된 냉매를 저온 저압의 기체냉매로 증발시키는 제1 실내기(270); 및 상기 제1 압축기(220) 선단에 설치되어 액체냉매를 걸러주는 제1 액분리기(260);로 구성되는 1차 냉매회로에 의한 통상의 히트펌프에 더하여, 난방시에 가동되며 상기 제1 실내기(270)에 연결되는 제2 액분리기(230), 난방시에 가동되며 상기 제2 액분리기(230)에 연결되어 냉매를 고온 고압의 기체냉매로 압축시키는 제2 압축기(240), 그리고 난방시에 가동되며 상기 제2 압축기(240)에 연결되어 고온 저압의 기체냉매로 증발시키는 제2 실내기(250)로 이루어지는 2차 냉매회로;를 더 구비하는 것을 특징으로 한다.
따라서, 상기와 같이 구성되는 본 말명의 난방순환수로 제상이 이루어지는 히트펌프 및 이를 활용한 히트펌프 운전방법에 따르면, 제상운전이 불필요하고, 고온운전에도 압축기에 무리가 가지 않을 뿐만 아니라, 1차 냉매회로와 2차 냉매회로로 분리설계가 가능한 효과가 있다.A heat pump (200) for defrosting by heating circulation water according to the present invention comprises: a first compressor (220) for compressing refrigerant into high temperature and high pressure gas refrigerant; An outdoor unit (210) for condensing the refrigerant compressed in the compressor into a liquid refrigerant at medium temperature and high pressure; An expansion valve (280) for reducing the pressure of the refrigerant condensed in the outdoor unit (210) to low temperature and low pressure refrigerant; A first indoor unit (270) for evaporating the refrigerant decompressed in the expansion valve to low temperature and low pressure gas refrigerant; And a first liquid separator (260) installed at a front end of the first compressor (220) for filtering the liquid refrigerant, the first liquid separator (260) A second compressor 240 connected to the first liquid separator 230 and connected to the second liquid separator 230 to compress the refrigerant into high temperature and high pressure gas refrigerant, And a second indoor refrigerant circuit 250 connected to the second compressor 240 to evaporate the refrigerant to a high-temperature low-pressure gas refrigerant.
Therefore, according to the heat pump having the defrosting function and the heat pump operating method using the heat pump as described above, defrosting operation is unnecessary, the compressor is not damaged even at high temperature operation, The refrigerant circuit and the secondary refrigerant circuit can be separately designed.
Description
본 발명은 히트펌프에 관한 것으로서, 특히 종래기술에 따른 히트펌프에 있어서 난방운전시에 별도의 제상운전이 필요하며, 고온고압 운전에 따라 압축기에 무리가 발생하던 문제점을 해소하기 위한 난방순환수로 제상이 이루어지는 히트펌프 및 이를 활용한 히트펌프 운전방법에 관한 것이다.
The present invention relates to a heat pump, and more particularly, to a heat pump according to the related art, in which a separate defrosting operation is required at the time of heating operation and a heating circulation water And a heat pump operation method using the heat pump.
즉, 본 발명은 종래기술에 따른 히트펌프에 있어서의 문제점을 해소시키기 위하여, 제상운전이 불필요하고, 고온운전에도 압축기에 무리가 가지 않을 뿐만 아니라, 1차 냉매회로와 2차 냉매회로로 분리설계가 가능한 난방순환수로 제상이 이루어지는 히트펌프 및 이를 활용한 히트펌프 운전방법에 관한 것이다.
That is, in order to solve the problem of the heat pump according to the prior art, the defrosting operation is unnecessary, the compressor is not damaged even at a high temperature, and the refrigerant circuit is divided into a primary refrigerant circuit and a secondary refrigerant circuit And a method of operating a heat pump using the heat pump.
일반적으로, 히트펌프 시스템은 도 1에 도시된 바와 같이, 냉매를 고온 고압의 기체냉매로 압축시키는 압축기와, 상기 압축기에서 압축된 냉매를 중온 고압의 액체냉매로 응축시키는 실외 열교환기와, 상기 실외 열교환기에서 응축된 냉매를 저온 저압의 냉매로 감압시키는 전자 팽창밸브와, 상기 전자 팽창밸브에서 감압된 냉매를 저온 저압의 기체냉매로 증발시키는 실내 열교환기와, 상기 압축기 후단에 설치되어 냉/난방시 냉매의 흐름을 절환시켜주는 사방밸브 및 상기 압축기 선단에 설치되어 액체냉매를 걸러주는 액분리기로 구성되며, 이러한 히트펌프 시스템은 마이컴에 의해 동작이 제어된다.
1, the heat pump system includes a compressor for compressing a refrigerant into a high-temperature and high-pressure gas refrigerant, an outdoor heat exchanger for condensing the refrigerant compressed in the compressor into a liquid refrigerant at medium temperature and high pressure, An indoor heat exchanger for evaporating the refrigerant decompressed in the electronic expansion valve to low-temperature and low-pressure gaseous refrigerant; and an outdoor heat exchanger installed at a downstream end of the compressor for cooling / And a liquid separator installed at a front end of the compressor for filtering the liquid refrigerant. The operation of the heat pump system is controlled by a microcomputer.
상기와 같은 히트펌프 시스템이 냉방 작동되는 경우, 냉매는 압축기, 실외 열교환기, 전자 팽창밸브, 실내 열교환기를 따라 순환되며, 상기 실외 열교환기와 실내 열교환기는 각각 응축기와 증발기 역할을 수행한다.
When the heat pump system is cooled, the refrigerant is circulated through the compressor, the outdoor heat exchanger, the electronic expansion valve, and the indoor heat exchanger, and the outdoor heat exchanger and the indoor heat exchanger function as a condenser and an evaporator, respectively.
하지만, 상기 사방밸브에 의해 냉매 흐름이 절환되어 히트펌프 시스템이 난방 작동되는 경우, 냉매는 압축기, 실내 열교환기, 전자 팽창밸브, 실외 열교환기를 따라 순환되며, 상기 실내 열교환기와 실외 열교환기는 각각 응축기와 증발기 역할을 수행한다.
However, when the refrigerant flow is switched by the four-way valve to heat the heat pump system, the refrigerant is circulated along the compressor, the indoor heat exchanger, the electronic expansion valve, and the outdoor heat exchanger, and the indoor heat exchanger and the outdoor heat exchanger are respectively connected to the condenser It acts as an evaporator.
그러나, 종래기술의 히트펌프 시스템에 따르면, 냉난방시에 공통적으로 각각 1대의 압축기를 활용하여 작동됨에 따라, 난방운전시에는 실외기를 가동시킴에 있어 제상운전이 필수적인바, 이에 따라 히터 또는 냉매 by-pass 회로 또는 부동액회로를 구성하여 제상운전을 하게 되어, 결국 제상을 위하여 별도의 동력이 소모되고, R-134, R-410 등의 냉매로써 고온을 획득하기 위하여 대략적으로 32bar 내지 37bar의 고압으로 무리하게 운전해야 하는 문제점이 있었다.
However, according to the heat pump system of the related art, defrosting operation is indispensable for operating the outdoor unit during the heating operation, since one compressor is commonly used in cooling and heating, pass circuit or an antifreeze circuit to operate the defrosting operation. As a result, separate power is consumed for defrosting and a high pressure of approximately 32 to 37 bar is required to obtain a high temperature as a refrigerant such as R-134 or R- There is a problem that it must be operated.
그리고, 상기와 같은 고압에서도 견딜 수 있도록, 관련부품들은 별도로 제작하거나, 별도로 구입해야 하므로 비용이 상승되는 문제점도 있었다.
In order to withstand such a high pressure as described above, the related parts have to be separately manufactured or purchased separately, resulting in an increase in cost.
따라서, 냉방전용장비와 냉/난방장비로 구분설계할 수 있어 가격이 저렴해지고, 고압운전을 하지 않아도 됨으로써 운전비가 저렴함과 동시에, 제상회로를 내장하여 대략 영하 20℃의 혹한기에도 원활하게 운전할 수 있으며, 더불어서 회로가 간단하게 이루어져서 제작이 용이하고, 시중품으로 구성되어 유지보수도 수월한 히트펌프 및 이를 활용한 냉난방 방법의 개발이 지속적으로 요구되어 왔다.
Therefore, it can be divided into the cooling equipment and the heating / heating equipment so that the price is low, and the operation cost is low because the high pressure operation is not required, and the defrosting circuit is built in, A heat pump which is simple in construction and easy to manufacture, is made up of a commodity and is easy to maintain, and a method of cooling and heating using the heat pump has been continuously demanded.
[선행기술문헌] [Prior Art Literature]
1. 한국 등록특허공보 제10-0348605호.(2002년07월30일 등록) 1. Korean Patent Registration No. 10-0348605 (registered on July 30, 2002)
2. 한국 등록특허공보 제10-0698373호.(2007년03월15일 등록)2. Korean Patent Registration No. 10-0698373 (registered on Mar. 15, 2007)
3. 한국 등록특허공보 제10-0379502호.(2003년03월27일 등록)3. Korean Patent Registration No. 10-0379502 (registered on Mar. 27, 2003)
4. 한국 공개특허공보 제10-2014-0145025호. (2014년12월22일 공개)
4. Korean Patent Publication No. 10-2014-0145025. (Released on December 22, 2014)
본 발명은, 제상운전이 불필요하고, 고온운전에도 압축기에 무리가 가지 않을 뿐만 아니라, 1차 냉매회로와 2차 냉매회로로 분리설계가 가능한 난방순환수로 제상이 이루어지는 히트펌프 및 이를 활용한 히트펌프 운전방법을 제공함에 그 목적이 있다.
The present invention relates to a heat pump in which defrosting operation is not required, defrosting is performed by a heating circulation water which can be separated and designed by a primary refrigerant circuit and a secondary refrigerant circuit, And a method of operating the pump.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 따르면, 본 발명의 난방순환수로 제상이 이루어지는 히트펌프(200)는, 냉매를 고온 고압의 기체냉매로 압축시키는 제1 압축기(220); 상기 압축기에서 압축된 냉매를 중온 고압의 액체냉매로 응축시키는 실외기(210); 상기 실외기(210)에서 응축된 냉매를 저온 저압의 냉매로 감압시키는 팽창밸브(280); 상기 팽창밸브에서 감압된 냉매를 저온 저압의 기체냉매로 증발시키는 제1 실내기(270); 및 상기 제1 압축기(220) 선단에 설치되어 액체냉매를 걸러주는 제1 액분리기(260);로 구성되는 1차 냉매회로에 의한 통상의 히트펌프에 더하여, 난방시에 가동되며 상기 제1 실내기(270)에 연결되는 제2 액분리기(230), 난방시에 가동되며 상기 제2 액분리기(230)에 연결되어 냉매를 고온 고압의 기체냉매로 압축시키는 제2 압축기(240), 그리고 난방시에 가동되며 상기 제2 압축기(240)에 연결되어 고온 저압의 기체냉매로 증발시키는 제2 실내기(250)로 이루어지는 2차 냉매회로;를 더 구비하는 것을 특징으로 한다.According to an aspect of the present invention, a heat pump includes a first compressor for compressing a refrigerant into a high-temperature and high-pressure gaseous refrigerant; An outdoor unit (210) for condensing the refrigerant compressed in the compressor into a liquid refrigerant at medium temperature and high pressure; An expansion valve (280) for reducing the pressure of the refrigerant condensed in the outdoor unit (210) to low temperature and low pressure refrigerant; A first indoor unit (270) for evaporating the refrigerant decompressed in the expansion valve to low temperature and low pressure gas refrigerant; And a first liquid separator (260) installed at a front end of the first compressor (220) for filtering the liquid refrigerant, the first liquid separator (260) A
그리고, 냉방시의 냉방사이클의 운전은, 냉매를 고온 고압의 기체냉매로 압축시키는 제1 압축기(220); 상기 압축기에서 압축된 냉매를 중온 고압의 액체냉매로 응축시키는 실외기(210); 상기 실외기(210)에서 응축된 냉매를 저온 저압의 냉매로 감압시키는 팽창밸브(280); 상기 팽창밸브에서 감압된 냉매를 저온 저압의 기체냉매로 증발시키는 제1 실내기(270); 및 상기 제1 압축기(220) 선단에 설치되어 액체냉매를 걸러주는 제1 액분리기(260);로 구성되어, 상기 실외기(210)에서는 실외 대기와 열교환이 이루어지고, 상기 제1 실내기(270)에서는 팽창밸브(280)에서 감압된 냉매에 의한 저온 저압의 기체냉매가 증발됨에 따라, 실내공간을 냉각시키는 것을 특징으로 한다.The operation of the cooling cycle at the time of cooling includes a first compressor (220) for compressing the refrigerant into high temperature and high pressure gas refrigerant; An outdoor unit (210) for condensing the refrigerant compressed in the compressor into a liquid refrigerant at medium temperature and high pressure; An expansion valve (280) for reducing the pressure of the refrigerant condensed in the outdoor unit (210) to low temperature and low pressure refrigerant; A first indoor unit (270) for evaporating the refrigerant decompressed in the expansion valve to low temperature and low pressure gas refrigerant; And a first
또한, 난방시의 냉방사이클의 운전은, 냉매가 상기 제1 압축기(220)로 유입되어 압축되고, 상기 제1 압축기(220)로부터 압축된 냉매는 상기 제1 실내기(270)로 유입되어 액체냉매 상태로 응축되고, 상기 제1 실내기(270)로부터 응축된 액체냉매는 팽창밸브(280)를 거치면서 2상의 냉매로 팽창되며, 상기 팽창밸브(280)를 통하여 팽창된 2상의 냉매는 실외기(210)로 유입되어 기상으로 증발되고, 다시 상기 제1 압축기(220)로 유입되어 상기와 같은 과정이 반복됨에 따라, 1차 냉매회로에 의한 1차 난방이 이루어지는 것을 특징으로 한다.In the cooling cycle during heating, the refrigerant flows into the
여기서, 상기 1차회로에 의한 난방이 이루어져서 축열이 되면, 제2 액분리기(230)/제2 압축기(240)/제2 실내기(250)에 의한 2차 냉매회로가 동작되는 것을 특징으로 한다.Here, the second refrigerant circuit is operated by the second
그리고, 상기 1차회로에 의한 난방이 이루어져서 축열이 되면, 상기 제1 실내기(270)에 연결되는 제2 액분리기(230)가 작동되어 액체냉매를 걸러주게 되고, 상기 제2 액분리기(230)에 연결되어 있는 제2 압축기(240)에 의하여 냉매를 고온 고압의 기체냉매로 압축시키게 되고, 상기 제2 압축기(240)에 연결되어 있는 제2 실내기(250)에서 고온 저압의 기체냉매로 증발이 이루어지고, 이때 상기 제2 실내기(250)에서 공급되는 난방순환수가 상기 실외기(210)로 유입되어 별도의 제상회로가 없이도 제상이 이루어짐에 따라, 2차 냉매회로에 의한 2차 난방이 이루어지는 것을 특징으로 한다.The second
그리고, 본 발명의 난방순환수로 제상이 이루어지는 히트펌프(200)를 활용한 히트펌프 운전방법은, 난방순환수로 제상이 이루어지는 히트펌프를 활용한 히트펌프 운전방법으로서, 냉매가 제1 압축기(220)로 유입되어 압축되는 단계(S110); 상기 제1 압축기(220)로부터 압축된 냉매가 상기 제1 실내기(270)로 유입되어 액체냉매 상태로 응축되는 단계(S120); 상기 제1 실내기(270)로부터 응축된 액체냉매가 팽창밸브(280)를 거치면서 2상의 냉매로 팽창되는 단계(S130); 상기 팽창밸브(280)를 통하여 팽창된 2상의 냉매가 실외기(210)로 유입되어 기상으로 증발되는 단계(S140); 및 다시 상기 제1 압축기(220)로 유입되어 상기와 같은 과정이 반복됨에 따라, 1차 냉매회로에 의한 1차 난방이 구성되는 단계(S150);를 포함하며, 상기 1차 냉매회로에 의한 난방이 이루어져서 축열이 되는 경우, 제2 액분리기(230)/제2 압축기(240)/제2 실내기(250)에 의한 2차 냉매회로가 동작되는 것을 특징으로 한다.A method of operating a heat pump using a heat pump (200) in which defrosting is performed using a heating circulation water of the present invention is a heat pump operation method utilizing a heat pump in which defrosting is performed by heating circulation water, 220) and compressed (S110); The refrigerant compressed from the
또한, 상기 2차 냉매회로는, 상기 1차 냉매회로에 의한 난방이 이루어져서 축열이 되는 경우, 상기 제1 실내기(270)에 연결되는 제2 액분리기(230)가 작동되어 액체냉매가 걸러지는 단계(S160); 상기 제2 액분리기(230)에 연결되어 있는 제2 압축기(240)에 의하여 냉매가 고온 고압의 기체냉매로 압축되는 단계(S170); 상기 제2 압축기(240)에 연결되어 있는 제2 실내기(250)에서 고온 저압의 기체냉매로 증발이 이루어지는 단계(S180); 및 상기 제2 실내기(250)에서 공급되는 난방순환수가 실외기(210)로 유입되어 제상이 이루어지는 단계(S190);를 포함하는 것을 특징으로 한다.
In addition, when the secondary refrigerant circuit is heated by the primary refrigerant circuit and accumulates heat, the second
따라서, 상기와 같은 특징을 갖는 본 발명의 일실시예의 난방순환수로 제상이 이루어지는 히트펌프 및 이를 활용한 히트펌프 운전방법에 따르면, 상기 1차 냉매회로에 의한 난방이 이루어져서 축열이 되는 경우, 제2 액분리기/제2 압축기/제2 실내기에 의한 2차 냉매회로가 동작되는 효과가 있다.
Therefore, according to the heat pump and the heat pump operation method utilizing the heating circulation water defrosting method according to an embodiment of the present invention, when the heat is generated by the heating by the primary refrigerant circuit, There is an effect that the secondary refrigerant circuit by the two-liquid separator / the second compressor / the second indoor unit is operated.
그리고, 본 발명의 난방순환수로 제상이 이루어지는 히트펌프 및 이를 활용한 히트펌프 운전방법에 따르면, 상기 2차 냉매회로는, 상기 1차 냉매회로에 의한 난방이 이루어져서 축열이 되는 경우, 상기 제2 실내기에서 공급되는 난방순환수가 실외기로 유입되어 제상이 이루어지는 단계를 포함함으로써, 제상운전이 불필요하고, 고온운전에도 압축기에 무리가 가지 않을 뿐만 아니라, 1차 냉매회로와 2차 냉매회로로 분리설계가 가능한 또 다른 효과가 있다.
According to the heat pump of the present invention and the heat pump operating method using the heat pump, the secondary refrigerant circuit is configured such that, when the primary refrigerant circuit is heated to store heat, The defrosting operation is unnecessary and the compressor is not damaged even at a high temperature operation. In addition, since the first circulation refrigerant circuit and the second refrigerant circuit are separately designed There is another possible effect.
도 1은 일반적인 열교환시스템을 구성하는 각 구성요소 사이의 연결관계 및 이들 사이의 작동상태를 나타낸 개략도이다.
도 2는 본 발명의 일실시예의 난방순환수로 제상이 이루어지는 히트펌프의 구성을 나타낸 개략도이다.
도 3은 도 2에 도시된 본 발명의 히트펌프에 있어서, 냉방시의 냉방사이클에서의 냉매의 순환을 나타낸 도면이다.
도 4는 도 2에 도시된 본 발명의 히트펌프에 있어서, 난방시의 냉방사이클에서의 냉매의 순환을 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명의 난방순환수로 제상이 이루어지는 히트펌프를 활용한 히트펌프 운전방법을 나타낸 흐름도이다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a schematic view showing a connection relationship between components constituting a general heat exchange system and an operating state therebetween. FIG.
2 is a schematic view showing a configuration of a heat pump in which defrosting is performed by a heating circulation water according to an embodiment of the present invention.
Fig. 3 is a diagram showing the circulation of the refrigerant in the cooling cycle during cooling in the heat pump of the present invention shown in Fig. 2. Fig.
Fig. 4 is a diagram showing the circulation of the refrigerant in the cooling cycle at the time of heating in the heat pump of the present invention shown in Fig. 2. Fig.
FIG. 5 is a flowchart illustrating a method of operating a heat pump using a heat pump in which defrosting is performed using the heating circulation water of the present invention.
이하, 본 발명의 바람직한 실시 예의 상세한 설명은 첨부된 도면들을 참조하여 설명할 것이다. 하기에서 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다.
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, a detailed description of preferred embodiments of the present invention will be given with reference to the accompanying drawings. In the following description of the present invention, detailed description of known functions and configurations incorporated herein will be omitted when it may make the subject matter of the present invention rather unclear.
본 발명의 개념에 따른 실시 예는 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있으므로, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 본 명세서 또는 출원에 상세하게 설명하고자 한다.
The embodiments according to the concept of the present invention can make various changes and have various forms, so that specific embodiments are illustrated in the drawings and described in detail in this specification or application.
그러나, 이는 본 발명의 개념에 따른 실시 예를 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
It is to be understood, however, that it is not intended to limit the embodiments according to the concepts of the present invention to the particular forms of disclosure, but includes all modifications, equivalents, and alternatives falling within the spirit and scope of the invention.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. 구성요소들 간의 관계를 설명하는 다른 표현들, 즉 "~사이에"와 "바로 ~사이에" 또는 "~에 이웃하는"과 "~에 직접 이웃하는" 등도 마찬가지로 해석되어야 한다.
It is to be understood that when an element is referred to as being "connected" or "connected" to another element, it may be directly connected or connected to the other element, . On the other hand, when an element is referred to as being "directly connected" or "directly connected" to another element, it should be understood that there are no other elements in between. Other expressions that describe the relationship between components, such as "between" and "between" or "neighboring to" and "directly adjacent to" should be interpreted as well.
본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 설시된 징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
The terminology used herein is for the purpose of describing particular embodiments only and is not intended to be limiting of the invention. The singular expressions include plural expressions unless the context clearly dictates otherwise. In this specification, the terms "comprises ",or" having ", and the like, are used to specify the presence of stated elements, integers, steps, operations, elements, parts, or combinations thereof, , Steps, operations, components, parts, or combinations thereof, as a matter of principle.
명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
Like reference numerals refer to like elements throughout the specification.
도 2는 본 발명의 일실시예의 난방순환수로 제상이 이루어지는 히트펌프의 구성을 나타낸 개략도이다.
2 is a schematic view showing a configuration of a heat pump in which defrosting is performed by a heating circulation water according to an embodiment of the present invention.
도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예의 난방순환수로 제상이 이루어지는 히트펌프(200)는, 냉매를 고온 고압의 기체냉매로 압축시키는 제1 압축기(220); 상기 압축기에서 압축된 냉매를 중온 고압의 액체냉매로 응축시키는 실외기(210); 상기 실외기(210)에서 응축된 냉매를 저온 저압의 냉매로 감압시키는 팽창밸브(280); 상기 팽창밸브에서 감압된 냉매를 저온 저압의 기체냉매로 증발시키는 제1 실내기(270); 및 상기 제1 압축기(220) 선단에 설치되어 액체냉매를 걸러주는 제1 액분리기(260);로 구성되는 1차 냉매회로에 의한 통상의 히트펌프에 더하여, 난방시에 가동되며, 상기 제1 실내기(270)에 연결되는 제2 액분리기(230); 난방시에 가동되며, 상기 제2 액분리기(230)에 연결되어, 냉매를 고온 고압의 기체냉매로 압축시키는 제2 압축기(240); 및 난방시에 가동되며, 상기 제2 압축기(240)에 연결되어, 고온 저압의 기체냉매로 증발시키는 제2 실내기(250);로 이루어지는 2차 냉매회로를 더 구비하는 것을 특징으로 한다.
As shown in FIG. 2, the heat pump 200 for defrosting by the heating circulation water according to an embodiment of the present invention includes a first compressor 220 for compressing refrigerant into high temperature, high pressure gas refrigerant; An outdoor unit (210) for condensing the refrigerant compressed in the compressor into a liquid refrigerant at medium temperature and high pressure; An expansion valve (280) for reducing the pressure of the refrigerant condensed in the outdoor unit (210) to low temperature and low pressure refrigerant; A first indoor unit (270) for evaporating the refrigerant decompressed in the expansion valve to low temperature and low pressure gas refrigerant; And a first liquid separator (260) installed at a front end of the first compressor (220) for filtering the liquid refrigerant, the first liquid separator (260) is operated at the time of heating in addition to the ordinary heat pump A second liquid separator 230 connected to the indoor unit 270; A second compressor (240) which is operated at the time of heating and connected to the second liquid separator (230) to compress the refrigerant into high temperature and high pressure gas refrigerant; And a second indoor unit (250) which is operated at the time of heating and connected to the second compressor (240) to evaporate the gas refrigerant into a high temperature and low pressure gas refrigerant.
그리고, 미설명부호 290은 냉매의 역순환을 방지하는 체크밸브이고, V는 냉/난방시 냉매의 흐름을 절환시켜 주는 사방밸브이다.
도 3은 도 2에 도시된 본 발명의 히트펌프에 있어서, 냉방시의 냉방사이클에서의 냉매의 순환을 나타낸 도면이다.
Fig. 3 is a diagram showing the circulation of the refrigerant in the cooling cycle during cooling in the heat pump of the present invention shown in Fig. 2. Fig.
도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예의 난방순환수로 제상이 이루어지는 히트펌프(200)가 냉방시의 냉방사이클의 운전은, 냉매를 고온 고압의 기체냉매로 압축시키는 제1 압축기(220); 상기 압축기에서 압축된 냉매를 중온 고압의 액체냉매로 응축시키는 실외기(210); 상기 실외기(210)에서 응축된 냉매를 저온 저압의 냉매로 감압시키는 팽창밸브(280); 상기 팽창밸브에서 감압된 냉매를 저온 저압의 기체냉매로 증발시키는 제1 실내기(270); 및 상기 제1 압축기(220) 선단에 설치되어 액체냉매를 걸러주는 제1 액분리기(260);로 구성되어, 상기 실외기(210)에서는 실외 대기와 열교환이 이루어지고, 상기 제1 실내기(270)에서는 팽창밸브(280)에서 감압된 냉매에 의한 저온 저압의 기체냉매가 증발됨에 따라, 실내공간을 냉각시킨다.
As shown in FIG. 3, the
도 4는 도 2에 도시된 본 발명의 히트펌프에 있어서, 난방시의 난방사이클에서의 냉매의 순환을 나타낸 도면이다.
Fig. 4 is a diagram showing circulation of refrigerant in a heating cycle in heating in the heat pump of the present invention shown in Fig. 2. Fig.
도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예의 난방순환수로 제상이 이루어지는 히트펌프(200)가 난방시의 냉방사이클의 운전은, 냉매가 상기 제1 압축기(220)로 유입되어 압축되고, 상기 제1 압축기(220)로부터 압축된 냉매는 상기 제1 실내기(270)로 유입되어 액체냉매 상태로 응축되고, 상기 제1 실내기(270)로부터 응축된 액체냉매는 팽창밸브(280)를 거치면서 2상의 냉매로 팽창되며, 상기 팽창밸브(280)를 통하여 팽창된 2상의 냉매는 실외기(210)로 유입되어 기상으로 증발되고, 다시 상기 제1 압축기(220)로 유입되어 상기와 같은 과정이 반복됨에 따라, 1차 냉매회로에 의한 1차 난방을 실시하게 된다.
As shown in FIG. 3, in the
이때, 난방시에 있어서, 상기 1차회로에 의한 난방이 충분하게 이루어져서 축열이 되면, 비로소 제2 액분리기(230)/제2 압축기(240)/제2 실내기(250)에 의한 2차 냉매회로가 동작된다.
At this time, when the heating by the primary circuit is sufficiently performed at the time of heating, if the heat accumulation occurs, the secondary refrigerant circuit (second refrigerant circuit) 230 by the second
즉, 난방시에 있어서, 상기 1차회로에 의한 난방이 충분하게 이루어져서 축열이 되면, 상기 제1 실내기(270)에 연결되는 제2 액분리기(230)가 작동되어 액체냉매를 걸러주게 되고, 상기 제2 액분리기(230)에 연결되어 있는 제2 압축기(240)에 의하여 냉매를 고온 고압의 기체냉매로 압축시키게 되고, 상기 제2 압축기(240)에 연결되어 있는 제2 실내기(250)에서 고온 저압의 기체냉매로 증발이 이루어지고, 이때 상기 제2 실내기(250)에서 공급되는 난방순환수가 상기 실외기(210)로 유입되어 별도의 제상회로가 없이도 제상이 이루어짐에 따라, 2차 냉매회로에 의한 2차 난방을 완성하게 된다.
That is, at the time of heating, the second
따라서, 제상을 위하여 별도의 동력이 불필요하게 된다.
Therefore, no separate power is required for defrosting.
즉, 1차 냉매회로에서는 저온운전으로서 압력이 18bar 내지 22bar에 해당되는 반면, 상기 2차 냉매회로에서는 고온운전 압력하에서도 냉매의 특성을 65℃ 이상의 온도로 유지하는 것이 가능한데, 특히 2차 냉매회로에서 냉매온도를 90℃ 이상으로도 설계가 가능함으로써, 시중품으로도 본 발명의 히트펌프의 제작 및 설계가 가능해진다.
That is, in the primary refrigerant circuit, the pressure corresponds to 18 bar to 22 bar as the low-temperature operation, while in the secondary refrigerant circuit, it is possible to maintain the characteristics of the refrigerant at 65 ° C or higher even under the high- It is possible to design the refrigerant temperature at 90 占 폚 or higher, thereby making it possible to manufacture and design the heat pump of the present invention even in the market.
도 5는 본 발명의 난방순환수로 제상이 이루어지는 히트펌프를 활용한 히트펌프 운전방법을 나타낸 흐름도이다.
FIG. 5 is a flowchart illustrating a method of operating a heat pump using a heat pump in which defrosting is performed using the heating circulation water of the present invention.
도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명의 난방순환수로 제상이 이루어지는 히트펌프를 활용한 히트펌프 운전방법은, 냉매가 제1 압축기(220)로 유입되어 압축되는 단계(S110); 상기 제1 압축기(220)로부터 압축된 냉매가 상기 제1 실내기(270)로 유입되어 액체냉매 상태로 응축되는 단계(S120); 상기 제1 실내기(270)로부터 응축된 액체냉매가 팽창밸브(280)를 거치면서 2상의 냉매로 팽창되는 단계(S130); 상기 팽창밸브(280)를 통하여 팽창된 2상의 냉매가 실외기(210)로 유입되어 기상으로 증발되는 단계(S140); 다시 상기 제1 압축기(220)로 유입되어 상기와 같은 과정이 반복됨에 따라, 1차 냉매회로에 의한 1차 난방이 구성되는 단계(S150); 상기 1차 냉매회로에 의한 난방이 이루어져서 축열이 되는 경우, 상기 제1 실내기(270)에 연결되는 제2 액분리기(230)가 작동되어 액체냉매가 걸러지는 단계(S160); 상기 제2 액분리기(230)에 연결되어 있는 제2 압축기(240)에 의하여 냉매가 고온 고압의 기체냉매로 압축되는 단계(S170); 상기 제2 압축기(240)에 연결되어 있는 제2 실내기(250)에서 고온 저압의 기체냉매로 증발이 이루어지는 단계(S180); 및 상기 제2 실내기(250)에서 공급되는 난방순환수가 실외기(210)로 유입되어 제상이 이루어지는 단계(S190);를 포함하는 것을 특징으로 한다.
As shown in FIG. 5, a heat pump operation method using a heat pump in which defrosting by heating circulation water according to the present invention is performed includes a step (S110) in which refrigerant flows into the
따라서, 상기와 같은 특징을 갖는 본 발명의 일실시예의 난방순환수로 제상이 이루어지는 히트펌프 및 이를 활용한 히트펌프 운전방법에 따르면, 상기 1차 냉매회로에 의한 난방이 이루어져서 축열이 되는 경우, 제2 액분리기(230)/제2 압축기(240)/제2 실내기(250)에 의한 2차 냉매회로가 동작되는 효과가 있다.
Therefore, according to the heat pump and the heat pump operation method utilizing the heating circulation water defrosting method according to an embodiment of the present invention, when the heat is generated by the heating by the primary refrigerant circuit, The second refrigerant circuit by the two-
그리고, 본 발명의 난방순환수로 제상이 이루어지는 히트펌프 및 이를 활용한 히트펌프 운전방법에 따르면, 상기 2차 냉매회로는, 상기 1차 냉매회로에 의한 난방이 이루어져서 축열이 되는 경우, 상기 제2 실내기(250)에서 공급되는 난방순환수가 실외기(210)로 유입되어 제상이 이루어지는 단계(S190);를 포함함으로써, 제상운전이 불필요하고, 고온운전에도 압축기에 무리가 가지 않을 뿐만 아니라, 1차 냉매회로와 2차 냉매회로로 분리설계가 가능한 또 다른 효과가 있다.
According to the heat pump of the present invention and the heat pump operating method using the heat pump, the secondary refrigerant circuit is configured such that, when the primary refrigerant circuit is heated to store heat, (S190) in which the heating circulation water supplied from the
본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.
It will be understood by those skilled in the art that the present invention may be embodied in other specific forms without departing from the spirit or essential characteristics thereof.
그러므로, 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며, 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.
It is therefore to be understood that the embodiments described above are illustrative in all aspects and not restrictive.
본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구의 범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구의 범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
The scope of the present invention is defined by the appended claims rather than the foregoing detailed description, and all changes or modifications derived from the meaning and scope of the claims and the equivalents thereof are included in the scope of the present invention Should be interpreted.
200 : 본 발명의 히트펌프
210 : 실외기
220 : 제1 압축기
230 : 제2 액분리기
240 : 제2 압축기
250 : 제2 실내기
260 : 제1 액분리기
270 : 제1 실내기
280 : 팽창밸브
290 : 체크밸브200: Heat pump of the present invention
210: outdoor unit
220: first compressor
230: Second liquid separator
240: Second compressor
250: second indoor unit
260: first liquid separator
270: first indoor unit
280: expansion valve
290: Check valve
Claims (7)
상기 압축기에서 압축된 냉매를 중온 고압의 액체냉매로 응축시키는 실외기(210);
상기 실외기(210)에서 응축된 냉매를 저온 저압의 냉매로 감압시키는 팽창밸브(280);
상기 팽창밸브에서 감압된 냉매를 저온 저압의 기체냉매로 증발시키는 제1 실내기(270); 및
상기 제1 압축기(220) 선단에 설치되어 액체냉매를 걸러주는 제1 액분리기(260);로 구성되는 1차 냉매회로에 의한 통상의 히트펌프에 더하여,
난방시에 가동되며 상기 제1 실내기(270)에 연결되는 제2 액분리기(230), 난방시에 가동되며 상기 제2 액분리기(230)에 연결되어 냉매를 고온 고압의 기체냉매로 압축시키는 제2 압축기(240), 그리고 난방시에 가동되며 상기 제2 압축기(240)에 연결되어 고온 저압의 기체냉매로 증발시키는 제2 실내기(250)로 이루어지는 2차 냉매회로;
를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 난방순환수로 제상이 이루어지는 히트펌프.
A first compressor (220) for compressing the refrigerant into high temperature and high pressure gas refrigerant;
An outdoor unit (210) for condensing the refrigerant compressed in the compressor into a liquid refrigerant at medium temperature and high pressure;
An expansion valve (280) for reducing the pressure of the refrigerant condensed in the outdoor unit (210) to low temperature and low pressure refrigerant;
A first indoor unit (270) for evaporating the refrigerant decompressed in the expansion valve to low temperature and low pressure gas refrigerant; And
And a first liquid separator (260) installed at a front end of the first compressor (220) for filtering the liquid refrigerant. In addition to a conventional heat pump using a primary refrigerant circuit,
A second liquid separator 230 that is operated at the time of heating and is connected to the first indoor unit 270, a second liquid separator 230 that is activated at the time of heating and is connected to the second liquid separator 230 to compress the refrigerant into high temperature, A second compressor (240), and a second refrigerant circuit (250), which is activated at the time of heating and connected to the second compressor (240) to evaporate the refrigerant to a low temperature and low pressure gas refrigerant;
Wherein the defrosting is performed using the heating circulation water.
냉방시의 냉방사이클의 운전은,
냉매를 고온 고압의 기체냉매로 압축시키는 제1 압축기(220);
상기 압축기에서 압축된 냉매를 중온 고압의 액체냉매로 응축시키는 실외기(210);
상기 실외기(210)에서 응축된 냉매를 저온 저압의 냉매로 감압시키는 팽창밸브(280);
상기 팽창밸브에서 감압된 냉매를 저온 저압의 기체냉매로 증발시키는 제1 실내기(270); 및
상기 제1 압축기(220) 선단에 설치되어 액체냉매를 걸러주는 제1 액분리기(260);로 구성되어,
상기 실외기(210)에서는 실외 대기와 열교환이 이루어지고, 상기 제1 실내기(270)에서는 팽창밸브(280)에서 감압된 냉매에 의한 저온 저압의 기체냉매가 증발됨에 따라, 실내공간을 냉각시키는 것을 특징으로 하는 난방순환수로 제상이 이루어지는 히트펌프.
The method of claim 1, wherein
The operation of the cooling cycle at the time of cooling,
A first compressor (220) for compressing the refrigerant into high temperature and high pressure gas refrigerant;
An outdoor unit (210) for condensing the refrigerant compressed in the compressor into a liquid refrigerant at medium temperature and high pressure;
An expansion valve (280) for reducing the pressure of the refrigerant condensed in the outdoor unit (210) to low temperature and low pressure refrigerant;
A first indoor unit (270) for evaporating the refrigerant decompressed in the expansion valve to low temperature and low pressure gas refrigerant; And
And a first liquid separator (260) installed at a front end of the first compressor (220) to filter liquid refrigerant,
In the outdoor unit 210, heat exchange is performed with the outdoor air. In the first indoor unit 270, the low-temperature and low-pressure gas refrigerant by the refrigerant decompressed by the expansion valve 280 is evaporated, And the defrosting is performed by the heating circulation water.
난방시의 냉방사이클의 운전은,
냉매가 상기 제1 압축기(220)로 유입되어 압축되고, 상기 제1 압축기(220)로부터 압축된 냉매는 상기 제1 실내기(270)로 유입되어 액체냉매 상태로 응축되고, 상기 제1 실내기(270)로부터 응축된 액체냉매는 팽창밸브(280)를 거치면서 2상의 냉매로 팽창되며, 상기 팽창밸브(280)를 통하여 팽창된 2상의 냉매는 실외기(210)로 유입되어 기상으로 증발되고, 다시 상기 제1 압축기(220)로 유입되어 상기와 같은 과정이 반복됨에 따라, 1차 냉매회로에 의한 1차 난방이 이루어지는 것을 특징으로 하는 난방순환수로 제상이 이루어지는 히트펌프.
The method of claim 1, wherein
The operation of the cooling cycle at the time of heating,
The refrigerant flows into the first compressor 220 and is compressed. The refrigerant compressed by the first compressor 220 flows into the first indoor unit 270 and is condensed into a liquid refrigerant state. The first indoor unit 270 Is expanded to the two-phase refrigerant while passing through the expansion valve 280. The two-phase refrigerant expanded through the expansion valve 280 flows into the outdoor unit 210 and evaporates in the gas phase. The first compressor (220), the first compressor (220), and the first compressor (220), the first compressor (220), and the first compressor (220).
상기 1차회로에 의한 난방이 이루어져서 축열이 되면, 제2 액분리기(230)/제2 압축기(240)/제2 실내기(250)에 의한 2차 냉매회로가 동작되는 것을 특징으로 하는 난방순환수로 제상이 이루어지는 히트펌프.
The method of claim 3, wherein
Wherein the second refrigerant circuit is operated by the second liquid separator (230) / the second compressor (240) / the second indoor unit (250) when the heat is accumulated by the heating by the primary circuit And the defrosting is performed by the heat pump.
상기 1차회로에 의한 난방이 이루어져서 축열이 되면, 상기 제1 실내기(270)에 연결되는 제2 액분리기(230)가 작동되어 액체냉매를 걸러주게 되고, 상기 제2 액분리기(230)에 연결되어 있는 제2 압축기(240)에 의하여 냉매를 고온 고압의 기체냉매로 압축시키게 되고, 상기 제2 압축기(240)에 연결되어 있는 제2 실내기(250)에서 고온 저압의 기체냉매로 증발이 이루어지고, 이때 상기 제2 실내기(250)에서 공급되는 난방순환수가 상기 실외기(210)로 유입되어 별도의 제상회로가 없이도 제상이 이루어짐에 따라, 2차 냉매회로에 의한 2차 난방이 이루어지는 것을 특징으로 하는 난방순환수로 제상이 이루어지는 히트펌프.
The method of claim 4, wherein
The second liquid separator 230 connected to the first indoor unit 270 is operated to filter the liquid refrigerant and the second liquid separator 230 is connected to the second liquid separator 230. [ And the second indoor unit 250 connected to the second compressor 240 evaporates the gas refrigerant into the high temperature and low pressure gas refrigerant in the second indoor unit 250 connected to the second compressor 240 Wherein the heating circulation water supplied from the second indoor unit 250 flows into the outdoor unit 210 and is defrosted without a separate defrosting circuit so that the second heating by the secondary refrigerant circuit is performed Heat pump with defrosting by heating circulation water.
냉매가 제1 압축기(220)로 유입되어 압축되는 단계(S110);
상기 제1 압축기(220)로부터 압축된 냉매가 상기 제1 실내기(270)로 유입되어 액체냉매 상태로 응축되는 단계(S120);
상기 제1 실내기(270)로부터 응축된 액체냉매가 팽창밸브(280)를 거치면서 2상의 냉매로 팽창되는 단계(S130);
상기 팽창밸브(280)를 통하여 팽창된 2상의 냉매가 실외기(210)로 유입되어 기상으로 증발되는 단계(S140); 및
다시 상기 제1 압축기(220)로 유입되어 상기와 같은 과정이 반복됨에 따라, 1차 냉매회로에 의한 1차 난방이 구성되는 단계(S150);를 포함하며,
상기 1차 냉매회로에 의한 난방이 이루어져서 축열이 되는 경우, 제2 액분리기(230)/제2 압축기(240)/제2 실내기(250)에 의한 2차 냉매회로가 동작되는 것을 징으로 하는 난방순환수로 제상이 이루어지는 히트펌프를 활용한 히트펌프 운전방법.
A heat pump operation method using a heat pump comprising a heating circulation water defrosting device according to any one of claims 1 to 5,
(S110) the refrigerant flows into the first compressor (220) and is compressed;
The refrigerant compressed from the first compressor 220 flows into the first indoor unit 270 and is condensed into a liquid refrigerant state (S120);
The liquid refrigerant condensed from the first indoor unit 270 is expanded into two-phase refrigerant through the expansion valve 280 (S130);
A step S140 in which the refrigerant expanded in two phases through the expansion valve 280 flows into the outdoor unit 210 and evaporates in a vapor phase; And
(S150) in which the first heat is generated by the first refrigerant circuit as the above-mentioned process is repeated after flowing into the first compressor (220)
When heating is performed by the primary refrigerant circuit and heat storage is performed, the heating of the secondary refrigerant circuit by the second liquid separator 230 / the second compressor 240 / the second indoor unit 250 A method of operating a heat pump using a heat pump in which defrosting is performed by circulating water.
상기 2차 냉매회로는,
상기 1차 냉매회로에 의한 난방이 이루어져서 축열이 되는 경우,
상기 제1 실내기(270)에 연결되는 제2 액분리기(230)가 작동되어 액체냉매가 걸러지는 단계(S160);
상기 제2 액분리기(230)에 연결되어 있는 제2 압축기(240)에 의하여 냉매가 고온 고압의 기체냉매로 압축되는 단계(S170);
상기 제2 압축기(240)에 연결되어 있는 제2 실내기(250)에서 고온 저압의 기체냉매로 증발이 이루어지는 단계(S180); 및
상기 제2 실내기(250)에서 공급되는 난방순환수가 실외기(210)로 유입되어 제상이 이루어지는 단계(S190);를 포함하는 것을 특징으로 하는 난방순환수로 제상이 이루어지는 히트펌프를 활용한 히트펌프 운전방법.
The method according to claim 6,
Wherein the secondary refrigerant circuit comprises:
When heat is generated by the primary refrigerant circuit and heat is accumulated,
The second liquid separator 230 connected to the first indoor unit 270 is operated to filter liquid refrigerant (S160);
A step (S170) of compressing the refrigerant into the high-temperature and high-pressure gas refrigerant by the second compressor 240 connected to the second liquid separator 230;
The first indoor unit 250 connected to the second compressor 240 is evaporated to a low-temperature and low-pressure gas refrigerant (S180); And
And a defrosting operation (S190) wherein the heating circulation water supplied from the second indoor unit (250) flows into the outdoor unit (210) to perform a defrost operation (S190). Way.
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