KR20160104527A - Heat pump system comprising heat source side joint heat storage tank and controlling method of the heat pump system - Google Patents

Heat pump system comprising heat source side joint heat storage tank and controlling method of the heat pump system Download PDF

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Abstract

Disclosed are a heat pump system comprising a joint heat storage tank on a heat source side and a control method thereof. The heat pump system comprising a joint heat storage tank on a heat source side comprises: a plurality of heat pumps each comprising a compressor, a heat source-side heat exchanger, and a user-side heat exchanger, and individually providing cooling and heating for each user; and a plurality of geothermal heat exchange members to individually exchange heat with the heat source-side heat exchangers of the heat pumps. Heat exchange pipes buried in the ground of the geothermal heat exchange members are alternately arranged to allow the geothermal heat exchange members to exchange heat with each other via the ground. According to the heat pump system comprising a joint heat storage tank on a heat source side and the control method thereof, each heat pump and a joint heat storage tank on a heat source side can individually exchange heat to store waste heat discarded by any one heat pump among the heat pumps in the joint heat storage tank on the heat source side and then reuse the waste heat in another heat pump among the heat pumps for cooling and heating if the heat pumps are in different operation modes (e.g., one is in a cooling operation mode and another is in a heating operation mode). The dependence of the overall hat pump system on a heat source can be reduced. The joint heat storage tank on the heat source side can perform a function of a type of a buffer to easily satisfy an optimal temperature condition for operating the heat pumps at all times.

Description

열원측 공동 축열조를 포함하는 히트펌프 시스템 및 상기 히트펌프 시스템의 제어 방법{Heat pump system comprising heat source side joint heat storage tank and controlling method of the heat pump system}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a heat pump system including a heat source side cavity heat storage tank and a control method of the heat pump system,

본 발명은 히트펌프 시스템 및 상기 히트펌프 시스템의 제어 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a heat pump system and a control method of the heat pump system.

히트펌프 시스템은 히트 펌프를 구비하고 냉난방 수요처에 대해 냉난방을 수행할 수 있는 것으로, 그 열원으로 지열 등이 많이 이용되고 있다.The heat pump system is equipped with a heat pump and is capable of performing cooling and heating with respect to the demand for cooling and heating.

이러한 종래의 히트 펌프 시스템의 예로 제시될 수 있는 것이 아래 제시된 등록특허들이다.Examples of such conventional heat pump systems are those listed below.

그러나, 종래의 히트 펌프 시스템에 의하면, 종래 냉난방 설비에 적용되는 축열조는 히트 펌프와 수요처 사이에 배치되어 히트 펌프의 작동에 따라 발생되는 열기 또는 냉기를 잠시 축적하여 두었다가 수요처로 방출하는 것일 뿐이어서, 축열조의 기능이 매우 단순하고 제한적이다.However, according to the conventional heat pump system, the heat storage tank applied to the conventional heating and cooling equipment is disposed between the heat pump and the customer and temporarily stores heat or cool air generated by the operation of the heat pump, The function of the heat storage tank is very simple and limited.

등록특허 제 10-0779555호, 등록일자: 2007.11.20., 발명의 명칭: 열원온도 보상회로를 구비한 축열식 히트펌프 시스템Registered Patent No. 10-0779555, Registered Date: November 20, 2007, Title of the Invention: Heat regenerative heat pump system with heat source temperature compensation circuit 등록특허 제 10-1454282호, 등록일자: 2014.10.17., 발명의 명칭: 열원 보상형 수축열 히트 펌프 시스템Registered Patent No. 10-1454282, Date of Registration: Oct. 17, 2017, Title of the invention: Heat source compensated heat accumulating heat pump system 등록특허 제 10-1168590호, 등록일자: 2012.07.19., 발명의 명칭: 지열 냉난방 장치Registered Patent No. 10-1168590, Registered Date: July 19, 2012. Title of the invention: Geothermal heating /

본 발명은 축열조가 단순히 축열만을 하는 기능을 넘어 복합적인 기능을 수행할 수 있는 열원측 공동 축열조를 포함하는 히트펌프 시스템 및 상기 히트펌프 시스템의 제어 방법을 제공하는 것을 일 목적으로 한다.It is an object of the present invention to provide a heat pump system including a heat source side cavity heat storage tank capable of performing a combined function beyond a function of merely storing heat only, and a control method of the heat pump system.

본 발명의 일 측면에 따른 열원측 공동 축열조를 포함하는 히트펌프 시스템은 각각 압축기, 열원측 열교환기, 팽창밸브 및 수요처측 열교환기를 포함하고, 각 수요처에 대해 개별적으로 냉난방을 제공할 수 있는 복수 개의 히트 펌프; 및 복수 개의 상기 히트 펌프의 상기 각 열원측 열교환기와 개별적으로 열교환되는 복수 개의 지열 교환 부재;를 포함하고,A heat pump system including a heat source side cavity heat storage tank according to an aspect of the present invention includes a compressor, a heat source side heat exchanger, an expansion valve, and a demand side heat exchanger, each of which is provided with a plurality of Heat pump; And a plurality of geothermal heat exchanging members individually exchanging heat with the respective heat source side heat exchangers of the plurality of heat pumps,

상기 각 지열 교환 부재가 지중을 매개체로 하여 서로 열교환될 수 있도록, 상기 각 지열 교환 부재의 지중에 매설된 각 열교환 배관은 서로 교대로 배치되는 것을 특징으로 한다.The heat exchange pipes embedded in the ground of the respective geothermal heat exchanging members are arranged alternately so that the geothermal heat exchanging members can exchange heat with each other with the ground.

본 발명의 일 측면에 따른 열원측 공동 축열조를 포함하는 히트펌프 시스템 및 상기 히트펌프 시스템의 제어 방법에 의하면, 각 히트 펌프와 열원측 공동 축열조가 개별적으로 열교환될 수 있고, 그에 따라 복수 개의 히트 펌프가 서로 다른 운전 모드(예를 들어 하나는 냉방 운전 모드이고 다른 하나는 난방 운전 모드)인 경우 복수 개의 히트 펌프 중 어느 하나의 히트 펌프에서 버려지는 폐열이 열원측 공동 축열조에 축열되어 있다가 복수 개의 히트 펌프 중 다른 하나의 히트 펌프에서 난방용 등으로 재활용될 수 있고, 히트펌프 시스템 전체적으로 열원에 대한 의존도를 감소시킬 수 있으며, 열원측 공동 축열조가 일종의 버퍼 기능을 수행할 수 있어서 히트 펌프가 운전하기에 최적의 온도 조건을 항상 쉽게 맞추어줄 수 있는 효과가 있다.According to one aspect of the present invention, in the heat pump system including the heat source side cavity heat storage tank and the control method of the heat pump system, each heat pump and the heat source side cavity heat storage tank can be individually heat-exchanged, (For example, one is a cooling operation mode and the other is a heating operation mode), the waste heat discharged from any one of the plurality of heat pumps is stored in the heat source side cavity heat storage tank, The heat pump can be recycled from a heat pump of the other heat pump for heating or the like and the reliance on the heat source as a whole can be reduced and the heat source side cavity heat storage tank can perform a buffer function as a whole, It has the effect of always being able to adjust the optimum temperature condition easily.

또한, 본 발명의 다른 측면에 따른 열원측 공동 축열조를 포함하는 히트펌프 시스템 및 상기 히트펌프 시스템의 제어 방법에 의하면, 열원측 공동 축열조에 복수 개의 열원이 연결되고, 복수 개의 열원의 열이 개별적으로 열원측 공동 축열조에 전달된 후 균질화되어 수요처에 대해 이용될 수 있게 되는 효과가 있다.According to another aspect of the present invention, there is provided a heat pump system including a heat source side cavity heat storage tank and a control method of the heat pump system, wherein a plurality of heat sources are connected to the heat source side cavity heat storage tank, And is then homogenized after being transferred to the heat source side heat storage tank, so that it can be used for a customer.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 열원측 공동 축열조를 포함하는 히트펌프 시스템의 구성을 개략적으로 보이는 도면.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 열원측 공동 축열조를 포함하는 히트펌프 시스템의 제어 방법을 보이는 도면.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 열원측 공동 축열조를 포함하는 히트펌프 시스템의 구성을 개략적으로 보이는 도면.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 열원측 공동 축열조를 포함하는 히트펌프 시스템에서 각 지열 교환 부재가 지중에 설치된 배열 형태를 보이는 도면.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a schematic view of a heat pump system including a heat source side cavity heat storage tank according to an embodiment of the present invention; FIG.
2 is a view illustrating a control method of a heat pump system including a heat source side cavity heat storage tank according to an embodiment of the present invention.
3 is a view schematically showing the construction of a heat pump system including a heat source side cavity heat storage tank according to another embodiment of the present invention.
4 is a view showing an arrangement in which each geothermal heat exchanger is installed in the ground in a heat pump system including a heat source side cavity heat storage tank according to another embodiment of the present invention.

이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들에 따른 열원측 공동 축열조를 포함하는 히트펌프 시스템 및 상기 히트펌프 시스템의 제어 방법에 대하여 설명한다.Hereinafter, a heat pump system including a heat source side cavity heat storage tank according to embodiments of the present invention and a control method of the heat pump system will be described with reference to the drawings.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 열원측 공동 축열조를 포함하는 히트펌프 시스템의 구성을 개략적으로 보이는 도면이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 열원측 공동 축열조를 포함하는 히트펌프 시스템의 제어 방법을 보이는 도면이다.FIG. 1 is a schematic view of a heat pump system including a heat source side cavity heat storage tank according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a schematic view of a heat pump system including a heat source side cavity heat storage tank according to an embodiment of the present invention. And a control method of the system.

도 1 및 도 2를 함께 참조하면, 본 실시예에 따른 히트펌프 시스템(100)은 복수 개의 히트 펌프(110, 120)와, 열원측 공동 축열조(130)를 포함한다.Referring to FIGS. 1 and 2 together, the heat pump system 100 according to the present embodiment includes a plurality of heat pumps 110 and 120, and a heat source side cavity heat storage tank 130.

또한, 상기 히트펌프 시스템(100)은 상부온도센서(135)와, 하부온도센서(136)와, 제어 부재(150)와, 대류관(107)과, 대류펌프(173)를 더 포함할 수 있다.The heat pump system 100 may further include an upper temperature sensor 135, a lower temperature sensor 136, a control member 150, a convection tube 107, and a convection pump 173 have.

복수 개의 상기 히트 펌프(110, 120)는 각각 압축기(111, 121), 열원측 열교환기(112, 122), 팽창밸브(113, 123) 및 수요처측 열교환기(114, 124)를 포함하고, 각 수요처(160, 165)에 대해 개별적으로 냉난방을 제공할 수 있는 것이다. 이러한 상기 히트 펌프(110, 120)의 구성 및 작동은 일반적인 것이므로, 여기서는 그 구체적인 설명은 생략하기로 한다.The plurality of heat pumps 110 and 120 include compressors 111 and 121, heat source side heat exchangers 112 and 122, expansion valves 113 and 123 and demand side heat exchangers 114 and 124, It is possible to provide cooling and heating for each customer 160, 165 separately. Since the construction and operation of the heat pumps 110 and 120 are general, a detailed description thereof will be omitted here.

도면 번호 115 및 125는 상기 각 히트 펌프(110, 120)에 포함된 사방변이고, 도면 번호 174 및 175는 상기 각 수요처와 상기 각 수요처측 열교환기(114, 124) 사이에 열교환매체의 순환이 발생되도록 하는 수요처측 펌프이다.Reference numerals 115 and 125 denote the four sides included in each of the heat pumps 110 and 120 and reference numerals 174 and 175 denote circulation of the heat exchange medium between each customer and each of the demand side heat exchangers 114 and 124 Side pump to be generated.

상기 열원측 공동 축열조(130)는 복수 개의 상기 히트 펌프(110, 120)의 상기 각 열원측 열교환기(112, 122)와 열원(heat source) 사이에 배치되어, 상기 각 열원측 열교환기(112, 122)와 개별적으로 열교환됨과 함께 상기 열원과 직접 열교환되는 것이다.The heat source side cavity heat storage tank 130 is disposed between each of the heat source side heat exchangers 112 and 122 of the plurality of heat pumps 110 and 120 and a heat source, 122, respectively, and directly heat-exchanged with the heat source.

본 실시예에서는, 예시적으로 상기 열원으로 지중에 매설되어 지중과 열교환되는 지열 교환 부재(140)와, 폐열원, 수열원, 공기열원 등의 기타 열원이 되는 기타 열원(10)이 제시된다. 도면 번호 101과 102는 각각 상기 지열 교환 부재(140)와 상기 기타 열원(10) 등의 열원과 상기 열원측 공동 축열조(130) 사이의 열교환이 이루어지도록 하는 열원측 배관이고, 도면 번호 170은 상기 열원측 공동 축열조(130)와 상기 열원 사이, 즉 상기 열원측 배관(101, 102) 상에 설치되어 상기 열원측 배관(101, 102) 상에 물 등의 열전달매체의 유동이 발생되도록 하는 열원 펌프이다.In this embodiment, a geothermal heat exchanging member 140, which is illustratively embedded in the ground with the heat source and heat-exchanged with the ground, and other heat sources 10 serving as other heat sources such as a waste heat source, a hydrothermal source, and an air heat source are shown. Reference numerals 101 and 102 denote a heat source side pipe for performing heat exchange between the heat source such as the geothermal heat exchanger 140 and the other heat source 10 and the heat source side cavity heat storage tank 130, A heat source pump 102 installed on the heat source side piping 101 and 102 to generate a flow of heat transfer medium such as water on the heat source side piping 101 and 102 is provided between the heat source side cavity heat storage tank 130 and the heat source, to be.

상기 열원측 공동 축열조(130)의 일 측에는 상기 각 열원측 열교환기(112, 122)와 상기 열원측 공동 축열조(130) 사이를 열전달매체가 각각 서로 독립적으로 순환될 수 있도록 하는 히트 펌프 축열조 배관(103, 104)이 각각 배치되고, 상기 각 히트 펌프 축열조 배관(103, 104) 상에 유동을 형성할 수 있는 히트 펌프 축열조 펌프(171, 172)가 각각 설치된다.The heat source side heat exchanger (112, 122) and the heat source side cavity heat storage tank (130) are connected to one side of the heat source side cavity heat storage tank (130) And heat pump storage tank pumps 171 and 172 capable of forming a flow on the respective heat pump heat storage tank pipes 103 and 104 are installed, respectively.

상기 열원측 공동 축열조(130)의 타 측에는 상기 열원과 상기 열원측 공동 축열조(130) 사이를 열전달매체가 순환될 수 있도록 하는 상기 열원측 배관(101, 102)이 배치된다.The heat source side pipes 101 and 102 for circulating the heat transfer medium between the heat source and the heat source side cavity heat storage tank 130 are disposed on the other side of the heat source side cavity heat storage tank 130.

상기와 같이 구성됨으로써, 상기 각 히트 펌프(110, 120)와 상기 열원측 공동 축열조(130)가 개별적으로 열교환될 수 있고, 그에 따라 복수 개의 상기 히트 펌프(110, 120)가 서로 다른 운전 모드(예를 들어 하나는 냉방 운전 모드이고 다른 하나는 난방 운전 모드)인 경우 복수 개의 상기 히트 펌프(110, 120) 중 어느 하나의 히트 펌프에서 버려지는 폐열이 상기 열원측 공동 축열조(130)에 축열되어 있다가 복수 개의 상기 히트 펌프(110, 120) 중 다른 하나의 히트 펌프에서 난방용 등으로 재활용될 수 있고, 상기 히트펌프 시스템(100) 전체적으로 상기 열원에 대한 의존도를 감소시킬 수 있으며, 상기 열원측 공동 축열조(130)가 일종의 버퍼 기능을 수행할 수 있어서 상기 히트 펌프(110, 120)가 운전하기에 최적의 온도 조건을 항상 쉽게 맞추어줄 수 있다.The heat pumps 110 and 120 can be heat-exchanged individually in the heat source side cavity heat storage tank 130 and the plurality of heat pumps 110 and 120 can be operated in different operation modes (For example, one is a cooling operation mode and the other is a heating operation mode), waste heat discharged from any one of the plurality of heat pumps 110 and 120 is accumulated in the heat source side cavity heat storage tank 130 The heat pump system 100 can be reduced in dependence on the heat source as a whole, and the heat pump system 100 can be reliably reused for heating in another heat pump of the plurality of heat pumps 110 and 120, The heat storage tank 130 can perform a buffering function so that the heat pumps 110 and 120 can always easily adjust the optimum temperature condition for operation.

또한, 상기 열원측 공동 축열조(130)에 복수 개의 열원이 연결되고, 복수 개의 상기 열원의 열이 개별적으로 상기 열원측 공동 축열조(130)에 전달된 후 균질화되어 수요처에 대해 이용될 수 있게 된다.In addition, a plurality of heat sources are connected to the heat source side cavity heat storage tank 130, and a plurality of the heat source heat are individually transmitted to the heat source side cavity heat storage tank 130, and then homogenized to be used for a customer.

한편, 상기 상부온도센서(135)는 상기 열원측 공동 축열조(130)에 수용된 물 등의 열전달매체의 상부의 온도를 감지하는 것이고, 상기 하부온도센서(136)는 상기 열원측 공동 축열조(130)에 수용된 상기 열전달매체의 하부의 온도를 감지하는 것이다.The upper temperature sensor 135 senses the temperature of the upper part of the heat transfer medium such as water contained in the heat source side cavity heat storage tank 130. The lower temperature sensor 136 senses the temperature of the upper part of the heat transfer medium such as water contained in the heat source side cavity heat storage tank 130, And detects the temperature of the lower portion of the heat transfer medium accommodated in the heat transfer medium.

상기 제어 부재(150)는 상기 상부온도센서(135)와 상기 하부온도센서(136) 중 적어도 하나의 감지값에 따라 상기 히트펌프 시스템(100)의 각 구성요소의 작동을 제어할 수 있는 것이다.The control member 150 is capable of controlling the operation of each component of the heat pump system 100 according to the sensed values of at least one of the upper temperature sensor 135 and the lower temperature sensor 136.

상기 대류관(107)은 상기 열원측 공동 축열조(130)의 상부와 하부를 연통시켜주는 것이고, 상기 대류펌프(173)는 상기 대류관(107) 상에 유동을 발생시키는 것이다.The convection tube 107 communicates an upper part and a lower part of the heat source side cavity heat storage tank 130 and the convection pump 173 generates a flow on the convection tube 107.

상기 제어 부재(150)는 상기 상부온도센서(135)와 상기 하부온도센서(136) 중 적어도 하나의 감지값에 따라, 상기 열원측 공동 축열조(130) 내부에 수용된 상기 열전달매체의 온도 분포가 균일화될 수 있도록, 상기 대류펌프(173)를 작동시켜 상기 대류관(107)을 통해 상기 열원측 공동 축열조(130) 상부의 열전달매체와 상기 열원측 공동 축열조(130) 하부의 열전달매체가 혼합되도록 할 수 있다.The control member 150 may control the temperature distribution of the heat transfer medium received in the heat source side cavity heat storage tank 130 to be uniform according to the sensed value of at least one of the upper temperature sensor 135 and the lower temperature sensor 136. [ The convection pump 173 is operated so that the heat transfer medium on the heat source side cavity heat storage tank 130 and the heat transfer medium below the heat source side cavity heat storage tank 130 are mixed through the convection pipe 107 .

이하에서 도 2를 참조하여 상기 히트펌프 시스템(100)의 제어 방법을 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, a method of controlling the heat pump system 100 will be described in detail with reference to FIG.

먼저, 상기 히트펌프 시스템(100)이 난방운전 상태인지를 상기 제어 부재(150)가 판단한다(S100).First, the control member 150 determines whether the heat pump system 100 is in a heating operation state (S100).

상기 판단(S100) 결과, 상기 히트펌프 시스템(100)이 난방운전 상태가 아닌 경우, 상기 히트펌프 시스템(100)이 냉방운전 상태인지를 상기 제어 부재(150)가 판단한다(S105).If it is determined in step S100 that the heat pump system 100 is not in the heating operation state, the control member 150 determines whether the heat pump system 100 is in the cooling operation state in step S105.

상기 판단(S105) 결과, 상기 히트펌프 시스템(100)이 냉방운전 중이면, 상기 상부온도센서(135)를 통해 상기 열원측 공동 축열조(130)에 수용된 상기 열전달매체의 상부의 온도를 감지한다(S110).If the heat pump system 100 is in the cooling operation as a result of the determination (S105), the temperature of the upper portion of the heat transfer medium received in the heat source side cavity heat storage tank 130 is sensed through the upper temperature sensor 135 S110).

여기서, 상기 판단(S105) 결과, 상기 히트펌프 시스템(100)이 냉방운전 중도 아니면, 상기 히트펌프 시스템(100)의 현재 운전 상태를 유지하면서 그 제어를 종료한다.If it is determined that the heat pump system 100 is not in the cooling operation as a result of the determination (S105), the control of the heat pump system 100 is terminated while maintaining the current operating state of the heat pump system 100.

상기 감지(S110) 결과를 기반으로, 상기 열전달매체의 상부의 온도가 미리 설정된 상부 기준온도 이상인지 여부를 상기 제어 부재(150)가 판단한다(S115). 여기서, 상기 열전달매체의 상부의 온도와 비교되는 상기 미리 설정된 상부 기준온도와 상기 열전달매체의 하부의 온도와 비교되는 후술되는 미리 설정된 하부 기준온도는 각각 상기 히트 펌프(110, 120)가 안정적으로 작동될 수 있는 온도 대역의 상단값 및 하단값을 의미한다.Based on the detection result (S110), the control member 150 determines whether the temperature of the upper portion of the heat transfer medium is equal to or higher than a preset upper reference temperature (S115). Here, the predetermined lower reference temperature, which will be described later, which is compared with the predetermined upper reference temperature and the lower temperature of the heat transfer medium, which is compared with the temperature of the upper portion of the heat transfer medium, And the upper and lower values of the temperature band that can be used.

상기 판단(S115) 결과, 상기 열전달매체의 상부의 온도가 상기 미리 설정된 상부 기준온도 이상이면, 상기 열원펌프를 가동시켜(S120), 상기 열원측 공동 축열조(130) 내의 열기를 상기 열원으로 버리는 운전을 수행한다.If the temperature of the upper portion of the heat transfer medium is equal to or higher than the predetermined upper reference temperature as a result of the determination S115, the heat source pump is operated (S120), and the operation of discarding the heat in the heat source side cavity heat accumulator 130 into the heat source .

여기서, 상기 판단(S115) 결과, 상기 열전달매체의 상부의 온도가 상기 미리 설정된 상부 기준온도 미만이면, 상기 히트펌프 시스템(100)의 현재 운전 상태를 유지하면서 그 제어를 종료한다.If it is determined in step S115 that the temperature of the upper portion of the heat transfer medium is lower than the preset upper reference temperature, the control operation is terminated while maintaining the current operating state of the heat pump system 100.

상기와 같은 열원펌프의 가동(S120) 중에, 상기 열원펌프의 가동 운전 시간이 미리 설정된 기준시간 이상인지 여부를 판단한다(S125).During the operation S120 of the heat source pump, it is determined whether the operation time of the heat source pump is equal to or longer than a predetermined reference time (S125).

상기 판단(S125) 결과, 상기 열원펌프의 가동 운전 시간이 상기 미리 설정된 기준시간 이상이면, 상기 열원펌프를 정지시킨다(S130).As a result of the determination (S125), if the operation time of the heat source pump is equal to or longer than the preset reference time, the heat source pump is stopped (S130).

여기서, 상기 판단(S125) 결과, 상기 열원펌프의 가동 운전 시간이 상기 미리 설정된 기준시간 미만이면, 상기 열원펌프의 작동을 지속한다.As a result of the determination (S125), if the operation time of the heat source pump is less than the preset reference time, the operation of the heat source pump is continued.

한편, 상기 판단(S100) 결과, 상기 히트펌프 시스템(100)이 난방운전 상태인 경우, 상기 하부온도센서(136)를 통해 상기 열원측 공동 축열조(130)에 수용된 상기 열전달매체의 하부의 온도를 감지한다(S135).As a result of the determination (S100), when the heat pump system 100 is in the heating operation state, the temperature of the lower portion of the heat transfer medium received in the heat source side cavity heat storage tank 130 through the lower temperature sensor 136 (S135).

상기 감지(S135) 결과를 기반으로, 상기 열전달매체의 하부의 온도가 미리 설정된 하부 기준온도 이하인지 여부를 상기 제어 부재(150)가 판단한다(S140). The control member 150 determines whether the temperature of the lower portion of the heat transfer medium is lower than a preset lower reference temperature based on the result of the sensing (S135) (S140).

상기 판단(S140) 결과, 상기 열전달매체의 하부의 온도가 상기 미리 설정된 하부 기준온도 이하인 경우, 상기 열원펌프를 가동시켜(S120), 상기 열원측 공동 축열조(130) 내로 상기 열원의 열기를 공급하는 운전을 수행한다.If it is determined that the temperature of the lower part of the heat transfer medium is equal to or lower than the predetermined lower reference temperature as a result of the determination S140, the heat source pump is operated S120 and the heat of the heat source is supplied into the heat source side cavity heat storage tank 130 Perform the operation.

물론, 이러한 열원 공급 운전 중에도, 상기 열원펌프의 가동 운전 시간이 미리 설정된 기준시간 이상인지 여부를 판단하는 단계(S125)와, 상기 열원펌프의 가동 운전 시간이 상기 미리 설정된 기준시간 이상이면, 상기 열원펌프를 정지시키는 단계(S130)가 수행된다.It is needless to say that the step S125 of determining whether the operation time of the heat source pump is equal to or longer than a preset reference time during the operation of supplying the heat source may also be performed when the operation time of the heat source pump is equal to or longer than the preset reference time, The step of stopping the pump (S130) is performed.

상기 판단(S140) 결과, 상기 열전달매체의 하부의 온도가 상기 미리 설정된 하부 기준온도 초과인 경우, 상기 히트펌프 시스템(100)의 현재 운전 상태를 유지하면서 그 제어를 종료한다.If the temperature of the lower portion of the heat transfer medium exceeds the predetermined lower reference temperature as a result of the determination (S140), the control is terminated while maintaining the current operating state of the heat pump system 100.

한편, 상기 히트펌프 시스템(100)의 제어 방법에 있어서, 상기 상부온도센서(135)와 상기 하부온도센서(136)에서 각각 상기 열원측 공동 축열조(130)에 수용된 상기 열전달매체의 상부와 하부의 온도를 각각 감지하는 단계를 거쳐, 상기 열전달매체의 상부와 하부의 감지된 온도 차이가 미리 설정된 일정 온도 차이 이상인지 여부를 상기 제어 부재(150)가 판단한 다음, 상기 열전달매체의 상부와 하부의 감지된 온도 차이가 상기 미리 설정된 일정 온도 차이 이상이면, 상기 제어 부재(150)가 상기 대류펌프(173)를 가동시켜, 상기 대류관(107)을 통해 상기 열원측 공동 축열조(130)의 상부와 하부에 각각 수용된 상기 열전달매체가 서로 혼합되도록 하는 단계를 포함하는 제어도 수행될 수 있다.In the control method of the heat pump system 100, the upper and lower temperature sensors 135 and 136, which are accommodated in the heat source side cavity heat storage tank 130 in the upper temperature sensor 135 and the lower temperature sensor 136, respectively, The control member 150 determines whether the sensed temperature difference between the upper portion and the lower portion of the heat transfer medium is equal to or greater than a preset constant temperature difference and then detects the upper and lower portions of the heat transfer medium The control member 150 operates the convection pump 173 so that the upper part and the lower part of the heat source side cavity heat storage tank 130 are connected to each other through the convection pipe 107, So that the heat transfer mediums accommodated in the respective heat transfer media are mixed with each other.

이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 다른 실시예에 따른 열원측 공동 축열조를 포함하는 히트펌프 시스템 및 상기 히트펌프 시스템의 제어 방법에 대하여 설명한다. 이러한 설명을 수행함에 있어서 상기된 본 발명의 일 실시예에서 이미 기재된 내용과 중복되는 설명은 그에 갈음하고, 여기서는 생략하기로 한다.Hereinafter, a heat pump system including a heat source side cavity heat storage tank according to another embodiment of the present invention and a control method of the heat pump system will be described with reference to the drawings. In carrying out the above description, the description overlapping with the content already described in the embodiment of the present invention described above will be omitted and it will be omitted here.

도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 열원측 공동 축열조를 포함하는 히트펌프 시스템의 구성을 개략적으로 보이는 도면이고, 도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 열원측 공동 축열조를 포함하는 히트펌프 시스템에서 각 지열 교환 부재가 지중에 설치된 배열 형태를 보이는 도면이다.FIG. 3 is a schematic view showing the construction of a heat pump system including a heat source side cavity heat storage tank according to another embodiment of the present invention. FIG. 4 is a schematic view of a heat pump system including a heat source side cavity heat storage tank according to another embodiment of the present invention. In which the geothermal exchange members are installed in the ground in the system.

도 3 및 도 4를 함께 참조하면, 본 실시예에서는, 독립적인 물체의 형태가 아닌 지중이 열원측 공동 축열조의 기능을 수행한다.Referring to FIG. 3 and FIG. 4 together, in this embodiment, the ground, not the form of an independent object, performs the function of the heat source side cavity heat storage tank.

상세히, 본 실시예에 따른 히트펌프 시스템(200)은 복수 개의 히트 펌프(210, 220)의 각 열원측 열교환기(212, 222)와 개별적으로 열교환되는 복수 개의 지열 교환 부재(240, 245)를 포함하고, 상기 각 지열 교환 부재(240, 245)가 지중을 매개체로 하여 서로 열교환될 수 있도록, 상기 각 지열 교환 부재(240, 245)의 지중에 매설된 각 열교환 배관(241, 246)은 도 4에 도시된 바와 같이 서로 교대로 배치된다.In detail, the heat pump system 200 according to the present embodiment includes a plurality of geothermal heat exchanging members 240 and 245 that are individually heat-exchanged with the respective heat source side heat exchangers 212 and 222 of the plurality of heat pumps 210 and 220 Heat exchange pipes 241 and 246 buried in the ground of each of the geothermal heat exchanging members 240 and 245 are installed in the ground so that the geothermal heat exchanging members 240 and 245 can heat- 4 are alternately arranged as shown in Fig.

상기와 같이, 상기 각 열교환 배관(241, 246)이 서로 교대로 배치됨에 따라, 하나의 지열 교환 부재(240)의 열교환 배관(241) 주변으로 다른 하나의 지열 교환 부재(245)의 열교환 배관(246)들이 감싼 형태로 배열된다. 물론, 상기 다른 하나의 지열 교환 부재(245)의 열교환 배관(246)을 기준으로 보아도 상기 하나의 지열 교환 부재(240)의 열교환 배관(241)들이 상기 다른 하나의 지열 교환 부재(245)의 열교환 배관(246) 주변을 감싼 형태로 배열된다.As described above, since the heat exchange pipes 241 and 246 are alternately arranged, the heat exchange pipe 241 of the other geothermal exchange member 245 is connected to the periphery of the heat exchange pipe 241 of one geothermal exchange member 240 246 are wrapped. Of course, the heat exchange pipes 241 of the one geothermal heat exchanging member 240 can be heat exchanged with the other geothermal heat exchanging member 245 even when viewed from the heat exchanging pipe 246 of the other geothermal heat exchanging member 245. [ And is wrapped around the pipe 246.

상기 각 지열 교환 부재(240, 245)의 지중에 매설된 상기 각 열교환 배관(241, 246)은 서로 별개로 분리된 밀폐 배관 형태로 이루어져서 상기 각 열교환 배관(241, 246)을 따라 유동되는 각 열전달매체가 서로 혼합되지 아니하면서 유동된다.Each of the heat exchange pipes 241 and 246 buried in the ground of each of the geothermal heat exchanging members 240 and 245 is formed as a separate pipe shape separated from each other and is connected to each of the heat transfer pipes 241 and 246, The medium flows without being mixed with each other.

상기와 같이 구성됨으로써, 상기 각 지열 교환 부재(240, 245)가 지중을 매개체로 하여 열교환될 수 있고, 그에 따라 하나의 지열 교환 부재(240)에서 버려지는 열이 다른 하나의 지열 교환 부재(245)에 흡수되어 이용될 수 있는 등 지중이 열원측 공동 축열조의 기능을 하게 된다.The geothermal heat exchanging members 240 and 245 can be heat exchanged with each other through the ground so that the heat discarded by one geothermal heat exchanging member 240 can be exchanged with another geothermal heat exchanging member 245 ) And the like, and the ground functions as the heat source side cavity heat storage tank.

도면 번호 201과 202는 상기 각 지열 교환 부재(240, 245)와 상기 각 열원측 열교환기(212, 222)를 각각 연결시켜 주어 상기 각 지열 교환 부재(240, 245)와 상기 각 열원측 열교환기(212, 222) 사이에서 각각 열교환매체의 순환이 이루어지도록 하는 열원측 배관이고, 도면 번호 281은 상기 각 열원측 배관(201, 202) 중 상기 각 열원측 열교환기(212, 222)로 유입되는 각 배관들을 서로 연결하여 주는 유입 연결관이고, 도면 번호 286은 상기 각 열원측 배관(201, 202) 중 상기 각 열원측 열교환기(212, 222)에서 유출되는 각 배관들을 서로 연결하여 주는 유출 연결관이며, 도면 번호 280과 285는 상기 유입 연결관(281) 및 상기 유출 연결관(286)과 상기 각 열원측 배관(201, 202)의 각 연결 지점에 설치되는 복수 개의 연결 삼방 밸브이다.Reference numerals 201 and 202 denote the respective geothermal exchange members 240 and 245 and the respective heat source side heat exchangers 212 and 222 to connect the geothermal exchange members 240 and 245 and the respective heat source side heat exchangers Side heat exchangers 212 and 222. Reference numeral 281 denotes a heat-source-side heat exchanger for circulating the heat exchange medium between the heat source side heat exchangers 212 and 222 Reference numeral 286 denotes an inflow connection pipe for connecting the respective pipings flowing out from the heat source side heat exchangers 212 and 222 among the heat source side pipes 201 and 202 to each other, Reference numerals 280 and 285 denote a plurality of connection three-way valves installed at the connection points of the inflow connection pipe 281 and the outflow connection pipe 286 and the respective heat source side pipes 201 and 202.

상기 각 연결 삼방 밸브(280, 285)들이 설치됨에 따라, 상기 각 열원측 배관(201, 202)을 따라 순환하는 열전달매체가 겨울철 등에 과냉각되거나 여름철 등에 과열되는 경우, 상기 각 연결 삼방 밸브(280, 285)를 조절하여 상기 각 히트 펌프(210, 220)가 상기 각 지열 교환 부재(240, 245)를 공유하여 함께 사용할 수 있게 되고, 그에 따라 그러한 과냉각 또는 과열된 상태가 신속하게 해소될 수 있다.When the heat transfer medium circulating along the respective heat source side pipes 201 and 202 is supercooled in winter or overheated or overheated in the summer due to the installation of the connection three-way valves 280 and 285, 285 are adjusted so that the respective heat pumps 210, 220 can share the geothermal heat exchanging members 240, 245 together so that such supercooling or superheating can be quickly resolved.

예를 들어, 상기 히트 펌프(210, 220) 중 하나의 히트 펌프(210)만 작동되고 나머지 하나의 히트 펌프(220)는 운전 정지된 상태에서, 상기 히트 펌프(210)를 경유하는 열전달매체가 과열 또는 과냉각된 경우, 상기 각 연결 삼방 밸브(280, 285)가 개방되고, 그에 따라 운전 중인 상기 히트 펌프(210)가 상기 각 지열 교환 부재(240, 245) 모두를 함께 이용하여 지중과 열교환할 수 있으므로, 그러한 과열 또는 과냉각된 상태가 신속하게 해소될 수 있게 된다.For example, when only one heat pump 210 of the heat pumps 210 and 220 is operated and the other heat pump 220 is shut down, the heat transfer medium passing through the heat pump 210 The respective connecting three-way valves 280 and 285 are opened so that the heat pump 210 in operation can perform heat exchange with the ground using both the geothermal heat exchanging members 240 and 245 together So that the superheated or supercooled state can be quickly resolved.

상기에서 본 고안은 특정한 실시예에 관하여 도시되고 설명되었지만, 당업계에서 통상의 지식을 가진 자라면 이하의 실용신안등록청구범위에 기재된 본 고안의 사상 및 영역을 벗어나지 않는 범위 내에서 본 고안을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 알 수 있을 것이다. 그렇지만 이러한 수정 및 변형 구조들은 모두 본 고안의 권리범위 내에 포함되는 것임을 분명하게 밝혀두고자 한다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it will be understood by those skilled in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the invention as set forth in the following claims It will be understood that the present invention may be modified and changed without departing from the spirit and scope of the invention. However, it is intended that the present invention covers the modifications and variations of this invention provided they come within the scope of the appended claims and their equivalents.

본 발명의 일 측면에 따른 열원측 공동 축열조를 포함하는 히트펌프 시스템 및 상기 히트펌프 시스템의 제어 방법에 의하면, 축열조가 단순히 축열만을 하는 기능을 넘어 복합적인 기능을 수행할 수 있으므로, 그 산업상 이용가능성이 높다고 하겠다.According to the heat pump system including the heat source side cavity heat storage tank and the control method of the heat pump system according to an aspect of the present invention, since the heat storage tank can perform a complex function beyond merely storing heat only, It is highly likely.

100 : 히트펌프 시스템 101, 102 : 열원측 배관
103, 104 : 히트 펌프 축열조 배관 107 : 대류관
110, 120 : 히트 펌프 111, 121 : 압축기
112, 122 : 열원측 열교환기 113, 123 : 팽창밸브
114, 124 : 수요처측 열교환기 130 : 열원측 공동 축열조
135 : 상부온도센서 136 : 하부온도센서
140 : 지열 교환 부재 150 : 제어 부재
170 : 열원 펌프 171, 172 : 히트 펌프 축열조 펌프
173 : 대류펌프 174 175 : 수요처측 펌프
280, 285 : 연결 삼방 밸브 281 : 유입 연결관
286 : 유출 연결관100: Heat pump system 101, 102: Heat source side piping
103, 104: Heat pump heat storage pipe 107: Convection pipe
110, 120: Heat pump 111, 121: Compressor
112, 122: Heat source side heat exchanger 113, 123: Expansion valve
114, 124: Demand side heat exchanger 130: Heat source side cavity heat storage tank
135: upper temperature sensor 136: lower temperature sensor
140: Geothermal heat exchanger member 150: Control member
170: heat source pumps 171 and 172: heat pump heat storage pump
173: Convection pump 174 175: Demand side pump
280, 285: connection three-way valve 281: inlet connection pipe
286: Outflow connector

Claims (3)

각각 압축기, 열원측 열교환기, 팽창밸브 및 수요처측 열교환기를 포함하고, 각 수요처에 대해 개별적으로 냉난방을 제공할 수 있는 복수 개의 히트 펌프; 및
복수 개의 상기 히트 펌프의 상기 각 열원측 열교환기와 개별적으로 열교환되는 복수 개의 지열 교환 부재;를 포함하고,
상기 각 지열 교환 부재가 지중을 매개체로 하여 서로 열교환될 수 있도록, 상기 각 지열 교환 부재의 지중에 매설된 각 열교환 배관은 서로 교대로 배치되는 것을 특징으로 하는 히트펌프 시스템.A plurality of heat pumps each including a compressor, a heat source side heat exchanger, an expansion valve, and a demand side heat exchanger, and capable of individually providing cooling and heating for each customer; And
And a plurality of geothermal exchange members individually exchanging heat with the respective heat source side heat exchangers of the plurality of heat pumps,
Wherein each of the heat exchange pipes embedded in the ground of each of the geothermal heat exchanging members is arranged alternately so that the geothermal heat exchanging members can be exchanged with each other with the ground. 제 1 항에 있어서,
상기 각 지열 교환 부재의 지중에 매설된 상기 각 열교환 배관은 서로 별개로 분리된 밀폐 배관 형태로 이루어져서 상기 각 열교환 배관을 따라 유동되는 각 열전달매체가 서로 혼합되지 아니하면서 유동되는 것을 특징으로 하는 히트펌프 시스템.The method according to claim 1,
Wherein each of the heat exchange pipes buried in the ground of each of the geothermal exchange members is formed in a closed piping shape separated from each other so that each heat transfer medium flowing along each of the heat exchange pipes flows without being mixed with each other. system. 제 1 항에 있어서,
상기 히트펌프 시스템은
상기 각 지열 교환 부재와 상기 각 열원측 열교환기를 각각 연결시켜 주어 상기 각 지열 교환 부재와 상기 각 열원측 열교환기 사이에서 각각 열전달매체의 순환이 이루어지도록 하는 열원측 배관;
상기 각 열원측 배관 중 상기 각 열원측 열교환기로 유입되는 각 배관들을 서로 연결하여 주는 유입 연결관;
상기 각 열원측 배관 중 상기 각 열원측 열교환기에서 유출되는 각 배관들을 서로 연결하여 주는 유출 연결관; 및
상기 유입 연결관 및 상기 유출 연결관과 상기 각 열원측 배관의 각 연결 지점에 설치되는 복수 개의 연결 삼방 밸브;를 포함하는 히트펌프 시스템.The method according to claim 1,
The heat pump system
A heat source side pipe connecting each of the geothermal exchange members and the respective heat source side heat exchangers to circulate the heat transfer medium between the respective geothermal exchange members and the respective heat source side heat exchangers;
An inlet connection pipe for connecting the respective pipes introduced into each heat source side heat exchanger among the heat source side pipes to each other;
An outflow connection pipe for connecting pipes out of the respective heat source side heat exchangers of the heat source side heat exchangers to each other; And
And a plurality of connecting three-way valves installed at respective connecting points of the inlet connection pipe, the outlet connection pipe and the respective heat source side pipes.
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