KR20200049022A - Exhaust heat recovery system of air conditioning system - Google Patents

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Abstract

The present invention relates to an exhaust heat recovery device of an air conditioning system, and more specifically, to an exhaust heat recovery device of an air conditioning system which heats or cools raw water in an air conditioning area by recovering, through a heat pump, exhaust heat which is the heat of air exhausted to the outside from the indoor space of the air conditioning area such as a swimming pool and a bathhouse generating high heat in the air. The exhaust heat recovery device comprises a sensible heat exchange unit for performing heat exchange between exhaust air and outside air and a heat pump unit including an exhaust heat recovery heat exchanger and heating or cooling a second heat medium according to heating and cooling modes by a first heat medium.

Description

공기조화시스템의 배기열 회수 장치{Exhaust heat recovery system of air conditioning system}Exhaust heat recovery system of air conditioning system

본 발명은 공기조화설비 시스템의 배기열 회수 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 공기 중에 높은 열을 발생시키는 목욕탕, 수영장 등과 같은 공기조화영역의 실내에서 외부로 배기되는 공기의 열인 배기열을 히트펌프를 통해 회수하여 상기 공기조화영역의 원수를 가열하거나 냉각시키는 공기조화시스템의 배기열 회수 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a device for recovering exhaust heat of an air conditioning system, and more specifically, to exhaust heat, which is heat of air exhausted from the interior of an air conditioning area, such as a bathroom or swimming pool, that generates high heat in the air through a heat pump. It relates to an exhaust heat recovery device of an air conditioning system that recovers and heats or cools the raw water in the air conditioning area.

공기조화시스템(Heating Ventilation and Air Conditioning: HVAC)은 난방, 환기 및 공기조화를 수행하는 시스템으로, 일반적으로 건물 등에 설치되어 건물 내의 난방, 환기 및 공기 조화를 수행하여 건물 내의 온도, 습도, 기류, 청정도 등을 목적에 맞게 조성한다.Heating Ventilation and Air Conditioning (HVAC) is a system that performs heating, ventilation, and air conditioning, and is generally installed in buildings to perform heating, ventilation, and air conditioning in buildings to maintain temperature, humidity, and airflow in buildings. Cleanliness, etc. should be tailored to the purpose.

특히, 목욕탕, 수영장 등과 같은 건물의 공기조화영역은 온수를 사용하므로 인해 그 실내 공기의 온도가 매우 높아, 공기조화시스템을 통해 배기되는 공기는 높은 온도를 갖는다.In particular, the air conditioning area of a building such as a bathroom or swimming pool uses hot water, so the temperature of the indoor air is very high, and the air exhausted through the air conditioning system has a high temperature.

종래 공기조화시스템은 배기되는 공기와 실내로 유입되는 외부 공기의 열을 교환하여 실내로 유입되는 공기의 온도를 다소 올리고 있으나, 열교환된 내부 공기의 열은 그대로 남아 외부의 대기 중으로 배출되고 있다. Conventional air conditioning systems increase the temperature of the air entering the room by exchanging heat between the exhaust air and the outside air entering the room, but the heat of the heat exchanged internal air remains and is discharged to the outside atmosphere.

한편, 수영장, 목욕탕 등에서는 원수의 온도를 일정하게 유지하기 화석연료 또는 전기에너지를 사용하는 보일러를 이용한 온수공급장치를 적용하여 원수를 가열을 하고 있다.On the other hand, in a swimming pool, a bath, etc., the raw water is heated by applying a hot water supply device using a boiler using fossil fuel or electric energy to keep the temperature of the raw water constant.

따라서 보일러를 이용한 온수공급장치는 큰 에너지를 소모하며, 수영장, 목욕탕 등을 운영하는 운영자는 온수공급장치를 구동하기 위해 큰 에너지 사용료를 지불하고 있다.Therefore, a hot water supply device using a boiler consumes large energy, and an operator who operates a swimming pool, a bathroom, etc. pays a large energy use fee to drive the hot water supply device.

이와 같이 수영장, 목욕탕 등과 같이 원수의 온도를 일정하게 유지하여야 하는 공기조화영역에는 높은 온도를 가지고 있음에도 버려지는 수영장의 샤워장 및 목욕탕의 폐수의 열을 이용하여 수영장, 목욕탕의 원수를 재가열하는 히트펌프를 이용한 온수공급장치가 설치되고 있다.In this way, a heat pump that reheats the raw water in the swimming pool and bath using the heat of the shower in the swimming pool and the waste water in the bathroom that is discarded even though it has a high temperature in the air conditioning area where the temperature of the raw water such as the swimming pool and the bath must be kept constant. A hot water supply device using is installed.

그러나 종래 히트펌프를 이용한 온수공급장치는 샤워장 및 목욕탕의 사용자 및 사용 시간이 일정하지 않으므로 히트펌프 열원 공급이 제때에 이루어지지 못하여 온수공급이 어려워지는 문제점을 갖는다.However, the hot water supply device using a conventional heat pump has a problem in that it is difficult to supply the hot water because the heat pump heat source is not supplied in time because the user and the usage time of the shower stall and the bathroom are not constant.

이러한 문제점으로 종래 히트펌프를 이용한 온수공급장치와는 별개로 보일러를 이용한 온수공급장치를 병렬적으로 구성하는 경우가 많으며, 이에 따라 온수 유지 및 공급을 위한 설치비용이 많이 소요되는 문제점이 있었다.Due to this problem, a hot water supply device using a boiler is often configured in parallel independently of a hot water supply device using a conventional heat pump, and accordingly, there is a problem in that installation cost for maintaining and supplying hot water is high.

따라서 수영장, 목욕탕 등과 같은 공기조화영역에 설치되어 공기조화시스템을 통해 배기되는 높은 온도를 갖는 배기 공기의 열, 즉 배기열을 재활용하여 원수의 온도를 조절할 수 있는 방안이 요구되어지고 있다.Accordingly, there is a need for a method of controlling the temperature of raw water by recycling heat of exhaust air having a high temperature exhausted through an air conditioning system, that is, installed in an air conditioning area such as a swimming pool or a bathroom, that is, exhaust heat.

등록특허공보 제10-1065905호(2011.09.19.공고)Registered Patent Publication No. 10-1065905 (announced on September 19, 2011)

따라서 본 발명의 목적은 공기 중에 높은 열을 발생시키는 목욕탕, 수영장 등과 같은 공기조화영역의 실내에서 외부로 배기되는 공기의 열인 배기열을 히트펌프를 통해 회수하여 상기 공기조화영역의 원수를 가열하거나 냉각시키는 공기조화시스템의 배기열 회수 장치를 제공함에 있다.Accordingly, an object of the present invention is to heat or cool raw water in the air conditioning area by recovering exhaust heat, which is heat of air exhausted from the interior of the air conditioning area, such as a bathroom or swimming pool, which generates high heat in the air, through a heat pump. It is to provide an exhaust heat recovery device for an air conditioning system.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 공기조화시스템의 배기열 회수 장치는: 공기조화영역의 내부의 공기인 배기 공기를 흡입하는 제1배기관(EA1), 흡입된 상기 배기 공기를 외부의 대기로 배출하는 제2배기관(EA2), 상기 대기의 외기 공기를 흡입하는 외기관(OA) 및 상기 외기 공기를 가열하여 상기 공기조화영역의 내부로 배출하는 급기관(SA)을 포함하고, 상기 배기 공기와 외기 공기의 열교환을 수행하는 현열 열교환부; 및 상기 제1배기관 및 제2배기관 중 어느 일측에 구성되어 제1열매체를 순환시키고 상기 제1열매체에 의해 상기 배기 공기의 열을 회수하는 배기열 회수 열교환기를 포함하고, 상기 제1열매체에 의해 난방 모드 및 냉방 모드에 따라 제2열매체를 가열 또는 냉각시키는 히트펌프부를 포함하는 것을 특징으로 한다.Exhaust heat recovery device of the air conditioning system according to the present invention for achieving the above object is: a first exhaust pipe (EA1) for sucking the exhaust air, which is the air inside the air conditioning area, the sucked exhaust air to the outside atmosphere It includes a second exhaust pipe (EA2) for discharging to, an external pipe (OA) for sucking the outside air of the atmosphere, and a supply pipe (SA) for heating the outside air to discharge into the air conditioning area, the exhaust A sensible heat exchanger performing heat exchange between air and outside air; And an exhaust heat recovery heat exchanger configured on either side of the first exhaust pipe and the second exhaust pipe to circulate a first heat medium and recover heat of the exhaust air by the first heat medium, wherein the heating mode is performed by the first heat medium. And a heat pump unit for heating or cooling the second heat medium according to the cooling mode.

상기 현열 열교환부는, 제1배기관 및 제2배기관과, 상기 외기관 및 급기관이 교차하도록 구성되고 제1배기관을 따라 제2배기관을 통해 배기되는 배기 공기의 배기열과 외부로부터 인입되는 외기 공기가 교차되도록 하여 배기 공기와 외기 공기 열을 교환하도록 하는 현열교환기; 상기 급기관에 구성되어 상기 현열교환기에서 열교환된 외기 공기를 가열하는 가열코일부; 상기 가열코일에서 가열된 상기 외기 공기를 상기 공기조화영역의 내부로 공급하는 급기송풍기; 및 상기 제2배기관에 구성되어 열 교환된 배기 공기를 외부로 배출시키는 배기송풍기를 더 포함하되, 상기 배기열회수 열교환기는, 상기 제2배기관의 배기송풍기와 현열교환기 사이에 연결되어 열 교환된 배기공기의 열을 회수하는 것을 특징으로 한다.The sensible heat exchanger is configured such that the first exhaust pipe and the second exhaust pipe intersect with the external pipe and the supply pipe, and the exhaust heat of exhaust air exhausted through the second exhaust pipe along the first exhaust pipe crosses the external air introduced from the outside. A sensible heat exchanger to exchange heat between the exhaust air and the outside air as possible; A heating coil part configured in the supply pipe to heat the outside air heat-exchanged in the sensible heat exchanger; An air supply blower supplying the outside air heated in the heating coil to the inside of the air conditioning area; And an exhaust blower configured in the second exhaust pipe to discharge heat-exchanged exhaust air to the outside, wherein the exhaust heat recovery heat exchanger is connected to an exhaust fan of the second exhaust pipe and a sensible heat exchanger to exchange heat. Characterized in that to recover the heat.

상기 히트펌프부는, 상기 제1배기관 및 제2배기관 중 어느 일측에 구성되어 순환하는 제1열매체를 상기 배기공기의 열로 가열하여 상기 배기공기의 열을 회수하는 배기열회수 열교환기; 상기 제1열매체를 고온고압으로 압축하여 순환시키는 압축기; 상기 배기열 회수 열교환기와 연결되어 순환되는 상기 제1열매체를 팽창시켜 순환시키는 팽창밸브; 상기 압축기 및 팽창밸브에 연결되어 상기 제1열매체의 열과 제2열매체의 열을 교환하되, 냉방모드에서 증발기로 동작하여 상기 제2열매체를 냉각시키고, 난방모드에서 응축기로 동작하여 상기 제2열매체를 가열하는 히트펌프 열교환기; 및 상기 배기열회수 열교환기, 압축기 및 히트펌프 열교환기가 연결되어 냉방모드 및 난방모드 중 설정된 모드에 따라 상기 제1열매체의 흐름방향을 제어하는 사방밸브를 포함하는 것을 특징으로 한다. The heat pump unit, an exhaust heat recovery heat exchanger configured to be circulated on one side of the first exhaust pipe and the second exhaust pipe to heat the exhaust air to heat the exhaust air; A compressor for compressing and circulating the first heat medium by high temperature and high pressure; An expansion valve connected to the exhaust heat recovery heat exchanger to expand and circulate the circulated first heat medium; It is connected to the compressor and the expansion valve to exchange the heat of the first heat medium and the heat of the second heat medium, but operates as an evaporator in a cooling mode to cool the second heat medium, and operates as a condenser in a heating mode to operate the second heat medium. A heat pump heat exchanger for heating; And a four-way valve connected to the exhaust heat recovery heat exchanger, the compressor and the heat pump heat exchanger to control the flow direction of the first heat medium according to a set mode among a cooling mode and a heating mode.

상기 장치는 상기 공기조화영역은 원수를 보관하는 원수탱크를 구비하되, 상기 냉각모드에서 히트펌프 열교환기에 의해 냉각된 상기 제2열매체에 의해 상기 원수탱크의 원수를 냉각시키고, 난방모드에서 상기 히트펌프 열교환기에 의해 난방된 상기 제2열매체에 의해 상기 원수탱크의 원수를 가열시키는 원수 열교환부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.The apparatus is provided with a raw water tank in which the air conditioning area stores raw water, and cools the raw water in the raw water tank by the second heat medium cooled by a heat pump heat exchanger in the cooling mode, and the heat pump in a heating mode. It characterized in that it further comprises a raw water heat exchange unit for heating the raw water of the raw water tank by the second heat medium heated by the heat exchanger.

상기 원수 열교환부는, 상기 제2열매체를 순환시키는 제1순환펌프; 상기 제2열매체의 열과 원수의 열을 교환하여 상기 원수를 가열하거나 냉각시키는 원수 열교환기; 상기 원수를 원수탱크 및 상기 원수 열교환기를 순환시키는 제2순환펌프; 및 상기 원수 열교환기에서 가열 또는 냉각된 원수를 여과하여 상기 원수탱크로 재공급하는 여과기를 포함하는 것을 특징으로 한다.The raw water heat exchange unit, a first circulation pump for circulating the second heat medium; A raw water heat exchanger that heats or cools the raw water by exchanging heat of the second heat medium with raw water; A second circulation pump circulating the raw water through a raw water tank and the raw water heat exchanger; And a filter for filtering the raw water heated or cooled in the raw water heat exchanger and re-supplying the raw water to the raw water tank.

상기 현열교환기는, 상기 제2배기관에 설치되어 상기 현열 교환된 이후의 배기공기의 온도를 측정하여 출력하는 제2온도센서를 포함하고, 상기 제2온도센서를 통해 획득된 제2배기공기 온도가 미리 설정된 기준 온도와 비교하여 제2배기공기 온도가 더 높은 경우, 상기 히트펌프부를 구동하는 히트펌프부 제어모듈을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.The sensible heat exchanger includes a second temperature sensor installed in the second exhaust pipe to measure and output the temperature of the exhaust air after the sensible heat exchange, and the second exhaust air temperature obtained through the second temperature sensor is When the second exhaust air temperature is higher than the preset reference temperature, it is characterized in that it further comprises a heat pump unit control module for driving the heat pump unit.

상기 현열교환기는, 상기 제1배기관에 설치되어 상기 현열 교환 전의 배기공기의 온도를 측정하여 출력하는 제1온도센서를 포함하고, 상기 제1온도센서를 통해 획득된 제1배기공기 온도가 미리 설정된 기준 온도와 비교하여 제1배기공기 온도가 더 높은 경우, 상기 히트펌프부를 구동하는 히트펌프부 제어모듈을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.The sensible heat exchanger includes a first temperature sensor installed in the first exhaust pipe to measure and output the temperature of the exhaust air before the sensible heat exchange, and the first exhaust air temperature obtained through the first temperature sensor is preset When the first exhaust air temperature is higher than the reference temperature, it is characterized in that it further comprises a heat pump unit control module for driving the heat pump unit.

상기 배기열회수 열교환기는, 상기 제1배기관 및 제2배기관 둘 모두에 구성되고, 상기 공기조화영역 관리자의 조작 또는 설정된 실내 내부 온도 및 온수 온도에 따라 상기 제1배기관에 설치된 제1배기열회수 열교환기 및 제2배기관에 설치된 제2배기열회수 열교환기 중 어느 하나를 선택적으로 동작시키는 시스템제어모듈을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.The exhaust heat recovery heat exchanger is configured in both the first exhaust pipe and the second exhaust pipe, and the first exhaust heat recovery heat exchanger installed in the first exhaust pipe according to the operation of the air conditioning area manager or the set indoor internal temperature and hot water temperature, and It characterized in that it further comprises a system control module for selectively operating any one of the second exhaust heat recovery heat exchanger installed in the second exhaust pipe.

본 발명은 수영장, 목욕탕 등과 같이 공기의 온도가 높은 공기조화영역에서 높은 온도의 배기 공기의 배기열을 회수하여 재이용할 수 있으므로 에너지 소모를 줄일 수 있고, 에너지 사용 비용을 줄일 수 있는 효과를 갖는다.The present invention has the effect of reducing energy consumption and reducing energy use costs because it is possible to recover and reuse exhaust heat of exhaust air at a high temperature in an air conditioning area having a high air temperature, such as a swimming pool or a bathroom.

또한, 본 발명은 히트펌프를 이용하여 회수된 배기열로 원수를 가열할 수 있으므로 원수를 가열하는 데 소요되는 에너지 소모량을 줄일 수 있으므로 에너지 사용 비용을 줄일 수 있는 효과를 갖는다.In addition, the present invention can heat the raw water with the exhaust heat recovered by using the heat pump, thereby reducing the energy consumption required to heat the raw water, and thus has an effect of reducing the energy use cost.

또한, 본 발명은 배기되는 배기 공기의 온도를 측정하고, 히트펌프 구동에 소요되는 에너지와 회수되는 열에너지를 대비하여 히트펌프 구동 에너지 보다 더 많은 열에너지를 획득할 수 있는 기준온도와 상기 배기 공기의 온도를 비교하여 측정된 온도가 더 높은 경우에만 히트펌프를 구동함으로써 불필요한 히트펌프 구동을 위한 에너지 소모를 줄일 수 있는 효과를 갖는다. 즉, 본 발명은 배기 공기로부터 회수되는 에너지량이 히트펌프에 의해 소모되는 에너지량보다 클 때에만 히트펌프를 구동하므로 불필요한 히트펌프의 구동을 방지할 수 있는 효과를 갖는다. In addition, the present invention measures the temperature of the exhaust air to be exhausted, and compares the energy required for driving the heat pump and the recovered heat energy, and the reference temperature and the temperature of the exhaust air to obtain more thermal energy than the heat pump driving energy. Compared to, it has an effect of reducing energy consumption for unnecessary heat pump driving by driving the heat pump only when the measured temperature is higher. That is, the present invention drives the heat pump only when the amount of energy recovered from the exhaust air is greater than the amount of energy consumed by the heat pump, thereby preventing unnecessary heat pump driving.

도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 공기조화시스템의 배기열 회수 장치의 구성을 나타낸 블록도이다.
도 2는 본 발명에 따른 공기조화시스템의 배기열 회수 장치의 상세 구성을 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 제2실시예에 따른 공기조화시스템의 배기열 회수 장치의 구성을 나타낸 블록이다.1 is a block diagram showing the configuration of an exhaust heat recovery device of an air conditioning system according to a first embodiment of the present invention.
2 is a view showing a detailed configuration of the exhaust heat recovery device of the air conditioning system according to the present invention.
3 is a block diagram showing the configuration of an exhaust heat recovery device of an air conditioning system according to a second embodiment of the present invention.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 공기조화시스템의 배기열 회수 장치의 구성 및 동작을 상세히 설명한다.Hereinafter, the configuration and operation of the exhaust heat recovery device of the air conditioning system according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 공기조화시스템의 배기열 회수 장치의 구성을 나타낸 블록도이다. 1 is a block diagram showing the configuration of an exhaust heat recovery device of an air conditioning system according to a first embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 본 발명의 제1실시예에 따른 공기조화시스템의 배기열 회수 장치는, 현열 교환부(100), 히트펌프부(200) 및 원수 열교환부(300)를 포함하여 실내 공기의 온도가 높은 공기조화영역(1)에 설되어 공기조화영역(1)의 실내 공기의 조화를 수행하고, 원수(2)를 가열한 온수를 공급한다. 상기 실내 공기의 온도가 높은 공기조화영역(1)은 수영장 및 목욕탕 등이 될 수 있으며, 가열할 원수(2)를 보관하고 있는 원수탱크(3)를 포함한다.Referring to Figure 1, the exhaust heat recovery device of the air conditioning system according to the first embodiment of the present invention, including the sensible heat exchange unit 100, the heat pump unit 200 and the raw water heat exchange unit 300 of the indoor air It is installed in the air conditioning region 1 having a high temperature to perform air conditioning of the indoor air in the air conditioning region 1, and supplies hot water heated by the raw water 2. The air conditioning area 1 having a high indoor air temperature may be a swimming pool or a bathroom, and includes a raw water tank 3 storing raw water 2 to be heated.

현열 교환부(100)는 공기조화영역(1)의 내부의 공기인 배기 공기를 흡입하는 제1배기관(EA1), 흡입된 상기 배기 공기를 외부의 대기로 배출하는 제2배기관(EA2), 상기 대기의 외기 공기를 흡입하는 외기관(OA) 및 상기 외기 공기를 가열하여 상기 공기조화영역(1)의 내부로 배출하는 급기관(SA)을 포함하고, 상기 배기 공기와 외기 공기의 열교환을 수행한다.The sensible heat exchange unit 100 includes a first exhaust pipe EA1 that sucks in exhaust air, which is air inside the air conditioning area 1, a second exhaust pipe EA2 that discharges the sucked exhaust air to the outside atmosphere, the It includes an external air pipe (OA) that sucks the ambient air from the atmosphere and an air supply pipe (SA) that heats the external air and discharges it to the interior of the air conditioning area (1), and performs heat exchange between the exhaust air and the outdoor air do.

히트펌프부(200)는 상기 제1배기관(EA1) 및 제2배기관(EA2) 중 어느 일 측에 구성되어 제1열매체를 순환시키고 상기 제1열매체에 의해 상기 배기 공기의 열을 회수하는 배기열 회수 열교환기를 포함하고, 상기 제1열매체에 의해 난방 모드 및 냉방 모드에 따라 제2열매체를 가열 또는 냉각시킨다.The heat pump unit 200 is configured on either side of the first exhaust pipe EA1 and the second exhaust pipe EA2 to recover exhaust heat to circulate a first heat medium and recover heat of the exhaust air by the first heat medium It includes a heat exchanger, and heats or cools the second heat medium according to the heating mode and the cooling mode by the first heat medium.

원수 열교환부(300)는 상기 공기조화영역(1)의 원수탱크(3)로부터 원수(2)를 공급받고, 상기 제2열매체에 의해 상기 원수(2)를 가열하거나 냉각시켜 원수탱크(3)로 재공급한다.The raw water heat exchange unit 300 receives raw water 2 from the raw water tank 3 of the air conditioning area 1, and heats or cools the raw water 2 by the second heat medium to cool the raw water tank 3 To resupply.

도 2는 본 발명에 따른 공기조화시스템의 배기열 회수 장치의 상세 구성을 나타낸 도면이다.2 is a view showing a detailed configuration of the exhaust heat recovery device of the air conditioning system according to the present invention.

이하 도2를 참조하여 공기조화시스템의 현열 교환부(100), 히트펌프부(200) 및 원수 열교환부(300)의 구성을 좀 더 상세히 설명한다.Hereinafter, the configuration of the sensible heat exchange unit 100, the heat pump unit 200, and the raw water heat exchange unit 300 of the air conditioning system will be described in more detail with reference to FIG. 2.

현열 교환부(100)는 상술한 제1배기관(EA1)(103) 및 제2배기관(EA2)(104)을 포함하여 공기를 외부로 배출하는 배기관과 상술한 외기관(101)과 급기관(102)을 포함하여 실내의 공기를 외부로 배출하는 배출관, 현열 교환기(110), 급기송풍기(111), 가열코일부(112), 배기송풍기(113)를 포함한다.The sensible heat exchange unit 100 includes the above-described first exhaust pipe (EA1) 103 and second exhaust pipe (EA2) 104, exhaust pipes for exhausting air to the outside, and the above-described external pipe 101 and the supply pipe ( 102) includes a discharge pipe for discharging indoor air to the outside, a sensible heat exchanger 110, an air supply blower 111, a heating coil part 112, and an exhaust blower 113.

상기 배기관과 배출관은 현열 교환기(110)에서 교차하도록 구성된다.The exhaust pipe and the discharge pipe are configured to cross at the sensible heat exchanger (110).

현열교환기(110)는 외부로 배출되는 배기 공기와 실내로 유입되는 외기 공기 간의 열 교환을 수행한다.The sensible heat exchanger 110 performs heat exchange between exhaust air discharged to the outside and outside air introduced to the room.

급기송풍기(111)는 외부로부터 외기 공기를 흡입하여 공기조화영역(1)의 실내로 배출시킨다.The air supply blower 111 sucks outside air from the outside and discharges it into the room of the air conditioning area 1.

상기 가열코일부(112)는 상기 급기관(102) 측에 구성되고, 가열코일을 구비하여 상기 현열 교환기(110)에서 배기 공기와 열 교환한 외기 공기를 가열한다. 가열된 외기 공기는 급기송풍기(111)에 의해 공기조화영역(1)의 실내로 배출된다.The heating coil part 112 is configured on the supply pipe 102 side, and is provided with a heating coil to heat the outside air heat-exchanged with the exhaust air in the sensible heat exchanger 110. The heated outside air is discharged into the room of the air conditioning area 1 by the air supply blower 111.

배기송풍기(113)는 제2배기관(104)측에 구성되어 공기조화영역(1)의 실내의 공기를 흡입하여 외부로 배출시킨다.The exhaust blower 113 is configured on the side of the second exhaust pipe 104 to suck the air in the room of the air conditioning area 1 and discharge it to the outside.

히트펌프부(200)는 배기열회수 열교환기(201), 팽창밸브(202), 히트펌프 열교환기(203), 사방밸브(204) 및 압축기(204)를 포함한다.The heat pump unit 200 includes an exhaust heat recovery heat exchanger 201, an expansion valve 202, a heat pump heat exchanger 203, a four-way valve 204, and a compressor 204.

배기열회수 열교환기(201)는 제1배기관(103) 및 제2배기관(104) 중 어느 일측에 구성되어, 상기 팽창밸브(202), 히트펌프 열교환기(203), 사방밸브(204) 및 압축부(204)를 포함하는 히트펌프 본체로 순환하는 제1열매체를, 현열 교환기(110)에 대해 열 교환 전 배기 공기의 열 및 열 교환 후 배기 공기의 열에 의해 가열한다, 즉, 배기열회수 열교환기(201)는 배기 공기의 열과 제1열매체의 열을 교환하여 순환시킨다.Exhaust heat recovery heat exchanger 201 is configured on either side of the first exhaust pipe 103 and the second exhaust pipe 104, the expansion valve 202, heat pump heat exchanger 203, four-way valve 204 and compression The first heat medium circulating through the heat pump body including the unit 204 is heated by the heat of exhaust air before heat exchange and heat of exhaust air after heat exchange with respect to the sensible heat exchanger 110, that is, the exhaust heat recovery heat exchanger 201 circulates by exchanging heat of the exhaust air and heat of the first heat medium.

상기 배기열회수 열교환기(201)는 제1배기관(103)에 구성되는 경우, 배기공기가 외기 공기와의 열 교환 전이므로 더 많은 열을 회수할 수 있으나, 현열 교환기(110)에서의 열 교환 효율을 떨어트릴 수 있고, 제2배기관(104)에 구성되는 현열 교환기(110)에서 열 교환 후이므로 제1배기관(103)에 구성되는 경우에 대비하여 열 교환 효율이 떨어질 수 있을 것이다. When the exhaust heat recovery heat exchanger 201 is configured in the first exhaust pipe 103, more heat can be recovered because the exhaust air is before heat exchange with the outside air, but the heat exchange efficiency in the sensible heat exchanger 110 Can be dropped, and after heat exchange in the sensible heat exchanger 110 configured in the second exhaust pipe 104, the heat exchange efficiency may be reduced in preparation for the case configured in the first exhaust pipe 103.

따라서 상기 배기열회수 열교환기(201)는 제1배기관(103) 및 제2배기관(104) 중 어느 하나에 설치되는 것이 설치비용 측면에서 바람직하나, 효율성을 높이기 위해 제1배기관(103) 및 제2배기관(104) 둘 모두에 구성될 수도 있을 것이다.Therefore, the exhaust heat recovery heat exchanger 201 is preferably installed in any one of the first exhaust pipe 103 and the second exhaust pipe 104 in terms of installation cost, but the first exhaust pipe 103 and the second to increase efficiency It may be configured in both exhaust pipes 104.

상기 배기열회수 열교환기(201)가 제1배기관(103) 및 제2배기관(104) 양측에 구성되는 경우, 시스템제어모듈(미도시)이 조절하고자 하는 공기조화영역(1)의 실내 온도 및 원수(2)의 온도에 따라 선택적으로 동작시킬 수 있도록 구성될 수도 있을 것이다. When the exhaust heat recovery heat exchanger 201 is configured on both sides of the first exhaust pipe 103 and the second exhaust pipe 104, the room temperature and raw water of the air conditioning area 1 to be controlled by a system control module (not shown) It may be configured to selectively operate according to the temperature of (2).

팽창밸브(202)는 순환하는 상기 제1열매체를 팽창시켜 순환시킨다.The expansion valve 202 expands and circulates the circulating first heat medium.

히트펌프 열교환기(203)는 순환하는 상기 제1열매체와 제2열매체 간 열 교환을 수행하는 것으로, 난방모드에서 응축기로, 냉방모드에서 증발기로 동작하여, 난방모드에서 제2열매체를 가열시키고, 냉방모드에서 제2열매체를 냉각시킨다.The heat pump heat exchanger 203 performs heat exchange between the circulating first heat medium and the second heat medium, and operates as a condenser in a heating mode and an evaporator in a cooling mode to heat the second heat medium in a heating mode, In the cooling mode, the second heat medium is cooled.

사방밸브(204)는 난방모드 및 냉방모드에 따라 상기 제1열매체의 순환 방향을 제어한다.The four-way valve 204 controls the circulation direction of the first heat medium according to the heating mode and the cooling mode.

압축기(205)는 상기 순환하는 제1열매체를 고온 고압으로 압축하여 순환시킨다.The compressor 205 compresses and circulates the circulating first heat medium at high temperature and high pressure.

원수 열교환부(300)는 제1순환펌프(311) 및 원수 열교환기(312)를 포함하는 제2열매체 순환부(310) 및 제2순환펌프(322) 및 여과기(321)를 포함하는 원수 순환부(320)를 포함한다.The raw water heat exchange unit 300 includes a first circulation pump 311 and a second heat medium circulation unit 310 including a raw water heat exchanger 312 and a second circulation pump 322 and a raw water circulation including a filter 321 Includes part 320.

제1순환펌프(311)는 제2열매체가 상기 원수 열교환기(312) 및 상기 히트펌프 열교환기(203)를 순환하도록 펌핑한다.The first circulation pump 311 pumps the second heat medium to circulate the raw water heat exchanger 312 and the heat pump heat exchanger 203.

원수 열교환기(312)는 제2열매체의 열과 원수의 열을 교환하여 원수를 가열하거나 냉각시킨다.The raw water heat exchanger 312 exchanges heat of the second heat medium and heat of the raw water to heat or cool the raw water.

제2순환펌프(322)는 원수탱크(3)의 원수를 원수탱크(3) 및 원수 열교환기(312)를 순환하도록 펌핑한다.The second circulation pump 322 pumps the raw water of the raw water tank 3 to circulate the raw water tank 3 and the raw water heat exchanger 312.

여과기(321)는 원수 열교환기(312)에서 열 교환된 원수를 여과한 후 원수 탱크(3)로 순환시킨다.The filter 321 circulates the raw water heat-exchanged in the raw water heat exchanger 312 and circulates it to the raw water tank 3.

도 3은 본 발명의 제2실시예에 따른 공기조화시스템의 배기열 회수 장치의 구성을 나타낸 블록이다.3 is a block diagram showing the configuration of an exhaust heat recovery device of an air conditioning system according to a second embodiment of the present invention.

제2실시예에 따른 공기조화시스템의 배기열 회수 장치는 현열 교환부(100)의 제1배기관(103) 및 제2배기관(104) 중 어느 하나 이상에 온도를 측정하여 유선 또는 무선으로 송신하는 제1온도센서(115-1) 및 제2온도센서(115-2) 중 어느 하나 이상을 더 포함하고, 상기 온도센서에 의해 측정되는 온도에가 미리 설정된 기준온도를 초과하는 경우 히트펌프부(200)를 구동하는 히트펌프부 제어모듈(400)을 더 포함한다.The exhaust heat recovery device of the air conditioning system according to the second embodiment measures the temperature of any one or more of the first exhaust pipe 103 and the second exhaust pipe 104 of the sensible heat exchanger 100 and transmits them by wire or wirelessly. A heat pump unit 200 further includes any one or more of the first temperature sensor 115-1 and the second temperature sensor 115-2, and the temperature measured by the temperature sensor exceeds a preset reference temperature. It further includes a heat pump unit control module 400 for driving.

제1배기관(103)에 제1온도센서(115-1)만 구성되는 경우, 상기 히트펌프부 제어모듈(400)은 상기 제1온도센서(115-1)를 통해 획득된 제1배기공기 온도가 미리 설정된 제1기준 온도와 비교하여 더 높은 경우, 상기 히트펌프부(200)를 구동한다. 상기 제1배기공기는 현열 교환기(110)에서 열 교환되기 전의 배기공기이다.When only the first temperature sensor 115-1 is configured in the first exhaust pipe 103, the heat pump unit control module 400 receives the first exhaust air temperature obtained through the first temperature sensor 115-1. When is higher than the preset first reference temperature, the heat pump unit 200 is driven. The first exhaust air is exhaust air before heat exchange in the sensible heat exchanger 110.

그리고 제2배기관(104)에 제2온도센서(115-2)만 구성되는 경우, 상기 히트펌프부 제어모듈(400)은 상기 제2온도센서(115-2)를 통해 획득된 제2배기공기 온도가 미리 설정된 제2기준 온도와 비교하여 더 높은 경우 상기 히트펌프부(200)를 구동한다. 상기 제2배기공기는 현열 교환기(110)에서 열 교환된 후의 배기공기이다.And when only the second temperature sensor 115-2 is configured in the second exhaust pipe 104, the heat pump unit control module 400 is the second exhaust air obtained through the second temperature sensor 115-2. When the temperature is higher than the preset second reference temperature, the heat pump unit 200 is driven. The second exhaust air is exhaust air after heat exchange in the sensible heat exchanger 110.

상기 제1기준온도 및 제2기준온도는 히트펌프부(200)를 구동하기 위해 필요한 에너지 소모량 보다 더 많은 열에너지를 획득할 수 있는 온도로 설정되는 것이 바람직할 것이다.It is preferable that the first reference temperature and the second reference temperature are set to a temperature at which more thermal energy can be obtained than the energy consumption required to drive the heat pump unit 200.

또한, 제1배기관(103) 및 제2배기관(104) 각각에 제1온도센서(115-1) 및 제2온도센서(115-2)를 설치하고, 히트펌프부 제어모듈(400)이 공기조화영역(1) 관리자에 의해 제어명령에 따른 실내 온도 및 온수 온도에 따라 적용할 온도센서를 선택적으로 적용하여 히트펌프부(200)를 구동할 수도 있을 것이다.In addition, a first temperature sensor 115-1 and a second temperature sensor 115-2 are installed in each of the first exhaust pipe 103 and the second exhaust pipe 104, and the heat pump unit control module 400 is in the air. The heat pump unit 200 may be driven by selectively applying a temperature sensor to be applied according to the indoor temperature and the hot water temperature according to a control command by the manager of the harmonized area 1.

상기 히트펌프부 제어모듈(400)은 상술한 시스템제어모듈(미도시)이 될 수도 있을 것이다.The heat pump unit control module 400 may be the above-described system control module (not shown).

한편, 본 발명은 전술한 전형적인 바람직한 실시예에만 한정되는 것이 아니라 본 발명의 요지를 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지로 개량, 변경, 대체 또는 부가하여 실시할 수 있는 것임은 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 용이하게 이해할 수 있을 것이다. 이러한 개량, 변경, 대체 또는 부가에 의한 실시가 이하의 첨부된 특허청구범위의 범주에 속하는 것이라면 그 기술사상 역시 본 발명에 속하는 것으로 보아야 한다. On the other hand, the present invention is not limited to the typical preferred embodiments described above, but can be carried out by improving, changing, replacing, or adding in various ways without departing from the gist of the present invention. Anyone who has a will easily understand. If the implementation by such improvement, modification, replacement or addition falls within the scope of the appended claims, the technical idea should also be regarded as belonging to the present invention.

1: 공기조화영역 2: 원수
3: 원수탱크 100: 현열 교환부
101: 외기관(OA) 102: 급기관(SA)
103: 제1배기관(EA1) 104: 제2배기관(EA2)
110: 현열 교환기 111: 급기송풍기
112: 코일가열부 113: 배기송풍기
115: 온도센서
200: 히트펌프부 201: 배기열회수 열교환기
202: 팽창밸브 203: 히트펌프 열교환기
204: 사방밸브 205: 압축기
300: 원수 열교환부 310: 제2열매체 순환부
311: 제1순환펌프 312: 원수 열교환기
320: 원수 순환부 321: 여과기
322: 제2순환펌프 400: 히트펌프부 제어모듈1: Air conditioning area 2: Raw water
3: Raw water tank 100: Sensible heat exchanger
101: external engine (OA) 102: supply engine (SA)
103: first exhaust pipe (EA1) 104: second exhaust pipe (EA2)
110: sensible heat exchanger 111: air supply blower
112: coil heating unit 113: exhaust blower
115: temperature sensor
200: heat pump unit 201: exhaust heat recovery heat exchanger
202: expansion valve 203: heat pump heat exchanger
204: four-way valve 205: compressor
300: raw water heat exchange unit 310: second heat medium circulation unit
311: first circulation pump 312: raw water heat exchanger
320: raw water circulation section 321: filter
322: second circulation pump 400: heat pump control module

Claims (8)

공기조화영역의 내부의 공기인 배기 공기를 흡입하는 제1배기관(EA1), 흡입된 상기 배기 공기를 외부의 대기로 배출하는 제2배기관(EA2), 상기 대기의 외기 공기를 흡입하는 외기관(OA) 및 상기 외기 공기를 가열하여 상기 공기조화영역의 내부로 배출하는 급기관(SA)을 포함하고, 상기 배기 공기와 외기 공기의 열교환을 수행하는 현열 열교환부; 및
상기 제1배기관 및 제2배기관 중 어느 일측에 구성되어 제1열매체를 순환시키고 상기 제1열매체에 의해 상기 배기 공기의 열을 회수하는 배기열 회수 열교환기를 포함하고, 상기 제1열매체에 의해 난방 모드 및 냉방 모드에 따라 제2열매체를 가열 또는 냉각시키는 히트펌프부를 포함하는 것을 특징으로 하는 공기조화시스템의 배기열 회수 장치.
A first exhaust pipe (EA1) that sucks in the exhaust air, which is the air inside the air conditioning area, a second exhaust pipe (EA2) that discharges the sucked exhaust air to the outside atmosphere, and an external pipe that sucks in the outside air of the atmosphere ( OA) and a sensible heat exchanger including a supply pipe SA that heats the outside air and discharges it into the air conditioning area, and performs heat exchange between the exhaust air and the outside air; And
An exhaust heat recovery heat exchanger configured on either side of the first exhaust pipe and the second exhaust pipe to circulate a first heat medium and recover heat of the exhaust air by the first heat medium, wherein the heating mode and Exhaust heat recovery device of the air conditioning system, characterized in that it comprises a heat pump for heating or cooling the second heat medium according to the cooling mode.
제1항에 있어서,
상기 현열 열교환부는,
제1배기관 및 제2배기관과, 상기 외기관 및 급기관이 교차하도록 구성되고 제1배기관을 따라 제2배기관을 통해 배기되는 배기 공기의 배기열과 외부로부터 인입되는 외기 공기가 교차되도록 하여 배기 공기와 외기 공기 열을 교환하도록 하는 현열교환기;
상기 급기관에 구성되어 상기 현열교환기에서 열교환된 외기 공기를 가열하는 가열코일부;
상기 가열코일에서 가열된 상기 외기 공기를 상기 공기조화영역의 내부로 공급하는 급기송풍기; 및
상기 제2배기관에 구성되어 열 교환된 배기 공기를 외부로 배출시키는 배기송풍기를 더 포함하되,
상기 배기열회수 열교환기는
상기 제2배기관의 배기송풍기와 현열교환기 사이에 연결되어 열 교환된 배기공기의 열을 회수하는 것을 특징으로 하는 공기조화시스템의 배기열 회수 장치.
According to claim 1,
The sensible heat exchange unit,
The first exhaust pipe and the second exhaust pipe, the external pipe and the supply pipe are configured to intersect, and the exhaust heat of the exhaust air exhausted through the second exhaust pipe along the first exhaust pipe and the outside air drawn in from the outside are crossed so that the exhaust air and A sensible heat exchanger for exchanging external air heat;
A heating coil part configured in the supply pipe to heat the outside air heat-exchanged in the sensible heat exchanger;
An air supply blower supplying the outside air heated in the heating coil to the inside of the air conditioning area; And
The second exhaust pipe further comprises an exhaust blower for discharging heat-exchanged exhaust air to the outside,
The exhaust heat recovery heat exchanger
Exhaust heat recovery device of the air conditioning system, characterized in that to recover the heat of the heat exchanged air is connected between the exhaust fan and the sensible heat exchanger of the second exhaust pipe.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 히트펌프부는,
상기 제1배기관 및 제2배기관 중 어느 일측에 구성되어 순환하는 제1열매체를 상기 배기공기의 열로 가열하여 상기 배기공기의 열을 회수하는 배기열회수 열교환기;
상기 제1열매체를 고온고압으로 압축하여 순환시키는 압축기;
상기 배기열 회수 열교환기와 연결되어 순환되는 상기 제1열매체를 팽창시켜 순환시키는 팽창밸브;
상기 압축기 및 팽창밸브에 연결되어 상기 제1열매체의 열과 제2열매체의 열을 교환하되, 냉방모드에서 증발기로 동작하여 상기 제2열매체를 냉각시키고, 난방모드에서 응축기로 동작하여 상기 제2열매체를 가열하는 히트펌프 열교환기; 및
상기 배기열회수 열교환기, 압축기 및 히트펌프 열교환기가 연결되어 냉방모드 및 난방모드 중 설정된 모드에 따라 상기 제1열매체의 흐름방향을 제어하는 사방밸브를 포함하는 것을 특징으로 하는 공기조화시스템의 배기열 회수 장치.
The method according to claim 1 or 2,
The heat pump unit,
An exhaust heat recovery heat exchanger configured to heat the first heat medium circulated on either side of the first exhaust pipe and the second exhaust pipe with heat of the exhaust air to recover heat of the exhaust air;
A compressor for compressing and circulating the first heat medium by high temperature and high pressure;
An expansion valve connected to the exhaust heat recovery heat exchanger to expand and circulate the circulated first heat medium;
It is connected to the compressor and the expansion valve to exchange the heat of the first heat medium and the heat of the second heat medium, operating as an evaporator in a cooling mode to cool the second heat medium, and operating as a condenser in a heating mode to operate the second heat medium. A heat pump heat exchanger for heating; And
Exhaust heat recovery device of the air conditioning system, characterized in that it comprises a four-way valve for controlling the flow direction of the first heat medium according to the set mode of the cooling mode and the heating mode is connected to the exhaust heat recovery heat exchanger, compressor and heat pump heat exchanger .
제3항에 있어서,
상기 공기조화영역은 원수를 보관하는 원수탱크를 구비하되,
상기 냉각모드에서 히트펌프 열교환기에 의해 냉각된 상기 제2열매체에 의해 상기 원수탱크의 원수를 냉각시키고, 난방모드에서 상기 히트펌프 열교환기에 의해 난방된 상기 제2열매체에 의해 상기 원수탱크의 원수를 가열시키는 원수 열교환부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 공기조화시스템의 배기열 회수 장치.
According to claim 3,
The air conditioning area is provided with a raw water tank for storing raw water,
The raw water of the raw water tank is cooled by the second heat medium cooled by the heat pump heat exchanger in the cooling mode, and the raw water of the raw water tank is heated by the second heat medium heated by the heat pump heat exchanger in the heating mode. Exhaust heat recovery device of the air conditioning system, characterized in that it further comprises a raw water heat exchange unit.
제4항에 있어서,
상기 원수 열교환부는,
상기 제2열매체를 순환시키는 제1순환펌프;
상기 제2열매체의 열과 원수의 열을 교환하여 상기 원수를 가열하거나 냉각시키는 원수 열교환기;
상기 원수를 원수탱크 및 상기 원수 열교환기를 순환시키는 제2순환펌프; 및
상기 원수 열교환기에서 가열 또는 냉각된 원수를 여과하여 상기 원수탱크로 재공급하는 여과기를 포함하는 것을 특징으로 하는 공기조화시스템의 배기열 회수 장치.
The method of claim 4,
The raw water heat exchange unit,
A first circulation pump circulating the second heat medium;
A raw water heat exchanger that heats or cools the raw water by exchanging heat of the second heat medium with raw water;
A second circulation pump circulating the raw water through a raw water tank and the raw water heat exchanger; And
And a filter for filtering the raw water heated or cooled in the raw water heat exchanger and re-supplying the raw water to the raw water tank.
제1항에 있어서,
상기 현열교환기는,
상기 제2배기관에 설치되어 상기 현열 교환된 이후의 배기공기의 온도를 측정하여 출력하는 제2온도센서를 포함하고,
상기 제2온도센서를 통해 획득된 제2배기공기 온도가 미리 설정된 기준 온도와 비교하여 제2배기공기 온도가 더 높은 경우, 상기 히트펌프부를 구동하는 히트펌프부 제어모듈을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 공기조화시스템의 배기열 회수 장치.
According to claim 1,
The sensible heat exchanger,
And a second temperature sensor installed in the second exhaust pipe to measure and output the temperature of the exhaust air after the sensible heat exchange,
When the second exhaust air temperature obtained through the second temperature sensor is higher than the preset reference temperature, the second exhaust air temperature is higher, further comprising a heat pump unit control module for driving the heat pump unit Exhaust heat recovery device of the air conditioning system.
제1항에 있어서,
상기 현열교환기는,
상기 제1배기관에 설치되어 상기 현열 교환 전의 배기공기의 온도를 측정하여 출력하는 제1온도센서를 포함하고,
상기 제1온도센서를 통해 획득된 제1배기공기 온도가 미리 설정된 기준 온도와 비교하여 제1배기공기 온도가 더 높은 경우, 상기 히트펌프부를 구동하는 히트펌프부 제어모듈을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 공기조화시스템의 배기열 회수 장치.
According to claim 1,
The sensible heat exchanger,
And a first temperature sensor installed in the first exhaust pipe to measure and output the temperature of the exhaust air before the sensible heat exchange,
When the first exhaust air temperature obtained through the first temperature sensor is higher than the preset reference temperature, the first exhaust air temperature is higher, further comprising a heat pump unit control module for driving the heat pump unit Exhaust heat recovery device of the air conditioning system.
제3항에 있어서,
상기 배기열회수 열교환기는,
상기 제1배기관 및 제2배기관 둘 모두에 구성되고,
상기 공기조화영역 관리자의 조작 또는 설정된 실내 내부 온도 및 온수 온도에 따라 상기 제1배기관에 설치된 제1배기열회수 열교환기 및 제2배기관에 설치된 제2배기열회수 열교환기 중 어느 하나를 선택적으로 동작시키는 시스템제어모듈을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 공기조화시스템의 배기열 회수 장치.According to claim 3,
The exhaust heat recovery heat exchanger,
It is configured in both the first exhaust pipe and the second exhaust pipe,
A system for selectively operating any one of the first exhaust heat recovery heat exchanger installed in the first exhaust pipe and the second exhaust heat recovery heat exchanger installed in the second exhaust pipe according to the operation of the air conditioning area manager or the set indoor internal temperature and hot water temperature. Exhaust heat recovery device of the air conditioning system further comprising a control module.
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