KR20200067425A - Heat Pump - Google Patents

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KR20200067425A KR1020180154261A KR20180154261A KR20200067425A KR 20200067425 A KR20200067425 A KR 20200067425A KR 1020180154261 A KR1020180154261 A KR 1020180154261A KR 20180154261 A KR20180154261 A KR 20180154261A KR 20200067425 A KR20200067425 A KR 20200067425A
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Abstract

A heat pump includes: a compressor compressing a refrigerant; a first heat exchanger; an outside fan sending outside air to the first heat exchanger; a first expansion valve connected to the first heat exchanger; a second heat exchanger; a second expansion valve connected to the second heat exchanger; a switchover valve guiding the refrigerant compressed by the compressor to the first heat exchanger in a cooling operation, and guiding the refrigerant compressed by the compressor to the second heat exchanger in a heating operation; a third heat exchanger comprising a first flow path connected to each of the first expansion valve and the second expansion valve, and a second flow path through which a refrigerant exchanging heat with a refrigerant of the first flow path flows; a bypass tube connecting a space between the second expansion valve and the third heat exchanger to the second flow path; an injection expansion valve installed in the bypass tube; an injection tube connecting the second flow path to the compressor; and a controller opening or closing the injection expansion valve in a heating operation, and increasingly opening the injection expansion valve on a set cycle if a current discharge temperature is no less than an emergency control start temperature and the injection expansion valve is open. Therefore, the heat pump is capable of more reliably lowering a current discharge superheat degree by opening the injection expansion valve.

Description

히트 펌프{Heat Pump}Heat Pump

본 발명은 히트 펌프에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 가스 냉매를 압축기로 인젝션할 수 있는 히트 펌프에 관한 것이다.The present invention relates to a heat pump, and more particularly, to a heat pump capable of injecting a gas refrigerant into a compressor.

히트 펌프는 냉매의 발열 또는 응축열을 이용해 저온의 열원을 고온으로 전달하거나 고온의 열원을 저온으로 전달하는 냉난방장치이다.A heat pump is an air-conditioning and heating device that transfers a low-temperature heat source to a high temperature or heats a high-temperature heat source to a low temperature by using heat or condensation heat.

히트 펌프는 냉매를 압축하는 압축기와, 냉매의 유동방향을 전환하여 냉방운전과 난방운전을 전환하는 냉난방 절환밸브와, 냉매를 실외공기와 열교환시키는 실외열교환기와, 냉매를 팽창시키는 팽창기구와, 냉매를 실내공기와 열교환시키는 실내열교환기를 포함하는 냉동사이클을 이용하여 실내를 냉방시키거나 난방시킬 수 있다. The heat pump includes a compressor that compresses refrigerant, an air-conditioning switching valve that switches cooling and heating operations by switching the flow direction of the refrigerant, an outdoor heat exchanger that exchanges refrigerant with outdoor air, an expansion mechanism that expands refrigerant, and a refrigerant. Cooling or heating the room by using a refrigeration cycle including an indoor heat exchanger to exchange heat with indoor air.

상기와 같은 히트 펌프는 압축기로 흡입되는 냉매 유량이 적은 상태로 압축기가 구동되면, 흡입과열도가 높게 형성되어 압축기에서 토출된 냉매의 온도가 과도하게 상승될 수 있고, 이러한 상태에서 압축기가 계속 구동되면, 오일 등의 윤활유는 열화될 수 있고, 압축기는 소손될 우려가 있다. In the heat pump as described above, when the compressor is driven in a state where the flow rate of the refrigerant sucked into the compressor is low, the suction superheat degree may be high and the temperature of the refrigerant discharged from the compressor may be excessively increased, and the compressor continues to operate in this state. If it does, lubricating oil such as oil may deteriorate, and the compressor may burn out.

히트 펌프는 압축기에서 토출된 냉매의 온도가 너무 높지 않게 관리될 필요성이 있다.The heat pump needs to be managed so that the temperature of the refrigerant discharged from the compressor is not too high.

본 발명은 압축기의 현재 토출온도가 과도하게 높을 경우 인젝션 토출밸브의 개도를 증가시켜 압축기의 현재 토출온도를 신속하게 낮출 수 있는 히트 펌프를 제공하는데 그 목적이 있다. An object of the present invention is to provide a heat pump that can rapidly lower the current discharge temperature of the compressor by increasing the opening degree of the injection discharge valve when the current discharge temperature of the compressor is excessively high.

본 발명의 실시 예에 따른 히트 펌프는 냉매를 압축하는 압축기와; 제1열교환기와; 제1열교환기로 실외공기를 송풍하는 실외팬과; 제1열교환기와 연결된 제1팽창밸브와; 제2열교환기와; 제2열교환기와 연결된 제2팽창밸브와; 쿨링운전시 압축기에서 압축된 냉매를 제1열교환기로 안내하고, 히팅운전시 압축기에서 압축된 냉매를 제2열교환기로 안내하는 절환밸브와; 제2팽창밸브와 제1팽창밸브 각각과 연결된 제1유로와 제1유로의 냉매와 열교환되는 냉매가 통과하는 제2유로가 형성된 제3열교환기와; 제2팽창밸브와 제3열교환기 사이와 상기 제2유로를 연결하는 바이패스 튜브와; 바이패스 튜브에 설치된 인젝션 팽창밸브와; 제2유로와 압축기를 연결하는 인젝션 튜브와; 히팅운전시, 인젝션 팽창밸브를 오픈시키거나 클로즈시키고, 현재토출온도가 비상제어 돌입온도 이상이고, 인젝션 팽창밸브가 오픈이면, 인젝션 팽창밸브를 설정주기로 개도 증가시키는 컨트롤러를 포함한다.A heat pump according to an embodiment of the present invention includes a compressor for compressing a refrigerant; A first heat exchanger; An outdoor fan for blowing outdoor air to the first heat exchanger; A first expansion valve connected to the first heat exchanger; A second heat exchanger; A second expansion valve connected to a second heat exchanger; A switching valve guiding the refrigerant compressed by the compressor to the first heat exchanger during the cooling operation, and guiding the refrigerant compressed by the compressor to the second heat exchanger during the heating operation; A third heat exchanger formed with a first flow path connected to each of the second expansion valve and the first expansion valve and a second flow path through which a refrigerant heat-exchanged with the refrigerant in the first flow path passes; A bypass tube connecting the second expansion valve and the third heat exchanger and the second flow path; An injection expansion valve installed in the bypass tube; An injection tube connecting the second flow path and the compressor; It includes a controller that opens or closes the injection expansion valve during the heating operation, and increases the opening degree of the injection expansion valve at a set cycle when the current discharge temperature is above the emergency control inrush temperature and the injection expansion valve is open.

컨트롤러는 히팅운전시, 현재토출온도가 비상제어 돌입온도 이상이고, 인젝션 팽창밸브가 클로즈이면, 제1팽창밸브를 설정주기로 개도 증가시킬 수 있다.The controller may increase the opening degree of the first expansion valve at a set cycle when the current discharge temperature is higher than the emergency control inrush temperature and the injection expansion valve is closed during the heating operation.

컨트롤러는 토출과열도와 압축기 현재 주파수와 응축온도에 따라 인젝션 팽창밸브를 오픈시키거나 클로즈시킬 수 있다.The controller can open or close the injection expansion valve according to the discharge superheat and the compressor's current frequency and condensation temperature.

컨트롤러는 토출과열도가 제1설정과열도 이상 제1설정시간 유지하고, 압축기 현재 주파수가 설정 주파수 초과이며, 응축온도가 제1설정온도 이하이면, 인젝션 팽창밸브를 최소 개도로 오픈할 수 있다.The controller may open the injection expansion valve to a minimum opening if the discharge superheat is maintained above the first set superheat and the first set time, and the current frequency of the compressor exceeds the set frequency and the condensation temperature is below the first set temperature.

컨트롤러는 토출과열도가 제2설정과열도 미만인 시간이 제2설정시간 유지하거나 압축기 현재 주파수가 설정 주파수 이하이거나, 토출과열도가 제3설정과열도 미만이거나, 응축온도가 제2설정온도 이상이면, 인젝션 팽창밸브를 클로즈할 수 있다. The controller maintains the second set time if the discharge superheat is below the second set superheat, or if the current frequency of the compressor is below the set frequency, or if the discharge superheat is less than the third set superheat, or if the condensation temperature is above the second set temperature. , The injection expansion valve can be closed.

제2설정과열도는 제1설정과열도 보다 낮을 수 있고, 제3설정과열도 보다 높을 수 있다.The second preset superheat may be lower than the first preset superheat, and the third preset superheat may be higher.

제2설정시간은 제1설정시간 보다 길 수 있다. The second set time may be longer than the first set time.

제2설정온도는 제1설정온도 보다 높을 수 있다.The second set temperature may be higher than the first set temperature.

본 발명의 실시 예에 따르면, 히팅운전시 압축기로 흡입되는 냉매의 유량을 증가시킬 수 있는 제1팽창밸브와 인젝션 팽창밸브를 모두 포함하는 히트 펌프에서, 인젝션 팽창밸브가 오픈인 조건이면, 인젝션 팽창밸브의 개도를 증가시켜 현재 토출과열도를 보다 신뢰성 높게 낮출 수 있다.According to an embodiment of the present invention, in the heat pump including both the first expansion valve and the injection expansion valve capable of increasing the flow rate of the refrigerant sucked into the compressor during the heating operation, if the injection expansion valve is open, injection expansion By increasing the opening of the valve, the current discharge superheat can be lowered more reliably.

또한, 인젝션 팽창밸브가 클로즈인 조건이면, 제1팽창밸브의 개도를 증가시켜 현재 토출과열도를 보다 신뢰성 높게 낮출 수 있다.In addition, if the injection expansion valve is in a closed condition, the opening degree of the first expansion valve can be increased to lower the current discharge superheat degree more reliably.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 히트 펌프의 히팅운전시 인젝션 팽창밸브가 오픈일 때의 냉매 흐름이 도시된 도,
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 히트 펌프의 히팅운전시 인젝션 팽창밸브가 클로즈일 때의 냉매 흐름이 도시된 도,
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 히트 펌프의 제어 블록도,
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 히트 펌프의 히팅 운전 방법이 도시된 순서도이다. 1 is a view showing a refrigerant flow when the injection expansion valve is open during the heating operation of the heat pump according to an embodiment of the present invention,
Figure 2 is a diagram showing the refrigerant flow when the injection expansion valve is closed during the heating operation of the heat pump according to an embodiment of the present invention,
3 is a control block diagram of a heat pump according to an embodiment of the present invention,
4 is a flowchart illustrating a method of operating a heating of a heat pump according to an embodiment of the present invention.

이하에서는 본 발명의 구체적인 실시 예를 도면과 함께 상세히 설명하도록 한다. Hereinafter, a specific embodiment of the present invention will be described in detail with the accompanying drawings.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 히트 펌프의 히팅운전시 인젝션 팽창밸브가 오픈일 때의 냉매 흐름이 도시된 도이고, 도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 히트 펌프의 히팅운전시 인젝션 팽창밸브가 오픈일 때의 냉매 흐름이 도시된 도이다. 1 is a diagram illustrating a refrigerant flow when an injection expansion valve is open during a heating operation of a heat pump according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is an injection expansion during a heating operation of a heat pump according to an embodiment of the present invention It is a diagram showing refrigerant flow when the valve is open.

본 실시예의 히트 펌프는 압축기(1)와, 제1열교환기(2)와, 실외팬(3)과, 제1팽창밸브(4)와, 제2열교환기(5)와 제2팽창밸브(6)와, 절환밸브(7)와, 과냉각기(8)를 포함할 수 있다. The heat pump of this embodiment includes a compressor (1), a first heat exchanger (2), an outdoor fan (3), a first expansion valve (4), a second heat exchanger (5) and a second expansion valve ( 6), a switching valve (7), and may include a supercooler (8).

압축기(1)는 냉매를 흡입하여 압축한 후 토출할 수 있다. 압축기(1)는 압축 용량이 가변될 수 있는 용량 가변 압축기로 구성될 수 있고, 일 예로 입력 주파수에 따라 압축 용량이 가변될 수 있는 인버터 압축기일 수 있다.The compressor 1 can suck the refrigerant, compress it, and discharge it. The compressor 1 may be configured as a variable capacity compressor in which the compression capacity is variable, and may be, for example, an inverter compressor in which the compression capacity is variable according to the input frequency.

압축기(1)는 부하가 클 경우, 입력 주파수가 증대되게 제어될 수 있고, 부하가 작을 경우, 입력 주파수가 감소되게 제어될 수 있다. The compressor 1 may be controlled to increase the input frequency when the load is large, and may be controlled to decrease the input frequency when the load is small.

압축기(1)는 냉매를 압축하는 압축실이 형성된 압축부와, 압축부를 압축 작동시키는 모터부를 포함할 수 있고, 압축기(1)의 내부에는 압축부나 모터부의 마모를 방지하기 위한 오일등의 윤할유가 수용될 수 있다.The compressor 1 may include a compression unit having a compression chamber for compressing a refrigerant, and a motor unit for compressing and operating the compression unit. Inside the compressor 1, lubricating oil, such as oil for preventing a compression unit or a motor unit from being worn, may be used. Can be accommodated.

압축기(1)에는 후술하는 인젝션 팽창밸브(130)를 통과한 냉매가 압축실 내부 인젝션되게 안내할 수 인젝션 유로가 형성될 수 있다. 압축기(1)에는 이러한 인젝션 유로와 연결되고, 후술하는 인젝션 배관(140)이 연결되는 인젝션 포터(1')가 형성될 수 있다.The compressor 1 may be formed with an injection flow path through which the refrigerant passing through the injection expansion valve 130 to be described later is injected inside the compression chamber. The compressor 1 may be formed with an injection porter 1 ′ connected to the injection flow path and connected to the injection pipe 140 described later.

압축기(1)에는 냉매가 압축기(1)로 흡입되는 석션 튜브(11)와, 압축기(1)에서 토출된 냉매가 안내되는 디스챠지 튜브(12)가 연결될 수 있다. The compressor 1 may be connected to a suction tube 11 through which refrigerant is sucked into the compressor 1 and a discharge tube 12 through which refrigerant discharged from the compressor 1 is guided.

석션 튜브(11)는 절환밸브(7)와 압축기(1)를 연결할 수 있다. 석션 튜브(11)에는 기상냉매와 액냉매 중 액냉매가 수용되는 어큐물레이터(13)이 설치될 수 있다. The suction tube 11 may connect the switching valve 7 and the compressor 1. The suction tube 11 may be provided with an accumulator 13 in which a liquid refrigerant is accommodated in a gas phase refrigerant or a liquid refrigerant.

디스챠지 튜브(12)는 압축기(1)와 절환밸브(7)를 연결할 수 있다. 디스챠지 튜브(12)에는 압축기(1)에서 토출된 냉매의 온도(즉, 압축기 토출온도)를 감지할 수 있는 고온센서(14)가 설치될 수 있다. The discharge tube 12 may connect the compressor 1 and the switching valve 7. The discharge tube 12 may be provided with a high temperature sensor 14 capable of sensing the temperature of the refrigerant discharged from the compressor 1 (that is, the compressor discharge temperature).

제1열교환기(2)는 실외공기와 냉매를 열교환시키는 실외열교환기일 수 있다. 제1열교환기(2)는 쿨링운전시 압축기(1)에서 압축된 냉매가 응축되는 응축기로 기능할 수 있고, 히팅운전시 제1팽창밸브(4)에서 팽창된 냉매가 증발되는 증발기로 기능할 수 있다. The first heat exchanger 2 may be an outdoor heat exchanger for exchanging outdoor air and refrigerant. The first heat exchanger (2) may function as a condenser where refrigerant compressed in the compressor (1) condenses during cooling operation, and functions as an evaporator where refrigerant expanded in the first expansion valve (4) evaporates during heating operation. Can be.

제1열교환기(2)는 제1팽창밸브(4)와 제1팽창밸브 연결튜브(22)로 연결될 수 있다. The first heat exchanger 2 may be connected to the first expansion valve 4 and the first expansion valve connecting tube 22.

제1열교환기(2)는 핀 튜브형 열교환기로 구성될 수 있고, 복수개의 튜브(23)와, 복수개의 튜브(23)에 연결된 복수개의 핀(24)을 포함할 수 있다. 제1열교환기(3)는 복수개의 튜브 중 최하측 튜브의 아래에 배치되고 복수개의 튜브와 직접 연결되지 않는 별도의 과냉각 튜브(25)를 더 포함할 수 있다. 과냉각 튜브(25)는 핀(24)을 통해 복수개의 튜브(23)와 연결될 수 있다. The first heat exchanger 2 may be configured as a fin tube type heat exchanger, and may include a plurality of tubes 23 and a plurality of fins 24 connected to the plurality of tubes 23. The first heat exchanger 3 may further include a separate supercooling tube 25 which is disposed below the lowermost tube among the plurality of tubes and is not directly connected to the plurality of tubes. The supercooling tube 25 may be connected to a plurality of tubes 23 through fins 24.

과냉각 튜브(25)는 후술하는 ???? 와 연결될 수 있고, 히팅모드시 냉매는 과냉각 튜브(25)를 통과하면서 과냉될 수 있다. The supercooling tube 25 will be described later ???? It may be connected to, and in the heating mode, the refrigerant may be supercooled while passing through the supercooling tube 25.

실외팬(3)은 제1열교환기(2)로 실외공기를 송풍할 수 있다.The outdoor fan 3 may blow outdoor air to the first heat exchanger 2.

제1팽창밸브(4)는 히팅운전시 제1열교환기(2)를 향해 유동되는 냉매를 팽창시키는 실외팽창밸브일 수 있다. 제1팽창밸브(4)는 제1열교환기(2)와 냉매튜브로 연결될 수 있다. 제1팽창밸브(4)는 그 개도(개방 정도)가 조절될 수 있는 EEV나 LEV 등의 전자 팽창밸브일 수 있다. The first expansion valve 4 may be an outdoor expansion valve that expands refrigerant flowing toward the first heat exchanger 2 during the heating operation. The first expansion valve 4 may be connected to the first heat exchanger 2 and the refrigerant tube. The first expansion valve 4 may be an electronic expansion valve such as EEV or LEV whose opening degree (openness) can be adjusted.

제1팽창밸브(4)는 쿨링운전시 풀오픈될 수 있고, 히팅운전시 제1열교환기(2)를 향해 유동되는 냉매를 팽창시킬 수 있는 개도로 개도 조절될 수 있다. The first expansion valve 4 can be fully opened during the cooling operation, and the opening degree can also be adjusted to the opening degree to expand the refrigerant flowing toward the first heat exchanger 2 during the heating operation.

히팅운전시, 제1팽창밸브(4)의 개도가 클수록 냉동 사이클을 순환하는 냉매의 유량은 증대될 수 있고, 제1팽창밸브(4)의 개도가 작을수록 히트 펌프을 순환하는 냉매의 유량은 감소될 수 있다. During the heating operation, as the opening degree of the first expansion valve 4 increases, the flow rate of the refrigerant circulating through the refrigeration cycle may increase, and as the opening degree of the first expansion valve 4 decreases, the flow rate of the refrigerant circulating through the heat pump decreases. Can be.

제1팽창밸브(4)는 후술하는 제3열교환기(110)의 제1유로(P1)과 제1냉매튜브(42)로 연결될 수 있다.The first expansion valve 4 may be connected to the first flow path P1 of the third heat exchanger 110, which will be described later, and the first refrigerant tube 42.

제2열교환기(5)는 쿨링운전시 제2팽창밸브(6)에서 압축된 냉매가 응축되는 증발기로 기능할 수 있고, 히팅운전시 압축기(1)에서 압축된 냉매가 응축되는 응축기로 기능할 수 있다. The second heat exchanger 5 may function as an evaporator in which the refrigerant compressed in the second expansion valve 6 is condensed during the cooling operation, and as a condenser in which the refrigerant compressed in the compressor 1 is condensed during the heating operation. Can be.

제2열교환기(5)는 실내 공기와 냉매를 열교환시킬 수 있고, 이 경우 제2열교환기(5)는 실내열교환기일 수 있다. 제2열교환기(5)가 실내열교환기일 경우, 히트 펌프는 제2열교환기(5)로 실내공기를 송풍하는 실내팬(미도시)을 더 포함할 수 있다. 그리고, 이 경우 후술하는 제2팽창밸브(6)는 제2열교환기(5) 및 실내팬과 함께 실내기에 설치될 수 있고, 이러한 실내기는 실내 공기를 쿨링운전시키거나 히팅운전시킬 수 있다. The second heat exchanger 5 can exchange heat between the indoor air and the refrigerant, and in this case, the second heat exchanger 5 may be an indoor heat exchanger. When the second heat exchanger 5 is an indoor heat exchanger, the heat pump may further include an indoor fan (not shown) for blowing indoor air to the second heat exchanger 5. In addition, in this case, the second expansion valve 6 described later may be installed in the indoor unit together with the second heat exchanger 5 and the indoor fan, and such indoor unit may cool or heat the indoor air.

한편, 제2열교환기(5)는 물과 냉매를 열교환시킬 수 있고, 이 경우 제2열교환기(5)는 수냉매열교환기일 수 있다. 제2열교환기(5)가 수냉매열교환기일 경우, 히트 펌프는 제2열교환기(5)에 연결되 수배관을 더 포함할 수 있고, 히트 펌프는 수배관에 연결된 온수 수요처로 온수를 공급하는 급탕기로 기능할 수 있고, 수배관에 연결된 냉수 수요처로 냉수를 공급하는 칠러로 기능할 수 있다. Meanwhile, the second heat exchanger 5 may exchange water and refrigerant, and in this case, the second heat exchanger 5 may be a water refrigerant heat exchanger. When the second heat exchanger 5 is a water-refrigerant heat exchanger, the heat pump may further include a water pipe connected to the second heat exchanger 5, and the heat pump may supply hot water to a hot water demand connected to the water pipe. It can function as a hot water heater, and can function as a chiller that supplies cold water to a cold water supply destination connected to a water pipe.

본 실시예는 제2열교환기(5)에 수배관(51)이 연결되어, 제2열교환기(5)가 냉매와 물을 열교환시키는 수냉매열교환기인 경우를 예로 들어 설명한다. This embodiment will be described as an example in which the water pipe 51 is connected to the second heat exchanger 5 and the second heat exchanger 5 is a water refrigerant heat exchanger for exchanging refrigerant and water.

제2열교환기(5)에는 냉매가 통과하는 냉매유로(51)와, 물이 통과하는 물유로(52)가 형성될 수 있다. 냉매유로(51)를 통과하는 냉매와, 물유로(52)를 통과하는 물은 냉매유로(51)와 물유로(52)의 사이에 위치되는 전열부재를 통해 열교환할 수 있다. The second heat exchanger 5 may be formed with a refrigerant passage 51 through which a refrigerant passes and a water passage 52 through which water passes. The refrigerant passing through the refrigerant passage 51 and the water passing through the water passage 52 may exchange heat through a heat transfer member positioned between the refrigerant passage 51 and the water passage 52.

제2열교환기(5)의 냉매유로(51)는 절환밸브(7)와 제2열교환기 연결튜브(72)로 연결될 수 있다. The refrigerant passage 51 of the second heat exchanger 5 may be connected to the switching valve 7 and the second heat exchanger connecting tube 72.

제2열교환기 연결튜브(72)에는 히팅운전시, 절환밸브(7)에서 제2열교환기(5)로 유동되는 냉매의 압력(즉, 응축압 또는 고압)을 감지하는 고압센서(74)가 배치될 수 있다. The second heat exchanger connecting tube 72 has a high pressure sensor 74 that senses the pressure (ie, condensing pressure or high pressure) of the refrigerant flowing from the switching valve 7 to the second heat exchanger 5 during the heating operation. Can be deployed.

제2열교환기 연결튜브(72)에는 히팅운전시 제2열교환기(5)를 향해 유동되는 냉매의 온도를 감지하는 입구 온도센서(76)가 배치될 수 있다. An inlet temperature sensor 76 that senses the temperature of the refrigerant flowing toward the second heat exchanger 5 during the heating operation may be disposed on the second heat exchanger connection tube 72.

그리고, 제2열교환기(5)의 냉매유로(51)는 제2팽창밸브(6)와 제2팽창밸브 연결튜브(54)로 연결될 수 있다. 제2팽창밸브 연결튜브(54)에는 히팅운전시, 제2열교환기(5)를 통과한 냉매의 온도를 감지하는 출구 온도센서(56)이 배치될 수 있다. In addition, the refrigerant passage 51 of the second heat exchanger 5 may be connected to the second expansion valve 6 and the second expansion valve connecting tube 54. The second expansion valve connecting tube 54 may be provided with an outlet temperature sensor 56 that senses the temperature of the refrigerant that has passed through the second heat exchanger 5 during the heating operation.

한편, 제2열교환기(5)의 물 유로(52)에는 냉수 수요처나 온수 수요처의 물을 물 유로(52)로 안내하는 입수 배관(57)이 연결될 수 있다. On the other hand, the water passage 52 of the second heat exchanger 5 may be connected to the inlet pipe 57 for guiding water from the cold water demand or hot water demand to the water flow path 52.

입수배관(57)에는 물이 냉수 수요처나 온수 수요처와 물 유로(52)를 순환되게 펌핑시키는 수펌프(57A)가 설치될 수 있다. 입수배관(57)에는 입수배관(57)의 수압이 높을 경우, 압력을 해제시키는 릴리프 밸브(57B)가 연결될 수 있다. 입수배관(57)에는 입수배관(57)의 압력을 확인할 수 있는 압력 게이지(57C)가 연결될 수 있다. 입수배관(57)에는 팽창탱크(57D)가 연결될 수 있다. A water pump 57A may be installed in the inlet pipe 57 to pump water to the cold water demand or hot water demand and the water passage 52 to be circulated. When the water pressure of the inlet pipe 57 is high, a relief valve 57B for releasing the pressure may be connected to the inlet pipe 57. A pressure gauge 57C capable of confirming the pressure of the inlet pipe 57 may be connected to the inlet pipe 57. An expansion tank 57D may be connected to the intake pipe 57.

그리고, 제2열교환기(5)의 물 유로(52)에는 물 유로(52)를 통과한 물을 냉수 수요처나 온수 수요처로 안내하는 출수배관(58)이 연결될 수 있다. In addition, the water passage 52 of the second heat exchanger 5 may be connected with an outlet pipe 58 for guiding the water passing through the water passage 52 to a cold water demand or a hot water demand.

출수배관(58)는 출수배관(58) 내 에어를 외부로 배기시킬 수 있는 에어 벤트(58A)가 연결될 수 있다. The water discharge pipe 58 may be connected with an air vent 58A that can exhaust air in the water discharge pipe 58 to the outside.

컨트롤러(200, 도 4 참조)는 출구 온도센서(56)에 의해 감지된 온도와 입구 온도센서(76)에 의해 감지된 온도의 차를 이용하여 부하를 판단할 수 있고, 그에 The controller 200 (refer to FIG. 4) may determine a load using a difference between the temperature sensed by the outlet temperature sensor 56 and the temperature sensed by the inlet temperature sensor 76, and accordingly

따라 압축기(1)의 입력 주파수를 가변할 수 있다. 그리고, 부하에 따라 수펌프(57A)를 제어할 수 있다.Accordingly, the input frequency of the compressor 1 can be varied. Then, the water pump 57A can be controlled according to the load.

제2팽창밸브(6)는 제2열교환기(5)와 연결될 수 있다. 제2팽창밸브(6)는 쿨링운전시 제2열교환기(5)를 향해 유동되는 냉매를 팽창시킬 수 있는 개도로 개도 조절될 수 있고, 히팅운전시 풀오픈될 수 있다.The second expansion valve 6 may be connected to the second heat exchanger 5. The second expansion valve 6 can be adjusted to the opening degree to expand the refrigerant flowing toward the second heat exchanger 5 during the cooling operation, and can be fully opened during the heating operation.

제2팽창밸브(6)는 제2팽창밸브 연결튜브(54)에 의해 제2열교환기(5)의 제1유로(51)와 연결될 수 있다. 제2팽창밸브(5)는 그 개도(개방 정도)가 조절될 수 있는 EEV나 LEV 등의 전자 팽창밸브일 수 있다. The second expansion valve 6 may be connected to the first flow path 51 of the second heat exchanger 5 by the second expansion valve connecting tube 54. The second expansion valve 5 may be an electronic expansion valve such as EEV or LEV whose opening degree (openness degree) can be adjusted.

제2팽창밸브(6)는 쿨링운전시 히트 펌프을 순환하는 냉매의 유량을 결정할 수 있는 반면에, 히팅운전시 풀오픈되므로, 히트 펌프를 순환하는 냉매의 유량 결정과 무관할 수 있다. The second expansion valve 6 can determine the flow rate of the refrigerant circulating through the heat pump during the cooling operation, whereas it can be independent of the determination of the flow rate of the refrigerant circulating through the heat pump since it is fully opened during the heating operation.

제2팽창밸브(6)는 후술하는 제3열교환기(110)와 제2냉매튜브(64)(25)(66)로 연결될 수 있고, 이러한 제2냉매튜브는 제2팽창밸브(6)와 과냉각 튜브(25)를 연결하는 제1튜브(64)와, 과냉각 튜브(25)와, 과냉각 튜브(25)와 제3열교환기(110)의 제1유로(P1)를 연결하는 제2튜브(66)를 포함할 수 있다.The second expansion valve 6 may be connected to the third heat exchanger 110 and the second refrigerant tubes 64, 25, and 66, which will be described later, and the second refrigerant tube may be connected to the second expansion valve 6. The first tube 64 connecting the supercooling tube 25, the supercooling tube 25, and the second tube connecting the supercooling tube 25 and the first flow path P1 of the third heat exchanger 110 ( 66).

한편, 본 실시예는 제2냉매튜브가 과냉각 튜브(25)를 포함하지 않고, 제2냉매튜브가 제3열교환기(100)의 제1유로(P1)와 제2팽창밸브(6)를 직접 연결하는 것도 가능함은 물론이다.Meanwhile, in the present embodiment, the second refrigerant tube does not include the supercooling tube 25, and the second refrigerant tube directly connects the first flow path P1 and the second expansion valve 6 of the third heat exchanger 100. Of course, it is possible to connect.

절환밸브(7)는 쿨링운전시 압축기(1)에서 압축된 냉매를 제1열교환기(2)로 안내하고, 히팅운전시 압축기(1)에서 압축된 냉매를 제2열교환기(5)로 안내할 수 있다. 절환밸브(7)는 쿨링운전과 히팅운전을 절환할 수 있는 쿨링/히팅 절환밸브일 수 있고, 그 일예로 적어도 하나의 사방밸브를 포함할 수 있다. 절환밸브(7)는 하나의 사방밸브로 구성될 수 있다.The switching valve 7 guides the refrigerant compressed by the compressor 1 to the first heat exchanger 2 during the cooling operation, and guides the refrigerant compressed by the compressor 1 to the second heat exchanger 5 during the heating operation. can do. The switching valve 7 may be a cooling/heating switching valve capable of switching between a cooling operation and a heating operation, and for example, may include at least one four-way valve. The switching valve 7 may be composed of one four-way valve.

절환밸브(7)에는 석션 튜브(11)와, 디스챠지 튜브(12)가 각각 연결될 수 있다. 그리고, 절환밸브(7)는 제1열교환기(2)와 제1열교환기 연결튜브(71)로 연결될 수 있다. 절환밸브(7)는 제2열교환기(5)와 제2열교환기 연결튜브(72)로 연결될 수 있다. A suction tube 11 and a discharge tube 12 may be connected to the switching valve 7, respectively. In addition, the switching valve 7 may be connected to the first heat exchanger 2 and the first heat exchanger connecting tube 71. The switching valve 7 may be connected to the second heat exchanger 5 and the second heat exchanger connecting tube 72.

절환밸브(7)는 쿨링모드시, 디스챠지 튜브(12)에서 유동된 냉매를 제1열교환기 연결튜브(71)로 안내함과 아울러 제2열교환기 연결튜브(72)에서 유동된 냉매를 석션튜브(11)로 안내할 수 있다. The switching valve 7 guides the refrigerant flowing in the discharge tube 12 to the first heat exchanger connecting tube 71 and suctions the refrigerant flowing in the second heat exchanger connecting tube 72 in the cooling mode. It can be guided to the tube (11).

절환밸브(7)는 히팅모드시, 디스챠지 튜브(11)에서 유동된 냉매를 제2열교환기 연결튜브(72)로 안내함과 아울러 제1열교환기 연결튜브(71)에서 유동된 냉매를 석션튜브(11)로 안내할 수 있다.The switching valve 7 guides the refrigerant flowing in the discharge tube 11 to the second heat exchanger connecting tube 72 and suctions the refrigerant flowing in the first heat exchanger connecting tube 71 in the heating mode. It can be guided to the tube (11).

본 실시예는 제1열교환기 또는 제2열교환기에서 응축된 냉매를 과냉시킬 수 있는 과냉각기(8)를 더 포함할 수 있다. This embodiment may further include a supercooler 8 capable of supercooling the refrigerant condensed in the first heat exchanger or the second heat exchanger.

과냉각기(8)는 제3열교환기(110), 바이패스 튜브(120), 인젝션 팽창밸브(130)와, 인젝션 튜브(140)를 포함할 수 있다. The supercooler 8 may include a third heat exchanger 110, a bypass tube 120, an injection expansion valve 130, and an injection tube 140.

제3열교환기(110)는 제2팽창밸브(6) 및 제1팽창밸브(6) 각각과 연결된 제1유로(P1)와, 제1유로(P1)의 냉매와 열교환되는 냉매가 통과하는 제2유로(P2)가 형성될 수 있다. The third heat exchanger 110 is a first flow path (P1) connected to each of the second expansion valve (6) and the first expansion valve (6), and a refrigerant through which the refrigerant heat exchanges with the refrigerant in the first flow path (P1) passes. Two flow paths P2 may be formed.

제1유로(P1)는 제1팽창밸브(2)와 제1냉매튜브(42)로 연결될 수 있고, 제2팽창밸브(6)와 제2냉매튜브(64)(25)(66)로 연결될 수 있다.The first flow path P1 may be connected to the first expansion valve 2 and the first refrigerant tube 42, and may be connected to the second expansion valve 6 and the second refrigerant tubes 64, 25 and 66. Can be.

제2유로(P1)는 인젝션 팽창밸브(130)에 의해 팽창된 냉매가 통과하는 유로로서, 인젝션 팽창밸브(130)에 의해 팽창된 냉매는 제2유로(P1)를 통과하면서 제1유로(P1)를 통과하는 냉매와 열교환될 수 있다. The second flow path P1 is a flow path through which the refrigerant expanded by the injection expansion valve 130 passes, and the refrigerant expanded by the injection expansion valve 130 passes through the second flow path P1 while passing through the first flow path P1. ) Can be exchanged with the refrigerant passing through.

제3열교환기(110)는 히팅운전시, 제1유로(P1)를 통과하는 냉매를 과냉시킬 수 있는 과냉각 열교환기일 수 있다. The third heat exchanger 110 may be a supercooling heat exchanger capable of supercooling the refrigerant passing through the first flow path P1 during the heating operation.

바이패스 튜브(120)는 제2팽창밸브(6)와 제3열교환기(110) 사이(66)와 제2유로(P2)를 연결할 수 있다. The bypass tube 120 may connect 66 between the second expansion valve 6 and the third heat exchanger 110 and the second flow path P2.

바이패스 튜브(120)는 히팅운전시 제1냉매튜브(64)(25)(26)를 통과하는 냉매의 일부가 제1유로(P1)로 유입되지 않고 제2유로(P2)로 유입되게 안내하는 튜브로서, 바이패스 튜브(120)를 통과하는 냉매를 제1유로(P1)를 바이패스하여 제2유로(P2)와 인젝션 튜브(140)를 순차적으로 통과한 후 압축기(1)로 인젝션될 수 있다. The bypass tube 120 guides a part of the refrigerant passing through the first refrigerant tubes 64, 25, and 26 into the second passage P2 without flowing into the first passage P1 during the heating operation. As a tube, the refrigerant passing through the bypass tube 120 bypasses the first flow path P1 and sequentially passes through the second flow path P2 and the injection tube 140 and then is injected into the compressor 1. Can be.

바이패스 튜브(120)의 일단은 제1냉매튜브(64)(25)(66)에 연결될 수 있다. 제1냉매튜브(64)(25)(26)가 제1튜브(64), 과냉각튜브(25) 및 제2튜브(66)을 모두 포함할 경우, 바이패스 튜브(120)의 일단은 과냉각튜브(25)에 연결되지 않고, 제2튜브(66)에 연결될 수 있다. One end of the bypass tube 120 may be connected to the first refrigerant tube (64) (25) (66). When the first refrigerant tube 64, 25, and 26 include both the first tube 64, the supercooled tube 25, and the second tube 66, one end of the bypass tube 120 is a supercooled tube It is not connected to the (25), it may be connected to the second tube (66).

바이패스 튜브(120)의 타단은 제2유로(P2)에 연결될 수 있다. The other end of the bypass tube 120 may be connected to the second flow path (P2).

인젝션 팽창밸브(130)는 바이패스 튜브(120)에 설치될 수 있다. 인젝션 팽창밸브(130)는 제1팽창밸브(4)와 제2팽창밸브(6) 사이를 유동하는 냉매의 일부를 팽창하여 압축기(1)로 인젝션할 수 있다. 인젝션 팽창밸브(130)는 히팅운전시 토출과열도와 압축기 현재 주파수와 응축온도에 따라 오픈되거나 클로즈될 수 있다. The injection expansion valve 130 may be installed in the bypass tube 120. The injection expansion valve 130 may inject a portion of the refrigerant flowing between the first expansion valve 4 and the second expansion valve 6 into the compressor 1. The injection expansion valve 130 may be opened or closed according to the discharge superheat during the heating operation and the current frequency and condensation temperature of the compressor.

인젝션 팽창밸브(130)은 냉방시 클로즈될 수 있고, 난방시 후술하는 컨트롤러(200)에 의해 오픈되거나 클로즈될 수 있다. The injection expansion valve 130 may be closed when cooling, and may be opened or closed by the controller 200 to be described later when heating.

인젝션 팽창밸브(130)가 오픈되는 조건과 인젝션 팽창밸브(130)가 클로즈되는 조건에 대해서는 후술하여 상세히 설명한다. Conditions for opening the injection expansion valve 130 and conditions for closing the injection expansion valve 130 will be described in detail later.

본 실시예의 인젝션 팽창밸브(130)는 오픈시, 현재 압축기 토출온도에 따라 그 개도가 증감될 수 있다. 인젝션 팽창밸브(130)의 개도는 압축기 토출온도가 과도하게 높을 경우, 증가될 수 있다. 압축기 토출온도가 과도하게 높을 때, 인젝션 팽창밸브(130)의 개도가 증가되면, 압축기(1)를 통과하는 냉매의 유량은 증대될 수 있고, 이 경우 압축기 토출온도가 낮아질 수 있다. When the injection expansion valve 130 of the present embodiment is opened, its opening degree may be increased or decreased according to the current compressor discharge temperature. The opening degree of the injection expansion valve 130 may be increased when the compressor discharge temperature is excessively high. When the compressor discharge temperature is excessively high, when the opening degree of the injection expansion valve 130 is increased, the flow rate of the refrigerant passing through the compressor 1 may be increased, and in this case, the compressor discharge temperature may be lowered.

인젝션 튜브(140)는 제2유로(P2)와 압축기(1)를 연결할 수 있다. 인젝션 튜브(140)의 일단은 제2유로(P2)에 연결될 수 있다. 인젝션 튜브(140)의 타단은 압축기(1)에 제공된 인젝션 포트(1')에 연결될 수 있다.The injection tube 140 may connect the second flow path P2 and the compressor 1. One end of the injection tube 140 may be connected to the second flow path P2. The other end of the injection tube 140 may be connected to the injection port 1 ′ provided in the compressor 1.

도 3은 도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 히트 펌프의 제어 블록도이고, 도 4은 본 발명의 실시 예에 따른 히트 펌프의 히팅 운전 방법이 도시된 순서도이다.FIG. 3 is a control block diagram of a heat pump according to an embodiment of the present invention, and FIG. 4 is a flowchart illustrating a method of operating a heat pump according to an embodiment of the present invention.

히트 펌프는 히트 펌프의 동작을 제어하는 컨트롤러(200)을 포함할 수 있다. The heat pump may include a controller 200 that controls the operation of the heat pump.

히트 펌프는 압축기(1)로 흡입되는 냉매 유량이 적은 상태로 압축기(1)가 구동되면, 흡입과열도가 높게 형성되어 압축기(1)에서 토출된 냉매의 온도(이하, 현재 토출온도라 칭함)가 과도하게 상승될 수 있고, 이러한 현재 토출온도가 너무 높은 상태에서 압축기(1)가 계속 구동되면, 오일 등의 윤활유는 열화될 수 있고, 압축기(1)는 소손될 우려가 있다. When the compressor 1 is driven in a state where the flow rate of the refrigerant sucked into the compressor 1 is low, the heat pump is formed with a high suction superheat, and the temperature of the refrigerant discharged from the compressor 1 (hereinafter referred to as the current discharge temperature). May be excessively elevated, and if the compressor 1 is continuously driven while the current discharge temperature is too high, lubricating oil such as oil may deteriorate, and the compressor 1 may be burnt out.

컨트롤러(200)는 현재 토출온도가 과도하게 상승될 경우, 압축기(1)로 통과하는 냉매의 유량을 증가시켜 주는 비상제어를 실시할 수 있다. The controller 200 may perform emergency control to increase the flow rate of the refrigerant passing through the compressor 1 when the current discharge temperature is excessively increased.

컨트롤러(200)는 냉매의 유량을 증가시기 위해, 제1팽창밸브(4)의 개도를 증가시키는 것이 가능하고, 인젝션 팽창밸브(130)의 개도를 증가시키는 것이 가능하다. The controller 200 may increase the opening degree of the first expansion valve 4 and increase the opening degree of the injection expansion valve 130 in order to increase the flow rate of the refrigerant.

히팅운전시, 제1팽창밸브(4)의 개도를 증가시키면, 제1팽창밸브(4)와 제1열교환기(2) 및 절환밸브(7)를 통해 압축기(1)로 흡입되는 냉매의 유량은 증대될 수 있고, 현재 토출온도는 과도하게 높지 않게 낮아질 수 있다. During the heating operation, if the opening degree of the first expansion valve 4 is increased, the flow rate of the refrigerant sucked into the compressor 1 through the first expansion valve 4, the first heat exchanger 2, and the switching valve 7 Can be increased, and the current discharge temperature can be lowered not excessively high.

히팅운전시, 인젝션 팽창밸브(130)의 개도를 증가시키면, 바이패스 배관(120)와, 인젝션 팽창밸브(130)와, 제2유로(P2) 및 인젝션 튜브(140)를 통해 압축기(1)로 흡입되는 냉매의 유량은 증대될 수 있고, 이 경우에도 제1팽창밸브(4)의 개도 증가와 같이, 현재 토출온도는 과도하게 높지 않게 낮아질 수 있다.During the heating operation, if the opening degree of the injection expansion valve 130 is increased, the compressor 1 through the bypass pipe 120, the injection expansion valve 130, the second flow path P2, and the injection tube 140 The flow rate of the refrigerant sucked into can be increased, and even in this case, as the opening degree of the first expansion valve 4 is increased, the current discharge temperature may not be excessively low.

히트 펌프가 제1팽창밸브(4)와, 인젝션 팽창밸브(130)를 모두 포함하고, 제1팽창밸브(4)와, 인젝션 팽창밸브(130) 모두 오픈일 때, 제1팽창밸브(4)의 개도가 증대되면, 바이패스 배관(120)와, 인젝션 팽창밸브(130)와, 제2유로(P2) 및 인젝션 튜브(140)를 통해 압축기(1)로 흡입되는 냉매의 유량이 감소될 수 있고, 오히려 가스 인젝션에 의한 현재 토출온도의 저감 효과는 미비할 수 있고, 현재 토출온도는 점차 상승될 수 있다. When the heat pump includes both the first expansion valve 4 and the injection expansion valve 130, and when both the first expansion valve 4 and the injection expansion valve 130 are open, the first expansion valve 4 When the opening degree of is increased, the flow rate of the refrigerant sucked into the compressor 1 through the bypass pipe 120, the injection expansion valve 130, the second flow path P2, and the injection tube 140 may be reduced. Rather, the effect of reducing the current discharge temperature by gas injection may be insignificant, and the current discharge temperature may be gradually increased.

즉, 히트 펌프가 제1팽창밸브(4)와, 인젝션 팽창밸브(130)를 모두 포함하고, 제1팽창밸브(4)와, 인젝션 팽창밸브(130) 모두 오픈인 상태일 경우에는 인젝션 팽창밸브(130)의 개도를 증가시켜 가스 인젝션에 의한 현재 토출온도의 저감 효과를 극대화화는 것이 바람직하다.That is, when the heat pump includes both the first expansion valve 4 and the injection expansion valve 130, and both the first expansion valve 4 and the injection expansion valve 130 are open, the injection expansion valve It is preferable to increase the opening degree of 130 to maximize the effect of reducing the current discharge temperature by gas injection.

한편, 인젝선 팽창밸브(130)가 클로즈일 경우에는 클로즈인 인젝선 팽창밸브(130)를 오픈 및 개도 증가시키지 않고, 제1팽창밸브(4)의 개도를 증가시키는 것이 바람직하다. On the other hand, if the injection line expansion valve 130 is closed, it is preferable to increase the opening degree of the first expansion valve 4 without increasing the opening and opening of the closed inject line expansion valve 130.

이를 위해 본 실시예의 컨트롤러(200)는 컨트롤러(10)는 히팅운전시, 현재 토출온도가 비상제어 돌입온도 이상이고, 인젝션 팽창밸브(130)가 오픈이면, 인젝션 팽창밸브(130)를 설정주기로 개도 증가시킬 수 있다.(S1)(S2)(S3)(S4)To this end, in the controller 200 of the present embodiment, the controller 10 opens the injection expansion valve 130 at a set cycle when the current discharge temperature is higher than the emergency control inrush temperature and the injection expansion valve 130 is open during the heating operation. (S1)(S2)(S3)(S4)

컨트롤러(10)는 히팅운전시, 현재토출온도가 비상제어 돌입온도 이상이고, 인젝션 팽창밸브(130)가 클로즈이면, 제1팽창밸브(4)를 설정주기로 개도 증가시킬 수 있다.(S1)(S2)(S3)(S5)The controller 10 may increase the opening degree of the first expansion valve 4 at a set cycle when the current discharge temperature is equal to or higher than the emergency control inrush temperature and the injection expansion valve 130 is closed during the heating operation.(S1)( S2)(S3)(S5)

인젝션 팽창밸브(130)은 인젝션 팽창밸브(130)의 오픈 조건시, 오픈될 수 있고, 인젝션 팽창밸브(130)의 오픈 조건은 토출과열도가 제1설정과열도(예를 들면, 18℃) 이상 제1설정시간(예를 들면, 60초) 유지하고, 압축기 현재 주파수가 설정 주파수(예를 들면, 25Hz) 초과이며, 응축온도가 제1설정온도(53℃) 이하인 조건일 수 있다. The injection expansion valve 130 may be opened during an open condition of the injection expansion valve 130, and an open condition of the injection expansion valve 130 may be a first set superheat (for example, 18°C) of discharge superheat. The first set time (for example, 60 seconds) is maintained, the current frequency of the compressor exceeds the set frequency (for example, 25 Hz), and the condensation temperature may be a condition that is equal to or less than the first set temperature (53°C).

이러한, 오픈 조건은 인젝션 팽창밸브(130)를 통한 가스 인젝션이 필요한 조건일 수 있고, 컨트롤러(200)는 토출과열도, 압축기 현재 주파수, 응축온도의 3개 인자가 모두 만족할 경우, 현재 히트 펌프가 인젝션 팽창밸브(130)의 오픈 조건인 것으로 판단할 수 있다.The open condition may be a condition in which gas injection through the injection expansion valve 130 is required, and the controller 200 may have a current heat pump when all three factors of discharge superheat, compressor current frequency, and condensation temperature are satisfied. It can be determined that the open condition of the injection expansion valve 130.

고온센서(14)는 디스챠지 튜브(12)의 온도를 감지하여 컨트롤러(200)로 전송할 수 있고, 고압센서(74)는 제2열교환기 연결튜브(72)의 압력을 감지하여 컨트롤러(200)로 전송할 수 있다. The high temperature sensor 14 can detect the temperature of the discharge tube 12 and transmit it to the controller 200, and the high pressure sensor 74 senses the pressure of the second heat exchanger connection tube 72 to control the controller 200 Can be transferred to.

고압센서(74)에서 감지된 응축압력에 의해 응축온도가 환산될 수 있고, 컨트롤러(200)는 압축기 토출온도와 응축온도의 차를 토출과열도로 연산할 수 있다.The condensation temperature may be converted by the condensing pressure detected by the high pressure sensor 74, and the controller 200 may calculate the difference between the compressor discharge temperature and the condensation temperature as the discharge superheat.

컨트롤러(200)는 제1설정시간(예를 들면, 60초) 동안 토출과열도가 제1설정과열도(예를 들면, 18℃) 이상 유지하고, 압축기(1)로 입력되고 있는 입력 주파수(즉, 현재 주파수)가 설정 주파수(예를 들면, 25Hz) 초과이고, 응축온도가 제1설정온도(53℃) 이하를 유지하면, 인젝션 팽창밸브(130)를 최소 개도(예를 들면, 40plus)로 오픈할 수 있다. The controller 200 maintains the discharge superheat for at least the first set superheat (for example, 18°C) for the first set time (for example, 60 seconds), and the input frequency input to the compressor 1 ( That is, if the current frequency) exceeds the set frequency (eg, 25 Hz), and the condensation temperature is maintained below the first set temperature (53° C.), the injection expansion valve 130 has a minimum opening degree (eg, 40plus). Can be opened.

컨트롤러(200)는 상기와 같이, 인젝션 팽창밸브(130)를 오픈시킨 상태에서, 히트 펌프를 히팅운전시킬 수 있고, 히팅운전의 도중에, 현재 토출온도가 비상제어 돌입온도 이상이면, 인젝션 팽창밸브(130)를 설정주기(예를 들면, 1분)로 설정개도(예를 들면, 10plus)씩 개도 증가시킬 수 있다. As described above, the controller 200 may heat the heat pump while the injection expansion valve 130 is open, and in the middle of the heating operation, if the current discharge temperature is greater than or equal to the emergency control inrush temperature, the injection expansion valve ( 130) may be increased by a set opening degree (for example, 10plus) by a setting period (for example, 1 minute).

상기와 같이, 인젝션 팽창밸브(130)가 설정주기로 설정개도씩 개도가 증가될 경우, 인젝션 팽창밸브(130)를 통해 압축기(1)로 인젝션되는 가스의 유량은 점차 증가되고, 압축기(1)에는 다량의 가스가 인젝션되기 때문에, 압축기(1)의 토출온도가 점차 낮아질 수 있다. As described above, when the opening degree of the injection expansion valve 130 is increased by a set opening degree at a set cycle, the flow rate of the gas injected into the compressor 1 through the injection expansion valve 130 is gradually increased, and the compressor 1 Since a large amount of gas is injected, the discharge temperature of the compressor 1 can be gradually lowered.

히트 펌프는 상기와 같이 인젝선 팽창밸브(130)의 개도가 설정주기로 증가되는 도중에, 현재 토출온도가 비상제어 돌입온도 미만으로 낮아질 수 있고, 컨트롤러(200)는 인젝션 팽창밸브(130)의 개도를 설정주기로 증가시키는 제어를 중단하고, 인젝션 팽창밸브(130)의 현재 개도를 유지시킬 수 있다.(S6)(S2)In the heat pump, as described above, while the opening degree of the injection valve expansion valve 130 is increased in a set cycle, the current discharge temperature may be lowered below the emergency control inrush temperature, and the controller 200 increases the opening degree of the injection expansion valve 130. It is possible to stop the control increasing to the set cycle and maintain the current opening degree of the injection expansion valve 130. (S6) (S2)

한편, 컨트롤러(200)는 인젝션 팽창밸브(130)가 오픈인 상태에서, 토출과열도가 제2설정과열도(예를 들면, 15℃) 미만인 시간이 제2설정시간(예를 들면, 300초) 유지하거나 압축기 현재 주파수가 설정 주파수(예를 들면, 25Hz) 이하이거나, 토출과열도가 제3설정과열도(예를 들면, 10℃) 미만이거나, 응축온도가 제2설정온도(56℃) 이상이면, 인젝션 팽창밸브(130)를 클로즈할 수 있다.Meanwhile, in the state in which the injection expansion valve 130 is open, the controller 200 has a time when the discharge superheat is less than the second set superheat (for example, 15°C) for the second set time (for example, 300 seconds). ) Or the current frequency of the compressor is below the set frequency (for example, 25 Hz), the discharge superheat is less than the third set superheat (for example, 10°C), or the condensation temperature is the second set temperature (56°C). If it is abnormal, the injection expansion valve 130 can be closed.

컨트롤러(200)는 인젝션 팽창밸브(130)가 오픈인 도중에, 토출과열도가 제2설정과열도(예를 들면, 15℃) 미만인 시간이 제2설정시간(예를 들면, 300초) 유지하는 제1클로즈 조건과, 압축기 현재 주파수가 설정 주파수(예를 들면, 25Hz) 이하인 제2클로즈 조건과, 토출과열도가 제3설정과열도(예를 들면, 10℃) 미만인 제3클로즈 조건과, 응축온도가 제2설정온도(예를 들면, 56℃) 이상인 제4클로즈 조건 중, 어느 하나의 클로즈조건이 만족되면, 인젝선 팽창밸브(130)를 즉시 클로즈시킬 수 있다. While the injection expansion valve 130 is open, the controller 200 maintains a time when the discharge superheat is less than the second preset superheat (for example, 15°C) for the second preset time (for example, 300 seconds). A first closed condition, a second closed condition where the current frequency of the compressor is less than or equal to a set frequency (for example, 25 Hz), and a third closed condition where discharge superheat is less than a third set superheat (for example, 10°C), If any one of the closing conditions among the fourth closing conditions in which the condensing temperature is greater than or equal to the second set temperature (for example, 56°C) is satisfied, the injecting vessel expansion valve 130 can be immediately closed.

여기서, 제2설정과열도(예를 들면, 15℃)는 제1설정과열도(예를 들면, 18℃) 보다 낮고, 제3설정과열도(예를 들면, 10℃) 보다 높게 설정된 과열도일 수 있다. Here, the second set superheat (for example, 15°C) is lower than the first set superheat (for example, 18°C), and the superheat degree set higher than the third set superheat (for example, 10°C). Can be

제2설정과열도(예를 들면, 15℃)는 히트 펌프가 과도하게 높지 않은 토출과열도를 유지 중인지 여부를 판단하기 위한 과열도의 기준일 수 있다.The second set superheat (for example, 15°C) may be a criterion for superheat to determine whether the heat pump is maintaining a discharge superheat that is not excessively high.

그리고, 제2설정시간(예를 들면, 300초)은 제1설정시간(예를 들면, 60초) 보다 길게 설정된 시간일 수 있다. 제2설정시간은 히트 펌프가 과도하게 높지 않은 토출과열도를 충분한 시간 동안 유지중인지 여부를 판단하기 위한 기준시간일 수 있다. In addition, the second set time (eg, 300 seconds) may be a time set longer than the first set time (eg, 60 seconds). The second set time may be a reference time for determining whether the heat pump is maintaining a discharge superheat degree that is not excessively high for a sufficient time.

컨트롤러(200)는 토출과열도가 제2설정시간(예를 들면, 300초)동안 제3설정과열도(예를 들면, 10℃) 이하로 내려가지 않았지만, 제2설정과열도(예를 들면, 15℃)를 유지하는 시간이 장시간 즉, 제2설정시간(예를 들면, 300초) 이상이면, 인젝선 팽창밸브(130)를 즉시 클로즈시킬 수 있다. The controller 200 does not drop the discharge superheat to the third set superheat (for example, 10°C) or less for the second set time (for example, 300 seconds), but the second set superheat (for example, , 15°C) for a long time, that is, the second set time (for example, 300 seconds) or more, the injector expansion valve 130 can be immediately closed.

한편, 컨트롤러(200)는 인젝션 팽창밸브(130)가 오픈인 도중에, 토출과열도가 제3설정과열도(예를 들면, 10℃) 이하로 내려가면, 제2설정과열도(예를 들면, 15℃) 및 제2설정시간(예를 들면, 300초)과 무관하게 인젝선 팽창밸브(130)를 즉시 클로즈시킬 수 있다. On the other hand, the controller 200, while the injection expansion valve 130 is open, the discharge superheat is lower than the third set superheat (for example, 10 °C), the second set superheat (for example, 15°C) and the second set time (for example, 300 seconds), the injection valve expansion valve 130 can be immediately closed.

그리고, 설정 주파수(예를 들면, 25Hz)는 현재 토출온도가 적정 토출온도 범위일 때의 압축기 입력 주파수일 수 있고, 컨트롤러(200)는 인젝션 팽창밸브(130)가 오픈인 도중에, 현재 주파수가 설정 주파수(예를 들면, 25Hz) 이하로 내려가면, 토출과열도 및 응축온도와 무관하게 인젝선 팽창밸브(130)를 즉시 클로즈시킬 수 있다.In addition, the set frequency (for example, 25 Hz) may be the compressor input frequency when the current discharge temperature is a suitable discharge temperature range, and the controller 200 may set the current frequency while the injection expansion valve 130 is open. When the frequency is lowered (for example, 25 Hz) or less, the injection valve expansion valve 130 can be immediately closed regardless of discharge superheat and condensation temperature.

그리고, 제2설정온도(예를 들면, 56℃)는 제1설정온도(예를 들면, 53℃) 보다 높게 설정된 온도일 수 있다. 제2설정온도(예를 들면, 56℃)는 현재 토출온도가 적정 토출온도 범위일 때의 응축온도일 수 있고, 컨트롤러(200)는 인젝션 팽창밸브(130)가 오픈인 도중에, 응축온도가 제2설정온도 이상으로 상승되면, 토출과열도 및 현재 주파수와 무관하게 인젝선 팽창밸브(130)를 즉시 클로즈시킬 수 있다.In addition, the second set temperature (eg, 56°C) may be a temperature set higher than the first set temperature (eg, 53°C). The second set temperature (for example, 56°C) may be the condensation temperature when the current discharge temperature is within the proper discharge temperature range, and the controller 200 may control the condensation temperature while the injection expansion valve 130 is open. 2 If the temperature rises above the set temperature, the injection valve expansion valve 130 can be immediately closed regardless of the discharge superheat and the current frequency.

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. The above description is merely illustrative of the technical idea of the present invention, and those skilled in the art to which the present invention pertains may make various modifications and variations without departing from the essential characteristics of the present invention.

따라서, 본 발명에 개시된 실시 예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시 예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. Therefore, the embodiments disclosed in the present invention are not intended to limit the technical spirit of the present invention, but to explain, and the scope of the technical spirit of the present invention is not limited by these embodiments.

본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.The scope of protection of the present invention should be interpreted by the claims below, and all technical spirits within the equivalent range should be interpreted as being included in the scope of the present invention.

1: 압축기 2: 제1열교환기
3: 실외팬 4: 제1팽창밸브
5: 제2열교환기 6: 제2팽창밸브
7: 절환밸브 110: 제3열교환기
120: 바이패스 튜브 130: 인젝션 팽창밸브
140: 인젝션 튜브 200: 컨트롤러
P1: 제1유로 P2: 제2유로1: Compressor 2: First heat exchanger
3: outdoor fan 4: first expansion valve
5: 2nd heat exchanger 6: 2nd expansion valve
7: Switching valve 110: Third heat exchanger
120: bypass tube 130: injection expansion valve
140: injection tube 200: controller
P1: Euro 1 P2: Euro 2

Claims (8)

냉매를 압축하는 압축기와;
제1열교환기와;
상기 제1열교환기로 실외공기를 송풍하는 실외팬과;
상기 제1열교환기와 연결된 제1팽창밸브와,
제2열교환기와;
상기 제2열교환기와 연결된 제2팽창밸브와;
쿨링운전시 상기 압축기에서 압축된 냉매를 제1열교환기로 안내하고, 히팅운전시 압축기에서 압축된 냉매를 제2열교환기로 안내하는 절환밸브와;
상기 제2팽창밸브와 제1팽창밸브 각각과 연결된 제1유로와 상기 제1유로의 냉매와 열교환되는 냉매가 통과하는 제2유로가 형성된 제3열교환기와;
상기 제2팽창밸브와 제3열교환기 사이와 상기 제2유로를 연결하는 바이패스 튜브와;
상기 바이패스 튜브에 설치된 인젝션 팽창밸브와;
상기 제2유로와 상기 압축기를 연결하는 인젝션 튜브와;
히팅운전시, 상기 인젝션 팽창밸브를 오픈시키거나 클로즈시키고, 현재토출온도가 비상제어 돌입온도 이상이고, 상기 인젝션 팽창밸브가 오픈이면, 상기 인젝션 팽창밸브를 설정주기로 개도 증가시키는 컨트롤러를 포함하는 히트 펌프. A compressor for compressing the refrigerant;
A first heat exchanger;
An outdoor fan for blowing outdoor air to the first heat exchanger;
A first expansion valve connected to the first heat exchanger,
A second heat exchanger;
A second expansion valve connected to the second heat exchanger;
A switching valve for guiding the refrigerant compressed by the compressor to the first heat exchanger during the cooling operation and guiding the refrigerant compressed by the compressor to the second heat exchanger during the heating operation;
A third heat exchanger formed with a first flow path connected to each of the second expansion valve and the first expansion valve, and a second flow path through which a refrigerant heat-exchanged with the refrigerant in the first flow path passes;
A bypass tube connecting the second expansion valve and the third heat exchanger and the second flow path;
An injection expansion valve installed in the bypass tube;
An injection tube connecting the second flow path and the compressor;
When the heating operation, the heat pump including a controller that opens or closes the injection expansion valve, and if the current discharge temperature is equal to or higher than the emergency control inrush temperature, and the injection expansion valve is open, the opening expansion valve is opened at a set cycle. . 제 1 항에 있어서,
상기 컨트롤러는 히팅운전시, 현재토출온도가 비상제어 돌입온도 이상이고, 상기 인젝션 팽창밸브가 클로즈이면, 상기 제1팽창밸브를 설정주기로 개도 증가시키는 히트 펌프. According to claim 1,
The heat pump for increasing the opening of the first expansion valve at a set cycle when the current discharge temperature is higher than the emergency control inrush temperature and the injection expansion valve is closed during the heating operation. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 컨트롤러는 토출과열도와 압축기 현재 주파수와 응축온도에 따라 상기. 인젝션 팽창밸브를 오픈시키거나 클로즈시키는 히트 펌프.The method of claim 1 or 2,
The controller is said in accordance with the discharge superheat and the compressor current frequency and condensation temperature. A heat pump that opens or closes the injection expansion valve. 제 3 항에 있어서,
상기 컨트롤러는 토출과열도가 제1설정과열도 이상 제1설정시간 유지하고, 압축기 현재 주파수가 설정 주파수 초과이며, 응축온도가 제1설정온도 이하이면, 인젝션 팽창밸브를 최소 개도로 오픈하는 히트 펌프.The method of claim 3,
The controller is a heat pump that maintains the discharge superheat over the first set superheat and the first set time, and when the compressor current frequency exceeds the set frequency and the condensation temperature is below the first set temperature, opens the injection expansion valve to the minimum opening degree. . 제 4 항에 있어서,
상기 컨트롤러는 토출과열도가 제2설정과열도 미만인 시간이 제2설정시간 유지하거나 압축기 현재 주파수가 설정 주파수 이하이거나, 토출과열도가 제3설정과열도 미만이거나, 응축온도가 제2설정온도 이상이면, 인젝션 팽창밸브를 클로즈하는 히트 펌프. The method of claim 4,
The controller maintains the second set time when the discharge superheat is less than the second set superheat, or the current frequency of the compressor is less than the set frequency, the discharge superheat is less than the third set superheat, or the condensation temperature is greater than the second set temperature. The back side, heat pump to close the injection expansion valve. 제 5 항에 있어서,
상기 제2설정과열도는 제1설정과열도 보다 낮고, 제3설정과열도 보다 높은 히트 펌프. The method of claim 5,
The second set superheat is lower than the first set superheat, and the heat pump is higher than the third set superheat. 제 5 항에 있어서,
상기 제2설정시간은 상기 제1설정시간 보다 긴 히트 펌프.The method of claim 5,
The second set time is longer than the first set time heat pump. 제 5 항에 있어서,
상기 제2설정온도는 상기 제1설정온도 보다 높은 히트 펌프.The method of claim 5,
The second set temperature is higher than the first set temperature heat pump.
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