KR20220010865A - 히트펌프 - Google Patents

히트펌프 Download PDF

Info

Publication number
KR20220010865A
KR20220010865A KR1020200089520A KR20200089520A KR20220010865A KR 20220010865 A KR20220010865 A KR 20220010865A KR 1020200089520 A KR1020200089520 A KR 1020200089520A KR 20200089520 A KR20200089520 A KR 20200089520A KR 20220010865 A KR20220010865 A KR 20220010865A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
refrigerant
outdoor
heat exchanger
heat pump
space
Prior art date
Application number
KR1020200089520A
Other languages
English (en)
Inventor
김민수
조은준
윤필현
류지형
이영민
서호진
Original Assignee
엘지전자 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 엘지전자 주식회사 filed Critical 엘지전자 주식회사
Priority to KR1020200089520A priority Critical patent/KR20220010865A/ko
Priority to CN202110702341.3A priority patent/CN113958995A/zh
Priority to US17/356,951 priority patent/US20220018580A1/en
Priority to EP21184565.6A priority patent/EP3943822B1/en
Publication of KR20220010865A publication Critical patent/KR20220010865A/ko

Links

Images

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25BREFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B30/00Heat pumps
    • F25B30/02Heat pumps of the compression type
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24FAIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F1/00Room units for air-conditioning, e.g. separate or self-contained units or units receiving primary air from a central station
    • F24F1/06Separate outdoor units, e.g. outdoor unit to be linked to a separate room comprising a compressor and a heat exchanger
    • F24F1/46Component arrangements in separate outdoor units
    • F24F1/48Component arrangements in separate outdoor units characterised by air airflow, e.g. inlet or outlet airflow
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24DDOMESTIC- OR SPACE-HEATING SYSTEMS, e.g. CENTRAL HEATING SYSTEMS; DOMESTIC HOT-WATER SUPPLY SYSTEMS; ELEMENTS OR COMPONENTS THEREFOR
    • F24D3/00Hot-water central heating systems
    • F24D3/18Hot-water central heating systems using heat pumps
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24FAIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F1/00Room units for air-conditioning, e.g. separate or self-contained units or units receiving primary air from a central station
    • F24F1/0003Room units for air-conditioning, e.g. separate or self-contained units or units receiving primary air from a central station characterised by a split arrangement, wherein parts of the air-conditioning system, e.g. evaporator and condenser, are in separately located units
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24FAIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F1/00Room units for air-conditioning, e.g. separate or self-contained units or units receiving primary air from a central station
    • F24F1/06Separate outdoor units, e.g. outdoor unit to be linked to a separate room comprising a compressor and a heat exchanger
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24FAIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F1/00Room units for air-conditioning, e.g. separate or self-contained units or units receiving primary air from a central station
    • F24F1/06Separate outdoor units, e.g. outdoor unit to be linked to a separate room comprising a compressor and a heat exchanger
    • F24F1/38Fan details of outdoor units, e.g. bell-mouth shaped inlets or fan mountings
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24FAIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F1/00Room units for air-conditioning, e.g. separate or self-contained units or units receiving primary air from a central station
    • F24F1/06Separate outdoor units, e.g. outdoor unit to be linked to a separate room comprising a compressor and a heat exchanger
    • F24F1/46Component arrangements in separate outdoor units
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24FAIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F1/00Room units for air-conditioning, e.g. separate or self-contained units or units receiving primary air from a central station
    • F24F1/06Separate outdoor units, e.g. outdoor unit to be linked to a separate room comprising a compressor and a heat exchanger
    • F24F1/56Casing or covers of separate outdoor units, e.g. fan guards
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24FAIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F11/00Control or safety arrangements
    • F24F11/30Control or safety arrangements for purposes related to the operation of the system, e.g. for safety or monitoring
    • F24F11/32Responding to malfunctions or emergencies
    • F24F11/36Responding to malfunctions or emergencies to leakage of heat-exchange fluid
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24FAIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F11/00Control or safety arrangements
    • F24F11/30Control or safety arrangements for purposes related to the operation of the system, e.g. for safety or monitoring
    • F24F11/48Control or safety arrangements for purposes related to the operation of the system, e.g. for safety or monitoring prior to normal operation, e.g. pre-heating or pre-cooling
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24FAIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F11/00Control or safety arrangements
    • F24F11/70Control systems characterised by their outputs; Constructional details thereof
    • F24F11/80Control systems characterised by their outputs; Constructional details thereof for controlling the temperature of the supplied air
    • F24F11/87Control systems characterised by their outputs; Constructional details thereof for controlling the temperature of the supplied air by controlling absorption or discharge of heat in outdoor units
    • F24F11/871Control systems characterised by their outputs; Constructional details thereof for controlling the temperature of the supplied air by controlling absorption or discharge of heat in outdoor units by controlling outdoor fans
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24FAIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F13/00Details common to, or for air-conditioning, air-humidification, ventilation or use of air currents for screening
    • F24F13/08Air-flow control members, e.g. louvres, grilles, flaps or guide plates
    • F24F13/10Air-flow control members, e.g. louvres, grilles, flaps or guide plates movable, e.g. dampers
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24FAIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F13/00Details common to, or for air-conditioning, air-humidification, ventilation or use of air currents for screening
    • F24F13/08Air-flow control members, e.g. louvres, grilles, flaps or guide plates
    • F24F13/10Air-flow control members, e.g. louvres, grilles, flaps or guide plates movable, e.g. dampers
    • F24F13/12Air-flow control members, e.g. louvres, grilles, flaps or guide plates movable, e.g. dampers built up of sliding members
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25BREFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B49/00Arrangement or mounting of control or safety devices
    • F25B49/02Arrangement or mounting of control or safety devices for compression type machines, plants or systems
    • F25B49/022Compressor control arrangements
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25BREFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B2313/00Compression machines, plants or systems with reversible cycle not otherwise provided for
    • F25B2313/029Control issues
    • F25B2313/0294Control issues related to the outdoor fan, e.g. controlling speed
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25BREFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B2500/00Problems to be solved
    • F25B2500/22Preventing, detecting or repairing leaks of refrigeration fluids
    • F25B2500/222Detecting refrigerant leaks
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25BREFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B2600/00Control issues
    • F25B2600/02Compressor control
    • F25B2600/021Inverters therefor
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25BREFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B2600/00Control issues
    • F25B2600/11Fan speed control
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02BCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B30/00Energy efficient heating, ventilation or air conditioning [HVAC]
    • Y02B30/12Hot water central heating systems using heat pumps

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Other Air-Conditioning Systems (AREA)
  • Air Conditioning Control Device (AREA)

Abstract

히트펌프가 개시된다. 본 개시의 히트펌프는, 실내열교환기를 구비하는 실내기; 실외열교환기와, 냉매를 압축하는 압축기를 구비하는 실외기; 상기 실외기의 외관을 형성하며, 상기 실외열교환기와 상기 압축기가 설치되는 내부 수용 공간을 제공하는 하우징; 상기 하우징의 내부 수용 공간에 설치되어, 상기 내부 수용 공간을 상기 실외열교환기가 배치되는 유로부 공간과, 상기 압축기가 배치되는 사이클부 공간으로 구획하는 격벽; 상기 유로부 공간에 설치되어 공기의 유동을 일으키는 실외팬; 그리고, 상기 압축기와 상기 실외팬의 동작을 조절하는 제어부를 포함하고, 상기 하우징은 상기 사이클부 공간과 연통되는 홀이 형성되고, 상기 격벽은, 상기 유로부 공간과 상기 사이클부 공간을 서로 연통시키는 배리어홀이 형성된다.

Description

히트펌프{HEAT PUMP}
본 개시는 히트펌프에 관한 것이다. 특히, 본 개시는 실외기에 설치된 냉매배관에서 냉매가 누설되더라도, 실외팬을 이용해 누설 냉매를 실외로 배출할 수 있는 히트펌프에 관한 것이다.
일반적으로 히트펌프는 냉매의 압축, 응축, 팽창 및 증발과정을 통해 실내를 냉난방시키는 장치를 말한다. 히트펌프의 실외열교환기가 응축기로 기능하되, 실내열교환기가 증발기로 기능하면, 실내는 냉방될 수 있다. 이와 반대로, 히트펌프의 실외열교환기가 증발기로 기능하되, 실내열교환기가 응축기로 기능하면, 실내는 난방될 수 있다.
이와 같은 히트펌프를 순환하는 냉매는 가연성 냉매로 구비될 수 있다. 이 경우, 냉매배관에서 가연성 냉매가 누설되면, 인버터 보드와 같은 전장부에서 발생되는 스파크(spark)에 의해 냉매가 점화되어 화재 등이 발생할 수 있다.
이에, 냉매배관에서 누설된 냉매를 실외로 배출하는 구조에 대한 많은 연구가 이루어지고 있다.
본 개시는 전술한 문제 및 다른 문제를 해결하는 것을 목적으로 한다.
또 다른 목적은 압축기, 인버터 보드 등이 설치되는 사이클부로 냉매가 누설되더라도, 별도의 환기팬을 구비하는 것없이 실외팬을 이용하여 누설 냉매를 실외로 배출할 수 있는 히트펌프를 제공하는 것일 수 있다.
또 다른 목적은 인버터 보드와 같이 스파크(spark)를 일으킬 수 있는 사이클부의 전장부 구성의 구동에 앞서, 실외팬을 일정시간 동안 동작시켜 사이클부에 잔류할 가능성이 있는 냉매를 실외로 배출할 수 있는 히트펌프를 제공하는 것일 수 있다.
또 다른 목적은 사이클부에 누설된 냉매를 실외로 배출시키는 환기동작이 완료되면, 실외열교환기가 설치되는 유로부와 사이클부가 서로 연통되지 않도록 댐퍼의 위치를 조절함으로써, 실외팬의 전력소모를 절감할 수 있는 히트펌프를 제공하는 것일 수 있다.
상기 또는 다른 목적을 달성하기 위한 본 개시의 일 측면에 따르면, 실내열교환기를 구비하는 실내기; 실외열교환기와, 냉매를 압축하는 압축기를 구비하는 실외기; 상기 실외기의 외관을 형성하며, 상기 실외열교환기와 상기 압축기가 설치되는 내부 수용 공간을 제공하는 하우징; 상기 하우징의 내부 수용 공간에 설치되어, 상기 내부 수용 공간을 상기 실외열교환기가 배치되는 유로부 공간과, 상기 압축기가 배치되는 사이클부 공간으로 구획하는 격벽; 상기 유로부 공간에 설치되어 공기의 유동을 일으키는 실외팬; 그리고, 상기 압축기와 상기 실외팬의 동작을 조절하는 제어부를 포함하고, 상기 하우징은 상기 사이클부 공간과 연통되는 홀이 형성되고, 상기 격벽은, 상기 유로부 공간과 상기 사이클부 공간을 서로 연통시키는 배리어홀이 형성되는 히트펌프를 제공한다.
본 개시의 적어도 하나의 실시 예에 의하면, 압축기, 인버터 보드 등이 설치되는 사이클부로 냉매가 누설되더라도, 별도의 환기팬을 구비하는 것없이 실외팬을 이용하여 누설 냉매를 실외로 배출할 수 있는 히트펌프를 제공할 수 있다.
본 개시의 적어도 하나의 실시 예에 의하면, 인버터 보드와 같이 스파크(spark)를 일으킬 수 있는 사이클부의 전장부 구성의 구동에 앞서, 실외팬을 일정시간 동안 동작시켜 사이클부에 잔류할 가능성이 있는 냉매를 실외로 배출할 수 있는 히트펌프를 제공할 수 있다.
본 개시의 적어도 하나의 실시 예에 의하면, 사이클부에 누설된 냉매를 실외로 배출시키는 환기동작이 완료되면, 실외열교환기가 설치되는 유로부와 사이클부가 서로 연통되지 않도록 댐퍼의 위치를 조절함으로써, 실외팬의 전력소모를 절감할 수 있는 히트펌프를 제공할 수 있다.
본 개시의 적용 가능성의 추가적인 범위는 이하의 상세한 설명으로부터 명백해질 것이다. 그러나 본 개시의 사상 및 범위 내에서 다양한 변경 및 수정은 당업자에게 명확하게 이해될 수 있으므로, 상세한 설명 및 본 개시의 바람직한 실시 예와 같은 특정 실시 예는 단지 예시로 주어진 것으로 이해되어야 한다.
도 1은 본 개시의 실시 예에 따른 난방운전과 냉방운전 간의 절환이 가능한 히트펌프의 구성 및 냉매의 흐름을 도시한 도면이다.
도 2는 본 개시의 일 예에 따른 실외기의 내부 구성을 표시하는 도면으로서, 배리어홀이 형성되는 격벽을 사이에 두고 좌우로 배치되는 유로부와 사이클부를 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 본 개시의 다른 예에 따른 격벽에 설치되어 배리어홀을 개방하거나 폐쇄하는 댐퍼를 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 본 개시의 일 예에 따른 히트펌프의 제어 순서를 도시한 도면이다.
도 5는 본 개시의 다른 예에 따른 히트펌프의 제어 순서를 도시한 도면이다.
도 6 및 7은 환기시간에 따른 누설냉매농도의 변화를 설명하기 위한 도면이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 명세서에 개시된 실시 예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 유사한 구성요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
이하의 설명에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 "모듈" 및 "부"는 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되거나 혼용되는 것으로서, 그 자체로 서로 구별되는 의미 또는 역할을 갖는 것은 아니다.
또한, 본 명세서에 개시된 실시 예를 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 명세서에 개시된 실시 예의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 첨부된 도면은 본 명세서에 개시된 실시 예를 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 본 명세서에 개시된 기술적 사상이 제한되지 않으며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.
단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
본 출원에서, "포함한다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
도 1을 참조하면, 히트펌프(1)는 압축기(2), 절환밸브(3), 열교환기(4), 실외열교환기(6), 팽창밸브(5) 그리고 어큐뮬레이터(7)를 포함할 수 있다.
압축기(2)는 어큐뮬레이터(7)로부터 유입된 냉매를 압축하여, 고온, 고압의 냉매를 토출할 수 있다. 이때, 어큐뮬레이터(7)는 제1 배관(P1)을 통해 압축기(2)에 기상냉매를 제공할 수 있다. 한편, 제2 배관(P2)은 압축기(2)와 절환밸브(3) 사이에 설치되어, 압축기(2)로부터 절환밸브(3)로 이어지는 냉매의 유로를 제공할 수 있다.
절환밸브(3)는 압축기(2)에서 토출되어 제2 배관(P2)을 통과한 냉매가 유입될 수 있다. 그리고, 절환밸브(3)는 히트펌프의 운전모드에 따라 유로를 절환하여, 제2 배관(P2)을 통하여 유입된 냉매를 열교환기(4) 또는 실외열교환기(6)로 선택적으로 안내할 수 있다. 예를 들면, 절환밸브(3)는 사방밸브일 수 있다. 한편, 제6 배관(P6)은 절환밸브(3)와 어큐뮬레이터(7) 사이에 설치되어, 절환밸브(3)로부터 어큐뮬레이터(7)로 이어지는 냉매의 유로를 제공할 수 있다.
예를 들면, 히트펌프(1)가 난방운전을 수행하는 경우, 절환밸브(3)는 제2 배관(P2)을 통하여 유입된 냉매를 열교환기(4)로 안내할 수 있다. 이 경우, 열교환기(4)는 응축기로 기능하고, 실외열교환기(6)는 증발기로 기능할 수 있다. 다른 예를 들면, 히트펌프(1)가 냉방운전을 수행하는 경우, 절환밸브(3)는 제2 배관(P2)을 통하여 유입된 냉매를 실외열교환기(6)로 안내할 수 있다. 이 경우, 실외열교환기(6)는 응축기로 기능하고, 열교환기(4)는 증발기로 기능할 수 있다.
실외열교환기(6)는 냉매와 열전달매체를 열교환시킬 수 있다. 실외열교환기(6)에서 냉매와 열전달매체 간의 열전달 방향은 히트펌프(1)의 운전모드, 즉 난방운전인지 냉방운전인지에 따라 다를 수 있다.
예를 들면, 열전달매체는 실외공기이며, 실외열교환기(6)에서 냉매와 실외공기 간에 열교환이 이루어질 수 있다. 이 경우, 실외팬(6a)이 실외열교환기(6)의 일측에 배치되어 실외열교환기(6)로 제공되는 공기의 양을 조절할 수 있다. 한편, 제5 배관(P5)은 절환밸브(3)와 실외열교환기(6) 사이에 설치되어, 절환밸브(3)와 실외열교환기(6)를 잇는 냉매의 유로를 제공할 수 있다.
열교환기(4)는 냉매와 열전달매체를 열교환시킬 수 있다. 열교환기(4)에서 냉매와 열전달매체 간의 열전달 방향은 히트펌프(1)의 운전모드, 즉 난방운전인지 냉방운전인지에 따라 다를 수 있다. 한편, 제3 배관(P3)은 절환밸브(3)와 열교환기(4) 사이에 설치되어, 절환밸브(3)와 열교환기(4)를 잇는 냉매의 유로를 제공할 수 있다.
예를 들면, 열전달매체는 실내공기이며, 열교환기(4)에서 냉매와 실내공기 간에 열교환이 이루어질 수 있다. 이 경우, 실내팬(미도시)이 열교환기(4)의 일측에 배치되어 열교환기(4)로 제공되는 공기의 양을 조절할 수 있다.
다른 예를 들면, 열전달매체는 물이며, 열교환기(4)에서 냉매와 물 간에 열교환이 이루어질 수 있다. 이 경우, 열교환기(4)를 통과한 물은 실내에 설치된 라디에이터(8) 또는 바닥에 설치된 배관 등에 공급되어 실내 공간을 냉난방시키거나, 온수탱크에 저장된 물을 가열하거나 냉각시켜 실내에 온수 또는 냉수를 공급하는 데 이용될 수 있다. 이때, 히트펌프(1)는 물-냉매 히트펌프(Air to Water Heat Pump, AWHP)로 칭할 수 있다. 한편, 라디에이터(8)는 실내열교환기로 칭할 수 있다.
이 경우, 히트펌프(1)는 펌프(9)와 라디에이터(8)를 포함할 수 있다. 펌프(9)가 구동되면, 물은 수배관(Q)을 순환할 수 있다. 라디에이터(8)는 실내에 설치되어, 열교환기(4)를 통과하며 가열되거나 냉각된 물이 유입될 수 있다. 예를 들면, 가열된 물이 라디에이터(8)를 통과하며 주위로 열을 방출하여 실내 공간이 난방될 수 있다. 예를 들면, 냉각된 물이 라디에이터(8)를 통과하며 주위로부터 열을 흡수하여 실내 공간이 냉방될 수 있다. 한편, 히트펌프(1)는 실내측 열전달 유닛으로 라디에이터(8)를 대신하거나, 이와 함께 실내 바닥에 설치되는 수배관 또는 FCU(Fan Coil Unit) 등을 구비할 수도 있다.
한편, 제1 수배관(Q1)은 펌프(9)와 열교환기(4) 사이에 설치되어, 펌프(9)와 열교환기(4)를 잇는 물의 유로를 제공할 수 있다. 그리고, 제2 수배관(Q2)은 열교환기(4)와 라디에이터(8) 사이에 설치되어, 열교환기(4)와 라디에이터(8)를 잇는 물의 유로를 제공할 수 있다. 또한, 제3 수배관(Q3)은 라디에이터(8)와 펌프(9) 사이에 설치되어, 라디에이터(8)와 펌프(9)를 잇는 물의 유로를 제공할 수 있다.
팽창밸브(5)는 제4 배관(P4)에 설치되어, 제4 배관(P4)의 유로를 유동하는 냉매를 팽창시킬 수 있다. 여기서, 제4 배관(P4)은 열교환기(4)와 실외열교환기(6) 사이에 설치되어, 열교환기(4)와 실외열교환기(6)를 잇는 냉매의 유로를 제공할 수 있다. 예를 들면, 팽창밸브(5)는 EEV(Electronic Expansion Valve)일 수 있다.
제어부(C, 미도시)는 히트펌프(1)의 동작을 제어할 수 있다. 제어부(C)는 히트펌프(1)의 각 구성과 전기적으로 연결될 수 있다. 제어부(C)는 히트펌프(1)의 운전모드에 따라, 히트펌프(1)의 각 구성의 동작을 조절할 수 있다.
이하, AWHP로서 히트펌프(1)를 예로써 설명하나, 본 개시에 적용할 수 있는 히트펌프(1)가 이에 한정되는 것은 아니다.
<히트펌프의 난방운전 모드>
도 1의 좌측 그림을 참조하여, 히트펌프(1)가 난방운전을 수행하는 경우를 설명하면 다음과 같다.
히트펌프(1)에 난방운전 신호가 수신되면, 제어부(C)는 절환밸브(3)의 유로를 조절하여 압축기(2)에서 토출되는 냉매가 열교환기(4)로 안내되도록 하고, 팽창밸브(5)로 제4 배관(P4)의 유로의 개도를 제어할 수 있다. 이어서, 제어부(C)는 압축기(2)를 구동시켜 냉매배관(P)에서 냉매를 순환시키고, 펌프(9)를 구동시켜 수배관(Q)에서 물을 순환시킬 수 있다.
예를 들면, 난방운전 신호는 사용자가 임의로 입력하는 신호일 수 있다. 다른 예를 들면, 난방운전 신호는 실내측 온도센서가 감지한 실내온도가 사용자가 설정한 희망온도보다 일정 수준 이상으로 낮을 때, 실내 공간에 구비된 써모스탯(thermostat)이 제어부(C)에 제공하는 신호일 수 있다.
구체적으로, 어큐뮬레이터(7)로부터 제1 배관(P1)을 통해 압축기(2)로 유입되는 저온, 저압의 냉매는 압축기(2)에서 압축되어 고온, 고압의 상태로 토출될 수 있다. 압축기(2)에서 토출되는 냉매는 제2 배관(P2), 절환밸브(3) 그리고 제3 배관(P3)을 차례로 거쳐 열교환기(4)로 유입될 수 있다.
열교환기(4)에서 냉매로부터 물로 열 에너지가 전달됨에 따라, 냉매는 응축될 수 있다. 이때, 열교환기(4)는 응축기로 기능할 수 있다. 그리고, 냉매와 물 간의 열교환에 따라, 펌프(9)로부터 제1 수배관(Q1)을 통해 열교환기(4)로 유입된 물의 온도가 상승될 수 있다. 열교환기(4)를 통과하며 가열된 물은 제2 수배관(Q2)을 통해 라디에이터(8)에 유입되어 실내 공간을 난방시킬 수 있다. 라디에이터(8)를 통과하며 온도가 하강된 물은 제3 수배관(Q3)을 통해 펌프(9)로 복귀할 수 있다.
예를 들면, 열교환기(4)는 상호 적층되는 복수의 전열판을 구비하는 판형 열교환기일 수 있다. 이 경우, 냉매와 물은 복수의 전열판 사이에 형성되는 유로를 유동하는 비접촉식으로 서로 열교환을 할 수 있다. 다른 예를 들면, 열교환기(4)는 물이 유입되거나 토출되는 포트가 형성되는 물탱크일 수 있다. 이 경우, 냉매가 유동하는 배관이 상기 물탱크의 외주면을 따라서 코일 형태로 구비되어, 냉매와 물이 비접촉식으로 서로 열교환을 할 수 있다.
한편, 열교환기(4)를 통과하며 응축된 냉매는 제4 배관(P4)에서 팽창밸브(5)를 통과하며 저온, 저압의 상태로 팽창될 수 있다. 이때, 팽창밸브(5)는 제4 배관(P4)의 유로의 개도를 조절하여 흡입 과열도를 조절할 수 있다. 여기서, 상기 흡입 과열도는 압축기(2)로 흡입되는 냉매의 온도와 실외열교환기(6)에서 증발되는 냉매의 포화온도의 차이로 정의될 수 있다. 그리고, 팽창밸브(5)를 통과한 냉매는 실외열교환기(6)로 유입될 수 있다.
실외열교환기(6)에서 냉매로 실외공기의 열 에너지가 전달됨에 따라, 냉매는 증발될 수 있다. 이때, 실외열교환기(6)는 증발기로 기능할 수 있다. 실외열교환기(6)를 통과하며 증발된 냉매는 제5 배관(P5), 절환밸브(3) 그리고 제6 배관(P6)을 차례로 거쳐 어큐뮬레이터(7)로 유입되어 전술한 히트펌프의 난방운전을 위한 사이클이 완성될 수 있다.
<히트펌프의 냉방운전 모드>
도 1의 우측 그림을 참조하여, 히트펌프(1)가 냉방운전을 수행하는 경우를 설명하면 다음과 같다.
히트펌프(1)에 냉방운전 신호가 수신되면, 제어부(C)는 절환밸브(3)의 유로를 조절하여 압축기(2)에서 토출되는 냉매가 실외열교환기(6)로 안내되도록 하고, 팽창밸브(5)로 제4 배관(P4)의 유로의 개도를 제어할 수 있다. 이어서, 제어부(C)는 압축기(2)를 구동시켜 냉매배관(P)에서 냉매를 순환시키고, 펌프(9)를 구동시켜 수배관(Q)에서 물을 순환시킬 수 있다.
예를 들면, 냉방운전 신호는 사용자가 임의로 입력하는 신호일 수 있다. 다른 예를 들면, 냉방운전 신호는 실내측 온도센서가 감지한 실내온도가 사용자가 설정한 희망온도보다 일정 수준 이상으로 높을 때, 실내 공간에 구비된 써모스탯(thermostat)이 제어부(C)에 제공하는 신호일 수 있다.
구체적으로, 어큐뮬레이터(7)로부터 제1 배관(P1)을 통해 압축기(2)로 유입되는 저온, 저압의 냉매는 압축기(2)에서 압축되어 고온, 고압의 상태로 토출될 수 있다. 압축기(2)에서 토출되는 냉매는 제2 배관(P2), 절환밸브(3) 그리고 제5 배관(P5)을 차례로 거쳐 실외열교환기(6)로 유입될 수 있다.
실외열교환기(6)에서 냉매로부터 실외공기로 열 에너지가 전달됨에 따라, 냉매는 응축될 수 있다. 이때, 실외열교환기(6)는 응축기로 기능할 수 있다. 실외열교환기(6)를 통과하며 응축된 냉매는 제4 배관(P4)에서 팽창밸브(5)를 통과하며 저온, 저압의 상태로 팽창될 수 있다. 이때, 팽창밸브(5)는 제4 배관(P4)의 유로의 개도를 조절하여 흡입 과열도를 조절할 수 있다. 여기서, 상기 흡입 과열도는 압축기(2)로 흡입되는 냉매의 온도와 열교환기(4)에서 증발되는 냉매의 포화온도의 차이로 정의될 수 있다. 그리고, 팽창밸브(5)를 통과한 냉매는 열교환기(4)로 유입될 수 있다.
열교환기(4)에서 냉매로 물의 열 에너지가 전달됨에 따라, 냉매는 증발될 수 있다. 이때, 열교환기(4)는 증발기로 기능할 수 있다. 그리고, 냉매와 물 간의 열교환에 따라, 펌프(9)로부터 제1 수배관(Q1)을 통해 열교환기(4)로 유입된 물의 온도가 하강될 수 있다. 열교환기(4)를 통과하며 냉각된 물은 제2 수배관(Q2)을 통해 라디에이터(8)에 유입되어 실내 공간을 냉방시킬 수 있다. 라디에이터(8)를 통과하며 온도가 상승된 물은 제3 수배관(Q3)을 통해 펌프(9)로 복귀할 수 있다.
예를 들면, 열교환기(4)는 상호 적층되는 복수의 전열판을 구비하는 판형 열교환기일 수 있다. 이 경우, 냉매와 물은 복수의 전열판 사이에 형성되는 유로를 유동하는 비접촉식으로 서로 열교환을 할 수 있다. 다른 예를 들면, 열교환기(4)는 물이 유입되거나 토출되는 포트가 형성되는 물탱크일 수 있다. 이 경우, 냉매가 유동하는 배관이 상기 물탱크의 외주면을 따라서 코일 형태로 구비되어, 냉매와 물이 비접촉식으로 서로 열교환을 할 수 있다.
한편, 열교환기(4)를 통과하며 증발된 냉매는 제3 배관(P3), 절환밸브(3) 그리고 제6 배관(P6)을 차례로 거쳐 어큐뮬레이터(7)로 유입되어 전술한 히트펌프의 냉방운전을 위한 사이클이 완성될 수 있다.
도 1 및 2를 참조하면, 히트펌프(1)는 실외기(1a)와 실내기(1b)를 포함할 수 있다.
실외기(1a)는 전술한 어큐뮬레이터(7), 압축기(2), 절환밸브(3), 열교환기(4), 팽창밸브(5), 실외열교환기(6) 그리고 실외팬(6a)을 구비할 수 있다. 실내기(1b)는 전술한 라디에이터(8)를 구비할 수 있다. 이때, 라디에이터(8)는 실내열교환기로 칭할 수 있다. 한편, 펌프(9)는 실내기(1b) 또는 실외기(1a)에 구비되거나, 실내기(1b)와 실외기(1a) 사이에 개별적으로 구비될 수 있다.
그리고, 실외기(1a)는 하우징(10)과 격벽(13)을 포함할 수 있다. 하우징(10)은 실외기(1a)의 외관을 형성할 수 있다. 하우징(10)은 전술한 어큐뮬레이터(7), 압축기(2), 절환밸브(3), 열교환기(4), 팽창밸브(5), 실외열교환기(6) 그리고 실외팬(6a)이 설치되는 내부 수용 공간을 제공할 수 있다. 격벽(13)은 상하방향(UD)으로 길게 연장되며, 전체적으로 플레이트 형상으로 형성될 수 있다. 격벽(13)은 하우징(10)의 내부 수용 공간에 설치되어, 하우징(10)의 내부 수용 공간을 유로부 공간(S1)과 사이클부 공간(S2)으로 구획할 수 있다. 한편, 격벽(13)은 배리어(barrier)로 칭할 수 있다.
예를 들면, 실외기(1a)의 유로부(11)는 격벽(13)의 우측방향(Ri)에 위치하고, 유로부 공간(S1)을 구비할 수 있다. 예를 들면, 실외기(1a)의 사이클부(12)는 격벽(13)의 좌측방향(Le)에 위치하고, 사이클부 공간(S2)을 구비할 수 있다. 한편, 사이클부(12)는 기계실 또는 기계부로 칭할 수 있다.
유로부(11)는 실외열교환기(6)와 실외팬(6a)이 설치될 수 있다. 이 경우, 유로부(11)의 외측을 둘러싸는 하우징(10)에 실외공기가 유입되는 유입홀(미도시)과, 실외공기가 토출되는 토출홀(미도시)이 형성될 수 있다. 이로써, 실외팬(6a)이 구동되면, 상기 유입홀을 통해 유입된 실외공기가 실외열교환기(6)와 열교환을 수행한 후, 상기 토출홀을 통해 실외로 토출될 수 있다. 즉, 상기 유입홀은 실외팬(6a)으로 실외공기를 제공하고, 상기 토출홀은 실외팬(6a)을 통과한 공기를 실외로 토출할 수 있다. 이 경우, 상기 유입홀과 상기 토출홀은 유로부 공간(S1)의 경계를 형성하는 하우징(12)의 일부분에 형성될 수 있다. 예를 들면, 실외열교환기(6)는 유로부(11)의 우측 내면과 후측 내면에 설치될 수 있다. 예를 들면, 실외팬(6a)은 유로부(11)의 가운데에 설치될 수 있다.
사이클부(12)는 어큐뮬레이터(7), 압축기(2), 절환밸브(3), 열교환기(4) 그리고 팽창밸브(5)가 설치될 수 있다. 예를 들면, 어큐뮬레이터(7), 압축기(2) 그리고 열교환기(4)는 사이클부(12)의 하부에 구비되는 마운트(2a) 상에 고정될 수 있다. 그리고, 압축기(2)의 주파수 등을 제어하는 인버터 보드(미도시)도 마운트(2a) 상에 고정될 수 있다.
예를 들면, 열교환기(4)는 물-냉매 열교환기로서, 상호 적층되는 복수의 전열판을 구비하는 판형 열교환기일 수 있다. 이 경우, 제1 수배관(Q1)과 제2 수배관(Q2)이 열교환기(4)의 후방에서 열교환기(4)에 연결되고, 제3 배관(P3)과 제4 배관(P4)이 열교환기(4)의 전방에서 열교환기(4)에 연결될 수 있다.
한편, 격벽(13)은 일측에 배리어홀(13a, barrier hole)이 형성될 수 있다. 배리어홀(13a)은 격벽(13)을 좌우방향(LR)으로 관통하여 형성될 수 있다. 이 경우, 유로부 공간(S1)과 사이클부 공간(S2)은 배리어홀(13a)을 통해 서로 연통될 수 있다. 그리고, 사이클부(12)의 외측을 둘러싸는 하우징(10)에 공기가 유입되는 홀(10a)이 형성될 수 있다. 홀(10a)은 사이클부 공간(S2)의 경계를 형성하는 하우징(10)의 일부분에 형성될 수 있다. 예를 들면, 홀(10a)은 하우징(10)의 후측면에 구비되며, 전술한 제2 수배관(Q2)이 관통할 수 있다.
이 경우, 실외팬(6a)이 구동되면, 홀(10a)을 통해 유입된 실외공기가 배리어홀(13a)을 거쳐 유로부(11)로 유입되고, 상기 토출홀을 통해 실외로 토출될 수 있다. 이로써, 사이클부(12)에 설치된 냉매배관(P)에서 냉매가 누설되더라도, 전술한 실외팬(6a)이 일으키는 홀(10a)로부터 배리어홀(13a)을 거쳐 상기 토출홀로 이어지는 공기의 유동에 의해 누설된 냉매가 실외공기와 함께 실외로 배출될 수 있다. 이에 따라, 사이클부(12)에 설치된 냉매배관(P)에서 누설된 가연성 냉매의 점화로 인한 화재 등의 위험을 방지할 수 있다.
예를 들면, 냉매배관(P)을 유동하는 냉매는 가연성 냉매로서 공기의 밀도보다 큰 밀도를 가질 수 있다. 이 경우, 배리어홀(13a)은 격벽(13)의 하단에 인접하여 구비될 수 있다. 예를 들면, 배리어홀(13a)은 전후방향(FR)과 상하방향(UD)으로 서로 이격되는 복수개의 배리어홀들(13a)을 포함할 수 있다. 그리고, 공기의 밀도가 가연성 냉매의 밀도보다 작은 것을 고려하여, 홀(10a)은 배리어홀(13a)보다 상측에 위치할 수 있다. 예를 들면, 배리어홀(13a)은 하우징(10)의 후면에서 상단에 인접하여 구비될 수 있다.
도 3을 참조하면, 실외기(1a, 도 2 참조)는 댐퍼(15)와 가이드 레일(16)을 포함할 수 있다.
댐퍼(15)는 격벽(13)의 일측에 설치될 수 있다. 예를 들면, 댐퍼(15)는 격벽(13)의 좌측면에 상하방향(UD)으로 이동 가능하게 설치될 수 있다.
도 3의 (a)를 참조하면, 댐퍼(15)는 배리어홀(13a)의 상측에 위치할 수 있다. 이 경우, 유로부 공간(S1)과 사이클부 공간(S2)은 배리어홀(13a)을 통해 서로 연통될 수 있다.
도 3의 (b)를 참조하면, 댐퍼(15)는 배리어홀(13a)의 상측에서 하측방향으로 이동되어 배리어홀(13a)의 좌측을 덮을 수 있다. 이 경우, 유로부 공간(S1)과 사이클부 공간(S2)은 서로 연통되지 않을 수 있다.
가이드 레일(16)은 격벽(13)의 일측에 설치되며, 댐퍼(15)가 이동 가능하게 결합될 수 있다. 예를 들면, 가이드 레일(16)은 격벽(13)의 좌측면에 설치되어, 전술한 댐퍼(15)의 상하방향(UD)으로의 이동을 가이드할 수 있다.
한편, 모터(미도시)는 제어부(C)와 전기적으로 연결되어, 제어부(C)의 제어신호에 따라 동작될 수 있다. 상기 모터는 댐퍼(15)에 동력을 제공하여, 댐퍼(15)를 가이드 레일(16) 상에서 상하방향(UD)으로 이동시킬 수 있다. 이 경우, 상기 모터는 사이클부(12)에 설치될 수 있다.
도 2 및 4를 참조하면, 히트펌프에 동작 신호가 수신되면(S10), 제어부(C)는 실외팬(6a)을 일정시간(t) 동안 동작시킬 수 있다(S30). 여기서, 동작 신호는 전술한 히트펌프의 난방운전 또는 냉방운전 신호일 수 있다. 이 경우, 사이클부(12)에 설치된 냉매배관(P)에서 누설되어 사이클부(12)에 잔류하는 냉매가 존재하더라도, S30에서 실외팬(6a)이 일으키는 홀(10a)로부터 배리어홀(13a)을 거쳐 상기 토출홀로 이어지는 공기의 유동에 의해 잔류 냉매가 실외공기와 함께 실외로 배출될 수 있다.
S30 이후에, 제어부(C)는 실외팬(6a)을 동작을 유지하면서, 상기 인버터 보드를 구동하여 압축기(2)의 동작을 제어할 수 있다(S50). 이 경우, 상기 인버터 보드와 같이 스파크(spark)를 일으킬 수 있는 사이클부(12)의 전장부 구성의 구동에 앞서, S30에서 사이클부(12)에 누설되어 잔류할 가능성이 있는 냉매가 실외로 배출됨에 따라, 상기 인버터 보드의 스파크에 의한 가연성 냉매의 점화로 인한 화재 등의 안전상의 위험을 방지할 수 있다.
도 3 및 5를 참조하면, 히트펌프에 동작 신호가 수신되면(S10), 제어부(C)는 댐퍼(15)가 배리어홀(13a)을 개방하도록 댐퍼(15)의 위치를 제어할 수 있다(S20). 여기서, 동작 신호는 전술한 히트펌프의 난방운전 또는 냉방운전 신호일 수 있다. 그리고, 댐퍼(15)가 배리어홀(13a)을 개방하는 것은 댐퍼(15)가 배리어홀(13a)의 상측에 위치하여, 유로부 공간(S1)과 사이클부 공간(S2)이 배리어홀(13a)을 통해 서로 연통되는 것을 의미한다(도 3의 (a) 참조).
S20 이후에, 제어부(C)는 실외팬(6a)을 일정시간(t) 동안 동작시킬 수 있다(S30). 이 경우, 사이클부(12)에 설치된 냉매배관(P)에서 누설되어 사이클부(12)에 잔류하는 냉매가 존재하더라도, S30에서 실외팬(6a)이 일으키는 홀(10a)로부터 배리어홀(13a)을 거쳐 상기 토출홀로 이어지는 공기의 유동에 의해 잔류 냉매가 실외공기와 함께 실외로 배출될 수 있다.
S30 이후에, 제어부(C)는 댐퍼(15)가 배리어홀(13a)을 폐쇄하도록 댐퍼(15)의 위치를 제어할 수 있다(S40). 여기서, 댐퍼(15)가 배리어홀(13a)을 폐쇄하는 것은 댐퍼(15)가 배리어홀(13a)의 상측에서 하측방향으로 이동되어 배리어홀(13a)의 일측을 덮음으로써, 유로부 공간(S1)과 사이클부 공간(S2)이 서로 연통되지 않는 것을 의미한다(도 3의 (b) 참조).
S40 이후에, 제어부(C)는 실외팬(6a)의 동작을 유지하면서, 상기 인버터 보드를 구동하여 압축기(2)의 동작을 제어할 수 있다(S50). 이 경우, 상기 인버터 보드와 같이 스파크(spark)를 일으킬 수 있는 사이클부(12)의 전장부 구성의 구동에 앞서, S30에서 사이클부(12)에 누설되어 잔류할 가능성이 있는 냉매가 실외로 배출됨에 따라, 상기 인버터 보드의 스파크에 의한 가연성 냉매의 점화로 인한 화재 등의 안전상의 위험을 방지할 수 있다. 그리고, S40에서 댐퍼(15)가 배리어홀(13a)을 폐쇄함에 따라, S50에서 실외팬(6a)이 일으키는 공기의 유동이 실외열교환기(6)에서 냉매와 실외공기 간의 열교환에 필요한 상기 유입홀과 상기 토출홀 사이에만 형성될 수 있다. 이로써, S50에 앞서 S40이 수행되는 경우가 그렇지 않은 경우에 비해 실외팬의 전력소모를 절감하는 데 유리할 수 있다.
S50 이후에, 제어부(C)는 사이클부(12)에 누설된 냉매의 감지량이 기준값(a) 이상인지를 판단할 수 있다(S60). 이를 위해, 실외기(1a)는 사이클부(12)에 구비되어 사이클부(12)에 누설된 냉매를 감지하는 센서(미도시)를 구비할 수 있다. 예를 들면, 상기 센서는 가스감지센서일 수 있다.
S60에서 사이클부(12)에 누설된 냉매의 감지량이 기준값(a) 이상인 것으로 판단되면, 제어부(C)는 댐퍼(15)가 배리어홀(13a)을 개방하도록 댐퍼(15)의 위치를 제어할 수 있다(S70). 그리고, 제어부(C)는 실외팬(6a)의 동작을 유지하면서, 상기 인버터 보드의 구동을 정지할 수 있다(S80). 여기서, S70과 S80은 동시에 수행되거나, 어느 하나가 다른 하나보다 선행하여 수행될 수 있다.
이에 따라, 히트펌프의 동작 중에 사이클부(12)에 냉매가 기준값(a) 이상으로 누설된 것으로 감지되면, 실외팬(6a)이 일으키는 홀(10a)로부터 배리어홀(13a)을 거쳐 상기 토출홀로 이어지는 공기의 유동에 의해 누설 냉매가 실외로 배출되면서, 인버터의 구동이 정지되어 누설 냉매의 점화로 인한 화재 등의 위험을 방지할 수 있다.
한편, S60에서 사이클부(12)에 누설된 냉매의 감지량이 기준값(a) 미만인 것으로 판단되면, S50로 리턴될 수 있다.
도 6 및 7을 참조하면, S30(도 4 및 5 참조)에서 실외팬(6a)이 동작되는 시간(t)은 냉매의 연소하한계(Lower Flammable Limit, LFL), 냉매의 분자량(M), 냉매배관(P)을 순환하는 총 냉매량(mR), 환기풍량(Vdot) 그리고 사이클부(12)의 부피(V)로부터 산출될 수 있다. 여기서, 환기풍량은 실외팬(6a)이 일으키는 홀(10a)로부터 배리어홀(13a)을 거쳐 상기 토출홀로 이어지는 공기의 유동량으로 정의될 수 있다.
구체적으로, 실외팬(6a)이 동작되는 시간(t)은 다음의 수학식 1을 토대로 산출될 수 있다.
Figure pat00001
도 6을 참조하여 예를 들면, 냉매배관(P)을 순환하는 냉매는 R290 이고, 총 냉매량(mR)은 840g 인 경우에서, 환기시간(s)에 따른 누설냉매농도(VOL%)의 변화를 확인할 수 있다. 여기서, 환기시간(s)은 사이클부(12)에 누설된 냉매를 실외로 배출하기 위해 실외팬(6a)이 동작되는 시간을 의미할 수 있다. 그리고, 누설냉매농도(VOL%)는 사이클부(12)에 누설된 냉매의 체적을 사이클부(12)의 공기 체적으로 나눈 값일 수 있다. 여기서, 사이클부(12)에 누설된 냉매의 체적은 사이클부(12)에 누설된 냉매를 감지하는 상기 센서에서 획득된 정보에 기초하여 산출될 수 있다.
환기시간(s)이 증가함에 따라, 누설냉매농도(VOL%)가 감소하는 것을 확인할 수 있다. 그리고, R290 냉매는 누설냉매농도(VOL%)가 2.1% 이상인 경우에서 발화될 수 있다. 다시 말해, R290 냉매의 발화 LFL은 2.1% 일 수 있다. 이 경우, 누설 냉매의 점화로 인한 화재 등의 위험을 방지하기 위해, 환기시간(s)은 누설냉매농도(VOL%)가 R290 냉매의 발화 LFL 이하가 될 수 있도록 21초 이상인 것이 바람직하다. 즉, 전술한 S30에서 실외팬(6a)이 동작되는 시간(t)은 21초 이상인 것이 바람직하다.
도 7을 참조하여 다른 예를 들면, 냉매배관(P)을 순환하는 냉매는 R290 이고, 총 냉매량(mR)은 670g 인 경우에서, 환기시간(s)에 따른 누설냉매농도(VOL%)의 변화를 확인할 수 있다. 여기서, 환기시간(s)은 사이클부(12)에 누설된 냉매를 실외로 배출하기 위해 실외팬(6a)이 동작되는 시간을 의미할 수 있다. 그리고, 누설냉매농도(VOL%)는 사이클부(12)에 누설된 냉매의 체적을 사이클부(12)의 공기 체적으로 나눈 값일 수 있다. 여기서, 사이클부(12)에 누설된 냉매의 체적은 사이클부(12)에 누설된 냉매를 감지하는 상기 센서에서 획득된 정보에 기초하여 산출될 수 있다.
환기시간(s)이 증가함에 따라, 누설냉매농도(VOL%)가 감소하는 것을 확인할 수 있다. 그리고, R290 냉매는 누설냉매농도(VOL%)가 2.1% 이상인 경우에서 발화될 수 있다. 다시 말해, R290 냉매의 발화 LFL은 2.1% 일 수 있다. 이 경우, 누설 냉매의 점화로 인한 화재 등의 위험을 방지하기 위해, 환기시간(s)은 누설냉매농도(VOL%)가 R290 냉매의 발화 LFL 이하가 될 수 있도록 8초 이상인 것이 바람직하다. 즉, 전술한 S30에서 실외팬(6a)이 동작되는 시간(t)은 8초 이상인 것이 바람직하다.
이에 따라, 냉매배관(P)을 순환하는 냉매의 총량이 클수록, 전술한 S30에서 실외팬(6a)이 동작되는 시간(t)이 증가되는 것이 바람직하다.
본 개시의 일 측면에 따르면, 실내열교환기를 구비하는 실내기; 실외열교환기와, 냉매를 압축하는 압축기를 구비하는 실외기; 상기 실외기의 외관을 형성하며, 상기 실외열교환기와 상기 압축기가 설치되는 내부 수용 공간을 제공하는 하우징; 상기 하우징의 내부 수용 공간에 설치되어, 상기 내부 수용 공간을 상기 실외열교환기가 배치되는 유로부 공간과, 상기 압축기가 배치되는 사이클부 공간으로 구획하는 격벽; 상기 유로부 공간에 설치되어 공기의 유동을 일으키는 실외팬; 그리고, 상기 압축기와 상기 실외팬의 동작을 조절하는 제어부를 포함하고, 상기 하우징은 상기 사이클부 공간과 연통되는 홀이 형성되고, 상기 격벽은, 상기 유로부 공간과 상기 사이클부 공간을 서로 연통시키는 배리어홀이 형성되는 히트펌프를 제공한다.
또 본 개시의 다른(another) 측면에 따르면, 상기 하우징은: 상기 실외팬으로 실외공기를 제공하는 유입홀; 그리고, 상기 실외팬을 통과한 공기를 토출하는 토출홀을 더 포함하고, 상기 유입홀과 상기 토출홀은, 상기 유로부 공간의 경계를 형성하는 상기 하우징의 일부분에 형성될 수 있다.
또 본 개시의 다른(another) 측면에 따르면, 상기 격벽은 상하방향으로 길게 연장되고, 상기 유로부 공간과 상기 사이클부 공간은 상기 격벽을 사이에 두고 좌우로 배치되며, 상기 배리어홀은 상기 격벽의 하단에 인접하여 구비될 수 있다.
또 본 개시의 다른(another) 측면에 따르면, 상기 홀은, 상기 사이클부 공간의 경계를 형성하는 상기 하우징의 일부분에 형성되고, 상기 배리어홀 보다 상측에 위치할 수 있다.
또 본 개시의 다른(another) 측면에 따르면, 상기 제어부는, 히트펌프 동작 신호가 입력되면, 상기 압축기의 구동에 앞서, 상기 실외팬을 일정시간 동안 동작시킬 수 있다.
또 본 개시의 다른(another) 측면에 따르면, 상기 격벽의 일측에 상하방향으로 이동 가능하게 결합되는 댐퍼; 그리고, 상기 댐퍼의 이동을 가이드하는 가이드 레일을 더 포함하고, 상기 댐퍼는, 상기 배리어홀의 상측에 위치하여 상기 배리어홀을 개방하거나, 상기 배리어홀의 일측을 덮어 상기 배리어홀을 폐쇄할 수 있다.
또 본 개시의 다른(another) 측면에 따르면, 상기 제어부는, 히트펌프 동작 신호가 입력되면, 상기 압축기의 구동에 앞서, 상기 댐퍼로 상기 배리어홀을 개방하고, 상기 실외팬을 일정시간 동안 동작시킬 수 있다.
또 본 개시의 다른(another) 측면에 따르면, 상기 제어부는, 상기 실외팬이 일정시간 동안 동작된 후에, 상기 댐퍼로 상기 배리어홀을 폐쇄할 수 있다.
또 본 개시의 다른(another) 측면에 따르면, 상기 사이클부 공간으로 누설된 냉매를 감지하는 센서를 더 포함하고, 상기 제어부는, 상기 센서로부터 획득한 정보에 기초하여, 상기 사이클부 공간으로 누설된 냉매가 기준량 이상인 것으로 판단되면, 상기 실외팬을 동작시키면서 상기 댐퍼로 상기 배리어홀을 개방하고, 상기 압축기의 구동을 정지시킬 수 있다.
또 본 개시의 다른(another) 측면에 따르면, 상기 일정시간은 상기 실외기를 순환하는 냉매의 총량이 클수록 증가될 수 있다.
또 본 개시의 다른(another) 측면에 따르면, 상기 사이클부 공간에 설치되어 상기 압축기의 주파수를 제어하는 인버터 보드를 더 포함하고, 상기 제어부는, 히트펌프 동작 신호가 입력되면, 상기 인버터 보드의 구동에 앞서, 상기 실외팬을 일정시간 동안 동작시킬 수 있다.
앞에서 설명된 본 개시의 어떤 실시예들 또는 다른 실시예들은 서로 배타적이거나 구별되는 것은 아니다. 앞서 설명된 본 개시의 어떤 실시예들 또는 다른 실시예들은 각각의 구성 또는 기능이 병용되거나 조합될 수 있다.
예를 들어 특정 실시예 및/또는 도면에 설명된 A 구성과 다른 실시예 및/또는 도면에 설명된 B 구성이 결합될 수 있음을 의미한다. 즉, 구성 간의 결합에 대해 직접적으로 설명하지 않은 경우라고 하더라도 결합이 불가능하다고 설명한 경우를 제외하고는 결합이 가능함을 의미한다.
상기의 상세한 설명은 모든 면에서 제한적으로 해석되어서는 아니되고 예시적인 것으로 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 첨부된 청구항의 합리적 해석에 의해 결정되어야 하고, 본 발명의 등가적 범위 내에서의 모든 변경은 본 발명의 범위에 포함된다.

Claims (11)

  1. 실내열교환기를 구비하는 실내기;
    실외열교환기와, 냉매를 압축하는 압축기를 구비하는 실외기;
    상기 실외기의 외관을 형성하며, 상기 실외열교환기와 상기 압축기가 설치되는 내부 수용 공간을 제공하는 하우징;
    상기 하우징의 내부 수용 공간에 설치되어, 상기 내부 수용 공간을 상기 실외열교환기가 배치되는 유로부 공간과, 상기 압축기가 배치되는 사이클부 공간으로 구획하는 격벽;
    상기 유로부 공간에 설치되어 공기의 유동을 일으키는 실외팬; 그리고,
    상기 압축기와 상기 실외팬의 동작을 조절하는 제어부를 포함하고,
    상기 하우징은 상기 사이클부 공간과 연통되는 홀이 형성되고,
    상기 격벽은,
    상기 유로부 공간과 상기 사이클부 공간을 서로 연통시키는 배리어홀이 형성되는 히트펌프.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 하우징은:
    상기 실외팬으로 실외공기를 제공하는 유입홀; 그리고,
    상기 실외팬을 통과한 공기를 토출하는 토출홀을 더 포함하고,
    상기 유입홀과 상기 토출홀은,
    상기 유로부 공간의 경계를 형성하는 상기 하우징의 일부분에 형성되는 히트펌프.
  3. 제2 항에 있어서,
    상기 격벽은 상하방향으로 길게 연장되고,
    상기 유로부 공간과 상기 사이클부 공간은 상기 격벽을 사이에 두고 좌우로 배치되며,
    상기 배리어홀은 상기 격벽의 하단에 인접하여 구비되는 히트펌프.
  4. 제3 항에 있어서,
    상기 홀은,
    상기 사이클부 공간의 경계를 형성하는 상기 하우징의 일부분에 형성되고, 상기 배리어홀 보다 상측에 위치하는 히트펌프.
  5. 제2 항에 있어서,
    상기 제어부는,
    히트펌프 동작 신호가 입력되면,
    상기 압축기의 구동에 앞서, 상기 실외팬을 일정시간 동안 동작시키는 히트펌프.
  6. 제3 항에 있어서,
    상기 격벽의 일측에 상하방향으로 이동 가능하게 결합되는 댐퍼; 그리고,
    상기 댐퍼의 이동을 가이드하는 가이드 레일을 더 포함하고,
    상기 댐퍼는,
    상기 배리어홀의 상측에 위치하여 상기 배리어홀을 개방하거나, 상기 배리어홀의 일측을 덮어 상기 배리어홀을 폐쇄하는 히트펌프.
  7. 제6 항에 있어서,
    상기 제어부는,
    히트펌프 동작 신호가 입력되면,
    상기 압축기의 구동에 앞서, 상기 댐퍼로 상기 배리어홀을 개방하고, 상기 실외팬을 일정시간 동안 동작시키는 히트펌프.
  8. 제7 항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 실외팬이 일정시간 동안 동작된 후에, 상기 댐퍼로 상기 배리어홀을 폐쇄하는 히트펌프.
  9. 제8 항에 있어서,
    상기 사이클부 공간으로 누설된 냉매를 감지하는 센서를 더 포함하고,
    상기 제어부는,
    상기 센서로부터 획득한 정보에 기초하여, 상기 사이클부 공간으로 누설된 냉매가 기준량 이상인 것으로 판단되면,
    상기 실외팬을 동작시키면서 상기 댐퍼로 상기 배리어홀을 개방하고, 상기 압축기의 구동을 정지시키는 히트펌프.
  10. 제7 항에 있어서,
    상기 일정시간은 상기 실외기를 순환하는 냉매의 총량이 클수록 증가되는 히트펌프.
  11. 제1 항에 있어서,
    상기 사이클부 공간에 설치되어 상기 압축기의 주파수를 제어하는 인버터 보드를 더 포함하고,
    상기 제어부는,
    히트펌프 동작 신호가 입력되면,
    상기 인버터 보드의 구동에 앞서, 상기 실외팬을 일정시간 동안 동작시키는 히트펌프.
KR1020200089520A 2020-07-20 2020-07-20 히트펌프 KR20220010865A (ko)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020200089520A KR20220010865A (ko) 2020-07-20 2020-07-20 히트펌프
CN202110702341.3A CN113958995A (zh) 2020-07-20 2021-06-24 热泵
US17/356,951 US20220018580A1 (en) 2020-07-20 2021-06-24 Heat pump
EP21184565.6A EP3943822B1 (en) 2020-07-20 2021-07-08 Heat pump

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020200089520A KR20220010865A (ko) 2020-07-20 2020-07-20 히트펌프

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20220010865A true KR20220010865A (ko) 2022-01-27

Family

ID=76845118

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020200089520A KR20220010865A (ko) 2020-07-20 2020-07-20 히트펌프

Country Status (4)

Country Link
US (1) US20220018580A1 (ko)
EP (1) EP3943822B1 (ko)
KR (1) KR20220010865A (ko)
CN (1) CN113958995A (ko)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2023158583A1 (en) * 2022-02-15 2023-08-24 Rheem Manufacturing Company Heat pump systems with boost heat pump

Family Cites Families (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2990570B2 (ja) * 1994-08-18 1999-12-13 松下電器産業株式会社 一体型空気調和機
JPH1194291A (ja) * 1997-09-24 1999-04-09 Toshiba Corp 空気調和機
JP2001033064A (ja) * 1999-07-22 2001-02-09 Sanyo Electric Co Ltd 空気調和機の室外ユニット
JP3523584B2 (ja) * 2000-10-12 2004-04-26 株式会社 日立インダストリイズ ヒートポンプシステム
CN201652623U (zh) * 2010-04-22 2010-11-24 广东美的电器股份有限公司 防可燃性制冷剂聚积的空调室外机
JP5465333B2 (ja) * 2010-10-14 2014-04-09 三菱電機株式会社 室外機および空気調和装置
JP5673612B2 (ja) * 2012-06-27 2015-02-18 三菱電機株式会社 冷凍サイクル装置
JP5805598B2 (ja) * 2012-09-12 2015-11-04 三菱電機株式会社 冷凍サイクル装置
JP2015055455A (ja) * 2013-09-13 2015-03-23 三菱電機株式会社 室外機及び空気調和機
JP6177158B2 (ja) * 2014-02-25 2017-08-09 ジョンソンコントロールズ ヒタチ エア コンディショニング テクノロジー(ホンコン)リミテッド 空気調和機
JP2016070594A (ja) * 2014-09-30 2016-05-09 株式会社富士通ゼネラル 空気調和装置
JP6025944B2 (ja) * 2015-09-02 2016-11-16 三菱電機株式会社 冷凍サイクル装置
CN109661546A (zh) * 2016-09-08 2019-04-19 三菱电机株式会社 热泵装置
CN110226071B (zh) * 2017-02-01 2023-09-22 三菱电机株式会社 空调装置
CN109357325A (zh) * 2018-09-27 2019-02-19 海信(山东)空调有限公司 一种防爆空调器及其防爆控制方法
CN110410934A (zh) * 2019-08-02 2019-11-05 宁波奥克斯电气股份有限公司 一种空调器制冷剂泄漏处理方法、装置及空调器

Also Published As

Publication number Publication date
EP3943822B1 (en) 2023-12-27
EP3943822A1 (en) 2022-01-26
US20220018580A1 (en) 2022-01-20
CN113958995A (zh) 2022-01-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8671706B2 (en) Heat pump
JP5306449B2 (ja) 空気調和装置
EP2325577A2 (en) Heat pump
KR20170090290A (ko) 공기조화기
US11333410B2 (en) Refrigeration apparatus
KR102122574B1 (ko) 어큐뮬레이터 및 이를 사용한 공기조화기
US7228700B2 (en) Heating/cooling system
CN114341570A (zh) 压缩机单元及冷冻装置
KR102467477B1 (ko) 듀얼 응축기를 가지는 전열교환기
KR20220010865A (ko) 히트펌프
EP1334852B1 (en) Air conditioner having engine cooling apparatus
KR20180123271A (ko) 공기조화시스템
JP2021135004A (ja) 空気調和システム
EP2339267A2 (en) Refrigerating cycle apparatus, heat pump type hot water supply air conditioner and outdoor unit thereof
KR102008710B1 (ko) 공기 조화기 및 그 제어방법
EP1564506A2 (en) Heating/cooling system
KR102587026B1 (ko) 히트 펌프를 이용한 항온항습 공기조화기 및 그의 제어 방법
JP5409405B2 (ja) 空気調和装置
JPWO2019224870A1 (ja) ショーケース
KR20060119318A (ko) 오일온도조절기능을 구비한 압축기
KR102008718B1 (ko) 공기조화기 및 그 제어 방법
KR102551112B1 (ko) 리시버 일체형 어큐뮬레이터
KR20060039740A (ko) 증발탱크를 구비한 멀티형 공기조화기
KR20200067425A (ko) 히트 펌프
KR20140063930A (ko) 히트펌프 시스템

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination