KR20220022495A - Heat pump system - Google Patents

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Abstract

Disclosed is a cooling heat pump system for water and air dehumidification, capable of enhancing cooling and hot water supply performance by using a temperature stratified hot water supply tank. The dehumidification cooling heat pump system of the present invention includes a temperature stratified hot water supply tank, a heat pump, a high temperature water supply pipe, a high temperature water recovery pipe, a hot water supply pipe, a low temperature water supply pipe, a first water supply pipe, a recirculation pipe, a geothermal heat source connection pipe, a water supply pipe, a hot water branch pipe, a three-way valve, a second water supply pipe, and a central control unit.

Description

온도성층형 급탕탱크 활용하여 냉방 및 급탕 성능 증대 가능한 물, 공기 제습냉방 히트펌프 시스템{HEAT PUMP SYSTEM}Water and air dehumidification cooling heat pump system that can increase cooling and hot water supply performance by using a temperature stratified hot water supply tank {HEAT PUMP SYSTEM}

본 발명은 히트펌프 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 온도성층형 급탕탱크를 활용하여 냉방 및 급탕 성능 증대 가능한 물, 공기 제습냉방 히트펌프 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a heat pump system, and more particularly, to a water and air dehumidification cooling heat pump system capable of increasing cooling and hot water supply performance by using a temperature stratified hot water supply tank.

일반적으로 히트펌프 시스템은 압축기, 응축기, 증발기 그리고 팽창밸브 등을 순환하는 냉매가 유체(기체, 액체 등)와 열교환을 하여 난방과 냉방이 이루어지도록 함은 물론, 온수 공급을 위하여 생활용수(물탱크내의 수도물 등)와의 열교환을 통한 급탕 기능을 수행하는 시스템을 말한다.In general, in a heat pump system, a refrigerant circulating in a compressor, a condenser, an evaporator, and an expansion valve exchanges heat with a fluid (gas, liquid, etc.) to achieve heating and cooling, as well as to supply domestic water (water tank). It refers to a system that performs the function of hot water supply through heat exchange with domestic tap water, etc.).

이러한 히트펌프 시스템에서 급탕(온수)을 공급하기 위해 디슈퍼히터(급탕열교환기)가 포함된다.In this heat pump system, a desuperheater (hot water supply heat exchanger) is included to supply hot water (hot water).

상기 히트펌프 시스템의 냉방 작동 원리를 보면, 증발기를 통과하는 액체 냉매가 실내 공기로부터 열을 빼앗아 증발하는 동시에 열을 빼앗긴 실내공기가 차가운 상태가 되어 냉방을 요하는 장소로 순환되도록 함으로써, 실내 냉방이 이루어진다.Looking at the cooling operation principle of the heat pump system, the liquid refrigerant passing through the evaporator takes heat from the indoor air and evaporates, and at the same time, the indoor air from which the heat has been taken becomes cold and circulated to a place requiring cooling, so that indoor cooling is achieved. is done

상기 히트펌프 시스템의 난방 작동 원리를 보면, 압축기에서 토출된 고온 고압의 가스 상태 냉매가 열교환기로 들어가서 실내측 공기와 열교환을 함으로써, 실내 난방이 이루어진다.Looking at the heating operation principle of the heat pump system, the high-temperature and high-pressure gaseous refrigerant discharged from the compressor enters the heat exchanger to exchange heat with the indoor air, thereby heating the room.

또한, 상기 히트펌프 시스템의 급탕 작동 원리를 보면, 압축기를 통과한 고온의 냉매가 디수퍼히터를 경유하고, 이와 동시에 저온의 물이 디수퍼히터를 통과할 때, 고온의 냉매와 저온의 물이 열교환을 함으로써, 저온의 물이 온수로 급탕 가열되는 급탕 기능이 수행된다.Also, looking at the working principle of hot water supply of the heat pump system, when the high-temperature refrigerant that has passed through the compressor passes through the desuperheater, and at the same time, when the low-temperature water passes through the desuperheater, the high-temperature refrigerant and the low-temperature water By performing heat exchange, a hot water supply function in which low-temperature water is hot water supplied and heated is performed.

그런데, 이러한 히트펌프 시스템은 공동주택의 각 세대별 또는 건물의 각 층별로 설치되며, 이때 급탕용 고온수가 저장되는 급탕탱크가 각 세대별 또는 각 층별로 설치되어야 하므로 공동주택 및 건물에 히트펌프 시스템을 설치하는 비용이 증가하는 문제가 있었다.However, such a heat pump system is installed for each household or each floor of a building, and at this time, a hot water supply tank for storing hot water for hot water supply must be installed for each household or each floor. There was a problem of increasing the cost of installing it.

특허출원 제10-2017-0155883호Patent Application No. 10-2017-0155883

따라서 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 공동주택 또는 건물의 히트펌프 설치비용이 절감될 수 있고, 급탕 가열을 위한 비용이 절감될 수 있도록 한 히트펌프 시스템을 제공하는데 있다.Accordingly, an object of the present invention is to provide a heat pump system that can reduce the cost of installing a heat pump in an apartment house or building and reduce the cost for heating hot water.

본 발명의 일 실시예에 따른 히트펌프 시스템은 하부공간에 저온수가 충진된 상태에서 저온수 위쪽의 상부공간에 고온수가 충진되는 형태의 온도성층형 급탕탱크; 공동주택의 각 세대별 또는 건물의 각 층별로 설치되고, 냉난방 및 급탕용 고온수를 생성하는 히트펌프; 상기 온도성층형 급탕탱크 내의 고온수를 일방향으로 공급하는 고온수 공급관; 상기 고온수 공급관과 연결되어 고온수를 회수하는 고온수 회수관; 상기 고온수 공급관으로부터 분기되어 고온수를 각 세대 또는 건물의 각 층에 공급하는 급탕배관(330); 상기 온도성층형 급탕탱크 내의 저온수를 상기 히트펌프 방향으로 공급하는 저온수 공급관; 상기 저온수 공급관으로부터 분기되어 상기 히트펌프에 연결되고, 각 세대 또는 건물의 각 층에 저온수를 공급하는 제1 급수배관; 상기 고온수 회수관으로부터 분기되어 상기 히트펌프에 연결되고, 각 세대 또는 건물의 각 층에 설치되는 히트펌프에서 상기 저온수와 고온 냉매가 열교환하여 생성되는 급탕용 고온수를 회수하는 환탕배관; 상기 히트펌프 및 지중열원 사이에 연결되는 지중열원 연결배관; 상수가 저장되는 저수조로부터 그 내부의 상수를 일방향으로 공급하는 상수 공급관; 상기 고온수 공급관 및 상기 상수 공급관 사이에 연결되고, 상기 고온수 공급관을 통해 공급되는 고온수 일부를 상기 상수 공급관으로 공급하는 고온수 분지관; 상기 고온수 분지관이 상기 상수 공급관에 연결되는 교차지점에 설치되어 상기 고온수 분지관을 개폐하는 삼방밸브; 상기 상수 공급관으로부터 분기되고, 고온수 및 상수가 합류하여 생성되는 미온수를 각 세대 또는 건물의 각 층에 급수하는 제2 급수배관; 및 상기 고온수 및 상기 저온수의 공급, 상기 삼방밸브의 개폐, 상기 히터펌프의 운전을 제어하며, 각 세대별 또는 각 층별 히터펌프의 운전 상태 및 상기 고온수 부족을 판단하며, 상기 고온수의 용량이 기준량보다 감소한 경우 미운전 상태의 히터펌프가 급탕용 고온수를 생성하도록 제어하는 중앙제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.A heat pump system according to an embodiment of the present invention includes: a temperature stratified hot water supply tank in which the upper space above the low-temperature water is filled with high-temperature water while the lower space is filled with low-temperature water; a heat pump installed for each household in an apartment building or each floor of a building and generating high-temperature water for heating and cooling and hot water supply; a high-temperature water supply pipe for supplying high-temperature water in the temperature-laminated hot water supply tank in one direction; a high-temperature water recovery pipe connected to the high-temperature water supply pipe to recover high-temperature water; a hot water supply pipe 330 branched from the hot water supply pipe to supply hot water to each household or each floor of a building; a low-temperature water supply pipe for supplying low-temperature water in the temperature-stratified hot water supply tank in the direction of the heat pump; a first water supply pipe branched from the low-temperature water supply pipe and connected to the heat pump and supplying low-temperature water to each household or each floor of a building; a circulating hot water pipe branching from the high-temperature water recovery pipe and connected to the heat pump, and recovering hot water for hot water supply generated by heat exchange between the low-temperature water and the high-temperature refrigerant in a heat pump installed on each floor of each household or building; a geothermal heat source connecting pipe connected between the heat pump and the geothermal heat source; a water supply pipe for supplying constant water therein from the water storage tank in which the water is stored; a hot water branch pipe connected between the hot water supply pipe and the water supply pipe and supplying a part of the hot water supplied through the hot water supply pipe to the water supply pipe; a three-way valve installed at an intersection where the hot water branch pipe is connected to the water supply pipe to open and close the hot water branch pipe; a second water supply pipe branching from the water supply pipe and supplying tepid water generated by the merging of hot water and constant water to each household or each floor of a building; and controlling the supply of the high temperature water and the low temperature water, opening and closing of the three-way valve, and the operation of the heater pump, and determining the operation state of the heater pump for each household or each floor and the shortage of the high temperature water, and It is characterized in that it includes a central control unit that controls the non-operating heater pump to generate hot water for hot water supply when the capacity is reduced from the reference amount.

일 실시예에서, 상기 히트펌프는, 실내 방향으로 온풍 또는 냉풍을 공급하는 냉방기, 외부공기를 제습하는 제습기, 상기 제습기 내의 수분을 제거하는 재생히터를 포함하는 공조기; 고온 냉매를 배출하는 압축기; 상기 압축기의 출구에 연결되고, 냉방운전 및 난방운전에 따라 상기 고온 냉매가 흐르는 방향을 전환시키는 사방밸브; 상기 환탕배관 및 상기 제1 급수배관과 연결되고, 냉방운전시 고온 냉매 및 저온수 간의 열교환을 통해 급탕용 고온수를 생성하는 급탕열교환기; 상기 급탕열교환기의 입구 및 출구 사이에 연결되어 냉매가 상기 급탕열교환기를 경유하지 않도록 바이패스 시키는 바이패스배관; 상기 급탕열교환기의 출구 측에 배치되는 팽창밸브; 지중열원과 연결되어 지중열과 냉매가 열교환하도록 하는 지중열원 열교환기; 상기 히트펌프의 냉방운전 및 난방운전을 제어하는 제어부(미도시)를 포함하고, 난방운전시, 상기 압축기로부터 배출되는 고온 냉매는 상기 사방밸브의 제2 포트로부터 상기 냉방기로 연결되는 제1 냉매이송경로를 따라 상기 냉방기로 공급되고, 이어서 상기 냉방기로부터 상기 급탕열교환기로 연결되는 제2 냉매이송경로를 따라 이동하는 중에 상기 바이패스관으로 유입 및 바이패스관을 따라 이동하여 상기 팽창기로 공급되고, 이어서 상기 팽창기로부터 상기 지중열원 열교환기로 연결되는 제3 냉매이송경로를 따라 상기 지중열원 열교환기로 공급되고, 이어서 상기 지중열원 열교환기로부터 상기 사방밸브의 제3 포트로 연결되는 제4 냉매이송경로를 따라 상기 제3 포트로 유입되고, 이어서 상기 사방밸브의 제4 포트로부터 상기 압축기로 연결되는 냉매회수경로를 따라 상기 압축기로 회수되는 싸이클로 운전되고; 냉방운전시, 상기 압축기로부터 배출되는 고온 냉매는 상기 사방밸브의 제3 포트로부터 상기 재생히터로 연결되는 제5 냉매이송경로를 따라 상기 재생히터로 공급되고, 이어서 상기 재생히터로부터 상기 지중열원 열교환기로 연결되는 제6 냉매이송경로를 따라 이동하되 상기 지중열원과의 열교환 없이 상기 지중열원 열교환기를 통과한 후, 상기 지중열원 열교환기로부터 상기 급탕열교환기로 연결되는 제7 냉매이송경로를 따라 상기 급탕열교환기로 공급되고, 이어서 상기 급탕열교환기로부터 상기 냉방기로 연결되는 제8 냉매이송경로를 따라 상기 냉방기로 공급되고, 이어서 상기 냉방기로부터 상기 사방변의 제2 포트로 연결되는 제9 냉매이송경로를 따라 제2 포트로 유입되고, 이어서 상기 냉매회수경로를 따라 상기 압축기로 회수되는 싸이클로 운전되며, 상기 냉방운전시 냉매가 상기 급탕열교환기에서 열교환될 때 급탕용 고온수를 생성하고, 그 생성된 급탕용 고온수는 상기 환탕배관 및 고온수 회수관을 따라 상기 온도성층형 급탕탱크로 공급될 수 있다.In one embodiment, the heat pump may include: an air conditioner including an air conditioner for supplying hot or cold air to a room, a dehumidifier for dehumidifying outside air, and a regeneration heater for removing moisture in the dehumidifier; a compressor for discharging high-temperature refrigerant; a four-way valve connected to the outlet of the compressor and configured to change a direction in which the high-temperature refrigerant flows according to a cooling operation and a heating operation; a hot water supply heat exchanger connected to the hot water supply pipe and the first water supply pipe and generating hot water for hot water supply through heat exchange between a high temperature refrigerant and low temperature water during a cooling operation; a bypass pipe connected between the inlet and the outlet of the hot water supply heat exchanger to bypass the refrigerant so as not to pass through the hot water supply heat exchanger; an expansion valve disposed on the outlet side of the hot water supply heat exchanger; a geothermal heat source heat exchanger connected to a geothermal heat source to exchange heat between geothermal heat and a refrigerant; and a control unit (not shown) for controlling a cooling operation and a heating operation of the heat pump, wherein, during the heating operation, the high-temperature refrigerant discharged from the compressor is transferred from the second port of the four-way valve to the air conditioner. The refrigerant is supplied to the air conditioner along a path, and then flows into the bypass pipe and moves along the bypass pipe while moving along the second refrigerant transfer path connected from the air conditioner to the hot water heat exchanger, and is supplied to the expander, and then It is supplied to the geothermal heat source heat exchanger along a third refrigerant transfer path connected from the expander to the geothermal heat source heat exchanger, and then along a fourth refrigerant transfer path connected from the geothermal heat source heat exchanger to the third port of the four-way valve. It flows into the third port and then operates as a cycle in which the refrigerant is returned to the compressor along a refrigerant return path connected to the compressor from the fourth port of the four-way valve; During the cooling operation, the high-temperature refrigerant discharged from the compressor is supplied to the regeneration heater from the third port of the four-way valve along a fifth refrigerant transfer path connected to the regeneration heater, and then from the regeneration heater to the geothermal heat source heat exchanger. After passing through the geothermal heat source heat exchanger without heat exchange with the geothermal heat source, it moves along the connected sixth refrigerant transfer path, and then along the seventh refrigerant transfer path connected from the geothermal heat source heat exchanger to the hot water supply heat exchanger to the hot water supply heat exchanger is supplied, and then is supplied to the cooler along an eighth refrigerant transfer path connected from the hot water supply heat exchanger to the cooler, and then a second port along a ninth refrigerant transfer path from the cooler to the second port on all sides It flows into the furnace and then operates in a cycle that is recovered to the compressor along the refrigerant recovery path, and generates hot water for hot water supply when the refrigerant exchanges heat in the hot water heat exchanger during the cooling operation, and the generated hot water for hot water supply is It may be supplied to the temperature stratified hot water supply tank along the round hot water pipe and the high temperature water recovery pipe.

일 실시예에서, 상기 중앙제어부는 상기 온도성층형 급탕탱크에 고온수가 과도 충진된 경우, 상기 히터펌프에서 냉방운전시 순환되는 냉매가 상기 지중열원 열교환기와 열교환하도록 상기 히터펌프를 제어하고, 상기 삼방밸브의 상기 고온수 분지관에 연결된 포트를 개방하여 상기 온도성층형 급탕탱크 내의 고온수가 상기 고온수 분지관을 통해 상기 상수 공급관 방향으로 공급되도록 제어될 수 있다.In one embodiment, the central control unit controls the heater pump so that, when the temperature stratified hot water supply tank is overfilled with high-temperature water, the refrigerant circulated during the cooling operation in the heater pump exchanges heat with the geothermal heat source heat exchanger, and the three-way By opening a port connected to the high-temperature water branch pipe of the valve, the high-temperature water in the thermally stratified hot water supply tank may be controlled to be supplied in the direction of the water supply pipe through the high-temperature water branch pipe.

본 발명에 따른 히트펌프 시스템에 의하면, 온도성층형 급탕탱크를 공동주택 또는 건물 전체에서 공용으로 이용하고, 온도성층형 급탕탱크에 충진되는 고온수의 공급 및 저온수의 공급 및 이용을 위해 공동주택 또는 건물에 설치되는 고온수 공급관 및 저온수 공급관에 각 세대 또는 각 층에서 급탕배관(330), 제1 급수배관 및 환탕배관만을 연결하면 되기 때문에 각 세대별 또는 각 층별로 급탕탱크의 설치 및 배관 설비가 필요치 않아서 각 세대별 또는 각 층별 히트펌프의 사용을 위한 배관 설비 비용이 감소되어, 결과적으로 공동주택 또는 건물의 히트펌프 설치비용이 절감될 수 있는 이점이 있다.According to the heat pump system according to the present invention, the temperature stratified hot water supply tank is commonly used in the apartment house or the whole building, and for the supply and use of high temperature water and low temperature water filled in the temperature stratified hot water supply tank, the apartment house Alternatively, since it is only necessary to connect the hot water supply pipe 330, the first water supply pipe, and the hot water supply pipe in each household or each floor to the hot water supply pipe and the low temperature water supply pipe installed in the building, installation and piping of the hot water supply tank for each household or each floor Since no equipment is required, the cost of piping equipment for the use of the heat pump for each household or each floor is reduced, and consequently, there is an advantage that the cost of installing a heat pump in an apartment house or building can be reduced.

또한, 각 세대별 또는 각 층별로 생성되는 급탕용 고온수를 온도성층형 급탕탱크로 회수시켜서 급탕을 위한 고온수 충진이 가능하므로 급탕용 고온수 생성을 위한 별도의 설비가 필요 없게 되고, 이에 따라 급탕 가열을 위한 비용이 절감되는 이점이 있다.In addition, since the hot water for hot water supply generated for each household or each floor is recovered to the temperature stratified hot water supply tank, it is possible to fill the hot water for hot water supply, thereby eliminating the need for a separate facility for generating hot water for hot water supply. There is an advantage in that the cost for heating the hot water is reduced.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 히트펌프 시스템의 구성을 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 도 1에 도시된 히트펌프의 구성을 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 도 1에 도시된 히트펌프의 난방운전 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 도 1에 도시된 히트펌프의 냉방운전 과정을 설명하기 위한 도면이다.
1 is a view for explaining the configuration of a heat pump system according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a view for explaining the configuration of the heat pump shown in FIG. 1 .
FIG. 3 is a view for explaining a heating operation process of the heat pump shown in FIG. 1 .
FIG. 4 is a view for explaining a cooling operation process of the heat pump shown in FIG. 1 .

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 히트펌프 시스템에 대해 상세히 설명한다. 본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다. 첨부된 도면에 있어서, 구조물들의 치수는 본 발명의 명확성을 기하기 위하여 실제보다 확대하여 도시한 것이다. Hereinafter, a heat pump system according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. Since the present invention can have various changes and can have various forms, specific embodiments are illustrated in the drawings and described in detail in the text. However, this is not intended to limit the present invention to the specific disclosed form, it should be understood to include all modifications, equivalents and substitutes included in the spirit and scope of the present invention. In describing each figure, like reference numerals have been used for like elements. In the accompanying drawings, the dimensions of the structures are enlarged than the actual size for clarity of the present invention.

제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. Terms such as first, second, etc. may be used to describe various elements, but the elements should not be limited by the terms. The above terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another. For example, without departing from the scope of the present invention, a first component may be referred to as a second component, and similarly, a second component may also be referred to as a first component.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.The terms used in the present application are only used to describe specific embodiments, and are not intended to limit the present invention. The singular expression includes the plural expression unless the context clearly dictates otherwise. In the present application, terms such as "comprise" or "have" are intended to designate that a feature, number, step, operation, component, part, or a combination thereof described in the specification exists, but one or more other features It is to be understood that it does not preclude the possibility of the presence or addition of numbers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.Unless defined otherwise, all terms used herein, including technical and scientific terms, have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art to which this invention belongs. Terms such as those defined in commonly used dictionaries should be interpreted as having a meaning consistent with the meaning in the context of the related art, and should not be interpreted in an ideal or excessively formal meaning unless explicitly defined in the present application. does not

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 히트펌프 시스템의 구성을 설명하기 위한 도면이고, 도 2는 도 1에 도시된 히트펌프의 구성을 설명하기 위한 도면이다.FIG. 1 is a diagram for explaining the configuration of a heat pump system according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a diagram for explaining the configuration of the heat pump shown in FIG. 1 .

도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 히트펌프 시스템은 온도성층형 급탕탱크(100), 히트펌프(200), 고온수 공급관(310), 고온수 회수관(320), 급탕배관(330), 저온수 공급관(340), 제1 급수배관(350), 환탕배관(360), 지중열원 연결배관(370), 상수 공급관(410), 고온수 분지관(380), 삼방밸브(420), 제2 급수배관(430), 및 중앙제어부(미도시)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 1 , a heat pump system according to an embodiment of the present invention includes a temperature stratified hot water supply tank 100 , a heat pump 200 , a high temperature water supply pipe 310 , a high temperature water recovery pipe 320 , and a hot water supply pipe. (330), low-temperature water supply pipe (340), first water supply pipe (350), round hot water pipe (360), underground heat source connection pipe (370), water supply pipe (410), high-temperature water branch pipe (380), three-way valve ( 420), a second water supply pipe 430, and a central control unit (not shown) may be included.

온도성층형 급탕탱크(100)는 하나의 내부공간을 갖지만, 하부공간에 저온수가 충진된 상태에서 저온수 위쪽의 상부공간에 고온수가 충진됨으로써, 상부공간에 고온수가 존재하는 동시에 하부공간에 저온수가 존재하여, 고온수와 저온수가 서로 경계를 이루면서 상존하는 탱크를 말한다. 이러한 온도성층형 급탕탱크(100)는 공동주택 또는 건물의 기계실에 설치될 수 있다.Although the temperature stratified hot water supply tank 100 has one internal space, high-temperature water is filled in the upper space above the low-temperature water in a state in which the low-temperature water is filled in the lower space, so that high-temperature water is present in the upper space and low-temperature water is in the lower space at the same time. It refers to a tank in which hot water and cold water coexist while forming a boundary with each other. Such a temperature stratified hot water supply tank 100 may be installed in a machine room of an apartment house or building.

히트펌프(200)는 공동주택의 각 세대별 또는 건물의 각 층별로 설치되고, 냉난방 및 급탕용 고온수를 생성할 수 있다.The heat pump 200 may be installed for each household of an apartment house or each floor of a building, and may generate hot water for heating and cooling and hot water supply.

고온수 공급관(310)은 온도성층형 급탕탱크(100) 내의 고온수를 일방향으로 공급할 수 있다. 고온수 공급관(310)은 공동주택의 각 세대 또는 건물의 각 층으로 고온수를 공급하기 위한 공용의 배관일 수 있다.The high-temperature water supply pipe 310 may supply high-temperature water in the temperature stratified hot water supply tank 100 in one direction. The high-temperature water supply pipe 310 may be a common pipe for supplying high-temperature water to each household of an apartment house or each floor of a building.

고온수 회수관(320)은 고온수 공급관(310)과 연결되어 고온수를 회수할 수 있다. 고온수 회수관(320)은 고온수 공급관(310)을 따라 공급되는 고온수를 온도성층형 급탕탱크(100)로 회수할 수 있고, 공동주택 또는 건물에 설치되는 공용의 배관일 수 있다.The high-temperature water recovery pipe 320 may be connected to the high-temperature water supply pipe 310 to recover high-temperature water. The high-temperature water recovery pipe 320 may recover the high-temperature water supplied along the high-temperature water supply pipe 310 to the temperature stratified hot water supply tank 100 , and may be a common pipe installed in an apartment house or a building.

급탕배관(330)은 상기 고온수 공급관(310)으로부터 분기되어 고온수를 각 세대 또는 건물의 각 층에 공급할 수 있다.The hot water supply pipe 330 is branched from the hot water supply pipe 310 to supply hot water to each household or each floor of a building.

저온수 공급관(340)은 온도성층형 급탕탱크(100) 내의 저온수를 히트펌프(200) 방향으로 공급할 수 있다. 저온수 공급관(340)은 공동주택의 각 세대 또는 건물의 각 층으로 저온수를 공급하기 위한 공용의 배관일 수 있다.The low-temperature water supply pipe 340 may supply low-temperature water in the temperature stratified hot water supply tank 100 in the direction of the heat pump 200 . The low-temperature water supply pipe 340 may be a common pipe for supplying low-temperature water to each household of an apartment house or each floor of a building.

제1 급수배관(350)은 저온수 공급관(340)으로부터 분기되어 각 세대별 또는 각 층별 설치되는 히트펌프(200)에 연결되고, 각 세대 또는 건물의 각 층에 저온수를 공급할 수 있다. 저온수는 각 세대 또는 건물의 각 층에 설치되는 히트펌프(200)로 공급되어 고온 냉매와 열교환할 수 있다.The first water supply pipe 350 is branched from the low-temperature water supply pipe 340 and is connected to the heat pump 200 installed for each household or each floor, and can supply low-temperature water to each household or each floor of a building. The low-temperature water may be supplied to the heat pump 200 installed on each floor of each household or building to exchange heat with the high-temperature refrigerant.

환탕배관(360)은 고온수 회수관(320)으로부터 분기되어 히트펌프(200)에 연결되고, 각 세대 또는 건물의 각 층에 설치되는 히트펌프(200)에서 저온수와 고온 냉매가 열교환하여 생성되는 급탕용 고온수를 회수할 수 있다.The round-water pipe 360 is branched from the high-temperature water recovery pipe 320 and connected to the heat pump 200, and is generated by heat exchange between low-temperature water and high-temperature refrigerant in the heat pump 200 installed on each floor of each household or building. High-temperature water for hot water supply can be recovered.

지중열원 연결배관(370)은 히트펌프(200) 및 지중열원(290) 사이에 연결될 수 있다.The underground heat source connection pipe 370 may be connected between the heat pump 200 and the underground heat source 290 .

상수 공급관(410)은 상수가 저장되는 저수조(500)로부터 그 내부의 상수를 일방향으로 공급할 수 있다. 상수 공급관(410)은 공동주택의 각 세대 또는 건물의 각 층으로 미온수를 공급하기 위한 공용의 배관일 수 있다.The water supply pipe 410 may supply constant water therein from the water storage tank 500 in which the water is stored in one direction. The water supply pipe 410 may be a common pipe for supplying tepid water to each household or each floor of a building.

고온수 분지관(380)은 고온수 공급관(310) 및 상수 공급관(410) 사이에 연결되고, 고온수 공급관(310)을 통해 공급되는 고온수 일부를 상수 공급관(410)으로 공급할 수 있다.The hot water branch pipe 380 is connected between the hot water supply pipe 310 and the water supply pipe 410 , and may supply a portion of the hot water supplied through the hot water supply pipe 310 to the water supply pipe 410 .

삼방밸브(420)는 고온수 분지관(380)이 상수 공급관(410)에 연결되는 교차지점에 설치되어 고온수 분지관(380)을 개폐할 수 있다.The three-way valve 420 may be installed at an intersection where the hot water branch pipe 380 is connected to the water supply pipe 410 to open and close the hot water branch pipe 380 .

제2 급수배관(430)은 상수 공급관(410)으로부터 분기되고, 고온수 및 상수가 합류하여 생성되는 미온수를 각 세대 또는 건물의 각 층에 급수할 수 있다.The second water supply pipe 430 is branched from the water supply pipe 410 , and may supply tepid water generated by the merging of hot water and constant water to each household or each floor of a building.

중앙제어부는 상기 온도성층형 급탕탱크(100) 내의 고온수 및 저온수의 공급, 상기 삼방밸브(420)의 개폐, 상기 히트펌프(200)의 운전을 제어하며, 각 세대별 또는 각 층별 히트펌프(200)의 운전 상태 및 상기 고온수의 부족을 판단하며, 상기 고온수가 부족한 경우 미운전 상태의 히트펌프(200)가 급탕용 고온수를 생성하도록 제어할 수 있다.The central control unit controls the supply of hot and low-temperature water in the temperature-stratified hot water supply tank 100, the opening and closing of the three-way valve 420, and the operation of the heat pump 200, and heat pumps for each household or each floor. The operation state of 200 and the shortage of the high-temperature water are determined, and when the high-temperature water is insufficient, the non-operational heat pump 200 may be controlled to generate high-temperature water for hot water supply.

또한, 중앙제어부는 상기 온도성층형 급탕탱크(100)에 고온수가 과도 충진된 경우, 각 세대별 또는 각 층별 히트펌프(200)에서 냉방운전시 순환되는 냉매가 지중열원 열교환기(270)와 열교환하도록 히트펌프(200)를 제어하고, 삼방밸브(420)의 고온수 분지관(380)에 연결된 포트를 개방하여 온도성층형 급탕탱크(100) 내의 고온수를 고온수 분지관(380)을 통해 상수 공급관(410) 방향으로 공급되도록 제어할 수 있다.In addition, when the temperature stratified hot water supply tank 100 is overfilled with high-temperature water, the central control unit heats the refrigerant circulated during the cooling operation in the heat pump 200 for each household or each floor with the geothermal heat source heat exchanger 270. control the heat pump 200 to do so, and open the port connected to the hot water branch pipe 380 of the three-way valve 420 to transfer the hot water in the temperature stratified hot water supply tank 100 through the hot water branch pipe 380 It can be controlled to be supplied in the direction of the water supply pipe 410 .

한편, 도 2를 참조하면, 각 세대 또는 각 층에 설치되는 히트펌프(200)는 공조기(210), 압축기(220), 사방밸브(230), 급탕열교환기(240), 바이패스관(250), 팽창밸브(260), 지중열원 열교환기(270), 제어부(미도시)를 포함할 수 있다.Meanwhile, referring to FIG. 2 , the heat pump 200 installed in each household or each floor includes an air conditioner 210 , a compressor 220 , a four-way valve 230 , a hot water heat exchanger 240 , and a bypass pipe 250 . ), an expansion valve 260 , a geothermal heat source heat exchanger 270 , and a controller (not shown).

공조기(210)는 실내 방향으로 온풍 또는 냉풍을 공급하는 냉방기(211), 외부공기를 제습하는 제습기(212), 상기 제습기(212) 내의 수분을 제거하는 재생히터(213)를 포함할 수 있다. 이러한 공조기(210)는 통상의 데시컨트 공조기일 수 있다.The air conditioner 210 may include a cooler 211 for supplying hot or cold air to the room, a dehumidifier 212 for dehumidifying outside air, and a regeneration heater 213 for removing moisture in the dehumidifier 212 . Such an air conditioner 210 may be a conventional desiccant air conditioner.

압축기(220)는 냉매를 압축해서 고온 고압의 상태로 만들어 고온 고압의 냉매를 일방향으로 배출할 수 있다.The compressor 220 may compress the refrigerant into a high-temperature and high-pressure state to discharge the high-temperature and high-pressure refrigerant in one direction.

사방밸브(230)는 밸브의 포트를 4개 가진 것을 의미하며, 히트펌프(200)의 난방운전 및 냉방운전에 따라 각각의 포트가 개별 개폐될 수 있다.The four-way valve 230 means having four valve ports, and each port may be individually opened and closed according to the heating operation and the cooling operation of the heat pump 200 .

급탕열교환기(240)는 상기 환탕배관(360) 및 상기 제1 급수배관(350)과 연결되고, 냉방운전시 고온 냉매 및 저온수 간의 열교환을 통해 급탕용 고온수를 생성할 수 있다.The hot water supply heat exchanger 240 is connected to the hot water supply pipe 360 and the first water supply pipe 350 , and may generate hot water for hot water supply through heat exchange between a high temperature refrigerant and low temperature water during a cooling operation.

바이패스관(250)은 급탕열교환기(240)의 입구 및 출구 사이에 연결되어, 히트펌프(200)의 난방 운전시 냉매가 급탕열교환기(240)를 경유하지 않도록 바이패스 시킬 수 있다.The bypass pipe 250 is connected between the inlet and the outlet of the hot water supply heat exchanger 240 so that the refrigerant does not pass through the hot water supply heat exchanger 240 during the heating operation of the heat pump 200 .

팽창밸브(260)는 급탕열교환기(240)의 출구 측에 배치될 수 있다.The expansion valve 260 may be disposed on the outlet side of the hot water heat exchanger 240 .

지중열원 열교환기(270)는 지중열원(290)과 연결되어 지중열과 냉매가 열교환하도록 한다. 지중열원 열교환기(270)는 히트펌프(200)의 난방운전시에는 냉매 및 지중열원이 열교환하도록 하고, 히트펌프(200)의 냉방운전시에는 온도성층형 급탕탱크(100)에 고온수가 과도 충진된 경우 중앙제어부의 제어에 의해 가동될 수 있다.The geothermal heat source heat exchanger 270 is connected to the geothermal heat source 290 so that the geothermal heat and the refrigerant exchange heat. The geothermal heat source heat exchanger 270 allows the refrigerant and the geothermal heat source to exchange heat during the heating operation of the heat pump 200, and during the cooling operation of the heat pump 200, the temperature stratified hot water supply tank 100 is overfilled with high-temperature water. It can be operated under the control of the central control unit.

제어부는 히트펌프(200)의 냉방운전 및 난방운전을 제어할 수 있다.The control unit may control a cooling operation and a heating operation of the heat pump 200 .

이하에서는 본 발명의 일 실시예에 따른 히트펌프 시스템에서 각 세대 또는 각 층에 설치되는 히트펌프(200)의 냉방운전 및 난방운전을 설명한다.Hereinafter, a cooling operation and a heating operation of the heat pump 200 installed in each household or each floor in the heat pump system according to an embodiment of the present invention will be described.

히트펌프의 난방운전Heating operation of heat pump

도 3은 도 1에 도시된 히트펌프의 난방운전 과정을 설명하기 위한 도면이다.FIG. 3 is a view for explaining a heating operation process of the heat pump shown in FIG. 1 .

먼저, 상기 압축기(220)로부터 배출되는 고온 냉매는 사방밸브(230)의 제2 포트(232)로부터 냉방기(211)로 연결되는 제1 냉매이송경로(①)를 따라 냉방기(211)로 공급된다. 냉방기(211)로 공급된 고온 냉매에 의해 냉방기(211)는 난방을 위한 따뜻한 공기를 실내로 공급할 수 있다.First, the high-temperature refrigerant discharged from the compressor 220 is supplied to the air conditioner 211 along the first refrigerant transfer path (①) connected from the second port 232 of the four-way valve 230 to the air conditioner 211. . By the high-temperature refrigerant supplied to the air conditioner 211 , the air conditioner 211 may supply warm air for heating into the room.

이어서, 냉방기(211)로부터 급탕열교환기(240)로 연결되는 제2 냉매이송경로(②)를 따라 이동하며, 그 이동 중에 고온 냉매가 급탕열교환기(240)로 공급되지 않도록 고온 냉매는 바이패스관(250)으로 유입 및 바이패스관(250)을 따라 이동하여 팽창밸브(260)로 공급된다.Then, it moves along the second refrigerant transfer path (②) connected from the air conditioner 211 to the hot water heater 240, and the hot refrigerant is bypassed so that the hot refrigerant is not supplied to the hot water heat exchanger 240 during the movement. It moves along the inflow and bypass pipe 250 into the pipe 250 and is supplied to the expansion valve 260 .

이어서, 팽창밸브(260)로부터 지중열원 열교환기(270)로 연결되는 제3 냉매이송경로(③)를 따라 지중열원 열교환기(270)로 공급된다. 이때, 지중열원 열교환기(270)에서 냉매와 지중열이 열교환한다.Then, it is supplied to the geothermal heat source heat exchanger 270 along the third refrigerant transfer path (③) connected from the expansion valve 260 to the geothermal heat source heat exchanger 270 . At this time, the refrigerant and the geothermal heat exchange heat in the geothermal heat source heat exchanger 270 .

이어서, 지중열원 열교환기(270)로부터 사방밸브(230)의 제3 포트(233)로 연결되는 제4 냉매이송경로(④)를 따라 상기 제3 포트(233)로 유입된다.Subsequently, the refrigerant is introduced into the third port 233 along the fourth refrigerant transfer path (④) connected from the geothermal heat source heat exchanger 270 to the third port 233 of the four-way valve 230 .

이어서, 상기 사방밸브(230)의 제4 포트(234)로부터 압축기(220)로 연결되는 냉매회수경로(⑩)를 따라 상기 압축기(220)로 회수된다.Then, the refrigerant is returned to the compressor 220 along the refrigerant return path ⑩ connected to the compressor 220 from the fourth port 234 of the four-way valve 230 .

히트펌프의 냉방운전Heat pump cooling operation

도 4는 도 1에 도시된 히트펌프의 냉방운전 과정을 설명하기 위한 도면이다.FIG. 4 is a view for explaining a cooling operation process of the heat pump shown in FIG. 1 .

먼저, 압축기(220)로부터 배출되는 고온 냉매는 사방밸브(230)의 제3 포트(233)로부터 재생히터(213)로 연결되는 제5 냉매이송경로(⑤)를 따라 재생히터(213)로 공급된다. 이때, 고온 냉매에 의해 재생히터(213)는 고온의 열풍을 제습기(212)를 향해 공급하여 제습기(212) 내의 수분을 제거할 수 있다.First, the high-temperature refrigerant discharged from the compressor 220 is supplied to the regeneration heater 213 along the fifth refrigerant transfer path ⑤ connected from the third port 233 of the four-way valve 230 to the regeneration heater 213 . do. At this time, the regeneration heater 213 may remove moisture in the dehumidifier 212 by supplying high-temperature hot air toward the dehumidifier 212 by the high-temperature refrigerant.

이어서, 재생히터(213)로부터 지중열원 열교환기(270)로 연결되는 제6 냉매이송경로(⑥)를 따라 이동한다. 이때, 지중열원과의 열교환 없이 지중열원 열교환기(270)를 통과한다.Then, it moves along the sixth refrigerant transfer path ⑥ connected from the regeneration heater 213 to the geothermal heat source heat exchanger 270 . At this time, it passes through the geothermal heat source heat exchanger 270 without heat exchange with the geothermal heat source.

이어서, 지중열원 열교환기(270)로부터 급탕열교환기(240)로 연결되는 제7 냉매이송경로(⑦)를 따라 급탕열교환기(240)로 공급된다. 이때, 고온 냉매는 히트펌프(200)에 연결되는 제1 급수배관(350)을 통해 공급되는 저온수와 열교환하여 과냉각 되며, 급탕용 고온수가 생성된다. 생성된 급탕용 고온수는 히트펌프(200)에 연결되는 환탕배관(360)을 통해 온도성층형 급탕탱크(100)의 상부공간으로 공급되어 온도성층형 급탕탱크(100)에 고온수가 충진된다.Then, it is supplied to the hot water heat exchanger 240 along the seventh refrigerant transfer path ⑦ connected from the geothermal heat source heat exchanger 270 to the hot water heat exchanger 240 . At this time, the high-temperature refrigerant is supercooled by exchanging heat with low-temperature water supplied through the first water supply pipe 350 connected to the heat pump 200 , and high-temperature water for hot water supply is generated. The generated hot water for hot water supply is supplied to the upper space of the temperature stratified hot water supply tank 100 through the round hot water pipe 360 connected to the heat pump 200 , and the hot water is filled in the temperature stratified hot water supply tank 100 .

이어서, 상기 급탕열교환기(240)로부터 냉방기(211)로 연결되는 제8 냉매이송경로(⑧)를 따라 냉각된 냉매가 냉방기(211)로 공급된다. 이때, 냉방기(211)는 냉각된 냉매에 의해 실내로 차가운 공기를 공급할 수 있다.Subsequently, the cooled refrigerant is supplied to the air conditioner 211 along the eighth refrigerant transfer path ⑧ connected from the hot water supply heat exchanger 240 to the air conditioner 211 . At this time, the air conditioner 211 may supply cool air to the room by the cooled refrigerant.

이어서, 냉방기(211)로부터 사방밸브(230)의 제2 포트(232)로 연결되는 제9 냉매이송경로(⑨)를 따라 제2 포트(232)로 유입된다.Subsequently, the refrigerant flows into the second port 232 along the ninth refrigerant transfer path ⑨ connected from the air conditioner 211 to the second port 232 of the four-way valve 230 .

이어서, 냉매회수경로(⑩)를 따라 압축기(220)로 회수된다.Then, it is recovered to the compressor 220 along the refrigerant recovery path (10).

한편, 히트펌프(200)의 냉방운전 중에 생성되는 급탕용 고온수는 온도성층형 급탕탱크(100)로 공급되는데, 온도성층형 급탕탱크(100)에 고온수가 과도하게 충진되는 경우, 즉 고온수가 저온수보다 많아서 저온수의 급수가 어려운 경우 중앙제어부는 각 세대 또는 각 층의 히트펌프(200)가 냉방운전 중 지중열원 열교환기(270)를 통해 고온 냉매 및 지중열 간의 열교환이 진행되도록 히트펌프(200)를 제어할 수 있다. 예를 들어, 미리 설정된 제어신호를 히트펌프(200)에 전송하여 히트펌프(200)가 지중열원 열교환기(270)를 가동시키도록 제어될 수 있다.On the other hand, the hot water for hot water supply generated during the cooling operation of the heat pump 200 is supplied to the temperature stratified hot water supply tank 100. When it is difficult to supply low-temperature water because there is more low-temperature water than low-temperature water, the central control unit allows the heat pump 200 of each household or each floor to conduct heat exchange between the high-temperature refrigerant and the underground heat through the geothermal heat source heat exchanger 270 during the cooling operation. (200) can be controlled. For example, by transmitting a preset control signal to the heat pump 200 , the heat pump 200 may be controlled to operate the geothermal heat source heat exchanger 270 .

여기서, 중앙제어부가 온도성층형 급탕탱크(100)의 고온수의 과도 충진을 판단하기 위해 온도성층형 급탕탱크(100)에 감지수단이 설치될 수 있다. 예를 들어, 온도성층형 급탕탱크(100)에 온도 센서를 설치하여 평상시보다 온도가 상승한 경우 고온수가 과도 충진된 것으로 판단하도록 구성될 수 있다.Here, a sensing means may be installed in the temperature stratified hot water supply tank 100 in order for the central control unit to determine the excessive filling of the high temperature water in the temperature stratified hot water supply tank 100 . For example, when a temperature sensor is installed in the temperature stratified hot water supply tank 100 and the temperature is higher than usual, it may be configured to determine that the hot water is overfilled.

또한, 중앙제어부는 고온수가 과도 충진된 경우 삼방밸브(420)를 제어하여 고온수 분지관(380)에 연결된 포트를 개방하여 상기 온도성층형 급탕탱크(100) 내의 고온수가 상기 고온수 분지관(380)을 통해 상기 상수 공급관(410) 방향으로 공급되도록 제어할 수 있다. 이때, 고온수는 고온수 분지관(380)을 통해 상수 공급관(410)을 따라 공급되는 상수와 합류하여 미온수가 되고, 그 미온수는 각 세대 또는 각 층에 생활 용수로서 급수될 수 있다.In addition, when the high-temperature water is overfilled, the central control unit controls the three-way valve 420 to open the port connected to the high-temperature water branch pipe 380 so that the high-temperature water in the temperature-stratified hot water supply tank 100 can be transferred to the high-temperature water branch pipe ( 380) may be controlled to be supplied in the direction of the water supply pipe 410 . At this time, the hot water joins the hot water supplied along the water supply pipe 410 through the hot water branch pipe 380 to become lukewarm water, and the lukewarm water may be supplied to each household or each floor as living water.

한편, 공동주택의 각 세대 또는 건물의 각 층에서 사용되는 급탕은 온도성층형 급탕탱크(100)에 충진되는 고온수가 고온수 공급관(310)을 따라 이송되면서 고온수 공급관(310)에 연결되는 각 세대 또는 각 층에서 연결되는 급탕배관(330)을 통해 공급된다.On the other hand, the hot water used in each household or each floor of the apartment building is connected to the hot water supply pipe 310 while the hot water filled in the temperature stratified hot water supply tank 100 is transferred along the hot water supply pipe 310 . It is supplied through a hot water supply pipe 330 connected in households or each floor.

각 세대 또는 각 층에서 반복적인 급탕 사용에 따라 온도성층형 급탕탱크(100) 내의 고온수는 그 양이 점차 감소할 수 있고, 중앙제어부는 고온수의 양이 감소한 것을 판단하여 각 세대별 또는 각 층별 히트펌프(200)의 운전 상태 및 고온수 부족을 판단하여, 미운전 상태의 히트펌프(200)가 가동되도록 제어할 수 있다. 이때, 미운전 상태의 히트펌프(200)가 가동되면 히트펌프(200)는 냉방운전을 진행하여 급탕용 고온수를 생성할 수 있고, 생성된 고온수는 온도성층형 급탕탱크(100)로 공급되어 충진될 수 있다.The amount of hot water in the temperature stratified hot water supply tank 100 may gradually decrease according to the repeated use of hot water in each household or each floor, and the central control unit determines that the amount of hot water has decreased, By determining the operation state of the heat pump 200 for each floor and the shortage of high-temperature water, it is possible to control the non-operational heat pump 200 to operate. At this time, when the non-operational heat pump 200 is operated, the heat pump 200 may generate hot water for hot water supply by performing a cooling operation, and the generated hot water is supplied to the temperature stratified hot water supply tank 100 . and can be filled.

여기서, 미운전 상태의 히트펌프(200)의 감지는 각 세대 또는 각 층의 급탕 온도 또는 실내 온도를 측정하는 감지수단을 설치하고, 감지수단으로부터 감지신호를 입력받아서 각 세대별 또는 각 층별 히트펌프(200)의 운전 여부를 판단하도록 구성될 수 있다.Here, to detect the non-operating heat pump 200, a sensing means for measuring the hot water supply temperature or indoor temperature of each household or each floor is installed, and a detection signal is received from the sensing means to detect the heat pump for each household or each floor. (200) may be configured to determine whether to drive.

이러한 본 발명의 일 실시예에 따른 히트펌프 시스템을 이용하면, 온도성층형 급탕탱크(100)를 공동주택 또는 건물 전체에서 공용으로 이용하고, 온도성층형 급탕탱크(100)에 충진되는 고온수의 공급 및 저온수의 공급 및 이용을 위해 공동주택 또는 건물에 설치되는 고온수 공급관(310) 및 저온수 공급관(340)에 각 세대 또는 각 층에서 급탕배관(330), 제1 급수배관(350) 및 환탕배관(360)만을 연결하면 되기 때문에 각 세대별 또는 각 층별로 급탕탱크의 설치 및 배관 설비가 필요치 않아서 각 세대별 또는 각 층별 히트펌프(200)의 사용을 위한 배관 설비 비용이 감소되어, 결과적으로 공동주택 또는 건물의 히트펌프 설치비용이 절감될 수 있는 이점이 있다.Using this heat pump system according to an embodiment of the present invention, the temperature stratified hot water supply tank 100 is commonly used in an apartment house or the entire building, and the high temperature water filled in the temperature stratified hot water supply tank 100 is used. Hot water supply pipe 330 and first water supply pipe 350 in each household or each floor to the high-temperature water supply pipe 310 and the low-temperature water supply pipe 340 installed in an apartment house or building for supply and low-temperature water supply and use. And because only the round hot water pipe 360 needs to be connected, installation of a hot water supply tank and piping equipment for each household or each floor is not required, so the piping equipment cost for the use of the heat pump 200 for each household or each floor is reduced, As a result, there is an advantage that the cost of installing a heat pump in an apartment house or building can be reduced.

또한, 각 세대별 또는 각 층별로 생성되는 급탕용 고온수를 온도성층형 급탕탱크(100)로 회수시켜서 급탕을 위한 고온수 충진이 가능하므로 급탕용 고온수 생성을 위한 별도의 설비가 필요 없게 되고, 이에 따라 급탕 가열을 위한 비용이 절감되는 이점이 있다.In addition, since the hot water for hot water supply generated by each household or each floor is recovered to the temperature stratified hot water supply tank 100, it is possible to fill the hot water for hot water supply, so there is no need for a separate facility for generating hot water for hot water supply. , there is an advantage in that the cost for heating the hot water is reduced accordingly.

한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 히트펌프 시스템은 공조기(210)로 유입되는 외부공기의 예냉을 위해, 제1 예냉기(281) 및 제2 예냉기(282)를 더 포함할 수 있다.Meanwhile, the heat pump system according to an embodiment of the present invention may further include a first precooler 281 and a second precooler 282 for precooling the external air flowing into the air conditioner 210 .

제1 예냉기(281)는 지중열원(290) 및 지중열원 열교환기(270)와 연결되어, 지중열원(290)을 순환하는 순환수를 통해 공조기(210) 내의 공기를 예냉할 수 있고, 예냉 후 상기 순환수는 지중열원 열교환기(270)를 거쳐 지중열원(290)으로 회수될 수 있다.The first precooler 281 may be connected to the geothermal heat source 290 and the geothermal heat source heat exchanger 270 to pre-cool the air in the air conditioner 210 through the circulating water circulating the geothermal heat source 290, and pre-cooling. Afterwards, the circulating water may be recovered to the geothermal heat source 290 through the geothermal heat source heat exchanger 270 .

제2 예냉기(282)는 상수원과 연결될 수 있다. 예를 들어, 상기 상수 공급관(410)과 연결되어 상수가 공급되면 공조기(210) 내의 공기를 예냉할 수 있고, 예냉 후 상수는 상수 공급관(410) 또는 상기 저수조(500)로 회수될 수 있다.The second precooler 282 may be connected to a water source. For example, when water is supplied by being connected to the water supply pipe 410 , the air in the air conditioner 210 may be pre-cooled, and after pre-cooling, the water may be recovered to the water supply pipe 410 or the water storage tank 500 .

이러한 제1 예냉기(281) 및 제2 예냉기(282)의 설치를 통해 실내 냉방을 위한 공조기(210)의 냉방 운전이 신속해질 수 있다.Through the installation of the first precooler 281 and the second precooler 282 , the cooling operation of the air conditioner 210 for indoor cooling may be accelerated.

한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 온도성층형 급탕탱크 활용하여 냉방 및 급탕 성능 증대 가능한 물, 공기 제습냉방 히트펌프 시스템은 히트펌프(200)의 열교환기 등을 수용하는 외부 케이스의 표면에 온도변색층이 도포될 수 있다.On the other hand, the water and air dehumidification cooling heat pump system capable of increasing cooling and hot water supply performance by utilizing a temperature stratified hot water supply tank according to an embodiment of the present invention is provided on the surface of the outer case accommodating the heat exchanger of the heat pump 200 . A color-changing layer may be applied.

상기 온도변색층은 소정의 온도 이상이 되었을 때 색이 변하는 두 가지 이상의 온도변색물질이 상기 히트펌프(200)의 외부 케이스의 표면에 도포되어 온도 변화에 따라 두 개 이상의 구간으로 분리됨으로써 단계적인 온도 변화를 판단할 수 있고, 온도변색층 위에는 온도변색층이 손상되는 것을 방지하기 위한 보호막층이 도포될 수 있다. In the temperature change layer, two or more temperature change materials that change color when the temperature is higher than a predetermined temperature are applied to the surface of the outer case of the heat pump 200 and are separated into two or more sections according to the temperature change. The change can be determined, and a protective film layer for preventing the temperature change layer from being damaged may be applied on the temperature change layer.

여기서, 온도변색층은, 각각 40℃ 이상 및 60℃ 이상의 변색온도를 갖는 온도변색물질을 도포하여 형성될 수 있다. 온도변색층은 히터부에 의해 내부의 온도사 상승함에 따라 간접 가열되는 히트펌프(200)의 외부 케이스의 온도에 따라 색이 변화하여 히트펌프(200)의 외부 케이스의 온도 변화를 감지하기 위한 것이다. 히트펌프(200)의 외부 케이스의 온도 변화에 따라 온도변색층이 반응하여, 결과적으로 히트펌프(200)의 외부 케이스의 온도 변화를 감지할 수 있게 된다.Here, the temperature change layer may be formed by applying a color change material having a color change temperature of 40° C. or higher and 60° C. or higher, respectively. The temperature discoloration layer changes color according to the temperature of the outer case of the heat pump 200 which is indirectly heated as the internal temperature increases by the heater unit to detect a change in the temperature of the outer case of the heat pump 200. . The temperature change layer reacts according to the temperature change of the outer case of the heat pump 200 , and as a result, the temperature change of the outer case of the heat pump 200 can be detected.

이러한 온도변색층은 일정한 온도 이상이 되었을 때 색깔이 변하는 온도변색물질이 히트펌프(200)의 외부 케이스 표면에 도포됨으로써 형성될 수 있다. 또한, 온도변색층은 일반적으로 1~10㎛의 마이크로캡슐 구조로 구성되어 있고, 마이크로캡슐 내에 전자 공여체와 전자 수용체의 온도에 따른 결합 및 분리현상으로 인해 유색 및 투명색을 나타내도록 할 수 있다. The temperature-changing layer may be formed by applying a temperature-changing material, which changes color when the temperature reaches a certain temperature or higher, on the surface of the outer case of the heat pump 200 . In addition, the thermochromic layer generally has a microcapsule structure of 1 to 10 μm, and can exhibit colored and transparent colors due to bonding and separation according to the temperature of the electron donor and the electron acceptor in the microcapsule.

또한, 온도변색층은 색의 변화가 빠르고, 40℃, 60℃, 70℃, 80℃, 등의 다양한 변색온도를 가질 수 있으며, 이러한 변색온도는 여러 방법으로 쉽게 조정될 수 있다. 이러한 온도변색층은 유기화합물의 분자 재배열, 원자단의 공간 재배치 등의 원리에 의한 다양한 종류의 온도변색물질이 이용될 수 있다. In addition, the color change layer has a fast color change, and may have various color change temperatures such as 40° C., 60° C., 70° C., 80° C., and the like, and the color change temperature can be easily adjusted in various ways. Various types of thermochromic materials may be used for the thermochromic layer according to the principles of molecular rearrangement of organic compounds and spatial rearrangement of atomic groups.

이를 위해, 온도변색층은 서로 다른 변색 온도를 가지는 두 가지 이상의 온도변색물질을 도포하여 온도 변화에 따라 두 개 이상의 구간으로 분리되도록 형성되는 것이 바람직하다. 이 온도변색층은 상대적으로 저온의 변색온도를 갖는 온도변색물질과 상대적으로 고온의 변색온도를 갖는 온도변색물질을 사용하는 것이 바람직하며, 더욱 바람직하게는 40℃이상 및 60℃이상의 변색온도를 갖는 온도변색물질을 사용하여 온도변색층을 형성할 수 있다. To this end, the temperature-changing layer is preferably formed to be separated into two or more sections according to a change in temperature by applying two or more temperature-changing materials having different color-changing temperatures. The temperature discoloration layer preferably uses a temperature discoloration material having a relatively low discoloration temperature and a temperature discoloration material having a relatively high discoloration temperature, and more preferably a discoloration temperature of 40°C or higher and 60°C or higher. A thermochromic layer may be formed using a thermochromic material.

이를 통해, 히트펌프(200)의 외부 케이스의 온도 변화를 확인할 수 있어 히트펌프(200)의 외부 케이스의 온도변화를 감지할 수 있으며, 이에 따라 현재 히트펌프(200)가 정상 구동되는 상태인지, 과열된 상태인지를 육안으로 쉽게 확인할 수 있는 이점이 있다. Through this, it is possible to check the temperature change of the outer case of the heat pump 200, so that the temperature change of the outer case of the heat pump 200 can be detected, and accordingly, whether the current heat pump 200 is in a normal driving state; It has the advantage of being able to easily check whether it is overheated with the naked eye.

또한, 보호막층은 온도변색층 위에 도포되어서 외부의 충격으로 인해 온도변색층이 손상되는 것을 방지하며, 온도변색층의 변색 여부를 쉽게 확인함과 동시에 온도변색물질이 열에 약한 것을 고려하여 단열 효과를 가지는 투명 도포재를 사용하는 것이 바람직하다.In addition, the protective film layer is applied on the temperature-changing layer to prevent damage to the temperature-changing layer due to external impact. It is preferable to use a transparent coating material with branches.

한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 온도성층형 급탕탱크 활용하여 냉방 및 급탕 성능 증대 가능한 물, 공기 제습냉방 히트펌프 시스템의 삼방밸브(420)의 오염물질의 부착방지 및 제거를 효과적으로 달성할 수 있도록 오염 방지 도포용 조성물로 이루어진 오염방지도포층이 도포될 수 있다.On the other hand, by utilizing the temperature stratified hot water supply tank according to an embodiment of the present invention, it is possible to effectively achieve the prevention and removal of contaminants from the three-way valve 420 of the water and air dehumidification cooling heat pump system capable of increasing cooling and hot water supply performance. An antifouling coating layer made of a composition for antifouling coating may be applied so as to be applied thereto.

상기 오염 방지 도포용 조성물은 코코암포디아세테이트 및 알킬 글리콜에테르가 1:0.01 ~ 1:2 몰비로 포함되어 있고, 코코암포디아세테이트와 알킬 글리콜에테르의 총함량은 전체 수용액에 대해 1 ~10 중량%이다.The antifouling coating composition contains cocoamphodiacetate and alkyl glycol ether in a molar ratio of 1:0.01 to 1:2, and the total content of cocoamphodiacetate and alkyl glycol ether is 1 to 10% by weight based on the total aqueous solution. am.

상기 코코암포디아세테이트와 알킬 글리콜에테르는 몰비로서 1:0.01 ~ 1:2가 바람직한 바, 몰비가 상기 범위를 벗어나는 경우에는 삼방밸브(420) 상의 도포성이 저하되거나 도포 후에 표면의 수분흡착이 증가하여 도포막이 제거되는 문제점이 있다.The molar ratio of cocoamphodiacetate and alkyl glycol ether is preferably 1:0.01 to 1:2. When the molar ratio is out of the above range, the applicability on the three-way valve 420 is lowered or moisture adsorption on the surface after application is increased. Accordingly, there is a problem in that the coating film is removed.

상기 코코암포디아세테이트 및 알킬 글리콜에테르는 전제 조성물 수용액중 1 ~ 10 중량%가 바람직한 바, 1 중량% 미만이면 삼방밸브(420) 상의 도포성이 저하되는 문제점이 있고, 10 중량%를 초과하면 도포막 두께의 증가로 인한 결정석출이 발생하기 쉽다.The cocoamphodiacetate and alkyl glycol ether are preferably 1 to 10% by weight in the entire aqueous solution of the composition, and if it is less than 1% by weight, there is a problem in that the applicability on the three-way valve 420 is lowered, and if it exceeds 10% by weight, it is applied Crystal precipitation is likely to occur due to an increase in the film thickness.

한편, 본 오염 방지 도포용 조성물을 삼방밸브(420) 상에 도포하는 방법으로는 스프레이법에 의해 도포하는 것이 바람직하다. 또한, 삼방밸브(420) 상의 최종 도포막 두께는 550 ~ 2000Å이 바람직하며, 보다 바람직하게는 1100 ~ 1900Å이다. 상기 도포막의 두께가 550 Å미만이면 고온 열처리의 경우에 열화되는 문제점이 있고, 2000 Å을 초과하면 도포 표면의 결정석출이 발생하기 쉬운 단점이 있다.On the other hand, as a method of applying the present antifouling coating composition on the three-way valve 420, it is preferable to apply by a spray method. In addition, the final coating film thickness on the three-way valve 420 is preferably 550 ~ 2000Å, more preferably 1100 ~ 1900Å. If the thickness of the coating film is less than 550 Å, there is a problem in that it is deteriorated in the case of high-temperature heat treatment, and if it exceeds 2000 Å, there is a disadvantage that crystal precipitation on the coated surface is easy to occur.

또한, 본 오염 방지 도포용 조성물은 코코암포디아세테이트 0.1 몰 및 알킬 글리콜에테르 0.05몰을 증류수 1000 ㎖에 첨가한 다음 교반하여 제조될 수 있다.In addition, the present antifouling coating composition can be prepared by adding 0.1 mol of cocoamphodiacetate and 0.05 mol of alkyl glycol ether to 1000 ml of distilled water and then stirring.

한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 온도성층형 급탕탱크 활용하여 냉방 및 급탕 성능 증대 가능한 물, 공기 제습냉방 히트펌프 시스템의 온도성층형 급탕탱크(100)의 표면에는 금속표면의 부식현상을 방지하기 위하여 부식방지도포층이 도포될 수 있다. On the other hand, the surface of the temperature stratified hot water supply tank 100 of the water and air dehumidification cooling heat pump system capable of increasing cooling and hot water supply performance by utilizing the temperature stratified hot water supply tank according to an embodiment of the present invention prevents corrosion of the metal surface In order to do this, an anti-corrosion coating layer may be applied.

이 부식방지도포층의 도포 재료는 트리에탄올아민 15중량%, 인디아졸 25중량%, 하프늄 20중량%, 유화몰리브덴(MoS2) 10중량%, 산화티타늄(TiO2) 15중량%, 프로피온아미드 15중량%로 구성되며, 코팅두께는 8㎛로 형성할 수 있다.The coating material of this anti-corrosion coating layer is triethanolamine 15% by weight, indiazole 25% by weight, hafnium 20% by weight, molybdenum emulsified (MoS2) 10% by weight, titanium oxide (TiO2) 15% by weight, propionamide 15% by weight. It can be configured to have a coating thickness of 8 μm.

트리에탄올아민, 인디아졸, 프로피온아미드는 부식 방지 및 변색 방지 등의 역할을 한다.Triethanolamine, indiazole, and propionamide act as corrosion protection and discoloration protection.

하프늄은 내부식성이 있는 전이 금속원소로서 뛰어난 방수성, 내식성 등을 갖도록 역할을 한다.Hafnium is a transition metal element with corrosion resistance, and serves to have excellent waterproof and corrosion resistance.

유화몰리브덴은 코팅피막의 표면에 습동성과 윤활성 등을 부여하는 역할을 한다.Molybdenum emulsified serves to impart lubricity and lubricity to the surface of the coating film.

산화티타늅은 내화도 및 화학적 안정성 등을 목적으로 첨가된다.Titanium oxide is added for the purpose of fire resistance and chemical stability.

상기 구성 성분의 비율 및 코팅 두께를 상기와 같이 수치 한정한 이유는, 본 발명자가 수차례 실패를 거듭하면서 시험결과를 통해 분석한 결과, 상기 비율에서 최적의 부식방지 효과를 나타내었다.The reason why the ratio of the constituents and the coating thickness are numerically limited as described above is that the present inventors repeatedly failed several times and analyzed through the test results. As a result, the optimal anti-corrosion effect was exhibited at the above ratio.

한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 온도성층형 급탕탱크 활용하여 냉방 및 급탕 성능 증대 가능한 물, 공기 제습냉방 히트펌프 시스템의 온도성층형 급탕탱크(100)에 결합되는 고온수 공급관(310), 고온수 회수관(320) 및 저온수 공급관(340)의 누수 방지를 위한 결합력을 향상시키기 위해 고온수 공급관(310), 고온수 회수관(320) 및 저온수 공급관(340) 각각의 결합 부분에 결합향상제가 도포될 수 있다. On the other hand, a high temperature water supply pipe coupled to the temperature stratified hot water supply tank 100 of the water and air dehumidification cooling heat pump system capable of increasing cooling and hot water supply performance by utilizing the temperature stratified hot water supply tank according to an embodiment of the present invention 310, In order to improve the coupling force for preventing leakage of the high-temperature water recovery pipe 320 and the low-temperature water supply pipe 340, the high-temperature water supply pipe 310, the high-temperature water recovery pipe 320, and the low-temperature water supply pipe 340 are connected to each of the coupling parts. A bonding enhancer may be applied.

결합향상제는 물 60중량부, 아크릴로니트릴 15중량부, N-부톡시-메틸아크릴 아미드 17중량부, N-아실사르코시네이트 5중량부, 과산화암모늄 2중량부, 완충제 1중량부를 포함하여 이루어질 수 있다. The bonding enhancer comprises 60 parts by weight of water, 15 parts by weight of acrylonitrile, 17 parts by weight of N-butoxy-methylacrylamide, 5 parts by weight of N-acyl sarcosinate, 2 parts by weight of ammonium peroxide, and 1 part by weight of a buffer. can

아크릴로니트릴과 N-부톡시-메틸아크릴 아미드는 접착성, 유연성, 내수성 등을 향상하기 위해 첨가되며, N-아실사르코시네이트는 계면활성제의 역할을 한다.Acrylonitrile and N-butoxy-methylacrylamide are added to improve adhesion, flexibility, water resistance, etc., and N-acyl sarcosinate acts as a surfactant.

상기와 같이 구성 물질 및 구성 성분을 한정하고 혼합 비율의 수치를 한정한 이유는, 본 발명자가 수차례 실패를 거듭하면서 시험 결과를 통해 분석한 결과, 상기 구성 성분 및 수치 한정 비율에서 최적의 효과를 나타내었다.The reason for limiting the constituent materials and constituents as described above and limiting the numerical value of the mixing ratio is that the present inventor repeatedly failed several times and analyzed the test results to obtain the optimal effect from the constituents and numerical limiting ratios. indicated.

제시된 실시예들에 대한 설명은 임의의 본 발명의 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 이용하거나 또는 실시할 수 있도록 제공된다. 이러한 실시예들에 대한 다양한 변형들은 본 발명의 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명백할 것이며, 여기에 정의된 일반적인 원리들은 본 발명의 범위를 벗어남이 없이 다른 실시예들에 적용될 수 있다. 그리하여, 본 발명은 여기에 제시된 실시예들로 한정되는 것이 아니라, 여기에 제시된 원리들 및 신규한 특징들과 일관되는 최광의의 범위에서 해석되어야 할 것이다.The description of the presented embodiments is provided to enable any person skilled in the art to make or use the present invention. Various modifications to these embodiments will be readily apparent to those skilled in the art, and the generic principles defined herein may be applied to other embodiments without departing from the scope of the invention. Thus, the present invention is not to be limited to the embodiments presented herein, but is to be construed in the widest scope consistent with the principles and novel features presented herein.

100 : 온도성층형 급탕탱크 200 : 히트펌프
310 : 고온수 공급관 320 : 고온수 회수관
330 : 급탕배관 340 : 저온수 공급관
350 : 제1 급수배관 360 : 환탕배관
370 : 지중열원 연결배관 380 : 고온수 분지관
410 : 상수 공급관 420 : 삼방밸브
430 : 제2 급수배관 500 : 저수조
100: temperature stratified hot water supply tank 200: heat pump
310: high-temperature water supply pipe 320: high-temperature water recovery pipe
330: hot water supply pipe 340: low temperature water supply pipe
350: first water supply pipe 360: round hot water pipe
370: geothermal heat source connection pipe 380: hot water branch pipe
410: water supply pipe 420: three-way valve
430: second water supply pipe 500: water tank

Claims (3)

하부공간에 저온수가 충진된 상태에서 저온수 위쪽의 상부공간에 고온수가 충진되는 형태의 온도성층형 급탕탱크(100);
공동주택의 각 세대별 또는 건물의 각 층별로 설치되고, 냉난방 및 급탕용 고온수를 생성하는 히트펌프(200);
상기 온도성층형 급탕탱크(100) 내의 고온수를 일방향으로 공급하는 고온수 공급관(310);
상기 고온수 공급관(310)과 연결되어 고온수를 회수하는 고온수 회수관(320);
상기 고온수 공급관(310)으로부터 분기되어 고온수를 각 세대 또는 건물의 각 층에 공급하는 급탕배관(330);
상기 온도성층형 급탕탱크(100) 내의 저온수를 상기 히트펌프(200) 방향으로 공급하는 저온수 공급관(340);
상기 저온수 공급관(340)으로부터 분기되어 상기 히트펌프(200)에 연결되고, 각 세대 또는 건물의 각 층에 저온수를 공급하는 제1 급수배관(350);
상기 고온수 회수관(320)으로부터 분기되어 상기 히트펌프(200)에 연결되고, 각 세대 또는 건물의 각 층에 설치되는 히트펌프(200)에서 상기 저온수와 고온 냉매가 열교환하여 생성되는 급탕용 고온수를 회수하는 환탕배관(360);
상기 히트펌프(200) 및 지중열원(290) 사이에 연결되는 지중열원 연결배관(370);
상수가 저장되는 저수조(500)로부터 그 내부의 상수를 일방향으로 공급하는 상수 공급관(410);
상기 고온수 공급관(310) 및 상기 상수 공급관(410) 사이에 연결되고, 상기 고온수 공급관(310)을 통해 공급되는 고온수 일부를 상기 상수 공급관(410)으로 공급하는 고온수 분지관(380);
상기 고온수 분지관(380)이 상기 상수 공급관(410)에 연결되는 교차지점에 설치되어 상기 고온수 분지관(380)을 개폐하는 삼방밸브(420);
상기 상수 공급관(410)으로부터 분기되고, 고온수 및 상수가 합류하여 생성되는 미온수를 각 세대 또는 건물의 각 층에 급수하는 제2 급수배관(430); 및
상기 고온수 및 상기 저온수의 공급, 상기 삼방밸브(420)의 개폐, 상기 히트펌프(200)의 운전을 제어하며, 각 세대별 또는 각 층별 히트펌프(200)의 운전 상태 및 상기 고온수 부족을 판단하며, 상기 고온수의 용량이 기준량보다 감소한 경우 미운전 상태의 히트펌프(200)가 급탕용 고온수를 생성하도록 제어하는 중앙제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는,
온도성층형 급탕탱크 활용하여 냉방 및 급탕 성능 증대 가능한 물, 공기 제습냉방 히트펌프 시스템.
a temperature stratified hot water supply tank 100 in which the upper space above the low-temperature water is filled with high-temperature water in a state in which the low-temperature water is filled in the lower space;
The heat pump 200 is installed for each household or each floor of the apartment building, and generates hot water for heating and cooling and hot water supply;
a hot water supply pipe 310 for supplying hot water in the temperature stratified hot water supply tank 100 in one direction;
a high-temperature water recovery pipe 320 connected to the high-temperature water supply pipe 310 to recover high-temperature water;
a hot water supply pipe 330 branched from the hot water supply pipe 310 to supply hot water to each household or each floor of a building;
a low-temperature water supply pipe 340 for supplying low-temperature water in the temperature-stratified hot water supply tank 100 in the direction of the heat pump 200;
a first water supply pipe 350 branched from the low temperature water supply pipe 340 and connected to the heat pump 200 for supplying low temperature water to each household or each floor of a building;
For hot water supply generated by exchanging heat with the low-temperature water and high-temperature refrigerant in the heat pump 200 branched from the high-temperature water recovery pipe 320 and connected to the heat pump 200, installed on each floor of each household or building Hwantang pipe 360 for recovering hot water;
a geothermal heat source connection pipe 370 connected between the heat pump 200 and the geothermal heat source 290;
a water supply pipe 410 for supplying constant water therein from the water storage tank 500 in which constant water is stored;
A hot water branch pipe (380) connected between the hot water supply pipe (310) and the water supply pipe (410), and supplies a part of the hot water supplied through the hot water supply pipe (310) to the water supply pipe (410) ;
a three-way valve 420 installed at an intersection where the hot water branch pipe 380 is connected to the water supply pipe 410 to open and close the hot water branch pipe 380;
a second water supply pipe 430 branching from the water supply pipe 410 and supplying tepid water generated by the merging of hot water and constant water to each household or each floor of a building; and
It controls the supply of the high-temperature water and the low-temperature water, the opening and closing of the three-way valve 420, and the operation of the heat pump 200, and the operation state of the heat pump 200 for each household or each floor and the shortage of the high temperature water. and a central control unit for controlling the non-operational heat pump 200 to generate hot water for hot water supply when the capacity of the hot water is reduced than the reference amount.
A water/air dehumidification cooling heat pump system that can increase cooling and hot water supply performance by using a temperature stratified hot water supply tank.
제1항에 있어서,
상기 히트펌프(200)는,
실내 방향으로 온풍 또는 냉풍을 공급하는 냉방기(211), 외부공기를 제습하는 제습기(212), 상기 제습기(212) 내의 수분을 제거하는 재생히터(213)를 포함하는 공조기(210);
고온 냉매를 배출하는 압축기(220);
상기 압축기(220)의 출구에 연결되고, 냉방운전 및 난방운전에 따라 상기 고온 냉매가 흐르는 방향을 전환시키는 사방밸브(230);
상기 환탕배관(360) 및 상기 제1 급수배관(350)과 연결되고, 냉방운전시 고온 냉매 및 저온수 간의 열교환을 통해 급탕용 고온수를 생성하는 급탕열교환기(240);
상기 급탕열교환기(240)의 입구 및 출구 사이에 연결되어 냉매가 상기 급탕열교환기(240)를 경유하지 않도록 바이패스 시키는 바이패스관(250);
상기 급탕열교환기(240)의 출구 측에 배치되는 팽창밸브(260);
지중열원(290)과 연결되어 지중열과 냉매가 열교환하도록 하는 지중열원 열교환기(270);
상기 히트펌프(200)의 냉방운전 및 난방운전을 제어하는 제어부(미도시)를 포함하고,
난방운전시, 상기 압축기(220)로부터 배출되는 고온 냉매는 상기 사방밸브(230)의 제2 포트(232)로부터 상기 냉방기(211)로 연결되는 제1 냉매이송경로(①)를 따라 상기 냉방기(211)로 공급되고, 이어서 상기 냉방기(211)로부터 상기 급탕열교환기(240)로 연결되는 제2 냉매이송경로(②)를 따라 이동하는 중에 상기 바이패스관(250)으로 유입 및 바이패스관(250)을 따라 이동하여 상기 팽창밸브(260)로 공급되고, 이어서 상기 팽창밸브(260)로부터 상기 지중열원 열교환기(270)로 연결되는 제3 냉매이송경로(③)를 따라 상기 지중열원 열교환기(270)로 공급되고, 이어서 상기 지중열원 열교환기(270)로부터 상기 사방밸브(230)의 제3 포트(233)로 연결되는 제4 냉매이송경로(④)를 따라 상기 제3 포트(233)로 유입되고, 이어서 상기 사방밸브(230)의 제4 포트(234)로부터 상기 압축기(220)로 연결되는 냉매회수경로(⑩)를 따라 상기 압축기(220)로 회수되는 싸이클로 운전되고;
냉방운전시, 상기 압축기(220)로부터 배출되는 고온 냉매는 상기 사방밸브(230)의 제3 포트(233)로부터 상기 재생히터(213)로 연결되는 제5 냉매이송경로(⑤)를 따라 상기 재생히터(213)로 공급되고, 이어서 상기 재생히터(213)로부터 상기 지중열원 열교환기(270)로 연결되는 제6 냉매이송경로(⑥)를 따라 이동하되 상기 지중열원과의 열교환 없이 상기 지중열원 열교환기(270)를 통과한 후, 상기 지중열원 열교환기(270)로부터 상기 급탕열교환기(240)로 연결되는 제7 냉매이송경로(⑦)를 따라 상기 급탕열교환기(240)로 공급되고, 이어서 상기 급탕열교환기(240)로부터 상기 냉방기(211)로 연결되는 제8 냉매이송경로(⑧)를 따라 상기 냉방기(211)로 공급되고, 이어서 상기 냉방기(211)로부터 상기 사방밸브(230)의 제2 포트(232)로 연결되는 제9 냉매이송경로(⑨)를 따라 제2 포트(232)로 유입되고, 이어서 상기 냉매회수경로(⑩)를 따라 상기 압축기(220)로 회수되는 싸이클로 운전되며,
상기 냉방운전시 냉매가 상기 급탕열교환기(240)에서 열교환될 때 급탕용 고온수를 생성하고, 그 생성된 급탕용 고온수는 상기 환탕배관(360) 및 고온수 회수관(320)을 따라 상기 온도성층형 급탕탱크(100)로 공급되는 것을 특징으로 하는,
온도성층형 급탕탱크 활용하여 냉방 및 급탕 성능 증대 가능한 물, 공기 제습냉방 히트펌프 시스템.
The method of claim 1,
The heat pump 200,
an air conditioner 210 including a cooler 211 for supplying hot or cold air to the interior, a dehumidifier 212 for dehumidifying outside air, and a regeneration heater 213 for removing moisture in the dehumidifier 212;
Compressor 220 for discharging high-temperature refrigerant;
a four-way valve 230 connected to the outlet of the compressor 220 and configured to switch a direction in which the high-temperature refrigerant flows according to a cooling operation and a heating operation;
a hot water supply heat exchanger 240 connected to the round hot water pipe 360 and the first water supply pipe 350 and generating hot water for hot water supply through heat exchange between a high temperature refrigerant and low temperature water during a cooling operation;
a bypass pipe 250 connected between the inlet and the outlet of the hot water supply heat exchanger 240 to bypass the refrigerant so as not to pass through the hot water supply heat exchanger 240 ;
an expansion valve 260 disposed on the outlet side of the hot water supply heat exchanger 240;
a geothermal heat source heat exchanger 270 connected to the geothermal heat source 290 to exchange heat between the geothermal heat and the refrigerant;
a control unit (not shown) for controlling the cooling operation and the heating operation of the heat pump 200;
During the heating operation, the high-temperature refrigerant discharged from the compressor 220 is transferred from the second port 232 of the four-way valve 230 to the cooler 211 along the first refrigerant transfer path (①). 211), and then introduced into the bypass pipe 250 and the bypass pipe ( 250), it is supplied to the expansion valve 260, and then along the third refrigerant transfer path (③) connected from the expansion valve 260 to the geothermal heat source heat exchanger 270. The third port 233 is supplied to 270, and then along the fourth refrigerant transfer path ④ connected from the geothermal heat source heat exchanger 270 to the third port 233 of the four-way valve 230. and then operated in a cycle in which the refrigerant is returned to the compressor 220 along the refrigerant return path ⑩ connected from the fourth port 234 of the four-way valve 230 to the compressor 220;
During the cooling operation, the high-temperature refrigerant discharged from the compressor 220 is regenerated along the fifth refrigerant transfer path ⑤ connected from the third port 233 of the four-way valve 230 to the regeneration heater 213 . It is supplied to the heater 213, and then moves along the sixth refrigerant transfer path ⑥ connected from the regeneration heater 213 to the geothermal heat source heat exchanger 270, but heat exchanges the geothermal heat source without heat exchange with the geothermal heat source. After passing through the unit 270, it is supplied to the hot water supply heat exchanger 240 along the seventh refrigerant transfer path (⑦) connected from the geothermal heat source heat exchanger 270 to the hot water supply heat exchanger 240, and then The refrigerant is supplied to the cooler 211 along the eighth refrigerant transfer path ⑧ connected from the hot water supply heat exchanger 240 to the cooler 211, and then from the cooler 211 to the four-way valve 230. It flows into the second port 232 along the ninth refrigerant transfer path (⑨) connected to the 2 port 232, and is then returned to the compressor 220 along the refrigerant return path (⑩).
During the cooling operation, when the refrigerant exchanges heat in the hot water supply heat exchanger 240 , hot water for hot water supply is generated, and the generated hot water for hot water supply is transferred along the hot water supply pipe 360 and the hot water recovery pipe 320 . Characterized in that it is supplied to the temperature stratified hot water supply tank (100),
A water/air dehumidification cooling heat pump system that can increase cooling and hot water supply performance by using a temperature stratified hot water supply tank.
제2항에 있어서,
상기 중앙제어부는 상기 온도성층형 급탕탱크(100)에 고온수가 과도 충진된 경우, 상기 히트펌프(200)에서 냉방운전시 순환되는 냉매가 상기 지중열원 열교환기(270)와 열교환하도록 상기 히트펌프(200)를 제어하고, 상기 삼방밸브(420)의 상기 고온수 분지관(380)에 연결된 포트를 개방하여 상기 온도성층형 급탕탱크(100) 내의 고온수가 상기 고온수 분지관(380)을 통해 상기 상수 공급관(410) 방향으로 공급되도록 제어하는 것을 특징으로 하는,
온도성층형 급탕탱크 활용하여 냉방 및 급탕 성능 증대 가능한 물, 공기 제습냉방 히트펌프 시스템.
3. The method of claim 2,
When the temperature stratified hot water supply tank 100 is overfilled with high-temperature water, the central control unit heats the heat pump ( 200), and by opening the port connected to the high-temperature water branch pipe 380 of the three-way valve 420, the high-temperature water in the temperature-stratified hot water supply tank 100 passes through the high-temperature water branch pipe 380. Characterized in controlling to be supplied in the direction of the water supply pipe 410,
A water/air dehumidification cooling heat pump system that can increase cooling and hot water supply performance by using a temperature stratified hot water supply tank.
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KR20190058237A (en) * 2017-11-21 2019-05-29 유정곤 Hot water and supercooling heat pump system using a thermal stratification type hot water tank
KR20200031952A (en) * 2018-09-17 2020-03-25 주식회사 경동나비엔 Apparatus for Supplying Heating and Hot Water

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