WO2021133058A1 - 냉난방 및 급탕 시스템 - Google Patents

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WO2021133058A1
WO2021133058A1 PCT/KR2020/018997 KR2020018997W WO2021133058A1 WO 2021133058 A1 WO2021133058 A1 WO 2021133058A1 KR 2020018997 W KR2020018997 W KR 2020018997W WO 2021133058 A1 WO2021133058 A1 WO 2021133058A1
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WO
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heat exchanger
medium
hot water
solenoid valve
water supply
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PCT/KR2020/018997
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English (en)
French (fr)
Inventor
김규창
배재영
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주식회사 에이멕스엔지니어링
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    • F25B41/00—Fluid-circulation arrangements
    • F25B41/40—Fluid line arrangements

Definitions

  • a heating and cooling and hot water supply system To a heating and cooling and hot water supply system, and more particularly, to a heating and cooling and hot water supply system including a heat pump
  • a heating/cooling system using a heat pump has the advantage of being able to perform both cooling and heating with one system, and is widely used.
  • heating and cooling can be used only when a heat pump having a refrigerant circulation circuit is operated. Therefore, when the heating and cooling system is operated during peak hours of high power consumption, there is a high limit in increasing the cost of electricity. .
  • An object of the present invention is to provide a heating and cooling and hot water supply system with high energy efficiency and/or power use efficiency.
  • a cooling/heating and hot water supply system includes at least one heat pump unit, the heat pump unit comprising: a compressor for compressing a first medium; a first heat exchanger connected to the compressor and provided to exchange heat between the first medium and a second medium different from the first medium; a second heat exchanger connected to the first heat exchanger and circulating the first medium; a fan coil unit connected to the first heat exchanger and circulating the second medium; a first storage tank interposed between the first heat exchanger and the fan coil unit and storing the second medium; a third heat exchanger connected to the compressor and provided to exchange heat between the first medium and the second medium; a second storage tank connected to the third heat exchanger and storing the second medium; a first expansion valve interposed between the first heat exchanger and the second heat exchanger; and a switching valve for changing a circulation direction of the first medium according to an operation mode.
  • the heat pump unit comprising: a compressor for compressing a first medium; a first heat exchanger connected to the compressor and provided to exchange heat between the first medium and
  • the switching valve is connected to the outlet end of the compressor and can control the circulation direction of the first medium discharged from the compressor.
  • the switching valve may be a four-way valve.
  • the operation mode may be a hot water supply and heating operation mode, a hot water supply operation mode, a hot water supply and cooling mode, a cooling operation mode, and a heating operation mode.
  • the hot water supply operation mode provides hot water supply without heating and cooling operation
  • the hot water supply and heating operation mode provides hot water supply and heating together
  • the hot water supply and cooling operation mode provides hot water supply and cooling together
  • the heating operation mode or the cooling operation mode may provide heating or cooling without hot water supply.
  • the first solenoid valve disposed between the switching valve and the third heat exchanger; a second solenoid valve disposed on a path intersecting a path through which the first medium flows from the compressor to the third heat exchanger and an outlet path; a third solenoid valve disposed before the first medium flows into the third heat exchanger; and a fourth solenoid valve disposed between the first solenoid valve and the third heat exchanger on a path through which the first medium flows from the third heat exchanger to the switching valve. may further include.
  • the first solenoid valve in the case of the hot water supply operation mode, the first solenoid valve is closed and the second solenoid valve, the third solenoid valve, and the fourth solenoid valve are opened, and the first solenoid valve flowing out through the third heat exchanger
  • the medium may bypass the first heat exchanger
  • the first solenoid valve, the third solenoid valve, and the fourth solenoid valve are opened and the second solenoid valve is closed.
  • the first medium flowing out through the third heat exchanger may flow to the switching valve.
  • the switching valve forms a path so that the first medium flowing out from the third heat exchanger and flowing through the first solenoid valve flows into the first heat exchanger.
  • the switching valve forms a path so that the first medium flowing out from the third heat exchanger and flowing through the first solenoid valve flows into the second heat exchanger.
  • the second solenoid valve, the third solenoid valve, and the fourth solenoid valve may be closed, and the first solenoid valve may be opened.
  • only one heat pump may provide heating and cooling and hot water supply at the same time.
  • only one bottom pump can provide both cooling and hot water supply.
  • the heat pump Since the first storage tank is provided to store cold or hot air, the heat pump is operated during a time period when the power demand is low to store a cold or hot first storage medium in the first storage tank, and stored in the first storage tank during a time period when the power demand is high Since the first storage medium can be used, energy can be efficiently managed and energy can be saved.
  • the first storage medium may improve heating efficiency by receiving heat from the first medium and the second medium during the heating mode.
  • the first medium emits heat to the first storage medium and the second medium in the heating mode, and thus heating efficiency may be improved by increasing the amount of heat transferred to the outside air.
  • the amount of heat emitted by the first storage medium may be increased to improve cooling efficiency.
  • the heating/cooling system and the heat pump may improve system stability by injecting a portion of the first medium discharged from the first compressor to prevent overheating of the first compressor.
  • FIG. 1 is a block diagram of a heating and cooling system according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a configuration diagram illustrating an embodiment of the heat pump unit of FIG. 1 .
  • FIG. 3 is a block diagram schematically illustrating the heat pump of FIG. 1 .
  • FIG. 3 is a configuration diagram illustrating a part of an embodiment of the heat pump of FIG. 1 .
  • 4 to 6 is a configuration diagram showing a part of another embodiment of the heat pump.
  • FIG. 7 is a diagram illustrating a screen provided by a server unit to a terminal.
  • FIG. 1 is a block diagram of a heating and cooling system according to an embodiment.
  • the air conditioning system may include at least one heat pump unit 1 , a host unit 2 , and a server unit 3 .
  • a plurality of heat pump units 1 may be provided. Each heat pump unit 1 may include a heat pump 11 . Each of the heat pump units 1 may be electrically connected to the host unit 2 .
  • the host unit 2 may be a computer device capable of controlling the plurality of heat pump units 1 .
  • the host unit 2 provides a user with an environment capable of controlling the operation of the plurality of heat pump units 1 .
  • the host unit 2 may include a first communication unit 21 .
  • the first communication unit 21 may communicate with the second communication unit 31 of the server unit 3 .
  • the first communication unit 21 and the second communication unit 31 may be wired or wireless communication means.
  • the server unit 3 may communicate with the host unit 2 to manage the operation state, error state, and/or power state of the heat pump unit 1 .
  • server unit 3 communicates with one host unit 2, the present invention is not necessarily limited thereto, and a plurality of host units and a plurality of heat pump units connected thereto can be managed by
  • the embodiment according to FIG. 1 may control the heat pump unit 1 through the terminal 4 .
  • the terminal 4 includes a device capable of communicating with the server unit 3 by wire or wireless.
  • the terminal 4 may be a computer, a mobile device, etc. having a built-in communication function.
  • the server unit 3 may allow access to the authorized terminal 4 .
  • the server unit 3 may provide a screen for controlling the heat pump unit 1 to the connected terminal 4 . This will be described later with reference to FIG. 8 .
  • FIG. 2 is a configuration diagram illustrating an embodiment of the heat pump unit 1 .
  • An embodiment of the heat pump unit 1 includes a heat pump 11 , a first control unit 12 connected to the heat pump 11 , a second control unit 13 connected to the first control unit 12 , and a second control unit It may include a manipulation unit 14 connected to (13).
  • the heat pump 11 will be described in more detail below.
  • the first control unit 12 may be electrically connected to various components of the heat pump 11 , for example, a temperature sensor, a pressure sensor, a compressor, a pump, a fan, a valve, and the like to control the corresponding components.
  • the second control unit 13 may be electrically connected to the first control unit 12 .
  • the second control unit 13 may control the operation of the first control unit 12 .
  • the second control unit 13 may switch the first control unit 12 .
  • the manipulation unit 14 may be electrically connected to the second control unit 13 .
  • the present invention is not necessarily limited thereto, and the operation unit 14 may be directly electrically connected to the first control unit 12 .
  • the manipulation unit 14 may include a display, and the display may display the temperature of the refrigerant. It may include a switch for switching operations such as cooling operation, heating operation, and defrost.
  • FIG. 3 is a configuration diagram showing the configuration of an embodiment of the heat pump 11 in more detail.
  • the heat pump 11 includes a compressor 111 , a first heat exchanger 121 , a second heat exchanger 122 , a third heat exchanger 123 , a fan coil unit 133 , and a first It may include a storage tank 131 , a second storage tank 132 , a first expansion valve 141 , and first to fourth solenoid valves 162a , 162b , 162c , and 162d .
  • the compressor 111 may compress the first medium into high-temperature and high-pressure hot gas.
  • the first medium may be a refrigerant.
  • a first flow path 181 through which the first medium flows from the compressor 111 to the switching valve 163 may be formed.
  • a third heat exchanger 123 may be disposed in the first flow path 181 .
  • a second storage tank 132 may be located spaced apart from the third heat exchanger 123 .
  • a second circulation path 192 may be formed between the third heat exchanger 123 and the second storage tank 132 .
  • a second medium different from the first medium may flow in the second circulation path 192 . That is, the second medium may circulate through the third heat exchanger 123 and the second storage tank 132 along the second circulation path.
  • the second storage tank 132 may store a second medium.
  • the second storage tank 132 may include an outlet 101 for discharging the second medium to the outside.
  • the second medium may be water. Water, which is the second medium, may be discharged to the outside through the outlet 101 to be used.
  • a second circulation pump 152 may be disposed in the second circulation path 192 .
  • the second circulation pump 152 may function to smoothly circulate the second medium in the second circulation path 192 .
  • the second circulation path 192 may pass through the third heat exchanger 123 .
  • the second circulation path 192 may be disposed to correspond to the first flow path 181 in the third heat exchanger 123 .
  • the second circulation path 192 may exchange heat with the first flow path 181 in the third heat exchanger 123 . That is, the first medium of high temperature and high pressure by the compressor 111 may flow through the first flow path 181 in the third heat exchanger 123 .
  • Heat exchange may be performed between the high-temperature and high-pressure first medium of the first flow path 181 passing through the third heat exchanger 123 and the second medium of the second circulation path 191 . In the third heat exchanger 123 , the heat of the first medium may be transferred to the second medium of the second circulation path 191 to increase the temperature of the second medium.
  • the second medium having a high temperature may be supplied to the second storage tank 132 along the second circulation path 191 .
  • the second storage tank 132 may be a hot water supply tank for supplying hot water.
  • An outlet may be provided at one end of the second storage tank 132 . The user can use the hot water stored in the second storage tank 132 through the outlet, that is, hot water all year round.
  • the configuration of the third heat exchanger 123 , the second circulation path 192 , and the second storage tank 132 are not necessarily included in the heat pump 11 , and in some embodiments, the first flow path 181 may be directly connected to the switching valve 163 without going through the third heat exchanger 123 .
  • a third solenoid valve 162c and a fourth solenoid valve 162d may be disposed on the first flow path 181 .
  • the third solenoid valve 162c is disposed in the first flow path 181 entering the third heat exchanger 123
  • the fourth solenoid valve is disposed in the first flow path 181 exiting the third heat exchanger 123 .
  • 162d may be disposed.
  • the third solenoid valve 162c and the fourth solenoid valve 162d may be opened in the hot water supply operation mode, the hot water supply and heating operation mode, and the hot water supply and cooling operation mode.
  • the first medium flows into the third heat exchanger 123 through the opened third solenoid valve 162c, and flows out from the third heat exchanger 123, the fourth solenoid valve 162d and the second solenoid valve 162b. ) through the selector valve 163 , and may flow into and out from the selector valve 163 along the second flow path 182 into and out of the third heat exchanger 123 .
  • the third solenoid valve 162c and the fourth solenoid valve 162d may be closed. It is possible to prevent the first medium from flowing into and out of the third heat exchanger 123 by the closed third solenoid valve 162c and the fourth solenoid valve 162d. That is, in the case of the heating operation mode, the cooling operation mode, and the heating and cooling operation mode, the first medium from the compressor 111 flows along the first flow path 181 and the ninth flow path 189 and opens the first solenoid valve It may be introduced into the switching valve 163 through the (162a).
  • the second solenoid valve 162b is closed, so that the first medium does not flow toward the eighth flow path 188 on the ninth flow path 189 .
  • the first medium may flow into and out of the third heat exchanger 123 along the second flow path 182 from the switching valve 163 .
  • the first flow path 181 exiting the third heat exchanger 123 may be connected to a switching valve 163 .
  • a fourth solenoid valve 162d and a first solenoid valve 162a may be disposed between the third heat exchanger 123 and the switching valve 163 .
  • the first solenoid valve 162a may allow the first medium from the third heat exchanger 123 to flow to the selector valve 163 or block the flow of the first medium to the selector valve 163 .
  • the first medium from the compressor 111 may pass through the third heat exchanger 183 along the first flow path 181 , and the flow of the first medium may be determined by the first solenoid valve 162a.
  • the first solenoid valve 162a When the first solenoid valve 162a is opened, the first medium may flow into the selector valve 163 , and when the first solenoid valve 162a is closed, the first medium is prevented from going to the selector valve 163 .
  • the selector valve 163 When the operation mode is hot water supply and heating operation mode, the selector valve 163 sends the first medium to the first heat exchanger 121, and when the operation mode is hot water supply and cooling mode, the selector valve 163 operates the first medium can be sent to the second heat exchanger 122 .
  • the first medium flowing into the second heat exchanger 122 may be introduced into the first heat exchanger 121 along the seventh flow path 187 .
  • the direction in which the first medium flows into the first heat exchanger 121 may be opposite to the direction in which the first medium flows into the first heat exchanger 121 in the hot water supply and heating mode. This will be described later.
  • a ninth flow path 189 may branch in the first flow path 181 between the switching valve 163 and the third heat exchanger 123 .
  • the ninth flow path 189 includes a first flow path 181 , which is a path through which the first medium flows from the compressor 111 to the third heat exchanger 123 , and a first medium through the third heat exchanger 123 . It may be a path that intersects each of the first flow paths 181 that are paths flowing out from the .
  • the ninth flow path 189 may be connected to the eighth flow path 188 without passing through the second heat exchanger 121 .
  • a second solenoid valve 162b may be disposed in the ninth flow path 189 .
  • the second solenoid valve 162b may open and close the ninth flow path 189 to control whether or not the first medium flows in the ninth flow path 189 .
  • the third heat exchanger The first medium from 123 may be introduced into the switching valve 163 .
  • the first medium from the third heat exchanger 123 may be introduced into the ninth flow path 189 .
  • the ninth flow path 189 may be bypassed without being connected to the first heat exchanger 121 .
  • the second solenoid valve 162b is closed, the first solenoid valve 162a is opened, and the third and fourth electric bar valves 162c and 162d are opened.
  • the switching valve 163 into which the first medium is introduced may change the path of the first medium according to the operation mode.
  • the switching valve 163 may introduce the first medium into the second flow path 182 .
  • the second flow path 182 is connected to the first heat exchanger 121 , and the first medium may be introduced into the first heat exchanger 121 .
  • the first heat exchanger 121 may heat the second medium introduced through the first circulation path 191 .
  • the heated second medium may be used for heating.
  • hot water supply and heating may be performed together.
  • the switching valve 163 may introduce the first medium into the fifth flow path 185 .
  • the fifth flow path 185 is connected to the second heat exchanger 122 , and the first medium may be introduced into the second heat exchanger 122 .
  • the second heat exchanger 122 may be installed outdoors or buried underground.
  • the first medium may be exchanged with external air or geothermal heat or may be exchanged with waste heat.
  • the heat-exchanged first medium may be introduced into the first heat exchanger.
  • the first heat exchanger 121 may cool the second medium introduced through the first circulation path 191 .
  • the cooled second medium may be used for cooling.
  • hot water supply and cooling in the above manner, hot water supply and cooling may be performed together.
  • heating and hot water supply can be simultaneously provided by the hot water supply and heating operation mode described above, and cooling and hot water supply can be simultaneously provided by the hot water supply and cooling operation mode.
  • a sixth flow path 186 through which the first medium flows from the switching valve 163 to the liquid separator 134 may be formed.
  • the liquid separator 134 and the compressor 111 may be connected through a sixth flow path 186 .
  • the first medium flowing out from the switching valve 163 to the sixth flow path 186 may be introduced into the compressor 111 through the liquid separator 134 and then through the sixth flow path 186 connected to the compressor 111 again. have.
  • the first storage tank 131 may be located spaced apart from the first heat exchanger 121 .
  • a first circulation path 191 through which the second medium flows may be formed between the first heat exchanger 121 and the first storage tank 131 .
  • the first storage tank 131 may store the second medium.
  • a first circulation pump 151 may be disposed in the first circulation path 191 .
  • the first circulation pump 151 may allow the second medium to circulate smoothly in the first circulation path 191 .
  • the first circulation path 191 may pass through the first heat exchanger 121 and may be disposed to be heat-exchangeable with the second flow path 182 in the first heat exchanger 121 . Accordingly, the first medium flowing in the second flow path 182 in the first heat exchanger 121 and the second medium of the first circulation path 191 may exchange heat. The second medium having completed heat exchange in the first heat exchanger 121 may be supplied to the first storage tank 131 .
  • the fan coil unit 133 may be disposed spaced apart from the first storage tank 131 .
  • a third circulation path 193 through which the second medium flows may be formed between the first storage tank 131 and the fan coil unit 133 .
  • a third circulation pump 153 is disposed in the third circulation path 193 so that the circulation of the second medium in the third circulation path 193 can be made smoothly.
  • the third circuit 193 passes through the fan coil unit 133, and by operating the fan, the cold air or hot air of the second medium flowing through the third circuit 193 may be supplied to the room.
  • the present invention is not necessarily limited thereto, and the plurality of third circuit paths 193 and the fan coil unit 133 are provided in the first By being connected to the storage tank 131, it is possible to cool and heat a plurality of places.
  • the cold air or heat of the first medium flowing through the first heat exchanger 121 is not transferred to the room as it is, but heat exchanges with the second medium first, and the heat-exchanged second medium is transferred to the first storage tank 131 .
  • the cold air or heat of the second medium may be transferred to the room by using the fan coil unit 133 . Therefore, it is preferable that the first storage tank 131 be insulated to store the cold or hot air of the heat pump 11 for a predetermined time.
  • the heat pump 11 since the first storage tank 131 is provided to store cold or hot air, the heat pump 11 is operated during a time period when the power demand is low to store a cold or hot second medium in the first storage tank 131 .
  • a method of transferring cold air or hot air from the second medium to the room using the fan coil unit 133 during a time when power demand is high may be taken. Therefore, energy efficiency can be improved.
  • the second flow path 182 may be connected to the receiver 135 through the first heat exchanger 121 .
  • a check valve 161 may be installed in the second flow path 182 between the first heat exchanger 121 and the receiver 135 .
  • the check valve 161 may prevent the first medium from flowing back in the second flow path 182 , that is, from the receiver 135 to the first heat exchanger 121 .
  • a third flow path 183 through which the first medium flows from the receiver 135 to the first expansion valve 141 may be formed.
  • a liquid line filter dryer and/or sight glass may be further installed in the third flow path 183 .
  • the first medium may be decompressed in the first expansion valve 141 .
  • a second heat exchanger 122 is positioned spaced apart from the first expansion valve 141 , and a fourth flow path 184 through which the first medium flows is formed between the first expansion valve 141 and the second heat exchanger 122 . is formed
  • a check valve 161 may be installed in the fourth flow path 184 to prevent a reverse flow of the first medium in the fourth flow path 184 .
  • the second heat exchanger 122 may be an outdoor unit.
  • the first medium may exchange heat with the outside air.
  • the second heat exchanger 122 may be buried underground so that geothermal heat and the first medium exchange heat or heat exchange with waste heat.
  • the sixth flow path 186 may pass through the liquid separator 134 to prevent the liquid component from being contained in the first medium flowing into the compressor 111 .
  • a suction strainer (not shown) may be further installed between the liquid separator 134 and the compressor 111 . The suction strainer may filter impurities from the first medium flowing into the compressor 111 .
  • the seventh flow passage 187 may be branched from the fourth flow passage 184 to be connected to the second flow passage 182 . That is, one end of the seventh passage 187 is connected between the first expansion valve 141 and the check valve 161 of the fourth passage 184 , and the other end of the seventh passage 187 is connected to the second passage ( 182) may be connected to a position between the first heat exchanger 121 and the check valve 161.
  • the eighth flow path 188 may be branched from the fourth flow path 184 to be connected to the second flow path 182 . That is, one end of the eighth passage 188 is connected between the check valve 161 of the fourth passage 184 and the second heat exchanger 122 , and the other end of the eighth passage 188 is connected to the second passage ( 182) may be connected to a position between the check valve 161 and the liquid separator 134.
  • a check valve 161 may be installed in the seventh flow path 187 to induce the first medium to flow only in the direction of the first heat exchanger 121 .
  • a check valve 161 may be installed in the eighth flow path 188 to induce flow.
  • the seventh flow path 187 and the eighth flow path 188 may allow the first medium to flow only in the cooling mode without flowing the first medium in the heating mode.
  • the embodiment shown in FIG. 3 may further include a first bypass path 201 .
  • the first bypass passage 201 has one end connected to the third passage 183 and the other end of the compressor 111 in the sixth passage 186 adjacent to the compressor 111 in the sixth passage 186 . ) and the liquid separator 134)).
  • a fourth heat exchanger 124 may be installed in the first bypass path 201 .
  • a third flow path 183 may pass through the fourth heat exchanger 124 .
  • a second expansion valve 142 and a solenoid valve 162 may be installed between one end of the first bypass passage 201 connected to the third passage 183 and the fourth heat exchanger 124 .
  • the first medium flowing through the first bypass passage 201 passes through the second expansion valve 142 and the solenoid valve 162 and the first medium of the third passage 183 in the fourth heat exchanger 124 is mutually connected. heat exchange is possible.
  • the third flow path 183 from the fourth heat exchanger 124 may be connected to a point where the fourth flow path 184 and the seventh flow path 187 are connected.
  • a first expansion valve 141 and a T-type valve 164 may be disposed on the fourth flow path 184 between the connection point of the fourth flow path 184 and the seventh flow path 187 and the fourth heat exchanger 124 . have.
  • the first medium coming out of the fourth heat exchanger 124 through the third flow path 183 passes through the first expansion valve 141 and the T-type valve 164 to the fourth flow path 184 . may be introduced into the second heat exchanger 122 through the Thereafter, the first medium may be re-introduced into the compressor 111 through the switching valve 163 .
  • the first medium may be decompressed in the first expansion valve 141 .
  • the first medium coming out from the fourth heat exchanger 124 through the third flow path 183 passes through the first expansion valve 141 and the T-type valve 164 to the seventh flow path 187 . may be introduced into the first heat exchanger 121 through the
  • the fourth heat exchanger 124 may function as an economizer. By heat-exchanging the first medium to be passed through the T-type valve 164 in advance, the heating and cooling efficiency can be increased by about 20 to 30%.
  • Various sensors may be installed in the heat pump according to the above-described embodiment.
  • the temperature sensor 171 may be installed at the inlet and outlet of the first heat exchanger 121 of the first circulation passage 191 and the inlet and outlet of the third heat exchanger 123 of the second circulation passage 192, respectively.
  • the temperature sensor may be installed in the first storage tank 131 and the second storage tank 132 to measure the temperature of the second medium. Also, it is installed at the outlet of the compressor 171 to measure the temperature of the first medium exiting the compressor 171 .
  • the fourth flow passage 184 and the fifth flow passage 185 may be installed adjacent to the second heat exchanger 122 , and may also be installed in the second heat exchanger 122 .
  • a flow pouch 172 is installed in the first circulation passage 191 to control or check the flow of the second medium in the first circulation passage 191 .
  • a pressure sensor 173 may be installed at the outlet and inlet of the compressor 111 to check the pressure of the first medium flowing in and out of the compressor 111 .
  • a differential pressure sensor 174 may be installed in the second heat exchanger 122 to check the pressure difference between the first medium flowing into and out of the second heat exchanger 122 .
  • the first solenoid valve 162a, the third solenoid valve 162c, and the fourth solenoid valve 162d may be opened, and the second solenoid valve 162b may be closed.
  • the first medium which is a high-temperature and high-pressure gas discharged from the compressor 111 , flows through the first flow path 181 through the third solenoid valve 162c to the third heat exchanger 123 , and the third heat exchanger 123 . in the second storage tank 132 and heat exchange with the second medium to heat the second medium.
  • the heated second medium is water, after being stored in the second storage tank 132, it may be used as hot water by the user.
  • the first medium from the third heat exchanger 123 flows into the switching valve 163 through the opened fourth solenoid valve 162d and the first solenoid valve 162a, and in the second flow path from the switching valve 163 . It may flow to the first heat exchanger 121 through 182 .
  • the first heat exchanger 121 may heat the second medium by exchanging heat with the second medium from the first storage tank 131 .
  • the heated second medium provides heat to the user through the fan coil unit 133 through the third circulation passage 193 .
  • heating may be provided in the room.
  • the first medium from the first heat exchanger 121 may be introduced into the receiver 135 through the check valve 161 of the second flow path 182 .
  • the first medium from the receiver 135 may be introduced into the fourth heat exchanger 124 through the third flow path 183 .
  • the first medium flowing into the fourth heat exchanger 124 through the third flow path 183 is heat-exchanged with the first medium flowing into the fourth heat exchanger 124 through the first bypass path 201 . Then, it may come out through the third flow path 183 and enter the fourth flow path 184 through the first expansion valve 141 and the T-type valve 164 .
  • the first medium flowing into the fourth flow path 184 may be introduced into the second heat exchanger 122 through the check valve 161 of the fourth flow path 184 .
  • the first medium exchanges heat with the outside and then flows into the switching valve 163 through the fifth flow passage 185 , and the liquid separator in the sixth flow passage 186 from the switching valve 163 ( 134) and may be introduced into the compressor 111 again.
  • the temperature difference between the first medium inlet and outlet of the second heat exchanger 122 serving as the outdoor unit, for example, the fourth flow path 184 and the fifth flow path 185 is checked, and the differential pressure sensor 174 is used.
  • the server unit 3, the host unit 2, or the operation unit 14 operates the first medium in a reverse cycle from the compressor 111 in a reverse cycle.
  • the first medium gas may be supplied to the second heat exchanger 122 to be defrosted. Accordingly, the heating efficiency of the heat pump can be managed as efficiently as possible. Such management may be automatically managed by the first control unit 12 .
  • the first control unit 12 manages the refrigerant temperature at the inlet side of the compressor 111 , automatically controls the operation and stop of the fans installed in the heat pump 111 , and manages unnecessary fan operation time to efficiently use electricity can be managed with
  • the hot water supply operation mode is an operation mode that provides hot water without heating.
  • the second solenoid valve 162b, the third solenoid valve 162c, and the fourth solenoid valve 162d may be opened, and the first solenoid valve 162a may be closed.
  • the first medium which is a high-temperature and high-pressure gas discharged from the compressor 111 , flows through the first flow path 181 through the third solenoid valve 162c to the third heat exchanger 123 , and the third heat exchanger 123 . in the second storage tank 132 and heat exchange with the second medium to heat the second medium.
  • the heated second medium is water, after being stored in the second storage tank 132, it may be used as hot water by the user.
  • the first medium from the third heat exchanger 123 may be introduced into the ninth flow path 189 through the opened fourth solenoid valve 162d and the second solenoid valve 162b.
  • the second solenoid valve 162b is opened, and the first solenoid valve 162b is closed.
  • the first medium flowing through the ninth flow path 189 may be introduced into the receiver 135 through the second flow path 182 .
  • the first medium from the receiver 135 may be introduced into the fourth heat exchanger 124 through the third flow path 183 .
  • the first medium flowing into the fourth heat exchanger 124 through the third flow path 183 is heat-exchanged with the first medium flowing into the fourth heat exchanger 124 through the first bypass path 201 . Then, it may come out through the third flow path 183 and enter the fourth flow path 184 through the first expansion valve 141 and the T-type valve 164 .
  • the first medium flowing into the fourth flow path 184 may be introduced into the second heat exchanger 122 through the check valve 161 of the fourth flow path 184 .
  • the first medium exchanges heat with the outside and then flows into the switching valve 163 through the fifth flow passage 185 , and the liquid separator in the sixth flow passage 186 from the switching valve 163 ( 134) and may be introduced into the compressor 111 again.
  • the first medium flowing out from the third heat exchanger 123 through the ninth flow path 189 flows into the receiver 135 without passing through the first heat exchanger 121 . Therefore, it can be used only by hot water supply without heating operation.
  • the first solenoid valve 162a, the third solenoid valve 162c, and the fourth solenoid valve 162d may be opened, and the second solenoid valve 162b may be closed.
  • the first medium which is a high-temperature and high-pressure gas discharged from the compressor 111 , flows through the first flow path 181 through the first solenoid valve 162a to the third heat exchanger 123 , and the third heat exchanger 123 . in the second storage tank 132 and heat exchange with the second medium to heat the second medium.
  • the heated second medium is water, after being stored in the second storage tank 132, it may be used as hot water by the user.
  • the first medium from the third heat exchanger 123 may be introduced into the switching valve 163 through the opened fourth solenoid valve 162d and the first solenoid valve 162a.
  • the switching valve 163 may flow the first medium to the second heat exchanger 122 through the fifth flow path 185 .
  • the first medium exchanges heat with the outside and then flows into the eighth passage 188 through the fourth passage 184 . After passing through the check valve 161 of the eighth flow path 188 , it may join the second flow path 182 and pass through the receiver 135 .
  • the first medium from the receiver 135 may be introduced into the fourth heat exchanger 124 through the third flow path 183 .
  • the first medium flowing into the fourth heat exchanger 124 through the third flow path 183 is heat-exchanged with the first medium flowing into the fourth heat exchanger 124 through the first bypass path 201 . Then, it may come out through the third flow path 183 and enter the seventh flow path 187 through the first expansion valve 141 and the T-type valve 164 .
  • the first medium flowing into the seventh passage 187 may pass through the check valve 161 of the seventh passage 187 and flow into the first heat exchanger 121 .
  • the first medium introduced into the first heat exchanger 121 exchanges heat with the second medium from the first storage tank 131 to cool the second medium.
  • the cold second medium may provide cool air to the user through the fan coil unit 133 through the third circulation passage 193 .
  • the first medium from the first heat exchanger 121 flows into the switching valve 163 through the second flow path 182 , and through the liquid separator 134 of the sixth flow path 186 from the switching valve 163 . It may be introduced into the compressor 11 again.
  • only one compressor 111 can use hot water while maintaining cooling in the indoor space in summer.
  • a heating operation mode or a cooling operation mode is also possible.
  • the heating operation mode is a mode for providing heating without hot water supply
  • the cooling operation mode is a mode for providing cooling without hot water supply.
  • the second solenoid valve 162b, the third solenoid valve 162c, and the fourth solenoid valve 162d may be closed, and the first solenoid valve 162a may be opened.
  • the first medium which is a high-temperature and high-pressure gas discharged from the compressor 111, moves along the first flow path 181, and cannot be introduced into the third heat exchanger 123 by the closed third solenoid valve 162c, It flows along the ninth flow path 189 connected to the first flow path 181 .
  • the second solenoid valve 162b on the ninth flow path 189 is closed so that the first medium is connected to the ninth flow path 189 and the switching valve 163 along the first flow path 181 leading to the switching valve 163. is introduced into
  • the switching valve 163 may flow the first medium into the second flow path 182 connected to the first heat exchanger 121 .
  • the first medium may flow to the first heat exchanger 121 through the second flow path 182 .
  • the first heat exchanger 121 may heat the second medium by exchanging heat with the second medium from the first storage tank 131 .
  • the heated second medium provides heat to the user through the fan coil unit 133 through the third circulation passage 193 .
  • heating may be provided in the room.
  • the first medium from the first heat exchanger 121 may be introduced into the receiver 135 through the check valve 161 of the second flow path 182 .
  • the first medium from the receiver 135 may be introduced into the fourth heat exchanger 124 through the third flow path 183 .
  • the first medium flowing into the fourth heat exchanger 124 through the third flow path 183 is heat-exchanged with the first medium flowing into the fourth heat exchanger 124 through the first bypass path 201 . Then, it may come out through the third flow path 183 and enter the fourth flow path 184 through the first expansion valve 141 and the T-type valve 164 .
  • the first medium flowing into the fourth flow path 184 may be introduced into the second heat exchanger 122 through the check valve 161 of the fourth flow path 184 .
  • the first medium exchanges heat with the outside and then flows into the switching valve 163 through the fifth flow passage 185 , and the liquid separator in the sixth flow passage 186 from the switching valve 163 ( 134) and may be introduced into the compressor 111 again.
  • the second solenoid valve 162b, the third solenoid valve 162c, and the fourth solenoid valve 162d may be closed, and the first solenoid valve 162a may be opened.
  • the first medium which is a high-temperature and high-pressure gas discharged from the compressor 111, moves along the first flow path 181, and cannot be introduced into the third heat exchanger 123 by the closed third solenoid valve 162c, It flows along the ninth flow path 189 connected to the first flow path 181 .
  • the second solenoid valve 162b on the ninth flow path 189 is closed so that the first medium is connected to the ninth flow path 189 and the switching valve 163 along the first flow path 181 leading to the switching valve 163. is introduced into
  • the switching valve 163 may flow the first medium into the fifth flow path 185 connected to the second heat exchanger 122 .
  • the first medium may flow to the second heat exchanger 122 through the fifth flow path 185 . .
  • the first medium exchanges heat with the outside in the second heat exchanger 122 , it flows into the eighth passage 188 through the fourth passage 184 . After passing through the check valve 161 of the eighth flow path 188 , it may join the second flow path 182 and pass through the receiver 135 .
  • the first medium from the receiver 135 may be introduced into the fourth heat exchanger 124 through the third flow path 183 .
  • the first medium flowing into the fourth heat exchanger 124 through the third flow path 183 is heat-exchanged with the first medium flowing into the fourth heat exchanger 124 through the first bypass path 201 . Then, it may come out through the third flow path 183 and enter the seventh flow path 187 through the first expansion valve 141 and the T-type valve 164 .
  • the first medium flowing into the seventh passage 187 may pass through the check valve 161 of the seventh passage 187 and flow into the first heat exchanger 121 .
  • the first medium introduced into the first heat exchanger 121 exchanges heat with the second medium from the first storage tank 131 to cool the second medium.
  • the cold second medium may provide cool air to the user through the fan coil unit 133 through the third circulation passage 193 .
  • the first medium from the first heat exchanger 121 flows into the switching valve 163 through the second flow path 182 , and through the liquid separator 134 of the sixth flow path 186 from the switching valve 163 . It may be introduced into the compressor 11 again.
  • hot water supply and heating operation mode, hot water supply and cooling operation mode, hot water supply operation mode as well as hot water supply operation mode through the control of the first to fourth solenoid valves 162a, 162b, 162c, 162d It can be operated in either the heating operation mode or the cooling operation mode without it.
  • FIG. 4 is a configuration diagram illustrating a part of another embodiment of the heat pump.
  • the embodiment shown in FIG. 4 further includes a second bypass path 202 .
  • the second bypass passage 202 may have one end connected to the first passage 181 and the other end connected to the fourth passage 184 .
  • a solenoid valve 162 and a check valve 161 are installed in the second bypass path 202 to selectively open and close, and to prevent reverse flow.
  • FIG. 5 is a configuration diagram illustrating a part of another embodiment of the heat pump.
  • the embodiment shown in FIG. 5 further includes a third bypass path 203 .
  • the third bypass passage 203 has one end connected to a position close to the first storage tank 131 of the first circulation passage 191 , and the other end of the first heat exchanger 121 of the first circulation passage 191 . connected to a location close to A fourth circulation pump 154 may be installed in the third bypass path 203 , and a check valve 161 may be installed.
  • a solenoid valve 162 may be installed at a position between the third bypass passage 203 of the first circulation passage 191 to block the second medium from flowing through the first circulation passage 191 .
  • a first drainage passage 204 is connected to the first circulation passage 191 on the opposite side where the third bypass passage 203 is installed, and a first circulation passage adjacent to the first drainage passage 204 and the first drainage passage 204 ( 191) may be provided with solenoid valves 162, respectively.
  • the third bypass passage 203 and the first drain passage 204 are operated while the heat pump is stopped, and the second medium flows in the first circulation passage 191 by the fourth circulation pump 154 and
  • the inside of the first heat exchanger 121 can be cleaned by allowing it to pass through the inside of the first heat exchanger 121 in the opposite direction. Accordingly, it is possible to increase the efficiency and extend the life of the first heat exchanger 121 used for both heating and cooling.
  • FIG. 6 is a configuration diagram illustrating a part of another embodiment of the heat pump.
  • the embodiment shown in FIG. 6 further includes a fourth bypass path 205 .
  • the fourth bypass passage 205 has one end connected to a position close to the second storage tank 132 of the second circulation passage 192 , and the other end of the third heat exchanger 123 of the second circulation passage 192 . connected to a location close to A fifth circulation pump 155 may be installed in the fourth bypass passage 205 , and a check valve 161 may be installed therein.
  • a solenoid valve 162 may be installed at a position between the fourth bypass passage 205 of the second circulation passage 192 to block the second medium from flowing through the second circulation passage 192 .
  • a second drainage passage 206 is connected to the second circulation passage 192 on the opposite side where the fourth bypass passage 205 is installed, and a second circulation passage adjacent to the second drainage passage 206 and the second drainage passage 206 ( Solenoid valve 162 may be installed in each of 192).
  • the fourth bypass passage 205 and the second drain passage 206 are operated while the heat pump is stopped, and the second medium flows in the second circulation passage 192 by the fifth circulation pump 155 and
  • the fourth bypass passage 205 and the second drain passage 206 are operated while the heat pump is stopped, and the second medium flows in the second circulation passage 192 by the fifth circulation pump 155 and
  • FIG. 7 is a diagram illustrating a screen provided by a server unit to a terminal.
  • the server unit 3 may include an authentication procedure.
  • the terminal 4 may access the server unit 3 by performing the authentication procedure of the server unit 3 .
  • the server unit 3 may provide a screen configuration capable of controlling the heat pump unit 1 for the authenticated terminal 4 .
  • a status display unit 501 indicating the state of components in the heat pump unit 1
  • a mode display unit 502 that can control the mode may include.
  • the status display unit 501 may display the states of components of the heat pump unit 1 , for example, a heat exchanger, a storage tank, a flow path, and a refrigerant.
  • a temperature sensor or a pressure sensor is disposed in a heat exchanger, a storage tank, a flow path, and the like, and senses the temperature and pressure thereof. The sensed temperature and pressure are transmitted to the control unit, and the control unit may transmit state information of the components to the server unit 3 .
  • the server unit 3 provides status information of the components to the connected terminal 4 , and the terminal 4 may display the status information of the components in the screen configuration 500 .
  • the mode display unit 502 may display the operation mode of the heat pump unit 1 .
  • the mode display unit 502 may display, for example, a heating operation, a cooling operation, and a hot water supply operation mode.
  • the user may select the driving mode displayed on the mode display unit 502 .
  • the user may select the driving mode by touching the driving mode displayed on the terminal 4 or using an input device such as a keyboard or mouse.
  • the terminal 4 transmits a heating operation selection signal to the server unit 4
  • the server unit 4 sends a heating operation selection signal to the host unit 2 .
  • the host unit 2 may control the heat pump unit 1 according to the heating operation selection signal.
  • the user may remotely control the heating operation mode, the cooling operation mode, and the hot water supply operation mode to be implemented.
  • the terminal 4 when hot water supply operation and cooling operation are selected together, hot water supply operation and heating operation are selected together, or hot water supply operation and cooling operation are selected together, the terminal 4 generates two operation selection signals, namely, a heating operation selection signal and a cooling operation.
  • a selection signal, or a heating operation selection signal and a hot water supply operation selection signal, or a hot water supply operation selection signal and a cooling operation selection signal are transmitted together to the server unit 3, and the server unit 3 hosts the received two operation selection signals. transmitted to the unit 2 , and the host unit 2 may control the heat pump unit 1 according to the received two operation selection signals.

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Abstract

본 발명의 일 실시예는 적어도 하나의 히트펌프 유닛을 포함하고, 상기 히트펌프 유닛은, 제1매체를 압축하는 압축기와, 상기 압축기에 연결되고 상기 제1매체 및 상기 제1매체와 다른 제2매체가 열교환하도록 구비된 제1열교환기와, 상기 제1열교환기에 연결되고 상기 제1매체가 순환하는 제2열교환기와, 상기 제1열교환기에 연결되고 상기 제2매체가 순환하는 팬코일유닛과, 상기 제1열교환기와 상기 팬코일유닛 사이에 개재되고 상기 제2매체를 저장하는 제1저장조와, 상기 압축기에 연결되고 상기 제1매체와 상기 제2매체가 열교환하도록 구비된 제3열교환기와, 상기 제3열교환기에 연결되고 상기 제2매체를 저장하는 제2저장조와, 상기 제1열교환기와 제2열교환기의 사이에 개재되는 제1팽창밸브와, 운전 모드에 따라 상기 제1매체의 순환방향을 변경하는 전환밸브와, 일단이 상기 제3열교환기와 상기 전환밸브 사이에 배치되고, 타단이 상기 제1열교환기와 상기 제2열교환기 사이에 연결되는 제1바이패스로를 포함하는 냉난방 및 급탕 시스템을 제공할 수 있다.

Description

냉난방 및 급탕 시스템
냉난방 및 급탕 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세히는 히트펌프를 포함하는 냉난방 및 급탕 시스템에 관한 것이다.
히트펌프를 이용한 냉난방 시스템은 하나의 시스템으로 냉방과 난방 모두를 할 수 있다는 장점이 있어, 폭넓게 이용되고 있다.
그러나 종래의 히트펌프를 이용한 냉난방 시스템은 냉매 순환 회로를 갖는 히트펌프를 가동하여야만 냉난방을 이용할 수 있기 때문에 전력사용량이 많은 피크 시간대에 냉난방 시스템을 가동할 경우 전기 사용에 따른 비용 증대가 높은 한계가 있었다.
또한 실외기에 대한 제상 문제가 항상 과제로 남아 있는데, 이를 해소하기 위해 실외기에 전기 히터를 사용하거나 압축기를 2대 이용한 2원 사이클을 적용하는 방법 등이 사용되었다. 그러나 이러한 방법은 비용을 증대시키는 문제가 있었다.
그리고 냉난방기로 사용하는 열교환기가 시간이 지남에 따라 효율이 저하되는 한계가 있었다.
에너지 효율 및/또는 전력사용 효율이 높은 냉난방 및 급탕 시스템을 제공하고자 한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 냉난방 및 급탕 시스템은, 적어도 하나의 히트펌프 유닛을 포함하고, 상기 히트펌프 유닛은, 제1매체를 압축하는 압축기; 상기 압축기에 연결되고 상기 제1매체 및 상기 제1매체와 다른 제2매체가 열교환하도록 구비된 제1열교환기; 상기 제1열교환기에 연결되고 상기 제1매체가 순환하는 제2열교환기; 상기 제1열교환기에 연결되고 상기 제2매체가 순환하는 팬코일유닛; 상기 제1열교환기와 상기 팬코일유닛 사이에 개재되고 상기 제2매체를 저장하는 제1저장조; 상기 압축기에 연결되고 상기 제1매체와 상기 제2매체가 열교환하도록 구비된 제3열교환기; 상기 제3열교환기에 연결되고 상기 제2매체를 저장하는 제2저장조; 상기 제1열교환기와 제2열교환기의 사이에 개재되는 제1팽창밸브; 및 운전 모드에 따라 상기 제1매체의 순환방향을 변경하는 전환밸브; 를 포함할 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 전환밸브는 상기 압축기의 출구단과 연결되며 상기 압축기에서 토출된 제1 매체의 순환방향을 조절할 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 전환밸브는 사방변 밸브일 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 운전 모드는 급탕 및 난방 운전 모드, 급탕 운전 모드, 급탕 및 냉방 모드, 냉방 운전 모드, 난방 운전 모드일 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 급탕 운전 모드는 난방 및 냉방 운전 없이 급탕을 제공하며, 상기 급탕 및 난방 운전 모드는 급탕과 난방을 함께 제공하고, 상기 급탕 및 냉방 운전 모드는 급탕과 냉방을 함께 제공하며, 상기 난방 운전 모드 또는 냉방 운전 모드는 급탕 없이 난방 또는 냉방을 제공할 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 전환밸브와 상기 제3열교환기 사이에 배치되는 제1전자밸브; 상기 제1매체가 상기 압축기에서 상기 제3열교환기로 유입되고 경로 및 유출되는 경로와 교차하는 경로 상에 배치되는 제2전자밸브; 상기 제1매체가 상기 제3열교환기로 유입되기 전에 배치되는 제3전자밸브; 및 상기 제1매체가 상기 제3열교환기에서 상기 전환밸브로 흐르는 경로 상에서 상기 제1전자밸브와 상기 제3열교환기 사이에 배치되는 제4전자밸브; 를 더 포함할 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 급탕 운전 모드의 경우, 상기 제1전자밸브는 폐쇄되고 상기 제2전자밸브, 제3전자밸브, 및 제4전자밸브는 개방되어 상기 제3열교환기를 통해 유출되는 상기 제1매체는 상기 제1열교환기를 우회할 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 급탕 및 냉방 운전 모드 또는 상기 급탕 및 냉방 운전 모드의 경우, 상기 제1전자밸브, 상기 제3전자밸브, 상기 제4전자밸브는 개방되고 상기 제2전자밸브는 폐쇄되어 상기 제3열교환기를 통해 유출되는 상기 제1매체는 상기 전환밸브로 흐를 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 급탕 및 난방 운전 모드의 경우, 상기 전환밸브는 제3열교환기에서 유출되어 상기 제1전자밸브를 거쳐 유입된 상기 제1매체를 상기 제1열교환기로 유입되도록 경로를 형성할 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 급탕 및 냉방 운전 모드의 경우, 상기 전환밸브는 제3열교환기에서 유출되어 상기 제1전자밸브를 거쳐 유입된 상기 제1매체를 상기 제2열교환기로 유입되도록 경로를 형성할 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 난방 운전 모드 또는 냉방 운전 모드의 경우, 상기 제2전자밸브, 상기 제3전자밸브 및 상기 제4전자밸브는 폐쇄되고, 상기 제1전자밸브는 개방될 수 있다.
실시예들에 따르면, 한 대의 히트펌프 만으로 냉난방과 급탕을 동시에 제공할 수 있다. 특히, 하절기에 한 대의 히프펌프 만으로도 냉방과 급탕을 모두 제공할 수 있다.
제1 저장조가 냉기 또는 열기를 저장하도록 구비됨으로, 전력수요가 낮은 시간대에 히트펌프를 가동하여 제1 저장조에 차가운 또는 뜨거운 제1 저장 매체를 저장하고, 전력수요가 높은 시간대에 제1 저장조에 저장된 제1 저장 매체를 이용할 수 있어 에너지를 효율적 관리 및 에너지를 절감할 수 있다.
제1 저장 매체는 난방모드시에, 제1 매체 및 제2 매체로부터 열을 전달 받는바 난방 효율을 향상시킬 수 있다.
제1 매체는 난방모드시에, 제1 저장 매체 및 제2 매체로 열을 방출하는바, 외기로 전달받는 열량을 증가시켜 난방 효율을 향상시킬 수 있다.
제1 매체는 냉방모드시 제1 저장 매체로부터 열을 전달받을 수 있는바, 제1 저장매체가 방출하는 열량을 증가하여 냉방 효율을 향상시킬 수 있다.
냉난방 시스템 및 히트펌프는 제1 압축기의 과열을 방지하기 위해 제1 압축기에서 토출되는 제1 매체의 일부를 분사시켜서 시스템의 안정성을 향상할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 냉난방 시스템의 구성도이다.
도 2는 도 1의 히트펌프 유닛의 일 실시예를 나타낸 구성도이다.
도 3은 도 1의 히트펌프를 개략적으로 도시하는 블록도이다.
도 3은 도 1의 히트펌프의 일 실시예의 일부를 도시한 구성도이다.
도 4 내지 도 6은 히트펌프의 다른 일 실시예의 일부를 도시한 구성도이다.
도 7은 서버유닛이 단말에 제공한 화면을 도시하는 도면이다.
실시예들은 다양한 변환을 가할 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 실시예들의 효과 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 내용들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 실시예들은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 다양한 형태로 구현될 수 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 실시예들을 상세히 설명하기로 하며, 도면을 참조하여 설명할 때 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 도면부호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
이하의 실시예에서 제1, 제2 등의 용어는 한정적인 의미가 아니라 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하는 목적으로 사용되었다.
이하의 실시예에서 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
이하의 실시예에서 포함하다 또는 가지다 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 또는 구성요소가 존재함을 의미하는 것이고, 하나 이상의 다른 특징들 또는 구성요소가 부가될 가능성을 미리 배제하는 것은 아니다.
도면에서는 설명의 편의를 위하여 구성 요소들이 그 크기가 과장 또는 축소될 수 있다. 예컨대, 도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로, 이하의 실시예는 반드시 도시된 바에 한정되지 않는다.
도 1은 일 실시예에 따른 냉난방 시스템의 구성도이다.
도 1을 참조하면, 상기 실시예에 따른 냉난방 시스템은 적어도 하나 이상의 히트펌프 유닛(1), 호스트 유닛(2), 및 서버 유닛(3)을 포함할 수 있다.
히트펌프 유닛(1)은 복수 개 구비될 수 있다. 각 히트펌프 유닛(1)은 히트펌프(11)를 구비할 수 있다. 히트펌프 유닛(1)은 각각 호스트 유닛(2)에 전기적으로 연결될 수 있다.
호스트 유닛(2)은 복수의 히트펌프 유닛(1)의 제어가 가능한 컴퓨터 장치가 사용될 수 있다. 호스트 유닛(2)은 사용자에게 복수의 히트펌프 유닛(1)의 운전을 제어할 수 있는 환경을 제공한다.
호스트 유닛(2)은 제1 통신부(21)를 포함할 수 있다. 제1 통신부(21)는 서버 유닛(3)의 제2 통신부(31)와 통신할 수 있다. 제1 통신부(21)와 제2 통신부(31)는 유선 또는 무선 통신 수단이 될 수 있다.
도 1에 도시된 바와 같이, 서버 유닛(3)은 호스트 유닛(2)과 통신하여 히트펌프 유닛(1)의 운전상태, 에러상태 및/또는 전력상태 등을 관리할 수 있다.
도 1에 따른 일 실시예는 서버 유닛(3)이 하나의 호스트 유닛(2)과 통신하는 것을 나타내었으나, 본 발명은 반드시 이에 한정되는 것은 아니고, 복수의 호스트 유닛과 이에 연결된 복수의 히트펌프 유닛의 관리를 하도록 할 수 있다.
도 1에 따른 일 실시예는 단말(4)을 통해서도 히트펌프 유닛(1)을 제어할 수 있다. 단말(4)은 서버 유닛(3)와 유무선으로 통신할 수 있는 기기를 포함한다. 단말(4)은 통신 기능을 내장한 컴퓨터, 모바일 기기 등이 될 수 있다. 서버 유닛(3)은 인가받은 단말(4)에 대해 접속을 허용할 수 있다. 서버 유닛(3)은 접속된 단말(4)에 히트펌프 유닛(1)를 제어할 수 있는 화면을 제공할 수 있다. 이에 대해서는 도 8에서 후술한다.
단말(4)을 서버 유닛(3)에 접속하
도 2는 히트펌프 유닛(1)의 일 실시예를 나타낸 구성도이다.
히트펌프 유닛(1)의 일 실시예는, 히트펌프(11), 히트펌프(11)에 연결된 제1 제어부(12), 제1 제어부(12)에 연결된 제2 제어부(13) 및 제2 제어부(13)에 연결된 조작부(14)를 포함할 수 있다.
히트펌프(11)는 이하에서 보다 상세히 설명한다.
제1 제어부(12)는 히트펌프(11)의 다양한 구성요소, 예컨대 온도 센서, 압력 센서, 압축기, 펌프, 팬, 밸브 등과 전기적으로 연결되어 해당 구성요소를 제어할 수 있다.
제2 제어부(13)는 제1 제어부(12)와 전기적으로 연결될 수 있다. 제2 제어부(13)는 제1 제어부(12)의 동작을 제어할 수 있다. 일 예로서, 제2 제어부(13)는 제1 제어부(12)를 스위칭할 수 있다.
조작부(14)는 제2 제어부(13)와 전기적으로 연결될 수 있다. 그러나 반드시 이에 한정되는 것은 아니고 조작부(14)는 제1 제어부(12)에 직접 전기적으로 연결될 수 있다. 조작부(14)는 도면에 도시하지는 않았지만 디스플레이를 포함할 수 있으며, 상기 디스플레이는 냉매의 온도를 표시할 수 있다. 냉방운전, 난방운전, 제상 등의 동작을 스위칭하는 스위치를 포함할 수 있다.
도 3은 히트펌프(11)의 일 실시예의 구성을 보다 상세하게 도시한 구성도이다.
도 3을 참조하면, 히트펌프(11)는 압축기(111), 제1열교환기(121), 제2열교환기(122), 제3열교환기(123), 팬코일유닛(133), 제1저장조(131), 제2저장조(132), 제1팽창밸브(141), 및 제1 내지 4전자밸브(162a, 162b, 162c, 162d)를 포함할 수 있다.
보다 상세히는, 압축기(111)는 제1매체를 고온 고압의 핫가스로 압축할 수 있다. 제1매체는 냉매가 될 수 있다.
압축기(111)로부터 전환밸브(163)까지 제1매체가 흐르는 제1유로(181)가 형성될 수 있다. 제1유로(181) 중에는 제3열교환기(123)가 배치될 수 있다.
제3열교환기(123)와 이격되어 제2저장조(132)가 위치할 수 있다. 제3열교환기(123)와 제2저장조(132)와의 사이에 제2순환로(192)가 형성될 수 있다. 제2순환로(192)에는 제1매체와는 다른 제2매체가 흐를 수 있다. 즉 제2매체는 제2순환로를 따라 제3열교환기(123)와 제2저장조(132)를 순환할 수 있다.
제2저장조(132)는 제2매체를 저장할 수 있다. 제2저장조(132)는 제2매체를 외부로 토출할 수 있는 아웃렛(101)을 구비할 수 있다. 제2매체는 물이 될 수 있다. 제2매체인 물은 아웃렛(101)을 통해 외부로 토출되어 사용될 수 있다.
제2순환로(192) 중에는 제2순환펌프(152)가 배치될 수 있다. 제2순환펌프(152)는 제2매체가 제2순환로(192) 내를 원활하게 순환하게 하는 기능을 할 수 있다.
제2순환로(192)는 제3열교환기(123)를 관통할 수 있다. 제2순환로(192)는 제3열교환기(123) 내에서 제1유로(181)에 대응되도록 배치될 수 있다. 제2순환로(192)는 제3열교환기(123) 내에서 제1유로(181)와 열교환이 일어날 수 있다. 즉, 제3열교환기(123) 내의 제1유로(181)에는 압축기(111)에 의한 고온, 고압의 제1매체가 흐를 수 있다. 제3열교환기(123)를 통과하는 제1유로(181)의 고온 고압의 제1매체와 제2순환로(191)의 제2매체가 열교환이 이루어질 수 있다. 제3열교환기(123)에서 제1매체의 열이 제2순환로(191)의 제2매체로 전달되어 제2매체의 온도가 상승할 수 있다.
고온이 된 제2매체는 제2순환로(191)을 따라 제2저장조(132)로 공급될 수 있다. 제2매체가 물일 경우, 제2저장조(132)는 온수 공급용 급탕 탱크가 될 수 있다.제2저장조(132)의 일단에는 아웃렛이 구비될 수 있다. 사용자는 아웃렛을 통해 제2저장조(132)에 저장된 급탕, 즉 온수를 사시사철 사용할 수 있다.
본 발명에서 상기 제3열교환기(123), 제2순환로(192), 제2저장조(132)의 구성은 상기 히트펌프(11)에 반드시 포함되어야 하는 것은 아니며, 실시예에 따라서는 제1유로(181)가 제3열교환기(123)를 거치지 않고 곧바로 전환밸브(163)에 연결될 수 있다.
제1유로(181) 상에는 제3전자밸브(162c)와 제4전자밸브(162d)가 배치될 수 있다. 상세하게는 제3열교환기(123) 내로 들어가는 제1유로(181)에 제3전자밸브(162c)가 배치되며, 제3열교환기(123)에서 나오는 제1유로(181)에 제4전자밸브(162d)가 배치될 수 있다.
급탕 운전 모드, 급탕 및 난방 운전 모드, 그리고 급탕 및 냉방 운전 모드에서는 제3전자밸브(162c) 및 제4전자밸브(162d)가 개방될 수 있다. 제1매체는 개방된 제3전자밸브(162c)을 거쳐 제3열교환기(123)로 유입되고, 제3열교환기(123)에서 유출되어 제4전자밸브(162d) 및 제2전자밸브(162b)를 거쳐 전환밸브(163)으로 유입되며, 전환밸브(163)에서 제2유로(182)을 따라 제3열교환기(123)로 유입 및 유출될 수 있다.
난방 운전 모드, 냉방 운전 모드, 및 난방 및 냉방 운전 모드에서는 제3전자밸브(162c) 및 제4전자밸브(162d)가 폐쇄될 수 있다. 폐쇄된 제3전자밸브(162c) 및 제4전자밸브(162d)을 의해 제1매체가 제3열교환기(123)로 유입 및 유출되는 것을 막을 수 있다. 즉, 난방 운전 모드, 냉방 운전 모드, 및 난방 및 냉방 운전 모드인 경우 압축기(111)에서 나오는 제1매체는 제1유로(181) 및 제9유로(189)를 따라 흘러 개방된 제1전자밸브(162a)를 통해 전환밸브(163)로 유입될 수 있다. 제2전자밸브(162b)는 폐쇄되어 제1 매체는 제9유로(189) 상에서 제8유로(188)를 향해 흐르지 않는다. 제1매체는 전환밸브(163)에서 제2유로(182)을 따라 제3열교환기(123)로 유입 및 유출될 수 있다.
각각의 운전 모드에 따른 동작은 후술한다.
제3열교환기(123)을 나온 제1유로(181)는 전환밸브(163)으로 연결될 수 있다. 제3열교환기(123)과 전환밸브(163) 사이에는 제4전자밸브(162d)와 제1전자밸브(162a)가 배치될 수 있다.
제1전자밸브(162a)는 제3열교환기(123)에서 나오는 제1매체가 전환밸브(163)로 흐르도록 하거나, 제1매체가 전환밸브(163)로 흐르는 것을 차단할 수 있다.
즉, 압축기(111)에서 나온 제1매체는 제1유로(181)를 따라 제3열교환기(183)을 거치고, 제1전자밸브(162a)에 의해 제1매체의 흐름이 결정될 수 있다. 제1전자밸브(162a)가 개방되는 경우 제1매체는 전환밸브(163)로 유입될 수 있으며, 제1전자밸브(162a)는 폐쇄되는 경우 제1매체는 전환밸브(163)로 가는 것을 막을 수 있다.
제1전자밸브(162a)가 개방되어 전환밸브(163)로 흘러간 제1매체는 선택된 운전 모드에 따라 전환밸브(163)는 제1매체를 바로 제1열교환기(121)로 보내거나 제2열교환기(121)로 보낼 수 있다.
운전 모드가 급탕 및 난방 운전 모드인 경우에 전환밸브(163)는 제1매체를 제1열교환기(121)로 보내며, 운전 모드가 급탕 및 냉방 모드인 경우에 전환밸브(163)는 제1매체를 제2열교환기(122)로 보낼 수 있다. 제2열교환기(122)로 흘러간 제1매체는 제7유로(187)를 따라 제1열교환기(121)로 유입될 수 있다.
급탕 및 냉방 모드인 경우 제1매체가 제1열교환기(121)로 흘러들어가는 방향과 급탕 및 난방 모드인 경우 제1매체가 제1열교환기(121)로 흘러들어가는 방향과는 반대일 수 있다. 이에 대해서는 후술한다.
전환밸브(163)와 제3열교환기(123) 사이의 제1유로(181)에서는 제9유로(189)가 분기될 수 있다. 상세하게는 제9유로(189)는 제1매체가 압축기(111)에서 제3열교환기(123)로 유입되는 경로인 제1유로(181)와, 제1매체가 제3열교환기(123)에서 유출되는 경로인 제1유로(181) 각각과 교차하는 경로일 수 있다.
제9유로(189)는 제2열교환기(121)를 거치지 않고 제8유로(188)와 연결될 수 있다.
제9유로(189)에는 제2전자밸브(162b)가 배치될 수 있다. 제2전자밸브(162b)는 제9유로(189)를 개폐하여 제9유로(189)에서의 제1매체의 흐름 유무를 제어할 수 있다.
예를 들면, 제2전자밸브(162b)가 폐쇄되고 제1전자밸브(162a)가 개방되며, 제3전자밸브(162c)와 제4전자밸브(162d)가 모두 개방되는 경우, 제3열교환기(123)에서 나오는 제1매체는 전환밸브(163)로 유입될 수 있다. 이와는 다르게 제2전자밸브(162b)가 개방되고 제1전자밸브(162a)가 폐쇄되는 경우, 제3열교환기(123)에서 나오는 제1매체는 제9유로(189)로 유입될 수 있다. 제9유로(189)는 제1열교환기(121)와 연결되지 않고 우회할 수 있다.
제2전자밸브(162b)가 폐쇄되고 제1전자밸브(162a)가 개방되어 제3열교환기(123)에서 나오는 제1매체가 전환밸브(163)로 유입되는 경우에는 경로는 다르지만 제1열교환기(121)로 유입되어 제1순환로(191) 내의 제2매체를 가열 또는 냉각시켜 난방 또는 냉방으로 동작할 수 있다.
즉, 급탕 및 난방 운전 모드이거나 급탕 및 냉방 운전 모드인 경우에 제2전자밸브(162b)가 폐쇄되고 제1전자밸브(162a)가 개방되며, 제3, 4전바밸브(162c, 162d)가 개방될 수 있다. 제1매체가 유입된 전환밸브(163)는 운전 모드에 따라 제1매체의 경로를 변경시킬 수 있다.
상세하게는, 급탕 및 난방 운전 모드의 경우, 전환밸브(163)는 제1매체를 제2유로(182)로 유입시킬 수 있다. 제2유로(182)는 제1열교환기(121)와 연결되는바, 제1매체는 제1열교환기(121)로 유입될 수 있다. 제1열교환기(121)에서는 제1순환로(191)를 통해 유입되는 제2매체를 가열시킬 수 있다. 가열된 제2매체는 난방에 사용될 수 있다. 상기와 같은 방식으로 급탕 및 난방 운전 모드에서는 급탕과 난방이 함께 이루어질 수 있다.
급탕 및 냉방 운전 모드의 경우, 전환밸브(163)는 제1매체를 제5유로(185)로 유입시킬 수 있다. 제5유로(185)는 제2열교환기(122)와 연결되는바, 제1매체는 제2열교환기로(122)로 유입될 수 있다. 제2열교환기(122)는 실외에 설치되거나 지하에 매설될 수 있다. 제2열교환기(122)에서는 제1매체가 외기나 지열과 열교환이 되거나 폐열과 교환이 될 수 있다. 열교환된 제1매체는 제1열교환기로 유입될 수 있다. 제1열교환기(121)에서는 제1순환로(191)를 통해 유입되는 제2매체를 냉각시킬 수 있다. 냉각된 제2매체는 냉방에 사용될 수 있다. 상기와 같은 방식으로 급탕 및 냉방 운전 모드에서는 급탕과 냉방이 함께 이루어질 수 있다.
따라서, 본 발명의 일 실시예에 따르면 상술한 급탕 및 난방 운전 모드에 의해 난방과 급탕을 동시에 제공할 뿐만 아니라 급탕 및 냉방 운전 모드에 의해 냉방과 급탕을 동시에 제공할 수 있다.
전환밸브(163)로부터 액분리기(134)까지 제1매체가 흐르는 제6유로(186)가 형성될 수 있다. 액분리기(134)와 압축기(111)는 제6유로(186)로 연결될 수 있다. 전환밸브(163)에서 제6유로(186)로 유출된 제1매체는 액분리기(134)를 거친 후 다시 압축기(111)와 연결된 제6유로(186)를 통해 압축기(111)로 유입될 수 있다.
제1열교환기(121)와 이격되어 제1저장조(131)가 위치할 수 있다. 제1열교환기(121)와 제1저장조(131)와의 사이에 제2매체가 흐르는 제1순환로(191)가 형성될 수 있다. 제1저장조(131)는 제2매체를 저장할수 있다.
제1순환로(191) 중에는 제1순환펌프(151)가 배치될 수 있다. 제1순환펌프(151)는 제2매체가 제1순환로(191) 내에서 순환이 원활하게 이뤄지도록 할 수 있다.
제1순환로(191)는 제1열교환기(121)를 관통하고, 제1열교환기(121) 내에서 제2유로(182)와 열교환 가능하도록 배치될 수 있다. 따라서 제1열교환기(121) 내에서 제2유로(182) 내를 흐르는 제1매체와 제1순환로(191)의 제2매체가 열교환될 수 있다. 제1열교환기(121) 내에서 열교환이 완료된 제2매체는 제1저장조(131)로 공급될 수 있다.
제1저장조(131)와 이격되어 팬코일유닛(133)이 배치될 수 있다. 제1저장조(131)와 팬코일유닛(133)과의 사이에 상기 제2매체가 흐르는 제3순환로(193)가 형성될 수 있다. 제3순환로(193) 중에는 제3순환펌프(153)가 배치되어 제2매체의 제3순환로(193) 내에서의 순환이 원활하게 이뤄지도록 할 수 있다.
제3순환로(193)는 팬코일유닛(133)을 관통하는 데, 팬을 가동함으로써 제3순환로(193)를 흐르는 제2매체의 냉기 또는 열기를 실내로 공급할 수 있다.
도 3에는 하나의 제3순환로(193) 및 팬코일유닛(133)을 도시하였으나, 본 발명은 반드시 이에 한정되는 것은 아니고, 복수의 제3순환로(193) 및 팬코일유닛(133)이 제1저장조(131)에 연결되도록 해, 복수의 장소를 냉난방할 수 있다.
상기 실시예는 이처럼 제1열교환기(121)를 흐르는 제1매체의 냉기 또는 열기를 그대로 실내로 전달하는 것이 아니라, 먼저 제2매체와 열교환하고, 열교환된 제2매체를 제1저장조(131)에 저장한 후, 제2매체의 냉기 또는 열기를 팬코일유닛(133)을 이용하여 실내로 전달할 수 있다. 따라서 제1저장조(131)는 히트펌프(11)의 냉기 또는 열기를 일정 시간 저장할 수 있도록 단열 처리되도록 하는 것이 바람직하다.
상기 실시예는 이처럼 제1저장조(131)가 냉기 또는 열기를 저장하도록 구비됨으로, 전력수요가 낮은 시간대에 히트펌프(11)를 가동하여 제1저장조(131)에 차가운 또는 뜨거운 제2매체를 저장하고, 전력수요가 높은 시간대에 제2매체의 냉기 또는 열기를 팬코일유닛(133)을 이용하여 실내로 전달하는 방식을 취할 수 있다. 따라서 에너지 효율을 높일 수 있다.
또한 각 개별장소의 냉난방 사용 전력량을 실시간 검침하여 각 장소의 에너지 사용량을 효율적으로 관리할 수 있으며, 개별 냉난방을 제2매체의 유량공급을 효율적으로 관리하여, 에너지를 절감할 수 있다.
전술한 바와 같이, 상기 제2유로(182)는 제1열교환기(121)를 거치고, 수액기(135)까지 연결될 수 있다. 제1열교환기(121)와 수액기(135) 사이의 제2유로(182) 중에는 체크밸브(161)를 설치할 수 있다. 체크밸브(161)는 제2유로(182) 내에서 제1매체가 역류, 즉 수액기(135)에서 제1열교환기(121)로 흐르는 것을 방지할 수 있다.
수액기(135)에서 제1팽창밸브(141)까지 제1매체가 흐르는 제3유로(183)가 형성될 수 있다. 도면에 도시하지는 않았지만 상기 제3유로(183) 중에는 액라인필터 드라이어 및/또는 사이트그라스 등이 더 설치될 수 있다.
제1팽창밸브(141)에서 제1매체는 감압될 수 있다.
제1팽창밸브(141)에 이격되어 제2열교환기(122)가 위치하고, 제1팽창밸브(141)과 제2열교환기(122)의 사이에는 제1매체가 흐르는 제4유로(184)가 형성된다. 제4유로(184) 중에는 체크밸브(161)를 설치하여 제1매체의 제4유로(184) 내에서의 역류를 방지할 수 있다.
제2열교환기(122)는 실외기가 될 수 있다. 실외기인 제2열교환기(122)에서는 제1매체가 외기와 열교환될 수 있다. 이 외에도 제2열교환기(122)는 지하에 매설되어 지열과 제1매체가 열교환되도록 하거나, 폐열과 열교환될 수도 있다.
제2열교환기(122)에서 전환밸브(163)까지 제1매체가 흐르는 제5유로(185)가 형성되고, 전환밸브(163)에서 압축기(111)까지 제1매체가 흐르는 제6유로(186)가 형성될 수 있다. 제6유로(186)는 액분리기(134)를 관통하도록 하여 압축기(111)로 유입되는 제1매체에 액체 성분이 포함되지 않도록 할 수 있다. 제6유로(186)에는, 예컨대 액분리기(134)와 압축기(111)와의 사이에 석션 스트레이너(미도시)가 더 설치될 수 있다. 석션 스트레이너는 압축기(111)로 유입되는 제1매체 중의 불순물 등을 걸러 낼 수 있다.
한편, 도 3에서 볼 수 있듯이, 제4유로(184)에서 제7유로(187)가 분기되어 제2유로(182)에 연결될 수 있다. 즉, 제7유로(187)의 일단이 제4유로(184)의 제1팽창밸브(141)과 체크밸브(161)의 사이에 연결되고, 제7유로(187)의 타단이 제2유로(182)의 제1열교환기(121)와 체크밸브(161) 사이 위치에 연결 될 수 있다.
또, 제4유로(184)에서 제8유로(188)가 분기되어 제2유로(182)에 연결될 수 있다. 즉, 제8유로(188)의 일단이 제4유로(184)의 체크밸브(161)와 제2열교환기(122)의 사이에 연결되고, 제8유로(188)의 타단이 제2유로(182)의 체크밸브(161)와 액분리기(134) 사이 위치에 연결될 수 있다.
제7유로(187) 중에 체크밸브(161)를 설치하여 제1매체가 제1열교환기(121)의 방향으로만 흐르도록 유도할 수 있다. 제8유로(188) 중에 체크밸브(161)를 설치하여 흐르도록 유도할 수 있다. 제7유로(187)와 제8유로(188)는 난방 모드에서는 제1매체가 흐르지 않고, 냉방 모드에서만 제1매체가 흐르도록 할 수 있다.
도 3에 도시된 실시예는 제1바이패스로(201)를 더 포함할 수 있다. 상기 제1바이패스로(201)는 일단이 제3유로(183)에 연결되고, 타단이 제6유로(186)의 압축기(111)에 인접한 위치(예컨대 제6유로(186)의 압축기(111)와 액분리기(134) 사이 위치)에 연결될 수 있다.
제1바이패스로(201)에는 제4열교환기(124)가 설치될 수 있다. 제4열교환기(124)에는 제3유로(183)가 관통할 수 있다.
제1바이패스로(201)의 제3유로(183)와 연결된 일단과 상기 제4열교환기(124)의 사이에는 제2팽창밸브(142)와 전자밸브(162)가 설치될 수 있다.
따라서 제1바이패스로(201)를 흐르는 제1매체는 제2팽창밸브(142)와 전자밸브(162)를 거쳐 제4열교환기(124)에서 제3유로(183)의 제1매체가 서로 열교환할 수 있다.
제4열교환기(124)에서 나온 제3유로(183)는 제4유로(184)와 제7유로(187)이 연결된 지점에 연결될 수 있다. 제4유로(184)와 제7유로(187)이 연결점과 제4열교환기(124) 사이의 제4유로(184) 상에는 제1팽창밸브(141)와 T형 밸브(164)가 배치될 수 있다.
급탕 및 난방 운전 모드의 경우 제4열교환기(124)에서 제3유로(183)을 통해 나오는 제1매체는 제1팽창밸브(141)와 T형 밸브(164)를 거쳐 제4유로(184)를 통해 제2열교환기(122)로 유입될 수 있다. 이후 제1매체는 전환밸브(163)을 거쳐 압축기(111)로 재유입될 수 있다.
제1팽창밸브(141)에서 제1매체는 감압될 수 있다.
급탕 및 냉방 운전 모드의 경우 제4열교환기(124)에서 제3유로(183)을 통해 나오는 제1매체는 제1팽창밸브(141)와 T형 밸브(164)를 거쳐 제7유로(187)를 통해 제1열교환기(121)로 유입될 수 있다.
제4열교환기(124)는 이코노마이저의 기능을 할 수 있다. T형 밸브(164)를 통과할 제1매체에 대하여 미리 열교환을 시켜 줌으로써 냉난방효율을 약 20~30% 증가시킬 수 있다.
이상 설명한 실시예에 따른 히트펌프에는 다양한 센서들이 설치될 수 있다.
예컨대, 제1순환유로(191)의 제1열교환기(121)에의 입출구 및 제2순환유로(192)의 제3열교환기(123)에의 입출구에 각각 온도 센서(171)가 설치될 수 있다. 온도센서는 이 외에도 제1저장조(131) 및 제2저장조(132) 내에 설치되어 제2매체의 온도를 측정할 수 있다. 또, 압축기(171)의 출구에 설치되어 압축기(171)를 나오는 제1매체의 온도를 측정할 수 있다. 제4유로(184) 및 제5유로(185)의 제2열교환기(122) 인접 부위에 설치될 수 있고, 제2열교환기(122) 내에도 설치될 수 있다.
제1순환유로(191)에는 플로스우치(172)가 설치되어 제2매체의 제1순환유로(191) 내에서의 흐름을 조절하거나 확인할 수 있다.
또 압축기(111)의 출구 및 입구에는 압력 센서(173)를 설치하여 압축기(111)를 유출입하는 제1매체의 압력을 체크할 수 있다.
그리고 제2열교환기(122) 내에는 차압센서(174)를 설치하여 제2열교환기(122)로 유입 및 유출되는 제1매체의 압력 차이를 체크할 수 있다.
다음으로 상기 실시예에 따른 히트펌프의 동작을 설명한다.
먼저, 급탕 및 난방 운전 모드를 설명한다.
급탕 및 난방 운전 모드인 경우, 제1전자밸브(162a), 제3전자밸브(162c), 제4전자밸브(162d)는 개방되고, 제2전자밸브(162b)는 폐쇄될 수 있다.
압축기(111)로부터 토출된 고온고압의 기체인 제1매체는 제1유로(181)를 통해 제3전자밸브(162c)를 거쳐 제3열교환기(123)로 흐르고, 제3열교환기(123)에서 제2저장조(132)에서 나온 제2매체와 열교환해 제2매체를 가열시킬 수 있다. 가열된 제2매체가 물인 경우, 제2저장조(132)에 저장된 후, 사용자에 의해 급탕으로 사용되어질 수 있다.
제3열교환기(123)에서 나온 제1매체는 개방된 제4전자밸브(162d) 및 제1전자밸브(162a)를 거쳐 전환밸브(163)로 유입되며, 전환밸브(163)에서 제2유로(182)를 통해 제1열교환기(121)로 흐를 수 있다.
제1열교환기(121)에서 제1저장조(131)에서 나온 제2매체와 열교환해 제2매체를 가열시킬 수 있다. 가열된 제2매체는 제3순환 유로(193)를 거쳐 팬코일유닛(133)을 통해 사용자에게 열기를 제공한다. 팬코일유닛(133)이 실내에 배치된 경우, 실내에 난방이 제공될 수 있다.
제1열교환기(121)에서 나온 제1매체는 제2유로(182)의 체크밸브(161)를 거쳐 수액기(135)로 유입될 수 있다.
수액기(135)에서 나온 제1매체는 제3유로(183)를 통해 제4열교환기(124)로 유입될 수 있다. 제3유로(183)을 통해 제4열교환기(124)로 유입된 제1매체는, 제1바이패스로(201)을 통해 제4열교환기(124)로 유입되는 제1매체와 열교환이 이루어진 후 제3유로(183)로 나와 제1팽창밸브(141)와 T형 밸브(164)를 거쳐 제4유로(184)로 입될 수 있다. 제4유로(184)로 흐르는 제1매체는 제4유로(184)의 체크밸브(161)를 지나 제2열교환기(122)로 유입될 수 있다.
제2열교환기(122)에서 제1매체는 외부와 열교환한 후 제5유로(185)를 통해 전환밸브(163)로 유입되고, 전환밸브(163)로부터 제6유로(186)의 액분리기(134)를 거쳐 다시 압축기(111)로 유입될 수 있다.
이러한 난방 운전 모드 시에, 실외기가 되는 제2열교환기(122)의 제1매체 입출구, 예컨대 제4유로(184)와 제5유로(185)의 온도차를 체크하고, 차압센서(174)를 통해 제1매체의 제2열교환기(122)의 입출구에서의 압력차를 체크함으로써, 제2열교환기(122)에 발생할 수 있는 서리 및 결빙 문제를 사전에 감지할 수 있다. 제2열교환기(122)에 일정 정도 이상의 서리 및 결빙 문제가 발생할 경우 서버 유닛(3) 또는 호스트 유닛(2) 또는 조작부(14)에서 제1매체를 압축기(111)로부터 역사이클로 운전시켜 고온의 제1매체 가스를 제2열교환기(122)에 공급하여 제상할 수 있다. 이에 따라 히트펌프의 난방효율을 최대한 효율적으로 관리할 수 있다. 이러한 관리는 제1제어부(12)에서 자동으로 관리되도록 할 수 있다.
상기 제1제어부(12)는 압축기(111) 입구측 냉매온도를 관리하여, 히트펌프(111)에 설치된 팬들의 동작과 멈춤을 자동적으로 제어하고, 불필요한 팬의 가동시간을 관리하여 전기사용량을 효율적으로 관리할 수 있다.
다음으로, 급탕 운전 모드를 설명한다. 급탕 운전 모드는 난방없이 급탕을 제공하는 운전 모드이다.
급탕 운전 모드인 경우, 제2전자밸브(162b), 제3전자밸브(162c), 제4전자밸브(162d)는 개방되고, 제1전자밸브(162a)는 폐쇄될 수 있다.
압축기(111)로부터 토출된 고온고압의 기체인 제1매체는 제1유로(181)를 통해 제3전자밸브(162c)를 거쳐 제3열교환기(123)로 흐르고, 제3열교환기(123)에서 제2저장조(132)에서 나온 제2매체와 열교환해 제2매체를 가열시킬 수 있다. 가열된 제2매체가 물인 경우, 제2저장조(132)에 저장된 후, 사용자에 의해 급탕으로 사용되어질 수 있다.
제3열교환기(123)에서 나온 제1매체는 개방된 제4전자밸브(162d) 및 제2전자밸브(162b)를 거쳐 제9유로(189)로 유입될 수 있다. 급탕 운전 모드에서는 제1매체가 제9유로(189)로 유입되기 위해서는 제2전자밸브(162b)가 개방되며, 제1전자밸브(162b)는 폐쇄된다.
제9유로(189)에 흐르는 제1매체는 제2유로(182)를 통해 수액기(135)로 유입될 수 있다.
수액기(135)에서 나온 제1매체는 제3유로(183)를 통해 제4열교환기(124)로 유입될 수 있다. 제3유로(183)을 통해 제4열교환기(124)로 유입된 제1매체는, 제1바이패스로(201)을 통해 제4열교환기(124)로 유입되는 제1매체와 열교환이 이루어진 후 제3유로(183)로 나와 제1팽창밸브(141)와 T형 밸브(164)를 거쳐 제4유로(184)로 입될 수 있다. 제4유로(184)로 흐르는 제1매체는 제4유로(184)의 체크밸브(161)를 지나 제2열교환기(122)로 유입될 수 있다.
제2열교환기(122)에서 제1매체는 외부와 열교환한 후 제5유로(185)를 통해 전환밸브(163)로 유입되고, 전환밸브(163)로부터 제6유로(186)의 액분리기(134)를 거쳐 다시 압축기(111)로 유입될 수 있다.
상술한 바와 같이 본 발명의 일 실시예에서는 제9유로(189)을 통해 제3열교환기(123)에서 유출된 제1매체가 제1열교환기(121)을 거치지 않고 수액기(135)로 유입되는바, 난방 작동없이도 급탕만으로 사용될 수 있다.
다음으로 급탕 및 냉방 운전 모드를 설명한다.
급탕 및 냉방 운전 모드인 경우, 제1전자밸브(162a), 제3전자밸브(162c), 제4전자밸브(162d)는 개방되고, 제2전자밸브(162b)는 폐쇄될 수 있다.
압축기(111)로부터 토출된 고온고압의 기체인 제1매체는 제1유로(181)를 통해 제1전자밸브(162a)를 거쳐 제3열교환기(123)로 흐르고, 제3열교환기(123)에서 제2저장조(132)에서 나온 제2매체와 열교환해 제2매체를 가열시킬 수 있다. 가열된 제2매체가 물인 경우, 제2저장조(132)에 저장된 후, 사용자에 의해 급탕으로 사용되어질 수 있다.
제3열교환기(123)에서 나온 제1매체는 개방된 제4전자밸브(162d) 및 제1전자밸브(162a)를 거쳐 전환밸브(163)로 유입될 수 있다. 전환밸브(163)는 제5유로(185)를 통해 제1매체를 제2열교환기(122)로 흐르게 할 수 있다.
제2열교환기(122)에서 제1매체는 외부와 열교환한 후 제4유로(184)를 거쳐 제8유로(188)로 유입된다. 제8유로(188)의 체크밸브(161)를 거친 후 제2유로(182)에 합류하여 수액기(135)를 통과할 수 있다.
수액기(135)에서 나온 제1매체는 제3유로(183)를 통해 제4열교환기(124)로 유입될 수 있다. 제3유로(183)을 통해 제4열교환기(124)로 유입된 제1매체는, 제1바이패스로(201)을 통해 제4열교환기(124)로 유입되는 제1매체와 열교환이 이루어진 후 제3유로(183)로 나와 제1팽창밸브(141)와 T형 밸브(164)를 거쳐 제7유로(187)로 입될 수 있다. 제7유로(187)로 흐르는 제1매체는 제7유로(187)의 체크밸브(161)를 지나 제1열교환기(121)로 유입될 수 있다.
제1열교환기(121)로 유입된 제1매체는 제1저장조(131)에서 나온 제2매체와 열교환해 제2매체를 차갑게 만든다. 이 차가운 제2매체는 제3순환 유로(193)를 거쳐 팬코일유닛(133)을 통해 사용자에게 냉기를 제공할 수 있다.
제1열교환기(121)에서 나온 제1매체는 제2유로(182)를 거쳐 전환밸브(163)로 유입되고, 전환밸브(163)로부터 제6유로(186)의 액분리기(134)를 거쳐 다시 압축기(11)로 유입될 수 있다..
상술한 바와 같이 급탕 및 냉방 운전 모드는 하나의 압축기(111) 만으로도 하절기에 실내는 냉방을 유지하면서 급탕을 이용할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 난방 운전 모드 또는 냉방 운전 모드도 가능하다. 난방 운전 모드는 급탕 없이 난방을 제공하는 모드이며, 냉방 운전 모드는 급탕없이 냉방을 제공하는 모드이다.
난방 운전 모드의 경우, 제2전자밸브(162b), 제3전자밸브(162c), 제4전자밸브(162d)는 폐쇄되고, 제1전자밸브(162a)는 개방될 수 있다.
압축기(111)로부터 토출된 고온고압의 기체인 제1매체는 제1유로(181)을 따라 이동하며, 폐쇄된 제3전자밸브(162c)에 의해 제3열교환기(123)로 유입되지 못하고, 제1유로(181)과 연결된 제9유로(189)를 따라 흐른다. 제9유로(189) 상의 제2전자밸브(162b)가 폐쇄되어 제1매체는 제9유로(189)와 연결되고 전환밸브(163)로 이어지는 제1유로(181)을 따라 전환밸브(163)으로 유입된다.
전환밸브(163)는 제1매체를 제1열교환기(121)와 연결된 제2유로(182)로 유출시킬 수 있다. 제1매체는 제2유로(182)를 통해 제1열교환기(121)로 흐를 수 있다.
제1열교환기(121)에서 제1저장조(131)에서 나온 제2매체와 열교환해 제2매체를 가열시킬 수 있다. 가열된 제2매체는 제3순환 유로(193)를 거쳐 팬코일유닛(133)을 통해 사용자에게 열기를 제공한다. 팬코일유닛(133)이 실내에 배치된 경우, 실내에 난방이 제공될 수 있다.
제1열교환기(121)에서 나온 제1매체는 제2유로(182)의 체크밸브(161)를 거쳐 수액기(135)로 유입될 수 있다.
수액기(135)에서 나온 제1매체는 제3유로(183)를 통해 제4열교환기(124)로 유입될 수 있다. 제3유로(183)을 통해 제4열교환기(124)로 유입된 제1매체는, 제1바이패스로(201)을 통해 제4열교환기(124)로 유입되는 제1매체와 열교환이 이루어진 후 제3유로(183)로 나와 제1팽창밸브(141)와 T형 밸브(164)를 거쳐 제4유로(184)로 입될 수 있다. 제4유로(184)로 흐르는 제1매체는 제4유로(184)의 체크밸브(161)를 지나 제2열교환기(122)로 유입될 수 있다.
제2열교환기(122)에서 제1매체는 외부와 열교환한 후 제5유로(185)를 통해 전환밸브(163)로 유입되고, 전환밸브(163)로부터 제6유로(186)의 액분리기(134)를 거쳐 다시 압축기(111)로 유입될 수 있다.
난방 운전 모드의 경우, 제2전자밸브(162b), 제3전자밸브(162c), 제4전자밸브(162d)는 폐쇄되고, 제1전자밸브(162a)는 개방될 수 있다.
압축기(111)로부터 토출된 고온고압의 기체인 제1매체는 제1유로(181)을 따라 이동하며, 폐쇄된 제3전자밸브(162c)에 의해 제3열교환기(123)로 유입되지 못하고, 제1유로(181)과 연결된 제9유로(189)를 따라 흐른다. 제9유로(189) 상의 제2전자밸브(162b)가 폐쇄되어 제1매체는 제9유로(189)와 연결되고 전환밸브(163)로 이어지는 제1유로(181)을 따라 전환밸브(163)으로 유입된다.
전환밸브(163)는 제1매체를 제2열교환기(122)와 연결된 제5유로(185)로 유출시킬 수 있다. 제1매체는 제5유로(185)를 통해 제2열교환기(122)로 흐를 수 있다. .
제1매체는 제2열교환기(122)에서 외부와 열교환한 후 제4유로(184)를 거쳐 제8유로(188)로 유입된다. 제8유로(188)의 체크밸브(161)를 거친 후 제2유로(182)에 합류하여 수액기(135)를 통과할 수 있다.
수액기(135)에서 나온 제1매체는 제3유로(183)를 통해 제4열교환기(124)로 유입될 수 있다. 제3유로(183)을 통해 제4열교환기(124)로 유입된 제1매체는, 제1바이패스로(201)을 통해 제4열교환기(124)로 유입되는 제1매체와 열교환이 이루어진 후 제3유로(183)로 나와 제1팽창밸브(141)와 T형 밸브(164)를 거쳐 제7유로(187)로 입될 수 있다. 제7유로(187)로 흐르는 제1매체는 제7유로(187)의 체크밸브(161)를 지나 제1열교환기(121)로 유입될 수 있다.
제1열교환기(121)로 유입된 제1매체는 제1저장조(131)에서 나온 제2매체와 열교환해 제2매체를 차갑게 만든다. 이 차가운 제2매체는 제3순환 유로(193)를 거쳐 팬코일유닛(133)을 통해 사용자에게 냉기를 제공할 수 있다.
제1열교환기(121)에서 나온 제1매체는 제2유로(182)를 거쳐 전환밸브(163)로 유입되고, 전환밸브(163)로부터 제6유로(186)의 액분리기(134)를 거쳐 다시 압축기(11)로 유입될 수 있다.
상술한 바와 같이 본 발명의 일 실시예에 따르면, 제1 내지 4전자밸브(162a, 162b, 162c, 162d)의 제어를 통해 급탕 및 난방 운전 모드, 급탕 및 냉방 운전 모드, 급탕 운전 모드 뿐만 아니라 급탕 없이도 난방 운전 모드나 냉방 운전 모드로 운용이 가능하다.
도 4는 상기 히트펌프의 또 다른 일 실시예의 일부를 도시한 구성도이다.
도 4에 도시된 실시예는 제2바이패스로(202)를 더 포함한다. 상기 제2바이패스로(202)는 일단이 제1유로(181)에 연결되고, 타단이 제4유로(184)에 연결될 수 있다. 제2바이패스로(202)에는 전자밸브(162)와 체크밸브(161)가 설치되어 선택적으로 개폐되도록 하고, 역류를 방지할 수 있다.
이는 압축기(111)에서 나온 고온 고압의 제1매체를 선택적으로 제2열교환기(122)로 공급함으로써, 제2열교환기(122)에 서리 및 결빙 문제가 발생하는 것을 해소할 수 있다.
도 5는 상기 히트펌프의 또 다른 일 실시예의 일부를 도시한 구성도이다.
도 5에 도시된 실시예는 제3바이패스로(203)를 더 포함한다. 상기 제3바이패스로(203)는 일단이 제1순환유로(191)의 제1저장조(131)에 가까운 위치에 연결되고, 타단이 제1순환유로(191)의 제1열교환기(121)에 가까운 위치에 연결된다. 상기 제3바이패스로(203)에는 제4순환펌프(154)가 설치되고, 체크밸브(161)가 설치될 수 있다. 상기 제1순환유로(191)의 상기 제3바이패스로(203) 사이의 위치에는 전자밸브(162)가 설치되어 제2매체가 제1순환유로(191)를 흐르는 것을 차단할 수 있다.
제3바이패스로(203)가 설치된 반대측 제1순환유로(191)에는 제1배수로(204)를 연결하고, 이 제1배수로(204) 및 제1배수로(204)에 인접한 제1순환유로(191)에는 전자밸브(162)를 각각 설치할 수 있다.
상기 제3바이패스로(203) 및 제1배수로(204)는 히트펌프의 운전 정지 중에 동작시키는 데, 제4순환펌프(154)에 의해 제2매체가 제1순환유로(191) 내의 흐름과 반대 방향으로 제1열교환기(121) 내를 통과하도록 함으로써 제1열교환기(121) 내부의 세척 작업을 할 수 있다. 이에 따라 냉난방을 겸용으로 사용하는 제1열교환기(121)의 효율증대와 수명 연장을 기할 수 있다.
도 6은 상기 히트펌프의 또 다른 일 실시예의 일부를 도시한 구성도이다.
도 6에 도시된 실시예는 제4바이패스로(205)를 더 포함한다. 상기 제4바이패스로(205)는 일단이 제2순환유로(192)의 제2저장조(132)에 가까운 위치에 연결되고, 타단이 제2순환유로(192)의 제3열교환기(123)에 가까운 위치에 연결된다. 상기 제4바이패스로(205)에는 제5순환펌프(155)가 설치되고, 체크밸브(161)가 설치될 수 있다. 상기 제2순환유로(192)의 상기 제4바이패스로(205) 사이의 위치에는 전자밸브(162)가 설치되어 제2매체가 제2순환유로(192)를 흐르는 것을 차단할 수 있다.
제4바이패스로(205)가 설치된 반대측 제2순환유로(192)에는 제2배수로(206)를 연결하고, 이 제2배수로(206) 및 제2배수로(206)에 인접한 제2순환유로(192)에는 전자밸브(162)를 각각 설치할 수 있다.
상기 제4바이패스로(205) 및 제2배수로(206)는 히트펌프의 운전 정지 중에 동작시키는 데, 제5순환펌프(155)에 의해 제2매체가 제2순환유로(192) 내의 흐름과 반대 방향으로 제3열교환기(123) 내를 통과하도록 함으로써 제3열교환기(123) 내부의 세척 작업을 할 수 있다. 이에 따라 제3열교환기(123)의 효율증대와 수명 연장을 기할 수 있다.
도 7은 서버유닛이 단말에 제공한 화면을 도시하는 도면이다.
도 7을 참조하면, 서버유닛(3)은 인증 절차를 포함할 수 있다. 단말(4)은 서버유닛(3)의 인증 절차를 수행하여 서버유닛(3)에 접속할 수 있다. 도 8에 도시된 바와 같이, 서버유닛(3)은 인증된 단말(4)에 대해 히트펌프 유닛(1)을 제어할 수 화면 구성을 제공할 수 있다. 히트펌프 유닛(1)이 단말(4)에 제공하는 화면 구성(500)에는 히트펌프 유닛(1) 내 구성요소들의 상태를 나타내는 상태표시부(501) 및 모드를 제어할 수 있는 모드 표시부(502)를 포함할 수 있다.
상태표시부(501)는 히트펌프 유닛(1)의 구성요소들 예를 들면, 열교환기, 저장조, 유로, 냉매 등의 상태를 표시할 수 있다. 온도 센서나 압력 센서 등이 열교환기, 저장조, 유로 등에 배치되며, 이들의 온도 및 압력을 센싱한다. 센싱된 온도 및 압력 등은 제어부에 전송되며, 제어부는 구성요소들의 상태 정보를 서버유닛(3)에 전송할 수 있다. 서버유닛(3)은 접속한 단말(4)에 구성요소들의 상태 정보를 제공하며, 단말(4)은 구성요소들의 상태 정보를 화면 구성(500)으로 표시할 수 있다.
모드 표시부(502)는 히트펌프 유닛(1)의 운전모드를 표시할 수 있다. 모드 표시부(502)는 예를 들면 난방운전, 냉방운전, 급탕운전 모드를 표시할 수 있다. 사용자는 모드 표시부(502)에 표시된 상기 운전모드를 선택할 수 있다. 사용자는 단말(4)에 표시된 운전모드를 터치하거나 키보드, 마우스 등과 같은 입력 기기를 이용하여 운전모드를 선택할 수 있다. 사용자가 모드 표시부(502)에서 난방운전을 선택하면, 단말(4)은 난방운전 선택 신호를 서버유닛(4)에 전송하고, 서버유닛(4)은 난방운전 선택 신호를 호스트 유닛(2)에 전송하며, 호스트 유닛(2)은 난방운전 선택 신호에 따라 히트펌프 유닛(1)을 제어할 수 있다.
사용자는 난방운전, 냉방운전, 급탕운전 각각을 모드 표시부(502)에서 선택함으로써 난방 운전 모드, 냉방 운전 모드, 급탕 운전 모드가 구현되도록 원격 제어할 수 있다. 또한 급탕 운전과 냉방 운전을 함께 선택하거나, 급탕 운전과 난방 운전을 함께 선택하거나, 급탕운전과 냉방운전을 함께 선택하면, 단말(4)는 두 가지 운전 선택 신호, 즉 난방 운전 선택 신호와 냉방 운전 선택 신호, 또는 난방운전 선택 신호와 급탕운전 선택 신호, 또는 급탕운전 선택 신호와 냉방운전 선택 신호를 함께 서버유닛(3)에 전송하며, 서버유닛(3)은 전송받은 두 가지 운전 선택 신호를 호스트 유닛(2)에 전송하고, 호스트 유닛(2)는 전송받은 두 가지 운전 선택 신호에 따라 히트펌프 유닛(1)을 제어할 수 있다.
이제까지 본 발명에 대하여 바람직한 실시 예를 중심으로 살펴보았다. 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 본 발명을 구현할 수 있음을 이해할 것이다. 그러므로 상기 개시된 실시 예들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 한다.

Claims (11)

  1. 적어도 하나의 히트펌프 유닛을 포함하고, 상기 히트펌프 유닛은,
    제1매체를 압축하는 압축기;
    상기 압축기에 연결되고 상기 제1매체 및 상기 제1매체와 다른 제2매체가 열교환하도록 구비된 제1열교환기;
    상기 제1열교환기에 연결되고 상기 제1매체가 순환하는 제2열교환기;
    상기 제1열교환기에 연결되고 상기 제2매체가 순환하는 팬코일유닛;
    상기 제1열교환기와 상기 팬코일유닛 사이에 개재되고 상기 제2매체를 저장하는 제1저장조;
    상기 압축기에 연결되고 상기 제1매체와 상기 제2매체가 열교환하도록 구비된 제3열교환기;
    상기 제3열교환기에 연결되고 상기 제2매체를 저장하는 제2저장조;
    상기 제1열교환기와 제2열교환기의 사이에 개재되는 제1팽창밸브; 및
    운전 모드에 따라 상기 제1매체의 순환방향을 변경하는 전환밸브; 를 포함하는 냉난방 및 급탕 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 전환밸브는 상기 압축기의 출구단과 연결되며 상기 압축기에서 토출된 제1 매체의 순환방향을 조절하는 냉난방 및 급탕 시스템.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 전환밸브는 사방변 밸브인 냉난방 및 급탕 시스템.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 운전 모드는 급탕 및 난방 운전 모드, 급탕 운전 모드, 급탕 및 냉방 모드, 냉방 운전 모드, 난방 운전 모드인 냉난방 및 급탕 시스템.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 급탕 운전 모드는 난방 및 냉방 운전 없이 급탕을 제공하며,
    상기 급탕 및 난방 운전 모드는 급탕과 난방을 함께 제공하고,
    상기 급탕 및 냉방 운전 모드는 급탕과 냉방을 함께 제공하며,
    상기 난방 운전 모드 또는 냉방 운전 모드는 급탕 없이 난방 또는 냉방을 제공하는 냉난방 및 급탕 시스템.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 전환밸브와 상기 제3열교환기 사이에 배치되는 제1전자밸브;
    상기 제1매체가 상기 압축기에서 상기 제3열교환기로 유입되고 경로 및 유출되는 경로와 교차하는 경로 상에 배치되는 제2전자밸브;
    상기 제1매체가 상기 제3열교환기로 유입되기 전에 배치되는 제3전자밸브; 및
    상기 제1매체가 상기 제3열교환기에서 상기 전환밸브로 흐르는 경로 상에서 상기 제1전자밸브와 상기 제3열교환기 사이에 배치되는 제4전자밸브; 를 더 포함하는 냉난방 및 급탕 시스템.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 급탕 운전 모드의 경우, 상기 제1전자밸브는 폐쇄되고 상기 제2전자밸브, 제3전자밸브, 및 제4전자밸브는 개방되어 상기 제3열교환기를 통해 유출되는 상기 제1매체는 상기 제1열교환기를 우회하는 냉난방 및 급탕 시스템.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 급탕 및 냉방 운전 모드 또는 상기 급탕 및 난방 운전 모드의 경우, 상기 제1전자밸브, 상기 제3전자밸브, 상기 제4전자밸브는 개방되고 상기 제2전자밸브는 폐쇄되어 상기 제3열교환기를 통해 유출되는 상기 제1매체는 상기 전환밸브로 흐르는 냉난방 및 급탕 시스템.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 급탕 및 난방 운전 모드의 경우, 상기 전환밸브는 제3열교환기에서 유출되어 상기 제1전자밸브를 거쳐 유입된 상기 제1매체를 상기 제1열교환기로 유입되도록 경로를 형성하는 냉난방 및 급탕 시스템.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 급탕 및 냉방 운전 모드의 경우, 상기 전환밸브는 제3열교환기에서 유출되어 상기 제1전자밸브를 거쳐 유입된 상기 제1매체를 상기 제2열교환기로 유입되도록 경로를 형성하는 냉난방 및 급탕 시스템.
  11. 제6항에 있어서,
    상기 난방 운전 모드 또는 냉방 운전 모드의 경우, 상기 제2전자밸브, 상기 제3전자밸브 및 상기 제4전자밸브는 폐쇄되고, 상기 제1전자밸브는 개방되는 냉난방 및 급탕 시스템.
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