KR100817482B1

KR100817482B1 - 히트펌프용 동시 난방 온수시스템

Info

Publication number: KR100817482B1
Application number: KR1020060054653A
Authority: KR
Inventors: 지두환
Original assignee: 에너지마스타 주식회사
Priority date: 2006-06-17
Filing date: 2006-06-17
Publication date: 2008-03-27
Also published as: KR20070119992A

Abstract

본 발명은 산업용 및 주택, 아파트 등에 적용가능한 히트펌프용 동시 난방 온수시스템에 관한 것으로서, 필요 시 난방기 및 온수탱크를 동시에 또는 선택적으로 사용하여 과다한 운영비를 절감할 수 있는 히트펌프용 동시 난방 온수시스템이다.

핫가스(hot gas), 난방, 온수, 열교환기

Description

히트펌프용 동시 난방 온수시스템{HEATING AND WARM WATER SUPPLYING SYSTEM FOR A HEAT PUMP}

도 1은 본 발명의 히트펌프용 동시 난방 온수시스템의 개략도.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

10: 가스압축기 20: 유(oil)분리기

30: 가스 헤더(gas header) 40, 40A: 열교환기

50: 난방기 50A: 냉방기

60: 온수탱크 70: 리시버

80: 드라이어 90: 팽창밸브

100: 액(液)분리기

일반적으로 히트 펌프 시스템은 압축기, 열교환기, 실내 열교환기, 팽창밸브, 실외 열교환기 및 상기 열교환기를 도관으로 순서대로 연결하고, 상기 열교환기와 압축기를 흡입 도관으로 연결하여서, 가열 운전시에는 열교환기를 고온/고압의 냉매 증기가 실내 열교환기 측으로 흐르도록 조작하여 그 응축열을 유체와 열교환 시킴으로써 온수를 생성하거나 실내공기를 가열하여서 난방 또는 건조기능을 수행하게 하는 것이다.

그리고, 실내 열교환기에서 응축된 고온/고압의 냉매 액을 팽창밸브에서 팽창시킨 후 증발기로 작용하는 실외 열교환기에서 외기를 열원으로 하여 증발시켜 저온/저압의 냉매증기가 되게 한 후 압축기에 흡입되는 사이클을 반복시키게 되는 것이다.

또한, 냉방운전시에는 열교환기를 고온/고압의 냉매가 실외 열교환기 측으로 흐르도록 조작하여 압축기에서 압축된 고온/고압의 냉매증기를 응축기로 작용하는 실외 열교환기에서 응축시키고, 실외 열교환기에서 응축된 고온/고압의 냉매 액을 팽창밸브에서 팽창시킨 후 증발기로 작용하는 실내 열교환기에서 냉매 액을 증발시켜 그 증발열을 유체와 열교환 시킴으로써 냉수를 생성하거나 실내 공기를 냉각시킴으로써 실내 냉방을 하고, 실내 열교환기에서 증발된 저온/저압의 냉매증기는 압축기에 흡입되는 사이클을 반복하는 것이다.

이러한, 냉난방 히트 펌프는 냉/난방의 사이클이 순환하면서 필요한 열기와 냉기를 얻어 필요한 장소에 공급하는 것이며, 이러한 열기와 냉기를 얻기 위해서는 순환 사이클을 역으로 순환시켜 사용하는 보편적인 냉/난방 히트 펌프의 기술이다.

그러나, 이러한 순환식 히트 펌프의 가동에 있어서, 냉방을 필요로 하는 장소에 냉기를 공급하면서 이와 동시에 난방을 필요로 하는 장소에 열기를 공급하기 위해서는 별도의 시설과 제어부를 가져야만 가능하였다.

본 발명은 고온/고압의 압축 가스를 필요시 선택적으로 난방기 또는 온수탱크에 공급하거나 난방기와 온수탱크를 동시에 공급 적용할 수 있는 콤팩트한 구조의 히트펌프용 동시 난방 온수시스템을 제공하고자 하는 것이다.

본 발명의 히트펌프용 동시 난방 온수시스템은

고온/고압의 가스로 압축한 후 유분리기를 통과시켜 가스에서 오일을 제거하여 가스 헤더로 핫가스(hot gas)를 공급하는 가스압축기,

가스 압축기로부터 공급된 고온/고압의 핫가스를 난방용 열교환기 및 온수용 열교환기와 연결하는 가스 헤더,

가스 헤더와 연결되고 또한 난방용 열교환기와 연결되어 난방을 할 수 있는 가스 난방기,

가스 헤더와 연결된 온수용 열교환기와 연결된 온수탱크,

온수용 열교환기 및 난방용 열교환기와 병렬 연결된 리시버,

리시버에 연결되어 가스로부터 수분을 제거하는 드라이어,

드라이어를 통과한 가스를 저압으로 변환하는 팽창밸브,

팽창밸브에 의해 저압으로 변환된 가스와 주변 공기를 열교환시켜 냉방시키 는 냉방기,

냉방기를 통과한 가스로부터 액(液)을 제거하여 가스 압축기로 가스를 공급하는 액분리기

로 구성되어 산업용 및 주택용, 아파트 등에 난방과 동시에 온수를 사용할 수 있는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 히트펌프용 동시 난방 온수시스템은 가스난방기와 온수탱크가 냉방과 동시에 난방 및 온수를 선택적으로 행할 수 있도록 작동되는 것이 특징이다.

이하 첨부도면을 참조하여 본 발명의 히트펌프용 동시 난방 온수시스템을 더욱 상세히 설명한다.

이와 같이 구성된 본 발명의 히트펌프용 동시 난방 온수시스템은 압축기로부터 발생 된 고온의 핫가스(hot gas)를 유(oil)분리기를 통해서 가스 헤더(30)로 직접 공급하고, 가스 헤더(30)로 공급된 핫가스는 체크밸브(V)가 개재된 난방용 열교환기(40) 또는 온수용 열교환기(40A)로 공급되어 가스 난방기(50) 또는 온수탱크(60)와 열교환이 이루어져서 난방 및 온수의 생성이 이루어진다.

그리고 가스 난방기(50)와 열교환이 이루어져서 고온/고압의 가스로부터 저온 고압의 가스로 변환된 가스는 온수용 열교환기(40)와 연결된 리시버(70)로 유입되어 가스에 함유된 오염물질 및 수분이 제거된다.

미설명부호 P는 온수용 열교환기(40A)와 온수 탱크(60) 를 연결하는 통로에 설치되어 가스 또는 물이 밸브로 원활하게 공급이 이루어지게 하는 역할을 한다.

본 발명의 핫가스는 통상의 히트펌프시스템에서 공급되는 가스의 온도인 50~60℃보다 더 높은 80~100℃의 온도로 가스 헤더로 직접 공급되어 가스 난방기(50)와 열교환이 이루어지므로 난방 열효율이 증가된다.

본 발명의 가스 헤더(30), 열교환기(40, 40A), 온수탱브(60), 리시버(70) 등의 연결통로(line) 사이에는 이들로 공급되는 가스의 유동을 선택적으로 제어하도록 체크밸브(V)가 설치되고, 이들 체크밸브(V)들은 도시되지 않은 통상의 제어장치에 의해 제어된다.

도면에서 알 수 있는 바와 같이, 본 발명의 히트펌프용 동시 난방 온수시스템은 가스 헤더(30)를 통해 온수용 열교환기(40A)와 온수탱크(60)가 직렬로 연결되어 항상 고온/고압의 가스가 온수탱크(60)와 열교환되어 온수를 생성할 수 있고, 체크밸브(V)에 의해 열교환이 차단될 수 있다. 온수탱브(60)는 냉수가 직수 되게 연결되고, 온수탱크(60)에 저장된 온수는 외부로 인출하여 사용할 수 있다.

한편, 가스 난방기(50)와 열교환이 이루어진 후 리시버(70)로 유입된 가스는 가스 난방기(50)와 열교환이 이루어져서 온도가 저하되고 응축이 이루어진 가스로서 리시버(70)에서 오염물질 및 수분이 제거된다.

또한 온수탱크(60)와 열교환이 이루어져서 온도가 저하되고 응축된 가스도 온수용 열교환기(40A)를 통하여 리시버(70)로 유동하여 상기에서 설명한 바와 같이 오염물질 및 수분이 제거된다.

이와 같이 오염물질 및 수분이 제거된 가스는 드라이어(80)를 통하여 더욱 건조한 가스로 변화되고, 드라이어(80)와 냉방기(50A) 사이에 설치된 팽창밸브(90)를 통과하여 저온/저압 가스로 변화된다. 이후 냉방기(50A)와 열교환이 이루어져서 주변의 공기를 냉각시킨 후 액분리기(100)로 유동하여 가스로부터 액(液)을 제거한 후 가스압축기(10)로 유동 되어 1 사이클을 완성하고, 계속하여 순환작동이 선택적으로 이루어지면, 난방과 온수의 동시 사용, 및 냉방 작동이 이루어질 수 있다.

본 발명의 시스템은 핫가스를 직접 가스 헤더에 공급하고, 난방기, 온수탱크 등에 병렬로 연결되어 동시에 또는 선택적으로 난방 또는 온수의 생성이 이루어지게 함으므로 난방효율이 향상되고, 난방시간이 단축되는 효과를 갖는다.

아울러, 난방에 이용된 핫가스를 냉방기와 열교환시켜 실내를 냉방 할 수 있다.

본 발명의 산업용 및 주택, 아파트 등에 적용가능한 히트펌프용 동시 난방 온수시스템은 가스압축기에 의해 고온/고압으로 압축된 핫가스를 가스 헤더에 직접 공급하고, 이 가스 헤더에 난방용 및 온수용 열교환기를 연결하여 선택적으로 작동할 수 있어서 난방 및 온수를 동시에 또는 난방과 온수를 선택적으로 행할 수 있는 효과를 갖는 유용한 발명이다.

Claims

압축기, 열교환기, 실내열교환기, 팽창밸브, 실외 열교환기로 이루어진 히트펌프 시스템에 있어서,

가스압축기(10)에서 고온/고압의 가스로 압축한 후 유분리기(20)를 통과시켜 가스에서 오일을 제거하여 핫가스(hot gas)를 공급하며 난방용 열교환기(40) 및 온수용 열교환기(40A)와 연결하는 가스 헤더(30)와, 가스 헤더(30)와 연결되고 또한 난방용 열교환기(40)와 연결되어 난방을 할 수 있는 가스 난방기(50) 및 가스 헤더(30)와 연결된 온수용 열교환기(40A)와 연결된 온수탱크(60)를 가지는 난방 순환구조와;

온수용 열교환기(40A) 및 난방용 열교환기(40)와 병렬 연결된 리시버(70)와, 리시버(70)에 연결되어 가스로부터 수분을 제거하는 드라이어(80)와, 드라이어(80)를 통과한 가스를 저압으로 변환하는 팽창밸브(90)와, 팽창밸브(90)에 의해 저압으로 변환된 가스와 주변 공기를 열교환시켜 냉방시키는 냉방기(50A) 및 냉방기(50A)를 통과한 가스로부터 액(液)을 제거하여 가스 압축기(10)로 가스를 공급하는 액분리기(100)를 가지는 냉방 순환구조로 구성된 것을 특징으로 하는 히트펌프용 동시 난방 온수시스템.
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