KR100836839B1 - Heat exchanger with heater and heat pump therewith and control method thereof - Google Patents

Heat exchanger with heater and heat pump therewith and control method thereof Download PDF

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KR100836839B1
KR100836839B1 KR1020060138065A KR20060138065A KR100836839B1 KR 100836839 B1 KR100836839 B1 KR 100836839B1 KR 1020060138065 A KR1020060138065 A KR 1020060138065A KR 20060138065 A KR20060138065 A KR 20060138065A KR 100836839 B1 KR100836839 B1 KR 100836839B1
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김석균
진동식
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위니아만도 주식회사
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Abstract

A heat exchanger equipped with a heater, a heat pump having the same and a control method thereof are provided to effectively prevent frost from sticking to an outdoor heat exchanger in a heating mode. A heat exchanger(20) comprises a tube member(30), a bracket member(24), a heat mounting section(50), and a heater member(40). The tube member has pipe ports(32) and refrigerant flows through the pipe ports to perform the heat exchange. The bracket has holes(22) and fixes both ends of the tube member. The heater mounting section is formed with an installation hole(52) and is provided at one side of the bracket member. The heater member is inserted into the installation hole of the heat mounting section. Each pipe port includes a straight port and a U-shaped port.

Description

히터장착형 열교환기 및 이를 구비하는 히트펌프와 그 제어방법{HEAT EXCHANGER WITH HEATER AND HEAT PUMP THEREWITH AND CONTROL METHOD THEREOF}TECHNICAL FIELD [0001] The present invention relates to a heater-equipped heat exchanger, a heat pump having the heat exchanger,

도 1은 종래 기술에 따른 히트펌프가 도시된 블록도이다.1 is a block diagram showing a conventional heat pump.

도 2는 도 1에 도시된 실외측 열교환기의 측면도이다.2 is a side view of the outdoor heat exchanger shown in Fig.

도 3은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 히터장착형 열교환기의 측면도이다.3 is a side view of a heater-equipped heat exchanger according to a preferred embodiment of the present invention.

도 4는 도 3에 도시된 히터장착형 열교환기에 히터부재가 장착된 상태를 도시한 블록도이다.4 is a block diagram showing a state in which a heater member is mounted on the heater-equipped heat exchanger shown in Fig.

도 5는 도 3에 도시된 히터장착형 열교환기가 구비된 히트펌프를 도시한 블록도이다.5 is a block diagram showing a heat pump equipped with the heater-equipped heat exchanger shown in FIG.

도 6은 도 5에 도시된 히터장착형 열교환기를 구비한 히트펌프의 제어방법을 도시한 순서도이다.6 is a flowchart showing a control method of the heat pump having the heater-equipped heat exchanger shown in FIG.

< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >Description of the Related Art

20 : 히터장착형 열교환기 22 : 통공20: heater-equipped heat exchanger 22:

24 : 브라켓부재 30 : 튜브부재24: bracket member 30: tube member

32 : 관로 40 : 히터부재32: conduit 40: heater member

42 : 제1히터 44 : 제2히터42: first heater 44: second heater

50 : 히터장착부 52 : 설치공50: heater mounting part 52: installation hole

60 : 센서부재 70 : 실외송풍기60: sensor member 70: outdoor blower

80 : 전원제어부재 82 : 전원선80: power supply control member 82: power supply line

84 : 커넥터부재84: connector member

본 발명은 히터장착형 열교환기 및 이를 구비하는 히트펌프와 그 제어방법 에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 실외측 열교환기의 관로 전면에 히터를 장착하여 별도의 히터 장착용 브라켓을 사용하지 않고서도 실외측 열교환기에 히터를 용이하게 장착할 수 있는 히터장착형 열교환기 및 이를 구비하는 히트펌프와 그 제어방법에 관한 것이다.The present invention relates to a heater-equipped heat exchanger, a heat pump having the heat exchanger, and a control method thereof. More particularly, the present invention relates to a heat pump equipped with a heater, Mounted heat exchanger capable of easily mounting a heater in a heat exchanger, a heat pump having the heat exchanger and a control method thereof.

일반적으로, 열은 고온측에서 저온측으로는 자연히 이동하지만 저온측에서 고온측으로 열을 이동시키려면 외부에서 어떤 작용을 가하여야 한다. 이것이 히트펌프의 작용이다.Generally, heat travels naturally from the high temperature side to the low temperature side, but in order to transfer heat from the low temperature side to the high temperature side, it must exert some external action. This is the function of the heat pump.

히트펌프 공기조화기는 냉매의 압축-응축-감압-증발로 이루어지는 냉동사이클로 이행되는 열에 대한 운반 메커니즘(mechanism)을 가역적으로 사용하여 냉방과 냉동을 겸하는 것이다.The heat pump air conditioner reversibly uses a transport mechanism for heat transferred to a refrigeration cycle consisting of compression-condensation-decompression-evaporation of a refrigerant, and serves as both cooling and freezing.

이하, 도면을 참조하여 종래 히트펌프를 설명하기로 한다.Hereinafter, a conventional heat pump will be described with reference to the drawings.

도 1은 종래 기술에 따른 히트펌프가 도시된 블록도이며, 도 2는 도 1에 도시된 실외측 열교환기의 측면도이다.FIG. 1 is a block diagram showing a conventional heat pump, and FIG. 2 is a side view of the outdoor heat exchanger shown in FIG. 1. FIG.

종래의 냉난방 겸용 히트펌프 공기조화기 구성은 도 1과 같이 압축기(1), 사방밸브(2), 실내측 열교환기(3) 및 실내송풍기(4), 팽창기구(5), 실외측 열교환기(6) 및 실외송풍기(7)로 구성된다.1, the conventional heat pump air conditioner has a compressor 1, a four-way valve 2, an indoor heat exchanger 3, an indoor fan 4, an expansion mechanism 5, an outdoor heat exchanger (6) and an outdoor blower (7).

상기 압축기(1)는 흡입구(1b)와 토출구(1a)를 가지며 흡입구(1b)로부터 흡입되는 저온저압(低溫低壓) 기체상태의 냉매(冷媒)를 압축하여 고온고압(高溫高壓) 기체상태로 토출구(1a)을 통해 토출해 낸다.The compressor 1 compresses a low temperature and low pressure gaseous refrigerant (refrigerant) having a suction port 1b and a discharge port 1a and is sucked from the suction port 1b and discharges the refrigerant in a high temperature and high pressure state, (1a).

상기 사방밸브(2)는 압축기(1)의 토출구(1a)와 흡입구(1b)를 실내측 열교환기(3)와 실외측 열교환기(6)로 각각 연결시키는 두개의 독립된 통로(2a,2b)를 가지며 사용자의 선택에 따른 냉방운전과 난방운전의 모드(mode)에 따라 냉매의 흐름을 바꾸도록 절환 조작된다.The four-way valve 2 has two independent passages 2a and 2b for connecting the discharge port 1a and the suction port 1b of the compressor 1 to the indoor heat exchanger 3 and the outdoor heat exchanger 6, And is switched to change the flow of the refrigerant according to the mode of the cooling operation and the heating operation according to the user's selection.

상기 실내측 열교환기(3; heat exchanger)는 실내에 위치되며, 냉방운전 모드에서는 저온저압 액체상태의 냉매를 기체상태로 증발시키는 증발기(evaporator)역할을 하고, 난방운전 모드에서는 고온고압 기체상태의 냉매를 상온(常溫)고압 액체상태로 응축시키는 응축기(condenser)의 역할을 하여, 냉매의 엔탈피(enthalpy) 변화에 대응하여 주변 공기와 열교환하는 작용을 한다.The indoor heat exchanger (3) is located in a room, serves as an evaporator for evaporating the refrigerant in a low-temperature and low-pressure liquid state to a gaseous state in a cooling operation mode, and serves as an evaporator And serves as a condenser for condensing the refrigerant into a normal temperature high pressure liquid state, and performs heat exchange with ambient air in response to a change in enthalpy of the refrigerant.

상기 실내송풍기(4)는 실내측 열교환기(3)의 증발기 또는 응축기로서의 열교 환 작용을 촉진시키는 동시에 실내에 필요한 냉풍 또는 온풍을 발생시키도록 작동된다.The indoor blower 4 is operated so as to promote the heat exchange action of the indoor heat exchanger 3 as an evaporator or a condenser and at the same time to generate cold air or warm air necessary for the room.

상기 팽창기구(5)는 실내측 열교환기(3)와 실외측 열교환기(6) 사이에 연결되어 어느 일측에서 이송되어 오는 상온고압 액체상태 냉매를 저온저압의 액체상태로 감압하는 모세관(capillary)이다.The expansion mechanism 5 is connected to the indoor heat exchanger 3 and the outdoor heat exchanger 6 and is connected to a capillary for depressurizing the room temperature high pressure liquid refrigerant transferred from one side to a low temperature low pressure liquid state, to be.

상기 실외측 열교환기(6)는 상기 실내측 열교환기(3)와는 반대로 실외측에 위치되며, 냉방운전시는 응축기로서, 난방운전시는 증발기로서 주변공기와의 열교환 작용을 한다.The outdoor heat exchanger (6) is located on the outdoor side of the indoor heat exchanger (3) opposite to the indoor heat exchanger (3), and serves as a condenser during cooling operation and a heat exchanger with ambient air as an evaporator during heating operation.

도 2에 도시된 바와 같이, 상기 실외측 열교환기(6)는 휜-튜브 방식의 관로(10)가 구비되어 있으며, 상기 관로(10)는 통공이 구비된 브라켓부재(12)에 끼워짐으로 양측이 지지된다.2, the outdoor heat exchanger 6 is provided with a fin-tube type duct 10, and the duct 10 is inserted into a bracket member 12 having a through hole Both sides are supported.

그리고, 실외송풍기(7)의 작동에 의하여 상기 실외측 열교환기(6)로 흐르는 공기는 관로(10)를 흐르는 냉매와 열교환을 하게 되며, 이로 인하여 상기 실외측 열교환기(6)의 열교환(응축기 또는 증발기로서의) 작용을 촉진시키도록 작동된다.The air flowing into the outdoor heat exchanger 6 through the operation of the outdoor air blower 7 performs heat exchange with the refrigerant flowing through the duct 10 and thereby the heat exchange of the outdoor heat exchanger 6 Or as an evaporator).

도 1에 있어서, 화살표는 냉매의 흐름을 표시하는데, 실선은 냉방운전시를 표현하고, 점선은 난방운전시의 각 냉매 흐름을 나타낸다.In Fig. 1, the arrow indicates the flow of the refrigerant, the solid line indicates the cooling operation, and the dotted line indicates the flow of each refrigerant in the heating operation.

냉방운전과 난방운전 모드는 사용자의 선택에 따른 사방밸브(2)의 절환으로 바뀌며 그때 냉매의 흐름도 바뀌게 된다.The cooling operation mode and the heating operation mode are switched to the four-way valve 2 according to the user's selection, and the flow of the refrigerant is changed at that time.

도 1의 상태는 사방밸브(2)가 냉방운전 모드로 절환된 경우이다.1 is a case where the four-way valve 2 is switched to the cooling operation mode.

즉, 냉방운전 모드에서 냉매는 압축기(1)에서 토출된 후 사방밸브(2)를 경유 하여 실외측 열교환기(6)로 이송되고, 실외측 열교환기(6)로부터 팽창기구(5)를 통해 실내측 열교환기(3)로 이송된 후 압축기(1)로 흡입된다. 난방운전 모드로 바뀌면 냉매의 흐름은 냉방운전시와 거꾸로(점선 화살표 방향으로) 된다.That is, in the cooling operation mode, the refrigerant is discharged from the compressor 1, then is transferred to the outdoor heat exchanger 6 via the four-way valve 2, and is discharged from the outdoor heat exchanger 6 through the expansion mechanism 5 Is transferred to the indoor heat exchanger (3) and then sucked into the compressor (1). When the mode is changed to the heating operation mode, the flow of the refrigerant is reversed (in the direction of the dotted arrow) during the cooling operation.

난방운전 모드에 있어서, 실외측 열교환기(6)로 유입되는 냉매는 액체상태이다. 액체상태의 냉매가 기체상태로 증발하는데 필요한 열은 외부의 공기로부터 취해진다.In the heating operation mode, the refrigerant flowing into the outdoor heat exchanger (6) is in a liquid state. The heat required for the liquid refrigerant to evaporate in the gaseous state is taken from the outside air.

따라서 외기온도가 낮아지면 증발작용이 원활하지 않게 되고 이에 따라 실내측 열교환기(3)로 유입되는 냉매에는 액체 성분이 증가하게 되어 난방능력이 크게 저하된다.Therefore, if the outdoor temperature is lowered, the evaporation action is not smooth, and thus the liquid component is increased in the refrigerant flowing into the indoor heat exchanger (3), and the heating ability is significantly lowered.

실질적으로 외기온도가 물이 어는 0℃ 이하로 내려가면 실외측 열교환기(6)에 성에가 부착되면서 난방운전이 거의 불가한 상태로 되는 문제점이 있었다.When the outside air temperature is substantially lowered below 0 DEG C due to the water, there is a problem that the heating operation becomes almost impossible due to the adhesion of the outdoor heat exchanger 6.

상기한 문제점을 해결하기 위해 최근에는 난방모드에서 다시 냉방모드로 일정시간 동안 역가동시키게 되는 제상모드를 가지도록 설계되었다. 이와 같이, 제상모드로 전환되면 실외측 열교환기(6)에 부착된 성에를 제거할 수 있다.In order to solve the above problem, a defrosting mode in which the heating mode is again operated for a certain time in the cooling mode is designed to have a defrosting mode. As described above, when the mode is switched to the defrost mode, the property adhered to the outdoor heat exchanger 6 can be removed.

그러나, 상기와 같이 제상모드로 가동하는 동안에는 실내측 열교환기(3)에서 냉기가 배출되므로서, 실내의 난방효율을 저하시킴과 동시에 실내에 거주하는 거주자를 불쾌하게 하는 문제점이 있었다. 따라서, 이를 개선할 필요성이 요청된다.However, since the cold air is discharged from the indoor heat exchanger 3 during the operation in the defrosting mode as described above, there is a problem that the heating efficiency of the indoor is lowered and the occupant residing in the room becomes unpleasant. Therefore, there is a need to improve this.

본 발명은 상기와 같은 필요성에 의해 창출된 것으로서, 난방모드시 실외 열 교환기에 성에가 부착되는 것을 효과적으로 방지할 수 있는 히터장착형 열교환기 및 이를 구비하는 히트펌프와 그 제어방법을 제공하는 데 그 목적이 있다.The present invention provides a heat-equipped heat exchanger capable of effectively preventing the adherence of gasses to an outdoor heat exchanger in a heating mode, a heat pump having the heat exchanger, and a control method thereof, which are created by the above- .

본 발명에 따른 히터장착형 열교환기는: 열교환을 이루기 위한 냉매가 흐르도록 관로가 구비된 튜브부재와, 상기 튜브부재의 양단을 고정시키기 위하여 통공이 구비된 브라켓부재와, 상기 통공이 형성된 브라켓부재의 일측에 설치공이 형성된 히터장착부 및 상기 히터장착부의 설치공에 삽입 장착되는 히터부재를 포함하여 구성된다.A heater-equipped heat exchanger according to the present invention comprises: a tube member having a conduit through which a refrigerant for heat exchange flows; a bracket member having a through hole for fixing both ends of the tube member; And a heater member inserted and mounted in the mounting hole of the heater mounting portion.

바람직하게, 상기 히터부재는 전열히터임을 특징으로 한다.Preferably, the heater member is an electrothermal heater.

그리고, 상기 히터부재는 제1히터와 제2히터로 분리되어 독립적인 전원공급이 이루어지게 된다.The heater member is divided into a first heater and a second heater so that independent power supply is performed.

그리고, 상기 히터부재는 상기 튜브부재 보다 먼저 유입되는 공기에 접촉되도록 상기 설치공이 상기 통공의 전면에 위치된다.The installation hole is located on the front surface of the through hole so that the heater member is in contact with the air introduced before the tube member.

한편, 본 발명에 따른 히터장착형 열교환기를 구비하는 히트펌프는: 열교환을 이루기 위한 냉매가 흐르는 관로가 구비된 튜브부재와, 상기 튜브부재의 양단을 고정시키기 위하여 통공이 구비된 브라켓부재와, 상기 통공이 형성된 브라켓부재의 일측에 설치공이 형성된 히터장착부 및 상기 히터장착부의 설치공에 삽입 장착되는 히터부재를 포함하여 구성되는 히터장착형 열교환기를 구비하게 된다.In the meantime, the heat pump having the heater-equipped heat exchanger according to the present invention comprises: a tube member having a channel through which a refrigerant for heat exchange flows; a bracket member having a through hole for fixing both ends of the tube member; And a heater mounting unit including a heater mounting unit having a mounting hole formed at one side of the bracket member and a heater member inserted into the mounting hole of the heater mounting unit.

그리고, 히터장착형 열교환기를 구비하는 히트펌프 제어방법은: 냉매가 흐르는 관로온도가 1차설정온도 이하인지 판단하는 단계와, 상기 관로온도가 1차설정온도 이하이면 온도유지시간이 1차설정시간 이상인지 판단하는 단계와, 상기 온도유지시간이 1차설정시간 이상이 되면 히터부재가 동작되는 단계와, 상기 히터부재에 의하여 가열되는 관로온도가 2차설정온도 이상인지 판단하는 단계와, 상기 관로온도가 2차설정온도 이상이면 온도유지시간이 2차설정시간 이상인지 판단하는 단계 및 상기 온도유지시간이 2차설정시간 이상이 되면 히터부재의 동작이 중지되는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.The heat pump control method including the heater-equipped heat exchanger further includes the steps of: determining whether the pipe temperature at which the refrigerant flows is equal to or lower than the first set temperature; and if the pipe temperature is equal to or lower than the first set temperature, Determining whether the temperature of the pipe heated by the heater member is equal to or higher than a second set temperature; and determining whether the pipe temperature Determining whether the temperature holding time is equal to or more than the second set time, and stopping the operation of the heater member when the temperature holding time is equal to or longer than the second set time.

바람직하게, 상기 히터부재가 동작되는 단계 후에 실외송풍기가 제상작동을 하는 단계가 추가된다.Preferably, a step in which the outdoor blower performs defrost operation after the step of operating the heater member is added.

그리고, 상기 히터부재는 제1히터와 제2히터로 구분되어 상기 관로온도에 따라 독립적으로 작동이 이루어진다.The heater member is divided into a first heater and a second heater, and the heater member is independently operated according to the temperature of the conduit.

이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 히터장착형 열교환기 및 이를 구비하는 히트펌프와 그 제어방법의 바람직한 일 실시예를 설명한다. 설명의 편의를 위해 히트펌프에 구비되는 히터장착형 열교환기를 예로 들어 설명한다. 이 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다. 또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로, 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, preferred embodiments of a heater-equipped heat exchanger, a heat pump having the same, and a control method thereof will be described with reference to the accompanying drawings. For convenience of explanation, a heater-equipped heat exchanger provided in the heat pump will be described as an example. In this process, the thicknesses of the lines and the sizes of the components shown in the drawings may be exaggerated for clarity and convenience of explanation. In addition, the terms described below are defined in consideration of the functions of the present invention, which may vary depending on the intention or custom of the user, the operator. Therefore, definitions of these terms should be made based on the contents throughout this specification.

도 3은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 히터장착형 열교환기의 측면도 이며, 도 4는 도 3에 도시된 히터장착형 열교환기에 히터부재가 장착된 상태를 도시한 블록도이며, 도 5는 도 3에 도시된 히터장착형 열교환기가 구비된 히트펌프를 도시한 블록도이며, 도 6은 도 5에 도시된 히터장착형 열교환기를 구비한 히트펌프의 제어방법을 도시한 순서도이다.FIG. 3 is a side view of a heater-equipped heat exchanger according to a preferred embodiment of the present invention, FIG. 4 is a block diagram showing a state in which a heater member is mounted on the heater-equipped heat exchanger shown in FIG. 3, FIG. 6 is a flowchart illustrating a method of controlling a heat pump including the heater-equipped heat exchanger shown in FIG. 5. Referring to FIG.

도 3과 도 4를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 의한 히터장착형 열교환기(20)를 설명하기로 한다.3 and 4, a heater-equipped heat exchanger 20 according to an embodiment of the present invention will be described.

본 발명에 따른 히터장착형 열교환기(20)는, 열교환을 이루기 위한 냉매가 흐르도록 관로(32)가 구비된 튜브부재(30)와, 상기 튜브부재(30)의 양단을 고정시키기 위하여 통공(22)이 구비된 브라켓부재(24)와, 상기 통공(22)이 형성된 브라켓부재(24)의 일측에 설치공(52)이 형성된 히터장착부(50) 및 상기 히터장착부(50)의 설치공(52)에 삽입 장착되는 히터부재(40)를 포함하여 구성된다.The heater-equipped heat exchanger 20 according to the present invention includes a tube member 30 provided with a pipe 32 for allowing a refrigerant to flow for heat exchange therethrough, a through hole 22 for fixing both ends of the tube member 30, A heater mounting part 50 in which a mounting hole 52 is formed at one side of the bracket member 24 formed with the through hole 22 and a mounting hole 50 of the heater mounting part 50 And a heater member 40 which is inserted and mounted on the base member 40.

상기 튜브부재(30)를 구성하는 관로(32)는 중앙의 직선관로와 양측의 유자형 관로가 상호 결합되어 있는 휜-튜브 형상으로 이루어져 있다.The tube 32 constituting the tube member 30 is formed in a fin-tube shape in which a central straight pipe and a two-sided channel are mutually coupled.

상기 브라켓부재(24)는 금속재질로 이루어진 판재 형상으로, 상기 튜브부재(30)의 양측에 설치되어 상기 튜브부재(30)를 고정시킨다.The bracket member 24 is formed of a metal plate and is installed on both sides of the tube member 30 to fix the tube member 30.

상기 브라켓부재(24)에는 튜브부재(30)의 관로(32)가 설치되기 위한 통공(22)이 형성되어 있으며, 상기 통공(22)의 전면(도 3기준 우측)에는 히터부재(40)가 장착되기 위한 설치공(52)이 상기 브라켓부재(24)의 상측에서 하측으로 형성됨으로 히터장착부(50)를 형성하게 된다.The bracket member 24 is provided with a through hole 22 for installing a tube 32 of the tube member 30. A heater member 40 is provided on the front surface of the through hole 22 And a mounting hole 52 for mounting is formed from the upper side to the lower side of the bracket member 24, thereby forming the heater mounting portion 50.

상기 설치공(52)에 삽입 설치되는 히터부재(40)는 상기 튜브부재(30) 보다 먼저 유입되는 공기에 접촉되어 열교환이 이루어짐으로 상기 관로(32) 표면에 성애가 발생됨을 억제하게 된다.The heater member 40 inserted into the installation hole 52 contacts the air introduced before the tube member 30 to perform heat exchange, thereby suppressing the occurrence of sex on the surface of the channel 32.

상기 히터부재(40)는 펠티어소자를 이용한 히터를 포함하여 고온의 냉매가 흐르는 파이프가 구비된 히터 및 다양한 형태의 히터가 사용 가능하며, 본 발명의 일 실시예에서는 전기를 이용하여 발열되는 전열히터임을 특징으로 하나, 이에 한정하는 것은 아니다.The heater member 40 may include a heater including a Peltier element, a pipe having a pipe through which a high-temperature refrigerant flows, and various types of heaters. In an embodiment of the present invention, But is not limited thereto.

그리고, 상기 열교환기의 측면에는 센서부재(60)가 설치되어 상기 튜브부재(30)에 구비된 관로(32)의 온도를 센싱하여 제어부로 보내게 된다.A sensor member 60 is installed on the side surface of the heat exchanger to sense the temperature of the pipe 32 provided in the tube member 30 and send the sensed temperature to the control unit.

상기 히터부재(40)는 전열히터로 이루어져서 독립적인 전원공급이 이루어지는 제1히터(42)와 제2히터(44)로 분리되며, 상기 제1히터(42)와 제2히터(44)는 번갈아가며 설치되거나, 가열이 많이 요구되는 부분과 그렇지 않은 부분에 구분되어 설치되는 등 다양한 설치예가 적용 가능할 것이다.The heater member 40 is divided into a first heater 42 and a second heater 44 which are composed of an electrothermal heater and are independently supplied with power and the first heater 42 and the second heater 44 are alternately Or may be installed separately in a portion where heating is highly required and a portion where heating is not required.

상기 제1히터(42)와 제2히터(44)는 커넥터부재(84)에 의하여 각각의 전원선(82)에 연결되며, 상기 전원선(82)은 제어부재에 의하여 작동이 이루어지는 전원제어부재(80)에 연결됨으로, 상기 제1히터(42)와 제2히터(44)에 독립적인 전원 공급이 이루어지게 된다.The first heater 42 and the second heater 44 are connected to respective power lines 82 by a connector member 84 and the power line 82 is connected to a power control member So that the first heater 42 and the second heater 44 are independently supplied with power.

상기 전원제어부재(80)는 다수개의 전원선(82)이 연결되어 각각 독립적인 전원을 공급받기 위한 터미널과, 이를 제어하기 위한 전자소자를 포함하여 구성된다.The power supply control member 80 includes a plurality of power supply lines 82 connected to the power supply control unit 80, and includes a terminal for receiving independent power supply and an electronic device for controlling the terminal.

상기 커넥터부재(84)는 상기 제1히터(42)와 제2히터(44)와 연결된 전선이 끼움 결합에 의하여 상기 전원선(82)에 연결되는 장치로, 전선을 연결하기 위한 기본 구성이며, 이에 대한 상세 설명은 생략하기로 한다.The connector member 84 is connected to the power line 82 through a connection of wires connected to the first heater 42 and the second heater 44. The connector member 84 is a basic structure for connecting wires, A detailed description thereof will be omitted.

상기 커넥터부재(84)를 사용함으로, 상기 히터부재(40)에 장착된 히터의 수리가 필요하거나 교체가 필요한 경우, 해당되는 히터부재(40)만 커넥터부재(84)에서 분리하여 수리 및 교체하게 된다.By using the connector member 84, when the heater mounted on the heater member 40 is required to be repaired or replaced, only the corresponding heater member 40 is detached from the connector member 84 to be repaired and replaced do.

상기 구성을 갖는 히터장착형 열교환기(20)는 도 5에 도시된 바와 같이 히트펌프에 설치된다.The heater-equipped heat exchanger 20 having the above-described configuration is installed in the heat pump as shown in Fig.

상기 히터장착형 열교환기(20)는 실외측 열교환기에 설치되며, 상기 히터장착형 열교환기(20) 일측에 히터부재(40)가 설치된다.The heater-mounted heat exchanger (20) is installed in an outdoor heat exchanger, and a heater member (40) is installed at one side of the heater-mounted heat exchanger (20).

본 발명 일 실시예에 의한 냉난방 겸용 히트펌프 공기조화기 구성은 도 5와 같이 압축기(1), 사방밸브(2), 실내측 열교환기(3) 및 실내송풍기(4), 팽창기구(5), 히터장착형 열교환기(20) 및 실외송풍기(70)를 포함한다.The heat pump air conditioner according to one embodiment of the present invention includes a compressor 1, a four-way valve 2, an indoor heat exchanger 3 and an indoor air blower 4, an expansion mechanism 5, A heater-mounted heat exchanger 20, and an outdoor air blower 70.

상기 압축기(1)는 흡입구(1b)와 토출구(1a)를 가지며 흡입구(1b)로부터 흡입되는 저온저압(低溫低壓) 기체상태의 냉매(冷媒)를 압축하여 고온고압(高溫高壓) 기체상태로 토출구(1a)을 통해 토출해 낸다.The compressor 1 compresses a low temperature and low pressure gaseous refrigerant (refrigerant) having a suction port 1b and a discharge port 1a and is sucked from the suction port 1b and discharges the refrigerant in a high temperature and high pressure state, (1a).

상기 사방밸브(2)는 압축기(1)의 토출구(1a)와 흡입구(1b)를 실내측 열교환기(3)와 히터장착형 열교환기(20)로 각각 연결시키는 두개의 독립된 통로(2a,2b)를 가지며 사용자의 선택에 따른 냉방운전과 난방운전의 모드(mode)에 따라 냉매의 흐름을 바꾸도록 절환 조작된다.The four-way valve 2 includes two independent passages 2a and 2b for connecting the discharge port 1a and the suction port 1b of the compressor 1 to the indoor heat exchanger 3 and the heater-mounted heat exchanger 20, respectively. And is switched to change the flow of the refrigerant according to the mode of the cooling operation and the heating operation according to the user's selection.

상기와 같은 히트펌프의 상세 동작은 종래 기술을 참조하기로 한다.The detailed operation of the above-described heat pump will be described with reference to the prior art.

상기와 같은 구성을 갖는 본 발명의 실시예에 따른 히터장착형 열교환기를 구비하는 히트펌프의 제어방법을 설명하기로 한다.A control method of a heat pump having a heater-equipped heat exchanger according to an embodiment of the present invention will be described.

상기 실내측 열교환기가 온풍모드로 작동될 경우, 상기 히터장착형 열교환기(20)에서 냉매가 흐르는 관로(32)의 온도가 1차설정온도 이하인지 판단하는 단계(S10)를 갖게 된다.(S10) of determining whether the temperature of the channel 32 through which the refrigerant flows in the heater-equipped heat exchanger 20 is lower than a first set temperature when the indoor heat exchanger is operated in the warm air mode.

이와 같은 온도의 센싱은 센서부재(60)에 의하여 이루어지며, 상기 센서부재(60)에서 측정된 값은 제어부재에 전달되어, 상기 제어부재에 설정된 값과 비교판단을 하게 된다.The sensing of the temperature is performed by the sensor member 60 and the measured value of the sensor member 60 is transmitted to the control member to make a comparison with the value set in the control member.

상기 1차설정온도는 영하 5도 내지 영상 5도의 범위가 바람직하며, 본 발명 일 실시예에서는 상기 관로(32)의 표면에 성애가 발생되기 시작하는 0도를 1차설정온도로 설정한다.The first set temperature is preferably in the range of minus 5 degrees to 5 degrees. In one embodiment of the present invention, 0 degree at which erosion begins to occur on the surface of the channel 32 is set as the first set temperature.

상기 관로(32)의 온도가 1차설정온도 이하이면 상기 센서부재(60)에 의하여 측정된 온도유지시간이 1차설정시간 이상인지 판단하는 단계(S20)를 갖게 된다.If the temperature of the channel 32 is lower than the first set temperature, it is determined whether the temperature holding time measured by the sensor member 60 is equal to or higher than the first set time (S20).

상기 1차설정시간은 1분 내지 5분의 범위 내에서 설정됨이 바람직하며, 상기 관로(32)의 표면에 성애가 발생되기 전에 상기 히터부재(40)의 작동이 이루어지도록 하는 기술사상안에서 다양한 설정이 가능할 것이다.It is preferable that the first set time is set within a range of 1 minute to 5 minutes and that the operation of the heater member 40 is performed before the malingering occurs on the surface of the channel 32, You will be able to configure.

상기 관로(32)의 온도유지시간이 1차설정시간 이상이 되면 히터부재(40)가 동작되는 단계(S30)를 갖게 된다.When the temperature holding time of the channel 32 is equal to or longer than the first set time, the heater member 40 is operated (S30).

상기 히터부재(40)는 단일 전원에 의하여 구동됨으로 전체적으로 가열될 수 있으며, 도 4에 도시된 바와 같이 제1히터(42)와 제2히터(44)로 구분되어 상기 관로(32)의 온도에 따라 독립적으로 작동이 이루어지게 된다.4, the heater member 40 is divided into a first heater 42 and a second heater 44, and the temperature of the channel 32 is divided into a first heater 42 and a second heater 44, The operation is performed independently.

예를 들어 상기 제1히터(42)만 가열되거나 제2히터(44)만 가열될 수 있으며, 제1히터(42)와 제2히터(44)가 전체적으로 가열될 수 있다.For example, only the first heater 42 may be heated or only the second heater 44 may be heated, and the first heater 42 and the second heater 44 may be heated as a whole.

이러한 제1히터(42)와 제2히터(44)의 작동은 외측의 기온 및 상기 관로(32)의 온도에 따라 연동 동작됨이 바람직하며, 온도 구간에 따라 요구되는 가열 정도가 상이하게 되며, 이에 따라 상기 제1히터(42)와 제2히터(44)의 동작이 다양하게 이루어지게 된다.It is preferable that the operation of the first heater 42 and the second heater 44 is interlocked according to the outside temperature and the temperature of the conduit 32. The heating degree required according to the temperature interval is different, Accordingly, the operations of the first heater 42 and the second heater 44 are variously performed.

상기 히터부재(40)가 동작되는 단계 후에 실외송풍기(70)가 제상작동을 하는 단계(S40)가 추가된다.A step S40 of performing the defrosting operation of the outdoor blower 70 after the step of operating the heater member 40 is added.

즉, 히터부재(40)가 동작되면 상기 실외송풍기(70)는 송풍속도가 저속으로 조절되어 제상작동을 하게 된다.That is, when the heater member 40 is operated, the blower speed of the outdoor air blower 70 is adjusted to a low speed to perform the defrosting operation.

그리고, 상기 히터부재(40)에 의하여 가열되는 관로(32)의 온도가 2차설정온도 이상인지 판단하는 단계(S50)를 갖게 된다.The step (S50) of determining whether the temperature of the channel 32 heated by the heater member 40 is equal to or higher than the second set temperature is provided.

상기 2차설정온도는 상기 관로(32)의 온도가 상승되어 성애가 발생되지 않는 온도로서, 5도 이상 10 도 이내가 바람직하나 이에 한정하는 것은 아니다.The secondary set temperature is a temperature at which the temperature of the channel 32 rises and does not cause sexual intercourse, and is preferably within a range from 5 degrees to 10 degrees, but is not limited thereto.

상기 관로(32)의 온도가 2차설정온도 이상이면 온도유지시간이 2차설정시간 이상인지 판단하는 단계(S60)를 갖게 된다.If the temperature of the channel 32 is equal to or higher than the second set temperature, it is determined whether the temperature holding time is equal to or more than the second set time (S60).

상기 1차설정온도는 관로(32)에 성애가 발생되기 시작하는 경계선상의 온도가 바람직하며, 상기 2차설정온도는 상기 관로(32)에 성애가 완전히 제거되기 위한 온도로 설정됨이 바람직하다.Preferably, the primary set temperature is a temperature on a boundary line at which erosion begins to occur in the duct 32, and the secondary set temperature is set to a temperature at which erosion is completely eliminated in the duct 32.

그리고, 상기 1차설정시간과 2차설정시간은 상기 관로(32)의 온도가 일시적 작동등에 의하여 변화되는 온도에 의해 오작동 되는 것을 방지하기 위하여 설정된 시간이다.The primary setting time and the secondary setting time are set to prevent the temperature of the channel 32 from being erroneously operated due to a temperature that is changed by a temporary operation or the like.

상기 관로(32)의 온도유지시간이 2차설정시간 이상이 되면 히터부재(40)의 동작이 중지되는 단계(S70)를 갖게 된다.The operation of the heater member 40 is stopped when the temperature holding time of the channel 32 is equal to or longer than the second set time (S70).

그리고, 상기 히터부재(40)의 동작이 중지된 후에 상기 실외송풍기(70)도 정상작동이 이루어지는 단계(S80)를 갖음으로, 상기 실외송풍기(70)의 송풍속도는 정상 속도로 복귀된다.The blowing speed of the outdoor blower 70 is returned to the normal speed by having the outdoor blower 70 perform normal operation after the operation of the heater member 40 is stopped.

본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 하여 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it will be understood by those of ordinary skill in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims. I will understand.

또한, 히트펌프에 히터장착형 열교환기(20)가 설치됨을 예로 들어 설명하였으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 히트펌프에 사용되는 열교환기가 아닌 다른 공조장치와 내연기관 및 기계장치에 사용되는 다른 열교환기에도 본 발명의 히터장착형 열교환기가 사용될 수 있다.Although the heat pump 20 has been described as an example of a heat pump, it is merely an example, and it is to be understood that the present invention is not limited to the heat exchanger used in the heat pump and other heat exchangers used in internal combustion engines and machinery The heater-equipped heat exchanger of the present invention can be used.

따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 아래의 특허청구범위에 의해서 정하여져야 할 것이다.Accordingly, the true scope of protection of the present invention should be defined by the following claims.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 히터장착형 열교환기 및 이를 구비하는 히트펌프와 그 제어방법은 종래 발명과 달리 난방모드를 중지함 없이 히 터부재를 동작시켜 실외측 열교환기의 성애를 용이하게 제거하게 됨으로 실내의 난방효율이 극대화될 수 있다.As described above, the heater-equipped heat exchanger according to the present invention, the heat pump having the heat exchanger and the control method thereof can operate the heater member without stopping the heating mode to facilitate the malfunction of the outdoor heat exchanger The heating efficiency of the room can be maximized.

Claims (8)

삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 히터장착형 열교환기를 구비하는 히트펌프 제어방법에 있어서,A heat pump control method comprising a heater-mounted heat exchanger, 브라켓부재의 통공에 고정되며, 냉매가 흐르는 튜브부재의 관로온도가 1차설정온도 이하인지 판단하는 단계:Determining whether the tube temperature of the tube member through which the refrigerant flows is lower than a first set temperature, 상기 관로온도가 1차설정온도 이하이면 온도유지시간이 1차설정시간 이상인지 판단하는 단계;Determining whether the temperature holding time is equal to or greater than a first set time if the conduit temperature is equal to or lower than a first set temperature; 상기 온도유지시간이 1차설정시간 이상이 되면 상기 브라켓부재의 전면에 장착되는 히터부재가 동작되는 단계;Operating the heater member mounted on the front surface of the bracket member when the temperature holding time is equal to or longer than the first predetermined time; 상기 히터부재에 의하여 가열되는 관로온도가 2차설정온도 이상인지 판단하는 단계;Determining whether a pipe temperature heated by the heater member is equal to or higher than a second set temperature; 상기 관로온도가 2차설정온도 이상이면 온도유지시간이 2차설정시간 이상인지 판단하는 단계; 및Determining whether the temperature holding time is equal to or more than the second set time if the conduit temperature is equal to or higher than the second set temperature; And 상기 온도유지시간이 2차설정시간 이상이 되면 히터부재의 동작이 중지되는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 히터장착형 열교환기를 구비하는 히트펌프 제어방법.And stopping the operation of the heater member when the temperature holding time exceeds a second set time. 제 6 항에 있어서,The method according to claim 6, 상기 히터부재가 동작되는 단계 후에 실외송풍기가 제상작동을 하는 단계가 추가됨을 특징으로 하는 히터장착형 열교환기를 구비하는 히트펌프 제어방법.Wherein the defrosting operation of the outdoor blower is added after the step of operating the heater member. 제 6 항에 있어서,The method according to claim 6, 상기 히터부재는 제1히터와 제2히터로 구분되어 상기 관로온도에 따라 독립적으로 작동이 이루어짐을 특징으로 하는 히터장착형 열교환기를 구비하는 히트펌프 제어방법.Wherein the heater member is divided into a first heater and a second heater, and the heater member is operated independently according to the temperature of the conduit.
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