KR101001736B1 - 지열 및 폐열 히트펌프를 이용한 냉ㆍ난방 자동절환 시스템 - Google Patents

지열 및 폐열 히트펌프를 이용한 냉ㆍ난방 자동절환 시스템 Download PDF

Info

Publication number
KR101001736B1
KR101001736B1 KR1020100055362A KR20100055362A KR101001736B1 KR 101001736 B1 KR101001736 B1 KR 101001736B1 KR 1020100055362 A KR1020100055362 A KR 1020100055362A KR 20100055362 A KR20100055362 A KR 20100055362A KR 101001736 B1 KR101001736 B1 KR 101001736B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
heat
storage tank
cold
temperature
geothermal
Prior art date
Application number
KR1020100055362A
Other languages
English (en)
Inventor
김성수
김현준
Original Assignee
김현준
(주) 경인에너택
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 김현준, (주) 경인에너택 filed Critical 김현준
Priority to KR1020100055362A priority Critical patent/KR101001736B1/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101001736B1 publication Critical patent/KR101001736B1/ko

Links

Images

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25BREFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B29/00Combined heating and refrigeration systems, e.g. operating alternately or simultaneously
    • F25B29/003Combined heating and refrigeration systems, e.g. operating alternately or simultaneously of the compression type system
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25BREFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B27/00Machines, plants or systems, using particular sources of energy
    • F25B27/02Machines, plants or systems, using particular sources of energy using waste heat, e.g. from internal-combustion engines
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25BREFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B30/00Heat pumps
    • F25B30/02Heat pumps of the compression type
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25BREFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B49/00Arrangement or mounting of control or safety devices
    • F25B49/02Arrangement or mounting of control or safety devices for compression type machines, plants or systems
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25BREFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B2313/00Compression machines, plants or systems with reversible cycle not otherwise provided for
    • F25B2313/002Compression machines, plants or systems with reversible cycle not otherwise provided for geothermal
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25BREFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B2600/00Control issues
    • F25B2600/25Control of valves

Landscapes

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

Abstract

본 발명의 지열 및 폐열 히트펌프 냉ㆍ난방 자동절환시스템은, 온열을 저장하는 축열탱크(40)와 냉열을 저장하는 축냉탱크(50); 건물(10) 내 상부에 배치되는 팬코일유닛(20)과 상기 건물(10)의 하부에 배치되는 튜브레일(30); 상기 축열탱크(40) 및 상기 축냉탱크(50)와 상기 팬코일유닛(20) 및 상기 튜브레일(30) 사이에 연결되고, 다수의 방향절환밸브(MV7, MV8, MV9, MV10, MV11, MV12, MV13, MV14, MV15, MV16)가 구비되어 상기 온열 및 상기 냉열의 흐름을 상기 건물(10) 내 온도조건에 따라 자동 절환하여 공급하고, 적어도 하나 이상의 온도조절밸브(CV3)가 구비되어 상기 축열탱크(40) 및 상기 축냉탱크(50)로 환수되는 상기 온열 및 상기 냉열의 온도가 일정하게 조절되도록 작동하는 공급라인(60); 상기 축열탱크(40) 및 상기 축냉탱크(50)에 연결되어 상기 축열탱크(40) 및 상기 축냉탱크(50)에 각각 설치된 온도센서(45, 46, 47, 48, 55, 56, 57, 58)의 설정값에 따라 자동으로 온/오프(ON/OFF)되면서 운전하여 상기 축열탱크(40)에 온열을 생산하여 공급하거나 상기 축냉탱크(50)에 냉열을 생산하여 공급하는 히트펌프(70); 상기 히트펌프(70)에 연결되어 히트펌프(70)에서 생산되는 냉수와 온수의 온도를 일정하게 하기 위한 온도 조절밸브(CV1,CV2); 상기 축열탱크(50)에 연결되어 상기 축열탱크(50)의 온도에 따라 자동으로 온/오프(ON/OFF)되면서 운전하며 온(ON)될 경우 온열 공급과 지열 회수 중 선택하여 운전하거나, 상기 축열탱크(40)에 연결되어 건물(10)의 냉방 부하에 따라 자동으로 온/오프(ON/OFF)되면서 운전하며 온(ON)될 경우 냉열 공급과 지열 회수 중 선택하여 운전하는 지열 열교환기(80); 를 포함하여 이루어지며, 지열 열교환기(80)에 연결된 축열탱크(40)과 축냉탱크(50) 사이에 연결된 다수의 방향절환밸브(MV1, MV2, MV3, MV4, MV5, MV6)가 구비되어 상기 온열 및 상기 냉열의 흐름을 축냉탱크(50)의 온도 조건과 건물(10)의 온도 조건에 따라 자동 절환하여 공급하는 것을 특징으로 한다. 상기의 구성에 따르면, 외부 조건 및 온실과 같은 건물의 내부온도에 따라 냉ㆍ난방 및 제습을 자동으로 수행할 수 있고, 냉ㆍ난방이 쉽고 빠르게 이루어지면서 에너지 절감 및 히트펌프의 운전 효율을 높이는 효과가 있다.

Description

지열 및 폐열 히트펌프를 이용한 냉ㆍ난방 자동절환 시스템{Geothermal or Waste Heat Pump for a Auto Cooling-Heating System}
본 발명은 외부조건 및 내부온도에 따라 냉ㆍ난방 및 제습을 자동으로 수행할 수 있고, 냉ㆍ난방 대상 건물의 조건에 따라 냉ㆍ난방을 동시에 하면서 폐열을 이용하므로 지열의 사용량을 줄여 히트펌프의 효율을 높여 운전비 절감을 극대화하며, 냉ㆍ난방이 쉽고 빠르게 이루어지는 냉ㆍ난방 자동 절환시스템에 관한 것이다.
온실은 주로 농업 분야에서 계절에 관계없이 상품을 재배하여 농가의 수입을 증가시키는 수단으로 이용되고 있다. 이러한 온실은 경작물이 건강하고, 정상적으로 성장하기 위하여 필요로 하는 온도와 습도, 이산화탄소 농도 등을 적절하게 유지하여야 한다.
또한 일반 건물이나 열원을 많이 사용하는 건물도 4계절 냉ㆍ온열이 필요하며, 이러한 냉ㆍ온열을 동시에 사용하면서 수열원 히트펌프를 이용하여 냉ㆍ온열을 동시에 생산하며, 냉열과 온열 중 남는 열원을 지열을 이용하여 조절하므로 지열의 사용량을 줄여 에너지 총괄 이용효율을 높이며, 지열 열교환기의 공사비를 줄여 투자비 및 운전비를 줄이기 위한 기술이 모색되고 있다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 종래의 온실용 냉ㆍ난방 시스템은 온실(1) 내에 구비되는 팬코일유닛(2)과 튜브레일(3), 축열탱크(4), 축냉탱크(8), 히트펌프(5), 지열 열교환기(6) 등을 포함한다.
먼저, 동절기 난방 운전시 난방 운전방법은, 도 1에 도시한 바와 같이 축열탱크(4)에 저장된 온수를 상부에 설치된 디퓨져를 통하여 튜브레일(3)로 순환하여 난방 운전을 한다. 이때, 튜브레일(3)에 정체된 온수의 온도는 20℃ 전후로 낮은 온수가 축열탱크(4) 하부로 유입된다. 시간이 지나면서 튜브레일(3) 입,출구 온도 편차가 5℃ 이내이므로 축열탱크(4) 하부로 유입되는 온수의 온도가 높아진다. 튜브레일(3)로의 난방 부하 부족시 팬코일유닛(2) 순환펌프(7)가 가동되되 팬코일유닛(2)의 온도에 따라 온/오프(ON/OFF)되면서 온실(1)의 온도를 조절한다. 튜브레일(3) 환수온도는 45℃~20℃로 편차가 크며, 팬코일유닛(2)의 환수온도는 45℃~40℃의 높은 온도로 순환된다.
축열운전방법은 축열탱크(4) 하부의 온수를 히트펌프(5)를 통과하여 고온의 온수로 축열탱크(4) 상부에 공급하면서 축열 운전을 행한다. 히트펌프(5) 입,출구 온도 차는 통상 3℃~5℃가 발생하므로 축열탱크(4) 하부의 온도에 의하여 축열탱크(4) 상부로 유입되는 온도가 결정된다. 히트펌프(5)에서 생산되는 온수의 온도가 일정하지 못하므로 축열탱크(4)의 성층화가 이루어질 수 없다. 이때, 지열 열교환기(6)는 냉열을 지하에 버리는 열교환용으로만 사용되면서 운전된다.
상기와 같은 시스템에서는 히트펌프(5) 출구의 낮은 온수가 축열탱크(4)로 유입되어 온실(1) 내부로 공급되므로 온실(1)로 공급되는 온수의 온도가 낮아 보일러가 가동되는 현상이 발생하거나 온실(1) 온도가 설정 온도 이하가 되어 작물에 피해를 줄 수 있다는 문제점이 있다.
다음으로, 하절기 냉방 운전시 냉방 운전 방법은, 도 2에 도시한 바와 같이 축냉탱크(8)에 저장된 냉수가 하부에 설치된 디퓨져를 통하여 팬코일유닛(2)으로 순환되되 팬코일유닛(2)의 온도에 따라 온/오프(ON/OFF)되면서 온실(1)의 온도를 조절한다. 이때, 팬코일유닛(2)에 정체된 냉수의 온도는 30℃ 전후의 높은 온도이고, 이렇게 높은 온도의 냉수가 냉수 탱크 상부로 유입된다. 시간이 지나면서 팬코일유닛(2)의 입,출구 온도편차가 5℃ 이내이므로 축냉탱크(8) 상부로 유입되는 냉수의 온도는 10℃전후로 낮아지게 된다.
축냉 운전 방법은 축냉탱크(8) 상부의 냉수가 히트펌프(5)를 통과한 저온의 냉수로 축냉탱크(8) 하부에 공급되면서 축냉 운전을 행한다. 히트펌프(5) 입,출구의 온도차는 통상 3℃~5℃가 발생하므로 축냉탱크(8) 상부의 온도에 의하여 축냉탱크(8) 하부로 유입되는 온도가 결정된다. 히트펌프(5)에서 생산되는 냉수의 온도가 일정하지 못하므로 축냉탱크(8)의 성층화가 이루어질 수 없다. 이때, 지열 열교환기(6)는 온열을 지하에 버리는 열교환용으로만 사용되면서 운전된다.
상기와 같은 시스템에서는 축냉탱크(8)의 성층화과 이루어지지 못하여 팬코일유닛(2)으로 공급되는 냉수의 온도가 높아지고, 이로 인해 초기에 온실(1) 온도를 20℃ 이하로 유지하기 위하여 피크 부하가 발생하는데, 피크 부하를 처리하지 못하는 경우가 종종 발생한다는 문제점이 있다.
상기의 동절기 및 하절기의 운전 방법과 시스템으로는 일반 건물의 냉ㆍ난방 및 냉열과 온열을 동시에 이용 할 수 없으며, 건물에서 발생되는 폐열을 이용할 수 없는 문제점이 있다.
본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 외부 조건 및 온실의 내부 온도에 따라 냉ㆍ난방 및 제습을 자동으로 수행할 수 있고, 4계절 냉ㆍ온열을 동시에 이용하며, 폐열 및 지열 열교환기를 이용하여 에너지 절감을 극대화하면서 냉ㆍ난방이 쉽고 빠르게 이루어지는 냉ㆍ난방 시스템을 제공하는 데 그 목적이 있다. 또한 본 발명의 다른 목적은, 온실 뿐만 아니라 일반 건물에도 적용 가능하여 응용 범위를 보다 넓힐 수 있는 냉ㆍ난방 시스템을 제공하는 데 그 목적이 있다.
본 발명의 지열 및 폐열 히트펌프 냉ㆍ난방 자동절환시스템은, 온열을 저장하는 축열탱크(40)와 냉열을 저장하는 축냉탱크(50); 건물(10) 내 상부에 배치되는 팬코일유닛(20)과 상기 건물(10)의 하부에 배치되는 튜브레일(30); 상기 축열탱크(40) 및 상기 축냉탱크(50)와 상기 팬코일유닛(20) 및 상기 튜브레일(30) 사이에 연결되고, 다수의 방향절환밸브(MV7, MV8, MV9, MV10, MV11, MV12, MV13, MV14, MV15, MV16)가 구비되어 상기 온열 및 상기 냉열의 흐름을 상기 건물(10) 내 온도조건에 따라 자동 절환하여 공급하고, 적어도 하나 이상의 온도조절밸브(CV3)가 구비되어 상기 축열탱크(40) 및 상기 축냉탱크(50)로 환수되는 상기 온열 및 상기 냉열의 온도가 일정하게 조절되도록 작동하는 공급라인(60); 상기 축열탱크(40) 및 상기 축냉탱크(50)에 연결되어 상기 축열탱크(40) 및 상기 축냉탱크(50)에 각각 설치된 온도센서(45, 46, 47, 48, 55, 56, 57, 58)의 설정값에 따라 자동으로 온/오프(ON/OFF)되면서 운전하여 상기 축열탱크(40)에 온열을 생산하여 공급하거나 상기 축냉탱크(50)에 냉열을 생산하여 공급하는 히트펌프(70); 상기 히트펌프(70)에 연결되어 히트펌프(70)에서 생산되는 냉수와 온수의 온도를 일정하게 하기 위한 온도 조절밸브(CV1,CV2); 상기 축열탱크(50)에 연결되어 상기 축열탱크(50)의 온도에 따라 자동으로 온/오프(ON/OFF)되면서 운전하며 온(ON)될 경우 온열 공급과 지열 회수 중 선택하여 운전하거나, 상기 축열탱크(40)에 연결되어 건물(10)의 냉방 부하에 따라 자동으로 온/오프(ON/OFF)되면서 운전하며 온(ON)될 경우 냉열 공급과 지열 회수 중 선택하여 운전하는 지열 열교환기(80); 를 포함하여 이루어지며, 지열 열교환기(80)에 연결된 축열탱크(40)과 축냉탱크(50) 사이에 연결된 다수의 방향절환밸브(MV1, MV2, MV3, MV4, MV5, MV6)가 구비되어 상기 온열 및 상기 냉열의 흐름을 축냉탱크(50)의 온도 조건과 건물(10)의 온도 조건에 따라 자동 절환하여 공급하는 것을 특징으로 한다.
이 때, 상기 건물(10) 내 배치되되, 상기 공급라인(60)과 연결되어 있는 튜브레일(30)과 팬코일 유닛트(20)를 분리하는 추가공급라인(61) 및 상기 추가공급라인(61)에 구비되는 온도조절밸브(CV4)를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 동절기 및 환절기 난방 운전시, 상기 축열탱크(40)에 저장된 온열이 상기 튜브레일(30)로 공급되도록 방향절환밸브(MV9, MV10, MV12, MV13, MV16)가 각각 절환되되, 상기 축열탱크(40)로 환수되는 온열의 온도가 일정하게 조절되도록 상기 온도조절밸브(CV3)가 작동하고, 상기 건물(10)의 난방 부하에 따라 상기 튜브레일(30)을 통과한 온열이 상기 팬코일유닛(20)으로 공급되거나 상기 축열탱크(40)로 유입되도록 방향절환밸브(MV15, MV16)가 절환되며, 상기 팬코일유닛(20)은 상기 건물(10) 내부의 온도에 따라 온/오프(ON/OFF)되면서 상기 건물(10) 내부의 온도를 조절하며, 상기 지열 열교환기(80)는 상기 축냉탱크(50)에 연결되어 상기 축냉탱크(50)의 온도에 따라 방향절환밸브(MV1, MV2, MV3, MV4)가 작동되며, 건물(10)의 냉방 부하에 따라 방향절환밸브(MV5, MV6)가 작동되면서 지열 열교환기(80)의 지열펌프(85)가 자동으로 온/오프(ON/OFF)되면서 운전하는 것을 특징으로 한다.
또한, 동절기 및 환절기 냉방 운전시, 상기 축냉탱크(50)에 저장된 냉열이 상기 팬코일유닛(20)으로 공급되도록 상기 방향절환밸브(MV7, MV8, MV11, MV14)가 각각 절환되되, 상기 축냉탱크(50)로 환수되는 냉수의 온도가 일정하게 조절되도록 상기 온도조절밸브(CV3)가 작동하고, 상기 건물(10)의 냉방 부하에 따라 상기 팬코일유닛(20)이 온/오프(ON/OFF)되면서 냉방 운전되며, 상기 지열 열교환기(80)는 상기 축냉탱크(50)에 연결되어 상기 축냉탱크(50)의 온도에 따라 방향절환밸브(MV1, MV2, MV3, MV4)가 작동되면서 지열 열교환기(80)가 자동으로 온/오프(ON/OFF)되며, 하절기 예냉 운전시 방향절환밸브(MV5, MV6)이 오픈(OPEN)되어 지열 열교환기(80)으로 건물(10)을 예냉 운전하는 것을 특징으로 한다.
또한, 동절기 및 환절기 제습 운전시, 상기 축냉탱크(50)에 저장된 냉열이 상기 팬코일유닛(20)으로 공급되도록 하고, 상기 팬코일유닛(20)을 통과한 냉열은 상기 축냉탱크(50)로 유입되도록 상기 방향절환밸브(MV7, MV8, MV11, MV14)가 각각 절환되되, 상기 축냉탱크(50)로 환수되는 냉수의 온도가 일정하게 조절되도록 상기 온도조절밸브(CV3)가 작동하고, 상기 건물(10) 내 온도가 설정값 이하가 될 경우 상기 축열탱크(40)의 온열이 상기 튜브레일(30)으로 순환되도록 하며, 상기 지열 열교환기(80)는 상기 축냉탱크(50)에 연결되어 상기 축냉탱크(50)의 온도에 따라 자동으로 온/오프(ON/OFF)되면서 운전하는 것을 특징으로 한다.
또한, 하절기 및 환절기 냉방 운전시, 상기 축냉탱크(40)에 저장된 냉열이 상기 팬코일유닛(20)으로 공급되도록 하고, 상기 팬코일유닛(20)을 통과한 냉열은 상기 축냉탱크(50)로 유입되도록 상기 방향절환밸브(MV9, MV10, MV11, MV14)가 절환되되, 상기 축냉탱크(40)로 환수되는 냉수의 온도가 일정하게 조절되도록 상기 온도조절밸브(CV3)가 작동하고, 상기 건물(10)의 냉방 부하에 따라 상기 팬코일유닛(20)이 온/오프(ON/OFF)되면서 냉방 운전되며, 상기 지열 열교환기(80)는 상기 축열탱크(50)에 연결되어 상기 축열탱크(50)의 온도에 따라 자동으로 온/오프(ON/OFF)되면서 운전하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 건물(10)은 주거 생활 공간을 포함하는 일반 건물이며, 상기 건물(10)의 냉ㆍ난방 운전시, 상기 축열탱크(40) 및 상기 축냉탱크(50)에 저장된 냉ㆍ온열을 사용하여, 바닥 난방 코일(100)에 항상 온수를 순환시키고, 냉ㆍ난방에 따라 상기 팬코일유닛(20)에서 냉ㆍ온열이 선택적으로 순환되도록 함으로써 냉ㆍ난방을 선택적으로 수행하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 온실 및 일반 건물의 냉ㆍ난방 시스템에 따르면, 다음과 같은 효과가 있다.
외부조건 및 건물(10)의 내부온도에 따라 냉ㆍ난방 및 제습을 자동으로 수행할 수 있고, 냉ㆍ난방이 쉽고 빠르게 이루어지는 효과가 있다.
특히, 동절기 및 환절기 난방 운전시에는 튜브레일(30)과 팬코일유닛(20)을 직열로 사용하므로 낮은 온도로 난방이 가능하며, 온수의 환수 온도를 30℃ 이하로 일정하게 유지하므로 축열탱크(40)의 성층화가 잘되며, 축열량을 많이 할 수 있어 축열 탱크의 용량이 작아지는 효과가 있다.
동절기 및 환절기 냉방 운전시에는 건물(10)의 폐열로 축냉탱크(50)의 온도를 최대한 높여 히트펌프(70)의 성능을 향상시켜 축열탱크(40)에 축열을하여 히트펌프(70)의 운전 시간을 단축시켜 운전비를 절감 할 수 있으며, 히트펌프(70)가 축열 운전이 끝나면 지열 열교환기(80)로 건물(10)을 냉방 운전을 하므로 지열 열교환기(80)의 온도 복원을 하여 지열 온도를 상승시키고 축냉탱크(50)의 온도를 높여 야간에 온수를 생산하는데 필요한 폐열을 확보하여 히트펌프(70)의 성능을 향상시킬 수 있다.
동절기 및 환절기 제습 운전시에는 건물(10) 내 온도가 설정값 이하가 될 경우 축열탱크(40)의 온수가 튜브레일(30)로 순환하도록 하여 온도 보상을 하면서 건물(10) 내부의 온도를 유지할 수 있고, 지열 열교환기(80)는 축냉탱크(50)에 냉수가 부족할 경우 온(ON)되여 운전하여 제습 운전이 지속적으로 이루어지도록 하므로 운전비를 절감할 수 있다.
하절기 및 환절기 냉방 운전시에는 온수의 사용량이 적으므로 온수 온도를 낮은 온도로 히트펌프(70)가 운전하므로 히트펌프(70)의 성능을 향상시킬 수 있다.
도 1은 종래 동절기 난방 운전시 냉ㆍ난방 시스템을 도시한 개념도.
도 2는 종래 하절기 냉방 운전시 냉ㆍ난방 시스템을 도시한 개념도.
도 3은 본 발명에 따른 동절기 및 환절기 축열 운전시 지열 및 폐열 히트펌프 냉ㆍ난방 자동절환시스템을 도시한 개념도.
도 4는 본 발명에 따른 동절기 및 환절기 난방 운전시 지열 및 폐열 히트펌프 냉ㆍ난방 자동절환시스템을 도시한 개념도.
도 5는 본 발명에 따른 동절기 및 환절기 냉방 운전시 지열 및 폐열 히트펌프 냉ㆍ난방 자동절환시스템을 도시한 개념도.
도 6은 본 발명에 따른 동절기 및 환절기 지열 열교환기로 냉방 운전시 지열및 폐열 히트펌프 냉ㆍ난방 자동절환시스템을 도시한 개념도.
도 7은 본 발명에 따른 하절기 및 환절기 축냉 운전시 지열 및 폐열 히트펌프 냉ㆍ난방 자동절환시스템을 도시한 개념도.
도 8는 본 발명에 따른 하절기 및 환절기 냉방 운전시 지열 및 폐열 히트펌프 냉ㆍ난방 자동절환시스템을 도시한 개념도.
도 9은 본 발명에 따른 하절기 및 환절기 예냉 운전시 지열 및 폐열 히트펌프 냉ㆍ난방 자동절환시스템을 도시한 개념도.
도 10은 본 발명에 따른 하절기 및 환절기 제습 운전시 지열 및 폐열 히트펌프 냉ㆍ난방 자동절환시스템을 도시한 개념도.
도 11은 본 발명에 따른 일반 건물의 냉ㆍ난방 운전시 지열 및 폐열 히트펌프 냉ㆍ난방 자동절환시스템을 도시한 개념도.
이하 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명에 따른 바람직한 실시 예를 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여, 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.
따라서, 본 명세서에 기재된 실시 예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
도 3에 도시한 바와 같이, 본 실시예의 지열 및 폐열 히트펌프 냉ㆍ난방 자동절환 시스템은 팬코일유닛(20)과 튜브레일(30)과 축열탱크(40)와 축냉탱크(50)와 공급라인(60)과 히트펌프(70)와 지열 열교환기(80)를 포함한다.
축열탱크는 온열을 저장하며, 축냉탱크는 냉열을 저장한다. 본 실시예에서는 축열탱크로서 축열탱크(40)를 예시하고, 축냉탱크로서 축냉탱크(50)를 예시하며, 온열은 온수를 냉열은 냉수를 각각 의미한다.
건물(10) 내부의 상부에는 팬코일유닛(20)(Fan coil unit)이 배치되어 있고, 건물(10) 내부의 하부에는 튜브레일(30)(Tube rail)이 배치되어 있다.
공급라인(60)은 축열탱크(40) 및 축냉탱크(50)와 팬코일유닛(20) 및 튜브레일(30) 사이에 연결되고, 다수의 냉,온수 절환밸브(MV7~MV16)가 구비되어 온수 및 냉수의 흐름을 건물(10) 내 온도조건에 따라 자동 절환하여 공급하며, 축냉탱크(50)과 축열탱크(40)의 온도와 온실의 부하 및 온도에 따라 다수의 냉,온수 절환밸브(MV1~MV6)가 구비된 지열 열교환기(80) 시스템으로 구성되며, 또한, 다수의 온도조절밸브(CV1, CV2, CV3, CV4)가 구비되어 축열탱크(40) 및 축냉탱크(50)로 유입되는 온수 및 냉수의 온도가 일정하게 조절되도록 작동한다.
히트펌프(70)는 축열탱크(40) 및 축냉탱크(50)에 연결되어 축열탱크(40) 및 축냉탱크(50)에 각각 설치된 온도센서(45, 46, 47, 48, 55, 56, 57, 58)의 설정값에 따라 자동으로 온/오프(ON/OFF)되면서 축열탱크(40)에 온수를 생산하여 공급하거나 축냉탱크(50)에 냉수를 생산하여 공급한다.
지열 열교환기(80)는 축냉탱크(50)에 연결되어 축냉탱크(50)의 온도에 따라 자동으로 온/오프(ON/OFF)되면서 운전되며, 온(ON)될 경우 온수 공급과 지열 회수 중 선택하여 운전하거나, 축냉탱크(50)에 연결되어 축냉탱크(50)의 온도에 따라 자동으로 온/오프(ON/OFF)되면서 온(ON)될 경우 냉수 공급과 지열 회수 중 선택하여 운전한다.
이하, 상기와 같이 구성된 본 발명의 지열 및 폐열 히트펌프를 이용한 냉ㆍ난방 자동절환 시스템의 작동 상태를 설명하면 다음과 같다. 이하의 설명에서 건물(10)은 온실인 것으로 하고 이에 따라 동작 조건을 설명하겠으나, 물론 본 발명의 냉ㆍ난방 자동절환 시스템이 온실에만 사용이 한정되는 것은 아니며, 주택 등의 일반 건물에서도 적용이 가능함을 미리 말해 둔다.
1. 난방 부하가 많은 동절기 난방 우선 운전방법
- 축열탱크(40)가 온수 저장탱크, 축냉탱크(50)가 냉수 저장탱크로 운전
첫째, 축열, 축냉 운전
A. 축열 운전 방법
도 3을 참조하여 설명하면, 축열탱크(40)의 하부의 낮은 온도의 온수와 히트펌프(70)의 출구의 높은 온도의 온수를 온도 조절밸브(CV1)에서 일정한 온도의 온수로 혼합하여 히트펌프(70)로 공급하여 히트펌프(70) 출구의 온수온도를 일정하게 생산하여 축열탱크(40) 상부로 공급하여 축열탱크의 성층화를 시키면서 축열 운전을 한다.
이때 축열탱크 하부에 설치된 온도센서(TE-48)의 설정값 이상이 되면 히트펌프(70)는 정지하여 축열 운전이 끝나게 된다.
히트펌프(70) 축열 운전은 온도센서(TE-47)의 설정값 이하시 운전하며, 온도센서(TE-48) 설정값 이상시 정지하면서 축열운전을 하게 된다.
B. 축냉 운전 방법
축냉탱크(50)의 상부의 높은 온도의 냉수와 히트펌프(70)의 출구의 낮은 온도의 냉수를 온도 조절밸브(CV2)에서 일정한 온도의 냉수로 혼합하여 히트펌프(70)로 공급하여 히트펌프(70) 출구의 냉수온도를 일정하게 생산하여 축냉탱크(50) 하부로 공급하여 축냉탱크의 성층화를 시키면서 축냉 운전을 한다.
이때 축냉탱크 상부에 설치된 온도센서(TE-55)의 설정값 이하가 되면 히트펌프(70)는 정지하여 축냉 운전이 끝나게 된다.
히트펌프(70) 축냉 운전은 온도센서(TE-56)의 설정값 이상시 운전하며, 온도센서(TE-55) 설정값 이하시 정지하면서 축냉운전을 하게 된다.
C. 지열 운전 방법
축냉탱크(50)의 온도센서(TE-57) 온도가 설정값 이하가 되면 지열 열교환기(80)이 온(ON)되어 지열을 회수하며, 온도센서(TE-58) 온도가 설정값 이상이 되면 지열 열교환기(80)는 오프(OFF)되면서 운전하게 된다.
둘째, 동절기 및 환절기 난방 운전
A. 난방 운전 방법
도 4를 참조하여 설명하면, 축열탱크(40)에 저장된 온수가 방향절환밸브(MV9, MV10)가 오픈(OPEN)되어 온실의 난방부하에 따라 온도조절밸브(CV3)가 일정한 온수 온도를 조절하여 튜브레일(30)로 공급되는데, 온도조절밸브(CV3)를 통하여 환수되는 온수의 온도를 일정하게 조절하여 축열탱크(40)로 방향절환밸브(MV12)를 통하여 환수되어 축열탱크(40)의 성층화가 잘 되도록 한다.
이때, 건물(10)의 난방 부하에 따라 방향절환밸브(MV16)의 개폐 상태가 결정되며, 방향절환밸브(MV16)의 개폐에 따라 튜브레일(30)을 통과한 온수는 팬코일유닛(20)으로 공급되거나 방향절환밸브(MV15)을 통하여 축열탱크(40)로 유입되면서 팬코일 유닛(20)이 온/오프(ON/OFF)되면서 온실의 온도를 일정하게 유지하며 운전된다.
이렇게 튜브레일(30)과 팬코일유닛(20)을 직열로 사용하므로 낮은 온도로 난방이 가능하며, 온수의 환수 온도를 30℃ 이하로 일정하게 유지하므로 축열탱크(40)의 성층화가 잘되며 축열탱크(40)의 축열량을 많이 저장할 수 있는 이점이 있다.
B. 동시 운전 방법
축열탱크(40) 하부의 30℃의 물과 히트펌프(70) 출구의 48℃ 온수를 온도조절밸브(CV1)를 통하여 일정하게 조절하면서 히트펌프(70)의 48℃ 온수를 축열탱크(40) 상부로 공급하며, 공급된 온수를 건물(10)의 부하에 따라 사용하면서 운전되어진다.
지열 열교환기(80)는 축냉탱크(50)의 온도에 의하여 지열 펌프(85)가 가동하며, 필요 이상 가동하지 않도록 설정한다.
또한, 히트펌프(70)는 축열탱크(40)에 설치된 온도센서(45, 46, 47, 48)과 축냉탱크(50)에 설치된 온도센서(55, 56, 57, 58)의 설정값에 따라 자동으로 온/오프(ON/OFF)되면서 운전하며 필요 이상 온(ON)되지 않도록 설정한다.
특히, 야간에 히트펌프(70)의 운전은 축열탱크(40)의 온수를 다 소비하도록 필요 이상 온(ON)되지 않도록 설정한다.
셋째, 동절기 및 환절기 냉방 운전
A. 주간 냉방 운전 방법(히트펌프 축열 운전시)
도 5를 참조하여 설명하면, 히트펌프(70)가 축열탱크(40)의 축열 운전을 하면서 생산되는 냉수로 냉방 운전을 할 경우
축냉탱크(50)의 냉수가 방향절환밸브(MV7, MV8)가 오픈(OPEN)되어 온실의 냉방부하에 따라 온도조절밸브(CV3)가 일정한 냉수 온도를 조절하여 건물(10)로 공급되는데, 온도조절밸브(CV3)를 통하여 환수되는 냉수의 온도를 일정하게 조절하여 축냉탱크(50)으로 방향절환밸브(MV11)를 통하여 환수되어 축냉탱크(50)의 성층화가 잘 되도록 한다.
이때, 방향절환밸브(MV14)는 오픈(OPEN)되고 방향절환밸브(MV13)는 닫힘(Close)되어 냉수가 튜브레일(30)로 공급되지 않고 팬코일유닛(20)으로만 공급되도록 하며, 건물(10)의 냉방 부하에 따라 팬코일유닛(20)이 온/오프(ON/OFF)되면서 냉방 운전되며, 환수되는 냉수는 방향절환밸브(MV11, MV8)를 통하여 축냉탱크(50) 상부로 유입된다.
B. 주간 냉방 운전 방법(히트펌프 정지시)
도 6을 참조하여 설명하면, 히트펌프(70)가 축열탱크(40)의 축열 운전이 끝나 냉수을 생산하지 못할 경우
축냉탱크(50)의 냉수 온도가 상승하여 지열 열교환기(80) 온도보다 축냉탱크(50)의 온도가 높을 경우 방향절환밸브(MV5, MV6)가 오픈(OPEN)되어 축냉탱크 상부의 냉수를 지열펌프(85)를 통하여 지열 열교환기(80)를 통과 한 온도가 낮아진 냉수를 방향절환밸브(MV6)을 통하여 축냉탱크 하부로 공급한다.
지열 열교환기(80)에서 축냉탱크(50) 하부로 유입된 냉수를 상기 건물(10) 냉방운전 방식으로 냉방 운전을 하므로 건물(10)의 냉방 운전을 지속적으로 할 수 있으며, 지열 열교환기(80)은 야간에 히트펌프(70)가 난방 운전을 하면서 낮아진 지열 온도를 복원시켜 야간에 히트펌프(70) 운전시 높은 온도로 운전 할 수 있으므로 히트펌프(70)의 성능을 향상시키는 2가지 장점이 있으므로 에너지 절감의 효과를 가져 올수 있다.
이와 같은 운전 방식은
첫째; 건물(10)의 폐열로 히트펌프(70)를 축열운전을 하므로 히트펌프의 성능을 향상시키고
둘째; 건물(10)의 냉방을 지열 열교환기(80)로 하므로 냉방 운전비를 줄 일 수 있으며,
셋째; 축냉탱크(50)와 지열 열교환기(80)의 온도을 높여 야간에 히트펌프(70)가 운전시 히트펌프(70)의 성능을 향상시켜 운전비를 줄일수 이으며,
넷째; 건물(10)의 폐열을 이용하므로 지열 열교환기(80)의 용량 줄여 공사비를 줄일 수 있는 이점이 있다.
2. 냉방 부하가 많은 하절기 냉방 우선 운전방법
- 축열탱크(40)가 냉수 저장탱크, 축냉탱크(50)가 온수 저장탱크로 운전
첫째, 축냉, 축열 운전
A. 축냉 운전 방법
도 7을 참조하여 설명하면, 축냉탱크(40)의 상부의 높은 온도의 냉수와 히트펌프(70)의 출구의 낮은 온도의 냉수를 온도 조절밸브(CV1)에서 일정한 온도의 온수로 혼합하여 히트펌프(70)로 공급하여 히트펌프(70) 출구의 냉수온도를 일정하게 생산하여 축냉탱크(40) 하부로 공급하여 축냉탱크의 성층화를 시키면서 축냉 운전을 한다.
이때 축냉탱크 상부에 설치된 온도센서(TE-45)의 설정값 이하가 되면 히트펌프(70)는 정지하여 축냉 운전이 끝나게 된다.
히트펌프(70) 축냉 운전은 온도센서(TE-46)의 설정값 이상시 운전하며, 온도센서(TE-45) 설정값 이하시 정지하면서 축냉운전을 하게 된다.
B. 축열 운전 방법
도 7을 참조하여 설명하면, 축열탱크(50)의 하부의 낮은 온도의 온수와 히트펌프(70)의 출구의 높은 온도의 온수를 온도 조절밸브(CV2)에서 일정한 온도의 온수로 혼합하여 히트펌프(70)로 공급하여 히트펌프(70) 출구의 온수온도를 일정하게 생산하여 축열탱크(50) 상부로 공급하여 축열탱크의 성층화를 시키면서 축열 운전을 한다.
이때 축열탱크 하부에 설치된 온도센서(TE-58)의 설정값 이상이 되면 히트펌프(70)는 정지하여 축열 운전이 끝나게 된다.
히트펌프(70) 축냉 운전은 온도센서(TE-57)의 설정값 이하시 운전하며, 온도센서(TE-58) 설정값 이상시 정지하면서 축열운전을 하게 된다.
C. 지열 운전 방법
도 7을 참조하여 설명하면, 축열탱크(50)의 온도센서(TE-56) 온도가 설정값 이상이되면 지열 열교환기(80)이 온(ON)되어 지열을 회수하며, 온도센서(TE-55) 온도가 설정값 이하가되면 지열 열교환기(80)은 오프(OFF)되면서 운전하게 된다.
둘째, 하절기 및 환절기 냉방 운전
A. 냉방 운전 방법(야간 저온처리)
도 8을 참조하여 설명하면, 축냉탱크(40)에 저장된 냉수를 방향절환밸브(MV9, MV10)가 오픈(OPEN)되어 온실의 냉방부하에 따라 온도조절밸브(CV3)가 일정한 냉수 온도를 조절하여 방향절환밸브(MV14)를 통하여 팬코일유닛(20)으로 공급되는데, 온도조절밸브(CV3)를 통하여 환수되는 냉수의 온도를 일정하게 조절하여 축냉탱크(40)으로 방향절환밸브(MV11)를 통하여 환수되어 축냉탱크(40)의 성층화가 잘 되도록 한다.
이 때, 건물(10)의 냉방 부하에 따라 팬코일 유닛(20)이 온/오프(ON/OFF)되면서 온실의 온도를 일정하게 유지하며 운전된다.
B. 냉방 예냉 운전 방법
도 9를 참조하여 설명하면, 하절기 일몰 직후 건물(10)의 온도를 20℃아하로 저온처리를 하기 위하여 상기 A의 저온 처리운전을 하여야 한다.
이때 주간의 건물(10) 내부 온도는 40℃ 이상 고온인 상태로 유지되므로 온실 내부에 설치된 팬코일유닛(20)과 배관내의 물이 높은 온도로 유지되므로 초기 냉방 부하가 많은 상태이다.
이러한 초기 냉방 부하를 축냉된 냉수로 처리 할 경우 냉방 운전비가 많이 소요되며, 급격한 저온처리 효과를 가져 올수 없는 상황이다.
이러한 건물(10)의 특성을 고려하여 냉방 예냉 운전이 필요하다.
저온처리 운전은 작물의 특성상 일몰 직후부터 시작하므로 일몰 직후 일정 시간 이전에 방향절환밸브(MV5, MV6)을 오픈(OPEN)시켜 지열순환펌프(85)을 가동하여 지열 열교환기(80)의 냉수를 건물(10) 내부에 설치된 팬코일 유닛트(20)로 순환하여 팬코일 유닛트(20)를 가동하여 건물(10) 내부의 온도를 일정 부분 낮게 유지하며, 특히 배관 내부의 높은 온도의 물을 지열 열교환기(80)의 낮은 온도의 물로 순환하여 일몰 직후의 저온처리까지 운전하게 된다.
저온처리 운전이 시작되면 지열펌프(85)는 정지하고 방향절환밸브(MV5, MV6)은 닫혀(CLOSE) 냉방 예냉 운전이 종료한다.
이와 같은 운전 방식은
첫째; 건물(10)의 저온처리를 신속하게 할 수 있으며,
둘째; 초기 냉방 부하를 지열 열교환기(80)로 처리하므로 운전비를 절감할 수 있는 장점이 있다.
이상과 같이, 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며, 온실의 냉ㆍ난방에 국한되지 않으며, 일반 적으로 냉열과 온열을 동시에 사용되는 모든 대상에 적용이 가능하다.
도 11은 온실이 아닌 일반 건물의 경우에서 본 발명의 시스템을 적용한 예를 도시한 것으로, 이 경우 상기 건물(10)은 주거 생활 공간, 즉 일반 건물이나 냉,온수를 많이 사용하는 사업장 등과 같이 상온이 유지되는 일반 건물이다. 이 때 상기 건물(10)의 냉ㆍ난방 운전시, 본 발명의 시스템을 사용하여 상기 축열탱크(40) 및 상기 축냉탱크(50)에 저장된 냉ㆍ온열을 사용하여, 바닥 난방 코일(100)에 항상 온수를 순환시키고, 냉ㆍ난방에 따라 상기 팬코일유닛(20)에서 냉ㆍ온열이 선택적으로 순환되도록 함으로써 냉ㆍ난방을 선택적으로 수행하도록 할 수 있다.
도 11에서는 상기 건물(10) 내 배치되되, 상기 공급라인(60)과 연결되어 있는 튜브레일(30)과 팬코일 유닛트(20)를 분리하는 추가공급라인(61)이 더 구비되어 있는 것이 도시되어 있으며, 이 때 작동 형태는 상기 건물(10)이 온실일 경우 하절기 및 환절기의 제습 운전시의 작동 상태를 도시한 도 10에서와 유사하다. 도 10의 실시예에서의 튜브레일(30)과 도 11의 실시예에서의 바닥 난방 코일(100)은 동일한 역할을 수행하고는 있으나, 다만 도 10의 경우 상기 건물(10)이 온실인 것으로 가정하고 있으며, 도 11에서는 상기 건물(10)이 일반 건물인 것으로 가정하고 있는 바 이의 구별을 위하여 도면부호를 달리 선택하였음을 말해 둔다.
본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술 사상과 아래에 기재될 청구범위의 균등 범위 내에서 다양한 수정 및 변형 가능함은 물론이다.
10 : 온실 20 : 팬코일유닛
30 : 튜브레일 40 : 축열탱크
45~48 : 온도센서 50 : 축냉탱크
55~58 : 온도센서 60 : 공급라인
70 : 히트펌프 80 : 지열 열교환기
85 : 지열 펌프
100 : 바닥 난방 코일
MV : 방향절환밸브 CV : 온도 조절밸브

Claims (7)

  1. 온열을 저장하는 축열탱크(40)와 냉열을 저장하는 축냉탱크(50);
    건물(10) 내 상부에 배치되는 팬코일유닛(20)과 상기 건물(10)의 하부에 배치되는 튜브레일(30);
    상기 축열탱크(40) 및 상기 축냉탱크(50)와 상기 팬코일유닛(20) 및 상기 튜브레일(30) 사이에 연결되고, 다수의 방향절환밸브(MV7, MV8, MV9, MV10, MV11, MV12, MV13, MV14, MV15, MV16)가 구비되어 상기 온열 및 상기 냉열의 흐름을 상기 건물(10) 내 온도조건에 따라 자동 절환하여 공급하고, 적어도 하나 이상의 온도조절밸브(CV3)가 구비되어 상기 축열탱크(40) 및 상기 축냉탱크(50)로 환수되는 상기 온열 및 상기 냉열의 온도가 일정하게 조절되도록 작동하는 공급라인(60);
    상기 축열탱크(40) 및 상기 축냉탱크(50)에 연결되어 상기 축열탱크(40) 및 상기 축냉탱크(50)에 각각 설치된 온도센서(45, 46, 47, 48, 55, 56, 57, 58)의 설정값에 따라 자동으로 온/오프(ON/OFF)되면서 운전하여 상기 축열탱크(40)에 온열을 생산하여 공급하거나 상기 축냉탱크(50)에 냉열을 생산하여 공급하는 히트펌프(70);
    상기 히트펌프(70)에 연결되어 히트펌프(70)에서 생산되는 냉수와 온수의 온도를 일정하게 하기 위한 온도 조절밸브(CV1,CV2);
    상기 축열탱크(50)에 연결되어 상기 축열탱크(50)의 온도에 따라 자동으로 온/오프(ON/OFF)되면서 운전하며 온(ON)될 경우 온열 공급과 지열 회수 중 선택하여 운전하거나, 상기 축열탱크(40)에 연결되어 건물(10)의 냉방 부하에 따라 자동으로 온/오프(ON/OFF)되면서 운전하며 온(ON)될 경우 냉열 공급과 지열 회수 중 선택하여 운전하는 지열 열교환기(80); 를 포함하여 이루어지며,
    지열 열교환기(80)에 연결된 축열탱크(40)과 축냉탱크(50) 사이에 연결된 다수의 방향절환밸브(MV1, MV2, MV3, MV4, MV5, MV6)가 구비되어 상기 온열 및 상기 냉열의 흐름을 축냉탱크(50)의 온도 조건과 건물(10)의 온도 조건에 따라 자동 절환하여 공급하는 것을 특징으로 하는 지열 및 폐열 히트펌프 냉ㆍ난방 자동절환시스템.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 건물(10) 내 배치되되, 상기 공급라인(60)과 연결되어 있는 튜브레일(30)과 팬코일 유닛트(20)를 분리하는 추가공급라인(61) 및 상기 추가공급라인(61)에 구비되는 온도조절밸브(CV4)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 지열 및 폐열 히트펌프 냉ㆍ난방 자동절환시스템.
  3. 제 1항에 있어서,
    동절기 및 환절기 난방 운전시,
    상기 축열탱크(40)에 저장된 온열이 상기 튜브레일(30)로 공급되도록 방향절환밸브(MV9, MV10, MV12, MV13, MV16)가 각각 절환되되, 상기 축열탱크(40)로 환수되는 온열의 온도가 일정하게 조절되도록 상기 온도조절밸브(CV3)가 작동하고,
    상기 건물(10)의 난방 부하에 따라 상기 튜브레일(30)을 통과한 온열이 상기 팬코일유닛(20)으로 공급되거나 상기 축열탱크(40)로 유입되도록 방향절환밸브(MV15, MV16)가 절환되며,
    상기 팬코일유닛(20)은 상기 건물(10) 내부의 온도에 따라 온/오프(ON/OFF)되면서 상기 건물(10) 내부의 온도를 조절하며,
    상기 지열 열교환기(80)는 상기 축냉탱크(50)에 연결되어 상기 축냉탱크(50)의 온도에 따라 방향절환밸브(MV1, MV2, MV3, MV4)가 작동되며, 건물(10)의 냉방 부하에 따라 방향절환밸브(MV5, MV6)가 작동되면서 지열 열교환기(80)의 지열펌프(85)가 자동으로 온/오프(ON/OFF)되면서 운전하는 것을 특징으로 하는 지열 및 폐열 히트펌프 냉ㆍ난방 자동절환시스템.
  4. 제 1항에 있어서,
    동절기 및 환절기 냉방 운전시,
    상기 축냉탱크(50)에 저장된 냉열이 상기 팬코일유닛(20)으로 공급되도록 상기 방향절환밸브(MV7, MV8, MV11, MV14)가 각각 절환되되, 상기 축냉탱크(50)로 환수되는 냉수의 온도가 일정하게 조절되도록 상기 온도조절밸브(CV3)가 작동하고,
    상기 건물(10)의 냉방 부하에 따라 상기 팬코일유닛(20)이 온/오프(ON/OFF)되면서 냉방 운전되며,
    상기 지열 열교환기(80)는 상기 축냉탱크(50)에 연결되어 상기 축냉탱크(50)의 온도에 따라 방향절환밸브(MV1, MV2, MV3, MV4)가 작동되면서 지열 열교환기(80)가 자동으로 온/오프(ON/OFF)되며, 하절기 예냉 운전시 방향절환밸브(MV5, MV6)이 오픈(OPEN)되어 지열 열교환기(80)으로 건물(10)을 예냉 운전하는 것을 특징으로 하는 지열 및 폐열 히트펌프 냉ㆍ난방 자동절환시스템.
  5. 제 2항에 있어서,
    동절기 및 환절기 제습 운전시,
    상기 축냉탱크(50)에 저장된 냉열이 상기 팬코일유닛(20)으로 공급되도록 하고, 상기 팬코일유닛(20)을 통과한 냉열은 상기 축냉탱크(50)로 유입되도록 상기 방향절환밸브(MV7, MV8, MV11, MV14)가 각각 절환되되, 상기 축냉탱크(50)로 환수되는 냉수의 온도가 일정하게 조절되도록 상기 온도조절밸브(CV3)가 작동하고,
    상기 건물(10) 내 온도가 설정값 이하가 될 경우 상기 축열탱크(40)의 온열이 상기 튜브레일(30)으로 순환되도록 하며,
    상기 지열 열교환기(80)는 상기 축냉탱크(50)에 연결되어 상기 축냉탱크(50)의 온도에 따라 자동으로 온/오프(ON/OFF)되면서 운전하는 것을 특징으로 하는 지열 및 폐열 히트펌프 냉ㆍ난방 자동절환시스템.
  6. 제 1항에 있어서,
    하절기 및 환절기 냉방 운전시,
    상기 축냉탱크(40)에 저장된 냉열이 상기 팬코일유닛(20)으로 공급되도록 하고, 상기 팬코일유닛(20)을 통과한 냉열은 상기 축냉탱크(50)로 유입되도록 상기 방향절환밸브(MV9, MV10, MV11, MV14)가 절환되되, 상기 축냉탱크(40)로 환수되는 냉수의 온도가 일정하게 조절되도록 상기 온도조절밸브(CV3)가 작동하고,
    상기 건물(10)의 냉방 부하에 따라 상기 팬코일유닛(20)이 온/오프(ON/OFF)되면서 냉방 운전되며,
    상기 지열 열교환기(80)는 상기 축열탱크(50)에 연결되어 상기 축열탱크(50)의 온도에 따라 자동으로 온/오프(ON/OFF)되면서 운전하는 것을 특징으로 하는 지열 및 폐열 히트펌프 냉ㆍ난방 자동절환시스템.
  7. 제 2항에 있어서,
    상기 건물(10)은 주거 생활 공간을 포함하는 일반 건물이며,
    상기 건물(10)의 냉ㆍ난방 운전시,
    상기 축열탱크(40) 및 상기 축냉탱크(50)에 저장된 냉ㆍ온열을 사용하여, 바닥 난방 코일(100)에 항상 온수를 순환시키고, 냉ㆍ난방에 따라 상기 팬코일유닛(20)에서 냉ㆍ온열이 선택적으로 순환되도록 함으로써 냉ㆍ난방을 선택적으로 수행하는 것을 특징으로 하는 지열 및 폐열 히트펌프 냉ㆍ난방 자동절환시스템.
KR1020100055362A 2010-06-11 2010-06-11 지열 및 폐열 히트펌프를 이용한 냉ㆍ난방 자동절환 시스템 KR101001736B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020100055362A KR101001736B1 (ko) 2010-06-11 2010-06-11 지열 및 폐열 히트펌프를 이용한 냉ㆍ난방 자동절환 시스템

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020100055362A KR101001736B1 (ko) 2010-06-11 2010-06-11 지열 및 폐열 히트펌프를 이용한 냉ㆍ난방 자동절환 시스템

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR101001736B1 true KR101001736B1 (ko) 2010-12-15

Family

ID=43512979

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020100055362A KR101001736B1 (ko) 2010-06-11 2010-06-11 지열 및 폐열 히트펌프를 이용한 냉ㆍ난방 자동절환 시스템

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101001736B1 (ko)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101046540B1 (ko) * 2011-01-06 2011-07-05 주식회사 선이앤씨 지열을 이용한 냉·난방 시스템
KR101186903B1 (ko) 2012-05-03 2012-10-09 에너지귀뚜라미(주) 냉,난방용 하이브리드 히트펌프장치의 제어방법
CN103438530A (zh) * 2013-09-18 2013-12-11 河南科技大学 一种地冷与冰蓄冷联合制冷***

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100506764B1 (ko) 2003-06-11 2005-08-10 에치피시스템테크(주) 지열 및 폐열을 이용한 히트펌프시스템
KR200418013Y1 (ko) 2006-03-13 2006-06-07 박지선 병렬 연결식 다수의 실외기를 포함하는 지열을 이용한히트펌프식 냉난방장치
KR100797414B1 (ko) 2006-12-12 2008-01-23 한국신재생에너지주식회사 지열과 폐열을 이용한 하이브리드 냉난방 및 온수생성시스템

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100506764B1 (ko) 2003-06-11 2005-08-10 에치피시스템테크(주) 지열 및 폐열을 이용한 히트펌프시스템
KR200418013Y1 (ko) 2006-03-13 2006-06-07 박지선 병렬 연결식 다수의 실외기를 포함하는 지열을 이용한히트펌프식 냉난방장치
KR100797414B1 (ko) 2006-12-12 2008-01-23 한국신재생에너지주식회사 지열과 폐열을 이용한 하이브리드 냉난방 및 온수생성시스템

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101046540B1 (ko) * 2011-01-06 2011-07-05 주식회사 선이앤씨 지열을 이용한 냉·난방 시스템
KR101186903B1 (ko) 2012-05-03 2012-10-09 에너지귀뚜라미(주) 냉,난방용 하이브리드 히트펌프장치의 제어방법
CN103438530A (zh) * 2013-09-18 2013-12-11 河南科技大学 一种地冷与冰蓄冷联合制冷***

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101046540B1 (ko) 지열을 이용한 냉·난방 시스템
KR101269603B1 (ko) 태양열 난방시스템 통합제어장치 및 이를 이용한 제어방법
US10165734B1 (en) Growing system mixing box
US10405501B1 (en) Growing system mixing box with CO2 containing exhaust inlet and cooling and heating coils in series
KR101142421B1 (ko) 패키지형 펌프모듈 및 이를 이용한 냉난방시스템
KR101001736B1 (ko) 지열 및 폐열 히트펌프를 이용한 냉ㆍ난방 자동절환 시스템
US11416013B2 (en) Micro chiller-based heating, ventilation and air conditioning system
KR102410044B1 (ko) 온수와 냉수 축열조 동시 운용 농업용 지열 시스템 및 이의 시공 방법
KR20140147385A (ko) 온실용 히트펌프시스템의 온실 열회수 기능 및 열원공급용 공조기
KR20100067156A (ko) 온실용 하이브리드 히트펌프식 열교환 시스템
KR102046647B1 (ko) 재배 시설용 보일러 시스템
KR101838797B1 (ko) 단일의 축열조를 이용하여 냉난방을 동시에 수행하는 지열냉난방장치 및 이의 제어방법
KR101309555B1 (ko) 태양열 냉방겸용 급탕시스템
Romanska-Zapala et al. Need for automatic bypass control to improve the energy efficiency of a building through the cooperation of a horizontal ground heat exchanger with a ventilation unit during transitional seasons: a case study
KR100922821B1 (ko) 온실용 냉·난방 절환 시스템
KR101351840B1 (ko) 재열기능이 보유된 온실용 공조기가 설치되는 히트펌프시스템
Ge et al. Energy saving system based on heat pump for maintain microclimate of the agricultural objects: Energy saving system for agriculture
CN102735007B (zh) 核电站核废物厂房工艺用全年冷负荷节能保障***
EP2711644B1 (en) Cooling system using cold air on inter-seasonal basis
KR101131187B1 (ko) 지하공기열원을 이용한 냉난방 시스템 및 그 냉난방 시스템의 제어방법
KR101792612B1 (ko) 히트펌프 자동운전 시스템
KR101445619B1 (ko) 온실용 지열 및 공기열원의 하이브리드 히트펌프시스템의 제어방법
KR102450047B1 (ko) 에너지 절감형 항온항습 공조시스템
CN205641292U (zh) 自动控温选择性储冷的自循环冷却***
EP3096089B1 (en) System for controlling the energy balance of a property

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
A302 Request for accelerated examination
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20131031

Year of fee payment: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20141205

Year of fee payment: 5

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20151209

Year of fee payment: 6

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20161209

Year of fee payment: 7

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20180823

Year of fee payment: 8

R401 Registration of restoration
LAPS Lapse due to unpaid annual fee