KR101145978B1 - Heat pump type air conditioning system using waste heat - Google Patents

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KR101145978B1 KR1020100117261A KR20100117261A KR101145978B1 KR 101145978 B1 KR101145978 B1 KR 101145978B1 KR 1020100117261 A KR1020100117261 A KR 1020100117261A KR 20100117261 A KR20100117261 A KR 20100117261A KR 101145978 B1 KR101145978 B1 KR 101145978B1
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정동필
나기윤
신승교
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최규원
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김민회
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주식회사 귀뚜라미 범양냉방
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Abstract

PURPOSE: A heat pump type air conditioning system using waste heat is provided to prevent an over-cooling cycle operation caused by a drop of a condensing temperature so that a damage of a device is prevented. CONSTITUTION: A heat pump type air conditioning system using waste heat comprises an air conditioner(210), a cooling tower(260), a heat pump(270), a heating boiler(220), a hot water-load circulating water heat exchanger(230), a water-cooling refrigerator(240), a cooling water-heat source circulating water heat exchanger(250), and a MICOM(280). The air conditioner cools or heats air by using a cooling coil(214) and heating coil(215), thereby supplying the cooled or heated air to indoor. The heat pump heats or cools water supplied according to a circulation direction of refrigerant. The hot water-load circulating water heat exchanger heat-exchanges hot water returned after being discharged from the heating boiler and water circulating the heating coil of the air conditioner and the inner space of the heat pump each other. The water-cooling refrigerator supplies the water cooled while passing through an evaporator for a refrigerator to the cooling coil of the air conditioner and transfers heat to the cooling water through a refrigeration cycle. The cooling water-heat source circulating water heat exchanger heat-exchanges the cooling water being transferred to the cooling tower from the water-cooling refrigerator and the water circulating the inner space of the heat pump.

Description

폐열원 히트펌프 공조 시스템{Heat pump type air conditioning system using waste heat}Heat pump type air conditioning system using waste heat}

본 발명은 폐열원 히트펌프 공조 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 폐열원인 응축 배열을 히트펌프의 열원으로 재사용함에 있어서, 냉난방 부하의 변동에 따라 공조 시스템의 각 구성들을 정밀하게 제어함으로써 에너지 효율을 높이고, 응축 온도의 하락에 따른 과냉 냉동 싸이클 운전을 방지하여 장비의 손상을 방지하며, 주변 온도에 따라 냉각수의 온도가 내려가서 관로가 동파되는 것을 방지할 수 있는 폐열원 히트펌프 공조 시스템에 관한 것이다.
The present invention relates to a waste heat source heat pump air conditioning system. More particularly, in reusing a waste heat source condensation array as a heat source of a heat pump, energy efficiency can be precisely controlled by precisely controlling each component of the air conditioning system according to a change in heating and cooling load. The present invention relates to a waste heat source heat pump air conditioning system that prevents damage to equipment by increasing the temperature, and prevents subcooled refrigeration cycle operation due to a drop in condensation temperature. .

일반적으로 반도체 생산라인 플랜트나 사무실 밀집형 대형 건물을 비롯한 다양한 실내 공간에는 연중 냉난방 부하가 존재하므로 공조 시스템(air condition-ing system)을 적용하여 4계절 내내 가동하고 있는 실정이다.In general, there are year-round air-conditioning loads in various indoor spaces such as semiconductor production line plants or large office buildings. Therefore, air condition-ing systems are used to operate all four seasons.

도 1에 도시된 바와 같이 이러한 공조 시스템(100)은 냉난방용 공기를 제공하는 공조기(110)와, 난방용 온수를 공급하는 보일러(120)와, 냉방용 냉수를 공급하는 수냉식 냉동기(130) 및 응축 배열을 방출하는 냉각탑(140)을 구비한다.As shown in FIG. 1, the air conditioning system 100 includes an air conditioner 110 for providing air for heating and cooling, a boiler 120 for supplying hot water for heating, a water-cooled freezer 130 for supplying cooling cold water, and condensation. It has a cooling tower 140 that emits an array.

그리고, 공조기(110)는 흡입 덕트(111), 필터(112), 가습기(113), 냉각 코일(114), 가열 코일(115) 및 송풍기(116) 등을 포함하여 구성되고, 난방 보일러(120)는 온수 순환펌프(121)에 의해 강제 순환되는 온수를 가열 코일(115)에 공급하며, 수냉식 냉동기(130)는 냉수 순환펌프(131)에 의해 강제 순환되는 냉수를 냉각 코일(114)에 공급한다.The air conditioner 110 includes a suction duct 111, a filter 112, a humidifier 113, a cooling coil 114, a heating coil 115, a blower 116, and the like, and includes a heating boiler 120. ) Supplies hot water forcedly circulated by the hot water circulation pump 121 to the heating coil 115, and the water-cooled refrigerator 130 supplies cold water forcedly circulated by the cold water circulation pump 131 to the cooling coil 114. do.

따라서, 냉각 코일(114)에 냉수가 공급되고 있는 상태에서 송풍기(116)가 가동되면 실내로 차가운 공기를 제공하고, 가열 코일(115)에 온수가 공급되고 있는 상태에서 송풍기(116)가 가동되면 실내로 따뜻한 공기를 제공하도록 하며, 이 과정에서 필터(112) 및 가습기(113)를 이용하여 오염된 공기를 필터링하고 적절한 습도를 유지하도록 한다.Therefore, when the blower 116 is operated in the state where the cold water is supplied to the cooling coil 114, the cool air is supplied to the room, and when the blower 116 is operated while the hot water is supplied to the heating coil 115. In order to provide warm air to the room, the filter 112 and the humidifier 113 is used in this process to filter the contaminated air and maintain proper humidity.

그러나, 이상과 같은 종래의 공조 시스템(100)은 수냉식 냉동기(130)의 증발기(미도시)에 냉수를 통과시킨 다음 냉각 코일(114)에 공급하고, 냉각 코일(114)에서 회수된 냉수는 다시 증발기(미도시)로 유입되는 냉수 순환 폐회로를 형성한다. 아울러, 냉각탑(140)을 순환하는 냉각수는 응축기(미도시)를 통과시킴으로써 수냉식 냉동기(130)에서 별도의 냉매 싸이클이 이루어지도록 하고, 이때 수냉식 냉동기(130)의 응축기에서 발생된 응축 배열을 냉각수가 흡열한 다음 냉각탑(140)에서 버려지도록 하고 있었다. However, the conventional air conditioning system 100 as described above passes the cold water through the evaporator (not shown) of the water-cooled refrigerator 130 and then supplies it to the cooling coil 114, the cold water recovered from the cooling coil 114 is again A cold water circulation closed circuit flowing into the evaporator (not shown) is formed. In addition, the cooling water circulating through the cooling tower 140 allows a separate refrigerant cycle to be made in the water-cooled refrigerator 130 by passing through a condenser (not shown), and in this case, the condensation array generated in the condenser of the water-cooled refrigerator 130 is cooled by the cooling water. After the endotherm was discarded in the cooling tower 140.

따라서, 응축 배열이 단순한 폐열로 취급되어 냉각탑(140)을 통해 무의미하게 버려진다는 문제점이 있음은 물론, 이상과 같이 응축 배열을 무의미하게 버리면서도 난방을 필요로 하는 공간을 위해서 화석 연료를 사용하고 이산화탄소를 배출하는 보일러(120)를 가동시켜 온수를 제공하는 비합리적인 방식이 적용되고 있었다는 문제점이 있었다.Therefore, there is a problem that the condensation arrangement is treated as simple waste heat and is discarded insignificantly through the cooling tower 140. Of course, fossil fuel is used for the space requiring heating while insignificantly discarding the condensation arrangement as described above. There was a problem that an irrational method of providing hot water by operating the boiler 120 for discharging was applied.

한편, 이상과 같은 문제점을 해결하기 위해 응축 배열을 열원으로 재사용할 수 있는 히트펌프(heat pump)를 채택한 공조 시스템이 일부에서 제공되고 있기는 하지만, 냉난방 부하의 변동에 따라 공조 시스템의 각 구성들을 정밀하게 제어할 수 없어서 오히려 에너지 효율이 낮다는 문제점이 있었다.In order to solve the above problems, some air conditioning systems employing a heat pump capable of reusing the condensation array as a heat source have been provided. There was a problem that the energy efficiency is rather low because it can not control precisely.

또한, 수냉식 냉동기(130)에 의해 발생하는 응축 배열을 열원으로 히트펌프를 가동시킴에 있어서, 냉동 싸이클이 계속해서 반복되면 응축 온도가 과도하게 내려가는 과냉 냉동 싸이클이 이루어져 액화된 냉매가 압축기(미도시) 내로 유입되는 등 각종 장비에 손상이 발생함에도 수냉식 냉동기(130)의 응축온도를 제어하는 구성을 구비하지 못하고 있다는 문제점이 있었다. In addition, in operating the heat pump using the condensation arrangement generated by the water-cooled refrigerator 130 as a heat source, if the refrigeration cycle is repeated repeatedly, the condensation temperature is excessively lowered to form a sub-cooling refrigeration cycle, thereby liquefying the refrigerant (not shown). There was a problem in that it does not have a configuration for controlling the condensation temperature of the water-cooled refrigerator (130) even when damage occurs to various equipment, such as introduced into).

또한, 주변 온도가 낮거나 혹은 응축 온도가 과도하게 하락하는 경우 냉각수의 온도가 내려가서 관로나 열교환기가 동파될 수 있음에도 불구하고 종래에는 이러한 손상을 방지하는 구성을 구비하지 못하고 있다는 문제점이 있었다.
In addition, when the ambient temperature is low or the condensation temperature is excessively lowered, although the temperature of the cooling water may be lowered and the pipe or the heat exchanger may be freeze, there is a problem in the prior art that it is not provided with a configuration for preventing such damage.

본 발명은 전술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위해 제안된 것으로, 폐열원인 응축 배열을 히트펌프의 열원으로 재사용함에 있어서, 냉난방 부하의 변동에 따라 공조 시스템의 각 구성들을 정밀하게 제어함으로써 에너지 효율을 높이고, 응축 온도의 하락에 따른 과냉 냉동 싸이클 운전을 방지하여 장비의 손상을 방지하며, 주변 온도에 따라 냉각수의 온도가 내려가서 관로가 동파되는 것을 방지할 수 있는 폐열원 히트펌프 공조 시스템을 제공하고자 한다.
The present invention has been proposed to solve the above problems, and in reusing the condensation array, which is a waste heat source, as a heat source of the heat pump, it is possible to increase energy efficiency by precisely controlling each component of the air conditioning system according to the change of the heating and cooling load. To prevent the damage of equipment by preventing the operation of subcooled refrigeration cycle due to the drop of condensation temperature, and to provide the waste heat source heat pump air conditioning system that can prevent the condensation of the pipeline due to the cooling water temperature falling according to the ambient temperature. .

이를 위해, 본 발명에 따른 폐열원 히트펌프 공조 시스템은 냉각 코일과 가열 코일을 이용해 공기를 냉각하거나 가열하여 공조공간인 실내로 공급하는 공조기와; 옥외에 설치된 냉각탑과; 냉매의 순환 방향에 따라 공급된 물을 가열하거나 냉각하는 히트펌프와; 난방에 사용되는 온수를 공급하는 난방 보일러와; 상기 난방 보일러에서 출수되었다가 다시 환수되는 온수와 상기 공조기의 가열 코일과 상기 히트펌프 내부를 순환하는 물을 서로 열교환시키는 온수 대 부하측 순환수 열교환기와; 냉동기용 증발기를 통과하면서 냉각된 냉수는 상기 공조기의 냉각 코일에 제공하고, 상기 냉각 코일을 통과한 후 회수된 냉수 순환수는 냉동 싸이클을 통해 냉각수에 열을 전달하며, 상기 냉각수는 냉동기용 응축기를 통과시킨 후 상기 냉각탑으로 보내는 수냉식 냉동기와; 상기 수냉식 냉동기에서 상기 냉각탑으로 보내지는 냉각수와, 상기 히트펌프 내부를 순환하는 물을 서로 열교환시킴으로써, 상기 수냉식 냉동기의 응축기를 통과하면서 상기 냉각수가 흡열한 응축 배열을 상기 히트펌프의 열원으로 사용되도록 하는 냉각수 대 열원측 순환수 열교환기; 및 상기 공기 공조 운전을 제어하는 마이콤;을 포함하는 것을 특징으로 한다.To this end, the waste heat source heat pump air conditioning system according to the present invention comprises: an air conditioner for cooling or heating air by using a cooling coil and a heating coil to supply an air conditioning space to a room; A cooling tower installed outdoors; A heat pump for heating or cooling the water supplied according to the circulation direction of the refrigerant; A heating boiler for supplying hot water used for heating; A hot water-load side circulating water heat exchanger configured to heat-exchange the hot water discharged from the heating boiler and re-collected with the heating coil of the air conditioner and the water circulating in the heat pump; The cold water cooled while passing through the evaporator for the freezer is provided to the cooling coil of the air conditioner, and the cold water circulating water recovered after passing through the cooling coil transfers heat to the cooling water through the freezing cycle, and the coolant passes through the freezing condenser. A water-cooled freezer after passing through the cooling tower; By heat-exchanging the cooling water sent from the water-cooled refrigerator to the cooling tower and the water circulating in the heat pump, the condensation arrangement in which the cooling water is absorbed while passing through the condenser of the water-cooled refrigerator is used as a heat source of the heat pump. Cooling water to heat source side circulation water heat exchanger; And a microcomputer for controlling the air conditioning operation.

이때, 상기 히트펌프는 상기 공조기의 가열 코일과 연결되는 부하측과 상기 냉각수 대 열원측 순환수 열교환기와 연결되는 열원측으로 구분되고, 상기 부하측 중 순환수 입수 측에 부하 입구 온도센서가 설치되어 있거나 또는 상기 부하측 중 순환수 출수 측에 부하 출구 온도센서가 설치되어 있으며, 상기 마이콤은 상기 부하 입구 온도센서 또는 부하 출구 온도센서에서의 부하측 순환수 감지온도에 따라 상기 보일러와 히트펌프의 가동을 제어하도록 구성되어 있는 것이 바람직하다.In this case, the heat pump is divided into a load side connected to a heating coil of the air conditioner and a heat source side connected to the cooling water versus a heat source side circulating water heat exchanger, and a load inlet temperature sensor is installed on the circulating water inlet side of the load side or the The load outlet temperature sensor is installed at the circulating water outlet side of the load side, and the microcomputer is configured to control the operation of the boiler and the heat pump according to the load side circulating water detection temperature at the load inlet temperature sensor or the load outlet temperature sensor. It is desirable to have.

또한, 상기 히트펌프는 상기 공조기의 가열 코일과 연결되는 부하측과 상기 냉각수 대 열원측 순환수 열교환기와 연결되는 열원측으로 구분되고, 상기 열원측 중 순환수 입수 측에 열원 입구 온도센서가 설치되어 있거나 또는 상기 열원측 중 순환수 출수 측에 열원 출구 온도센서가 설치되어 있으며, 상기 마이콤은 상기 열원 입구 온도센서 또는 열원 출구 온도센서에서의 열원측 순환수 감지온도에 따라 상기 보일러와 히트펌프의 가동을 제어하도록 구성되어 있는 것이 바람직하다.In addition, the heat pump is divided into a load side connected to the heating coil of the air conditioner and a heat source side connected to the cooling water to the heat source side circulating water heat exchanger, and a heat source inlet temperature sensor is installed on the circulating water inlet side of the heat source side or A heat source outlet temperature sensor is installed at the circulating water outlet side of the heat source side, and the microcomputer controls the operation of the boiler and the heat pump according to the heat source side circulating water detection temperature at the heat source inlet temperature sensor or the heat source outlet temperature sensor. It is preferable that it is comprised so that.

또한, 상기 마이콤은 냉난방 부하의 변동에 따른 상기 수냉식 냉동기의 가동 여부에 따라 상기 히트펌프의 열원측 순환수의 기준 온도 값을 서로 다르게 설정하고, 상기 열원 입구 온도센서 또는 열원 출구 온도센서에서 감지한 열원측 순환수 감지 온도 값과 상기 열원측 순환수의 기준 온도 값을 비교하여 상기 히트펌프의 가동을 제어하는 것이 바람직하다.In addition, the microcomputer sets different reference temperature values of the circulating water of the heat source side of the heat pump according to whether the water-cooled refrigerator is operated according to a change in the heating and cooling load, and is detected by the heat source inlet temperature sensor or the heat source outlet temperature sensor. It is preferable to control the operation of the heat pump by comparing a heat source side circulation water detection temperature value with a reference temperature value of the heat source side circulation water.

또한, 상기 히트펌프는 상기 공조기의 가열 코일과 연결되는 부하측과 상기 냉각수 대 열원측 순환수 열교환기와 연결되는 열원측으로 구분되고, 상기 히트펌프의 열원측과 상기 냉각수 대 열원측 순환수 열교환기 사이에 제1삼방변 밸브가 설치되되, 상기 제1삼방변 밸브의 공통 포트(AB)는 상기 히트펌프 열원측의 순환수 출수측 관에 연결되고, 상기 제1삼방변 밸브의 제1포트(A)는 상기 냉각수 대 열원측 순환수 열교환기의 입수측 관에 연결되며, 상기 제1삼방변 밸브의 제2포트(B)는 상기 히트펌프 열원측의 순환수 입수측과 상기 냉각수 대 열원측 순환수 열교환기의 출수측을 서로 연결하는 관에 연결되어, 상기 히트펌프의 열원측 순환수의 순환 방향을 가변시키는 것이 바람직하다.The heat pump may be divided into a load side connected to a heating coil of the air conditioner and a heat source side connected to the coolant versus heat source side circulating water heat exchanger, and between the heat source side and the coolant to heat source side circulating water heat exchanger of the heat pump. The first three-way valve is installed, the common port (AB) of the first three-way valve is connected to the circulating water outlet side pipe of the heat pump heat source side, the first port (A) of the first three-way valve Is connected to the inlet side pipe of the coolant to heat source side circulating water heat exchanger, and the second port (B) of the first three-way valve is a circulating water inlet side and the coolant to heat source side circulating water of the heat pump side. It is preferable to change the circulation direction of the heat source side circulation water of the heat pump by being connected to the pipe connecting the water outlet side of the heat exchanger to each other.

또한, 상기 냉각수 대 열원측 순환수 열교환기와 상기 냉각탑 사이에 설치되어 상기 냉각탑으로 입력되는 냉각수의 온도를 측정하는 냉각수 입수 온도센서를 더 포함하되, 상기 마이콤은 상기 냉각수 입수 온도센서에 감지한 상기 냉각수의 온도 값에 따라 상기 제1삼방변 밸브의 개로 방향을 PID 제어(proportional integral derivative control)하는 것이 바람직하다.The apparatus may further include a coolant inlet temperature sensor installed between the coolant versus heat source side circulating water heat exchanger and the cooling tower to measure a temperature of the coolant input to the cooling tower, wherein the microcomputer detects the coolant inlet temperature sensor. PID control (proportional integral derivative control) of the opening direction of the first three-way valve according to the temperature value of.

또한, 상기 냉각수 대 열원측 순환수 열교환기와 상기 냉각탑의 입수측 사이에 제2삼방변 밸브가 설치되되, 상기 제2삼방변 밸브의 공통 포트(AB)는 상기 냉각수 대 열원측 순환수 열교환기의 냉각수 출수측 관에 연결되고, 상기 제2삼방변 밸브의 제1포트(A)는 상기 냉각탑의 냉각수 입수측 관에 연결되며, 상기 제2삼방변 밸브의 제2포트(B)는 상기 냉각탑의 냉각수 출수측과 상기 수냉식 냉동기의 냉각수 입수측을 서로 연결하는 관에 연결되어, 상기 수냉식 냉동기에서 출수된 냉각수의 순환 방향을 가변시키는 것이 바람직하다.In addition, a second three-way valve is installed between the cooling water to heat source side circulating water heat exchanger and the inlet side of the cooling tower, and the common port AB of the second three-way valve is connected to the cooling water to heat source side circulating water heat exchanger. The first port (A) of the second three-way valve is connected to the cooling water inlet side pipe of the cooling tower, and the second port (B) of the second three-way valve is connected to the cooling water outlet side pipe. It is preferable to vary the circulation direction of the cooling water discharged from the water-cooled refrigerator by being connected to a pipe connecting the cooling water outlet side and the cooling water inlet side of the water-cooled refrigerator.

또한, 상기 냉각탑과 상기 수냉식 냉동기 사이에 설치되어 상기 냉각탑에서 출수되는 냉각수의 온도를 측정하는 냉각수 출수 온도센서를 더 포함하되, 상기 마이콤은 상기 냉각수 출수 온도센서에 감지한 상기 냉각수의 온도 값에 따라 상기 제2삼방변 밸브의 개로 방향을 PID 제어하는 것이 바람직하다.The apparatus may further include a cooling water outlet temperature sensor installed between the cooling tower and the water cooling unit to measure the temperature of the cooling water discharged from the cooling tower, wherein the microcomputer according to the temperature value of the cooling water sensed by the cooling water output temperature sensor. It is preferable to PID control the opening direction of the said 2rd triangular valve.

또한, 내부에 상기 냉각수가 흐르는 냉각수 순환관 및 상기 냉각수 순환관을 따라 상기 냉각수를 강제 순환시키는 냉각수 순환펌프를 포함하되, 상기 마이콤은 상기 냉각수의 온도가 설정 값 이하로 내려가면 상기 냉각수 순환펌프를 강제로 작동시켜 상기 냉각수 순환관의 동파를 방지하는 것이 바람직하다.
The apparatus may further include a cooling water circulation pump configured to circulate the cooling water along the cooling water circulation pipe and the cooling water circulation pipe through which the cooling water flows, wherein the microcomputer performs the cooling water circulation pump when the temperature of the cooling water falls below a predetermined value. It is preferable to forcibly operate to prevent freezing of the cooling water circulation pipe.

이상과 같은 본 발명에 따른 폐열원 히트펌프 공조 시스템에 의하면, 폐열원인 응축 배열을 히트펌프의 열원으로 재사용함에 있어서, 냉난방 부하의 변동에 따라 공조 시스템의 각 구성들을 정밀하게 제어함으로써 에너지 효율을 향상시킨다.According to the waste heat source heat pump air conditioning system according to the present invention as described above, in reusing the condensation arrangement, which is a waste heat source, as a heat source of the heat pump, the energy efficiency is improved by precisely controlling each component of the air conditioning system according to the change of the heating and cooling load. Let's do it.

또한, 본 발명은 응축 온도의 하락에 따른 과냉 냉동 싸이클 운전을 방지하여 장비의 손상을 방지함은 물론, 주변 온도에 따라 냉각수의 온도가 내려가서 관로가 동파되는 것을 방지할 수 있도록 함으로써 유지 보수를 용이하게 한다.
In addition, the present invention prevents the operation of the subcooled refrigeration cycle according to the drop of the condensation temperature to prevent damage to the equipment, as well as to maintain the maintenance by allowing the cooling water temperature to be lowered according to the ambient temperature to prevent the conduit from freezing To facilitate.

도 1은 종래 기술에 따른 공조 시스템을 나타낸 구성도이다.
도 2는 본 발명에 따른 폐열원 히트펌프 공조 시스템을 나타낸 구성도이다.
도 3은 본 발명에 따른 폐열원 히트펌프 공조 시스템의 히트펌프를 나타낸 구성도이다.
도 4는 본 발명에 따른 폐열원 히트펌프 공조 시스템의 열원측 순환수 흐름 제어상태를 나타낸 구성도이다.
도 5는 본 발명에 따른 폐열원 히트펌프 공조 시스템의 열원측 순환수 흐름 개도율을 나타낸 그래프이다.
도 6은 본 발명에 따른 폐열원 히트펌프 공조 시스템의 냉각수 흐름 제어상태를 나타낸 구성도이다.
도 7은 본 발명에 따른 폐열원 히트펌프 공조 시스템의 냉각수 흐름 개도율을 나타낸 그래프이다.1 is a block diagram showing an air conditioning system according to the prior art.
Figure 2 is a block diagram showing a waste heat source heat pump air conditioning system according to the present invention.
3 is a block diagram showing a heat pump of the waste heat source heat pump air conditioning system according to the present invention.
Figure 4 is a block diagram showing a heat source side circulating water flow control state of the waste heat source heat pump air conditioning system according to the present invention.
5 is a graph showing a heat source side circulation water flow opening rate of the waste heat source heat pump air conditioning system according to the present invention.
6 is a block diagram showing a cooling water flow control state of the waste heat source heat pump air conditioning system according to the present invention.
7 is a graph showing the cooling water flow opening rate of the waste heat source heat pump air conditioning system according to the present invention.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 폐열원 히트펌프 공조 시스템에 대해 상세히 설명한다.
Hereinafter, a waste heat source heat pump air conditioning system according to a preferred embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 폐열원 히트펌프 공조 시스템(200)은 열교환을 위한 구성으로서 공조기(210)와, 난방 보일러(220)와, 온수 대 부하측 순환수 열교환기(230)와, 수냉식 냉동기(240)와, 냉각수 대 열원측 순환수 열교환기(250)와, 냉각탑(260) 및 폐열원 히트펌프(270)(이하, '히트펌프'라 함)를 포함한다.As shown in FIG. 2, the waste heat source heat pump air conditioning system 200 according to the present invention includes an air conditioner 210, a heating boiler 220, and a hot water load-side circulating water heat exchanger 230 as a configuration for heat exchange. And a water-cooled refrigerator 240, a cooling water to heat source side circulating water heat exchanger 250, a cooling tower 260 and a waste heat source heat pump 270 (hereinafter referred to as a "heat pump").

또한, 순환수나 냉각수의 온도를 측정하기 위한 수단으로서 부하 입구 온도센서(S1)와, 부하 출구 온도센서(S2)와, 열원 입구 온도센서(S3)와, 열원 출구 온도센서(S4)와, 냉각수 입수 온도센서(S5) 및 냉각수 출수 온도센서(S6)를 포함한다.In addition, the load inlet temperature sensor S1, the load outlet temperature sensor S2, the heat source inlet temperature sensor S3, the heat source outlet temperature sensor S4, and the cooling water as means for measuring the temperature of the circulating or cooling water. And an inlet temperature sensor S5 and a coolant outlet temperature sensor S6.

또한, 순환수나 냉각수의 유동 방향을 조절하거나 강제 순환시키는 구성으로서 제1삼방변 밸브(3W1)와, 제2삼방변 밸브(3W2)와, 온수 순환펌프(221)와, 냉수 순환펌프(241)와, 냉각수 순환펌프(242)와, 부하측 순환펌프(271) 및 열원측 순환펌프(272)를 포함한다.In addition, the first three-way valve (3W1), the second three-way valve (3W2), the hot water circulation pump 221, cold water circulation pump 241 as a configuration for adjusting or forcibly circulating the flow direction of the circulating water or cooling water. And a cooling water circulation pump 242, a load side circulation pump 271 and a heat source side circulation pump 272.

물론, 이상과 같은 구성들을 제어하여 최적의 상태로 공기 공조 운전이 가능하도록 마이콤(MICOM, 280)도 포함한다.
Of course, it also includes a microcomputer (MICOM, 280) to control the configuration as described above to enable the air conditioning operation in the optimal state.

한편, 이상과 같은 구성들 중 공조기(210)는 공기를 냉각하거나 가열하여 공조 공간인 실내로 공급하는 것으로 다양한 타입의 것들이 있지만 도 2와 같이 보통은 흡입 덕트(211), 필터(212), 가습기(213), 냉각 코일(214), 가열 코일(215) 및 송풍기(216) 등을 포함한다.On the other hand, the air conditioner 210 of the configuration as described above is to supply the air-conditioned space by cooling or heating the air, but there are various types of things, as shown in Figure 2 usually suction duct 211, filter 212, humidifier 213, a cooling coil 214, a heating coil 215, a blower 216, and the like.

따라서, 냉각 코일(214)에 냉수가 공급되고 있는 상태에서 송풍기(216)가 가동되면 실내로 차가운 공기를 제공하고, 가열 코일(215)에 온수가 공급되고 있는 상태에서 송풍기(216)가 가동되면 실내로 따뜻한 공기를 제공하도록 하며, 이 과정에서 필터(212) 및 가습기(213)를 이용하여 오염된 공기를 필터링하고 적절한 습도를 유지하도록 한다.Therefore, when the blower 216 is operated in the state where the cold water is supplied to the cooling coil 214, the cooler is provided to the room, and when the blower 216 is operated when the hot water is supplied to the heating coil 215. In order to provide warm air to the room, the filter 212 and the humidifier 213 is used in this process to filter the contaminated air and maintain proper humidity.

냉수는 수냉식 냉동기(240)에 의해 제공되고, 온수는 난방 보일러(220)나 히트펌프(270)에 의해(혹은, 보일러와 히트펌프 동시에 의해) 제공되며, 공조기(210)에서 공조 공간에 공급한 공기는 흡입 덕트(211)를 통해 다시 순환되고 필요에 따라서는 신선한 외기가 혼합되어 함께 순환되기도 한다.
Cold water is provided by the water-cooled refrigerator 240, hot water is provided by the heating boiler 220 or the heat pump 270 (or at the same time as the boiler and the heat pump), the air conditioner 210 supplied to the air conditioning space The air is circulated again through the intake duct 211 and, if necessary, fresh air is mixed and circulated together.

난방 보일러(220)는 난방에 사용되는 온수를 공급하는 것으로 겨울철 등과 같이 난방 부하가 매우 큰 경우나 냉각수의 온도가 과도하게 낮아진 경우에만 가동된다. 이는 본 발명이 수냉식 냉동기(240)에서 발생한 응축 배열을 냉각탑(260)을 통해 버리는 대신 히트펌프(270)의 열원으로 재사용할 수 있도록 구성되어 있기 때문이다.The heating boiler 220 supplies hot water used for heating and operates only when the heating load is very large, such as in winter, or when the temperature of the cooling water is excessively low. This is because the present invention is configured to be reused as a heat source of the heat pump 270 instead of discarding the condensation array generated in the water-cooled refrigerator 240 through the cooling tower 260.

한편, 이러한 난방 보일러(220)는 온수를 만들어 온수 대 부하측 순환수 열교환기(230)로 공급하고, 아울러 상기 온수 대 부하측 순환수 열교환기(230) 내에서 공조기(210)의 가열 코일(215)을 순환하는 물과 열교환을 마치고 온도가 낮아진 환수를 재가열한다.Meanwhile, the heating boiler 220 generates hot water and supplies the hot water to the hot water-load side circulating water heat exchanger 230, and also the heating coil 215 of the air conditioner 210 in the hot water-load side circulating water heat exchanger 230. After the heat exchange with the water circulating to reheat the reduced temperature.

난방 보일러(220)와 온수 대 부하측 순환수 열교환기(230)의 순환 싸이클을 형성하기 위해 난방 보일러(220)와 온수 대 부하측 순환수 열교환기(230)는 수관(water pipe)에 의해 폐회로를 형성하도록 연결되고, 물은 수관에 연결된 온수 순환펌프(221)에 의해 강제 순환되며, 온수 순환펌프(221)는 마이콤(280)에 의해 그 가동이 제어된다.
In order to form a circulating cycle of the heating boiler 220 and the hot water-load side circulating water heat exchanger 230, the heating boiler 220 and the hot water-load side circulating water heat exchanger 230 form a closed circuit by a water pipe. The water is forced to be circulated by the hot water circulation pump 221 connected to the water pipe, and the hot water circulation pump 221 is controlled by the microcomputer 280.

온수 대 부하측 순환수 열교환기(230)는 난방 보일러(220)에서 제공된 온수와, 공조기(210)의 가열 코일(215)과 히트펌프(270) 내부를 순환하는 물을 서로 열교환시키는 물 대 물 열교환기로서 내부는 열교환 핀(미도시)이나 열교환 관(미도시)이 교차 형성되어 있어서 열교환에 유리한 특성을 갖는다.The hot water to load side circulating water heat exchanger 230 exchanges heat between the hot water provided by the heating boiler 220 and the water circulating inside the heat coil 215 of the air conditioner 210 and the heat pump 270. As the inside, heat exchange fins (not shown) and heat exchange tubes (not shown) are cross-formed to have advantageous properties for heat exchange.

이러한 온수 대 부하측 순환수 열교환기(230)는 난방 보일러(220)가 가동중이 아닌 경우에는 히트펌프(270)에서 응축 배열을 열원으로 하여 가열한 온수만을 순환시킴으로써 공조기(210) 내의 가열 코일(215)에 제공하고, 난방 부하가 커서 난방 보일러(220) 역시 가동되는 경우에는 난방 보일러(220)에서 공급된 온수로 히트펌프(270)에서 공급되는 온수를 가열하여 가열 코일(215)에 공급한다.The hot water to load side circulating water heat exchanger 230 is a heating coil in the air conditioner 210 by circulating only the hot water heated by the condensation array as a heat source when the heating boiler 220 is not operating. 215, and when the heating load is large and the heating boiler 220 is also operated, the hot water supplied from the heat pump 270 is heated by the hot water supplied from the heating boiler 220 to be supplied to the heating coil 215. .

이를 위해 온수 대 부하측 순환수 열교환기(230)의 일측은 상술한 바와 같이 난방 보일러(220)와 폐회로를 형성하도록 연결되고, 타측은 공조기(210)의 가열 코일(215) 및 히트펌프(270)와 폐회로를 형성하도록 연결된다.
To this end, one side of the hot water to load side circulating water heat exchanger 230 is connected to form a closed circuit with the heating boiler 220 as described above, and the other side is the heating coil 215 and the heat pump 270 of the air conditioner 210. And to form a closed circuit.

수냉식 냉동기(240)는 냉수를 만들어 공조기(210)의 냉각 코일(214)에 제공하기 위한 것으로, 내부에는 냉동기용 압축기(미도시), 냉동기용 팽창기(미도시), 냉동기용 증발기(미도시) 및 냉동기용 응축기(미도시) 등이 구비되어 있어서 냉동 싸이클을 형성한다. 이러한 수냉식 냉동기(240)는 일측의 냉각 코일(214)과 순환용 폐회로를 형성하고, 타측의 냉각수 대 열원측 순환수 열교환기(250) 및 냉각탑(260)과 순환용 폐회로를 각각 형성한다.The water-cooled refrigerator 240 is to provide cold water to the cooling coil 214 of the air conditioner 210, and the inside of the refrigerator compressor (not shown), freezer expander (not shown), freezer evaporator (not shown). And a condenser (not shown) for a refrigerator to form a refrigeration cycle. The water-cooled refrigerator 240 for circulation with the cooling coil 214 on one side A closed circuit is formed, and a cooling circuit on the other side and a heat source side circulating water heat exchanger 250 and a cooling tower 260 and a closed circuit for circulation are respectively formed.

따라서, 냉동기용 증발기를 통과하면서 냉각된 냉수는 공조기(210)의 냉각 코일(214)에 공급됨으로써 공조 공간에 차가운 바람을 제공하고, 이러한 과정에서 흡열이 이루어져 온도가 높아진 다음 회수된 냉수 순환수는 냉동 싸이클을 통해 냉각수에 열을 전달하고, 냉각수는 냉동기용 응축기를 통과한 후 냉각탑(260)으로 보내진다.Therefore, the cold water cooled while passing through the freezer evaporator is supplied to the cooling coil 214 of the air conditioner 210 to provide cool air to the air conditioning space, and in this process, the endothermic heat is raised to increase the temperature, and then the recovered cold water circulating water is Heat is transferred to the cooling water through the freezing cycle, and the cooling water is sent to the cooling tower 260 after passing through the condenser for the freezer.

이러한 냉동 싸이클을 위해 수냉식 냉동기(240)의 일측과 공조기(210)의 냉각 코일(214) 사이는 수관에 의해 폐회로가 형성되며, 수관에는 냉수 순환펌프(241)가 설치되어 있어서 냉수 및 그 순환수를 강제순환시킨다. For such a freezing cycle, a closed circuit is formed between the one side of the water-cooled refrigerator 240 and the cooling coil 214 of the air conditioner 210 by a water pipe, and the cold water circulation pump 241 is installed in the water pipe so that the cold water and its circulating water are provided. Force circulation.

물론, 반대측은 냉각수 대 열원측 순환수 열교환기(250) 및 냉각탑(260)을 순차적으로 통과한 다음 되돌아오도록 폐회로가 형성되며, 수관에는 냉각수 순환펌프(242)가 설치되어 있어서 냉각수를 강제 순환시킨다.Of course, on the opposite side, a closed circuit is formed to sequentially pass through the cooling water to the heat source side circulating water heat exchanger 250 and the cooling tower 260 and then return to it, and a cooling water circulation pump 242 is installed in the water pipe to force circulation of the cooling water. .

한편, 이상과 같이 수냉식 냉동기(240)의 냉동기용 압축기, 냉동기용 팽창기, 냉동기용 증발기 및 냉동기용 응축기에서 냉동 싸이클을 형성하기 위해 냉매가 계속하여 순환한다. 그리고, 냉동기용 응축기에서 냉매가 응축하는 과정에서 응축 배열이 발생하고, 이 응축 배열은 수냉식 냉동기(240)에서 냉각탑(260)으로 보내지는 냉각수가 흡열한다. On the other hand, the refrigerant is continuously circulated to form a refrigeration cycle in the refrigerator compressor, freezer expander, freezer evaporator and freezer condenser of the water-cooled refrigerator 240 as described above. Then, a condensation arrangement occurs in the process of condensing the refrigerant in the condenser for the refrigerator, and the condensation arrangement absorbs the cooling water sent from the water-cooled refrigerator 240 to the cooling tower 260.

따라서, 본 발명은 이하에서 설명하는 바와 같이 수냉식 냉동기(240)에서 발생된 응축 배열을 흡열하여 온도가 높아진 냉각수를 열원으로 하여 히트펌프(270)를 가동시킬 수 있는 구성을 갖는다.
Therefore, the present invention has a configuration in which the heat pump 270 can be operated using the cooling water having a high temperature as a heat source by absorbing the condensation array generated in the water-cooled refrigerator 240 as described below.

이를 위해, 냉각수 대 열원측 순환수 열교환기(250)는 수냉식 냉동기(240)에서 냉각탑(260)으로 보내지는 냉각수와 히트펌프(270) 내부를 순환하는 물을 서로 열교환시킴으로써, 이상에서 설명한 바와 같이 수냉식 냉동기(240)의 응축기를 통과하면서 냉각수가 흡열한 응축 배열을 히트펌프(270)의 열원으로 사용되도록 한다.To this end, the coolant-to-heat source side circulating water heat exchanger 250 exchanges the cooling water sent from the water-cooled refrigerator 240 to the cooling tower 260 and the water circulating in the heat pump 270 to each other, as described above. While passing through the condenser of the water-cooled refrigerator 240, the condensation arrangement in which the coolant absorbs water is used as the heat source of the heat pump 270.

즉, 수냉식 냉동기(240)의 냉동기용 응축기를 통과하면서 응축 배열을 흡열함에 따라 온도가 올라간 냉각수와 히트펌프(270) 내부를 순환하는 열원측 순환수가 물 대 물 열교환을 하는 과정에서 열원측 순환수의 온도가 높아지도록 함으로써 이를 히트펌프(270)의 열원으로 사용하도록 한다.
That is, the heat source side circulating water in the process of water-to-water heat exchange between the cooling water whose temperature is increased and the heat source side circulating water circulating inside the heat pump 270 as the endothermic heat is absorbed while passing through the freezing condenser of the water-cooled refrigerator 240 By increasing the temperature of the to be used as a heat source of the heat pump 270.

냉각탑(260)은 공지된 바와 같이 옥상 등 외부에 설치되어 있으며, 분무 형식이나 가는 물줄기 형식으로 물을 분출하였다가 회수하는 과정에서 냉각수에 포함된 잔여 응축 배열이 외기와 열교환을 하면서 제거되도록 하고, 온도가 낮아진 냉각수를 다시 수냉식 냉동기(240)로 배출한다.
Cooling tower 260 is installed on the roof or the like as is known, and the remaining condensation array included in the cooling water is removed during heat exchange with the air in the process of ejecting and recovering water in the form of spray or thin stream, The coolant having a lower temperature is discharged back to the water-cooled refrigerator 240.

히트펌프(270)는 냉매의 순환 방향에 따라 공급된 물을 가열하거나 냉각하는 것으로, 도 3에 일 예로 도시한 바와 같이 압축기(273), 응축기(274), 증발기(275) 및 팽창기(276) 등을 포함하여 양방향 냉매 싸이클이 이루어지도록 한다.The heat pump 270 heats or cools the water supplied according to the circulation direction of the refrigerant, and as shown in FIG. 3, the compressor 273, the condenser 274, the evaporator 275, and the expander 276. Etc., such that a bidirectional refrigerant cycle is achieved.

아울러, 당해 히트펌프(270)의 외부 일측에 구비된 부하측 순환펌프(271) 및 타측에 구비된 열원측 순환펌프(272)를 구비하여 부하측 순환수와 열원측 순환수를 각각 순환시킨다.In addition, the load side circulation pump 271 provided on the outer side of the heat pump 270 and the heat source side circulation pump 272 provided on the other side to circulate the load side circulation water and the heat source side circulation water, respectively.

또한, 상기 증발기(275)에 구비된 양측 포트(275a, 275b)는 각각 냉각수 대 열원측 순환수 열교환기(250)의 일측에 구비된 양측 포트에 1:1로 연결되고, 그와 동시에 응축기(274)에 구비된 양측 포트(274a, 274b)는 각각 온수 대 부하측 순환수 열교환기(230)의 일측에 구비된 양측 포트에 1:1로 연결되도록 한다. 특히 응축기(274)에 구비된 하나의 포트(274b)는 가열 코일(215)을 거쳐 온수 대 부하측 순환수 열교환기(230)의 포트에 연결된다.In addition, both ports 275a and 275b of the evaporator 275 are connected 1: 1 to both ports provided on one side of the cooling water to the heat source side circulating water heat exchanger 250, and at the same time, the condenser ( Both ports 274a and 274b provided at 274 are connected 1: 1 to both ports provided at one side of the hot water to load side circulating water heat exchanger 230, respectively. In particular, one port 274b provided in the condenser 274 is connected to the port of the hot water to load side circulating water heat exchanger 230 via the heating coil 215.

도 3은 압축기(273) 2개를 구비한 2단 방식의 히트펌프(270)를 일 예로 든 것으로 응축 배열을 열원으로 재사용한다는 점을 제외하면 이러한 히트펌프(270) 자체는 공지된 것이므로 이하 좀더 상세한 설명은 생략한다.
3 is an example of a two-stage heat pump 270 having two compressors 273, except that the condensation arrangement is reused as a heat source. Detailed description will be omitted.

마이콤(280)은 본 발명의 폐열원 히트펌프 공조 시스템(200)의 공기 공조 운전을 전반적으로 제어하는 것으로, 이러한 마이콤(280)은 보통 설정온도나 현재온도를 표시하는 표시부 및 각종 제어 버튼 등을 구비한 컨트롤 패널(미도시) 내에 일체로 구비되어 관리자로부터 명령을 입력받게 된다.
The microcomputer 280 controls the overall air conditioning operation of the waste heat source heat pump air conditioning system 200 of the present invention. Such a microcomputer 280 generally includes a display unit for displaying a set temperature or a current temperature and various control buttons. It is integrally provided in the provided control panel (not shown) to receive a command from the administrator.

한편, 이상과 같은 히트펌프(270)를 공조기(210)의 가열 코일(215)과 연결되는 일측 즉 '부하측'과 냉각수 대 열원측 순환수 열교환기(250)와 연결되는 타측 즉 '열원측'으로 구분할 경우, 히트펌프(270)의 부하측 중 순환수 입수 측에는 부하 입구 온도센서(S1)가 설치되어 있고, 부하측 중 순환수 출수 측에는 부하 출구 온도센서(S2)가 설치되어 있어서 각각 순환수의 온도를 감시한다.Meanwhile, the heat pump 270 as described above is connected to the heating coil 215 of the air conditioner 210, that is, the 'load side' and the other side that is connected to the cooling water to the heat source side circulating water heat exchanger 250, that is, the 'heat source side'. In this case, the load inlet temperature sensor S1 is installed on the circulating water inlet side of the load side of the heat pump 270, and the load outlet temperature sensor S2 is installed on the circulating water outlet side of the load side. To monitor.

그리고, 마이콤(280)은 부하 입구 온도센서(S1) 또는 부하 출구 온도센서(S2)에서 감지한 부하측 순환수 온도에 따라 난방 보일러(220)와 히트펌프(270)의 가동을 제어함으로써 난방 부하의 변동에 적응적으로 대응할 수 있게 한다.In addition, the microcomputer 280 controls the operation of the heating boiler 220 and the heat pump 270 according to the load-side circulating water temperature detected by the load inlet temperature sensor S1 or the load outlet temperature sensor S2 to control the heating load. Allows you to adapt to fluctuations.

예컨대, 평상시에는 히트펌프(270) 단독으로 난방부하에 대응하여 운전을 한다. 그러나, 상기한 컨트롤 패널을 수동으로 조작하여 부하측 순환수의 온도를 상향 설정하거나, 공조 공간 내의 온도를 자동으로 감지하여 부하측 순환수의 온도가 희망온도보다 임의의 설정값 보다 낮은 것으로 판단된 경우, 혹은 부하측 순환수의 온도와 희망온도 차이가 임의의 설정값보다 큰 경우에는 히트펌프(270)만으로는 난방부하에 대응할 수 없는 것으로 판단하여 난방 보일러(220)를 보조 열원으로써 추가로 가동시킨다.
For example, the heat pump 270 alone operates in response to a heating load. However, when the control panel is manually operated to set the temperature of the load-side circulating water upward, or automatically detects the temperature in the air conditioning space, and determines that the temperature of the load-side circulating water is lower than the desired temperature than the desired temperature. Alternatively, when the difference between the temperature of the load-side circulating water and the desired temperature is greater than a predetermined set value, it is determined that the heat pump 270 alone cannot cope with the heating load, and the heating boiler 220 is further operated as an auxiliary heat source.

또한, 본 발명은 히트펌프(270)의 열원측 중 순환수 입수 측에는 열원 입구 온도센서(S3)가 설치되어 있고, 열원측 중 순환수 출수 측에는 열원 출구 온도센서(S4)가 설치되어 있다.In the present invention, the heat source inlet temperature sensor S3 is provided on the circulating water inlet side of the heat source side of the heat pump 270, and the heat source outlet temperature sensor S4 is provided on the circulating water outlet side of the heat source side.

그리고, 마이콤(280)은 열원 입구 온도센서(S3) 또는 열원 출구 온도센서(S4)에서의 열원측 순환수 감지온도에 따라 난방 보일러(220) 및 히트펌프(270)의 가동을 제어한다.In addition, the microcomputer 280 is the heating boiler 220 and the heat source side circulating water detection temperature in the heat source inlet temperature sensor S3 or the heat source outlet temperature sensor S4. The operation of the heat pump 270 is controlled.

예컨대, 열원측 순환수의 온도가 임계치 이상 낮은 경우에는 난방 보일러(220)를 가동시키고, 히트펌프(270)는 정지시킴으로써 열원측 순환수가 과도하게 낮아져 냉각수 대 열원측 순환수 열교환기(250)가 동파되는 것을 방지한다. 즉, 난방 보일러(220)만을 이용하여 난방 부하에 대응함으로써, 히트펌프(270) 가동시 열교환에 의해 열원측 순환수가 과도하게 하락하는 것을 방지한다.For example, when the temperature of the heat source side circulating water is lower than a threshold value, the heating boiler 220 is operated and the heat pump 270 is stopped so that the heat source side circulating water is excessively low, so that the cooling water to heat source side circulating water heat exchanger 250 is To prevent freezing That is, by responding to the heating load using only the heating boiler 220, the heat source side circulating water is prevented from excessively falling due to heat exchange during operation of the heat pump 270.

또한, 본 발명은 마이콤(280)이 냉난방 부하의 변동에 따른 수냉식 냉동기(240)의 가동 여부를 감시하고, 그 결과에 따라 히트펌프(270)의 열원측 순환수의 기준 온도 값을 서로 다르게 설정(즉, 재설정)하여 메모리(미도시)에 저장한다.In addition, the present invention monitors whether the microcomputer 280 operates the water-cooled refrigerator 240 according to the change in the heating and cooling load, and sets the reference temperature value of the heat source side circulation water of the heat pump 270 differently according to the result. (I.e., reset) and store it in a memory (not shown).

그리고, 열원 입구 온도센서(S3) 또는 열원 출구 온도센서(S4)에서 감지한 열원측 순환수 감지 온도 값과 상기 열원측 순환수의 기준 온도 값을 비교하여 히트펌프(270)의 가동을 제어한다.Then, the operation of the heat pump 270 is controlled by comparing the heat source side circulating water detection temperature value detected by the heat source inlet temperature sensor S3 or the heat source outlet temperature sensor S4 with the reference temperature value of the heat source side circulating water. .

즉, 냉방 부하가 적어 수냉식 냉동기(240)가 일시 정지하고 그에 따라 응축 배열 없이 히트펌프(270)가 단독으로 운전하면, 열원측 순환수의 온도가 계속하여 낮아져 냉각수 대 열원측 순환수 열교환기(250)가 동파될 수 있으므로, 이러한 경우에는 마이콤(280)이 이상과 같이 열원측 순환수의 기준 온도 값을 자동으로 재설정한다.That is, when the cooling load is low and the water-cooled refrigerator 240 temporarily stops and the heat pump 270 is operated alone without condensation arrangement, the temperature of the heat source side circulating water continues to be lowered so that the cooling water to the heat source side circulating water heat exchanger ( In this case, the microcomputer 280 automatically resets the reference temperature value of the heat source-side circulating water as described above.

예컨대, 수냉식 냉동기(240)가 가동하여 응축 배열이 존재하는 경우에는 히트펌프(270)의 열원측 출구 온도가 2℃ 이하로 하락하면 히트펌프(270)를 정지시키고 열원측 출구 온도가 5℃ 이상이면 재가동함에 비해, 수냉식 냉동기(240)가 정지하여 응축 배열이 존재하지 않는 경우에는 히트펌프(270)의 열원측 출구 온도가 -13℃ 이하로 하락하면 히트펌프(270)를 정지시키고 열원측 출구 온도가 -10℃ 이상이면 재가동하도록 기준 온도 값을 재설정한다.For example, when the water-cooled refrigerator 240 operates and a condensation arrangement exists, when the heat source side outlet temperature of the heat pump 270 falls below 2 ° C., the heat pump 270 is stopped and the heat source side outlet temperature is 5 ° C. or more. If the water-cooled refrigerator 240 stops and there is no condensation arrangement, when the heat source side outlet temperature of the heat pump 270 falls below -13 ° C, the heat pump 270 is stopped and the heat source side outlet. If the temperature is above -10 ° C, reset the reference temperature value to restart.

그리고, 열원 입구 온도센서(S3) 또는 열원 출구 온도센서(S4)에서 감지한 열원측 순환수의 온도 값이 재설정된 기준 온도 값보다 낮아지는 경우 히트펌프(270)의 가동은 일시 정지하고 반대로 난방 보일러(220)는 가동되도록 하여 난방 부하에 대응함은 물론 냉각수 대 열원측 순환수 열교환기(250)의 동파를 방지한다.In addition, when the temperature value of the heat source-side circulating water detected by the heat source inlet temperature sensor S3 or the heat source outlet temperature sensor S4 becomes lower than the reset reference temperature value, the operation of the heat pump 270 is temporarily stopped and conversely, the heating is performed. The boiler 220 is operated so as to correspond to the heating load as well as to prevent freezing of the cooling water versus the heat source side circulating water heat exchanger 250.

다만, 이상과 같이 응축 배열 없이 히트펌프(270) 단독으로 운전하는 경우를 대비하여 히트펌프(270)의 부하측과 열원측에 버퍼 탱크(buffer tank)(미도시)를 각각 구비하고 또한 버퍼 탱크에 브라인(brine) 등과 같은 부동액을 충진하는 것이 바람직하다.However, in order to operate the heat pump 270 alone without the condensation arrangement as described above, a buffer tank (not shown) is provided on the load side and the heat source side of the heat pump 270, respectively. It is desirable to fill an antifreeze such as brine or the like.

이는, 열 생산과 열 공급이 동일 시간에(혹은, 균등하게) 일어나지 않아서 수요와 공급에 불균형이 발생하면 응축 배열의 부족이 발생하므로, 버퍼 탱크에 온수를 저장해 놓으면 공급이 필요한 시점에 배출하여 사용할 수 있고 수요와 공급 간에 균형도 가져오는 열적 완충작용이 일어날 수 있기 때문이다.
This is because heat production and heat supply do not occur at the same time (or evenly), resulting in a shortage of condensation arrangements when an unbalanced supply and demand occurs, so storing hot water in a buffer tank allows it to be discharged when needed. This is because thermal buffering can occur, bringing a balance between supply and demand.

또한, 본 발명은 히트펌프(270)의 열원측과 냉각수 대 열원측 순환수 열교환기(250) 사이에 설치된 제1삼방변 밸브(3W1)를 더 포함하되, 제1삼방변 밸브(3W1)의 공통 포트(AB)는 히트펌프(270) 열원측의 순환수 출수측 관에 연결하고, 제1포트(A)는 냉각수 대 열원측 순환수 열교환기(250)의 입수측 관에 연결하며, 제2포트(B)는 히트펌프(270) 열원측의 순환수 입수측과 냉각수 대 열원측 순환수 열교환기(250)의 출수측을 서로 연결하는 관에 연결한다.In addition, the present invention further includes a first three-way valve (3W1) provided between the heat source side and the coolant to heat source side circulating water heat exchanger 250 of the heat pump 270, the first three-way valve (3W1) The common port AB is connected to the circulating water outlet side pipe of the heat pump 270 heat source side, and the first port A is connected to the inlet side pipe of the coolant to heat source side circulating water heat exchanger 250. The second port B is connected to a pipe connecting the circulating water inlet side of the heat pump side of the heat pump 270 and the outlet side of the coolant to heat source side circulating water heat exchanger 250 to each other.

따라서, 도 4에 도시된 바와 같이 히트펌프(270)의 열원측을 통해 출수된 열원측 순환수가 냉각수 대 열원측 순환수 열교환기(250)를 통과(제1포트(A) 개로, 제2포트(B) 폐로)한 후 순환되도록 하거나, 냉각수 대 열원측 순환수 열교환기(250)를 통과하지 않고 바이패스(bypass) 경로(제1포트(A) 폐로, 제2포트(B) 개로)를 통해 순환되도록 하거나, 혹은 개도율 조절을 함으로써 이들 경로 모두(제1포트(A) 일부 개로, 제2포트(B) 일부 개로)를 통해 동시에 순환할 수 있게 된다. 즉, 히트펌프(270)의 열원측 순환수의 순환 방향을 가변시킬 수 있게 한다.Therefore, as shown in FIG. 4, the heat source side circulating water withdrawn from the heat source side of the heat pump 270 passes through the cooling water to the heat source side circulating water heat exchanger 250 (first port A), and the second port. (B) closed and then circulated or bypass the bypass path (first port (A) closed, second port (B) open) without passing through the coolant to heat source side circulating water heat exchanger (250). By circulating through or adjusting the opening rate, it is possible to simultaneously circulate through all of these paths (part of the first port A and part of the second port B). That is, the circulation direction of the heat source side circulation water of the heat pump 270 can be changed.

그러므로, 종래에는 응축 배열을 열원으로 하여 히트펌프(270)를 운전할 경우 냉각수의 온도가 점진적으로 낮아지게 되고, 이와 같은 상태를 계속 방치하면 냉각수의 온도가 임계치 이하로 내려감에 따라, 과도하게 온도가 낮아진 냉각수를 수냉식 냉동기(240)에서 냉각시키는 과정에서 냉매가 액화되어 냉동기용 압축기 내로 유입되는 등 수냉식 냉동기(240)를 비롯한 각종 장비에 손상을 발생시킴에 비해, 본 발명은 이상과 같이 열원측 순환수의 순환 방향을 가변하여 열원측 순환수를 통한 응축 배열의 회수율을 조절함으로써 냉각수가 응축 배열을 과도하게 빼앗기는 것을 방지할 수 있게 한다.Therefore, in the related art, when the heat pump 270 is operated using the condensation array as a heat source, the temperature of the cooling water is gradually lowered. If the temperature is kept below this condition, the temperature of the cooling water is lowered below the threshold, so that the temperature is excessively increased. In the process of cooling the lowered cooling water in the water-cooled refrigerator 240, the refrigerant is liquefied and introduced into the compressor for the freezer, thereby causing damage to various equipment including the water-cooled refrigerator 240. By varying the circulation direction of the water to adjust the recovery rate of the condensation arrangement through the heat source side circulation water, it is possible to prevent the cooling water from being excessively deprived of the condensation arrangement.

단, 이러한 경우 냉각수 대 열원측 순환수 열교환기(250)와 냉각탑(260) 사이에 설치되어 냉각탑(260)으로 입력되는 냉각수의 온도를 측정하는 냉각수 입수 온도센서(S5)를 더 포함하여, 냉각수 입수 온도센서(S5)에 감지한 냉각수의 온도 값에 따라 마이콤(280)이 상술한 바와 같은 제1삼방변 밸브(3W1)의 개로 방향을 PID 제어(proportional integral derivative control)하는 것이 바람직하다.In this case, however, the cooling water further includes a cooling water inlet temperature sensor S5 installed between the cooling water to the heat source side circulating water heat exchanger 250 and the cooling tower 260 to measure the temperature of the cooling water input to the cooling tower 260. It is preferable that the microcomputer 280 controls the opening direction of the first three-way valve 3W1 as described above according to the temperature value of the cooling water sensed by the intake temperature sensor S5.

예컨대, 도 5에 도시된 바와 같이 냉각수 온도가 32℃이면 제1포트(A)를 0% 개도하고 점차 온도가 증가함에 따라 개도율 역시 높여 온도가 37℃가 되면 제1포트(A)를 100% 개도하고, 반대로 냉각수 온도가 32℃이면 제2포트(B)를 100% 개도하여 모두 바이패스 되도록 하고 점차 온도가 증가함에 따라 제2포트(B)를 0% 개도하는 PID 제어를 한다.For example, as shown in FIG. 5, when the coolant temperature is 32 ° C., the first port A is opened by 0%, and as the temperature is gradually increased, the opening ratio is also increased. When the temperature reaches 37 ° C., the first port A is 100. On the contrary, if the cooling water temperature is 32 ° C, the second port B is opened by 100% to bypass all of them, and as the temperature increases, PID control is performed to open the second port B by 0%.

물론, 난방 부하가 줄어들어 수냉식 냉동기(240)가 정지할 경우에는 응축배열 없는 상태에서 히트펌프(270)만 단독으로 운전되는데, 이때 펌프 소비 동력을 줄이기 위해 냉각수 순환펌프(242)를 정지하므로, 이러한 상황에서는 냉각수 대 열원측 순환수 열교환기(250)가 동파되는 문제가 발생할 것이므로 수냉식 냉동기(240)가 정지하고 히트펌프(270)만 단독으로 운전될 경우에는 제1삼방변 밸브(3W1)의 제2포트(B)를 100% 개도하고 제1포트(A)는 0% 개도하기도 한다.
Of course, when the water-cooled refrigerator 240 is stopped due to the reduced heating load, only the heat pump 270 is operated without condensation arrangement. At this time, the cooling water circulation pump 242 is stopped to reduce the pump power consumption. In this situation, the cooling water to the heat source side circulating water heat exchanger 250 may be freeze. Therefore, when the water-cooled refrigerator 240 is stopped and only the heat pump 270 is operated alone, the first three-way valve 3W1 may be removed. The two ports B may be opened 100% and the first port A may be 0% open.

또한, 본 발명은 냉각수 대 열원측 순환수 열교환기(250)와 냉각탑(260)의 입수측 사이에 설치된 제2삼방변 밸브(3W2)를 더 포함하되, 제2삼방변 밸브(3W2)의 공통 포트(AB)는 냉각수 대 열원측 순환수 열교환기(250)의 냉각수 출수측 관에 연결하고, 제1포트(A)는 냉각탑(260)의 냉각수 입수측 관에 연결하며, 제2포트(B)는 냉각탑(260)의 냉각수 출수측과 상기 수냉식 냉동기(240)의 냉각수 입수측을 서로 연결하는 관에 연결한다.In addition, the present invention further includes a second three-way valve (3W2) installed between the cooling water to the heat source side circulating water heat exchanger 250 and the inlet side of the cooling tower 260, the common of the second three-way valve (3W2) Port AB is connected to the cooling water outlet side pipe of the cooling water to the heat source side circulation water heat exchanger 250, and the first port A is connected to the cooling water inlet side pipe of the cooling tower 260, and the second port B ) Connects to the pipe connecting the cooling water outlet side of the cooling tower 260 and the cooling water inlet side of the water-cooled refrigerator 240 to each other.

따라서, 도 6에 도시된 바와 같이, 냉각수 대 열원측 순환수 열교환기(250)에서 출수된 냉각수가 냉각탑(260)을 거쳐 수냉식 냉동기(240)로 순환(제1포트(A) 개로, 제2포트(B) 폐로)되도록 하거나, 냉각수가 냉각탑(260)을 거치지 않고 바이패스 경로를 통해 수냉식 냉동기(240)로 순환(제1포트(A) 폐로, 제2포트(B) 개로)되도록 하거나, 혹은 개도율 조절을 함으로써 이들 경로 모두(제1포트(A) 일부 개로, 제2포트(B) 일부 개로)를 통해 동시에 순환할 수 있게 한다. 즉, 수냉식 냉동기(240)에서 출수된 냉각수의 순환 방향을 가변시킬 수 있게 한다.Therefore, as shown in FIG. 6, the cooling water discharged from the cooling water to the heat source side circulating water heat exchanger 250 circulates through the cooling tower 260 to the water-cooled refrigerator 240 (the first port A opens, and the second Port B closed, or the cooling water is circulated through the bypass path to the water-cooled freezer 240 without passing through the cooling tower 260 (first port A closed, second port B opened), Alternatively, by adjusting the opening degree, it is possible to simultaneously cycle through all of these paths (part of the first port A and part of the second port B). That is, the circulation direction of the cooling water discharged from the water-cooled refrigerator 240 can be changed.

그러므로, 종래에는 냉각수의 온도가 과도하게 낮아진 경우에는 냉각탑(미도시)의 용량을 조절하는 방식으로 냉각수의 추가 온도 하락을 방지하였기 때문에, 옥상 등 높은 곳에 설치되어 있는 냉각탑까지 불필요하게 냉각수를 상승시키기 위해 냉각수 순환펌프(242)를 가동시키는 과정에서 소비동력을 낭비하였음에 비해, 본 발명은 냉각수의 추가 냉각이 불필요한 경우에는 냉각탑(260)까지 냉각수를 상승시킬 필요없이 바이패스 경로를 통해 지하의 기계실 등에서만 순환(즉, 저양정)되도록 함으로써 소비동력을 낭비하지 않도록 한다.Therefore, in the related art, when the temperature of the cooling water is excessively lowered, additional temperature drop of the cooling water is prevented by adjusting the capacity of the cooling tower (not shown), so that the cooling water is unnecessarily raised to the cooling tower installed on a high place such as a rooftop. Compared to the waste of power consumption in the process of operating the cooling water circulation pump 242, in the present invention, when additional cooling of the cooling water is unnecessary, the present invention does not need to raise the cooling water to the cooling tower 260 without passing the cooling water through the bypass path. Do not waste the power of consumption by allowing circulation (ie low head) only on the back.

단, 이러한 경우 냉각탑(260)과 수냉식 냉동기(240) 사이에 설치되어 냉각탑(260)에서 출수되는 냉각수의 온도를 측정하는 냉각수 출수 온도센서(S6)를 더 포함하여, 냉각수 출수 온도센서(S6)에 감지한 냉각수의 온도 값에 따라 마이콤(280)이 제2삼방변 밸브(3W2)의 개로 방향을 PID 제어하는 것이 바람직하다.However, in this case, the cooling water effluent temperature sensor S6 is installed between the cooling tower 260 and the water-cooled refrigerator 240 to measure the temperature of the cooling water discharged from the cooling tower 260, and the cooling water output temperature sensor S6. It is preferable that the microcomputer 280 PID control the opening direction of the second three-way valve 3W2 according to the detected temperature of the coolant.

예컨대, 도 7에 도시된 바와 같이 냉각수 온도가 27℃이면 제1포트(A)를 0% 개도하고 점차 온도가 증가함에 따라 개도율 역시 높여 온도가 32℃가 되면 제1포트(A)를 100% 개도하고, 반대로 냉각수 온도가 27℃이면 제2포트(B)를 100% 개도하여 모두 바이패스 되도록 하고 점차 온도가 증가함에 따라 제2포트(B)를 0% 개도하는 PID 제어를 한다.
For example, as shown in FIG. 7, when the coolant temperature is 27 ° C., the first port A is opened by 0%, and as the temperature is gradually increased, the opening ratio is also increased. When the temperature reaches 32 ° C., the first port A is 100. On the contrary, if the cooling water temperature is 27 ° C, the second port B is opened 100% to bypass all of them, and as the temperature increases, PID control is performed to open the second port B by 0%.

나아가, 본 발명은 냉각수 순환관을 따라 냉각수를 강제 순환시키는 냉각수 순환펌프(242)를 포함하되, 냉각수의 온도가 설정 값 이하로 내려가면 마이콤(280)이 냉각수 순환펌프(242)를 강제로 작동시킴으로써 겨울철 등에 옥외에 배관된 냉각수 순환관이 동파되는 것을 방지한다.
Furthermore, the present invention includes a cooling water circulation pump 242 forcibly circulating the cooling water along the cooling water circulation pipe, the microcomputer 280 forcibly operates the cooling water circulation pump 242 when the temperature of the cooling water falls below the set value. This prevents freezing of the cooling water circulation pipe piped outdoors in winter.

이상, 본 발명의 특정 실시예에 대하여 상술하였다. 그러나, 본 발명의 사상 및 범위는 이러한 특정 실시예에 한정되는 것이 아니라, 본 발명의 요지를 변경하지 않는 범위 내에서 다양하게 수정 및 변형이 가능하다는 것을 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이해할 것이다. In the above, the specific Example of this invention was described above. However, the spirit and scope of the present invention is not limited to these specific embodiments, and various modifications and variations can be made without departing from the spirit of the present invention. Those who have it will understand.

따라서, 이상에서 기술한 실시예들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이므로, 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 하며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
Therefore, it should be understood that the above-described embodiments are provided so that those skilled in the art can fully understand the scope of the present invention. Therefore, it should be understood that the embodiments are to be considered in all respects as illustrative and not restrictive, The invention is only defined by the scope of the claims.

210: 공조기 220: 보일러
230: 온수 대 부하측 순환수 열교환기
240: 수냉식 냉동기
250: 냉각수 대 열원측 순환수 열교환기
260: 냉각탑 270: 히트펌프
S1: 부하 입구 온도센서
S2: 부하 출구 온도센서
S3: 열원 입구 온도센서
S4: 열원 출구 온도센서
S5: 열원 출구 온도센서
S5: 냉각수 입수 온도센서
S6: 냉각수 출수 온도센서
3W1: 제1삼방변 밸브 3W2: 제2삼방변 밸브
221: 온수 순환펌프 241: 냉수 순환펌프
242: 냉각수 순환펌프 271: 부하측 순환펌프
272: 열원측 순환펌프 280: 마이콤210: air conditioner 220: boiler
230: hot water to load side circulating water heat exchanger
240: water-cooled freezer
250: cooling water to heat source side circulating water heat exchanger
260: cooling tower 270: heat pump
S1: load inlet temperature sensor
S2: load outlet temperature sensor
S3: heat source inlet temperature sensor
S4: heat source outlet temperature sensor
S5: heat source outlet temperature sensor
S5: coolant inlet temperature sensor
S6: coolant output temperature sensor
3W1: first three-way valve 3W2: second three-way valve
221: hot water circulation pump 241: cold water circulation pump
242: cooling water circulation pump 271: load side circulation pump
272: heat source side circulation pump 280: microcomputer

Claims (9)

냉각 코일(214)과 가열 코일(215)을 이용해 공기를 냉각하거나 가열하여 공조공간인 실내로 공급하는 공조기(210)와;
옥외에 설치된 냉각탑(260)과;
냉매의 순환 방향에 따라 공급된 물을 가열하거나 냉각하는 히트펌프(270)(heat pump)와;
난방에 사용되는 온수를 공급하는 난방 보일러(220)와;
상기 난방 보일러(220)에서 출수되었다가 다시 환수되는 온수와 상기 공조기(210)의 가열 코일(215)과 상기 히트펌프(270) 내부를 순환하는 물을 서로 열교환시키는 온수 대 부하측 순환수 열교환기(230)와;
냉동기용 증발기를 통과하면서 냉각된 냉수는 상기 공조기(210)의 냉각 코일(214)에 제공하고, 상기 냉각 코일(214)을 통과한 후 회수된 냉수 순환수는 냉동 싸이클을 통해 냉각수에 열을 전달하며, 상기 냉각수는 냉동기용 응축기를 통과시킨 후 상기 냉각탑(260)으로 보내는 수냉식 냉동기(240)와;
상기 수냉식 냉동기(240)에서 상기 냉각탑(260)으로 보내지는 냉각수와, 상기 히트펌프(270) 내부를 순환하는 물을 서로 열교환시킴으로써, 상기 수냉식 냉동기(240)의 응축기를 통과하면서 상기 냉각수가 흡열한 응축 배열을 상기 히트펌프(270)의 열원으로 사용되도록 하는 냉각수 대 열원측 순환수 열교환기(250); 및
상기 공기 공조 운전을 제어하는 마이콤(280);을 포함하는 것을 특징으로 하는 폐열원 히트펌프 공조 시스템(200).An air conditioner 210 that cools or heats air by using the cooling coil 214 and the heating coil 215 and supplies the air to an indoor air conditioner space;
A cooling tower 260 installed outdoors;
A heat pump 270 for heating or cooling the water supplied according to the circulation direction of the refrigerant;
A heating boiler 220 for supplying hot water used for heating;
Hot water to load-side circulating water heat exchanger for heat-exchanging the water circulated from the heating boiler 220 and the water circulated back to the heating coil 215 of the air conditioner 210 and the water circulating inside the heat pump 270 ( 230;
The cold water cooled while passing through the freezer evaporator is provided to the cooling coil 214 of the air conditioner 210, and the cold water circulating water recovered after passing through the cooling coil 214 transfers heat to the cooling water through the freezing cycle. And, the cooling water is passed through the condenser for the freezer and the water cooling refrigerator (240) to send to the cooling tower (260);
By cooling the water circulated from the water-cooled refrigerator 240 to the cooling tower 260 and the water circulating in the heat pump 270, the cooling water absorbs the heat while passing through the condenser of the water-cooled refrigerator 240. A cooling water to heat source side circulating water heat exchanger (250) for allowing a condensation arrangement to be used as a heat source of the heat pump (270); And
A waste heat source heat pump air conditioning system comprising: a microcomputer (280) for controlling the air conditioning operation. 제1항에 있어서,
상기 히트펌프(270)는 상기 공조기(210)의 가열 코일(215)과 연결되는 부하측과 상기 냉각수 대 열원측 순환수 열교환기(250)와 연결되는 열원측으로 구분되고,
상기 부하측 중 순환수 입수 측에 부하 입구 온도센서(S1)가 설치되어 있거나 또는 상기 부하측 중 순환수 출수 측에 부하 출구 온도센서(S2)가 설치되어 있으며,
상기 마이콤(280)은 상기 부하 입구 온도센서(S1) 또는 부하 출구 온도센서(S2)에서의 부하측 순환수 감지온도에 따라 상기 난방 보일러(220)와 히트펌프(270)의 가동을 제어하도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 폐열원 히트펌프 공조 시스템(200).The method of claim 1,
The heat pump 270 is divided into a load side connected to the heating coil 215 of the air conditioner 210 and a heat source side connected to the coolant versus heat source side circulating water heat exchanger 250,
The load inlet temperature sensor S1 is installed on the circulating water inlet side of the load side, or the load outlet temperature sensor S2 is installed on the circulating water outlet side of the load side,
The microcomputer 280 is configured to control the operation of the heating boiler 220 and the heat pump 270 according to the load-side circulating water detection temperature at the load inlet temperature sensor S1 or the load outlet temperature sensor S2. Waste heat source heat pump air conditioning system, characterized in that there is. 제1항에 있어서,
상기 히트펌프(270)는 상기 공조기(210)의 가열 코일(215)과 연결되는 부하측과 상기 냉각수 대 열원측 순환수 열교환기(250)와 연결되는 열원측으로 구분되고,
상기 열원측 중 순환수 입수 측에 열원 입구 온도센서(S3)가 설치되어 있거나 또는 상기 열원측 중 순환수 출수 측에 열원 출구 온도센서(S4)가 설치되어 있으며,
상기 마이콤(280)은 상기 열원 입구 온도센서(S3) 또는 열원 출구 온도센서(S4)에서의 열원측 순환수 감지온도에 따라 상기 난방 보일러(220)와 히트펌프(270)의 가동을 제어하도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 폐열원 히트펌프 공조 시스템(200).The method of claim 1,
The heat pump 270 is divided into a load side connected to the heating coil 215 of the air conditioner 210 and a heat source side connected to the coolant versus heat source side circulating water heat exchanger 250,
The heat source inlet temperature sensor S3 is installed on the circulating water inlet side of the heat source side or the heat source outlet temperature sensor S4 is installed on the circulating water outlet side of the heat source side,
The microcomputer 280 is configured to control the operation of the heating boiler 220 and the heat pump 270 according to the heat source side circulating water detection temperature at the heat source inlet temperature sensor S3 or the heat source outlet temperature sensor S4. Waste heat source heat pump air conditioning system characterized in that the 200. 제3항에 있어서,
상기 마이콤(280)은 냉난방 부하의 변동에 따른 상기 수냉식 냉동기(240)의 가동 여부에 따라 상기 히트펌프(270)의 열원측 순환수의 기준 온도 값을 서로 다르게 설정하고,
상기 열원 입구 온도센서(S3) 또는 열원 출구 온도센서(S4)에서 감지한 열원측 순환수 감지 온도 값과 상기 열원측 순환수의 기준 온도 값을 비교하여 상기 히트펌프(270)의 가동을 제어하는 것을 특징으로 하는 폐열원 히트펌프 공조 시스템(200).The method of claim 3,
The microcomputer 280 sets different reference temperature values of the heat source-side circulating water of the heat pump 270 according to whether the water-cooled refrigerator 240 is operated according to a change in a heating and cooling load.
The operation of the heat pump 270 is controlled by comparing the heat source side circulation water detection temperature value detected by the heat source inlet temperature sensor S3 or the heat source outlet temperature sensor S4 with a reference temperature value of the heat source side circulation water. Waste heat source heat pump air conditioning system 200, characterized in that. 제1항에 있어서,
상기 히트펌프(270)는 상기 공조기(210)의 가열 코일(215)과 연결되는 부하측과 상기 냉각수 대 열원측 순환수 열교환기(250)와 연결되는 열원측으로 구분되고,
상기 히트펌프(270)의 열원측과 상기 냉각수 대 열원측 순환수 열교환기(250) 사이에 제1삼방변 밸브(3W1)가 설치되되,
상기 제1삼방변 밸브(3W1)의 공통 포트(AB)는 상기 히트펌프(270) 열원측의 순환수 출수측 관에 연결되고, 상기 제1삼방변 밸브(3W1)의 제1포트(A)는 상기 냉각수 대 열원측 순환수 열교환기(250)의 입수측 관에 연결되며, 상기 제1삼방변 밸브(3W1)의 제2포트(B)는 상기 히트펌프(270) 열원측의 순환수 입수측과 상기 냉각수 대 열원측 순환수 열교환기(250)의 출수측을 서로 연결하는 관에 연결되어,
상기 히트펌프(270)의 열원측 순환수의 순환 방향을 가변시키는 것을 특징으로 하는 폐열원 히트펌프 공조 시스템(200).The method of claim 1,
The heat pump 270 is divided into a load side connected to the heating coil 215 of the air conditioner 210 and a heat source side connected to the coolant versus heat source side circulating water heat exchanger 250,
A first three-way valve 3W1 is installed between the heat source side of the heat pump 270 and the cooling water to heat source side circulating water heat exchanger 250,
The common port AB of the first three-way valve 3W1 is connected to the circulating water outlet side pipe on the heat source side of the heat pump 270, and the first port A of the first three-way valve 3W1. Is connected to the inlet side pipe of the coolant to heat source side circulating water heat exchanger 250, and the second port B of the first three-way valve 3W1 receives the circulated water to the heat source side of the heat pump 270. Is connected to the pipe connecting the side and the water outlet side of the cooling water to the heat source side circulating water heat exchanger 250,
Waste heat source heat pump air conditioning system characterized in that for varying the circulation direction of the heat source side circulation water of the heat pump (270). 제5항에 있어서,
상기 냉각수 대 열원측 순환수 열교환기(250)와 상기 냉각탑(260) 사이에 설치되어 상기 냉각탑(260)으로 입력되는 냉각수의 온도를 측정하는 냉각수 입수 온도센서(S5)를 더 포함하되,
상기 마이콤(280)은 상기 냉각수 입수 온도센서(S5)에 감지한 상기 냉각수의 온도 값에 따라 상기 제1삼방변 밸브(3W1)의 개로 방향을 PID 제어(proportional integral derivative control)하는 것을 특징으로 하는 폐열원 히트펌프 공조 시스템(200).The method of claim 5,
Further comprising a cooling water inlet temperature sensor (S5) is installed between the cooling water to heat source side circulating water heat exchanger 250 and the cooling tower 260 to measure the temperature of the cooling water input to the cooling tower 260,
The microcomputer 280 controls the opening direction of the first three-way valve 3W1 according to the temperature value of the cooling water detected by the cooling water inlet temperature sensor S5. Waste heat source heat pump air conditioning system (200). 제1항에 있어서,
상기 냉각수 대 열원측 순환수 열교환기(250)와 상기 냉각탑(260)의 입수측 사이에 제2삼방변 밸브(3W2)가 설치되되,
상기 제2삼방변 밸브(3W2)의 공통 포트(AB)는 상기 냉각수 대 열원측 순환수 열교환기(250)의 냉각수 출수측 관에 연결되고, 상기 제2삼방변 밸브(3W2)의 제1포트(A)는 상기 냉각탑(260)의 냉각수 입수측 관에 연결되며, 상기 제2삼방변 밸브(3W2)의 제2포트(B)는 상기 냉각탑(260)의 냉각수 출수측과 상기 수냉식 냉동기(240)의 냉각수 입수측을 서로 연결하는 관에 연결되어,
상기 수냉식 냉동기(240)에서 출수된 냉각수의 순환 방향을 가변시키는 것을 특징으로 하는 폐열원 히트펌프 공조 시스템(200).The method of claim 1,
The second three-way valve (3W2) is installed between the cooling water to the heat source side circulating water heat exchanger 250 and the inlet side of the cooling tower 260,
The common port AB of the second three-way valve 3W2 is connected to the cooling water outlet side pipe of the cooling water to heat source side circulation water heat exchanger 250, and the first port of the second three-way valve 3W2. (A) is connected to the cooling water inlet side pipe of the cooling tower 260, the second port (B) of the second three-way valve (3W2) is the cooling water outlet side of the cooling tower 260 and the water cooling refrigerator 240 Is connected to a pipe connecting the cooling water inlet side of the
Waste heat source heat pump air conditioning system, characterized in that for varying the circulation direction of the cooling water discharged from the water-cooled refrigerator (240). 제7항에 있어서,
상기 냉각탑(260)과 상기 수냉식 냉동기(240) 사이에 설치되어 상기 냉각탑(260)에서 출수되는 냉각수의 온도를 측정하는 냉각수 출수 온도센서(S6)를 더 포함하되,
상기 마이콤(280)은 상기 냉각수 출수 온도센서(S6)에 감지한 상기 냉각수의 온도 값에 따라 상기 제2삼방변 밸브(3W2)의 개로 방향을 PID 제어하는 것을 특징으로 하는 폐열원 히트펌프 공조 시스템(200).The method of claim 7, wherein
Further comprising a cooling water output temperature sensor (S6) is installed between the cooling tower 260 and the water-cooled refrigerator 240 to measure the temperature of the cooling water discharged from the cooling tower 260,
The microcomputer 280 is a waste heat source heat pump air conditioning system, characterized in that for controlling the opening direction of the second three-way valve (3W2) in accordance with the temperature value of the cooling water detected by the cooling water discharge temperature sensor (S6). (200). 제1항 내지 제8항 중 어느 하나의 항에 있어서,
내부에 상기 냉각수가 흐르는 냉각수 순환관 및 상기 냉각수 순환관을 따라 상기 냉각수를 강제 순환시키는 냉각수 순환펌프(242)를 포함하되,
상기 마이콤(280)은 상기 냉각수의 온도가 설정 값 이하로 내려가면 상기 냉각수 순환펌프(242)를 강제로 작동시켜 상기 냉각수 순환관의 동파를 방지하는 것을 특징으로 하는 폐열원 히트펌프 공조 시스템(200).

9. The method according to any one of claims 1 to 8,
A cooling water circulation pump 242 for forcibly circulating the cooling water along the cooling water circulation pipe and the cooling water circulation pipe through which the cooling water flows,
The microcomputer 280 is a waste heat source heat pump air conditioning system, characterized in that for preventing the freezing of the cooling water circulation pipe by forcibly operating the cooling water circulation pump 242 when the temperature of the cooling water falls below a set value. ).

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