KR101216048B1 - 고효율 및 적상방지형 하이브리드 히트펌프시스템 - Google Patents

고효율 및 적상방지형 하이브리드 히트펌프시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명은 고효율 및 적상방지형 하이브리드 히트펌프시스템에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 외기조건에 따라 실외 공랭식 열교환기와 지열 열교환기를 동시에 혼용으로 사용하거나 각각 사용하는 등 선택적으로 사용함으로써, 외기조건에 따른 열원 선택에 따라 반송동력에 의한 시스템 효율 저감을 방지하여 효율이 증가하고, 그로 인해 높은 SEER(Seasonal energy efficiency ratio)의 달성이 가능하며, 냉방과 난방을 필요로 하는 간절기(이른봄이나 늦가을)의 경우에는 반송동력(펌프동력)이 없는 공기열원 열펌프 시스템의 성능이 우수한 특징이 있다.

Description

고효율 및 적상방지형 하이브리드 히트펌프시스템{Hybrid of Heat-pump system}
본 발명은 고효율 및 적상방지형 하이브리드 히트펌프시스템에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 외기조건에 따라 실외 공랭식 열교환기와 지열 열교환기를 동시에 혼용으로 사용하거나 각각 사용하는 등 선택적으로 사용함으로써, 외기조건에 따른 열원 선택에 따라 반송동력에 의한 시스템 효율 저감을 방지하여 효율이 증가하고, 그로 인해 높은 SEER(Seasonal energy efficiency ratio)의 달성이 가능하며, 냉방과 난방을 필요로 하는 간절기(이른봄이나 늦가을)의 경우에는 반송동력(펌프동력)이 없는 공기열원 열펌프 시스템의 성능이 우수한 고효율 및 적상방지형 하이브리드 히트펌프시스템에 관한 것이다.
일반적으로, 현재에도 계속되는 산업발전과 가연성 물질의 연소로 인한 대기오염 등 다양한 환경오염 등의 원인으로 발생하는 지구의 이상 기온에 의하여 냉방 및 난방에 사용되는 에너지는 점점 증가 되고 있으며, 상기 냉방 및 난방에 사용되는 에너지의 사용에 의하여 더욱더 환경오염은 심각해지고 있는 실정이다.
또한, 지구의 이상 기온에 의한 기후 변화 및 생태계의 변화 따른 심각성은 날로 점점 심해지고 있는 실정이다.
이와 같은 환경오염의 주범인 가연성 물질의 연소에 의하여 발생하는 에너지의 소비를 줄이는 것이 앞으로 살아가야 할 우리의 과제이다.
이러한 에너지의 소비를 줄이고자 다양한 가연성 에너지의 절약장치가 개발되고 있으며, 그 중에서도 본 발명은 냉난방에 사용되는 에너지를 절약하고자 지열을 이용한 열교환기를 사용한 냉난방장치이다.
이런 냉,난방장치 중에는 지열이나 대기열을 이용하여 냉난방을 하기 위하여 개발된 지열히트펌프, 대기열히트펌프가 건물의 냉난방에 활용되고 있다.
상기에 사용되는 지열 또는 대기열히트펌프에 대하여 간략하게 살펴보면, 낮은 온도에서 높은 온도로 열을 끌어올리도록 구성되어 있어 일반적으로 열은 높은 곳에서 낮은 곳으로 이동하는 성질과는 반대이다.
일반적인 지중열 열펌프 시스템의 경우 사이클 효율은 냉방과 난방에 대하여 3.5 ~ 4.5의 높은 COP("부하추종형 고효율 지열히트펌프 시스템 개발"에 관한 연구, 2006.10.31, 산업자원부)를 보이나, 이는 반송동력을 제외한 사이클 효율을 지칭한다.
여기서, 지중열교환기 및 실내측 열교환기의 반송동력으로 사용되는 펌프의 동력은 일반적으로 20HP급 열펌프의 경우 5HP의 작동유체 반송용 물펌프를 적용하는 경우도 있으며, 예전 지중열 열펌프의 성능측정 데이터를 보면 총괄성적계수의 경우 2.2 ~ 2.8로 반송동력이 차지하는 비율이 상당히 높았다.
특히, 외기조건이 좋은 경우에는 공기열원 열펌프의 성적계수도 최근에는 고효율 열펌프의 개발경쟁에 힘입어 3.8 ~ 4.5의 높은 성적계수를 보인다.
그러나, 공기열원 열펌프의 경우, 한랭지 특성저하 및 적상과 제상 사이클의 효율저하로 인하여 그 한계를 넘지 못하고 있다.
본 발명은 상기 종래의 문제점을 해소하기 위해 안출된 것으로서,
외기조건에 따라 실외 공랭식 열교환기와 지열 열교환기를 동시에 혼용으로 사용하거나 각각 사용하는 등 선택적으로 사용함으로써, 외기조건에 따른 열원 선택에 따라 반송동력에 의한 시스템 효율 저감을 방지하여 효율이 증가하고, 그로 인해 높은 SEER(Seasonal energy efficiency ratio)의 달성이 가능한 고효율 및 적상방지형 하이브리드 히트펌프시스템을 제공하는데 목적이 있다.
또한, 냉방과 난방을 필요로 하는 간절기(이른봄이나 늦가을)의 경우에는 반송동력(펌프동력)이 없는 공기열원 열펌프 시스템의 성능이 우수한 고효율 및 적상방지형 하이브리드 히트펌프시스템을 제공하는데 또 다른 목적이 있다.
상기 목적을 달성하고자, 본 발명은 냉매를 고온고압으로 변환하는 압축기와;
상기 압축기의 출구 측에 연결되어 고온고압의 냉매를 원하는 유로에 선택적으로 이송시키는 4방 밸브와;
난방시 상기 4방 밸브를 통해 압축기의 고온,고압의 냉매가 이송되어 실내의 열원과 열교환시켜 응축기로 사용하고, 냉방시 실외 공랭식 열교환기 및 지열 열교환기를 통해 이송된 냉매를 실내의 열원과 열교환시켜 증발기로 사용되는 실내 공랭식 열교환기와;
상기 실내 공랭식 열교환기와 4방 밸브에 연결되고, 난방시 실내 공랭식 열교환기에서 열교환되어 이송된 냉매와 실외의 열원을 열교환시켜 증발기로 사용하고, 냉방시 상기 4방 밸브를 통해 압축기의 고온,고압의 냉매가 이송되어 실외의 열원과 열교환시켜 응축기로 사용되며, 외부표면온도(Tos)와 실외 대기 온도(To)를 측정하여 상호 온도차(Tos-To)에 따라 적상을 판별하는 적상센서가 설치되는 실외 공랭식 열교환기와;
상기 실내 공랭식 열교환기와 4방 밸브에 연결되어 평상시 실외 공랭식 열교환기와 동시에 사용되고, 난방시 실내 공랭식 열교환기에서 열교환되어 이송된 냉매와 지중의 열원을 열교환시켜 증발기로 사용하고, 냉방시 상기 4방 밸브를 통해 압축기의 고온,고압의 냉매가 이송되어 지중의 열원과 열교환시켜 응축기로 사용되는 지열 열교환기와;
상기 실외 공랭식 열교환기와 지열 열교환기의 일측에 각각 형성되어 실외 공랭식 열교환기와 지열 열교환기의 내부를 관통하여 이송되는 냉매를 조건에 따라 개폐하는 제 1,2 솔레노이드밸브와;
상기 실외 공랭식 열교환기 및 지열 열교환기와, 실내 공랭식 열교환기 사이에 설치되어 내부를 관통하는 냉매의 개도량을 과열도(ΔTh)와 과냉도(ΔTc)에 따라 조절하여 팽창시키는 전자식 팽창밸브(EEV);를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 고효율 및 적상방지형 하이브리드 히트펌프시스템에 관한 것이다.
이상에서 살펴 본 바와 같이, 본 발명의 고효율 및 적상방지형 하이브리드 히트펌프시스템은 외기조건에 따라 실외 공랭식 열교환기와 지열 열교환기를 동시에 혼용으로 사용하거나 각각 사용하는 등 선택적으로 사용함으로써, 외기조건에 따른 열원 선택에 따라 반송동력에 의한 시스템 효율 저감을 방지하여 효율이 증가하고, 그로 인해 높은 SEER(Seasonal energy efficiency ratio)의 달성이 가능한 효과가 있다.
또한, 냉방과 난방을 필요로 하는 간절기(이른봄이나 늦가을)의 경우에는 반송동력(펌프동력)이 없는 공기열원 열펌프 시스템의 성능이 우수한 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 하이브리드 히트펌프시스템을 나타낸 개략도이고,
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 하이브리드 히트펌프시스템의 난방시를 나타낸 개략도이고,
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 하이브리드 히트펌프시스템의 냉방시를 나타낸 개략도이고,
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 하이브리드 히트펌프시스템의 적상시를 나타낸 개략도이고,
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 T-S선도를 나타낸 개략도이다.
본 발명은 상기의 목적을 달성하기 위해 아래와 같은 특징을 갖는다.
본 발명은 냉매를 고온고압으로 변환하는 압축기와;
상기 압축기의 출구 측에 연결되어 고온고압의 냉매를 원하는 유로에 선택적으로 이송시키는 4방 밸브와;
난방시 상기 4방 밸브를 통해 압축기의 고온,고압의 냉매가 이송되어 실내의 열원과 열교환시켜 응축기로 사용하고, 냉방시 실외 공랭식 열교환기 및 지열 열교환기를 통해 이송된 냉매를 실내의 열원과 열교환시켜 증발기로 사용되는 실내 공랭식 열교환기와;
상기 실내 공랭식 열교환기와 4방 밸브에 연결되고, 난방시 실내 공랭식 열교환기에서 열교환되어 이송된 냉매와 실외의 열원을 열교환시켜 증발기로 사용하고, 냉방시 상기 4방 밸브를 통해 압축기의 고온,고압의 냉매가 이송되어 실외의 열원과 열교환시켜 응축기로 사용되며, 외부표면온도(Tos)와 실외 대기 온도(To)를 측정하여 상호 온도차(Tos-To)에 따라 적상을 판별하는 적상센서가 설치되는 실외 공랭식 열교환기와;
상기 실내 공랭식 열교환기와 4방 밸브에 연결되어 평상시 실외 공랭식 열교환기와 동시에 사용되고, 난방시 실내 공랭식 열교환기에서 열교환되어 이송된 냉매와 지중의 열원을 열교환시켜 증발기로 사용하고, 냉방시 상기 4방 밸브를 통해 압축기의 고온,고압의 냉매가 이송되어 지중의 열원과 열교환시켜 응축기로 사용되는 지열 열교환기와;
상기 실외 공랭식 열교환기와 지열 열교환기의 일측에 각각 형성되어 실외 공랭식 열교환기와 지열 열교환기의 내부를 관통하여 이송되는 냉매를 조건에 따라 개폐하는 제 1,2 솔레노이드밸브와;
상기 실외 공랭식 열교환기 및 지열 열교환기와, 실내 공랭식 열교환기 사이에 설치되어 내부를 관통하는 냉매의 개도량을 과열도(ΔTh)와 과냉도(ΔTc)에 따라 조절하여 팽창시키는 전자식 팽창밸브(EEV);를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
이와 같은 특징을 갖는 본 발명은 그에 따른 바람직한 실시예를 통해 더욱 명확히 설명될 수 있을 것이다.
이하 첨부된 도면을 참조로 본 발명의 여러 실시예들을 상세히 설명하기 전에, 다음의 상세한 설명에 기재되거나 도면에 도시된 구성요소들의 구성 및 배열들의 상세로 그 응용이 제한되는 것이 아니라는 것을 알 수 있을 것이다. 본 발명은 다른 실시예들로 구현되고 실시될 수 있고 다양한 방법으로 수행될 수 있다. 또, 장치 또는 요소 방향(예를 들어 "전(front)", "후(back)", "위(up)", "아래(down)", "상(top)", "하(bottom)", "좌(left)", "우(right)", "횡(lateral)")등과 같은 용어들에 관하여 본원에 사용된 표현 및 술어는 단지 본 발명의 설명을 단순화하기 위해 사용되고, 관련된 장치 또는 요소가 단순히 특정 방향을 가져야 함을 나타내거나 의미하지 않는다는 것을 알 수 있을 것이다. 또한, "제 1(first)", "제 2(second)"와 같은 용어는 설명을 위해 본원 및 첨부 청구항들에 사용되고 상대적인 중요성 또는 취지를 나타내거나 의미하는 것으로 의도되지 않는다.
따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 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 1은 본 발명의 일실시예에 따른 하이브리드 히트펌프시스템을 나타낸 개략도이고, 도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 하이브리드 히트펌프시스템의 난방시를 나타낸 개략도이고, 도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 하이브리드 히트펌프시스템의 냉방시를 나타낸 개략도이고, 도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 하이브리드 히트펌프시스템의 적상시를 나타낸 개략도이고, 도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 T-S선도를 나타낸 개략도이다.
도 1 내지 도 5에 도시한 바와 같이, 본 발명의 고효율 및 적상방지형 하이브리드 히트펌프시스템은 압축기(10)와, 4방 밸브(20)와, 실내 공랭식 열교환기(30)와, 실외 공랭식 열교환기(40)와, 지열 열교환기(50)와 전자식 팽창밸브(60) 및 상기 장치들을 제어하는 제어부(90)로 구성되는데, 본 발명에서는 실외 공랭식 열교환기(40)와, 지열 열교환기(50)를 두 개 사용함으로써, 하이브리드 히트펌프시스템으로 구성된다.
상기 압축기(10)는 도 1 내지 도 4에 도시한 바와 같이, 저온저압의 냉매가스를 고온고압의 냉매가스로 압축시켜 변환하는 장치로써, 일반적인 콤프레셔 등이 사용된다.
여기서, 상기 압축기(10)의 입구 측에는 기수분리기(accumulator, ACC)가 관으로 연결되어 냉매가 압축기(10)에 유입되기 전에 냉매를 기체와 액체로 분리시킨 뒤, 기체만을 압축기(10)에 이송시키는 역할이다.
또한, 상기 기수분리기(ACC,11)의 입구 측 즉, 압축기(10)의 입구 측에는 유입되는 냉매의 온도를 측정하는 제 2 온도센서(80)가 설치되고, 상기 제 2 온도센서(80)에서 측정된 데이터는 제어부(90)로 전달된다.
상기 4방 밸브(20)는 도 1 내지 도 4에 도시한 바와 같이, 압축기(10)의 출구 측에 관에 의해 연결되어 고온고압의 냉매를 원하는 유로에 선택적으로 이송시키는데, 상기 4방 밸브(20)는 명칭에서처럼 4방향으로 냉매를 유입/유출시킬 수 있다.
여기서, 상기 4방 밸브(20)는 압축기(10)의 출구 측과 입구 측에 연결되고, 상기 실내 공랭식 열교환기(30)와 연결되며, 상기 실외 공랭식 열교환기(40)와, 지열 열교환기(50)를 하나로 연결하는 관에 연결된다.
상기 실내 공랭식 열교환기(30)는 도 1 내지 도 4에 도시한 바와 같이, 실내 측에 구비되어 일측이 4방 밸브(20)와 연결되고, 타측이 실외 공랭식 열교환기(40)와, 지열 열교환기(50)를 하나로 연결하는 관에 연결되며, 내부에 이송되는 냉매에 송풍팬 등을 이용하여 실내에 열원을 공급하는 공랭식 열교환기이다.
여기서, 상기 실내 공랭식 열교환기(30)는 도 2에서처럼, 난방시 상기 4방 밸브(20)를 통해 압축기(10)의 고온,고압의 냉매가 이송되어 실내의 열원(실내 공기)과 열교환시켜 실내를 난방시키는 동시에 실내 공랭식 열교환기(30)는 응축기가 된다.
또한, 상기 실내 공랭식 열교환기(30)는 도 3에서처럼, 냉방시 실외 공랭식 열교환기(40) 및 지열 열교환기(50)를 통해 이송된 냉매를 실내의 열원(실내 공기)과 열교환시켜 실내를 냉방시키는 동시에 실내 공랭식 열교환기(30)는 증발기가 된다.
상기 실외 공랭식 열교환기(40)는 도 1 내지 도 4에 도시한 바와 같이, 양측이 실내 공랭식 열교환기(30)와 4방 밸브(20)와 관에 의해 연결되고, 실외에 구비되어 내부에 이송되는 냉매에 송풍팬 등을 이용하여 실외의 열원을 냉매에 공급하는 공랭식 열교환기이다.
여기서, 상기 실외 공랭식 열교환기(40)에는 실외 공랭식 열교환기(40)의 외부표면온도(Tos)와 실외 대기 온도(To)를 측정하여 상호 온도차(Tos-To)를 측정하는 적상센서(42)가 설치되고, 상기 적상센서(42)는 외부표면온도(Tos)와 실외 대기 온도(To) 및 상호 온도차(Tos-To)의 데이터를 제어부(90)에 전달하며, 상기 제어부(90)의 설정된 값에 따라 적상을 판별한다.
그리고, 상기 실외 공랭식 열교환기(40)는 도 2에서처럼, 난방시 실내 공랭식 열교환기(30)에서 열교환되어 이송된 냉매와 실외의 열원(실외 공기)을 열교환시켜 냉매를 가열함으로써, 증발기가 된다.
또한, 상기 실외 공랭식 열교환기(40)는 도 3에서처럼, 냉방시 상기 4방 밸브(20)를 통해 압축기(10)의 고온,고압의 냉매가 이송되어 실외의 열원(실외 공기)과 열교환시켜 냉매를 냉각함으로써, 응축기가 된다.
여기서, 상기 실외 공랭식 열교환기(40)의 일측에는 내부를 관통하여 이송되는 냉매를 외부 조건에 따라 개폐하는 제 1 솔레노이드밸브(41)가 설치되고, 상기 제 1 솔레노이드밸브(41)는 실외 공랭식 열교환기(40)의 양측(실내 공랭식 열교환기(30)와 실외 공랭식 열교환기(40) 사이 또는 실외 공랭식 열교환기(40)와 4방 밸브(20) 사이) 중 어느 한 측에 설치될 수 있다.
상기 지열 열교환기(50)는 도 1 내지 도 4에 도시한 바와 같이, 양측이 실내 공랭식 열교환기(30)와 4방 밸브(20)와 관에 의해 연결되고, 지중에 설치된 관이 연결되어 실내 공랭식 열교환기(30) 또는 4방 밸브(20)에서 이송되는 냉매와 지중의 열원을 열교환시키는 열교환기 장치이다.
여기서, 상기 지열 열교환기(50)는 도 2에서처럼, 난방시 실내 공랭식 열교환기(30)에서 열교환되어 이송된 냉매와 지중의 열원(지열)을 열교환시켜 냉매를 가열함으로써, 증발기로 사용된다.
또한, 상기 지열 열교환기(50)는 도 3에서처럼, 냉방시 상기 4방 밸브(20)를 통해 압축기의 고온,고압의 냉매가 이송되어 지중의 열원(지열)과 열교환시켜 냉매를 냉각함으로써, 응축기로 사용된다.
그리고, 상기 지열 열교환기(50)의 일측에는 내부를 관통하여 이송되는 냉매를 외부 조건에 따라 개폐하는 제 2 솔레노이드밸브(51)가 설치되고, 상기 제 2 솔레노이드밸브(51)는 지열 열교환기(50)의 양측(실내 공랭식 열교환기(30)와 지열 열교환기(50) 사이 또는 지열 열교환기(50)와 4방 밸브(20) 사이) 중 어느 한 측에 설치될 수 있다.
상기 실외 공랭식 열교환기(40)와 지열 열교환기(50)의 양측은 실내 공랭식 열교환기(30)와 4방 밸브(20)에서 각각 연결되는데, 본 발명에서는 실외 공랭식 열교환기(40)와 지열 열교환기(50)를 동시에 사용하기 위해 실내 공랭식 열교환기(30)에서 연결된 하나의 관이 양측으로 분기되어 실외 공랭식 열교환기(40)와 지열 열교환기(50)의 일측에 각각 연결되고, 상기 4방 밸브(20)에서 연결된 하나의 관이 양측으로 분기되어 실외 공랭식 열교환기(40)와 지열 열교환기(50)의 타측에 각각 연결됨으로써, 상기 실내 공랭식 열교환기(30)와 4방 밸브(20)에서 이송되는 냉매가 동시에 실외 공랭식 열교환기(40)와 지열 열교환기(50)에 전달된다. 이때, 상기 실외 공랭식 열교환기(40) 및 지열 열교환기(50)와, 실내 공랭식 열교환기(30) 사이를 연결하는 하나의 관에 전자식 팽창밸브(EEV,60)가 설치된다.
여기서, 상기 전자식 팽창밸브(60)와 실외 공랭식 열교환기(40) 및 지열 열교환기(50) 사이에 연결되는 하나의 관에는 내부에 이송되는 냉매의 온도를 측정하는 제 1 온도센서(70)가 설치되고, 상기 제 1 온도센서(70)에서 측정된 온도 데이터는 제어부(90)에 전달된다.
상기 전자식 팽창밸브(Electronic Expansion Valve, EEV,60)는 실내 공랭식 열교환기(30)에서 연결되어 분기되는 하나의 관에 설치되어 내부를 관통하는 냉매의 개도량을 조절하여 팽창시키는데, 외부 조건에 따라 제어부(90)에서 자동제어한다.
여기서, 상기 전자식 팽창밸브(60)는 과열도(ΔTh)와 과냉도(ΔTc) 발생시, 조절할 수 있는데, 그 방법은 이하에서 상세히 기술한다.
이하에서는 상기에서 기술한 하이브리드 히트펌프시스템에서 발생되는 과열도(ΔTh)와 과냉도(ΔTc) 및 적상발생에 따른 제어방법을 도면을 참고하여 설명한다.
과열도(ΔTh)와 과냉도(ΔTc)의 제어방법은 우선, 과열도(ΔTh)와 과냉도(ΔTc)의 측정은 제 1 온도센서(70)와 제 2 온도센서(80)에서 측정된 온도값을 비교하여 제어부(90)에 입력된 설정범위를 벗어나면 과열도(ΔTh)와 과냉도(ΔTc)로 판별된다.
그러면, 상기 제어부(90)는 신호를 보내 전자식 팽창밸브(60)의 개도량을 조절하여 도 5에서처럼 제어부(90)의 설정범위 안에 유지시키는 것이다.
그리고, 적상에 따른 제상방법은 우선, 실외 공랭식 열교환기(40)의 적상 판별은 적상센서(42)의 측정데이터 값과, 전자식 팽창밸브(60)의 개도량(평소보다 개도량이 작아진다.)을 제어부(90)에서 비교하여 적상을 판단한다.
이렇게 상기 실외 공랭식 열교환기(40)의 적상이 판별되면 도 4에서처럼, 제어부(90)의 신호에 따라 제 1 솔레노이드밸브(41)를 차단하여 냉매의 흐름을 지열 열교환기(50)만 사용하고, 그렇게 차단된 실외 공랭식 열교환기(40)는 사용하지 않으면서 자연적으로 제상을 하거나 외부에 사용자가 임의로 제상을 하는 등 다양한 방법으로 제상을 하고 서리가 제거되면 다시 제 1 솔레노이드밸브(41)를 개방시켜 실외 공랭식 열교환기(40)와 지열 열교환기(50)를 동시에 사용하는 것이다.
10 : 압축기 11 : 기수분리기
20 : 4방 밸브 30 : 실내 공랭식 열교환기
40 : 실외 공랭식 열교환기 41 : 제 1 솔레노이드밸브
42 : 적상센서 50 : 지열 열교환기
51 : 제 2 솔레노이드밸브 60 : 전자식 팽창밸브
70 : 제 1 온도센서 80 : 제 2 온도센서
90 : 제어부

Claims (5)

  1. 냉매를 고온고압으로 변환하는 압축기(10)와;
    상기 압축기(10)의 출구 측에 연결되어 고온고압의 냉매를 원하는 유로에 선택적으로 이송시키는 4방 밸브(20)와;
    난방시 상기 4방 밸브(20)를 통해 압축기(10)의 고온,고압의 냉매가 이송되어 실내의 열원과 열교환시켜 응축기로 사용하고, 냉방시 실외 공랭식 열교환기(40) 및 지열 열교환기(50)를 통해 이송된 냉매를 실내의 열원과 열교환시켜 증발기로 사용되는 실내 공랭식 열교환기(30)와;
    상기 실내 공랭식 열교환기(30)와 4방 밸브(20)에 연결되고, 난방시 실내 공랭식 열교환기(30)에서 열교환되어 이송된 냉매와 실외의 열원을 열교환시켜 증발기로 사용하고, 냉방시 상기 4방 밸브(20)를 통해 압축기(10)의 고온,고압의 냉매가 이송되어 실외의 열원과 열교환시켜 응축기로 사용되며, 외부표면온도(Tos)와 실외 대기 온도(To)를 측정하여 상호 온도차(Tos-To)에 따라 적상을 판별하는 적상센서(42)가 설치되는 실외 공랭식 열교환기(40)와;
    상기 실내 공랭식 열교환기(30)와 4방 밸브(20)에 연결되어 평상시 실외 공랭식 열교환기(40)와 동시에 사용되고, 난방시 실내 공랭식 열교환기(30)에서 열교환되어 이송된 냉매와 지중의 열원을 열교환시켜 증발기로 사용하고, 냉방시 상기 4방 밸브(20)를 통해 압축기(10)의 고온,고압의 냉매가 이송되어 지중의 열원과 열교환시켜 응축기로 사용되는 지열 열교환기(50)와;
    상기 실외 공랭식 열교환기(40)와 지열 열교환기(50)의 일측에 각각 형성되어 실외 공랭식 열교환기(40)와 지열 열교환기(50)의 내부를 관통하여 이송되는 냉매를 조건에 따라 개폐하는 제 1,2 솔레노이드밸브(41,51)와;
    상기 실외 공랭식 열교환기(40) 및 지열 열교환기(50)와, 실내 공랭식 열교환기(30) 사이에 설치되어 내부를 관통하는 냉매의 개도량을 과열도(ΔTh)와 과냉도(ΔTc)에 따라 조절하여 팽창시키는 전자식 팽창밸브(EEV,60);를 포함하여 구성되고,
    상기 적상센서(42)의 측정된 데이터와 전자식 팽창밸브(60)의 개도량을 제어부(90)가 비교하여 실외 공랭식 열교환기(40)의 적상을 판별하고, 적상으로 판별시, 상기 실외 공랭식 열교환기(40)가 사용되지 않도록 제어부(90)에 의해 제 1 솔레노이드밸브(41)를 차단하여 지열 열교환기(50)만 사용하는 것을 특징으로 하는 고효율 및 적상방지형 하이브리드 히트펌프시스템.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 실외 공랭식 열교환기(40)와 지열 열교환기(50)의 양측은 실내 공랭식 열교환기(30)와 4방 밸브(20)에서 각각 연결되는 하나의 관이 분기되어 각각 연결됨으로써, 상기 실내 공랭식 열교환기(30)와 4방 밸브(20)에서 이송되는 냉매가 동시에 실외 공랭식 열교환기(40)와 지열 열교환기(50)에 전달되고, 상기 실내 공랭식 열교환기(30)에서 연결되는 하나의 관에 전자식 팽창밸브(60)가 설치되며, 상기 분기된 관에 제 1,2 솔레노이드밸브(41,51)가 각각 설치되는 것을 특징으로 하는 고효율 및 적상방지형 하이브리드 히트펌프시스템.
  3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
    상기 전자식 팽창밸브(60)와, 실외 공랭식 열교환기(40) 및 지열 열교환기(50) 사이에 연결되는 하나의 관에는 이송되는 냉매의 온도를 측정하는 제 1 온도센서(70)가 설치되고, 상기 압축기(10)의 입구 측에는 압축기(10)에 유입되는 냉매의 온도를 측정하는 제 2 온도센서(80)가 설치되는 것을 특징으로 하는 고효율 및 적상방지형 하이브리드 히트펌프시스템.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 제 1 온도센서(70)와 제 2 온도센서(80)에서 측정된 온도(T1,T2)의 온도차에 따라 과열도(ΔTh)와 과냉도(ΔTc)를 측정하고, 상기 과열도(ΔTh)와 과냉도(ΔTc)가 제어부(90)의 설정범위(ΔT) 내에 유지되도록 전자식 팽창밸브(60)의 개도량을 조절하는 것을 특징으로 하는 고효율 및 적상방지형 하이브리드 히트펌프시스템.
  5. 삭제
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