KR101702884B1 - 히트 펌프형 냉난방 시스템 - Google Patents

히트 펌프형 냉난방 시스템 Download PDF

Info

Publication number
KR101702884B1
KR101702884B1 KR1020160127453A KR20160127453A KR101702884B1 KR 101702884 B1 KR101702884 B1 KR 101702884B1 KR 1020160127453 A KR1020160127453 A KR 1020160127453A KR 20160127453 A KR20160127453 A KR 20160127453A KR 101702884 B1 KR101702884 B1 KR 101702884B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
refrigerant
additional
indoor
outdoor
compressor
Prior art date
Application number
KR1020160127453A
Other languages
English (en)
Inventor
유경윤
Original Assignee
주식회사 혜경
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 주식회사 혜경 filed Critical 주식회사 혜경
Priority to KR1020160127453A priority Critical patent/KR101702884B1/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101702884B1 publication Critical patent/KR101702884B1/ko

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24F—AIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F5/00—Air-conditioning systems or apparatus not covered by F24F1/00 or F24F3/00, e.g. using solar heat or combined with household units such as an oven or water heater
    • F24F5/0007—Air-conditioning systems or apparatus not covered by F24F1/00 or F24F3/00, e.g. using solar heat or combined with household units such as an oven or water heater cooling apparatus specially adapted for use in air-conditioning
    • F24F5/001—Compression cycle type
    • F24F11/0012—
    • F24F11/008—
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24F—AIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F11/00—Control or safety arrangements
    • F24F11/30—Control or safety arrangements for purposes related to the operation of the system, e.g. for safety or monitoring
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24F—AIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F11/00—Control or safety arrangements
    • F24F11/62—Control or safety arrangements characterised by the type of control or by internal processing, e.g. using fuzzy logic, adaptive control or estimation of values
    • F24F11/63—Electronic processing
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24F—AIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F3/00—Air-conditioning systems in which conditioned primary air is supplied from one or more central stations to distributing units in the rooms or spaces where it may receive secondary treatment; Apparatus specially designed for such systems
    • F24F3/06—Air-conditioning systems in which conditioned primary air is supplied from one or more central stations to distributing units in the rooms or spaces where it may receive secondary treatment; Apparatus specially designed for such systems characterised by the arrangements for the supply of heat-exchange fluid for the subsequent treatment of primary air in the room units
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24F—AIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F3/00—Air-conditioning systems in which conditioned primary air is supplied from one or more central stations to distributing units in the rooms or spaces where it may receive secondary treatment; Apparatus specially designed for such systems
    • F24F3/12—Air-conditioning systems in which conditioned primary air is supplied from one or more central stations to distributing units in the rooms or spaces where it may receive secondary treatment; Apparatus specially designed for such systems characterised by the treatment of the air otherwise than by heating and cooling
    • F24F3/14—Air-conditioning systems in which conditioned primary air is supplied from one or more central stations to distributing units in the rooms or spaces where it may receive secondary treatment; Apparatus specially designed for such systems characterised by the treatment of the air otherwise than by heating and cooling by humidification; by dehumidification
    • F24F3/1405—Air-conditioning systems in which conditioned primary air is supplied from one or more central stations to distributing units in the rooms or spaces where it may receive secondary treatment; Apparatus specially designed for such systems characterised by the treatment of the air otherwise than by heating and cooling by humidification; by dehumidification in which the humidity of the air is exclusively affected by contact with the evaporator of a closed-circuit cooling system or heat pump circuit
    • F25B41/003—
    • F25B41/04—
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24F—AIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F3/00—Air-conditioning systems in which conditioned primary air is supplied from one or more central stations to distributing units in the rooms or spaces where it may receive secondary treatment; Apparatus specially designed for such systems
    • F24F3/12—Air-conditioning systems in which conditioned primary air is supplied from one or more central stations to distributing units in the rooms or spaces where it may receive secondary treatment; Apparatus specially designed for such systems characterised by the treatment of the air otherwise than by heating and cooling
    • F24F3/14—Air-conditioning systems in which conditioned primary air is supplied from one or more central stations to distributing units in the rooms or spaces where it may receive secondary treatment; Apparatus specially designed for such systems characterised by the treatment of the air otherwise than by heating and cooling by humidification; by dehumidification
    • F24F2003/144—Air-conditioning systems in which conditioned primary air is supplied from one or more central stations to distributing units in the rooms or spaces where it may receive secondary treatment; Apparatus specially designed for such systems characterised by the treatment of the air otherwise than by heating and cooling by humidification; by dehumidification by dehumidification only
    • F24F2003/1446—Air-conditioning systems in which conditioned primary air is supplied from one or more central stations to distributing units in the rooms or spaces where it may receive secondary treatment; Apparatus specially designed for such systems characterised by the treatment of the air otherwise than by heating and cooling by humidification; by dehumidification by dehumidification only by condensing
    • F24F2003/1452—Air-conditioning systems in which conditioned primary air is supplied from one or more central stations to distributing units in the rooms or spaces where it may receive secondary treatment; Apparatus specially designed for such systems characterised by the treatment of the air otherwise than by heating and cooling by humidification; by dehumidification by dehumidification only by condensing heat extracted from the humid air for condensing is returned to the dried air
    • F24F2011/0082—
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24F—AIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F13/00—Details common to, or for air-conditioning, air-humidification, ventilation or use of air currents for screening
    • F24F13/20—Casings or covers
    • F24F2013/202—Mounting a compressor unit therein
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24F—AIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F13/00—Details common to, or for air-conditioning, air-humidification, ventilation or use of air currents for screening
    • F24F13/20—Casings or covers
    • F24F2013/205—Mounting a ventilator fan therein
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24F—AIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F2110/00—Control inputs relating to air properties
    • F24F2110/10—Temperature
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24F—AIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F2140/00—Control inputs relating to system states
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B2313/00—Compression machines, plants or systems with reversible cycle not otherwise provided for
    • F25B2313/027—Compression machines, plants or systems with reversible cycle not otherwise provided for characterised by the reversing means
    • F25B2313/02741—Compression machines, plants or systems with reversible cycle not otherwise provided for characterised by the reversing means using one four-way valve

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Fuzzy Systems (AREA)
  • Mathematical Physics (AREA)
  • Air Conditioning Control Device (AREA)

Abstract

본 발명은 히트 펌프형 냉난방 시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 컴퓨터나 전자 기기가 설치된 전산실의 온도와 습도를 일정하게 조절하는 항온 항습 기기 시스템 및 농수산물 등의 냉풍 건조를 위한 냉각 제습 시스템 등에 활용되는 에너지 절약형 히트 펌프형 냉난방 시스템으로서 히트 펌프 사이클과 냉동 사이클 중 응축기의 폐열을 실내 부하의 가열용 및 제습 공기의 재가열 열원으로 사용함으로써 추가적인 에너지의 공급 없이 항온 항습 기능을 수행하며, 건조 시스템에서는 노점 온도 이하에서 냉각 제습되어 나오는 공기를 재가열하여서 상대 습도를 낮추어 연속적인 제습 작용을 할 수 있도록 하고, 이를 멀티형 일체형으로 구성할 수 있도록 한 히트 펌프형 냉난방 시스템에 관한 것이다.

Description

히트 펌프형 냉난방 시스템{Heat Pump-Type Heating and Cooling System}
본 발명은 히트 펌프형 냉난방 시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 컴퓨터나 전자 기기가 설치된 전산실의 온도와 습도를 일정하게 조절하는 항온 항습 기기 시스템 및 농수산물 등의 냉풍 건조를 위한 냉각 제습 시스템 등에 활용되는 에너지 절약형 히트 펌프형 냉난방 시스템으로서 히트 펌프 사이클과 냉동 사이클 중 응축기의 폐열을 실내 부하의 가열용 및 제습 공기의 재가열 열원으로 사용함으로써 추가적인 에너지의 공급 없이 항온 항습 기능을 수행하며, 건조 시스템에서는 노점 온도 이하에서 냉각 제습되어 나오는 공기를 재가열하여서 상대 습도를 낮추어 연속적인 제습 작용을 할 수 있도록 하고, 이를 멀티형 일체형으로 구성할 수 있도록 한 히트 펌프형 냉난방 시스템에 관한 것이다.
온도 및 습도에 민감한 전산시스템이나 전산센터, 통신실, 교환기실, 문서보관실, 지적서고 등 전산시스템장치의 장애발생을 방지하기 위하여 이러한 실내는 일정한 온습도의 범위를 유지하는 것이 중요하다.
일반적으로 종래의 항온항습기는 냉각기능으로 일반적인 압축냉동장치가 구성되어 있고, 하절기에 온도보상 및 제습기능을 위하여 전기히터방식의 재열기가 구성되어 있으며, 동절기에는 실내의 적정한 습도유지를 위해 전기히터방식의 전극봉식 가습기로 구성되어 있다.
종래의 항온 항습 시스템 및 냉풍 건조 시스템으로는 다음과 같은 것들이 있다.
도 1을 참조하면 압축기(A1), 응축기(A2), 팽창변(A3), 증발기(A4) 및 전기 히팅 코일(A5)로 구성된 항온 항습 시스템으로서, 냉방 시에는 일반적인 냉동사이클로 운전되고, 난방 및 실내 온도 조절시에는 전기 히팅 코일(425)을 가동하여 운전되는 사이클이다.
이러한 종래 항온 항습 시스템은 가열 열원으로서 전기 코일(A5)을 사용함으로서 에너지 소비율이 높은데, 특히 실내 온도 항온 제어 시에는 냉동 사이클과 전기 히터가 동시에 작동함으로서 전력 소모가 많고, 여름철 외기 온도 상승이 응축압력 상승을 야기하여 압축기의 소비 동력이 커지는 문제점이 있다.
도 2를 참조하면 종래의 히트 펌프형 건조기(특허 등록번호 제101224157 (2013.01.14))에 관한 것으로 건조 공정별로 온도와 습도를 달리 제어하여야 건조물의 품질을 향상시킬 수 있는 수산물 등의 건조 공정에 적용하여 건조 시간을 단축하고 건조 공정에 투입되는 에너지를 절약하는 것을 특징으로 한다.
도 2를 참조하면 상기 히트펌프형 건조기는 압축기(B1), 실외 응축기(B2), 실내 응축기(B5), 증발기(B3) 및 제어변(C1, C2, C3, C4)로 구성되어 운전되는 형태이다.
상기 종래 히트펌프형 건조기의 주된 특징은 열회수 사이클에 있어서 실내응축기(B5)를 활용하여 실내 가열열원으로 히터를 사용하지 않고, 또한 냉동시스템의 응축기 폐열을 활용함으로서 에너지를 절약하는 것에 있다.
하지만 이러한 종래 히트펌프형 건조기 기술은 동계 등의 난방 부하를 감당할 수 없어서 추가적으로 히터를 사용함에 따라 동계에 과도한 운전 비용을 야기 하는 문제점이 있다.
도 3을 참조하면 종래의 항온항습 장치 및 방법에 관한 것(공개 특허 10-2001-0070831호)으로 냉동기용 압축기에서 발생하는 고온 고압의 핫 가스 열원을 응축기를 통과하기 전에 가습 장치내의 코일형 열교환기를 통과시켜 가습용 보충수를 가열하고 핫가스 재열 코일로 보내어 가열, 제습할 수 있게 함으로써 효율적으로 핫 가스열을 이용하며, 응축기의 온도를 외기의 온도에 변함없이 일정한 온도를 유지하도록 냉매순환 압력을 3단계로 체크하는 압력 스위치와 송풍기의 회전수를 조절하는 메인 콘트롤 인버터를 사용하는데 특징이 있는 발명이다.
상기 항온 항습 장치는 압축기(101), 실외 응축기(110), 실내 응축기(170), 증발기(160) 및 제어변(190, 201)등을 구성요소로 하여 기본 사이클을 제어하는데 먼저 냉방 사이클의 경우는 압축기(101), 실외 응축기(110) 및 증발기(160)로 운전 되는 일반적인 냉동 사이클이고, 난방 사이클은 압축기(101), 실내 응축기(170), 실외 응축기(110) 및 증발기(160)로 운전 되는 사이클로서, 주된 원리는 난방시 실내 응축기(330)에 핫 가스를 인입시켜서 별도의 열원 없이 난방을 할 수 있다는 것이다.
이러한 종래 항온 항습 장치 내지 시스템은 겨울철 가열 운전시 실내응축기(170)출구의 냉매 액이 실외 응축기(110)에서 과냉각 되어 증발기(160)에서의 냉각 열량이 증가함에 따라 난방열량의 저하가 발생하고, 하계 가열 및 제습 운전시 실내응축기(170)출구의 냉매 액이 실외 응축기(110)에서 외부의 더운 공기와 열 교환으로 가열됨에 따라 플래시 가스가 발생할 수 있어 증발기(160)의 냉각 능력 저하가 발생하고, 실내 응축기(170) 및 실외응축기(110)를 통과시 압력 강하 증대로 압축기의 소비동력이 증대하며, 제습 및 냉방 운전시 실내 응축기(170)를 활용하지 않으므로 시스템 효율이 저하되는 문제점이 있다.
도 4를 참조하면 종래의 히트펌프를 응용한 사이클의 실시예를 나타낸 것으로서, 히트펌프 시스템의 실내부(200) 및 실외부(100)가 분리 설치되어 있는 시스템이다.
이러한 분리형 히트펌프 시스템은 많은 분야에 응용되어 사용되고 있으며, 실내부(200)와 실외부(100)의 연결은 동배관으로 연결되어 사용되고 있다.
이러한 분리형 히트펌프시스템은 동계의 혹한에 히트펌프의 성능 저하가 발생하여 충분한 난방 성능을 발휘하지 못 하고, 또한 하계의 폭염 시에 응축압이 상승하여 압축기의 소요 동력이 상승되는 단점이 있다.
본 발명의 목적은 히트펌프 시스템을 응용한 것으로서, 항온 항습 기기 시스템 및 냉각 제습 시스템 등의 에너지 절약형 시스템을 제공함에 있다.
또한 히트 펌프 사이클과 냉동 사이클의 복합 형태로, 응축기의 폐열(열회수 사이클) 및 히트펌프 사이클을 응용하여 실내 부하의 가열용 및 제습 공기의 재가열 열원으로 사용함으로서 추가적인 에너지 공급 없이 항온 항습 기능을 수행하도록 함에 목적이 있다.
건조 과정에 있어서는 노점 온도 이하에서 냉각 제습된 공기를 재가열하여 상대 습도를 낮춰 연속적인 제습 작용을 할 수 있도록 함에 또 다른 목적이 있다.
본 발명의 다른 일면에 있어서 다단 냉각 제습 및 가열로 고제습, 고효율 운전을 특징으로 하는 히트펌프형 냉난방 시스템을 제공함에 목적이 있다.
본 발명의 다른 일면에 있어서 히트 펌프 운전 및 폐열 회수 운전(Heat recovery)을 하나의 사이클에서 선택적으로 하도록 하여 전기 히터에 비하여 3~4배 이상의 운전동력을 절감시켜주는 시스템을 제공하는데 목적이 있다.
본 발명은 또한 기존의 실내기 및 실외기를 일체형으로 제작할 수 있도록 하여 압축기 소요동력을 절감할 수 있도록 하여 소비 에너지 및 원가 저감을 할 수 있도록 함에 목적이 있다.
본 발명인 히트 펌프형 냉난방 시스템은 실내부(200)와 실외부(100)로 구성된다.
상기 실내부(200)는 저온저압의 냉매가스를 고온고압으로 압축시켜 토출하는 압축기(210), 사방변 입구(220a)와 사방변 출구 b, c, d(220b,c,d)로 이뤄진 사방변(220), 제어변(230), 가스 상태의 냉매를 액체 상태의 냉매로 응축시키는 응축기(240), 실내팽창변(250), 실내공기를 흡입하여 다시 실내로 방출시키는 실내팬(270) 및 상기 실내팬(270)에 의해 흡입되는 실내공기와의 열교환을 통해 냉매를 기체로 만드는 증발기(260)로 구성된다.
상시 실외부(100)는 실외공기를 흡입하여 다시 실외로 방출하는 실외기팬(170), 상기 실외기팬(170)에 의해 흡입되는 실외공기와 냉매를 열교환시키는 실외기(110) 및 실외팽창변(120)으로 구성된다.
상기 압축기(210)의 출구는 사방변 입구(220a)와 냉매 배관으로 연결되며, 사방변 출구 b(220b)와 실외기(110)의 인입구가 냉매 배관으로 연결되고, 상기 실외기(110)의 인출구와 실외팽창변(120)은 냉매 배관되며, 상기 실외팽창변(120)은 응축기(240) 인출구와 냉매 배관 연결되되, 배관 중간에서 분기하여 실내팽창변(250)에 냉매 배관 연결되고, 상기 실내팽창변(250)은 증발기(260) 인입구와 냉매 배관 연결되고, 상기 증발기(260)의 인출구는 사방변 출구c(220c) 및 압축기(210)의 입구와 냉매배관 연결되며, 상기 압축기(210)의 출구와 사방변 입구(220a) 사이의 냉매 배관에서 분기하여 제어변(230)에 냉매 배관 연결되고, 상기 제어변(230)에서 응축기(240)의 인입구와 냉매 배관 연결되고, 상기 사방변 출구d(220d)는 폐쇄되어 있다.
추가 압축기(310), 추가 응축기(340), 추가 팽창변(350) 및 추가 증발기(360)로 구성된 추가부(300)가 추가로 구성됨이 바람직하다.
상기 추가 압축기(310)의 출구는 추가 응축기(340)의 인입구와 냉매 배관 연결되며, 상기 추가 응축기(340)의 인출구는 추가 팽창변(350)과 냉매배관되고, 상기 추가 팽창변(350)과 추가 증발기(60) 인입구 사이에 냉매 배관 연결되고, 상기 추가 증발기(360) 인출구와 추가 압축기(310) 입구가 냉매 배관 연결된다.
상기 추가 응축기(340)와 추가 증발기(360)는 공기 흐름 방향을 기준으로 각각 응축기(240)와 증발기(260)와 직렬구조 또는 병렬구조로 배열될 수 있다.
상기 히트 펌프형 냉난방 시스템의 운전방법에 있어서, 상기 운전방법은 냉방 운전 모드를 포함하되, 상기 냉방 운전 모드는 실내 온도가 설정 온도 이상일 때 가동되는 냉방 운전 모드 1과 실내 온도가 설정 온도보다 미만일 때 가동되는 냉방 운전 모드 2로 구성된다.
상기 냉방 운전 모드 1은 제어변이 닫히고, 실외팽창변(120)과 실내팽창변(250)이 열리면서 동작하며,
상기 압축기(210)로부터 고온고압의 냉매를 토출하는 단계;
토출된 냉매가 실외기(110)에서 실외공기와 열교환하여 액상의 냉매로 응축하는 단계;
응축된 냉매가 실외팽창변(120) 및 실내팽창변(250) 통과하면서 감압되는 단계;
감압된 냉매가 증발기(260)에서 실내 공기와 열교환후 기체상태로 변환되는 단계; 및
저온 저압의 냉매가 압축기(210)로 흡입되는 단계;로 구성된다.
상기 냉방 운전 모드 2는 실외팽창변(120)이 닫히고, 제어변(230)과 실내팽창변(250)이 열리면서 동작하며,
압축기(210)로부터 고온고압의 냉매를 토출하는 단계;
토출된 냉매가 응축기(240)에서 실내공기와 열 교환하여 액상의 냉매로 응축하는 단계;
응축된 냉매가 실내팽창변(250) 통과하면서 감압되는 단계;
감압된 냉매가 증발기(260)에서 실내 공기와 열교환후 기체상태로 변환되는 단계; 및
저온 저압의 냉매가 압축기(210)로 흡입되는 단계;로 구성된다.
상기 히트 펌프형 냉난방 시스템의 운전방법에 있어서, 상기 운전방법은 난방 운전 모드를 포함하되, 상기 난방 운전 모드는 실내팽창변(250)이 닫히고, 실외팽창변(120)과 제어변(230)이 열리면서 동작하고,
압축기(210)로부터 고온고압의 냉매를 토출하는 단계;
토출된 냉매가 응축기(240)에서 실내 공기와 열 교환하여 액상의 냉매로 응축하는 단계;
응축된 냉매가 실외팽창변(120)을 통과하여 감압되는 단계;
감압된 냉매가 실외기(110)에서 실외공기와 열 교환하여 액상에서 기체 상태로 변환되는 단계; 및
기체상태의 냉매가 압축기(210)로 흡입되는 단계;로 구성된다.
추가부(300)가 추가된 히트 펌프형 냉난방 시스템의 운전방법에 있어서, 상기 운전방법은 냉방 운전 모드를 포함하며, 상기 냉방 운전 모드는 실내 온도가 설정 온도 이상일 때 가동되는 냉방 운전 모드 1과 실내 온도가 설정 온도보다 미만일 때 가동되는 냉방 운전 모드 2로 구성된다.
상기 냉방 운전 모드 1은 제어변(230)이 닫히고, 실외팽창변(120)과 실내팽창변(250)과 추가 팽창변(350)이 열리면서 동작하며,
상기 압축기(210) 및 추가 압축기(310)로부터 고온고압의 냉매를 토출하는 단계;
토출된 냉매가 실외기(110)에서 실외공기와 열교환하여 액상의 냉매로 응축되며, 추가 응축기(340)에서 실내공기와 열교환하여 액상의 냉매로 응축되는 단계;
응축된 냉매가 실외팽창변(120) 및 실내팽창변(250) 또는 추가 팽창변(350) 통과하면서 감압되는 단계;
감압된 냉매가 각각 증발기(260) 및 추가 증발기(360)에서 실내 공기와 열교환후 기체상태로 변환되는 단계; 및
저온 저압의 냉매가 각각 압축기(210) 및 추가 압축기(310)로 흡입되는 단계;로 구성된다.
상기 냉방 운전 모드 2는 실외팽창변(120)이 닫히고, 제어변(230)과 실내팽창변(250)과 추가 팽창변(350)이 열리면서 동작하며,
압축기(210) 및 추가 압축기(310)로부터 각각 고온고압의 냉매를 토출하는 단계;
토출된 냉매가 각각 응축기(240) 및 추가 응축기(340)에서 실내공기와 열 교환하여 액상의 냉매로 응축되는 단계;
응축된 냉매가 각각 실내팽창변(250) 및 추가 팽창변(350) 통과하면서 감압되는 단계;
감압된 냉매가 각각 증발기(260) 및 추가 증발기(360)에서 실내 공기와 열교환후 기체상태로 변환되는 단계; 및
저온 저압의 냉매가 각각 압축기(210) 및 추가 압축기(310)로 흡입되는 단계;로 구성된다.
추가부(300)가 추가된 히트 펌프형 냉난방 시스템의 운전방법에 있어서, 상기 운전방법은 난방 운전 모드를 포함한다.
상기 난방 운전 모드는 실내팽창변(250)이 닫히고, 실외팽창변(120)과 제어변(230)과 추가 팽창변(350)이 열리면서 동작하며,
압축기(210) 및 추가 압축기(310)로부터 각각 고온고압의 냉매를 토출하는 단계;
토출된 냉매가 각각 응축기(240) 및 추가 응축기(340)에서 실내 공기와 열 교환하여 액상의 냉매로 응축되는 단계;
응축된 냉매가 각각 실외팽창변(120) 및 추가 팽창변(350)을 통과하여 감압되는 단계;
감압된 냉매가 실외기(110)에서 실외공기와 열 교환하여 액상에서 기체 상태로 변환되며, 추가 증발기(360)에서 실내공기와 열 교환하여 액상에서 기체 상태로 변환되는 단계; 및
기체상태의 냉매가 각각 압축기(210) 및 추가 압축기(310)로 흡입되는 단계;로 구성된다.
상기 히트 펌프형 냉난방 시스템이 일체형 히트펌프형 시스템으로 제작되되,
상기 일체형 히트펌프형 시스템의 실내부(200)는 공기 흐름 순서를 기준으로 공기 흡입 댐퍼(94), 증발기(260), 응축기(240), 출구측 챔버(201), 실내팬(270) 및 토출 댐퍼(95)로 구성되되, 상기 출구측 챔버(201)를 기점으로 하여 역 ㄷ 형 또는 ㄷ 형 구조로 되어 공기가 흐르도록 형성된다.
실외부(100)는 실내부(200)의 상부에 위치하되 분리판(105)으로 공간상 독립되어 있으며, 공기 흐름 순서를 기준으로 외기 댐퍼(90)와 실내댐퍼(91), 혼합 챔버(101), 실외기(110), 팬실(102), 실외기팬(170), 상부 격실(104), 출구 챔버(103) 및 급기 댐퍼(92)와 배기 댐퍼(93)로 구성된다.
제어부는 상기 일체형 히트펌프형 시스템상에서 실내팽창변(250), 실외팽창변(120), 추가 팽창변(350), 제어변(230)의 개폐 제어 및 외기 댐퍼(90), 실내 댐퍼(91), 급기 댐퍼(92), 배기 댐퍼(93), 공기 흡입 댐퍼(94), 토출 댐퍼(95)의 개폐 제어를 한다.
본 발명은 히트펌프 사이클을 응용한 시스템으로서, 실외기를 선택적으로 응축기 및 증발기로 사용함으로서 실내온도 제어 기능 및 히트펌프 사이클로서 기존 항온 항습기에 비해 3~4배 가열 능력을 증가시켜 운전비용을 대폭적으로 절감시킬 수 있다.
본 발명은 상기 히트펌프 사이클에 냉동사이클을 추가하여 멀티 히트펌프형 시스템을 구성할 수 있고, 상기 멀티 히트펌프형 시스템은 추가되는 냉동사이클에 있어서 응축기의 폐열을 실내 부하의 가열용 열원 및 제습 공기의 재가열 열원으로 사용함에 따라 추가적인 에너지의 공급 없이 항온 항습 기능을 수행하여 에너지를 절약할 수 있다.
상기 멀티 히트펌프형 시스템은 증발기를 다단으로 구성할 수 있는 바 제1 증발기에서 노점 온도 이하에서 냉각 제습 하고, 제2 증발기에서는 제1 증발기 출구의 중온 다습한 공기를 노점 이하로 냉각 제습하여 다단 고제습 성능으로 연속 운전할 수 있다.
또한, 응축기를 다단으로 구성할 수 있는 바 가열능력을 비약적으로 향상 ㅅ시킬 수 있다.
실외기를 선택적으로 응축기 및 증발기로 사용함으로서 실내온도에 따른 냉난방의 제어 기능에 융통성을 부여한다.
히트펌프 사이클로서 기존 항온 항습기에 비해 3~4배의 가열 능력을 증가 시켜 운전비용을 대폭적으로 저감시키며, 고 제습 성능으로 항온 항습기의 운전시간을 단축시켜 시스템의 소요 동력을 저감시킬 수 있다.
실내부와 실외부를 일체형으로 제작하여 동계 및 하계에 실내공기 및 외기를 혼합하여 실외기에 인입하고, 실외기에서 열교환을 마친 출구의 공기는 급기 또는 배기를 혼합 제어 형태로 운전하는 결과 동계의 혹한의 기후에도 상온의 실내공기와 외기를 혼합 가온하여 실외기에 인입하므로 응축기의 성능을 향상시킬 수 있으며, 하계에는 고온의 외기와 실내공기를 혼합 하여 응축기에 인입 하므로 응축 압력을 낮추어 압축기 소요동력을 저감할 수 있으며, 혼합 공기의 비율, 배기 및 급기 비율을 조정함으로서 냉난방에 있어 에너지 절약할 수 있다.
일체형으로 제작되는 만큼 제작비용을 저감할 수 있다.
도 1은 기존 항온 항습 및 냉풍 건조 시스템에 대한 간략한 작동도이다.
도 2는 기존 건조시스템에 대한 간략한 작동도이다.
도 3은 기존 항온 항습 시스템에 대한 간략한 작동도이다.
도 4는 기존의 히트펌프 시스템의 실내기 및 실외기 시스템의 구성을 나타낸 도면이다.
도 5는 본원발명인 히트 펌프형 냉난방 시스템의 구성 및 연결을 나타낸 도면이다.
도 6은 본원발명인 히트 펌프형 냉난방 시스템의 냉각모드 작동도이다.
도 7은 본원발명인 히트 펌프형 냉난방 시스템의 또다른 냉각모드 작동도이다.
도 8은 본원발명인 히트 펌프형 냉난방 시스템의 난방모드 작동도이다.
도 9는 본원발명인 히트 펌프형 냉난방 시스템이 실외부와 실내부가 일체형 장치로 제작된 것을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 10은 본원발명인 히트 펌프형 냉난방 시스템이 추가부가 추가되어 멀티형으로 구성된 것(이하 '멀티형 히트 펌프형 냉난방 시스템'이라 한다. 이하 같다)을 나타낸 도면이다.
도 11은 상기 멀티형 히트 펌프형 냉난방 시스템의 냉각모드 작동도이다.
도 12는 상기 멀티형 히트 펌프형 냉난방 시스템의 또다른 냉각모드 작동도이다.
도 13은 상기 멀티형 히트 펌프형 냉난방 시스템의 난방모드 작동도이다.
도 14는 상기 멀티형 히트 펌프형 냉난방 시스템의 실시예 중에서 사방변의 입출력 배관이 다른 일 실시예에 관한 도면이다.
도 15는 상기 멀티형 히트 펌프형 냉난방 시스템의 실시예 중에서 응축기 및 증발기가 각각 병렬구조로 구성된 것을 나타낸 도면이다.
먼저, 본 발명의 구체적인 설명에 들어가기에 앞서, 본 발명에 관련된 공지 기술 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라 질 수 있으므로, 그 정의는 본 발명에 따른 "히트 펌프형 냉난방 시스템"을 설명하는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 한다.
본 발명은 일면에 있어서,
도 5는 본원발명인 히트 펌프형 냉난방 시스템의 구성 및 연결을 나타낸 도면이며, 도 6은 본원발명인 히트 펌프형 냉난방 시스템의 냉각모드 작동도이고, 도 7은 본원발명인 히트 펌프형 냉난방 시스템의 또다른 냉각모드 작동도이며, 도 8은 본원발명인 히트 펌프형 냉난방 시스템의 난방모드 작동도이고, 도 9는 본원발명인 히트 펌프형 냉난방 시스템이 실외부와 실내부가 일체형 장치로 제작된 것을 개략적으로 나타낸 도면이며, 도 10은 본원발명인 히트 펌프형 냉난방 시스템이 추가부가 추가되어 멀티형으로 구성된 것(이하 '멀티형 히트 펌프형 냉난방 시스템'이라 한다. 이하 같다)을 나타낸 도면이고, 도 11은 상기 멀티형 히트 펌프형 냉난방 시스템의 냉각모드 작동도이며, 도 12는 상기 멀티형 히트 펌프형 냉난방 시스템의 또다른 냉각모드 작동도이고, 도 13은 상기 멀티형 히트 펌프형 냉난방 시스템의 난방모드 작동도이며, 도 14는 상기 멀티형 히트 펌프형 냉난방 시스템의 실시예 중에서 사방변의 입출력 배관이 다른 일 실시예에 관한 도면이고, 도 15는 상기 멀티형 히트 펌프형 냉난방 시스템의 실시예 중에서 응축기 및 증발기가 각각 병렬구조로 구성된 것을 나타낸 도면으로써, 하기에서 상기 도 5 내지 15를 참고하여 설명한다.
도 5를 참조하면 본 발명인 히트 펌프형 냉난방 시스템은 실내부(200)와 실외부(100)로 구성된다.
상기 실내부(200)는 저온저압의 냉매가스를 고온고압으로 압축시켜 토출하는 압축기(210), 사방변 입구(220a)와 사방변 출구 b, c, d(220b,c,d)로 이뤄진 사방변(220), 제어변(230), 가스 상태의 냉매를 액체 상태의 냉매로 응축시키는 응축기(240), 실내팽창변(250), 실내공기를 흡입하여 다시 실내로 방출시키는 실내팬(270) 및 상기 실내팬(270)에 의해 흡입되는 실내공기와의 열교환을 통해 냉매를 기체로 만드는 증발기(260)로 구성된다.
상시 실외부(100)는 실외공기를 흡입하여 다시 실외로 방출하는 실외기팬(170), 상기 실외기팬(170)에 의해 흡입되는 실외공기와 냉매를 열교환시키는 실외기(110) 및 실외팽창변(120)으로 구성된다.
상기 압축기(210)의 출구는 사방변 입구(220a)와 냉매 배관으로 연결되며, 사방변 출구 b(220b)와 실외기(110)의 인입구가 냉매 배관으로 연결되고, 상기 실외기(110)의 인출구와 실외팽창변(120)은 냉매 배관되며, 상기 실외팽창변(120)은 응축기(240) 인출구와 냉매 배관 연결되되, 배관 중간에서 분기하여 실내팽창변(250)에 냉매 배관 연결되고, 상기 실내팽창변(250)은 증발기(260) 인입구와 냉매 배관 연결되고, 상기 증발기(260)의 인출구는 사방변 출구c(220c) 및 압축기(210)의 입구와 냉매배관 연결되며, 상기 압축기(210)의 출구와 사방변 입구(220a) 사이의 냉매 배관에서 분기하여 제어변(230)에 냉매 배관 연결되고, 상기 제어변(230)에서 응축기(240)의 인입구와 냉매 배관 연결되고, 상기 사방변 출구d(220d)는 폐쇄되어 있다.
도 10을 참조하면 본 발명인 히트 펌프형 냉난방 시스템은 추가 압축기(310), 추가 응축기(340), 추가 팽창변(350) 및 추가 증발기(360)로 구성된 추가부(300)가 추가로 구성됨이 바람직하다.
상기 추가 압축기(310)의 출구는 추가 응축기(340)의 인입구와 냉매 배관 연결되며, 상기 추가 응축기(340)의 인출구는 추가 팽창변(350)과 냉매배관되고, 상기 추가 팽창변(350)과 추가 증발기(60) 인입구 사이에 냉매 배관 연결되고, 상기 추가 증발기(360) 인출구와 추가 압축기(310) 입구가 냉매 배관 연결된다.
상기 추가 응축기(340)와 추가 증발기(360)는 공기 흐름 방향을 기준으로 각각 응축기(240), 증발기(260)와 직렬구조 또는 병렬구조로 배열될 수 있다.
도 10을 참조하면 추가 응축기(340)와 추가 증발기(360)가 공기 흐름 방향을 기준으로 각각 응축기(240), 증발기(260)와 직렬구조로 배열된 것임을 알 수 있다.
도 15를 참조하면 추가 응축기(340)와 추가 증발기(360)가 공기 흐름 방향을 기준으로 각각 응축기(240), 증발기(260)와 병렬구조로 배열된 것임을 알 수 있다.
직렬구조로 배열될 경우에는 면적을 집약적으로 사용할 수 있어 단위면적당 효율이 높은 장점이 있으며, 병렬구조로 배열될 경우에는 냉난방 효율이 높은 장점이 있다.
또한 도 14를 참조하면 상기 사방변 입구, 사방변 출구b,c,d가 상기 히트펌프형 냉난방 시스템에서의 사방변 입구와 사방변 출구b는 냉매배관연결이 동일하지만 사방변 출구d가 폐쇄되어 있는 형태가 아니고 사방변 출구d가 증발기 인출구와 배관연결되고, 사방변 출구c가 압축기와 연결되어 있는 형태로 구성될 수 있는 것과 같이 다양한 형태로 구성될 수 있다.
도 6을 참조하면 상기 히트 펌프형 냉난방 시스템의 운전방법에 있어서, 상기 운전방법은 냉방 운전 모드를 포함하되, 상기 냉방 운전 모드는 실내 온도가 설정 온도 이상일 때 가동되는 냉방 운전 모드 1과 실내 온도가 설정 온도보다 미만일 때 가동되는 냉방 운전 모드 2로 구성된다.
상기 냉방 운전 모드 1은 제어변(230)이 닫히고, 실외팽창변(120)과 실내팽창변(250)이 열리면서 동작하며,
상기 압축기(210)로부터 고온고압의 냉매를 토출하는 단계;
토출된 냉매가 실외기(110)에서 실외공기와 열교환하여 액상의 냉매로 응축하는 단계;
응축된 냉매가 실외팽창변(120) 및 실내팽창변(250) 통과하면서 감압되는 단계;
감압된 냉매가 증발기(260)에서 실내 공기와 열교환후 기체상태로 변환되는 단계; 및
저온 저압의 냉매가 압축기(210)로 흡입되는 단계;로 구성된다.
도 7을 참조하면 상기 냉방 운전 모드 2는 실외팽창변(120)이 닫히고, 제어변(230)과 실내팽창변(250)이 열리면서 동작하며,
압축기(210)로부터 고온고압의 냉매를 토출하는 단계;
토출된 냉매가 응축기(240)에서 실내공기와 열 교환하여 액상의 냉매로 응축하는 단계;
응축된 냉매가 실내팽창변(250) 통과하면서 감압되는 단계;
감압된 냉매가 증발기(260)에서 실내 공기와 열교환후 기체상태로 변환되는 단계; 및
저온 저압의 냉매가 압축기(210)로 흡입되는 단계;로 구성된다.
도 8을 참조하면 상기 히트 펌프형 냉난방 시스템의 운전방법에 있어서, 상기 운전방법은 난방 운전 모드를 포함하되, 상기 난방 운전 모드는 실내팽창변(250)이 닫히고, 실외팽창변(120)과 제어변(230)이 열리면서 동작하고,
압축기(210)로부터 고온고압의 냉매를 토출하는 단계;
토출된 냉매가 응축기(240)에서 실내 공기와 열 교환하여 액상의 냉매로 응축하는 단계;
응축된 냉매가 실외팽창변(120)을 통과하여 감압되는 단계;
감압된 냉매가 실외기(110)에서 실외공기와 열 교환하여 액상에서 기체 상태로 변환되는 단계; 및
기체상태의 냉매가 압축기(210)로 흡입되는 단계;로 구성된다.
도 11 및 12를 참조하면 추가부(300)가 추가된 히트 펌프형 냉난방 시스템의 운전방법에 있어서, 상기 운전방법은 냉방 운전 모드를 포함하며, 상기 냉방 운전 모드는 실내 온도가 설정 온도 이상일 때 가동되는 냉방 운전 모드 1과 실내 온도가 설정 온도보다 미만일 때 가동되는 냉방 운전 모드 2로 구성된다.
도 11을 참조하면 상기 냉방 운전 모드 1은 제어변(230)이 닫히고, 실외팽창변(120)과 실내팽창변(250)과 추가 팽창변(350)이 열리면서 동작하며,
상기 압축기(210) 및 추가 압축기(310)로부터 고온고압의 냉매를 토출하는 단계;
토출된 냉매가 실외기(110)에서 실외공기와 열교환하여 액상의 냉매로 응축되며, 추가 응축기(340)에서 실내공기와 열교환하여 액상의 냉매로 응축되는 단계;
응축된 냉매가 실외팽창변(120) 및 실내팽창변(250) 또는 추가 팽창변(350) 통과하면서 감압되는 단계;
감압된 냉매가 각각 증발기(260) 및 추가 증발기(360)에서 실내 공기와 열교환후 기체상태로 변환되는 단계; 및
저온 저압의 냉매가 각각 압축기(210) 및 추가 압축기(310)로 흡입되는 단계;로 구성된다.
도 12를 참조하면 상기 냉방 운전 모드 2는 실외팽창변(120)이 닫히고, 제어변(230)과 실내팽창변(250)과 추가 팽창변(350)이 열리면서 동작하며,
압축기(210) 및 추가 압축기(310)로부터 각각 고온고압의 냉매를 토출하는 단계;
토출된 냉매가 각각 응축기(240) 및 추가 응축기(340)에서 실내공기와 열 교환하여 액상의 냉매로 응축되는 단계;
응축된 냉매가 각각 실내팽창변(250) 및 추가 팽창변(350) 통과하면서 감압되는 단계;
감압된 냉매가 각각 증발기(260) 및 추가 증발기(360)에서 실내 공기와 열교환후 기체상태로 변환되는 단계; 및
저온 저압의 냉매가 각각 압축기(210) 및 추가 압축기(310)로 흡입되는 단계;로 구성된다.
도 13을 참조하면 추가부(300)가 추가된 히트 펌프형 냉난방 시스템의 운전방법에 있어서, 상기 운전방법은 난방 운전 모드를 포함한다.
상기 난방 운전 모드는 실내팽창변(250)이 닫히고, 실외팽창변(120)과 제어변(230)과 추가 팽창변(350)이 열리면서 동작하며,
압축기(210) 및 추가 압축기(310)로부터 각각 고온고압의 냉매를 토출하는 단계;
토출된 냉매가 각각 응축기(240) 및 추가 응축기(340)에서 실내 공기와 열 교환하여 액상의 냉매로 응축되는 단계;
응축된 냉매가 각각 실외팽창변(120) 및 추가 팽창변(350)을 통과하여 감압되는 단계;
감압된 냉매가 실외기(110)에서 실외공기와 열 교환하여 액상에서 기체 상태로 변환되며, 추가 증발기(360)에서 실내공기와 열 교환하여 액상에서 기체 상태로 변환되는 단계; 및
기체상태의 냉매가 각각 압축기(210) 및 추가 압축기(310)로 흡입되는 단계;로 구성된다.
도 9를 참조하면 상기 히트 펌프형 냉난방 시스템이 일체형 히트펌프형 시스템으로 제작되되,
상기 일체형 히트펌프형 시스템의 실내부(200)는 공기 흐름 순서를 기준으로 공기 흡입 댐퍼(94), 증발기(260), 응축기(240), 출구측 챔버(201), 실내팬(270) 및 토출 댐퍼(95)로 구성되되, 상기 출구측 챔버(201)를 기점으로 하여 역 ㄷ 형 구조로 되어 아래에서 위방향으로 공기가 흐르도록 형성된다.
실외부(100)는 실내부(200)의 상부에 위치하되 분리판(105)으로 공간상 독립되어 있으며, 공기 흐름 순서를 기준으로 외기 댐퍼(90)와 실내댐퍼(91), 혼합 챔버(101), 실외기(110), 팬실(102), 실외기팬(170), 상부 격실(104), 출구 챔버(103) 및 급기 댐퍼(92)와 배기 댐퍼(93)로 구성된다.
제어부는 상기 일체형 히트펌프형 시스템상에서 실내팽창변(250), 실외팽창변(120), 추가 팽창변(350), 제어변(230)의 개폐 제어 및 외기 댐퍼(90), 실내 댐퍼(91), 급기 댐퍼(92), 배기 댐퍼(93), 공기 흡입 댐퍼(94), 토출 댐퍼(95)의 개폐 제어를 한다.
또한 사방변 입구 개폐 제어 및 사방변 출구b, c, d의 정역 전환 제어도 제어부가 한다.
본 발명에 따르면 실외기를 선택적으로 응축기 및 증발기로 사용함으로서 실내온도 제어 기능 및 히트펌프 사이클로서 기존 항온 항습기에 비해 3~4배 가열 능력을 증가시켜 운전비용을 대폭적으로 절감시킬 수 있다.
본 발명은 상기 히트펌프 사이클에 냉동사이클을 추가하여 멀티 히트펌프형 시스템을 구성할 수 있고, 상기 멀티 히트펌프형 시스템은 추가되는 냉동사이클에 있어서 응축기의 폐열을 실내 부하의 가열용 열원 및 제습 공기의 재가열 열원으로 사용함에 따라 추가적인 에너지의 공급 없이 항온 항습 기능을 수행하여 에너지를 절약할 수 있다.
상기 멀티 히트펌프형 시스템은 증발기를 다단으로 구성할 수 있는 바 제1 증발기에서 노점 온도 이하에서 냉각 제습 하고, 제2 증발기에서는 제1 증발기 출구의 중온 다습한 공기를 노점 이하로 냉각 제습하여 다단 고제습 성능으로 연속 운전할 수 있다.
또한, 응축기를 다단으로 구성할 수 있는 바 가열능력을 비약적으로 향상 시킬 수 있다.
실외기를 선택적으로 응축기 및 증발기로 사용함으로서 실내온도에 따른 냉난방의 제어 기능에 융통성을 부여한다.
히트펌프 사이클로서 기존 항온 항습기에 비해 3~4배의 가열 능력을 증가 시켜 운전비용을 대폭적으로 저감시키며, 고 제습 성능으로 항온 항습기의 운전시간을 단축시켜 시스템의 소요 동력을 저감시킬 수 있다.
실내부와 실외부를 일체형으로 제작하여 동계 및 하계에 실내공기 및 외기를 혼합하여 실외기에 인입하고, 실외기에서 열교환을 마친 출구의 공기는 급기 또는 배기를 혼합 제어 형태로 운전하는 결과 동계의 혹한의 기후에도 상온의 실내공기와 외기를 혼합 가온하여 실외기에 인입하므로 응축기의 성능을 향상시킬 수 있으며, 하계에는 고온의 외기와 실내공기를 혼합 하여 응축기에 인입 하므로 응축 압력을 낮추어 압축기 소요동력을 저감할 수 있으며, 혼합 공기의 비율, 배기 및 급기 비율을 조정함으로서 냉난방에 있어 에너지 절약할 수 있다.
일체형으로 제작되는 만큼 제작비용을 저감할 수 있다.
A1 : 압축기 A2 : 응축기
A3 : 팽창변 A4 : 증발기
A5 : 히팅코일
B1 : 압축기 B2 : 실외응축기
B3 : 증발기 B5 : 실내응축기
C1,C2,C3,C4 : 제어변
90 : 외기 댐퍼 91 : 실내 댐퍼
92 : 급기 댐퍼 93 : 배기 댐퍼
94 : 공기 흡입 댐퍼 95 : 토출 댐퍼
100 : 실외부
101 : 혼합 챔버 102 : 팬실
103 : 출구 챔버 104 : 상부 격실
105 : 분리판
110 : 실외기 120 : 실외팽창변
170 : 실외기팬
200 : 실내부
201 : 출구측 챔버 202 : 막음판
210 : 압축기 220 : 사방변
220a : 사방변 입구 220b,c,d : 사방변 출구b,c,d
230 : 제어변 240 : 응축기
250 : 실내팽창변 260 : 증발기
270 : 실내팬
300 : 추가부
310 : 추가 압축기 340 : 추가 응축기
350 : 추가 팽창변 360 : 추가 증발기

Claims (7)

  1. 실내부와 실외부로 구성되며,
    상기 실내부는 저온저압의 냉매가스를 고온고압으로 압축시켜 토출하는 압축기, 사방변 입구와 사방변 출구 b, c, d로 이뤄진 사방변, 제어변, 가스 상태의 냉매를 액체 상태의 냉매로 응축시키는 응축기, 실내팽창변, 실내공기를 흡입하여 다시 실내로 방출시키는 실내팬 및 상기 실내팬에 의해 흡입되는 실내공기와의 열교환을 통해 냉매를 기체로 만드는 증발기로 구성되며,
    상기 실외부는 실외공기를 흡입하여 다시 실외로 방출하는 실외기팬, 상기 실외기팬에 의해 흡입되는 실외공기와 냉매를 열교환시키는 실외기 및 실외팽창변으로 구성되며,
    상기 압축기의 출구는 사방변 입구와 냉매 배관으로 연결되며, 사방변 출구 b와 실외기의 인입구가 냉매 배관으로 연결되고, 상기 실외기의 인출구와 실외팽창변은 냉매 배관되며, 상기 실외팽창변은 응축기 인출구와 냉매 배관 연결되되, 배관 중간에서 분기하여 실내팽창변에 냉매 배관 연결되고, 상기 실내팽창변은 증발기 인입구와 냉매 배관 연결되고, 상기 증발기의 인출구는 사방변 출구c 및 압축기의 입구와 냉매배관 연결되며, 상기 압축기의 출구와 사방변 입구 사이의 냉매 배관에서 분기하여 제어변에 냉매 배관 연결되고, 상기 제어변에서 응축기의 인입구와 냉매 배관 연결되고, 상기 사방변 출구d는 폐쇄되어 있는 것을 특징으로 하는 히트 펌프형 냉난방 시스템.
  2. 청구항 1에 있어서,
    추가 압축기, 추가 응축기, 추가 팽창변 및 추가 증발기로 구성된 추가부가 추가로 구성되되,
    상기 추가 압축기의 출구는 추가 응축기의 인입구와 냉매 배관 연결되며, 상기 추가 응축기의 인출구는 추가 팽창변과 냉매배관되고, 상기 추가 팽창변과 추가 증발기 인입구사이에 냉매 배관 연결되고, 상기 추가 증발기 인출구와 압축기 입구가 냉매 배관 연결되며,
    상기 추가 응축기와 추가 증발기는 공기 흐름 방향을 기준으로 각각 응축기와 증발기와 직렬구조 또는 병렬구조로 배열되는 것을 특징으로 하는 히트 펌프형 냉난방 시스템.
  3. 청구항 1에 따른 히트 펌프형 냉난방 시스템의 운전방법에 있어서,
    상기 운전방법은 냉방 운전 모드를 포함하고,
    상기 냉방 운전 모드는 실내 온도가 설정 온도 이상일 때 가동되는 냉방 운전 모드 1과 실내 온도가 설정 온도보다 미만일 때 가동되는 냉방 운전 모드 2로 구성되며,
    상기 냉방 운전 모드 1은 제어변이 닫히고, 실외팽창변과 실내팽창변이 열리면서 동작하며,
    상기 압축기로부터 고온고압의 냉매를 토출하는 단계;
    토출된 냉매가 실외기에서 실외공기와 열교환하여 액상의 냉매로 응축하는 단계;
    응축된 냉매가 실외팽창변 및 실내팽창변 통과하면서 감압되는 단계;
    감압된 냉매가 증발기에서 실내 공기와 열교환후 기체상태로 변환되는 단계; 및
    저온 저압의 냉매가 압축기로 흡입되는 단계;로 구성되며,
    상기 냉방 운전 모드 2는 실외팽창변이 닫히고, 제어변과 실내팽창변이 열리면서 동작하며,
    압축기로부터 고온고압의 냉매를 토출하는 단계;
    토출된 냉매가 응축기에서 실내공기와 열 교환하여 액상의 냉매로 응축하는 단계;
    응축된 냉매가 실내팽창변 통과하면서 감압되는 단계;
    감압된 냉매가 증발기에서 실내 공기와 열교환후 기체상태로 변환되는 단계; 및
    저온 저압의 냉매가 압축기로 흡입되는 단계;로 구성되는 것을 특징으로 하는 히트 펌프형 냉난방 시스템 운전방법.
  4. 청구항 1에 따른 히트 펌프형 냉난방 시스템의 운전방법에 있어서,
    상기 운전방법은 난방 운전 모드를 포함하고,
    상기 난방 운전 모드는 실내팽창변이 닫히고, 실외팽창변과 제어변이 열리면서 동작하며,
    압축기로부터 고온고압의 냉매를 토출하는 단계;
    토출된 냉매가 응축기에서 실내 공기와 열 교환하여 액상의 냉매로 응축하는 단계;
    응축된 냉매가 실외팽창변을 통과하여 감압되는 단계;
    감압된 냉매가 실외기에서 실외공기와 열 교환하여 액상에서 기체 상태로 변환되는 단계; 및
    기체상태의 냉매가 압축기로 흡입되는 단계;로 구성되는 것을 특징으로 하는 히트 펌프형 냉난방 시스템 운전방법.
  5. 청구항 2에 따른 히트 펌프형 냉난방 시스템의 운전방법에 있어서,
    상기 운전방법은 냉방 운전 모드를 포함하고,
    상기 냉방 운전 모드는 실내 온도가 설정 온도 이상일 때 가동되는 냉방 운전 모드 1과 실내 온도가 설정 온도보다 미만일 때 가동되는 냉방 운전 모드 2로 구성되며,
    상기 냉방 운전 모드 1은 제어변이 닫히고, 실외팽창변과 실내팽창변과 추가팽창변이 열리면서 동작하며,
    상기 압축기 및 추가 압축기로부터 고온고압의 냉매를 토출하는 단계;
    토출된 냉매가 실외기에서 실외공기와 열교환하여 액상의 냉매로 응축되며, 추가 응축기에서 실내공기와 열교환하여 액상의 냉매로 응축되는 단계;
    응축된 냉매가 실외팽창변 및 실내팽창변 또는 추가 팽창변 통과하면서 감압되는 단계;
    감압된 냉매가 각각 증발기 및 추가 증발기에서 실내 공기와 열교환후 기체상태로 변환되는 단계; 및
    저온 저압의 냉매가 각각 압축기 및 추가 압축기로 흡입되는 단계;로 구성되며,
    상기 냉방 운전 모드 2는 실외팽창변이 닫히고, 제어변과 실내팽창변과 추가팽창변이 열리면서 동작하며,
    압축기 및 추가압축기로부터 각각 고온고압의 냉매를 토출하는 단계;
    토출된 냉매가 각각 응축기 및 추가 응축기에서 실내공기와 열 교환하여 액상의 냉매로 응축되는 단계;
    응축된 냉매가 각각 실내팽창변 및 추가 팽창변 통과하면서 감압되는 단계;
    감압된 냉매가 각각 증발기 및 추가 증발기에서 실내 공기와 열교환후 기체상태로 변환되는 단계; 및
    저온 저압의 냉매가 각각 압축기 및 추가압축기로 흡입되는 단계;로 구성되는 것을 특징으로 하는 히트 펌프형 냉난방 시스템 운전방법.
  6. 청구항 2에 따른 히트 펌프형 냉난방 시스템의 운전방법에 있어서,
    상기 운전방법은 난방 운전 모드를 포함하고,
    상기 난방 운전 모드는 실내팽창변이 닫히고, 실외팽창변과 제어변과 추가 팽창변이 열리면서 동작하며,
    압축기 및 추가 압축기로부터 각각 고온고압의 냉매를 토출하는 단계;
    토출된 냉매가 각각 응축기 및 추가 응축기에서 실내 공기와 열 교환하여 액상의 냉매로 응축되는 단계;
    응축된 냉매가 각각 실외팽창변 및 추가 팽창변을 통과하여 감압되는 단계;
    감압된 냉매가 실외기에서 실외공기와 열 교환하여 액상에서 기체 상태로 변환되며, 추가 증발기에서 실내공기와 열 교환하여 액상에서 기체 상태로 변환되는 단계; 및
    기체상태의 냉매가 각각 압축기 및 추가 압축기로 흡입되는 단계;로 구성되는 것을 특징으로 하는 히트 펌프형 냉난방 시스템 운전방법.
  7. 청구항 1 또는 2에 따른 히트 펌프형 냉난방 시스템이 일체형 히트펌프형 시스템으로 제작되되,
    상기 일체형 히트펌프형 시스템의 실내부는 공기 흐름 순서를 기준으로 공기 흡입 댐퍼, 증발기, 응축기, 출구측 챔버, 실내팬 및 토출 댐퍼로 구성되되, 상기 출구측 챔버를 기점으로 하여 역 ㄷ 형 또는 ㄷ 형 구조로 되어 공기가 흐르도록 형성되되,
    실외부는 실내부의 상부에 위치하되 분리판으로 공간상 독립되어 있으며, 공기 흐름 순서를 기준으로 외기 댐퍼와 실내댐퍼, 혼합 챔버, 실외기, 팬실, 실외기팬, 상부 격실, 출구 챔버 및 급기 댐퍼와 배기 댐퍼로 구성되며,
    제어부는 상기 일체형 히트펌프형 시스템상에서 실내팽창변, 실외팽창변, 추가 팽창변, 제어변의 개폐 제어 및 외기 댐퍼, 실내 댐퍼, 급기 댐퍼, 배기 댐퍼, 공기 흡입 댐퍼, 토출 댐퍼의 개폐 제어를 하는 것을 특징으로 하는 히트 펌프형 냉난방 시스템.
KR1020160127453A 2016-10-04 2016-10-04 히트 펌프형 냉난방 시스템 KR101702884B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020160127453A KR101702884B1 (ko) 2016-10-04 2016-10-04 히트 펌프형 냉난방 시스템

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020160127453A KR101702884B1 (ko) 2016-10-04 2016-10-04 히트 펌프형 냉난방 시스템

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR101702884B1 true KR101702884B1 (ko) 2017-02-06

Family

ID=58108833

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020160127453A KR101702884B1 (ko) 2016-10-04 2016-10-04 히트 펌프형 냉난방 시스템

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101702884B1 (ko)

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108800371A (zh) * 2017-05-03 2018-11-13 秦文选 能量优化应用多功能热泵新风调湿机
CN108895822A (zh) * 2018-07-28 2018-11-27 李越英 一种具恒温除湿及卸荷热回收功能的纯冷媒热泵烘干机
CN109282409A (zh) * 2018-12-10 2019-01-29 珠海格力电器股份有限公司 一种空调器
CN109341131A (zh) * 2018-11-13 2019-02-15 珠海格力电器股份有限公司 一种空调器及其电控器温度控制方法
CN112797657A (zh) * 2019-10-28 2021-05-14 广东美的制冷设备有限公司 空调器及其控制方法
CN114103592A (zh) * 2021-11-22 2022-03-01 泉州装备制造研究所 一种可移动集装箱式的热泵烘干***、运输车及烘干方法
CN114704878A (zh) * 2022-03-29 2022-07-05 青岛海尔空调器有限总公司 空调器的控制方法、用于控制空调器的装置及空调器
CN115164389A (zh) * 2022-07-25 2022-10-11 珠海格力电器股份有限公司 一种换热组件、空调***和控制方法
CN115875873A (zh) * 2022-11-29 2023-03-31 青岛理工大学 多功能烘干热泵***及运行控制方法
WO2024032359A1 (zh) * 2022-08-11 2024-02-15 赵心阁 一种双结构水源热泵换热***

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20010070831A (ko) * 2001-06-11 2001-07-27 김수경 일체형 에너지 절약 항온항습 장치 및 방법
KR100702907B1 (ko) * 2006-09-05 2007-04-03 황도섭 에너지절약형 공, 수랭식 히트펌프 항온항습기
KR101224157B1 (ko) * 2012-08-21 2013-01-22 유경윤 히트 펌프형 건조기
KR101231978B1 (ko) * 2011-04-27 2013-02-08 한국교통대학교산학협력단 제습기 및 그 제어방법

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20010070831A (ko) * 2001-06-11 2001-07-27 김수경 일체형 에너지 절약 항온항습 장치 및 방법
KR100702907B1 (ko) * 2006-09-05 2007-04-03 황도섭 에너지절약형 공, 수랭식 히트펌프 항온항습기
KR101231978B1 (ko) * 2011-04-27 2013-02-08 한국교통대학교산학협력단 제습기 및 그 제어방법
KR101224157B1 (ko) * 2012-08-21 2013-01-22 유경윤 히트 펌프형 건조기

Cited By (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108800371A (zh) * 2017-05-03 2018-11-13 秦文选 能量优化应用多功能热泵新风调湿机
CN108895822A (zh) * 2018-07-28 2018-11-27 李越英 一种具恒温除湿及卸荷热回收功能的纯冷媒热泵烘干机
CN109341131A (zh) * 2018-11-13 2019-02-15 珠海格力电器股份有限公司 一种空调器及其电控器温度控制方法
CN109282409A (zh) * 2018-12-10 2019-01-29 珠海格力电器股份有限公司 一种空调器
CN112797657A (zh) * 2019-10-28 2021-05-14 广东美的制冷设备有限公司 空调器及其控制方法
CN114103592A (zh) * 2021-11-22 2022-03-01 泉州装备制造研究所 一种可移动集装箱式的热泵烘干***、运输车及烘干方法
CN114103592B (zh) * 2021-11-22 2023-11-21 泉州装备制造研究所 一种可移动集装箱式的热泵烘干***、运输车及烘干方法
CN114704878A (zh) * 2022-03-29 2022-07-05 青岛海尔空调器有限总公司 空调器的控制方法、用于控制空调器的装置及空调器
CN115164389A (zh) * 2022-07-25 2022-10-11 珠海格力电器股份有限公司 一种换热组件、空调***和控制方法
WO2024032359A1 (zh) * 2022-08-11 2024-02-15 赵心阁 一种双结构水源热泵换热***
CN115875873A (zh) * 2022-11-29 2023-03-31 青岛理工大学 多功能烘干热泵***及运行控制方法
CN115875873B (zh) * 2022-11-29 2023-07-18 青岛理工大学 多功能烘干热泵***及运行控制方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101702884B1 (ko) 히트 펌프형 냉난방 시스템
US20120012285A1 (en) Dehumidification system
KR20180019042A (ko) 히트 펌프형 냉동 시스템
CN216281897U (zh) 新风设备
KR20230053495A (ko) 열회수 환기유닛과 히트펌프가 일체식으로 내장된 바닥상치형 패키지 공조장치
US20200300513A1 (en) Refrigeration cycle apparatus
JP4647399B2 (ja) 換気空調装置
JPH04110576A (ja) ヒートポンプ式空気調和装置
CN100451467C (zh) 一种组合式空气处理方法和装置
CN2842267Y (zh) 调温除湿机组
JP2006317012A (ja) エアコン
JP7374633B2 (ja) 空気調和機及び空気調和システム
KR20170138703A (ko) 에어컨 시스템 및 그 제어방법
CN214468973U (zh) 一种全空气一体式空调
CN215832055U (zh) 一种室内空气处理***
CN114198808A (zh) 一种再热型被动式环控一体机机组
CN213273672U (zh) 一种多功能热泵除湿烘干***
CN210425366U (zh) 一种空调机
CN110260422B (zh) 四风口新风热泵除湿机装置
JP6745895B2 (ja) 空調システム
CN219454111U (zh) 一种双级蒸发调节的新风除湿机
US20220090816A1 (en) Multi-air conditioner for heating, cooling, and ventilation
CN110207419A (zh) 多联机***
CN217209606U (zh) 深度全热回收的温湿双控热泵新风除湿机
CN217540873U (zh) 一种再热型被动式环控一体机机组

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20200128

Year of fee payment: 4