KR101984241B1 - Method for calculation of heating value of brine-refrigerant type heat pump system using geothermal heat energy - Google Patents
Method for calculation of heating value of brine-refrigerant type heat pump system using geothermal heat energy Download PDFInfo
- Publication number
- KR101984241B1 KR101984241B1 KR1020180056504A KR20180056504A KR101984241B1 KR 101984241 B1 KR101984241 B1 KR 101984241B1 KR 1020180056504 A KR1020180056504 A KR 1020180056504A KR 20180056504 A KR20180056504 A KR 20180056504A KR 101984241 B1 KR101984241 B1 KR 101984241B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- brine
- heat
- pump
- temperature
- heat pump
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01K—MEASURING TEMPERATURE; MEASURING QUANTITY OF HEAT; THERMALLY-SENSITIVE ELEMENTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G01K17/00—Measuring quantity of heat
- G01K17/06—Measuring quantity of heat conveyed by flowing media, e.g. in heating systems e.g. the quantity of heat in a transporting medium, delivered to or consumed in an expenditure device
- G01K17/08—Measuring quantity of heat conveyed by flowing media, e.g. in heating systems e.g. the quantity of heat in a transporting medium, delivered to or consumed in an expenditure device based upon measurement of temperature difference or of a temperature
- G01K17/10—Measuring quantity of heat conveyed by flowing media, e.g. in heating systems e.g. the quantity of heat in a transporting medium, delivered to or consumed in an expenditure device based upon measurement of temperature difference or of a temperature between an inlet and an outlet point, combined with measurement of rate of flow of the medium if such, by integration during a certain time-interval
-
- 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
- F25B30/00—Heat pumps
- F25B30/06—Heat pumps characterised by the source of low potential heat
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01K—MEASURING TEMPERATURE; MEASURING QUANTITY OF HEAT; THERMALLY-SENSITIVE ELEMENTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G01K1/00—Details of thermometers not specially adapted for particular types of thermometer
- G01K1/02—Means for indicating or recording specially adapted for thermometers
- G01K1/026—Means for indicating or recording specially adapted for thermometers arrangements for monitoring a plurality of temperatures, e.g. by multiplexing
-
- 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
- F25B2600/00—Control issues
- F25B2600/01—Timing
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Air Conditioning Control Device (AREA)
Abstract
Description
본 발명은 지열을 이용하는 브라인-냉매 방식 히트펌프 시스템의 열량 계산 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 열원측의 매체로 브라인을 사용하고 수요측의 매체로 냉매를 사용하는 브라인-냉매 방식 히트펌프 시스템에서 브라인을 사용하는 열원측의 생산열량을 계산함으로써 수요측의 소비열량을 계산할 수 있는 지열을 이용하는 브라인-냉매 방식 히트펌프 시스템의 열량 계산 방법에 관한 것이다. The present invention relates to a method of calculating a heat quantity of a brine-refrigerant heat pump system using geothermal heat, and more particularly to a brine-refrigerant heat pump system using a brine as a medium on a heat source side and a refrigerant as a medium on a demand side The present invention relates to a heat calculation method of a brine-refrigerant type heat pump system that utilizes geothermal heat that can calculate the heat consumption on the demand side by calculating the heat generated by the heat source using the brine.
일반적으로 히트 펌프는 대기중에서 열을 얻거나 배출하는 공기열원방식, 냉각탑을 통해 열을 배출하는 수열원방식, 지중에서 열을 얻거나 지중으로 열을 배출하는 지열원 방식 등이 있다.Generally, a heat pump is an air heat source system that obtains or discharges heat in the atmosphere, a hydrothermal source system that discharges heat through a cooling tower, and a geothermal system that obtains heat from the ground or discharges heat to the ground.
지중의 온도는 일정 깊이 이상의 경우 거의 일정하게 유지될 수 있으므로, 지열원 방식의 경우, 공기열원방식에 비해 에너지 효율이 높은 이점이 있다. 여름철 냉방의 경우, 공기열원 방식은 대기중의 온도가 30℃이상으로 매우 높은 상태이기 때문에 냉방열을 배출하기 위해 많은 전력이 소모되나, 지열원 방식은 지중의 온도가 10 내지 20℃로서 대기 중의 온도보다 매우 낮기 때문에 냉방열을 배출하는 것이 용이하여 효율이 높다. 겨울철 난방의 경우, 공기열원 방식은 대기중의 온도가 매우 낮기 때문에 난방에 필요한 열을 공급하기 어려운 반면, 지열원 방식은 지중의 온도가 10 내지 20℃로서 대기 중의 온도보다 높기 때문에 안정적으로 난방열을 히트펌프에 공급할 수 있다.Since the ground temperature can be maintained almost constant when the depth of the ground is above a certain depth, the geothermal circulation system has an advantage of energy efficiency higher than the air heat source system. In the case of summer cooling, a large amount of electric power is consumed in order to discharge the cooling heat because the air temperature is very high at 30 ° C or more in the air. However, in the geothermal circulation system, the temperature of the ground is 10 to 20 ° C It is much lower than the temperature, so it is easy to discharge the cooling heat, so the efficiency is high. In case of winter heating, it is difficult to supply the heat required for heating because the air temperature is very low in the air. However, since the temperature of the ground is 10 to 20 ℃ higher than the atmospheric temperature, Can be supplied to the heat pump.
지열을 이용하는 히트펌프의 경우, 지열을 보다 효율적으로 이용하기 위해서는 냉,난방시 사용되는 지열 에너지를 보다 정확하게 측정하는 것이 필요하다. In the case of a heat pump using geothermal heat, it is necessary to measure the geothermal energy used for cooling and heating more accurately in order to use geothermal heat more efficiently.
한편, 지중 등 열원을 생산하는 열원측의 매체와 건물 등 열원을 사용하는 수요측의 매체를 모두 브라인으로 사용하는 브라인-브라인 방식 히트펌프의 경우, 브라인의 유량은 상용화된 비교적 저가의 유량계를 이용하여 측정이 용이하기 때문에, 수요측 열량 측정이 용이하다. 상기 브라인-브라인 방식은 통상 물-물 방식이라고도 칭한다. 상기 브라인은 물과 에탄올 등을 혼합한 것을 일컫는다. On the other hand, in the case of a brine-brine type heat pump using a medium on the heat source side such as an underground source and a demand side medium using a heat source such as a building as a brine, the flow rate of the brine is relatively low Therefore, it is easy to measure the demand side heat quantity. The brine-brine method is also generally referred to as a water-water method. The brine refers to a mixture of water and ethanol.
그러나, 열원측의 매체는 브라인을 사용하고, 수요측의 매체로 냉매를 사용하는 브라인-냉매 방식 히트펌프의 경우, 냉매의 유량을 측정하는 유량계들은 대부분 고가이며 냉매의 종류에 따라 유량계가 달라지기 때문에, 수요측 열량을 직접 계산하거나 측정하는 것이 매우 까다롭고 비용이 많이 드는 문제점이 있다. 상기 브라인-냉매 방식은 통상 물-공기 방식이라고도 칭한다. However, in the case of a brine-refrigerant type heat pump using a brine as the medium on the heat source side and a refrigerant as the medium on the demand side, most of the flow meters for measuring the flow rate of the refrigerant are expensive and the flowmeters vary depending on the type of the refrigerant. Therefore, it is very difficult and costly to directly calculate or measure the demand side heat quantity. The brine-refrigerant system is also commonly referred to as a water-air system.
본 발명의 목적은, 수요측의 매체로 냉매를 사용하는 브라인-냉매 방식 히트펌프에서 수요측의 소비열량을 보다 쉽고 정확하게 계산할 수 있는 지열을 이용하는 지열을 이용하는 브라인-냉매 방식 히트펌프 시스템의 열량 계산 방법에 관한 것이다. It is an object of the present invention to provide a brine-refrigerant type heat pump which uses refrigerant as a demand-side medium, calorific calculation of a brine-refrigerant type heat pump system that utilizes geothermal heat that can more easily and accurately calculate demanded heat quantity on demand side ≪ / RTI >
본 발명에 따른 지열을 이용하는 브라인-냉매 방식 히트펌프 시스템의 열량 계산 방법은, 열원을 제공하는 지중 열교환기, 기계실내에 설치된 히트펌프, 상기 열원을 제공받는 수요측 열교환기, 상기 지중 열교환기와 상기 히트펌프를 연결하여 브라인을 순환시키는 브라인 순환유로, 상기 히트펌프와 상기 수요측 열교환기를 연결하여 냉매를 순환시키는 냉매 순환유로, 상기 기계실의 내부에서 상기 브라인 순환유로에 설치되어 상기 브라인을 펌핑하는 브라인 펌프, 상기 기계실의 내부에서 브라인 순환유로에 설치되어 상기 브라인의 유량을 측정하는 브라인 유량계, 상기 기계실의 내부에서 상기 브라인 순환유로에 설치되어 상기 지중 열교환기로 유입되기 이전 브라인의 유입온도를 측정하는 제1온도 센서, 상기 기계실의 내부에서 상기 브라인 순환유로에 설치되어 상기 지중 열교환기에서 나와 상기 히트펌프로 유입되기 이전 브라인의 토출온도를 측정하는 제2온도센서를 포함하는 지열을 이용하는 브라인-냉매 방식 히트펌프 시스템에 있어서, 상기 브라인 펌프를 온시킨 후, 제1설정 시간이 지나면 상기 히트펌프를 온시키는 단계와; 상기 브라인 펌프를 온시킨 시점부터 상기 브라인의 유입온도, 상기 브라인의 토출온도, 상기 브라인의 유량, 상기 브라인의 비열을 이용하여, 열원측 생산열량을 실시간으로 계산하고 적산하는 단계와; 상기 히트펌프를 오프시킨 후, 제2설정시간이 지나면 상기 브라인 펌프를 오프시키는 단계와; 상기 브라인 펌프를 오프시키면, 상기 열원측 생산열량의 계산과 적산을 중지하는 단계를 포함한다.A method for calculating a heat amount of a brine-refrigerant heat pump system using geothermal heat according to the present invention is a method for calculating a heat amount of a brine-refrigerant heat pump system using a geothermal heat source, comprising a geothermal heat exchanger providing a heat source, a heat pump installed in a machine room, a demand side heat exchanger provided with the heat source, A brine circulating flow path connecting the heat pump and circulating the brine, a refrigerant circulating flow path connecting the heat pump and the demand side heat exchanger to circulate the refrigerant, a brine installed in the brine circulating flow path inside the machine room to pump the brine A pump, a brine flowmeter installed in the brine circulation channel inside the machine room for measuring the flow rate of the brine, a brine flowmeter installed in the brine circulation channel inside the machine room and measuring the inflow temperature of the brine before entering the underground heat exchanger 1 < / RTI > temperature sensor, And a second temperature sensor installed in the oil-oil path and measuring the discharge temperature of the brine before the flow-out from the underground heat exchanger and flowing into the heat pump, the brine-refrigerant heat pump system comprising: Turning on the heat pump after a first set time has elapsed; Calculating and accumulating the heat quantity on the heat source side in real time using the inflow temperature of the brine, the discharge temperature of the brine, the flow rate of the brine, and the specific heat of the brine from the time when the brine pump is turned on; Turning off the brine pump after a second set time after turning off the heat pump; When the brine pump is turned off, calculation of the heat-source-side heat quantity and stopping the integration are stopped.
본 발명의 다른 측면에 따른 지열을 이용하는 브라인-냉매 방식 히트펌프 시스템의 열량 계산 방법은, 열원을 제공하는 지중 열교환기, 기계실내에 설치된 히트펌프, 상기 열원을 제공받는 수요측 열교환기, 상기 지중 열교환기와 상기 히트펌프를 연결하여 브라인을 순환시키는 브라인 순환유로, 상기 히트펌프와 상기 수요측 열교환기를 연결하여 냉매를 순환시키는 냉매 순환유로, 상기 기계실의 내부에서 상기 브라인 순환유로에 설치되어 상기 브라인을 펌핑하는 브라인 펌프, 상기 기계실의 내부에서 브라인 순환유로에 설치되어 상기 브라인의 유량을 측정하는 브라인 유량계, 상기 기계실의 내부에서 상기 브라인 순환유로에 설치되어 상기 지중 열교환기로 유입되기 이전 브라인의 유입온도를 측정하는 제1온도 센서, 상기 기계실의 내부에서 상기 브라인 순환유로에 설치되어 상기 지중 열교환기에서 나와 상기 히트펌프로 유입되기 이전 브라인의 토출온도를 측정하는 제2온도센서를 포함하는 지열을 이용하는 브라인-냉매 방식 히트펌프 시스템에 있어서, 상기 브라인 펌프를 온시킨 후, 제1설정 시간이 지나면 상기 히트펌프를 온시키는 단계와; 상기 브라인 펌프를 온시킨 시점부터 상기 브라인의 유입온도, 상기 브라인의 토출온도, 상기 브라인의 유량, 상기 브라인의 비열을 이용하여, 열원측 생산열량을 실시간으로 계산하고 적산하는 단계와; 상기 열원측 생산열량, 상기 히트펌프의 성능계수(COP)를 이용하여, 상기 수요측 소비열량을 계산하고 적산하는 단계를 포함한다.A method of calculating a calorie of a brine-refrigerant heat pump system using geothermal heat according to another aspect of the present invention includes calculating a calorific value of a brine-refrigerant type heat pump system using geothermal heat by using a geothermal heat exchanger providing a heat source, a heat pump installed in a machine room, A brine circulating flow path connecting the heat exchanger and the heat pump to circulate the brine, a refrigerant circulating flow path connecting the heat pump and the demand side heat exchanger to circulate the refrigerant, A brine flow meter installed in the brine circulation flow path inside the machine room for measuring the flow rate of the brine, a brine flow meter installed in the brine circulation flow path inside the machine room and having an inflow temperature of the brine before being introduced into the underground heat exchanger, A first temperature sensor for measuring the temperature, A brine-refrigerant heat pump system using a geothermal heat source, the brine pump comprising: a brine heat exchanger installed in a brine circulation channel and measuring a discharge temperature of the brine before flowing into the heat pump; Turning on the heat pump after a first predetermined time has passed; Calculating and accumulating the heat quantity on the heat source side in real time using the inflow temperature of the brine, the discharge temperature of the brine, the flow rate of the brine, and the specific heat of the brine from the time when the brine pump is turned on; And calculating and integrating the demand side consumed heat quantity using the heat source side heat quantity and the heat pump performance coefficient (COP).
본 발명에 따른 지열을 이용한 브라인-냉매 방식 히트펌프 시스템에서는 브라인을 사용하는 열원측 생산열량을 계산하고, 상기 열원측 생산열량으로부터 수요측 소비열량을 계산함으로써, 냉매를 사용하는 수요측 열량을 계산하기 위해 고가의 냉매 유량계 등을 사용할 필요가 없으므로 비용이 절감되는 이점이 있다. In the brine-refrigerant heat pump system using geothermal heat according to the present invention, the calorific value on the heat source side using the brine is calculated, and the demand side calorific value using the heat source side calorific value is calculated. There is no need to use an expensive refrigerant flow meter or the like.
또한, 브라인 펌프와 히트펌프의 온,오프 시점을 다르게 제어하고, 브라인 펌프가 온되는 동안 열원측 생산열량을 계산하여 적산함으로써, 보다 정확하게 열량을 계산할 수 있다. Further, by controlling the on / off points of the brine pump and the heat pump differently and calculating the heat-source-side heat-generation amount while the brine pump is on, the heat quantity can be calculated more accurately.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 지열을 이용한 브라인-냉매 방식 히트펌프 시스템의 구성을 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 지열을 이용한 브라인-냉매 방식 히트펌프 시스템의 여름철 냉방 운전시 브라인의 유입온도와 토출온도의 변화를 나타낸 그래프이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 지열을 이용한 브라인-냉매 방식 히트펌프 시스템의 겨울철 난방 운전시 브라인의 유입온도와 토출온도의 변화를 나타낸 그래프이다.1 is a view showing a configuration of a brine-refrigerant type heat pump system using geothermal heat according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a graph showing changes in the inflow temperature and the discharge temperature of the brine during the summer cooling operation of the brine-refrigerant heat pump system using geothermal heat according to the embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a graph showing changes in the inflow temperature and the discharge temperature of the brine during the winter heating operation of the brine-refrigerant type heat pump system using geothermal heat according to the embodiment of the present invention.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대해 설명하면, 다음과 같다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 지열을 이용한 브라인-냉매 방식 히트펌프 시스템의 구성을 도시한 도면이다.1 is a view showing a configuration of a brine-refrigerant type heat pump system using geothermal heat according to an embodiment of the present invention.
도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 지열을 이용한 브라인-냉매 방식 히트펌프 시스템은, 지중 열교환기(10), 히트펌프(20), 수요측 열교환기(30), 브라인 순환유로(40), 냉매 순환유로(50), 브라인 펌프(60), 브라인 유량계(70), 제1온도센서(81), 제2온도센서(82) 및 제어부(미도시)를 포함한다. 1, a brine-refrigerant type heat pump system using geothermal heat according to an embodiment of the present invention includes an
상기 지중 열교환기(10)는, 지중에 매설되어 지중의 열원을 제공하기 위한 열교환기이다. 상기 지중 열교환기(10)는 상기 히트펌프(20)와 상기 브라인 순환유로(40)에 의해 연결된다. The underground heat exchanger (10) is a heat exchanger embedded in the ground to provide a heat source in the ground. The underground heat exchanger (10) is connected by the heat pump (20) and the brine circulating flow passage (40).
상기 히트펌프(20)는, 기계실(21)에 설치된다. 상기 히트펌프(20)는 상기 지중 열교환기(10)로부터 열원을 제공받아서 상기 수요측 열교환기(30)로 열원을 제공한다. 상기 히트펌프(20)의 일측은 상기 브라인 순환유로(40)가 연결되고, 타측은 상기 냉매 순환유로(50)가 연결된다. 따라서 상기 히트펌프(20)는 브라인-냉매 방식 히트펌프이다. 상기 브라인-냉매 방식은 통상적으로 물-공기 방식이라고도 칭한다. 상기 브라인은 물을 기본으로 에탄올 등이 첨가된 유체를 포함한다. The heat pump (20) is installed in the machine room (21). The heat pump (20) receives a heat source from the underground heat exchanger (10) and provides a heat source to the demand side heat exchanger (30). One side of the
상기 히트펌프(20)는, 압축기(미도시), 제1열교환기(미도시), 제2열교환기(미도시) 및 팽창장치(미도시)를 포함한다.The
상기 수요측 열교환기(30)는, 상기 기계실과 다른 건물(31)의 실내에 설치된 실내기이다. 상기 수요측 열교환기(30)는 여름철 냉방 운전시 증발기 역할을 하고, 겨울철 난방 운전시 응축기 역할을 한다.The demand side heat exchanger (30) is an indoor unit installed in an interior of a building (31) different from the machine room. The demand
상기 브라인 순환유로(40)는, 상기 지중 열교환기(10)와 상기 히트펌프(20)를 연결하여 상기 브라인을 순환시키는 유로이다. 상기 브라인 순환유로(40)는, 상기 히트펌프(20)로부터 나온 브라인을 상기 지중 열교환기(10)로 유입되도록 안내하는 브라인 유입유로(41)와, 상기 지중 열교환기(10)에서 나온 브라인을 상기 히트펌프(20)로 토출되도록 안내하는 브라인 토출유로(42)를 포함한다.The brine circulating
상기 브라인 펌프(60)는, 상기 브라인 유입유로(41)에 설치되어, 상기 지중 열교환기(10)로 유입되도록 상기 브라인을 펌핑한다.The
상기 브라인 유량계(70)는, 상기 브라인 토출유로(42)에 설치되어, 상기 지중 열교환기(10)에서 나온 상기 브라인의 유량을 측정한다.The
상기 브라인 펌프(60)와 상기 브라인 유량계(70)는 모두 상기 기계실(21)의 내부에 설치된다. Both the
상기 제1온도센서(81)는, 상기 브라인 유입유로(41)에 설치된다. 상기 제1온도센서(81)는 상기 히트펌프(20)에서 나와 상기 지중 열교환기(10)로 유입되기 이전 브라인의 유입온도를 측정한다. The first temperature sensor (81) is installed in the brine inflow passage (41). The
상기 제2온도센서(82)는, 상기 브라인 토출유로(42)에 설치된다. 상기 제2온도센서(82)는, 상기 지중 열교환기(10)에서 열원을 제공받고 토출되어 상기 히트펌프(20)로 유입되기 이전 브라인의 토출온도를 측정한다. The second temperature sensor (82) is installed in the brine discharge passage (42). The
상기 제1,2온도센서(81)(82)는 모두 상기 기계실(21)의 내부에 설치된다. The first and
상기 제어부(미도시)는, 상기 브라인 펌프(60), 상기 히트펌프(20)의 작동을 제어한다. The controller (not shown) controls the operation of the
상기와 같이 본 발명의 실시예에서는, 열원을 생산하여 제공하는 열원측 생산열량을 측정하기 위하여 상기 브라인의 유량, 유입온도 및 토출온도를 측정하는 상기 브라인 펌프(60), 상기 브라인 유량계(70), 상기 제1온도센서(81), 상기 제2온도센서(82)가 구비된다. In the embodiment of the present invention, the
즉, 수요측을 순환하는 냉매의 유량이나 냉매의 온도를 측정하지 않아도 되므로, 브라인 유량계보다 고가인 냉매 유량계를 설치하지 않아도 된다. That is, since it is not necessary to measure the flow rate of the refrigerant circulating on the demand side or the temperature of the refrigerant, it is not necessary to provide a refrigerant flow meter having a higher price than the brine flow meter.
상기와 같이 구성된 본 발명에 따른 지열을 이용한 브라인-냉매 방식 히트펌프시스템의 작동을 설명하면 다음과 같다.The operation of the brine-refrigerant heat pump system using geothermal according to the present invention will be described below.
먼저, 여름철 냉방 운전시에 대해 설명한다.First, the cooling operation in summer will be described.
여름철에는 상기 지중의 온도(Tg)가 상기 기계실(21)의 온도(Tm)보다 낮으며, 상기 히트펌프(20)의 구동시 상기 히트펌프(20)를 출입하는 브라인의 온도보다도 낮으므로, 상기 지중의 냉기를 상기 히트펌프(20)에 공급할 수 있다.The temperature Tg of the underground is lower than the temperature Tm of the
사용자의 조작에 의해 냉방 운전모드가 선택되면, 상기 제어부(미도시)는 상기 브라인 펌프(60)를 온시킨다. When the cooling operation mode is selected by the user's operation, the control unit (not shown) turns on the
상기 브라인 펌프(60)가 온되는 시점에 상기 히트펌프(20)는 온되지 않는다.The
상기 브라인 펌프(60)가 온되는 시점부터 상기 제1온도 센서(81)에서 상기 브라인의 유입온도(Tin)를 측정하고, 상기 제2온도 센서(82)에서 상기 브라인의 토출온도(Tout)를 측정한다. The inflow temperature Tin of the brine is measured by the
도 2를 참조하면, 상기 브라인 펌프(60)의 구동시 상기 브라인 순환유로(40)상의 브라인의 온도 변화를 알 수 있다. Referring to FIG. 2, when the
상기 브라인 펌프(60)의 구동전에는 상기 브라인의 유입온도(Tin)와 상기 브라인의 토출온도(Tout)는 상기 기계실(21)의 온도(Tm)와 거의 비슷하거나 같은 온도이다. The inlet temperature Tin of the brine and the outlet temperature Tout of the brine are substantially equal to or the same as the temperature Tm of the
상기 브라인 펌프(60)가 온되면, 상기 지중 열교환기(10)를 통과한 상기 브라인의 토출온도(Tout)가 점차 내려가서 상기 지중의 온도(Tg)와 거의 비슷하거나 같은 온도까지 내려간다. When the
또한, 상기 브라인의 유입온도(Tin)도 점차 내려가서 상기 지중의 온도(Tg)와 거의 비슷하거나 같은 온도까지 내려간다. Further, the brine inflow temperature (Tin) gradually decreases to a temperature substantially equal to or lower than the temperature (Tg) of the ground.
이 때, 상기 지중의 온도(Tg)가 가장 낮기 때문에, 상기 지중 열교환기(10)에서 나온 상기 브라인의 토출온도(Tout)가 상기 브라인의 유입온도(Tin)보다 낮다.At this time, the discharge temperature Tout of the brine from the
즉, 상기 히트펌프(20)가 오프된 상태이지만, 상기 브라인의 유입온도(Tin)와 토출온도(Tout)의 온도차이가 있는 것을 알 수 있다. That is, it can be seen that the
이후, 상기 브라인 펌프(60)를 온시킨 시점부터 미리 설정된 제1설정시간(Δt1)이 지나면, 상기 히트펌프(20)를 온시킨다. Thereafter, when the
상기 제1설정시간(Δt1)은 약 2분 내지 3분인 것으로 예를 들어 설명한다. The first set time? T1 is about 2 minutes to 3 minutes, for example.
상기 제1설정시간(Δt1)은 상기 브라인의 유입온도(Tin)에 따라 설정될 수 있다. 즉, 상기 브라인의 유입온도(Tin)가 상기 지중의 온도(Tg)와 거의 비슷하거나 같은 온도에 내려가는 것을 고려하여 설정될 수 있다. The first set time? T1 may be set according to the inflow temperature Tin of the brine. That is, the brine inflow temperature Tin may be set in consideration of the fact that the brine inflow temperature Tin is substantially equal to or lower than the ground temperature Tg.
또한, 상기 제1설정시간(Δt1)은, 상기 브라인의 유입온도(Tin)와 상기 브라인의 토출온도(Tout)의 차이가 미리 설정된 제1온도차이 이하가 되는 시점까지 시간으로 설정하는 것도 가능하다. 즉, 상기 브라인 펌프(60)만이 구동되는 동안, 상기 브라인의 유입온도(Tin)와 상기 브라인의 토출온도(Tout)의 온도차이가 생기는 바, 상기 온도 차이가 상기 제1온도차이 이하가 되어 서로 비슷해지면, 상기 히트펌프(20)를 구동시킬 수 있다. The first set time t1 may be set to a time until the difference between the inflow temperature Tin of the brine and the discharge temperature Tout of the brine becomes equal to or less than a preset first temperature difference . That is, while only the
상기 히트펌프(20)가 온되면, 상기 브라인 토출유로(42)를 통해 상기 히트펌프(20)로 유입된 브라인은 상기 히트펌프(20)에 냉기를 제공하고 열을 흡수한 후, 상기 브라인 유입유로(41)를 통해 상기 지중 열교환기(10)로 유입된다.When the
도 2를 참조하면, 상기 히트펌프(20)가 구동되는 동안, 상기 제1온도센서(81)에서 측정한 상기 브라인의 유입온도(Tin)는 소정의 온도까지 상승한다.Referring to FIG. 2, the inflow temperature Tin of the brine measured by the
또한, 상기 제2온도센서(82)에서 측정한 상기 브라인의 토출온도(Tout)도 소정의 온도까지 상승한다. Further, the discharge temperature Tout of the brine measured by the
상기 브라인의 유입온도(Tin)와 상기 브라인의 토출온도(Tout)의 차이가 상기 지열을 상기 히트펌프(20)에 제공하는 열량 차이이다.The difference between the inlet temperature Tin of the brine and the outlet temperature Tout of the brine is a difference in the amount of heat that provides the geothermal heat to the
상기 히트펌프(20)에 제공된 열원은, 상기 냉매 순환유로(50)를 순환하는 냉매로 전달되어 상기 수요측 열교환기(30)에 공급된다. The heat source provided to the
상기 냉매는 상기 히트펌프(20)에서 냉각된 후 상기 냉매 순환유로(50)를 거쳐 상기 수요측 열교환기(30)에 공급되고, 상기 수요측 열교환기(30)에서 열을 흡수하여 증발되어 다시 상기 히트펌프(20)로 순환한다.The refrigerant is cooled by the
이후, 사용자의 조작에 의해 냉방 운전모드의 중지가 선택되면, 상기 제어부(미도시)가 상기 히트펌프(20)를 오프시킨다. 이 때, 상기 브라인 펌프(60)는 구동중인 상태이다. Thereafter, when the stop of the cooling operation mode is selected by the user's operation, the control unit (not shown) turns off the
도 2를 참조하면, 상기 히트펌프(20)를 오프시키면, 상기 브라인의 유입온도(Tin)와 토출온도(Tout)가 상기 지중의 온도(Tg)와 거의 비슷하거나 같은 온도까지 내려가는 것을 알 수 있다. 2, when the
상기 히트펌프(20)를 오프시킨 후 미리 설정된 제2설정시간(Δt2)이 지나면, 상기 브라인 펌프(60)를 오프시킨다. The
상기 제어부(미도시)는, 상기 히트펌프(20)와 상기 브라인 펌프(60)를 동시에 오프시키지 않는다. 상기 히트펌프(20)를 오프시킨 후에도 상기 브라인 순환유로(40)내 상기 브라인을 상기 히트펌프(20)측으로 모두 빼내기 위해서 상기 제2설정시간(Δt2) 동안 상기 브라인 펌프(60)를 더 작동시킬 수 있다. The control unit (not shown) does not turn off the
상기 제2설정시간(Δt2)은 상기 제1설정시간(Δt1)보다 길게 설정된다. 상기 제2설정시간은, 상기 브라인의 유입온도(Tin)와 토출온도의 차이가 미리 설정된 제2설정온도차 이하가 되는 시점까지 시간으로 설정할 수도 있다. The second set time? T2 is set longer than the first set time? T1. The second set time may be set to a time until a difference between the inflow temperature Tin of the brine and the discharge temperature becomes equal to or less than a preset second set temperature difference.
상기 히트펌프(20)를 오프시키더라도 상기 브라인 펌프(60)를 오프시키기 전까지는 상기 브라인의 유입온도(Tin)와 토출온도(Tout)의 온도차이가 있으므로, 상기 열원측 생산열량을 측정할 때 상기 브라인 펌프(60)를 오프시킬때까지 적산하는 것이 바람직한다. Even when the
한편, 상기와 같은 여름철 냉방 운전시 브라인-냉매 방식 히트펌프시스템의 열량 계산하는 방법은 다음과 같다. Meanwhile, a method of calculating the heat quantity of the brine-refrigerant type heat pump system during the summer cooling operation is as follows.
상기 제어부(미도시)는, 상기 브라인 펌프(60)가 온되는 시점부터 상기 브라인 펌프(60)가 오프될 때까지 상기 열원측 생산열량(Q_brine)을 실시간으로 계산하고 적산한다. The control unit (not shown) calculates and integrates the heat-source-side heat quantity Q_brine in real time from when the
상기 브라인 펌프(60)가 온된 후 상기 히트펌프(20)가 온되기 이전에도 상기 브라인의 유입온도(Tin)와 토출온도(Tout)의 온도차이가 존재하며, 상기 히트펌프(20)가 오프된 이후 상기 브라인 펌프(60)가 오프되기 이전에도 상기 브라인의 유입온도(Tin)와 토출온도(Tout)의 온도차이가 존재한다.There is a temperature difference between the inflow temperature Tin and the discharge temperature Tout of the brine before the
따라서, 상기 열원측 생산열량(Q_brine)을 계산하는 시기를 상기 브라인 펌프(60)가 작동되는 시간으로 설정한다. Therefore, the time for calculating the heat-source-side heat quantity Q_brine is set as the time when the
상기 열원측 생산열량(Q_brine)은 상기 브라인의 유입온도, 상기 브라인의 토출온도, 상기 브라인의 유량, 상기 브라인의 비열을 이용하여 실시간으로 계산하고 적산한다. The heat-source-side heat quantity Q_brine is calculated and integrated in real time using the inflow temperature of the brine, the discharge temperature of the brine, the flow rate of the brine, and the specific heat of the brine.
수학식 1은 냉방운전시 열원측 생산열량(Q_brine)을 측정하는 식이다.Equation (1) is an equation for measuring the heat quantity Q_brine on the heat source side during the cooling operation.
[수학식 1][Equation 1]
여기서, △T 상기 제1,2온도센서(81)(82)에서 측정된 상기 브라인의 유입온도(Tin)와 상기 브라인의 토출온도(Tout)의 차이값이다. 상기 브라인의 유량(m)은 상기 브라인 유량계(70)에서 측정되는 값이고, 상기 브라인의 비열(C)은 미리 알고 있는 값이다. Here, ΔT is a difference value between the brine inflow temperature Tin measured by the first and
상기 수학식 1을 이용하여, 상기 브라인 펌프(60)가 구동되는 동안 상기 열원측 생산열량(Q_brine)을 실시간으로 계산하여 적산할 수 있다. 본 실시예에서는 초 단위로 적산하는 것으로 예를 들어 설명한다. Using the equation (1), the heat source-side heat quantity Q_brine can be calculated and integrated in real time while the
한편, 상기 열원측 생산열량(Q_brine)으로부터 상기 수요측 소비열량(Q_load)을 구하는 방법은 다음과 같다. On the other hand, a method of obtaining the demand side consumed heat quantity Q_load from the heat source side heat quantity Q_brine is as follows.
수학식 2는 열역학 제1법칙에 따른 상기 열원측 생산열량(Q_brine)과 상기 수요측 소비열량(Q_load)의 관계를 나타내는 식이다.Equation (2) represents the relationship between the heat-source-side heat quantity Q_brine and the demand-side heat quantity Q_load according to the first law of thermodynamics.
[수학식 2]&Quot; (2) "
수학식 3은 히트펌프의 냉방운전시 성능계수(COPc)를 나타낸다. Equation (3) represents the coefficient of performance (COPc) during the cooling operation of the heat pump.
[수학식 3]&Quot; (3) "
수학식 3에서 수학식 2를 빼면, 수학식 4를 도출할 수 있다. Subtracting the equation (2) from the equation (3), the equation (4) can be derived.
[수학식 4] &Quot; (4) "
수학식 4의 W에 수학식 3을 대입하면, 수학식 5를 도출할 수 있다.Substituting Equation (3) into W in Equation (4), Equation (5) can be derived.
[수학식 5] &Quot; (5) "
여기서, Q_brine는 수학식 1로부터 계산한 값이고, COPc는 냉방운전시 상기 히트펌프의 성능계수이며 상기 히트펌프의 제조사로부터 제공받는 값이다. Here, Q_brine is a value calculated from Equation (1), COPc is a coefficient of performance of the heat pump at the time of cooling operation, and is a value supplied from the manufacturer of the heat pump.
따라서, 상기 수학식 5로부터 냉방 운전시 수요측 소비열량(Q_load)을 계산할 수 있다. Therefore, the demand side consumed heat quantity Q_load in the cooling operation can be calculated from the above equation (5).
한편, 상기 브라인 펌프(60)의 작동이 중지되면, 상기 열원측 생산열량(Q_brine)과 상기 수요측 소비열량(Q_load)의 계산을 중지한다. Meanwhile, when the operation of the
상기와 같이, 본 발명에서는 열원측에 해당하는 상기 브라인의 유입온도, 상기 브라인의 토출온도 및 상기 브라인의 유량을 측정하여 상기 열원측 생산열량(Q_brine)을 실시간으로 계산하고 적산함으로써, 상기 열원측 생산열량(Q_brine)으로부터 상기 수요측 소비열량(Q_load)을 계산할 수 있다. As described above, in the present invention, by calculating the inflow temperature of the brine, the discharge temperature of the brine, and the flow rate of the brine corresponding to the heat source side and calculating and integrating the heat source-side heat quantity Q_brine in real time, The demand side consumed heat quantity Q_load can be calculated from the produced heat quantity Q_brine.
따라서, 수요측에 해당하는 상기 냉매의 유량을 측정할 필요가 없으므로, 고가의 냉매 유량계를 설치하지 않아도 되므로 저비용으로 수요측 소비열량을 알 수 있는 이점이 있다. Therefore, since there is no need to measure the flow rate of the refrigerant corresponding to the demand side, there is no need to provide an expensive refrigerant flow meter, which is advantageous in that the demand side consumed heat quantity can be known at low cost.
다음으로, 겨울철 난방운전시에 대해 설명한다. Next, the heating operation in winter will be described.
겨울철에는 상기 지중의 온도(Tg)가 상기 기계실(21)의 온도(Tm)보다 낮으며, 상기 히트펌프(20)의 구동시 상기 히트펌프(20)를 출입하는 브라인의 온도나 실외 온도보다는 높으므로, 상기 지중의 열기를 상기 히트펌프(20)에 공급할 수 있다.The temperature Tg of the ground is lower than the temperature Tm of the
여기서, 상기 기계실(21)은 통상 사람이 머무를 수 있는 공간인 바, 별도의 난방장치나 내부 기계 장치 등의 발열로 인해 상기 지중의 온도(Tg)보다 높은 것으로 설명한다. Here, it is assumed that the
사용자의 조작에 의해 난방 운전모드가 선택되면, 제어부(미도시)는 상기 브라인 펌프(60)를 온시킨다. When the heating operation mode is selected by the user's operation, the control unit (not shown) turns on the
상기 브라인 펌프(60)가 온되는 시점에 상기 히트펌프(20)는 온되지 않는다.The
상기 브라인 펌프(60)가 온되는 시점부터 상기 제1온도 센서(81)에서 상기 브라인의 유입온도(Tin)를 측정하고, 상기 제2온도 센서(82)에서 상기 브라인의 토출온도(Tout)를 측정한다. The inflow temperature Tin of the brine is measured by the
도 3을 참조하면, 상기 브라인 펌프(60)의 구동시 상기 브라인 순환유로(40)상의 브라인의 온도 변화를 알 수 있다. Referring to FIG. 3, the temperature of the brine on the
상기 브라인 펌프(60)의 구동전에는 상기 브라인의 유입온도(Tin)와 상기 브라인의 토출온도(Tout)는 상기 기계실(21)의 온도(Tm)와 거의 비슷하거나 같은 온도이다. The inlet temperature Tin of the brine and the outlet temperature Tout of the brine are substantially equal to or the same as the temperature Tm of the
상기 브라인 펌프(60)가 온되면, 상기 지중 열교환기(10)를 통과한 상기 브라인의 토출온도(Tout)가 점차 내려가서 상기 지중의 온도(Tg)와 거의 비슷하거나 같은 온도까지 내려간다. When the
또한, 상기 브라인의 유입온도(Tin)도 점차 내려가서 상기 지중의 온도(Tg)와 거의 비슷하거나 같은 온도까지 내려간다. Further, the brine inflow temperature (Tin) gradually decreases to a temperature substantially equal to or lower than the temperature (Tg) of the ground.
이 때, 상기 지중의 온도(Tg)가 실외 온도보다 높기 때문에, 상기 지중 열교환기(10)에서 나온 상기 브라인의 토출온도(Tout)가 상기 브라인의 유입온도(Tin)보다 높다. 즉, 상기 히트펌프(20)가 오프된 상태이지만, 상기 브라인의 유입온도(Tin)와 토출온도(Tout)의 온도차이가 있는 것을 알 수 있다.At this time, since the ground temperature Tg is higher than the outdoor temperature, the discharge temperature Tout of the brine from the
이후, 상기 브라인 펌프(60)를 온시킨 시점부터 미리 설정된 제1설정시간(Δt1)이 지나면, 상기 히트펌프(20)를 온시킨다. Thereafter, when the
상기 제1설정시간(Δt1)은 약 2분 내지 3분인 것으로 예를 들어 설명하며, 상기 제1설정시간(Δt1)의 설정방법은 냉방 운전시와 동일하므로 설명을 생략한다. The first set time t1 is about 2 minutes to 3 minutes, and the first set time t1 is set in the same manner as in the cooling operation.
상기 히트펌프(20)가 온되면, 상기 브라인 토출유로(42)를 통해 상기 히트펌프(20)로 유입된 브라인은 상기 히트펌프(20)에 열기를 제공하고 열을 빼앗긴 후, 상기 브라인 유입유로(41)를 통해 상기 지중 열교환기(10)로 유입된다.When the
따라서 도 3을 참조하면, 상기 히트펌프(20)가 구동되는 동안, 상기 제1온도센서(81)에서 측정한 상기 브라인의 유입온도(Tin)는 소정의 온도까지 내려간다. 3, the inlet temperature Tin of the brine measured by the
또한, 상기 제2온도센서(82)에서 측정한 상기 브라인의 토출온도(Tout)도 소정의 온도까지 내려간다. 상기 지중 열교환기(10)를 통과한 상기 브라인이 실외를 통과하면서 상기 지중보다 낮은 온도로 내려가서 상기 히트펌프(20)로 들어간다. Further, the discharge temperature Tout of the brine measured by the
상기 브라인의 유입온도(Tin)와 상기 브라인의 토출온도(Tout)의 차이가 상기 지열을 상기 히트펌프(20)에 제공하는 열량 차이이다.The difference between the inlet temperature Tin of the brine and the outlet temperature Tout of the brine is a difference in the amount of heat that provides the geothermal heat to the
상기 히트펌프(20)에 제공된 열원은, 상기 냉매 순환유로(50)를 순환하는 냉매로 전달되어 상기 수요측 열교환기(30)에 공급된다. The heat source provided to the
상기 냉매는 상기 히트펌프(20)에서 열을 흡수한 후 상기 냉매 순환유로(50)를 거쳐 상기 수요측 열교환기(30)에 공급되고, 상기 수요측 열교환기(30)에서 열을 빼앗기고 응축되어 다시 상기 히트펌프(20)로 순환한다.The refrigerant absorbs heat from the
이후, 사용자의 조작에 의해 난방 운전모드의 중지가 선택되면, 상기 제어부(미도시)가 상기 히트펌프(20)를 오프시킨다. 이 때, 상기 브라인 펌프(60)는 구동중인 상태이다. Thereafter, when the stop of the heating operation mode is selected by the user's operation, the control unit (not shown) turns off the
도 3을 참조하면, 상기 히트펌프(20)를 오프시키면, 상기 브라인의 유입온도(Tin)와 토출온도(Tout)가 상기 지중의 온도(Tg)와 거의 비슷하거나 같은 온도까지 내려가는 것을 알 수 있다. 3, when the
상기 히트펌프(20)를 오프시킨 후 미리 설정된 제2설정시간(Δt2)이 지나면, 상기 브라인 펌프(60)를 오프시킨다. The
상기 제어부(미도시)는, 상기 히트펌프(20)와 상기 브라인 펌프(60)를 동시에 오프시키지 않는다. 상기 히트펌프(20)를 오프시킨 후에도 상기 브라인 순환유로(40)내 상기 브라인을 상기 히트펌프(20)측으로 모두 빼내기 위해서 상기 제2설정시간(Δt2) 동안 상기 브라인 펌프(60)를 더 작동시킬 수 있다. The control unit (not shown) does not turn off the
상기 제2설정시간(Δt2)은 상기 제1설정시간(Δt1)보다 길게 설정된다. The second set time? T2 is set longer than the first set time? T1.
상기 히트펌프(20)를 오프시키더라도 상기 브라인 펌프(60)를 오프시키기 전까지는 상기 브라인의 유입온도(Tin)와 토출온도(Tout)의 온도차이가 있으므로, 상기 열원측 생산열량(Q_brine)을 측정할 때 상기 브라인 펌프(60)를 오프시킬때까지 적산하는 것이 바람직한다. Since the temperature difference between the brine inlet temperature Tin and the discharge temperature Tout till the
한편, 상기와 같은 겨울철 난방 운전시 브라인-냉매 방식 히트펌프시스템의 열량 계산하는 방법은 다음과 같다. Meanwhile, a method of calculating the heat quantity of the brine-refrigerant type heat pump system during the winter heating operation as described above is as follows.
상기 제어부(미도시)는, 상기 브라인 펌프(60)가 온되는 시점부터 상기 브라인 펌프(60)가 오프될 때까지 난방운전시 상기 열원측 생산열량(Q_brine)을 실시간으로 계산하고 적산한다. The control unit (not shown) calculates and integrates the heat-source-side heat quantity Q_brine in real time during heating operation from the time when the
상기 브라인 펌프(60)가 온된 후 상기 히트펌프(20)가 온되기 이전에도 상기 브라인의 유입온도(Tin)와 토출온도(Tout)의 온도차이가 존재하며, 상기 히트펌프(20)가 오프된 이후 상기 브라인 펌프(60)가 오프되기 이전에도 상기 브라인의 유입온도(Tin)와 토출온도(Tout)의 온도차이가 존재하므로, 상기 열원측 생산열량(Q_brine)을 계산하는 시기를 상기 브라인 펌프(60)가 작동되는 시간으로 설정한다. There is a temperature difference between the inflow temperature Tin and the discharge temperature Tout of the brine before the
난방운전시 상기 열원측 생산열량(Q_brine)은 상기 브라인의 유입온도, 상기 브라인의 토출온도, 상기 브라인의 유량, 상기 브라인의 비열을 이용하여 실시간으로 계산하고 적산한다. In the heating operation, the heat-source-side heat quantity Q_brine is calculated and integrated in real time using the inflow temperature of the brine, the discharge temperature of the brine, the flow rate of the brine, and the specific heat of the brine.
수학식 6은 난방운전시 상기 열원측 생산열량(Q_brine)을 측정하는 식이다.Equation (6) is an equation for measuring the heat-source-side heat quantity Q_brine during the heating operation.
[수학식 6]&Quot; (6) "
여기서, △T 상기 제1,2온도센서(81)(82)에서 측정된 상기 브라인의 유입온도(Tin)와 상기 브라인의 토출온도(Tout)의 차이값이다. 상기 브라인의 유량(m)은 상기 브라인 유량계(70)에서 측정되는 값이고, 상기 브라인의 비열(C)은 미리 알고 있는 값이다. Here, ΔT is a difference value between the brine inflow temperature Tin measured by the first and
상기 수학식 6을 이용하여, 상기 브라인 펌프(60)가 구동되는 동안 상기 열원측 생산열량(Q_brine)을 실시간으로 계산하여 적산할 수 있다. 본 실시예에서는 초 단위로 적산하는 것으로 예를 들어 설명한다. Using the equation (6), the heat source-side heat quantity Q_brine can be calculated and integrated in real time while the
한편, 상기 열원측 생산열량(Q_brine)으로부터 상기 수요측 소비열량(Q_load)을 구하는 방법은 다음과 같다. On the other hand, a method of obtaining the demand side consumed heat quantity Q_load from the heat source side heat quantity Q_brine is as follows.
수학식 7은 열역학 제1법칙에 따른 상기 열원측 생산열량(Q_brine)과 상기 수요측 소비열량(Q_load)의 관계를 나타내는 식이다.Equation (7) is an equation showing the relationship between the heat-source-side heat quantity Q_brine and the demand-side heat quantity Q_load according to the first law of thermodynamics.
[수학식 7]&Quot; (7) "
수학식 8은 히트펌프의 난방운전시 성능계수(COPh)를 나타낸다. Equation (8) represents the coefficient of performance (COPh) at the heating operation of the heat pump.
[수학식 8]&Quot; (8) "
수학식 8에서 수학식 7을 빼면, 수학식 9를 도출할 수 있다. Subtracting Equation (7) from Equation (8), Equation (9) can be derived.
[수학식 9] &Quot; (9) "
수학식 9의 W에 수학식 7을 대입하면, 수학식 10을 도출할 수 있다.Substituting Equation (7) into W in Equation (9), Equation (10) can be derived.
[수학식 10] &Quot; (10) "
여기서, Q_brine는 수학식 6으로부터 계산한 값이고, COPh는 난방운전시 상기 히트펌프의 성능계수이며 상기 히트펌프의 제조사로부터 제공받는 값이다. Here, Q_brine is a value calculated from Equation (6), COPh is a coefficient of performance of the heat pump at the time of heating operation, and is a value supplied from the manufacturer of the heat pump.
따라서, 상기 수학식 10으로부터 난방운전시 수요측 소비열량(Q_load)을 계산할 수 있다. Therefore, the demand side consumption heat quantity Q_load in the heating operation can be calculated from the above equation (10).
한편, 상기 브라인 펌프(60)를 오프시키면, 상기 열원측 생산열량(Q_brine)과 상기 수요측 소비열량(Q_load)의 계산을 중지한다. On the other hand, when the
상기와 같이, 본 발명에서는 열원측에 해당하는 상기 브라인의 유입온도, 상기 브라인의 토출온도 및 상기 브라인의 유량을 측정하여 상기 열원측 생산열량(Q_brine)을 실시간으로 계산하고 적산함으로써, 상기 열원측 생산열량(Q_brine)으로부터 상기 수요측 소비열량(Q_load)을 계산할 수 있다. As described above, in the present invention, by calculating the inflow temperature of the brine, the discharge temperature of the brine, and the flow rate of the brine corresponding to the heat source side and calculating and integrating the heat source-side heat quantity Q_brine in real time, The demand side consumed heat quantity Q_load can be calculated from the produced heat quantity Q_brine.
따라서, 수요측에 해당하는 상기 냉매의 유량을 측정할 필요가 없으므로, 고가의 냉매 유량계를 설치하지 않아도 되므로 저비용으로 수요측 소비열량을 알 수 있는 이점이 있다. Therefore, since there is no need to measure the flow rate of the refrigerant corresponding to the demand side, there is no need to provide an expensive refrigerant flow meter, which is advantageous in that the demand side consumed heat quantity can be known at low cost.
또한, 상기 열원측 생산열량(Q_brine)을 계산하고 적산하는 시기를 상기 히트펌프(20)의 구동 여부를 기준으로 하지 않고, 상기 브라인 펌프(60)가 온되어 오프될 때까지로 설정하여, 보다 정확하게 열량을 계산할 수 있다. It is also possible to set the time for calculating and integrating the heat source-side heat quantity Q_brine to the time when the
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.While the present invention has been described with reference to exemplary embodiments, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments, but, on the contrary, is intended to cover various modifications and equivalent arrangements included within the spirit and scope of the appended claims. Accordingly, the true scope of the present invention should be determined by the technical idea of the appended claims.
10: 지중 열교환기 20: 히트펌프
30: 수요측 열교환기 40: 브라인 순환유로
50: 냉매 순환유로 60: 브라인 펌프
70: 브라인 유량계 81: 제1온도센서
82: 제2온도센서10: Underground heat exchanger 20: Heat pump
30: Demand side heat exchanger 40: Brine circulation flow path
50: Refrigerant circulation flow passage 60: Brine pump
70: brine flow meter 81: first temperature sensor
82: second temperature sensor
Claims (7)
상기 브라인 펌프를 온시킨 후, 제1설정 시간이 지나면 상기 히트펌프를 온시키는 단계와;
상기 브라인 펌프를 온시킨 시점부터 상기 브라인의 유입온도, 상기 브라인의 토출온도, 상기 브라인의 유량, 상기 브라인의 비열을 이용하여, 열원측 생산열량을 실시간으로 계산하고 적산하는 단계와;
상기 히트펌프를 오프시킨 후, 제2설정시간이 지나면 상기 브라인 펌프를 오프시키는 단계와;
상기 브라인 펌프를 오프시키면, 상기 열원측 생산열량의 계산과 적산을 중지하는 단계를 포함하는 지열을 이용하는 브라인-냉매 방식 히트펌프 시스템의 열량 계산 방법.A demand side heat exchanger provided with the heat source; a brine circulation flow path for connecting the underground heat exchanger and the heat pump to circulate the brine; A brine pump installed in the brine circulation channel inside the machine room for pumping the brine, a brine pump installed in the brine circulation channel inside the machine room to measure a flow rate of the brine A brine flowmeter, a first temperature sensor installed in the brine circulation channel inside the machine room and measuring an inflow temperature of the brine before entering the underground heat exchanger, a first temperature sensor installed in the brine circulation channel inside the machine room, And before entering the heat pump, the brine And a second temperature sensor for measuring a discharge temperature of the brine-refrigerant heat pump system,
Turning on the heat pump after the brine pump is turned on after a first set time;
Calculating and accumulating the heat quantity on the heat source side in real time using the inflow temperature of the brine, the discharge temperature of the brine, the flow rate of the brine, and the specific heat of the brine from the time when the brine pump is turned on;
Turning off the brine pump after a second set time after turning off the heat pump;
And stopping the accumulation of the heat-source-side heat quantity when the brine pump is turned off.
상기 열원측 생산열량이 계산되면,
상기 열원측 생산열량, 상기 히트펌프의 성능계수(COP)를 이용하여, 수요측 소비열량을 계산하고 적산하는 지열을 이용하는 브라인-냉매 방식 히트펌프 시스템의 열량 계산 방법.The method according to claim 1,
When the calorific value on the heat source side is calculated,
(EN) A heat quantity calculation method of a brine - refrigerant heat pump system using a geothermal heat to calculate and integrate a demand - side consumed heat quantity using the heat - source - side heat quantity and the performance coefficient (COP) of the heat pump.
상기 제1설정시간은, 상기 브라인의 유입온도에 따라 설정되는 지열을 이용하는 브라인-냉매 방식 히트펌프 시스템의 열량 계산 방법.The method according to claim 1,
Wherein the first set time uses geothermal heat set in accordance with an inflow temperature of the brine.
상기 제1설정시간은,
상기 브라인의 유입온도와 상기 브라인의 토출온도의 차이가 미리 설정된 제1온도차이 이하가 되는 시점까지 시간으로 설정되는 지열을 이용하는 브라인-냉매 방식 히트펌프 시스템의 열량 계산 방법.The method according to claim 1,
The first set time period
Wherein a temperature of the brine is set to a time until a difference between an inflow temperature of the brine and a discharge temperature of the brine becomes equal to or less than a predetermined first temperature difference.
상기 제2설정시간은,
상기 브라인의 유입온도와 상기 브라인의 토출온도의 차이가 미리 설정된 제2온도차 이하가 되는 시점까지 시간으로 설정되는 지열을 이용하는 브라인-냉매 방식 히트펌프 시스템의 열량 계산 방법.The method according to claim 1,
Wherein the second set time period
Wherein the geothermal heat is set to a time until a difference between an inflow temperature of the brine and a discharge temperature of the brine becomes equal to or less than a preset second temperature difference.
상기 제2설정시간은 상기 제1설정시간보다 길게 설정되는 지열을 이용하는 브라인-냉매 방식 히트펌프 시스템의 열량 계산 방법.The method according to claim 1,
Wherein the second set time is set longer than the first set time.
상기 브라인 펌프를 온시킨 후, 제1설정 시간이 지나면 상기 히트펌프를 온시키는 단계와;
상기 브라인 펌프를 온시킨 시점부터 상기 브라인의 유입온도, 상기 브라인의 토출온도, 상기 브라인의 유량, 상기 브라인의 비열을 이용하여, 열원측 생산열량을 실시간으로 계산하고 적산하는 단계와;
상기 열원측 생산열량이 계산되면, 상기 열원측 생산열량, 상기 히트펌프의 성능계수(COP)를 이용하여, 수요측 소비열량을 계산하고 적산하는 단계를 포함하는 지열을 이용하는 브라인-냉매 방식 히트펌프 시스템의 열량 계산 방법. A demand side heat exchanger provided with the heat source; a brine circulation flow path for connecting the underground heat exchanger and the heat pump to circulate the brine; A brine pump installed in the brine circulation channel inside the machine room for pumping the brine, a brine pump installed in the brine circulation channel inside the machine room to measure a flow rate of the brine A brine flowmeter, a first temperature sensor installed in the brine circulation channel inside the machine room and measuring an inflow temperature of the brine before entering the underground heat exchanger, a first temperature sensor installed in the brine circulation channel inside the machine room, And before entering the heat pump, the brine And a second temperature sensor for measuring a discharge temperature of the brine-refrigerant heat pump system,
Turning on the heat pump after the brine pump is turned on after a first set time;
Calculating and accumulating the heat quantity on the heat source side in real time using the inflow temperature of the brine, the discharge temperature of the brine, the flow rate of the brine, and the specific heat of the brine from the time when the brine pump is turned on;
The method according to any one of claims 1 to 3, wherein the heat-source-side heat generated by the heat pump is calculated by using the heat-source-side heat produced by the heat pump and the coefficient of performance (COP) Calculation method of calorie of system.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020180056504A KR101984241B1 (en) | 2018-05-17 | 2018-05-17 | Method for calculation of heating value of brine-refrigerant type heat pump system using geothermal heat energy |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020180056504A KR101984241B1 (en) | 2018-05-17 | 2018-05-17 | Method for calculation of heating value of brine-refrigerant type heat pump system using geothermal heat energy |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
KR101984241B1 true KR101984241B1 (en) | 2019-05-30 |
Family
ID=66675818
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
KR1020180056504A KR101984241B1 (en) | 2018-05-17 | 2018-05-17 | Method for calculation of heating value of brine-refrigerant type heat pump system using geothermal heat energy |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
KR (1) | KR101984241B1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN110567747A (en) * | 2019-09-30 | 2019-12-13 | 安徽省方舟科技开发有限责任公司 | Closed energy well energy measuring instrument and energy calculating method |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100496895B1 (en) | 2004-12-01 | 2005-06-23 | 주식회사 삼영 | Heat pump type cooling and heating by subterranean heat |
KR20090054597A (en) * | 2007-11-27 | 2009-06-01 | 삼성전자주식회사 | Chiller apparatus for semiconductor process equipment |
JP4923812B2 (en) * | 2006-07-24 | 2012-04-25 | 株式会社デンソー | Brine heat dissipation heating system |
JP5383409B2 (en) * | 2009-09-30 | 2014-01-08 | 三菱電機株式会社 | Ice storage type heat source device |
KR101752740B1 (en) * | 2015-07-23 | 2017-06-30 | 유니셈(주) | Method for saving power in chiller apparatus for semiconductor fabricating process |
-
2018
- 2018-05-17 KR KR1020180056504A patent/KR101984241B1/en active IP Right Grant
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100496895B1 (en) | 2004-12-01 | 2005-06-23 | 주식회사 삼영 | Heat pump type cooling and heating by subterranean heat |
JP4923812B2 (en) * | 2006-07-24 | 2012-04-25 | 株式会社デンソー | Brine heat dissipation heating system |
KR20090054597A (en) * | 2007-11-27 | 2009-06-01 | 삼성전자주식회사 | Chiller apparatus for semiconductor process equipment |
JP5383409B2 (en) * | 2009-09-30 | 2014-01-08 | 三菱電機株式会社 | Ice storage type heat source device |
KR101752740B1 (en) * | 2015-07-23 | 2017-06-30 | 유니셈(주) | Method for saving power in chiller apparatus for semiconductor fabricating process |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN110567747A (en) * | 2019-09-30 | 2019-12-13 | 安徽省方舟科技开发有限责任公司 | Closed energy well energy measuring instrument and energy calculating method |
CN110567747B (en) * | 2019-09-30 | 2024-05-10 | 安徽省方舟科技开发有限责任公司 | Closed energy well energy measuring instrument and energy calculating method |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP2224188B1 (en) | Water circulation system associated with refrigerant cycle | |
KR101984242B1 (en) | Method for calculation of heating value of brine-refrigerant type heat pump system using geothermal heat energy | |
JP6570766B2 (en) | Heating control system and heat pump hot water supply heating system | |
GB2461365A (en) | Heat pump control based on a determined dew point | |
US20150153080A1 (en) | Operation of a hvac system using a combined hydronic and force air system | |
CN103890501A (en) | Air conditioning device | |
KR101984241B1 (en) | Method for calculation of heating value of brine-refrigerant type heat pump system using geothermal heat energy | |
KR101147829B1 (en) | Hybrid Control Device and Hybrid Control Method for Heating and Cooling with Measured Data from Heat Meter | |
Nordman et al. | Calculation methods for SPF for heat pump systems for comparison, system choice and dimensioning | |
KR20170036487A (en) | Method for controlling heat pump system | |
KR20120086416A (en) | Electric thermal storage air-conditioning heat pump apparatus | |
US11262101B2 (en) | Method and system for heating water | |
KR20130030699A (en) | Heat preserving apparatus of geothermal heat cooling and heating system, and controlling method thereof | |
KR101926642B1 (en) | Method for calculation of heating value and efficiency of heat pump system using geothermal heat energy | |
EP3594588B1 (en) | Geothermal heat pump device | |
US20210278098A1 (en) | Heat Pump Interface | |
JP2015001348A (en) | Geothermal heat pump device | |
JP6921299B2 (en) | Air conditioner and air handling unit | |
KR100774241B1 (en) | A floor cooling system | |
KR101967374B1 (en) | Method for calculation of heating value and efficiency of heat pump system using geothermal heat energy | |
Klein | Independent testing of heat pumps is needed for reliable COP | |
KR101967373B1 (en) | Method for calculation of heating value and efficiency of heat pump system using geothermal heat energy | |
JP2017048972A (en) | Earth thermal heat source machine system, command determination method, and operational method for the earth thermal heat source machine system | |
KR0141543B1 (en) | Refrigerant Heating Air Conditioning Unit | |
KR101527927B1 (en) | Cooling and heating system |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
GRNT | Written decision to grant |