KR102049500B1 - Hybrid heat pump system - Google Patents

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KR102049500B1
KR102049500B1 KR1020180153490A KR20180153490A KR102049500B1 KR 102049500 B1 KR102049500 B1 KR 102049500B1 KR 1020180153490 A KR1020180153490 A KR 1020180153490A KR 20180153490 A KR20180153490 A KR 20180153490A KR 102049500 B1 KR102049500 B1 KR 102049500B1
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KR
South Korea
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circulation line
refrigerant
port
individual
expansion valve
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KR1020180153490A
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Inventor
김원선
박범
박일용
Original Assignee
김원선
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Abstract

The present invention provides a hybrid heat pump system, capable of simultaneous heating and cooling operation. According to the present invention, the hybrid heat pump system includes: a compressor inducting refrigerant gas of low pressure and low temperature and discharging the refrigerant gas of high pressure and high temperature; a four-way valve changing the flow of a refrigerant in accordance with the simultaneous heating and cooling operation, individual cooling operation, individual heating operation, and defrosting operation; a condenser discharging the liquid refrigerant of the high temperature and the high pressure by inducting the refrigerant gas of the high temperature and the high pressure in the simultaneous heating and cooling operation and the individual heating operation and discharging the refrigerant gas of the low temperature and the low pressure by inducting the liquid refrigerant of the low temperature and the low pressure in the defrosting operation; a first expansion valve inducting the liquid refrigerant of the high temperature and the high pressure in the simultaneous heating and cooling operation and the individual cooling operation and discharging the liquid refrigerant of the low temperature and the low pressure; an evaporator inducting the liquid refrigerant of the low temperature and the low pressure guided from the first expansion valve in the simultaneous heating and cooling operation and the individual cooling operation and discharging the refrigerant gas of the low temperature and the low pressure; a heat exchanger discharging the liquid refrigerant of the high temperature and the high pressure by inducting the refrigerant gas of the high temperature and the high pressure in the individual cooling operation and discharging the refrigerant gas of the low temperature and the low pressure by inducting the liquid refrigerant of the low temperature and the low pressure in the individual heating operation; a second expansion valve discharging the liquid refrigerant of the low temperature and the low pressure to the heat exchanger by inducting the liquid refrigerant of the high temperature and the high pressure induced by the condenser in the individual heating operation; a third expansion valve discharging the liquid refrigerant of the low temperature and the low pressure toward the condenser by inducting the liquid refrigerant of the high temperature and the high pressure induced by the heat exchanger in the defrosting operation; and a refrigerant circulation line controlling and guiding the flow of the refrigerant to enable the simultaneous heating and cooling operation, the individual cooling operation, the individual heating operation, and the defrosting operation.

Description

하이브리드 히트펌프 시스템{HYBRID HEAT PUMP SYSTEM}Hybrid heat pump system {HYBRID HEAT PUMP SYSTEM}

본 발명은 하이브리드 히트펌프 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 동시 냉난방 운전이 가능할 뿐만 아니라 동시 냉난방 운전 시 냉방(증발기) 측 또는 난방(응축기) 측에 부하가 발생하지 않더라도 운전을 멈추지 않게 하는 하이브리드 히트펌프 시스템에 관한 것이다. The present invention relates to a hybrid heat pump system, and more particularly hybrid heating that not only allows simultaneous cooling and heating operation but also stops operation even when no load is generated on the cooling (evaporator) side or heating (condenser) side during simultaneous cooling and heating operation. Relates to a pump system.

히트펌프는 그 적용환경에 따라 다양한 구조로 응용되어 사용되고 있으나, 기본적으로 압축기, 응축기, 팽창밸브 및 증발기 등 냉동 사이클을 이루는 4개의 기본 요소들로 이루어져 있으며, 전술한 냉동 사이클의 구성에 냉매의 유동방향을 전환하여 냉방 또는 난방기기로의 선택적 활용이 가능하도록 사방밸브를 더 포함하고 있다. Heat pump is applied to various structures according to its application environment, but basically consists of four basic elements that make up the refrigeration cycle, such as compressor, condenser, expansion valve and evaporator, the refrigerant flow in the configuration of the above-mentioned refrigeration cycle The four-way valve is further included in order to change direction and enable selective use as a cooling or heating device.

이러한 히트펌프는 난방계절 동안에는 고압 측(응축기)에서의 방출열을 활용하여 난방 및 온수를 제공하고, 냉방계절 동안에는 저압 측(증발기)에서의 주변열 흡수를 활용하여 냉방 및 냉수를 제공한다. These heat pumps provide heating and hot water by utilizing the heat released from the high pressure side (condenser) during the heating season, and provide cooling and cold water by utilizing ambient heat absorption on the low pressure side (evaporator) during the cooling season.

한편, 최근 히트펌프는 냉방과 난방을 동시에 필요로 하는 시설들이 늘어나면서 난방 및 냉방을 동시에 제공하고 있는 실정이다.On the other hand, the recent heat pump is a situation that provides both heating and cooling at the same time as more facilities that require cooling and heating at the same time.

그러나 종래의 히트펌프는 난방 및 냉방 동시 운전 시 다음과 같은 문제점이 있었다. However, the conventional heat pump has the following problems when operating heating and cooling at the same time.

종래 히트펌프 시스템은 난방 및 냉방 동시 운전 시 난방 측과 냉방 측이 항상 부하가 발생하여야만 동시 운전이 가능하나, 난방 측 또는 냉방 측 중 어느 일측에서 부하가 발생하지 않으면 히트펌프 시스템이 운전을 멈추게 되는 문제점이 있었다.In the conventional heat pump system, simultaneous heating and cooling can be performed only when the heating side and the cooling side have a load at the same time, but the heat pump system stops operation when no load is generated on either side of the heating side or the cooling side. There was a problem.

다시 말해, 냉방 측에서 부하가 발생하지 않는다면 난방 측에서 얻은 열을 전달할 곳이 없게 되고, 반대로 난방 측에서 부하가 발생하지 않는다면 냉방 측에서 얻은 열을 전달할 곳이 없기 때문에 압축기가 과열되어 히트펌프가 멈추는 문제점이 있었다.In other words, if there is no load on the cooling side, there is no place to transfer heat from the heating side. On the contrary, if there is no load on the heating side, the compressor is overheated because there is no place to transfer heat from the cooling side. There was a problem stopping.

이에, 본 출원의 발명자는 종래 히트펌프 시스템의 문제점을 해결하고자 노력하였으며, 그 결과물로 본 발명을 특허 출원하기에 이르렀다. Thus, the inventors of the present application have tried to solve the problems of the conventional heat pump system, and as a result have been applied for a patent application of the present invention.

관련 선행기술로는 대한민국등록특허 제10-0648300호(등록일자: 2006. 11. 14), 대한민국등록특허 제10-1004635호(등록일자: 2010. 12. 22) 및 대한민국등록특허 제10-1336388호(등록일자: 2013. 11. 27) 등이 있다.Related prior arts include Republic of Korea Patent No. 10-0648300 (Registration Date: November 14, 2006), Republic of Korea Patent No. 10-1004635 (Registration Date: December 22, 2010) and Republic of Korea Patent No. 10-1336388 And issue date of registration (November 27, 2013).

본 발명은 동시 냉난방 운전이 가능할 뿐만 아니라 동시 냉난방 운전 시 냉방(증발기) 측 또는 난방(응축기) 측에 부하가 발생하지 않더라도 운전을 멈추지 않게 하는 하이브리드 히트펌프 시스템을 제공하기 위한 것이다.The present invention is to provide a hybrid heat pump system capable of simultaneous heating and cooling operation as well as not stopping operation even when no load is generated on the cooling (evaporator) side or heating (condenser) side during the simultaneous heating and cooling operation.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않는다.The technical problems to be achieved by the present invention are not limited to the technical problems mentioned above.

상기 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 하이브리드 히트펌프 시스템은, 저온 저압의 냉매가스를 흡입해 고온 고압의 냉매가스로 배출하는 압축기; 동시 냉난방 운전, 개별냉방 운전, 개별난방 운전 및 제상 운전에 따라 냉매의 흐름을 전환시키는 사방밸브; 동시 냉난방 운전 및 개별난방 운전 시 고온 고압의 냉매가스를 흡입해 고온 고압의 액체냉매로 배출하고, 제상 운전 시 저온 저압의 액체냉매를 흡입해 저온 저압의 냉매가스로 배출하는 응축기; 동시 냉난방 운전 및 개별냉방 운전 시 고온 고압의 액체냉매를 흡입해 저온 저압의 액체냉매로 배출하는 제 1 팽창밸브; 동시 냉난방 운전 및 개별냉방 운전 시 제 1 팽창밸브에서 유도되는 저온 저압의 액체냉매를 흡입해 저온 저압의 냉매가스로 배출하는 증발기; 개별냉방 운전 시 고온 고압의 냉매가스를 흡입해 고온 고압의 액체냉매로 배출하고, 개별난방 운전 시 저온 저압의 액체냉매를 흡입해 저온 저압의 냉매가스로 배출하는 열교환기; 개별난방 운전 시 응축기에서 유도되는 고온 고압의 액체냉매를 흡입해 열교환기 측으로 저온 저압의 액체냉매를 배출하는 제 3 팽창밸브; 제상 운전 시 열교환기에서 유도되는 고온 고압의 액체냉매를 흡입해 응축기 측으로 저온 저압의 액체냉매를 배출하는 제 2 팽창밸브; 및 동시 냉난방 운전, 개별냉방 운전, 개별난방 운전 및 제상 운전 가능하게 냉매의 흐름을 제어 및 안내하는 냉매순환라인;을 포함할 수 있다. The hybrid heat pump system according to the present invention for achieving the above object is a compressor for sucking the refrigerant gas of low temperature low pressure and discharge the refrigerant gas of high temperature and high pressure; Four-way valve for switching the flow of the refrigerant in accordance with the simultaneous heating and cooling operation, individual cooling operation, individual heating operation and defrost operation; A condenser that sucks the refrigerant gas of high temperature and high pressure during simultaneous cooling and heating operation and individual heating operation and discharges it into a liquid refrigerant of high temperature and high pressure, and discharges the liquid refrigerant of low temperature and low pressure into refrigerant gas of low temperature and low pressure during defrosting operation; A first expansion valve which sucks the high temperature and high pressure liquid refrigerant and discharges the low temperature and low pressure liquid refrigerant during simultaneous cooling and heating operation and individual cooling operation; An evaporator that sucks low-temperature low-pressure liquid refrigerant induced by the first expansion valve and discharges the low-temperature low-pressure refrigerant gas during simultaneous cooling and heating operations and individual cooling operations; A heat exchanger which sucks the refrigerant gas of high temperature and high pressure during the individual cooling operation and discharges it into the liquid refrigerant of high temperature and high pressure, and discharges the liquid refrigerant of low temperature and low pressure into the refrigerant gas of low temperature and low pressure during the individual heating operation; A third expansion valve which sucks the high temperature and high pressure liquid refrigerant induced in the condenser during the individual heating operation and discharges the low temperature and low pressure liquid refrigerant to the heat exchanger; A second expansion valve which sucks the high temperature and high pressure liquid refrigerant induced in the heat exchanger during the defrosting operation and discharges the low temperature and low pressure liquid refrigerant to the condenser; And a refrigerant circulation line for controlling and guiding the flow of the refrigerant to enable simultaneous cooling and heating operation, individual cooling operation, individual heating operation, and defrosting operation.

구체적으로 냉매순환라인은, 압축기의 제 2 포트와 사방밸브의 제 1 포트를 연결하는 제1 순환라인; 사방밸브의 제 2 포트와 응축기의 제 1 포트를 연결하는 제 2 순환라인; 응축기의 제 2 포트와 제 1 팽창밸브의 제 1 포트를 연결하는 제 3 순환라인; 제 1 팽창밸브의 제 2 포트와 증발기의 제 1 포트를 연결하는 제 4 순환라인; 증발기의 제 2 포트와 압축기의 제 1 포트를 연결하는 제 5 순환라인; 사방밸브의 제 3 포트와 제 5 순환라인을 연결하는 제 6 순환라인; 열교환기의 제 2 포트와 제 3 순환라인과 연결되는 제 7 순환라인; 제 3 순환라인에서 분기되어 다시 제 3 순환라인에 연결되는 제 8 순환라인; 제 7 순환라인에서 분기되어 다시 제 7 순환라인에 연결되는 제 9 순환라인; 및 열교환기의 제 1 포트와 사방밸브의 제 4 포트를 연결하는 제 10 순환라인;을 포함할 수 있다. Specifically, the refrigerant circulation line, the first circulation line connecting the second port of the compressor and the first port of the four-way valve; A second circulation line connecting the second port of the four-way valve and the first port of the condenser; A third circulation line connecting the second port of the condenser and the first port of the first expansion valve; A fourth circulation line connecting the second port of the first expansion valve and the first port of the evaporator; A fifth circulation line connecting the second port of the evaporator and the first port of the compressor; A sixth circulation line connecting the third port and the fifth circulation line of the four-way valve; A seventh circulation line connected to the second port and the third circulation line of the heat exchanger; An eighth circulation line branched from the third circulation line and connected to the third circulation line again; A ninth circulation line branched from the seventh circulation line and connected to the seventh circulation line again; And a tenth circulation line connecting the first port of the heat exchanger and the fourth port of the four-way valve.

더 구체적으로, 제 1 순환라인에는 사방밸브 측으로 유도되는 냉매의 역류를 방지하는 제 1 체크밸브가 장착되고, 제 3 순환라인에는 응축기 측에서 제 1 팽창밸브 측으로 제 2 체크밸브, 수액기 제 1 솔레노이드밸브가 순차적으로 장착되되, 제 2 체크밸브는 동시 냉난방 운전 또는 개별난방 운전 시 응축기에서 증발기 또는 열교환기 측을 유도되는 냉매의 역류를 방지하고, 제 1 솔레노이드밸브는 동시 냉난방 운전 및 개별냉방 운전 시 냉매가 제 1 팽창밸브 측으로 흡입되도록 제 3 순환라인의 유로를 개방시키며 개별난방 운전 및 제상 운전 시에는 냉매가 제 1 팽창밸브 측으로 흡입되지 못하게 제 3 순환라인의 유로를 차단시키며, 제 5 순환라인에는 어큐뮬리에터가 장착될 수 있다. More specifically, the first circulation line is equipped with a first check valve for preventing the backflow of the refrigerant guided to the four-way valve side, the third circulation line, the second check valve, the receiver first from the condenser side to the first expansion valve side The solenoid valve is installed in sequence, the second check valve prevents the backflow of the refrigerant induced in the evaporator or the heat exchanger side in the condenser during the simultaneous cooling and heating operation or the individual heating operation, and the first solenoid valve is the simultaneous cooling and heating operation and the individual cooling operation. To open the flow path of the third circulation line so that the refrigerant is sucked to the first expansion valve side, and block the flow path of the third circulation line so that the refrigerant is not sucked to the first expansion valve side during the individual heating operation and the defrosting operation. The line may be equipped with an accumulator.

더 구체적으로, 제 6 순환라인은 증발기와 어큐뮬레이터 사이의 제 5 순환라인에 연결되며, 제 7 순환라인에는 수액기와 연결되되 수액기 측으로 유도되는 냉매의 역류를 방지하는 제 3 체크밸브가 장착되고, 제 8 순환라인은 제 2 체크밸브를 우회하며, 제 8 순환라인에는 수액기 측에서 응축기 측으로 제 2 솔레노이드밸브 및 제 2 팽창밸브가 순차적으로 장착되고, 제 9 순환라인은 제 3 체크밸브를 우회하며, 제 9 순환라인에는 수액기 측에서 열교환기 측으로 제 3 솔레노이드밸브 및 제 3 팽창밸브가 순차적으로 장착되되, 제 3 체크밸브는 개별난방 운전 및 제상 운전 시 열교환기 측에서 수액기 측으로 유도되는 냉매의 역류를 방지하고, 제 2 솔레노이드밸브는 동시 냉난방 운전, 개별냉방 운전 및 개별난방 운전 시 냉매가 제 2 팽창밸브 측으로 흡입되지 못하게 제 8 순환라인의 유로를 차단시키고, 제상 운전 시 냉매가 제 2 팽창밸브 측으로 흡입될 수 있게 상기 제 8 순환라인의 유로를 개방시키며, 제 3 솔레노이드밸브는 동시 냉난방 운전, 개별냉방 운전 및 제상 운전 시 냉매가 제 3 팽창밸브 측으로 흡입되지 못하게 제 9 순환라인의 유로를 차단시키고, 개별난방 운전 시 냉매가 제 3 팽창밸브 측으로 흡입될 수 있게 제 9 순환라인의 유로를 개방시킬 수 있다. More specifically, the sixth circulation line is connected to the fifth circulation line between the evaporator and the accumulator, and the seventh circulation line is equipped with a third check valve connected to the receiver and preventing backflow of the refrigerant guided to the receiver side, The eighth circulation line bypasses the second check valve, and the eighth circulation line is sequentially equipped with the second solenoid valve and the second expansion valve from the receiver side to the condenser side, and the ninth circulation line bypasses the third check valve. In the ninth circulation line, the third solenoid valve and the third expansion valve are sequentially installed from the receiver side to the heat exchanger side, and the third check valve is guided from the heat exchanger side to the receiver side during the individual heating operation and the defrosting operation. The reverse flow of the refrigerant is prevented, and the second solenoid valve prevents refrigerant from being sucked into the second expansion valve during simultaneous cooling and heating operation, individual cooling operation, and individual heating operation. The flow path of the eighth circulation line is blocked so that the flow path of the eighth circulation line is opened to allow the refrigerant to be sucked into the second expansion valve side during the defrosting operation, and the third solenoid valve operates the simultaneous cooling and heating operation, the individual cooling operation and the The flow path of the ninth circulation line may be blocked to prevent the refrigerant from being sucked into the third expansion valve side during operation, and the flow path of the ninth circulation line may be opened to allow the refrigerant to be sucked into the third expansion valve side during the individual heating operation.

구체적으로, 응축기 및 증발기는 각각 축열조와 연결될 수 있다. Specifically, the condenser and the evaporator may be connected to the heat storage tank, respectively.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 하이브리드 히트펌프 시스템은 증발기와 응축기를 통한 동시 냉난방 운전, 응축기와 열교환기를 통한 개별난방 운전 및 증발기와 열교환기를 통한 개별냉방 운전이 가능하게 하는 이점이 있다.As described above, the hybrid heat pump system according to the present invention has an advantage of enabling simultaneous cooling and heating operation through an evaporator and a condenser, individual heating operation through a condenser and a heat exchanger, and individual cooling operation through an evaporator and a heat exchanger.

또한, 본 발명에 따른 하이브리드 히트펌프 시스템은 동시 냉난방 운전 시 증발기 또는 응축기 중 어느 하나에서 부하가 발생하지 않을 시 개별냉방 운전 또는 개별난방 운전으로 전환시킬 수 있기 때문에 히트펌프 시스템의 운전이 멈추는 것을 미연에 방지할 수 있게 하는 이점이 있다. In addition, since the hybrid heat pump system according to the present invention can be switched to individual cooling operation or individual heating operation when no load is generated in either the evaporator or the condenser during simultaneous heating and cooling operation, the operation of the heat pump system is not shown. There is an advantage to be able to prevent.

도 1은 본 발명에 따른 하이브리드 히트펌프 시스템을 나타낸 도면이고,
도 2는 본 발명에 따른 하이브리드 히트펌프 시스템의 동시 냉난방 운전 시 냉매의 흐름을 나타낸 도면이며,
도 3은 본 발명에 따른 하이브리드 히트펌프 시스템의 개별냉방 운전 냉매의 흐름을 나타낸 도면이고,
도 4는 본 발명에 따른 하이브리드 히트펌프 시스템의 개별난방 운전 시 냉매의 흐름을 나타낸 도면이며, 그리고
도 5는 본 발명에 따른 하이브리드 히트펌프 시스템의 열교환기 제상 운전 시 냉매의 흐름을 나타낸 도면이다. 1 is a view showing a hybrid heat pump system according to the present invention,
2 is a view showing the flow of the refrigerant during the simultaneous heating and cooling operation of the hybrid heat pump system according to the present invention,
3 is a view showing the flow of the individual cooling operation refrigerant of the hybrid heat pump system according to the present invention,
4 is a view showing the flow of the refrigerant during the individual heating operation of the hybrid heat pump system according to the present invention, and
5 is a view showing the flow of the refrigerant during the heat exchanger defrosting operation of the hybrid heat pump system according to the present invention.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다. 도면들 중 동일한 구성요소들은 가능한 어느 곳에서든지 동일한 부호로 표시한다. 또한 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in detail a preferred embodiment of the present invention. Like elements in the figures are denoted by the same reference numerals wherever possible. In addition, detailed descriptions of well-known functions and configurations that may unnecessarily obscure the subject matter of the present invention will be omitted.

도 1은 본 발명에 따른 하이브리드 히트펌프 시스템을 나타낸 도면으로, 본 발명에 따른 하이브리드 히트펌프 시스템(100)은 압축기(110)와, 사방밸브(120)와, 응축기(130)와, 제 1 팽창밸브(140a), 및 증발기(150)를 포함한다. 1 is a view showing a hybrid heat pump system according to the present invention, the hybrid heat pump system 100 according to the present invention, the compressor 110, the four-way valve 120, the condenser 130, the first expansion Valve 140a and evaporator 150.

또한, 본 발명에 따른 하이브리드 히트펌프 시스템(100)은 열교환기(160)와, 제 2 팽창밸브(140b)와, 제 3 팽창밸브(140c) 및 냉매순환라인(170)을 더 포함한다. In addition, the hybrid heat pump system 100 according to the present invention further includes a heat exchanger 160, a second expansion valve 140b, a third expansion valve 140c, and a refrigerant circulation line 170.

이와 같은 구성요소들을 가지는 본 발명에 따른 하이브리드 히트펌프 시스템(100)은 증발기(150) 및 응축기(130)을 이용한 동시 냉난방 운전이 가능하게 한다. The hybrid heat pump system 100 according to the present invention having such components enables simultaneous heating and cooling operation using the evaporator 150 and the condenser 130.

또한, 본 발명은 동시 냉난방 운전 시 증발기(150) 또는 응축기(130) 중 어느 하나에서 부하가 발생하지 않더라도 증발기(150)를 이용한 개별냉방 운전 또는 응축기(130)를 이용한 개별난방 운전이 가능하게 한다. In addition, the present invention enables individual cooling operation using the evaporator 150 or individual heating operation using the condenser 130 even when no load is generated in either the evaporator 150 or the condenser 130 during the simultaneous cooling and heating operation. .

게다가, 본 발명은 열교환기(160)에 부착되는 서리를 제거하는 제상 운전이 가능하게 한다. In addition, the present invention enables a defrost operation to remove frost attached to the heat exchanger 160.

먼저, 압축기(110)는 흡입되는 저온 저압의 냉매가스를 압축시켜 고온 고압의 냉매가스가 배출되게 한다. First, the compressor 110 compresses the refrigerant gas of low temperature and low pressure to be sucked so that the refrigerant gas of high temperature and high pressure is discharged.

여기서, 저온 저압의 냉매가스는 압축기(110)의 제 1 포트(112)를 통해 흡입되되, 동시 냉난방 운전 및 개별난방 운전 시 저온 저압의 냉매가스는 증발기(130) 측에서 흡입되고, 개별난방 운전 시 저온 저압의 냉매가스는 열교환기(160) 측에서 흡입되며, 제상 운전 시에는 저온 저압의 냉매가스는 응축기(130) 측에서 흡입된다. Here, the low temperature low pressure refrigerant gas is sucked through the first port 112 of the compressor 110, and the low temperature low pressure refrigerant gas is sucked from the evaporator 130 during the simultaneous cooling and heating operation and the individual heating operation, and the individual heating operation. The low temperature low pressure refrigerant gas is sucked from the heat exchanger 160 side, and during the defrosting operation, the low temperature low pressure refrigerant gas is sucked from the condenser 130 side.

그리고 고온 고압의 냉매가스는 압축기(110)의 제 2 포트(114)를 통해 사방밸브(120) 측으로 배출된다. The high temperature and high pressure refrigerant gas is discharged to the four-way valve 120 through the second port 114 of the compressor 110.

사방밸브(120)는 본 발명에 따른 히트펌프 시스템(100)의 운전 모드, 다시 말해 동시 냉난방 운전, 개별냉방 운전, 개별난방 운전 및 제상 운전에 따라 냉매의 흐름을 전환시킨다. The four-way valve 120 switches the flow of the refrigerant according to an operation mode of the heat pump system 100 according to the present invention, that is, simultaneous cooling and heating operation, individual cooling operation, individual heating operation, and defrosting operation.

이러한 사방밸브(120)는 누구나 알 수 있듯이 4개의 포트, 즉 제 1 포트(122), 제 2 포트(124), 제 3 포트(126) 및 제 4 포트(128)를 가진다. The four-way valve 120 has four ports, as anyone can see, that is, the first port 122, the second port 124, the third port 126 and the fourth port 128.

여기서, 사방밸브(120)의 제 1 포트(122)로는 압축기(110)의 제 2 포트(114)를 통해 고온 고압의 냉매가스가 흡입되되, 동시 냉난방 운전 및 개별난방 시 사방밸브(120)의 제 1 포트(122)를 통해 흡입된 고온 고압의 냉매가스는 사방밸브(120)의 제 2 포트(124)를 통해 응축기(130) 측으로 흡입되고, 개별냉방 운전 시 및 제상 운전 시 사방밸브(120)의 제 1 포트(122)를 통해 흡입된 고온 고압의 냉매가스는 사방밸브(120)의 제 4 포트(128)를 통해 열교환기(160) 측으로 흡입된다. Here, the first port 122 of the four-way valve 120 is sucked into the refrigerant gas of the high temperature and high pressure through the second port 114 of the compressor 110, the simultaneous cooling and heating operation of the four-way valve 120 The high temperature and high pressure refrigerant gas sucked through the first port 122 is sucked into the condenser 130 through the second port 124 of the four-way valve 120, and the four-way valve 120 in the individual cooling operation and the defrosting operation. The refrigerant gas of the high temperature and high pressure sucked through the first port 122 of) is sucked to the heat exchanger 160 through the fourth port 128 of the four-way valve 120.

그리고 사방밸브(120)는 개별난방 운전 및 제상 운전 시 저온 저압의 냉매가스를 압축기(110)의 제 1 포트(112) 측으로의 흡입을 유도한다. 다시 말해 개별난방 운전 시 저온 저압의 냉매가스는 열교환기(160) 측에서 사방밸브(120)의 제 4 포트(128)를 통해 흡입된 후 사방밸브(120)의 제 3 포트(126)를 거쳐 압축기(110)의 제 1 포트(112) 측으로 흡입되며, 제상 운전 시 저온 저압의 냉매가스는 응축기(130) 측에서 사방밸브(120)의 제 2 포트(124)를 통해 흡입된 후 제 3 포트(126)를 거쳐 압축기(110)의 제 1 포트(112) 측으로 흡입된다. In addition, the four-way valve 120 induces suction of the refrigerant gas having a low temperature and low pressure to the first port 112 side of the compressor 110 during the individual heating operation and the defrosting operation. In other words, the refrigerant gas of low temperature and low pressure during the individual heating operation is sucked through the fourth port 128 of the four-way valve 120 on the heat exchanger 160 side, and then passes through the third port 126 of the four-way valve 120. It is sucked to the first port 112 side of the compressor 110, and during the defrosting operation, the refrigerant gas of low temperature and low pressure is sucked through the second port 124 of the four-way valve 120 at the condenser 130 side and then to the third port. It is suctioned to the first port 112 side of the compressor 110 via 126.

응축기(130)는 동시 냉난방 운전 시 및 개별난방 운전 시 사방밸브(120) 측에서 유도되는 고온 고압의 냉매가스를 흡입해 응축시켜 고온 고압의 액체냉매가 배출되게 한다. The condenser 130 sucks and condenses the refrigerant gas of the high temperature and high pressure induced from the four-way valve 120 in the simultaneous cooling and heating operation and the individual heating operation to discharge the liquid refrigerant of the high temperature and high pressure.

또한 응축기(130)는 제상 운전 시 열교환기(160) 측에서 유도되는 저온 저압의 액체냉매가 증발 잠열을 흡수하게 하여 저온 저압의 냉매가스가 배출되게 한다. 즉 제상 운전 시 응축기(130)는 통상의 증발기의 역할을 수행한다. In addition, the condenser 130 allows the low temperature low pressure liquid refrigerant induced at the heat exchanger 160 side to absorb the latent heat of evaporation during the defrosting operation so that the low temperature low pressure refrigerant gas is discharged. That is, during the defrosting operation, the condenser 130 serves as a conventional evaporator.

여기서, 동시 냉난방 운전 시 및 개별난방 운전 시 사방밸브(120) 측에서 유도되는 고온 고압의 냉매가스는 응축기(130)의 제 1 포트(132)를 통해 흡입되고, 응축기(110)에 의해 응축된 고온 고압의 액체냉매는 응축기(130)의 제 2 포트(134)를 통해 제 1 팽창밸브(140a) 측으로 배출된다. Here, the high temperature and high pressure refrigerant gas induced at the four-way valve 120 side during the simultaneous cooling and heating operation and the individual heating operation are sucked through the first port 132 of the condenser 130 and condensed by the condenser 110. The liquid refrigerant of high temperature and high pressure is discharged to the first expansion valve 140a through the second port 134 of the condenser 130.

그리고 제상 운전 시 열교환기(160) 측에서 유도되는 저온 저압의 액체냉매는 응축기(130)의 제 2 포트(134)를 통해 흡입되고, 응축기(130)에 의해 잠열을 흡수한 저온 저압의 냉매가스는 응축기(130)의 제 1 포트(132)를 통해 압축기(110) 측으로 배출된다.The low temperature low pressure liquid refrigerant induced in the heat exchanger 160 side during defrosting operation is sucked through the second port 134 of the condenser 130, and the low temperature low pressure refrigerant gas absorbed latent heat by the condenser 130. Is discharged to the compressor 110 through the first port 132 of the condenser 130.

한편, 응축기(130)는 축열조(136)와의 열교환이 이루어지며, 응축기(130)와의 열교환이 이루어지는 축열조(136)에는 온기 또는 온수가 저장된다. On the other hand, the condenser 130 is a heat exchange with the heat storage tank 136, the heat storage tank 136, the heat exchange with the condenser 130 is stored warm or hot water.

여기서, 응축기(130)와 축열조(136)의 열교환은 공지의 기술이므로 상세한 설명은 생략한다. Here, since the heat exchange of the condenser 130 and the heat storage tank 136 is a known technique, detailed description thereof will be omitted.

제 1 팽창밸브(140a)는 흡입된 고온 고압의 액체냉매를 단열 팽창시켜 저온 저압의 액체냉매가 배출되게 한다.The first expansion valve 140a adiabatically expands the sucked high temperature and high pressure liquid refrigerant to discharge the low temperature and low pressure liquid refrigerant.

이러한 제 1 팽창밸브(140a)는 동시 냉난방 운전 시 응축기(130) 측에서 유도되는 고온 고압의 액체냉매를 흡입해 단열 팽창시켜 저온 저압의 액체냉매가 배출되게 하며, 개별냉방 운전 시 열교환기(160) 측에서 유도되는 고온 고압의 냉매가스를 흡입해 단열 팽창시켜 저온 저압의 액체냉매가 배출되게 한다. The first expansion valve 140a insulates and insulates the high-temperature and high-pressure liquid refrigerant induced by the condenser 130 during the simultaneous cooling and heating operation to discharge the low-temperature and low-pressure liquid refrigerant, and the heat exchanger 160 during the individual cooling operation. The adiabatic expansion of the refrigerant gas of high temperature and high pressure induced from the side is carried out to discharge the liquid refrigerant of low temperature and low pressure.

여기서, 동시 냉난방 운전 및 개별냉방 운전에 관계없이 고온 고압의 액체냉매는 제 1 팽창밸브(140a)의 제 1 포트(142a)를 통해 흡입되고, 단열 팽창된 저온 저압의 액체냉매는 제 1 팽창밸브(140a)의 제 2 포트(144a)를 통해 증발기(150) 측으로 배출된다. Here, regardless of the simultaneous cooling and heating operation and the individual cooling operation, the high temperature and high pressure liquid refrigerant is sucked through the first port 142a of the first expansion valve 140a, and the low temperature low pressure liquid refrigerant that is adiabaticly expanded is the first expansion valve. It is discharged to the evaporator 150 side through the second port 144a of 140a.

증발기(150)는 흡입된 저온 저압의 액체냉매가 증발 잠열을 흡수하게 하여 저온 저압의 냉매가스가 배출되게 한다.The evaporator 150 allows the low temperature low pressure liquid refrigerant to absorb latent heat of evaporation so that the low temperature low pressure refrigerant gas is discharged.

이러한 증발기(150)는 동시 냉난방 운전 시 및 개별냉방 운전 시 제 1 팽창밸브(140a) 측에서 유도되는 저온 저압의 액체냉매를 흡입해 증발 잠열을 흡수하게 하여 저온 저압의 냉매가스가 배출되게 하는데, 여기서 동시 냉난방 운전 및 개별냉방 운전에 관계없이 저온 저압의 액체냉매는 증발기(150)의 제 1 포트(152)를 통해 흡입되고, 저온 저압의 냉매가스는 증발기(150)의 제 2 포트(154)를 통해 압축기(110) 측으로 배출된다.The evaporator 150 sucks the low-temperature low-pressure liquid refrigerant induced by the first expansion valve 140a during simultaneous cooling and heating operation and the individual cooling operation to absorb the latent heat of evaporation so that the low-temperature low-pressure refrigerant gas is discharged. The low temperature low pressure liquid refrigerant is sucked through the first port 152 of the evaporator 150, and the refrigerant gas of low temperature low pressure is the second port 154 of the evaporator 150 regardless of simultaneous cooling and heating operations and individual cooling operations. Through the discharge to the compressor 110 side.

한편, 증발기(150)는 축열조(156)와의 열교환이 이루어지며, 증발기(150)와의 열교환이 이루어지는 축열조(156)에는 냉기 또는 냉수가 저장된다. On the other hand, the evaporator 150 is a heat exchange with the heat storage tank 156, the cold air or cold water is stored in the heat storage tank 156 is a heat exchange with the evaporator 150.

여기서, 증발기(150)와 축열조(156)의 열교환은 공지의 기술이므로 상세한 설명은 생략한다. Here, since the heat exchange of the evaporator 150 and the heat storage tank 156 is a well-known technique, a detailed description thereof will be omitted.

열교환기(160)는 개별냉방 운전, 개별난방 운전이 가능하게 할 뿐만 아니라 동시 냉난방 운전 시 응축기(130) 또는 증발기(150) 측에 부하가 발생하지 않을 경우 개별난방 운전 및 개별냉방 운전이 가능하게 하여 본 발명에 따른 하이브리드 히트펌프 시스템(100)의 운전이 멈추는 것을 방지할 수 있게 한다. The heat exchanger 160 not only enables individual cooling operation and individual heating operation but also enables individual heating operation and individual cooling operation when no load is generated on the condenser 130 or the evaporator 150 side during simultaneous cooling and heating operation. It is possible to prevent the operation of the hybrid heat pump system 100 according to the present invention to stop.

즉, 열교환기(160)는 개별냉방 운전 시 응축기(130)의 역할을 수행하며, 개별난방 시 증발기(150)의 역할을 수행한다. That is, the heat exchanger 160 serves as the condenser 130 during the individual cooling operation, and serves as the evaporator 150 during the individual heating.

다시 말해, 열교환기(160)는 개별냉방 운전 시 고온 고압의 냉매가스를 흡입해 고온 고압의 액체냉매가 배출되게 하며, 개별난방 운전 시 저온 저압의 액체냉매를 흡입해 저온 저압의 냉매가스가 배출되게 한다. In other words, the heat exchanger 160 sucks the refrigerant gas of high temperature and high pressure during the individual cooling operation to discharge the liquid refrigerant of high temperature and high pressure, and discharges the refrigerant gas of low temperature and low pressure by sucking the liquid refrigerant of low temperature and low pressure during the individual heating operation. To be.

이러한 열교환기(160)는 제 1 포트(162) 및 제 2 포트(164)를 포함하되, 개별냉방 운전 시 열교환기(160)의 제 1 포트(162)로는 압축기(110)의 제 2 포트(114)를 통해 배출되는 고온 고압의 냉매가스가 사방밸브(120)를 거쳐 흡입되고, 열교환기(160)의 제 2 포트(164)로는 고온 고압의 액체냉매가 제 1 팽창밸브(140a) 측으로 배출된다.The heat exchanger 160 includes a first port 162 and a second port 164, the first port 162 of the heat exchanger 160 in the individual cooling operation as a second port of the compressor 110 ( The high temperature and high pressure refrigerant gas discharged through the 114 is sucked through the four-way valve 120, and the high temperature and high pressure liquid refrigerant is discharged to the first expansion valve 140a to the second port 164 of the heat exchanger 160. do.

그리고 개별난방 운전 시 열교환기(160)의 제 2 포트(164)로는 응축기(130)의 제 2 포트(134)를 통해 배출되는 고온 고압의 액체냉매가 제 3 팽창밸브(140c)를 거친 후 저온 저압의 액체냉매 상태로 흡입되고, 열교환기(160)의 제 1 포트(162)로는 저온 저압의 냉매가스가 사방밸브(120)를 거쳐 압축기(110) 측으로 배출된다.In addition, the high temperature and high pressure liquid refrigerant discharged through the second port 134 of the condenser 130 passes through the third expansion valve 140c to the second port 164 of the heat exchanger 160 during the individual heating operation. The low pressure liquid refrigerant is sucked in, and the low temperature low pressure refrigerant gas is discharged to the compressor 110 through the four-way valve 120 to the first port 162 of the heat exchanger 160.

여기서, 응축기(130)의 제 2 포트(134)를 통해 배출되는 고온 고압의 액체냉매는 제 3 팽창밸브(140c)의 제 2 포트(144b)를 통해 흡입되고 제 3 팽창밸브(140c)에 의해 단열 팽창된 저온 저압의 액체냉매는 제 3 팽창밸브(140c)의 제 1 포트(142c)를 통해 열교환기(160)의 제 2 포트(164)로 유도되어 흡입된다.Here, the high temperature and high pressure liquid refrigerant discharged through the second port 134 of the condenser 130 is sucked through the second port 144b of the third expansion valve 140c and is discharged by the third expansion valve 140c. The adiabatic expanded low temperature low pressure liquid refrigerant is guided to the second port 164 of the heat exchanger 160 through the first port 142c of the third expansion valve 140c and is sucked.

한편, 제상 운전 시 열교환기(160)의 제 1 포트(162)로는 압축기(110)의 제 2 포트(114)를 통해 배출되는 고온 고압의 냉매가스가 사방밸브(120)를 거쳐 흡입되고, 열교환기(160)의 제 2 포트(164)로는 고온 고압의 액체냉매가 배출되되, 열교환기(160)의 제 2 포트(164)로 배출된 고온 고압의 액체냉매는 제 2 팽창밸브(140b)를 거친 후 저온 저압의 액체냉매 상태로 응축기(130)의 제 2 포트(134)로 유도되어 흡입된다. Meanwhile, during the defrosting operation, the high temperature and high pressure refrigerant gas discharged through the second port 114 of the compressor 110 is sucked through the four-way valve 120 to the first port 162 of the heat exchanger 160. The high temperature and high pressure liquid refrigerant is discharged to the second port 164 of the appliance 160, and the high temperature and high pressure liquid refrigerant discharged to the second port 164 of the heat exchanger 160 is configured to supply the second expansion valve 140b. After roughing, the liquid is drawn into the second port 134 of the condenser 130 in a low temperature low pressure liquid refrigerant and is sucked.

여기서, 열교환기(160)의 제 2 포트(164)를 통해 배출되는 고온 고압의 액체냉매는 제 2 팽창밸브(140b)의 제 1 포트(142c)를 통해 흡입되고 제 2 팽창밸브(140b)에 의해 단열 팽창된 저온 저압의 액체냉매는 제 2 팽창밸브(140b)의 제 2 포트(144c)를 통해 배출된다. Here, the high temperature and high pressure liquid refrigerant discharged through the second port 164 of the heat exchanger 160 is sucked through the first port 142c of the second expansion valve 140b and is supplied to the second expansion valve 140b. The low-temperature low-pressure liquid refrigerant adiabaticly expanded is discharged through the second port 144c of the second expansion valve 140b.

냉매순환라인(170)은 동시 냉난방 운전, 개별냉방 운전, 개별난방 운전 및 제상 운전이 가능하게 냉매의 흐름을 제어 및 안내한다. The refrigerant circulation line 170 controls and guides the flow of the refrigerant to enable simultaneous cooling and heating operation, individual cooling operation, individual heating operation, and defrost operation.

냉매순환라인(170)은 압축기(110)의 제 2 포트(114)와 사방밸브(120)의 제 1 포트(122)를 연결하는 제 1 순환라인(172)과, 사방밸브(120)의 제 2 포트(124)와 응축기(130)의 제 1 포트(132)를 연결하는 제 2 순환라인(174)과, 응축기(130)의 제 2 포트(134)와 제 1 팽창밸브(140a)의 제 1 포트(142a)를 연결하는 제 3 순환라인(176)과, 제 1 팽창밸브(140a)의 제 2 포트(144a)와 증발기(150)의 제 1 포트(152)를 연결하는 제 4 순환라인(178), 및 증발기(150)의 제 2 포트(154)와 압축기(110)의 제 1 포트(112)를 연결하는 제 5 순환라인(180)을 포함한다. The refrigerant circulation line 170 includes a first circulation line 172 connecting the second port 114 of the compressor 110 and the first port 122 of the four-way valve 120, and the four-way valve 120. A second circulation line 174 connecting the second port 124 and the first port 132 of the condenser 130, and the second port 134 and the first expansion valve 140a of the condenser 130. Third circulation line 176 connecting the first port 142a, and the fourth circulation line connecting the second port 144a of the first expansion valve 140a and the first port 152 of the evaporator 150. 178, and a fifth circulation line 180 connecting the second port 154 of the evaporator 150 and the first port 112 of the compressor 110.

이때, 제 1 순환라인(172) 상에는 제 1 체크밸브(NRV1)가 장착되고, 제 3 순환라인(176) 상에는 응축기(130)에서부터 제 1 팽창밸브(140a) 측으로 제 2 체크밸브(NRV2), 수액기(REV) 및 제 1 솔레노이드밸브(SV1)가 순차적으로 장착되고, 제 5 순환라인(180) 상에는 어큐뮬레이터(ACC)가 장착된다. At this time, the first check valve (NRV1) is mounted on the first circulation line 172, the second check valve (NRV2) from the condenser 130 to the first expansion valve (140a), on the third circulation line 176, The receiver REV and the first solenoid valve SV1 are sequentially mounted, and the accumulator ACC is mounted on the fifth circulation line 180.

여기서, 제 1 체크밸브(NRV1)는 동시 냉난방 운전, 개별냉방 운전, 개별난방 운전 및 제상 운전 시 압축기(110)에서 사방밸브(120) 측으로 유도되는 냉매의 역류를 방지한다. Here, the first check valve NRV1 prevents the backflow of the refrigerant guided from the compressor 110 to the four-way valve 120 in the simultaneous cooling and heating operation, the individual cooling operation, the individual heating operation, and the defrosting operation.

그리고 제 2 체크밸브(NRV2)는 동시 냉난방 운전 또는 개별난방 운전 시 응축기(130)에서 증발기(150) 또는 열교환기(160) 측으로 유도되는 냉매의 역류를 방지하며, 또한 제 2 체크밸브(NRV2)는 개별 냉방 운전 시 수액기(REV)를 거친 냉매가 응축기(130) 측으로 흡입되지 못하게 하며, 제상 운전 시에는 수액기(REV)를 거친 냉매가 응축기(130) 측으로 흡입되지 못하게 하면서 후술하는 제 8 순환라인(186) 측으로 유도되게 하여 제 2 팽창밸브(140b)를 거칠 수 있게 한다. In addition, the second check valve NRV2 prevents a backflow of the refrigerant guided from the condenser 130 to the evaporator 150 or the heat exchanger 160 during the simultaneous heating / cooling operation or the individual heating operation, and also the second check valve NRV2. 8 prevents refrigerant passing through the receiver (REV) from being sucked to the condenser 130 during individual cooling operations, and prevents refrigerant passing through the receiver (REV) from being sucked to the condenser 130 during defrosting operation. It is guided to the circulation line 186 side to allow the second expansion valve 140b to pass through.

그리고 제 1 솔레노이드밸브(SV1)는 동시 냉난방 운전 및 개별 냉방 운전 시 냉매가 제 1 팽창밸브(140a) 측으로 흡입되도록 제 3 순환라인(176)의 유로를 개방시키며, 개별난방 운전 및 제상 운전 시 냉매가 제 1 팽창밸브(140a) 측으로 흡입되지 못하게 수액기(REV)와 제 1 팽창밸브(140a) 사이의 제 3 순환라인(176)의 유로를 차단시킨다. The first solenoid valve SV1 opens the flow path of the third circulation line 176 so that the refrigerant is sucked into the first expansion valve 140a during the simultaneous cooling and heating operation and the individual cooling operation, and the refrigerant during the individual heating operation and the defrosting operation. The flow path of the third circulation line 176 between the receiver REV and the first expansion valve 140a is blocked so that the suction is not sucked toward the first expansion valve 140a.

한편, 수액기(REV) 및 어큐뮬레이터(ACC)는 공지의 기술이므로 수액기(REV) 및 어큐뮬레이터(ACC)의 작용에 대한 상세한 설명은 생략한다. On the other hand, since the receiver (REV) and accumulator (ACC) is a known technique, a detailed description of the operation of the receiver (REV) and accumulator (ACC) will be omitted.

또한, 냉매순환라인(170)은 사방밸브(120)의 제 3 포트(126)와 제 5 순환라인(180)을 연결하되 증발기(150)와 어큐뮬레이터(ACC) 사이에 연결되는 제 6 순환라인(182)과, 열교환기(160)의 제 2 포트(164)와 제 3 순환라인(176) 상에 장착된 수액기(REV)와 연결되되 수액기(REV) 측으로 유도되는 냉매의 역류를 방지하는 제 3 체크밸브(NRV3)가 장착된 제 7 순환라인(184)과, 제 2 체크밸브(NRV2)를 우회하도록 제 3 순환라인(176)에 연결되는 제 8 순환라인(186), 제 3 체크밸브(NRV3)를 우회하도록 제 7 순환라인(184)에 연결되는 제 9 순환라인(188) 및 열교환기(160)의 제 1 포트(162)와 사방밸브(120)의 제 4 포트(128)를 연결하는 제 10 순환라인(190)을 더 포함한다. In addition, the refrigerant circulation line 170 is connected to the third port 126 and the fifth circulation line 180 of the four-way valve 120, but the sixth circulation line (connected between the evaporator 150 and the accumulator (ACC) ( 182 and connected to the receiver REV mounted on the second port 164 and the third circulation line 176 of the heat exchanger 160 to prevent a backflow of the refrigerant guided to the receiver REV side. A seventh circulation line 184 equipped with a third check valve NRV3 and an eighth circulation line 186 and a third check connected to the third circulation line 176 so as to bypass the second check valve NRV2. The ninth circulation line 188 connected to the seventh circulation line 184 and the first port 162 of the heat exchanger 160 and the fourth port 128 of the four-way valve 120 to bypass the valve NRV3. It further comprises a tenth circulation line 190 connecting the.

이때, 제 8 순환라인(186) 상에는 수액기(REV) 측에서 응축기(130) 측으로 제 2 솔레노이드밸브(SV2) 및 제 2 팽창밸브(140b)가 순차적으로 장착되며, 제 9 순환라인(188) 상에는 수액기(REV) 측에서 열교환기(160) 측으로 제 3 솔레노이드밸브(SV3) 및 제 3 팽창밸브(140c)가 순차적으로 장착된다. At this time, the second solenoid valve SV2 and the second expansion valve 140b are sequentially installed on the eighth circulation line 186 from the receiver side to the condenser 130 side, and the ninth circulation line 188. The third solenoid valve SV3 and the third expansion valve 140c are sequentially mounted on the heat exchanger 160 side from the receiver REV side.

여기서, 제 3 체크밸브(NRV3)는 동시 냉난방 운전 및 개별난방 운전 시 냉매가 열교환기(160) 측으로 흡입되지 못하게 하며, 개별난방 운전 및 제상 운전 시 열교환기(160) 측에서 수액기(REV) 측으로 냉매를 유도함과 동시에 냉매의 역류를 방지한다. Here, the third check valve NRV3 prevents the refrigerant from being sucked into the heat exchanger 160 during the simultaneous heating and cooling operation and the individual heating operation, and the receiver (REV) at the heat exchanger 160 side during the individual heating operation and the defrosting operation. Induces the coolant to the side and prevents the backflow of the coolant.

그리고 제 2 솔레노이드밸브(SV2)는 동시 냉난방 운전, 개별냉방 운전, 및 개별난방 운전 시 냉매가 제 2 팽창밸브(140b) 측으로 흡입되지 못하게 제 8 순환라인(186)의 유로를 차단시키고, 제상 운전 시 냉매가 제 2 팽창밸브(140b) 측으로 흡입될 수 있게 제 8 순환라인(186)의 유로를 개방시킨다. The second solenoid valve SV2 blocks the flow path of the eighth circulation line 186 to prevent refrigerant from being sucked into the second expansion valve 140b during simultaneous cooling and heating operation, individual cooling operation, and individual heating operation. The flow path of the eighth circulation line 186 is opened to allow the refrigerant to be sucked into the second expansion valve 140b.

그리고 제 3 솔레노이드밸브(SV3)는 동시 냉난방 운전, 개별냉방 운전, 및 제상 운전 시 냉매가 제 3 팽창밸브(140c) 측으로 흡입되지 못하게 제 9 순환라인(188)의 유로를 차단시키고, 개별난방 운전 시 냉매가 제 3 팽창밸브(140c) 측으로 흡입될 수 있게 제 9 순환라인(188)의 유로를 개방시킨다. The third solenoid valve SV3 blocks the flow path of the ninth circulation line 188 to prevent the refrigerant from being sucked into the third expansion valve 140c during the simultaneous cooling and heating operation, the individual cooling operation, and the defrosting operation. The flow path of the ninth circulation line 188 is opened to allow the refrigerant to be sucked into the third expansion valve 140c.

이와 같이 구성된 본 발명에 따른 하이브리드 히트펌프 시스템(100)에 의한 동시 냉난방 운전, 개별냉방 운전, 개별난방 운전 및 제상 운전은 작업자의 수작업에 의해서 전환될 수 있으나, 바람직하게는 도시되지 않은 별도의 컨트롤러(도시되지 않음)에 의해 자동으로 전환될 수 있음을 누구나 알 수 있을 것이다. Simultaneous cooling and heating operation, individual cooling operation, individual heating operation and defrosting operation by the hybrid heat pump system 100 according to the present invention configured as described above can be switched by manual operation of a worker, but preferably a separate controller not shown. It will be appreciated by anyone that it can be automatically switched by (not shown).

하기에는 도 2 내지 도 5를 참조하여, 도 1에 도시된 본 발명에 따른 하이브리드 히트펌프 시스템(100)의 동작 및 이에 따른 냉매의 유동을 설명한다. 2 to 5, the operation of the hybrid heat pump system 100 according to the present invention shown in Figure 1 and the flow of the refrigerant according to it will be described.

도 2는 동시 냉난방 운전 동작 및 이에 따른 냉매의 유동을 설명하기 위한 것으로, 압축기(110)의 제 2 포트(114)를 통해 배출되는 고온 고압의 냉매가스는 제 1 순환라인(172)을 통해 사방밸브(120)의 제 1 포트(122)로 유입된 후, 사방밸브(120)의 제 2 포트(124)를 통해 제 2 순환라인(174)을 따라 응축기(130)의 제 1 포트(132)를 거쳐 응축기(130)로 흡입된다. 2 is for explaining the simultaneous cooling and heating operation operation and the flow of the refrigerant accordingly, the high temperature and high pressure refrigerant gas discharged through the second port 114 of the compressor 110 is everywhere through the first circulation line 172. After entering the first port 122 of the valve 120, the first port 132 of the condenser 130 along the second circulation line 174 through the second port 124 of the four-way valve 120. It is sucked into the condenser 130 via.

그리고 응축기(130)로 흡입된 냉매는 응축기(130)를 거치면서 고온 고압의 액체냉매로 바뀌어 응축기(130)의 제 2 포트(134)를 통해 제 3 순환라인(176)으로 유도된다. The refrigerant sucked into the condenser 130 is converted into a liquid refrigerant having a high temperature and high pressure while passing through the condenser 130 and is led to the third circulation line 176 through the second port 134 of the condenser 130.

이때, 냉매가 응축기(130)를 거치는 동안 축열조(136)와의 열교환이 이루어지며, 이에 의해 축열조(136)에 저장된 열매체(공기 또는 물)는 온도가 상승하여 온기 및 온수 공급이 가능하게 한다. At this time, the refrigerant exchanges heat with the heat storage tank 136 while the refrigerant passes through the condenser 130, whereby the heat medium (air or water) stored in the heat storage tank 136 increases in temperature to supply warmth and hot water.

그리고 제 3 순환라인(176)으로 유도된 고온 고압의 액체냉매는 제 2 체크밸브(NRV2), 수액기(REV) 및 제 1 솔레노이드밸브(SV1)를 거쳐 제 1 팽창밸브(140a)의 제 1 포트(142a)로 흡입된 후, 제 1 팽창밸브(140a)를 거치면서 저온 저압의 액체냉매로 바뀌어 제 1 팽창밸브(140a)의 제 2 포트(144a)를 통해 제 4 순환라인(178)으로 유도된다. And the high temperature and high pressure liquid refrigerant guided to the third circulation line 176 is passed through the second check valve (NRV2), the receiver (REV) and the first solenoid valve (SV1) of the first expansion valve 140a After being sucked into the port 142a, the liquid is converted into a liquid refrigerant having a low temperature and low pressure while passing through the first expansion valve 140a to the fourth circulation line 178 through the second port 144a of the first expansion valve 140a. Induced.

이때, 제 2 솔레노이드밸브(SV2) 및 제 3 솔레노이드밸브(SV3)는 응축기(130)를 거친 고온 고압의 액체냉매가 제 2 팽창밸브(140b) 및 제 3 팽창밸브(140c) 측으로 흡입되지 않게 각각 제 8 순환라인(186) 및 제 9 순환라인(188)의 유로를 차단시키며, 제 3 체크밸브(NRV3)는 제 7 순환라인(184)으로 유도된 고온 고압의 액체냉매가 열교환기(160) 측으로 흡입되게 한다. In this case, the second solenoid valve SV2 and the third solenoid valve SV3 may respectively prevent the high temperature and high pressure liquid refrigerant passing through the condenser 130 from being sucked into the second expansion valve 140b and the third expansion valve 140c. Blocking the flow path of the eighth circulation line 186 and the ninth circulation line 188, the third check valve (NRV3) is a high temperature and high pressure liquid refrigerant introduced into the seventh circulation line 184 heat exchanger 160 Inhaled to the side.

한편, 제 4 순환라인(178)으로 유도된 저온 저압의 액체냉매는 증발기(150)의 제 1 포트(152)로 흡입된 후, 증발기(150)를 거치면서 저온 저압의 냉매가스로 바뀌어 증발기(150)의 제 2 포트(154)를 통해 제 5 순환라인(180)으로 유도된 후 어큐뮬레이터(ACC)를 거쳐 압축기(110)의 제 1 포트(112)를 통해 압축기(110)로 흡입된다.Meanwhile, the low temperature low pressure liquid refrigerant induced into the fourth circulation line 178 is sucked into the first port 152 of the evaporator 150, and then converted into a low temperature low pressure refrigerant gas while passing through the evaporator 150 to evaporator ( After being guided to the fifth circulation line 180 through the second port 154 of 150, it is sucked into the compressor 110 through the first port 112 of the compressor 110 via an accumulator (ACC).

이때, 냉매가 증발기(150)를 거치되는 동안 축열조(156)와의 열교환이 이루어지며, 이에 의해 축열조(156)에 저장된 열매체(공기 또는 물)는 온도가 하강하여 냉기 및 냉수 공급이 가능하게 한다. At this time, while the refrigerant is passed through the evaporator 150, heat exchange with the heat storage tank 156 is made, whereby the heat medium (air or water) stored in the heat storage tank 156 is lowered in temperature to enable the supply of cold and cold water.

그리고 제 5 순환라인(180)으로 유도된 저온 저압의 냉매가스는 제 6 순환라인(182) 측의 압력이 높기 때문에 제 6 순환라인(182) 측으로 유도되지 않고 압축기(110)의 제 1 포트(112) 측으로 유도된다.In addition, the low-temperature low-pressure refrigerant gas guided to the fifth circulation line 180 is not induced to the sixth circulation line 182 because the pressure of the sixth circulation line 182 is high, and thus the first port of the compressor 110. 112) is directed to the side.

도 3은 개별냉방 운전 동작 및 이에 따른 냉매의 유동을 설명하기 위한 것이다. 3 is for explaining the individual cooling operation operation and the flow of the refrigerant accordingly.

개별냉방 운전 또는 동시 냉난방 시 응축기(130)에 부하가 발생하지 않을 시 압축기(110)의 제 2 포트(114)를 통해 배출되는 고온 고압의 냉매가스는 제 1 순환라인(172)을 통해 사방밸브(120)의 제 1 포트(122)로 유입된 후, 사방밸브(120)의 제 4 포트(128)를 통해 제 10 순환라인(190)을 따라 열교환기(160)의 제 1 포트(162)로 흡입된다. When there is no load on the condenser 130 during the individual cooling operation or simultaneous cooling and heating, the refrigerant gas of the high temperature and high pressure discharged through the second port 114 of the compressor 110 passes through the first circulation line 172. After entering the first port 122 of the 120, the first port 162 of the heat exchanger 160 along the tenth circulation line 190 through the fourth port 128 of the four-way valve 120 Is inhaled.

열교환기(160)로 흡입된 냉매는 열교환기(160)를 거치면서 고온 고압의 액체냉매로 바뀌어 열교환기(160)의 제 2 포트(164)를 통해 제 7 순환라인(176)으로 유도된 후, 제 3 체크밸브(NRV3)를 거쳐 제 3 순환라인(176) 측으로 유도되며, 제 3 순환라인(176) 측으로 유도된 고온 고압의 액체냉매는 수액기(REV) 및 제 1 솔레노이드밸브(SV1)를 거쳐 제 1 팽창밸브(140a)의 제 1 포트(142a)를 통해 제 1 팽창밸브(140a)로 흡입된다. The refrigerant sucked into the heat exchanger 160 is converted into a liquid refrigerant of high temperature and high pressure while passing through the heat exchanger 160 to be led to the seventh circulation line 176 through the second port 164 of the heat exchanger 160. , The high temperature and high pressure liquid refrigerant, which is guided to the third circulation line 176 through the third check valve NRV3 and directed to the third circulation line 176, is the receiver and the first solenoid valve SV1. Through the first port 142a of the first expansion valve 140a is sucked into the first expansion valve 140a.

이때, 제 3 솔레노이드밸브(SV3)는 제 7 순환라인(176) 측으로 유도된 고온 고압의 액체냉매가 제 3 팽창밸브(140c) 측으로 유도되지 못하게 제 9 순환라인(188)의 유로를 차단시키며, 마찬가지로 제 2 솔레노이드밸브(SV2)는 수액기(REV)를 통과하는 고온 고압의 액체냉매가 제 2 팽창밸브(140b) 측으로 유도되지 못하게 제 8 순환라인(186)의 유로를 차단시킨다. At this time, the third solenoid valve SV3 blocks the flow path of the ninth circulation line 188 such that the high temperature and high pressure liquid refrigerant induced to the seventh circulation line 176 is not guided to the third expansion valve 140c. Similarly, the second solenoid valve SV2 blocks the flow path of the eighth circulation line 186 to prevent the high temperature and high pressure liquid refrigerant passing through the receiver REV from being directed to the second expansion valve 140b.

그리고 제 2 체크밸브(NRV2)는 수액기(REV)를 통과하는 고온 고압의 액체냉매가 응축기(130) 측으로 흡입되지 않게 한다. The second check valve NRV2 prevents the high temperature and high pressure liquid refrigerant passing through the receiver REV from being sucked to the condenser 130.

한편, 제 1 팽창밸브(140a)로 흡입된 고온 고압의 액체냉매는 제 1 팽창밸브(140a)를 거치면서 저온 저압의 액체냉매로 바뀌어 제 1 팽창밸브(140a)의 제 2 포트(144a)를 통해 제 4 순환라인(178)으로 유도되고, 제 4 순환라인(178)으로 유도된 저온 저압의 액체냉매는 증발기(150)의 제 1 포트(152)로 흡입되며, 증발기(150)로 흡입된 저온 저압의 액체냉매는 증발기(150)를 거치면서 저온 저압의 냉매가스로 바뀌어 증발기(150)의 제 2 포트(154)를 통해 제 5 순환라인(180)으로 유도된 후, 어큐뮬레이터(ACC)를 거쳐 압축기(110)의 제 1 포트(112)를 통해 압축기(110)로 흡입된다.Meanwhile, the high temperature and high pressure liquid refrigerant sucked into the first expansion valve 140a is converted into a liquid refrigerant of low temperature and low pressure while passing through the first expansion valve 140a, thereby changing the second port 144a of the first expansion valve 140a. The low temperature and low pressure liquid refrigerant induced into the fourth circulation line 178 through the fourth circulation line 178 is sucked into the first port 152 of the evaporator 150 and sucked into the evaporator 150. The low temperature low pressure liquid refrigerant is converted into a low temperature low pressure refrigerant gas while passing through the evaporator 150 to be led to the fifth circulation line 180 through the second port 154 of the evaporator 150, and then accumulate the accumulator (ACC). And is sucked into the compressor 110 through the first port 112 of the compressor 110.

이때, 냉매가 증발기(150)를 거치되는 동안 축열조(156)와의 열교환이 이루어지며, 이에 의해 축열조(156)에 저장된 열매체(공기 또는 물)는 온도가 하강하여 냉기 및 냉수 공급이 가능하게 한다. At this time, while the refrigerant is passed through the evaporator 150, heat exchange with the heat storage tank 156 is made, whereby the heat medium (air or water) stored in the heat storage tank 156 is lowered in temperature to enable the supply of cold and cold water.

그리고 제 5 순환라인(180)으로 유도된 저온 저압의 냉매가스는 제 6 순환라인(182) 측의 압력이 높기 때문에 제 6 순환라인(182) 측으로 유도되지 않고 압축기(110)의 제 1 포트(112) 측으로 유도된다.In addition, the low-temperature low-pressure refrigerant gas guided to the fifth circulation line 180 is not induced to the sixth circulation line 182 because the pressure of the sixth circulation line 182 is high, and thus the first port of the compressor 110. 112) is directed to the side.

도 4는 개별난방 운전 동작 및 이에 따른 냉매의 유동을 설명하기 위한 것이다. 4 is for explaining the individual heating operation operation and the flow of the refrigerant accordingly.

개별난방 운전 또는 동시 냉난방 시 증발기(150)에 부하가 발생하지 않을 시 압축기(110)의 제 2 포트(114)를 통해 배출되는 고온 고압의 냉매가스는 제 1 순환라인(172)을 통해 사방밸브(120)의 제 1 포트(122)로 유입된 후, 사방밸브(120)의 제 2 포트(124)를 통해 제 2 순환라인(174)을 따라 응축기(130)의 제 1 포트(132)를 거쳐 응축기(130)로 흡입된다. When there is no load on the evaporator 150 during the individual heating operation or simultaneous heating and cooling, the high-temperature and high-pressure refrigerant gas discharged through the second port 114 of the compressor 110 is a four-way valve through the first circulation line 172. After entering the first port 122 of the (120), the first port 132 of the condenser 130 along the second circulation line 174 through the second port 124 of the four-way valve 120 It is sucked into the condenser 130 through.

그리고 응축기(130)로 흡입된 냉매는 응축기(130)를 거치면서 고온 고압의 액체냉매로 바뀌어 응축기(130)의 제 2 포트(134)를 통해 제 3 순환라인(176)으로 유도되고, 제 3 순환라인(176)으로 유도된 고온 고압의 액체냉매는 제 2 체크밸브(NRV2) 및 수액기(REV)를 거쳐 제 7 순환라인(184)으로 유도된 후 제 3 솔레노이드밸브(SV3)를 거쳐 제 3 팽창밸브(140c)의 제 2 포트(144c)를 통해 제 3 팽창밸브(140c)로 흡입된다. The refrigerant sucked into the condenser 130 is converted into a liquid refrigerant of high temperature and high pressure while passing through the condenser 130, and is led to the third circulation line 176 through the second port 134 of the condenser 130. The high temperature and high pressure liquid refrigerant guided to the circulation line 176 is led to the seventh circulation line 184 through the second check valve NRV2 and the receiver REV and then through the third solenoid valve SV3. The third expansion valve 140c is sucked into the third expansion valve 140c through the second port 144c.

이때, 냉매가 응축기(130)를 거치는 동안 축열조(136)와의 열교환이 이루어지며, 이에 의해 축열조(136)에 저장된 열매체(공기 또는 물)는 온도가 상승하여 온기 및 온수 공급이 가능하게 한다. At this time, the refrigerant exchanges heat with the heat storage tank 136 while the refrigerant passes through the condenser 130, whereby the heat medium (air or water) stored in the heat storage tank 136 increases in temperature to supply warmth and hot water.

여기서, 제 2 솔레노이드밸브(SV2)는 제 2 체크밸브(NRV2)를 통과한 고온 고압의 액체냉매가 제 2 팽창밸브(140b) 측으로 유도되지 못하게 제 8 순환라인(186)의 유로를 차단시키며, 마찬가지로 제 1 솔레노이드밸브(SV1)는 수액기(REV)를 통과하는 고온 고압의 액체냉매가 제 1 팽창밸브(140a) 측으로 유도되지 못하게 수액기(REV)와 제 1 팽창밸브(140a) 사이의 제 3 순환라인(176)의 유로를 차단시킨다. Here, the second solenoid valve SV2 blocks the flow path of the eighth circulation line 186 to prevent the high temperature and high pressure liquid refrigerant passing through the second check valve NRV2 from being directed to the second expansion valve 140b. Similarly, the first solenoid valve SV1 is formed between the receiver REV and the first expansion valve 140a to prevent the high temperature and high pressure liquid refrigerant passing through the receiver REV from being directed to the first expansion valve 140a. 3 The flow path of the circulation line 176 is blocked.

그리고 제 3 체크밸브(NRV3)는 수액기(REV)를 통과하는 고온 고압의 액체냉매가 열교환기(160) 측으로 흡입되지 않게 한다. The third check valve NRV3 prevents the high temperature and high pressure liquid refrigerant passing through the receiver REV from being sucked into the heat exchanger 160.

한편, 제 3 팽창밸브(140c)로 흡입된 고온 고압의 액체냉매는 제 3 팽창밸브(140c)를 거치면서 저온 저압의 액체냉매로 바뀌어 제 3 팽창밸브(140c)의 제 1 포트(142c)를 통해 열교환기(160)의 제 2 포트(164)와 연결된 제 7 순환라인(184)으로 유도되고, 제 7 순환라인(184)으로 유도된 저온 저압의 액체냉매는 열교환기(160)의 제 2 포트(164)로 흡입된 후 열교환기(160)를 거치면서 저온 저압의 냉매가스로 바뀌어 열교환기(160)의 제 1 포트(162)를 통해 제 10 순환라인(190)으로 유도된다. Meanwhile, the high temperature and high pressure liquid refrigerant sucked into the third expansion valve 140c is changed into a liquid refrigerant of low temperature and low pressure while passing through the third expansion valve 140c, thereby opening the first port 142c of the third expansion valve 140c. The low temperature and low pressure liquid refrigerant introduced into the seventh circulation line 184 connected to the second port 164 of the heat exchanger 160, and guided to the seventh circulation line 184, may be used as the second refrigerant of the heat exchanger 160. After being sucked into the port 164, the refrigerant is converted into a refrigerant gas having a low temperature and low pressure while passing through the heat exchanger 160, and is led to the tenth circulation line 190 through the first port 162 of the heat exchanger 160.

그리고 제 10 순환라인(190)으로 유도된 저온 저압의 냉매가스는 사방밸브(120)의 제 4 포트(128)를 거쳐 사방밸브(120)의 제 3 포트(126)로 배출되어 제 6 순환라인(182)을 거쳐 제 5 순환라인(180)으로 유도된 후, 어큐뮬레이터(ACC)를 거쳐 압축기(110)의 제 1 포트(112)를 통해 압축기(110)로 흡입된다.In addition, the low-temperature low-pressure refrigerant gas guided to the tenth circulation line 190 is discharged to the third port 126 of the four-way valve 120 through the fourth port 128 of the four-way valve 120 and the sixth circulation line. After being guided to the fifth circulation line 180 through 182, it is sucked into the compressor 110 through the first port 112 of the compressor 110 through an accumulator (ACC).

여기서, 제 3 팽창밸브(140c)의 제 1 포트(142c)를 통해 제 7 순환라인(184)으로 유도된 저온 저압의 액체냉매는 제 3 체크밸브(NRV3) 측으로 유도될 수 있으나, 수액기(REV)를 거쳐 유도되는 냉매의 압력이 높기 때문에 제 3 체크밸브(NRV3)를 통과하지 못한다. Here, the low-temperature low-pressure liquid refrigerant induced into the seventh circulation line 184 through the first port 142c of the third expansion valve 140c may be induced toward the third check valve NRV3, but the receiver ( Since the pressure of the refrigerant introduced through the REV is high, the third check valve NRV3 does not pass.

그리고 제 5 순환라인(180)으로 유도된 저온 저압의 냉매가스는 증발기(150) 측의 압력이 높기 때문에 저온 저압의 냉매는 증발기(150) 측으로 유도되지 못한다. In addition, since the low temperature low pressure refrigerant gas guided to the fifth circulation line 180 has a high pressure at the evaporator 150 side, the low temperature low pressure refrigerant may not be led to the evaporator 150 side.

도 5는 제상 운전 동작 및 이에 따른 냉매의 유동을 설명하기 위한 것으로, 제상 운전 시 압축기(110)의 제 2 포트(114)를 통해 배출되는 고온 고압의 냉매가스는 제 1 순환라인(172)을 통해 사방밸브(120)의 제 1 포트(122)로 유입된 후, 사방밸브(120)의 제 4 포트(128)를 통해 제 10 순환라인(190)을 따라 열교환기(160)의 제 1 포트(162)로 흡입된다. FIG. 5 is a view illustrating a defrosting operation and a flow of a refrigerant according to the present invention, and the high temperature and high pressure refrigerant gas discharged through the second port 114 of the compressor 110 during the defrosting operation is performed by using the first circulation line 172. After entering the first port 122 of the four-way valve 120 through, the first port of the heat exchanger 160 along the tenth circulation line 190 through the fourth port 128 of the four-way valve 120 162 is inhaled.

열교환기(160)로 흡입된 냉매는 열교환기(160)를 거치면서 고온 고압의 액체냉매로 바뀌어 열교환기(160)의 제 2 포트(164)를 통해 제 7 순환라인(184)으로 유도되는데, 이때, 열교환기(160)에 부착되는 서리는 제거된다.The refrigerant sucked into the heat exchanger 160 is converted into a liquid refrigerant of high temperature and high pressure while passing through the heat exchanger 160, and is led to the seventh circulation line 184 through the second port 164 of the heat exchanger 160. At this time, the frost attached to the heat exchanger 160 is removed.

그리고 제 7 순환라인(184) 측으로 유도된 고온 고압의 액체냉매는 제 3 체크밸브(NRV3), 수액기(REV), 수액기(REV)와 제 2 체크밸브(NRV2) 사이의 제 3 순환라인(176)을 거쳐 제 8 순환라인(186) 측으로 유도된 후, 제 2 솔레노이드밸브(SV2)를 거쳐 제 2 팽창밸브(140b)의 제 1 포트(142b)를 통해 제 2 팽창밸브(140b)로 흡입된다. And the high temperature and high pressure liquid refrigerant guided to the seventh circulation line 184 side is the third circulation line between the third check valve (NRV3), the receiver (REV), the receiver (REV) and the second check valve (NRV2) After 176 is guided to the eighth circulation line 186, through the second solenoid valve SV2 through the first port 142b of the second expansion valve 140b to the second expansion valve 140b. Is inhaled.

이때, 제 3 솔레노이드밸브(SV3)는 제 3 체크밸브(NRV3)를 통과하여 수액기(REV) 측으로 유도되는 고온 고압의 액체냉매가 제 3 팽창밸브(140c) 측으로 유도되지 않게 제 9 순환라인(188)의 유로를 차단시키며, 제 1 솔레노이드밸브(SV1)는 수액기(REV)를 통과하는 고온 고압의 액체냉매가 제 1 팽창밸브(140a)로 유도되지 수액기(REV)와 제 1 팽창밸브(140a) 사이의 제 3 순환라인(176)의 유로를 차단시킨다. At this time, the third solenoid valve SV3 passes through the third check valve NRV3 so that the liquid refrigerant of high temperature and high pressure, which is led to the receiver REV side, is not guided to the third expansion valve 140c side. The flow path of the 188 is blocked, and the first solenoid valve SV1 has no high temperature and high pressure liquid refrigerant passing through the receiver REV to the first expansion valve 140a. The flow path of the third circulation line 176 between the 140a is blocked.

그리고 제 2 체크밸브(NRV2)는 수액기(REV)를 통과하는 고온 고압의 액체냉매가 응축기(130) 측으로 흡입되지 않게 한다. The second check valve NRV2 prevents the high temperature and high pressure liquid refrigerant passing through the receiver REV from being sucked to the condenser 130.

한편, 제 2 팽창밸브(140b)로 흡입된 고온 고압의 액체냉매는 제 2 팽창밸브(140b)를 거치면서 저온 저압의 액체냉매로 바뀌어 제 2 팽창밸브(140b)의 제 2 포트(144b)를 통해 제 8 순환라인(186) 및 응축기(130)와 연결된 제 3 순환라인(176)을 통해 응축기(130)의 제 2 포트(134)로 유도되어 응축기(130)에 흡입되고, 응축기(130)로 흡입된 저온 저압의 액체냉매는 응축기(130)를 거치면서 저온 저압의 냉매가스로 바뀌어 응축기(130)의 제 1 포트(132)를 통해 제 2 순환라인(174)으로 유도된다.Meanwhile, the high temperature and high pressure liquid refrigerant sucked into the second expansion valve 140b is converted into a liquid refrigerant of low temperature and low pressure while passing through the second expansion valve 140b to open the second port 144b of the second expansion valve 140b. Through the third circulation line 176 connected to the eighth circulation line 186 and the condenser 130 through the second port 134 of the condenser 130 is sucked into the condenser 130, the condenser 130 The low temperature low pressure liquid refrigerant sucked into the low temperature low pressure refrigerant gas passes through the condenser 130 and is led to the second circulation line 174 through the first port 132 of the condenser 130.

이때, 제 2 팽창밸브(140b)의 제 2 포트(144b)를 통해 배출되는 저온 저압의 액체냉매가 제 2 체크밸브(NRV2) 측으로 유도될 수 있으나, 수액기(REV)를 거쳐 유도되는 냉매의 압력이 더 높기 때문에 제 2 체크밸브(NRV2)를 통과하지 못한다. At this time, the low-temperature low-pressure liquid refrigerant discharged through the second port 144b of the second expansion valve 140b may be guided to the second check valve NRV2, but the liquid refrigerant may be induced through the receiver REV. Since the pressure is higher, it cannot pass through the second check valve NRV2.

그리고 제 2 순환라인(174)으로 유도된 저온 저압의 냉매가스는 사방밸브(120)의 제 2 포트(124) 및 제 3 포트(126)를 거쳐 제 6 순환라인(182) 측으로 유도된 후, 다시 제 5 순환라인(180)으로 유도되어 어큐뮬레이터(ACC)를 거쳐 압축기(110)의 제 1 포트(112)를 통해 압축기(110)로 흡입된다.After the low-temperature low-pressure refrigerant gas guided to the second circulation line 174 is led to the sixth circulation line 182 through the second port 124 and the third port 126 of the four-way valve 120, It is guided to the fifth circulation line 180 again and sucked into the compressor 110 through the first port 112 of the compressor 110 via an accumulator (ACC).

여기서 제 5 순환라인(180)으로 유도된 저온 저압의 냉매가스는 증발기(150) 측의 압력이 높기 때문에 증발기(150) 측으로 유도되지 못한다. Here, the low temperature low pressure refrigerant gas guided to the fifth circulation line 180 may not be led to the evaporator 150 because the pressure on the evaporator 150 is high.

이와 같이 형성된 본 발명에 따른 하이브리드 히트펌프 시스템(100)은 증발기(150)와 응축기(130)를 통한 동시 냉난방 운전, 응축기(130)와 열교환기(160)를 통한 개별난방 운전 및 증발기(150)와 열교환기(160)를 통한 개별냉방 운전이 가능하게 한다.Hybrid heat pump system 100 according to the present invention formed in this way is a simultaneous heating and heating operation through the evaporator 150 and the condenser 130, the individual heating operation and the evaporator 150 through the condenser 130 and the heat exchanger (160). And individual cooling operation through the heat exchanger 160 is enabled.

또한, 본 발명에 따른 하이브리드 히트펌프 시스템(100)은 동시 냉난방 운전 시 증발기(150) 또는 응축기(130) 중 어느 하나에서 부하가 발생하지 않을 시 개별냉방 운전 또는 개별난방 운전으로 전환시킬 수 있기 때문에 히트펌프 시스템(100)의 운전이 멈추는 것을 미연에 방지할 수 있게 한다. In addition, since the hybrid heat pump system 100 according to the present invention can be switched to individual cooling operation or individual heating operation when no load is generated in either the evaporator 150 or the condenser 130 during the simultaneous cooling and heating operation. It is possible to prevent the operation of the heat pump system 100 from being stopped in advance.

상기와 같은 하이브리드 히트펌프 시스템(100)은 위에서 설명된 실시예들의 구성과 작동 방식에 한정되는 것이 아니다. 상기 실시예들은 각 실시예들의 전부 또는 일부가 선택적으로 조합되어 다양한 변형이 이루어질 수 있도록 구성될 수도 있다. Such a hybrid heat pump system 100 is not limited to the configuration and manner of operation of the embodiments described above. The above embodiments may be configured such that various modifications may be made by selectively combining all or part of the embodiments.

100 : 하이브리드 히트펌프 시스템 110 : 압축기
120 : 사방밸브 130 : 응축기
140a : 제 1 팽창밸브 140b : 제 2 팽창밸브
140c : 제 3 팽창밸브 150 : 증발기
160 : 열교환기 170 : 냉매순환라인100: hybrid heat pump system 110: compressor
120: four-way valve 130: condenser
140a: first expansion valve 140b: second expansion valve
140c: third expansion valve 150: evaporator
160: heat exchanger 170: refrigerant circulation line

Claims (5)

저온 저압의 냉매가스를 흡입해 고온 고압의 냉매가스로 배출하는 압축기;
동시 냉난방 운전, 개별냉방 운전, 개별난방 운전 및 제상 운전에 따라 냉매의 흐름을 전환시키는 사방밸브;
동시 냉난방 운전 및 개별난방 운전 시 고온 고압의 냉매가스를 흡입해 고온 고압의 액체냉매로 배출하고, 제상 운전 시 저온 저압의 액체냉매를 흡입해 저온 저압의 냉매가스로 배출하는 응축기;
동시 냉난방 운전 및 개별냉방 운전 시 고온 고압의 액체냉매를 흡입해 저온 저압의 액체냉매로 배출하는 제 1 팽창밸브;
동시 냉난방 운전 및 개별냉방 운전 시 상기 제 1 팽창밸브에서 유도되는 저온 저압의 액체냉매를 흡입해 저온 저압의 냉매가스로 배출하는 증발기;
개별냉방 운전 시 고온 고압의 냉매가스를 흡입해 고온 고압의 액체냉매로 배출하고, 개별난방 운전 시 저온 저압의 액체냉매를 흡입해 저온 저압의 냉매가스로 배출하는 열교환기;
개별난방 운전 시 상기 응축기에서 유도되는 고온 고압의 액체냉매를 흡입해 상기 열교환기 측으로 저온 저압의 액체냉매를 배출하는 제 3 팽창밸브;
제상 운전 시 상기 열교환기에서 유도되는 고온 고압의 액체냉매를 흡입해 상기 응축기 측으로 저온 저압의 액체냉매를 배출하는 제 2 팽창밸브; 및
동시 냉난방 운전, 개별냉방 운전, 개별난방 운전 및 제상 운전 가능하게 냉매의 흐름을 제어 및 안내하는 냉매순환라인;을 포함하되,
상기 냉매순환라인은,
상기 압축기의 제 2 포트와 상기 사방밸브의 제 1 포트를 연결하는 제1 순환라인;
상기 사방밸브의 제 2 포트와 상기 응축기의 제 1 포트를 연결하는 제 2 순환라인;
상기 응축기의 제 2 포트와 상기 제 1 팽창밸브의 제 1 포트를 연결하는 제 3 순환라인;
상기 제 1 팽창밸브의 제 2 포트와 상기 증발기의 제 1 포트를 연결하는 제 4 순환라인;
상기 증발기의 제 2 포트와 상기 압축기의 제 1 포트를 연결하는 제 5 순환라인;
상기 사방밸브의 상기 제 3 포트와 상기 제 5 순환라인을 연결하는 제 6 순환라인;
상기 열교환기의 제 2 포트와 상기 제 3 순환라인과 연결되는 제 7 순환라인;
상기 제 3 순환라인에서 분기되어 다시 상기 제 3 순환라인에 연결되는 제 8 순환라인;
상기 제 7 순환라인에서 분기되어 다시 상기 제 7 순환라인에 연결되는 제 9 순환라인; 및
상기 열교환기의 제 1 포트와 상기 사방밸브의 제 4 포트를 연결하는 제 10 순환라인;을 포함하며,
상기 제 1 순환라인에는 상기 사방밸브 측으로 유도되는 냉매의 역류를 방지하는 제 1 체크밸브가 장착되고,
상기 제 3 순환라인에는 상기 응축기 측에서 상기 제 1 팽창밸브 측으로 제 2 체크밸브, 수액기 제 1 솔레노이드밸브가 순차적으로 장착되되, 상기 제 2 체크밸브는 동시 냉난방 운전 또는 개별난방 운전 시 상기 응축기에서 상기 증발기 또는 상기 열교환기 측을 유도되는 냉매의 역류를 방지하고, 상기 제 1 솔레노이드밸브는 동시 냉난방 운전 및 상기 개별냉방 운전 시 냉매가 상기 제 1 팽창밸브 측으로 흡입되도록 상기 제 3 순환라인의 유로를 개방시키며 개별난방 운전 및 제상 운전 시에는 냉매가 상기 제 1 팽창밸브 측으로 흡입되지 못하게 상기 제 3 순환라인의 유로를 차단시키며,
상기 제 5 순환라인에는 어큐뮬리에터가 장착되는 하이브리드 히트펌프 시스템.
A compressor for sucking the low temperature low pressure refrigerant gas and discharging the low temperature low pressure refrigerant gas;
Four-way valve for switching the flow of the refrigerant in accordance with the simultaneous heating and cooling operation, individual cooling operation, individual heating operation and defrost operation;
A condenser that sucks the refrigerant gas of high temperature and high pressure during simultaneous cooling and heating operation and individual heating operation and discharges it into a liquid refrigerant of high temperature and high pressure, and discharges the liquid refrigerant of low temperature and low pressure into refrigerant gas of low temperature and low pressure during defrosting operation;
A first expansion valve which sucks the high temperature and high pressure liquid refrigerant and discharges the low temperature and low pressure liquid refrigerant during simultaneous cooling and heating operation and individual cooling operation;
An evaporator which sucks the low temperature low pressure liquid refrigerant induced by the first expansion valve and discharges the low temperature low pressure refrigerant gas during simultaneous cooling and heating operation and individual cooling operation;
A heat exchanger which sucks the refrigerant gas of high temperature and high pressure during the individual cooling operation and discharges it into the liquid refrigerant of high temperature and high pressure, and discharges the liquid refrigerant of low temperature and low pressure into the refrigerant gas of low temperature and low pressure during the individual heating operation;
A third expansion valve which sucks the high temperature and high pressure liquid refrigerant induced by the condenser during the individual heating operation and discharges the low temperature low pressure liquid refrigerant to the heat exchanger;
A second expansion valve which sucks the high temperature and high pressure liquid refrigerant induced by the heat exchanger during the defrosting operation and discharges the low temperature low pressure liquid refrigerant to the condenser; And
Refrigerant circulation line for controlling and guiding the flow of the refrigerant to enable simultaneous cooling and heating operation, individual cooling operation, individual heating operation and defrost operation;
The refrigerant circulation line,
A first circulation line connecting the second port of the compressor and the first port of the four-way valve;
A second circulation line connecting the second port of the four-way valve and the first port of the condenser;
A third circulation line connecting the second port of the condenser and the first port of the first expansion valve;
A fourth circulation line connecting the second port of the first expansion valve and the first port of the evaporator;
A fifth circulation line connecting the second port of the evaporator and the first port of the compressor;
A sixth circulation line connecting the third port of the four-way valve and the fifth circulation line;
A seventh circulation line connected to the second port of the heat exchanger and the third circulation line;
An eighth circulation line branched from the third circulation line and connected to the third circulation line again;
A ninth circulation line branched from the seventh circulation line and connected to the seventh circulation line again; And
And a tenth circulation line connecting the first port of the heat exchanger and the fourth port of the four-way valve.
The first circulation line is equipped with a first check valve for preventing the back flow of the refrigerant guided to the four-way valve side,
In the third circulation line, a second check valve and a receiver first solenoid valve are sequentially installed from the condenser side to the first expansion valve side, and the second check valve is installed at the condenser during simultaneous cooling and heating operation or individual heating operation. The reverse flow of the refrigerant to be guided to the evaporator or the heat exchanger side, and the first solenoid valve is a flow path of the third circulation line so that the refrigerant is sucked into the first expansion valve side during the simultaneous cooling and heating operation and the individual cooling operation. It opens and blocks the flow path of the third circulation line to prevent refrigerant from being sucked into the first expansion valve during the individual heating operation and the defrosting operation.
The fifth circulation line is equipped with an accumulator hybrid heat pump system.
삭제delete 삭제delete 청구항 1에 있어서,
상기 제 6 순환라인은 상기 증발기와 상기 어큐뮬레이터 사이의 상기 제 5 순환라인에 연결되며,
상기 제 7 순환라인에는 상기 수액기와 연결되되 상기 수액기 측으로 유도되는 냉매의 역류를 방지하는 제 3 체크밸브가 장착되고,
상기 제 8 순환라인은 상기 제 2 체크밸브를 우회하며, 상기 제 8 순환라인에는 상기 수액기 측에서 상기 응축기 측으로 제 2 솔레노이드밸브 및 상기 제 2 팽창밸브가 순차적으로 장착되고,
상기 제 9 순환라인은 상기 제 3 체크밸브를 우회하며, 상기 제 9 순환라인에는 상기 수액기 측에서 상기 열교환기 측으로 제 3 솔레노이드밸브 및 상기 제 3 팽창밸브가 순차적으로 장착되되,
상기 제 3 체크밸브는 개별난방 운전 및 제상 운전 시 상기 열교환기 측에서 상기 수액기 측으로 유도되는 냉매의 역류를 방지하고,
상기 제 2 솔레노이드밸브는 동시 냉난방 운전, 개별냉방 운전 및 개별난방 운전 시 냉매가 상기 제 2 팽창밸브 측으로 흡입되지 못하게 상기 제 8 순환라인의 유로를 차단시키고, 제상 운전 시 냉매가 상기 제 2 팽창밸브 측으로 흡입될 수 있게 상기 제 8 순환라인의 유로를 개방시키며,
상기 제 3 솔레노이드밸브는 동시 냉난방 운전, 개별냉방 운전 및 제상 운전 시 냉매가 상기 제 3 팽창밸브 측으로 흡입되지 못하게 상기 제 9 순환라인의 유로를 차단시키고, 개별난방 운전 시 냉매가 상기 제 3 팽창밸브 측으로 흡입될 수 있게 상기 제 9 순환라인의 유로를 개방시키는 하이브리드 히트펌프 시스템.
The method according to claim 1,
The sixth circulation line is connected to the fifth circulation line between the evaporator and the accumulator,
The seventh circulation line is equipped with a third check valve connected to the receiver and prevents the backflow of the refrigerant guided to the receiver side,
The eighth circulation line bypasses the second check valve, and the eighth circulation line is provided with a second solenoid valve and the second expansion valve sequentially from the receiver side to the condenser side.
The ninth circulation line bypasses the third check valve, and the third solenoid valve and the third expansion valve are sequentially installed in the ninth circulation line from the receiver side to the heat exchanger side.
The third check valve prevents the backflow of the refrigerant guided from the heat exchanger side to the receiver side during the individual heating operation and the defrosting operation,
The second solenoid valve blocks the flow path of the eighth circulation line to prevent the refrigerant from being sucked into the second expansion valve during simultaneous cooling and heating operation, individual cooling operation, and individual heating operation, and the refrigerant expands the second expansion valve during defrosting operation. Opening the flow path of the eighth circulation line to be sucked to the side;
The third solenoid valve blocks the flow path of the ninth circulation line to prevent the refrigerant from being sucked into the third expansion valve during simultaneous cooling and heating operation, individual cooling operation, and defrosting operation, and refrigerant separates the third expansion valve during the individual heating operation. Hybrid heat pump system for opening the flow path of the ninth circulation line to be sucked to the side.
청구항 1에 있어서,
상기 응축기 및 상기 증발기는 각각 축열조와 연결되는 하이브리드 히트펌프 시스템.


The method according to claim 1,
And the condenser and the evaporator are respectively connected to a heat storage tank.


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