KR102154500B1 - Multi-heat source air-conditioning and heating system using air heat source and water heat source - Google Patents

Multi-heat source air-conditioning and heating system using air heat source and water heat source Download PDF

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(주)한국형 냉난방시스템
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Abstract

The present invention relates to a multi-heat source cooling and heating system using an air heat source and a water heat source. According to the present invention, the multi-heat source cooling and heating system using an air heat source and a water heat source comprises: a compressor (100); a condenser (200); a liquid receiver (600); an expansion valve (310) for an air heat source to which a plurality of refrigerant inlet pipes (510) for an air heat source are connected; an expansion valve (320) for a water heat source to which a plurality of refrigerant inlet pipes (520) for a water heat source are connected; an evaporator (410) for an air heat source; an evaporator (420) for a water heat source; and a heat exchanger (700). According to the present invention, heating efficiency can be significantly improved.

Description

공기열원 및 수열원을 이용한 다중열원 냉난방시스템{Multi-heat source air-conditioning and heating system using air heat source and water heat source}Multi-heat source air-conditioning and heating system using air heat source and water heat source}

본 발명은 공기열원 및 수열원을 이용한 다중열원 냉난방시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 공기열원 및 수열원을 이용하여 최적의 조건에서 운전됨으로써 에너지 소비전력을 대폭 절감할 수 있고, 기존 고가의 전자식 팽창밸브 대신 자체 제작된 개량식 팽창밸브를 복수개 적용하여 각각의 열원 조건에 따라 증발량을 조절할 수 있는 공기열원 및 수열원을 이용한 다중열원 냉난방시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a multi-heat source cooling and heating system using an air heat source and a water heat source, and more particularly, by operating under optimal conditions using an air heat source and a water heat source, energy consumption power can be significantly reduced, and the existing expensive electronic type The present invention relates to a multi-heat source cooling and heating system using an air heat source and a water heat source capable of controlling the evaporation amount according to each heat source condition by applying a plurality of self-made improved expansion valves instead of the expansion valves.

일반적으로 공기조화 또는 히트펌프 시스템은 압축기, 응축기, 증발기 및 팽창밸브를 순환하는 냉매의 상변화를 통해 열을 흡수 또는 방출하여 냉온수 또는 냉난방을 공급한다.In general, an air conditioning or heat pump system absorbs or discharges heat through a phase change of a refrigerant circulating through a compressor, a condenser, an evaporator, and an expansion valve to supply hot or cold water or cooling and heating.

히트펌프 시스템의 난방 운전시에는 사방밸브를 압축기에서 압축된 고온고압의 냉매증기가 실내 열교환기 측으로 흐르도록 조작하여 고온고압의 냉매증기를 응축기로 작용하는 실내 열교환기에서 응축하여 그 응축열을 유체와 열교환 시킴으로써 온수를 생성하거나 실내공기를 가열하여서 난방 또는 건조기능을 수행하고, 상기 실내 열교환기에서 응축된 고온고압의 냉매를 팽창밸브에서 팽창시킨 후 증발기로 작용하는 실외 열교환기에서 공기(외기)를 열원으로 하여 증발시켜 저온저압의 냉매증기가 되게 한 후 압축기에 흡입되어 상기한 사이클을 반복하는 것이다.During the heating operation of the heat pump system, the four-way valve is operated so that the high-temperature, high-pressure refrigerant vapor compressed by the compressor flows to the indoor heat exchanger, and the high-temperature, high-pressure refrigerant vapor is condensed in the indoor heat exchanger acting as a condenser, and the heat of condensation is converted to fluid. Heat-exchanging generates hot water or heats indoor air to perform a heating or drying function, and after expanding the high-temperature, high-pressure refrigerant condensed in the indoor heat exchanger by the expansion valve, air (outdoor air) is supplied from the outdoor heat exchanger acting as an evaporator. It evaporates as a heat source to become a low-temperature, low-pressure refrigerant vapor, and is sucked into the compressor to repeat the above cycle.

냉방 운전시에는 사방밸브를 압축기에서 압축된 고온고압의 냉매증기가 실외 열교환기 측으로 흐르도록 조작하여 고온고압의 냉매증기를 응축기로 작용하는 실외 열교환기에서 공기를 열원으로 하여 응축시키고, 상기 실외 열교환기에서 응축된 고온고압의 냉매를 팽창밸브에서 팽창시킨 후 증발기로 작용하는 실내 열교환기에서 냉매를 증발시켜 유체에서 증발열을 흡수함으로써 냉수를 생성하거나 실내공기를 냉각하여 냉방 등을 하며, 실내 열교환기에서 증발된 저온저압의 냉매증기는 압축기에 흡입되어 상기한 사이클을 반복하는 것이다.During cooling operation, the four-way valve is operated so that the high-temperature and high-pressure refrigerant vapor compressed by the compressor flows to the outdoor heat exchanger, and the high-temperature and high-pressure refrigerant vapor is condensed using air as a heat source in the outdoor heat exchanger acting as a condenser. The high-temperature and high-pressure refrigerant condensed in the air is expanded by the expansion valve, and then the refrigerant is evaporated in an indoor heat exchanger acting as an evaporator to absorb the evaporation heat from the fluid to generate cold water or to cool the indoor air for cooling, etc. The low-temperature and low-pressure refrigerant vapor evaporated in is sucked into the compressor to repeat the above cycle.

특히, 히트펌프 시스템은 증발기의 열교환 방식에 따라 수열 교환방식과 공기열원 교환방식 등이 있으며, 사용처에 따라 적합한 것을 채택하여 사용하고 있다.In particular, the heat pump system includes a water heat exchange method and an air heat source exchange method according to the heat exchange method of the evaporator, and a suitable one is adopted and used according to the usage.

공기열원 교환방식의 경우에는 공기열원 히트펌프가 가동되면 공기열원 증발기에서 공기의 현열을 이용하여 냉매가 저온저압 하에서 증발될 때 공기를 통과시켜 공기가 통과되는 동안 기열 교환하여 증발된 냉매를 압축기로 안내하여 압축하는 것이다.In the case of the air heat source exchange method, when the air heat source heat pump is operated, the air heat source evaporator uses the sensible heat of air to pass air when the refrigerant is evaporated under low temperature and low pressure. It is to guide and compress.

수열 교환방식의 경우에는 증발기에 열매체인 물을 통과시켜 열매체가 통과되는 동안 수열 교환하여 증발된 냉매를 압축기로 안내하고 압축기에서 난방시설물 내부에 위치한 응축기인 방열기에서 방열하도록 함으로써 난방하고자 하는 난방시설물을 난방하게 된다.In the case of the water heat exchange method, water, which is a heat medium, is passed through the evaporator, and the evaporated refrigerant is guided to the compressor by water heat exchange while the heat medium is passing through, and the compressor heats the heating facility to be heated by radiating it from a radiator, a condenser inside the heating facility It will be heated.

그러나, 상기한 히트펌프 시스템의 경우에도 동절기와 같이 실외의 온도가 0℃ 이하로 매우 낮게 될 경우에는 히트펌프의 증발부를 10~15℃의 온도로 유지시킬 수 있는 열원이 부족하게 되고, 이에 따라 히트펌프 시스템의 원활한 작동을 기대하기 어렵다.However, even in the case of the above-described heat pump system, when the outdoor temperature is very low below 0°C, such as in winter, the heat source capable of maintaining the evaporation unit of the heat pump at a temperature of 10 to 15°C is insufficient. It is difficult to expect smooth operation of the heat pump system.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 다양한 열원을 이용한 냉난방시스템 기술이 소개되고 있으며, 이러한 기술의 일예가 하기 문헌 1 내지 3에 개시되어 있다.In order to solve the above problems, a cooling and heating system technology using various heat sources has been introduced, and examples of such technology are disclosed in Documents 1 to 3 below.

특허문헌 1에는 태양열 집열부; 상기 태양열 집열부와 열매체를 교환하도록 배관되는 축열조; 상기 축열조와 열매체를 교환하도록 배관되는 열교환기; 상기 축열조와 교환하도록 배관되며, 실내에 설치되는 제1 히팅 팬코일 유닛; 상기 열교환기와 배관되며, 상기 실내에 설치되는 제1 쿨링 팬코일 유닛; 상기 제1 쿨링 팬코일 유닛과 상기 열교환기에 각각 배관되는 압축부; 상기 실내에 설치되며, 압축부와 배관되는 제2 히팅 팬코일 유닛; 상기 제2 히팅 팬코일 유닛과 상기 열교환기 사이에 위치하여, 상기 제2 히팅 팬코일 유닛과 상기 열교환기에 각각 배관되는 팽창밸브; 실외에 설치되고, 상기 팽창밸브와 상기 압축부 사이에 위치하여, 상기 팽창밸브와 상기 압축부에 각각 배관되는 제2 쿨링 팬코일 유닛; 상기 실내의 온도를 측정하도록 상기 실내에 설치되는 실내 온도센서; 그리고 상기 실내의 온도가 기설정된 온도보다 높으면 상기 실내 또는 상기 실외의 열을 상기 축열조에 저장하는 축열 운전을 하며, 상기 실내의 온도가 기설정된 온도보다 낮으면 상기 축열조의 열을 이용하여 상기 실내를 덥히거나 외기를 열원으로 히트펌프 사이클을 가동하여 난방 운전하는 제어부;를 포함하는 공기열원 및 수열원을 이용한 축열 및 난방 장치에 대해 개시되어 있다.Patent Document 1 includes a solar heat collecting unit; A heat storage tank that is piped to exchange the solar heat collecting unit and the heat medium; A heat exchanger piped to exchange the heat storage tank and the heat medium; A first heating fan coil unit that is piped to be exchanged with the heat storage tank and installed indoors; A first cooling fan coil unit that is piped with the heat exchanger and installed in the room; A compression unit respectively piped to the first cooling fan coil unit and the heat exchanger; A second heating fan coil unit installed in the room and piped with the compression unit; An expansion valve positioned between the second heating fan coil unit and the heat exchanger and respectively piped to the second heating fan coil unit and the heat exchanger; A second cooling fan coil unit installed outdoors, positioned between the expansion valve and the compression unit, and piped to the expansion valve and the compression unit, respectively; A room temperature sensor installed in the room to measure the temperature of the room; And if the indoor temperature is higher than a preset temperature, a heat storage operation is performed to store the indoor or outdoor heat in the heat storage tank, and if the indoor temperature is lower than a preset temperature, the room is heated using the heat from the heat storage tank. Disclosed is a heat storage and heating device using an air heat source and a water heat source including; a control unit for heating or heating by operating a heat pump cycle as a heat source of outside air.

특허문헌 2에는 유입된 열매체와 유입된 고온의 폐수를 열교환시켜 열을 회수하기 위한 증발기; 상기 증발기를 통과한 열매체를 고온고압으로 압축시키기 위한 압축기; 상기 압축기를 통과한 고온고압의 열매체와 급수펌프를 통하여 유입된 냉수를 열교환시켜 온수를 배출하기 위한 응축기; 열매체의 압력과 온도를 저온저압으로 감압(교축)시키기 위한 팽창밸브; 상기 응축기를 통과한 액체 상태의 열매체를 일시 저장하기 위한 수액기; 상기 압축기로부터 열매체의 흐름을 조절하는 사방밸브(4-way valve); 공기열에 의해 열매체와 열교환이 이루어지도록 수액기와 사방밸브 사이에 연결되는 증발코일을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 공기열과 수열원을 이용한 하이브리드 히트펌프에 대해 개시되어 있다.Patent Document 2 includes an evaporator for recovering heat by exchanging heat between the introduced heat medium and the introduced high-temperature wastewater; A compressor for compressing the heat medium passing through the evaporator at high temperature and high pressure; A condenser for discharging hot water by exchanging heat between the high temperature and high pressure heat medium passing through the compressor and cold water introduced through a feed pump; An expansion valve for reducing (throttling) the pressure and temperature of the heating medium to low temperature and low pressure; A receiver for temporarily storing the liquid heat medium passing through the condenser; A 4-way valve for controlling the flow of the heat medium from the compressor; Disclosed is a hybrid heat pump using air heat and a water heat source, characterized in that it comprises an evaporation coil connected between a receiver and a four-way valve so that heat exchange with a heat medium is performed by air heat.

특허문헌 3에는 공기열원 및 수열원을 히트펌프의 열원으로 이용하여, 동시에 사용하면서 축열 기반, 축냉 기반, 공기열원 기반, 수열원 기반 총 4가지 기반의 운전 모드를 선택적으로 운전 가능한 구조를 가지는 것으로, 사방변과 전자식 밸브를 사용하여 각 기반 내의 축열 단독, 축냉 단독, 축열축냉 동시, 축냉축열 동시, 제상 운전모드를 자동 전환 제어가 가능하도록 함으로써, 상기 축냉기반 운전 모드에 의하여 냉방부하에 적용하고, 동시에 별도의 가스열원 급탕장치를 구비하지 않고, 응축기 측에서 온수를 생산하여 축열기반 운전 모드에 의하여 난방부하에 적용하도록 형성하여, 온수 및 냉수를 별도로 생산 가능한 공기열원 또는 온수와 냉수를 동시 생산 가능한 수열원 기반 운전모드를 각각 구동시키며, 동절기에 공기열원 기반 운전모드에 의한 공냉식 증발기에 성에가 형성된 경우에, 제상운전모드를 작동시켜 공냉식 증발기에 고온의 냉매를 공급하여 성에가 전부 제거될 때까지 운전하게 되며, 상기 전술된 4가지 기반의 축열, 축냉, 공기열원, 수열원 각각의 기반내의 축열 단독, 축냉 단독, 축열축냉 동시, 축냉축열 동시, 제상 운전 모드에서 필요한 운전 모드를 사방변과 전자식 밸브를 사용하여 저압축비에서 압축기를 정지하지 않으면서도 자동 전환하여 사용할 수 있는 공기열원 축냉운전 또는 축열운전과 수열원 축냉축열 동시운전 또는 축열축냉 동시 운전을 갖는 다중열원 멀티 히트펌프 시스템에 대해 개시되어 있다.Patent Document 3 shows that it has a structure that allows selective operation of four operating modes based on heat storage-based, storage-cooling-based, air-heat source-based, and water-heat source-based while simultaneously using an air heat source and a water heat source as heat sources of a heat pump. , By using four sides and an electronic valve, it is possible to automatically switch and control the heat storage alone, storage cooling alone, storage storage cooling, storage cooling storage, and defrost operation mode in each base, so that it is applied to the cooling load by the storage cooling-based operation mode. , At the same time, it does not have a separate gas heat source hot water supply device, but produces hot water from the condenser and applies it to the heating load in a heat storage-based operation mode, so that hot and cold water can be separately produced, or both hot and cold water are simultaneously produced. Each of the possible heat source-based operation modes is operated, and when frost is formed in the air-cooled evaporator by the air heat source-based operation mode in winter, when the defrost operation mode is activated to supply high-temperature refrigerant to the air-cooled evaporator to remove all frost. The operation mode required in the above-mentioned four bases of heat storage, heat storage, air heat source, and heat storage alone, heat storage alone, heat storage heat storage and simultaneous heat storage, and defrost operation mode in each of the above four bases can be changed. Started a multi-heat source multi-heat pump system with simultaneous operation of both heat storage operation and heat storage operation and simultaneous operation of heat storage and storage heat storage, or simultaneous operation of heat storage and storage cooling, which can be used automatically without stopping the compressor at a low compression ratio using an electronic valve. Has been.

그러나, 상술한 종래기술들의 경우, 냉매 흐름의 방향을 전환시키는 사방밸브(4-way valve)가 적용됨으로써, 기존 생산된 온수로 증발열량 확보를 위하여 다시 냉수 생산으로 전환하기 때문에 소비전력이 급격하게 증가되는 문제가 있다. However, in the case of the above-described prior art, a 4-way valve that changes the direction of the refrigerant flow is applied, so that the existing hot water is converted back to cold water production to secure evaporation heat, so power consumption is rapidly reduced. There is an increasing problem.

또한, 단일 개수로 설치된 전자식 팽창밸브를 통해서만 오리피스 개방정도를 조절하기 때문에 공기, 물, 지열 등의 열원 조건에 따라 고가인 전자식 팽창밸브를 각각 설치해야 하므로 설비 비용이 증가되는 문제가 있다. 또한, 이종의 열원을 적용하는 경우 각 열원 조건에 해당하는 전자식 팽창밸브로부터 출력되는 시간당 생산열량과 증발량(RT)이 낮게 출력되는 문제가 있다.In addition, since the degree of opening of the orifice is controlled only through the electronic expansion valve installed in a single number, expensive electronic expansion valves must be installed respectively according to heat source conditions such as air, water, and geothermal heat, thereby increasing equipment cost. In addition, when a different type of heat source is applied, there is a problem in that the amount of heat produced per hour and the amount of evaporation RT outputted from the electronic expansion valve corresponding to each heat source condition are low.

대한민국 등록특허공보 제10-1724536호(2017.04.03. 등록)Republic of Korea Patent Publication No. 10-1724536 (registered on April 3, 2017) 대한민국 등록실용신안공보 제20-0339347호(2004.01.08. 등록)Republic of Korea Utility Model Publication No. 20-0339347 (registered on Jan. 08, 2004) 대한민국 등록특허공보 제10-1961169호(2019.03.18. 등록)Korean Patent Publication No. 10-1961169 (registered on March 18, 2019)

본 발명은 상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 사방밸브를 적용하지 않고 일방향(one way) 냉매순환회로 구조로 이루어지며, 실외기 설치가 필요하지 않으므로 지하실 등에서도 설치가 가능한 공기열원 및 수열원을 이용한 다중열원 냉난방시스템을 제공하는데 목적이 있다.The present invention has been devised to solve the above-described problems, has a one-way refrigerant circulation circuit structure without applying a four-way valve, and an air heat source that can be installed in a basement, etc. The purpose is to provide a multiple heat source cooling and heating system using a water heat source.

또한, 기존의 고가인 전자식 팽창밸브에 비해 구조가 간단하고, 제조가 용이한 개량식 팽창밸브를 자체 제작하여 공기열원용과 수열원용으로 각각 적용함으로써 공기열원 및 수열원의 조건에 따라 자동으로 증발량을 조절할 수 있는 공기열원 및 수열원을 이용한 다중열원 냉난방시스템을 제공하는데 목적이 있다.In addition, compared to the existing expensive electronic expansion valve, the structure is simple and the improved expansion valve that is easy to manufacture is self-produced and applied for air and water sources respectively, so that the evaporation amount can be automatically adjusted according to the conditions of the air and water sources. It is an object to provide a multiple heat source cooling and heating system using a possible air heat source and a water heat source.

상기 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 공기열원 및 수열원을 이용한 다중열원 냉난방시스템은 냉매를 고온고압으로 압축시키는 압축기(100); 상기 압축기(100)로부터 고온고압의 냉매를 공급받아 이를 응축하고, 온수탱크(210)로부터 공급받은 물을 가열하여 온수탱크(210)로 공급하는 응축기(200); 상기 응축기(200)에서 액화된 냉매를 일시 저장하고, 공기열원용 팽창밸브(310) 또는 수열원용 팽창밸브(320)로 냉매를 공급하는 수액기(600); 복수개의 공기열원용 냉매유입관(510)이 연결되며, 상기 공기열원용 냉매유입관(510)을 통해 수액기(600)로부터 유입된 냉매를 팽창시키는 공기열원용 팽창밸브(310); 복수개의 수열원용 냉매유입관(520)이 연결되며, 상기 수열원용 냉매유입관(520)을 통해 수액기(600)로부터 유입된 냉매를 팽창시키는 수열원용 팽창밸브(320); 상기 공기열원용 팽창밸브(310)로부터 냉매를 공급받아 공기열원에서 열을 흡수하여 증발시키는 공기열원용 증발기(410); 상기 수열원용 팽창밸브(320)로부터 냉매를 공급받아 냉수탱크(430)에서 공급받은 수열원에서 열을 흡수하여 증발시키는 수열원용 증발기(420); 및 상기 공기열원용 증발기(410)와 일체로 구성되며, 냉수탱크(430)로부터 물을 공급받는 열교환기(700);를 포함하는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, the multiple heat source cooling and heating system using an air heat source and a water heat source according to the present invention comprises: a compressor 100 for compressing a refrigerant at high temperature and high pressure; A condenser 200 for receiving a high-temperature, high-pressure refrigerant from the compressor 100, condensing it, and heating the water supplied from the hot water tank 210 to supply it to the hot water tank 210; A receiver 600 for temporarily storing the refrigerant liquefied in the condenser 200 and supplying the refrigerant to an expansion valve 310 for an air heat source or an expansion valve 320 for a water heat source; A plurality of air heat source refrigerant inlet pipes 510 are connected, and an expansion valve 310 for an air heat source expands the refrigerant introduced from the receiver 600 through the refrigerant inlet pipe 510 for an air heat source; A plurality of heat source refrigerant inlet pipes 520 are connected, and an expansion valve 320 for a heat source to expand the refrigerant introduced from the receiver 600 through the refrigerant inlet pipe 520 for a heat source; An evaporator 410 for an air heat source receiving refrigerant from the expansion valve 310 for an air heat source and absorbing and evaporating heat from the air heat source; An evaporator 420 for a water heat source that receives refrigerant from the expansion valve 320 for a heat source and absorbs and evaporates heat from the heat source supplied from the cold water tank 430; And a heat exchanger 700 integrally configured with the evaporator 410 for the air heat source and receiving water from the cold water tank 430.

또한, 복수개의 공기열원용 냉매유입관(510) 상에 각각 설치되어 상기 공기열원용 팽창밸브(310)로 유입되는 냉매의 흐름을 제어하는 제1 솔레노이드밸브(530); 복수개의 수열원용 냉매유입관(520) 상에 각각 설치되어 상기 수열원용 팽창밸브(320)로 유입되는 냉매의 흐름을 제어하는 제2 솔레노이드밸브(540);를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.Further, a first solenoid valve 530 which is installed on each of the plurality of refrigerant inlet pipes 510 for air heat sources to control the flow of refrigerant flowing into the expansion valve 310 for air heat sources; And a second solenoid valve 540 installed on each of the plurality of refrigerant inlet pipes 520 for heat sources to control the flow of the refrigerant flowing into the expansion valve 320 for heat sources.

또한, 냉매의 온도 및 압력의 변화에 따라 상기 제1 솔레노이드밸브(530)와 제2 솔레노이드밸브(540)의 개폐를 제어하는 제어부(800)를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.In addition, it is characterized in that it further comprises a control unit 800 for controlling the opening and closing of the first solenoid valve 530 and the second solenoid valve 540 according to the change of the temperature and pressure of the refrigerant.

또한, 상기 공기열원용 팽창밸브(310) 및 수열원용 팽창밸브(320)는, 일단이 배관의 단부와 연결되는 관부(331), 상기 관부(331)의 타단에 일체로 연장 형성되되 외경이 관부(331)의 외경보다 크게 형성되는 하우징 몸체(332)로 이루어진 밸브 하우징(330); 상기 밸브 하우징(330)의 내부에 수용되어 유입된 냉매를 팽창시키는 냉매팽창부(340);를 포함하는 것을 특징으로 한다.In addition, the expansion valve 310 for the air heat source and the expansion valve 320 for a water heat source are formed integrally extending at one end of the pipe portion 331 connected to the end of the pipe, and the other end of the pipe portion 331, and the outer diameter of the pipe portion ( A valve housing 330 made of a housing body 332 that is formed larger than the outer diameter of 331; And a refrigerant expansion unit 340 accommodated in the valve housing 330 to expand the introduced refrigerant.

또한, 상기 냉매팽창부(340)에는 냉매가 흡입되는 흡입홈(341)이 복수개로 형성되고, 상기 흡입홈(341)의 직경보다 작은 직경으로 형성되되 상기 흡입홈(341)과 연통되어 냉매를 팽창시켜 토출하는 토출공(342)이 형성되는 것을 특징으로 한다.In addition, the refrigerant expansion unit 340 has a plurality of suction grooves 341 in which the refrigerant is sucked, and is formed with a diameter smaller than the diameter of the suction groove 341, and communicates with the suction groove 341 to store the refrigerant. It is characterized in that a discharge hole 342 for discharging by expanding is formed.

또한, 상기 흡입홈(341)의 직경은 13~20㎜이고, 상기 토출공(342)의 직경은 0.5~2.4㎜인 것을 특징으로 한다.In addition, the diameter of the suction groove 341 is 13 to 20 mm, the diameter of the discharge hole 342 is characterized in that 0.5 to 2.4 mm.

또한, 상기 토출공(342)은 서로 연통되는 흡입홈(341) 상에 1개 또는 복수개가 연통 형성되는 것을 특징으로 한다.In addition, one or more of the discharge holes 342 are formed in communication on the suction grooves 341 communicating with each other.

또한, 상기 각 토출공(342)은 동일한 직경으로 형성되거나 또는 서로 다른 직경으로 형성되는 것을 특징으로 한다.In addition, each of the discharge holes 342 is characterized in that it is formed with the same diameter or different diameters.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 공기열원 및 수열원을 이용한 다중열원 냉난방시스템은 사방밸브를 적용하지 않고 냉매의 역순환없이 일방향(one way)으로 순환되는 구조에 따라 에너지 손실을 방지하고, 난방효율을 크게 향상시키는 효과가 있다.As described above, the multi-heat source cooling and heating system using an air heat source and a water heat source according to the present invention prevents energy loss according to a structure that is circulated in one way without applying a four-way valve and without reverse circulation of refrigerant, and heating There is an effect of greatly improving the efficiency.

또한, 기존의 고가인 전자식 팽창밸브에 비해 구조가 간단하고, 제조가 용이한 개량식 팽창밸브를 적용하므로 제조원가가 저렴하고, 고장 발생률이 적다는 효과가 있다. In addition, compared to the existing expensive electronic expansion valve, since the structure is simple and the improved expansion valve that is easy to manufacture is applied, there is an effect that the manufacturing cost is low and the failure rate is low.

또한, 개량식 팽창밸브를 공기열원용과 수열원용으로 각각 적용함으로써 고온고압의 냉매를 팽창시키는 과정에서 시간당 생산열량과 증발량을 증대시킴으로써 압축기의 동력 소모를 감소시키고, 압축기의 사용 마력 대비 최대의 증발량을 제공하는 효과가 있으며, 더불어 각각의 열원 조건에 따라 증발량을 자동으로 조절하여 개별 또는 복합으로 증발량 조절이 가능할 뿐만 아니라 어느 하나의 열원에서 문제가 발생할 경우 다른 열원에서 이를 대체하여 에너지 손실을 방지하는 효과가 있다.In addition, by applying an improved expansion valve for air heat source and water heat source, respectively, in the process of expanding the high-temperature and high-pressure refrigerant, the amount of heat produced per hour and the amount of evaporation are increased, thereby reducing the power consumption of the compressor and providing the maximum amount of evaporation compared to the used horsepower of the compressor. In addition, it is possible to control the amount of evaporation individually or in combination by automatically adjusting the amount of evaporation according to the conditions of each heat source, and when a problem occurs in one heat source, it has the effect of preventing energy loss by replacing it in another heat source. have.

도 1은 본 발명에 따른 공기열원 및 수열원을 이용한 다중열원 냉난방시스템을 도시한 구성도.
도 2는 본 발명에 따른 개량식 팽창밸브의 사용상태를 도시한 도면.
도 3은 본 발명에 따른 개량식 팽창밸브를 도시한 사시도.
도 4는 본 발명에 따른 개량식 팽창밸브를 도시한 분해사시도.
도 5는 본 발명에 따른 개량식 팽창밸브와 냉매유입관의 연결상태를 도시한 도면.
도 6은 본 발명에 따른 개량식 팽창밸브를 도시한 단면도.
도 7은 본 발명에 따른 냉매팽창부에 형성되는 토출공의 다양한 실시예를 도시한 예시도.
도 8은 본 발명에 따른 냉매팽창부에 형성되는 토출공의 다른 실시예를 도시한 예시도.
도 9는 본 발명에 따른 냉매팽창부에 형성되는 흡입구멍을 도시한 예시도.
도 10은 종래의 히트펌프 시스템과 본 발명의 다중열원 냉난방시스템에 대한 증발량 비교를 도시한 도면.
도 11은 본 발명에 따른 개량식 팽창밸브의 사용에 따른 시험 성능 데이터를 도시한 도면.1 is a block diagram showing a multi-heat source cooling and heating system using an air heat source and a water heat source according to the present invention.
Figure 2 is a view showing a state of use of the improved expansion valve according to the present invention.
Figure 3 is a perspective view showing an improved expansion valve according to the present invention.
Figure 4 is an exploded perspective view showing an improved expansion valve according to the present invention.
5 is a view showing a connection state between the improved expansion valve and the refrigerant inlet pipe according to the present invention.
6 is a cross-sectional view showing an improved expansion valve according to the present invention.
7 is an exemplary view showing various embodiments of a discharge hole formed in the refrigerant expansion unit according to the present invention.
8 is an exemplary view showing another embodiment of a discharge hole formed in the refrigerant expansion unit according to the present invention.
9 is an exemplary view showing a suction hole formed in the refrigerant expansion unit according to the present invention.
10 is a view showing a comparison of the evaporation amount of the conventional heat pump system and the multiple heat source cooling and heating system of the present invention.
11 is a view showing test performance data according to the use of the improved expansion valve according to the present invention.

이하, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세히 설명하기 위하여, 본 발명의 가장 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다.Hereinafter, in order to describe in detail enough that those of ordinary skill in the art can easily implement the present invention, the most preferred embodiment of the present invention will be described in detail.

본 발명에 따른 공 기열원 및 수열원을 이용한 다중열원 냉난방시스템은 유리온실, 공장, 비닐하우스, 기타 건축물 등에 설치되어 실내를 냉난방 한다. 또한, 상기 압축기(100)에서 토출된 고온고압의 냉매를 온풍/온수, 냉풍/냉수, 제상 등 어떠한 운전 모드의 경우에도 압축-응축-팽창(공기열원+수열원)-증발로 순환되는 냉매 회로가 바뀌지 않으며, 일방향(one way)으로 냉매를 순환시켜 운전함으로써 에너지 효율이 높다.The multiple heat source cooling and heating system using an air heat source and a water heat source according to the present invention is installed in glass greenhouses, factories, vinyl houses, and other buildings to cool and heat the interior. In addition, a refrigerant circuit that circulates the high-temperature and high-pressure refrigerant discharged from the compressor 100 by compression-condensation-expansion (air heat source + water heat source)-evaporation in any operation mode such as hot air/hot water, cold air/cold water, and defrost. Does not change, and energy efficiency is high by circulating the refrigerant in one way.

보다 구체적으로, 기존의 히트펌프 시스템이 냉방, 난방, 제상 등의 운전모드에 따라서 응축기와 증발기의 역할이 바뀜에 따라 냉매의 순환 방향도 전환되어 운전되는 것과 달리, 본 발명의 다중열원 냉난방시스템은 냉방, 난방, 제상 등의 어떠한 운전모드에서도 냉매의 순환 방향은 일방향(one way)으로 순환된다.More specifically, unlike the existing heat pump system in which the role of the condenser and the evaporator is changed according to the operation mode such as cooling, heating, defrost, etc., the circulation direction of the refrigerant is also switched and operated, the multiple heat source cooling and heating system of the present invention In any operation mode such as cooling, heating, and defrost, the refrigerant circulation direction is circulated in one way.

다시 말하면, 어떠한 운전모드에서도 압축기에서 토출된 냉매는 응축기, 증발기를 거쳐 압축기로 되돌아오는 순환회로를 유지하면서 운전되므로, 시스템 구성 회로가 간단하여 시스템 제어가 간편하고, 냉매 순환이 원활하여 에너지 효율이 높다.In other words, in any operation mode, the refrigerant discharged from the compressor is operated while maintaining the circulation circuit that returns to the compressor through the condenser and evaporator, so the system configuration circuit is simple and the system control is simple, and the refrigerant circulation is smooth, resulting in energy efficiency. high.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 공기열원 및 수열원을 이용한 다중열원 냉난방시스템은 냉매를 고온고압으로 압축시키는 압축기(100); 상기 압축기(100)로부터 고온고압의 냉매를 공급받아 이를 응축하고, 온수탱크(210)로부터 공급받은 물을 가열하여 온수탱크(210)로 공급하는 응축기(200); 상기 응축기(200)에서 액화된 냉매를 일시 저장하고, 공기열원용 팽창밸브(310) 또는 수열원용 팽창밸브(320)로 냉매를 공급하는 수액기(600); 복수개의 공기열원용 냉매유입관(510)이 연결되며, 상기 공기열원용 냉매유입관(510)을 통해 수액기(600)로부터 유입된 냉매를 팽창시키는 공기열원용 팽창밸브(310); 복수개의 수열원용 냉매유입관(520)이 연결되며, 상기 수열원용 냉매유입관(520)을 통해 수액기(600)로부터 유입된 냉매를 팽창시키는 수열원용 팽창밸브(320); 상기 공기열원용 팽창밸브(310)로부터 냉매를 공급받아 공기열원에서 열을 흡수하여 증발시키는 공기열원용 증발기(410); 상기 수열원용 팽창밸브(320)로부터 냉매를 공급받아 냉수탱크(430)에서 공급받은 수열원에서 열을 흡수하여 증발시키는 수열원용 증발기(420); 및 상기 공기열원용 증발기(410)와 일체로 구성되며, 냉수탱크(430)로부터 물을 공급받는 열교환기(700)를 포함한다.As shown in Fig. 1, a multi-heat source cooling and heating system using an air heat source and a water heat source according to the present invention includes: a compressor 100 for compressing a refrigerant at high temperature and high pressure; A condenser 200 for receiving a high-temperature, high-pressure refrigerant from the compressor 100, condensing it, and heating the water supplied from the hot water tank 210 to supply it to the hot water tank 210; A receiver 600 for temporarily storing the refrigerant liquefied in the condenser 200 and supplying the refrigerant to an expansion valve 310 for an air heat source or an expansion valve 320 for a water heat source; A plurality of air heat source refrigerant inlet pipes 510 are connected, and an expansion valve 310 for an air heat source expands the refrigerant introduced from the receiver 600 through the refrigerant inlet pipe 510 for an air heat source; A plurality of heat source refrigerant inlet pipes 520 are connected, and an expansion valve 320 for a heat source to expand the refrigerant introduced from the receiver 600 through the refrigerant inlet pipe 520 for a heat source; An evaporator 410 for an air heat source receiving refrigerant from the expansion valve 310 for an air heat source and absorbing and evaporating heat from the air heat source; An evaporator 420 for a water heat source that receives refrigerant from the expansion valve 320 for a heat source and absorbs and evaporates heat from the heat source supplied from the cold water tank 430; And a heat exchanger 700 integrally configured with the evaporator 410 for the air heat source and receiving water from the cold water tank 430.

특히, 상기 공기열원 및 수열원을 이용한 다중열원 냉난방시스템이 설치되는 건축물의 지하에는 내부에 물이 저수되는 저류설비(900)가 설치될 수 있다. 특히, 상기 저류설비(900)는 겨울철에 수열원으로 이용하고, 여름철에 응축열을 저장하는 용도로 이용될 수 있다.In particular, a storage facility 900 for storing water may be installed in the basement of a building in which a multiple heat source cooling and heating system using the air heat source and water heat source is installed. In particular, the storage facility 900 may be used as a water heat source in winter and for storing condensed heat in summer.

보다 구체적으로, 상기 압축기(100)는 공기열원용 증발기(410) 및 수열원용 증발기(420)에서 열을 흡수하여 기체가 된 냉매를 흡입하여 고온고압으로 압축시킨다.More specifically, the compressor 100 absorbs heat from the evaporator 410 for an air heat source and the evaporator 420 for a water heat source to suck the refrigerant into a gas and compress it at high temperature and high pressure.

상기 응축기(200)는 상기 압축기(100)에서 고온고압으로 압축된 냉매를 응축 액화시킨다. 특히, 응축기(200)에는 온수탱크(210) 내의 열매체가 응축기(200)를 순환하면서 열교환이 이루어지도록 상기 온수탱크(210)와 배관으로 연결되어 있다.The condenser 200 condenses and liquefies the refrigerant compressed by the compressor 100 at high temperature and high pressure. In particular, the condenser 200 is connected to the hot water tank 210 by a pipe so that the heat medium in the hot water tank 210 circulates through the condenser 200 to exchange heat.

상기 응축기(200)를 통과한 냉매는 응축기(200)와 수액기(600) 사이의 배관에 설치된 제1 밸브(S1)를 통해 수액기(600)로 유입될 수 있고, 또는 응축기(200)와 공기열원용 증발기(410) 사이의 배관에 설치된 제2 밸브(S2), 공기열원용 증발기(410), 공기열원용 증발기(410)와 수액기(600) 사이의 배관에 설치된 제3 밸브(S3)를 통해 수액기(600)로 유입될 수 있다.The refrigerant that has passed through the condenser 200 may be introduced into the receiver 600 through the first valve S1 installed in the pipe between the condenser 200 and the receiver 600, or the condenser 200 and Through the second valve (S2) installed in the pipe between the air heat source evaporator 410, the air heat source evaporator 410, the third valve (S3) installed in the pipe between the air heat source evaporator 410 and the receiver 600 It may be introduced into the receiver 600.

이때, 응축기(200)를 통과한 냉매가 상기 제1 밸브(S1)를 경유하여 수액기(600)로 유입되기 위해서는 상기 제1 밸브(S1)는 개방되고, 상기 제2 밸브(S2)는 폐쇄된 냉매 회로를 구성하게 된다.At this time, in order for the refrigerant that has passed through the condenser 200 to flow into the receiver 600 via the first valve S1, the first valve S1 is opened and the second valve S2 is closed. The refrigerant circuit is formed.

또한, 상기 응축기(200)를 통과한 냉매가 제1 밸브(S1)와 제2 밸브(S2)를 경유하여 수액기(600)로 유입되도록 냉매회로를 구성할 수 있는데, 이 경우 상기 제2 밸브(S2)를 경유한 냉매는 공기열원용 증발기(410)를 통과한 후 제3 밸브(S3)를 경유하되, 상기 제1 밸브(S1)를 경유한 냉매와 합쳐져 수액기(600)로 유입되며, 이때공기열원용 증발기(410)와 공기열원용 팽창밸브(310) 사이의 배관에 구비된 제6 밸브(S6)는 폐쇄된다. In addition, a refrigerant circuit may be configured so that the refrigerant passing through the condenser 200 flows into the receiver 600 via the first valve S1 and the second valve S2. In this case, the second valve The refrigerant passed through (S2) passes through the evaporator 410 for an air heat source and then passes through the third valve (S3), but is combined with the refrigerant through the first valve (S1) and flows into the receiver 600, At this time, the sixth valve S6 provided in the pipe between the evaporator 410 for the air heat source and the expansion valve 310 for the air heat source is closed.

또한, 상기 응축기(200)를 통과한 냉매가 제2 밸브(S2), 공기열원용 증발기(410) 및 제3 밸브(S3)를 경유하여 수액기(600)로 유입되도록 냉매 회로를 구성할 수 있는데, 이때 제2 밸브(S2) 및 제3 밸브(S3)는 개발되고, 제1 밸브(S1) 및 공기열원용 증발기(410)와 공기열원용 팽창밸브(310) 사이에 배관에 설치된 제6 밸브(S6)는 폐쇄된다.In addition, a refrigerant circuit may be configured so that the refrigerant that has passed through the condenser 200 flows into the receiver 600 through the second valve S2, the evaporator 410 for air heat source, and the third valve S3. , At this time, the second valve (S2) and the third valve (S3) are developed, and the sixth valve (S6) installed in the pipe between the first valve (S1) and the evaporator 410 for the air heat source and the expansion valve 310 for the air heat source. ) Is closed.

상기 수액기(600)에 유입된 냉매는 수액기(600)에서 배출되어 수액기(600)와 공기열원용 팽창밸브(310) 사이의 배관에 설치된 제5 밸브(S5)를 경유하여 공기열원용 팽창밸브(310)로 유입되고, 상기 공기열원용 팽창밸브(310)를 통과하면서 팽창한 후 공기열원용 팽창밸브(310)와 공기열원용 증발기(410) 사이의 배관에 설치된 제6 밸브(S6)를 경유하여 공기열원용 증발기(410)로 공급된다. 상기 공기열원용 증발기(410)로 유입된 냉매는 공기열원에서 열을 흡수하여 증발된다.The refrigerant introduced into the receiver 600 is discharged from the receiver 600 and passes through a fifth valve (S5) installed in a pipe between the receiver 600 and the expansion valve 310 for an air heat source. Air heat through the sixth valve (S6) installed in the pipe between the air heat source expansion valve 310 and the air heat source evaporator 410 after being introduced into 310 and expanding while passing through the air heat source expansion valve 310 It is supplied to the original evaporator 410. The refrigerant introduced into the air heat source evaporator 410 is evaporated by absorbing heat from the air heat source.

또한, 상기 수액기(600)에 유입된 냉매는 수액기(600)에서 배출되어 수액기(600)와 수열원용 팽창밸브(320) 사이의 배관에 설치된 제7 밸브(S7)를 경유하여 수열원용 팽창밸브(320)로 유입되어 수열원용 팽창밸브(320)를 통과하면서 팽창한 후 수열원용 증발기(420)로 공급된다. 상기 수열원용 증발기(420)로 유입된 냉매는 냉수탱크(430)에서 공급받은 수열원에서 열을 흡수하여 증발된다.In addition, the refrigerant introduced into the receiver 600 is discharged from the receiver 600 and is used for a heat source via a seventh valve (S7) installed in a pipe between the receiver 600 and the expansion valve 320 for the heat source. After flowing into the expansion valve 320 and expanding while passing through the expansion valve 320 for a water heat source, it is supplied to the evaporator 420 for a water heat source. The refrigerant introduced into the water heat source evaporator 420 is evaporated by absorbing heat from the water heat source supplied from the cold water tank 430.

이후, 상기 공기열원용 증발기(410)를 통과한 냉매는 공기열원용 증발기(410)와 수열원용 증발기(420)를 통과한 냉매와 합쳐지는 지점 사이의 배관에 설치된 제4 밸브(S4)를 경유한 후 수열원용 증발기(420)를 통과한 냉매와 서로 합쳐져서 압축기(100)에 재유입되고, 압축기(100)로 유입된 냉매는 압축기(100)에서 다시 압축되게 된다.Thereafter, the refrigerant passing through the air heat source evaporator 410 passes through the fourth valve (S4) installed in the pipe between the point where the refrigerant passes through the air heat source evaporator 410 and the water heat source evaporator 420 merge. The refrigerant that has passed through the water heat source evaporator 420 is combined with each other and re-introduced into the compressor 100, and the refrigerant introduced into the compressor 100 is compressed again in the compressor 100.

한편, 공기열원용 증발기(410)에는 냉수탱크(430)의 물(수열원)을 공급받아 공기열원용 증발기(410)와 열교환하는 열교환기(700)가 일체로 구비된다. 상기 열교환기는 겨울철 공기열원용 증발기(410)에 착상된 서리를 제거하는 제상기능을 수행한다. Meanwhile, a heat exchanger 700 that receives water (a water heat source) from the cold water tank 430 and exchanges heat with the evaporator 410 for an air heat source is integrally provided in the evaporator 410 for an air heat source. The heat exchanger performs a defrost function to remove frost on the evaporator 410 for an air heat source in winter.

특히, 상기 수열원용 증발기(420)로 유입된 냉매는 수열원용 증발기(420)로 유입된 수열원인 냉수탱크(430)의 물과 열교환을 통해 냉수탱크(430)의 물을 냉수로 변환시키고, 수열원용 증발기(420)에서 냉수로 변환된 냉수탱크(430)의 물은 냉수탱크(430)로 저장되게 된다.In particular, the refrigerant introduced into the water heat source evaporator 420 converts the water of the cold water tank 430 into cold water through heat exchange with the water of the cold water tank 430, which is a water heat source introduced into the water heat source evaporator 420, The water in the cold water tank 430 converted to cold water in the original evaporator 420 is stored in the cold water tank 430.

한편, 상기 수액기(600)에서 배출되는 냉매는 공기열원용 팽창밸브(310)와 수열원용 팽창밸브(320)로 각각 공급되게 되는데, 이때 복수개의 공기열원용 냉매유입관(510)을 통해 공기열원용 팽창밸브(310)로 공급되고, 복수개의 수열원용 냉매유입관(520)을 통해 수열원용 팽창밸브(320)로 공급된다.Meanwhile, the refrigerant discharged from the receiver 600 is supplied to an expansion valve 310 for an air heat source and an expansion valve 320 for a water heat source, respectively, at this time, expansion for an air heat source through a plurality of refrigerant inlet pipes 510 for air heat sources. It is supplied to the valve 310, and is supplied to the expansion valve 320 for a heat source through a plurality of refrigerant inlet pipes 520 for a heat source.

따라서, 상기 공기열원용 팽창밸브(310)는 공기열원용 냉매유입관(510)을 통해 유입된 냉매를 팽창시키고, 상기 수열원용 팽창밸브(320)는 수열원용 냉매유입관(520)을 통해 유입된 냉매를 팽창시킨다. Accordingly, the expansion valve 310 for the air heat source expands the refrigerant introduced through the refrigerant inlet pipe 510 for the air heat source, and the expansion valve 320 for the water heat source is the refrigerant introduced through the refrigerant inlet pipe 520 for the heat source. Inflate

한편, 상기 공기열원용 팽창밸브(310)와 수열원용 팽창밸브(320)는 기존 전자식 팽창밸브가 아닌 개량식 팽창밸브로서 각각의 열원 조건에 따라 증발량을 조절할 수 있으며, 이에 대한 구체적인 설명은 후술하기로 한다.On the other hand, the expansion valve 310 for the air heat source and the expansion valve 320 for the water heat source are improved expansion valves instead of the existing electronic expansion valves, and the evaporation amount can be adjusted according to each heat source condition, and a detailed description thereof will be described later. .

본 발명은 압축-응축-팽창(공기열원+수열원)-증발로 순환되는 냉매 회로가 바뀌지 않으며, 일방향(one way)으로 냉매를 순환시켜 공기열원용 증발기(410) 및 수열원용 증발기(420)를 통해 냉방기능을 수행한다.In the present invention, the refrigerant circuit circulated by compression-condensation-expansion (air heat source + water heat source)-evaporation does not change, and the refrigerant is circulated in one way to provide an evaporator 410 for an air heat source and an evaporator 420 for a water heat source. It performs the cooling function through.

또한, 상기 응축기(200)를 통해 냉매를 응축하는 과정에서 발생된 응축열을 이용하여 온수를 생산하고, 생산된 온수를 바닥 난방(c), 급탕수(b) 및 세탁수 등으로 이용할 수 있다. 또한, 팬 코일 유닛(a) 또는 온풍기(d) 등을 설치하여 온수를 순환시켜 난방기능을 수행할 수 있다.In addition, hot water may be produced by using condensation heat generated in the process of condensing the refrigerant through the condenser 200, and the produced hot water may be used as floor heating (c), hot water (b), washing water, and the like. In addition, a fan coil unit (a) or a warmer (d) may be installed to circulate hot water to perform a heating function.

특히, 본 발명의 공기열원 및 수열원을 이용한 다중열원 냉난방시스템은 냉수와 온수를 동시에 생산할 수 있으므로 인해, 여름철 냉방 시 버려지는 응축열을 이용하여 온수를 생산하여 급탕수(b) 및 세탁수 등으로 사용할 수 있으므로, 버려지는 에너지를 사용한다는 측면에서 에너지의 활용도를 높일 수 있는 효과를 가지게 되는 것이다.In particular, since the multi-heat source cooling and heating system using an air heat source and a water heat source of the present invention can produce cold water and hot water at the same time, hot water is produced by using the condensation heat discarded during cooling in the summer to produce hot water (b) and washing water. Since it can be used, it has the effect of increasing the utilization of energy in terms of using the discarded energy.

아울러, 상기 응축기(200)를 통과한 냉매는 각각의 공기열원용 팽창밸브(310)와 수열원용 팽창밸브(320)를 통해 팽창된 후, 공기열원용 증발기(410)와 수열원용 증발기(420)를 각각 통과하면서 공기열원과 수열원에서 동시에 열을 흡수하여 증발하면서 냉방기능을 수행하게 된다. In addition, the refrigerant that has passed through the condenser 200 is expanded through the expansion valve 310 for the air heat source and the expansion valve 320 for the water heat source, respectively, and then the evaporator 410 for the air heat source and the evaporator 420 for the water heat source, respectively. As it passes, it absorbs heat from the air heat source and the water heat source at the same time and evaporates it to perform a cooling function.

이때, 상기 수열원용 증발기(420)를 통해 수열원인 물과 열교환시켜 냉수를 생산하고, 생산된 냉수는 냉수탱크(430)에 저장된다. 냉수탱크(430)에 저장된 냉수는 별도로 설치된 팬 코일 유닛으로 순환시켜 냉방을 공급할 수 있다.At this time, cold water is produced by exchanging heat with water as a water heat source through the evaporator 420 for a water heat source, and the produced cold water is stored in the cold water tank 430. The cold water stored in the cold water tank 430 may be circulated to a separately installed fan coil unit to supply cooling.

또한, 겨울철에 공기열원용 팽창밸브(310)로부터 냉매를 공급받아 공기열원인 공기와 열교환시키는 공기열원용 증발기(410)가 공기열원의 조건이 나빠져 착상이 발생할 경우, 공기열원용 증발기(410)에 연결된 공기열원용 팽창밸브(310)의 팽창 용량을 줄이고, 수열원용 증발기(420)에 연결된 수열원용 팽창밸브(320)의 팽창 용량을 늘려 공기열원용 증발기(410)의 증발 부하를 줄여 원천적으로 착상을 방지한다.In addition, when the air heat source evaporator 410 that receives refrigerant from the expansion valve 310 for the air heat source in winter and exchanges heat with the air as the air heat source, when the condition of the air heat source deteriorates and the condensation occurs, the air heat source connected to the air heat source evaporator 410 By reducing the expansion capacity of the expansion valve 310 and increasing the expansion capacity of the expansion valve 320 for a water heat source connected to the evaporator 420 for a water heat source, the evaporation load of the evaporator 410 for an air heat source is reduced, thereby preventing an implantation.

그래도 조건이 나빠져 착상이 일어날 경우, 공기열원용 증발기(410)에 일체로 구성된 열교환기(700)에 냉수탱크(430)의 물(수열원)을 공급하여 공기열원용 증발기(410)에 착상된 서리를 제거하는 제상기능을 수행할 수도 있다.Still, if the condition deteriorates and the conception occurs, water (water heat source) of the cold water tank 430 is supplied to the heat exchanger 700 integrally configured with the evaporator 410 for the air heat source to remove frost formed on the evaporator 410 for the air heat source. It can also perform a defrost function to remove.

한편, 상기 압축기(100)에서 토출된 고온고압의 냉매가 응축기(200)에서 응축이 원활하지 못해 응축 압력이 적정 압력 이상일 때, 제1 밸브(S1)를 통해 수액기(600)로 공급하던 냉매를 제2 밸브(S2)를 통해 공기열원용 증발기(410)로 공급하여 공기열원용 증발기(410)가 제2 응축기 기능을 수행하게 하고, 상기 공기열원용 증발기(410)를 통과한 냉매를 제3 밸브(S3)를 통해 수액기(600)로 공급하고, 상기 수액기(600)로부터 공급된 냉매는 제7 밸브(S7)를 통해 수열원용 팽창밸브(320)를 경유하여 수열원용 증발기(420)에서 팽창 증발시키고 물과 열교환시켜 냉수를 생산하여 냉수탱크(430)에 저장한다.On the other hand, when the high temperature and high pressure refrigerant discharged from the compressor 100 is not smoothly condensed in the condenser 200 and the condensation pressure is higher than the appropriate pressure, the refrigerant supplied to the receiver 600 through the first valve S1 Is supplied to the air heat source evaporator 410 through the second valve S2 so that the air heat source evaporator 410 performs a second condenser function, and the refrigerant that has passed through the air heat source evaporator 410 is transferred to the third valve ( S3) is supplied to the receiver 600, and the refrigerant supplied from the receiver 600 expands in the evaporator 420 for the heat source through the expansion valve 320 for the heat source through the seventh valve S7. After evaporation and heat exchange with water, cold water is produced and stored in the cold water tank 430.

최근, 공기열원 및 수열원을 함께 이용하는 다중열원을 이용한 히트펌프 시스템이 보급되고 있으며, 용량변화와 운전조건의 요구 등에 따라 팽창밸브의 냉매 유량제어 특성 향상과 유량제어 범위의 확대 등을 목적을 이루기 위해 전기적으로 유로 저항을 가변시킬 수 있는 전자식 팽창밸브가 개발되어 실용화되고 있다. Recently, heat pump systems using multiple heat sources that use both an air heat source and a water heat source have been popularized, and aims to improve the refrigerant flow control characteristics of the expansion valve and expand the flow control range according to the change in capacity and the demands of operating conditions. For this reason, an electronic expansion valve capable of electrically varying the flow path resistance has been developed and is being put into practice.

그러나, 종래의 다중열원을 이용한 히트펌프 시스템에 적용된 전자식 팽창밸브는 비교적 가격이 고가이기 때문에 이종의 열원을 적용하는 경우 설비 비용에 대한 부담이 증가되는 문제가 있다. 또한, 1개의 흡입포트 및 토출포트 구조를 갖는 단일의 전자식 팽창밸브만을 적용하는 경우, 열원 조건에 따라 작동되는 전자식 팽창밸브로부터 출력되는 시간당 생산열량과 증발량(RT)이 낮게 출력될 뿐만 아니라, 열교환 과정에서 열손실이 발생되는 문제가 있다.However, since the electronic expansion valve applied to the conventional heat pump system using multiple heat sources is relatively expensive, there is a problem in that the burden on equipment cost increases when a different type of heat source is applied. In addition, when only a single electronic expansion valve having one suction port and discharge port structure is applied, not only the heat produced per hour and the evaporation amount (RT) outputted from the electronic expansion valve operated according to the heat source condition are low, but also heat exchanged. There is a problem that heat loss occurs during the process.

이를 해결하기 위해, 본 발명은 공기열원에 따라 증발량을 조절하는 공기열원용 팽창밸브(310)와, 수열원에 따라 증발량을 조절하는 수열원용 팽창밸브(320)가 적용된다.In order to solve this, the present invention is applied to an expansion valve 310 for an air heat source that controls the amount of evaporation according to the air heat source, and an expansion valve for a water heat source 320 that controls the amount of evaporation according to the heat source.

이러한 공기열원용 팽창밸브(310) 및 수열원용 팽창밸브(320)는 기존의 고가인 전자식 팽창밸브에 비해 구조가 간단하고, 제조가 용이하여 설비 비용을 대폭 절감할 수 있을 뿐만 아니라 각각의 열원 조건 및 설치 환경에 따라 밸브의 유로(흡입홈, 흡입구멍, 토출공 등)의 크기 및 개수를 다양하게 하여 증발량을 조절할 수 있다.The expansion valve 310 for air heat source and the expansion valve 320 for water heat source have a simple structure and are easy to manufacture compared to the existing expensive electronic expansion valve, so that not only can significantly reduce the cost of equipment, but also the conditions of each heat source and The amount of evaporation can be controlled by varying the size and number of flow paths (suction grooves, suction holes, discharge holes, etc.) of the valve according to the installation environment.

도 2에 도시된 바와 같이, 상기 공기열원용 팽창밸브(310)는 복수개의 공기열원용 냉매유입관(510)이 연결되며, 상기 공기열원용 냉매유입관(510)을 통해 유입된 냉매를 팽창시킨다.As shown in FIG. 2, the expansion valve 310 for an air heat source is connected to a plurality of refrigerant inlet pipes 510 for an air heat source, and expands the refrigerant introduced through the refrigerant inlet pipe 510 for the air heat source.

상기 복수개의 공기열원용 냉매유입관(510) 상에는 상기 공기열원용 팽창밸브(310)로 유입되는 냉매의 흐름을 제어하는 제1 솔레노이드밸브(530)가 각각 설치된다.First solenoid valves 530 for controlling the flow of refrigerant flowing into the expansion valve 310 for air heat sources are installed on the plurality of refrigerant inlet pipes 510 for air heat sources, respectively.

상기 수열원용 팽창밸브(320)는 복수개의 수열원용 냉매유입관(520)이 연결되며, 상기 수열원용 냉매유입관(520)을 통해 유입된 냉매를 팽창시킨다.The expansion valve for a heat source 320 is connected to a plurality of refrigerant inlet pipes 520 for a heat source, and expands the refrigerant introduced through the refrigerant inlet pipe 520 for the heat source.

상기 복수개의 수열원용 냉매유입관(520) 상에는 상기 수열원용 팽창밸브(320)로 유입되는 냉매의 흐름을 제어하는 제2 솔레노이드밸브(540)가 각각 설치된다. A second solenoid valve 540 for controlling the flow of the refrigerant flowing into the expansion valve 320 for the heat source is installed on the plurality of refrigerant inlet pipes 520 for heat sources.

한편, 상기 제1 솔레노이드밸브(530)와 제2 솔레노이드밸브(540)는 제어부(800)에 의해 제어되며, 상기 제어부(800)는 냉매의 온도 및 압력의 변화에 따라 상기 제1 솔레노이드밸브(530)와 제2 솔레노이드밸브(540)의 개폐를 제어한다.Meanwhile, the first solenoid valve 530 and the second solenoid valve 540 are controlled by a control unit 800, and the control unit 800 is the first solenoid valve 530 according to a change in the temperature and pressure of the refrigerant. ) And the opening and closing of the second solenoid valve 540 is controlled.

더불어, 본 발명은 공기열원용 팽창밸브(310)와 수열원용 팽창밸브(320)로부터 배출되는 냉매를 증발하는 공기열원용 증발기(410) 또는 수열원용 증발기(420) 상에 각각 설치되어 냉매 압력을 측정하는 냉매 토출량 감지센서(미도시)를 더 포함할 수 있고, 상기 제어부(800)에 포함된 일종의 연산 프로그램을 통해 상기 냉매 토출량 감지센서로부터 측정된 냉매 토출량 값을 연산 처리하여 단위시간당 냉매 토출량에 따른 시간당 생산 열량 및 증발량을 산출한다. 또한, 상기 제어부(800)는 시간당 생산 열량 및 증발량 등의 데이터를 수치로 표시하기 위한 디스플레이부를 포함할 수 있다.In addition, the present invention is installed on each of the evaporator for air heat source 410 or the evaporator for water heat source 420 that evaporates the refrigerant discharged from the expansion valve 310 for the air heat source and the expansion valve 320 for the water heat source to measure the refrigerant pressure. A refrigerant discharge amount detection sensor (not shown) may be further included, and the refrigerant discharge amount value measured from the refrigerant discharge amount detection sensor is calculated and processed through a kind of calculation program included in the control unit 800 to calculate the amount of refrigerant discharge per unit time. Calculate production heat and evaporation. In addition, the control unit 800 may include a display unit for displaying data such as production heat quantity and evaporation quantity per hour in numerical values.

도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 공기열원용 팽창밸브(310) 및 수열원용 팽창밸브(320)는, 일단이 배관의 단부와 연결되는 관부(331), 상기 관부(331)의 타단에 일체로 연장 형성되되 외경이 관부(331)의 외경보다 크게 형성되는 하우징 몸체(332)로 이루어진 밸브 하우징(330); 상기 밸브 하우징(330)의 내부에 수용되어 유입된 냉매를 팽창시키는 냉매팽창부(340)를 포함한다.3 and 4, the expansion valve 310 for an air heat source and the expansion valve 320 for a water heat source have one end connected to the end of the pipe, a pipe part 331, and the other end of the pipe part 331. A valve housing 330 consisting of a housing body 332 formed integrally extending and having an outer diameter larger than the outer diameter of the pipe portion 331; It includes a refrigerant expansion unit 340 accommodated in the valve housing 330 to expand the introduced refrigerant.

상기 밸브 하우징(330) 및 냉매팽창부(340)는 동, 철 등의 금속 내지 합금 재질로 이루어지는 것이 바람직하다.It is preferable that the valve housing 330 and the refrigerant expansion unit 340 are made of a metal or alloy material such as copper or iron.

상기 관부(331)는 중공 형상으로 이루어져 그 일단에 배관이 연결되고, 상기 배관에 의해 공기열원용 증발기(410) 또는 수열원용 증발기(420)와 연결된다. 따라서, 상기 냉매팽창부(340)를 통해 저압으로 팽창된 냉매는 상기 관부(331)에 의해 배출되어 최종적으로 공기열원용 증발기(410) 및/또는 수열원용 증발기(420)로 공급된다.The pipe portion 331 has a hollow shape, and a pipe is connected to one end thereof, and is connected to an evaporator 410 for an air heat source or an evaporator 420 for a water heat source by the pipe. Accordingly, the refrigerant expanded to a low pressure through the refrigerant expansion unit 340 is discharged by the pipe unit 331 and is finally supplied to the evaporator 410 for an air heat source and/or the evaporator 420 for a water heat source.

상기 하우징 몸체(332)는 상기 냉매팽창부(340)가 삽입되어 수용되도록 원통 형상으로 이루어진다.The housing body 332 has a cylindrical shape so that the refrigerant expansion unit 340 is inserted and received.

도 5에 도시된 바와 같이, 상기 하우징 몸체(332)는 개방된 단부가 형성되고, 상기 단부를 커버하도록 덮개(333)가 결합되는 것이 바람직하다. 상기 덮개(333)에는 응축기(200)를 통해 응축된 냉매를 공기열원용 팽창밸브(310) 및 수열원용 팽창밸브(320)로 공급하는 복수개의 공기열원용 냉매유입관(510) 및/또는 수열원용 냉매유입관(520)이 연결된다.As shown in Figure 5, the housing body 332 is formed with an open end, it is preferable that the cover 333 is coupled to cover the end. The cover 333 includes a plurality of refrigerant inlet pipes 510 for air heat sources and/or refrigerant for water heat sources supplying the refrigerant condensed through the condenser 200 to the expansion valve 310 for an air heat source and the expansion valve 320 for a water heat source. The inlet pipe 520 is connected.

도 6에 도시된 바와 같이, 상기 냉매팽창부(340)에는 복수개의 공기열원용 냉매유입관(510) 또는 수열원용 냉매유입관(520)과 연통되어 냉매가 흡입되는 흡입홈(341)이 복수개 형성된다.6, the refrigerant expansion unit 340 has a plurality of suction grooves 341 in which the refrigerant is sucked by communicating with a plurality of refrigerant inlet pipes 510 for air heat sources or refrigerant inlet pipes 520 for water heat sources. do.

상기 흡입홈(341)은 토출공(342) 측으로 함몰된 홈 형상으로 형성된다. The suction groove 341 is formed in a groove shape recessed toward the discharge hole 342.

이러한 흡입홈(341)은 공기열원, 수열원 등의 다양한 열원 조건 및 외부 설치환경(저류설비 등)에 따라 크기 및 개수를 다양하게 할 수 있으며, 바람직하게는 2~4개 정도로 형성되는 것이 좋다. These suction grooves 341 can be varied in size and number according to various heat source conditions such as an air heat source and a water heat source and an external installation environment (storage facility, etc.), and preferably about 2 to 4 are formed. .

상기 흡입홈(341)은 원형 형상으로 이루어지되 공기열원용 냉매유입관(510) 또는 수열원용 냉매유입관(520)과 연통되도록 상기 공기열원용 냉매유입관(510) 또는 수열원용 냉매유입관(520)의 직경과 동일하거나 큰 직경으로 형성되는 것이 바람직하다. The suction groove 341 is formed in a circular shape, and communicates with the refrigerant inlet pipe 510 for an air heat source or the refrigerant inlet pipe 520 for a water heat source, so that the refrigerant inlet pipe 510 for the air heat source or the refrigerant inlet pipe 520 for a water heat source It is preferably formed with a diameter equal to or greater than the diameter of.

여기서, 상기 흡입홈(341)의 직경은 13~20㎜로 형성되는 것이 바람직하다. 상기 직경 범위내로 흡입홈(341)을 형성하는 이유는 냉매팽창부(340)의 외경 대비 최적의 개수로 공기열원용 냉매유입관(510) 또는 수열원용 냉매유입관(520)을 연결할 수 있고, 상기 공기열원용 냉매유입관(510) 또는 수열원용 냉매유입관(520)의 일단이 흡입홈(341) 내에 삽입되도록 하여 냉매의 누출을 방지할 수 있다. 여기서, 공기열원용 냉매유입관(510) 또는 수열원용 냉매유입관(520)의 최적 개수는 상기 냉매팽창부(340) 상에 연결 가능한 냉매유입관 개수를 의미하며, 2~4개가 바람직하다.Here, the diameter of the suction groove 341 is preferably formed to be 13 ~ 20mm. The reason for forming the suction groove 341 within the diameter range is that the refrigerant inlet pipe 510 for the air heat source or the refrigerant inlet pipe 520 for the water heat source can be connected with an optimal number compared to the outer diameter of the refrigerant expansion unit 340, and the One end of the refrigerant inlet pipe 510 for an air heat source or the refrigerant inlet pipe 520 for a water heat source is inserted into the suction groove 341 to prevent leakage of the refrigerant. Here, the optimum number of the refrigerant inlet pipes 510 for the air heat source or the refrigerant inlet pipes 520 for the water heat source means the number of refrigerant inlet pipes that can be connected to the refrigerant expansion unit 340, and 2 to 4 are preferable.

한편, 상기 냉매팽창부(340)에는 상기 흡입홈(341)의 직경보다 작은 직경으로 토출공(342)이 형성된다. 이러한 토출공(342)은 상기 흡입홈(341)과 연통되어 냉매를 팽창시키고 냉매 유량을 조절하여 공기열원용 증발기(410) 및/또는 수열원용 증발기(420)로 토출시킨다.Meanwhile, a discharge hole 342 is formed in the refrigerant expansion part 340 with a diameter smaller than that of the suction groove 341. The discharge hole 342 communicates with the suction groove 341 to expand the refrigerant and adjust the flow rate of the refrigerant to discharge it to the evaporator 410 for an air heat source and/or the evaporator 420 for a water heat source.

즉, 응축기(200)에서 토출된 고온고압의 냉매는 상기 흡입홈(341)으로 유입되어 상기 토출공(342)을 통과하면서 각각 팽창되어 저온저압의 습포화상태가 된 후 각각 분기된 상태로 공기열원용 증발기(410) 및/또는 수열원용 증발기(420)로 공급된다. That is, the high-temperature and high-pressure refrigerant discharged from the condenser 200 flows into the suction groove 341 and expands while passing through the discharge hole 342 to become a wet saturation state of low temperature and low pressure, and then the air heat in a branched state. It is supplied to the original evaporator 410 and/or the water heat source evaporator 420.

여기서, 상기 토출공(342)의 직경은 0.5~2.4㎜로 형성되는 것이 바람직하며, 상기 토출공의 직경이 0.5㎜ 미만인 경우에는 토출량이 심하게 감소되는 문제가 있고, 2.4㎜를 초과하는 경우에는 증발량 증대 효과가 미미하다는 단점이 있다.Here, it is preferable that the diameter of the discharge hole 342 is formed to be 0.5 to 2.4 mm, and if the diameter of the discharge hole is less than 0.5 mm, there is a problem that the discharge amount is severely reduced, and if it exceeds 2.4 mm, the evaporation amount There is a disadvantage that the enhancement effect is insignificant.

도 7에 도시된 바와 같이, 상기 토출공(342)은 상기 흡입홈(341)과 마찬가지로 다양한 열원 조건 및 외부 설치환경에 따라 크기 및 개수를 다양하게 할 수 있다. 예를 들면, 냉난방시스템의 설치 시 설치 장소에 지하수나 빗물 등의 수열원이 많을 경우에는 공기열원을 줄이고, 수열원을 늘려 설치할 수 있다. 따라서, 설치 장소의 환경에 맞게 최적의 조건으로 공기열원용 팽창밸브(310)와 수열원용 팽창밸브(320)에 각각 형성된 토출공(342)의 개수를 다양화 시킴으로써 열원의 다양성, 설치장소 다양성 등의 효과를 발휘한다.As shown in FIG. 7, like the suction groove 341, the discharge holes 342 may be various in size and number according to various heat source conditions and external installation environments. For example, when installing a cooling/heating system, if there are many sources of heat source such as groundwater or rainwater at the installation site, it is possible to reduce the air heat source and increase the number of heat sources. Therefore, by diversifying the number of discharge holes 342 respectively formed in the expansion valve 310 for an air heat source and the expansion valve 320 for a water heat source under optimal conditions according to the environment of the installation site, the diversity of heat sources and installation location It works.

이에 상기 토출공(342)은 서로 연통되는 흡입홈(341) 상에 1개 또는 복수개가 연통 형성된다. 바람직하게는, 상기 토출공(342)은 1개의 흡입홈(341) 상에 최대 6개까지 형성될 수 있다.Accordingly, one or more discharge holes 342 are formed in communication on the suction grooves 341 communicating with each other. Preferably, up to six discharge holes 342 may be formed on one suction groove 341.

도 8에 도시된 바와 같이, 상기 각 토출공(342)은 동일한 직경으로 형성되거나 또는 서로 다른 직경으로 형성된다.As shown in FIG. 8, each of the discharge holes 342 has the same diameter or different diameters.

따라서, 상기 토출공(342)이 동일한 직경으로 형성되거나 또는 서로 다른 직경으로 형성됨으로써, 상기 토출공(342)을 통해 토출되는 냉매의 양을 목적하는 바에 맞게 최적으로 조절할 수 있다. Accordingly, since the discharge holes 342 are formed with the same diameter or different diameters, the amount of the refrigerant discharged through the discharge holes 342 can be optimally adjusted to suit a desired purpose.

도 9에 도시된 바와 같이, 상기 냉매팽창부(340)에는 상기 흡입홈(341)과 동일한 직경을 갖는 흡입구멍(343)이 더 형성될 수 있다.As shown in FIG. 9, a suction hole 343 having the same diameter as the suction groove 341 may be further formed in the refrigerant expansion part 340.

다중열원 냉난방시스템에서 공기 및 물 등의 열원을 이종으로 적용하는 경우, 설치 장소의 환경에 맞게 최적의 조건으로 설정하기 위해서는 공기열원용 팽창밸브(310)와 수열원용 팽창밸브(320)에 각각 형성된 흡입홈(341)과 토출공(342)의 크기 및 개수를 다양하게 할 필요가 있다. 이때, 상기 흡입홈(341)과 토출공(342)의 형성과 함께 별도의 흡입구멍(343)이 더 형성됨으로써, 공기열원 또는 수열원에 적용되는 냉매의 양을 목적하는 바에 맞게 토출공(342)의 경우보다 더 많은 양의 냉매를 토출시킬 수 있다.In the case of applying different types of heat sources such as air and water in a multi-heat source cooling and heating system, suction formed in the expansion valve 310 for the air heat source and the expansion valve 320 for the water heat source respectively in order to set the optimal conditions to suit the environment of the installation site. It is necessary to vary the size and number of the grooves 341 and the discharge holes 342. At this time, a separate suction hole 343 is further formed along with the formation of the suction groove 341 and the discharge hole 342, so that the amount of refrigerant applied to the air heat source or the water heat source is determined according to the purpose of the discharge hole 342 ), a larger amount of refrigerant can be discharged.

도 10에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 공기열원 및 수열원을 이용한 냉난방시스템은 전자식 팽창밸브를 적용한 종래의 히트펌프 시스템과는 달리, 공기열원용 팽창밸브와 수열원용 팽창밸브를 적용하였으며, 1대의 냉난방시스템으로 공기열원 및 수열원의 동시 운전이 가능하다.As shown in FIG. 10, the cooling and heating system using an air heat source and a water heat source according to the present invention, unlike a conventional heat pump system to which an electronic expansion valve is applied, an expansion valve for an air heat source and an expansion valve for a water heat source are applied. It is possible to operate the air heat source and water heat source at the same time with a large cooling and heating system.

특히, 본 발명에 따른 공기열원 및 수열원을 이용한 냉난방시스템은 공기열원용 팽창밸브와 수열원용 팽창밸브를 적용하였기에 4마력의 압축기(100)를 사용한 경우, 압축기(100)의 사용 마력 대비 종래 히트펌프 시스템에서 출력되는 증발량의 2배 수준의 증발량을 출력한다.In particular, the air-conditioning system using an air heat source and a water heat source according to the present invention applies an expansion valve for an air heat source and an expansion valve for a water heat source, so when the compressor 100 of 4 horsepower is used, the conventional heat pump compared to the used horsepower of the compressor 100 Outputs the evaporation amount equal to twice the evaporation amount output from the system.

도 11은 본 발명의 공기열원용 팽창밸브 또는 수열원용 팽창밸브를 단독 사용, 공기열원용 팽창밸브 또는 수열원용 팽창밸브를 복수개 사용, 공기열원용 팽창밸브와 수열원용 팽창밸브를 조합 사용하는 경우에 대한 시험 성능 데이터를 나타낸 것이며, 이러한 시험에서 4마력의 압축기가 사용되었다.11 is a test performance for the case of using an expansion valve for an air heat source or an expansion valve for a water heat source of the present invention alone, a plurality of expansion valves for an air heat source or a water heat source, and a combination of an expansion valve for an air heat source and an expansion valve for a water heat source Data are shown, and a 4 horsepower compressor was used in these tests.

먼저, 공기만을 열원으로 하는 공기열원용 팽창밸브를 단독 사용한 (a) 본원 냉난방시스템은 시간당 생산 열량이 74.4℃/h 로 출력되었다. First, the air-conditioning system, which used only air as a heat source, used an expansion valve for an air heat source alone (a) The production heat per hour output was 74.4°C/h.

또한, 공기열원용 팽창밸브를 복수개 사용한 (b) 본원 냉난방시스템은 시간당 생산 열량이 각각 79.2~87.6℃/h 로 출력되었다. In addition, (b) the air conditioning system, which used a plurality of expansion valves for air heat sources, outputs 79.2 to 87.6°C/h of heat produced per hour, respectively.

또한, 공기열원용 팽창밸브와 수열원용 팽창밸브를 조합하여 사용한 (c) 본원 냉난방시스템은 시간당 생산 열량이 90.0~96.6℃/h 로 출력되었다.In addition, the air-heating source expansion valve and the water-heat source expansion valve were used in combination.

또한, 물만을 열원으로 하는 수열원용 팽창밸브를 단독 사용한 (d) 본원 냉난방시스템은 시간당 생산 열량이 80.4℃/h 로 출력되었다.In addition, (d) the present air conditioning system, which used only water as a heat source, used an expansion valve for a water heat source alone, and produced 80.4° C./h of heat per hour.

또한, 수열원용 팽창밸브를 복수개 사용한 (e) 본원 냉난방시스템은 시간당 생산 열량이 82.8~87.6℃/h 로 출력되었다.In addition, the heating and cooling system of the present invention, which used a plurality of expansion valves for water heat sources (e), produced 82.8~87.6℃/h of heat per hour.

이상에서 살펴 본 바와 같이, 공기열원용 팽창밸브(310)와 수열원용 팽창밸브(320)를 조합하여 사용한 경우, 다른 조건을 갖는 팽창밸브에 비해 시간당 생산 열량이 월등히 높게 출력되는 것을 확인할 수 있다.As described above, when the expansion valve 310 for the air heat source and the expansion valve 320 for the water heat source are used in combination, it can be seen that the amount of heat produced per hour is significantly higher than that of the expansion valve having other conditions.

이처럼, 상기 공기열원용 팽창밸브(310) 및 수열원용 팽창밸브(320)는 응축기(200)에서 토출된 고온고압의 냉매를 팽창시켜 각각 공기열원용 증발기(410) 및 수열원용 증발기(420)로 공급하며, 특히 고온고압의 냉매를 팽창시키는 과정에서 시간당 생산열량과 증발량을 증대시킴으로써 압축기(100)의 동력 소모를 감소시킨다. 더불어 각각의 열원 조건에 따라 증발량을 조절할 수 있으므로 어느 하나의 열원에서 문제가 발생할 경우 다른 열원에서 이를 대체하여 에너지 손실을 방지할 수 있다.As such, the expansion valve 310 for air heat source and the expansion valve 320 for water heat source expand the high-temperature and high-pressure refrigerant discharged from the condenser 200 and supply them to the evaporator 410 and the evaporator 420 for a water heat source, respectively, and In particular, power consumption of the compressor 100 is reduced by increasing the amount of heat produced per hour and the amount of evaporation per hour in the process of expanding the refrigerant of high temperature and high pressure. In addition, since the evaporation amount can be adjusted according to each heat source condition, if a problem occurs in one heat source, energy loss can be prevented by replacing it in another heat source.

본 발명은 첨부된 도면을 참조하여 바람직한 실시예를 중심으로 기술되었지만 당업자라면 이러한 기재로부터 본 발명의 범주를 벗어남이 없이 많은 다양한 자명한 변형이 가능하다는 것은 명백하다. 따라서 본 발명의 범주는 이러한 많은 변형의 예들을 포함하도록 기술된 청구범위에 의해서 해석되어져야 한다.The present invention has been described with reference to the accompanying drawings, but it is apparent to those skilled in the art that many various obvious modifications are possible without departing from the scope of the present invention from this description. Accordingly, the scope of the invention should be interpreted by the claims set forth to include examples of such many modifications.

100 : 압축기 200 : 응축기
210 : 온수탱크 310 : 공기열원용 팽창밸브
320 : 수열원용 팽창밸브 330 : 밸브 하우징
331 : 관부 332 : 하우징 몸체
333 : 덮개 340 : 냉매팽창부
341 : 흡입홈 342 : 토출공
343 : 흡입구멍 410 : 공기열원용 증발기
420 : 수열원용 증발기 430 : 냉수탱크
510 : 공기열원용 냉매유입관 520 : 수열원용 냉매유입관
530 : 제1 솔레노이드밸브 540 : 제2 솔레노이드밸브
600 : 수액기 700 : 열교환기
800 : 제어부 900 : 저류설비100: compressor 200: condenser
210: hot water tank 310: expansion valve for air heat source
320: expansion valve for water heat source 330: valve housing
331: pipe part 332: housing body
333: cover 340: refrigerant expansion unit
341: suction groove 342: discharge hole
343: suction hole 410: evaporator for air heat source
420: evaporator for water heat source 430: cold water tank
510: refrigerant inlet pipe for air heat source 520: refrigerant inlet pipe for water heat source
530: first solenoid valve 540: second solenoid valve
600: receiver 700: heat exchanger
800: control unit 900: storage facility

Claims (11)

냉매를 고온고압으로 압축시키는 압축기(100);
상기 압축기(100)로부터 고온고압의 냉매를 공급받아 이를 응축하고, 온수탱크(210)로부터 공급받은 물을 가열하여 온수탱크(210)로 공급하는 응축기(200);
상기 응축기(200)에서 액화된 냉매를 일시 저장하고, 공기열원용 팽창밸브(310) 또는 수열원용 팽창밸브(320)로 냉매를 공급하는 수액기(600);
복수개의 공기열원용 냉매유입관(510)이 연결되며, 상기 공기열원용 냉매유입관(510)을 통해 수액기(600)로부터 유입된 냉매를 팽창시키는 공기열원용 팽창밸브(310);
복수개의 수열원용 냉매유입관(520)이 연결되며, 상기 수열원용 냉매유입관(520)을 통해 수액기(600)로부터 유입된 냉매를 팽창시키는 수열원용 팽창밸브(320);
상기 공기열원용 팽창밸브(310)로부터 냉매를 공급받아 공기열원에서 열을 흡수하여 증발시키는 공기열원용 증발기(410);
상기 수열원용 팽창밸브(320)로부터 냉매를 공급받아 냉수탱크(430)에서 공급받은 수열원에서 열을 흡수하여 증발시키는 수열원용 증발기(420); 및
상기 공기열원용 증발기(410)와 일체로 구성되며, 냉수탱크(430)로부터 물을 공급받는 열교환기(700);를 포함하며,
상기 공기열원용 팽창밸브(310) 및 수열원용 팽창밸브(320)는, 일단이 배관의 단부와 연결되는 관부(331), 상기 관부(331)의 타단에 일체로 연장 형성되되 외경이 관부(331)의 외경보다 크게 형성되는 하우징 몸체(332)로 이루어진 밸브 하우징(330); 상기 밸브 하우징(330)의 내부에 수용되어 유입된 냉매를 팽창시키는 냉매팽창부(340);를 포함하고,
상기 냉매팽창부(340)에는 냉매가 흡입되는 흡입홈(341)이 복수개로 형성되고, 상기 흡입홈(341)의 직경보다 작은 직경으로 형성되되 상기 흡입홈(341)과 연통되어 냉매를 팽창시켜 토출하는 토출공(342)이 형성되는 것을 특징으로 하는 공기열원 및 수열원을 이용한 다중열원 냉난방시스템.
Compressor 100 for compressing the refrigerant to high temperature and high pressure;
A condenser 200 for receiving a high-temperature, high-pressure refrigerant from the compressor 100, condensing it, and heating the water supplied from the hot water tank 210 to supply it to the hot water tank 210;
A receiver 600 for temporarily storing the refrigerant liquefied in the condenser 200 and supplying the refrigerant to an expansion valve 310 for an air heat source or an expansion valve 320 for a water heat source;
An expansion valve 310 for an air heat source to which a plurality of refrigerant inlet pipes 510 for air heat sources are connected, and expand the refrigerant introduced from the receiver 600 through the refrigerant inlet pipe 510 for the air heat source;
A plurality of heat source refrigerant inlet pipes 520 are connected, and an expansion valve 320 for a water heat source expands the refrigerant introduced from the receiver 600 through the refrigerant inlet pipe 520 for a heat source;
An evaporator 410 for an air heat source receiving refrigerant from the expansion valve 310 for an air heat source and absorbing and evaporating heat from the air heat source;
An evaporator 420 for a water heat source that receives refrigerant from the expansion valve 320 for a heat source and absorbs and evaporates heat from the heat source supplied from the cold water tank 430; And
Includes; a heat exchanger 700 integrally configured with the evaporator 410 for the air heat source and receiving water from the cold water tank 430,
The air heat source expansion valve 310 and the water heat source expansion valve 320 are formed integrally extending at one end of a pipe part 331 connected to the end of the pipe, and the other end of the pipe part 331 with an outer diameter of the pipe part 331 The valve housing 330 made of a housing body 332 that is formed larger than the outer diameter of the; Including; a refrigerant expansion unit 340 accommodated in the valve housing 330 to expand the introduced refrigerant,
The refrigerant expansion unit 340 has a plurality of suction grooves 341 in which the refrigerant is sucked, and is formed with a diameter smaller than the diameter of the suction groove 341, and communicates with the suction groove 341 to expand the refrigerant. Multiple heat source cooling and heating system using an air heat source and a water heat source, characterized in that a discharge hole 342 to discharge is formed.
청구항 1에 있어서,
상기 열교환기(700)는 냉수탱크(430)의 물(수열원)을 공급하여 공기열원용 증발기(410)에 착상된 서리를 제거하는 것을 특징으로 하는 공기열원 및 수열원을 이용한 다중열원 냉난방시스템.
The method according to claim 1,
The heat exchanger 700 is a multi-heat source cooling and heating system using an air heat source and a water heat source, characterized in that by supplying water (water heat source) from the cold water tank 430 to remove frost on the evaporator 410 for an air heat source.
청구항 1에 있어서,
상기 압축기(100)에서 토출된 고온고압의 냉매가 응축기(200)에서 응축이 원활하지 못할 경우, 상기 공기열원용 증발기(410)가 제2 응축기 기능을 수행하는 것을 특징으로 하는 공기열원 및 수열원을 이용한 다중열원 냉난방시스템.
The method according to claim 1,
When the high-temperature, high-pressure refrigerant discharged from the compressor 100 is not smoothly condensed in the condenser 200, the air heat source and the water heat source, characterized in that the evaporator 410 for the air heat source performs a second condenser function. Multiple heat source cooling and heating system using.
청구항 3에 있어서,
상기 공기열원용 증발기(410)가 제2 응축기 기능을 수행은,
응축기(200)를 통과한 냉매가 응축기(200)와 공기열원용 증발기(410) 사이의 배관에 설치된 제2 밸브(S2), 공기열원용 증발기(410), 공기열원용 증발기(410)와 수액기(600) 사이의 배관에 설치된 제3 밸브(S3)를 통해 수액기(600)로 유입되는 냉매회로에 의해 이루어지는 것을 특징으로 하는 공기열원 및 수열원을 이용한 다중열원 냉난방시스템.

The method of claim 3,
The air heat source evaporator 410 performs a second condenser function,
The refrigerant that has passed through the condenser 200 is a second valve (S2) installed in the pipe between the condenser 200 and the evaporator for air heat source 410, the evaporator for air heat source 410, the evaporator for air heat source 410 and the receiver 600 ) A multi-heat source cooling and heating system using an air heat source and a water heat source, characterized in that made by a refrigerant circuit introduced into the receiver 600 through a third valve (S3) installed in the pipe between.

청구항 1에 있어서,
복수개의 공기열원용 냉매유입관(510) 상에 각각 설치되어 상기 공기열원용 팽창밸브(310)로 유입되는 냉매의 흐름을 제어하는 제1 솔레노이드밸브(530);
복수개의 수열원용 냉매유입관(520) 상에 각각 설치되어 상기 수열원용 팽창밸브(320)로 유입되는 냉매의 흐름을 제어하는 제2 솔레노이드밸브(540);를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 공기열원 및 수열원을 이용한 다중열원 냉난방시스템.
The method according to claim 1,
First solenoid valves 530 respectively installed on the plurality of refrigerant inlet pipes 510 for air heat sources to control the flow of refrigerant flowing into the expansion valve 310 for air heat sources;
The air heat source further comprises a second solenoid valve 540 installed on each of the plurality of refrigerant inlet pipes 520 for heat sources to control the flow of the refrigerant introduced into the expansion valve 320 for heat sources. And multiple heat source cooling and heating system using a water heat source.
청구항 5에 있어서,
냉매의 온도 및 압력의 변화에 따라 상기 제1 솔레노이드밸브(530)와 제2 솔레노이드밸브(540)의 개폐를 제어하는 제어부(800)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 공기열원 및 수열원을 이용한 다중열원 냉난방시스템.
The method of claim 5,
Multiplex using an air heat source and a water heat source, characterized in that it further comprises a control unit 800 for controlling the opening and closing of the first solenoid valve 530 and the second solenoid valve 540 according to changes in the temperature and pressure of the refrigerant. Heat source cooling and heating system.
삭제delete 삭제delete 청구항 1에 있어서,
상기 흡입홈(341)의 직경은 13~20㎜이고, 상기 토출공(342)의 직경은 0.5~2.4㎜인 것을 특징으로 하는 공기열원 및 수열원을 이용한 다중열원 냉난방시스템.
The method according to claim 1,
A multi-heat source cooling and heating system using an air heat source and a water heat source, characterized in that the diameter of the suction groove 341 is 13 to 20 mm, and the diameter of the discharge hole 342 is 0.5 to 2.4 mm.
청구항 1에 있어서,
상기 토출공(342)은 서로 연통되는 흡입홈(341) 상에 1개 또는 복수개가 연통 형성되는 것을 특징으로 하는 공기열원 및 수열원을 이용한 다중열원 냉난방시스템.
The method according to claim 1,
The discharge hole 342 is a multi-heat source cooling and heating system using an air heat source and a water heat source, characterized in that one or more communication is formed on the suction groove 341 communicating with each other.
청구항 10에 있어서,
상기 각 토출공(342)은 동일한 직경으로 형성되거나 또는 서로 다른 직경으로 형성되는 것을 특징으로 하는 공기열원 및 수열원을 이용한 다중열원 냉난방시스템.The method of claim 10,
Each of the discharge holes 342 is formed of the same diameter or a multiple heat source cooling and heating system using an air heat source and a water heat source, characterized in that formed in different diameters.
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