KR20100059170A - Heat pump storage system - Google Patents
Heat pump storage system Download PDFInfo
- Publication number
- KR20100059170A KR20100059170A KR1020080117842A KR20080117842A KR20100059170A KR 20100059170 A KR20100059170 A KR 20100059170A KR 1020080117842 A KR1020080117842 A KR 1020080117842A KR 20080117842 A KR20080117842 A KR 20080117842A KR 20100059170 A KR20100059170 A KR 20100059170A
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- hot water
- heat exchanger
- heat
- control valve
- cold
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
- F25B30/00—Heat pumps
- F25B30/02—Heat pumps of the compression type
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
- F25B13/00—Compression machines, plants or systems, with reversible cycle
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
- F25B41/00—Fluid-circulation arrangements
- F25B41/20—Disposition of valves, e.g. of on-off valves or flow control valves
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
- F25B2313/00—Compression machines, plants or systems with reversible cycle not otherwise provided for
- F25B2313/027—Compression machines, plants or systems with reversible cycle not otherwise provided for characterised by the reversing means
- F25B2313/02741—Compression machines, plants or systems with reversible cycle not otherwise provided for characterised by the reversing means using one four-way valve
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
- F25B2600/00—Control issues
- F25B2600/25—Control of valves
- F25B2600/2521—On-off valves controlled by pulse signals
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/14—Thermal energy storage
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Heat-Pump Type And Storage Water Heaters (AREA)
Abstract
Description
본 발명은 히트펌프 축열 시스템에 관한 것으로 하계에는 냉열원 및 급탕을 축열 하고, 동계에는 온수 및 급탕수를 축열하는 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 냉동사이클에 의한 빙축열 냉방시스템 또는 냉수 축열 역사이클에 수축열 난방시스템을 결합하여 계절에 따라 번갈아가며 냉난방에 사용할 수 있도록 한 축냉-축열식 복합 열펌프 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a heat pump heat storage system, a summer heat storage of a cold heat source and hot water, and a winter heat storage system for heat storage and hot water and hot water, more specifically an ice heat storage cooling system by a refrigeration cycle or cold water heat storage reverse cycle The present invention relates to a refrigeration-heat storage type composite heat pump system that can be used for cooling and heating alternately according to seasons by combining a heat shrinkage heating system with a heat sink.
일반적으로, 냉열 축열(빙축열 또는 냉수) 기기는 심야시간대의 잉여전기를 이용해서 냉동기를 가동시켜 얼음 또는 냉수를 생성하여 축열조에 저장해 두였다가 냉방에 따른 부하가 커지는 시간대에 축열조의 냉열원를 이용해 냉방을 하는 기기이다.In general, cold heat storage (ice heat storage or cold water) equipment uses a surplus electricity in the late-night time to generate ice or cold water and store it in the heat storage tank, and then cool it by using a heat storage source of the heat storage tank at a time when the load due to cooling increases. It is a device that does.
도7은 종래의 빙축열 축열 시스템의 계통도로서, 도시된 바와 같이, 빙축열 시스템은 압축기(101), 실외기(102), 축열조(105) 및 팽창변(104)로 이루어진 형태 이다. FIG. 7 is a schematic diagram of a conventional ice storage heat storage system, and as shown, the ice storage system includes a
일반적으로 빙축열 시스템의 축열조(105)내부에는 순환수가 일정수위 만큼 수용되어 있는데, 야간에 축열조(105)내에 설치된 열교환 코일(103) 내부로 실외기에서 냉각된 냉매가 통과하면서 축냉시켜 코일의 외부에 얼음이 형성되고, 주간에 코일 외부의 얼음을 해빙시킨 냉수를 실내기로 보내 실내 냉방을 실현한다. 냉방에 사용된 순환수는 회수 파이프를 통해 실외기로 회수되어 열교환된 다음 다시 냉각과정을 거치게 된다. Generally, circulating water is stored in the
그러나, 종래의 소형 빙축열 열펌프 시스템은 심야전력을 이용한 냉동사이클의 가동으로 심야에 축열조 내의 순환수를 결빙시킨 후 주간에 이를 해빙시킨 냉수를 공급파이프를 통해 실내기에 공급함으로써 실내 냉방의 목적을 달성할 수 있었으나, 동절기에는 실내 난방을 위해 별도의 난방설비를 갖추어야 하는 불편함과 설비 추가에 따른 비용상의 문제가 있었다.However, the conventional small ice heat storage heat pump system achieves the purpose of indoor cooling by supplying the indoor water through the supply pipe the cold water thawed during the day after freezing the circulating water in the heat storage tank by the operation of the refrigeration cycle using the late night power. In winter, there were inconveniences of having separate heating facilities for indoor heating and cost problems due to additional equipment.
본 발명은 상기와 같은 제반 문제점을 개선하기 위한 것으로, 히트펌프 사이클에 의한 냉열 축열(빙축열 또는 냉수)의 냉방시스템과 역사이클에 의한 수축열 난방시스템을 결합하여 계절에 따라 냉방 또는 난방을 할 수 있도록 전환가능하게 구성되고, 사계절 급탕 열원을 축열 하여 공급 할 수 있도록 하는 복합 열펌프 시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention is to improve the above problems, by combining the cooling system of the heat storage cooling (ice heat storage or cold water) by the heat pump cycle and the shrinkage heat heating system by the reverse cycle can be cooled or heated according to the season. It is an object of the present invention to provide a complex heat pump system that is configured to be switchable so that it can be regenerated and supplied by a four season hot water supply heat source.
본 발명은 히트펌프 시스템에 급탕열교환기, 온수 열교환기, 냉열 열교환기, 냉온 축열조 및 급탕 축열조를 부착하서, 하계에는 급탕 및 냉열원을 동시에 축열 하며, 동계에는 급탕 및 난방 온수를 동시에 축열 하고, 하계 및 동계에 다단 응축 사이클로서 고온의 온수를 축열 및 응축압력의 저하로 압축기의 소요 동력을 절감 할 수 있다.The present invention attaches a hot water heat exchanger, a hot water heat exchanger, a cold heat exchanger, a cold heat storage tank and a hot water storage heat storage tank to a heat pump system, and simultaneously heat storage of a hot water supply and a cold heat source in the summer, and simultaneously heat storage of a hot water supply and a heating hot water, As a multi-stage condensation cycle in the summer and winter seasons, it is possible to reduce the power consumption of the compressor by accumulating high temperature hot water and reducing the condensation pressure.
본 발명은 히트펌프 시스템을 응용한 축열 시스템으로서, 그 목적은 하계에는 급탕 및 냉열원을 동시에 축열 하며, 동계에는 급탕 및 난방 온수를 동시에 축열 하는 에너지 절약형 시스템에 관한 것으로, 하계에는 냉동 사이클중 응축기의 폐열을 급탕수 가열 열원으로 사용함으로서 추가 적인 에너지의 공급 없이 급탕 열원을 공급할 수 있으며, 동절기에는 급탕 열교환기 및 응축열 교환기를 응축기로 사용 함으로서 급탕수 및 난방수를 축열 하여, 우리 나라의 주택의 특징인 온돌 난방과 급탕수를 동시에 공급 함으로서 최상의 주거 공간을 만들 수 있다. The present invention relates to a heat storage system using a heat pump system, the purpose of which is to heat storage hot water and cold heat source at the same time in summer, and to the energy-saving system to heat storage hot water and heating hot water at the same time in winter, condenser during the refrigeration cycle in summer Hot water can be supplied without additional energy by using the waste heat of hot water supply. In winter, hot water and heating water are regenerated by using hot water heat exchanger and condensation heat exchanger as condensers. The best residential space can be created by supplying the ondol heating and hot water at the same time.
또한, 고효율 히트펌프를 겨울철 난방 열원으로서의 새로운 에너지원을 개척 하는 것이며 지구 온난화 가스 CO2의 발생을 억제하는 효과도 있으며, 압축기의 출구의 고온 고압의 압축 냉매 가스는 급탕 열교환기 및 응축 열교환기에서 순차적으로 다단 응축 되므로, 열교환기의 전열 면적을 증가 시켜서 고효율 열교환으로 난방 열량을 증가 시키며, 응축 압력을 저하로 압축기의 소요 동력을 절감 시키고, 과부하로 인한 압축기의 소손을 방지 할 수 있다.In addition, the high-efficiency heat pump is pioneering a new energy source as a heating source for winter, and it has the effect of suppressing the generation of global warming gas CO2, and the high-temperature and high-pressure compressed refrigerant gas at the outlet of the compressor is sequentially used in a hot water supply heat exchanger and a condensation heat exchanger. Because of the multi-stage condensation, the heat transfer area of the heat exchanger is increased, thereby increasing the heating heat by high efficiency heat exchange, reducing the power consumption of the compressor by reducing the condensation pressure, and preventing the compressor from being burned out due to overload.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 히트펌프 시스템은, 냉매 가스를 고온고압의 상태로 압축하여 배출하는 압축기와, 상기 압축기에서 압축된 냉매를 액상으로 응축하는 응축기와, 상기 응축기에서 응축된 고온고압 상태의 액상 냉매를 저압상태의 액상냉매로 팽창시키는 팽창밸브와, 상기 팽창밸브에서 팽창된 냉매를 증발시키면서 냉매의 증발 잠열을 이용하여 피 냉각물체와 열 교환에 의하여 냉동효과를 달성하면서 증발하여 저온저압의 기상의 냉매 가스를 압축기로 복귀시키는 증발기 및 냉, 난방 절환을 위한 사방변을 포함하여 이루어지는 히트펌프 시스템에 있어서,In order to achieve the above object, the heat pump system according to the present invention, a compressor for compressing and discharging the refrigerant gas at a high temperature and high pressure state, a condenser for condensing the refrigerant compressed by the compressor in the liquid phase, and condensed in the condenser An expansion valve for expanding a liquid refrigerant in a high temperature and high pressure state into a liquid refrigerant in a low pressure state, and using a latent heat of evaporation of the refrigerant while evaporating the refrigerant expanded in the expansion valve to achieve a freezing effect by heat exchange with the object to be cooled. In the heat pump system comprising an evaporator for returning the refrigerant gas of the low-temperature low-pressure gas phase to the compressor and the four sides for switching between cold and heating,
상기 압축기(1), 실외기(2), 온수 열교환기(3) 및 사방변(5)로 이루어진 히트펌프 시스템(300)과; A heat pump system (300) comprising the compressor (1), outdoor unit (2), hot water heat exchanger (3), and four sides (5);
상기 냉열및 온열 축열 탱크(7), 급탕 축열 탱크(8), 급탕열교환기(4), 펌프(10, 11) 및 열교환기(40)으로 이루어진 축열조 시스템(400)을 특징으로 한다. Heat
본 발명의 특징 및 이점들은 첨부도면에 의거하여 바람직한 실시 예에 대한 상세한 설명으로 더욱 명백해질 것이다. The features and advantages of the present invention will become more apparent from the detailed description of the preferred embodiments based on the accompanying drawings.
이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자가 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. Prior to this, terms or words used in the present specification and claims should not be construed as being limited to the common or dictionary meanings, and the inventors may properly interpret the concept of terms in order to best explain their own invention. Based on the principle that can be defined, it should be interpreted as meaning and concept corresponding to the technical idea of the present invention.
이하, 본 발명에 의한 히트펌프의 실시 예를 첨부 도면을 참조하면서 설명한다.Hereinafter, an embodiment of a heat pump according to the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
도1은 본 발명에 따른 히트펌프 시스템의 계통도를 나타낸 사이클 도면 이다.1 is a cycle diagram showing a schematic diagram of a heat pump system according to the present invention.
참조부호 (1)는 압축기로서, 냉매가스를 흡입하여 고온고압으로 압축하여 배출하기 위한 것으로서, 그 사용목적에 따라 왕복동식, 크랭크식, 사판식, 워블 플레이트식, 로터리식, 스크롤식 등 다양한 형태의 압축기가 적용될 수 있다.
이 압축기(1)의 토출라인은 급탕 열교환기(4)을 거처서 사방변(5)으로 연결 되어 있으며, 제어변(38)이 압축기(1)의 출구에서 열교환기(4)와 병렬로 사방변(5)에 연결 되어지며, 사방변(5)는 실외기(2)와 연결된다. The discharge line of the compressor (1) is connected to the four sides (5) via the hot water heat exchanger (4), and the control valve (38) has four sides in parallel with the heat exchanger (4) at the outlet of the compressor (1). It is connected to (5), the four sides (5) is connected to the outdoor unit (2).
이 급탕 열교환기(4) 및 실내기(2)는 냉방 운전시 응축기로서 상기 압축기(1)에서 압축되어 배출되는 냉매가스를 방열시킴으로써 고온고압의 액상 냉매로 응축하도록 되어 있다. 여기서는 구체적으로 도시하지 않았으나, 상기 응축기는 공기 열교환기인 경우에는 인입 헤더 및 출구헤더, 상기 인입/출구 헤더들을 연결하여 이들이 서로 통하도록 함으로써 소정의 유로를 형성하는 다수의 튜브와, 그리고 상기 튜브들 사이에 적층되는 코르게이트형 전열 핀을 가진 통상적인 형태의 것이 적용될 수 있다. 따라서 냉각 팬에 의하여 송풍되는 공기는 튜브들 사이의 전열 핀들을 거치게 되고 이 과정에서 응축기 내부를 유동하는 냉매가 송풍공기에 열량을 빼앗겨 냉매의 응축작용이 수행된다. The hot water supply heat exchanger (4) and the indoor unit (2) are condensed into a liquid refrigerant having a high temperature and high pressure by dissipating the refrigerant gas compressed and discharged from the compressor (1) as a condenser during the cooling operation. Although not shown in detail, the condenser is an air heat exchanger, and a plurality of tubes forming a predetermined flow path by connecting the inlet header and the outlet header and the inlet / outlet headers to communicate with each other, and between the tubes. Conventional forms with corrugated heating fins laminated to can be applied. Therefore, the air blown by the cooling fan passes through the heat transfer fins between the tubes. In this process, the refrigerant flowing in the condenser loses heat to the blower air, thereby performing the condensation of the refrigerant.
또한, 상기 응축기가 물 열교환기인 경우에는 판형 열교환기, 셀앤튜브 열교환기, 나관식 및 이중관식 열교환기등의 형태로서 열교환기 내부의 물에 열량을 빼앗겨 냉매의 응축작용이 수행된다. In addition, when the condenser is a water heat exchanger, the heat condensation of the refrigerant is performed by taking heat into the water inside the heat exchanger in the form of a plate heat exchanger, a cell-and-tube heat exchanger, a spiral tube, and a double tube heat exchanger.
한편, 압축기(1)의 입구 라인 쪽에는 후술하는 팽창밸브(4)로부터 유입되는 냉매를 증발시킴으로써 이 때의 증발잠열을 이용하여 피 냉각물체 와 냉매를 열 교환시켜 냉동효과를 달성하는 냉열 열교환기(40, 증발기)가 연결된다. 상기 냉열 열교환기(40, 증발기)는 인입 헤더 및 출구헤더, 상기 인입/출구 헤더들을 연결하여 이들이 서로 통하도록 함으로써 소정의 유로를 형성하는 다수의 튜브와, 그리고 상기 튜브들 사이에 적층되는 코르게이트형 전열 핀을 가진 통상적인 형태의 것이 적용될 수 있다. 따라서 냉각 팬에 의하여 송풍되는 공기는 튜브들 사이의 전열 핀들을 거치게 되고 이 과정에서 증발기 내부를 유동하는 냉매가 송풍공기의 온도( 열량)를 빼앗아 냉매의 증발 작용이 수행된다.On the other hand, the inlet line side of the compressor (1) by evaporating the refrigerant flowing from the expansion valve (4) to be described later by using the latent heat of evaporation heat exchanged between the object to be cooled and the refrigerant to achieve a freezing
또한, 상기 냉열 열교환기(40)이 물 열교환기인 경우에는 판형 열교환기, 셀앤튜브 열교환기, 나관식 및 이중관식 열교환기등의 형태로서 열교환기 내부의 물에 열량을 빼앗아 냉매의 증발 작용이 수행된다. In addition, when the
그리고 냉열 열교환기(40, 증발기)의 입구 단에는 공급되는 고온고압 상태의 액상 냉매를 교축작용에 의하여 저압상태의 냉매로 팽창시켜 증발작용이 용이하게 수행되도록 냉열 열교환기(40)로 공급하기 위한 팽창밸브(20)가 설치된다. 이 팽창밸브(20)는, 여기서는 구체적으로 도시되지는 않았으나, 감온실 내부의 온도에 따른 다이어프램의 팽창변위에 의하여 압력전달로드를 통하여 고압냉매유로의 궤도를 조절하는 내부균압식, 캐필러리 튜브를 통한 다이어프램의 팽창변위에 의하여 고압냉매유로의 괘도를 조절하는 외부균압식 등 일반적으로 TEV라하는 감온식 팽창변, 모세관 형태 및 전자식 팽창변등을 사용하며 다양한 형태의 것이 사용될 수 있다. In addition, an inlet end of the cold heat exchanger 40 (evaporator) expands the liquid refrigerant in a high temperature and high pressure state into a low pressure refrigerant by throttling to supply the
이하, 본 발명에 의한 히트펌프의 실시 예를 첨부 도면을 참조하면서 설명 한다.Hereinafter, an embodiment of a heat pump according to the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
도1에서 냉매의 흐름은 압축기(1)에서 고온 고압의 냉매 가스로 압축되고 급탕 열교환기(4, 응축기)에서 기상에서 액상으로 응축 된후 사방변(5)을 거처 실외기(2)에서 열교환후 기상에서 액상으로 변환후 팽창변(5)을 지나면서 감압되어서 냉열 열교환기(40, 증발기)를 거처 사방변(5)을 지나 압축기(1)의 흡입부로 인입 되며, 압축기(1)에서 급탕 열교환기(4)를 거치지 않고 사방변(5)로 바이패스 되는 배관상에 제어변(38)이 있고, 팽창변(20) 출구 측에는 제어변(30, 31, 39)으로 열 교환기(3, 40)로 연결된 구조 이다.In Fig. 1, the flow of the refrigerant is compressed into a refrigerant gas of high temperature and high pressure in the
본 발명의 작동을 설명하면, 급탕 열교환기(4, 응축기), 응축 열교환기(3, 응축기), 냉열 열교환기(40) 및 실외기(2)의 운전 조합 형태에 따라 분류 하면, Referring to the operation of the present invention, when classified according to the operation combination form of the hot water supply heat exchanger (4, condenser), condensation heat exchanger (3, condenser), cold heat exchanger (40) and outdoor unit (2),
1) 하절기 급탕 및 냉열 축열 모드;1) summer hot water and cold heat storage mode;
2) 동절기의 급탕 및 온수 축열 모드로 대분류 할 수 있다. 2) It can be classified into hot water and hot water heat storage mode in winter.
먼저 1) 하절기의 급탕 및 냉열 축열 모드는 압축기(1)의 고온 고압의 냉매 가스를 First, the hot water supply and cold heat storage mode in the summer season is carried out by the refrigerant gas of the high temperature and high pressure of the compressor (1).
급탕 열교환기(4)에서 기체 상태에서 열교환기(4)의 내부의 물과 열교환후 액체 상태의 냉매로 응축 되어서 사방변(5)을 거처서(d→c) 실외기(2, 응축기)에 인입 된다. The hot water heat exchanger (4) is condensed with water inside the heat exchanger (4) in a gaseous state, and condensed into a refrigerant in a liquid state after passing through the four sides (d → c) to the outdoor unit (2, condenser). .
실외기(2, 응축기)에 인입되는 냉매의 상태는 액상, 기체 상태 및 부분 기체 상태로서 실외의 공기와 열교환후 액체 상태의 냉매로 응축 및 과냉각 되고, 실외기(2)의 출구의 냉매는 팽창변(20)을 통과 하면서 감압 되고 제어변(31)을 지나 냉열 열교환기(40, 증발기)에서 축열조 내부의 물과 열교환후 액상에서 가스 상으로 변환 후 사방변(5, e→s)을 지나 압축기(1)에 흡입 되어 지며, 축열조(7) 내부의 물은 얼음 또는 냉수의 형태로 축열되어서 팬코일 또는 공조기의 냉방시 냉열원으로 사용 되어 진다. The state of the refrigerant introduced into the outdoor unit 2 (condenser) is a liquid state, a gas state, and a partial gas state, and after the heat exchange with the outdoor air, the refrigerant is condensed and supercooled into the liquid state, and the refrigerant at the outlet of the
상기 하계에는 제어변(30)이 닫힘(CLOSE) 상태로서 온수 열교환기(3), 온수 펌프(10) 및 제어변(39)는 사용되지 않는다. In the summer, the hot water heat exchanger 3, the
이때, 급탕 열교환기(4)는 압축기(1) 출구의 고온 고압의 압축 냉매 가스와 열교환 하여서 급탕수를 급탕 펌프(11)에 순환 구조로 열을 공급 하는 구조로서, 별도의 급탕 열원(보일러)이 필요 없으며, 하절기에는 제어변(38)은 응축압력 에따라 열림(OPEN) 또는 닫힘(CLOSE) 운전을 하고, 압축기(1)의 출구의 고온 고압의 압축 냉매 가스는 급탕 열교환기(4) 및 실외기(2, 응축기)에서 순차적으로 다단 응축 되므로, 하절기 외기 온도 상승시 응축 압력을 저하 시켜서 압축기(1)의 소요 동력을 절감(도.4 에서 추가 설명) 시키고, 과부하로 인한 압축기의 소손을 방지 할 수 있다.At this time, the hot water supply heat exchanger (4) is a structure that supplies heat to the hot
또한, 냉열 열교환기(40, 증발기)에 인입되는 냉매를 과냉각(도.4 설명) 시켜서 냉방 능력을 증가 시켜 준다.In addition, by cooling the refrigerant introduced into the cold heat exchanger (40, evaporator) (see Fig. 4) to increase the cooling capacity.
다음으로 2) 동절기의 급탕 및 온수 축열 모드는 압축기(1)의 고온 고압의 냉매 가스를 급탕 열교환기(4)에서 기체 상태에서 열교환기(4)의 내부의 물과 열교환후 액체 상태의 냉매로 응축 되어서 사방변(5)을 거처서(d→e) 응축 열교환(3, 응축기)에 인입 된다. Next, in the hot water supply and hot water heat storage mode of the winter season, the refrigerant gas of the high temperature and high pressure of the
응축 열교환기(3, 응축기)에 인입되는 냉매의 상태는 액상, 기체 상태 및 부분 기체 상태로서 실내의 공기와 열교환후 액체 상태의 냉매로 응축 및 과냉각 되고, 응축 열교환기 (3, 응축기)의 출구의 냉매는 제어변(30)를 지나 팽창변(20)을 통과 하면서 감압 되고, 실외기(2, 증발기)에서 실외 공기와 열교환후 액상에서 가스 상으로 변환 후 사방변(5, c→s)을 지나 압축기(1)에 흡입 되어 진다.The state of the refrigerant introduced into the condensation heat exchanger (3, condenser) is a liquid state, gaseous state and partial gas state is condensed and subcooled with the refrigerant in the liquid state after heat exchange with the air in the room, the outlet of the condensation heat exchanger (3, condenser) After the refrigerant is passed through the
상기 동계에는 제어변(31)이 닫힘(CLOSE) 상태로서 냉열 열교환기(40)는 사용되지 않는다. The
이때, 급탕 열교환기(4)는 압축기(1) 출구의 고온 고압의 압축 냉매 가스와 열교환 하여서 급탕수를 급탕 펌프(10)로 급탕 탱크(8)에 순환 구조로 열을 공급 하는 구조로서, 별도의 급탕 열원(보일러)이 필요 없으며, 냉열 축열 탱크(7)는 동절기에는 바닥 난방 또는 난방 기구의 수열원으로 공급 되므서, 우리 나라의 주택의 특징인 온돌 난방으로 최상의 주거 공간을 만들 수 있다. At this time, the hot water supply heat exchanger (4) is a structure in which heat is supplied to the hot water tank (8) in a circulation structure by heat-exchanging with a high temperature and high pressure compressed refrigerant gas at the outlet of the compressor (1), and separately No need for hot water supply (boiler), the cold heat storage tank (7) is supplied as a heat source of the floor heating or heating equipment in winter, so that the best residential space can be made by the ondol heating, which is a characteristic of the home of our country.
또한, 압축기(1)의 출구의 고온 고압의 압축 냉매 가스는 급탕 열교환기(4), 응축 열교환기(3)에서 순차적으로 다단 응축 되므로, 열교환기의 전열 면적을 증가 시켜서 고효율 열교환으로 난방 열량을 증가 시키며, 응축 압력을 저하로 압축기(1)의 소요 동력을 절감(도.4에서 추가 설명) 시키고, 과부하로 인한 압축기의 소손을 방지 할 수 있다.In addition, the high-temperature, high-pressure compressed refrigerant gas at the outlet of the compressor (1) is condensed sequentially in the hot water supply heat exchanger (4) and the condensation heat exchanger (3), thereby increasing the heat transfer area of the heat exchanger to increase the heat of heating by high efficiency heat exchange. By increasing the condensation pressure, the power consumption of the compressor (1) can be reduced (as described in Fig. 4), and the compressor can be prevented from being burned due to overload.
또한, 실외기(2, 증발기)에 인입되는 냉매를 과냉각(도.4 설명) 시켜서 냉동 효과를 증가 시켜 준다.In addition, by cooling the refrigerant introduced into the outdoor unit (2, evaporator) (see Fig. 4) to increase the freezing effect.
본 모드에서는 급탕 펌프(11) 및 온수 펌프(10)는 운전(ON) 함으로서 급탕 열교환기(4) 및 응축 열교환기(3)는 냉매 가스와 열교환을 하는 형태 이다. In this mode, the
또한, 응축 열교환의 순서는 급탕 열교환기(4)가 먼저 급탕수와 열교환을 하여서 고온의 급탕수를 생성 하여서 응축압력이 상승시 응축 열교환기(3)을 작동시키는 다단 응축 구조로 응축압력의 과다 상승을 방지 하며 고온 축열을 가능 하게 한다. In addition, the sequence of condensation heat exchange is a multi-stage condensation structure in which the hot water heat exchanger 4 first exchanges hot water with hot water to generate hot hot water, and operates the condensation heat exchanger 3 when the condensation pressure rises. Prevents rise and enables high temperature heat storage.
이때, 제어변(38, 39)는 열교환기 가동(ON)시는 닫힘(OFF)되고 열교환기 정지시에는 열림(OPEN)되는 구조 이다.At this time, the
또 다른 실시예 도2은 히트펌프 시스템(300)에서 냉열 열교환기(40)을 하계에는 증발기로 사용 하고, 동계에는 응축기로 사용 하는 형태로서, 제어변(32)는 하계에는 닫힘(CLOSE) 상태로 운전 하고, 동계에는 응축 압력에 따라 제어 하는 구조 이다. Another embodiment FIG. 2 is a form in which a
상기 사이클에서는 도1에서의 응축 열교환기(3) 및 온수 펌프(10)이 없는 구조로서, 냉열 열교환기(40)는 증발기 및 응축기 겸용으로서 내부의 냉매와 냉온 축열조(7) 내부의 물과 직접 열교환 하는 형태이고, 제어변(32) 또는 제어변(38)은 생략한 형태로도 운전이 가능 하다.In the cycle, there is no condensation heat exchanger 3 and
또 다른 실시예 도3은 히트펌프 시스템(300)에서 냉열 열교환기(40)의 내부로 냉매가 아닌 브라인을 순환 시키는 간접 열교환 형태로서, 온수 열교환기(3)이 하계에는 증발기로서 내부의 브라인을 냉각 시키서 브라인 펌프(10)로 순환 하여서 냉열 축열조(7)의 내부에 부착된 냉열 열교환기(40)로 내부의 물을 냉각시키는 간접 냉각 방식이다. Another embodiment FIG. 3 is an indirect heat exchange type for circulating a brine, not a refrigerant, into a
동계에는 온수 열교환기(3)이 응축기로 사용 되는 형태로서, 고온 고압의 냉매가스와 온수 열교환기(3, 응축기) 내부의 브라인과 열교환후 냉매가스는 응축 되고, 브라인은 가열되어서 브라인 펌프(10)에의해 냉열 축열조(7)의 내부의 냉,열 열교환기(40)의 외부의 물을 가열 시키고 브라인은 냉각 된후 재차 온수 열교환기(3)에 인입 된다. In the winter season, the hot water heat exchanger 3 is used as a condenser, and the refrigerant gas of high temperature and high pressure and the brine inside the hot water heat exchanger 3 and the heat exchanger are condensed, and the brine is heated, so that the brine pump 10 ) By heating the water outside the cold, heat exchanger (40) inside the cold heat storage tank (7) and the brine is cooled and introduced again into the hot water heat exchanger (3).
상기 제어변(30, 31, 32, 38, 39)는 냉매의 흐름을 제어(ON, OFF)하는 밸브로서 전자변, 체크밸브 및 솔레노이드 밸브등의 다양한 형태로 제작 될수 있다.The
또한, 하계에는 급탕 열교환기(4) 및 실외기(2)가 응축기로서 다단 응축을 하므로 응축 압력의 저하 뿐만 아니라 급탕 열교환기(4)의 출구의 온수 온도를 고온으로 할 수 있고, 동계에는 급탕 열교환기(4) 및 온수 열교환기(3)이 응축기로서 다단 응축을 하므로 응축 압력의 저하 뿐만 아니라 급탕 열교환기(4) 및 온수 열교환기(3)의 출구의 온수 온도를 고온으로 할 수 있다.In addition, since the hot water supply heat exchanger 4 and the
도 4는 본 발명에 따른 히트펌프 시스템의 사이클을 나타낸 선도(P-i)로서 종래의 냉동 공조 사이클(i1', i2', i3)은 고압(P2‘) 및 저압(P1’)으로 작동하고, 본 발명의 사이클(i1, i2, i3)은 고압(P2) 및 저압(P1)으로 작동하는 시스템에서 토출 온도는 i2'가 i2보다 크므로 i2'가 고온 이 되고, 일량 (i2'-i1')가 일량(i2-i1)보다 크므로 종래의 냉동 공조 시스템이 더 많은 일 량과 높은 토출온도로 압축기(1)의 과부하로 인한 소손의 원인이 되며, 단위 냉각 능력(i1-i3)이 (i1'-i3')보다 커서 증발기의 냉각능력을 향상 시켜서 증발기의 출구의 공기를 더욱더 저온으로의 냉각 할 수 있다. 4 is a diagram Pi illustrating a cycle of a heat pump system according to the present invention, where conventional refrigeration air conditioning cycles i1 ′, i2 ′, i3 operate at high pressure P2 ′ and low pressure P1 ′. In the cycles i1, i2, i3 of the invention, in the system operating at high pressure (P2) and low pressure (P1), the discharge temperature is i2 'is higher than i2, so i2' becomes high temperature, and the amount (i2'-i1 ') Is larger than the amount (i2-i1), the conventional refrigeration air conditioning system causes damage due to the overload of the compressor (1) with more work and a higher discharge temperature, unit cooling capacity (i1-i3) is (i1 It is larger than '-i3'), and it improves the cooling capacity of the evaporator, so that the air at the outlet of the evaporator can be cooled to a lower temperature.
도 5, 6는 본 발명에 따른 히트펌프 시스템의 하절기 급탕 및 냉열 모드로 운전 되었을 때의 시간 - 압력선도 및 압력 - 동력 선도로서 종래의 냉동 공조 사이클(A-B-C')은 고압(P2‘)으로 작동하고, 본 발명의 사이클(A-B-C)은 고압(P2)으로서, 이때의 동력 소비는 P2에서 W1을, P2’에서 W2를 소비 하므로 W2 > W1 이므로 본 발명의 사이클이 기존의 히트펌프 시스템 보다 저에너지 소비의 고효율 사이클이다. 5 and 6 are time-pressure diagram and pressure-power diagram when the heat pump system is operated in summer hot water supply and cold heat mode according to the present invention, the conventional refrigeration air conditioning cycle (AB-C ') is a high pressure (P2') Cycle (ABC) of the present invention is a high pressure (P2), the power consumption at this time consumes W1 at P2, W2 at P2 ', so W2> W1, the cycle of the present invention is better than the conventional heat pump system High efficiency cycle with low energy consumption.
또한, 하계에는 냉방과 급탕을 동시에 하므로 냉방 에너지 효율(에너 지 효율 = 냉각 능력/ 총에너지 투입량) 2.5 및 난방 에너지 효율 3.5의 합산의 총에너지 효율 = 2.5 + 3.5 = 6.0의 고효율 운전이 가능하다. In addition, in the summer, cooling and hot water supply are simultaneously performed so that high efficiency operation of cooling energy efficiency (energy efficiency = cooling capacity / total energy input) 2.5 and heating energy efficiency 3.5 combined with total energy efficiency = 2.5 + 3.5 = 6.0 is possible.
도 1은 본 발명에 따른 히트펌프 시스템의 실시예 1)의 계통도를 나타낸 도면1 is a diagram showing a system diagram of Embodiment 1) of a heat pump system according to the present invention;
도 2는 본 발명에 따른 히트펌프 시스템의 실시예 2)의 계통도를 나타낸 도면2 is a diagram showing a system diagram of Embodiment 2) of a heat pump system according to the present invention;
도 3은 본 발명에 따른 히트펌프 시스템의 실시예 3)의 계통도를 나타낸 도면3 is a diagram showing a system diagram of Embodiment 3) of a heat pump system according to the present invention;
도 4은 본 발명에 따른 냉동 공조시스템의 사이클 선도를 나타낸 도면4 is a view showing a cycle diagram of a refrigeration air conditioning system according to the present invention
도 5는 본 발명에 따른 냉동 공조시스템의 시간-압력 선도를 나타낸 도면5 is a view showing a time-pressure diagram of a refrigeration air conditioning system according to the present invention;
도 6는 본 발명에 따른 냉동 공조시스템의 압력-소비 동력을 나타낸 도면Figure 6 is a view showing the pressure-consumption power of the refrigeration air conditioning system according to the present invention
도 7은 종래의 빙축열 시스템의 계통도를 나타낸 도면7 is a schematic diagram of a conventional ice heat storage system.
Claims (5)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020080117842A KR20100059170A (en) | 2008-11-26 | 2008-11-26 | Heat pump storage system |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020080117842A KR20100059170A (en) | 2008-11-26 | 2008-11-26 | Heat pump storage system |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
KR20100059170A true KR20100059170A (en) | 2010-06-04 |
Family
ID=42360516
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
KR1020080117842A KR20100059170A (en) | 2008-11-26 | 2008-11-26 | Heat pump storage system |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
KR (1) | KR20100059170A (en) |
Cited By (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN102519170A (en) * | 2011-12-30 | 2012-06-27 | 东莞市蓝冠环保节能科技有限公司 | Split triple-connection air-conditioning water heater for enhancing hydrojet |
CN103245122A (en) * | 2013-05-16 | 2013-08-14 | 王全龄 | Ultra-low-temperature double-circuit heat pump air-conditioning water heater |
CN103958987A (en) * | 2011-10-25 | 2014-07-30 | Lg电子株式会社 | Regenerative air-conditioning apparatus |
CN105241108A (en) * | 2015-10-10 | 2016-01-13 | 青岛阿尔普尔新能源科技股份有限公司 | Modularized hot water air conditioning system and control method thereof |
CN105466067A (en) * | 2015-12-28 | 2016-04-06 | 许德虎 | Low-temperature intelligent triple heat supply pump unit |
CN105466068A (en) * | 2015-12-28 | 2016-04-06 | 许德虎 | Intelligent triple heat supply pump unit |
CN106196022A (en) * | 2015-04-30 | 2016-12-07 | 东键飞能源科技(上海)有限公司 | A kind of regenerative furnace combustion system stablizing flame and method |
CN109708334A (en) * | 2018-12-24 | 2019-05-03 | 武汉科技大学 | Based on hairdressing place's source of sewage and air source heat pump trilogy supply composite system |
CN110017717A (en) * | 2019-04-18 | 2019-07-16 | 杭州联投能源科技有限公司 | A kind of Energy Conversion And Storage System and its working method |
-
2008
- 2008-11-26 KR KR1020080117842A patent/KR20100059170A/en not_active Application Discontinuation
Cited By (12)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN103958987A (en) * | 2011-10-25 | 2014-07-30 | Lg电子株式会社 | Regenerative air-conditioning apparatus |
CN103958987B (en) * | 2011-10-25 | 2016-11-09 | Lg电子株式会社 | regenerative air-conditioning equipment |
US9581359B2 (en) | 2011-10-25 | 2017-02-28 | Lg Electronics Inc. | Regenerative air-conditioning apparatus |
CN102519170A (en) * | 2011-12-30 | 2012-06-27 | 东莞市蓝冠环保节能科技有限公司 | Split triple-connection air-conditioning water heater for enhancing hydrojet |
CN103245122A (en) * | 2013-05-16 | 2013-08-14 | 王全龄 | Ultra-low-temperature double-circuit heat pump air-conditioning water heater |
CN106196022A (en) * | 2015-04-30 | 2016-12-07 | 东键飞能源科技(上海)有限公司 | A kind of regenerative furnace combustion system stablizing flame and method |
CN105241108A (en) * | 2015-10-10 | 2016-01-13 | 青岛阿尔普尔新能源科技股份有限公司 | Modularized hot water air conditioning system and control method thereof |
CN105466067A (en) * | 2015-12-28 | 2016-04-06 | 许德虎 | Low-temperature intelligent triple heat supply pump unit |
CN105466068A (en) * | 2015-12-28 | 2016-04-06 | 许德虎 | Intelligent triple heat supply pump unit |
CN109708334A (en) * | 2018-12-24 | 2019-05-03 | 武汉科技大学 | Based on hairdressing place's source of sewage and air source heat pump trilogy supply composite system |
CN110017717A (en) * | 2019-04-18 | 2019-07-16 | 杭州联投能源科技有限公司 | A kind of Energy Conversion And Storage System and its working method |
CN110017717B (en) * | 2019-04-18 | 2023-10-27 | 杭州联投能源科技有限公司 | Energy conversion and storage system and working method thereof |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US10921030B2 (en) | Thermal energy system and method of operation | |
US9003818B2 (en) | Heat pump type hot water supply apparatus | |
KR20100059170A (en) | Heat pump storage system | |
CN108759138B (en) | Operation method and system of secondary throttling middle incomplete cooling refrigerating system | |
JP2003075009A (en) | Heat pump system | |
KR101155497B1 (en) | Heat pump type speed heating apparatus | |
KR20100059176A (en) | Storage system | |
KR20100005734U (en) | Heat pump storage system | |
CN108759139B (en) | Primary throttling intermediate incomplete cooling refrigeration system with intermediate temperature evaporator | |
KR20100046365A (en) | Heat pump system | |
KR20100005735U (en) | storage system | |
KR101964946B1 (en) | temperature compensated cooling system high efficiency | |
KR20100005736U (en) | Heat pump system | |
JP2001296068A (en) | Regenerative refrigerating device | |
KR200274119Y1 (en) | Heat pump system | |
JP2007051788A (en) | Refrigerating device | |
KR20110018958A (en) | Heat pump system | |
KR20100005738U (en) | Hot water heat pump system | |
CN108759156B (en) | Secondary throttling middle incomplete cooling two-stage compression heat pump system | |
KR20100137050A (en) | Refrigeration and air conditioning system | |
JP2004293889A (en) | Ice thermal storage unit, ice thermal storage type air conditioner and its operating method | |
KR100554566B1 (en) | Heat pump cycle for excessive low temperature | |
KR20100046366A (en) | Hot water heat pump system | |
KR102080053B1 (en) | Heat pump air-conditioner having defrosting function | |
KR20100102863A (en) | Heat pump system |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
WITN | Withdrawal due to no request for examination |