KR20250015212A - 열공급장치 - Google Patents

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KR20250015212A
KR20250015212A KR1020230096326A KR20230096326A KR20250015212A KR 20250015212 A KR20250015212 A KR 20250015212A KR 1020230096326 A KR1020230096326 A KR 1020230096326A KR 20230096326 A KR20230096326 A KR 20230096326A KR 20250015212 A KR20250015212 A KR 20250015212A
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KR
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heat exchanger
expansion valve
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liquid pipe
heat
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KR1020230096326A
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오승택
김현종
권경민
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엘지전자 주식회사
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Abstract

본 발명은 열공급장치에 관한 것이다.
본 발명의 열공급장치는, 냉매를 압축시키는 압축기와, 공기와 냉매를 열교환시키는 제1열교환기와, 물과 냉매를 열교환시키는 제2열교환기와, 상기 압축기에서 토출된 냉매를 상기 제1열교환기 또는 상기 제2열교환기로보내는 전환밸브와, 상기 제1열교환기와 상기 제2열교환기 사이를 연결하는 액관을 유동하는 냉매와, 상기 액관에서 분지되어 팽창된 냉매를 열교환하는 제3열교환기와, 상기 제3열교환기에서 상기 제1열교환기 방향으로 유동하는 냉매를 팽창시키는 제1팽창밸브와, 상기 제3열교환기에서 상기 제2열교환기 방향으로 유동하는 냉매를 팽창시키는 제2팽창밸브를 포함한다. 상기 제1팽창밸브와 상기 제2팽창밸브는 상기 제3열교환기를 유동하는 냉매의 방향에 따라 선택적으로 개폐되어, 제3열교환기를 통과한 냉매가 제1팽창밸브 또는 제2팽창밸브를 유동할 수 있다.

Description

열공급장치{Heat Supplier}
본 발명은 열공급장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 압축기에서 토출되는 냉매로 실내공간으로 유동하는 물을 가열하는 냉각시키는 열공급장치에 관한 것이다.
열공급장치는, 실내공간으로 유동하는 물에 온열 또는 냉열을 공급하는 장치를 의미할 수 있다.
열공급장치는, 압축기, 공기와 냉매를 열교환을 진행하는 제1열교환기와, 실내로 공급되는 물과 냉매를 열교환하는 제2열교환기를 포함하는 구조를 가질 수 있다. 즉, 열공급장치는, 냉매를 이용하여 공기와 물을 열교환시키는 AWHP(Air to Water Heat Pump)장치를 사용할 수 있다. 물과 냉매를 열교환시키는 제2열교환기를 유동하는 물은 냉매의 냉열 또는 온열을 공급받아 실내공간으로 공급할 수 있다.
열공급장치는, 제2열교환기로 고압의 냉매를 보내는 난방운전모드로 주로 운전될 수 있으나, 조건에 따라서는 제2열교환기로 액상냄애를 보내는 냉방운전모드로도 운전될 수 있다.
공기와 냉매가 열교환하는 제1열교환기와 물과 냉매를 열교환하는 제2열교환기는 서로 간에 용량차이가 발생한다. 주로, 제1열교환기의 용량이 제2열교환기의 용량보다 크게 형성된다. 따라서, 열공급장치가 난방운전모드로 진행될 때와, 냉방운전모드로 진행될 때, 냉매의 유량차이에 의한 문제가 발생할 수 있다.
또한, 열공급장치는, 제1열교환기와 제2열교환기를 연결하는 액관에 하나의 팽창밸브와 열교환성능을 높이기 위한 과냉각장치를 포함할 수 있다. 과냉각장치를 통과한 냉매가 팽창밸브를 통과하는 것이 성능에 유리하나, 하나의 팽창밸브와 하나의 과냉각장치를 포함하는 경우, 난방운전모드와 냉방운전모드 중 하나의 운전모드에서만 성능이 향상될 수 있는 문제가 있다.
한국 공개특허 KR 10-2022-0043958 A에서도 액관에 하나의 팽창장치와 하나의 과냉각기만을 배치하는 구조를 개시하고 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 냉방시에서 성능이 확보되는 열공급장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 과제는 냉방운전모드와 난방운전모드에 따라 변경되는 냉매의 유량을 조절할 수 있는 열공급장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 과제들은 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 과제를 달성하기 위하여, 본 발명의 실시예에 따른 열공급장치는, 냉매를 압축시키는 압축기와, 공기와 냉매를 열교환시키는 제1열교환기와, 물과 냉매를 열교환시키는 제2열교환기와, 상기 압축기에서 토출된 냉매를 상기 제1열교환기 또는 상기 제2열교환기로보내는 전환밸브와, 상기 제1열교환기와 상기 제2열교환기 사이를 연결하는 액관을 유동하는 냉매와, 상기 액관에서 분지되어 팽창된 냉매를 열교환하는 제3열교환기와, 상기 제3열교환기에서 상기 제1열교환기 방향으로 유동하는 냉매를 팽창시키는 제1팽창밸브와, 상기 제3열교환기에서 상기 제2열교환기 방향으로 유동하는 냉매를 팽창시키는 제2팽창밸브를 포함한다. 상기 제1팽창밸브와 상기 제2팽창밸브는 상기 제3열교환기를 유동하는 냉매의 방향에 따라 선택적으로 개폐되어, 제3열교환기를 통과한 냉매가 제1팽창밸브 또는 제2팽창밸브를 유동할 수 있다.
상기 액관은, 상기 제3열교환기가 배치되고, 상기 제1팽창밸브가 배치되는 제1액관과, 상기 제2팽창밸브가 배치되는 제2액관과, 상기 제1액관의 일측과 상기 제1액관의 타측을 연결하는 바이패스관을 포함하고, 상기 제2액관과 상기 바이패스관 각각은 서로 다른 위치에서 상기 제1액관에 병렬로 연결된다.
상기 제1액관에는, 상기 바이패스관에서 유동하는 냉매를 상기 제3열교환기로 보내는 제1체크밸브가 배치되어, 제1팽창밸브를 바이패스한 냉매가 제3열교환기를 거쳐 제2팽창밸브로 유동할 수 있다.
상기 바이패스관이 상기 제1액관에 연결되는 양단부 사이에서 상기 제1팽창밸브와 상기 제3열교환기가 배치되고, 상기 제2액관과 상기 제1액관이 연결되는 양단부 사이에서 상기 제3열교환기와 상기 제1체크밸브가 배치되어, 바이패스관으로부터 유동하는 냉매가 일방향으로 유동할 수 있다.
상기 제1체크밸브는 상기 제3열교환기 방향으로 냉매의 유동을 형성시켜, 바이패스관으로부터 유동하는 냉매가 제3열교환기로 유동할 수 있다.
상기 바이패스관에는 상기 제1열교환기에서 유동하는 냉매를 상기 제3열교환기로 보내는 제2체크밸브가 배치되어, 제1액관을 따라 제3열교환기로 유동하는 냉매가 바이패스관으로 유동하는 것을 방지할 수 있다.
상기 바이패스관은 상기 제1팽창밸브와 상기 제3열교환기를 바이패스하도록 상기 제1액관에 연결되어, 제1열교환기로부터 유동하는 냉매가 제1팽창밸브를 통과하여 유동할 수 있다.
상기 제2액관은 상기 제3열교환기와 상기 제1체크밸브를 바이패스하도록 상기 제1액관에 연결되어, 제3열교환기를 통해 유동하는 냉매가 제2액관으로 유동하여 제2팽창밸브를 지나게 할 수 있다.
상기 액관에서 분지되어 상기 제3열교환기로 냉매를 유동시키는 분지관과, 상기 분지관 상에 배치되고 유동하는 냉매를 팽창시키는 제3팽창밸브를 더 포함하여, 액관을 유동하는 냉매의 온도를 낮출 수 있다.
상기 분지관은 상기 제3열교환기과 상기 제1팽창밸브 사이의 위치에서 상기 액관으로부터 분지된다.
상기 분지관을 통해 상기 제3열교환기로 유동하는 냉매는 상기 압축기로 공급될 수 있다.
상기 제2팽창밸브의 구경은, 상기 제1팽창밸브의 구경보다 크게 형성되어, 제1열교환기에서 제2열교환기로 유동하는 냉매량을 증가시킬 수 있다.
상기 열공급장치는, 상기 압축기에서 토출된 냉매를 상기 제2열교환기로 보내는 난방운전모드로 작동하고, 상기 난방운전모드에서, 상기 제2열교환기에서 상기 제1열교환기로 유동하는 냉매는 상기 제3열교환기를 통과한 후, 상기 제1팽창밸브를 통과하도록 상기 제2팽창밸브가 폐쇄되어, 난방모드에서 액관을 유동하는 냉매는 제3열교환기를 통해 냉각된 후 제1팽창밸브를 지날 수 있다.
상기 열공급장치는, 상기 압축기에서 토출된 냉매를 상기 제1열교환기로 보내는 냉방운전모드로 작동하고, 상기 냉방운전모드에서 상기 제1열교환기에서 상기 제2열교환기로 유동하는 냉매는 상기 제3열교환기를 통과한 후, 상기 제2팽창밸브를 통과하도록 상기 제1팽창밸브가 폐쇄되어, 냉방모드에서 액관을 유동하는 냉매는 제3열교환기를 통해 냉각된 후 제2팽창밸브를 지날 수 있다.
상기 액관은, 상기 제3열교환기가 배치되고, 상기 제1팽창밸브가 배치되는 제1액관과, 상기 제2팽창밸브가 배치되는 제2액관과, 상기 제1액관의 일측과 상기 제1액관의 타측을 연결하는 바이패스관을 포함하고, 상기 냉방운전모드에서, 상기 제1열교환기에서 상기 제2열교환기로 유동하는 냉매는 상기 바이패스관을 통해 상기 제3열교환기로 유동하고, 제3열교환기로부터 유동하는 냉매는 제2액관을 통해 유동하도록 상기 제1팽창밸브가 폐쇄되어, 냉방모드에서 액관을 유동하는 냉매는 제3열교환기를 통해 냉각된 후 제2팽창밸브를 지날 수 있다.
상기 제1팽창밸브는, 상기 제1열교환기와 상기 제3열교환기 사이에 배치되고, 상기 제2팽창밸브는, 상기 제2열교환기와 상기 제3열교환기 사이에 배치되고, 상기 열공급장치는, 상기 제1팽창밸브를 바이패스하는 제1바이패스관과, 상기 제2팽창밸브를 바이패스하는 제2바이패스관과, 상기 제1바이패스관에 배치되는 제1바이패스밸브와, 상기 제2바이패스관에 배치되는 제2바이패스밸브를 포함할 수 있다.
상기 제1팽창밸브와 상기 제1바이패스밸브는 선택적으로 개방되고, 상기 제2팽창밸브와 상기 제2바이패스밸브는 선택적으로 개방되어, 제3열교환기를 통과한 냉매가 제1팽창밸브 또는 제2팽창밸브를 지날 수 있다.
기타 실시예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.
본 발명의 열공급장치에 따르면 다음과 같은 효과가 하나 혹은 그 이상 있다.
첫째, 액관을 유동하는 냉매의 유동방향에 관계없이, 냉매가 제3열교환기를 거친후 제1팽창밸브 또는 제2팽창밸브를 통과하여 열교환성능이 향상될 수 있는 장점이 있다.
둘째, 제1팽창밸브와 제2팽창밸브의 구경을 달리하여, 제1열교환기에서 제2열교환기를 유동하는 냉매의 유량과, 제2열교환기에서 제1열교환기로 유동하는 냉매의 유량을 조절할 수 있는 장점도 있다.
본 발명의 효과들은 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 청구범위의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 열공급장치의 시스템도이다.
도 2는 도 1의 열공급장치가 난방모드일 때 냉매의 흐름을 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 도 1의 열공급장치가 냉방모드일 때 냉매의 흐름을 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 본 발명의 비교예에 따른 열공급장치의 시스템도이다.
도 5는 본 발명의 열공급장치와 본발명의 비교예에 따른 열공급장치의 냉방성능을 비교하는 도면이다.
도 6은 본 발명의 열공급장치의 제어방법을 나타내는 순서도이다.
도 7은 본 발명의 제2실시예에 따른 열공급장치의 시스템도이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
이하, 본 발명의 실시예들에 의하여 열공급장치를 설명하기 위한 도면들을 참고하여 본 발명에 대해 설명하도록 한다.
본 발명에서 설명하는 열공급장치는, 실내공간으로 온열 또는 냉열을 공급할 수 있다. 열공급장치는, 이하에서 설명하는 제2열교환기(24, 도 1 참조)로 고압의 냉매나 저압의 냉매를 공급하여, 실내공간으로 유동하는 물에 온열 또는 냉열을 공급할 수 있다.
이하에서는, 도 1을 참조하여, 열공급장치의 실외기에 배치되는 구성에 대해 설명한다.
열공급장치는, 냉매를 압축시키는 압축기(10), 압축기(10)에서 토출된 냉매를 공기와 열교환시키는 제1열교환기(20), 압축기(10)에서 토출된 냉매를 물과 열교환시키는 제2열교환기(24), 압축기(10)에서 토출된 냉매를 제1열교환기(20) 또는 제2열교환기(24)로 보내는 전환밸브(12)를 포함한다. 열공급장치는 제1열교환기(20)로 공기유동을 형성시키는 열교환기팬(22)을 더 포함한다.
제1열교환기(20)는, 공기와 냉매를 열교환시킨다. 도 1을 참조하면, 제1열교환기(20)는, 복수의 분지냉매관(21a)과, 복수의 분지냉매관(21a)의 일측과 이하에서 설명할 액관(30)을 연결하는 열교환기헤더(21b)와, 복수의 분지냉매관(21a)의 타측과 기관(18b)을 연결하는 매니폴드(21c)를 포함할 수 있다.
열교환기팬(22)은, 제1열교환기(20)로 공기유동을 형성시킬 수 있다. 따라서, 열교환기팬(22)이 작동할 때, 공기유량이 크게 늘어나서, 내부를 유동하는 냉매의 상의 변경될 수 있다.
제2열교환기(24)는, 물과 냉매를 열교환시킨다. 제2열교환기(24)는 판형열교환기를 사용할 수 있다. 제2열교환기(24)는, 내부에 물이 유동하는 유로와, 냉매가 유동하는 유로가 형성된다. 제2열교환기(24)는, 내부를 유동하는 냉매가 물과 열교환하여 냉매의 상이 변경될 수 있다.
제2열교환기(24)로 유입되는 물은 일측에 배치되는 펌프(미도시)에 의해 유동할 수 있다.
전환밸브(12)는, 압축기(10)에서 토출되는 냉매를 제1열교환기(20)로 보내거나, 제2열교환기(24)로 보낼 수 있다. 열공급장치의 작동모드가 변경될 때, 전환밸브(12)는, 압축기(10)에서 토출되는 냉매의 유동방향을 변경시킬 수 있다.
열공급장치는, 압축기(10)로 유동하는 냉매를 분리하여 기상의 냉매를 압축기(10)로 보내는 어큐물레이터(14)를 포함한다. 열공급장치는, 압축기(10)에서 토출되는 냉매의 소음을 저감하기 위한 머플러(16)를 포함한다.
열공급장치는, 제1열교환기(20)와 제2열교환기(24)를 연결하는 액관(30)을 포함한다.
열공급장치는, 액관(30)에 배치되고, 액관(30)을 유동하는 냉매와 액관(30)에서 분지되어 팽창된 냉매를 열교환시키는 제3열교환기(44)를 포함한다. 액관(30)에서 분지되어 팽창된 냉매는 제3열교환기(44)를 통과한 후 압축기(10)로 유동할 수 있다. 열공급장치는, 액관(30)에서 분지되어 제3열교환기(44)로 냉매를 유동시키는 분지관(38)과, 분지관(38) 상에 배치되고 유동하는 냉매를 팽창시키는 제3팽창밸브(46)를 포함한다.
열공급장치는, 제3열교환기(44)에서 제1열교환기(20)로 유동하는 냉매를 팽창시키는 제1팽창밸브(40)를 포함한다. 열공급장치는, 제3열교환기(44)에서 제2열교환기(24)로 유동하는 냉매를 팽창시키는 제2팽창밸브(42)를 포함한다.
액관(30)은, 제3열교환기(44)가 배치되고, 제1팽창밸브(40)가 배치되는 제1액관(32), 제2팽창밸브(42)가 배치되는 제2액관(34)을 포함한다. 액관(30)은, 제1액관(32)의 일측과 제1액관(32)의 타측을 연결하는 바이패스관(36)을 포함한다. 바이패스관(36)의 양단에 연결되는 제1액관(32)의 각각의 지점 사이에 제3열교환기(44)와 제1팽창밸브(40)가 배치된다.
제1액관(32)은, 제1열교환기(20)와 제2열교환기(24)를 연결한다. 제1액관(32)에는 제3열교환기(44)가 배치된다. 제1액관(32)에는 제1팽창밸브(40)가 배치된다. 분지관(38)은, 제1액관(32)의 일측에서 분지된다. 분지관(38)은 제3열교환기(44)과 제1팽창밸브(40) 사이의 위치에서 제1액관(32)으로부터 분지된다.
제1액관(32)에는, 제2열교환기(24)로부터 제1열교환기(20)로 냉매유동을 형성시키는 제1체크밸브(50)가 배치된다. 제1체크밸브(50)는, 제2열교환기(24)와 제3열교환기(44) 사이에 배치된다.
제2액관(34)의 양단은 제1액관(32)과 연결된다. 제2액관(34)의 양단이 연결되는 제1액관(32)의 각각의 지점 사이에 제3열교환기(44)가 배치된다. 제2액관(34)의 양단이 연결되는 제1액관(32)의 각각의 지점 사이에 제1체크밸브(50)가 배치된다.
제2액관(34)의 일단부는 제1팽창밸브(40)와 제3열교환기(44) 사이의 위치에서 제1액관(32)과 연결된다. 제2액관(34)의 타단부는 제2열교환기(24)와 제3열교환기(44) 사이의 위치에서 제1액관(32)과 연결된다. 제2액관(34)의 타단부는 제2열교환기(24)와 제1체크밸브(50) 사이의 위치에서 제1액관(32)과 연결된다. 따라서, 제3열교환기(44)와 제1팽창밸브(40) 사이를 유동하는 냉매는 제2액관(34)으로 유동하여 제2팽창밸브(42)를 거쳐 제2열교환기(24)로 유동할 수 있다.
바이패스관(36)의 양단은 제1액관(32)과 연결된다. 바이패스관(36)의 일단부는 제1팽창밸브(40)와 제1열교환기(20) 사이의 위치에서 제1액관(32)과 연결된다. 제2액관(34)의 타단부는 제1체크밸브(50)와 제3열교환기(44) 사이의 위치에서 제1액관(32)과 연결된다. 따라서, 바이패스관(36)을 유동하는 냉매는 제1팽창밸브(40)를 바이패스하여 유동할 수 있다.
바이패스관(36)에는 제1열교환기(20)에서 유동하는 냉매를 제3열교환기(44)로 보내는 제2체크밸브(52)가 배치될 수 잇다.
열공급장치는, 압축기(10)에서 토출되는 냉매가 유동하는 고압관(18a), 전환밸브(12)와 제1열교환기(20)를 연결하는 제1기관(18b), 전환밸브(12)와 제2열교환기(24)를 연결하는 제2기관(18c)을 포함할 수 있다.
이하에서는 도 2와 도 3을 참조하여, 열공급장치의 난방운전모드(HM)와 냉방운전모드(CM)에서의 냉매의 유동과 각 구성의 상태를 설명한다.
본 발명에 따른 열공급장치는, 난방운전모드(HM), 냉방운전모드(CM)로 작동할 수 있다.
난방운전모드(HM)는, 제2열교환기(24)로 고압의 냉매를 보내어, 제2열교환기(24)를 유동하는 물을 가열하는 작동방법이다. 냉방운전모드(CM)는, 제1열교환기(20)로 고압의 냉매를 보내고, 제2열교환기(24)로 유동하는 물을 냉각하는 작동방법이다.
도 2를 참조하면, 난방운전모드(HM)에서 전환밸브(12)는, 압축기(10)에서 토출하는 냉매를 제2열교환기(24)로 보낸다. 난방운전모드(HM)에서 제1팽창밸브(40)는 액관(30)을 유동하는 냉매를 팽창시키도록 조절된다. 난방운전모드(HM)에서 제2팽창밸브(42)는 제2액관(34)으로 냉매가 유동하지 않도록 조절된다.
난방운전모드(HM)에서 제1열교환기(20)는 증발기로 사용된다. 난방운전모드(HM)에서 제2열교환기(24)는 응축기로 사용된다.
도 2를 참조하면, 압축기(10)에서 토출된 냉매는 제2열교환기(24)로 유동하여 물을 가열할 수 있다. 제2열교환기(24)로부터 유동하는 냉매는 제1액관(32)을 따라 유동한다. 제1액관(32)을 따라 유동하는 냉매는 제3열교환기(44)를 통과한 후, 제1팽창밸브(40)를 통과하여 팽창될 수 있다. 제1팽창밸브(40)를 통과한 냉매는 제1열교환기(20)로 유동하여, 공기와 열교환할 수 있다.
제1열교환기(20)로부터 유동하는 냉매는 전환밸브(12)와 어큐물레이터(14)를 거쳐 압축기(10)로 유동할 수 있다.
즉, 난방운전모드(HM)에서, 냉매는 제2열교환기(24)를 유동하는 물을 가열할 수 있다. 또한, 제3열교환기(44)를 통과한 냉매가 제1팽창밸브(40)로 유동할 수 있다. 제2팽창밸브(42)는 제2액관(34)을 폐쇄하므로, 냉매가 제2액관(34)으로 유동하지 않는다. 또한, 제2체크밸브(52)에 의해 제1액관(32)을 유동하는 냉매가 바이패스관(36)으로 유동하지 않는다.
도 3를 참조하면, 냉방운전모드(CM)에서 전환밸브(12)는, 압축기(10)에서 토출하는 냉매를 제1열교환기(20)로 보낸다. 냉방운전모드(CM)에서 제2팽창밸브(42)는 액관(30)을 유동하는 냉매를 팽창시키도록 조절된다. 냉방운전모드(CM)에서 제1팽창밸브(40)는 제1액관(32)으로 냉매가 유동하지 않도록 조절된다.
냉방운전모드(CM)에서 제1열교환기(20)는 응축기로 사용된다. 냉방운전모드(CM)에서 제2열교환기(24)는 증발기로 사용된다.
도 3을 참조하면, 압축기(10)에서 토출된 냉매는 제1열교환기(20)로 유동하여 공기를 가열하고, 제2열교환기(24)를 유동하는 물을 냉각할 수 있다. 제1열교환기(20)로부터 유동하는 냉매는 바이패스관(36)을 따라 유동한다.
바이패스관(36)을 따라 유동하는 냉매는 제3열교환기(44)로 유동하여 열교환한 후 제2액관(34)으로 유동한다. 제2액관(34)을 따라 유동하는 냉매는 제2팽창밸브(42)를 통해 팽창될 수 있다. 제2팽창밸브(42)를 통과한 냉매는 제2열교환기(24)로 유동하여, 물과 열교환할 수 있다.
제2열교환기(24)로부터 유동하는 냉매는 전환밸브(12)와 어큐물레이터(14)를 거쳐 압축기(10)로 유동할 수 있다.
즉, 냉방운전모드(CM)에서, 냉매는 제2열교환기(24)를 유동하는 물을 냉각할 수 있다. 또한, 제3열교환기(44)를 통과한 냉매가 제2팽창밸브(42)로 유동할 수 있다. 제1팽창밸브(40)는 제1액관(32)을 폐쇄하므로, 냉매가 제1액관(32)으로 유동하지 않는다. 또한, 제1체크밸브(50)에 의해 바이패스관(36)을 유동하는 냉매가 제3열교환기(44) 방향으로 유동할 수 있다.
도 4는 기존구조의 열공급장치를 도시한 도면이다. 도 1과의 차이점을 기준으로 설명한다. 도 4의 열공급장치는, 하나의 팽창밸브(41)만이 구비된다. 즉, 본 발명의 제2팽창밸브(42)에 대응하는 구성이 별도로 존재하지 않는다. 또한, 도 4의 열공급장치는, 본 발명의 제2액관(34), 바이패스관(36), 제1체크밸브(50), 및 제2체크밸브(52)에 대응하는 구성을 포함하지 않는다.
따라서, 도 4의 열공급장치는, 난방운전모드(HM)에서는 제3열교환기(44)를 통과한 냉매가 팽창밸브(41)를 거쳐 제1열교환기(20)로 공급될 수 있다. 다만, 도 4의 열공급장치는, 냉방운전모드(CM)에서는 팽창밸브(41)를 통해 팽창된 냉매가 제3열교환기(44)를 거치는 구조를 가진다.
도 5를 참조하면, 냉방운전모드(CM)에서 본 발명의 냉방성능이 향상됨을 확인할 수 있다. 도 5를 참조하면, 본 발명의 열공급장치는, 제1열교환기(20)에서 제2열교환기(24)로 유동하는 냉매가 제3열교환기(44)를 통과한 후 제2팽창밸브(42)로 유동하므로, 제2팽창밸브(42)로 유입되는 액상냉매의 과냉도가 증가될 수 있다.
도 5를 참조하면, 기존의 열공급장치(B)에서는, 제1열교환기(20)에서 제2열교환기(24)로 유동하는 냉매는 팽창밸브(41)를 통과한 후 제3열교환기(44)로 유동하므로, 팽창밸브(41)로 유입되는 냉매의 과냉도가 개선되지 않는다.
도 5를 참조하면, 본 발명의 열공급장치(A)는, 제1열교환기(20)에서 배출되는 액상 냉매를 제3열교환기(44)를 통과시켜 제2팽창밸브(42)로 보내므로 액상 냉매의 과냉각도를 추가적으로 확보할 수 있다. 또한, 제1열교환기(20)에서 제2열교환기(24)로 유동하는 냉매를 팽창시키는 제2팽창밸브(42)의 규격을 제2열교환기(24)에서 제1열교환기(20)로 유동하는 냉매를 팽창시키는 제1팽창밸브(40)의 규격과 달리할 수 있다. 즉, 제2팽창밸브(42)의 별도의 규격과 제어로 인한 제2팽창밸브(42) 입구의 압력손실을 저감하여 저압이 소폭 상승하여 압축기(10)의 흡입과열도를 최적으로 유지할 수 있다.
<제어>
이하에서는 도 6을 참조하여, 본 발명의 열공급장치의 제어방법을 설명한다.
운전이 시작되면, 모드를 선택하는 단계(s100)와, 압축기(10)가 구동되는 단계(s200)를 거칠 수 있다.
여기서, 모드를 선택하는 단계(s100)는, 냉방운전모드(CM) 또는 난방운전모드(HM)가 선택될 수 있다. 모드를 선택하는 단계(s100)는, 사용자에 의해 선택될 수 있다.
압축기(10)가 구동하는 단계(s200)에서는, 압축기(10)가 작동하여 냉매를 압축하고 토출시키는 과정이 진행될 수 있다. 압축기(10)가 구동하는 단계(s200)와, 모드를 선택하는 단계(s100)는 선후과정이 바뀌거나 동시에 진행되는 것도 가능하다. 압축기(10)가 구동하는 단계(s200)에서 제2열교환기(24)를 통과하는 물이 유동하도록 펌프(미도시)가 함께 작동될 수 있다.
이후, 전환밸브(12)가 조절되는 단계(s300)를 거칠 수 있다. 전환밸브(12)는, 선택되는 모드에 따라 압축기(10)에서 토출되는 냉매의 방향을 변경시킬 수 있다. 냉방운전모드(CM)에서는 압축기(10)에서 토출되는 냉매가 제1열교환기(20)로 유동하도록 전환밸브(12)가 조절될 수 있다. 또한, 난방운전모드(HM)에서는 압축기(10)에서 토출되는 냉매가 제2열교환기(24)로 유동하도록 전환밸브(12)가 조절될 수 있다.
전환밸브(12)가 냉매를 유동시키는 방향은 운전모드가 변경되지 않는 이상 그 상태가 유지될 수 있다.
이후, 액관(30)을 유동하는 냉매의 유동이 조절되도록, 제1팽창밸브(40)와 제2팽창밸브(42)를 조절하는 단계(s400)를 거친다.
냉방운전모드(CM)일 때에는, 제1팽창밸브(40)가 닫히게 된다. 난방운전모드(HM) 일 때에는, 제2팽창밸브(42)가 닫히게 된다.
냉방운전모드(CM)일 때에는, 제2팽창밸브(42)가 조절될 수 있다. 냉방운전모드(CM)일때, 토출과열도를 제어하도록 제2팽창밸브(42)가 조절될 수 있다.
난방운전모드(HM)일 때에는, 제1팽창밸브(40)가 조절될 수 있다. 난방운전모드(HM)일때, 토출과열도를 제어하도록 제1팽창밸브(40)가 조절될 수 있다.
여기서, 토출과열도란, 압축기에서 토출되는 냉매의 온도를 의미할 수 있다.
이후, 제3팽창밸브(46)를 제어하는 진입조건이 만족되었는지를 판단하는 단계(s500)를 거칠 수 있다.
제3팽창밸브(46)를 제어하는 진입조건이 만족되었는지여부는, 압축기(10)가 구동되는 열공급장치의 작동의 안정성을 기준으로 판단할 수 있다. 하나의 실시예로써, 응축온도가 제1설정온도이상인지 여부를 판단하고, 응축온도가 제1설정온도 이상인 상태에서, 제3팽창밸브(46)를 제어하는 진입조건이 만족되었다고 판단할 수 있다. 다른 실시예로써, 압축기(10)의 토출과열도가 제2설정온도 이상인지 여부를 판단하고, 압축기(10)의 토출과열도가 제2설정온도 이상일 때, 제3팽창밸브(46)를 제어하는 진입조건이 만족되었다고 판단할 수 있다.
제3팽창밸브(46)를 제어하는 진입조건이 만족되는 경우, 제3팽창밸브(46)를 조절하는 단계(s600)를 거친다.
제3팽창밸브(46)를 조절하는 단계(s600)에서, 제1팽창밸브(40) 또는 제2팽창밸브(42)가 함께 조절될 수 있다. 제3팽창밸브(46)를 조절하는 단계(s600)에서, 닫히지 않은 제1팽창밸브(40) 또는 제2팽창밸브(42)가 함께 조절될 수 있다.
즉, 냉방운전모드(CM)일 때에는, 제2팽창밸브(42)와 제3팽창밸브(46)가 함께 조절될 수 있다. 또한, 난방운전모드(HM)일 때에는, 제1팽창밸브(40)와 제3팽창밸브(46)가 함께 조절될 수 있다.
냉방운전모드(CM)일 때, 제3팽창밸브(46)는 토출과열도를 제어하도록 조절될 수 있다. 제3팽창밸브(46)는 구경을 조절하여, 압축기(10)로 유동하는 냉매량을 조절하여 토출과열도를 조절할 수 있다.
또한, 냉방운전모드(CM)일 때, 제2팽창밸브(42)는, 흡입과열도를 제어하도록 조절될 수 있다. 여기서, 흡입과열도는, 압축기로 흡입되는 냉매의 온도를 의미할 수 있다. 제2팽창밸브(42)는 압축기(10)로 흡입되는 냉매의 유량을 조절하여 압축기의 흡입과열도를 조절할 수 있다.
난방운전모드(HM)일 때, 제3팽창밸브(46)는 토출과열도를 제어하도록 조절될 수 있다. 또한, 난방운전모드(HM)일 때, 제1팽창밸브(40)는, 응축기로 사용되는 제2열교환기(24)의 출구 과냉각도를 제어하도록 조절될 수 있다.
여기서, 제2열교환기(24) 출구 과냉각도를 제어하는 것은 제2열교환기(24)에서 제1열교환기(22)로 유동하는 냉매의 유량을 조절하여 제2열교환기(24)에서 유동하는 냉매의 온도를 조절하는 것을 의미할 수 있다.
이하에서는, 도 7을 참조하여, 본 발명의 다른 실시예에 따른 열공급장치를 설명한다. 도 1에 따른 열공급장치와의 차이점을 바탕을 구성을 설명한다.
도 7에 따른 열공급장치는, 하나의 액관(30)에 제1팽창밸브(40), 제2팽창밸브(42), 및 제3열교환기(44)가 배치된다. 또한, 열공급장치는, 제1팽창밸브(40)를 바이패스하는 제1바이패스관(60), 제2팽창밸브(42)를 바이패스하는 제2바이패스관(62), 제1바이패스관(60)에 배치되는 제1바이패스밸브(64), 제2바이패스관(62)에 배치되는 제2바이패스밸브(66)를 포함한다.
열공급장치는, 액관(30)에서 분지되어 제3열교환기(44)로 냉매를 유동시키는 분지관(38)과, 분지관(38) 상에 배치되고 유동하는 냉매를 팽창시키는 제3팽창밸브(46)를 포함한다.
제1팽창밸브(40)는, 제1열교환기(20)와 제3열교환기(44) 사이에 배치된다. 제1팽창밸브(40)는, 냉방운전모드(CM)에서 닫히고, 난방운전모드(HM)에서 개방된다.
제2팽창밸브(42)는, 제2열교환기(24)와 제3열교환기(44) 사이에 배치된다. 제2팽창밸브(42)는, 냉방운전모드(CM)에서 개방되고, 난방운전모드(HM)에서 닫힌다.
제1팽창밸브(40)와 제1바이패스밸브(64)는 선택적으로 개방될 수 있다. 즉, 제1팽창밸브(40)가 개방될 때, 제1바이패스밸브(64)는 닫힌다. 또한, 제1팽창밸브(40)가 닫힐 때, 제1바이패스밸브(64)는 개방된다.
운전모드에 따른 개폐를 살펴보면, 냉방운전모드(CM)일 때, 제1팽창밸브(40)가 닫히고, 제1바이패스밸브(64)가 개방된다. 또한, 난방운전모드(HM)일 때, 제1팽창밸브(40)가 개방되고, 제1바이패스밸브(64)가 닫힌다.
제2팽창밸브(42)와 제2바이패스밸브(66)는 선택적으로 개방될 수 있다. 즉, 제2팽창밸브(42)가 개방될 때, 제2바이패스밸브(66)는 닫힌다. 또한, 제2팽창밸브(42)가 닫힐 때, 제2바이패스밸브(66)는 개방된다.
운전모드에 따른 개폐를 살펴보면, 냉방운전모드(CM)일 때, 제2팽창밸브(42)가 개방되고, 제2바이패스밸브(66)가 닫힌다. 또한, 난방운전모드(HM)일 때, 제2팽창밸브(42)가 닫히고, 제2바이패스밸브(66)가 개방된다.
냉방운전모드(CM)에서 냉매의 유동을 살펴보면, 압축기(10)에서 토출된 냉매는 전환밸브(12)를 통해 제1열교환기(20)로 유동한다. 제1열교환기(20)를 거친 냉매는 제1바이패스관(60)을 통해 제3열교환기(44)를 유동한다. 이때, 일부 냉매는 분지관(38)을 통해 제3팽창밸브(46)와 제3열교환기(44)를 거쳐 압축기(10)로 유동할 수 있다.
제3열교환기(44)를 통과한 냉매는 제2팽창밸브(42)를 통해 팽창되어 제2열교환기(24)로 유동하여 제2열교환기(24)를 유동하는 물을 냉각시킬 수 있다. 이후, 제2열교환기(24)에서 배출된 냉매는 압축기(10)로 유동하게 된다.
난방운전모드(HM)에서 냉매의 유동을 살펴보면, 압축기(10)에서 토출된 냉매는 전환밸브(12)를 통해 제2열교환기(24)로 유동한다. 제2열교환기(24)에서는 내부를 유동하는 물을 가열할 수 있다.
제2열교환기(24)를 거친 냉매는 제2바이패스관(62)을 통해 제3열교환기(44)를 유동한다. 이때, 일부 냉매는 분지관(38)을 통해 제3팽창밸브(46)와 제3열교환기(44)를 거쳐 압축기(10)로 유동할 수 있다.
제3열교환기(44)를 통과한 냉매는 제1팽창밸브(40)를 통해 팽창되어 제1열교환기(20)로 유동한다. 이후, 제1열교환기(20)에서 배출된 냉매는 압축기(10)로 유동하게 된다.
도 7에 따른 열공급장치에서도, 운전모드에 관계없이 액관(30)을 유동하는 냉매는 제3열교환기(44)를 통과한 후, 팽창밸브(40, 42)를 통과하게 할 수 있다. 즉, 제1열교환기(20)에서 제2열교환기(24)로 냉매가 유동할 때, 제3열교환기(44)를 거친 냉매가 제2팽창밸브(42)를 통과할 수 있다. 또한, 제2열교환기(24)에서 제1열교환기(20)로 냉매가 유동할 때, 제3열교환기(44)를 거친 냉매가 제1팽창밸브(40)를 통과할 수 있다.
이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 특허청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어서는 안될 것이다.
10 : 압축기 12 : 전환밸브
20 : 제1열교환기 22 : 열교환기팬
24 : 제2열교환기 30 : 액관
32 : 제1액관 34 : 제2액관
36 : 바이패스관 28 : 분지관
40 : 제1팽창밸브 42 : 제2팽창밸브
44 : 제3열교환기 46 : 제3팽창밸브
50 : 제1체크밸브 52 : 제2체크밸브
60 : 제1바이패스관 62 : 제2바이패스관
64 : 제1바이패스밸브 66 : 제2바이패스밸브

Claims (17)

  1. 냉매를 압축시키는 압축기;
    공기와 냉매를 열교환시키는 제1열교환기;
    물과 냉매를 열교환시키는 제2열교환기;
    상기 압축기에서 토출된 냉매를 상기 제1열교환기 또는 상기 제2열교환기로보내는 전환밸브;
    상기 제1열교환기와 상기 제2열교환기 사이를 연결하는 액관을 유동하는 냉매와, 상기 액관에서 분지되어 팽창된 냉매를 열교환하는 제3열교환기;
    상기 제3열교환기에서 상기 제1열교환기 방향으로 유동하는 냉매를 팽창시키는 제1팽창밸브;
    상기 제3열교환기에서 상기 제2열교환기 방향으로 유동하는 냉매를 팽창시키는 제2팽창밸브를 포함하고,
    상기 제1팽창밸브와 상기 제2팽창밸브는 상기 제3열교환기를 유동하는 냉매의 방향에 따라 선택적으로 개폐되는 열공급장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 액관은,
    상기 제3열교환기가 배치되고, 상기 제1팽창밸브가 배치되는 제1액관과,
    상기 제2팽창밸브가 배치되는 제2액관과,
    상기 제1액관의 일측과 상기 제1액관의 타측을 연결하는 바이패스관을 포함하고,
    상기 제2액관과 상기 바이패스관 각각은 서로 다른 위치에서 상기 제1액관에 병렬로 연결되는 열공급장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 제1액관에는, 상기 바이패스관에서 유동하는 냉매를 상기 제3열교환기로 보내는 제1체크밸브가 배치되는 열공급장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 바이패스관의 양단부 사이에 위치한 상기 제1액관에서 상기 제1팽창밸브와 상기 제3열교환기가 배치되고,
    상기 제2액관의 양단부 사이에 위치한 상기 제1액관에서 상기 제3열교환기와 상기 제1체크밸브가 배치되는 열공급장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 제1체크밸브는 상기 제3열교환기 방향으로 냉매의 유동을 형성시키는 열공급장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 바이패스관에는 상기 제1열교환기에서 유동하는 냉매를 상기 제3열교환기로 보내는 제2체크밸브가 배치되는 열공급장치.
  7. 제 3 항에 있어서,
    상기 바이패스관은 상기 제1팽창밸브와 상기 제3열교환기를 바이패스하도록 상기 제1액관에 연결되는 열공급장치.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 제2액관은 상기 제3열교환기와 상기 제1체크밸브를 바이패스하도록 상기 제1액관에 병렬로 연결되는 열공급장치.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 액관에서 분지되어 상기 제3열교환기로 냉매를 유동시키는 분지관과, 상기 분지관 상에 배치되고 유동하는 냉매를 팽창시키는 제3팽창밸브를 더 포함하는 열공급장치.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 분지관은 상기 제3열교환기과 상기 제1팽창밸브 사이의 위치에서 상기 액관으로부터 분지되는 열공급장치.
  11. 제 9 항에 있어서,
    상기 분지관을 통해 상기 제3열교환기로 유동하는 냉매는 상기 압축기로 공급되는 열공급장치.
  12. 제 1 항에 있어서,
    상기 제2팽창밸브의 구경은, 상기 제1팽창밸브의 구경보다 크게 형성되는 열공급장치.
  13. 제 1 항에 있어서,
    상기 열공급장치는, 상기 압축기에서 토출된 냉매를 상기 제2열교환기로 보내는 난방운전모드로 작동하고,
    상기 난방운전모드에서, 상기 제2열교환기에서 상기 제1열교환기로 유동하는 냉매는 상기 제3열교환기를 통과한 후, 상기 제1팽창밸브를 통과하도록 상기 제2팽창밸브가 폐쇄되는 열공급장치.
  14. 제 1 항에 있어서,
    상기 열공급장치는, 상기 압축기에서 토출된 냉매를 상기 제1열교환기로 보내는 냉방운전모드로 작동하고,
    상기 냉방운전모드에서 상기 제1열교환기에서 상기 제2열교환기로 유동하는 냉매는 상기 제3열교환기를 통과한 후, 상기 제2팽창밸브를 통과하도록 상기 제1팽창밸브가 폐쇄되는 열공급장치.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 액관은,
    상기 제3열교환기가 배치되고, 상기 제1팽창밸브가 배치되는 제1액관과,
    상기 제2팽창밸브가 배치되는 제2액관과,
    상기 제1액관의 일측과 상기 제1액관의 타측을 연결하는 바이패스관을 포함하고,
    상기 냉방운전모드에서, 상기 제1열교환기에서 상기 제2열교환기로 유동하는 냉매는 상기 바이패스관을 통해 상기 제3열교환기로 유동하고, 제3열교환기로부터 유동하는 냉매는 제2액관을 통해 유동하도록 상기 제1팽창밸브가 폐쇄되는 열공급장치.
  16. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1팽창밸브는, 상기 제1열교환기와 상기 제3열교환기 사이에 배치되고,
    상기 제2팽창밸브는, 상기 제2열교환기와 상기 제3열교환기 사이에 배치되고,
    상기 열공급장치는,
    상기 제1팽창밸브를 바이패스하는 제1바이패스관과,
    상기 제2팽창밸브를 바이패스하는 제2바이패스관과,
    상기 제1바이패스관에 배치되는 제1바이패스밸브와,
    상기 제2바이패스관에 배치되는 제2바이패스밸브를 포함하는 열공급장치.
  17. 제 16 항에 있어서,
    상기 제1팽창밸브와 상기 제1바이패스밸브는 선택적으로 개방되고,
    상기 제2팽창밸브와 상기 제2바이패스밸브는 선택적으로 개방되는 열공급장치.
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WO2010082324A1 (ja) * 2009-01-15 2010-07-22 三菱電機株式会社 空調給湯複合システム
JP5984965B2 (ja) * 2012-12-11 2016-09-06 三菱電機株式会社 空調給湯複合システム
JP6020550B2 (ja) * 2014-12-26 2016-11-02 ダイキン工業株式会社 蓄熱式空気調和機
JP2017142039A (ja) * 2016-02-12 2017-08-17 三菱重工サーマルシステムズ株式会社 空気調和装置
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