KR101475929B1 - Cooling and heating apparatus - Google Patents
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Abstract
본 발명은 냉방 또는 난방장치 등에 이용할 수 있으며 히트 파이프를 이용하여 냉난방 효율을 증대시키는 냉난방장치를 개시한다.
본 발명의 냉난방장치는 냉매가스를 압축하는 압축기, 압축기와 제1 관로로 연결되어 냉매가 응축되면서 열을 방출하는 제1 열교환기, 제1 열교환기와 제2 관로로 연결되어 냉매를 저장하는 수액기, 수액기와 제3 관로로 연결되어 냉매를 기화시키는 팽창밸브, 팽창밸브와 제4 관로로 연결되어 냉매가 증발되어 외부의 열을 흡수하는 제2 열교환기, 그리고 제2 열교환기와 제5 관로로 연결됨과 동시에 압축기와 제6 관로를 통해 연결되는 액분리기를 포함하며, 제2 관로와 제5 관로 사이에 연결되어 제2 관로를 통과하는 냉매의 폐열을 회수하여 제5 관로를 통과하는 냉매에 전달하는 폐열회수용 히트파이프, 폐열회수용 히트파이프에 설치되며 폐열회수용 히트파이프의 내부를 이동하는 냉매의 유량을 조절하는 제1 유량조절밸브를 포함한다.The present invention discloses an air conditioning and heating device which can be used for cooling or heating devices and which increases the efficiency of heating and cooling using heat pipes.
The cooling / heating apparatus of the present invention includes a compressor for compressing a refrigerant gas, a first heat exchanger connected to the compressor through a first duct to discharge heat while condensing the refrigerant, a first heat exchanger connected to the first heat exchanger through a second duct, An expansion valve connected to the receiver and the third pipe to vaporize the refrigerant, a second heat exchanger connected to the expansion valve and the fourth duct to absorb the external heat by evaporating the refrigerant, and a fifth duct connected to the second heat exchanger And a liquid separator connected between the compressor and the sixth conduit, and connected between the second conduit and the fifth conduit to recover the waste heat of the refrigerant passing through the second conduit and to transfer the waste heat to the refrigerant passing through the fifth conduit A waste heat recovering heat pipe, and a first flow rate regulating valve installed in the waste heat recovering heat pipe and controlling the flow rate of the refrigerant moving inside the waste heat recovering heat pipe.
Description
본 발명은 냉방 또는 난방장치 등에 이용할 수 있으며 히트파이프를 이용하여 냉난방 효율을 증대시키는 냉난방장치에 관한 것이다.The present invention relates to a cooling and heating apparatus which can be used for a cooling or heating apparatus and which increases the efficiency of heating and cooling by using a heat pipe.
일반적으로 냉난방장치는 냉매가 압축, 응축, 팽창 및 증발 과정을 수행하는 냉매 순환 사이클을 이용하여 실내의 공기를 데우거나 또는 냉각할 수 있는 것이다.Generally, the cooling / heating apparatus is capable of heating or cooling indoor air using a refrigerant circulation cycle in which the refrigerant performs compression, condensation, expansion, and evaporation processes.
이러한 냉난방장치는 한국공개특허공보 제10-2012-0043905호에 개시되어 있다. 상기 공보에는 실내 난방을 수행하면서도 냉난방장치의 증발기를 제상할 수 있는 기술이 개시되어 있다. 이러한 종래의 기술은 실내 난방을 수행하면서 제상을 하여 냉난방장치를 지속적으로 가동할 수 있는 측면에서 효율이 다소 향상되는 이점은 있으나, 여전히 냉방 또는 난방 효율이 충분하지 않은 문제점이 있다.Such a heating and cooling apparatus is disclosed in Korean Patent Laid-Open Publication No. 10-2012-0043905. This publication discloses a technique capable of defrosting an evaporator of an air conditioner while performing indoor heating. Such conventional technology has an advantage in that the efficiency is somewhat improved from the viewpoint of constantly operating the cooling / heating apparatus by performing defrosting while performing indoor heating, but there is still a problem that the cooling or heating efficiency is not sufficient.
따라서, 본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로써, 본 발명의 목적은 냉방 또는 난방 효율을 향상시켜 에너지를 절약하고 냉난방 효율 향상을 통해 상품성을 증대시킬 수 있는 냉난방장치를 제공하는데 있다.Accordingly, it is an object of the present invention to provide a cooling and heating apparatus capable of saving energy by improving cooling or heating efficiency and increasing commerciality through improvement of cooling and heating efficiency .
상기와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 냉매가스를 압축하는 압축기, 상기 압축기와 제1 관로로 연결되어 냉매가 응축되면서 열을 방출하는 제1 열교환기, 상기 제1 열교환기와 제2 관로로 연결되어 냉매를 저장하는 수액기, 상기 수액기와 제3 관로로 연결되어 냉매를 기화시키는 팽창밸브, 상기 팽창밸브와 제4 관로로 연결되어 냉매가 증발되어 외부의 열을 흡수하는 제2 열교환기, 그리고 상기 제2 열교환기와 제5 관로로 연결됨과 동시에 상기 압축기와 제6 관로를 통해 연결되는 액분리기를 포함하며,In order to accomplish the above object, the present invention provides a compressor for compressing a refrigerant gas, a first heat exchanger connected to the compressor through a first duct for discharging heat while condensing the refrigerant, A second valve connected to the expansion valve and the fourth pipe to evaporate the refrigerant to absorb external heat, and a second pipe connected to the second pipe, And a liquid separator connected to the second heat exchanger through a fifth conduit and connected to the compressor through a sixth conduit,
상기 제2 관로와 상기 제5 관로 사이에 연결되어 상기 제2 관로를 통과하는 냉매의 폐열을 회수하여 상기 제5 관로를 통과하는 냉매에 전달하는 폐열회수용 히트파이프, 상기 폐열회수용 히트파이프에 설치되며 상기 폐열회수용 히트파이프의 내부를 이동하는 냉매의 유량을 조절하는 제1 유량조절밸브를 포함하는 냉난방장치를 제공한다.A waste heat recovery pipe connected between the second pipe and the fifth pipe for recovering waste heat of the refrigerant passing through the second pipe and delivering the waste heat to the refrigerant passing through the fifth pipe; And a first flow rate control valve for controlling the flow rate of the refrigerant flowing in the waste heat recovery heat pipe.
또한, 본 발명은 냉매가스를 압축하는 압축기, 상기 압축기와 제1 관로로 연결되어 냉매가 응축되면서 열을 방출하는 제1 열교환기, 상기 제1 열교환기와 제2 관로로 연결되어 냉매를 저장하는 수액기, 상기 수액기와 제3 관로로 연결되어 냉매를 기화시키는 팽창밸브, 상기 팽창밸브와 제4 관로로 연결되어 냉매가 증발되어 외부의 열을 흡수하는 제2 열교환기, 그리고 상기 제2 열교환기와 제5 관로로 연결됨과 동시에 상기 압축기와 제6 관로를 통해 연결되는 액분리기를 포함하며,According to another aspect of the present invention, there is provided a refrigeration system comprising a compressor for compressing a refrigerant gas, a first heat exchanger connected to the compressor through a first duct to discharge heat while condensing the refrigerant, a first heat exchanger connected to the first heat exchanger through a second duct, A second heat exchanger connected to the expansion valve by a fourth duct to evaporate the refrigerant to absorb external heat, and a second heat exchanger connected to the second heat exchanger and the third heat exchanger, And a liquid separator connected to the compressor through a sixth conduit and connected to the compressor through a sixth conduit,
상기 수액기와 상기 제5 관로가 제7 관로로 연결되고, 상기 제7 관로에는 냉매의 이동을 조절하는 제2 유량조절밸브와 상기 제7 관로를 통과하는 냉매를 가열하는 히터가 설치되는 냉난방장치를 제공한다.Wherein the receiver and the fifth conduit are connected by a seventh conduit and the seventh conduit is provided with a second flow control valve for controlling the movement of the refrigerant and a heater for heating the refrigerant passing through the seventh conduit, to provide.
또한, 본 발명은 냉매가스를 압축하는 압축기, 상기 압축기와 제1 관로로 연결되어 냉매가 응축되면서 열을 방출하는 제1 열교환기, 상기 제1 열교환기와 제2 관로로 연결되어 냉매를 저장하는 수액기, 상기 수액기와 제3 관로로 연결되어 냉매를 기화시키는 팽창밸브, 상기 팽창밸브와 제4 관로로 연결되어 냉매가 증발되어 외부의 열을 흡수하는 제2 열교환기, 그리고 상기 제2 열교환기와 제5 관로로 연결됨과 동시에 상기 압축기와 제6 관로를 통해 연결되는 액분리기를 포함하며,According to another aspect of the present invention, there is provided a refrigeration system comprising a compressor for compressing a refrigerant gas, a first heat exchanger connected to the compressor through a first duct to discharge heat while condensing the refrigerant, a first heat exchanger connected to the first heat exchanger through a second duct, A second heat exchanger connected to the expansion valve by a fourth duct to evaporate the refrigerant to absorb external heat, and a second heat exchanger connected to the second heat exchanger and the third heat exchanger, And a liquid separator connected to the compressor through a sixth conduit and connected to the compressor through a sixth conduit,
상기 제2 열교환기에는 제1 증발용 관로와 제2 증발용 관로가 설치되며, 상기 제1 증발용 관로는 상기 제3 관로에서 분지된 제8 관로와 일측 연결되고, 타측이 상기 팽창밸브와 연결되는 제9 관로와 연결되고, 상기 제2 증발용 관로는 상기 제4 관로와 제5 관로 사이에 연결되는 냉난방장치를 제공한다.Wherein the first evaporation pipe is connected to the eighth pipe branched from the third pipe and the other end is connected to the expansion valve and the second evaporator is connected to the expansion valve, And the second evaporation duct is connected between the fourth duct and the fifth duct.
또한, 본 발명은 냉매가스를 압축하는 압축기, 상기 압축기와 제1 관로로 연결되어 냉매가 응축되면서 열을 방출하는 제1 열교환기, 상기 제1 열교환기와 제2 관로로 연결되어 냉매를 저장하는 수액기, 상기 수액기와 제3 관로로 연결되어 냉매를 기화시키는 팽창밸브, 상기 팽창밸브와 제4 관로로 연결되어 냉매가 증발되어 외부의 열을 흡수하는 제2 열교환기, 그리고 상기 제2 열교환기와 제5 관로로 연결됨과 동시에 상기 압축기와 제6 관로를 통해 연결되는 액분리기를 포함하며,According to another aspect of the present invention, there is provided a refrigeration system comprising a compressor for compressing a refrigerant gas, a first heat exchanger connected to the compressor through a first duct to discharge heat while condensing the refrigerant, a first heat exchanger connected to the first heat exchanger through a second duct, A second heat exchanger connected to the expansion valve by a fourth duct to evaporate the refrigerant to absorb external heat, and a second heat exchanger connected to the second heat exchanger and the third heat exchanger, And a liquid separator connected to the compressor through a sixth conduit and connected to the compressor through a sixth conduit,
상기 제1 관로를 통과하는 냉매의 열을 저장하는 제상용 축열부, 상기 제상용 축열부의 열을 제4 관로로 전달하는 제상용 히트파이프, 상기 제상용 히트파이프에 설치되어 상기 제상용 축열부의 열을 상기 제4 관로를 통과하는 냉매에 전달하거나 차단하는 축열회수용 밸브를 포함하는 냉난방장치를 제공한다.A heat pipe for transferring the heat of the heat storage unit to the fourth duct, a heat pipe for heat transferring the heat of the heat storage unit to the fourth pipe, And a heat storage recovery valve that transfers or blocks the refrigerant to the refrigerant passing through the fourth duct.
상기 폐열회수용 히트파이프는 루프타입의 히트파이프로 이루어지는 것이 바람직하다.The waste heat recovering heat pipe is preferably a loop type heat pipe.
상기 제상용 히트파이프는 루프타입의 히트파이프로 이루어지는 것이 바람직하다.It is preferable that the defrost heat pipe comprises a loop type heat pipe.
상기 제상용 축열부는 열전달매체가 수용되며 루프타입의 관으로 이루어지는 하우징, 상기 하우징의 일측이 상기 제1 관로에 접촉되어 열을 흡수하고, 상기 하우징의 타측에 열을 저장하는 축열탱크가 제공되는 것이 바람직하다.The storage tank is provided with a heat storage medium accommodated therein and having a loop type pipe. One side of the housing is in contact with the first pipe to absorb heat, and a heat storage tank for storing heat is provided on the other side of the housing desirable.
상기 축열회수용 밸브는 온, 오프로 개폐되는 개폐밸브로 이루어지는 것이 바람직하다.Preferably, the heat storage recovery valve is composed of an on-off valve that is opened and closed on and off.
이와 같은 본 발명은 냉방 또는 난방 효율을 향상시켜 에너지를 절약하고 냉난방 효율 향상을 통해 상품성을 증대시키는 효과가 있다. 또한, 본 발명은 증발기인 제2 열교환기를 제상용 히트파이프를 이용하여 필요에 따라 냉난방장치를 가동하는 상태에서 제상을 수행할 수 있어 냉난방 효율을 증대시키는 효과가 있다. 특히, 제상용 히트파이프는 냉난방장치에 사용되는 냉매에서 발생하는 열을 저장하는 축열탱크를 이용하여 필요한 경우에는 적절하게 증발기인 제2 열교환기의 제상을 수행할 수 있는 이점이 있다.The present invention has the effect of improving the efficiency of cooling or heating to save energy and increase the commercial efficiency through the improvement of the cooling and heating efficiency. Further, according to the present invention, defrosting can be performed in a state where the second heat exchanger, which is an evaporator, operates the heating / cooling apparatus by using a defrost heat pipe as needed, thereby increasing the cooling / heating efficiency. Particularly, the defrost heat pipe is advantageous in that defrosting of the second heat exchanger, which is an evaporator, can be properly performed by using a heat storage tank for storing heat generated from the refrigerant used in the heating and cooling apparatus.
도 1은 본 발명의 실시예인 냉난방장치의 구성과 작용을 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 도 1의 증발기인 제2 열교환기의 주요 구성과 작용을 설명하기 위한 구성도이다.
도 3은 본 발명의 실시예의 주요부의 작용을 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시예의 제상작용을 설명하기 위한 도면이다. 1 is a view for explaining a configuration and an operation of an air conditioner, which is an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a diagram for explaining the main configuration and operation of the second heat exchanger which is the evaporator of FIG. 1;
3 is a diagram for explaining the operation of the main part of the embodiment of the present invention.
4 is a view for explaining the defrosting action of the embodiment of the present invention.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대해 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 붙였다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art can easily carry out the present invention. The present invention may, however, be embodied in many different forms and should not be construed as limited to the embodiments set forth herein. In order to clearly illustrate the present invention, parts not related to the description are omitted, and the same or similar components are denoted by the same reference numerals throughout the specification.
도 1은 본 발명의 실시예를 설명하기 위한 도면으로, 냉난방장치를 도시하고 있다. Fig. 1 is a view for explaining an embodiment of the present invention, showing an air conditioning apparatus.
본 발명의 실시예에 적용되는 냉난방장치는 압축기(1), 제1 열교환기(3), 수액기(5), 팽창밸브(7), 제2 열교환기(9), 그리고 액분리기(11)를 포함한다.The cooling and heating apparatus applied to the embodiment of the present invention is a cooling and heating apparatus that includes a
그리고 본 발명의 실시예의 설명에서 압축기(1)와 제1 열교환기(3)가 연결되는 관로를 제1 관로(13), 제1 열교환기(3)와 수액기(5)를 연결하는 관로를 제2 관로(15), 수액기(5)와 팽창밸브(7)를 연결하는 관로를 제3 관로(17), 팽창밸브(7)와 제2 열교환기(9)를 연결하는 관로를 제4 관로(19), 제2 열교환기(9)와 액분리기(11)를 연결하는 관로를 제5 관로(21), 그리고 액분리기(11)와 압축기(1)를 연결하는 관로를 제6 관로(23)라고 하기로 한다. In the description of the embodiment of the present invention, the pipeline to which the
그리고 제1 관로(13), 제2 관로(15), 제3 관로(17), 제4 관로(19), 제5 관로(21), 그리고 제6 관로(23)에는 냉방 및 난방을 위해 냉매 싸이클을 순환하는 일반적인 냉매가 채워진다.The
압축기(1)는 냉매가스를 압축하는 장치이다. 압축기(1)는 냉매를 고온 고압으로 압축하여 기체 상태로 제1 관로(13)를 따라 제1 열교환기(3)로 이송시키는 역할을 한다.The compressor (1) is a device for compressing refrigerant gas. The compressor (1) compresses the refrigerant to a high temperature and a high pressure and transfers the compressed refrigerant to the first heat exchanger (3) along the first duct (13) in a gaseous state.
제1 열교환기(3)는 응축기이며, 제1 열교환기(3)를 통과하는 냉매의 열을 외부로 방출할 수 있다. 이때 제1 열교환기(3)에서 방출된 열은 팬(fan) 등을 통해 난방을 하는데 이용될 수 있다.The first heat exchanger (3) is a condenser and can discharge the heat of the refrigerant passing through the first heat exchanger (3) to the outside. At this time, the heat discharged from the
수액기(5)는 제2 관로(15)를 통해 제1 열교환기(3)와 연결된다. 수액기(5)는 액체 냉매를 저장할 수 있다. 팽창밸브(7)는 제3 관로(17)를 통해 수액기(5)와 연결된다. 그리고 팽창밸브(7)는 제4 관로(19)를 통해 제2 열교환기(9)와 연결된다. The receiver (5) is connected to the first heat exchanger (3) through the second conduit (15). The receiver (5) can store the liquid refrigerant. The expansion valve (7) is connected to the receiver (5) through the third conduit (17). The expansion valve (7) is connected to the second heat exchanger (9) through the fourth duct (19).
제2 열교환기(9)는 냉매에서 외부의 열을 흡수하는 증발기이다. 제2 열교환기(9)는 주변의 온도를 낮추어 냉방을 하는데 이용될 수 있다.The
액분리기(11)는 제5 관로(21)를 통해 제2 열교환기(9)와 연결된다. 그리고 액분리기(11)는 제6 관로(23)를 통해 압축기(1)와 연결된다.The
제2 관로(15)와 제5 관로(21) 사이에는 폐열회수용 히트파이프(25)가 설치된다. 폐열회수용 히트파이프(25)는 루프형의 히트파이프로 이루어지며 내부에는 냉매가 채워질 수 있다. 폐열회수용 히트파이프(25)는 제2 관로(15)의 폐열을 흡수할 수 있으며, 흡수된 폐열을 제5 관로(21) 측으로 전달하는 역할을 한다. 즉, 폐열회수용 히트파이트(25)는 일측이 제2 관로(15)에 인접하게 배치되어 열교환이 이루어지며, 타측이 제5 관로(21)에 인접하게 배치되어 열교환이 이루어진다.A waste
그리고 폐열회수용 히트파이프(25)에는 제1 유량조절밸브(27)가 설치된다. The waste heat recovery heat pipe (25) is provided with a first flow control valve (27).
제1 유량조절밸브(27)는 폐열회수용 히트파이프(25)의 내부를 이동하는 냉매의 양을 조절하는데 이용된다. 이러한 제1 유량조절밸브(27)는 컨트롤러(도시생략)에 의해 제어될 수 있다.The first
그리고 수액기(5)와 냉매가 액분리기(11) 측으로 들어가는 제5 관로(21)에는 제7 관로(29)가 연결된다. The
제7 관로(29)에는 제2 유량제어밸브(31)와 히터(33)가 설치된다. 제2 유량제어밸브(31)는 수액기(5) 측에 배치되어 수액기(5)에서 액분리기(11)로 이동하는 냉매의 양을 조절할 수 있다. 그리고 제2 유량제어밸브(31)는 컨트롤러(도시생략)에 의해 제어될 수 있다.A second
그리고 히터(33)는 액분리기(11) 측에 설치되어 제7 관로(29)를 통과하는 냉매를 가열할 수 있다. 즉, 히터(33)는 수액기(5)에서 액분리기(11)로 제7 관로(29)를 따라 이동하는 냉매를 가열하여 냉매를 기화시킬 수 있다. 이러한 구조는 제2 열교환기(9)를 지나온 냉매가 제5 관로(21)를 통해 액분리기(11)로 공급되는 기체 형태의 냉매와 수액기(5)를 통해 제7 관로(29)를 통해 공급되는 기체 형태의 냉매가 더해져 액분리기(11)로 공급되는 기체 형태의 냉매의 양을 증대시켜 효율을 향상시킬 수 있다.The
한편, 제3 관로(17)를 통해 제2 열교환기(9)로 냉매가 공급될 수 있는데 이러한 구조는 도 2를 통해 상세하게 설명한다.Meanwhile, the refrigerant may be supplied to the
제2 열교환기(9)에는, 도 2에 도시한 바와 같이, 제1 증발용 관로(35)와 제2 증발용 관로(37)가 설치될 수 있다. 제1 증발용 관로(35)와 제2 증발용 관로(37)는 각각 다수개가 연결될 수 있다.As shown in Fig. 2, a
제1 증발용 관로(35)는 제3 관로(17)에서 분지된 제8 관로(39)와 일측이 연결되고, 타측이 팽창밸브(7)와 연결되는 제9 관로(41)와 연결될 수 있다. 즉, 제3 관로(17)는 분지되어 제8 관로(39)를 이루고 제3 관로(17)를 통과하는 냉매가 직접 제2 열교환기(9)의 제1 증발용 관로(35)로 이동될 수 있다. 그리고 제2 열교환기(9)의 제1 증발용 관로(35)를 지나온 냉매가 제9 관로(41)를 통해 팽창밸브(7)로 전달될 수 있다.The
제1 증발용 관로(35)는 외기(W, 도 2에 도시하고 있음)에 의해 열전달이 이루어져 냉매가 과냉각되어 온도가 떨어진 상태에서 팽창밸브(7)로 공급될 수 있다.The
그리고 제2 증발용 관로(37)는 제4 관로(19)와 제5 관로(21) 사이에 연결될 수 있다. 즉, 제2 증발용 관로(37)에서는 냉매가 외부의 열을 흡수하여 주변의 온도를 낮추어 냉방을 할 수 있다.The
한편, 본 발명의 실시예는 제상용 축열부(43), 제상용 히트파이프(45), 그리고 축열회수용 밸브(47)를 더 포함한다.On the other hand, the embodiment of the present invention further includes a
제상용 축열부(43)는 제1 관로(13)를 통과하는 냉매의 열을 저장할 수 있다.The
제상용 축열부(43)는 오일과 같은 유체로 이루어지는 열전달매체가 수용되며 루프타입의 관으로 이루어지는 하우징(49)을 구비한다. 그리고 하우징(49)의 일측은 제1 관로(13)에 연결되어 열전달매체가 제1 관로(13)를 통과하는 냉매의 열을 흡수할 수 있다. 그리고 하우징(49)의 타측에는 제1 관로(13)의 냉매에서 흡수한 열을 열전달매체로 전달받아 열을 저장하는 축열탱크(51)가 제공된다.The defrost
제상용 축열부(43)의 축열탱크(51)에는 축열이 필요한 경우 열전달매체를 통해 열을 모아둘 수 있다.The
제상용 히트파이프(45)는 제상용 축열부(43)와 제4 관로(19) 사이에 배치되어 제상용 축열부(43)의 열을 제4 관로(19)로 전달할 수 있다. 제상용 히트파이프(45)는 냉매가 수용된 루프타입의 히트파이프로 이루어질 수 있다. The
그리고 제상용 히트파이프(45)에는 축열회수용 밸브(47)가 설치된다. 축열회수용 밸브(47)는 온, 오프로 제어되는 솔레노이드 밸브가 사용될 수 있다. 축열회수용 밸브(47)는 컨트롤러(도시생략)에 연결되어 온, 오프 제어될 수 있다.A heat storage recovery valve (47) is installed in the defrost heat pipe (45). The heat
축열회수용 밸브(47)는 제상용 히트파이프(45)의 내부에 수용되는 냉매의 유동을 차단하는 역할을 한다. 즉, 축열회수용 밸브(47)는 제2 열교환기(9)의 주변의 외기(W)가 현저하게 낮아 제상이 필요할 때에만 작동시킬 수 있다.The heat
이와 같이 이루어지는 본 발명의 작용에 도 1 내지 도 4를 참조하여 설명한다.The operation of the present invention will be described with reference to Figs. 1 to 4. Fig.
본 발명의 실시예의 작용 설명에서는 냉동 싸이클의 기본 작동에 따라 본 발명의 실시예의 구성이 부가된 부분이 작용하는 내용을 상세하게 설명하기로 한다.The operation of the embodiment of the present invention will now be described in detail with reference to the basic operation of the refrigeration cycle, in which the components of the embodiment of the present invention are added.
먼저, 냉동 싸이클은 압축기(1)에서 압축된 냉매가 고온 고압의 기체 상태로 제1 관로(13)를 통해 제1 열교환기(3)로 전달된다. 제1 열교환기(3)에서는 냉매가 응축되면서 열을 방출한다. 따라서 제1 열환기(3)를 통해 배출되는 열을 통해 난방을 할 수 있다. 제1 열교환기(3)를 통과한 냉매는 제2 관로(15)를 통해 수액기(5)로 전달된다. 이때 제2 관로(15)에는 폐열이 남게 된다. 수액기(5)는 팽창밸브(7)와 제3 관로(17)를 통해 과냉각된 액체 상태의 냉매를 공급한다. 그리고 팽창밸브(7)를 통과한 냉매는 제4 관로(19)를 통해 제2 열교환기(9)로 공급된다. 제2 열교환기(9)에서는 냉매가 외부의 열을 흡수하면서 외부의 온도가 낮아진다. 따라서 제2 열교환기(9) 주변에서 낮아진 외기를 이용하여 냉방을 할 수 있다. 제2 열교환기(9)를 지나온 냉매는 제5 관로(21)를 통과하여 액분리기(11)로 전달된다. 액분리기(11)에서는 기화된 냉매를 액체상태의 냉매와 분리하여 제6 관로(23)를 통해 압축기(1)로 전달한다. 이러한 과정을 통해 난방 또는 냉방이 이루어진다.First, the refrigerant compressed in the
이때 폐열회수용 히트파이프(25)의 작용에 대해 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, the operation of the waste
제1 열교환기(3)를 통과하여 제2 관로(15)를 지나는 냉매의 폐열은 폐열회수용 히트파이프(25)에서 열전달을 통해 제5 관로(21)를 통과하는 냉매로 전달된다. 이때 컨트롤러는 제1 유량조절밸브(27)를 제어하여 폐열회수용 히트파이프(25)에 수용된 냉매의 유량을 조절하여 최적의 상태가 되도록 한다. The waste heat of the refrigerant passing through the first heat exchanger (3) and passing through the second pipe (15) is transferred to the refrigerant passing through the fifth pipe (21) through heat transfer in the waste heat recovering heat pipe (25). At this time, the controller controls the first
그러면 제2 열교환기(9)를 통과하여 제5 관로(21)를 지나는 냉매가 가열되면서 액분리기(11)를 통과하게 되는데 이때 폐열회수용 히트파이프(25)의 열전달에 의해 냉매의 기화율이 높아진 상태로 액분리기(11)로 냉매가 전달된다. Then, the refrigerant passing through the
따라서 제1 열교환기(3)를 지난 냉매의 폐열을 이용하여 냉난방장치의 효율을 높일 수 있다. Therefore, the efficiency of the air conditioner can be increased by using the waste heat of the refrigerant passing through the first heat exchanger (3).
한편, 수액기(5)를 지나 제3 관로(17)를 통과하는 냉매는 제8 관로(39)를 지나 제1 증발용 관로(35)를 통과하여 제9 관로(41)를 통해 팽창밸브(7)로 이동한다. 이때 냉매가 제1 증발용 관로(35)를 지나면서 외기(W)에 의해 과냉각되면서 팽창밸브(7)로 전달된다. 그리고 팽창밸브(7)로 전달된 냉매는 제4 관로(19)를 지나 제2 증발용 관로(37)를 통과하면서 외부의 열을 흡수하고 제5 관로(21)로 전달된다. 이러한 과정을 통해 제2 열교환기(9)의 효율을 극대화시킬 수 있다.On the other hand, the refrigerant passing through the
계속해서 제2 유량제어밸브(31)를 조절하여 수액기(5)를 지나는 냉매를 제7 관로(29)를 통과하게 하면, 제7 관로(29)를 지나는 냉매가 히터(33)에 의해 가열되면서 냉매의 기화도가 높아진 상태로 액분리기(11)로 전달된다. 이는 제2 열교환기(9)를 통과하여 제5 관로(21)를 지나는 냉매에 더해져 기화된 상태의 냉매가 액분리기(11)로 유입되어 냉난방장치의 효율을 더욱 향상시킬 수 있다.Subsequently, when the second
예를 들면, 상온(대기)의 온도가 -15℃이하로 내려가는 경우에 기화온도가 하강한다. 그러면 냉매 순환량이 줄어들게 되는데, 이때 수액기(5)의 냉매를 히터(33)를 이용하여 기화시켜 액분리기(11)를 통해 압축기(1)로 보냄으로써 냉매량을 증가시켜 효율을 향상시킬 수 있는 것이다.For example, when the temperature of room temperature (atmosphere) falls below -15 캜, the vaporization temperature falls. At this time, the refrigerant in the
또한, 본 발명의 실시예의 제상용 축열부(43)와 제상용 히트파이프(45)의 작용을 설명하면 다음과 같다.The operation of the
외기(W)의 온도가 현저하게 낮아 제2 열교환기(9)의 제상이 필요한 경우에는 컨트롤러는 축열회수용 밸브(47)를 온 상태로 작동시킨다. 그러면 제상용 히트파이프(45)의 내부에 수용된 냉매가 이동하여 축열탱크(51)에 저장되어 있던 열을 제4 관로(19) 측으로 전달하여 제4 관로(19)를 통과하는 냉매의 온도를 높여 제2 열교환기(9)를 제상할 수 있다. When the defrosting of the
물론, 축열탱크(51)에 모아지는 열은 열전달매체에 의해 제1 관로(13)를 통과하는 냉매의 열을 필요에 따라 전달받아 저장할 수 있다.Of course, the heat collected in the
이와 같이 이루어지는 본 발명의 실시예의 냉난방장치를 순환하는 냉매의 폐열을 이용하여 냉난방장치의 냉난방효율을 향상시킬 수 있다.The cooling / heating efficiency of the air conditioner can be improved by using the waste heat of the refrigerant circulating in the air conditioner of the embodiment of the present invention.
이상을 통해 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고 특허청구범위와 발명의 상세한 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러 가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고 이 또한 본 발명의 범위에 속하는 것은 당연하다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments, but, on the contrary, And it goes without saying that the invention belongs to the scope of the invention.
1. 압축기, 3. 제1 열교환기,
5. 수액기, 7. 팽창밸브,
9. 제2 열교환기, 11. 액분리기,
13. 제1 관로, 15. 제2 관로,
17. 제3 관로, 19. 제4 관로,
21. 제5 관로, 23. 제6 관로,
25. 폐열회수용 히트파이프, 27. 제1 유량조절밸브,
29. 제7 관로, 31. 제2 유량제어밸브,
33. 히터, 35. 제1 증발용 관로,
37. 제2 증발용 관로, 39. 제8 관로,
41. 제9 관로, 43. 제상용 축열부,
45. 제상용 히트파이프, 47. 축열회수용 밸브,
49. 하우징, 51. 축열탱크,1. compressor, 3. first heat exchanger,
5. Receiver, 7. Expansion valve,
9. Second heat exchanger, 11. Liquid separator,
13. The first conduit, 15. The second conduit,
17. The third line, 19. The fourth line,
21. Fifth channel, 23. Sixth channel,
25. Waste heat recovery heat pipe, 27. First flow control valve,
29. seventh channel, 31. second flow control valve,
33. Heater, 35. First evaporation duct,
37. Second evaporation duct, 39. Eighth duct,
41. The 9th conduit, 43. The gaseous phase storage portion,
45. Degassing heat pipe, 47. Heat recovery recovery valve,
49. Housing, 51. Storage tank,
Claims (11)
상기 압축기와 제1 관로로 연결되어 냉매가 응축되면서 열을 방출하는 제1 열교환기,
상기 제1 열교환기와 제2 관로로 연결되어 냉매를 저장하는 수액기,
상기 수액기와 제3 관로로 연결되어 냉매를 기화시키는 팽창밸브,
상기 팽창밸브와 제4 관로로 연결되어 냉매가 증발되어 외부의 열을 흡수하는 제2 열교환기, 그리고
상기 제2 열교환기와 제5 관로로 연결됨과 동시에 상기 압축기와 제6 관로를 통해 연결되는 액분리기를 포함하며,
상기 제2 관로와 상기 제5 관로 사이에 연결되어 상기 제2 관로를 통과하는 냉매의 폐열을 회수하여 상기 제5 관로를 통과하는 냉매에 전달하는 폐열회수용 히트파이프,
상기 폐열회수용 히트파이프에 설치되며 상기 폐열회수용 히트파이프의 내부를 이동하는 냉매의 유량을 조절하는 제1 유량조절밸브를 포함하며,
상기 제2 열교환기에는
제1 증발용 관로와 제2 증발용 관로가 설치되며,
상기 제1 증발용 관로는
상기 제3 관로에서 분지된 제8 관로와 일측 연결되고, 타측이 상기 팽창밸브와 연결되는 제9 관로와 연결되고,
상기 제2 증발용 관로는
상기 제4 관로와 제5 관로 사이에 연결되는 냉난방장치.A compressor for compressing the refrigerant gas,
A first heat exchanger connected to the compressor through a first conduit to condense the refrigerant to discharge heat,
A receiver connected to the first heat exchanger and the second duct to store the refrigerant,
An expansion valve connected to the receiver and the third conduit to vaporize the refrigerant,
A second heat exchanger connected to the expansion valve and the fourth duct to evaporate the refrigerant to absorb external heat, and
And a liquid separator connected to the second heat exchanger through a fifth conduit and connected to the compressor through a sixth conduit,
A heat pipe connected between the second conduit and the fifth conduit for recovering waste heat of the refrigerant passing through the second conduit and transferring the waste heat to the refrigerant passing through the fifth conduit,
And a first flow control valve installed in the heat recovery pipe for regulating the flow rate of the refrigerant moving in the waste heat recovery heat pipe,
The second heat exchanger
A first evaporation duct and a second evaporation duct are provided,
The first evaporation conduit
A third conduit connected to the eighth conduit branched from the third conduit, the other conduit connected to the expansion valve,
The second evaporation pipe
And the fourth duct is connected to the fifth duct.
상기 압축기와 제1 관로로 연결되어 냉매가 응축되면서 열을 방출하는 제1 열교환기,
상기 제1 열교환기와 제2 관로로 연결되어 냉매를 저장하는 수액기,
상기 수액기와 제3 관로로 연결되어 냉매를 기화시키는 팽창밸브,
상기 팽창밸브와 제4 관로로 연결되어 냉매가 증발되어 외부의 열을 흡수하는 제2 열교환기, 그리고
상기 제2 열교환기와 제5 관로로 연결됨과 동시에 상기 압축기와 제6 관로를 통해 연결되는 액분리기를 포함하며,
상기 제2 열교환기에는
제1 증발용 관로와 제2 증발용 관로가 설치되며,
상기 제1 증발용 관로는
상기 제3 관로에서 분지된 제8 관로와 일측 연결되고, 타측이 상기 팽창밸브와 연결되는 제9 관로와 연결되고,
상기 제2 증발용 관로는
상기 제4 관로와 제5 관로 사이에 연결되는 냉난방장치.A compressor for compressing the refrigerant gas,
A first heat exchanger connected to the compressor through a first conduit to condense the refrigerant to discharge heat,
A receiver connected to the first heat exchanger and the second duct to store the refrigerant,
An expansion valve connected to the receiver and the third conduit to vaporize the refrigerant,
A second heat exchanger connected to the expansion valve and the fourth duct to evaporate the refrigerant to absorb external heat, and
And a liquid separator connected to the second heat exchanger through a fifth conduit and connected to the compressor through a sixth conduit,
The second heat exchanger
A first evaporation duct and a second evaporation duct are provided,
The first evaporation conduit
A third conduit connected to the eighth conduit branched from the third conduit, the other conduit connected to the expansion valve,
The second evaporation pipe
And the fourth duct is connected to the fifth duct.
상기 압축기와 제1 관로로 연결되어 냉매가 응축되면서 열을 방출하는 제1 열교환기,
상기 제1 열교환기와 제2 관로로 연결되어 냉매를 저장하는 수액기,
상기 수액기와 제3 관로로 연결되어 냉매를 기화시키는 팽창밸브,
상기 팽창밸브와 제4 관로로 연결되어 냉매가 증발되어 외부의 열을 흡수하는 제2 열교환기, 그리고
상기 제2 열교환기와 제5 관로로 연결됨과 동시에 상기 압축기와 제6 관로를 통해 연결되는 액분리기를 포함하며,
상기 제1 관로를 통과하는 냉매의 열을 저장하는 제상용 축열부,
상기 제상용 축열부의 열을 제4 관로로 전달하는 제상용 히트파이프,
상기 제상용 히트파이프에 설치되어 상기 제상용 축열부의 열을 상기 제4 관로를 통과하는 냉매에 전달하거나 차단하는 축열회수용 밸브
를 포함하는 냉난방장치.A compressor for compressing the refrigerant gas,
A first heat exchanger connected to the compressor through a first conduit to condense the refrigerant to discharge heat,
A receiver connected to the first heat exchanger and the second duct to store the refrigerant,
An expansion valve connected to the receiver and the third conduit to vaporize the refrigerant,
A second heat exchanger connected to the expansion valve and the fourth duct to evaporate the refrigerant to absorb external heat, and
And a liquid separator connected to the second heat exchanger through a fifth conduit and connected to the compressor through a sixth conduit,
A storage tank for storing the heat of the refrigerant passing through the first channel,
A heat transfer pipe for transferring the heat of the thermal storage unit to the fourth duct,
And a heat storage recovery valve installed in the heat transfer pipe for distributing the heat to transfer the heat of the heat storage unit to the refrigerant passing through the fourth pipe,
.
상기 폐열회수용 히트파이프는 냉매가 수용되는 루프타입의 히트파이프로 이루어지는 냉난방장치.The method according to claim 1,
Wherein the waste heat recovering heat pipe comprises a loop type heat pipe in which a refrigerant is received.
상기 제상용 히트파이프는 냉매가 수용되는 루프타입의 히트파이프로 이루어지는 냉난방장치.The method of claim 4,
Wherein the defrost heat pipe comprises a loop type heat pipe in which a refrigerant is received.
상기 제상용 축열부는
열전달매체가 수용되며 루프타입의 관으로 이루어지는 하우징,
상기 하우징의 일측이 상기 제1 관로에 접촉되어 열을 흡수하고, 상기 하우징의 타측에 열을 저장하는 축열탱크가 제공되는 냉난방장치.The method of claim 4,
The thermal storage unit
A housing made of a loop type tube in which a heat transfer medium is accommodated,
Wherein one end of the housing is in contact with the first conduit to absorb heat and a heat storage tank for storing heat at the other side of the housing.
상기 축열회수용 밸브는
온, 오프로 개폐되는 개폐밸브로 이루어지는 냉난방장치.The method of claim 4,
The heat storage recovery valve
And an on / off valve that is opened and closed by the on / off switch.
상기 수액기와 상기 제5 관로는 제7 관로로 연결되고,
상기 제7 관로에는 냉매의 이동을 조절하는 제2 유량조절밸브와 상기 제6 관로를 통과하는 냉매를 가열하는 히터가 설치되는 냉난방장치.The method according to claim 1,
Wherein the receiver and the fifth channel are connected by a seventh channel,
Wherein the seventh conduit is provided with a second flow control valve for controlling the movement of the refrigerant and a heater for heating the refrigerant passing through the sixth conduit.
상기 제1 관로를 통과하는 냉매의 열을 저장하는 제상용 축열부,
상기 제상용 축열부의 열을 제4 관로로 전달하는 제상용 히트파이프,
상기 제상용 히트파이프에 설치되어 상기 제상용 축열부의 열을 상기 제4 관로를 통과하는 냉매에 전달하거나 차단하는 축열회수용 밸브
를 포함하는 냉난방장치.The method according to claim 1,
A storage tank for storing the heat of the refrigerant passing through the first channel,
A heat transfer pipe for transferring the heat of the thermal storage unit to the fourth duct,
And a heat storage recovery valve installed in the heat transfer pipe for distributing the heat to transfer the heat of the heat storage unit to the refrigerant passing through the fourth pipe,
.
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