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KR100562836B1 - 히트펌프 사이클 - Google Patents

히트펌프 사이클 Download PDF

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KR100562836B1
KR100562836B1 KR1020050078764A KR20050078764A KR100562836B1 KR 100562836 B1 KR100562836 B1 KR 100562836B1 KR 1020050078764 A KR1020050078764 A KR 1020050078764A KR 20050078764 A KR20050078764 A KR 20050078764A KR 100562836 B1 KR100562836 B1 KR 100562836B1
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KR
South Korea
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refrigerant
pipe
compressor
heat exchanger
heat exchange
Prior art date
Application number
KR1020050078764A
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English (en)
Inventor
문영휘
나종철
Original Assignee
주식회사 포스탑
(주)뉴그린테크
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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Publication date
Application filed by 주식회사 포스탑, (주)뉴그린테크 filed Critical 주식회사 포스탑
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    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B30/00—Heat pumps
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Abstract

본 발명은 히트펌프의 난방 운전시 고온 상태의 냉매를 충분히 저장하며 유동을 안내하는 열교환 탱크에 상대적으로 낮은 온도의 냉매를 유동시키는 냉매관을 통과시키거나 또는 냉매관을 일부 용접함으로써 상호 열교환에 의해 압축기로 유입되는 냉매의 온도를 증가시켜 성능을 향상시키고자 한 히트펌프 사이클에 관한 것이다.
히트펌프, 열교환 탱크

Description

히트펌프 사이클{heat pump cycle}
도 1은 종래 히트펌프 사이클의 개략도.
도 2a 및 도 2b는 종래 히트펌프 사이클의 냉매 흐름도.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 히트펌프 사이클의 난방시 냉매의 흐름을 보인 개략도.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 히트펌프 사이클의 냉방시 냉매의 흐름을 보인 개략도.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 히트펌프 사이클의 열교환 구조를 보인 내부도.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 히트펌프 사이클의 열교환 구조를 보인 사시도.
*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*
101,102,103,104,105: 제 1,2,3,4,5냉매관
106,107: 제 1,2바이패스관
11,111: 압축기 12,112: 실외 열교환기
13,113: 실내 열교환기 120: 열교환 탱크
본 발명은 히트펌프 사이클에 관한 것으로, 보다 상세하게는 히트펌프의 난방 운전시 고온 상태의 냉매를 충분히 저장하며 유동을 안내하는 열교환 탱크에 상대적으로 낮은 온도의 냉매를 유동시키는 냉매관을 통과시키거나 또는 일부 용접함으로써 상호 열교환에 의해 압축기로 유입되는 냉매의 온도를 증가시켜 성능을 향상시키고자 한 히트펌프 사이클에 관한 것이다.
히트 펌프는 에어컨의 냉각 사이클(cooling cycle)에서 냉매의 흐름을 역전환(逆轉換)시킴으로써 냉방(冷房)과 난방(煖房)을 겸할 수 있는 공기 조절장치의 하나로써 특히 계절에 구애받지 않고 사용할 수 있는 장점에 따라 점차적으로 그 사용영역이 확대되고 있다.
도 1에 도시된 바와 같이, 일반적으로 히트펌프 사이클은 냉매를 압축시키는 압축기(11)와, 상기 압축기(11)와 배관으로 연결되어 냉방시에는 응축기로 작용하고 난방시에는 증발기로 작용하는 실외 열교환기(12)와, 상기 압축기(11)와 배관으로 연결되어 냉방시에는 증발기로 작용하고 난방시에는 응축기로 작용하는 실내 열교환기(13)와, 상기 압축기(11)에서 나오는 고온고압의 냉매를 냉방시에는 실외 열교환기(12)로 공급하고 난방시에는 실내 열교환기(13)로 공급하는 사방밸브(14)와, 상기 실외 열교환기(12)의 하측에 설치되어 난방시 실외 열교환기(12)의 응축수가 결빙되는 것을 방지하는 과냉각기(16)와, 실외측에 설치되어 응축된 냉매를 팽창시 킴으로서 2상냉매로 만드는 팽창밸브(15)로 구성되어 있다.
여기서, 상기 팽창밸브(15)는 실외 열교환기(12)와 과냉각기(16)를 연결하는 배관에 설치되며, 과냉각기(16)와 실내 열교환기(13)를 연결하는 배관에는 과냉각기(16)로부터의 냉매흐름을 차단하는 체크밸브(17)가 설치되어 있다.
따라서, 상기 팽창밸브(15)를 통과한 냉매가 체크밸브(17)를 거치지 않고 실내 열교환기(13)측으로 공급될 수 있도록 두 배관 사이에는 바이패스관이 연결되어 있다.
상기와 같이 구성된 종래의 히트펌프 사이클은 냉방 또는 난방의 선택에 따라 사방밸브(14)가 압축기(11)에서 나온 고온, 고압의 냉매를 실내 열교환기(13) 또는 실외 열교환기(12)로 보냄으로써 실내를 냉방하거나 난방하게 된다.
즉, 냉방시에 냉매는, 도 2a에 도시된 바와 같이, 압축기(11)→사방밸브(14)→실외 열교환기(12)→팽창밸브(15)→실내 열교환기(13)→압축기(11)의 순환경로를 거치면서 냉방을 이루게 된다.
그리고, 난방시에 냉매는, 도 2b에 도시된 바와 같이, 압축기(11)→사방밸브(14)→실내 열교환기(13)→체크밸브(17)→과냉각기(16),팽창밸브(15)→실외 열교환기(12)→압축기(11)의 순환경로를 거치면서 난방을 이루게 된다.
그러나, 상기와 같이 구성된 종래의 히트펌프 사이클은 난방시 외기온도가 점점 낮아지면 난방부하가 커져 에너지 소모가 많아지고 제품 성능 차이에 따라 -5℃ 내지 -10℃ 부근에서부터는 외기로부터 냉매의 상변화에 따른 증발잠열을 충분히 흡수하지 못하여 급격한 효율저하현상이 발생하며, 과부하 운전으로 인한 소음 발생이 크고, 실외기 압축기에서의 압축비가 커져 투입되는 운전에너지에 비해 실내에서 얻는 열량이 상대적으로 적은 비효율적 현상인 한계치 운전에 이르는 문제점이 있었다.
본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하고자 제안된 것으로서, 난방시 히트펌프 사이클 내를 순환하는 냉매의 온도를 최적화 하기 위해 상대적으로 고온 상태인 압축기 출구측의 냉매관 상에 열교환 탱크를 구비하여 고온인 냉매를 충분히 저장하면서 유동시킴과 아울러 상대적으로 낮은 온도의 냉매를 유동시키는 냉매관을 이 열교환 탱크에 관통시키거나 외측에 용접함으로써 열교환한 후 온도 보상된 상태로 압축기로 유입되도록 함으로써 압축기의 과부하를 방지하여 난방 능력을 향상시키고자 한 히트펌프 사이클을 제공함을 그 목적으로 한다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 히트펌프 사이클은 압축기에서 나오는 고온·고압의 냉매를 냉방시에 실외 열교환기로 공급하고 난방시에 제 1냉매관을 통해 실내 열교환기로 공급하는 사방밸브와, 상기 실내 열교환기를 거치며 응축된 냉매를 제 2냉매관을 통해 공급받아 2상 냉매로 만드는 팽창관과, 상기 팽창관과 제 3냉매관으로 연결되어 난방시 상기 실외 열교환기의 응축수가 결빙되는 것을 방지하는 과냉각기와, 상기 압축기의 유입측과 제 4냉매관으로 연결되어 상기 압축기로의 유입 전에 액상의 냉매를 분리하는 액분리기를 포함하는 히트펌프 사이클에 있어서, 상기 제 1냉매관 상에 내부를 밀폐한 빈 공간을 갖으며 고온 고압 상태인 냉매를 저장하며 유동할 수 있는 공간을 확장시킨 열교환 탱크를 형성하고, 이 열교환 탱크에 제 2,3,4냉매관을 관통하면서 고온상태의 냉매를 이송하는 제 1냉매관과 열교환하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명은 상기 제 1냉매관 상에 내부를 밀폐한 빈 공간을 갖으며 고온 고압 상태인 냉매를 저장하며 유동할 수 있는 공간을 확장시킨 열교환 탱크가 형성하고, 상기 열교환 탱크의 둘레에 제 2,3,4냉매관의 일부가 면접되어 용접됨으로써 고온상태의 냉매를 이송하는 제 1냉매관과 열교환하는 것을 특징으로 한다.
그리고, 본 발명은 제 4냉매관이 압축기로 유입되는 냉매의 온도 보상을 위해 제 1냉매관과 제 1바이패스관으로 연결됨과 함께 제 2냉매관과 제 2바이패스관으로 연결되는 것을 특징으로 한다.
이하, 본 발명의 실시예들을 첨부한 도면을 참조하여 더욱 상세히 설명한다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 히트펌프 사이클의 난방시 냉매의 흐름을 보인 개략도이고, 도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 히트펌프 사이클의 냉방시 냉매의 흐름을 보인 개략도이다.
그리고, 도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 히트펌프 사이클의 열교환 구조를 보인 내부도이며, 도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 히트펌프 사이클의 열교환 구조를 보인 사시도이다.
도 3 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 히트펌프 사이클은 압축기(111), 사방밸브(114), 열교환 탱크(120), 실내 열교환기(113), 팽창관(115), 과냉각기(116), 실외 열교환기(112) 및 액분리기(117)로 크게 구성된다.
난방시의 냉매 흐름 위주로 구성요소를 설명하면, 상기 압축기(111)는 냉매를 압축하여 고온 고압 상태로 변환하는 기능을 수행한다.
그리고, 상기 사방밸브(114)는 압축기(111)의 출구측과 제 1냉매관(101)으로 연결되며, 냉매를 난방시 열교환 탱크(120) 방향으로, 냉방시 실외 열교환기(112) 방향으로 흐름을 전환시킨다.
상기 열교환 탱크(120)는 제 1냉매관(101) 상에 형성된다.
즉, 상기 열교환 탱크(120)는 제 1냉매관(101)을 상호 연결하며, 제 1냉매관(101)의 직경보다 크게 형성되면서 상대적으로 작은 직경의 제 1냉매관(101) 사이에 형성되기 때문에 유동되는 고온 상태의 냉매의 일부를 저장하게 된다.
그래서, 상기 열교환 탱크(120)는 밀폐된 내부를 고온의 냉매로 가득 채우게 된다.
그리고, 상기 열교환 탱크(120)는 제 1냉매관(101)으로 실내 열교환기(113)와 연결된다.
상기 실내 열교환기(113)는 난방운전시 고온 고압의 냉매를 응축시키며 액체 상태로 변환하는 응축기 역할을 하고, 냉방운전시 냉매를 증발시키며 저온 저압 상태인 액상(液狀)과 기상(氣狀)으로 공존하는 냉매로 변환하는 증발기 역할을 하며 방출 또는 흡수에 의하여 열교환을 수행한다.
상기 실내 열교환기(113)는 제 2냉매관(102)을 통해 열교환 탱크(120) 및 팽창관(115)과 순서대로 연결된다.
이때, 상기 제 2냉매관(102)은 열교환 탱크(120)를 관통하며 팽창관(115)에 연결된다.
그래서, 상기 제 2냉매관(102)은 내부를 흐르는 응축되며 저온 상태로 변환 냉매를 열교환 탱크(120) 내부에 저장된 고온의 냉매와 열교환한다.
즉, 상기 제 2냉매관(102) 내부의 냉매는 열교환 탱크(120)를 통과하면서 온도가 상승된다.
그리고, 상기 열교환 탱크(120)는 팽창관(115)과 과냉각기(116)를 연결하는 제 3냉매관(103)을 통과시킨다.
상기 팽창관(115)과 열교환 탱크(120)가 제 3냉매관(103)의 일부로 연결됨으로써 팽창관(115)을 통과한 저온 저압 상태인 냉매를 열교환 탱크(120) 내부의 고온 냉매와 열교환함으로써 제 3냉매관(103) 내부의 냉매 온도를 보상한다.
그리고, 상기 제 3냉매관(103)은 열교환 탱크(120)를 통과하여 과냉각기(116)와 연결된다.
상기 과냉각기(116)는 난방시 실외 열교환기(112)의 응축수가 결빙되는 것을 방지한다.
그리고, 냉방시 상기 실외 열교환기(112)를 통과하면서 응축되며 2상 냉매로 변환된 냉매는 삼방밸브(116a)의 제어로 과냉각기(116)를 통과하지 않고 제 3냉매관(103)을 통해 열교환 탱크(120)로 유입된다.
상기 과냉각기(116)는 실외 열교환기(112)로 직접적으로 연결되어 있다.
그래서, 상기 과냉각기(116)를 통과한 냉매는 실외 열교환기(112)를 거쳐 제 5냉매관(105)으로 안내된다.
상기 제 5냉매관(105)은 난방시 실외 열교환기(112)를 통과하면서 증발되며 액상과 기상의 2상 냉매 또는 냉방시 응축된 냉매를 사방밸브(114)를 통해 액분리기(117)로 안내한다.
상기 액분리기(117)는 난방시 실외 열교환기(112)를 통과한 냉매가 액상과 기상의 2 상 냉매로 상변화된 상태에서 액상의 냉매를 걸러내어 기상의 냉매만 압축기(111)로 보내는 역할을 한다.
그리고, 상기 액분리기(117)에서 토출되는 기상의 냉매는 제 4냉매관(104)을 통해 열교환 탱크(120) 및 압축기(111)로 순서대로 연결된다.
상기 제 4냉매관(104)은 열교환 탱크(120) 내부를 관통함으로써 저온인 기상의 냉매를 열교환 탱크(120) 내부의 고온인 냉매과 열교환 함으로써 압축기(111)로 유입되는 냉매의 온도를 높여 압축기(111)의 과부하를 방지한다.
한편, 상기 팽창관(115)은 액분리기(117)의 내부에 삽입되게 설치됨으로써 상호 냉매간에 열교환하고, 간단한 구조를 취한다.
한편, 상기 압축기(111)의 유입측에 해당하는 제 4냉매관(104)과 압축기(111)의 토출측에 해당하는 제 1냉매관(101)은 제 1바이패스관(106)으로 연결된다.
그리고, 상기 압축기(111)의 유입측에 해당하는 제 4냉매관(104)과 난방시 실내 열교환기(113)의 토출측에 해당하는 제 2냉매관(102)은 제 2바이패스관(107) 으로 연결된다.
상기 제 1바이패스관(106) 상에는 제 1바이패스 밸브(106a)가 구비되고, 제 2바이패스관(107) 상에는 제 2바이패스 밸브(107a)가 구비된다.
상기 제 1,2바이패스관(106,107)은 난방시 외부의 저온시 압축기(111)로 유입되는 냉매와 상대적으로 높은 온도의 냉매를 열교환함으로써 온도 보상을 통해 압축기(111)의 과부하를 방지하기 위함이다.
즉, 상기 압축기(111)로 유입되는 냉매의 온도에 따라 고온 상태인 냉매를 유동시키는 제 1냉매관(101)과 연결되는 제 1바이패스관(106)의 제 1바이패스 밸브(106a)가 개방되거나 또는 제 1냉매관(101)의 냉매보다 상대적으로 낮은 온도를 유동시키는 제 2냉매관(102)과 연결되는 제 2바이패스관(107)의 제 2바이패스 밸브(107a)가 개방되면서 압축기(111)로 유입되는 냉매의 온도를 일정치까지 상승시킨다.
한편, 상기 제 1냉매관(101)을 잇는 열교환 탱크(120)는 상부에 연결되는 제 1냉매관(101)과 하부에 연결되는 제 1냉매관(101)을 일직선상에 위치하지 않도록 함으로써 제 1냉매관(101)을 통해 유입되는 냉매가 열교환 탱크(120) 내부에 머무르는 시간을 증가시킨다.
상술한 본 발명에 따른 히트펌프 사이클의 냉매 흐름을 설명하면 다음과 같다.
먼저, 도 3에 도시된 바와 같이, 난방모드시에는 냉매가 압축기(111)→사방밸브(114)→제 1냉매관(101)→열교환 탱크(120)→제 1냉매관(101)→실내 열교환기 (113)→제 2냉매관(102)→열교환 탱크(120)→제 2냉매관(102)→팽창관(115)→제 3냉매관(103)→열교환 탱크(120)→제 3냉매관(103)→과냉각기(116)→삼방밸브(116a)→실외 열교환기(112)→제 5냉매관(105)→사방밸브(114)→제 5냉매관(105)→액분리기(117)→제 4냉매관(104)→열교환 탱크(120)→제 4냉매관(104)→압축기(111)의 순환경로를 거치게 된다.
즉, 상기 사방밸브(114)가 압축기(111)에서 나온 고온 고압의 냉매를 제 1냉매관(101)을 통해 열교환 탱크(120)로 공급하며 열교환 탱크(120) 내부를 고온 상태로 유지한다.
그리고, 상기 열교환 탱크(120)에서 열교환하며 일부 열을 빼앗긴 냉매는 다시 제 1냉매관(101)을 실내 열교환기(113)에 공급된다.
상기 실내 열교환기(113)는 냉방시 응축기의 역할을 하므로, 고온 고압의 냉매가 응축되면서 실내 공기를 가열하여 실내를 난방한다.
상기 실내 열교환기(113)에서 응축된 냉매는 열교환 탱크(120)를 관통하는 제 2냉매관(102)을 따라 이동하면서 열교환 탱크(120) 내부에서 고온 상태인 냉매와 열교환된 후 팽창관(115)으로 유입된다.
상기 팽창관(115)에서 팽창되며 저온 저압상태인 냉매는 열교환 탱크(120)를 관통하는 제 3냉매관(103)을 따라 이동하면서 열교환 탱크(120)의 고온 상태인 냉매와 열교환하며 열을 빼앗아오며 소정 온도 보상을 받게 된다.
그리고, 상기 제 3냉매관(103)을 따라 이동하는 냉매는 과냉각기(116)로 공급된다.
상기 과냉각기(116)로 공급된 액냉매는 주위공기와 열교환을 하며 과냉각되면서 실외 열교환기(112)에서 응축된 응축수가 결빙되지 않게 된다.
즉, 상기 과냉각기(116)는 난방시 응축기의 역할을 수행하여 열을 발산함으로써 응축수의 결빙으로 실외 열교환기(112)의 효율이 저하되는 것을 방지한다.
상기 과냉각기(116)에서 과냉된 냉매는 삼방밸브(116a)를 통해 증발기의 역할을 수행하는 실외 열교환기(112)에서 기화되며 2상으로 상변화한다.
상기 실외 열교환기(112)에서 액상의 기상의 2상 냉매로 상변화한 냉매는 제 5냉매관(105)을 통해 사방밸브(114)를 거쳐 액분리기(117)로 유입된다.
상기 액분리기(117)는 액상의 냉매를 저장하면서 기상의 냉매만 유동시키는 역할을 한다.
상기 액분리기(117)를 거친 기상의 냉매는 열교환 탱크(120)를 관통한 제 4냉매관(104)을 따라 이동하면서 열교환 탱크(120) 내부에서 열을 빼앗아 온도가 상승하게 된다.
그래서, 상기 액분리기(117)와 열교환 탱크(120)를 통과한 냉매는 제 4냉매관(104)을 따라 압축기(111)로 유입됨으로써 열교환 탱크(120)를 통해 온도를 보상받음으로써 압축기(111)의 과부하를 방지한다.
이때, 상기 압축기(111)로 유입되는 냉매의 온도가 일정치 이하일 경우 제 1바이패스관(106)을 개방하여 압축기(111)에서 토출되는 고온 상태인 냉매를 바이패스 시키거나 또는 제 2바이패스관(107)을 개방하여 실내 열교환기(113)에서 토출되는 냉매를 바이패스 시킨다.
즉, 상기 압축기(111)로 유입되는 냉매의 온도가 설정 온도보다 3℃이상으로 낮을 경우 상대적으로 고온의 냉매를 유동시키는 제 1냉매관(101)과 연결된 제 1바이패스관(106)의 제 1바이패스 밸브(106a)를 개방한다.
또한, 상기 압축기(111)로 유입되는 냉매의 온도가 설정 온도보다 3℃를 미만으로 낮을 경우 상대적으로 저온의 냉매를 유동시키는 제 2냉매관(102)과 연결된 제 1바이패스관(107)의 제 1바이패스 밸브(107a)를 개방한다.
그리고, 도 4에 도시된 바와 같이, 냉방모드시에는 냉매가 압축기(111)→사방밸브(114)→제 5냉매관(105)→실외 열교환기(112)→삼방밸브(116a)→제 3냉매관(103)→열교환 탱크(120)→제 3냉매관(103)→팽창관(115)→제 2냉매관(102)→열교환 탱크(120)→제 2냉매관(102)→실내 열교환기(113)→제 1냉매관(101)→열교환 탱크(120)→제 1냉매관(101)→사방밸브(114)→제 5냉매관(105)→액분리기(117)→제 4냉매관(104)→열교환 탱크(120)→압축기(111)의 순환경로를 거치면서 냉방을 이루게 된다.
즉, 상기 사방밸브(114)가 압축기(111)에서 나온 고온 고압 상태의 냉매를 제 5냉매관(105)을 통해 실외 열교환기(112)로 공급하게 된다.
냉방시 응축기의 역할을 하는 실외 열교환기(112)는 고온 고압의 냉매를 냉각시켜 액체 상태로 응축시키게 되고, 응축된 냉매는 삼방밸브(116a)를 통해 열교환 탱크(120)에 관통되는 제 3냉매관(103)을 따라 이동하게 된다.
상기 제 3냉매관(103) 내부의 냉매는 열교환 탱크(120)에서 열교환 된 후 팽창관(115)으로 이동한다.
상기 팽창관(115)은 액냉매의 일부를 기화시켜 기체와 액체가 혼합된 2상 상태의 냉매로 상변화시킨다.
상기 팽창관(115)을 거친 냉매는 열교환 탱크(120)를 관통하는 제 2냉매관(102)을 통해 실내 열교환기(113)로 이동한다.
상기 실내 열교환기(113)는 냉방시 증발기의 역할을 하여 냉매를 기화시키면서 실내를 냉방하게 되고, 기화된 냉매는 제 1냉매관(101)을 따라 이동한다.
상기 제 1냉매관(101)과 제 1냉매관(101) 사이에는 열교환 탱크(120)가 구비되어 기화된 냉매를 일부 저장하게 된다.
상기 제 1냉매관(101)은 열교환 탱크(120)의 냉매와 제 2냉매관(102) 및 제 3냉매관(103) 내부의 냉매와 열교환 한 후 사방밸브(114)를 거쳐 제 5냉매관(105)을 따라 액분리기(117)로 이동한다.
상기 액분리기(117)는 냉매 중의 액냉매를 걸러내고 기상의 냉매를 배출하며, 제 4냉매관(104)은 열교환 탱크(120)에 관통되게 형성되어 액분리기(117)에서 토출된 냉매를 열교환한 후 압축기(111)로 안내한다.
한편, 도 6에 도시된 바와 같이, 상기 열교환 탱크(120)는 제 1냉매관(101)끼리를 연결하며 외부 둘레에 제 2냉매관(102)과 제 3냉매관(103) 및 제 4냉매관(104) 각각의 일부를 용접하여 상호 열교환되게 설치할 수도 있다.
미설명된 도면부호는 상술한 것으로 대체한다.
상기한 바와 같이 본 발명에 따른 히트펌프 사이클에 의하면, 압축기에서 토출되는 고온 고압의 냉매를 일부 저장하는 열교환 탱크를 구비하고, 이 열교환 탱크에 난방시 실내 열교환기의 토출측과 연결되는 냉매관과 팽창관의 토출측과 연결되는 냉매관 및 액분리기의 토출측과 연결되는 냉매관을 각각 관통 형성함으로써 열교환 되도록 하여 최종적으로 압축기로 유입되는 냉매의 온도를 일정치까지 유지함에 따라 압축기의 과부하를 방지할 수 있는 효과가 있다.
그리고, 본 발명에 따른 액분리기에는 팽창관이 삽입 설치되어 상호 열교환됨으로써 열교환율을 증가시키고 히트펌프의 구조를 간단하게 할 수 있는 효과가 있다.
또한, 압축기의 냉매 유입측과 압축기의 토출측 및 실내 열교환기의 토출측 각각에 연결되는 바이패스관을 설치함으로써 압축기로 유입되는 냉매의 온도에 따라 선택적으로 냉매를 바이패스 시킬 수 있어 압축기의 압력 강하를 방지할 수 있는 효과가 있다.

Claims (6)

  1. 압축기에서 나오는 고온·고압의 냉매를 냉방시에 실외 열교환기로 공급하고 난방시에 제 1냉매관을 통해 실내 열교환기로 공급하는 사방밸브와, 상기 실내 열교환기를 거치며 응축된 냉매를 제 2냉매관을 통해 공급받아 2상 냉매로 만드는 팽창관과, 상기 팽창관과 제 3냉매관으로 연결되어 난방시 상기 실외 열교환기의 응축수가 결빙되는 것을 방지하는 과냉각기와, 상기 압축기의 유입측과 제 4냉매관으로 연결되어 상기 압축기로의 유입 전에 액상의 냉매를 분리하는 액분리기를 포함하는 히트펌프 사이클에 있어서,
    상기 제 1냉매관 상에는 내부에 밀폐된 빈 공간을 갖으며 고온 고압 상태인 냉매를 저장하며 유동할 수 있는 공간을 확장시킨 열교환 탱크가 형성되고;
    상기 열교환 탱크에는 상기 제 2,3,4냉매관이 관통되면서 고온상태의 냉매를 이송하는 제 1냉매관과 열교환하는 것을 특징으로 하는 히트펌프 사이클.
  2. 압축기에서 나오는 고온·고압의 냉매를 냉방시에 실외 열교환기로 공급하고 난방시에 제 1냉매관을 통해 실내 열교환기로 공급하는 사방밸브와, 상기 실내 열교환기를 거치며 응축된 냉매를 제 2냉매관을 통해 공급받아 2상 냉매로 만드는 팽창관과, 상기 팽창관과 제 3냉매관으로 연결되어 난방시 상기 실외 열교환기의 응축수가 결빙되는 것을 방지하는 과냉각기와, 상기 압축기의 유입측과 제 4냉매관으 로 연결되어 상기 압축기로의 유입 전에 액상의 냉매를 분리하는 액분리기를 포함하는 히트펌프 사이클에 있어서,
    상기 제 1냉매관 상에는 내부에 밀폐된 빈 공간을 갖으며 고온 고압 상태인 냉매를 저장하며 유동할 수 있는 공간을 확장시킨 열교환 탱크가 형성되고;
    상기 열교환 탱크의 둘레에는 상기 제 2,3,4냉매관의 일부가 면접되어 용접됨으로써 고온상태의 냉매를 이송하는 제 1냉매관과 열교환하는 것을 특징으로 하는 히트펌프 사이클.
  3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
    상기 열교환 탱크는 상부에 형성된 고온 고압 상태인 냉매의 유입측과 하부에 형성된 유출측을 직선상에 대해 서로 엇갈리게 형성하여 내부에 냉매의 잔류시간을 증가시키는 것을 특징으로 하는 히트펌프 사이클.
  4. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
    상기 제 4냉매관은 상기 압축기로 유입되는 냉매의 온도 보상을 위해 제 1냉매관과 제 1바이패스관으로 연결됨과 함께 상기 제 2냉매관과 제 2바이패스관으로 연결되는 것을 특징으로 하는 히트펌프 사이클.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 제 1,2바이패스관은 제 4냉매관을 통해 상기 압축기로 이송되는 냉매의 설정 온도에 따라 개폐가 제어되는 것을 특징으로 하는 히트펌프 사이클.
  6. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
    상기 팽창관은 상기 액분리기의 내부에 삽입되게 설치되어 열교환하는 것을 특징으로 하는 히트펌프 사이클.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR100871659B1 (ko) 2008-04-23 2008-12-26 나종철 히트펌프식 공기조화기
KR101168877B1 (ko) 2011-02-18 2012-07-30 이소윤 고효율 한냉지형 항온 공조기
KR101524512B1 (ko) * 2014-08-08 2015-06-01 홍기호 적상방지장치가 구비된 열교환시스템

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