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KR20130134740A - Air source heat pump system using geothermy as defrosting source and compensation source - Google Patents

Air source heat pump system using geothermy as defrosting source and compensation source Download PDF

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KR20130134740A
KR20130134740A KR1020120058471A KR20120058471A KR20130134740A KR 20130134740 A KR20130134740 A KR 20130134740A KR 1020120058471 A KR1020120058471 A KR 1020120058471A KR 20120058471 A KR20120058471 A KR 20120058471A KR 20130134740 A KR20130134740 A KR 20130134740A
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Abstract

본 발명은 지열을 제상 및 보상열원으로 이용하는 공기열 히트펌프시스템에 관한 것으로서, 그 구성은, 공기를 열원으로 하는 공기열 히트펌프; 및 지중에 설치되어 지중의 열을 열원으로 하며, 상기 공기열 히트펌프의 제상 및 보상열원으로 이용되는 지열 히트펌프(200);를 포함하며, 상기의 구성에 따르면, 공기열 히트펌프의 단점을 보완하고, 지열원의 이용을 저비용으로 가능하게 함으로써, 시스템의 안정과 에너지 효율을 높일 수 있을 뿐만 아니라, 가장 보편적으로 얻을 수 있는 공기열원을 지열원이 서포터해줌으로써, 안정된 공기열 히트펌프시스템을 구축할 수 있는 효과가 있다.The present invention relates to an air heat heat pump system using geothermal heat as a defrost and compensation heat source, the configuration comprising: an air heat heat pump using air as a heat source; And a geothermal heat pump 200 installed in the ground as a heat source and used as a defrosting and compensating heat source of the air heat heat pump, and according to the above configuration, to compensate for the disadvantages of the air heat heat pump. In addition, by using geothermal sources at low cost, not only can the stability and energy efficiency of the system be improved, but also the geothermal sources can support the most commonly obtained air heat sources, thereby establishing a stable air heat heat pump system. It has an effect.

Description

지열을 제상 및 보상열원으로 이용하는 공기열 히트펌프시스템{Air source heat pump system using geothermy as defrosting source and compensation source}Air source heat pump system using geothermy as defrosting source and compensation source

본 발명은 공기열 히트펌프의 단점을 보완하고, 지열원의 이용을 저비용으로 가능하게 함으로써, 시스템의 안정과 에너지 효율을 높일 수 있을 뿐만 아니라, 가장 보편적으로 얻을 수 있는 공기열원을 지열원이 서포터해줌으로써, 안정된 공기열 히트펌프시스템을 구축하기 위한 지열을 제상 및 보상열원으로 이용하는 공기열 히트펌프시스템에 관한 것이다.The present invention compensates for the shortcomings of the air heat heat pump and enables the use of geothermal sources at low cost, thereby increasing the stability and energy efficiency of the system, and supporting the most commonly obtained air heat sources. The present invention relates to an air heat heat pump system that uses geothermal heat as a defrost and compensation heat source for establishing a stable air heat heat pump system.

일반적으로 히트펌프란 열을 온도가 낮은 곳에서 온도가 높은 곳으로 이동시킬 수 있는 장치를 의미하는데, 특히 공기열 히트펌프는 공기를 열원으로 하여 대기 중에서 열을 얻거나 배출하는 히트펌프로서, 사이클의 구성과 작동방법은 냉동기와 같으며, 저온열의 사용을 목적으로 하는 경우에는 냉동기가 되고, 고온열의 사용을 목적으로 하는 경우에는 히트펌프가 되는 것이다. In general, a heat pump refers to a device capable of moving heat from a low temperature to a high temperature. In particular, an air heat heat pump is a heat pump that obtains or discharges heat from the atmosphere using air as a heat source. Its configuration and operation method are the same as those of a freezer, which is a freezer when it is intended to use low temperature heat, and a heat pump when it is intended to use high temperature heat.

이러한 공기열 히트펌프는 증발기, 압축기, 응축기, 팽창밸브로 구성되는 일반적인 사이클을 가지고 있으며, 이를 순환하는 열전달매체가 증발, 압축, 응축, 팽창의 변화를 계속하면서 순환한다. 이러한 과정에서 열을 흡수 또는 방출함으로써 냉방 또는 난방이 가능하게 되는 것이다. This air heat heat pump has a general cycle consisting of an evaporator, a compressor, a condenser, and an expansion valve, and the heat transfer medium circulating therein circulates while changing the evaporation, compression, condensation, and expansion. In this process, cooling or heating is possible by absorbing or releasing heat.

그러나 종래 공기열 히트펌프는 다음과 같은 문제점이 있다.However, the conventional air heat heat pump has the following problems.

공기열 히트펌프의 특성상 동절기 증발기에서 발생하는 착상으로 인하여 공기열 히트펌프는 제 효율을 발휘하지 못한다. Due to the characteristics of the air heat heat pump, the air heat heat pump may not be effective due to the frost formed in the winter evaporator.

이러한 이유로 제상을 하기 위하여 공기열 히트펌프는 가동을 중지하고, 핫가스 등의 장비를 이용하여 별도의 열원으로 제상을 하게 되고, 이로 인하여 히트펌프는 영하 5℃일 때 1시간에 10분 정도, 영하 10℃ 이하일 때 1시간에 20분 이상의 시간을 제상 해야하므로 효율이 극히 감소한다는 문제점이 있다.For this reason, in order to defrost, the air heat heat pump is stopped and defrosted as a separate heat source by using equipment such as hot gas. As a result, the heat pump is about 10 minutes per hour at minus 5 degrees Celsius. When the temperature is less than 10 ° C., a time of 20 minutes or more must be defrosted in 1 hour, which causes a problem in that the efficiency is extremely reduced.

한국등록특허 제0793260호('공기열 히트펌프를 이용한 경제적 냉난방 시스템', 2008. 1. 3)Korean Registered Patent No. 0793260 ('Economic heating and cooling system using air heat heat pump', Jan. 3, 2008) 한국등록특허 제110139호('공기열 히트펌프를 이용한 냉난방장치', 2012. 1. 19)Korean Registered Patent No. 110139 ('Cooling device using air heat heat pump', Jan. 19, 2012) 한국등록특허 제1105160호('공기열 및 태양열을 이용한 히트펌프', 2012. 1. 5)Korea Registered Patent No. 1105160 ('Heat Pump Using Air and Solar Heat', Jan. 5, 2012)

본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 지열 히트펌프의 열원이 증발기의 제상에 이용되는 열원으로 사용할 뿐만 아니라, 보상열원으로 사용 가능하므로 증발기의 제상을 해결함은 물론 효율을 증대시킬 수 있으며, 공기열 히트펌프의 단점을 보완하고, 지열원의 이용을 저비용으로 가능하게 함으로써, 시스템의 안정과 에너지 효율을 높일 수 있는 공기열 히트펌프시스템을 제공하는 데 그 목적이 있다.The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, the heat source of the geothermal heat pump is not only used as a heat source used for the defrost of the evaporator, but also can be used as a compensating heat source, so as to solve the defrost of the evaporator as well as increase the efficiency. It is possible to compensate for the disadvantages of the air heat heat pump and to enable the use of geothermal sources at low cost, to provide an air heat heat pump system that can increase the stability and energy efficiency of the system.

또한, 본 발명의 목적은 지열 열교환기와 압축기를 제상 및 보상열원의 형태로 직접 증발기에 삽입함으로써, 시공이 간단하여 시공이 안정적이고, 편의성을 높일 수 있으며, 설치비용을 줄여 시공효율을 높일 수 있는 공기열 히트펌프시스템을 제공하는 것이다.In addition, the object of the present invention by inserting the geothermal heat exchanger and compressor directly into the evaporator in the form of defrosting and compensation heat source, the construction is simple and stable construction, can increase the convenience, can increase the construction efficiency by reducing the installation cost It is to provide an air heat heat pump system.

본 발명은, 공기를 열원으로 하는 공기열 히트펌프; 및 지중에 설치되어 지중의 열을 열원으로 하며, 상기 공기열 히트펌프의 제상 및 보상열원으로 이용되는 지열 히트펌프(200);를 포함하는 것을 특징으로 하는 지열을 제상 및 보상열원으로 이용하는 공기열 히트펌프시스템을 제공한다.The present invention, an air heat heat pump using air as a heat source; And a geothermal heat pump (200) installed in the ground to use the heat of the ground as a heat source and used as a defrost and compensation heat source of the air heat heat pump. The air heat heat pump using geothermal heat as a defrost and compensation heat source; Provide a system.

본 발명에 있어서, 상기 지열 히트펌프(200)는, 지중에 매립되어 그 내부를 순환하는 지열교환매체에 의해 지열을 회수하는 지열 열교환부(210)와, 상기 지열 열교환부(210)를 순환하는 상기 지열교환매체와 열교환하여 그 내부를 순환하는 열교환매체를 증발시키는 지열 열교환기(230)와, 상기 지열 열교환기(230)를 통과한 상기 열교환매체를 고온, 고압으로 압축하는 압축기(250)를 포함하는 것을 특징으로 하는 지열을 제상 및 보상열원으로 이용하는 공기열 히트펌프시스템을 제공한다.In the present invention, the geothermal heat pump 200 is a geothermal heat exchanger 210 for recovering geothermal heat by a geothermal heat exchange medium buried in the ground and circulating therein, and the geothermal heat exchanger 210 circulates A geothermal heat exchanger (230) for evaporating the heat exchange medium circulating therein by heat exchange with the geothermal heat exchange medium, and a compressor (250) for compressing the heat exchange medium passed through the geothermal heat exchanger (230) at high temperature and high pressure; It provides an air heat heat pump system using geothermal heat as a defrosting and compensation heat source comprising a.

본 발명에 있어서, 상기 지열 열교환기(230)와 상기 압축기(250)는, 상기 공기열 히트펌프의 증발기(110)에 내장되는 것을 특징으로 하는 지열을 제상 및 보상열원으로 이용하는 공기열 히트펌프시스템을 제공한다.In the present invention, the geothermal heat exchanger 230 and the compressor 250 is provided in the evaporator 110 of the air heat heat pump provides an air heat heat pump system using geothermal heat as a defrost and compensation heat source. do.

본 발명에 있어서, 상기 지열 열교환부(210)는 지중에 매설되는 모세관 튜브식 지중열교환기인 것을 특징으로 하는 지열을 제상 및 보상열원으로 이용하는 공기열 히트펌프시스템을 제공한다.In the present invention, the geothermal heat exchanger 210 provides an air heat heat pump system using geothermal heat as a defrost and compensation heat source, characterized in that the capillary tube type underground heat exchanger embedded in the ground.

본 발명에 있어서, 상기 모세관 튜브식 지중열교환기(210)는 복수의 모세 유관(211)이 지중에 수평으로 매설되는 것을 특징으로 하는 지열을 제상 및 보상열원으로 이용하는 공기열 히트펌프시스템을 제공한다.In the present invention, the capillary tube type underground heat exchanger 210 provides an air heat heat pump system using geothermal heat as a defrost and compensation heat source, characterized in that a plurality of capillary tube 211 is horizontally embedded in the ground.

본 발명에 있어서, 동절기에는 상기 지열 히트펌프(200)의 지열을 상기 증발기(110)의 제상열원으로 이용하고, 하절기에는 상기 지열 히트펌프(200)의 지열을 상기 증발기(110)의 보상열원으로 이용하는 것을 특징으로 하는 지열을 제상 및 보상열원으로 이용하는 공기열 히트펌프시스템을 제공한다.In the present invention, in the winter, the geothermal heat of the geothermal heat pump 200 is used as the defrost heat source of the evaporator 110, and in the summer, the geothermal heat of the geothermal heat pump 200 is used as the compensation heat source of the evaporator 110. The present invention provides an air heat heat pump system using geothermal heat as a defrost and compensation heat source.

본 발명에 있어서, 상기 증발기(110)의 착상열원을 산출하여 상기 지열 열교환부(210)의 용량을 결정하는 것을 특징으로 하는 지열을 제상 및 보상열원으로 이용하는 공기열 히트펌프시스템을 제공한다.In the present invention, it provides an air heat heat pump system using the geothermal heat as the defrosting and compensation heat source, characterized in that the capacity of the geothermal heat exchange unit 210 is determined by calculating the heat source of the implantation of the evaporator (110).

본 발명의 지열을 제상 및 보상열원으로 이용하는 공기열 히트펌프시스템에 따르면, 다음과 같은 효과가 있다.According to the air heat heat pump system using the geothermal heat of the present invention as a defrost and compensation heat source, there are the following effects.

지열 히트펌프(200)의 열원이 증발기(110)의 제상에 이용되는 열원으로 사용할 뿐만 아니라, 보상열원으로 사용 가능하므로 증발기(110)의 제상을 해결함은 물론 효율을 증대시킬 수 있다.Since the heat source of the geothermal heat pump 200 is not only used as a heat source used for the defrost of the evaporator 110 but also used as a compensation heat source, the defrost of the evaporator 110 may be solved and the efficiency may be increased.

나아가, 동절기 증발기(11)의 제상열원으로 필요한 열원 정도만 지열 히트펌프(200)를 내장함으로써, 더욱 안정된 시스템을 구축할 수 있다.In addition, the geothermal heat pump 200 is built in only as much as the heat source required as the defrost heat source of the winter evaporator 11, thereby making it possible to build a more stable system.

또한, 지열 열교환기(230)와 압축기(250)를 제상 및 보상열원의 형태로 직접 증발기에 삽입함으로써, 시공이 간단하여 시공이 안정적이고, 편의성을 높일 수 있으며, 설치비용을 줄여 시공효율을 높일 수 있다.In addition, by inserting the geothermal heat exchanger 230 and the compressor 250 directly into the evaporator in the form of defrosting and compensation heat source, the construction is simple, the construction is stable, the convenience can be increased, and the installation cost is reduced to increase the construction efficiency. Can be.

한편, 증발기(110)의 착상 이전에도 보상열원으로 지열 히트펌프(200)를 가동하며, 보상이 되지 않는다 하더라도 증발기(110)의 착상이 되지 않도록 함으로써, 효율을 높일 수 있다.On the other hand, even before the evaporator 110 is implanted, the geothermal heat pump 200 is operated as a compensation heat source, and even if it is not compensated, it is possible to increase efficiency by preventing the evaporator 110 from being implanted.

이와 같이, 공기열 히트펌프의 단점을 보완하고, 지열원의 이용을 저비용으로 가능하게 함으로써, 시스템의 안정과 에너지 효율을 높일 수 있을 뿐만 아니라, 가장 보편적으로 얻을 수 있는 공기열원을 지열원이 서포터해줌으로써, 안정된 공기열 히트펌프시스템을 구축할 수 있다.In this way, by supplementing the disadvantages of the air heat heat pump and enabling the use of geothermal sources at low cost, not only can the stability and energy efficiency of the system be improved, but also the geothermal sources support the most commonly obtained air heat sources. In this way, a stable air heat heat pump system can be constructed.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 지열을 제상 및 보상열원으로 이용하는 공기열 히트펌프시스템을 도시한 개념도.1 is a conceptual diagram showing an air heat heat pump system using geothermal heat as a defrost and compensation heat source according to a preferred embodiment of the present invention.

이하 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 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.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. Prior to this, terms and words used in the present specification and claims should not be construed as limited to ordinary or dictionary terms, and the inventor should appropriately interpret the concepts of the terms appropriately The present invention should be construed in accordance with the meaning and concept consistent with the technical idea of the present invention.

따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.Therefore, the embodiments described in this specification and the configurations shown in the drawings are merely the most preferred embodiments of the present invention and do not represent all the technical ideas of the present invention. Therefore, It is to be understood that equivalents and modifications are possible.

도 1에 도시한 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 지열을 제상 및 보상열원으로 이용하는 공기열 히트펌프시스템은 공기를 열원으로 하는 공기열 히트펌프(미도시)와, 지중의 열을 열원으로 하는 지열 히트펌프(200)를 포함한다.As shown in FIG. 1, an air heat heat pump system using geothermal heat as a defrost and compensation heat source according to a preferred embodiment of the present invention includes an air heat heat pump (not shown) using air as a heat source, and a heat source of underground heat as a heat source. Geothermal heat pump 200 is included.

공기열 히트펌프는 통상 알려진 바와 같이 공기를 열원으로 하여 대기 중에서 열을 얻거나 배출하는 히트펌프로서, 공기 중에서 열을 흡수하여 압축기에서 압축과정을 거쳐 축동력을 포함한 높은 온도의 압축가스를 생성하여 물의 온도를 높이거나 냉방시 실내에서 열교환된 응축열을 대기로 방열하면서 냉방을 하는 열원 장비로, 사이클의 구성은 냉방시는 증발열을 이용하는 냉동사이클과 동일하며, 난방시는 반대로 응축열을 이용하는 냉방 역사이클로 구성된다.An air heat heat pump is a heat pump that obtains or discharges heat in the air by using air as a heat source. As a result, a heat gas is absorbed from the air and compressed in a compressor to generate a high temperature compressed gas including a axial force. It is a heat source equipment that cools while radiating the heat condensed heat exchanged in the room during cooling or cooling to the atmosphere. The configuration of the cycle is the same as the refrigeration cycle using evaporative heat during cooling, and the reverse cooling cycle using condensation heat during heating. .

예컨대, 냉방전용의 에어컨의 경우 실내에 설치된 실내측 열교환기에서 열을 흡수하여 실외에 설치된 실외측 열교환기를 이용하여 열을 방열시키는 원리이며, 히트펌프는 반대로 실외측 열교환기에서 열을 흡수하여 실내에 설치된 실내측 열교환기를 이용하여 열을 방열시키는 것으로 그 기본적인 구성요소는 저온부 열교환기인 증발기(110), 압축기, 고온부 열교환기인 응축기, 팽창밸브의 4개로 구분되며, 작동유체인 열매체는 증발, 압축, 응축, 팽창의 변화를 계속하면서 순환라인을 따라 순환한다.For example, in the case of air conditioners for cooling purposes, the indoor heat exchanger installed in the room absorbs heat and radiates heat using the outdoor heat exchanger installed in the outdoors. The heat pump, on the contrary, absorbs heat from the outdoor heat exchanger. Heat dissipation using indoor heat exchanger installed in the main components is divided into four parts: evaporator 110, which is a low temperature heat exchanger, a condenser, an expansion valve, which is a high temperature heat exchanger, and a heat medium, which is a working fluid, evaporates, compresses, and condenses. In addition, it circulates along the circulation line while continuing to change in expansion.

한편, 지열을 열원으로 하는 지열 히트펌프(200)에서, 지열이란 토양(Ground), 지하수(Ground Water), 지표수(Surface Water) 등을 통칭하며, 지중온도는 깊이 들어갈수록 외기 온도변화에 영향을 적게 받으며, 약 5m 이하부터는 연중 일정한 값을 가진 지중, 지하수 및 지표수에 의한 일정한 온도대를 유지한다Meanwhile, in the geothermal heat pump 200 using geothermal heat as the heat source, geothermal heat is collectively referred to as ground, ground water, surface water, and the like. Receive less, and maintain a constant temperature range from underground, groundwater and surface water having a constant value from about 5m or less.

이러한 지열을 이용하는 지열 히트펌프(200)는 지중에 설치되며, 본 발명에서는 지열 히트펌프(200)가 공기열 히트펌프의 제상 및 보상열원으로 이용되며, 지열 열교환부(210)와 지열 열교환기(230)와 압축기(250)를 포함하는 것이 바람직하다.The geothermal heat pump 200 using the geothermal heat is installed in the ground, in the present invention, the geothermal heat pump 200 is used as a defrost and compensation heat source of the air heat heat pump, geothermal heat exchanger 210 and geothermal heat exchanger 230 ) And the compressor 250 are preferred.

지열 열교환부(210)는 지중에 매립되어 그 내부를 순환하는 지열교환매체에 의해 지열을 회수한다. 이러한 지열 열교환부(210)는 지중에 매설되는 모세관 튜브식 지중열교환기인 것이 바람직하며, 모세관 튜브식 지중열교환기(210)는 복수의 모세 유관(211)이 지중에 수평으로 매설되는 것이 더욱 바람직하다.The geothermal heat exchanger 210 recovers geothermal heat by a geothermal heat exchange medium that is buried in the ground and circulates therein. The geothermal heat exchanger 210 is preferably a capillary tube type underground heat exchanger embedded in the ground, and the capillary tube type underground heat exchanger 210 is more preferably embedded in a plurality of capillary tube tubes 211 horizontally in the ground.

모세관 튜브는 모관 현상에 의한 자체순환이 가능하다. 즉, 모세 유관(211)의 좁은 직경과 표면장력에 의한 자체순환이 어느 정도 가능한데, 이는 모관 현상으로 설명되며, 모관 현상은, 자연현상의 하나로서, 액체의 응집력 및 관과 액체 사이의 부착력 차이에 의해 일어난다.Capillary tubes can be self-circulated by capillary action. That is, a narrow diameter of the capillary tube 211 and self-circulation due to the surface tension is possible to some extent, which is described as a capillary phenomenon, which is a natural phenomenon, in which the cohesion of the liquid and the adhesion force between the tube and the liquid are different. Happens by

지열 열교환기(230)는 지열 열교환부(210)를 순환하는 지열교환매체와 열교환하여 그 내부를 순환하는 열교환매체를 증발시킨다The geothermal heat exchanger 230 exchanges heat with the geothermal heat exchange medium circulating in the geothermal heat exchanger 210 to evaporate the heat exchange medium circulating therein.

압축기(250)는 지열 열교환기(230)를 통과한 열교환매체를 고온, 고압으로 압축한다.The compressor 250 compresses the heat exchange medium passing through the geothermal heat exchanger 230 at high temperature and high pressure.

상기와 같이 구성된 지열 열교환기(230)와 압축기(250)는, 공기열 히트펌프의 증발기(110)에 내장된다. 즉, 지열 열교환기(230)와 압축기(250)는 제상 및 보상열원의 형태로 직접 증발기에 삽입된다.
The geothermal heat exchanger 230 and the compressor 250 configured as described above are incorporated in the evaporator 110 of the air heat heat pump. That is, the geothermal heat exchanger 230 and the compressor 250 are directly inserted into the evaporator in the form of defrost and compensation heat source.

이하, 상기와 같이 구성된 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 지열을 제상 및 보상열원으로 이용하는 공기열 히트펌프시스템의 계절별 작동은 다음과 같이 이루어진다.Hereinafter, the seasonal operation of the air heat heat pump system using the geothermal heat according to the preferred embodiment of the present invention configured as described above and the compensation heat source is performed as follows.

공기열 히트펌프와 지열 히트펌프는 계절별 반대로 운전을 하며, 동절기에는 지열 히트펌프(200)의 지열을 공기열 히트펌프의 증발기(110)의 제상열원으로 이용한다. 하절기에는 지열 히트펌프(200)의 지열을 공기열 히트펌프의 증발기(110)의 보상열원으로 이용한다.The air heat heat pump and the geothermal heat pump operate in opposite seasons, and in winter, geothermal heat of the geothermal heat pump 200 is used as a defrost heat source of the evaporator 110 of the air heat heat pump. In the summer, the geothermal heat of the geothermal heat pump 200 is used as a compensation heat source of the evaporator 110 of the air heat heat pump.

이러한 이유로 증발기(110)의 착상열원을 산출하여 지열 히트펌프(200)의 지열 열교환부(210)의 용량을 결정하는 것이 바람직하다.
For this reason, it is preferable to determine the capacity of the geothermal heat exchanger 210 of the geothermal heat pump 200 by calculating the implantation heat source of the evaporator 110.

상기와 같이 구성된 본 발명의 지열을 제상 및 보상열원으로 이용하는 공기열 히트펌프시스템은 지열 히트펌프(200)의 열원이 증발기(110)의 제상에 이용되는 열원으로 사용할 뿐만 아니라, 보상열원으로 사용 가능하므로 증발기(110)의 제상을 해결함은 물론 효율을 증대시킬 수 있다.The air heat heat pump system using the geothermal heat of the present invention configured as described above as a defrosting and compensation heat source is not only used as a heat source for the heat source of the geothermal heat pump 200 is used as a defrost of the evaporator 110, but also as a compensation heat source. Solving the defrost of the evaporator 110 may of course increase the efficiency.

나아가, 동절기 증발기(11)의 제상열원으로 필요한 열원 정도만 지열 히트펌프(200)를 내장함으로써, 더욱 안정된 시스템을 구축할 수 있다.In addition, the geothermal heat pump 200 is built in only as much as the heat source required as the defrost heat source of the winter evaporator 11, thereby making it possible to build a more stable system.

또한, 지열 열교환기(230)와 압축기(250)를 제상 및 보상열원의 형태로 직접 증발기에 삽입함으로써, 시공이 간단하여 시공이 안정적이고, 편의성을 높일 수 있으며, 설치비용을 줄여 시공효율을 높일 수 있다.In addition, by inserting the geothermal heat exchanger 230 and the compressor 250 directly into the evaporator in the form of defrosting and compensation heat source, the construction is simple, the construction is stable, the convenience can be increased, and the installation cost is reduced to increase the construction efficiency. Can be.

한편, 증발기(110)의 착상 이전에도 보상열원으로 지열 히트펌프(200)를 가동하며, 보상이 되지 않는다 하더라도 증발기(110)의 착상이 되지 않도록 함으로써, 효율을 높일 수 있다.On the other hand, even before the evaporator 110 is implanted, the geothermal heat pump 200 is operated as a compensation heat source, and even if it is not compensated, it is possible to increase efficiency by preventing the evaporator 110 from being implanted.

이와 같이, 공기열 히트펌프의 단점을 보완하고, 지열원의 이용을 저비용으로 가능하게 함으로써, 시스템의 안정과 에너지 효율을 높일 수 있을 뿐만 아니라, 가장 보편적으로 얻을 수 있는 공기열원을 지열원이 서포터해줌으로써, 안정된 공기열 히트펌프시스템을 구축할 수 있다.
In this way, by supplementing the disadvantages of the air heat heat pump and enabling the use of geothermal sources at low cost, not only can the stability and energy efficiency of the system be improved, but also the geothermal sources support the most commonly obtained air heat sources. In this way, a stable air heat heat pump system can be constructed.

이상과 같이, 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술 사상과 아래에 기재될 청구범위의 균등 범위 내에서 다양한 수정 및 변형 가능함은 물론이다.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. It is to be understood that various changes and modifications may be made without departing from the scope of the appended claims.

110 : 증발기 200 : 지열 히트펌프
210 : 지열 열교환부 230 : 지열 열교환기
250 : 압축기110: evaporator 200: geothermal heat pump
210: geothermal heat exchanger 230: geothermal heat exchanger
250: compressor

Claims (7)

공기를 열원으로 하는 공기열 히트펌프; 및
지중에 설치되어 지중의 열을 열원으로 하며, 상기 공기열 히트펌프의 제상 및 보상열원으로 이용되는 지열 히트펌프(200);를 포함하는 것을 특징으로 하는 지열을 제상 및 보상열원으로 이용하는 공기열 히트펌프시스템.An air heat heat pump using air as a heat source; And
Air heat heat pump system using geothermal heat as defrosting and compensation heat source, comprising; geothermal heat pump 200 is installed in the ground to use the heat of the ground as a heat source, used as defrost and compensation heat source of the air heat heat pump . 제1항에 있어서,
상기 지열 히트펌프(200)는,
지중에 매립되어 그 내부를 순환하는 지열교환매체에 의해 지열을 회수하는 지열 열교환부(210)와,
상기 지열 열교환부(210)를 순환하는 상기 지열교환매체와 열교환하여 그 내부를 순환하는 열교환매체를 증발시키는 지열 열교환기(230)와,
상기 지열 열교환기(230)를 통과한 상기 열교환매체를 고온, 고압으로 압축하는 압축기(250)를 포함하는 것을 특징으로 하는 지열을 제상 및 보상열원으로 이용하는 공기열 히트펌프시스템.The method of claim 1,
The geothermal heat pump 200,
A geothermal heat exchanger (210) buried in the ground and recovering geothermal heat by a geothermal heat exchange medium circulating therein;
A geothermal heat exchanger (230) for evaporating the heat exchange medium circulating therein by heat exchange with the geothermal heat exchange medium circulating in the geothermal heat exchange unit (210);
And a compressor (250) for compressing the heat exchange medium having passed through the geothermal heat exchanger (230) at a high temperature and high pressure. 제2항에 있어서,
상기 지열 열교환기(230)와 상기 압축기(250)는, 상기 공기열 히트펌프의 증발기(110)에 내장되는 것을 특징으로 하는 지열을 제상 및 보상열원으로 이용하는 공기열 히트펌프시스템.3. The method of claim 2,
The geothermal heat exchanger (230) and the compressor (250), the air heat heat pump system using geothermal heat as defrosting and compensation heat source, characterized in that built in the evaporator (110) of the air heat heat pump. 제2항 또는 제3항에 있어서,
상기 지열 열교환부(210)는 지중에 매설되는 모세관 튜브식 지중열교환기인 것을 특징으로 하는 지열을 제상 및 보상열원으로 이용하는 공기열 히트펌프시스템.The method according to claim 2 or 3,
The geothermal heat exchange unit (210) is an air heat heat pump system using geothermal heat as a defrost and compensation heat source, characterized in that the capillary tube type underground heat exchanger embedded in the ground. 제4항에 있어서,
상기 모세관 튜브식 지중열교환기(210)는 복수의 모세 유관(211)이 지중에 수평으로 매설되는 것을 특징으로 하는 지열을 제상 및 보상열원으로 이용하는 공기열 히트펌프시스템.5. The method of claim 4,
The capillary tube type underground heat exchanger (210) is an air heat heat pump system using geothermal heat as a defrosting and compensation heat source, characterized in that a plurality of capillary tubes 211 are horizontally embedded in the ground. 제3항에 있어서,
동절기에는 상기 지열 히트펌프(200)의 지열을 상기 증발기(110)의 제상열원으로 이용하고,
하절기에는 상기 지열 히트펌프(200)의 지열을 상기 증발기(110)의 보상열원으로 이용하는 것을 특징으로 하는 지열을 제상 및 보상열원으로 이용하는 공기열 히트펌프시스템.The method of claim 3,
In winter, the geothermal heat of the geothermal heat pump 200 is used as a defrost heat source of the evaporator 110,
Air heat heat pump system using geothermal heat as the defrosting and compensation heat source, characterized in that the geothermal heat pump of the geothermal heat pump 200 is used as the compensation heat source of the evaporator (110). 제3항에 있어서,
상기 증발기(110)의 착상열원을 산출하여 상기 지열 열교환부(210)의 용량을 결정하는 것을 특징으로 하는 지열을 제상 및 보상열원으로 이용하는 공기열 히트펌프시스템.The method of claim 3,
Air heat heat pump system using geothermal heat as defrosting and compensation heat source, characterized in that for determining the capacity of the geothermal heat exchanger 210 by calculating the frost heat source of the evaporator (110).
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