KR100496895B1 - Heat pump type cooling and heating by subterranean heat - Google Patents
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Abstract
본 발명은 지열을 이용한 히트 펌프식 냉난방 장치에 관한 것으로서, 좀더 구체적으로는 동절기에 실외 열교환기를 순환하는 냉매가 외부의 찬 대기 온도로 얼 경우에도 장치의 가동을 가능하게 함은 물론 시간이 경과되면 정상 상태로 가동되게 하는 지열을 이용한 히트 펌프식 냉난방 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a heat pump type air-conditioning apparatus using geothermal heat. More specifically, when the refrigerant circulating in the outdoor heat exchanger in winter freezes to an external cold air temperature, the device can be operated as well as time elapses. The present invention relates to a heat pump type heating and cooling device using geothermal heat to operate in a steady state.
본 발명에 따른 지열을 이용한 히트 펌프식 냉난방 장치는, 실내 열교환기를 포함하는 실내기와, 상기 실내 열교환기와 제1 연결관를 통해 연결된 압축기와 이 압축기와 제2 연결관을 통해 연결된 실외 열교환기 및 송풍기가 구비된 실외기, 및 상기 실내,외 열교환기를 상호 연결하며 사이에 팽창밸브가 구비되어 있는 제3 연결관을 포함하는 히트 펌프식 냉난방 장치에 있어서; 상기 제2 연결관과 제3 연결관의 사이에는, 내부로 순환되는 냉매의 온도가 가변될 수 있도록 지열 발산부를 통과하는 통과부가 포함되는 병렬 통과관이 더 구비되고; 상기 제1 연결관의 주위에 구비되어 제1 연결관에서 고온으로 발열되는 냉매를 통해 실내에 습도를 유지하는 가습장치를 더 포함함을 특징으로 하는 것이다.The heat pump type air-conditioning apparatus using geothermal heat according to the present invention includes an indoor unit including an indoor heat exchanger, a compressor connected through the first heat exchanger and the indoor heat exchanger, and an outdoor heat exchanger and a blower connected through the second heat exchanger and the compressor. A heat pump type air-conditioning apparatus including an outdoor unit provided and a third connecting pipe interconnecting the indoor and outdoor heat exchangers and having an expansion valve disposed therebetween; Between the second connecting pipe and the third connecting pipe, a parallel passage pipe including a passage passing through the geothermal divergence portion so that the temperature of the refrigerant circulated therein is further provided; It is characterized in that it further comprises a humidifier provided around the first connecting pipe to maintain the humidity in the room through the refrigerant generated at a high temperature in the first connecting pipe.
Description
본 발명은 지열을 이용한 히트 펌프식 냉난방 장치에 관한 것으로서, 좀더 구체적으로는 동절기에 실외 열교환기를 순환하는 냉매가 외부의 찬 대기 온도로 얼 경우에도 장치의 가동을 가능하게 함은 물론 시간이 경과되면 정상 상태로 가동되게 하고, 실내의 습도도 적정하게 유지할 수 있도록 하는 지열을 이용한 히트 펌프식 냉난방 장치에 관한 것이다. The present invention relates to a heat pump type air-conditioning apparatus using geothermal heat. More specifically, when the refrigerant circulating in the outdoor heat exchanger in winter freezes to an external cold air temperature, the device can be operated as well as time elapses. The present invention relates to a heat pump type air-conditioning apparatus using geothermal heat to operate in a steady state and to maintain an appropriate indoor humidity.
일반적으로 히트 펌프라 함은 저온의 열원으로부터 열을 흡수하여 고온의 열원에 열을 주는 장치를 말하는 것으로 실내의 냉,난방에 널리 사용되는 것이다. In general, a heat pump refers to a device that absorbs heat from a low temperature heat source and heats the high temperature heat source. The heat pump is widely used for indoor cooling and heating.
이에 통상적인 히트 펌프식 냉난방 장치의 구성을 설명하면 다음과 같다. The configuration of a typical heat pump type air conditioning system is as follows.
도 9는 종래의 히트 펌프식 냉난방 장치를 나타낸 것으로서, 종래의 히트 펌프식 냉난방 장치는 연결관(300)을 통해 상호 연결되어 실내를 냉방하거나 난방하는 실내기(100)와 실외기(200)로 구성된다. FIG. 9 shows a conventional heat pump type air conditioner, and the conventional heat pump type air conditioner includes an indoor unit 100 and an outdoor unit 200 connected to each other through a connection pipe 300 to cool or heat a room. .
즉 상기 실내기(100)는, 냉기(또는 온기)를 발산하는 실내 열교환기(101)와 이 실내 열교환기(101)의 발산열을 실내로 공급하는 송풍기(102)로 구성된다.That is, the indoor unit 100 is composed of an indoor heat exchanger 101 for dissipating cold air (or warm air) and a blower 102 for supplying the dissipation heat of the indoor heat exchanger 101 to the room.
그리고 상기 실외기(200)는, 상기 연결관(300)의 사이에 구비되는 압축기(201)와, 이 압축기(201)와 상기 연결관(300)을 통해 상호 연결되어 온기(또는 냉기)를 발산하는 실외 열교환기(202) 및 내부의 열을 외부로 배출하는 송풍기(203)로 구성된다. And the outdoor unit 200, the compressor 201 provided between the connecting pipe 300, and through the compressor 201 and the connecting pipe 300 are connected to each other to dissipate warm (or cold air) The outdoor heat exchanger 202 and a blower 203 for discharging the heat inside.
또한 상기 연결관(300)은, 상기 실내 열교환기(101)와 압축기(201)를 상호 연결하는 제1 연결관(301)과, 상기 압축기(201)와 실외 열교환기(202)를 상호 연결하는 제2 연결관(302), 및 상기 실내,외 열교환기(101,202)를 상호 연결하며 사이에는 팽창밸브(304)가 구비되어 있는 제3 연결관(303)으로 구성된다. In addition, the connection pipe 300, the first connection pipe 301 for interconnecting the indoor heat exchanger 101 and the compressor 201, and the compressor 201 and the outdoor heat exchanger 202 to interconnect with each other The second connecting pipe 302 and the indoor and outdoor heat exchangers 101 and 202 are interconnected with each other, and an expansion valve 304 is provided between the third connecting pipe 303.
따라서, 상기와 같이 구성된 종래의 히트 펌프식 냉난방 장치는 실내의 냉방과 난방을 가능하게 하는 특징을 가지는 것이다. 즉 상기 연결관(300)에 통과되는 냉매를 실내 열교환기(101)에서 실외 열교환기(102)의 방향(이하, "정방향"이라 칭함)으로 이동시킬 경우에는 실내 열교환기(101)가 냉매를 증발시켜 실내로 냉기를 공급할 수 있고, 반대로 상기 연결관(300)에 통과되는 냉매를 역방향으로 이동시킬 경우에는 실내 열교환기(101)의 냉매를 응축시켜 실내로 온기를 공급할 수 있는 것이다. Therefore, the conventional heat pump type air-conditioning apparatus configured as described above is characterized by enabling the cooling and heating of the room. That is, when the refrigerant passing through the connecting pipe 300 is moved from the indoor heat exchanger 101 to the direction of the outdoor heat exchanger 102 (hereinafter, referred to as "forward direction"), the indoor heat exchanger 101 moves the refrigerant. Evaporation can supply cold air to the room, and conversely, when the refrigerant passing through the connection pipe 300 is moved in the reverse direction, condensation of the refrigerant in the indoor heat exchanger 101 can supply warm air to the room.
그러므로 상기와 같은 히트 펌프식 냉난방 장치는 단일의 장치를 통해 실내를 냉방하거나 난방할 수 있는 것으로서 계절에 관계없이 사용이 가능한 것이다. Therefore, the heat pump type air conditioner as described above is capable of cooling or heating the room through a single device and can be used regardless of season.
그런데, 상기 히트 펌프식 냉난방 장치를 동절기에 사용함에 있어서, 동절기 실외의 영하의 찬 온도로 인하여 실외 열교환기를 구성하는 방열관에 적상되는 현상이 발생된다.By the way, in using the heat pump type air-conditioning device in winter, a phenomenon occurs in the heat dissipation pipe constituting the outdoor heat exchanger due to the sub-cold cold temperature of the winter outdoor.
즉 동절기에 냉매가 순환되는 과정에서 실외 열교환기(22)에서는 냉매가 증발 작용을 함으로서, 증발로 인하여 냉매의 온도가 저하됨은 물론 외부의 찬 온도로 인하여 열교환기가 얼게 되는 현상이 발생된다. That is, the refrigerant is evaporated in the outdoor heat exchanger 22 in the course of the refrigerant circulating in the winter, so that the temperature of the refrigerant decreases due to evaporation and the heat exchanger freezes due to the external cold temperature.
따라서 상기와 같이 실외 열교환기가 얼게 되면 장치를 재 가동시킬 경우에 냉매가 증발되지 않아 가동이 되지 않는 문제점을 가지고 있었다. Therefore, as described above, when the outdoor heat exchanger is frozen, the refrigerant does not evaporate when the apparatus is restarted.
이에 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해소할 수 있도록 발명된 것으로서, 동절기에 실외기를 구성하는 실외 열교환기가 어는 경우에도 실외 열교환기의 언 상태를 녹여 정상적인 장치의 가동을 가능하게 함은 물론, 실내공간의 습도의 조절도 가능하게 할 수 있는 지열을 이용한 히트 펌프식 냉난방 장치를 제공함을 목적으로 한다.Therefore, the present invention is invented to solve the above problems, even when the outdoor heat exchanger constituting the outdoor unit in winter, melt the frozen state of the outdoor heat exchanger to enable the normal operation of the device, as well as the indoor space It is an object of the present invention to provide a heat pump type heating and cooling device using geothermal heat that can also control the humidity.
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상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 실내 열교환기를 포함하는 실내기와, 상기 실내 열교환기와 제1 연결관를 통해 연결된 압축기와 이 압축기와 제2 연결관을 통해 연결된 실외 열교환기 및 송풍기가 구비된 실외기, 및 상기 실내,외 열교환기를 상호 연결하며 사이에 팽창밸브가 구비되어 있는 제3 연결관을 포함하는 히트 펌프식 냉난방 장치에 있어서; 상기 제2 연결관과 제3 연결관의 사이에는, 내부로 순환되는 냉매의 온도가 가변될 수 있도록 지열 발산부를 통과하는 통과부가 포함되는 병렬 통과관이 더 구비되고; 상기 제1 연결관의 주위에 구비되어 제1 연결관에서 고온으로 발열되는 냉매를 통해 실내에 습도를 유지하는 가습장치를 더 포함함을 특징으로 하는 것이다.The present invention for achieving the above object is provided with an indoor heat exchanger including an indoor heat exchanger, a compressor connected through the first heat exchanger and the indoor heat exchanger, and an outdoor heat exchanger and a blower connected through the compressor and the second connection pipe. A heat pump type air-conditioning apparatus including an outdoor unit and a third connecting pipe interconnecting the indoor and outdoor heat exchangers and having an expansion valve therebetween; Between the second connecting pipe and the third connecting pipe, a parallel passage pipe including a passage passing through the geothermal divergence portion so that the temperature of the refrigerant circulated therein is further provided; It is characterized in that it further comprises a humidifier provided around the first connecting pipe to maintain the humidity in the room through the refrigerant generated at a high temperature in the first connecting pipe.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다. Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 냉난방 장치를 나타낸 전체 구성도이다. 1 is an overall configuration diagram showing a heating and cooling device according to a first embodiment of the present invention.
이에 본 발명의 제1 실시예에 따른 냉난방 장치는, 냉기(또는 열기)를 발산하는 실내 열교환기(11)와 이 실내 열교환기(11)의 발산열을 실내로 공급하는 송풍기(12)가 구비된 실내기(1)와, 상기 실내 열교환기(11)와 제1 연결관(31)을 통해 연결된 압축기(21)와 이 압축기(21)와 제2 연결관(32)을 통해 연결되어 온기(또는 냉기)를 발산하는 실외 열교환기(22) 및 내부의 열을 외부로 배출하는 송풍기(23)가 구비된 실외기(2), 및 상기 실내,외 열교환기(11,22)를 상호 연결하며 사이에 팽창밸브(331)가 구비되어 있는 제3 연결관(33)을 포함하는 히트 펌프식 냉난방 장치를 개량한 것으로;In the air conditioner according to the first embodiment of the present invention, an indoor heat exchanger 11 for dissipating cold air (or hot air) and a blower 12 for dissipating heat from the indoor heat exchanger 11 are provided. The indoor unit 1, the compressor 21 connected through the indoor heat exchanger 11 and the first connection pipe 31, and the warmer connected through the compressor 21 and the second connection pipe 32. An outdoor unit 2 having an outdoor heat exchanger 22 for dissipating cold air and a blower 23 for discharging internal heat to the outside, and interconnecting the indoor and outdoor heat exchangers 11 and 22 therebetween. An improvement of a heat pump type heating and cooling device including a third connecting pipe 33 provided with an expansion valve 331;
상기 제2 연결관(32)과 제3 연결관(33)의 사이에는,Between the second connector 32 and the third connector 33,
내부에 순환되는 냉매의 온도가 가변될 수 있도록 지열 발산부(5)를 통과하는 통과부(41)가 포함되는 병렬 통과관(4)이 더 구비됨을 특징으로 하는 것이다. The parallel passage tube 4 is further provided with a passage portion 41 passing through the geothermal dissipation portion 5 so that the temperature of the refrigerant circulated therein can be varied.
특히 상기 지열 발산부(5)는, 지중에 형성되어 있는 지하수층으로부터 지하수를 펌프(531)를 통해 강제 순환시키는 지하수 탱크(53)로 구성되는 것이다.In particular, the geothermal heat dissipation unit 5 is composed of a groundwater tank 53 for forcibly circulating groundwater through the pump 531 from the groundwater layer formed in the ground.
즉 상기 지하수 탱크(53)는 냉난방 장치의 작동과 더불어 펌프(531)가 연속적으로 작동됨에 따라서 내부에 채워지는 지하수가 계속적으로 순환되어 일정한 온도를 유지하게 되는 것이다. That is, the groundwater tank 53 is to maintain a constant temperature by continuously circulating the groundwater filled inside as the pump 531 is continuously operated in conjunction with the operation of the air conditioning and heating device.
그러므로 상기 병렬 통과관(4)의 내부에 통과되는 냉매의 온도가 가변되어 동절기나 하절기에 냉난방 장치의 작동 효율을 향상시킬 수 있는 것이다. Therefore, the temperature of the refrigerant passing through the parallel passage tube 4 is variable to improve the operating efficiency of the heating and cooling device in winter or summer.
이에, 본 발명의 작동관계를 상세히 설명하면 다음과 같다. Thus, the operational relationship of the present invention will be described in detail as follows.
도 2는 본 발명에 따른 냉난방 장치의 동절기 사용상태인 실내 난방상태를 나타낸 작동 구성도로서, 본 발명의 냉난방 장치를 통해 실내를 난방할 경우에는, 사용자의 외부 조작에 의하여 제어부(도시않됨)를 난방모드를 선택하게 되면 냉방장치를 구성하는 실내기(1)에서는 온기가 발산된다. 2 is an operation configuration diagram showing an indoor heating state in a winter use state of the air conditioning and heating device according to the present invention, when heating the room through the air conditioning device of the present invention, the control unit (not shown) by the external operation of the user When the heating mode is selected, warmth is emitted from the indoor unit 1 constituting the air conditioner.
즉 상기 실내기(1)를 구성하는 실내 열교환기(11)는 온열을 발산하는 응축 작용을 수행하고, 상기 실외에 구비되어 있는 실외 열교환기(22)는 냉기를 외부로 방출하는 증발 작용을 수행하는 것이다. That is, the indoor heat exchanger 11 constituting the indoor unit 1 performs a condensation effect of dissipating heat, and the outdoor heat exchanger 22 provided in the outdoors performs an evaporation action of releasing cold air to the outside. will be.
그리고 상기와 같이 동절기 실내를 난방하는 과정에서는, 상기 병렬 통과관(4)을 통한 지열의 영향으로 인하여 실외 열교환기(22)에서 배출되는 냉매의 온도가 상승되게 됨에 따라 실외 열교환기(22)의 증발 효율이 향상된다. 즉 이와 같이 실외 열교환기(22)의 증발 효율이 향상됨으로서 실외기(2)를 구성하는 송풍기(23)의 회전수를 줄이더라도 충분하게 증발된 냉기를 외부로 배출할 수 있음에 따라 상기 송풍기(23)의 전력 소모량을 최소화 할 수 있는 것이다. In the process of heating the indoor room as described above, the temperature of the refrigerant discharged from the outdoor heat exchanger 22 is increased due to the influence of the geothermal heat through the parallel passage tube 4 of the outdoor heat exchanger 22. Evaporation efficiency is improved. In other words, as the evaporation efficiency of the outdoor heat exchanger 22 is improved in this way, even if the number of revolutions of the blower 23 constituting the outdoor unit 2 is reduced, the cooler that is sufficiently evaporated can be discharged to the outside. ) To minimize the power consumption.
다시말해 상기 병렬 통과관(4)은, 상기 압축기(21)와 실외 열교환기(22)를 상호 연결하는 제2 연결관(32) 및 실내,외 열교환기(11,22)를 상호 연결하는 제3 연결관(33)의 사이에 구비되며 중간의 통과부(41)가 지열 발산부(5)를 통과하는 것으로서, 동절기에 실내 난방시 냉매가 상기 제3 연결관(33)을 통해 병렬 통과관(4)을 통과하는 과정에서 지열로 인하여 온도가 상승된 다음 제2 연결관(32)으로 투입되어 연결관(3)을 순환하게 되면, 순환 냉매가 상기 병렬 통과관(4)을 통과하는 과정에서 온도가 상승되는 것이다. In other words, the parallel pass pipe 4 is a second connecting pipe 32 interconnecting the compressor 21 and the outdoor heat exchanger 22 and a second interconnecting pipe between the indoor and outdoor heat exchangers 11 and 22. It is provided between the three connecting pipes 33, the intermediate passage portion 41 passes through the geothermal heat dissipation portion 5, the refrigerant during the indoor heating during the winter, the parallel passage pipe through the third connecting tube (33) When the temperature rises due to geothermal heat in the process of passing through (4), and then is introduced into the second connection pipe 32 to circulate the connection pipe 3, the process of circulating refrigerant passing through the parallel passage pipe (4) The temperature rises.
그러므로 동절기에 대기 온도의 저하(영하)로 인한 순환 냉매의 극저온 현상을 완화하여 순환냉매의 온도를 높일 수 있는 것이다. 따라서 상술한 바와 같이 실외 열교환기(22)의 증발 효율을 향상시킴으로서 실외기(2)를 구성하는 송풍기(23)의 회전수를 줄이더라도 충분하게 증발된 냉기를 외부로 배출할 수 있음에 따라 송풍기(23)의 전력 소모량을 최소화 할 수 있는 것이다.Therefore, it is possible to increase the temperature of the circulating refrigerant by alleviating the cryogenic phenomenon of the circulating refrigerant due to the decrease of the air temperature (freezing) in the winter. Therefore, as described above, even if the number of revolutions of the blower 23 constituting the outdoor unit 2 is reduced by improving the evaporation efficiency of the outdoor heat exchanger 22, the cold air that is sufficiently evaporated can be discharged to the outside. The power consumption of 23) can be minimized.
도 3은 본 발명에 따른 냉난방 장치의 동절기에 사용 중 실외 열교환기가 언 상태를 나타낸 작동 구성도로서, 본 발명에 따른 냉난방 장치를 동절기에 사용함에 있어서, 냉매가 순환되는 과정에서 영하로 떨어진 외부 온도로 인하여 실외 열교환기(22)를 순환하는 냉매가 얼게 되는 현상이 발생되나 이와 같이 냉매가 얼더라도 장치의 재 가동을 가능하게 할 수 있는 것이다. 즉 동절기에 냉매가 순환되는 과정에서 실외 열교환기(22)에서는 냉매가 증발 작용을 함으로서, 증발로 인하여 냉매의 온도가 저하됨은 물론 외부의 찬 온도로 인하여 냉매가 얼게 되는 현상이 발생된다. 3 is an operation configuration diagram showing the outdoor heat exchanger frozen state during use in the winter of the air conditioning and heating device according to the present invention. In using the air conditioning and heating device according to the present invention in the winter, the external temperature dropped to below zero in the course of circulating the refrigerant As a result, a phenomenon in which the refrigerant circulating in the outdoor heat exchanger 22 is frozen is generated, but even when the refrigerant is frozen, the device can be restarted. That is, the refrigerant is evaporated in the outdoor heat exchanger 22 in the course of the refrigerant circulating in the winter, and the temperature of the refrigerant decreases due to evaporation, and the refrigerant freezes due to the external cold temperature.
따라서 상기와 같이 동절기에 실외 열교환기(22)의 냉매가 언 상태에서 장치가 가동되어 냉매가 재 순환되게 되면, 연결관(3)을 통과하는 냉매는 제3 연결관(33)을 통과하는 과정에서 상기 제2,3 연결관(32,33)의 사이에 구비되며 병렬 통과관(4)을 통과한 다음 제1,2 연결관(31,32)을 통과하여 순환되는 것이다. 따라서 상기 실외 열교환기(22)가 언 상태에서도 냉매의 순환이 가능함으로서 장치의 가동이 가능한 것이다.Therefore, as described above, when the apparatus of the outdoor heat exchanger 22 is frozen in the winter and the refrigerant is recirculated, the refrigerant passing through the connecting pipe 3 passes through the third connecting pipe 33. In the second and third connecting pipes (32, 33) are provided between and pass through the parallel passage pipe (4) and then circulated through the first and second connecting pipes (31, 32). Accordingly, the outdoor heat exchanger 22 can be circulated even when the refrigerant is frozen, thereby enabling the operation of the apparatus.
그리고 상기와 같이 제1,2 연결관(31,32)과 병렬 통과관(4) 및 제3 연결관(33)을 통과하는 냉매는 병렬 통과관(4)을 통과하면서 지열의 영향으로 인하여 온도가 상승된다. 따라서 장시간 동안 냉매를 순환시키게 되면 지열을 통해 온도가 점차적으로 상승되는 냉매의 일부가 제3 연결관(33)을 통해 실외 열교환기(22)로 유입되게 됨으로서 실외 열교환기(22)에 언 상태로 채워진 냉매를 점차적으로 해동시켜 실외 열교환기(22)의 냉매의 순환을 가능하게 하는 것이다.As described above, the refrigerant passing through the first and second connection pipes 31 and 32, the parallel passage pipe 4, and the third connection pipe 33 passes through the parallel passage pipe 4, and thus the temperature of the refrigerant is increased due to the influence of geothermal heat. Is raised. Therefore, when the refrigerant is circulated for a long time, a portion of the refrigerant whose temperature is gradually raised through the geothermal heat is introduced into the outdoor heat exchanger 22 through the third connection pipe 33, thereby being frozen in the outdoor heat exchanger 22. By gradually thawing the filled refrigerant to enable the circulation of the refrigerant of the outdoor heat exchanger (22).
그러므로 상술한 바와 같이 지열을 통해 실외 열교환기(22)의 언 냉매를 녹여 정상적인 장치의 가동을 가능하게 하고자하는 본 발명의 목적을 달성할 수 있는 것이다. Therefore, it is possible to achieve the object of the present invention to melt the frozen refrigerant of the outdoor heat exchanger 22 through geothermal heat to enable the normal operation of the apparatus.
그리고, 도 4는 본 발명에 따른 냉난방 장치의 하절기 사용 상태인 실내 냉방상태를 나타낸 작동 구성도로서, 본 발명의 냉난방 장치를 통해 실내를 냉방할 경우에는, 사용자의 외부 조작에 의하여 제어부(도시않됨)를 냉방모드를 선택하게 되면 냉방장치를 구성하는 실내기(1)에서는 냉기가 발산된다. And, Figure 4 is an operating configuration showing the indoor cooling state in the summer use state of the air conditioning device according to the present invention, when cooling the room through the air conditioning apparatus of the present invention, the control unit (not shown) by the external operation of the user When the cooling mode is selected, cooling air is emitted from the indoor unit 1 constituting the cooling device.
즉 상기 실내기(1)를 구성하는 실내 열교환기(11)는 냉열을 발산하는 증발 작용을 수행하고, 상기 실외에 구비되어 있는 실외 열교환기(22)는 열기를 외부로 방출하는 응축 작용을 수행하는 것이다. That is, the indoor heat exchanger 11 constituting the indoor unit 1 performs an evaporation action for dissipating cold heat, and the outdoor heat exchanger 22 provided outdoors performs a condensation action for releasing heat to the outside. will be.
그리고 상기와 같이 하절기 실내를 냉방하는 과정에서는, 상기 병렬 통과관(4)을 통한 지열의 영향으로 인하여 실외 열교환기(22)에서 배출되는 냉매의 온도가 좀더 하강되게 됨에 따라 실외 열교환기(22)의 응축 효율이 향상된다. 그러므로 실외 열교환기(22)의 응축 효율이 향상됨으로서 실외기(2)를 구성하는 송풍기(23)의 회전수를 줄이더라도 충분히 응축된 열기를 외부로 배출할 수 있음에 따라 상기 송풍기(23)의 전력 소모량을 최소화 할 수 있는 것이다. In the process of cooling the room indoors as described above, the temperature of the refrigerant discharged from the outdoor heat exchanger 22 is further lowered due to the influence of geothermal heat through the parallel passage tube 4. Condensation efficiency is improved. Therefore, the condensation efficiency of the outdoor heat exchanger 22 is improved, so that even if the number of revolutions of the blower 23 constituting the outdoor unit 2 is reduced, the heat of the blower 23 can be discharged to the outside as the heat can be sufficiently condensed. The consumption can be minimized.
다시말해 상기 병렬 통과관(4)은, 상기 압축기(21)와 실외 열교환기(22)를 상호 연결하는 제2 연결관(32) 및 실내,외 열교환기(11,22)를 상호 연결하는 제3 연결관(33)의 사이에 구비되며 중간의 통과부(41)가 지열 발산부(5)를 통과하는 것으로서, 하절기의 실내 냉방시 냉매가 상기 제2 연결관(32)을 통해 병렬 통과관(4)을 통과하는 과정에서 지열로 인하여 온도가 하강된 다음 제3 연결관(33)으로 투입되어 연결관(3)을 순환하게 되면, 순환 냉매가 상기 병렬 통과관(4)을 통과하는 과정에서 온도가 하강되는 것이다. In other words, the parallel pass pipe 4 is a second connecting pipe 32 interconnecting the compressor 21 and the outdoor heat exchanger 22 and a second interconnecting pipe between the indoor and outdoor heat exchangers 11 and 22. It is provided between the three connecting pipes 33, the intermediate passage portion 41 passes through the geothermal heat dissipation portion 5, the refrigerant during the indoor cooling in the summer through the second connecting tube 32 through the parallel tube When the temperature is lowered due to the geothermal heat in the process of passing through (4) and then introduced into the third connection pipe 33 to circulate the connection pipe 3, the process of circulating refrigerant passing through the parallel passage pipe 4. The temperature drops at.
그러므로 상기 하강된 온도의 냉매를 통해 실외 열교환기(22)의 응축 효율을 향상시킴으로서 실외기(2)를 구성하는 송풍기(23)의 회전수를 줄이더라도 충분히 응축된 열기를 외부로 배출할 수 있음에 따라 송풍기(23)의 전력 소모량을 최소화 할 수 있는 것이다.Therefore, by improving the condensation efficiency of the outdoor heat exchanger 22 through the coolant of the lowered temperature, even if the number of revolutions of the blower 23 constituting the outdoor unit 2 is reduced, sufficient condensed heat can be discharged to the outside. Accordingly, the power consumption of the blower 23 can be minimized.
도 5는 본 발명에 따른 병렬 통과관에 포함되는 통과부의 다른 실시예를 나타낸 것으로서, 상기 통과부(41)는, 지열 발산부(5)로부터 지열의 흡수면적을 넓힐 수 있도록 상기 병렬 통과관(4)과 연통되어 다수로 굴곡진 굴곡관(411)으로 구성됨을 특징으로 하는 것이다. Figure 5 shows another embodiment of the passage included in the parallel passage tube according to the present invention, the passage portion 41, the parallel passage tube so as to widen the absorption area of geothermal heat from the geothermal divergence portion (5) It is characterized in that it is composed of a plurality of bent tube 411 in communication with the 4).
그리고 상기 굴곡관(411)의 주위에는 다수의 흡열핀(412)이 더 구비됨으로서 지열의 흡수 효율을 극대화 할 수 있는 것이다.In addition, a plurality of heat absorbing fins 412 are further provided around the curved tube 411 to maximize the absorption efficiency of geothermal heat.
도 6은 본 발명의 제2 실시예에 따른 냉난방 장치를 나타낸 구성도로서, 본 발명에 따른 제2 실시예의 냉난방 장치는 지열 발산부(5)를 제외한 타 구성은 상술한 제1 실시예의 냉난방 장치의 구성과 동일함을 전제한다. 6 is a block diagram showing a cooling and heating device according to a second embodiment of the present invention, the other air conditioner except for the geothermal heat dissipation unit 5 according to the second embodiment of the present invention is the heating and cooling device of the first embodiment described above It is assumed that it is identical to the configuration of.
이에 상기 병렬 통과관(4)이 통과되는 지열 발산부(5)가, 대기중 온도와 관계없이 항상 일정한 온도를 유지하고 있는 지중(51)임을 특징으로 하는 것이다. The geothermal divergence section 5 through which the parallel passage tube 4 passes is the underground 51 which maintains a constant temperature at all times regardless of the atmospheric temperature.
즉 상기 지중(51)에서는 상술한 바와 같이 대기중의 온도와 관계없이 항상 일정한 온도를 유지함으로서, 동절기에는 상기 병렬 통과관(4)을 통과하는 냉매의 온도를 올릴수 있음은 물론, 반대로 하절기에는 병렬 통과관(4)을 통과하는 냉매의 온도를 더 낮출 수도 있는 것이다. That is, in the underground 51 as described above, by maintaining a constant temperature at all times regardless of the temperature in the air, in winter, the temperature of the refrigerant passing through the parallel passage pipe 4 can be raised, of course, in the summer in parallel It is also possible to lower the temperature of the refrigerant passing through the passage (4).
또한, 상기 지열 발산부(5)가 지중(51)에 형성되어 있는 지하수층(52)을 이용하더라도, 동,하절기에 상술한 바와 같이 병렬 통과관(4)을 통과하는 냉매의 온도를 가변시킬 수 있는 것이다. In addition, even if the geothermal heat dissipation unit 5 uses the groundwater layer 52 formed in the ground 51, the temperature of the refrigerant passing through the parallel passage tube 4 can be varied in the summer and summer as described above. It is.
도 7은 본 발명의 제3 실시예에 따른 냉난방 장치를 나타낸 전체 구성도로서, 본 발명에 따른 제3 실시예의 냉난방 장치는, 상기 제1 실시예의 냉난방 장치에 있어서 상기 병렬 통과관(4)의 제2,3 연결관(32,33)의 연결 부분에는 차단밸브(42)가 더 구비됨을 특징으로 하는 것이다.7 is an overall configuration diagram showing a cooling and heating device according to a third embodiment of the present invention, wherein the cooling and heating device of the third embodiment according to the present invention is the same as that of the parallel passage tube 4 in the cooling and heating device of the first embodiment. The connecting portion of the second and third connecting pipes (32, 33) is characterized in that the shut-off valve 42 is further provided.
따라서 냉난방 장치를 사용함에 있어서 대기 온도와 지중의 온도가 비슷한 춘절기 및 추절기에는 지열의 사용할 필요가 없음에 따라서, 병렬 통과관(4)에 구비된 차단밸브(42)를 차단하여 사용할 수도 있는 것이다. 즉 춘절기 및 추절기에는 병렬 통과관(4)의 냉매 흐름을 차단함으로서 압축기의 펌핑 동력의 낭비를 예방할 수 있는 효과를 얻을 수 있는 것이다. Therefore, in using the air-conditioning unit, the geothermal heat does not need to be used in the spring and autumn seasons where the air temperature and the ground temperature are similar, so that the shutoff valve 42 provided in the parallel passage pipe 4 may be blocked. will be. In other words, by blocking the refrigerant flow of the parallel passage 4 in the spring season and the autumn season it is possible to obtain the effect of preventing the waste of pumping power of the compressor.
또한 상기 병렬 통과관(4)의 부식 등의 고장이 발생할 경우에는, 병렬 통과관(4)에 구비되어 있는 차단밸브(42)를 차단한 상태에서 병렬 통과관(4)을 제2,3 연결관(32,33)으로부터 분리한 후 수리하거나 교체할 수 있는 것이다. In addition, when a failure such as corrosion of the parallel passage tube 4 occurs, the parallel passage tube 4 is connected to the second and third portions in a state in which the shutoff valve 42 provided in the parallel passage tube 4 is shut off. It can be repaired or replaced after removal from the pipes (32, 33).
즉 장치를 정지하지 않은 상태에서, 상기 병렬 통과관(4)의 차단밸브(42)를 차단한 다음 병렬 통과관(4)를 제2,3 연결관(32,33)으로부터 분리하여 수리를 하거나 교체를 할 수 있는 것이다. That is, without stopping the device, shut off the shut-off valve 42 of the parallel through-pipe (4) and then remove the parallel through-pipe (4) from the second and third connecting pipes (32, 33) for repair or It can be replaced.
한편, 상기 실외 열교환기(22)와 제2,3 연결관(32,33)의 연결부분에는, 상기 실외 열교환기(22)의 분해 보수를 용이하게 할 수 있는 차단밸브(6)가 더 구비됨을 특징으로 하는 것이다. On the other hand, the connection portion between the outdoor heat exchanger 22 and the second and third connection pipes 32 and 33 is further provided with a shutoff valve 6 which can facilitate the disassembly and repair of the outdoor heat exchanger 22. It is characterized by being.
따라서 냉난방 장치를 사용함에 있어서 동절기에 실외 열교환기(22)가 동파될 경우에는, 상기 실외 열교환기(22)와 제2,3 연결관(32,33)의 사이에 구비되어 있는 차단밸브(6)를 차단한 다음 실외 열교환기(22)를 분리하여 수리하거나 교체할 수도 있는 것이다. Therefore, when the outdoor heat exchanger 22 freezes during the winter when the air conditioner is used, the shutoff valve 6 provided between the outdoor heat exchanger 22 and the second and third connection pipes 32 and 33. ) And then the outdoor heat exchanger 22 can be removed and repaired or replaced.
즉 상기 실외 열교환기(22)와 제2,3 연결관(32,33)의 사이에 구비되어 있는 차단밸브(6)를 차단한 상태에서 실외 열교환기(22)를 제2,3 연결관(32,33)으로부터 분리한 다음, 냉매의 교환 없이 실외 열교환기(22)를 신속하게 교체할 수 있는 것이다.That is, the outdoor heat exchanger 22 is connected to the second and third connection pipes in a state in which the shutoff valve 6 provided between the outdoor heat exchanger 22 and the second and third connection pipes 32 and 33 is blocked. After the separation from the 32, 33, it is possible to quickly replace the outdoor heat exchanger 22 without the exchange of refrigerant.
도 8은 본 발명의 제4 실시예의 따른 냉난방 장치를 나타낸 전체 구성도로서, 본 발명에 따른 제4 실시예의 냉난방 장치는, 상기 제1 실시예의 냉난방장치에 있어서, 상기 실내기(1)는, 상기 제1 연결관(31)의 주위에 구비되어 제1 연결관(31)에서 고온으로 발열되는 냉매를 통해 실내에 습도를 유지하는 가습장치(7)를 더 포함함을 특징으로 하는 것이다.8 is an overall configuration diagram showing a cooling and heating device according to a fourth embodiment of the present invention. In the cooling and heating device of the fourth embodiment according to the present invention, in the cooling and heating device of the first embodiment, the indoor unit 1 is the above-mentioned. It is characterized in that it further comprises a humidifier (7) provided around the first connecting pipe (31) to maintain the humidity in the room through the refrigerant generated at a high temperature in the first connecting pipe (31).
따라서, 상기 제1 연결관(31)에 구비되어 제1 연결관(31)을 통과하는 냉매(냉내 401A)의 고온(섭씨 약120도)열로 인하여 가습장치(7)에 포함되는 물이 증발되어 실내의 가습을 가능하게 할 수 있는 것이다. 그러므로 본 발명의 따른 냉난방장치를 통해 실내의 난방은 물론 습도의 조절을 가능하게 할 수 있는 장점도 가지는 것이다. Therefore, water included in the humidifier 7 is evaporated due to the high temperature (about 120 degrees Celsius) heat of the refrigerant (cold storage 401A) passing through the first connection pipe 31 and passing through the first connection pipe 31. It is possible to enable humidification of the room. Therefore, the heating and cooling device according to the present invention has the advantage of enabling the control of humidity as well as the heating of the room.
상술한 바와 같은 본 발명은, 동절기에 실외기를 구성하는 실외 열교환기의 냉매가 얼 경우에도 지열을 통해 가동을 가능하게 하는 효과가 있고, 가동 시간의 경과후 자연적으로 실외 열교환기의 냉매를 해동시켜 정상적인 장치의 작동을 가능하게 할 수 있는 효과도 있으며, 실내공간의 습도 조절도 가능하게 하여 실내공기를 쾌적하게 유지할 수 있도록 하는 효과도 있다. As described above, the present invention has the effect of enabling operation through geothermal heat even when the refrigerant of the outdoor heat exchanger constituting the outdoor unit in winter is frozen, and naturally defrosting the refrigerant of the outdoor heat exchanger after the operation time has elapsed. There is also an effect to enable the normal operation of the device, it is also possible to control the humidity of the indoor space to maintain a comfortable indoor air.
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본 발명은 첨부된 도면을 참조하여 바람직한 실시예를 중심으로 기술되었지만 당업자라면 이러한 기재로부터 본 발명의 범주를 벗어남이 없이 많은 다양한 자명한 변형이 가능하다는 것은 명백하다. 따라서 본 발명의 범주는 이러한 많은 변형예들을 포함하도록 기술된 청구범위에 의해서 해석되어져야 한다.While the present invention has been described with reference to the accompanying drawings, it will be apparent to those skilled in the art that many various obvious modifications are possible without departing from the scope of the invention from this description. Therefore, the scope of the invention should be construed by the claims described to include many such variations.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 냉난방 장치를 나타낸 전체 구성도.1 is an overall configuration diagram showing a heating and cooling device according to a first embodiment of the present invention.
도 2는 본 발명에 따른 냉난방 장치의 동절기 사용상태인 실내 난방상태를 나타낸 작동 구성도.Figure 2 is an operating configuration showing the indoor heating state of the winter use state of the heating and cooling device according to the invention.
도 3은 본 발명에 따른 냉난방 장치의 동절기에 사용중 실외 열교환기의 냉매가 언 상태를 나타낸 작동 구성도.Figure 3 is an operating configuration showing a state where the refrigerant of the outdoor heat exchanger frozen during use in the winter of the air conditioning and heating device according to the present invention.
도 4는 본 발명에 따른 냉난방 장치의 하절기 사용 상태인 실내 냉방상태를 나타낸 작동 구성도.Figure 4 is an operational configuration showing the indoor cooling state in the summer use state of the air conditioning device according to the present invention.
도 5는 본 발명에 따른 병렬 통과관에 포함되는 통과부의 다른 실시예를 나타낸 개략 단면도. 5 is a schematic cross-sectional view showing another embodiment of a passage included in a parallel passage tube according to the present invention.
도 6은 본 발명의 제2 실시예에 따른 냉난방 장치를 나타낸 구성도.Figure 6 is a block diagram showing a heating and cooling device according to a second embodiment of the present invention.
도 7은 본 발명의 제3 실시예에 따른 냉난방 장치를 나타낸 전체 구성도.7 is an overall configuration diagram showing a heating and cooling device according to a third embodiment of the present invention.
도 8은 본 발명의 제4 실시예의 따른 냉난방 장치를 나타낸 전체 구성도.8 is an overall configuration diagram showing a heating and cooling device according to a fourth embodiment of the present invention.
도 9는 종래의 히트 펌프식 냉난방 장치를 나타낸 전체 구성도. 9 is an overall configuration diagram showing a conventional heat pump type air conditioner.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for the main parts of the drawings>
1 : 실내기1: indoor unit
11 : 실내 열교환기 11: indoor heat exchanger
12 : 송풍기 12 blower
2 : 실외기2: outdoor unit
21 : 압축기 21: compressor
22 : 실외 열교환기 22: outdoor heat exchanger
23 : 송풍기 23: blower
3 : 연결관3: connector
31 : 제1 연결관 31: first connector
32 : 제2 연결관 32: second connector
33 : 제3 연결관 33: third connector
331 : 팽창밸브 331 expansion valve
4 : 병렬 통과관4: parallel through tube
41 : 통과부 41: passing part
411 : 굴곡관, 412 : 흡열핀 411: bend tube, 412: endothermic fin
42 : 차단밸브 42: shutoff valve
5 : 지열 발산부5: geothermal diverging unit
51 : 지중 51: underground
52 : 지하수층 52: groundwater layer
53 : 지하수 탱크 53: groundwater tank
531 : 펌프 531: Pump
6 : 차단밸브6: isolation valve
7 : 가습장치7: humidifier
Claims (8)
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