热泵系统以及利用所述热泵系统的制冷制热系统的制作方法

1.本发明涉及一种热泵系统，尤其涉及一种室内机以及室外机可以根据制冷制热的选择切换成冷凝器以及蒸发器运行的热泵系统以及利用所述热泵系统的制冷制热系统。


背景技术：

2.一般的热泵系统，重复执行冷媒经过冷凝器、膨胀阀以及蒸发器并重新流入到压缩机的周期。经过压缩机之后的冷媒，将在热交换机即冷凝器中转换成液态并释放出潜热，而在蒸发器中将吸收外部的热量并蒸发，从而提供制冷制热的效果。
3.在利用现有的热泵的制冷制热系统中，可能会发生无法根据温度区间处理使用者负载的情况，尤其是具有难以有效地始终维持恒定温度的适当的制冷制热温度的问题。因此，需要设计出一种可以在不同的使用者负载环境下始终维持恒定温度并稳定运行的热泵制冷制热系统。
4.通常来讲，热泵系统具有可以借助于潜热加热快速且均匀地对饱和蒸汽进行加热、准确地对压力与温度的关系进行设定以及导热系数高的优点，但是同时具有当因为管道阻力等压力损失而导致压力下降时温度随之降低的问题。因此，为了将热泵系统的饱和蒸汽的潜热应用于制冷制热的目的，需要对负载侧的温度以及压力等控制条件进行优化。
5.为此，在韩国注册实用新型第20-281266号中，公开了一种热泵系统，包括：贮液器，通过安装在冷凝器与膨胀阀之间而仅将液态冷媒供应至膨胀阀；喷射器，通过对在蒸发器中蒸发的冷媒蒸汽进行增压而增加冷媒循环量；过热度调节装置，对压缩机入口的冷媒的过热度进行调节；容量控制装置，通过对冷媒流量进行控制而对容量进行调节；以及，多段冷凝压力控制阀，对冷凝压力进行多段控制。
6.但是，在韩国注册实用新型第20-281266号的热泵系统中需要额外安装大量的附加装置，因此具有热泵系统的构建成本大幅增加以及在维护保养方面需要更多费用的问题。
7.冷媒蒸汽进而，韩国注册实用新型第20-281266号的热泵系统的过热度调节装置还具有需要额外的用于在通过冷凝器的冷媒与压缩机入口的冷媒蒸汽之间进行热交换的热交换装置的问题。
8.此外，板状热交换机是一种通过使得不同类型的热介质在各个层上交替流动而实现热交换的装置。作为参考，所述热介质由液态的流体构成，较佳地可以由防冻液、水或纯净水构成。
9.板状热交换机的组装简单且部件数量较少，因此其生产性优秀且可以减小体积，从而具有便于确保空间的优点。尤其是，可以通过板状热交换机的板体形状的变化设计出复杂且多样化的流路，尤其是在两种热介质流动并彼此进行热交换的情况下，适用板状热交换机为宜。
10.在将如上所述的板状热交换机适用于热泵系统的情况下，可以在整体面积上均匀地实现流体(即，热介质)流动的分配，为此，管道内径以及流速的设计尤为重要。
11.此外，热泵系统的热交换用热介质将流入到蓄热罐内部并从中流出。但是，在流体即热介质流入到蓄热罐内部的过程中，可能会因为热介质的较快的流速而在蓄热罐内部形成涡流。
12.当形成如上所述的涡流时，会因为热介质的旋转运动而形成与主流相反方向上的涡旋流动，从而阻碍热介质的持续且均匀的供应，并因此最终导致难以实现最佳的热交换、恒定温度的制冷制热供应以及系统的稳定运行的问题。


技术实现要素：

13.要解决的技术问题
14.本发明旨在解决如上所述的现有问题，本发明的目的在于提供一种可以防止在流体流入到蓄热罐内部的过程中形成的涡流的热泵系统以及利用所述热泵系统的制冷制热系统。
15.本发明的另一目的在于提供一种即使是在不额外安装包括过热度调节装置以及多段冷凝压力控制阀等在内的多种附加装置的情况下，也可以以最佳的效率实现13～18℃的制热效果以及3～7℃的制冷效果，还可以供应和维持始终恒定温度的制冷制热效果的热泵系统以及利用所述热泵系统的制冷制热系统。
16.用于解决问题的手段
17.为了达成所述之目的，根据本发明的热泵系统，作为包括：室内机，在制热时起到冷凝器的功能而在制冷时起到蒸发器的功能；室外机，在制热时起到蒸发器的功能而在制冷时起到冷凝器的功能；热介质，在经过所述室内机的过程中进行热交换；以及，蓄热罐，可供在经过所述室内机的过程中编程冷水或热水的热介质流入；的热泵系统，包括：
18.第一进水管，诱导经过所述室内机之后返回的所述热介质流入到所述蓄热罐；第一出水管，诱导通过所述第一进水管流入到所述蓄热罐的所述热介质流出到所述蓄热罐外部的负载一侧；第二进水管，诱导通过所述第一出水管流出到所述蓄热罐外部的负载一侧之后返回的所述热介质流入到所述蓄热罐；以及，第二出水管，诱导通过所述第二进水管流入到所述蓄热罐的所述热介质流出到所述室内机一侧。
19.所述第一进水管，包括：第一引入部，以引入到所述蓄热罐内部的结构形成；以及，多个通孔，在所述第一引入部中朝向所述蓄热罐的上侧方向的部位贯通形成。
20.所述第一出水管，包括：第一流入口，为了使得所述蓄热罐内的所述热介质流入到所述第一出水管内部，以与所述蓄热罐内部连通的方式形成。
21.所述第一流入口，在所述蓄热罐中与所述第一引入部的形成区域相比的更上侧区域形成。
22.所述第二进水管，包括：第二引入部，以引入到所述蓄热罐内部的结构形成；以及，多个通孔，在所述第二引入部中朝向所述蓄热罐的下侧方向的部位贯通形成。
23.所述第二出水管，包括：第二流入口，为了使得所述蓄热罐内的所述热介质流入到所述第二出水管内部，以与所述蓄热罐内部连通的方式形成。
24.所述第二流入口，在所述蓄热罐中与所述第二引入部的形成区域相比的更下侧区域形成。
25.发明效果
26.通过根据本发明的热泵系统以及利用所述热泵系统的制冷制热系统，可以有效地对流入到蓄热罐内部的流体的水压进行分散以及扩散，从而防止形成涡流并将热损失最小化。借此，可以保障热介质的持续且均匀的供应，而且可以有效地对热进行传递以及交换，同时还可以实现恒定温度的制冷制热供应以及系统的稳定运行。
27.通过根据本发明的热泵系统以及利用所述热泵系统的制冷制热系统，可以在不同的使用者负载环境下始终维持恒定温度的适当的制冷制热温度，从而稳定地运行热泵系统。
28.尤其是，即使是在不额外安装包括过热度调节装置以及多段冷凝压力控制阀等在内的多种附加装置的情况下，也可以以最佳的效率实现13～18℃的制热效果以及3～7℃的制冷效果，从而大幅节省热泵系统的构建以及维护保养成本。
附图说明
29.图1是根据本发明之第一实施例的热泵系统的构成图。
30.图2是根据本发明之一实施例的第一热交换机的斜视图。
31.图3是图2的分解斜视图。
32.图4是根据本发明之一实施例的第二热交换机的斜视图。
33.图5是图4的分解斜视图。
34.图6是根据本发明的蓄热罐以及安装在所述蓄热罐上的防涡流装置的截面图。
35.图7是根据本发明的第一进水管的第一引入部的截面图。
36.图8是根据本发明的第二进水管的第二引入部的截面图。
37.图9是根据本发明之第二实施例的热泵系统的构成图。
38.图10是根据本发明之第三实施例的热泵系统的构成图。
39.图11是根据本发明之第四实施例的热泵系统的构成图。
40.图12是根据本发明之扩展实施例的热泵系统的构成图。
41.图13是对根据本发明的热泵系统制热运行时的流体流动及其热交换动作进行图示的示意图。
42.图14是对根据本发明的热泵系统制冷运行时的流体流动及其热交换动作进行图示的示意图。
43.图15是利用本发明的热泵系统的制冷制热系统的构成图。
44.附图标记说明
45.10：室内机 20：室外机
46.30：压缩机 40：四通阀
47.50：膨胀阀 60：液体加热器
48.65：传感器 70：辅助罐
49.81：热介质管路 90：蓄热罐
50.91：第一流体管路 93：第二流体管路
51.100：第一热交换机 110、210：导热板
52.140：第一通道 150：第二通道
53.200：第二热交换机 240：第三通道
54.250：第四通道 310：冷热水供应头
55.320：冷热水回收头 330：差压阀
56.340：使用者装置 400：第一进水管
57.410：第一引入部 411：第一引入部的通孔
58.413：第一引入部的开放口 420：第一出水管
59.423：第一流入口 430：第二进水管
60.440：第二引入部 441：第二引入部的通孔
61.443：第二引入部的开放口 450：第二出水管
62.453：第二流入口 460：防涡流板
具体实施方式
63.在本说明书中所使用的术语只是用于对特定的实施例进行说明，并不是为了对本发明做出限定。除非上下文中有明确的相反含义，否则单数型语句还包含复数型含义。在本说明书中，如“包括”或“具有”等术语只是用于表明说明书中所记载的特征、数字、步骤、动作、构成要素、部件或所述之组合存在，并不以应该理解为事先排除一个或多个其他特征、数字、步骤、动作、构成要素、部件或所述之组合存在或被附加的可能性。
64.此外，在本说明书中，“～上”或“～上部”是指位于对象部分的上侧或下侧，并不一定是指位于以重力方向为基准的上侧。即，本说明书中所记载的“～上”或“～上部”不仅包括位于对象部分的上侧或下侧的情况，还包括位于对象部分的前方或后方的情况。
65.此外，当记载为区域以及板等部分位于其他部分的“上侧”或“上部”时，不仅包括直接在其他部分的“上侧”或“上部”直接接触或相距一定间隔的情况，还包括在两者之间还有其他部分存在的情况。
66.此外，在本说明书中，当记载为一个构成要素与其他构成要素“连接”或“相连”时，所述一个构成要素可以与所述其他构成要素直接连接或直接相连，但是除非另有明确的相反记载，应该理解为还可以以两者之间介有其他构成要素的方式连接或相连。
67.此外，在本说明书中，在对各种构成要素进行说明时可能会使用如第一以及第二等术语，但是所述构成要素并不因为所述术语而受到限定。所述术语只是用于将一个构成要素与其他构成要素进行区分。
68.接下来，将参阅附图对本发明的较佳实施例、优点以及特征进行详细的说明。
69.图1是根据本发明之第一实施例的热泵系统的构成图。参阅图1，根据本发明的热泵系统包括室内机10、室外机20、压缩机30、膨胀阀50、四通阀40、热介质、第一热交换机100、蓄热罐90以及第二热交换机200。
70.室内机10可以根据制冷制热模式的选择转换成冷凝器或蒸发器。具体来讲，室内机10在制热时起到冷凝器的功能，而在制冷时起到蒸发器的功能。
71.室外机20可以根据制冷制热模式的选择转换成蒸发器或冷凝器。具体来讲，室外机20在制热时起到蒸发器的功能，而在制冷时起到冷凝器的功能。此外，在室外机20一侧安装有风扇25，从而向室外机20一侧进行送风。
72.压缩机30对从蒸发器传递过来的冷媒进行压缩。具体来讲，压缩机30通过对从蒸发器传递过来的干燥饱和状态的冷媒进行压缩而将其转换成过热蒸汽状态。
73.冷凝器通过将从压缩机30传递过来的冷媒的相转换成液态而进行冷凝。
74.膨胀阀50对经过冷凝器之后的冷媒进行膨胀。如上所述的经过膨胀阀50之后的冷媒将在转换成湿蒸汽状态之后流入到蒸发器。
75.蒸发器通过对经过膨胀阀50之后的冷媒进行蒸发而转换成干燥饱和蒸汽状态。
76.四通阀40可以根据制热或制冷对冷媒的流动进行转换。具体来讲，四通阀40通过安装在室内机10与室外机20之间的冷媒流路中而对冷媒流动的路径进行转换，从而使得室内机10以及室外机20转换成冷凝器或蒸发器。
77.热介质通过热介质管路81在室内机10以及第一热交换机100中循环并进行热交换。
78.热介质由液态的流体构成，较佳地可以由防冻液、水或纯净水构成。
79.热介质管路81以在经过室内机10之后再经过第一热交换机100的闭环形态构成，内部被热介质填充。
80.作为参考，图1中的“w1”是指在负载(即，使用者装置)的热交换过程中使用之后重新流入到第二热交换机200的第二流体，而“w2”是指在第二热交换机200中与第一流体进行热交换并向后续说明的冷热水供应头310一侧流动的第二流体。
81.图2是根据本发明之一实施例的第一热交换机的斜视图，而图3是图2的分解斜视图。以在图1中说明的第一实施例为基准，对本发明的第一热交换机进行说明如下。
82.第一热交换机100是用于对在室内机10中生成的热能或冷能与蓄热罐90的流体之间进行热交换的装置。
83.第一热交换机100通过热介质管路81与室内机10连接，并通过流体管路(以下称之为“第一流体管路91”)与蓄热罐90连接。
84.第一流体管路91的内部可供从蓄热罐90流出并在经过第一热交换机100之后回收到蓄热罐90的流体(以下称之为“第一流体”)流动。其中，所述第一流体可以是从自来水管供应的水。
85.热介质管路81构成经过室内机10以及第一热交换机100的闭环，而第一流体管路91构成经过第一热交换机100以及蓄热罐90的闭环。
86.借此，在经过室内机10的过程中进行热交换的热介质将在经过第一热交换机100的过程中与第一流体进行热交换。
87.第一热交换机100可供不同温度的流体(即热介质以及第一流体)在导热板之间向彼此相反的方向流动并进行高温流体与低温流体之间的热交换。
88.较佳地，第一热交换机可以由板状热交换机构成。在所述情况下，第一热交换机100包括第一通道140、第二通道150、多个导热板110、第一管道以及第二管道。
89.第一通道140是可供热介质通过的流路，在一对导热板之间形成，而第二通道150是可供第一流体通过的流路，在另一对导热板之间形成。
90.导热板110采用由多个相距一定间隔排列的层叠结构。导热板110可以由不锈钢材质制成，而且为了有效地对热进行传递而形成有可供流体流动的空间。
91.可供热介质通过的流路(即第一通道140)以及可供第一流体通过的流路(即第二通道150)以沿着导热板110的层叠方向交替配备的结构构成。
92.第一管道是通过与第一通道140连接而诱导热介质流入d1/流出d2第一通道140的
管体。
93.具体来讲，第一管道包括连接到用于将热介质注入到第一通道140的注入口(inlet)120的第一a管道以及连接到用于将通过第一通道140之后的热介质从第一通道140进行回收的排出口(outlet)121的第一b管道。
94.第二管道是通过与第二通道150连接而诱导第一流体流入k1/流出k2第二通道150的管体。
95.具体来讲，第二管道包括连接到用于将第一流体注入到第二通道150的注入口(inlet)131的第二a管道以及连接到用于将通过第二通道150之后的热介质从第二通道150进行回收的排出口(outlet)130的第二b管道。
96.蓄热罐90是用于对在室内机10中生成的蓄冷或蓄热能量进行储藏的水槽，在制热时对热源进行储藏而在制冷时对冷源进行储藏，从而可以根据季节选择性地提供制冷制热的效果。较佳地，在蓄热罐90中可以安装有防涡流装置。
97.在蓄热罐90中储藏有第一流体，而第一流体通过第一流体管路91经过第一热交换机100并与热介质进行热交换，进而通过第二流体管路93经过第二热交换机200并与第二流体进行热交换。其中，储藏在蓄热罐90中的第一流体可以是从自来水管供应的水。
98.图4是根据本发明之一实施例的第二热交换机的斜视图，而图5是图4的分解斜视图。以在图1中的第一实施例为基准，对本发明的第二热交换机进行说明如下。
99.第二热交换机200可供不同温度的流体在导热板110之间向彼此相反的方向流动并进行高温流体与低温流体之间的热交换。
100.较佳地，第二热交换机可以由板状热交换机构成。在所述情况下，第二热交换机200包括第三通道240、第四通道250、多个导热板210、第三管道以及第四管道。
101.第三通道240是可供第一流体(在第三、第四实施例中为热介质)通过的流路，形成于导热板之间，而第四通道250是可供第二流体通过的流路，形成于其他的导热板之间。
102.导热板210采用由多个相距一定间隔排列的层叠结构。导热板210可以利用不锈钢材质制成，而且为了有效地对热进行传递而形成有可供流体流动的空间。
103.可供第一流体(在第三、第四实施例中为热介质)通过的流路(即第三通道240)以及可供第二流体通过的流路(即第四通道250)以沿着导热板210的层叠方向交替配备的结构构成。
104.第三管道是通过与第三通道240连接而诱导第一流体(在第三、第四实施例中为热介质)流入d1'/流出d2'第三通道240的管体。
105.具体来讲，第三管道包括连接到用于将第一流体(在第三、第四实施例中为热介质)注入到第三通道240的注入口(inlet)220的第三a管道以及连接到用于将通过第三通道240之后的第一流体进行回收的排出口(outlet)221的第三b管道。
106.第四管道是通过与第四通道250连接而诱导第二流体流入k1'/流出k2'第四通道250的管体。
107.具体来讲，第四管道包括连接到用于将第二流体注入到第四通道250的注入口(inlet)231的第四a管道以及连接到用于将通过第四通道250之后的第二流体进行回收的排出口(outlet)230的第四b管道。
108.接下来，将以在图1中说明的第一实施例为基准，对本发明的防涡流装置进行详细
的说明。
109.第一流体在经过第一热交换机以及第二热交换机之后重新流入到蓄热罐90内部，此时因为第一流体的流速较快而可能会在蓄热罐90内部形成涡流。
110.当形成如上所述的涡流时，会因为第一流体的旋转运动而形成与主流相反方向上的涡旋流动，从而阻碍第一流体的持续且均匀的供应并导致热效率的下降，并因此最终导致难以实现最佳的热交换性能、恒定温度的制冷制热供应以及系统的稳定运行的问题。
111.本发明的防涡流装置可以起到防止如上所述的在第一流体流入到蓄热罐90内部的过程中可能会形成的涡流的功能。
112.图6是根据本发明的蓄热罐以及安装在所述蓄热罐上的防涡流装置的截面图，图7是根据本发明的第一进水管的第一引入部的截面图，图8是根据本发明的第二进水管的第二引入部的截面图。
113.参阅图6至图8，本发明的防涡流装置包括第一进水管400、第一出水管420、第二进水管430、第二出水管450以及防涡流板460。
114.第一进水管400是诱导经过第一热交换机之后返回的第一流体流入到蓄热罐90的构成。第一进水管400可以由与蓄热罐90内部连接的管体构成。
115.所述第一进水管400，包括：第一引入部410，以引入到所述蓄热罐90内部的结构形成；以及，多个通孔411，在所述第一引入部410中朝向蓄热罐90的上侧方向的部位贯通形成。
116.其中，第一引入部410中的所述“朝向蓄热罐90的上侧方向的部位”，是指在从第一引入部410的垂直上部观察第一引入部410时可以看到的区域。因此，如图7的一实例所示，在假定第一引入部410为圆形截面的管体的情况下，“b1”区域即在从第一引入部410的垂直上部a1观察第一引入部410时可以看到的区域b1就相当于所述“朝向蓄热罐90的上侧方向的部位b1”。
117.此外，第一引入部410的一端部可以以开放口413的形态开放形成。在如上所述的情况下，在第一进水管400内部移动的第一流体的一部分将通过通孔411向第一引入部410的上侧方向排出并流入到蓄热罐90内部，而剩余的则通过开放口413向第一引入部410的右侧方向(以图3为基准)排出并流入到蓄热罐90内部。
118.第一出水管420是诱导通过第一进水管400流入到蓄热罐90的第一流体向第二热交换机一侧流出的构成。第一出水管420可以由与蓄热罐90内部连接的管体构成。
119.第一出水管420包括与蓄热罐90内部连通形成的第一流入口423，以使得储藏在蓄热罐90中的第一流体流入到第一出水管420内部。
120.此外，所述第一流入口423在蓄热罐90中与第一进水管400的第一引入部410的形成区域相比的更上侧区域形成。
121.第二进水管430是诱导经过第二热交换机之后返回的第一流体流入到蓄热罐90的构成。第一进水管400可以由与蓄热罐90内部连接的管体构成。
122.所述第二进水管430，包括：第二引入部440，以引入到所述蓄热罐90内部的结构形成；以及，多个通孔441，在所述第二引入部440中朝向蓄热罐90的下侧方向的部位贯通形成。
123.其中，第二引入部440中的所述“朝向蓄热罐90的下侧方向的部位”，是指在从第二
引入部440的垂直下部观察第二引入部440时可以看到的区域。因此，如图8的一实例所示，在假定第二引入部440为圆形截面的管体的情况下，“b2”区域即在从第二引入部440的垂直下部a2观察第二引入部440时可以看到的区域b2就相当于所述“朝向蓄热罐90的下侧方向的部位b2”。
124.此外，第二引入部440的一端部可以以开放口443的形态开放形成。在如上所述的情况下，在第二进水管430内部移动的第一流体的一部分将通过通孔441向第二引入部440的下侧方向排出并流入到蓄热罐90内部，而剩余的则通过开放口443向第二引入部440的左侧方向(以图3为基准)排出并流入到蓄热罐90内部。
125.第二出水管450是诱导通过第二进水管430流入到蓄热罐90的第一流体向第一热交换机一侧流出的构成。第二出水管450可以由与蓄热罐90内部连接的管体构成。
126.*第二出水管450包括与蓄热罐90内部连通形成的第二流入口453，以使得储藏在蓄热罐90中的第一流体流入到第二出水管450内部。
127.此外，所述第二流入口453在蓄热罐90中与第二进水管430的第二引入部440的形成区域相比的更下侧区域形成。
128.根据较佳的实施例，第一进水管400的尤其是第一流入口410可以在蓄热罐90中与第二进水管430的第二引入部440的形成区域相比的更上侧区域形成。
129.防涡流板460可以由配置在与第一引入部410的形成区域相比的更下侧区域，而与第二引入部440的形成区域相比的更上侧区域的板体构成。
130.在如上所述的情况下，防涡流板460可以以横躺在蓄热罐90内部的结构进行配置。例如，防涡流板460可以以其长轴与蓄热罐90的高度方向垂直相交的结构进行配置。
131.根据较佳的实施例，防涡流板460可以由直径为第一进水管400或第二进水管430的内径的3～5倍大小的板体构成。
132.通过如上所述的防涡流装置，可以有效地对流入到蓄热罐90内部的第一流体的水压进行分散以及扩散，从而防止形成涡流并将热损失最小化，最终实现热交换效率的提升、恒定温度的制冷制热供应以及系统的稳定运行。
133.图9是根据本发明之第二实施例的热泵系统的构成图。参阅图9，根据第二实施例的热泵系统的基本构成与第一实施例的热泵系统相同，其差异点仅在于不包括第一实施例中的第二热交换机。接下来，将以不包括第二热交换机而导致的差异点为中心进行说明。
134.在第一实施例中，储藏在蓄热罐90中的冷水或热水的第一流体将在通过第二流体管路93经过第二热交换机200的过程中与第二流体进行热交换之后重新返回到蓄热罐90。
135.但是，因为根据第二实施例的热泵系统不包括第二热交换机，因此储藏在蓄热罐90中的冷水或热水的第一流体将被直接供应到负载一侧，从而在负载一侧用于热交换之后重新返回到蓄热罐90。
136.即，第一实施例中的冷水/热水的第一流体不会直接流到负载一侧，而与此相反，第二实施例的差异点在于冷水/热水的第一流体将流到负载一侧并直接在负载一侧的制冷制热中使用。
137.其中，所述“负载”是指如空调、加热器、供暖分配器以及热水器等使用者装置。
138.此外，即使是在根据图9的第二实施例中，也可以配备与第一实施例中的说明相同的防涡流装置，而在如上所述的情况下，与在第一实施例中说明的防涡流装置相比具有如
下所述的差异点。接下来，将以其差异点为中心进行说明。
139.根据第二实施例，防涡流装置的第一出水管420诱导通过第一进水管400流入到蓄热罐90的第一流体向负载(即使用者装置)一侧流出。
140.根据第二实施例，防涡流装置的第二进水管430诱导在负载(即使用者装置)一侧使用(如热交换等)之后返回的第一流体流入到蓄热罐90。
141.作为参考，图9中的“w1”是指在负载(使用者装置)一侧的热交换过程中使用之后重新流入到蓄热罐90的第一流体，而“w2”是指在从蓄热罐90排出之后向后续说明的冷热水供应头310一侧流动的冷水/热水的第一流体。
142.图10是根据本发明之第三实施例的热泵系统的构成图。参阅图10，根据第三实施例的热泵系统的基本构成与第一实施例的热泵系统相同，其差异点仅在于不包括第一实施例中的第一热交换机。接下来，将以不包括第一热交换机而导致的差异点为中心进行说明。
143.在第一实施例中，储藏在蓄热罐90中的第一流体将在通过第一流体管路91经过第一热交换机100的过程中与热介质进行热交换之后重新返回到蓄热罐90。
144.但是，因为根据第三实施例的热泵系统不包括第一热交换机，因此其差异点在于从蓄热罐90中流入/流出的是热介质而非第一实施例的第一流体。
145.具体来讲，第三实施例的热介质在从蓄热罐90向室内机10一侧流出之后，将通过热介质管路81经过室内机10。此外，热介质将在经过室内机10的过程中转换成冷水或热水之后重新流入到蓄热罐90。
146.流入到蓄热罐90的所述冷水或热水的热介质将向第二热交换机一侧排出。此外，热介质将在通过第二流体管路93经过第二热交换机200的过程中与第二流体进行热交换之后重新返回到蓄热罐90。
147.此外，即使是在根据图10的第三实施例中，也可以配备与第一实施例中的说明相同的防涡流装置，而在如上所述的情况下，与在第一实施例中说明的防涡流装置相比具有如下所述的差异点。
148.即，根据第三实施例，其差异点在于防涡流装置的第一进水管400诱导经过室内机10之后返回的热介质流入到蓄热罐90。
149.作为参考，图10中的“w1”是指在负载(即，使用者装置)的热交换过程中使用之后重新流入到第二热交换机200的第二流体，而“w2”是指在第二热交换机200中与热介质进行热交换并向后续说明的冷热水供应头310一侧流动的第二流体。
150.图11是根据本发明之第四实施例的热泵系统的构成图。参阅图11，根据第四实施例的热泵系统的基本构成与第一实施例的热泵系统相同，其差异点仅在于不包括第一实施例中的第一热交换机以及第二热交换机。接下来，将以不包括第一热交换机以及第二热交换机而导致的差异点为中心进行说明。
151.在第一实施例中，储藏在蓄热罐90中的第一流体将在通过第一流体管路91经过第一热交换机100的过程中与热介质进行热交换之后重新返回到蓄热罐90。
152.但是，因为根据第四实施例的热泵系统不包括第一热交换机，因此其差异点在于从蓄热罐90中流入/流出的是热介质而非第一实施例的第一流体。
153.具体来讲，第四实施例的热介质在从蓄热罐90向室内机10一侧流出之后，将通过热介质管路81经过室内机10。此外，热介质将在经过室内机10的过程中转换成冷水或热水
之后重新流入到蓄热罐90。
154.此外，在第一实施例中，储藏在蓄热罐90中的冷水或热水的第一流体将在通过第二流体管路93经过第二热交换机200的过程中与第二流体进行热交换之后重新返回到蓄热罐90。
155.但是，因为根据第四实施例的热泵系统不包括第二热交换机，因此储藏在蓄热罐90中的冷水或热水的热介质将被直接供应到负载一侧，从而在负载一侧用于热交换之后重新返回到蓄热罐90。
156.即，第一实施例中的冷水/热水的第一流体不会直接流到负载一侧，而与此相反，第四实施例的差异点在于冷水/热水的热介质将流到负载一侧并直接在负载一侧的制冷制热中使用。
157.作为参考，图11中的“w1”是指在负载(使用者装置)一侧的热交换过程中使用之后重新流入到蓄热罐90的热介质，而“w2”是指在从蓄热罐90排出之后向后续说明的冷热水供应头310一侧流动的冷水/热水的热介质。
158.图12是根据本发明之扩展实施例的热泵系统的构成图。参阅图12，本发明之扩展实施例与在图1的第一实施例中说明的热泵系统相同，其差异点仅在于还包括液体加热器60以及传感器65。
159.液体加热器60可以起到从冷凝器的排出口一侧引出一部分液态冷媒并将其混合到流入压缩机30的干燥饱和蒸汽的功能。
160.具体来讲，液体加热器60通过从冷凝器的排出口一侧引出少量的冷媒并注入到压缩机30的流入口一侧，可以提升流入到压缩机30的低温/低压的干燥饱和蒸汽的温度。
161.根据一实施例，液体加热器60可以对从冷凝器的排出口一侧传递过来的冷媒进行蒸发并将其混合到流入压缩机30的干燥饱和蒸汽中。
162.液体加热器60可以采用可根据需要对从冷凝器的排出口一侧引出的冷媒的量进行调节的阀门结构。
163.液体加热器60的阀门根据安装在压缩机30的排出口一侧的传感器65所检测到的冷媒的温度对开闭与否及其开闭程度(即冷媒引出量)进行调节。
164.在进一步配备如上所述的液体加热器60的情况下，可以适当地对流入到压缩机30的冷媒的温度进行调节。借此，可以降低压缩机30的负载并提升热泵系统的稳定性以及效率。
165.本发明的热泵系统还可以配备辅助罐70。在如上所述的情况下，辅助罐70可以通过与室内机10连接而接收在室内机10中产生的制热热量或制冷热量并以热水或冷水的形态进行储藏。
166.此外，图12的扩展实施例是以根据图1的第一实施例的热泵系统为基准进行了说明，但是如上所述的液体加热器60以及传感器65也可以适用于根据第二实施例、第三实施例以及第四实施例的热泵系统。
167.接下来，将以根据图1的第一实施例的热泵系统为基准，对热泵系统的制冷或制热模式下的热交换动作进行说明。
168.图13是对根据本发明的热泵系统作为制热用途运行时的冷媒、热介质、第一流体以及第二流体的流动及其热交换动作进行图示的示意图。
169.参阅图13，在本发明的热泵系统作为制热用途运行的情况下，室内机10将起到冷凝器的作用，而室外机20将起到蒸发器的作用。
170.压缩机30通过对从蒸发器传递过来的干燥饱和状态的冷媒进行压缩而将其转换成过热蒸汽状态。
171.经过压缩机30的过热蒸汽将在室内机10(即冷凝器)中转换成液态并释放潜热。即，室内机10的冷媒将在冷凝过程中放射热量，并通过与经过室内机10的热介质进行热交换而进行蓄热。
172.具体来讲，在冷凝过程中放射出的热量将被传递到经过室内机10的热介质中，而所述热介质将在通过第一热交换机100的过程中与第一流体进行热交换，最终使得高温的第一流体被储藏在蓄热罐90中。
173.此外，储藏在蓄热罐90中的高温的第一流体将通过第二流体管路93经过第二热交换机200并与第二流体进行热交换，而接收到热量的第二流体将被供应至目标用途即如空调以及暖气等使用者装置中。
174.经过室内机10(即冷凝器)之后的冷媒将流入到膨胀阀50并转换成湿蒸汽。
175.经过膨胀阀50之后的湿蒸汽状态的冷媒将流入到室外机20(即蒸发器)。流入到室外机20的湿蒸汽的温度将瞬间骤降至-20～-30℃，并通过与外部进行热交换而得到升温。如果不考虑瞬间的温度下降而只考虑到外部因素，在风扇的风力作用下流入到蒸发器的大约15℃的低温低压的湿蒸汽将在经过蒸发器的过程中转换成0～5℃的低温低压的干燥饱和蒸汽。
176.此外，经过室外机20(即蒸发器)之后的低温低压的干燥饱和蒸汽将通过四通阀40流入到压缩机30并得到压缩。此外，经过压缩机30之后的冷媒将再次经过四通阀40并流入到冷凝器中，从而形成新的制热周期。
177.此外，在经过室外机20(即蒸发器)之后的低温低压的干燥饱和蒸汽流入到压缩机30之前，可以借助于液体加热器60混合少量的液态冷媒。
178.即，液体加热器60从室内机10(即冷凝器)的排出口一侧引出一部分液态冷媒并混合到流入压缩机30的干燥饱和蒸汽中。
179.液体加热器60通过从室内机10的排出口一侧引出少量的冷媒并注入到压缩机30的流入口一侧，可以提升流入到压缩机30的低温/低压的干燥饱和蒸汽的温度。
180.当外部气体的温度下降至5℃以下或零下时，经过室外机20(即蒸发器)之后的低温低压的干燥饱和蒸汽的温度也将低于0～5℃，而当低温的冷媒流入到压缩机30时，会因为压缩机30的出口一侧的温度较低而导致在室内机10(即冷凝器)中无法顺利提升热水温度的问题。因此，通过从室内机10(即冷凝器)的排出口一侧引出少量的冷媒并注入到压缩机30的入口，可以提升流入到压缩机30的低温低压干燥饱和蒸汽的温度。
181.本技术的发明人针对如上所述的热泵系统的制热运行，尤其是为了可以在制热过程中以最佳的效率实现13～18℃的热交换并供应始终恒定温度的制热效果而开发出了如下所述的条件。其中，所述“恒定温度”是指13～18℃的制热温度。
182.为此，本发明的热泵系统的冷媒可以使用r407c。
183.此外，本发明的热泵系统的热介质可以使用防冻液。在如上所述的情况下，可以将防冻液用水进行稀释后使用。较佳地，作为对防冻液进行稀释的水的比例，与整体溶液相比
可以是20～25体积％。
184.在使用如上所述的冷媒以及防冻液的环境下，本发明的热泵系统应设计成至少满足下述条件1以及条件2，较佳地应该设计成还满足条件3至条件5。
185.(条件1)第一热交换机设计条件
186.第一热交换机100由板状热交换机构成。在如上所述的情况下，第一热交换机100可以由在图2以及图3中进行说明以及图示的板状热交换机构成。
187.在第一热交换机100的第一管道的内径为3
㎜
的条件下，第一热交换机100应以满足如下所述的条件的方式构成。
188.即，第一热交换机100的第一通道140以如上所述的防冻液在第一通道140内以0.8～1.2m/s的平均流速流动，较佳地以0.9～1.1m/s的平均流速流动的方式构成。
189.较佳地，在第一热交换机100的第二管道的内径为5
㎜
的条件下，第一热交换机100可以以进一步满足如下所述的条件的方式构成。
190.即，第一热交换机100的第二通道150以如上所述的第一流体在第二通道150内以2.8～3.2m/s的平均流速流动，较佳地以2.9～3.1m/s的平均流速流动的方式构成。
191.(条件2)第二热交换机设计条件
192.第二热交换机200由板状热交换机构成。在如上所述的情况下，第二热交换机200可以由在图4以及图5中进行说明以及图示的板状热交换机构成。
193.在第二热交换机200的第三管道的内径为5
㎜
的条件下，第二热交换机200应以满足如下所述的条件的方式构成。
194.即，第二热交换机200的第三通道240以如上所述的第一流体在第三通道240内以2.8～3.2m/s的平均流速流动，较佳地以2.9～3.1m/s的平均流速流动的方式构成。
195.(条件3)过热蒸汽条件
196.本发明的压缩机30通过对从蒸发器传递过来的冷媒进行压缩而转换成过热蒸汽。此时，压缩机30以与整体冷媒气体相比的过热蒸汽的比例为68～82％的状态进行压缩。
197.(条件4)压缩机驱动条件
198.传统的热泵是将压缩时的低压为6～7kgf/cm2、高压为15kgf/cm2、且此时冷媒的圧缩温度为54.5℃作为基准进行设计。因此，传统的热泵几乎没有根据外部气体温度变化的调节功能，从而无法持续且稳定地维持冷媒的流动。
199.这是因为，在没有根据外部气体温度变化的冷媒温度调节功能的情况下，当进一步提升压缩机30的压力时会因为热泵系统突然受到负载而导致系统无法承受的问题，因此如上所述地将15kgf/cm2设定为临界压力。
200.但是，本发明的热泵系统可以通过液体加热器60直接对流入到压缩机30的冷媒气体的温度进行调节，因此可以将压缩机30的压力提升至传统热泵系统的临界压力以上。
201.在如上所述的环境下，本发明的压缩机30以满足如下所述的条件的方式构成。即，压缩机30以满足压缩时的高压为26kgf/cm2且从压缩机30排出的冷媒的温度为128～132℃(较佳地为129～131℃)的方式构成。
202.(条件5)导热条件
203.在本发明的热泵系统制热运行时，在制热热量沿着室内机10(冷凝器)
→
第一热交换机100
→
蓄热罐90
→
第二热交换机200导热的过程中，温度将依次下降1℃。
204.此外，在本发明的热泵系统制冷运行时，在制冷热量沿着室内机10(蒸发器)
→
第一热交换机100
→
蓄热罐90
→
第二热交换机200导热的过程中，温度将依次上升1℃。
205.例如，当室内机10中的制冷热量为2℃时，在第一热交换机100中进行热交换之后的制冷热量为3℃，在蓄冷罐90中蓄冷的制冷热量为4℃，而在第二热交换机200中进行热交换之后的制冷热量为5℃。
206.图14是对根据本发明的热泵系统作为制冷用途运行时的冷媒、热介质、第一流体以及第二流体的流动及其热交换动作进行图示的示意图。
207.参阅图14，在本发明的热泵系统作为制冷用途运行的情况下，与作为制热用途运行时相比具有包括冷媒流动方向在内的如下所述的差异点。接下来，将以其差异点为中心进行说明。
208.在本发明的热泵系统作为制冷用途运行的情况下，室内机10将起到蒸发器的作用，而室外机20将起到冷凝器的作用。
209.此外，在热泵系统制冷运行时，对冷媒的循环周期进行简单的说明如下。
210.在压缩机30中得到压缩的高压冷媒将流入到室外机20(即冷凝器)。在室外机20中将对从压缩机30传递过来的冷媒进行冷凝。此外，冷媒将在经过膨胀阀50之后流入到室内机10(即蒸发器)并与防冻液进行热交换。即，冷媒将在室内机10(即蒸发器)中吸收防冻液的热能并蒸发，借此，将与经过室外机20(即冷凝器)的防冻液进行热交换并进行蓄冷。
211.具体来讲，在冷媒的冷凝过程中失去热量的低温防冻液将在通过第一热交换机100的过程中与第一流体进行热交换，最终使得低温的第一流体即冷水被储藏在蓄热罐90中。
212.此外，储藏在蓄热罐90中的低温的第一流体将通过第二流体管路93经过第二热交换机200并与第二流体进行热交换，而在此过程中变成低温的第二流体将被供应到目标用途并使用。
213.蒸发的冷媒将重新返回到压缩机30并形成制冷周期。
214.四通阀40可以通过变更冷媒的流动路径而使得室内机10起到蒸发器的作用并使得室外机20起到冷凝器的作用。
215.在经过室内机10(即蒸发器)之后的低温低压的干燥饱和蒸汽流入到压缩机30之前，可以借助于液体加热器60混合少量的液态冷媒。
216.此外，在制热运行时，液体加热器60将通过第一冷媒引出管路62从室内机10(即冷凝器)的排出口一侧引出少量的冷媒，并通过第一冷媒注入管路66注入到压缩机30的流入口一侧。
217.与此相反，在制冷运行时，液体加热器60将通过第二冷媒引出管路64从室外机20(即冷凝器)的排出口一侧引出少量的冷媒，并通过第二冷媒注入管路68注入到压缩机30的流入口一侧。
218.如上所述，根据制冷制热运行，将选择性地使用第一冷媒引出管路62以及第二冷媒引出管路64，且同样选择性地使用第一冷媒注入管路66以及第二冷媒注入管路68。
219.因此，为了根据制冷制热运行在第一冷媒引出管路62以及第二冷媒引出管路64之间进行切换，可以在第一冷媒引出管路62与第二冷媒引出管路64之间安装第一切换阀61。
220.此外，为了根据制冷制热运行在第一冷媒注入管路66以及第二冷媒注入管路68之
间进行切换，可以在第一冷媒注入管路66与第二冷媒注入管路68之间安装第二切换阀63。
221.本技术的发明人针对如上所述的热泵系统的制冷运行，尤其是为了可以在制冷过程中以最佳的效率实现3～7℃的热交换并供应始终恒定温度的制冷效果而开发出了如下所述的条件。其中，所述“恒定温度”是指3～7℃的制冷温度。
222.为此，本发明的热泵系统的冷媒可以使用r407c。
223.此外，本发明的热泵系统的热介质可以使用防冻液。在如上所述的情况下，可以将防冻液用水进行稀释后使用。较佳地，作为对防冻液进行稀释的水的比例，与整体溶液相比可以是20～25体积％。
224.在使用如上所述的冷媒以及防冻液的环境下，本发明的热泵系统应设计成至少满足前述条件1以及条件2，较佳地应该设计成还满足条件3至条件5。其中，因为所述条件1至条件5与在图15的热泵的制热运行部分中说明的条件相同，因此将省略与其相关的详细说明。
225.图15是利用本发明的热泵系统的制冷制热系统的构成图。
226.作为参考，图15的制冷制热系统是以根据第一实施例的热泵系统为基准进行了说明以及图示，但是如上所述的制冷制热系统也可以适用于根据第二实施例、第三实施例以及第四实施例的热泵系统。
227.参阅图15，本发明的制冷制热系统包括热泵系统、冷热水供应头310、冷热水回收头320以及差压阀330。
228.此外，储藏在蓄热罐90中的高温的第一流体将通过第二流体管路93经过第二热交换机200并与第二流体进行热交换，而接收到热量的第二流体将被供应到目标用途并使用。
229.作为参考，图12中的“w1”是指流入到第二热交换机200的第二流体，而“w2”是指在第二热交换机200中与第一流体进行热交换并向冷热水供应头310一侧流动的第二流体。
230.作为参考，图15中的“w1”是指在负载(即，使用者装置)的热交换过程中使用之后重新流入到热泵系统的流体，而“w2”是指在热泵系统中转换成冷水或热水的流体向后续说明的冷热水供应头310一侧流动的流体。
231.其中，所述“目标用途”可以是如空调341、加热器342、供暖分配器343以及热水器344等使用者装置340。
232.根据图1的第一实施例以及图10的第三实施例，冷热水供应头310将在热泵系统的第二热交换机200中进行热交换之后的冷热第二流体供应至使用者装置340一侧。
233.根据图9的第二实施例，冷热水供应头310将从热泵系统的蓄热罐排出供应的冷热第一流体供应至使用者装置340一侧。
234.根据图11的第四实施例，冷热水供应头310将从热泵系统的蓄热罐排出供应的冷热热介质供应至使用者装置340一侧。
235.冷热水回收头320是对在使用者装置340中使用的第二流体(第二实施例中为第一流体，在第四实施例中为热介质)进行回收并返送至第二热交换机200一侧的装置。
236.借助于冷热水回收头320返回到热泵系统的第二流体(第二实施例中为第一流体，在第四实施例中为热介质)将在热泵系统中热交换成冷水或热水并重新供应至使用者装置340。
237.差压阀330安装在冷热水供应头310与回收头320之间，可以在冷热水供应头310以
及回收头320中的某一个的压力急剧上升时对其压力进行调节。
238.在上述内容中使用特定的术语对本发明的较佳实施例进行了说明以及图示，但是这些术语只是用于对本发明进行明确的说明，本发明的实施例以及所记述的术语可以在不脱离所附的权利要求书的技术思想以及范围的情况下进行各种变更以及变化。如上所述的变形实施例不应该理解为脱离本发明的思想以及范围，而是应该理解为包含在本发明的权利要求范围之内。