(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ハウジングと、
前記ハウジング内で第１空気が通過されるように形成される第１チャンネルと、
前記ハウジング内で第２空気が通過されるように形成される第２チャンネルと、
前記ハウジング内で第３空気が通過されるように形成される第３チャンネルと、
前記ハウジング内で回転可能に配置され、前記第１チャンネル、第２チャンネル、及び前記第３チャンネルに跨るように配置され、通過される前記第１空気により乾燥され、通過される前記第２空気及び前記第３空気から湿気を吸収する除湿ローターと、
前記第１チャンネル内で前記除湿ローターより前記第１空気の流入側により近く配置され、通過される前記第１空気を加熱させる加熱部と、
前記第２チャンネル内で前記除湿ローターより前記第２空気の排出側により近く配置され、通過される前記第２空気を選択的に冷却させる第１冷却部と、
前記第３チャンネル内で前記除湿ローターより前記第３空気の排出側により近く配置され、通過される前記第３空気を冷却させる第２冷却部と、
圧縮機と、前記第２チャンネル内で前記第１冷却部より前記第２空気の排出側により近く配置される第１熱交換器、第２熱交換器、及び四方バルブとを含み、冷媒が、前記四方バルブの制御によって前記圧縮機、前記第１熱交換器、前記第２熱交換器、及び前記圧縮機の順に、またはその逆順に循環される冷媒循環部と、
水が循環され、循環される水が、前記第２熱交換器で前記冷媒と熱交換されるように、前記第２熱交換器と連結される水循環管と、
前記第２チャンネル及び前記第３チャンネルの間に配置され、前記第２チャンネルと前記第３チャンネルが互いに連通されるように開閉されるダンパー（damper）を含むハイブリット型ヒートポンプ装置。
【請求項２】
前記水循環管が連結され、前記第２熱交換器を経た前記水循環管を循環する水が、選択的に供給される熱源と熱交換されるようにする第３熱交換器をさらに含むことを特徴とする請求項１に記載のハイブリッド型ヒートポンプ装置。
【請求項３】
前記第３熱交換器は、選択的に温水が供給される温水管と連結され、前記水循環管を循環する水は、前記温水管を流動する温水を前記熱源として熱交換されることを特徴とする請求項２に記載のハイブリッド型ヒートポンプ装置。
【請求項４】
前記水循環管が連結され、前記第２熱交換器を経た前記水循環管を循環する水が、選択的に供給される熱源と熱交換されるようにする第３熱交換器をさらに含み、
前記加熱部は、温水コイル（hot water coil）を含み、
前記第３熱交換器は選択的に温水が供給される温水管と連結され、前記水循環管を循環する水は、前記温水管を流動する温水を前記熱源として熱交換され、
温水が流入する入水管と、前記第３熱交換器に連結される前記温水管の供給側管、及び前記温水コイルの入口側に連結された入口側管は、三方バルブによって互いに連結されることを特徴とする請求項１に記載のハイブリッド型ヒートポンプ装置。
【請求項５】
前記第１チャンネル、前記第２チャンネル、または前記第３チャンネル内に配置されて、空気が通過されるように強制する送風機をさらに含むことを特徴とする請求項１に記載のハイブリッド型ヒートポンプ装置。
【請求項６】
前記水循環管の少なくとも一部は、室内の床、天井、及び壁のうち、少なくとも何れかの内部に埋設されることを特徴とする請求項１に記載のハイブリッド型ヒートポンプ装置。
【請求項７】
前記水循環管の少なくとも一部は、ファンコイルユニット（fan coil unit）内に配置されることを特徴とする請求項１に記載のハイブリッド型ヒートポンプ装置。
【請求項８】
前記第１空気は、室外から前記第１チャンネル内に流入した空気であり、前記第１チャンネルを通過した前記第１空気は、室外に排出されることを特徴とする請求項１に記載のハイブリッド型ヒートポンプ装置。
【請求項９】
前記第２空気は、室外から前記第２チャンネル内に流入した空気であり、前記第１熱交換器で熱交換された前記第２空気は、室外に排出されることを特徴とする請求項１に記載のハイブリッド型ヒートポンプ装置。
【請求項１０】
前記第２チャンネル内に配置され、前記第１熱交換器の表面に水を噴射するように作動する水供給部をさらに含むことを特徴とする請求項１に記載のハイブリッド型ヒートポンプ装置。
【請求項１１】
前記加熱部は、温水が流動する温水コイル（hot water coil）を含むことを特徴とする請求項１に記載のハイブリッド型ヒートポンプ装置。
【請求項１２】
前記第３空気は、室内から前記第３チャンネル内に流入した空気であり、前記３チャンネルを通過した前記第３空気は、室内に排出されることを特徴とする請求項１に記載のハイブリッド型ヒートポンプ装置。
【請求項１３】
前記第３チャンネル内に配置される空気フィルタをさらに含むことを特徴とする請求項１に記載のハイブリッド型ヒートポンプ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、除湿及び冷房機能と暖房機能を兼ねて行うことができるハイブリッド型ヒートポンプ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、冷暖房装置として電気式ヒートポンプが開示されている。電気式ヒートポンプは、迅速に冷暖房ができるという点、製品のコストが低廉で設置が簡単な点などの長所があって、冷暖房装置として多く使用されている。
しかしながら、電気式ヒートポンプは、電気エネルギーの消費が大きく、外気温度が低くなるほど暖房性能が急激に低下する短所がある。また、除霜モード運転時に暖房運転が不可能な問題点も持っている。
【０００３】
一方、室内冷房のための技術であって、除湿冷房技術に関する研究が活発に進行されている。除湿冷房技術は、除湿機による潜熱負荷処理と、蒸発熱による気温低下を用いて冷房を行う技術である。
より詳細には、除湿冷房技術は、除湿機を用いて空気中に含まれた湿気を除去することによって潜熱負荷を除去し、除湿された乾燥空気に水分を供給して蒸発が起きるようにすることによって、蒸発熱により空気の温度を下げることで、このような過程が反復的に行われるように循環サイクルを構成して冷房を行うことになる。
【０００４】
このような除湿冷房技術は、エネルギー消費が少なく、環境親和的な点で新再生エネルギー技術として持続的な開発が行われている。
除湿冷房技術を用いる具体的な装置の一例としては、大韓民国公開特許第１０−２０１２−００２２６８４号「除湿冷房装置」が挙げられる。
【０００５】
前記公開特許は、ハウジングと、前記ハウジンの内部に配置され、隔壁によって室内側及び室外側の流路が形成される第１ケーシング、及び第１ケーシングの室内側及び室外側の流路にわたって回転可能に設けられる除湿ローターを含む除湿モジュールと、前記ハウジングの内部に配置され、隔壁によって室内側及び室外側の流路が形成される第２ケーシング、及び室内側及び室外側の流路のうち、一つの流路を通過する空気を加熱する再生部を含む再生モジュールと、前記ハウジングの内部に配置され、隔壁によって室内側及び室外側の有路が形成される第３ケーシング及び室内側及び室外側の有路にわたって回転可能に設けられる顕熱ローターを含む冷却モジュールと、を含み、前記第１乃至第３ケーシングが互いに着脱可能に装着されることによって、前記ハウジング内に互いに区画される２つのチャンネルが形成されることを特徴とする除湿冷房装置を開示している。
【０００６】
上記の公開特許を始めとする従来の除湿冷房装置は、前述したようにエネルギー消費が少なくて親環境的な点で長所がある。
しかし、除湿通路を通過しながら冷却された空気が、再び室内に供給される構造（例えば、空気循環用ダクト）を有する構造物にのみ適用可能な短所がある。
【０００７】
また、構造物には、冷却空気の供給経路に沿って冷却空気がスームズに循環されるようにする別途の送風機がさらに備えられなければならない。そして、この送風機は、高静圧（high static pressure)、大風量(high airflow)の送風機でなければならない。これにより、従来の除湿冷房装置は、電気消費量を増加させる短所ももっている。
それだけでなく、従来の除湿冷房装置は、室内の冷房用にのみを用いられることがあるので、室内の暖房のために、上記の電気式ヒートポンプなどのような暖房装置が別に備えられなければならない問題点をもっている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、上記の従来技術の問題点を解決するためになされたものであって、その目的は、除湿冷房技術が適用されたヒートポンプ装置を提供し、構造物に空気循環用ダクトが備えられない場合にも適用でき、また、冷房機能及び暖房機能をともに行うことができるハイブリッド型ヒートポンプ装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の第１実施形態に係るハイブリット型ヒートポンプ装置は、ハウジングと、前記ハウジング内で第１空気が通過されるように形成される第１チャンネルと、前記ハウジング内で第２空気が通過されるように形成される第２チャンネルと、前記ハウジング内で回転可能に配置され、前記第１チャンネル及び前記第２チャンネルに跨るように配置され、通過される前記第１空気により乾燥され、通過される第２空気から湿気を吸収する除湿ローターと、前記第１チャンネル内で前記除湿ローターより前記第１空気の流入側により近く配置され、通過される前記第１空気を加熱させる加熱部と、前記第２チャンネル内で前記除湿ローターより前記第２空気の排出側により近く配置され、通過される前記第２空気を選択的に冷却させる冷却部とを含む。そして、圧縮機と、前記第２チャンネル内で前記冷却部より前記第２空気の排出側により近く配置される第１熱交換器、第２熱交換器、及び四方バルブを含み、冷媒が前記四方バルブの制御によって、前記圧縮機、前記熱１交換器、前記第２熱交換器、及び前記圧縮機の順に、またはその逆順に循環される冷媒循環部、及び水が循環され、循環する水が前記第２熱交換器で前記冷媒と熱交換されるように、前記第２熱交換器と連結される水循環管とを含む。
【００１０】
本発明の第２実施形態に係るハイブリッド型ヒートポンプ装置は、ハウジングと、前記ハウジング内で第１空気が通過されるように形成される第１チャンネルと、前記ハウジング内で第２空気が通過されるように形成される第２チャンネルと、前記ハウジング内で第３空気が通過されるように形成される第３チャンネルと、前記ハウジング内で回転可能に配置され、前記第１チャンネル、第２チャンネル、及び前記第３チャンネルに跨るように配置され、通過される前記第１空気により乾燥され、通過される前記第２空気及び前記第３空気から湿気を吸収する除湿ローターと、前記第１チャンネル内で前記除湿ローターより前記第１空気の流入側により近く配置され、通過される前記第１空気を加熱させる加熱部と、前記第２チャンネル内で前記除湿ローターより前記第２空気の排出側により近く配置され、通過される前記第２空気を選択的に冷却させる第１冷却部と、前記第３チャンネル内で前記除湿ローターより前記第３空気の排出側により近く配置され、通過される前記第３空気を冷却させる第２冷却部とを含むことができる。そして、圧縮機と、前記第２チャンネル内で前記第１冷却部より前記第２空気の排出側により近く配置される第１熱交換器、第２熱交換器、及び四方バルブとを含み、冷媒が、前記四方バルブの制御によって前記圧縮機、前記第１熱交換器、前記第２熱交換器、及び前記圧縮機の順に、またはその逆順に循環される冷媒循環部、及び水が循環され、循環される水が、前記第２熱交換器で前記冷媒と熱交換されるように、前記第２熱交換器と連結される水循環管とを含むことができる。
【００１１】
本発明の第１、第２実施形態に係るハイブリッド型ヒートポンプ装置において、前記水循環管が連結され、前記第２熱交換器を経た前記水循環管を循環する水が、選択的に供給される熱源と熱交換されるようにする第３熱交換器をさらに含むことができる。
本発明の第１，第２実施形態に係るハイブリッド型ヒートポンプ装置において、前記第３熱交換器は、選択的に温水が供給される温水管と連結され、前記水循環管を循環する水は、前記温水管を流動する温水を前記熱源として熱交換されることができる。
【００１２】
本発明の第１、第２実施形態に係るハイブリッド型ヒートポンプ装置において、前記水循環管が連結され、前記第２熱交換器を経た前記水循環管を循環する水が選択的に供給される熱源と熱交換されるようにする第３熱交換器をさらに含み、前記加熱部は、温水コイル（hot water coil）を含み、前記第３熱交換器は選択的に温水が供給される温水管と連結され、前記水循環管を循環する水は、前記温水管を流動する温水を前記熱源として熱交換され、温水が流入する入水管と、前記第３熱交換器に連結される前記温水管の供給側管、及び前記温水コイルの入口側に連結された入口側管は、三方バルブによって互いに連結されることができる。
【００１３】
本発明の第１実施形態に係るハイブリッド型ヒートポンプ装置において、前記第１チャンネル内に配置されて、前記第１空気が通過されるように強制する第１送風機、または前記第２チャンネル内に配置されて、前記第２空気が通過されるように強制する第２送風機をさらに含むことができる。
【００１４】
本発明の第２実施形態に係るハイブリッド型ヒートポンプ装置において、前記第１チャンネル内に配置されて、前記第１空気が通過されるように強制する第１送風機と、前記第２チャンネル内に配置されて、前記第２空気が通過されるように強制する第２送風機と、または前記第３チャンネル内に配置されて、前記第３空気が通過されるように強制する第３送風機とをさらに含むことができる。
【００１５】
本発明の第１実施形態に係るハイブリッド型ヒートポンプ装置において、前記第１送風機または第２送風機と、本発明の第２実施形態に係るハイブリッド型ヒートポンプ装置において、前記第１送風機、第２送風機、または第３送風機のそれぞれは、制御部によって選択的に稼働または中止されることができる。
本発明の第１、第２実施形態に係るハイブリッド型ヒートポンプ装置において、前記水循環管の少なくとも一部は、室内の床、天井、及び壁の何れかの内部に埋設されることができる。
【００１６】
本発明の第１、第２実施形態に係るハイブリッド型ヒートポンプ装置において、前記水循環管の少なくとも一部は、ファンコイルユニット（fan coil unit）内に配置されることができる。
本発明の第１、第２実施形態に係るハイブリッド型ヒートポンプ装置において、前記第１空気は、室外から前記第１チャンネル内に流入した空気であり、前記第１チャンネルを通過した前記第１空気は室外に排出されることができる。
【００１７】
本発明の第１、第２実施形態に係るハイブリッド型ヒートポンプ装置において、前記第２空気は、室外から前記第２チャンネル内に流入した空気であり、前記第１熱交換器で熱交換された前記第２空気は室外に排出されることができる。
本発明の第１、第２実施形態に係るハイブリッド型ヒートポンプ装置において、前記第２チャンネル内に配置され、前記第１熱交換器の表面に水を噴射するように作動する水供給部をさらに含むことができる。
【００１８】
本発明の第１、第２実施形態に係るハイブリッド型ヒートポンプ装置において、前記加熱部は、温水が流動する温水コイル（hot water coil）を含むことができる。
本発明の第２実施形態に係るハイブリッド型ヒートポンプ装置において、前記第３空気は、室内から前記第３チャンネル内に流入した空気であり、前記３チャンネルを通過した前記第３空気は室内に排出されることができる。
【００１９】
本発明の第２実施形態に係るハイブリッド型ヒートポンプ装置において、前記第２チャンネル及び前記第３チャンネルの間に配置され、前記第２チャンネルと前記第３チャンネルが互いに連通されるように開閉されるダンパー（damper）をさらに含むことができる。
本発明の第２実施形態に係るハイブリッド型ヒートポンプ装置において、前記第３チャンネル内に配置される空気フィルタをさらに含むことができる。
上述の本発明の特徴は、添付の図面に基づく以下の詳細な説明によってより明確になる。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によると、従来の除湿冷房技術が適用されてエネルギー効率が高く、親環境的な冷房装置としての機能を行うことは勿論、別途の暖房装置をさらに備えなくても、暖房装置としての機能もともに行う長所がある。
また、冷房モード運転時に除湿及び冷却された空気が室内に供給されるのではなく、冷媒が凝縮されるようにする用途として用いられ、このような冷媒の循環過程で水循環管を循環する水が冷却されるようにし、冷却された水が循環される水循環管を活用して室内を冷房させることになるので、別途の空気循環用ダクトが備えられなくても室内冷房用に構造物に適用できる利点を提供する。
【００２１】
また、冷房モード運転時に温水コイルに供給される温水、または暖房モード運転時に温水管を介して供給される温水として、廃熱を再活用して加熱させた温水を活用する場合、エネルギー効率が向上する利点を提供する。
また、暖房モード運転中に必要な除霜運転時、暖房が中断されることなく続けて行われるので、暖房が中断される不便が解消される。
また、暖房モード運転時に温水と室外空気を熱源として適切に用いることにより、必要な暖房性能を効率よく行うことができるので、エネルギーが節約される利点を提供する。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の実施形態に係るハイブリッド型ヒートポンプ装置を概略的に示す構成図である。
【図２】図１に示すヒートポンプ装置の冷房モード運転時の状態を知ることができる冷房モード運転状態図である。
【図３】図１に示すヒートポンプ装置の第１暖房モード運転時の状態を知ることができる運転状態図である。
【図４】図１に示すヒートポンプ装置の除霜モード運転時の状態を知ることができる運転状態図である。
【図５】図１に示すヒートポンプ装置の第２暖房モード運転時の状態を知ることができる運転状態図である。
【図６】図１に示すヒートポンプ装置の第３暖房モード運転時の状態を知ることができる運転状態図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、本発明の一実施形態に係るハイブリッド型ヒートポンプ装置について添付図面を参照して詳細に説明する。
図１は、本発明の実施形態に係るハイブリッド型ヒートポンプ装置を概略的に示す構成図である。
図１に示すように、本発明の一実施形態に係るハイブリッド型ヒートポンプ装置１は、ハウジング１００、除湿ローター１０１、加熱部１１１、冷却部１２１、冷媒循環部１４０、及び水循環管１５１を含む。
【００２４】
ハウジング１００は、内部に空気が通過される第１チャンネル１１０及び第２チャンネル１２０が隔壁１０２によって区画されて形成される。
第１チャンネル１１０を通過する空気は、第１空気として定義できる。第１空気は、例えば、室外から第１チャンネル１１０内に流入した空気であることができる。第１空気は、第１チャンネル１１０を通過した後、室外に排出されることができる。
【００２５】
第１チャンネル１１０内には、加熱部１１１が配置される。この時、加熱部１１１は、後述する除湿ローター１０１より、第１空気の流入側、即ち、図面を基準とすると第１チャンネル１１０の左側により近く配置される。第１チャンネル１１０を通過する第１空気は、加熱部１１１を経た後、後述する除湿ローター１０１を経ることになる。
【００２６】
加熱部１１１は、例えばヒートコイルを含むことによって電気抵抗による熱を提供することができる。または、例えば温水コイル１１３を含むことによって温水による熱を提供することもできる。
加熱部１１１が温水コイル１１３を含む場合、温水コイル１１３の入口側には、入口側管１１４が形成されることができる。そして、温水コイル１１３の出口側には、出口側管１１５が形成されることができる。
【００２７】
入口側管１１４は入水管５０と連結される。入水管５０を介して供給される温水は、入口側管１１４を経て温水コイル１１３に供給され、温水コイル１１３を流動した後、出口側管１１５を介して排出される。
ここで、入口管５０を介して供給される温水は、工場または熱併合発電時に発生される廃熱を用いて加熱された地域暖房用温水であることができる。この場合、廃熱を再活用することによってエネルギーを効率的に使用する利点を持つ。
【００２８】
加熱部１１１を経ていく第１空気は、温水コイル１１３を流動する温水と熱交換されながら加熱される。加熱部１１１によって加熱された第１空気は、後述する除湿ローター１０１を経て除湿ローター１０１を乾燥させる。
除湿ローター１０１は、ハウジング１００内で回転可能に配置される。そして、第１チャンネル１１０及び第２チャンネル１２０を経るように配置される。
【００２９】
除湿ローター１０１は、空気との接触面に、例えば、シリカゼルまたはゼオライトなどのような吸着剤が形成されて、除湿ローター１０１を経て通過する空気から湿気を吸収できる。
第２チャンネル１２０を通過する空気は、第２空気として定義されることができる。第２空気は、例えば、室外から流入した空気であることができる。第２空気は、除湿ローター１０１を通過する過程で除湿ローター１０１によって湿気が除去される。
【００３０】
冷却部１２１は、第２チャンネル１２０内に配置される。この時、冷却部１２１は、除湿ローター１０１より、第２空気の排出側、即ち、図面を基準とすると第２チャンネル１２０の左側により近く配置される。第２チャンネル１２０を通過する第２空気は、除湿ローター１０１を経た後、冷却部１２１を通過することになる。
冷却部１２１は、除湿ローター１０１を通過しながら除湿された第２空気を冷却させる。冷却部１２１は、例えば、冷却部１２１を経ていく第２空気に水を噴射して、噴射された水の蒸発過程で第２空気が冷却されるようにする蒸発式冷却器であることができる。
【００３１】
冷却部１２１は、制御部によって水を噴射するように作動されるか、または作動が中断されることによって第２空気を選択的に冷却させる。つまり、冷却部１２１が制御部によって作動されるように制御された場合に、冷却部１２１を経る第２空気は冷却部１２１によって冷却される。しかし、冷却部１２１が、制御部によって作動中断されるように制御された場合には、冷却部１２１を経る第２空気は冷却されない。
以下に、より詳細に説明するが、本実施形態に係るヒートポンプ装置１の暖房モード運転時、冷却部１２１は作動中断され、除湿ローター１０１を通過した第２空気は冷却されることなく、後述する第１熱交換器１４２に向かうことになる。
【００３２】
冷媒循環部１４０は、冷媒が循環される回路を構成する。冷媒循環部１４０は、冷媒を圧縮する圧縮機１４１と、熱交換作用によって冷媒の凝縮または蒸発過程が進行される第１熱交換器１４２と、熱交換作用によって冷媒の蒸発または凝縮される過程が進行される第２熱交換器１４４とを含む。
この時、第１熱交換器１４２は、第２チャンネル１２０内に配置される。第１熱交換器１４２は、冷却部１２１より第２空気の排出側により近く配置される。
【００３３】
第１熱交換器１４２と第２熱交換器１４４の間に冷媒が膨張されるようにする膨張バルブ１４３が配置されることができる。
冷媒循環部１４０は、ヒートポンプ装置１の冷房モードまたは暖房モード切り換え時、冷媒の循環方向が切り換えるようにする四方バルブ１４５を含む。四方バルブ１４５は、制御部によって制御されながら冷媒の循環方向を切り換えさせる。
【００３４】
例えば、ヒートポンプ装置１の冷房モード運転時、冷媒は、圧縮機１４１、第１熱交換器１４２、膨張バルブ１４３、及び第２熱交換器１４４を経て圧縮機１４１に回帰されるように循環されることができる。この時、第１熱交換器１４２は凝縮器として、そして第２熱交換器１４４は蒸発器として機能する。
例えば、ヒートポンプ装置１の暖房モード運転時、冷媒は、圧縮機１４１、第２熱交換器１４４、膨張バルブ１４３、及び第１熱交換器１４２を経て圧縮機１４１に回帰されるように循環されることができる。ここで、第１熱交換器１４２が蒸発器として、そして第２熱交換器１４４が凝縮器として機能する。
【００３５】
一方、本実施形態に係るヒートポンプ装置１は、冷房モード運転時の凝縮器として機能する第１熱交換器１４２での冷媒の凝縮温度をより低めるため、第１熱交換器１４２に水を噴射するように作動する水供給部１２３をさらに含むことができる。
水供給部１２３は、第２チャンネル１２０内に配置され、制御部によって作動されるか、または作動中断されるように制御されることができる。
【００３６】
水供給部１２３の作動によって第１熱交換器１４２の表面に水が噴射されると、第２チャンネル１２０を通過する第２空気の熱は、第１熱交換器１４２を経る過程で、第１熱交換器１４２の表面に噴射された水の蒸発潜熱に吸収されてより冷却される。これにより、第２空気と熱交換される冷媒の凝縮温度はより低くなることができて、凝縮効率を向上させることができる。
但し、第１熱交換器１４２が、蒸発器として機能する暖房モード運転時には、水供給部１２３は、制御部によって作動が中断される。
【００３７】
水循環管１５１は、水が循環される管であって、第２熱交換器１４４と連結される。第２熱交換器１４４は、板状熱交換器（plate type heat exchanger）であることができる。水循環管１５１を介して循環される水は、第２熱交換器１４４で冷媒と熱交換されることができる。
第２熱交換器１４４は、前述のように四方バルブ１４５の制御によって蒸発器または凝縮器として役割を果たすことになる。
【００３８】
第２熱交換器１４４が、蒸発器として機能する場合、水循環管１５１を循環する水は、第２熱交換器１４４で熱交換されながら冷却される。冷却された水が循環される水循環管１５１は、構造物の室内を冷房する用途として用いられることができる。
第２熱交換器１４４は、凝縮器として機能する場合、水循環管１５１を循環する水は、第２熱交換器１４４で熱交換されながら加熱される。加熱された水が循環される水循環管１５１は、構造物の室内を暖房する用途として用いられることができる。
【００３９】
一方、ヒートポンプ装置１の暖房モード運転時、第２熱交換器１４４で熱交換されて加熱された水循環管１５１の水がより加熱できるように、本実施形態に係るヒートポンプ装置１は、第３熱交換器１６１をさらに含むことができる。
第３熱交換器１６１は、水循環管１５１と連結される。水循環管１５１を循環する水は、第２熱交換器１４４を経た後、第３熱交換器１６１を経ることになる。水循環管１５１を循環する水は、第３熱交換器１６１に供給される熱源と熱交換されて加熱されることができるが、この熱源は、例えば温水であることができる。
【００４０】
具体的には、第３熱交換器１６１は、温水管１７０と連結されることができる。水循環管１５１を循環する水は、温水管１７０を介して流動される温水と第３熱交換器１６１で熱交換されながら加熱されることができる。
この時、第３熱交換器１６１は、第２熱交換器１４４と同様に、板状熱交換器であることができる。
【００４１】
一方、第３熱交換器１６１での熱交換作用は、暖房モード運転時に行われるので、第３熱交換器１６１に供給される熱源は、暖房モード運転時にのみ供給され、冷房モード運転時には供給されない。
即ち、前述の温水管１７０を介する温水の供給は選択的に行われる。温水は、例えば、温水管１７０への温水の供給を許容または遮断するバルブの開閉によって、暖房モード運転時にのみ温水管１７０に供給され、冷房モード運転時には温水が供給されないように制御されることができる。
【００４２】
この時、第３熱交換器１６１に連結される温水管１７０の供給側管１７１は、前述の入水管５０と連結されて温水を供給することができる。この場合、入水管５０、温水管１７０の供給側管１７１、及び温水コイル１１３の入口側に連結された入口側管１１４は、三方バルブ５１によって連結されることができる。
入水管５０を介して流入する温水は、三方バルブ５１の制御によって入口側管１１４を介して温水コイル１１３側に、または供給側管１７１を介して第３熱交換器１６１側に供給することができる。または三方バルブ５１の制御によって入口側管１１４及び供給側管１７１の両方への供給が遮断されることができる。
【００４３】
水循環管１５１を循環する水は、ヒートポンプ装置１の運転モードにより第２熱交換器１４４を経るか、または第２熱交換器１４４及び第３熱交換器１６１を経て冷却または加熱される。冷却または加熱された水が循環される水循環管１５１は、室内の冷房または暖房のために活用されることができるが、具体的な活用例として以下のような例が挙げられる。
示してはいなが、水循環管１５１の少なくとも一部は、室内の床、天井、及び壁のうち、少なくとも何れかの内部に埋設されることができる。室内の床、天井、または壁の内部に水循環管１５１が埋設されることによって、室内は輻射冷房または輻射暖房によって冷房または暖房されることができる。
【００４４】
または、示したように、水循環管１５１の少なくとも一部は、構造物の室内に備えられることができるファンコイルユニット（fan coil unit）１８０内に配置されることができ、ファンコイルユニット１８０を稼働させることによって、室内は冷房または暖房されることができる。
一方、第１チャンネル１１０内における第１空気の通過は、第１チャンネル１１０内に配置される第１送風機１１２の稼働により強制されることができる。同様に、第２チャンネル１２０における第２空気の通過は、第２チャンネル１２０内に配置される第２送風機１２２の稼働により強制されることができる。
【００４５】
上記の第１送風機１１２と第２送風機１２２のそれぞれは、制御部（不図示）によって稼働または中止されるように制御されることができる。
本実施形態に係るヒートポンプ装置１は、ハウジング１００内に空気が通過されるように形成される第３チャンネル１３０をさらに含むことができる。ハウジング１００内で第３チャンネル１３０は、第２チャンネル１２０と隔壁１０３によって区画形成されることができる。
【００４６】
ハウジング１００内に第３チャンネル１３０がさらに形成される場合、前述の除湿ローター１０１は、示したように、第１チャンネル１１０、第２チャンネル１２０及び第３チャンネル１３０を跨るようにハウジング１００内に配置される。
そして、第３チャンネル１３０内にも冷却部１３１が配置され、冷却部１３１は、除湿ローター１０１より、第３空気の排出側、即ち、図面を基準とすると第３チャンネル１３０の左側により近くなるように配置される。
【００４７】
第３チャンネル１３０を通過する空気は、第３空気として定義できる。第３空気は、室内から第３チャンネル１３０内に流入する空気であることができる。
室内空気が第３チャンネル１３０に流入した後、再び室内に供給できるように、第３チャンネル１３０は、構造物に形成されている室内換気ダクトと連結されることができる。第３チャンネル１３０に流入した第３空気は、除湿ローター１０１及び冷却部１３１を順に経て除湿及び冷却されることができ、冷却された後、再び室内に供給されて室内を除湿及び冷房させる。
【００４８】
第３チャンネル１３０内には、空気フィルタ１３３を配置して、第３チャンネル１３０を通過する第３空気内の塵、異物などが除去されるようにできる。
第３チャンネル１３０内には、第３空気が通過されるように強制する第３送風機１３２が配置されることができる。第３送風機１３２は、第１送風機１１２及び第２送風機１２２と同様に、制御部によって稼働または中止されるように制御されることができる。
【００４９】
制御部は、第１送風機１１２及び第２送風機のみが稼働されるように制御することもでき、または必要に応じて室内の冷房及び除湿のために、第１送風機１１２、第２送風機１２２、及び第３送風機１３２が、共に稼働されるように制御することもできる。または、第１送風機１１２及び第２送風機１２２は中止されるようにし、第３送風機１３２のみが稼働されるように制御することもできる。
一方、ヒートポンプ装置１の冷房モード運転時の室内が換気されるようにするため、本実施形態に係るヒートポンプ装置１は、第２チャンネル１２０と第３チャンネル１３０の間に配置されるダンパー（damper）１９１をさらに含むことができる。
【００５０】
ダンパー１９１は、開閉作動によって第２チャンネル１２０と第３チャンネル１３０が選択的に連通されるようにする。示したように、ダンパー１９１の開放作動時は、第２チャンネル１２０に流入する室外空気の一部が第３チャンネル１３０に流入することができ、第３チャンネル１３０に流入する室内空気の一部が第２チャンネル１２０に抜け出ることができる。
【００５１】
その結果、第３チャンネル１３０を通過して室内に供給される空気は、室内空気と室外空気が混合された空気である。この混合された空気が室内に供給されることによって、室内は換気されることができる。
以下では、本実施形態に係るヒートポンプ装置１の運転モード別の状態に関して、図２乃至図６参照して説明する。
【００５２】
図２は、図２に示したヒートポンプ装置１の冷房モード運転時の状態を知ることができる運転状態である。
示したように、冷房モード運転時、三方バルブ５１の制御によって入水管５０に流入した温水は、温水コイル１１３側にのみ流動する。
第１チャンネル１１０を通過する第１空気は、温水コイル１１３を含む加熱部１１１によって加熱され、加熱された第１空気は、回転中の除湿ローター１０１を経て除湿ローター１０１を乾燥させる。除湿ローター１０１を経た第１空気は室外に排出される。
【００５３】
室外から第２チャンネル１２０内に流入した第２空気は、回転中の除湿ローター１０１を経て除湿される。第２空気の湿気を吸収した除湿ローター１０１は、回転する過程で第１チャンネル１１０を通過する加熱された第１空気により乾燥されながら、再び再生される。
除湿ローター１０１を通過して除湿された第２空気は、冷却部１２１を経て冷却される。冷却された第２空気は、第１熱交換器１４２に向かう。この時、四方バルブ１４５の制御によって圧縮機１４１で圧縮された冷媒は、第１熱交換器１４２側に循環される。
【００５４】
冷却された第２空気は、第１熱交換器１４２を経て冷媒が凝縮されるようにした後、室外に排出される。
この時、水供給部１２３が制御部によって作動されるように制御されると、第１熱交換器１４２の表面に水が噴射され、第１熱交換器１４２を通過する第２空気の熱は、第１熱交換器１４２の表面に噴射された水の蒸発潜熱に吸収されてより冷却される。これにより、第１熱交換器１４２を循環する冷媒の凝縮温度がより低めることができ、その結果、圧縮機１４１の消費電力をより低減することができる。
【００５５】
第１熱交換器１４２で凝縮された冷媒は、膨張バルブ１４３を経て第２熱交換器１４４に循環される。
水循環管１５１を循環する水は、第２熱交換器１４４で冷媒と熱交換されながら冷却される。冷却された水が循環する水循環管１５１の一部が、ファンコイルユニット１８０内に配置されることによって、ファンコイルユニット１８０の稼働により室内は冷房されることができる。
【００５６】
この時、本実施形態に係るヒートポンプ装置１が、前述のように第３チャンネル１３０をさらに含む場合には、第３送風機１３２を稼働することによって、第３チャンネル１３０を通過しながら、除湿及び冷却された第３空気が室内に再び供給されるようにして、室内を冷房及び除湿させることができる。
また、示したように、ダンパー１９１が開放作動することによって、室内空気の一部が第２チャンネル１２０を介して室外に排出されると同時に、室外空気の一部が第３チャンネル１３０を介して室内に供給されるようにすることで、室内が換気されることができる。
【００５７】
図３、図５及び図６は、図１に示したヒートポンプ装置の多様な暖房モード運転時の状態を知ることができる運転状態図である。
図３は、第１暖房モード運転時の運転状態図であって、三方バルブ５１の制御によって、温水コイル１１３側及び第３熱交換器１６１側への温水の供給が遮断される。
第１送風機１１２及び第３送風機１３２の稼働を中断して、第１チャンネル１１０及び第３チャンネル１３０における空気の流入は遮断される。そして、ダンパー１９１は閉鎖作動される。
【００５８】
第２送風機１２２を稼働させることによって、第２チャンネル１２０に室外空気が流入するが、流入した室外空気は、除湿ローター１０１を経た後、第１熱交換器１４２に向かう。この時、冷却部１２１は、稼働が中止されて除湿ローター１０１を経た室外空気が冷却されないようにする。
冷媒循環部１４０で冷媒は、四方バルブ１４５の制御によって前述の冷房モード運転時とは逆方向に循環される。即ち、圧縮機１４１で圧縮された冷媒は、第２熱交換器１４４に循環され、以後膨張バルブ１４３を経て第１熱交換器１４２に循環される。
【００５９】
第１熱交換器１４２を循環する冷媒は、第２空気と熱交換されながら蒸発した後、圧縮機１４１に流入して圧縮される。圧縮機１４１で圧縮された冷媒は、第２熱交換器１４４に循環され、この時、第２熱交換器１４４は凝縮器として機能して水循環管１５１を循環する水が、第２熱交換器１４４で熱交換されながら加熱されるようにする。
加熱された水が循環する水循環管１５１の一部が、ファンコイルユニット１８０内に配置されることによって、ファンコイルユニット１８０の稼働によって室内は暖房されることができる。
【００６０】
図４は、図１に示したヒートポンプ装置の除霜モード運転時の状態を知ることができる運転状態図である。
第１暖房モード運転時、蒸発器として機能する第１熱交換器１４２に霜が発生できる。この場合、ヒートポンプ装置１は、霜を除去するための除霜モード運転が行われることができる。
除霜モード運転時、第１送風機１１２、第２送風機１２２、及び第３送風機１３２は、全て稼働が中断される。
【００６１】
入水管５０に流入した温水は、三方バルブ５１の制御によって、温水管１７０を介して第３熱交換器１６１に供給される。水循環管１５１を循環する水は、第３熱交換器１６１で熱交換されて加熱される。従って、ファンコイルユニット１８０を稼働させれば、室内は暖房されることができる。
水循環管１５１を循環する水は、ファンコイルユニット１８０を経た後、第２熱交換器１４４を経ることになる。
【００６２】
この時、冷媒循環部１４０を循環する冷媒は、四方バルブ１４５の制御によって、冷房モード運転時の冷媒循環方向と同じ方向に循環される。
第２熱交換器１４４は、蒸発器として機能することになり、第２熱交換器１４４を経る水循環で加熱された水は、第２熱交換器１４４を循環する冷媒を蒸発させることになる。
蒸発された冷媒は、圧縮機１４１に流入して圧縮された後、第１熱交換器１４２に循環される。第１熱交換器１４２を循環する冷媒は、第１熱交換器１４２に形成された霜と熱交換され、この過程で霜は加熱されて除去される。
【００６３】
本実施形態に係るヒートポンプ装置１は、このように除霜モード運転時にも室内の暖房が中断されることなく、行われる利点を提供する。
図５は、図１に示したヒートポンプ装置の第２暖房モード運転時の状態を知ることができる運転状態図である。
本実施形態に係るヒートポンプ装置１は、外部から供給される温水を直接に用いて室内を暖房させる。ここで、温水は、前述のように廃熱を再活用して加熱させた地域暖房用温水であることができる。
【００６４】
第２暖房モードでは、図４に示した除霜モード運転時と同様に、水循環管１５１を循環する水が、温水管１７０を介して供給される温水と第３熱交換器１６１で熱交換されて加熱される。
加熱された水は、ファンコイルユニット１８０を経ることになり、ファンコイルユニット１８０を稼働させることによって、室内は暖房されることができる。
但し、第２暖房モードは、図４に示した除霜モード運転時と比較して、冷媒循環部１４０の作動が中断される点で差異がある。
【００６５】
図６は、図１に示したヒートポンプ装置の第３暖房モード運転時の状態を知ることができる運転状態図である。
第３暖房モードでは、第１送風機１１２及び第３送風機１３２の稼働が中断されたまま、第２送風機１２２のみが稼働されることによって、第２チャンネル１２０に室外空気が流入する。この時、冷却部１２１は、稼働が中断された状態で維持される。
冷媒循環部１４０で冷媒は、四方バルブ１４５の制御によって、第１暖房モード運転時の冷媒循環方向と同じ方向に循環される。従って、第１熱交換器１４２は、第２チャンネル１２０を通過する室外空気を熱源として冷媒が蒸発されるようにする蒸発器として機能する。
【００６６】
第１熱交換器１４２で蒸発された冷媒は、圧縮機１４１で圧縮された後、第２熱交換器１４４に循環され、この時、第２熱交換器１４４は凝縮器として機能する。水循環管１５１を循環する水は第２熱交換器１４４を経て１次加熱される。
１次加熱された水循環管１５１の水は、第３熱交換器１６１を経る。第３熱交換器１６１では、三方バルブ５１の制御によって温水管１７０を介して温水が供給される。１次加熱された水循環管１５１の水は、第３熱交換器１６１で温水と熱交換されながら２次加熱される。
【００６７】
２次加熱された水は、ファンコイルユニット１８０を経る。従って、ファンコイルユニット１８０を稼働させれば、室内は暖房されることができる。
第３暖房モードは、このように水循環管１５１を循環する水が、第２熱交換器１４４及び第３熱交換器１６１を経て二重に加熱されるので、水を迅速に加熱させることができる。ヒートポンプ装置１は、第３暖房モードに運転されることによって、室内を迅速に暖房させることができる。
【００６８】
以上、本発明を具体的な実施経過を通じて詳細に説明したが、これは本発明を具体的に説明するためのものであって、本発明は、これに限定されず、本発明は、本発明の技術的思想内で当該分野の通常の知識を有する者によってその変形や改良が可能なことは明白である。
本発明の単なる変形乃至変更は、全て本発明の領域に属するもので、本発明の具体的な保護範囲は、添付の特許請求の範囲によって明確になるだろう。
【符号の説明】
【００６９】
１：ヒートポンプ装置
５０：入水管
５１：三方バルブ
１００：ハウジング
１０１：除湿ローター
１０２，１０３：隔壁
１１０：第１チャンネル
１１１：加熱部
１１２：第１送風機
１１３：温水コイル
１１４：入口側管
１１５：出口側管
１２０：第２チャンネル
１２１：冷却部
１２２：第２送風機
１２３：水供給部
１３０：第３チャンネル
１３１：冷却部
１３２：第３送風機
１３３：空気フィルタ
１４０：冷媒循環部
１４１：圧縮機
１４２：第１熱交換器
１４３：膨張バルブ
１４４：第２熱交換器
１４５：四方バルブ
１５１：水循環管
１６１：第３熱交換器
１７０：温水管
１７１：供給側管
１８０：ファンコイルユニット
１９１：ダンパー
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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