KR100617405B1 - Heat pump type hot water supply device - Google Patents
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Abstract
본 발명의 과제는 시공성 등을 고려하여 급탕 장치를 소형화하고, 또한 대용량의 탱크를 갖지 않고도 항상 사용자에게 적당한 온도의 온수를 공급하는 것이다. An object of the present invention is to miniaturize a hot water supply apparatus in consideration of workability and the like, and to always supply hot water at a suitable temperature to a user without having a large capacity tank.
냉매를 압축하는 압축기(105a, b)와, 이 압축기에서 압축된 냉매가 흐르는 냉매 유로와 급수 회로로부터 급수된 물이 흐르는 수류로 사이에서 열교환을 행하는 수냉매 열교환기(103)와, 이 수냉매 열교환기에 의해 온도가 저하된 냉매를 감압하는 감압 장치(104)와, 이 감압 장치에 의해 감압된 냉매를 증발시켜 압축기로 복귀시키는 증발기(105a, b)와, 수냉매 열교환기에서 가열된 온수를 급탕구로 공급하는 급탕관에 연통된 저탕 탱크(130)를 구비하고, 저탕 탱크는 원통 형상의 외피를 갖고, 이 외피의 원통 축을 세로로 하여 증발기의 가로 공간에 배치되고, 압축기는 원통 형상의 외피를 갖고 이 외피의 원통 축을 횡방향으로 배치하여 히트 펌프 급탕 장치를 구성한다. A water refrigerant heat exchanger (103) for performing heat exchange between the compressors (105a, b) for compressing the refrigerant, a refrigerant flow path through which the refrigerant compressed by the compressor flows, and a water flow path through which water supplied from the water supply circuit flows; A decompression device 104 for depressurizing the refrigerant having a temperature lowered by the heat exchanger, evaporators 105a and b for evaporating the refrigerant depressurized by the decompression device and returning it to the compressor, and hot water heated in the water refrigerant heat exchanger. A water storage tank 130 is connected to a hot water supply pipe supplied to the hot water supply port, and the water storage tank has a cylindrical outer shell, and is disposed in the transverse space of the evaporator with the cylindrical axis of the outer shell vertically, and the compressor has a cylindrical outer shell. The cylindrical shaft of this outer shell is arrange | positioned laterally and the heat pump hot water supply apparatus is comprised.
증발기, 압축기, 열교환기, 저탕 탱크, 감압 장치 Evaporator, compressor, heat exchanger, boiling tank, decompression device
Description
도1은 본원 발명의 일실시 형태의 히트 펌프 급탕 장치의 정면도로, 전방면판을 제거한 도면. BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The front view of the heat pump hot water supply apparatus of one Embodiment of this invention removes a front plate.
도2는 도1의 히트 펌프 급탕 장치의 계통 구성도. 2 is a system configuration diagram of the heat pump hot water supply device of FIG. 1;
도3은 도1의 히트 펌프 급탕 장치의 상면도로, 도1의 전기 부품 박스(4)를 제거하고 도시한 도면. FIG. 3 is a top view of the heat pump hot water supply device of FIG. 1, with the
도4는 도1의 선 IV-IV로부터 하방을 본 내부의 구성도. FIG. 4 is a configuration diagram of the inside viewed downward from line IV-IV of FIG. 1; FIG.
도5는 도1의 선 V-V 단면도. 5 is a cross-sectional view taken along the line V-V of FIG.
<도면의 주요 부분에 대한 설명>Description of the main parts of the drawing
1 : 히트 펌프 급탕 장치1: heat pump hot water supply device
2 : 캐비닛2: cabinet
3, 8 : 구획판3, 8: partition plate
4, 5 : 전기 부품 박스4, 5: electrical parts box
6 : 베이스6: base
7 : 다리7: legs
10 : 수납실10: storage room
12 : 이음매 부착판12: seam attachment plate
13 : 받침 접시13: saucer
102a, b : 압축기102a, b: compressor
103 : 수냉매 열교환기103: water refrigerant heat exchanger
104a, b : 팽창 밸브104a, b: expansion valve
105a, b : 증발기105a, b: evaporator
106a, b : 팬106a, b: fan
130 : 저탕 탱크130: water storage tank
[문헌 1] 일본 특허 공개 평9-126547호 공보[Document 1] Japanese Unexamined Patent Application Publication No. 9-126547
[문헌 2] 일본 특허 공개 제2002-310499호 공보[Document 2] Japanese Unexamined Patent Publication No. 2002-310499
[문헌 3] 일본 특허 공개 제2004-69195호 공보[Document 3] Japanese Unexamined Patent Publication No. 2004-69195
[문헌 4] 일본 특허 공개 제2003-279133호 공보[Document 4] Japanese Unexamined Patent Publication No. 2003-279133
본 발명은 히트 펌프 급탕 장치에 관한 것으로, 구체적으로는 소용량의 저탕 탱크 내지 저탕조를 구비한 이른바 순간식 히트 펌프 급탕 장치의 설치성 및 운반의 용이화를 도모하는 기술에 관한 것이다. BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a heat pump hot water supply device, and more particularly, to a technique for facilitating installation and ease of transportation of a so-called instant heat pump hot water supply device having a small capacity storage tank or a water tank.
종래의 급탕 장치에는, 저탕 탱크를 갖지 않고 가스 등을 연소시켜 그 강력한 연소열로 순간적으로 물을 끓여 올려 온수를 공급하는 연소식 급탕기나, 대용량 의 저탕 탱크를 갖고 야간의 저렴한 심야 전력을 이용하여 야간에 전기 히터로 가열한 대량의 온수를 저탕 탱크에 저장하여, 낮에 저탕 탱크에 저장한 온수를 사용하는 전기 온수기 등이 있었다. Conventional hot water supply apparatus has a combustion hot water heater which does not have a water tank and burns water with its strong combustion heat to supply hot water instantaneously, or has a large capacity water tank, and uses nighttime low-cost electric power at night. There was an electric water heater using a large amount of hot water heated by an electric heater in a water storage tank and using the hot water stored in the water storage tank during the day.
한편, 최근에는 전기 온수기와 비교하여 에너지 효율이 300 내지 500 %나 좋다고 하는 히트 펌프 급탕 장치가 보급되기 시작하였다. 히트 펌프 급탕 장치는 냉매를 압축하는 압축기와, 이 압축기에서 압축된 냉매가 흐르는 냉매 유로와 급수 회로로부터 급수된 물이 흐르는 수류로 사이에서 열교환을 행하는 수냉매 열교환기와, 이 수냉매 열교환기에 의해 온도가 저하된 냉매를 감압하는 팽창 밸브 등의 감압 장치와, 이 감압 장치에 의해 감압된 냉매를 증발시켜 압축기로 복귀시키는 증발기로 이루어지는 히트 펌프 사이클을 구비하고, 수냉매 열교환기에 의해 가열된 온수를 급탕에 이용하도록 구성되어 있다. 이러한 히트 펌프 급탕 장치는 열원으로서 주위 공간이 갖는 열량을 이용하고 있으므로, 전기 히터 가열보다도 수배 에너지 효율이 좋고, 또한 가스 등을 연소하지 않으므로 CO2를 배출하지 않아 환경에 친화적인 급탕 장치라 일컬어지고 있다. On the other hand, in recent years, the heat pump hot water supply device which is 300 to 500% of energy efficiency compared with an electric water heater has begun to spread. The heat pump hot water supply apparatus includes a water refrigerant heat exchanger for performing heat exchange between a compressor for compressing a refrigerant, a refrigerant flow path through which the refrigerant compressed by the compressor flows, and a water flow path through which water supplied from the water supply circuit flows, and the water refrigerant heat exchanger And a heat pump cycle comprising an expansion valve for reducing the refrigerant depressurized and an evaporator for evaporating the refrigerant depressurized by the decompression device and returning it to the compressor, and hot water heated by the water refrigerant heat exchanger. It is configured to use. Since the heat pump hot water supply device uses the heat amount of the surrounding space as a heat source, the energy efficiency is several times higher than that of electric heater heating, and since it does not burn gas or the like, it is called an environment-friendly hot water supply device because it does not emit CO 2 . have.
그런데, 히트 펌프 급탕 장치는 가스 등을 연소하였을 때와 같이 강력한 열량이 없으므로, 전기 온수기와 마찬가지로 대용량의 저탕 탱크를 설치하여 야간의 저렴한 전력을 사용하여 야간에 히트 펌프 사이클로 온수를 끓여 올려 저탕 탱크에 저장해 두고 낮에는 저장한 온수를 사용하는 것이 일반적이었다. However, since the heat pump hot water supply device does not have a strong amount of heat as in the case of burning gas, etc., a large-capacity storage tank is installed like an electric water heater, and hot water is boiled up by using a heat pump cycle at night using low-cost electricity at night. It was common to use stored hot water during the day.
예를 들어, 특허 문헌 1에 기재된 히트 펌프 급탕 장치는 히트 펌프 사이클 부와 대형의 저탕 탱크를 각각 별개의 장치로서 설치하여 배관 등으로 접속하여 구성하고, 낮에 온수를 사용할 때에는 저탕 탱크의 상부로부터 취출한 온수와 수돗물을 혼합 밸브로 혼합함으로써 적당한 온도로 하여 공급하도록 하고 있다. 그러나, 히트 펌프 사이클부와 저탕 탱크를 별개의 장치로 하고 있으므로, 설치 장소에 있어서 히트 펌프 사이클부와 저탕 탱크를 접속하는 수배관의 공사가 필요해진다.For example, the heat pump hot water supply device described in Patent Document 1 is configured by installing a heat pump cycle part and a large water storage tank as separate devices, respectively, by connecting them by pipes, and the like. The hot water taken out and the tap water are mixed with a mixing valve to supply at an appropriate temperature. However, since a heat pump cycle part and a water storage tank are used as a separate apparatus, the construction of the water pipe which connects a heat pump cycle part and a water storage tank is needed in an installation place.
이러한 점에서, 특허 문헌 2에 기재된 히트 펌프 급탕 장치는 히트 펌프 사이클과 이 히트 펌프 사이클로 끓인 온수를 대량으로 저장해 두는 저탕 탱크를, 1개의 캐비닛(하우징) 내에 수납하여 일체화하여 구성되어 있다. 이에 따르면, 캐비닛 내를 구획판으로 상하로 구획하고 구획판 하방의 공간에 고온이 되는 저탕 탱크를 배치하는 동시에, 저탕 탱크 하방의 공간에 고온이 되는 수냉매 열교환기 및 압축기를 배치하고, 구획판 상방의 공간에 저온이 되는 증발기 및 증발기용 팬을 배치하고 있다. 또한 증발기는, 캐비닛의 정면, 측면 또는 배면에 따라 외피를 형성하도록 배치하고 있다. In this regard, the heat pump hot water supply apparatus described in
이에 대해, 최근 저탕하지 않고 순간 급탕이 가능한 히트 펌프 급탕 장치, 즉 순간식 히트 펌프 급탕 장치가 개발되어 있다. 이 순간식은, 대용량의 저탕 탱크를 필요로 하지 않고 온수를 사용하고자 할 때에 필요한 만큼만 끓이는 것이 가능한 순간 가열 능력과 직접 급탕 회로를 구비하고 있으므로, 저탕식이 갖는 여러 문제를 해결할 수 있다. 예를 들어, 특허 문헌 3에 소개되어 있는 히트 펌프 급탕 장치에 있어서는 히트 펌프 사이클의 냉매에 의해 급수를 가열하는 수냉매 열교환기에 의해 가열된 온수에, 급수관으로부터 분기된 물을 혼합하여 직접 급탕하도록 하고 있다. 또한, 특허 문헌 4에 소개되어 있는 히트 펌프 급탕 장치에 있어서는 특허 문헌 3의 구성 외에 소형의 보조적인 저탕 탱크를 설치하여 히트 펌프 사이클이 개시될 때까지의 단시간, 수냉매 열교환기에 의해 가열된 온수와 저탕 탱크에 저장된 온수와 급수관으로부터 분기된 물을 혼합함으로써 더욱 사용 편의성을 향상시킨 급탕을 할 수 있도록 하고 있다.On the other hand, in recent years, the heat pump hot water supply apparatus which can be instantaneous hot water supply without boiling water, ie, the instantaneous heat pump hot water supply apparatus, is developed. This instant type has the instantaneous heating capability and the direct hot water supply circuit which can boil only as much as necessary when using hot water without the need for a large-capacity storage tank, and thus can solve various problems of the low temperature type. For example, in the heat pump hot water supply apparatus introduced in
[특허 문헌 1] [Patent Document 1]
일본 특허 공개 평9-126547호 공보Japanese Patent Laid-Open No. 9-126547
[특허 문헌 2] [Patent Document 2]
일본 특허 공개 제2002-310499호 공보Japanese Patent Laid-Open No. 2002-310499
[특허 문헌 3] [Patent Document 3]
일본 특허 공개 제2004-69195호 공보Japanese Patent Laid-Open No. 2004-69195
[특허 문헌 4] [Patent Document 4]
일본 특허 공개 제2003-279133호 공보Japanese Patent Laid-Open No. 2003-279133
그런데, 특허 문헌 1에 기재된 히트 펌프 급탕 장치는 히트 펌프 사이클부와 저탕 탱크가 별개의 장치로 나뉘어져 있으므로 운반성은 좋지만 현지에서 히트 펌프 사이클부와 저탕 탱크를 접속하는 수배관 등을 설치해야만 하므로 시공성이 나쁘다고 하는 문제가 있다. 이러한 점에서, 특허 문헌 2에 기재된 히트 펌프 급탕 장치는 히트 펌프 사이클부와 저탕 탱크를 동일한 캐비닛 내에 조립하여 일체화하였으므로, 현지에서의 수배관 등의 필요가 없기 때문에 시공성은 개선되어 있다. However, the heat pump hot water supply device described in Patent Document 1 has good transportability because the heat pump cycle part and the water storage tank are divided into separate devices, but the workability is required because a water pipe for connecting the heat pump cycle part and the water storage tank must be provided locally. There is a problem of being bad. In this regard, since the heat pump hot water supply device described in
그러나, 특허 문헌 1, 2에 기재된 히트 펌프 급탕 장치는 저렴한 야간 전력을 사용하여 심야에 온수를 저탕 탱크에 저장하고, 낮에 사용하는 만큼을 조달하는 저탕식이므로 저탕 탱크형 용량이 되어 장치 높이가 높고, 또한 넓은 설치 면적이나 충분한 바닥면 강도를 필요로 하는 문제가 있다. 예를 들어, 특허 문헌 2의 히트 펌프식 급탕 장치는 히트 펌프 사이클부와 저탕 탱크를 상하로 쌓아 올리고 있으므로, 가령 저탕 탱크의 용량을 300 내지 500 리터로 한 경우 캐비닛의 높이가 2000 mm를 대폭으로 넘게 되어 버려 설치성이나 운반성에 문제가 있다. 즉, 특허 문헌 1, 2의 방식인 히트 펌프 급탕 장치는 캐비닛의 높이가 2000 mm 전후, 안 길이는 500 mm 이상이 되어 버린다. 또한, 특허 문헌 1, 2에 기재된 히트 펌프 급탕 장치는 온수를 다 사용해 버리면, 다음에 사용할 온수를 끓여 올리기까지에 시간이 걸리는 등의 문제가 있었다. However, the heat pump hot water supply device described in
이러한 점에서, 특허 문헌 3, 4의 히트 펌프식 급탕 장치는 이른바 순간식이므로, 비교적 신속하게 온수를 끓여 올려 급탕할 수 있고, 또한 저탕 탱크를 소형화할 수 있다. 그러나, 특허 문헌 3, 4에 기재된 종래 기술은 히트 펌프식 급탕 장치의 소형화에 대해 개량해야 할 여지가 있다. 즉, 일반적인 맨션 혹은 도시부의 단독 주택에 히트 펌프식 급탕 장치를 설치하기 위해 장치를 반송하는 경우, 중량이 무거운 경우도 있어 반송 및 설치 작업은 매우 곤란하다. 특히, 길이가 길기 때문에 장치를 그 상태에서 세운 상태라도, 옆으로 쓰러뜨린 상태라도 일반적인 엘리베이터에 실을 수 없으므로 어쩔 수 없이 계단의 이용을 하게 된다. 또한, 옆으로 쓰러뜨린 상태로 반송하는 경우에는 횡방향의 치수가 커지므로 통로가 좁은 맨 션 등의 계단 코너부에서 구부러지지 않는 등의 문제가 있다. In this regard, the heat pump type hot water supply apparatuses of
이러한 점에서, 특허 문헌 3에 기재된 히트 펌프식 급탕 장치는 공간 절약을 겨냥으로서 높이 방향으로 주요 기기를 쌓아 올리고 있으므로 장치 높이가 매우 높아져 버려 설치시의 반송에 문제가 있다. 또한, 특허 문헌 4에 기재된 히트 펌프식 저탕 장치는 히트 펌프 사이클부와 저탕 탱크를 가로로 나란히 하여 캐비닛에 수납하고 일체화하여 소형화가 도모되어 있다. 그러나, 압축기를 증발기의 하방 공간의 수납실에 설치하고 있지만, 원통 형상의 압축기를 세워 설치하고 있으므로, 장치 높이(길이)를 저감시키고자 하면 증발기의 방열 면적이 부족할 우려가 있다. 가령, 방열 면적을 충분히 확보하고자 하면 증발기 방열 면적의 투영 영역에 압축기 수납실을 겹쳐 배치하는 것을 생각할 수 있지만, 겹친 영역의 방역 기류의 흐름이 나빠져 열교환 효율이 저하되는 문제가 있다. 열교환기가 손상되면 서리 부착이 진행되어 빙결에 이르기 쉽고, 특히 서리 제거수의 받침 접시의 동결로 진전하면 히트 펌프 급탕 장치의 기능이 상실될 우려가 있다. From this point of view, the heat pump type hot water supply apparatus described in
본 발명은 시공성 등을 고려하여 급탕 장치를 소형화하고, 또한 대용량의 탱크를 갖지 않고도 항상 사용자에게 적절한 온도의 온수를 공급하는 것을 과제로 한다. An object of the present invention is to miniaturize a hot water supply device in consideration of workability and the like, and to supply hot water at an appropriate temperature to a user at all times without having a large capacity tank.
상기한 과제를 해결하기 위해 본 발명은, 저탕 탱크의 용량을 작게 할 수 있고 또한 순간 급탕이 가능한 히트 펌프 급탕 장치를 채용하고, 게다가 시공성 등을 고려하여 장치를 소형화하는 동시에 항상 사용자에게 적절한 온도의 온수를 공급할 수 있도록 한 것을 특징으로 한다. In order to solve the above problems, the present invention adopts a heat pump hot water supply device capable of reducing the capacity of a water storage tank and enabling instant hot water supply. Characterized in that the hot water can be supplied.
즉, 본 발명의 히트 펌프 급탕 장치는 냉매를 압축하는 압축기와, 이 압축기에서 압축된 냉매가 흐르는 냉매 유로와 급수 회로로부터 급수된 물이 흐르는 수류로 사이에서 열교환을 행하는 수냉매 열교환기와, 이 수냉매 열교환기에 의해 온도가 저하된 냉매를 감압하는 감압 장치와, 이 감압 장치에 의해 감압된 냉매를 증발시켜 상기 압축기로 복귀시키는 증발기와, 상기 수냉매 열교환기에 의해 가열된 온수를 급탕구로 공급하는 급탕관에 연통된 저탕 탱크를 구비하여 이루어지고, 상기 저탕 탱크는 원통 형상의 외피를 갖고 이 외피의 원통 축을 세로로 하여 상기 증발기의 가로 공간에 배치되고, 상기 압축기는 원통 형상의 외피를 갖고 이 외피의 원통 축을 횡방향으로 하여 배치되어 이루어지는 것을 특징으로 한다. That is, the heat pump hot water supply device of the present invention includes a compressor for compressing a refrigerant, a water refrigerant heat exchanger for performing heat exchange between a refrigerant flow path through which a refrigerant compressed by the compressor flows, and a water flow path through which water supplied from a water supply circuit flows; A pressure reducing device for depressurizing a refrigerant having a temperature lowered by the refrigerant heat exchanger, an evaporator for evaporating the refrigerant depressurized by the pressure reducing device to return to the compressor, and a hot water supply for supplying hot water heated by the water refrigerant heat exchanger to the hot water inlet. And a storage tank communicating with the pipe, wherein the storage tank has a cylindrical outer shell and is disposed in a transverse space of the evaporator with the cylindrical axis of the outer shell vertically, and the compressor has a cylindrical outer shell. It is characterized in that the cylindrical axis is arranged in the transverse direction.
일반적으로, 히트 펌프 급탕 장치의 높이 치수는 증발기의 높이, 혹은 저탕 탱크의 높이가 지배적이고, 횡폭 또는 안 길이 치수는 증발기의 방열 면적, 혹은 저탕 탱크의 용량이 지배적이다. 또한, 압축기도 비교적 큰 구성 부품이므로 장치의 높이, 횡폭, 안 길이 치수에 영향을 미친다. 그래서 본 발명에서는, 원통 형상의 저탕 탱크를 세로로 하여 증발기의 가로 공간에 배치하는 것을 기본으로 한다. 또한, 원통 형상으로 형성된 압축기를, 원통 축을 횡방향으로 배치함으로써, 장치에 대한 압축기의 높이 치수를 작게 하여 증발기와 저탕 탱크 중 어느 하나의 하방의 공간에 수납 가능하게 하는 것을 특징으로 한다. 따라서, 본 발명에 따르면 장치의 높이, 횡폭, 안 길이 치수를 소망치로 억제하도록, 또한 압축기를 증발기와 저탕 탱크 중 어느 하나의 하방의 공간에 수납 가능하게, 증발기의 필요한 방열 면 적 및 저탕 탱크의 필요 용량에 맞추어 그들 치수를 유기적으로 설정함으로써 장치를 소형화할 수 있다. In general, the height dimension of the heat pump hot water supply device is dominated by the height of the evaporator or the height of the storage tank, and the width or depth dimension is dominated by the heat dissipation area of the evaporator or the capacity of the storage tank. In addition, the compressor is also a relatively large component, which affects the height, width and depth dimensions of the device. Thus, in the present invention, the cylindrical water storage tank is vertically arranged in the horizontal space of the evaporator. In addition, the compressor formed in the cylindrical shape is characterized in that the cylindrical shaft is arranged in the transverse direction, so that the height dimension of the compressor relative to the apparatus can be reduced so that the compressor can be accommodated in the space below any one of the evaporator and the water storage tank. Therefore, according to the present invention, the required heat dissipation area of the evaporator and the storage tank of the evaporator can be provided so as to suppress the height, the width, and the depth dimension of the apparatus in a desired manner, and to accommodate the compressor in a space below either one of the evaporator and the storage tank. By setting these dimensions organically in accordance with the required capacity, the device can be miniaturized.
이 경우에 있어서, 압축기는 후술하는 구획된 수납실에 배치하는 것이 바람직하다. 이에 따르면, 압축기의 발열에 의해 수납실 내의 온도가 상승하고, 압축기의 온도가 상승하여 토출 냉매의 온도가 상승한다. 그 결과, 수냉매 열교환기에서 회수할 수 있는 열량이 증가하여 히트 펌프 사이클의 가열 능력을 향상시킬 수 있고, 저탕 탱크 용량을 작게 할 수 있는 동시에 장치의 소형화에 기여한다. In this case, it is preferable to arrange a compressor in the partitioned storage chamber mentioned later. According to this, the temperature in the storage chamber rises due to the heat generation of the compressor, the temperature of the compressor rises, and the temperature of the discharged refrigerant rises. As a result, the amount of heat that can be recovered in the water refrigerant heat exchanger is increased, thereby improving the heating capacity of the heat pump cycle, reducing the capacity of the boiling water tank and contributing to the miniaturization of the apparatus.
또한, 압축기의 수납실은 증발기보다도 하방의 공간에 형성하는 것이 바람직하다. 이에 따르면, 저탕 탱크의 높이 치수를 장치 높이와 동등하게 할 수 있고, 용량을 일정하게 하면 저탕 탱크의 직경을 작게 하여 장치의 횡폭과 안 길이 치수를 작게 할 수 있다. In addition, the storage chamber of the compressor is preferably formed in a space below the evaporator. According to this, the height dimension of a water storage tank can be made equal to the height of an apparatus, and if the capacity | capacitance is made constant, the diameter of a water storage tank can be made small, and the width | variety and depth of an apparatus can be made small.
또한, 수냉매 열교환기는 냉매 유로를 구성하는 전열관과 수류로를 구성하는 전열관을 코일 형상으로 형성하여 접합하고, 이 코일의 내측에 저탕 탱크를 배치하는 것이 바람직하다. 이에 따르면, 수냉매 열교환기가 차지하는 공간을 유효하게 이용하여 저탕 탱크를 배치할 수 있으므로 장치 전체적으로 점유 공간을 작게 할 수 있다. The water-cooling heat exchanger is preferably formed by joining the heat transfer tubes constituting the refrigerant passage and the heat transfer tubes constituting the water flow passage in a coil shape, and arranging the storage tank inside the coil. According to this, since the storage tank can be arrange | positioned using the space which the water refrigerant heat exchanger occupies effectively, the occupied space can be made small as a whole.
또한, 본 발명에 따르면 저탕 탱크의 용량을 최대 100 리터로, 상기 히트 펌프 급탕 장치의 높이 치수를 최대 1600 mm로 할 수 있다. 또한, 저탕 탱크의 높이를 최대 1200 mm로, 그 용량을 최대 100 리터로 할 수 있다. Moreover, according to this invention, the capacity of a water storage tank can be up to 100 liters, and the height dimension of the said heat pump hot water supply apparatus can be up to 1600 mm. In addition, the storage tank can have a height of up to 1200 mm and a capacity of up to 100 liters.
또한, 상기 어느 하나의 히트 펌프 급탕 장치에 있어서 수냉매 열교환기로부 터 공급되는 온수의 온도를 검지하는 온도 센서와, 그 온도 센서에 의해 검지된 온수의 온도나 설정 온도 이하일 때, 저탕 탱크에 저장된 온수를 급탕관에 공급하여 수냉매 열교환기로부터 공급되는 온수에 혼합하는 제어부를 구비하여 구성할 수 있다. 또한, 급탕구로부터 급탕되는 온수의 온도를 검지하는 온도 센서와, 그 온도 센서에 의해 검지된 온수의 온도가 설정 온도 이상일 때 급수 회로로부터의 물을 급탕구로부터 급탕되는 온수에 혼합하는 제어부를 구비하여 구성할 수 있다. Further, in any one of the heat pump hot water supply apparatus, a temperature sensor that detects the temperature of the hot water supplied from the water refrigerant heat exchanger, and when the temperature of the hot water detected by the temperature sensor is lower than or equal to the set temperature, is stored in the storage tank. And a control unit for supplying hot water to the hot water supply pipe and mixing the hot water with the hot water supplied from the water refrigerant heat exchanger. And a temperature sensor for detecting the temperature of the hot water supplied from the hot water supply port, and a control unit for mixing the water from the water supply circuit with the hot water from the hot water supply port when the temperature of the hot water detected by the temperature sensor is equal to or higher than the set temperature. Can be configured.
또한, 압축기와 수냉매 열교환기와 감압 장치와 증발기로 이루어지는 히트 펌프 사이클을 2 세트 구비하고, 각 세트의 히트 펌프 사이클의 압축기를 수납실 내에 설치할 수 있다. 이에 의해, 급탕의 가열 능력을 강화할 수 있고 또한 쌍방의 토출 가스 온도를 높이는 동시에, 압축기를 소형화할 수 있으므로 장치의 높이를 저감시킬 수 있다. Moreover, two sets of heat pump cycles which consist of a compressor, a water refrigerant heat exchanger, a decompression device, and an evaporator can be provided, and the compressor of each set of heat pump cycles can be installed in a storage chamber. As a result, the heating capacity of the hot water supply can be enhanced, and both the discharge gas temperature can be increased, and the compressor can be downsized, so that the height of the apparatus can be reduced.
또한, 압축기 및 저탕 탱크를 상기 히트 펌프 급탕 장치의 중심보다도 배면측으로 옮겨 배치하는 것이 바람직하다. 이에 의해, 장치의 무게 중심을 배면측에 위치시킬 수 있으므로, 지진시 등에 장치가 전방면의 예를 들어 통로측으로 쓰러지는 것을 방지할 수 있다. 그 결과, 사용자는 안심하고 사용할 수 있다. 또한, 장치의 전방면측에 공간이 생기므로, 그 공간에 외부 배관과 내부 배관을 접속하는 부재나 전기 부품을 배치할 공간을 확보할 수 있다. Moreover, it is preferable to dispose a compressor and a water storage tank to the back side rather than the center of the said heat pump hot water supply apparatus. As a result, since the center of gravity of the device can be located on the rear side, it is possible to prevent the device from falling to the front side, for example, the passage side, in the event of an earthquake. As a result, the user can use it with confidence. In addition, since a space is formed on the front face side of the apparatus, it is possible to secure a space in which the member for connecting the external pipe and the internal pipe and the electric component are arranged.
본 발명의 실시 형태를 도1 내지 도5를 참조하여 설명한다. 도1은 본 실시 형태의 히트 펌프 급탕 장치의 정면도이며, 전방면판을 제거한 도면이다. 도2는 본 실시 형태의 히트 펌프 급탕 장치의 계통 구성도이다. 도3은 도1의 히트 펌프 급탕 장치의 상면도이며, 도1의 전기 부품 박스(4)를 제거하고 도시한 도면이다. 도4는 도1의 선 IV-lV로부터 하방을 본 내부의 구성도이다. 도5는 도1의 선 V-V 단면도이다. An embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 is a front view of the heat pump hot water supply apparatus according to the present embodiment, in which the front face plate is removed. 2 is a system configuration diagram of a heat pump hot water supply device according to the present embodiment. FIG. 3 is a top view of the heat pump hot water supply device of FIG. 1, with the
도2에 도시한 바와 같이, 본 실시 형태의 히트 펌프 급탕 장치는 히트 펌프 사이클을 구성하는 2 세트의 히트 펌프 급탕 회로(101a, b)를 구비하여 순간 급탕 능력을 확보하도록 구성되어 있다. 각 히트 펌프 급탕 회로(101a, b)에는 각각 냉매로서 예를 들어 탄산 가스 냉매가 봉입되어 있다. 또한, 히트 펌프 급탕 장치의 냉매로서는 초임계 영역에서 사용할 수 있고 또한 자연계 냉매인 탄산 가스 냉매가 바람직하지만 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니다. As shown in Fig. 2, the heat pump hot water supply apparatus according to the present embodiment includes two sets of heat pump hot
각 히트 펌프 급탕 회로(101a, b)를 구성하는 압축기(102a, b)에 의해 압축된 고온의 냉매는, 수냉매 열교환기(103)에 설치된 냉매측 전열관(103a, b)을 통해 각각 감압 장치인 팽창 밸브(104a, b)를 거쳐서 증발기(105a, b)로 유도되어 증발하고, 다시 압축기(102a, b)로 복귀되도록 되어 있다. 증발기(105a, b)에는 각각 팬(106a, b)이 설치되어 있다. The high temperature refrigerant compressed by the
압축기(102a, b)는 용량 제어 가능하게 형성되고, 다량의 급탕을 행하는 경우에는 큰 용량으로 운전된다. 즉, 압축기(102a, b)는 PWM 제어, 전압 제어(예를 들어 PAM 제어) 또는 이들의 조합 제어에 의해 저속(예를 들어 1000 회전/분)으로부터 고속(예를 들어 8000 회전/분)까지 회전수를 제어 가능하게 구성되어 있다. 팽창 밸브(104a, 104b)는 수냉매 열교환기(103)에서 방열하여 온도가 저하된 고압 냉매를 감압하고, 2상 상태의 냉매를 증발기(105a, b)에 도입시키도록 되어 있다. 증발기(105a, b)는 팬(106)에 의해 통류되는 실외의 공기에 의해 공기와 냉매의 열교환을 행하여 저온 저압의 냉매를 증발시키도록 되어 있다. The
수냉매 열교환기(103)에는 냉매측 전열관(103a, b)에 각각 대응시켜, 급수측 전열관(103c, d)이 열적으로 결합시켜 설치되고, 이들 급수측 전열관(103c, d)에는 급수 회로(110)를 거쳐서 가열 대상인 물이 공급되도록 되어 있다. 급수 회로(110)는 수도 등의 급수원에 접속되는 급수 부재(111), 감압 밸브(112), 급수 수량 센서(113), 전자 밸브(116)(생략 가능), 역지 밸브(114) 및 유량 센서(115)를 배관에서 차례로 접속하여 구성되어 있다. 또한, 수냉매 열교환기(103)의 입구측에서 급수측 전열관(103c, 103d)에 배관을 분기시키고 있는 것은, 급수 회로(110)에 있어서의 압력 손실을 저감시키기 위함이다. 또한, 수냉매 열교환기(103)의 냉매측 전열관(103a, b)과 급수측 전열관(103c, d)은 냉매의 흐름과 급수의 흐름이 대향류가 되도록 형성되고, 이에 의해 고온 고압의 냉매와 저온의 물 사이에서 열교환이 행해지도록 되어 있다. 즉, 급수측 전열관(103c, d)의 입구에서 저온이었던 물은 급수측 전열관(103c, 103d)을 통과함에 따라서 서서히 가열되고, 급수측 전열관(103c, 103d)의 출구에서 운전 제어 수단으로부터 설정된 설정 온도에 근접한 온도로 승온되도록 되어 있다. The water-cooled
급수측 전열관(103c, 103d)의 출구로부터 배출되는 고온의 온수는 급탕 회로(120)를 거쳐서 급탕 부재(121)로부터 급탕구로 공급되도록 되어 있다. 즉, 급탕 회로(120)는 급수측 전열관(103c, 103d)의 출구와, 제1 혼합 밸브(122)와, 제2 혼합 밸브(123)와, 유량 조정 밸브(124)를 배관에 의해 차례로 연결하여 급탕 부재 (121)에 접속하여 구성되어 있다. 제1 혼합 밸브(122)는 저탕 탱크(130)의 정상부에 관로에 의해 접속되어 있다. 이에 의해, 제1 혼합 밸브(122)는 수냉매 열교환기(103)에 의해 가열된 고온의 온수를 저탕 탱크(130)에 저류시키는 기능과, 수냉매 열교환기(3)에 의해 가열된 온수에 저탕 탱크(130)의 온수를 혼합하여 운전 제어 수단에 의해 설정되는 설정 온도로 조정하여 급탕하는 기능을 구비하여 구성되어 있다. 또한, 제2 혼합 밸브(123)에는 급수 회로(110)의 급수 유량 센서(113)의 하류측으로부터 분기한 수관로가 접속되고, 이에 의해 급탕 회로(120)의 고온의 온수에, 급수 회로(110)로부터 공급되는 물을 혼합하여 운전 제어 수단에 의해 설정되는 설정 온도(약 35 ℃ 내지 60 ℃)로 조정할 수 있도록 되어 있다. 이와 같이 하여 설정 온도로 조정된 온수는, 유량 조정 밸브(124)를 거쳐서 급탕 부재(121)로부터 사용 장소로 공급되도록 되어 있다. 또한, 유량 조정 밸브(124)는 히트 펌프 사이클(101)의 가열 능력에 대응하여 소정 온도 이상의 급탕을 가능하게 하기 위해 급탕량을 제한하는 비례 밸브이며, 예를 들어 외기 온도 등에 따라서 급탕량을 제한하도록 되어 있다. The high temperature hot water discharged from the outlets of the water supply side
한편, 저탕 탱크(130) 내의 바닥부는 배관(131)을 거쳐서 급수 회로(110)의 역지 밸브(110)의 상류측에 연결되는 동시에, 배관(132)을 거쳐서 순환 펌프(133)의 흡입구에 접속되어 있다. 순환 펌프(133)의 토출구는 배관(134)을 거쳐서 급탕 회로(110)의 역지 밸브(114)의 하류측에 연결되어 있다. 이에 의해 저탕 탱크(130)의 바닥부의 온수를 발출하여 수냉매 열교환기(103)의 급수측 전열관(103c, d)을 통해 가열하고, 제1 혼합 밸브(122)를 거쳐서 저탕 탱크(130)의 정상부로 복 귀시키는 끓여 올림 순환계가 구성되어 있다. 또한, 저탕 탱크(130) 내의 온수는 급수 부재(111)를 거쳐서 공급되는 급수압에 의해 압출되어 제1 혼합 밸브(122)를 거쳐서 급탕 부재(121)에 공급되도록 되어 있다. 또한, 저탕 탱크(130)의 바닥부에 배수 밸브(135)가 설치되고, 제1 혼합 밸브(122)의 저탕 탱크(130)와의 접속 배관에 릴리프 밸브(136)가 설치되어 있다. On the other hand, the bottom part of the
다음에, 욕조(140)로의 급탕 회로와 식은 목욕물 다시 데움 회로에 대해 설명한다. 욕조(140)에는 급탕 부재(121)에 접속된 도시하지 않은 급탕전(栓)으로부터 직접 주탕(注湯)할 수 있다. 그러나, 도시한 바와 같이 주탕 회로를 구성할 수 있다. 즉, 주탕 회로는 유량 조정 밸브(124)의 하류측으로부터 분기하여 주탕 전자 밸브(141)를 설치하고, 이 주탕 전자 밸브(141)의 출구측을 플로우 스위치(142)와 식은 목욕물 다시 데움 펌프(143)와 수위 센서(144)와 주탕 부재(145)를 배관에 의해 차례로 접속하여 구성되어 있다. 그리고, 주탕 부재(145)를 배관을 거쳐서 욕조(140)의 바닥부에 접속하도록 되어 있다. 또한, 주탕 전자 밸브(141)에는 역지 밸브, 수량 센서 및 대기 개방 밸브가 병설되어 있다. Next, the hot water supply circuit and the cold bath reheating circuit to the
한편, 식은 목욕물 다시 데움 회로는 식은 목욕물 다시 데움 펌프(143)에 의해 수위 센서(144)와 주탕 부재(145)를 거쳐서 욕조(140)로 바닥부에 접속된 배관으로부터 욕조 내의 온수를 퍼올려, 플로우 스위치(142)의 주탕 전자 밸브(141)측으로부터 분기한 관로(146)를 거쳐서 식은 목욕물 다시 데움 열교환기(147)로 유도하여 가열하도록 되어 있다. 식은 목욕물 다시 데움 열교환기(147)에서 다시 데워진 온수는 배관(148)을 거쳐서 식은 목욕물 다시 데움 주탕 부재(149)로부터 욕조 (140)의 바닥부로 복귀시키도록 구성되어 있다. On the other hand, the cold bath water reheating circuit pumps hot water in the bath from the pipe connected to the bottom portion to the
식은 목욕물 다시 데움 열교환기(147)는 온수측 전열관(147a)과 식은 목욕물 다시 데움측 전열관(147b)을 열적으로 결합하여 형성되어 있다. 온수측 전열관(147a)의 일단부는 전자 개폐 밸브(150)와 역지 밸브(151)를 거쳐서 제1 혼합 밸브(122)의 상류측에 접속되고, 타단부는 순환 펌프(133)의 흡입측에 접속되어 있다. 따라서, 순환 펌프(133)를 구동함으로써 수냉매 열교환기(103)에 의해 가열된 고온의 온수가 식은 목욕물 다시 데움 열교환기(147)의 온수측 전열관(147a)으로 순환 공급되고, 식은 목욕물 다시 데움측 전열관(147b)을 흐르는 욕조(140) 내의 복귀 온수가 다시 데워지도록 되어 있다.The cold bath water reheating
또한 운전 제어 수단은 제어 회로, 목욕탕 리모콘, 부엌 리모콘 등의 조작 설정과 각 센서의 검출치에 의해 히트 펌프 급탕 회로(101a, b)의 운전, 정지 및 압축기(102a, b)의 회전수 제어를 행하는 동시에, 제1 혼합 밸브(122), 제2 혼합 밸브(123), 유량 조정 밸브(124) 등을 제어하도록 되어 있다. 또한, 각 센서에는 각부의 온도 상태를 검출하는 온도 센서, 압력을 검지하는 압력 센서, 수량을 검지하는 수량 센서 등이 있다. 또한, 저탕 탱크(130)에는 소정 온도 이상의 온수 온도의 레벨을 검출하여 저탕량을 제어하기 위한 온도 센서(137a 내지 c)가 설치되어 있다. In addition, the operation control means controls the operation and stop of the heat pump hot
이와 같이 구성되는 것으로부터, 본 실시 형태에 따르면 급탕 부재(121)에 접속된 급탕 단말기의 수도꼭지가 개방되면 수도압에 의해 급수 부재(111)로부터 유입된 물이 급수 회로(110)로 흐르고, 급수 수량 센서(113)가 급수를 검지하면 운 전 제어 수단에 의해 히트 펌프 급탕 회로(101a, b)의 운전이 개시된다. 이에 의해, 급수 회로(110)에 흐르는 물이 수냉매 열교환기(103)로 유도되어 열교환에 의해 약 35 ℃로부터 60 ℃ 정도로 가열되고, 가열된 온수는 제2 혼합 밸브(123)를 거쳐서 직접 급탕된다. 또한 급탕량은, 유량 조정 밸브(124)의 개방도를 조정함으로써 조정 가능하도록 되어 있다. In this way, according to the present embodiment, when the tap of the hot water supply terminal connected to the hot
히트 펌프 급탕 회로(101a, b)의 운전은 압축기(102a, b) 및 팬(106a, b)을 운전하여, 고온 고압의 탄산 가스 냉매를 수냉매 열교환기(103)의 냉매측 전열관(103a, b)으로 흐르게 하고, 수냉매 열교환기(103)의 급수측 전열관(103c, d)에 흐르는 물과 열교환하여 급수를 가열한다. 물에 의해 냉각된 탄산 가스 냉매는 팽창 밸브(104a, b)에 의해 감압되고, 저온의 가스와 액체의 2상류가 되어 증발기(105a, b)로 도입된다. 증발기(105a, b)에서 증발된 냉매는 저압의 가스 냉매가 되어 압축기(102a, b)로 복귀되어 히트 펌프 사이클이 형성된다. 또한, 저탕 탱크(130)의 하부의 물은 순환 펌프(133)에 의해 수냉매 열교환기(103)의 급수측 전열관(103c, d)에 공급되어 가열되고, 제1 혼합 밸브(122)를 거쳐서 저탕 탱크(130)의 상부로 복귀된다. 이에 의해 저탕 탱크(130)에 고온의 온수가 상부로부터 차례로 저장되는 저탕 운전이 행해진다. 이를 반복함으로써 저탕 탱크(130) 내의 물 전체가 설정 온도의 온수가 되면, 압축기(102a, b) 및 팬(106a, b)의 운전을 정지하여 히트 펌프 급탕 회로(101a, b)를 정지한다.The operation of the heat pump hot
또한, 본 실시 형태의 히트 펌프 급탕 장치는 히트 펌프 급탕 회로(101a, b)의 운전이 개시될 때까지의 단시간, 수냉매 열교환기(103)에 의해 가열된 온수의 온도가 운전 제어 수단으로 설정하는 소정의 급탕 온도보다 낮으므로 수냉매 열교환기(103)에 의해 가열된 온수와 약 30 내지 100 리터 정도의 소형의 저탕 탱크(130)에 비축한 약 60 ℃ 내지 90 ℃의 고온의 온수를 제1 혼합 밸브(122)에서 혼합하여 소정의 온도에 근접한 온수로 조정하여 급탕할 수 있다. 또한, 급수관으로부터 분기된 저온의 물을 제2 혼합 밸브(123)에서 혼합함으로써, 운전 제어 수단으로 설정하는 소정의 급탕 온도(약 35 ℃ 내지 60 ℃ 정도)의 온수를 급탕할 수 있다. 이와 같이, 본 실시 형태는 소형이고 사용성이 우수한 급탕 장치이다. 또한, 제1 혼합 밸브(122)의 저탕 탱크(130)측의 유입구가 개방되면, 저탕 탱크(130)에 비축된 고온의 온수가 수도압에 의해 압출된다. 또한, 히트 펌프 급탕 회로(101a, b)의 운전이 개시되면 수냉매 열교환기(103)에 의해 가열된 온수를 제1 혼합 밸브(122) 및 제2 물 혼합 밸브(123)를 거쳐서 직접 급탕하게 되어, 이른바 순간식 히트 펌프 급탕 장치로서 기능한다. 이와 같이, 본 실시 형태에 따르면 히트 펌프 사이클(101)과 수냉매 열교환기(103)에 의해 가열되는 온수가, 개시될 때 등과 같이 소정 온도에 도달되어 있지 않을 때에만 저탕 탱크(130) 내의 온수를 이용하여 소정 온도의 온수로서 급탕하도록 하였으므로 저탕 탱크(130)의 용량은 작아도 된다. In the heat pump hot water supply device of the present embodiment, the temperature of the hot water heated by the water
이하, 상기한 바와 같이 구성된 계통을 갖는 히트 펌프 급탕 장치를 1개의 캐비닛 내에 수납하여 이루어지는 실시 형태의 구성을, 도1, 도3 내지 도5를 참조하여 설명한다. 또한, 도2에 있어서 파선(152)으로 둘러싸인 욕조(140)의 부분 및 주탕 부재(145, 149)와 욕조(140)를 접속하는 배관은 본 실시 형태의 히트 펌프 급 탕 장치의 구성 부재에는 포함되지 않는다.Hereinafter, the structure of embodiment which accommodates the heat pump hot water supply apparatus which has the system comprised as mentioned above in one cabinet is demonstrated with reference to FIG. 1, FIG. In addition, in FIG. 2, the part of the
도1, 도3 내지 도5에 도시한 바와 같이, 히트 펌프 급탕 장치(1)는 상자형의 캐비닛(2)의 내부를 구획판(3)으로 좌우의 공간으로 나누고, 좌측의 공간에 히트 펌프 사이클(101)을 구성하는 압축기(102a, b)와, 증발기(105a, b)와, 팬(106a, b) 및 전기 부품 박스(4) 등의 구성 부품이 수납되어 있다. 한편, 구획판(3)의 우측의 공간에는 코일 형상으로 형성된 수냉매 열교환기(103)와, 이 수냉매 열교환기(103)의 코일 내에 삽입된 원통 형상의 저탕 탱크(130)와, 우측 공간의 배면측의 구석부(도3 및 도4 참조)에 식은 목욕물 다시 데움 열교환기(147)와, 수냉매 열교환기(103)의 전방면측에 위치된 전기 부품 박스(5) 등의 구성 부품이 수납되어 있다. 즉, 구획판(3)은 증발기(105a, b)측과 저탕 탱크(103)측을 공기 차단 및 열 차단하는 것이다. 캐비닛(2)의 바닥부의 베이스(6)는 다리(7)에 의해 설치면으로부터 띄워져 설치되어 있다. 또한, 구획판(3)은 도4에 도시한 바와 같이 캐비닛(2)의 배면측에 있어서 저탕 탱크(130)의 이면측으로 회전하도록 절곡하여 설치되어 있다. 이에 의해, 캐비닛(2)의 횡폭을 좁게 해도 증발기(105a, b)의 필요한 방열 면적을 확보하도록 하고 있다. 또한, 배면측이라 함은 설치하였을 때 벽에 대면하는 측이다.As shown in Figs. 1 and 3 to 5, the heat pump hot water supply device 1 divides the inside of the box-shaped
압축기(102a, b)와 저탕 탱크(130)는 각각 베이스(6)에 고정하여 지지되어 있다. 또한, 증발기(105a, b)와 팬(106a, b)이 설치된 상부 공간과, 압축기(102a, b)가 설치된 하부 공간은 구획판(8)에 의해 구획되어 있다. 구획판(8)은 도5에 도시한 바와 같이 압축기(102a, b)의 상면측과 전방면측을 덮도록 형성되어 있다. 즉, 베이스(6)와, 구획판(8)과, 구획판(3)과, 캐비닛(2)의 전후벽 및 측벽에 의해 압축기(102a, b)의 수납실(10)이 구획되어 있다. 특히, 압축기(102a, b)는 원통 형상의 외피를 갖고 형성되고, 그 외피의 원통 축을 횡방향으로 하여 도4에 도시한 바와 같이 캐비닛(2) 내의 전후로 나열하여 배치되어 있다. The
증발기(105a, b)는 상하 2단으로 나뉘어지거나, 혹은 섞여 배치된 2개의 냉매 회로를 갖고 구성되어 있다. 예를 들어, 증발기(105a, b)는 냉매 회로를 구성하는 전열관을 지그재그 형상으로 배치하고, 전열관에 복수매의 핀을 부착한 이른바 크로스 핀 튜브형 열교환기로 형성되어 있다. 또한, 증발기(105a, b)는 도1 및 도3에 도시한 바와 같이 캐비닛(2)의 일측면과 배면의 대부분을 형성하도록 L자 형상으로 절곡하고, 히트 펌프 급탕 장치(1)의 외곽으로서 형성되어 있다. 또한, 팬(106a, b)은 증발기(105a, b)에 따라 설치된 부착 다리(11)에, 도시한 바와 같이 상하에 부착되어 있다. 이 팬(106a, b)은 캐비닛(1)의 실외로부터 공기를 취입하여, 증발기(105a, b) 내의 저온 저압의 냉매를 강제적으로 증발시키는 것이다. The
전기 부품 박스(4)는 캐비닛(2)의 상면을 형성하고, 전기 부품 박스(4) 내에는 압축기(102a, b) 및 팬(106a, b)의 운전 제어를 행하는 제어 회로 등이 수납되어 있다. 또한, 전기 부품 박스(5)는 캐비닛(2)의 전방면에 배치되고, 전기 부품 박스(5) 내에는 히트 펌프 급탕 장치(1)의 리모콘 등의 조작 설정과 각 센서의 검출치에 의해 히트 펌프 급탕 회로(101a, b)의 운전 정지를 행하는 제어 회로 등이 수납되어 있다. The
또한, 수냉매 열교환기(103)는 냉매측 전열관(103a, b)과 급수측 전열관 (103c, d)을 도시한 바와 같이 저탕 탱크(130)의 외주에 권취하여 형성되어 있다. 예를 들어, 냉매측 전열관(103a, b)을 번갈아 겹쳐 코일 형상으로 형성하고, 그들 겹침부에 급수측 전열관(103c, d)을 권취하여 납땜 등에 의해 열적으로 견고하게 결합하여 형성되어 있다. 또한, 냉매측 전열관(103a, b)의 상부 단부는 배관(107a, 108a)을 거쳐서 압축기(102a, b)의 토출측에 접속되고, 하부 단부는 배관(107b, 108b)과, 팽창 밸브(104a, b)와, 배관(107c, 108c)을 거쳐서 증발기(105a, b)의 일단부에 접속되어 있다. 또한, 증발기(105a, b)의 타단부는 배관(107d, 108d)을 거쳐서 압축기(102a, b)의 흡입측에 접속되어 있다. 이 배관(107d, 108d)은 도4에 도시한 바와 같이 압축기(102a, b)의 흡입구가 접속하는 부위를 곡절하여 형성되어 있다. 이에 의해, 압축기(102a, b)의 진동을 배관(107d, 108d)의 곡절부에서 흡수하고, 압축기(102a, b)의 진동이 증발기(105a, b)에 전달되어 발생하는 소음을 저감시키도록 하고 있다. 또한, 배관(107d, 108d)의 곡절부를 포함하는 일부는 증발기(105a, b)의 하방의 투영면 내에 위치하여 배치되어 있다. The water
저탕 탱크(130)의 하부의 전방면측에 이음매 부착판(12)이 구획판(3)과 캐비닛(2)의 측벽 사이에 걸쳐 설치되어 있다. 이음매 부착판(12)에는, 도2에 도시한 급수 부재(111), 급탕 부재(121), 주탕 부재(145), 식은 목욕물 다시 데움 주탕 부재(149)가 부착되어, 외부 배관과의 접속을 1 군데로 통합하고 있다. 급수 부재(111)는 급수측 전열관(103c, d)의 하단부에 접속되고, 급탕 부재(121)는 급수측 전열관(103c, d)의 상단부에 접속되어 있다. 이에 의해, 냉매측 전열관(103a, b)과 급수측 전열관(103c, d) 내의 흐름이 대향류를 형성하고 있다.The
또한, 도5에 도시한 바와 같이 증발기(105a, b)의 하단부의 전체 길이에 걸쳐, 서리 제거수의 받침 접시(13)가 배치되어 있다. 받침 접시(13)는 금속 등의 열전도성을 갖는 재료로 형성되고, 압축기(102a, b)가 수납되는 수납실(10)의 격벽의 일부를 형성하도록 설치되어 있다. 즉, 받침 접시(13)의 바닥면은 구획판(8)과 동등한 레벨로 배치되어 있다. 이에 의해, 수납실(10) 내의 열에 의해 받침 접시(13) 내의 서리 제거수가 어는 것을 방지할 수 있도록 되어 있다. In addition, as shown in FIG. 5, the
또한, 번잡함을 회피하기 위해 도1, 도3 내지 도5에 있어서는 도2에 도시한 펌프류, 배관, 밸브류, 센서류 등의 그 밖의 부품의 기재를 생략하고 있다. In addition, in order to avoid trouble, the description of other components, such as pumps, piping, a valve, a sensor, etc. shown in FIG. 2 is abbreviate | omitted in FIG.
이와 같이 구성되는 본 실시 형태의 히트 펌프 급탕 장치에 따르면, 다음에 서술하는 효과를 얻을 수 있다. According to the heat pump hot water supply apparatus of this embodiment comprised in this way, the effect described next can be acquired.
우선, 히트 펌프 급탕 장치(1)의 높이 치수는 증발기(105a, b)의 높이, 저탕 탱크(130)의 높이에 지배된다. 또한, 횡폭 또는 안 길이 치수는 증발기(105a, b)의 방열 면적, 저탕 탱크(130)의 용량에 지배된다. 또한, 압축기(102a, b)도 비교적 큰 구성 부품이므로 장치의 높이, 횡폭, 안 길이 치수에 영향을 미친다. 이들을 고려하여 본 실시 형태에서는 원통 형상의 저탕 탱크(130)를 종형으로 하여 증발기(105a, b)의 가로 공간에 배치하고, 또한 원통 형상으로 형성된 압축기(102a, b)를 원통 축을 횡방향으로 하여 증발기(105a, b)의 하방 공간에 배치하고 있는 것이다. First, the height dimension of the heat pump hot water supply device 1 is governed by the height of the
예를 들어, 히트 펌프 급탕 장치(1)의 길이(높이)를 낮추기 위해서는, 수납실(10)의 높이 치수를 작게 하는 것이 바람직하다. 한편, 이러한 종류의 히트 펌 프 급탕 장치(1)에서는 필요로 하는 능력(압제량)을 갖는 대용량의 압축기 1대를 탑재하는 것이 경제적이다. 또한, 윤활유의 관계로부터 원통 형상으로 형성된 압축기의 원통 축을 세워 이용하는 것이 일반적이다. 따라서, 압축기를 1대로 하면 압축기가 차지하는 높이 치수가 커지는 동시에 직경 방향으로도 매우 큰 것이 되어 수납실(10)의 높이 치수가 높아지므로, 장치 자체의 길이를 높여야만 한다. For example, in order to reduce the length (height) of the heat pump hot water supply apparatus 1, it is preferable to make the height dimension of the
그래서, 본 실시 형태는 압축기(102a, b)를 횡방향으로 하여 배치함으로써 압축기(102a, b)가 차지하는 높이 치수를 대폭 작게 하고 있다. 특히, 본 실시 형태에 따르면 히트 펌프 사이클을 2계통으로 나누어 2대의 압축기(102a, b)를 가로로 병설하여 설치하였으므로, 수납실(10)의 높이 치수를 매우 낮게 할 수 있다. 그 결과, 히트 펌프 급탕 장치(1) 자체의 높이(H)의 치수를 최대로 해도 1600 mm로 할 수 있다. Therefore, in this embodiment, the height dimensions occupied by the
또한, 본 실시 형태에 따르면 증발기(105a, b)는 캐비닛(2)의 측벽이나 배면벽을 이용함으로써 필요한 횡폭을 확보할 수 있는 것을 감안하여, 증발기(105a, b)의 길이를 억제하여 압축기(102a, b)를 증발기(105a, b)의 하방에 배치하였으므로, 장치 전체의 높이 치수를 작게 할 수 있다. 그 결과, 저탕 탱크(130)의 높이를 충분히 취할 수 있으므로, 직경을 작게 해도 필요한 용량을 확보할 수 있으므로 장치의 횡폭이나 안 길이 치수를 소망치로 억제하는 것이 용이해진다. Further, according to the present embodiment, the
또한, 압축기(102a, b) 자체의 온도를 신뢰성을 고려하여 허용되는 범위에서 높게 함으로써, 히트 펌프 사이클의 가열 능력을 향상시킬 수 있다. 이러한 점에서, 종래는 압축기의 온도를 수납실 내에서 높이는 고안이 이루어져 있지 않았다. 즉, 본 실시 형태에 따르면 2개의 압축기(102a, b)를 수납실(10) 내에 설치하고, 또한 압축기(102a, b)의 용적 점유율을 30 % 정도로 높일 수 있으므로 수납실(10) 내 온도를 높게 하고 수냉매 열교환기(103) 내에서의 열교환을 촉진시켜 가열 능력을 향상시킬 수 있다. 또한, 가열되는 온수의 온도를 종래보다도 높일 수 있다. 그 결과, 저탕 탱크(130)의 용량을 작게 할 수 있게 되어 장치의 소형화에 기여할 수 있다. In addition, the heating capacity of the heat pump cycle can be improved by increasing the temperature of the
또한, 본 실시 형태에 따르면 수냉매 열교환기(103)를 코일 형상으로 형성하고, 이 코일이 차지하는 공간 내에 저탕 탱크(130)를 배치하고 있으므로 장치 전체적으로의 점유 공간을 작게 하여 장치를 소형화할 수 있다. In addition, according to the present embodiment, since the water
또한, 본 실시 형태에 따르면 도4에 도시한 바와 같이 압축기(102a, b)의 흡입구와 증발기(105a, b)를 접속하는 배관을 곡절하여 형성하고, 그 곡절부를 포함하는 배관을 증발기(105a, b)의 하방의 투영면 내에 위치하여 배치하고 있으므로, 다음에 서술하는 바와 같이 장치의 횡폭을 작게 할 수 있다. 즉, 압축기(102a, b)의 흡입구와 토출구에 각각 접속되는 배관은, 본 실시 형태의 경우 횡방향으로 배치한 압축기(102a, b)의 양단부로부터 인출되므로, 압축기(102a, b) 주위의 장치 폭은, 예를 들어 압축기(102a, b)의 길이 350 mm에 양측의 배관에 필요한 길이를 더한 만큼이 된다. 양측의 배관은 구리 파이프의 성형성 혹은 고온 납땜성을 고려하면 100 내지 150 mm 필요해진다. 따라서, 수납실(10)의 폭이 450 내지 500 mm가 되지만 히트 펌프 급탕 장치(1) 전체의 횡폭은 설치성 등을 고려하여 900 mm가 한도라고 하면, 수납실(10)의 폭을 450 내지 500 mm 확보하는 것은 상당히 어렵다. 게다가, 2대의 압축기(102a, b)를 수납하여 배관 등의 시공을 하는 것은 어렵다. 또한, 증발기(105a, b)의 방열면의 투영 영역에 수납실(10)을 겹쳐 배치하는 것은, 방열 기류의 흐름을 방해하여 열교환 효율이 저하되므로 피해야 하지만, 방열 기류의 흐름을 확보하고자 하면 수납실(10)의 폭을 좁게 하는 것으로 이어진다. 그래서 본 실시 형태에서는, 도4에 도시한 바와 같이 배관(107d, 108d)의 곡절부를 포함하는 일부를 증발기(105a, b)의 하방의 투영면 내에 위치시킴으로써 수납실(10)의 폭을 충분히 확보하도록 하고 있는 것이다. 이에 의해, 횡폭 900 mm의 히트 펌프 급탕 장치(1)의 전체 폭을 확대하는 일 없이 압축기(102a, b)의 수납을 가능하게 하는 동시에 증발기(105a, b)의 하단부에 배치되는 서리 제거수의 받침 접시(13)를 배관(107d, 108d) 및 압축기(102a, b)의 방열로 가열하도록 한 것이다. Further, according to the present embodiment, as shown in Fig. 4, the pipes connecting the suction ports of the
또한, 본 실시 형태에 따르면 증발기(105a, b)의 방열면에 압축기의 수납실(10)이 겹쳐지지 않도록 배치하고 있으므로, 증발기(105a, b)의 방열면의 전체에 걸쳐 균일한 열교환이 행해진다. 따라서, 풍량 분포가 나쁘기 때문에 부분적으로 서리가 성장한다고 하는 문제를 회피할 수 있다. 게다가, 서리 제거수의 받침 접시(13)를 배관(107d, 108d) 및 압축기(102a, b)의 방열로 가열하도록 하고 있으므로, 받침 접시(13) 내의 서리 제거수가 어는 것을 방지할 수 있어 히트 펌프 급탕 장치(1)의 기능이 상실될 우려가 없다. In addition, according to this embodiment, since the
이들의 것으로부터, 본 실시 형태에 따르면 저탕 탱크(130)의 탱크 용량을 최대 100 리터로 억제하는 동시에 길이를 낮게 할 수 있다. 예를 들어, 탱크 용량을 100 리터로 하고 높이를 1200 mm로 한 경우, 히트 펌프 급탕 장치(1)의 안 길이 치수 450 mm에 대해 직경을 최대 300 mm로 통합할 수 있다. From these things, according to this embodiment, the tank capacity of the
또한, 탱크 용량을 100 리터로 하기 위해서는 수냉매 열교환기(103)에 의해 사용자가 희망하는 온수 온도를 신속하게 얻을 수 있도록 할 필요가 있다. 이러한 점에서, 본 실시 형태에 따르면 수납실(10) 내에 2대의 압축기(102a, b)를 병설하여 수납실(10) 내의 온도를 높여 압축기의 토출 가스 온도를 높이고, 수냉매 열교환기(103)에 의해 가열할 수 있는 온수 온도를 예를 들어 35 ℃ 내지 60 ℃로 높일 수 있으므로, 사용자의 요구에 응답할 수 있다. 즉, 저탕 탱크(130) 내의 온수는 히트 펌프 회로(102a, b)의 운전 개시시 등에 보조적으로 사용되는 것으로 함으로써 저탕 탱크(130)의 높이를 최대 1200 mm로 저감시킬 수 있는 것이다. In addition, in order to make the tank capacity 100 liters, it is necessary for the water
또한, 이러한 종류의 히트 펌프 급탕 장치(1)를 도시형 맨션의 테라스 등에 설치하고자 한 경우, 안 길이 치수는 최대 450 mm가 요구되지만 저탕 탱크(130)의 직경을 300 mm 전후로 설계하면 이 요구에 따를 수 있다. In addition, when this type of heat pump hot water supply device 1 is to be installed in a terrace of an urban mansion, a maximum depth dimension of 450 mm is required, but if the diameter of the
이상의 점으로부터, 본 실시 형태에 따르면 저탕 탱크(130)의 용량을 최대 100 리터(1200 mm × 300 mm 원통)로 함으로써, 100 mm 전후의 다리(7)를 갖는 경우라도 최대 높이 1600 mm의 히트 펌프 급탕 장치(1)를 얻을 수 있다. 또한, 히트 펌프 급탕 장치(1)의 폭 치수를 900 mm 이상으로 확장하는 일 없이 기존의 모듈에 맞추어 제품을 만들 수 있다. 또한, 좁은 계단 등의 운반도 가능해지고 또한 건축 모듈에 맞춘 설치도 가능해진다. In view of the above, according to the present embodiment, by setting the capacity of the
또한, 본 실시 형태에 따르면 도1에 도시한 바와 같이 베이스(6)를 통상 설치면(바닥)으로부터 다리(7)에 의해 예를 들어 100 mm 띄우고, 또한 베이스(6)로부 터 예를 들어 150 내지 200 mm 떨어뜨려 이음매 부착판(12)을 설치하면, 통상 설치면(바닥)측으로부터 배치되어 오는 배관을, 그 높이 공간(250 내지 300 mm)을 이용하여 용이하게 굽힘 가공이나 접속을 행할 수 있다. In addition, according to the present embodiment, as shown in Fig. 1, the
또한, 도4에 도시한 바와 같이 본 실시 형태는 저탕 탱크(130), 압축기(102a, b) 및 증발기(105a, b)를 캐비닛(2)의 배면측으로 통합하여 배치하고, 히트 펌프 급탕 장치(1)의 무게 중심을 장치 중심선보다 후방에 위치시킨 것을 특징으로 한다. 그 결과, 지진 등에 의해서도 장치가 전방면의 통로측으로 쓰러지는 것을 억제할 수 있다. 즉, 본 실시 형태에 의해 히트 펌프 급탕 장치(1)의 높이를 낮게 할 수 있다고는 해도 최대 1600 mm의 높이를 갖는 경우가 있다. 또한, 히트 펌프 급탕 장치(1)는 2 세트의 히트 펌프 사이클 및 저탕 탱크(130)를 갖고 있으므로 예를 들어 장치 중량이 150 kg 내지 250 kg이 된다. 이와 같이 길이가 길고 무거운 히트 펌프 급탕 장치(1)를, 도시형 맨션 등의 베란다 등에 설치한 경우에 지진 등이 발생되면 이 히트 펌프 급탕 장치(1)가 전방면의 통로측으로 쓰러지지 않을지가 문제가 되지만 본 실시 형태에 따르면 그러한 문제를 해소할 수 있다. In addition, as shown in FIG. 4, this embodiment integrates and arranges the
또한, 본 실시 형태에 따르면 히트 펌프 급탕 장치(1)를 1개의 캐비닛(2)에 수납하여 구성하였으므로, 설치시에 현지에서 기기끼리의 배관 등을 없앨 수 있는 동시에 소형화한 것으로부터 반송 및 설치가 간단해진다. In addition, according to the present embodiment, since the heat pump hot water supply device 1 is housed and configured in one
본 실시 형태에 있어서, 히트 펌프 급탕 장치(1)의 외측 치수는 다리(7)를 포함한 높이(H) 치수가 최대 1600 mm이고, 횡폭(W) 치수는 최대 900 mm이고, 안 길이(D) 치수는 최대 500 mm로 실현할 수 있다. 또한, 다리(4)의 높이(H) 치수는 약 100 mm이다. 또한, 압축기(102a, b)의 직경은 150 mm 전후, 길이는 350 mm 전후이다. In the present embodiment, the outer dimension of the heat pump hot water supply device 1 has a height H including the
본 발명에 따르면, 급탕 장치를 소형화할 수 있으므로 시공성 등을 향상시킬 수 있고, 또한 대용량의 저탕 탱크를 갖지 않고도 항상 사용자에게 적절한 온도의 온수를 공급할 수 있다. According to the present invention, since the hot water supply device can be downsized, construction properties and the like can be improved, and hot water at an appropriate temperature can always be supplied to the user without having a large storage tank.
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