KR100695974B1 - 히트펌프식 난방장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 히트펌프식 난방장치에 관한 것으로, 그 기술적 요지는 난방수로 공급되는 온수의 온도가 3방밸브를 포함한 별도의 수냉식증발기에 의해 계절에 따른 외기 온도편차의 구애없이 일정하게 유지되도록 함으로써, 사용자로 하여금 신속하고 안정적인 난방수 공급을 얻을 수 있도록 하는 한편, PID제어방식 및 비례제어방식을 갖는 인버터에 의해 응축량과 증발량을 유기적으로 조절함으로써, 히트펌프의 과부하 및 오동작을 미연에 방지하는 반면, 장치의 열효율은 극대화되도록 형성된 히트펌프식 난방장치에 관한 것이다.
이를 위해, 난방용수가 저장된 난방관(10)과, 상기 난방관(10)으로부터 난방용수를 공급받는 난방온수탱크(20)와, 상기 난방온수탱크(20)로부터 유입된 물을 가열하는 히트펌프(30)와, 상기 난방관(10), 난방온수탱크(20), 히트펌프(30)를 차례로 연결한 제1,2,3,4도관(40a,40b,40c,40d)이 구성되어 이루어진 난방장치에 있어서, 상기 난방온수탱크(20)의 몸체 하부와 난방온수탱크(20)의 출수구측 제2도관(40b) 일측에 연결되는 한편, 상기 제2도관(40b)과 만나는 공급관(120) 일측 정점에는 3방밸브(110)를 부설하고, 공급관(120) 타측 선상에는 히트펌프의 공냉식증발기(32d)와 연동하되 별도의 팽창변(130)에 의해 열교환 되도록 냉매관(33)이 연결된 수냉식증발기(100)와; 상기 3방밸브(110)의 출수구측과 히트펌프(30)의 유입구측 사이인 제3도관(40c) 선상에서 폐열을 수집한 후 이를 혼합하도록 형성된 믹싱열교환장치(200)와; 상기 히트펌프(30)의 응축(물)량과 증발량을 PID제어방식 또 는 비례제어방식으로 제어하도록 복수의 온도센서(810,820)가 부설되는 인버터(800)가; 구성되어 이루어진다.
따라서, 본 발명은 외기 온도가 높은 계절(봄, 가을)에 히트펌프의 과부하를 방지하며 장치의 원활한 구동이 이루어지도록 형성되는 바, 이는 PID제어방식 및 비례제어방식을 포함한 인버터와 3방밸브를 구비한 수냉식증발기에 의해 순환되는 물(온수)의 온도가 최적의 상태로 순환 사이클을 이루도록 형성됨으로써 결국 장치의 과부하 및 오작동을 방지하는 반면, 열효율이 극대화되는 효과가 있다.
히트펌프, 수냉식증발기, 믹싱열교환기, 3방밸브, 온수생산펌프, 체크밸브

Description

히트펌프식 난방장치{HEATING EQUIPMENT OF HEAT PUMP TYPE}
도 1은 본 발명에 따른 난방사이클 회로도,
도 2는 본 발명에 따른 수냉식증발기의 사이클 상세도이다.
- 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 -
10 ... 난방관 20 ... 난방온수탱크
30 ... 히트펌프 32 ... 증발기
33 ... 냉매관 40a,40b,40c,40d ... 제1,2,3,4도관
100 ... 수냉식증발기 110 ... 3방밸브
120 ... 공급관 130 ... 팽창변
200 ... 믹싱열교환기 300 ... 온도센서
400 ... 폐열공급관 500 ... 난방순환펌프
600 ... 온수생산펌프 700 ... 체크밸브
800 ... 인버터
본 발명은 히트펌프식 난방장치에 관한 것으로, 그 기술적 요지는 난방수로 공급되는 온수의 온도가 3방밸브를 포함한 별도의 수냉식증발기에 의해 계절에 따른 외기 온도편차의 구애없이 일정하게 유지되도록 함으로써, 사용자로 하여금 신속하고 안정적인 난방수 공급을 얻을 수 있도록 하는 한편, PID제어방식 및 비례제어방식을 갖는 인버터에 의해 응축량과 증발량을 유기적으로 조절함으로써, 히트펌프의 과부하 및 오동작을 미연에 방지하는 반면, 장치의 열효율은 극대화되도록 형성된 히트펌프식 난방장치에 관한 것이다.
일반적으로 난방시스템을 구동하기 위해서는 실내 난방회로와 연결되어 순환되는 난방수조(난방관)와, 상기 난방수조로부터 공급되는 물을 저장하는 온수보조탱크와, 상기 온수보조탱크로부터 공급된 물을 가열하는 히트펌프와, 상기 히트펌프를 통해 가열된 물이 다시 난방수조로 순환되도록 형성되는 다수개의 도관으로 크게 형성된다.
이때, 상기 히트펌프는 압축기, 응축기, 팽창밸브, 증발기로 이루어짐으로써 냉매가 순환하며 외기열을 흡수하여 상기한 난방용 온수를 가열하도록 형성된다.
이를 보다 상세히 살펴보면, 압축기에서 고온, 고압으로 압축된 냉매가 응축기에서 온수를 가열하고, 응축된 냉매는 다시 팽창밸브를 통해 팽창한 뒤 증발기에서 열을 흡수하여 압축기로 순환되는 사이클을 반복하게 된다.
그러나, 이와 같은 난방사이클은 난방수조로부터 유입된 물의 온도가 너무 높을 경우, 히트펌프의 압축기에 과부하를 일으켜 장치의 고장을 일으키는 한편, 겨울철에는 물의 온도가 너무 낮아 이를 가열하여 사용자의 난방수로 공급하기까지 적지 않은 시간이 소요되는 등 전력소모와 온도편차를 유지하기 곤란한 문제가 발생되고 있다.
다시 말해, 실외(외기) 온도가 비교적 상온인 봄, 가을철에 열교환기를 관류하는 온수가 지속적으로 과열되어 히트펌프로 순환 유입시 고온 냉매와 충돌하여 과부하를 일으키는 한편, 온도가 비교적 저온인 겨울철에는 온수보조탱크 내의 물 온도가 너무 낮아 신속하게 열교환을 일으키는데 적지 않은 시간이 소요됨은 물론, 외기로부터 흡수하는 공기 중의 열원이 부족함으로 인해 결국 히트펌프의 오동작을 불러일으킬 수 있는 등 장치의 효율 등 생산성이 저하되는 문제가 되고 있다.
본 발명은 상술한 문제점을 해결하고자 하는 것으로, 그 기술적 요지는 난방수로 공급되는 온수의 온도가 3방밸브를 포함한 별도의 수냉식증발기에 의해 계절에 따른 외기 온도편차의 구애없이 일정하게 유지되도록 함으로써, 사용자로 하여금 신속하고 안정적인 난방수 공급을 얻을 수 있도록 하는 한편, PID제어방식 및 비례제어방식을 갖는 인버터에 의해 응축량과 증발량을 유기적으로 조절함으로써, 히트펌프의 과부하 및 오동작을 미연에 방지하는 반면, 장치의 열효율은 극대화되도록 형성된 히트펌프식 난방장치를 제공함에 그 목적이 있다.
상술한 목적을 달성하기 위해 본 발명은 난방용수가 저장된 난방관(10)과, 상기 난방관(10)으로부터 난방용수를 공급받는 난방온수탱크(20)와, 상기 난방온수탱크(20)로부터 유입된 물을 가열하는 히트펌프(30)와, 상기 난방관(10), 난방온수탱크(20), 히트펌프(30)를 차례로 연결한 제1,2,3,4도관(40a,40b,40c,40d)이 구성되어 이루어진 난방장치에 있어서, 상기 난방온수탱크(20)의 몸체 하부와 난방온수탱크(20)의 출수구측 제2도관(40b) 일측에 연결되는 한편, 상기 제2도관(40b)과 만나는 공급관(120) 일측 정점에는 3방밸브(110)를 부설하고, 공급관(120) 타측 선상에는 히트펌프의 공냉식증발기(32d)와 연동하되 별도의 팽창변(130)에 의해 열교환 되도록 냉매관(33)이 연결된 수냉식증발기(100)와; 상기 3방밸브(110)의 출수구측과 히트펌프(30)의 유입구측 사이인 제3도관(40c) 선상에서 폐열을 수집한 후 이를 혼합하도록 형성된 믹싱열교환장치(200)와; 상기 히트펌프(30)의 응축(물)량과 증발량을 PID제어방식 또는 비례제어방식으로 제어하도록 복수의 온도센서(810,820)가 부설되는 인버터(800)가; 구성되어 이루어진다.
이때, 상기 난방온수탱크(20)는 몸체 내부 하단에 부설되어 상기 출수구측 제2도관(40b)으로 토수되기 전 온수 온도를 체크하여 히트펌프(30)의 운전을 시동하거나 정지되도록 조장하는 온도센서(300)와; 상기 몸체 상방에 형성되어 난방온수탱크(20)의 상단 일측과 제4도관(40d)이 서로 연결되도록 형성되는 폐열공급관(400)이; 구성되어 이루어진다.
이때, 상기 제1도관(40a)은 난방관(10)의 출수구측과 난방온수탱크(20) 유입 구측 사이에 난방순환펌프(500)가 형성되고, 상기 제3도관(40c)은 3방밸브(110)의 출수구측과 히트펌프(30)의 유입구측 사이에 온수생산펌프(600)가 형성되며, 상기 제4도관(40d)은 가열된 온수가 히트펌프(30)로 역류하지 못하도록 일측에 체크밸브(700)가 형성되어 이루어진다.
이때, 상기 인버터(800)는 히트펌프(30)의 출수구측 도관(40d)에 형성된 응축용 온도센서(810)로부터 신호를 받아 설정된 값에 의해 온수생산펌프(600)의 물(온수) 공급량을 조절하도록 형성되는 PID제어방식(800a)과; 히트펌프(30)의 출수구측 도관(40d)에 형성된 증발용 온도센서(820)로부터 신호를 받아 설정된 값에 의해 공냉식증발기(30d)의 휀모터 풍량을 조절하도록 형성되는 비례제어방식(800b)이; 구성되어 이루어진다.
또한, 상기 인버터를 통한 PID제어방식은 다른 일 실시예로써, 상기 응축용 온도센서에 대응하는 별도의 응축용 압력센서(미도시)를 히트펌프의 가스 냉매관에 부설하되, 이는 가스 냉매관 중 응축기로 들어가기 직전 냉매 가스압력을 체크하여 상술한 온수생산펌프로 하여금 온수의 공급량을 제어하도록 형성된다.
이에 상기 비례제어방식 역시 다른 일 실시예로써, 상기 증발용 온도센서에 대응하는 별도의 증발용 압력센서(미도시)를 히트펌프의 가스 냉매관에 부설하되, 이는 가스 냉매관 중 증발기에서 압축기로 유입되기 전인 저압 가스관의 가스압력을 체크하여 상술한 휀모터로 하여금 풍량을 제어하도록 형성된다.
다음은 첨부된 도면을 참조하며 본 발명을 보다 상세히 설명하겠다.
도 1 내지 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명은 난방관(10), 난방온수탱크(20), 히트펌프(30)와 이들을 차례대로 연결한 제1,2,3,4도관(40a,40b,40c,40d)이 구성되어 기본회로를 이룬다.
이를 구체적으로 살펴보면, 상기 난방관(10)은 사용자가 주거하는 실내로 온수가 공급되어 난방열을 공급하게 되는 것으로, 이는 난방장치의 히트펌프(30)에 의해 가열되고 일측 도관(40a)에 형성된 난방순환펌프(500)에 의해 순환됨으로써 실현된다.
이때, 상기 난방온수탱크(20)는 난방관(10)의 물을 공급받아 일시 저장하는 탱크로서, 순환되는 온수 사이클에 따라 히트펌프(30) 측으로 온수를 다시 공급하여 재가열하도록 이루어진다.
이에 상기 난방온수탱크(20)는 몸체 저면에 유입관(21)이 형성되고 타측에 배수관(22)이 형성되되, 상기 배수관(22)측으로 출수되는 온수는 난방온수탱크(20) 내측 하단에서 미리 체크되도록 별도의 온도센서(300)가 부설되는 것이 바람직하다.
이러한 상기 온도센서(300)는 난방온수탱크(20) 내에서 설정된 온도값에 따라 장치가 운전되거나 정지되도록 컨트롤하게 된다. 즉, 시동키 역활을 하도록 이루어진다.
이때, 상기 히트펌프(30)는 통상의 압축기,응축기,팽창변 및 공냉식증발기(30a,30b,30c,30d)로 구성된다.
이러한 히트펌프(30)는 후술되는 인버터(800)에 의해 응축량과 증발량이 조 절되도록 형성되는 한편, 상기 공냉식증발기(30d)는 별도의 수냉식증발기(100)와 연동되도록 이루어진다.(이하 인버터 설명에서 자세히 언급하기로 함)
이때, 상기 제1도관(40a)은 난방관(10)의 출수구측과 난방온수탱크(20) 유입구측 사이에 난방순환펌프(500)가 형성된다. 이에 상기 제3도관(40c)은 3방밸브(110)의 출수구측과 히트펌프(30)의 유입구측 사이에 온수생산펌프(600)가 형성되며, 상기 제4도관(40d)은 가열된 온수가 히트펌프(30)로 역류하지 못하도록 일측에 체크밸브(700)가 형성되어 이루어진다.
이와 같이, 본 발명의 기본적인 회로는 난방관(10), 난방온수탱크(20), 히트펌프(30) 및 이들을 연결하는 도관(40a~40d)들로 구성되어 이루어진다.
이하 본 발명의 요지인 주요기술구성에 대해 설명하면, 상기 난방순환펌프(500)는 히트펌프(30)에 의해 설정된 온도로 가열된 온수가 난방관(10)과 제1도관(40a), 난방온수탱크(20) 및 폐열공급관(400)를 경유하며 순환되도록 형성된다. 즉, 난방수 순환 사이클을 형성하도록 유도하게 된다.
이때, 상기 폐열공급관(400)은 난방순환펌프(500)로 하여금 난방수 순환 사이클을 유도하도록 이루어진 것으로, 이는 난방온수탱크(20) 상단부 일측에 형성되어 제4도관(40d)과 병목 결합되도록 형성된다.
이때, 상기 온수생산펌프(600)는 후술되는 인버터(800)의 PID제어방식(800a)에 의해 경유하는 온수(물)량을 조절하여 히트펌프(30)로 하여금 응축기의 응축량을 조절하는 것으로, 이는 난방온수탱크(20)와 히트펌프(30) 사이에 형성되어 히트 펌프(30)의 출수구 측에 형성된 응축용 온도센서(810)로부터 신호를 받아 상기 온수생산펌프(600)의 온수 공급량을 조절함으로써 결국 히트펌프(30)의 응축량 효율을 높이도록 형성된다.
즉, 인버터(800)에 설정된 값보다 온수의 온도가 높으면 온수생산펌프(600)로 하여금 히트펌프(30)로 유입되는 온수 공급량을 늘리고, 설정된 값보다 온수의 온도가 낮으면 온수 공급량을 줄임으로써, 히트펌프의 응축기(32b)가 응축량을 PID방식으로 제어하도록 이루어진다.
또한, 상기 인버터를 통한 PID제어방식은 다른 일 실시예로써, 상기 응축용 온도센서에 대응하는 별도의 응축용 압력센서(미도시)를 히트펌프의 가스 냉매관에 부설하되, 이는 가스 냉매관 중 응축기로 들어가기 직전 냉매 가스압력을 체크하여 상술한 온수생산펌프로 하여금 온수의 공급량을 제어하도록 형성된다.
이때, 상기 체크밸브(700)는 제4도관(40d)에 형성되어 가열된 온수가 히트펌프(30)로 역류하지 못하도록 형성된 것이 바람직하다. 즉, 난방순환펌프(500)의 운전으로 인해 난방관(10) 및 난방온수탱크(20)에 대해 순환 사이클을 형성하는 온수 중 일부가 폐열공급관(400)과 제4도관(40d)이 병목되는 지점에서 히트펌프(30) 측으로 역류하여 올라오는 것을 방지하도록 형성된다.
한편, 상기 수냉식증발기(100)는 난방온수탱크(20) 몸체 하부와 난방온수탱크(20)의 출수구측 제2도관(40b) 일측에 연결되는 한편, 상기 제2도관(40b)과 만나는 공급관(120) 일측 정점에는 3방밸브(110)를 부설하고, 공급관(120) 타측 선상에는 히트펌프의 공냉식증발기(32d)와 연동하되 별도의 팽창변(130)에 의해 열교환 되도록 냉매관(33)이 연결되어 이루어진다.
이때, 상기 수냉식증발기(100)는 도 2에 나타낸 바와 같이, 히트펌프(30:압축기,응축기,팽창기,증발기)의 냉매순환관(31) 중 공냉식증발기(32d)의 유입구측과 배출구측으로부터 분기된 별도의 냉매관(33)에 의해 순환되는 냉매가 팽창변(130)에 의해 열교환되어 공급되도록 형성되는 바, 상기 수냉식증발기(100)의 내부로 경유하는 공급관(120)내 온수는 상기 수냉식증발기(100)에 의해 온도가 낮아져 3방밸브(110)로 하여금 히트펌프(30)로 재순환 급수시 과도한 온수열로부터 과부하를 방지하게 된다.
즉, 상기 수냉식증발기(100)는 히트펌프(30)의 일 구성요소로써, 상기 히트펌프(30)의 순환 냉매를 별도의 팽창변(130) 및 냉매관(33)에 의해 공급받는 한편, 공급받은 저온 냉매 가스에 의해 고온으로 가열된 난방온수의 온도를 설정값에 따라 일정 온도로 낮추도록 형성된다.
예컨데, 히트펌프(30)에 의해 가열된 60℃의 난방온수가 제4도관(40d)을 통해 실내(난방관:10)를 경유한 뒤, 난방온수탱크(20)를 지나 다시 히트펌프(30)에 순환됨에 있어서, 상기 가열된 난방온수가 그대로 히트펌프(30)로 유입되면(제1,2,3도관:40a,40b,40c) 장치의 과부하를 조장하게 되는 바, 이를 사전에 방지하기 위해 난방온수탱크(20)와 히트펌프(30) 사이에 별도의 3방밸브(110)를 포함한 상기 수냉식증발기(120)에 경유토록 함으로써, 고온의 순환 온수가 40℃로 낮아져(도관:40c) 상기 히트펌프의 공냉식증발기(32d)로 관류하도록 형성된다.
이는 외기온도에 따라 공랭식으로만 구동되는 종래의 히트펌프(30)의 과부하 를 개선하기 위함으로, 특히 공냉식증발기(32d)와 함께 수냉식증발기(100)를 통한 난방 온수의 수냉식 열교환을 도모함으로써, 열효율이 우수한 히트펌프(30)의 가동을 실현하게 된다.
이때, 상기 수냉식증발기(100)와 연동되는 히트펌프의 공냉식증발기(32d)는 인버터(800)에 의해 비례제어방식(800b)으로 가동되는 것으로, 상기 히트펌프(30)를 경유하는 제4도관(40d) 측에 형성된 증발용 온도센서(820)로 하여금 신호를 받아 설정된 온도값에 대응하며 휀모터로 하여금 풍량(증발량)을 조절하도록 형성된다.
즉, 인버터(800)에 설정된 값보다 온수의 온도가 높으면 휀모터의 구동을 느리게 하여 증발량을 적게하고, 설정된 값보다 온수의 온도가 낮으면 휀모터의 구동을 빠르게 하여 증발량을 높임으로써 히트펌프의 공냉식증발기(32d)가 온수온도에 비례제어되도록 이루어진다.
이때, 상기 수냉식증발기(100) 내부에는 별도의 체크온도센서(미도시)가 부설되어 공급관(120)을 경유하는 온수의 온도를 체크하되, 상기 온수의 온도가 설정값에 비해 너무 과냉각되지 않도록 냉매관(33)의 냉매량을 조절하여 상기 온수 온도를 조절하도록 형성된다.
다시 말해, 상기 난방온수탱크(20)를 경유하며 공급된 온수의 온도가 높을 경우 3방밸브(110)를 통해 제2도관(40b)으로부터 유입 온수량을 줄이는 반면, 수냉식증발기(100) 측으로 경유하는 공급관(120)의 저온수 유량을 늘려 제3도관(40c)에서 혼합되어 설정된 온도값의 중온수가 되도록 형성된다.
이에 상기 비례제어방식 역시 다른 일 실시예로써, 상기 증발용 온도센서에 대응하는 별도의 증발용 압력센서(미도시)를 히트펌프의 가스 냉매관에 부설하되, 이는 가스 냉매관 중 증발기에서 압축기로 유입되기 전인 저압 가스관의 가스압력을 체크하여 상술한 휀모터로 하여금 풍량을 제어하도록 형성된다.
한편, 상기 믹싱열교환장치(200)는 3방밸브(110)의 출수구측과 히트펌프(30)의 유입구측 사이에 형성되어 폐열을 수집한 후 이를 혼합하도록 형성된다. 이에 상기 믹싱열교환장치(200)의 일측에는 폐열 증기를 수집하는 증기공급부(210)가 형성되어 히트펌프(30)로 유입되는 제3도관(40c)을 미리 예열함으로써 동절기에 보다 열효율을 높여 신속하게 난방수를 공급할 수 있도록 형성된다.
아울러, 상술한 인버터(800)는 히트펌프로 하여금 응축량과 증발량을 유기적으로 제어하도록 형성되는 것으로, 이는 PID제어방식(800a)과 비례제어방식(800b)으로 크게 구분된다.
이때, 상기 PID제어방식(800a)은 온수생산펌프(600)를 이용하여 히트펌프(30)로 하여금 응축기의 응축량을 조절하는 것으로, 이는 난방온수탱크(20)와 히트펌프(30) 사이에 형성되어 히트펌프(30)의 출수구 측에 형성된 응축용 온도센서(810)로부터 신호를 받아 상기 온수생산펌프(600)의 온수 공급량을 조절함으로써 결국 히트펌프(30)의 응축량을 제어하도록 형성된다.
즉, 인버터(800)에 설정된 값보다 온수의 온도가 높으면 온수생산펌프(600)로 하여금 히트펌프(30)로 유입되는 온수 공급량을 늘리고, 설정된 값보다 온수의 온도가 낮으면 온수 공급량을 줄임으로써, 히트펌프의 응축기(32b)가 응축량을 PID방식으로 제어하도록 이루어진다.
이에, 상기 비례제어방식(800b)은 히트펌프의 공냉식증발기(30d)를 이용하여 인버터(800)에 의해 온수온도에 대해 증발량이 비례 제어되는 것으로, 상기 히트펌프(30)를 경유하는 제4도관(40d) 측에 형성된 증발용 온도센서(820)로 하여금 신호를 받아 설정된 온도값에 대응하며 휀모터로 하여금 풍량(증발량)을 조절하도록 형성된다.
즉, 인버터(800)에 설정된 값보다 온수의 온도가 높으면 휀모터의 구동을 느리게 하여 증발량을 적게하고, 설정된 값보다 온수의 온도가 낮으면 휀모터의 구동을 빠르게 하여 증발량을 높임으로써 히트펌프의 공냉식증발기(32d)가 온수온도에 비례제어되도록 이루어진다.
다음의 본 발명에 의한 장치의 작동 수순을 설명하겠다.
1. 난방온수탱크(20)의 온수 온도(봄,가을철 40~50℃)가 온도센서(300)의 설정값에 의해 체크됨으로써 히트펌프(30)를 포함한 난방장치 전체가 운전(시동)되거나 정지되도록 형성된다.
2. 수냉식증발기(120)는 계절에 상관없이 상시 풀가동하되, 3방밸브(110)로 하여금 난방온수탱크(20)로부터 토수된 제2도관(40b)측 온수의 온도가 높으면 "수냉식증발기"를 통한 저온 온수의 공급(폐회로도관으로 경유)이 많아지도록 유도하여 3방밸브(110)에서 혼합되어 토수된 중온수의 온도가 35℃정도의 설정된 온도값 으로 적절하게 낮춰지도록 형성된다.
3. 이때, 인버터(800)는 히트펌프의 출수구측에 형성된 응축용 온도센서(810)로 하여금 온수생산펌프(600)를 통해 공급되는 온수량을 PID제어방식으로 조절하여 히트펌프의 응축량을 조절하도록 형성되는 한편, 이와 별도로 히트펌프의 출수구측에 형성된 증발용 온도센서(820)로 하여금 공냉식증발기를 통해 증발량을 비례제어하도록 형성됨으로써 온수의 공급이 원활하게 이루어지도록 형성된다.
결국, 외기 온도가 높은 계절(봄, 가을)에 히트펌프(30)의 과부하를 방지하며 장치의 원활한 구동이 이루어지도록 형성되는 바, 이는 순환되는 물(온수)의 온도가 너무 높으면 이를 적절히 낮추도록 유도(3방밸브, 수냉식증발기를 이용)하는 한편, PID제어와 비례제어가 동시에 이루어지는 인버터에 의해 히트펌프로 유입되는 온수의 공급량(응축량)을 온도에 따라 조절함은 물론 별도의 공냉식증발기의 증발량을 추가로 제어하여 상술한 장치의 과부하 및 오작동을 방지하게 된다.
이와 같이, 본 발명은 외기 온도가 높은 계절(봄, 가을)에 히트펌프의 과부하를 방지하며 장치의 원활한 구동이 이루어지도록 형성되는 바, 이는 PID제어방식 및 비례제어방식을 포함한 인버터와 3방밸브를 구비한 수냉식증발기에 의해 순환되는 물(온수)의 온도가 최적의 상태로 순환 사이클을 이루도록 형성됨으로써 결국 장치의 과부하 및 오작동을 방지하는 반면, 열효율이 극대화되는 효과가 있다.

Claims (4)

  1. 난방용수가 저장된 난방관(10)과, 상기 난방관(10)으로부터 난방용수를 공급받는 난방온수탱크(20)와, 상기 난방온수탱크(20)로부터 유입된 물을 가열하는 히트펌프(30)와, 상기 난방관(10), 난방온수탱크(20), 히트펌프(30)를 차례로 연결한 제1,2,3,4도관(40a,40b,40c,40d)이 구성되어 이루어진 난방장치에 있어서,
    상기 난방온수탱크(20)의 몸체 하부와 난방온수탱크(20)의 출수구측 제2도관(40b) 일측에 연결되는 한편, 상기 제2도관(40b)과 만나는 공급관(120) 일측 정점에는 3방밸브(110)를 부설하고, 공급관(120) 타측 선상에는 히트펌프의 공냉식증발기(32d)와 연동하되 별도의 팽창변(130)에 의해 열교환 되도록 냉매관(33)이 연결된 수냉식증발기(100)와;
    상기 3방밸브(110)의 출수구측과 히트펌프(30)의 유입구측 사이인 제3도관(40c) 선상에서 폐열을 수집한 후 이를 혼합하도록 형성된 믹싱열교환장치(200)와;
    상기 히트펌프(30)의 응축(물)량과 증발량을 PID제어방식 또는 비례제어방식으로 제어하도록 복수의 온도센서(810,820)가 부설되는 인버터(800)가;
    구성되어 이루어진 것을 특징으로 하는 히트펌프식 난방장치.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 난방온수탱크(20)는
    몸체 내부 하단에 부설되어 상기 출수구측 제2도관(40b)으로 토수되기 전 온 수 온도를 체크하여 히트펌프(30)의 운전을 시동하거나 정지되도록 조장하는 온도센서(300)와;
    상기 몸체 상방에 형성되어 난방온수탱크(20)의 상단 일측과 제4도관(40d)이 서로 연결되도록 형성되는 폐열공급관(400)이;
    구성되어 이루어진 것을 특징으로 하는 히트펌프식 난방장치.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 제1도관(40a)은 난방관(10)의 출수구측과 난방온수탱크(20) 유입구측 사이에 난방순환펌프(500)가 형성되고,
    상기 제3도관(40c)은 3방밸브(110)의 출수구측과 히트펌프(30)의 유입구측 사이에 온수생산펌프(600)가 형성되며,
    상기 제4도관(40d)은 가열된 온수가 히트펌프(30)로 역류하지 못하도록 일측에 체크밸브(700)가 형성되어,
    이루어진 것을 특징으로 하는 히트펌프식 난방장치.
  4. 제 3항에 있어서, 상기 인버터(800)는
    히트펌프(30)의 출수구측 도관(40d)에 형성된 응축용 온도센서(810)로부터 신호를 받아 설정된 값에 의해 온수생산펌프(600)의 물(온수) 공급량을 조절하도록 형성되는 PID제어방식(800a)과;
    히트펌프(30)의 출수구측 도관(40d)에 형성된 증발용 온도센서(820)로부터 신호를 받아 설정된 값에 의해 공냉식증발기(30d)의 휀모터 풍량을 조절하도록 형성되는 비례제어방식(800b)이;
    구성되어 이루어진 것을 특징으로 하는 히트펌프식 난방장치.
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