KR100859245B1 - Heat pump hot water supply floor heating apparatus - Google Patents
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Abstract
본 발명의 과제는 마루 난방 기능을 구비한 히트 펌프 급탕기의 성적계수를 향상시키는 것이다.An object of the present invention is to improve the coefficient of performance of a heat pump water heater with a floor heating function.
압축기, 급탕용 열교환기, 급탕용 감압 장치, 증발기로 구성되는 급탕용 열원 회로와, 상기 압축기, 마루 난방용 열교환기, 마루 난방용 감압 장치, 상기 증발기로 구성되는 마루 난방용 열원 회로와, 마루 난방용 열교환기와 마루 난방용 열부하 사이에서 열매체를 순환시키는 마루 난방 회로와, 급탕용 열원 회로와 마루 난방용 열원 회로 사이에서 냉매 유로를 절환하는 절환 수단과, 운전 제어 수단을 구비하고, 이 운전 제어 수단은 마루 난방용 열교환기로 복귀되는 열매체의 복귀 온도와 마루 난방용 열교환기에 흐르는 열매체의 복귀 온도 설정치와의 차를 기초로 하여 마루 난방용 열교환기로부터 마루 난방용 열부하에 공급되는 열매체의 진행 온도의 목표치를 설정하고, 열매체의 진행 온도가 진행 온도의 목표치가 되도록 압축기의 회전 속도를 제어하는 것으로 한다.Heat source circuit for hot water consisting of a compressor, a heat exchanger for hot water supply, a pressure reducing device for a hot water supply, and an evaporator, a heat source circuit for floor heating comprising the compressor, a heat exchanger for floor heating, a pressure reducing device for floor heating, and an evaporator, a heat exchanger for floor heating A floor heating circuit for circulating the heat medium between the floor heating heat loads, switching means for switching a refrigerant flow path between the hot water supply circuit and the floor heating heat source circuit, and an operation control means, the operation control means being a floor heating heat exchanger. On the basis of the difference between the return temperature of the heat medium returned and the return temperature set value of the heat medium flowing through the floor heating heat exchanger, a target value of the temperature of the heating medium supplied from the floor heating heat exchanger to the floor heating heat load is set. Rotational speed of the compressor to be the target value of the running temperature It is to control.
히트 펌프, 마루 난방용 열교환기, 증발기, 저탕 탱크, 열원 회로 Heat pumps, heat exchangers for floor heating, evaporators, bottom tanks, heat source circuits
Description
도1은 본 발명의 히트 펌프 급탕 마루 난방 장치에 있어서의 마루 난방용 열원 회로, 급탕용 열원 회로, 급탕 회로, 마루 난방 회로, 운전 제어 수단 및 부품의 개략 구성의 일 실시예를 나타내는 개략도.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS Fig. 1 is a schematic diagram showing an embodiment of a schematic configuration of a heat source circuit for floor heating, a heat source circuit for hot water, a hot water circuit, a floor heating circuit, operation control means and components in a heat pump hot water floor heating device of the present invention.
도2는 본 발명의 히트 펌프 급탕 마루 난방 장치에 있어서의 마루 난방 시의 운전 동작의 일 실시예를 나타내는 흐름도.2 is a flowchart showing an embodiment of an operation operation during floor heating in the heat pump hot water floor heating device of the present invention.
도3은 본 발명의 히트 펌프 급탕 마루 난방 장치에 있어서 마루 난방 운전 시의 진행 온도 제어의 일 실시예를 설명하기 위한 개략도.Figure 3 is a schematic diagram for explaining an embodiment of the progress temperature control at the time of floor heating operation in the heat pump hot water floor heating device of the present invention.
도4는 본 발명의 히트 펌프 급탕 마루 난방 장치에 있어서의 마루 난방 시의 진행 온도(마루 난방용 전열관 출구 온도)와 성적계수(COP)의 상관 관계의 일 실시예를 설명하기 위한 선도.Fig. 4 is a diagram for explaining an embodiment of the correlation between the traveling temperature (floor heating tube exit temperature) and the coefficient of performance (COP) during floor heating in the heat pump hot water floor heating device of the present invention.
도5는 본 발명의 히트 펌프 급탕 마루 난방 장치에 있어서의 부엌 급탕 시의 운전 동작의 일 실시예를 나타내는 흐름도.Fig. 5 is a flowchart showing one embodiment of an operation operation during kitchen hot water supply in the heat pump hot water floor heating device of the present invention.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for the main parts of the drawings>
1a, 1b : 압축기1a, 1b: compressor
2a, 2b, 2c : 냉매 개폐 밸브2a, 2b, 2c: refrigerant shut off valve
3 : 급탕용 열교환기3: heat exchanger for hot water supply
4a, 4b, 4c : 감압 장치4a, 4b, 4c: decompression device
5a, 5b : 증발기5a, 5b: evaporator
8 : 마루 난방용 열교환기8: heat exchanger for floor heating
8c : 진행 온도 서미스터8c: running temperature thermistor
9 : 마루 난방용 순환 펌프9: Circulating pump for floor heating
10 : 마루 난방용 탱크10: floor heating tank
10a : 복귀 온도 서미스터10a: return temperature thermistor
11, 12 : 마루 난방용 개폐 밸브11, 12: floor opening and closing valve
17 : 저탕 탱크17: water storage tank
35, 36 : 마루 난방 패널35, 36: floor heating panel
40 : 열원 회로40: heat source circuit
41 : 마루 난방용 열원 회로41: heat source circuit for floor heating
일본 특허 공개 제2005-274021호 공보Japanese Patent Laid-Open No. 2005-274021
본 발명은 히트 펌프 급탕 마루 난방 장치에 관한 것으로, 특히 마루 난방 운전에 있어서의 열매체의 온도 안정과 에너지 절약을 도모한 히트 펌프 급탕 마루 난방 장치에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE
최근, 히트 펌프 급탕기의 보급에 수반하여 급탕 기능 외에 마루 난방 기능을 구비한 것이 제안되어 있다.In recent years, with the spread of a heat pump water heater, the thing provided with the floor heating function other than a hot water supply function is proposed.
이와 같은 히트 펌프 급탕 난방 장치는 그 급탕 운전 시에 있어서, 예를 들어 매일, 밤중에 히트 펌프 운전을 행하여 급탕 용수 열교환기에서 가열한 약 65 ℃의 더운물을 400 내지 500 L의 큰 저탕 탱크에 축적해 두고, 사용할 때에 저탕 탱크의 더운물에 적량의 물을 혼합함으로써, 약 40 ℃의 적온수를 급탕하도록 하고 있다[예를 들어, 문헌 1(JP-2005-274021) 참조].Such a heat pump hot water heating device accumulates about 65 deg. C of hot water heated by a hot water water heat exchanger during the hot water operation at night, for example, by a heat pump operation every night, and accumulates in a large water storage tank of 400 to 500 L. When the water is used, a proper amount of water is mixed with hot water of the boiling water tank to hot water the hot water at about 40 ° C (see, for example, Document 1 (JP-2005-274021)).
그리고, 마루 난방 운전 시에는, 예를 들어 팽창 탱크에 비축한 물을 히트 펌프의 마루 난방용 물냉매 열교환기에서 가열하여 온수로 하고, 그 온수를 펌프에 의해 마루 난방 패널과의 사이에서 순환시킴으로써 마루 난방을 행한다. 이 순환수의 가열 출탕 온도는, 예를 들어 운전 당초가 60 내지 70 ℃, 온도 안정 시가 50 내지 60 ℃로 미리 높게 설정해 두고, 열동(熱動) 밸브를 이용하여 순환수의 온도에 따라서 유량을 교축 조정함으로써, 마루 난방의 온도를 조정하도록 하고 있다.In the floor heating operation, for example, the water stored in the expansion tank is heated in a water refrigerant heat exchanger for floor heating of a heat pump to be hot water, and the hot water is circulated with the floor heating panel by a pump. Heating is performed. The hot tapping temperature of this circulating water is set to 60-70 degreeC in the beginning of operation, and 50-60 degreeC of temperature stability time is previously high, and a flow volume is adjusted according to the temperature of circulating water using a thermodynamic valve. By throttling adjustment, the temperature of floor heating is adjusted.
그러나, 상기 문헌 1과 같이, 마루 난방 기능을 구비한 히트 펌프 급탕기에 있어서는, 마루 난방용 순환수의 온도가 미리 설정되어 있으므로, 사용 환경이나 사용자의 다양한 마루 난방 온도의 요구에 대해 충분한 대응을 할 수 없다는 문제가 있다.However, as in the
또한, 에너지 절약의 관점으로부터 보면, 히트 펌프 운전은 급수 온도가 일정할 때 가열 출탕 온도가 높을수록 운전 효율이 낮아지지만, 종래의 히트 펌프 급 탕기에 따르면, 가열 부족을 피하기 위해, 예를 들어 운전 당초가 60 내지 70 ℃, 온도 안정 시라도 50 내지 60 ℃로 높게 설정해야만 해, 그만큼 히트 펌프의 성적계수(COP)가 낮아진다는 문제가 있다.In addition, from the viewpoint of energy saving, the heat pump operation decreases the operating efficiency as the heating tapping temperature becomes higher when the water supply temperature is constant, but according to the conventional heat pump water heater, for example, in order to avoid lack of heating, Initially, the temperature must be set to 50 to 60 ° C. even when the temperature is stable at 60 to 70 ° C., and the heat coefficient COP of the heat pump is reduced.
또한, 종래 사용하고 있는 열동 밸브는 가열 유체의 온도에 따라서 개방도를 조정하는 구성이므로, 구조가 복잡화되어 통상의 개폐 밸브에 비해 대폭으로 비용이 높아지고, 게다가 열감지로 인해 응답성이 느리다는 문제가 있다.In addition, since the thermal valve used in the related art is configured to adjust the opening degree according to the temperature of the heating fluid, the structure is complicated, and the cost is significantly higher than that of the normal on-off valve, and the problem that the response is slow due to the heat detection have.
본 발명은 마루 난방 기능을 구비한 히트 펌프 급탕기의 성적계수를 향상시키는 것을 과제로 한다.An object of the present invention is to improve the coefficient of performance of a heat pump water heater provided with a floor heating function.
본 발명에서는 야간에 있어서의 사전의 히트 펌프 운전을 행하지 않고, 더운물을 사용할 때에 열원이 되는 히트 펌프 회로를 운전하고, 가열 적온수를 직접 사용 단말에 급탕하는 순간식 히트 펌프 급탕기 등에 있어서, 열매체를 순환시키는 마루 난방 회로를 부가하고, 그 열매체의 가열 온도를 제어함으로써, 필요한 범위에 있어서 저온 난방을 가능하게 하여, 히트 펌프 급탕기의 효율 향상을 도모하는 것이다.According to the present invention, a heat medium is used in an instantaneous heat pump hot water heater or the like which operates a heat pump circuit that serves as a heat source when hot water is used without performing a prior heat pump operation at night, and hot water is heated directly to a use terminal. By adding a floor heating circuit to circulate and controlling the heating temperature of the heat medium, low-temperature heating is enabled in the required range, and the efficiency of a heat pump water heater is aimed at.
구체적으로, 본 발명은 상기 과제를 해결하기 위해, 압축기, 급탕용 열교환기, 급탕용 감압 장치, 증발기로 구성되는 급탕용 열원 회로와, 상기 압축기, 마루 난방용 열교환기, 마루 난방용 감압 장치, 상기 증발기로 구성되는 마루 난방용 열원 회로와, 마루 난방용 열교환기와 마루 난방용 열부하 사이에서 열매체를 순환시 키는 마루 난방 회로와, 급탕용 열원 회로와 마루 난방용 열원 회로 사이에서 냉매 유로를 절환하는 절환 수단과, 운전 제어 수단을 구비하고, 운전 제어 수단은, 마루 난방용 열교환기로 복귀되는 열매체의 복귀 온도와 마루 난방용 열교환기에 흐르는 열매체의 온도 설정치와의 차를 기초로 하여 마루 난방용 열교환기로부터 마루 난방용 열부하에 공급되는 열매체의 진행 온도의 목표치를 설정하고, 열매체의 진행 온도가 진행 온도의 목표치가 되도록 압축기의 회전 속도를 제어하는 것을 특징으로 한다.Specifically, the present invention, in order to solve the above problems, a heat source circuit for hot water consisting of a compressor, hot water heat exchanger, hot water pressure reducing device, evaporator, the compressor, floor heating heat exchanger, floor heating pressure reducing device, the evaporator Switching means for switching a refrigerant flow path between the heat source circuit for floor heating, the floor heating circuit for circulating a heat medium between the floor heating heat exchanger and the floor heating heat load, and the hot water heating circuit and the floor heating heat source circuit; And a control means, wherein the operation control means is supplied to the heat load for the floor heating from the floor heating heat exchanger based on the difference between the return temperature of the heat medium returned to the floor heating heat exchanger and the temperature set value of the heat medium flowing through the floor heating heat exchanger. Set the target value of the advancing temperature of, and the advancing temperature of the heating medium is on It is characterized by controlling the rotational speed of the compressor to be the target value of the figure.
이에 따르면, 예를 들어 리모컨의 마루 난방 설정 온도에 의해 마루 난방에 최적인 열매체의 목표 온도를 설정하고, 이 설정 온도에 사용 조건에 따라서 변화되는 열매체의 복귀 온도를 가미함으로써 열매체의 진행 온도의 목표치를 수시로 재설정할 수 있으므로, 항상 마루 난방에 최적인 온도 제어가 가능해진다. 이로 인해, 종래와 같이 리모컨의 마루 난방 설정 온도나 다양한 사용 조건을 고려하여 고온의 열매체에 의한 온도 제어를 행할 필요가 없어, 열매체의 진행 온도의 목표치를 낮게 억제할 수 있으므로, 히트 펌프 성적계수(COP)를 향상시킬 수 있다.According to this, for example, the target temperature of the heat medium which is optimal for floor heating is set by the floor heating set temperature of the remote controller, and the target temperature of the heating temperature of the heat medium is obtained by adding the return temperature of the heat medium changed according to the use condition to the set temperature. Can be reset from time to time, the optimum temperature control is always possible for floor heating. Therefore, it is not necessary to perform temperature control by the high temperature heat medium in consideration of the floor heating set temperature of the remote control and various use conditions as in the prior art, and the target value of the traveling temperature of the heat medium can be suppressed low, so that the heat pump performance coefficient ( COP) can be improved.
또한, 고가인 열동 밸브를 필요로 하지 않아, 저가인 전자식 마루 난방용 개폐 밸브를 사용하고 있으므로, 비용 저감이 도모되는 동시에, 마루 난방 부하의 변화에 대한 응답성을 향상시킬 수 있다.In addition, since an expensive thermal valve is not required, and a low-cost electronic floor heating on / off valve is used, cost reduction can be achieved and response to changes in floor heating load can be improved.
이 경우에 있어서, 예를 들어, 운전 제어 수단은, 마루 난방용 열원 회로의 운전 개시 직후에는 온도 설정치에 대응하여 진행 온도의 제1 목표치를 설정하고, 운전 개시로부터 설정 시간 경과 후에는 복귀 온도와 온도 설정치의 차를 기초로 하여 진행 온도의 제2 목표치를 제어한다. 이에 따르면, 운전 개시 당초의 소정 시간은 진행 온도의 제1 목표치를 높게 설정함으로써, 온도 상승 시간을 단축하고, 빠른 시기에 안정 운전, 즉 진행 온도를 제2 목표치로 하는 제어 운전으로 이행할 수 있다.In this case, for example, the operation control means sets the first target value of the traveling temperature in correspondence with the temperature set value immediately after the start of operation of the floor heating heat source circuit, and after the set time has elapsed from the start of operation, the return temperature and temperature The second target value of the traveling temperature is controlled based on the difference of the set values. According to this, by setting the 1st target value of advancing temperature high for the initial time of operation start, it can shorten a temperature rise time and can shift to stable operation, ie, control operation which makes advancing temperature a 2nd target value at an early time. .
또한, 운전 제어 수단은 열매체의 복귀 온도와 온도 설정치의 차 및 외기 온도의 검출치를 기초로 하여 진행 온도의 목표치를 설정하도록 해도 좋다.In addition, the operation control means may set the target value of the traveling temperature based on the difference between the return temperature of the heating medium and the temperature set value and the detected value of the outside air temperature.
또한, 본 발명은 압축기, 열교환기, 감압 장치, 증발기로 구성되어, 적어도 열교환기가 독립되어 설치되는 복수의 열원 회로와, 하나의 열원 회로의 열교환기에 의해 가열된 급수를 직접 사용 단말로 공급하는 직접 급탕 회로와, 다른 열원 회로의 열교환기와 마루 난방용 열부하 사이에서 열매체를 순환시키는 마루 난방 회로와, 운전 제어 수단을 구비하고, 운전 제어 수단은, 다른 열원 회로의 열교환기로 복귀되는 열매체의 복귀 온도와 상기 열교환기에 흐르는 열매체의 온도 설정치와의 차를 기초로 하여 다른 열원 회로의 열교환기로부터 마루 난방용 열부하에 공급되는 열매체의 진행 온도의 목표치를 설정하고, 열매체의 진행 온도가 진행 온도의 목표치가 되도록 압축기의 회전 속도를 제어하는 것을 특징으로 한다.In addition, the present invention is composed of a compressor, a heat exchanger, a decompression device, an evaporator, at least a heat source circuit is a direct supply for directly supplying the water supply heated by the heat exchanger of the heat source circuit and a plurality of heat source circuits are installed independently And a floor heating circuit for circulating the heat medium between the hot water supply circuit, the heat exchanger of the other heat source circuit and the heat load for the floor heating, and the operation control means, wherein the operation control means includes a return temperature of the heat medium returned to the heat exchanger of the other heat source circuit, and On the basis of the difference with the temperature set value of the heat medium flowing in the heat exchanger, the target value of the heat medium supplied to the heat load for the floor heating from the heat exchanger of the other heat source circuit is set, and the temperature of the compressor is adjusted so that the heat temperature is the target value of the heat temperature. It is characterized by controlling the rotation speed.
즉, 순간식 직접 급탕 회로에 의한 급탕 운전은 저탕식 히트 펌프 급탕기와 같이 고온 저탕할 필요가 없어, 급탕 운전, 마루 난방 운전 모두 적온 가열 운전으로 할 수 있으므로, 히트 펌프의 성적계수의 향상을 도모할 수 있다. 또한, 급탕 운전, 마루 난방 운전의 가열 온도가 근사함으로써, 양 기능에 대한 히트 펌프 성적계수의 최적화를 도모할 수 있다.In other words, the hot water supply operation by the instantaneous direct hot water supply circuit does not need to be heated at a high temperature like a low temperature heat pump hot water supply machine, and both the hot water supply operation and the floor heating operation can be performed by the constant temperature heating operation, thereby improving the performance coefficient of the heat pump. can do. In addition, since the heating temperatures of the hot water supply operation and the floor heating operation are approximated, the heat pump performance coefficients for both functions can be optimized.
이하, 본 발명의 실시 형태에 대해 도1을 이용하여 설명한다. 도1에 있어서, 히트 펌프 급탕 마루 난방 장치는 마루 난방용 열원 회로(41) 및 급탕용 열원 회로(42)의 2계통의 히트 펌프 열원 회로로 이루어지는 열원 회로(40), 급탕 회로(45), 마루 난방 회로(50) 및 운전 제어 수단(55)을 구비하여 구성된다.EMBODIMENT OF THE INVENTION Hereinafter, embodiment of this invention is described using FIG. In Fig. 1, the heat pump hot water supply floor heating apparatus includes a
열원 회로(40), 급탕 회로(45) 및 마루 난방 회로(50)의 각 구성 부품은 마루 난방 패널을 제외하고는 동일 상자체 내에 일체적으로 수납되어 있고, 운전 제어 수단(55)은 급탕 리모컨(56) 및 마루 난방 복귀 리모컨(57)에 의해 구성된다.Each component of the
또한, 급탕 회로(45)의 사용 단말인 부엌 수도꼭지(23), 목욕물 순환 어댑터(29)를 갖는 욕조(30) 및 마루 난방 패널(35, 36)은 히트 펌프 급탕 마루 난방 장치와 별개로 준비하고, 사용하는 현지에 있어서 급수 금속 체결구(13), 부엌 출탕 금속 체결구(22), 입출탕 금속 체결구(28), 목욕물 출탕 금속 체결구(31), 마루 난방용 급탕 금속 체결구(32, 33) 및 마루 난방 복귀 금속 체결구(34)에 각각 접속하여 사용하는 것이다.In addition, the kitchen faucet 23, the
열원 회로(40)는 마루 난방 및 급탕의 가열원으로서의 작용을 하는 것으로, 마루 난방용 열원 회로(41)는 압축기(1a), 냉매 개폐 밸브(2b), 마루 난방용 열교환기(8)에 배치되는 마루 난방용 냉매관(8a), 감압 장치(4c), 증발기(5a)의 각각을 냉매 배관으로 순차 접속한 밀폐 사이클로 구성되어 있고, 그 중에 냉매가 봉입되어 있다.The
급탕용 열원 회로(42)는 압축기(1b), 냉매 개폐 밸브(2c), 급탕용 열교환기(3)에 배치되는 급탕용 냉매관(3b), 감압 장치(4b), 증발기(5b)의 각각을 냉매 배관으로 순차 접속한 밀폐 사이클 및 압축기(1a), 냉매 개폐 밸브(2a), 급탕용 열교환기(3)에 배치되는 급탕용 냉매관(3a), 감압 장치(4a), 증발기(5a)의 각각을 냉매 배관으로 순차 접속한 밀폐 사이클의 1 사이클로 구성되어 있고, 그 중에 냉매가 봉입되어 있다.The hot water supply
여기서, 압축기(1a) 및 증발기(5a)는 마루 난방용 열원 회로(41) 및 급탕용 열원 회로(42)의 공용 부품으로서 사용되고, 냉매 개폐 밸브(2a, 2b)의 개폐에 의해 마루 난방용 열원 회로(41)와 급탕용 열원 회로(42)의 절환을 행하는 것이다.Here, the compressor 1a and the
압축기(1a, 1b)는 가열수를 직접 급탕하는 순간식 히트 펌프 급탕기에 적합하게 할 수 있는 대용량이고, 또한 급탕 열량에 따라서 회전수가 바뀌는 회전수 제어형 압축기이다. 즉, 압축기(1a, 1b)는 PWM 제어, 전압 제어(예를 들어, PAM 제어) 및 이들 조합 제어에 의해 저속(예를 들어, 700 회전/분)으로부터 고속(예를 들어, 7000 회전/분)까지 회전 제어되도록 되어 있다.The
또한, 압축기(1a, 1b)를 주로 하는 히트 펌프 회로의 설계는 직접 급탕에 있어서의 적절 온도(약 40 내지 45 ℃) 및 마루 난방 안정 시에 있어서의 적절 온도(약 40 내지 45 ℃)가 근사하고 있으므로, 이 사용 온도 근변에 있어서 가장 성적계수(COP)가 높아지도록 설계되어 있다.In the design of the heat pump circuit mainly comprising the
급탕용 열교환기(3)는 급탕용 냉매관(3a, 3b) 및 급수측 전열관(3c, 3d)을 구비하고 있고, 급탕용 냉매관(3a, 3b)과 급수측 전열관(3c, 3d) 사이에서 열교환을 행하도록 구성된다.The hot
감압 장치(4a, 4b, 4c)는, 일반적으로는 모세관 튜브나 온도식 팽창 밸브, 전동 팽창 밸브 등이 사용되고, 급탕용 열교환기(3), 목욕물용 열교환기(6), 마루 난방용 열교환기(8)를 경유하여 이송되어 오는 중온 고압 냉매를 감압하고, 증발하기 쉬운 저압 냉매로서 증발기(5a, 5b)로 이송한다. 또한, 히트 펌프 급탕 마루 난방 장치의 경우, 감압 장치(4a, 4b, 4c)는 가열 능력에 따라서 냉매 통로의 교축량을 바꾸어 히트 펌프 회로 내의 냉매 순환량을 조절하는 작용이나, 급탕용 열원 회로(42)에 있어서 상기 교축량을 완전 개방으로 하여 중온 냉매를 증발기(5a, 5b)에 다량으로 이송하여 서리를 녹이는 제상 장치의 역할도 행하기 때문에, 교축량이 가변이고, 또한 응답성이 양호한 전동 팽창 밸브가 적합하다.As the
또한, 증발기(5a, 5b)는 팬(도시하지 않음)의 회전에 의해 외기를 취입하고, 공기와 냉매의 열교환을 행하는 공기 냉매 열교환기로 구성된다.In addition, the
다음에, 마루 난방 및 급탕 운전 시의 히트 펌프 운전에 대해 설명한다.Next, the heat pump operation at the time of floor heating and hot water operation is demonstrated.
마루 난방 운전은 마루 난방용 열원 회로(41)를 운전하여 압축기(1a)에서 압축된 고온 고압의 냉매가 냉매 개폐 밸브(2b)를 통해 마루 난방용 냉매관(8a)으로 유입하여 마루 난방용 전열관(8b)을 흐르는 열매체를 가열하고, 감압 장치(4c)에서 감압된 후에 증발기(5a)에서 저온 저압 가스가 된 냉매가 압축기(1a)로 복귀된다. 이 냉매 순환을 반복함으로써 마루 난방용 열매체를 연속 가열한다.In the floor heating operation, the high temperature and high pressure refrigerant compressed by the compressor 1a by driving the floor heating
또한, 마루 난방용 열교환기(8) 내에서 가열된 열매체는 마루 난방용 전열관(8b)으로부터 마루 난방용 개폐 밸브(11, 12) 및 마루 난방용 급탕 금속 체결구(32, 33)를 경유하여 마루 난방 패널(35, 36)의 방열관(35a, 36a)에서 마루를 가열한 후, 마루 난방용 복귀 금속 체결구(34), 마루 난방용 탱크(10)를 경유하여 마 루 난방용 순환 펌프(9)의 운전에 의해 순환되고, 마루 난방용 열교환기(8) 내에서 가열과 마루 난방 패널(35, 36)에서의 방열을 연속해서 행하는 것이다. 또한, 마루 난방 패널(35, 36)의 구분 사용은 마루 난방용 개폐 밸브(11, 12)의 개폐에 의해, 각 1개 사용 또는 동시에 2개 사용을 선택할 수 있다.In addition, the heat medium heated in the floor
다음에, 급탕 운전은 압축기(1a, 1b)에서 압축된 고온 고압의 냉매가 냉매 개폐 밸브(2a, 2c)를 통해 급탕용 열교환기(3)의 급탕용 냉매관(3a, 3b)으로 유입되어 급수측 전열관(3c, 3d)을 흐르는 급수를 가열하고, 감압 장치(4a, 4b)에서 감압된 후에 증발기(5a, 5b)에서 저온 저압 가스가 된 냉매가 압축기(1a, 1b)로 복귀된다. 이 냉매 순환을 반복함으로써, 급수를 연속 가열하여 급탕할 수 있다. 급탕 운전에 있어서, 압축기(1a, 1b)는 급수 온도 및 급탕 온도 등의 급탕 부하에 따른 회전수 제어를 행하여 운전된다.Next, in the hot water supply operation, the high temperature and high pressure refrigerant compressed by the
또한, 급탕용 열교환기(3) 내에서 가열된 온수는 급수측 전열관(3c, 3d)으로부터 합류하여 급탕 혼합 밸브(19), 더운물과 찬물 혼합 밸브(20), 유량 조정 밸브(21), 부엌 출탕 금속 체결구(22)를 경유하여 사용 단말인 부엌 수도꼭지(23)로부터 급탕된다. 그 사이에 있어서, 급탕 혼합 밸브(19)는 히트 펌프 운전 개시 직후에 있어서의 급탕용 열교환기(3)에서의 가열 부족분을 저탕 탱크(17) 내의 저탕탕에서 보충하는 역할을 하고, 더운물과 찬물 혼합 밸브(20)는 급탕 혼합 밸브(19)에서 혼합된 온수가 사용 적온보다 높은 경우에 급수 금속 체결구(13)로부터의 물을 혼합하여 적온수로 하는 역할을 하고, 유량 조정 밸브(21)는 단말 사용 상황과 운전 제어 수단(55)으로부터의 급탕 온도 지령을 기초로 급탕 가열 온도를 유지하 기 위해 유량을 조정하는 것이다.The hot water heated in the hot
다음에, 수계통의 급탕 회로에 대해 설명한다.Next, the hot water supply circuit of the water system will be described.
부엌 급탕 회로는 급수 금속 체결구(13), 감압 밸브(14), 급수 수량 센서(15), 수용 역지 밸브(16), 급수측 전열관(3c, 3d), 급탕 혼합 밸브(19), 더운물과 찬물 혼합 밸브(20), 유량 조정 밸브(21), 부엌 출탕 금속 체결구(22)가 물배관을 거쳐서 순차 접속되어 구성된다.The kitchen hot water supply circuit includes a water supply metal fastener (13), a pressure reducing valve (14), a water supply water sensor (15), a receiving check valve (16), a water supply side heat pipe (3c, 3d), a hot water mixing valve (19), hot water and The cold
또한, 급수 금속 체결구(13)는 수도 등의 급수원에 접속되고, 부엌 출탕 금속 체결구(22)는 부엌 수도꼭지(23) 등에 접속된다.In addition, the water
목욕물 급탕 회로는 급수 금속 체결구(13), 감압 밸브(14), 급수 수량 센서(15), 수용 역지 밸브(16), 급수측 전열관(3c, 3d), 급탕 혼합 밸브(19), 더운물과 찬물 혼합 밸브(20), 유량 조정 밸브(21), 목욕물 주탕 밸브(24), 플로우 스위치(25), 목욕물 순환 펌프(26), 수위 센서(27), 입출탕 금속 체결구(28)가 물배관을 거쳐서 순차 접속되어 구성된다.The bath water hot water supply circuit includes a water
목욕물 추가 가열 회로는 입출탕 금속 체결구(28), 수위 센서(27), 목욕물 순환 펌프(26), 플로우 스위치(25), 목욕물용 열교환기(6)의 목욕물용 물배관(6b), 목욕물 출탕 금속 체결구(31)가 물배관을 거쳐서 순차 접속되어 구성된다.The bath water additional heating circuit includes a water tap (6b) for bath water of the
또한, 입출탕 금속 체결구(28)는 목욕물 순환 어댑터(29)를 거쳐서 욕조(30)에 접속되어 있고, 목욕물 급탕 시에는 수위 센서(27)측으로부터 욕조(30)측으로 급탕하고, 목욕물 추가 가열 시에는 욕조(30)측으로부터 수위 센서(27)측으로 물순환하도록 구성된다.In addition, the tap
또한, 목욕물 추가 가열 시에는 목욕물 순환 펌프(26)를 운전하여 욕조물 추가 가열 회로에 의한 욕조물의 물순환을 행하는 동시에, 급탕용 열원 회로(42)에 의한 히트 펌프 운전을 행하고, 목욕물용 열교환기(6)에서 욕조(30)의 잔여탕을 가열하여 욕조(30)로 복귀시켜 목욕물 추가 가열을 행하는 것이다.When the bath water is further heated, the bath
다음에, 운전 제어 수단(55)은 급탕 리모컨(56) 및 마루 난방 리모컨(57)의 조작 설정에 의해 열원 회로(40)의 운전ㆍ정지 및 압축기(1a, 1b)의 회전수 제어를 행하는 동시에, 냉매 개폐 밸브(2a 내지 2c)의 개폐, 감압 장치(4a, 4b, 4c)의 냉매 교축량 조정, 목욕물 열교환 개폐 밸브(7)의 개폐, 마루 난방용 순환 펌프(9), 마루 난방용 개폐 밸브(11, 12)의 개폐, 기내 순환 펌프(18) 및 목욕물 순환 펌프(26)의 운전ㆍ정지 및 급탕 혼합 밸브(19), 더운물과 찬물 혼합 밸브(20), 유량 조정 밸브(21), 목욕물 주탕 밸브(24)를 제어함으로써, 마루 난방 운전, 급탕 운전, 목욕물 담기 운전, 목욕물 추가 가열 운전 등을 원활하게 행하도록 되어 있다.Next, the operation control means 55 performs the operation / stop of the
또한, 운전 제어 수단(55)은 압축기(1a, 1b)의 회전수를 제어하여, 운전 개시 직후에는 가열 상승 시간을 빠르게 하기 위해 소정의 고속 회전수로 운전하고, 비교적 열부하가 가벼운 안정 운전 시에는 가열 온도에 적합한 중저속 회전수로 운전하도록 제어한다.In addition, the operation control means 55 controls the rotation speeds of the
또한, 히트 펌프 급탕 마루 난방 장치에는 마루 난방용 열교환기(8)에서 가열된 열매체의 온도를 검지하는 진행 온도 서미스터(8c), 복귀 온도 서미스터(10a), 급수 온도를 검지하는 급수 서미스터(37), 급탕용 열교환기(3)의 출탕 온도를 검지하는 열교환 서미스터(3e), 급탕 온도를 검지하는 급탕 서미스터(38), 욕 조물의 온도를 검지하는 목욕물 서미스터(39) 및 압축기(1a, 1b)의 토출 압력을 검지하는 압력 센서(도시하지 않음), 욕조(29) 내의 수위를 검출하는 수위 센서(27) 등이 설치되고, 각 검출 신호는 운전 제어 수단(55)에 입력되도록 구성된다. 운전 제어 수단(55)은 이들 신호를 기초로 하여 각 기기를 제어하는 것이다.Further, the heat pump hot water floor heating device includes a traveling
또한, 운전 제어 수단(55)에는 사용 단말의 동시 사용에 의해 가열 능력이 부족한 경우의 우선 순위가 설정되어 있고, 급탕 사용과, 마루 난방 사용 또는 목욕물 추가 가열 사용이 동시에 행해진 경우에는 급탕 운전을 우선하고, 부엌 급탕 사용과 목욕물 급탕 사용이 행해진 경우에는 부엌 급탕 운전을 우선한다.In addition, priority is given to the operation control means 55 when the heating capacity is insufficient due to simultaneous use of the use terminals, and the hot water supply operation is given priority when hot water use and floor heating use or bath water additional heating are performed at the same time. If the use of kitchen hot water and the use of bath water hot water are performed, the kitchen hot water operation is given priority.
감압 밸브(14)는, 예를 들어 급수원의 수도로부터 공급되는 200 내지 600 ㎪의 편차가 있는 높은 수압을 약 170 ㎪ 정도의 사용상 적절한 일정 수압으로 제어하는 것으로, 수용 역지 밸브(16)는 일방향으로만 물을 흐르게 하여 역류를 방지하는 것이다.The
다음에, 본 발명의 히트 펌프 급탕 마루 난방 장치의 운전 동작에 대해 도1의 열원 회로(4O), 급탕 회로(45) 및 마루 난방 회로(50)를 참조하면서 도2 내지 도5의 흐름도에 대해 설명한다.Next, with reference to the
도2는 마루 난방 운전에 있어서의 온도 제어의 흐름도를 나타낸다.2 shows a flowchart of temperature control in the floor heating operation.
우선, 마루 난방 리모컨(57)의 마루 난방 모드를 선택하여 마루 난방 운전 개시 신호를 제품 본체로 이송하는 동시에(단계 71) 마루 난방의 온도 선택을 행하면(단계 72), 마루 난방용 히트 펌프 운전이 개시된다(단계 73).First, the floor heating mode of the floor heating
즉, 마루 난방용 열원 회로(41)에 있어서는, 냉매 개폐 밸브(2a)가 폐쇄, 냉 매 개폐 밸브(2b)가 개방되고, 압축기(1a) → 냉매 개폐 밸브(2b) → 마루 난방용 냉매관(8a) → 감압 장치(4c) → 증발기(5a) → 압축기(1a)의 히트 펌프 회로에서 마루 난방용 가열 운전이 행해진다.That is, in the
한편, 마루 난방 회로(50)에 있어서는, 마루 난방 리모컨(57)의 선택에 의해 마루 난방용 개폐 밸브(11, 12) 중 어느 한쪽 또는 양쪽이 개방되고, 마루 난방용 순환 펌프(9)의 운전에 의해 마루 난방용 탱크(10) → 마루 난방용 순환 펌프(9) → 마루 난방용 전열관(8b) → 마루 난방용 개폐 밸브(11, 12) → 마루 난방용 급탕 금속 체결구(32, 33) → 방열관(35a, 36a) → 마루 난방용 복귀 금속 체결구(34) → 마루 난방용 탱크(10)의 폐쇄 회로에서 열매체(도시하지 않음)가 순환하고, 마루 난방용 열교환기(8)에서 흡열한 열매체는 마루 난방 장치(35, 36)에서 마루를 난방, 방열한다.On the other hand, in the
마루 난방 회로(50)를 순환하는 열매체에 대해서는 마루 난방용 전열관(8b)의 출구부의 진행 온도를 진행 온도 서미스터(8c)에서 검지하고, 마루 난방용 탱크(10)의 입구부의 복귀 온도를 복귀 온도 서미스터(10a)에서 검지하고, 각각의 온도 정보를 운전 제어 수단으로 수시로 송신하고 있다.About the heat medium which circulates the
다음에, 마루 난방 운전 개시 직후의 시작 운전 시(단계 74)에는, 온도 안정 시에 비해 약간 높게 설정된 리모컨의 마루 난방 진행 온도 설정치를 기초로 하여 연속 운전함으로써, 마루 난방의 적온 도달 시간을 단축시키고, 마루 온도가 적온의 안정 상태에 도달하면 진행 온도 제어 운전으로 절환된다(단계 75).Next, at the start operation immediately after the start of the floor heating operation (step 74), the continuous temperature operation time of the floor heating is shortened by continuous operation based on the floor heating progress temperature set value of the remote controller set slightly higher than the temperature stability. When the floor temperature reaches the steady state of the constant temperature, it is switched to the progress temperature control operation (step 75).
진행 온도 제어 운전(단계 75)은 리모컨의 마루 난방 진행 온도 설정치를 내 리고, 또한 리모컨의 마루 난방 복귀 온도 설정치와 실제 기기의 마루 난방 복귀 온도와의 차를 기초로 하여 마루 난방 진행 온도 목표치를 설정하는 것으로, 그 상세에 대해 설명한다.The running temperature control operation (step 75) lowers the floor heating running temperature setpoint of the remote controller and also sets the floor heating running temperature target value based on the difference between the floor heating return temperature setter of the remote controller and the floor heating return temperature of the actual device. The details will be described.
우선, 시작 운전으로부터 진행 온도 제어 운전으로 절환하면, 실제 기기의 마루 난방 복귀 온도와 리모컨의 입력에 의해 설정되는 마루 난방 복귀 온도 설정치와의 비교를 행하여, [복귀 온도 ≥ 복귀 온도 설정치]를 만족시킬 때(단계 76)에는 신진행 온도 목표치를 [구진행 온도 목표치 - (복귀 온도 - 복귀 온도 설정치)]로 한다(단계 76a). 또한, 신진행 온도 목표치가 하한 온도(예를 들어, 30 ℃) 이하이면(단계 76b), 신진행 온도 목표치를 30 ℃로 한다(단계 76c). 또한, [복귀 온도 < 복귀 온도 설정치 - 2 ℃]를 만족시킬 때(단계 77)에는 신진행 온도 목표치를 [구진행 온도 목표치 + (복귀 온도 설정치 - 복귀 온도)]로 한다(단계 77a). 또한, 신진행 온도 목표치가 상한 온도(예를 들어, 70 ℃) 이상이면(단계 77b), 신진행 온도 목표치를 70 ℃로 한다(단계 77c).First, when switching from the start operation to the progress temperature control operation, the floor heating return temperature of the actual device is compared with the floor heating return temperature set by the input of the remote controller, so as to satisfy [return temperature ≥ return temperature set value]. At that time (step 76), the new advancing temperature target value is set to [old advancing temperature target value-(return temperature-return temperature set value)] (
진행 온도 제어 운전은 소정 간격(예를 들어, 10분)으로 반복하고, 복귀 온도의 판정을 행하여 진행 온도를 갱신함으로써, 항상 적온을 유지하는 온도 제어가 가능해지고, 여분의 가열 운전을 배제하여 성적계수(COP)가 양호한 필요 최소한의 저온 연속 운전을 가능하게 하는 것이다. 이 경우에 있어서, 하한 온도 및 상한 온도는 어떠한 경우에도 이 온도 이내로 하는 한계치이며 마루 난방의 통상 시에 있어서의 제어 온도는 아니고, 이에 의해 본 발명의 저온 제어에 의한 성적계수(COP)의 향상 효과를 손상시키는 것은 아니다.The running temperature control operation is repeated at predetermined intervals (e.g., 10 minutes), and the return temperature is determined by updating the running temperature, thereby enabling temperature control to always maintain the constant temperature, thereby eliminating extra heating operation. Coefficient is good to enable the minimum required low temperature continuous operation. In this case, the lower limit temperature and the upper limit temperature are the limit values which fall within this temperature in any case, and are not the control temperature in the normal time of floor heating, thereby improving the coefficient of performance (COP) by the low temperature control of the present invention. It does not damage it.
타이머 또는 리모컨의 조작에 의해 마루 난방 운전 정지 신호가 나오면(단계 78), 마루 난방용 순환 펌프(9) 및 마루 난방용 히트 펌프 운전을 정지하고, 마루 난방 운전은 종료된다(단계 79).When the floor heating operation stop signal is issued by the operation of the timer or the remote controller (step 78), the floor heating circulation pump 9 and the floor heating heat pump operation are stopped, and the floor heating operation is terminated (step 79).
다음에, 흐름도에 의한 마루 난방 운전 제어의 구체예를 도1 및 도3에 의해 설명한다.Next, specific examples of the floor heating driving control by the flowchart will be described with reference to FIGS. 1 and 3.
본 실시예에 있어서는 마루 난방 진행 온도로서 진행 온도 서미스터(8c)에서 검지하는 마루 난방용 전열관(8b)의 출구 온도를 사용하고, 마루 난방 복귀 온도로서는 복귀 온도 서미스터(10a)에서 검지하는 마루 난방용 탱크의 입구 온도를 사용한다.In the present embodiment, as the floor heating running temperature, the outlet temperature of the floor
또한, 본 발명은 본 실시예로 한정되는 것은 아니고, 마루 난방 진행 온도는 마루 난방용 전열관(8b)의 출구로부터 마루 난방 패널(35, 36)의 입구 사이이면 동일한 효과를 갖고, 마루 난방 복귀 온도는 마루 난방용 탱크(10)의 입구로부터 마루 난방 패널(35, 36)의 출구 사이이면 동일한 효과를 갖는 것이다.In addition, this invention is not limited to a present Example, The floor heating advancing temperature has the same effect if it is between the inlet of
도3은 횡축에 마루 난방 운전의 시간 경과를, 종축에 압축기 회전수 및 열매체 온도를 나타내는 마루 난방 운전 제어의 일 실시예이다.Fig. 3 is an embodiment of floor heating operation control showing the time course of the floor heating operation on the horizontal axis and the compressor rotation speed and the heat medium temperature on the vertical axis.
우선, 마루 난방 리모컨(57)에 의해 마루 난방 회로(50)에 있어서의 마루 난방용 탱크(10)의 입구측의 열매체의 온도 설정치(이하, 복귀 온도 설정치라 함) 및 마루 난방용 열교환기(8)의 출구측의 열매체의 초기 온도 목표치(이하, 초기 진행 온도 목표치라 함)가 설정된다. 여기서, 예를 들어 복귀 온도 설정치는 고(50 ℃), 중(40 ℃), 저(30 ℃)의 3개의 선택 모드를 갖고, 각 모드에 대응하여 진행 온 도 목표치가 결정된다. 이하, 복귀 온도 설정치는 중(40 ℃)을 선정하고, 초기 진행 온도 목표치를 60 ℃로 한 경우에 대해 운전 제어 수단(55)에 의한 동작을 설명한다.First, the floor heating
운전 당초의 소정 시간은 시작 운전이고, 초기 진행 온도 목표치가 높은 60 ℃로 설정되어 있으므로, 온도 상승 시간을 단축하여 조기에 안정 운전에 도달할 수 있다.Since the predetermined time at the beginning of operation is the start operation and the initial progress temperature target value is set to 60 ° C., which is high, the temperature rise time can be shortened and stable operation can be reached early.
다음에, 운전 개시로부터 설정 시간(예를 들어, 30분) 경과하면, 마루 난방 패널(35, 36)로의 진행 온도 제어 운전으로 절환하고(A점), 복귀 온도 설정치와 실제 열매체의 복귀 온도(이하, 단순히 복귀 온도라 함)를 비교하여 신진행 온도 목표치를 정한다. A점에 있어서, 복귀 온도(50 ℃)는 복귀 온도 설정치(40 ℃)보다 높기 때문에, 신진행 온도 목표치는 초기 진행 온도 목표치(60 ℃) - [복귀 온도(50 ℃) - 복귀 온도 설정치(40 ℃)] = 50 ℃가 된다.Next, when the set time (for example, 30 minutes) has elapsed from the start of the operation, the operation is switched to the progress temperature control operation to the
A점(30분) 이후는, 예를 들어 10분 경과마다 복귀 온도와 복귀 온도 설정치(40 ℃)의 비교를 행하지만, 횡축의 40, 50, 60분 후에 있어서는, 복귀 온도 < 복귀 온도 설정치, 또한 복귀 온도 ≥ [복귀 온도 설정치(12 ℃)]이고, 설정 온도와 열매체의 가열 온도가 거의 일치하고 있는 것을 나타내고, 여분의 온도 절환은 행하지 않아, 안정된 마루 난방 운전을 계속할 수 있다.After point A (30 minutes), for example, a comparison between the return temperature and the return temperature set value (40 ° C) is performed every 10 minutes, but after 40, 50 and 60 minutes on the horizontal axis, the return temperature <return temperature set value, In addition, the return temperature? (Return temperature set value (12 ° C.)) indicates that the set temperature and the heating temperature of the heat medium are substantially the same, and the extra temperature switching is not performed, and stable floor heating operation can be continued.
또한, B점과 같이, 복귀 온도(35 ℃)가 [복귀 온도 설정치(40 ℃) - 2 ℃]보다도 낮은 경우, 신진행 온도 목표치는 상기한 신진행 온도 목표치(50 ℃) + [복귀 온도 설정치(40 ℃) - 복귀 온도(35 ℃)] = 55 ℃가 된다.Also, as in point B, when the return temperature (35 ° C) is lower than the [return temperature set value (40 ° C) -2 ° C], the new progress temperature target value is the above-mentioned new progress temperature target value (50 ° C) + [return temperature set value]. (40 ° C)-return temperature (35 ° C)] = 55 ° C.
Tmin(30 ℃) 및 Tmax(70 ℃)는 진행 온도 목표치의 한계를 나타내고, 진행 온도의 설정식 산출 결과가 이 범위를 초과하는 경우에는, 신진행 온도 목표치는 30 ℃ 또는 70 ℃로 하는 것이다.Tmin (30 degreeC) and Tmax (70 degreeC) show the limit of a progress temperature target value, and when the result of setting formula calculation of progress temperature exceeds this range, a new progress temperature target value shall be 30 degreeC or 70 degreeC.
또한, 도3은 마루 난방 패널로의 진행 온도 절환 동작을 설명하기 위해, 실시예에서의 온도 곡선을 그린 것이고, 시간, 온도 설정, 온도 목표치 등, 이 그래프의 내용은 조건 설정에 의해 당연히 변하는 것이다.In addition, FIG. 3 is a drawing of the temperature curve in the embodiment to explain the progress temperature switching operation to the floor heating panel, and the contents of this graph, such as time, temperature setting, and temperature target value, are naturally changed by setting conditions. .
또한, 본 실시예에서는 설명상, 리모컨 설정 온도를 복귀 온도 설정치로 하였지만, 이에 한정되는 것은 아니고, 예를 들어 저(30 ℃), 중(40 ℃), 고(50 ℃)와 같이 미리 설정된 온도로 해도 좋고, 마루 난방용 열교환기에 흐르는 열매체의 특정 위치의 온도를 설정하도록 해도 좋다.In the present embodiment, the remote control setting temperature is set as the return temperature setting value in the description, but the present invention is not limited thereto. For example, the preset temperature such as low (30 ° C.), medium (40 ° C.) and high (50 ° C.) is used. The temperature of the specific position of the heat medium flowing in the heat exchanger for floor heating may be set.
상기와 같이 항상 실제 기기의 복귀 온도를 검지하여 소정 간격(예를 들어, 10분)마다 복귀 온도와 복귀 온도 설정치의 비교를 기초로 온도 목표치를 갱신함으로써, 실제 기기 부하의 변화에 대응한 마루 난방의 온도 제어를 행할 수 있다.As described above, the floor heating corresponding to the change of the actual device load is always detected by detecting the return temperature of the actual device and updating the temperature target value based on the comparison of the return temperature and the return temperature set value at predetermined intervals (for example, 10 minutes). The temperature control of can be performed.
다음에, 도4에서 마루 난방 운전 시에 있어서의 성적계수(C0P)에 대해 설명한다.Next, the coefficient of performance C0P at the time of floor heating operation is demonstrated in FIG.
도4는 마루 난방 운전 시에 있어서의 열매체의 진행 온도(마루 난방용 전열관의 출구측 온도)를 횡축으로, 성적계수(COP)를 종축으로 하여 진행 온도와 성적계수의 상관 관계를 나타낸 것이다. 사용 조건이 동일한 경우, 마루 난방 운전에 있어서는, 도4에 도시한 바와 같이 진행 온도가 낮을수록 성적계수는 높아진다.Fig. 4 shows the correlation between the traveling temperature and the coefficient of performance, with the horizontal axis as the traveling temperature (the outlet side temperature of the floor heating tube) and the vertical coefficient as the longitudinal axis (COP) during the floor heating operation. When the use conditions are the same, in the floor heating operation, as shown in Fig. 4, the lower the progress temperature, the higher the coefficient of performance.
본 발명에 있어서는, 마루 난방 초기 운전 시에는 시작 시간의 단축을 중시 하여 진행 온도 목표치를 약간 높게(50 내지 60 ℃) 하기 때문에, 성적계수는 약 2 내지 2.5로 약간 낮지만, 온도 안정 후에는 초기 진행 온도 목표치를 30 내지 40 ℃로 하고, 성적계수는 약 3.5 내지 4.0으로 향상시킬 수 있다.In the present invention, during the initial floor heating operation, since the start time is emphasized and the progress temperature target value is slightly higher (50 to 60 ° C.), the grade coefficient is slightly lower to about 2 to 2.5, but after the temperature is stabilized, The progress temperature target value may be 30 to 40 ° C., and the coefficient of performance may be improved to about 3.5 to 4.0.
다음에, 도5에서 부엌 수도꼭지에 의한 온수 사용 시의 급탕 운전에 대해 설명한다. 부엌 수도꼭지(23)를 개방하여 온수 사용이 개시되면(단계 81), 급수 수량 센서(15)가 유량을 검지하여 급탕 개시의 판정을 행하고(단계 82), 유량이 일정 이상이면 급탕 개시라 판정하고, 운전 제어 수단(55)은 압축기(1a, 1b)를 시동시켜 히트 펌프 운전을 개시하고(단계 83), 급수 금속 체결구(13), 감압 밸브(14), 급수 수량 센서(15), 수용 역지 밸브(16), 급수측 전열관(3c, 3d), 급탕 혼합 밸브(19), 더운물과 찬물 혼합 밸브(20), 유량 조정 밸브(21), 부엌 출탕 금속 체결구(22), 부엌 수도꼭지(23)의 급탕 회로에 의해 급탕을 개시한다(단계 84).Next, the hot water supply operation at the time of using hot water by the kitchen faucet in FIG. 5 is demonstrated. When the
여기서, 운전 제어 수단(55)은 압축기(1a, 1b)를 회전수 제어로 운전하고, 압축한 고온 고압 냉매를 순환시키는 동시에, 열원 회로(40)의 냉매 개폐 밸브(2a) 및 냉매 개폐 밸브(2c)를 개방하고, 냉매 개폐 밸브(2b)를 폐쇄함으로써 급탕용 열교환기(3)에는 냉매 순환하지만, 마루 난방용 열교환기(8)에는 냉매 순환을 행하지 않는다. 또한, 감압 장치(4a, 4b)를 개방 조정하고, 감압 장치(4c)는 폐쇄한다.Here, the operation control means 55 drives the
즉, 압축기(1a, 1b)에서 압축된 고온 고압 냉매를 급탕용 열교환기(3)의 냉매측 전열관(3a, 3b)으로 송입하고, 급수측 전열관(3c, 3d)을 흐르는 급수를 가열하여 더운물과 찬물 혼합 밸브(20)측으로 유출하지만, 운전 시작 직후에는 급탕용 열교환기(3)로 송입되어 오는 냉매가 충분히 고온 고압이 되지 않아서 온도가 낮 고, 또한 급탕용 열교환기(3) 전체가 식어 있으므로, 물을 가열하는 가열 능력이 충분하지 않다. 시간의 경과와 함께 냉매는 고온 고압이 되고, 그것에 수반하여 발생하는 냉매로부터의 방열량이 증가하여 물로의 가열 능력이 점차 증가하지만, 이 운전 개시로부터 급탕 온도가 적온(약 40 ℃)에 도달할 때까지의 운전 시작 시에는 저탕 탱크에 미리 저장해 둔 적온 이상의 온도(예를 들어, 60 내지 65 ℃)의 더운물을 출탕하고, 급탕 혼합 밸브(19)로 급수측 전열관(3c, 3d)으로부터 오는 더운물과 혼합하여 적온 이상의 고온수로 하고, 또한 더운물과 찬물 혼합 밸브(20)로 급수 수량 센서(15)측으로부터의 냉수를 적량 혼합하여 사용 적온에 맞춘 후, 유량 조정 밸브(21), 부엌 출탕 금속 체결구(22)를 통과시켜 부엌 수도꼭지(23)로 급탕한다.That is, the high temperature and high pressure refrigerant compressed by the
이 급탕 운전에 있어서는, 도1의 마루 난방용 열원 회로(41) 및 급탕용 열원 회로(42)를 함께 운전하고, 압축기(1a, 1b)는 운전 제어 수단에 의해 회전수 제어를 행하고, 수원의 수도 등으로부터 공급되는 급수 온도가 높은 하절기에는 작은 가열량으로 해결되므로 회전수를 낮게 하고, 급수 온도가 낮은 동절기는 큰 가열량을 필요로 하므로 회전수를 높게 하여 운전한다.In this hot water supply operation, the floor heating
종래의 저탕식 히트 펌프 급탕기에 있어서는, 압축기를 3000 내지 4000 회전/분으로 운전하여 고온 저탕해 둔다. 마루 난방 사용의 경우에는 저탕 운전과 마찬가지로 압축기를 3000 내지 4000 회전/분으로 운전하여 고온수를 순환시키기 때문에, 급탕 운전에 비해 부하가 가벼운 마루 난방 운전에서는 압축기를 빈번히 단속시키고 있다.In the conventional low temperature type heat pump hot water supply machine, the compressor is operated at 3000 to 4000 revolutions / minute to be heated at high temperature. In the case of floor heating use, the compressor is operated at 3000 to 4000 revolutions / minute to circulate the hot water as in the low temperature operation. Therefore, the floor heating operation in which the load is lighter than the hot water operation is frequently interrupted.
이에 대해, 본 발명의 순간식 히트 펌프 급탕 마루 난방 장치는 급탕 사용 부하에 따른 압축기 회전수로 운전하여 순간 탕비기와 같이 급탕하는 것이지만, 마루 난방 운전 시에 있어서는 저탕식 히트 펌프 급탕기와 같이 고속 회전으로 단속 운전을 행하지 않고, 압축기를 저속 연속 운전하고 있으므로, 효율(COP)을 향상시킬 수 있다.On the other hand, the instantaneous heat pump hot water supply floor heating apparatus of the present invention is driven at a compressor rotational speed according to the hot water use load to supply hot water like an instant hot water dispenser. Since the compressor is continuously operated at low speed without performing intermittent operation, the efficiency COP can be improved.
도5로 복귀하여, 급탕 개시(단계 84) 후, 급수 수량 센서(15), 급수 서미스터(37), 급탕 서미스터(38) 등의 검지 데이터에 의해 운전 제어 수단(55)은 급탕 온도 및 유량의 조정을 행하고(단계 85), 적정 온도, 적정 유량의 급탕 운전을 계속한다. 또한, 급탕 온도 및 유량의 판정을 반복해서 행하고(단계 86), 규정 내이면 수도꼭지가 폐쇄될 때까지 급탕을 계속한다(단계 87). 부엌 수도꼭지(23)가 폐쇄되어 온수 사용이 종료되면(단계 88), 운전 제어 수단(55)은 히트 펌프 운전을 정지하고(단계 89), 급탕 운전은 종료된다(단계 80).Returning to Fig. 5, after start of hot water supply (step 84), the operation control means 55 controls the hot water temperature and flow rate by the detection data such as the water
다음에, 목욕물 급탕 회로에 대해 도1을 이용하여 설명한다.Next, the bath water hot water supply circuit will be described with reference to FIG.
목욕물 담기 운전은 히트 펌프 운전과 동시에, 급수 금속 체결구(13) → 감압 밸브(14) → 급수 수량 센서(15) → 수용 역지 밸브(16) → 급수측 전열관(3c, 3d) → 급탕 혼합 밸브(19) → 탕수 혼합 밸브(20) → 유량 조정 밸브(21) → 목욕물 주탕 밸브(24) → 플로우 스위치(25) → 목욕물 순환 펌프(26) → 수위 센서(27) → 입출탕 금속 체결구(28) → 목욕물 순환 어댑터(29) → 욕조(30)의 목욕물 급탕 회로에 의해 목욕물 담기를 행한다.At the same time as the heat pump operation, the water supply metal fastener (13) → the pressure reducing valve (14) → the water supply water sensor (15) → the receiving check valve (16) → the water supply side heat transfer pipe (3c, 3d) → the hot water mixing valve (19) → hot water mixing valve (20) → flow control valve (21) → bath water pouring valve (24) → flow switch (25) → bath water circulation pump (26) → water level sensor (27) 28) Bathing
또한, 목욕물 담기 시에는 히트 펌프 운전에 의한 목욕물 급탕과 병행하여 급수 금속 체결구(13) → 감압 밸브(14) → 급수 수량 센서(15) → 저탕 탱크(17) → 급탕 혼합 밸브(19) → 더운물과 찬물 혼합 밸브(20) → 유량 조정 밸브(21) → 목욕물 주탕 밸브(24) → 플로우 스위치(25) → 목욕물 순환 펌프(26) → 수위 센서(27) → 입출탕 금속 체결구(28) → 목욕물 순환 어댑터(29) → 욕조(30)의 저탕 탱크로부터의 목욕물 급탕도 행하여 목욕물 담기 시간의 단축을 도모하고 있다. 또한, 저탕 탱크(17)로부터의 급탕량은 목욕물 담기 후의 급탕 사용을 위해 최소 필요한의 더운물과 찬물을 저탕 탱크(17) 내에 남길 수 있는 범위 내에 있어서 목욕물 담기에 사용하는 것이다.In addition, the water supply metal fastener (13) → pressure reducing valve (14) → water supply sensor (15) → water storage tank (17) → hot water mixing valve (19) Hot and cold
또한, 목욕물 추가 가열 운전은 히트 펌프 운전에 의해 급수측 전열관(3c, 3d) 내에서 가열된 온수가 기내 순환 펌프(18)의 운전에 의해 급수측 전열관(3c, 3d) → 목욕물 열교환 개폐 밸브(7) → 목욕물 가열관(6a) → 기내 순환 펌프(18) → 급수측 전열관(3c, 3d)의 가열 물순환을 행하는 동시에, 목욕물 순환 펌프(26)의 운전에 의해 목욕물 전열관(6b) → 목욕물 출탕 금속 체결구(31) → 목욕물 순환 어댑터(29) → 욕조(30) → 목욕물 순환 어댑터(29) → 입출탕 금속 체결구(28) → 수위 센서(27) → 목욕물 순환 펌프(26) → 플로우 스위치 → 목욕물 전열관(6b)의 목욕물 순환을 행하고, 목욕물 열교환기(6)에 있어서 목욕물 가열관(6a) 내의 고온수로 목욕물 전열관(6b) 내의 목욕물 순환수를 가열하여 목욕물 추가 가열을 행한다.Further, the bath water addition heating operation is performed by the operation of the in-flight circulation pump 18 of the hot water heated in the water supply side
이상, 본 발명의 일 실시예에 대해 설명하였지만, 히트 펌프 급탕 방식은 순간식으로 한정되지 않고, 저탕 방식에 있어서도 효과를 갖는다. 또한, 마루 난방 운전 개시 시에는 리모컨의 높은 설정 온도, 즉 마루 난방용 열매체의 진행 온도 목표치에 따라서 마루 난방 운전을 행하고, 소정 시간 경과 이후에는 리모컨에 의한 마루 난방용 열매체의 복귀 온도 설정치와 실제의 복귀 온도와의 차를 기초로 하여 진행 온도 목표치를 설정함으로써, 마루 난방의 시작 시간을 단축하고, 또한 안정 후의 가열 성적계수의 향상을 도모할 수 있다.As mentioned above, although one Embodiment of this invention was described, a heat pump hot water supply system is not limited to instantaneous type, but also has an effect also in a low water heating system. When the floor heating operation starts, the floor heating operation is performed according to the high set temperature of the remote control, that is, the progress temperature target value of the heating medium for the floor heating. After a predetermined time, the return temperature setting value and the actual return temperature of the heating medium for the floor heating by the remote control are elapsed. By setting the progress temperature target value based on the difference between and, the start time of floor heating can be shortened and the heating coefficient after stabilization can be improved.
또한, 본 발명의 주안은 마루 난방용 열매체의 진행 온도 목표치의 설정에 있어서 복귀 온도를 가미하는 데 있고, 설정 온도, 복귀 온도 외에, 외기 온도를 가미해도 발명의 구성을 일탈하는 것은 아니다.In addition, the main point of this invention is to add a return temperature in setting the progress temperature target value of the floor heating medium, and it does not deviate from the structure of this invention even if it adds outside temperature other than a set temperature and return temperature.
또한, 상기 실시예에 있어서는 급탕과 마루 난방의 절환에 냉매 개폐 밸브(2a, 2b)를 이용하였지만, 감압 장치(4a, 4c)에 완전 폐쇄 기능을 갖게 하고, 냉매 개폐 밸브(2a, 2b)를 없애고, 감압 장치(4a, 4c)만으로 냉매 유로의 절환을 행하도록 좋다. 여기서, 사용하지 않는 급탕용 열교환기(3) 또는 마루 난방용 열교환기(8)가 식어, 냉매가 응축, 저장되고, 동작하고 있는 히트 펌프 사이클의 냉매 부족을 방지하기 위해, 사용하지 않는 열교환기측의 감압 장치를 미소량 개방하여 냉매가 저장되는 것을 방지하도록 해도 좋다.In the above embodiment, the refrigerant open /
또한, 상기 실시예에서는 마루 난방용과 일부의 급탕용 열원 회로를 절환하여 이용하는 구성을 설명하였지만, 이에 한정되지 않고, 예를 들어 각각 독립된 열원 회로를 구비하는 구성으로 해도 좋은 것은 물론이다.In addition, in the said embodiment, although the structure which used for switching floor heating and a part of hot water supply circuits for hot water supply was demonstrated, it is not limited to this, For example, it is good also as a structure provided with independent heat source circuits, respectively.
본 발명의 히트 펌프 급탕 마루 난방 장치에 따르면, 간단한 구성이고, 히트 펌프의 성적계수를 향상시킬 수 있고, 게다가 마루 난방 부하의 변화에 대한 높은 응답성을 얻을 수 있다.According to the heat pump hot water floor heating device of the present invention, the heat pump hot water floor heating device is simple in construction, and the coefficient of performance of the heat pump can be improved, and high responsiveness to changes in the floor heating load can be obtained.
Claims (4)
Applications Claiming Priority (2)
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