KR101155471B1 - 히트펌프식 급탕장치 - Google Patents

Abstract

본 발명의 히트펌프식 급탕장치는 압축기와 실외 열교환기와 팽창기구와 실내 열교환기를 갖고 공조운전을 할 수 있는 냉동 사이클 회로와; 압축기에서 압축된 냉매가 물을 가열한 후 냉동 사이클 회로에서 응축, 팽창, 증발될 수 있게 냉동 사이클 회로에 연결 유로로 연결되는 수냉매 열교환기와; 수냉매 열교환기가 물을 가열하는 물 가열운전시 냉매가 실내 열교환기에 쌓이게 하거나 실내 열교환기에 쌓인 냉매를 유동시키게 냉동 사이클 회로와 연결 유로의 냉매 유동 방향을 조절하는 냉매 조절 기구를 포함하여, 각 운전별 최적의 냉매 순환량으로 조절할 수 있고, 효율이 높은 이점이 있다.

Description

히트펌프식 급탕장치{Heat pump type speed heating apparatus}

본 발명은 히트펌프식 급탕장치에 관한 것으로서, 특히 냉매를 실내 열교환기나 수냉매 열교환기에 쌓이게 하여 냉매 순환량을 조절할 수 있는 히트펌프식 급탕장치에 관한 것이다.

일반적으로 히트 펌프는 냉매의 발열 또는 응축열을 이용해 저온의 열원을 고온으로 전달하거나 고온의 열원을 저온으로 전달하는 냉난방장치이다.

히트 펌프는 압축기와 응축기와 팽창기구와 증발기를 포함하고, 최근에는 화석 연료의 소비를 최소화하도록 냉매로 물을 가열하여 급탕에 이용할 수 있는 히트펌프식 급탕장치가 개발되는 추세이다.

JP 2001-263857 A (2001.9.26)

종래 기술에 따른 히트펌프식 급탕장치는 급탕 열교환기를 통과한 냉매가 실외 열교환기와 팽창기구와 실내 열교환기를 모두 통과하여 응축, 팽창, 증발되므로 운전별로 최적 냉매량을 조절할 수 없는 문제점이 있다.

본 발명은 운전 각각에 맞는 최적 냉매량으로 냉매 순환량을 조절할 수 있는 히트펌프식 급탕장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기한 과제를 해결하기 위한 본 발명은 압축기와 실외 열교환기와 팽창기구와 실내 열교환기를 갖고 공조운전을 할 수 있는 냉동 사이클 회로와; 상기 압축기에서 압축된 냉매가 물을 가열한 후 상기 냉동 사이클 회로에서 응축, 팽창, 증발될 수 있게 상기 냉동 사이클 회로에 연결 유로로 연결되는 수냉매 열교환기와; 상기 수냉매 열교환기가 물을 가열하는 물 가열운전시 냉매가 상기 실내 열교환기에 쌓이게 하거나 상기 실내 열교환기에 쌓인 냉매를 유동시키게 상기 냉동 사이클 회로와 연결 유로의 냉매 유동 방향을 조절하는 냉매 조절 기구를 포함한다.

상기 냉매 조절 기구는 상기 공조운전시 냉매가 상기 수냉매 열교환기에 쌓이게 하거나 상기 수냉매 열교환기에 쌓인 냉매를 유동시키게 상기 냉동 사이클 회로와 연결 유로의 냉매의 유동 방향을 조절할 수 있다.

상기 냉매 조절 기구는 상기 압축기에서 토출된 냉매가 상기 수냉매 열교환기를 통과하거나 바이패스하게 상기 압축기에서 토출된 냉매의 유동 방향을 조절하는 주 냉매조절부를 포함할 수 있다.

상기 냉매 조절 기구는 상기 수냉매 열교환기를 통과한 냉매를 상기 실외 열교환기와 실내 열교환기 사이로 안내하게 연결된 밸런스 유로와; 상기 수냉매 열교환기를 통과한 냉매가 상기 밸런스 유로를 통과하거나 바이패스하게 상기 수냉매 열교환기를 통과한 냉매의 유동 방향을 조절하는 보조 냉매조절부를 더 포함할 수 있다.

상기 냉매 조절 기구는 상기 밸런스 유로의 냉매 흐름을 단속하는 밸런스 밸브와; 상기 밸런스 유로와 실내 열교환기 사이에서 냉매의 흐름을 단속하는 액냉매 밸브를 더 포함할 수 있다.

상기 주 냉매조절부와 보조 냉매조절부와 밸런스 밸브와 액냉매 밸브를 제어하는 제어부를 더 포함할 수 있다.

상기 수냉매 열교환기는 급탕조와 급탕 순환유로로 연결된 급탕 열교환기와, 상기 급탕 열교환기를 통과한 냉매가 통과하도록 연결되고 바닥 난방 배관과 바닥난방 순환유로로 연결된 바닥난방 열교환기를 포함하고, 상기 물 가열운전은 상기 급탕조의 물이 급탕 열교환기에서 가열된 후 회수되는 급탕 운전과, 상기 바닥 난방 배관의 물이 상기 바닥난방 열교환기에서 가열된 후 회수되는 바닥난방 운전을 포함할 수 있다.

상기 냉매 조절 기구는 상기 급탕 열교환기를 통과한 냉매가 상기 바닥난방 열교환기를 통과하거나 바이패스하게 상기 급탕 열교환기를 통과한 냉매의 유동 방향을 조절하는 바닥난방 열교환기 냉매조절부를 더 포함할 수 있다.

상기 냉매 조절 기구는 상기 급탕운전과 공조운전의 동시운전시, 냉매가 상기 바닥난방 열교환기에 냉매가 쌓이게 하거나 상기 바닥난방 열교환기에 쌓인 냉매를 유동시키게 상기 냉동 사이클 회로와 연결 유로의 냉매의 유동 방향을 조절할 수 있다.

상기 급탕 순환유로에 설치된 급탕 펌프와, 상기 바닥난방 순환유로에 설치된 바닥난방 펌프를 더 포함하고, 상기 냉매 조절 기구는 냉매가 상기 바닥난방 열교환기에 냉매가 쌓이게 할 때, 상기 급탕 펌프를 구동하고, 상기 바닥난방 열교환기에 쌓인 냉매를 유동시킬 때, 상기 급탕 펌프를 정지시킬 수 있다.

상기와 같이 구성되는 본 발명에 따른 히트 펌프식 급탕장치는 수냉매 열교환기가 물과 냉매를 열교환시키는 운전일 때, 실내 열교환기에 액냉매가 쌓이게 하여 냉매 순환량을 조절할 수 있으므로, 최적의 냉매 순환량으로 히트 펌프식 급탕장치를 운전할 수 있어 효율이 높은 이점이 있다.

또한, 실내 열교환기가 실내 공기와 냉매를 열교환시키는 운전일 때, 수냉매 열교환기에 액냉매가 쌓이게 하여 냉매 순환량을 조절할 수 있으므로, 최적의 냉매 순환량으로 히트 펌프식 급탕장치를 운전할 수 있어 효율이 높은 이점이 있다.

또한, 바닥난방 열교환기에 냉매가 쌓이게 하여 냉매 순환량을 조절할 수 있으므로, 급탕운전과 공조운전의 동시운전시 최적의 냉매 순환량으로 히트펌프식 급탕장치를 운전할 수 있고 효율이 높은 이점이 있다.

또한, 급탕 열교환기나 난방 열교환기가 리시버 기능을 수행하거나, 실내 열교환기와 밸런스 유로가 리시버 기능을 수행하므로, 별도의 기구적인 리시버를 냉동 사이클 회로 상에 설치하는 경우 보다 구조가 간단하고 비용이 저렴하며 컴팩트화가 가능한 이점이 있다.

또한, 급탕과 바닥난방과 공간공조를 모두 함께 실시할 수 있는 이점이 있다.

또한, 주 냉매조절부와 보조 냉매조절부와 바닥난방 열교환기 냉매조절부와 밸런스밸브와 액냉매밸브가 급탕운전, 바닥난방운전, 공조운전을 조합하는 다양한 운전을 실시할 수 있게 하면서, 냉매의 밸런스를 조절할 수 있는 이점이 있다.

도 1은 본 발명에 따른 히트펌프식 급탕장치 일실시예의 개략도,
도 2는 본 발명에 따른 히트펌프식 급탕장치 일실시예의 구성도,
도 3은 본 발명에 따른 히트펌프식 급탕장치 일실시예의 공조운전시 냉매 흐름이 도시된 구성도,
도 4는 본 발명에 따른 히트펌프식 급탕장치 일실시예의 공조운전시 냉매 순환량 감소일 경우 냉매 흐름이 도시된 구성도,
도 5는 본 발명에 따른 히트펌프식 급탕장치 일실시예의 공조운전시 냉매 순환량 증가일 경우 냉매 흐름이 도시된 구성도,
도 6은 본 발명에 따른 히트펌프식 급탕장치 일실시예의 공조운전과 급탕운전 동시운전시 냉매 흐름이 도시된 구성도,
도 7은 본 발명에 따른 히트펌프식 급탕장치 일실시예의 공조운전과 급탕운전의 동시운전시 냉매 순환량 감소일 경우 냉매 흐름이 도시된 구성도,
도 8은 본 발명에 따른 히트펌프식 급탕장치 일실시예의 공조운전과 급탕운전의 동시운전시 냉매 순환량 증가일 경우 냉매 흐름이 도시된 구성도,
도 9는 본 발명에 따른 히트펌프식 급탕장치 일실시예의 바닥난방운전시 냉매 흐름이 도시된 구성도,
도 10은 본 발명에 따른 히트펌프식 급탕장치 일실시예의 바닥난방운전시 냉매 순환량 감소일 경우 냉매 흐름이 도시된 구성도,
도 11은 본 발명에 따른 히트펌프식 급탕장치 일실시예의 바닥난방운전시 냉매 순환량 증가일 경우 냉매 흐름이 도시된 구성도,
도 12는 본 발명에 따른 히트펌프식 급탕장치 일실시예의 바닥난방운전과 급탕운전 동시운전시 냉매 흐름이 도시된 구성도,
도 13은 본 발명에 따른 히트펌프식 급탕장치 일실시예의 바닥난방운전과 급탕운전 동시운전시 냉매 순환량 감소일 경우 냉매 흐름이 도시된 구성도,
도 14는 본 발명에 따른 히트펌프식 급탕장치 일실시예의 바닥난방운전과 급탕운전 동시운전시 냉매 순환량 증가일 경우 냉매 흐름이 도시된 구성도,
도 15는 본 발명에 따른 히트펌프식 급탕장치 일실시예의 급탕운전시 냉매 흐름이 도시된 구성도,
도 16은 본 발명에 따른 히트펌프식 급탕장치 일실시예의 급탕운전시 냉매 순환량 감소일 경우 냉매 흐름이 도시된 구성도,
도 17은 본 발명에 따른 히트펌프식 급탕장치 일실시예의 급탕운전시 냉매 순환량 증가일 경우 냉매 흐름이 도시된 구성도이다.

도 1은 본 발명에 따른 히트펌프식 급탕장치 일실시예의 개략도이고, 도 2는 본 발명에 따른 히트펌프식 급탕장치 일실시예의 구성도이다.

본 실시예에 따른 히트펌프식 급탕장치는 냉동 사이클 회로(2)와 수냉매 열교환기(4)(6)와 냉매 조절기구(8)를 포함한다.

냉동 사이클 회로(2)는 압축기(12)와 실외 열교환기(14)와 팽창기구(16)(17)와 실내 열교환기(18)를 포함하여, 실내를 냉방 공조시키거나 난방공조시킬 수 있다.

냉동 사이클 회로(2)의 공조 운전은 실내의 공기를 흡입하여 난방 공조하는 공간난방운전과 실내의 공기를 흡입하여 냉방 공조시키는 공간냉방운전으로 이루어질 수 있다.

냉동 사이클 회로(2)는 압축기(12)의 흡입유로(22)에 압축기(12)로 액냉매가 유입되는 것을 막는 어큐물레이터(24)가 설치되고, 압축기(12)의 토출유로(26)에 압축기(12)에서 토출된 냉매와 오일 중 오일을 분리하여 압축기(12)로 회수하는 오일분리기(28)가 설치된다.

실외 열교환기(14)는 냉매를 응축하거나 증발하는 것으로서, 실외 공기가 냉매와 열교화되는 공기냉매 열교환기로 구성되는 것도 가능하고, 냉각수가 냉매와 열교환되는 수냉매 열교환기로 구성되는 것도 가능하다.

실외 열교환기(14)는 공기냉매 열교환기로 구성될 경우, 실외팬(30)이 실외 열교환기(14)로 실외 공기를 송풍하게 설치된다.

실외 열교환기(14)는 실내 열교환기(18)와 열교환기 연결배관(32)로 연결된다.

팽창기구(16)(17)는 열교환기 연결배관(32)에 설치된다.

팽창기구(16)(17)는 실외 열교환기(14)와 실내 열교환기(18) 중 실외 열교환기(14)에 근접하게 설치된 실외 팽창기구(16)와, 실외 열교환기(14)와 실내 열교환기(18) 중 실내 열교환기(18)에 근접하게 설치된 실내 팽창기구(17)를 포함한다.

열교환기 연결배관(32)은 실외 열교환기(14)와 실외 팽창기구(16)가 연결되는 실외 열교환기-실외 팽창기구 연결배관(34)과, 실외 팽창기구(16)와 실내 팽창기구(17)가 연결되는 팽창기구 연결배관(36)과, 실내 팽창기구(17)와 실내 열교환기(18)가 연결되는 실내 팽창기구-실내 열교환기 연결배관(38)을 포함한다.

실내 열교환기(18)는 실내 공기가 냉매와 열교환되면서 실내를 냉방 시키거나 난방시키는 것으로서, 실내팬(39)이 실내 열교환기(18)로 실내 공기를 순환시키게 설치된다.

냉동 사이클 회로(2)는 압축기(12)에서 압축된 냉매가 실외 열교환기(14)와 팽창기구(16)(17)와 실내 열교환기(18)를 순차적으로 통과한 후 압축기(12)로 회수되게 연결되어 실내 열교환기(18)가 증발기로 기능하면서 실내 공기를 냉각하는 냉방용 공기조화기로 구성되는 것이 가능하다.

냉동 사이클 회로(2)는 압축기(12)에서 압축된 냉매가 실내 열교환기(18)와 팽창기구(16)(17)와 실외 열교환기(14)를 순차적으로 통과한 후 압축기(12)로 회수되게 연결되어 실내 열교환기(14)가 응축기로 기능하면서 실내 공기를 가열하는 난방용 공기조화기로 구성되는 것이 가능하다.

냉동 사이클 회로(2)는 압축기(12)에서 압축된 냉매가 난방 운전시 실외 열교환기(14)와 팽창기구(16)(17)와 실내 열교환기(18)를 순차적으로 통과한 후 압축기(12)로 회수되고 냉방 운전시 실내 열교환기(18)와 팽창기구(16)(17)와 실외 열교환기(14)를 순차적으로 통과한 후 압축기(12)로 회수되는 냉난방 겸용 공기조화기로 구성되는 것이 가능하다.

냉동 사이클 회로(2)는 실내 열교환기(18)가 실내를 냉방 시키거나 난방 시키게 설치되는 것이 바람직하고, 이하 냉,난방 운전을 절환할 수 있는 냉난방 겸용 공기조화기로 구성되는 것으로 설명한다.

냉동 사이클 회로(2)는 냉매가 압축기(12)와 실외 열교환기(14)와 팽창기구(16)(17)와 실내 열교환기(18) 순서로 유동되게 하거나, 압축기(12)와 실내 열교환기(18)와 팽창기구(16)(17)와 실외 열교환기(14) 순서로 유동되게 하는 냉/난방 절환밸브(40)를 더 포함한다.

냉난방 절환밸브(40)는 압축기(12)와 압축기 흡입유로(22) 및 압축기 토출 유로(26)로 연결되고, 실외 열교환기(14)와 실외 열교환기 연결배관(42)으로 연결되며, 실내 열교환기(18)와 실내 열교환기 연결배관(44)으로 연결된다.

수냉매 열교환기(4)(6)는 압축기(12)에서 압축된 냉매가 물을 가열한 후 냉동 사이클 회로에서 응축, 팽창, 증발될 수 있게 냉동 사이클 회로(2)에 연결 유로(50)로 연결된다.

수냉매 열교환기(4)(6)는 급탕 열교환기(4)와 바닥난방 열교환기(6) 중 적어도 하나를 포함할 수 있고, 이하, 수냉매 열교환기(4)(6)는 급탕 열교환기(4)와 바닥난방 열교환기(6)를 모두 포함하는 예를 들어 설명한다.

연결 유로(50)는 냉동 사이클 회로(2)의 냉매 특히, 압축기(12)에서 압축된 냉매가 수냉매 열교환기(4)(6)로 유동되는 수냉매 열교환기 유입유로(52)와, 수냉매 열교환기(4)(6)에서 유출된 냉매가 냉동 사이클 회로(2) 특히 냉/난방 절환밸브(40)로 유동되는 수냉매 열교환기 유출유로(54)를 포함한다.

수냉매 열교환기 유입유로(52)와 수냉매 열교환기 유출유로(54)는 그 각각이 압축기(12)와 냉/난방 절환밸브(40) 사이에 각각 연결된다.

연결 유로(50)는 급탕 열교환기(4)와 바닥난방 열교환기(6)를 직/병렬로 연결할 수 있고, 급탕 열교환기(4)와 난방 열교환기(6) 중 어느 하나를 통과한 냉매가 다른 하나를 선택적으로 통과하게 연결하는 것도 가능하다.

연결 유로(50)는 냉매가 급탕 열교환기(4)를 먼저 통과한 후 바닥난방 열교환기(6)를 통과할 수 있게 형성되고, 급탕 열교환기(4)를 통과한 냉매가 바닥난방 열교환기(6)를 선택적으로 통과할 수 있게 형성된다.

연결 유로(50)는 급탕 열교환기(4)를 통과한 냉매가 유출되는 급탕 유출유로(55)를 포함하고, 바닥난방 열교환기(6)는 급탕 열교환기유출유로(55)에 바닥난방 열교환기 연결유로(70)로 연결된다.

바닥난방 열교환기 연결유로(70)는 급탕유출유로(55)의 냉매가 수냉매 열교환기(72)로 유입되는 난방유입유로(74)와, 수냉매 열교환기(72)를 통과한 냉매가 급탕유출유로(54)로 유출되는 난방유출유로(76)를 포함한다.

난방유출유로(76)에는 급탕유출유로(54)의 냉매가 난방유출유로(76)를 통해 수냉매 열교환기(72)로 역류되는 것을 막는 체크밸브(78)가 설치된다.

즉, 연결 유로(50)는 급탕 열교환기(4)를 통과한 냉매가 바닥난방 열교환기(6)를 바이패스하면서 급탕유출유로(55)를 통과한 후 수냉매 열교환기 유출유로(54)로 유출되거나, 급탕 열교환기(4)를 통과한 냉매가 바닥난방 열교환기(6)와 체크밸브(78)를 차례로 통과한 후 수냉매 열교환기 유출유로(54)로 유출되게 구성된다.

이하, 급탕 열교환기(4)에 대해서 상세히 설명한다.

급탕 열교환기(4)는 압축기(12)에서 과열된 냉매가 급탕에 이용되는 물과 열교환되면서 응축되게 하는 일종의 디슈퍼히터(desuperheater)이다.

급탕 열교환기(4)는 과열된 냉매가 통과하는 냉매 유로와, 급탕에 이용되는 물이 통과하는 물 유로를 갖는다.

급탕 열교환기(4)는 냉매 유로와 물 유로가 열전달부재를 사이에 두고 내,외로 형성된 이중관 열교환기로 이루어지는 것도 가능하고, 냉매 유로와 물 유로가 열전달부재를 사이에 두고 교대로 형성된 판형 열교환기로 이루어지는 것도 가능하다.

급탕 열교환기(4)는 급탕조(56)와 급탕 순환유로(58)로 연결된다.

여기서, 급탕조(56)는 급탕에 이용되는 물이 담겨지는 것으로서, 외부의 물이 급탕조(56)로 급수되는 급수부(62)와, 급탕조(56)의 물이 출수되는 출수부(64)가 연결된다.

급탕조(56)는 급탕 열교환기(4)에서 가열된 후 급탕조(56)로 유입된 물이 출수부(64)로 직접 출수되게 구성되는 것이 가능하다.

급탕조(56)는 내부에 급탕수 배관(58)과 연결되는 급탕 코일이 설치되어, 급탕 열교환기(4)에서 가열된 물이 급탕 코일을 통과하면서 급탕조(56) 내부를 가열하고, 급수부(62)로 입수된 물이 급탕 코일에 의해 가열되어 출수부(64)로 출수되는 것도 가능함은 물론이다.

즉, 급탕조(56)와 급탕 열교환기(4)와 급탕 펌프(60)는 급탕 회로를 구성한다.

이하, 바닥난방 열교환기(6)에 대해서 상세히 설명한다.

바닥난방 열교환기(6)는 급탕 열교환기(4)에서 1차로 응축된 냉매가 물과 열교환되면서 추가로 응축되는 응축 열교환기이다.

바닥난방 열교환기(6)는 급탕 열교환기(4)를 통과한 냉매가 통과하는 냉매 유로와, 바닥 난방이나 실내 공조 난방에 이용되는 물이 통과하는 물 유로를 갖는다.

바닥난방 열교환기(6)는 냉매 유로와 물 유로가 열전달부재를 사이에 두고 내,외로 형성된 이중관 열교환기로 이루어지는 것도 가능하고, 냉매 유로와 물 유로가 열전달부재를 사이에 두고 교대로 형성된 판형 열교환기로 이루어지는 것도 가능하다.

바닥난방 열교환기(6)는 바닥 난방 배관(80)과 바닥난방 순환유로(82)로 연결된다.

여기서, 바닥 난방 배관(80)은 실내를 바닥난방하는 것으로서, 실내의 바닥에 매설된다.

급탕 순환유로(58)에는 급탕조(56)의 물을 급탕 열교환기(4)와 급탕조(56)로 순환시키는 급탕 펌프(60)가 설치된다.

바닥난방 순환유로(82)에는 바닥난방 배관(80)의 물을 바닥난방 열교환기(6)와 바닥난방 배관(80)으로 순환시키는 바닥난방 펌프(84)가 설치된다.

즉, 바닥 난방 배관(80)과 바닥난방 열교환기(6)와 바닥난방 펌프(84)는 바닥 난방 회로를 구성한다.

냉매 조절기구(8)는 냉동 사이클 회로(22)와 연결 유로(50)의 냉매 유동 방향을 조절하게 설치된다.

냉매 조절기구(8)는 수냉매 열교환기(4)(6)가 물을 가열하는 물 가열운전시 냉매가 실내 열교환기(18)에 쌓이게 하여 냉매 순환량을 감소시키거나 실내 열교환기(18)에 쌓인 냉매를 유동시켜 냉매 순환량을 증가시키게 냉매의 유동 방향을 조절할 수 있다.

여기서, 물 가열운전은 압축기(12)에서 압축된 냉매가 수냉매 열교환기(4)(6)를 통과하고 물이 수냉매 열교환기(4)(6)에서 가열된 후 열수요처인 급탕조(56)나 바닥 난방 배관(80)으로 공급되는 운전이다.

물 가열운전은 급탕조(56)의 물이 급탕 열교환기(4)에서 가열된 후 급탕조(56)로 회수되는 급탕 운전과, 바닥 난방 배관(80)의 물이 바닥난방 열교환기(6)에서 가열된 후 바닥 난방 배관(80)으로 회수되는 바닥난방 운전을 포함할 수 있다.

냉매 조절 기구(8)는 공조운전시 냉매가 수냉매 열교환기(4)(6)에 쌓이게 하여 냉매 순환량을 감소시키거나 수냉매 열교환기(4)(6)에 쌓인 냉매를 유동시켜 냉매 순환량을 증가시키게 냉매의 유동 방향을 조절한다.

여기서, 공조운전은 냉매가 실내 열교환기(18)에서 증발되거나 응축되면서 실내 공기를 냉각시키거나 가열시키는 운전이다.

냉매 조절 기구(8)는 급탕운전과 공조운전의 동시운전시, 냉매가 바닥난방 열교환기(6)에 냉매가 쌓이게 하여 냉매 순환량을 감소시키거나 바닥난방 열교환기(6)에 쌓인 냉매를 유동시켜 냉매 순환량을 증가시키게 냉매의 유동 방향을 조절할 수 있다.

냉매 조절 기구(8)는 압축기(12)에서 토출된 냉매가 수냉매 열교환기(4)(6)를 통과하거나 바이패스하게 압축기(4)(6)에서 토출된 냉매의 유동 방향을 조절하는 주 냉매조절부(92)를 포함할 수 있다.

주 냉매 조절부(92)는 히트펌프식 급탕장치의 운전이 급탕운전과 바닥난방운전 중 적어도 하나의 운전을 포함할 경우, 압축기(12)에서 압축된 냉매가 급탕 열교환기(4)로 유동되게 조절되고, 히트펌프식 급탕장치의 운전이 급탕운전과 바닥난방운전 모두를 포함하지 않을 경우, 압축기(12)에서 압축된 냉매가 급탕 열교환기(4)를 바이패스하게 조절된다.

즉, 냉매 조절부(92)는 급탕운전시 냉매가 급탕 열교환기(4)로 유동되게 조절되고, 급탕운전과 공조운전의 동시운전시 냉매가 급탕 열교환기(4)로 유동되게 조절되며, 급탕운전과 바닥난방운전의 동시운전시 냉매가 급탕 열교환기(4)로 유동되게 조절되고, 급탕운전과 바닥난방운전과 공조운전의 동시운전시 냉매가 급탕 열교환기(4)로 유동되게 조절되며, 바닥난방운전시 냉매가 급탕 열교환기(4)로 유동되게 조절된다.

냉매 조절부(6)는 공조운전시 냉매가 급탕 열교환기(4)를 바이패스하게 조절된다. 즉, 냉매 조절부(6)는 공간냉방운전시 냉매가 급탕 열교환기(4)를 바이패스하게 조절되고, 공간난방운전시 냉매가 급탕 열교환기(4)를 바이패스하게 조절된다.

냉매조절부(6)는 냉동 사이클 회로(2)에 설치되어 냉매 유출방향을 선택할 수 있는 하나의 삼방밸브로 구성되는 것도 가능하다.

냉매조절부(6)는 삼방밸브일 경우, 입구부와 제 1 출구부가 압축기 유출유로(26)와 연결되고, 제 2 출구부가 수냉매 열교환기 유입유로(52)에 연결된다.

냉매 조절 기구(8)는 수냉매 열교환기(4)(6)를 통과한 냉매를 실외 열교환기(14)와 실내 열교환기(18) 사이로 안내하게 연결된 밸런스 유로(92)와; 수냉매 열교환기(4)(6)를 통과한 냉매가 밸런스 유로(92)를 통과하거나 바이패스하게 수냉매 열교환기(4)(6)를 통과한 냉매의 유동 방향을 조절하는 보조 냉매조절부(94)를 포함할 수 있다.

밸런스 유로(92)는 수냉매 열교환기(4)(6)를 통과한 냉매가 실외 열교환기(14)와 실내 열교환기(18) 중 하나를 바이패스 하게 하는 것으로서, 일단이 연결 유로(50)에 연결되고 타단이 실내 팽창기구(17)와 실외 팽창기구(16) 사이에 연결된다.

밸런스 유로(92)는 일단이 연결 유로(50) 중 수냉매 열교환기 유출유로(54)에 연결되고, 타단이 팽창기구 연결배관(36)에 연결되어, 수냉매 열교환기 유출유로(54)의 냉매를 실내 팽창기구(17)와 실외 팽창기구(16) 사이로 안내한다.

밸런스 유로(92)로 안내된 냉매는 실내 팽창기구(17)에서 팽창된 후 실내 열교환기(18)에서 증발되어 압축기(12)로 회수되거나, 실외팽창기구(16)에서 팽창된 후 실외 열교환기(14)에서 증발되어 압축기(12)로 회수된다.

즉, 냉매가 밸런스 유로(92)를 통해 실내 팽창기구(17)와 실외 팽창기구(16) 사이로 안내될 경우, 냉동 사이클 회로(2)에서는 응축과정이 발생되지 않고 팽창과정과 증발과정만이 발생될 수 있고, 급탕 열교환기(4)와 바닥난방 열교환기(6)의 열전달량은 증대되며, 급탕효율과 바닥난방효율은 상승된다.

보조 냉매조절부(94)는 히트펌프식 급탕장치의 운전이 급탕운전과 공조운전의 두 운전을 포함할 경우, 수냉매 열교환기(4)(6)를 통과한 냉매가 밸런스 유로(92)를 바이패스하게 조절한다.

보조 냉매조절부(94)는 급탕운전과 공조운전의 동시운전시 수냉매 열교환기(4)(6)를 통과한 냉매가 밸런스 유로(92)를 바이패스하게 조절되고, 급탕운전과 바닥난방운전과 공조운전의 동시운전시 수냉매 열교환기(4)(6)를 통과한 냉매가 밸런스 유로(92)를 바이패스하게 조절된다.

보조 냉매조절부(94)는 공조운전시 수냉매 열교환기(4)(6)를 통과한 냉매가 밸런스 유로(92)로 유동되게 조절되고, 급탕운전시 수냉매 열교환기(4)(6)를 통과한 냉매가 밸런스 유로(92)로 유동되게 조절되며, 급탕운전과 바닥난방운전의 동시운전시 수냉매 열교환기(4)(6)를 통과한 냉매가 밸런스 유로(92)로 유동되게 조절되고, 바닥난방운전시 수냉매 열교환기(4)(6)를 통과한 냉매가 밸런스 유로(92)로 유동되게 조절된다.

보조 냉매조절부(94)는 급탕운전의 도중에 제상조건이 되면, 수냉매 열교환기(4)(6)를 통과한 냉매가 밸런스 유로(92)를 바이패스하게 조절되고, 이때, 냉동 사이클 회로(2)는 실외 열교환기(14)의 제상을 위해 난방운전에서 냉방운전으로 절환되며, 실외 열교환기(14)는 제상된다.

보조 냉매조절부(94)는 수냉매 열교환기 유출유로(54)에 설치되어 냉매 유출방향을 선택할 수 있는 하나의 삼방밸브로 구성되는 것도 가능하다.

보조 냉매조절부(94)는 삼방밸브일 경우, 입구부와 제 1 출구부가 수냉매 열교환기 유출유로(54)와 연결되고, 제 2 출구부가 밸런스 유로(92)에 연결된다.

냉매 조절 기구(8)는 밸런스 유로(92)의 냉매 흐름을 단속하는 밸런스 밸브(96)와; 밸런스 유로(92)와 실내 열교환기(18) 사이에서 냉매의 흐름을 단속하는 액냉매 밸브(98)을 포함할 수 있다.

밸런스 밸브(96)는 급탕운전과 바닥난방운전의 동시운전이거나 바닥난방운전이거나 급탕운전일 경우 개방되고, 공조운전이거나 공조운전과 급탕운전의 동시운전이거나 공조운전과 급탕운전과 바닥난방운전의 동시운전일 경우 폐쇄된다.

액냉매 밸브(98)는 공조운전이거나 공조운전과 급탕운전의 동시운전이거나 공조운전과 급탕운전과 바닥난방운전의 동시운전일 경우 개방되고, 급탕운전과 바닥난방운전의 동시운전이거나 바닥난방운전이거나 급탕운전일 경우 폐쇄된다.

냉매 조절 기구(8)는 급탕 열교환기(4)를 통과한 냉매가 바닥난방 열교환기(6)를 통과하거나 바이패스하게 급탕 열교환기(4)를 통과한 냉매의 유동 방향을 조절하는 바닥난방 열교환기 냉매조절부(100)를 포함할 수 있다.

바닥난방 열교환기 냉매조절부(100)는 사용자 등이 바닥난방을 선택하는 시기에 바닥난방 열교환기(6)로 냉매가 통과하게 하는 바닥난방밸브이다.

바닥난방 열교환기 냉매조절부(100)는 히트펌프식 급탕장치의 운전이 바닥난방운전을 포함할 경우, 냉매가 바닥난방 열교환기(6)로 유동되게 냉매의 유동 방향을 조절하고, 히트펌프식 급탕장치의 운전이 바닥난방운전을 포함하지 않을 경우, 냉매가 바닥난방 열교환기(6)를 바이패스하게 냉매의 유동 방향을 조절한다.

바닥난방 열교환기 냉매조절부(100)는 바닥난방운전시와, 바닥난방운전과 급탕운전의 동시운전시와, 바닥난방운전과 급탕운전과 공조운전의 동시운전시 냉매가 바닥난방 열교환기(6)로 유동되게 조절된다.

바닥난방 열교환기 냉매조절부(100)는 연결 유로(50) 특히 급탕유출유로(55)에 설치되어 냉매 유출방향을 선택할 수 있는 하나의 삼방밸브로 구성되는 것도 가능하다.

바닥난방 열교환기 냉매조절부(100)는 삼방밸브일 경우, 입구부와 제 1 출구부가 급탕유출유로(54)와 연결되고, 제 2 출구부가 난방유입유로(74)에 연결된다.

냉매 조절 기구(8)는 주 냉매조절부(90)와 보조 냉매조절부(94)와 밸런스 밸브(96)와 액냉매 밸브(98)와 바닥난방 열교환기 냉매조절부(100)를 제어하는 제어부를 포함할 수 있다.

제어부는 히트펌프식 급탕장치의 각종 운전시, 압력과 온도와 압축기 주파수 중 적어도 하나의 조건에 의해 냉매 순환량의 과소/최적/과다를 판단하고, 냉매 순환량이 최적 냉매 순환량이 되도록 주 냉매조절부(90)와 보조 냉매조절부(94)와 밸런스 밸브(96)와 액냉매 밸브(98)와 바닥난방 열교환기 냉매조절부(100) 중 적어도 하나를 조절한다.

이하, 냉매 순환량을 감소시키는 조절을 냉매 순환량 감소 제어라 칭하여 설명하고, 냉매 순환량을 증가시키는 조절을 냉매 순환량 증가 제어라 칭하여 설명한다.

제어부는 저압과 고압과 압축기 흡입온도(또는 증발온도)와 압축기 토출온도(또는 응축온도)와 압축기 주파수 등의 인자를 수학식이나 테이블에 대입하여 냉매 순환량의 과소/최적/과다를 판단할 수 있다.

제어부는 압축기 흡입유로(22)에 설치되어 저압을 감지하는 저압 센서와, 압축기 흡입유로(22)와 실내 열교환기(18)와 실외 열교환기(14) 중 하나에 설치되어 압축기 흡입온도나 증발온도를 감지하는 흡입온도센서와, 압축기 토출유로(26)에 설치되어 고압을 감지하는 고압 센서와, 압축기 토출 유로(22)나 실내 열교환기(18)와 실외 열교환기(14) 중 하나에 설치되어 압축기 토출온도나 응축온도를 감지하는 토출온도센서로부터 입력된 신호와 압축기(12)의 주파수에 따라 냉매 순환량의 과소/최적/과다를 판단할 수 있다.

제어부는 공조운전시 냉매 순환량이 과소인 것으로 판단되면, 공조운전의 냉매 순환량 증가 제어를 실시한 후 공조운전으로 복귀할 수 있고, 냉매 순환량이 과대인 것으로 판단되면, 공조운전의 냉매 순환량 감소 제어를 실시한 후 공조 운전으로 복귀할 수 있다.

제어부는 공조 운전과 급탕 운전 동시 운전시 냉매 순환량이 과소인 것으로 판단되면, 공조 운전과 급탕 운전 동시 운전의 냉매 순환량 증가 제어를 실시한 후 공조 운전과 급탕 운전 동시 운전으로 복귀할 수 있고, 냉매 순환량이 과대인 것으로 판단되면, 공조 운전과 급탕 운전 동시 운전의 냉매 순환량 감소 제어를 실시한 후 공조 운전과 급탕 운전 동시 운전으로 복귀할 수 있다.

제어부는 바닥난방운전시 냉매 순환량이 과소인 것으로 판단되면, 바닥난방운전의 냉매 순환량 증가 제어를 실시한 후 바닥난방운전으로 복귀할 수 있고, 냉매 순환량이 과대인 것으로 판단되면, 바닥난방운전의 냉매 순환량 감소 제어를 실시한 후 바닥난방운전으로 복귀할 수 있다.

제어부는 바닥난방운전과 급탕운전 동시 운전시 냉매 순환량이 과소인 것으로 판단되면, 바닥난방운전과 급탕운전 동시 운전의 냉매 순환량 증가 제어를 실시한 후 바닥난방운전과 급탕운전 동시 운전으로 복귀할 수 있고, 냉매 순환량이 과대인 것으로 판단되면, 바닥난방운전과 급탕운전 동시 운전의 냉매 순환량 감소 제어를 실시한 후 바닥난방운전과 급탕운전 동시 운전으로 복귀할 수 있다.

제어부는 급탕운전시 냉매 순환량이 과소인 것으로 판단되면, 급탕운전의 냉매 순환량 증가 제어를 실시한 후 급탕운전으로 복귀할 수 있고, 냉매 순환량이 과대인 것으로 판단되면, 급탕운전의 냉매 순환량 감소 제어를 실시한 후 급탕운전으로 복귀할 수 있다.

한편, 히트펌프식 급탕장치는 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 냉동 사이클 회로(2)가 실외기(O)와 실내기(I)를 갖는 분리형 공기조화기를 구성할 수 있고, 급탕유닛(H)이 실외기(0)에 연결될 수 있다.

압축기(12)와 냉/난방 절환밸브(30)와 실외 열교환기(14)와 실외 팽창기구(16)와 실외팬(30)은 실외기(O)에 설치된다.

실내 팽창기구(17)와 실내 열교환기(18)와 실내팬(39)은 실내기(I)에 설치된다.

급탕 열교환기(4)와 급탕 펌프(60)와 바닥난방 열교환기(6)와 바닥난방 펌프(84)와 바닥난방 열교환기 냉매조절부(100)는 급탕유닛(H)에 설치된다.

주 냉매조절부(90)와 밸런스 유로(92)와 보조 냉매조절부(94)와 밸런스 밸브(96)와 액냉매 밸브(98)는 실외기(O)에 설치되는 것이 바람직하다.

도 3은 본 발명에 따른 히트펌프식 급탕장치 일실시예의 공조운전시 냉매 흐름이 도시된 구성도이고, 도 4은 본 발명에 따른 히트펌프식 급탕장치 일실시예의 공조운전시 냉매 순환량 감소일 경우 냉매 흐름이 도시된 구성도이며, 도 5는 본 발명에 따른 히트펌프식 급탕장치 일실시예의 공조운전시 냉매 순환량 감소일 경우 냉매 흐름이 도시된 구성도이다.

히트펌프식 급탕장치는 공조운전인 공간냉방운전과 공간난방운전 중 어느 하나로 운전될 수 있고, 이하 공간냉방운전을 예로 들어 설명하고, 공조운전을 공간냉방운전으로 칭하여 설명한다.

히트펌프식 급탕장치는 공간냉방운전시 다음과 같이 운전된다. 이하 도 3을 참고하여 설명한다.

압축기(12)는 구동되고, 주 냉매조절부(90)는 냉매가 급탕열교환기(4) 및 바닥난방 열교환기(6)와 보조 냉매조절부(94)를 바이패스하면서 냉/난방 절환밸브(40)로 유동되게 조절되고, 보조 냉매조절부(94)는 급탕유출유로(54)를 통과한 냉매가 밸런스 유로(92)로 유동되게 조절되고, 실외팬(30)과 실내팬(39)은 회전되며, 냉/난방 절환밸브(40)는 냉방 모드로 구동되고, 밸런스 밸브(96)는 밀폐되며, 액냉매 밸브(98)는 개방되고, 급탕펌프(60)와 바닥난방펌프(84)는 구동되지 않는다.

압축기(12)의 구동시 압축기(12)에서 압축된 냉매는 주 냉매조절부(90)를 통과한 후 급탕열교환기(4) 및 바닥난방 열교환기(6)와 보조 냉매조절부(94)를 바이패스하여 냉/난방 절환밸브(40)로 유동되고, 이후 실외 열교환기(14)에서 실외 공기와 열교환되면서 응축된다. 실외 열교환기(14)에서 응축된 냉매는 실외 팽창기구(16)와 실내 팽창기구(17) 중 적어도 하나에서 팽창되고, 실내 열교환기(18)에서 증발된다. 실내 열교환기(18)에서 증발된 냉매는 냉/난방 절환밸브(40)를 통과하여 압축기(12)로 회수된다.

즉, 압축기(12)에서 토출된 냉매는 냉/난방 절환밸브(40)와 실외 열교환기(14)와 실외 팽창기구(16)와 실내 팽창기구(17)와 실내 열교환기(18)와 냉/난방 절환밸브(40)를 차례로 통과한 후 압축기(12)로 회수된다.

히트펌프식 급탕장치는 실외 열교환기(14)가 냉매를 응축하고, 실내 열교환기(18)가 냉매를 증발시키며, 실내 공기는 실내 열교환기(18)와 열교환되면서 냉각된다.

히트펌프식 급탕장치는 공간냉방운전시 냉매가 실내 공기를 냉각시키는데 이용된다.

히트펌프식 급탕장치는 상기와 같은 공간냉방운전시, 현재의 냉매 순환량이 과다인 것으로 판단되면, 도 4에 도시된 바와 같이, 공간냉방운전의 냉매 순환량 감소 제어를 실시한 후 도 3에 도시된 바와 같이 공간냉방운전으로 복귀된다.

히트펌프식 급탕장치는 공간냉방운전의 냉매 순환량 감소 제어시, 냉매가 수냉매열교환기(4)(6)인 급탕 열교환기(4)와 바닥난방 열교환기(6)에 쌓이게 조절된다.

주 냉매조절부(90)는 압축기(12)에서 압축된 냉매가 급탕 열교환기(4)로 유동되게 조절되고, 바닥난방 열교환기 냉매 조절부(100)는 급탕 열교환기(4)를 통과한 냉매가 바닥난방 열교환기(6)로 유동되게 조절되며, 보조 냉매조절부(94)와 밸런스 밸브(96)와 액냉매 밸브(98)는 공간냉방운전과 같은 상태를 유지한다.

즉, 보조 냉매조절부(94)는 바닥난방 열교환기(6)를 통과한 냉매를 밸런스 유로(92)로 유동하는 상태이고, 밸런스 밸브(96)는 냉매의 흐름을 차단하는 상태이며, 액냉매 밸브(98)는 냉매가 통과하는 상태이다.

상기와 같은 공간냉방운전의 냉매 순환량 감소 제어시, 압축기(12)에서 압축된 냉매는 주냉매 조절부(90)를 통과한 후 급탕 열교환기(4)와 바닥난방 열교환기(6)를 순차적으로 통과하고, 이후 보조 냉매 조절부(94)를 통과하여 밸런스 유로(92)로 유입되며, 밸런스 밸브(96)에 막힌다.

히트펌프식 급탕장치는 공간냉방운전의 냉매 순환량 감소 제어시, 냉매가 주 냉매조절부(90)와 밸런스 밸브(96) 사이에서 응축되고, 공간냉방운전의 냉매 순환량 감소 제어는 설정시간 경과와 같은 종료 조건이 되면, 공간냉방운전의 냉매 순환량 감소 제어를 종료하고 공간냉방운전으로 복귀된다.

히트펌프식 급탕장치는 공간냉방운전으로 복귀되었을 때, 주 냉매조절부(90)와 밸런스 밸브(96) 사이에 일정량의 냉매가 쌓인 상태이기 때문에, 냉매 순환량이 과다인 경우 보다 적은 냉매가 순환되고, 공간냉방운전의 효율은 향상된다.

히트펌프식 급탕장치는 상기와 같은 공간냉방운전시, 현재의 냉매 순환량이 과소인 것으로 판단되면, 도 5에 도시된 바와 같이, 공간냉방운전의 냉매 순환량 증가 제어를 실시한 후 도 3에 도시된 바와 같이 공간냉방운전으로 복귀된다.

히트펌프식 급탕장치는 공간냉방운전의 냉매 순환량 증가 제어시, 수냉매열교환기(4)(6)인 급탕 열교환기(4)와 바닥난방 열교환기(6)에 쌓인 냉매가 냉동 사이클 회로(2)로 회수되게 조절된다.

주 냉매조절부(90)는 압축기(12)에서 압축된 냉매가 급탕 열교환기(4)로 유동되게 조절되고, 바닥난방 열교환기 냉매 조절부(100)는 급탕 열교환기(4)를 통과한 냉매가 바닥난방 열교환기(6)로 유동되게 조절되며, 보조 냉매조절부(94)는 냉매가 밸런스 유로(92)를 바이패스하여 냉/난방 절환밸브(40)로 유동되게 조절되고, 밸런스 밸브(96)와 액냉매 밸브(98)는 공간냉방운전과 같은 상태를 유지한다.

즉, 밸런스 밸브(96)는 냉매의 흐름을 차단하는 상태이며, 액냉매 밸브(98)는 냉매가 통과하는 상태이다.

상기와 같은 공간냉방운전의 냉매 순환량 증가 제어시, 압축기(12)에서 압축된 냉매는 주냉매 조절부(90)를 통과한 후 급탕 열교환기(4)와 바닥난방 열교환기(6)를 순차적으로 통과한다. 이때 급탕 열교환기(4)에 쌓인 액냉매와 바닥난방 열교환기(6)에 쌓인 액냉매는 주 냉매 조절부(90)로부터 유동된 과열 기상 냉매에 의해 밀리면서 과열 기상 냉매와 함께 보조 냉매조절부(94)로 유동되고, 이후 냉/난방 절환밸브(40)로 유동된다.

냉/난방 절환밸브(40)로 유동된 냉매는 이후 실외 열교환기(14)와 실외 팽창기구(16)와 실내 팽창기구(17)와 실내 열교환기(14)와 냉/난방 절환밸브(40)를 순차적으로 통과하고, 압축기(12)로 회수되며, 냉매 순환량은 증대된다.

히트펌프식 급탕장치는 공간냉방운전의 냉매 순환량 증가 제어가 설정시간 경과와 같은 종료 조건이 되거나 온도, 압력 등의 조건이 적정 범위가 되는 종료 조건이 되면, 공간냉방운전의 냉매 순환량 증가 제어를 종료하고 공간냉방운전으로 복귀된다.

히트펌프식 급탕장치는 공간냉방운전으로 복귀되었을 때, 냉매 순환량이 과소인 경우 보다 많은 냉매가 순환되고, 공간냉방운전의 효율은 향상된다.

도 6은 도 3은 본 발명에 따른 히트펌프식 급탕장치 일실시예의 공조운전과 급탕운전 동시운전시 냉매 흐름이 도시된 구성도이고, 도 7은 본 발명에 따른 히트펌프식 급탕장치 일실시예의 공조운전과 급탕운전의 동시운전시 냉매 순환량 감소일 경우 냉매 흐름이 도시된 구성도이며, 도 8은 본 발명에 따른 히트펌프식 급탕장치 일실시예의 공조운전과 급탕운전의 동시운전시 냉매 순환량 증가일 경우 냉매 흐름이 도시된 구성도이다.

히트펌프식 급탕장치는 공간냉방운전과 급탕운전의 동시운전이나 공간난방운전과 급탕운전의 동시운전으로 운전될 수 있고, 이하 공간냉방운전과 급탕운전의 동시운전을 예로 들어 설명하고, 공조운전과 급탕운전의 동시운전을 공간냉방운전과 급탕운전의 동시운전으로 칭하여 설명한다.

히트펌프식 급탕장치는 공간냉방운전과 급탕운전의 동시운전시 다음과 같이 운전된다. 이하 도 6을 참고하여 설명한다.

압축기(12)는 구동되고, 주 냉매조절부(90)는 냉매가 급탕열교환기(4)로 유동되게 조절되고, 보조 냉매조절부(94)는 급탕유출유로(54)를 통과한 냉매가 밸런스 유로(92)를 바이패스하여 냉/난방절환밸브(40)로 유동되게 조절되며, 바닥난방 열교환기 냉매조절부(100)는 냉매가 바닥난방 열교환기(72)를 바이패스하게 조절되고, 실외팬(30)과 실내팬(39)은 회전되며, 냉/난방 절환밸브(40)는 냉방 모드로 구동되고, 밸런스 밸브(96)는 밀폐되고, 액냉매 밸브(98)는 개방되며, 급탕펌프(60)는 구동되고, 바닥난방펌프(84)는 구동되지 않는다.

급탕펌프(60)의 구동시 급탕조(56)의 물은 급탕 열교환기(4)를 통과한 후 급탕조(56)로 순환된다.

압축기(12)의 구동시 압축기(12)에서 압축된 냉매는 주 냉매조절부(90)를 통과한 후 급탕열교환기(4)로 유동되고, 급탕 열교환기(4)를 통과하면서 물과 열교환되어 응축되며, 이후 바닥난방 열교환기((6)를 바이패스하여 보조 냉매조절부(94)로 유동된다. 보조 냉매조절부(94)로 유동된 냉매는 밸런스 유로(92)를 바이패스하여 냉/난방 절환밸브(40)로 유동되고, 이후 실외 열교환기(14)에서 실외 공기와 열교환되면서 응축된다. 실외 열교환기(14)에서 응축된 냉매는 실외 팽창기구(16)와 실내 팽창기구(17) 중 적어도 하나에서 팽창되고, 실내 열교환기(18)에서 증발된다. 실내 열교환기(18)에서 증발된 냉매는 냉/난방 절환밸브(40)를 통과하여 압축기(12)로 회수된다.

즉, 압축기(12)에서 토출된 냉매는 급탕 열교환기(4)와 냉/난방 절환밸브(40)와 실외 열교환기(14)와 실외 팽창기구(16)와 실내 팽창기구(17)와 실내 열교환기(18)와 냉/난방 절환밸브(40)를 차례로 통과한 후 압축기(12)로 회수된다.

히트펌프식 급탕장치는 급탕 열교환기(4) 및 실외 열교환기(14)가 냉매를 응축하고, 실내 열교환기(18)가 냉매를 증발시키며, 급탕조(56)의 물은 급탕 열교환기(4)에서 가열된 후 급탕조(56)로 순환되고, 실내 공기는 실내 열교환기(18)와 열교환되면서 냉각된다.

히트펌프식 급탕장치는 공간냉방운전과 급탕운전시 냉매가 급탕조(56)의 물을 가열하는데 이용된 후 실내 공기를 냉각시키는데 이용된다.

히트펌프식 급탕장치는 상기와 같은 공간냉방운전과 급탕운전 동시운전시, 현재의 냉매 순환량이 과다인 것으로 판단되면, 도 7에 도시된 바와 같이, 공간냉방운전과 급탕운전 동시운전의 냉매 순환량 감소 제어를 실시한 후 도 6에 도시된 바와 같이 공간냉방운전과 급탕운전으로 복귀된다.

히트펌프식 급탕장치는 공간냉방운전과 급탕운전 동시운전의 냉매 순환량 감소 제어시 냉매가 수냉매열교환기(4)(6)인 중 바닥난방 열교환기(6)에 쌓이게 조절된다.

주 냉매조절부(90)는 압축기(12)에서 압축된 냉매가 급탕 열교환기(4)로 유동되게 조절되고, 바닥난방 열교환기 냉매 조절부(100)는 급탕 열교환기(4)를 통과한 냉매가 바닥난방 열교환기(6)로 유동되게 조절되며, 보조 냉매조절부(94)와 밸런스 밸브(96)와 액냉매 밸브(98)는 공간냉방운전과 급탕운전 동시운전시와 같은 상태를 유지한다.

즉, 보조 냉매조절부(94)는 바닥난방 열교환기(6)를 통과한 냉매를 냉/난방 절환밸브(40)로 유동하는 상태이고, 밸런스 밸브(96)는 냉매의 흐름을 차단하는 상태이며, 액냉매 밸브(98)는 냉매가 통과하는 상태이다.

상기와 같은 공간냉방운전과 급탕운전 동시운전의 냉매 순환량 감소 제어시, 압축기(12)에서 압축된 냉매는 주냉매 조절부(90)를 통과한 후 급탕 열교환기(4)를 통과하면서 응축되고, 이후 바닥난방 열교환기(6)를 통과하면서 재차 응축된다. 바닥난방 열교환기(6)에서 응축된 냉매는 보조 냉매 조절부(94)를 통과하여 냉/난방 절환밸브(40)로 유동되고, 이후 공간냉방운전과 급탕운전 동시운전과 같이, 실외 열교환기(14)와 실외 팽창기구(16)와 실내 팽창기구(17)와 실내 열교환기(18)와 냉/난방 절환밸브(40)를 순차적으로 통과한 후 압축기(12)로 순환된다.

히트펌프식 급탕장치는 공간냉방운전과 급탕운전 동시운전의 냉매 순환량 감소 제어시, 냉매가 급탕 열교환기(4)와 바닥난방 열교환기(6)에서 각각 응축되고, 이때 급탕펌프(60)는 계속 구동되면서 급탕조(56)의 물을 가열한다.

한편, 공간냉방운전과 급탕운전 동시운전의 냉매 순환량 감소 제어는 설정시간 경과와 같은 종료 조건이 되거나 온도, 압력 등의 조건이 적정 범위가 되는 종료 조건이 되면, 종료되고 히트펌프식 급탕장치는 공간냉방운전과 급탕운전 동시운전으로 복귀된다.

히트펌프식 급탕장치는 공간냉방운전과 급탕운전 동시운전으로 복귀되었을 때, 공간냉방운전과 급탕운전 동시운전의 냉매 순환량 감소 제어시 바닥난방 열교환기(6)에서 응축된 냉매가 바닥난방 열교환기(6)에 일정량 쌓인 상태이기 때문에, 냉매 순환량이 과다인 경우 보다 적은 냉매가 순환되고, 공간냉방운전과 급탕운전 동시운전의 효율은 향상된다.

히트펌프식 급탕장치는 상기와 같은 공간냉방운전과 급탕운전 동시운전시, 현재의 냉매 순환량이 과소인 것으로 판단되면, 도 8에 도시된 바와 같이, 공간냉방운전과 급탕운전 동시운전의 냉매 순환량 증가 제어를 실시한 후 도 6에 도시된 바와 같이 공간냉방운전으로 복귀된다.

히트펌프식 급탕장치는 공간냉방운전과 급탕운전 동시운전의 냉매 순환량 증가 제어시, 바닥난방 열교환기(6)에 쌓인 냉매가 냉동 사이클 회로(2)로 회수되게 조절된다.

주 냉매조절부(90)와 보조 냉매조절부(94)와 밸런스 밸브(96)와 액냉매 밸브(98)는 공간냉방운전과 급탕운전의 동시운전과 같은 상태를 유지하고, 바닥난방 열교환기 냉매 조절부(100)는 급탕 열교환기(4)를 통과한 냉매가 바닥난방 열교환기(6)로 유동되게 조절되며, 급탕 펌프(60)가 정지된다.

즉, 주 냉매조절부(90)는 압축기(12)에서 압축된 냉매를 급탕 열교환기(4)로 유동시키고, 보조 냉매조절부(94)는 냉매를 냉/난방 절환밸브(40)로 유동시키며, 밸런스 밸브(96)는 냉매의 흐름을 차단하는 상태이며, 액냉매 밸브(98)는 냉매가 통과하는 상태이다.

상기와 같은 공간난방운전과 급탕운전 동시운전의 냉매 순환량 증가 제어시, 압축기(12)에서 압축된 냉매는 주냉매 조절부(90)를 통과한 후 급탕 열교환기(4)와 바닥난방 열교환기(6)를 순차적으로 통과한다. 냉매는 급탕 열교환기(4)를 통과할 때, 급탕 펌프(60)가 구동되지 않기 때문에, 과열된 기상 냉매 상태로 급탕 열교환기(4)를 통과하고, 이후 바닥난방 열교환기(6)로 유입된다. 바닥난방 열교환기(6)로 유입된 과열된 기상 냉매는 바닥난방 열교환기(6)에 쌓인 액냉매를 밀어 내면서 바닥난방 열교환기(6)를 통과하고, 바닥난방 열교환기(6)에 쌓여 있던 액냉매는 과열된 기상 냉매와 함께 보조 냉매조절부(94)로 유동되고, 이후 냉/난방 절환밸브(40)로 유동된다.

냉/난방 절환밸브(40)로 유동된 냉매는 이후 실외 열교환기(14)와 실외 팽창기구(16)와 실내 팽창기구(17)와 실내 열교환기(14)와 냉/난방 절환밸브(40)를 순차적으로 통과하고, 압축기(12)로 회수되며, 냉매 순환량은 증대된다.

히트펌프식 급탕장치는 공간냉방운전과 급탕운전 동시운전의 냉매 순환량 증가 제어가 설정시간 경과와 같은 종료 조건이 되거나 온도, 압력 등의 조건이 적정 범위가 되면, 공간냉방운전과 급탕운전 동시운전의 냉매 순환량 증가 제어를 종료하고 공간냉방운전과 급탕운전 동시운전으로 복귀된다.

히트펌프식 급탕장치는 공간냉방운전과 급탕운전 동시운전으로 복귀되었을 때, 냉매 순환량이 과소인 경우 보다 많은 냉매가 순환되고, 공간냉방운전과 급탕운전 동시운전의 효율은 향상된다.

도 9는 도 3은 본 발명에 따른 히트펌프식 급탕장치 일실시예의 바닥난방운전시 냉매 흐름이 도시된 구성도이고, 도 10은 본 발명에 따른 히트펌프식 급탕장치 일실시예의 바닥난방운전시 냉매 순환량 감소일 경우 냉매 흐름이 도시된 구성도이며, 도 11은 본 발명에 따른 히트펌프식 급탕장치 일실시예의 바닥난방운전시 냉매 순환량 증가일 경우 냉매 흐름이 도시된 구성도이다.

히트펌프식 급탕장치는 바닥난방운전시 다음과 같이 운전된다. 이하 도 9를 참고하여 설명한다.

압축기(12)는 구동되고, 주 냉매조절부(90)는 냉매를 급탕열교환기(4)로 유동되게 조절되며, 바닥난방 열교환기 냉매조절부(100)는 급탕 열교환기(4)를 통과한 냉매가 바닥난방 열교환기(6)로 유동되게 조절되고, 보조 냉매조절부(94)는 급탕유출유로(54)를 통과하는 냉매가 밸런스 유로(92)로 유동되게 조절되며, 실외팬(30)은 회전되고, 실내팬(39)은 정지되며, 냉/난방 절환밸브(40)는 난방 모드로 구동되고, 밸런스 밸브(96)는 개방되며, 액냉매 밸브(98)는 밀폐되고, 급탕펌프(60)는 구동되지 않고 바닥난방펌프(84)는 구동된다.

바닥난방펌프(84)의 구동시 바닥 난방 배관(80)의 물은 바닥난방 열교환기(6)를 통과한 후 바닥 난방 배관(80)으로 순환된다.

압축기(12)의 구동시 압축기(12)에서 압축된 냉매는 주 냉매조절부(90)를 통과한 후 급탕열교환기(4)를 통과하고, 이후 바닥난방 열교환기 냉매조절부(86)를 통해 바닥난방 열교환기(6)로 유동되며, 바닥난방 열교환기(6)를 통과하면서 응축된다. 바닥난방 열교환기(6)에서 응축된 냉매는 보조 냉매 조절부(94)를 통과하여 밸런스 유로(92)로 유동되고, 이후 실외 팽창기구(16)로 유동되어 팽창된다. 실외 팽창기구(16)에서 팽창된 냉매는 실내 열교환기(14)에서 실외 공기와 열교환되어 증발되고, 이후 냉/난방 절환밸브(40)를 통해 압축기(12)로 회수된다.

즉, 압축기(12)에서 토출된 냉매는 급탕 열교환기(4)와 바닥난방 열교환기(6)와 밸런스 유로(92)와 실외 팽창기구(16)와 냉/난방 절환밸브(40)를 차례로 통과한 후 압축기(12)로 회수된다.

히트펌프식 급탕장치는 바닥난방 열교환기(6)가 압축기(12)에서 토출된 냉매를 응축하고, 실외 열교환기(14)가 냉매를 증발시키며, 바닥 난방 배관(80)의 물은 바닥난방 열교환기(6)에서 가열된 후 바닥 난방 배관(80)으로 순환된다.

히트펌프식 급탕장치는 바닥난방운전시 냉매가 바닥 난방 배관(80)의 물을 가열하는데 이용되고, 냉매가 실내 열교환기(18)를 통과하는 경우나 급탕 펌프(60)가 구동되는 경우 보다 바닥 난방 배관(80)의 물 온도를 보다 신속하게 높일 수 있는 이점이 있다.

히트펌프식 급탕장치는 상기와 같은 바닥난방운전시, 현재의 냉매 순환량이 과다인 것으로 판단되면, 도 10에 도시된 바와 같이, 바닥난방운전의 냉매 순환량 감소 제어를 실시한 후 도 9에 도시된 바와 같이 바닥난방운전으로 복귀된다.

히트펌프식 급탕장치는 바닥난방운전의 냉매 순환량 감소 제어시, 냉매가 실내 열교환기(18)에 쌓이게 조절된다.

액냉매 밸브(98)는 개방되고, 주 냉매조절부(90)와 바닥난방 열교환기 냉매 조절부(100)와 보조 냉매조절부(94)와 밸런스 밸브(96)는 바닥난방 운전과 같은 상태를 유지한다.

즉, 주 냉매조절부(90)는 압축기(12)에서 압축된 냉매를 급탕 열교환기(4)로 유동시키고, 바닥난방 열교환기 냉매 조절부(100)는 급탕 열교환기(4)를 통과한 냉매를 바닥난방 열교환기(6)로 유동시키며, 보조 냉매조절부(94)는 바닥난방 열교환기(6)를 통과한 냉매를 밸런스 유로(92)로 유동시키고, 밸런스 밸브(96)는 냉매를 통과시키며, 액냉매 밸브(98)는 냉매를 통과시킨다.

상기와 같은 바닥난방운전의 냉매 순환량 감소 제어시, 압축기(12)에서 압축된 냉매는 주냉매 조절부(90)를 통과한 후 급탕 열교환기(4)와 바닥난방 열교환기(6)를 순차적으로 통과하고, 이후 보조 냉매 조절부(94)를 통과하여 밸런스 유로(92)로 유입되며, 밸런스 밸브(96)를 통과한다. 밸런스 밸브(96)를 통과한 냉매는 일부가 실내 팽창기구(17)를 향해 유동되고, 나머지가 실외 팽창기구(16)로 유동된다.

실내 팽창기구(17)로 유동된 냉매는 실내 팽창기구(17)와 실내 열교환기(18)와 냉/난방 절환밸브(40)를 차례로 통과하고 주 냉매조절부(90)에 막힌다. 이때, 액냉매 밸브(98)와 주 냉매조절부(90) 사이의 냉매는 시간이 경과함에 따라 응축된다.

그리고, 실외 팽창기구(16)로 유동된 냉매는 실외 팽창기구(16)에서 팽창된 후 실외 열교환기(14)에서 증발되고, 이후 냉/난방 절환밸브(40)를 통해 압축기(12)로 회수된다.

한편, 히트펌프식 급탕장치는 바닥난방운전의 냉매 순환량 감소 제어시, 냉매 중 일부가 액냉매 밸브(98)와 주 냉매조절부(90) 사이에서 응축되므로, 냉매 순환량은 감소되고, 바닥난방운전의 냉매 순환량 감소 제어는 설정시간 경과와 같은 종료 조건이 되거나 온도, 압력 등의 조건이 적정 범위가 되는 종료 조건이 되면 종료되고 히트펌프식 급탕장치는 바닥난방운전으로 복귀된다.

히트펌프식 급탕장치는 바닥난방운전으로 복귀되었을 때, 주 냉매조절부(90)와 액냉매 밸브(98) 사이에 일정량의 액냉매가 쌓인 상태이기 때문에, 냉매 순환량이 과다인 경우 보다 적은 냉매가 순환되고, 바닥난방운전의 효율은 향상된다.

히트펌프식 급탕장치는 상기와 같은 바닥난방운전시, 현재의 냉매 순환량이 과소인 것으로 판단되면, 도 11에 도시된 바와 같이, 바닥난방운전의 냉매 순환량 증가 제어를 실시한 후 도 9에 도시된 바와 같이 바닥난방운전으로 복귀된다.

히트펌프식 급탕장치는 바닥난방운전의 냉매 순환량 증가 제어시, 실내 열교환기(18)에 쌓인 냉매가 냉동 사이클 회로(2)로 회수되게 조절된다.

주 냉매조절부(90)는 압축기(12)에서 압축된 냉매가 냉/난방 절환밸브(40)로 유동되게 조절되고, 바닥 난방 펌프(84)가 정지되며, 밸런스 밸브(96)가 밀폐되고, 액냉매 밸브(98)가 개방되며, 바닥난방 열교환기 냉매 조절부(100)와 보조 냉매조절부(94)는 바닥난방운전과 같은 상태를 유지한다.

즉, 밸런스 밸브(96)는 냉매의 흐름을 차단하는 상태이며, 액냉매 밸브(98)는 냉매가 통과하는 상태이다.

상기와 같은 바닥난방운전의 냉매 순환량 증가 제어시, 압축기(12)에서 압축된 냉매는 주냉매 조절부(90)를 통과한 후 냉/난방 절환밸브(40)와 실내 열교환기(18)와 실내 팽창기구(17)와 액냉매 밸브(98)를 순차적으로 통과하여 실외 팽창기구(16)로 유동되고, 이때, 주냉매 조절부(90)와 액냉매 밸브(98) 사이에 쌓여 있던 액냉매는 압축기(12)에서 토출된 기상 냉매에 밀리면서 기상 냉매와 함께 실외 팽창기구(16)로 유동된다. 실외 팽창기구(16)로 유동된 액냉매와 기상냉매는 실외 열교환기(14)와 냉/난방 절환밸브(40)를 순차적으로 통과한 후 압축기(12)로 회수되며, 냉매 순환량은 증대된다.

히트펌프식 급탕장치는 바닥난방운전의 냉매 순환량 증가 제어가 설정시간 경과와 같은 종료 조건이 되거나 온도, 압력 등의 조건이 적정 범위가 되는 종료 조건이 되면, 바닥난방운전의 냉매 순환량 증가 제어를 종료하고 바닥난방운전으로 복귀된다.

히트펌프식 급탕장치는 바닥난방운전으로 복귀되었을 때, 냉매 순환량이 과소인 경우 보다 많은 냉매가 순환되고, 바닥난방운전의 효율은 향상된다.

도 12는 도 3은 본 발명에 따른 히트펌프식 급탕장치 일실시예의 바닥난방운전과 급탕운전 동시운전시 냉매 흐름이 도시된 구성도이고, 도 13은 본 발명에 따른 히트펌프식 급탕장치 일실시예의 바닥난방운전과 급탕운전 동시운전시 냉매 순환량 감소일 경우 냉매 흐름이 도시된 구성도이며, 도 14는 본 발명에 따른 히트펌프식 급탕장치 일실시예의 바닥난방운전과 급탕운전 동시운전시 냉매 순환량 증가일 경우 냉매 흐름이 도시된 구성도이다.

히트펌프식 급탕장치는 바닥난방운전과 급탕운전의 동시운전시 다음과 같이 운전된다. 이하 도 12를 참고하여 설명한다.

압축기(12)는 구동되고, 주 냉매조절부(90)는 냉매를 급탕열교환기(4)로 유동되게 조절되며, 바닥난방 열교환기 냉매조절부(100)는 급탕 열교환기(4)를 통과한 냉매가 바닥난방 열교환기(6)로 유동되게 조절되고, 보조 냉매조절부(94)는 급탕유출유로(54)를 통과하는 냉매가 밸런스 유로(92)로 유동되게 조절되며, 실외팬(30)은 회전되고, 실내팬(39)은 정지되며, 냉/난방 절환밸브(40)는 난방 모드로 구동되고, 밸런스 밸브(96)는 개방되며, 액냉매 밸브(98)는 밀폐되고, 급탕펌프(60)는 구동되고 바닥난방펌프(84)는 구동된다.

급탕펌프(60)의 구동시 급탕조(56)의 물은 급탕 열교환기(4)를 통과한 후 급탕조(56)로 순환된다.

바닥난방펌프(84)의 구동시 바닥 난방 배관(80)의 물은 바닥난방 열교환기(6)를 통과한 후 바닥 난방 배관(80)으로 순환된다.

압축기(12)의 구동시 압축기(12)에서 압축된 냉매는 주 냉매조절부(90)를 통과한 후 급탕열교환기(4)로 유입되어 물과 열교환되면서 1차로 응축되고, 이후 바닥난방 열교환기 냉매조절부(86)를 통해 바닥난방 열교환기(6)로 유입되어 물과 열교환되면서 2차로 응축된다. 급탕열교환기(4)와 바닥난방 열교환기(6)에서 순차적으로 응축된 냉매는 보조 냉매 조절부(94)를 통과하여 밸런스 유로(92)로 유동되고, 이후 실외 팽창기구(16)로 유동되어 팽창된다. 실외 팽창기구(16)에서 팽창된 냉매는 실내 열교환기(14)에서 실외 공기와 열교환되어 증발되고, 이후 냉/난방 절환밸브(40)를 통해 압축기(12)로 회수된다.

즉, 압축기(12)에서 토출된 냉매는 급탕 열교환기(4)와 바닥난방 열교환기(6)와 밸런스 유로(92)와 실외 팽창기구(16)와 냉/난방 절환밸브(40)를 차례로 통과한 후 압축기(12)로 회수된다.

히트펌프식 급탕장치는 급탕 열교환기(4)가 압축기(12)에서 토출된 과열 냉매를 응축시키고, 바닥난방 열교환기(6)가 급탕 열교환기(4)를 통과하면서 1차로 응축된 2차로 응축하며, 실외 열교환기(14)가 냉매를 증발시키며, 급탕조(56)의 물은 급탕 열교환기(4)에서 가열된 후 급탕조(56)로 순환되고, 바닥난방 배관(80)의 물은 바닥난방 열교환기(6)에서 가열된 후 바닥 난방 배관(80)으로 순환된다.

히트펌프식 급탕장치는 바닥난방운전과 급탕운전 동시운전시 냉매가 급탕조(56)의 물을 가열하는데 이용된 후 바닥 난방 배관(80)의 물을 가열하는데 재이용되고, 냉매가 실내 열교환기(18)를 통과하는 경우 보다 급탕조(56)의 물 온도와 바닥 난방 배관(80)의 물 온도를 보다 신속하게 높일 수 있는 이점이 있다.

히트펌프식 급탕장치는 상기와 같은 바닥난방운전과 급탕운전 동시운전시, 현재의 냉매 순환량이 과다인 것으로 판단되면, 도 13에 도시된 바와 같이, 바닥난방운전과 급탕운전 동시운전의 냉매 순환량 감소 제어를 실시한 후 도 12에 도시된 바와 같이 바닥난방운전과 급탕운전 동시운전으로 복귀된다.

히트펌프식 급탕장치는 바닥난방운전과 급탕운전 동시운전의 냉매 순환량 감소 제어시, 바닥난방운전의 냉매 순환량 감소 제어시와 같이, 냉매가 실내 열교환기(18)에 쌓이게 조절된다.

액냉매 밸브(98)는 개방되고, 주 냉매조절부(90)와 바닥난방 열교환기 냉매 조절부(100)와 보조 냉매조절부(94)와 밸런스 밸브(96)는 바닥난방 운전과 같은 상태를 유지하며, 바닥난방 열교환기(6) 이후의 냉매 흐름은 도 10 및 도 13에 도시된 바와 같이, 바닥난방운전의 냉매 순환량 감소 제어시와 같고, 그에 대한 상세한 설명은 생략한다.

히트펌프식 급탕장치는 바닥난방운전과 급탕운전 동시운전의 냉매 순환량 감소 제어시, 냉매 중 일부가 액냉매 밸브(98)와 주 냉매조절부(90) 사이에서 응축되므로, 냉매 순환량은 감소되고, 바닥난방운전과 급탕운전 동시운전의 냉매 순환량 감소 제어는 설정시간 경과와 같은 종료 조건이 되거나 온도, 압력 등의 조건이 적정 범위가 되는 종료 조건이 되면 종료되고 히트펌프식 급탕장치는 바닥난방운전과 급탕운전 동시운전으로 복귀된다.

히트펌프식 급탕장치는 바닥난방운전과 급탕운전 동시운전으로 복귀되었을 때, 주 냉매조절부(90)와 액냉매 밸브(98) 사이에 일정량의 액냉매가 쌓인 상태이기 때문에, 냉매 순환량이 과다인 경우 보다 적은 냉매가 순환되고, 바닥난방운전과 급탕운전 동시운전의 효율은 향상된다.

히트펌프식 급탕장치는 상기와 같은 바닥난방운전과 급탕운전 동시운전시, 현재의 냉매 순환량이 과소인 것으로 판단되면, 도 14에 도시된 바와 같이, 바닥난방운전과 급탕운전 동시운전의 냉매 순환량 증가 제어를 실시한 후 도 12에 도시된 바와 같이 바닥난방운전과 급탕운전 동시운전으로 복귀된다.

히트펌프식 급탕장치는 바닥난방운전과 급탕운전 동시운전의 냉매 순환량 증가 제어시, 실내 열교환기(18)에 쌓인 냉매가 냉동 사이클 회로(2)로 회수되게 조절된다.

주 냉매조절부(90)는 압축기(12)에서 압축된 냉매가 냉/난방 절환밸브(40)로 유동되게 조절되고, 급탕 펌프(60)가 정지되며, 바닥 난방 펌프(84)가 정지되며, 밸런스 밸브(96)가 밀폐되고, 액냉매 밸브(98)가 개방되며, 바닥난방 열교환기 냉매 조절부(100)와 보조 냉매조절부(94)는 바닥난방운전과 급탕운전 동시운전과 같은 상태를 유지하며, 바닥난방 열교환기(6) 이후의 냉매 흐름은 도 11 및 도 14에 도시된 바와 같이, 바닥난방운전의 냉매 순환량 증가 제어시와 같고, 그에 대한 상세한 설명은 생략한다.

히트펌프식 급탕장치는 바닥난방운전과 급탕운전 동시운전의 냉매 순환량 증가 제어시, 주냉매 조절부(90)와 액냉매 밸브(98) 사이에 쌓여 있던 액냉매는 압축기(12)에서 토출된 기상 냉매에 밀리면서 기상 냉매와 함께 실외 팽창기구(16)로 유동된다. 실외 팽창기구(16)로 유동된 액냉매와 기상냉매는 실외 열교환기(14)와 냉/난방 절환밸브(40)를 순차적으로 통과한 후 압축기(12)로 회수되며, 냉매 순환량은 증대된다.

히트펌프식 급탕장치는 바닥난방운전과 급탕운전 동시운전의 냉매 순환량 증가 제어가 설정시간 경과와 같은 종료 조건이 되거나 온도, 압력 등의 조건이 적정 범위가 되는 종료 조건이 되면, 바닥난방운전과 급탕운전 동시운전의 냉매 순환량 증가 제어를 종료하고 바닥난방운전과 급탕운전 동시운전으로 복귀된다.

히트펌프식 급탕장치는 바닥난방운전과 급탕운전 동시운전으로 복귀되었을 때, 냉매 순환량이 과소인 경우 보다 많은 냉매가 순환되고, 바닥난방운전과 급탕운전 동시운전의 효율은 향상된다.

도 15는 본 발명에 따른 히트펌프식 급탕장치 일실시예의 급탕운전시 냉매 흐름이 도시된 구성도이고, 도 16은 본 발명에 따른 히트펌프식 급탕장치 일실시예의 급탕운전시 냉매 순환량 감소일 경우 냉매 흐름이 도시된 구성도이며, 도 17은 본 발명에 따른 히트펌프식 급탕장치 일실시예의 급탕운전시 냉매 순환량 증가일 경우 냉매 흐름이 도시된 구성도이다.

히트펌프식 급탕장치는 급탕운전시 다음과 같이 운전된다. 이하 도 12를 참고하여 설명한다.

압축기(12)는 구동되고, 주 냉매조절부(90)는 냉매를 급탕열교환기(4)로 유동되게 조절되며, 바닥난방 열교환기 냉매조절부(100)는 급탕 열교환기(4)를 통과한 냉매가 바닥난방 열교환기(6)를 바이패스하게 조절되고, 보조 냉매조절부(94)는 급탕유출유로(54)를 통과하는 냉매가 밸런스 유로(92)로 유동되게 조절되며, 실외팬(30)은 회전되고, 실내팬(39)은 정지되며, 냉/난방 절환밸브(40)는 난방 모드로 구동되고, 밸런스 밸브(96)는 개방되며, 액냉매 밸브(98)는 밀폐되고, 급탕펌프(60)는 구동되고 바닥난방펌프(84)는 구동되지 않는다.

급탕펌프(60)의 구동시 급탕조(56)의 물은 급탕 열교환기(4)를 통과한 후 급탕조(56)로 순환된다.

압축기(12)의 구동시 압축기(12)에서 압축된 냉매는 주 냉매조절부(90)를 통과한 후 급탕열교환기(4)로 유입되어 물과 열교환되면서 응축되고, 이후 바닥난방 열교환기(6)를 바이패스하며, 보조 냉매 조절부(94)를 통과하여 밸런스 유로(92)로 유동된다. 밸런스 유로(92)로 유동된 냉매는 실외 팽창기구(16)로 유동되어 팽창되고, 실내 열교환기(14)에서 실외 공기와 열교환되어 증발되며, 이후 냉/난방 절환밸브(40)를 통해 압축기(12)로 회수된다.

즉, 압축기(12)에서 토출된 냉매는 급탕 열교환기(4)와 밸런스 유로(92)와 실외 팽창기구(16)와 냉/난방 절환밸브(40)를 차례로 통과한 후 압축기(12)로 회수된다.

히트펌프식 급탕장치는 급탕 열교환기(4)가 압축기(12)에서 토출된 과열 냉매를 응축시키고, 실외 열교환기(14)가 냉매를 증발시키며, 급탕조(56)의 물은 급탕 열교환기(4)에서 가열된 후 급탕조(56)로 순환된다.

히트펌프식 급탕장치는 급탕운전시 냉매가 급탕조(56)의 물을 가열하는데 이용되고, 냉매가 실내 열교환기(18)를 통과하는 경우 보다 급탕조(56)의 물 온도를 보다 신속하게 높일 수 있는 이점이 있다.

히트펌프식 급탕장치는 상기와 같은 급탕운전시, 현재의 냉매 순환량이 과다인 것으로 판단되면, 도 16에 도시된 바와 같이, 급탕운전의 냉매 순환량 감소 제어를 실시한 후 도 15에 도시된 바와 같이 급탕운전으로 복귀된다.

히트펌프식 급탕장치는 급탕운전의 냉매 순환량 감소 제어시, 바닥난방운전의 냉매 순환량 감소 제어시와 같이, 냉매가 실내 열교환기(18)에 쌓이게 조절된다.

액냉매 밸브(98)는 개방되고, 주 냉매조절부(90)와 보조 냉매조절부(94)와 밸런스 밸브(96)는 바닥난방 운전과 같은 상태를 유지하며, 바닥난방 열교환기 냉매 조절부(100)는 급탕 운전의 상태로 유지되고, 보조 냉매조절부(94) 이후의 냉매 흐름은 도 10 및 도 16에 도시된 바와 같이, 바닥난방운전의 냉매 순환량 감소 제어시와 같고, 그에 대한 상세한 설명은 생략한다.

히트펌프식 급탕장치는 급탕운전의 냉매 순환량 감소 제어시, 냉매 중 일부가 액냉매 밸브(98)와 주 냉매조절부(90) 사이에서 응축되므로, 냉매 순환량은 감소되고, 급탕운전의 냉매 순환량 감소 제어는 설정시간 경과와 같은 종료 조건이 되거나 온도, 압력 등의 조건이 적정 범위가 되는 종료 조건이 되면, 종료되고 히트펌프식 급탕장치는 급탕운전으로 복귀된다.

히트펌프식 급탕장치는 급탕운전으로 복귀되었을 때, 주 냉매조절부(90)와 액냉매 밸브(98) 사이에 일정량의 액냉매가 쌓인 상태이기 때문에, 냉매 순환량이 과다인 경우 보다 적은 냉매가 순환되고, 급탕운전의 효율은 향상된다.

히트펌프식 급탕장치는 상기와 같은 급탕운전시, 현재의 냉매 순환량이 과소인 것으로 판단되면, 도 17에 도시된 바와 같이, 급탕운전의 냉매 순환량 증가 제어를 실시한 후 도 15에 도시된 바와 같이 급탕운전으로 복귀된다.

히트펌프식 급탕장치는 급탕운전의 냉매 순환량 증가 제어시, 실내 열교환기(18)에 쌓인 냉매가 냉동 사이클 회로(2)로 회수되게 조절된다.

주 냉매조절부(90)는 압축기(12)에서 압축된 냉매가 냉/난방 절환밸브(40)로 유동되게 조절되고, 급탕 펌프(60)가 정지되며, 밸런스 밸브(96)가 밀폐되고, 액냉매 밸브(98)가 개방되며, 바닥난방 열교환기 냉매 조절부(100)와 보조 냉매조절부(94)는 급탕운전과 같은 상태를 유지하며, 보조 냉매조절부(94) 이후의 냉매 흐름은 도 11 및 도 17에 도시된 바와 같이, 바닥난방운전의 냉매 순환량 증가 제어시와 같고, 그에 대한 상세한 설명은 생략한다.

히트펌프식 급탕장치는 급탕운전의 냉매 순환량 증가 제어시, 주냉매 조절부(90)와 액냉매 밸브(98) 사이에 쌓여 있던 액냉매는 압축기(12)에서 토출된 기상 냉매에 밀리면서 기상 냉매와 함께 실외 팽창기구(16)로 유동된다. 실외 팽창기구(16)로 유동된 액냉매와 기상냉매는 실외 열교환기(14)와 냉/난방 절환밸브(40)를 순차적으로 통과한 후 압축기(12)로 회수되며, 냉매 순환량은 증대된다.

히트펌프식 급탕장치는 급탕운전의 냉매 순환량 증가 제어가 설정시간 경과와 같은 종료 조건이 되거나 온도, 압력 등의 조건이 적정 범위가 되는 종료 조건이 되면, 급탕운전의 냉매 순환량 증가 제어를 종료하고 급탕운전으로 복귀된다.

히트펌프식 급탕장치는 급탕운전으로 복귀되었을 때, 냉매 순환량이 과소인 경우 보다 많은 냉매가 순환되고, 급탕운전의 효율은 향상된다.

2: 냉동 사이클 회로 4: 급탕 열교환기
6: 바닥난방 열교환기 12: 압축기
14: 실외 열교환기 16: 실외 팽창기구
17: 실내 팽창기구 18: 실내 열교환기
40: 냉/난방 절환밸브 50: 냉매 조절 기구
60: 급탕 펌프 84: 바닥난방펌프
90: 주 냉매조절부 92: 밸런스 유로
94: 밸런스 밸브 96: 밸런스 밸브
98: 액냉매밸브
100: 수냉매 열교환기 냉매조절부

Claims (10)

1. 압축기와 실외 열교환기와 팽창기구와 실내 열교환기를 갖고 공조운전을 할 수 있는 냉동 사이클 회로와;
   상기 압축기에서 압축된 냉매가 물을 가열한 후 상기 냉동 사이클 회로에서 응축, 팽창, 증발될 수 있게 상기 냉동 사이클 회로에 연결 유로로 연결되는 수냉매 열교환기와;
   상기 수냉매 열교환기가 물을 가열하는 물 가열운전시 냉매가 상기 실내 열교환기에 쌓이게 하거나 상기 실내 열교환기에 쌓인 냉매를 유동시키게 상기 냉동 사이클 회로와 연결 유로의 냉매 유동 방향을 조절하는 냉매 조절 기구를 포함하고,
   상기 냉매 조절 기구는 상기 압축기에서 토출된 냉매가 상기 수냉매 열교환기를 통과하거나 바이패스하게 상기 압축기에서 토출된 냉매의 유동 방향을 조절하는 주 냉매조절부를 포함하고,
   상기 냉매 조절 기구는 상기 수냉매 열교환기를 통과한 냉매를 상기 실외 열교환기와 실내 열교환기 사이로 안내하게 연결된 밸런스 유로와;
   상기 수냉매 열교환기를 통과한 냉매가 상기 밸런스 유로를 통과하거나 바이패스하게 상기 수냉매 열교환기를 통과한 냉매의 유동 방향을 조절하는 보조 냉매조절부를 더 포함하는 히트 펌프식 급탕장치.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 냉매 조절 기구는 상기 공조운전시 냉매가 상기 수냉매 열교환기에 쌓이게 하거나 상기 수냉매 열교환기에 쌓인 냉매를 유동시키게 상기 냉동 사이클 회로와 연결 유로의 냉매의 유동 방향을 조절하는 히트 펌프식 급탕장치.
3. 삭제
4. 삭제
5. 제 1 항에 있어서,
   상기 냉매 조절 기구는 상기 밸런스 유로의 냉매 흐름을 단속하는 밸런스 밸브와;
   상기 밸런스 유로와 실내 열교환기 사이에서 냉매의 흐름을 단속하는 액냉매 밸브를 더 포함하는 히트 펌프식 급탕장치.
6. 제 5 항에 있어서,
   상기 주 냉매조절부와 보조 냉매조절부와 밸런스 밸브와 액냉매 밸브를 제어하는 제어부를 더 포함하는 히트 펌프식 급탕장치.
7. 제 6 항에 있어서,
   상기 수냉매 열교환기는 급탕조와 급탕 순환유로로 연결된 급탕 열교환기와, 상기 급탕 열교환기를 통과한 냉매가 통과하도록 연결되고 바닥 난방 배관과 바닥난방 순환유로로 연결된 바닥난방 열교환기를 포함하고,
   상기 물 가열운전은 상기 급탕조의 물이 급탕 열교환기에서 가열된 후 회수되는 급탕 운전과, 상기 바닥 난방 배관의 물이 상기 바닥난방 열교환기에서 가열된 후 회수되는 바닥난방 운전을 포함하는 히트 펌프식 급탕장치.
8. 제 7 항에 있어서,
   상기 냉매 조절 기구는 상기 급탕 열교환기를 통과한 냉매가 상기 바닥난방 열교환기를 통과하거나 바이패스하게 상기 급탕 열교환기를 통과한 냉매의 유동 방향을 조절하는 바닥난방 열교환기 냉매조절부를 더 포함하는 히트 펌프식 급탕장치.
9. 제 8 항에 있어서,
   상기 냉매 조절 기구는 상기 급탕운전과 공조운전의 동시운전시, 냉매가 상기 바닥난방 열교환기에 냉매가 쌓이게 하거나 상기 바닥난방 열교환기에 쌓인 냉매를 유동시키게 상기 냉동 사이클 회로와 연결 유로의 냉매의 유동 방향을 조절하는 히트 펌프식 급탕장치.
10. 제 9 항에 있어서,
    상기 급탕 순환유로에 설치된 급탕 펌프와,
    상기 바닥난방 순환유로에 설치된 바닥난방 펌프를 더 포함하고,
    상기 냉매 조절 기구는 냉매가 상기 바닥난방 열교환기에 냉매가 쌓이게 할 때, 상기 급탕 펌프를 구동하고,
    상기 바닥난방 열교환기에 쌓인 냉매를 유동시킬 때, 상기 급탕 펌프를 정지시키는 히트 펌프식 급탕장치.

Images