KR101346444B1 - 히트 펌프 급탕기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 효율을 효과적으로 향상시킬 수 있는 히트 펌프 급탕기를 제공하는 것을 과제로 한다. 본 발명은 압축기(1)에 의해 압축된 냉매와 물을 열교환하는 물 냉매 열교환기(2)를 구비하여 구성되는 히트 펌프 급탕기에 있어서, 상기 물 냉매 열교환기(2)를 둘러싸도록 진공 단열재(18, 19)를 배치한 것을 특징으로 하는 것이다. 상기 물 냉매 열교환기(2)의 외주에는 상기 진공 단열재(18, 19)가 권취되어 있다.

Description

히트 펌프 급탕기 {HEAT PUMP HOT-WATER SUPPLY DEVICE}

본 발명은 히트 펌프 급탕기의 효율 향상에 관한 것으로, 특히 방열 로스를 저감시킬 수 있는 히트 펌프 급탕기에 관한 것이다.

종래, 히트 펌프 급탕기의 효율을 향상시키는 방법으로서, 다양한 것이 제안되어 있다.

예를 들어, 일본 특허 출원 공개 제2007-155274호 공보에서는, 저탕 탱크를 외장 케이스로 둘러싸고, 또한 저탕 탱크와 외장 케이스의 상부 공간에는 진공 단열을 배치하고, 하부 공간에는 시트 형상 단열재를 배치함으로써, 진공 단열의 사용량을 삭감하여 제조 비용과 성능 효과의 밸런스의 향상을 도모한 것이 제안되어 있다.

이 히트 펌프 급탕기에서는, 저탕 탱크에는 고온탕이 장시간 축적되므로, 저탕 탱크 외표면으로부터 대기 중으로 방출되는 방열 로스를 억제함으로써, 히트 펌프 급탕기의 에너지 효율 향상으로 연결된다.

일본에서는, 야간의 할인 전기 요금을 이용하여 히트 펌프의 운전을 행하여, 물을 가열하여 고온수로서 저탕 탱크에 축적해 두고, 주간에는 사용(수도꼭지 개방)에 따라서, 상기 저탕 탱크 내의 고온수에 물을 섞어 적온수로 하여 급탕을 행하는 것이 일반적이므로, 이와 같은 히트 펌프 급탕기가 적합하다.

또한, 일본 특허 출원 공개 제2007-192440호 공보에서는, 압축기를 진공 단열재, 흡음 단열재 및 방진 단열재로 구성되는 복합 단열재로 덮음으로써 단열재의 박육화를 도모한 것이 제안되어 있다.

상기 일본 특허 출원 공개 제2007-155274호 공보에 개시하는 종래의 히트 펌프 급탕기는 저탕 탱크의 단열 효과로서는 유효하지만, 외장 케이스나 진공 단열재, 시트 형상 단열재 등 많은 부품을 사용하므로, 종래의 발포 단열재에 비해, 부품 구입비 및 설치 작업비가 상승한다고 하는 문제가 있었다.

또한, 상기 일본 특허 출원 공개 제2007-192440호 공보에 있어서, 압축기의 외곽에는 토출 파이프나 흡입 파이프 및 전기 배선 등이 설치되어 있어, 복합 단열재의 형상이 극히 복잡한 것으로 된다.

또한, 동기(冬期)는 온수의 사용량이 많아 고온으로 저탕하므로, 압축기는 고속 운전으로 되어 권선 온도가 높아져, 압축기에 진공 단열재 등의 고성능 단열재를 권취하면 과부하 보호 장치가 작동할 우려가 있다.

상기와 같이, 종래의 히트 펌프 급탕기에서는 효과적으로 효율의 향상을 도모하는 것이 곤란했다.

따라서, 본 발명은 효율을 효과적으로 향상시킬 수 있는 히트 펌프 급탕기를 제공하는 것을 과제로 한다.

본 발명은 종래의 히트 펌프 급탕기의 과제를 해결하기 위한 수단으로서, 히트 펌프 급탕기를 구성하는 요소 중 큰 방열원인 물 냉매 열교환기에 착안하였다.

즉, 본 발명에 관한 히트 펌프 급탕기는 압축기에 의해 압축된 냉매와 물을 열교환하는 물 냉매 열교환기를 구비하여 구성되는 히트 펌프 급탕기에 있어서, 상기 물 냉매 열교환기를 둘러싸도록 진공 단열재를 배치한 것을 특징으로 한다.

본 발명은 큰 방열원인 물 냉매 열교환기의 방열 로스를 저감시켜, 효율을 효과적으로 향상시킬 수 있는 것이다.

본 발명의 다른 목적, 특징 및 이점은 첨부 도면에 관한 이하의 본 발명의 실시예의 기재로부터 명백해질 것이다.

도 1은 본 발명의 제1 실시 형태에 관한 히트 펌프 급탕기의 구성을 도시하는 개략도이다.
도 2는 본 발명의 제1 실시 형태에 관한 히트 펌프 급탕기에 있어서의, 저탕 운전으로부터 냉온수 사용 시의 급탕 운전 및 그 후의 탱크 저탕 운전의 일 실시예를 도시하는 흐름도이다.
도 3은 본 발명의 제1 실시 형태에 관한 히트 펌프 급탕기에 있어서의 히트 펌프 유닛의 상자체의 상면을 제거한 상태의 평면도를 도시하는 평면도이다.
도 4는 본 발명의 제1 실시 형태에 관한 히트 펌프 급탕기에 있어서의 히트 펌프 유닛의 상자체의 전방면을 제거한 상태의 평면도를 도시하는 정면도이다.
도 5는 본 발명의 제1 실시 형태에 관한 히트 펌프 급탕기에 있어서 사용되는 진공 단열재의 개략 구조를 도시하는 정면 단면도이다.
도 6은 본 발명의 제2 실시 형태에 관한 히트 펌프 급탕기에 있어서의 물 냉매 열교환기의 단열 구조를 도시하는 평면 단면도이다.
도 7은 본 발명의 제3 실시 형태에 관한 히트 펌프 급탕기에 있어서의 물 냉매 열교환기의 단열 구조를 도시하는 평면 단면도이다.
도 8은 본 발명의 제4 실시 형태에 관한 히트 펌프 급탕기에 있어서의 물 냉매 열교환기를 도시하는 사시도이다.
도 9는 본 발명의 제4 실시 형태에 관한 히트 펌프 급탕기에 있어서의 물 냉매 열교환기와 진공 단열재의 위치 관계를 나타내는 사시도이다.
도 10은 본 발명의 제4 실시 형태에 관한 히트 펌프 급탕기에 있어서의 물 냉매 열교환기의 단열 구조를 도시하는 평면 단면도이다.
도 11은 본 발명의 제4 실시 형태에 관한 히트 펌프 급탕기에 있어서의 물 냉매 열교환기에 진공 단열재를 배치하여, 포장재에 의해 둘러싸는 수순을 도시하는 사시도이다.
도 12는 본 발명의 제4 실시 형태에 관한 히트 펌프 급탕기에 있어서의 물 냉매 열교환기가 포장재에 의해 둘러싸인 상태를 도시하는 사시도이다.

이하, 본 발명의 실시 형태를 도 1 내지 도 7에 의해 설명한다.

<제1 실시 형태>

도 1은 제1 실시 형태에 관한 히트 펌프 급탕기를 도시한다. 히트 펌프 급탕기는 히트 펌프 냉매 회로의 구성 부품을 수납한 히트 펌프 유닛(30)과, 저탕 탱크(9) 및 급탕 회로 구성 부품을 수납한 저탕 유닛(40) 및 운전 제어 수단(50)을 구비하여 구성되어 있다.

히트 펌프 냉매 회로는 압축기(1), 물 냉매 열교환기(2)에 배치된 냉매측 전열관(2a, 2b), 감압 장치(3), 공기 열교환기(4)를 각각 냉매 배관을 통해 순차적으로 접속하여 구성되어 있고, 그 중에 탄산 가스(CO₂) 냉매가 봉입되어 있다.

압축기(1)는 PWM 제어, 전압 제어(예를 들어, PAM 제어) 및 이들의 조합 제어에 의해, 저속(예를 들어, 700회전/분)으로부터 고속(예를 들어, 7000회전/분)까지 회전수 제어를 할 수 있도록 되어 있다.

물 냉매 열교환기(2)는 냉매측 전열관(2a, 2b) 및 급수측 전열관(2c, 2d)을 구비하고 있고, 냉매측 전열관(2a, 2b)과 급수측 전열관(2c, 2d) 사이에서 열교환을 행하도록 구성되어 있다.

또한, 물 냉매 열교환기(2)는, 후술하는 바와 같이 냉매측 전열관(2a) 및 급수측 전열관(2c)으로 이루어지는 열교환 부재군(2e)(도 3 참조)과, 냉매측 전열관(2b) 및 급수측 전열관(2d)으로 이루어지는 열교환 부재군(2f)(도 3 참조)의 2계로로 구성되어 있다.

감압 장치(3)로서는 일반적으로 전동 팽창 밸브가 사용되고, 물 냉매 열교환기(2)를 거쳐서 보내져 오는 중온 고압 냉매를 감압하여, 증발되기 쉬운 저압 냉매로 하여 공기 열교환기(4)로 보낸다. 또한, 감압 장치(3)는 냉매 회로의 스로틀량을 바꾸어 히트 펌프 냉매 회로 내의 냉매 순환량을 조절하는 작용이나, 동기 저온 시에 히트 펌프 운전하여 공기 열교환기(4)에 착상(서리가 부착)한 경우, 상기 스로틀량을 완전 개방으로 하여 중온 냉매를 공기 열교환기(4)로 다량으로 보내어 서리를 녹이는 제상 장치의 역할도 행한다.

공기 열교환기(4)는 송풍 팬(5)의 회전에 의해 외기를 도입하여 공기와 냉매의 열교환을 행하여, 외기로부터 열을 흡수하는 역할을 행한다.

저탕 유닛(40)은 저탕[저탕 탱크(9)로의 저탕], 탱크 급탕[저탕 탱크(9)로부터의 급탕] 등을 행하기 위한 물 순환 회로를 구비하여 구성되어 있다.

저탕 회로는 탱크 비등 운전에 의해 저탕 탱크(9)에 고온수를 저장하기 위한 물 회로로, 저탕 탱크(9), 탱크 순환 펌프(14), 급수측 전열관(2c, 2d), 저탕 탱크(9)가 물 배관을 통해 순차적으로 접속되어 구성되어 있다.

탱크 급탕 회로는 급수 금속 부재(6), 감압 밸브(7), 급수 수량 센서(8), 저탕 탱크(9), 냉온수 혼합 밸브(11), 출탕 금속 부재(12)가 물 배관을 통해 순차적으로 접속되어 구성되어 있다.

또한, 급수 금속 부재(6)는 수도 등의 급수원에 접속되고, 출탕 금속 부재(12)는 부엌 수도꼭지(13) 등에 접속되어 있다.

또한, 출탕 금속 부재(12)로부터는, 세면이나 욕조수 공급 회로(도시하지 않음) 등에도 급탕할 수 있다.

다음에, 운전 제어 수단(50)은 히트 펌프 냉매 회로의 운전ㆍ정지 및 압축기(1)의 회전수 제어를 행하는 동시에, 감압 장치(3)의 냉매 스로틀량 조정 외의 냉동 사이클의 운전 제어, 냉온수 혼합 밸브(11) 등을 제어함으로써 급탕 운전 등을 행하는 것이다.

또한, 운전 제어 수단(50)은 동기 저온 시, 고온(예를 들어, 90℃)으로 저탕하는 경우에는, 주위 온도나 급수 온도가 낮고 가열 부하가 크기 때문에 고회전수(예를 들어, 3000 내지 4000회전/분)로 하고, 하기(夏期)에는 반대로 가열 부하가 작기 때문에 일반적 저탕 온도(약 65℃)로 비교적 저속(예를 들어, 1000 내지 2000회전/분)으로 하는 등의 최적 운전 제어 수단을 갖고 있다.

또한, 히트 펌프 급탕기에는 저탕 탱크(9)의 저탕 온도나 저탕량을 검지하기 위한 탱크 서미스터나 각 부의 냉매 온도나 수온을 검지하는 각 부 서미스터 및 압축기(1)의 토출 압력을 검지하는 압력 센서 등(모두 도시하지 않음)이 설치되고, 각 검출 신호는 운전 제어 수단(50)에 입력되도록 구성되어 있다. 운전 제어 수단(50)은 이들 신호에 기초하여 각 기기를 제어하는 것이다.

다음에, 본 실시예의 히트 펌프 급탕기의 운전 동작에 대해, 도 1의 히트 펌프 냉매 회로 및 저탕 회로, 급탕 회로를 참조로 하면서 도 2의 흐름도의 실시예에 기초하여 설명한다.

도 2는 밤 중의 저탕 운전으로부터 익일의 급탕 사용 종료까지의 1일의 운전 동작의 실시예를 도시하는 흐름도이다.

운전 제어 수단(50)은 매일의 급탕 사용량을 기억 학습하여 익일의 급탕 사용량을 추정하여, 야간의 저탕 온도 및 저탕량을 결정하는 동시에, 상기 저탕량이 전기 요금의 야간 할인 시간(예를 들어, 23시부터 7시) 내에 비등하도록 저탕 운전 개시 시각을 설정하는 학습 제어 수단을 갖고 있다.

상기 설정 시각으로 되면 저탕 운전을 개시한다. 즉, 도 1에 있어서의 히트 펌프를 운전하는 동시에 탱크 순환 펌프(14)를 운전하여, 물 냉매 열교환기(2)에 의해 고온 냉매와 저탕 탱크(9)로부터 순환되는 탱크 저탕수로 열교환하여 저탕 탱크(9) 내의 물을 고온수로 비등시킨다(스텝 61).

저탕량 판정(스텝 62)에 있어서 규정량에 도달하고 있지 않은 동안은 저탕 운전을 계속하고, 규정량에 도달하면 히트 펌프 운전을 정지하고 저탕 운전은 종료한다(스텝 63).

아침이 되어, 예를 들어 부엌 수도꼭지(13)를 개방하여 냉온수 사용이 개시(스텝 64)되면, 운전 제어 수단(50)은 급탕 온도가 적온으로 되도록 냉온수 혼합 밸브(11)로부터의 급수량을 조정하여, 급수 금속 부재(6), 감압 밸브(7), 급수 수량 센서(8), 저탕 탱크(9), 냉온수 혼합 밸브(11), 출탕 금속 부재(12), 부엌 수도꼭지(13)의 탱크 급탕 회로로 적온수를 급탕한다(스텝 65). 그리고, 수도꼭지를 폐쇄하여 냉온수 사용이 종료(스텝 66)되면, 급탕은 정지된다.

또한 운전 제어 수단(50)은 탱크 급탕 운전 중(스텝 65) 및 급탕 운전 정지 중에, 탱크 서미스터에 의해 저탕 탱크(9) 내의 저탕 온도 및 저탕량을 검지하여, 탱크 잔탕량의 판정(스텝 67)을 행하지만, 통상은 규정 이상에서 재가열 운전은 행하지 않고, 급탕 사용량이 전일까지의 학습 추정량에 비해 지나치게 많아 탱크 잔탕량이 규정 미만인 경우에는 히트 펌프를 운전하여 탱크 재가열 운전(스텝 68)을 행하고, 저탕량 판정(스텝 69)에 있어서, 저탕 온도 및 저탕량이 규정치에 도달한 후 히트 펌프 운전을 정지하여, 저탕 운전을 종료한다(스텝 70).

상기한 냉온수 사용과 탱크 잔탕량 판정을 반복하여 1일의 급탕 사용이 종료되면, 운전 제어 수단(50)은 다음의 학습 제어 수단을 기능시킨다. 즉, 탱크 잔탕 온도, 잔탕량, 급탕 사용량 등을 검지하여 당일의 냉온수 사용량을 산출하여, 익일 사용량의 추정 산출을 행하여, 야간의 재가열 온도 및 양, 재가열 운전 개시 시각 등의 야간 재가열 조건을 설정한다(스텝 71).

상기 운전 개시의 설정 시각이 되면, 규정의 탱크 재가열량으로 되도록 다시 야간 저탕 운전을 행한다(스텝 61).

또한, 상기 학습 제어 수단은, 일반적으로는 예를 들어 과거 7일간의 외기 온도나 급수 온도, 냉온수 사용량 등을 바탕으로, 야간 재가열만으로 충분하도록 익일의 냉온수 사용량을 추정 산출하거나, 효율이 가장 향상되는 저탕량을 추정한다.

다음에, 제1 실시 형태의 히트 펌프 급탕기에 있어서의 물 냉매 열교환기(2)의 단열 구조에 대해, 도 3 내지 도 5에 의해 설명한다.

도 3은 히트 펌프 유닛(30)의 상자체(15)의 상면을 제거한 상태의 평면도를 도시하고, 도 4는 상기 상자체(15)의 전방면을 제거한 상태의 정면도를 도시한다. 또한, 도 4에 있어서는 후방의 압축기(1) 및 공기 열교환기(4)를 생략하고 있다.

히트 펌프 유닛(30)의 상자체(15)는 대략 직사각형을 이루고 있고, 배면 및 좌측면에는 공기 열교환기(4)가 설치되고, 이것에 대향하여 팬 모터(16)에 의해 회전하는 팬(5)이 설치되어 있다.

또한, 팬(5)에는 흡입 타입과 분출 타입이 있고, 그것에 의해 팬(5)의 전후 방향은 다르지만, 본 실시예에서는 분출 타입의 프로펠러 팬으로 하고, 배면 및 좌측면으로부터 공기 열교환기(4)를 통과시켜 외기를 흡입하여, 전방면으로 분출하는 것이다.

상자체(15)는 구획판(17)에 의해 좌우로 구획되어 있다. 구획판(17)에 의해 구획된 좌우의 일측(도면 우측)의 공간은 압축기(1)나 물 냉매 열교환기(2)가 수용되는 수용실(S)이고, 이 수용실(S)은 일반적으로 기계실이라고 불리고 있다. 상기 물 냉매 열교환기(2)는 이 수용실(S)의 전방측에 설치되고, 압축기(1)는 후방측에 설치되어 있다.

물 냉매 열교환기(2)는 일단부로부터 타단부를 향해 냉매를 유통시키도록 구성되는 것으로, 도 4에 도시한 바와 같이, 각 단부가 상하에 위치하도록 배치되는 것이다. 즉, 물 냉매 열교환기(2)는 양단부간 방향을 연직 방향과 일치시켜, 기립시킨 상태에서 수용실(S) 내에 배치된다.

또한, 물 냉매 열교환기(2)는 인접하여 배치되는 복수의 열교환 부재(2g, 2h, 2i, 2j, 2k, 2l)로 구성된다. 도 3에 도시하는 물 냉매 열교환기(2)에서는 6개의 열교환 부재(2g 내지 2l)가 사용되고 있다. 단, 이것으로 한정되는 것은 아니다. 각 열교환 부재(2g 내지 2l)는 냉매측 전열관(2a)과 급수측 전열관(2c)을 겹쳐서 각각 코일 형상으로 권취하여 형성되어 있고, 대략 원통 형상을 갖는다.

또한, 복수의 열교환 부재(2g 내지 2l)는 복수의 열교환 부재군(2e, 2f)으로 구분하여 설치되어 있다. 구체적으로는, 6개의 열교환 부재(2g 내지 2l)는 3개씩 2개의 열교환 부재군(2e, 2f)으로 구분되어 있다. 각 열교환 부재군(2e, 2f)은 각 열교환 부재(2g 내지 2i, 2j 내지 2l)를 각각 대향시켜 배치되어 있다. 그런데, 각 열교환 부재군(2e, 2f)은 동시에 운전되는 것이라도 좋고, 어느 한쪽만 운전되는 것이라도 좋다.

그리고, 이 히트 펌프 급탕기에는 상기 물 냉매 열교환기(2)를 둘러싸도록 진공 단열재가 설치되어 있다. 구체적으로는 상기 물 냉매 열교환기(2)의 외주에 상기 진공 단열재가 권취되어 있다. 이하, 이러한 구성에 관하여 상세하게 설명한다.

우선, 진공 단열재(18, 19)의 구조에 대해 설명한다. 진공 단열재(18, 19)로서는, 평탄한 상태에 있어서 대략 사각 형상을 갖는 것이 사용된다. 이와 같이, 진공 단열재(18, 19)의 형상이 단순한 사각 형상으로 됨으로써, 진공 단열재(18, 19)의 자동 생산이 가능해지는 등의 장점이나, 설치 작업도 용이하고 부품비 및 가공비의 저감을 도모할 수 있는 등의 장점이 있다.

또한, 진공 단열재(18, 19)는, 도 7에 도시한 바와 같이 단열재 본체(27)와, 이 단열재 본체(27)를 보호하는 보호 부재(28a, 28b)를 구비하여 구성된다. 또한, 진공 단열재(18, 19)는 동일한 구조를 갖는 것이므로, 이하에서는, 진공 단열재(18)에 대해서만 설명하는 것으로 한다. 보호 부재(28a, 28b)는 단열재 본체(27)가 손상되어 진공 상태가 파괴됨으로써 단열 효과가 상실되어 버리는 것을 방지하는 것이다. 구체적으로는, 보호 부재(28a, 28b)는 단열재 본체의 양면에 접합되는 것이고, 진공 단열재(18, 19)는 단열재 본체(27)를 양면측으로부터 보호 부재(28a, 28b)로 끼워 넣은 3중 구조를 갖는다.

단, 진공 단열재(18, 19)는 이것으로 한정되지 않고, 보호 부재(28a, 28b)가 단열재 본체(27) 중 특별히 보호해야 할 부분에만 설치되는 것이라도 좋고, 예를 들어 어느 한쪽의 면에만 접합되는 것이나, 단열재 본체(27)가 갖는 면의 일부에만 설치되는 것이라도 좋다. 또한, 진공 단열재(18, 19)의 주위에 돌기부 등이 없는 경우에는, 보호 부재(28a, 28b)를 사용하지 않고, 단열재 본체(27)만을 진공 단열재(2)로서 사용하는 것이라도 좋다.

단열재 본체(27)는 글래스 울(유리 섬유로 된, 섬유질의 소재) 등의 코어재(27c)를 알루미늄이나 스테인리스 등의 금속제 부재에 의해 진공 상태로 둘러쌈으로써 형성되는 것이다. 즉, 단열재 본체(27)는 금속제 부재의 내부에 코어재(27c)가 봉입되어 있다. 구체적으로는, 단열재 본체(27)는 금속제 박판(혹은, 금속제 필름)(27a, 27b) 사이에 코어재(27c)를 끼운 구조를 갖는다. 보다 구체적으로는, 단열재 본체는 코어재(27c)보다도 큰 금속제 박판(27a, 27b)을 사용하여, 금속제 박판(27a, 27b)이 코어재(27c)로부터 밀려나오도록 배치하고, 그 밀려나온 둘레 단부 테두리부를 밀착시킴으로써 제작된다. 밀려나온 둘레 단부 테두리부는, 단열재 본체(27)에 설치하는 경우에는, 예를 들어 내측으로 접어 넣는다.

또한, 보호 부재(28a, 28b)로서는, 우레탄 등의 쿠션재 혹은 단열재가 사용되지만, 이것으로 한정되는 것은 아니고, 비닐 등의 필름을 사용해도 좋다.

또한, 단열재 본체(27)에 사용되는 금속제 박판(27a, 27b)이 알루미늄인 경우에는 취급 시에 손상되기 쉽다고 하는 문제가 있으므로, 단열재 본체(27)의 코어재(27c)의 위치에 맞추어 보호 부재(28a, 28b)를 양면으로부터 접합하는 것이 바람직하다.

그런데, 단열재 본체(27)에 사용되는 금속제 박판(27a, 27b)은 전열성이 좋기 때문에, 치수가 작으면 금속제 박판(27a, 27b)의 둘레 단부 테두리부의 전열에 의해 단열 효과가 감소된다. 따라서, 진공 단열재(18, 19)는 적어도 금속성 박판(27a, 27b)의 전열 거리 이상의 치수를 갖는 것이 좋고, 가능한 한 면적이 큰 것이 좋다. 이러한 진공 단열재(23)에 따르면, 작은 진공 단열재를 복수 배열하여 사용하는 방법에 비해, 단열 효과를 확실한 것으로 할 수 있다.

당사 실험에 따르면, 코어재(27c)의 두께(A)가 약 5㎜인 경우에는, 코어재(27c)의 각 변의 치수(폭 또는 길이)(B)가 약 200㎜ 이상이면 충분한 단열 효과를 발휘할 수 있고, 코어재(27c)의 두께(A)가 약 10㎜인 경우에는 코어재(27c)의 각 변의 치수(폭 또는 길이)(B)가 약 100㎜ 이상이면 충분한 단열 효과를 발휘할 수 있는 것을 알 수 있었다.

다음에, 도 3, 도 4를 사용하여, 진공 단열재(18, 19)의 배치 형태에 대해 설명한다. 본 실시 형태에 관한 히트 펌프 급탕기에 있어서는, 각 열교환 부재군(2e, 2f)으로 구분된 열교환 부재(2g 내지 2i, 2j 내지 2l)에 대응하여 복수의 진공 단열재(18, 19)가 설치되어 있다. 즉, 상기 열교환 부재군(2e, 2f)은 별개의 진공 단열재(18, 19)가 외주를 1주 하도록 권취되어 있고, 각각 3개의 열교환 부재군(2e, 2f)이 서로 근접, 대향하여 설치되어 있다. 또한, 진공 단열재(18, 19)는 외주 방향의 양 단부 모서리부가 간극을 갖고 대향하는 상태에서 권취되어 있다. 이와 같이, 각 열교환 부재군(2e, 2f)마다 진공 단열재(18, 19)를 권취함으로써, 각 열교환 부재군(2e, 2f)마다 부품을 완성시킬 수 있으므로, 제조 공정을 효율화할 수 있다.

또한, 상기 진공 단열재(18, 19)의 외주 방향의 단부 모서리부는 복수의 열교환 부재(2g 내지 2l) 사이에 위치하도록 배치되어 있다. 구체적으로는, 상기 진공 단열재(18, 19)의 외주 방향의 양 단부 모서리부는 각 열교환 부재군(2e, 2f) 사이[혹은, 각 열교환 부재군(2e, 2f)의 대향 부분]에 배치되어 있다. 즉, 각 진공 단열재(18, 19)의 양 단부 모서리부의 대향 부분(18a, 19a)은 각 열교환 부재군(2e, 2f) 사이에 위치하고 있다. 이에 의해, 열교환 부재군(2e, 2f)에 권취된 진공 단열재(18, 19)의 양 단부 모서리부 사이에 간극이 존재해도, 양 단부 모서리부의 대향 부분(18a, 19a)이 물 냉매 열교환기(2)의 내부에 위치하므로, 양 단부 모서리부 사이의 간극(18a, 19a)으로부터 열이 배출되는 것을 방지할 수 있다. 따라서, 진공 단열재(18, 19)의 사용량을 적게 할 수 있다. 단, 양 단부 모서리부끼리를 서로 맞대어 간극을 없앤 것이라도 좋다.

또한, 각 진공 단열재(18, 19)는 각 양 단부 모서리부끼리의 대향 부분(18a, 19a)의 위치를 서로 좌우로 어긋나게 하여 배치되어 있다. 이에 의해, 한쪽의 열교환 부재군(2e)에 권취된 진공 단열재(18)의 양 단부 모서리부 사이에 간극이 존재해도, 그곳으로부터 열이 배출되는 것을 다른 쪽의 열교환 부재군(2f)에 권취된 진공 단열재(19)에 의해 방지할 수 있다.

또한, 압축기(1), 물 냉매 열교환기(2), 공기 열교환기(4)에는 냉매 배관 또는 물 배관이 배치되어 있고, 그들이 서로 접속되어 도 1에 도시하는 히트 펌프 냉매 회로 및 탱크 저탕 회로의 일부를 형성하고 있지만, 도 3, 도 4에 있어서는 생략하고 있다.

도 3에 도시한 바와 같이, 물 냉매 열교환기(2)의 외주에 단열성이 우수한 진공 단열재(18, 19)를 권취함으로써, 물 냉매 열교환기(2)를 직접적으로 단열(혹은, 보온)할 수 있다. 따라서, 물 냉매 열교환기(2)의 설치 장소에 관계없이, 구획판(17)이 없는 경우에 있어서도, 저탕 탱크(9)에 대해 방열 로스가 큰 물 냉매 열교환기(2)로부터의 방열을 감소시킬 수 있다. 또한, 상기 수용실 내에 물 냉매 열교환기(2)와 압축기(1)를 수용하면, 가일층 물 냉매 열교환기(2)의 방열 로스를 저감시킬 수 있다.

그런데, 물 냉매 열교환기(2)는 상부로부터의 방열이 커, 특히 이 부분의 보온이 중요해진다. 또한, 물 냉매 열교환기(2)는 상측의 단부로부터 하측의 단부를 향해 고온 냉매를 흘리고, 반대로, 하측의 단부로부터 상측의 단부를 향해 물을 흘려 열교환을 행하므로, 특히 상부가 고온으로 된다. 따라서, 상기 진공 단열재(18, 19)는 물 냉매 열교환기(2)의 적어도 상측 부분에 배치된다. 구체적으로는, 물 냉매 열교환기(2)의 상측 부분에는 진공 단열재(18)가 배치되고, 하측 부분에는 발포 우레탄 등의 일반적인 단열재에 의해 구성되는 하부 단열재(21)가 배치된다. 이와 같이, 특히 보온이 중요한 상측 부분에만 진공 단열재(18, 19)를 사용함으로써, 비용 저감을 도모할 수 있다.

또한, 도 4에 도시한 바와 같이, 상기 물 냉매 열교환기(2)의 온도 특성을 고려하여, 물 냉매 열교환기(2)의 정상부에도 정상부 단열재(20)가 배치되어 있다. 정상부 단열재(20)는 물 냉매 열교환기(2) 및 진공 단열재(18, 19)를 덮도록 배치되어 있고, 단면 대략 ㄷ자 형상을 갖는다. 이 정상부 단열재(20)로서는, 진공 단열재라도 좋지만, 단면 대략 ㄷ자 형상으로 하는 가공의 용이성을 고려하여, 발포 우레탄 등의 일반적인 단열재가 사용된다. 구체적으로는, 예를 들어 우레탄 발포 성형 등에 의해 두껍게 제작된다.

<제2 실시 형태>

다음에, 도 6을 사용하여, 제2 실시 형태에 대해 설명한다. 또한, 도 6은 물 냉매 열교환기(2)의 평면도만을 도시하지만, 예를 들어 도 3에 도시하는 정상부 단열재(20)를 포함하고, 그 밖의 구성은 기본적으로 상기 실시 형태의 것과 공통된다. 공통되는 구성에 대해서는, 동일한 부호를 부여하여, 설명을 생략한다.

도 6은 물 냉매 열교환기(2)의 외주에 단일의 진공 단열재(22)를 권취한 것이다. 이와 같이 함으로써, 일반적으로 고가의 진공 단열재의 사용량을 적게 할 수 있다.

또한, 진공 단열재(22)는 외주 방향의 양 단부 모서리부(22a, 22b)를 중복시켜 배치되어 있다. 양 단부 모서리부(22a, 22b)끼리는 테이프(23) 등의 고정 부재를 사용하여 고정되어 있다. 단, 고정 부재는 이것으로 한정되는 것은 아니다.

또한, 상기 진공 단열재(22)의 외주 방향의 양 단부 모서리부(22a, 22b)는 복수의 열교환 부재(2g 내지 2l) 사이에 위치하도록 배치되어 있다. 구체적으로는, 진공 단열재(22)는 복수의 열교환 부재(2g 내지 2l) 사이에 형성되는 오목 형상부(2m)에 외주 방향의 단부 모서리부가 들어가도록 설치되어 있다. 보다 구체적으로는 양 단부 모서리부(22a, 22b)의 중복 부분이 상기 오목 형상부(2m)에 위치하도록 설치되어 있다. 이에 의해, 양 단부 모서리부(22a, 22b)의 중복 부분이 크게 돌출되는 것을 적절하게 방지할 수 있어, 물 냉매 열교환기(2)에 진공 단열재(22)가 권취된 상태에서도 극히 콤팩트한 것으로 할 수 있다.

또한, 각 열교환 부재군(2e, 2f)의 히트 펌프 운전에 의한 가열을 동시에 행하는 것으로 하면 각 열교환 부재(2g 내지 2l)의 온도는 서로 동등한 온도로 되므로, 각 열교환 부재군(2e, 2f) 사이에 진공 단열재를 개재시키지 않아도, 방열 효과를 양호하게 유지할 수 있다. 즉, 이 실시 형태에 있어서의 구조는 각 열교환 부재군(2e, 2f)의 히트 펌프 운전에 의한 가열을 동시에 행하는 방식의 히트 펌프 급탕기에 적합하다.

<제3 실시 형태>

다음에, 도 7을 사용하여 제3 실시 형태에 대해 설명한다. 또한, 도 7은 물 냉매 열교환기(2)의 평면도만을 도시하지만, 예를 들어 도 3에 도시하는 정상부 단열재(20)를 포함하고, 그 밖의 구성은 기본적으로 상기 실시 형태의 것과 공통된다. 공통되는 구성에 대해서는, 동일한 부호를 부여하여 설명을 생략한다.

도 7은 물 냉매 열교환기(2)에 대해 하나의 진공 단열재(24)가 사용되는 것으로, 하나의 진공 단열재(24)가 각 열교환 부재군(2e, 2f)마다 열교환 부재(2g 내지 2i, 2j 내지 2l)의 전체 둘레를 포위하는 상태로 설치되는 것이다. 즉, 각 열교환 부재군(2e, 2f) 사이에 외주 방향의 양 단부 모서리부(24a, 24b)가 배치되고, 또한 외주 방향의 중간부가 각 열교환 부재군(2e, 2f) 사이에 배치된다. 이러한 진공 단열재(24)는 상면에서 볼 때 대략 8자 형상으로 된다. 또한, 물 냉매 열교환기(2) 및 진공 단열재(24)는 그 외주측으로부터 체결 밴드(25) 및 나사(26)로 이루어지는 고정 부재에 의해 고정되어 있다. 단, 고정 부재는 이것으로 한정되는 것은 아니다.

이 실시 형태에 있어서의 구조는, 열교환 부재군(2e, 2f)마다 보온이 행해지는 것이므로, 열교환 부재군(2e, 2f)마다 냉매나 물의 온도가 다른 것이라도 좋다. 따라서, 각 열교환 부재군(2e, 2f)의 히트 펌프 운전에 의한 가열을 따로따로 행하는 방식의 히트 펌프 급탕기에 적합하다.

또한, 도 3 내지 도 6의 실시예는 히트 펌프 유닛의 구성이나 운전 제어에 의한 것 외에, 단열 성능 중시, 부품비의 삭감, 작업성의 향상 등의 우선 순위에 대응하여 선택 적용함으로써, 물 냉매 열교환기(2)의 단열성을 도모하고, 또한 목적에 맞는 효과를 얻을 수 있다.

이상 설명한 바와 같이, 본 실시 형태에 관한 히트 펌프 급탕기는 물 냉매 열교환기(2)의 외주에 진공 단열재(18, 19, 22, 24)를 권취하는 것으로, 재료비 및 작업비를 최소한으로 억제하여 물 냉매 열교환기(2)의 단열성을 향상시켜, 새로운 방열 로스 저감책으로서 에너지 절약 향상을 도모할 수 있다.

특히, 저탕 탱크의 용량이 소량인 경우나, 빈번하게 급탕을 행하는 업무용 경우 등에서 야간 저탕만으로는 저탕량이 부족해, 낮에도 재가열 운전을 행하는 것에 본 발명을 적용하면, 운전 간격이 짧아지므로, 물 냉매 열교환기(2)의 보온성 향상에 의한 에너지 절약 효과나, 가열 운전 상승 시간의 단축 등 큰 효과를 얻을 수 있다.

<제4 실시 형태>

다음에, 도 8 내지 도 12를 사용하여, 제4 실시 형태에 대해 설명한다. 우선, 본 실시 형태에 관한 물 냉매 열교환기에 대해 설명한다. 또한, 상기 실시 형태와 공통되는 구성에 대해서는, 동일한 부호를 부여하여 설명을 생략한다.

제4 실시 형태에 있어서는, 물 및 냉매는 서로 역방향으로 상기 물 냉매 열교환기(110)를 흐르도록 구성되고, 도 8, 도 9에 도시한 바와 같이, 상기 물 냉매 열교환기(110)는 물 및 냉매의 온도에 따라서 고온부(H)와 저온부(L)로 구분된다. 그리고, 상기 진공 단열재(120, 130)는, 도 9에 도시한 바와 같이 상기 물 냉매 열교환기(110)의 적어도 고온부(H)에 대응하여 배치된다. 또한, 도 9에서는 물 냉매 열교환기와 진공 단열재의 위치 관계를 나타내는 관계상, 후술하는 포장재(140) 등의 도시를 생략하고 있다.

구체적으로는, 상기 물 냉매 열교환기(110)는, 도 8에 도시한 바와 같이 유체적으로 직렬로 접속되는 복수의 열교환 부재(110c, 110d 및 110e, 110f)를 구비한다. 열교환 부재(110c 내지 110e)의 구체적인 치수에 대해 설명하면, 외경은 약 60㎜이고, 높이는 약 500㎜이다. 그리고, 상기 진공 단열재(120, 130)는, 도 9에 도시한 바와 같이 물의 흐름에 있어서의 후단측에 위치하는 고온의 열교환 부재(110d, 110f)에 대응하여 배치된다.

즉, 물은 물 냉매 열교환기(110)에 대해 저온 상태로 도입된 후에 고온 상태로 유출되는 한편, 냉매는 물 냉매 열교환기(110)에 고온 상태로 도입된 후에 저온 상태로 유출된다. 따라서, 복수의 열교환 부재(110c 내지 110f) 중, 물의 흐름에 있어서의 후단측(혹은, 냉매의 흐름에 있어서의 전단측)에 배치되는 열교환 부재(110d, 110f)의 쪽이, 물의 흐름에 있어서의 전단측(혹은, 냉매의 흐름에 있어서의 후단측)에 배치되는 열교환 부재(110c, 110e)에 비해 고온으로 된다. 이 결과, 물 냉매 열교환기(110)는 전체적으로 보면, 고온부(H)와 저온부(L)로 구분되게 된다.

또한, 직렬로 접속되는 각 열교환 부재(110c, 110d 및 110e, 110f)는 양 단부간 방향을 일치시켜 나란히 배치되고, 또한 냉매 및 물을 유통시키는 방향이 인접하는 열교환 부재와는 반대로 되도록 구성된다. 즉, 직렬로 접속되는 열교환 부재(110c, 110d 또는 110e, 110f)끼리는 양 단부간 방향(혹은, 길이 방향)의 어느 한쪽의 단부측에서 접속되어 있다.

보다 구체적으로는, 상기 물 냉매 열교환기(110)는 유체적으로 직렬로 접속되는 복수의 열교환 부재(110c, 110d 및 110e, 110f)에 의해 구성되는 복수의 열교환 부재군(110a, 110b)을 구비한다. 상기 열교환 부재군(110a, 110b)끼리는 각 열교환 부재군(110a, 110b)을 구성하는 열교환 부재(110c, 110d 및 110e, 110f) 중, 물의 흐름에 있어서의 후단측에 위치하는 고온의 열교환 부재(110d, 110f)끼리를 인접시켜 배치된다. 상기 물 냉매 열교환기(110)의 고온부(H)는 상기 각 열교환 부재군(110a, 110b) 중, 인접시켜 배치되는 복수의 상기 고온의 열교환 부재(110d, 110f)에 의해 구성된다. 또한, 상기 물 냉매 열교환기(110)의 저온부(L)는 저온의 열교환 부재(110c, 110e)의 각각에 의해 구성된다.

또한, 상기 물 냉매 열교환기(110)는 복수의 열교환 부재(110c 내지 110f)를 기립시킨 상태에서 수평 방향으로 나란히 배치된다. 즉, 물 냉매 열교환기(110)는 복수의 열교환 부재(110c 내지 110f)를 연직면을 따라서 배치하여 구성된다. 상기 물 냉매 열교환기(110)는 수평 방향 양측이 상기 저온부(L)로 되는 동시에, 이 양측의 저온부(L, L)의 내측이 상기 고온부(H)로 된다. 그리고, 상기 진공 단열재(110)는 상기 고온부(H)를 물 냉매 열교환기(110)의 두께 방향 양측으로부터 끼우도록 대향시켜 배치된다. 각 열교환 부재군(110a, 110b)을 구성하는 2개의 열교환 부재(110c, 110d 및 110e, 110f)끼리는 연직 방향 하방측의 단부에서 접속되어 있다.

이러한 물 냉매 열교환기(110)에 있어서의 물 및 냉매가 흐르는 경로에 대해 설명하면, 가열되는 물은 수평 방향 외측에 배치되는 한쪽의 열교환 부재(110c 또는 110e)의 상단부로부터 도입되어 하단부에 이르고, 접속 배관을 통해 수평 방향 내측에 배치되는 다른 쪽의 열교환 부재(110d 또는 110f)의 하단부에 도입되어, 하단부로부터 상단부에 이르는 경로를 흐른다. 반대로, 물을 가열하는 냉매는 다른 쪽의 열교환 부재(110d 또는 110f)의 상단부로부터 도입되어 하단부에 이르고, 접속 배관을 통해 한쪽의 열교환 부재(110c 또는 110e)의 하단부에 도입되어, 하단부로부터 상단부에 이르는 경로를 흐른다.

다음에, 상기 물 냉매 열교환기(110)에 대해 사용되는 진공 단열재(120, 130)에 대해, 도 10 내지 도 12를 사용하여 설명한다.

진공 단열재(120, 130)를 구성하는 단열재 본체(121, 131)는, 도 10에 도시한 바와 같이 평면에서 볼 때 원형상을 갖는 열교환 부재(110c 내지 110f) 중, 내측의 2개의 열교환 부재(110d, 110f)의 폭(즉, 열교환 부재의 외경의 2배)보다도 큰 폭을 적어도 갖는다. 바람직하게는, 단열재 본체(121, 131)의 폭은 외측에 배치되는 각 열교환 부재(110c, 110e)의 중심끼리의 거리와 동일한 치수를 갖는다. 즉, 단열재 본체(121, 131)의 폭은 약 180㎜이다.

또한, 2개의 진공 단열재(120, 130)의 단열재 본체(121, 131)는, 도 11에 도시한 바와 같이 각각 다른 높이를 갖는다. 구체적으로는, 일측의 진공 단열재(120)의 단열재 본체(121)는 열교환 부재(110c 내지 110f)의 대략 전체 높이에 대응하여 설치되고, 약 460㎜의 높이를 갖는다. 또한, 물 냉매 열교환기(110)의 타측의 하방 부분의 근방에는 각종 배관이 배치되므로, 이 부분에는 진공 단열재(130)를 배치하는 스페이스가 없다. 따라서, 타측의 진공 단열재(130)의 단열재 본체(131)는 일측보다도 작게 형성되고, 약 300㎜의 높이를 갖는다. 또한, 도 10 및 도 12에 있어서는, 물 냉매 열교환기의 단열 구조를 개념적으로 도시하기 위해, 물 냉매 열교환기(110)에 접속되는 각종 배관 등을 생략하여 도시하고 있다.

또한, 진공 단열재(120, 130)의 두께에 관해서는, 상기 제1 실시 형태에서 서술한 바와 같이, 코어재의 두께(A)가 약 5㎜인 경우에는 코어재의 각 변의 치수(폭 또는 길이)(B)가 약 200㎜ 이상으로 설정되고, 코어재의 두께(A)가 약 10㎜인 경우에는 코어재의 각 변의 치수(폭 또는 길이)(B)가 약 100㎜ 이상으로 설정된다. 그리고, 단열재 본체를 보호하는 보호 부재로서는, 약 3㎜의 두께를 갖는 우레탄이 채용된다.

또한, 진공 단열재(120, 130)를 구성하는 보호 부재(122, 132)는 단열재 본체(121, 131)보다도 큰 것[즉, 보호 부재(122, 132)의 단부 테두리가 단열재 본체(121, 131)의 단부 테두리보다도 밀려나오는 것]이 바람직하지만, 그 크기는 특정한 것으로 한정되지 않는다.

또한, 물 냉매 열교환기(110)는 양측으로부터 진공 단열재(120, 130)에 의해 끼워져 있는데다가, 도 12에 도시한 바와 같이, 또한 포장재(140)에 의해 둘러싸여 있다. 포장재(140)로서는, 임의의 것을 사용할 수 있지만, 단열성을 갖는 것이 바람직하고, 예를 들어 난연성을 갖는 펠트가 사용된다. 펠트는 약 5㎜의 두께를 갖는다. 또한, 포장재(140)에는 물 냉매 열교환기(110)를 둘러싼 상태를 유지할 수 있도록 면 파스너(143) 등의 고정 수단이 설치되어 있다.

구체적으로는, 포장재(140)는, 도 11, 도 12에 도시한 바와 같이 물 냉매 열교환기(110)의 측면을 피복하는 측면 피복부(141)와, 물 냉매 열교환기(110)의 상측을 피복하는 상측 피복부(142)를 구비한다. 상기 면 파스너(143)는 측면 피복부(141)의 단부 및 상측 피복부(142)의 단부에 설치된다.

물 냉매 열교환기(110)는 상술한 바와 같은 포장 상태에서 히트 펌프 유닛(30)에 조립되는 것으로, 다음에, 상술한 바와 같은 포장 상태로 하는 방법에 대해 도 11을 사용하여 설명한다. 우선, 포장재(140)를 평면 형상으로 전개한 상태로 하고, 그 위에 진공 단열재(120)를 적재한다. 다음에, 상기 고온부(H)가 진공 단열재(120) 위로 되도록 물 냉매 열교환기(110)를 적재한다. 그리고, 물 냉매 열교환기(110)의 고온부(H) 상에 진공 단열재(130)를 적재한다. 마지막으로 물 냉매 열교환기(110)를 진공 단열재(120, 130)채 둘러싸도록 포장재(140)를 접는다. 이때, 진공 단열재(120, 130)가 어긋나지 않도록 긴밀 결합력을 작용시켜 포장재(140)를 접는다.

이와 같이, 물 냉매 열교환기(110)는 포장재(140)로 단단하게 둘러쌈으로써 진공 단열재(120, 130)가 어긋나지 않도록 하고 있지만, 이에 한정되지 않고, 물 냉매 열교환기(110)와 진공 단열재(120, 130)를 임의의 수단에 의해 고정하는 것이라도 좋다.

또한, 본 발명에 관한 히트 펌프 급탕기는 상기 각 실시 형태의 구성으로 한정되는 것은 아니고, 발명의 취지를 일탈하지 않는 범위 내에서 다양한 변경이 가능하다.

예를 들어, 진공 단열재는 전체 둘레에 권취되는 것이 아니라도 좋고, 외주의 일부에 부분적으로 권취되는 것이라도 좋다.

또한, 진공 단열재는 압축기(1)와 물 냉매 열교환기(2)를 모아서 이들의 외주에 권취되는 것이라도 좋다.

또한, 본 발명에 관한 히트 펌프 급탕기는 상기 물 냉매 열교환기를 둘러싸도록 진공 단열재가 배치되는 것이면 좋고, 예를 들어, 상기 물 냉매 열교환기를 수용하는 수용실이 설치되고, 상기 수용실을 형성하는 벽부 중 상기 물 냉매 열교환기와 대향하는 부분에 진공 단열재가 구비되는 것이라도 좋다.

또한, 물 및 냉매가 서로 역방향으로 상기 물 냉매 열교환기(110)를 흐르도록 구성되고, 상기 물 냉매 열교환기(110)는 물 및 냉매의 온도에 따라서 고온부(H)와 저온부(L)로 구분되고, 상기 진공 단열재(130, 140)는 상기 물 냉매 열교환기(110)의 적어도 고온부(H)에 대응하여 배치되는 히트 펌프 급탕기로서, 제4 실시 형태를 예로 들어 설명하였지만, 제1 내지 제3 실시 형태에 관한 히트 펌프 급탕기도 이와 같은 구성을 갖는 히트 펌프 급탕기에 해당한다.

또한, 상기 물 냉매 열교환기(110)는 2개의 열교환 부재군(110a, 110b)에 의해 구성되는 것으로서 설명하였지만, 이에 한정되는 것은 아니고, 열교환 부재군은 1개라도 좋고, 3개 이상이라도 좋다. 마찬가지로, 각 열교환 부재군(110a, 110b)은 2개의 열교환 부재(110c, 110d 및 110e, 110f)에 의해 구성되는 것으로서 설명하였지만, 이에 한정되는 것은 아니고, 각 열교환 부재군(110a, 110b)을 구성하는 열교환 부재는 1개라도 좋고, 3개 이상이라도 좋다.

또한, 상기 물 냉매 열교환기(110)는 복수의 열교환 부재(110c 내지 110f)를 기립시킨 상태에서 수평 방향으로 나란히 배치되는 것으로서 설명하였지만, 이것으로 한정되는 것은 아니고, 예를 들어 열교환 부재군(110a, 110b)끼리를 대면시켜 배치한 것이라도 좋다. 이 경우에는 각 열교환 부재군(110a, 110b)을 구성하는 열교환 부재(110c 내지 110f) 중 물의 흐름에 있어서의 후단측에 위치하는 고온의 열교환 부재(110d, 110f)끼리와, 전단측에 위치하는 저온의 열교환 부재(110c, 110e)끼리를 각각 대향시켜 배치하는 구조가 생각된다.

또한, 상기 진공 단열재(130, 140)는 물 냉매 열교환기(110)의 두께 방향 양측에 배치되는 것으로서 설명하였지만, 이에 한정되는 것은 아니고, 편면측에만 배치되는 것이라도 좋다. 이와 같은 구조는, 예를 들어 물 냉매 열교환기(110)의 타측에 압축기(1) 등의 고온의 부재가 배치되어, 단열하는 것보다는 압축기(1) 등의 고온의 부재로부터의 열을 접촉시키는 쪽이 바람직한 경우 등에 채용될 수 있다.

상기 기재는 실시예에 대해 이루어졌지만, 본 발명은 그것으로 한정되지 않고, 본 발명의 정신과 첨부한 청구범위의 범위 내에서 다양한 변경 및 수정을 할 수 있는 것은 당업자에게 명백하다.

이상과 같은 본 발명에 의한 히트 펌프 급탕기는 효율을 효과적으로 향상시킬 수 있는 급탕기를 제공할 수 있다.

1 : 압축기
2, 110 : 물 냉매 열교환기
4 : 공기 열교환기
9 : 저탕 탱크
11 : 냉온수 혼합 밸브
13 : 부엌 수도꼭지
14 : 탱크 순환 펌프
15 : 상자체
17 : 구획판
18, 19, 22, 24, 120, 130 : 진공 단열재
20 : 정상부 단열재
21 : 하부 단열재
30 : 히트 펌프 유닛
40 : 저탕 유닛
50 : 운전 제어 수단
140 : 포장재

Claims (14)

1. 압축기에 의해 압축된 냉매와 물을 열교환하는 물 냉매 열교환기를 구비하여 구성되고,
   상기 물 냉매 열교환기를 둘러싸도록 진공 단열재를 배치한 히트 펌프 급탕기에 있어서,
   상기 물 냉매 열교환기의 외주를 따라서 진공 단열재를 권취한 단열 구조를 갖고,
   상기 물 냉매 열교환기는 인접하여 배치되는 복수의 열교환 부재로 구성되고,
   상기 진공 단열재는, 코어재를 금속제 부재에 의해 진공 상태로 둘러쌈으로써 형성되고,
   상기 진공 단열재의 외주 방향의 단부 모서리부는 복수의 열교환 부재 사이에 위치하도록 배치되고,
   상기 진공 단열재는 물 냉매 열교환기의 적어도 상측 부분에 배치되는 것을 특징으로 하는, 히트 펌프 급탕기.
2. 제1항에 있어서, 상기 복수의 열교환 부재는 복수의 열교환 부재군으로 구분하여 설치되는 동시에,
   상기 진공 단열재는 각 열교환 부재군 마다, 복수의 열교환 부재에 권취되고,
   상기 각 진공 단열재는 각각 외주 방향의 양 단부 모서리부끼리를 대향시키도록 권취되고,
   각 진공 단열재의 양 단부 모서리부끼리의 대향 부분은 각 열교환 부재군 사이에 배치되는 것을 특징으로 하는, 히트 펌프 급탕기.
3. 제2항에 있어서, 각 진공 단열재는 각 양 단부 모서리부끼리의 대향 부분의 위치를 서로 어긋나게 하여 배치되는 것을 특징으로 하는, 히트 펌프 급탕기.
4. 제1항에 있어서, 상기 물 냉매 열교환기는 인접하여 배치되는 복수의 원통 형상의 열교환 부재로 구성되고,
   상기 진공 단열재는 복수의 열교환 부재 사이에 형성되는 오목 형상부에 외주 방향의 단부 모서리부가 들어가도록 설치되는 것을 특징으로 하는, 히트 펌프 급탕기.
5. 제1항에 있어서, 상기 물 냉매 열교환기는 복수의 열교환 부재로 구성되고,
   각 열교환 부재는 복수의 열교환 부재군으로 구분되어, 각 열교환 부재군끼리가 대향하여 배치되는 동시에,
   하나의 진공 단열재가 각 열교환 부재군마다 열교환 부재의 전체 둘레를 포위하는 상태로 설치되는 것을 특징으로 하는, 히트 펌프 급탕기.
6. 압축기에 의해 압축된 냉매와 물을 열교환하는 물 냉매 열교환기를 구비하여 구성되는 히트 펌프 급탕기에 있어서,
   물 및 냉매는 서로 역방향으로 상기 물 냉매 열교환기를 흐르도록 구성되고,
   상기 물 냉매 열교환기는 물 및 냉매의 온도에 따라서 고온부와 저온부로 구분되고,
   상기 물 냉매 열교환기는 유체적으로 직렬로 접속되는 복수의 열교환 부재에 의해 구성되는 복수의 열교환 부재군을 구비하고,
   상기 열교환 부재군끼리는 각 열교환 부재군을 구성하는 열교환 부재 중, 물의 흐름에 있어서의 후단측에 위치하는 고온의 열교환 부재끼리를 인접시켜 배치되고,
   상기 물 냉매 열교환기의 고온부는 상기 각 열교환 부재군 중, 인접시켜 배치되는 복수의 상기 고온의 열교환 부재에 의해 구성되고,
   적어도 상기 고온부에 대면시켜 진공 단열재가 배치되는 것을 특징으로 하는, 히트 펌프 급탕기.
7. 제6항에 있어서, 상기 진공 단열재는 상기 고온부를 물 냉매 열교환기의 두께 방향 양측으로부터 끼우도록 대향시켜 배치되는 것을 특징으로 하는, 히트 펌프 급탕기.
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