KR101367474B1 - 저탕식 급탕 시스템 - Google Patents

Abstract

(과제) 축열급탕운전에서 연소급탕운전으로 전환할 때의 급탕개소로의 급탕온도를 안정화하는 것이 가능한 기술을 제공한다.
(해결수단) 본 발명이 개시하는 저탕식 급탕 시스템은 저탕탱크와, 저탕탱크로부터의 물을 필요에 따라서 가열하는 보조 열원기와, 저탕탱크로부터의 물을 보조 열원기를 경유하여 급탕개소로 보내는 열원기 경로와, 저탕탱크로부터의 물을 보조 열원기를 경유하지 않고 급탕개소로 보내는 바이패스 경로와, 바이패스 경로에 설치된 바이패스 제어밸브와, 열원기 경로를 흐르는 물과 바이패스 경로를 흐르는 물의 합계 유량을 취득하는 유량취득수단을 구비하고 있다. 상기 저탕식 급탕 시스템은 축열급탕운전과 연소급탕운전이 전환 가능하다. 상기 저탕식 급탕 시스템에서는 축열급탕운전에 있어서 유량취득수단에 의해 취득되는 합계 유량이 적을 수록 바이패스 제어밸브의 개방도를 낮춘다.

Description

저탕식 급탕 시스템{STORAGE TYPE HOT WATER SUPPLY SYSTEM}

본 발명은 저탕식(貯湯式) 급탕 시스템에 관한 것이다.

특허문헌 1에는 보조 열원기(熱源機)를 구비하는 저탕식 급탕 시스템이 개시되어 있다. 이 저탕식 급탕 시스템에서는, 저탕탱크에 충분한 양의 고온의 물이 저장되어 있는 경우에는 보조 열원기에 의한 가열을 실시하는 일 없이 급탕개소로의 급탕을 실시한다. 이와 같은 형태의 급탕운전을 이하에서는 "축열급탕운전(蓄熱給湯運轉)"이라 한다. 축열급탕운전을 실시함에 따라서 저탕탱크에 저장되어 있던 고온의 물이 감소하여 간다. 저탕탱크에 저장되어 있던 고온의 물이 떨어진 경우에는 보조 열원기에 의한 가열을 이용하여 급탕개소로의 급탕을 실시한다. 이와 같은 형태의 급탕운전을 이하에서는 "연소급탕운전(燃燒給湯運轉)"이라 한다.

특허문헌 1의 저탕식 급탕 시스템은 저탕탱크로부터의 물을 보조 열원기를 경유하여 급탕개소로 보내는 열원기 경로와, 저탕탱크로부터의 물을 보조 열원기를 경유하지 않고 급탕개소로 보내는 바이패스 경로와, 바이패스 경로에 설치된 바이패스 제어밸브를 구비하고 있다. 축열급탕운전을 실시하고 있는 동안에는 바이패스 제어밸브를 완전히 개방한 상태로 한다. 이것에 의해서, 저탕탱크로부터의 물은 열원기 경로와 바이패스 경로 쌍방으로 흐르게 되며, 급탕개소로 물을 보낼 때의 압력 손실이 저하되어, 급탕개소로 충분한 유량으로의 급탕을 실시할 수 있다. 또, 연소급탕운전을 실시하고 있는 동안에는 바이패스 제어밸브를 완전히 폐쇄한 상태로 한다. 이것에 의해서, 저탕탱크로부터의 물은 모두 열원기 경로로 흐르게 되며, 보조 열원기에 있어서의 온도 조정이 용이하게 된다.

특허문헌 1 : 일본국 특허공개 2010－210182호 공보

축열급탕운전에 있어서, 바이패스 제어밸브를 완전히 개방한 상태로 하면, 많은 물이 압력 손실이 작은 바이패스 경로를 흐르게 되고, 압력 손실이 큰 열원기 경로로는 소량의 물이 흐르게 된다. 급탕개소로의 급탕유량이 적은 경우에는 이러한 경향이 현저하게 되어 대부분의 물이 바이패스 경로를 흐르게 되며, 열원기 경로로는 거의 물이 흐르지 않게 된다. 그 결과, 열원기 경로의 내부에 물이 체류하게 된다. 열원기 경로의 내부에 체류된 물은 자연 방열에 의해서 서서히 냉각되어 저온의 물이 된다.

열원기 경로의 내부에 저온의 물이 체류되어 있는 상태에서, 저탕탱크에 저장되어 있던 고온의 물이 떨어짐에 따라서 축열급탕운전에서 연소급탕운전으로 전환되면, 바이패스 제어밸브가 완전히 폐쇄됨으로써, 저탕탱크로부터의 물은 모두 열원기 경로로 송출되게 되며, 그 결과 열원기 경로의 내부에 체류되어 있는 저온의 물이 급탕개소로 밀려 나오게 된다. 특히, 보조 열원기보다도 하류측에 있는 열원기 경로의 내부에 체류되어 있는 저온의 물은 보조 열원기에 의한 가열이 이루어지지 않은 채 급탕개소로 송출되게 된다. 이 때문에, 축열급탕운전에서 연소급탕운전으로 전환될 때에 급탕온도가 불안정하게 된다.

본 발명에서 개시하는 기술은 상기한 과제를 해결하기 위해서 창작된 것이다. 본 발명에서는 축열급탕운전에서 연소급탕운전으로 전환할 때의 급탕개소로의 급탕온도를 안정화하는 것이 가능한 기술을 제공한다.

본 발명이 개시하는 저탕식 급탕 시스템은, 저탕탱크와, 저탕탱크로부터의 물을 필요에 따라서 가열하는 보조 열원기와, 저탕탱크로부터의 물을 보조 열원기를 경유하여 급탕개소로 보내는 열원기 경로와, 저탕탱크로부터의 물을 보조 열원기를 경유하지 않고 급탕개소로 보내는 바이패스 경로와, 바이패스 경로에 설치된 바이패스 제어밸브와, 열원기 경로를 흐르는 물과 바이패스 경로를 흐르는 물의 합계 유량을 취득하는 유량취득수단을 구비하고 있다. 상기 저탕식 급탕 시스템은, 보조 열원기에 의한 가열을 실시하는 일 없이 급탕개소로 급탕하는 축열급탕운전과 보조 열원기에 의한 가열을 실시하여 급탕개소로 급탕하는 연소급탕운전이 전환 가능하다. 상기 저탕식 급탕 시스템은, 축열급탕운전에 있어서, 유량취득수단에 의해 취득되는 합계 유량이 적을 수록 바이패스 제어밸브의 개방도를 낮춘다.

상기한 저탕식 급탕 시스템에서는, 축열급탕운전을 실시할 때에 열원기 경로를 흐르는 물과 바이패스 경로를 흐르는 물의 합계 유량이 적을 수록 바이패스 제어밸브의 개방도를 낮춘다. 이것에 의해서, 축열급탕운전에 있어서 급탕유량이 적을 때에도 확실하게 열원기 경로로 물을 흐르게 할 수 있다. 따라서, 열원기 경로의 내부에 저온의 물이 체류하는 사태를 방지할 수 있다. 즉, 축열급탕운전에서 연소급탕운전으로 전환할 때에, 열원기 경로에서 급탕개소로 저온의 물이 보내지는 사태를 방지할 수 있다. 따라서, 축열급탕운전에서 연소급탕운전으로 전환할 때의 급탕온도를 안정화할 수 있다.

상기한 저탕식 급탕 시스템에서는, 축열급탕운전에 있어서, 열원기 경로를 흐르는 물의 유량에 대한 바이패스 경로를 흐르는 물의 유량의 비율이 일정하게 되도록 바이패스 제어밸브의 개방도를 조정하는 것이 바람직하다.

상기한 저탕식 급탕 시스템에 의하면, 축열급탕운전에 있어서, 급탕개소로의 급탕유량이 적은 경우라 하더라도 확실하게 열원기 경로로 물을 흐르게 할 수 있다.

본 발명이 개시하는 저탕식 급탕 시스템에 의하면, 축열급탕운전에서 연소급탕운전으로 전환할 때의 급탕개소로의 급탕온도를 안정화할 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 관한 급탕 시스템(10)의 구성을 모식적으로 나타내는 도면
도 2는 상기 급탕 시스템(10)의 동작을 설명하는 플로차트
도 3은 상기 급탕 시스템(10)에 있어서의 바이패스 제어밸브(74)의 개방도와, 열원기 왕로(54)를 흐르는 물과 열원기 바이패스로(58)를 흐르는 물의 합계 유량과, 열원기/바이패스 유량비율의 관계를 나타내는 도면

본 발명의 실시예에 관한 급탕 시스템에 대해서 도면을 참조하면서 설명한다. 도 1은 급탕 시스템(10)의 개략 구성을 나타내는 접속도이다. 급탕 시스템(10)은 급탕개소(예를 들면, 수도꼭지, 욕조, 샤워 등)에 급탕설정온도로 급탕을 실시한다. 도시한 바와 같이, 급탕 시스템(10)은 히트펌프(HP) 유닛(12)과 탱크 유닛(14)과 가스 열원기(16)와 컨트롤러(15)를 구비하고 있다.

히트펌프 유닛(12)은 열매체(본 실시예에서는 이산화탄소)를 순환시키는 열매체 순환로(20)와, 열매체 순환로(20)에 설치되어 있는 증발기(22), 압축기(24), 응축기(26) 및 팽창밸브(28)와, 축열 순환 수로(30)와, 축열 순환 수로(30)에 설치되어 있는 축열 순환 펌프(32)를 구비하고 있다.

증발기(22)는 외기를 송풍하는 팬(22a)을 구비하고 있으며, 송풍된 외기와 열매체 순환로(20) 내의 열매체와의 사이에서 열교환시키는 열교환기이다. 후술하는 바와 같이, 증발기(22)에는 팽창밸브(28)를 통과한 저온 저압의 액체 상태에 있는 열매체가 공급된다. 증발기(22)는 열매체와 외기를 열교환시킴에 의해서 열매체를 가열한다. 열매체는 가열됨에 의해서 기화되며, 비교적 고온이면서 저압인 기체 상태로 된다.

압축기(24)는 열매체 순환로(20) 내의 열매체를 압축하여 응축기(26) 측으로 송출한다. 압축기(24)가 열매체 순환로(20) 내의 열매체를 송출하기 때문에, 열매체가 증발기(22), 압축기(24), 응축기(26), 팽창밸브(28)의 순서로 열매체 순환로(20) 내를 순환한다. 압축기(24)에는 증발기(22)를 통과한 열매체가 공급된다. 즉, 비교적 고온이면서 저압인 기체 상태의 열매체가 공급된다. 압축기(24)가 열매체를 압축하면, 열매체는 고온 고압의 기체 상태로 된다.

응축기(26)는 열매체 순환로(20) 내의 열매체와 축열 순환 수로(30) 내의 물과의 사이에서 열교환시키는 열교환기이다. 응축기(26)의 열매체 순환로(20)에는 압축기(24)에서 송출된 열매체가 공급된다. 즉, 고온 고압의 기체 상태의 열매체가 공급된다. 응축기(26)에서는 열매체에 의해서 축열 순환 수로(30) 내의 물이 가열된다. 또, 열매체는 열을 빼앗김에 의해서 냉각된다. 이것에 의해서, 열매체는 비교적 저온이면서 고압인 액체 상태로 된다.

팽창밸브(28)에는 응축기(26)를 통과한 열매체가 공급된다. 즉, 비교적 저온이면서 고압인 액체 상태의 열매체가 공급된다. 열매체가 팽창밸브(28)를 통과하면, 감압되어 팽창한다. 이것에 의해서, 저온 저압의 액체 상태로 된다. 팽창밸브(28)를 통과한 열매체는 상기한 바와 같이 증발기(22)에 공급된다.

히트펌프 유닛(12)이 작동하면, 압축기(24), 팬(22a), 축열 순환 펌프(32)가 구동한다. 이것에 의해서, 열매체 순환로(20) 내의 열매체가 외기로부터 열을 흡수하고, 고온으로 된 열매체에 의해서 축열 순환 수로(30) 내를 흐르는 물이 가열된다.

탱크 유닛(14)은 저탕탱크(40)와, 축열 순환 왕로(42)와, 축열 순환 복로(44)와, 탱크 급수로(46)와, 탱크 출수로(48)와, 제 1 급탕로(50)와, 제 2 급탕로(52)와, 열원기 왕로(54)와, 열원기 복로(56)와, 열원기 바이패스로(58)와, 탱크 바이패스로(60)를 구비하고 있다.

저탕탱크(40)는 히트펌프 유닛(12)에 의해서 가열된 고온의 물을 저장한다. 저탕탱크(40)의 저부 근방에는 축열 순환 왕로(42)가 접속되어 있고, 저탕탱크(40)의 정상부 근방에는 축열 순환 복로(44)가 접속되어 있다. 히트펌프 유닛(12)의 축열 순환 펌프(32)가 구동되면, 저탕탱크(40)의 하부에서 저온의 물을 빨아들여서 축열 순환 왕로(42)를 거쳐 축열 순환 수로(30)로 보낸다. 응축기(26)를 통과함에 의해서 가열된 물은 축열 순환 수로(30)에서 축열 순환 복로(44)를 거쳐 저탕탱크(40)의 상부로 되돌려진다. 저탕탱크(40) 내에는 상부에 고온의 물층이 형성되고, 하부에 저온의 물층이 형성된다. 이와 같이 고온의 물층과 저온의 물층이 형성되어 있는 상태를 "온도성층(溫度成層)"이라 한다. 저탕탱크(40)의 상부에는 내부의 물의 온도를 검출하는 탱크 서미스터(41)가 설치되어 있다.

저탕탱크(40)의 저부 근방에는 탱크 급수로(46)가 접속되어 있고, 저탕탱크(40)의 정상부 근방에는 탱크 출수로(48)가 접속되어 있다. 탱크 급수로(46)는 상수도에 접속되어 있으며, 저탕탱크(40)의 하부에 저온의 물(수도물)을 공급한다. 탱크 출수로(48)는 탱크 바이패스로(60)와 합류하여 제 1 급탕로(50)에 접속되어 있으며, 저탕탱크(40)의 상부의 물을 제 1 급탕로(50)로 송출한다. 탱크 출수로(48)에는 당해 탱크 출수로(48)를 흐르는 물의 유량을 조정하는 고온수 제어밸브(62), 탱크 출수로(48)를 흐르는 물의 유량을 검출하는 고온수 유량센서(64), 탱크 출수로(48)를 흐르는 물의 온도를 검출하는 고온수 서미스터(66)가 설치되어 있다.

탱크 바이패스로(60)는 탱크 급수로(46)에서 분기되고, 탱크 출수로(48)와 합류하여 제 1 급탕로(50)에 접속되어 있다. 탱크 바이패스로(60)에는 당해 탱크 바이패스로(60)를 흐르는 물의 유량을 조정하는 저온수 제어밸브(68), 탱크 바이패스로(60)를 흐르는 물의 유량을 검출하는 저온수 유량센서(70), 탱크 바이패스로(60)를 흐르는 물의 온도를 검출하는 저온수 서미스터(72)가 설치되어 있다.

제 1 급탕로(50)에는 탱크 출수로(48)로부터의 고온의 물과 탱크 바이패스로(60)로부터의 저온의 물이 혼합된 물이 공급된다. 저탕탱크(40)의 상부에 급탕설정온도보다도 높은 온도의 물이 저장되어 있는 경우에는, 고온수 제어밸브(62)의 개방도와 저온수 제어밸브(68)의 개방도를 조정하여 탱크 출수로(48)로부터의 고온의 물의 유량과 탱크 바이패스로(60)로부터의 저온의 물의 유량의 비율을 조정함으로써, 급탕설정온도로 조정된 물을 제 1 급탕로(50)에 흐르게 할 수 있다. 고온수 제어밸브(62) 및 저온수 제어밸브(68)는 이른바 믹싱 밸브를 구성하고 있다. 제 1 급탕로(50)에는 당해 제 1 급탕로(50)를 흐르는 물의 온도를 검출하는 제 1 급탕 서미스터(73)가 설치되어 있다.

제 1 급탕로(50)는 열원기 왕로(54)와 열원기 바이패스로(58)로 분기되어 있다. 열원기 왕로(54)는 가스 열원기(16)를 통해서 열원기 복로(56)에 접속되어 있다. 열원기 복로(56)는 열원기 바이패스로(58)와 합류하여 제 2 급탕로(52)에 접속되어 있다. 열원기 바이패스로(58)에는 당해 열원기 바이패스로(58)를 흐르는 물의 유량을 조정하는 바이패스 제어밸브(74)가 설치되어 있다. 제 2 급탕로(52)에는 당해 제 2 급탕로(52)를 흐르는 물의 온도를 검출하는 제 2 급탕 서미스터(76)가 설치되어 있다.

가스 열원기(16)는 가스를 연소시키는 버너(78)와, 버너(78)의 연소열을 이용하여 내부를 흐르는 물을 가열하는 연소 가열로(80)를 구비하고 있다. 연소 가열로(80)의 상류측은 열원기 왕로(54)에 접속되어 있고, 연소 가열로(80)의 하류측은 열원기 복로(56)에 접속되어 있다. 가스 열원기(16)는 열원기 왕로(54)로부터 받아 들인 물을 필요에 따라서 가열하여 열원기 복로(56)로 송출한다.

컨트롤러(15)는 히트펌프 유닛(12), 탱크 유닛(14) 및 가스 열원기(16)의 각 구성요소의 동작을 제어한다.

이어서, 도 2의 플로차트를 참조하면서 급탕 시스템(10)의 동작에 대해서 설명한다. 급탕 시스템(10)에 전원이 투입되면, 컨트롤러(15)는 이하의 처리를 실행한다.

스텝 S2에서는 급탕개소로의 급탕유량이 소정값을 넘을 때까지 대기한다. 본 실시예의 급탕 시스템(10)에서는 고온수 유량센서(64)에 의해 검출되는 고온수 유량과 저온수 유량센서(70)에 의해 검출되는 저온수 유량을 합산하여 합계 유량을 산출함에 의해서 급탕개소로의 급탕유량을 취득한다. 스텝 S2에서 급탕개소로의 급탕유량이 소정값을 넘으면(YES가 되면), 스텝 S4로 진행한다.

스텝 S4에서는 저탕탱크(40)에 있어서의 고온수 고갈의 유무, 즉 저탕탱크에 저장되어 있던 고온의 물이 떨어졌는지 아닌지의 유무를 판단한다. 본 실시예의 급탕 시스템(10)에서는, 탱크 서미스터(41)에 의해 검출되는 저장탱크(40)의 상부 온도(Ta)가 급탕설정온도(T0) 이상인 경우에는, 저탕탱크(40)에 충분한 양의 고온의 물이 저장되어 있어 고온수 고갈이 아니라고 판단한다. 또한, 저탕탱크(40)에 있어서의 고온수 고갈의 판단은 다른 여러 가지 수법에 의해서 판단하여도 좋다. 스텝 S4에서 저탕탱크(40)가 고온수 고갈이 아니라고 판단한 경우(NO의 경우), 스텝 S6으로 진행한다.

스텝 S6에서는 급탕개소로의 급탕온도가 급탕설정온도(T0)와 일치하도록 고온수 제어밸브(62)와 저온수 제어밸브(68)의 개방도를 각각 조정한다. 고온수 제어밸브(62)와 저온수 제어밸브(68)의 개방도의 조정은 여러 가지 수법에 의해서 실시할 수 있다. 예를 들면, 고온수 서미스터(66)에 의해 검출되는 온도(Tb)와 저온수 서미스터(72)에 의해 검출되는 온도(Tc)와 급탕설정온도(T0)에 의거하여 고온수 제어밸브(62)와 저온수 제어밸브(68)의 개방도를 조정하여도 좋다. 혹은, 제 1 급탕 서미스터(73)에 의해 검출되는 온도(Td)와 급탕설정온도(T0)에 의거하여 고온수 제어밸브(62)와 저온수 제어밸브(68)의 개방도를 조정하여도 좋다. 고온수 제어밸브(62)와 저온수 제어밸브(68)의 개방도를 각각 조정함으로써, 제 1 급탕로(50)에는 급탕설정온도(T0)로 조정된 물이 공급된다.

스텝 S8에서는 바이패스 제어밸브(74)의 개방도를 조정한다. 본 실시예의 급탕 시스템(10)에서는 열원기 왕로(54)를 흐르는 물과 열원기 바이패스로(58)를 흐르는 물의 합계 유량, 즉 급탕개소로의 급탕유량에 대응하여 바이패스 제어밸브(74)의 개방도를 조정한다.

도 3은 바이패스 제어밸브(74)의 개방도와, 열원기 왕로(54)를 흐르는 물과 열원기 바이패스로(58)를 흐르는 물의 합계 유량과, 열원기/바이패스 유량비율의 관계를 나타내고 있다. 여기서 '열원기/바이패스 유량비율'이란, 열원기 왕로(54)를 흐르는 물의 유량에 대한 열원기 바이패스로(58)를 흐르는 물의 유량의 비율을 나타내고 있다. 바이패스 제어밸브(74)의 개방도를 일정하게 한 경우, 합계 유량이 어느 정도 커지게 되면, 합계 유량에 관계없이 열원기/바이패스 유량비율은 거의 일정하게 된다. 그러나, 합계 유량이 적어지게 되면, 열원기/바이패스 유량비율은 급격하게 상승한다. 이것은 합계 유량이 적어지게 되면, 제 1 급탕로(50)로부터의 물의 대부분이 열원기 바이패스로(58)를 흐르게 되고, 열원기 왕로(54)로는 거의 물이 흐르지 않게 되는 것을 의미하고 있다.

그래서, 본 실시예의 급탕 시스템(10)에서는 열원기/바이패스 유량비율이 거의 일정하게 되도록, 열원기 왕로(54)를 흐르는 물과 열원기 바이패스로(58)를 흐르는 물의 합계 유량에 대응하여 바이패스 제어밸브(74)의 개방도를 조정한다. 보다 구체적으로는, 합계 유량이 소정값(예를 들면, 12리터/분)을 넘고 있는 경우에는 바이패스 제어밸브(74)의 개방도를 100%로 한다. 이 경우에는 합계 유량의 크기에 관계없이 열원기/바이패스 유량비율은 거의 일정하게 된다. 그리고, 합계 유량이 소정값을 하회하는 경우에는 열원기/바이패스 유량비율이 거의 일정하게 유지되도록 바이패스 제어밸브(74)의 개방도를 낮춘다. 바이패스 제어밸브(74)의 개방도는, 예를 들면 도 3에 나타낸 바와 같이 임의의 합계 유량에 대해서 일정한 열원기/바이패스 유량비율을 실현하는 바이패스 제어밸브(74)의 개방도를 선형보간(線形補間)에 의해 산출하여 둠으로써 설정해 둘 수 있다. 이것에 의해서, 합계 유량이 적은 경우에서도 열원기 왕로(54)로 고온의 물을 확실하게 송출하여 가스 열원기(16) 및 열원기 복로(56) 내에 물이 체류하는 것을 방지할 수 있다. 스텝 S8에서 바이패스 제어밸브(74)의 개방도를 조정한 후, 스텝 S10으로 진행한다.

스텝 S10에서는 급탕개소로의 급탕이 종료하였는지 아닌지를 판단한다. 본 실시예의 급탕 시스템(10)에서는 급탕개소로의 급탕유량이 소정값을 하회한 경우에, 급탕개소로의 급탕이 종료하였다고 판단한다. 스텝 S10에서 급탕이 종료하였다고 판단한 경우(YES의 경우), 급탕 시스템(10)은 급탕운전을 종료한다. 급탕이 종료하지 않았다고 판단한 경우(NO의 경우), 스텝 S4로 되돌아간다.

스텝 S6에서 스텝 S10까지의 일련의 동작에 있어서는, 급탕 시스템(10)은 가스 열원기(16)에 의한 가열을 실시하는 일 없이, 저탕탱크(40)에 저정된 고온의 물을 이용하여 급탕개소로의 급탕을 실시하고 있다. 즉, 급탕 시스템(10)은 축열급탕운전을 실시하고 있다. 이 축열급탕운전을 계속해서 하면, 저탕탱크(40)에 저장되어 있던 고온의 물이 점차 감소되어 감으로써, 저탕탱크(40)는 고온의 물이 떨어진 고온수 고갈의 상태가 된다.

스텝 S4에서 저탕탱크(40)가 고온수 고갈이라고 판단한 경우(YES의 경우), 스텝 S12로 진행한다.

스텝 S12에서는 바이패스 제어밸브(74)를 완전히 폐쇄한다. 이것에 의해서, 제 1 급탕로(50)를 흐르는 물 모두가 열원기 왕로(54)로 송출된다.

스텝 S14에서는 가스 열원기(16)를 작동한다. 제 1 급탕로(50)에서 열원기 왕로(54)로 흐르는 물은 가스 열원기(16)에 의해 가열된 후, 열원기 복로(56)에서 제 2 급탕로(52)로 유입되고, 급탕개소로 보내진다.

스텝 S16에서는 급탕개소로의 급탕온도가 급탕설정온도(T0)와 일치하도록 가스 열원기(16)에서의 화력을 조정한다. 가스 열원기(16)에서의 화력 조정은, 예를 들면 제 2 급탕 서미스터(76)에 의해 검출되는 온도(Te)와 급탕설정온도(T0)에 의거하여 실시할 수 있다.

스텝 S18에서는 스텝 S10과 마찬가지로, 급탕개소로의 급탕이 종료하였는지 아닌지를 판단한다. 스텝 S18에서 급탕이 종료하였다고 판단한 경우(YES의 경우), 스텝 S20에서 가스 열원기(16)를 정지한 후, 급탕 시스템(10)은 급탕운전을 종료한다. 스텝 S18에서 급탕이 종료하지 않았다고 판단한 경우(NO의 경우), 스텝 S16으로 되돌아간다.

스텝 S12에서 스텝 S18까지의 일련의 동작에 있어서는, 급탕 시스템(10)은 가스 열원기(16)에 의한 가열을 이용하여 급탕개소로의 급탕을 실시하고 있다. 즉, 급탕 시스템(10)은 연소급탕운전을 실시하고 있다.

만일, 축열급탕운전에 있어서, 바이패스 제어밸브(74)를 항상 완전히 개방한 경우, 제 1 급탕로(50)로부터의 물의 대부분은 열원기 바이패스로(58)를 흐르게 되고, 열원기 왕로(54), 가스 열원기(16), 열원기 복로(56)에는 약간의 물 밖에 흐르지 않게 된다. 특히, 급탕개소로의 급탕유량이 적은 경우에는 이러한 경향이 현저하게 되어 열원기 왕로(54), 가스 열원기(16), 열원기 복로(56)에는 물이 거의 흐르지 않게 된다. 이와 같은 경우, 열원기 왕로(54), 가스 열원기(16), 열원기 복로(56) 내에 체류되어 있는 물은 자연 방열에 의해서 온도가 저하되어 간다. 그 후에 축열급탕운전에서 연소급탕운전으로 전환될 때에, 스텝 S12에서 바이패스 제어밸브(74)를 완전히 폐쇄함으로써, 가스 열원기(16)나 열원기 복로(56) 내에 체류되어 있던 물은 가스 열원기(16)에 의해 가열되는 일 없이 제 2 급탕로(52)를 거쳐서 급탕개소로 공급되게 된다. 그 결과, 급탕개소에 저온의 물이 일시적으로 공급되게 됨으로써 급탕온도가 불안정하게 된다.

상기한 점에 대해서, 본 실시예의 급탕 시스템(10)에서는 스텝 S8에 나타낸 바와 같이, 축열급탕운전에 있어서, 열원기 왕로(54)를 흐르는 물과 열원기 바이패스로(58)를 흐르는 물의 합계 유량에 대응하여 바이패스 제어밸브(74)의 개방도를 조정한다. 이와 같은 구성으로 함으로써, 급탕개소로의 급탕유량이 적은 경우라 하더라도 열원기 왕로(54), 가스 열원기(16) 및 열원기 복로(56)로 확실하게 물을 송출하여 열원기 왕로(54), 가스 열원기(16) 및 열원기 복로(56) 내에 물이 체류하는 것을 방지할 수 있다. 이것에 의해서, 축열급탕운전에서 연소급탕운전으로 전환할 때에 가스 열원기(16)나 열원기 복로(56)에서 저온의 물이 급탕개소로 송출되는 사태를 방지할 수 있다. 따라서, 축열급탕운전에서 연소급탕운전으로 전환할 때의 급탕온도를 안정화할 수 있다.

이상, 본 발명의 구체적인 실시예를 상세하게 설명하였으나, 이것은 예시에 지나지 않는 것으로서 특허청구의 범위를 한정하는 것은 아니다. 특허청구의 범위에 기재된 기술에는 이상에서 예시한 구체적인 실시예를 여러 가지로 변형, 변경한 것이 포함된다.

상기한 실시예에서는 히트펌프 유닛(12)에 의해서 가열된 고온의 물을 저탕탱크(40)에 저장하는 경우에 대해서 설명하였다. 이것과는 달라, 예를 들면 태양열 온수기에 의해서 가열된 고온의 물을 저탕탱크(40)에 저장하는 구성으로 하여도 좋다. 혹은, 코제네레이션 시스템의 배열을 이용하여 가열된 고온의 물을 저탕탱크(40)에 저장하는 구성으로 하여도 좋다.

상기한 실시예에서는 고온수 유량센서(64)에 의해 검출되는 고온수 유량과 저온수 유량센서(70)에 의해 검출되는 저온수 유량을 합산함에 의해서 온수 이용 개소로의 급탕유량, 즉 열원기 왕로(54)를 흐르는 물과 열원기 바이패스로(58)를 흐르는 물의 합계 유량을 취득하고 있다. 이것과는 달라, 예를 들면 제 1 급탕로(50) 또는 제 2 급탕로(52)에 유량센서를 별도로 설치하여 두고, 그 검출값으로부터 급탕개소로의 급탕유량, 즉 열원기 왕로(54)를 흐르는 물과 열원기 바이패스로(58)를 흐르는 물의 합계 유량을 취득하여도 좋다. 혹은, 급탕 시스템(10)에서 급탕개소로의 급탕유량은 상수도에서 급탕 시스템(10)으로의 급수유량과 같기 때문에, 상수도에서 급탕 시스템(10)으로의 급수유량을 검출하는 유량센서를 별도로 설치하여 두고, 그 검출값을 급탕개소로의 급탕유량, 즉 열원기 왕로(54)를 흐르는 물과 열원기 바이패스로(58)를 흐르는 물의 합계 유량으로 하여도 좋다.

상기한 실시예에서는 탱크 급수로(46)에서 분기되는 탱크 바이패스로(60)가 제 1 급탕로(50)의 상류측에서 탱크 출수로(48)와 합류하는 구성에 대해서 설명하였다. 이것과는 달라, 탱크 급수로(46)에서 분기되는 탱크 바이패스로(60)가 제 2 급탕로(52)와 합류하는 구성으로 하여도 좋다. 또한, 이 경우에는 고온수 유량센서(64)에 의해 검출되는 고온수 유량이 열원기 왕로(54)를 흐르는 물과 열원기 바이패스로(58)를 흐르는 물의 합계 유량에 상당한다.

상기한 실시예에서는 열원기/바이패스 유량비율이 거의 일정하게 되도록 바이패스 제어밸브(74)의 개방도를 조정하는 구성에 대해서 설명하였다. 이것과는 달라, 열원기 왕로(54)를 흐르는 물의 유량이 거의 일정하게 되도록 바이패스 제어밸브(74)의 개방도를 조정하는 구성으로 하여도 좋다. 다만, 상기한 실시예 측이, 합계 유량이 소정값을 넘은 경우의 바이패스 제어밸브(74)의 개방도가 거의 일정하기 때문에 좋고, 조정이 용이하기 때문에 더 실용적이다.

본 명세서 또는 도면에 설명한 기술 요소는 단독으로 혹은 여러 가지 조합에 의해서 기술적 유용성을 발휘하는 것이며, 출원시의 청구항 기재의 조합에 한정되는 것은 아니다. 또, 본 명세서 또는 도면에 예시한 기술은 여러 가지 목적을 동시에 달성하는 것이며, 그 중의 하나의 목적을 달성하는 것 자체로 기술적 유용성을 가지는 것이다.

10 - 급탕 시스템 12 - 히트펌프 유닛
14 - 탱크 유닛 15 - 컨트롤러
16 - 가스 열원기 20 - 열매체 순환로
22 - 증발기 22a - 팬
24 - 압축기 26 - 응축기
28 - 팽창밸브 30 - 축열 순환 수로
32 - 축열 순환 펌프 40 - 저탕탱크
41 - 탱크 서미스터 42 - 축열 순환 왕로(往路)
44 - 축열 순환 복로(復路) 46 - 탱크 급수로
48 - 탱크 출수로 50 - 제 1 급탕로
52 - 제 2 급탕로 54 - 열원기 왕로
56 - 열원기 복로 58 - 열원기 바이패스로
60 - 탱크 바이패스로 62 - 고온수 제어밸브
64 - 고온수 유량센서 66 - 고온수 서미스터
68 - 저온수 제어밸브 70 - 저온수 유량센서
72 - 저온수 서미스터 73 - 제 1 급탕 서미스터
74 - 바이패스 제어밸브 76 - 제 2 급탕 서미스터
78 - 버너 80 - 연소 가열로

Claims (2)

1. 저탕탱크와,
   저탕탱크로부터의 물을 필요에 따라서 가열하는 보조 열원기와,
   저탕탱크로부터의 물을 보조 열원기를 경유하여 급탕개소로 보내는 열원기 경로와,
   저탕탱크로부터의 물을 보조 열원기를 경유하지 않고 급탕개소로 보내는 바이패스 경로와,
   바이패스 경로에 설치된 바이패스 제어밸브와,
   열원기 경로를 흐르는 물과 바이패스 경로를 흐르는 물의 합계 유량을 취득하는 유량취득수단을 구비하고 있고,
   보조 열원기에 의한 가열을 실시하는 일 없이 급탕개소로 급탕하는 축열급탕운전과 보조 열원기에 의한 가열을 실시하여 급탕개소로 급탕하는 연소급탕운전이 전환 가능하고,
   축열급탕운전에 있어서, 유량취득수단에 의해 취득되는 합계 유량이 적을 수록 바이패스 제어밸브의 개방도를 낮추는 것을 특징으로 하는 저탕식 급탕 시스템.
   
2. 청구항 1에 있어서,
   축열급탕운전에 있어서, 열원기 경로를 흐르는 물의 유량에 대한 바이패스 경로를 흐르는 물의 유량의 비율이 일정하게 되도록 바이패스 제어밸브의 개방도를 조정하는 것을 특징으로 하는 저탕식 급탕 시스템.
   

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