KR101571979B1

KR101571979B1 - 난방장치 및 열교환기

Info

Publication number: KR101571979B1
Application number: KR1020140125799A
Authority: KR
Inventors: 준이치 오가와; 히로아키 사사키
Original assignee: 린나이코리아 주식회사; 린나이가부시기가이샤
Priority date: 2014-09-22
Filing date: 2014-09-22
Publication date: 2015-11-25

Abstract

(과제) 난방용 열매를 히트펌프의 응축기와 난방 단말의 사이에서 순환시키는 난방장치에 있어서, 제조비용을 저감하고, 또한 난방용 열매를 순환시키는 펌프에 걸리는 부하를 저감하는 것이 가능한 기술을 제공한다.
(해결수단) 본 명세서는 난방용 열매와의 사이의 열교환에 의해서 냉매를 응축시키는 응축기를 구비하는 히트펌프와, 난방용 열매를 응축기와 난방 단말의 사이에서 순환시키는 난방기를 구비하는 난방장치를 개시한다. 응축기는 제 1 열교환부와 제 2 열교환부를 구비하고 있다. 제 1 열교환부와 제 2 열교환부는 각각 냉매가 흐르는 냉매 유로와 난방용 열매가 흐르는 열매 유로를 구비하고 있다. 제 1 열교환부의 냉매 유로와 제 2 열교환부의 냉매 유로가 직렬로 접속되어 있으며, 제 1 열교환부의 열매 유로와 제 2 열교환부의 열매 유로가 병렬로 접속되어 있다. 제 1 열교환부의 열매 유로와 제 2 열교환부의 열매 유로의 내부에 난류발생기구가 형성되어 있다.

Description

난방장치 및 열교환기{HEATING DEVICE AND HEAT EXCHANGER}

본 발명은 난방장치 및 열교환기에 관한 것이다.

특허문헌 1에 냉매를 가압하는 압축기와, 난방용 열매(熱媒)와의 사이의 열교환에 의해서 냉매를 응축시키는 응축기와, 냉매를 감압하는 팽창기와, 냉매를 기화시키는 증발기를 구비하는 히트펌프와, 난방용 열매를 응축기와 난방 단말의 사이에서 순환시키는 난방기를 구비하는 난방장치가 개시되어 있다. 상기 난방장치에 따르면, 히트펌프를 열원으로 하여 난방용 열매를 가열하고, 상기 난방용 열매의 열을 난방 단말에서 이용하는 것에 의해, 에너지효율이 높은 난방운전을 실현할 수 있다.

특허문헌 1: 일본국 특개2013-002668호 공보

일반적으로, 상기와 같은 난방장치에서는 응축기로서, 냉매가 흐르는 배관과 난방용 열매가 흐르는 배관을 서로의 외주면에서 맞닿게 하여 용접하는 방식의 것이 이용된다. 상기 방식의 응축기는 인접하는 배관을 용접하는 것 뿐인 심플한 구조이며, 제조비용이 저렴하다고 하는 이점이 있다. 그러나, 상기 방식을 이용할 경우, 배관의 단위길이 당의 전열면적이 작기 때문에, 난방을 위해 필요한 전열량을 확보하기 위해서는, 냉매가 흐르는 배관과 난방용 열매가 흐르는 배관을 각각 길게 형성하지 않으면 안 된다. 일반적으로 상기 방식에서는 공간 절약화를 도모하기 위해, 냉매가 흐르는 배관과 난방용 열매가 흐르는 배관을 권회(捲回)하여 배치하지만 이들의 배관을 길게 형성하면, 그만큼 배관의 굽힘 가공을 필요로 하는 개소가 증가하여 제조비용의 증대를 초래한다.

또, 난방용 열매가 흐르는 배관을 길게 형성하면, 난방용 열매가 응축기를 통과할 때의 압손이 높아져 그만큼 난방용 열매를 순환시키기 위한 펌프에도 큰 부하가 걸린다고 하는 문제가 있다. 특히, 복수의 난방 단말을 동시에 가동할 경우에는, 대유량의 난방용 열매를 난방 단말과 응축기의 사이에서 순환시킬 필요가 있으며, 난방용 열매를 순환시키는 펌프에 걸리는 부하도 높은 것이 된다.

본 명세서는 상기의 과제를 해결하는 기술을 제공한다. 본 명세서에서는 난방용 열매를 히트펌프의 응축기와 난방 단말의 사이에서 순환시키는 난방장치에 있어서, 제조비용을 저감하며, 또한 난방용 열매를 순환시키는 펌프에 걸리는 부하를 저감하는 것이 가능한 기술을 제공한다.

본 명세서는 냉매를 가압하는 압축기와, 난방용 열매와의 사이의 열교환에 의해서 냉매를 응축시키는 응축기와, 냉매를 감압하는 팽창기와, 냉매를 기화시키는 증발기를 구비하는 히트펌프와, 난방용 열매를 응축기와 난방 단말의 사이에서 순환시키는 난방기를 구비하는 난방장치를 개시한다. 응축기는 제 1 열교환부와 제 2 열교환부를 구비하고 있다. 제 1 열교환부와 제 2 열교환부는 각각, 냉매가 흐르는 냉매 유로와, 난방용 열매가 흐르는 열매 유로를 구비하고 있다. 상기 난방장치에서는 제 1 열교환부의 냉매 유로와 제 2 열교환부의 냉매 유로가 직렬로 접속되어 있으며, 제 1 열교환부의 열매 유로와 제 2 열교환부의 열매 유로가 병렬로 접속되어 있다. 상기 난방장치에서는 제 1 열교환부의 열매 유로와 제 2 열교환부의 열매 유로의 내부에 난류발생기구가 형성되어 있다.

상기의 난방장치에서는 응축기의 제 1 열교환부와 제 2 열교환부의 각각에 있어서, 냉매와 난방용 열매의 사이에서의 열교환이 실시된다. 제 1 열교환부의 냉매 유로와 제 2 열교환부의 냉매 유로는 직렬로 접속되어 있으므로, 응축기를 통과하는 냉매를 충분히 냉각할 수 있다. 또, 제 1 열교환부의 열매 유로와 제 2 열교환부의 열매 유로가 병렬로 접속되어 있으므로, 응축기를 통과하는 난방용 열매의 압손을 저감하고, 난방용 열매를 순환시키기 위한 펌프에 걸리는 부하를 저감할 수 있다. 또, 상기의 난방장치에서는 제 1 열교환부의 열매 유로와 제 2 열교환부의 열매 유로의 내부에 난류발생기구가 형성되어 있다. 이것에 의해서, 열매 유로를 통과할 때의 난방용 열매의 유속을 향상시켜서 열매 유로의 단위길이 당의 전열량을 늘릴 수 있다. 이로 인해, 응축기에 있어서의 열매 유로와 냉매 유로의 전체 길이를 짧게 할 수 있어 제조비용을 저감할 수 있다.

상기의 난방장치는 난방 단말에서 응축기로 난방용 열매를 보내는 열매 왕로(往路)와, 응축기에서 난방 단말로 난방용 열매를 보내는 열매 복로(復路)의 사이에 바이패스 경로가 형성되어 있으며, 열매 왕로에서 응축기를 경유하여 열매 복로로 흐르는 난방용 열매의 유량과 열매 왕로에서 바이패스 경로를 경유하여 열매 복로로 흐르는 난방용 열매의 유량의 비율을 조정하는 것이 가능하도록 구성할 수 있다.

상기와 같은 바이패스 경로를 구비하는 난방장치에서는 열매 왕로 및 열매 복로를 흐르는 난방용 열매의 유량이 증대될 경우에, 바이패스 경로에 난방용 열매를 흘리는 것에 의해, 응축기를 흐르는 난방용 열매의 유량을 저감하고, 난방용 열매를 순환하는 펌프의 부하가 허용 범위에 들어가도록 하고 있다. 이와 같이 바이패스 경로를 설치하여 응축기를 흐르는 난방용 열매의 유량을 저감시키는 구성에서는, 난방용 열매를 순환하는 펌프의 부하를 확실하게 허용 범위에 넣을 수 있는 반면, 난방용 열매의 히트펌프에서의 가열 효율이 저하된다고 하는 문제가 있다. 그러나, 상기의 난방장치에서는 응축기를 통과하는 난방용 열매의 압손이 저감되어 있으므로, 바이패스 유로에 많은 난방용 열매를 흘리지 않아도, 난방용 열매를 순환하는 펌프의 부하를 허용 범위에 넣을 수 있다. 히트펌프의 가열 능력을 난방용 열매의 가열에 최대한으로 이용할 수 있다.

상기의 난방장치는 급탕용수를 급수원에서 응축기를 경유하여 급탕개소로 공급하는 급탕기를 더 구비하고 있으며, 히트펌프의 응축기가 급탕용수와의 사이의 열교환에 의해서도 냉매를 응축시키는 것이 가능하고, 응축기의 제 1 열교환부와 제 2 열교환부가 각각 급탕용수가 흐르는 물 유로(水流路)를 더 구비하고 있으며, 제 1 열교환부의 물 유로와 제 2 열교환부의 물 유로가 직렬로 접속되어 있고, 제 1 열교환부의 물 유로와 제 2 열교환부의 물 유로의 내부에 난류발생기구가 형성되어 있도록 구성할 수 있다.

상기의 난방장치에서는 히트펌프의 가열 능력을 난방용 열매의 가열뿐만 아니라, 급탕용수의 가열에도 이용할 수 있다. 또, 상기의 난방장치에서는 제 1 열교환부의 물 유로와 제 2 열교환부의 물 유로의 내부에 난류발생기구가 형성되어 있다. 이에 따라서, 물 유로를 통과할 때의 급탕용수의 유속을 향상시켜서 물 유로의 단위길이 당의 전열량을 늘릴 수 있다. 이로 인해, 응축기에 있어서의 물 유로와 냉매 유로의 전체 길이를 짧게 할 수 있어 제조비용을 저감할 수 있다.

본 명세서는 히트펌프에서 이용되는 냉매와, 난방 단말에서 이용되는 난방용 열매의 사이에서 열교환하는 열교환기도 개시한다. 상기 열교환기는 제 1 열교환부와 제 2 열교환부를 구비하고 있다. 제 1 열교환부와 제 2 열교환부는 각각 냉매가 흐르는 냉매 유로와, 난방용 열매가 흐르는 열매 유로를 구비하고 있다. 상기 열교환기에서는 제 1 열교환부의 냉매 유로와 제 2 열교환부의 냉매 유로가 직렬로 접속되어 있으며, 제 1 열교환부의 열매 유로와 제 2 열교환부의 열매 유로가 병렬로 접속되어 있다. 상기 열교환기에서는 제 1 열교환부의 열매 유로와 제 2 열교환부의 열매 유로의 내부에 난류발생기구가 형성되어 있다.

본 명세서가 개시하는 난방장치 및 열교환기에 따르면, 제조비용을 저감하며, 또한 난방용 열매를 히트펌프의 응축기와 난방 단말의 사이에서 순환시키는 펌프에 걸리는 부하를 저감할 수 있다.

도 1은 실시예의 급탕 난방 시스템(2)의 구성을 모식적으로 나타내는 도면이다.
도 2는 실시예의 3유체 열교환기(58)의 외관을 나타내는 사시도이다.
도 3은 도 2의 A-A 단면에 대한 횡단면도이다.
도 4는 제 1 열교환부(102)의 난방 배관(106a, 108a)과 제 2 열교환부(104)의 난방 배관(116a, 118a)을 직렬로 접속한 경우와 병렬로 접속한 경우에 대해서, 3유체 열교환기(58)에 있어서의 난방용수의 압력 손실을 비교한 그래프이다.
도 5는 제 1 열교환부(102)의 난방 배관(106a, 108a)과 제 2 열교환부(104)의 난방 배관(116a, 118a)을 직렬로 접속한 경우와 병렬로 접속한 경우에 대해서, 난방용수 순환펌프(74)가 실현하는 것이 가능한 순환 유량을 비교한 그래프이다.

(실시예)

도 1은 본 실시예의 급탕 난방 시스템(2)을 나타내고 있다. 급탕 난방 시스템(2)은 탱크 유닛(4)과, 히트펌프 유닛(6)과, 열원기 유닛(8)과, 제어장치(100)를 구비하고 있다.

히트펌프 유닛(6)은 히트펌프(50)와, 급탕용수 순환펌프(22)를 구비하고 있다. 히트펌프(50)는 냉매(예를 들면 R410A라고 하는 HFC냉매나, R744라고 하는 C0₂냉매)를 순환시키기 위한 냉매 순환로(52)와, 공기 열교환기(증발기, 54)와, 팬 (56)과, 압축기(62)와, 3유체 열교환기(58)와, 팽창밸브(60)를 구비하는 히트펌프 사이클이다.

공기 열교환기(54)는 팬(56)에 의해서 송풍된 외기와 냉매 순환로(52) 내의 냉매의 사이에서 열교환시킨다. 공기 열교환기(54)에는 팽창밸브(60)를 통과한 후의 저압 저온인 액체 상태에 있는 냉매가 공급된다. 공기 열교환기(54)는 냉매와 외기를 열교환시킴으로써, 냉매를 가열한다. 냉매는 가열됨으로써 기화하고, 비교적 고온이며 저압인 기체상태가 된다.

압축기(62)에는 공기 열교환기(54)를 통과한 후의 냉매가 공급된다. 즉, 압축기(62)에는 비교적 고온이며 저압인 기체상태의 냉매가 공급된다. 압축기(62)에 의해서 냉매가 압축됨으로써, 냉매는 고온 고압인 기체상태가 된다. 압축기(62)는 압축 후의 고온 고압인 기체상태의 냉매를 3유체 열교환기(58)로 송출한다.

3유체 열교환기(58)에는 압축기(62)로부터 송출된 고온 고압인 기체상태의 냉매가 공급된다. 3유체 열교환기(58)는 냉매 순환로(52) 내의 냉매와 후술하는 탱크수 순환로(20) 내의 물(이하에서는 급탕용수라고도 한다)의 사이에서 열교환을 실시할 수 있다. 또한, 3유체 열교환기(58)는 냉매 순환로(52) 내의 냉매와 후술하는 제 2 난방가열로(84) 내의 물(이하에서는 난방용수라고도 한다)의 사이에서 열교환을 실행할 수 있다. 냉매는 3유체 열교환기(58)에서의 열교환의 결과, 열을 빼앗겨 응축한다. 이에 따라, 냉매는 비교적 저온이며 고압인 액체상태가 된다.

팽창밸브(60)에는 3유체 열교환기(58)를 통과한 후의 비교적 저온이며 고압인 액체상태의 냉매가 공급된다. 냉매는 팽창밸브(60)를 통과함으로써 감압되어 저온 저압인 액체상태가 된다. 팽창밸브(60)를 통과한 냉매는 상기한 바와 같이, 공기 열교환기(54)로 보내진다.

히트펌프(50)에 있어서, 압축기(62)를 작동시키면, 냉매 순환로(52) 내의 냉매는 공기 열교환기(54), 압축기(62), 3유체 열교환기(58), 팽창밸브(60)의 순서로 순환한다. 이 경우, 3유체 열교환기(58)에 있어서, 탱크수 순환로(20) 내의 급탕용수, 또는, 제 2 난방가열로(84) 내의 난방용수가 가열된다.

탱크 유닛(4)은 탱크(10)를 구비하고 있다. 탱크(10)는 히트펌프(50)에 의해서 가열된 급탕용수를 저류한다. 본 실시예의 급탕용수는 수돗물이다. 탱크(10)는 밀폐형이며, 단열재에 의해서 외측이 덮여져 있다. 탱크(10) 내에는 만수까지 급탕용수가 저류된다.

탱크수 순환로(20)는 상류단이 탱크(10)의 하부에 접속되어 있으며, 히트펌프 유닛(6)의 3유체 열교환기(58)를 통과하여 하류단이 탱크(10)의 상부에 접속되어 있다. 탱크수 순환로(20)에는 히트펌프 유닛(6)의 급탕용수 순환펌프(22)가 끼워 장착되어 있다. 히트펌프 유닛(6)에 있어서, 히트펌프(50)를 작동시켜서 급탕용수 순환펌프(22)를 구동하면, 탱크(10) 하부의 급탕용수가 3유체 열교환기(58)로 보내져 가열되고, 가열된 급탕용수가 탱크(10)의 상부로 되돌려진다. 탱크(10)의 내부에는 저온인 급탕용수 층의 위에 고온인 급탕용수의 층이 겹겹이 쌓인 온도성층(溫度成層)이 형성된다.

수돗물 도입로(24)는 상류단이 급탕 난방 시스템(2)의 외부의 수돗물 공급원 (32)에 접속되어 있다. 수돗물 도입로(24)의 하류측은 제 1 도입로(24a)와 제 2 도입로(24b)로 분기하고 있다. 제 1 도입로(24a)의 하류단은 탱크(10)의 하부에 접속되어 있다. 제 2 도입로(24b)의 하류단은 제 1 급탕로(36)의 도중에 접속되어 있다.

제 1 급탕로(36)는 상류단이 탱크(10)의 상부에 접속되어 있다. 상기한 바와 같이, 제 1 급탕로(36)의 도중에는 수돗물 도입로(24)의 제 2 도입로(24b)가 접속되어 있다. 제 1 급탕로(36)와 제 2 도입로(24b)의 접속부에는 혼합밸브(30)가 끼워 장착되어 있다. 혼합밸브(30)는 탱크(10)의 상부에서 제 1 급탕로(36)로 유입되는 고온인 급탕용수의 유량과 제 2 도입로(24b)에서 제 1 급탕로(36)로 유입되는 저온인 수돗물의 유량의 비율을 조정한다. 제 2 도입로(24b)와의 접속부보다 하류측의 제 1 급탕로(36)는 열원기 유닛(8)의 급탕 가열로(37)를 통과하여 제 2 급탕로(39)에 접속하고 있다. 제 1 급탕로(36)와 제 2 급탕로(39)의 사이는 열원기 바이패스로(33)에 의해서 접속되어 있다. 열원기 바이패스로(33)에는 바이패스밸브 (34)가 끼워 장착되어 있다. 제 2 급탕로(39)의 하류단은 급탕전(給湯栓, 38)에 접속되어 있다.

열원기 유닛(8)은 시스턴(70)과, 난방용 버너(82)와, 급탕용 버너(81)를 구비하고 있다. 시스턴(70)은 상부가 개방되어 있는 용기이며, 내부에 난방용수를 저류하고 있다. 본 실시예의 난방용수는 예를 들면 물 또는 부동액이다. 시스턴(70)에는 난방왕로(72)의 상류단이 접속되어 있다. 난방왕로(72)에는 난방용수 순환펌프(74)가 끼워 장착되어 있다. 난방용수 순환펌프(74)를 구동하면, 시스턴(70) 내의 난방용수가 난방왕로(72)로 흘러 들어간다.

난방왕로(72)의 하류단은 제 1 난방가열로(73)와, 저온 난방순환로(75)로 분기하고 있다. 저온 난방순환로(75)에는 저온 난방기군(78)이 장착된다. 저온 난방기군(78)은 비교적 저온인 난방용수를 열원으로서 이용하는 난방기기로서, 예를 들면 바닥 난방기 등이다. 저온 난방기군(78)으로서는, 원하는 대수의 저온 난방기를 장착할 수 있다. 도 1에 나타내는 예에서는, 저온 난방기군(78)으로서 2개의 저온 난방기(78a, 78b)가 장착되어 있는 경우를 나타내고 있다. 제 1 난방가열로(73)에는 난방용 버너(82)가 끼워 장착되어 있다. 난방용 버너(82)는 제 1 난방가열로 (73) 내의 난방용수를 가열한다. 제 1 난방가열로(73)의 하류단은 고온 난방순환로 (77)와 재가열 순환로(79)로 분기하고 있다. 고온 난방순환로(77)에는 고온 난방기군(76)이 장착된다. 고온 난방기군(76)은 비교적 고온인 난방용수를 열원으로서 이용하는 난방기기로서, 예를 들면 욕실 난방건조기 등이다. 고온 난방기군(76)으로서는, 원하는 대수의 고온 난방기를 장착할 수 있다. 도 1에 나타내는 예에서는, 고온 난방기군(76)으로서 2개의 고온 난방기(76a, 76b)가 장착되어 있는 경우를 나타내고 있다. 저온 난방순환로(75)와 고온 난방순환로(77)는 각각의 하류단에서 합류하여 제 2 난방가열로(84)의 상류단에 접속하고 있다.

제 2 난방가열로(84)의 하류단은 히트펌프 유닛(6)의 3유체 열교환기(58)를 통하여 난방복로(96)의 상류단에 접속하고 있다. 난방복로(96)는 하류단이 열원기 유닛(8)의 시스턴(70)에 접속하고 있다.

제 2 난방가열로(84)와 난방복로(96)의 사이는 HP바이패스로(86)에 의해서 접속되어 있다. 제 2 난방가열로(84)와 HP바이패스로(86)의 접속부에는 혼합밸브 (88)가 끼워 장착되어 있다. 혼합밸브(88)는 제 2 난방가열로(84)에서 3유체 열교환기(58)를 경유하여 난방복로(96)로 유입되는 난방용수의 유량과 제 2 난방가열로 (84)에서 HP바이패스로(86)를 경유하여 난방복로(96)로 유입되는 난방용수의 유량의 비율을 조정한다.

재가열 순환로(79)에는 재가열 열동밸브(83)와, 재가열 열교환기(97)가 끼워 장착되어 있다. 재가열 열동밸브(83)는 재가열 순환로(79)를 개폐한다. 재가열 열교환기(97)에서는 재가열 순환로(79)를 흐르는 난방용수와 욕조수 순환로(91)를 흐르는 욕조수의 사이에서 열교환이 실행된다. 재가열 순환로(79)의 하류단은 난방복로(96)에 접속하고 있다.

욕조수 순환로(91)의 상류단은 욕조(98)의 바닥부에 접속하고 있다. 욕조수 순환로(91)의 하류단은 욕조(98)의 측부에 접속하고 있다. 욕조수 순환로(91)에는 욕조수 순환펌프(99)가 끼워 장착되어 있다. 욕조수 순환펌프(99)가 구동되면, 욕조(98)의 바닥부로부터 흡출된 욕조수가 재가열 열교환기(97)를 통과하여 욕조(98)의 측부로 되돌려진다.

급탕 가열로(37)에는 급탕용 버너(81)가 끼워 장착되어 있다. 급탕 가열로 (37)의 급탕용 버너(81)보다도 하류측으로부터 욕조 주탕로(注湯路, 40)가 분기하고 있다. 욕조 주탕로(40)에는 욕조 주탕로(40)를 개폐하는 주탕 전자밸브(42)가 끼워 장착되어 있다. 욕조 주탕로(40)의 하류단은 욕조수 순환펌프(99)에 접속하고 있다.

제어장치(100)는 탱크 유닛(4), 히트펌프 유닛(6), 열원기 유닛(8)의 각 구성 요소의 동작을 제어한다.

급탕 난방 시스템(2)은 이하와 같이, 축열운전, 급탕운전, 난방운전, 탕수공급운전 및 재가열운전을 실시할 수 있다.

(축열운전)

축열운전에서는 탱크(10) 내의 급탕용수를 히트펌프(50)로 가열하고, 고온으로 된 급탕용수를 탱크(10)로 되돌린다. 축열운전을 실행할 때에는, 제어장치(100)는 압축기(62) 및 팬(56)을 구동하여 히트펌프(50)를 작동시킴과 아울러, 급탕용수 순환펌프(22)를 구동한다.

압축기(62)의 구동에 의해, 냉매 순환로(52) 내의 냉매는 공기 열교환기 (54), 압축기(62), 3유체 열교환기(58), 팽창밸브(60)의 순서로 순환한다. 이 경우, 3유체 열교환기(58)를 통과하는 냉매 순환로(52) 내의 냉매는 고온 고압인 기체상태이다. 또, 급탕용수 순환펌프(22)의 구동에 의해, 탱크수 순환로(20) 내를 탱크(10) 내의 급탕용수가 순환한다. 즉, 탱크(10)의 하부에 존재하는 급탕용수가 탱크수 순환로(20) 내로 도입되고, 도입된 급탕용수가 3유체 열교환기(58)를 통과할 때에, 냉매 순환로(52) 내의 냉매의 열에 의해서 가열되며, 가열된 급탕용수가 탱크(10)의 상부로 되돌려진다. 이에 따라, 탱크(10)에 고온의 급탕용수가 저류된다. 탱크(10)의 내부가 고온의 급탕용수로 채워진 만축(滿蓄)상태가 되면, 축열운전을 종료한다.

(급탕운전)

급탕운전은 탱크(10) 내의 급탕용수를 급탕전(38)에 공급하는 운전이다. 급탕운전은 상기의 축열운전과 병행하여 실행할 수도 있다. 급탕전(38)이 열리면, 수돗물 공급원(32)으로부터의 수압에 의해서, 수돗물 도입로{24, 제 1 도입로(24a)}로부터 탱크(10)의 하부로 수돗물이 유입된다. 동시에, 탱크(10) 상부의 급탕용수가 제 1 급탕로(36)를 통하여 급탕전(38)에 공급된다.

제어장치(100)는 탱크(10)에서 제 1 급탕로(36)로 공급되는 급탕용수의 온도가 급탕설정온도보다 높은 경우에는, 혼합밸브(30)를 구동하여 제 2 도입로(24b)에서 제 1 급탕로(36)로 수돗물을 도입한다. 따라서, 탱크(10)로부터 공급된 급탕용수와 제 2 도입로(24b)로부터 공급된 수돗물이 제 1 급탕로(36) 내에서 혼합된다. 제어장치(100)는 급탕전(38)에 공급되는 급탕용수의 온도가 급탕설정온도와 일치되도록 혼합밸브(30)의 개방도를 조정한다. 한편, 제어장치(100)는 탱크(10)에서 제 1 급탕로(36)로 공급되는 급탕용수의 온도가 급탕설정온도보다 낮은 경우에는, 급탕용 버너(81)에 의해서 제 1 급탕로(36)를 통과하는 물을 가열한다. 제어장치 (100)는 급탕전(38)에 공급되는 급탕용수의 온도가 급탕설정온도와 일치되도록 급탕용 버너(81)의 출력을 제어한다.

(난방운전)

난방운전은 히트펌프(50)에 의해서 난방용수를 가열하고, 고온으로 된 난방용수를 이용하여 저온 난방기군(78)이나 고온 난방기군(76)에 의해서 난방하는 운전이다. 이용자에 의해서 난방운전의 실행이 지시되면, 제어장치(100)는 난방용수 순환펌프(74)를 회전시킨다. 또한, 제어장치(100)는 압축기(62)를 구동한다. 이에 따라서, 3유체 열교환기(58)에서 가열된 난방용수가 시스턴(70)을 거쳐서 저온 난방기군(78)이나 고온 난방기군(76)으로 공급된다. 또한, 제어장치(100)는 필요에 따라서 난방용 버너(82)를 작동한다. 이에 따라, 고온 난방기군(76)에는 난방용 버너(82)에서의 가열에 의해서 더욱더 고온으로 된 난방용수가 공급된다. 난방운전에 있어서는, 저온 난방기군(78)에 공급되는 난방용수의 온도가 저온난방설정온도가 되도록, 또 고온 난방기군(76)에 공급되는 난방용수의 온도가 고온난방설정온도가 되도록 히트펌프(50)의 동작이나, 난방용 버너(82)의 출력이 조정된다.

가동하는 저온 난방기군(78) 및 고온 난방기군(76)의 대수가 많아지면, 난방용수 순환펌프(74)가 송출하는 난방용수의 유량이 많아져, 그만큼 난방용수 순환펌프(74)의 부하가 증대된다. 그래서, 본 실시예에서는 가동하는 저온 난방기군(78) 및 고온 난방기군(76)의 대수에 대응하여 혼합밸브(88)의 개방도를 조정하고, 가동하는 저온 난방기군(78) 및 고온 난방기군(76)의 대수가 많을수록, HP바이패스로 (86)에 흐르는 난방용수의 비율을 증가시킨다. 이와 같은 구성으로 하는 것에 의해, 가동하는 저온 난방기군(78) 및 고온 난방기군(76)의 대수가 많아지는 경우라도, 난방용수 순환펌프(74)의 부하의 증대를 억제할 수 있다.

(탕수공급운전)

탕수공급운전은 욕조(98)에 탕수 공급을 하는 운전이다. 이용자가 탕수공급운전의 개시를 지시하면, 급탕 난방 시스템(2)은 탕수공급운전을 개시한다. 탕수공급운전에 있어서는, 주탕 전자밸브(42)를 연다. 주탕 전자밸브(42)가 열리면, 수돗물 공급원(32)으로부터의 수압에 의해서, 수돗물 도입로{24, 제 1 도입로(24a)}로부터 탱크(10)의 하부로 수돗물이 유입된다. 동시에, 탱크(10) 상부의 급탕용수가 제 1 급탕로(36), 욕조 주탕로(40), 욕조수 순환로(91)를 통하여 욕조(98)에 공급된다. 탕수공급운전에 있어서는, 급탕운전과 마찬가지로 하여 욕조 주탕로(40)에 공급되는 물의 온도를 탕수공급설정온도로 조정한다. 욕조(98)에 공급되는 물의 수량이 탕수공급설정수량에 도달하면, 탕수공급운전을 종료한다.

(재가열운전)

재가열운전은 욕조(98)에 저류된 욕조수를 재가열하는 운전이다. 이용자가 재가열운전의 개시를 지시하면, 급탕 난방 시스템(2)은 재가열운전을 개시한다. 재가열운전에 있어서는 재가열 열동밸브(83)를 열어서 난방용수 순환펌프(74)를 구동한다. 또, 욕조수 순환펌프(99)를 구동한다. 이에 따라, 욕조(98)의 바닥부로부터 욕조수가 흡출되어 재가열 열교환기(97)에서 난방용수와의 열교환에 의해서 가열된다. 가열된 욕조수는 욕조(98)의 측부로 되돌려진다. 재가열운전에 있어서는, 난방용 버너(82)에 의한 난방용수의 가열이 실행된다.

(3유체 열교환기의 구성)

도 2 및 도 3에 나타내는 바와 같이, 3유체 열교환기(58)는 주로, 제 1 열교환부(102)와 제 2 열교환부(104)를 구비하고 있다.

도 3에 나타내는 바와 같이, 제 1 열교환부(102)는 제 1 내측 열교환부(106)와, 제 1 외측 열교환부(108)를 구비하고 있다. 제 1 내측 열교환부(106)는 난방용수가 흐르는 난방 배관(106a)과, 냉매가 흐르는 냉매 배관(106b)과, 급탕용수가 흐르는 급탕 배관(106c)을 구비하고 있다. 제 1 내측 열교환부(106)는 난방 배관 (106a)과, 냉매 배관(106b)과, 급탕 배관(106c)을 이 순서로 연직 방향으로 서로 인접하여 배치하고, 이들 배관을 일체적으로 권회하는 것에 의해 형성되어 있다. 제 1 내측 열교환부(106)에 있어서, 인접하는 배관끼리는 서로 납땜되어 있다. 제 1 외측 열교환부(108)는 난방용수가 흐르는 난방 배관(108a)과, 냉매가 흐르는 냉매 배관(108b)과, 급탕용수가 흐르는 급탕 배관(108c)을 구비하고 있다. 제 1 외측 열교환부(108)는 난방 배관(108a)과, 냉매 배관(108b)과, 급탕 배관(108c)을 이 순서로 연직 방향으로 서로 인접하여 배치하고, 이들 배관을 일체적으로 권회하는 것에 의해 형성되어 있다. 제 1 외측 열교환부(108)에 있어서, 인접하는 배관끼리는 서로 납땜되어 있다. 제 1 내측 열교환부(106)는 제 1 외측 열교환부(108)의 내측 공간에 배치된다. 도 2에 나타내는 바와 같이, 제 1 내측 열교환부(106)의 난방 배관(106a), 냉매 배관(106b) 및 급탕 배관(106c)의 상단과 제 1 외측 열교환부(108)의 난방 배관(108a), 냉매 배관(108b) 및 급탕 배관(108c)의 하단은 각각 제 1 연결 배관(110a, 110b 및 110c)에 의해서, 접속되어 있다. 제 1 내측 열교환부(106)의 난방 배관(106a)과 제 1 외측 열교환부(108)의 난방 배관(108a)의 내부에는, 코일(124a)을 삽입하는 것에 의해 난류발생기구가 형성되어 있다. 제 1 내측 열교환부(106)의 급탕 배관(106c)과 제 1 외측 열교환부(108)의 급탕 배관(108a)의 내부에는, 코일(124c)을 삽입하는 것에 의해, 난류발생기구가 형성되어 있다.

도 3에 나타내는 바와 같이, 제 2 열교환부(104)는 제 2 내측 열교환부(116)와 제 2 외측 열교환부(118)를 구비하고 있다. 제 2 내측 열교환부(116)는 난방용수가 흐르는 난방 배관(116a)과, 냉매가 흐르는 냉매 배관(116b)과, 급탕용수가 흐르는 급탕 배관(116c)을 구비하고 있다. 제 2 내측 열교환부(116)는 난방 배관 (116a)과, 냉매 배관(116b)과, 급탕 배관(116c)을 이 순서로 연직 방향으로 서로 인접하여 배치하고, 이들 배관을 일체적으로 권회하는 것에 의해 형성되어 있다. 제 2 내측 열교환부(116)에 있어서, 인접하는 배관끼리는 서로 납땜되어 있다. 제 2 외측 열교환부(118)는 난방용수가 흐르는 난방 배관(118a)과, 냉매가 흐르는 냉매 배관(118b)과, 급탕용수가 흐르는 급탕 배관(118c)을 구비하고 있다. 제 2 외측 열교환부(118)는 난방 배관(118a)과, 냉매 배관(118b)과, 급탕 배관(118c)을 이 순서로 연직 방향으로 서로 인접하여 배치하고, 이들 배관을 일체적으로 권회하는 것에 의해 형성되어 있다. 제 2 외측 열교환부(118)에 있어서, 인접하는 배관끼리는 서로 납땜되어 있다. 제 2 내측 열교환부(116)는 제 2 외측 열교환부(118)의 내측 공간에 배치된다. 도 2에 나타내는 바와 같이, 제 2 내측 열교환부(116)의 난방 배관(116a), 냉매 배관(116b) 및 급탕 배관(116c)의 상단과 제 2 외측 열교환부(118)의 난방 배관(118a), 냉매 배관(118b) 및 급탕 배관(118c)의 하단은 각각 제 2 연결 배관(120a, 120b 및 120c)에 의해서, 접속되어 있다. 제 2 내측 열교환부(116)의 난방 배관(116a)과 제 2 외측 열교환부(118)의 난방 배관(118a)의 내부에는 코일(126a)을 삽입하는 것에 의해, 난류발생기구가 형성되어 있다. 제 2 내측 열교환부(116)의 급탕 배관(116c)과 제 2 외측 열교환부(118)의 급탕 배관(118c)의 내부에는 코일(126c)을 삽입하는 것에 의해, 난류발생기구가 형성되어 있다.

도 2에 나타내는 바와 같이, 제 1 열교환부(102)의 제 1 외측 열교환부(108)의 냉매 배관(108b) 및 급탕 배관(108c)의 상단은 제 2 열교환부(104)의 제 2 내측 열교환부(116)의 냉매 배관(116b) 및 급탕 배관(116c)의 하단과 각각 중계 배관 (122b, 122c)에 의해서, 접속되어 있다.

도 1의 냉매 순환로(52)의 냉매는 3유체 열교환기(58)에 있어서, 도 2 및 도 3에 나타내는 제 2 열교환부(104)의 제 2 외측 열교환부(118)의 냉매 배관(118b)의 상단에 유입된다. 그리고, 제 2 외측 열교환부(118)의 냉매 배관(118b), 제 2 내측 열교환부(116)의 냉매 배관(116b), 제 1 열교환부(102)의 제 1 외측 열교환부(108)의 냉매 배관(108b), 제 1 내측 열교환부(106)의 냉매 배관(106b)을 차례로 통과하고, 제 1 내측 열교환부(106)의 냉매 배관(106b)의 하단으로부터 냉매 순환로(52)로 유출된다.

도 1의 탱크수 순환로(20)의 급탕용수는 3유체 열교환기(58)에 있어서, 도 2 및 도 3에 나타내는 제 1 열교환부(102)의 제 1 내측 열교환부(106)의 급탕 배관 (106c)의 하단에 유입된다. 그리고 제 1 내측 열교환부(106)의 급탕 배관(106c), 제 1 외측 열교환부(108)의 급탕 배관(108c), 제 2 열교환부(104)의 제 2 내측 열교환부(116)의 급탕 배관(116c), 제 2 외측 열교환부(118)의 급탕 배관(118c)을 차례로 통과하고, 제 2 외측 열교환부(118)의 급탕 배관(118c)의 상단에서 탱크수 순환로(20)로 유출된다.

3유체 열교환기(58)에 있어서, 냉매 순환로(52)로부터의 냉매와 탱크수 순환로(20)로부터의 급탕용수는 대향류로서 흐르고, 양자의 사이에서 열교환이 실행된다. 또한, 본 실시예에서는 급탕 배관(106c, 108c, 116c, 118c)의 내부에 난류발생기구가 형성되어 있기 때문에, 통과하는 급탕용수의 유속이 향상되어 급탕 배관 (106c, 108c, 116c, 118c)의 단위길이 당의 열교환 성능이 향상되어 있다.

도 1의 제 2 난방가열로(84)로부터의 난방용수는 3유체 열교환기(58)에 있어서, 제 1 열교환부(102)의 제 1 내측 열교환부(106)의 난방 배관(106a)의 하단과 제 2 열교환부(104)의 제 2 내측 열교환부(116)의 난방 배관(116a)의 하단으로 분기하여 유입된다. 제 1 내측 열교환부(106)의 난방 배관(106a)에 유입된 난방용수는 제 1 내측 열교환부(106)의 난방 배관(106a)과 제 1 외측 열교환부(108)의 난방 배관(108a)을 차례로 통과하고, 제 1 외측 열교환부(108)의 난방 배관(108a)의 상단으로부터 유출된다. 제 2 내측 열교환부(116)의 난방 배관(116a)에 유입된 난방용수는 제 2 내측 열교환부(116)의 난방 배관(116a)과 제 2 외측 열교환부(118)의 난방 배관(118a)을 차례로 통과하고, 제 2 외측 열교환부(118)의 난방 배관(118a)의 상단으로부터 유출된다. 제 1 외측 열교환부(108)의 난방 배관(108a)으로부터 유출된 난방용수와 제 2 외측 열교환부(118)의 난방 배관(118a)으로부터 유출된 난방용수는 합류하여 난방 복로(96)에 유출된다.

3유체 열교환기(58)의 제 1 열교환부(102), 제 2 열교환부(104)의 각각에 있어서, 냉매 순환로(52)로부터의 냉매와 제 2 난방가열로(84)로부터의 난방용수는 대향류로서 흐르고, 양자의 사이에서 열교환이 실행된다. 또한, 본 실시예에서는 난방 배관(106a, 108a, 116a, 118a)의 내부에 난류발생기구가 형성되어 있기 때문에, 통과하는 난방용수의 유속이 향상되어 난방 배관(106a, 108a, 116a, 118a)의 단위길이 당의 열교환 성능이 향상되어 있다.

본 실시예의 3유체 열교환기(58)에서는 제 2 난방가열로(84)로부터의 난방용수가 분기하여 제 1 열교환부(102)와 제 2 열교환부(104)를 병렬로 흐른 후, 합류하여 난방 복로(96)로 유출된다. 이와 같은 구성으로 함으로써, 3유체 열교환기 (58)에 있어서의 난방용수의 압손을 저감하고, 난방용수 순환펌프(74)의 부하를 경감할 수 있다. 또, 이와 같은 구성으로 함으로써, HP바이패스로(86)에 흘리는 난방용수의 유량의 비율을 저감할 수 있다. 이에 따라, 히트펌프(50)에 의한 난방용수의 가열 효율을 향상시키고, 시스템 전체에서의 에너지 효율을 향상시킬 수 있다.

도 4는 제 1 열교환부(102)의 난방 배관(106a, 108a)과 제 2 열교환부(104)의 난방 배관(116a, 118a)을 직렬로 접속한 경우와, 병렬로 접속한 경우에 대해서, 3유체 열교환기(58)에 있어서의 난방용수의 압력 손실을 비교한 그래프이다. 도 4에 있어서, Ll은 직렬로 접속한 경우를 나타내고 있으며, L2, L3은 병렬로 접속한 경우를 나타내고 있다. 또, L2는 합류부의 배관 직경을 난방 배관(106a, 108a, 116a, 118a)과 동일한 정도로 한 경우를 나타내고 있으며, L3은 합류부의 배관 직경을 난방 배관(l06a, 108a, 116a, 118a)보다도 한층(예를 들면 1.5배 정도로) 크게 한 경우를 나타내고 있다. 도 4로부터 알 수 있는 바와 같이, 제 1 열교환부 (102)의 난방 배관(106a, 108a)과 제 2 열교환부(104)의 난방 배관(116a, 118a)을 병렬로 접속하는 구성으로 하는 것에 의해, 3유체 열교환기(58)에 있어서의 난방용수의 압손을 저감할 수 있다.

도 5는 제 1 열교환부(102)의 난방 배관(106a, 108a)과 제 2 열교환부(104)의 난방 배관(116a, 118a)을 직렬로 접속한 경우와, 병렬로 접속한 경우에 대해서, 난방용수 순환펌프(74)가 실현하는 것이 가능한 순환 유량을 비교한 그래프이다. 도 5에 있어서, L1은 직렬로 접속한 경우를 나타내고 있으며, L2, L3은 병렬로 접속한 경우를 나타내고 있다. 또, L2는 합류부의 배관 직경을 난방 배관(106a, 108a, 116a, 118a)과 동일한 정도로 한 경우를 나타내고 있으며, L3은 합류부의 배관 직경을 난방 배관(106a, 108a, 116a, 118a)보다도 한층(예를 들면 1.5배 정도로 크게 한 경우를 나타내고 있다. 도 5로부터 알 수 있는 바와 같이, 제 1 열교환부 (102)의 난방 배관(106a, 108a)과 제 2 열교환부(104)의 난방 배관(116a, 118a)을 병렬로 접속하는 구성으로 하는 것에 의해, 같은 기외(機外) 양정(揚程)에 대해서, 큰 순환 유량을 실현할 수 있다.

이상과 같이, 본 실시예의 급탕 난방 시스템(2)은 냉매를 가압하는 압축기 (62)와, 난방용수와의 사이의 열교환에 의해서 냉매를 응축시키는 3유체 열교환기 (58)와, 냉매를 감압하는 팽창밸브(60)와, 냉매를 기화시키는 공기 열교환기(54)를 구비하는 히트펌프(50)와, 난방용수를 3유체 열교환기(58)와 저온 난방기군(78) 및/또는 고온 난방기군(76)의 사이에서 순환시키는 열원기 유닛(8)을 구비하고 있다. 3유체 열교환기(58)는 제 1 열교환부(102)와 제 2 열교환부(104)를 구비하고 있다. 제 1 열교환부(102)는 냉매가 흐르는 냉매 배관(106b, 108b)과, 난방용수가 흐르는 난방 배관(106a, 108a)을 구비하고 있다. 제 2 열교환부(104)는 냉매가 흐르는 냉매 배관(116b, 118b)과, 난방용수가 흐르는 난방 배관(116a, 118a)을 구비하고 있다. 제 1 열교환부(102)의 냉매 배관(106b, 108b)과 제 2 열교환부(104)의 냉매 배관(116b, 118b)은 직렬로 접속되어 있다. 제 1 열교환부(102)의 난방 배관(106a, 108a)과 제 2 열교환부(104)의 난방 배관(116a, 118a)은 병렬로 접속되어 있다. 제 1 열교환부(102)의 난방 배관(106a, 108a)과 제 2 열교환부(104)의 난방 배관 (116a, 118a)의 내부에, 난류발생기구가 형성되어 있다.

급탕 난방 시스템(2)에서는 저온 난방기군(78) 및/또는 고온 난방기군(76)에서 3유체 열교환기(58)로 난방용수를 보내는 제 2 난방 가열로(84)와, 3유체 열교환기(58)에서 저온 난방기군(78) 및/또는 고온 난방기군(76)으로 난방용수를 보내는 난방 복로(96)의 사이에 HP바이패스로(86)가 형성되어 있으며, 제 2 난방가열로 (84)에서 3유체 열교환기(58)를 경유하여 난방 복로(96)로 흐르는 난방용수의 유량과 제 2 난방가열로(84)에서 HP바이패스로(86)를 경유하여 난방 복로(96)로 흐르는 난방용수의 유량의 비율을 조정하는 것이 가능하다.

급탕 난방 시스템(2)은 급탕용수를 수돗물 공급원(32)에서 3유체 열교환기 (58)를 경유하여 급탕전(38)으로 공급하는 탱크 유닛(4) 및 급탕용수 순환펌프(22)를 더 구비하고 있으며, 히트펌프(50)의 3유체 열교환기(58)가 급탕용수와의 사이의 열교환에 의해서도 냉매를 응축시키는 것이 가능하다. 3유체 열교환기(58)의 제 1 열교환부(102)는 급탕용수가 흐르는 급탕 배관(106c, 108c)을 더 구비하고 있으며, 제 2 열교환부(104)는 급탕용수가 흐르는 급탕 배관(116c, 118c)을 더 구비하고 있다. 제 1 열교환부(102)의 급탕 배관(106c, 108c)과 제 2 열교환부(104)의 급탕 배관(116c, 118c)은 직렬로 접속되어 있다. 제 1 열교환부(102)의 급탕 배관 (106c, 108c)과 제 2 열교환부(104)의 급탕 배관(116c, 118c)의 내부에 난류발생기구가 형성되어 있다.

또, 본 실시예의 3유체 열교환기(58)는 히트펌프(50)에서 이용되는 냉매와 저온 난방기군(78) 및/또는 고온 난방기군(76)에서 이용되는 난방용수의 사이에서 열교환한다. 3유체 열교환기(58)는 제 1 열교환부(102)와 제 2 열교환부(104)를 구비하고 있다. 제 1 열교환부(102)는 냉매가 흐르는 냉매 배관(106b, 108b)과 난방용수가 흐르는 난방 배관(106a, 108a)을 구비하고 있다. 제 2 열교환부(104)는 냉매가 흐르는 냉매 배관(116b, 118b)과 난방용수가 흐르는 난방 배관(116a, 118a)을 구비하고 있다. 제 1 열교환부(102)의 냉매 배관(106b, 108b)과 제 2 열교환부 (104)의 냉매 배관(116b, 118b)은 직렬로 접속되어 있다. 제 1 열교환부(102)의 난방 배관(106a, 108a)과 제 2 열교환부(104)의 난방 배관(116a, 118a)은 병렬로 접속되어 있다. 제 1 열교환부(102)의 난방 배관(106a, 108a)과 제 2 열교환부(104)의 난방 배관(116a, 118a)의 내부에 난류발생기구가 형성되어 있다.

상기의 실시예에서는 제 1 내측 열교환부(106)의 난방 배관(106a)과 제 1 외측 열교환부(108)의 난방 배관(108a) 및 제 2 내측 열교환부(116)의 난방 배관 (116a)과 제 2 외측 열교환부(118)의 난방 배관(118a)의 전체에 걸쳐서, 내부에 코일(124a, 126a)을 삽입하여 난류발생기구가 형성되어 있지만, 이들 배관의 일부분에만 코일(124a, 126a)을 삽입하여 난류발생기구를 부분적으로 형성하는 구성으로 해도 좋다. 마찬가지로, 상기의 실시예에서는 제 1 내측 열교환부(106)의 급탕 배관(106c)과 제 1 외측 열교환부(108)의 급탕 배관(108c) 및 제 2 내측 열교환부 (116)의 급탕 배관(116c)과 제 2 외측 열교환부(118)의 급탕 배관(118c)의 전체에 걸쳐서, 내부에 코일(124c, 126c)을 삽입하여 난류발생기구가 형성되어 있지만, 이들 배관의 일부분에만 코일(124c, 126c)을 삽입하여 난류발생기구를 부분적으로 형성하는 구성으로 해도 좋다. 또, 난류발생기구로서는 코일(124a, 126a, 124c, 126c) 이외에도, 예를 들면 비틀음 판 등의 터뷸런스 프로모터(Turbulence promoter)로서 사용되는 다른 부재를 삽입해도 좋다.

이상, 본 발명의 실시예에 대해서 상세하게 설명했지만, 이들은 예시에 지나지 않고, 특허청구범위를 한정하는 것은 아니다. 특허청구범위에 기재된 기술에는 이상으로 예시한 구체예를 여러 가지로 변형, 변경한 것이 포함된다.

본 명세서 또는 도면에 설명한 기술 요소는 단독으로 혹은 각종의 조합에 의해서 기술적 유용성을 발휘하는 것이며, 출원시 청구항 기재의 조합에 한정되는 것은 아니다. 또, 본 명세서 또는 도면에 예시한 기술은 복수 목적을 동시에 달성할 수 있는 것이며, 그 중의 하나의 목적을 달성하는 것 자체로 기술적 유용성을 가지는 것이다.

2: 급탕 난방 시스템 4:탱크 유닛
6: 히트펌프 유닛 8: 열원기 유닛
10: 탱크 20: 탱크수 순환로
22: 급탕용수 순환펌프 24: 수돗물 도입로
24a: 제 1 도입로 24b: 제 2 도입로
30: 혼합밸브 32: 수돗물 공급원
33: 열원기 바이패스로 34: 바이패스밸브
36: 제 1 급탕로 37: 급탕 가열로
38: 급탕전 39: 제 2 급탕로
40: 욕조 주탕로 42: 주탕 전자밸브
50: 히트펌프 52: 냉매 순환로
54: 공기 열교환기 56: 팬
58: 3유체 열교환기 60: 팽창밸브
62: 압축기 70: 시스턴
72: 난방 왕로 73: 제 1 난방 가열로
74: 난방용수 순환펌프 75: 저온 난방 순환로
76: 고온 난방기군 76a, 76b: 고온 난방기
77: 고온 난방 순환로 78: 저온 난방기군
78a, 78b: 저온 난방기 79: 재가열 순환로
81: 급탕용 버너 82: 난방용 버너
83: 재가열 열동밸브 84: 제 2 난방 가열로
86: HP바이패스로 88: 혼합밸브
91:욕조수 순환로 96: 난방 복로
97: 재가열 열교환기 98: 욕조
99: 욕조수 순환펌프 100: 제어장치
102: 제 1 열교환부 104: 제 2 열교환부
106: 제 1 내측 열교환부 106a: 난방 배관
106b: 냉매 배관 106c: 급탕 배관
108: 제 1 외측 열교환부 108a: 난방 배관
108b: 냉매 배관 108c: 급탕 배관
110a, 110b, 110c: 제 1 연결 배관 116: 제 2 내측 열교환부
116a: 난방 배관 116b: 냉매 배관
116c: 급탕 배관 118: 제 2 외측 열교환부
118a: 난방 배관 118b: 냉매 배관
118c: 급탕 배관 120a, 120b, 120c: 제 2 연결 배관
122b, 122c: 중계 배관 124a, 124c, 126a, 126c: 코일

Claims

냉매를 가압하는 압축기와, 난방용 열매와의 사이의 열교환에 의해서 냉매를 응축시키는 응축기와, 냉매를 감압하는 팽창기와, 냉매를 기화시키는 증발기를 구비하는 히트펌프와, 난방용 열매를 응축기와 난방 단말의 사이에서 순환시키는 난방기를 구비하는 난방장치로서,
응축기가 제 1 열교환부와 제 2 열교환부를 구비하고 있으며,
제 1 열교환부와 제 2 열교환부는 각각 냉매가 흐르는 냉매 유로와 난방용 열매가 흐르는 열매 유로를 구비하고 있고,
제 1 열교환부의 냉매 유로와 제 2 열교환부의 냉매 유로가 직렬로 접속되어 있으며,
제 1 열교환부의 열매 유로와 제 2 열교환부의 열매 유로가 병렬로 접속되어 있고,
제 1 열교환부의 열매 유로와 제 2 열교환부의 열매 유로의 내부에 난류발생기구가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 난방장치.
청구항 1에 있어서,
난방 단말에서 응축기로 난방용 열매를 보내는 열매 왕로와, 응축기에서 난방 단말로 난방용 열매를 보내는 열매 복로의 사이에, 바이패스 경로가 형성되어 있으며,
열매 왕로에서 응축기를 경유하여 열매 복로로 흐르는 난방용 열매의 유량과 열매 왕로에서 바이패스 경로를 경유하여 열매 복로로 흐르는 난방용 열매의 유량의 비율을 조정하는 것이 가능한 것을 특징으로 하는 난방장치.
청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
급탕용수를 급수원에서 응축기를 경유하여 급탕개소로 공급하는 급탕기를 더 구비하고 있으며,
히트펌프의 응축기가 급탕용수와의 사이의 열교환에 의해서도 냉매를 응축시키는 것이 가능하고,
응축기의 제 1 열교환부와 제 2 열교환부가 각각 급탕용수가 흐르는 물 유로를 더 구비하고 있으며,
제 1 열교환부의 물 유로와 제 2 열교환부의 물 유로가 직렬로 접속되어 있고,
제 1 열교환부의 물 유로와 제 2 열교환부의 물 유로의 내부에 난류발생기구가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 난방장치.
히트펌프에서 이용되는 냉매와 난방 단말에서 이용되는 난방용 열매의 사이에서 열교환하는 열교환기로서,
제 1 열교환부와 제 2 열교환부를 구비하고 있으며,
제 1 열교환부와 제 2 열교환부는 각각 냉매가 흐르는 냉매 유로와 난방용 열매가 흐르는 열매 유로를 구비하고 있고,
제 1 열교환부의 냉매 유로와 제 2 열교환부의 냉매 유로가 직렬로 접속되어 있으며,
제 1 열교환부의 열매 유로와 제 2 열교환부의 열매 유로가 병렬로 접속되어 있고,
제 1 열교환부의 열매 유로와 제 2 열교환부의 열매 유로의 내부에 난류발생기구가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 열교환기.