KR101572439B1 - Hot-water supply system - Google Patents
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Abstract
컨트롤러는, 당일의 급탕종료 예정시각의 경과 시점에서 탱크 축열량이 다음날의 급탕시작 예정시각까지 동결방지운전을 실행하는 데에 필요한 열량(필요열량)에 도달하지 못하는 경우에(도3의 S48에서 YES), 필요열량이 탱크에 축적될 때까지 히트펌프와 순환펌프를 작동시켜서 축열운전을 실행한다(S50). 이 축열운전에 의하여 탱크내에는, 다음날의 급탕시작 예정시각까지 동결방지운전을 실행하는 데에 필요한 열량(온수)이 저축된다. 컨트롤러는, 그 후에 다음날의 급탕시작 예정시각까지 히트펌프를 작동시키지 않고, 탱크내의 온수를 순환시켜 동결방지운전을 실행한다(S54∼S60).When the tank heat quantity does not reach the heat quantity (required heat quantity) required for executing the freeze prevention operation by the estimated hot water supply start scheduled time of the next day at the time point when the scheduled hot water supply end time of the day is reached YES), the heat storage operation is performed by operating the heat pump and the circulation pump until the required heat amount is accumulated in the tank (S50). By this heat accumulation operation, the amount of heat (hot water) required to perform the antifreezing operation is saved in the tank until the scheduled start time of hot water supply for the next day. The controller then performs the freeze prevention operation by circulating the hot water in the tank without operating the heat pump until the scheduled hot water starting time of the next day (S54 to S60).
Description
본 명세서에서 개시하는 기술은 급탕 시스템(給湯 system)에 관한 것이다.
The technique disclosed herein relates to a hot water system.
일본국 특허공개공보 평11-63661호(이하 특허문헌1이라고 한다)에는, 물을 저장하는 저탕탱크(貯湯tank)와, 저탕탱크내의 물을 순환시키는 순환회로(循環回路)와, 순환회로내를 순환하는 물을 가열하는 히트펌프(heat pump)와, 저탕탱크내의 물의 온도를 검출하는 수온센서(水溫sensor)와, 수온센서가 검출하는 온도가 소정의 온도 이하인가 아닌가를 판별하는 판별부(判別部)를 구비하는 히트펌프 급탕기(heat pump 給湯機)가 개시되어 있다. 이 히트펌프 급탕기에서는, 수온센서가 검출하는 온도가 소정의 온도 이하라고 판별부가 판단하면, 히트펌프를 작동시킴과 아울러 순환회로내에서 물을 순환시켜서 순환회로내의 물이 동결(凍結)되는 것을 방지하는 동결방지운전(凍結防止運轉)을 한다.
Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 11-63661 (hereinafter referred to as Patent Document 1) discloses a storage tank for storing water, a circulation circuit (circulation circuit) for circulating water in the storage tank, A water temperature sensor for detecting the temperature of water in the storage tank; and a determination unit for determining whether or not the temperature detected by the water temperature sensor is lower than a predetermined temperature, (Heat pump hot water supply machine) having a heat pump (hot water heat exchanger) In this heat pump water heater, when it is determined that the temperature detected by the water temperature sensor is lower than the predetermined temperature, the heat pump is operated and the water in the circulation circuit is circulated to prevent the water in the circulation circuit from freezing (Anti-freezing operation).
특허문헌1의 기술에서는, 동결방지운전이 필요할 때마다 히트펌프의 시동과 정지를 한다. 그 결과 히트펌프의 시동·정지횟수가 많아지게 되어 히트펌프의 종합적인 효율이 낮아진다. 본 명세서에서는, 히트펌프의 시동·정지횟수의 증대를 억제할 수 있음과 아울러 적절하게 배관류의 동결을 방지할 수 있는 급탕 시스템을 제공한다.
In the technique of Patent Document 1, the start and stop of the heat pump are performed whenever the freeze prevention operation is required. As a result , the number of starting and stopping of the heat pump is increased, and the overall efficiency of the heat pump is lowered. In this specification, an increase in the number of times of starting and stopping the heat pump can be suppressed, and a hot water system capable of appropriately preventing freezing of piping flow is provided.
본 발명자에 의한 예의 검토 결과, 다양한 세대의 생활 사이클을 24시간(1일) 단위로 볼 경우에, 어느 세대에서도 최후의 온수의 공급이 이루어진 후에는, 다음날 최초의 온수의 공급이 이루어지는 시간대까지 온수가 필요로 될 가능성이 낮은 것으로 밝혀졌다.As a result of intensive studies by the present inventors, it has been found that, when the life cycle of various households is viewed in units of 24 hours (one day), after the last hot water is supplied in any household, Is less likely to be needed.
본 명세서가 개시하는 급탕 시스템은, 상기의 지견(知見)에 의거하여 창작된 것이다. 본 명세서가 개시하는 급탕 시스템은, 온수이용장소에 공급하는 물을 저장하는 탱크와, 탱크내의 물을 유입하고 유입된 물을 탱크로 되돌리는 탱크수 순환로와, 외기로부터 흡열하여 탱크수 순환로내의 물을 가열하는 히트펌프와, 외기온도를 계측하는 외기온도센서와, 탱크내의 각 부의 물의 온도를 계측하는 수온센서와, 컨트롤러를 구비한다. 컨트롤러는, 과거의 실적에 의거하여 단위기간에 있어서, 최초의 온수의 공급이 시작되는 급탕시작 예정시각과, 급탕시작 예정시각보다 뒤의 시간으로서 최후의 온수의 공급이 종료되는 급탕종료 예정시각을 특정한다. 또한 탱크내의 각 부의 물의 온도에 의거하여 탱크내에 축적되어 있는 열량을 산출한다. 또한 현재의 단위기간에 있어서의 급탕종료 예정시각후에 외기온도가 소정의 온도보다 낮은 경우에, 히트펌프를 작동시키지 않고, 탱크수 순환로내의 물을 순환시키는 동결방지운전을 실행함과 아울러, 현재의 단위기간에 있어서의 급탕종료 예정시각후에 다음의 단위기간에 있어서의 급탕시작 예정시각까지 동결방지운전을 실행하는 데에 필요한 열량이 탱크에 축적될 때까지 히트펌프를 작동시키는 동결방지용 축열운전을 실행한다.The hot water supply system disclosed in this specification is created based on the above knowledge. The hot water supply system disclosed in this specification includes a tank for storing water to be supplied to a hot water use place, a tank water circulation path for returning water to the tank by flowing water into the tank, An outside air temperature sensor for measuring the outside air temperature, a water temperature sensor for measuring the temperature of water in each part in the tank, and a controller. The controller determines whether or not the scheduled hot water supply end scheduled time for ending the supply of the last hot water as the time after the hot water supply start scheduled time for starting the supply of the first hot water and the time after the hot water supply start scheduled time Specify. Also, the amount of heat accumulated in the tank is calculated based on the temperature of the water in each part in the tank. When the outside air temperature is lower than the predetermined temperature after the hot water finishing end scheduled time in the present unit period, the freezing prevention operation for circulating the water in the tank water circulation path without activating the heat pump is executed, The heat storage operation for preventing freezing is performed until the amount of heat required for executing the freezing prevention operation until the hot water supply start scheduled time in the next unit period is accumulated in the tank after the hot water finishing end scheduled time in the unit period do.
상기의 급탕 시스템은, 현재의 단위기간에 있어서의 급탕종료 예정시각후에, 다음의 단위기간에 있어서의 급탕시작 예정시각까지 동결방지운전을 실행하는 데에 필요한 열량이 탱크에 축적될 때까지 히트펌프를 작동시키는 동결방지용 축열운전을 실행한다. 동결방지용 축열운전에 의하여 탱크내에는, 다음의 단위기간에 있어서의 급탕시작 예정시각까지 동결방지운전을 실행하는 데에 필요한 열량(온수)이 저축된다. 그 때문에 현재의 단위기간에 있어서의 급탕종료 예정시각후로부터 다음의 단위기간에 있어서의 급탕시작 예정시각까지의 사이에, 히트펌프를 작동시키지 않고, 탱크내의 온수를 순환시켜서 동결방지운전을 실행할 수 있다. 그 결과 히트펌프를 빈번하게 시동·정지시키는 것을 억제할 수 있다. 따라서 상기의 급탕 시스템은, 히트펌프의 시동·정지횟수의 증대를 억제할 수 있음과 아울러 적절하게 배관류의 동결을 방지할 수 있다.
The hot water supply system is provided with a heat pump for heating the hot water until the amount of heat required for executing the freezing prevention operation until the hot water supply start scheduled time in the next unit period is accumulated in the tank, To prevent the freeze-prevention operation. By the freezing prevention heat storage operation, the amount of heat (hot water) required to perform the freeze prevention operation is stored in the tank until the hot water supply start scheduled time in the next unit period. Therefore, it is possible to perform the freezing prevention operation by circulating the hot water in the tank without operating the heat pump between the scheduled hot water supply end time in the current unit period and the hot water supply start scheduled time in the next unit time have. As a result, it is possible to suppress starting and stopping the heat pump frequently. Therefore, the above-described hot water supply system can suppress an increase in the number of times of starting and stopping the heat pump, and can prevent freezing of piping flow properly.
[도1] 제1실시예의 급탕 시스템(2)의 구성을 모식적으로 나타내는 도면이다.
[도2] 제1실시예의 급탕 시스템(2)에서, 당일의 급탕시작 예정시각으로부터 당일의 급탕종료 예정시각까지의 사이에 실행되는 제1동결방지처리의 플로차트이다.
[도3] 제1실시예의 급탕 시스템(2)에서, 당일의 급탕종료 예정시각으로부터 다음날의 급탕시작 예정시각까지의 사이에 실행되는 제2동결방지처리의 플로차트이다.
[도4] 제1실시예의 제2동결방지처리를 하는 경우의 구체적인 예(1A)를 나타내는 표이다.
[도5] 제1실시예의 제2동결방지처리를 하는 경우의 구체적인 예(1B)를 나타내는 표이다.
[도6] 제2실시예의 급탕 시스템(2)에서, 당일의 급탕종료 예정시각으로부터 다음날의 급탕시작 예정시각까지의 사이에 실행되는 제2동결방지처리의 플로차트이다.
[도7] 제2실시예의 제2동결방지처리를 하는 경우의 구체적인 예(2)를 나타내는 표이다.
[도8] 제3실시예의 제2동결방지처리를 하는 경우의 구체적인 예(3)를 나타내는 표이다.1 is a diagram schematically showing a configuration of a hot
2 is a flowchart of a first freezing prevention process executed in the hot
3 is a flowchart of a second freezing prevention process executed in the hot
4 is a table showing a specific example (1A) of the case where the second freeze prevention treatment of the first embodiment is performed.
5 is a table showing a specific example (1B) in the case of performing the second freeze prevention treatment of the first embodiment.
6 is a flowchart of a second freezing prevention process executed between the hot water supply end scheduled time of the day and the hot water supply start scheduled time of the next day in the hot
7 is a table showing a concrete example (2) in the case of performing the second freeze prevention treatment of the second embodiment.
8 is a table showing a concrete example (3) in the case of performing the second freeze prevention treatment of the third embodiment.
이하에 설명하는 실시예의 주요한 특징을 열거해 둔다. 또 이하에 기재하는 기술요소는 각각 독립된 기술요소로서, 단독으로 혹은 각종 조합에 의하여 기술적 유용성을 발휘하는 것이며, 출원시 청구항 기재의 조합에 한정되는 것은 아니다.The main features of the embodiments described below are listed below. In addition, the technical elements described below are independent technical elements and exert their technical merit either individually or in various combinations, and are not limited to the combination of claims described in the application.
(특징1) 컨트롤러(controller)는, 현재의 단위기간(單位期間)에 있어서의 급탕종료 예정시각(給湯終了 豫定時刻)이 경과된 직후에, 동결방지용 축열운전(凍結防止用 蓄熱運轉)을 실행하더라도 좋다. 이 구성에 의하면 급탕 시스템(給湯 system)은, 현재의 단위기간에 있어서의 급탕종료 예정시각이 경과된 직후에, 다음의 단위기간에 있어서의 급탕시작 예정시각(給湯始作 豫定時刻)까지 동결방지운전(凍結防止運轉)을 실행하는 데에 필요한 열량(온수)을 탱크(tank)내에 저축할 수 있다.(Feature 1) The controller controls the freeze storage heat storage operation (freeze storage heat storage operation) immediately after the hot water supply completion scheduled time (hot water supply completion estimated time) in the current unit period (single period) elapses May be executed. According to this configuration, the hot water supply system is frozen until the hot water supply start scheduled time (hot water supply start time) in the next unit period immediately after the scheduled hot water supply end time in the current unit period elapses The amount of heat (hot water) required to carry out the prevention operation (anti-freeze operation) can be saved in the tank.
(특징2) 컨트롤러는, 탱크내의 열량이 동결방지운전을 실행하는 데에 최저로 필요한 소정의 열량에 도달하지 못하게 된 경우에, 동결방지용 축열운전을 실행하더라도 좋다. 이 구성에 의하면, 예를 들면 현재의 단위기간에 있어서의 급탕종료 예정시각후에 탱크내의 온수를 급탕에 이용하고, 그 결과로서 탱크내의 열량이 부족한 경우이더라도 급탕 시스템은 탱크내의 열량이 부족한 시점(時點)에서 동결방지용 축열운전을 실행한다. 그 때문에 급탕 시스템은, 탱크내의 온수의 이용상황에 관계없이 다음의 단위기간에 있어서의 급탕시작 예정시각까지 동결방지운전을 실행하는 데에 필요한 열량을 확보할 수 있다.(Feature 2) The controller may perform the heat storage operation for preventing freezing when the amount of heat in the tank can not reach the minimum required amount of heat to perform the freeze prevention operation. According to this configuration, even if the hot water in the tank is used for hot water supply after the hot water finishing end scheduled time in the current unit period and, as a result, the amount of heat in the tank is insufficient, for example, ) To perform freezing prevention heat storage operation. Therefore, the hot water supply system can secure the amount of heat necessary for executing the freeze prevention operation up to the hot water supply start scheduled time in the next unit period irrespective of the use condition of the hot water in the tank.
(제1실시예)(Embodiment 1)
도1에 나타나 있는 바와 같이 본 실시예에 관한 급탕 시스템(2)은, 탱크(10)와, 탱크수 순환로(tank水 循環路)(20)와, 수돗물 유입로(水道水 流入路)(30)와, 공급로(供給路)(40)와, 히트펌프(heat pump)(50)와, 버너 가열장치(burner 加熱裝置)(60)와, 컨트롤러(100)를 구비한다.1, the hot
히트펌프(50)는, 외기(外氣)로부터 흡열(吸熱)하여 탱크수 순환로(20)내의 물을 가열하는 열원(熱源)이다. 히트펌프(50)는, 도면에는 나타내지 않았지만 열매체(熱媒體)(대체 프레온(代替 freon) 예를 들면 R410A 등)를 순환시키는 열매체 순환로와, 외기와 열매체 사이에서 열교환을 하는 증발기(蒸發器)와, 열매체를 압축하여 고온고압으로 바꾸는 압축기(壓縮機)와, 탱크수 순환로(20)내의 물과 고온고압의 열매체 사이에서 열교환을 하는 열교환기(熱交換器)와, 열교환을 끝낸 후의 열매체를 압력을 내리게 하여 저온저압으로 바꾸는 팽창밸브(膨脹valve)를 구비하고 있다. 또한 히트펌프(50)에는, 외기온도를 측정하는 외기 온도센서(外氣 溫度sensor)(52)가 구비되어 있다.The
탱크(10)는, 히트펌프(50)에 의하여 가열된 온수를 저장한다. 탱크(10)는, 밀폐형이며 단열재(斷熱材)에 의하여 외측이 덮여 있다. 탱크(10)내에는 만수(滿水)까지 물이 저장되어 있다. 본 실시예에서는 탱크(10)의 용량은 100L이다. 탱크(10)에는, 써미스터(thermistor)(11, 12, 13, 14, 15)가 탱크(10)의 높이방향에 소정의 간격으로 부착되어 있다. 각 써미스터(11, 12, 13, 14, 15)는, 그 부착위치의 물의 온도를 측정한다. 예를 들면 각 써미스터(11, 12, 13, 14, 15)는, 각각 탱크(10)의 상부로부터 0L, 20L, 40L, 60L, 80L의 위치의 물의 온도를 측정한다.The tank (10) stores hot water heated by the heat pump (50). The
탱크수 순환로(20)는, 상류단(上流端)이 탱크(10)의 하부에 접속되어 있고, 하류단(下流端)이 탱크(10)의 상부에 접속되어 있다. 탱크수 순환로(20)에는 순환펌프(循環pump)(22)가 삽입되어 있다. 순환펌프(22)는, 탱크수 순환로(20)내의 물을 상류측으로부터 하류측으로 송출한다. 또한 탱크수 순환로(20)는, 히트펌프(50)의 열교환기(도면에 나타내는 것은 생략)를 통과하고 있다. 그 때문에 히트펌프(50)를 작동시키면, 탱크수 순환로(20)내의 물이 히트펌프(50)의 열교환기에 의하여 가열된다. 따라서 순환펌프(22)와 히트펌프(50)를 작동시키면, 탱크(10)의 하부의 물이 히트펌프(50)에 의하여 가열되고, 가열된 물이 탱크(10)의 상부로 되돌려진다. 즉 탱크수 순환로(20)는, 탱크(10)에 축열하기 위한 수로(水路)이다. 또한 탱크수 순환로(20)의 히트펌프(50)의 상류측에는, 써미스터(24)가 삽입되어 있다. 써미스터(24)는, 탱크(10)의 하부로부터 도출되어 히트펌프(50)를 통과하기 전의 물의 온도를 측정한다. 바꿔 말하면 써미스터(24)는, 탱크(10)의 상부로부터 100L의 위치의 물의 온도를 측정한다.An upstream end of the
수돗물 유입로(30)는, 상류단이 수돗물 공급원(31)에 접속되어 있다. 수돗물 유입로(30)에는 써미스터(32)가 삽입되어 있다. 써미스터(32)는 수돗물의 온도를 측정한다. 수돗물 유입로(30)의 하류측은, 제1유입로(30a)와 제2유입로(30b)로 분기되어 있다. 제1유입로(30a)의 하류단은, 탱크(10)의 하부에 접속되어 있다. 제2유입로(30b)의 하류단은, 후술하는 공급로(40)의 도중에 접속되어 있다. 제2유입로(30b)의 하류단과 공급로(40)와의 접속부분에는, 혼합밸브(混合valve)(42)가 설치되어 있다. 혼합밸브(42)는, 공급로(40)내를 흐르는 온수에 제2유입로(30b)내의 물을 혼합시키는 양을 조정한다.The tap water inflow path (30) has an upstream end connected to the tap water supply source (31). A thermistor (32) is inserted into the tap water inflow path (30). The
공급로(40)는, 상류단이 탱크(10)의 상부에 접속되어 있다. 상기한 바와 같이 공급로(40)의 도중에는 수돗물 유입로(30)의 제2유입로(30b)가 접속되어 있고, 접속부분에는 혼합밸브(42)가 설치되어 있다. 제2유입로(30b)와의 접속부보다 하류측의 공급로(40)에는, 버너가열장치(60)가 삽입되어 있다. 또한 버너가열장치(60)보다 하류측의 공급로(40)에는 써미스터(44)가 삽입되어 있다. 써미스터(44)는 공급되는 온수의 온도를 측정한다. 버너가열장치(60)는, 탱크(10)로부터 공급로(40)로 공급되는 온수의 온도(즉 써미스터(44)의 측정온도)가 급탕설정온도에 도달하지 못하는 경우에, 써미스터(44)가 측정하는 온수의 온도가 급탕설정온도와 일치되도록 공급로(40)내의 물을 가열한다. 공급로(40)의 하류단은, 온수이용장소(예를 들면 부엌, 욕조 등)에 접속되어 있다.The
컨트롤러(100)는, 각 구성요소와 전기적으로 접속되어 있으며, 각 구성요소의 동작을 제어한다.The
이어서 본 실시예의 급탕 시스템(2)의 동작에 대하여 설명한다. 급탕 시스템(2)은, 축열운전, 급탕운전(給湯運轉) 및 동결방지운전의 3개의 운전을 실행할 수 있다. 이하 각 운전에 대하여 설명한다.Next, the operation of the hot
(축열운전)(Heat storage operation)
축열운전은, 히트펌프(50)에서 생성된 열에 의하여 탱크(10)내의 물을 가열하는 운전이다. 컨트롤러(100)에 의하여 축열운전의 실행이 지시되면, 히트펌프(50)가 작동함과 아울러 순환펌프(22)가 회전한다. 순환펌프(22)가 회전하면, 탱크수 순환로(20)내를 탱크(10)내의 물이 순환한다. 즉 탱크(10)의 하부에 존재하는 물이 탱크수 순환로(20)내로 유입되고, 유입된 물이 히트펌프(50)내의 열교환기를 통과할 때에 열매체의 열에 의하여 가열되고, 가열된 물이 탱크(10)의 상부로 되돌려진다. 이에 따라 탱크(10)에 고온의 물을 저축할 수 있다. 탱크(10)의 상부에는 고온의 물의 층(層)이 형성되고, 하부에는 저온의 물의 층이 형성된다.The heat storage operation is an operation for heating the water in the
(급탕운전)(Hot water operation)
급탕운전은, 탱크(10)내의 물을 온수이용장소로 공급하는 운전이다. 급탕운전은 상기의 축열운전중에도 실행할 수 있다. 온수이용장소의 급탕마개가 열리면, 컨트롤러(100)는 수돗물 공급원(31)으로부터의 수압에 의하여 수돗물 유입로(30)(제1유입로(30a))로부터 탱크(10)의 하부로 수돗물을 유입시킨다. 동시에 탱크(10) 상부의 온수가, 공급로(40)를 통하여 온수이용장소로 공급된다.The hot water supply operation is an operation of supplying the water in the
컨트롤러(100)는, 탱크(10)로부터 공급로(40)로 공급되는 물의 온도(즉 써미스터(44)의 측정온도)가 급탕설정온도보다 높은 경우에는, 혼합밸브(42)를 열어서 제2유입로(30b)로부터 공급로(40)로 수돗물을 유입시킨다. 따라서 탱크(10)로부터 공급된 물과 제2유입로(30b)로부터 공급된 수돗물이 공급로(40)내에서 혼합된다. 컨트롤러(100)는, 온수이용장소에 공급되는 물의 온도가 급탕설정온도와 일치되도록 혼합밸브(42)의 개도(開度)를 조정한다. 한편 컨트롤러(100)는, 탱크(10)로부터 공급로(40)로 공급되는 물의 온도가 급탕설정온도보다 낮은 경우에는 버너가열장치(60)를 작동시킨다. 따라서 공급로(40)를 통과하는 물이 버너가열장치(60)에 의하여 가열된다. 컨트롤러(100)는, 온수이용장소에 공급되는 물의 온도가 급탕설정온도와 일치되도록 버너가열장치(60)의 출력을 제어한다.When the temperature of the water supplied from the
또한 상세한 것은 후술하지만 본 실시예에서는, 시간대(時間帶)에 따라 컨트롤러(100)가, 온수이용장소의 급탕마개가 열린 경우에 탱크(10)내의 물을 공급로(40)로 공급하지 않고, 제2유입로(30b)로부터 공급되는 수돗물만을 공급로(40)로 공급하도록 혼합밸브(42)의 개도를 조정하는 경우도 있다. 이 경우에 컨트롤러(100)는, 버너가열장치(60)를 작동시켜서 온수이용장소에 공급되는 물의 온도가 급탕설정온도와 일치되도록 출력을 제어한다.In the present embodiment, the
(동결방지운전)(Freezing prevention operation)
동결방지운전은, 탱크수 순환로(20)내의 물이 동결됨으로써 탱크수 순환로(20)(특히 히트펌프(50)의 열교환기를 통과하는 부분)가 파손되는 것을 방지하기 위한 운전이다. 컨트롤러(100)에 의하여 동결방지운전의 실행이 지시되면, 순환펌프(22)를 작동시켜서 탱크(10)내의 물을 탱크수 순환로(20)내에서 순환시킨다. 나중에 설명하는 바와 같이 본 실시예에서는, 소정의 경우에 컨트롤러(100)는 순환펌프(22)와 함께 히트펌프(50)를 작동시키면서 동결방지운전을 한다(도2의 S22). 또한 본 실시예에서는 시간대에 따라 컨트롤러(100)가 실행하는 동결방지처리의 내용이 다르며(도2, 도3 참조), 그에 따라 동결방지운전의 내용도 다르다.The freeze prevention operation is an operation for preventing the water in the tank water circuit (20) (particularly, the portion of the heat pump (50) passing through the heat exchanger) from being damaged by freezing the water in the tank water circuit (20). When the execution of the freeze prevention operation is instructed by the
(컨트롤러(100)가 24시간마다 하는 처리)(The processing that the
본 실시예에서 컨트롤러(100)는, 급탕 시스템(2)이 설치되어 있는 세대(世帶)(이하 「특정 세대」라고 부른다)의 1일의 생활 사이클(生活 cycle)에 맞추어 다음과 같은 처리를 하고 있다. 본 실시예에서 컨트롤러(100)는, 2:00을 시작점으로 하는 24시간을, 1일을 특정하기 위한 단위기간으로 하고 있다.In this embodiment, the
특정 세대의 생활 사이클의 예를 설명한다. 특정 세대에서는 7:00 경에 최초로 급탕이 이루어진다. 최초의 급탕은 예를 들면 아침식사의 준비나 세면(洗面)을 위한 급탕이다. 또한 11:30 경에 점심식사의 준비를 위하여 두번째의 급탕이 이루어진다. 또한 19:00 경에 욕조에 온수를 채우기 위한 급탕운전이 이루어진다. 22:00 경에 1일의 최후의 급탕이 더 이루어진다. 최후의 급탕은 예를 들면 양치질 등을 위한 급탕이다.Describe an example of a life cycle of a certain generation. In some generations, the first hot water supply occurs at about 7:00. The first hot water supply is, for example, hot water for preparing breakfast and washing. Also, around 11:30, a second hot water supply is provided for the preparation of lunch. In addition, around 19:00, hot water operation for filling hot water in the bathtub is performed. At around 22:00, the last hot water supply of the day is done. The last hot water supply is, for example, hot water for gargling.
본 실시예에서 컨트롤러(100)는, 특정 세대에 있어서 급탕이 이루어질 때마다 급탕이 시작된 시각과, 급탕이 종료된 시각을 나타내는 시각정보를 기억한다. 컨트롤러(100)는 특정 세대의 과거 7일분의 시각정보를 기억한다. 또한 컨트롤러(100)는, 24시간마다 8일전의 시각정보를 소거하여 전일(前日)의 시각정보를 새롭게 기억한다.In the present embodiment, the
이어서 컨트롤러(100)는, 특정 세대의 과거 7일분의 시각정보로부터 과거 7일간에 있어서 최초의 급탕이 시작된 시각 중에서 가장 빠른 시각을 특정한다. 특정 세대에서는, 이 시각의 경과후에 최초의 급탕이 시작될 가능성이 높다. 이하에서는 이 시각을 「급탕시작 예정시각」이라고 부른다.Next, the
또한 컨트롤러(100)는, 특정 세대의 과거 7일분의 시각정보로부터 과거 7일간에 있어서 최후의 급탕이 종료된 시각 중에서 가장 느린 시각을 특정한다. 특정 세대에서는, 이 시각의 경과후에는 다음날의 급탕시작 예정시각까지는 급탕이 이루어지지 않을 가능성이 높다. 이하에서는 이 시각을 「급탕종료 예정시각」이라고 부른다.Further, the
(컨트롤러(100)가 실행하는 동결방지처리)(Freeze prevention processing executed by the controller 100)
이어서 본 실시예의 급탕 시스템(2)의 컨트롤러(100)가 실행하는 동결방지처리에 대하여 설명한다. 상기한 바와 같이 본 실시예에서는, 시간대에 따라 컨트롤러(100)가 실행하는 동결방지처리의 내용이 서로 다르다(도2, 도3 참조). 이하에서 서로 다른 2개의 동결방지처리에 대하여 설명한다.Next, the freeze prevention processing executed by the
(제1동결방지처리)(First freeze prevention treatment)
도2는, 컨트롤러(100)가 실행하는 제1동결방지처리의 플로차트(flowchart)이다. 제1동결방지처리는, 당일의 급탕시작 예정시각으로부터 당일의 급탕종료 예정시각까지의 사이에 실행된다. 따라서 컨트롤러(100)는, 현재시각이 급탕시작 예정시각을 경과하면 제1동결방지처리를 시작한다.Fig. 2 is a flowchart of the first freeze prevention process executed by the
S10, S12에서 컨트롤러(100)는, 써미스터(24)의 검출온도(탱크(10) 하부의 수온)가 10℃보다 낮고 또한 외기 온도센서(52)의 검출온도(즉 외기온도)가 3℃보다 낮은지 여부를 판단한다. 써미스터(24)의 검출온도가 10℃보다 낮고 또한 외기 온도센서(52)의 검출온도가 3℃보다 낮은 경우에, 컨트롤러(100)는 S10 및 S12에서 YES로 판단하고 S14로 진행한다.The
S14에서 컨트롤러(100)는 순환펌프(22)를 작동시킨다. 이에 따라 탱크(10)내의 물이 탱크수 순환로(20)내를 순환한다. 이에 따라 탱크(10)내 및 탱크수 순환로(20)내의 물의 온도가 균일하게 된다. 컨트롤러(100)는, S14에서 순환펌프(22)를 작동시키면, S16, S18, S20으로 진행한다.In S14, the
S16에서 컨트롤러(100)는, 써미스터(24)의 검출온도가 13℃보다 높은 상태가 3분간 계속되는 것을 감시한다. 동시에 S18에서 컨트롤러(100)는, 외기 온도센서(52)의 검출온도가 6℃보다 높아지는 것을 감시한다. 또한 동시에 S20에서 컨트롤러(100)는, 써미스터(24)의 검출온도가 8℃보다 낮은 상태가 30분간 계속되는 것을 감시한다.In S16, the
S14에서 순환펌프(22)를 작동시킴으로써 탱크(10)내 및 탱크수 순환로(20)내의 물의 온도가 균일해진다. 이 결과, 탱크(10)내 및 탱크수 순환로(20)내의 물의 온도가 13℃보다 높아지는 경우가 있다. 그 상태가 어느 정도의 기간(3분간 이상) 계속되면, 탱크수 순환로(20)가 동결되어 파손될 우려는 적다. 그 경우에 컨트롤러(100)는, S16에서 YES로 판단하여 S28에서 순환펌프(22)를 정지시킨다. 이 경우에 컨트롤러(100)는, 다시 S10 및 S12의 감시로 되돌아간다.By operating the
또한 순환펌프(22)를 작동시키고 있는 동안에, 외기온도가 6℃보다 높아지는 경우가 있다. 이 경우에도 탱크수 순환로(20)가 동결되어 파손될 우려는 적다. 그 경우에 컨트롤러(100)는, S18에서 YES로 판단하여 S28에서 순환펌프(22)를 정지시킨다. 이 경우에도 컨트롤러(100)는, 다시 S10 및 S12의 감시로 되돌아간다.During the operation of the
한편 S14에서 순환펌프(22)를 작동시켜서 탱크(10)내 및 탱크수 순환로(20)내의 물을 순환시켰을 경우이더라도, 써미스터(24)의 검출온도가 8℃보다 낮은 경우도 있다. 그 상태가 어느 정도의 기간(30분간 이상) 해소되지 않고 계속되면, 탱크수 순환로(20)가 동결되어 파손될 우려가 있다. 그 경우에 컨트롤러(100)는, S20에서 YES로 판단하여 S22로 진행한다.The detection temperature of the
S22에서 컨트롤러(100)는, 히트펌프(50)를 또 작동시킨다. 이에 따라 탱크수 순환로(20)를 통과하는 물이 히트펌프(50)에 의하여 가열되고, 가열된 물이 탱크(10)의 상부로 되돌려진다. 이에 따라 탱크(10)내 및 탱크수 순환로(20)내를 순환하고 있는 물의 온도가 상승되어 간다. S22에서 히트펌프(50)를 작동시키면, 컨트롤러(100)는 S24로 진행한다.In S22, the
S24에서 컨트롤러(100)는, 써미스터(24)의 검출온도가 15℃보다 높은 상태가 5분간 계속되는 것을 감시한다. 상기한 바와 같이 순환펌프(22)와 히트펌프(50)가 작동함으로써, 탱크(10)내 및 탱크수 순환로(20)내를 순환하는 물의 온도가 상승한다. 써미스터(24)의 검출온도가 15℃보다 높은 온도까지 상승하고, 그 상태가 어느 정도의 기간(5분간 이상) 계속되면, 탱크수 순환로(20)가 동결되어 파손될 우려는 적어진다. 그 경우에 컨트롤러(100)는, S24에서 YES로 판단하여 S26에서 히트펌프(50)와 순환펌프(22)를 정지시킨다. S26을 끝내면, 컨트롤러(100)는 다시 S10 및 S12의 감시로 되돌아간다.In S24, the
컨트롤러(100)는, 당일의 급탕시작 예정시각으로부터 급탕종료 예정시각까지의 사이에 상기한 S10∼S28의 각 처리를 반복하여 실행한다.The
(제2동결방지처리)(Second freeze prevention treatment)
도3은, 컨트롤러(100)가 실행하는 제2동결방지처리의 플로차트이다. 제2동결방지처리는, 당일의 급탕종료 예정시각으로부터 다음날의 급탕시작 예정시각까지의 사이(즉 급탕운전이 실행될 가능성이 낮은 시간대)에 실행된다. 컨트롤러(100)는, 현재시각이 급탕종료 예정시각을 경과하면 제2동결방지처리를 시작한다.3 is a flowchart of a second freeze prevention process executed by the
S40, S42에서 컨트롤러(100)는, 써미스터(24)의 검출온도가 3℃보다 낮고 또한 외기 온도센서(52)의 검출온도도 3℃보다 낮은지 여부를 판단한다. 써미스터(24)의 검출온도가 3℃보다 낮고 또한 외기 온도센서(52)의 검출온도도 3℃보다 낮은 경우에, 컨트롤러(100)는 S40 및 S42에서 YES로 판단하여 S44로 진행한다.In S40 and S42, the
S44에서 컨트롤러(100)는, 써미스터(11∼15, 24)의 각 검출온도에 의거하여 현시점의 탱크(10)내의 축열량(蓄熱量)(이하 「탱크 축열량」이라고 부른다)을 산출한다. 구체적으로 말하면 컨트롤러(100)는, 다음의 식1에 의하여 탱크 축열량을 산출한다.In S44, the
(식1) 탱크 축열량[Kcal] = (써미스터(11)의 검출온도 + 써미스터(12)의 검출온도) / 2×20[L] + (써미스터(12)의 검출온도 + 써미스터(13)의 검출온도) / 2×20[L] + (써미스터(13)의 검출온도 + 써미스터(14)의 검출온도) / 2×20[L] + (써미스터(14)의 검출온도 + 써미스터(15)의 검출온도) / 2×20[L] + (써미스터(15) + 써미스터(24)) / 2×20[L] - 300[Kcal](Detected temperature of the
상기 식1 중의 300[Kcal]는, 탱크(10)의 최저 축열량(最低 蓄熱量)을 나타낸다. 즉 써미스터(11∼15, 24)의 각 검출온도가 전부 3℃인 경우의 축열량(3℃×100L)을 나타낸다. 식1에서는, 탱크(10)의 합계 축열량으로부터 이 최저 축열량인 300[Kcal]를 감산함으로써 탱크(10)내의 실질적인 축열량인 탱크 축열량을 산출하고 있다.300 [Kcal] in the above equation 1 represents the minimum amount of heat of the tank 10 (minimum amount of heat storage). (3 占 폚 占 100 L) when the temperatures of the
이어서 S46에서 컨트롤러(100)는, 당일의 급탕종료 예정시각으로부터 다음날의 급탕시작 예정시각까지의 사이에, 계속하여 동결방지운전을 실행하는 데에 필요한 열량(이하에서는 「필요열량(必要熱量)」이라고 부른다)을 산출한다. 구체적으로는 S46에서 컨트롤러(100)는, 미리 정해진 동결방지운전을 1시간 할 때마다의 방열량(즉 1시간마다의 방열량)과, 당일의 급탕종료 예정시각으로부터 다음날의 급탕시작 예정시각까지의 시간을 승산(乘算)함으로써 필요열량을 산출할 수 있다.Subsequently, at S46, the
또 S46의 시점(당일의 급탕종료 예정시각의 시점)에서는, 1일이 경과되지 않았기(즉 단위기간이 절환되는 시각(2:00)이 경과되지 않았기) 때문에 정확한 의미에서의 「다음날의 급탕시작 예정시각」은 산출되어 있지 않다. 본 실시예에서는, S46에서 컨트롤러(100)가 기준으로 하는 「다음날의 급탕시작 예정시각」은, 다음날에 있어서의 「당일의 급탕시작 예정시각(경과가 끝남)」과 동일한 시각을 가리킨다. 이하 본 명세서에서 「다음날의 급탕시작 예정시각」이라고 하는 경우에도 동일한 시각을 가리킨다.Further, at the time point S46 (the time point of the hot water supply end scheduled time of the day), since one day has not elapsed (that is, the time (2:00) at which the unit period is switched has not elapsed) Scheduled time " is not calculated. In the present embodiment, the "next day's hot water supply start scheduled time" based on the
이어서 S48에서 컨트롤러(100)는, S44에서 산출한 탱크 축열량이 S46에서 산출한 필요열량보다 적은지 여부를 판단한다. 탱크 축열량이 필요열량보다 적은 경우에, 컨트롤러(100)는 S48에서 YES로 판단하여 S50으로 진행한다. 한편 탱크 축열량이 필요열량 이상인 경우에, 컨트롤러(100)는 S48에서 NO로 판단하고 S50∼S54의 처리를 스킵(skip)하여 S58로 진행한다.Subsequently, in S48, the
S50에서 컨트롤러(100)는, 히트펌프(50) 및 순환펌프(22)를 작동시켜서 축열운전을 시작한다. 이에 따라 히트펌프(50)에 의하여 가열된 고온의 물이 탱크(10)에 저장된다. S50에서 축열운전을 시작하면, 컨트롤러(100)는 S52로 진행한다.In S50, the
S52에서 컨트롤러(100)는, 탱크 축열량이 필요열량 이상이 되는 것을 감시한다. 상기한 바와 같이 S50에서 축열운전을 시작함으로써 탱크(10)에 고온의 물이 저장되어 간다. 이에 따라 써미스터(11∼15, 24)의 각 검출온도가 상승하면 탱크 축열량도 상승한다. 그 결과 탱크 축열량이 필요열량 이상이 되면, 컨트롤러(100)는 S52에서 YES로 판단하여 S54로 진행한다. 또 S52에서 컨트롤러(100)는, 소정의 시간마다 탱크 축열량을 산출하고 있다.In S52, the
S54에서 컨트롤러(100)는, 히트펌프(50)를 정지하여 축열운전을 종료한다. S54에서 컨트롤러(100)는 순환펌프(22)를 계속하여 작동시킨다. 즉 S54에서 컨트롤러(100)는, 축열운전을 종료시킴과 아울러 동결방지운전을 시작시킨다. S54에서 순환펌프(22)를 작동시키면, 탱크(10)내 및 탱크수 순환로(20)내에서 물이 순환된다. 상기한 바와 같이 탱크(10)에는 필요열량 이상의 열량이 저장되어 있다. 그 때문에 탱크(10)내 및 탱크수 순환로(20)내에서는, 탱크수 순환로(20)의 동결파손을 방지할 수 있는 정도의 온도의 물이 순환된다. 그 결과 탱크수 순환로(20)의 동결파손이 방지된다.In S54, the
S58에서 컨트롤러(100)는, 순환펌프(22)를 작동시켜서 동결방지운전을 실행한다. 상기의 S48에서 NO의 경우와 같이 S58의 시점에서 순환펌프(22)가 작동하지 않을 경우에, 컨트롤러(100)는 S58에 있어서 순환펌프(22)를 작동시켜서 동결방지운전을 시작한다. 한편 S58의 시점에서 이미 순환펌프(22)가 작동하고 있어 동결방지운전이 이루어지고 있는 경우에는, 컨트롤러(100)는 S58에 있어서 순환펌프(22)를 연속하여 작동시킨다. S58을 끝내면 S60으로 진행한다.In S58, the
이어서 S60에서 컨트롤러(100)는, 현재시각이 급탕시작 예정시각(S46에서 기준으로 한 「다음날의 급탕시작 예정시각」)에 도달되는 것을 감시한다. 즉 컨트롤러(100)는, 급탕시작 예정시각까지 순환펌프(22)를 계속 작동시켜서 동결방지운전을 계속하여 실행한다. 현재시각이 급탕시작 예정시각을 경과하면, 컨트롤러(100)는 S60에서 YES로 판단하여 제2동결방지처리(도3)를 종료한다. 이 경우에 컨트롤러(100)는 순환펌프(22)를 정지시킨다.Subsequently, in S60, the
또 본 실시예에서는, 제2동결방지처리의 실행중에 온수이용장소의 급탕마개가 열리는 경우(급탕요구가 있는 경우)에, 컨트롤러(100)는, 탱크(10)내의 물을 공급로(40)로 공급하지 않고, 제2유입로(30b)로부터 공급되는 수돗물만을 공급로(40)로 공급하도록 혼합밸브(42)의 개도를 조정한다. 이 경우에 컨트롤러(100)는, 버너가열장치(60)를 작동시켜서 온수이용장소에 공급되는 물의 온도가 급탕설정온도와 일치되도록 출력을 제어한다. 따라서 본 실시예에서는, 제2동결방지처리의 실행중에 급탕운전이 이루어지는 경우이더라도 탱크(10)내의 온수가 온수이용장소에 공급되지 않기 때문에, 급탕에 의하여 탱크 축열량이 감소하지 않는다. 그 때문에 본 실시예에서는, 제2동결방지처리의 실행중에 탱크 축열량이 부족하여 동결방지운전을 할 수 없게 되는 사태는 발생하지 않는다.In the present embodiment, the
계속하여 도4, 도5를 참조하여, 본 실시예의 급탕 시스템(2)에서 제2동결방지처리가 실행되는 경우의 구체적인 예를 설명한다. 도4, 도5의 예에서는, 특정 세대에 있어서 당일의 급탕종료 예정시각이 22:00, 다음날의 급탕시작 예정시각이 7:00이다. 당일의 급탕종료 예정시각으로부터 다음날의 급탕시작 예정시각까지의 시간은 9시간이다. 또한 탱크(10) 및 탱크수 순환로(20)로부터의 1시간마다의 방열량은 200Kcal이다.Next, with reference to Fig. 4 and Fig. 5, a specific example of the case where the second freezing prevention process is executed in the hot
(구체적인 예(1A):도4)(Specific example (1A): Fig. 4)
도4를 참조하여 구체적인 예(1A)를 설명한다. 현재시각이 급탕종료 예정시각인 22:00에 도달하면, 컨트롤러(100)는 제2동결방지처리(도3 참조)를 시작한다. 이 예에서는, 22:00의 시점에서 산출되는 탱크 축열량은 4200Kcal이며, 필요열량은 1800Kcal이다. 탱크 축열량 및 필요열량의 산출방법은 상기한 바와 같다. 따라서 도4의 예에서는, 22:00의 시점에서 탱크(10)내에는 필요열량을 조달할 만큼의 열량이 축적되어 있다. 그 때문에 이 예에서는, 컨트롤러(100)는 22:00의 시점에서 축열운전을 하지 않는다(도3의 S48에서 NO). 이 예에서는, 그 후에 컨트롤러(100)는 다음날의 급탕종료 예정시각인 7:00까지 순환펌프(22)를 작동시켜서 동결방지운전을 한다. 동결방지운전시에는 히트펌프(50)는 작동하지 않는다. 이 결과 7:00의 시점에서 탱크 축열량은 2400Kcal까지 감소한다.A specific example (1A) will be described with reference to Fig. When the current time reaches 22:00, which is the scheduled hot water supply end time, the
(구체적인 예(1B):도5)(Specific example (1B): Fig. 5)
도5를 참조하여 구체적인 예(1B)를 설명한다. 이 예에서는, 22:00의 시점에서 산출되는 탱크 축열량은 1400Kcal이며, 필요열량(1800Kcal)보다 적다. 즉 도5의 예에서는, 22:00의 시점에서 탱크(10)내에는 필요열량을 조달할 만큼의 열량이 축적되어 있지 않다. 그 때문에 이 예에서는, 컨트롤러(100)는 22:00의 시점에서 축열운전을 한다(도3의 S48에서 YES, S50). 22:05까지 축열운전을 한 결과, 탱크 축열량이 2200Kcal까지 상승하여 필요열량을 상회(上廻)한다(도3의 S52에서 YES). 따라서 컨트롤러(100)는 축열운전을 정지한다(도3의 S54). 이 예에서도 그 후에 컨트롤러(100)는, 다음날의 급탕종료 예정시각인 7:00까지 순환펌프(22)를 작동시켜서 탱크(10)내 및 탱크수 순환로(20)내의 물을 순환시켜 동결방지운전을 한다. 이 결과 7:00의 시점에서 탱크 축열량은 400Kcal까지 감소한다.A specific example (1B) will be described with reference to Fig. In this example, the tank heat quantity calculated at 22:00 is 1400 Kcal, which is smaller than the required heat quantity (1800 Kcal). In other words, in the example of FIG. 5, the amount of heat to supply the required heat amount is not accumulated in the
이상, 본 실시예의 급탕 시스템(2)의 구성 및 동작에 대하여 설명하였다. 상기한 바와 같이 본 실시예의 급탕 시스템(2)은, 도3의 S48∼S52에 나타나 있는 바와 같이 당일의 급탕종료 예정시각의 경과 시점에서 탱크 축열량이 필요열량에 도달하지 못하는 경우에, 필요열량이 탱크(10)에 축적될 때까지 히트펌프(50)와 순환펌프(22)를 작동시켜서 축열운전을 실행한다. 이 축열운전에 의하여 탱크(10)내에는, 다음날의 급탕시작 예정시각까지 동결방지운전을 실행하는 데에 필요한 열량(온수)이 저축된다. 그 때문에 본 실시예의 급탕 시스템(2)에서는, 그 후에 다음날의 급탕시작 예정시각까지 히트펌프를 작동시키지 않고, 탱크내의 온수를 순환시켜서 동결방지운전을 실행할 수 있다. 그 결과 당일의 급탕종료 예정시각으로부터 다음날의 급탕시작 예정시각까지의 사이에, 히트펌프(50)를 빈번하게 시동·정지시키는 것을 억제할 수 있다. 따라서 본 실시예의 급탕 시스템(2)은, 히트펌프(50)의 시동·정지횟수의 증대를 억제할 수 있음과 아울러 적절하게 탱크수 순환로(20)의 동결을 방지할 수 있다.The configuration and operation of the hot
본 실시예와 청구항에 기재되어 있는 대응관계를 설명해 둔다. 써미스터(11∼15, 24)가 「수온센서(水溫sensor)」의 일례이다. 또한 당일의 급탕종료 예정시각, 다음날의 급탕시작 예정시각이, 각각 「현재의 단위기간에 있어서의 급탕종료 예정시각」, 「다음의 단위기간에 있어서의 급탕시작 예정시각」의 일례이다. 또한 도3의 S50에서 실행되는 축열운전이, 「동결방지용 축열운전」의 일례이다.The correspondence relationship described in this embodiment and the claims will be described. The
(제2실시예)(Second Embodiment)
이어서 제2실시예의 급탕 시스템(2)에 대하여, 도6, 도7을 참조하여 제1실시예와 다른 점을 중심으로 설명한다. 본 실시예의 급탕 시스템(2)도, 그 기본구성은 제1실시예와 공통된다. 다만 본 실시예에서는, 컨트롤러(100)가 실행하는 제2동결방지처리의 내용이 제1실시예와는 다르다. 본 실시예에서 제2동결방지처리에서는, 당일의 급탕종료 예정시각의 경과후에 탱크 축열량이 동결방지운전의 실행을 위하여 최저로 필요한 값인 소정의 임계치(臨界値)를 하회(下廻)하는 경우에, 필요한 만큼의 축열운전을 실행하는 점이 제1실시예와는 다르다.Next, the hot
도6은, 본 실시예의 제2동결방지처리의 플로차트이다. 본 실시예에서도 컨트롤러(100)는, 현재시각이 급탕종료 예정시각을 경과하면 제2동결방지처리를 시작한다. S70, S72의 처리는, 도3의 S40, S42와 동일하다. S74에서 컨트롤러(100)는 탱크 축열량을 산출한다. 탱크 축열량의 산출방법은 상기의 식1과 같다.6 is a flowchart of the second freeze prevention process of the present embodiment. In this embodiment as well, the
이어서 S76에서 컨트롤러(100)는, 탱크 축열량이 소정의 임계치(Q)보다 적은지 여부를 판단한다. 여기에서, 본 실시예에서 소정의 임계치(Q)는, 미리 정해진 동결방지운전을 1시간 할 때마다의 방열량(1시간마다의 방열량)의 값(예를 들면 200Kcal)으로 정해져 있다. 즉 탱크 축열량이 임계치(Q)를 하회하는 경우에, 탱크(10)에 적어도 1시간의 동결방지운전에 필요한 열량이 축적되어 있지 않은 것을 의미한다. 그 경우에 컨트롤러(100)는, S76에서 YES로 판단하여 S78로 진행한다. 한편 탱크 축열량의 값이 소정의 임계치(Q) 이상이면, 컨트롤러(100)는 S76에서 NO로 판단하고 S78∼S84의 처리를 스킵하여 S88로 진행한다.Subsequently, in S76, the
S78에서 컨트롤러(100)는, 당일의 급탕종료 예정시각으로부터 다음날의 급탕시작 예정시각까지 사이의 필요열량을 산출한다. 이어서 S80에서 컨트롤러(100)는, 히트펌프(50) 및 순환펌프(22)를 작동시켜서 축열운전을 시작한다. 이에 따라 히트펌프(50)에 의하여 가열된 고온의 물이 탱크(10)에 저장된다. S80에서 축열운전을 시작하면, 컨트롤러(100)는 S82로 진행한다.At S78, the
S82에서 컨트롤러(100)는, 탱크 축열량이 필요열량 이상이 되는 것을 감시한다. 상기한 바와 같이 S80에서 축열운전을 시작함으로써 탱크(10)에 고온의 물이 저장되어 탱크 축열량이 상승한다. 그 결과 탱크 축열량이 필요열량 이상이 되면, 컨트롤러(100)는 S82에서 YES로 판단하여 S84로 진행한다. 또 S82에서 컨트롤러(100)는, 소정의 시간마다 탱크 축열량을 산출하고 있다.In S82, the
S84에서 컨트롤러(100)는, 히트펌프(50)를 정지하여 축열운전을 종료한다. S84에서 컨트롤러(100)는 순환펌프(22)를 계속하여 작동시킨다. 즉 S84에서 컨트롤러(100)는, 축열운전을 종료시킴과 아울러 동결방지운전을 시작시킨다.In S84, the
S88에서 컨트롤러(100)는, 순환펌프(22)를 작동시켜서 동결방지운전을 실행한다. 상기의 S76에서 NO의 경우와 같이 S88의 시점에서 순환펌프(22)가 작동하지 않고 있을 경우에, 컨트롤러(100)는 S88에 있어서 순환펌프(22)를 작동시켜서 동결방지운전을 시작한다. 한편 S88의 시점에서 이미 순환펌프(22)가 작동하고 있어 동결방지운전이 이루어지고 있는 경우에는, 컨트롤러(100)는 S88에 있어서 순환펌프(22)를 연속하여 작동시킨다. S88을 끝내면 S90으로 진행한다.In S88, the
이어서 S90에서는, 현재시각이 급탕시작 예정시각(상기한 다음날의 급탕시작 예정시각)에 도달되었는지의 여부를 판단한다. 현재시각이 급탕시작 예정시각보다 이전이면, 컨트롤러(100)는 S90에서 NO로 판단하여 S74로 되돌아가서 S74∼S90의 처리를 반복하여 실행한다.Then, at S90, it is determined whether or not the current time has reached the hot water supply start scheduled time (scheduled hot water supply start scheduled time of the next day). If the current time is earlier than the hot water supply start scheduled time, the
또 S74∼S90의 처리를 반복하여 실행하는 경우에, 컨트롤러(100)가 2번째 이후의 S76에서 YES로 판단하여 S78의 처리를 실행하는 시점은, 급탕종료 예정시각보다 이후의 시점이 된다. 따라서 이 경우의 S78에서 컨트롤러(100)는, S78의 시점으로부터 다음날의 급탕시작 예정시각까지의 사이에, 계속하여 동결방지운전을 실행하는 데에 필요한 열량을 필요열량으로서 산출한다. 구체적으로는 컨트롤러(100)는, 미리 정해진 1시간마다의 방열량과, S78의 시점으로부터 다음날의 급탕시작 예정시각까지의 시간을 승산함으로써 필요열량을 산출할 수 있다. 마찬가지로 계속되는 S82에서도 컨트롤러(100)는, 탱크 축열량이 상기의 S78에서 산출된 필요열량 이상이 되는지 여부를 감시한다.When the processes of S74 to S90 are repeatedly executed, the time when the
한편 현재시각이 급탕시작 예정시각을 경과하면, 컨트롤러(100)는 S90에서 YES로 판단하여 제2동결방지처리(도6)를 종료한다. 이 경우에 컨트롤러(100)는 순환펌프(22)를 정지시킨다.On the other hand, when the current time passes the hot water supply start scheduled time, the
또 본 실시예에서도 제2동결방지처리의 실행중에 온수이용장소의 급탕마개가 열리는 경우(급탕요구가 있는 경우)에, 컨트롤러(100)는, 제1실시예와 마찬가지로 탱크(10)내의 물을 공급로(40)로 공급하지 않고, 제2유입로(30b)로부터 공급되는 수돗물만을 공급로(40)로 공급하도록 혼합밸브(42)의 개도를 조정한다. 이 경우에 컨트롤러(100)는, 버너가열장치(60)를 작동시킴과 아울러 온수이용장소에 공급되는 물의 온도가 급탕설정온도와 일치되도록 버너가열장치(60)의 출력을 제어한다.Also in this embodiment, when the hot water stopper of the hot water use place is opened during the execution of the second freeze prevention processing (when there is a hot water supply request), the
(구체적인 예(2):도7)(Specific example (2): Fig. 7)
계속하여 도7을 참조하여, 본 실시예의 급탕 시스템(2)에서 제2동결방지처리가 실행되는 경우의 구체적인 예를 설명한다. 도7의 예도, 당일의 급탕종료 예정시각(22:00), 다음날의 급탕시작 예정시각(7:00), 1시간마다의 방열량(200Kcal) 등의 각 조건은 도4, 도5의 예와 동일하다.Next, with reference to Fig. 7, a specific example of the case where the second freeze prevention processing is executed in the hot
이 예에서는 22:00의 시점에서 산출되는 탱크 축열량은 400Kcal이며, 필요열량(1800Kcal)보다 적다. 다만 22:00의 시점의 탱크 축열량은, 임계치(Q)(200Kcal)보다 많다(도6의 S76에서 NO). 이 예에서는 임계치(Q)는, 1시간마다의 방열량의 값(200Kcal)으로 정해진다. 그 때문에 컨트롤러(100)는, 이 시점에서는 축열운전을 하지 않고, 순환펌프(22)를 작동시켜서 탱크(10)내 및 탱크수 순환로(20)내의 물을 순환시켜 동결방지운전을 한다(도6의 S88).In this example, the calorific value of the tank calculated at 22:00 is 400 Kcal, which is less than the required calorie (1800 Kcal). However, the tank heat quantity at the time of 22:00 is larger than the threshold value (Q) (200 Kcal) (NO in S76 of Fig. 6). In this example, the threshold value Q is set to a value (200 Kcal) of heat radiation amount per hour. Therefore, the
그 후에 0:00의 시점에서 산출되는 탱크 축열량은 0이며, 임계치(Q)보다 적어진다(도6의 S76에서 YES). 즉 0:00의 시점에서 탱크(10)내에는, 동결방지운전을 1시간 할 만큼의 최저한의 열량이 축적되어 있지 않다. 그 때문에 컨트롤러(100)는, 0:00의 시점으로부터 다음날의 급탕시작 예정시각(7:00)까지 동결방지운전을 실행하기 위하여 필요한 열량을 필요열량으로서 산출한다(도6의 S78). 이 경우에 필요열량은 1400Kcal(200Kcal×7)이다. 이어서 컨트롤러(100)는 축열운전을 한다(도6의 S80). 0:30까지 축열운전을 한 결과, 탱크 축열량이 1300Kcal까지 상승하여 필요열량과 동일해진다(도6의 S82에서 YES). 이 경우에 컨트롤러(100)는, 히트펌프(50)를 정지하여 축열운전을 종료함과 아울러 순환펌프(22)를 계속하여 작동시켜서 동결방지운전을 시작한다(도6의 S84).After that, the amount of stored heat of the tank calculated at the time of 0:00 is 0, which is smaller than the threshold value Q (YES in S76 of Fig. 6). That is, at the time point of 0:00, the minimum amount of heat accumulated for one hour in the freezing prevention operation is not accumulated in the
그 후에 컨트롤러(100)는, 다음날의 급탕종료 예정시각인 7:00까지 계속하여 순환펌프(22)를 작동시켜서 탱크(10)내 및 탱크수 순환로(20)내의 물을 순환시켜 동결방지운전을 한다. 이 결과 7:00의 시점에서, 탱크 축열량이 정확히 0이 되도록 감소한다.Thereafter, the
이상, 본 실시예의 급탕 시스템(2)의 구성 및 동작에 대하여 설명하였다. 상기한 바와 같이 본 실시예의 급탕 시스템(2)은, 도6의 S76∼S82에 나타나 있는 바와 같이 당일의 급탕종료 예정시각의 경과후에 탱크 축열량이 동결방지운전의 실행에 필요한 임계치(Q)에 도달하지 못하게 되는 경우에, 필요열량이 탱크(10)에 축적될 때까지 축열운전을 실행한다. 이 축열운전에 의하여 탱크(10)내에는, 다음날의 급탕시작 예정시각까지 동결방지운전을 실행하는 데에 필요한 열량(온수)이 저축된다. 그 때문에 본 실시예의 급탕 시스템(2)에서도, 그 후에 다음날의 급탕시작 예정시각까지 히트펌프(50)를 작동시키지 않고, 탱크내의 온수를 순환시켜 동결방지운전을 실행할 수 있다. 즉 본 실시예에서도 히트펌프(50)를 빈번하게 시동·정지시키는 것을 억제할 수 있을 뿐만 아니라, 적절하게 탱크수 순환로(20)의 동결을 방지할 수 있다.The configuration and operation of the hot
본 실시예와 청구항에 기재되어 있는 대응관계를 설명해 둔다. 또한 도6의 S80에서 실행되는 축열운전이 「동결방지용 축열운전」의 일례이다. 또한 임계치(Q)의 열량이 「소정의 열량」의 일례이다.The correspondence relationship described in this embodiment and the claims will be described. The heat storage operation executed in S80 of Fig. 6 is an example of the " freezing prevention heat storage operation ". Further, the calorific value of the threshold value Q is an example of " predetermined calories ".
(제3실시예)(Third Embodiment)
이어서 제3실시예의 급탕 시스템(2)에 대하여, 도8을 참조하여 제2실시예와 다른 점을 중심으로 설명한다. 본 실시예의 급탕 시스템(2)에서도 컨트롤러(100)는, 제2실시예와 동일한 제2동결방지운전(도6)을 실행한다. 다만 본 실시예에서는, 제2동결방지처리의 실행중에 온수이용장소의 급탕마개가 열리는 경우(급탕요구가 있는 경우)에, 컨트롤러(100)는 탱크(10)내의 물을 공급로(40)로 공급하도록 혼합밸브(42)의 개도를 조정한다. 이 경우에 컨트롤러(100)는, 탱크(10)로부터 공급된 물의 온도가 급탕설정온도와 일치되도록 혼합밸브(42)의 개도 및 버너가열장치(60)의 출력을 제어한다. 본 실시예에서는 제2동결방지처리의 실행중에 급탕운전이 이루어지는 경우에, 탱크(10)내의 온수가 온수이용장소에 공급되기 때문에 급탕에 의하여 탱크 축열량이 감소된다.Next, the hot
(구체적인 예(3):도8)(Concrete example (3): Fig. 8)
계속하여 도8을 참조하여, 본 실시예의 급탕 시스템(2)에서 제2동결방지처리가 실행되는 경우의 구체적인 예를 설명한다. 도8의 예도, 당일의 급탕종료 예정시각(22:00), 다음날의 급탕시작 예정시각(7:00), 1시간마다의 방열량(200Kcal) 등의 각 조건은 도4, 도5, 도7의 예와 동일하다.Next, a specific example of the case where the second freeze prevention processing is executed in the
이 예에서는, 22:00의 시점에서 산출되는 탱크 축열량은 4200Kcal이며, 필요열량(1800Kcal)보다 많다. 당연히 탱크 축열량은, 임계치(Q)(200Kcal)보다 많다(도6의 S76에서 NO). 그 때문에 컨트롤러(100)는, 이 시점에서는 축열운전을 하지 않고, 순환펌프(22)를 작동시켜서 탱크(10)내 및 탱크수 순환로(20)내의 물을 순환시켜 동결방지운전을 한다(도6의 S88).In this example, the calorific value of the tank calculated at 22:00 is 4200 Kcal, which is higher than the required calorie (1800 Kcal). Naturally, the tank heat quantity is larger than the threshold value Q (200 Kcal) (NO in S76 of Fig. 6). Therefore, the
이 예에서는, 2:00∼3:00의 사이에 급탕운전이 이루어진다. 본 실시예에서는, 제2동결방지처리의 실행중에 급탕운전이 이루어지면, 탱크(10)내의 온수를 온수이용장소로 공급한다. 그 때문에 도8에 나타나 있는 바와 같이 2:00∼3:00의 사이에 탱크 축열량은 크게 감소한다. 3:00의 시점에서 산출되는 탱크 축열량은 320Kcal이며, 임계치(Q)(200Kcal)보다 많다(도6의 S76에서 NO). 그 때문에 컨트롤러(100)는, 계속 동결방지운전을 실행한다(도6의 S88). 또 3:05의 시점에서 산출되는 탱크 축열량이 3:00의 시점의 축열량(320Kcal)으로부터 400Kcal로 증가하고 있지만, 이것은 순환펌프(22)가 동작됨으로써 탱크(10)내 및 탱크수 순환로(20)내의 물의 온도가 균일화된 것에 따르는 것이다.In this example, the hot water supply operation is performed between 2:00 and 3:00. In the present embodiment, when the hot water supply operation is performed during the execution of the second freeze prevention processing, the hot water in the
그 후에 5:00의 시점에서 산출되는 탱크 축열량은 0이며, 임계치(Q)보다 적어진다(도6의 S76에서 YES). 즉 5:00의 시점에서 탱크(10)내에는, 동결방지운전을 할 만큼의 최저한의 열량이 축적되어 있지 않다. 그 때문에 컨트롤러(100)는, 5:00의 시점으로부터 다음날의 급탕시작 예정시각(7:00)까지 동결방지운전을 실행하기 위하여 필요한 열량을 필요열량으로서 산출한다(S78). 이 경우에 필요열량은 400Kcal(200Kcal×2)이다. 이어서 컨트롤러(100)는 축열운전을 한다(도6의 S80). 5:10까지 축열운전을 한 결과, 탱크 축열량이 400Kcal까지 상승하여 필요열량과 동일해진다(도6의 S82에서 YES). 이 경우에 컨트롤러(100)는, 히트펌프(50)를 정지하여 축열운전을 종료함과 아울러 순환펌프(22)를 계속하여 작동시켜서 동결방지운전을 시작한다(도6의 S84).Then, the amount of stored heat of the tank calculated at 5:00 is 0, which is smaller than the threshold value Q (YES in S76 of FIG. 6). That is, at the time point of 5:00, the
그 후에 컨트롤러(100)는, 다음날의 급탕종료 예정시각인 7:00까지 계속하여 순환펌프(22)를 작동시켜서 탱크(10)내 및 탱크수 순환로(20)내의 물을 순환시켜 동결방지운전을 한다. 이 결과 7:00의 시점에서, 탱크 축열량이 정확히 0이 되도록 감소한다.Thereafter, the
이상, 본 실시예의 급탕 시스템(2)의 구성 및 동작에 대하여 설명하였다. 본 실시예의 급탕 시스템(2)도, 당일의 급탕종료 예정시각의 경과후에 탱크 축열량이 동결방지운전의 실행에 최저로 필요한 임계치(Q)에 도달하지 못하게 되는 경우에 축열운전을 실행한다. 따라서 본 실시예의 급탕 시스템(2)은, 제2동결방지처리의 실행중에 탱크(10)내의 온수를 급탕에 이용하고, 그 결과로서 탱크(10)내의 열량이 부족한 경우이더라도 탱크(10)내의 열량이 부족한 시점에서 축열운전을 실행할 수 있다. 그 때문에 본 실시예의 급탕 시스템(2)에 의하면, 탱크(10)내의 온수의 이용상황에 관계없이 필요열량을 확보할 수 있다.The configuration and operation of the hot
이상 각 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만, 이들은 예시에 지나지 않고, 특허청구범위를 한정하는 것은 아니다. 특허청구범위에 기재되어 있는 기술에는, 이상에서 예시한 구체적인 예를 다양하게 변형, 변경한 것이 포함된다.Although the embodiments have been described in detail, the present invention is not limited to these embodiments. The techniques described in the claims include various modifications and changes to the specific examples described above.
(변형예1) 제3실시예에 있어서 당일의 급탕종료 예정시각이 경과된 시점에서, 탱크 축열량이 당일의 급탕종료 예정시각이 경과된 시점으로부터 다음날의 급탕시작 예정시각(7:00)까지 동결방지운전을 실행하기 위하여 필요한 열량(필요열량)을 하회하는 경우에는, 탱크 축열량이 필요열량을 상회할 때까지 축열운전을 하더라도 좋다.(Modified Example 1) In the third embodiment, when the scheduled hot water supply end time of the day has elapsed, from the time point when the hot water supply end scheduled time of the day has elapsed to the scheduled hot water supply start scheduled time (7:00) In the case where the amount of heat required to perform the freeze prevention operation is lower than the required amount of heat, the heat storage operation may be performed until the amount of heat accumulated in the tank exceeds the required heat amount.
(변형예2) 상기 각 실시예에 있어서 컨트롤러(100)가 제2동결방지처리를 실행하고 있는 사이에, 외기온도(온도센서(52)가 측정하는 온도)가 6℃를 상회하는 경우에는, 컨트롤러(100)는 제2동결방지처리를 종료하더라도 좋다.(Variation 2) In the above embodiments, when the outside air temperature (the temperature measured by the temperature sensor 52) exceeds 6 占 폚 while the
(변형예3) 임계치(Q)의 값, 최저 축열량의 값 등 각종 수치는 상기 각 실시예에서 예시한 것에 한정되지 않고, 환경 등에 따라 임의의 값으로 할 수 있다.(Variation 3) The various values such as the value of the threshold value Q and the value of the minimum axial heat quantity are not limited to those exemplified in the above-mentioned embodiments, but may be arbitrary values depending on the environment and the like.
Claims (3)
온수이용장소에 공급하는 물을 저장하는 탱크(tank)와,
탱크내의 물을 유입하고, 유입된 물을 탱크로 되돌리는 탱크수 순환로(tank水 循環路)와,
외기(外氣)로부터 흡열(吸熱)하여 탱크수 순환로내의 물을 가열하는 히트펌프(heat pump)와,
외기온도를 계측하는 외기온도센서(外氣溫度sensor)와,
탱크내의 각 부(部)의 물의 온도를 계측하는 수온센서(水溫sensor)와,
컨트롤러(controller)를
구비하고,
컨트롤러는,
과거의 실적에 의거하여 단위기간(單位期間)에 있어서, 최초의 온수의 공급이 시작되는 급탕시작 예정시각(給湯始作 豫定時刻)과, 급탕시작 예정시각보다 뒤의 시각으로서 최후의 온수의 공급이 종료되는 급탕종료 예정시각(給湯終了 豫定時刻)을 특정하고,
탱크내의 각 부의 물의 온도에 의거하여 탱크내에 축적되어 있는 열량을 산출하고,
현재의 단위기간에 있어서의 급탕종료 예정시각후에 외기온도가 소정의 온도보다 낮은 경우에, 히트펌프를 작동시키지 않고, 탱크수 순환로내의 물을 순환시키는 동결방지운전(凍結防止運轉)을 실행함과 아울러,
현재의 단위기간에 있어서의 급탕종료 예정시각후에, 다음의 단위기간에 있어서의 급탕시작 예정시각까지 동결방지운전을 실행하는 데에 필요한 열량이 탱크에 축적될 때까지, 히트펌프를 작동시키는 동결방지용 축열운전(凍結防止用 蓄熱運轉)을 실행하는
급탕 시스템.
As a hot water supply system,
A tank for storing water to be supplied to the hot water use place,
A tank water circulation path for introducing water in the tank and returning the introduced water to the tank,
A heat pump which absorbs heat from the outside air to heat water in the tank water circulation path,
An outside temperature sensor for measuring an outside temperature,
A water temperature sensor for measuring the temperature of water in each part in the tank,
Controller
Respectively,
The controller,
The hot water supply start time (hot water supply start time) at which the supply of the first hot water starts at the start of the hot water supply start time (Hot water finishing estimated time) at which the supply of hot water is finished,
The amount of heat accumulated in the tank is calculated based on the temperature of water in each part in the tank,
When the outside air temperature is lower than the predetermined temperature after the hot water finishing end scheduled time in the current unit period, the freezing prevention operation (freeze prevention operation) for circulating the water in the tank water circuit without operating the heat pump is executed together,
The heat pump is operated until the amount of heat required for executing the freezing prevention operation until the hot water supply start scheduled time in the next unit period is accumulated in the tank after the hot water finishing end scheduled time in the current unit period (Heat storage operation for preventing freezing)
Hot water supply system.
컨트롤러는, 현재의 단위기간에 있어서의 급탕종료 예정시각이 경과된 직후에, 상기 동결방지용 축열운전을 실행하는
급탕 시스템.
The method according to claim 1,
The controller executes the above-described freezing prevention heat storage operation immediately after the hot water supply end scheduled time in the current unit period elapses
Hot water supply system.
컨트롤러는, 탱크내의 열량이, 동결방지운전을 실행하는 데에 최저로 필요한 소정의 열량에 도달하지 못하게 된 경우에, 상기 동결방지용 축열운전을 실행하는
급탕 시스템.3. The method according to claim 1 or 2,
The controller executes the above-described freezing prevention heat storage operation when the amount of heat in the tank does not reach the minimum required amount of heat to perform the freeze prevention operation
Hot water supply system.
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