KR102045945B1 - 난방장치 및 급탕장치 - Google Patents
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Abstract
(과제)
본 발명은, 대기로부터 흡열하는 히트펌프를 열원으로서 이용하는 난방장치에 있어서, 히트펌프를 구성하는 부품의 열화를 방지하는 것이 가능한 기술을 제공한다.
(해결수단)
본 명세서가 개시하는 난방장치는, 대기로부터 흡열하여 열매를 가열하는 히트펌프와, 열매를 저장하는 탱크와, 히트펌프와 탱크의 사이에서 열매를 순환시키는 축열순환경로와, 열매를 방열시켜서 난방을 하는 난방단말과, 탱크와 난방단말의 사이에서 열매를 순환시키는 난방순환경로와, 히트펌프의 시동횟수를 카운트 하는 수단을 구비하고 있다. 이 난방장치에서는, 소정의 기간에 있어서의 히트펌프의 시동횟수가 소정의 횟수에 도달한 경우에 히트펌프의 재시동을 금지한다.
본 발명은, 대기로부터 흡열하는 히트펌프를 열원으로서 이용하는 난방장치에 있어서, 히트펌프를 구성하는 부품의 열화를 방지하는 것이 가능한 기술을 제공한다.
(해결수단)
본 명세서가 개시하는 난방장치는, 대기로부터 흡열하여 열매를 가열하는 히트펌프와, 열매를 저장하는 탱크와, 히트펌프와 탱크의 사이에서 열매를 순환시키는 축열순환경로와, 열매를 방열시켜서 난방을 하는 난방단말과, 탱크와 난방단말의 사이에서 열매를 순환시키는 난방순환경로와, 히트펌프의 시동횟수를 카운트 하는 수단을 구비하고 있다. 이 난방장치에서는, 소정의 기간에 있어서의 히트펌프의 시동횟수가 소정의 횟수에 도달한 경우에 히트펌프의 재시동을 금지한다.
Description
본 발명은, 난방장치(暖房裝置) 및 급탕장치(給湯裝置)에 관한 것이다.
특허문헌1에 난방장치가 개시되어 있다. 이 난방장치는, 대기로부터 흡열(吸熱)하여 열매(熱媒)를 가열하는 히트펌프(heat pump)와, 열매를 저장하는 탱크(tank)와, 열매를 방열(放熱)시켜서 난방을 하는 난방단말(暖房端末)을 구비하고 있다. 히트펌프와 탱크의 사이는, 열매를 순환시키는 축열용(蓄熱用)의 순환경로에 의하여 접속되어 있다. 탱크와 난방단말의 사이는, 열매를 순환시키는 난방용의 순환경로에 의하여 접속되어 있다.
히트펌프를 구동하면서 난방을 하는 경우에 탱크에서의 방열로스(放熱loss)를 방지하는 관점에서는, 난방단말에서의 방열량과 히트펌프에서의 가열량을 균형을 이루게 하는 것이 바람직하다. 그러나 일반적인 히트펌프에서는 최소가열능력을 하회하는 가열을 할 수 없기 때문에, 난방열량이 최소가열량을 하회하는 경우에는 히트펌프의 시동과 정지를 반복하게 된다. 히트펌프의 시동과 정지를 빈번하게 반복하면, 히트펌프를 구성하는 부품의 열화(劣化)를 빠르게 하여 버린다.
또한 대기로부터 흡열하는 히트펌프를 이용하여 물을 가열하고, 가열된 물을 탱크에 저장하여 두고, 필요에 따라 탱크로부터 온수를 공급하는 급탕장치에 있어서도 상기와 같은 문제가 발생한다. 이 경우에도 히트펌프의 시동과 정지를 빈번하게 반복하면, 히트펌프를 구성하는 부품의 열화를 빠르게 하여 버린다.
본 명세서는 상기의 과제를 해결하는 기술을 제공한다. 본 명세서에서는, 대기로부터 흡열하는 히트펌프를 열원(熱源)으로서 이용하는 난방장치나 급탕장치에 있어서, 히트펌프를 구성하는 부품의 열화를 방지하는 것이 가능한 기술을 제공한다.
본 명세서가 개시하는 난방장치는, 대기로부터 흡열(吸熱)하여 열매(熱媒)를 가열하는 히트펌프(heat pump)와, 열매를 저장하는 탱크(tank)와, 히트펌프와 탱크의 사이에서 열매를 순환시키는 축열순환경로(蓄熱循環經路)와, 열매를 방열(放熱)시켜서 난방을 하는 난방단말(暖房端末)과, 탱크와 난방단말의 사이에서 열매를 순환시키는 난방순환경로(暖房循環經路)와, 히트펌프의 시동횟수를 카운트 하는 수단을 구비하고 있다. 이 난방장치에서는, 소정 기간에 있어서의 히트펌프의 시동횟수가 소정 횟수에 도달한 경우에 히트펌프의 재시동(再始動)을 금지한다.
상기의 난방장치에서는, 소정의 기간(예를 들면 1일)의 사이에 있어서의 히트펌프의 시동횟수에 제한을 설정함으로써 히트펌프가 시동과 정지를 빈번하게 반복하는 사태를 억제한다. 상기의 난방장치에 의하면, 히트펌프를 구성하는 부품의 열화를 방지할 수 있다.
상기의 난방장치에서는, 히트펌프의 시동횟수를 카운트 하기 시작하는 타이밍을 과거의 난방사용실적에 의거하여 결정하는 것이 바람직하다.
도6에 나타나 있는 바와 같이 일반적인 가정에 있어서 필요로 하는 난방열량은 1일의 사이에서 변동하고 있어, 난방열량이 히트펌프의 최소가열능력을 하회하는 시간대(난방열량이 작은 시간대)(92)와, 난방열량이 히트펌프의 최소가열능력을 상회하는 시간대(난방열량이 큰 시간대)(94)가 존재한다. 난방열량이 작은 시간대(92)에 있어서는, 히트펌프가 시동과 정지를 반복하게 된다. 가령 난방열량이 작은 시간대(92)가 시작되는 타이밍(도6의 A의 타이밍)에서 히트펌프의 시동횟수의 카운트를 시작하여 버리면, 난방열량이 작은 시간대(92)의 사이에 히트펌프의 시동횟수가 소정의 횟수에 도달하여 버려서, 그 후의 난방열량이 큰 시간대(94)에 있어서 히트펌프를 시동할 수 없게 되어 버린다. 이에 대하여 난방열량이 큰 시간대(94)가 시작되는 타이밍(도6의 B의 타이밍)에서 히트펌프의 시동횟수의 카운트를 시작한 경우에는, 난방열량이 큰 시간대(94)에 있어서 히트펌프를 보통의 경우와 마찬가지로 시동할 수 있다. 보통, 난방열량이 큰 시간대(94)에 있어서는, 히트펌프는 정지되지 않고 계속하여 운전되기 때문에, 히트펌프가 시동과 정지를 반복하지 않고 시동횟수가 소정의 횟수에 도달하여 버리지 않는다. 상기의 난방장치에 의하면, 히트펌프의 시동횟수를 카운트 하기 시작하는 타이밍을 과거의 난방사용실적에 의거하여 결정함으로써 히트펌프가 시동과 정지를 반복하는 사태를 억제하면서, 난방열량이 큰 시간대에서의 히트펌프의 운전을 확보할 수 있다.
상기의 난방장치에서는, 과거의 난방사용실적에 있어서의 난방열량이 히트펌프의 최소가열능력을 하회하는 상태로부터 상회하는 상태로 절환하는 시간을, 히트펌프의 시동횟수를 카운트 하기 시작하는 타이밍으로 설정하는 것이 바람직하다.
상기의 난방장치에 의하면, 도6의 난방열량이 큰 시간대(94)가 시작되는 타이밍(도6의 B의 타이밍)에서 히트펌프의 시동횟수의 카운트를 시작할 수 있다. 히트펌프가 시동과 정지를 반복하는 사태를 억제하면서, 난방열량이 큰 시간대에서의 히트펌프의 운전을 확보할 수 있다.
본 명세서가 개시하는 다른 난방장치는, 대기로부터 흡열하여 열매를 가열하는 히트펌프와, 열매를 저장하는 탱크와, 히트펌프와 탱크의 사이에서 열매를 순환시키는 축열순환경로와, 열매를 방열시켜서 난방을 하는 난방단말과, 탱크와 난방단말의 사이에서 열매를 순환시키는 난방순환경로를 구비하고 있다. 이 난방장치에서는, 히트펌프를 정지시킨 후에, 외기온도(外氣溫度)가 소정 온도보다 낮고 난방열량이 소정 열량보다 낮은 경우에, 히트펌프의 재시동을 금지한다.
일반적인 난방의 사용에 있어서는, 외기온도가 높은 경우에는 필요한 난방열량은 적고, 외기온도가 낮은 경우에는 필요한 난방열량도 많다. 외기온도가 낮은 것에도 관계없이 난방열량이 낮은 경우에, 난방의 필요성이 그만큼 높지 않은 상황이라고 생각된다. 상기의 난방장치에서는, 외기온도가 소정의 온도보다 낮고, 난방열량이 소정의 열량보다 낮은 경우에, 히트펌프의 재시동을 금지함으로써 히트펌프의 시동과 정지를 빈번하게 반복하는 사태를 억제한다. 상기의 난방장치에 의하면, 히트펌프를 구성하는 부품의 열화를 방지할 수 있다.
본 명세서가 개시하는 다른 난방장치는, 대기로부터 흡열하여 열매를 가열하는 히트펌프와, 열매를 저장하는 탱크와, 히트펌프와 탱크의 사이에서 열매를 순환시키는 축열순환경로와, 열매를 방열시켜서 난방을 하는 난방단말과, 탱크와 난방단말의 사이에서 열매를 순환시키는 난방순환경로를 구비하고 있다. 이 난방장치에서는, 히트펌프를 정지시킨 후에, 소정 시간이 경과할 때까지 히트펌프의 재시동을 금지한다.
히트펌프의 정지는, 난방운전이 정지되었을 경우 이외에 난방열량이 최소가열능력을 하회하고 있는 경우 등에 발생한다. 이러한 경우에 히트펌프를 시동시키더라도 단시간에 히트펌프를 다시 정지시킬 우려가 있다. 상기의 난방장치에서는, 히트펌프를 정지한 후에 소정의 시간이 경과할 때까지 히트펌프의 재시동을 금지함으로써 히트펌프의 시동과 정지를 빈번하게 반복하는 사태를 억제한다. 상기의 난방장치에 의하면, 히트펌프를 구성하는 부품의 열화를 방지할 수 있다.
본 명세서는 급탕장치(給湯裝置)도 개시한다. 이 급탕장치는, 대기로부터 흡열하여 물을 가열하는 히트펌프와, 물을 저장하는 탱크와, 히트펌프와 탱크의 사이에서 물을 순환시키는 축열순환경로와, 탱크에 급수(給水)하는 급수경로(給水經路)와, 탱크로부터 온수를 공급하는 급탕경로(給湯經路)와, 히트펌프의 시동횟수를 카운트 하는 수단을 구비하고 있다. 이 급탕장치에서는, 소정 기간에 있어서의 히트펌프의 시동횟수가 소정 횟수에 도달한 경우에, 히트펌프의 재시동을 금지한다.
상기의 급탕장치에서는, 소정의 기간(예를 들면 1일)의 사이에 있어서의 히트펌프의 시동횟수에 제한을 설정함으로써 히트펌프가 시동과 정지를 빈번하게 반복하는 사태를 억제한다. 상기의 급탕장치에 의하면, 히트펌프를 구성하는 부품의 열화를 방지할 수 있다.
본원발명의 난방장치는,
대기로부터 흡열하여 열매를 가열하는 히트펌프유닛(히트펌프의 예)과,
열매를 저장하는 탱크와,
탱크의 상부의 열매의 온도를 검출하는 탱크 써미스터(제1써미스터의 예)와,
탱크의 하부의 열매의 온도를 검출하는 탱크 써미스터(제2써미스터의 예)와,
히트펌프유닛과 탱크의 사이에서 열매를 순환시키는 축열용 왕로 및 축열용 귀로(축열순환경로의 예)와,
열매를 방열시켜서 난방을 하는 난방단말과,
탱크와 난방단말의 사이에서 열매를 순환시키는 난방용 왕로 및 난방용 귀로(난방순환경로의 예)와,
난방용 왕로에 설치된 순환펌프와,
난방용 왕로에 설치되어 있고, 열매를 가열하는 버너와,
난방용 왕로에 설치되어 있고, 난방단말로 유입되는 열매의 온도를 검출하는 버너출구 써미스터(제3써미스터의 예)와,
난방용 귀로에 설치되어 있고, 난방단말로부터 유출되는 열매의 온도를 검출하는 난방귀로 써미스터(제4써미스터의 예)를
구비하고 있고,
히트펌프유닛은, 시동조건이 충족된 경우에 시동되고, 정지조건이 충족된 경우에 정지되고,
시동조건은, 탱크 써미스터(제1써미스터의 예)의 검출온도가 75도(제1소정 온도의 예)이하인 것을 포함하고,
정지조건은, 탱크 써미스터(제2써미스터의 예)의 검출온도가 75도(제2소정 온도의 예)를 넘는 것을 포함하고,
정지조건이 충족되어 히트펌프유닛을 정지시킨 후에, 시동조건이 충족된 경우이더라도, 외기온도가 소정 온도보다 낮고, 또한 난방열량이 소정 열량보다 낮은 경우에는, 히트펌프유닛의 재시동을 금지하고,
정지조건이 충족되어 히트펌프유닛을 정지시킨 후, 시동조건이 충족된 경우에, 외기온도가 소정 온도보다 낮고, 또한 난방열량이 소정 열량보다 높은 경우에는, 히트펌프유닛의 재시동을 허용하고,
난방열량은, 버너출구 써미스터(제3써미스터의 예)의 검출온도와, 난방귀로 써미스터(제4써미스터의 예)의 검출온도와, 순환펌프의 회전수에 의거하여 산출된다.
상기의 난방장치에서는, 정지조건이 충족되어 히트펌프를 정지시킨 후에, 시동조건이 충족된 경우이더라도, 소정 시간이 경과할 때까지 히트펌프의 재시동을 금지한다.
본원발명의 난방장치는,
대기로부터 흡열하여 열매를 가열하는 히트펌프유닛(히트펌프의 예)과,
열매를 저장하는 탱크와,
탱크의 상부의 열매의 온도를 검출하는 탱크 써미스터(제1써미스터의 예)와,
탱크의 하부의 열매의 온도를 검출하는 탱크 써미스터(제2써미스터의 예)와,
히트펌프유닛과 탱크의 사이에서 열매를 순환시키는 축열용 왕로 및 축열용 귀로(축열순환경로의 예)와,
열매를 방열시켜서 난방을 하는 난방단말과,
탱크와 난방단말의 사이에서 열매를 순환시키는 난방용 왕로 및 난방용 귀로(난방순환경로의 예)와,
난방용 왕로에 설치된 순환펌프와,
난방용 왕로에 설치되어 있고, 열매를 가열하는 버너와,
난방용 왕로에 설치되어 있고, 난방단말로 유입되는 열매의 온도를 검출하는 버너출구 써미스터(제3써미스터의 예)와,
난방용 귀로에 설치되어 있고, 난방단말로부터 유출되는 열매의 온도를 검출하는 난방귀로 써미스터(제4써미스터의 예)를
구비하고 있고,
히트펌프유닛은, 시동조건이 충족된 경우에 시동되고, 정지조건이 충족된 경우에 정지되고,
시동조건은, 탱크 써미스터(제1써미스터의 예)의 검출온도가 75도(제1소정 온도의 예)이하인 것을 포함하고,
정지조건은, 탱크 써미스터(제2써미스터의 예)의 검출온도가 75도(제2소정 온도의 예)를 넘는 것을 포함하고,
정지조건이 충족되어 히트펌프유닛을 정지시킨 후에, 시동조건이 충족된 경우이더라도, 외기온도가 소정 온도보다 낮고, 또한 난방열량이 소정 열량보다 낮은 경우에는, 히트펌프유닛의 재시동을 금지하고,
정지조건이 충족되어 히트펌프유닛을 정지시킨 후, 시동조건이 충족된 경우에, 외기온도가 소정 온도보다 낮고, 또한 난방열량이 소정 열량보다 높은 경우에는, 히트펌프유닛의 재시동을 허용하고,
난방열량은, 버너출구 써미스터(제3써미스터의 예)의 검출온도와, 난방귀로 써미스터(제4써미스터의 예)의 검출온도와, 순환펌프의 회전수에 의거하여 산출된다.
상기의 난방장치에서는, 정지조건이 충족되어 히트펌프를 정지시킨 후에, 시동조건이 충족된 경우이더라도, 소정 시간이 경과할 때까지 히트펌프의 재시동을 금지한다.
도1은, 제1실시예의 급탕난방 시스템(10)의 구성을 모식적으로 나타내는 도면이다.
도2는, 히트펌프유닛(20)을 운전하면서 난방을 할 때의 열매의 흐름을 나타내는 도면이다.
도3은, 난방단말(90)이 요구하는 열매의 온도에 대하여 탱크(30)로부터 난방용 왕로(56)로 보내지는 열매의 온도가 높은 경우의 열매의 흐름을 나타내는 도면이다.
도4는, 난방단말(90)이 요구하는 열매의 온도에 대하여 탱크(30)로부터 난방용 왕로(56)로 보내지는 열매의 온도가 낮은 경우의 열매의 흐름을 나타내는 도면이다.
도5는, 히트펌프유닛(20)의 시동을 허가할지 금지할지를 판단하는 처리에 대한 플로우 차트이다.
도6은, 1일 동안에서의 난방열량의 변동과, 히트펌프유닛(20)의 시동횟수의 카운트를 시작하는 시간과의 관계를 나타내는 도면이다.
도7은, 제2실시예의 급탕난방 시스템(100)의 구성을 모식적으로 나타내는 도면이다.
도8은, 히트펌프유닛(120)의 시동을 허가할지 금지할지를 판단하는 처리에 대한 플로우 차트이다.
도2는, 히트펌프유닛(20)을 운전하면서 난방을 할 때의 열매의 흐름을 나타내는 도면이다.
도3은, 난방단말(90)이 요구하는 열매의 온도에 대하여 탱크(30)로부터 난방용 왕로(56)로 보내지는 열매의 온도가 높은 경우의 열매의 흐름을 나타내는 도면이다.
도4는, 난방단말(90)이 요구하는 열매의 온도에 대하여 탱크(30)로부터 난방용 왕로(56)로 보내지는 열매의 온도가 낮은 경우의 열매의 흐름을 나타내는 도면이다.
도5는, 히트펌프유닛(20)의 시동을 허가할지 금지할지를 판단하는 처리에 대한 플로우 차트이다.
도6은, 1일 동안에서의 난방열량의 변동과, 히트펌프유닛(20)의 시동횟수의 카운트를 시작하는 시간과의 관계를 나타내는 도면이다.
도7은, 제2실시예의 급탕난방 시스템(100)의 구성을 모식적으로 나타내는 도면이다.
도8은, 히트펌프유닛(120)의 시동을 허가할지 금지할지를 판단하는 처리에 대한 플로우 차트이다.
본 발명의 1실시형태에서는, 난방용의 열매(熱媒)에 물 또는 부동액(不凍液)을 사용하는 것이 바람직하다.
본 발명의 1실시형태에서는, 보조열원기(補助熱源機)에, 가연성 가스 등의 연료를 연소하는 연소장치를 채용하는 것이 바람직하다.
(실시예)
(제1실시예)
본 발명의 실시예에 대하여 도면을 참조하면서 설명한다. 도1은, 제1실시예의 급탕난방 시스템(給湯暖房 system)(10)을 나타내고 있다. 도1에 나타나 있는 바와 같이 급탕난방 시스템(10)은, 히트펌프유닛(heat pump unit)(20)과, 탱크유닛(tank unit)(28)과, 급탕난방유닛(給湯暖房unit)(80)과, 난방단말(暖房端末)(90)을 구비하고 있다.
히트펌프유닛(20)은, 대기로부터 흡열(吸熱)하여 탱크유닛(28)으로부터 보내지는 열매를 가열하는 히트펌프이다. 히트펌프유닛(20)은, 도면에 나타내는 것은 생략하지만 압축기(壓縮機), 방열기(放熱器), 팽창밸브(膨脹valve), 증발기(蒸發器)와, 이들을 순서대로 접속하는 냉매순환경로(冷媒循環經路)를 구비하고 있다. 이 이외에 증발기에 송풍(送風)하는 팬이나 그것을 구동하는 모터 등도 설치되어 있다. 냉매순환경로 내에는, 냉매인 이산화탄소가 충전(充塡)되어 있다. 히트펌프유닛(20)의 상세에 대해서는, 공지의 것과 같기 때문에 여기에서는 설명을 생략한다. 또한 히트펌프유닛(20)에는, 히트펌프유닛(20)과 탱크유닛(28)의 사이에서 열매를 순환시키는 순환펌프(循環pump)(22)가 설치되어 있다. 순환펌프(22)를 포함하는 히트펌프유닛(20)의 구성기기의 동작은, 컨트롤러(controller)(21)에 의하여 제어된다. 또한 히트펌프유닛(20)에는, 외기온도를 검출하는 외기온도 써미스터(外氣溫度 thermistor)(26)가 설치되어 있다. 외기온도 써미스터(26)는 컨트롤러(21)에 접속되어 있다.
탱크유닛(28)은, 열매를 저장하는 탱크(30)를 구비하고 있다. 본 실시예의 열매는 부동액이다. 본 실시예의 탱크(30)는, 일례이지만 30리터의 용량을 구비하고 있다. 탱크(30)에는, 높이방향을 따라 복수의 탱크 써미스터(tank thermistor)(42a, 42b, 42c)가 설치되어 있다. 본 실시예에서는, 탱크 써미스터(42a)는 탱크(30)의 상부(예를 들면 탱크(30)의 정상부로부터 10리터의 위치)에 설치되어 있고, 탱크 써미스터(42b)는 탱크(30)의 중간부(예를 들면 탱크(30)의 정상부로부터 15리터의 위치)에 설치되어 있고, 탱크 써미스터(42c)는 탱크(30)의 하부(예를 들면 탱크(30)의 정상부로부터 20리터의 위치)에 설치되어 있다. 탱크 써미스터(42a, 42b, 42c)는 컨트롤러(54)에 접속되어 있다. 컨트롤러(54)는, 탱크 써미스터(42a, 42b, 42c)에 의하여 검출된 온도로부터 탱크(30)에 저장된 열량을 파악할 수 있다. 또 탱크(30) 내의 열매의 온도를 검출하는 써미스터는, 상기한 3개에 한정되는 것이 아니라 4개 이상 설치되어 있어도 좋고, 탱크(30)의 상부와 하부에 2개 설치되어 있어도 좋다. 또한 컨트롤러(54)는, 히트펌프유닛(20)의 시동횟수를 카운트 하는 카운터를 구비하고 있다.
탱크(30)는, 축열용 왕로(蓄熱用 往路)(34)와 축열용 귀로(蓄熱用 歸路)(32)를 통하여 히트펌프유닛(20)에 접속되어 있다. 축열용 왕로(34)는, 탱크(30)로부터 히트펌프유닛(20)으로 열매를 보내는 관로이며, 탱크(30)의 바닥부에 접속되어 있다. 축열용 귀로(32)는, 히트펌프유닛(20)으로부터 탱크(30)로 열매를 되돌리는 관로이며, 탱크(30)의 정상부에 접속되어 있다. 축열용 왕로(34)와 축열용 귀로(32)는, 히트펌프유닛(20)과 탱크(30)의 사이에서 열매를 순환시키는 순환경로를 구성하고 있다. 당해 순환경로에는, 상기한 순환펌프(22)가 설치되어 있다. 본 실시예의 순환펌프(22)는 히트펌프유닛(20)에 내장되어 있지만, 순환펌프(22)의 위치는 특별하게 한정되지 않는다.
축열용 왕로(34)에는, 수동밸브(24)와, 축열왕로 써미스터(44)가 설치되어 있다. 마찬가지로 축열용 귀로(32)에도 수동밸브(24)와, 축열귀로 써미스터(46)가 설치되어 있다. 축열왕로 써미스터(44)와 축열귀로 써미스터(46)는 컨트롤러(54)에 접속되어 있다. 컨트롤러(54)는, 축열왕로 써미스터(44)에 의한 검출온도로부터 히트펌프유닛(20)에 의한 가열 전의 열매의 온도를 파악하고, 축열귀로 써미스터(46)에 의한 검출온도로부터 히트펌프유닛(20)에 의한 가열 후의 열매의 온도를 파악할 수 있다.
난방단말(90)은 탱크(30)로부터의 열매를 방열(放熱)시켜서 난방을 한다. 난방단말(90)은 예를 들면 패널 히터(panel heater), 패널 라디에이터(panel radiator), 바닥난방, 팬 컨벡터(fan convector), 온수식 룸 에어컨이다. 난방단말(90)은, 난방용 왕로(56)와 난방용 귀로(60)를 통하여 탱크(30)에 접속되어 있다. 난방용 왕로(56)는, 탱크(30)로부터 난방단말(90)로 열매를 보내는 관로이며, 탱크(30)의 정상부에 접속되어 있다. 난방용 귀로(60)는, 난방단말(90)로부터 탱크(30)로 열매를 되돌리는 관로이며, 탱크(30)의 바닥부에 접속되어 있다. 난방용 왕로(56)와 난방용 귀로(60)는, 탱크(30)와 난방단말(90)의 사이에서 열매를 순환시키는 순환경로를 구성하고 있다.
난방용 귀로(60)에는, 수동밸브(52)를 구비하는 배수관(排水管)(50)이 접속되어 있다. 또한 난방용 귀로(60)에는, 팽창탱크(膨脹tank)(70)가 설치되어 있다. 본 실시예에서는, 열매의 순환하는 회로가 밀폐회로로 되어 있기 때문에, 열매의 열팽창을 흡수하기 위하여 팽창탱크(70)가 준비되어 있다. 또 팽창탱크(70)를 접속하는 위치는, 난방용 귀로(60)에 한정되지 않고 예를 들면 난방용 왕로(56)나 다른 경로에 접속하여도 좋다.
난방용 왕로(56)는 급탕난방유닛(80)을 경유하여 난방단말(90)에 접속되어 있다. 급탕난방유닛(80)은, 연소식의 열원기(熱源機)이며, 가연성 가스를 연소시키는 2개의 버너(bunner)(84, 86)를 구비한다. 일방(一方)의 버너(84)는, 급탕용의 것으로서 급탕관로(給湯管路)(82)를 흐르는 상수(上水)를 가열한다. 타방(他方)의 버너(86)는, 난방용의 것으로서 필요에 따라 난방용 왕로(56)를 흐르는 열매를 가열한다. 또한 급탕난방유닛(80)은 컨트롤러(88)를 구비하고 있다. 급탕난방유닛(80)에는, 난방단말(90)과 탱크유닛(28)의 사이에서 열매를 순환시키는 순환펌프(87)가 설치되어 있다. 또 순환펌프(87)를 설치하는 위치는, 급탕난방유닛(80)에 한정되지 않으며 특별하게 한정되지 않는다. 또한 난방용 왕로(56)에 있어서 버너(86)보다 하류에는, 버너출구 써미스터(89)가 설치되어 있다. 버너출구 써미스터(89)는 컨트롤러(88)에 접속되어 있다. 이 구성에 의하면, 난방용 왕로(56)를 통하여 난방단말(90)에 보내지는 열매의 온도가 지나치게 낮을 때에는, 버너(86)에 의하여 난방용 왕로(56)를 흐르는 열매를 가열함으로써 난방단말(90)에 보내지는 열매의 온도를 상승시킬 수 있다.
난방용 왕로(56)와 난방용 귀로(60)의 사이는, 바이패스 경로(byapss 經路)(64)를 통하여 접속되어 있다. 이것에 의하여 난방용 귀로(60)를 흐르는 열매의 일부 또는 전부를, 탱크(30)를 경유하지 않고 난방용 왕로(56)로 보낼 수 있도록 구성되어 있다. 또한 난방용 귀로(60)와 바이패스 경로(64)의 분기위치(分岐位置)에는 혼합밸브(66)가 설치되어 있어, 난방용 귀로(60)로부터 바이패스 경로(64)를 통하여 난방용 왕로(56)로 보내지는 열매의 유량과, 난방용 귀로(60)로부터 탱크(30)를 통하여 난방용 왕로(56)로 보내지는 열매의 유량 비율을 조정할 수 있도록 되어 있다. 혼합밸브(66)는, 컨트롤러(54)에 접속되어 있어 그 동작은 컨트롤러(54)에 의하여 제어된다. 이 구성에 의하면, 난방용 왕로(56)를 통하여 난방단말(90)에 보내지는 열매의 온도가 지나치게 높을 때에는, 난방용 귀로(60)를 흐르는 방열 후의 열매를, 난방용 왕로(56)를 흐르는 열매에 합류시킴으로써 난방단말(90)에 보내지는 열매의 온도를 저하시킬 수 있다.
난방용 왕로(56)에는, 제1난방왕로 써미스터(48), 제2난방왕로 써미스터(58)가 설치되어 있다. 제1난방왕로 써미스터(48)는, 바이패스 경로(64)가 난방용 왕로(56)에 합류하는 합류점보다 상류측에 설치되어 있어, 탱크(30)로부터 난방용 왕로(56)로 보내지는 열매의 온도를 검출한다. 제2난방왕로 써미스터(58)는, 바이패스 경로(64)가 난방용 왕로(56)에 합류하는 합류점보다 하류측에 설치되어 있어, 탱크(30)로부터 난방용 왕로(56)로 보내지는 열매와 바이패스 경로(64)로부터 난방용 왕로(56)로 보내지는 열매가 혼합된 후의 온도를 검출한다. 난방용 귀로(60)에는, 난방귀로 써미스터(62)가 설치되어 있다. 난방귀로 써미스터(62)는 난방용 귀로(60)를 흐르는 열매의 온도를 검출한다. 제1난방왕로 써미스터(48), 제2난방왕로 써미스터(58) 및 난방귀로 써미스터(62)는 컨트롤러(54)에 접속되어 있다. 컨트롤러(54)는, 제1난방왕로 써미스터(48), 제2난방왕로 써미스터(58) 및 난방귀로 써미스터(62)의 검출온도에 의거하여 혼합밸브(66)의 동작을 제어함으로써 난방단말(90)에 보내지는 열매의 온도를 원하는 온도로 조정할 수 있다.
컨트롤러(88)는, 난방단말(90)에 있어서의 난방열량을 산출할 수 있다. 난방단말(90)에 있어서의 난방열량은 예를 들면 난방귀로 써미스터(62)의 검출온도와, 버너출구 써미스터(89)의 검출온도와, 순환펌프(87)의 회전수를 사용하여 계산할 수 있다. 또는 난방단말(90)에 있어서의 난방열량은, 근사적으로 축열왕로 써미스터(44)의 검출온도와, 축열귀로 써미스터(46)의 검출온도와, 순환펌프(22)의 회전수를 사용하여 계산할 수 있다.
도2는, 히트펌프유닛(20)을 운전하면서 난방을 할 때의 열매의 흐름을 나타내고 있다. 도2에 나타나 있는 바와 같이 난방단말(90)에는, 탱크(30)의 상부로부터 난방용 왕로(56)를 통하여 고온의 열매가 보내진다. 난방단말(90)에 보내진 고온의 열매는, 난방단말(90)에서 방열된 후에 난방용 귀로(60)를 통하여 탱크(30)의 하부로 되돌려진다. 한편 히트펌프유닛(20)에는, 탱크(30)의 하부로부터 축열용 왕로(34)를 통하여 저온의 열매가 보내진다. 히트펌프유닛(20)에 보내진 저온의 열매는, 히트펌프유닛(20)에서 가열된 후에 축열용 귀로(32)를 통하여 탱크(30)의 상부로 되돌려진다.
도3은, 난방단말(90)이 요구하는 열매의 온도에 대하여 탱크(30)로부터 난방용 왕로(56)로 보내지는 열매의 온도가 높은 경우의 열매의 흐름을 나타내고 있다. 이 경우에는, 혼합밸브(66)를 제어하여 난방용 귀로(60)로부터 바이패스 경로(64)를 통하여 난방용 왕로(56)로 보내지는 열매의 유량을 증가시켜서, 난방용 귀로(60)로부터 탱크(30)를 통하여 난방용 왕로(56)로 보내지는 열매의 유량을 감소시킨다. 이에 따라 난방용 왕로(56)로부터 난방단말(90)에 보내지는 열매의 온도를, 난방단말(90)이 요구하는 열매의 온도로 조정할 수 있다. 난방단말(90)이 요구하는 열매의 온도가 저하되었을 경우이더라도 히트펌프유닛(20)의 가열능력을 변화시키지 않고 난방단말(90)에 있어서의 요구의 변화에 신속하게 대응할 수 있다.
도4는, 난방단말(90)이 요구하는 열매의 온도에 대하여 탱크(30)로부터 난방용 왕로(56)로 보내지는 열매의 온도가 낮은 경우의 열매의 흐름을 나타내고 있다. 이 경우에는 버너(86)에 의하여 난방용 왕로(56)를 흐르는 열매를 가열한다. 버너(86)에 있어서의 가열량을 조정함으로써 난방용 왕로(56)로부터 난방단말(90)에 보내지는 열매의 온도를, 난방단말(90)이 요구하는 열매의 온도로 신속하게 조정할 수 있다. 난방단말(90)이 요구하는 열매의 온도가 상승하였을 경우이더라도 히트펌프유닛(20)의 가열능력을 변화시키지 않고 난방단말(90)에 있어서의 요구의 변화에 신속하게 대응할 수 있다.
본 실시예의 급탕난방 시스템(10)에서는, 난방단말(90)에서의 난방운전이 이루어지고 있고 또한 탱크 써미스터(42a)의 검출온도가 소정의 온도(예를 들면 75도) 이하인 경우에 히트펌프유닛(20)을 시동한다.
본 실시예의 급탕난방 시스템(10)에서는, 히트펌프유닛(20)이 운전되고 있을 때에, 난방단말(90)에 있어서의 난방운전이 정지되거나 혹은 탱크 써미스터(42c)의 검출온도가 소정의 온도(예를 들면 75도)를 넘거나 혹은 축열왕로 써미스터(44)의 검출온도가 소정의 온도(예를 들면 70도)를 넘으면, 히트펌프유닛(20)을 정지시킨다.
상기한 바와 같이 히트펌프유닛(20)의 시동과 정지를 제어하는 경우에, 히트펌프유닛(20)의 최소가열능력에 비하여 난방단말(90)에서의 난방열량이 작으면, 히트펌프유닛(20)이 시동과 정지를 반복하는 사태가 발생한다. 히트펌프유닛(20)이 시동과 정지를 반복하면, 히트펌프유닛(20)을 구성하는 부품의 열화(劣化)를 빠르게 하여 버린다. 여기에서 본 실시예의 급탕난방 시스템(10)은, 도5의 처리에 의하여 히트펌프유닛(20)의 시동을 허가할지 금지할지를 판단한다.
스텝S2에서는, 히트펌프유닛(20)의 시동횟수의 카운트를 시작하는 시간(카운트 시작시간)을 결정한다. 본 실시예의 급탕난방 시스템(10)에서는, 과거의 난방사용실적에 의거하여 카운트 시작시간을 설정한다. 더 상세하게는, 본 실시예의 급탕난방 시스템(10)에서는, 과거의 난방사용실적으로부터 난방열량이 히트펌프유닛(20)의 최소가열능력을 하회하는 상태로부터 상회하는 상태로 절환되는 평균시간을 특정하고, 그 시간을 카운트 시작시간으로서 설정한다. 또 과거의 난방사용실적으로서는, 전날이나 전전날의 난방사용실적을 사용하여도 좋고, 과거의 같은 요일의 난방사용실적을 사용하여도 좋고, 과거의 소정 기간(예를 들면 1주일간)의 난방사용실적을 사용하여도 좋다.
스텝S4에서는, 카운트 시작시간이 될 때까지 대기한다.
스텝S6에서는, 히트펌프유닛(20)의 시동횟수의 카운트를 시작한다. 이 이후에 히트펌프유닛(20)이 시동될 때마다 시동횟수가 증가되어 간다.
스텝S8에서는, 히트펌프유닛(20)이 정지될 때까지 대기한다. 히트펌프유닛(20)이 정지되면, 스텝S10으로 이행한다.
스텝S10에서는, 히트펌프유닛(20)의 시동횟수가 소정의 횟수(예를 들면 10회)에 도달한 것인가 아닌가를 판단한다. 히트펌프유닛(20)의 시동횟수가 소정의 횟수에 도달하였을 경우(YES인 경우)에 스텝S18로 이행되어, 히트펌프유닛(20)의 시동을 금지한다. 히트펌프유닛(20)의 시동횟수가 소정의 횟수에 도달하지 않고 있는 경우(스텝S10에서 NO인 경우)에 스텝S12로 이행한다.
스텝S12에서는, 외기온도가 소정의 온도(예를 들면 5도) 이하이고 또한 난방열량이 소정의 열량(예를 들면 1500kcal/h) 이하인가 아닌가를 판단한다. 외기온도가 소정의 온도 이하이고 또한 난방열량이 소정의 열량 이하인 경우(YES인 경우)에 스텝S18로 이행하여, 히트펌프유닛(20)의 시동을 금지한다. 외기온도가 소정의 온도를 넘고 있거나 혹은 난방열량이 소정의 열량을 넘고 있는 경우(스텝S12에서 NO인 경우)에 스텝S14로 이행한다.
스텝S14에서는, 히트펌프유닛(20)이 정지된 후에 소정의 시간(예를 들면 1시간)이 경과한 것인가 아닌가를 판단한다. 히트펌프유닛(20)을 정지시킨 후에 1시간이 경과하지 않고 있는 경우(NO인 경우)에 스텝S18로 이행하여, 히트펌프유닛(20)의 시동을 금지한다. 히트펌프유닛(20)을 정지시킨 후에 1시간이 경과하였을 경우(스텝S14에서 YES인 경우)에 스텝S16으로 이행한다.
스텝S16에서는, 히트펌프유닛(20)의 시동을 허가한다.
스텝S20에서는, 카운트 시작시간으로부터 1일이 경과한 것인가 아닌가를 판단한다. 카운트 시작시간으로부터 1일이 경과하지 않고 있는 경우(NO인 경우)에 처리는 스텝S8로 되돌아간다. 카운트 시작시간으로부터 1일이 경과하였을 경우(스텝S20에서 YES인 경우)에 처리를 종료한다.
본 실시예의 급탕난방 시스템(10)에서는, 과거의 난방사용실적에 의거하여 히트펌프유닛(20)의 시동횟수의 카운트를 시작하는 시간을 결정한다. 도6에 나타나 있는 바와 같이 필요로 하는 난방열량은 1일의 사이에서 변동되고 있어, 난방열량이 히트펌프유닛(20)의 최소가열능력을 하회하는 시간대(난방열량이 작은 시간대)(92)와, 난방열량이 최소가열능력을 상회하는 시간대(난방열량이 큰 시간대)(94)가 존재한다. 난방열량이 작은 시간대(92)에 있어서는, 히트펌프유닛(20)이 시동과 정지를 반복한다. 가령 난방열량이 작은 시간대(92)가 시작하는 타이밍(도6의 A의 타이밍)에서 히트펌프유닛(20)의 시동횟수의 카운트를 시작하여 버리면, 난방열량이 작은 시간대(92)의 사이에 히트펌프유닛(20)의 시동횟수가 소정의 횟수에 도달하여 버려서, 그 후의 난방열량이 큰 시간대(94)에 있어서 히트펌프유닛(20)을 시동할 수 없게 되어 버린다. 이에 대하여 본 실시예의 급탕난방 시스템(10)에서는, 난방열량이 큰 시간대(94)가 시작하는 타이밍(도6의 B의 타이밍)에서 히트펌프유닛(20)의 시동횟수의 카운트를 시작한다. 보통, 난방열량이 큰 시간대(94)에 있어서는, 히트펌프유닛(20)은 정지하지 않고 계속하여 운전되기 때문에, 히트펌프유닛(20)이 시동과 정지를 반복하지 않고 시동횟수가 소정의 횟수에 도달하여 버리지 않는다. 본 실시예의 급탕난방 시스템(10)에 의하면, 히트펌프유닛(20)이 시동과 정지를 반복하는 사태를 억제하면서, 난방열량이 큰 시간대(94)에서의 히트펌프유닛(20)의 운전을 확보할 수 있다.
본 실시예의 급탕난방 시스템(10)에서는, 외기온도가 소정의 온도보다 낮고 또한 난방열량이 소정의 열량보다 낮은 경우에는, 히트펌프유닛(20)의 시동을 금지한다. 일반적인 난방의 사용에 있어서는, 외기온도가 높은 경우에는 필요한 난방열량은 적고, 외기온도가 낮은 경우에는 필요한 난방열량도 많다. 외기온도가 낮은 것에도 관계없이 난방열량이 낮은 경우에, 난방의 필요성이 그만큼 높지 않은 상황이라고 생각된다. 상기의 급탕난방 시스템(10)에서는, 이러한 경우에 히트펌프유닛(20)의 시동을 금지함으로써 히트펌프유닛(20)이 시동과 정지를 빈번하게 반복하는 사태를 억제한다. 히트펌프유닛(20)을 구성하는 부품의 열화를 방지할 수 있다.
본 실시예의 급탕난방 시스템(10)에서는, 히트펌프유닛(20)이 정지된 후에 소정의 시간이 경과할 때까지는, 히트펌프유닛(20)의 시동을 금지한다. 히트펌프유닛(20)의 정지는, 난방단말(90)에 있어서의 난방운전이 정지하였을 경우 이외에 필요한 난방열량이 히트펌프유닛(20)의 최소가열능력을 하회하고 있는 경우 등에 발생한다. 이러한 경우에는, 히트펌프유닛(20)을 시동시키더라도 단시간에 히트펌프유닛(20)을 다시 정지시킬 우려가 있다. 본 실시예의 급탕난방 시스템(10)에서는, 히트펌프유닛(20)이 정지된 후에 소정의 시간이 경과할 때까지는, 히트펌프유닛(20)의 시동을 금지함으로써 히트펌프유닛(20)이 시동과 정지를 빈번하게 반복하는 사태를 억제한다. 상기한 급탕난방 시스템(10)에 의하면, 히트펌프유닛(20)을 구성하는 부품의 열화를 방지할 수 있다.
또 도5의 처리에 의하여 히트펌프유닛(20)의 시동을 금지하고 있는 경우에도 소정의 시간(예를 들면 0시, 6시, 12시, 18시)이 된 시점에서, 히트펌프유닛(20)의 시동을 허가하는 구성으로 하여도 좋다.
(제2실시예)
도7은 제2실시예의 급탕난방 시스템을 나타내고 있다. 도7에 나타나 있는 바와 같이 급탕난방 시스템(100)은, 히트펌프유닛(120)과, 탱크유닛(128)과, 급탕난방유닛(180)과, 난방단말(190)을 구비하고 있다.
히트펌프유닛(120)은, 제1실시예의 히트펌프유닛(20)과 동일한 구성을 구비하고 있다. 히트펌프유닛(120)은, 대기로부터 흡열하여 탱크유닛(128)으로부터 보내지는 물을 가열하는 히트펌프이다. 히트펌프유닛(120)에는, 히트펌프유닛(120)과 탱크유닛(128)의 사이에서 물을 순환시키는 순환펌프(122)가 설치되어 있다. 순환펌프(122)를 포함하는 히트펌프유닛(120)의 구성기기의 동작은 컨트롤러(121)에 의하여 제어된다.
탱크유닛(128)은 물을 저장하는 탱크(130)를 구비하고 있다. 본 실시예의 탱크(130)는, 일례이지만 50리터의 용량을 구비하고 있다. 탱크(30)에는, 높이방향을 따라 복수의 탱크 써미스터(142a, 142b, 142c)가 설치되어 있다. 탱크 써미스터(142a, 142b, 142c)는 컨트롤러(154)에 접속되어 있다. 컨트롤러(154)는, 탱크 써미스터(142a, 142b, 142c)에 의하여 검출된 온도로부터 탱크(130)에 저장된 열량을 파악할 수 있다. 또한 컨트롤러(154)는, 히트펌프유닛(120)의 시동횟수를 카운트 하는 카운터를 구비하고 있다.
탱크(130)는, 축열용 왕로(134)와 축열용 귀로(132)를 통하여 히트펌프유닛(120)에 접속되어 있다. 축열용 왕로(134)는, 탱크(130)로부터 히트펌프유닛(120)에 물을 보내는 관로이며, 탱크(130)의 바닥부에 접속되어 있다. 축열용 귀로(132)는, 히트펌프유닛(120)으로부터 탱크(130)로 물을 되돌리는 관로이며, 탱크(130)의 정상부에 접속되어 있다. 축열용 왕로(134)와 축열용 귀로(132)는, 히트펌프유닛(120)과 탱크(130)의 사이에서 물을 순환시키는 순환경로를 구성하고 있다. 당해 순환경로에는, 상기한 순환펌프(122)가 설치되어 있다.
축열용 왕로(134)에는, 수동밸브(124)와, 축열왕로 써미스터(144)가 설치되어 있다. 마찬가지로 축열용 귀로(132)에도 수동밸브(124)와, 축열귀로 써미스터(146)가 설치되어 있다. 축열왕로 써미스터(144)와 축열귀로 써미스터(146)는 컨트롤러(154)에 접속되어 있다. 컨트롤러(154)는, 축열왕로 써미스터(144)에 의한 검출온도로부터 히트펌프유닛(120)에 의한 가열 전의 물의 온도를 파악하고, 축열귀로 써미스터(146)에 의한 검출온도로부터 히트펌프유닛(120)에 의한 가열 후의 물의 온도를 파악할 수 있다.
난방단말(190)은, 난방용 열매로부터의 방열에 의하여 난방을 한다. 본 실시예에서는, 난방용 열매는 부동액이다. 난방단말(190)은 예를 들면 패널 히터, 패널 라디에이터, 바닥난방, 팬 컨벡터, 온수식 룸 에어컨이다. 난방단말(190)은, 난방용 왕로(156)와 난방용 귀로(160)를 통하여 열교환기(熱交換器)(110)에 접속되어 있다. 열교환기(110)는, 탱크(130)로부터의 고온의 물과, 난방단말(190)로부터의 저온의 난방용 열매의 사이에서 열교환을 한다, 더블 월형(double wall型)의 액·액 열교환기(液·液 熱交換器)이다. 난방용 왕로(156)는, 열교환기(110)로부터 난방단말(190)에 난방용 열매를 보내는 관로이다. 난방용 귀로(160)는, 난방단말(190)로부터 열교환기(110)에 난방용 열매를 되돌리는 관로이다. 난방용 왕로(156)와 난방용 귀로(160)는, 열교환기(110)와 난방단말(190)의 사이에서 난방용 열매를 순환시키는 순환경로를 구성하고 있다. 난방용 귀로(160)의 열교환기(110)의 입구 근방에는, 난방귀로 써미스터(162)가 설치되어 있다. 난방용 왕로(156)의 열교환기(110)의 출구 근방에는, 난방왕로 써미스터(158)가 설치되어 있다.
탱크(130)는, 방열용 왕로(放熱用 往路)(112)와 방열용 귀로(放熱用 歸路)(114)를 통하여 열교환기(110)에 접속되어 있다. 방열용 왕로(112)는, 탱크(130)로부터 열교환기(110)로 물을 보내는 관로이며, 탱크(130)의 상부에 접속되어 있다. 방열용 귀로(114)는, 열교환기(110)로부터 탱크(130)로 물을 되돌리는 관로이며, 탱크(130)의 바닥부에 접속되어 있다. 방열용 왕로(112)와 방열용 귀로(114)는, 열교환기(110)와 탱크(130)의 사이에서 물을 순환시키는 순환경로를 구성하고 있다. 방열용 왕로(112)의 열교환기(110)의 입구 근방에는, 방열왕로 써미스터(148)가 설치되어 있다. 방열용 귀로(114)에는, 순환펌프(116)가 설치되어 있다. 순환펌프(116)의 동작은 컨트롤러(154)에 의하여 제어된다. 컨트롤러(154)는, 방열왕로 써미스터(148), 난방왕로 써미스터(158) 및 난방귀로 써미스터(162)의 검출온도에 의거하여 순환펌프(116)의 회전수를 조정한다.
난방용 왕로(156)는 급탕난방유닛(180)을 경유하여 난방단말(190)에 접속되어 있다. 급탕난방유닛(180)은, 연소식의 열원기이며 가연성 가스를 연소시키는 2개의 버너(184, 186)를 구비한다. 일방의 버너(184)는, 급탕용의 것으로서 필요에 따라 급탕관로(182)를 흐르는 물을 가열한다. 급탕관로(182)에 있어서 버너(184)보다 하류에는, 버너출구 써미스터(185)가 설치되어 있다. 버너출구 써미스터(185)는 컨트롤러(188)에 접속되어 있다. 이 구성에 의하면, 급탕관로(182)로부터의 급탕온도가 지나치게 낮을 때에는, 버너(184)에 의하여 급탕관로(182)를 흐르는 물을 가열함으로써 급탕온도를 상승시킬 수 있다. 타방의 버너(186)는, 난방용의 것으로서 필요에 따라 난방용 왕로(156)를 흐르는 난방용 열매를 가열한다. 또한 급탕난방유닛(180)은 컨트롤러(188)를 구비하고 있다. 급탕난방유닛(180)에는, 난방단말(190)과 탱크유닛(128)의 사이에서 난방용 열매를 순환시키는 순환펌프(187)가 설치되어 있다. 또한 난방용 왕로(156)에 있어서 버너(186)보다 하류에는, 버너출구 써미스터(189)가 설치되어 있다. 버너출구 써미스터(189)는 컨트롤러(188)에 접속되어 있다. 이 구성에 의하면, 난방용 왕로(156)를 통하여 난방단말(190)에 보내지는 난방용 열매의 온도가 지나치게 낮을 때에는, 버너(186)에 의하여 난방용 왕로(156)를 흐르는 난방용 열매를 가열함으로써 난방단말(190)에 보내지는 난방용 열매의 온도를 상승시킬 수 있다.
탱크(130)의 바닥부에는, 상수도로부터의 물을 탱크(130)에 공급하는 급수관로(給水管路)(102)가 접속되어 있다. 급수관로(102)에는, 급수 써미스터(103)가 설치되어 있다. 탱크(130)의 정상부에는, 탱크(130)의 상부로부터 고온의 물을 공급하는 고온수 관로(高溫水 管路)(104)가 접속되어 있다. 고온수 관로(104)에는, 고온수 써미스터(105)가 설치되어 있다. 급수관로(102)로부터는, 상수도로부터의 저온의 물을 공급하는 저온수 관로(低溫水 管路)(106)가 분기되어 있다. 고온수 관로(104)와 저온수 관로(106)는 혼합밸브(108)에 접속되어 있다. 혼합밸브(108)에 있어서, 고온수 관로(104)로부터의 고온의 물과, 저온수 관로(106)로부터의 저온의 물이 혼합되어 급탕관로(182)에 혼합 후의 물이 공급된다. 급탕관로(182)에 있어서 혼합밸브(108)의 근방에는, 혼합 후의 수온을 검출하는 급탕 써미스터(109)가 설치되어 있다. 컨트롤러(154)는, 급수 써미스터(103), 고온수 써미스터(105) 및 급탕 써미스터(109)의 검출값에 의거하여 혼합밸브(108)의 개도(開度)를 조정한다.
본 실시예의 급탕난방 시스템(100)에서는, 급탕운전 또는 난방운전이 이루어지고 있고 또한 탱크 써미스터(142a)의 검출온도가 소정의 온도(예를 들면 75도) 이하인 경우에 히트펌프유닛(120)을 시동한다.
본 실시예의 급탕난방 시스템(100)에서는, 히트펌프유닛(120)이 운전되고 있을 때에 급탕운전 및 난방운전이 종료되거나 혹은 탱크 써미스터(142c)의 검출온도가 소정의 온도(예를 들면 75도)를 넘거나 혹은 축열왕로 써미스터(144)의 검출온도가 소정의 온도(예를 들면 70도)를 넘으면, 히트펌프유닛(120)을 정지시킨다.
상기한 바와 같이 히트펌프유닛(120)의 시동과 정지를 제어하는 경우에 히트펌프유닛(120)의 최소가열능력에 비하여 사용하는 열량이 작으면, 히트펌프유닛(120)이 시동과 정지를 반복하는 사태가 발생하는 경우가 있다. 히트펌프유닛(120)이 시동과 정지를 반복하면, 히트펌프유닛(120)을 구성하는 부품의 열화를 빠르게 하여 버린다. 여기에서 본 실시예의 급탕난방 시스템(100)은, 도8의 처리에 의하여 히트펌프유닛(120)의 시동을 허가할지 금지할지를 판단한다.
스텝S102에서는, 히트펌프유닛(120)의 시동횟수의 카운트를 시작하는 시간(카운트 시작시간)을 결정한다. 본 실시예의 급탕난방 시스템(100)에서는, 과거의 열량사용실적에 의거하여 카운트 시작시간을 설정한다. 더 상세하게는, 본 실시예의 급탕난방 시스템(100)에서는, 과거의 열량사용실적으로부터, 사용하는 열량이 히트펌프유닛(120)의 최소가열능력을 하회하는 상태로부터 상회하는 상태로 절환되는 평균시간을 특정하고, 그 시간을 카운트 시작시간으로서 설정한다. 또 과거의 열량사용실적으로서는, 전날이나 전전날의 열량사용실적을 사용하여도 좋고, 과거의 같은 요일의 열량사용실적을 사용하여도 좋고, 과거의 소정의 기간(예를 들면 1주일간)의 열량사용실적을 사용하여도 좋다.
스텝S104에서는, 카운트 시작시간이 될 때까지 대기한다.
스텝S106에서는, 히트펌프유닛(120)의 시동횟수의 카운트를 시작한다. 이 이후에 히트펌프유닛(120)이 시동될 때마다 시동횟수가 증가하여 간다.
스텝S108에서는, 히트펌프유닛(120)이 정지될 때까지 대기한다. 히트펌프유닛(120)이 정지되면, 스텝S110으로 이행한다.
스텝S110에서는, 히트펌프유닛(120)의 시동횟수가 소정의 횟수(예를 들면 10회)에 도달한 것인가 아닌가를 판단한다. 히트펌프유닛(120)의 시동횟수가 소정의 횟수에 도달하였을 경우(YES인 경우)에 스텝S116으로 이행하여, 히트펌프유닛(120)의 시동을 금지한다. 히트펌프유닛(120)의 시동횟수가 소정의 횟수에 도달하지 않고 있는 경우(스텝S110에서 NO인 경우)에 스텝S112로 이행한다.
스텝S112에서는, 히트펌프유닛(120)이 정지된 후에 소정의 시간(예를 들면 1시간)이 경과한 것인가 아닌가를 판단한다. 히트펌프유닛(120)을 정지시킨 후에 1시간이 경과하지 않고 있는 경우(NO인 경우)에 스텝S116으로 이행하여, 히트펌프유닛(120)의 시동을 금지한다. 히트펌프유닛(120)을 정지시킨 후에 1시간이 경과하였을 경우(스텝S112에서 YES인 경우)에 스텝S114로 이행한다.
스텝S114에서는, 히트펌프유닛(120)의 시동을 허가한다.
스텝S118에서는, 카운트 시작시간으로부터 1일이 경과한 것인가 아닌가를 판단한다. 카운트 시작시간으로부터 1일이 경과하지 않고 있는 경우(NO인 경우)에 있어서의 처리는 스텝S108로 되돌아간다. 카운트 시작시간으로부터 1일이 경과하였을 경우(스텝S118에서 YES인 경우)에 처리를 종료한다.
본 실시예의 급탕난방 시스템(100)에 의해서도 제1실시예의 급탕난방 시스템(10)과 마찬가지로 히트펌프유닛(120)이 시동과 정지를 빈번하게 반복하는 사태를 억제할 수 있다. 상기한 급탕난방 시스템(100)에 의하면, 히트펌프유닛(120)을 구성하는 부품의 열화를 방지할 수 있다.
이상, 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만, 이들은 예시에 지나지 않으며 특허청구범위를 한정하는 것은 아니다. 특허청구범위에 기재된 기술에는, 이상에서 예시한 구체적인 예를 다양하게 변형, 변경한 것이 포함된다.
본 명세서 또는 도면에 설명한 기술요소는, 단독으로 혹은 각종 조합에 의하여 기술적 유용성을 발휘하는 것으로서, 출원 시 청구항 기재의 조합에 한정되는 것은 아니다. 또한 본 명세서 또는 도면에 예시한 기술은 복수 목적을 동시에 달성할 수 있는 것이며, 그 중 하나의 목적을 달성하는 것 자체에 의하여 기술적 유용성을 가지는 것이다.
10 : 급탕난방 시스템
20 : 히트펌프유닛
21 : 컨트롤러
22 : 순환펌프
24 : 수동밸브
26 : 외기온도 써미스터
28 : 탱크유닛
30 : 탱크
32 : 축열용 귀로
34 : 축열용 왕로
42a, 42b, 42c : 탱크 써미스터
44 : 축열왕로 써미스터
46 : 축열귀로 써미스터
48 : 제1난방왕로 써미스터
50 : 배수관
52 : 수동밸브
54 : 컨트롤러
56 : 난방용 왕로
58 : 제2난방왕로 써미스터
60 : 난방용 귀로
62 : 난방귀로 써미스터
64 : 바이패스 경로
66 : 혼합밸브
70 : 팽창탱크
80 : 급탕난방유닛
82 : 급탕관로
84, 86 : 버너
87 : 순환펌프
88 : 컨트롤러
89 : 버너출구 써미스터
90 : 난방단말
92 : 난방열량이 작은 시간대
94 : 난방열량이 큰 시간대
100 : 급탕난방 시스템
102 : 급수관로
103 : 급수 써미스터
104 : 고온수 관로
105 : 고온수 써미스터
106 : 저온수 관로
108 : 혼합밸브
109 : 급탕 써미스터
110 : 열교환기
112 : 방열용 왕로
114 : 방열용 귀로
116 : 순환펌프
120 : 히트펌프유닛
121 : 컨트롤러
122 : 순환펌프
124 : 수동밸브
128 : 탱크유닛
130 : 탱크
132 : 축열용 귀로
134 : 축열용 왕로
142a, 142b, 142c : 탱크 써미스터
144 : 축열왕로 써미스터
146 : 축열귀로 써미스터
148 : 방열왕로 써미스터
154 : 컨트롤러
156 : 난방용 왕로
158 : 난방왕로 써미스터
160 : 난방용 귀로
162 : 난방귀로 써미스터
180 : 급탕난방유닛
182 : 급탕관로
184 : 버너
185 : 버너출구 써미스터
186 : 버너
187 : 순환펌프
188 : 컨트롤러
189 : 버너출구 써미스터
190 : 난방단말
20 : 히트펌프유닛
21 : 컨트롤러
22 : 순환펌프
24 : 수동밸브
26 : 외기온도 써미스터
28 : 탱크유닛
30 : 탱크
32 : 축열용 귀로
34 : 축열용 왕로
42a, 42b, 42c : 탱크 써미스터
44 : 축열왕로 써미스터
46 : 축열귀로 써미스터
48 : 제1난방왕로 써미스터
50 : 배수관
52 : 수동밸브
54 : 컨트롤러
56 : 난방용 왕로
58 : 제2난방왕로 써미스터
60 : 난방용 귀로
62 : 난방귀로 써미스터
64 : 바이패스 경로
66 : 혼합밸브
70 : 팽창탱크
80 : 급탕난방유닛
82 : 급탕관로
84, 86 : 버너
87 : 순환펌프
88 : 컨트롤러
89 : 버너출구 써미스터
90 : 난방단말
92 : 난방열량이 작은 시간대
94 : 난방열량이 큰 시간대
100 : 급탕난방 시스템
102 : 급수관로
103 : 급수 써미스터
104 : 고온수 관로
105 : 고온수 써미스터
106 : 저온수 관로
108 : 혼합밸브
109 : 급탕 써미스터
110 : 열교환기
112 : 방열용 왕로
114 : 방열용 귀로
116 : 순환펌프
120 : 히트펌프유닛
121 : 컨트롤러
122 : 순환펌프
124 : 수동밸브
128 : 탱크유닛
130 : 탱크
132 : 축열용 귀로
134 : 축열용 왕로
142a, 142b, 142c : 탱크 써미스터
144 : 축열왕로 써미스터
146 : 축열귀로 써미스터
148 : 방열왕로 써미스터
154 : 컨트롤러
156 : 난방용 왕로
158 : 난방왕로 써미스터
160 : 난방용 귀로
162 : 난방귀로 써미스터
180 : 급탕난방유닛
182 : 급탕관로
184 : 버너
185 : 버너출구 써미스터
186 : 버너
187 : 순환펌프
188 : 컨트롤러
189 : 버너출구 써미스터
190 : 난방단말
Claims (2)
- 대기로부터 흡열(吸熱)하여 열매(熱媒)를 가열하는 히트펌프(heat pump)와,
열매를 저장하는 탱크(tank)와,
탱크의 상부의 열매의 온도를 검출하는 제1써미스터(第1thermistor)와,
탱크의 하부의 열매의 온도를 검출하는 제2써미스터와,
히트펌프와 탱크의 사이에서 열매를 순환시키는 축열순환경로(蓄熱循環經路)와,
열매를 방열(放熱)시켜서 난방을 하는 난방단말(暖房端末)과,
탱크와 난방단말의 사이에서 열매를 순환시키는 난방순환경로(暖房循環經路)와,
난방순환경로에 설치된 순환펌프(循環pump)와,
난방순환경로에 설치되어 있고, 열매를 가열하는 버너(bunner)와,
난방순환경로에 설치되어 있고, 난방단말로 유입되는 열매의 온도를 검출하는 제3써미스터와,
난방순환경로에 설치되어 있고, 난방단말로부터 유출되는 열매의 온도를 검출하는 제4써미스터를
구비하고 있고,
히트펌프는, 시동조건(始動條件)이 충족된 경우에 시동되고, 정지조건(停止條件)이 충족된 경우에 정지되고,
시동조건은, 제1써미스터의 검출온도가 제1소정 온도 이하인 것을 포함하고,
정지조건은, 제2써미스터의 검출온도가 제2소정 온도를 넘는 것을 포함하고,
정지조건이 충족되어 히트펌프를 정지시킨 후에, 시동조건이 충족된 경우이더라도, 외기온도(外氣溫度)가 소정 온도보다 낮고, 또한 난방열량이 소정 열량보다 낮은 경우에는, 히트펌프의 재시동을 금지하고,
정지조건이 총족되어 히트펌프를 정지시킨 후, 시동조건이 충족된 경우에, 외기온도가 소정 온도보다 낮고, 또한 난방열량이 소정 열량보다 높은 경우에는, 히트펌프의 재시동을 허용하고,
난방열량은, 제3써미스터의 검출온도와, 제4써미스터의 검출온도와, 순환펌프의 회전수에 의거하여 산출되는
난방장치(暖房裝置).
- 제1항에 있어서,
정지조건이 충족되어 히트펌프를 정지시킨 후에, 시동조건이 충족된 경우이더라도, 소정 시간이 경과할 때까지 히트펌프의 재시동을 금지하는 난방장치.
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