KR102612745B1 - 분산열원 히트펌프 축열유닛을 적용한 냉난방 시스템 - Google Patents

분산열원 히트펌프 축열유닛을 적용한 냉난방 시스템 Download PDF

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Abstract

개시되는 분산열원 히트펌프 축열유닛을 적용한 냉난방 시스템이 제 1 분산열원 히트펌프 축열유닛과, 제 2 분산열원 히트펌프 축열유닛과, 중앙열원부재를 포함함에 따라, 서로 구획된 복수 지역에 위치하는 복수의 수요처(예를 들어, 서로 구획된 각 아파트 단지)에 대해 요구되는 열량이 개별적으로 달라지는 경우(각 아파트 단지가 순차적으로 구축되는 경우를 포함)에도 이에 대해 효율적으로 대처하여 냉난방을 제공해줄 수 있게 되는 장점이 있다.

Description

분산열원 히트펌프 축열유닛을 적용한 냉난방 시스템{Heat air conditioning and heating system comprising dispersed heat source heat pump thermal storage unit}
본 발명은 분산열원 히트펌프 축열유닛을 적용한 냉난방 시스템에 관한 것이다.
냉난방 시스템은 수요처에 대해 냉난방을 제공할 수 있는 것으로, 히트펌프를 포함하여 구성된다.
이러한 냉난방 시스템의 예로 제시될 수 있는 것이 아래 제시된 특허문헌의 그 것이다.
그러나, 종래의 냉난방 시스템에 의하면, 서로 구획된 복수 지역에 위치하는 복수의 수요처(예를 들어, 서로 구획된 각 아파트 단지)에 대해 각각 난방을 제공하는 복수 개의 각 냉난방 시스템이 지역난방발전소 등의 중앙열원에만 의존하여 중앙집중적인 난방을 제공할 뿐이어서, 각 수요처(예를 들어, 서로 구획된 각 아파트 단지)에 대해 요구되는 열량이 개별적으로 달라지는 경우에 이에 대해 제대로 대처되지 못하는 문제가 있었다.
등록특허 제 10-2047974호, 등록일자: 2019.11.18., 발명의 명칭: 온수 생산이 가능한 고효율 지열냉난방시스템
본 발명은 서로 구획된 복수 지역에 위치하는 복수의 수요처에 대해 요구되는 열량이 개별적으로 달라지는 경우에도 이에 대해 효율적으로 대처하여 냉난방을 제공해줄 수 있는 분산열원 히트펌프 축열유닛을 적용한 냉난방 시스템을 제공하는 것을 일 목적으로 한다.
본 발명의 일 측면에 따른 분산열원 히트펌프 축열유닛을 적용한 냉난방 시스템은 제 1 수요처에 대해 냉난방을 제공할 수 있는 제 1 히트펌프와, 상기 제 1 수요처가 위치된 지역의 지중(地中), 수(水), 공기, 미활용 잔여열 함유부 중 적어도 하나와 열교환될 수 있는 제 1 분산열원교환부를 포함하는 제 1 분산열원 히트펌프 축열유닛; 제 2 수요처에 대해 냉난방을 제공할 수 있는 제 2 히트펌프와, 상기 제 2 수요처가 위치된 지역의 지중, 수, 공기, 미활용 잔여열 함유부 중 적어도 하나와 열교환될 수 있는 제 2 분산열원교환부를 포함하고, 상기 제 1 분산열원 히트펌프 축열유닛과 분리된 지역에 배치되는 제 2 분산열원 히트펌프 축열유닛; 및 상기 제 1 분산열원 히트펌프 축열유닛과 상기 제 2 분산열원 히트펌프 축열유닛에 연결되어, 상기 제 1 분산열원 히트펌프 축열유닛에 상기 제 1 수요처의 냉난방을 위한 열기를 공급할 수 있고, 상기 제 2 분산열원 히트펌프 축열유닛에 상기 제 2 수요처의 냉난방을 위한 열기를 공급할 수 있는 중앙열원부재;를 포함하는 것으로서,
상기 제 1 수요처와 상기 제 2 수요처에 요구되는 냉난방 열량 요구량에 따라, 상기 제 1 히트펌프와 상기 제 2 히트펌프 중 적어도 하나가 상기 중앙열원부재로부터 열기를 공급받음은 물론 상기 제 1 분산열원교환부 및 상기 제 2 분산열원교환부 중 적어도 하나의 열기도 선택적으로 공급받을 수 있고,
상기 제 1 분산열원 히트펌프 축열유닛은 상기 제 1 수요처와 열교환되기 위해 축열될 수 있는 제 1 축열조와, 상기 제 1 축열조의 온도와 저장량 중 적어도 하나를 감지할 수 있는 제 1 축열감지수단을 포함하고,
상기 제 2 분산열원 히트펌프 축열유닛은 상기 제 2 수요처와 열교환되기 위해 축열될 수 있는 제 2 축열조와, 상기 제 2 축열조의 온도와 저장량 중 적어도 하나를 감지할 수 있는 제 2 축열감지수단을 포함하고,
상기 분산열원 히트펌프 축열유닛을 적용한 냉난방 시스템은 상기 제 1 축열감지수단과 상기 제 2 축열감지수단에서 각각 감지된 감지값을 이용하여, 상기 중앙열원부재로부터 상기 제 1 분산열원 히트펌프 축열유닛 및 상기 제 2 분산열원 히트펌프 축열유닛으로 전달되어야하는 열량을 제어하는 중앙제어부재;를 포함하고,
상기 중앙제어부재는 상기 제 1 축열조 및 상기 제 2 축열조의 온도가 상기 제 1 수요처 및 상기 제 2 수요처의 요구온도 또는 상기 제 1 수요처 및 상기 제 2 수요처의 저장 열량값에 부합시키는 것으로 판단된 경우, 상기 중앙열원부재의 열기를 상기 제 1 축열조 및 상기 제 2 축열조로 공급하고, 상기 제 1 축열조 및 상기 제 2 축열조의 온도 중 적어도 하나가 상기 제 1 수요처 및 상기 제 2 수요처의 상기 요구온도 또는 상기 제 1 수요처 및 상기 제 2 수요처의 상기 저장 열량값에 비해 상대적으로 낮은 것으로 판단된 경우, 상기 중앙열원부재의 열기와 함께, 상기 제 1 분산열원교환부 및 상기 제 2 분산열원교환부 중 상기 제 1 축열조 및 상기 제 2 축열조 중 상기 제 1 수요처 및 상기 제 2 수요처의 상기 요구온도 또는 상기 제 1 수요처 및 상기 제 2 수요처의 상기 저장 열량값에 비해 상대적으로 낮은 것으로 판단된 것과 연결된 것의 열기를 상기 제 1 축열조 및 상기 제 2 축열조 중 상기 제 1 수요처 및 상기 제 2 수요처의 상기 요구온도 또는 상기 제 1 수요처 및 상기 제 2 수요처의 상기 저장 열량값에 비해 상대적으로 낮은 것으로 공급하고,
상기 중앙제어부재는 상기 제 1 축열조 및 상기 제 2 축열조 중 어느 하나의 열량이 미리 설정된 축열 열량값 또는 사용 열량값 이상이면서, 상기 중앙열원부재의 열량이 미리 설정된 중앙 열량값보다 상대적으로 부족한 경우 및/또는 상기 제 1 축열조 및 상기 제 2 축열조 중 상기 미리 설정된 축열 열량값 또는 상기 사용 열량값 이상인 것이 아닌 것의 열량이 상기 미리 설정된 축열 열량값 또는 상기 사용 열량값보다 상대적으로 부족한 경우로 판단된 경우, 상기 제 1 분산열원교환부 및 상기 제 2 분산열원교환부 중 상기 제 1 축열조 및 상기 제 2 축열조 중 상기 미리 설정된 축열 열량값 이상인 것과 연결된 것의 열량을 상기 제 1 축열조, 상기 제 2 축열조 및 상기 중앙열원부재 중 상기 미리 설정된 축열 열량값 또는 상기 사용 열량값보다 상대적으로 부족한 것으로 공급시켜주는 것을 특징으로 한다.
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본 발명의 일 측면에 따른 분산열원 히트펌프 축열유닛을 적용한 냉난방 시스템에 의하면, 상기 분산열원 히트펌프 축열유닛을 적용한 냉난방 시스템이 제 1 분산열원 히트펌프 축열유닛과, 제 2 분산열원 히트펌프 축열유닛과, 중앙열원부재를 포함함에 따라, 서로 구획된 복수 지역에 위치하는 복수의 수요처(예를 들어, 서로 구획된 각 아파트 단지)에 대해 요구되는 열량이 개별적으로 달라지는 경우(각 아파트 단지가 순차적으로 구축되는 경우를 포함)에도 이에 대해 효율적으로 대처하여 냉난방을 제공해줄 수 있게 되는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 분산열원 히트펌프 축열유닛을 적용한 냉난방 시스템의 구성을 보이는 도면.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 분산열원 히트펌프 축열유닛을 적용한 냉난방 시스템을 구성하는 제 1 분산열원 히트펌프 축열유닛의 구체적인 구성을 보이는 도면.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 분산열원 히트펌프 축열유닛을 적용한 냉난방 시스템을 구성하는 제 2 분산열원 히트펌프 축열유닛의 구체적인 구성을 보이는 도면.
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 분산열원 히트펌프 축열유닛을 적용한 냉난방 시스템에 대하여 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 분산열원 히트펌프 축열유닛을 적용한 냉난방 시스템의 구성을 보이는 도면이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 분산열원 히트펌프 축열유닛을 적용한 냉난방 시스템을 구성하는 제 1 분산열원 히트펌프 축열유닛의 구체적인 구성을 보이는 도면이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 분산열원 히트펌프 축열유닛을 적용한 냉난방 시스템을 구성하는 제 2 분산열원 히트펌프 축열유닛의 구체적인 구성을 보이는 도면이다.
도 1 내지 도 3을 함께 참조하면, 본 실시예에 따른 분산열원 히트펌프 축열유닛을 적용한 냉난방 시스템(100)은 제 1 분산열원 히트펌프 축열유닛(130)과, 제 2 분산열원 히트펌프 축열유닛(130')과, 중앙열원부재(110)를 포함한다.
또한, 상기 분산열원 히트펌프 축열유닛을 적용한 냉난방 시스템(100)은 중앙제어부재(101)를 더 포함할 수 있다.
여기서, 상기 분산열원 히트펌프 축열유닛을 적용한 냉난방 시스템(100)이 상기 제 1 분산열원 히트펌프 축열유닛(130)과 상기 제 2 분산열원 히트펌프 축열유닛(130')을 포함하는 것으로 제시되었으나, 이는 상기 분산열원 히트펌프 축열유닛을 적용한 냉난방 시스템(100)이 복수 개의 서로 독립된 수요처에 각각 설치된 복수 개의 분산열원 히트펌프 축열유닛을 포함하는 것에 대한 예시로서, 도 1에 도시된 바와 같이, 상기 분산열원 히트펌프 축열유닛을 적용한 냉난방 시스템(100)이 상기 제 1 분산열원 히트펌프 축열유닛(130) 및 상기 제 2 분산열원 히트펌프 축열유닛(130')과 함께 제 3 분산열원 히트펌프 축열유닛(130")을 더 포함할 수도 있고, 네 개 이상의 분산열원 히트펌프 축열유닛을 가질 수도 있다.
또한, 이하에서는 설명의 편의를 위하여, 상기 제 1 분산열원 히트펌프 축열유닛(130)의 구체적인 구성에 대하여 제시되나, 이러한 설명은 상기 제 2 분산열원 히트펌프 축열유닛(130')은 물론 더 많은 개수의 분산열원 히트펌프 축열유닛에도 동일하게 적용된다.
도면 번호 125는 상기 중앙열원부재(110)로부터 토출된 순환수가 각 수요처로 공급되도록 이동되는 공급 배관이고, 도면 번호 120은 각 수요처로부터 상기 중앙열원부재(110)로 환수되는 순환수가 이동되는 환수 배관이다.
상기 제 1 분산열원 히트펌프 축열유닛(130)은 제 1 히트펌프(160, 161, 162)와, 제 1 분산열원교환부(170)를 포함한다.
또한, 상기 제 1 분산열원 히트펌프 축열유닛(130)은 제 1 축열조(165)와, 제 1 축열감지수단(250)을 더 포함할 수 있다.
상기 제 1 히트펌프(160, 161, 162)는 제 1 수요처(163)에 대해 냉난방을 제공할 수 있는 것으로, 상기 제 1 히트펌프(160, 161, 162)의 내부를 유동하는 냉매가 증발기 내에서 증발하고, 주위에서 열을 빼앗아 기체가 되며, 다시 응축기에 의해 주위에 열을 방출하여 액화하는 냉동 사이클에 의해 작동되는 것으로서, 이러한 상기 제 1 히트펌프(160, 161, 162)의 구성 및 작동은 일반적인 것이므로, 그 구체적인 설명은 생략하기로 한다.
상기 제 1 분산열원교환부(170)는 상기 제 1 수요처(163)가 위치된 지역의 지중(地中), 수(水), 공기, 미활용 잔여열 함유부 중 적어도 하나와 열교환될 수 있는 것이다.
상기 제 1 분산열원교환부(170)가 지중과 열교환되는 것인 경우, 상기 제 1 분산열원교환부(170)는 지중의 소정 깊이까지 천공된 열교환공에 파이프가 매설되고, 지열교환수가 해당 파이프를 통해 유동되면서 지중과 열교환된다.
여기서, 상기 미활용 잔여열 함유부는 폐열 등 원래 목적대로 활용되지 못하고 잔여된 열을 함유한 것을 말하고, 쓰레기 소각장 등이 그 예로 제시될 수 있다.
상기 제 1 축열조(165)는 상기 제 1 수요처(163)와 열교환되기 위해 축열될 수 있는 것이다.
도면 번호 164는 상기 제 1 수요처(163)로 급탕을 제공할 수 있도록, 급탕으로 제공될 온수를 저장하는 제 1 급탕 탱크이다.
본 실시예에서는, 상기 제 1 히트펌프(160, 161, 162)가 제 1 수요처향 히트펌프(160)와, 제 1 급탕 히트펌프(161)와, 제 1 축열 히트펌프(162)를 포함한다.
상기 제 1 수요처향 히트펌프(160)는 냉난방 수요처인 상기 제 1 수요처(163)로 직접 냉난방을 제공할 수 있는 것으로, 물대물 히트펌프, 물대공기 히트펌프가 그 예로 제시될 수 있다.
상기 제 1 급탕 히트펌프(161)는 상기 제 1 급탕 탱크(164)로 급탕을 제공할 수 있는 것으로, 물대물 히트펌프가 그 예로 제시될 수 있다.
상기 제 1 축열 히트펌프(162)는 냉온수 축열조인 상기 제 1 축열조(165)로 상기 제 1 수요처(163)에 냉난방을 제공하기 위한 냉수 또는 온수를 제공할 수 있는 것으로, 물대물 히트펌프가 그 예로 제시될 수 있다.
도면 번호 150은 상기 공급 배관(125) 및 상기 환수 배관(120)과 상기 제 1 히트펌프(160, 161, 162) 사이에 배치되는 제 1 메인 열교환기이고, 도면 번호 155는 상기 공급 배관(125) 및 상기 환수 배관(120)과 상기 제 1 축열조(165) 사이에 배치되는 제 1 축열 열교환기이다.
상기 제 1 축열 열교환기(155)는 상기 제 1 메인 열교환기(150)와 독립적으로 배치되어, 상기 제 1 히트펌프(160, 161, 162)를 거치지 아니하고 상기 제 1 축열조(165)에 직접 축열을 위한 열교환이 이루어지도록 하는 것이다.
상기 공급 배관(125)으로부터 상기 제 1 메인 열교환기(150)로 제 1 공급 메인 연결 배관(132)이 연결되어, 상기 공급 배관(125)을 통해 유동되던 순환수 중 적어도 일부가 상기 제 1 공급 메인 연결 배관(132)을 통해 상기 제 1 메인 열교환기(150)로 유동된다.
상기 제 1 메인 열교환기(150)로부터 상기 환수 배관(120)으로 제 1 메인 환수 연결 배관(131)이 연결되어, 상기 제 1 메인 열교환기(150)를 경유하며 열교환된 순환수가 상기 제 1 메인 환수 연결 배관(131)을 통해 상기 환수 배관(120)으로 유동된다.
상기 제 1 공급 메인 연결 배관(132) 상에는 제 1 공급 메인 펌프(140)가 설치되어, 상기 제 1 공급 메인 연결 배관(132)에서의 순환수의 유동이 발생되도록 한다.
상기 제 1 공급 메인 연결 배관(132)과 상기 제 1 메인 환수 연결 배관(131) 사이에는 제 1 공급 메인 바이패스 배관(144)이 연결되고, 상기 제 1 공급 메인 연결 배관(132)과 상기 제 1 공급 메인 바이패스 배관(144)의 분지 지점에는 제 1 공급 메인 바이패스 삼중 밸브(143)가 설치된다. 그러면, 상기 제 1 공급 메인 바이패스 삼중 밸브(143)의 작동에 따라, 상기 제 1 공급 메인 연결 배관(132)을 통해 상기 제 1 메인 열교환기(150)를 경유하여 상기 제 1 메인 환수 연결 배관(131)으로 유동되던 순환수 중 적어도 일부가 상기 제 1 공급 메인 바이패스 배관(144)으로 유도되고, 상기 제 1 공급 메인 연결 배관(132)을 통해 상기 제 1 메인 열교환기(150)로 재유동되게 함으로써, 상기 제 1 메인 열교환기(150)로 유동되는 순환수의 열교환 열량 및 온도 조건을 최적화하고 상기 공급 배관(125)으로부터 불필요한 순환수 유동을 일으키지 않음으로써, 타 지역 복수 개의 서로 독립된 수요처에서 열량 취득이 원활하게 이루어지도록 할 수 있다.
상기 제 1 공급 메인 연결 배관(132)과 상기 환수 배관(120) 사이에는 제 1 공급 메인 환수 연결 배관(142)이 연결되고, 상기 제 1 공급 메인 연결 배관(132)과 상기 제 1 공급 메인 환수 연결 배관(142)의 분지 지점에는 제 1 공급 메인 환수 연결 삼중 밸브(141)가 설치된다. 그러면, 상기 제 1 공급 메인 환수 연결 삼중 밸브(141)의 작동에 따라, 상기 공급 배관(125)과 상기 환수 배관(120) 중 하나로부터 유리한 조건의 순환수를 선택하거나, 상기 공급 배관(125)과 상기 환수 배관(120) 중 하나 이상으로부터 유도된 순환수를 혼합하여, 상기 제 1 공급 메인 연결 배관(132)으로 유도된 다음 상기 제 1 메인 열교환기(150)를 경유하고 상기 제 1 메인 환수 연결 배관(131)으로 유동되던 순환수 중 적어도 일부가 상기 제 1 공급 메인 바이패스 배관(144)으로 유도되고, 상기 제 1 공급 메인 연결 배관(132)을 통해 상기 제 1 메인 열교환기(150)로 재유동되게 함으로써, 상기 제 1 메인 열교환기(150)로 유동되는 순환수의 열교환 열량 및 온도 조건을 최적화하고 상기 공급 배관(125) 또는 상기 환수 배관(120)으로부터 불필요한 순환수 유동을 일으키지 않음으로써, 타 지역 복수 개의 서로 독립된 수요처에서 열량 취득이 원활하게 이루어지도록 할 수 있다.
상기 제 1 메인 열교환기(150)로부터 제 1 메인 히트 연결 주 배관(134)이 연장되어, 상기 제 1 메인 히트 연결 주 배관(134)을 경유하는 물 등의 순환 매체가 상기 제 1 메인 열교환기(150)를 경유하면서 역시 상기 제 1 메인 열교환기(150)를 경유하는 순환수와 열교환된 다음 상기 제 1 메인 히트 연결 주 배관(134)을 통해 유동된다.
상기 제 1 메인 히트 연결 주 배관(134) 상에는 제 1 메인 히트 주 메인 펌프(186)가 설치되어, 상기 제 1 메인 히트 연결 주 배관(134)에서의 순환 매체의 유동이 발생되도록 한다.
상기 제 1 메인 히트 연결 주 배관(134)은 제 1 수요처향 원관(196)과 연결되고, 상기 제 1 수요처향 원관(196)은 제 1 수요처향 공급 배관(193), 제 1 급탕 공급 배관(194) 및 제 1 축열 공급 배관(195)으로 분지되어, 각각 상기 제 1 수요처향 히트펌프(160), 상기 제 1 급탕 히트펌프(161) 및 상기 제 1 축열 히트펌프(162)와 연결되고, 그에 따라 상기 제 1 메인 히트 연결 주 배관(134)을 통해 유동된 순환 매체가 상기 제 1 수요처향 공급 배관(193), 상기 제 1 급탕 공급 배관(194) 및 상기 제 1 축열 공급 배관(195)을 통해 분지되어 유동된 다음 각각 상기 제 1 수요처향 히트펌프(160), 상기 제 1 급탕 히트펌프(161) 및 상기 제 1 축열 히트펌프(162)에 공급된다.
상기 제 1 수요처향 히트펌프(160), 상기 제 1 급탕 히트펌프(161) 및 상기 제 1 축열 히트펌프(162)에서는 제 1 수요처향 환수 배관(190), 제 1 급탕 환수 배관(191) 및 제 1 축열 환수 배관(192)이 각각 연장되어, 상기 제 1 수요처향 히트펌프(160), 상기 제 1 급탕 히트펌프(161) 및 상기 제 1 축열 히트펌프(162)를 경유하며 각각 열교환된 순환 매체가 상기 제 1 수요처향 환수 배관(190), 상기 제 1 급탕 환수 배관(191) 및 상기 제 1 축열 환수 배관(192)을 통해 각각 유동된다.
상기 제 1 수요처향 환수 배관(190), 상기 제 1 급탕 환수 배관(191) 및 상기 제 1 축열 환수 배관(192)은 제 1 히트 메인 연결 주 배관(133)에 합지되고, 상기 제 1 히트 메인 연결 주 배관(133)은 상기 제 1 메인 열교환기(150)에 연결되어, 상기 제 1 수요처향 환수 배관(190), 상기 제 1 급탕 환수 배관(191) 및 상기 제 1 축열 환수 배관(192)을 통해 유동된 순환 매체가 상기 제 1 히트 메인 연결 주 배관(133)을 통해 유동된 다음 상기 제 1 메인 열교환기(150)를 경유하면서 역시 상기 제 1 메인 열교환기(150)를 경유하는 순환수와 열교환되면서 순환하게 된다.
상기 제 1 메인 히트 연결 주 배관(134)과 상기 제 1 히트 메인 연결 주 배관(133) 사이에는 제 1 메인 히트 바이패스 배관(185)이 연결되고, 상기 제 1 메인 히트 연결 주 배관(134)과 상기 제 1 메인 히트 바이패스 배관(185)의 분지 지점에는 제 1 메인 히트 바이패스 삼중 밸브(184)가 설치된다. 그러면, 상기 제 1 메인 히트 바이패스 삼중 밸브(184)의 작동에 따라, 상기 제 1 메인 히트 연결 주 배관(134)을 통해 상기 제 1 수요처향 히트펌프(160), 상기 제 1 급탕 히트펌프(161) 및 상기 제 1 축열 히트펌프(162)를 경유하여, 상기 제 1 히트 메인 연결 주 배관(133)으로 유동되던 순환 매체 중 적어도 일부가 상기 제 1 메인 히트 바이패스 배관(185)으로 유도되고, 상기 제 1 메인 히트 연결 주 배관(134)을 통해 상기 제 1 수요처향 히트 펌프(160), 상기 제 1 급탕 히트 펌프(161) 및 상기 제 1 축열 히트 펌프(162)로 재유동되게 함으로써, 상기 제 1 수요처향 히트펌프(160), 상기 제 1 급탕 히트펌프(161) 및 상기 제 1 축열 히트펌프(162)로 유동되는 순환수의 열교환 열량 및 온도 조건을 미리 설정된 제어 조건으로 최적화하여 공급하고, 상기 제 1 메인 열교환기(150)로부터 불필요한 순환수 유동을 일으키지 않음으로써, 열량 소모를 최소화하고 상기 중앙제어부재(101)에서 간명한 운전 환경 예측 및 명령이 이루어지도록 할 수 있다.
상기 제 1 메인 히트 연결 주 배관(134)에서는 제 1 분산열원 열교환 공급 배관(183)이 분지되고, 상기 제 1 히트 메인 연결 주 배관(133)에는 제 1 분산열원 열교환 환수 배관(181)이 합지되고, 상기 제 1 메인 히트 연결 주 배관(134)과 상기 제 1 분산열원 열교환 공급 배관(183)의 분지 지점에는 제 1 분산열원 공급 삼중 밸브(182)가 설치되고, 상기 제 1 히트 메인 연결 주 배관(133)과 상기 제 1 분산열원 열교환 환수 배관(181)의 합지 지점에는 제 1 분산열원 환수 삼중 밸브(180)가 설치되고, 상기 제 1 분산열원 열교환 공급 배관(183)과 상기 제 1 분산열원 열교환 환수 배관(181)은 제 1 분산열원 열교환기(175)에 연결된다.
상기 제 1 분산열원 열교환기(175)에서는 제 1 분산열원향 배관(173)이 상기 제 1 분산열원교환부(170)까지 연장되고, 상기 제 1 분산열원교환부(170)에서는 제 1 분산열원발 배관(171)이 상기 제 1 분산열원 열교환기(175)까지 연장되고, 상기 제 1 분산열원향 배관(173) 또는 상기 제 1 분산열원발 배관(171)에는 제 1 분산열원 펌프(172)가 설치된다.
상기와 같이 구성되면, 상기 제 1 분산열원 공급 삼중 밸브(182)와 상기 제 1 분산열원 환수 삼중 밸브(180)가 열리고, 상기 제 1 분산열원 펌프(172)가 작동되면, 상기 제 1 분산열원교환부(170)에서 열교환된 물 등의 분산열원 전달 매체가 상기 제 1 분산열원발 배관(171)을 통해 유동된 다음 상기 제 1 분산열원 열교환기(175)에 열교환된 후 상기 제 1 분산열원향 배관(173)을 통해 상기 제 1 분산열원교환부(170)로 환원되면서 순환된다.
상기 제 1 히트 메인 연결 주 배관(133)을 통해 유동되던 순환 매체가 상기 제 1 분산열원 열교환 환수 배관(181)을 통해 유동된 다음 상기 제 1 분산열원 열교환기(175)에서 상기 분산열원 전달 매체와 열교환된 후 상기 제 1 분산열원 열교환 공급 배관(183)을 통해 유동된 다음 상기 제 1 메인 히트 연결 주 배관(134)을 통해 유동된 후 상기 제 1 히트펌프(160, 161, 162) 쪽으로 유동되고, 그에 따라 상기 제 1 분산열원교환부(170)의 열기가 상기 제 1 히트펌프(160, 161, 162) 쪽으로 공급될 수 있다.
한편, 상기 제 1 분산열원 공급 삼중 밸브(182)와 상기 제 1 분산열원 환수 삼중 밸브(180)의 개도율을 일정 비율로 조정하여 동작 시 상기 제 1 히트 메인 연결 주 배관(133)을 통해 유동되던 순환 매체가 상기 제 1 분산열원 환수 삼중 밸브(180)에서 일부는 상기 제 1 메인 열교환기(150)로, 나머지 일부는 상기 제 1 분산열원 열교환기(175)로 유동되어, 상기 제 1 메인 열교환기(150) 및 상기 제 1 분산열원 열교환기(175)와 각각 열교환 후, 상기 제 1 메인 히트 연결 주 배관(134)과 상기 제 1 분산열원 열교환 공급 배관(183)을 통해 각각 유동된 다음 상기 제 1 분산열원 공급 삼중 밸브(182)에서 만나 혼합되어 상기 제 1 히트펌프(160, 161, 162) 쪽으로 공급될 수 있고, 상기 제 1 히트펌프(160, 161, 162)를 가동하지 않는 경우 상기 제 1 분산열원 열교환기(175)를 통해 상기 제 1 분산열원교환부(170)의 열기를 상기 제 1 메인 열교환기(150)를 통해 상기 제 2 분산열원 히트펌프 축열유닛(130') 또는 상기 중앙열원부재(110) 쪽으로 공급될 수 있다.
상기 제 1 수요처향 히트펌프(160)와 상기 제 1 수요처(163) 사이에는 제 1 히트펌프 수요처 공급 배관(200) 및 제 1 히트펌프 수요처 환수 배관(201)이 연결되어, 상기 제 1 히트펌프 수요처 공급 배관(200) 및 상기 제 1 히트펌프 수요처 환수 배관(201)을 따라 물, 공기 등의 히트펌프 수요처 순환 매체가 상기 제 1 수요처향 히트펌프(160)와 상기 제 1 수요처(163) 사이를 순환하면서, 상기 제 1 수요처향 히트펌프(160)의 열기를 상기 제 1 수요처(163)로 전달하면서, 상기 제 1 수요처(163)에 냉난방을 제공한다.
상기 제 1 급탕 히트펌프(161)와 상기 제 1 급탕 탱크(164) 사이에는 제 1 히트펌프 급탕 공급 배관(203) 및 제 1 히트펌프 급탕 환수 배관(202)이 연결되어, 상기 제 1 히트펌프 급탕 공급 배관(203) 및 상기 제 1 히트펌프 급탕 환수 배관(202)을 따라 물 등의 히트펌프 급탕 순환 매체가 상기 제 1 급탕 히트펌프(161)와 상기 제 1 급탕 탱크(164) 사이를 순환하면서, 상기 제 1 급탕 히트펌프(161)의 열기를 상기 제 1 급탕 탱크(164)로 전달하면서, 상기 제 1 급탕 탱크(164)에 급탕이 저장될 수 있게 된다.
도면 번호 212는 상기 제 1 히트펌프 급탕 공급 배관(203) 또는 상기 제 1 히트펌프 급탕 환수 배관(202)에 설치되는 제 1 히트펌프 급탕 펌프이다.
도면 번호 211은 상기 제 1 히트펌프 급탕 공급 배관(203)과 상기 제 1 히트펌프 급탕 환수 배관(202)을 연결하는 제 1 히트펌프 급탕 바이패스 배관이고, 도면 번호 210은 상기 제 1 히트펌프 급탕 환수 배관(202)과 상기 제 1 히트펌프 급탕 바이패스 배관(211)의 분지 지점에 설치되는 제 1 히트펌프 급탕 바이패스 삼방 밸브이다.
상기 제 1 히트펌프 급탕 바이패스 삼방 밸브(210)가 열리면, 상기 제 1 히트펌프 급탕 환수 배관(202)을 통해 상기 제 1 급탕 히트펌프(161)를 경유하고 상기 제 1 히트펌프 급탕 공급 배관(203)으로 유동되던 순환 매체 중의 적어도 일부가 상기 제 1 히트펌프 급탕 바이패스 배관(211)을 통해 유동된 다음 상기 제 1 히트펌프 급탕 환수 배관(202)을 통해 재유동되어 상기 제 1 급탕 히트펌프(161)를 경유하고 상기 제 1 히트펌프 급탕 공급 배관(203)을 통해 유동됨에 따라 순환 매체를 목표 온도까지 승온하여 상기 제 1 급탕 탱크(164)에 축적될 수 있게 된다.
도면 번호 213은 상기 제 1 급탕 탱크(164)로부터 상기 제 1 수요처(163)로 급탕을 공급하는 제 1 급탕 공급 배관이고, 도면 번호 214는 상기 제 1 급탕 공급 배관(213)을 통해 급탕 유동이 발생되도록 하는 제 1 급탕 공급 펌프이다.
실제 시공 예에서는, 급수 배관 및 환탕 배관 등이 더 시설될 수 있으나, 이는 통상의 시설 내용으로, 여기서는 생략한다.
상기 제 1 축열 히트펌프(162)와 상기 제 1 축열조(165) 사이에는 제 1 축열 공급 헤더(231)와 제 1 축열 환수 헤더(230)가 설치된다.
상기 제 1 축열 히트펌프(162)와 상기 제 1 축열 공급 헤더(231) 사이에는 제 1 축열 공급 헤더 배관(205)이 연결되고, 상기 제 1 축열 공급 헤더 배관(205) 상에는 제 1 축열 공급 헤더 개폐 밸브(223)가 설치되고, 상기 제 1 축열 환수 헤더(230)와 상기 제 1 축열 히트펌프(162) 사이에는 제 1 축열 환수 헤더 배관(204)이 연결되고, 상기 제 1 축열 공급 헤더 배관(205) 또는 상기 제 1 축열 환수 헤더 배관(204)에는 제 1 축열 공급 펌프(222)가 설치된다.
상기 제 1 축열 공급 헤더(231)와 상기 제 1 축열조(165) 사이에는 제 1 축열향 배관(234)이 연결되고, 상기 제 1 축열향 배관(234) 상에는 제 1 축열향 개폐 밸브(235)가 설치되고, 상기 제 1 축열 환수 헤더(230)와 상기 제 1 축열조(165) 사이에는 제 1 축열발 배관(232)이 연결되고, 상기 제 1 축열발 배관(232) 상에는 제 1 축열발 개폐 밸브(233)가 설치된다.
상기 제 1 축열 히트펌프(162)를 경유하며 열교환된 물 등의 축열 매체가 상기 제 1 축열 공급 헤더 배관(205), 상기 제 1 축열 공급 헤더(231) 및 상기 제 1 축열향 배관(234)을 통해 유동된 다음 상기 제 1 축열조(165)를 경유하며 축열이 이루어지고, 상기 제 1 축열조(165)에서 토출된 상기 축열 매체는 상기 제 1 축열발 배관(232), 상기 제 1 축열 환수 헤더(230) 및 상기 제 1 축열 환수 헤더 배관(204)을 통해 유동된 다음 상기 제 1 축열 히트펌프(162)로 환원된다.
도면 번호 221은 상기 제 1 축열 공급 헤더 배관(205)과 상기 제 1 축열 환수 헤더 배관(204)을 연결하는 제 1 축열 바이패스 배관이고, 도면 번호 220은 상기 제 1 축열 환수 헤더 배관(204)과 상기 제 1 축열 바이패스 배관(221)의 분지 지점에 설치되는 제 1 축열 바이패스 삼방 밸브이다.
상기 제 1 축열 바이패스 삼방 밸브(220)가 열리면, 상기 제 1 축열 히트펌프(162)를 경유하고 상기 제 1 축열 공급 헤더 배관(205)을 통해 유동되던 상기 축열 매체 중의 적어도 일부가 상기 제 1 축열 바이패스 배관(221)을 통해 상기 제 1 축열 환수 헤더 배관(204) 상의 상기 제 1 축열 공급 펌프(222)에 흡입된 후 상기 제 1 축열 히트펌프(162)로 재경유하고 상기 제 1 축열 공급 헤더 배관(205)을 통해 재유동됨에 따라 상기 축열 매체를 목표 온도까지 생산하여 상기 제 1 축열조(165)에 축적될 수 있게 된다.
한편, 상기 제 1 축열 열교환기(155)와 상기 제 1 축열 공급 헤더(231) 사이에는 제 1 축열 열교환 공급 배관(138)이 연결되고, 상기 제 1 축열 열교환 공급 배관(138) 상에는 제 1 축열 열교환 공급 개폐 밸브(237)가 설치되고, 상기 제 1 축열 열교환기(155)와 상기 제 1 축열 환수 헤더(230) 사이에는 제 1 축열 열교환 환수 배관(137)이 연결되고, 상기 제 1 축열 열교환 환수 배관(137) 상에는 제 1 축열 열교환 환수 개폐 밸브(236)가 설치된다.
물 등의 축열 열교환 순환 매체가 상기 제 1 축열 열교환기(155)를 경유하며 열교환된 다음 상기 제 1 축열 열교환 공급 배관(138), 상기 제 1 축열 공급 헤더(231) 및 상기 제 1 축열향 배관(234)을 통해 유동된 다음 상기 제 1 축열조(165)를 경유하며 축열이 이루어지고, 상기 제 1 축열조(165)에서 토출된 상기 축열 열교환 순환 매체는 상기 제 1 축열발 배관(232), 상기 제 1 축열 환수 헤더(230) 및 상기 제 1 축열 열교환 환수 배관(137)을 통해 유동된 다음 상기 제 1 축열 열교환기(155)로 환원된다.
도면 번호 241은 상기 제 1 축열 열교환 공급 배관(138) 상에 설치되는 제 1 축열 열교환 공급 바이패스 배관이고, 도면 번호 242는 상기 제 1 축열 열교환 공급 바이패스 배관(241) 상에 설치되는 제 1 축열 열교환 공급 바이패스 펌프이고, 도면 번호 243은 상기 제 1 축열 열교환 공급 바이패스 배관(241)을 개폐시키는 제 1 축열 열교환 공급 바이패스 개폐 밸브이고, 도면 번호 240은 상기 제 1 축열 열교환 공급 배관(138) 중 상기 제 1 축열 열교환 공급 바이패스 배관(241)의 두 연결 지점 사이에 설치되는 제 1 축열 열교환 공급 중간 개폐 밸브이다.
상기 제 1 축열조(165)와 상기 제 1 수요처(163) 사이에는 제 1 축열 수요처 공급 배관(225) 및 제 1 축열 수요처 환수 배관(227)이 설치되고, 상기 제 1 축열 수요처 공급 배관(225) 또는 상기 제 1 축열 수요처 환수 배관(227)에는 제 1 축열 수요처 펌프(226)가 설치되어, 상기 제 1 축열 수요처 펌프(226)의 작동에 따라, 상기 제 1 축열조(165)에 축열된 열기가 상기 제 1 수요처(163)로 공급되어 상기 제 1 수요처(163)에 냉난방이 공급될 수 있게 된다.
실제 시공 예에서는, 상기 제 1 축열조(165)와 근접하여 연결된 상기 제 1 축열향 배관(234)과 상기 제 1 축열발 배관(232) 사이 및 상기 제 1 축열 수요처 공급 배관(225)과 상기 제 1 축열 수요처 환수 배관(227) 사이에는 냉난방 모드에 따라 상기 제 1 축열조(165)의 상부와 하부에 설치된 디퓨저를 선택하여 상기 축열 매체를 유동할 수 있도록 크로스 배관 등이 시설될 수 있으나, 이는 통상의 시공 방법으로 여기서는 생략한다.
상기 제 1 공급 메인 연결 배관(132)에서는 제 1 공급 메인 축열 연결 배관(136)이 분지되어 상기 제 1 축열 열교환기(155)와 연결되고, 상기 제 1 축열 열교환기(155)에서는 제 1 공급 메인 축열 환수 배관(135)이 연장되어 상기 제 1 메인 환수 연결 배관(131)에 합지된다. 상기 제 1 공급 메인 연결 배관(132)과 상기 제 1 공급 메인 축열 연결 배관(136)의 분지 지점에는 제 1 공급 메인 축열 삼중 밸브(145)가 설치되고, 상기 제 1 공급 메인 축열 환수 배관(135)과 상기 제 1 메인 환수 연결 배관(131)의 합지 지점에는 제 1 축열 공급 메인 삼중 밸브(146)가 설치된다. 그러면, 상기 제 1 공급 메인 축열 삼중 밸브(145)와 상기 제 1 축열 공급 메인 삼중 밸브(146)의 작동에 따라, 상기 제 1 공급 메인 연결 배관(132)을 통해 유동되던 순환수 중 적어도 일부가 상기 제 1 메인 열교환기(150)를 경유하지 아니하고 상기 제 1 공급 메인 축열 연결 배관(136)을 통해 상기 제 1 축열 열교환기(155)로 유동되어, 상기 제 1 축열 열교환기(155)를 경유하며 열교환된 다음 상기 제 1 공급 메인 축열 환수 배관(135) 및 상기 제 1 메인 환수 연결 배관(131)을 통해 유동되어 상기 환수 배관(120)으로 유동될 수 있다.
상기 제 1 축열감지수단(250)은 상기 제 1 축열조(165)의 온도와 저장량 중 적어도 하나를 감지할 수 있는 것으로, 온도 감지 센서가 그 예로 제시될 수 있다.
상기 제 2 분산열원 히트펌프 축열유닛(130')은 제 2 히트펌프(160', 161', 162')와, 제 2 분산열원교환부(170')를 포함하고, 상기 제 1 분산열원 히트펌프 축열유닛(130)과 분리된 지역에 배치되는 것이다.
예를 들어, 상기 제 1 분산열원 히트펌프 축열유닛(130)이 설치된 지역의 상기 제 1 수요처(163)는 하나의 아파트 단지이고, 상기 제 2 분산열원 히트펌프 축열유닛(130')이 설치된 지역의 제 2 수요처(163')는 상기 하나의 아파트 단지와 구별되는 다른 하나의 아파트 단지일 수 있다.
또한, 상기 제 2 분산열원 히트펌프 축열유닛(130')은 제 2 축열조(165')와, 제 2 축열감지수단(250')을 더 포함할 수 있다.
상기 제 2 히트펌프(160', 161', 162')는 제 2 수요처(163')에 대해 냉난방을 제공할 수 있는 것으로, 상기 제 2 히트펌프(160', 161', 162')의 내부를 유동하는 냉매가 증발기 내에서 증발하고, 주위에서 열을 빼앗아 기체가 되며, 다시 응축기에 의해 주위에 열을 방출하여 액화하는 냉동 사이클에 의해 작동되는 것으로서, 이러한 상기 제 2 히트펌프(160', 161', 162')의 구성 및 작동은 일반적인 것이므로, 그 구체적인 설명은 생략하기로 한다.
상기 제 2 분산열원교환부(170')는 상기 제 2 수요처(163')가 위치된 지역의 지중, 수, 공기, 미활용 잔여열 함유부 중 적어도 하나와 열교환될 수 있는 것이다.
상기 제 2 분산열원교환부(170')가 지중과 열교환되는 것인 경우, 상기 제 2 분산열원교환부(170')는 지중의 소정 깊이까지 천공된 열교환공에 파이프가 매설되고, 지열교환수가 해당 파이프를 통해 유동되면서 지중과 열교환된다.
여기서, 상기 미활용 잔여열 함유부는 폐열 등 원래 목적대로 활용되지 못하고 잔여된 열을 함유한 것을 말하고, 쓰레기 소각장 등이 그 예로 제시될 수 있다.
상기 제 2 축열조(165')는 상기 제 2 수요처(163')와 열교환되기 위해 축열될 수 있는 것이다.
도면 번호 164'는 상기 제 2 수요처(163')로 급탕을 제공할 수 있도록, 급탕으로 제공될 온수를 저장하는 제 2 급탕 탱크이다.
본 실시예에서는, 상기 제 2 히트펌프(160', 161', 162')가 제 2 수요처향 히트펌프(160')와, 제 2 급탕 히트펌프(161')와, 제 2 축열 히트펌프(162')를 포함한다.
상기 제 2 수요처향 히트펌프(160')는 냉난방 수요처인 상기 제 2 수요처(163')로 직접 냉난방을 제공할 수 있는 것으로, 물대물 히트펌프, 물대공기 히트펌프가 그 예로 제시될 수 있다.
상기 제 2 급탕 히트펌프(161')는 상기 제 2 급탕 탱크(164')로 급탕을 제공할 수 있는 것으로, 물대물 히트펌프가 그 예로 제시될 수 있다.
상기 제 2 축열 히트펌프(162')는 냉온수 축열조인 상기 제 2 축열조(165')로 상기 제 2 수요처(163')에 냉난방을 제공하기 위한 냉수 또는 온수를 제공할 수 있는 것으로, 물대물 히트펌프가 그 예로 제시될 수 있다.
도면 번호 150'은 상기 공급 배관(125) 및 상기 환수 배관(120)과 상기 제 2 히트펌프(160', 161', 162') 사이에 배치되는 제 2 메인 열교환기이고, 도면 번호 155'는 상기 공급 배관(125) 및 상기 환수 배관(120)과 상기 제 2 축열조(165') 사이에 배치되는 제 2 축열 열교환기이다.
상기 제 2 축열 열교환기(155')는 상기 제 2 메인 열교환기(150')와 독립적으로 배치되어, 상기 제 2 히트펌프(160', 161', 162')를 거치지 아니하고 상기 제 2 축열조(165')에 직접 축열을 위한 열교환이 이루어지도록 하는 것이다.
상기 공급 배관(125)으로부터 상기 제 2 메인 열교환기(150')로 제 2 공급 메인 연결 배관(132')이 연결되어, 상기 공급 배관(125)을 통해 유동되던 순환수 중 적어도 일부가 상기 제 2 공급 메인 연결 배관(132')을 통해 상기 제 2 메인 열교환기(150')로 유동된다.
상기 제 2 메인 열교환기(150')로부터 상기 환수 배관(120)으로 제 2 메인 환수 연결 배관(131')이 연결되어, 상기 제 2 메인 열교환기(150')를 경유하며 열교환된 순환수가 상기 제 2 메인 환수 연결 배관(131')을 통해 상기 환수 배관(120)으로 유동된다.
상기 제 2 공급 메인 연결 배관(132') 상에는 제 2 공급 메인 펌프(140')가 설치되어, 상기 제 2 공급 메인 연결 배관(132')에서의 순환수의 유동이 발생되도록 한다.
상기 제 2 공급 메인 연결 배관(132')과 상기 제 2 메인 환수 연결 배관(131') 사이에는 제 2 공급 메인 바이패스 배관(144')이 연결되고, 상기 제 2 공급 메인 연결 배관(132')과 상기 제 2 공급 메인 바이패스 배관(144')의 분지 지점에는 제 2 공급 메인 바이패스 삼중 밸브(143')가 설치된다. 그러면, 상기 제 2 공급 메인 바이패스 삼중 밸브(143')의 작동에 따라, 상기 제 2 공급 메인 연결 배관(132')을 통해 상기 제 2 메인 열교환기(150')를 경유하여 상기 제 2 메인 환수 연결 배관(131')으로 유동되던 순환수 중 적어도 일부가 상기 제 2 공급 메인 바이패스 배관(144')으로 유도되고, 상기 제 2 공급 메인 연결 배관(132')을 통해 상기 제 2 메인 열교환기(150')로 재유동되게 함으로써, 상기 제 2 메인 열교환기(150')로 유동되는 순환수의 열교환 열량 및 온도 조건을 최적화하고 상기 공급 배관(125)으로부터 불필요한 순환수 유동을 일으키지 않음으로써, 타 지역 복수 개의 서로 독립된 수요처에서 열량 취득이 원활하게 이루어지도록 할 수 있다.
상기 제 2 공급 메인 연결 배관(132')과 상기 환수 배관(120) 사이에는 제 2 공급 메인 환수 연결 배관(142')이 연결되고, 상기 제 2 공급 메인 연결 배관(132')과 상기 제 2 공급 메인 환수 연결 배관(142')의 분지 지점에는 제 2 공급 메인 환수 연결 삼중 밸브(141')가 설치된다. 그러면, 상기 제 2 공급 메인 환수 연결 삼중 밸브(141')의 작동에 따라, 상기 공급 배관(125)과 상기 환수 배관(120) 중 하나로부터 유리한 조건의 순환수를 선택하거나, 상기 공급 배관(125)과 상기 환수 배관(120) 중 하나 이상으로부터 유도된 순환수를 혼합하여, 상기 제 2 공급 메인 연결 배관(132')으로 유도된 다음 상기 제 2 메인 열교환기(150')를 경유하고 상기 제 2 메인 환수 연결 배관(131')으로 유동되던 순환수 중 적어도 일부가 상기 제 2 공급 메인 바이패스 배관(144')으로 유도되고, 상기 제 2 공급 메인 연결 배관(132')을 통해 상기 제 2 메인 열교환기(150')로 재유동되게 함으로써, 상기 제 2 메인 열교환기(150')로 유동되는 순환수의 열교환 열량 및 온도 조건을 최적화하고 상기 공급 배관(125) 또는 상기 환수 배관(120)으로부터 불필요한 순환수 유동을 일으키지 않음으로써, 타 지역 복수 개의 서로 독립된 수요처에서 열량 취득이 원활하게 이루어지도록 할 수 있다.
상기 제 2 메인 열교환기(150')로부터 제 2 메인 히트 연결 주 배관(134')이 연장되어, 상기 제 2 메인 히트 연결 주 배관(134')을 경유하는 물 등의 순환 매체가 상기 제 2 메인 열교환기(150')를 경유하면서 역시 상기 제 2 메인 열교환기(150')를 경유하는 순환수와 열교환된 다음 상기 제 2 메인 히트 연결 주 배관(134')을 통해 유동된다.
상기 제 2 메인 히트 연결 주 배관(134') 상에는 제 2 메인 히트 주 메인 펌프(186')가 설치되어, 상기 제 2 메인 히트 연결 주 배관(134')에서의 순환 매체의 유동이 발생되도록 한다.
상기 제 2 메인 히트 연결 주 배관(134')은 제 2 수요처향 원관(196')과 연결되고, 상기 제 2 수요처향 원관(196')은 제 2 수요처향 공급 배관(193'), 제 2 급탕 공급 배관(194') 및 제 2 축열 공급 배관(195')으로 분지되어, 각각 상기 제 2 수요처향 히트펌프(160'), 상기 제 2 급탕 히트펌프(161') 및 상기 제 2 축열 히트펌프(162')와 연결되고, 그에 따라 상기 제 2 메인 히트 연결 주 배관(134')을 통해 유동된 순환 매체가 상기 제 2 수요처향 공급 배관(193'), 상기 제 2 급탕 공급 배관(194') 및 상기 제 2 축열 공급 배관(195')을 통해 분지되어 유동된 다음 각각 상기 제 2 수요처향 히트펌프(160'), 상기 제 2 급탕 히트펌프(161') 및 상기 제 2 축열 히트펌프(162')에 공급된다.
상기 제 2 수요처향 히트펌프(160'), 상기 제 2 급탕 히트펌프(161') 및 상기 제 2 축열 히트펌프(162')에서는 제 2 수요처향 환수 배관(190'), 제 2 급탕 환수 배관(191') 및 제 2 축열 환수 배관(192')이 각각 연장되어, 상기 제 2 수요처향 히트펌프(160'), 상기 제 2 급탕 히트펌프(161') 및 상기 제 2 축열 히트펌프(162')를 경유하며 각각 열교환된 순환 매체가 상기 제 2 수요처향 환수 배관(190'), 상기 제 2 급탕 환수 배관(191') 및 상기 제 2 축열 환수 배관(192')을 통해 각각 유동된다.
상기 제 2 수요처향 환수 배관(190'), 상기 제 2 급탕 환수 배관(191') 및 상기 제 2 축열 환수 배관(192')은 제 2 히트 메인 연결 주 배관(133')에 합지되고, 상기 제 2 히트 메인 연결 주 배관(133')은 상기 제 2 메인 열교환기(150')에 연결되어, 상기 제 2 수요처향 환수 배관(190'), 상기 제 2 급탕 환수 배관(191') 및 상기 제 2 축열 환수 배관(192')을 통해 유동된 순환 매체가 상기 제 2 히트 메인 연결 주 배관(133')을 통해 유동된 다음 상기 제 2 메인 열교환기(150')를 경유하면서 역시 상기 제 2 메인 열교환기(150')를 경유하는 순환수와 열교환되면서 순환하게 된다.
상기 제 2 메인 히트 연결 주 배관(134')과 상기 제 2 히트 메인 연결 주 배관(133') 사이에는 제 2 메인 히트 바이패스 배관(185')이 연결되고, 상기 제 2 메인 히트 연결 주 배관(134')과 상기 제 2 메인 히트 바이패스 배관(185')의 분지 지점에는 제 2 메인 히트 바이패스 삼중 밸브(184')가 설치된다. 그러면, 상기 제 2 메인 히트 바이패스 삼중 밸브(184')의 작동에 따라, 상기 제 2 메인 히트 연결 주 배관(134')을 통해 상기 제 2 수요처향 히트펌프(160'), 상기 제 2 급탕 히트펌프(161') 및 상기 제 2 축열 히트펌프(162')를 경유하여, 상기 제 2 히트 메인 연결 주 배관(133')으로 유동되던 순환 매체 중 적어도 일부가 상기 제 2 메인 히트 바이패스 배관(185')으로 유도되고, 상기 제 2 메인 히트 연결 주 배관(134')을 통해 상기 제 2 수요처향 히트 펌프(160'), 상기 제 2 급탕 히트 펌프(161') 및 상기 제 2 축열 히트 펌프(162')로 재유동되게 함으로써, 상기 제 2 수요처향 히트펌프(160'), 상기 제 2 급탕 히트펌프(161') 및 상기 제 2 축열 히트펌프(162')로 유동되는 순환수의 열교환 열량 및 온도 조건을 미리 설정된 제어 조건으로 최적화하여 공급하고, 상기 제 2 메인 열교환기(150')로부터 불필요한 순환수 유동을 일으키지 않음으로써, 열량 소모를 최소화하고 상기 중앙제어부재(101)에서 간명한 운전 환경 예측 및 명령이 이루어지도록 할 수 있다.
상기 제 2 메인 히트 연결 주 배관(134')에서는 제 2 분산열원 열교환 공급 배관(183')이 분지되고, 상기 제 2 히트 메인 연결 주 배관(133')에는 제 2 분산열원 열교환 환수 배관(181')이 합지되고, 상기 제 2 메인 히트 연결 주 배관(134')과 상기 제 2 분산열원 열교환 공급 배관(183')의 분지 지점에는 제 2 분산열원 공급 삼중 밸브(182')가 설치되고, 상기 제 2 히트 메인 연결 주 배관(133')과 상기 제 2 분산열원 열교환 환수 배관(181')의 합지 지점에는 제 2 분산열원 환수 삼중 밸브(180')가 설치되고, 상기 제 2 분산열원 열교환 공급 배관(183')과 상기 제 2 분산열원 열교환 환수 배관(181')은 제 2 분산열원 열교환기(175')에 연결된다.
상기 제 2 분산열원 열교환기(175')에서는 제 2 분산열원향 배관(173')이 상기 제 2 분산열원교환부(170')까지 연장되고, 상기 제 2 분산열원교환부(170')에서는 제 2 분산열원발 배관(171')이 상기 제 2 분산열원 열교환기(175')까지 연장되고, 상기 제 2 분산열원향 배관(173') 또는 상기 제 2 분산열원발 배관(171')에는 제 2 분산열원 펌프(172')가 설치된다.
상기와 같이 구성되면, 상기 제 2 분산열원 공급 삼중 밸브(182')와 상기 제 2 분산열원 환수 삼중 밸브(180')가 열리고, 상기 제 2 분산열원 펌프(172')가 작동되면, 상기 제 2 분산열원교환부(170')에서 열교환된 물 등의 분산열원 전달 매체가 상기 제 2 분산열원발 배관(171')을 통해 유동된 다음 상기 제 2 분산열원 열교환기(175')에 열교환된 후 상기 제 2 분산열원향 배관(173')을 통해 상기 제 2 분산열원교환부(170')로 환원되면서 순환된다.
상기 제 2 히트 메인 연결 주 배관(133')을 통해 유동되던 순환 매체가 상기 제 2 분산열원 열교환 환수 배관(181')을 통해 유동된 다음 상기 제 2 분산열원 열교환기(175')에서 상기 분산열원 전달 매체와 열교환된 후 상기 제 2 분산열원 열교환 공급 배관(183')을 통해 유동된 다음 상기 제 2 메인 히트 연결 주 배관(134')을 통해 유동된 후 상기 제 2 히트펌프(160', 161', 162') 쪽으로 유동되고, 그에 따라 상기 제 2 분산열원교환부(170')의 열기가 상기 제 2 히트펌프(160', 161', 162') 쪽으로 공급될 수 있다.
한편, 상기 제 2 분산열원 공급 삼중 밸브(182')와 상기 제 2 분산열원 환수 삼중 밸브(180')의 개도율을 일정 비율로 조정하여 동작 시 상기 제 2 히트 메인 연결 주 배관(133')을 통해 유동되던 순환 매체가 상기 제 2 분산열원 환수 삼중 밸브(180')에서 일부는 상기 제 2 메인 열교환기(150')로, 나머지 일부는 상기 제 2 분산열원 열교환기(175')로 유동되어, 상기 제 2 메인 열교환기(150') 및 상기 제 2 분산열원 열교환기(175')와 각각 열교환 후, 상기 제 2 메인 히트 연결 주 배관(134')과 상기 제 2 분산열원 열교환 공급 배관(183')을 통해 각각 유동된 다음 상기 제 2 분산열원 공급 삼중 밸브(182')에서 만나 혼합되어 상기 제 2 히트펌프(160', 161', 162') 쪽으로 공급될 수 있고, 상기 제 2 히트펌프(160', 161', 162')를 가동하지 않는 경우 상기 제 2 분산열원 열교환기(175')를 통해 상기 제 2 분산열원교환부(170')의 열기가 상기 제 2 메인 열교환기(150')를 통해 상기 제 1 분산열원 히트펌프 축열유닛(130) 또는 상기 중앙열원부재(110) 쪽으로 공급될 수 있다.
상기 제 2 수요처향 히트펌프(160')와 상기 제 2 수요처(163') 사이에는 제 2 히트펌프 수요처 공급 배관(200') 및 제 2 히트펌프 수요처 환수 배관(201')이 연결되어, 상기 제 2 히트펌프 수요처 공급 배관(200') 및 상기 제 2 히트펌프 수요처 환수 배관(201')을 따라 물, 공기 등의 히트펌프 수요처 순환 매체가 상기 제 2 수요처향 히트펌프(160')와 상기 제 2 수요처(163') 사이를 순환하면서, 상기 제 2 수요처향 히트펌프(160')의 열기를 상기 제 2 수요처(163')로 전달하면서, 상기 제 2 수요처(163')에 냉난방을 제공한다.
상기 제 2 급탕 히트펌프(161')와 상기 제 2 급탕 탱크(164') 사이에는 제 2 히트펌프 급탕 공급 배관(203') 및 제 2 히트펌프 급탕 환수 배관(202')이 연결되어, 상기 제 2 히트펌프 급탕 공급 배관(203') 및 상기 제 2 히트펌프 급탕 환수 배관(202')을 따라 물 등의 히트펌프 급탕 순환 매체가 상기 제 2 급탕 히트펌프(161')와 상기 제 2 급탕 탱크(164') 사이를 순환하면서, 상기 제 2 급탕 히트펌프(161')의 열기를 상기 제 2 급탕 탱크(164')로 전달하면서, 상기 제 2 급탕 탱크(164')에 급탕이 저장될 수 있게 된다.
도면 번호 212'는 상기 제 2 히트펌프 급탕 공급 배관(203') 또는 상기 제 2 히트펌프 급탕 환수 배관(202')에 설치되는 제 2 히트펌프 급탕 펌프이다.
도면 번호 211'은 상기 제 2 히트펌프 급탕 공급 배관(203')과 상기 제 2 히트펌프 급탕 환수 배관(202')을 연결하는 제 2 히트펌프 급탕 바이패스 배관이고, 도면 번호 210'은 상기 제 2 히트펌프 급탕 환수 배관(202')과 상기 제 2 히트펌프 급탕 바이패스 배관(211')의 분지 지점에 설치되는 제 2 히트펌프 급탕 바이패스 삼방 밸브이다.
상기 제 2 히트펌프 급탕 바이패스 삼방 밸브(210')가 열리면, 상기 제 2 히트펌프 급탕 환수 배관(202')을 통해 상기 제 2 급탕 히트펌프(161')를 경유하고 상기 제 2 히트펌프 급탕 공급 배관(203')으로 유동되던 순환 매체 중의 적어도 일부가 상기 제 2 히트펌프 급탕 바이패스 배관(211')을 통해 유동된 다음 상기 제 2 히트펌프 급탕 환수 배관(202')을 통해 재유동되어 상기 제 2 급탕 히트펌프(161')를 경유하고 상기 제 2 히트펌프 급탕 공급 배관(203')을 통해 유동됨에 따라 순환 매체를 목표 온도까지 승온하여 상기 제 2 급탕 탱크(164')에 축적될 수 있게 된다.
도면 번호 213'은 상기 제 2 급탕 탱크(164')로부터 상기 제 2 수요처(163')로 급탕을 공급하는 제 2 급탕 공급 배관이고, 도면 번호 214'는 상기 제 2 급탕 공급 배관(213')을 통해 급탕 유동이 발생되도록 하는 제 2 급탕 공급 펌프이다.
실제 시공 예에서는, 급수 배관 및 환탕 배관 등이 더 시설될 수 있으나, 이는 통상의 시설 내용으로, 여기서는 생략한다.
상기 제 2 축열 히트펌프(162')와 상기 제 2 축열조(165') 사이에는 제 2 축열 공급 헤더(231')와 제 2 축열 환수 헤더(230')가 설치된다.
상기 제 2 축열 히트펌프(162')와 상기 제 2 축열 공급 헤더(231') 사이에는 제 2 축열 공급 헤더 배관(205')이 연결되고, 상기 제 2 축열 공급 헤더 배관(205') 상에는 제 2 축열 공급 헤더 개폐 밸브(223')가 설치되고, 상기 제 2 축열 환수 헤더(230')와 상기 제 2 축열 히트펌프(162') 사이에는 제 2 축열 환수 헤더 배관(204')이 연결되고, 상기 제 2 축열 공급 헤더 배관(205') 또는 상기 제 2 축열 환수 헤더 배관(204')에는 제 2 축열 공급 펌프(222')가 설치된다.
상기 제 2 축열 공급 헤더(231')와 상기 제 2 축열조(165') 사이에는 제 2 축열향 배관(234')이 연결되고, 상기 제 2 축열향 배관(234') 상에는 제 2 축열향 개폐 밸브(235')가 설치되고, 상기 제 2 축열 환수 헤더(230')와 상기 제 2 축열조(165') 사이에는 제 2 축열발 배관(232')이 연결되고, 상기 제 2 축열발 배관(232') 상에는 제 2 축열발 개폐 밸브(233')가 설치된다.
상기 제 2 축열 히트펌프(162')를 경유하며 열교환된 물 등의 축열 매체가 상기 제 2 축열 공급 헤더 배관(205'), 상기 제 2 축열 공급 헤더(231') 및 상기 제 2 축열향 배관(234')을 통해 유동된 다음 상기 제 2 축열조(165')를 경유하며 축열이 이루어지고, 상기 제 2 축열조(165')에서 토출된 상기 축열 매체는 상기 제 2 축열발 배관(232'), 상기 제 2 축열 환수 헤더(230') 및 상기 제 2 축열 환수 헤더 배관(204')을 통해 유동된 다음 상기 제 2 축열 히트펌프(162')로 환원된다.
도면 번호 221'은 상기 제 2 축열 공급 헤더 배관(205')과 상기 제 2 축열 환수 헤더 배관(204')을 연결하는 제 2 축열 바이패스 배관이고, 도면 번호 220'은 상기 제 2 축열 환수 헤더 배관(204')과 상기 제 2 축열 바이패스 배관(221')의 분지 지점에 설치되는 제 2 축열 바이패스 삼방 밸브이다.
상기 제 2 축열 바이패스 삼방 밸브(220')가 열리면, 상기 제 2 축열 환수 헤더 배관(204')을 통해 환수되던 상기 축열 매체 중의 적어도 일부가 상기 제 2 축열 바이패스 배관(221')을 통해 유동된 다음 상기 제 2 축열 공급 헤더 배관(205')을 통해 상기 제 2 축열조(165') 쪽으로 다시 순환되면서 잔열이 상기 제 2 축열조(165')에 축적될 수 있게 된다.
상기 제 2 축열 히트펌프(162')를 경유하고 상기 제 2 축열 공급 헤더 배관(205')을 통해 유동되던 상기 축열 매체 중의 적어도 일부가 상기 제 2 축열 바이패스 배관(221')을 통해 상기 제 2 축열 환수 헤더 배관(204') 상의 상기 제 2 축열 공급 펌프(222')에 흡입된 후 상기 제 2 축열 히트펌프(162')로 재경유하고 상기 제 2 축열 공급 헤더 배관(205')을 통해 재유동됨에 따라 상기 축열 매체를 목표 온도까지 생산하여 상기 제 2 축열조(165')에 축적될 수 있게 된다.
한편, 상기 제 2 축열 열교환기(155')와 상기 제 2 축열 공급 헤더(231') 사이에는 제 2 축열 열교환 공급 배관(138')이 연결되고, 상기 제 2 축열 열교환 공급 배관(138') 상에는 제 2 축열 열교환 공급 개폐 밸브(237')가 설치되고, 상기 제 2 축열 열교환기(155')와 상기 제 2 축열 환수 헤더(230') 사이에는 제 2 축열 열교환 환수 배관(137')이 연결되고, 상기 제 2 축열 열교환 환수 배관(137') 상에는 제 2 축열 열교환 환수 개폐 밸브(236')가 설치된다.
물 등의 축열 열교환 순환 매체가 상기 제 2 축열 열교환기(155')를 경유하며 열교환된 다음 상기 제 2 축열 열교환 공급 배관(138'), 상기 제 2 축열 공급 헤더(231') 및 상기 제 2 축열향 배관(234')을 통해 유동된 다음 상기 제 2 축열조(165')를 경유하며 축열이 이루어지고, 상기 제 2 축열조(165')에서 토출된 상기 축열 열교환 순환 매체는 상기 제 2 축열발 배관(232'), 상기 제 2 축열 환수 헤더(230') 및 상기 제 2 축열 열교환 환수 배관(137')을 통해 유동된 다음 상기 제 2 축열 열교환기(155')로 환원된다.
도면 번호 241'은 상기 제 2 축열 열교환 공급 배관(138') 상에 설치되는 제 2 축열 열교환 공급 바이패스 배관이고, 도면 번호 242'는 상기 제 2 축열 열교환 공급 바이패스 배관(241') 상에 설치되는 제 2 축열 열교환 공급 바이패스 펌프이고, 도면 번호 243'은 상기 제 2 축열 열교환 공급 바이패스 배관(241')을 개폐시키는 제 2 축열 열교환 공급 바이패스 개폐 밸브이고, 도면 번호 240'은 상기 제 2 축열 열교환 공급 배관(138') 중 상기 제 2 축열 열교환 공급 바이패스 배관(241')의 두 연결 지점 사이에 설치되는 제 2 축열 열교환 공급 중간 개폐 밸브이다.
상기 제 2 축열조(165')와 상기 제 2 수요처(163') 사이에는 제 2 축열 수요처 공급 배관(225') 및 제 2 축열 수요처 환수 배관(227')이 설치되고, 상기 제 2 축열 수요처 공급 배관(225') 또는 상기 제 2 축열 수요처 환수 배관(227')에는 제 2 축열 수요처 펌프(226')가 설치되어, 상기 제 2 축열 수요처 펌프(226')의 작동에 따라, 상기 제 2 축열조(165')에 축열된 열기가 상기 제 2 수요처(163')로 공급되어 상기 제 2 수요처(163')에 냉난방이 공급될 수 있게 된다.
실제 시공 예에서는, 상기 제 2 축열조(165')와 근접하여 연결된 상기 제 2 축열향 배관(234')과 상기 제 2 축열발 배관(232') 사이 및 상기 제 2 축열 수요처 공급 배관(225')과 상기 제 2 축열 수요처 환수 배관(227') 사이에는 냉난방 모드에 따라 상기 제 2 축열조(165')의 상부와 하부에 설치된 디퓨저를 선택하여 상기 축열 매체를 유동할 수 있도록 크로스 배관 등이 시설될 수 있으나, 이는 통상의 시공 방법으로 여기서는 생략한다.
상기 제 2 공급 메인 연결 배관(132')에서는 제 2 공급 메인 축열 연결 배관(136')이 분지되어 상기 제 2 축열 열교환기(155')와 연결되고, 상기 제 2 축열 열교환기(155')에서는 제 2 공급 메인 축열 환수 배관(135')이 연장되어 상기 제 2 메인 환수 연결 배관(131')에 합지된다. 상기 제 2 공급 메인 연결 배관(132')과 상기 제 2 공급 메인 축열 연결 배관(136')의 분지 지점에는 제 2 공급 메인 축열 삼중 밸브(145')가 설치되고, 상기 제 2 공급 메인 축열 환수 배관(135')과 상기 제 2 메인 환수 연결 배관(131')의 합지 지점에는 제 2 축열 공급 메인 삼중 밸브(146')가 설치된다. 그러면, 상기 제 2 공급 메인 축열 삼중 밸브(145')와 상기 제 2 축열 공급 메인 삼중 밸브(146')의 작동에 따라, 상기 제 2 공급 메인 연결 배관(132')을 통해 유동되던 순환수 중 적어도 일부가 상기 제 2 메인 열교환기(150')를 경유하지 아니하고 상기 제 2 공급 메인 축열 연결 배관(136')을 통해 상기 제 2 축열 열교환기(155')로 유동되어, 상기 제 2 축열 열교환기(155')를 경유하며 열교환된 다음 상기 제 2 공급 메인 축열 환수 배관(135') 및 상기 제 2 메인 환수 연결 배관(131')을 통해 유동되어 상기 환수 배관(120)으로 유동될 수 있다.
상기 제 2 축열감지수단(250')은 상기 제 2 축열조(165')의 온도와 저장량 중 적어도 하나를 감지할 수 있는 것으로, 온도 감지 센서가 그 예로 제시될 수 있다.
상기 중앙열원부재(110)는 상기 공급 배관(125) 및 상기 환수 배관(120)에 의해 상기 제 1 분산열원 히트펌프 축열유닛(130)과 상기 제 2 분산열원 히트펌프 축열유닛(130')에 연결되어, 상기 제 1 분산열원 히트펌프 축열유닛(130)과 상기 제 2 분산열원 히트펌프 축열유닛(130') 중 적어도 하나에 상기 제 1 수요처(163)와 상기 제 2 수요처(163') 중 적어도 하나의 냉난방을 위한 열기를 공급할 수 있는 것으로, 지중, 수, 공기, 미활용 잔여열 함유부, 태양광 냉각수 중 적어도 하나일 수 있다.
본 실시예에서는, 상기 제 1 수요처(163)와 상기 제 2 수요처(163')에 요구되는 냉난방 열량 요구량에 따라, 상기 제 1 히트펌프(160, 161, 162)와 상기 제 2 히트펌프 중 적어도 하나가 상기 중앙열원부재(110)로부터 열기를 공급받음은 물론 상기 제 1 분산열원교환부(170) 및 상기 제 2 분산열원교환부 중 적어도 하나의 열기도 선택적으로 공급받을 수 있다.
상기 중앙제어부재(101)는 상기 제 1 축열감지수단(250)과 상기 제 2 축열감지수단(250')에서 각각 감지된 감지값을 이용하여, 상기 중앙열원부재(110)로부터 상기 제 1 분산열원 히트펌프 축열유닛(130) 및 상기 제 2 분산열원 히트펌프 축열유닛(130')으로 전달되어야하는 열량을 제어할 수 있는 것이다.
실제 시공 예에서는, 상기 제 1 축열감지수단(250)과 상기 제 2 축열감지수단(250') 외에 상기 제 1 메인 열교환기(150)와 상기 제 1 축열 열교환기(155) 및 상기 제 2 메인 열교환기(150')와 상기 제 2 축열 열교환기(155')에서 감지된 유동 순환 매체의 온도 및 유량 등의 감지값을 이용하여 열량 제어 및 삼중 밸브류의 개도율 제어가 이루어질 수 있으나, 이는 통상의 제어 기술 내용으로 자세한 설명은 생략한다.
본 실시예에서는, 상기 중앙제어부재(101)는 상기 제 1 축열조(165) 및 상기 제 2 축열조(165')의 온도가 상기 제 1 수요처(163) 및 상기 제 2 수요처(163')의 요구온도 또는 저장 열량값에 부합시키는 것으로 판단된 경우, 상기 중앙열원부재(110)의 열기를 상기 제 1 축열조(165) 및 상기 제 2 축열조(165')로 공급한다.
반면, 상기 제 1 축열조(165) 및 상기 제 2 축열조(165')의 온도 중 적어도 하나가 상기 제 1 수요처(163) 및 상기 제 2 수요처(163')의 상기 요구온도 또는 상기 저장 열량값에 비해 상대적으로 낮은 것으로 판단된 경우, 상기 중앙열원부재(110)의 열기와 함께, 상기 제 1 분산열원교환부(170) 및 상기 제 2 분산열원교환부 중 상기 제 1 축열조(165) 및 상기 제 2 축열조(165') 중 상기 제 1 수요처(163) 및 상기 제 2 수요처(163')의 상기 요구온도 또는 상기 저장 열량값에 비해 상대적으로 낮은 것으로 판단된 것과 연결된 것의 열기를 상기 제 1 축열조(165) 및 상기 제 2 축열조(165') 중 상기 제 1 수요처(163) 및 상기 제 2 수요처(163')의 상기 요구온도 또는 상기 저장 열량값에 비해 상대적으로 낮은 것으로 공급한다.
또한, 상기 중앙제어부재(101)는 상기 제 1 축열조(165) 및 상기 제 2 축열조(165') 중 어느 하나의 열량이 미리 설정된 축열 열량값 또는 사용 열량값 이상이면서, 상기 중앙열원부재(110)의 열량이 미리 설정된 중앙 열량값보다 상대적으로 부족한 경우 및/또는 상기 제 1 축열조(165) 및 상기 제 2 축열조(165') 중 상기 미리 설정된 축열 열량값 또는 상기 사용 열량값 이상인 것이 아닌 것의 열량이 상기 미리 설정된 축열 열량값 또는 상기 사용 열량값보다 상대적으로 부족한 경우로 판단된 경우, 상기 제 1 분산열원교환부(170) 및 상기 제 2 분산열원교환부 중 상기 제 1 축열조(165) 및 상기 제 2 축열조(165') 중 상기 미리 설정된 축열 열량값 이상인 것과 연결된 것의 열량을 상기 제 1 축열조(165), 상기 제 2 축열조(165') 및 상기 중앙열원부재(110) 중 상기 미리 설정된 축열 열량값 또는 상기 사용 열량값보다 상대적으로 부족한 것으로 공급시켜준다.
이하에서는 도면을 참조하여 본 실시예에 따른 분산열원 히트펌프 축열유닛을 적용한 냉난방 시스템(100)의 작동에 대하여 설명한다. 이러한 설명을 수행함에 있어서, 상기 제 1 분산열원 히트펌프 축열유닛(130)을 중심으로 예시적으로 설명하고, 이는 다른 분산열원 히트펌프 축열유닛에도 동일하게 적용된다.
먼저, 상기 중앙열원부재(110)와의 열량 교환 방법에 대하여 설명한다.
상기 중앙열원부재(110)로부터 상기 공급 배관(125)을 통해 유동된 순환수가 상기 제 1 공급 메인 연결 배관(132)을 통해 상기 제 1 메인 열교환기(150)로 유동되면서 열교환된 다음 상기 제 1 메인 환수 연결 배관(131)을 통해 상기 환수 배관(120)으로 유동된다.
상기 제 1 메인 열교환기(150)를 역시 경유하는 순환 매체가 상기 제 1 메인 열교환기(150)에서 열교환된 다음 유동되어, 상기 제 1 수요처향 히트펌프(160)를 통한 상기 제 1 수요처(163)에 대한 직접적인 냉난방 공급, 상기 제 1 급탕 히트펌프(161) 및 상기 급탕 탱크를 통한 상기 제 1 수요처(163)에 대한 급탕 공급 및 상기 제 1 축열 히트펌프(162) 및 상기 제 1 축열조(165)를 통한 상기 제 1 수요처(163)에 대한 냉난방 공급 중 적어도 하나가 이루어질 수 있다.
이와 별도로, 상기 제 1 축열 열교환기(155) 및 상기 제 1 축열조(165)를 통한 상기 제 1 수요처(163)에 대한 냉난방 공급도 가능하다.
상기 제 1 메인 열교환기(150)를 통한 열교환과 상기 제 1 축열 열교환기(155)를 통한 열교환은 함께 또는 선택적으로 이루어질 수 있다.
한편, 상기 환수 배관(120)의 열기를 이용한 냉난방 및/또는 급탕 공급도 가능한데, 이 경우에는 상기 환수 배관(120)을 통해 상기 중앙열원부재(110)로 환수되던 순환수 중 일부가 상기 제 1 공급 메인 환수 연결 배관(142) 및 상기 제 1 공급 메인 연결 배관(132)을 통해 유동되어, 상기 제 1 메인 열교환기(150) 및/또는 상기 제 1 축열 열교환기(155) 쪽으로 유동되면서 열교환될 수 있게 된다.
상기와 같은 과정은 상기 중앙제어부재(101)에 의해 상기 제 1 축열조(165)의 온도가 상기 제 1 수요처(163)의 요구온도 또는 저장 열량값에 부합시키는 것으로 판단된 경우 수행될 수 있다.
이하에서는, 상기 제 1 분산열원교환부(170)와의 열량 교환 방법에 대하여 설명한다.
상기 중앙제어부재(101)에 의해 상기 제 1 축열조(165)의 온도 중 적어도 하나가 상기 제 1 수요처(163)의 상기 요구온도 또는 상기 저장 열량값에 비해 상대적으로 낮은 것으로 판단된 경우, 상기 중앙열원부재(110)의 열기와 함께, 또는 상기 중앙열원부재(110)의 열기를 이용하지 않고 상기 제 1 분산열원교환부(170)만의 열기를 상기 제 1 축열조(165)로 공급한다.
이 경우, 상기 제 1 분산열원교환부(170)의 열기가 상기 제 1 분산열원 열교환기(175)를 통해 상기 제 1 히트펌프(160, 161, 162) 쪽으로 전달되어, 상기 제 1 수요처(163)에 대한 냉난방 및또는 급탕을 위해 부족한 열량을 보완해줄 수 있게 된다.
이하에서는, 상기 제 1 분산열원 히트펌프 축열유닛(130)과 상기 제 2 분산열원 히트펌프 축열유닛(130') 간의 열량 보완에 대하여 설명한다.
상기 중앙제어부재(101)에 의해 상기 제 1 축열조(165) 및 상기 제 2 축열조(165') 중 어느 하나의 열량이 미리 설정된 축열 열량값 또는 사용 열량값 이상이면서, 상기 중앙열원부재(110)의 열량이 미리 설정된 중앙 열량값보다 상대적으로 부족한 경우 및/또는 상기 제 1 축열조(165) 및 상기 제 2 축열조(165') 중 상기 미리 설정된 축열 열량값 또는 상기 사용 열량값 이상인 것이 아닌 것의 열량이 상기 미리 설정된 축열 열량값 또는 상기 사용 열량값보다 상대적으로 부족한 경우(예를 들어, 상기 제 1 축열조(165)는 상기 미리 설정된 축열 열량값 이상인데, 상기 제 2 축열조(165')는 상기 미리 설정된 축열 열량값 미만인 경우)로 판단된 경우, 상기 제 1 분산열원교환부(170) 및 상기 제 2 분산열원교환부 중 상기 제 1 축열조(165) 및 상기 제 2 축열조(165') 중 상기 미리 설정된 축열 열량값 이상인 것과 연결된 것의 열량을 상기 제 1 축열조(165), 상기 제 2 축열조(165') 및 상기 중앙열원부재(110) 중 상기 미리 설정된 축열 열량값 또는 상기 사용 열량값보다 상대적으로 부족한 것으로 공급시켜준다.
예를 들어, 상기 제 1 축열조(165)는 상기 미리 설정된 축열 열량값 이상인데, 상기 제 2 축열조(165')는 상기 미리 설정된 축열 열량값 미만인 경우, 상기 제 1 축열조(165)의 열기가 상기 제 1 축열 열교환기(155)를 통해 열교환되고, 상기 제 1 축열 열교환기(155)에서 상기 제 1 축열조(165)의 열기를 전달받은 순환수가 상기 공급 배관(125) 또는 상기 환수 배관(120)을 통해 그 열기를 상기 제 2 축열 열교환기를 통해 상기 제 2 축열조(165')로 전달할 수 있게 된다.
상기와 같이, 상기 분산열원 히트펌프 축열유닛을 적용한 냉난방 시스템(100)이 상기 제 1 분산열원 히트펌프 축열유닛(130)과, 상기 제 2 분산열원 히트펌프 축열유닛(130')과, 상기 중앙열원부재(110)를 포함함에 따라, 서로 구획된 복수 지역에 위치하는 복수의 수요처(예를 들어, 서로 구획된 각 아파트 단지)에 대해 요구되는 열량이 개별적으로 달라지는 경우(각 아파트 단지가 순차적으로 구축되는 경우를 포함)에도 이에 대해 효율적으로 대처하여 냉난방을 제공해줄 수 있게 된다.
상기에서 본 발명은 특정한 실시예에 관하여 도시되고 설명되었지만, 당업계에서 통상의 지식을 가진 자라면 이하의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역을 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 알 수 있을 것이다. 그렇지만 이러한 수정 및 변형 구조들은 모두 본 발명의 권리범위 내에 포함되는 것임을 분명하게 밝혀두고자 한다.
본 발명의 일 측면에 따른 분산열원 히트펌프 축열유닛을 적용한 냉난방 시스템에 의하면, 서로 구획된 복수 지역에 위치하는 복수의 수요처에 대해 요구되는 열량이 개별적으로 달라지는 경우에도 이에 대해 효율적으로 대처하여 냉난방을 제공해줄 수 있으므로, 그 산업상 이용가능성이 높다고 하겠다.
100 : 분산열원 히트펌프 축열유닛을 적용한 냉난방 시스템
110 : 중앙열원부재
130 : 제 1 분산열원 히트펌프 축열유닛
130' : 제 2 분산열원 히트펌프 축열유닛

Claims (3)

  1. 제 1 수요처에 대해 냉난방을 제공할 수 있는 제 1 히트펌프와,
    상기 제 1 수요처가 위치된 지역의 지중(地中), 수(水), 공기, 미활용 잔여열 함유부 중 적어도 하나와 열교환될 수 있는 제 1 분산열원교환부를 포함하는 제 1 분산열원 히트펌프 축열유닛;
    제 2 수요처에 대해 냉난방을 제공할 수 있는 제 2 히트펌프와,
    상기 제 2 수요처가 위치된 지역의 지중, 수, 공기, 미활용 잔여열 함유부 중 적어도 하나와 열교환될 수 있는 제 2 분산열원교환부를 포함하고, 상기 제 1 분산열원 히트펌프 축열유닛과 분리된 지역에 배치되는 제 2 분산열원 히트펌프 축열유닛; 및
    상기 제 1 분산열원 히트펌프 축열유닛과 상기 제 2 분산열원 히트펌프 축열유닛에 연결되어, 상기 제 1 분산열원 히트펌프 축열유닛에 상기 제 1 수요처의 냉난방을 위한 열기를 공급할 수 있고, 상기 제 2 분산열원 히트펌프 축열유닛에 상기 제 2 수요처의 냉난방을 위한 열기를 공급할 수 있는 중앙열원부재;를 포함하는 분산열원 히트펌프 축열유닛을 적용한 냉난방 시스템으로서,
    상기 제 1 수요처와 상기 제 2 수요처에 요구되는 냉난방 열량 요구량에 따라, 상기 제 1 히트펌프와 상기 제 2 히트펌프 중 적어도 하나가 상기 중앙열원부재로부터 열기를 공급받음은 물론 상기 제 1 분산열원교환부 및 상기 제 2 분산열원교환부 중 적어도 하나의 열기도 선택적으로 공급받을 수 있고,
    상기 제 1 분산열원 히트펌프 축열유닛은
    상기 제 1 수요처와 열교환되기 위해 축열될 수 있는 제 1 축열조와,
    상기 제 1 축열조의 온도와 저장량 중 적어도 하나를 감지할 수 있는 제 1 축열감지수단을 포함하고,
    상기 제 2 분산열원 히트펌프 축열유닛은
    상기 제 2 수요처와 열교환되기 위해 축열될 수 있는 제 2 축열조와,
    상기 제 2 축열조의 온도와 저장량 중 적어도 하나를 감지할 수 있는 제 2 축열감지수단을 포함하고,
    상기 분산열원 히트펌프 축열유닛을 적용한 냉난방 시스템은
    상기 제 1 축열감지수단과 상기 제 2 축열감지수단에서 각각 감지된 감지값을 이용하여, 상기 중앙열원부재로부터 상기 제 1 분산열원 히트펌프 축열유닛 및 상기 제 2 분산열원 히트펌프 축열유닛으로 전달되어야하는 열량을 제어하는 중앙제어부재;를 포함하고,
    상기 중앙제어부재는
    상기 제 1 축열조 및 상기 제 2 축열조의 온도가 상기 제 1 수요처 및 상기 제 2 수요처의 요구온도 또는 상기 제 1 수요처 및 상기 제 2 수요처의 저장 열량값에 부합시키는 것으로 판단된 경우, 상기 중앙열원부재의 열기를 상기 제 1 축열조 및 상기 제 2 축열조로 공급하고,
    상기 제 1 축열조 및 상기 제 2 축열조의 온도 중 적어도 하나가 상기 제 1 수요처 및 상기 제 2 수요처의 상기 요구온도 또는 상기 제 1 수요처 및 상기 제 2 수요처의 상기 저장 열량값에 비해 상대적으로 낮은 것으로 판단된 경우, 상기 중앙열원부재의 열기와 함께, 상기 제 1 분산열원교환부 및 상기 제 2 분산열원교환부 중 상기 제 1 축열조 및 상기 제 2 축열조 중 상기 제 1 수요처 및 상기 제 2 수요처의 상기 요구온도 또는 상기 제 1 수요처 및 상기 제 2 수요처의 상기 저장 열량값에 비해 상대적으로 낮은 것으로 판단된 것과 연결된 것의 열기를 상기 제 1 축열조 및 상기 제 2 축열조 중 상기 제 1 수요처 및 상기 제 2 수요처의 상기 요구온도 또는 상기 제 1 수요처 및 상기 제 2 수요처의 상기 저장 열량값에 비해 상대적으로 낮은 것으로 공급하고,
    상기 중앙제어부재는
    상기 제 1 축열조 및 상기 제 2 축열조 중 어느 하나의 열량이 미리 설정된 축열 열량값 또는 사용 열량값 이상이면서, 상기 중앙열원부재의 열량이 미리 설정된 중앙 열량값보다 상대적으로 부족한 경우 및/또는 상기 제 1 축열조 및 상기 제 2 축열조 중 상기 미리 설정된 축열 열량값 또는 상기 사용 열량값 이상인 것이 아닌 것의 열량이 상기 미리 설정된 축열 열량값 또는 상기 사용 열량값보다 상대적으로 부족한 경우로 판단된 경우, 상기 제 1 분산열원교환부 및 상기 제 2 분산열원교환부 중 상기 제 1 축열조 및 상기 제 2 축열조 중 상기 미리 설정된 축열 열량값 이상인 것과 연결된 것의 열량을 상기 제 1 축열조, 상기 제 2 축열조 및 상기 중앙열원부재 중 상기 미리 설정된 축열 열량값 또는 상기 사용 열량값보다 상대적으로 부족한 것으로 공급시켜주는 것을 특징으로 하는 분산열원 히트펌프 축열유닛을 적용한 냉난방 시스템.
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