KR20050045805A - 히트 펌프 급탕 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명의 과제는 온수 고갈을 해소하고, 또한 목욕물 다시 데움 능력을 향상시키는 것이다.

제1 열교환기(15)를 거쳐서 급수를 가열하는 히트 펌프 회로(1)와, 급수원(40)과 제1 열교환기(15)의 급수구를 연통하는 급수관과, 제1 열교환기(15)의 온수 출구와 급탕구(53)를 연통하는 급탕관과, 급수관과 급탕관을 제2 열교환기(75)를 거쳐서 바이패스시켜 제1 열교환기(15)에서 가열된 온수를 펌프에 의해 제2 열교환기(75)로 유도하는 가열 회로와, 욕조(65)로부터 발출된 욕조물을 제2 열교환기(75)에서 가열하여 욕조(65) 내로 복귀시키는 다시 데움 회로와, 급탕관을 바이패스하여 제2 열교환기(75)로 유도되는 온수량을 조정하는 제1 유량 조정 밸브(85)와, 급탕관을 바이패스시키지 않고 급탕구(53)로 유도되는 온수량을 조정하는 제2 유량 조정 밸브(41)를 구비함으로써, 목욕물 다시 데움과 직접 급탕을 동시에 행할 수 있다.

Description

히트 펌프 급탕 장치 {HEAT PUMP HOT WATER SUPPLY DEVICE}

본 발명은, 목욕물 다시 데움 기능을 구비한 히트 펌프 급탕 장치에 관한 것이다.

일반적으로, 급탕 장치는 전력이 저렴한 야간에 가열 장치를 가동시키고, 온수를 저탕조에 가득 차게 하여 저장해 둠으로써, 낮에 사용하는 만큼을 조달하도록 하고 있다. 그러나, 이와 같은 급탕 장치에 따르면, 예를 들어 식은 욕조물을 가열하는 경우, 저탕조에의 일방적인 족탕 기능밖에 갖지 않으므로, 적절한 대응을 취할 수 없다.

그래서, 욕조물의 다시 데움 기능을 구비한 급탕 장치로서, 저탕조의 하부로부터 발출된 저온수를 히터 등의 가열기에서 가열하여 저탕조의 상부에 저장하는 한편, 가열기에서 가열한 온수의 유로를 목욕물용 가열기측으로 절환하여 목욕물용 가열기로 유입하는 목욕물을 열교환하여 가열하는 방법이 제안되어 있다(특허 문헌 1 참조).

이에 따르면, 저탕조의 온수가 갖는 열에너지를 목욕물 다시 데움의 열원으로서 이용하지 않으므로, 출탕과 다시 데움이 동시에 행해져도 출탕 온도가 변화되는 일이 없다.

[특허 문헌 1]

일본 특허 공개 평9-89369호 공보(제4 페이지, 도1)

그러나, 특허 문헌 1의 급탕 장치는 다시 데움시의 가열 능력에 대해서는 전혀 고려가 되어 있지 않다. 여기서, 가열기의 가열 능력에 대해 보면, 통상 전기 온수기의 경우, 예를 들어 2 내지 5 ㎾ 정도의 소용량 전기 히터가 이용되고, 특히 저탕식 급탕 장치에서는 급수를 가열하여 직접 급탕하기 위한 가열 능력을 구비하고 있지 않다.

그로 인해, 저탕할만큼의 가열 능력은 충분하지만, 예를 들어 식은 욕조물을 다시 데우는 데는 가열 능력이 부족하여, 그 만큼 끓어오르는 시간이 길어져 실용성이 낮게 되는 문제가 있다. 또한, 통상 다시 데우는 데는 전기 요금이 높은 시간대에 행해지므로, 전기료가 고액이 되어 야간에 저탕하는 비용 장점이 감소된다.

한편, 소정량의 온수를 저장해 두는 저탕식의 경우, 예를 들어 외기 온도가 낮은 겨울철에 온수의 사용량이 증가하면, 온수량 부족이 되어 일단 온수 고갈을 일으키면 다시 소정량의 온수를 끓여 올릴 때까지 많은 시간이 필요해진다. 그로 인해, 저탕조를 대용량화하는 것이 고려되지만, 급탕 장치 전체가 대형화되어 설치 공간의 증가가 필요해지는 동시에, 설치 바닥면의 강도가 필요해진다.

본 발명은 온수 고갈을 해소하고, 또한 목욕물 다시 데움 능력을 향상시키는 것을 과제로 한다.

상기 과제를 해결하기 위해, 본 발명의 급탕 장치는 제1 열교환기를 거쳐서 급수를 가열하는 히트 펌프 회로와, 급수원과 제1 열교환기의 급수구를 연통하는 급수관과, 제1 열교환기의 온수 출구와 급탕구를 연통하는 급탕관과, 급수관과 급탕관을 제2 열교환기를 거쳐서 바이패스시켜 제1 열교환기에서 가열된 온수를 펌프에 의해 제2 열교환기로 유도하는 가열 회로와, 욕조로부터 발출된 욕조물을 제2 열교환기에서 가열하여 욕조 내로 복귀시키는 다시 데움 회로와, 급탕관을 바이패스하여 제2 열교환기로 유도되는 온수량을 조정하는 제1 유량 조정 밸브와, 급탕관을 바이패스시키지 않고 급탕구로 유도되는 온수량을 조정하는 제2 유량 조정 밸브를 구비하는 것을 특징으로 한다.

상기 구성에 따르면, 히트 펌프 회로에서 가열된 제1 열교환기에 급수구로부터 급수된 물을 유도하여 열교환하고, 가열된 온수를 급탕구로부터 출탕시킴으로써 직접 급탕이 가능한 한편, 제1 열교환기에서 가열된 온수의 일부를 바이패스시켜 제2 열교환기로 유도하고, 식은 욕조물과 열교환함으로써 다시 데울 수 있다. 이 경우에 있어서, 급탕구로부터의 출탕량 및 다시 데움 능력은 각각 제1 유량 조정 밸브 및 제2 유량 조정 밸브의 개방도에 의해 조정할 수 있다.

또한, 히트 펌프의 가열 능력은 기동시로부터 안정화되기까지 소정의 시간을 필요로 하고, 안정된 후에도 가열 부하 등에 따라서 변화되므로, 히트 펌프 회로의 가열 능력에 따라서 제1 유량 조정 밸브와 제2 유량 조정 밸브의 개방도를 조정하도록 한다. 이에 의해, 히트 펌프 회로의 가열 능력이 변화되어도 출탕량 및 다시 데움 능력이 적절하게 조정되어 안정화를 도모할 수 있다. 또한, 히트 펌프 회로의 가열 능력은 제1 열교환기의 냉매 온도나 압축기의 회전수 등에 의해 검지할 수 있다.

또한, 다시 데움 중에는 제1 열교환기, 제1 유량 조정 밸브, 제2 열교환기를 차례로 접속한 가열 회로에 고온의 온수가 순환하고 있으므로, 다시 데움 중에 출탕이 행해지면 그 온수의 일부가 급탕관을 통해 출탕측으로 유입하고, 하류측에서 급수의 일부를 혼합해도 출탕 온도가 설정 온도를 초과할 우려가 있다.

그로 인해, 급탕관을 바이패스시키지 않고 급탕구로 유도되는 온수의 온수를 검지하고, 그 검출 온도를 기초로 하여 제2 유량 조정 밸브의 개방도 및 유량 조정 밸브의 하류에 공급하는 급수량을 조정하여 출탕 온도를 조정하는 온도 조정 수단을 구비하도록 한다. 이에 의해, 예를 들어 소정 온도 이상의 온수 온도가 검지되면, 제2 유량 조정 밸브의 개방도를 조여 급수량을 늘림으로써 원하는 온도를 지체없이 출탕시킬 수 있다.

이와 같은 급탕 장치에 있어서, 제1 유량 조정 밸브와 제2 유량 조정 밸브를 일체화시켜 유량 조정 가능한 3방 밸브로 하는 것이 바람직하다. 이에 의해, 재료 비용이나 용접 작업 비용 등의 설비 비용이 저감되어 기능을 유지하면서 저렴한 급탕 장치를 제공할 수 있다.

또한, 히트 펌프 회로의 냉매는 피가열 유체의 가열에 적합한 이산화탄소를 이용하는 것이 바람직하다. 이에 따르면, 제1 열교환기에 있어서 고온 냉매와 피가열 유체의 급수를 대향류에 의해 열교환할 때에 냉매 전열관의 냉매 입구로부터 냉매 출구까지의 사이와, 급수 전열관의 급수 입구로부터 급수 출구까지의 사이에서 이산화탄소 가스와 급수의 온도차가 각 부분에서 대략 균일해지므로, 가열 효율을 향상시킬 수 있다.

이 경우에 있어서, 히트 펌프 회로는 감압 밸브의 밸브 개방도와 압축기의 회전수를 제어하는 제어 수단을 구비하는 것이 바람직하다. 즉, 감압 밸브의 밸브 개방도를 조정하여 증발기의 과열도를 제어함으로써 고압측의 냉매 온도를 높일 수 있고, 압축기의 회전수를 조정함으로써 냉매 순환량을 조정하여 히트 펌프 회로의 가열 능력을 높일 수 있다. 이에 의해, 이산화탄소를 냉매로 하는 경우에 있어서의 가열 능력을 한층 향상시킬 수 있다.

이하, 본 발명의 실시 형태를 도면을 기초로 하여 설명한다. 도1은 본 발명을 적용하여 이루어지는 히트 펌프 급탕 장치의 구성도이다. 도면에 도시한 바와 같이, 히트 펌프 급탕 장치는 히트 펌프 냉매 회로(1)와, 급탕 회로(3)와, 운전 제어 수단(5)을 구비하여 구성된다. 히트 펌프 냉매 회로(1)는, 2개의 냉매 회로로 이루어지는 2사이클 방식이 채용되고, 압축기(7a), 가스 쿨러(9a), 감압 장치(11a), 증발기(13a)를 차례로 직렬 접속한 제1 폐쇄 회로와, 압축기(7b), 가스 쿨러(9b), 감압 장치(11b), 증발기(13b)를 차례로 직접 접속한 제2 폐쇄 회로로 이루어지고, 각 회로에는 냉매가 봉입되어 있다.

압축기(7a, 7b)는 용량 제어가 가능해, 다량의 급탕을 행하는 경우에는 큰 용량으로 운전된다. 여기서, 압축기(7a, 7b)는 PWM 제어, 전압 제어(예를 들어, PAM 제어) 및 이들의 조합 제어에 의해 저속(예를 들어, 1000회전/분)으로부터 고속(예를 들어, 8000회전/분)까지 회전수가 제어 가능하게 되어 있다. 물냉매 열교환기(15)는 냉매측 전열관과 급수측 전열관으로 이루어지고, 상기한 가스 쿨러(9a, 9b)는 각각 냉매측 전열관(9a, 9b)으로서 기능하고, 이 냉매측 전열관(9a, 9b)과 급수측 전열관(9c, 9d) 사이에서 열교환이 행해진다. 증발기(13a, 13b)는 공기와 냉매의 열교환을 행하는 공기-냉매 열교환기로 구성되어 있다.

서리 제거용 전자 밸브(17a, 17b)는 전자 코일과 전자 코일 통전 중에만 개방하는 개폐 밸브를 구비하여 구성되고, 압축기(7a, 7b)의 출구측과 증발기(13a, 13b)의 입구측을 바이패스하여 배치되고, 증발기(13a, 13b)가 서리 부착시에 개폐 밸브를 개방하여 압축기(7a, 7b)로부터 토출되는 고온 고압의 냉매 가스를 증발기(13a, 13b)로 유도하여 서리를 녹이도록 되어 있다.

급탕 회로(3)는 저탕 회로와, 직접 급탕 회로와, 탱크 급탕 회로와, 탱크 다시 데움 회로와, 목욕물 채움 회로와, 목욕물 다시 데움 회로와, 목욕물 다시 데움 가열 회로로 구성된다. 저탕 회로 및 탱크 다시 데움 회로는 저탕 탱크(21), 배관(25), 탱크 순환 펌프(23), 배관(27), 배관(29), 급수측 전열관(9c 및 9d), 배관(31), 배관(33), 탱크측 유량 조정 밸브(35), 배관(37)을 차례로 접속하여 이루어지는 폐쇄 회로로 구성되고, 배관(25, 37)은 저탕 탱크(21)의 바닥부와 정상부에 각각 접속되어 있다. 즉, 탱크 순환 펌프(23)에 의해 강제적으로 저탕 탱크(21)의 하부로부터 발출된 물은 물냉매 열교환기(15)로 유도되어 열교환되고, 가열된 온수가 저탕 탱크(21)의 상부에 저장되도록 되어 있다.

직접 급탕 회로는 급수구(40)가 감압 밸브(43)를 구비한 배관(47)을 거쳐서 바이패스 밸브(45)에 접속되고, 계속해서 배관(49), 급수 역지 밸브(51), 배관(29), 급수측 전열관(9c 및 9d), 배관(31), 배관(39), 유량 조정 밸브(41), 배관(47), 배관(52), 급탕구(53)가 차례로 직렬로 접속되어 구성된다. 이에 의해, 급수구(40)로부터 유입된 급수가 물냉매 열교환기(15)로 유도되어 열교환되고, 가열된 온수가 급탕구(53)로부터 출탕되도록 되어 있다. 또한, 급탕구(53)로부터의 출탕량은 유량 조정 밸브(41)의 개방도를 조정함으로써 조정 가능하게 되어 있다.

탱크 급탕 회로는 급수구(40)가 감압 밸브(43)를 구비한 배관(47)을 거쳐서 바이패스 밸브(45)에 접속되고, 계속해서 배관(49), 배관(54), 저탕 탱크(21), 배관(37), 탱크측 유량 조정 밸브(35), 배관(33), 배관(39), 유량 조정 밸브(41), 배관(47), 배관(52), 급탕구(53)가 차례로 직렬로 접속되어 구성된다. 즉, 저탕 탱크(21) 내에는 탕수가 가득하게 충만되어 있으므로, 소정의 수압을 갖는 급수가 바닥부로부터 탱크(21) 내로 도입되면 저탕 탱크(21) 내의 압력 상승에 수반하여 정상부로부터 온수가 배출되어 급탕구(53)로부터 출탕되도록 되어 있다.

목욕물 채움 회로는 급수구(40)가 감압 밸브(43)를 구비한 배관(47)을 거쳐서 바이패스 밸브(45)에 접속되고, 계속해서 배관(49), 급수 역지 밸브(51), 배관(29), 급수측 전열관(9c 및 9d), 배관(31), 배관(39), 유량 조정 밸브(41), 배관(47), 목욕물 주입 밸브(55), 배관(57), 목욕물 수량 센서(59), 배관(61), 목욕물 급탕 부재(63), 욕조(65)가 차례로 직렬로 접속되어 구성된다. 이에 의해, 급수구로부터 유입된 급수가 물냉매 열교환기(15)로 유도되어 열교환되고, 가열된 후에 욕조(65) 내에 출탕되도록 되어 있다. 또한, 목욕물 채움시에는 목욕물 채움 회로에 의한 직접 급탕과 함께 저탕 탱크(21)의 저탕량이 미리 설정된 최소 저탕량 미만이 되지 않는 범위에서 저탕 탱크(21)에 의한 급탕을 행할 수 있다.

목욕물 다시 데움 회로는 욕조(65)가 목욕물 출탕 부재(67)를 구비한 배관(69)을 거쳐서 목욕물 순환 펌프(71)에 접속되고, 계속해서 배관(73), 목욕물 전열관(77a), 배관(81), 배관(61), 목욕물 급탕 부재(63), 욕조(65)가 차례로 직렬로 접속되어 구성된다. 즉, 목욕물 다시 데움 회로는 목욕물 순환 펌프(71)에 의해 욕조(65)로부터 발출된 욕조물을 목욕물 열교환기(75)로 유도하여 가열한 후, 욕조(65) 내에 복귀시키도록 되어 있다. 또한, 목욕물 열교환기(75)는 물냉매 열교환기(15)에 의해 가열된 온수의 일부를 온수 전열관(77b)으로 유도하여 열교환에 의해 욕조물을 가열하도록 되어 있다.

목욕물 다시 데움 가열 회로는 탱크 순환 펌프(23), 배관(27), 배관(29), 급수측 전열관(9c 및 9d), 배관(31), 바이패스관(83), 유량 조정 밸브(85), 온수 전열관(77b), 배관(87)을 차례로 접속시켜 이루어지는 폐쇄 회로에 의해 구성된다. 즉, 물냉매 열교환기(15)에서 가열된 온수의 일부를 바이패스관(83)을 통해 목욕물 열교환기(75)로 유도하여 욕조물을 가열하도록 되어 있다. 여기서, 목욕물 열교환기(75)로 유도되는 온수의 온수량은 유량 조정 밸브(85)의 개방도를 조정함으로써 조정 가능하게 되어 있다.

운전 제어 수단(5)은, 예를 들어 급수 수량을 검지하는 급수 수량 센서(110), 급수 온도를 검지하는 서미스터(111), 물냉매 열교환기(15)의 출구 근방의 온수를 검지하는 서미스터(113), 출탕 온도를 검지하는 서미스터(115), 압축기(7a, 7b)의 토출 압력을 검지하는 압력 센서, 욕조(65) 내의 수위를 검출하는 수위 센서 등으로부터 제어 장치(104)로 검출 신호가 입력되고, 이들 신호 및 사용자의 의사(입력치)를 기초로 하여 각 기기를 제어하도록 되어 있다. 예를 들어, 싱크대 리모콘(101) 또는 욕조 리모콘(103)에 운전 조건이 입력되면, 이들 입력치를 기초로 하여 제어 장치(104)로부터 각 회로의 구성 기기에 동작 신호가 출력된다. 구체적으로는, 히트 펌프 냉매 회로(1)의 운전 정지, 압축기(7a, 7b)의 회전수 제어, 탱크 순환 펌프(23), 목욕물 순환 펌프(71) 등의 운전 제어 및 바이패스 밸브(45), 유량 조정 밸브(35, 41, 85), 온수 주입 전자 밸브(55) 등의 동작 제어, 저탕 운전, 급탕 운전, 목욕물 채움 운전, 목욕물 다시 데움 운전 등의 운전 절환 제어가 행해진다.

저탕 탱크(21)는 원통형으로 세로로 길게 형성된 소용량의 탱크로 구성되고, 종래의 저탕 방식에 있어서의 저탕 탱크에 비해 1/3 내지 1/5 정도의 소용량의 것이다. 이 저탕 탱크(21) 내에는 물과 온수가 밀도의 차에 의해 각각 하층과 상층으로 분리되어 저장되어 있다. 이에 의해, 직접 급탕 회로로부터 공급되는 온수의 출탕 온도가 낮은 경우, 저탕 탱크(21) 내의 고온의 온수를 공급하여 출탕 온도를 조정할 수 있다.

또한, 배관(81)과 배관(73)을 연통하는 배관(91)에는 목욕물 역지 밸브(93)가 설치되어 목욕물 급탕시에 목욕물 순환 펌프(71)에 출수가 공급되도록 되어 있다. 저탕 탱크(21)의 급수측의 배관(37)으로부터 분기된 배관(95)에는 릴리프 밸브(97)가 설치되어 저탕 탱크(21) 내의 수압이 소정 이상으로 상승한 경우에 작동하여 압력 보호를 행하도록 되어 있다. 바이패스 밸브(45)는 급수된 물을 배관(49)과 배관(50)으로 분배하는 기능을 구비하고, 예를 들어 배관(49)을 거쳐서 물냉매 열교환기(15)에 가열용 물을 공급하는 한편, 남은 물을 배관(50)을 거쳐서 가열된 물에 공급하여 출탕 온도를 조정하도록 되어 있다.

다음에, 본 실시 형태의 히트 펌프 급탕 장치의 기본 동작에 대해 도1 내지 도4를 이용하여 설명한다. 또한, 설치 직후의 운전 동작에 대해서는 설명을 생략한다. 도2는 본 실시 형태에 관한 히트 펌프 급탕 장치의 급탕시의 동작을 나타내는 흐름도이다. 스텝 S111에서 급탕구(53)의 수도꼭지가 개방되어 온수가 출탕하면, 스텝 S112와 S113으로 진행하여 직접 급탕 운전 및 탱크 급탕 운전이 동시에 개시된다. 즉, 직접 급탕 운전에서는 운전 제어 수단(5)에 의해 압축기(7a, 7b)를 기동시켜 히트 펌프 회로(1)의 운전을 개시시키는 동시에, 직접 급탕 회로에 물을 흐르게 하여 열교환에 의해 가열된 온수를 출탕하도록 한다. 또한, 탱크 급탕 운전에서는 탱크 급탕 회로에 물을 흐르게 하여 저탕 탱크(21) 내의 온수를 출탕하도록 한다.

여기서, 히트 펌프 냉매 회로(1)는 압축기(7a, 7b)에서 압축된 고온 냉매를 물냉매 열교환기(15)로 송입하여 시간 경과와 함께 급수 배관(9c, 9d)에 있어서의 물의 가열 능력이 증가되지만, 운전 개시시에는 냉매가 충분한 고온 고압에 이르지 않고, 또한 물냉매 열교환기(15) 전체가 식어 있으므로, 물을 가열하는 가열 능력이 충분하지 않다. 그래서, 운전 제어 수단(5)은 히트 펌프 냉매 회로(1)의 가열 능력이 안정되기까지의 소정 시간, 압축기(7a, 7b)의 회전수를 통상보다 고속 회전으로 제어하여 직접 급탕 운전의 개시 시간을, 예를 들어 약 2 내지 3분 정도로 단축하도록 한다.

그리고, 운전 개시 직후의 소정 시간은 탱크 급탕 운전을 행하지 않고, 스텝 S114에 있어서 운전 제어 수단(5)이 히트 펌프 냉매 회로(1)의 가열 능력이 안정되었는지 여부를 검지하여 탱크 급탕 운전의 계속 또는 정지를 판정한다. 여기서 운전 정지의 판정이 된 경우, 스텝 S115로 진행하여 탱크 급탕 운전이 정지되어 직접 급탕 운전으로만 절환된다. 히트 펌프 냉매 회로(1)의 가열 능력을 판정하는 방법으로서는, 스텝 S116에 나타낸 바와 같이, 예를 들어 물냉매 열교환기(15) 내의 급수측 전열관(9c, 9d)으로부터 유출되는 온수의 온도 또는 유량을 온도 검지 서미스터(113) 또는 유량 센서(110) 등에 의해 검지하고, 그 검출치가 소정치 이상인지 여부를 판정하여 소정 이상이면, 가열 능력이 안정된 것이라 판단하도록 한다.

이와 같이, 운전 개시시에는 저탕 탱크(21)로부터 과도적으로 급탕하고, 그 후에는 물냉매 열교환기(15)에서 가열된 온수를 직접 급탕하는 2계통의 급탕 방식을 채용함으로써 운전 개시시의 가열 지연이 해소되어 저탕 탱크(21)의 용량을 매우 작게 할 수 있다. 또한, 운전 제어 수단(5)은 저탕 탱크(21)의 온수 잔류량이 소정치 이하가 되었을 때에는 탱크 급탕 운전을 정지시카고 직접 급탕 운전으로만 운전하도록 되어 있다. 이 때, 히트 펌프 냉매 회로의 가열 능력은 약 25 내지 30 ㎾ 정도로, 2사이클 방식에 의해 실현된다. 히트 펌프에 의한 가열 방식에 따르면, 가열 능력이 25 내지 30 ㎾ 정도라도 필요해지는 소비 전력은 5 내지 6 ㎾ 정도로 끝나게 된다.

급탕이 종료되어 급탕구(53)의 수도꼭지가 폐쇄되면, 급탕 직후에 탱크 급탕 운전과 직접 급탕 운전이 행해지고 있는 경우에는 스텝 S115 및 스텝 S117에 의해 탱크 급탕 운전과 직접 급탕 운전의 양방이 정지되고, 탱크 급탕 운전이 정지되어 직접 급탕 운전뿐인 경우, 스텝 S117에서 직접 급탕 운전이 정지된다.

다음에, 운전 제어 수단(5)은 탱크 급탕 운전과 직접 급탕 운전을 정지시킨 후, 스텝 S118에 있어서 탱크 저탕 운전을 개시하고, 서미스터(112) 등에 의해 저탕 탱크(21)의 설정 온도 이상의 저탕량을 검지하여 스텝 S119에서 저탕량을 판정한다. 여기서, 저탕량이 설정량 이상인 경우 스텝 S120으로 진행하여 운전을 종료한다. 한편, 설정량 미만인 경우 히트 펌프 냉매 회로(1) 외에 탱크 순환 펌프(23)를 가동시켜 저탕량이 설정량 이상이 되도록 탱크 다시 데움 운전을 행한다. 또한, 급탕이 정지된 후라도 매우 단시간 사용으로 인해, 저탕 탱크(21) 내의 온수량이 미리 설정된 값과 거의 동등한 경우에는 저탕 완료 상태라 판정하여 탱크 다시 데움 운전을 행하지 않도록 한다.

이상 설명한 바와 같이, 운전 제어 수단(5)은 어떠한 운전에 있어서도 그 운전이 종료된 후, 설정량의 저탕량에 도달할 때까지 탱크 저탕 운전을 행하는 매회 저탕 운전의 기능을 구비하고 있다. 그로 인해, 저탕 탱크(21) 내에는 항상 설정 온도 및 설정량의 온수가 저탕되어 운전 개시시의 온수 온도 저하를 해소하는 동시에, 지나친 저탕에 의한 열손실이 저감된다. 또한, 필요 이상으로 고온의 온수를 저류시켜 둘 필요가 없으므로, 히트 펌프의 에너지 효율이 향상된다. 또한, 본 실시 형태에 따르면, 저탕 탱크(21)를 구비함으로써 히트 펌프 개시시에 있어서의 가열 능력의 지연을 보조하고 있지만, 이에 한정되는 것은 아니다.

다음에, 목욕물 자동 운전에 있어서의 온수 채움 동작에 대해 도3의 흐름도를 이용하여 설명한다. 또한, 도2와 같은 조작에 대해서는 설명을 간략화한다. 우선, 스텝 S121에서 목욕물 자동 버튼을 누르면 타이머(121)가 시간 측정을 개시한다. 계속해서 스텝 S123에서 세트 시간이 온 것을 판정하면, 스텝 S124와 S125로 진행하여 탱크 급탕 운전과 목욕물 급탕 운전이 동시에 행해진다. 목욕물 급탕 운전은 목욕물 채움 회로에 의해 가열된 온수가 욕조(65) 내에 직접 급탕된다. 즉, 히트 펌프 운전 개시 직후 2 내지 3분간은 목욕물 급탕 운전과 탱크 급탕 운전을 동시에 행하고, 그 동안 온도 검지 서미스터(115) 및 유량 센서(125)에 의해 급탕량 및 급탕 온도가 검지된다. 그리고, 스텝 S127에서 탱크 급탕 운전의 정지가 판정되어 스텝 S129에서 탱크 급탕 운전이 정지되면, 목욕물 급탕 운전만의 운전이 된다. 목욕물 급탕 운전 중에는 급탕 온도와 욕조(65) 내의 온수량이 연속적 또는 정기적으로 검지되어 운전 제어 수단(5)에 의해 이하의 제어가 행해진다.

우선, 히트 펌프 냉매 회로(1)는 스텝 S131에서 압축기(7a, 7b)의 회전수 및 급수 유량을 제어하고, 계속해서 스텝 S133에서 급탕 온도가 설정 온도의 범위 내인지 여부를 판정한다. 그리고, 설정 온도의 범위 내에 있는 경우에는 스텝 S135로 진행하고, 범위 밖인 경우에는 범위 내가 되도록 스텝 S131의 제어를 반복한다. 계속해서, 스텝 S135에서는 욕조(65) 내의 온수 온도 및 온수량을 각각 온도 검지 서미스터(127) 및 수위 센서(129)로 검지하고, 그 검출치를 기초로 하여 판정한다. 온수 온도 및 온수량이 설정량에 도달한 경우에는 스텝 S137로 진행하여 목욕물 급탕 운전이 정지되고, 설정량에 채워지지 않는 경우에는 급탕이 계속된다.

다음에, 목욕물 자동 운전에 있어서의 목욕물 다시 데움 동작을 도4의 흐름도를 이용하여 설명한다. 우선, 스텝 S141에서 목욕물 자동 버튼을 누르면 욕조(65) 내의 온수 온도 및 온수량을 온도 검지 서미스터(127) 및 수위 센서(129)로 검지하고, 계속해서 스텝 S143에서 검지된 온수 온도 및 온수량이 각각 설정치의 범위 내인지 여부를 판정한다. 그리고, 이들의 검출치가 설정치의 범위 내에 있는 경우에는 스텝 S153으로 진행하여 목욕물 다시 데움 운전을 생략하고, 범위 밖인 경우에는 스텝 S145로 진행하여 목욕물 다시 데움 운전을 개시한다.

목욕물 다시 데움 운전에서는 목욕물 다시 데움 회로를 순환하는 욕조물이 목욕물 다시 데움 가열 회로를 순환하는 고온의 온수와 열교환하여 가열되도록 되어 있다. 목욕물 다시 데움 운전 중에는 급탕 온도와 욕조 내 온수량이 연속적 또는 정기적으로 검지되고, 이들의 검출치를 기초로 하여 스텝 S147에 있어서 압축기(7a, 7b)의 회전수 및 급수 유량이 제어된다. 그리고, 도3과 마찬가지로 스텝 S149, S151에서 급탕 온도 및 욕조(65) 내의 온수 온도 및 온수량을 각각 판정하여 설정치의 범위 내이면 스텝 S153으로 진행하여 목욕물 다시 데움 운전을 정지한다.

이하, 본 발명에 관한 실시 형태를 상세하게 설명한다. 목욕물 다시 데움 가열 회로에서는 목욕물 열교환기(75)의 상류측의 바이패스관(83)에 유량 조정 밸브(85)를 부설하여 유량 조정 밸브(85)의 개방도를 조정함으로써, 물냉매 열교환기(15)에서 가열되어 목욕물 열교환기(75)로 유입하는 온수의 양을 조정하도록 되어 있다. 한편, 직접 급탕 회로에서는 급탕구(53)의 상류측의 배관(39)에 유량 조정 밸브(41)를 부설함으로써 물냉매 열교환기(15)에서 가열된 온수가 직접 급탕 회로로부터 출탕하는 양을 조정하도록 되어 있다. 또한, 목욕물 열교환기(75)로 유입하는 온수의 온수량 조정은 상기의 것 대신에 탱크 순환 펌프(27)의 회전수 등으로 조정하도록 해도 좋다.

다음에, 이러한 구성에 있어서, 목욕물 다시 데움 운전 중에 출탕 단말로부터 출탕 요구가 있던 경우에 있어서의 각 회로의 동작에 대해 표 1을 이용하여 설명한다. 또한, 목욕물 다시 데움을 행하기 위해, 욕조(65) 내에는 식은 욕조물이 남아 있는 것을 전제로 한다. 표 1은 목욕물 다시 데움시에 출탕 요구가 있던 경우의 상태 천이를 나타내고 있다.

스텝	사용자사용 상태	히트 펌프냉매 회로	급탕 회로(직접 출탕 회로, 목욕물 다시 데움 가열 회로, 저탕조 다시 데움 회로)	목욕물 다시 데움 회로(욕조물 순환 회로)
1	대기	정지	정지	정지
2	「목욕물 자동」온	운전 개시	운전 대기	운전 대기
3	(약 2분 후)	운전(기능 중)	운전 개시(목욕물 다시 데움 가열 회로:목욕물 열교환 온수 순환 개시)	운전 대기
4	(약 4분 후)	운전(기능 대)	운전(목욕물 다시 데움 가열 회로 :목욕물 열교환 온도 고)	운전 개시(욕조물 순환 개시)
	(약 10분 후)	운전(기능 대)	운전(목욕물 다시 데움 가열 회로 :목욕물 열교환 온도 고)	운전(욕조물 온도 중)
5	출탕	운전(기능 대)	직접 출탕 회로로부터 출탕 운전(목욕물 다시 데움 가열 회로 :목욕물 열교환 온수 순환량 교축)	운전(욕조물 온도 중)
6	(약 1분 후)	운전(기능 특대)	직접 출탕 회로로부터 출탕 운전(목욕물 다시 데움 가열 회로 :목욕물 열교환 온수 순환량 복귀)	운전(욕조물 온도 중)
7	출탕 정지	운전(기능 특대)	운전(목욕물 다시 데움 가열 회로 :목욕물 열교환 온도 고)	운전(욕조물 온도 중)
	(약 1분 후)	운전(기능 대)	운전(목욕물 다시 데움 가열 회로 :목욕물 열교환 온도 고)	운전(욕조물 온도 중)
	(약 5분 후)	운전(기능 대)	운전(목욕물 다시 데움 가열 회로 :목욕물 열교환 온도 고)	운전(욕조물 온도 적정 온도)
8	「목욕물 자동」완료	운전(기능 중)	운전(목욕물 다시 데움 가열 회로 :목욕물 열교환 온수 순환 정지)(저탕조 다시 데움 회로 :탱크 저온수 순환 개시)	일정 시간 후, 정지
	대기	운전(기능 중)	운전(저탕조 다시 데움 회로 :탱크 저온수 순환)	정지
	(약 1 내지 2분 후)	운전(기능 중)	운전(저탕조 다시 데움 회로 :탱크 저탕 온도 고 순환 정지)	정지
		정지	정지	정지

우선, 스텝 1의 사용자 대기 상태에 있어서는 히트 펌프 냉매 회로, 급탕 회로(직접 급탕, 목욕물 다시 데움 가열, 저탕 탱크 다시 데움), 목욕물 다시 데움 회로가 모두 정지되어 있다. 다음에, 스텝 2에 있어서, 사용자가 입욕을 희망하여 리모콘의「목욕물 자동」스위치를 누른 경우, 목욕물 다시 데움 운전이 개시되고, 히트 펌프 냉매 회로(1)가 운전을 개시한다. 약 2분 후, 스텝 3에 있어서 유량 조정 밸브(85)를 소정의 개방도로 개방하는 동시에, 순환 펌프(23)가 운전되고, 물냉매 열교환기(15)에서 가열된 온수가 목욕물 열교환기(75)의 온수 전열관(77b)으로 유입하여 목욕물 다시 데움 가열 회로에 순환물이 순환하게 된다. 또한, 이 시점에서는, 유량 조정 밸브(41)는 완전 폐쇄 상태가 되어 있다.

또한 약 4분 후, 스텝 4에 있어서 목욕물 열교환기(75)의 온도가 고온에 도달하면 목욕물 순환 펌프(71)가 운전을 개시하고, 목욕물 다시 데움 회로에 있어서 욕조(65) 내의 욕조물이 목욕물 열교환기(75)의 목욕물 전열관(77a)에서 가열되어 욕조(65)로 복귀되게 된다. 그 동안, 히트 펌프 냉매 회로(1)의 능력은 압축기(7a, 7b)의 회전수를 조정함으로써 적절하게 조정된다.

그 후, 스텝 5에 있어서 사용자가 출탕 단말의 수도꼭지를 비트는 것에 의해 출탕 요구가 행해지고, 계속해서 목욕물 다시 데움 운전이 행해지고 있으면, 급탕 회로(3)에서는 직접 출탕 운전과 목욕물 다시 데움 운전이 동시에 행해진다. 이 때, 유량 조정 밸브(41)가 개방되어 직접 급탕 운전에 의해 급탕구(53)로부터 출탕되는 온수의 온도 및 출탕량이 우선되도록 한다. 즉, 운전 제어 수단(5)은 유량 조정 밸브(85)의 개방도를 조여 목욕물 다시 데움 가열 회로를 순환하는 온수의 순환량을 감소시킴으로써, 온수의 일부를 직접 출탕 회로에 분배하도록 한다.

다음에, 스텝 6에 있어서, 약 1분 후, 운전 제어 수단(5)은 히트 펌프 냉매 회로(1)의 가열 능력을 더욱 올리고, 이에 수반하여 유량 조정 밸브(85)의 개방도를 개방하여 목욕물 다시 데움 가열 회로를 순환하는 온수의 양을 증대시켜 소정의 가열 능력을 유지할 수 있도록 한다. 계속해서, 스텝 7에 있어서, 급탕구(53)로부터의 출탕이 정지되어 욕조(65) 내의 수온이 소정의 온도로 가열되면, 스텝 8로 진행하여 일정 시간 경과의 후, 목욕물 다시 데움 운전이 정지된다.

상기한 구성 및 제어에 따르면, 목욕물 다시 데움 가열 회로에 있어서 욕조물을 가열하고 있는 동안에 직접 급탕 회로로부터 출탕을 행한 경우라도 유량 조정 밸브(41, 85)의 개방도를 조정함으로써, 목욕물 다시 데움을 중단하지 않고 필요한 가열 능력을 발휘할 수 있다. 또한, 상기 회로에 있어서 순환 펌프(23, 71)의 능력은 직접 출탕 회로와 목욕물 다시 데움 가열 회로의 온수 유량의 차이 및 압력 손실의 차이를 고려하여 결정되어 있다.

그런데, 히트 펌프 냉매 회로(1)는 일반적으로 가열 부하 등에 따라서 가열 능력이 시시각각 변화되고 있다. 예를 들어, 목욕물 다시 데움 운전의 단독시에 있어서의 히트 펌프 냉매 회로(1)의 가열 능력은 10 ㎾ 정도이지만, 급탕이 동시에 발생한 경우, 히트 펌프 냉매 회로(1)의 가열 능력은 20 내지 30 ㎾ 정도 필요해진다. 그리고, 운전 제어 수단(5)은 리모콘의 급탕 설정 온도와 급탕 온도 서미스터(115)에서 검지되는 실제의 출탕 온도와의 차 및 급수 수량 센서(110)에서 검지되는 출탕량으로부터 필요한 가열 능력을 계산하여 히트 펌프 냉매 회로(1)의 가열 능력을 필요 가열 능력까지 인상하도록 압축기(7a, 7b)의 회전수를 조정하고 있지만, 히트 펌프 냉매 회로(1)의 가열 능력은 갑자기 오르지 않는다.

그래서, 압축기(7a, 7b)의 회전수와, 리모콘의 급탕 설정 온도와 급탕 온도 서미스터(115)에 의해 검출되는 실제의 출탕 온도와의 차와, 급수 수량 센서(110)에 의해 검출되는 출탕량에 의해 결정되는 가열 능력에 따라서, 유량 조정 밸브(41, 85)의 개방도를 조정하도록 한다. 이 때, 목욕물 다시 데움보다도 요구되는 급탕에 대응해 가는 것이 중요하므로, 우선 유량 조정 밸브(41)의 개방도를 히트 펌프 냉매 회로(1)의 가열 능력의 증가에 따라서 서서히 개방해 가고, 가열 능력에 여유가 생긴 시점에서 유량 조정 밸브(85)의 개방도를 더욱 개방함으로써 급탕 회로의 출탕량과 목욕물 다시 데움 능력의 조정, 안정화를 도모할 수 있다.

다음에, 목욕물 다시 데움 운전 중에 직접 급탕이 행해지는 경우의 제어에 대해 설명한다. 도1에 있어서, 목욕물 다시 데움시에 목욕물 다시 데움 가열 회로를 순환하는 온수는 고온(예를 들어, 약 60 내지 80 ℃)으로 가열되어 있다. 그로 인해, 목욕물 다시 데움 운전 중에 직접 급탕이 행해지면, 그 온수의 일부가 배관(39)을 통해 직접 출탕 회로로 유입하고, 이 때 하류측의 바이패스 밸브(45)로부터 배관(50)을 거쳐서 물을 공급해도 리모콘의 급탕 설정 온도(예를 들어 최고 60 ℃, 통상은 35 내지 42 ℃ 정도)보다 높아질 우려가 있다.

그래서, 목욕물 다시 데움 가열 회로와 급탕구(53)를 연통하는 배관에 있어서의 유량 조정 밸브(41)의 상류측에 온수를 검지하는 서미스터(100)를 배치하고, 운전 제어 수단(5)은 서미스터(100)와, 출탕 온도를 검지하는 서미스터(115)와의 검출 온도차를 기초로 하여 유량 조정 밸브(41)의 개방도를 조여 유입하는 고온수의 유량을 제한하도록 한다. 그리고, 바이패스 밸브(45)의 개방도를 조정하여 공급되는 수량을 늘림으로써 원하는 온도의 온수를 지체없이 출탕할 수 있다.

또한, 저탕 탱크(21)의 다시 데움시에 저탕 탱크(21) 내에 저류되는 온수도 고온(예를 들어, 약 60 내지 90 ℃)이므로, 저탕 탱크(21)의 다시 데움시에 직접 출탕 회로로부터 출탕을 행하는 경우에도 상기와 같은 문제가 생길 우려가 있다. 이 경우에도 유량 조정 밸브(41)나 바이패스 밸브(45)의 개방도를 상기와 마찬가지로 제어함으로써, 원하는 온도의 온수를 지체없이 출탕할 수 있다.

다음에, 유량 조정 밸브(41)와 유량 조정 밸브(85)의 다른 실시 형태에 대해 설명한다. 도5는 도1의 유량 조정 밸브(41, 85)를 일체화시킨 유량 조정 3방 밸브(161)를 적용하여 이루어지는 히트 펌프 급탕 장치의 구성도를 도시한다. 또한, 도5에서는 도1의 각 센서를 생략하는 동시에, 도1과 공통되는 부분은 동일 부호를 붙여 설명을 생략한다.

유량 조정 3방 밸브(161)는 3개의 유통구(163, 165, 167)를 갖고, 유통구(163)는 배관(169)을 거쳐서 물냉매 열교환기(15)의 온수 출구측과 접속되고, 유통구(165)는 배관(83)을 거쳐서 목욕물 열교환기(75)의 온수 입구측과 접속되고, 유통구(167)는 배관(173)을 거쳐서 직접 급탕 회로의 급탕구(53)와 접속되어 있다. 여기서, 유량 조정 3방 밸브(161)는 운전 제어 수단(5)의 지령을 기초로 하여 유통구(165, 167)의 개방도를 조정함으로써, 유량 조정 밸브(41)와 유량 조정 밸브(85)의 동작을 일체적으로 행할 수 있다. 또한, 유량 조정 3방 밸브(161)는 주지의 3방 밸브가 적용되고, 스텝핑 모터 등을 동력원으로 하여 케이싱 내를 이동하는 밸브 부재의 이동량에 따라서 각 유통구의 개방도(폐색을 포함함)를 조정하여 유량비를 조정할 수 있도록 되어 있다.

또한, 본 실시 형태의 히트 펌프 냉매 회로(1)에 사용하는 냉매로서는 이산화탄소를 이용하는 것이 바람직하다. 냉매인 이산화탄소 가스는 압축기(7a, 7b)에 의해 압축되어 압력 및 온도가 이산화탄소의 임계 압력, 임계 온도 이상의 초임계 상태가 된다. 이 고온의 냉매와 피가열 유체의 물을 대향류에서 열교환시키는 경우, 물냉매 열교환기(15)의 냉매측 전열관(9a, 9b)의 냉매 입구로부터 냉매 출구까지의 사이와, 급수측 전열관(9c, 9d)의 급수 입구로부터 급수 출구까지의 사이에 있어서 가열 유체의 냉매와 피가열 유체의 물과의 온도차가 각 부분에서 거의 균일해져 가열 효율을 향상시킬 수 있다.

또한, 히트 펌프 냉매 회로(1)에 있어서, 감압 밸브(11a, 11b)를 조정함으로써, 고압측의 압력이 조정되고, 증발기(13a, 13b)의 과열도를 조정하여 증발기(13a, 13b)의 입구측과 출구측의 엔탈피차를 조정할 수 있다. 또한, 압축기(7a, 7b)의 회전수를 조정함으로써 냉매 순환량을 조정할 수 있다. 그로 인해, 운전 제어 수단(5)으로 이들을 조정 제어하여 히트 펌프 냉매 회로(1)의 고압측의 냉매 온도 및 냉매 순환량을 증가시킴으로써, 물냉매 열교환기(15)의 가열 능력이 증가되어 목욕물 다시 데움 능력 및 급탕 능력을 한층 향상시킬 수 있다.

이상 서술한 바와 같이, 본 실시 형태에 따르면 급탕 및 다시 데움시의 가열 수단으로서 본 발명의 히트 펌프를 이용함으로써 급수한 물을 직접 가열하여 출탕할 수 있다. 즉, 히트 펌프는 가열 능력이 크기 때문에, 장치를 대형화하는 일 없이 직접 급탕 및 다시 데움의 열량을 동시에 조달할 수 있어 온수 고갈을 일으키는 일이 없다. 또한, 히트 펌프는 가열 능력의 크기에 비해 소비 전력이 작기 때문에 경제적이다.

또한, 히트 펌프 냉매 회로(1)에서 가열된 온수가 유량 조정 밸브(41, 85) 또는 유량 조정 3방 밸브(161)에 의해 각 회로에 적량 분배되므로, 목욕물 다시 데움 중에 출탕을 행한 경우라도 목욕물 다시 데움이 계속되고, 그 결과, 다시 데움 시간이 단축되는 동시에 사용성을 향상시킬 수 있다. 그리고, 히트 펌프 냉매 회로(1)의 가열 능력에 따라서 각 회로에 분배하는 온수량의 비율을 조정하고 있으므로, 다시 데움 및 급탕 능력이 향상, 안정화되어 사용성을 향상시킬 수 있다.

또한, 목욕물 다시 데움 중에 출탕을 행하는 경우, 서미스터(100)와 서미스터(115)의 검출 온도차를 기초로 하여 유량 조정 밸브(41)의 개방도 및 공급수의 공급량을 조정하고 있으므로, 설정 온도 이상의 고온수의 출탕이 억제되어 출탕시의 안전성을 유지할 수 있다.

본 발명에 따르면, 온수 고갈을 해소하고, 또한 목욕물 다시 데움 능력을 향상시킬 수 있다.

도1은 본 실시 형태에 관한 히트 펌프 급탕 장치의 일예를 나타내는 구성도.

도2는 본 실시 형태에 관한 급탕 장치의 급탕시의 동작을 나타내는 흐름도.

도3은 본 실시 형태에 관한 급탕 장치의 목욕물 자동 운전에 있어서의 온수 채움 동작을 나타내는 흐름도.

도4는 본 실시 형태에 관한 급탕 장치의 목욕물 자동 운전에 있어서의 목욕물 다시 데움 동작을 나타내는 흐름도.

도5는 본 실시 형태에 관한 다른 히트 펌프 급탕 장치의 일예를 나타내는 구성도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

1 : 히트 펌프 냉매 회로

3 : 급탕 회로

5 : 운전 제어 수단

15 : 물냉매 열교환기

21 : 저탕 탱크

27 : 탱크 순환 펌프

40 : 급수구

41, 85 : 유량 조정 밸브

53 : 급탕구

65 : 욕조

75 : 목욕물 열교환기

161 : 유량 조정 3방 밸브

Claims (6)

1. 제1 열교환기를 거쳐서 급수를 가열하는 히트 펌프 회로와, 급수원과 상기 제1 열교환기의 급수구를 연통하는 급수관과, 상기 제1 열교환기의 온수 출구와 급탕구를 연통하는 급탕관과, 상기 급수관과 상기 급탕관을 제2 열교환기를 거쳐서 바이패스시켜 상기 제1 열교환기에서 가열된 온수를 펌프에 의해 상기 제2 열교환기로 유도하는 가열 회로와, 욕조로부터 발출된 욕조물을 상기 제2 열교환기에서 가열하여 상기 욕조 내로 복귀시키는 다시 데움 회로와, 상기 급탕관을 바이패스하여 상기 제2 열교환기로 유도되는 온수량을 조정하는 제1 유량 조정 밸브와, 상기 급탕관을 바이패스시키지 않고 급탕구로 유도되는 온수량을 조정하는 제2 유량 조정 밸브를 구비하여 이루어지는 히트 펌프 급탕 장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 제1 유량 조정 밸브와 상기 제2 유량 조정 밸브의 개방도는 상기 히트 펌프 회로의 가열 능력에 따라서 조정되는 것을 특징으로 하는 히트 펌프 급탕 장치.
3. 제1항에 있어서, 상기 급탕관을 바이패스시키지 않고 상기 급탕구로 유도되는 온수의 검출 온도를 기초로 하여 상기 제2 유량 조정 밸브의 개방도 및 상기 유량 조정 밸브의 하류에 공급하는 급수량을 조정하여 출탕 온도를 조정하는 온도 조정 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 히트 펌프 급탕 장치.
4. 제1항에 있어서, 상기 제1 유량 조정 밸브와 상기 제2 유량 조정 밸브를 일체화시켜 유량 조정 가능한 3방 밸브로 하는 것을 특징으로 하는 히트 펌프 급탕 장치.
5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 히트 펌프 회로에 이용하는 냉매가 이산화탄소인 것을 특징으로 하는 히트 펌프 급탕 장치.
6. 제5항에 있어서, 상기 히트 펌프 회로는 상기 제1 열교환기에서 열교환된 냉매를 감압하는 감압 밸브와 상기 제1 열교환기에 고압 냉매를 토출하는 압축기를 구비하고, 상기 감압 밸브의 밸브 개방도와 상기 압축기의 회전수를 제어하는 제어 수단을 구비하여 이루어지는 히트 펌프 급탕 장치.