KR20100136003A - 수배관 동파방지 기능을 구비한 히트펌프 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 수배관 동파방지 기능을 구비한 히트펌프 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 냉난방용 물이 순환되는 수배관의 동파를 방지할 수 있음은 물론, 동파를 방지함에 있어서 복수개의 단계를 거쳐 확실한 동파 방지를 가능하게 하는 수배관 동파방지 기능을 구비한 히트펌프 시스템에 관한 것이다.

이를 위해, 본 발명에 따른 수배관 동파방지 기능을 구비한 히트펌프 시스템은, 외부 공기를 열원으로 하며, 냉매와 상기 외부 공기와의 열교환을 통해 냉난방 운전모드로 동작되는 히트펌프 장치와, 상기 외부 공기의 온도를 감지하는 외기 온도센서와, 상기 히트펌프 장치를 순환하는 냉매와 열교환하는 냉난방용 물의 온도를 감지하는 수온센서와, 상기 물이 흐르는 수배관의 동파 방지를 위해, 상기 수배관에 상기 물을 강제 순환시키는 동파방지 순환펌프 및 상기 외기 온도센서에서 감지한 외기 온도와 상기 수온센서에서 감지한 수온 데이터를 입력받아, 상기 외기 온도와 수온 중 어느 하나 이상이 설정 값 이하이면, 상기 동파방지 순환펌프를 구동시키는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

히트펌프, 냉난방, 공기, 수배관, 동파, 순환펌프, 보일러, 배관히터

Description

수배관 동파방지 기능을 구비한 히트펌프 시스템{Heat pump system having freezing protection apparatus for water pipe}

본 발명은 수배관 동파방지 기능을 구비한 히트펌프 시스템에 관한 것으로, 특히 냉난방용 물이 순환되는 수배관의 동파를 방지할 수 있음은 물론, 동파를 방지함에 있어서 복수개의 단계를 거쳐 확실한 동파 방지를 가능하게 하는 수배관 동파방지 기능을 구비한 히트펌프 시스템에 관한 것이다.

일반적으로 히트펌프 시스템(heat pump system)은 냉매의 발열 또는 응축열을 이용해 저온의 열원을 고온으로 전달하거나 고온의 열원을 저온으로 전달함으로써, 하나의 장치에서 냉난방을 모두 수행하는 장치를 일컫는 것으로, 최근에는 유가 상승 및 저탄소 녹색성장의 일환으로 화석연료 대신 공기를 열원으로 하고, 전기를 히트펌프 구동원으로 하는 공기열원 히트펌프 시스템이 많이 사용되고 있다.

한편, 공기열원 히트펌프 시스템은 실외의 대기중 공기를 열원으로 하기 때문에 냉매 대 공기 열교환기가 실외에 배치되어야 한다. 따라서, 이러한 공기열원 히트펌프 시스템은 냉매 대 물 열교환기가 냉매 대 공기 열교환기와 함께 실외에 일체로 배치된 일체형과, 냉매 대 물 열교환기가 실내에 따로 배치된 분리형으로 구분된다.

그러나, 상기 분리형은 냉매 대 물 열교환기를 건물 내부의 기계실 등에 별도로 설치하여야 하기 때문에 냉매관을 통해 실외에 배치된 냉매 대 공기 열교환기와 연결시 거리상의 제약이 크다.

이에, 거리상 제약이 적은 일체형이 주로 사용되고 있으나, 일체형은 물을 매체로 하는 냉매 대 물 열교환기가 실외에 배치되고, 히트펌프 시스템은 냉난방용으로 4계절 내내 사용되므로, 겨울철에는 내부에 물이 흐르는 수배관에서 동파가 발생된다는 문제점이 있었다.

그럼에도, 종래에는 수배관의 동파를 방지하기 위한 별도의 장치를 구비하지 않고, 단순히 물의 온도를 감지하여 사용자에게 경고를 발하는 수준에 그쳤기 때문에 수배관의 동파를 자동으로 방지할 수 없다는 문제점이 있었다.

본 발명은 전술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위해 제안된 것으로, 냉난방용 물이 순환되는 수배관의 동파를 방지할 수 있음은 물론, 동파를 방지함에 있어서 복수개의 단계를 거쳐 확실한 동파 방지를 가능하게 하는 수배관 동파방지 기능을 구비한 히트펌프 시스템을 제공하고자 한다.

이를 위해, 본 발명에 따른 수배관 동파방지 기능을 구비한 히트펌프 시스템은, 외부 공기를 열원으로 하며, 냉매와 상기 외부 공기와의 열교환을 통해 냉난방 운전모드로 동작되는 히트펌프 장치와; 상기 외부 공기의 온도를 감지하는 외기 온도센서와; 상기 히트펌프 장치를 순환하는 냉매와 열교환하는 냉난방용 물의 온도를 감지하는 수온센서와; 상기 물이 흐르는 수배관의 동파 방지를 위해, 상기 수배관에 상기 물을 강제 순환시키는 동파방지 순환펌프; 및 상기 외기 온도센서에서 감지한 외기 온도와 상기 수온센서에서 감지한 수온 데이터를 입력받아, 상기 외기 온도와 수온 중 어느 하나 이상이 설정 값 이하이면, 상기 동파방지 순환펌프를 구동시키는 제어부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

이때, 상기 수배관 내부를 순환하는 상기 물을 가열하는 동파방지 보일러를 더 포함하며, 상기 동파방지 보일러는 상기 제어부에 입력된 상기 외기의 온도와 수온 중 어느 하나 이상이 설정 값 이하이면 구동되는 것이 바람직하다.

또한, 상기 수배관에 설치되어 상기 수배관을 가열하는 배관히터를 더 포함하며, 상기 배관히터는 상기 제어부에 입력된 상기 외기의 온도와 수온 중 어느 하나 이상이 설정 값 이하이면 구동되는 것이 바람직하다.

또한, 상기 동파방지 순환펌프와, 동파방지 보일러 및 배관히터에 공급되는 전원을 감시하는 전원 감시부를 더 포함하며, 상기 전원 감시부에서 상기 전원이 공급되지 않는 것을 감지시, 상기 제어부는 경보 신호를 발하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 히트펌프 장치는, 입력된 냉매를 고온 고압으로 압축하는 압축기와; 냉방운전모드 또는 난방운전모드에 따라 상기 냉매의 순환 경로를 변경시키는 4방변 밸브와; 상기 냉매와 외부 공기를 서로 열교환시키는 냉매 대 공기 열교환기와; 상기 냉매와 냉난방용 물을 서로 열교환시키는 냉매 대 물 열교환기; 및 상기 냉매 대 물 열교환기로 물을 공급하는 입수관 및 상기 냉매 대 물 열교환기를 순환한 다음 출수된 물을 배출하는 출수관을 구비한 상기 수배관;을 포함하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 수온센서는, 상기 입수관에 구비된 입수온도센서 및 상기 출수관에 구비된 출수온도센서를 포함하는 것이 바람직하다.

이상과 같은 본 발명에 따른 수배관 동파방지 기능을 구비한 히트펌프 시스템은 냉난방용 물이 순환되는 수배관의 동파를 방지할 수 있게 한다. 또한, 동파를 방지함에 있어서 복수개의 단계를 거쳐 확실한 동파 방지를 가능하게 한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 수배관 동파방지 기능을 구비한 히트펌프 시스템에 대해 상세히 설명하도록 한다.

도 1은 본 발명에 따른 수배관 동파방지 기능을 구비한 히트펌프 시스템을 나타낸 개략 구성도이고, 도 2는 본 발명에 따른 수배관 동파방지 기능을 구비한 히트펌프 시스템의 냉방운전모드를 나타낸 도이고, 도 3은 본 발명에 따른 수배관 동파방지 기능을 구비한 히트펌프 시스템의 난방운전모드를 나타낸 도이며, 도 4는 본 발명에 따른 수배관 동파방지 기능을 구비한 히트펌프 시스템의 제어부를 나타낸 블록도이다.

먼저, 도 1에 도시된 바와 같이, 일반적으로 히트펌프 시스템은 지상 1층 등의 실외에 설치되며 냉매 대 공기 열교환기(도 2의 130 참조) 및 냉매 대 물 열교환기(도 2의 160 참조)를 구비한 히트펌프 장치(100)와, 건물 지하 기계실 등의 실내에 설치되며 객실(혹은, 룸) 등으로 냉난방용 물을 공급하는 분배기(220a, 220b)를 구비한 분배·관리장치(200)를 포함한다.

그리고, 히트펌프 장치(100)와 분배·관리장치(200)는 입수관 및 출수관을 통해 서로 연결되어 있어서, 히트펌프 장치(100)에서 냉각 또는 가열된 물은 출수관을 통해 분배·관리장치(200)로 공급되고, 객실 등에서 사용된 후 되돌아온 환수는 입수관을 통해 다시 히트펌프 장치(100)로 공급된다.

또한, 출수관에는 그 내부에 흐르는 물의 온도를 확인하여 사용자가 설정한 온도의 물을 제공할 수 있도록 온도제어용 센서(210)가 설치되어 있고, 출수관을 통해 공급된 물은 공급측 분배기(220a) 및 공급측 분배관(221a)을 통해 객실 등으로 제공된다.

또한, 환수측 분배관(221b) 및 환수측 분배기(220b)를 통해 객실 등으로부터 환수된 물은 입수관을 통해 다시 히트펌프 장치(100)로 공급되어 순환을 하며, 공급측 분배관(221a)과 환수측 분배관(221b) 사이에는 차압밸브(222)가 설치되어 있어서, 공급측 분배 관(221a)을 통해 공급된 물을 사용자가 사용하지 않는 경우에는 차압밸브(222)를 통해 환수측 분배관(221b)으로 바이패스(bypass) 되도록 한다.

한편, 다양한 타입의 히트펌프 시스템 중 이상과 같이 냉매 대 공기 열교환기(130)와 냉매 대 물 열교환기(160)가 실외에 일체로 설치됨과 동시에 실외의 공기를 열원으로 하는 일체형의 공기열원 히트펌프 시스템은 입수관 및 출수관을 포함한 수배관(water pipe)이 겨울철 등의 한파 시에 동파될 수 있다. 따라서, 본 발명은 상술한 분배·관리장치(200)는 물론 히트펌프 장치(100)에 동파방지를 위한 구성품들을 구비한다.

즉, 본 발명은 입수관 및 출수관으로 이루어진 수배관의 동파를 방지하도록, 분배·관리장치(200)에 수배관 내부로 물을 강제 순환시키는 동파방지 순환펌프(230)를 구비한다.

또한, 실외 공기의 온도를 측정하도록 히트펌프 장치(100)의 일측에는 외기 온도센서(AT) 설치되어 있고, 수배관을 따라 흐르는 물의 온도를 측정하도록 히트펌프 장치(100)의 내측에 위치한 수배관에는 수온센서(도 2의 190a, 190b 참조)가 설치되어 있다.

나아가, 히트펌프 장치(100)에 구비된 제어부(도 4의 180 참조)는, 외기 온도센서(AT)에서 감지한 외기 온도와 수온센서(190a, 190b)에서 감지한 수온 데이터를 입력받아서, 외기 온도와 수온 중 어느 하나 이상이 설정 값 이하인 것으로 판단되면 동파방지 순환펌프(230)를 구동시킨다.

따라서, 겨울철 등 한파 시에 외기 온도 또는 수온이 내려가 수배관이 동파될 우려가 있는 것으로 판단된 경우에는, 동파방지 순환펌프(230)를 구동시켜 수배관 내부를 따라 물이 강제로 순환되도록 함으로써, 물의 정체를 방지함은 물론 실내를 통과하며 온도가 올라간 물을 수배관 전체로 순환시켜 동파를 방지할 수 있게 한다.

또한, 본 발명은, 이상과 같은 동파방지 순환펌프(230)를 구동시켰음에도 불구하고 계속하여 수온이 내려가는 경우에도 수배관의 동파를 방지할 수 있도록, 분배·관리장치(200)에 설치되되, 내부에 동파방지 열교환기(240)를 구비한 동파방지 보일러(250)를 더 구비한다.

그리고, 동파방지 열교환기(240)의 일측 입출력단에는 출수관이 연결되도록 하고, 동파방지 열교환기(240)의 타측 입출력단에는 동파방지 보일러(250)의 버너(전기 보일러의 경우에는 전열기)에 의해 가열된 온수가 순환하는 순환관이 연결되 도록 한다.

따라서, 동파방지 열교환기(240) 내부의 일측 유로를 통해서는 출수관에서 공급되는 물이 흐르도록 하고, 동파방지 열교환기(240) 내부의 타측 유로를 통해서는 동파방지 보일러(250)에서 가열된 온수가 흐르도록 하여, 출수관의 물과 보일러의 온수 사이에 열교환이 이루어지도록 함으로써, 출수관의 물이 소정 온도 이상으로 높아져 수배관의 동파가 방지되도록 한다.

동파방지 보일러(250) 역시 상술한 바와 같이 제어부(180)에 의해 제어되며, 제어부(180)는 동파방지 순환펌프(230)를 구동시켰음에도 불구하고 외기 온도센서(AT) 및 수온센서(190a, 190b)를 통해 입력된 외기 온도와 수온이 낮은 것으로 판단되면 동파방지 보일러(250)를 구동시킨다.

단, 이러한 동파방지 보일러(250)는 주로 수배관의 동파를 방지할 목적으로 사용되지만, 그 외 외부 공기를 열원으로 하여 히트펌프 장치(100)를 구동시켜서는 충분한 난방이 어려운 경우 보조 난방장치로 사용될 수도 있음은 자명하다.

또한, 본 발명은 수배관에 설치되어 해당 수배관을 가열하는 배관히터(도 2의 190c 참조)를 더 포함하는데, 배관히터(190c)는 동파방지 순환펌프(230)와 동파방지 보일러(250)의 고장이나 오동작 발생 등의 최악의 상황이 발생한 경우에 작동되어 수배관을 가열하고, 그에 따라 해당 수배관 내부에 흐르는 물을 가열하여 동파를 방지한다.

이러한 배관히터(190c)에 대한 설명은 도 2 및 도 3을 통해 좀더 상세히 설 명하도록 한다.

나아가, 본 발명은 상술한 동파방지 순환펌프(230), 동파방지 보일러(250) 및 배관히터(190c)에 전원을 공급하는 전원공급계통에 이상이 발생하였는지를 감시하는 전원 감시부(도 4의 184 참조) 및 경보부(260)를 더 포함하고, 전원 감시부(184)의 출력단은 제어부(180)와 연결되어 있어서, 전원공급 이상 발생시에는 제어부(180)의 제어하에 경보부(260)가 경보를 발한다.

즉, 상기 동파방지 순환펌프(230), 동파방지 보일러(250) 및 배관히터(190c)는 모두 전력이 인가되고 있는 경우에만 정상적인 동작이 가능하므로, 전원 감시부(184)가 전원공급계통의 차단기(CB)를 감시한 결과 차단기(CB)의 트립(trip)시나 정전시에는 경보부(260)가 경보를 발하도록 하여, 신속한 보수를 통해 전원공급계통의 복구가 이루어지도록 하고 동파방지가 유지되도록 한다.

한편, 실외에 배치된 히트펌프 장치(100)는 도 2 및 도 3에 도시한 바와 같이, 냉매를 고온 고압으로 압축하는 압축기(110)(compressor)와, 냉난방운전모드에 따라 냉매의 흐름을 변경시키는 4방변 밸브(120)(4-way valve)와, 냉매관을 통해 유동하는 냉매와 열원인 외부 공기 사이의 열교환을 위한 냉매 대 공기 열교환기(130)와, 응축된 냉매를 저장하였다가 균등하게 공급하는 수액기(140)(receiver)와, 냉매의 팽창을 위한 팽창밸브(150)와, 냉매와 수배관을 통해 흐르는 물 사이의 열교환을 위한 냉매 대 물 열교환기(160) 및 가스 상태의 냉매만이 압축기(110)로 공급되도록 하는 어큐뮬레이터(170)(accumulator)를 포함하며, 이들은 냉매관에 의해 서로 연결되어 있어서, 냉매 싸이클을 형성한다.

따라서, 도 2와 같이 냉방운전모드에서는 압축기(110)에서 출력된 고온 고압의 냉매가 4방변 밸브(120)를 통해 냉매 대 공기 열교환기(130)(응축기로 동작)에 입력되어 외부 공기와 열교환을 한다. 그리고, 냉매 대 공기 열교환기(130)에서 출력된 냉매는 수액기(140) 및 팽창밸브(150)를 순차적으로 거쳐 냉매 대 물 열교환기(160)(증발기로 동작)로 입력되어 수배관에 흐르는 물과 열교환을 하고 그 물을 냉각시킨다. 그리고, 냉매 대 물 열교환기(160)에서 출력된 냉매는 4방변 밸브(120) 및 어큐뮬레이터(170)를 통해 다시 압축기(110)로 회수된다.

또한, 도 3과 같이 난방운전모드에서는 압축기(110)에서 출력된 고온 고압의 냉매가 냉매 대 물 열교환기(160)(응축기로 동작)로 입력되어 열교환을 통해 수배관에 흐르는 물을 가열한다. 그리고, 냉매 대 물 열교환기(160)에서 출력된 냉매는 수액기(140) 및 팽창밸브(150)를 순차적으로 거쳐 냉매 대 공기 열교환기(130)(증발기로 동작)에 입력되어 외부 공기와 열교환을 한다. 그리고, 냉매 대 공기 열교환기(130)에서 출력된 냉매는 4방변 밸브(120) 및 어큐뮬레이터(170)를 통해 다시 압축기(110)로 회수된다.

이때, 히트펌프 장치(100)에 있어서의 수배관은 입수관 및 출수관으로 이루어지고, 입수관을 통해 히트펌프 장치(100)로 공급된 물은 냉매 대 물 열교환기(160) 내부를 거쳐 다시 출수관측으로 배출되고, 출수관을 통해 배출된 냉난방용 물은 상술한 바와 같이 분배·관리장치(200)의 공급측 분배기(220a)를 통해 객실로 공급됨으로써 냉난방이 이루어질 수 있게 한다.

특히, 이상에서 설명한 수온센서(190a, 190b)는 입수관에 설치된 입수온도센서(190a) 및 출수관에 설치된 출수온도센서(190b)를 포함하며, 배관히터(190c)는 수배관 중 입수관에 설치되어 동파 방지를 위해 가열된 물이 입수관 및 출수관 모두 거쳐 순환하도록 한다. 물론, 필요에 따라서는 출수관에도 배관히터(190c)를 설치할 수도 있음은 자명하다.

한편, 이상에서 상세한 설명을 생략한 제어부(180)는 도 4에 도시된 바와 같이, 동파방지 순환펌프(230)의 제어신호를 발생하는 순환펌프 제어부(181)와, 동파방지 보일러(250)의 제어신호를 발생하는 보일러 제어부(182)와, 배관히터(190c)의 제어신호를 발생하는 배관히터 제어부(183)와, 전원 공급부(PW)에서 공급된 전원을 차단하는 차단기(CB)를 감시함으로써 동파방지 순환펌프(230), 동파방지 보일러(250) 및 배관히터(190c)에 전원이 공급되고 있는지를 알리는 전원 감시부(184)와, 원격의 관리자에게 경보신호를 송신하는 통신부(185)와, 경보신호를 발생하는 경보신호 발생부(186) 및 장치의 프로세싱을 담당하는 마이콤(187)(MICOM)을 포함한다.

그리고, 마이콤(187)은 외기 온도와 수온 정보를 입력받을 수 있도록, 유무선 통신선로를 통해 외기 온도센서(AT)와, 입수온도센서(190a) 및 출수온도센서(190b)의 출력단과 각각 연결되어 있다.

따라서, 제어부(180)의 제어하에 동파방지를 위한 동파방지 순환펌프(230) 와, 동파방지 보일러(250) 및 배관히터(190c)의 구동을 제어함은 물론, 전원공급계통에 이상 발생시에는 경보부(도 1의 260 참조)를 통해 경보를 발할 수 있게 한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 수배관 동파방지 기능을 구비한 히트펌프 시스템의 동작에 대해 설명하도록 한다.

도 5는 본 발명에 따른 수배관 동파방지 기능을 구비한 히트펌프 시스템의 동작 순서도이다.

먼저, 동파방지 기능의 수행이 시작되면 전원 감시부(184)는 동파방지 순환펌프(230)와, 동파방지 보일러(250) 및 배관히터(190c)에 공급되는 전원이 정상인지의 여부를 확인(S101)하고, 만약 전원이 정상적으로 공급되지 않는 것으로 판단되면 경보부(260)를 통해 경보(S101a)를 발하거나 통신부(185)를 통해 원격의 관리자에게 알린다.

반면, 전원공급이 정상적으로 이루어지고 있는 경우라면 외기 온도센서(AT) 및 수온센서(190a, 190b)를 통해 입력되는 외기 온도와 수온을 감시(S102)한다.

감시 결과, 외기 온도가 동파를 유발할 수 있는 제1설정값 이하가 아니고, 아울러 수배관에 흐르는 물의 온도 역시 동파를 유발할 수 있는 제2설정값 이하가 아니라면 계속하여 외기 온도와 수온을 감시한다.

그 다음, 겨울철 등 혹한기에 접어들어, 외기 온도가 동파를 유발할 수 있는 제1설정값 이하이거나, 또는 수배관에 흐르는 물의 온도가 장시간 방치시 동파를 유발할 수 있는 제2설정값 이하인지의 여부를 판단(S103)한다.

판단 결과, 외기 온도가 동파를 유발할 수 있는 제1설정값 이하이거나 또는 수배관에 흐르는 물의 온도가 동파를 유발할 수 있는 제2설정값 이하라면, 동파방지 순환펌프(230)를 동작(S107a)시켜 수배관 내부를 따라 물이 강제로 순환되도록 하고 그에 따라 동파를 방지한다.

계속하여, 외기 온도가 동파를 유발할 수 있는 상기 제1설정값 이하이고, 그와 동시에 수배관에 흐르는 물의 온도 역시 동파를 유발할 수 있는 상기 제2설정값 이하인지를 판단(S104)하여, 만약 그렇지 않다면 이상과 같은 동작을 반복하도록 한다.

반면, 외기 온도가 제1설정값 이하임과 동시에 수배관에 흐르는 물의 온도 역시 제2설정값 이하라면, 동파방지 순환펌프(230) 이외에 동파방지 보일러(250)를 더 구동(S107c)시켜 더욱 확고히 동파를 방지한다.

한편, 이상과 같이 제어부(180)가 동파방지 순환펌프(230) 및 동파방지 보일러(250)를 제어하여도, 외부의 온도가 더욱 낮아지거나 동파방지 순환펌프(230) 및 동파방지 보일러(250)에 고장 등이 발생하면 외기 온도나 수온이 계속하여 내려갈 수 있다.

따라서, 제어부(180)는 먼저 외기 온도가 제3설정값 이하인지를 판단(S105)하여, 외기 온도가 제3설정값 이하가 아니라면 이상과 같은 동작을 반복하도록 하고, 반대로 외기 온도가 제3설정값 이하라면 수배관에 흐르는 수온이 제4설정값 이하인지의 여부를 판단(S106)한다.

그 결과, 수온이 제4설정값 이하가 아니라면 일시적인 문제로 인지하고 이상과 같은 동작을 반복하며, 반대로 수온이 제4설정값 이라하면 배관히터(190c)를 구동(S107b)시킴으로써 동파을 방지한다.

이상, 본 발명의 특정 실시예에 대하여 설명하였다. 그러나, 본 발명의 사상 및 범위는 이러한 특정 실시예에 한정되는 것이 아니라, 본 발명의 요지를 변경하지 않는 범위 내에서 다양하게 수정 및 변형이 가능하다는 것을 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이해할 것이다.

따라서, 이상에서 기술한 실시예들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이므로, 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 하며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.

본 발명의 수배관 동파방지 기능을 구비한 히트펌프 시스템은 냉난방용 물이 순환되는 수배관의 동파를 방지할 수 있게 한다. 또한, 동파를 방지함에 있어서 복수개의 단계를 거쳐 확실한 동파 방지를 가능하게 한다. 따라서, 냉난방 기술분야의 발전을 앞당김은 물론, 사용자에게는 겨울철에도 항시 쾌적한 환경을 제공할 수 있게 한다.

도 1은 본 발명에 따른 수배관 동파방지 기능을 구비한 히트펌프 시스템을 나타낸 개략 구성도이다.

도 2는 본 발명에 따른 수배관 동파방지 기능을 구비한 히트펌프 시스템의 냉방운전모드를 나타낸 도이다.

도 3은 본 발명에 따른 수배관 동파방지 기능을 구비한 히트펌프 시스템의 난방운전모드를 나타낸 도이다.

도 4는 본 발명에 따른 수배관 동파방지 기능을 구비한 히트펌프 시스템의 제어부를 나타낸 블록도이다.

도 5는 본 발명에 따른 수배관 동파방지 기능을 구비한 히트펌프 시스템의 동작 순서도이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

100: 히트펌프 장치 190a: 입수온도센서

190b: 출수온도센서 190c: 배관히터

200: 분배·관리장치 230: 동파방지 순환펌프

240: 동파방지 열교환기 250: 동파방지 보일러

260: 경보부

Claims (6)

1. 외부 공기를 열원으로 하며, 냉매와 상기 외부 공기와의 열교환을 통해 냉난방 운전모드로 동작되는 히트펌프(heat pump) 장치와;

   상기 외부 공기의 온도를 감지하는 외기 온도센서와;

   상기 히트펌프 장치를 순환하는 냉매와 열교환하는 냉난방용 물의 온도를 감지하는 수온센서와;

   상기 물이 흐르는 수배관의 동파 방지를 위해, 상기 수배관에 상기 물을 강제 순환시키는 동파방지 순환펌프; 및

   상기 외기 온도센서에서 감지한 외기 온도와 상기 수온센서에서 감지한 수온 데이터를 입력받아, 상기 외기 온도와 수온 중 어느 하나 이상이 설정 값 이하이면, 상기 동파방지 순환펌프를 구동시키는 제어부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 수배관 동파방지 기능을 구비한 히트펌프 시스템.
2. 제1항에 있어서,

   상기 수배관 내부를 순환하는 상기 물을 가열하는 동파방지 보일러를 더 포함하며,

   상기 동파방지 보일러는 상기 제어부에 입력된 상기 외기의 온도와 수온 중 어느 하나 이상이 설정 값 이하이면 구동되는 것을 특징으로 하는 수배관 동파방지 기능을 구비한 히트펌프 시스템.
3. 제2항에 있어서,

   상기 수배관에 설치되어 상기 수배관을 가열하는 배관히터를 더 포함하며,

   상기 배관히터는 상기 제어부에 입력된 상기 외기의 온도와 수온 중 어느 하나 이상이 설정 값 이하이면 구동되는 것을 특징으로 하는 수배관 동파방지 기능을 구비한 히트펌프 시스템.
4. 제3항에 있어서,

   상기 동파방지 순환펌프와, 동파방지 보일러 및 배관히터에 공급되는 전원을 감시하는 전원 감시부를 더 포함하며,

   상기 전원 감시부에서 상기 전원이 공급되지 않는 것을 감지시, 상기 제어부는 경보 신호를 발하는 것을 특징으로 하는 수배관 동파방지 기능을 구비한 히트펌프 시스템.
5. 제1항 내지 제4항 중 어느 하나의 항에 있어서,

   상기 히트펌프 장치는,

   입력된 냉매를 고온 고압으로 압축하는 압축기와;

   냉방운전모드 또는 난방운전모드에 따라 상기 냉매의 순환 경로를 변경시키는 4방변 밸브와;

   상기 냉매와 외부 공기를 서로 열교환시키는 냉매 대 공기 열교환기와;

   상기 냉매와 냉난방용 물을 서로 열교환시키는 냉매 대 물 열교환기; 및

   상기 냉매 대 물 열교환기로 물을 공급하는 입수관 및 상기 냉매 대 물 열교환기를 순환한 다음 출수된 물을 배출하는 출수관을 구비한 상기 수배관;을 포함하는 것을 특징으로 하는 수배관 동파방지 기능을 구비한 히트펌프 시스템.
6. 제5항에 있어서,

   상기 수온센서는,

   상기 입수관에 구비된 입수온도센서 및 상기 출수관에 구비된 출수온도센서를 포함하는 것을 특징으로 하는 수배관 동파방지 기능을 구비한 히트펌프 시스템.

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