KR20120136889A

KR20120136889A - 히트 펌프 보일러 및 히트 펌프 보일러 제어 방법

Info

Publication number: KR20120136889A
Application number: KR1020110056083A
Authority: KR
Inventors: 정동운; 조성욱; 송길홍; 김록희; 김성구
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2011-06-10
Filing date: 2011-06-10
Publication date: 2012-12-20
Also published as: EP2532983A2; US20120312042A1

Abstract

실외기 내에 냉매과 물이 열교환되는 실외기용 열교환기를 설치하여 실외기와 고온수 제조 유닛이 물 배관에 의해 직접 연결될 수 있도록 하고, 새로운 고온수 제조 유닛의 사이클 구성을 통하여 저온에서 중온 및 고온에 이르는 모든 온도 대역의 물을 높은 에너지 효율로 생성 가능하도록 하고, 고온수 제조 유닛 내부의 압축기로부터 손실되는 폐열을 이용하여 난방 운전 열에너지를 버퍼 탱크에 축열하였다가, 제상 시에 이를 사용하여 고온수 제조 유닛 외부로 냉수를 내보내지 않는 것이 가능한 히트 펌프 보일러 및 히트 펌프 보일러 제어 방법을 제공한다.
히트 펌프 보일러는 냉매와 물이 열교환되는 실외기용 열교환기가 설치되는 실외기; 상기 실외기와 연결되어 상기 실외기로 물을 공급하는 공급 수배관과, 상기 실외기와 연결되어 상기 실외기에서 생성된 저온 또는 중온의 온수 및 냉수를 외부로 환수하는 환수 수배관을 포함하는 수배관; 상기 수배관에 연결되고, 중온 또는 고온의 온수를 생성하기 위해 냉매와 물이 열교환되는 복수의 열교환기; 상기 복수의 열교환기에 연결되어 온수의 설정 온도에 따라 용량이 가변되는 압축기; 상기 수배관에 연결되어 물을 저장하는 버퍼 탱크; 상기 압축기 외부로 방열되는 폐열을 회수하기 위해 상기 압축기 외부에 설치되는 외권형 열교환기;를 포함하고, 상기 외권형 열교환기에 의해 회수한 폐열을 이용하여 상기 버퍼 탱크에 저장된 물의 온도를 상승시키고, 제상 운전 시 온도가 상승한 채로 상기 버퍼 탱크에 저장된 물을 상기 실외기의 상기 실외기용 열교환기에 공급하여, 상기 실외기 내부의 증발기를 제상하는 것을 특징으로 한다.

Description

히트 펌프 보일러 및 히트 펌프 보일러 제어 방법{HEAT PUMP BOILER AND HEAT PUMP BOILER CONTROL METHOD}

히트 펌프 보일러 및 히트 펌프 보일러 제어 방법을 개시한다.

최근 기존의 연소 보일러 대비 에너지 이용 효율이 우수한 전기식 고효율 히트 펌프를 이용한 보일러 제품의 연구 및 개발이 활발하게 이루어지고 있다.

단일 냉매를 이용한 1단 사이클 방식의 경우 대부분 R410A 나 R407C 냉매를 채용하고 있으며, 냉매 및 사이클 부품 특성상 각각 55도, 65도의 최대 토출수 온도 이내에서 사용된다.

단열 효율이 높은 주택의 경우는 상기와 같은 1단 사이클이 낼 수 있는 최대 토출수 온도로도 충분히 난방이 가능하지만, 대부분의 기존 주택은 단열 효율이 낮고 방열기의 효율이 낮은 라디에이터(또는 팬 코일 유닛) 방식을 채용하고 있으므로 수온이 낮은 경우 난방 효과가 크지 않다.

최대 80도 수준의 고온 난방수를 얻기 위하여 2단 Cascade 사이클을 이용한 제품이 출시되고 있다.

2단 Cascade 사이클의 경우 냉매로 저온부 사이클은 R410A가, 고온부 사이클은 R134a를 사용하는 것이 일반적이다.

2단 사이클을 이용하는 이유는 단일 냉매 및 압축기를 이용하여 낮은 외기 온도에 의한 증발기 저압으로부터 고온수 온도에 해당하는 응축기 고압으로 한 번에 압축할 경우 압축비가 과다하여 압축기가 보증하는 신뢰성 영역을 크게 벗어나게 되고, 압축기 체적 효율이 매우 나빠지게 되어 고효율의 시스템을 구성하기 어렵기 때문이다.

그러나, 2단 사이클의 경우 고온수 이외의 중온 또는 저온의 온수를 생성할 경우에도 2단 사이클을 모두 거쳐야 하므로 중온 이하의 영역에서 에너지 이용 효율을 높이는데 매우 불리하다.

이를 보완하기 위해 3개의 판형 열교환기(Plate Heat Exchanger)를 사용하게 되는데, 이 경우 3개의 판형 열교환기가 모두 고온수 제조 유닛에 설치되어 실외기와 고온수 제조 유닛이 냉매 배관에 의해 연결되므로 히트 펌프 보일러의 설치 시 냉매 배관 기술자와 물 배관 기술자, 전기 기술자가 모두 필요하게 되어 설치 비용 및 시간이 늘어나게 된다.

히트 펌프 보일러는 난방 위주의 제품이므로 낮은 외기 온도 조건에서 실외기 열교환기의 지속적인 외부 습도 노출에 따른 서리 착상을 피할 수 없다.

대부분의 히트 펌프는 열교환기 표면에 착상이 과다하게 되어 난방 성능이 매우 저하되기 이전에 냉매 사이클을 잠시 전환하여 실외기 열교환기를 응축기로 바꾸어 착상을 제거하는 제상 운전을 수행한다.

제상 운전은 기본적으로 냉방 운전이므로 실내 공기 또는 물로부터 열에너지를 빼앗아 실외기 열교환기에 전달하는 방식이다.

히트 펌프 보일러는 제상 운전이 진행되는 동안 반드시 실외 열교환기에 전달할 열에너지를 흡수하기 위하여 주택 내 배관에 포함된 난방수를 활용하게 된다.

따라서, 제상 운전 동안 난방 순환수의 온도가 다시 저하되고, 제상이 종료되면 난방 운전을 추가로 수행하여 온도를 반복하여 올리는 비효율을 피할 수 없다.

본 발명의 일 측면은 실외기 내에 냉매과 물이 열교환되는 실외기용 열교환기를 설치하여 실외기와 고온수 제조 유닛이 물 배관에 의해 직접 연결될 수 있도록 하는 히트 펌프 보일러 및 히트 펌프 보일러 제어 방법을 제공한다.

또한, 새로운 고온수 제조 유닛의 사이클 구성을 통하여 저온에서 중온 및 고온에 이르는 모든 온도 대역의 물을 높은 에너지 효율로 생성 가능하도록 하는 히트 펌프 보일러 및 히트 펌프 보일러 제어 방법을 제공한다.

또한, 고온수 제조 유닛 내부의 압축기로부터 손실되는 폐열을 이용하여 난방 운전 열에너지를 버퍼 탱크에 축열하였다가, 제상 시에 이를 사용하여 고온수 제조 유닛 외부로 냉수를 내보내지 않는 것이 가능한 히트 펌프 보일러 및 히트 펌프 보일러 제어 방법을 제공한다.

본 발명의 일실시예에 따른 히트 펌프 보일러는 냉매와 물이 열교환되는 실외기용 열교환기가 설치되는 실외기; 상기 실외기와 연결되어 상기 실외기로 물을 공급하는 공급 수배관과, 상기 실외기와 연결되어 상기 실외기에서 생성된 저온 또는 중온의 온수 및 냉수를 외부로 환수하는 환수 수배관을 포함하는 수배관; 상기 수배관에 연결되고, 중온 또는 고온의 온수를 생성하기 위해 냉매와 물이 열교환되는 복수의 열교환기; 상기 복수의 열교환기에 연결되어 온수의 설정 온도에 따라 용량이 가변되는 압축기; 상기 수배관에 연결되어 물을 저장하는 버퍼 탱크; 상기 압축기 외부로 방열되는 폐열을 회수하기 위해 상기 압축기 외부에 설치되는 외권형 열교환기;를 포함하고, 상기 외권형 열교환기에 의해 회수한 폐열을 이용하여 상기 버퍼 탱크에 저장된 물의 온도를 상승시키고, 제상 운전 시 온도가 상승한 채로 상기 버퍼 탱크에 저장된 물을 상기 실외기의 상기 실외기용 열교환기에 공급하여, 상기 실외기 내부의 증발기를 제상하는 것을 특징으로 한다.

상기 실외기에 설치되는 상기 실외기용 열교환기는 판형 열교환기로 구성되고, 상기 실외기용 열교환기에서 물과 열교환되는 냉매는 R410A가 사용될 수 있다.

상기 실외기에 상기 실외기용 열교환기가 설치되어 상기 실외기가 직접 상기 수배관에 연결되고, 상기 실외기의 단독 운전에 의해 저온 또는 중온의 온수 및 냉수가 직접 생성될 수 있다.

상기 복수의 열교환기는 판형 열교환기로 구성되고, 상기 복수의 열교환기에서 물과 열교환되는 냉매는 R134a가 사용될 수 있다.

상기 복수의 열교환기는 난방 운전 시 증발기로서의 역할을 수행하는 제1 열교환기와, 응축기로서의 역할을 수행하는 제2 열교환기를 포함할 수 있다.

상기 수배관에는 물의 순환방향을 선택적으로 전환할 수 있는 복수의 삼방 밸브가 설치될 수 있다.

상기 수배관의 상기 공급 수배관에는 두 개의 삼방 밸브가 설치되고, 상기 수배관의 상기 환수 수배관에는 세 개의 삼방 밸브가 설치될 수 있다.

상기 공급 수배관에 설치되는 상기 두 개의 삼방 밸브는 상기 실외기에 인접하게 설치되어 외부로부터 직접 상기 실외기로 물이 공급되도록 하거나 상기 버퍼 탱크로부터 상기 실외기로 물이 공급되도록 하는 제1 삼방 밸브와, 상기 제1 삼방 밸브의 반대편에 설치되어 외부로부터 직접 상기 실외기로 물이 공급되도록 하거나 외부로부터 상기 제2 열교환기로 물이 공급되도록 하는 제2 삼방 밸브를 포함할 수 있다.

상기 환수 수배관에 설치되는 상기 세 개의 삼방 밸브는 상기 실외기에 인접하게 설치되어 상기 실외기로부터 직접 외부로 물이 환수되도록 하거나 상기 실외기로부터 상기 제1 열교환기로 물이 공급되도록 하는 제3 삼방 밸브와, 상기 제3 삼방 밸브의 반대편에 설치되어 상기 실외기로부터 직접 외부로 물이 환수되도록 하거나 상기 제2 열교환기로부터 외부로 물이 환수되도록 하는 제4 삼방 밸브와, 상기 제3 삼방 밸브의 반대편에 설치되어 상기 실외기로부터 직접 외부로 물이 환수되도록 하거나 상기 제2 열교환기를 통과한 물이 난방용 또는 급탕용으로 사용될 수 있도록 물의 순환방향을 전환하는 제5 삼방 밸브를 포함할 수 있다.

외부에서 상기 실외기로 물이 공급되도록 하거나 상기 실외기에서 외부로 물이 환수되도록 물을 순환시키는 저온 펌프가 더 포함될 수 있다.

상기 저온 펌프는 상기 실외기에서 생성된 저온 또는 중온의 온수가 상기 제1 열교환기와 상기 버퍼 탱크를 거쳐 다시 상기 실외기로 순환되도록 물을 순환시킬 수 있다.

외부에서 공급된 물이 상기 제2 열교환기를 거쳐 다시 외부로 환수되도록 물을 순환시키는 고온 펌프가 더 포함될 수 있다.

물의 온도 변화에 따른 내부의 압력 상승이 방지되도록 하는 팽창 탱크를 더 포함할 수 있다.

상기 실외기로 공급되어 외부로 환수되는 물의 흐름을 감지하여 물의 흐름이 정지되면 상기 실외기에 설치되는 압축기를 정지시켜 상기 실외기의 이상 운전에 의한 상기 실외기용 열교환기의 동파 또는 과열을 방지하는 저온 플로우 스위치를 더 포함할 수 있다.

상기 고온 펌프에 의해 순환되는 물의 흐름을 감지하여 물의 흐름이 정지되면 전체 시스템이 정지되도록 하는 고온 플로우 스위치를 더 포함할 수 있다.

물이 상기 외권형 열교환기와 상기 버퍼 탱크 사이를 순환하도록 물을 순환시키는 제상 펌프를 더 포함할 수 있다.

상기 제상 펌프에 의해 순환하는 물을 선택적으로 차단하는 솔레노이드 밸브를 더 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 일실시예에 따른 저온 또는 중온의 온수를 얻기 위한 히트 펌프 보일러 제어 방법은 저온 펌프를 작동시켜 외부에서 공급 수배관을 통해 상기 히트 펌프 보일러 내부로 물이 공급되도록 하고; 상기 공급 수배관에 설치된 제1 삼방 밸브와 제2 삼방 밸브의 방향을 실외기 방향으로 전환하여 상기 히트 펌프 보일러 내부로 공급된 물이 상기 공급 수배관을 통해 상기 실외기로 직접 공급되도록 하고; 상기 실외기로 공급된 물이 상기 실외기에 설치된 실외기용 열교환기에 의해 냉매와 열교환되어 저온 또는 중온의 온수가 되도록 하고; 상기 저온 펌프에 의해 상기 실외기에서 생성된 저온 또는 중온의 온수가 외부로 직접 환수될 수 있도록 환수 수배관에 설치된 제3 삼방 밸브와 제4 삼방 밸브와 제5 삼방 밸브의 방향을 외부 방향으로 전환하여 상기 환수 수배관을 통해 저온 또는 중온의 온수가 외부로 환수되도록 하는 것을 특징으로 한다.

상기 저온 펌프에 의해 상기 실외기에서 상기 환수 수배관을 통해 외부로 환수되는 저온 또는 중온의 온수는 상기 제5 삼방 밸브의 방향 전환에 따라 난방을 위한 온수로 사용되거나 급탕용 온수로 사용될 수 있다.

상기 실외기로 공급되어 외부로 환수되는 물의 흐름을 감지하여 물의 흐름이 정지되면 저온 플로우 스위치가 작동되도록 하여 상기 실외기에 설치되는 압축기를 정지시켜 상기 실외기의 이상 운전에 의한 상기 실외기용 열교환기의 동파 또는 과열을 방지하도록 할 수 있다.

또한, 본 발명의 일실시예에 따른 중온 또는 고온의 온수를 얻기 위한 히트 펌프 보일러 제어 방법은 저온 펌프의 작동에 의해 실외기로 공급되어 생성된 저온 또는 중온의 온수가 상기 저온 펌프에 의해 상기 실외기에서 배출되도록 하고; 상기 실외기에서 배출되어 환수 수배관을 흐르는 저온 또는 중온의 온수가 제1 열교환기로 흐를 수 있도록 상기 환수 수배관에 설치된 제3 삼방 밸브의 방향을 상기 제1 열교환기 방향으로 전환하여 저온 또는 중온의 온수가 상기 제1 열교환기로 흐르도록 하여 저온 또는 중온의 온수가 상기 제1 열교환기에서 냉매와 열교환되도록 하고; 상기 제1 열교환기에서 열교환을 통해 저온 또는 중온의 온수로부터 열에너지를 흡수한 냉매가 압축기를 거쳐 고온의 냉매가 되어 제2 열교환기로 전달되도록 하고; 상기 제2 열교환기에서 상기 제2 열교환기로 전달된 냉매와 물이 열교환될 수 있도록 외부에서 상기 제2 열교환기로 물이 공급되도록 공급 수배관에 설치된 제2 삼방 밸브의 방향을 전환하여 물이 상기 제2 열교환기로 공급되도록 하고; 상기 제2 열교환기로 공급된 물은 상기 제2 열교환기에서 냉매와 열교환을 통해 온도가 상승하여 중온 또는 고온의 온수가 되어 외부로 환수되는 것을 특징으로 한다.

상기 제1 열교환기를 통과한 저온 또는 중온의 온수가 버퍼 탱크를 거쳐 상기 실외기로 돌아갈 수 있도록 상기 공급 수배관에 설치된 제1 삼방 밸브의 방향을 상기 실외기 방향으로 전환하여 저온 또는 중온의 온수가 상기 실외기로 돌아가도록 할 수 있다.

온수의 설정 온도에 따라 상기 제1 열교환기와 상기 제2 열교환기 사이에 설치되는 압축기의 용량이 가변되도록 하여 난방 효율을 향상시킬 수 있다.

상기 압축기에서 방열되는 폐열을 상기 압축기의 외부에 설치되는 외권형 열교환기에 의해 회수하고, 상기 외권형 열교환기에서 회수한 폐열을 이용하여 상기 버퍼 탱크에 저장된 물의 온도를 상승시킬 수 있다.

상기 외권형 열교환기에서 회수한 폐열에 의해 온도가 상승한 물이 상기 버퍼 탱크를 거쳐 계속 순환되도록 제상 펌프를 작동시키고, 상기 제상 펌프에 의해 순환하는 물을 솔레노이드 밸브에 의해 선택적으로 차단할 수 있다.

고온 펌프를 작동시켜 상기 제2 열교환기로 물을 공급하거나 상기 제2열교환기를 통과한 물을 외부로 환수시킬 수 있다.

상기 고온 펌프에 의해 상기 제2 열교환기에서 상기 환수 수배관을 통해 외부로 환수되는 중온 또는 고온의 온수가 난방용 온수 또는 급탕용 온수로 사용되도록 상기 환수 수배관에 설치된 제5 삼방 밸브의 방향을 전환할 수 있다.

상기 고온 펌프에 의해 순환되는 물의 흐름을 감지하여 물의 흐름이 정지되면 고온 플로우 스위치를 작동시켜 전체 시스템이 정지되도록 할 수 있다.

또한, 본 발명의 일실시예에 따른 실외기에 설치된 실외기용 열교환기로 고온의 온수를 공급하여 상기 실외기에 설치된 증발기를 제상하기 위한 히트 펌프 보일러 제어 방법은 공급 수배관 및 환수 수배관에 설치되는 복수의 삼방 밸브와 고온 펌프를 제어하여 외부로 물이 순환되는 것을 방지하고; 제상 펌프를 정지시키고, 솔레노이드 밸브를 잠가서 버퍼 탱크 내부에 저장된 고온의 온수가 상기 버퍼 탱크 외부로 흐르는 것이 방지되도록 하고; 저온 펌프를 가동시키고, 상기 공급 수배관에 설치된 제1 삼방 밸브를 제어하여 상기 버퍼 탱크에 저장된 고온의 온수가 상기 실외기의 상기 실외기용 열교환기로 흐르게 하여 상기 실외기에 설치된 상기 증발기를 제상하는 것을 특징으로 한다.

상기 실외기에 설치된 온도 센서를 이용하여 상기 버퍼 탱크에 저장된 온수의 온도를 감지하고, 상기 버퍼 탱크에 저장된 온수의 온도가 과도하게 저하되면 상기 버퍼 탱크에 저장된 온도가 저하된 물이 외부로 배출되도록 할 수 있다.

본 발명의 실시예들에 따르면, 실외기와 고온수 제조 유닛이 물 배관에 의해 직접 연결되어 냉매 배관 설치 비용을 절감할 수 있다.

또한, 새로운 고온수 제조 유닛의 사이클 구성을 통하여 저온에서 중온 및 고온에 이르는 모든 온도 대역의 물을 높은 에너지 효율로 생성할 수 있고, 제상 운전에 필수적으로 수반되는 냉수 생성, 난방 에너지 효율(COP, Coefficient of Performance) 저하 및 사용자 난방 체감 불량을 막을 수 있다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 실외기를 나타내는 개략도.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 고온수 제조 유닛을 나타내는 개략도.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 실외기와 고온수 제조 유닛이 연결된 히트 펌프 보일러를 나타내는 개략도.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 저온 또는 중온의 온수를 생성하기 위한 히트 펌프 보일러 제어 방법을 나타내는 개략도.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 중온 도는 고온의 온수를 생성하기 위한 히트 펌프 보일러 제어 방법을 나타내는 개략도.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 제상 운전 시 히트 펌프 보일러 제어 방법을 나타내는 개략도.

이하에서는 본 발명에 따른 실시예들을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하도록 한다.

도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 히트 펌프 보일러(1)는 실외기(10)와, 고온수 제조 유닛(100)을 포함한다.

실외기(10)는 압축기(11)와, 증발기(13)와, 팽창밸브(15)와, 응축기의 역할을 하는 실외기용 열교환기(17)를 포함한다.

실외기용 열교환기(17)는 냉매와 물이 열교환되는 판형 열교환기로 구성될 수 있고, 실외기용 열교환기(17)에는 냉매로 R410A가 사용될 수 있다.

물과 냉매가 열교환되는 실외기용 열교환기(17)가 실외기(10)에 직접 설치되기 때문에 실외기(10)와 고온수 제조 유닛(100)은 수배관(130)에 의해 직접 연결될 수 있다.

실외기(10)는 실외기용 열교환기(17)에 의해 실외기(10)로 공급되는 물과 냉매가 열교환되도록 하여 실외기(10)의 단독운전 만으로 저온 또는 중온의 온수를 생성할 수 있다.

고온수 제조 유닛(100)은 실외기(10)로 물을 공급하거나 환수하는 수배관(130)과, 수배관(130)과 연결되어 냉매와 물이 열교환되는 복수의 열교환기(110, 120)와, 복수의 열교환기(110, 120)와 연결되어 온수의 설정 온도에 따라 용량이 가변되는 압축기(150)와, 수배관(130)에 연결되어 물을 저장하는 버퍼 탱크(140)와, 압축기(150) 외부에 설치되는 외권형 열교환기(160)를 포함한다.

수배관(130)은 실외기(10)와 직접 연결되고, 실외기(10)에 설치되는 실외기용 열교환기(17)에 물을 공급하는 공급 수배관(131)과, 실외기용 열교환기(17)에서 냉매와 열교환되어 생성되는 저온 또는 중온의 온수를 다시 외부로 환수하는 환수 수배관(133)을 포함한다.

수배관(130)에는 물의 순환방향을 선택적으로 전환할 수 있는 복수의 삼방 밸브(131a, 131b, 133a, 133b, 133c)가 설치될 수 있다.

도면상에는 공급 수배관(131)에는 두 개의 삼방 밸브(131a, 131b)가 설치되고, 환수 수배관(133)에는 세 개의 삼방 밸브(133a, 133b, 133c)가 설치되는 것으로 도시하고 있지만, 필요에 따라 수배관에(130) 설치되는 삼방 밸브의 개수는 조절될 수 있다.

공급 수배관(131)에 설치되는 두 개의 삼방 밸브(131a, 131b)는 실외기(10)에 인접하게 설치되어 외부로부터 직접 상기 실외기(10)로 물이 공급되도록 하거나 버퍼 탱크(140)로부터 실외기(10)로 물이 공급되도록 물의 순환방향을 전환할 수 있는 제1 삼방 밸브(131a)와, 제1 삼방 밸브(131a)의 반대편에 설치되어 외부로부터 직접 실외기(10)로 물이 공급되도록 하거나 외부로부터 하기할 제2 열교환기(120)로 물이 공급되도록 물의 순환방향을 전환할 수 있는 제2 삼방 밸브(131a)를 포함한다.

환수 수배관(133)에 설치되는 세 개의 삼방 밸브(133a, 133b, 133c)는 실외기(10)에 인접하게 설치되어 실외기(10)로부터 직접 외부로 물이 환수되도록 하거나 실외기(10)로부터 하기할 제1 열교환기(110)로 물이 공급되도록 물의 순환방향을 전환할 수 있는 제3 삼방 밸브(133a)와, 제3 삼방 밸브(133a)의 반대편에 설치되어 실외기(10)로부터 직접 외부로 물이 환수되도록 하거나 하기할 제2 열교환기(120)로부터 외부로 물이 환수되도록 물의 순환방향을 전환할 수 있는 제4 삼방 밸브(133b)와, 제3 삼방 밸브(133a)의 반대편인 제4 삼방 밸브(133b) 쪽에 설치되되 제3 삼방 밸브(133a)와의 사이에 제4 삼방 밸브(133b)가 위치되도록 설치되어 실외기(10)로부터 직접 외부로 물이 환수되도록 하거나 하기할 제2 열교환기(120)를 통과한 물이 난방용 또는 급탕용으로 사용될 수 있도록 물의 순환방향을 전환할 수 있는 제5 삼방 밸브(133c)를 포함한다.

냉매와 물이 열교환되는 복수의 열교환기(110, 120)는 판형 열교환기로 구성될 수 있고, 복수의 열교환기(110, 120)에서 물과 열교환되는 냉매로는 R134a가 사용될 수 있다.

복수의 열교환기(110, 120)는 난방 운전 시 물과 냉매가 열교환되며 증발기로서의 역할을 수행하는 제1 열교환기(110)와, 냉매와 물이 열교환되며 응축기로서의 역할을 수행하는 제2 열교환기(120)를 포함한다.

제1 열교환기(110)와 제2 열교환기(120) 사이에는 도 3의 점선으로 도시된 바와 같이 압축기(150)와 전자팽창밸브(EEV)가 설치되어 냉매가 순환하는 하나의 사이클을 구성하고, 제1 열교환기(110)와 제2 열교환기(120) 내에서는 자체적으로 냉매와 물이 열교환하게 된다.

압축기(150)는 제1 열교환기(110)와 제2 열교환기(120) 사이에 설치되고, 온수의 설정 온도에 따라 용량이 가변되는 인버터 압축기가 사용될 수 있다.

압축기(150)는 온수의 설정 온도에 따라 용량이 가변됨으로써 히트 펌프 보일러(1)의 효율을 향상시킬 수 있다.

버퍼 탱크(140)는 수배관(130)에 연결된 제1 열교환기(110)에 연결되어 고온수 제조 유닛(100)을 순환하는 물이 내부에 저장되도록 한다.

버퍼 탱크(140)의 내부에 저장되는 물은 하기할 외권형 열교환기(160)에 의해 온도가 상승하여 고온을 유지한 채로 저장되고, 하기할 히트 펌프 보일러(1)의 제상 운전 시 실외기(10)에 설치된 증발기(13)를 제상하기 위해 사용된다.

외권형 열교환기(160)는 압축기(150) 외부에 설치되어 압축기(150)에서 외부로 방열되는 폐열을 회수하게 된다.

압축기(150)가 작동되면 압축기(150) 케이스 외부의 온도가 매우 높아지게 되어 주변 공기와의 열전달에 의해 열에너지가 방열되게 된다.

압축기(150)에서 방열되는 열에너지는 외권형 열교환기(160)에 의해 회수되고, 외권형 열교환기(160)는 회수한 폐열을 이용하여 하기할 제상 펌프(DP)에 의해 버퍼 탱크(140)와 외권형 열교환기(160) 사이를 순환하는 물의 온도를 상승시키고, 외권형 열교환기(160)에 의해 온도가 상승한 물이 버퍼 탱크(140)와 외권형 열교환기(160) 사이를 순환하면서 버퍼 탱크(140) 내부에 고온의 물이 저장되도록 한다.

고온수 제조 유닛(100) 내부에서의 물의 순환은 저온 펌프(LP)와, 고온 펌프(HP)와, 제상 펌프(DP)에 의해 이루어진다.

저온 펌프(LP)는 외부에서 실외기(10)로 물이 공급되도록 하거나 실외기(10)에서 외부로 물이 환수되도록 물을 순환시킨다.

또한, 저온 펌프(LP)는 제1 삼방 밸브(131a)와 제3 삼방 밸브(133a)의 방향전환에 의해 실외기(10)에서 생성된 저온 또는 중온의 온수가 실외기(10)에서 제1 열교환기(110)와 버퍼 탱크(140)를 거쳐 다시 실외기(10)로 돌아오도록 물을 순환시킨다.

고온 펌프(HP)는 외부에서 공급된 물이 제2 열교환기(120)를 거쳐 다시 외부로 환수되도록 물을 순환시키는 역할을 담당하게 된다.

제상 펌프(DP)는 압축기(150)에서 방열되는 열을 회수하는 외권형 열교환기(160)에 의해 온도가 상승한 물이 외권형 열교환기(160)와 버퍼 탱크(140) 사이에서 순환되도록 하는 역할을 담당하게 된다.

제상 펌프(DP)에 의해 외권형 열교환기(160)와 버퍼 탱크(140) 사이를 순환하는 물을 선택적으로 차단하기 위해 고온수 제조 유닛(100)에는 솔레노이드 밸브(V)가 설치될 수 있다.

고온수 제조 유닛(100)에는 고온수 제조 유닛(100) 내부를 순환하는 물의 온도 변화에 따른 압력 상승이 방지되도록 고온수 제조 유닛(100) 내부를 순환하는 물 중 일부를 저장할 수 있는 팽창 탱크(T)가 더 포함될 수 있다.

또한, 고온수 제조 유닛(100)에는 물의 흐름을 감지하는 저온 플로우 스위치(LS)와 고온 플로우 스위치(HS)가 설치된다.

저온 플로우 스위치(LS)는 실외기(10)에 인접하게 설치되어 실외기(10)로 공급되어 외부로 환수되는 물의 흐름을 감지하고, 물의 흐름이 정지되면 실외기(10)에 설치되는 압축기(11)를 정지시켜 실외기(10)의 이상 운전에 의한 실외기용 열교환기(17)의 동파 또는 과열을 방지하게 된다.

고온 플로우 스위치(HS)는 실외기(10)의 반대편에 인접하게 설치되어 고온 펌프(HP)에 의해 순환되는 물의 흐름을 감지하고, 물의 흐름이 정지되면 히트 펌프 보일러(1) 전체 시스템이 정지되도록 한다.

다음으로 도 4 내지 도 6을 참고로 하여 히트 펌프 보일러 제어 방법을 살펴보도록 한다.

도 4는 저온 또는 중온의 온수를 얻기 위한 히트 펌프 보일러 제어 방법을 개략적으로 나타낸 도면이다.

도 4에 도시된 바와 같이, 우선은 저온 펌프(LP)를 작동시켜 외부에서 히트 펌프 보일러(1) 내부로 물이 공급되도록 한다.

공급 수배관(131)을 통해 히트 펌프 보일러(1) 내부로 물이 공급되면 공급 수배관(131)에 설치된 제1 삼방 밸브(131a)와 제2 삼방 밸브(131b)의 방향을 실외기(10) 방향으로 전환하여 물이 외부에서 직접 실외기(10)로 공급될 수 있도록 한다.

실외기(10)로 공급된 물은 실외기(10)에 설치된 실외기용 열교환기(17)에 의해 냉매와 열교환하게 되고, 열교환에 의해 실외기(10)에 공급된 물은 저온 또는 중온의 온수가 된다.

실외기(10)에서 생성된 저온 또는 중온의 온수는 저온 펌프(LP)에 의해 실외기(10) 외부로 배출되고, 실외기(10) 외부로 배출된 저온 또는 중온의 온수는 외부로 직접 환수될 수 있도록 환수 수배관(133)에 설치된 제3 삼방 밸브(133a)와 제4 삼방 밸브(133b)와 제5 삼방 밸브(133c)는 외부 방향을 향하도록 방향이 전환되어 저온 또는 중온의 온수는 외부로 환수되게 된다.

이때, 외부로 환수되는 저온 또는 중온의 온수는 제5 삼방 밸브(133c)의 방향전환에 따라 난방용 온수 또는 급탕용 온수로 사용될 수 있다.

실외기(10)로 공급되어 외부로 환수되는 물의 흐름은 저온 플로우 스위치(LS)에 의해 감지되고, 물의 흐름이 정지되면 저온 플로우 스위치(LS)는 실외기(10)에 설치되는 압축기(11)를 정지시켜 실외기(10)의 이상 운전에 의한 실외기용 열교환기(17)의 동파 또는 과열을 방지하게 된다.

도 5는 중온 또는 고온의 온수를 얻기 위한 히트 펌프 보일러 제어 방법을 개략적으로 도시한 도면이다.

도 4 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 실외기(10)에서 저온 또는 중온의 온수가 생성되면 저온 또는 중온의 온수는 바로 외부로 환수되거나 중온 또는 고온의 온수를 생성하기 위해 사용된다.

실외기(10)에서 생성된 저온 또는 중온의 온수가 중온 또는 고온의 온수를 생성하기 위해 사용될 경우 도 5에 도시된 바와 같이, 실외기(10)에서 생성되어 배출되는 저온 또는 중온의 온수는 환수 수배관(133)을 통해 흐르게 된다.

환수 수배관(133)을 통해 흐르는 저온 또는 중온의 온수가 제1 열교환기(110)로 공급되도록 환수 수배관(133)에 설치된 제3 삼방 밸브(133a)의 방향을 제1 열교환기(110) 방향으로 전환하여 저온 또는 중온의 온수가 제1 열교환기(110)로 공급되도록 한다.

제1 열교환기(110)로 공급된 저온 또는 중온의 온수는 제1 열교환기(110)에서 냉매와 열교환되고, 열교환을 통해 저온 또는 중온의 온수로부터 열에너지를 흡수한 냉매는 도면상에 점선으로 표시된 바와 같이 압축기(150)를 거쳐 고온의 냉매가 되어 제2 열교환기(120)로 전달된다.

이때, 냉매가 제1 열교환기(110)로부터 압축기(150)를 거쳐 제2 열교환기(120)로 전달될 때, 압축기(150)에서 외부로 방열되는 폐열은 압축기(150)의 외부에 설치되는 외권형 열교환기(160)에 의해 회수되고, 외권형 열교환기(160)에 의해 회수된 폐열은 외권형 열교환기(160)를 통과하는 물의 온도를 상승시키게 된다.

외권형 열교환기(160)를 통과하며 온도가 상승된 물은 제상 펌프(DP)에 의해 외권형 열교환기(160)와 버퍼 탱크(140) 사이를 순환하며 버퍼 탱크(140)에 저장된 물의 온도를 상승시키게 된다.

제상 펌프(DP)에 의해 순환하는 물은 솔레노이드 밸브(V)에 의해 선택적으로 차단될 수 있다.

제2 열교환기(120)에서 제2 열교환기(120)로 전달된 냉매와 물이 열교환될 수 있도록 고온 펌프(HP)를 작동시켜 고온수 제조 유닛(100)에 물이 공급되도록 하고, 고온수 제조 유닛(100)에 공급된 물이 제2 열교환기(120)로 공급될 수 있도록 공급 수배관(131)에 설치된 제2 삼방 밸브(131b)의 방향을 제2 열교환기(120) 방향으로 전환한다.

제2 열교환기(120)로 공급된 물은 제2 열교환기(120)에서 냉매와 열교환을 통해 온도가 상승하게 되어 제2 열교환기(120)를 통과하는 물은 중온 또는 고온의 온수가 된다.

상기와 같이 생성된 중온 또는 고온의 온수는 고온 펌프(HP)에 의해 외부로 환수되고, 고온 펌프(HP)에 의해 외부로 환수되는 중온 또는 고온의 온수는 환수 수배관(133)에 설치된 제5 삼방 밸브(133c)의 방향에 따라 난방용 또는 급탕용 온수로 사용된다.

고온 펌프(HP)에 의해 순환되는 물의 흐름은 고온 플로우 스위치(HS)에 의해 감지되고, 물의 흐름이 정지되면 고온 플로우 스위치(HS)는 히트 펌프 보일러(1) 전체 시스템이 정지되도록 한다.

이때, 공급 수배관(131)에 설치된 제1 삼방 밸브(131a)의 방향이 실외기(10) 방향으로 전환되도록 하여 제1 열교환기(110)를 통과한 저온 또는 중온의 온수는 버퍼 탱크(140)를 거쳐 실외기(10)로 다시 돌아갈 수 있도록 한다.

도 6은 제상 운전을 위한 히트 펌프 보일러 제어 방법을 개략적으로 도시한 도면이다.

히트 펌프 보일러(1)의 제상 운전은 실외기(10)에 설치된 실외기용 열교환기(17)로 고온의 온수를 공급하여 실외기(10)에 설치된 증발기(13)를 제상하기 위한 운전이다.

도 6에 도시된 바와 같이, 우선은 공급 수배관(131) 및 환수 수배관(133)에 설치되는 복수의 삼방 밸브(131a, 131b, 133a, 133b, 133c)와 고온 펌프(HP)를 제어하여 히트 펌프 보일러(1) 외부로 물이 순환되는 것이 방지되도록 한다.

히트 펌프 보일러(1) 외부로의 물 순환이 방지되면 제상 펌프(DP)를 정지시키고 솔레노이드 밸브(V)를 잠가서 히트 펌프 보일러(1)의 중온 또는 고온의 온수 생성 시 버퍼 탱크(140) 내부에 저장된 고온의 온수가 버퍼 탱크(140) 외부로 흐르지 못하도록 한다.

다음으로 저온 펌프(LP)를 가동시키고 공급 수배관(131)에 설치된 제1 삼방 밸브(131a)를 제어하여 버퍼 탱크(140)에 저장된 고온의 온수가 실외기(10)에 설치된 실외기용 열교환기(17)로 흐르도록 한다.

실외기용 열교환기(17)로 공급된 고온의 온수는 냉매와의 열교환을 통해 냉매에 열에너지를 전달하고 열에너지를 전달받은 냉매는 실외기(10)에 설치된 증발기(13)로 이동하여 증발기(13)를 제상하게 된다.

이때, 상기와 같은 제상 운전이 지속되면 버퍼 탱크(140)에 저장된 온수의 온도는 저하되게 되는데, 실외기(10)에 설치된 온도 센서(미도시)를 이용하여 버퍼 탱크(140)에 저장된 온수의 온도를 감지하여 버퍼 탱크(140)에 저장된 온수의 온도가 과도하게 저하되면 버퍼 탱크(140)에 저장된 온도가 저하된 물이 외부로 직접 배출되도록 할 수 있다.

이상에서 첨부된 도면을 참조하여 히트 펌프 보일러 및 히트 펌프 보일러의 제어 방법을 설명함에 있어 특정 형상 및 방향을 위주로 설명하였으나, 이는 당업자에 의하여 다양한 변형 및 변경이 가능하고, 이러한 변형 및 변경은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

1 : 히트 펌프 보일러
10 : 실외기 11 : 압축기
13 : 증발기 15 : 팽창밸브
17 : 실외기용 열교환기
100 : 고온수 제조 유닛
110 : 제1 열교환기
120 : 제2 열교환기
130 : 수배관
131 : 공급 수배관 133 : 환수 수배관
131a : 제1 삼방 밸브 131b : 제2 삼방 밸브
133a : 제3 삼방 밸브 133b : 제4 삼방 밸브
133c : 제5 삼방 밸브
140 : 버퍼 탱크
150 : 압축기
160 : 외권형 열교환기
HP : 고온 펌프 LP : 저온 펌프
DP : 제상 펌프 T : 팽창 탱크
V : 솔레노이드 밸브 EEV : 전자팽창밸브
LS : 저온 플로우 스위치 HS : 고온 플로우 스위치

Claims

냉매와 물이 열교환되는 실외기용 열교환기가 설치되는 실외기;
상기 실외기와 연결되어 상기 실외기로 물을 공급하는 공급 수배관과, 상기 실외기와 연결되어 상기 실외기에서 생성된 저온 또는 중온의 온수 및 냉수를 외부로 환수하는 환수 수배관을 포함하는 수배관;
상기 수배관에 연결되고, 중온 또는 고온의 온수를 생성하기 위해 냉매와 물이 열교환되는 복수의 열교환기;
상기 복수의 열교환기에 연결되어 온수의 설정 온도에 따라 용량이 가변되는 압축기;
상기 수배관에 연결되어 물을 저장하는 버퍼 탱크;
상기 압축기 외부로 방열되는 폐열을 회수하기 위해 상기 압축기 외부에 설치되는 외권형 열교환기;
를 포함하고,
상기 외권형 열교환기에 의해 회수한 폐열을 이용하여 상기 버퍼 탱크에 저장된 물의 온도를 상승시키고, 제상 운전 시 온도가 상승한 채로 상기 버퍼 탱크에 저장된 물을 상기 실외기의 상기 실외기용 열교환기에 공급하여, 상기 실외기 내부의 증발기를 제상하는 것을 특징으로 하는 히트 펌프 보일러.
제 1 항에 있어서,
상기 실외기에 설치되는 상기 실외기용 열교환기는 판형 열교환기로 구성되고, 상기 실외기용 열교환기에서 물과 열교환되는 냉매는 R410A가 사용되는 것을 특징으로 하는 히트 펌프 보일러.
제 2 항에 있어서,
상기 실외기에 상기 실외기용 열교환기가 설치되어 상기 실외기가 직접 상기 수배관에 연결되고, 상기 실외기의 단독 운전에 의해 저온 또는 중온의 온수 및 냉수가 직접 생성되는 것을 특징으로 하는 히트 펌프 보일러.
제 1 항에 있어서,
상기 복수의 열교환기는 판형 열교환기로 구성되고, 상기 복수의 열교환기에서 물과 열교환되는 냉매는 R134a가 사용되는 것을 특징으로 하는 히트 펌프 보일러.
제 4 항에 있어서,
상기 복수의 열교환기는 난방 운전 시 증발기로서의 역할을 수행하는 제1 열교환기와, 응축기로서의 역할을 수행하는 제2 열교환기를 포함하는 것을 특징으로 하는 히트 펌프 보일러.
제 1 항에 있어서,
상기 수배관에는 물의 순환방향을 선택적으로 전환할 수 있는 복수의 삼방 밸브가 설치되는 것을 특징으로 하는 히트 펌프 보일러.
제 6 항에 있어서,
상기 수배관의 상기 공급 수배관에는 두 개의 삼방 밸브가 설치되고, 상기 수배관의 상기 환수 수배관에는 세 개의 삼방 밸브가 설치되는 것을 특징으로 하는 히트 펌프 보일러.
제 5 항 또는 제 7 항에 있어서,
상기 공급 수배관에 설치되는 상기 두 개의 삼방 밸브는 상기 실외기에 인접하게 설치되어 외부로부터 직접 상기 실외기로 물이 공급되도록 하거나 상기 버퍼 탱크로부터 상기 실외기로 물이 공급되도록 하는 제1 삼방 밸브와,
상기 제1 삼방 밸브의 반대편에 설치되어 외부로부터 직접 상기 실외기로 물이 공급되도록 하거나 외부로부터 상기 제2 열교환기로 물이 공급되도록 하는 제2 삼방 밸브를 포함하는 것을 특징으로 하는 히트 펌프 보일러.
제 5 항 또는 제 7 항에 있어서,
상기 환수 수배관에 설치되는 상기 세 개의 삼방 밸브는 상기 실외기에 인접하게 설치되어 상기 실외기로부터 직접 외부로 물이 환수되도록 하거나 상기 실외기로부터 상기 제1 열교환기로 물이 공급되도록 하는 제3 삼방 밸브와,
상기 제3 삼방 밸브의 반대편에 설치되어 상기 실외기로부터 직접 외부로 물이 환수되도록 하거나 상기 제2 열교환기로부터 외부로 물이 환수되도록 하는 제4 삼방 밸브와,
상기 제3 삼방 밸브의 반대편에 설치되어 상기 실외기로부터 직접 외부로 물이 환수되도록 하거나 상기 제2 열교환기를 통과한 물이 난방용 또는 급탕용으로 사용될 수 있도록 물의 순환방향을 전환하는 제5 삼방 밸브를 포함하는 것을 특징으로 하는 히트 펌프 보일러.
제 1 항에 있어서,
외부에서 상기 실외기로 물이 공급되도록 하거나 상기 실외기에서 외부로 물이 환수되도록 물을 순환시키는 저온 펌프가 더 포함되는 것을 특징으로 하는 히트 펌프 보일러.
제 5 항 또는 제 10 항에 있어서,
상기 저온 펌프는 상기 실외기에서 생성된 저온 또는 중온의 온수가 상기 제1 열교환기와 상기 버퍼 탱크를 거쳐 다시 상기 실외기로 순환되도록 물을 순환시키는 것을 특징으로 하는 히트 펌프 보일러.
제 5 항에 있어서,
외부에서 공급된 물이 상기 제2 열교환기를 거쳐 다시 외부로 환수되도록 물을 순환시키는 고온 펌프가 더 포함되는 것을 특징으로 하는 히트 펌프 보일러.
제 1 항에 있어서,
물의 온도 변화에 따른 내부의 압력 상승이 방지되도록 하는 팽창 탱크를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 히트 펌프 보일러.
제 1 항에 있어서,
상기 실외기로 공급되어 외부로 환수되는 물의 흐름을 감지하여 물의 흐름이 정지되면 상기 실외기에 설치되는 압축기를 정지시켜 상기 실외기의 이상 운전에 의한 상기 실외기용 열교환기의 동파 또는 과열을 방지하는 저온 플로우 스위치를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 히트 펌프 보일러.
제 12 항에 있어서,
상기 고온 펌프에 의해 순환되는 물의 흐름을 감지하여 물의 흐름이 정지되면 전체 시스템이 정지되도록 하는 고온 플로우 스위치를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 히트 펌프 보일러.
제 1 항에 있어서,
물이 상기 외권형 열교환기와 상기 버퍼 탱크 사이를 순환하도록 물을 순환시키는 제상 펌프를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 히트 펌프 보일러.
제 16 항에 있어서,
상기 제상 펌프에 의해 순환하는 물을 선택적으로 차단하는 솔레노이드 밸브를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 히트 펌프 보일러.
저온 또는 중온의 온수를 얻기 위한 히트 펌프 보일러 제어 방법에 있어서,
저온 펌프를 작동시켜 외부에서 공급 수배관을 통해 상기 히트 펌프 보일러 내부로 물이 공급되도록 하고;
상기 공급 수배관에 설치된 제1 삼방 밸브와 제2 삼방 밸브의 방향을 실외기 방향으로 전환하여 상기 히트 펌프 보일러 내부로 공급된 물이 상기 공급 수배관을 통해 상기 실외기로 직접 공급되도록 하고;
상기 실외기로 공급된 물이 상기 실외기에 설치된 실외기용 열교환기에 의해 냉매와 열교환되어 저온 또는 중온의 온수가 되도록 하고;
상기 저온 펌프에 의해 상기 실외기에서 생성된 저온 또는 중온의 온수가 외부로 직접 환수될 수 있도록 환수 수배관에 설치된 제3 삼방 밸브와 제4 삼방 밸브와 제5 삼방 밸브의 방향을 외부 방향으로 전환하여 상기 환수 수배관을 통해 저온 또는 중온의 온수가 외부로 환수되도록 하는 것을 특징으로 하는 히트 펌프 보일러 제어 방법.
제 18 항에 있어서,
상기 저온 펌프에 의해 상기 실외기에서 상기 환수 수배관을 통해 외부로 환수되는 저온 또는 중온의 온수는 상기 제5 삼방 밸브의 방향 전환에 따라 난방을 위한 온수로 사용되거나 급탕용 온수로 사용되는 것을 특징으로 하는 히트 펌프 보일러 제어 방법.
제 19 항에 있어서,
상기 실외기로 공급되어 외부로 환수되는 물의 흐름을 감지하여 물의 흐름이 정지되면 저온 플로우 스위치가 작동되도록 하여 상기 실외기에 설치되는 압축기를 정지시켜 상기 실외기의 이상 운전에 의한 상기 실외기용 열교환기의 동파 또는 과열을 방지하도록 하는 히트 펌프 보일러 제어 방법.
중온 또는 고온의 온수를 얻기 위한 히트 펌프 보일러 제어 방법에 있어서,
저온 펌프의 작동에 의해 실외기로 공급되어 생성된 저온 또는 중온의 온수가 상기 저온 펌프에 의해 상기 실외기에서 배출되도록 하고;
상기 실외기에서 배출되어 환수 수배관을 흐르는 저온 또는 중온의 온수가 제1 열교환기로 흐를 수 있도록 상기 환수 수배관에 설치된 제3 삼방 밸브의 방향을 상기 제1 열교환기 방향으로 전환하여 저온 또는 중온의 온수가 상기 제1 열교환기로 흐르도록 하여 저온 또는 중온의 온수가 상기 제1 열교환기에서 냉매와 열교환되도록 하고;
상기 제1 열교환기에서 열교환을 통해 저온 또는 중온의 온수로부터 열에너지를 흡수한 냉매가 압축기를 거쳐 고온의 냉매가 되어 제2 열교환기로 전달되도록 하고;
상기 제2 열교환기에서 상기 제2 열교환기로 전달된 냉매와 물이 열교환될 수 있도록 외부에서 상기 제2 열교환기로 물이 공급되도록 공급 수배관에 설치된 제2 삼방 밸브의 방향을 전환하여 물이 상기 제2 열교환기로 공급되도록 하고;
상기 제2 열교환기로 공급된 물은 상기 제2 열교환기에서 냉매와 열교환을 통해 온도가 상승하여 중온 또는 고온의 온수가 되어 외부로 환수되는 것을 특징으로 하는 히트 펌프 보일러 제어 방법.
제 21 항에 있어서,
상기 제1 열교환기를 통과한 저온 또는 중온의 온수가 버퍼 탱크를 거쳐 상기 실외기로 돌아갈 수 있도록 상기 공급 수배관에 설치된 제1 삼방 밸브의 방향을 상기 실외기 방향으로 전환하여 저온 또는 중온의 온수가 상기 실외기로 돌아가도록 하는 것을 특징으로 하는 히트 펌프 보일러 제어 방법.
제 22 항에 있어서,
온수의 설정 온도에 따라 상기 제1 열교환기와 상기 제2 열교환기 사이에 설치되는 압축기의 용량이 가변되도록 하여 난방 효율을 향상시키는 것을 특징으로 하는 히트 펌프 보일러 제어 방법.
제 23 항에 있어서,
상기 압축기에서 방열되는 폐열을 상기 압축기의 외부에 설치되는 외권형 열교환기에 의해 회수하고, 상기 외권형 열교환기에서 회수한 폐열을 이용하여 상기 버퍼 탱크에 저장된 물의 온도를 상승시키는 것을 특징으로 하는 히트 펌프 보일러 제어 방법.
제 24 항에 있어서,
상기 외권형 열교환기에서 회수한 폐열에 의해 온도가 상승한 물이 상기 버퍼 탱크를 거쳐 계속 순환되도록 제상 펌프를 작동시키고, 상기 제상 펌프에 의해 순환하는 물을 솔레노이드 밸브에 의해 선택적으로 차단하는 것을 특징으로 하는 히트 펌프 보일러 제어 방법.
제 21 항에 있어서,
고온 펌프를 작동시켜 상기 제2 열교환기로 물을 공급하거나 상기 제2열교환기를 통과한 물을 외부로 환수시키는 것을 특징으로 하는 히트 펌프 보일러 제어 방법.
제 26 항에 있어서,
상기 고온 펌프에 의해 상기 제2 열교환기에서 상기 환수 수배관을 통해 외부로 환수되는 중온 또는 고온의 온수가 난방용 온수 또는 급탕용 온수로 사용되도록 상기 환수 수배관에 설치된 제5 삼방 밸브의 방향을 전환하는 것을 특징으로 하는 히트 펌프 보일러 제어 방법.
제 27 항에 있어서,
상기 고온 펌프에 의해 순환되는 물의 흐름을 감지하여 물의 흐름이 정지되면 고온 플로우 스위치를 작동시켜 전체 시스템이 정지되도록 하는 것을 특징으로 하는 히트 펌프 보일러 제어 방법.
실외기에 설치된 실외기용 열교환기로 고온의 온수를 공급하여 상기 실외기에 설치된 증발기를 제상하기 위한 히트 펌프 보일러 제어 방법에 있어서,
공급 수배관 및 환수 수배관에 설치되는 복수의 삼방 밸브와 고온 펌프를 제어하여 외부로 물이 순환되는 것을 방지하고;
제상 펌프를 정지시키고, 솔레노이드 밸브를 잠가서 버퍼 탱크 내부에 저장된 고온의 온수가 상기 버퍼 탱크 외부로 흐르는 것이 방지되도록 하고;
저온 펌프를 가동시키고, 상기 공급 수배관에 설치된 제1 삼방 밸브를 제어하여 상기 버퍼 탱크에 저장된 고온의 온수가 상기 실외기의 상기 실외기용 열교환기로 흐르게 하여 상기 실외기에 설치된 상기 증발기를 제상하는 것을 특징으로 하는 히트 펌프 보일러 제어 방법.
제 29 항에 있어서,
상기 실외기에 설치된 온도 센서를 이용하여 상기 버퍼 탱크에 저장된 온수의 온도를 감지하고, 상기 버퍼 탱크에 저장된 온수의 온도가 과도하게 저하되면 상기 버퍼 탱크에 저장된 온도가 저하된 물이 외부로 배출되도록 하는 것을 특징으로 하는 히트 펌프 보일러 제어 방법.