KR20140139425A - 난방 시스템 - Google Patents

Abstract

난방운전 중에 히트펌프유닛(3)의 서리제거운전을 실행할 필요성이 발생하는 것이 예측된 경우에, 서리제거운전의 개시 전에 열매 순환로(2)에 있어서의 난방 단말기(1)에 공급되는 난방용 열매를 승온시키는 제어를 서리제거운전 전 제어수단(5a)에 의해서 실행하고, 난방용 열매의 온도가 소정의 온도 이상의 온도로 승온된 후에 히트펌프유닛의 서리제거운전을 실행한다.

Description

난방 시스템{HEATING SYSTEM}

본 발명은 히트펌프유닛을 난방용 열매의 가열원으로서 구비하는 난방 시스템에 관한 것이다.

종래에는 이러한 종류의 난방 시스템으로서, 예를 들면 일본국 특허공개 2005-274134호 공보(이하, 특허문헌 1이라 한다)에 개시되어 있는 바와 같은 시스템(바닥 난방 공조장치)이 알려져 있다.

이 특허문헌 1에 개시된 시스템에서는, 히트펌프유닛의 냉매 순환로 중에 바닥 난방용 열교환기와 실내 열교환기가 설치되어 있다. 그리고, 히트펌프유닛의 압축기에서 승온(昇溫)ㆍ승압(昇壓)된 냉매를 바닥 난방용 열교환기와 실내 열교환기에 유통시켜서 응축시킨다. 이것에 의해서 바닥 난방장치(난방 단말기)와 바닥 난방용 열교환기를 경유하여 순환하는 난방용 열매(brind)를 이 바닥 난방용 열교환기에 의해서 가열함과 아울러, 실내 열교환기에 의해서 실내 공기를 가열한다.

특허문헌 1 : 일본국 특허공개 2005-274134호 공보

난방용 열매의 가열원으로서 히트펌프유닛을 이용하는 상기한 바와 같은 난방 시스템에서는, 외기 온도가 낮을 경우, 히트펌프유닛의 실외기에 구비되는 열교환기(실외의 대기와 냉매가 열교환을 하는 열교환기) 등에 서리가 맺히는{이하, 착상(着霜)이라고도 한다} 일이 많이 있다.

이와 같은 착상이 발생하면, 실외기의 열교환기의 열교환 효율이 저하되고, 히트펌프유닛의 에너지 효율도 저하된다.

그래서, 상기 착상을 해소하기 위해서 히트펌프유닛의 서리제거운전{디프로스트(defrost) 운전}을 실행하는 경우도 있다. 이 서리제거운전에서는, 난방용 열매와 냉매를 열교환시키는 난방용 열교환기에 의해서 냉매를 증발시키면서 실외기의 열교환기에 의해서 냉매를 응축시키도록 상기 냉매를 히트펌프유닛의 순환로에서 순환시킨다. 이것에 의해서, 실외기의 열교환기에서 냉매의 방열을 발생시킴으로써 상기 열교환기를 가열한다. 이와 같이 서리제거운전을 실행하는 기술은 상기 특허문헌 1에도 기재되어 있다.

다만, 상기 히트펌프유닛의 서리제거운전 중에는, 난방용 열매와 냉매가 열교환을 하는 난방용 열교환기가 흡열을 하기 때문에, 난방용 열매를 가열할 수 없다.

그래서, 상기 특허문헌 1에서는 히트펌프유닛의 서리제거운전시에도 바닥 난방장치의 난방운전(바닥 난방장치의 방열)을 실행할 수 있도록 하기 위해서, 서리제거운전을 실행하지 않는 상태에서의 바닥 난방장치의 난방운전 중에 난방용 열매의 순환로에 구비된 버퍼탱크(축열탱크)에 축열(蓄熱)하여 두고, 서리제거운전 중에는 상기 버퍼탱크에 축열된 난방용 열매를 이용하여 바닥난방장치의 난방운전을 실행하는 기술이 제안되어 있다.

그런데, 특허문헌 1에 개시된 기술에서는 버퍼탱크를 필요로 하기 때문에, 난방장치의 시스템 구성의 소형화 혹은 저비용화에 방해가 된다는 과제가 있다.

또, 난방용 열매의 순환로 중에 히트펌프유닛에 의해서 가열되는 열교환기에 더하여 가스 버너 등의 다른 가열원에 의해서 가열 가능한 열교환기가 설치되어 있는 난방 시스템에서는, 히트펌프유닛의 서리제거운전 중에 상기 다른 가열원에 의해서 난방용 열매를 가열하는 것은 가능하다. 다만, 이 경우에는 히트펌프유닛 이외의 가열원의 에너지 소비가 필요하게 되어 난방 시스템 전체의 에너지 효율이 저하된다는 과제가 있다.

본 발명은 상기한 배경을 감안하여 이루어진 것으로서, 히트펌프유닛의 서리제거운전을 실행하면서 난방 단말기에서의 방열에 의한 난방운전을 실행하는 것을 소형의 시스템 구성으로 저렴하게 실현할 수 있는 난방 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 난방 시스템은 상기한 목적을 달성하기 위해서, 방열을 하는 난방 단말기와 난방용 열교환기를 경유하여 난방용 열매를 순환시키는 열매 순환로와; 상기 난방용 열교환기와 실외기에 구비된 열교환기를 경유하여 냉매를 순환시키는 냉매 순환로;를 가지는 히트펌프유닛을 구비하고 있으며, 상기 히트펌프유닛이 상기 난방용 열매를 가열하는 열매가열운전과 상기 실외기에서의 서리를 제거하는 서리제거운전을 선택적으로 실행 가능하도록 구성된 난방 시스템으로서,

상기 히트펌프유닛의 열매가열운전을 실행하면서 상기 난방 단말기에서 방열을 하는 난방운전 중에 상기 히트펌프유닛의 서리제거운전을 실행할 필요성이 발생한다고 예측된 경우에, 상기 서리제거운전의 개시 전에 상기 열매 순환로에 있어서의 난방 단말기에 공급되는 난방용 열매를 승온시키도록, 상기 히트펌프유닛에 의한 상기 난방용 열매의 가열량과 상기 열매 순환로에 있어서의 난방 단말기에 공급되는 난방용 열매의 유량 중 적어도 어느 일측을 제어하는 서리제거운전 전(前) 제어수단을 구비하고,

상기 서리제거운전 전 제어수단에 의해서 상기 난방 단말기에 공급되는 난방용 열매의 온도가 소정의 온도 이상의 온도로 승온된 후에, 상기 히트펌프유닛의 서리제거운전을 실행하도록 구성되어 있는 것을 특징으로 한다(제 1 발명).

상기한 제 1 발명에 의하면, 상기 히트펌프유닛의 열매가열운전을 실행하면서 상기 난방 단말기에서 방열을 하는 난방운전 중에 상기 히트펌프유닛의 서리제거운전을 실행할 필요성이 발생한다고 예측된 경우(환언하면, 곧 서리제거운전을 실행하는 것이 필요하게 될 경우)에, 상기 히트펌프유닛에 의한 상기 난방용 열매의 가열량(이하, '히트펌프출력'이라고도 한다)과, 상기 열매 순환로에 있어서의 난방 단말기에 공급되는 난방용 열매의 유량(이하, '열매공급유량'이라고도 한다) 중 적어도 어느 일측을 상기 서리제거운전 전 제어수단이 제어함으로써, 난방 단말기에 공급되는 난방용 열매가 승온된다.

이것에 의해서, 열매 순환로 내의 난방용 열매는, 상기 히트펌프유닛의 서리제거운전을 실행할 필요성의 발생의 예측 전보다도 많은 열량을 축열하게 된다.

그리고, 난방용 열매의 온도가 소정의 온도 이상의 온도로 승온되어 이 난방용 열매가 충분한 열량을 축열한 후에, 상기 히트펌프유닛의 서리제거운전을 실행한다.

이 서리제거운전에서는 난방용 열교환기에 의해서 난방용 열매를 가열할 수는 없는 것이지만, 이 서리제거운전 전에 열매 순환로 내의 난방용 열매가 승온되어 축열되어 있다. 이 때문에, 서리제거운전 중에 난방용 열매가 난방 단말기 등에서의 방열에 의해서 과도하게 낮은 온도로 저하되는 것이 억제된다. 따라서, 난방 단말기에 의한 난방운전을 지장 없이 실행할 수 있다.

따라서, 제 1 발명에 의하면, 열매 순환로 중에 축열탱크를 구비하는 일 없이, 히트펌프유닛의 서리제거운전을 실행하면서 난방 단말기에 의한 난방운전을 실행할 수 있게 된다.

따라서, 제 1 발명에 의하면, 히트펌프유닛의 서리제거운전을 실행하면서 난방 단말기의 방열에 의한 난방운전을 실행하는 것을 소형의 시스템 구성으로 저렴하게 실현할 수 있다.

상기한 제 1 발명에서는, 상기 열매 순환로는 상기 난방용 열교환기에서 상기 난방 단말기로 향해서 난방용 열매가 흐르는 왕로측 열매 유로와, 상기 난방 단말기에서 상기 난방용 열교환기로 향해서 난방용 열매가 흐르는 복로측 열매 유로를 가지며, 상기 복로측 열매 유로를 흐르는 난방용 열매의 일부를 상기 난방용 열교환기를 경유시키지 않고 상기 왕로측 열매 유로로 환류시킬 수 있도록, 상기 복로측 열매 유로의 도중부와 상기 왕로측 열매 유로의 도중부를 접속하는 제 1 바이패스로와; 상기 난방 단말기 측에서 상기 복로측 열매 유로의 도중부로 유입되는 난방용 열매 중 상기 제 1 바이패스로로 분배되는 난방용 열매의 유량의 비율인 분배비율을 제어하기 위한 분배제어밸브;를 더 구비하는 구성을 채용할 수 있다.

그리고, 이 경우에는, 상기 서리제거운전 전 제어수단은, 상기 난방운전 중에 상기 히트펌프유닛의 서리제거운전을 실행할 필요성이 발생한다고 예측된 경우에, 상기 히트펌프유닛에 의한 상기 난방용 열매의 가열량(히트펌프출력)과 상기 열매 순환로에 있어서의 난방 단말기에 공급되는 난방용 열매의 유량(열매공급유량) 중 적어도 어느 일측을 제어하는 것에 부가하여, 상기 제 1 바이패스로에 대한 난방용 열매의 분배비율을 감소시키도록 상기 분배제어밸브를 제어하도록 구성되어 있는 것이 바람직하다(제 2 발명).

이 제 2 발명에 의하면, 상기 서리제거운전 전 제어수단은, 상기 난방운전 중에 상기 히트펌프유닛의 서리제거운전을 실행할 필요성이 발생한다고 예측된 경우에, 상기 히트펌프출력 및 열매공급유량 중 적어도 어느 일측의 제어에 부가하여, 상기 제 1 바이패스로에 대한 난방용 열매의 분배비율을 감소시키도록 상기 분배제어밸브를 제어한다. 이 때문에, 열매 순환로를 순환하는 난방용 열매 중 난방용 열교환기에 의해서 가열되는 양의 비율을 상기 히트펌프유닛의 서리제거운전을 실행할 필요성의 발생의 예측 전보다도 높일 수 있다. 따라서, 상기 난방용 열매를 보다 조기에 승온시키도록 하는 것이 가능하게 된다.

상기 제 1 발명 또는 제 2 발명에서는, 상기 서리제거운전 전에 상기 난방 단말기에 공급되는 난방용 열매의 온도를 승온시키는 것은, 상기 히트펌프출력의 제어 및 상기 열매공급유량의 제어의 어느 제어에서도 실현 가능하다.

다만, 상기 서리제거운전 전 제어수단은, 상기 난방운전 중에 상기 히트펌프유닛의 서리제거운전을 실행할 필요성이 발생한다고 예측된 경우에, 상기 열매 순환로에 있어서의 난방 단말기에 공급되는 난방용 열매의 유량을 상기 히트펌프유닛의 서리제거운전을 실행할 필요성의 발생의 예측 전의 유량으로 유지한 상태에서, 상기 히트펌프유닛에 의한 상기 난방용 열매의 가열량(히트펌프출력)을 제어하도록 구성되어 있는 것이 바람직하다(제 3 발명).

이 제 3 발명에 의하면, 난방 단말기에 공급되는 난방용 열매의 유량이 상기 히트펌프유닛의 서리제거운전을 실행할 필요성의 발생의 예측 전의 유량으로 유지된다. 이 때문에, 난방 단말기에 있어서의 난방능력을 쾌적한 상태로 유지하면서 난방용 열매를 승온시킬 수 있다.

또, 상기 제 1 발명에 있어서, 상기 열매 순환로는 상기 난방용 열교환기에서 상기 난방 단말기로 향해서 난방용 열매가 흐르는 왕로측 열매 유로와, 상기 난방 단말기에서 상기 난방용 열교환기로 향해서 난방용 열매가 흐르는 복로측 열매 유로를 가지며, 상기 복로측 열매 유로를 흐르는 난방용 열매의 일부를 상기 난방용 열교환기를 경유시키지 않고 상기 왕로측 열매 유로로 환류시킬 수 있도록, 상기 복로측 열매 유로의 도중부와 상기 왕로측 열매 유로의 도중부를 접속하는 제 1 바이패스로와; 상기 복로측 열매 유로에 있어서의 상기 난방 단말기 측에서 상기 제 1 바이패스로의 접속부로 유입되는 난방용 열매 중 상기 제 1 바이패스로로 분배되는 난방용 열매의 유량의 비율인 분배비율을 제어하기 위한 분배제어밸브와; 상기 왕로측 열매 유로에 있어서의 상기 제 1 바이패스로의 접속부의 상류측 부분의 도중부와 상기 복로측 열매 유로에 있어서의 상기 제 1 바이패스로의 접속부의 하류측 부분의 도중부를 연통시키는 제 2 바이패스로와; 상기 왕로측 열매 유로 및 복로측 열매 유로의 각각에 있어서의 상기 제 2 바이패스로의 접속부보다도 상기 난방용 열교환기 측의 개소에서 상기 난방용 열교환기에 흐르는 난방용 열매의 유량을 제어 가능하도록 상기 열매 순환로에 장착된 제 1 펌프와; 상기 왕로측 열매 유로 및 복로측 열매 유로의 각각에 있어서의 상기 제 1 바이패스로의 접속부보다도 상기 난방 단말기 측의 개소에서 상기 난방 단말기에 흐르는 난방용 열매의 유량을 제어 가능하도록 상기 열매 순환로에 장착된 제 2 펌프;를 더 구비하는 구성을 채용할 수 있다.

이 경우에는, 상기 서리제거운전 전 제어수단은, 상기 난방운전 중에 상기 히트펌프유닛의 서리제거운전을 실행할 필요성이 발생한다고 예측된 경우에, 상기 난방용 열교환기 및 난방 단말기에 각각 흐르는 난방용 열매의 유량을 상기 히트펌프유닛의 서리제거운전을 실행할 필요성의 발생의 예측 전의 유량으로 유지하도록 상기 제 1 펌프 및 제 2 펌프를 제어하고, 또한 상기 제 1 바이패스로에 대한 난방용 열매의 분배비율을 상기 히트펌프유닛의 서리제거운전을 실행할 필요성의 발생의 예측 전의 분배비율 이하의 분배비율로 하도록 상기 분배제어밸브를 제어한 상태에서, 상기 히트펌프유닛에 의한 상기 난방용 열매의 가열량을 제어하도록 구성되어 있는 것이 바람직하다(제 4 발명).

혹은, 상기 서리제거운전 전 제어수단은, 상기 난방운전 중에 상기 히트펌프유닛의 서리제거운전을 실행할 필요성이 발생한다고 예측된 경우에, 상기 난방용 열교환기에 흐르는 난방용 열매의 유량을 증가시키도록 상기 제 1 펌프를 제어하고, 또한 상기 난방 단말기에 흐르는 난방용 열매의 유량을 상기 히트펌프유닛의 서리제거운전을 실행할 필요성의 발생의 예측 전의 유량으로 유지하도록 상기 제 2 펌프를 제어하고, 또한 상기 제 1 바이패스로에 대한 난방용 열매의 분배비율을 상기 히트펌프유닛의 서리제거운전을 실행할 필요성이 발생의 예측 전의 분배비율 이하의 분배비율로 하도록 상기 분배제어밸브를 제어한 상태에서, 상기 히트펌프유닛에 의한 상기 난방용 열매의 가열량을 제어하도록 구성되어 있는 것이 바람직하다(제 5 발명).

상기 제 4 발명에 의하면, 상기 서리제거운전 전 제어수단이 상기 제 1 펌프 및 제 2 펌프를 상기한 바와 같이 제어한다. 이것에 의해서, 상기 난방용 열교환기 및 난방 단말기에 각각 흐르는 난방용 열매의 유량이, 상기 히트펌프유닛의 서리제거운전을 실행할 필요성의 발생의 예측 전의 유량으로 유지된다. 또한, 상기 서리제거운전 전 제어수단이 상기 분배제어밸브를 상기한 바와 같이 제어한다. 이것에 의해서, 상기 제 1 바이패스로에 대한 난방용 열매의 분배비율이 상기 히트펌프유닛의 서리제거운전을 실행할 필요성의 발생의 예측 전의 분배비율 이하의 분배비율로 제어된다.

또한, 이 경우, 분배제어밸브의 제어에 의한 분배비율은 상기 히트펌프유닛의 서리제거운전을 실행할 필요성의 발생의 예측 전의 분배비율과 같아도 좋다.

그리고, 제 4 발명에서는 상기한 바와 같이 제 1 펌프 및 제 2 펌프, 및 분배제어밸브를 제어한 상태에서, 상기 히트펌프유닛에 의한 상기 난방용 열매의 가열량이 제어된다. 이것에 의해서, 상기 난방 단말기에 공급되는 난방용 열매의 온도를 적절하게 승온시킬 수 있다.

또, 상기 제 5 발명에 의하면, 상기 서리제거운전 전 제어수단이 상기 제 1 펌프 및 제 2 펌프를 상기한 바와 같이 제어한다. 이것에 의해서, 상기 난방용 열교환기에 흐르는 난방용 열매의 유량이 증가되는 한편, 난방 단말기에 흐르는 난방용 열매의 유량이 상기 히트펌프유닛의 서리제거운전을 실행할 필요성의 발생의 예측 전의 유량으로 유지된다. 또한, 상기 서리제거운전 전 제어수단이 상기 분배제어밸브를 상기한 바와 같이 제어한다. 이것에 의해서, 상기 제 1 바이패스로에 대한 난방용 열매의 분배비율이 상기 히트펌프유닛의 서리제거운전을 실행할 필요성의 발생의 예측 전의 분배비율 이하의 분배비율로 제어된다.

또한, 이 경우, 분배제어밸브의 제어에 의한 분배비율은, 제 4 발명의 경우와 마찬가지로 상기 히트펌프유닛의 서리제거운전을 실행할 필요성의 발생의 예측 전의 분배비율과 같아도 좋다.

그리고, 제 5 발명에서는 상기한 바와 같이 제 1 펌프 및 제 2 펌프, 및 분배제어밸브를 제어한 상태에서, 상기 히트펌프유닛에 의한 상기 난방용 열매의 가열량이 제어된다. 이것에 의해서, 상기 난방 단말기에 공급되는 난방용 열매의 온도를 적절하게 승온시킬 수 있다.

이 경우, 히트펌프출력을 증가시키도록 제어함과 아울러, 난방 단말기에 흐르는 난방용 열매의 유량이 상기 히트펌프유닛의 서리제거운전을 실행할 필요성의 발생의 예측 전보다도 증가하게 된다. 이것에 의해서, 난방 단말기에 공급되는 난방용 열매를 보다 조기에 승온시키는 것이 가능하게 된다.

또한, 제 4 발명 및 제 5 발명에서는 상기 제 2 바이패스로와 제 1 펌프 및 제 2 펌프를 구비함으로써, 난방용 열교환기에 흐르는 난방용 열매의 유량과 난방 단말기에 공급되는 난방용 열매의 유량을 각각 개별적으로 제어할 수 있다.

또, 상기 제 1∼제 5 발명에서는, 상기 소정의 온도는, 상기 히트펌프유닛의 서리제거운전이 완료될 때까지 상기 난방 단말기에 있어서의 난방운전을 위해서 필요한 소정의 하한온도 이상의 온도로 유지되도록 설정되어 있는 것이 바람직하다(제 6 발명).

이 제 6 발명에 의하면, 상기 서리제거운전이 완료될 때까지 쾌적한 난방운전을 지속할 수 있다.

이 제 6 발명은, 상기 난방 단말기에 공급되는 난방용 열매의 온도가 상기 하한온도보다도 낮은 온도로 저하된 경우에, 상기 난방용 열매를 상기 열매 순환로에서 순환시키면서 가열하는 연소식 가열원이 더 구비되어 있는 경우에 특히 매우 적합하다(제 7 발명).

이 제 7 발명에 의하면, 히트펌프유닛의 서리제거운전 중에 연소식 가열원에 의해서 난방용 열매가 가열되는 것을 극력 방지함으로써, 난방 시스템의 에너지 효율이 저하되는 것을 방지할 수 있다. 또, 외기 온도가 너무 낮은 경우의 난방운전에서와 같이 히트펌프유닛이 난방용 열매를 충분히 가열할 수 없는 상황에서는 연소식 가열원에 의해서 보조적으로 난방용 열매를 가열할 수도 있다.

도 1은 본 발명의 실시형태의 난방 시스템의 전체 구성을 나타내는 도면
도 2(a), 도 2(b)는 본 발명의 실시형태의 난방 시스템의 히트펌프유닛의 동작상태를 나타내는 도면
도 3은 제 1 실시형태에 있어서의 난방 시스템의 작동을 설명하기 위한 플로차트
도 4는 난방 단말기에 공급되는 난방용 열매의 변화 형태를 예시하는 그래프
도 5는 제 2 실시형태에 있어서의 난방 시스템의 작동을 설명하기 위한 플로차트
도 6은 제 3 실시형태에 있어서의 난방 시스템의 작동을 설명하기 위한 플로차트

《제 1 실시형태》

본 발명의 제 1 실시형태를 도 1∼도 4를 참조하여 이하에 설명한다.

도 1에 나타낸 바와 같이, 본 실시형태의 난방 시스템은 난방용 열매를 난방 단말기(1)를 경유하여 순환시키는 열매 순환로(2)와, 난방용 열매를 가열하는 주된 가열원으로서의 히트펌프유닛(3)과, 난방용 열매를 가열하는 보조적인 가열원으로서의 연소식 가열원(4)과, 난방 시스템의 운전을 제어하는 컨트롤러(5)를 구비하고 있다.

본 실시형태에서의 난방용 열매는 예를 들면 온수이다. 다만, 난방용 열매는 부동액 등 온수 이외의 열매이어도 좋다.

또, 난방 단말기(1)는 가열된 난방용 열매(이하, "온수"라 한다)를 방열시킴에 의해서 실내 등을 난방하는 방열기이며, 예를 들면 바닥난방장치, 온수식 온풍난방장치 등에 의해서 구성된다.

히트펌프유닛(3)은 히트펌프용 냉매를 순환시키는 냉매 순환로(11)와, 난방용 열매와 냉매를 열교환시키는 난방용 열교환기(12)와, 실외의 대기와 냉매를 열교환시키는 열교환기(13){이하, 실외측 열교환기(13)라 한다)를 가지는 실외기(15)와, 냉매를 가압하는 압축기(16)와, 냉매를 감압하는 팽창밸브(17)와, 냉매 순환로(11)에서의 냉매의 흐름 방향을 전환하기 위한 사방밸브(18)를 구비하고 있다. 상기 냉매로서는 예를 들면 하이드로플루오르카본(HFC) 등의 대체 프론 혹은 이산화탄소 등이 사용된다.

난방용 열교환기(12)에는 냉매와 열교환할 온수를 난방용 열교환기(12) 내로 유입시키는 복로측 온수 유로(34)와, 이 온수를 난방용 열교환기(12) 내에서 유출시키는 왕로측 온수 유로(33)가 접속되어 있다. 상세에 대해서는 후술하는데, 이들 온수 유로(33,34)는 상기 열매 순환로(2){이하, 온수 순환로(2)라 한다}의 일부를 구성하는 것이다. 그리고, 온수 유로(33,34) 중 어느 일측, 예를 들면 복로측 온수 유로(34)에는 온수가 복로측 온수 유로(34) 측에서 난방용 열교환기(12)를 통해서 왕로측 온수 유로(33) 측으로 향해서 흐르도록 작동하는 전동식의 제 1 펌프(19)가 장착되어 있다.

이 경우, 제 1 펌프(19)는 복로측 온수 유로(34)에 있어서의 후술하는 제 2 바이패스로(32)의 접속부(34b)보다도 난방용 열교환기(12) 측{접속부(34b)의 하류측}에 장착되어 있다. 또한, 제 1 펌프(19)는 왕로측 온수 유로(33)에 있어서의 후술하는 제 2 바이패스로(32)의 접속부(33b)보다도 난방용 열교환기(12) 측{접속부(33b)의 상류측}에 장착되어 있어도 좋다.

또, 실외기(15)에는 냉매와 열교환할 실외의 대기(공기)를 실외측 열교환기(13)에 송풍하는 전동식의 회전팬(14)이 탑재되어 있다. 이 회전팬(14)의 회전수(회전속도)를 제어함으로써, 실외측 열교환기(13)에 공급되는 공기의 양(즉 냉매와 열교환하는 공기의 양)을 조정하는 것이 가능하게 되어 있다.

냉매 순환로(11)는 압축기(16) 및 팽창밸브(17)의 작동시에 냉매를 난방용 열교환기(12), 팽창밸브(17), 실외측 열교환기(13) 및 압축기(16)를 경유하여 순환시킴으로써 냉매의 증발, 감압, 응축, 가압을 순차적으로 반복하도록 구성되어 있다. 그리고 이 경우, 냉매의 증발 및 응축을 각각 실외측 열교환기(13), 난방용 열교환기(12)에서 실행하게 하는 형태와, 냉매의 증발 및 응축을 각각 상기와는 반대로 난방용 열교환기(12), 실외측 열교환기(13)에서 실행하게 하는 형태를 전환할 수 있도록 되어 있다.

더 상세하게는, 냉매 순환로(11)는 그 구성요소로서 난방용 열교환기(12)의 일단측의 냉매 입출구와 사방밸브(18)의 4개의 포트 중 제 1 포트(18a)를 접속하는 제 1 냉매 유로(11a)와, 사방밸브(18)의 제 2 포트(18b)와 제 3 포트(18c)를 접속하는 제 2 냉매 유로(11b)와, 사방밸브(18)의 제 4 포트(18d)와 실외측 열교환기(13)의 일단측의 냉매 입출구를 접속하는 제 3 냉매 유로(11c)와, 실외측 열교환기(13)의 타단측의 냉매 입출구와 난방용 열교환기(12)의 타단측의 냉매 입출구를 접속하는 제 4 냉매 유로(11d)를 가진다.

그리고, 제 2 냉매 유로(11b)의 도중부에 압축기(16)가 장착되고, 제 4 냉매 유로(11d)의 도중부에 팽창밸브(17)가 장착되어 있다.

여기서, 사방밸브(18)는 도 2(a)에 나타낸 바와 같이 제 1 포트(18a)와 제 2 포트(18b)가 연통함과 동시에 제 3 포트(18c)와 제 4 포트(18d)가 연통하는 동작상태(이하, 제 1 동작상태라 한다)와, 도 2(b)에 나타낸 바와 같이 제 1 포트(18a)와 제 3 포트(18c)가 연통함과 동시에 제 2 포트(18b)와 제 4 포트(18d)가 연통하는 동작상태(이하, 제 2 동작상태라 한다) 중 어느 한쪽의 동작상태로 선택적으로 전환제어 가능한 밸브이다.

그리고, 사방밸브(18)를 제 1 동작상태로 제어한 상태에서 압축기(16) 및 팽창밸브(17)를 작동시킨 경우에는, 냉매 순환로(11)의 냉매는 도 2(a)에 사선 화살표로 나타낸 바와 같이 난방용 열교환기(12)에서부터 팽창밸브(17)를 가지는 제 4 냉매 유로(11d), 실외측 열교환기(13), 제 3 냉매 유로(11c), 사방밸브(18)의 제 4 포트(18d) 및 제 3 포트(18c), 압축기(16)를 가지는 제 2 냉매 유로(11b), 사방밸브(18)의 제 2 포트(18b) 및 제 1 포트(18a), 제 1 냉매 유로(11a)를 순차적으로 흐른 후에 난방용 열교환기(12)로 환류된다.

따라서, 냉매 순환로(11)의 냉매는 난방용 열교환기(12), 팽창밸브(17), 실외측 열교환기(13), 압축기(16)를 순차적으로 경유하여 흐르도록 순환된다.

이때 냉매는 실외측 열교환기(13)에서 회전팬(14)에 의해서 공급되는 대기 중의 열을 흡열하여 증발한다. 그리고, 이 냉매는 압축기(16)에 의해서 가압되어 승온된 상태로 난방용 열교환기(12)로 유입된다. 그리고, 이 냉매는 난방용 열교환기(12)에서의 온수와의 열교환에 의해서 방열하면서 응축한다. 그리고, 이 냉매는 팽창밸브(17)에 의해서 감압되어 저온으로 된 상태로 실외측 열교환기(13)로 환류되게 된다. 이러한 열(熱)사이클의 과정에 있어서, 난방용 열교환기(12)로 유입되는 온수가 이 난방용 열교환기(12)에서의 냉매와의 열교환에 의해서 가열되게 된다.

상기한 바와 같이 사방밸브(18)를 제 1 동작상태로 제어한 상태에서의 히트펌프유닛(3)의 운전이 온수 순환로(2)의 온수를 가열하는 열매가열운전이다.

또, 사방밸브(18)를 제 2 동작상태로 제어한 상태에서 압축기(16) 및 팽창밸브(17)를 작동시킨 경우에는, 냉매 순환로(11)의 냉매는 도 2(b)에 사선 화살표로 나타낸 바와 같이 난방용 열교환기(12)에서부터 제 1 냉매 유로(11a), 사방밸브(18)의 제 1 포트(18a) 및 제 3 포트(18c), 압축기(16)를 가지는 제 2 냉매 유로(11b), 사방밸브(18)의 제 2 포트(18b) 및 제 4 포트(18d), 제 3 냉매 유로(11c), 실외측 열교환기(13), 팽창밸브(17)를 가지는 제 4 냉매 유로(11d)를 순차적으로 흐른 후에 난방용 열교환기(12)로 환류된다.

따라서, 냉매 순환로(11)의 냉매는 난방용 열교환기(12), 압축기(16), 실외측 열교환기(13), 팽창밸브(17)를 순차적으로 경유하여 흐르도록 순환된다.

이때 냉매는 난방용 열교환기(12)에서 흡열하여 증발한다. 그리고, 이 냉매는 압축기(16)에 의해서 가압되어 승온된 상태로 실외측 열교환기(13)로 유입된다. 그리고, 이 냉매는 실외측 열교환기(13)에서 회전팬(14)에 의해서 공급되는 대기와의 열교환에 의해서 방열하면서 응축한다. 그리고, 이 냉매는 팽창밸브(17)에 의해서 감압되어 저온으로 된 상태로 난방용 열교환기(12)로 환류되게 된다. 이러한 열 사이클의 과정에 있어서, 실외측 열교환기(13)가 이 실외측 열교환기(13)로 유입되는 가압ㆍ승온된 냉매에 의해서 가열되게 된다. 따라서, 실외측 열교환기(13) 등에 서리가 생긴 경우에 이 서리를 제거하는 것이 가능하게 된다.

상기한 바와 같이 사방밸브(18)를 제 2 동작상태로 제어한 상태에서의 히트펌프유닛(3)의 운전이 실외측 열교환기(13) 등의 서리를 제거하는 서리제거운전이다.

또, 본 실시형태의 히트펌프유닛(3)에서는, 제 3 냉매 유로(11c)의 실외측 열교환기(13) 근방의 개소와 제 4 냉매 유로(11d)의 실외측 열교환기(13) 근방의 개소에는 각각의 개소에서의 냉매의 온도를 검출하는 온도센서(20,21)가 각각 장착되어 있다. 이들 온도센서(20,21)의 검출신호는 컨트롤러(5)에 입력된다.

도 1의 설명으로 되돌아가서, 상기 온수 순환로(2)는 난방용 열매로서의 온수를 난방 단말기(1)와 난방용 열교환기(12)를 경유하여 순환시킬 수 있도록 구성되어 있다.

또한, 본 실시형태에서는, 난방 단말기(1)에서 난방용 열교환기(12) 측으로 되돌아오는 온수의 일부를 난방용 열교환기(12)를 경유시키지 않고 난방 단말기(1)로 환류시키는 것을 가능하게 하는 제 1 바이패스로(31)와, 난방용 열교환기(12)에서 유출되는 온수의 일부를 난방 단말기(1)를 경유시키지 않고 난방용 열교환기(12)로 환류시키거나 혹은 난방 단말기(1)에서 난방용 열교환기(12) 측으로 되돌아오는 온수의 일부를 난방용 열교환기(12)를 경유시키지 않고 난방 단말기(1)로 환류시키는 것을 가능하게 하는 제 2 바이패스로(32)가 온수 순환로(2)에 접속되어 있다.

더 상세하게는, 온수 순환로(2)는 상기 난방용 열교환기(12)에서 난방 단말기(1)로 향하는 온수가 흐르는 왕로측 온수 유로(33)와, 난방 단말기(1)에서 난방용 열교환기(12) 측으로 되돌아오는 온수가 흐르는 복로측 온수 유로(34)에 의해서 구성된다. 이들 왕로측 온수 유로(33)와 복로측 온수 유로(34)는 각각 본 발명에 있어서의 '왕로측 열매 유로'와 '복로측 열매 유로'에 상당하는 것이다.

왕로측 온수 유로(33)는 그 상류단이 난방용 열교환기(12)의 온수 유출구에 접속되고, 하류단이 난방 단말기(1)의 온수 유입구에 접속되어 있다. 그리고, 왕로측 온수 유로(33)의 난방용 열교환기(12) 근방의 상류부에는 제 1 바이패스로(31)의 일단이 접속된 접속부(33a)와 제 2 바이패스로(32)의 일단이 접속된 접속부(33b)가 형성되어 있다. 또한, 제 1 바이패스로(31)의 접속부(33a)는 제 2 바이패스로(32)의 접속부(33b)보다도 하류측에 배치되어 있다.

또, 왕로측 온수 유로(33)의 접속부(33a)에서부터 난방 단말기(1)에 이르는 부분은 연소식 가열원(4)의 내부를 통과하도록 배관되어 있다. 이 경우, 연소식 가열원(4)은 연료가스 등의 연료를 연소시키는 버너(51)의 연소열에 의해서 가열되는 열교환기(52)를 구비하고 있다. 그리고, 왕로측 온수 유로(33)의 접속부(33a)에서부터 난방 단말기(1)에 이르는 부분은 연소식 가열원(4)의 내부에서 열교환기(52)를 경유하도록 배관되어 있다.

또한, 왕로측 온수 유로(33)의 접속부(33a)에서부터 난방 단말기(1)에 이르는 부분에 있어서의 접속부(33a)보다도 난방 단말기(1) 측의 부분의 도중 개소, 예를 들면 열교환기(52)의 하류측의 개소에는 온수를 상류측으로부터 흡인하여 난방 단말기(1)에 공급하도록 작동하는 전동식의 제 2 펌프(53)가 장착되어 있다.

또한, 제 2 펌프(53)는 복로측 온수 유로(34)의 접속부(34a)에서부터 난방 단말기(1)에 이르는 부분에 있어서의 접속부(34a)보다도 난방 단말기(1) 측의 부분에 장착되어 있어도 좋다.

복로측 온수 유로(34)는 그 상류단이 난방 단말기(1)의 온수 유출구에 접속되고, 하류단이 상기 제 1 펌프(19)를 통해서 난방용 열교환기(12)의 온수 유입구에 접속되어 있다. 그리고, 복로측 온수 유로(34)의 난방용 열교환기(12) 근방의 하류부에는, 제 1 펌프(19)의 상류측에서 제 1 바이패스로(31)의 타단이 접속된 접속부(34a)와 제 2 바이패스로(32)의 타단이 접속된 접속부(34b)가 형성되어 있다. 또한, 제 1 바이패스로(31)의 접속부(34a)는 제 2 바이패스로(32)의 접속부(34b)보다도 상류측에 배치되어 있다.

이 경우, 제 1 바이패스로(31)의 접속부(34a)에는 삼방밸브(35)가 장착되어 있으며, 이 삼방밸브(35)를 통해서 제 1 바이패스로(31)의 타단이 복로측 온수 유로(34)에 접속되어 있다. 이 삼방밸브(35)는 2개의 유출 포트를 가지고 있다. 그리고, 이 삼방밸브(35)는 난방 단말기(1) 측으로부터 유입되는 온수를 2개의 유출 포트로 분배하는 것이 가능하고, 또한 그 분배비율을 가변적으로 제어하는 것이 가능한 밸브이다. 또한, 이 삼방밸브(35)는 본 발명에 있어서의 "분배제어밸브"에 상당한다.

이 삼방밸브(35)의 어느 일측의 유출 포트에 복로측 온수 유로(34)의 하류측의 부분{접속부(34a)에서부터 난방용 열교환기(12)에 이르는 부분}이 접속되어 있고, 타측의 유출 포트에 제 1 바이패스로(31)의 타단이 접속되어 있다.

따라서, 난방 단말기(1)에서 삼방밸브(35)로 흐르는 온수의 일부가 제 1 바이패스로(31)로 흐르도록 상기 삼방밸브(35)를 제어한 경우, 그 일부의 온수는 난방용 열교환기(12)를 경유하지 않고 제 1 바이패스로(31)를 통해서 왕로측 온수 유로(33)의 온수에 합류하게 된다.

또한, 본 실시형태에서는 상기한 바와 같이 제 2 바이패스로(32)와 제 1 펌프(19) 및 제 2 펌프(53)를 구비함으로써, 난방용 열교환기(12)를 흐르는 온수의 유량과 난방 단말기(1)에 공급되는 온수의 유량을 각각 제 1 펌프(19), 제 2 펌프(53)에 의해서 개별적으로 제어하는 것이 가능하게 되어 있다.

또한, 복로측 온수 유로(34)의 접속부(34a)에 상기 삼방밸브(35)를 장착하는 것 대신에, 왕로측 온수 유로(33)의 접속부(33a)에 2개의 유입 포트를 가지는 삼방밸브를 장착하도록 하여도 좋다. 이 경우는, 이 삼방밸브의 어느 일측의 유입 포트에 왕로측 온수 유로(33)의 상류측의 부분{난방용 열교환기(12)에서부터 접속부(33a)에 이르는 부분}을 접속하고, 타측의 유입 포트에 제 1 바이패스로(31)를 접속하도록 하면 좋다.

또, 본 실시형태의 난방 시스템에서는, 복로측 온수 유로(34)에 있어서의 난방 단말기(1)에서부터 접속부(34a)에 이르는 부분에는 가열에 의해서 팽창된 온수의 일부를 저장하는 팽창탱크(36)가 접속되어 있다. 또한, 복로측 온수 유로(34)의 접속부(34a)에서부터 제 1 펌프(19)에 이르는 부분에서는 수동식의 개폐밸브(37)가 장착된 배수로(38)가 도출되어 있다.

또, 왕로측 온수 유로(33)에 있어서의 난방용 열교환기(12)에서부터 접속부(33b)에 이르는 부분의 도중 개소와, 접속부(33b)에서부터 접속부(33a)에 이르는 부분의 도중 개소와, 접속부(33a)에서부터 연소식 가열원(4)의 열교환기(52)에 이르는 부분의 도중 개소에는 각각의 개소에서의 온수의 온도를 검출하는 온도센서(41,42,43)가 각각 장착되어 있다. 또, 복로측 온수 유로(34)에 있어서의 난방 단말기(1)에서부터 접속부(34a)에 이르는 부분의 도중 개소에는 이 개소에서의 온수의 온도를 검출하는 온도센서(44)가 장착되어 있다. 이들 온도센서(41∼44)의 검출신호는 컨트롤러(5)에 입력된다.

또한, 온수가 공급되는 난방 단말기(1)는 복수개 설치되어 있어도 좋다. 예를 들면, 왕로측 온수 유로(33)의 하류단과 복로측 온수 유로(34)의 상류단의 사이에 복수개의 난방 단말기(1)가 병렬로 접속되어 있어도 좋다.

컨트롤러(5)는 CPU, RAM, ROM, 인터페이스회로 등을 포함하는 전자회로 유닛이다. 이 컨트롤러(5)에는 상기한 온도센서(20,21,41∼44)의 검출신호가 입력되는 것 외에, 도시하지 않은 리모컨 유닛 등의 조작기에 의한 사용자의 조작신호(난방운전의 개시신호, 정지신호, 난방 목표 온도 등)가 입력된다.

그리고, 컨트롤러(5)는 실장된 프로그램을 실행함에 의해서 실현되는 기능(소프트웨어 구성에 의해서 실현되는 기능) 혹은 하드웨어 구성에 의해서 실현되는 기능에 의해서 히트펌프유닛(3)의 압축기(16), 팽창밸브(17), 사방밸브(18), 회전팬(14) 및 제 1 펌프(19)와, 온수 순환로(2)의 삼방밸브(35), 제 2 펌프(53) 및 연소식 가열원(4)의 버너(51)의 동작을 제어함으로써, 난방 시스템의 운전제어를 한다. 이 경우, 컨트롤러(5)는 난방 시스템의 운전제어의 일부 기능으로서, 본 발명에 있어서의 '서리제거운전 전(前) 제어수단'에 상당하는 서리제거운전 전 제어부(5a)를 구비하고 있다.

또한, 컨트롤러(5)는 서로 통신 가능한 복수의 전자회로 유닛에 의해서 구성되어 있어도 좋다.

이어서, 본 실시형태의 난방 시스템의 작동을 설명한다.

컨트롤러(5)는, 도시하지 않은 리모컨 유닛의 조작 등에 의해서 난방운전{난방 단말기(1)의 방열에 의한 난방운전}을 개시할 것이 지시되면, 도 3의 플로차트에 나타낸 바와 같이 난방 시스템의 운전을 제어한다.

즉, 컨트롤러(5)는 우선 스탭 1에서 히트펌프유닛(3)의 서리제거운전을 실행하기 전의 사전준비운전을 실행할 것의 요구(필요성)가 있는지 아닌지를 판단한다.

여기서, 본 실시형태에서는, 컨트롤러(5)는 히트펌프유닛(3)에 구비된 상기 온도센서(20,21)에 의해서 검출되는 냉매의 온도에 의거하여, 히트펌프유닛(3)의 실외기(15)에 있어서의 실외측 열교환기(13) 등에서의 서리를 제거하기 위한 서리제거운전을 실행할 것의 요구(필요성)의 유무(서리제거운전을 개시할 것인지 아닌지)를 후술하는 스탭 5에서 판단한다.

이 경우, 컨트롤러(5)는 예를 들면 온도센서(20,21)에 의해서 검출되는 냉매의 온도차{실외측 열교환기(13)의 상류측 및 하류측의 냉매의 온도차}가 소정값 이하로 되는 등의 소정의 서리제거 필요조건{실외측 열교환기(13)에 서리가 어느 정도 발생하였다고 추정할 수 있는 조건}이 충족된 경우에 서리제거운전을 실행할 것의 요구가 있다고 판단한다.

그리고, 컨트롤러(5)는 스탭 1에서 가까운 장래에 상기 소정의 서리제거 필요조건이 성립하게 될 것으로 예측될 경우(즉, 서리제거운전의 필요성이 발생하는 것이 예측될 경우)에, 서리제거운전을 실행하기 전의 사전준비운전을 실행할 것의 요구(필요성)가 있다고 판단한다. 예를 들면 온도센서(20,21)에 의해서 검출되는 냉매의 온도차가 상기 소정값보다도 약간 큰 값까지 저하된 경우에 서리제거운전을 실행하기 전의 사전준비운전을 실행할 것의 요구(필요성)가 있다고 판단한다. 이와 같이 사전준비운전을 실행할 것의 요구(필요성)가 있다고 판단하기 위한 조건은, 이 조건의 성립 후 곧바로(가까운 장래에) 서리제거 필요조건이 성립하게 되도록 미리 실험적 혹은 설계적으로 설정하여 두면 좋다.

스탭 1에서 서리제거운전을 실행하기 전의 사전준비운전을 실행할 것의 요구(필요성)가 없다고 판단된 경우(스탭 1의 판단결과가 부정적으로 될 경우)에는, 컨트롤러(5)는 스탭 10에서 리모컨 유닛의 조작 등에 의한 난방운전의 정지 요구가 있는지 아닌지를 판단한다. 이 판단결과가 긍정적일 경우에는, 컨트롤러(5)는 히트펌프유닛(3)의 운전 등, 난방 시스템의 운전을 정지한다.

또, 스탭 10의 판단결과가 부정적일 경우에는, 컨트롤러(5)는 스탭 11에서 통상의 난방운전(이하, 간단히 '통상난방운전'이라 한다)의 제어를 실행한다. 그리고, 컨트롤러(5)는 통상난방운전의 제어를 실행하면서 스탭 1에서의 처리를 계속한다. 또한, 통상난방운전은 히트펌프유닛(3)의 서리제거운전과 그 전의 사전준비운전을 실행하지 않고, 난방 단말기(1)에 의한 난방을 실행하는 운전을 의미한다.

상기 통상난방운전에서는, 컨트롤러(5)는 상기 제 1 펌프(19) 및 제 2 펌프(53)를 작동시킴과 아울러, 히트펌프유닛(3)의 사방밸브(18)를 상기 제 1 동작상태로 동작시킨 상태에서 실외기(15)의 회전팬(14), 압축기(16) 및 팽창밸브(17)를 작동시킨다.

따라서, 온수 순환로(2)에서 온수가 난방 단말기(1)와 난방용 열교환기(12)를 경유하여 순환하면서 이 온수가 난방용 열교환기(12)에 의해서 가열된다. 그리고, 가열된 온수가 난방 단말기(1)에 공급되고, 이 난방 단말기(1)의 방열에 의한 난방운전을 실행한다.

또, 통상난방운전에서는, 컨트롤러(5)는 난방용 열교환기(12)에서 유출되는 온수의 온도, 즉 온도센서(41)에 의해서 검출되는 온도(이하, '온수비등온도'라 한다)가 난방 단말기(1)에 공급되는 온수의 소정의 요구 온도{예를 들면 40℃. 이하, '통상시 단말기 공급 요구온도(T1)'라 한다} 이상의 소정의 일정 온도(예를 들면 60℃)로 유지되도록, 히트펌프유닛(3)의 출력{난방용 열교환기(12)에서 단위 시간당 온수에 공급 가능한 열량}과 제 1 펌프(19)의 회전수{난방용 열교환기(12)에서 왕로측 온수 유로(33)로 유출되는 온수의 유량}를 제어한다. 이 히트펌프유닛(3)의 출력은 본 발명에 있어서의 '히트펌프유닛에 의한 난방용 열매의 가열량'에 상당하는 것이다.

이 히트펌프유닛(3)의 출력 제어는, 예를 들면 온도센서(41)에 의한 온수비등온도의 검출값에 따라서 히트펌프유닛(3)의 압축기(16)의 회전수{난방용 열교환기(12)에 대한 냉매 공급량) 등을 제어함에 의해서 실행된다.

또한, 상기 통상시 단말기 공급 요구온도(T1)는 온수를 공급하는 난방 단말기(1)의 종별 등에 따라서 결정된다.

또, 통상난방운전에서는, 컨트롤러(5)는 상기 온도센서(43)에 의해서 검출되는 온수의 온도가 상기 통상시 단말기 공급 요구온도(T1)로 미리 설정한 범위 내에서 일치 혹은 거의 일치되도록 삼방밸브(35)를 제어한다.

즉, 컨트롤러(5)는, 난방 단말기(1)에서 난방용 열교환기(12) 측으로 되돌아오는 온수 중 제 1 바이패스로(31)에 대한 온수의 분배비율, 즉 난방용 열교환기(12)를 경유시키지 않고 제 1 바이패스로(31)와 접속부(33a)의 하류측의 왕로측 온수 유로(33)를 통해서 난방 단말기(1)로 환류시키는 온수의 유량의 비율{삼방밸브(35)로 유입되는 온수의 유량에 대한 비율}을 삼방밸브(35)에 의해서 조정함으로써, 상기 온도센서(43)에 의해서 검출되는 온수의 온도(이하, '단말기 공급 온수온도'라 한다)를 상기 통상시 단말기 공급 요구온도(T1)로 미리 설정된 범위 내에서 일치 혹은 거의 일치시키도록 한다.

또한, 통상난방운전에서는, 제 2 펌프(53)의 회전수는 난방 단말기(1)에 공급되는 온수의 유량이 소정의 일정 유량으로 유지되도록 일정한 회전수로 제어된다.

한편, 외기 온도가 너무 낮은 경우 등, 히트펌프유닛(3)이 충분한 출력을 발생시킬 수 없는 경우(즉, 온수비등온도를 충분히 승온시킬 수 없는 경우)에, 단말기 공급 온수온도를 통상시 단말기 공급 요구온도(T1) 부근의 온도까지 상승시킬 수 없는 경우도 있다. 이와 같은 경우{예를 들면, 단말기 공급 온수온도의 검출값이 통상시 단말기 공급 요구온도(T1)보다도 소정값 이상 낮은 온도로 유지되는 경우}에는, 컨트롤러(5)는 버너(51)의 연소운전에 의해서 온수를 가열하도록 연소식 가열원(4)을 작동시킨다.

상기 스탭 1에서, 서리제거운전을 실행하기 전의 사전준비운전을 실행할 것의 요구(필요성)가 있다고 판단된 경우(스탭 1의 판단결과가 긍정적으로 된 경우)에는, 컨트롤러(5)는 스탭 2∼9의 처리를 실행한다. 이 스탭 2∼9의 처리 중 스탭 2∼5의 처리가 서리제거운전 전 제어부(5a)에 의해서 실행되는 제어처리이다.

스탭 2에서는, 서리제거운전 전 제어부(5a)는, 난방 단말기(1)에서 난방용 열교환기(12) 측으로 되돌아오는 온수 중 난방용 열교환기(12)에 의해서 가열시키는 온수의 유량을 늘리기 위해서, 제 1 바이패스로(31)에 대한 온수의 분배비율을 소정량만큼 감소시키도록{환언하면, 접속부(34a)의 하류측의 복로측 온수 유로(34)에 대한 온수의 분배비율을 소정량만큼 증가시키도록) 삼방밸브(35)를 제어한다.

이 경우, 복로측 온수 유로(34)의 접속부(34a)보다도 하류측으로 흐르는 온수의 유량이 늘어나기 때문에, 히트펌프유닛(3)의 출력을 스탭 1의 판단결과가 긍정적으로 되기 직전의 출력 그대로로 유지하게 되면, 왕로측 온수 유로(33)의 접속부(33a)로 유입되는 온수의 온도{상기 온도센서(42)에 의해서 검출되는 온수의 온도}가 저하되게 되며, 그 결과 난방 단말기(1)에 공급되는 온수의 온도가 저하되게 된다.

그래서, 서리제거운전 전 제어부(5a)는 스탭 3에서 히트펌프유닛(3)의 출력을 소정량만큼 증가시키도록 제어한다. 예를 들면, 압축기(16)의 회전수를 증가시켜서 난방용 열교환기(12)에 공급되는 냉매량을 증가시킴으로써, 히트펌프유닛(3)의 출력을 소정량만큼 증가시킨다.

또한, 본 실시형태에서는, 스탭 2, 3의 제어처리의 실행 중에 제 1 펌프(19)의 회전수 및 제 2 펌프(53)의 회전수가 각각 스탭 1의 판단결과가 긍정적으로 되기 전의 회전수로 유지된다. 즉, 난방 단말기(1)에 공급되는 온수의 유량과 난방용 열교환기(12)를 흐르는 온수의 유량은 각각 스탭 1의 판단결과가 긍정적으로 되기 전의 유량으로 유지된다.

상기한 바와 같이 스탭 2, 3의 제어처리를 실행함으로써 단말기 공급 온수온도가 상승한다.

그리고, 서리제거운전 전 제어부(5a)는 스탭 4에서 상기 온도센서(43)에 의한 단말기 공급 온수온도의 검출값이 상기 통상시 단말기 공급 요구온도(T1)를 소정값(α)만큼 증가시킨 온도(=T1＋α)(이하, '서리제거운전 전 단말기 공급 목표온도'라고도 한다} 이상의 온도로 승온되었는지 아닌지를 판단한다. 또한, 이 서리제거운전 전 단말기 공급 목표온도는 본 발명에 있어서의 '소정의 온도'에 상당하는 것이다.

스탭 4의 판단결과가 부정적일 경우에는, 서리제거운전 전 제어부(5a)는 상기 스탭 2, 3의 제어처리를 실행한다. 따라서, 단말기 공급 온수온도의 검출값이 T1＋α 이상의 온도로 승온될 때까지 스탭 2, 3의 제어처리가 반복된다. 또한, 제 1 바이패스로(31)에 대한 온수의 분배비율이 최소값(제로)까지 감소된 후에는, 이 분배비율은 최소값으로 유지된다. 또, 히트펌프유닛(3)의 출력을 최대한의 출력까지 증가시킨 후에는, 이 히트펌프유닛(3)의 출력은 최대한의 출력으로 유지된다.

여기서, 통상시 단말기 공급 요구온도(T1)에서 서리제거운전 전 단말기 공급 목표온도로의 상승 온도인 상기 소정값(α)(더 나아가서는 서리제거운전 전 단말기 공급 목표온도)은, 히트펌프유닛(3)의 서리제거운전시에 단말기 공급 온수온도가 소정의 하한온도(Tlim) 이상으로 유지되도록 결정된 값이다.

예를 들면, 서리제거운전 전 단말기 공급 목표온도와 상기 하한온도(Tlim)의 온도차를 β[℃](=T1＋α-Tlim), 온수 순환로(2)의 보유 수량을 V[리터], 난방 부하{난방 단말기(1)의 단위 시간 당의 방열량}를 Q[kcal/h], 서리제거운전을 실행하는 시간을 tdef[h]라 하면, 다음의 식(1)의 관계를 만족하도록 온도차(β), 더 나아가서는 소정값(α)이 결정되어 있다.

β×V = Q×tdef　……(1)

단, β=T1＋α-Tlim

상기 식(1)에 있어서, 우변은 서리제거운전 중의 기간에 있어서의 온수 순환로(2)에서의 온수의 합계의 방열량을 의미하고, 좌변은 온수 순환로(2) 내의 온수의 온도가 β만큼 저하될 때의 이 온수 전체의 열량 변화량을 의미한다.

이 경우, 단말기 공급 온수온도의 상기 하한온도(Tlim)는 난방 단말기(1)에 의한 적정한 난방운전에 필요한 온도이다. 본 실시형태에서는, 하한온도(Tlim)는 예를 들면 통상시 단말기 공급 요구온도(T1)에 비교적 가까운 온도이며, 연소식 가열원(4)의 버너(51)의 연소운전을 개시하는 온도{통상시 단말기 공급 요구온도(T1)보다 소정값만큼 낮은 온도}보다도 약간 높은 온도로 설정되어 있다. 다만, 이 하한온도(Tlim)는 통상시 단말기 공급 요구온도(T1)에 비교적 가까운 온도이며, 연소식 가열원(4)의 버너(51)의 연소운전을 개시하는 온도보다도 높은 온도{예를 들면, 통상시 단말기 공급 요구온도(T1)}로 설정하여도 좋다.

또, 식(1)에 있어서의 보유 수량의 값으로서는 난방 시스템의 설치시에 업자 등에 의해서 설정되는 고정값, 서리제거운전시간(tdef)의 값으로서는 예를 들면 미리 설정된 고정값, 난방 부하의 값으로서는 예를 들면 난방 단말기(1)의 미리 설정된 정격의 방열량이 이용된다.

다만, 서리제거운전시간(tdef)은 외기 온도 등에 따라서 가변적으로 결정하여도 좋다. 또, 난방 부하는 예를 들면 상기 온도센서(43)에 의해서 검출되는 단말기 공급 온수온도와, 상기 온도센서(44)에 의해서 검출되는 복로측 온수 유로(34)의 온수의 온도{삼방밸브(35)로 유입되는 온수의 온도}와, 난방 단말기(1)에 공급되는 온수의 유량에 따라서 결정하도록 하여도 좋다.

또한, 상기 소정값(α)은 상기 이외의 수법에 따라서 결정하도록 하여도 좋다.

단말기 공급 온수온도의 검출값이 서리제거운전 전 단말기 공급 목표온도 이상의 온도로 상승하여 스탭 4의 판단결과가 긍정적으로 되면, 컨트롤러(5)의 서리제거운전 전 제어부(5a)는 스탭 5에서 히트펌프유닛(3)의 서리제거운전을 실행할 것의 요구(필요성)가 있는지 아닌지를 판단한다. 이 판단은 상기한 바와 같이 히트펌프유닛(3)에 구비된 상기 온도센서(20,21)에 의해서 검출되는 냉매의 온도에 의거하여 실행된다.

그리고, 스탭 5의 판단결과가 부정적일 경우에는, 서리제거운전 전 제어부(5a)는 스탭 4에서의 제어처리를 상기한 바와 같이 실행함으로써 사전준비운전을 계속한다. 이것에 의해서, 단말기 공급 온수온도가 서리제거운전 전 단말기 공급 목표온도(=T1＋α) 이상의 온도로 되고, 이 서리제거운전 전 단말기 공급 목표온도에 가까운 온도로 유지된다.

이상의 스탭 2∼5의 처리에 의해서, 서리제거운전 전 제어부(5a)는, 히트펌프유닛(3)의 서리제거운전을 실행하기 전의 단계에서 단말기 공급 온수온도를 통상난방운전시의 목표온도인 통상시 단말기 공급 요구온도(T1)보다도 높은 서리제거운전 전 단말기 공급 목표온도(=T1＋α) 이상의 온도로 승온시키도록, 제 1 바이패스로(31)에 대한 온수의 분배비율과 히트펌프유닛(3)의 출력을 제어한다. 이것에 의해서 서리제거운전 전의 사전준비운전이 실행된다.

그리고, 스탭 5의 판단결과가 긍정적으로 되어 히트펌프유닛(3)의 서리제거운전을 개시해야 할 타이밍이 되면, 컨트롤러(5)는 서리제거운전 전 제어부(5a)의 제어처리를 종료하고 스탭 6에서의 처리를 실행한다.

스탭 6에서는, 컨트롤러(5)는 히트펌프유닛(3)의 사방밸브(18)의 동작상태를 상기 제 1 동작상태에서 제 2 동작상태로 전환한다. 또한, 컨트롤러(5)는 스탭 7에서 히트펌프유닛(3)의 서리제거운전을 실행한다. 이 경우, 컨트롤러(5)는 사방밸브(18)를 제 2 동작상태로 유지한 상태에서 실외기(15)의 회전팬(14), 압축기(16) 및 팽창밸브(17)를 작동시킴으로써, 히트펌프유닛(3)의 서리제거운전을 실행한다.

또한, 이 서리제거운전에서는, 제 2 펌프(53)의 작동은 계속되지만, 제 1 펌프(19)의 작동이 정지되거나 혹은 난방 단말기(1)로부터 되돌아온 온수가 모두 제 1 바이패스로(31)로 흐르도록 삼방밸브(35)가 제어된다.

따라서, 냉매 순환로(11)에서 냉매가 순환하면서 실외측 열교환기(13)에서 이 냉매가 응축됨으로써 이 실외측 열교환기(13)가 가열된다. 그 결과, 실외기(15)에 있어서의 실외측 열교환기(13) 등에서의 서리가 제거된다. 또한 이 경우, 제 1 펌프(19)의 작동이 정지되어 있는 경우에는, 난방 단말기(1)로부터 되돌아온 온수 중 삼방밸브(35)를 통해서 복로측 온수 유로(34)의 하류측으로 흐르는 온수는, 기본적으로는 난방용 열교환기(12)를 경유하지 않고 제 2 바이패스로(32)를 경유하여 왕로측 온수 유로(33)로 환류되게 된다.

또, 난방 단말기(1)로부터 되돌아온 온수가 모두 제 1 바이패스로(31)로 흐르도록 삼방밸브(35)가 제어되어 있는 경우에는, 이 온수는 제 1 바이패스로(31)를 경유하여 왕로측 온수 유로(33)로 환류되게 된다.

컨트롤러(5)는 스탭 8에서 서리제거가 완료되었는지 아닌지를 판단하고, 이 판단결과가 긍정적으로 될 때까지 히트펌프유닛(3)의 서리제거운전을 계속한다.

본 실시형태에서의 서리제거운전은 소정의 서리제거운전시간만 실행된다. 따라서, 스탭 8의 판단결과는, 서리제거운전의 개시시로부터의 경과시간이 소정의 서리제거운전시간에 도달할 때까지는 부정적으로 되고, 이 경과시간이 소정의 서리제거운전시간에 도달하면 긍정적으로 된다.

그리고, 스탭 8의 판단결과가 긍정적으로 되면, 컨트롤러(5)는 스탭 9에서 사방밸브(18)의 동작상태를 제 2 동작상태에서 제 1 동작상태로 되돌린 후, 상기한 스탭 10에서의 처리를 실행한다. 이 경우, 난방운전의 정지 요구가 없어 스탭 10의 판단결과가 부정적일 경우에는 상기한 통상난방운전이 재개된다.

이상 설명한 실시형태에 의하면, 히트펌프유닛(3)의 서리제거운전 전의 사전준비운전을 실행할 것의 요구(필요성)가 발생하면, 단말기 공급 온수온도를 통상시 단말기 공급 요구온도(T1)보다도 소정값(α)만큼 높은 서리제거운전 전 단말기 공급 목표온도(=T1＋α) 이상의 온도로 승온시키도록, 제 1 바이패스로(31)에 대한 온수의 분배비율이 감소함과 아울러 히트펌프유닛(3)의 출력이 증가한다.

이 때문에, 온도센서(43)에 의한 단말기 공급 온수온도의 검출값은, 도 4에 실선의 그래프로 예시한 바와 같이, 사전준비운전의 기간(시각 t1에서 t2까지의 기간)에 있어서, 이 기간의 개시 직전의 온도(≒T1)에서 서리제거운전 전 단말기 공급 목표온도(T1＋α)와 일치 혹은 거의 일치하는 온도까지 상승한다.

따라서, 상기 사전준비운전에 의해서 온수 순환로(2)의 온수에는 대략 소정값(α)의 온도 상승분의 열량이 부가적으로 축적되게 된다.

그리고, 이와 같이 사전준비운전에 의해서 단말기 공급 온수온도를 상승시킨 후에, 히트펌프유닛(3)의 서리제거운전이 개시된다(도 4의 시각 t2).

이 경우, 상기 서리제거운전에서는 온수 순환로(2)의 온수가 난방용 열교환기(12)에 의해서 가열되지 않기 때문에, 난방 단말기(1) 등에서의 방열에 의해서 온수의 온도가 도 4에 실선의 그래프로 나타낸 바와 같이 저하되어 간다.

다만, 서리제거운전의 개시 전의 단말기 공급 온수온도의 온도 상승분으로서 상기 소정값(α)이 상기한 바와 같이 설정되어 있다. 이 때문에, 도 4에 실선의 그래프로 나타낸 바와 같이, 단말기 공급 온수온도는 서리제거운전이 완료될 때까지 하한온도(Tlim) 이상이면서 통상시 단말기 공급 요구온도(T1)에 가까운 온도로 유지된다. 따라서, 난방 단말기(1)에 의한 쾌적한 난방운전을 지장 없이 실행할 수 있다.

또, 이 경우, 본 실시형태에서는, 하한온도(Tlim) 이상의 단말기 공급 온수온도에서는 연소식 가열원(4)의 버너(51)의 연소운전을 실행하지 않기 때문에, 난방 시스템의 에너지 효율의 저하를 방지할 수 있다.

또한, 만일 서리제거운전 전의 사전준비운전을 실행하지 않고 서리제거운전을 개시한 경우에는, 단말기 공급 온수온도는 예를 들면 도 4에 2점쇄선으로 나타낸 바와 같이 서리제거운전 중에 하한온도(Tlim)보다도 낮은 온도까지 저하되는 경우가 있다.

이상과 같이, 본 실시형태의 난방 시스템에 의하면, 히트펌프유닛(3)의 서리제거운전을 실행하면서 난방운전을 지장 없이 계속하는 것을, 축열탱크를 필요로 하지 않는 소형이면서 저렴한 시스템 구성으로 실현할 수 있다.

또한, 본 실시형태에서는 서리제거운전 전의 사전준비운전시에 제 1 바이패스로(31)에 대한 온수의 분배비율을 감소하도록 하였으나, 이것을 생략(즉 도 3의 스탭 2의 처리를 생략)하도록 하여도 좋다. 다만, 본 실시형태와 같이 제 1 바이패스로(31)에 대한 온수의 분배비율을 감소시킴으로써, 단말기 공급 온수온도를 보다 조기에 서리제거운전 전 단말기 공급 목표온도 이상의 온도로 상승시킬 수 있다.

《제 2 실시형태》

이어서, 본 발명의 제 2 실시형태를 도 5를 참조하여 설명한다.

또한, 본 실시형태는 컨트롤러(5)의 서리제거운전 전 제어부(5a)의 제어처리만이 제 1 실시형태와 상이한 것이다. 따라서, 본 실시형태에서는 제 1 실시형태와의 상이점을 중심으로 하여 설명하고, 제 1 실시형태와 동일한 사항에 대해서는 그 설명을 생략한다.

본 실시형태에서는, 도 3에 나타낸 스탭 1의 판단결과가 긍정적으로 되면, 도 5의 플로차트에 나타낸 바와 같이 컨트롤러(5)의 서리제거운전 전 제어부(5a)의 제어처리가 실행된다.

즉, 서리제거운전 전 제어부(5a)는 스탭 2에서 제 1 바이패스로(31)에 대한 온수의 분배비율을 소정량만큼 감소시키도록 삼방밸브(35)를 제어한다. 이 제어처리는 제 1 실시형태에 있어서의 도 3의 스탭 2의 처리와 같다.

또한, 서리제거운전 전 제어부(5a)는 스탭 3a에서 제 1 펌프(19)의 회전수를 증가시키도록 제 1 펌프(19)를 제어함과 아울러, 스탭 3b에서 히트펌프유닛(3)의 출력을 증가시킨다.

이 경우, 스탭 3a, 3b에서는, 왕로측 온수 유로(33)의 온도센서(41)에 의해서 검출되는 온수비등온도와 온도센서(42)에 의해서 검출되는 온수의 온도{제 1 바이패스로(31)의 접속부(33a)로 유입되는 온수의 온도}가 통상난방운전시의 온도(사전준비운전의 개시 직전의 온도)와 일치 혹은 거의 일치하는 온도로 일정하게 유지되도록, 제 1 펌프(19)의 회전수와 히트펌프유닛(3)의 출력이 제어된다.

여기서, 스탭 2의 제어처리에 의해서 삼방밸브(35)가 장착된 접속부(34a)의 하류측의 복로측 온수 유로(34)에 대한 온수의 분배비율이 증가한다. 즉, 삼방밸브(35)에서 하류측의 복로측 온수 유로(34)로 흐르는 온수의 유량이 증가하게 된다. 또한, 스탭 3a, 3b의 제어처리에 의해서 난방용 열교환기(12)를 통과하는 온수의 유량과 히트펌프유닛(3)의 출력이 증가한다. 이것에 의해서, 온수비등온도와 제 1 바이패스로(31)의 접속부(33a)로 유입되는 온수의 온도를 사전준비운전의 개시 전의 온도로 유지하도록 할 수 있다.

또한, 스탭 3b에 있어서의 히트펌프유닛(3)의 출력의 제어는, 제 1 실시형태에 있어서의 도 3의 스탭 3의 제어처리와 마찬가지로, 압축기(16)의 회전수를 증가시킴으로써 실행된다.

또, 본 실시형태에 있어서의 사전준비운전 중에는 제 2 펌프(53)의 회전수가 스탭 1의 판단결과가 긍정적으로 되기 전의 회전수로 유지된다.

상기한 바와 같이 스탭 2, 3a, 3b의 처리를 실행함으로써 단말기 공급 온수온도가 상승한다.

그리고, 서리제거운전 전 제어부(5a)는 스탭 4에서 제 1 실시형태와 같은 판단처리를 실행한다. 즉, 서리제거운전 전 제어부(5a)는 온도센서(43)에 의한 단말기 공급 온수온도의 검출값이 상기 서리제거운전 전 단말기 공급 목표온도(=T1＋α) 이상의 온도로 승온하였는지 아닌지를 판단한다.

이 판단결과가 부정적일 경우에는, 서리제거운전 전 제어부(5a)는 상기 스탭 2, 3a, 3b의 제어처리를 실행한다. 이것에 의해서, 단말기 공급 온수온도의 검출값이 서리제거운전 전 단말기 공급 목표온도(=T1＋α) 이상의 온도로 승온될 때까지 스탭 2, 3a, 3b의 제어처리가 반복된다.

또한, 서리제거운전 전 단말기 공급 목표온도(=T1＋α)의 결정방법은 제 1 실시형태와 같다.

단말기 공급 온수온도의 검출값이 서리제거운전 전 단말기 공급 목표온도 이상의 온도로 상승하여 스탭 4의 판단결과가 긍정적으로 되면, 서리제거운전 전 제어부(5a)는 스탭 5에서 제 1 실시형태와 같은 판단처리를 실행한다. 즉, 서리제거운전 전 제어부(5a)는 히트펌프유닛(3)의 서리제거운전을 실행할 것의 요구(필요성)가 있는지 아닌지를 판단한다.

그리고, 스탭 5의 판단결과가 부정적일 경우에는, 서리제거운전 전 제어부(5a)는 스탭 4에서의 제어처리를 상기한 바와 같이 실행함으로써 사전준비운전을 계속한다.

또한, 스탭 5의 판단결과가 긍정적으로 된 후의 제어처리는 제 1 실시형태와 같다.

본 실시형태에서는, 서리제거운전 전 제어부(5a)는 이상의 스탭 2∼5의 처리에 의해서, 히트펌프유닛(3)의 서리제거운전을 실행하기 전의 단계에서 단말기 공급 온수온도를 통상난방운전시의 목표온도인 통상시 단말기 공급 요구온도(T1)보다도 높은 서리제거운전 전 단말기 공급 목표온도(=T1＋α) 이상의 온도로 승온시키도록, 제 1 바이패스로(31)에 대한 온수의 분배비율과 히트펌프유닛(3)의 출력을 제어한다. 이것에 의해서 서리제거운전 전의 사전준비운전을 실행한다.

본 실시형태는 이상 설명한 사항 이외는 제 1 실시형태와 같다.

이러한 본 실시형태에 의하면, 히트펌프유닛(3)의 서리제거운전의 개시 전에 상기한 사전준비운전에 의해서 온수 순환로(2)에 있어서의 단말기 공급 온수온도가 서리제거운전 전 단말기 공급 목표온도(=T1＋α) 이상의 온도로 승온된다. 이 때문에, 제 1 실시형태와 마찬가지로, 서리제거운전의 개시 후에는 이 서리제거운전이 완료될 때까지 단말기 공급 온수온도가 하한온도(Tlim) 이상이면서 통상시 단말기 공급 요구온도(T1)에 가까운 온도로 유지된다. 따라서, 난방 단말기(1)에 의한 쾌적한 난방운전을 지장 없이 실행할 수 있다.

따라서, 히트펌프유닛(3)의 서리제거운전을 실행하면서 난방운전을 지장 없이 계속하는 것을, 축열탱크를 필요로 하지 않는 소형이면서 저렴한 시스템 구성으로 실현할 수 있다.

《제 3 실시형태》

이어서, 본 발명의 제 3 실시형태를 도 6을 참조하여 설명한다.

또한, 본 실시형태는 컨트롤러(5)의 서리제거운전 전 제어부(5a)의 제어처리만이 제 1 실시형태와 상이한 것이다. 따라서, 본 실시형태에서는 제 1 실시형태와의 상이점을 중심으로 하여 설명하고, 제 1 실시형태와 동일한 사항에 대해서는 그 설명을 생략한다.

본 실시형태에서는, 도 3에 나타낸 스탭 1의 판단결과가 긍정적으로 되면, 도 6의 플로차트에 나타낸 바와 같이 컨트롤러(5)의 서리제거운전 전 제어부(5a)의 제어처리가 실행된다.

즉, 서리제거운전 전 제어부(5a)는 스탭 2에서 제 1 바이패스로(31)에 대한 온수의 분배비율을 소정량만큼 감소시키도록 삼방밸브(35)를 제어한다. 이 제어처리는 제 1 실시형태에 있어서의 도 3의 스탭 2의 처리와 같다.

또한, 서리제거운전 전 제어부(5a)는 스탭 3c에서 제 2 펌프(53)의 회전수를 감소시키도록 제 2 펌프(53)를 제어한다. 이것에 의해서, 난방 단말기(1)에 공급되는 온수의 유량, 더 나아가서는 난방 단말기(1)에서 난방용 열교환기(12) 측으로 되돌아오는 온수의 유량이 감소한다.

이 경우, 스탭 3c에서는, 왕로측 온수 유로(33)의 온도센서(42)에 의해서 검출되는 온수의 온도{제 1 바이패스로(31)의 접속부(33a)로 유입되는 온수의 온도}가 통상난방운전시의 온도(사전준비운전의 개시 직전의 온도)와 일치 혹은 거의 일치하는 온도로 일정하게 유지되도록, 제 2 펌프(53)의 회전수{즉, 난방 단말기(1)에 공급되는 온수의 유량}가 제어된다.

여기서, 스탭 2의 제어처리에 의해서 삼방밸브(35)가 장착된 접속부(34a)의 하류측의 복로측 온수 유로(34)에 대한 온수의 분배비율이 증가하게 되지만, 스탭 3c의 제어처리에 의해서 삼방밸브(35)에서 하류측의 복로측 온수 유로(34)로 흐르는 온수의 유량의 증가가 억제되게 된다. 이 때문에, 히트펌프유닛(3)의 출력을 증가시키지 않더라도(사전준비운전의 개시 전의 출력으로 유지하더라도) 스탭 3c의 제어처리에 의해서 제 1 바이패스로(31)의 접속부(33a)로 유입되는 온수의 온도를 사전준비운전의 개시 전의 온도로 유지하도록 할 수 있다.

또한, 본 실시형태에 있어서의 사전준비운전 중에는 제 1 펌프(19)의 회전수가 스탭 1의 판단결과가 긍정적으로 되기 전의 회전수로 유지된다.

상기한 바와 같이 스탭 2, 3c의 처리를 실행함으로써 단말기 공급 온수온도가 상승한다.

그리고, 서리제거운전 전 제어부(5a)는 스탭 4에서 제 1 실시형태와 같은 판단처리를 실행한다. 즉, 서리제거운전 전 제어부(5a)는 온도센서(43)에 의한 단말기 공급 온수온도의 검출값이 상기 서리제거운전 전 단말기 공급 목표온도(=T1＋α) 이상의 온도로 승온하였는지 아닌지를 판단한다.

이 판단결과가 부정적일 경우에는, 서리제거운전 전 제어부(5a)는 상기 스탭 2, 3c의 제어처리를 실행한다. 이것에 의해서, 단말기 공급 온수온도의 검출값이 서리제거운전 전 단말기 공급 목표온도(=T1＋α) 이상의 온도로 승온될 때까지 스탭 2, 3c의 제어처리가 반복된다.

또한, 서리제거운전 전 단말기 공급 목표온도(=T1＋α)의 결정방법은 제 1 실시형태와 같다.

단말기 공급 온수온도의 검출값이 서리제거운전 전 단말기 공급 목표온도 이상의 온도로 상승하여 스탭 4의 판단결과가 긍정적으로 되면, 서리제거운전 전 제어부(5a)는 스탭 5에서 제 1 실시형태와 같은 판단처리를 실행한다. 즉, 서리제거운전 전 제어부(5a)는 히트펌프유닛(3)의 서리제거운전을 실행할 것의 요구(필요성)가 있는지 아닌지를 판단한다.

그리고, 스탭 5의 판단결과가 부정적일 경우에는, 서리제거운전 전 제어부(5a)는 스탭 4에서의 제어처리를 상기한 바와 같이 실행함으로써 사전준비운전을 계속한다.

또한, 스탭 5의 판단결과가 긍정적으로 된 후의 제어처리는 제 1 실시형태와 같다.

본 실시형태에서는, 서리제거운전 전 제어부(5a)는 이상의 스탭 2∼5의 처리에 의해서, 히트펌프유닛(3)의 서리제거운전을 실행하기 전의 단계에서 단말기 공급 온수온도를 통상난방운전시의 목표온도인 통상시 단말기 공급 요구온도(T1)보다도 높은 서리제거운전 전 단말기 공급 목표온도(=T1＋α) 이상의 온도로 승온시키도록, 제 1 바이패스로(31)에 대한 온수의 분배비율과 제 2 펌프(53)의 회전수{난방 단말기(1)에 공급되는 온수의 유량}를 제어한다. 이것에 의해서 서리제거운전 전의 사전준비운전을 실행한다.

본 실시형태는 이상 설명한 사항 이외는 제 1 실시형태와 같다.

이러한 본 실시형태에 의하면, 히트펌프유닛(3)의 서리제거운전의 개시 전에 상기한 사전준비운전에 의해서 온수 순환로(2)에 있어서의 단말기 공급 온수온도가 서리제거운전 전 단말기 공급 목표온도(=T1＋α) 이상의 온도로 승온된다. 이 때문에, 제 1 실시형태와 마찬가지로, 서리제거운전의 개시 후에는 이 서리제거운전이 완료될 때까지 단말기 공급 온수온도가 하한온도(Tlim) 이상이면서 통상시 단말기 공급 요구온도(T1)에 가까운 온도로 유지된다. 따라서, 난방 단말기(1)에 의한 쾌적한 난방운전을 지장 없이 실행할 수 있다.

따라서, 히트펌프유닛(3)의 서리제거운전을 실행하면서 난방운전을 지장 없이 계속하는 것을, 축열탱크를 필요로 하지 않는 소형이면서 저렴한 시스템 구성으로 실현할 수 있다.

또한, 이상 설명한 각 실시형태에서는 제 2 바이패스로(32)를 구비하는 난방 시스템을 나타내었으나, 이 제 2 바이패스로(32)와 제 1 펌프(19) 및 제 2 펌프(53) 중 어느 한쪽을 생략하여도 좋다.

Claims (7)

1. 방열을 하는 난방 단말기와 난방용 열교환기를 경유하여 난방용 열매를 순환시키는 열매 순환로와; 상기 난방용 열교환기와 실외기에 구비된 열교환기를 경유하여 냉매를 순환시키는 냉매 순환로;를 가지는 히트펌프유닛을 구비하고 있으며, 상기 히트펌프유닛이 상기 난방용 열매를 가열하는 열매가열운전과 상기 실외기에서의 서리를 제거하는 서리제거운전을 선택적으로 실행 가능하도록 구성된 난방 시스템으로서,
   상기 히트펌프유닛의 열매가열운전을 실행하면서 상기 난방 단말기에서 방열을 하는 난방운전 중에 상기 히트펌프유닛의 서리제거운전을 실행할 필요성이 발생한다고 예측된 경우에, 상기 서리제거운전의 개시 전에 상기 열매 순환로에 있어서의 난방 단말기에 공급되는 난방용 열매를 승온시키도록, 상기 히트펌프유닛에 의한 상기 난방용 열매의 가열량과 상기 열매 순환로에 있어서의 난방 단말기에 공급되는 난방용 열매의 유량 중 적어도 어느 일측을 제어하는 서리제거운전 전 제어수단을 구비하고,
   상기 서리제거운전 전 제어수단에 의해서 상기 난방 단말기에 공급되는 난방용 열매의 온도가 소정의 온도 이상의 온도로 승온된 후에, 상기 히트펌프유닛의 서리제거운전을 실행하도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 난방 시스템.
   
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 열매 순환로는 상기 난방용 열교환기에서 상기 난방 단말기로 향해서 난방용 열매가 흐르는 왕로측 열매 유로와, 상기 난방 단말기에서 상기 난방용 열교환기로 향해서 난방용 열매가 흐르는 복로측 열매 유로를 가지며,
   상기 복로측 열매 유로를 흐르는 난방용 열매의 일부를 상기 난방용 열교환기를 경유시키지 않고 상기 왕로측 열매 유로로 환류시킬 수 있도록, 상기 복로측 열매 유로의 도중부와 상기 왕로측 열매 유로의 도중부를 접속하는 제 1 바이패스로와; 상기 난방 단말기 측에서 상기 복로측 열매 유로의 도중부로 유입되는 난방용 열매 중 상기 제 1 바이패스로로 분배되는 난방용 열매의 유량의 비율인 분배비율을 제어하기 위한 분배제어밸브;를 더 구비하고 있으며,
   상기 서리제거운전 전 제어수단은, 상기 난방운전 중에 상기 히트펌프유닛의 서리제거운전을 실행할 필요성이 발생한다고 예측된 경우에, 상기 히트펌프유닛에 의한 상기 난방용 열매의 가열량과 상기 열매 순환로에 있어서의 난방 단말기에 공급되는 난방용 열매의 유량 중 적어도 어느 일측을 제어하는 것에 부가하여, 상기 제 1 바이패스로에 대한 난방용 열매의 분배비율을 감소시키도록 상기 분배제어밸브를 제어하도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 난방 시스템.
   
3. 청구항 1에 있어서,
   상기 서리제거운전 전 제어수단은, 상기 난방운전 중에 상기 히트펌프유닛의 서리제거운전을 실행할 필요성이 발생한다고 예측된 경우에, 상기 열매 순환로에 있어서의 난방 단말기에 공급되는 난방용 열매의 유량을 상기 히트펌프유닛의 서리제거운전을 실행할 필요성의 발생의 예측 전의 유량으로 유지한 상태에서, 상기 히트펌프유닛에 의한 상기 난방용 열매의 가열량을 제어하도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 난방 시스템.
   
4. 청구항 1에 있어서,
   상기 열매 순환로는 상기 난방용 열교환기에서 상기 난방 단말기로 향해서 난방용 열매가 흐르는 왕로측 열매 유로와, 상기 난방 단말기에서 상기 난방용 열교환기로 향해서 난방용 열매가 흐르는 복로측 열매 유로를 가지며,
   상기 복로측 열매 유로를 흐르는 난방용 열매의 일부를 상기 난방용 열교환기를 경유시키지 않고 상기 왕로측 열매 유로로 환류시킬 수 있도록, 상기 복로측 열매 유로의 도중부와 상기 왕로측 열매 유로의 도중부를 접속하는 제 1 바이패스로와; 상기 복로측 열매 유로에 있어서의 상기 난방 단말기 측에서 상기 제 1 바이패스로의 접속부로 유입되는 난방용 열매 중 상기 제 1 바이패스로로 분배되는 난방용 열매의 유량의 비율인 분배비율을 제어하기 위한 분배제어밸브와; 상기 왕로측 열매 유로에 있어서의 상기 제 1 바이패스로의 접속부의 상류측 부분의 도중부와 상기 복로측 열매 유로에 있어서의 상기 제 1 바이패스로의 접속부의 하류측 부분의 도중부를 연통시키는 제 2 바이패스로와; 상기 왕로측 열매 유로 및 복로측 열매 유로의 각각에 있어서의 상기 제 2 바이패스로의 접속부보다도 상기 난방용 열교환기 측의 개소에서 상기 난방용 열교환기에 흐르는 난방용 열매의 유량을 제어 가능하도록 상기 열매 순환로에 장착된 제 1 펌프와; 상기 왕로측 열매 유로 및 복로측 열매 유로의 각각에 있어서의 상기 제 1 바이패스로의 접속부보다도 상기 난방 단말기 측의 개소에서 상기 난방 단말기에 흐르는 난방용 열매의 유량을 제어 가능하도록 상기 열매 순환로에 장착된 제 2 펌프;를 더 구비하고 있으며,
   상기 서리제거운전 전 제어수단은, 상기 난방운전 중에 상기 히트펌프유닛의 서리제거운전을 실행할 필요성이 발생한다고 예측된 경우에, 상기 난방용 열교환기 및 난방 단말기에 각각 흐르는 난방용 열매의 유량을 상기 히트펌프유닛의 서리제거운전을 실행할 필요성의 발생의 예측 전의 유량으로 유지하도록 상기 제 1 펌프 및 제 2 펌프를 제어하고, 또한 상기 제 1 바이패스로에 대한 난방용 열매의 분배비율을 상기 히트펌프유닛의 서리제거운전을 실행할 필요성의 발생의 예측 전의 분배비율 이하의 분배비율로 하도록 상기 분배제어밸브를 제어한 상태에서, 상기 히트펌프유닛에 의한 상기 난방용 열매의 가열량을 제어하도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 난방 시스템.
   
5. 청구항 1에 있어서,
   상기 열매 순환로는 상기 난방용 열교환기에서 상기 난방 단말기로 향해서 난방용 열매가 흐르는 왕로측 열매 유로와, 상기 난방 단말기에서 상기 난방용 열교환기로 향해서 난방용 열매가 흐르는 복로측 열매 유로를 가지며,
   상기 복로측 열매 유로를 흐르는 난방용 열매의 일부를 상기 난방용 열교환기를 경유시키지 않고 상기 왕로측 열매 유로로 환류시킬 수 있도록, 상기 복로측 열매 유로의 도중부와 상기 왕로측 열매 유로의 도중부를 접속하는 제 1 바이패스로와; 상기 복로측 열매 유로에 있어서의 상기 난방 단말기 측에서 상기 제 1 바이패스로의 접속부로 유입되는 난방용 열매 중 상기 제 1 바이패스로로 분배되는 난방용 열매의 유량의 비율인 분배비율을 제어하기 위한 분배제어밸브와; 상기 왕로측 열매 유로에 있어서의 상기 제 1 바이패스로의 접속부의 상류측 부분의 도중부와 상기 복로측 열매 유로에 있어서의 상기 제 1 바이패스로의 접속부의 하류측 부분의 도중부를 연통시키는 제 2 바이패스로와; 상기 왕로측 열매 유로 및 복로측 열매 유로의 각각에 있어서의 상기 제 2 바이패스로의 접속부보다도 상기 난방용 열교환기 측의 개소에서 상기 난방용 열교환기에 흐르는 난방용 열매의 유량을 제어 가능하도록 상기 열매 순환로에 장착된 제 1 펌프와; 상기 왕로측 열매 유로 및 복로측 열매 유로의 각각에 있어서의 상기 제 1 바이패스로의 접속부보다도 상기 난방 단말기 측의 개소에서 상기 난방 단말기에 흐르는 난방용 열매의 유량을 제어 가능하도록 상기 열매 순환로에 장착된 제 2 펌프;를 더 구비하고 있으며,
   상기 서리제거운전 전 제어수단은, 상기 난방운전 중에 상기 히트펌프유닛의 서리제거운전을 실행할 필요성이 발생한다고 예측된 경우에, 상기 난방용 열교환기에 흐르는 난방용 열매의 유량을 증가시키도록 상기 제 1 펌프를 제어하고, 또한 상기 난방 단말기에 흐르는 난방용 열매의 유량을 상기 히트펌프유닛의 서리제거운전을 실행할 필요성의 발생의 예측 전의 유량으로 유지하도록 상기 제 2 펌프를 제어하고, 또한 상기 제 1 바이패스로에 대한 난방용 열매의 분배비율을 상기 히트펌프유닛의 서리제거운전을 실행할 필요성의 발생의 예측 전의 분배비율 이하의 분배비율로 하도록 상기 분배제어밸브를 제어한 상태에서, 상기 히트펌프유닛에 의한 상기 난방용 열매의 가열량을 제어하도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 난방 시스템.
   
6. 청구항 1에 있어서,
   상기 소정의 온도는, 상기 히트펌프유닛의 서리제거운전이 완료될 때까지 상기 난방 단말기에 있어서의 난방운전을 위해서 필요한 소정의 하한온도 이상의 온도로 유지되도록 설정되어 있는 것을 특징으로 하는 난방 시스템.
   
7. 청구항 6에 있어서,
   상기 난방 단말기에 공급되는 난방용 열매의 온도가 상기 하한온도보다도 낮은 온도로 저하된 경우에, 상기 난방용 열매를 상기 열매 순환로에서 순환시키면서 가열하는 연소식 가열원이 더 구비되어 있는 것을 특징으로 하는 난방 시스템.

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