KR20160067775A

KR20160067775A - 난방장치

Info

Publication number: KR20160067775A
Application number: KR1020150171360A
Authority: KR
Inventors: 야스히라 하야시; 가쓰야 오시마; 히데아키 오가와; 메이 우치다; 아키라 스즈키
Original assignee: 린나이가부시기가이샤; 가부시키가이샤 덴소
Priority date: 2014-12-04
Filing date: 2015-12-03
Publication date: 2016-06-14
Also published as: JP2016109334A

Abstract

(과제) 본 발명은, 소용량의 탱크를 사용하는 경우이더라도 히트펌프를, 난방단말에 있어서의 방열량에 적합한 적절한 가열능력으로 동작시킬 수 있는 난방장치를 제공한다.
(해결수단) 제어장치(95)는, 서미스터(T2)가 제1임계값(TH1) 이상의 온도를 검출한 후에, 서미스터(T3)가 제1임계값(TH1) 이상의 온도를 검출할 때까지 소요된 시간에 따라 히트펌프유닛(20)의 가열능력을 저하시킨다. 마찬가지로 제어장치(95)는, 서미스터(T2)가 제2임계값(TH2)보다 낮은 온도를 검출한 후에, 서미스터(T1)가 제2임계값(TH2)보다 낮은 온도를 검출할 때까지 소요된 시간에 따라 히트펌프유닛(20)의 가열능력을 상승시킨다.

Description

난방장치{HEATING DEVICE}

본 명세서는 난방장치(煖房裝置)에 관한 기술을 개시한다.

특허문헌1에는, 열매(熱媒)를 가열하는 히트펌프(heat pump)와, 열매를 저장하는 탱크(tank)와, 탱크 내의 열매의 온도를 검출하는 검출수단(檢出手段)과, 열매의 열을 이용하여 난방을 하는 난방단말(暖房端末)과, 히트펌프와 탱크의 사이에서 열매를 순환시키는 축열순환경로(蓄熱循環經路)와, 탱크와 난방단말의 사이에서 열매를 순환시키는 방열순환경로(放熱循環經路)와, 제어장치(制御裝置)를 구비하는 난방장치가 개시되어 있다. 제어장치는, 히트펌프를 동작시키면서 난방단말에 의하여 난방을 하는 경우에 있어서 탱크의 축열량(蓄熱量)에 따라 히트펌프의 가열능력을 절체(切替)한다.

난방단말과 히트펌프의 사이에 탱크가 삽입되는 난방장치에서는, 탱크가 난방단말에 있어서의 방열량(放熱量)의 변동을 완충하는 역할을 한다. 그 때문에 난방단말에 있어서의 방열량의 변동에 대하여 히트펌프의 가열능력을 바로 추종시켜서 변화시킬 필요가 없다. 특허문헌1의 난방장치에서는, 탱크의 축열량에 따라 히트펌프의 가열능력을 절체함으로써 난방단말에 있어서의 방열량과 히트펌프에 있어서의 가열량의 균형을 도모하고 있다.

: 일본국 공개특허 특개2013-142488호 공보

최근, 탱크에 저장되는 열매로부터의 방열 로스(放熱 loss)를 적게 함과 아울러 공간의 절약화를 도모하기 위하여 소용량의 탱크가 사용되는 경우가 있다. 특허문헌1의 기술에서는, 탱크의 용량을 작게 하면 탱크의 축열량이 변동하기 쉽게 되어, 난방단말에 있어서의 방열량에 적합한 적절한 가열능력으로 히트펌프를 동작시키는 것이 어렵게 되는 경우가 있다.

본 명세서에서는, 소용량의 탱크를 사용하는 경우이더라도, 난방단말에 있어서의 방열량에 적합한 적절한 가열능력으로 히트펌프를 동작시킬 수 있는 난방장치를 개시한다.

본 명세서가 개시하는 난방장치는, 열매를 가열하는 히트펌프와, 열매를 저장하는 탱크와, 탱크 내의 열매의 온도를 검출하는 복수 개의 검출수단과, 열매의 열을 이용하여 난방을 하는 난방단말과, 히트펌프와 탱크의 사이에서 열매를 순환시키는 축열순환경로와, 탱크와 난방단말의 사이에서 열매를 순환시키는 방열순환경로와, 제어장치를 구비하고 있다. 복수 개의 검출수단은, 탱크 내의 소정위치의 열매의 온도를 검출하기 위한 제1검출수단과, 제1검출수단과는 다른 위치의 열매의 온도를 검출하기 위한 제2검출수단을 포함한다. 제어장치는, 히트펌프를 동작시키면서 난방단말에 의하여 난방을 하는 경우에 있어서, 제1검출수단에 의하여 특정온도가 검출된 후에 제2검출수단에 의해서도 특정온도가 검출될 때까지 필요로 한 차이시간에 따라 히트펌프의 가열능력을 변화시킨다.

히트펌프의 가열능력은, 히트펌프의 단위시간당 가열량으로 바꾸어 말할 수 있다.

이 구성에 의하면, 난방장치는 차이시간에 따라 히트펌프의 가열능력을 변화시킬 수 있다. 바꾸어 말하면, 난방장치는 탱크에 대한 축열속도 또는 탱크로부터의 방열속도에 따라 히트펌프의 가열능력을 변화시킬 수 있다. 즉 난방장치는, 탱크의 용량에 관계없이 차이시간(즉 탱크에 대한 축열속도 또는 탱크로부터의 방열속도)을 참조함으로써 현시점의 히트펌프의 가열능력과 난방단말에 있어서의 방열량과의 괴리량(언밸런스량)을 추정할 수 있어, 방열과다에 의하여 탱크가 축열부족상태(온수차단상태)로 되거나 축열과다에 의하여 탱크가 축열충만상태로 되거나 하기 전에, 난방단말에 있어서의 방열량에 적합한 적절한 가열능력으로 히트펌프를 동작시킬 수 있다. 따라서 이 난방장치에 의하면, 소용량의 탱크를 사용하는 경우이더라도, 난방단말에 있어서의 방열량에 적합한 적절한 가열능력으로 히트펌프를 동작시킬 수 있다.

제어장치는, 차이시간이 제1시간인 경우에 히트펌프의 가열능력을 제1변화량만큼 변화시키고, 차이시간이 제1시간보다 짧은 제2시간인 경우에 히트펌프의 가열능력을 제1변화량보다 많은 제2변화량만큼 변화시키는 것이 바람직하다.

이 구성에 의하면, 난방장치는, 차이시간이 짧은 경우(즉 탱크에 대한 축열속도 또는 탱크로부터의 방열속도가 빠른 경우)에는 히트펌프의 가열능력을 크게 변화시키고, 차이시간이 긴 경우(즉 탱크에 대한 축열속도 또는 탱크로부터의 방열속도가 느린 경우)에는 히트펌프의 가열능력을 작게 변화시킬 수 있다. 상황에 따라 히트펌프를 적절한 가열능력으로 동작시킬 수 있다.

도1은, 제1실시예의 급탕난방시스템(10)의 구성을 도식적으로 나타내는 도면이다.
도2는, 히트펌프유닛(20)을 운전하면서 난방을 할 때의 열매의 흐름을 나타내는 도면이다.
도3은, 난방단말(90)이 요구하는 열매의 온도에 대하여, 탱크(30)로부터 난방용 왕로(56)로 보내지는 열매의 온도가 높은 경우의 열매의 흐름을 나타내는 도면이다.
도4는, 난방단말(90)이 요구하는 열매의 온도에 대하여, 탱크(30)로부터 난방용 왕로(56)로 보내지는 열매의 온도가 낮은 경우의 열매의 흐름을 나타내는 도면이다.
도5는, 제1실시예에서 제어장치(95)가 실행하는 난방제어처리를 나타내는 플로우 차트이다.
도6은, 제1실시예에서 제어장치(95)가 실행하는 능력저하처리를 나타내는 플로우 차트이다.
도7은, 제1실시예에서 제어장치(95)가 실행하는 능력상승처리를 나타내는 플로우 차트이다.
도8은, 제2실시예의 급탕난방시스템(100)의 구성을 도식적으로 나타내는 도면이다.
도9는, 제2실시예에서 제어장치(95)가 실행하는 난방제어처리를 나타내는 플로우 차트이다.
도10은, 제2실시예에서 제어장치(95)가 실행하는 능력저하처리를 나타내는 플로우 차트이다.
도11은, 제2실시예에서 제어장치(95)가 실행하는 능력상승처리를 나타내는 플로우 차트이다.

(제1실시예)

(시스템 구성 : 도1)

도1에 나타내는 바와 같이 본 실시예의 급탕난방시스템(給湯暖房system)(10)은, 히트펌프유닛(heat pump unit)(20)과, 탱크유닛(tank unit)(28)과, 급탕난방유닛(給湯暖房unit)(80)과, 난방단말(暖房端末)(90)과, 제어장치(制御裝置)(95)를 구비하고 있다.

히트펌프유닛(20)은, 대기(大氣)로부터 흡열(吸熱)하여, 탱크유닛(28)으로부터 보내지는 열매(熱媒)를 가열하는 히트펌프(heat pump)이다. 히트펌프유닛(20)은, 도면에 나타내는 것은 생략하지만 압축기(壓縮機), 방열기(放熱器), 팽창밸브(膨脹valve), 증발기(蒸發器)와, 그들을 순차적으로 접속시키는 냉매순환경로(冷媒循環經路)를 구비하고 있다. 이 이외에 증발기로 송풍(送風)하는 팬(fan)이나 그것을 구동시키는 모터 등도 설치되어 있다. 냉매순환경로 내에는, 냉매(예를 들면 R32나 R410이라는 HFC냉매나 R744라는 CO₂냉매 등)가 충전(充塡)되어 있다. 히트펌프유닛(20)의 상세에 대해서는, 공지의 것과 동일하기 때문에 여기에서는 설명을 생략한다. 히트펌프유닛(20)은, 압축기에 내장되어 있는 모터의 회전수를 단계적으로 변화시킴으로써 가열능력(즉 단위시간당 가열량)을 단계적으로 절환(切換)할 수 있다. 또한 히트펌프유닛(20)에는, 히트펌프유닛(20)과 탱크유닛(28)의 사이에서 열매를 순환시키는 순환펌프(循環pump)(22)가 설치되어 있다.

탱크유닛(28)은 열매를 저장하는 탱크(30)를 구비하고 있다. 본 실시예의 열매는 부동액(不凍液)이다. 본 실시예의 탱크(30)는 일례이지만 30리터의 용량을 구비하고 있다. 탱크(30)에는, 탱크(30)의 높이방향 상측으로부터 순차적으로 서미스터(thermister)(T1, T2, T3)가 설치되어 있다. 서미스터(T1)는 탱크(30)의 상부(예를 들면 탱크(30)의 정상부로부터 10리터의 위치)에 설치되어 있고, 서미스터(T2)는 탱크(30)의 중간부(예를 들면 탱크(30)의 정상부로부터 15리터의 위치)에 설치되어 있고, 서미스터(T3)는 탱크(30)의 하부(예를 들면 탱크(30)의 정상부로부터 20리터의 위치)에 설치되어 있다. 서미스터(T1, T2, T3)는 제어장치(95)에 접속되어 있다. 또 탱크(30) 내의 열매의 온도를 검출하는 서미스터는, 상기의 3개에 한정되는 것이 아니라 2개 설치되어 있더라도 좋고, 후술하는 제2실시예(도8을 참조)와 같이 4개 이상 설치되어 있더라도 좋다.

탱크(30) 내의 열매는 탱크(30) 내에서 온도성층(溫度成層)을 형성한다. 즉 탱크(30)의 정상부 부근에는 고온의 열매의 층(이하 「고온층(高溫層)」이라고 부르는 경우가 있다)이 형성되고, 탱크(30)의 하부 부근에는 저온의 열매의 층(이하 「저온층(低溫層)」이라고 부르는 경우가 있다)이 형성된다. 고온층과 저온층의 사이에는, 중간온도의 열매의 층(이하 「중온층(中溫層)」이라고 부르는 경우가 있다)이 형성된다. 탱크(30) 내의 축열량(蓄熱量)에 따라 탱크(30) 내에 있어서의 고온층과 중온층의 경계의 높이 및 저온층과 중온층의 경계의 높이가 변동된다. 제어장치(95)는, 서미스터(T1, T2, T3)의 검출온도에 의하여 온도성층을 형성하는 각 층의 경계의 위치를 파악할 수 있다.

탱크(30)는, 축열용 왕로(蓄熱用往路)(34)와 축열용 귀로(蓄熱用歸路)(32)를 통하여 히트펌프유닛(20)에 접속되어 있다. 축열용 왕로(34)는, 탱크(30)로부터 히트펌프유닛(20)으로 열매를 보내는 관로(管路)로서 탱크(30)의 바닥부에 접속되어 있다. 축열용 귀로(32)는, 히트펌프유닛(20)으로부터 탱크(30)로 열매를 되돌리는 관로로서 탱크(30)의 정상부에 접속되어 있다. 축열용 왕로(34)와 축열용 귀로(32)는, 히트펌프유닛(20)과 탱크(30)의 사이에서 열매를 순환시키는 순환경로를 구성하고 있다. 당해 순환경로에는 상기의 순환펌프(22)가 설치되어 있다. 본 실시예의 순환펌프(22)는 히트펌프유닛(20)에 내장되어 있지만, 순환펌프(22)의 위치는 특별하게 한정되지 않는다.

축열용 왕로(34)에는, 수동밸브(手動valve)(24)와, 축열왕로 서미스터(蓄熱往路 thermister)(44)가 설치되어 있다. 마찬가지로 축열용 귀로(32)에도 수동밸브(24)와, 축열귀로 서미스터(蓄熱歸路 thermister)(46)가 설치되어 있다. 축열왕로 서미스터(44)는 히트펌프유닛(20)에 의한 가열 전의 열매의 온도를 검출할 수 있고, 축열귀로 서미스터(46)는 히트펌프유닛(20)에 의한 가열 후의 열매의 온도를 검출할 수 있다. 축열왕로 서미스터(44)와 축열귀로 서미스터(46)는 제어장치(95)에 접속되어 있다.

난방단말(暖房端末)(90)은 탱크(30)로부터의 열매를 방열(放熱)시켜서 난방을 한다. 난방단말(90)은 예를 들면 패널 히터(panel heater), 패널 라디에이터(panel radiator), 바닥난방, 팬컨벡터(fan convector), 온수식 룸에어콘(溫水式 room air conditioner)이다. 난방단말(90)은, 난방용 왕로(暖房用往路)(56)와 난방용 귀로(暖房用歸路)(60)를 통하여 탱크(30)에 접속되어 있다. 난방용 왕로(56)는, 탱크(30)로부터 난방단말(90)로 열매를 보내는 관로로서 탱크(30)의 정상부에 접속되어 있다. 난방용 귀로(60)는, 난방단말(90)로부터 탱크(30)로 열매를 되돌리는 관로로서 탱크(30)의 바닥부에 접속되어 있다. 난방용 왕로(56)와 난방용 귀로(60)는, 탱크(30)와 난방단말(90)의 사이에서 열매를 순환시키는 순환경로를 구성하고 있다.

난방용 귀로(60)에는, 수동밸브(52)를 구비하는 배수관(排水管)(50)이 접속되어 있다. 또한 난방용 귀로(60)에는 팽창탱크(70)가 설치되어 있다. 본 실시예에서는, 열매가 순환하는 회로가 밀폐회로로 되어 있기 때문에, 열매의 열팽창을 흡수하기 위하여 팽창탱크(70)가 준비되어 있다. 또 팽창탱크(70)를 접속하는 위치는, 난방용 귀로(60)에 한정되지 않아 예를 들면 난방용 왕로(56)나 다른 경로에 접속하더라도 좋다.

난방용 왕로(56)는, 급탕난방유닛(80)을 경유하여 난방단말(90)에 접속되어 있다. 급탕난방유닛(80)은, 연소식의 열원기(熱源機)로서 가연성 가스를 연소시키는 2개의 버너(burner)(84, 86)를 구비한다. 일방(一方)의 버너(84)는, 급탕용의 것으로서 급탕관로(給湯管路)(82)를 흐르는 상수(上水)를 가열한다. 타방(他方)의 버너(86)는, 난방용의 것으로서 필요에 따라 난방용 왕로(56)를 흐르는 열매를 가열한다. 또한 급탕난방유닛(80)에는, 난방단말(90)과 탱크유닛(28)의 사이에서 열매를 순환시키는 순환펌프(87)가 설치되어 있다. 또 순환펌프(87)를 설치하는 위치는, 급탕난방유닛(80)에 한정되지 않아 특별하게 한정되지 않는다. 이 구성에 의하면, 난방용 왕로(56)를 통하여 난방단말(90)로 보내지는 열매의 온도가 지나치게 낮을 때에는, 버너(86)에 의하여 난방용 왕로(56)를 흐르는 열매를 가열함으로써 난방단말(90)로 보내지는 열매의 온도를 상승시킬 수 있다.

난방용 왕로(56)와 난방용 귀로(60)의 사이는 바이패스 경로(bypass 經路)(64)를 통하여 접속되어 있다. 이에 따라 난방용 귀로(60)를 흐르는 열매의 일부 또는 전부를, 탱크(30)를 경유하지 않고 난방용 왕로(56)로 보낼 수 있도록 구성되어 있다. 또한 난방용 귀로(60)와 바이패스 경로(64)의 분기위치(分岐位置)에는 혼합밸브(66)가 설치되어 있어, 난방용 귀로(60)로부터 바이패스 경로(64)를 통하여 난방용 왕로(56)로 보내지는 열매의 유량과, 난방용 귀로(60)로부터 탱크(30)를 통하여 난방용 왕로(56)로 보내지는 열매의 유량의 비율을 조정할 수 있도록 되어 있다. 혼합밸브(66)는 제어장치(95)에 접속되어 있고, 그 동작은 제어장치(95)에 의하여 제어된다. 이 구성에 의하면, 난방용 왕로(56)를 통하여 난방단말(90)로 보내지는 열매의 온도가 지나치게 높을 때에는, 난방용 귀로(60)를 흐르는 방열 후의 열매를, 난방용 왕로(56)를 흐르는 열매에 합류시킴으로써 난방단말(90)로 보내지는 열매의 온도를 저하시킬 수 있다.

난방용 왕로(56)에는, 제1난방왕로 서미스터(48), 제2난방왕로 서미스터(58)가 설치되어 있다. 제1난방왕로 서미스터(48)는, 바이패스 경로(64)가 난방용 왕로(56)에 합류하는 합류점보다 상류측에 설치되어 있어, 탱크(30)로부터 난방용 왕로(56)로 보내지는 열매의 온도를 검출한다. 제2난방왕로 서미스터(58)는, 바이패스 경로(64)가 난방용 왕로(56)에 합류하는 합류점보다 하류측에 설치되어 있어, 탱크(30)로부터 난방용 왕로(56)로 보내지는 열매와 바이패스 경로(64)로부터 난방용 왕로(56)로 보내지는 열매가 혼합된 후의 온도를 검출한다. 난방용 귀로(60)에는 난방귀로 서미스터(62)가 설치되어 있다. 난방귀로 서미스터(62)는 난방용 귀로(60)를 흐르는 열매의 온도를 검출한다. 제1난방왕로 서미스터(48), 제2난방왕로 서미스터(58) 및 난방귀로 서미스터(62)는 제어장치(95)에 접속되어 있다.

제어장치(95)는 각 서미스터(T1, T2, T3, 44, 46, 48, 58, 62)에 전기적으로 접속되어 있어, 각 서미스터가 검출하는 열매의 온도를 파악하고 있다. 또한 제어장치(95)는 히트펌프유닛(20), 혼합밸브(66) 및 버너(84, 86)의 각 요소와도 전기적으로 접속되어 있어, 각 요소의 동작을 제어한다. 그 때문에 예를 들면 제어장치(95)는, 제1난방왕로 서미스터(48), 제2난방왕로 서미스터(58) 및 난방귀로 서미스터(62)의 검출온도에 의거하여 혼합밸브(66)의 동작을 제어함으로써 난방단말(90)로 보내지는 열매의 온도를 원하는 온도로 조정할 수 있다. 또한 제어장치(95)는, 히트펌프유닛(20)을 운전하면서 난방을 하는 경우에 있어서 후술하는 난방제어처리(도5∼도7)를 실행한다.

도2는, 히트펌프유닛(20)을 운전하면서 난방을 할 때의 열매의 흐름을 나타내고 있다. 도2에 나타내는 바와 같이 난방단말(90)에는, 탱크(30)의 상부로부터 난방용 왕로(56)를 통하여 고온의 열매가 보내진다. 난방단말(90)로 보내진 고온의 열매는, 난방단말(90)에서 방열된 후에 난방용 귀로(60)를 통하여 탱크(30)의 하부로 되돌려진다. 한편 히트펌프유닛(20)에는, 탱크(30)의 하부로부터 축열용 왕로(34)를 통하여 저온의 열매가 보내진다. 히트펌프유닛(20)으로 보내진 저온의 열매는, 히트펌프유닛(20)에서 가열된 후에 축열용 귀로(32)를 통하여 탱크(30)의 상부로 되돌려진다.

도3은, 난방단말(90)이 요구하는 열매의 온도에 대하여, 탱크(30)로부터 난방용 왕로(56)로 보내지는 열매의 온도가 높은 경우의 열매의 흐름을 나타내고 있다. 이 경우에는 제어장치(95)는, 혼합밸브(66)의 개도(開度)를 조정하여 난방용 귀로(60)로부터 바이패스 경로(64)를 통하여 난방용 왕로(56)로 보내지는 열매의 유량을 증가시키고, 난방용 귀로(60)로부터 탱크(30)를 통하여 난방용 왕로(56)로 보내지는 열매의 유량을 감소시킨다. 이에 따라 난방용 왕로(56)로부터 난방단말(90)로 보내지는 열매의 온도를, 난방단말(90)이 요구하는 열매의 온도로 조정할 수 있다. 난방단말(90)이 요구하는 열매의 온도가 저하되었을 경우에도 난방단말(90)에 있어서의 요구의 변화에 신속하게 대응할 수 있다.

도4는, 난방단말(90)이 요구하는 열매의 온도에 대하여, 탱크(30)로부터 난방용 왕로(56)로 보내지는 열매의 온도가 낮은 경우의 열매의 흐름을 나타내고 있다. 이 경우에는 제어장치(95)는 버너(86)를 작동시키고, 버너(86)에 의하여 난방용 왕로(56)를 흐르는 열매를 가열한다. 버너(86)에 있어서의 가열량을 조정함으로써 난방용 왕로(56)로부터 난방단말(90)로 보내지는 열매의 온도를, 난방단말(90)이 요구하는 열매의 온도로 신속하게 조정할 수 있다. 난방단말(90)이 요구하는 열매의 온도가 상승하였을 경우에도 난방단말(90)에 있어서의 요구의 변화에 신속하게 대응할 수 있다.

(제1실시예의 난방제어처리 : 도5∼도7)

계속하여 도5∼도7을 참조하여 본 실시예에 있어서, 히트펌프유닛(20)을 운전하면서 난방을 하는 경우에 있어서 제어장치(95)가 실행하는 난방제어처리의 내용에 대하여 설명한다. 제어장치(95)는, 히트펌프유닛(20)을 운전하면서 난방을 하고 있는 사이에 도5의 난방제어처리를 실행한다.

S10에서는, 제어장치(95)는 소정시간이 경과한 것을 감시한다. 소정시간은 예를 들면 1분간이다. 소정시간이 경과하면, 제어장치(95)는 S10에서 YES라고 판단하고 S12로 진행한다.

S12에서는, 제어장치(95)는, 탱크(30)의 중간부에 설치된 서미스터(T2)의 검출온도가 소정의 제1임계값(TH1)보다 낮은가 아닌가를 판단한다. 제1임계값(TH1)은, 히트펌프유닛(20)에 의하여 가열된 직후의 열매온도(예를 들면 85℃)보다 일정 온도만큼 낮은 온도(예를 들면 80℃)이다. 제1임계값(TH1)을 고온 임계값이라고 불러도 좋다.

이 시점에서의 서미스터(T2)의 검출온도가 제1임계값(TH1) 이상인 경우(즉 탱크(30)의 정상부로부터 중간부에 이르기까지 고온의 열매가 저장되어 있는 경우)에는, 제어장치(95)는 S12에서 NO라고 판단하고 S14로 진행한다. S14에서는, 제어장치(95)는 히트펌프유닛(20)의 가열능력을 1단계 저하시킨다. S14를 끝내면, 다시 S10으로 되돌아가서 소정시간이 경과하는 것을 감시한다.

한편 이 시점에서의 서미스터(T2)의 검출온도가 제1임계값(TH1)보다 낮은 경우(즉 탱크(30)의 중간부까지 고온의 열매가 저장되어 있지 않은 경우)에는, 제어장치(95)는 S12에서 YES라고 판단하고 S16으로 진행한다.

S16에서는, 제어장치(95)는, 서미스터(T2)의 검출온도가 소정의 제2임계값(TH2) 이상인가 아닌가를 판단한다. 제2임계값(TH2)은, 난방단말(90)에서 방열한 직후의 열매온도(예를 들면 40℃)보다 일정 온도만큼 높은 온도(예를 들면 45℃)이다. 제2임계값(TH2)을 저온 임계값이라고 불러도 좋다.

이 시점에서의 서미스터(T2)의 검출온도가 제2임계값(TH2)보다 낮은 경우(즉 탱크(30)의 하부로부터 중간부에 이르기까지 저온의 열매가 저장되어 있는 경우)에는, 제어장치(95)는 S16에서 NO라고 판단하고 S18로 진행한다. S18에서는, 제어장치(95)는 히트펌프유닛(20)의 가열능력을 1단계 상승시킨다. S18을 끝내면, 다시 S10으로 되돌아가서 소정시간이 경과하는 것을 감시한다.

한편 이 시점에서의 서미스터(T2)의 검출온도가 제2임계값(TH2) 이상인 경우(즉 탱크(30)의 중간부에까지 고온의 열매도 저온의 열매도 저장되어 있지 않은 경우)에는, 제어장치(95)는 S16에서 YES라고 판단하고 S20, S22의 감시로 진행한다. S16에서 YES인 경우에는, 탱크(30)의 중간부에 중간온도의 열매가 저장되어 있는 경우라고 바꾸어 말할 수도 있다.

S20, S22에서는, 제어장치(95)는 탱크(30) 내의 축열량의 변동경향이 증가경향과 감소경향 중에서 어느 쪽인지를 감시한다. 즉 S20, S22에서는, 제어장치(95)는 서미스터(T2)의 검출온도가 제1임계값(TH1) 이상에 도달하는지, 제2임계값(TH2)보다 낮아지는지를 감시한다.

S20, S22의 감시를 시작한 후에 서미스터(T2)의 검출온도가 제1임계값(TH1) 이상에 도달하는 경우에, 제어장치(95)는 S20에서 YES라고 판단하고 S24로 진행한다. S20에서 YES인 경우에는, S16에서 YES라고 판단된 시점을 기준으로 하여 탱크(30) 내의 축열량이 증가경향에 있다는 것을 의미한다. S24에서는, 제어장치(95)는 후술하는 능력저하처리(도6을 참조)를 실행한다.

한편 S20, S22의 감시를 시작한 후에 서미스터(T2)의 검출온도가 제2임계값(TH2)보다 낮아지는 경우에, 제어장치(95)는 S22에서 YES라고 판단하고 S26으로 진행한다. S22에서 YES인 경우에는, S16에서 YES라고 판단된 시점을 기준으로 하여 탱크(30) 내의 축열량이 감소경향에 있다는 것을 의미한다. S26에서는, 제어장치(95)는 후술하는 능력상승처리(도7을 참조)를 실행한다.

(제1실시예의 능력저하처리 : 도6)

도6을 참조하여 능력저하처리(도5의 S24를 참조)의 내용을 설명한다. 도6의 S40에서는, 제어장치(95)는 타이머(timer)의 카운트(count)를 시작한다. 타이머는 제어장치(95)에 내장되어 있다.

계속하여 S42에서는, 제어장치(95)는 서미스터(T2)의 검출온도가 제1임계값(TH1) 이상인 것을 확인한다. 탱크(30) 내의 축열량의 증가경향이 계속되고 있으면, 제어장치(95)는 S42에서 YES라고 판단하고 S44로 진행한다. 한편 난방단말(90)이 요구하는 열매의 온도가 급격하게 변동하였을 경우와 같이 어떠한 사정에 의하여 탱크(30) 내의 축열량이 증가경향에서 감소경향으로 바뀌고 있었을 경우에, 능력저하처리의 시작 후이더라도 서미스터(T2)의 검출온도가 제1임계값(TH1)보다 낮아질 수 있다. 이 경우에 제어장치(95)는, S42에서 NO라고 판단하고 S56으로 진행한다. S56에서는, 제어장치(95)는 S40에서 시작한 타이머의 카운트를 리셋(reset)한다. 그 후에 도6의 능력저하처리를 종료한다.

S44에서는, 제어장치(95)는 탱크(30)의 하부에 설치된 서미스터(T3)의 검출온도가 제1임계값(TH1) 이상에 도달한 것인가 아닌가를 판단한다. 탱크(30) 내의 축열량의 증가경향이 계속되어 서미스터(T3)의 검출온도가 제1임계값(TH1) 이상에 도달하면, 제어장치(95)는 S44에서 YES라고 판단하고 S46으로 진행한다. 한편 서미스터(T3)의 검출온도가 제1임계값(TH1)에 도달하지 않고 있는 경우에는, 제어장치(95)는 S44에서 NO라고 판단하고 S42로 되돌아간다.

S46에서는, 제어장치(95)는, S44에서 YES라고 판단된 시점의 타이머의 카운트 시간이 1분보다 긴 것인가 아닌가를 판단한다. 여기에서 S44에서 YES라고 판단된 시점의 타이머의 카운트 시간은, 서미스터(T2)가 제1임계값(TH1) 이상의 온도를 검출한 후에, 서미스터(T3)가 제1임계값(TH1) 이상의 온도를 검출할 때까지 필요로 한 시간을 의미한다. 즉 고온층과 중온층의 경계가 서미스터(T2)의 위치로부터 서미스터(T3)의 위치까지 탱크(30) 내에서 이동(강하)한 속도를 나타내고 있다.

타이머의 카운트 시간이 1분보다 긴 경우에, 제어장치(95)는 S46에서 YES라고 판단하고 S48로 진행한다. 한편 타이머의 카운트 시간이 1분 이하인 경우에, 제어장치(95)는 S46에서 NO라고 판단하고 S54로 진행한다. S46에서 NO인 경우에는, 고온층과 중온층의 경계가 서미스터(T2)의 위치로부터 서미스터(T3)의 위치까지 탱크(30) 내에서 고속으로 이동한 것을 의미한다. 즉 히트펌프유닛(20)의 가열능력이, 난방단말(90)에 있어서의 방열량에 비하여 과도하게 높은 것을 의미한다. 그 때문에 S54에서는, 제어장치(95)는 히트펌프유닛(20)의 가열능력을 한번에 3단계 저하시킨다. S54를 끝내면 S56으로 진행한다.

S48에서는, 제어장치(95)는 S44에서 YES라고 판단된 시점의 타이머의 카운트 시간이 3분보다 긴 것인가 아닌가를 판단한다. 타이머의 카운트 시간이 1분보다 길고 3분 이하인 경우에, 제어장치(95)는 S48에서 NO라고 판단하고 S52로 진행한다. S48에서 NO인 경우에는, 고온층과 중온층의 경계가 서미스터(T2)의 위치로부터 서미스터(T3)의 위치까지 중간 정도의 속도로 탱크(30) 내에서 이동한 것을 의미한다. 즉 히트펌프유닛(20)의 가열능력이, 난방단말(90)에 있어서의 방열량에 비하여 비교적 높은 것을 의미한다. 그 때문에 S52에서는, 제어장치(95)는 히트펌프유닛(20)의 가열능력을 한번에 2단계 저하시킨다. S52를 끝내면 S56으로 진행한다.

한편 타이머의 카운트 시간이 3분보다 긴 경우에, 제어장치(95)는 S48에서 YES라고 판단하고 S50으로 진행한다. S48에서 YES인 경우에는, 고온층과 중온층의 경계가 서미스터(T2)의 위치로부터 서미스터(T3)의 위치까지 탱크(30) 내에서 저속으로 이동한 것을 의미한다. 즉 히트펌프유닛(20)의 가열능력이, 난방단말(90)에 있어서의 방열량에 비하여 조금 높은 것을 의미한다. 그 때문에 S50에서는, 제어장치(95)는 히트펌프유닛(20)의 가열능력을 1단계 저하시킨다. S50을 끝내면 S56으로 진행한다.

S56에서는, 제어장치(95)는 타이머의 카운트를 리셋한다. 그 후에 도6의 능력저하처리를 종료한다. 도6의 능력저하처리(도5의 S24)가 종료되면, 다시 도5의 S10으로 되돌아가서 소정시간이 경과하는 것을 감시한다.

(제1실시예의 능력상승처리 : 도7)

도7을 참조하여 능력상승처리(도5의 S26을 참조)의 내용을 설명한다. 도7의 S70에서는, 제어장치(95)는 타이머의 카운트를 시작한다.

계속하여 S72에서는, 제어장치(95)는 서미스터(T2)의 검출온도가 제2임계값(TH2)보다 낮은 것을 확인한다. 탱크(30) 내의 축열량의 감소경향이 계속되고 있으면, 제어장치(95)는 S72에서 YES라고 판단하고 S74로 진행한다. 한편 난방단말(90)이 요구하는 열매의 온도가 급격하게 변동하였을 경우와 같이 어떠한 사정에 의하여 탱크(30) 내의 축열량이 감소경향에서 증가경향으로 바뀌고 있었을 경우에, 능력상승처리의 시작 후이더라도 서미스터(T2)의 검출온도가 제2임계값(TH2) 이상으로 될 수 있다. 이 경우에 제어장치(95)는, S72에서 NO라고 판단하고 S86으로 진행한다. S86에서는, 제어장치(95)는 S70에서 시작한 타이머의 카운트를 리셋한다. 그 후에 도7의 능력상승처리를 종료한다.

S74에서는, 제어장치(95)는 탱크(30)의 상부에 설치된 서미스터(T1)의 검출온도가 제2임계값(TH2)보다 낮아진 것인가 아닌가를 판단한다. 탱크(30) 내의 축열량의 감소경향이 계속되어 서미스터(T1)의 검출온도가 제2임계값(TH2)보다 낮아지면, 제어장치(95)는 S74에서 YES라고 판단하고 S76으로 진행한다. 한편 서미스터(T1)의 검출온도가 제2임계값(TH2)보다 낮아지지 않고 있는 경우에는, 제어장치(95)는 S74에서 NO라고 판단하고 S72로 되돌아간다.

S76에서는, 제어장치(95)는 S74에서 YES라고 판단된 시점의 타이머의 카운트 시간이 1분보다 긴 것인가 아닌가를 판단한다. 여기에서 S74에서 YES라고 판단된 시점의 타이머의 카운트 시간은, 서미스터(T2)가 제2임계값(TH2)보다 낮은 온도를 검출한 후에, 서미스터(T1)가 제2임계값(TH2)보다 낮은 온도를 검출할 때까지 필요로 한 시간을 의미한다. 즉 저온층과 중온층의 경계가 서미스터(T2)의 위치로부터 서미스터(T1)의 위치까지 탱크(30) 내에서 이동(상승)한 속도를 나타내고 있다.

타이머의 카운트 시간이 1분보다 긴 경우에, 제어장치(95)는 S76에서 YES라고 판단하고 S78로 진행한다. 한편 타이머의 카운트 시간이 1분 이하인 경우에, 제어장치(95)는 S76에서 NO라고 판단하고 S84로 진행한다. S76에서 NO인 경우에는, 저온층과 중온층의 경계가 서미스터(T2)의 위치로부터 서미스터(T1)의 위치까지 탱크(30) 내에서 고속으로 이동한 것을 의미한다. 즉 히트펌프유닛(20)의 가열능력이, 난방단말(90)에 있어서의 방열량에 비하여 과도하게 낮은 것을 의미한다. 그 때문에 S84에서는, 제어장치(95)는 히트펌프유닛(20)의 가열능력을 한번에 3단계 상승시킨다. S84를 끝내면 S86으로 진행한다.

S78에서는, 제어장치(95)는 S74에서 YES라고 판단된 시점의 타이머의 카운트 시간이 3분보다 긴 것인가 아닌가를 판단한다. 타이머의 카운트 시간이 1분보다 길고 3분 이하인 경우에, 제어장치(95)는 S78에서 NO라고 판단하고 S82로 진행한다. S78에서 NO인 경우에는, 저온층과 중온층의 경계가 서미스터(T2)의 위치로부터 서미스터(T1)의 위치까지 탱크(30) 내에서 중간 정도의 속도로 이동한 것을 의미한다. 즉 히트펌프유닛(20)의 가열능력이, 난방단말(90)에 있어서의 방열량에 비하여 비교적 낮은 것을 의미한다. 그 때문에 S82에서는, 제어장치(95)는 히트펌프유닛(20)의 가열능력을 한번에 2단계 상승시킨다. S82를 끝내면 S86으로 진행한다.

한편 타이머의 카운트 시간이 3분보다 긴 경우에, 제어장치(95)는 S78에서 YES라고 판단하고 S80으로 진행한다. S78에서 YES인 경우에는, 저온층과 중온층의 경계가 서미스터(T2)의 위치로부터 서미스터(T1)의 위치까지 탱크(30) 내에서 저속으로 이동한 것을 의미한다. 즉 히트펌프유닛(20)의 가열능력이, 난방단말(90)에 있어서의 방열량에 비하여 조금 낮은 것을 의미한다. 그 때문에 S80에서는, 제어장치(95)는 히트펌프유닛(20)의 가열능력을 1단계 상승시킨다. S80을 끝내면 S86으로 진행한다.

S86에서는, 제어장치(95)는 타이머의 카운트를 리셋한다. 그 후에 도7의 능력상승처리를 종료한다. 도7의 능력상승처리(도5의 S26)가 종료되면, 다시 도5의 S10으로 되돌아가서 소정시간이 경과하는 것을 감시한다.

제어장치(95)는, 유저로부터 난방의 정지가 지시될 때까지 도5의 난방제어처리(S10∼S26)를 반복하여 실행한다. 유저로부터 난방의 정지가 지시되면, 제어장치(95)는 난방제어처리를 종료한다.

이상에서는 본 실시예의 급탕난방시스템(10)의 구성 및 운전내용에 대하여 설명하였다. 상기한 바와 같이 제어장치(95)는, 서미스터(T2)가 제1임계값(TH1) 이상의 온도를 검출한 후에, 서미스터(T3)가 제1임계값(TH1) 이상의 온도를 검출할 때까지 소요된 시간(도6의 S44에서 YES라고 판단된 시점의 타이머의 카운트 시간)에 따라 히트펌프유닛(20)의 가열능력을 저하시킨다(도6의 S50, S52, S54를 참조). 마찬가지로 제어장치(95)는, 서미스터(T2)가 제2임계값(TH2)보다 낮은 온도를 검출한 후에, 서미스터(T1)가 제2임계값(TH2)보다 낮은 온도를 검출할 때까지 필요로 한 시간(도7의 S74에서 YES라고 판단된 시점의 타이머의 카운트 시간)에 따라 히트펌프유닛(20)의 가열능력을 상승시킨다(도7의 S80, S82, S84를 참조). 즉 제어장치(95)는, 탱크(30)에 대한 축열속도 또는 탱크(30)로부터의 방열속도에 따라 히트펌프유닛(20)의 가열능력을 변화시킬 수 있다. 그 때문에 본 실시예의 급탕난방시스템(10)은, 탱크(30)의 용량에 관계없이 타이머의 카운트 시간(즉 탱크(30)에 대한 축열속도 또는 탱크(30)로부터의 방열속도)을 참조함으로써, 현시점의 히트펌프유닛(20)의 가열능력과 난방단말(90)에 있어서의 방열량과의 괴리량(언밸런스량(unbalance量))을 추정할 수 있어, 방열과다에 의하여 탱크(30)가 축열부족상태(온수차단상태)로 되거나 축열과다에 의하여 탱크(30)가 축열충만상태로 되거나 하기 전에, 적절한 가열능력으로 히트펌프유닛(20)을 동작시킬 수 있다. 따라서 본 실시예에 의하면, 소용량의 탱크(30)를 사용하는 경우에 있어서도 히트펌프유닛(20)을, 난방단말(90)에 있어서의 방열량에 적합한 적절한 가열능력으로 동작시킬 수 있다.

또한 본 실시예에서는, 제어장치(95)는 타이머의 카운트 시간의 길이에 따라 히트펌프유닛(20)의 가열능력의 변화량을 바꾸고 있다(도6의 S46∼S54, 도7의 S76∼S84를 참조). 그 때문에 본 실시예의 급탕난방시스템(10)에서는, 상황에 따라 히트펌프유닛(20)을 적절한 가열능력으로 동작시킬 수 있다.

본 실시예에 대한 청구항의 기재와의 대응관계를 설명하여 둔다. 서미스터(T1, T2, T3)가 「검출수단」의 일례이다. 축열용 왕로(34)와 축열용 귀로(32)가 「축열순환경로」의 일례이다. 난방용 왕로(56)와 난방용 귀로(60)가 「방열순환경로」의 일례이다. 서미스터(T2)가 제1임계값(TH1) 이상의 온도를 검출한 후에, 서미스터(T3)가 제1임계값(TH1) 이상의 온도를 검출할 때까지 소요된 시간(도6의 S44에서 YES라고 판단된 시점의 타이머의 카운트 시간) 및 서미스터(T2)가 제2임계값(TH2)보다 낮은 온도를 검출한 후에, 서미스터(T1)가 제2임계값(TH2)보다 낮은 온도를 검출할 때까지 소요된 시간(도7의 S74에서 YES라고 판단된 시점의 타이머의 카운트 시간)이 「차이시간」의 일례이다.

(제2실시예)

제1실시예와 다른 점을 중심으로 하여 설명한다. 본 실시예의 급탕난방시스템(100)의 기본적인 구성은, 제1실시예의 급탕난방시스템(10)과 공통된다. 다만 도8에 나타내는 바와 같이 본 실시예의 급탕난방시스템(100)에 있어서는, 탱크(30)에는, 탱크(30)의 높이방향 상측으로부터 순차적으로 4개의 서미스터(T1, T2, T3, T4)가 설치되어 있는 점에서 제1실시예의 급탕난방시스템(10)과는 다르다. 서미스터(T1, T2, T3, T4)는 모두 제어장치(95)에 접속되어 있다. 또한 본 실시예의 급탕난방시스템(100)에서는, 제어장치(95)가 실행하는 난방제어처리(도9∼도11)의 내용도 제1실시예와는 다르다. 본 실시예의 난방제어처리는, 사용하는 서미스터가 4개(서미스터(T1∼T4))인 점과, 판단의 기준이 되는 열매온도의 임계값이 제1임계값(TH1)만인 점이 제1실시예와는 다르다.

(제2실시예의 난방제어처리 : 도9∼도11)

계속하여 도9∼도11을 참조하여 본 실시예에 있어서의 난방제어처리의 내용에 대하여 설명한다. 본 실시예에서는, 제어장치(95)는 히트펌프유닛(20)을 운전하면서 난방을 하고 있는 사이에 도9의 난방제어처리를 실행한다.

S110에서는, 제어장치(95)는 소정시간이 경과한 것을 감시한다. 소정시간(예를 들면 1분간)이 경과하면, 제어장치(95)는 S110에서 YES라고 판단하고 S112로 진행한다.

S112에서는, 제어장치(95)는, 상측으로부터 2번째에 설치된 서미스터(T2)의 검출온도가 소정의 제1임계값(TH1) 이상인가 아닌가를 판단한다. 제1임계값(TH1)은 상기의 제1실시예와 동일하다.

이 시점에서의 서미스터(T2)의 검출온도가 제1임계값(TH1) 이상인 경우(즉 탱크(30)의 정상부로부터 중간부의 상방 부근에 이르기까지 고온의 열매가 저장되어 있는 경우)에는, 제어장치(95)는 S112에서 YES라고 판단하고 S116으로 진행한다. 한편 이 시점에서의 서미스터(T2)의 검출온도가 제1임계값(TH1)보다 낮은 경우(즉 탱크(30)의 중간부의 상방 부근까지 고온의 열매가 저장되어 있지 않은 경우)에는, 제어장치(95)는 S112에서 NO라고 판단하고 S114로 진행한다. S114에서는, 제어장치(95)는 히트펌프유닛(20)의 가열능력을 1단계 상승시킨다. S114를 끝내면, 다시 S110으로 되돌아가서 소정시간이 경과하는 것을 감시한다.

S116에서는, 제어장치(95)는, 상측으로부터 3번째의 서미스터(T3)의 검출온도가 제1임계값(TH1)보다 낮은가 아닌가를 판단한다. 이 시점에서의 서미스터(T3)의 검출온도가 제1임계값(TH1)보다 낮은 경우(즉 탱크(30)의 중간부의 상방 부근까지는 고온의 열매가 저장되어 있지만, 탱크(30)의 중간부의 하방 부근에 이르기까지는 고온의 열매가 저장되어 있지 않은 경우)에는, 제어장치(95)는 S116에서 YES라고 판단하고 S120, S122의 감시로 진행한다. 한편 이 시점에서의 서미스터(T3)의 검출온도가, 제1임계값(TH1) 이상인 경우(즉 탱크(30)의 중간부의 하방 부근에 이르기까지 고온의 열매가 저장되어 있는 경우)에는, 제어장치(95)는 S116에서 NO라고 판단하고 S118로 진행한다. S118에서는, 제어장치(95)는 히트펌프유닛(20)의 가열능력을 1단계 저하시킨다. S118을 끝내면, 다시 S110으로 되돌아가서 소정시간이 경과하는 것을 감시한다.

S120, S122에서는, 제어장치(95)는 탱크(30) 내의 축열량의 변동경향이 증가경향과 감소경향 중에서 어느 쪽인가를 감시한다. 즉 S120, S122에서는, 제어장치(95)는 서미스터(T3)의 검출온도가 제1임계값(TH1) 이상에 도달하는지, 서미스터(T2)의 검출온도가 제1임계값(TH1)보다 낮아지는지를 감시한다.

S120, S122의 감시를 시작한 후에 서미스터(T3)의 검출온도가 제1임계값(TH1) 이상에 도달하는 경우에, 제어장치(95)는 S120에서 YES라고 판단하고 S124로 진행한다. S120에서 YES인 경우에는, S116에서 YES라고 판단된 시점을 기준으로 하여 탱크(30) 내의 축열량이 증가경향에 있는 것을 의미한다. S124에서는, 제어장치(95)는 후술하는 능력저하처리(도10을 참조)를 실행한다.

한편 S120, S122의 감시를 시작한 후에 서미스터(T2)의 검출온도가 제1임계값(TH1)보다 낮아지는 경우에, 제어장치(95)는 S122에서 YES라고 판단하고 S126으로 진행한다. S122에서 YES인 경우에는, S116에서 YES라고 판단된 시점을 기준으로 하여 탱크(30) 내의 축열량이 감소경향에 있는 것을 의미한다. S126에서는, 제어장치(95)는 후술하는 능력상승처리(도11을 참조)를 실행한다.

(제2실시예의 능력저하처리 : 도10)

도10을 참조하여 능력저하처리(도9의 S124를 참조)의 내용을 설명한다. 도10의 S140에서는, 제어장치(95)는 타이머의 카운트를 시작한다.

계속하여 S142에서는, 제어장치(95)는 서미스터(T3)의 검출온도가 제1임계값(TH1) 이상인 것을 확인한다. 탱크(30) 내의 축열량의 증가경향이 계속되고 있으면, 제어장치(95)는 S142에서 YES라고 판단하고 S144로 진행한다. 한편 난방단말(90)이 요구하는 열매의 온도가 급격하게 변동하였을 경우와 같이 어떠한 사정에 의하여 탱크(30) 내의 축열량이 증가경향에서 감소경향으로 바뀌고 있었을 경우에, 능력저하처리의 시작 후이더라도 서미스터(T3)의 검출온도가 제1임계값(TH1)보다 낮아질 수 있다. 이 경우에 제어장치(95)는 S142에서 NO라고 판단하고 S156으로 진행한다. S156에서는, 제어장치(95)는 S140에서 시작한 타이머의 카운트를 리셋한다. 그 후에 도10의 능력저하처리를 종료한다.

S144에서는, 제어장치(95)는, 탱크(30)의 하부에 설치된 서미스터(T4)의 검출온도가 제1임계값(TH1) 이상에 도달한 것인가 아닌가를 판단한다. 탱크(30) 내의 축열량의 증가경향이 계속되어 서미스터(T4)의 검출온도가 제1임계값(TH1) 이상에 도달하면, 제어장치(95)는 S144에서 YES라고 판단하고 S146으로 진행한다. 한편 서미스터(T4)의 검출온도가 제1임계값(TH1)에 도달하지 않고 있는 경우에는, 제어장치(95)는 S144에서 NO라고 판단하고 S142로 되돌아간다.

S146에서는, 제어장치(95)는 S144에서 YES라고 판단된 시점의 타이머의 카운트 시간이 1분보다 긴 것인가 아닌가를 판단한다. 여기에서 S144에서 YES라고 판단된 시점의 타이머의 카운트 시간은, 서미스터(T3)가 제1임계값(TH1) 이상의 온도를 검출한 후에, 서미스터(T4)가 제1임계값(TH1) 이상의 온도를 검출할 때까지 필요로 한 시간을 의미한다. 즉 고온층과 중온층의 경계가 서미스터(T3)의 위치로부터 서미스터(T4)의 위치까지 탱크(30) 내에서 이동(강하)한 속도를 나타내고 있다.

타이머의 카운트 시간이 1분보다 긴 경우에, 제어장치(95)는 S146에서 YES라고 판단하고 S148로 진행한다. 한편 타이머의 카운트 시간이 1분 이하인 경우에, 제어장치(95)는 S146에서 NO라고 판단하고 S154로 진행한다. S146에서 NO인 경우에는, 고온층과 중온층의 경계가 서미스터(T3)의 위치로부터 서미스터(T4)의 위치까지 탱크(30) 내에서 고속으로 이동한 것을 의미한다. 즉 히트펌프유닛(20)의 가열능력이, 난방단말(90)에 있어서의 방열량에 비하여 과도하게 높은 것을 의미한다. 그 때문에 S154에서는, 제어장치(95)는 히트펌프유닛(20)의 가열능력을 한번에 3단계 저하시킨다. S154를 끝내면 S156으로 진행한다.

S148에서는, 제어장치(95)는 S144에서 YES라고 판단된 시점의 타이머의 카운트 시간이 3분보다 긴 것인가 아닌가를 판단한다. 타이머의 카운트 시간이 1분보다 길고 3분 이하인 경우에, 제어장치(95)는 S148에서 NO라고 판단하고 S152로 진행한다. S148에서 NO인 경우에는, 고온층과 중온층의 경계가 서미스터(T3)의 위치로부터 서미스터(T4)의 위치까지 탱크(30) 내에서 중간 정도의 속도로 이동한 것을 의미한다. 즉 히트펌프유닛(20)의 가열능력이, 난방단말(90)에 있어서의 방열량에 비하여 비교적 높은 것을 의미한다. 그 때문에 S152에서는, 제어장치(95)는 히트펌프유닛(20)의 가열능력을 한번에 2단계 저하시킨다. S152를 끝내면 S156으로 진행한다.

한편 타이머의 카운트 시간이 3분보다 긴 경우에, 제어장치(95)는 S148에서 YES라고 판단하고 S150으로 진행한다. S148에서 YES인 경우에는, 고온층과 중온층의 경계가 서미스터(T3)의 위치로부터 서미스터(T4)의 위치까지 탱크(30) 내에서 저속으로 이동한 것을 의미한다. 즉 히트펌프유닛(20)의 가열능력이, 난방단말(90)에 있어서의 방열량에 비하여 조금 높은 것을 의미한다. 그 때문에 S150에서는, 제어장치(95)는 히트펌프유닛(20)의 가열능력을 1단계 저하시킨다. S150을 끝내면 S156으로 진행한다.

S156에서는, 제어장치(95)는 타이머의 카운트를 리셋한다. 그 후에 도10의 능력저하처리를 종료한다. 도10의 능력저하처리(도9의 S124)가 종료되면, 다시 도9의 S110으로 되돌아가서 소정시간이 경과하는 것을 감시한다.

(제2실시예의 능력상승처리 : 도11)

도11을 참조하여 능력상승처리(도9의 S126을 참조)의 내용을 설명한다. 도11의 S170에서는, 제어장치(95)는 타이머의 카운트를 시작한다.

계속하여 S172에서는, 제어장치(95)는 서미스터(T2)의 검출온도가 제1임계값(TH1)보다 낮은 것을 확인한다. 탱크(30) 내의 축열량의 감소경향이 계속되고 있으면, 제어장치(95)는 S172에서 YES라고 판단하고 S174로 진행한다. 한편 난방단말(90)이 요구하는 열매의 온도가 급격하게 변동하였을 경우와 같이 어떠한 사정에 의하여 탱크(30) 내의 축열량이 감소경향에서 증가경향으로 바뀌고 있었을 경우에, 능력상승처리의 시작 후이더라도 서미스터(T2)의 검출온도가 제1임계값(TH1) 이상으로 될 수 있다. 이 경우에 제어장치(95)는 S172에서 NO라고 판단하고 S186으로 진행한다. S186에서는, 제어장치(95)는 S170에서 시작한 타이머의 카운트를 리셋한다. 그 후에 도11의 능력상승처리를 종료한다.

S174에서는, 제어장치(95)는, 탱크(30)의 상부에 설치된 서미스터(T1)의 검출온도가 제1임계값(TH1)보다 낮아진 것인가 아닌가를 판단한다. 탱크(30) 내의 축열량의 감소경향이 계속되어 서미스터(T1)의 검출온도가 제1임계값(TH1)보다 낮아지면, 제어장치(95)는 S174에서 YES라고 판단하고 S176으로 진행한다. 한편 서미스터(T1)의 검출온도가 제1임계값(TH1)보다 낮아지지 않고 있는 경우에는, 제어장치(95)는 S174에서 NO라고 판단하고 S172로 되돌아간다.

S176에서는, 제어장치(95)는 S174에서 YES라고 판단된 시점의 타이머의 카운트 시간이 1분보다 긴 것인가 아닌가를 판단한다. 여기에서 S174에서 YES라고 판단된 시점의 타이머의 카운트 시간은, 서미스터(T2)가 제1임계값(TH1)보다 낮은 온도를 검출한 후에, 서미스터(T1)가 제1임계값(TH1)보다 낮은 온도를 검출할 때까지 필요로 한 시간을 의미한다. 즉 고온층과 중온층의 경계가 서미스터(T2)의 위치로부터 서미스터(T1)의 위치까지 탱크(30) 내에서 이동(상승)한 속도를 나타내고 있다.

타이머의 카운트 시간이 1분보다 긴 경우에, 제어장치(95)는 S176에서 YES라고 판단하고 S178로 진행한다. 한편 타이머의 카운트 시간이 1분 이하인 경우에, 제어장치(95)는 S176에서 NO라고 판단하고 S184로 진행한다. S176에서 NO인 경우에는, 고온층과 중온층의 경계가 서미스터(T2)의 위치로부터 서미스터(T1)의 위치까지 탱크(30) 내에서 고속으로 이동한 것을 의미한다. 즉 히트펌프유닛(20)의 가열능력이 난방단말(90)에 있어서의 방열량에 비하여 과도하게 낮은 것을 의미한다. 그 때문에 S184에서는, 제어장치(95)는 히트펌프유닛(20)의 가열능력을 한번에 3단계 상승시킨다. S184를 끝내면 S186으로 진행한다.

S178에서는, 제어장치(95)는 S174에서 YES라고 판단된 시점의 타이머의 카운트 시간이 3분보다 긴 것인가 아닌가를 판단한다. 타이머의 카운트 시간이 1분보다 길고 3분 이하인 경우에, 제어장치(95)는 S178에서 NO라고 판단하고 S182로 진행한다. S178에서 NO인 경우에는, 고온층과 중온층의 경계가 서미스터(T2)의 위치로부터 서미스터(T1)의 위치까지 탱크(30) 내에서 중간 정도의 속도로 이동한 것을 의미한다. 즉 히트펌프유닛(20)의 가열능력이 난방단말(90)에 있어서의 방열량에 비하여 비교적 낮은 것을 의미한다. 그 때문에 S182에서는, 제어장치(95)는 히트펌프유닛(20)의 가열능력을 한번에 2단계 상승시킨다. S182를 끝내면 S186으로 진행한다.

한편 타이머의 카운트 시간이 3분보다 긴 경우에, 제어장치(95)는 S178에서 YES라고 판단하고 S180으로 진행한다. S178에서 YES인 경우에는, 고온층과 중온층의 경계가 서미스터(T2)의 위치로부터 서미스터(T1)의 위치까지 탱크(30) 내에서 저속으로 이동한 것을 의미한다. 즉 히트펌프유닛(20)의 가열능력이 난방단말(90)에 있어서의 방열량에 비하여 조금 낮은 것을 의미한다. 그 때문에 S180에서는, 제어장치(95)는 히트펌프유닛(20)의 가열능력을 1단계 상승시킨다. S180을 끝내면 S186으로 진행한다.

S186에서는, 제어장치(95)는 타이머의 카운트를 리셋한다. 그 후에 도11의 능력상승처리를 종료한다. 도11의 능력상승처리(도9의 S126)가 종료되면, 다시 도9의 S110으로 되돌아가서 소정시간이 경과하는 것을 감시한다.

제어장치(95)는, 유저로부터 난방의 정지가 지시될 때까지 도9의 난방제어처리(S110∼S126)를 반복하여 실행한다. 유저로부터 난방의 정지가 지시되면, 제어장치(95)는 난방제어처리를 종료한다.

이상에서는 본 실시예의 급탕난방시스템(100)의 구성 및 운전내용에 대하여 설명하였다. 본 실시예의 급탕난방시스템(100)도 제1실시예의 급탕난방시스템(10)과 동일한 작용효과를 발휘할 수 있다. 본 실시예에서는, 서미스터(T1, T2, T3, T4)가 「검출수단」의 일례이다. 서미스터(T3)가 제1임계값(TH1) 이상의 온도를 검출한 후에, 서미스터(T4)가 제1임계값(TH1) 이상의 온도를 검출할 때까지 소요된 시간(도10의 S144에서 YES라고 판단된 시점의 타이머의 카운트 시간) 및 서미스터(T2)가 제1임계값(TH1)보다 낮은 온도를 검출한 후에, 서미스터(T1)가 제1임계값(TH1)보다 낮은 온도를 검출할 때까지 소요된 시간(도11의 S174에서 YES라고 판단된 시점의 타이머의 카운트 시간)이 「차이시간」의 일례이다.

이상에서는 각 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만, 이들은 예시에 지나지 않으며 특허청구범위를 한정하는 것은 아니다. 특허청구범위에 기재되어 있는 기술에는, 이상에서 예시한 구체적인 예를 다양하게 변형, 변경한 것이 포함된다.

또한 본 명세서 또는 도면에 설명한 기술요소는, 단독으로 혹은 각종 조합에 의하여 기술적 유용성을 발휘하는 것으로서, 출원 시 청구항에 기재된 조합에 한정되는 것은 아니다. 또한 본 명세서 또는 도면에 예시한 기술은 복수의 목적을 동시에 달성할 수 있는 것이며, 그 중의 하나의 목적을 달성하는 것 자체이더라도 기술적 유용성을 가지는 것이다.

10, 100 : 급탕난방시스템
20 : 히트펌프유닛
22 : 순환펌프
24 : 수동밸브
28 : 탱크유닛
30 : 탱크
32 : 축열용 귀로
34 : 축열용 왕로
44 : 축열왕로 서미스터
46 : 축열귀로 서미스터
48 : 난방왕로 서미스터
50 : 배수관
52 : 수동밸브
56 : 난방용 왕로
58 : 난방왕로 서미스터
60 : 난방용 귀로
62 : 난방귀로 서미스터
64 : 바이패스 경로
66 : 혼합밸브
70 : 팽창탱크
80 : 급탕난방유닛
82 : 급탕관로
84 : 버너
86 : 버너
87 : 순환펌프
90 : 난방단말
95 : 제어장치
T1, T2, T3, T4 : 서미스터

Claims

열매(熱媒)를 가열하는 히트펌프(heat pump)와,
열매를 저장하는 탱크(tank)와,
탱크 내의 열매의 온도를 검출하는 복수 개의 검출수단(檢出手段)과,
열매의 열을 이용하여 난방을 하는 난방단말(暖房端末)과,
히트펌프와 탱크의 사이에서 열매를 순환시키는 축열순환경로(蓄熱循環經路)와,
탱크와 난방단말의 사이에서 열매를 순환시키는 방열순환경로(放熱循環經路)와,
제어장치(制御裝置)를
구비하고 있고,
복수 개의 검출수단은, 탱크 내의 소정위치의 열매의 온도를 검출하기 위한 제1검출수단과, 제1검출수단과는 다른 위치의 열매의 온도를 검출하기 위한 제2검출수단을 포함하고,
제어장치는, 히트펌프를 동작시키면서 난방단말에 의하여 난방을 하는 경우에 있어서, 제1검출수단에 의하여 특정온도가 검출된 후에 제2검출수단에 의해서도 특정온도가 검출될 때까지 필요로 한 차이시간에 따라 히트펌프의 가열능력을 변화시키는
난방장치(煖房裝置).
제1항에 있어서,
제어장치는,
차이시간이 제1시간인 경우에, 히트펌프의 가열능력을 제1변화량만큼 변화시키고,
차이시간이 제1시간보다 짧은 제2시간인 경우에, 히트펌프의 가열능력을 제1변화량보다 많은 제2변화량만큼 변화시키는
난방장치.