KR20160089399A

KR20160089399A - 히트 펌프 시스템 및 그 운전 방법

Info

Publication number: KR20160089399A
Application number: KR1020167015600A
Authority: KR
Inventors: 사토시 니카이도; 다케시 후치모토; 미노루 마츠오; 도시아키 오우치
Original assignee: 미츠비시 쥬고교 가부시키가이샤
Priority date: 2014-02-25
Filing date: 2014-12-11
Publication date: 2016-07-27
Also published as: US20160305702A1; US10215470B2; CN105849484A; JP2015158337A; CN105849484B; JP6381927B2; WO2015129128A1; KR20170121310A; KR102030890B1

Abstract

어떤 히트 펌프가 디프로스트 중에도 그 운전 대수를 적절히 제어할 수 있음과 함께, 항상 부하에 대응한 능력으로 운전할 수 있는 히트 펌프 시스템 및 그 운전 방법을 제공한다. 시스템 부하에 대하여 복수 대의 히트 펌프(10A 내지 10C(13A 내지 13D))가 접속되어 있는 히트 펌프 시스템(1)으로서, 운전 중인 히트 펌프(10A 내지 10C(13A 내지 13D))가 출력 가능한 능력을 순차 연산하고, 그 능력 연산값을 임곗값으로 하여 시스템 부하의 열부하와 비교하며, 히트 펌프(10A 내지 10C(13A 내지 13D))의 운전 대수를 제어하는 시스템 제어부(27)를 구비하고 있다.

Description

히트 펌프 시스템 및 그 운전 방법 {HEAT PUMP SYSTEM AND OPERATION METHOD THEREFOR}

본 발명은, 시스템 부하에 대하여 복수 대의 히트 펌프를 접속하고 있는 히트 펌프 시스템 및 그 운전 방법에 관한 것이다.

공랭 히트 펌프 칠러는, 외부 기온이 낮은 조건하에서의 난방 운전 시에 열원측 열교환기에 착상(着霜)(프로스트)하고, 그것이 진행되면, 열교환을 저해하여 효율이 저하되기 때문에, 서리를 제거하는 제상(除霜)(디프로스트) 운전이 필요하게 된다. 이 경우, 히트 펌프 칠러에서는, 이용측의 수열 교환기가 증발기로서 기능함으로써 열을 빼앗기 때문에, 부하로의 공급 온도가 저하되어 버린다는 과제가 발생한다.

따라서, 부하에 대하여 복수 대의 히트 펌프를 접속한 시스템에 있어서, 혹은 히트 펌프가 프로스트하여 디프로스트 운전에 들어갔을 때, 정지하고 있던 히트 펌프를 강제적으로 운전하거나, 혹은 비정상 운전의 예비의 히트 펌프를 운전함으로써, 능력의 저하분을 백업하도록 한 것이 특허문헌 1, 2에 개시되어 있다. 또한, 특허문헌 3에는, 복수 대 접속된 히트 펌프 중의 2대 이상이 동 시기에 디프로스트 운전에 들어가는 것을 최대한 회피하도록 한 기술이 개시되어 있다.

한편, 최근의 히트 펌프는, 유닛 내 모듈화가 진행되고 있으며, 예를 들면, 개개의 공랭 히트 펌프 칠러를 모듈화하고, 그 모듈을 복수 대 직렬로 접속하여 유닛을 구성하며, 또한 외부 부하(시스템 부하)에 대하여 복수 대의 유닛을 병렬로 접속한 구성의 히트 펌프 시스템이 실용화되어 있다.

특허문헌 1: 일본 공개특허공보 평6-74531호 특허문헌 2: 일본 특허공보 제3221232호 특허문헌 3: 일본 공개특허공보 2013-108732호

그러나, 부하에 대하여 복수 대의 히트 펌프를 접속한 구성의 히트 펌프 시스템에서는, 어떤 히트 펌프가 디프로스트 중이어도, 안에 난방 능력을 발휘할 수 있는 히트 펌프가 존재하고 있는 경우, 디프로스트 운전에 들어간 히트 펌프에 대응하여 즉시 예비나 정지 중의 히트 펌프를 추가 운전할 필요가 없고, 특허문헌 1, 2에 나타나는 바와 같이, 혹은 히트 펌프가 디프로스트에 들어갔을 때, 그에 대응하여 예비기나 정지기를 추가 운전하는 점에서는, 예비기나 정지기를 불필요하게 운전하게 될 수도 있어, 에너지 절약화에 반하는 등의 과제를 갖고 있었다.

또한, 디프로스트 운전 중인 히트 펌프는, 이용측 열교환기가 증발기로서 기능하여, 열을 빼앗게 되기 때문에, 단순히 디프로스트 운전에 들어간 히트 펌프 대수에 대응하여, 예비기나 정지기를 추가 운전하는 것만으로는, 시스템 부하의 열부하에 대하여 능력 부족에 빠지는 경우가 있는 등의 과제가 있었다.

본 발명은, 이러한 사정을 감안하여 이루어진 것으로서, 시스템 부하에 대하여 복수 대의 히트 펌프를 접속한 히트 펌프 시스템에 있어서, 어떤 히트 펌프가 디프로스트 중에도 그 운전 대수를 적절히 제어할 수 있음과 함께, 항상 부하에 대응한 능력으로 운전을 할 수 있는 히트 펌프 시스템 및 그 운전 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기한 과제를 해결하기 위하여, 본 발명의 히트 펌프 시스템 및 그 운전 방법은 이하의 수단을 채용한다.

즉, 본 발명의 제1 양태에 관한 히트 펌프 시스템은, 시스템 부하에 대하여 복수 대의 히트 펌프가 접속되어 있는 히트 펌프 시스템으로서, 운전 중인 상기 히트 펌프가 출력 가능한 능력을 순차 연산하고, 그 능력 연산값을 임곗값으로 하여 상기 시스템 부하의 열부하와 비교하며, 상기 히트 펌프의 운전 대수를 제어하는 시스템 제어부를 구비하고 있다.

본 발명의 상기 제1 양태에 의하면, 시스템 부하에 대하여 복수 대의 히트 펌프를 접속하고 있는 히트 펌프 시스템에 있어, 운전 중인 히트 펌프가 출력 가능한 능력을 순차 연산하고, 그 능력 연산값을 임곗값으로 하여 시스템 부하의 열부하와 비교하여, 히트 펌프의 운전 대수를 제어하는 시스템 제어부를 구비하고 있기 때문에, 운전 중인 히트 펌프 중 어느 것이 디프로스트 운전에 들어갔다고 해도, 그 때의 운전 중인 히트 펌프가 출력 가능한 능력의 연산값을 임곗값으로 하고, 그것과 시스템 부하의 열부하를 비교하여 히트 펌프의 운전 대수를 제어함으로써, 운전 중인 히트 펌프에 난방 능력을 발휘할 수 있는 히트 펌프가 존재하고 있다면, 즉시 다른 히트 펌프를 추가 운전하지 않고, 시스템 부하의 열부하에 대응할 수 있는 능력으로 히트 펌프 시스템을 운전할 수 있다. 따라서, 어떤 히트 펌프가 디프로스트 시여도, 조건에 따라서는 다른 히트 펌프의 추가 운전을 필요로 하지 않고, 최소의 히트 펌프 대수로 효율적으로 히트 펌프 시스템을 운전함으로써, 에너지 절약화를 도모할 수 있다. 또한, 히트 펌프의 온 오프 빈도를 억제하고, 빈번한 온 오프의 반복에 의한 고장이나 트러블의 발생을 방지하여, 시스템의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.

또한, 본 발명의 상기 제1 양태의 히트 펌프 시스템은, 상기의 히트 펌프 시스템에 있어서, 상기 각 히트 펌프의 출력 가능한 능력의 연산은, 상기 각 히트 펌프측의 제어부 또는 상기 시스템 제어부 중 어느 하나에 의하여 연산 가능하게 되어 있는 것으로 해도 된다.

상기 양태에 의하면, 각 히트 펌프의 출력 가능한 능력의 연산이, 각 히트 펌프측의 제어부 또는 시스템 제어부 중 어느 하나에 의하여 연산 가능하게 되어 있기 때문에, 각 히트 펌프측의 제어부가 능력의 연산 기능을 갖지 않은 경우에도, 시스템 제어부에 능력의 연산 기능을 부가함으로써, 상기와 같이, 혹은 히트 펌프가 디프로스트 시여도, 조건에 따라서는 예비의 히트 펌프를 추가 운전하지 않고, 최소의 히트 펌프 대수로 효율적으로 히트 펌프 시스템을 운전할 수 있다. 따라서, 기존에 마련된 히트 펌프 시스템에 대해서도 간이하게 본 발명을 적용할 수 있다.

또한, 본 발명의 상기 제1 양태의 히트 펌프 시스템은, 상술한 어떤 히트 펌프 시스템에 있어서, 상기 시스템 제어부는, 상기 각 히트 펌프 중 어떤 히트 펌프가 디프로스트 운전을 개시 또는 종료했을 때, 그 히트 펌프의 능력분을 증감하여 상기 각 히트 펌프가 출력 가능한 능력을 연산 가능한 구성으로 되어 있는 것으로 해도 된다.

상기 양태에 의하면, 시스템 제어부가, 각 히트 펌프 중 어떤 히트 펌프가 디프로스트 운전을 개시 또는 종료했을 때, 그 히트 펌프의 능력분을 증감하여 각 히트 펌프가 출력 가능한 능력을 연산 가능한 구성으로 되어 있기 때문에, 각 히트 펌프가 디프로스트 운전을 개시하거나 종료함으로써, 출력 가능한 능력이 증감해도, 그것을 포함하여 출력 가능한 능력을 수시 적확하게 연산할 수 있다. 따라서, 각 히트 펌프가 디프로스트 운전의 유무에 관계없이, 시스템 부하의 열부하에 대하여 히트 펌프 운전 대수를 정확하게 설정하여 운전할 수 있어, 능력 부족에 빠지는 사태 등을 확실하게 회피할 수 있다.

또한, 상기 구성의 히트 펌프 시스템은, 상기의 히트 펌프 시스템에 있어서, 상기 시스템 제어부는, 디프로스트 중의 상기 히트 펌프가 빼앗은 열분을 마이너스 능력으로 하여 상기 각 히트 펌프가 출력 가능한 능력을 연산 가능한 구성으로 되어 있는 것으로 해도 된다.

상기 구성에 의하면, 시스템 제어부가, 디프로스트 중의 히트 펌프가 빼앗은 열분을 마이너스 능력으로 하여 각 히트 펌프가 출력 가능한 능력을 연산 가능한 구성으로 되어 있기 때문에, 디프로스트 중의 히트 펌프의 능력분을 감소할 뿐만 아니라, 디프로스트 중의 히트 펌프의 이용측 열교환기가 증발기로서 기능하여 빼앗은 열분을, 추가로 마이너스 능력으로서 히트 펌프가 출력 가능한 능력을 연산함으로써, 보다 정확하게 출력 가능한 능력을 연산할 수 있다. 따라서, 시스템 부하의 열부하에 대하여 히트 펌프 운전 대수를 정확하게 설정하여 운전할 수 있어, 능력 부족에 빠지는 사태 등을 확실하게 회피할 수 있다.

또한, 본 발명의 상기 제1 양태의 히트 펌프 시스템은, 상술한 어떤 히트 펌프 시스템에 있어서, 상기 시스템 제어부는, 상기 각 히트 펌프 중 어떤 히트 펌프가 디프로스트 운전을 개시했을 때, 미리 설정되어 있는 여유율을 곱하여 운전 중인 상기 히트 펌프가 출력 가능한 능력을 연산 가능한 구성으로 되어 있는 것으로 해도 된다.

상기 양태에 의하면, 시스템 제어부가, 각 히트 펌프 중 어떤 히트 펌프가 디프로스트 운전을 개시했을 때, 미리 설정되어 있는 여유율을 곱하여 운전 중인 히트 펌프가 출력 가능한 능력을 연산 가능한 구성으로 되어 있기 때문에, 혹은 히트 펌프가 디프로스트 운전에 들어감으로써 다른 히트 펌프도 프로스트하고 있고, 디프로스트에 들어가기 쉬운 상태로 운전되고 있다고 간주함으로써, 이 경우, 출력 가능한 능력을 미리 설정되어 있는 여유율을 곱하여 연산하고, 그 히트 펌프에 열부하를 가하지 않도록 함으로써 프로스트를 억제하며, 다른 히트 펌프가 추종하여 디프로스트 운전에 들어가지 않도록 할 수 있다. 따라서, 각 히트 펌프가 디프로스트 운전에 들어가는 빈도를 저감 혹은 디프로스트 운전에 들어가는 타이밍을 지연시켜, 난방 운전 시의 효율을 높일 수 있다.

또한, 상기 구성의 히트 펌프 시스템에 있어서, 상기 시스템 제어부는, 상기 디프로스트 운전 종료 후의 상기 히트 펌프에 대하여, 디프로스트 운전 종료 시점으로부터 설정 시간만큼, 상기 출력 가능 능력에 대한 상기 여유율의 곱셈을 해제하는 구성으로 되어 있는 것으로 해도 된다.

상기 구성에 의하면, 시스템 제어부가, 디프로스트 운전 종료 후의 히트 펌프에 대하여, 디프로스트 운전 종료 시점으로부터 설정 시간만큼, 출력 가능 능력에 대한 여유율의 곱셈을 해제하는 구성으로 되어 있기 때문에, 출력 가능한 능력의 연산 시, 디프로스트 종료 직후의 히트 펌프가 존재한 경우, 그 히트 펌프는 프로스트하고 있지 않다고 간주되는 점에서 여유율을 곱할 필요가 없다고 판단하고, 디프로스트 종료 시점으로부터 설정 시간만큼 여유율의 곱셈을 해제함으로써, 보다 실태에 가까운 출력 가능한 능력을 연산할 수 있다. 이로써, 출력 가능한 능력을 보다 정확하게 연산하여, 시스템 부하의 열부하에 대하여 히트 펌프 운전 대수를 적절하게 설정하여 운전할 수 있다.

또한, 상기 구성의 히트 펌프 시스템에 있어서, 상기 시스템 제어부는, 상기 각 히트 펌프가 난방 운전을 계속하고 있는 시간이 길어질수록, 상기 여유율을 점차 저감하여 곱하는 구성으로 되어 있는 것으로 해도 된다.

상기 구성에 의하면, 시스템 제어부가, 각 히트 펌프가 난방 운전을 계속하고 있는 시간이 길어질수록, 여유율을 점차 저감하여 곱하는 구성으로 되어 있기 때문에, 난방 운전을 계속하고 있는 시간이 긴 히트 펌프일수록 프로스트가 발생하기 쉽고, 다른 히트 펌프에 추종하여 디프로스트 운전에 들어가기 쉬워지는 점에서, 이 경우, 운전 계속 시간에 따라 점차 저감하는 여유율을 곱하여 출력 가능한 능력을 연산하고, 그 히트 펌프에 열부하를 가하지 않도록 하여 프로스트를 억제함으로써, 다른 히트 펌프의 디프로스트 운전 진입을 억제할 수 있다. 따라서, 각 히트 펌프가 디프로스트에 진입하는 빈도를 저감 혹은 디프로스트 운전에 진입하는 타이밍을 지연시켜, 난방 운전 시의 효율을 향상시킬 수 있다.

또한, 상기 구성의 히트 펌프 시스템은, 상술한 어떤 히트 펌프 시스템에 있어서, 상기 시스템 제어부는, 운전 중인 상기 히트 펌프의 디프로스트 횟수를 카운트하고, 그 횟수가 많아질수록, 상기 여유율을 점차 저감하여 곱하는 구성으로 되어 있는 것으로 해도 된다.

상기 구성에 의하면, 시스템 제어부가, 운전 중인 히트 펌프의 디프로스트 횟수를 카운트하고, 그 횟수가 많아질수록, 여유율을 점차 저감하여 곱하는 구성으로 되어 있기 때문에, 디프로스트를 실시해도 일부의 서리가 다 제거되지 않아 잔존하고, 단시간 내에 다시 디프로스트에 들어가 디프로스트 횟수가 많아지는 경우가 있는 점에서, 이 경우, 운전 중인 히트 펌프의 디프로스트 횟수를 카운트하고, 그 횟수에 따라 점차 저감하는 여유율을 곱하여 출력 가능한 능력을 연산함으로써, 당해 히트 펌프에 열부하를 가하지 않도록 하여 프로스트를 억제하고, 그 히트 펌프의 디프로스트 운전 진입을 억제할 수 있다. 따라서, 각 히트 펌프가 디프로스트에 진입하는 빈도를 저감 혹은 디프로스트 운전에 진입하는 타이밍을 지연시켜, 난방 운전 시의 효율을 향상시킬 수 있다.

또한, 본 발명의 제2 양태에 관한 히트 펌프 시스템의 운전 방법은, 시스템 부하에 대하여 복수 대의 히트 펌프가 접속되어 있는 히트 펌프 시스템의 운전 방법으로서, 운전 중인 상기 히트 펌프가 출력 가능한 능력을 순차 연산하는 과정과, 상기 능력 연산값을 임곗값으로 하여 상기 시스템 부하의 열부하와 비교하는 과정과, 상기 시스템 부하의 열부하가 상기 능력 연산값인 상기 임곗값을 초과하고 있는지 여부에 따라 상기 히트 펌프의 운전 대수를 증감 제어하는 과정을 구비한다.

본 발명의 제2 양태에 의하면, 시스템 부하에 대하여 복수 대의 히트 펌프를 접속하고 있는 히트 펌프 시스템의 운전 방법에 있어, 운전 중인 히트 펌프가 출력 가능한 능력을 순차 연산하는 과정과, 그 능력 연산값을 임곗값으로 하여 시스템 부하의 열부하와 비교하는 과정과, 시스템 부하의 열부하가 능력 연산값인 임곗값을 초과하고 있는지 여부에 따라 히트 펌프의 운전 대수를 증감 제어하는 과정을 구비하기 때문에, 운전 중인 히트 펌프 중 어떤 히트 펌프가 디프로스트 운전에 들어갔다고 해도, 그 때의 운전 중인 히트 펌프가 출력 가능한 능력의 연산값을 임곗값에, 그것과 시스템 부하의 열부하를 비교하여, 시스템 부하의 열부하가 능력 연산값인 임곗값 이상인지 여부에 따라 히트 펌프의 운전 대수를 증감시킴으로써, 운전 중인 히트 펌프에 난방 능력을 발휘할 수 있는 히트 펌프가 존재하고 있다면, 즉시 다른 히트 펌프를 추가 운전하지 않고, 시스템 부하의 열부하에 대응할 수 있는 능력으로 히트 펌프 시스템을 운전할 수 있다. 따라서, 어떤 히트 펌프가 디프로스트 시여도, 조건에 따라서는 다른 히트 펌프의 추가 운전을 필요로 하지 않고, 최소의 히트 펌프 대수로 효율적으로 시스템을 운전함으로써, 에너지 절약화를 도모할 수 있다. 또한, 히트 펌프의 온 오프 빈도를 억제하고, 빈번한 온 오프의 반복에 의한 고장이나 트러블의 발생을 방지하여, 시스템의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.

또한, 본 발명의 제2 양태의 히트 펌프 시스템의 운전 방법은, 상기의 히트 펌프 시스템의 운전 방법에 있어서, 상기 히트 펌프의 운전 대수의 증감이, 상기 시스템 부하의 열부하가 상기 능력 연산값인 상기 임곗값에 대하여 증단(增段) 부하율 또는 감단(減段) 부하율을 곱한 값을 초과하고 있는지 여부에 따라 결정되는 것으로 해도 된다.

상기 양태에 의하면, 히트 펌프의 운전 대수의 증감이, 시스템 부하의 열부하가 능력 연산값인 임곗값에 대하여, 증단 부하율 또는 감단 부하율을 곱한 값 이상인지 여부에 따라 결정되기 때문에, 능력 연산값인 임곗값과 열부하를 비교하여 히트 펌프의 운전 대수를 증감할 때, 임곗값인 능력 연산값에 증단 부하율 또는 감단 부하율을 곱한 값과 시스템 부하의 열부하를 비교하여, 히트 펌프의 운전 대수를 증감할지 그대로 대수를 유지할지를 결정하도록 하고 있다. 이로써, 각 히트 펌프의 성적 계수(COP)가 소정값 이상이 되는 부하율 범위를 미리 설정해 두고, 히트 펌프의 능력과 요구 열부하의 관계로 규정되는 부하율이 그 부하율 범위의 상한값(증단 부하율)을 초과한 경우, 히트 펌프의 운전 대수를 증가시키고, 부하율이 부하율 범위의 하한값(감단 부하율)을 초과한 경우, 히트 펌프의 운전 대수를 감소시켜 히트 펌프의 운전 대수를 증감하는 점에서, 각 히트 펌프를 항상 소정값 이상의 COP로 운전 가능하게 할 수 있고, 따라서, 운전 대수의 변경에 관계없이, 항상 히트 펌프 시스템을 고COP로 효율 좋게 안정적으로 운전할 수 있다.

본 발명의 히트 펌프 시스템 및 그 운전 방법에 의하면, 운전 중인 히트 펌프 중 어떤 히트 펌프가 디프로스트 운전에 들어갔다고 해도, 그 때의 운전 중인 히트 펌프가 출력 가능한 능력의 연산값을 임곗값으로 하여, 그것과 시스템 부하의 열부하를 비교하여 히트 펌프의 운전 대수를 제어함으로써, 운전 중인 히트 펌프에 난방 능력을 발휘할 수 있는 히트 펌프가 존재하고 있다면, 즉시 다른 히트 펌프를 추가 운전하지 않고, 시스템 부하의 열부하에 대응할 수 있는 능력으로 히트 펌프 시스템을 운전할 수 있기 때문에, 혹은 히트 펌프가 디프로스트 시여도, 조건에 따라서는 다른 히트 펌프의 추가 운전을 필요로 하지 않고, 최소의 히트 펌프 대수로 효율적으로 히트 펌프 시스템을 운전함으로써, 에너지 절약화를 도모할 수 있다. 또한, 히트 펌프의 온 오프 빈도를 억제하고, 빈번한 온 오프의 반복에 의한 고장이나 트러블의 발생을 방지하여, 시스템의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.

도 1은 본 발명의 제1 실시형태에 관한 히트 펌프 시스템의 개략 구성도이다.
도 2는 상기 히트 펌프 시스템의 각 유닛의 구성도이다.
도 3은 상기 히트 펌프 시스템의 각 유닛의 운전 대수를 제어할 때의 플로차트도이다.
도 4는 상기 히트 펌프 시스템의 각 유닛의 운전 대수를 증감할 때의 제어 임곗값의 이미지도이다.

이하에, 본 발명에 관한 실시형태에 대하여, 도면을 참조하여 설명한다.

[제1 실시형태]

이하, 본 발명의 제1 실시형태에 대하여, 도 1 내지 도 4를 이용하여 설명한다.

도 1에는, 본 발명의 제1 실시형태에 관한 히트 펌프 시스템의 개략 구성도가 나타나고, 도 2에는, 그 각 유닛의 구성도가 나타나 있다.

히트 펌프 시스템(1)은, 팬 코일 유닛 등의 공기 조절 기기, 급탕 기기, 공장 설비 등의 외부 부하(이하, 시스템 부하라고 함)(2)에 대하여, 열매체(여기에서는, 온수 또는 냉수)를 순환하는 열매체 배관(3)을 구비하고 있다. 이 열매체 배관(3)의 공급측에는 서플라이 헤더(4), 복귀측에는 리턴 헤더(5)가 마련되어 있다.

리턴 헤더(5)와 서플라이 헤더(4) 간에는, 바이패스 밸브(6)를 구비한 바이패스 배관(7)이 접속되어 있고, 서플라이 헤더(4)측으로부터 리턴 헤더(5)측에 대하여 열매체가 바이패스 가능하게 되어 있다. 또한, 리턴 헤더(5)와 서플라이 헤더(4) 간에는, 각각 열매체 배관(8A, 8B, 8C) 및 열매체 펌프(9A, 9B, 9C)를 통하여 복수 대의 히트 펌프(10A, 10B, 10C)가 병렬로 접속되어 있다. 여기에서는, 3대의 히트 펌프(10A, 10B, 10C)를 병렬로 접속한 예를 나타내지만, 대수는, 시스템 부하의 크기 등에 따라 증감되는 것은 말할 것도 없다.

이하, 본 실시형태에서는, 이 히트 펌프(10A, 10B, 10C)를 각각 “유닛”이라고 칭하는 것으로 하고, 각 유닛(10A, 10B, 10C)은, 각각 단독의 히트 펌프로 구성되는 것, 복수 대의 히트 펌프를 직렬로 접속하여 구성되는 것 중 어느 것이어도 되며, 또한, 복수 대의 히트 펌프로 구성되는 유닛의 경우, 각각의 히트 펌프를 “모듈”이라고 칭하는 것으로 하고, 이 모듈이라고 칭하는 히트 펌프에는, 모듈화한 히트 펌프, 모듈화하지 않은 통상 히트 펌프를 모두 포함하는 것으로 한다.

각 유닛(10A, 10B, 10C)에는, 각각의 유닛(10A, 10B, 10C)을 개별적으로 제어하는 유닛측 제어부(11A, 11B, 11C)가 마련되어 있다. 또한, 각 유닛(10A, 10B, 10C)은, 개개의 히트 펌프(여기에서는, 히트 펌프 칠러)(12)를 모듈(13A, 13B, 13C, 13D)로 하여 복수 대 직렬로 접속하여 구성한 것이다. 또한, 이 실시형태에서는, 4대의 모듈(13A 내지 13D)을 직렬로 접속함으로써, 1대의 유닛(10A, 10B, 10C)을 구성한 것을 예시하고 있지만, 모듈의 접속 대수는, 이에 한정되는 것이 아니며, 적절히 증감할 수 있는 것으로 한다.

이하에, 각 모듈(13A, 13B, 13C, 13D)을 구성하는 개개의 히트 펌프 칠러(12)의 구성에 대하여 설명한다.

히트 펌프 칠러(12)는, 병렬로 접속되는 복수 대의 압축기(14A, 14B)와, 냉매의 흐름 방향을 전환하는 사방 전환 밸브(15)와, 냉매와 물을 열교환하고, 온수 또는 냉수를 제조하는 수열 교환기(16)와, 팽창 밸브(17)와, 외기(外氣)와 냉매를 열교환하는 공기 열교환기(18)를 순차 냉매 배관을 통하여 접속함으로써 구성된 폐쇄 회로의 냉동 사이클을 구비한 것이다. 이 히트 펌프 칠러(12) 자체는, 공지의 것이어도 되고, 각각의 모듈(13A 내지 13D) 모두, 동일 구성의 히트 펌프 칠러(12)가 사용되고 있다. 단, 반드시 동일 구성일 필요는 없다.

개개의 히트 펌프 칠러(12)는, 각각 수열 교환기(16)의 열매체 입구 배관 및 출구 배관에 마련되어 있는 온도 센서(19, 20)의 검출값에 근거하여 압축기(14A, 14B)의 회전수 등을 제어하는 모듈 기판(21), 인버터 기판(22A, 22B) 등의 제어계를 구비한 것이며, 모듈화된 구성으로 되어 있다.

본 실시형태에 있어서, 상기한 각 유닛(10A, 10B, 10C)은, 도 2에 나타나는 바와 같이, 4대의 모듈(13A 내지 13D)을 열매체 배관(8A, 8B, 8C)에 대하여 직렬로 접속한 구성으로 되어 있고, 그 모듈의 하나(13A)에, 4대의 모듈(13A 내지 13D)의 제어를 통괄하는 유닛 통괄 기판(23) 및 조작부(24)를 구비한 각 유닛측의 제어부(11A, 11B, 11C)가 마련된 구성으로 되어 있다. 이 유닛측 제어부(11A, 11B, 11C)에는, 각 유닛(10A, 10B, 10C)에 대한 열매체 입구 배관 및 출구 배관에 마련된 온도 센서(25, 26)로부터의 검출값이 입력되도록 되어 있다.

또한, 상기 히트 펌프 시스템(1)에는, 시스템 부하(2)에 대하여 병렬로 접속되어 있는 복수 대의 유닛(10A, 10B, 10C)의 운전 대수를 제어하는 시스템 제어부(27)가 마련되어 있다. 이 시스템 제어부(27)는, 시스템 부하(2)의 열부하(유량×왕복 온도차×비중·비열)(Q)와, 운전하고 있는 유닛(10A, 10B, 10C)이 출력 가능한 능력(C)을 수시 연산하고, 그 결과에 근거하여 양자를 비교하여, 유닛(10A, 10B, 10C)의 운전 대수를 증감 제어하는 것이다.

이하에, 시스템 제어부(27)에 의한 유닛(10A, 10B, 10C)의 운전 대수의 증감 제어를, 도 3 및 도 4를 참조하여 자세하게 설명한다.

도 3에는, 운전 대수를 증감할 때의 제어 플로차트도가 나타나 있고, 도 4에는, 그 제어 임곗값의 이미지도가 나타나 있다.

제어가 개시되면, 스텝 S1 및 스텝 S11에 있어서, 시스템 부하(2)의 열부하(Q) 및 운전 중인 유닛(10A, 10B, 10C)이 출력 가능한 능력(C)의 계산(연산)이 수시 실행된다. 시스템 부하(2)의 열부하(Q)는, 스텝 S2에서 부하측으로의 송수 데이터인 메인관 유량(F), 냉수 왕온도(Ts), 냉수 복온도(Tr) 등을 각 센서로부터 취득하고, 또한 스텝 S3에서 미리 설정되어 있는 비중(Cp), 비열(ρ) 등의 데이터를 채용하여, 스텝 S4에 있어서, 하기 (1) 식으로부터 연산할 수 있다.

Q=F(Tr-Ts)Cp·ρ (1)

한편, 운전 중인 유닛(10A, 10B, 10C)이 출력 가능한 능력(C)은, 스텝 S12에서 운전 중인 유닛(10A, 10B, 10C) 중 각 모듈(13A 내지 13D)의 디프로스트 상태 감시 데이터를, 난방 운전 모듈수(MH), 디프로스트 모듈(MD)로서 취득하고, 또한 스텝 S13에서 미리 설정되어 있는 각 모듈(히트 펌프)의 정격 능력(Crate)을 채용함으로써, 스텝 S14에 있어서, 하기 (2) 식으로부터 연산할 수 있다.

C=Σ{Crate(M_H/M_S+M_D)-Crate(M_D/M_H+M_D)} (2)

또한, Crate(M_D/M_H+M_D)를, α×M_D에 의하여 대체해도 된다.

여기에서, 난방 운전 중인 각 유닛(10A, 10B, 10C)이 출력 가능한 능력(C)은, 각 유닛(10A, 10B, 10C)을 구성하고 있는 4대의 모듈(13A 내지 13D) 중 어느 공기 열교환기(18)가 프로스트한 경우, 그 서리를 제거하기 위하여 디프로스트 운전하지 않으면 안되어, 당해 모듈의 난방 운전이 중단되는 점에서, 그 능력을 공제하여 연산할 필요가 있다. 예를 들면, 각 유닛(10A, 10B, 10C)의 능력을 각각 100kW로 했을 때, 상기한 1유닛 4모듈의 경우, 1모듈이 프로스트하여 디프로스트 운전에 들어가면, 각 유닛의 출력 가능한 능력(C)은,

100kW×(3/4)=75kW

가 된다.

이렇게 하여 연산된 시스템 부하(2)의 열부하(Q)와, 난방 운전 중인 유닛(10A 내지 10C)이 출력 가능한 능력(C)을 스텝 S5에 있어서 비교하여, 유닛(10A 내지 10C)의 운전 대수를 증감하도록 하고 있다. 즉, 본 실시형태에 있어서는, 운전 중인 유닛(10A 내지 10C)이 출력 가능한 능력(C)을 순차 연산하고, 그 연산값을 유닛의 운전 대수를 증감 제어할 때의 임곗값으로 하여 이용하는 구성으로 하고 있다. 상기 케이스에서는, 도 4에 나타내는 바와 같이, 본래, 열부하(Q)가 출력 가능한 능력(C)인 100kW를 상회한 경우, 유닛(10A 내지 10C)의 운전 대수가 증가하게 되지만, 1모듈이 디프로스트 중이며, 출력 가능 능력(C)이 75kW가 되는 점에서, 이 값을 임곗값으로 하여 유닛(10A 내지 10C)의 운전 대수가 증가하게 된다.

이와 같이, 스텝 S5에 있어서는, 시스템 부하(2)의 열부하(Q)가 출력 가능한 능력(C)을 상회하고 있는지 여부를 판단하고, YES이면, 스텝 S6에 이행하여 유닛(10A 내지 10C)의 운전 대수를 1대 증가 지시한다. 본 실시형태에서는, 열부하(Q)와 출력 가능 능력(C)을 비교하여 유닛(10A 내지 10C)의 운전 대수를 증감 제어함에 있어서, 출력 가능 능력(C)에 대하여 증단 부하율 및 감단 부하율을 곱한 값을 이용하도록 하고 있다.

이 증단 부하율 및 감단 부하율은, 각 유닛(10A 내지 10C)의 성적 계수(COP)가 소정값 이상이 되는 부하율 범위를 미리 설정해 두고, 유닛(10A 내지 10C)의 능력과 요구 열부하의 관계로 규정되는 부하율이 그 부하율 범위의 상한값으로서 정의되는 증단 부하율을 초과한 경우, 유닛(10A 내지 10C)의 운전 대수를 증가시키고, 부하율이 부하율 범위의 하한값으로서 정의되는 감단 부하율을 초과한 경우, 유닛(10A 내지 10C)의 운전 대수를 감소시키고, 유닛(10A 내지 10C)의 운전 대수를 증감시킴으로써, 각 유닛(10A 내지 10C)을 항상 소정값 이상의 COP로 운전할 수 있도록 하는 것이다.

이로써, 스텝 S5에 있어서는, “Q＞C×증단 부하율”이 판단되어, 열부하(Q)가 “C×증단 부하율”을 초과하는 경우, 스텝 S6에서 “Q＜C×증단 부하율”이 되는 유닛 대수를 계산하여 운전 대수를 증가 지시하게 된다. 또한, 스텝 S5에서 NO라고 판단되면, 스텝 S7에 이행하고, 여기에서 “Q＞C×감단 부하율”이 판단되어, 열부하(Q)가 “C×감단 부하율”을 초과하는 경우, 스텝 S8에 이행하고, 유닛(10A 내지 10C)의 운전 대수 감소를 지시하게 되며, 스텝 S7에서 NO라고 판정되면, 스텝 S9에 이행하고, 아무것도 하지 않고(운전 대수를 증감하지 않고) 스타트 위치로 되돌아가게 된다.

또한, 상기 실시형태에서는, 운전 중인 유닛(10A 내지 10C)이 출력 가능한 능력(C)을 시스템 제어부(27)에서 연산하도록 한 예에 대하여 설명했지만, 각 유닛(10A 내지 10C)이 출력 가능한 능력(C)은, 각 유닛(10A 내지 10C)측의 제어부(11A 내지 11C)에서 연산하고, 그 연산 결과를 시스템 제어부(27)에 보내 운전 대수의 증감을 결정하는 시스템으로 해도 된다. 이 경우, 도 4에 있어서의 스텝 S11 내지 스텝 S14에 나타내는 기능을 각 유닛(10A 내지 10C)측의 제어부(11A 내지 11C)가 담당하게 된다.

이리하여, 상기의 히트 펌프 시스템(1)에 의하면, 적절한 대수의 유닛(10A 내지 10C)을 운전함으로써 냉수 또는 온수를 제조하고, 그 냉수 또는 온수를 시스템 부하(2)에 순환함으로써 그 이용에 제공할 수 있다. 이 때, 시스템 제어부(27) 또는 유닛측 제어부(11A 내지 11C)에 있어서, 시스템 부하(2)의 열부하(Q) 및 각 유닛(10A 내지 10C)이 출력 가능한 능력(C)을 수시 연산하여, 그 열부하(Q)와 출력 가능한 능력(C)와 비교함으로써, 유닛(10A 내지 10C)의 운전 대수가 증감 제어되고, 시스템 부하(2)의 열부하(Q)에 대응할 수 있는 능력으로 히트 펌프 시스템(1)이 운전되게 된다.

즉, 본 실시형태에서는, 각 유닛(10A 내지 10C)이 출력 가능한 능력(C)을 순차 연산하고, 그 능력 연산값 C를 임곗값으로 하여 시스템 부하(2)의 열부하(Q)와 비교하여, 유닛(10A 내지 10C)의 운전 대수를 제어하는 시스템 제어부(27)를 구비하고 있기 때문에, 각 유닛(10A 내지 10C) 내의 어느 모듈(13A 내지 13D)이 디프로스트 운전에 들어갔다고 해도, 그 때의 각 유닛(10A 내지 10C)이 출력 가능한 능력(C)의 연산값을 임곗값에, 그것과 시스템 부하(2)의 열부하(Q)를 비교하여 유닛(10A 내지 10C)의 운전 대수를 제어함으로써, 당해 유닛(10A 내지 10C) 내에 난방 능력을 발휘할 수 있는 모듈(13A 내지 13D)이 존재하고 있다면, 즉시 다른 유닛(10A 내지 10C)을 추가 운전하지 않고, 시스템 부하(2)에 대응할 수 있는 능력으로 히트 펌프 시스템(1)을 운전할 수 있다.

따라서, 유닛(10A 내지 10C) 내의 모듈(13A 내지 13D)이 디프로스트 시여도, 조건에 따라서는 다른 유닛(10A 내지 10C)의 추가 운전을 필요로 하지 않고, 최소의 유닛 대수로 효율적으로 히트 펌프 시스템(1)을 운전함으로써 에너지 절약화를 도모할 수 있다. 또한, 유닛(10A 내지 10C)의 온 오프 빈도를 억제하고, 빈번한 온 오프의 반복에 의한 고장이나 트러블의 발생을 방지하여 히트 펌프 시스템(1)의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.

또한, 시스템 부하(2)의 열부하(Q)와 운전 중인 유닛(10A 내지 10C)이 출력 가능한 능력(C)을 비교하여, 유닛(10A 내지 10C)의 운전 대수를 증감 제어할 때, 시스템 부하(2)의 열부하(Q)가 임곗값인 출력 가능한 능력(C)에 대하여 증단 부하율 또는 감단 부하율을 곱한 값을 초과하고 있는지 여부로 결정하도록 하고 있기 때문에, 각 유닛(10A 내지 10C)을 항상 소정값 이상의 성적 계수(COP)로 운전 가능하게 할 수 있고, 따라서 운전 대수의 변경에 관계없이, 항상 히트 펌프 시스템(1)을 고COP로 효율 좋게 안정적으로 운전할 수 있다.

또한, 운전 중인 유닛(10A 내지 10C)의 출력 가능한 능력(C)의 연산을, 각 유닛(10A 내지 10C) 내의 어느 모듈(13A 내지 13D)이 디프로스트 운전을 개시 또는 종료했을 때, 그 모듈(13A 내지 13D)의 능력분을 증감하여 연산하도록 하고 있기 때문에, 각 모듈(13A 내지 13D)이 디프로스트를 개시하거나, 종료함으로써, 출력 가능한 능력(C)이 증감해도, 그것을 포함하여 출력 가능한 능력을 수시 적확하게 연산할 수 있다. 따라서, 각 모듈(13A 내지 13D)이 디프로스트 운전의 유무에 관계없이, 시스템 부하(2)의 열부하(Q)에 대하여 유닛 운전 대수를 정확하게 설정하여 운전할 수 있어, 능력 부족에 빠지는 사태 등을 확실하게 회피할 수 있다.

또한, 본 실시형태에서는, 각 유닛(10A 내지 10C)의 출력 가능한 능력(C)의 연산을 각 유닛측의 제어부(11A 내지 11C) 또는 시스템 제어부(27) 중 어느 하나에서 연산 가능하게 하고 있기 때문에, 각 유닛측의 제어부(11A 내지 11C)가 능력의 연산 기능을 갖지 않은 경우이더라도, 시스템 제어부(27)에 능력의 연산 기능을 부가함으로써, 혹은 모듈(13A 내지 13D)이 디프로스트 시여도, 조건에 따라서는 예비 유닛(10A 내지 10)을 추가 운전하지 않고, 시스템 부하(2)의 열부하(Q)에 대응시켜 최소의 유닛 대수로 효율적으로 히트 펌프 시스템(1)을 운전할 수 있다. 이로써, 기존에 마련된 히트 펌프 시스템에 대해서도 간이하게 본 발명을 적용할 수 있다.

[다른 실시형태]

다음으로, 본 발명의 다른 실시형태에 대하여 설명한다.

[실시예 1]

상기한 제1 실시형태에서는, 각 유닛(10A 내지 10C)을 구성하고 있는 복수 대의 모듈(13A 내지 13D) 중 어느 것이 디프로스트 운전에 들어가거나 그 운전이 종료했을 때, 그 모듈(13A 내지 13D)의 능력분을 증감하여 출력 가능한 능력(C)을 연산하도록 하고 있지만, 히트 펌프에서는, 난방 시에 디프로스트 운전에 들어가면, 이용측 열교환기인 수열 교환기(16)가 증발기로서 기능하기 때문에, 당해 모듈(13A 내지 13D)에서는 부하측으로부터 열을 빼앗게 된다.

본 실시예에서는, 이 점을 고려하여 출력 가능한 능력(C)을 연산하도록 한 것이다.

즉, 디프로스트 운전에 들어간 모듈(13A 내지 13D)은, 출력 가능한 능력(C)이 영이 될 뿐만 아니라, 열을 빼앗는 만큼 마이너스 능력으로서 작용하기 때문에, 상기한 1유닛이 4모듈인 경우, 1모듈이 프로스트하여 디프로스트 운전에 들어가면, 각 유닛의 출력 가능한 능력(C)은,

100kW×(3/4)-100kW×(1/4)=50kW

가 된다. 또한, 3모듈이 프로스트하여 디프로스트 운전에 들어가면,

100kW×(1/4)-100kW×(3/4)=-50kW

가 되고, 유닛(10A 내지 10C)의 능력이, 마이너스 능력이 되기 때문에, 추가되는 유닛의 운전 대수는, 1대 혹은 2대가 되는 것도 생각할 수 있다.

이와 같이, 디프로스트 중의 모듈(13A 내지 13D)의 능력분을 공제할 뿐만 아니라, 디프로스트 중의 모듈(13A 내지 13D)의 이용측 열교환기가 증발기로서 기능하여 빼앗은 열분을, 마이너스 능력으로서 유닛(10A 내지 10C)의 출력 가능 능력(C)을 연산함으로써, 보다 정확하게 출력 가능 능력(C)을 연산할 수 있기 때문에, 시스템 부하(2)의 열부하(Q)에 대하여 유닛 운전 대수를 정확하게 설정하여 운전할 수 있어, 능력 부족에 빠지는 사태 등을 확실하게 회피할 수 있다.

[실시예 2]

또한, 유닛(10A 내지 10C) 내의 어느 모듈(13A 내지 13D)이 디프로스트 운전에 들어감으로써, 다른 모듈(13A 내지 13D)도 프로스트하고 있어, 디프로스트에 들어가기 쉬운 상태로 운전되고 있다고 간주할 수 있다. 이러한 경우, 다른 모듈(13A 내지 13D)도 추종하여 디프로스트에 들어갈 우려가 있어, 그것을 회피하기 위하여, 출력 가능한 능력(C)을 연산할 때, 여유율(예를 들면, 0.9)을 설정하고 그것을 곱하여, 유닛(10A 내지 10C)에 대하여 열부하를 가하지 않도록 함으로써, 프로스트를 억제하며, 다른 모듈(13A 내지 13D)이 추종하여 디프로스트 운전에 들어가지 않도록 할 수 있다.

이 경우의 각 유닛(10A 내지 10C)의 출력 가능한 능력(C)은, 상기한 1유닛 4모듈의 경우에, 1모듈이 디프로스트 시에,

100kW×(3/4)×0.9=67.5kW

혹은,

100kW×(3/4)×0.9-100kW×(1/4)=42.5kW

로서 연산할 수 있다.

이와 같이, 디프로스트에 들어가기 쉬운 상태로 운전하고 있다고 간주할 수 있는 경우, 출력 가능한 능력(C)을 미리 설정되어 있는 여유율을 곱하여 연산하고, 그 유닛(10A 내지 10C)에 열부하를 가하지 않도록 함으로써, 프로스트를 억제하며, 다른 모듈(13A 내지 13D)이 추종하여 디프로스트 운전에 들어가지 않게 할 수 있고, 이로써, 각 모듈(13A 내지 13D)이 디프로스트에 들어가는 빈도를 저감 혹은 디프로스트에 들어가는 타이밍을 지연시켜, 난방 운전 시의 효율을 높일 수 있다.

또한, 여유율은, 상기에서는 “예를 들면, 0.9”라고 했지만, 이에 한정되는 것은 아니라는 점은 말할 것도 없으며, 적절히 변경해도 된다. 또한, 난방 운전하고 있는 모듈(13A 내지 13D)의 수에 따라, 여유율을 변경하도록 해도 된다.

[실시예 3]

상기 실시예 2에서는, 유닛(10A 내지 10C)의 출력 가능한 능력(C)의 연산 시, 여유율을 곱함으로써, 다른 모듈(13A 내지 13D)이 디프로스트에 들어가기 어려워지도록 하고 있지만, 디프로스트 종료 후의 모듈(13A 내지 13D)은, 통상 프로스트하고 있지 않다고 간주할 수 있다. 이로 인하여, 디프로스트 종료 후의 모듈(13A 내지 13D)에 대해서는, 디프로스트 운전 종료 시점으로부터 설정 시간 T만큼, 출력 가능한 능력(C)의 연산 시에 있어서, 상기 여유율의 곱셈을 해제하도록 해도 된다.

즉, 상기 실시예 2의 후자의 케이스에서, 1모듈이 디프로스트 중에서, 1모듈이 디프로스트 종료 후 T시간 이내의 경우,

100kW×(2/4)×0.9+100kW×(1/4)-100kW×(1/4)=45kW

로서 출력 가능한 능력(C)을 연산할 수 있다.

이와 같이, 유닛(10A 내지 10C) 내에 디프로스트 종료 직후의 모듈(13A 내지 13D)이 존재한 경우, 그 모듈(13A 내지 13D)에 대하여 디프로스트 운전 종료 시점으로부터 설정 시간만큼, 출력 가능한 능력(C)의 연산 시, 여유율의 곱셈을 해제함으로써, 보다 실태에 가까운 출력 가능 능력(C)을 연산할 수 있다. 따라서, 출력 가능 능력(C)을 보다 정확하게 연산하여, 시스템 부하(2)의 열부하(Q)에 대하여 유닛(10A 내지 10C)의 운전 대수를 적절하게 설정하여 운전할 수 있다.

[실시예 4]

또한, 각 유닛(10A 내지 10C) 또는 모듈(13A 내지 13D)이 난방 운전을 계속하고 있는 시간이 길어질수록, 프로스트가 발생하기 쉽고, 다른 모듈(13A 내지 13D)에 추종하여 디프로스트 운전에 들어가기 쉬워진다. 이로 인하여, 난방 운전의 계속 시간에 따라, 그 시간이 길어질수록, 상기 여유율을 점차 저감하여 곱하도록 할 수 있다. 즉, 여유율의 설정에 시간적인 개념을 취입하고, 예를 들면, t분 경과할 때에 여유율을 10%씩 저하하도록 한다.

이 경우, 1유닛 4모듈에서, 1모듈이 디프로스트 중일 때, 유닛(10A 내지 10C)으로서의 디프로스트가 t분 계속 시, 출력 가능한 능력(C)은,

100kW×(3/4)×(1-0.1×t)-100kW×(1/4)=50kW

로서 연산할 수 있다.

이와 같이, 운전 계속 시간에 따라 점차 저감될 여유율을 곱하여 출력 가능한 능력(C)을 연산하고, 그 유닛(10A 내지 10C)에 열부하를 가하지 않도록 하여 프로스트를 억제함으로써, 다른 모듈(13A 내지 13D)의 디프로스트 운전 진입을 억제할 수 있다. 따라서, 각 모듈(13A 내지 13D)이 디프로스트에 진입하는 빈도를 저감 혹은 디프로스트 운전에 진입하는 타이밍을 지연시켜, 난방 운전 시의 효율을 향상시킬 수 있다.

[실시예 5]

또한, 디프로스트를 실시해도 서리가 다 제거되지 않아 잔존하는 경우가 있고, 이러한 경우, 다시 디프로스트에 들어가기 쉬워진다. 따라서, 유닛(10A 내지 10C)이 운전 중인 모듈(13A 내지 13D)의 디프로스트 횟수를 카운트하고, 디프로스트 횟수가 많아질수록, 여유율을 점차 저감하여 곱하도록 해도 된다. 즉, 디프로스트 횟수에 따라, 예를 들면 1회의 디프로스트에 의하여 여유율을 10%씩 저하시켜 곱하여 출력 가능한 능력(C)을 연산하도록 한다.

이 경우, 1유닛 4모듈에서, 1모듈이 디프로스트에 들어가고, 운전을 계속하고 있는 3모듈이 각각 2회 디프로스트 완료 시, 출력 가능한 능력(C)은,

100kW×(3/4)×(1-0. 1×2)-100kW×(1/4)=35kW

로서 연산할 수 있다.

이와 같이, 디프로스트 시의 서리가 다 제거되지 않고, 단시간 내에 다시 디프로스트에 진입하여 디프로스트 횟수가 많아지는 경우가 있으므로, 이 경우, 유닛 운전 중인 모듈(13A 내지 13D)의 디프로스트 횟수를 카운트하고, 그 횟수에 따라 점차 저감된 여유율을 곱하여 출력 가능 능력(C)을 연산함으로써, 당해 유닛(10A 내지 10C)에 열부하를 가하지 않도록 하여 프로스트를 억제하며, 다른 모듈(13A 내지 13D)의 디프로스트 운전 진입을 억제할 수 있다. 이로 인하여, 각 모듈(13A 내지 13D)이 디프로스트에 진입하는 빈도를 저감 혹은 디프로스트 운전에 진입하는 타이밍을 지연시켜, 난방 운전 시의 효율을 향상시킬 수 있다.

또한, 본 발명은, 상기 실시형태에 관한 발명에 한정되는 것은 아니고, 그 요지를 일탈하지 않는 범위에 있어서, 적절히 변형이 가능하다. 예를 들면, 상기 실시형태에서는, 각 모듈(13A 내지 13D)이 디프로스트 시에 빼앗는 열량을 각 모듈(13A 내지 13D)의 능력과 동등하게 했지만, 별도 고정값을 부여하도록 해도 된다.

또한, 상기 실시형태에서는, 편의상, 개개의 히트 펌프를 모듈 또는 그것을 1대 또는 복수 대 접속한 것을 유닛으로 칭하여 설명했지만, 본 발명은, 부하에 대하여 개별의 히트 펌프를 복수 대 접속한 히트 펌프 시스템, 또는 복수 대의 히트 펌프를 유닛으로 하고, 그것을 복수 대 접속한 히트 펌프 시스템 중 어느 것에도 적용할 수 있는 것이며, 이 경우, 각각에 있어서 모듈 혹은 유닛을 히트 펌프로 대체하면 되고, 또한, 각각의 히트 펌프는, 상술한바와 같이, 모듈화된 것, 되어 있지 않은 것 중 어느 하나여도 된다.

1 히트 펌프 시스템
2 시스템 부하(외부 부하)
10A, 10B, 10C 유닛(히트 펌프)
11A, 11B, 11C 유닛측 제어부
12 히트 펌프(히트 펌프 칠러)
13A, 13B, 13C, 13D 모듈(히트 펌프)
27 시스템 제어부

Claims

시스템 부하에 대하여 복수 대의 히트 펌프가 접속되어 있는 히트 펌프 시스템으로서,
운전 중인 상기 히트 펌프가 출력 가능한 능력을 순차 연산하고, 그 능력 연산값을 임곗값으로 하여 상기 시스템 부하의 열부하와 비교하여, 상기 히트 펌프의 운전 대수를 제어하는 시스템 제어부를 구비하고,
상기 시스템 제어부는, 상기 각 히트 펌프 중 어느 것이 디프로스트 운전을 개시 또는 종료했을 때, 그 히트 펌프의 능력분을 증감하여 상기 각 히트 펌프가 출력 가능한 능력을 연산 가능한 구성으로 되어 있는 히트 펌프 시스템.
청구항 1에 있어서,
상기 각 히트 펌프의 출력 가능한 능력의 연산은, 상기 각 히트 펌프측의 제어부 또는 상기 시스템 제어부 중 어느 하나에 의하여 연산 가능하게 되어 있는 히트 펌프 시스템.
청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
상기 시스템 제어부는, 디프로스트 중의 상기 히트 펌프가 빼앗은 열분을 마이너스 능력으로 하여 상기 각 히트 펌프가 출력 가능한 능력을 연산 가능한 구성으로 되어 있는 히트 펌프 시스템.
청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항에 있어서,
상기 시스템 제어부는, 상기 각 히트 펌프 중 어떤 히트 펌프가 디프로스트 운전을 개시했을 때, 미리 설정되어 있는 1.0 미만의 여유율을 곱하여 운전 중인 상기 각 히트 펌프가 출력 가능한 능력을 연산 가능한 구성으로 되어 있는 히트 펌프 시스템.
청구항 4에 있어서,
상기 시스템 제어부는, 상기 디프로스트 운전 종료 후의 상기 히트 펌프에 대하여, 디프로스트 운전 종료 시점으로부터 설정 시간만큼, 상기 출력 가능 능력에 대한 상기 여유율의 곱셈을 해제하는 구성으로 되어 있는 히트 펌프 시스템.
청구항 4 또는 청구항 5에 있어서,
상기 시스템 제어부는, 상기 각 히트 펌프가 난방 운전을 계속하고 있는 시간이 길어질수록, 상기 여유율을 점차 저감하여 곱하는 구성으로 되어 있는 히트 펌프 시스템.
청구항 4 내지 청구항 6 중 어느 한 항에 있어서,
상기 시스템 제어부는, 운전 중인 상기 히트 펌프의 디프로스트 횟수를 카운트하고, 그 횟수가 많아질수록, 상기 여유율을 점차 저감하여 곱하는 구성으로 되어 있는 히트 펌프 시스템.
시스템 부하에 대하여 복수 대의 히트 펌프가 접속되어 있는 히트 펌프 시스템의 운전 방법으로서,
운전 중인 상기 히트 펌프가 출력 가능한 능력을 순차 연산하고, 상기 각 히트 펌프 중 어느 것이 디프로스트 운전을 개시 또는 종료했을 때, 그 히트 펌프의 능력분을 증감하여 상기 각 히트 펌프가 출력 가능한 능력을 연산하는 과정과, 상기 능력 연산값을 임곗값으로 하여 상기 시스템 부하의 열부하와 비교하는 과정과, 상기 시스템 부하의 열부하가 상기 능력 연산값인 상기 임곗값을 초과하고 있는지 여부에 따라 상기 히트 펌프의 운전 대수를 증감 제어하는 과정을 구비하는 히트 펌프 시스템의 운전 방법.
청구항 8에 있어서,
상기 히트 펌프의 운전 대수의 증감이, 상기 시스템 부하의 열부하가 상기 능력 연산값인 상기 임곗값에 대하여 증단 부하율 또는 감단 부하율을 곱한 값을 초과하고 있는지 여부에 따라 결정되는 히트 펌프 시스템의 운전 방법.
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