KR20170042486A

KR20170042486A - 난방 장치

Info

Publication number: KR20170042486A
Application number: KR1020160129628A
Authority: KR
Inventors: 요시모토 가니; 야스히라 하야시; 가츠야 오오시마; 히데아키 오가와; 메이 우치다
Original assignee: 린나이코리아 주식회사; 린나이가부시기가이샤
Priority date: 2015-10-09
Filing date: 2016-10-07
Publication date: 2017-04-19
Also published as: KR102316895B1; JP2017072345A; JP6530299B2

Abstract

(과제)　난방 순환로와 저류 탱크의 정상 접속을 확실하게 판정할 수 있는 난방 장치를 제공한다.
(해결수단)　난방 운전을 실행하고, 난방 순환 펌프(51)를 온 한다. 분배 밸브(23)는 바이패스 온 상태로 제어되고, 축열용 순환 펌프(18) 및 히트 펌프(31)의 운전이 실행되며, 저류 탱크(11) 내의 온액의 축열이 실행된다. 저류 탱크(11)가 온액으로 가득하게 된 경우, 난방 순환 펌프(51)는 온 상태가 계속되고, 연소식 열원기(41)는 오프 된다. 분배 밸브(23)는 바이패스 오프 상태로 제어되고, 축열용 순환 펌프(18) 및 히트 펌프(31)의 운전이 정지된다. 온도 센서(25, 26)의 각각의 검출 온도가 온도 센서(14a)에서의 검출온도로부터 5℃ 감산한 감산 온도보다도 높고, 그 상태가 5초 계속되고 있는 경우, 배관이 정상적으로 접속되어 있다고 판정하고 그 취지를 리모컨에 표시시킨다.

Description

난방 장치{HEATING DEVICE}

본 발명은 온수 등의 열매를 이용하여 난방을 실행하는 난방 장치에 관한 것이다.

온수 등의 열매를 이용한 난방 장치에 있어서, 히트 펌프 등의 열원기에 의해 가열한 온수를 저류 탱크에 저류하고, 상기 저류한 온수를 바닥 난방 장치 등의 난방 단말을 경유하여 순환시켜서 온수의 열을 바닥 난방 장치로 방열시키는 것에 의해 난방을 실행하는 구성이 알려져 있다. 이와 같은 난방 장치는 히트 펌프와 저류 탱크를 배관에 의해 접속한다. 배관이 올바르게 접속되어 있지 않은 경우에는 원하는 온도에서의 난방을 실행할 수 없게 된다. 그래서 배관이 올바르게 접속되어 있는지 아닌지를 판정하는 기술이 제안되어 있다(예를 들면, 특허문헌 1 및 2).

특허문헌 1에 기재된 난방 장치는 히트 펌프의 출구 온도가 히트 펌프 입구 온도보다도 높고, 또한 탱크 하부 온도가 탱크 상부 온도보다도 높을 경우에는 히트 펌프 자체는 정상적으로 동작하고 있지만, 온수가 유입되어야 할 탱크 상부 온도보다도 탱크 하부 온도가 높게 되어 있는 것으로부터 히트 펌프와 저류 탱크가 올바르게 접속되어 있지 않다고 판정하고, 접속 상태의 확인을 지시하는 표시를 실행한다.

특허문헌 2에 기재된 난방 장치는 순환 펌프의 구동에 의해, 저류 탱크의 바닥부의 온수를 히트 펌프로 송출할 때에, 그 유로에 설치된 유량 센서에서 유량을 검출하고, 상기 검출 유량과 비등 온도에 의거하여 지시된 지시 유량의 차이를 산출하여 산출량이 소정 유량보다도 큰 경우에는 히트 펌프와 저류 탱크가 올바르게 접속되어 있지 않다고 판정한다.

특허문헌 1: 일본국 특개2007-333288호 공보 특허문헌 2: 일본국 특개2011-099602호 공보

히트 펌프와는 다른 보조 열원을 가지는 난방 장치에서는 저류 탱크와 난방 단말을 연통하는 난방 순환로의 도중에 보조 열원이 설치된다. 이와 같은 난방 장치에 있어서, 난방 순환로와 저류 탱크의 정상 접속을 판정하기 위해, 특허문헌 1 및 2와 같은 접속 판정을 실행하는 것을 생각할 수 있다.

그러나 특허문헌 1에서는 탱크 상부 온도보다도 탱크 하부 온도가 높을 경우에 오접속이라고 판정하고 있지만, 오접속되어 탱크 하부에서 탱크 상부로 온수가 흐를 때에도 온수의 유량이 많은 경우에는 온수가 온도 저하되지 않고 탱크 하부에서 탱크 상부로 흐르는 일이 있다. 이 경우에는, 탱크 상부 온도와 탱크 하부 온도가 거의 같게 되어 오접속이라도 정상 접속이라고 판정된다. 또, 히트 펌프의 구동 개시시에는 히트 펌프의 능력 부족에 의해, 오접속되어 있어도 탱크 상부 온도와 탱크 하부 온도가 거의 같게 되는 일이 있어 오접속이라도 정상 접속이라고 판정된다.

특허문헌 2에서는 유량 센서에서의 검출 유량과 지시 유량의 차이가 소정 유량보다도 큰 경우에는 오접속으로 판정하고 있지만, 온수의 유량이 많은 경우에는 오접속되어 있어도 유량 센서에서의 검출 유량과 지시 유량의 차이가 소정 유량보다도 커지지 않는 일이 있어 오접속이라도 정상 접속이라고 판정된다.

본 발명은 이와 같은 사정에 감안하여 이루어진 것이며, 난방 순환로와 저류 탱크의 정상 접속을 확실하게 판정할 수 있는 난방 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 난방 장치는 열매를 저류하는 저류 탱크와, 상기 저류 탱크의 상부와 하부를 연통한 탱크 순환로와, 상기 저류 탱크 내의 열매를 상기 탱크 순환로를 통하여 상기 저류 탱크의 하부에서 상부로 순환시키는 탱크 순환 펌프와, 상기 탱크 순환로를 유통하는 열매를 가열하는 히트 펌프와, 상기 저류 탱크의 상부와 하부를 난방 단말을 통하여 연통한 난방 순환로와, 상기 저류 탱크 내의 열매를 상기 난방 순환로를 통하여 당해 저류 탱크의 상부에서 하부로 순환시키는 난방 순환 펌프와, 상기 난방 순환로를 유통하는 열매를 상기 난방 단말의 상류측에서 가열하는 보조 열원과, 정상 접속 상태시에는 상기 난방 순환로의 상기 보조 열원에 의한 가열 개소보다도 상류측이 상기 저류 탱크의 상부에 접속되고, 상기 난방 순환로의 상기 난방 단말보다도 하류측이 상기 저류 탱크의 하부에 접속된 상태가 되는 난방 장치에 있어서, 상기 저류 탱크 내의 열매의 온도를 검출하는 탱크 온도 검출 수단과, 상기 난방 순환로의 상기 보조 열원에 의한 가열 개소보다도 상류측의 당해 난방 순환로 내의 열매의 온도를 검출하는 난방 순환로 온도 검출 수단과, 상기 탱크 온도 검출 수단에 의한 검출 온도가 상기 난방 단말에 있어서 방열이 이루어지는 온도가 된 상태에서 상기 난방 순환 펌프를 구동했을 때에, 상기 난방 순환로 온도 검출 수단에 의한 검출 온도가 상기 탱크 온도 검출 수단에 의한 검출 온도로부터 소정 온도 감산한 감산 온도보다도 높을 경우, 상기 정상 접속 상태라고 판정하여 통지하는 정상 접속 판정 수단을 구비하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따르면, 탱크 온도 검출 수단에서의 검출 온도가 난방 단말에 있어서 방열이 이루어지는 온도(예를 들면, 80℃)가 된 상태에서 난방 순환 펌프를 구동했을 때에, 정상 접속시이면, 저류 탱크의 상부에서 난방 순환로로 공급되는 열매의 온도가, 열매가 난방 단말에 도달하기 전에 난방 순환로 온도 검출 수단에 의해서 검출된다. 따라서, 탱크 온도 검출 수단에 의한 검출 온도와, 난방 순환로 온도 검출 수단에 의한 검출 온도는 거의 같은(80℃ 정도), 또는 난방 순환로 온도 검출 수단에 의한 검출 온도가 조금(예를 들면, 2℃ 정도) 낮아진다. 그것에 대해, 오접속시에는 저류 탱크의 하부에서 난방 순환로로 공급된 열매의 온도가, 열매가 난방 단말을 경유하여 방열된 후에 난방 순환로 온도 검출 수단에 의해서 검출(예를 들면, 60℃)된다. 그로 인해, 난방 순환로 온도 검출 수단에 의한 검출 온도(60℃)가 탱크 온도 검출 수단에 의한 검출 온도(80℃)로부터 소정 온도(예를 들면, 5℃) 감산한 감산 온도(75℃) 이하가 된다. 이 점에 착안하여 정상 접속 판정 수단은 난방 순환로 온도 검출 수단에 의한 검출 온도가 탱크 온도 검출 수단에 의한 검출 온도로부터 소정 온도 감산한 감산 온도보다도 높을 경우, 정상 접속 상태라고 판정하여 통지하므로 보조 열원과 저류 탱크의 정상 접속을 확실하게 판정하여 통지할 수 있다.

또, 상기 난방 순환로 온도 검출 수단은 상기 난방 순환로와 상기 저류 탱크 상부의 접속부보다도 낮은 위치에 설치되어 있는 것이 바람직하다.

이 구성에 따르면, 저류 탱크의 상부에서 난방 순환로를 통한 전열에 의한 난방 순환로 온도 검출 수단으로의 영향을 난방 순환로 온도 검출 수단을 난방 순환로와 저류 탱크 상부의 접속부보다도 높은 위치에 설치한 것에 비하여 경감할 수 있다.

또한, 상기 정상 접속 판정 수단은 상기 난방 순환로 온도 검출 수단에 의한 검출 온도가 상기 감산 온도보다도 높은 시간이 소정 시간 계속된 경우에, 상기 정상 접속 상태라고 판정하여 통지하는 것이 바람직하다.

이 구성에 따르면, 정상 접속 판정 수단은 난방 순환로 온도 검출 수단에 의한 검출 온도가 상기 감산 온도보다도 높은 시간이 소정 시간 계속된 경우에, 정상 접속 상태라고 판정하므로, 난방 순환로 온도 검출 수단에 의한 검출 온도가 상기 감산 온도보다도 높아진 경우에 바로 정상 접속 상태라고 판정되어 통지되는 일이 없다. 이로 인해, 정상 접속은 아니고, 돌발적인 환경이나 상황의 변화 등에 의해 난방 순환로 온도 검출 수단에 의한 검출 온도가 상기 감산 온도보다도 높을 경우에, 정상 접속 상태라고 판정되어 통지되는 것을 방지할 수 있다.

또, 상기 소정 시간은 상기 저류 탱크의 상부에서 상기 탱크 온도 검출 수단까지의 상기 저류 탱크의 용량과, 상기 열매의 유량에 의거하여 결정되는 것이 바람직하다.

이 구성에 따르면, 소정 시간을 저류 탱크의 상부에서 탱크 온도 검출 수단까지의 저류 탱크의 용량과 열매의 유량에 의거하여 결정함으로써, 정상 접속 상태의 판정에 요하는 시간을 필요 최소한으로 할 수 있다.

도 1은 본 실시형태의 난방 장치의 시스템 구성도.
도 2는 동결 방지 제어에서의 제어 내용을 나타내는 도면.
도 3은 저류 탱크와 연소식 열원기 유닛의 접속 상태를 판정하는 처리의 흐름을 나타내는 흐름도.
도 4는 저류 탱크와 연소식 열원기 유닛이 오접속된 상태의 난방 장치의 시스템 구성도.

도 1에 나타내는 바와 같이, 본 실시형태의 난방 장치(1)는 난방용의 열매로서의 따뜻한 부동액{이하, 온액(溫液)이라고 한다}을 저류하는 저류 탱크(11)가 탑재된 저류 탱크 유닛(2)과, 온액 가열용의 히트 펌프(31)가 탑재된 히트 펌프 유닛(3)과, 온액 가열용의 보조 열원기로서의 연소식 열원기(41)가 탑재된 연소식 열원기 유닛(4)과, 1개 이상의 난방 단말기를 포함하는 난방 단말 유닛(5)을 구비한다.

저류 탱크(11)에는 저류 탱크(11) 내의 온액을 외부의 히트 펌프(31)의 응축기(35, 상세한 것은 후술한다)를 경유하여 순환시키기 위한 축열용 온액 순환 왕로(往路)(12a) 및 축열용 온액 순환 복로(復路)(12b)와, 저류 탱크(11) 내의 온액을 연소식 열원기 유닛(4) 및 난방 단말 유닛(5)을 경유하여 순환시키기 위한 상류측 난방용 온액 순환 왕로(13a) 및 하류측 난방용 온액 순환 복로(13d)가 접속되어 있다.

상류측 난방용 온액 순환 왕로(13a)에는 하류측 난방용 온액 순환 왕로(13b)가 접속되고, 하류측 난방용 온액 순환 복로(13d)에는 상류측 난방용 온액 순환 복로(13c)가 접속되어 있다. 이들의 접속은 난방 장치(1)의 설치 후에 설치업자에 의한 수작업으로 실행된다.

또, 저류 탱크(11)에는 그 높이 방향(상하 방향)으로 간격을 가지는 복수(도시예에서는 3개)의 높이 위치에 각 높이 위치에서의 저류 탱크(11) 내의 온액의 온도를 검출하는 온도 센서(14a, 14b, 14c, 탱크 온도 검출 수단)가 장착되어 있다.

축열용 온액 순환 왕로(12a)는 저류 탱크(11)에서 히트 펌프(31)의 응축기(35)로 온액을 송출한다. 축열용 온액 순환 복로(12b)는 후술하는 응축기(35)에서 저류 탱크(11)로 온액을 환류시킨다.

축열용 온액 순환 왕로(12a)는 그 상류단이 저류 탱크(11)의 하부에 접속되고, 하류단이 응축기(35)에 접속되어 있다. 그리고 축열용 온액 순환 왕로(12a)에는 역지 밸브(15)와, 저류 탱크(11)로부터 유출되는 온액의 온도를 축열용 온액 순환 왕로(12a)의 상류부에서 검출하는 온도 센서(16)와, 수동식의 개폐 밸브(17)와, 축열용 온액 순환 왕로(12a)의 상류측에서 하류측으로 향하는 온액의 흐름을 발생시키는 축열용 순환 펌프(18)와, 히트 펌프(31)의 응축기(35)로 유입되는 온액의 온도를 축열용 온액 순환 왕로(12a)의 하류부에서 검출하는 온도 센서(19)가 장착되어 있다.

이 경우, 본 실시형태의 예에서는, 역지 밸브(15) 및 온도 센서(16)는 저류 탱크 유닛(2) 내에 배치되고, 축열용 순환 펌프(18) 및 온도 센서(19)는 히트 펌프 유닛(3) 내에 배치되며, 개폐 밸브(17)는 저류 탱크 유닛(2)과 히트 펌프 유닛(3)의 사이에 배치되어 있다.

축열용 온액 순환 복로(12b)는 그 상류단이 히트 펌프(31)의 응축기(35)에 접속되고, 하류단이 저류 탱크(11)의 상부에 접속되어 있다. 그리고 축열용 온액 순환 복로(12b)에는 응축기(35)로부터 유출되는 온액의 온도를 축열용 온액 순환 복로(12b)의 상류부에서 검출하는 온도 센서(20)와, 수동식의 개폐 밸브(21)와, 저류 탱크(11)로 유입되는 온액의 온도를 축열용 온액 순환 복로(12b)의 하류부에서 검출하는 온도 센서(22)가 장착되어 있다.

이 경우, 본 실시형태의 예에서는, 온도 센서(20)는 히트 펌프 유닛(3) 내에 배치되고, 온도 센서(22)는 저류 탱크 유닛(2) 내에 배치되며, 개폐 밸브(21)는 저류 탱크 유닛(2)과 히트 펌프 유닛(3)의 사이에 배치되어 있다.

상류측 난방용 온액 순환 왕로(13a) 및 하류측 난방용 온액 순환 왕로(13b)는 저류 탱크(11)에서 난방 단말 유닛(5)으로 온액을 송출한다. 상류측 난방용 온액 순환 복로(13c) 및 하류측 난방용 온액 순환 복로(13d)는 난방 단말 유닛(5)에서 저류 탱크(11)로 온액을 환류시킨다.

상류측 난방용 온액 순환 왕로(13a)는 연소식 열원기(41)에 의한 가열 개소보다도 상류측의 순환로이며, 그 상류단이 상기 축열용 온액 순환 복로(12b)의 하류 단부에 합류되어 있다. 따라서, 상류측 난방용 온액 순환 왕로(13a)의 상류단은 축열용 온액 순환 복로(12b)의 하류 단부를 통하여 저류 탱크(11)의 상부에 접속되어 있다.

하류측 난방용 온액 순환 복로(13d)는 그 하류단이 저류 탱크(11)의 하부에 접속되어 있다. 또, 하류측 난방용 온액 순환 복로(13d)의 하류부에는 저류 탱크 유닛(2) 내에 설치된 분배 밸브(23)가 장착되어 있다.

또한, 하류측 난방용 온액 순환 복로(13d)의 하류부와 상류측 난방용 온액 순환 왕로(13a)의 상류부를 저류 탱크(11) 내를 경유시키지 않고 분배 밸브(23)를 통하여 연통시키는 바이패스 유로(24)가 설치되어 있다.

분배 밸브(23)는 본 실시형태에서는 2개의 출구 포트를 가지고 있으며, 입구 포트로부터 유입된 온액 중, 2개의 출구 포트의 일방의 출구 포트로부터 유출시키는 온액의 유량과, 타방의 출구 포트로부터 유출시키는 온액의 유량의 비율을 가변적으로 제어 가능한 밸브이다.

그리고 분배 밸브(23)는 그 입구 포트가 하류측 난방용 온액 순환 복로(13d)의 상류측에 연통하고, 일방의 출구 포트가 하류측 난방용 온액 순환 복로(13d)의 하류측에 연통하도록 상기 하류측 난방용 온액 순환 복로(13d)에 끼워 장착됨과 아울러, 타방의 출구 포트가 바이패스 유로(24)를 통하여 상류측 난방용 온액 순환 왕로(13a)에 연통하도록 상기 바이패스 유로(24)에 접속되어 있다.

따라서, 저류 탱크 유닛(2)에 설치된 후술하는 탱크 제어부(72)에 의해 분배 밸브(23)를 제어하는 것에 의해, 상류측 난방용 온액 순환 복로(13c) 및 하류측 난방용 온액 순환 복로(13d)에서 저류 탱크 유닛(2)으로 되돌아온 온액의 일부 또는 전부를 분배 밸브(23)로부터 저류 탱크(11)를 경유시키지 않고[(바이패스 유로(24)를 경유시켜서], 상류측 난방용 온액 순환 왕로(13a)로 환류시키는 것이 가능하게 되어 있다.

또한, 분배 밸브(23)는 바이패스 유로(24)와 상류측 난방용 온액 순환 왕로(13a)의 접속 개소에 끼워 장착되어 있어도 좋다.

이후의 설명에서는 분배 밸브(23)의 입구 포트로 유입되는 온액의 전부가 하류측 난방용 온액 순환 복로(13d)의 하류측에 연통하는 일방의 출구 포트로부터 유출되는 동작 상태[바이패스 유로(24)측의 출구 포트가 전부 폐쇄, 저류 탱크(11)측의 출구 포트가 전부 개방이 되는 동작 상태]를 분배 밸브(23)의 바이패스 오프(off) 상태, 분배 밸브(23)의 입구 포트로 유입되는 온액의 전부가 바이패스 유로(24)에 연통하는 타방의 출구 포트로부터 유출되는 동작 상태[바이패스 유로(24)측의 출구 포트가 전부 개방, 저류 탱크(11)측의 출구 포트가 전부 폐쇄가 되는 동작 상태]를 분배 밸브(23)의 바이패스 온(on) 상태, 분배 밸브(23)의 입구 포트로 유입되는 온액의 일부가 양방의 출구 포트의 각각으로부터 유출되는 상태를 분배 밸브(23)의 바이패스 중간 상태라고 한다.

또, 상류측 난방용 온액 순환 왕로(13a)에는 저류 탱크 유닛(2) 내에서 2개의 온도 센서(25, 26, 난방 순환로 온도 검출 수단)가 장착되고, 하류측 난방용 온액 순환 복로(13d)에는 저류 탱크 유닛(2) 내에서 1개의 온도 센서(27)가 장착되어 있다.

온도 센서(25)는 저류 탱크[11, 또는 축열용 온액 순환 복로(12b)]에서 상류측 난방용 온액 순환 왕로(13a)로 유입되는 온액의 온도를 검출하는 센서이며, 상류측 난방용 온액 순환 왕로(13a) 중, 바이패스 유로(24)의 합류 개소보다도 상류측의 부분에 장착되어 있다.

온도 센서(26)는 저류 탱크 유닛(2)에서 난방 단말 유닛(5)측으로 송출되는 온액의 온도를 검출하는 센서이며, 상류측 난방용 온액 순환 왕로(13a) 중, 바이패스 유로(24)의 합류 개소보다도 하류측의 부분에 장착되어 있다. 상기 온도 센서(26)의 검출 온도는 분배 밸브(23)의 바이패스 오프 상태에서는 온도 센서(25)의 검출 온도에 일치 혹은 거의 일치한다.

한편, 분배 밸브(23)의 바이패스 온 상태 또는 바이패스 중간 상태에서는 온도 센서(26)의 검출 온도는 저류 탱크[11, 또는 축열용 온액 순환 복로(12b)]에서 상류측 난방용 온액 순환 왕로(13a)로 유입되는 온액에 저류 탱크 유닛(2)에 난방 단말 유닛(5)측으로부터 되돌아온 온액의 전부 또는 일부를 혼합시킨 후의 온액의 온도[온도 센서(25)의 검출 온도보다 낮은 온도]가 된다.

하류측 난방용 온액 순환 복로(13d)에 장착된 온도 센서(27)는 저류 탱크 유닛(2)에 난방 단말 유닛(5)측으로부터 되돌아온 온액의 온도를 검출하는 센서이며, 하류측 난방용 온액 순환 복로(13d) 중, 분배 밸브(23)의 상류측의 부분에 장착되어 있다.

히트 펌프 유닛(3)은 옥외에 설치되는 유닛이다. 상기 히트 펌프 유닛(3)에 탑재된 히트 펌프(31)는 저류 탱크 유닛(2)의 저류 탱크(11) 내의 온액을 가열하기 위한 열원기이다.

히트 펌프(31)는 공지의 구조의 것이며, 하이드로 플루오로 카본(HFC) 등의 대체 프레온, 혹은, 이산화탄소 등의 냉매를 순환시키는 냉매 순환 유로(32)와, 상기 냉매 순환 유로(32)에 장착된 증발기(33), 압축기(34), 응축기(35), 및 팽창 기구(36)와 증발기(33)에 외기(공기)를 공급하는 회전 팬(37)을 가진다.

증발기(33)는 냉매 순환 유로(32)를 흐르는 냉매와, 회전 팬(37)의 회전에 의해 공급되는 외기(공기)의 열교환을 실행한다.

압축기(34)는 증발기(33)로부터 공급되는 냉매를 압축하는 것에 의해, 고온ㆍ고압의 냉매를 생성한다.

응축기(35)에는 상기한 바와 같이 축열용 온액 순환 왕로(12a)의 하류단과 축열용 온액 순환 복로(12b)의 상류단이 접속되어 있다.

그리고 응축기(35)는 압축기(34)로부터 공급되는 고온ㆍ고압의 냉매와, 축열용 순환 펌프(18)의 작동에 의해서 축열용 온액 순환 왕로(12a)를 통하여 저류 탱크(11)로부터 공급되는 온액의 열교환을 실행하는 것에 의해, 당해 온액을 가열하고, 가열한 온액을 축열용 온액 순환 복로(12b)를 통하여 저류 탱크(11)로 환류시킨다.

팽창 기구(36)는 팽창 밸브 등에 의해 구성되고, 응축기(35)로부터 공급되는 방열 후의 냉매를 단열 팽창시키는 것에 의해 더욱 냉각하며, 그 냉각 후의 냉매를 증발기(33)로 송출한다.

이상의 증발기(33), 압축기(34), 응축기(35) 및 팽창 기구(36)의 작동에 의해, 응축기(35)에 저류 탱크(11)로부터 공급되는 온액이 열교환되어 가열되고, 그 가열 후의 온액이 저류 탱크(11)로 되돌려진다. 이에 따라, 저류 탱크(11) 내의 온액이 가열되어 당해 온액의 축열이 이루어진다.

난방 단말 유닛(5)은 본 실시형태에서는 운전에 필요한 온액 온도가 비교적 높은 고온측 난방 단말기(5H)와, 운전에 필요한 온액 온도가 고온측 난방 단말기(5H)보다도 낮은 저온측 난방 단말기(5L)를 구비한다.

고온측 난방 단말기(5H)는 예를 들면 욕실 난방 장치 등이며, 당해 고온측 난방 단말기(5H)에서 요구되는 온액 온도는 예를 들면 80℃ 정도이다. 또, 저온측 난방 단말기(5L)는 예를 들면 바닥 난방 장치 등이며, 당해 저온측 난방 단말기(5L)에서 요구되는 온액 온도는 예를 들면 60℃ 정도이다.

이들의 고온측 난방 단말기(5H) 및 저온측 난방 단말기(5L)는 연소식 열원기 유닛(4)으로부터 온액이 공급되도록 각각, 후술하는 온액 유로(42H, 42L)에 접속되어 있다. 또한, 고온측 난방 단말기(5H) 및 저온측 난방 단말기(5L)는 각각에서 방열한 온액을 저류 탱크 유닛(2)으로 환류시키도록 상기 상류측 난방용 온액 순환 복로(13c)의 상류단에 병렬로 접속되어 있다.

또한, 고온측 난방 단말기(5H) 및 저온측 난방 단말기(5L)의 각각의 운전 정지 상태에서는 연소식 열원기 유닛(4)으로부터의 온액의 유입이 도시하지 않는 밸브에 의해 차단되도록 되어 있다.

도 1에서는 고온측 난방 단말기(5H)와 저온측 난방 단말기(5L)를 각각 1개씩 대표적으로 기재했지만, 고온측 난방 단말기(5H)와 저온측 난방 단말기(5L) 중의 일방만이 난방 장치(1)에 구비되어 있어도 좋다.

또, 고온측 난방 단말기(5H) 또는 저온측 난방 단말기(5L)가 난방 장치(1)에 복수대 구비되어 있어도 좋다. 복수대의 고온측 난방 단말기(5H)는 상류측의 후술하는 온액 유로(42H)에 병렬로 접속된다. 마찬가지로, 복수대의 저온측 난방 단말기(5L)는 상류측의 후술하는 저온측 난방용 온액 유로(42L)에 병렬로 접속된다.

연소식 열원기 유닛(4)은 연소식 열원기(41)와, 상류측 난방용 온액 순환 왕로(13a) 및 하류측 난방용 온액 순환 왕로(13b)로부터 송출되어 온 온액을 필요에 따라서 연소식 열원기(41)에 의해 가열하여 난방 단말 유닛(5)으로 공급하기 위한 유로이며, 하류측 난방용 온액 순환 왕로(13b)의 하류측에 연속하는 난방용 온액 유로(42)를 구비한다. 본 실시형태에서는 상류측 난방용 온액 순환 왕로(13a), 하류측 난방용 온액 순환 왕로(13b), 상류측 난방용 온액 순환 복로(13c) 및 하류측 난방용 온액 순환 복로(13d)와, 난방용 온액 유로(42)에 의해, 본 발명의 난방 순환로가 구성된다.

연소식 열원기(41)는 연료를 연소시키는 버너(44)와, 버너(44)의 연소 운전에 의해서 발생하는 열에 의해 온액을 가열하는 주(主) 열교환기(45) 및 보조 열교환기(46)를 구비한다.

버너(44)에서 연소시키는 연료는 예를 들면 도시가스, LP 가스 등의 연료 가스이다. 버너(44)의 연소 운전시에는 도시를 생략하는 전자 개폐 밸브나 비례 밸브 등을 구비하는 연료 공급 기구를 통하여 연료 가스가 버너(44)로 공급된다. 또, 연소용 공기가 도시하지 않는 팬에 의해 버너(44)로 공급된다. 그리고 버너(44)로 공급된 연료 가스에 도시하지 않는 이그나이터 등의 점화기에 의해 점화하는 것에 의해, 버너(44)의 연소 운전이 실행된다.

또한, 버너(44)의 연소 운전에 관련되는 연료 공급 기구 등의 구성은 공지의 것으로 좋다. 또, 버너(44)는 연료 가스에 한정되지 않고, 등유 등의 액체 연료를 연소시키는 것이라도 좋다.

주 열교환기(45)는 버너(44)의 연소 배기로부터 현열을 흡열하고, 그 현열에 의해 온액을 가열하는 현열 흡열형의 열교환기이다. 또, 보조 열교환기(46)는 주 열교환기(45)를 통과한 연소 배기 중의 수증기가 응축할 때의 잠열을 흡열하고, 그 잠열에 의해 온액을 가열하는 잠열 흡열형의 보조적인 열교환기이다.

또한, 연소식 열원기(41)는 주 열교환기(45) 및 보조 열교환기(46) 중 주 열교환기(45)만을 구비하는 것이라도 좋다.

난방용 온액 유로(42)는 그 상류단이 하류측 난방용 온액 순환 왕로(13b)의 하류단에 연통되고, 당해 하류측 난방용 온액 순환 왕로(13b)를 흘러 온 온액이 유입되도록 되어 있다.

또한, 난방용 온액 유로(42)의 상류단은 고온인 온액의 체적 증가분을 흡수하는 팽창 탱크(도시하지 않음)에도 접속되어 있다.

난방용 온액 유로(42)는 연소식 열원기 유닛(4) 내에서 연소식 열원기(41)의 보조 열교환기(46)를 경유하도록 구성되고, 또한, 당해 보조 열교환기(46)의 하류측에서 고온측 난방용 온액 유로(42H)와 저온측 난방용 온액 유로(42L)로 분류되어 있다.

고온측 난방용 온액 유로(42H)는 난방 단말 유닛(5)의 고온측 난방 단말기(5H)로 온액을 공급하기 위한 온액 유로이다. 상기 고온측 난방용 온액 유로(42H)는 연소식 열원기(41)의 주 열교환기(45)를 경유하도록 구성되고, 그 하류단에 고온측 난방 단말기(5H)가 접속된다.

저온측 난방용 온액 유로(42L)는 난방 단말 유닛(5)의 저온측 난방 단말기(5L)로 온액을 공급하기 위한 온액 유로이다. 상기 저온측 난방용 온액 유로(42L)는 그 하류단에 저온측 난방 단말기(5L)가 접속된다.

난방용 온액 유로(42)에는 난방용 온액 유로(42)의 상류측에서 하류측으로 향하는 온액의 흐름을 발생시키는 난방 순환 펌프(51)가 난방용 온액 유로(42)의 고온측 난방용 온액 유로(42H) 및 저온측 난방용 온액 유로(42L)로의 분류 개소보다도 상류측에 장착되어 있다.

또, 고온측 난방용 온액 유로(42H)에는 그 상류측의 기간(基幹)의 난방용 온액 유로(42)에서 당해 고온측 난방용 온액 유로(42H)로 유입되는 온액의 온도를 검출하는 온도 센서(54)와, 주 열교환기(45)로부터 유출되는 온액의 온도를 검출하는 온도 센서(55)가 장착되어 있다.

본 실시형태의 예에서는, 온도 센서(54)는 고온측 난방용 온액 유로(42H)의 상류단 근방의 위치에 배치되고, 온도 센서(55)는 주 열교환기(45)의 근처이며 당해 주 열교환기(45)의 하류측에 배치되어 있다.

또한, 온도 센서(54)가 검출하는 온도는 환언하면, 저온측 난방 단말기(5L)로 공급되는 온액의 온도이며, 온도 센서(55)가 검출하는 온도는 환언하면, 고온측 난방 단말기(5H)로 공급되는 온액의 온도이다.

저온측 난방용 온액 유로(42L)에는 동결 방지용 유로(61)의 상류측 단부가 접속되어 있다. 상기 동결 방지용 유로(61)는 히트 펌프(31)의 동결을 방지하기 위해 히트 펌프(31)로 온액을 송출하기 위한 것이며, 하류측의 단부는 축열용 온액 순환 왕로(12a)에 접속되어 있다.

동결 방지용 유로(61)에는 개폐 밸브(62)가 장착되어 있다. 상기 개폐 밸브(62)는 개폐 밸브 제어부(63)에 의해 제어된다.

본 실시형태의 난방 장치(1)에서는 저류 탱크 유닛(2)에는 탱크 제어부(72)가, 히트 펌프 유닛(3)에는 펌프 제어부(73)가, 연소식 열원기 유닛(4)에는 연소 제어부(74)가 각각 탑재되어 있다.

각 제어부(72∼74)는 상세한 도시는 생략하지만, 제어 회로부와 전원 회로부를 포함하고 있다. 각각의 제어 회로부는 CPU, RAM, ROM 등에 의해 구성되는 회로부이며, 서로 통신 가능하게 되어 있다.

그리고 저류 탱크 유닛(2)의 탱크 제어부(72)의 제어 회로부는 저류 탱크 유닛(2)에 구비된 온도 센서(14a, 14b, 14c, 16, 22, 25, 26, 27)의 검출 데이터, 혹은, 히트 펌프 유닛(3) 또는 연소식 열원기 유닛(4)의 제어 회로부로부터 부여된 통신 데이터 등에 의거하여 프로그램 처리를 실행하는 것에 의해, 분배 밸브(23)의 작동을 제어한다.

또, 히트 펌프 유닛(3)의 펌프 제어부(73)의 제어 회로부는 히트 펌프 유닛(3)에 구비된 온도 센서(19, 20)의 검출 데이터, 혹은, 저류 탱크 유닛(2) 또는 연소식 열원기 유닛(4)의 제어 회로부로부터 부여된 통신 데이터 등에 의거하여 프로그램 처리를 실행하는 것에 의해, 축열용 순환 펌프(18), 회전 팬(37), 압축기(34) 등의 작동을 제어한다.

또, 히트 펌프 유닛(3)에는 외기 온도를 검출하는 외기 온도 센서(도시하지 않음)가 설치되고, 상기 외기 온도 센서에서 검출된 외기 온도 데이터는 펌프 제어부(73)의 제어 회로부로 송신된다.

연소식 열원기 유닛(4)의 연소 제어부(74)의 제어 회로부는 연소식 열원기 유닛(4)에 구비된 온도 센서(54, 55)의 검출 데이터, 혹은, 도시하지 않는 리모컨으로부터 부여되는 지시 데이터(난방 운전을 실행하기 위한 지시 데이터), 혹은, 저류 탱크 유닛(2) 또는 히트 펌프 유닛(3)의 제어 회로부로부터 부여된 통신 데이터 등에 의거하여 프로그램 처리를 실행하는 것에 의해, 연소식 열원기(41)나 난방 순환 펌프(51) 등의 작동을 제어한다.

또한, 각 제어부(72∼74)의 제어 회로부는 1개의 회로 기판에 의해 구성되어 있어도 좋다.

각 제어부(72∼74)의 전원 회로부는 각각, 저류 탱크 유닛(2)의 각 액추에이터[분배 밸브(23) 등], 히트 펌프 유닛(3)의 각 전자기기[축열용 순환 펌프(18), 압축기(34), 회전 팬(37) 등], 연소식 열원기 유닛(4)의 각 액추에이터[난방 순환 펌프(51) 등]로 전력을 공급하는 회로부이다.

이 경우, 본 실시형태의 난방 장치(1)에서는 저류 탱크 유닛(2)의 탱크 제어부(72)의 전원 회로부와, 히트 펌프 유닛(3)의 펌프 제어부(73)의 전원 회로부로 운전용의 전원 전력으로서 융설 전력이 공급되도록 되어 있다.

또, 본 실시형태에서는 저류 탱크 유닛(2)의 탱크 제어부(72)의 전원 회로부로 공급되는 융설 전력의 일부는 저류 탱크 유닛(2)의 분배 밸브(23) 등의 전장품의 동작용의 전원 전력으로서 이용된다.

또, 연소식 열원기 유닛(4)의 연소 제어부(74)의 전원 회로부에는 통상의 가정용 전력 또는 상용 전력(이하, 통상 전력이라고 부른다)이 공급된다.

다음에, 본 실시형태의 난방 장치(1)의 작동을 설명한다.

저류 탱크 유닛(2)의 탱크 제어부(72) 및 히트 펌프 유닛(3)의 펌프 제어부(73)로 융설 전력이 공급되어 있는 상태에서 펌프 제어부(73)의 제어 회로부의 제어 처리에 의해서, 축열용 순환 펌프(18) 및 히트 펌프(31)의 운전이 실행된다.

이에 따라, 저류 탱크(11) 내의 온액이 축열용 온액 순환 왕로(12a) 및 축열용 온액 순환 복로(12b)에서 응축기(35)를 경유하여 순환하면서 소정의 온도(예를 들면 80℃ 정도)로 가열되어 저류 탱크(11) 내의 온액의 축열이 실행된다.

한편, 리모컨에 의해서 고온측 난방 단말기(5H) 또는 저온측 난방 단말기(5L)의 난방 운전을 실행하는 것이 지시된 경우에는, 저류 탱크 유닛(2)의 탱크 제어부(72) 및 연소식 열원기 유닛(4)의 연소 제어부(74)의 일방의 제어 회로부의 제어 처리, 또는 양방의 제어 회로부의 협동의 제어 처리에 의해서, 난방 운전이 실행된다. 연소 제어부(74)의 제어 회로부는 연소식 열원기(41)나 난방 순환 펌프(51)를 작동시키고 있는 경우에는 그 취지를 나타내는 연소 작동 데이터를 개폐 밸브 제어부(63)로 송신한다.

히트 펌프(31)가 운전 가능한 경우의 난방 운전은 구체적으로는 다음과 같이 실행된다.

우선, 난방 단말 유닛(5)으로 공급해야 할 온액(난방용 매체)의 목표 온도인 난방 설정 온도가 설정된다. 본 실시형태에서는 난방 운전을 실행하는 것이 지시되어 있는 난방 단말기(5H, 5L) 중에서 난방 요구 온도(난방 운전을 위해 필요한 온액의 온도)가 가장 높은 난방 단말기의 난방 요구 온도가 난방 설정 온도로서 설정된다.

따라서, 예를 들면 난방 요구 온도가 80℃인 욕실 난방 장치 등의 고온측 난방 단말기(5H)와, 난방 요구 온도가 60℃인 바닥 난방 장치 등의 저온측 난방 단말기(5L)의 양방의 난방 운전을 실행하는 것이 지시되어 있는 경우, 혹은, 고온측 난방 단말기(5H)만의 난방 운전을 실행하는 것이 지시되어 있는 경우에는 난방 설정 온도는 80℃로 설정된다.

또, 예를 들면, 저온측 난방 단말기(5L)만의 난방 운전을 실행하는 것이 지시되어 있는 경우에는 난방 설정 온도는 60℃로 설정된다.

또한, 난방 단말기(5H, 5L) 운전의 우선 순위가 별도로 사용자 등에 의해 지정되어 있는 경우에는 최우선의 난방 단말기의 난방 요구 온도를 난방 설정 온도로서 설정하도록 해도 좋다. 그 경우, 고온측 난방 단말기(5H)와 저온측 난방 단말기(5L)의 양방의 난방 운전을 실행하는 것이 지시되어 있는 경우라도 저온측 난방 단말기(5L)용의 난방 요구 온도(60℃)를 난방 설정 온도로서 설정하도록 해도 좋다.

이와 같이 난방 설정 온도를 설정한 상태에서 연소식 열원기 유닛(4)의 난방 순환 펌프(51)가 작동되고, 각 난방용 온액 순환 왕로(13a, 13b) 및 각 난방용 온액 순환 복로(13c, 13d)에서의 온액의 유통이 실행된다. 또, 분배 밸브(23)는 바이패스 오프 상태 또는 바이패스 중간 상태로 유지된다.

저류 탱크 유닛(2)에서 연소식 열원기 유닛(4)으로 공급되는 온액은 하류측 난방용 온액 순환 왕로(13b)에서 연소식 열원기 유닛(4)의 기간의 난방용 온액 유로(42)로 유입된다. 그리고 고온측 난방 단말기(5H)의 운전시에는, 기간의 난방용 온액 유로(42)에서 고온측 난방용 온액 유로(42H)를 경유하여 고온측 난방 단말기(5H)로 온액이 공급된다. 또, 저온측 난방 단말기(5L)의 운전시에는, 기간의 난방용 온액 유로(42)에서 저온측 난방용 온액 유로(42L)를 경유하여 저온측 난방 단말기(5L)로 온액이 공급된다.

또한, 고온측 난방 단말기(5H) 및 저온측 난방 단말기(5L)의 양방의 운전시에는, 기간의 난방용 온액 유로(42)에서 고온측 난방용 온액 유로(42H) 및 저온측 난방용 온액 유로(42L)를 각각 경유하여 고온측 난방 단말기(5H) 및 저온측 난방 단말기(5L)의 양방으로 온액이 공급된다.

이때, 연소식 열원기 유닛(4)에 있어서는 난방용 온액 유로(42)에서 난방 단말 유닛(5)측으로 공급되는 온액의 온도[온도 센서(54, 55)의 검출 온도]가 난방 설정 온도에 기정의 허용 범위 내에서 거의 일치할 경우에는, 연소식 열원기(41)는 운전 정지 상태[버너(44)의 연소 운전을 실행하지 않는 상태]로 유지된다.

한편, 난방용 온액 유로(42)에서 난방 단말 유닛(5)측으로 공급되는 온액의 온도[온도 센서(54, 55)의 검출 온도]가 기정의 허용 범위를 일탈하여 난방 설정 온도보다도 낮은 경우에는, 고온측 난방용 온액 유로(42H)에서 고온측 난방 단말기(5H)로 공급되는 온액의 온도[온도 센서(55)의 검출 온도] 또는 저온측 난방용 온액 유로(42L)에서 저온측 난방 단말기(5L)로 공급되는 온액의 온도[온도 센서(54)의 검출 온도]가 기정의 허용 범위 내에서 난방 설정 온도에 거의 일치하도록 연소식 열원기(41)의 버너(44)의 연소 운전이 실행된다.

이 경우, 고온측 난방 단말기(5H)만의 난방 운전시, 또는 고온측 난방 단말기(5H)와 저온측 난방 단말기(5L)의 양방의 운전시에는, 온도 센서(55)의 검출 온도가 기정의 허용 범위 내에서 난방 설정 온도에 거의 일치하도록 버너(44)의 연소량이 제어된다. 또, 저온측 난방 단말기(5L)만의 난방 운전시에는, 온도 센서(54)의 검출 온도가 기정의 허용 범위 내에서 난방 설정 온도에 거의 일치하도록 버너(44)의 연소량이 제어된다.

이상과 같이 하여 저류 탱크 유닛(2)측으로부터 공급되는 온액을 버너(44)의 연소 운전에 의해서 가열하지 않고서도 난방 설정 온도에 일치 혹은 거의 일치하는 온액을 난방 운전을 실행하는 난방 단말기(5H, 5L)로 공급할 수 있는 상황에서는 저류 탱크 유닛(2)측으로부터 공급되는 온액이 그대로 난방 단말기(5H, 5L) 중의 난방 운전을 실행하는 난방 단말기로 공급된다.

또, 저류 탱크 유닛(2)측으로부터 공급되는 온액의 온도가 난방 설정 온도에 대해서 기정의 허용 범위보다도 낮은 경우에는, 연소식 열원기(41)의 버너(44)의 연소 운전에 의해서 부족분의 열량이 당해 온액에 부가된다. 그리고 이와 같이 부족분의 열량이 부가되어 난방 설정 온도에 일치 혹은 거의 일치하는 온도로 상승된 온액이 난방 단말기(5H, 5L) 중의 난방 운전을 실행하는 난방 단말기로 공급된다.

그리고 이와 같이 난방 단말기(5H, 5L)의 일방 또는 양방에 공급된 온액은 당해 난방 단말기(5H, 5L)에서 각 난방용 온액 순환 복로(13c, 13d) 및 바이패스 유로(24) 또는 저류 탱크(11)를 통하여 상류측 난방용 온액 순환 왕로(13a)로 환류 된다.

이상이, 히트 펌프(31)가 운전 가능한 경우의 난방 운전의 작동이다.

다음에, 히트 펌프(31)가 운전 불가능한 상태(융설 전력의 공급 정지 기간)에서의 난방 운전은 다음과 같이 실행된다.

우선, 난방 설정 온도가 히트 펌프(31)가 운전 가능한 경우의 난방 운전의 경우와 마찬가지로 설정된다.

또, 분배 밸브(23)가 상기 바이패스 온 상태[분배 밸브(23)의 바이패스 유로(24)측의 출구 포트를 전부 개방, 저류 탱크(11)측의 출구 포트를 전부 폐쇄로 한 상태]로 유지된다. 즉, 하류측 난방용 온액 순환 복로(13d)를 통하여 저류 탱크 유닛(2)으로 되돌아오는 온액의 전량이 저류 탱크(11)를 경유하는 일없이 분배 밸브(23)에서 바이패스 유로(24)를 통하여 상류측 난방용 온액 순환 왕로(13a)로 환류되도록 분배 밸브(23)가 제어된다.

여기서, 본 실시형태에서는 분배 밸브(23)의 동작용의 전원 전력으로서 융설 전력을 사용하므로, 융설 전력의 제공이 중단된 상태에서는 분배 밸브(23)를 작동시킬 수 없게 된다. 그런데 본 실시형태에서는 융설 전력의 공급 정지에 의해서 히트 펌프(31)의 운전을 실행할 수 없게 되는 경우에 있어서는 그 공급 정지가 실제로 개시하는 시각의 전에 융설 전력의 제공이 실행되고 있는 상태에서 분배 밸브(23)를 바이패스 온 상태로 제어한다.

또한, 분배 밸브(23)가 바이패스 온 상태로 제어된 다음은 융설 전력의 제공이 중단되어도 분배 밸브(23)는 바이패스 온 상태로 유지된다.

상기와 같이 분배 밸브(23)를 바이패스 온 상태로 제어한 상태에서 난방 순환 펌프(51)가 작동되고, 상류측 난방용 온액 순환 왕로(13a), 하류측 난방용 온액 순환 왕로(13b), 상류측 난방용 온액 순환 복로(13c) 및 하류측 난방용 온액 순환 복로[13d, 바이패스 유로(24)보다도 저류 탱크(11)측의 유로를 제외하고]와 바이패스 유로(24)에서의 온액의 유통이 실행된다.

그리고 상류측 난방용 온액 순환 왕로(13a) 및 하류측 난방용 온액 순환 왕로(13b)에서 연소식 열원기 유닛(4)로 공급되는 온액은 히트 펌프(31)가 운전 가능한 경우의 난방 운전과 마찬가지로, 하류측 난방용 온액 순환 왕로(13b)에서 연소식 열원기 유닛(4)의 기간의 난방용 온액 유로(42)로 유입되고, 또한, 고온측 난방용 온액 유로(42H) 및 저온측 난방용 온액 유로(42L)의 일방 또는 양방을 경유하여 난방 단말기(5H, 5L)의 일방 또는 양방으로 공급된다.

이때, 연소식 열원기 유닛(4)에 있어서는 고온측 난방용 온액 유로(42H)에서 고온측 난방 단말기(5H)로 공급되는 온액의 온도[온도 센서(55)의 검출 온도] 또는 저온측 난방용 온액 유로(42L)에서 저온측 난방 단말기(5L)로 공급되는 온액의 온도[온도 센서(54)의 검출 온도]가 기정의 허용 범위 내에서 난방 설정 온도에 거의 일치하도록 연소식 열원기(41)의 버너(44)의 연소 운전이 실행된다.

이와 같이, 히트 펌프(31)가 운전 불가능한 상태(융설 전력의 공급 정지 기간)에서의 난방 운전에서는 분배 밸브(23)를 바이패스 온 상태로 제어한 상태에서 난방 단말 유닛(5)으로 공급되는 온액의 온도 조절 제어가 연소식 열원기(41)의 버너(44)의 연소 운전의 제어에 의해 실행된다.

이상이, 히트 펌프(31)가 운전 불가능한 상태(융설 전력의 공급 정지 기간)에서의 난방 운전의 작동이다.

히트 펌프(31)가 운전 불가능한 상태에서는 저류 탱크(11) 내의 온액을 히트 펌프(31)에 의해 적절히 가열할 수 없으므로, 당해 저류 탱크(11) 내의 온액이 자연 방열 등에 의해서 머지않아 난방 설정 온도보다도 낮은 온도로 저하되어 버린다.

이와 같은 상황에서 가령 난방 운전을 위한 온액을 저류 탱크(11)를 경유시켜 순환시키면, 난방 단말 유닛(5)에서 저류 탱크 유닛(2)으로 되돌아오는 온액이 저류 탱크(11)에서의 냉각된 온액과의 열교환에 의해서 쓸데없이 방열하는 것으로 되어 당해 온액의 열손실이 증가되어 버린다.

그런데 본 실시형태에서는 저류 탱크(11) 내의 온액이 냉각된 상황에서는 난방 단말 유닛(5)에서 저류 탱크 유닛(2)으로 되돌아오는 온액이 저류 탱크(11)를 경유하는 일없이, 바이패스 유로(24)를 경유하여 흐른 후, 연소식 열원기 유닛(4) 측으로 공급된다.

이로 인해, 연소식 열원기 유닛(4) 및 난방 단말 유닛(5)을 경유하여 순환하는 온액이 저류 탱크 유닛(2)에서 방열하는 것을 최소한으로 제지하여 당해 저류 탱크 유닛(2)에서의 온액의 열손실을 저감할 수 있다. 나아가서는, 연소식 열원기 유닛(4)의 버너(44)의 연소량을 억제할 수 있다.

다음에, 히트 펌프(31)의 동결 방지 제어에 대해서 설명한다.

저류 탱크 유닛(2) 및 히트 펌프 유닛(3)으로 공급되는 융설 전력은 일반적으로 하루 중의 일정 시간(예를 들면, 2시간)은 공급이 정지된다. 그 상태에서는 히트 펌프(31)의 운전은 정지된다.

펌프 제어부(73)의 제어 회로부는 융설 전력이 하루 중의 어느 시간대에서 공급되고, 어느 시간대에서 공급이 정지되는지를 나타내는 공급 스케줄을 나타내는 데이터를 도시하지 않는 메모리에 미리 보관 유지하고 있다. 펌프 제어부(73)의 제어 회로부는 시계부(도시하지 않음)에서의 현재 시각이 융설 전력의 공급 스케줄에 있어서, 융설 전력의 공급 정지 시간이며, 히트 펌프(31)의 운전을 정지한 경우에는 그 취지를 나타내는 융설 전력 공급 정지 데이터를 개폐 밸브 제어부(63)로 송신한다. 또한, 분배 밸브(23)는 공급 정지가 실제로 개시하는 시각의 전에 융설 전력의 제공이 실행되어 있는 상태에서 바이패스 온 상태로 제어되어 융설 전력의 제공이 정지해도 바이패스 온 상태로 유지된다.

개폐 밸브 제어부(63)는 융설 전력 공급 정지 데이터를 수신하고 있지 않은 경우에는, 개폐 밸브(62)를 폐쇄 상태가 되도록 제어한다. 그리고 개폐 밸브 제어부(63)는 융설 전력 공급 정지 데이터를 수신한 경우에는, 개폐 밸브(62)를 개방 상태로 제어하고, 저온측 난방용 온액 유로(42L)로부터의 온액을 동결 방지용 유로(61)의 개폐 밸브(62)보다도 하류측으로 송출하며, 축열용 온액 순환 왕로(12a)를 통하여 히트 펌프(31)로 송출한다(동결 방지 제어). 히트 펌프(31)로 송출된 온액은 히트 펌프(31)를 통하여 축열용 온액 순환 복로(12b)로 송출된다.

히트 펌프(31)의 동결 방지 제어에서는 도 2에 나타내는 바와 같이, 융설 전력의 공급이 정지되기 직전의 온도 센서(19)의 검출 온도, 및 외기 온도 센서의 검출 온도 중의 낮은 온도(이하, HP 온도)에 의거하여 제어를 실행한다. 상기 동결 방지 제어는 온도 센서(19)에서의 검출 온도가 -10℃ 미만(부동액인 온액이 동결하는 온도)으로 되지 않는 제어를 실행한다.

연소식 열원기(41)나 난방 순환 펌프(51)가 작동 정지된 상태(이하, 난방 운전 정지 상태)에서 HP 온도＞-6℃인 경우에는 융설 전력 공급 정지 기간(2시간) 중에 개폐 밸브(62)를 상시 폐쇄 상태로 하여 난방 순환 펌프(51)를 상시 오프로 하는 제어를 실행한다.

난방 운전 정지 상태에서 -9℃＜HP 온도≤-6℃인 경우에는 융설 전력 공급 정지 기간 중에 개폐 밸브(62)를 10분간 개방 상태로 한 후에 20분간 폐쇄 상태로 하는 제어를 1세트로 하여 이것을 반복하고, 개폐 밸브(62)의 개폐에 맞추어서 난방 순환 펌프(51)를 10분간 온 한 후에 20분간 오프로 하는 제어를 1세트로 하여 이것을 반복하는 제어를 실행한다.

난방 운전 정지 상태에서 -12℃＜HP 온도≤-9℃인 경우에는 융설 전력 공급 정지 기간 중에 개폐 밸브(62)를 10분간 개방 상태로 한 후에 10분간 폐쇄 상태로 하는 제어를 1세트로 하여 이것을 반복하고, 개폐 밸브(62)의 개폐에 맞추어서 난방 순환 펌프(51)를 10분간 온 한 후에 10분간 오프로 하는 제어를 1세트로 하여 이것을 반복하는 제어를 실행한다.

난방 운전 정지 상태에서 -16℃＜HP 온도≤-12℃인 경우에는 융설 전력 공급 정지 기간 중에 개폐 밸브(62)를 10분간 개방 상태로 한 후에 3분간 폐쇄 상태로 하는 제어를 1세트로 하여 이것을 반복하고, 개폐 밸브(62)의 개폐에 맞추어서 난방 순환 펌프(51)를 10분간 온 한 후에 3분간 오프로 하는 제어를 1세트로 하여 이것을 반복하는 제어를 실행한다.

난방 운전 정지 상태에서 HP 온도≤-16℃인 경우에는 융설 전력 공급 정지 기간 중에 개폐 밸브(62)를 상시 개방 상태로 하고, 난방 순환 펌프(51)를 상시 온으로 하는 제어를 실행한다.

연소식 열원기(41)나 난방 순환 펌프(51)가 작동된 상태(이하, 난방 운전 상태)에서 HP 온도＞-6℃인 경우에는 융설 전력 공급 정지 기간 중에 개폐 밸브(62)를 상시 폐쇄 상태로 하는 제어를 실행한다. 또한, 난방 운전 상태에서는 난방 순환 펌프(51)는 상시 온으로 되어 있다.

난방 운전 상태에서 -9℃＜HP 온도≤-6℃인 경우에는 융설 전력 공급 정지 기간 중에 개폐 밸브(62)를 10분간 개방 상태로 한 후에 50분간 폐쇄 상태로 하는 제어를 1세트로 하여 이것을 반복하는 제어를 실행한다.

난방 운전 상태에서 -19℃＜HP 온도≤-9℃인 경우에는 융설 전력 공급 정지 기간 중에 개폐 밸브(62)를 10분간 개방 상태로 한 후에 30분간 폐쇄 상태로 하는 제어를 1세트로 하여 이것을 반복하는 제어를 실행한다.

난방 운전 정지 상태에서 HP 온도≤-19℃인 경우에는 융설 전력 공급 정지 기간 중에 개폐 밸브(62)를 10분간 개방 상태로 한 후에 20분간 폐쇄 상태로 하는 제어를 1세트로 하여 이것을 반복하는 제어를 실행한다.

이와 같이, 융설 전력 공급 정지 기간이라도 난방 순환 펌프(51)를 작동하여 개폐 밸브(62)를 개방 상태로 하는 것에 의해, 온액을 히트 펌프(31)로 통하게 하므로 히트 펌프(31)가 동결되는 일이 없다. 또, 융설 전력 공급 정지 기간에 상시, 난방 순환 펌프(51)를 작동하는 것은 아니고, 히트 펌프(31)가 동결되지 않는 범위에서 간헐 작동하므로 쓸데없는 작동에 의한 전력 소비를 방지할 수 있다.

또한, 동결 방지 제어에서의 한계값이 되는 온도나, 간헐 작동의 시간은 적절히 변경 가능하고, 열매로서 이용하는 유체에 의해 변경된다. 예를 들면, 열매로서 온수를 이용해도 좋으며, 이 경우에는 HP 온도＞3℃인 경우에는 융설 전력 공급 정지 기간(2시간)에서 개폐 밸브(62)를 상시 폐쇄 상태로 하고, 난방 순환 펌프(51)를 상시 오프로 하는 제어를 실행한다. 즉, 부동액을 이용하는 것보다 한계값이 9℃ 오른다.

도 3에 나타내는 바와 같이, 난방 장치(1)에서는 설치 작업 후에, 유로(배관)가 정상적으로 접속되어 있는지 아닌지를 판정하는 정상 접속 판정을 실행한다.

정상 접속 판정에서는 우선, 연소 제어부(74)가 저온측 난방 단말기(5L)의 난방 운전을 실행한다(STEP1). 상기 난방 운전에서는, 연소 제어부(74)는 난방 순환 펌프(51)를 온 한다(STEP2). 이때, 연소식 열원기(41)는 저온측 난방 단말기(5L)의 난방 운전(온액: 60℃)을 실행하기 위해, 송출되어 오는 온액의 온도에 따라서 작동한다. 또한, 시공 후의 시운전 등으로 정상 접속 판정을 실행할 경우, 난방 운전을 실행할 필요는 없다.

탱크 제어부(72)는 분배 밸브(23)를 바이패스 온 상태로 제어하고, 펌프 제어부(73)는 축열용 순환 펌프(18) 및 히트 펌프(31)를 작동한다. 이에 따라, 저류 탱크(11) 내의 온액이 축열용 온액 순환 유로(12)에서 응축기(35)를 경유하여 순환하면서 80℃로 가열되고, 저류 탱크(11) 내의 온액의 축열(히트 펌프 비등)이 실행된다(STEP3).

저류 탱크(11)가 80℃의 온액으로 가득하게 된 경우(STEP4에서 「YES」), 연소 제어부(74)는 난방 순환 펌프(51)를 온 상태로 계속하고, 연소식 열원기(41)를 오프 한다(STEP5). 저류 탱크(11)가 80℃의 온액으로 가득하지 않은 경우(STEP4에서 「NO」), 재차 STEP2가 실행된다. 또한, 가득하지 않고, 80℃의 온액이 온도 센서(14a)에서 검출될 때까지 저류 탱크(11)에 저류된 경우에, STEP5 이후의 처리를 실행하도록 해도 좋다.

탱크 제어부(72)는 분배 밸브(23)를 바이패스 오프 상태로 제어하고, 펌프 제어부(73)는 축열용 순환 펌프(18) 및 히트 펌프(31)의 작동을 정지한다(STEP6).

다음에, 온도 센서(14a, 25, 26)에서의 검출 온도 데이터가 각각 탱크 제어부(72)로 송신되고, 탱크 제어부(72)는 온도 센서(14a)에서 검출 온도로부터 소정 온도(예를 들면, 5℃) 감산한 온도(이하, 감산 온도라고 부른다)를 산출하며, 온도 센서(25, 26)의 각각의 검출 온도가 상기 감산 온도보다도 높을 경우(STEP7에서 「YES」), 그 상태의 계속 시간을 타이머(도시하지 않음)에 의해 계시(計時)하고, 소정 시간(예를 들면, 5초) 계속되고 있는지 아닌지를 판정한다(STEP8). 또한, 온도 센서(26)만의 검출 온도를 이용하여 STEP7을 실행하도록 해도 좋다.

온도 센서(25, 26)의 각각의 검출 온도가 상기 감산 온도보다도 높은 상태가 5초 계속되고 있는 경우(STEP8에서 「YES」), 탱크 제어부(72)는 배관이 정상적으로 접속되어 있다고 판정하고(STEP9), 그 취지를 리모컨에 표시시킨다(STEP10). 또한, 소정 시간의 계속을 판정하지 않고(STEP8을 실행하지 않고), STEP7에서 「YES」가 된 경우에, STEP9, STEP10을 실행하도록 해도 좋다. 본 실시형태에서는 탱크 제어부(72)가 각 난방용 온액 순환로(13a∼13d)와 저류 탱크(11)의 정상 접속을 판정하는 구성과, 정상 접속 상태인 경우에 그 취지를 표시하는 리모컨에 의해, 본 발명의 정상 접속 판정 수단이 구성된다.

또, 상기 소정 시간을 저류 탱크(11)의 상부에서 온도 센서(14a)까지의 저류 탱크(11)의 용량과, 온액의 유량에 의거하여 결정하도록 해도 좋다. 이 경우, 온액의 유량을 검출하는 유량 센서를 상류측 난방용 온액 순환 왕로(13a)에 장착한다. 저류 탱크(11)의 상부에서 온도 센서(14a)까지의 저류 탱크(11)의 용량을 Q(L: 리터), 온액의 유량을 F(L/s)로 했을 때에, 소정 시간은(Q/F) 미만으로 설정하는 것이 바람직하다. 본 실시형태에서는 저류 탱크(11)의 용량은 30L, Q는 8L이며, 예를 들면 F가 1L/s인 경우에는 소정 시간을 8초 미만으로 설정하고, F가 2L/s인 경우에는 소정 시간을 4초 미만으로 설정한다. 또한, 온도 센서(25, 26)의 어느 것인지 일방만을 설치하고, 그 어느 것인지 일방의 검출 온도를 이용하여 정상 접속 판정을 실행하도록 해도 좋다.

한편, 탱크 제어부(72)는 온도 센서(25, 26)의 검출 온도의 적어도 일방이 상기 감산 온도 이하인 경우(STEP7에서 「NO」), 그 상태의 계속 시간을 타이머에 의해 계시하고, 소정 시간(예를 들면, 60초) 계속되고 있는지 아닌지를 판정한다(STEP11). 60초 계속되고 있는 경우(STEP11에서 「YES」), 탱크 제어부(72)는 배관이 오접속되어 있다고 판정하고(STEP12), 그 취지를 리모컨에 표시시킨다(STEP13). 또한, 소정 시간의 계속을 판정하지 않고(STEP11을 실행하지 않고), STEP7에서 「NO」가 된 경우에, STEP12, STEP13을 실행하도록 해도 좋다.

또, 탱크 제어부(72)는 온도 센서(25, 26)의 각각의 검출 온도가 상기 감산 온도보다도 높은 상태가 5초 계속되고 있지 않은 경우(STEP8에서 「NO」)나, 온도 센서(25, 26)의 검출 온도의 적어도 일방이 상기 감산 온도 이하인 상태가 60초 계속되고 있지 않은 경우(STEP11에서 「NO」), 재차 STEP7을 실행한다.

본 실시형태에서는 80℃의 온액이 가득한 저류 탱크(11)에서 연소식 열원기 유닛(4)으로 온액을 송출할 때, 배관이 정상적으로 접속되어 있는 경우에는, 저류 탱크(11) 내의 온도 센서(14a)에서 온도 검출되고 있는 온액(80℃)이 상류측 난방용 온액 순환 왕로(13a)로 공급되어 상류측 난방용 온액 순환 왕로(13a)에 설치된 온도 센서(25, 26)에서 온도가 검출된다. 따라서, 온도 센서(14a)에서의 검출 온도와 온도 센서(25, 26)에서의 검출 온도는 거의 같게(80℃ 정도) 된다. 즉, 온도 센서(25, 26)의 각각의 검출 온도가 상기 감산 온도(80℃-5℃=75℃)보다도 높은 상태가 된다. 이 상태가 5초 이상 계속되고 있는 경우(STEP8에서 「YES」), 탱크 제어부(72)는 배관이 정상적으로 접속되어 있다고 판정하고 그 취지를 리모컨에 표시시킨다.

이에 대해서, 도 4에 나타내는 바와 같이, 배관이 오접속되어 있는 경우에는 고온측 난방 단말기(5H) 및 저온측 난방 단말기(5L)를 경유하여 방열되어 상류측 난방용 온액 순환 복로(13c)로부터 송출되는 온액(60℃ 정도)이 상류측 난방용 온액 순환 왕로(13a)를 통과하기 위해, 온도 센서(25, 26)에서의 검출 온도가 60℃ 정도가 되고, 상기 감산 온도(75℃) 이하가 된다(STEP7에서 「NO」). 이 상태가 60초 계속되고 있는 경우(STEP11에서 「YES」)에는 탱크 제어부(72)는 배관이 오접속되어 있다고 판정하고 그 취지를 리모컨에 표시시킨다.

상기 실시형태에서는 온도 센서(14a)에서의 검출 온도를 이용하여 정상 접속 판정을 실행하고 있지만, 온도 센서(14b, 14c)에서의 검출 온도를 이용하여 정상 접속 판정을 실행하도록 해도 좋다. 이 경우, 저류 탱크(11)의 상부에서 온도 센서(14b)까지의 저류 탱크(11)의 용량(Q)은 15L, 저류 탱크(11)의 상부에서 온도 센서(14c)까지의 저류 탱크(11)의 용량(Q)은 20L이며, 이들의 수값을 이용하여 상기 계산식(Q/F)에 의해 산출된 산출값에 의거하여 상기 소정 시간을 설정한다.

상기 실시형태에서는 동결 방지용 유로를 설치하고 있지만, 동결 방지용 유로가 설치되어 있지 않은 난방 장치에도 본 발명은 실시 가능하다.

상기 실시형태에서는 통상 전력에 의해 연소식 열원기를 구동하고 있지만, 연소식 열원기에 대신하여 통상 전력에 의해 구동하는 전기식 열원기를 설치한 난방 장치에도 본 발명은 실시 가능하다.

1: 난방 장치 2: 저류 탱크 유닛
3: 히트 펌프 유닛 4: 연소식 열원기 유닛
5H, 5L: 난방 단말기 11: 저류 탱크
12a: 축열용 온액 순환 왕로 12b: 축열용 온액 순환 복로
12b, 13a: 상류측 난방용 온액 순환 왕로
13a: 하류측 난방용 온액 순환 왕로
13c: 상류측 난방용 온액 순환 복로
13d: 하류측 난방용 온액 순환 복로
14a∼14c, 16, 17, 19, 20, 22, 25∼27: 온도 센서
23: 분배 밸브 24: 바이패스 유로
31: 히트 펌프 51: 난방 순환 펌프
72: 탱크 제어부

Claims

열매를 저류하는 저류 탱크와,
상기 저류 탱크의 상부와 하부를 연통한 탱크 순환로와,
상기 저류 탱크 내의 열매를 상기 탱크 순환로를 통하여 당해 저류 탱크의 하부에서 상부로 순환시키는 탱크 순환 펌프와,
상기 탱크 순환로를 유통하는 열매를 가열하는 히트 펌프와,
상기 저류 탱크의 상부와 하부를 난방 단말을 통하여 연통한 난방 순환로와,
상기 저류 탱크 내의 열매를 상기 난방 순환로를 통하여 당해 저류 탱크의 상부에서 하부로 순환시키는 난방 순환 펌프와,
상기 난방 순환로를 유통하는 열매를 상기 난방 단말의 상류측에서 가열하는 보조 열원과,
정상 접속 상태시에는 상기 난방 순환로의 상기 보조 열원에 의한 가열 개소보다도 상류측이 상기 저류 탱크의 상부에 접속되고, 상기 난방 순환로의 상기 난방 단말보다도 하류측이 상기 저류 탱크의 하부에 접속된 상태가 되는 난방 장치에 있어서,
상기 저류 탱크 내의 열매의 온도를 검출하는 탱크 온도 검출 수단과,
상기 난방 순환로의 상기 보조 열원에 의한 가열 개소보다도 상류측의 당해 난방 순환로 내의 열매의 온도를 검출하는 난방 순환로 온도 검출 수단과,
상기 탱크 온도 검출 수단에 의한 검출 온도가 상기 난방 단말에 있어서 방열이 이루어지는 온도가 된 상태에서 상기 난방 순환 펌프를 구동했을 때에, 상기 난방 순환로 온도 검출 수단에 의한 검출 온도가 상기 탱크 온도 검출 수단에 의한 검출 온도로부터 소정 온도 감산한 감산 온도보다도 높을 경우, 상기 정상 접속 상태라고 판정하여 통지하는 정상 접속 판정 수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 난방 장치.
청구항 1에 있어서,
상기 난방 순환로 온도 검출 수단은 상기 난방 순환로와 상기 저류 탱크 상부의 접속부보다도 낮은 위치에 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 난방 장치.
청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
상기 정상 접속 판정 수단은 상기 난방 순환로 온도 검출 수단에 의한 검출 온도가 상기 감산 온도보다도 높은 시간이 소정 시간 계속된 경우에, 상기 정상 접속 상태라고 판정하여 통지하는 것을 특징으로 하는 난방 장치.
청구항 3에 있어서,
상기 소정 시간은 상기 저류 탱크의 상부에서 상기 탱크 온도 검출 수단까지의 상기 저류 탱크의 용량과, 상기 열매의 유량에 의거하여 결정되는 것을 특징으로 하는 난방 장치.