KR20170046100A

KR20170046100A - 난방 시스템

Info

Publication number: KR20170046100A
Application number: KR1020160136594A
Authority: KR
Inventors: 세이시 이마이
Original assignee: 린나이코리아 주식회사; 린나이가부시기가이샤
Priority date: 2015-10-20
Filing date: 2016-10-20
Publication date: 2017-04-28
Also published as: JP6513551B2; KR102369221B1; JP2017078544A

Abstract

(과제) 간이한 구성에 의해서 히트펌프의 고효율을 우선시킨 난방을 실행할 수 있는 난방 시스템을 제공한다.
(해결수단) 탱크 컨트롤러(25)는, 탱크 열교환 유입온도센서(20)의 검출온도가 제 1 가열개시온도 이하로 되었을 때에 히트펌프(30)에 의한 열매의 가열을 개시하고, 탱크 열교환 유출온도센서의 검출온도가 제 1 가열개시온도보다도 높은 제 1 가열정지온도 이상으로 되었을 때에 히트펌프(30)에 의한 열매의 가열을 정지한다. 열원기 컨트롤러(55)는, 난방 열교환 유입온도센서(60)의 검출온도가 제 1 가열개시온도보다도 낮은 제 2 가열개시온도 이하로 되었을 때에 난방 버너(57)에 의한 열매의 가열을 개시하고, 난방 열교환 유출온도센서(58)의 검출온도가 제 1 가열정지온도보다도 낮은 제 2 가열정지온도 이상으로 되었을 때에 난방 버너(57)에 의한 열매의 가열을 정지한다.

Description

난방 시스템{HEATING SYSTEM}

본 발명은 히트펌프 및 히트펌프 이외의 열원기를 이용하여 난방을 실행하는 난방 시스템에 관한 것이다.

종래에는 히트펌프 및 가스 열원기를 열원으로 하여 난방을 실행하는 난방 시스템이 제안되어 있다(예를 들면, 특허문헌 1 참조).

특허문헌 1에 기재된 난방 시스템에서는, 난방 단말이 접속된 온수 순환로에 상류측에서부터 히트펌프에 의한 가열부와 가스 열원기에 의한 가열부가 직렬로 배치되어 있다. 그리고, 기본적으로는 열효율이 뛰어난 히트펌프에 의한 가열을 우선하여 실행하고, 히트펌프에 의한 가열만으로는 가열량이 부족할 경우에 가스 열원기를 작동시키는 구성으로 되어 있다.

특허문헌 1에 기재된 난방 시스템에서는, 히트펌프 유닛과 가스 열원기의 사이에서 통신을 하여 히트펌프 유닛이 가스 열원기의 작동 상태를 모니터하고, 가스 열원기가 작동을 개시하였을 때에 히트펌프에 의한 목표가열온도를 높이는 처리를 실행하고 있다.

이 처리에 의해서, 가스 열원기의 작동을 억제하고, 열효율이 좋은 히트펌프를 우선적으로 작동시켜서 난방을 실행하도록 하고 있다.

특허문헌 1 : 일본국 특허 제5378310호 공보

특허문헌 1에 기재된 난방 시스템에서는, 히트펌프 유닛과 가스 열원기의 사이에서 통신을 하는 구성을 구비할 필요가 있기 때문에, 시스템 구성이 복잡하게 된다는 결점이 있다.

본 발명은 이러한 배경을 감안하여 이루어진 것이며, 간이한 구성에 의해서 열효율이 뛰어난 히트펌프를 우선적으로 작동시켜서 난방을 실행할 수 있는 난방 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 난방 시스템은,

도중에 난방 단말이 접속되는 난방 순환로와,

상기 난방 순환로 내에 열매를 순환시키는 난방 순환펌프와,

상기 난방 순환로의 도중에 설치된 제 1 열교환기와, 상기 제 1 열교환기 내를 유통하는 열매를 가열하는 히트펌프와, 상기 제 1 열교환기에서 상기 난방 순환로로 유출되는 열매의 온도를 검출하는 제 1 열교환 유출온도센서와, 상기 난방 순환로에서 상기 제 1 열교환기로 유입되는 열매의 온도를 검출하는 제 1 열교환 유입온도센서와, 소정의 난방실행조건이 성립되어 상기 난방 순환펌프가 작동하고 있을 때에, 상기 제 1 열교환 유입온도센서의 검출온도가 제 1 가열개시온도 이하로 되었을 때에 상기 히트펌프에 의한 열매의 가열을 개시하고, 상기 제 1 열교환 유출온도센서의 검출온도가 상기 제 1 가열개시온도보다도 높은 제 1 가열정지온도 이상으로 되었을 때에 상기 히트펌프에 의한 열매의 가열을 정지하는 제 1 가열처리를 반복 실행하는 히트펌프 컨트롤러를 가지는 히트펌프 유닛과,

상기 난방 순환로의 도중의 상기 난방 단말과 상기 제 1 열교환기의 사이에 설치된 제 2 열교환기와, 상기 제 2 열교환기 내를 유통하는 열매를 가열하는 제 2 가열부와, 상기 제 2 열교환기에서 상기 난방 순환로로 유출되는 열매의 온도를 검출하는 제 2 열교환 유출온도센서와, 상기 난방 순환로에서 상기 제 2 열교환기로 유입되는 열매의 온도를 검출하는 제 2 열교환 유입온도센서와, 상기 난방실행조건이 성립되어 상기 난방 순환펌프가 작동하고 있을 때에, 상기 제 2 열교환 유입온도센서의 검출온도가 상기 제 1 가열개시온도보다도 낮은 제 2 가열개시온도 이하로 되었을 때에 상기 제 2 가열부에 의한 열매의 가열을 개시하고, 상기 제 2 열교환 유출온도센서의 검출온도가 상기 제 1 가열정지온도보다도 낮은 제 2 가열정지온도 이상으로 되었을 때에 상기 제 2 가열부에 의한 열매의 가열을 정지하는 제 2 가열처리를 반복 실행하는 열원기 컨트롤러를 가지는 열원기를 구비한 것을 특징으로 한다.

이러한 본 발명에 의하면, 히트펌프 유닛에 있어서는, 히트펌프 컨트롤러가, 제 1 열교환 유입온도센서의 검출온도가 제 1 가열개시온도 이하로 되었을 때에 히트펌프를 작동시켜서 난방 순환로를 유통하는 열매의 가열을 개시하고, 제 1 열교환 유출온도센서의 검출온도가 제 1 가열정지온도 이상으로 되었을 때에 히트펌프에 의한 열매의 가열을 정지하고 있다.

한편, 열원기 유닛에 있어서는, 열원기 컨트롤러가, 제 2 열교환 유입온도센서의 검출온도가 제 1 가열개시온도보다도 낮은 제 2 가열개시온도 이하로 되었을 때에 제 2 가열부에 의한 열매의 가열을 개시하고, 제 2 열교환 유출온도센서의 검출온도가 제 1 가열정지온도보다도 낮은 제 2 가열정지온도 이상으로 되었을 때에 제 2 가열부에 의한 열매의 가열을 정지하고 있다.

이 경우, 히트펌프 유닛과 열원기는 서로 통신을 하는 일 없이 독립적으로 동작하기 때문에 간이한 구성으로 할 수 있다. 그리고, 난방 순환로 내의 열매의 온도 저하에 대해서는 히트펌프에 의한 가열 처리가 먼저 개시되기 때문에, 열원기(가스 열원기 등)보다도 히트펌프 측이 기동 시간(작동을 개시하고 나서 열매가 실제로 가열되게 될 때까지에 필요로 하는 시간)이 긴 경우라 하더라도, 히트펌프에 의한 열매의 가열을 열원기에 의한 열매의 가열보다도 우선시켜서 효율의 좋은 난방을 실행할 수 있다.

또, 상기 열원기 컨트롤러는, 상기 난방실행조건이 성립되었을 때부터 소정 시간이 경과할 때까지는 상기 제 2 가열처리를 실행하지 않는 것을 특징으로 한다.

이 구성에 의하면, 난방실행조건이 성립되었을 때에, 히트펌프 컨트롤러에 의한 제 1 가열처리를 열원기 컨트롤러에 의한 제 2 가열처리보다도 먼저 개시하게 할 수 있다. 이 때문에, 열효율이 뛰어난 히트펌프에 의한 가열을 우선적으로 실행하여, 난방을 실행할 수 있다.

또, 상기 열원기 컨트롤러는, 소정 기간의 개시시로부터의 상기 제 2 가열처리의 실행 회수가 소정 회수 이상으로 되었을 때에, 상기 소정 기간의 잔여 기간에 있어서의 상기 제 2 가열개시온도를 낮추는 처리와, 상기 소정 기간의 잔여 기간에 있어서의 상기 제 2 가열정지온도를 높이는 처리 중 적어도 어느 일방을 실행하는 것을 특징으로 한다.

이 구성에 의하면, 소정 기간에 있어서의 제 2 가열처리의 실행 회수가 소정 회수 이상으로 되어, 제 2 가열부의 발정(發停: 점화ㆍ소화)이 빈번하게 실행되는 상황으로 되어 있을 때, 제 2 가열개시온도를 낮추는 처리와 제 2 가열정지온도를 높이는 처리 중 적어도 어느 일방을 실행함으로써, 소정 기간의 잔여 기간에 있어서의 제 2 가열부의 발정 회수를 감소시킬 수 있다. 그리고, 이것에 의해서 열원기의 수명을 늘릴 수 있다.

도 1은 본 발명의 난방 시스템의 구성을 포함하는 급탕 난방 시스템의 구성도
도 2는 난방운전시의 히트펌프 유닛의 작동 플로차트
도 3은 난방운전시의 열원기의 작동 플로차트.

[1. 전체 구성]

본 발명의 실시형태의 일례에 대해서 도 1∼도 3을 참조하여 설명한다.

도 1에 나타낸 바와 같이, 본 실시형태의 급탕 난방 시스템(1)(본 발명의 난방 시스템의 구성을 포함한다)은 급탕 기능과 난방 기능을 가지고 있으며, 탱크 유닛(10), 히트펌프(30), 열원기(50) 및 리모컨(70)을 구비하여 구성되어 있다.

탱크 유닛(10)과 열원기(50)는 난방 단말(80)(바닥 난방기, 온풍 난방기 등)과 함께 난방 순환로(5)의 도중에 직렬로 접속되어 있다.

[2. 탱크 유닛의 구성]

탱크 유닛(10)은 탕수(湯水)를 저장하는 탱크(11)를 구비하고 있으며, 탱크(11)에는 탱크 내의 탕수의 온도를 검출하는 3개의 탱크 온도센서(15, 16, 17)가 높이 방향을 따라서 설치되어 있다. 탱크 온도센서(17)는 탱크(11)의 상부에, 탱크 온도센서(16)는 탱크(11)의 중간부에, 탱크 온도센서(15)는 탱크(11)의 하부에 각각 설치되어 있다.

또, 급탕용의 구성으로서, 탱크(11)의 상부에는 출탕관(2)이 접속되어 있으며, 출탕관(2)의 탱크(11)와의 접속 개소 부근에 탱크(11)에서 출탕관(2)으로 공급되는 탕수의 온도를 검출하는 탱크 출탕온도센서(12)가 설치되어 있다. 또, 탱크(11)의 하부에는 상수도(도시생략)와 접속된 급수관(3)이 접속되어 있으며, 급수관(3)에는 상수도에서 급수관(3)으로 공급되는 물의 온도를 검출하는 급수온도센서(24)와 급수관(3)을 유통하는 물의 유량을 검출하는 탱크 유량센서(27)가 설치되어 있다.

급수관(3)은 급수 분기관(4)을 통해서 출탕관(2)과 연통되어 있으며, 급수 분기관(4)과 출탕관(2)의 접속 개소에 설치된 혼합밸브(23)에 의해서, 탱크(11)에서 출탕관(2)으로 공급되는 탕수와 급수 분기관(4)에서 공급되는 물이 혼합되어 혼합밸브(23)의 하류측의 출탕관(2)으로 공급된다. 출탕관(2)의 혼합밸브(23)의 출구와의 접속 개소 부근에는 혼합밸브(23)에서 출탕관(2)으로 공급되는 탕수의 온도를 검출하는 탱크 급탕온도센서(13)가 설치되어 있다.

다음은 난방용의 구성으로서, 탱크(11)의 상부와 하부를 연통한 탱크 순환로(6)가 설치되어 있다. 탱크 순환로(6)의 탱크(11)의 상부와의 접속 개소 부근에는 탱크(11)에서 탱크 순환로(6)로 유출되는 탕수의 온도를 검출하는 탱크 유출온도센서(18)가 설치되어 있다. 또, 탱크 순환로(6)에는 탱크(11) 내의 탕수를 탱크 순환로(6)를 통해서 순환시키기 위한 탱크 순환펌프(22)와, 난방 순환로(5)에 접속되어 탱크 순환로(6)를 순환하는 탕수와 난방 순환로(5) 내를 순환하는 열매의 사이에서 열교환을 하는 탱크 열교환기(21)(본 발명의 "제 1 열교환기"에 상당한다)가 설치되어 있다.

난방 순환로(5)에는 탱크 열교환기(21)에서 난방 순환로(5)로 유출되는 열매의 온도를 검출하는 탱크 열교환 유출온도센서(19)(본 발명의 "제 1 열교환 유출온도센서"에 상당한다)와, 난방 순환로(5)에서 탱크 열교환기(21)로 유입되는 열매의 온도를 검출하는 탱크 열교환 유입온도센서(20)(본 발명의 "제 1 열교환 유입온도센서"에 상당한다)가 설치되어 있다.

또한, 탱크 유닛(10)에는 탱크(11)의 상부와 하부를 연통한 히트펌프 순환로(7)가 구비되어 있다. 히트펌프 순환로(7)의 탱크(11)의 상부와의 접속 개소 부근에는 히트펌프 순환로(7)에서 탱크(11)로 유입되는 탕수의 온도를 검출하는 히트펌프 유입온도센서(14)가 설치되어 있다.

또, 히트펌프 순환로(7)의 탱크(11)의 하부와의 접속 개소 부근에는 탱크(11)에서 히트펌프 순환로(7)로 유출되는 탕수의 온도를 검출하는 히트펌프 유출온도센서(26)가 설치되어 있다.

탱크 유닛(10)에 구비된 탱크 컨트롤러(25)는 도시하지 않은 CPU, 메모리, 각종 인터페이스 회로 등에 의해서 구성된 전자회로 유닛이며, 메모리에 저장된 탱크 유닛(10)의 제어용 프로그램을 CPU에 의해서 실행함으로써, 탱크 유닛(10)의 전체적인 작동을 제어하는 기능을 완수한다.

탱크 컨트롤러(25)에는 각 센서(12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 24, 26, 27)의 검출신호와 리모컨(70)으로부터의 지시신호가 입력된다. 또, 탱크 컨트롤러(25)에서 출력되는 제어신호에 의해서 혼합밸브(23)와 탱크 순환펌프(22)의 작동이 제어된다.

[3. 히트펌프의 구성]

히트펌프(30)는 탱크(11) 내의 탕수를 히트펌프 순환로(7)를 통해서 순환시키기 위한 히트펌프 순환펌프(31)를 구비하고 있으며, 대기(大氣)로부터 흡열하여 히트펌프 순환로(7) 내를 유통하는 탕수를 가열한다. 히트펌프(30)는 도시하지 않은 압축기, 방열기, 팽창밸브 및 증발기와 이것들을 순차적으로 접속한 열매 순환로를 구비하고 있다. 열매 순환로에는 열매(이산화탄소 등)가 충전되어 있으며, 열매 순환로 내를 유통하는 열매와 히트펌프 순환로(7) 내를 유통하는 탕수 간의 열교환에 의해서 히트펌프 순환로(7)를 유통하는 탕수가 가열된다.

히트펌프(30)에 구비된 히트펌프 컨트롤러(35)는 도시하지 않은 CPU, 메모리, 각종 인터페이스 회로 등에 의해서 구성된 전자회로 유닛이며, 메모리에 저장된 히트펌프(30)의 제어용 프로그램을 CPU에 의해서 실행함으로써, 히트펌프(30)의 전체적인 작동을 제어하는 기능을 완수한다. 히트펌프 컨트롤러(35)에는 도시하지 않은 각종 센서의 검출신호가 입력되며, 히트펌프 컨트롤러(35)에서 출력되는 제어신호에 의해서 히트펌프 순환펌프(31), 압축기 등의 작동이 제어된다.

[4. 열원기의 구성]

열원기(50)는 급탕용의 구성으로서, 출탕관(2)의 도중에 설치된 급탕 열교환기(51)와, 급탕 열교환기(51)를 가열하는 급탕 버너(52)와, 급탕 열교환기(51)에서 출탕관(2)으로 유출되는 탕수의 온도를 검출하는 열원기 급탕온도센서(53)를 구비하고 있다.

또, 열원기(50)는 난방용의 구성으로서, 난방 순환로(5)의 도중에 설치된 난방 열교환기(56)(본 발명의 "제 2 열교환기"에 상당한다)와, 난방 열교환기(56)를 가열하는 난방 버너(57)(본 발명의 "제 2 가열부"에 상당한다)와, 난방 순환로(5)에서 난방 열교환기(56)로 유입되는 열매의 온도를 검출하는 난방 열교환 유입온도센서(60)(본 발명의 "제 2 열교환 유입온도센서"에 상당한다)와, 난방 열교환기(56)에서 난방 순환로(5)로 유출되는 열매의 온도를 검출하는 난방 열교환 유출온도센서(58)(본 발명의 "제 2 열교환 유출온도센서"에 상당한다)와, 난방 순환로(5) 내의 열매를 순환시키는 난방 순환펌프(59)를 구비하고 있다.

열원기(50)에 구비된 열원기 컨트롤러(55)는 도시하지 않은 CPU, 메모리, 각종 인터페이스 회로 등에 의해서 구성된 전자회로 유닛이며, 메모리에 저장된 열원기(50)의 제어 프로그램을 CPU에 의해서 실행함으로써, 열원기(50)의 전체적인 작동을 제어하는 기능을 완수한다.

열원기 컨트롤러(55)에는 센서(53, 58, 60, 61)의 검출신호가 입력되며, 열원기 컨트롤러(55)에서 출력되는 제어신호에 의해서 급탕 버너(52), 난방 버너(57) 및 난방 순환펌프(59)의 작동이 제어된다.

[5. 통신계의 구성]

탱크 컨트롤러(25) 및 열원기 컨트롤러(55)는 급탕 난방 시스템(1)을 원격 조작하기 위한 리모컨(70)과 통신 케이블을 통해서 접속되어 있으며, 사용자에 의한 리모컨(70)의 조작에 따라서 급탕운전의 조건(급탕온도 등)을 지시하는 신호, 난방운전의 조건(난방운전의 개시ㆍ정지 등)을 지시하는 신호 등이 탱크 컨트롤러(25) 및 열원기 컨트롤러(55)에 송신된다.

또, 탱크 컨트롤러(25)와 히트펌프 컨트롤러(35)는 통신 케이블을 통해서 접속되어 있으며, 히트펌프 컨트롤러(35)는 탱크 컨트롤러(25)에서 송신되는 제어신호에 따라서 히트펌프(30)의 작동을 제어한다.

[6. 급탕운전]

탱크 컨트롤러(25) 및 열원기 컨트롤러(55)는 리모컨(70)에 의해서 운전상태로 되어 있을 때에 급탕운전을 실행한다.

탱크 컨트롤러(25)는 탱크 온도센서(15, 16, 17)의 검출온도로부터 탱크(11)에 저장되어 있는 탕수의 양을 인식하며, 탱크(11) 내의 탕수의 양이 소정량 이하로 되었을 때(탕수 부족 상태로 되었을 때)에, 히트펌프(30)를 작동시켜서 탱크(11) 내의 탕수를 소정 온도(예를 들면 75℃) 이상까지 가열한다.

또, 탱크 컨트롤러(25)는 탱크 유량센서(27)에 의해서 작동 유량 이상의 급수가 검출되고 있을 때{출탕관(2)의 선단에 접속된 급탕밸브가 개방되어 출탕관(2)에서 탕수가 공급되고 있을 때}에, 탱크 급탕온도센서(13)의 검출온도가 목표급탕온도{리모컨(70)에 의해서 설정된다}가 되도록, 혼합밸브(23)에 의해서 탱크(11)로부터의 탕수의 유량과 급수 분기관(4)으로부터의 물의 유량의 혼합비를 조절한다.

열원기 컨트롤러(55)는 열원기 유량센서(61)에 의해서 작동 유량 이상의 유량이 검출되고 있을 때에, 열원기 급탕온도센서(53)의 검출온도를 감시한다.

그리고, 열원기 급탕온도센서(53)의 검출온도가 목표급탕온도보다도 낮을 때에는 급탕 버너(52)를 연소시켜서 열원기 급탕온도센서(53)의 검출온도가 목표급탕온도가 되도록 급탕 버너(52)의 화력을 조절한다. 이와 같이 열원기(50)가 작동함으로써, 탱크(11)의 탕수 부족 상태가 발생한 경우라 하더라도 목표급탕온도에서의 급탕이 확보된다.

[7. 난방운전]

탱크 컨트롤러(25) 및 열원기 컨트롤러(55)는 리모컨(70)으로부터 난방운전의 개시를 지시하는 신호를 수신하였을 때(본 발명의 "난방실행조건이 성립되었을 때"에 상당한다)에 난방운전을 개시한다. 열원기 컨트롤러(55)는, 난방운전의 실행중에는 난방 순환펌프(59)를 작동시켜서 난방 순환로(5) 내의 열매를 순환시킨다.

탱크 컨트롤러(25)는 도 2에 나타낸 플로차트를 따라서 난방운전을 실행한다. 또한, 도 2의 플로차트에 의한 1사이클의 열매의 가열처리는 본 발명의 "제 1 가열처리"에 상당한다. 또, 탱크 유닛(10)과 히트펌프(30)에 의해서 난방 순환로(5)를 유통하는 열매를 가열하는 구성은 본 발명의 "히트펌프 유닛"에 상당한다.

탱크 컨트롤러(25)는 도 2의 STEP 1에서 리모컨(70)으로부터 난방운전의 개시를 지시하는 신호를 수신하였을 때에 STEP 2로 진행한다. 그리고, 탱크 컨트롤러(25)는 미리 설정되어 있는 열원기(50)의 가열정지온도(55℃)를 목표난방온도로 한다.

탱크 컨트롤러(25)는 목표난방온도의 설정에 따라서 히트펌프(30)의 작동과 정지를 전환하기 위한 제 1 가열개시온도를 50℃(목표난방온도 - 5℃)로 설정함과 동시에, 제 1 가열정지온도를 60℃(목표난방온도 ＋ 5℃)로 설정한다.

계속되는 STEP 3에서, 탱크 컨트롤러(25)는 난방운전중{리모컨(70)으로부터 난방정지를 지시하는 신호를 수신하지 않음}인지 아닌지를 판단한다. 그리고, 난방운전중이 아닐 때에는 STEP 1로 되돌아가고, 난방운전중일 때에는 STEP 4로 진행한다.

STEP 4에서, 탱크 컨트롤러(25)는 탱크 열교환 유입온도센서(20)의 검출온도가 제 1 가열개시온도(50℃) 이하인지 아닌지를 판단한다. 그리고, 탱크 열교환 유입온도센서(20)의 검출온도가 제 1 가열개시온도보다도 높을 때에는 STEP 3으로 되돌아가고, 탱크 열교환 유입온도센서(20)의 검출온도가 제 1 가열개시온도 이하일 때에는 STEP 5로 진행하여 히트펌프 난방운전을 개시한다.

탱크 컨트롤러(25)는 탱크 순환펌프(22)를 작동시켜서 탱크(11) 내의 탕수를 탱크 순환로(6)를 통해서 순환시킴과 동시에, 히트펌프 컨트롤러(35)에 대해서 히트펌프(30)에 의한 가열의 개시를 지시하여, 탱크(11) 내의 탕수를 히트펌프(30)에 의해서 가열하면서 히트펌프 순환로(7) 내를 순환시키는 히트펌프 난방운전을 실행한다.

이것에 의해서, 히트펌프(30)에 의해서 가열되어 탱크(11)의 상부로 공급된 탕수가 탱크 순환로(6)를 순환하고, 탱크 열교환기(21)에서 난방 순환로(5) 내를 순환하는 열매가 탱크 순환로(6) 내를 순환하는 탕수에 의해서 가열된다. 그리고, 난방 순환로(5) 내의 열매가 난방 단말(80)을 유통할 때의 방열에 의해서 난방을 실행한다.

다음의 STEP 6에서, 탱크 컨트롤러(25)는 난방운전중인지 아닌지를 판단한다. 그리고, 난방운전중이 아니면 STEP 20으로 분기하여, 탱크 컨트롤러(25)는 히트펌프 난방운전을 종료하고 STEP 1로 되돌아간다. 한편, 난방운전중이면 STEP 7로 진행하여, 탱크 컨트롤러(25)는 탱크 열교환 유출온도센서(19)의 검출온도가 제 1 가열정지온도(60℃) 이상인지 아닌지를 판단한다.

그리고, 탱크 열교환 유출온도센서(19)의 검출온도가 제 1 가열정지온도 이상이 아닐 때에는 STEP 6으로 되돌아가서, 탱크 컨트롤러(25)는 히트펌프 난방운전을 계속한다. 한편, 탱크 열교환 유출온도센서(19)의 검출온도가 제 1 가열정지온도 이상일 때에는 STEP 8로 진행하여, 탱크 컨트롤러(25)는 탱크 순환펌프(22)를 정지함과 동시에, 히트펌프 컨트롤러(35)에 히트펌프(30)의 작동 정지를 지시하는 신호를 송신하여 히트펌프 난방운전을 종료하고, STEP 3으로 되돌아간다.

도 2의 플로차트에 의한 처리에 의해서, 기본적으로는 난방 순환로(5)에서 난방 단말(80)로 공급되는 열매의 온도가 제 1 가열개시온도(50℃)∼제 1 가열정지온도(60℃)의 범위에서 유지된다. 그러나, 난방 단말(80)의 난방 부하가 큰 경우나 히트펌프(30)의 기동시 등에는 히트펌프(30)에 의한 가열력 부족에 의해서 난방 단말(80)로 공급되는 열매의 온도를 상기 범위에서 유지하는 것이 곤란한 경우가 있다.

그래서, 열원기 컨트롤러(55)는 도 3에 나타낸 플로차트를 따라서 탱크 컨트롤러(25)와는 독립하여 난방운전을 실행한다. 또한, 도 3의 플로차트에 의한 1사이클의 열매의 가열처리는 본 발명의 "제 2 가열처리"에 상당한다.

열원기 컨트롤러(55)는 도 3의 STEP 50에서 리모컨(70)으로부터 난방운전의 개시를 지시하는 신호를 수신하였을 때에 STEP 51로 진행하여, 이번 난방운전의 개시 전에 1시간 이상 난방운전이 정지된 상태인지 아닌지를 판단한다. 그리고, 1시간 이상 경과하지 않은 때에는, 방이 아직 어느 정도 따뜻한 상태이므로, 즉시 난방운전을 개시할 필요성이 낮다고 판단할 수 있기 때문에, STEP 52로 진행하여 100초의 경과를 기다리고 나서 STEP 53으로 진행한다.

이 100초의 대기 시간은, 히트펌프(30)가 기동하여 히트펌프 난방운전이 개시되는 것을 기다리기 위한 시간이며, 열효율이 뛰어난 히트펌프(30)를 이용한 히트펌프 난방운전을 우선적으로 먼저 개시시킬 수 있다.

한편, 난방운전의 개시 전에 1시간 이상 난방운전이 정지된 상태일 때에는, 방의 온도가 떨어져 있다고 판단할 수 있으며, 이 경우에는 신속하게 난방운전을 개시하는 것이 사용자의 요구에 합치한다고 생각할 수 있다.

그래서, 이 경우는 100초의 경과를 기다리지 않고 STEP 53으로 진행하여 난방운전중인지 아닌지를 판단하고, 난방운전중이 아니면 STEP 50으로 분기하고, 난방운전중일 때에는 STEP 54로 진행한다. STEP 54에서, 열원기 컨트롤러(55)는 난방 열교환 유입온도센서(60)의 검출온도(난방 열교환기 유입온도)가 제 2 가열개시온도(45℃) 이하인지 아닌지를 판단한다.

그리고, 난방 열교환 유입온도센서(60)의 검출온도가 제 2 가열개시온도보다도 높을 때는 STEP 53으로 되돌아가고, 난방 열교환 유입온도센서(60)의 검출온도가 제 2 가열개시온도 이하일 때에는 STEP 55로 진행하여, 열원기 컨트롤러(55)는 난방 연소운전을 개시한다. 열원기 컨트롤러(55)는 난방 열교환 유출온도센서(58)의 검출온도가 제 2 가열정지온도(55℃) 이상이 되도록 난방 버너(57)의 화력을 조절하여 난방 연소운전을 실행한다.

계속되는 STEP 56에서, 열원기 컨트롤러(55)는 난방운전중인지 아닌지를 판단하고, 난방운전중이 아닐 때에는 STEP 70으로 분기하여 난방 연소운전을 종료{난방 버너(57)를 소화}하고, STEP 50으로 되돌아간다. 한편, 난방운전중일 때에는 STEP 57로 진행하여, 열원기 컨트롤러(55)는 난방 열교환 유출온도센서(58)의 검출온도가 제 2 가열정지온도(55℃) 이상인지 아닌지를 판단한다.

그리고, 난방 열교환 유출온도센서(58)의 검출온도가 제 2 가열정지온도보다도 낮을 때에는 STEP 56으로 되돌아가서, 열원기 컨트롤러(55)는 난방 연소운전을 계속한다. 한편, 난방 열교환 유출온도센서(58)의 검출온도가 제 2 가열정지온도 이상일 때에는 STEP 58로 진행하여, 열원기 컨트롤러(55)는 난방 연소운전을 종료{난방 버너(57)를 소화}하고, STEP 59로 진행한다.

STEP 59에서, 열원기 컨트롤러(55)는 당일(난방운전을 실행하고 있는 날, 본 발명의 "소정 기간"에 상당한다)에 있어서의 난방 버너(57)의 발정(發停) 회수(점화ㆍ소화의 회수, 본 발명의 "제 2 가열처리의 실행 회수"에 상당한다)가 소정 회수 이상인지 아닌지를 판단한다. 그리고, 난방 버너(57)의 발정 회수가 소정 회수 이상이 아닐 때에는 STEP 53으로 되돌아간다. 한편, 난방 버너(57)의 발정 회수가 소정 회수 이상일 때에는 STEP 80으로 분기하여, 열원기 컨트롤러(55)는 제 2 가열개시온도를 낮춤과 동시에 제 2 가열정지온도를 높이는 보정을 실행한다. 이 보정에 의해서, 당일의 잔여 기간에 있어서의 난방 버너(57)의 발정 빈도를 저하시킴으로써, 열원기(50)의 수명을 늘릴 수 있다.

도 3의 플로차트에 의한 처리에 의해서, 난방 순환로(5)에서 난방 단말(80)로 공급되는 열매의 온도가 제 2 가열개시온도(45℃)∼제 2 가열정지온도(55℃)의 범위에서 유지된다. 그리고, 이 제 2 가열개시온도(45℃)는 히트펌프 난방운전에 있어서의 제 1 가열개시온도(55℃)보다 낮고, 또 제 2 가열정지온도(55℃)는 히트펌프 난방운전에 있어서의 제 1 가열정지온도(60℃)보다 낮게 되어 있다. 이 때문에, 난방 연소운전보다도 히트펌프 난방운전이 먼저 개시되고, 또 난방 연소운전이 개시되었을 때에 조기에 난방 연소운전이 정지되기 쉽다.

이것에 의해서, 열효율이 뛰어난 히트펌프(30)에 의한 난방을 열원기(50)에 의한 난방보다 우선시켜서 난방운전을 실행할 수 있다.

[8. 변형 실시형태]

상기 실시형태에서는 급탕 기능과 난방 기능을 구비한 급탕 난방 시스템(1)을 나타내었으나, 급탕 기능을 갖지 않은 난방 시스템에 대해서도 본 발명의 적용이 가능하다.

상기 실시형태에서는 난방 순환로(5)를 유통하는 열매를 탱크(11)를 통해 히트펌프(30)에 의해서 가열하는 구성으로 되어 있으나, 난방 순환로(5)를 유통하는 열매를 히트펌프(30)에 의해서 직접 가열하는 구성으로 하여도 좋다. 이 경우에는 탱크 열교환기(21) 대신에 히트펌프(30)가 배치되는 구성이 된다.

상기 실시형태에 있어서, 열원기 컨트롤러(55)는 도 3의 STEP 52에서 난방운전의 개시시에 소정 시간(상기 실시형태에서는 100초)의 경과를 기다리는 처리를 실행하였으나, 이 처리를 실행하지 않는 경우에도 본 발명의 효과를 얻을 수 있다.

상기 실시형태에 있어서, 열원기 컨트롤러(55)는 도 3의 STEP 59, STEP 80에서 당일의 난방 버너(57)의 발정 회수가 소정 회수 이상으로 되었을 때에, 제 2 가열개시온도를 낮추고 제 2 가열정지온도를 높이는 처리를 실행하였으나, 이 처리를 실행하지 않는 경우에도 본 발명의 효과를 얻을 수 있다. 또, 제 2 가열개시온도를 높이는 처리와 제 2 가열정지온도를 낮추는 처리 중 어느 일방만을 실행하도록 하여도 좋다.

상기 실시형태에서는 본 발명의 열원기로서 가스 버너를 열원으로 하는 열원기(50)를 나타내었으나, 석유 버너나 전기 히터 등을 열원으로 하는 열원기를 이용하여도 좋다.

상기 실시형태에서는 난방 열교환 유출온도센서(58)와는 별도로 난방 열교환 유입온도센서(60)를 설치하였으나, 난방 버너(57)가 연소를 정지하고 난방 순환펌프(59)가 작동하고 있는 상태에서는, 난방 열교환 유출온도센서(58)의 검출온도와 난방 열교환 유입온도센서(60)의 검출온도는 같게 된다. 이 때문에, 도 3의 STEP 54에서 난방 열교환 유입온도센서(60) 대신에 난방 열교환 유출온도센서(58)의 검출온도가 제 2 가열개시온도 이하인지 아닌지를 판단하도록 하여도 좋다. 이 경우, 난방 열교환 유출온도센서(58)는 본 발명의 "제 2 열교환 유입온도센서"에 상당한다.

이와 마찬가지로, 도 2의 STEP 4에서도 탱크 열교환 유입온도센서(20) 대신에 탱크 열교환 유출온도센서(19)의 검출온도가 제 1 가열개시온도 이하인지 아닌지를 판단하도록 하여도 좋다. 이 경우, 탱크 열교환 유출온도센서(19)는 본 발명의 "제 1 열교환 유입온도센서"에 상당한다.

1 … 급탕 난방 시스템(난방 시스템)
2 … 출탕관 3 … 급수관
4 … 급수 분기관 5 … 난방 순환로
6 … 탱크 순환로 7 … 히트펌프 순환로
10 … 탱크 유닛 11 … 탱크
19 … 탱크 열교환 유출온도센서 20 … 탱크 열교환 유입온도센서
21 … 탱크 열교환기 22 … 탱크 순환펌프
25 … 탱크 컨트롤러 30 … 히트펌프
35 … 히트펌프 컨트롤러 50 … 열원기
51 … 급탕 열교환기 52 … 급탕 버너
55 … 열원기 컨트롤러 56 … 난방 열교환기
57 … 난방 버너 58 … 난방 열교환 유출온도센서
59 … 난방 순환펌프 60 … 난방 열교환 유입온도센서
70 … 리모컨 80 … 난방 단말

Claims

도중에 난방 단말이 접속되는 난방 순환로와,
상기 난방 순환로 내에 열매를 순환시키는 난방 순환펌프와,
상기 난방 순환로의 도중에 설치된 제 1 열교환기와, 상기 제 1 열교환기 내를 유통하는 열매를 가열하는 히트펌프와, 상기 제 1 열교환기에서 상기 난방 순환로로 유출되는 열매의 온도를 검출하는 제 1 열교환 유출온도센서와, 상기 난방 순환로에서 상기 제 1 열교환기로 유입되는 열매의 온도를 검출하는 제 1 열교환 유입온도센서와, 소정의 난방실행조건이 성립되어 상기 난방 순환펌프가 작동하고 있을 때에, 상기 제 1 열교환 유입온도센서의 검출온도가 제 1 가열개시온도 이하로 되었을 때에 상기 히트펌프에 의한 열매의 가열을 개시하고, 상기 제 1 열교환 유출온도센서의 검출온도가 상기 제 1 가열개시온도보다도 높은 제 1 가열정지온도 이상으로 되었을 때에 상기 히트펌프에 의한 열매의 가열을 정지하는 제 1 가열처리를 반복 실행하는 히트펌프 컨트롤러를 가지는 히트펌프 유닛과,
상기 난방 순환로의 도중의 상기 난방 단말과 상기 제 1 열교환기의 사이에 설치된 제 2 열교환기와, 상기 제 2 열교환기 내를 유통하는 열매를 가열하는 제 2 가열부와, 상기 제 2 열교환기에서 상기 난방 순환로로 유출되는 열매의 온도를 검출하는 제 2 열교환 유출온도센서와, 상기 난방 순환로에서 상기 제 2 열교환기로 유입되는 열매의 온도를 검출하는 제 2 열교환 유입온도센서와, 상기 난방실행조건이 성립되어 상기 난방 순환펌프가 작동하고 있을 때에, 상기 제 2 열교환 유입온도센서의 검출온도가 상기 제 1 가열개시온도보다도 낮은 제 2 가열개시온도 이하로 되었을 때에 상기 제 2 가열부에 의한 열매의 가열을 개시하고, 상기 제 2 열교환 유출온도센서의 검출온도가 상기 제 1 가열정지온도보다도 낮은 제 2 가열정지온도 이상으로 되었을 때에 상기 제 2 가열부에 의한 열매의 가열을 정지하는 제 2 가열처리를 반복 실행하는 열원기 컨트롤러를 가지는 열원기를 구비한 것을 특징으로 하는 난방 시스템.
청구항 1에 있어서,
상기 열원기 컨트롤러는, 상기 난방실행조건이 성립되었을 때로부터 소정 시간이 경과할 때까지는 상기 제 2 가열처리를 실행하지 않는 것을 특징으로 하는 난방 시스템.
청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
상기 열원기 컨트롤러는, 소정 기간의 개시시로부터의 상기 제 2 가열처리의 실행 회수가 소정 회수 이상으로 되었을 때에, 상기 소정 기간의 잔여 기간에 있어서의 상기 제 2 가열개시온도를 낮추는 처리와, 상기 소정 기간의 잔여 기간에 있어서의 상기 제 2 가열정지온도를 높이는 처리 중 적어도 어느 일방을 실행하는 것을 특징으로 하는 난방 시스템.