KR101424404B1

KR101424404B1 - 열기기

Info

Publication number: KR101424404B1
Application number: KR1020130099143A
Authority: KR
Inventors: 미노루 지카마와리; 마코토 혼타; 히로카즈 다나카
Original assignee: 린나이가부시기가이샤; 린나이코리아 주식회사
Priority date: 2013-08-21
Filing date: 2013-08-21
Publication date: 2014-07-28

Abstract

(과제) 히트 펌프 유닛과, 탱크 유닛과, 가스 열원 유닛을 구비하는 열기기에 있어서, 리모컨으로부터 급탕 설정 온도를 취득할 수 없는 경우라도, 탱크 비등 운전을 실시 가능하게 하는 기술을 제공한다.
(해결수단) 본 명세서가 개시하는 열기기에서는, 히트 펌프 유닛과, 탱크 유닛과, 가스 열원 유닛이 각각 컨트롤러를 구비하고 있다. 상기 열기기에서는, 가스 열원 유닛의 컨트롤러에 적어도 급탕 설정 온도를 설정 가능한 리모컨이 접속 가능하고, 탱크 유닛의 컨트롤러에 적어도 탱크 비등 설정 온도를 설정 가능한 설정용 스위치가 접속되어 있다. 상기 열기기에서는, 탱크 비등 운전을 실시할 때에 리모컨으로부터 급탕 설정 온도를 취득할 수 없는 경우에, 설정용 스위치에서 설정된 탱크 비등 설정 온도에 의거하여 탱크 비등 운전을 실시한다.

Description

열기기{THERMAL APPARATUS}

본 발명은 열기기(熱機器)에 관한 것이다.

특허문헌 1에, 자연 환경으로부터 흡열하는 히트 펌프를 수용한 히트 펌프 유닛과, 히트 펌프에 의해 가열된 열매(熱媒)를 저축(貯蓄)하는 탱크를 수용한 탱크 유닛과, 탱크에 저축된 열매를 가스의 연소열에 의해 가열하는 가스 열원기를 수용한 가스 열원 유닛을 구비하는 열기기가 개시되어 있다. 상기 열기기에서는 히트 펌프나 가스 열원기를 열원으로서 급탕이나 난방, 욕조의 목욕물 공급이나 재가열을 실시할 수 있다. 상기 열기기에서는 히트 펌프 유닛과, 탱크 유닛과, 가스 열원 유닛이 각각 컨트롤러를 구비하고 있다. 상기 열기기에서는 히트 펌프 유닛의 컨트롤러와 탱크 유닛의 컨트롤러는 통신 가능하고, 탱크 유닛의 컨트롤러와 가스 열원 유닛의 컨트롤러는 통신 가능하며, 가스 열원 유닛의 컨트롤러에 리모컨이 접속되어 있다.

특허문헌 1 : 일본국 특개2012-93065호 공보

상기와 같은 열기기에 있어서, 히트 펌프 유닛과 탱크 유닛의 설치가 완료되어 있고, 가스 열원 유닛의 설치가 완료되어 있지 않은 상태에서, 탱크 비등 운전을 실시하고 싶은 일이 있다. 그러나, 대부분의 경우, 탱크 비등 운전시의 탱크 비등 설정 온도는 리모컨에서 설정된 급탕 설정 온도에 대응하여 자동적으로 설정하도록 구성되어 있으며, 가스 열원 유닛의 설치가 완료되어 있지 않으면, 리모컨으로부터 급탕 설정 온도를 취득할 수 없어 탱크 비등 설정 온도를 설정할 수 없다. 마찬가지로, 가스 열원 유닛의 컨트롤러나 리모컨이 고장난 경우나, 리모컨과의 사이의 통신선이 단선된 경우에도, 리모컨으로부터 급탕 설정 온도를 취득할 수 없어 탱크 비등 설정 온도를 설정할 수 없다. 리모컨으로부터 급탕 설정 온도를 취득할 수 없는 경우에 대해서도, 탱크 비등 설정 온도를 적절히 설정하여 탱크 비등 운전을 실시 가능하게 하는 기술이 기대되고 있다.

본 명세서에서는 상기의 과제를 해결하는 기술을 제공한다. 본 명세서에서는 히트 펌프 유닛과, 탱크 유닛과, 가스 열원 유닛을 구비하는 열기기에 있어서, 리모컨으로부터 급탕 설정 온도를 취득할 수 없는 경우라도, 탱크 비등 운전을 실시 가능하게 하는 기술을 제공한다.

본 명세서가 개시하는 열기기는, 자연 환경으로부터 흡열하는 히트 펌프를 수용한 히트 펌프 유닛과, 상기 히트 펌프에 의해 가열된 열매를 저축하는 탱크를 수용한 탱크 유닛과, 상기 탱크에 저축된 열매를 가스의 연소열에 의해 가열하는 가스 열원기를 수용한 가스 열원 유닛을 구비하고 있다. 상기 열기기에서는 상기 히트 펌프 유닛과, 상기 탱크 유닛과, 상기 가스 열원 유닛이 각각 컨트롤러를 구비하고 있다. 상기 열기기에서는 상기 히트 펌프 유닛의 상기 컨트롤러와 상기 탱크 유닛의 상기 컨트롤러는 통신 가능하다. 상기 열기기에서는 상기 탱크 유닛의 상기 컨트롤러와 상기 가스 열원 유닛의 상기 컨트롤러는 통신 가능하다. 상기 열기기에서는 상기 가스 열원 유닛의 상기 컨트롤러에 적어도 급탕 설정 온도를 설정 가능한 리모컨이 접속 가능하다. 상기 열기기에서는 상기 탱크 유닛의 상기 컨트롤러에 적어도 탱크 비등 설정 온도를 설정 가능한 설정용 스위치가 접속되어 있다. 상기 열기기에서는 탱크 비등 운전을 실시할 때에, 상기 탱크 유닛의 상기 컨트롤러가 상기 리모컨으로부터 급탕 설정 온도를 취득할 수 있는 경우에, 상기 리모컨에서 설정된 급탕 설정 온도에 대응하여 특정되는 탱크 비등 설정 온도에 의거하여 탱크 비등 운전을 실시한다. 상기 열기기에서는 탱크 비등 운전을 실시할 때에, 상기 탱크 유닛의 상기 컨트롤러가 상기 리모컨으로부터 급탕 설정 온도를 취득할 수 없는 경우에, 상기 설정용 스위치에서 설정된 탱크 비등 설정 온도에 의거하여 탱크 비등 운전을 실시한다.

상기의 열기기에서는, 리모컨으로부터 급탕 설정 온도를 취득할 수 없는 경우에 대비하여 탱크 유닛의 컨트롤러에 설정용 스위치가 접속되어 있다. 설정용 스위치에 미리 탱크 비등 설정 온도를 설정하여 두는 것으로, 리모컨으로부터 급탕 설정 온도를 취득할 수 없는 경우라도 탱크 비등 운전을 적절히 실시할 수 있다.

상기의 열기기는 상기 열매가 물이며, 상기 탱크 유닛이 상기 탱크에 물을 공급하는 급수 경로와, 상기 탱크로부터 급탕 개소로 물을 공급하는 급탕 경로와, 상기 급수 경로로부터의 물을 혼합하여 상기 급탕 경로를 흐르는 물의 온도를 조정하는 혼합기를 더 수용하고 있으며, 상기 설정용 스위치가 급탕 설정 온도를 더 설정 가능하고, 급탕 운전을 실시할 때에, 상기 탱크 유닛의 상기 컨트롤러가 상기 리모컨으로부터 급탕 설정 온도를 취득할 수 있는 경우에, 상기 리모컨에서 설정된 급탕 설정 온도에 의거하여 급탕 운전을 실시하며, 급탕 운전을 실시할 때에, 상기 탱크 유닛의 상기 컨트롤러가 상기 리모컨으로부터 급탕 설정 온도를 취득할 수 없는 경우에, 상기 설정용 스위치에서 설정된 급탕 설정 온도에 의거하여 급탕 운전을 실시하는 것이 바람직하다.

상기의 열기기에서는 리모컨으로부터 급탕 설정 온도를 취득할 수 없는 경우에 대비하여 설정용 스위치에서 급탕 설정 온도를 설정할 수 있다. 설정용 스위치에 미리 급탕 설정 온도를 설정하여 두는 것으로, 리모컨으로부터 급탕 설정 온도를 취득할 수 없는 경우라도 급탕 운전을 적절히 실시할 수 있다.

본 명세서가 개시하는 기술에 따르면, 히트 펌프 유닛과, 탱크 유닛과, 가스 열원 유닛을 구비하는 열기기에 있어서, 리모컨으로부터 급탕 설정 온도를 취득할 수 없는 경우라도 탱크 비등 운전을 실시 가능하게 할 수 있다.

도 1은 급탕 시스템(10)의 구성을 모식적으로 나타내는 도면이다.
도 2는 설정용 스위치(20b)에 의한 탱크 비등 설정 온도 및 급탕 설정 온도의 설정의 일례를 나타내는 도면이다.

본 발명의 급탕 시스템을 구현화한 실시예를, 도 1 및 도 2를 참조하여 설명한다. 도 1은 급탕 시스템(10)의 계통도이며, 물 및 열매의 흐름을 화살표로 나타내고 있다. 도 1에 나타내는 바와 같이, 급탕 시스템(10)은 탱크 유닛(20)과, 히트 펌프 유닛(40)과, 가스 열원 유닛(50)을 구비하고 있다. 급탕 시스템(10)은 급탕전(80)과 욕조(72)에 급탕한다. 본 명세서에서는 욕조(72)에 급탕하는 것을 목욕물 공급이라고 한다. 또, 급탕 시스템(10)은 욕조(72)에 저축된 욕조수를 재가열한다.

히트 펌프 유닛(40)에서는, 압축기(41)의 토출측(A)과 사방 밸브(42)와 제 1 열교환기(43)의 열매 유로(43a)와 팽창 밸브(44)와 제 2 열교환기(45)와 사방 밸브 (42)와 압축기(41)의 복귀측(B)이 열매 배관(46)에 의해서 순서대로 접속되어 있으며, 열매가 상기 순서대로 순환한다. 제 1 열교환기(43)는 열매 유로(43a)와 순환수 유로(43b)를 구비하고 있다. 제 2 열교환기(45)의 근방에는 팬(45a)이 설치되어 있다. 제 2 열교환기(45)는 팬(45a)에 의해서 보내지는 외기와 열매의 사이에서 열교환을 실시한다. 압축기(41)의 토출측(A)과 사방 밸브(42) 사이의 열매 배관(46)과, 팽창 밸브(44)와 제 2 열교환기(45) 사이의 열매 배관(46)의 사이에, 성에 제거 경로(47)가 접속되어 있다. 성에 제거 경로(47)에는 성에 제거 밸브(47a)가 설치되어 있다.

제 1 열교환기(43)의 순환수 유로(43b)의 입구측에는 순환 왕로 접속 경로 (48)가 접속되어 있으며, 출구측에는 순환 귀로 접속 경로(49)가 접속되어 있다. 순환 왕로 접속 경로(48)에는 입구측 서미스터(48a)가 설치되어 있으며, 순환 귀로 접속 경로(49)에는 출구측 서미스터(49a)가 설치되어 있다. 입구측 서미스터(48a)는 순환수 유로(43b)에 유입되는 순환수의 온도를 검출하고, 출구측 서미스터(49a)는 순환수 유로(43b)로부터 유출되는 순환수의 온도를 검출한다. 또, 순환 왕로 접속 경로(48)에는 순환 펌프(48b)가 설치되어 있다.

히트 펌프 유닛(40)은 컨트롤러(40a)를 구비하고 있다. 컨트롤러(40a)는 CPU, ROM, RAM 등을 구비하고 있다. 컨트롤러(40a)에는 입구측 서미스터(48a) 및 출구측 서미스터(49a)로부터 검출 신호가 입력된다. 또, 컨트롤러(40a)는 압축기 (41), 사방 밸브(42), 팽창 밸브(44), 팬(45a), 순환 펌프(48b)의 동작을 제어한다.

탱크 유닛(20)은 저탕조(貯湯槽, 21)와 혼합기(24)를 구비하고 있다. 저탕조(21)의 바닥부에는 저탕조(21)에 수돗물을 급수하는 급수 경로(22)가 접속되어 있다. 급수 경로(22)의 수돗물 입구(22a)의 근방에는 감압 밸브(23)가 설치되어 있다. 급수 경로(22)에는 감압 밸브(23)의 하류측에 혼합기(24)의 혼합용 급수 경로(26)가 접속되어 있다. 혼합용 급수 경로(26)에는 급수 제어 밸브(26a)가 설치되어 있다. 감압 밸브(23)는 저탕조(21)와 혼합기(24)로의 급수 압력을 조정한다. 저탕조(21) 내의 온수가 감소하거나 급수 제어 밸브(26a)가 열리거나 하면, 감압 밸브(23)의 하류측 압력이 저하된다. 감압 밸브(23)는 하류측 압력이 저하되면 열리고, 그 압력을 소정의 압력조정값으로 유지하려고 한다. 이로 인해, 저탕조(21) 내의 온수가 감소하거나 혼합기(24)의 급수 제어 밸브(26a)가 열리거나 하면, 이들에게 수돗물이 급수된다.

급수 경로(22)에 있어서, 혼합용 급수 경로(26)의 접속부보다도 하류측에는, 배수 경로(31)가 접속되어 있다. 배수 경로(31)의 도중에는 배수 밸브(32)가 설치되어 있다. 배수 밸브(32)는 수동으로 개폐할 수 있다. 배수 밸브(32)를 열면, 저탕조(21) 내의 물이 배수 경로(31)를 통해서 외부로 배수된다.

저탕조(21)의 바닥부에는 순환 왕로(33)의 일단이 접속되어 있으며, 저탕조 (21)의 상부에는 순환 귀로(34)의 일단이 접속되어 있다. 순환 왕로(33)의 타단은 히트 펌프 유닛(40)의 순환 왕로 접속 경로(48)에 접속되어 있으며, 순환 귀로(34)의 타단은 순환 귀로 접속 경로(49)에 접속되어 있다. 순환 왕로(33)에는 왕로 서미스터(36)가 설치되어 있다. 왕로 서미스터(36)는 저탕조(21)로부터 순환 왕로 (33)로 유출된 물의 온도를 검출한다.

히트 펌프 유닛(40)의 순환 펌프(48b)가 구동되면, 저탕조(21)의 하부로부터 순환 왕로(33)로 물이 흡출되고, 상기 물이 순환수 유로(43b)를 흘러서 순환 귀로 (34)를 통하여 저탕조(21)의 상부로 되돌려진다. 이와 같이 해서 저탕조(21)와 히트 펌프 유닛(40) 사이의 순환 경로가 구성되어 있다.

순환 귀로(34)의 도중에는 공기 배출 경로(37)와 압력 개방 경로(38)가 접속되어 있다. 공기 배출 경로(37)에는 공기 배출 밸브(37a)가 설치되어 있다. 압력 개방 경로(38)에는 릴리프 밸브(38a)가 설치되어 있다. 릴리프 밸브(38a)의 개방 압력은 감압 밸브(23)의 압력조정값보다도 약간 크게 설정되어 있다. 감압 밸브 (23)의 압력조정이 불가능하게 된 경우에는 릴리프 밸브(38a)가 열리고, 저탕조 (21) 내의 압력이 내압(耐壓) 가능한 압력을 초과하는 것을 방지한다. 저탕조(21)에서는 그 상단으로부터 소정량(예를 들면 30리터)의 개소에 상부 서미스터(39)가 장착되어 있다. 상부 서미스터(39)는 저탕조(21) 상부의 수온을 검출한다.

혼합기(24)는 온수 경로(25)와 혼합용 급수 경로(26)와 제 1 혼합 경로(27)를 구비하고 있다. 온수 경로(25)는 저탕조(21)의 상부에 접속되어 있다. 온수 경로(25)는 온수 제어 밸브(25a)와 온수 유량 센서(25b)와 온수 서미스터(25c)가 설치되어 있다. 온수 제어 밸브(25a)는 저탕조(21)로부터 온수 경로(25)로 흐르는 온수의 유량을 조정한다. 온수 유량 센서(25b) 및 온수 서미스터(25c)는 온수 경로(25)를 흐르는 온수의 유량과 온도를 검출한다. 혼합용 급수 경로(26)는 상기한 바와 같이 급수 경로(22)에 접속되어 있다. 혼합용 급수 경로(26)에는 상기한 급수 제어 밸브(26a)와, 급수 유량 센서(26b)와 급수 서미스터(26c)가 설치되어 있다. 급수 제어 밸브(26a)는 혼합용 급수 경로(26)를 흐르는 수돗물의 유량을 조정한다. 급수 유량 센서(26b)와 급수 서미스터(26c)는 혼합용 급수 경로(26)를 흐르는 수돗물의 유량과 온도를 검출한다.

온수 경로(25)와 혼합용 급수 경로(26)는 합류해서 제 1 혼합 경로(27)에 접속되어 있다. 제 1 혼합 경로(27)에는 제 1 혼합 경로(27)를 흐르는 혼합수의 온도를 검출하는 혼합 서미스터(27a)를 구비하고 있다.

탱크 유닛(20)은 제 1 급탕 경로(29)를 더 구비하고 있다. 제 1 급탕 경로 (29)에는 급탕 서미스터(29a)가 설치되어 있다. 제 1 급탕 경로(29)의 선단에는 급탕전(80)이 접속되어 있다. 급탕전(80)은 욕실, 화장실, 부엌 등에 배치되어 있다(도 1에서는, 이들 다수의 급탕전(80)을 1개로 대표해서 나타내고 있다). 제 1 혼합 경로(27)의 도중과 제 1 급탕 경로(29)의 도중은 급탕 바이패스 경로(28)에 의해서 접속되어 있다. 급탕 바이패스 경로(28)에는 바이패스 제어 밸브(28a)가 설치되어 있다. 바이패스 제어 밸브(28a)를 열은 상태에서는 제 1 혼합 경로(27)를 흐른 혼합수가 급탕 바이패스 경로(28)로부터 제 1 급탕 경로(29)로 흐르고, 바이패스 제어 밸브(28a)를 닫은 상태에서는 제 1 혼합 경로(27)를 흐른 혼합수가 후기(後記)하는 가스 열원 유닛(50)의 제 2 혼합 경로(52)로 흐른다.

탱크 유닛(20)은 컨트롤러(20a)를 구비하고 있다. 컨트롤러(20a)는 CPU, ROM, RAM 등을 구비하고 있다. 컨트롤러(20a)에는 온수 서미스터(25c), 급수 서미스터(26c), 혼합 서미스터(27a), 급탕 서미스터(29a), 왕로 서미스터(36), 상부 서미스터(39), 온수 유량 센서(25b), 급수 유량 센서(26b)로부터 검출 신호가 입력된다. 또, 컨트롤러(20a)는 온수 제어 밸브(25a), 급수 제어 밸브(26a), 바이패스 제어 밸브(28a), 배수 밸브(32), 공기 배출 밸브(37a)의 동작을 제어한다. 또한, 컨트롤러(20a)에는 탱크 비등 설정 온도 및 급탕 설정 온도를 설정하는 설정용 스위치(20b)가 접속되어 있다.

가스 열원 유닛(50)은 급탕기(51)를 구비하고 있다. 급탕기(51)는 급탕용 열교환기(53)와, 급탕용 버너(54)와, 재가열용 열교환기(76)와, 재가열용 버너(78) 등을 구비하고 있다. 급탕용 열교환기(53)의 입구측은 제 2 혼합 경로(52)를 통하여 탱크 유닛(20)의 제 1 혼합 경로(27)에 접속되어 있다. 급탕용 열교환기(53)에는 제 2 혼합 경로(52)를 통해서 혼합수가 유입된다. 제 2 혼합 경로(52)에는 입수(入水) 서미스터(52a)와, 급탕 수량 센서(52b)와, 수량 서보(servo, 52c)가 설치되어 있다. 입수 서미스터(52a)와 급탕 수량 센서(52b)는 각각 제 2 혼합 경로 (52)를 흐르는 물의 온도 및 유량을 검출한다. 수량 서보(52c)는 제 2 혼합 경로 (52)를 흐르는 물의 유량을 조정한다. 급탕용 버너(54)는 가스 연소식으로서, 급탕용 열교환기(53)를 가열한다. 급탕용 열교환기(53)의 출구측은 제 2 급탕 경로 (55)를 통하여 제 1 급탕 경로(29)에 접속되어 있다. 급탕용 열교환기(53)를 흐른 온수는 제 2 급탕 경로(55) 및 제 1 급탕 경로(29)를 통해서 급탕전(80)으로부터 급탕된다. 제 2 급탕 경로(55)에는 급탕용 열교환기(53)의 출구 근방에 부기체(缶器體) 서미스터(56)가 설치되어 있으며, 그 하류측에 출탕 서미스터(57)가 설치되어 있다. 출탕 서미스터(57)는 급탕용 열교환기(53)의 근방에 배치되어 있다.

제 2 혼합 경로(52)에 있어서의 수량 서보(52c)의 하류측과, 제 2 급탕 경로 (55)의 부기체 서미스터(56)와 출탕 서미스터(57)의 사이에는 열원기 바이패스 경로(58)가 접속되어 있다. 제 2 혼합 경로(52)와 열원기 바이패스 경로(58)의 접속부에는 열원기 바이패스 제어 밸브(59)가 설치되어 있다. 열원기 바이패스 제어 밸브(59)의 개방도를 조정함으로써 제 2 혼합 경로(52)를 흐르는 물의 일부가 열원기 바이패스 경로(58)로 흐르고, 그 유량이 조정된다.

제 2 급탕 경로(55)의 출탕 서미스터(57)의 하류측에는 목욕물 공급 경로 (70)의 일단이 접속되어 있다. 목욕물 공급 경로(70)의 타단은 목욕물 순환 경로 (71)에 접속되어 있다. 목욕물 공급 경로(70)에는 목욕물 공급 밸브(70a)와 목욕물 공급량 센서(70b)가 설치되어 있다. 목욕물 순환 경로(71)는 욕조(72)로부터 목욕물 공급 경로(70)와의 합류점까지 연장하고 있는 제 1 유로(76a)와, 목욕물 공급 경로(70)와의 합류점으로부터 재가열용 열교환기(76)를 거쳐 욕조(72)에까지 연장하고 있는 제 2 유로(76b)를 구비하고 있다. 목욕물 순환 경로(71)는 욕조(72)와 재가열용 열교환기(76)의 사이에서 욕조수를 순환시키는 것이다. 목욕물 순환 경로(71)에는 수압 센서(79)와, 목욕물 펌프(73)와, 수류 스위치(74)와, 목욕물 왕로 서미스터(75)와, 재가열용 열교환기(76)와, 목욕물 귀로 서미스터(77)가 순서대로 설치되어 있다.

목욕물 공급 밸브(70a)를 열면, 제 2 급탕 경로(55)를 흐르는 온수가 파선 화살표로 나타내는 바와 같이, 제 1 유로(76a)와 제 2 유로(76b)의 양자로부터 욕조(72)로 공급된다. 목욕물 펌프(73)는 운전하고 있지 않으면 온수가 역류하는 것을 허용한다.

목욕물 펌프(73)를 구동하면, 욕조(72) 내의 온수가 실선 화살표로 나타내는 바와 같이, 목욕물 순환 경로(71)를 흘러서 재가열용 열교환기(76)를 흐를 때에 가스 연소식의 재가열용 버너(78)에 의해서 가열된다. 목욕물 왕로 서미스터(75)는 욕조(72)로부터 목욕물 순환 경로(71)에 유입된 욕조수의 온도를 검출하는 것이며, 목욕물 귀로 서미스터(77)는 재가열용 열교환기(76)에서 가열된 후의 욕조수의 온도를 검출하는 것이다.

가스 열원 유닛(50)은 컨트롤러(50a)를 구비하고 있다. 컨트롤러(50a)는 CPU, ROM, RAM 등을 구비하고 있다. 컨트롤러(50a)에는 입수 서미스터(52a), 부기체 서미스터(56), 출탕 서미스터(57), 목욕물 왕로 서미스터(75), 목욕물 귀로 서미스터(77), 급탕 수량 센서(52b), 목욕물 공급량 센서(70b), 수류 스위치(74), 수압 센서(79)로부터 검출 신호가 입력된다. 또, 컨트롤러(50a)는 수량 서보(52c), 열원기 바이패스 제어 밸브(59), 목욕물 공급 밸브(70a), 목욕물 펌프(73), 급탕용 버너(54), 재가열용 버너(78)의 동작을 제어한다.

히트 펌프 유닛(40)의 컨트롤러(40a)는 탱크 유닛(20)의 컨트롤러(20a)와 통신 가능하다. 탱크 유닛(20)의 컨트롤러(20a)는 가스 열원 유닛(50)의 컨트롤러 (50a)와 통신 가능하다. 가스 열원 유닛(50)의 컨트롤러(50a)는 리모컨(50b)과 통신 가능하다. 리모컨(50b)에는 급탕 시스템(10)을 조작하기 위한 스위치나 버튼, 급탕 시스템(10)의 동작 상태를 표시하는 액정표시기 등이 설치되어 있으며, 리모컨(50b)에서 설정된 정보가 가스 열원 유닛(50)에 입력된다. 이용자는 리모컨 (50b)을 이용하여 급탕 설정 온도, 목욕물 공급 설정 온도, 목욕물 공급 설정 수위 등을 설정할 수 있다.

급탕 시스템(10)에서는 이하에 설명하는 바와 같이, 탱크 비등 운전, 성에 제거 운전, 급탕 운전, 목욕물 공급 운전, 재가열 운전 등을 실시할 수 있다.

(탱크 비등 운전)

탱크 비등 운전에서는 저탕조(21)에 저축된 물을 히트 펌프 유닛(40)에 의해 가열한다. 히트 펌프 유닛(40)에서는 압축기(41)로 압축되어 온도 상승한 열매가 제 1 열교환기(43)의 열매 유로(43a)를 흐를 때에 순환수 유로(43b)를 흐르는 순환수를 가열한다. 열매 유로(43a)로부터 유출된 열매는 팽창 밸브(44)에서 팽창하여 냉각되고, 제 2 열교환기(45)를 흐를 때에 외기로부터 흡열하여 온도 상승한다. 온도 상승한 열매가 압축기(41)로 유입되어 재차 압축됨으로써 더욱 온도 상승한다. 또한, 히트 펌프 유닛(40)에서는 순환 펌프(48b)를 구동한다.

순환 펌프(48b)의 구동에 의해, 탱크 유닛(20)에서는 저탕조(21) 내의 물이 저탕조(21)의 바닥부로부터 순환 왕로(33)에 흡출된다. 순환 왕로(33)에 흡출된 물은 히트 펌프 유닛(40)의 제 1 열교환기(43)의 순환수 유로(43b)를 통과할 때에 가열되어 온도 상승한다. 온도 상승한 온수는 순환 귀로(34)를 흘러서 저탕조(21)의 상부로 되돌려진다. 상기 순환이 실시됨으로써, 저탕조(21)에서는 냉수층의 상부에 고온층이 적층한 온도 성층이 형성된다. 저탕조(21)에 고온의 온수가 계속해서 되돌려지면, 고온층의 두께(깊이)는 점차 커지고, 완전하게 축열된 상태에서는 저탕조(21)의 전체에 고온의 온수가 저축된 상태가 된다. 저탕조(21)에 완전하게 축열이 실시되어 있지 않아도 온도 성층이 형성되는 것에 의해, 저탕조(21)의 상부에 접속되어 있는 온수 경로(25)에는 고온의 온수가 송출된다. 탱크 비등 운전에서는 출구측 서미스터(49a)의 검출 온도가 탱크 비등 설정 온도가 되도록, 히트 펌프 유닛(40)의 각부의 동작이 제어된다. 이에 따라, 저탕조(21)에는 탱크 비등 설정 온도까지 가열된 온수가 저축된다. 통상은, 탱크 비등 설정 온도는 리모컨 (50b)에서 설정된 급탕 설정 온도에 대응하여 특정된다.

(성에 제거 운전)

성에 제거 운전에서는 히트 펌프 유닛(40)의 제 2 열교환기(45)를 성에 제거한다. 파선 화살표로 나타내는 바와 같이, 일시적으로 성에 제거 밸브(47a)가 열려서 압축기(41)로부터 토출한 고온의 열매가 성에 제거 경로(47)를 통해서 제 2 열교환기(45)로 흐르도록 한다. 제 2 열교환기(45)에 고온의 열매가 흐르는 것으로 제 2 열교환기(45)가 성에 제거된다.

(급탕 운전)

온수 유량 센서(25b)의 검출 유량 및 급수 유량 센서(26b)의 검출 유량의 합계가 소정값을 초과하면, 급탕전(80) 또는 욕조(72)로의 급탕이 개시되었다고 판단하고, 급탕 시스템(10)은 축열 급탕 운전 또는 가열 급탕 운전을 실시한다. 저탕조(21)의 상부 서미스터(39)의 검출 수온이 리모컨(50b)에서 설정되어 있는 급탕 설정 온도보다도 일정 온도만큼 높은 기준 온도 이상인 경우에는, 축열 급탕 운전이 실시된다. 축열 급탕 운전에서는 바이패스 제어 밸브(28a)를 열은 상태로 하고, 수량 서보(52c)를 전체 개방 상태로 한다. 또, 혼합 서미스터(27a)에서 검출되는 수온이 급탕 설정 온도가 되도록 온수 제어 밸브(25a)의 개방도와 급수 제어 밸브(26a)의 개방도를 조정한다. 급탕 설정 온도로 조정된 혼합수는 제 1 혼합 경로(27)를 흐른 후에, 급탕 바이패스 경로(28) 및 제 1 급탕 경로(29)를 통해서 급탕전(80)으로부터 급탕된다.

한편, 상부 서미스터(39)의 검출 수온이 기준 온도 미만인 경우에는, 가열 급탕 운전이 실시된다. 가열 급탕 운전에서는 바이패스 제어 밸브(28a)를 전체 폐쇄 상태로 하고, 수량 서보(52c)를 소정 개방도로 설정한다. 또, 혼합 서미스터 (27a)에서 검출되는 수온이 급탕 설정 온도보다도 급탕용 열교환기(53)에 의한 온도 상승 폭만큼 낮은 온도가 되도록 온수 제어 밸브(25a)의 개방도와 급수 제어 밸브(26a)의 개방도를 조정한다. 급탕 설정 온도보다도 낮은 온도로 조정된 혼합수는 제 1 혼합 경로(27)를 흐르고, 가스 열원 유닛(50)의 제 2 혼합 경로(52)를 흘러서 급탕용 열교환기(53)에 유입되어 급탕용 버너(54)에 의해 가열된다. 급탕용 열교환기(53)에서는 급탕용 열교환기(53)의 출구에 설치되어 있는 부기체 서미스터 (56)에서 검출되는 수온이 60℃ 이상이 되도록 제어된다. 이에 따라, 배관에 결로수가 발생하는 것을 억제할 수 있다. 급탕 설정 온도가 60℃보다도 낮은 경우에는 출탕 서미스터(57)에서 검출되는 수온이 급탕 설정 온도가 되도록 열원기 바이패스 제어 밸브(59)의 개방도가 제어된다. 제 2 혼합 경로(52)를 흐르는 혼합수의 일부가 열원기 바이패스 경로(58)를 통해서 제 2 급탕 경로(55)에 유입되고, 급탕용 열교환기(53)를 흐른 60℃ 이상의 물과 급탕용 열교환기(53)를 흐르고 있지 않은 저온의 물이 혼합되어 급탕 설정 온도의 온수가 된다. 이와 같이 해서, 급탕 설정 온도로 온도 조절된 온수가 제 2 급탕 경로(55)와 제 1 급탕 경로(29)를 통해서 급탕전(80)으로부터 급탕된다. 이에 따라, 축열 급탕 운전 중에 저탕조(21)에 저탕하여 둔 온수를 다 소비한 경우에도 급탕 설정 온도로 온도 조정된 온수를 계속해서 급탕할 수 있다.

(목욕물 공급 운전)

욕조(72)에 목욕물 공급 운전하는 경우는, 급탕 설정 온도를 목욕물 공급 설정 온도로 바꾸어서 상기의 가열 급탕 운전을 실시한다. 리모컨(50b)에 욕조(72)의 목욕물 공급 요구가 입력되면, 목욕물 공급 밸브(70a)를 열어서 욕조(72)에 급탕한다. 제 2 급탕 경로(55)로부터 목욕물 공급 경로(70)를 흐른 목욕물은, 파선 화살표로 나타내는 바와 같이, 제 1 유로(76a)와 제 2 유로(76b)를 통해서 욕조 (72)에 급탕된다. 리모컨(50b)에서 설정되어 있는 목욕물 공급 설정 온도에 대응한 목욕물이 욕조(72)에 급탕된다.

(재가열 운전)

욕조(72)에 저축되어 있는 욕조수의 온도가 저하되면, 목욕물 펌프(73)를 운전하고, 재가열용 버너(78)를 점화한다. 상기 재가열 운전에 의해서, 욕조(72)의 욕조수가 재가열되어 목욕물 공급 설정 온도로 복귀한다.

(리모컨에서의 설정 내용을 취득할 수 없는 경우의 동작)

급탕 시스템(10)을 리모컨(50b)에서의 설정 내용을 취득할 수 없는 상태에서 동작시키고 싶은 경우가 있다. 예를 들면, 가스 열원 유닛(50)의 설치가 완료되어 있지 않고, 따라서 컨트롤러(50a)나 리모컨(50b)에 전력이 공급되어 있지 않은 경우라도, 히트 펌프(40)와 탱크 유닛(20)을 이용해서 탱크 비등 운전이나 급탕 운전을 실시하고 싶은 경우가 있다. 가스 열원 유닛(50)의 컨트롤러(50a)나 리모컨 (50b)이 고장난 경우, 혹은, 컨트롤러(50a)와 리모컨(50b) 사이의 신호선이나 컨트롤러(50a)와 컨트롤러(20a) 사이의 신호선이 단선된 경우에 대해서도 마찬가지이다. 본 실시예의 급탕 시스템(10)에서는, 이와 같은 경우에 대비하여 컨트롤러 (20a)에 설정용 스위치(20b)가 접속되어 있다. 설정용 스위치(20b)에 미리 탱크 비등 설정 온도와 급탕 설정 온도를 설정하여 두는 것으로 리모컨(50b)에서의 설정 내용을 취득할 수 없는 경우라도, 탱크 비등 운전이나 급탕 운전을 적절히 실시할 수 있다.

본 실시예의 급탕 시스템(10)에서는 컨트롤러(20a)는 탱크 비등 운전을 실시할 때에, 리모컨(50b)으로부터 급탕 설정 온도를 취득 가능한지 아닌지를 판단한다. 리모컨(50b)으로부터 급탕 설정 온도가 취득 가능한 경우에는, 리모컨(50b)으로부터 취득된 급탕 설정 온도에 대응하여 탱크 비등 설정 온도를 특정하고, 그 탱크 비등 설정 온도에 의거하여 탱크 비등 운전을 실시한다. 또한, 리모컨(50b)에서 설정된 급탕 설정 온도에 대응하여 탱크 비등 설정 온도를 특정하는 수법으로서는, 예를 들면 컨트롤러(20b)에 미리 대응표를 기억하여 두고, 그 대응표를 이용해서 급탕 설정 온도로부터 탱크 비등 설정 온도를 특정하도록 구성해도 좋다. 이 경우 1개의 대응표만이 컨트롤러(20b)에 기억되어 있으며, 리모컨(50b)에서 설정된 급탕 설정 온도에 대응하여 탱크 비등 설정 온도가 일의로 특정되도록 구성해도 좋고, 다수의 대응표가 컨트롤러(20b)에 기억되어 있으며, 어느 대응표를 이용해서 탱크 비등 설정 온도를 특정할지를 리모컨(50b)으로부터 선택할 수 있도록 구성해도 좋다. 리모컨(50b)으로부터 급탕 설정 온도를 취득할 수 없는 경우에는, 설정용 스위치(20b)에서 설정된 탱크 비등 설정 온도에 의거하여 탱크 비등 운전을 실시한다.

마찬가지로, 본 실시예의 급탕 시스템(10)에서는 컨트롤러(20a)는 급탕 운전을 실시할 때에, 리모컨(50b)으로부터 급탕 설정 온도를 취득 가능한지 아닌지를 판단한다. 리모컨(50b)으로부터 급탕 설정 온도를 취득 가능한 경우에는, 리모컨 (50b)으로부터 취득된 급탕 설정 온도에 의거하여 급탕 운전을 실시한다. 리모컨 (50b)으로부터 급탕 설정 온도를 취득할 수 없는 경우에는, 설정용 스위치(20b)에서 설정된 급탕 설정 온도에 의거하여 급탕 운전을 실시한다. 또한, 이 경우에 실시되는 급탕 운전은 축열 급탕 운전이다.

도 2는 설정용 스위치(20b)에 의한 탱크 비등 설정 온도 및 급탕 설정 온도의 설정 수법의 예를 나타내고 있다. 도 2에 나타내는 예에서는, 설정용 스위치 (20b)는 4개의 스위치 SW1, SW2, SW3 및 SW4를 구비하고 있으며, 스위치 SW1, SW2, SW3 및 SW4의 ON/OFF의 조합에 대응하여 탱크 비등 설정 온도와 급탕 설정 온도를 각각 설정할 수 있다. 또한, 설정용 스위치(20b)는 탱크 비등 설정 온도와 급탕 설정 온도를 설정하는 것이 가능한 것이면, 어떠한 형태의 것이라도 좋다.

상기의 실시예에서는, 급탕전(80)으로의 급탕 및 욕조(72)의 목욕물 공급 및 재가열을 실시하는 급탕 시스템(10)에 대해 설명했지만, 본 발명은 또한 난방도 실시하는 급탕 난방 시스템에 적용하는 것도 가능하다.

이상, 본 발명의 구체적인 예를 상세하게 설명했지만, 이들은 예시에 지나지 않고, 특허청구범위를 한정하는 것은 아니다. 특허청구범위에 기재된 기술에는, 이상으로 예시한 구체적인 예를 여러 가지로 변형, 변경한 것이 포함된다. 또, 본 명세서 또는 도면에 설명한 기술 요소는, 단독으로 혹은 각종의 조합에 의해서 기술적 유용성을 발휘하는 것이며, 출원시의 청구항 기재의 조합에 한정되는 것은 아니다. 또, 본 명세서 또는 도면에 예시한 기술은, 다수 목적을 동시에 달성하는 것이며, 그 중 하나의 목적을 달성하는 것 자체로 기술적 유용성을 가지는 것이다.

10- 급탕 시스템 20- 탱크 유닛
20a- 컨트롤러 20b- 설정용 스위치
21- 저탕조 22- 급수 경로
22a- 수돗물 입구 23- 감압 밸브
24- 혼합기 25- 온수 경로
25a- 온수 제어 밸브 25b- 온수 유량 센서
25c- 온수 서미스터 26- 혼합용 급수 경로
26a- 급수 제어 밸브 26b- 급수 유량 센서
26c- 급수 서미스터 27- 제 1 혼합 경로
27a- 혼합 서미스터 28- 급탕 바이패스 경로
28a- 바이패스 제어 밸브 29- 제 1 급탕 경로
29a- 급탕 서미스터 31- 배수 경로
32- 배수 밸브 33- 순환 왕로
34- 순환 귀로 36- 왕로 서미스터
37- 공기 배출 경로 37a- 공기 배출 밸브
38- 압력 개방 경로 38a- 릴리프 밸브
39- 상부 서미스터 40- 히트 펌프 유닛
40a- 컨트롤러 41- 압축기
42- 사방 밸브 43- 제 1 열교환기
43a -열매 유로 43b- 순환수 유로
44- 팽창 밸브 45- 제 2 열교환기
45a- 팬 46- 열매 배관
47- 성에 제거 경로 47a- 성에 제거 밸브
48- 순환 왕로 접속 경로 48a- 입구측 서미스터
48b- 순환 펌프 49- 순환 귀로 접속 경로
49a- 출구측 서미스터 50- 가스 열원 유닛
50a- 컨트롤러 50b- 리모컨
51- 급탕기 52- 제 2 혼합 경로
52a- 입수 서미스터 52b- 급탕 수량 센서
52c - 수량 서보 53- 급탕용 열교환기
54- 급탕용 버너 55- 제 2 급탕 경로
56- 부기체 서미스터 57- 출탕 서미스터
58- 열원기 바이패스 경로 59- 열원기 바이패스 제어 밸브
70- 목욕물 공급 경로 70a- 목욕물 공급 밸브
70b- 목욕물 공급량 센서 71- 목욕물 순환 경로
72- 욕조 ` 73- 목욕물 펌프
74- 수류 스위치 75- 목욕물 왕로 서미스터
76- 재가열용 열교환기 76a- 제 1 유로
76b- 제 2 유로 77- 목욕물 귀로 서미스터
78- 재가열용 버너 79- 수압 센서
80- 급탕전

Claims

자연 환경으로부터 흡열하는 히트 펌프를 수용한 히트 펌프 유닛과, 상기 히트 펌프에 의해 가열된 열매를 저축하는 탱크를 수용한 탱크 유닛과, 상기 탱크에 저축된 열매를 가스의 연소열에 의해 가열하는 가스 열원기를 수용한 가스 열원 유닛을 구비하는 열기기로서,
상기 히트 펌프 유닛과, 상기 탱크 유닛과, 상기 가스 열원 유닛이 각각 컨트롤러를 구비하고 있으며,
상기 히트 펌프 유닛의 상기 컨트롤러와 상기 탱크 유닛의 상기 컨트롤러는 통신 가능하고,
상기 탱크 유닛의 상기 컨트롤러와 상기 가스 열원 유닛의 상기 컨트롤러는 통신 가능하며,
상기 가스 열원 유닛의 상기 컨트롤러에 적어도 급탕 설정 온도를 설정 가능한 리모컨이 접속 가능하고,
상기 탱크 유닛의 상기 컨트롤러에 적어도 탱크 비등 설정 온도를 설정 가능한 설정용 스위치가 접속되어 있으며,
탱크 비등 운전을 실시할 때에, 상기 탱크 유닛의 상기 컨트롤러가 상기 리모컨으로부터 급탕 설정 온도를 취득할 수 있는 경우에, 상기 리모컨에서 설정된 급탕 설정 온도에 대응하여 특정되는 탱크 비등 설정 온도에 의거하여 탱크 비등 운전을 실시하고,
탱크 비등 운전을 실시할 때에, 상기 탱크 유닛의 상기 컨트롤러가 상기 리모컨으로부터 급탕 설정 온도를 취득할 수 없는 경우에, 상기 설정용 스위치에서 설정된 탱크 비등 설정 온도에 의거하여 탱크 비등 운전을 실시하는 것을 특징으로 하는 열기기.
청구항 1에 있어서,
상기 열매가 물이며,
상기 탱크 유닛이 상기 탱크에 물을 공급하는 급수 경로와, 상기 탱크로부터 급탕 개소로 물을 공급하는 급탕 경로와, 상기 급수 경로로부터의 물을 혼합하여 상기 급탕 경로를 흐르는 물의 온도를 조정하는 혼합기를 더 수용하고 있으며,
상기 설정용 스위치가 급탕 설정 온도를 더 설정 가능하고,
급탕 운전을 실시할 때에, 상기 탱크 유닛의 상기 컨트롤러가 상기 리모컨으로부터 급탕 설정 온도를 취득할 수 있는 경우에, 상기 리모컨에서 설정된 급탕 설정 온도에 의거하여 급탕 운전을 실시하며,
급탕 운전을 실시할 때에, 상기 탱크 유닛의 상기 컨트롤러가 상기 리모컨으로부터 급탕 설정 온도를 취득할 수 없는 경우에, 상기 설정용 스위치에서 설정된 급탕 설정 온도에 의거하여 급탕 운전을 실시하는 것을 특징으로 하는 열기기.