KR101517234B1

KR101517234B1 - 히트펌프 연동 온수 순환 시스템 및 제어 방법

Info

Publication number: KR101517234B1
Application number: KR1020080088132A
Authority: KR
Inventors: 박선영
Original assignee: 엘지전자 주식회사
Priority date: 2008-09-08
Filing date: 2008-09-08
Publication date: 2015-05-15
Also published as: KR20100029374A

Abstract

본 발명은 히트 펌프 연동 온수 순환 시스템 및 제어 방법에 관한 것으로서, 급탕 탱크를 가열하기 위한 보조 열원 장치에 써모스탯이 제공되도록 하여, 난방 효율이 떨어지지 않으면서 급탕 기능이 수행되는 특징이 있다.

워터 펌프, 수냉매 열교환기

Description

히트펌프 연동 온수 순환 시스템 및 제어 방법{Hot water circulation system associated with heat pump and method for controlling the same}

본 발명은 히트 펌프와 연동하여 온수 공급 및 난방 기능을 수행하는 시스템및 제어 방법에 관한 것이다.

히트 펌프와 연동하는 온수 공급 및 난방 장치는, 히트 펌프 사이클과 온수 순환 유니트가 결합된 장치로서, 히트 펌프 냉매 회로를 구성하는 압축기로부터 토출되는 냉매와 물이 열교환하도록 하여 온수 공급 및 바닥 난방이 이루어지도록 하는 장치이다.

종래의 시스템에서는, 난방용 폐회로를 따라 흐르는 물과 온수 공급을 위한 물이 흐르는 배관이 따로 분리되고, 히트 펌프 냉매 회로의 압축기 출구측 배관의 각각 다른 지점에서 열교환하는 형태를 이룬다. 즉, 난방용 수냉매 열교환기(water-refrigerant heat exchanger for heating)와 급탕용 수냉매 열교환기(water-refrigerant heat exchanger for hot water supply)가 별도로 제공되는 구조를 이룬다.

또한, 종래의 시스템의 경우, 급탕을 위하여 공급되는 물은 상기 급탕용 수 냉매 열교환기를 통과하면서 냉매와 열교환한 다음 곧바로 출수되는 구조이다.

본 발명은 종래의 히트 펌프 연동 온수 순환 시스템보다 개선된 구조를 제공하고, 급탕 과정에서 실내 난방 효율의 저하를 최소화할 수 있는 히트 펌프 연동 온수 순환 시스템 및 제어 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 히트펌프 연동 온수 순환 시스템에는, 히트 펌프 냉매 사이클을 수행하는 실외기; 상기 실외기에서 순환하는 냉매와 물이 열교환되도록 하는 수냉매 열교환기와, 상기 수냉매 열교환기를 통과한 물이 저장되는 집수 탱크 및 상기 집수 탱크에 저장된 물을 펌핑하는 워터 펌프가 포함되는 실내기; 상기 수배관으로부터 열을 전달받아 온수를 공급하기 위한 급탕 탱크가 포함되는 급탕 유니트; 상기 급탕 탱크에 연결되어 열을 전달하는 폐회로 형태의 보조 배관; 상기 보조 배관으로 열을 공급하는 축열조; 및 상기 배조 배관의 어느 지점에 제공되어, 상기 보조 배관 내의 물의 온도를 감지하고 조절하는 써모스탯이 포함된다.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 히트 펌프 연동 온수 순환 시스템의 제어 방법에는, 히트 펌프 냉매 사이클을 수행하는 실외기가 작동하는 단계; 상기 실외기에서 순환하는 냉매와 물이 열교환되도록 하는 수냉매 열교환기와, 상기 수냉매 열교환기를 통과한 물이 저장되는 집수 탱크 및 상기 집수 탱크에 저장된 물을 펌핑하는 워터 펌프가 포함되는 실내기가 작동하는 단계; 보조 열원 장치를 구성하는 써모스탯을 통하여 급탕 모드 및/또는 온수 온도가 입력되는 단계; 상기 보조 열원 장치 내부의 물이 입력 온도에 도달하면, 급탕 탱크 쪽으로순환하는 단계가 포함된다.

상기와 같은 구성을 이루는 본 발명의 실시예에 따른 히트 펌프 연동 온수 순환 시스템 및 제어 방법에 의하면, 보조 열원을 통하여 급탕 탱크를 가열할 수 있어, 온수 공급과 실내 난방이 동시에 이루어질 수 있는 장점이 있다.

또한, 급탕 탱크를 가열하기 위하여 보조 히터를 작동하지 않고 태양열과 같은 보조 열원을 이용할 수 있으므로, 전력 소모를 줄일 수 있는 효과가 있다.

또한, 보조 열원에 제공되는 수배관에 써모스탯이 장착되고, 써모스탯에서 감지되는 온도 결과에 따라 방향 절환 밸브가 선택적으로 작동하여 급탕 탱크 쪽으로 물이 흐르게 되므로, 급탕 탱크 가열이 단시간에 이루어질 수 있는 효과가 있다.

이하에서는 본 발명의 사상이 구현되는 실시예에 대하여 도면을 참조하여 설명하도록 한다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 히트펌프 연동 온수 순환 시스템을 보여주는 도면이고, 도 2는 상기 히트펌프 연동 온수 순환 시스템을 구성하는 실내기의 구성을 보여주는 사시도이다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 히트펌프 연동 온수 순 환 시스템(1)에는, 히트 펌프 냉매 사이클이 포함되는 실외기(2)와, 상기 히트 펌프 냉매 사이클을 따라 상변화되는 냉매와 열교환하여 물이 가열되도록 하는 실내기(3)와, 상기 실내기(3)의 어느 부분에서 열교환 가능하게 연결되어 온수를 공급하는 급탕 유니트(hot water supply unit)(4) 및 상기 실내기(3)로부터 연장되는 수배관(water pipe)으로 구성되는 난방 유니트(5)가 포함된다.

상세히, 상기 히트펌프 냉매 사이클은, 냉매를 고온 고압으로 압축하는 압축기(21)와, 상기 압축기(21)로부터 토출되는 냉매의 흐름 방향을 조절하는 사방 밸브(four-way valve)(22)와, 상기 사방 밸브(22)를 통과한 고온 고압의 냉매가 상기 실내기(3)의 수배관을 따라 흐르는 물과 열교환하는 수냉매 열교환기(water-refrigerant heat exchanger)(31)와, 상기 수냉매 열교환기(31)를 통과한 냉매가 저온 저압으로 팽창되도록 하는 팽창부(expansion part)(24) 및 상기 팽창부(24)를 통과한 냉매가 실외 공기와 열교환하도록 하는 실외 열교환기(23)로 이루어진다. 그리고, 상기 부품들은 냉매 배관(25)에 의하여 연결되어 폐회로를 구성한다. 그리고, 상기 실외기(2)에는, 상기 압축기(21), 사방 밸브(22), 팽창부(24) 및 실외 열교환기(23)가 포함된다. 그리고, 상기 실외기(2)가 냉방 모드로 운전되는 경우에는 상기 실외 열교환기(23)가 응축기의 기능을 수행하고, 난방 모드로 운전되는 경우에는 증발기의 기능을 수행하게 된다. 그리고, 상기 수냉매 열교환기(31)의 입구측 냉매 배관과 출구측 냉매 배관에는 각각 온도 센서(TH1,TH2)가 장착될 수 있다.

이하에서는, 제상 운전의 경우를 제외하고 난방 모드로 운전되는 것으로 한정하여 설명하도록 한다.

한편, 상기 실내기(3)에는, 상기 수냉매 열교환기(31)와, 상기 수냉매 열교환기(31)의 출구측에 연장되는 수배관에 장착되어, 물의 흐름을 감지하는 플로우 스위치(flow switch)(32)와, 상기 플로우 스위치(32)로부터 물이 흐르는 방향으로 이격된 어느 지점에서 분지되는 팽창 탱크(expansion tank)(33)와, 상기 수냉매 열교환기(31)의 출구측으로부터 연장되는 수배관의 단부가 삽입되며, 내부에 보조 히터(35)가 제공되는 집수 탱크(34)와, 상기 집수 탱크(34)의 출구측 수배관의 어느 지점에 제공되는 워터 펌프(water pump)(36)가 포함된다.

상세히, 상기 수냉매 열교환기(31)는 상기 히트 펌프 냉매 사이클을 따라 흐르는 냉매와 상기 수배관을 따라 흐르는 물이 열교환하는 부분으로서, 판형 열교환기가 적용 가능하다. 상기 수냉매 열교환기(31)에서는, 상기 압축기(21)를 통과한 고온 고압의 기체 냉매로부터 상기 수배관을 따라 흐르는 물로 열(QH)이 전달된다. 상기 수냉매 열교환기(31)로 유입되는 물은 급탕 과정 또는 난방 과정을 통하여 미지근하게 식은 상태이다. 그리고, 상기 수냉매 열교환기(31)의 입구측 수배관과 출구측 수배관에도 온도 센서(TH3,TH4)가 각각 장착될 수 있다.

또한, 상기 팽창 탱크(33)는, 상기 수냉매 열교환기(31)를 통과하면서 가열된 물의 부피가 적정 수준 이상으로 팽창될 때 이를 흡수하는 완충 기능을 수행한다. 상기 팽창 탱크(33) 내부에는 다이아프램이 들어 있어 수배관 내부의 물의 부피 변화에 대응하여 움직이게 된다. 그리고, 상기 팽창 탱크(33) 내부에는 질소 가스가 충전되어 있다.

또한, 상기 집수 탱크(34)는, 상기 수냉매 열교환기(31)를 통과한 물이 집수 되는 용기이다. 그리고, 상기 집수 탱크(34) 내부에는 보조 히터(35)가 장착되어, 제상 운전 과정 또는 수냉매 열교환기(31)를 통한 흡입 열량이 요구되는 열량에 미치지 못하는 경우 선택적으로 동작하게 된다. 그리고, 상기 집수 탱크(34)의 상측에는 에어 벤트(air vent)(343)가 형성되어, 상기 집수 탱크(34) 내에 존재하는 과열 상태의 공기가 배출되도록 한다. 그리고, 상기 집수 탱크(35)의 어느 일측에는 압력 게이지(341)와 릴리프 밸브(342)가 제공되어, 상기 집수 탱크(35) 내부의 압력이 적절하게 조절되도록 할 수 있다. 예를 들어, 상기 압력 게이지(341)를 통해서 표시되는 상기 집수 탱크(35) 내부 수압이 과도하게 높을 때에는, 상기 릴리프 밸브(342)가 개방되도록 하여 탱크 내 압력이 적절하게 조절되도록 할 수 있다. 그리고, 상기 집수 탱크(34)의 일측에도 물의 온도를 측정하는 온도 센서(TH5)가 장착될 수 있다.

또한, 상기 워터 펌프(36)는, 상기 집수 탱크(34)의 출구측에서 연장되는 수배관을 통해서 토출되는 물을 펌핑하여, 급탕 유니트(4)와 난방 유니트(5)로 공급되도록 한다.

또한, 상기 실내기(3)의 내부 일측에는 각종 전장 부품이 저장되는 컨트롤 박스(38)가 장착되고, 상기 실내기(3)의 전면에는 컨트롤 패널(37)이 제공된다. 상세히, 상기 컨트롤 패널(37)에는 LCD 패널과 같은 디스플레이부와, 각종 입력 버튼이 구비될 수 있다. 그리고, 상기 디스플레이부를 통해서 상기 실내기(3)의 운전 상태 또는 실내기(3)를 통과하는 물의 온도 등과 같은 운전 정보와 기타 메뉴 등을 확인할 수 있다.

한편, 상기 급탕 유니트(4)는, 사용자가 세면 또는 설거지 등과 같은 작업에 필요한 물을 데워서 공급하는 부분이다.

상세히, 상기 워터 펌프(36)로부터 물의 흐름 방향으로 이격된 어느 지점에는 물의 흐름 방향을 제어하는 유로 전환 밸브(71)가 제공된다. 상기 유로 전환 밸브(71)는, 상기 워터 펌프(36)에 의하여 펌핑된 물이 상기 급탕 유니트(4) 또는 상기 난방 유니트(5)로 흐르도록 하는 삼방 밸브(three-way valve)일 수 있다. 따라서, 상기 유로 전환 밸브(71)의 출구측에는 급탕 유니트로 연장되는 급탕 배관(48)과, 상기 난방 유니트(5)로 연장되는 난방 배관(53)이 각각 연결된다. 그리고, 상기 워터 펌프(36)에 의하여 펌핑되는 물은 상기 유로 전환 밸브(71)의 제어에 따라 상기 급탕 배관(48) 또는 난방 배관(53) 중 어느 한 쪽으로 선택적으로 흐르게 된다. 상기 급탕 유니트(4)에는, 외부로부터 공급되는 물을 저장하고, 저장된 물이 데워지도록 하는 급탕 탱크(41)와, 상기 급탕 탱크(41)의 내부에 제공되는 보조 히터(42)가 포함된다. 그리고, 상기 급탕 유니트(4)의 일측면에는 냉수가 유입되기 위한 입수부(411)와, 가열된 물이 토출되는 출수부(412)가 구비된다.

상세히, 상기 유로 전환 밸브(71)로부터 연장되는 급탕 배관의 일부는 상기 급탕 탱크(41)로 인입되어, 상기 급탕 탱크(41) 내부에 저장된 물을 가열한다. 즉, 상기 급탕 배관(48) 내부를 따라 흐르는 고온의 물로부터 상기 급탕 탱크(41)에 저장된 물로 열이 전달된다. 그리고, 특정한 경우에는 상기 보조 히터(42)와 상기 보조 열원이 동작하여 추가적인 열을 더 공급할 수도 있다. 예를 들어, 사용자가 목욕을 하기 위하여 온수를 많이 필요로 하는 경우와 같이, 단시간에 물이 데워져야 하는 경우에 동작할 수 있다. 그리고, 상기 급탕 탱크(41)의 일측에는 물의 온도를 감지하는 온도 센서(TH6)가 장착될 수 있다.

실시예에 따라, 상기 출수부(412)에는 샤워기(45)와 같은 온수 토출 장치 또는 가습기(46)와 같은 가전 장치가 연결될 수도 있을 것이다.

한편, 설치 형태에 따라 상기 급탕 탱크(41)에 열을 공급하는 보조 열원이 더 추가될 수 있다. 그리고, 제시 가능한 보조 열원으로서는 태양전지 패널을 이용한 축열조(43)가 가능하다. 그리고, 상기 보조 열원으로서 태양 전지 패널을 이용한 축열조(43)가 사용되는 경우, 상기 축열조(43)로부터 연장되는 보조 배관(47)이 상기 급탕 탱크(41) 내부로 삽입될 수도 있을 것이다. 그리고, 상기 보조 배관(47) 상에는 보조 배관 폐회로 내부의 유속을 제어하는 보조 펌프(44)가 장착되고, 상기 보조 배관(47) 내부의 물의 흐름 방향을 제어하기 위한 방향 절환 밸브(VA)가 장착될 수 있다. 그리고, 상기 보조 배관(27) 내에서는 물이 한 방향으로만 흐르도록 하기 위하여 역지 밸브(V)가 장착될 수 있다. 일 예로서, 상기 역지 밸브(V)는 상기 방향 절환 밸브(VA)로부터 연장되는 분지관(471)이 보조 배관(47)과 만나는 지점 부근에 장착될 수 있다. 그리고, 상기 축열조(43)로부터 열을 전달받아 가열된 물이 상기 보조 배관(47)과 방향 절환 밸브(VA) 및 상기 분지관(471)을 따라 순환하는 상태를 보조 열원 장치 내에서의 물의 순환으로 정의할 수 있다.

또한, 상기 축열조(43)와 방향 절환 밸브(VA) 사이에는 써모스탯(48)이 장착될 수 있다. 상세히, 상기 써모스탯(48)이 장착되면, 보조 배관(47) 내의 물의 온도(보조 배관의 온도라고도 할 수 있음)를 감지할 뿐 아니라, 상기 보조 배관(47) 내의 물의 온도를 상기 써모스탯(48)을 이용하여 조절할 수 있게 된다. 그리고, 상기 써모스탯(48)이 제어부와 연결되면, 상기 써모스탯(48)에 의하여 감지되는 물의 온도값에 따라 실내기의 제어 또는 상기 방향 절환 밸브(VA)의 작동을 제어할 수 있게 된다. 상기 써모스탯(48)과 상기 방향 절환 밸브(VA)의 구동 제어에 대해서는 하기에서 플로차트를 통하여 더욱 상세히 설명하도록 한다.

상기에서 제시된 태양 전지 패널을 이용한 축열조와 같은 보조 열원 구조는 제시된 실시예에 제한되지 아니하고, 다양한 형태를 가지고 다른 위치에 장착 가능함을 밝혀 둔다.

한편, 상기 난방 유니트(5)에는, 상기 난방 배관(53)의 일부가 실내 바닥에 매설되어 형성되는 바닥 난방 유니트(51)와, 상기 난방 배관(53)의 어느 지점으로부터 분지되어 상기 바닥 난방 유니트(51)와 병렬 연결되는 공기 난방 유니트(52)가 포함된다.

상세히, 상기 바닥 난방 유니트(51)는 도시된 바와 같이 실내 바닥에 미앤더 라인(meander line) 형태로 매설될 수 있다. 그리고, 상기 공기 난방 유니트(52)는 팬 코일 유닛(Fan Coil Unit) 또는 라디에이터(Radiator)등이 될 수 있다. 그리고, 상기 공기 난방 유니트(52)에는 상기 난방 배관(53)으로부터 분지되는 공기 난방 배관(54) 일부가 열교환 수단으로 제공된다. 그리고, 상기 공기 난방 배관(54)이 분지되는 지점에는 삼방 밸브와 같은 유로 전환 밸브(55,56)가 설치되어, 상기 난방 배관(53)을 따라 흐르는 냉매가 상기 바닥 난방 유니트(51)와 공기 난방 유니트(52)로 나뉘어 흐르거나 어느 한 쪽으로만 흐르도록 할 수 있다.

또한, 상기 유로 전환 밸브(71)로부터 연장되는 상기 급탕 배관(48)의 단부는 상기 공기 난방 배관(54)의 출구단으로부터 물의 흐름 방향으로 이격되는 지점에서 합지된다. 따라서, 급탕 모드에서는 상기 급탕 배관(48)을 따라 흐르는 물이 상기 난방 배관(53)으로 다시 합쳐진 후에 상기 수냉매 열교환기(31)로 유입된다.

여기서, 상기 급탕 배관(48)이 상기 난방 배관(53)과 합쳐지는 지점과 같이, 역류 차단을 필요로 하는 지점에는 역지 밸브(V)가 설치되어, 물의 역류가 방지되도록 할 수 있다. 같은 맥락으로, 상기 유로 전환 밸브(56)가 설치되는 방법 외에, 상기 공기 난방 배관(54)의 출구단과 상기 바닥 난방 유니트(51)의 출구단에 역지 밸브가 각각 설치되는 것도 가능할 것이다.

이하에서는 상기 히트 펌프 연동 온수 순환 시스템에서 일어나는 물의 흐름에 대하여 운전 모드 별로 나누어 설명하도록 한다.

먼저 급탕 모드가 선택되는 경우에는, 상기 유로 전환 밸브(71)에 의하여 물의 흐름이 상기 급탕 배관(48)으로 흐르도록 제어된다. 따라서, 수냉매 열교환기(31), 집수 탱크(34), 워터 펌프(36), 유로 전환 밸브(71) 및 급탕 배관(48)을 연결하는 폐회로(B)를 따라서 물이 순환하게 된다. 이러한 순환 과정에서 상기 급탕 탱크(41)의 입수부(411)로 유입되는 냉수가 가열된 다음 상기 출수부(412)를 통하여 외부로 토출되어 사용자에게 공급된다.

또한, 난방 모드에서는, 상기 유로 전환 밸브(71)에 의하여 물의 흐름이 상기 난방 배관(53)으로 흐르도록 제어된다. 따라서, 수냉매 열교환기(31), 집수 탱크(34), 워터 펌프(36), 유로 전환 밸브(71) 및 난방 배관(53)을 연결하는 폐회 로(A)를 따라서 물이 순환하게 된다. 그리고, 상기 난방 배관(53)을 따라 흐르는 물은 상기 공기 난방 유니트(52) 또는 바닥 난방 유니트(51)로 흐르게 된다.

또한, 상기 써모스탯(48)과 방향 절환 밸브(VA)의 제어를 통하여, 시스템이 난방 모드 운전을 계속하면서 급탕 기능이 수행되도록 할 수도 있을 것이다. 이하에서는 상기 써모스탯(48)과 방향 절환 밸브(VA)의 제어를 통한 급탕 운전 방법에 대하여 설명한다.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 히트펌프 연동 온수 순환 시스템의 제어 방법을 보여주는 플로차트이다.

도 3을 참조하면, 시스템이 바닥 난방 모드로 운전(S10)하고 있는 상태이다. 그리고, 상기 급탕 탱크(41)에 연결된 보조 열원 장치의 보조 배관(47)을 따라 흐르는 물은, 상기 방향 절환 밸브(VA)와 분지관(471)을 따라 보조 열원 장치 내에서만 순환한다(S20). 이러한 상태에서 사용자에 의하여 급탕 모드 및/또는 급탕 온도가 입력된다(S30). 종래의 실내 난방 시스템에 제공되는 써모스탯에는 급탕 버튼과 온도 조절 놉(knob)이 별도로 마련되어 있는 경우가 많다. 따라서, 사용자는 급탕 버튼을 누르고, 이어서 상기 온도 조절 놉을 이용하여 온수의 온도를 설정하게 된다. 다른 종류의 써모스탯은, 급탕을 위한 온수 온도가 기본적으로 셋팅이 되어 있고, 급탕 버튼만 누르면 셋팅된 온도로 온수가 공급되도록 하는 형태도 있다. 따라서, 상기 단계(S30)는 사용자에 의하여 온수 공급 명령이 입력되는 것을 포함하는 것으로 이해될 수 있을 것이다.

한편, 온수 공급을 위한 급탕 모드 명령이 입력되면, 상기 써모스탯(48)에 연결된 온도 감지부에 의하여 보조 배관(47) 내부의 물의 온도를 감지하게 되고, 물의 온도가 입력된 온도(또는 설정된 온도)에 도달하였는지 여부를 판단하게 된다(S40). 만일, 보조 배관(47) 내의 물이 입력 온도에 도달하지 아니한 경우에는, 입력 온도에 도달할 때까지 보조 열원 장치 내에서만 물이 순환하도록 한다(S41). 즉, 상기 방향 절환 밸브(VA)는 상기 분지관(471) 쪽으로 개방된 상태를 유지하게 된다.

상세히, 상기 보조 배관(47) 내의 물의 온도가 입력 온도에 도달하였다고 판단되면, 상기 방향 절환 밸브(VA)의 개방 방향이 절환되어, 급탕 탱크로 연장되는 보조 배관(47) 쪽으로 개방되도록 한다(S50). 그리고, 상기 보조 배관(47)의 일측에 장착된 보조 펌프(44)가 구동하여(S60), 축열조(43)와 보조 배관(47) 및 보조 펌프(44)를 연결하는 폐회로를 따라 순환하게 된다. 그러면, 상기 축열조(43)로부터 보조 배관(47)으로 전달된 열은 상기 급탕 탱크(41) 내부로 전달되어, 급탕 탱크(41) 내부의 물이 가열된다(S70).

한편, 급탕 탱크(41)에 장착된 온도 센서(TH6)에 의하여 급탕 탱크(41) 온도가 감지되고, 제어부에서는 급탕 탱크(41) 내의 물의 온도가 입력 온도에 도달하였는지 여부를 판단하게 된다(S80). 상세히, 급탕 탱크 내의 물의 온도가 입력 온도에 도달하였다고 판단되면, 상기 방향 절환 밸브(VA)는 원위치로 복귀되어 상기 분지관(471) 쪽으로 개방된 상태를 유지하도록 한다(S90). 이와 함께 상기 보조 펌프(44)도 정지하게 된다(S100). 그러면, 상기 축열조(43)를 통과한 물은 상기 방향 절환 밸브(VA)와 분지관을 따라 보조 열원 장치 내에서만 물이 순환하게 된 다(S110).

이 상태에서, 상기 제어부에서는 시스템 정지 신호가 입력되었는지 여부를 판단(S120)하고, 정지 신호가 입력되지 않은 경우에는 상기 급탕 탱크 내의 물의 온도가 입력 온도 아래로 하강하였는지를 주기적으로 판단하게 된다(S121). 다시 말하면, 급탕 탱크 내의 물이 입력 온도로 유지되고 있는지를 판단하여, 입력 온도로 유지되는 동안에는 상기 급탕 탱크(41)로 연장되는 보조 배관(47)으로 물이 흐르지 않도록 한다(S100이하 과정). 반면, 급탕 탱크 내의 물이 입력 온도 밑으로 떨어졌다고 판단되는 경우에는, 상기 보조 열원 장치로부터 급탕 탱크로 열이 전달되도록 하는 과정(S40 이하 과정)을 반복 수행하도록 한다.

상기와 같은 제어 방법에 의하면, 본 발명에 따른 시스템이 바닥 난방 모드로 운전하고 있는 상황에서 온수 공급이 필요한 경우, 급탕 모드로 운전이 전환되지 않고도 온수를 효과적으로 공급할 수 있는 이점이 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 히트펌프 연동 온수 순환 시스템을 보여주는 도면.

도 2는 상기 히트펌프 연동 온수 순환 시스템을 구성하는 실내기의 구성을 보여주는 사시도.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 히트펌프 연동 온수 순환 시스템의 제어 방법을 보여주는 플로차트.

Claims

히트 펌프 냉매 사이클을 수행하는 실외기;

상기 실외기에서 순환하는 냉매와 물이 열교환되도록 하는 수냉매 열교환기와, 상기 수냉매 열교환기를 통과한 물이 저장되는 집수 탱크 및 상기 집수 탱크에 저장된 물을 펌핑하는 워터 펌프가 포함되는 실내기;

상기 실내기로부터 연장되는 수배관으로부터 열을 전달받아 온수를 공급하기 위한 급탕 탱크가 포함되는 급탕 유니트;

상기 급탕 탱크에 연결되어 열을 전달하는 폐회로 형태의 보조 배관;

상기 보조 배관으로 열을 공급하는 축열조; 및

상기 보조 배관의 어느 지점에 제공되어, 상기 보조 배관 내의 물의 온도를 감지하고 조절하는 써모스탯이 포함되는 히트펌프 연동 온수 순환 시스템.
제 1 항에 있어서,

상기 보조 배관의 어느 지점에 제공되어 물의 흐름 방향을 전환하는 방향 절환 밸브와,

상기 방향 절환 밸브로부터 연장되어, 상기 보조 배관의 어느 지점에 연결되는 분지관이 더 포함되는 히트펌프 연동 온수 순환 시스템.
제 2 항에 있어서,

상기 방향 절환 밸브의 작동에 의하여, 상기 축열조를 통과하면서 열을 흡수한 물이 상기 급탕 탱크로 연장되는 보조 배관 또는 상기 분지관 중 어느 한쪽으로 순환하는 것을 특징으로 하는 히트펌프 연동 온수 순환 시스템.
제 2 항에 있어서,

상기 써모스탯은 상기 축열조와 상기 방향 절환 밸브 사이에 장착되는 것을 특징으로 하는 히트펌프 연동 온수 순환 시스템.
제 2 항에 있어서,

상기 보조 배관의 어느 일측에 제공되는 보조 펌프와,

상기 분지관으로 흐르는 물의 역류를 방지하는 역지 밸브가 더 포함되는 히트펌프 연동 온수 순환 시스템.
제 1 항에 있어서,

상기 축열조에는 태양 전지 패널이 포함되는 히트펌프 연동 온수 순환 시스템.
히트 펌프 냉매 사이클을 수행하는 실외기가 작동하는 단계;

상기 실외기에서 순환하는 냉매와 물이 열교환되도록 하는 수냉매 열교환기와, 상기 수냉매 열교환기를 통과한 물이 저장되는 집수 탱크 및 상기 집수 탱크에 저장된 물을 펌핑하는 워터 펌프가 포함되는 실내기가 작동하는 단계;

보조 열원 장치를 구성하는 써모스탯을 통하여 급탕 모드 및/또는 온수 온도가 입력되는 단계;

상기 보조 열원 장치 내부의 물이 입력 온도에 도달하면, 급탕 탱크 쪽으로순환하는 단계가 포함되는 히트펌프 연동 온수 순환 시스템의 제어 방법.
제 7 항에 있어서,

상기 보조 열원 장치 내부의 물의 온도는 상기 써모스탯에 구비되는 온도 감지부에 의하여 감지되는 것을 특징으로 하는 히트펌프 연동 온수 순환 시스템의 제어 방법,
제 7 항에 있어서,

상기 보조 열원 장치 내부의 물의 온도가 입력 온도에 도달하면, 상기 보조 열원 장치에 구비되는 방향 절환 밸브가 동작하여, 상기 급탕 탱크에 연결되는 보조 배관으로 물이 흐르도록 하는 것을 특징으로 하는 히트펌프 연동 온수 순환 시스템의 제어 방법.
제 9 항에 있어서,

상기 방향 절환 밸브의 동작과 함께 상기 보조 배관에 제공되는 보조 펌프가 구동하는 것을 특징으로 하는 히트 펌프 연동 온수 순환 시스템의 제어 방법.
제 9 항에 있어서,

상기 급탕 탱크 내부의 물이 입력 온도에 도달하면, 상기 방향 절환 밸브가 동작하여, 상기 급탕 탱크에 연결되는 보조 배관으로의 물의 순환이 차단되는 것을 특징으로 하는 히트펌프 연동 온수 순환 시스템의 제어 방법.
제 11 항에 있어서,

상기 보조 배관으로의 물의 순환이 차단되면, 상기 보조 배관에 제공되는 보조 펌프의 구동이 정지되는 것을 특징으로 하는 히트펌프 연동 온수 순환 시스템의 제어 방법.
제 7 항에 있어서,

상기 히트 펌프 연동 온수 순환 시스템은 난방 모드로 운전하는 것을 특징으로 하는 히트펌프 연동 온수 순환 시스템의 제어 방법.