KR101588535B1

KR101588535B1 - 저탕식 급탕장치

Info

Publication number: KR101588535B1
Application number: KR1020140129990A
Authority: KR
Inventors: 세이지 이마이
Original assignee: 린나이코리아 주식회사; 린나이가부시기가이샤
Priority date: 2014-09-29
Filing date: 2014-09-29
Publication date: 2016-01-25

Abstract

(과제) 히트 펌프의 가동률을 높여서 히트 펌프를 더욱 유효하게 활용할 수 있는 저탕식 급탕장치를 제공한다.
(해결수단) 컨트롤러(70)는 삼방 밸브(32)를 공조 유닛 접속 상태로 하고, 사방 밸브(46)를 제 1 송출 상태로 하며, 탱크 순환 펌프(31)와 제 2 팽창 밸브 (53)를 OFF 상태로 하고, 압축기(41), 제 1 팽창 밸브(42), 실외 팬(45) 및 실내 팬(55)을 ON 상태로 함으로써, 실내 열교환기(54)에 의해 실내를 난방하는 난방 운전을 실행한다.

Description

저탕식 급탕장치{STORAGE TYPE HOT WATER SUPPLY DEVICE}

본 발명은 저탕 탱크 내의 탕수를 히트 펌프에 의해 가열하는 저탕식 급탕장치에 관한 것이다.

종래부터, 저탕 탱크에 저류된 탕수를 히트 펌프에 의해 외기로부터 퍼 올린 열에 의해서 가열하도록 한 저탕식 급탕장치가 알려져 있다(예를 들면, 특허문헌 1 참조). 특허문헌 1에 기재된 저탕식 급탕장치에 있어서는, 히트 펌프는 오로지 저탕 탱크 내의 탕수의 가열에 이용되고 있다.

특허문헌 1: 일본국 특허 제3867547호 공보

저탕식 급탕장치에 있어서는, 히트 펌프가 가동하는 것은 저탕 탱크 내의 탕수가 없어져서(이른바 탕수 소진 상태), 저탕 탱크 내의 물을 소정 온도까지 비등할 때뿐이다. 그리고, 저탕 탱크 내의 물의 비등은 주간에 비하여 전기요금이 싸지는 심야시간대에 실행되는 것이 일반적이기 때문에, 특히 주간에 있어서의 히트 펌프의 가동률이 낮아지고, 효율이 좋은 히트 펌프의 활용이 불충분했다.

본 발명은 상기 배경에 감안하여 이루어진 것이며, 히트 펌프의 가동률을 높여서 히트 펌프를 더욱 유효하게 활용할 수 있는 저탕식 급탕장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명은 상기 목적을 달성하기 위해 이루어진 것이며, 본 발명의 저탕식 급탕장치는 저탕 탱크와, 양단이 상기 저탕 탱크에 연통한 탱크 순환로를 가지는 저탕 유닛과,

상기 저탕 탱크 내의 탕수를 상기 탱크 순환로를 통하여 순환시키는 탱크 순환 펌프와, 냉매가 봉입된 냉매 순환 회로와, 상기 냉매 순환 회로의 도중에 설치되어 상기 냉매 순환 회로를 유통하는 냉매를 압축하는 압축기와, 상기 냉매 순환 회로의 도중에 설치되어 상기 냉매 순환 회로를 유통하는 냉매를 팽창시키는 제 1 팽창 밸브와, 상기 냉매 순환 회로의 상기 압축기와 상기 제 1 팽창 밸브의 사이에 설치되어 상기 탱크 순환로에 접속되고, 상기 냉매 순환 회로를 유통하는 냉매와 상기 탱크 순환로를 유통하는 탕수의 사이에서 열교환을 실행하는 탱크 열교환기와, 실외에 있어서 상기 냉매 순환 회로의 상기 압축기와 상기 제 1 팽창 밸브 사이의 상기 탱크 열교환기가 설치되어 있지 않은 측에 설치되어 상기 냉매 순환 회로를 유통하는 냉매와 외기의 사이에서 열교환을 실행하는 실외 열교환기를 가지는 히트 펌프 유닛과,

양단이 상기 냉매 순환 회로의 상기 탱크 열교환기와 상기 제 1 팽창 밸브 사이의 다른 개소에 연통하여 냉매가 봉입된 공조(空調) 냉매 순환로와, 실내에 있어서 상기 공조 냉매 순환로의 도중에 설치되고, 상기 공조 냉매 순환로를 유통하는 냉매와 실내 공기의 사이에서 열교환을 실행하는 실내 열교환기를 가지는 공조 유닛과,

상기 냉매 순환 회로와 상기 공조 냉매 순환로 사이의 냉매의 유통이 가능함과 아울러, 상기 냉매 순환 회로의 상기 공조 냉매 순환로의 양단과의 접속 개소 사이의 냉매의 유통이 불가능한 공조 유닛 접속 상태와, 상기 냉매 순환 회로와 상기 공조 냉매 순환로 사이의 냉매의 유통이 불가능함과 아울러, 상기 냉매 순환 회로의 상기 공조 냉매 순환로와의 접속 개소 사이의 냉매의 유통이 가능한 공조 유닛 비접속 상태를 전환하는 공조 유닛 접속 전환부와,

상기 공조 유닛 접속 전환부를 상기 공조 유닛 비접속 상태로 하여 상기 탱크 순환 펌프와 상기 압축기와 상기 제 l 팽창 밸브를 작동시킴으로써, 상기 탱크 열교환기에 의해서 상기 저탕 탱크 내의 탕수를 가열하는 단독 축열 운전과, 상기 공조 유닛 접속 전환부를 상기 공조 유닛 접속 상태로 함과 아울러, 상기 탱크 순환 펌프를 정지 상태로 하고, 상기 압축기와 상기 제 1 팽창 밸브를 작동시켜서 상기 실외 열교환기와 상기 실내 열교환기에 의한 열교환을 실행함으로써, 실내를 난방하는 난방 운전을 실행하는 제어부를 구비한 것을 특징으로 한다.

이와 같은 본 발명에 따르면, 상기 공조 유닛과 상기 공조 유닛 접속 전환부를 구비함으로써, 상기 압축기에서 고압ㆍ고온으로 된 냉매를 상기 냉매 순환 회로에서 상기 공조 냉매 순환로로 유통시킬 수 있다. 그로 인해, 상기 제어부는 상기 단독 축열운전을 실행하고 있지 않을 때에 상기 난방 운전을 실행할 수 있으며, 이에 따라, 상기 히트 펌프 유닛의 가동률을 올려서 상기 히트 펌프 유닛의 히트 펌프 기능을 더욱 유효하게 활용할 수 있다.

또한, 본 발명에 있어서의 저탕 유닛과 히트 펌프 유닛과 공조 유닛의 구분은 기능적인 것이며, 반드시 동일한 케이스 내에 배치되어 구분되는 것을 의미하는 것은 아니다. 예를 들면, 상기 탱크 순환 펌프에 대해서, 상기 압축기나 상기 냉매 순환 회로가 수용된 케이스 내에 상기 탱크 순환 펌프가 배치되는 실시형태 외에, 상기 저탕 탱크가 수용된 케이스 내에 상기 탱크 순환 펌프가 배치되는 실시형태도 포함하는 것이다. 또, 상기 탱크 순환 펌프의 정지 상태에는, 상기 탱크 순환 펌프가 완전히 정지한 상태로 유지되는 경우 외에, 상기 탱크 열교환기에 있어서의 탕수와 냉매 사이의 열교환이 실질적으로 실행되지 않는 정도로, 상기 탱크 순환 펌프를 간헐적으로 작동시키는 경우도 포함된다.

또, 상기 공조 냉매 순환로의 상기 냉매 순환 회로와의 상기 탱크 열교환기측의 접속부와 상기 실내 열교환기 사이의 개소에 설치되어 상기 공조 냉매 순환로를 유통하는 냉매를 팽창시키는 제 2 팽창 밸브를 구비하고,

상기 제어부는 상기 공조 유닛 접속 전환부를 상기 공조 유닛 접속 상태로 하며, 상기 탱크 순환 펌프와 상기 압축기와 상기 제 2 팽창 밸브를 작동시켜서 상기 탱크 열교환기와 상기 실내 열교환기에 의한 열교환을 실행함으로써, 상기 저탕 탱크 내의 탕수를 가열과 실내의 냉방을 실행하는 축열 냉방 운전을 실행하는 것이 바람직하다.

상기 구성에 따르면, 상기 제 2 팽창 밸브를 구비하여 상기 제어부에 의해 상기 축열 냉방 운전을 실행함으로써, 상기 히트 펌프 유닛을 이용하여 상기 실내 열교환기에 의해 실내의 열을 퍼 올려 실내를 냉방함과 아울러, 실내의 열을 이용하여 상기 저탕 탱크 내의 탕수를 효율 좋게 가열할 수 있다.

또, 상기 압축기에서 압축된 냉매를 상기 탱크 열교환기측으로 송출하는 제 1 송출 상태와, 상기 압축기에서 압축된 냉매를 상기 실외 열교환기측으로 송출하는 제 2 송출 상태를 전환하는 송출처 전환부를 구비하고,

상기 제어부는 상기 공조 유닛 접속 전환부를 상기 공조 유닛 접속 상태로 함과 아울러, 상기 송출처 전환부를 상기 제 2 송출 상태로 하여 상기 탱크 순환 펌프를 정지 상태로 하며, 상기 압축기 및 상기 제 1 팽창 밸브를 작동시켜서 상기 실외 열교환기와 상기 실내 열교환기에 의한 열교환을 실행함으로써, 실내를 냉방하는 단독 냉방 운전을 실행하는 것이 바람직하다.

상기 구성에 따르면, 상기 송출처 전환부를 구비하여 상기 제어부에 의해 상기 단독 냉방 운전을 실행함으로써, 상기 저탕 탱크 내의 탕수의 비등이 불필요한 때에도, 상기 히트 펌프 유닛을 이용하여 상기 실내 열교환기에 의해 실내를 냉방할 수 있다. 그로 인해, 상기 히트 펌프 유닛의 가동률을 올려서 상기 히트 펌프 유닛의 히트 펌프 기능을 더욱 유효하게 활용할 수 있다.

또, 상기 저탕 탱크에 접속되어 상기 저탕 탱크 내에 저류된 탕수가 공급되는 출탕관(出湯管)의 도중에 설치되고, 상기 출탕관을 유통하는 탕수를 가열하는 보조 열원기를 구비하며,

상기 제어부는 상기 출탕관으로부터 목표 급탕 온도의 탕수를 출탕하는 급탕 운전을 실행하고, 상기 저탕 탱크에서 상기 출탕관으로 공급되는 탕수로부터 목표 급탕 온도의 탕수를 얻을 수 없을 때에, 상기 보조 열원기를 작동시키는 것이 바람직하다.

상기 구성에 따르면, 상기 제어부는 상기 저탕 탱크가 탕수 소진 상태일 때에도, 상기 보조 열원기를 작동시킴으로써 상기 급탕 운전을 계속할 수 있다. 그로 인해, 상기 저탕 탱크가 탕수 소진 상태일 때에, 상기 저탕 탱크 내의 탕수의 비등 보다도, 실내의 공조를 우선시켜서 상기 히트 펌프 유닛에 의해 실내의 난방 운전 및 단독 냉방 운전을 실행하면서, 상기 보조 열원기를 작동시켜서 상기 급탕 운전을 실행할 수 있다.

도 1은 저탕식 급탕장치의 구성도(단독 축열 운전 실행시의 작동 상태의 설명도).
도 2는 난방 운전시의 작동 상태의 설명도.
도 3은 축열 냉방 운전시의 작동 상태의 설명도.
도 4는 단독 냉방 운전시의 작동 상태의 설명도.

본 발명의 실시형태에 대해서, 도 1∼도 4를 참조하여 설명한다. 도 1을 참조하여 본 실시형태의 저탕식 급탕장치(1)는 저탕 유닛(10), 히트 펌프 유닛(30), 공조 유닛(50) 및 컨트롤러(70)를 구비하여 구성되어 있다. 컨트롤러(70)에는 저탕식 급탕장치(1)를 원격 조작하기 위한 리모컨(75)이 접속되어 있다.

저탕 유닛(10)은 저탕 탱크(11), 급수관(13), 출탕관(14), 출탕관(14)의 도중에 설치된 보조 열원기(20) 등을 구비하고 있다. 저탕 탱크(11)는 내부에 탕수를 보온하여 저류한다. 급수관(13)은 일단이 수도에 접속되고, 타단이 저탕 탱크(11)의 하부에 접속되어 저탕 탱크(11) 내의 하부로 물을 공급한다.

급수관(13)으로부터 분기한 급수 바이패스관(15)은 급탕 혼합 밸브(16)를 통하여 출탕관(14)에 연통하고 있으며, 급탕 혼합 밸브(16)에 의해, 저탕 탱크(11)에서 출탕관(14)으로 공급되는 탕수와 급수 바이패스관(15)에서 출탕관(14)으로 공급되는 물의 혼합비가 변경된다.

출탕관(14)은 일단에 출탕전(出湯栓, 90, 카란 등)이 접속되고, 타단이 저탕 탱크(11)의 상부에 접속되어 있다. 저탕 탱크(11)의 상부에 저류된 탕수는 출탕관 (14)에서 출탕전(90)으로 공급된다. 보조 열원기(20)를 바이패스하여 출탕관(14)의 상류측과 하류측의 출탕관(14)을 연통하는 출탕 바이패스관(18)에는 출탕 바이패스관(18)을 개폐하는 출탕 바이패스 밸브(17)가 설치되어 있다.

보조 열원기(20)는 출탕관(14)의 도중에 설치된 급탕 열교환기(21)와, 버너 (22)와, 출탕관(14)을 개폐하는 출탕 개폐 밸브(23)를 구비하고 있다. 버너(22)의 연소 배기에 의해 급탕 열교환기(21)를 유통하는 탕수가 가열된다. 또, 저탕 탱크 (11)의 상부와 하부에 접속된 탱크 순환로(12)가 설치되어 있다.

다음에, 히트 펌프 유닛(30)은 옥외에 설치되고, 냉매(예를 들면, 하이드로 플루오로 카본(HFC) 등의 대체 프레온, 이산화탄소 등)이 봉입된 냉매 순환 회로 (40)에 의해 접속된 압축기(41), 제 1 팽창 밸브(42), 탱크 열교환기(43), 실외 열교환기(44), 사방 밸브(46, 본 발명의 송출처 전환부에 상당함) 및 삼방 밸브(32, 본 발명의 공조 유닛 접속 전환부에 상당함)를 구비하고 있다.

실외 열교환기(44)는 실외 팬(45)의 회전에 의해 공급되는 공기(외기)와, 냉매 순환 회로(40) 내를 유통하는 냉매의 사이에서 열교환을 실행한다. 압축기(41)는 냉매를 압축하여 고온ㆍ고압으로 한다. 제 1 팽창 밸브(42)는 압축기(41)에서 가압된 냉매의 압력을 개방한다.

탱크 열교환기(43)는 탱크 순환로(12)에 접속되고, 탱크 순환로(12) 내를 유통하는 탕수와 냉매 순환 회로(40)를 유통하는 냉매의 사이에서 열교환을 실행한다. 탱크 순환로(12)에는 저탕 탱크(11) 내의 탕수를 탱크 순환로(12)를 통하여 순환시키기 위한 탱크 순환 펌프(31)가 설치되어 있다.

사방 밸브(46)는 4개의 포트 a∼d를 가지며, 포트 b, c 사이와 포트 a, d 사이가 연통한 제 1 송출 상태(도 1의 상태)와, 포트 a, b 사이와 포트 c, d 사이가 연통한 제 2 송출 상태(후술하는 도 4의 상태)를 전환한다.

삼방 밸브(32)는 3개의 포트 e, f, g를 가지며, 포트 e, f사이가 연통하여 포트 e, g 및 포트 f, g사이가 차단된 공조 유닛 비접속 상태(도 1의 상태)와, 포트 e, g사이가 연통하여 포트 e, f 및 포트 f, g사이가 차단된 공조 유닛 접속 상태(후술하는 도 2, 3, 4의 상태)를 전환한다.

다음에, 공조 유닛(50)은 일단이 삼방 밸브(32)의 포트 g에 접속됨과 아울러, 타단이 냉매 순환 회로(40)의 삼방 밸브(32)의 포트 f와 제 1 팽창 밸브(42) 사이의 개소(일단의 접속 개소와는 다른 개소)에 접속된 공조 냉매 순환로(51)와, 실내에 설치되어 공조 냉매 순환로(51)의 도중에 접속된 실내 열교환기(54)와, 공조 냉매 순환로(51)의 실내 열교환기(54)와 삼방 밸브(32)의 포트 g의 사이에 접속된 제 2 팽창 밸브(53)를 구비하고 있다.

실내 열교환기(54)는 실내 팬(55)의 회전에 의해 공급되는 공기(실내의 공기)와 공조 냉매 순환로(51)를 유통하는 냉매의 사이에서 열교환을 실행한다. 제 2 팽창 밸브(53)는 제 1 팽창 밸브(42)와 마찬가지로, 압축기(41)에서 가압된 냉매의 압력을 개방한다.

컨트롤러(70)는 도시하지 않는 CPU, 메모리, 각종 인터페이스회로 등에 의해 구성된 전자 회로 유닛이며, 메모리에 보관된 저탕식 급탕장치(1)의 제어용 프로그램을 CPU에서 실행함으로써, 저탕식 급탕장치(1)의 작동을 제어하는 기능을 이행한다.

컨트롤러(70)는 리모컨(75)에 의한 조작 지시에 따라서 「단독 축열 운전」, 「난방 운전」, 「축열 냉방 운전」 및 「단독 냉방 운전」이라고 하는 4종류의 운전을 실행한다. 또한, 이와 같이, 컨트롤러(70)가 4종류의 운전을 실행하는 구성은 본 발명의 제어부에 상당한다. 이하, 컨트롤러(70)에 의한 4종류의 운전의 실행 순서에 대해서 설명한다.

또한, 이하에서 탱크 순환 펌프(31)를 OFF 상태(정지 상태)로 한다는 것은, 탱크 순환 펌프(31)를 정지 혹은 간헐 동작 상태로 하여 탱크 열교환기(43)에 있어서의 탕수와 냉매 사이의 열교환이 실질적으로 실행되지 않는 상태로 하는 것을 의미한다. 또, 팽창 밸브{제 1 팽창 밸브(42), 제 2 팽창 밸브(53)}를 OFF 상태(정지 상태)로 한다는 것은, 팽창 밸브가 냉매를 팽창하여 저압ㆍ저온으로 하는 기능을 이행하지 않는 상태로 하는 것을 의미한다.

[1. 단독 축열 운전]

도 1을 참조하여 단독 축열 운전의 실행 순서에 대해서 설명한다. 컨트롤러 (70)는 도 1에 나타낸 바와 같이, 사방 밸브(46)를 제 1 송출 상태로 하여 압축기 (41)에 의해 고압ㆍ고온으로 된 냉매가 사방 밸브(46)의 포트 b, c를 경유하여 탱크 열교환기(43)측으로 송출되는 상태로 한다. 또, 컨트롤러(70)는 삼방 밸브(32)를 공조 유닛 비접속 상태로 하여 실내 팬(55)과 제 2 팽창 밸브(53)를 OFF 상태(정지 상태)로 한다.

상기 상태에서, 컨트롤러(70)는 압축기(41), 실외 팬(45), 제 1 팽창 밸브 (42) 및 탱크 순환 펌프(31)를 ON 상태(작동 상태)로 한다. 이에 따라, 저탕 탱크 (11) 내의 탕수가 탱크 순환로(12)를 통하여 순환한다. 또, 압축기(41)에서 고압ㆍ고온으로 된 냉매가 압축기(41)→사방 밸브(46, 포트 b→c)→탱크 열교환기(43)→삼방 밸브(32, 포트 e→f)→제 1 팽창 밸브(42)→실외 열교환기(44)→사방 밸브 (46, 포트 a→d)→압축기(41)의 순서로 냉매 순환 회로(40) 내를 순환한다.

그 결과, 탱크 열교환기(43)에 있어서, 탱크 순환로(12)를 유통하는 탕수가 냉매 순환 회로(40) 내를 유통하는 냉매와의 사이의 열교환에 의해 소정의 비등 온도까지 가열되어 저탕 탱크(11)의 상부로 되돌려진다. 이에 따라, 비등 온도의 탕수가 저탕 탱크(11)의 상부로부터 순차 적층하여 저류된다.

또한, 컨트롤러(70)는 급수관(13) 또는 출탕관(14)에 설치된 수량 센서(도시생략)에 의해서, 출탕전(90)이 개방된 것을 검지했을 때에, 출탕전(90)으로부터 목표 급탕 온도{리모컨(75)에 의해 설정됨}의 탕수가 공급되도록 제어를 하는 급탕 운전을 실행한다.

컨트롤러(70)는 저탕 탱크(11)의 탕수 소진{저탕 탱크(11) 내의 탕수를 다 사용한 상태}이 발생되어 있지 않을 때는, 출탕 바이패스 밸브(17)를 개방 상태로 함과 아울러 출탕 개폐 밸브(23)를 폐쇄 상태로 하고, 출탕전(90)이 열렸을 때에, 출탕전(90)으로부터 목표 급탕 온도{리모컨(75)에 의해 설정됨}의 탕수가 공급되도록 급탕 혼합 밸브(16)에 의한 혼합비를 조절하여 급탕 운전을 실행한다.

또, 저탕 탱크(11)의 탕수 소진이 발생하고 있을 때에는, 컨트롤러(70)는 출탕 바이패스 밸브(17)를 폐쇄 상태로 함과 아울러 출탕 개폐 밸브(23)를 개방 상태로 하고, 출탕전(90)이 열렸을 때에, 출탕전(90)으로부터 목표 급탕 온도의 탕수가 공급되도록 버너(22)의 연소량을 조절하여 급탕 운전을 실행한다.

[2. 난방 운전]

다음에, 도 2를 참조하여 난방 운전의 실행 순서에 대해서 설명한다. 컨트롤러(70)는 도 2에 나타낸 바와 같이, 사방 밸브(46)를 제 1 송출 상태로 하여 압축기(41)에 의해 고압ㆍ고온으로 된 냉매가 사방 밸브(46)의 포트 b, c를 경유하여 탱크 열교환기(43)측으로 송출되는 상태로 한다. 또, 컨트롤러(70)는 삼방 밸브 (32)를 공조 유닛 접속 상태로 하여 제 2 팽창 밸브(53)와 탱크 순환 펌프(31)를 OFF 상태(정지 상태)로 한다.

상기 상태에서, 컨트롤러(70)는 압축기(41), 제 1 팽창 밸브(42), 실외 팬 (45) 및 실내 팬(55)을 ON 상태(작동 상태)로 한다. 이에 따라, 압축기(41)에서 고압ㆍ고온으로 된 냉매가 압축기(41)→사방 밸브(46, 포트 b→c)→탱크 열교환기 (43)→삼방 밸브(32, 포트 e→g)→제 2 팽창 밸브(OFF 상태)→실내 열교환기(54)→제 1 팽창 밸브(42, ON 상태)→실외 열교환기(44)→사방 밸브(46, 보트 a→d)→압축기(41)의 순서로 냉매 순환 회로(40) 내를 순환한다.

그 결과, 실내 열교환기(54)에 있어서, 실내 팬(55)에 의해 공급되는 실내의 공기가 실내 열교환기(54)를 유통하는 냉매에 의해 가열되어 실내가 난방된다.

[3. 축열 냉방 운전]

다음에, 도 3을 참조하여 축열 냉방 운전의 실행 순서에 대해서 설명한다. 컨트롤러(70)는 도 3에 나타낸 바와 같이, 사방 밸브(46)를 제 1 송출 상태로 하여 압축기(41)에 의해 가압된 냉매가 사방 밸브(46)를 경유하여 탱크 열교환기(43)측으로 송출되는 상태로 한다. 또, 컨트롤러(70)는 삼방 밸브(32)를 공조 유닛 접속 상태로 하여 제 1 팽창 밸브(42)와 실외 팬(45)을 OFF 상태(정지 상태)로 한다.

상기 상태에서, 컨트롤러(70)는 압축기(41), 제 2 팽창 밸브(53), 실내 팬 (55) 및 탱크 순환 펌프(31)를 ON 상태(작동 상태)로 한다. 이에 따라, 저탕 탱크 (11) 내의 탕수가 탱크 순환로(12)를 통하여 순환한다. 또, 압축기(41)에서 고압ㆍ고온으로 된 냉매가 압축기(41)→사방 밸브(46, 포트 b→c)→탱크 열교환기(43)→삼방 밸브(32, 포트 e→g)→제 2 팽창 밸브(53, ON 상태)→실내 열교환기(54)→제 1 팽창 밸브(42, OFF 상태)→실외 열교환기{44, 실외 팬(45)은 OFF 상태}→사방 밸브(46, 포트 a→d)→압축기(41)의 순서로 냉매 순환 회로(40) 및 공조 냉매 순환로 (51) 내를 순환한다.

또, 실내 열교환기(54)에 있어서, 실내 팬(55)에 의해 흡입된 실내의 공기가 제 2 팽창 밸브(53)에 의해 강압ㆍ저온으로 된 냉매에 의해 냉각되어 실내가 냉방 된다. 이 경우는, 실내의 열(냉방 배열)을 회수하여 저탕 탱크(11) 내의 탕수의 비등에 유효하게 이용할 수 있다.

[4. 단독 냉방 운전]

다음에, 도 4를 참조하여 단독 냉방 운전의 실행 순서에 대해서 설명한다. 컨트롤러(70)는 도 4에 나타낸 바와 같이, 사방 밸브(46)를 제 2 송출 상태로 하여 압축기(41)에 의해 고압ㆍ고온으로 된 냉매가 사방 밸브(46)의 보트 b, a를 경유하여 실외 열교환기(44)측으로 송출되는 상태로 한다. 또, 컨트롤러(70)는 삼방 밸브 (32)를 공조 유닛 접속 상태로 하여 제 2 팽창 밸브(53)와 탱크 순환 펌프(31)를 OFF 상태(정지 상태)로 한다.

상기 상태에서, 컨트롤러(70)는 압축기(41), 제 1 팽창 밸브(42), 실외 팬 (45) 및 실내 팬(55)을 ON 상태(작동 상태)로 한다. 이에 따라, 압축기(41)에서 고압ㆍ고온으로 된 냉매가 압축기(41)→사방 밸브(46, 포트 b→a)→실외 열교환기 (44)→제 1 팽창 밸브(42, ON 상태)→실내 열교환기(54)→제 2 팽창 밸브(53, 0FF상태)→삼방 밸브(32, 포트 g→e)→탱크 열교환기{43, 탱크 순환 펌프(31)는 OFF 상태}→사방 밸브(46, 포트 c→d)→압축기(41)의 순서로 냉매 순환 회로(40) 및 공조 냉매 순환로(51) 내를 순환한다.

그 결과, 실내 열교환기(54)에 있어서, 실내 팬(55)에 의해 흡입된 실내의 공기가 제 1 팽창 밸브(42)에서 강압ㆍ저온으로 된 냉매에 의해 냉각되어 실내가 냉방된다.

또한, 난방 운전 및 단독 냉방 운전이 실행되고 있을 때에, 저탕 탱크(11)의 탕수 소진이 발생했을 때에는, 히트 펌프 유닛(30)에 의해 저탕 탱크(11) 내의 탕수를 가열(비등)할 수 없지만, 이 경우, 컨트롤러(70)는 상기한 바와 같이, 보조 열원기(20)를 작동시켜서 급탕 운전을 실행할 수 있다.

또, 본 실시형태에 있어서는, 사방 밸브(46)를 구비함으로써, 단독 냉방 운전을 가능하게 했지만, 단독 냉방 운전을 실행하지 않는 경우는 사방 밸브(46)는 불필요하다.

또, 본 실시형태에 있어서는, 제 2 팽창 밸브(53)를 구비함으로써, 축열 냉방 운전을 가능하게 했지만, 축열 냉방 운전을 실행하지 않는 경우는 제 2 팽창 밸브(53)는 불필요하다.

또, 본 실시형태에 있어서는, 보조 열원기(20)를 구비함으로써, 저탕 탱크 (11)의 탕수 소진이 발생했을 때에도, 급탕 운전을 계속할 수 있도록 했지만, 보조 열원기(20)를 구비하지 않는 경우라도 본 발명의 효과를 얻을 수 있다.

또, 본 실시형태에서는 본 발명의 공조 유닛 접속 전환부로서 삼방 밸브(32)를 이용했지만, 냉매 순환 회로(40)와 공조 냉매 순환로(51)의 접속과 차단을 전환할 수 있는 다른 구성을 이용해도 좋다.

또, 본 실시형태에서는 본 발명의 송출처 전환부로서 사방 밸브(46)를 이용했지만, 압축기(41)에서 고압ㆍ고온으로 된 냉매의 송출 방향을 탱크 열교환기(43)측과 실외 열교환기(44)측으로 전환할 수 있는 다른 구성을 이용해도 좋다.

1: 저탕식 급탕장치 10: 저탕 유닛
11: 저탕 탱크 12: 탱크 순환로
13: 급수관 14: 출탕관
20: 보조 열원기 30: 히트 펌프 유닛
31: 탱크 순환 펌프 32: 삼방 밸브
40: 냉매 순환 회로 41: 압축기
42: 제 1 팽창 밸브 43: 탱크 열교환기
44: 실외 열교환기 46: 사방 밸브
50: 공조 유닛 51: 공조 냉매 순환로
53: 제 2 팽창 밸브 54: 실내 열교환기

Claims

저탕 탱크와, 양단이 상기 저탕 탱크에 연통한 탱크 순환로를 가지는 저탕 유닛과,
상기 저탕 탱크 내의 탕수를 상기 탱크 순환로를 통하여 순환시키는 탱크 순환 펌프와,
냉매가 봉입된 냉매 순환 회로와, 상기 냉매 순환 회로의 도중에 설치되어 상기 냉매 순환 회로를 유통하는 냉매를 압축하는 압축기와, 상기 냉매 순환 회로의 도중에 설치되어 상기 냉매 순환 회로를 유통하는 냉매를 팽창시키는 제 1 팽창 밸브와, 상기 냉매 순환 회로의 상기 압축기와 상기 제 1 팽창 밸브의 사이에 설치되어 상기 탱크 순환로에 접속되고, 상기 냉매 순환 회로를 유통하는 냉매와 상기 탱크 순환로를 유통하는 탕수의 사이에서 열교환을 실행하는 탱크 열교환기와, 실외에 있어서 상기 냉매 순환 회로의 상기 압축기와 상기 제 1 팽창 밸브 사이의 상기 탱크 열교환기가 설치되어 있지 않은 측에 설치되어 상기 냉매 순환 회로를 유통하는 냉매와 외기의 사이에서 열교환을 실행하는 실외 열교환기를 가지는 히트 펌프 유닛과,
양단이 상기 냉매 순환 회로의 상기 탱크 열교환기와 상기 제 1 팽창 밸브 사이의 다른 개소에 연통하여 냉매가 봉입된 공조 냉매 순환로와, 실내에 있어서 상기 공조 냉매 순환로의 도중에 설치되고, 상기 공조 냉매 순환로를 유통하는 냉매와 실내 공기의 사이에서 열교환을 실행하는 실내 열교환기를 가지는 공조 유닛과,
상기 냉매 순환 회로와 상기 공조 냉매 순환로 사이의 냉매의 유통이 가능함과 아울러, 상기 냉매 순환 회로의 상기 공조 냉매 순환로의 양단과의 접속 개소 사이의 냉매의 유통이 불가능한 공조 유닛 접속 상태와, 상기 냉매 순환 회로와 상기 공조 냉매 순환로 사이의 냉매의 유통이 불가능함과 아울러, 상기 냉매 순환 회로의 상기 공조 냉매 순환로와의 접속 개소 사이의 냉매의 유통이 가능한 공조 유닛 비접속 상태를 전환하는 공조 유닛 접속 전환부와,
상기 공조 유닛 접속 전환부를 상기 공조 유닛 비접속 상태로 하여 상기 탱크 순환 펌프와 상기 압축기와 상기 제 1 팽창 밸브를 작동시킴으로써, 상기 탱크 열교환기에 의해서 상기 저탕 탱크 내의 탕수를 가열하는 단독 축열 운전과, 상기 공조 유닛 접속 전환부를 상기 공조 유닛 접속 상태로 함과 아울러, 상기 탱크 순환 펌프를 정지 상태로 하고, 상기 압축기와 상기 제 1 팽창 밸브를 작동시켜서, 상기 실외 열교환기와 상기 실내 열교환기에 의한 열교환을 실행함으로써, 실내를 난방하는 난방 운전을 실행하는 제어부를 구비한 것을 특징으로 하는 저탕식 급탕장치.
청구항 1에 있어서,
상기 공조 냉매 순환로의 상기 냉매 순환 회로와의 상기 탱크 열교환기측의 접속부와 상기 실내 열교환기 사이의 개소에 설치되어 상기 공조 냉매 순환로를 유통하는 냉매를 팽창시키는 제 2 팽창 밸브를 구비하고,
상기 제어부는 상기 공조 유닛 접속 전환부를 상기 공조 유닛 접속 상태로 하며, 상기 탱크 순환 펌프와 상기 압축기와 상기 제 2 팽창 밸브를 작동시켜서 상기 탱크 열교환기와 상기 실내 열교환기에 의한 열교환을 실행함으로써, 상기 저탕 탱크 내의 탕수를 가열과 실내의 냉방을 실행하는 축열 냉방 운전을 실행하는 것을 특징으로 하는 저탕식 급탕장치.
청구항 1에 있어서,
상기 압축기에서 압축된 냉매를 상기 탱크 열교환기측으로 송출하는 제 1 송출 상태와, 상기 압축기에서 압축된 냉매를 상기 실외 열교환기측으로 송출하는 제 2 송출 상태를 전환하는 송출처 전환부를 구비하고,
상기 제어부는 상기 공조 유닛 접속 전환부를 상기 공조 유닛 접속 상태로 함과 아울러, 상기 송출처 전환부를 상기 제 2 송출 상태로 하여 상기 탱크 순환 펌프를 정지 상태로 하며, 상기 압축기 및 상기 제 1 팽창 밸브를 작동시켜서 상기 실외 열교환기와 상기 실내 열교환기에 의한 열교환을 실행함으로써, 실내를 냉방하는 단독 냉방 운전을 실행하는 것을 특징으로 하는 저탕식 급탕장치.
청구항 2에 있어서,
상기 압축기에서 압축된 냉매를 상기 탱크 열교환기측으로 송출하는 제 1 송출 상태와, 상기 압축기에서 압축된 냉매를 상기 실외 열교환기측으로 송출하는 제 2 송출 상태를 전환하는 송출처 전환부를 구비하고,
상기 제어부는 상기 공조 유닛 접속 전환부를 상기 공조 유닛 접속 상태로 함과 아울러, 상기 송출처 전환부를 상기 제 2 송출 상태로 하여 상기 탱크 순환 펌프를 정지 상태로 하며, 상기 압축기 및 상기 제 1 팽창 밸브를 작동시켜서 상기 실외 열교환기와 상기 실내 열교환기에 의한 열교환을 실행함으로써, 실내를 냉방하는 단독 냉방 운전을 실행하는 것을 특징으로 하는 저탕식 급탕장치.
청구항 1 내지 청구항 4 중 어느 한 항에 있어서,
상기 저탕 탱크에 접속되어 상기 저탕 탱크 내에 저류된 탕수가 공급되는 출탕관의 도중에 설치되고, 상기 출탕관을 유통하는 탕수를 가열하는 보조 열원기를 구비하며,
상기 제어부는 상기 출탕관으로부터 목표 급탕 온도의 탕수를 출탕하는 급탕 운전을 실행하고, 상기 저탕 탱크에서 상기 출탕관으로 공급되는 탕수로부터 목표 급탕 온도의 탕수를 얻을 수 없을 때에, 상기 보조 열원기를 작동시키는 것을 특징으로 하는 저탕식 급탕장치.