KR100720165B1 - 냉동 사이클로 된 가열장치 - Google Patents

Abstract

본 발명의 목적은 냉동 사이클로 된 냉난방 및 급탕도 할 수 있는 가열장치를 제공함에 있다. 이러한 본 발명은 압축기, 응축기, 증발기 등의 중에 제1, 2의 열교환기가 포함되어 있는 냉동사이클로 된 가열장치로서, 제1열교환기는 가열 원으로 선정되며, 그리고 제 2열교환기는 난방 및 냉방 원으로 선정되고, 상기 제 1열교환기와 제 2열교환기는 냉매 회로적으로 직렬로 접속되어 있음과 동시에, 제1열교환기에는 열매체가 순환하는 열 이동수단이 접속되고, 욕탕 및 저탕조의 물은 상기 열 이동수단을 통하여 제 1열교환기에 의하여 간접적으로 가열되도록 되어 있는 것에 의해 냉동사이클이 각별히 대형화 되는 일없이 냉난방, 비교적 고온의 급탕, 욕탕의 가열 등이 단독으로 또는 조합하여도 사용목적에 따라 효율적으로 가열할 수 있고, 또 욕탕도 저탕조의 물과 섞이지 않고 위생적으로 가열할 수 있는 효과가 있다.

가열기 ,냉동, 사이클, 압축기, 열 교환기,응축기, 증발기

Description

냉동 사이클로 된 가열장치{Heating System comprised of Refrigerating Cycle}

도 1은 본 발명의 제 1실시 예를 나타낸 회로도이고,

도 2는 본 발명의 제 2실시 예를 나타낸 회로도이고,

도 3은 본 발명의 제 3실시 예를 나타낸 회로도이고,

도 4는 욕조장치의 실시 예를 모식적으로 일부를 단면으로 하여 나타낸 사시도이고,

도 5는 본 발명의 제 4실시 예의 전체를 나타낸 모식적인 정면도이고,

도 6은 도 5에 나타낸 급탕용 열교환기를 일부 단면으로 하여 도시한 사시도이고,

도 7은 본 발명의 제 5실시 예의 전체를 모식적으로 나타낸 정면도이고,

도 8은 제 4,5실시 예에 있어서의 냉매의 흐름을 나타낸 모리엘 선도이고,

도 9는 종래 예를 나타낸 회로도이다.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*

제1열교환기 : 3,3',3'' 제2열교환기 : 13

열 이동수단 : 20,20',20'' 저탕조 : 25

냉난방기 : 34 바닥 난방기 : 35

욕실 난방기 : 43 욕조장치 : 50

열 교환기 : 90 압축기 : 102

응축기 : 110 증발기 : 104

급탕용 열교환기 : 110 급수관 : 121

출탕관 : 122 저장탱크 : 125

유량조정 밸브 : 130

본 발명은 압축기, 응축기, 증발기 등의 냉동사이클로된 가열장치에 관한 것으로, 더 구체적으로는 냉동사이클로 된 냉난방 및 급탕도 할 수 있는 가열장치에 관한 것이다.

일반적으로 히트 폄프 또는 냉동사이클은 문헌 명을 거론할 것도 없이 종래에 주지된 것으로서, 압축기, 응축기, 팽창밸브, 증발기 등으로 구성되어 있다.따라서 압축기를 작동하여 냉매를 응축기, 팽창밸브, 증발기 등의 사이를 순환시키면, 냉매가 액체, 기체, 액체로 상태변화하고, 그때 응축기로 열을 외부로 방출하고 증발기에서 외부의 열을 흡수하므로, 응축기를 가열원으로 증발기를 냉각원으로 이용할 수 있다. 이러한 냉동사이클을 응용한 냉난방 급탕장치는 종래에 주지된 것으로, 예를 들면 도 9에 도시되어 있는 바와 같이, 냉매를 압축하는 압축기(200), 압축기(200)으로부터 보내지는 고온의 냉매에 의하여 온수를 만드는 응축기, 즉 급 탕용 열교환기(201), 난방시에 응축기 그리고 냉방시에 증발기의 작용을 하는 냉난방용 열교환기(202), 난방시에 응축기 그리고 냉방시에 증발기의 작용을 하는 열원용 열교환기(203)등으로 구성되어 있다. 또한 도 9중의 다른 부호(204)는 냉각용 팬을, (205)는 4방향 전환밸브를, (206)은 팽창 밸브를, (207)은 역지밸브를, (208)은 실내용 열교환기를 각각 표시하고 있다.

따라서, 다음과 같이 냉매의 흐름방향을 제어함으로써 난방, 냉방, 급탕 및 급탕과 냉방을 할 수 있다. 즉, 난방을 할 때에는 냉매가 압축기(200)로부터 냉난방용 열교환기(202)쪽으로 흐르도록 4방향전환 밸브(205)를 전환시킨다. 그렇게 하면, 냉매는 급탕용 열교환기(201)를 통과하여 냉난방용 열교환기(202)쪽으로 흐른다. 냉난방용 열교환기(202)는 응축기로서 작용하여 열매체인 물이 가열되어, 종래에 주지된 바와 같이 하여 실내용 열교환기(208, 208)에 공급되어 실내가 난방 된다. 또 냉방할 때에는 압축기(200)로부터 나오는 냉매가 열원용 열교환기(203)쪽으로 흐르도록 4방향 전환밸브(205)를 전환시킨다. 그렇게 하면 냉매는 급탕용 열교환기(201)를 통과하여 열원용 열교환기(203)로부터 냉난방용 열교환기(202)쪽으로 흐른다. 이번에는 냉난방용 열교환기(202)는 증발기로서 작용하여, 이 냉난방용 열교환기(202)에 의하여 냉각된 물이 실내용 열교환기(208, 208)에 공급되어 실내가 냉방된다.

급탕할 때에는, 냉매가 급탕용 열교환기(201)쪽으로 흐르도록 4방향 전화밸브(205)를 전환시킨다. 그렇게 하면, 냉매는 급탕용 열교환기(201)에서 응축된다. 급탕용 열교환기(201)에 수도관(210)으로부터 냉수를 공급하면, 가열되어 출탕관(211)으로부터 출탕된다. 급탕과 동시에 냉방을 할 때에는, 냉매가 압축 기(200)로부터 급탕용 열교환기(201)쪽으로, 그리고 열원용 열교환기(203)쪽으로 흐르도록 4방향 전환밸브(205)를 전환시킨다. 그렇게 하면 냉매는 급탕용 열교환기(201)에서 응축되어, 전술한 바와 같이 되어 급탕됨과 동시에, 급탕용 열교환기(201)에서 증발되어 전술한 바와 같이 냉방된다.

상기한 바와 같이, 냉동사이클 또는 히트 펌프는 대기로부터 흡수한 열로 피가열체를 가열하므로, 열효율이 좋고, 상기 종래의 것도 1개의 유니트로 냉난방 및 급탕을 할 수 있기 때문에 그 나름대로의 효과는 인정된다. 또 전기, 가스 등의 다른 열원을 사용한 급탕장치에 비하면 경제적이라고도 할 수 있다.

그러나, 종래의 냉난방 급탕장치는 냉난방과 급탕에 이용되고 있음에 불과하고, 냉동사이클의 효율성을 충분히 이용하고 있다고는 할 수 없다. 또 종래의 히트 폄프에 의하여 얻어지는 온수의 탕온(湯溫)은 높아도 55℃정도이고, 출탕(出湯)온도가 낮다는 문제점도 있다. 이 출탕온도는 히트 폄프의 응축압력을, 예를 들면 2㎫이상으로 높게 함으로써 어느 정도 올릴 수 있다고 예상되나, 응축압력을 높게 하면 압축기는 과혹한 운전이 강요되어, 현실적으로는 운전시에 있어서의 고압과 저압과의 압력차가 크며, 또한 많은 기계에는 고압운전방지를 목적으로한 안전장치가 취해져 있고, 그 운전압력은 예를 들면 2.75㎫이하로 제한되어 있으면, 출탕온도는 55℃정도로 되어 있다. 또 종래의 순간의 온수를 얻을 수 있는 히트 펌프에서도 출탕온도가 60℃이상의 온수를 얻는 것이 가능하나, 급탕용 열교환기에 급수하는 물의 온도는 0∼35℃정도가 한도가 되며, 냉난방 등의 열원으로 이용한 직후의 35∼55℃정도의 온수를 재 승온 시킬 수 없어서 비효율적이다.

이상의 이유로 인하여 순간방식, 순환방식을 불문하고 공기조화를 비롯하여 바닥 난방의 열원, 건조용의 열원 등으로는 이용하기 어렵다는 문제점이 있다.

한편, 24시간 수시로 목욕을 즐길 수 있는 욕탕의 정화장치는 본 출원인에 의하여 실개평6-48893호, 특개평7-185574호, 실공평6-23230호 등에 의하여 다수 제안되어 있다. 이러한 욕탕의 정화장치는 욕탕중의 머리카락 등의 고형물을 제거하기 위한 여과장치, 욕탕을 강제적으로 순환시키기 위한 물펌프, 세라믹스, 조개화석,맥반석 등의 활성석이 수납되어 있는 활성화장치, 살균탈취 등의 작용을 하는 오존가스 발생용의 오존가스발생기, 욕탕을 소정온도로 가열하기 위한 히터, 오존가스의 혼입시기, 히이터 등을 제어하는 제어장치 등으로 구성되어 있다.

따라서 욕탕이 활성화장치를 통과할 때, 활성석에 번식하여 타양(他養)생활을 하는 박테리아에 의하여 유기물, 예를 들면 욕탕을 부패시키는 원인이 되는 암모니아가 분해되어 욕탕은 정화된다. 또 욕탕은 이온 교환됨과 동시에, 욕탕에 마그네슘, 아연, 칼슘, 나트륨 등의 유효성분이 용해되어, 욕탕은 수소이온농도가 약알칼리성으로 조정된다. 이와 같이 여러 가지 이점을 가지고 있으나, 욕탕은 24시간 소정온도로 유지되어야 하며, 그러기 위한 히이터가 전기저항체 등으로 구성되어 있으므로, 가열의 점에서 보면 반드시 경제적이라고는 할 수 없다.

본 발명은 상기한 바와 같은 종래의 사정을 감안하여 이루어진 것으로서, 냉동 사이클이 각별히 대형화 되는 일 없이 냉난방, 비교적 고온의 급탕, 욕탕의 가 열 등이 단독으로 또는 조합하여도 사용목적에 따라 효율적으로 가열할 수 있고, 또 욕탕도 저탕조의 물과 섞이지 않고 위생적으로 가열할 수 있는 냉동사이클로 된 냉난방 급탕장치를 제공함을 목적으로 한다.

또 다른 발명은 상기 목적에 더하여 욕실의 난방 또는 건조도 할 수 있어, 고령자에게도 안전한 욕실을 제공할 수 있는 냉동사이클로 된 가열장치를 제공함을 목적으로 한다.

또 다른 발명은 24시간 수시로 건강하게 목욕을 즐길 수 있는 냉동사이클로 된 가열장치를 제공함을 목적으로 한다.

또 다른 발명은 응축압력은 낮고 출탕온도는 높은 냉동사이클로 된 가열장치를 제공함을 목적으로 한다.

또 다른 발명은 출탕온도는 높고 저탕(貯湯)탱크 중의 비교적 고온의 탕을 순환가열도 할 수 있고, 또 다른 발명은 저탕탱크 중의 탕을 순환 가열할 수 있음과 동시에, 저탕 탱크 중의 탕을 욕탕의 승온, 바닥 난방의 열원, 건조용의 열원 등으로 이용할 수도 있는 냉동사이클로 된 가열장치를 제공함을 목적으로 한다.

제1번째의 발명은, 상기 목적을 달성하기 위해, 압축기, 응축기, 증발기들 중에 제 1, 제 2의 열교환기가 포함되어 있는 냉동사이클로 된 냉난방 급탕장치로서, 상기 제1의 열교환기는 가열원으로 선정되며, 그리고 상기 제2의 열교환기는 난방 및 냉방원으로 선정되고, 상기 제1의 열교환기와 제 2의 열교환기는 냉매회로적으로 직렬로 접속되어 있음과 동시에, 상기 제1의 열교환기에는 열매체가 순환하는 열 이동수단이 접속되고, 욕조의 탕 및 저탕조의 물은 상기 열이동수단을 통하여 상기 제1의 열교환기에 의하여 간접적으로 가열되도록 구성되어 있다.

또 제2번째의 특징에 의하면, 제1의 열교환기에 접속되어 있는 열이동수단에는 다시 욕실난방기가 접속되고, 제2의 열교환기에는 냉난방기와 바닥난방기가 접속되어 있다.

이 제1,제2의 특징에 의하여 냉난방, 비교적 고온의 급탕, 욕탕의 가열 등이 단독으로 또는 조합하여서도 사용목적에 따라 효율적으로 가열할 수 있다. 또 욕탕과 저탕조의 물을 섞지 않고 위생적으로 급탕 가열할 수 있는 효과도 얻을 수 있다.

또 제3 번째에 기재되어 있는 발명은,제1 번째 또는 제2 번째에 기재된 열이동 수단과 욕조와의 사이에 욕탕의 여과, 정화수단, 욕조장치가 개장(介裝)되어 있다.

제4번 째에 기재되어 있는 발명은, 압축기, 응축기, 증발기들 중에 제 1, 제 2 및 제 3의 열교환기가 포함되어 있는 냉동사이클로 된 냉난방 급탕장치로서, 상기 제 1 및 제 2의 열교환기는 가열원으로 선정되며, 그리고 상기 제 3의 열교환기는 난방 및 냉방원으로 선정되며, 상기 제 1 및 제 2의 열교환기는 상기 제 3의 열교환기와 냉매회로적으로 직렬로접속되어 있음과 동시에, 상기 제1의 열교환기와 상기 제2의 열교환기에는 열매체가 순환하는 열이동수단이 각각 접속되고, 욕조의 탕과 저탕조의 물은 상기 열이동 수단을 통하여 상기 제 1, 제 2의 열교환기에 의하여 각각 독립하여 간접적으로 가열되도록 구성되어 있다.

이 제3, 제4번 째의 특징에 의하여 상기 효과에 더하여 욕실을 소정온도로 유지할 수 있어서, 고령자에게도 안전한 욕실을 제공할 수 있는 효과를 더 얻을 수 있다. 다섯 번째로 기재된 발명은 네 번째에 기재된 제 2의 열교환기에 접속되어 잇는 열이동 수단에는 다시 욕실난방기가 접속되고, 제3의 열교환기에는 냉난방기와 바닥난방기가 접속되어 있다.

이 제5번 째의 특징에 의하여 욕실을 난방할 수 있음과 동시에, 바닥의 냉난방을 할 수 있다.

이 제6번 째의 발명은 상기 목적을 달성하기 위해, 압축기, 응축기, 증방기 등으로 된 냉동사이클의 상기 응축기가 급탕용 열교환기로 선정되며, 상기 급탕용 열교환기에는 급수관과 출탕관이 접속되어 있는 급탕장치로서, 상기 급수관과 출탕관의 어느 하나에는 유량조정밸브가 개장되고, 상기 유량조정밸브에 의한 급수유량, 상기 급탕용 열교환기의 전열면적, 크기, 과냉각도 등을 적절히 결정하고, 그것에 의하여 응축압력이 허용압력 이하에서 출탕온도가 60℃이상의 온수를 얻을 수 있도록 구성되어 있다.

제7번 째의 발명은 압축기, 응축기, 증발기 등으로 된 냉동사이클의 상기 응축기가 급탕용 열교환기로 선정되며, 상기 급탕용 열교환기에는 급수관과 출탕관이 접속되어 있는 급탕장치로서, 상기급수관과 출탕과의 어느하나에는 유량조정밸브가 개장되며, 상기 유량조정밸브에 의한 급수유량, 상기 급탕용 열교환기의 전열면적, 크기, 과냉각도 등을 적절히 결정하고, 그것에 의하여 응축압력이 허용압력 이하에서 상기 급탕용 열교환기에 35℃이상의 온수를 공급할 수 있어서 출탕온도가 60℃이상의 온수를 얻을 수 있도록 구성되어 있다.

제8번째의 발명은 압축기, 응축기, 증발기로 된 냉동사이클의 상기 응축기가 급탕용 열교환기로 선정되며, 상기 급탕용 열교환기에 저탕탱크가 급수관과 출탕관에 의하여 접속되고, 상기 저탕탱크내에서 검지되는 탕온이 소정온도이하로 내려가면, 상기 저탕탱크 중의 탕이 상기 저탕탱크와 상기 급탕용 열교환기와의 사이를 순환하여 가온되도록 되어 있는 급탕장치로서, 상기 급수관과 출탕관의 어느 하나에는 유량조정밸브가 개장되며, 상기 유량조정밸브에 의한 급수유량, 상기 급탕용 열교환기의 전열면적, 크기, 과냉각도 등을 적절히 결정함으로써, 상기 저탕 탱크내의 소정개스의 온도가 소정온도를 내려가면, 상기 저탕탱크 중의 탕이 상기 저장탱크와 상기 급탕용 열교환기와의 사이클 순환하여 응축압력이 허용압력이하에서 60℃의 온수가 저탕되도록 구성되어 있다.

이 제6, 7, 8번 째의 특징에 의하여 응축압력이 허용압력이하에서 출탕온도가 60℃이상의 고온의 온수를 얻을 수 있다는 이들 발명에 특유한 효과를 얻을 수 있다. 또 급탕용 열교환기에 35℃이상의 온수를 공급할 수 있는 효과도 얻을 수 있다. 또한 급탕용 열교환기에 35℃이상의 온수를 공급할 수 있으므로, 저탕탱크중의 고온의 온수를 순환가열하여 저탕탱크에 55℃이상의 고온의 온수를 저탕할 수도 있다. 이와 같이, 고온의 온수를 순환ㅇ저탕할 수 있으므로, 저탕탱크의 온수를 욕탕의 가열, 난방, 건조 등의 열원으로도 이용할 수 있다.

제9번째에 기재된 발명은,제6번 째에 기재된 발명의 저탕탱크에 욕탕용, 난방용, 건조용 등의 열부하장치가 접속되며, 그리고 제10번째에 기재된 발명은 제 6∼9의 어느 것인가의 항에 기재된 유량조정밸브는 냉동사이클의 냉매의 압력을 감지하여 급수유량을 제어하는 압력식 온도조절밸브로 구성되어 있다.

이하, 본 발명의 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명의 제1실시 예를 나타낸 모식도인데, 도 1에 도시되어 있는 바와 같이, 제1실시 예의 가열장치 즉, 냉난방 급탕장치는 압축기(2), 제1의 열교환기(3),제2의 열교환기(13), 증발기 또는 응축기의 작용을 하는 열원용 열 교환기(10)등으로 유니트(1)로써 구성되어 있다.그리고 이 유니트(1)에 부수하여 급탕·욕탕가열장치(20)와 냉난방장치(30)가 설치되어 있다.

제1의 열교환기(3)는 본 실시예에서는 급탕·욕탕용 및 욕실난방용의 열매체를 가열하는 가열원으로 선정되어 있으므로, 응축기의 작용을 하며, 제2의 열교환기(3)는 난방 및 냉방 원으로 선정되어 있으므로, 냉매관로를 적절히 전환시킴으로서 응축기 또는 증발기의 작용을 하도록 되어 있다.

제1의 열교환기(3)는 예를 들면 프론에 대신하는 암모니아와 같은 냉매가 지나는 제1열교환부(5)와, 물 등의 열매체가 지나는 제2의 열교환부(5, 21)의 핀은 도 1에는 분리하여 도시되어 있으나 공통화 되어 단열상자체내에 수납되어 있다. 이러한 제1의 열교환기(3)의 제1열교환부(5)는 압축기(2)의 토출구와 냉매액 관로(a)에 의하여 접속되어 있다. 제1열교환부(5)의 출구 포오트는 냉매관로(b, c)에 의하여 열원용 열교환기(10)의 입구 포오트에 접속되고, 열원용 열교환기(10)의 출구 포오트는 냉매가스관로(d,e)에 의하여 압축기(2)의 흡입구에 접속되어 있다. 냉매관로(a)에는 제1의 전자개폐밸브(6)가 개장되고, 냉매가스관로(b,c)에는 제2, 제3의 전자개폐밸브(7,8)가 개장되어 있다. 냉매가스관로(d, e)의 사이에는 4방향 전환밸브(11)가 설치되며, 그리고 이 4방향 전환밸브(11)의 한쪽 포오트와 냉매액관로(a)를 연결하는 관로(f)에는 제 4의 전자개폐밸브(12)가 개장되어 있다. 이상의 압축기(2), 제1의 열교환기(3), 열원용 열교환기(10)등에 의하여 가열원으로서 작용할 때의 가열사이클이 구성된다. 또한 열원용 열교환기(10)에 대응하여 냉각팬(F)이 설치되어 있다.

제2의 열교환기(13)도 냉매가 지나는 제 1열교환부(15)와, 물 등의 열매체가 지나는 제 2열교환부(31)로 되어있다. 또 이들 제1, 2의 열교환부(15,31)의 핀도 공통화되어 단열상자체내에 수납되어 있다. 제1열교환부(15)의 입구 포오트에는 냉매관로(b)로부터 분기한 냉매관로(g)가, 그리고 출구 포오트에는 냉매관로(h)가 각각 접속되어 있다. 이 냉매관로(h)는 제2, 제3의 전자개폐밸브(7, 8)의 사이에서 냉매관로(c)에 접속되어 있다. 냉매관로(g)에는 제4의 전자개폐밸브(16)가 개장되며, 그 하류쪽에서 냉매관로(f)가 분기하여, 4방향 전환밸브(11)의 1개의 포오트에 접속되어 있다. 또 냉매관로(h)에는 팽창밸브(17)와 역지밸브(18)가 병렬로 설치되어 있다. 이상에 의하여 압축기(2),제2의 열교환기(13), 열원용 열교환기(10)등으로부터 가열사이클이 구성된다. 급탕·욕탕가열장치(20)는 본 실시예에서는 열 교환부(21), 저탕조(25)내에 설치되어 있는 열교환기(24), 이들 열교환부(21)와 열교환기(24)를 연결하는 왕복관로(22, 26)등을 구비하고 있다. 또한 왕복관로(22, 26)에는 열매체로서 예를 들면 물이 채워지고, 왕복관로(22)에는 3방향 전환밸부(23)가, 그리고 왕복관로(26)에는 전자개폐밸브(26')와 펌프(27)가 개장되어 있다.따라서 펌프(27)를 작동시키면 열매체가 열교환부(21)와 열교환기(24)와의 사이를 순환하여 저탕조(25)의 물이 가열된다. 또 저탕조(25)는 압상(押上)식이고, 급수관(26)은 가압원 예를들면 수도관에 접속되어 있다. 따라서 저탕조(25)의 상부에 설치되어 있는 출탕관(29)꼭지(J)를 틀면 탕이 나온다.

욕조(Y)의 욕탕을 가열하거나 욕실(YR)을 건조 또는 난방을 하기 위하여 왕관로(22)의 3방향밸브(23)의 한쪽의 포오트로부터는 가열관로(41)가 나오고, 복관로(26)로부터는 복귀관로(42)가 분기되어 있다. 또 복관로(26)와 가열관로(41)는 전자개폐밸브(44)가 개장되어 있는 연락관(41')으로 병렬적으로 접속되어 있다. 가열관로(41)와 복귀관로(42)는 욕조장치(50)에 접속되며, 그리고 욕조장치(50)와 욕조(Y)는 순환관로(A,K)로 접속되어 있다. 가열관로(41)와 복귀관로(42)는 욕실(YR)의 방열기(43)에도 병렬적으로 접속되어 있다. 가열관로(41)와 복귀관로(42)에는 욕조장치(50)가 개장되어 있으나, 이 욕조장치(50)에 대해서는 후술한다.

제2의 열교환기(13)에 의하여 복수의 실내 및 바닥을 냉난방하는 냉난방장치(30)는 도 1에 도시되어 있는 바와 같이 물과 같은 열매체가 순환하는 관로(32,33)를 구비하고, 제2열교환부(31)의 출구포오트는 관로(32)에, 그리고 입구포오트는 관로(33)에 접속되어 있다.그리고 관로(32,33)에 병렬적으로 복수개의 냉난방용 열교환기(34,34,..)가 설치되고, 병렬적으로는 바닥난방용의 열교환기 (35)가 설치되어 있다. 그리고 관로(32,33)에는 전자개폐밸브(37,38)가 개장되어 있다.

제1실시예의 냉난방 급탕장치는 상기와 같이 구성되어 있으므로, 여러 가지로 가열 또는 난방을 할 수 있으나, 이하 대표적인 냉난방방법, 급탕방법 등에 대하여 설명한다. 그리고 본 냉동사이클로 된 냉난방 급탕장치도 제어장치를 구비하고 있으므로, 온도ㅇ시간 등을 설정하면 자동적으로 운전되나, 설명을 간단히 하기 위하여 주로 수동적으로 조작하는 예에 설명한다.또 제1∼6의 전자개폐밸브(6, 7,8 및 16)도 적절히 개폐제어되나, 설명을 간략화 하기 위하여 개폐의 상태를 그 때마다 설명하지는 않는다. 또한 욕조장치(50)도 타이머, 바람직하기는 주간타이머, 온도센서 등을 구비한 제어장치에 의하여 24시간 수시로 목욕할 수 있도록 자동운전되게 되어 있다.

이하, 욕조(Y)중의 욕탕의 가열을 욕조가열, 저탕조(25)중의 물의 가열을 급탕가열로 약칭하여 설명한다.

A.욕조가열 : 예를 들면 욕조장치(50)에 구비되어 있는 온도센서가 욕탕의 온도가 일정온도 이하로 저하된 것을 감지하면 냉동사이클이 작동하여 냉매가 압축기(2), 제1의 전자개폐벨브(6), 제1의열교환기(3), 제2,3의 전자 개폐밸브(7,8), 열원용 열교환기(10), 4방향 절환밸브(11), 압축기(2)의 순으로 순환한다.이에 따라 응축기인 제1의 열교환기(3)가 가열되어 그 제 2열교환부(21)도 가열된다.급탕·욕탕가열장치(20)의 펌프(27)가 작동하여 열매체 예를 들면 물이 제2열 교환부(21), 3방향 절환밸브(23), 욕조장치(50)의 열교환기(90), 제2의 열교환부(21)의 순으로 순환한다.이에 따라 욕조(Y)중의 욕탕이 가열되나, 그 상세는 욕조장치(50)의 구성과 함께 후술한다.

B.급탕가열 : 냉매가 압축기(2), 제1의 전자개폐밸브(6), 제1의 열교 환 기(3), 제2,3의 전자개폐밸브(7,8), 열원용 열교환기(10), 4방향 절환밸브(11), 압축기(2)의 순으로 순환한다. 이에 따라 응축기인 제1의 열교환기(3)가 가열되어 그 제2의 열교환부(21)도 가열된다.펌프(27)가 작동하여 열매체인 물이 제1의 열교환기(3)의 제2의 열교환부(21), 3방향 절환밸브(23), 저탕조(25)의 열교환기(24), 전자개폐밸브(26), 펌프(27), 제2의 열교환부(21)의 순으로 순환한다.이에 따라 저탕조(25)중의 물이 가열되어 저장된다. 꼭지(J)를 틀면 종래 주지된 바와 같이 출탕된다.

C.욕조ㅇ급탕가열 : 냉매가 상기 A 또는 B와 같이 순환하여 제 1의 열교환기(3)가 가열된다. 펌프(27)가 작동하여 열매체가 제1의 열교환기(3)의 제2의 열교환부(21), 3방향 절환밸브(23), 저탕조(25)의 열교환기(24), 전자개폐 밸브(44), 욕조장치(50)의 열교환기(90), 펌프(27), 제2의 열교환부(21)의 순으로 순환한다. 이에 따라 저탕조(25)중의 물이 가열되어 욕조(Y)중의 욕탕도 가열된다.

D.욕조가열 플러스 난방 : 냉매가 압축기(2), 제1의 전자개폐밸브(6), 제1의 열교환기(3)의 제1의 열교환부(5), 제4의 전자개폐밸브(16), 제 2의 열교환기(13)의 제1의 열교환부(15), 역지밸브(18), 제3의 개폐밸브(8), 열원용 열교환기(10), 4방향 절환밸브(11), 압축기(2)의 순으로 순환한다. 이에 따라 응축기인 제 1의 열교환기(3)가 가열되어 그 제 2의 열교환부(21)도 가열된다.

급탕·욕탕가열장치(20)의 펌프(27)가 작동하여 열매체 예를 들면 제2의 열교환부(21), 3방향 절환밸브(23), 욕조장치(50)의 열교환기(90), 제2열교환부(21)의 순으로 순환한다.이에 따라 욕조가 가열된다. 또 제2의 열교환부(13)도 응축기로서 작용하여 가열된다.냉난방장치(30)의 펌프(36)가 작동하여 열매체의 예를 들 면 물이 제2열교환부(31), 냉난방용 열교환기(34) 및 바닥난방용 열교환기(35), 펌프(36), 제2의 열교환기(31)의 순으로 순환한다??이 가열된 물의 순환에 의하여 냉난방용 열교환기(34)에 의하여 예를 들면 실내가, 그리고 바닥난방용 열교환기(35)에 의하여 바닥이 난방된다.그리고 이때 상기 C에서 설명한 바와 같이 하여 급탕가열을 할 수 있으므로, 본 실시예에 의하면 욕조가열과 급탕가열 플러스 난방을 할 수 있게 된다.

E.욕조가열 플러스 냉방 : 냉매가 압축기(2), 제1의 전자개폐밸브(6), 제1의 열교환기(3)의 제1의 열교환부(5), 제2의 전자개폐밸브(7), 팽창밸브(17), 제2의 열교환기(13)의 제1의 열교환부(15), 4방향 절환밸브(11), 압축기(2)의 순으로 순환한다.급탕·욕탕가열장치(20)의 펌프(27)가 작동하여 열매체 예를 들면 물이 제2열교환부(21), 3방향 절환밸브(23), 욕조장치(50)의 열교환부(90), 제2열 교환부(21)의 순으로 순환한다.이에 따라 욕조가 가열된다??제2의 열교환기(13)는 증발기로서 작용하여 냉각된다.냉난방장치(30)의 펌프(26)가 작동하여 열매체의 예를 들면 물이 제 2의 열교환부(21), 냉난방용 열교환기(34), 펌프(36) 및 제2열 교환부(21)의 순으로 순환한다.이 냉각된 물의 순환에 의하여 냉난방용 열교환기(34)에 의하여 실내가 냉방된다.이때 바닥난방용 열교환기(25)에 냉각된 물을 순환시킴으로써 바닥을 냉각시킬 수도 있다. 그리고 이때에도 상기한 바와 같이하여 급탕가열도 할 수 있으므로, 욕조가열과 급탕가열 플러스 냉방을 할 수 있게 된다.

F.급탕가열 플러스 난방 : 냉매가 압축기(2), 제1의 전자개폐밸브(6), 제1의 열교환기(3)의 제1의 열교환부(5), 제4의 전자개폐밸브(16), 제 2의 열교환기(13) 의 제1의 열교환부(15), 역지밸브(18), 제3의 개폐밸브(8), 열원용 열교환기(10), 4방향 절환밸브(11), 압축기(2)의 순으로 순환한다. 이에 따라 응축기인 제1의 열교환기(3)가 가열되어 그 제2의 열교환부(21)도 가열된다.급탕·욕탕가열장치(20)의 펌프(27)가 작동하여 열매체 예를 들면 물이 제2의 열교환부(21), 3방향 절환밸브(23), 저탕조(25)의 열교환기(24), 펌프(27), 제2열교환부(21)의 순으로 순환한다.이에 따라 저탕조(25)의 물이 가열된다. 또 제2의 열교환기(13)도 응축기로서 작용하여 가열된다.냉난방장치(30)의 펌프(36)가 작동하여 열매체의 예를 들면 물이 제 2열교환부(31), 냉난방용 열교환기(34) 및 바닥난방용 열교환기(35), 펌프(36), 제2의 열교환부(31)의 순으로 순환한다.이 가열된 물의 순환에 의하여 난방용 열교환기(34)에 의하여 예를 들면 실내가, 그리고 바닥난방용 열교환기(35)에 의하여 바닥이 난방된다.

G.급탕가열 플러스 냉방 : 냉매가 압축기(2), 제1의 전자개폐밸브(6), 제1의 열교환기(3)의 제1의 열교환부(5), 제2의 전자개폐밸브(7), 팽창밸브(17), 제2의 열교환기(13)의 제1의 열교환부(15), 4방향 절환밸브(11), 압축기(2)의 순으로 순환한다??이에 따라 응축기인 제1의 열교환기(3)가 가열되어 그 제 2의 열교환부(21)도 가열된다.펌프(27)가 작동하여 열매체인 물이 제2열교환부(21), 3방향 절환밸브(23), 저탕조(25)의 열교환기(24), 펌프(25), 제2의 열교환부(21)의 순으로 순환한다.이에 따라 저탕조(25)중의 물이 가열되어 저장된다.꼭지(T)를 틀면 종래 주지된바와 같이 출탕된다. 냉난방장치(30)의 펌프(26)가 작동하여 열매체의 예를 들면 물이 제 2의 열교환부(21), 냉난방용 열교환기(34), 펌프(36) 및 제 2의 열교환부(31)의 순으로 순환한다.이 냉각된 물의 순환에 의하여 냉난방용 열교환기(34)에 의하여 실내가 냉방된다.

H.욕실의 건조 또는 난방 : 냉매가 압축기(2), 제1의 전자개폐밸브(6), 제2의 열교환기(3), 제2,3의 전자개폐밸브(7,8), 열원용 열교환기(10), 4방향 절환밸브(11), 압축기(2)의순으로 순환한다.이에 따라 응축기인 제1의 열교환기(3)가 가열되어 그 제2의 열교환부(21)도 가열된다.급탕·욕탕가열장치(20)의 펌프(27)가 작동하여 열매체 예를 들면 물이 제 2열교환부(21), 3방향 절환밸브(33), 욕실(YR)의 방열기(43), 펌프(27), 제 2의 열교환부(21)의 순으로 순환한다. 이에 따라 욕실(YR)이 난방되어 건조도 된다.

I.난방 : 냉매가 압축기(2), 제4의 전자개폐밸브(12), 4방향 절환밸브(11), 제2의 열교환기(13)의 제1의 열교환부(15), 역지밸브(18), 제3의 전자개폐밸브(8), 열원용 열교환기(10), 4방향 절환밸브(11), 압축기(2)의 순으로 순환한다. 열원용 열교환기(10)는 증발기로서 작용하며, 제2의 열교환기(13)는 응축기로서 작용하여 가열된다.냉난방장치(30)의 펌프(36)가 작동하여 열매체의 예를 들면 물이 제2열교환부(31), 냉난방용 열교환기(34) 및 바닥난방용 열교환기(35), 펌프(36), 제2의 열교환부(31)의 순으로 순환한다. 이 가열된 물의 순환에 의하여 냉난방용 열교환기(34)에 의하여 예를 들면 실내가, 그리고 바닥난방용 열교환기(35)에 의하여 바닥이 난방된다.

J.냉방 : 냉매가 압축기(2), 제4의 전자개폐밸브(12), 4방향 절환밸브(11), 열원용 열교환기(10), 제3의 전자개폐밸브(8), 팽창밸브(17), 제 2의 열교환기(13) 의 제 1의 열교환부(15), 4방향 절환밸브(11), 압축기(2)의 순으로 순환한다. 열원용 열교환기(10)는 응축기로서 작용하고 제 2의 열교환기(13)는 증발기로서 작용하여 냉각된다. 냉난방장치(30)의 펌프(26)가 작동하여 열매체인 물이 제2의 열교환부(21), 냉난방용 열교환기(34), 펌프(36) 및 제2의 열교환부(31)의 순으로 순환한다.이 냉각된 물의 순환에 의하여 냉난방용 열교환기(34)에 의하여 실내가 냉방된다.그리고 이때에도 전술한 바와 같이 하여 난방용 열교환기(25)에 냉각된 물을 순환시킴으로써 바닥을 냉각시킬 수도 있다.

다음에, 도2에 의하여 본 발명의 제 2실시예를 설명한다. 그리고 도 1에 도시에서 있는 제1실시예와 같은 구성요소에는 같은 부호를 붙이고, 또 같은 구성요소에는 같은 숫자에 대시「＇」 또는 「＂」를 붙여서 중복 설명을 생략한다. 또 도 2중의 부호 「r」은 냉매관로를 표시하고, 44a, 44b, 44c 등은 전자개폐밸브를 그리고 45a, 45b 등은 역지밸브를 각각 표시하고 있다. 제2실시예에 의하면 급탕용의 열교환기(3＇)와 욕조용의 열교환기(3＂)가 분리되어 배관등이 손상되어도 욕탕과 탕이 섞이지 않도록 되어 있으나, 욕조가열, 냉난방등은 제 1실시예와 대략 똑같이 작용한다. 이하, 그 예를 설명한다.그리고 제 2실시예에 있어어도 전자개폐밸브(44a, 44b, 44c)는 적절히 개폐되는 것으로 하여 설명한다.

A＇.욕조가열 : 예를 들면 욕조장치(50)에 설치되어 있는 온도센서가 욕탕의 온도가설정온도 이하로 저하한 것을 검지하면 냉동사이클이 작동하여 냉매가 압축기(2), 전자개폐밸브(g), 욕조용 열교환기(3＂), 역지밸브(45d), 전자개폐밸브(44e 및 44g), 열원용 열교환기(10), 4방향 절환밸브(11), 압축기(2)의 순으로 순환한다??이에 따라 응축기인 욕조용 열교환기(3＂)가 가열되어 그 제2열교환부(21＂)도 가열된다.욕탕가열장치(20＂)의 펌프(27＂)가 기동하여 열매체 예를 들면 물이 제2열교환부(21＂), 욕조장치(50)의 열교환기(90), 제2열교환부(21＂), 펌프(27＂)의 순으로 순환한다. 이에 의하여 후술하는 바와 같이 하여 욕조(Y)중의 욕탕이 가열된다.

B＇.급탕가열 : 냉매가 압축기(2), 전자개폐밸브(44a), 급탕용 열교환기(3＇)의 제1열교환기(5＇), 전자개폐밸브(44c), 역지밸브(45b), 전자개폐밸브(44e, 44g), 열원용 열교환기(10), 4방향 절환밸브(11), 압축기(2)의 순으로 순환한다.이에 따라 응축기인 급탕용 열교환기(3＇)가 가열되어 그 제2열교환부(21＇)가 가열된다.펌프(27＇)가 작동하여 열매체인 물이 급탕용 열교환기(3＇)의 제2열 교환부(21＇), 3방향 절환밸브(23＇),저탕조(25)의 열교환기(24), 역지 밸브(15c), 펌프(27＇), 제2열교환부(21＇)의 순으로 순환한다. 이에 따라 저탕조(25)중의 물이 가열되어 저장된다. 꼭지(J)를 틀면 종래 주지된 바와 같이 출탕된다.

C＇.욕조ㅇ급탕가열 : 냉매가 압축기(2), 전자개폐밸브(44a), 급탕용 열교환기(3＇)의 제1열교환부(5＇), 전자개폐밸브(44b), 역지밸브(45a), 욕조용 열교환기(3＂)의 제1열교환부(5＂), 역지밸브(45d), 전자개폐밸브(44e, 44g), 열원용 열교환기(10), 4방향 절환밸브(11), 압축기(2)의 순으로 순환한다. 이에 따라 응축기인 급탕용 열교환기(3＇)와 욕조용 열교환기(3＂)가 가열된다. 욕탕가열장치(20＂)의 펌프(27＂)가 작동하여 열매체가 제2열교환부(21＂), 욕조장치(50)의 열교환기(90), 제2열교환부(21＂), 펌프(27＂)의 순으로 순환한다. 이에 따라 욕조(Y)중의 욕탕이 가열됨가 동시에 급탕가열장치(20＇)의 펌프(27＇)가 작동하여 열매체가 급탕용 열교환기(3＇)의 제2열교환부(21＇), 3방향 절환밸브(23＇), 저탕조(25)의 열교환기(24), 역지밸브(45c), 펌프(27＇), 제2열교환부(21＇)의 순으로 순환한다. 이에 따라 저탕조(25)중의 물이 가열되어 저장된다.

D＇.욕조가열 플러스 난방 : 냉매가 압축기(2), 전자개폐밸브(44j), 욕조용 열교환기(3＂)의 제1열교환부(5＂), 역지밸브(45d), 전자개폐밸브(44e), 제2열교환기(13)의 제1열교환부(15), 역지밸브(18), 전자개폐밸브(44f 및 44g), 열원용 열교환기(10), 4방향 절환밸브(11), 압축기(2)의 순으로 순환한다. 이에 따라 응축기인 욕조용 열교환기(3＂)가 가열되며 그 제2열교환부(21＂)도 가열되어 욕탕가열장치(20＂)의 펌프(27＂)가 작동하여 열매체 예를 들면 물이 제2열 교환 부(21＂), 욕조장치(50)의 열교환기, 제2의 열교환부(21＂)의 순으로 순환한다. 이에 따라 욕조가 가열된다. 또 제2열교환부(13)가 응축기로서 작용하여 열매체 예를 들면 물이 제2열교환부(31), 냉난방용 열교환기(34) 및 바닥난방용 열교환기(35), 펌프(36), 제2열교환부(31)의 순으로 순환한다. 이 가열된 물의 순환에 의하여 냉난방용 열교환기(34)에 의하여 예를 들면 실내가, 그리고 바닥난방용 열교환기(35)에 의하여 바닥이 난방된다.

E＇.욕조가열 플러스 냉방 : 냉매가 압축기(2), 전자개폐밸브(44j), 욕조용 열교환기(3＂)의 제1열교환부(5＂), 역지밸브(45d), 전자개폐밸브(44e 및 44f), 팽창밸브(17), 제 2열교환기(13)의 제1열교환부(15), 4방향 절환밸브(11), 압축기(2)의 순으로 순환한다. 욕조용 가열장치(20＂)의 펌프(27＂)가 작동하여 열매체 예를 들면 물이 제2열교환부(21＂), 3방향 절환밸브(23＂), 욕조장치(50)의 열교환기(90), 제2열교환부(21＂)의 순으로 순환한다. 이에 따라 욕조가 가열된다.제2열교환기(13)는 증발기로서 작용하여 냉각된다. 냉난방장치(30)의 펌프(36)가 작동하여 냉각된 열매체가 제 2열교환부(21), 냉난방용 열교환기(34),펌프(36) 및 제 2열교환부(31)의 순으로 순환한다. 이 냉각된 물의 순환에 의하여 냉난방용 열교환기(34)에 의하여 실내가 냉방된다. 이때 바닥난방용 열교환기(25)에 냉각된 물을 순환시킴으로써 바닥을 냉각시킬 수 있다.

F＇.급탕가열 플러스 난방 : 냉매가 압축기(2), 전자개폐밸브(44a), 급탕용 열교환기(3＇)의 제1열교환부(5＇), 전자개폐밸브(44c), 역지밸브(45b), 제 2열교환기(13)의 제1열교환부(15), 역지밸브(18), 전자개폐밸브(44f 및 44g), 열원용 열교환기(10), 4방향 절환밸브(11), 압축기(2)의 순으로 순환한다.이에 따라 응축기인 급탕용 열교환기(3＇)가 가열되어 그 제 2열교환부(21＇)도 가열된다. 급탕가열장치(20＇)의 펌프(27＇)도 가열된다. 급탕가열장치(20＇)의 폄프(27＇)가 작동하여 열매체가 제2열교환부(21＇), 3방향 절환밸브(23＇), 저탕조(25)의 열 교환기(24), 펌프(27＇), 제 2열교환부(21＇)의 순으로 순환한다.이에 따라 저탕조(25)의 물이 가열된다. 또 제2열교환기(13)도 응축기로서 작용하여 가열된다. 냉난방장치(30)의 펌프(36)가 작동하여 열매체 예를 들면 물이 제2열교환부(31), 냉난방용 열교환기(34) 및 바닥난방용 열교환기(35), 펌프(36), 제2열교환부(31)의 순으로 순환한다. 이 가열된 물의 순환에 의하여 냉난방용 열교환기(34)에 의하여 예를 들면 실내가, 그리고 바닥난방용 열교환기(35)에 의하여 바닥이 난방된다.

G＇.급탕가열 플러스 냉방 : 냉매가 압축기(2), 전자개폐밸브(44a), 급탕용 열교환기(3＇)의 제1열교환부(5＇), 전자개폐밸브(44c), 역지밸브(45b), 전자개폐밸브(44e 및 44f), 팽창밸브(17), 제 2열교환기(13)의 제 1열교환부(15), 4방향 절환밸브(11), 압축기(2)의 순으로 순환한다. 이에 따라 응축기인 급탕용 열교환기(3＇)가 가열되어 그 제2열교환부(21＇)도 가열된다. 펌프(27＇)가 작동하여 열매체인 물이 제2열교환부(21＇),3방향 절환밸브(23＇), 저탕조(25)의 열교환기(24), 펌프(27＇), 제2열교환부(21＇)의 순으로 순환한다. 이에 따라 저탕조(25)중의 물이 가열되어 저장된다. 냉난방장치(30)의 펌프(36)가 작동하여 열매체 예를 들면 물이 제 2열교환부(21), 냉난방용 열교환기(34), 폄프(36) 및 제2열교환부(31)의 순으로 순환한다.이 냉각된 물의 순환에 의하여 냉난방용 열교환기(34)에 의하여 실내가 냉방된다.

H＇.욕실의 건조 또는 난방 : 냉매가 압축기(2), 전자개폐밸브(44a), 급탕용 열교환기(3＇), 전자개폐밸브(44c), 역지밸브(45b), 전자개폐밸브(44e 및 44g), 열원용 열교환기(10), 4방향 절환밸브(11), 압축기(2)의 순으로 순환한다. 이에 따라 응축기인 급탕용 열교환기(3＇)가 가열되어 그 제2열교환부(21＇)도 가열된다.급탕가열장치(20＇)의 펌프(27＇)가 작동하여 열매체가 제2열교환부(21＇), 3방향 절환밸브(23＇), 욕실(YR)의 방열기(43), 펌프(27＇), 제2열교환부(21＇)의 순으로 순환한다.이에 따라 욕실(YR)이 난방되어 건조도 된다.

I＇. 난방 : 냉매가 압축기(2), 전자개폐밸브(44h), 4방향 절환밸브(11), 제2열교환기(13)의 제1열교환부(15), 역지밸브(18), 전자개폐밸브(44g), 열원용 열교환기(10), 4방향 절환밸브(11), 압축기(2)의 순으로 순환한다. 열원용 열교환기(10)는 증발기로서 작용하고 제2열교환기(13)는 응축기로서 작용하여 가열된다. 냉난방장치(30)의 펌프(36)가 작동하여 열매체가 제2열교환부(31), 냉난방용 열교환기(34) 및 바닥난방용 열교환기(35), 펌프(36), 제2열교환부(31)의 순으로 순환한다. 이 가열된 물의 순환에 의하여 냉난방용 열교환기(34)에 의하여 예를 들면 실내가, 그리고 바닥난방용 열교환기(35)에 의하여 바닥이 난방된다.

J＇.냉방 : 냉매가 압축기(2), 전자개폐밸브(44h), 4방향 절환밸브(11), 열원용 열교환기(10), 전자개폐밸브(44g), 팽창밸브(17), 제2열교환기(13)의 제1열교환부(15), 4방향 절환밸브(11), 압축기(2)의 순으로 순환한다. 열원용 열교환기(10)는 응축기로서 작용하고 제2교환기(13)는 증발기로서 작용하여 냉각된다.냉난방장치(30)의 펌프(36)가 작동하여, 이하 전술한 바와 같이하여 냉각된다.

K＇. 욕조ㅇ급탕가열 플러스 난방 : 냉매가 압축기(2), 전자개폐밸브(44a), 급탕용 열교환기(3＇)의 제 1열교환부(5＇), 전자개폐밸브(44b), 역지밸브(45a), 욕조용 열교환기(3＂)의 제1열교환부(5＂), 역지밸브(45d), 전자개폐밸브(44d), 제2열교환기(13)의 제1열교환부(15), 역지밸브(18), 전자개폐밸브(44f 및 44g), 열원용 열교환기(10), 4방향 절환밸브(11), 압축기(2)의 순으로 순환한다.이에 따라 응축기인 급탕용 열교환기(3＇)와 욕조용 열교환기(3＂)가 가열된다.또 제2열교환기(13)도 가열된다.전술한 바와 같이하여 욕조의 가열과 급탕가열에 더하여 난방을 할 수 있다.

L＇. 욕조ㅇ급탕가열 플러스 냉방 : 냉매가 압축기(2), 전자개폐밸브(44a), 급탕용 열교환기(3＇)의 제1열교환부(5＇), 전자개폐밸브(44b), 역지밸브(45a), 욕조용 열교환기(3＂)의 제1열교환부(5＂),역지밸브(45d), 전자개폐밸브(44e 및 44f), 팽창밸브(17), 제2열교환기(13)의 제1열교환부(15), 4방향 절환밸브(11), 압축기(2)의 순으로 순환한다. 응축기인 급탕용 열교환기(3＇)와 욕조용 열교환기(3＂)가 가열된다. 또 제 2열교환기(13)는 증발기로서 작용한다.따라서 상기와 같이 하여 욕조가열과 급탕가열에 더하여 냉방이 된다.

도 3에 본 발명의 제 3실시예가 예시되어 있다. 본 실시예는 도 2에 도시되어 있는 제2실시예에 있어서 급탕가열장치(20＇)부분이 변형된 예로서, 저탕조(25')의 물이 직접 가열되는 예이다. 본 실시예에 의하면 급탕용 열교환기(3＇)내에서 저탕조(25＇)의 물은 냉매의 흐름과 반대 방향으로 흐르도록 구성되고, 물의 순환관로(R)에는 스프링과 냉매압력이 부하된 제수밸브(23a)가 개장되어 있다. 또 열교환기의 전열면적은 통상의 약 2배로 선정되어 냉매와 물이 열교환하는 부분이 좁게 되어 있다.

따라서, 제 2실시예에 의하면 다음과 같은 효과를 얻을 수 있다. 즉, 도 1 및 도 2에 도시되어 있는 제 1 및 제 2실시예에 의하면, 열매체의 압력이 21㎏/㎠이고 응축온도는 약 54℃이며, 얻어지는 급탕온도도 50℃정도로 낮으나, 본 실시예에 의하면, 열교환기의 전열면적은 통상의 약 2배로 선정되어 냉매와 물이 열교환하는 부분이 좁게 되어 있으므로, 냉매는 충분히 응축될 수 있고, 과냉각도 많이 될 수 있다. 따라서, 70℃정도의 고온의 온수를 얻을 수 있다. 또 급탕쪽에 제수밸브(23a)가 설치되어 있으므로, 각 운전모드의 안정화를 꾀할 수 있다. 먼저 급탕과 난방을 직접 운전하는 경우, 난방운전에 부하가 100% 필요할 때에는 급탕쪽에서 꺼낼 수 있다. 이때 급탕용 열교환기는 그 기계능력의 100%로 본 전열면적이므로, 50%에 대하여 4배의 전열면적이 되어, 고온 냉매보다 토출온도에 가까운 온도를 얻을 수 있게 된다.욕조의 가열과 똑같이 우선이 되기 때문에 고온을 취할 수 있고, 또 한번 모드를 전환하기 위하여 기계를 한번 정지시키고, 3분 이상 기다리지 않고도 연속운전을 할 수 있다.따라서 기계의 수명이 연장된다. 또 본 실시예에 의하면, 압력을 일전하게 조정하여 가열되므로 안정된 운전을 할 수 있고, 응축압력이 일정하므로 급탕에 관해서는 혹한기라도 저압쪽도 안정된다. 따라서 서리의 부착도 적고, 비록 부착하여도 역사이클 방식으로 단시간내에 서리를 제거할 수 있는 효과를 얻을 수 있다.

상기 제1,제2의 실시예는 여러 가지로 변형이 가능하다.예를 들면 냉난방시에는 열원용 열교환기(10)는 응축기로서 작용하여 열을 방출하므로, 이 열을 욕실(YR)의 난방에 이용할 수도 있다.또 난방시 또는 욕조ㅇ급탕가열시에는 열원용 열교환기(10)는 증발기로서 작용하나, 이때 열원용 열교환기(10)와 열 교환하는 외기 또는 물 등의 열매체의 온도가 낮을 때에는 열매체를 지하로부터 얻도록 실시하면, 지열을 이용하여 겨울에도 냉동사이클을 운전할 수 있다.

도 2에 도시되어 있는 욕조장치(50)의 실시예가 도 4에 도시되어 있다. 본 실시예에 의한 욕조장치(50)는 개략적으로는 헤어캐처(51), 순환펌프(54), 여과장치(55), 항균용기(60), 은(銀)이온발생기(70), 오존가스발생기(80), 가스케이드펌프(85), 열교환기(90)등으로 구성되어 있다.

헤어캐처(51)는 용기(52)와 이 용기(52)에 착탈이 자유롭게 설치되어 있는 덮개체(53)와, 용기(52)의 내부에 설치되어 있는 여과체로 이루어지며, 순환펌프(54)의 상류쪽의 욕조(Y)에 이어져 있는 순환관로(K)에 개장되어 있다. 그리고 본 실시예의 욕조장치(50)는 비교적 처리능력이 큰 업무용, 예를 들면 공장ㅇ병원ㅇ양호시설 등에 설치함을 목적으로 하고 있으므로, 여과장치(55)의 상류쪽에 주로 머리카락을 제거하는 헤어캐처(51)가 설치되어 있다.

여과장치(55)는 본 출원인이 예를 들면 실개평6-48893호, 특개평9-12999호 등에 의하여 제안하고 있으므로, 상세한 설명은 생략하나, 종래 주지된 바와 같이 여과탱크(56)를 구비하고 있다. 그리고 이 여과탱크(56)의 내부에 복수개의 통형상필터(57, 57,…)가 교환가능하게 수납되어 있다. 여과탱크(56)의 윗쪽에는 여과공급관(B)이 접속되고, 아래쪽에는 여과배출관(C)이 부착되어 있다. 이 여과배출관(C)은 후술하는 항균용기(60)의 바닥부에 접속되어 있다.항균용기(60)는 탱크(61)로 이루어지고, 이 탱크(61)내에 본 실시예에서는 항균재(63)와 활성석(62)이 알맞게 들어있다. 항균재(63)로서는 한정되는 것은 아니나 제오믹스를 들 수 있다.제오믹스의 항균효과에 대해서는 주식회사 미쓰비시 가가꾸 비시엘의 시험결과, 일반 대장균 Q-2526에 대해서도 병원성 대장균 O-157에 대해서도 최소발육저지농도(항생물질, 기타의 항균물질이 미생물의 증식을 저해하는 최소농도) 및 최소사멸농도(항균제의 미생물에 대한 작용력을 나타내는 최소농도)는 모두 125ppm인 것이 확인되어 있다. 이러한 뛰어난 항균작용이 있는 항균제(63)가 소정량씩 네트에 넣어지고, 그리고 네트마다 탱크(61)내의 예를 들면 윗쪽에 넣어져 있다.

활성석(62)으로서는 조개화석, 맥반석 등을 들 수 있다.이들 활성석(62)은 규산, 산화알루미늄 등을 주성분으로 하며, 철, 망간, 마그네슘, 칼륨, 인, 티탄 등을 함유하는 천연광석, 또는 이들을 원료로한 세라믹스인데, 이 활성석으로부터 유효성분이 욕탕중에 용해되어 욕탕은 수소이온농도가 약 알카리성으로 조정된다. 이에 의하여 욕탕에 목욕용 효과가 부여된다. 이러한 활성석도 네트에 넣어지고, 그리고 탱크(61)의 아래쪽에 넣어져 있다. 이러한 탱크(61)의 정상부 근방에는 항균배출관(D')이 부착되고, 이 항균배출관(D＇)은 주관로(D)와 살균회로(E)에 분기되어 있다. 그리고 항균용기(60)에 라듐온천과 똑같은 효과를 얻기 위하여 라듐광석을 넣을 수도 있다.

은 이온발생기(70)는 은 이온전극케이싱(71)과, 이 은 이온전극케이싱(71)의 개구부를 액(液)밀적으로 폐쇄하도록 되어 있는 전극 또는 덮개체(72)로 구성되어 있다. 이 은 이온전극케이싱(71)은 3방향계수의 형상으로 하고, 그 양쪽의 계수부분을 이용한 형태로 살균회로(E)에 개장되어 있다. 그리고 3방향계수에 상당하는 개구부(71＇)에 후술하는 전극이 교환가능하게 설치되어 있다.이와같이 은 이온전극케이싱(71)은 살균회로(E)에 개장되어 있으므로, 상세한 것은 후술하는 가스케이드펌프(85)가 가동할 때에만 욕탕은 은 이온전극케이싱(71)내에 흐르고, 그때 욕탕중에 은 이온이 혼입되게 된다. 덮개체(72)의 안쪽 즉 은 이온전극케이싱(71)쪽에 위치하는 부분에는 은의 봉상체로된 양극(73)이 절연상태로 부착되고, 이 양극(73)을 둘러싸게 하여 네트형상의 음극(74)이 똑같이 절연상태로 설치되어 있다. 덮개체(72)의 안쪽에는 양극(73)과 음극(74)에 각각 전기적으로 접속되어 있는 1쌍의 전극(73＇, 74＇)이 부착되고, 한쪽의 전극(73＇)에는 예를 들면 전장품의 플러스의 전류원이, 그리고 다른쪽의 전극(74＇)에는 마이너스의 전류원이 각각 접속되어 있다.

그리고 도 4에는 도시 되어 있지 않으나, 은 이온전극케이싱(71)의 개구부에는 암나사가 형성되고, 한편 덮개체의 안쪽에는 은이온전극케이싱(71)의 암나사에 나사결합하는 숫나사가 형성되어 있다. 따라서 전극을 은 이온전극케이싱(71)에 부착하려면 덮개체(72)의 숫나사를 케이싱(71)의 암 나사에 박아 넣는 것만으로도 좋고, 또 전극의 교환도 덮개체(72)마다 쉽게 할 수 있다.

가스케이드펌프(85)는 주지된 바와 같이 다수의 날개를 구비한 원심펌프로 구성되고,모우터(86)로 회전구동 되도록 되어 있다. 그리고 그 흡입구에 흡입관(H)이 접속되어 있다. 또 그 토출구에는 토출관(J)이 접속되어 있다. 오존가스 발생기(80)는 종래 주지된 것이고 그 가스공급관(81)에는 역지밸브(82)가 개장되며, 가스케이드펌프(85)의 대략중심부에 개구하고 있다. 따라서 가스케이드 펌프(85)가 가동중에 오존가스발생기(80)와 전자밸브(84)를 ON으로 하면 공기공급관(83)으로부터 공급된 공기와, 공급된 공기의 일부가 오존화된 오존가스가 가스케이드펌프(85)중의 부압부에 흡입되게 된다.

열교환기(90)는 주관로(D)와 살균회로(E)가 합류하는 복귀관(K)에 설치되어 있다. 열교환기(90)는 본 실시예에서는 제1,제 2의 헤더(91, 92)사이에 예컨데 복수개의 전열관이 설치되어 있는 전열관식으로 구성되고, 제1헤더(91)에 고온의 열매체의 공급관(95)이, 그리고 제2헤더(92)에 욕탕과 열교환되어 저온이 된 열매체가 나오는 배출관(96)이 각각 접속되어 있다.공급관(95)과 배출관(96)은 연락관(98)으로 접속되고, 공급관(95)에 설치되어 있는 3방향 절환밸브(97)를 절환시킴으로써 고온 열매체가 배출관(96)쪽으로 단락적으로 흐르도록 되어 있다.이에 의하여 욕실(YR)만을 가열할 수 있다.

욕조장치(50)가 상기와 같이 구성되어 있으므로, 상기한바와 같이 욕조가열시에는 도 1에 도시되어 있는 제 1열교환기(3) 또는 도 2에 도시되어 있는 욕조용 열교환기(3＂)에 의하여 가열된 열매체인 물이 욕조장치(50)의 열교환기(90)에 순환 공급된다. 그리고 욕조장치(50)의 펌프(54)도 작동한다.이에 따라 욕조(Y)중의 욕탕은 전자밸브(V), 헤어케처(51), 여과탱크(56), 항균용기(61), 주관로(D) 및 열교환기(90)를 지나 복귀관(K)로부터 욕조(Y)로 복귀한다.이하 똑같이 하여 욕탕을 순환한다. 그리고 살균회로(E)에는 은 이온발생기(70), 가스케이드펌프(85)등이 설치되어 있으므로, 흐름 저항이 커서 욕탕은 저항이 작은 주관로(D)쪽으로 흐른다. 열교환기(90)에 있어서 3방향밸브(97)를 통하여 제1헤더(91)에 고온의 열매체가 공급된다.고온의 열매체는 제 1헤더(91)로부터 복수개의 전열관을 지나 제 2헤더(92)로 흐른다. 이때 향류적으로 흐르는 욕탕은 가열된다.열교환되어 저온이 된 열매체는 매출관(96)을 지나 제1열교환기(3)로 복귀한다.이하, 똑같이 하여 열교환기(90)에 의하여 소정온도로 가열된다.

상기와 같이 하여 욕탕이 순환하고 있을 때, 헤어캐처(51)에서 머리카락 등의 큰 잡물이, 그리고 여과 탱크(56)에서 미세한 고형물이 제거된다.또 항균용기(60)에 설치되어 있는 항균재(63)에 의하여 잡균 예를 들면 병원성 대장균 O-157과 같은 잡균도 살균된다. 활성석(62)에 의하여, 종래 주지된 바와 같이, 욕탕에 마그네슘, 아연, 칼슘, 나트륨 등의 유효성분이 용해되어 욕탕은 수소이온 농도가 약 알카리성으로 조정된다. 이에 의하여 욕탕에 목욕용 효과가 부여된다. 또 활성석(62)에 번식하여 타양생활을 하는 박테리아에 의하여 유기물 분해되어 욕탕은 정화된다.

그리고 욕조장치(50)에 설치되어 있는 제어장치가 살균타임을 검지하면, 가스케이드펌프(85)이 작동함과 동시에, 은 이온발생기(70) 및 오존가스발생기(80)의 스위치, 전자밸브(84) 등도 ON으로 한다. 오존타임시에 펌프(85)도 작동한다. 이에 의하여 욕탕은 전술한 바와 같이 순환하나, 욕탕의 일부는 주관로 쪽으로, 그리고 나머지는 살균관로(E)쪽으로 흐른다. 은 이온발생기(70)에 있어서 은 이온이 욕탕 중에 혼입된다. 이에 의하여 욕탕 중의 잡균이 살균된다.또 가스케이드펌프(85)의 부압부에는 공기와 함께 오존가스가 흡입된다. 공기를 포함한 오존가스는 가스케이드펌프(85)의 임펠러에 의하여 욕탕에 강력히 혼합된다.이 오존가스에 의하여 살균되나, 욕탕 중에는 은 이온이 미리 혼입되어 있으므로 상승효과에 의하여 오존가스 단독으로 살균하는 경우에 비하여 더 완전히 살균된다. 이와 같이 상승효과에 의하여 살균되므로은이온의 양이 적어도 된다.

그리고 본 실시예에 의하면 음극(74)이 네트형상으로 되어 있으므로, 음극(74)의 면적이 넓어져서 은이온의 발생효율이 향상된다. 또 네트형상이 음극(74)에 의하여 욕탕이 은 이온전극케이싱(71)내를 흐를 때에 단락하는 것이 방지된다. 그리고 전극이 소모하였을 때에는 덮개체(72)마다 교환한다.

상기 욕조장치(50)는 도시한 실시예에 한정되는 것은 아니고, 여러가지형태로 실시할 수 있다. 예를 들면, 순환펌프(54), 여과장치(55), 항균용기(60), 은 이온발생기(70), 오존가스발생기(80), 가스케이드펌프(85) 및 열교환기(90)등을 도시한 실시예와 다르게 배치하여도 똑같이 실시 가능한 것은 명백하다. 또 수동적으로 은 이온발생기(70), 오존가스발생기(80)등을 ON, OFF조작할 수 있는 것도 명백하다.

다음에, 본 발명의 제 4, 제 5의 실시예를 도 5∼8에 의하여 설명한다.도 5는 본 발명의 제4실시예를 모식적으로 전체를 도시한 정면도이고, 도 6은 급탕용 열교환기의 사시도 인데, 이들 도면에 도시되어 있는 바와 같이, 제 4실시예의 냉동사이클로 된 급탕장치, 즉 가열장치는 냉동사이클부(101)와 급탕부(120)로 되어 있다. 냉동사이클부(101)는 종래 주지된 바와 같이 압축기(102) 및 응축기의 작용을 하는 급탕용 열교환기(110), 팽창밸브(103), 증발기(104) 등으로 이루어지며, 이들은 관로(106, 107, 108 및 109)로 접속되어 개폐사이클을 구성하고 있다. 그리고, 압축기(102)로부터 나온 예를 들면 플론에 대신하는 암모니아와 같은 냉매는 급탕용 열교환기(110)의 한쪽의 윗쪽에 설치되어 있는 입구관(111)으로 들어가 한쪽의 아래쪽에 설치되어 있는 출구관(112)로부터 나와 관로(107)를 통하여 팽창밸브(103)로 들어가서, 이하 종래 주지된 바와 같이 증발기(104), 압축기(102)로 순환하여 급탕용 열교환기(110)에서 냉매의 잠열에 의하여 물 또는 온수가 가온되도록 되어 있다. 그리고 증발기(104)에 대응하여 냉각팬(105)이 설치되어 있다.

급탕용 열교환기(110)는 본 실시예에서는 플레이트형 열교환기인데, 구조자체는 종래 주지된 것이므로 상세한 설명은 생략하며, 도시되어 있는 바와 같이, 전체적으로는 세로가 긴 대략 입방형으로 되어 있고, 그 내부에 복수개의 플레이트가 설치되어 있다. 이 복수개의 플레이트의 면적ㅇ매수 등에 의하여 전열면적ㅇ용량 등이 적절히 선정되어 있다. 이와 같은 급탕용 열교환기(110)의 위쪽에 냉매의 입구관(111)과, 물 또는 온수의 출구관(122＇)이 설치되고, 그 아래쪽에 냉매의 출구관(112)과, 물 또는 온수의 입구관(121＇)이 설치되어 있다.

급탕부(102)는 예를 들면 수도원에 접속되어 있는 급수관(121)과 출탕관(122)로 되어 있다. 그리고 급수관(121)은 급탕용 열교환기(110)의 입구관 (121＇)에 접속되고, 출탕관(122)은 출구관(122＇)에 각각 접속되어 있다. 이와 같은 급수관(121)에는 압력식 온도조절밸브(130)이 개장되어 있다. 이 압력식 온도조절밸브(130)은 압축기(102)의 토출관로(106)에 부착되어 있는 압력센서(106＇)와 신호라인(b)으로 접속되어 있다. 이에 의하여 압력식온도조절밸브(130)의 개방로가 운전시의 냉매의 압력에 따라 제어된다. 환언하면 외기온도 등의 주변의 조건에 따른 기계 즉 냉매의 압력변동에 따라 급수량 또는 출탕량이 제어되게 된다.

다음에 상기 제 3실시예의 작용에 대하여 설명한다. 냉동사이클부(101)를 작동시키면, 냉매는 압축기(102), 급탕용 열교환기(110), 팽창밸브(103), 증발기(104) 및 압축기(102)의 순으로 순환한다.이 동안에 종래 주지되어 있는 바와 같이 상태변화를 일으켜 급탕용 열교환기(110)는 그 전열면적 ㅇ크기 등이 적절히 선정되어 있으므로, 압력식온도조절밸브(130)에 의하여 유량이 조절되어 급탕용 열교환기(110)에 공급되면, 응축압력은 약 2.15MPa로 비교적 낮아, 종래의 냉동사이클의 냉각도는 5℃보다 훨씬 높은 30℃이상이 되어 70℃이상의 온수를 얻을 수 있다.

그리고 본 실시예에 의하면, 얻어지는 탕의 온도가 70℃이상의 높은 온도이므로, 도 5에서 점선으로 표시되어 있는 바와 같이 얻어지는 고온의 온수를 저장탱크(T)에 저장해두고, 필요시에 꼭지(J)를 틀어 냉수와 적절히 혼합하여 사용할 수도 있다. 이때의 저장탱크(T)의 용량은 저탕하는 탕의 온도가 높으므로, 작아도 되는 이점이 있다. 또 상기 실시예에서는 압력식온도조절밸브(130)는 급수관(121)이 개장되어 있는데, 출탕관(122)에 설치할 수도 있다.이와 같이 출탕관(122)에 설치하더라도 대략 같은 고온의 온수를 얻을 수 있는 것은 명백하다. 또 압력식온도조절밸브(130)는 외기온도등의 주변의 조건에 따른 기계 즉 냉매의 압력변동에 따라 출탕량을 제어하는 것이므로, 예를 들면 급수량 또는 출탕량을 수동적으로 또는 외기온도에 따라 조정할 수 있는 유량조정밸브로 실시할 수 있는 것도 명백하다.

상기와 같은 고온의 온수를 얻을 수 있는 이유는 정확하지는 않으나, 공급되는 수량에 대하여 급탕용 열교환기(110)의 전열면적을 넓게 용량을 크게하면, 급탕용 열교환기(110)안에서 가스상태의 냉매와 열교환되는 시간이 길어져서 냉매는 충분히 응축될 수 있고, 과냉각을 많이 취할 수 있으며, 따라서 응축압력은 약 2.15MPa와 같이 낮아서 70℃이상의 고온의 온수를 얻을 수 있는 것으로 생각할 수 있다. 또 생각할 수 있는 이유를 설명하면, 도 8은 냉매의 흐름을 도시한 모리엘선도인데, 종래의 방식에 의하여 예를 들면 급수온도가 65℃의 온수를 급탕용 열교환기에 공급하여 70℃의 온수를 얻으려면, 냉매의 흐름은 도 8에서 a, b, c, d, a와 같이 되고, 응축압력은 약 2.94MPa(30Kg/㎠)가 된다. 이 압력은 기계의 허용내압을 넘는 것이면, 통상은 2.7MPa(28Kg/㎠)에서 기계는 안전을 위하여 정지하도록 되어 있으므로, 실제는 70℃의 온수는 얻을 수 없다.이에 대하여 본 실시예에서는 도 8에 도시되어 있는 바와 같이 과냉각도(K)를 크게 취하고 또 급탕용 열교환기의 전열면적을 통상의 응축기에 필요로 하는 전열면적보다 넓게, 예를 들면 2배로 함으로써 응축압력은 약 2.15MPa로 내려가서 70℃이상의 고온의 온수를 얻을 수 있는 것으로도 생각할 수 있다.이때의 냉매의 흐름을 a, b, c, d, a로 표시하였다.그리고 과냉각은 여러 가지 방법 예를 들면 증발기에 냉매를 두 번 통과시킴으로써도 많이 취할 수 있다.

다음에, 도7에 의하여 본 발명의 제 5실시예를 설명한다. 그리고 도 5에 도시되어 있는 제 4실시예와 같은 구성요소에는 같은 참조부호를 붙이고, 또 똑같은 구성요소에는 같은 숫자에 대시「＇」를 붙여서 중복설명은 생략한다. 제5실시예에 의하면, 급탕장치는 냉동사이클부(101)와 급탕부(120＇)와 열 부하부(140)로 되어 있다.그리고 급탕부(120＇)는 저탕탱크(125)를 구비하고, 이 저탕탱크(125)의 하부와 급수관(121)은 제1의 제어밸브(127)가 개장되어 있는 관로(126)에 접속되어 있다. 또 급수관(121)에는 제2의 제어밸브(128)와 펌프(129)가 개장되어 2차측 급수관(121＂)으로 되어 입구관(121＇)에 접속되어 있다. 저탕탱크(125)의 상부에는 출탕관(122)으로부터 분기한 분기관(124)이 접속되어 있다. 그리고 저탕탱크(125)의 아래쪽 부분에는 온도센서(S)가 부착되어 있고, 이 온도센서(S)와 펌프(129)는 신호라인(a)으로 접속되며, 저탕탱크(125)내의 탕온이 설정온도이하로 내려간 것을 온도센서(S)가 검지하면, 펌프(129)가 작동하여 저탕탱크(125)내의 온수가 급탕용 열교환기(110)에 의하여 순환가열 되도록 되어 있다.

열부하부(140)는 열교환기(141)와 욕조, 난방기, 건조기와 같은 열소비부(142)로 되어 있다. 그리고 열교환기(141)와 저탕탱크(125)는 1차측온수 공급관(143)과 1차측온수복귀관(144)으로 접속되어 있다.또 열교환기(141)와 열소비부(142)는 2차측온수공급관(146)과 2차측온수복귀관(147)과 접속되어 있다. 따라서, 1차측온수복귀관(144)에 개장되어 있는 제 1펌프(145)가 작동하면, 저탕탱크(125)안의 비교적 고온의 온수가 저탕탱크(125)와 열교환기(141)와의 사이를 순환하며, 2차측온수복귀관(147)에 개장되어 있는 제 2펌프(148)가 작동하면, 2차측온수공급관(146)과 2차측온수복귀관(147)에 채워져 있는 열매체 예를 들면 물 또는 온수가 열교환기(141)와 열소비부(142)와의 사이를 순환하게 된다.

제5실시예는 상기와 같이 구성되어 있으므로, 다음과 같은 여러 가지 가열이 가능하다.

(a)직접온수를 얻는 경우 : 저탕탱크(125), 1차측온수공급관(143), 1차측온수복귀관(144)등은 온수로 채워져 있는 것으로 가정한다. 냉동사이클부(101)를 작동한다.한편 관로(126)의 제1제어밸브(127)를 닫고, 급수관(121)의 제2제어밸브(128)를 열고, 또 출탕관(122)의 꼭지(123)를 튼다. 압력식온도조절밸브(130)를 조절한다. 그리고 펌프(129)를 작동한다.그렇게 하면 급수관(121)으로부터 공급된 냉수는 그 유량이 압력식온도조절밸브(130)로 조절되어 급탕용 열교환기(110)에 공급된다.이 급탕용 열교환기(110)에 있어서, 전술한바와 같이 하여 냉동사이클부(101)의 냉매와 열교환되어 고온 예를 들면 70℃이상이 되어 출탕관(122)으로부터 나온다. 저탕탱크(125), 1차측온수공급관(143), 1차측온수복귀관(144) 등은 온수로 채워져 있으므로, 유체저항이 있어서 가열된 온수는 꼭지(128)로부터 나온다. 이에 의하여 고온의 온수를 직접 얻을 수 있다.그리고 분기관(124), 1차측 온수공급관(143)등에 개폐밸브를 설치하여 직접출탕하는 경우에는 이들 관(124, 143)을 닫도록 실시할 수 있는 것은 명백하다.

(b)저탕탱크(125)로부터 출탕하는 경우 : 현재 저탕탱크(125)에는 온수가 채워져 있으므로, 관로(126)의 제1제어밸브(127)의 개방도를 조절하고, 급수관(121)의 제2제어밸브(128)를 닫는다.그리고 급수관(121)로부터 냉수를 공급한다, 그렇게 하면 저탕탱크(125)안의 온수는 밀어 올려진다. 1차측온수공급관(143), 1차측온수복귀관(144)등은 온수로 채워져 있으므로, 유체저항이 있어서, 밀어올려지는 저탕탱크(125)중의 고온의 온수는 꼭지(123)로부터 나온다.

(c)저탕탱크(125)안의 온수를 순환가열하는 경우 : 저탕탱크(125)의 온도센서(S)가 설정온도로 저하한 것을 검지하면, 예를 들면 50℃이하로 저하한 것을 검지하면, 펌프(129)가 작동한다.저탕탱크(125)의 아래쪽의 온도가 제1,제2의 제어밸브(127,128)를 지나 압력식온도조절밸브(130)에 의하여 조절되어 급탕용 열교환기(110)에 공급된다. 이 급탕용 열교환기(110)에 있어서 전술한 바와 같이하여 냉동사이클부(101)의 냉매와 열교환되어 고온이 되어 저탕탱크(125)의 위쪽에 공급되어, 위쪽으로부터 차례로 저탕된다. 이하 똑같이 하여 저탕탱크(125)중의 온수는 순환되어 가열된다. 온도센서(S)가 설정온도로 된 것을 검지하여 정지한다.

(d)소비부(142)를 가열하는 경우: 1, 2차측온수복귀관(144, 147)의 제1,2펌프(145,148)를 작동하면, 저탕탱크(125)안의 온수가 1차측온수공급관(143), 열교환기(141),1차측온수복귀관(144), 저탕탱크(125)의 순으로 순환한다.한편 소비부(142)가 예를 들면 바닥난방의 경우에는 열매체인 온수, 욕조의 경우에는 욕탕이 열교환기(141), 2차측온수공급관(146), 소비부(142), 2차측온수복귀관(147), 열교환기(141)의 순으로 순환한다.이 열교환기(141)에 있어서 열매체인 온수가 가열되어 소비부(142)에서 방열된다. 이에 의하여 소비부(142)는 가열된다. 소비부(142)의 가열과 동시에 저탕탱크(125)안의 온수의 온도가 저하하면, 전술한바와 같이 하여 냉동사이클부(101)가 작동함과 동시에 펌프(129)가 작동하여, 저탕탱크(125)안의 온수는 순환가열된다. 그리고 욕탕의 순환가열회로에는 예를 들면 본 출원인이 특개평7-21195호, 특개평10-314255호 등에 의하여 제안하고 있는 여과장치, 활성석, 살균장치 등을 적절히 조합해 넣을 수도 있다.

제 5실시예는 상기이외의 조합으로 여러 가지로 가열할 수 있는 것은 명백하다.예를 들면, 저탕탱크(125)로부터 출탕하여 저탕탱크(125)안의 온수가 소정량 감소하면 직접 가열하도록 실시할 수 있다. 또 저탕탱크(125)안의 온수를 순환가열하고 있을 때에 제1제어밸브(127)로부터 냉수를 공급하여 출탕할 수 있는 것도 명백하다. 또한 저탕탱크(125)는 개방형의 탱크라도 대략 똑같이 하여 실시할 수 있는 것은 명백하다.

테스트예 1 : 도 7에 도시되어 있는 급탕장치를 사용하여 테스트하였다. 이때의 압축기의 능력은 3마력, 급탕용 열교환기는 플레이트부(플레이트매수50매)이고, 전열면적이 1.2㎟(외경치수 : 폭, 안가로, 높이는 103㎜, 135㎜, 302㎜), 용적은 1.4ℓ이었다.외기온도가 6℃이고 출탕온도가 70℃의 온수를 얻을 수 있었다.이때의 압력식온도조절밸브에 의한 급수량(출탕량)은 161ℓ/시간이었다. 또 응축압력은 2.1MPa이었다. 급수온도를 올려서 51℃로 테스트하였으나 문제없이 60℃의 온수를 얻을 수 있었다.

테스트예 2 : 테스트예 1과 똑같은 급탕장치를 사용하여 테스트하였다. 이때의 압축기의 능력은 테스트예 1과 같은 3마력, 급탕용열교환기는 프레이트형(프레이트매수 50매)이고, 전열면적은 1.76㎟(외경치수 : 폭, 안가로, 높이는 125㎜, 85㎜, 532㎜), 용적은 2.0ℓ이었다. 외기온도가 10℃, 급수온도 20℃이고, 출탕온도가 71℃의 온수를 얻을 수 있었다. 이때의 압력식온도조절밸브에 의한 급수량(출탕량)은 197ℓ/시간이었다. 또 압축압력은 2.15MPa이었다. 급수온도를 올려서 51℃로 테스트하였으나 문제는 없었다.

상기 테스트 1,2의 결과에서, 급탕용열교환기의 전열면적 또는 용량과, 급탕용열교환기에 공급하는 물 또는 온수의 양은 얻어지는 온수의 온도와 밀접한 관계가 있고, 급탕용열교환기 안에서 가스상태의 냉매와 열교환되는 시간, 냉매의 응축도, 과냉각의 양 등이 영향을 미친다고 추측되며, 상기 관계를 적절히 선정함으로써 응축압력을 올리지 않고 60℃이상의 온수를 얻을 수 있는 것이 판명되었다. 또 상기와도 관련하여 급탕용 열교환기에 공급하는 온수의 온도가 높아진 경우라도 51℃정도까지는 온수를 급탕용 열교환기에 공급할 수 있는 것도 판명되었다.

이상과같이 본 발명에 의하면, 냉동사이클이 각별히 대형화 되는 일없이 냉 난방, 비교적 고온의 급탕, 욕탕의 가열 등을 단독으로 또는 조합하여도 사용목적에 따라 효율적으로 가열할 수 있는 효과가 있고, 또 욕탕도 저탕조의 물과 섞이지 않게 위생적으로 가열할 수 있는 효과가 있다.

또 욕실의 난방 또는 건조도 할 수 있어, 고령자에게도 안전한 욕실을 제공할 수 있는 효과가 있고, 또 24시간 수시로 건강하게 목욕을 즐길 수 있게 한 효과가 있다. 또 응축압력은 낮고 출탕온도는 높은 냉동사이클로 된 가열장치를 제공하는 효과가 있으며, 또 출탕온도는 높고 저탕탱크중의 비교적 고온의 탕을 순환가열도 할 수 있고, 또 저탕탱크 중의 탕을 순환가열할 수 있게한 효과와 아울러 저탕탱크중의 탕을 욕탕의 승온, 바닥난방의 열원, 건조용의 열원등으로 이용할 수도 있는 효과가 있다.

Claims (10)

1. 냉매 순환 회로에 연결된 압축기, 응축기 및 증발기를 갖는 냉동사이클로 이루어진 가열장치에 있어서,

   상기 응축기나 증발기로서 선택적으로 운영하기 위해 상기 냉매순환회로 내의 냉매와 관련한 열 이동과 연관됨과 아울러 연속적으로 각각 냉매회로와 연결되고, 열원으로 선택되게 하거나 냉각제 혹은 열원으로 선택되어지게 각각 설치된 제 1열 교환기 및 제 2열 교환기;및

   상기 제1열교환기와 관련하여 열 이동이 이루어지게 연결되어, 열매체를 순환하게 하며, 욕조안의 욕탕과 저탕조의 물은 상기 제1열교환기에 의해 간접적으로 가열되게 하는 열 이동수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 냉동사이클로 된 가열장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 냉매 순환회로와 관련한 열 이동에 연관되게 연결된 욕실난방용 방열기 및 상기 제2열교환기 내에는 상기 냉매순환회로와 관련한 열 이동과 연관되게 연 결된 바닥 난방용 열교환기 및 냉 난방용 열교환기가 더 포함됨을 특징으로 하는 냉동사이클로 된 가열장치.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 욕조와 상기 급탕욕탕 가열장치의 사이에는 열의 이동을 위한 열교환기 및 상기 욕조를 여과/정화하는 장치를 포함하며, 상기 열교환기와 상기 욕조 사이에는 욕조장치가 더 설치됨을 특징으로 하는 냉동사이클로 된 가열장치
4. 냉매 순환 회로에 연결된 압축기, 응축기 및 증발기를 갖는 냉동사이클로 이루어진 가열장치에 있어서,

   응축기나 증발기로서 선택적으로 운영하기 위해 상기 냉매순환회로 내의 냉매와 관련한 열 이동과 연관됨과 아울러 연속적으로 각각 냉매회로와 연결되고, 열원으로 선택되게 하거나 냉각제 혹은 열원으로 선택되어 지게 각각 설치된 제1열 교환기, 제2열 교환기 및 제3열 교환기; 및

   상기 제1열교환기 및 제 2열 교환기와 관련하여 열 이동이 이루어지게 연관되어, 열매체를 순환하게 하며, 욕조안의 욕탕과 온수저장탱크의 물은 상기 제1열교환기 및 제 2열교환기에 의해 간접적으로 가열되게 하는 급탕욕탕 가열장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 냉동사이클로 된 가열장치.
5. 제4항에 있어서, 상기 급탕욕탕 가열장치에서 상기 냉매 순환회로와 관련한 열 이동에 연관되게 접속된 욕실 난방용 방열기 및 상기 제2열교환기 내에 상기 냉매순환회로와 관련된 열 이동과 연관 되게 설치된 바닥 난방기 및 냉 난방기가 더 포함됨을 특징으로 하는 냉동사이클로 된 가열장치.
6. 급수관과 출탕관이 연결되는 급탕용 열교환기가 응축기로 작동하고, 압축기, 응축기 및 증발기를 구비한 냉동 사이클로 된 가열장치에 있어서,

   상기 급수관 혹은 상기 출탕관 중 어느 한 곳 사이에 위치고, 유량, 상기 급탕용열교환기의 전열면적, 크기와 과냉각도 비율을 포함하여 냉각 사이클의 매개 변수의 결정에 따라, 허용 가능한 압력 혹은 그 이하의 응축 압력으로 60℃혹은 그 이상의 온수가 얻어지게 하는 유량조정 밸브를 포함하는 것을 특징으로 하는 냉동 사이클로 된 가열장치.
7. 급수관과 출탕관이 연결되는 급탕용 열교환기가 응축기로 작동하고, 압축기, 응축기 및 증발기를 구비한 냉동 사이클을 갖는 가열장치에 있어서,

   상기 급수관 혹은 상기 출탕관 중 어느 한 곳 사이에 위치하고, 35℃ 혹은 그 이상의 온수가 상기 급탕용 열교환기에 허용 가능한 압력 혹은 그 이하의 응축 압력과 동시에 공급되어 지고, 급수 유량, 상기 급탕용 열교환기의 전열면적, 크기와 과냉각도 비율을 포함하여 냉각 사이클의 매개 변수의 결정에 따라, 허용 가능한 압력 혹은 그 이하의 응축 압력으로 60℃혹은 그 이상의 온수가 얻어지게 하는 유량 조정 밸브를 포함하는 것을 특징으로 하는 냉동사이클로 된 가열장치.
8. 급수관과 출탕관을 통해 연결되는 온수 저장탱크에 급탕용 열교환기가 응축기로 작동하고, 압축기, 응축기 및 증발기를 구비한 냉동 사이클을 갖는 가열장치에 있어서,

   상기 급수관 혹은 출탕관 중 어느 한 곳 사이에 위치하고, 상기 온수 저장 탱크에서 검출된 물 온도가 소정의 온도 혹은 그 이하가 되면, 저탕 탱크 내의 온수는 상기 저탕 탱크와 상기 급탕용 열 교환기 사이를 순환하고, 유량, 상기 급탕용 열교환기의 전열면적, 크기와 과냉각도 비율을 포함하여 냉각 사이클의 매개 변수의 결정에 따라, 허용 가능한 압력 혹은 그 이하의 응축 압력으로 60℃혹은 그 이상의 온수가 얻어지게 하는 유량조정 밸브가 포함됨을 특징으로 하는 냉동사이클로 된 가열장치.
9. 제8항에 있어서, 상기 저탕 탱크에는 욕탕, 난방용, 건조용의 열 부하장치를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 냉동사이클로 된 가열장치
10. 제 6내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 유량조절 밸브는 냉동사이클에 있는 냉매의 압력을 감지하여 급수유량을 조절하기 위한 압력식 온도조정밸브인 것을 특징으로 하는 냉동사이클로 된 가열장치.

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