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KR20110127259A - 급탕시스템 - Google Patents

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KR20110127259A
KR20110127259A KR1020117023743A KR20117023743A KR20110127259A KR 20110127259 A KR20110127259 A KR 20110127259A KR 1020117023743 A KR1020117023743 A KR 1020117023743A KR 20117023743 A KR20117023743 A KR 20117023743A KR 20110127259 A KR20110127259 A KR 20110127259A
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storage tank
discharge pipe
heating
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이쿠로 아다치
Original Assignee
린나이가부시기가이샤
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Publication date
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Abstract

탱크 컨트롤러(50)는, 저장 온수 서미스터(42)의 검출온도가 재가열 판정온도 이하인 상태가 재가열 판정시간 이상 계속되었을 때에, 히트펌프유닛(60)에 의하여 온수저장탱크(31) 내의 온수를 가열해서 멸균처리를 행하고, 저장 온수 서미스터(42)의 검출온도가 저장 온수 사용금지 판정온도 이하인 상태가 저장 온수 사용금지 판정시간 이상 계속되었을 때에, 온수량 가변밸브(34)를 폐색상태로 유지해서 가열온도 조절제어만을 실행한다.

Description

급탕시스템{HOT-WATER SUPPLY SYSTEM}
본 발명은 온수저장 탱크유닛의 하류측에 순간가열식 급탕기(給湯器)를 직렬로 접속한 급탕시스템에 관한 것이다.
종래부터, 온수저장탱크 내의 탕수(湯水)를 히트펌프에 의해서 가열하는 온수저장 탱크유닛의 하류측에 순간가열식 가스 급탕기를 직렬로 접속한 급탕시스템이 알려져 있다(예를 들면, 일본국 특허공개 제2000－329401호 공보 참조).
이와 같이, 온수저장탱크 내에 저장된 온수를 이용해서 급탕을 행하는 경우, 온수저장탱크 내의 온수의 온도가 저하된 상태가 계속되었을 때에, 온수저장탱크 내의 온수 중에 레지오넬라균 등의 잡균이 번식하기 쉬워지는 상황이 된다. 따라서, 온수저장탱크 내의 온수를 심야 시간대에 고온까지 끓어서 온수를 멸균함으로써, 잡균을 함유하는 비위생적인 온수가 공급되는 것을 방지한 급탕시스템이 제안되어 있다(예를 들면, 일본국 특허공개 제2003－130452호 공보, 특허문헌 2 참조).
그러나, 급탕시스템의 시각설정이 되어 있지 않은 경우나, 온수저장탱크 내의 온수를 고온까지 끓이는 설정이 되어 있지 않은 경우에는, 온수저장탱크 내의 온수 중의 잡균의 증식이 진행되어 급탕시스템으로부터 잡균을 많이 함유하는 탕수가 공급될 우려가 있다.
특허문헌 1 : 일본국 특허공개 제2000－329401호 공보 특허문헌 2 : 일본국 특허공개 제2003－130452호 공보
본 발명은 상기 배경을 감안하여 이루어진 것이며, 온수저장탱크 내의 온수를 정기적으로 끓이는 설정이 되어 있지 않은 경우에도, 온수저장탱크로부터 잡균을 많이 함유한 온수가 공급되는 것을 방지할 수 있는 급탕시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은 상기 목적을 달성하기 위해서 이루어진 것이며, 온수저장탱크와, 상기 온수저장탱크에 접속된 온수배출관과, 상기 온수저장탱크 및 상기 온수배출관과 접속된 급수관과, 상기 온수저장탱크 내의 탕수를 가열하는 가열수단과, 상기 급수관으로의 통수(通水)를 검출하는 통수센서와, 상기 온수배출관의 상기 온수저장탱크와의 접속부와 상기 급수관과의 접속부 사이에 형성되어 상기 온수배출관의 개방도를 변경하는 온수량 가변밸브와, 상기 급수관의 상기 온수저장탱크와의 접속부와 상기 온수배출관과의 접속부 사이에 형성되어 상기 급수관의 개방도를 변경하는 수량 가변밸브와, 상기 온수저장탱크 내의 탕수의 온도를 검출하는 저장온수 온도센서와, 상기 온수배출관과 상기 급수관의 접속부의 하류측에서 상기 온수배출관의 도중에 형성되어 상기 온수배출관을 유통하는 탕수를 가열하는 급탕기와, 목표 급탕온도를 설정하는 급탕온도 설정수단과, 상기 통수센서에 의해서 통수가 검출되고, 또한 상기 저장온수 온도센서의 검출온도가 상기 목표 급탕온도에 따라 설정된 온수부족 판정온도보다도 높을 때에는, 상기 급탕기에 의한 가열을 금지해서 상기 온수배출관으로부터 상기 목표 급탕온도의 온수가 공급되도록, 상기 온수량 가변밸브와 수량 가변밸브에 의하여, 상기 온수저장탱크에서 상기 온수배출관으로 공급되는 온수와 상기 급수관에서 상기 온수배출관으로 공급되는 냉수의 혼합비를 조절하는 혼합온도 조절제어를 실행하고, 상기 통수센서에 의해서 통수가 검출되고, 또한 상기 저장온수 온도센서의 검출온도가 상기 온수부족 판정온도 이하일 때에는, 상기 온수배출관으로부터 상기 목표 급탕온도의 온수가 공급되도록, 상기 급탕기에 의한 가열을 행하는 가열온도 조절제어를 실행하는 온도조절 제어수단을 구비한 급탕시스템에 관한 것이다.
그리고, 상기 저장온수 온도센서의 검출온도가, 상기 온수저장탱크 내의 온수에서 잡균의 번식이 진행되는 온도를 상정해서 설정된 재가열 판정온도 이하인 상태가 소정의 재가열 판정시간 이상 계속되었을 때에, 상기 가열수단에 의해서, 상기 온수저장탱크 내의 온수를 잡균이 사멸하는 온도를 상정해서 설정된 멸균온도 이상으로 가열하는 멸균처리를 실행하는 멸균처리수단을 구비하고, 상기 온도조절 제어수단은, 상기 저장온수 온도센서의 검출온도가, 상기 재가열 판정온도 이하로 설정된 저장 온수 사용금지 판정온도 이하인 상태가, 상기 재가열 판정시간 이상으로 설정된 저장 온수 사용금지 판정시간 이상 계속되고 있을 때에는, 상기 저장온수 온도센서의 검출온도에 관계없이, 상기 온수량 가변밸브를 폐색상태로 유지하고, 상기 가열온도 조절제어만을 실행하는 것을 특징으로 한다.
상기한 본 발명에 의하면, 상기 저장온수 온도센서의 검출온도가, 상기 재가열 판정온도 이하인 상태가 상기 재가열 판정시간 이상 계속되어, 상기 온수저장탱크 내의 온수 중의 잡균이 증가할 가능성이 높아졌을 때에, 상기 멸균처리수단에 의해서 상기 멸균처리가 실행된다. 따라서, 상기 온수저장탱크 내의 온수를 정기적으로 끓이는 설정이 되어 있지 않은 급탕시스템에 있어서, 상기 온수저장탱크 내의 온수가 필요 이상으로 가열되어 불필요한 에너지가 소비되는 것을 억제해서, 높은 효율로 상기 온수저장탱크 내의 탕수를 멸균할 수 있다.
그리고, 상기 온도조절 제어수단은, 상기 저장온수 온도센서의 검출온도가, 상기 저장 온수 사용금지 판정온도 이하인 상태가 상기 저장 온수 사용금지 판정시간 이상 계속되어, 상기 온수저장탱크 내의 온수 중의 잡균이 증식되어 있을 우려가 있을 때에는, 상기 저장온수 온도센서의 검출온도에 관계없이, 상기 온수량 가변밸브를 폐색상태로 유지해서 상기 가열온도 조절제어만을 실행한다. 따라서, 상기 온수저장탱크에서 상기 온수배출관으로 잡균을 많이 함유한 온수가 공급되는 것을 방지한 후, 상기 가열온도 조절제어에 의해서 상기 온수배출관으로부터의 급탕을 계속할 수 있다.
또, 상기 멸균처리수단은 전력공급에 의해서 작동하는 컨트롤러에 의해서 구성되며, 전력공급의 개시에 의해서 상기 컨트롤러가 작동되었을 때에, 상기 저장온수 온도센서의 검출온도가, 상기 재가열 판정온도보다도 낮은 온도로 설정된 멸균필요/불필요 판정온도 이상인지의 여부를 판단하고, 저장온수 온도센서의 검출온도가 상기 멸균필요/불필요 판정온도보다 낮을 때에는, 해당 판단 시에 상기 멸균처리를 실행하는 것을 특징으로 한다.
상기한 본 발명에 의하면, 전력공급의 개시에 의해서 상기 컨트롤러가 작동했을 때에, 상기 저장온수 온도센서의 검출온도가 상기 멸균필요/불필요 판정온도보다 낮을 때에는, 상기 온수저장탱크 내의 온수가 상기 재가열 판정온도 이하인 상태가 계속되어, 상기 온수저장탱크 내의 온수 중의 잡균이 많아져 있을 우려가 있다. 따라서, 이 경우에는 상기 멸균처리를 실행하는 것에 의해서 상기 온수저장탱크 내의 탕수를 신속하게 멸균할 수 있다.
도 1은 본 발명의 급탕시스템의 구성도.
도 2는 도 1에 나타낸 탱크유닛의 작동 플로차트.
도 3은 도 1에 나타낸 탱크유닛의 작동 플로차트.
도 4는 리프레시 플래그의 ON/OFF 설정의 플로차트.
도 5는 재가열 플래그의 ON/OFF 설정의 플로차트.
도 6은 고온 온수저장 플래그의 ON/OFF 설정의 플로차트.
본 발명의 실시형태에 대해서 도 1 ~ 도 6을 참조하여 설명한다. 도 1을 참조해서 본 실시형태의 급탕시스템은 순간가열식 급탕기(10)와, 탱크유닛(30)과, 히트펌프유닛(60)(본 발명의 가열수단에 상당함)에 의해서 구성되어 있다.
히트펌프유닛(60)은 압축기(71), 응축기(72), 감압기(73), 및 증발기(74)를 냉매 순환로(75)에 의하여 접속해서 구성된 히트펌프(70)를 구비하고 있다. 응축기(72)는 온수저장탱크(31)의 상부 및 하부에 접속된 탱크 순환로(64)에 의해서 접속되고, 냉매 순환로(75) 내의 냉매와 탱크 순환로(64) 내의 탕수(湯水)를 열교환시키는 것에 의해서 탱크 순환로(64) 내의 탕수를 가열한다.
탱크 순환로(64)에는 온수저장탱크(31)에 저장된 탕수를 탱크 순환로(64) 내로 순환시키기 위한 순환펌프(65)와, 응축기(72)에서 온수저장탱크(31)로 공급되는 탕수의 온도를 검출하는 공급로 서미스터(66)와, 온수저장탱크(31)에서 응축기(72)로 공급되는 탕수의 온도를 검출하는 복귀로 서미스터(41)가 설치되어 있다.
그리고, 마이크로컴퓨터 등에 의해 구성된 전자유닛인 히트펌프 컨트롤러(80)에 공급로 서미스터(66)에 의한 온도검출신호가 입력된다. 또, 히트펌프 컨트롤러(80)에서 출력되는 제어신호에 의해서 히트펌프(70)와 순환펌프(65)의 작동이 제어된다.
히트펌프 컨트롤러(80)는 탱크 컨트롤러(50)와 통신 가능하게 접속되고, 탱크 컨트롤러(50)로부터 가열지시신호를 수신했을 때에, 탱크 컨트롤러(50)로부터 송신되는 저장 온수 상한온도 및 복귀로 서미스터(41)의 검출온도의 데이터를 이용해서, 공급로 서미스터(66)의 검출온도 및 복귀로 서미스터(41)의 검출온도에 의거하여 순환펌프(65)와 히트펌프(70)를 작동시킴으로써, 온수저장탱크(31) 내의 탕수를 설정온도(본 실시형태에서는 45℃ 또는 60℃) 부근으로 유지한다.
이어서, 탱크유닛(30)은 온수저장탱크(31)와, 온수저장탱크(31)의 상부에 접속된 온수배출관(2)과, 온수저장탱크(31)의 하부 및 온수배출관(2)에 접속된 급수관(1)과, 급탕기(10)를 바이패스해서 온수배출관(2)을 급탕기(10)의 상류측과 하류측에서 연이어 통하게 하는 온수배출 바이패스관(37)을 구비하고 있다.
또한 탱크유닛(30)은 온수저장탱크(31)에서 히트펌프유닛(60)으로 공급되는 탕수의 온도를 검출하는 복귀로 서미스터(41)와, 온수저장탱크(31)에 저장된 탕수의 온도를 검출하는 저장 온수 서미스터(42)(본 발명의 저장온수 온도센서에 상당함)와, 온수배출관(2)의 급수관(1)과의 접속개소(X)의 상류측의 부근에 형성된 유입 온수 서미스터(33)와, 급수관(1)의 통수(通水) 유량을 검출하는 탱크 수량센서(43)(본 발명의 통수센서에 상당함)와, 급수관(1)에 형성된 유입 냉수 서미스터(44)와, 온수저장탱크(31)에서 온수배출관(2)으로 공급되는 탕수의 유량을 변경하는 온수량 가변밸브(34)와, 급수관(1)에서 온수배출관(2)으로 공급되는 냉수의 유량을 변경하는 수량 가변밸브(35)와, 급수관(1)에 형성된 역류방지밸브를 가지는 감압밸브(40)와, 온수배출관(2)과 급수관(1)의 접속개소(X)와 온수배출 바이패스관(37)의 사이에 형성된 혼합 서미스터(36)와, 온수배출 바이패스관(37)을 개폐하는 바이패스밸브(38)와, 온수배출 바이패스관(37)과 온수배출관(2)의 접속개소(Y)의 하류측으로 공급되는 탕수의 온도를 검출하는 급탕 출구 서미스터(39)를 구비하고 있다.
그리고, 마이크로컴퓨터 등에 의해 구성된 전자유닛인 탱크 컨트롤러(50)(본 발명의 컨트롤러에 상당함)에 저장 온수 서미스터(42), 유입 온수 서미스터(33), 유입 냉수 서미스터(44), 혼합 서미스터(36), 급탕 출구 서미스터(39), 및 복귀로 서미스터(41)에 의한 온도검출신호와, 탱크 수량센서(43)에 의한 급수관(1)의 통수 유량의 검출신호가 입력된다. 또, 탱크 컨트롤러(50)로부터 출력되는 제어신호에 의해서 온수량 가변밸브(34)와, 수량 가변밸브(35)와, 바이패스밸브(38)의 작동이 제어된다.
탱크 컨트롤러(50)는 저장 온수 서미스터(42)의 검출온도를 감시해서 시간대에 따라 온수저장탱크(31) 내의 온수를 45℃ 또는 60℃ 부근으로 유지하기 위하여 히트펌프 컨트롤러(80)에 대해서 가열지시신호를 송신한다.
또, 탱크 컨트롤러(50)는 온수저장탱크(31) 내의 온수 중의 잡균(레지오넬라균 등)을 멸균하기 위한 처리(멸균처리)를 행한다. 멸균처리는 저장 온수 서미스터(42)의 검출온도가 58℃(본 발명의 재가열 판정온도에 상당함) 이하인 상태가 94시간(본 발명의 재가열 판정시간에 상당함) 이상 계속되었을 때에, 히트 펌프 컨트롤러(80)에 대해서 저장 온수 가열지시신호를 송신해서, 온수저장탱크(31) 내의 온수를 58℃(본 발명의 멸균온도에 상당함) 이상으로 가열한 상태를 15분간 유지하는 것에 의해서 실행된다.
또한 상기와 같이 탱크 컨트롤러(50)가 온수저장탱크(31) 내의 온수의 멸균처리를 행하는 구성이 본 발명의 멸균처리수단에 상당한다.
또, 탱크 컨트롤러(50)에는, 사용자의 조작에 따라 희망하는 급탕온도{급탕설정온도：온수배출관(2)의 출구로부터 공급되는 온수의 온도}와 목욕온도{목욕설정온도：후술하는 온수채움관(18)을 경유해서 욕조에 공급되는 온수의 온도}를 설정하기 위한 온도스위치(도시생략)나, 일반급탕모드{후술하는 온수채움밸브(19)를 폐색해서 온수배출관(2)의 출구로부터 온수를 공급하는 모드}와 온수채움모드{온수채움밸브(19)를 개방하여 온수채움관(18)에서 욕조로 온수를 공급하는 모드}를 전환하기 위한 모드전환스위치(도시생략) 등을 구비한 리모컨(51)(본 발명의 목표 급탕온도 설정수단의 기능을 포함함)이 접속되어 있다.
이때, 온수배출관(2)은 온수저장탱크(31)의 상부에 접속되고, 급수관(1)은 온수저장탱크(31)의 하부에 접속되어 있다. 따라서, 온수저장탱크(31)에서 온수배출관(2)으로 온수가 공급되면, 그에 따라 온수저장탱크(31)의 하부에 급수관(1)으로부터 냉수가 공급된다. 그리고, 온수저장탱크(31) 내에서는 상부에 고온의 온수층이 생김과 아울러 하부에 냉수층이 생긴다.
온수저장탱크(31)로부터 온수를 공급함에 따라 상부의 고온의 온수층이 감소되어 가고, 저장 온수 서미스터(42)의 검출온도가 리모컨(51)에 의해 설정된 목표 급탕온도{일반급탕모드에서는 리모컨(51)에 의해서 설정된 급탕설정온도, 온수채움모드에서는 리모컨(51)에 의해서 설정된 목욕설정온도} 이하가 된 온수부족상태가 된다.
또한 온수저장탱크(31)가 온수부족상태인지의 여부의 판단은, 저장 온수 서미스터(42)의 검출온도가 목표 급탕온도 부근으로 설정된 온수부족 판정온도 이하일 때, 온수저장탱크(31)가 온수부족상태라고 판단하면 좋다. 본 실시형태에서는 목표 급탕온도가 온수부족 판정온도로 설정되어 있다.
탱크 컨트롤러(50)는, 온수저장탱크(31) 내의 온수의 멸균처리를 행하지 않을 때에는, 저장 온수 서미스터(42)의 검출온도가 목표 급탕온도보다 높을 때(온수부족이 발생해 있지 않은 상태)에, 탱크 수량센서(43)에 의해서 소정의 하한 유량 이상의 통수가 검출되었을 때에는, 혼합 서미스터(36) 또는 급탕 출구 서미스터(39)의 검출온도가 목표온도가 되도록, 온수량 가변밸브(34)와 수량 가변밸브(35)의 개방도를 제어하는 혼합온도 조절제어를 행한다. 이때, 탱크 컨트롤러(50)는 일반급탕모드에서는 바이패스밸브(38)를 개방하고, 온수채움모드에서는 바이패스밸브(38)를 폐색한다.
한편, 저장 온수 서미스터(42)의 검출온도가 목표 급탕온도 이하일 때(온수부족이 발생해 있는 상태)에, 탱크 수량센서(43)에 의해서 하한 수량 이상의 통수가 검출되었을 때에는, 탱크 컨트롤러(50)가 바이패스밸브(38)를 폐색해서 온수저장탱크(31) 및 급수관(1)으로부터의 탕수를 모두 급탕기(10)로 공급한다. 이 경우에는 급탕기(10)에 있어서 후술하는 가열온도 조절제어가 실행된다.
이어서, 급탕기(10)는 온수배출관(2)의 도중에 형성된 열교환기(11)와, 열교환기(11)를 가열하는 버너(12)와, 열교환기(11)를 바이패스해서 온수배출관(2)을 열교환기(11)의 상류측과 하류측에서 연이어 통하게 하는 급탕 바이패스관(13)과, 온수배출관(2)과 급탕 바이패스관(13)의 접속개소(Z)의 하류측에서 욕조(도시생략)와 온수배출관(2)을 접속한 온수채움관(18)을 구비하고 있다.
온수배출관(2)에는 급탕 바이패스관(13)의 개방도를 변경하는 바이패스 서보밸브(14)와, 급탕기(10)에 공급되는 탕수의 유량을 조절하는 수량 서보(15)와, 열교환기(11) 및 급탕 바이패스관(13)으로 공급되는 탕수의 유량을 검출하는 급탕 수량센서(21)와, 온수배출관(2)과 급탕 바이패스관(13)의 접속개소(Z)의 하류측으로 공급되는 온수의 온도를 검출하는 급탕기 서미스터(16)와, 역류방지밸브(17)가 설치되어 있다. 또, 온수채움관(18)에는 온수채움관(18)의 통수 유량을 검출하는 온수채움 수량센서(22)와, 온수채움관(18)을 개폐하는 온수채움밸브(19)가 구비되어 있다.
그리고, 마이크로컴퓨터 등에 의해 구성된 전자유닛인 급탕 컨트롤러(20)에 급탕기 서미스터(16)에 의한 온도검출신호와, 급탕 수량센서(21)에 의한 통수 유량의 검출신호와, 온수채움 수량센서(22)에 의한 통수 유량의 검출신호가 입력된다. 또, 급탕 컨트롤러(20)로부터 출력되는 제어신호에 의해서 바이패스 서보밸브(14)와, 수량 서보(15)와, 버너(12)와, 온수채움밸브(19)의 작동이 제어된다.
급탕 컨트롤러(20)는 탱크 컨트롤러(50)와 통신 가능하게 접속되고, 탱크 컨트롤러(50)로부터 가열허가를 지시하는 신호를 수신했을 때에 가열허가상태가 된다. 그리고, 급탕 수량센서(21)에 의해서 소정의 하한 유량 이상의 통수가 검출되어 있을 때에, 급탕기 서미스터(16)의 검출온도가 목표 급탕온도가 되도록, 버너(12)의 연소량을 제어하는 가열온도 조절제어를 실행한다. 또, 탱크 컨트롤러(50)로부터 가열금지를 지시하는 신호를 수신했을 때에 가열금지상태가 되어 가열온도 조절제어의 실행이 금지된다.
또한, 급탕 컨트롤러(20)는 욕조(도시생략)에 소정량의 온수를 공급하는 온수채움운전을 행할 때(온수채움모드)에는, 온수채움밸브(19)를 개방해서 온수채움 수량센서(22)에 의해 검출되는 욕조에 대한 온수의 공급량을 누적한다. 그리고, 욕조에 대한 온수 공급량의 누적값이 상기 소정량에 도달했을 때에 온수채움밸브(19)를 폐색해서 온수채움운전을 종료한다.
이어서, 도 2 ~ 도 6에 나타낸 플로차트에 따라 탱크 컨트롤러(50)의 작동에 대해서 설명한다.
도 2의 STEP1에서 탱크유닛(30)의 전원이 ON되면 STEP2로 진행되어, 탱크 컨트롤러(50)가 온수량 가변밸브(34)를 완전히 폐색함과 동시에, 수량 가변밸브(35)를 완전히 개방한다. 그리고, 탱크 컨트롤러(50)는 이어지는 STEP4에서 저장 온수 서미스터(42)의 검출온도가 35℃(본 발명의 멸균필요/불필요 판정온도에 상당함)보다도 높은지의 여부를 판단한다.
이때, STEP4에서 저장 온수 서미스터(42)의 검출온도가 35℃보다도 낮을 때에는, 온수저장탱크(31) 내의 탕수의 온도가 낮은 상태가 계속되어 온수 중의 잡균이 증가해 있을 가능성이 있다. 따라서, 이 경우에는 즉시 온수저장탱크(31) 내의 탕수를 멸균할 필요가 있다. 그러므로, 이 경우에는 STEP30으로 분기해서, 탱크 컨트롤러(50)가, 온수저장탱크(31) 내의 온수의 사용금지를 지시하는 리프레시 플래그{도면에서는, 리프레시F로 기재}와, 온수저장탱크(31) 내의 온수의 재가열을 지시하는 재가열 플래그{도면에서는, 재가열F로 기재}를 ON(세트)한다. 그리고, STEP6으로 진행되어 탱크 컨트롤러(50)가 온수저장탱크(31) 내의 탕수의 가열을 정지한 상태로 해서 STEP7로 진행된다.
한편, STEP4에서 저장 온수 서미스타(42)의 검출온도가 35℃이상일 때에는, 정전 등에 의해서 탱크유닛(30)으로의 전력공급이 일시적으로 차단되고, 온수저장탱크(31) 내의 온수의 온도가 그다지 저하되지 않고 전력공급이 재개되었다고 상정할 수 있다. 그리고, 이 경우에는 즉시 온수저장탱크(31) 내의 탕수를 멸균할 필요는 없다. 따라서, STEP5로 진행되어 탱크 컨트롤러(50)가 리프레시 플래그와 재가열 플래그를 함께 OFF(리셋)한다. 그리고, STEP6으로 진행되어, 탱크 컨트롤러(50)가 온수저장탱크(31) 내의 탕수의 가열을 정지한 상태로 해서 STEP7로 진행된다.
STEP7에서 탱크 컨트롤러(50)는, 리프레시 플래그가 ON상태인지의 여부를 판단한다. 그리고, 리프레시 플래그가 ON상태일 때에는 STEP40로 분기하고, 리프레시 플래그가 ON상태가 아닐 때에는 STEP8로 진행된다. STEP40에서 탱크 컨트롤러(50)는, 온수량 가변밸브(34)를 완전히 폐색함과 아울러, 수량 가변밸브(35)를 완전히 개방하고, 온수저장탱크(31) 내의 탕수의 사용을 금지한다.
STEP8에서 탱크 컨트롤러(50)는, 리모컨(51)에 구비된 운전스위치(도시생략)가 ON상태인지의 여부를 판단한다. 그리고, 운전스위치가 ON상태일 때에는 STEP9로 진행되고, 운전스위치가 ON상태가 아닐 때에는 STEP6으로 분기한다. 또한 운전스위치는 급탕시스템에 의한 급탕운전이 가능한 운전상태와, 급탕시스템에 의한 급탕 운전이 불가능한 대기상태의 전환을 지시하기 위한 스위치이며, 운전스위치가 ON상태일 때 운전상태가 된다.
운전스위치가 ON상태일 때에는 STEP9로 진행되어, 탱크 컨트롤러(50)가 고온(60℃)으로의 온수저장을 지시하는 고온 온수저장 플래그(도면에서는, 고온 온수저장F로 표시) 또는 재가열 플래그 중 어느 하나가 ON상태인지의 여부를 판단한다. 그리고, 고온 온수저장 플래그 또는 재가열 플래그 중 어느 하나가 ON상태일 때에는 STEP50로 진행되어, 탱크 컨트롤러(50)가 히트펌프 컨트롤러(80)에 대해서 60℃로의 온수저장을 지시하는 가열지시신호를 송신한다.
이것에 의해서 히트펌프(70)에 의한 가열이 이루어지고, 온수저장탱크(31) 내의 온수의 온도가 60℃ 부근으로 유지된다. 상기 60℃라는 설정온도는 온수저장탱크(31) 내의 온수의 멸균과 대량의 온수 사용에 대응하기 위한 것이다.
한편, STEP9에서 고온 온수저장 플래그와 재가열 플래그가 함께 ON상태가 아닐 때에는 STEP10으로 진행된다. 그리고, 탱크 컨트롤러(50)가 히트펌프 컨트롤러(80)에 대해서 45℃로의 온수저장을 지시하는 가열지시신호를 송신한다. 이것에 의하여 히트펌프(70)에 의한 가열이 이루어져서 온수저장탱크(31) 내의 온수의 온도가 45℃ 부근으로 유지된다. 상기 45℃라는 설정온도는 온수저장탱크(31) 내의 온수의 열손실을 억제해서 높은 효율의 온수저장을 행하기 위한 것이다.
이어지는 STEP11에서 탱크 컨트롤러(50)는, 탱크 수량센서(43)에 의해서 하한 유량 이상의 통수가 검출되어 있는 통수상태인지의 여부를 판단한다. 그리고, 통수상태일 때는 도 3의 STEP12로 진행되고, 통수상태가 아닐 때에는 STEP7로 복귀한다.
도 3의 STEP12 ~ STEP15, STEP70 ~ STEP71 및 STEP60 ~ STEP61은 혼합온도 조절제어 또는 가열온도 조절제어에 의해서, 목표 급탕온도(일반급탕모드에서는 급탕설정온도, 온수채움모드에서는 목욕설정온도)로의 급탕을 행하기 위한 처리이다. 또한 STEP12 ~ STEP15, STEP70 ~ STEP71 및 STEP60 ~ STEP61에 의해서, 혼합온도 조절제어와 가열온도 조절제어를 실행하는 구성이 본 발명의 온도조절 제어수단에 상당한다.
STEP12에서 탱크 컨트롤러(50)는 리프레시 플래그가 ON상태인지의 여부를 판단한다. 그리고, 리프레시 플래그가 ON상태일 때에는 STEP60로 분기하고, 탱크 컨트롤러(50)는 급탕 컨트롤러(20)에 대해서 가열허가를 지시하는 신호를 송신한다. 또, 이어지는 STEP61에서 탱크 컨트롤러(50)는, 온수량 가변밸브(34)를 완전히 폐색함과 아울러, 수량 가변밸브(35)를 완전히 개방해서 STEP16으로 진행된다.
STEP60과 STEP61의 처리에 의해서 온수량 가변밸브(34)가 완전히 폐색되어 온수저장탱크(31) 내의 온수의 사용이 금지된 상태에서, 급탕기(10)에 의한 가열이 허가된다. 그리고, 급탕 컨트롤러(20)에 의해서 급탕기 서미스터(16)의 검출온도가 목표 급탕온도(일반급탕모드에서는 급탕설정온도, 온수채움모드에서는 목욕설정온도)가 되도록, 버너(12)의 연소량과 바이패스 서보밸브(14)의 개방도가 제어된다(가열온도 조절제어).
한편, STEP12에서 리프레시 플래그가 ON상태가 아니었을 때에는 STEP13로 진행되고, 탱크 컨트롤러(50)는 일반급탕모드인 한편, 온수부족{저장 온수 서미스터(42)의 검출온도가 목표 급탕온도 이하인 상태}이 발생해 있지 않은지의 여부를 판단한다.
그리고, 일반급탕모드인 한편, 온수부족이 발생해 있지 않을 때에는 STEP14로 진행되어, 탱크 컨트롤러(50)가 급탕 컨트롤러(20)에 대해서 가열금지를 지시하는 신호를 송신한다. 이것에 의해서 급탕기(10)에 의한 가열이 금지된다.
또, 이어지는 STEP15에서 탱크 컨트롤러(50)는, 혼합 서미스터(36)의 검출온도가 목표 급탕온도(급탕설정온도)가 되도록, 온수량 가변밸브(34)와 수량 가변밸브(35)의 개방도를 변경해서, 온수저장탱크(31)에서 온수배출관(2)으로 공급되는 온수와 급수관(1)에서 온수배출관(2)으로 공급되는 냉수의 혼합비를 조절해서(혼합온도 조절제어) STEP16으로 진행된다.
또, STEP13에서 온수채움모드이거나 온수저장탱크(31)의 온수부족이 발생해 있지 않을 때에는 STEP70으로 분기한다. 그리고, 탱크 컨트롤러(50)는 급탕 컨트롤러(20)에 대해서 가열허가를 지시하는 신호를 송신하고, 이것에 의해서 급탕기(10)에 의한 가열이 허가된다.
또, 이어지는 STEP71에서 이하의 수학식 (1)에 의해서 설정된 혼합설정온도가 되도록, 온수량 가변밸브(34)와 수량 가변밸브(35)의 개방도를 변경해서, 온수저장탱크(31)에서 온수배출관(2)으로 공급되는 온수와 급수관(1)에서 온수배출관(2)으로 공급되는 냉수의 혼합비를 조절해서 STEP16으로 진행된다.
Figure pct00001
단, 목표 급탕온도：일반급탕모드에서는 급탕설정온도, 온수채움모드에서는 목욕설정온도, 최소 능력온도：현 수량{급탕 수량센서(21)에 의해 검출되어 있는 현재의 통수 유량}의 탕수를 급탕기(10)에 의해서 최소 능력으로 가열했을 때의 온수의 상승온도.
이 경우에는, STEP71에서 상기 수학식 (1)의 혼합온도로 제어된 온수가 급탕기(10)로 공급되고, 급탕 컨트롤러(20)는 급탕기 서미스터(16)의 검출온도가 목표 급탕온도(일반급탕모드에서는 급탕설정온도, 온수채움모드에서는 목욕설정온도)가 되도록, 버너(12)의 연소량과 바이패스 서보밸브(14)의 개방도를 제어한다(가열온도 조절제어).
이어지는 STEP16에서 탱크 컨트롤러(50)는, 탱크 수량센서(43)에 의해서 하한 유량 이상의 통수가 검출되어 있지 않은 지수(止水)상태인지의 여부를 판단한다. 그리고, 지수상태일 때에는 STEP17로 진행되어 탱크 컨트롤러(50)가 온수량 가변밸브(34)를 정지(현 시점의 개방도를 유지)시키고, 이어지는 STEP18에서 수량 가변밸브(35)를 정지(현 시점의 개방도를 유지)시킨다. 또, 탱크 컨트롤러(50)는 이어지는 STEP19에서 급탕 컨트롤러(20)에 대하여 가열금지를 지시하는 신호를 송신하고 도 2의 STEP7로 복귀된다.
이어서, 도 4에 나타낸 플로차트를 따라, 리프레시 플래그의 ON/OFF(세트/리세트)처리에 대해서 설명한다. 또한 도 4 ~ 도 6에 나타낸 플로차트에 의한 처리는 도 2 ~ 도 3에 나타낸 플로차트에 의한 처리와 병행해서 실행된다.
탱크 컨트롤러(50)는 STEP80에서 리프레시 플래그가 ON상태인지의 여부를 판단한다. 그리고, 리프레시 플래그가 ON상태가 아닐 때에는 STEP81로 진행된다. STEP81에서 탱크 컨트롤러(50)는, 저장 온수 온도{저장 온수 서미스터(42)의 검출온도}가 53℃(본 발명의 저장 온수 사용금지 판정온도에 상당함)보다도 낮은 상태가 96시간(본 발명의 저장 온수 사용금지 판정시간에 상당함) 이상 계속되었을 때에, STEP82로 진행되어 리프레시 플래그를 ON해서 STEP80으로 진행된다.
또한 STEP81에 있어서의 저장 온수 온도가 53℃보다도 낮은 상태가 96시간 이상 계속되었을 때라는 조건은, 온수저장탱크(31) 내에 저온의 탕수가 장시간 저장되어 있는 것에 의하여, 온수저장탱크(31) 내의 온수 중의 잡균의 존재율이 미리 설정된 허용레벨을 넘어 있을 우려가 있다고 상정되는 조건이다.
한편, STEP80에서 리프레시 플래그가 ON상태일 때는 STEP90으로 진행된다. 그리고, 탱크 컨트롤러(50)는 저장 온수 온도{저장 온수 서미스터(42)의 검출온도}가 58℃(본 발명의 멸균온도에 상당함) 이상인 상태가 1시간 이상 계속되었을 때에, STEP91로 진행되어 리프레시 플래그를 OFF해서 STEP80으로 진행된다.
또한 STEP90에 있어서의 저장 온수 온도가 58℃ 이상인 상태가 1시간 이상 계속되었을 때라는 조건은, 온수저장탱크(31) 내의 온수 중의 상기 허용레벨을 넘은 잡균이 가열에 의해 사멸된다고 상정되는 조건이다.
이어서, 도 5에 나타낸 플로차트를 따라 재가열 플래그의 ON/OFF(세트/리세트)처리에 대해서 설명한다.
탱크 컨트롤러(50)는 STEP100에서 재가열 플래그가 ON상태인지의 여부를 판단한다. 그리고, 재가열 플래그가 ON상태가 아닐 때는 STEP101로 진행된다. STEP101에서 탱크 컨트롤러(50)는, 저장 온수 온도{저장 온수 서미스터(42)의 검출온도}가 58℃(본 발명의 재가열 판정온도에 상당함)보다도 낮은 상태가 94시간(본 발명의 재가열 판정시간에 상당함) 이상 계속되었을 때에, STEP102로 진행되어 재가열 플래그를 ON(세트)해서 STEP100으로 진행된다.
또한 STEP101에 있어서의 저장 온수 온도가 58℃보다도 낮은 상태가 94시간 이상 계속되었을 때라는 조건은, 온수저장탱크(31) 내에 저온의 탕수가 장시간 저장되어 있는 것에 의해서, 온수저장탱크(31) 내의 온수 중의 잡균의 증식이 어느 정도 진행되어 잡균의 존재율이 상기 허용레벨에 가까워져 있다고 상정되는 조건이다.
한편, STEP100에서 재가열 플래그가 ON상태일 때에는 STEP110으로 진행된다. 그리고, 탱크 컨트롤러(50)는, 저장 온수 온도{저장 온수 서미스터(42)의 검출온도}가 58℃이상인 상태가 15분 이상 계속되었을 때에, STEP111로 진행되어 재가열 플래그를 OFF해서 STEP100으로 진행된다.
또한 STEP110에 있어서의 저장 온수 온도가 58℃이상인 상태가 15분 이상 계속되었을 때라는 조건은, 온수저장탱크(31) 내의 온수 중의 상기 허용레벨 부근의 잡균이 가열에 의해 사멸한다고 상정되는 조건이다.
이어서, 도 6에 나타낸 플로차트에 따라 고온 온수저장 플래그의 ON/OFF(세트/리셋)처리에 대해서 설명한다.
탱크 컨트롤러(50)는 STEP120에서 계시부(計時部)(도시생략)로부터 현재시각의 데이터를 취득한다. 그리고, 이어지는 STEP121에서 탱크 컨트롤러(50)는, 현재시각이 고온설정 시간대인지의 여부를 판단한다. 이때, 고온설정 시간대는 온수의 사용량이 증가한다고 상정되는 저녁부터 취침시(예를 들면 18시 ~ 22시)로 설정된다. 또한 고온설정 시간대는 리모컨(51)에 의해 설정된다.
현재시각이 고온설정 시간대일 때는 STEP130으로 분기하고, 탱크 컨트롤러(50)는 고온 온수저장 플래그를 ON(세트)해서 STEP120로 복귀한다. 또, 현재시각이 고온설정 시간대가 아닐 때에는 STEP122로 진행되고, 탱크 컨트롤러(50)는 온수채움운전이 실행 중인지의 여부를 판단한다.
그리고, 온수채움운전이 실행 중일 때에는 STEP130으로 분기하고, 탱크 컨트롤러(50)는 고온 온수저장 플래그를 ON(세트)해서 STEP120으로 복귀한다. 또, 온수채움운전이 실행 중이 아닐 때에는 STEP123으로 진행되고, 탱크 컨트롤러(50)는 고온 온수저장 플래그를 OFF해서 STEP120으로 복귀한다.
도 6의 처리에 의해서, 온수의 사용량이 증가하는 시간대와 온수채움운전의 실행 시에, 온수저장탱크(31) 내의 온수가 고온(60℃)으로 저장되기 때문에, 온수저장탱크(31)의 온수부족이 발생하는 것을 억제해서 혼합온도 조절제어를 실행할 수 있다.
또한 본 실시형태에서는, 급탕기(10)를 바이패스하는 온수배출 바이패스관(37)과, 온수배출 바이패스관(37)을 개폐하는 바이패스밸브(38)을 구비한 급탕시스템을 개시하였지만, 온수배출 바이패스관 및 이것을 개폐하는 바이패스밸브를 구비하지 않은 급탕시스템에 대해서도, 본 발명을 적용해서 상기한 효과를 얻을 수 있다.
또, 본 실시형태에서는, 본 발명의 재가열 판정시간(94시간)을 저장 온수 사용금지 판정시간(96시간)보다도 짧은 시간으로 설정하였지만, 양자를 동일한 시간으로 설정하여도 좋다. 또, 본 실시형태에서는 본 발명의 저장 온수 사용금지 판정온도(53℃)를 재가열 판정온도(58℃)보다도 낮은 온도로 설정하였지만, 양자를 동일한 온도로 설정하여도 좋다.
또, 본 실시형태에서는, 온수채움관(18)과 온수채움밸브(19)를 구비하고, 일반급탕모드 및 온수채움모드에 의한 급탕을 행하는 급탕시스템을 개시하였지만, 온수채움관을 구비하지 않고 일반급탕모드에 의한 급탕만을 행하는 경우에도 본 발명의 적용이 가능하다.
또, 본 실시형태에서는, 온수저장탱크(31) 내의 탕수의 가열수단으로서 히트펌프를 사용하는 급탕시스템을 개시하였지만, 태양열 시스템 등의 다른 가열수단을 사용하여도 좋다.
또, 본 실시형태에서는, 도 1의 STEP4, STEP5 및 STEP30의 처리에 의해서, 전원이 ON되었을 때에, 저장 온수 서미스터(42)의 검출온도가 낮을 때에는, 즉시 온수저장탱크(31) 내의 탕수의 멸균처리를 행하도록 하였지만, 이 처리를 행하지 않는 경우에도 본 발명의 효과를 얻을 수 있다.
이상과 같이, 본 발명의 급탕시스템에 의하면, 온수저장탱크 내의 온수를 정기적으로 끓이는 설정이 되어 있지 않은 경우이더라도, 온수저장탱크로부터 잡균을 많이 함유한 온수가 공급되는 것을 방지할 수 있기 때문에, 온수저장탱크를 구비한 급탕시스템을 구성하는데 유용하다.

Claims (2)

  1. 온수저장탱크와,
    상기 온수저장탱크에 접속된 온수배출관과,
    상기 온수저장탱크 및 상기 온수배출관과 접속된 급수관과,
    상기 온수저장탱크 내의 탕수(湯水)를 가열하는 가열수단과,
    상기 급수관으로의 통수(通水)를 검출하는 통수센서와,
    상기 온수배출관의 상기 온수저장탱크와의 접속부와 상기 급수관과의 접속부 사이에 형성되어 상기 온수배출관의 개방도를 변경하는 온수량 가변밸브와,
    상기 급수관의 상기 온수저장탱크와의 접속부와 상기 온수배출관과의 접속부 사이에 형성되어 상기 급수관의 개방도를 변경하는 수량 가변밸브와,
    상기 온수저장탱크 내의 탕수의 온도를 검출하는 저장온수 온도센서와,
    상기 온수배출관과 상기 급수관의 접속부의 하류측에서 상기 온수배출관의 도중에 형성되어 상기 온수배출관을 유통하는 탕수를 가열하는 급탕기(給湯器)와,
    목표 급탕온도를 설정하는 급탕온도 설정수단과,
    상기 통수센서에 의해서 통수가 검출되고, 또한 상기 저장온수 온도센서의 검출온도가 상기 목표 급탕온도에 따라 설정된 온수부족 판정온도보다도 높을 때에는, 상기 급탕기에 의한 가열을 금지해서 상기 온수배출관으로부터 상기 목표 급탕온도의 온수가 공급되도록, 상기 온수량 가변밸브와 수량 가변밸브에 의하여 상기 온수저장탱크에서 상기 온수배출관으로 공급되는 온수와 상기 급수관에서 상기 온수배출관으로 공급되는 냉수의 혼합비를 조절하는 혼합온도 조절제어를 실행하고, 상기 통수센서에 의해서 통수가 검출되고, 또한 상기 저장온수 온도센서의 검출온도가 상기 온수부족 판정온도 이하일 때에는, 상기 온수배출관으로부터 상기 목표 급탕온도의 온수가 공급되도록, 상기 급탕기에 의한 가열을 행하는 가열온도 조절제어를 실행하는 온도조절 제어수단을 구비한 급탕시스템에 있어서,
    상기 저장온수 온도센서의 검출온도가, 상기 온수저장탱크 내의 온수에서 잡균의 번식이 진행되는 온도를 상정해서 설정된 재가열 판정온도 이하인 상태가 소정의 재가열 판정시간 이상 계속되었을 때에, 상기 가열수단에 의해서, 상기 온수저장탱크 내의 온수를 잡균이 사멸하는 온도를 상정해서 설정된 멸균온도 이상으로 가열하는 멸균처리를 실행하는 멸균처리수단을 구비하고,
    상기 온도조절 제어수단은, 상기 저장온수 온도센서의 검출온도가, 상기 재가열 판정온도 이하로 설정된 저장 온수 사용금지 판정온도 이하인 상태가, 상기 재가열 판정시간 이상으로 설정된 저장 온수 사용금지 판정시간 이상 계속되고 있을 때에는, 상기 저장온수 온도센서의 검출온도에 관계없이, 상기 온수량 가변밸브를 폐색상태로 유지하고, 상기 가열온도 조절제어만을 실행하는 것을 특징으로 하는 급탕시스템.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 멸균처리수단은 전력공급에 의해 작동하는 컨트롤러에 의해서 구성되며, 전력공급의 개시에 의해서 상기 컨트롤러가 작동되었을 때에, 상기 저장온수 온도센서의 검출온도가, 상기 재가열 판정온도보다도 낮은 온도로 설정된 멸균필요/불필요 판정온도 이상인지의 여부를 판단하고, 저장온수 온도센서의 검출온도가 상기 멸균필요/불필요 판정온도보다도 낮을 때에는, 해당 판단 시에 상기 멸균처리를 실행하는 것을 특징으로 하는 급탕시스템.
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