KR0140389B1 - 급탕기능이 있는 온수 난방장치 - Google Patents

Abstract

본 설명은 급탕기능이 있는 온수 난방장치에 하나의 연소관체를 이용해서 급탕과 난방을 할 수 있는 장치에 관한 것으로써, 급탕 온도를 사용자가 원하는 온도를 정확하게 조절할 수 있고, 연소관체 이외의 열교환기를 써서 급탕시 급탕온도를 신속하게 이루어질 수 있도록 하였으며, 별도의 바이패스관을 설치하지 않아도 되기 때문에 조립이나 유지보수가 용이한 급탕 기능을 갖는 온수 난방장치에 관한 것이다.

Description

급탕기능이 있는 온수 난방장치

제1도는 본 발명 실시장치의 구성도.

제2도는 급탕 운전의 운전제어예를 나타낸 프로챠트.

제3도는 종래장치를 나타낸 예지도.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

10:가스 연소 관체14:가스량 조절밸브

20:팽창 탱크 21, 22, 23, 25, 26, 27:난방용순환로

24:단락 관로 30:순환펌프

40:3웨이(WAY)밸브41:바이패스관

50:급탕용 열교환기 61, 62, 63:급탕로

71:급탕온도센서 80:제어부

90:리모콘 91:난방운전스위치

92:난방온도설정부93:급탕운전스위치

94:급탕온도설정부

본 발명은 급탕기능(給湯機能)이 있는 온수난방장치에 관한 것이다.

하나의 연소관체(연소기)를 이용해서 급탕과 난방을 할 수 있는 장치로서 종래에는 예컨데 한국실용신안 공고공보 제89-9463호 가스 온수 보일러 배관 시스템이 제공되어 있다. 이 배관시스템은 제3도에 나타낸 것과 같이 연소관체(1,2)에서 열교환한 온수를 난방운전시에는 난방용의 방열기 3으로 순환시키고 한편 급탕운전시에는 연소관체(1,2)에서 열교환 한 온수를 3웨이(WAY)밸브 4를 설치하여 급탕용 열교환기 5내를 통해서 열교환되어 출탕관로 7을 통과해서 급탕수도꼭지 8에서 출탕시킴에 따라 행하여진다. 또 방열기 3등이 고장나서 막혔을 경우등에 대비해서 바이패스관 9가 설치되어 있다 .

그러나 상기 종래의 장치에서는 급탕로 7에 온도 센서를 갖지 않고 급탕용 열교환기 5에서 열교환시키는 급탕용수의 온도제어가 설치되어 있지 않았다. 이 때문에 출탕꼭지 8을 통해서 출탕되는 온수의 온도를 충분히 정확하게 조절할 수가 없고 적절하지 못한 온도의 온수를 출탕하고 있었다.

또 상기 종래의 장치에서는 급탕로 7에 온도 센서를 갖지 않고 급탕용 열교환기 5에서 열교환시키는 급탕용수의 온도제어가 설치되어 있지 않았다. 이 때문에 출탕꼭지 8을 통해서 출탕되는 온수의 온도를 충분히 정확하게 조절할 수가 없고 적절하지 못한 온도의 온수를 출탕하고 있었다.

또, 상기 종래의 장치에서는 급탕운할 때 수도꼭지 8이 열려서 실제로 급탕용수가 흘러들어가지 않으면 연소 관체(1,2)에서의 연소도 개시되지 않은 구성으로 되어 있었다.

이 때문에 급탕용 열교환기 5에서 열교환시키는 급탕수의 온도가 올라가는 것이 늦고 또 온수로 될 때가지의 버리는 물이 많게 되고 편리성, 경제성이 나뿐 결점이 있었다.

또한 상기 종래의 장치에서는 급탕운전할 때 수도꼭지 8이 열려서 실제로 그탕용수가 흘러들어가지 않으면 연소 관체(1,2)에서의 연소도 개시되지 않는구성으로 되어 있었다.

이 때문에 급탕용 열교환기 5에서 열교환시키는 급탕수의 온도가 올라가는 것이 늦고 또 온수로 될 때까지의 버리는 물이 많게 되고 편리성, 경제성이 나뿐 결점이 있었다.

또한 상기 종래의 장치에서는 전용의 바이패스관 7이 설치되어 있으나 메인으로되는 관외에 다시 여분이라고 할 수 있는 관이 한 개 더 늘고 그 결과 부품수의 증가, 배관이나 조립작업의 증가에 따른 코스트 업, 유지보수서의 저하를 초래할 결점이 있었다.

그래서 본발명은 상기 종래장치의 결점을 해소하고 연소관체의 외에 2차 열교환기로서의 급탕용 열교환기를 써서 급탕을 실시하는데 있어서 급탕온도를 사용자가 원하는 온도로 정확하게 조절할 수 있는 급탕기능이 잇는 온수 난방장치의 제공을 제1의 목적으로 한다.

또 본발명은 연소관체외에 2차 열교환기로서의 급탕용 열교환기를 이용해서 급탕을 실시하는데 있어서 급탕개시시에 있어서의 급탕온드의 첫상승이 양호한 급탕기능이 있는 온수난방장치의 제공을 제2의 목적으로 한다.

또 본 발명은 바이패스를 확보하는데 부품수가 증가하는 일이 없어 조립이나 유지보수가 용이한 급탕기능을 갖는 온수 난방장치의 제공을 제3의 목적으로 한다.

상기 제1의 목적을 달성하기 위하여 본발명의 급탕기능이 있는 온수난방 장치에 있어서는 급탕용 열교환기의 출구측의 급탕로에 급탕온도 센서를 만들어 급탕준에 있어서는 전기 급탕온도 센서에 의한 검출온도와 사용자에 따라

서 설정된 급탕설정온도와를 제어부에서 비교 연산해서 검출온도가 급탕설정온도로 되도록 연소관체로의 연료공급량을 비례제어(proportinal control)하는 구성으로 한 것을 제1의 특징으로 하고 있다. 실제의 검출온도와 급탕온도와의 차에 부응한 연료 공급량의 증감이 이루어지므로 이에 따라 연소량(연소열량)이 조정되어 연소관체내를 통해서 급탕용 열교환기로 순환되는 2차급탕온수의 온도가 설정급탕온도로 빠르게 조정된다. 급탕온도 센서를 설치해서 연료공급량을 비례제어 하는데 대하여 연소관체 출구측의 난방용 순환로에 난방온도 센서를 설치하여 난방중에 있어서는 전기 난방온도 센서에 의한 검출온도와 난방용 설정온도와를 제어부에서 비교 연산해서 연소 관체로의 연료 공급량을 비례 제어하도록 구성해도 좋다.

이 경우에는 사용자에 의하여 설정된 강, 중, 약등의 난방조절량에 대응해서 난방용 설정온도가 정해지고 이 난방용 설정온도로 되도록 난방용 순환수의 온도가 비례 제어된다.

이에 따라서 사용자의 희망에 따른 난방을 보다 정확하게 행할 수가 있다. 물론, 연소관체에서 열교환되는 온수가 이상하게 가열된다고 아는 것도 난방온도 센서를 마련함에 따라 안전이 확보된다.

상기 제2의 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 급탕기능이 있는 온수 난방장치에 있어서는 급탕운전스위치의 온이 의하여 3웨이(WAY)밸브를 난방측으로부터 급탕용 열교환기가 잇는 측으로 전환함과 동시에 급탕로의 수류스위치의 온,오프에 관계없이(급탕 꼭지의, 개패에 관계없이)즉 급탕로의 물이 흘러드러가고 있는지 없는지에 관계업이 연소관체에서의 연소를 개시하고 수류스위치가 온되기 까지의 사이에 급탕용 열교환기로 순환되는 2차 가열매체인 온수를 급탕설정온도로 예열하도록 수성한 것을 제2의 특징으로 하고 있다.

이와같이 구성함에 따라 급탕운전스위치가 온해서부터 급탕꼭지가 열리기까지의 사이에도 급탕용 열교환기로 예열된 2차 가열매체가 순환되고 그 결과 급탕꼭지 개방후의 출탕온도의 첫상승이 신속하게 행해진다. 그리고 급탕꼭지 개방후는 급탕수 자체가 급탕설정온도에 조정되게 된다.

또 상기 제3의 목적을 달성하기 위하여 본발명 급탕기능이 있는 온수 난방장치에서는 바이패스를 내장한 3웨이(WAY)밸브를 이용함에 따라 3웨이 밸브의 장치에 의해 자동적으로 바이패스도 구성되도록 한 것을 제3의 특정으로 하고 있다.

난방용의 방열기가 막혓을 경우등에 있어서의 온수의 역류를방지하는데는 작은 지름의 바이패스가 있다면 좋은 것이기 때문에 3웨이 밸브에 일체로 병설하는 것으로써 사용하기에 족하다. 전용의 바이패스관을 별도로 붙이거나 떼거나 할 필요가 없으므로 조립이나 보수 할 때의 작업이 대단히 용이하다. 또 부품수도 많아질 필요가 없다.

[실시예]

제1도는 본발명 실시장치의 구성도이고, 제2도는 실시장치에서 급탕운전을 할 경우의 운전제어예를 나타내는 플로챠트이다.

열원기로서 가스 연소 관체 10이 설치되고, 그 가스연소관체 10에는 버너 11, 손풍팬12등이 설비되어 있다. 전기한 버너 11에는 원 개폐밸브 13 및 가스량 조절밸브 14를 끼워서 연료가스가 공급된다. 이 가스연료관체 10은 대신에 석유가 연소되는 석유연소관체라도 좋다.

전기한 가스 연소관체 10에 대해서 팽창 탱크 20이라고 불리는 소형의 물탱크로부터 순환 펌프 30에 의하여 물이 관로 21를 통하여 운반되어 가스연소관체 10내의열교환 관로 22를 통하여 열교환된다. 열교환된 온수는 관로 23을 통하여 다시 3웨이 밸브 40를 거쳐서 단락 관로 24측으로 흘러 들어가는 경우를 제외하고 관로 25로 흘러 들어가 도시하지 않은 난방용 방열기로 간다. 그리고 난방용 방열기에서 방열된 물은 관로 26,27를 통해서 전기 팽창탱크 20까지 되돌아간다. 이 팽창탱크 20, 관로 21, 22, 23, 25, 26, 27을 통하여 순환하는 순환로가 난방용 순환로가 된다.

전기한 단락 관로 24는 난방용 순환로를 단락하는 것으로 3웨이 밸브 40이 단락관로 24측으로 전환함에 따라 팽창탱크 20, 관21, 22, 23, 24, 27을 통한 단락 순환로가 구성된다. 이 단락순환로의 일부인 단락관로 24의 도중에 급탕용 열교환기 50이 설치된다.

급탕용 열교환기 50내에는 급탕용의 열교환코일 62가 통과되어 상수도등으로부터 급수관로 61을 통하여 열교환코일 62로 들어간 물이 거기에서 가열되어 온수로 된다. 그리고 급탕관로 63을 통하여 도시하지 않은 출탕꼭지로부터 출탕된다. 이급수 관로 61과 열교환코일 62와 급탕관로 63로써 급탕로를 구성한다.

64는 수류스위치로 출탕꼭지등이 열려져서 급탕로에 수류가 생기면 이것을 후술하는 제어부 80에 전달한다.

본 발명에서는 전기한 급탕로의 임부의 구성하는 급탕관로 63에 급탕온도 센서 71를 설치하고, 전기한 급탕용 열교환기 50로부터 나온 온수 온도를 검출하고 이것을 제어부 80에 입력해서 연소 제어를 행하도록 하고 있다.

똑같이 전기한 난방용 순환로의 일부를 구성하는 관로 23에 난방온도 센서 72를 설치하고, 연소 관체 10에서 나온 온수 온도를 검출하도록 하고 있다.

전기 팽창 탱크 20은 순환수가 부족하지 않도록 어느 정도의 수량을 확보함과 동시에 순환수내에 포함되어 있는 기포등을 방출하기 위한 탱크로 상시 일정한 수위로 되도록 플로트스위치 28에 의하여 보수관 29를 통하여 자동적으로 부수된다.

전기 3웨이 밸브 40은 전동변으로 제어부 80에서의 지려에 따라 관로를 단락관로 24측과 관로 25측으로 전환된다. 그리고 이 3웨이 밸브 40의 특징은 소경의 바이패스관 41을 내장하고 있는 것이다. 따라서 3웨이 밸브 40를 관로 23, 24, 25에 대해서 설치함에 따라 동시에 관로 23과 24와의 사이에 바이패스가 구성되는 것이다. 바이패스관41을 흘러들어가는 수량은 통상시에 극히 적은 것이므로 난방운전시에도 문제는 없다. 한편 난방용 방열기등이 고장나서 막혀 버렸을때에 있어서도 전기 바이스패스관 41을 통하여 물이 단락관로 24축으로 이송하여 역류를 방지할 수 있다.

제어부 80은마이크로 컴퓨터를 내장하고 있고 리모트 콘트롤(이하 리모콘 이라고 약칭한다)90에서의 지령을 받고 또 수류스위치 64, 온도센서 71, 72 기타로부터의 정보를 입력하고, 소정의 프로그램에 따라서 버너 11의 점화, 송풍팬 12의 온,오프, 개폐 밸브13의 개폐가스량 조절밸브 14의 조절 순환펌프 30의 온, 오프 3웨이 밸브 40의 전환등의 지령을 출력한다.

전기 리모콘 90에는 난방운전스위치 91, 난방온도설정부 92, 급탕운전 스위치 93, 급탕온도설정부 94가 적어도 설치된다.

난방운전스위치 91이 온되면 제어부 80을 끼워서 3웨이 밸브 40이 관로 25측으로 절환되고, 순환펌프 30이 온하고 팬 12가 온하며 원개폐밸브 13이 열려 버너 11이 점화된다.

이에 따라 난방이 개시된다. 난방온도의 조절은, 전기 난방온도 설정부 92에 의하여 난방온도가 온도에서 설정되고 혹은 강, 중, 약등의 복수단 또는 무단계로 설정되면 그것에 대응해서 가열되어야 할 순환수의 온도가 난방용설정온도로서제어부 80내에 기억되고, 이 기억된 난방용 설정온도와 전기 난방온도 센서 72에 의하여 검출된 온도가 제어부 80에 서 비교 연산되어 그 온도차에 부응한 연량 공급량의 증감으로 되도록 제어신호가 제어부 80으로부터 가스량 조절밸브 14로 출력된다. 즉 온도를 가지고 연량 공급량이 비례 저에되도록 되어 있다.

다음에 장치를 급탕운전하는 경우에 관하여 제어부 80에 의한 제어예를 제2도의 플로차트에 따라 설명한다.

급탕온도설정부 94에 의하여 급탕온도가 온도 바로 그것으로서 혹은 고, 중, 저등의 복수단 또는 무단계의 량으로 설정되면 그것에 대응한 형태로 급탕설정온도가 결정된다(급탕온도 설정부 94에서 급탕온도 바로 그것이 설정되는 경우에는 그것이 그대로 급탕설정온도로 된다)

그리고 급탕운전 스위치 93이 온되면(스텝 101)제어부 80을 끼워서 3웨이 밸브 40이 단락관로 24측으로 전환되고, 순환펌프 30이온한다(스텝 102). 그리고 급탕온도 센서71에 의하여 검출되는 온도 Qth가 급탕설정온도 Qs보다도 낮고(스텝103)또한 난방온도센서 72에 의하여 검출되는 온도 Hth가 급탕설정온도 Qs보다도 낮은 경우(스텝104)에는 버너 11에 착화되어 (스텝105)연소가 개시된다. 이 경우 운전개시시에는 통상 급탕설정온도 Qs의 쪽이 온도센서 71, 72에서 검출되는 수온 Qth, Hth보다도 높으므로 실질상 대부분의 경우 착화에 의한 연소가 개시된다. 착화되지 않은경우로서는 여름철등의 수온이 대단히 높은경우나 전회 운전시에 있어서의 고온수가 잔류하고 있는 경우등을 생각할 수 있다.

이와같은 경우에는 급탕운전스위치 73이 오프되지 않는 한 (스텝106) 착화하는 일 없이 대기상태로 된다. 물론 대기상태에서 급탕운전스위치 73이 오프되면 순환펌프 30이 오프하고 (스텝107) 원개폐밸브 13등도 폐지되어 운전이 종료한다.

전기한 착화 (스텝105)에 의하여 연소가 개시되면 수류스위치 64의 온, 오프에 관계없이, 연소관체 10에서 가열된 온수가 급탕용 열교환기 50내를 흐른다. 그리고 수류스위치 64가 오프의 상태(급탕관로 61, 62, 63에 물이 흐름이 생기지 않은 상태)(스텝108)즉 출탕꼭지가 열려있지 않는 상태(사용자에 의하여 아직 급탕이 사용되지 않는 상태)에 있어서의 사이는 급ㅌㅇ용 열교환기 50내를흐르는 순환수의 온도자체가 급탕설정온도 Qs로 되도록 가스공급량을 비례제어 한다(스텝109)실제로는 난방온도센서 72에서의 검출온도 Hth가 제어부 80에서 급탕설정온도 Qs와 비교연산되어 그차에 비례한 가스공급량의 증감이 제어부 80을 끼워서 가스량 조절변 14에서 행해진다. 이와같이 급탕용 열교환기 50내의 가열매체(순환수)를 예열해 두는 것으로 실제의 급탕사용시에 있어서 급탕온수의 온도를 신속하게 설정온도에 조절하는 것이 가능하게 된다.

한편 스텝 108에서 수류스위치 64가 온되면 그 이후는 급탕온도센서 71에서 검출되는 온도 Qth를 제어부 80에서 급탕설정온도 Qs와 비교연산하고 Qth=Qs으로 되도록 가스량 조절밸브 14를 비례저어한다 (스텝 110). 이에 따라 사용자의 희망하는 설정온도대로ㄹ 온도에서 급탕이 행해진다.

급탕운전스의치 73이 오프되면(스텝111), 원개폐밸브 13이 폐지되고 또 순환펌프 30이 오프되어서 (스텝 112)운전이 종료한다.

본발명은 이상의 구성으로 되고, 청구항 1에 기재한 급탕기능이 잇는 온수 난방 장치에 의하면 급탕용 열교환기의 출구쪽에 급탕온도센서를 설치하고 검출온도와 급탕설정온도와를 제어부에서 비교연산해서 그에 따라 연소공급량을 비례제어 하도록 구성했음으로 사용자의 희망온도에서 정확하게 급탕을 행할 수가 있다.

또 청구항 2에 기재한 급탕기능이 있는 온수 난방장치에 의하면 청구항 1에 기재한 구성에 의한 효과에 더해서 난방운전시에도 정확한 온도조절이 가능하게 되었다. 또 난방용 순환수가 지나치게 고온으로 되는 것을 막을 수 있고 안전성이 높은 난방운전을 할 수 있다.

또 청구항 3에 기재한 급탕기능이 있는 온수 난방장치에 따르면 급탕운전 스위치의 온에 따라 실제로 급탕이 개시되기 전이라도 급탕용 열교화기내에 예열한 가열매체(순환수)를 순환시킬수가 있음으로 실제로 급탕이 개시된 때에는 신속하게 급탕온도를 설정온도까지 올릴수가 있다. 따라서 마음대로 사용할 수 있고 또 물의 불필요한 소비도 줄어든다.

또 청구항 4에 기재한 급탕기능이 있는 온수 난방장치에 의하면 상기의 각 구성에 의한 효과에 더하여 전용의 이패스관을 별도로 배관하는 일없이 3웨이 밸브의 장치에 따라 동시에 자동적으로 바이패스가 구성되므로 장치의 조립이나 보수작업이 용이하게 되고 또 부품수의 증가를 막을 수 있고 코스트 타운이 이루어진다.

Claims (5)

1. 연소관체와 그 연소관체내르 ㄹ통해서 열교환된 고온수를 난방용 방열기에 순환시키는 난방용 순환로와, 그 순환펌프와, 전기난방용순환로의 도중에 3웨이(WAY)밸브를 끼워서 단락하는 단락로와, 그 단락로에 설치된 급탕용 열교환기와, 그 급탕용 열교환기내를 통과함에 따라 전기 연소관체에서 가열된 고온수에 의하여 가열되는 급탕로와를 갖는 급탕기능이 있는 온수난방장치이며 또한 전기 급탕용 열교환기의 출구측의 급탕로와를 갖는 급탕기능이 있는 온수난방장치이며 또한 전기급탕용 열교환기의 출구측의 급탕로에 급탕온도 센서 설치하여 급탕중에 있어서는 전기급탕온도센서에 의한 검출온도와 급탕설정온도와를 제어부에서 비교연산해서 전기연소관체로의 연소고급량을 비례제어하도록 구성한 것을 특징으로 하는 급탕기능이 있는 온수 난방장치.
2. 제1항에 있어서, 연소 관체 출구측의 난방용 순환로에 난방온도센서를 설치하고 난방중에 있어서는 전기 난방 온도센서에 의한 검출온도와 난방용 설정온도와의 제어부에서 비교연산 해서 연소관체로의 연료 공급량을 비례제어 하도록 구성한 것을 특징으로 하는 급탕기능이 있는 온수 난방장치.
3. 연소관체와 그 연소관체내를 통해서 열교환된 고온수를 난방용 방열기에 순환시키는 난방용순환로와, 그 순환펌프와, 전기난방용 순화로의 도중에 3웨이 밸브를 끼워서 단락하는 단락로와, 그 단락로에 설치된 급탕용 열교환기와, 그 급탕용 열교환기내를 통과함에 따라 전기 연소관체에서 가열된 고온수에 의하여 가열되는 급탕로와를 갖는 급탕기능이 있는 온수난방장치이며 급탕운전스위치의 온에 의하여 전기 3웨이(WAY) 밸브을 단락로측으로 절환함과 동시에 전기연소관체에서의 연소를 급탕로의 수류스위치의 온, 오프에 관계없이 개시하고 전기수류 스위치가 온되기까지의 사이에 전기 단락로를 흐르는 순환수의 온도를 급탕설정온도로 예열하도록 구성한 것을 특지으로 하는 급탕기능이 있는 온수난방장치.
4. 제1항 또는 제2항에 있어서, 3웨이(WAY)밸브에, 흘러들어오는 온수를 단락로측으로 이송시키는 바이패스를 내장시킨 것을 특징으로 하는 급탕기능이 있는 온수 난방장ㅊ.
5. 제3항에 있어서, 3웨이(WAY)밸브에, 흘러들어오는 온수를 단락로측으로 누출시키는 바이패스를 내장시킨 것을 특징으로 하는 급탕기능이 있는 온수 난방장치.

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