KR100364662B1 - 태양열과 심야전기와 가스보일러를 사용한 난방 및온수공급장치 - Google Patents

태양열과 심야전기와 가스보일러를 사용한 난방 및온수공급장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 태양열에너지를 이용한 난방 및 온수공급장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 가스보일러와 축열식온수공급통을 난방배관과 가스열난방수공급관으로 연결하고 이 축열식온수공급통에 태양열교환온수공급장치를 태양열난방수공급관과 태양열난방수회수관으로 연결하며, 축열식온수공급통 내부에 나선형열교환온수공급관을 구비하고 이 나선형열교환온수공급관은 가스보일러의온수공급관에 연결하여 태양열에너지와 심야전기와 가스보일러를 효과적으로 사용함으로써 난방을 하고있지 않았다 하더라도 온수를 공급하는데 걸리는 시간 및 설정된 난방온도까지 가열하는데 걸리는 시간을 단축하고 연료비를 획기적으로 절감하는 태양열과 심야전기와 가스보일러를 사용한 난방 및 온수공급장치에 관한것이다.

Description

태양열과 심야전기와 가스보일러를 사용한 난방 및 온수공급장치{heating and hot water providing system by sun and discounted night electricity and gas boiler}
본 발명은 태양에너지와 심야전기와 가스보일러를 사용하여 온수를 공급하는데 걸리는 시간 및 설정된 난방온도까지 가열하는데 걸리는 시간을 단축하며 연료비를 획기적으로 절감하는 난방장치 및 온수공급장치에 관한 것이다.
기존에도 무공해 에너지인 태양에너지를 이용한 온수보일러가 사용되어 왔으나 태양에너지를 이용한 온수보일러는 일기의 영향을 많이 받으므로 사용이 제한적이어서 태양열을 이용한 열교환기로 온수를 가열시키면서 사용온수와 난방용수를 데워주도록 하는 한편, 태양열이 적은 경우에는 히터를 발열시켜 원활한 가열이 이루어지면서 효율적인 난방 및 온수의 사용이 가능하도록 한 "태양열을 이용한 온수보일러"(공개실용신안공보 공개번호 1998-054744, 공개일자 1998. 10. 07)가 본인에 의하여 안출되었고, 특히 이 고안은 기존의 태양열 이용 온수보일러와는 달리 태양열 흡광판이 이동하는 태양을 추적하면서 회전하여 직사광선을 효율적으로 받는 장치이다.
그러나 상기 태양열 온수보일러에 있어서 태양열 열교환기는 온수를 사용하기 위하여 전원을 켰을 때 비로소 작동하여 외출하고 들어왔을 때 등 온수보일러를 가동하지 않은 경우 온수탱크 내부의 난방수가 식어있어 설정한 난방온도까지 가열하는 시간 및 설정된 온도의 온수를 공급하는 시간이 오래걸려 이는 곧 히터를 통하여 재가열시켜야 하므로 이중의 연료비가 소요되었으며 태양열 열교환기에 의하여 가열된 온수는 샤워기나 온수전으로 배출되기 전에 차가운 온수탱크를 통과하는 과정에서 식어버리게 되는 문제점이 있었다.
한편 태양열에 의한 열교환기가 가동되어 온수탱크 내부의 난방수를 지속적으로 가열하고 있어도 온수탱크 내부의 나선형 열교환부의 면적은 나선형 열교환부를 제외한 면적보다 작아 열효율이 낮았고, 낮이라 하더라도 일기가 좋지 않아 태양열을 이용하는 열교환기가 작동하지 못할 때에는 온수탱크의 난방수를 전기히터로 가열하여야 하므로 낮시간대의 비싼 전기료가 드는 문제점이 있었다.
이러한 문제점을 해소하기 위하여 본 발명은 난방을 하지 않아도 온수를 공급하는데 걸리는 시간 및 설정된 난방온도까지 가열하는데 걸리는 시간을 단축하며 태양에너지 및 심야 전기에너지를 보다 효율적으로 사용함으로써 연료비를 획기적으로 절감하는 난방장치 및 온수공급장치를 제공하는데 목적이 있다.
이러한 목적을 달성하기 위하여 본 발명에서는 태양광이 있으면 태양열온수공급장치를 이용하여 난방 및 온수를 공급하거나 축열식온수공급통 내부의 난방수를 가열시켜두었다가 사용하며, 심야에 축열식온수공급통 내부의 난방수가 식었을 경우 저렴한 심야전기를 사용하여 난방 및 온수를 공급하거나 축열식온수공급통 내부의 난방수를 가열시켜두었다가 사용하고, 태양열온수공급장치와 심야전기히터 모두를 이용할 수 없을 때에는 가스보일러를 사용하며, 태양열에너지만으로는 약하여 설정된 난방온도 및 온수를 공급할 수 없을 때에는 태양열교환온수공급장치를 가스보일러와 함께 가동하여 설정된 난방온도와 온수를 공급하는데 특징이 있다.
도 1은 본 발명의 구성도
〈도면의 주요부분에 대한 부호의 설명〉
1. 가스보일러 2. 난방배관
3. 축열식온수공급통 4. 태양열교환온수공급장치
4a. 태양열집광판 5. 심야전기히터
6. 나선형열교환온수공급관 7. 단열층8. 가스보일러의 온수공급관 9. 태양열난방수순환펌프10. 가스열난방수순환펌프 11. 찬물인입구12. 가스열난방수공급관 13. 태양열난방수공급관14. 태양열난방수회수관 15. 샤워기나 온수전
본 발명을 첨부된 도면에 의하여 상세히 설명하면 다음과 같다.도1에 도시된 바와 같이 본 발명의 난방 및 온수공급장치는 축열식온수공급통(3)과 태양열교환온수공급장치(4)와 가스보일러(1)가 구비되어 있다.축열식온수공급통(3)은 가열된 난방수를 저장하는 것으로 내부에 나선형열교환온수공급관(4)과 심야전기히터(5)가 구비되어 있고, 주위는 단열층(7)으로 싸여 있다.나선형열교환온수공급관(4)은 축열식온수공급통(3)에 저장된 뜨거운 난방수와 열교환을 통해 찬물을 가열하기 위한 것으로 축열식온수공급통(3) 내부에 구비되어 있으며 일측이 찬물인입구(11)와 연결되어 있고 타측은 가스보일러의 온수공급관(8)과 연결되어 있어 찬물인입구(11)로 유입된 찬물이 나선형열교환온수공급관(4)을 통과하면서 가열되고 이 가열된 찬물이 가스보일러(1)의 내부를 통과하도록 되어 있다.심야전기히터(5)는 태양광이 없고 전기료가 싼 심야에 난방수를 가열하는 것으로 축열식온수공급통(3) 내부에 구비되어 있다.단열층(7)은 가열된 난방수가 식는것을 방지하는 것으로 축열식온수공급통(3)의 주위를 싸고 있다.태양열교환온수공급장치(4)는 태양열을 이용하여 난방수를 가열하는 것으로 보다 많은 태양광을 흡수할 수 있도록 태양의 위치를 추적하여 경사가 변하는 태양열집광판(4a)이 구비되어 있으며 태양열난방수공급관(13) 및 태양열난방수회수관(14)으로 축열식온수공급통(3)과 상호 연결되고 태양열난방수공급관(13)에 태양열난방수순환펌프(9)가 구비되어 있어 난방수가 태양열교환온수공급장치(4)와 축열식온수공급통(3) 사이를 순환하도록 되어 있다.가스보일러(1)는 낮시간에 태양열만으로 난방수를 설정된 온도로 가열할 수 없는 경우 난방수를 가열하는 보조열원으로 내부에 가스보일러의 온수공급관(8)이 구비되어 있고 난방배관(2) 및 가스열난방수공급관(12)으로 축열식온수공급통(3)과 상호 연결되어 있으며 난방배관(2)에 가스열난방수순환펌프(10)가 구비되어 있어 축열식온수공급통(3)에서 유출된 난방수가 난방배관(2)을 거치며 실내를 난방한 후 가스보일러(1)에서 열을 공급받아 가스열난방수공급관(12)을 통해 축열식온수공급통(3) 으로 유입되어 순환하도록 되어 있다.가스보일러의 온수공급관(8)은 가스보일러(1) 내부에 구비되며 일측이 나선형열교환온수공급관(6)과 연결되고 타측이 샤워기나 온수전(15)에 연결되어 가스보일러(1)로 온수만을 가열하여 공급할 수 있도록 되어 있다.본 발명의 작동을 설명하면 다음과 같다.태양광이 있으면 태양열교환온수공급장치(4)가 작동하여 난방수를 가열하고 가열된 난방수를 태양열난방수공급관(13)을 통해 축열식온수공급통(3)에 공급하며 심야에는 축열식온수공급통(3) 내부에 구비되어 있는 심야전기히터(5)가 작동하여 축열식온수공급통(3) 내부의 난방수를 가열하고 낮시간에 설정된 온도로 난방수를 가열하기에 태양광이 부족한 경우에는 가스보일러(1)가 작동하여 난방수를 가열하며 가열된 난방수를 가스열난방수공급관(14)을 통해 축열식온수공급통(3)에 공급하고 상기 과정들에 의해 축열식온수공급통(3)에 저장된 난방수는 축열식온수공급통(3)에 연결된 난방배관(2)을 통해 실내를 난방한 후 가스보일러(1)로 유입되며 가스보일러(1)에 연결된 가스열난방수공급관(14)을 통해 축열식온수공급통(3)에 유입되어 난방수가 순환되도록 되어 있다.한편, 찬물인입구(11)로 유입된 찬물은 축열식온수공급통(3) 내부에 구비된 나선형열교환온수공급관(6)을 통과하며 열전달을 통해 가열되고 가스보일러의 온수공급관(8)을 통해 샤워기나 온수전(15)으로 유출되며 난방을 하고 있지 않은 경우 가스보일러(1)를 작동하여 난방수를 가열하지 않고 "사용온수(찬물인입구로 유입된 찬물)"만 가열하여 공급할 수도 있다.
본 발명에 의하면 가스보일러와 축열식온수공급통을 난방배관으로 연결하고 이 축열식온수공급통에 태양열교환온수공급장치를 연결하며 축열식온수공급통에는 나선형열교환온수공급관을 구비하고 이 나선형열교환온수공급관은 가스보일러의 온수공급관에 연결하여 태양열에너지를 이용할 수 있을 때 태양열교환온수공급장치를 이용하여 난방 및 온수를 공급하거나 축열식온수공급통 내부의 난방수를 가열시켜두었다가 사용하며, 태양열에너지를 사용할 수 없고 축열식온수공급통 내부의 난방수 또한 식었을 경우 저렴한 심야전기를 사용하여 난방 및 온수를 공급하거나 축열식온수공급통의 난방수를 가열시켜두었다가 사용하고, 태양열교환온수공급장치와 심야전기히터 모두를 이용할 수 없을 때는 가스보일러를 사용하며 태양열교환온수공급장치만으로는 설정된 난방온도 및 온수를 공급할 수 없을 때 가스보일러와 함께 가동하여 설정된 난방온도와 온수를 공급함으로써 난방을 하고있지 않았더라도 온수를 공급하는데 걸리는 시간 및 설정된 난방온도까지 가열하는데 걸리는 시간을 단축하고 태양에너지 및 심야 전기에너지를 보다 효과적으로 사용함으로써 연료비를 획기적으로 절감하는 난방 및 온수공급장치를 제공할 수 있다.

Claims (1)

  1. 태양열교환난방장치와 태양열이 부족할때 난방수를 가열하는 보일러 및 전기히터와 가열된 난방수를 저장하고 온수를 가열하는 축열식온수공급통이 구비되어 있는 난방 및 온수공급장치에 있어서, 축열식온수공급통(3)은 내부에 나선형열교환온수공급관(4)과 심야전기히터(5)가 구비되어 있고 상기 나선형열교환온수공급관(4)은 일측이 찬물인입구(11)와 연결되어 있으며 타측은 가스보일러의 온수공급관(8)과 연결되어 있고, 가스보일러(1)는 축열식온수공급통(3)과 난방배관(2) 및 가스열난방수공급관(12)으로 상호 연결되어 태양열 사용 조건에 따라 선택적으로 난방수와 온수를 가열할 수 있도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 태양열과 심야전기와 가스보일러를 사용한 난방 및 온수공급장치.
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