KR100540534B1 - Heat exchanging systems of boiler and boiler structures using them - Google Patents
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Abstract
본 발명은 외부의 다른 배관들과 연결구를 통해 연통된 원통형 몸체를 관통하여 내장된 버너의 연소열이 연도를 따라 유통하면서 상기 원통형 몸체 내부에서 유동하는 난방수와 열교환되는 저탕식 주열교환기와, 상기 주열교환기의 연결구 각각과 연결된 내부순환연결구와, 외부배관으로 난방수가 공급되는 난방수공급구와 상기 외부배관을 순환한 난방수가 환수되는 난방수환수구가 형성된 본체 내부에 난방수를 저장되며, 상기 본체의 상측부에 형성된 개구를 통해 내부공기가 배출되며 내부압이 외부대기압과 동일하게 조절되는 부열교환기와, 상기 부열교환기 내부에 내장되는 코일형상의 온수코일과, 내부순환펌프 및 외부순 c펌프를 포함하는 가정용 보일러의 열교환시스템 및 이를 이용한 가정용 보일러 구조에 대하여 개시한다. 본 발명에 의하면, 종래의 저탕식 열교환기의 기능이 주열교환기, 부열교환기, 및 온수코일로 분리됨으로써, 풍부한 관수용량 및 온수용량을 확보가능하면서 주열교환기의 사이즈를 줄여 보일러케이싱내에 각 구성부품들을 집약적으로 배치하는 것이 가능하게 되는 바, 보일러의 크기 특히 폭(t)을 줄이는 것이 가능하여 보일러 설치공간의 제약없이 다양한 장소에 설치가능하다. The present invention is a low-temperature main heat exchanger heat exchanged with the heating water flowing in the cylindrical body while the combustion heat of the built-in burner is passed through the cylindrical body communicated through the connection with other external pipes flowing along the flue, the main heat The heating water is stored inside the main body formed with an inner circulation connector connected to each of the connection ports of the exchanger, a heating water supply port through which the heating water is supplied to the external pipe, and a heating water return port through which the heating water circulated through the external pipe is returned. An internal air is discharged through an opening formed in the side portion, and a sub-heat exchanger whose internal pressure is controlled to be equal to the external atmospheric pressure, a coil-shaped hot water coil embedded in the sub-heat exchanger, an internal circulation pump, and an external circulating c pump are included. Disclosed is a heat exchange system of a domestic boiler and a domestic boiler structure using the same. According to the present invention, the functions of the conventional low-heat type heat exchanger are separated into the main heat exchanger, the sub-heat exchanger, and the hot water coil, thereby ensuring abundant water supply capacity and hot water capacity, and reducing the size of the main heat exchanger to reduce the size of each component in the boiler casing. Since it is possible to arrange them intensively, it is possible to reduce the size of the boiler, in particular the width (t) can be installed in various places without the restriction of the boiler installation space.
저탕식 열교환기, 주열교환기, 부열교환기, 가정용 보일러Boiler Type Heat Exchanger, Main Heat Exchanger, Sub-heat Exchanger, Household Boiler
Description
도 1 은 본 발명에 따른 가정용 보일러의 열교환 시스템을 설명하기 위한 개략도이다. 1 is a schematic view for explaining a heat exchange system of a domestic boiler according to the present invention.
도 2 는 본 발명의 일실시예에 따른 주열교환기의 구조를 설명하기 위한 도면이다. 2 is a view for explaining the structure of the main heat exchanger according to an embodiment of the present invention.
도 3 은 도 2 에 도시된 주열교환기의 구조를 설명하기 위한 평단면도이다. 3 is a plan sectional view for explaining the structure of the main heat exchanger shown in FIG.
도 4 는 본 발명의 다른 실시예에 따른 주열교환기의 구조를 설명하기 위한 도면이다. 4 is a view for explaining the structure of the main heat exchanger according to another embodiment of the present invention.
도 5 는 본 발명에 따른 가정용 보일러 구조를 설명하기 위한 도면이다. 5 is a view for explaining the structure of a domestic boiler according to the present invention.
도 6 은 도 5 에 도시된 가정용 보일러를 상측에서 바라본 평면도이다. FIG. 6 is a plan view of the household boiler shown in FIG. 5 as viewed from above. FIG.
*도면의 주요 부분에 부호의 설명* Explanation of the symbols in the main part of the drawing
10: 보일러 케이싱 20: 송배풍기10: boiler casing 20: blower
30: 주열교환기 40: 부열교환기30: main heat exchanger 40: subheat exchanger
50: 온수코일 60: 내부순환용펌프50: hot water coil 60: internal circulation pump
70: 외부순환용펌프 310: 몸체70: external circulation pump 310: body
312: 난방수인입구 314:난방수토출구 312: heating water inlet 314: heating water outlet
322: 하부수실 324: 상부수실322: lower chamber 324: upper chamber
334: 수관 342: 내부가열판334: water pipe 342: internal heating plate
352, 372: 중앙연도 354: 외측연도352, 372: central year 354: outer year
362: 물집 374 : 연소실챔버362: blister 374: combustion chamber
376: 연관 380: 하향연소식 버너376: associative 380: downfire burner
412, 414: 내부순환연결구 422: 난방수환수구412, 414: internal circulation connector 422: heating return port
424: 난방수공급구424: heating water supply port
본 발명은 가정용 보일러의 열교환기 구조 및 이를 이용한 가정용 보일러 구조에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 저탕식 열교환기를 사용하여 순간식 열교환기의 단점을 극복하면서도 풍부한 관수용량 및 온수용량의 확보와 함께 보일러의 크기 특히, 폭을 줄여 설치공간의 제약을 극복할 수 있는 가정용 보일러의 열교환기 구조 및 이를 이용한 가정용 보일러 구조에 관한 것이다. The present invention relates to a heat exchanger structure of a domestic boiler and a structure of a domestic boiler using the same, and more particularly, to overcome the disadvantages of an instant heat exchanger using a low temperature heat exchanger, while ensuring abundant water supply capacity and hot water capacity. In particular, the present invention relates to a heat exchanger structure of a domestic boiler and a boiler structure of a domestic boiler using the same, capable of overcoming the limitation of the installation space by reducing the size.
근래에는 주거문화의 변화로 인하여 주거형태가 단독주택보다는 아파트나 빌라 등의 공동주택 형태로 변화하면서 별도의 보일러실을 설치하는 것이 주택내부 구조상 불리하게 되었다. 따라서 보일러가 베란다 등의 공간의 일부 공간을 점유하여 설치되는 경우가 많다. 이러한 공간에 보일러가 설치되는 경우 보일러 설치로 의해 보일러가 설치된 베란다 등의 공간의 효용성이 감소되는 것을 막기 위해 일측 으로 설치되거나, 벽걸이 타입 등과 같이 벽면에 부착하여 설치되는 경우가 많은 데, 종래의 저탕식 보일러는 관수용량이 풍부하고 온수용량을 증대할 수 있는 장점은 있지만 관수용량과 온수용량을 감당하기 위해 열교환기의 사이즈가 크므로 설치공간에서 보일러가 차지하는 면적이 크고 벽걸이 타입으로 설치하기에는 한계가 있었다.In recent years, due to the change in residential culture, it has become disadvantageous to install a separate boiler room due to the change of housing type into apartments such as apartments or villas rather than single houses. Therefore, the boiler is often installed to occupy a part of the space such as the veranda. When the boiler is installed in such a space, the boiler is installed on one side to prevent the effectiveness of the space such as the veranda where the boiler is installed, or is often attached to a wall such as a wall-mounted type. The hot water boiler has the advantage of abundant water capacity and the increase of hot water capacity, but the size of the heat exchanger is large to cover the water capacity and hot water capacity. there was.
보다 구체적으로 살펴보면, 종래의 저탕식 열교환기는 축열기능을 위하여 내부에 난방수가 저장되기 위한 일정한 공간을 구비하며, 온수코일의 내장하고 있을 뿐만아니라, 난방수의 균일 가열을 위해 원통형상을 구비하는 바, 열교환기의 사이즈 특히, 단면적이 커서 이에 따라 보일러의 크기 또한 클 수밖에 없었다. In more detail, the conventional low-temperature heat exchanger has a predetermined space for storing the heating water therein for the heat storage function, and has a cylindrical shape for uniform heating of the heating water as well as a built-in hot water coil. In particular, the size of the heat exchanger, in particular, the cross-sectional area is large, the boiler was also large.
따라서, 보일러가 설치되는 공간의 효용성을 감소시키며, 특히 벽걸이 타입으로 설치하는 경우에 보일러 케이싱 폭이 커서 벽면으로부터 돌출되는 부분이 크므로 미관상이나 설치공간을 타 용도로 활용하는 데 제약조건이 되었다. Therefore, the efficiency of the space in which the boiler is installed is reduced, and in particular, in the case of the wall-mounted type, the width of the boiler casing is large, so that the part protruding from the wall has become a constraint for utilizing the aesthetic appearance or the installation space for other purposes.
또한, 상대적으로 열교환기가 큰 부피를 차지하기 때문에 보일러 케이싱 내에 다른 구성부품들이 열교환기의 측면으로 배치되어도 케이싱 내부에 빈공간이 많아 구성부품들을 집약적으로 배치하여도 보일러의 크기를 줄이는 데 한계가 있었다. In addition, since the heat exchanger occupies a large volume, even if other components are arranged in the side of the heat exchanger in the boiler casing, there is a lot of empty space inside the casing. .
이러한 이유로 벽걸이 타입으로 협소한 설치공간에 설치하기 위해 순간식 보일러를 사용하는 경우가 있으나, 순간식 보일러는 관수용량이 적어 온돌난방 방식의 난방구조에는 적합하지 않을 뿐만 아니라, 백화현상등에 의해 열교환기의 수명이 제한적이고, 열교환기를 통과하는 난방관 또는 온수관의 일부가 국부적으로 고 온가열되어 손상을 받는 경우가 많았다. For this reason, a boiler is sometimes used to install in a narrow installation space with a wall-mounted type, but the boiler is not suitable for the heating structure of ondol heating system due to its low water capacity. Has a limited lifespan, and some of the heating or hot water pipes passing through the heat exchanger are locally damaged by high temperature heating.
또한, 근래에는 가정내에서 목욕을 하는 욕조문화가 활성화됨에 따라 풍부한 온수사용의 욕구가 증대되고 있는 데, 순간식 보일러로는 온수용량의 증대에 한계가 있다. In addition, in recent years, as the bath culture in the home is activated, the desire to use abundant hot water is increasing, but there is a limit to the increase in the hot water capacity of the instant boiler.
따라서, 한국과 같이 온돌식 주거문화에 적합한 저탕식 열교환기를 사용하여 풍부한 관수용량을 확보하고 온수용량을 증대시키면서도 보일러의 각 구성부품들이 보일러 케이싱 내에 효율적으로 집약 배치되어 보일러의 크기 특히 폭을 최소화하여 설치공간의 제약을 최소화할 수 있는 가정용 보일러에 대한 개발이 요망된다. Therefore, the low water type heat exchanger suitable for the ondol residential culture like Korea ensures abundant irrigation capacity and increases the hot water capacity, while efficiently constituting each component of the boiler in the boiler casing to minimize the size and width of the boiler. It is desirable to develop a domestic boiler that can minimize the constraints of the installation space.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 저탕식 열교환기의 기능을 주열교환기 및 부열교환기로 분리하고 온수코일을 부열교환기에 내장함으로써 풍부한 관수용량 및 온수용량의 확보가능하면서도 주열교환기의 사이즈를 줄이는 것이 가능한 가정용 보일러의 열교환시스템을 제공하는 것을 발명의 목적으로 한다. The present invention has been made to solve the above problems, by separating the functions of the low-temperature heat exchanger into the main heat exchanger and the sub-heat exchanger and by embedding the hot water coil in the sub-heat exchanger, it is possible to secure abundant water supply capacity and hot water capacity, but the main heat exchanger It is an object of the invention to provide a heat exchange system for a domestic boiler that is capable of reducing the size of the furnace.
또한, 본 발명은 상기 가정용 보일러의 열교환시스템을 이용하여 저탕식 주열교환기의 사이즈를 줄여 보일러의 각 구성부품들이 보일러 케이싱 내에 효율적으로 배치가능하도록 하여 보일러의 크기 특히, 보일러 폭을 최소화 하여 보일러의 설치공간의 제약을 극복할 수 있는 가정용 보일러 구조를 제공하는 것을 발명의 다른 목적으로 한다. In addition, the present invention by using the heat exchange system of the domestic boiler to reduce the size of the main boiler type heat exchanger so that each component of the boiler can be efficiently placed in the boiler casing to minimize the size of the boiler, in particular the width of the boiler to install the boiler It is another object of the invention to provide a boiler structure for homes that can overcome the space constraints.
본 발명은 상기 목적을 달성하기 위하여, 외부의 다른 배관들과 연결구들을 통해 연통된 원통형 몸체를 관통하여 내장된 버너의 연소열이 연도를 따라 유통하면서 상기 몸체 내부에서 유동하는 난방수와 열교환되는 저탕식 주열교환기; 상기 주열교환기의 연결구 각각과 연결된 내부순환연결구와, 외부배관으로 난방수가 공급되는 난방수공급구와, 상기 외부배관을 순환한 난방수가 환수되는 난방수환수구가 형성된 본체 내부에 난방수가 저장되며, 상기 본체의 상측부에 형성된 개구를 통해 내부공기가 배출되며 내부압이 외부대기압과 동일하게 조절되는 부열교환기; 및 상기 부열교환기 내부에 내장되는 코일형상의 온수코일; 상기 주열교환기와 상기 부열교환기를 연결하는 배관에 설치되어 난방수를 주열교환기 및 부열교환기 사이에서 순환시키는 내부순환펌프 및 상기 부열교환기의 난방수공급부와 외부배관사이에 설치되어 난방수를 외부배관과 부열교환기 사이에서 순환시키는 외부순환펌프를 포함하는 가정용 보일러의 열교환시스템을 제공한다.In order to achieve the above object, the present invention provides a low-heat type heat exchanger with a heating water flowing inside the body while the combustion heat of the burner built in through the cylindrical body communicated through other pipes and connectors outside is circulated along the flue. Main heat exchanger; The heating water is stored inside the main body formed with an internal circulation connector connected to each of the connection ports of the main heat exchanger, a heating water supply port for supplying heating water to an external pipe, and a heating water return port for returning the heating water circulated through the external pipe. An internal air is discharged through an opening formed in an upper portion of the sub-heat exchanger in which the internal pressure is controlled to be the same as the external atmospheric pressure; And a coil-shaped hot water coil embedded in the sub-heat exchanger. It is installed in the pipe connecting the main heat exchanger and the sub-heat exchanger is installed between the internal circulation pump for circulating the heating water between the main heat exchanger and the sub-heat exchanger and the heating water supply unit and the external pipe of the sub-heat exchanger to the outside of the heating water. It provides a heat exchange system of a domestic boiler including an external circulation pump for circulating between the pipe and the sub-heat exchanger.
바람직하게는, 상기 주열교환기는, 상기 버너로서 상기 원통형 몸체 상측으로내장되는 하향연소식 버너가 취부되며, 상기 연결구 각각에 대응되어 상기 원통형 몸체 내측 상하부에 형성된 수실과, 상기 상하 수실과 연통 되며 연결되되 각각이 서로 이격되어 복수개의 수관열을 이루며 배치된 복수개의 수관과, 상기 복수개의 수관열 사이에 배치되는 가열판, 및 상기 버너의 연소열이 상기 버너 하측의 중앙연도를 따라 하향유통되어 상기 가열판 하부를 유통하여 상기 가열판 외측으로 상기 복수개의 수관들 사이에 형성된 외주연도를 따라 상향유통되도록 연도가 형성된 하향연소방식의 수관식 열교환기 구조를 구비한다. Preferably, the main heat exchanger, the burner is a burning burner which is built into the upper portion of the cylindrical body as the burner, the water chambers formed in the upper and lower portions of the inner cylindrical body corresponding to each of the connector, and in communication with the vertical chamber A plurality of water pipes disposed to form a plurality of water pipe rows spaced apart from each other, a heating plate disposed between the plurality of water pipe rows, and a heat of combustion of the burner is downwardly flowed along the central year of the burner to lower the heat plate. It is provided with a down-combustion type water pipe heat exchanger structure is formed so that the flue flows upward along the outer peripheral flue formed between the plurality of water pipes to the outside of the heating plate.
또는, 상기 주열교환기는, 상기 버너로서 원통형 몸체 상측으로 내장된 하향연소식 버너가 취부되며, 상기 연결구를 통해 연통되며 상기 몸체내측에 형성된 물집과, 상기 버너의 하측으로 연소열이 하향유통되는 중앙연도와 상기 중앙연도와 하측으로 형성된 연소실 챔버와, 상기 연소실챔버와 연통되며 상기 중앙연도 외측으로 상기 물집 내측을 관통하여 상측으로 연장된 복수개의 연관 포함하여, 상기 중앙연도를 통해 하향유통된 연소열이 상기 연소실 챔버를 거쳐 상기 연관을 통해 상향유통되면서 상기 물집내의 난방수와 열교환되는 것을 특징으로 한다. Alternatively, the main heat exchanger, the burner is a burner type burner which is built into the upper side of the cylindrical body as the burner, is communicated through the connector and the blister formed in the body and the central flue of the combustion heat flows downward to the burner And a combustion chamber formed at the lower side of the central flue and a plurality of tubes communicating with the combustion chamber and extending upwardly through the inner side of the blister outside the central flue, the combustion heat flowing downward through the central flue. It is characterized in that the heat exchange with the heating water in the blister while flowing upward through the association through the combustion chamber chamber.
또한, 본 발명은 상기 다른 목적을 달성하기 위하여, 보일러의 케이싱; 보일러 케이싱 일측 상부로 취부되는 송배풍기; 상기 송배풍기의 하부로 설치되되, 외부의 다른 배관들과 각기 대응되어 연통되도록 상하 양측부에 연결구가 형성된 몸체와, 상기 몸체 상부에 내장되며 상기 송풍배풍기와 연결된 하향연소식 버너와, 상기 연결구 각각에 대응되어 상기 몸체 내측 상하부에 형성된 수실과, 상기 상하 수실과 연통되며 연결되되 각각이 서로 이격되어 복수개의 수관열을 이루며 배치된 복수개의 수관과, 상기 복수개의 수관열 사이에 배치되는 가열판, 및 상기 버너의 연소열이 상기 버너 하측의 중앙연도를 따라 하향유통되어 상기 가열판 하부를 유통하여 상기 가열판 외측으로 상기 복수개의 수관들 사이에 형성된 외주연도를 따라 상향유통되어 상기 송풍배풍기에 연결된 배기관을 통해 배기되도록 연도가 형성된 주 열교환기; 상기 주열교환기의 측면으로 배치되되, 상기 주열교환기의 연결구 각각과 연결된 상하측 내부순환연결구와, 외부배관으로 난방수가 공급되는 난방수공급구와, 상기 외부배관을 순환한 난방수가 환수되는 난방수환수구가 형성된 본체내부에 난방수가 저장되며, 상기 본체 상측부에 형성된 개구를 통해 내부공기가 배출되며 내부압이 외부대기압과 동일하게 조절되는 부열교환기; 상기 부열교환기 내부에 내장되는 코일형상의 온수코일; 상기 부열교환기의 하측으로 배치되되, 상기 부열교환기에 형성된 하측 내부순환연결구와 상기 주열교환기 몸체 하측부에 형성된 연결구 사이에 설치되되 난방수를 주열교환기 및 부열교환기 사이에서 순환시키는 내부순환펌프; 상기 내부순환펌프의 측면으로 배치되되, 상기 부열교환기의 난방수공급부와 외부배관사이에 설치되어 난방수를 외부배관과 부열교환기 사이에서 순환시키는 외부순환펌프;를 포함하는 것을 특징으로 하는 가정용 보일러 구조를 제공한다. In addition, the present invention, in order to achieve the above another object, the casing of the boiler; A blower mounted to an upper portion of the boiler casing; It is installed in the lower portion of the blower, the body is formed in the upper and lower both sides so as to communicate with each other corresponding to the external pipes, the combustion burner built in the upper portion of the upper body connected to the blower, and each of the connector A plurality of water pipes formed in the upper and lower parts of the body and connected to the upper and lower water chambers, the plurality of water pipes being spaced apart from each other to form a plurality of water pipe rows, and a heating plate disposed between the plurality of water pipe rows. The heat of combustion of the burner flows downward along the central year under the burner and flows down the heating plate and upwardly flows along the outer circumferential flue formed between the plurality of water pipes outside the heating plate to exhaust the exhaust gas through an exhaust pipe connected to the blower and blower. A main heat exchanger formed so that flue is formed; Is disposed on the side of the main heat exchanger, the upper and lower inner circulation connector connected to each of the connector of the main heat exchanger, the heating water supply port for supplying the heating water to the external pipe, and the heating water return port for returning the heating water circulated through the external pipe A sub-heat exchanger in which heating water is stored in the formed main body, the internal air is discharged through the opening formed in the upper part of the main body, and the internal pressure is controlled to be equal to the external atmospheric pressure; A coil-shaped hot water coil embedded in the sub-heat exchanger; An internal circulation pump disposed below the sub-heat exchanger and installed between a lower internal circulation connector formed at the sub-heat exchanger and a connector formed at a lower portion of the main heat exchanger body, wherein the internal circulation pump circulates heating water between the main heat exchanger and the sub-heat exchanger; It is disposed to the side of the inner circulation pump, installed between the heating water supply unit and the external pipe of the sub-heat exchanger external circulation pump for circulating the heating water between the external pipe and the sub-heat exchanger; Provide boiler structure.
도 1 내지 도 4 는 본 발명에 따른 가정용 보일러의 열교환시스템을 설명하기 위한 도면들이며, 도 5 및 도 6 은 상기 가정용 보일러의 열교환시스템을 이용한 가정용 보일러 구조를 설명하기 위한 도면이다. 1 to 4 are views for explaining the heat exchange system of the domestic boiler according to the present invention, Figures 5 and 6 are views for explaining the structure of the domestic boiler using the heat exchange system of the domestic boiler.
본 발명에 따른 가정용 보일러의 열교환시스템은 버너의 연소열이 연도를 따라 유통되면서 내부의 난방수와 열교환되는 저탕식 주열교환기와 부열교환기 및 상기 부열교환기에 내장된 온수코일을 포함한다. The heat exchange system of the domestic boiler according to the present invention includes a hot water main steam exchanger, a sub-heat exchanger, and a hot water coil embedded in the sub-heat exchanger, in which the heat of combustion of the burner is circulated along the year and exchanges heat with the heating water therein.
본 발명에 의하면, 풍부한 관수용량 및 온수용량의 확보가 가능하면서도 주열교환기의 사이즈를 줄이는 것이 가능하게 된다. 따라서 상기 가정용 보일러의 열교환시스템을 이용한 가정용 보일러에는 보일러 케이싱 내에 각 구성요소가 집약적으로 배치가능하여 보일러의 크기 특히, 보일러의 폭을 줄이는 것이 가능하게 되는 바, 보일러가 설치되는 공간의 효용성을 감소시키지 않아 다양한 장소에 설치되는 것이 가능하다. According to the present invention, it is possible to secure abundant water supply capacity and hot water capacity while reducing the size of the main heat exchanger. Therefore, in the domestic boiler using the heat exchange system of the domestic boiler, it is possible to intensively arrange each component in the boiler casing, so that it is possible to reduce the size of the boiler, in particular, the width of the boiler. It can be installed in various places.
본 발명에 따른 가정용 보일러의 열교환시스템은 주열교환기와 주열교환기와 연통된 부열교환기 및 상기 부열교환기에 내장되는 온수코일을 포함한다. The heat exchange system of the domestic boiler according to the present invention includes a sub-heat exchanger communicating with the main heat exchanger and the main heat exchanger, and a hot water coil embedded in the sub-heat exchanger.
본 발명에 따른 열교환시스템은 종래의 저탕식 열교환기와 달리 주 열교환기(30)가 축열기능을 일부를 감당하지만 별도로 형성된 부열교환기(40)에 의해 축열기능을 감당하는 바, 축열기능을 위해 열교환기 내부에 난방수가 저장되는 공간의 크기를 줄일 수 있어 주열교환기(30)의 사이즈를 줄이는 것이 가능하게 된다. 또한, 온수코일(50)을 내장하지 않으므로, 주열교환기(30)의 사이즈를 더욱 줄이는 것이 가능하게 됨으로, 풍부한 관수용량 및 온수용량을 확보하면서도 보일러 내부에서 각 구성부분이 개별적으로 차지하는 점유공간이 줄어드는 바, 보일러 케이싱 내에서 각 구성부분을 집약적으로 배치하는 것이 가능하다. In the heat exchange system according to the present invention, unlike the conventional low-heat type heat exchanger, the
본 발명에 따른 열교환시스템의 주열교환기는 원통형의 몸체를 관통하여 내장된 버너의 연소열이 연도를 따라 유통되면서 몸체 상하측부에 형성된 연결구를 통해 유입 및 유출되면서 유동하는 몸체 내부의 난방수와 열교환하는 저탕식 주열교환기가 사용된다. 바람직하게는 작은 사이즈에도 불구하고 열효율을 극대화시키는 것이 가능한 하향연소방식을 구현한 열교환기가 사용되는 것이 바람직하다. The main heat exchanger of the heat exchange system according to the present invention passes through the cylindrical body and the heat of combustion of the built-in burner flows along the year while the heat exchange with the heating water inside the body flowing while flowing in and out through the connector formed on the upper and lower sides of the body. A hot dip heat exchanger is used. Preferably, a heat exchanger that implements a downward combustion method capable of maximizing thermal efficiency despite the small size is preferably used.
본 발명에 따른 하향연소방식의 주열교환기는 연소열이 하향유통 및 상향유통의 두 가지 유통경로를 가지는 2패스 구조로서, 연소열에 의해 열교환기 내부의 난방수가 이중으로 가열됨으로 적은 연소열에 의해서도 가열되는 난방수의 양이 증대되어 연소효율이 극대화된다.The main combustion heat exchanger according to the present invention has a two-pass structure in which the combustion heat has two distribution paths, the downward flow and the upward flow, and the heating water inside the heat exchanger is doubled by the combustion heat, so that the heating is heated by a small amount of combustion heat. The amount of water is increased to maximize combustion efficiency.
도 2 및 도 3 을 참조하여 본 발명에 따른 주열교환기의 일 실시예의 내부구조를 설명하면, 주열교환기의 원통형의 몸체(310) 상측으로는 하향식 버너(380)가 취부되며, 원통형의 몸체(310) 상, 하측부에 각기 대응되어 연결구가 형성된다. 원통형 몸체(310) 하측으로 형성된 연결구는 부열교환기(40)로부터 난방수가 유입되는 난방수인입구(312)이며, 몸체 상측으로 형성된 연결구는 주 열교환기(30) 내부에서 가열된 난방수가 부열교환기로 배출되는 난방수토출구(314)이다. Referring to the internal structure of an embodiment of the main heat exchanger according to the present invention with reference to Figures 2 and 3, the
원통혀 몸체(310) 내측 상하단에는 상부수실(324)과 하부수실(322)을 구비되고, 상부수실(324) 및 하부수실(322)은 복수개의 수관들(332)(334)에 의해 연통되어 있다.The upper and lower ends of the
도 3 은 상기 수관들의 배치를 보여주는 평단면도로서, 주열교환기(30) 중앙에는 버너(380)의 하측으로 중앙연도(352)가 형성되며, 그 중앙연도(352)를 주위에 동심원적 배열을 이루면서 서로 이격 설치된 복수개의 내측수관(332)들이 배열된 내측 수관열이 형성된다. 내측 수관열의 외부에는 내부가열판(342)이 설치된다. 3 is a plan sectional view showing the arrangement of the water pipes, a
내부가열판(342)의 외측으로 복수개의 외측수관(334)들이 동심원적 배열을 이루면 서로 이격 배치되어 외측 수관열을 이룬다. 외측 수관열의 외측으로, 몸체 내측으로는 외부가열판(344)이 설치된다. 내부가열판(344)은 몸체(310) 상단에서 하측으로 연장된 부재로서, 하단부가 주열교환기(30) 하단으로부터 소정간격으로 이격되어 있다. 외부가열판(334)은 주열교환기(30)의 내부 상단에서 하측으로 연장되어 주열교환기 내부의 하측 상단 즉, 하부수실(322)의 상단에 접하도록 형성된 부재로, 주열교환기(30)의 몸체(310)와 일체로 형성되어도 무방하다. When the plurality of
본 발명에 따른 주열교환기(30)의 연도는 상기 중앙연도(352) 및 하기 외주연도(354)를 포함하는 바, 내부가열판(342)에 의해 버너(380)의 연소가스 즉, 연소열은 a 와 같이 중앙연도(352)를 따라 하향 유통되다가 내부가열판(342)의 하측을 통해 외측으로 유통되어 외측수관(334) 사이의 공간 즉, 외주연도(354)를 따라 상 향유통되어 배기관을 통해 송배풍기를 거쳐 배출된다. The flue of the
내측수관(332) 및 외측수관(334)은 내부가열판에 접하도록 배치되어도 무관하고, 소정간격으로 이격설치되어도 무관하다. The
난방수인입구(312)로부터 유입된 난방수는 하부수실(322)을 거쳐 수관(332, 334)통해 b방향으로 상부수실(324)로 유동하면서 수관(332, 334) 주위의 연소열과 열교환하면서 가열되어 난방수토출구(314)를 통해 주열교환기(30)에서 유출된다. The heating water introduced from the
본 발명의 일 실시예에 따른 주열교환기(30)는 연소효율을 증대시키기 위하여 상기와 같이 수관 타입으로 구성된 열교환기를 사용한다. 수관 타입의 열교환기란 수관을 통해 난방수가 유동하면서 수관 외주면을 유통하는 연소가스에 의해 수관을 통해 유동하는 난방수과 열교환되는 타입을 칭하는 것이다. 본 발명에 따른 열교환시스템은 수관타입에 국한됨이 없이 연소가스가 물집 내부를 통과하는 연관을 통해 유통되면서 연관 주위의 난방수와 열교환되는 연관타입으로 구성되어도 무방하다. The
도 4는 이러한 본 발명에 따른 주열교환기의 다른 실시예가 도시된 도면이다. 연관타입의 주열교환기를 상술된 수관타입의 열교환기의 구조와 비교하여 설명하면, 원통형의 몸체(310) 내부에 물집(362)이 구비되며, 이 물집(362)은 몸체 상하측부의 난방수인입구(312) 및 난방수토출구 (312, 314)를 통해 주열교환기(30) 외부와 연통된다. 4 is a view showing another embodiment of the main heat exchanger according to the present invention. Referring to the main heat exchanger of the associated type compared to the structure of the heat pipe type heat exchanger described above, a
원통형 몸체 상측으로 내장된 하향연소식 버너(380)의 하측으로 버너의 연소열이 하향 유통되는 중앙연도(372)가 형성되며, 상기 중앙연도 하측에는 연소가스 챔버(374)가 형성된다. 연소가스챔버(374)와 연통되며 중앙연도의 외측으로 물집(362) 내측을 통과하는 복수개의 연관(376)이 구비된다. 즉, 수관타입과 달리 연소가스가 중앙연도(372)를 통해 하향유통되어 연소실챔버(374)를 거쳐 연관(376)을 통해 상향유통되면서 물집(362)내의 난방수와 열교환되는 구조이다. 버너(380)의 하측의 중앙연도(372)는 단차부를 구비하여 연소가스가 중앙연도(372) 및 단차부에서 연소실챔버(374)사이에 형성된 연관을 통해 하향유통되도록 구성될 수도 있다. 도 4 에는 이러한 연소가스의 흐름이 화살표로 표시되어 있다. A
본 발명에 따른 주열교환기는 수관타입 및 연관타입 모두 연소열이 중앙연도 와 연관 또는 외주 연도의 2패스경로를 통해 유통되므로, 열효율이 증대되어 작은 사이즈에도 불구하고 난방수 가열효과가 뛰어나다. In the main heat exchanger according to the present invention, since both the heat pipe type and the associated type of combustion heat are distributed through a two-pass path of the central year and the associated year or the outer year, the heat efficiency is increased and the heating water is excellent despite the small size.
또한, 본 발명에 따른 가정용 보일러의 열교환시스템은 주열교환기로서 상기와 같이 원통형 몸체 내부에 수실 또는 물집을 구비한 저탕식 열교환기를 사용함으로써, 수실 또는 물집을 통해 유동되는 관수용량을 충분히 확보할 수 있어, 순간식 열교환기를 사용함으로 인해 발생할 수 있는 백화현상을 방지할 수 있다. In addition, the heat exchange system of the domestic boiler according to the present invention by using a low-temperature heat exchanger having a water chamber or a blister inside the cylindrical body as a main heat exchanger, it is possible to ensure a sufficient capacity of water flowing through the water chamber or blister Therefore, it is possible to prevent the whitening phenomenon that may occur due to the use of the instantaneous heat exchanger.
또한, 순간식 열교환기는 다수개의 분젠버너 각각이 동일한 연소열을 발생시키도록 연료공급배관의 구성 및 제어가 복잡하였으나, 본 발명에서는 저탕식 열교환기를 사용함으로서 구성이 간단해지며, 주열교환기 내부에 일정량의 난방수가 충진되어 있으므로, 순간식 열교환기에서처럼 국부가열에 의해 열교환기가 손상되는 문제점을 해결하는 것이 가능하게 되어, 열교환기의 내구성 및 보일러 자체의 내구성이 증대된다. In addition, although the configuration and control of the fuel supply pipe is complicated so that each of the plurality of Bunsen burners generates the same combustion heat, in the present invention, the configuration is simplified by using the low-heat type heat exchanger, and a certain amount of the internal heat exchanger is used. Since the heating water is filled, it becomes possible to solve the problem that the heat exchanger is damaged by local heating as in the instant heat exchanger, thereby increasing the durability of the heat exchanger and the durability of the boiler itself.
주열교환기(30)의 난방수인입구(312) 및 난방수토출구(314) 각각은 부열교환기(40)와 연통된다. 본 발명에 따른 부열교환기(40)는, 원통형 본체(405) 측면으로 개구(406)를 구비하여 보일러 내부의 압력을 외부대기압과 동일하게 유지시키고 보일러 내부의 공기를 배출하는, 팽창탱크의 기능을 겸비한 일체식 부열교환기이다. 팽창탱크와 부열교환기가 일체로 형성되므로 팽창탱크와 부열교환기 간의 배관 및 밸브구조가 생략 가능할 뿐만 아니라, 보일러 내부에서 점유면적을 최소화시키는 것이 가능하게 된다. 또한, 줄어든 배관 및 밸브의 설치공간만큼 난방수의 저장공간이 증대되는 것을 의미하는 바, 부열교환기에 저장되는 관수용량의 증대 및 온수코일의 크기 변경이 보다 용이해진다. Each of the
부열교환기(40)의 원통형 본체(405)의 상하측부에는 주열교환기(30)와의 관계에서 난방수가 순환되는 통로인 내부순환연결구(412, 414)가 각각 형성되며, 난방수가 부열교환기(40)와 외부배관 사이를 순환되도록 난방수공급구(424) 및 난방수환수구(422)를 구비한다. 난방구공급구(424)는 외부순환펌프(70)에 연결되어 외부순환펌프(70)의 구동에 의해 난방수가 부열교환기(40)에서 난방수공급라인(12)을 거쳐 외부배관을 순환한 후 난방수환수라인(14)을 통해 난방수환수구(422)를 거쳐 부열교환기(40)로 복귀한다.Upper and lower sides of the
바람직하게는 부열교환기(40) 내부에는 난방수공급구(424)와 연결되어 상측으로 연장된 연장관(424-a)을 더 구비하여 상측 내부순환연결구(414)로 유입된 난방수가 유동에 의해 난방수공급구(424)로 직접 공급가능하게 한다. Preferably, the inside of the
본 발명에 따른 부열교환기(40)의 내부에는 코일형상의 온수코일(50)이 내장된다. 온수코일(50)의 하단부를 통해 냉수공급라인(510)의 냉수가 유입되어 부열교환기(40)내부의 난방수와 열교환을 통해 가열되어 온수코일(50) 상단부의 온수공급라인(520)을 통해 배출된다. Coil-shaped
본 발명에 따르면 주열교환기(30)와 부열교환기(40)가 분리되고, 온수코일(50)이 부열교환기(40) 내부에 내장된 열교환시스템을 구비함으로, 부열교환기(40)에 의해 풍부한 관수용량 확보가 가능하면서도 주열교환기(30)의 사이즈를 줄이는 것이 가능하게 되고, 주열교환기(30) 구조의 변경없이 온수코일이 증대시키는 것이 용이해져 온수용량의 확보가 용이해진다. According to the present invention, since the
부열교환기(40)의 외주면 중간부에는 중수위센서(410)가 설치되고 중수위센서(410)의 하측으로 소정거리로 이격되어 저수위센서(420)가 설치된다. 본 발명에 따른 부열교환기는 이러한 2중 수위센서로 인해 중수위센서(410)와 저수위센서(420) 설치위치간에 완충물량의 확보가 가능하고, 상기 수위센서 각각은 콘트롤판넬(80)에 연결되어 물보충이 필요한 경우 자동물보충이 가능하도록 구성된다.The middle
도 5 및 도 6 은 상술된 가정용 보일러의 열교환시스템을 사용한 가정용보일러의 구조를 도시하고 있다. 5 and 6 show the structure of a domestic boiler using the heat exchange system of the domestic boiler described above.
도면을 참조하면, 보일러의 케이싱(10) 내에 일측 상부로 송배풍기(20)가 설치되고, 상기 송배풍기(20) 하측으로 저탕식 주열교환기(30)가 배치된다. 보일러 케이싱(10) 내에 주열교환기의 측면으로는 팽창탱크기능과 축열기능을 겸비한 일체식 부열교환기(40)가 배치되며, 상기 부열교환기(40)에는 온수코일(50)이 내장된다. 또한, 부열교환기 하측으로는 내부순환용 펌프(60)와 외부순환용 펌프(70)가 배치된다. Referring to the drawings, a
상기 가정용 보일러 각 구성부품들은 공지된 바와 같이 보일러의 운용을 제어하는 콘트롤부(80) 및 실내에 설치되는 실내제어기에 의해 제어가능하다. Each component of the domestic boiler can be controlled by a
본 발명에 따른 가정용 보일러 구조는 상술한 열교환시스템을 사용함으로, 풍부한 관수용량 및 온수용량의 확보가 가능하면서도 보일러 케이싱 내에 각 구성요소가 효율적으로 배치되어 보일러의 크기 특히, 보일러의 폭(t)을 줄이는 것이 가능하게 되어 보일러가 설치되는 공간의 효용성을 감소시키지 않아 다양한 장소에 설치되는 것이 가능하다. The boiler structure according to the present invention uses the above-described heat exchange system, thereby ensuring abundant irrigation capacity and hot water capacity, and efficiently constituting each component in the boiler casing to reduce the size of the boiler, in particular, the width (t) of the boiler. It is possible to reduce and thus to be installed in various places without reducing the effectiveness of the space in which the boiler is installed.
보일러 케이싱(10) 내의 일측 상측으로는 송배풍기(20)가 설치되는 바, 본 발명에 따른 가정용 보일러에는 다양한 형태의 송배풍기가 취부 가능하지만, 보일러의 크기를 최소화하기 위하여 1개의 모터에 의해 급배기가 동시에 실현되는 것이 가능한 (주)귀뚜라미에서 제조 판매하는 송배풍기가 사용되는 것이 바람직하다. 이와 같이 송배풍기(20)가 취부됨으로써 적은 점유공간을 차지하면서도 외부공기의 유동에 무관계하게 저소음으로 완전연소를 실현하는 것이 가능하게 된다. 도면부호 표시되지 않았지만 송배풍기는 보일러 케이싱(10)의 상측으로 연통된 흡기관 및 배기관을 구비한다. One side of the
송배풍기(20)의 하측으로 주열교환기(30)가 설치된다. 주열교환기는 난방수인입구(312) 및 난방수토출구(314)를 통해 주열교환기(30)의 측면으로 배치된 부열교환기(40)와 연통되어 있으며, 부열교환기 내부에는 온수코일이 내장된다. 이와 같이 저탕식 보일러의 열교환기의 각 기능을 주열교환기(30) 및 부열교환기(40)로 분리하여 실현함으로써, 주열교환기(30)의 사이즈를 축소하는 것이 가능하게 되는 것이다. 주열교환기(30)의 사이즈 축소는 보일러 전체 크기의 관점에서 보면, 축소된 주열교환기(30) 사이즈 크기와 비슷하게 보일러의 폭(t)을 줄이는 것이 가능하게 되는 것이다. 또한, 주열교환기(30)의 측면으로 부열교환기(40) 및 펌프(60, 70)가 배치가능하게 되므로 보일러 케이싱내의 각 공간에 보일러의 각 구성부품들이 집약적으로 배치되는 것이 가능하게 된다. The
본 발명에 따른 가정용 보일러 구조는 부열교환기(40)의 하측으로 내부순환용펌프(60)와 외부순환용펌프(70)를 별도로 설치하여 내외부 2중 독립순환방식을 구현한다. The domestic boiler structure according to the present invention implements the internal and external double independent circulation method by separately installing the
내부순환용펌프(60) 및 외부순환펌프(70)의 연결 및 작용은 상기 가정용 보일러의 열교환시스템에 대한 설명에서 상술되었다. 부연 설명하면, 내부순환용펌프(60) 주열교환기(30)와 부열교환기(40)간에 난방수를 순환시키는 열교환을 목적으로 하는 순환펌프이며, 외부순환용펌프(70)는 상술한 바와 같이 외부배관과 부열교환기(40) 간의 난방수를 순환시키기 위한 난방을 목적으로 하는 순환펌프이다. The connection and action of the
온수모드에서 내부순환용펌프(60)만이 구동하면서 주열교환기(30)에 의해 데워진 난방수가 부열교환기(40)와 주열교환기(30)사이를 순환하면서 온수코일을 순환하는 물과의 열교환을 통해 온수를 공급한다. 난방모드에서는 내부순환용펌프(60) 및 외부순환용펌프(70)가 함께 구동된다. While only the
상기와 같이 열교환 목적의 내부순환펌프(60)와 난방 목적의 외부순환펌프(70)가 각각 별개로 설치됨으로 인해, 급속난방이 가능하며, 온수공급 이 보다 신속해진다. As described above, since the
부열교환기(40)의 난방수공급구(424)는 부열교환기(40) 내부에서 상측으로 연장된 연장관(424-a)을 구비하는 바, 주열교환기(30)에서 열교환되어 가열된 난방수가 내부순환펌프(60)의 펌프압에 의해 순환되는 경우, 난방수가 내부순환연결구(414)로 유입되어 내부순환펌프(60) 및 외부순환펌프(70)의 펌프압과 온도구배에 의하여 연장관(424-a) 측으로 유동하여 난방수공급구(424)로 바로 유입되도록 함으로써, 보다 신속한 난방이 가능하게 구성한다.The heating
도면에 미설명된 부호 15는 연료공급라인을 표시한다.
이상에서 설명된 본 발명은 일부 실시예에 한정되어 설명되었지만, 이에 한정되지 않고 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자가 용이하게 실시할 수 있는 정도의 변형은 본 발명의 기술적 사상에 속한다. Although the present invention described above has been described with reference to some embodiments, the present invention is not limited thereto, and variations of the present invention that can be easily implemented by those skilled in the art belong to the technical idea of the present invention. .
본 발명에 의하면, 종래의 저탕식 열교환기의 기능이 저탕식 주열교환기, 부열교환기, 및 상기 부열교환기에 내장된 온수코일로 분리됨으로써, 풍부한 관수용량 및 온수용량을 확보가능하면서 원통형의 주열교환기의 사이즈 특히 단면적을 줄이는 것이 가능한 바, 보일러의 크기 특히 폭(t)을 줄이는 것이 가능하다. 특히, 부열교환기가 열교환기로부터 분리되어 별개로 형성됨으로 관수용량 및 내부에 내장되는 온수코일의 온수용량의 증대가 용이해 진다. According to the present invention, the function of the conventional low-temperature type heat exchanger is separated into a low-temperature main heat exchanger, a sub-heat exchanger, and a hot water coil embedded in the sub-heat exchanger, thereby ensuring abundant water supply capacity and hot water capacity, and having a cylindrical main heat exchanger. It is possible to reduce the size, in particular the cross-sectional area, of the boiler, it is possible to reduce the size of the boiler, in particular the width (t). In particular, since the sub-heat exchanger is formed separately from the heat exchanger, it is easy to increase the water capacity and the hot water capacity of the hot water coil embedded therein.
또한, 본 발명에 따른 가정용 보일러 구조는 주열교환기 내부의 물집 또는 수실에 의해 일정한 관수용량이 확보가능한 저탕식 열교환기 구조를 구비하므로, 신속 난방 및 신속 급탕 기능을 가지면서도 순간식 열교환기에서 발생할 수 있는 백화현상 및 국부가열의 문제점을 해결하여 열교환기의 내구성 및 보일러의 내구성을 증가시킬 수 있다. In addition, the domestic boiler structure according to the present invention has a low-temperature heat exchanger structure that can ensure a constant irrigation capacity by a blister or a water chamber inside the main heat exchanger, so that it can occur in the instantaneous heat exchanger while having a quick heating and quick hot water supply function. It is possible to increase the durability of the heat exchanger and the durability of the boiler by solving problems of whitening and local heating.
또한, 본 발명에 따른 가정용 보일러는 종래의 열교환기 기능이 주열교환기 및 온수코일을 내장한 부열교환기로 분리됨으로 종래의 열교환기가 보일러 케이싱 내부에서 차지하는 점유공간을 줄이면서 각 구성부품들을 집약적으로 배치되는 것이 가능하여 보일러의 크기 특히 폭(t)을 줄여 보일러가 설치되는 설치공간의 효용성을 줄이지 않게 되는 바, 다양한 공간에 설치하는 것이 가능하게 된다. In addition, the domestic boiler according to the present invention is a conventional heat exchanger function is separated into a main heat exchanger and a sub-heat exchanger having a built-in hot water coil, thereby reducing the space occupied by the conventional heat exchanger in the boiler casing, each component is arranged intensively It is possible to reduce the size of the boiler, in particular the width (t) does not reduce the effectiveness of the installation space in which the boiler is installed, it is possible to install in a variety of spaces.
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