KR100686189B1 - 온수의 폐열회수장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 효율좋게 폐열을 회수하고, 폐수에 함유된 이물질로 인해 장치가 막히지 않고 유지보수가 용이한 온수의 폐열회수장치에 관한 것이다.
본 발명에 따르면, 사용된 온수가 인입되는 폐수인입관(102)이 연결되는 폐수수집조(100)와, 상기 폐수수집조(100)와 별체로 구비되어 폐수공급관(202)에 의해 접속되며 열교환기(210)가 설치된 폐수열교환조(200)와, 상기 폐수열교환조(200)에 연결되는 폐수배출관(204)을 포함하며, 상기 열교환기(210)를 통해 얻은 열을 회수하여 사용하는 온수의 폐열회수장치가 제공된다.
목욕탕, 온수, 폐열회수, 폐수수집조, 폐수열교환조

Description

온수의 폐열회수장치 {HEAT RECYCLE APPARATUS FOR WASTED HOT WATER}
도 1은 본 발명의 일 실시예의 구성도
도 2는 상기 실시예의 정면구성도
도 3은 상기 실시예의 평면구성도
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
10. 온수탱크 20. 열교환기
100. 폐수수집조 110. 필터박스
200. 폐수열교환기 202. 폐수공급관
204. 폐수배출관 206. 역U자배관부
210. 열교환기 212. 분배관
본 발명은 온수의 폐열회수장치에 관한 것으로서, 좀 더 상세히는 목욕탕 등에 사용된 온수로부터 효율좋게 폐열을 회수하고, 폐수에 함유된 이물질로 인해 장치가 막히지 않고 작동불능이 되는 것을 방지하고, 장치의 유지보수가 용이한 새로운 구조의 온수의 폐열회수장치에 관한 것이다.
종래에 목욕탕과 같이 온수를 사용하는 시설에서 버려지는 폐온수의 온도는 대략 20 내지 30℃에 달하므로, 이렇게 버려지는 온수로부터 폐열을 회수하기 위한 장치들이 소개되고 있다. 그런데, 종래의 이러한 폐열회수 장치들은 열의 회수를 위해 온수와 열교환하면 폐온수가 냉각되면서 폐수에 함유되어 있던 비누나 세제들이 응고하며 열교환관에 부착되게 되어 열교환 효율이 저하되는 문제점이 있었다. 아울러, 종래의 폐수 열교환장치는 열교환탱크 내의 폐온수의 체류시간을 늘리기 위해 폐온수가 열교환탱크의 하부에서 유입되어 상부로 배출되도록 구성되는데, 폐온수의 유입량이 많아지면, 상대적으로 온도가 높아서 탱크의 상부에 머무는 폐온수로부터 충분히 열을 회수하지 못한 상태에서 그대로 방류되어 버리게 되므로 충분한 폐열회수를 달성할 수 없다는 문제점이 있었다. 아울러, 종래의 폐열회수장치는 폐열회수탱크 내에 이물질이 용이하게 축적되고, 축적된 이물질을 효과적으로 배출하기 이한 수단이 없어서 이물질이 축적된 폐열회수장치는 사용불능이 되어 폐 기되므로, 장치의 내구성이 낮다는 문제점이 있었다.
본 발명은 전술한 바와 같은 종래의 목욕탕 등에서 사용되고 배출되는 온수의 폐열회수장치의 문제점에 착안하여 제안된 것으로서, 본 발명은 온수로부터의 폐열회수효율을 극대화할 수 있고, 폐온수에 포함된 이물질이나 비누 등으로 인한 열교환 효율의 저하를 방지하고, 이물질로 인한 장치의 훼손을 방지하며, 장치에 축적된 이물질의 대부분이 자연스럽게 배출되어 장치의 가동연한을 연장시키고, 장시간의 사용에 의해 축적된 이물질을 용이하게 점검하여 청소할 수 있는 새로운 구조의 온수의 폐열회수장치를 제공하고자 하는 것이다.
본 발명의 한 특징에 따르면, 사용된 온수가 인입되는 폐수인입관(102)이 연결되는 폐수수집조(100)와, 상기 폐수수집조(100)와 별체로 구비되어 폐수공급관(202)에 의해 접속되며 열교환기(210)가 설치된 폐수열교환조(200)와, 상기 폐수열교환조(200)에 연결되는 폐수배출관(204)을 포함하며, 상기 열교환기(210)를 통해 얻은 열을 회수하여 사용하는 것을 특징으로 하는 온수의 폐열회수장치가 제공된다.
본 발명의 다른 특징에 따르면, 상기 폐수공급관(202)의 일단은 상기 폐수수 집조(100)의 중간레벨과 폐수수면레벨 사이에 접속되고 타단은 상기 폐수열교환조(200)의 상부에 접속되는 것을 특징으로 하는 온수의 폐열회수장치가 제공된다.
본 발명의 다른 특징에 따르면, 상기 폐수배출관(204)의 최상단에는 역U자배관부(206)가 구비되어 이 역U자형 배관부(206) 이상의 레벨로 폐수가 유입되면 오버플로우되어 배출되도록 된 것을 특징으로 하는 온수의 폐열회수장치가 제공된다.
본 발명의 다른 특징에 따르면, 상기 폐수열교환조(200)내의 폐수공급관(202)에는 폐수를 수평방향으로 분산시켜 배출하는 분배관(212)이 배치된 것을 특징으로 하는 온수의 폐열회수장치가 제공된다.
본 발명의 다른 특징에 따르면, 상기 폐수배출관(204)에는 강제배출용 펌프(220)와 밸브(V1)가 접속되고, 상기 배출관(204)과 폐수수집조(100)의 하단을 연결하도록 병렬배치되는 한 쌍의 연결관(232,234)이 더 구비되고, 이 연결관(232,234) 및 이 연결관(232,234)과 폐수배출관(204) 사이에는 각각 밸브(V2,V3,V4)가 접속된 것을 특징으로 하는 온수의 폐열회수장치가 제공된다.
본 발명의 다른 특징에 따르면, 상기 폐수인입관(102)과 폐수수집조(100)의 접속부에는 필터(112)가 설치된 필터박스(110)가 구비되어 폐온수에 포함된 머리카락이나 이물질을 여과하는 것을 특징으로 하는 온수의 폐열회수장치가 제공된다.
본 발명의 다른 특징에 따르면, 상기 폐수열교환조(200)에는 점검용 맨홀(230)이 구비된 것을 특징으로 하는 온수의 폐열회수장치가 제공된다.
이하에서 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하면 다음과 같다. 도 1은 본 발명의 폐열회수장치를 입체적으로 보여주는 개략도이고, 도 2는 이의 정면구성도이며, 도 3은 이의 평면구성도이다. 도시된 바와 같이 본 발명에 따르면, 목욕탕 등에 온수를 공급하는 온수공급관(14)이 연결되는 온수탱크(10)와, 이 온수탱크(10)와 온수배관(12)에 의해 연결되어 열교환하는 열교환기(20)를 구비하고, 이 열교환기(20)는 본 발명의 특징을 이루는 폐수열교환장치의 폐수열교환기(210)와 냉매배관(22)에 의해 열교환하도록 구성된다.
본 발명에 따르면, 목욕탕 등에서 사용된 폐온수가 수집되는 폐수인입관(102)이 연결되는 폐수수집조(100)와, 이 폐수수집조(100)와 별도로 이루어져서 폐수공급관(202)에 의해 접속되며 내부에 열교환기(210)가 설치된 폐수열교환조(200)가 구비되며, 이 폐수열교환조(200)에서 열교환된 폐수는 폐수배출관(204)을 통해 배출되는 구조를 취한다.
상기 폐수인입관(102)과 폐수수집조(100)의 연결부위에는 필터(112)가 내장된 필터박스(110)가 구비되어, 폐온수에 포함된 머리카락, 비누, 오물 등 각종 이물질을 일차로 필터링하게 된다. 폐수수집조(100)에서 수집된 폐수를 폐수열교환조(200)로 공급하는 폐수공급관(202)은 폐수수집조(100)의 상부에 연결되는데, 이 폐수공급관(202)의 연결부의 레벨은 폐수수집조(100)의 높이의 중간 이상이면서 폐수의 최고 수위 보다 아래에 높이설정 되도록 한다. 이 경우, 폐수의 최고 수위에 너무 근접하면, 폐수의 상부에 부유되는 이물질이 폐수열교환조(200로 유입되어 열교환 효율이 저하되므로, 부유물질이 부유하는 레벨보다는 아래쪽에 위치시키는 것이 바람직하다. 그리고 이 폐수공급관(202)은 폐수열교환조(200)의 상부에 접속되어, 더운 폐수가 상부에서 서서히 식으면서 하부로 흐르도록 한다.
폐수열교환조(200)에 연결된 폐수공급관(202)의 유입단에는 횡방향으로 연장되며 다수의 배출공(213)이 형성된 분배관(212)이 접속되어, 유입된 폐수가 열교환기(210)의 전체 면적에 골고루 분산되어 접촉되도록 한다. 아울러, 이 폐수열교환조(200)의 하부에 연결되는 폐수배출관(204)의 연결부위에도 다수의 유입공(215)이 형성된 분배관(214)이 접속되어 폐수열교환조(200) 내에서 열교환된 폐수가 균등하게 배출되도록 하여, 국부적으로 배치된 폐수가 급속하게 배출됨으로 인해 충분히 열교환되지 않은 폐수가 배출되는 것을 억제한다.
이 폐수배출관(204)의 중간에는 펌프(220)와 밸브(V1)가 접속되고, 그 최종단에는 역U자배관부(206)가 구비되고, 이 폐수배출관(204)은 집수정(240)으로 연결된다. 상기 역U자배관부(206)는 폐수수집조(100) 및 폐수열교환조(200)에 저류되는 폐수의 레벨을 결정하는 것으로서, 이들 탱크의 폐수의 수위가 역U자배관부(206)의 레벨 이하에 머물면 폐수배출관(204) 내의 폐수는 별도의 펌프작동이 없는 한 배출되지 않게 된다. 그러나 폐수의 유입량이 증대되어 이 역U자배관부(206)의 레벨을 초과하면 이 역U자배관부(206)에서 폐수가 오버플로우되면서 집수정(240)으로 배출 되게 된다.
또한, 상기 폐수배출관(204)과 폐수수집조(100)의 하단 사이에는 한 쌍의 연결관(232,234)이 병렬 접속되고, 이 연결관(232,234)에는 각각 밸브(V2,V3)가 접속되고, 이 연결관(232,234)의 접속부위 사이의 폐수배출관(204)에는 또 다른 밸브(V4)가 접속된다. 이에 따라, 폐수열교환조(200)에서 열교환된 폐수는 폐수배출관(204)과 연결관(232)을 통해 폐수수집조(100)로 복귀하면서 순환되어, 폐수로부터 충분히 열을 회수할 때까지 폐수수집조(100)과 폐수열교환조(200) 사이에서 순환되도록 한다. 이와 관련하여, 바람직하게는 상기 역U자배관부(206)의 레벨은 상기 폐수공급관(202)의 레벨보다 높게 설정되어 폐수가 배출되지 않는 상태에서 폐수가 폐수수집조(100)와 폐수열교환조(200) 사이에서 순환하도록 한다.
한편, 폐수는 폐수수집조(100)로부터 연결관(234)을 거쳐서 역U자배관부(206)를 통해 최종적으로 배출되거나, 폐수배출관(204)으로부터 직접 밸브(V4)를 거쳐서 배출될 수 있다. 그러나 어느 경우에도 폐수의 유입량이 증대되어 폐수의 레벨이 역U자배관부(206)의 레벨보다 높을 경우에만 최종적으로 배출되므로, 폐수의 불필요한 배출로 인한 불완전한 폐열회수를 방지한다.
한편, 본 발명에 따르면, 폐수수집조(100)에서 이물질이 많이 제거된 상태로 폐수열교환조(200)로 폐수가 공급되지만, 그래도 폐수 속에 이물질이 완전히 제거되는 것은 아니므로 장시간의 사용에 의해 폐수열교환조(200)에 이물질이 쌓이는 것을 막을 수 없다. 이 경우 이물질이 열교환기(210)에 축적되면 열교환효율이 저하되므로 이를 청소하기 위해서는, 밸브(V2,V3)를 닫고 펌프(220)를 작동하여 폐수 열교환조(200) 내의 폐수를 폐수배출관(204)을 통해 강제로 배출한다. 그리고 폐수열교환조(200)의 점검용 맨홀(230)을 개방하여, 작업자가 그 내부로 들어가서 청소를 하게 된다.
도면중 미설명 부호 126은 폐수수집조(100)의 상단에 연결되는 오버플로우관으로서, 폐수가 과다하게 유입되는 경우에 이를 신속하게 배출하거나, 폐수면 상단에 부유된 이물질을 제가하기 위한 것이고, 번호 128과 228은 각각 폐수수집조(100)과 폐수열교환조(200)의 하단에 연결되는 배수관으로서, 필요에 따라 탱크내의 물을 직접 외부로 배출시키기 위한 것이다.
이러한 폐수열교환장치 내의 열교환기(210)에서 회수된 열은 전술한 바와 같이 냉매관(22)을 통해 컴프레서(30)를 거쳐 열교환기(20)로 순환되어, 온수탱크(10)의 온수배관(12)을 통해 순환되는 온수를 가열하게 된다. 그러나 폐열회수장치의 열교환기(210)에서 회수된 열을 사용하기 위한 방법이나 구성은 도시된 실시예에 나타난 방식에 국한되는 것이 아니라 여러 가지 다양한 방식으로 회수된 열을 사용할 수 있을 것이다.
이상에서 설명한 본 발명에 따르면, 목욕탕이나 기타 온수를 다량 사용하는 시설에서 사용하고 배출되는 폐온수로부터 폐열을 회수함에 있어서, 폐수수집조(100)와 폐수열교환조(200)를 별체로 구성함으로써, 폐수열교환조(200)에 다량의 이물질이 직접 유입하여 열교환기(210)에 부착되는 것을 방지함으로써, 열교환효율 을 높게 유지할 수 있다. 아울러, 폐수수집조(200)에 유입된 폐수에 부유되는 이물질이 폐수공급관(202)을 통해 직접 유입되지 않도록 폐수공급관(202)의 레벨을 설정하고, 폐수인입관(102)에는 필터박스(110)를 설치함으로써, 이물질의 유입을 최대한 억제하여 열교환효율의 저하를 방지함과 동시에, 폐수처리장치의 오염과 빈번한 청소의 필요성을 억제하여 유지보수노력을 절감할 수 있다.
또한, 폐수열교환조(200) 내로 유입되는 폐수는 분배관(212)을 통해 균등하게 분배되므로 열교환효율이 증대되며, 폐수배출관(204)에 설치된 역U자배관부(206)를 통해 폐수가 충분히 유입되지 않는 한 최종적으로 방출되지 않도록 함으로써, 충분히 열회수되지 않는 폐수의 무분별한 방류를 억제할 수 있다.

Claims (7)

  1. 사용된 온수가 인입되는 폐수인입관(102)이 연결되는 폐수수집조(100)와, 상기 폐수수집조(100)와 별체로 구비되어 폐수공급관(202)에 의해 접속되며 열교환기(210)가 설치된 폐수열교환조(200)와, 상기 폐수열교환조(200)에 연결되는 폐수배출관(204)을 포함하며, 상기 열교환기(210)를 통해 얻은 열을 회수하여 사용하는 것을 특징으로 하는 온수의 폐열회수장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 폐수공급관(202)의 일단은 상기 폐수수집조(100)의 중간레벨과 폐수수면레벨 사이에 접속되고 타단은 상기 폐수열교환조(200)의 상부에 접속되는 것을 특징으로 하는 온수의 폐열회수장치.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 폐수배출관(204)의 최상단에는 역U자배관부(206)가 구비되어 이 역U자형 배관부(206) 이상의 레벨로 폐수가 유입되면 오버플로우되어 배출되도록 된 것을 특징으로 하는 온수의 폐열회수장치.
  4. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 폐수열교환조(200)내의 폐수공급 관(202)에는 폐수를 수평방향으로 분산시켜 배출하는 분배관(212)이 배치된 것을 특징으로 하는 온수의 폐열회수장치.
  5. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 폐수배출관(204)에는 강제배출용 펌프(220)와 밸브(V1)가 접속되고, 상기 배출관(204)과 폐수수집조(100)의 하단을 연결하도록 병렬배치되는 한 쌍의 연결관(232,234)이 더 구비되고, 이 연결관(232,234) 및 이 연결관(232,234)과 폐수배출관(204) 사이에는 각각 밸브(V2,V3,V4)가 접속된 것을 특징으로 하는 온수의 폐열회수장치.
  6. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 폐수인입관(102)과 폐수수집조(100)의 접속부에는 필터(112)가 설치된 필터박스(110)가 구비되어 폐온수에 포함된 머리카락이나 이물질을 여과하는 것을 특징으로 하는 온수의 폐열회수장치.
  7. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 폐수열교환조(200)에는 점검용 맨홀(230)이 구비된 것을 특징으로 하는 온수의 폐열회수장치.
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