KR100758339B1 - Expansion tank with waste heat collection apparatus for hot water boiler - Google Patents
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Abstract
Description
도 1은 본 발명의 실시예의 종단면도1 is a longitudinal sectional view of an embodiment of the present invention;
도 2는 본 발명의 실시예의 제어블록도2 is a control block diagram of an embodiment of the present invention;
도 3은 본 발명의 실시예의 설치예시도Figure 3 is an installation example of an embodiment of the present invention
< 도면의 주요부분에 대한 부호설명 > <Explanation of Signs of Major Parts of Drawings>
10 : 탱크본체 16 : 급수제어수단 20 : 수증기 응축수단 10 tank
21 : 냉각수조 23 : 냉각수 펌프 25 : 냉각수온센서 21: cooling water tank 23: cooling water pump 25: cooling water temperature sensor
28 : 제어기28: controller
본 발명은 온수보일러용 팽창탱크 부설 폐열회수기에 관한 것이다.The present invention relates to a waste heat recovery device attached to the expansion tank for hot water boiler.
주지하는 바와 같이 온수보일러는 통상적으로 가열수조에 팽창탱크를 일정높이로 설치하여 가열수조에 보충수(급수)를 공급하고 가열수조 내의 온수의 체적팽창 또는 이상팽창시에 그 팽창압력을 흡수함과 아울러 기포를 배출하고 있다.As is well known, a hot water boiler is usually installed with an expansion tank in a heating tank to supply a supplementary water (water supply) to the heating tank, and absorbs the expansion pressure during volume expansion or abnormal expansion of the hot water in the heating tank. At the same time, it is releasing bubbles.
상기한 팽창탱크는 밀폐형 팽창탱크와 개방형 팽창탱크로 대별되며, 상기한 것중 개방형 팽창탱크가 비용 및 관리측면에서 널리 사용되고 있다.The expansion tank is classified into a closed expansion tank and an open expansion tank, among which the open expansion tank is widely used in terms of cost and management.
상기한 개방형 팽창탱크의 일예가 1994년 실용신안출원공고 제 850 호 공보에 개시되어 있는바, 상기한 개방형 팽창탱크는 보충수통(탱크본체)의 하단부를 팽창겸 보충수 공급관으로 가열수조의 상부에 연결한 난방송수관에 연결하고, 상기 보충수통에 뚜껑을 설치함과 아울러 그 상부 일측에 배출구(오버 플로구)를 타측에 급수밸브를 설치하며, 상기 급수밸브에 부구를 설치하여서, 상기 보충수통 내에 부구에 의하여 제어되는 급수가 보충수로서 일정량 저장되어 있는 것인바, 상기 보충수통은 가열수조내에서 가열하려는 온수가 부족하면 보충수통 내에 저장된 보충수가 팽창겸 보충수 공급관을 통하여 가열수조에 급수로서 보충 공급되고, 그리고 가열수조 내의 체적팽창 또는 이상팽창시에 그 팽창압력은 팽창겸 보충수 공급관을 경유하여 보충수통으로 기포와 함께 배출되어 가열수조 내의 팽창압력을 흡수하면서 수증기는 배출구를 통하여 외부로 방출되는 것이다.An example of the open type expansion tank is disclosed in Utility Model Application Publication No. 850 of 1994. The open type expansion tank has an upper end of the supplementary water tank (tank main body) by expanding and supplementing the water supply pipe to the upper portion of the heating tank. It is connected to the non-recessed water pipe connected to the water supply valve, a lid is provided on the replenishing water tank, and an outlet port (overflow port) is installed on the other side of the water supply valve on the other side, and a water outlet is installed on the water supply valve. The water controlled by the mouth is stored in a certain amount as the replenishing water. When the replenishing water tank lacks hot water to be heated in the heating water tank, the replenishing water stored in the watering tank is expanded and supplied to the heating water tank through the replenishing water supply pipe. And the expansion pressure at the time of volume expansion or abnormal expansion in the heating water tank is supplemented via the expansion and make-up water supply pipe. As is discharged with the air bubbles while absorbing the expansion pressure in the heating tank water vapor it is discharged to the outside through the exhaust port.
또한 보충수통 내의 보충수의 수위가 낮아지면 부구가 하강함에 따라 급수밸브가 열리고 급수탱크 내에 저장된 급수가 보충수통에 보충수로서 공급되고, 급수가 일정수위 이상 공급되면 부구가 상승하여 급수밸브를 폐쇄하는 것이다.In addition, if the water level in the replenishing water drops, the water supply valve opens as the water supply drops, and the water stored in the water supply tank is supplied as the water supply to the water supply water supply, and when the water supply is above a certain level, the water supply rises to close the water supply valve. It is.
한편 상기 수증기는 가열수조에서 체적팽창 또는 이상팽창시에 그 팽창압력을 흡수하기 위하여 탱크본체로 배출되는 온수의 표면에서 표면증발에 의하여 발생되거나 가열수조에서 온수의 체적팽창시 등에 그 팽창압력을 흡수하기 위하여 탱크본체로 온수와 기포(용존산소)가 함께 배출되면서 기포팽창 또는 자기증발에 의하여 발생하는 것 등임으로 이의 발생을 억제할 수 없는 것이다.Meanwhile, the water vapor is generated by surface evaporation on the surface of the hot water discharged to the tank body to absorb the expansion pressure during volume expansion or abnormal expansion in the heating tank, or absorbs the expansion pressure during volume expansion of the hot water in the heating tank. In order to discharge the hot water and bubbles (dissolved oxygen) together to the tank body in order to occur due to expansion or self-evaporation, etc., it is impossible to suppress their occurrence.
그러나 상기한 팽창탱크는 탱크본체 내의 수증기를 배출구를 통하여 외부로 방출하고 있음으로 즉 수증기를 폐기하고 있음으로 에너지 손실이 막대하게 되는 것이다.However, the expansion tank discharges water vapor in the tank body to the outside through the discharge port, that is, the water vapor is discarded, so that the energy loss is enormous.
또한 상기와 같이 수증기를 방출하면 가열수조 내에서 가열하려는 온수도 비례하여 감소됨으로 감소된 양만큼의 보충수를 보충하여야 하며, 상기 보충수는 일반적으로 수돗물 또는 우물물을 사용하고 있고, 상기 수돗물 또는 우물물에는 불순물인 유산칼슘(CaSO4), 염화칼슘(CaCl2), 규산(SiO2), 중탄산 칼슘(Ca(HCo3)2) 등과 산소, 탄산가스 등을 용해하고 있음으로 전열면에 관석이 부착되어 열전달을 방해하여 효율이 저하되고 전열면의 부식 등을 초래하는바, 상기와 같이 수증기가 방출된 양만큼의 보충수가 공급되면 그 보충수량에 비례하여 새로운 불순물 등이 추가됨으로써 열전달 효율이 더욱더 저하되는 문제점이 발생하는 것이다.In addition, when the water vapor is discharged as described above, the hot water to be heated in the heating bath is also proportionally reduced, so the supplemented water must be replenished in a reduced amount, and the supplemental water generally uses tap water or well water, and the tap water or well water It is dissolved in impurities such as calcium lactate (CaSO 4 ), calcium chloride (CaCl 2 ), silicic acid (SiO 2 ), calcium bicarbonate (Ca (HCo 3 ) 2 ), oxygen, carbon dioxide, etc. Interfering with the heat transfer, the efficiency is lowered, which causes corrosion of the heat transfer surface. When the supplemental water is supplied as much as the amount of water vapor released as described above, new impurities are added in proportion to the supplemental water amount, thereby further reducing the heat transfer efficiency. The problem arises.
본 발명은 상기한 문제점을 시정하여, 탱크본체에서 발생된 수증기를 응축하여 에너지 손실을 줄일 수 있는 온수보일러용 팽창탱크 부설 폐열회수기를 제공하는 것을 목적으로 한다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention aims to provide a waste heat recovery device installed in an expansion tank for a hot water boiler that can reduce energy loss by condensing water vapor generated in a tank body.
상기한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 저면에 팽창겸 보충수 공급구를 형성하고, 상부에 오버 플로구를 형성하여 오버 플로관을 연결한 탱크본체와; 상기 탱크본체의 측면에 급수밸브를 설치하고, 상기 급수밸브는 상기 탱크본체 내의 보충수의 수위에 의하여 승강되는 부구에 의하여 개폐되는 급수제어수단을 구비한 팽창탱크에 있어서, 상기 탱크본체의 외측면에 냉각수조를 설치하여 측면에 냉각수 펌프 부설 냉각수 공급관과, 상부에 냉각수 배출관을 연결하고, 상기 냉각수조에 냉각수온센서를 설치한 수증기 응축수단과; 상기 냉각수온센서의 출력신호에 의하여 상기 냉각수 펌프를 제어하는 제어기로 구성하여서 된 것이다.In order to achieve the above object, the present invention provides a tank body for forming an expansion and replenishment water supply port on the bottom surface, and an overflow hole at the top to connect the overflow pipe; An expansion tank having a water supply valve on a side surface of the tank body, and the water supply valve having a water supply control means opened and closed by a buoy raised and lowered by a level of supplemental water in the tank body, wherein the outer surface of the tank body is provided. A steam condensing unit having a cooling water tank installed at the side thereof, connecting a cooling water supply pipe to a cooling water supply pipe at the side, and a cooling water discharge pipe at an upper portion thereof, and installing a cooling water temperature sensor in the cooling water tank; The controller is configured to control the cooling water pump by the output signal of the cooling water temperature sensor.
도 1은 본 발명의 실시예의 종단면도이고, 도 2는 본 발명의 실시예의 제어블록도로서, 10은 탱크본체로서, 상기 탱크본체(10)는 합성수지 또는 스테인레스 스틸 등으로 제조하며, 상기 탱크본체(10)의 저면에 팽창겸 보충수 공급구(11)를 형성하고, 상부에 오버 플로구(12)를 형성하여 오버 플로관(13)을 연결한 것이다.1 is a longitudinal cross-sectional view of an embodiment of the present invention, Figure 2 is a control block diagram of an embodiment of the present invention, 10 is a tank body, the
16은 급수제어수단으로서, 상기 급수제어수단(16)은 상기 탱크본체(10)의 측면에 급수밸브(17)를 설치하고, 상기 급수밸브(17)는 상기 탱크본체(10) 내의 보충수의 수위에 의하여 승강되는 부구(18)에 의하여 개폐되도록 한 것이다.16 is a water supply control means, and the water supply control means 16 is provided with a
20은 수증기 응축수단으로서, 상기 수증기 응축수단(20)은 상기 탱크본체(10)의 상부 외측면 일부 또는 탱크본체(10)의 외측면 전체에 냉각수조(21)를 설치하여 그 측면에 냉각수 펌프(23)를 부설한 냉각수 공급관(22)을, 상부에 냉각수 배출관(24)을 연결하고, 상기 냉각수 배출관(24) 또는 냉각수조(21)에 냉각수온센서(25)를 설치하여서 된 것이다.20 is steam condensing means, and the steam condensing means 20 is provided with a
28은 제어기로서, 상기 제어기(28)는 상기 냉각수온센서(25)가 설정온도(예: 50~60℃) 이상일 때 그 출력신호를 입력받아 상기 냉각수 펌프(23)를 구동하여 냉각수조(21)에 냉각수를 순환시키도록 한 것이다.28 is a controller, the
그리고 본 발명은 탱크본체(10) 내의 상기 팽창겸 보충수 공급구(11)의 상부에 배플(31)을 상하 일정간격을 두고 지그재그로 설치하여 가열수조 내의 온수의 체적팽창시 등에 팽창압력이 탱크본체(10)로 배출될 때 비산을 방지하고 소음을 저감하며 기포분리를 양호하게 한 것이다.In addition, the present invention is installed in a zig-zag spaced up and down the
또한 탱크본체(10)내의 오버 플로구(12)의 하부에 수단의 배플(32)을 일정간격을 두고 지그재그로 설치하여 상기 수증기 응축수단(20)에 의하여 응축되지 못한 수증기의 방출을 억제토록 한 것이다.In addition, the
또한 상기 오버 플로관(13)에 사이폰형 또는 루프형의 브르돈관(33)을 설치하여 탱크본체(10)와 대기를 차단함으로써 수증기의 배출을 더욱더 양호하게 억제할 수 있도록 한 것이다.In addition, by installing the siphon-type or loop
상기한 본 발명은 도 3의 예시도와 같이 설치하는바, 도 3에서 50은 온수보일러, 51은 온수저장탱크로서 상기 온수저장탱크(51)는 온수보일러(50)에 설치한 열교환기(미도시)와 펌프(53) 부설 공급관(52) 및 회수관(54)으로 연결한 것이고, 55는 급수탱크로서, 상기 급수탱크(55)는 온수저장탱크(51)와 주급수관(56)으로 연결한 것이다.The present invention is installed as shown in Figure 3 bar, in Figure 3, 50 is a hot water boiler, 51 is a hot water storage tank, the hot
그리고 탱크본체(10)의 팽창겸 보충수 공급구(11)는 팽창겸 보충수 공급관 (36)으로 온수보일러(50)의 상부에 연결하고, 냉각수 공급관(22) 및 급수관(37)은 주급수관(56)에 연결함과 아울러 냉각수 배출관(24)은 회수관(54)에 연결한 것이다.The expansion and replenishment
미설명부호 40은 퇴수구, 41은 수면계, 42는 오버 플로한 보충수 저장탱크, 43은 체크 밸브이다.
이상과 같은 본 발명은 온수보일러의 가열수조의 체적팽창시 등에 그 팽창압력 및 기포는 팽창겸 보충수 공급관(36)을 통하여 탱크본체(10)로 배출됨으로써 팽창압력을 흡수하고, 또한 가열수조 내의 온수의 양이 부족하면 탱크본체(10) 내에 저장된 보충수가 팽창겸 보충수 공급관(36)을 통하여 가열수조에 공급되며, 탱크본체(10) 내의 보충수가 부족하면 부구(18)가 하강함에 따라 급수밸브(17)가 열려 급수가 보충수로서 보충되어 탱크본체(10)는 일정한 양의 보충수를 저장하게 되는 것인바, 상기와 같이 운전될 때 수증기 응축수단(20)의 냉각수조(21)에 저장된 냉각수와 탱크본체(10) 내에서 증발된 수증기와 가열수조에서 탱크본체(10)로 팽창압력과 기포가 배출될 때 발생된 수증기의 열교환에 의하여 수증기가 응축되어 보충수에 혼합되며, 상기와 같이 탱크본체(10) 내의 수증기가 응축될 때 냉각수조(21)에 설치한 냉각수온센서(25)가 이를 감지하여 설정온도 이상시에 그 출력신호를 제어기(28)에 입력하고, 상기 제어기(28)는 냉각수 펌프(23)를 구동하여 냉각수조 (21) 내에 냉각수를 순환 공급시킴으로써 냉각수조(21) 내의 냉각수는 항상 일정온도 이하가 되어 수증기의 응축회수를 양호하게 할 수 있는 것이다.According to the present invention as described above, the expansion pressure and air bubbles at the time of volume expansion of the heating water tank of the hot water boiler are discharged to the
상기와 같이 종래 대기로 방출되던 수증기를 응축회수하면 에너지를 절감할 수 있고, 또한 수증기의 응축회수분 만큼 새 보충수를 공급하지 않아도 됨으로 전열면의 관석부착 및 부식을 감소시킴으로써 열전달 저하를 방지할 수 있는 것이다.As described above, condensing and recovering water vapor that has been discharged to the atmosphere can save energy, and also prevents deterioration of heat transfer by reducing the capillary adhesion and corrosion of the heat transfer surface by not supplying new supplemental water as much as the condensation recovery of water vapor. It can be.
이상과 같이 본 발명은 탱크본체에 수증기 응축수단을 설치하여 종래 대기로 방출하던 수증기를 응축 회수하여 보충수에 혼합함으로써 에너지를 절감할 수 있고, 또한 수증기의 응축회수분만큼 새 보충수를 공급하지 않아도 됨으로 전열면의 관석부착 및 부식을 감소시킴으로써 열전달 저하를 방지할 수 있으며, 상기와 같이 관석부착이 감소되면 관석제거(청관) 주기를 길게 할 수 있음으로 운전비용을 절감하며, 부식이 감소되면 보일러의 수명을 연장할 수 있는 것이다.As described above, according to the present invention, energy condensation means is installed on the tank body to condense and recover the steam discharged into the atmosphere, and then, the energy can be saved by mixing with the replenishment water. It is not necessary to prevent deterioration of heat transfer by reducing the capillary adhesion and corrosion of the heat transfer surface.When the capstone adhesion is reduced as described above, it is possible to lengthen the capstone removal (blue tube) cycle, thereby reducing the operating cost and reducing the corrosion. It can extend the life of the boiler.
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