KR100862021B1

KR100862021B1 - 에너지절약형 온수보일러

Info

Publication number: KR100862021B1
Application number: KR1020080063773A
Authority: KR
Inventors: 이형문
Original assignee: 이형문
Priority date: 2008-07-02
Filing date: 2008-07-02
Publication date: 2008-10-08

Abstract

본 발명은 별도의 보조가열기가 설치될 필요없이 냉동기의 응축열만으로도 난방이나 급탕에 필요한 온수가 제공될 수 있고 외기 온도가 낮은 동절기에도 냉매의 과냉각이 방지되고 냉매의 증발이 효과적으로 이루어질 수 있어 외기 온도에 관계없이 일정한 난방효율로 운전될 수 있으며 온수의 온도가 비교적 고온이더라도 고온고압의 냉매가스가 효과적으로 응축될 수 있어 정상적인 운전이 가능해지도록 한 에너지절약형 온수보일러를 제공하는 것이다.

본 발명에 따른 에너지절약형 온수보일러는, 냉매를 고온고압으로 압축시켜 토출시키는 압축기와, 상기 압축기에 연결되며 온수를 상기 압축기로부터 유입된 냉매와 열교환시켜 고온으로 가열하는 고온열교환기와, 그 내부에는 난방 또는 급탕을 위해 사용될 온수가 저장되며 그 일측에는 그 내부의 온수를 상기 고온열교환기를 관류하여 순환시키는 온수순환관로가 구비되고 상기 온수순환관로 상에는 온수순환펌프가 설치되는 온수탱크와, 상기 고온열교환기에 연결되며 상기 고온열교환기에서 온수와 열교환된 냉매가 유입되는 저온열교환기와, 상기 저온열교환기와 연결되며 상기 저온열교환기를 거친 냉매를 냉각수와 열교환시키는 제 1 응축기와, 상기 제 1 응축기에 연결되며 상기 제 1 응축기에서 액화된 냉매가 저장되는 수액기와, 상기 수액기에 연결되며 상기 수액기의 냉매를 저온저압의 기체로 팽창시키는 팽창밸브와, 일측은 상기 팽창밸브에 연결되고 타측은 상기 저온열교환기를 거쳐 상기 압축기와 연결되며 상기 팽창밸브를 거친 냉매를 냉각수와 열교환시킨 후 상기 저온열교환기로 다시 제공하여 상기 고온열교환기에서 온수와 열교환된 냉매와 다시 열교환시킨 후 상기 압축기로 유입시키는 제 2 응축기와, 상기 제 1 응축기와 상기 제 2 응축기에서 냉각수에 의한 열교환이 가능하도록 상기 제 1 응축기와 상기 제 2 응축기를 순차적으로 관류하며 냉각수를 순환시키는 냉각수순환펌프가 구비되는 냉각수순환관로를 포함하여 이루어진다.

온수보일러, 온수탱크, 고온열교환기, 저온열교환기, 응축기, 수액기, 냉각수순환관로

Description

에너지절약형 온수보일러{ENERGY SAVING TYPE HOT WATER BOILER}

본 발명은 냉동기의 응축열을 이용하여 온수탱크 내의 물을 데워 난방용이나 급탕용으로 사용할 수 있도록 한 에너지절약형 온수보일러에 관한 것이다.

일반적으로 온수보일러는 가스 등의 연료를 버너로 연소시켜 물을 직접 가열함으로써 얻어진 원하는 온도의 온수를 난방용이나 급탕용으로 사용할 수 있도록 하는 구조로 이루어진다.

이러한 온수보일러의 경우에는 원하는 온도의 온수를 얻는 데까지 시간이 많이 걸릴 뿐만 아니라 연료도 많이 소모되는 문제점이 있으며, 특히 난방의 경우 원하는 온도의 온수를 유지하기 위하여 빈번히 버너를 가동시켜야 하는 바, 부품의 고장이 유발되기 쉽고 연료비용도 더욱더 많이 소모되는 문제점이 있었다.

최근 들어 냉동기의 응축열을 이용하여 온수탱크 내의 물을 데워 난방용이나 급탕용으로 사용할 수 있도록 함으로써 온수보일러의 에너지효율을 증대시킬 수 있도록 한 에너지절약형 온수보일러가 제안된 바 있으나, 이러한 에너지절약형 온수 보일러의 경우에는 냉동기의 응축열만으로는 온수탱크 내의 물을 충분히 데울 수 없어 보조가열기가 반드시 설치되어야 하는 문제점이 있었다.

또한 냉동기의 냉동사이클이 정상적으로 이루어지기 위해서는 냉매에 축적된 열량을 외부로 방출하는 응축기와 외부의 열을 냉매로 흡입하는 증발기가 필수적으로 사용되는데, 동절기에는 외부 온도가 너무 낮아 응축기에서는 냉매가 과냉각되고 증발기에서는 외부 열의 흡수가 불가능하여 냉매의 증발이 제대로 이루어지지 않음에 따라 난방운전이 제대로 이루어질 수 없는 문제점도 있었다.

또한 축열방식으로 난방운전을 할 경우에는 온수탱크의 온수가 40℃ 이상이 될 경우에는 고온고압의 냉매가스가 응축되지 않아 냉동기의 운전이 불가능한 문제점도 있었다.

뿐만 아니라 응축기에서 발생되는 응축열을 제거하기 위하여 외부로 고온의 바람을 방출하는 실외기가 필수적으로 필요하게 되는 문제점도 있었다.

본 발명의 목적은 별도의 보조가열기가 설치될 필요없이 냉동기의 응축열만으로도 난방이나 급탕에 필요한 온수가 제공될 수 있고 외기 온도가 낮은 동절기에도 냉매의 과냉각이 방지되고 냉매의 증발이 효과적으로 이루어질 수 있어 외기 온도에 관계없이 일정한 난방효율로 운전될 수 있도록 한 에너지절약형 온수보일러를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은, 온수의 온도가 60℃ 내지 70℃와 같이 비교적 고온이더라도 고온고압의 냉매가스가 효과적으로 응축될 수 있어 정상적인 운전이 가능해지도록 한 에너지절약형 온수보일러를 제공하는 것이다.

전술한 본 발명의 목적은, 냉매를 고온고압으로 압축시켜 토출시키는 압축기와, 상기 압축기에 연결되며 온수를 상기 압축기로부터 유입된 냉매와 열교환시켜 고온으로 가열하는 고온열교환기와, 그 내부에는 난방 또는 급탕을 위해 사용될 온수가 저장되며 그 일측에는 상기 고온열교환기를 관류하는 온수순환관로가 구비되고 상기 온수순환관로 상에는 온수순환펌프가 설치되어 그 내부의 온수는 상기 온수순환관로를 따라 순환되면서 상기 고온열교환기 내에서 냉매와의 열교환에 의해 가열되는 온수탱크와, 상기 고온열교환기에 연결되며 상기 고온열교환기에서 온수와 열교환된 냉매가 유입되는 저온열교환기와, 상기 저온열교환기와 연결되며 상기 저온열교환기를 거친 냉매를 냉각수와 열교환시키는 제 1 응축기와, 상기 제 2 응축기에 연결되며 상기 제 1 응축기에서 액화된 냉매가 저장되는 수액기와, 상기 수액기에 연결되며 상기 수액기의 냉매를 저온저압의 기체로 팽창시키는 팽창밸브와, 일측은 상기 팽창밸브에 연결되고 타측은 상기 저온열교환기를 거쳐 상기 압축기와 연결되며 상기 팽창밸브를 거친 냉매를 냉각수와 열교환시킨 후 상기 저온열교환기로 다시 제공하여 상기 고온열교환기에서 온수와 열교환된 냉매와 다시 열교환시킨 후 상기 압축기로 유입시키는 제 2 응축기와, 상기 제 1 응축기와 상기 제 2 응축기에서 냉각수에 의한 열교환이 가능하도록 상기 제 1 응축기와 상기 제 2 응축기를 순차적으로 관류하며 냉각수를 순환시키는 냉각수순환펌프가 구비되는 냉각수순환관로를 포함하여 이루어지는 에너지절약형 온수보일러를 제공함에 의해 달성된다.

본 발명의 바람직한 특징에 따르면, 상기 수액기는 연결관로에 의해 상기 압축기와 연결되고 상기 연결관로 상에는 상기 압축기의 토출압력이 설정값 이하로 떨어질 경우에 개방되어 상기 제 2 응축기로 제공되는 냉매의 일부를 상기 압축기로 이송시켜 상기 압축기를 냉각시킴과 동시에 상기 제 2 응축기를 관류하는 상기 냉각수순환관로의 냉각수의 온도를 상승시키는 과열제거밸브가 설치된다.

본 발명의 더 바람직한 특징에 따르면, 상기 냉각수순환관로는 상기 온수탱크의 온수순환관로와 분리형성된다.

본 발명에 따른 에너지절약형 온수보일러에 의하면, 난방운전시 외기의 필요없이 자체적으로 생산된 일정온도의 냉각수를 사용하여 냉동기의 냉동사이클이 효과적으로 이루어짐에 따라 보조가열기가 설치될 필요없이 냉동기의 응축열만으로도 난방이나 급탕에 필요한 온수가 효과적으로 제공될 수 있고 외기 온도가 낮은 동절기에도 냉매의 과냉각이 방지되고 냉매의 증발이 효과적으로 이루어질 수 있어 외기 온도에 관계없이 일정한 난방효율로 운전될 수 있는 탁월한 효과가 있다.

또한 자체적으로 생산된 일정온도의 냉각수를 사용함에 따라 온수의 온도가 60℃ 내지 70℃와 같이 비교적 고온이더라도 고온고압의 냉매가스가 효과적으로 응축될 수 있어 운전이 정상적으로 이루어질 수 있는 탁월한 효과가 있다.

그 결과, 종래의 온수보일러에 비해 20% 이상 에너지효율이 증대되고 그 결과 20% 이상의 연료비를 절감할 수 있는 탁월한 효과가 있다.

이하에는, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부도면을 참조하여 상세하게 설명하되, 이는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 발명을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세하게 설명하기 위한 것이지, 이로 인해 본 발명의 기술적인 사상 및 범주가 한정되는 것을 의미하지는 않는다.

도 1에는 본 발명에 따른 에너지절약형 온수보일러의 블럭구성도가 도시된다.

본 발명에 따른 에너지절약형 온수보일러(1)는 별도의 보조가열기가 설치될 필요없이 냉동기의 응축열만으로도 난방이나 급탕에 필요한 온수가 제공될 수 있고 외기 온도가 낮은 동절기에도 냉매의 과냉각이 방지되고 냉매의 증발이 효과적으로 이루어질 수 있어 외기 온도에 관계없이 일정한 난방효율로 운전될 수 있으며 온수의 온도가 비교적 고온이더라도 고온고압의 냉매가스가 효과적으로 응축될 수 있어 정상적인 운전이 가능해지도록 하기 위한 것으로, 도 1에 도시되는 바와 같이, 냉매를 고온고압으로 압축시켜 토출시키는 압축기(10)와, 압축기(10)에 연결되며 온수를 압축기(10)로부터 유입된 냉매와 열교환시켜 고온으로 가열하는 고온열교환기(20)와, 그 내부에는 난방 또는 급탕을 위해 사용될 온수가 저장되며 그 일측에는 그 내부의 온수를 상기 고온열교환기를 관류하여 순환시키는 온수순환관로(31)가 구비되고 온수순환관로(31) 상에는 온수순환펌프(33)가 설치되는 온수탱크(30)와, 고온열교환기(20)에 연결되며 고온열교환기(20)에서 온수와 열교환된 냉매가 유입되는 저온열교환기(40)와, 저온열교환기(40)와 연결되며 저온열교환기(40)를 거친 냉매를 냉각수와 열교환시키는 제 1 응축기(50)와, 제 1 응축기(50)에 연결되며 제 1 응축기(50)에서 액화된 냉매가 저장되는 수액기(60)와, 수액기(60)에 연결되며 수액기(60)의 냉매를 저온저압의 기체로 팽창시키는 팽창밸브(70)와, 일측은 팽창밸브(70)에 연결되고 타측은 저온열교환기(40)를 거쳐 압축기(10)와 연결되며 팽창밸브(70)를 거친 냉매를 냉각수와 열교환시킨 후 저온열교환기(40)로 다시 제공하여 고온열교환기(20)에서 온수와 열교환된 냉매와 다시 열교환시킨 후 압축기(10)로 유입시키는 제 2 응축기(80)와, 제 1 응축기(50)와 제 2 응축기(80)에서 냉각수에 의한 열교환이 가능하도록 제 1 응축기(50)와 제 2 응축기(80)를 순차적으로 관류하며 냉각수를 순환시키는 냉각수순환펌프(91)가 구비되는 냉각수순환관로(90)를 포함하여 이루어진다.

여기서, 압축기(10)는 저온열교환기(40)에서 증발한 냉매를 응축이 용이하게 이루어질 수 있도록 고온고압으로 압축시켜 고온열교환기(20)로 토출시킴으로써 냉매를 순환시키는 역할을 하는 것으로, 왕복동식 압축기, 회전식 압축기, 스크롤식 압축기와 같은 공지된 구성을 가지는 압축기뿐만 아니라 냉매의 압축을 가능하게 하는 어떠한 구조의 압축기도 모두 적용가능하다.

압축기(10)는 차후에 다시 설명되겠지만 냉매를 저온저압으로 응축시키는 제 2 응축기(80)에 저온열교환기(40)를 거쳐 연결된다.

전술한 압축기(10)에는 고온열교환기(20)가 연결되는데, 이 고온열교환기(20)는 온수순환관로(31)를 통해 순환되는 온수탱크(30) 내의 온수를 압축기(10)로부터 유입된 고온고압의 냉매와 열교환시킴으로써 온수탱크(30) 내의 온수를 난방이나 급탕에 필요한 온도로 가열하는 역할과 동시에 냉매의 응축이 용이하게 이루어질 수 있도록 냉매의 온도를 저하시키는 역할을 하는 것으로, 다관식 열교환기, 공랭식 열교환기, 재킷식 열교환기, 스퍼이럴식 열교환기 등과 같은 공지된 열교환기가 적용될 수도 있으나, 적은 냉매량으로도 효과적인 열교환이 이루어질 수 있도록 하는 판형 열교환기로 형성되는 것이 바람직하다.

전술한 고온열교환기(20)에는 온수탱크(30)의 온수순환관로(31)과 관류하는데, 이 온수탱크(30)는 난방 또는 급탕을 위해 사용될 온수를 저장하는 역할을 하 는 것으로, 그 일측에는 그 내부의 온수를 고온열교환기(20)를 관류하여 순환시키는 온수순환관로(31)가 구비되고 온수순환관로(31) 상에는 온수순환력을 발생시키는 온수순환펌프(33)가 설치된다.

온수탱크(30) 내부의 온수는 온수순환관로(31)를 통해 순환되면서 고온열교환기(20)에서 압축기(10)로부터 유입된 고온고압의 냉매에 의해 가열된 후 다시 그 내부로 유입됨에 따라 난방이나 급탕에 필요한 온도로 가열된다.

도시되지는 않았지만 온수탱크(30)에는 난방이나 급탕용 온수를 제공하기 위한 난방배관 또는 급탕배관이 연결되고, 온수의 유입/유출에 따른 내부압력 조정을 위한 에어벤트(35)도 연결된다.

전술한 고온열교환기(20)에는 저온열교환기(40)가 연결되는데, 이 저온열교환기(40)는 고온열교환기(20)에 연결됨과 동시에 차후에 설명될 제 2 응축기(80)와 연결됨에 따라 고온열교환기(20)에서 온수와 열교환되어 유입되는 냉매와 제 2 응축기(80)에서 응축된 냉매를 서로 열교환시킴에 따라 제 1 응축기(50)로 유입될 냉매는 응축이 효과적으로 일어날 수 있도록 냉각시키고 압축기(10)로 유입될 냉매는 고온고압으로의 압축이 용이하도록 그 온도를 상승시킴으로써 본 발명에 따른 에너지절약형 온수보일러(1)의 열효율을 증대시키는 역할을 한다.

저온열교환기(40)는 차후에 설명될 제 2 응축기(80)를 거쳐 압축기(10)로 유입될 냉매를 가열하는 역할을 함으로써 일종의 증발기 역할을 담당하게 된다.

저온열교환기(40)는 전술한 고온열교환기(20)와 마찬가지로 다관식 열교환기, 공랭식 열교환기, 재킷식 열교환기, 스파이럴식 열교환기 등과 같은 공지된 열 교환기가 적용될 수도 있으나, 적은 냉매량으로도 효과적인 열교환이 이루어질 수 있도록 하는 판형 열교환기로 형성되는 것이 바람직하다.

전술한 저온열교환기(40)에는 제 1 응축기(50)가 연결되는데, 이 제 1 응축기(50)는 압축기(10)로부터 토출된 고온고압의 냉매를 응축 및 액화시키는 역할을 하는 것으로, 본 발명에서는 압축기(10)로부터 토출된 후 고온열교환기(20) 및 저온열교환기(40)를 거치면서 순차냉각된 냉매를 차후에 설명될 냉각수순환관로(90) 내의 냉각수와 열교환시켜 응축시키게 된다.

제 1 응축기(50)는 냉각수에 의해 응축시키는 수냉식 응축기로서, 입형 셸튜브식, 횡형 셸튜브식, 2중관식 등 다양한 구조로 형성될 수 있다.

전술한 제 1 응축기(50)에는 수액기(60)가 연결되는데, 이 수액기(60)는 제 1 응축기(50)와 차후에 설명될 팽창밸브(70) 사이에 설치되어 제 1 응축기(50)에서 액화된 냉매를 일시 저장하고 팽창밸브(70)로 제공되는 냉매의 양을 적절히 조절함으로써 냉동사이클이 안전하게 이루어질 수 있도록 하는 안전장치이다.

전술한 수액기(60)에는 팽창밸브(70)가 연결되는데, 이 팽창밸브(70)는 수액기(60)로부터 유입되는 고압의 액체냉매를 팽창시켜 저압의 냉매로 팽창시켜 그 끓는점을 낮춤으로써 증발이 용이하게 일어날 수 있도록 하는 것으로, 모세관을 포함하는 팽창밸브 뿐만 아니라 전자식 팽창밸브도 사용될 수 있다.

도시되지는 않았지만 팽창밸브(70)에는 냉방장치가 연결되어 사용될 수 있는데, 이 연결관로에는 냉방용 전자밸브와 역지밸브가 설치된다.

전술한 팽창밸브(70)에는 제 2 응축기(80)의 일측이 연결되는데, 이 제 2 응 축기(80)는 그 타측이 저온열교환기(40)를 거쳐 압축기(10)와 연결되고 그 내부로 냉각수순환관로(90)가 관류함에 따라 팽창밸브(70)를 거친 냉매를 차후에 설명될 냉각수순환관로(90)의 냉각수와 열교환시킨 후 저온열교환기(40)로 다시 제공하여 고온열교환기(20)에서 온수와 열교환된 냉매와 다시 열교환시킨 다음 압축기(10)로 유입되도록 함으로써 본 발명에 따른 에너지절약형 온수보일러(1)의 열효율을 증대시키는 역할을 한다.

전술한 제 1 응축기(50)와 제 2 응축기(80)는 냉각수순환관로(90)에 의해 순차적으로 관류되는데, 이 냉각수순환관로(90)는 제 1 응축기(50)와 제 2 응축기(80)에 냉각수가 제공되어 냉각수에 의한 열교환이 이루어질 수 있도록 냉각수를 순환시키는 역할을 하는 것으로, 그 상에는 냉각수의 순환력을 발생시키기 위한 냉각수순환펌프(91)가 구비된다.

냉각수순환관로(90) 내의 냉각수는 우선 제 1 응축기(50)를 관류하면서 압축기(10)로부터 토출된 후 고온열교환기(20) 및 저온열교환기(40)를 거치면서 순차냉각된 냉매를 냉각시켜 응축시키게 되고, 그 다음에는 제 2 응축기(80)를 관류하게 되는데, 여기서 팽창밸브(70)를 거친 저온의 냉매와의 열교환에 의해 원래 온도를 유지하게 된다.

냉각수순환관로(90)는 온수의 온도에 의한 냉각수의 영향을 배제하기 위하여 온수순환관로(31)과는 분리되어 형성되는 것이 바람직하다. 실시예에 따라서는 냉각수는 온수탱크(30)로부터 보충될 수도 있다.

또한 수액기(60)는 연결관로(101)에 의해 압축기(10)와 연결되고 이 연결관 로(101) 상에는 압축기(10)의 토출압력이 설정값 이하로 떨어질 경우 개방되어 제 2 응축기(80)로 제공되는 냉매의 일부를 압축기(10)로 이송시키는 과열제거밸브(100)가 설치되는데, 이 과열제거밸브(100)는 냉각수 온도가 너무 낮아지거나 또는 기타 냉동사이클을 구성하는 부품이상으로 인해 압축기(10)에 부하가 걸림에 따라 압축기(10)가 과열되거나 토출압력이 설정값 이하로 떨어질 경우에 제 2 응축기(80)로 제공되는 냉매의 일부를 압축기(10)로 이송시켜 압축기(10)를 냉각시키는 역할을 한다. 이로 인해 제 2 응축기(80)로 유입되는 냉매의 양이 줄어들게 됨에 따라 제 2 응축기(80)를 관류하는 냉각수순환관로(90)의 냉각수의 온도를 상승시키게 되고 냉각수순환관로(90) 내에는 일정온도 이상의 냉각수 온도가 유지될 수 있게 된다.

이하, 본 발명에 따른 에너지절약형 온수보일러(1)의 전체작동을 설명하면 다음과 같다:

본 발명에 따른 에너지절약형 온수보일러(1)의 경우에는 냉매의 압축-응축-팽창-증발이라는 냉동기의 냉동사이클이 적용되고는 있는데, 이를 위해 냉매를 압축시키는 압축기(10)와, 냉매를 응축시키는 고온열교환기(20) 및 제 1 응축기(50)와, 냉매를 팽창시키는 담당하는 팽창밸브(70)와, 냉매를 증발시키는 저온열교환기(40)를 구비한다. 냉매의 응축시 외부로 방출되는 열은 고온열교환기(20)에서 온수순환관로(31)를 관류하는 온수에 전달됨에 따라 온수탱크(30) 내의 온수는 난방 및 급탕에 알맞은 온도(예를 들어 65℃ 내지 80℃)로 유지될 수 있다.

냉매의 순환을 살펴보면 다음과 같다: 압축기(10)에서 고온고압의 냉매로 압축된 냉매는 고온열교환기(20)에서 온수순환관로(31)를 관류하는 온수와의 열교환에 의해 1차적으로 냉각되고 저온열교환기(40)로 유입된다. 저온열교환기(40)로 유입된 냉매는 팽창밸브(70)에서 저압으로 팽창된 후 제 2 응축기(80)에서 냉각수에 의해 냉각된 다음 저온열교환기(40)로 유입되는 저온저압의 냉매에 의해 2차적으로 냉각된 후 제 1 응축기(50)로 유입됨에 따라 제 1 응축기(50)에서의 냉매 응축은 매우 효과적으로 일어날 수 있게 된다. 제 1 응축기(50)에서 응축된 액체냉매는 수액기(60)를 거쳐 팽창밸브(70)를 지나면서 압력이 강하되게 되고 그 결과 냉매의 끓는점이 낮아지게 됨에 따라 제 2 응축기(80)를 거쳐 저온열교환기(40)로의 유입시에 고온열교환기(20)를 통과한 냉매에 의해 증발된 후 압축기(10)로 다시 유입되게 된다.

냉각수의 순환을 살펴보면 다음과 같다: 냉각수순환관로(90)를 따라 순환되는 냉각수는 먼저 제 1 응축기(50)에 제공되어 압축기(10)로부터 고온고압으로 압축된 후 고온열교환기(20)와 저온열교환기(40)를 거쳐 냉각된 냉매와의 열교환을 통해 냉매를 응축시키게 되면서 온도가 상승하게 된다. 그 다음에는 제 2 응축기(80)에 제공됨에 따라 팽창밸브(70)로부터 유입되는 저온의 냉매에 의해 냉각되어 다시 원래온도를 유지하게 된다.

또한 동절기 초기 운전시에 냉각수 온도가 너무 낮아지거나 또는 기타 냉동사이클을 구성하는 부품이상으로 인해 압축기(10)에 부하가 걸림에 따라 압축기(10)의 토출압력이 설정값 이하로 떨어질 경우에는 과열제거밸브(100)가 개방됨 에 따라 제 2 응축기(80)로 제공되는 냉매의 일부를 압축기(10)로 이송시켜 압축기(10)를 냉각시키게 되고, 이외 동시에 제 2 응축기(80)로 유입되는 냉매의 양이 줄어들게 됨에 따라 냉매와 냉각수 사이의 열교환율이 떨어짐에 따라 제 2 응축기(80)를 관류하는 냉각수순환관로(90)의 냉각수의 온도를 더 상승시키게 됨에 따라 냉매의 과냉각 등과 같은 동절기의 운전 상의 문제점이 일시에 해소될 수 있게 된다.

도 1은 본 발명에 따른 에너지절약형 온수보일러의 블럭구성도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

1 : 본 발명에 따른 에너지절약형 온수보일러

10 : 압축기

20 : 고온열교환기

30 : 온수탱크

31 : 온수순환관로

33 : 온수순환펌프

40 : 저온열교환기

50 : 제 1 응축기

60 : 수액기

70 : 팽창밸브

80 : 제 2 응축기

90 : 냉각수순환관로

91 : 냉각수수환펌프

100 : 과열제거밸브

101 : 연결관로

Claims

냉매를 고온고압으로 압축시켜 토출시키는 압축기;

상기 압축기에 연결되며 온수를 상기 압축기로부터 유입된 냉매와 열교환시켜 고온으로 가열하는 고온열교환기;

그 내부에는 난방 또는 급탕을 위해 사용될 온수가 저장되며 그 일측에는 그내부의 온수를 상기 고온열교환기를 관류하여 순환시키는 온수순환관로가 구비되고 상기 온수순환관로 상에는 온수순환펌프가 설치되는 온수탱크;

상기 고온열교환기에 연결되며 상기 고온열교환기에서 온수와 열교환된 냉매가 유입되는 저온열교환기;

상기 저온열교환기와 연결되며 상기 저온열교환기를 거친 냉매를 냉각수와 열교환시키는 제 1 응축기;

상기 제 1 응축기에 연결되며 상기 제 1 응축기에서 액화된 냉매가 저장되는 수액기;

상기 수액기에 연결되며 상기 수액기의 냉매를 저온저압의 기체로 팽창시키는 팽창밸브;

일측은 상기 팽창밸브에 연결되고 타측은 상기 저온열교환기를 거쳐 상기 압축기와 연결되며 상기 팽창밸브를 거친 냉매를 냉각수와 열교환시킨 후 상기 저온열교환기로 다시 제공하여 상기 고온열교환기에서 온수와 열교환된 냉매와 다시 열교환시킨 후 상기 압축기로 유입시키는 제 2 응축기; 및

상기 제 1 응축기와 상기 제 2 응축기에서 냉각수에 의한 열교환이 가능하도록 상기 제 1 응축기와 상기 제 2 응축기를 순차적으로 관류하며 냉각수를 순환시키는 냉각수순환펌프가 구비되는 냉각수순환관로;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 에너지절약형 온수보일러.
청구항 1에 있어서,

상기 수액기는 연결관로에 의해 상기 압축기와 연결되고 상기 연결관로 상에는 상기 압축기의 토출압력이 설정값 이하로 떨어질 경우에 개방되어 상기 제 2 응축기로 제공되는 냉매의 일부를 상기 압축기로 이송시켜 상기 압축기를 냉각시킴과 동시에 상기 제 2 응축기를 관류하는 상기 냉각수순환관로의 냉각수의 온도를 상승시키는 과열제거밸브가 설치되는 것을 특징으로 하는 에너지절약형 온수보일러.
청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,

상기 냉각수순환관로는 상기 온수탱크의 온수순환관로와 분리형성되는 것을 특징으로 하는 에너지절약형 온수보일러.