KR100875615B1 - 에너지 절약형 보일러의 보조장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 순환파이프를 바이패스시켜, 바이패스된 곳에 가열장치를 추가시켜 순환파이프내에 순환되는 온수를 가열함으로서,

온수센서에 세팅된 일정 온도에 의해 작동되는 보일러의 작동시간을 감소시키도록 하여 저렴한 연비로 운용되는 에너지 절약형 보일러의 보조장치에 관한 것이다.

보일러 보조장치, 순환펌프, 가열장치,

Description

에너지 절약형 보일러의 보조장치{Auxiliary heating device of boiler}

본 발명은 소형의 가정이나, 소형의 농업용 비닐하우스에 사용되는 보일러의 순환 파이프에 일측에 설치되어 순환되는 온수를 한번 더 예열함으로서, 주 보일러의 작동시간을 감소시켜 연비, 에너지 효율 100%중 80~90% 절약 효과를 갖는 절약형 에너지 보일러의 보조장치에 관한 것이다.

일반적으로 보일러란 연료를 소화시켜서(태워서) 물(H₂O)의 온도를 가열하여 순환모터를 통하여 방, 거실 등을 엑셀파이프를 통로에 순환하게 하는 난방 시스템이다.

종래의 보일러는 물을 일정온도로 가열시키는데 있어, 금속재를 연소열에 의해 가열하고 그 금속재의 열전도에 의해 물을 일정온도로 가열시키는 방법으로써 금속재의 열전도에 사용되지 않은 연소열이 그대로 배기관을 통해 배기되어 연료의 손실이 크다.

또한 순환수의 온도를 높이기 위하여 순환파이프에 가열장치를 설치하여,

순환수를 가열하는 가열장치를 추가하는 등 개량된 보일러가 등장하고 있다.

예를 들면, 국내등록실용신안공보 등록번호 제20-0185148호에는 순환펌프(1)로 관체의 순환수를 급수관(2)을 통해 축열식 심야 보일러(가)의 내부 축열조(3)에 공급하고, 축열된 순환수가 공급관(4)을 통해 일반보일러(나)로 가열되거나 토출관(5)으로 경유하여 실내의 난방을 하는데 있어서, 급수관(2)과 공급관(4) 사이에 보조밸브(6)가 부착된 보조관(7)을 설치하되, 축열식 심야 보일러 (가)의 축열조(3)와 연결되는 급수관(2) 사이에 급수밸브(8)를 부착하고, 축열된 순환수가 배출되는 심야 보일러(가)의 배출관(9)과 연결되는 일반 보일러(나)의 공급관(4)에 배출밸브(10)를 부착하여 됨을 특징으로 한 축열식 심야 보일러의 보조가열 장치.

대한민국공개실용신안공보 공개번호 제1999-034332호는 상부가 반원형으로 되고 주벽과 상부에 수조가 형성되는 보일러 본체의 내부에 연소실을 형성하여 투입구를 전방으로 개방하고 상부에 굴뚝을 만들어서 연소실과 연통시키고 연소실 상부에는 주벽수조와 연통되게 다수개의 통수관을 일정간격을 두고 나란하게 적어도 2층 이상으로 층설하여 하측 통수관 사이에는 투입구 측으로 가림판을 형성하여 후방측에 배면공이 형성되게 하고 연소실 하부에는 주벽수조와 연통되게 다수개의 통수관을 나란하게 일정간격(약 1cm정도)을 두고 설치하여 그 밑에 서랍형의 재받이통을 장치하며 보일러본체의 상부에 저장조를 형성하여 온수출구를 상부에 형성시키고 내부로 굴뚝이 관통되게 하며 보일러 본체의 온수토출관을 저장조 내부로 투입시키고 저장조 하단에서 통수관을 설치하여 보일러본체의 주벽수조 속으로 투입 하고 저장조 내부에 온수교환용 통수관을 내장하여 그 투입구와 배출구를 저장조 외부로 노출시키는 보일러를 만들고 이를 기존의 기름보일러와 배관설비를 통해 두 대를 병용할 수 있게 한 나무를 연료로 하는 온수보일러가 기재되어 있고,

동 공보 공개번호 제88-16596호에는 자동경보 조립식 보일러 및 취사용 온수기가 공개되어 있으며,

국내에 출원된 출원번호 제94-10466호는 단순히 물 대신 공기를 주입시켜 순환모터 대신 송풍기를 이용하여 난방을 하는 기술과, 제82-6717호는 가열관의 하단부에 공기 공급관과 증기발생기와 자바라호스로 연관된 증기공급관을 연관하고 증기 발생기의 수위와 같게 물보충탱크를 장설하여 자바라호스로 연관된 물공급관과 증기공급관을 상호 연관시킨 보일러에 관한 기술이 기재되어 있고,

국내에 출원된 출원번호 제89-14868호는 공기관 상단에 열전도율이 초고속으로 빠르고 열 흡수력이 뛰어난 양은철재를 내장시키고 바닥은 철판을 사용한다.

종래의 보일러는 순환파이프에 가열장치를 설치하여 순환파이프내에 순환되는 온수를 더 가열하여 공급하는 장치에 불과하여, 연비절감의 효과를 갖을 수 없으나,

순환되는 온수를 가열함으로서, 순환되는 온수센서에 세팅된 일정 온도에 의해 작동되는 보일러의 작동시간을 감소시키도록 하여 보일러를 작동시키는 저렴한 연비로 운용되는 에너지 절약형 보일러의 보조장치를 개발하는 것이 본 발명이 해 결하고자 하는 과제인 것이다.

상기와 같은 문제점을 해결하고자, 본 발명은 순환파이프를 바이패스시켜, 바이패스된 곳에 가열장치를 추가시켜 순환파이프내에 순환되는 온수를 가열함으로서,

온수센서에 세팅된 일정 온도에 의해 작동되는 보일러의 작동시간을 감소시키도록 하여 저렴한 연비로 운용되는 에너지 절약형 보일러의 보조장치를 제공하는 것이 과제해결수단인 것이다.

본 발명은 보일러에 의해 1차 가열된 물을 보조장치에 의해 2차 가열시켜, 온수센서에 세팅된 일정 온도에 의해 작동되는 보일러의 작동시간을 감소시키도록 하여 저렴한 연비로 운용되는 경제적인 효과와, 기존 보일러의 순환파이프에 설치하여 기존 보일러의 연비를 절감시키는 효과가 있는 것이다.

상기와 같은 목적을 달성하고자, 본 발명은 본 발명에서 사용되는 히터는 전기 가열등, 전기히터를 사용하며, 우리나라 현실로 지하자원이 없는 나라로서 에너지 절약이 최우선이고, 지식과 아이템을 수출하는 미래형 기업(IT산업이 필요할때 다) 여기서도 문제점은 오직 에너지 절감형 연비이다.

조상들의 지혜 속에는 부엌에서 군불을 지피우고서 겨울동안 난방효과를 보면서 방(실내)에 별도로 화로하는 용기를 개발하여 타고 남은 불씨, 숯 등을 화로에 담아서 이중난방효과를 한 사실이 있으며,

본 발명은 보온병에 물을 끓여서 담아두면 쉽게 식지 않는다는 효과이며, 한번 끓인 물은 조금의 열량(에너지)만 유지하면 장기적으로 온도를 유지한다는 원리이며, 보일러는 단순하고도 순환모터에 의하여 난방이 되는 원리를 이용하여 개발한 것이다.

많은 사람들이 보일러를 개발하고 연구해 왔겠지만, 한번 상승시킨 끓인 물을 유지하고 보온하는 역할은 연구 끝에 보조장치만 설치하면 장시간 평생 안정적인 온도를 유지하여 고유가 시대를 극복하고 추운 겨울에도 추위에 걱정없이 휴식 공간이 전부인 가정을 행복하게 하는 최상의 길이라고 자부할 수 있다.

실험예

2000년 12월경 나무보일러를 직접 제작하여 전남 광양시 유원지 일대에 산장이며 주택 등에 설치 한 사실이 있다.

본 발명의 요소는 여러 가지에서 착안, 발명, 실험을 통하여 반복된 실패를 거울삼아 수십가지의 난방종류를 총동원하여 축소 발명하여 기존보일러 개념이 아닌 보조장치이며,

최초 점화후 보일러 탱크 온도 70~80℃로 끓인 후, 순환파이프를 통해 끓인 가열수를 공급하면, 순환파이프 일측에 설치된 보조장치가 동시에 작동하여 적정온도 70~80℃를 유지하면 기존 보일러는 온도센서에 세팅된 지시에 의해 콘트롤스위치가 작동하므로, 보조장치에 의해 가열된 온수가 70~80℃를 유지하므로 보일러의 작동이 멈춤으로써 연비가 전혀 들지 않고, 보일러에는 보온처리가 완벽으로 쉽게 온도가 식지 않고 서서히 장시간을 두고 조금씩 온도가 내려간다.

보조장치 열량이 촛불 여러개 14~15개 정도 온도 유지가 가능하다는 착안, 연구를 하여. 보조장치의 작동은 최소한의 연비만 소요되는데, 보조장치의 작동되는 열원은 단순한 가열 등 또는 히터선 및 열수공급에 따른 연비가 종래의 보일러 작동 연비보다 현저하게 저렴하므로, 경제적인 효과가 있으며, 현재까지 냉, 난방 시스템 종류가 수십가지가 있겠지만, 원심력과 가속도의 원리를 이용하면 적은 열량 원료를 이용해도 적정온도 유지만 시키는 에너지 절약향 보일러 보조장치인 것이다.

비교예

4개의 방 전체를 종래의 보일러에 본 발명의 에너지 절약형 보일러의 보조장치를 설치, 비교하여 다음과 같은 결과를 얻었다.

연간 연비 비교하면 1년중 겨울철인 4개월 동안 평균

구분	기본보일러	보조장치 설치후	비고
기름보일러	100~120만원/4개월	25~35만원/4개월	70% 이상 절약
가스보일러	80~100만원/4개월	30~40만원/4개월	60% 이상 절약
심야전기보일러	50~60만원/4개월	15~20만원/4개월	60% 이상 절약
연탄보일러	30만원/4개월	7~12만원/4개월	60% 이상 절약

비교결과 본 발명의 에너지 절약형 보일러의 보조장치 설치시 최소 60%이상의 연비절감되는 현상을 확인하였다.

이하 본 발명을 도면을 참고하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도1 종래의 보일러 상세도, 도2 본 발명의 에너지 절감형 보일러 상세도, 도3 본 발명의 에너지 절감형 보일러의 보조장치 상세도, 도4 및 도5는 본 발명의 에너지 절감형 보일러의 보조장치 다른 예를 도시한 것으로서, 보일러(1), 순환펌프(2), 보조장치(3,3-1,3-2,3-3), 실내(4), 히터(10), 히팅선(20), 가열수공급관(21), 가열수배출관(22)을 나타낸 것임을 알 수 있다.

본 발명의 에너지 절감형 보일러는 도2에 도시된 바와 같이,

보일러(1)와, 상기 보일러(1)에 연결된 공급파이프는 끝단부가 실내(4)를 통과하여 보일러(1)에 연결되는 구조이며, 공급파이프의 중간 일측에 설치된 순환펌프(2)와, 상기 순환펌프(2)의 전방에 설치되며, 공급파이프가 바이패스되어 설치되며,

공급파이프의 중간부가 바이패스된 부분이 직육면체 내부에 연장되어 설치되어 있으며, 상기 직육면체 내부는 공급파이프가 지그재그되게 설치되어 있으며, 상기 직육면체내부의 지그재그되게 설치된 공급파이프 일측에 가열장치가 구비된 보조장치(3)로 구성된 보일러(1)의 구조임을 알 수 있다.

상기 에너지 절감형 보일러의 보조장치는 도3에 도시된 바와 같이, 공급파이프의 중간부가 바이패스된 부분이 직육면체 내부에 연장되어 설치되어 있으며, 상기 직육면체 내부는 공급파이프가 지그재그되게 설치되어 있으며, 상기 직육면체내부의 지그재그되게 설치된 공급파이프 일측에 설치된 히터(10)로 구성되어 있고,

다른 에너지 절감형 보일러의 보조장치는 도4에 도시된 바와 같이,

공급파이프의 중간부가 바이패스된 부분이 직육면체 내부에 연장되어 설치되어 있으며, 상기 직육면체 내부의 지그재그되게 설치된 공급파이프외부에 코일링된 히터선(20)로 구성되어 있고,

또 다른 에너지 절감형 보일러의 보조장치는 도4에 도시된 바와 같이,

공급파이프의 중간부가 바이패스된 부분이 직육면체 내부에 연장되어 설치되어 있으며, 상기 직육면체 내부는 지그재그되게 설치된 공급파이프를 가열하고자 직육면체 일측 상부에 설치되며 가열수 발생원에서 공급되는 관에 연결된 가열수공급관(21)과, 상기 가열수공급관(21)의 대칭되는 곳이며 다른 일측 하부에 설치된 가열수배출관(22)로 구성되어 있음을 알 수 있다.

상기에서 가열수발생원은 별도의 가열장치를 설치할 수도 있다.

작동상태를 살펴보면,

보일러(1)를 작동시켜 보일러 탱크를 가열시켜 온도센서에 의해 일정온도로 가열된 가열수를 공급파이프를 순환펌프(2)를 통해 실내로 공급하면, 가열수는 실내를 통과하여 다시 보일러탱크로 유입되며 이러한 동작을 반복하여 일정온도로 이상되면 온도센서의 지시에 의해 보일러가 스톱되고, 일정온도 이하가 되면 작동되어 가열수를 가열하며,

이때, 도3의 보조장치(3-1)의 히터(10)가 작동되면, 바이패스되도록 지그재그로 설치된 공급파이프로 구성된 보조장치(3-1)를 통과시 (이미 가열된 가열수를 약간만 가열하여도, 온도센서에 세팅된 온도에 도달되는 원리를 이용하여) 적은양의 연비로 가열되는 히터(10)에 의해 가열시켜, 보일러의 작동을 최소화되도록 공급파이프를 보조장치(3-1)의 히터(10)로 가열시켜 작동시키는 방법인 것이다.

다른 보조장치(3-2)의 작동은 보일러(1)를 작동시켜 보일러 탱크를 가열시켜 온도센서에 의해 일정온도로 가열된 가열수를 공급파이프를 순환펌프(2)를 통해 실내로 공급하면, 가열수는 실내를 통과하여 다시 보일러탱크로 유입되며 이러한 동작을 반복하여 일정온도로 이상되면 온도센서의 지시에 의해 보일러가 스톱되고, 일정온도 이하가 되면 작동되어 가열수를 가열하며,

도4의 보조장치(3-2)의 히팅선(20)이 작동되면, 바이패스되도록 지그재그로 설치된 공급파이프의 외부에 코일링된 히팅선(20)으로 구성된 보조장치(3-1)를 통과시켜 (이미 가열된 가열수를 약간만 가열하여도, 온도센서에 세팅된 온도에 도달되는 원리를 이용하여) 적은양의 연비로 가열되는 히터(10)에 의해 가열시켜, 보일 러의 작동을 최소화되도록 공급파이프를 보조장치(3-2)의 히팅선(20)으로 가열시켜 작동시키는 방법인 것이다.

또다른 보조장치(3-3)의 작동은

보일러(1)를 작동시켜 보일러 탱크를 가열시켜 온도센서에 의해 일정온도로 가열된 가열수를 공급파이프를 순환펌프(2)를 통해 실내로 공급하면, 가열수는 실내를 통과하여 다시 보일러탱크로 유입되며 이러한 동작을 반복하여 일정온도로 이상되면 온도센서의 지시에 의해 보일러가 스톱되고, 일정온도 이하가 되면 작동되어 가열수를 가열하며,

도5의 보조장치(3-3)의 가열수공급관(21)에 가열수가 공급되어, 바이패스되도록 지그재그로 설치된 공급파이프를 가열수로 가열하는 보조장치(3-3)를 통과시 (이미 가열된 가열수를 약간만 가열하여도, 온도센서에 세팅된 온도에 도달되는 원리를 이용하여) 적은양의 연비로 가열되는 가열수공급에 의해 가열시켜, 보일러의 작동을 최소화되도록 공급파이프를 보조장치(3-3)의 가열수로 가열시켜 작동시키는 방법인 것이다.

도1 종래의 보일러 상세도

도2 본 발명의 에너지 절감형 보일러 상세도

도3 본 발명의 에너지 절감형 보일러의 보조장치 상세도

도4 및 도5는 본 발명의 에너지 절감형 보일러의 보조장치 다른 예

<도면의 부호>

보일러(1), 순환펌프(2), 보조장치(3,3-1,3-2,3-3), 실내(4),

히터(10), 히팅선(20), 가열공급관(21), 가열수배출관(22),

Claims (4)

1. 에너지 절감형 보일러의 보조장치에 있어서,

   공급파이프의 중간부가 바이패스된 부분이 직육면체 형상의 박스 내부에 연장되어 설치되어 있으며, 상기 박스의 내부에는 공급파이프가 지그재그되게 설치되어 있으며, 박스의 내부에 지그재그 설치된 공급파이프를 가열시키는 가열장치로 구성되며, 상기 가열장치는 박스의 일측 상부에 설치된 가열수 발생원에서 공급되는 가열수공급관(21)과, 상기 가열수공급관(21)과 대칭되는 곳으로서 박스의 일측 하부에 설치되는 가열수배출관(22)임을 특징으로 하는 에너지 절감형 보일러의 보조장치.
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