KR100877906B1 - 열교환기가 구비된 심야전기 보일러 - Google Patents

Abstract

본 발명에 따른 열교환기가 구비된 심야전기 보일러는 축열탱크(1)에 저장된 고온수를 열교환기(2)로 유입시키고, 열교환기에서 적정온도로 열교환된 물을 난방하고자 하는 실내로 순환시키고, 실내로 순환되었던 물을 다시 열교환기를 거쳐서 축열탱크로 회수하는 것을 그 특징으로 한다. 열교환된 물을 실내로 순환시키기 위하여 열교환기(2)를 지나 순환모터(3)가 설치되며, 순환되는 물의 온도를 측정하기 위하여 고온차단센서(7)가 파이프(23) 상에 위치하고, 이 센서에 의하여 순환모터의 작동을 개폐하는 것을 반복하는 고온차단기(6)가 설치된다.

열교환기, 전기보일러, 축열탱크, 순환모터, 고온차단기, 실내온도센서

Description

열교환기가 구비된 심야전기 보일러{Boiler Equipped with Heat Exchanger for Midnight Electricity}

제1도는 본 발명에 따른 열교환기가 구비된 심야전기 보일러를 도시하기 위한 개략적인 구성도이다.

제2도는 본 발명에 따른 심야전기 보일러에 구비되는 열교환기를 나타내는 개략적인 부분 단면도이다.

* 도면의 주요부호에 대한 간단한 설명 *

1 : 축열 탱크 2 : 열교환기

3 : 순환모터 4 : 콘트롤 박스

5 : 실내온도 조절기 6 : 고온차단기

7 : 고온차단센서

21, 22, 23, 24, 25 : 파이프

발명의 분야

본 발명은 심야전기 보일러에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 본 발명은 열효율을 향상시켜 에너지를 절약하고 실내를 항상 쾌적하게 난방할 수 있도록 열교환기가 구비된 심야전기 보일러에 관한 것이다.

발명의 배경

심야전기 보일러는 심야시간대(오후 10시부터 익일 8시까지)의 값싼 전기를 이용하여 물을 가열하고, 가열된 물을 축열탱크에 저장한 후, 필요시 가열된 물을 순환시켜 난방을 하는 보일러 시스템이다.

심야전기 보일러는 축열탱크에 보통 70∼90℃의 고온의 물이 저장되고, 이 고온의 물을 순환펌프로써 직접 필요한 곳에 순환시킨다. 이처럼 고온의 물을 순환시키게 되면 외부의 온도가 낮기 때문에 열손실이 그만큼 커지게 된다. 또한 순환펌프는 항상 고온의 물을 순환시켜야 하기 때문에 부품 등이 쉽게 손상된다. 나아가 축열탱크로부터 나오는 물의 온도가 일정하지 않기 때문에, 실내의 온도 변화가 크다. 이러한 실내 온도의 변화는 결국 열손실을 가져와 난방비를 증가시키는 요인이 되고 있다.

이러한 문제점을 해결하기 위하여 본 발명자는 열교환부가 구비된 심야전기 보일러를 개발하여 특허 제469,474호로 등록받은 바 있다(2000. 11. 27출원). 이 특허에서는 축열탱크에 저장된 고온수를 열교환부로 순환시키고, 열교환부에서 가열된 물을 난방하고자 하는 실내에 순환시키는 시스템을 채용하고 있다. 이 시스템은 축열탱크의 고온수를 직접 실내에 순환시키지 않고, 열교환부에서 실내에 순환하는 물을 가열하기 때문에, 열효율을 향상시킬 수 있는 소기의 목적을 달성하고 있다. 하지만, 축열탱크의 고온수가 열교환부에서 실내에 순환하는 물을 가열하기 때문에 추가적인 장치가 더 복잡한 열교환 효율이 높은 교환기가 필요하며, 축열탱크로 순환하는 물과 실내를 순환하는 물 사이에 수압차가 발생하여 보일러 구조상 설치 및 사용이 원활하지 못한 결점이 있다.

본 발명자는 상기 특허발명을 다시 개량하여 축열탱크의 고온수가 열교환기를 통하여 일정한 온도로 열교환된 후, 그 물이 직접 실내를 순환하고, 실내를 순환한 물은 다시 열교환기를 거쳐서 축열탱크로 회수될 수 있으며, 사용이 원활한 새로운 시스템의 심야전기 보일러를 개발하기에 이른 것이다.

본 발명의 목적은 열효율을 향상시켜 에너지를 절약할 수 있는 열교환기가 구비된 심야전기 보일러를 제공하기 위한 것이다.

본 발명의 다른 목적은 실내로 공급되는 물의 온도를 항상 일정하게 유지할 수 있는 열교환기가 구비된 심야전기 보일러를 제공하기 위한 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 고온수를 순환시킴으로써 분배기, 파이프, 순환펌프 등의 손상을 야기시켜 왔던 종래의 문제점을 해결할 수 있는 심야전기 보일러를 제공하기 위한 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 열효율을 향상시킴으로써 그만큼 축열탱크를 소형화할 수 있는 심야전기 보일러를 제공하기 위한 것이다.

본 발명의 상기 및 기타의 목적들은 하기 상세히 설명되는 본 발명에 의하여 모두 달성될 수 있다.

발명의 요약

본 발명에 따른 열교환기가 구비된 심야전기 보일러는 축열탱크(1)에 저장된 고온수를 열교환기(2)로 유입시키고, 열교환기에서 적정온도로 열교환된 물을 난방하고자 하는 실내로 순환시키고, 실내로 순환되었던 물을 다시 열교환기를 거쳐서 축열탱크로 회수하는 것을 그 특징으로 한다.

열교환된 물을 실내로 순환시키기 위하여 열교환기(2)를 지나 순환모터(3)가 설치되며, 순환되는 물의 온도를 측정하기 위하여 고온차단센서(7)가 파이프(23) 상에 위치하고, 이 센서에 의하여 순환모터의 작동을 반복개폐하는 고온차단기(6)가 설치된다.

실내에는 실내온도센서를 포함한 실내온도 조절기가 구비되고, 이 온도조절기에 의하여 작동되는 콘트롤 박스(4)가 고온차단기(6)에 연결된다.

열교환기(2)에서는, 축열탱크(1)로부터 나온 물이 파이프(22)를 통과하면서, 실내로부터 파이프(24)를 통하여 유입된 물에 의하여 열교환되어, 적정한 온도로 떨어진다. 이 온도가 저하된 물이 순환모터(3)를 통하여 실내로 순환된다. 통상 축열탱크(1)의 물이 70∼90℃를 나타내지만, 열교환기(2)에 의하여 40∼60℃의 물을 일정하게 실내로 순환시킬 수 있다.

이하 첨부된 도면을 참고로 본 발명의 구체적인 내용을 하기에 상세히 설명한다.

발명의 구체예에 대한 상세한 설명

본 발명은 심야전기 보일러에 있어서, 열효율을 향상시켜 에너지를 절약하고 실내를 항상 쾌적하게 난방할 수 있도록 열교환기가 구비된 심야전기 보일러에 관한 것이다.

제1도는 본 발명에 따른 열교환기가 구비된 심야전기 보일러를 도시하기 위한 개략적인 구성도이고, 제2도는 본 발명에 따른 심야전기 보일러에 구비되는 열교환기를 나타내는 개략적인 부분 단면도이다.

본 발명에 따른 열교환기가 구비된 심야전기 보일러는 축열탱크(1)에 저장된 고온수를 열교환기(2)로 유입시키고, 열교환기에서 적정온도로 열교환된 물을 난방하고자 하는 실내로 순환시키고, 실내로 순환되었던 물을 다시 열교환기를 거쳐서 축열탱크로 회수하는 것을 그 특징으로 한다.

통상 축열탱크(1)의 물은 70∼90℃의 온도가 되도록 가열되어 저장된다. 종래의 심야전기 보일러에서는 이 가열된 고온의 물이 순환펌프에 의하여 난방하고자 하는 실내에 공급된다. 물론 이때 난방하고자 하는 방의 수에 따라 분배기를 설치 하여 필요한 방을 난방할 수 있다. 이처럼 종래의 심야전기 보일러에서는 축열탱크의 고온수가 순환펌프에 의하여 직접 외부로 노출되기 때문에 그만큼 열손실이 크다. 따라서 본 발명에서는 축열탱크(1)에 저장된 고온수가 일단 열교환기(2)로 유입되고, 그 열교환기 내에서 실내로부터 순환되는 냉각수에 의하여 열교환되도록 하여 난방하기에 적절한 온도인 40∼60℃의 물이 되게 한다.

즉, 열교환기(2)에서는, 축열탱크(1)로부터 나온 물이 파이프(22)를 통과하면서, 실내로부터 파이프(24)를 통하여 유입된 물에 의하여 열교환되어, 적정한 온도로 떨어진다. 파이프(22)는 그 내외부에서 열교환이 이루어지는 열교환기로서의 역할을 한다. 열교환기에 의하여 40∼60℃의 온도로 저하된 물은 순환모터(3)를 통하여 실내로 순환된다.

열교환된 물을 실내로 순환시키기 위하여 열교환기(2)를 지나 순환모터(3)가 설치되며, 순환되는 물의 온도를 측정하기 위하여 고온차단센서(7)가 파이프(23) 상에 위치하고, 이 센서에 의하여 순환모터의 작동을 개폐하는 고온차단기(6)가 설치된다. 고온차단기는 40∼60℃의 온도 범위에서 세팅하여 물의 온도가 세팅온도보다 높으면, 고온차단기는 일정간격으로 ON/OFF를 반복하여 물의 순환량을 떨어뜨려서 적절한 온도가 될 때까지 간헐적인 개폐를 반복한다. 열교환기에서는 실내로부터 순환하는 냉각수에 의하여 파이프(22, 23)의 물의 온도가 낮아지면, 고온차단기가 원위치로 작동하여 세팅된 온도 범위 내의 물을 원활히 순환시킨다.

이처럼 적절한 온도로 유지된 물을 실내에 공급함으로써 항상 일정한 온도로 쾌적한 난방을 할 수 있다. 그리고 열교환기(2)에 의하여 냉각수를 다시 가열할 수 있기 때문에 열교환 손실이 없다. 또한 순환모터(3)는 70∼90℃의 물이 아니라 40∼60℃의 물을 순환시키기 때문에 고온수에 의한 손상을 예방할 수 있다. 첨부된 도면에는 예시되지 않았지만 파이프(23) 상에 위치하는 분배기도 그러한 효과를 기대할 수 있고, 파이프도 동일하다.

실내에는 실내온도센서를 포함한 실내온도 조절기(5)가 구비되고, 이 온도조절기에 의하여 작동되는 콘트롤 박스(4)가 고온차단기(6)에 연결된다. 콘트롤 박스(4)와 실내온도 조절기(5)는 종래의 심야전기 보일러에도 부착되어 사용되어 온 것으로 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자에 의하여 용이하게 실시될 수 있다.

실내로 순환되었던 물은 열교환기로 유입되어 파이프(22)의 물에 의하여 가열된 후 축열탱크(1)로 회수된다.

열교환기(2)는 열손실을 방지하기 위하여 케이스 사이에 단열재를 삽입하는 것이 바람직하며, 이는 당업자에 의하여 용이하게 실시될 수 있다.

본 발명에서는 축열탱크의 고온수가 열교환기를 통하여 일정한 온도로 열교환된 후, 그 물이 직접 실내를 순환하고, 실내를 순환한 물은 다시 열교환기를 거쳐서 축열탱크로 회수될 수 있기 때문에, 축열탱크의 고온수가 열교환부에서 실내에 순환하는 물을 가열하고 그 가열된 물이 실내로 순환하는 종래 특허의 보일러에 사용되었던 추가적인 장치가 필요없고, 축열탱크와 열교환기 사이에서의 수압차도 발생하지 않는다.

본 발명의 열교환기는 종래의 심야전기 보일러에도 추가로 설치하여 사용할 수 있다.

심야전기 보일러는 심야시간에 물을 가열하여 저장하고, 주간을 비롯한 그외 시간에는 가열된 물을 순환시켜 사용해야 하기 때문에 심야시간대에 충분한 양의 물을 가열하여 저장해야 한다. 따라서 많은 양의 물을 가열해야 하기 때문에 축열탱크가 상당히 큰 부피를 차지하게 된다. 그러나 본 발명에 따른 열교환기가 구비된 심야전기 보일러는 열효율이 높아 에너지를 그만큼 절감할 수 있기 때문에 축열탱크의 부피가 소형화될 수 있는 장점이 있다.

본 발명은 열효율을 향상시켜 에너지를 절약할 수 있고, 실내로 공급되는 물의 온도를 항상 일정하게 유지할 수 있으며, 고온수를 순환시킴으로써 분배기, 파이프, 순환펌프 등의 발열이나 손상을 야기시켜 왔던 종래의 문제점을 해결할 수 있고, 열효율을 향상시킴으로써 그만큼 축열탱크를 소형화할 수 있는 심야전기 보일러를 제공하는 발명의 효과를 갖는다.

본 발명의 단순한 변형 내지 변경은 이 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의하여 용이하게 실시 될 수 있으며, 이러한 변형이나 변경은 모두 본 발명의 영역에 포함되는 것으로 볼 수 있다.

Claims (3)

1. 축열탱크(1)에 저장된 고온수를 유입시키기 위한 파이프(22), 실내로 순환되었던 물을 열교환기(2)로 유입시키기 위한 파이프(24) 및 열교환기(2)에서 가열된 실내로 순환되었던 물을 상기 축열탱크(1)로 회수하기 위한 파이프(25)를 구비하고, 상기 고온수는 상기 파이프(22)를 통과하면서 상기 실내로 순환되었던 물에 의하여 적정온도로 열교환되며, 상기 실내로 순환되었던 물은 상기 파이프(22)를 통과하는 고온수에 의해 가열된 다음 상기 파이프(25)를 통해 상기 축열탱크(1)로 회수되는 열교환기(2);

   상기 파이프(22)를 통과한 고온수를 난방하고자 하는 실내로 순환시키기 위하여 열교환기(2)를 지나 설치되는 순환모터(3);

   실내로 순환되는 물의 온도를 측정하기 위하여 상기 순환모터(3)를 지나 설치되는 파이프(23) 상에 설치되는 고온차단센서(7); 및

   상기 센서에 의하여 순환모터의 작동을 개폐하기 위한 고온차단기(6);

   가 포함되는 것을 특징으로 하는 심야전기 보일러.
2. 제1항에 있어서, 상기 실내에는 실내온도센서를 포함한 실내온도 조절기가(5)가 더 구비되고, 이 온도조절기에 의하여 작동되는 콘트롤 박스(4)가 고온차단기(6)에 연결되는 것을 특징으로 하는 심야전기 보일러.
3. 제1항에 있어서, 상기 축열탱크(1)의 물은 70∼90℃ 범위의 온도이고, 상기 파이프(22)를 통과한 고온수는 40∼60℃ 범위의 온도인 것을 특징으로 하는 심야전기 보일러.

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