KR100915194B1 - 난방 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 겨울철 에너지 절감 효과를 크게 얻도록 한 난방 시스템을 제공함에 있다. 이러한 본 발명은 겨울철 보일러를 가동하여 난방을 수행할지라도 태양열 집열수단과 보일러의 연소가스 배출측에 장착된 폐열회수수단에서 얻은 에너지를 보일러의 난방 시스템에 추가로 공급하여 보일러의 연료 소모량을 줄여도 난방에 필요한 에너지를 충분히 확보하게 함으로서 겨울철 에너지 절감 효과를 획기적으로 달성하도록 한 것이다.

Description

난방 시스템{Heating System}

본 발명은 난방 시스템에 관한 것으로, 특히 태양 에너지와 보일러의 폐열을 사용하여 보일러에서 데워진 난방수와 온수를 더 데움으로서 겨울철 에너지 절감 효과를 크게 달성하도록 한 난방 시스템에 관한 것이다.

일반적으로 겨울철에는 일조량이 부족하기 때문에 태양에서 방출되는 빛의 복사 에너지를 흡수하여 물이나 열매체유와 같은 액체를 데워 난방 등을 수행하는 태양열 집열판을 사용하는데 한계가 있다. 이 때문에 고가의 태양열 집열판을 설치하였음에도 불구하고 별도의 보일러를 작동시켜 난방을 수행하여야 했기 때문에 에너지 절감 효과를 기대하기가 어렵다는 문제가 있다.

따라서 본 발명의 목적은 이와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 태양 에너지와 보일러의 폐열을 사용하여 보일러에서 데워진 난방수와 온수를 더 데움으로서 겨울철 에너지 절감 효과를 크게 달성하도록 하기 위한 난방 시스템을 제공하는데 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 보일러; 상기 보일러와 연장되어 연결되는 난방수 및 온수 순환라인의 중간에 각각 설치되어 상기 순환라인을 따라 유동하는 난방수 및 온수를 저장하기 위한 저장 탱크들; 상기 저장 탱크들과 연결되어 저장중인 상기 난방수와 온수를 더 데우기 위해서 상기 저장 탱크들을 경유하는 유체를 태양 에너지를 흡수하여 가열하기 위한 태양열 집열수단; 및 상기 보일러의 연소가스 배출측에 장착되어 상기 태양열 집열수단과 저장 탱크들과의 사이에 설치되며, 상기 태양열 집열수단에 의해서 1차 데워진 유체를 상기 보일러에서 배출되는 연소가스로부터 폐열을 회수하여 2차 가열하기 위한 폐열회수수단을 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기에서 저장 탱크는 상기 보일러로부터의 난방수 또는 온수를 저장하기 위한 양단이 막힌 원통형의 제1통체와, 그 제1통체를 거리를 두고 감싸 그 사이에 상기 제1통체에 저장된 난방수 또는 온수를 데우기 위한 상기 폐열수단으로부터의 유체를 저장하기 위한 제2통체와, 그 제2통체를 감싸는 보온재로 이루어짐이 바람직하다.

또, 상기 폐열회수수단은 양단이 막힌 원통형상을 이루어 상기 보일러의 연소가스 배출측에 장착되어 내부에 상기 태양열 집열수단에 의해서 1차 데워진 유체를 저장하기 위한 제3통체와, 상기 제3통체의 상하단을 관통하도록 형성되어 상기 보일러의 연소가스 배출측과 연락하여 연소가스가 상기 제3통체를 관통할 수 있는 통로를 형성하기 위한 연소가스 관통공들과, 깔때기 형상을 이루어 상기 제3통체의 상단에 씌여져 상기 연소가스 관통공들을 통과한 연소가스를 모아 배기하기 위한 캡부재로 이루어짐이 바람직하다.

상기에서 폐열회수수단에는 제3통체의 하단에 거리를 두고 감싸게 설치됨과 아울러 연락공들에 의해 제3통체의 내부와 연락되는 공간부를 형성하는 제4통체와, 상기 제4통체의 공간부를 구획할 수 있게 다수 개 설치되어 상기 보일러의 소음을 저감할 수 있는 중공(中空)부를 제공하는 소음방지구들이 더 설치됨이 바람직하다.

본 발명에 의하면, 태양열 집열수단을 설치하였음에도 불구하고 겨울철이라 일조량이 적어 보일러를 가동하여 난방을 수행할지라도 태양열 집열수단과 폐열회수수단에서 얻은 에너지를 보일러의 난방 시스템에 추가로 공급하여 보일러의 연료 소모량을 줄여도 난방에 필요한 에너지를 충분히 확보하게 함으로서 겨울철 에너지 절감 효과를 획기적으로 달성하도록 한 효과가 있다. 이로써 에너지인 기름의 소모량을 줄여 환경오염을 최소화 하는 목적이 달성되는 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 난방 시스템의 전체 회로도이고,

도 2는 도 1표시에서 난방수 또는 온수를 저장하기 위한 저장탱크들을 단면하여 나타낸 도면이고,

도 3은 도 1표시에서 보일러 위에 폐열회수수단이 장착된 모습을 보인 도면이고,

도 4는 도 3표시에서 폐열회수수단만을 나타낸 분리 사시도이고,

도 5는 도 4표시의 Ⅰ-Ⅰ선 단면도이고,

도 6은 도 4표시의 폐열회수수단에 대한 변형예를 보인 사시도이고,

도 7은 도 6표시의 저면을 보인 사시도이고,

도 8은 도 6표시의 단면도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

10 - 보일러 11 - 케이스

21 - 난방수 순환라인 23 - 온수 순환라인

30 - 난방수 저장탱크 40 - 온수 저장탱크

31,41 - 제1통체 33,43 - 제2통체

35,45 - 보온재 50 - 태양열 집열수단

60 - 폐열회수수단 61 - 제3통체

63 - 관통공 65 - 캡부재

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명에 따른 난방 시스템의 전체 회로도이고, 도 2는 도 1표시에서 난방수 또는 온수를 저장하기 위한 저장탱크들을 단면하여 나타낸 도면이고, 도 3은 도 1표시에서 보일러 위에 폐열회수수단이 장착된 모습을 보인 도면이고, 도 4는 도 3표시에서 폐열회수수단만을 나타낸 분리 사시도이고, 도 5는 도 4표시의 Ⅰ-Ⅰ선 단면도이다.

도면에 나타낸 바와 같이, 본 발명에 따른 난방 시스템은 보일러(10)를 구비하고 있다. 상기 보일러(10)는 석유나 가스와 같은 연료를 태워 안방, 거실 등의 방들(1)을 난방하기 위한 난방수와 욕실, 화장실, 주방(3)등에서 사용되는 온수를 데워 공급하기 위한 잘 알려진 기술의 보일러이다. 도면부호 (11)은 상기 보일러(10)를 감싸 보호하는 케이스를 표시한 것이다.

이러한 상기 보일러(10)가 형성하는 난방수 및 온수 순환라인(21,23)의 중간에는 난방수 저장탱크(30)와 온수 저장탱크(40)가 각각 설치되어 있다. 상기 저장탱크들(30,40)은 상기 순환라인들(21,23)을 따라 유동하는 난방수 및 온수를 각각 일시 저장하기 위한 기능을 담당한다.

이와 같은 상기 저장탱크들(30,40)은 열을 갖는 열매체유와 같은 유체가 그 내부를 경유하도록 하여 난방수와 온수를 더 데우도록 하고 있다. 이를 위해, 상기 저장탱크들(30,40)은 상기 보일러(10)로부터의 난방수 또는 온수를 저장하기 위한 양단이 막힌 원통형의 제1통체(31,41)의 외부에 상기 유체를 저장하기 위한 제2통체(33,43)를 설치하고 있다.

상기 제2통체(33,43)는 양단이 막힌 원통체로서 상기 제1통체(31,41)을 소정 거리를 두고 감싸도록 설치되어 그 사이에 상기 유체를 저장하도록 하고 있다. 이와 같이 저장된 상기 유체는 함유하고 있는 열로 상기 제1통체(31,41)의 내부에 저장된 난방수 또는 온수를 더 데우며, 그 열교환의 효율성을 위해서 상기 제2통체(33,43)의 하부로 들어가 반대편 상부로 빠져 나간다. 또한 상기 제2통체(33,43)의 외부에는 상기 유체의 보온을 위해서 보온재(35,45)가 설치된다.

이처럼 상기 저장탱크들(30,40)을 경유하여 저장된 난방수 또는 온수를 더 데우는 상기 유체는 태양열 집열수단(50) 및 폐열회수수단(60)을 순차로 거치면서 열을 얻는다. 상기 유체는 상기 태양열 집열수단(50)에서 1차 가열된 후 다시 상기 폐열회수수단(60)에서 2차 가열된 상태에서 상기 저장탱크들(30,40)을 경유하여 빠져 나가는 동안 열교환이 이루어진 후 다시 상기 태양열 집열수단(50) 및 폐열회수수단(60)을 순차로 거치면서 빼앗긴 열을 얻는다. 도면부호 (71)은 이와 같은 유체의 순환라인을 표시한 것이고, 도면후보 (73)은 순환펌프를 표시한 것이다.

상기 태양열 집열수단(50)은 열 전도성이 좋은 동으로 만들어진 판에 골을 준 다음 넓고 긴 관을 넓은 면적의 평판 상태로 연결하여 태양의 복사 에너지를 흡수하여 관의 내부를 흐르는 상기 유체를 가열하는 잘 알려진 구조이다.

상기 폐열회수수단(60)은 상기 보일러(10)의 연소가스 배출측에 장착되어 상기 태양열 집열수단(50)에 의해서 1차 데워진 유체를 상기 보일러(10)에서 배출되는 연소가스로부터 폐열을 회수하여 2차 가열한다.

이를 위해 상기 폐열회수수단(60)은 양단이 막힌 원통형상을 이루어 상기 보일러의 연소가스 배출측에 장착되어 내부에 상기 태양열 집열수단(50)에 의해서 1차 데워진 유체를 저장하기 위한 제3통체(61)와, 상기 제3통체(61)의 상하단을 관통하도록 형성되어 상기 보일러(10)의 연소가스 배출측과 연락하여 연소가스가 상기 제3통체(61)를 관통할 수 있는 통로를 형성하기 위한 연소가스 관통공들(63)과, 깔때기 형상을 이루어 상기 제3통체(61)의 상단에 씌여져 상기 연소가스 관통공들(63)을 통과한 연소가스를 모아 배기하기 위한 캡부재(65)로 이루어진다.

도 6은 도 4표시의 폐열회수수단에 대한 변형예를 보인 사시도이고, 도 7은 도 6표시의 저면을 보인 사시도이고, 도 8은 도 6표시의 단면도이다.

도면 표시와 같이, 상기 폐열회수수단(60)에 대한 변형예는 상기 제3통체(61)의 하단에 거리를 두고 감싸게 설치됨과 아울러 연락공(69)들에 의해 제3통체(61)의 내부와 연락되는 공간부(66a)를 형성하는 제4통체(66)와, 상기 제4통체(66)의 공간부(66a)를 구획할 수 있게 다수 개 설치되어 상기 보일러(10)의 소음을 저감할 수 있는 중공(中空)부(67a)를 제공하는 소음방지구(67)들이 더 설치될 수 있다.

이와 같은 본 발명에 따르면, 상기 보일러(10)의 연소가스 배출측에서 배기되는 연소가스가 갖는 폐열은 상기 연소가스가 상기 관통공들(63)을 통과하는 동안 상기 관통공들(63)의 내벽면을 통해서 상기 제3통체(61)의 내부에 저장된 상기 태양열 집열수단(50)에 의해서 1차 데워진 유체와 열교환함으로서 회수되어 2차 가열한다. 그 열교환의 효율성을 위해서 상기 태양열 집열수단(50)에 의해서 1차 데워진 유체는 상기 제3통체(61)의 하부로 들어가 반대편 상부로 빠져 나감이 바람직하다. 특히, 본 발명은 제4통체(66)의 내부에 설치되는 소음방지구(67)들에 의해 보일러(10)에서 발생되는 소음을 저감시킬 수 있다.

Claims (4)

1. 보일러와 연장되어 연결되는 난방수 및 온수 순환라인의 중간에 각각 설치되어 상기 난방수 및 온수 순환라인을 따라 유동하는 난방수 및 온수를 저장하기 위한 난방수 및 온수 저장 탱크;

   상기 난방수 및 온수 저장 탱크와 연결되어 저장중인 상기 난방수와 온수를 더 데우기 위해서 상기 난방수 및 온수 저장 탱크를 경유하는 유체를 태양 에너지를 흡수하여 가열하기 위한 태양열 집열수단; 및

   상기 보일러의 연소가스 배출측에 장착되어 상기 태양열 집열수단과 난방수 및 온수 저장 탱크와의 사이에 설치되며, 상기 태양열 집열수단에 의해서 1차 데워진 유체를 상기 보일러에서 배출되는 연소가스로부터 폐열을 회수하여 2차 가열하기 위한 폐열회수수단을 포함하는 난방 시스템.
2. 제1항에 있어서, 상기 난방수 및 온수 저장 탱크는 상기 보일러로부터의 난방수 또는 온수를 저장하기 위한 양단이 막힌 원통형의 제1통체와, 그 제1통체를 거리를 두고 감싸 그 사이에 상기 제1통체에 저장된 난방수 또는 온수를 데우기 위한 상기 폐열수단으로부터의 유체를 저장하기 위한 제2통체와, 그 제2통체를 감싸는 보온재로 이루어짐을 특징으로 하는 난방 시스템.
3. 제1항에 있어서, 상기 폐열회수수단은 양단이 막힌 원통형상을 이루어 상기 보일러의 연소가스 배출측에 장착되며, 내부에 상기 태양열 집열수단에 의해서 1차 데워진 유체를 저장하기 위한 제3통체와, 상기 제3통체의 상하단을 관통하도록 형성되어 상기 보일러의 연소가스 배출측과 연락하여 연소가스가 상기 제3통체를 관통할 수 있는 통로를 형성하기 위한 다수개의 연소가스 관통공과, 깔때기 형상을 이루어 상기 제3통체의 상단에 씌여져 상기 연소가스 관통공을 통과한 연소가스를 모아 배기하기 위한 캡부재로 이루어짐을 특징으로 하는 난방 시스템.
4. 제3항에 있어서, 상기 폐열회수수단에는 제3통체의 하단에 거리를 두고 감싸게 설치됨과 아울러 다수개의 연락공에 의해 제3통체의 내부와 연락되는 공간부를 형성하는 제4통체와, 상기 제4통체의 공간부를 구획할 수 있게 다수 개 설치되어 상기 보일러의 소음을 저감할 수 있는 중공(中空)부를 제공하는 소음방지구가 더 설치된 것을 특징으로 하는 난방 시스템.