KR100935943B1 - 데이타 수집장치를 이용한 태양열 및 기타보일러 난방기 성능 실험장치 - Google Patents

데이타 수집장치를 이용한 태양열 및 기타보일러 난방기 성능 실험장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 데이타 수집장치를 이용한 태양열 및 기타보일러 난방기 성능 실험장치에 관한 것으로, 특히 본 발명에 따른 한 실시예로, 데이타 수집장치를 이용한 보일러 실험 장치에 관한 것으로, 그 주요 구성은, 다이(1)와, 다이(1) 상의 바닥에 설치하는 배관(2)과, 다이(1) 상면의 한 측부에 설치하는 팬형 열교환기인 송풍팬(3)과, 다이(1) 상면의 다른 측부에 설치하는 핀형 열교환기인 방열기(4)와, 상기한 배관(2), 송풍팬(3), 방열기(4)에 온수를 공급 및 회수하며, 내부에는 온도센서가 설치되어 공급하는 온수와 회수하는 온수의 온도를 측정할 수 있게 구성한 배관과, 상기한 배관과 연결되어 온수를 공급 및 회수 순환시키는 보일러와, 상기한 온수를 배관(2), 송풍팬(3) 및 방열기(4)에 선택적으로 순환시키기 위해 설치되며, 내부에 모터가 내장되는 온수구동기(18,19,20)와, 상기한 온도센서에 의해 측정된 온수 온도를 디스플레이 함과 아울러 장치 전체를 제어하도록 구성한 제어판(5)를 포함하는 것을 특징으로 하며, 상기한 다이(1)의 측부엔 급수탱크(6)를 설치하고, 급수탱크(6) 내의 물은 보일러(75)로 공급되게 하기 위한 급수펌프(13)가 설치되는 것을 특징으로 하며, 상기한 보일러는 태양열보일러(10)이며, 이 태양열보일러(10)는 인공태양조명구(9)를 이용하여 태양열보일러가 가동되게 구성하는 것을 특징으로 하며, 상기한 제어판(5)은, 장치를 온/오프하는 메인스위치(51)와, 송풍팬(3)의 온/오프 작동을 제어하는 팬스위치(52), 메인스위치(51) 우측에 설치되며, 장치에 설치되는 밸브를 제어는 밸브제어함(53), 배관(2), 송풍팬(3), 및 방 열기(4)에 의한 난방 온도를 조절할 수 있는 온도조절기(54), 보일러 가동 설정온도를 원하는 온도로 설정하여, 온도에 따른 운전이 가능하게 구성된 보일러 제어기(55), 보일러(75)의 누출가스 경보를 위한 가스누출경보장치(56) 및 가스누설경보기(57), 상기한 가스누출경보장치(56) 우측에 설치되는 부하장치별 입출수온도판(60)을 포함하는 것을 특징으로 하며, 상기한 입출수온도판(60)은, 난방수의 입,출수되는 온도를 디스플레이하는 입출수온도판(61), 방열기(4)의 출수 온도를 표시하는 방열기출수온도판(62), 송풍팬(3)의 출수 온도를 나타내는 팬출수온도판(63), 배관(2)의 출수 온도를 표시하는 배관출수온도판(64), 난방하고자 하는 실내의 온도를 보여주는 실내온도판(65)을 포함하는 것을 특징으로 하며, 상기한 보일러에는 가스용기(7)가 연결되어, 보일러에 가스를 공급하도록 구성한 것을 특징으로 한다
보일러, 실험장치

Description

데이타 수집장치를 이용한 태양열 및 기타보일러 난방기 성능 실험장치{testing apparatus of solar boiler using data collecting apparatus}
본 발명은 데이타 수집장치를 이용한 태양열 및 기타보일러 난방기 성능 실험장치에 관한 것으로, 특히 본 발명에 따른 한 실시예로, 데이타 수집장치를 이용한 보일러 실험 장치에 관한 것이다.
본 발명은 소정의 데이터 수집장치들의 조합으로 이루어지는 태양열 및 기타보일러 난방실험장치를 구성하여, 특히, 보일러의 교육용 실험 장비로 활용 가능하고, 기타 보일러의 성능 개선, 연구 등의 여러 목적으로 활용 가능한 보일러의 실험장치에 관한 것이다
종래엔 보일러에 대한 교육용 실험 장비가 별로 없었다. 본 발명은 데이터 수집장치를 포함하는 난방장치, 특히 가스, 기름, 태양열보일러 등과 같이 보일러의 여러 종류에 모두 적용 가능한 폭넓은 교육 및 연구용 장비로 활용가능한 보일러 실험장비를 개발하였다.
본 발명은 보일러의 종류에 무관하게 실험 가능하고, 또한 바닥 난방, 실내공간 난방을 위한 핀형 및 팬형 열교환기 모두에 적용하여 실험할 수 있는 장치를 제공함에 본 발명의 목적이 있다.
또한 본 발명은 보일러의 가동 상황 등을 제어판에서 실시간으로 확인 가능하고, 필요에 따라 열효율 등을 산출하여 볼 수 있는 효과적인 실험장비를 제공함에 본 발명의 목적이 있으며 그외 상세한 구성과 설명은 이하, 상술한다.
상기한 본 발명의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 주요 구성은, 다이(1)와, 다이(1) 상의 바닥에 설치하는 배관(2)과, 다이(1) 상면의 한 측부에 설치하는 팬형 열교환기인 송풍팬(3)과, 다이(1) 상면의 다른 측부에 설치하는 핀형 열교환기인 방열기(4)와, 상기한 배관(2), 송풍팬(3), 방열기(4)에 온수를 공급 및 회수하며, 내부에는 온도센서가 설치되어 공급하는 온수와 회수하는 온수의 온도를 측정할 수 있게 구성한 배관과, 상기한 배관과 연결되어 온수를 공급 및 회수 순환시키는 보일러와, 상기한 온수를 배관(2), 송풍팬(3) 및 방열기(4)에 선택적으로 순환시키기 위해 설치되며, 내부에 모터가 내장되는 온수구동기(18,19,20)와, 상기한 온도센서에 의해 측정된 온수 온도를 디스플레이 함과 아울러 장치 전체를 제어하도록 구성한 제어판(5)를 포함하는 것을 특징으로 하며, 상기한 다이(1)의 측부 엔 급수탱크(6)를 설치하고, 급수탱크(6) 내의 물은 보일러(75)로 공급되게 하기 위한 급수펌프(13)가 설치되는 것을 특징으로 하며, 상기한 보일러는 태양열보일러(10)이며, 이 태양열보일러(10)는 인공태양조명구(9)를 이용하여 태양열보일러가 가동되게 구성하는 것을 특징으로 하며, 상기한 제어판(5)은, 장치를 온/오프하는 메인스위치(51)와, 송풍팬(3)의 온/오프 작동을 제어하는 팬스위치(52), 메인스위치(51) 우측에 설치되며, 장치에 설치되는 밸브를 제어는 밸브제어함(53), 배관(2), 송풍팬(3), 및 방열기(4)에 의한 난방 온도를 조절할 수 있는 온도조절기(54), 보일러 가동 설정온도를 원하는 온도로 설정하여, 온도에 따른 운전이 가능하게 구성된 보일러 제어기(55), 보일러(75)의 누출가스 경보를 위한 가스누출경보장치(56) 및 가스누설경보기(57), 상기한 가스누출경보장치(56) 우측에 설치되는 부하장치별 입출수온도판(60)을 포함하는 것을 특징으로 하며, 상기한 입출수온도판(60)은, 난방수의 입,출수되는 온도를 디스플레이하는 입출수온도판(61), 방열기(4)의 출수 온도를 표시하는 방열기출수온도판(62), 송풍팬(3)의 출수 온도를 나타내는 팬출수온도판(63), 배관(2)의 출수 온도를 표시하는 배관출수온도판(64), 난방하고자 하는 실내의 온도를 보여주는 실내온도판(65)을 포함하는 것을 특징으로 하며, 상기한 보일러에는 가스용기(7)가 연결되어, 보일러에 가스를 공급하도록 구성한 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의하면, 특히 보일러의 교육용 실험 장비로 활용 가능하고, 기타 보일러의 성능 개선, 연구 등의 여러 목적으로 활용 가능하다.
본 발명은 가스, 기름, 태양열보일러 등과 같이 보일러의 여러 종류에 모두 적용하여 실험할 수 있어 매우 폭넓은 교육 및 연구용 장비로 활용가능하다.
또한, 바닥 난방, 실내공간 난방을 위한 핀형 및 팬형 열교환기 모두에 적용하여 실험할 수 있는 장치를 제공한다
또한 본 발명은 보일러의 가동 상황 등을 제어판에서 실시간으로 확인 가능하고, 필요에 따라 열효율 등을 산출하여 볼 수 있는 효과적인 실험장비를 제공한다. 특히, 입출수온도판(60)에서 공급되는 온수와 회수되는 온수의 온도 차이를 산출하여 그 방열성, 열효율성 등을 산출 및 실험할 수 있다.
이와 같이, 본 발명에 따른 장치를 활용하면, 각종 보일러의 성능 실험, 보일러의 성능 개발을 위한 실험, 학습을 위한 실험실습 장비로 매우 편리하게 활용할 수 있다.
도 1 은 본 발명에 따른 장치에 대한 예시도이다.
도시한 바와 같이, 본 발명은 다이(1) 상에 부하장비가 설치되는데, 구체적 예를 들어, 바닥 난방을 위한 관형열교환기인 배관(2), 실내 등의 공간을 가열하기 위한 팬형 열교환기인 송풍팬(3), 핀형 열교환기인 방열기(4)를 설치한다. 그 외 실내,외 등에 다른 난방을 위한 시설들이 더 구성될 수 있음은 물론이다.
방열기(4) 상부에는 각종 부품들의 작동과 제어 및 디스플레이를 위한 제어 판(5)이 설치된다. 제어판(5)의 위치는 이 위치에 한정되는 것이 아니라 임의 다른 위치에도 설치할 수 있으나 공간적으로 보여주기 좋은 위치가 상기한 위치이다.
다이(1)의 우측에는 급수탱크(6)가 설치되고 그 상부에는 보일러(75)가 설치된다.
급수탱크(6) 내의 물은 급수펌프(13)를 이용하여 보일러(75)로 물이 공급된다. 또는 보일러(75)에서 데워진 뜨거운 물을 급수탱크(6)로 보내어, 급수탱크(6)가 뜨거운 온수를 저장하는 급탕저장탱크로 이용할 수도 있다.
도 1 의 도면에서는, 가스보일러로 사용할 경우를 예시한다. 따라서 가스용기(7)를 설치하여 가스가 보일러(75)에 공급됨을 예시하였다. 그 외 필요에 따라 기름보일러 또는 도 2 와 같이, 인공태양조명구(9)와 태양전지보일러(10) 등으로 대체하여 구성할 수 있음은 몰론이다.
도 3 은 파이프의 연결을 보여 주는 도면이다
도 1 의 보일러(75)에서 데워진 물은 방열기입수관(23), 팬입수관(24), 배관입수관(25)을 거쳐 방열기(4), 송풍팬(3) 그리고 배관(2)으로 공급된 후, 여기에서 열교환이 이루어진 후, 팬출수관(15), 방열기출수관(16), 배관출수관(17)을 통하여 회수된다. 한편, 방열기입수관(23), 팬입수관(24), 배관입수관(25)에는 온도센서(미도시)를 설치하여 투입되는 온수의 온도를 측정할 수 있다
각각의 출수관에는 각 출수관에는 보일러로 순환수를 공급 및 회수하기 위해, 모터가 내장된 온수구동기(18,19,20)가 설치된다. 온수구동기(18,19,20)에서 나오는 온수의 온도를 측정하기 위해, 온수구동기와 연결되는 출수관의 사이에는 온도센서(22)가 내장된다. 이 온도센서(22)와, 그리고 방열기입수관(23), 팬입수관(24), 배관입수관(25)에 설치한 온도센서(미도시)에서 측정된 온도를 기준으로 하여, 입,출수 온도를 제어판(5)에서 임의 설정치로 변경 가능하다.
방열기입수관(23), 팬입수관(24), 배관입수관(25)을 거쳐 입수된 온수는 팬출수관(15), 방열기출수관(16), 배관출수관(17)을 통하여 회수되어 되돌아 오는 순환이 반복된다. 예를 들어, 도면에서, 팬입수관(24)으로 유입된 온수는 송풍팬(3)으로 연결되어 송풍팬(3)에서 열교환이 끝나면 팬출수관(15)으로 유입된다. 관의 연결은 도면에 한정되지 않고 장치의 구조에 따라 자유롭게 구성할 수 있다.
도 4 는 제어판(5)에 대한 상세도이다
제어판(5)에는 장치 및 제어판 전체를 온/오프하는 메인스위치(51)와, 송풍팬(3)의 온/오프 작동을 제어하는 팬스위치(52)가 설치된다. 그리고 이들의 온/오프 상태를 표시하는 표시등 등이 설치된다. 이러한 기초적인 구성은 매우 일반적인 것이므로 굳이 구체적이고 상세한 설명은 생략한다.
메인스위치(51) 우측에는 밸브제어함(53)이 설치된다
밸브제어함(53)은 통신에 의한 제어가 가능하고, 모든 홈네트 시스템과 연동가능하며, 본 장치에 설치되는 모든 차단 및 개방 밸브를 제어한다. 이러한 구성 역시 일반적인 기존의 장비이므로 구체적인 설명이 불필요하다
그 아래 설치되는 온도조절기(54)는 실내 난방, 바닥난방 등을 위한 온도조 절기(54)로 일반적으로 사무실이나 가정에 설치되는 온도 조절기이므로 이들의 난방설정 온도 조작방법 및 이들에 대한 구체적인 설명도 생략한다.
그 좌측에는 보일러 제어기(55)가 설치된다
보일러제어기(55)는 보일러 가동 설정온도 등을 눌러 원하는 온도로 설정하여, 온도에 따른 운전이 가능하다. 본 보일러 제어기(55) 역시 일반적을 보일러에서 사용되는 것이므로 구체적인 설명이 불필요하다
그리고 그 우측에는 가스누출경보장치(56)와 가스누설경보기(57)가 설치되고 이와 연관하여 도 1 에서 보듯이, 가스차단기(31)가 보일러(75)에 인접한 곳에 설치된다. 보일러(75)에서 가스가 누츨되면 이를 가스누출경보장치(56)에서 감지하여 가스누설경보기(57)가 작동함과 아울러 가스차단기(31)가 가스를 차단하게 구성된다. 이들 가느누출경보장치 등의 부품들 역시 공지의 것들이다.
가스누출경보장치(56) 우측에는 부하장치별 입출수온도판(60)이 설치된다
입출수온도판(60)에는 예를 들어, 난방수의 입,출수되는 온도를 디스플레이하는 입출수온도판(61), 방열기(4)의 출수 온도를 표시하는 방열기출수온도판(62), 송풍팬(3)의 출수 온도를 나타내는 팬출수온도판(63), 배관(2)의 출수 온도를 표시하는 배관출수온도판(64), 난방하고자 하는 실내의 온도를 보여주는 실내온도판(65)이 각각 구성된다. 상기한 온도판에 디스플레이되기 위하여는 소정의 위치에 온도감지센서가 설치되어 있음은 위에서 이미 설명한 바 있다.
상기 구성에 의한 작동을 설명한다
먼저, 도 1 과 같이 가스를 이용한 가스보일러인 경우, 가스용기(7)로 부터 가스가 공급되어 보일러(75)가 작동된다
한편, 기름보일러나, 태양열보일러를 사용하여 실험하고자 할 경우엔 그에 해당하는 장치들을 본 장비에 교체 설치하여 사용하면 된다
보일러(75)의 가동 온도 조건이나, 방열기(4), 송풍팬(3), 바닥 난방을 위한 배관(2)의 작동 온도 조건은 제어판(5)에서 미리 설정 가능하다
한편 급수탱크(6)에 저장된 물은 급수펌프(13)에 의하여 보일러(75)로 공급되어 보일러(75)에서 물이 가열되면, 온수구동기(18,19,20)의 선택적인 구동으로, 방열기(4), 송풍팬(3), 배관(2)에 선택적으로 온수가 공급된다. 이때 공급되는 온수는, 방열기입수관(23), 팬입수관(24), 배관입수관(25)에 설치된 온도 센서에 의해, 입수 온도가 입출수온도판(60)에 디스플레이된다
그리고 송풍팬(3), 방열기(4), 배관(2)을 거쳐 되돌아가는 팬출수관(15), 방열기출수관(16), 배관출수관(17)에도 온도센서(22)가 설치되어 있어서, 그 출수온도를 측정하여 입출수온도판(60)에 디스플레이한다. 그러면, 입출수온도판(60)에서 공급되는 온수와 회수되는 온수의 온도 차이를 산출하여 그 방열성, 열효율성 등을 산출 및 실험할 수 있다.
이와 같이, 본 발명에 따른 장치를 활용하면, 각종 보일러의 성능 실험, 보일러의 성능 개발을 위한 실험, 학습을 위한 실험실습 장비로 매우 편리하게 활용할 수 있다
또한 본 발명에 의하면 난방의 종류에 따라 여러가지 다양한 실험을 가시적 으로 행할 수 있어, 교육실험장비로 매우 그 효용성이 우수하다
도 1 은 본 발명에 따른 장치를 예시하는 사시도
도 2 는 본 발명의 다른 실시예
도 3 은 송풍팬(3), 방열기(4) 및 배관(2)의 구성을 예시하는 도면
도 4 는 제어판(5)에 대한 구성예시도

Claims (6)

  1. 다이(1)와,
    다이(1) 상의 바닥에 설치하는 배관(2)과,
    다이(1) 상면의 한 측부에 설치하는 팬형 열교환기인 송풍팬(3)과,
    다이(1) 상면의 다른 측부에 설치하는 핀형 열교환기인 방열기(4)와,
    상기한 배관(2), 송풍팬(3), 방열기(4)에 온수를 공급 및 회수하며, 내부에는 온도센서가 설치되어 공급하는 온수와 회수하는 온수의 온도를 측정할 수 있게 구성한 배관과,
    상기한 온도측정 할 수 있게 구성한 배관과 연결되어 온수를 공급 및 회수 순환시키는 보일러와,
    상기한 온수를 배관(2), 송풍팬(3) 및 방열기(4)에 선택적으로 순환시키기 위해 설치되며, 내부에 모터가 내장되는 온수구동기(18,19,20)와,
    상기한 온도센서에 의해 측정된 온수 온도를 디스플레이 함과 아울러 장치 전체를 제어하도록 구성한 제어판(5)을 포함하며,
    상기한 다이(1)의 측부엔 급수탱크(6)를 설치하고, 급수탱크(6) 내의 물은 보일러(75)로 공급되게 하기 위한 급수펌프(13)가 설치되며,
    상기한 보일러는 태양열보일러(10)이며, 이 태양열보일러(10)는 인공태양조명구(9)를 이용하여 태양열보일러가 가동되게 구성하는 것을 특징으로 하는 데이타 수집장치를 이용한 태양열 및 기타 보일러 난방기 성능 실험장치.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제 1 항에 있어서, 상기한 제어판(5)은,
    장치를 온/오프하는 메인스위치(51)와,
    송풍팬(3)의 온/오프 작동을 제어하는 팬스위치(52),
    메인스위치(51) 우측에 설치되며, 장치에 설치되는 밸브를 제어는 밸브제어함(53),
    배관(2), 송풍팬(3), 및 방열기(4)에 의한 난방 온도를 조절할 수 있는 온도조절기(54),
    보일러 가동 설정온도를 원하는 온도로 설정하여, 온도에 따른 운전이 가능하게 구성된 보일러 제어기(55),
    보일러(75)의 누출가스 경보를 위한 가스누출경보장치(56) 및 가스누설경보기(57),
    상기한 가스누출경보장치(56) 우측에 설치되는 부하장치별 입출수온도판(60)을 포함하는 것을 특징으로 하는 데이타 수집장치를 이용한 태양열 및 기타보일러 난방기 성능 실험장치.
  5. 제 4 항에 있어서, 상기한 입출수온도판(60)은,
    난방수의 입,출수되는 온도를 디스플레이하는 입출수온도판(61),
    방열기(4)의 출수 온도를 표시하는 방열기출수온도판(62),
    송풍팬(3)의 출수 온도를 나타내는 팬출수온도판(63),
    배관(2)의 출수 온도를 표시하는 배관출수온도판(64),
    난방하고자 하는 실내의 온도를 보여주는 실내온도판(65)을 포함하는 것을 특징으로 하는 데이타 수집장치를 이용한 태양열 및 기타보일러 난방기 성능 실험장치.
  6. 삭제
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