KR101109115B1 - A heat-keeping boiler using pcm - Google Patents

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Abstract

본 발명은 축열조의 부피를 1/2로 축소하여 설치 및 교체가 용이하면서 축열되는 잠열의 효율성을 높여 저렴한 비용으로 고효율의 온수와 난방을 이루도록 하는 축열식 보일러에 관한 것으로, 잠열 및 축열 효과를 갖는 상변화물질(PCM)을 이용한 축열식 보일러에 있어서, 상기 보일러 동체 내부는 용수를 유입, 유출시키는 난방수유입구와 난방수출구가 구비된 축열조로 구성하되, 상기 축열조 저면부에 위치하여 유입된 용수를 가열하는 전기히터와; 상기 상변화물질이 충전되되, 내부 중앙은 용수의 이동 통로를 제공하기 위해 길이 방향으로 관통되는 통수로가 형성되어 내주연과 외주연이 각각 파형의 형태로 구비되는 다수 개의 이중 파형통과; 상기 이중 파형통을 축열조 내부 공간으로 위치시키기 위해 상기 축열조를 소정 위치에서 구획하여 상기 이중 파형통의 저면부를 지탱하되, 용수의 이동이 제한되지 않도록 격자 구조로 구비되는 지지스태이와; 상기 이중 파형통이 삽입되는 형태를 이루어 상기 지지스태이에 위치한 이중 파형통의 상부가 고정되면서 용수의 이동이 제한되지 않도록 격자 구조로 구비되는 상부고정스태이를; 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.The present invention relates to a heat storage type boiler having a high efficiency of hot water and heating at a low cost by increasing the efficiency of heat storage that is easily installed and replaced by reducing the volume of the heat storage tank to 1/2, and having a latent heat and heat storage effect. In a regenerative boiler using a change material (PCM), the inside of the boiler body is composed of a heat storage inlet and a heating water inlet for inflow and outflow of water, but located in the bottom of the heat storage tank to heat the water flowed in An electric heater; A plurality of dual corrugated passages filled with the phase change material, the inner center having a water passage formed therein in a longitudinal direction to provide a passage for water flow, and each having an inner circumference and an outer circumference in a waveform form; A support stage that divides the heat storage tank at a predetermined position to support the bottom portion of the double wave storage cylinder to position the dual corrugation tank into an inner space of the heat storage tank, and has a lattice structure such that movement of water is not restricted; The upper fixing station is provided in a grid structure so that the movement of the water is not limited while the upper portion of the double corrugated container is fixed to form the dual corrugated container is inserted; Characterized in that it comprises a.

상변화물질, PCM, 축열, 잠열, 보일러, 이중 파형통 Phase change material, PCM, heat storage, latent heat, boiler, double corrugated container

Description

상변화물질이 충전된 이중 파형통을 이용한 축열식 보일러{A HEAT-KEEPING BOILER USING PCM}Heat storage boiler using dual corrugated container filled with phase change material {A HEAT-KEEPING BOILER USING PCM}

본 발명은 보일러에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 상변화물질(PCM)의 특성을 이용한 잠열을 통해 축열되는 열용량을 크게 하여 설비 및 유지 관리비를 줄이고, 저렴한 비용으로 고효율의 난방과 온수를 사용할 수 있도록 상기 상변화물질이 충전된 이중 파형통을 이용한 축열식 보일러에 관한 것이다.The present invention relates to a boiler, and more particularly, to increase heat capacity accumulated through latent heat using characteristics of a phase change material (PCM) to reduce facility and maintenance costs, and to use high efficiency heating and hot water at low cost. It relates to a heat storage boiler using a double corrugated container filled with the phase change material.

일반적으로 잠열(latent heat)이란 어떤 물질이 상전이 될 때, 즉 고체에서 액체(또는 액체에서 고체), 액체에서 기체(또는 기체에서 액체)가 될 때 흡수하거나 방출하는 열을 의미하며, 상전이가 일어나지 않은 상태에서 온도 변화에 따라 흡수 또는 방출하는 열인 현열(sensible heat)보다 축열용량이 매우 크다는 특징이 있다.In general, latent heat refers to the heat that is absorbed or released when a substance becomes phase transition, that is, when it becomes solid to liquid (or liquid to solid) and liquid to gas (or gas to liquid). In this case, the heat storage capacity is much larger than sensible heat, which is heat absorbed or released by temperature change.

예를 들어, 물의 경우 섭씨 0도 얼음(고체)에서 물(액체)로 바뀔 때 1g당 80cal(335J)의 열을 흡수하고, 이러한 열은 같은 양의 섭씨 0도의 물을 80도까지 올릴 때 필요한 열량과 같다. For example, water absorbs 80 cal (335 J) of heat per gram when it is changed from zero degrees Celsius (solid) to water (liquid), and this heat is needed to raise the same amount of zero degrees Celsius to 80 degrees Celsius. Same as calories.

이처럼, 잠열의 큰 열흡수/방출 효과를 이용하여 에너지를 저장하거나 온도 를 일정하게 유지시키는 목적으로 사용되는 물질을 잠열 저장물질, 상전이 물질 또는 상변화물질(Phase Change Material, PCM)이라 한다. As such, a material used for the purpose of storing energy or maintaining a constant temperature by using a large heat absorption / release effect of latent heat is called a latent heat storage material, a phase change material, or a phase change material (PCM).

상전이 온도 및 잠열량 등은 그 물질의 고유한 특성이어서, 물질마다 다르며 사용 목적에 따라 적당한 물질을 선택할 경우 일상 생활에 유용하게 쓰일 수 있다. Phase transition temperature and the amount of latent heat are inherent characteristics of the material, which varies from material to material, and may be useful in daily life if a suitable material is selected according to the purpose of use.

현재 국내 가정에서 가장 널리 사용되는 난방시스템은 보일러에 의한 가열 방식으로, 실내의 바닥에 파이프를 깔고 보일러에 의해 가열된 물이 배열된 파이프를 순환하며 열이 공급되어 실내의 온도를 높이게 되는 원리이다.At present, the most widely used heating system in domestic homes is the heating method by boiler, which is to spread the pipe on the floor of the room, circulate the pipe arranged with the water heated by the boiler, and heat is supplied to raise the indoor temperature. .

상기 보일러는 사용되는 에너지원이나 작동 방식에 따라 기름보일러, 가스보일러, 전기보일러 등으로 그 종류가 구분되고, 심각한 에너지난과 고유가 문제를 해결하기 위해 열효율을 최대한 높일 수 있는 에너지 절약형 보일러들이 꾸준히 개발되고 있다.The boilers are classified into oil boilers, gas boilers, electric boilers, etc. according to the energy source used or the operation method, and energy-saving boilers that continuously maximize energy efficiency to solve serious energy shortages and high oil cost problems are steadily developed. It is becoming.

상기한 보일러 중에는 심야 시간대에 남아도는 전기를 이용하여 낮은 요금으로 보일러를 사용할 수 있도록 함으로써, 주간 시간대에 편중되어 있는 전력생산 설비의 효율성을 높이고 전력수요의 평준화를 목적으로 하는 심야전기보일러가 있다.Among the boilers described above, there is a midnight electric boiler for the purpose of increasing the efficiency of the electric power production equipment which is biased during the daytime and leveling the electric power demand by allowing the boiler to be used at a low rate by using electricity remaining in the late night time zone. .

상기 심야전기보일러는 심야 시간대에 히터를 작동시켜 저장 탱크 내에 저수되어 있는 많은 양의 물을 가열하였다가 저장된 열을 주간 시간대에 사용하도록 구성되어, 고유가 시대의 기름보일러에 비해 난방비를 크게 줄이고 전기에너지 효율성을 높일 수 있다는 장점이 있다.The late-night electric boiler is configured to heat a large amount of water stored in the storage tank by using a heater during the late-night time zone, and to use the stored heat during the daytime period, thereby significantly reducing heating costs and lowering electric energy compared to oil boilers in the high oil price era. It has the advantage of increasing efficiency.

하지만 기존의 심야전기보일러는 물의 현열을 이용하는 수축열식 난방으로, 저장되는 물의 양에 따라 탱크의 규모가 대형화되고 그에 따른 설치비와 운전비가 증가하는 단점이 있어, 이를 보완하고자 상변화물질(PCM)을 매개체로 하여 부피가 축소되고 더욱 높은 열효율을 얻을 수 있는 잠열 축열식 보일러가 개발되고 있다.However, conventional midnight electric boilers are contraction type heating using sensible heat of water, and the size of the tank increases according to the amount of water stored, and the installation and operation costs increase accordingly. Latent heat regenerative boilers are being developed that can reduce volume and achieve higher thermal efficiency.

본 발명에 앞서 등록실용신안 제20-0316469호에서는 난방용 수조에 난방 지역을 경유하는 난방관이 배관 되는 순환수 유출구와 순환수 유입구 및 용수를 보충하는 보충수관이 배관된 전기보일러에 있어서, 난방용 수조의 내측 중앙에는 축열물질이 충진된 축열조를 상, 하단이 난방용 수조의 바닥과 천장에 맞닿게 고정 설치하되, 축열조의 상, 하부에는 공기유로에 의해 연결되는 공기실이 형성되며, 공기유로와 직각 방향으로는 난방용 수조의 용수가 유동할 수 있는 용수이동구멍을 공기유로와 엇갈리게 형성하되, 난방용 수조의 하측과 축열조의 하측 공기실에는 각각 적어도 한 개소 이상의 전기히터를 설치하며, 난방용 수조와 축열조에는 각각 온도감지센서를 설치하되, 이들은 난방용 수조 외부에 부착되며 상기 전기히터를 제어하는 컨트롤박스와 전기적으로 연결하여 난방용 수조내의 용수나 축열조 내의 축열물질이 일정온도 이상에서 전기히터를 OFF시키고 일정온도 이하에서는 전기히터를 ON시키도록 한 것을 특징으로 하는 축열물질을 이용한 전기보일러를 제시하였다.Prior to the present invention, registered utility model No. 20-0316469 discloses a heating water tank in an electric boiler in which a circulating water outlet and a circulating water inlet and a supplemental water pipe for replenishing water are piped to a heating water tank. The heat storage tank filled with heat storage material is installed at the inner center of the upper and lower ends of the heat storage tank so as to be in contact with the floor and the ceiling of the heating tank, and the upper and lower air storage chambers are connected to each other by an air flow path. In the direction, the water movement hole through which the water of the heating water tank can flow is formed to be crossed with the air flow path, and at least one electric heater is installed in the lower air chamber of the heating water tank and the lower air storage tank of the heat storage tank, respectively. Each of the temperature sensor is installed, these are attached to the outside of the heating tank and the control box for controlling the electric heater and The electrical boiler using the heat storage material was characterized in that the water in the heating tank or the heat storage material in the heat storage tank turned off the electric heater at a predetermined temperature or higher, and the electric heater was turned on at the temperature below the predetermined temperature.

또한, 등록실용신안 제20-0428527호에서는 지지대의 상측으로 외부가 보온재로 감싸지며 내부에 열매체유가 충진된 매체조와, 매체조에 설치한 소켓과, 소켓에 결합되어 열매체유에 침지되는 전기히터 및 온도센서와, 전기히터 및 온도센서와 전기적으로 연결되는 제어부와, 매체조의 상부에 설치되며 열매체유가 가온 팽창되 는 것을 수용하는 팽창조와, 매체조의 내측에 설치되는 축열물질이 충진되어 있는 축열조와, 축열조의 좌우측에 배치되며 난방지역을 경유하는 난방관이 배관되도록 유입구 및 유출구가 각각 구비되고 순환관으로 연결 구성되는 온수조와, 팽창조와 축열조 및 온수조에 각각 설치된 감압밸브를 포함하는 것으로서, 축열조에 충진되어 있는 흡열 및 축열 효과가 우수한 축열물질이 열매체유를 통해서 가열되고, 열매체유에 잠열을 지속적으로 제공하여 온수조 내의 용수를 가열 난방하는 전기보일러를 제시하였다.In addition, in the Utility Model No. 20-0428527, the outside of the support is wrapped with a heat insulating material, the outside of the medium tank filled with thermal oil, the socket installed in the medium tank, the electric heater and temperature sensor coupled to the socket and immersed in the thermal oil And a control unit electrically connected to the electric heater and the temperature sensor, an expansion tank installed on the upper side of the medium tank to accommodate the thermal expansion of the heat medium oil, a heat storage tank filled with the heat storage material installed inside the medium tank, and It is arranged on the left and right sides and includes a hot water tank each having an inlet and an outlet for connecting a heating pipe through the heating zone and connected to the circulation pipe, and a pressure reducing valve installed in the expansion tank, the heat storage tank, and the hot water tank, The heat storage material with excellent endothermic and heat storage effects is heated through the heat medium oil, and latent heat is applied to the heat medium oil. It was continuously provided to present an electric boiler for heating and heating the water in the hot water tank.

상기의 전기보일러들은 축열물질을 이용하여 잠열을 통해 기존의 수축열식 보일러 방식보다 훨씬 높은 열효율을 갖도록 하였으나 그 구조에 있어서, 상기 보일러 내부에서 축열물질을 저장하기 위해 별도로 구비되는 축열조를 단일하게 구성하여 전열면적이 협소하고 구성이 복잡하며, 상기 축열물질의 상전이에 따른 부피 변화에 대해 유연한 대처 수단이 구비되지 못하여 상기 축열조의 파손이 잦고 교체 및 수리시 많은 노동력과 비용이 소모된다는 구성의 한계가 있다. The electric boilers have a thermal efficiency much higher than that of the conventional contracted heat type boiler through latent heat using the heat storage material, but in the structure, a single heat storage tank provided separately for storing the heat storage material in the boiler The heat transfer area is narrow and the configuration is complicated, and there is a limitation in that the heat storage tank is frequently damaged and a lot of labor and cost are consumed when replacing and repairing because the heat storage tank is not provided with a flexible coping means for the volume change caused by the phase change of the heat storage material. .

이에 본 발명은 상기한 문제점들을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 잠열 및 축열 효과를 갖는 상변화물질(PCM)을 충전하되, 축열조 내부로 유입되는 용수와의 전열면적을 최대로 하는 다수 개의 이중 파형통을 구비하여 상기 상변화물질의 부피 변화에 제약을 받지 않고, 상기 축열조의 부피를 1/2로 축소하여 설치 및 교체가 용이하면서 축열되는 잠열의 효율성을 높여 저렴한 비용으로 고효율의 온수와 난방을 이루도록 하는 축열식 보일러를 제공하는데 그 목적이 있다.Accordingly, the present invention has been made to solve the above problems, while filling a phase change material (PCM) having a latent heat and heat storage effect, a plurality of double corrugated container to maximize the heat transfer area with the water flowing into the heat storage tank Without being limited by the volume change of the phase change material, by reducing the volume of the heat storage tank to 1/2 to increase the efficiency of the latent heat is easy to install and replace, to achieve high efficiency hot water and heating at low cost The purpose is to provide a regenerative boiler.

상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 잠열 및 축열 효과를 갖는 상변화물질(PCM)을 이용한 축열식 보일러에 있어서, 상기 보일러 동체 내부는 용수를 유입, 유출시키는 난방수유입구와 난방수출구가 구비된 축열조로 구성하되, 상기 축열조 저면부에 위치하여 유입된 용수를 가열하는 전기히터와; 상기 상변화물질이 충전되되, 내부 중앙은 용수의 이동 통로를 제공하기 위해 길이 방향으로 관통되는 통수로가 형성되어 내주연과 외주연이 각각 파형의 형태로 구비되는 다수 개의 이중 파형통과; 상기 이중 파형통을 축열조 내부 공간으로 위치시키기 위해 상기 축열조를 소정 위치에서 구획하여 상기 이중 파형통의 저면부를 지탱하되, 용수의 이동이 제한되지 않도록 격자 구조로 구비되는 지지스태이와; 상기 이중 파형통이 삽입되는 형태를 이루어 상기 지지스태이에 위치한 이중 파형통의 상부가 고정되면서 용수의 이동이 제한되지 않도록 격자 구조로 구비되는 상부고정스태이를; 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, the present invention, in the heat storage boiler using a phase change material (PCM) having a latent heat and heat storage effect, the inside of the boiler body is provided with a heating water inlet and a heating export inlet for flowing in and out of the water. An electric heater configured to be configured as a heat storage tank, the heat storage water being located at a bottom of the heat storage tank; A plurality of dual corrugated passages filled with the phase change material, the inner center having a water passage formed therein in a longitudinal direction to provide a passage for water flow, and each having an inner circumference and an outer circumference in a waveform form; A support stage that divides the heat storage tank at a predetermined position to support the bottom portion of the double wave storage cylinder to position the dual corrugation tank into an inner space of the heat storage tank, and has a lattice structure such that movement of water is not restricted; The upper fixing station is provided in a grid structure so that the movement of the water is not limited while the upper portion of the double corrugated container is fixed to form the dual corrugated container is inserted; Characterized in that it comprises a.

상기와 같이 구성되는 본 발명에서는 축열조 내부에서 상변화물질이 충전된 이중 파형통을 내부가 관통되는 주름관 형태로 구성하여 용수와의 전열면적이 최대가 되도록 함으로써, 흡열 및 축열 효과가 우수한 상변화물질의 잠열을 통해 지속적인 용수 가열이 가능하고 저비용으로 열 교환 능력을 향상시키는 효과를 얻을 수 있다. In the present invention constituted as described above by forming a corrugated pipe form a double corrugated tube filled with a phase change material in the heat storage tank to penetrate the inside to maximize the heat transfer area with water, the phase change material with excellent endothermic and heat storage effect The latent heat of heat transfer can provide continuous water heating and improve the heat exchange capacity at low cost.

또한, 보일러 동체의 부피가 축소되어 좁은 공간에서도 설치가 가능하고, 상변화물질의 부피 변화와 팽창 압력에 제약을 받지 않으며 개별적으로 구비되는 이중 파형통의 설치 및 교체가 용이하여 간편한 구조의 보일러를 구성할 수 있도록 한다. In addition, since the volume of the boiler body is reduced, it can be installed in a narrow space, and it is not restricted by the volume change and expansion pressure of the phase change material. Make it configurable.

이하, 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명의 구성 및 작용에 대해 상세하게 설명하도록 한다.Hereinafter, the configuration and operation of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 축열식 보일러의 외형을 개략적으로 도시한 사시도이고, 도 2는 상기 축열식 보일러의 동체 내부로 구성되는 축열조(100)를 도시한 것이며, 도 3은 상기 축열조(100)의 정단면도를 개략적으로 도시한 것이다.1 is a perspective view schematically showing the outer appearance of a heat storage boiler according to a preferred embodiment of the present invention, Figure 2 is a view showing a heat storage tank 100 configured in the fuselage of the heat storage boiler, Figure 3 is a heat storage tank ( 100 is a schematic cross-sectional view schematically showing.

본 발명은 도시된 바와 같이 기존의 보일러들과 비교하여 동체 내부에서 밀폐되는 별도의 공간으로 형성하지 않고 상기 보일러 동체 내부 전체가 축열조(100) 가 되도록 하는 개방형으로 구성하되, 상기 축열조(100)에는 난방지역을 경유하는 난방수의 이동로인 난방관과 배관되는 난방수유입구(10)와 난방수출구(20)가 각각 구비되고, 중앙 저면부에는 공급되는 전기로 인해 고온으로 발열되는 전기히터(30)가 설치된다.The present invention is configured as an open type so that the entire inside of the boiler body becomes a heat storage tank 100 without forming a separate space that is sealed inside the fuselage as compared to existing boilers, the heat storage tank 100 The heating water inlet 10 and the heating export port 20 are respectively provided with a heating tube, which is a moving path of the heating water passing through the heating area, and an electric heater that generates heat at a high temperature due to electricity supplied to the central bottom part ( 30) is installed.

따라서 상기 난방수유입구(10)를 통해 상기 축열조(100) 내부로 유입되는 용수가 상기 전기히터(30)에 의해 가열되고, 설정된 온도까지 가열된 용수(난방수)가 상기 난방수출구(20)를 통해 배출되어 난방관을 거쳐 순환하면서 난방지역을 경유할 수 있도록 한다.Therefore, the water flowing into the heat storage tank 100 through the heating water inlet 10 is heated by the electric heater 30, and the water (heating water) heated up to a set temperature is the heating outlet 20. It is discharged through and circulated through the heating pipe so that it can pass through the heating area.

이때, 상기 난방수유입구(10)에는 상기 축열조(100) 내부로 다수 개의 분사구(11a)가 형성된 난방수유입내관(11)을 구비하여 상기 유입되는 용수가 축열조(100) 내부로 고르게 분사되도록 한다. At this time, the heating water inlet 10 is provided with a heating water inlet tube 11 formed with a plurality of injection holes 11a into the heat storage tank 100 so that the incoming water is evenly injected into the heat storage tank 100. .

또한, 본 발명에서는 상기 용수에 열을 전달하는 매개체로써 상변화물질(200)이 충전되는 다수 개의 밀폐 용기를 구비하되, 상기 용기의 내부 중앙은 용수의 이동 통로를 제공하기 위해 길이 방향으로 관통되는 통수로(51)가 형성되어 내주연과 외주연이 각각 파형의 형태로 구비되는 이중 파형통(50)으로 구성된다. In addition, the present invention is provided with a plurality of hermetically sealed containers filled with a phase change material 200 as a medium for transferring heat to the water, the inner center of the container is penetrated in the longitudinal direction to provide a movement passage of the water A water passage 51 is formed so that the inner periphery and the outer periphery are each composed of a double corrugated cylinder (50).

상기 상변화물질(200)은 앞서 언급한 바와 같이 잠열 및 축열 효과가 우수하고 축열된 열을 서서히 방출하는 효과를 갖는 특성으로 이미 많은 분야에서 널리 상용화되어 있는 화합물이므로 본 발명에서는 그에 대한 상세한 구성 및 성분의 설명은 생략하도록 한다.The phase change material 200 is a compound that is already widely commercialized in many fields as a property having an excellent latent heat and heat storage effect and the effect of slowly releasing the heat storage heat as mentioned above in the present invention, the detailed configuration and The description of the components will be omitted.

상기 이중 파형통(50)은 열전도율이 높고 부식과 침식에 강한 내식성을 확보 할 수 있는 스테인리스로 제작됨이 바람직하며, 상기 상변화물질(200)의 상변화(상전이)에 따라 발생되는 체적변화율을 고려하여 부피 팽창 및 팽창 압력에 용이하게 대처할 수 있는 밀폐 용기로 구성되어야 한다. The double corrugated tube 50 is preferably made of stainless steel that has high thermal conductivity and ensures corrosion resistance against corrosion and erosion, and measures the volume change rate generated by the phase change (phase transition) of the phase change material 200. It should be considered as a closed container that can easily cope with volume expansion and expansion pressure.

따라서 본 발명에서는 상기 이중 파형통(50)이 파형의 주름관 형태를 갖도록 하되, 충전되는 상변화물질(200)이 축열 효과를 갖는 상전이 상태에서 내부 압력을 진공으로 밀폐함으로써 상기 상변화물질(200)의 부피 팽창 및 압력에 대해 유연하고 신축성 있는 대처가 가능하도록 한다. Therefore, in the present invention, the dual corrugated container 50 has a corrugated pipe shape of a corrugation, but the phase change material 200 by sealing the internal pressure in a vacuum in a phase transition state in which the charged phase change material 200 has a heat storage effect. Flexible and flexible response to volume expansion and pressure

또한, 상기 이중 파형통(50)을 축열조(100) 내부 공간으로 위치시키기 위해, 상기 축열조(100)를 소정 위치에서 구획하여 상기 이중 파형통(50)의 저면부를 지탱하는 지지스태이(40)와, 상기 이중 파형통(50)이 삽입되는 형태를 이루어 상기 지지스태이(40)에 위치한 이중 파형통(50)의 상부가 고정되도록 하는 상부고정스태이(45)를 상기 축열조(100) 내부의 소정 위치로 각각 구비하도록 한다. In addition, in order to position the double corrugated container 50 into the heat storage tank 100, the support tank 40 may be configured to partition the heat storage tank 100 at a predetermined position to support the bottom surface of the dual corrugated container 50. And, the dual corrugated cylinder 50 is inserted into the upper fixing stage 45 to the top of the double corrugated cylinder 50 located in the support stage 40 is fixed to the heat storage tank 100 To each provided at a predetermined position of.

이때, 상기 지지스태이(40)와 상부고정스태이(45)는 수위 변동에 따라 용수의 이동이 제한받지 않는 격자 구조로 구성되어야 하며, 다수 개로 구비되는 상기 이중파형통(50)이 상기 스태이(40, 45)의 격자공에 체결되어 기립된 상태로 각각 소정 이격 거리를 유지하도록 배열됨이 바람직하다.At this time, the support stage 40 and the upper fixed stage 45 should be of a lattice structure in which the movement of water is not limited by the change in the water level, and the double-wave cylinder 50 is provided with a plurality of It is preferable to be arranged to maintain a predetermined distance from each other in the state of being fastened to the grid hole of the tie (40, 45).

일반적으로 상변화물질(200)을 이용하는 보일러에 있어서 그 에너지 효율을 높이기 위해서는 상기 상변화물질(200)과 축열조(100) 내부의 용수와의 접촉 전열면적을 최대로 하여 상호 열전도율이 높아질 수 있도록 구성됨이 중요한데, 본 발명에서는 상변화물질(200)이 충전되는 상기 이중 파형통(50)의 내부로 통수로(51) 를 형성하고 그 내주연과 외주연을 파형으로 구비함에 따라 용수와의 전열면적이 최대한 확보될 수 있도록 구성되었다.In general, the boiler using the phase change material 200 is configured to increase the mutual heat conductivity by maximizing the heat transfer area between the phase change material 200 and the water in the heat storage tank 100 in order to increase the energy efficiency. This is important. In the present invention, a heat passage 51 is formed inside the dual corrugated container 50 filled with the phase change material 200 and the inner and outer circumferences are provided as waveforms, thereby transferring heat to the water. It is configured to secure as much as possible.

상기와 같이 구성되는 본 발명의 작동 과정을 살펴보면, 상기 축열조(100) 내부로 일측에 위치하는 난방수유입구(10)를 통해 용수가 유입되면 상기 난방수유입구(10)와 연결되는 난방수유입내관(11)의 분사구(11a)로 상기 용수가 고르게 분사되고, 상기 전기히터(30)에는 전원을 인가하여 상기 투입된 용수를 가열시킨다.Looking at the operating process of the present invention configured as described above, when the water is introduced through the heating water inlet 10 located on one side into the heat storage tank 100, the heating water inlet pipe connected to the heating water inlet (10). The water is sprayed evenly through the injection hole 11a of (11), and electric power is applied to the electric heater 30 to heat the injected water.

상기 용수가 지속적으로 투입되어 그 수위가 지지스태이(40)을 거쳐 서서히 높아짐에 따라 상변화물질(200)이 충전된 이중 파형통(50)은 하부에서부터 점차적으로 침수되고, 상기 가열되는 용수의 열이 상기 이중 파형통(50)의 상변화물질(200)까지 전달되어 상기 상변화물질(200)이 축열 상태를 이루도록 한다.As the water is continuously introduced and the water level is gradually increased through the support stage 40, the double corrugated container 50 filled with the phase change material 200 is gradually flooded from the bottom, and the water of the heated water Heat is transferred to the phase change material 200 of the double corrugated container 50 so that the phase change material 200 is in a heat storage state.

이때, 상기 다수 개로 구비되는 상기 이중 파형통(50)이 각각 소정 이격되는 상태를 이루어 배열되고 상기 지지스태이(40)를 통과하여 높아지는 용수의 수위는 상기 이중 파형통(50)의 통수로(51)와 외주연을 고르게 거치도록 구성하여 전열면적을 최대한 확보하게 된다. At this time, the plurality of dual corrugated cylinders 50 provided in the plurality are arranged in a state spaced apart from each other, and the water level is increased through the support stage 40 is the water passage of the dual corrugated cylinder (50) 51) and the outer periphery are evenly distributed to ensure maximum heat transfer area.

상기와 같은 과정으로 상변화물질(200)은 전기히터(30)로 인해 가열된 용수로부터 열을 전달받아 축열 상태를 이루게 되고, 상기 용수는 일정한 온도를 유지하는 상태에서 난방수출구(20)를 통해 난방관으로 배출되어 난방지역을 경유함으로써 실내 난방 또는 온수로 활용되며, 경유된 난방수는 다시 난방관의 타측으로 배관된 난방수유입구(10)를 통해 축열조(100) 내부로 유입된다.In the above process, the phase change material 200 receives heat from the heated water by the electric heater 30 to form a heat storage state, and the water opens the heating outlet 20 in a state of maintaining a constant temperature. It is discharged to the heating tube through the heating zone to be used as indoor heating or hot water, and the heated water is introduced into the heat storage tank 100 through the heating water inlet 10 piped to the other side of the heating tube again.

또한, 상기 축열식 보일러의 외부 일측에는 컨트롤박스(60)가 구비되고, 상 기 컨트롤박스(60)는 축열조(100) 내부 온도를 감지하는 온도센서(미도시)와 연결되어 전기히터(30)의 가동으로 난방수가 설정된 일정 온도에 도달하게 되면 상기 전기히터(30)의 전원이 차단되도록 한다.In addition, a control box 60 is provided at an external side of the heat storage boiler, and the control box 60 is connected to a temperature sensor (not shown) for sensing an internal temperature of the heat storage tank 100 of the electric heater 30. When the heating water reaches a predetermined temperature by the operation, the power of the electric heater 30 is cut off.

상기한 상태에서 난방을 행하여 축열조(100) 내의 용수가 난방지역을 경유함으로 인해 손실되는 열량은 상기 이중 파형통(50)에 충전되어 있는 상변화물질(200)로부터 지속적으로 방열되는 열량으로 보충되며, 상변화물질(200)의 온도가 설정치 이하로 내려가면 온도센서가 이를 감지하여 상기 전기히터(30)를 재가동시키게 된다.The amount of heat lost due to the water in the heat storage tank 100 passing through the heating zone by heating in the above state is supplemented with the amount of heat that is continuously radiated from the phase change material 200 filled in the double corrugated container 50. When the temperature of the phase change material 200 falls below the set value, the temperature sensor detects this and restarts the electric heater 30.

추가적으로, 상기 전기히터(30)는 보일러의 용량에 따라 복수 개의 구성도 가능하고, 상기 축열조(100)의 상부에는 개폐가 용이한 덮개(70)를 설치하여 개별적으로 구비되는 다수 개의 이중 파형통(50)의 설치 및 교체를 용이하게 하도록 하며, 외부로의 열손실을 최소화하기 위해 상기 축열조(100)에는 외측을 감싸는 보온재를 포함하여 보일러의 동체를 구성할 수도 있다.In addition, the electric heater 30 may be configured in plural according to the capacity of the boiler, and a plurality of dual corrugated cylinders each separately provided by installing a cover 70 that is easy to open and close on the heat storage tank 100 ( To facilitate the installation and replacement of 50), in order to minimize the heat loss to the outside, the heat storage tank 100 may comprise a body of the boiler including a heat insulating material surrounding the outside.

이상에서 설명한 것은 본 발명에 따른 하나의 실시예에 불과한 것으로서, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 않고, 이하의 특허청구 범위에서 청구하는 바와 같이 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변경 실시가 가능한 범위까지 본 발명의 기술적 정신이 있다고 할 것이다.What has been described above is only one embodiment according to the present invention, and the present invention is not limited to the above-described embodiment, and as claimed in the following claims, the present invention belongs without departing from the gist of the present invention. Anyone skilled in the art will have the technical spirit of the present invention to the extent that various modifications can be made.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 축열식 보일러의 사시도.1 is a perspective view of a regenerative boiler according to an embodiment of the present invention.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 축열조의 내부 구성도.Figure 2 is an internal configuration of the heat storage tank according to an embodiment of the present invention.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 축열조의 정단면도.Figure 3 is a front sectional view of the heat storage tank according to an embodiment of the present invention.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *Explanation of symbols on the main parts of the drawings

10. 난방수유입구10. Heating water inlet

11. 난방수유입내관 11a. 분사구11. Heating water inlet pipe 11a. Nozzle

20. 난방수출구20. Heating outlet

30. 전기히터30. Electric Heater

40. 지지스태이40. Support Stage

45. 상부고정스태이45. Upper fixing stage

50. 이중 파형통50. Dual corrugated barrel

51. 통수로51. Aqueduct

60. 컨트롤박스60. Control Box

70. 덮개70. cover

80. 배수구80. Drain

100. 축열조100. Heat storage tank

200. 상변화물질200. Phase change material

Claims (4)

잠열 및 축열 효과를 갖는 상변화물질(PCM)을 이용한 축열식 보일러에 있어서,In a regenerative boiler using a phase change material (PCM) having a latent heat and heat storage effect, 상기 보일러 동체 내부는 용수를 유입, 유출시키는 난방수유입구(10)와 난방수출구(20)가 구비된 축열조(100)로 구성하되, The inside of the boiler body is composed of a heat storage inlet 10 having a heating water inlet 10 and a heating export inlet 10 for introducing and discharging water, 상기 축열조(100) 저면부에 위치하여 유입된 용수를 가열하는 전기히터(30)와; An electric heater (30) positioned at a bottom surface of the heat storage tank (100) to heat the introduced water; 상기 상변화물질(200)이 충전되되, 내부 중앙은 용수의 이동 통로를 제공하기 위해 길이 방향으로 관통되는 통수로(51)가 형성되어 내주연과 외주연이 각각 파형의 형태로 구비되는 다수 개의 이중 파형통(50)과; The phase change material 200 is filled, the inner center of the water passage 51 is formed to penetrate in the longitudinal direction in order to provide a movement passage of the water is formed a plurality of inner and outer periphery in the form of a waveform, respectively Dual corrugated barrel 50; 상기 이중 파형통(50)을 축열조(100) 내부 공간으로 위치시키기 위해 상기 축열조(100)를 소정 위치에서 구획하여 상기 이중 파형통(50)의 저면부를 지탱하되, 용수의 이동이 제한되지 않도록 격자 구조로 구비되는 지지스태이(40)와; In order to position the dual corrugated container 50 to the internal space of the heat storage tank 100, the heat storage tank 100 is partitioned at a predetermined position to support the bottom portion of the dual corrugated container 50, but the grid is not limited in movement of water. A support stage 40 provided with a structure; 상기 이중 파형통(50)이 삽입되는 형태를 이루어 상기 지지스태이(40)에 위치한 이중 파형통(50)의 상부가 고정되면서 용수의 이동이 제한되지 않도록 격자 구조로 구비되는 상부고정스태이(45);를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 축열식 보일러.The upper fixing station is provided in a lattice structure so that the movement of water is not limited while fixing the upper portion of the double corrugating container 50 positioned in the support station 40 to form the dual corrugated container 50 ( 45); Regenerative boiler, characterized in that comprising a. 제1항에 있어서, 상기 난방수유입구(10)에는 상기 축열조(100) 내부로 다수 개의 분사구(11a)가 형성된 소정 길이의 난방수유입내관(11)이 더 포함되는 것을 특징으로 하는 축열식 보일러. The heat storage boiler according to claim 1, wherein the heating water inlet (10) further includes a heating water inlet tube (11) having a predetermined length in which a plurality of injection holes (11a) are formed in the heat storage tank (100). 제1항에 있어서, 상기 이중 파형통(50)은 내부에 충전된 상변화물질(200)이 축열 효과를 갖는 상전이 상태에서 내부 압력을 진공으로 하여 밀폐되도록 제작되는 것을 특징으로 하는 축열식 보일러.The regenerative boiler according to claim 1, wherein the double corrugated container (50) is manufactured to be sealed by using an internal pressure as a vacuum in a phase transition state in which a phase change material (200) filled therein has a heat storage effect. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 이중 파형통(50)은 스테인리스로 제작되는 것을 특징으로 하는 축열식 보일러.The regenerative boiler according to any one of claims 1 to 3, wherein the double corrugated barrel (50) is made of stainless steel.
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