KR101227167B1 - 히트펌프를 이용한 보일러의 배기가스 폐열 회수시스템 - Google Patents

히트펌프를 이용한 보일러의 배기가스 폐열 회수시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명은 히트펌프를 이용한 보일러의 배기가스 폐열 회수시스템에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 보일러 급수탱크에 저장된 보일러에 공급되는 급수를 보일러 배기가스의 폐열을 회수하기 위한 직접접촉식 응축형 열교환기를 사용하여 1차로 가열한다. 이 경우, 보일러 급수온도는 보일러 배기가스의 노점이하로 제한된다. 따라서 종래에 직접접촉식 응축형 열교환기만를 사용하여 보일러 급수를 가열하여 보일러로 공급하였으나, 본 발명에서는 이러한 직접접촉식 응축형 열교환기로 1차로 가열된 보일러 급수를 히트펌프장치에 의해 2차로 한번 더 승온하여, 고온의 급수를 보일러에 공급하여, 그로 인해 보일러의 에너지가 더욱 절약되는 고효율의 경제적인 특징이 있다.

Description

히트펌프를 이용한 보일러의 배기가스 폐열 회수시스템{Boiler flue gas heat recovery system using heat pump}
본 발명은 히트펌프를 이용한 보일러의 배기가스 폐열 회수시스템에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 보일러 급수탱크에 저장된 보일러에 공급되는 급수를 보일러 배기가스의 폐열을 회수하기 위한 직접접촉식 응축형 열교환기를 사용하여 1차로 가열하는데, 이 경우, 보일러 급수온도는 보일러 배기가스의 노점 이하로 제한되고, 따라서 종래에 직접접촉식 응축형 열교환기만를 사용하여 보일러 급수를 가열하여 보일러로 공급하였으나, 본 발명에서는 이러한 직접접촉식 응축형 열교환기로 1차로 가열된 보일러 급수를 히트펌프장치에 의해 2차로 한번 더 승온하여, 고온의 급수를 보일러에 공급하며, 그로 인해 보일러의 에너지가 더욱 절약되는 고효율의 경제적인 히트펌프를 이용한 보일러의 배기가스 폐열 회수시스템에 관한 것이다.
일반적으로 보일러로부터 배출되는 배기가스의 폐열회수 시스템을 보면, 부식성의 고온 보일러 배기가스의 폐열회수를 위하여 직접접촉식 응축열회수장치를 사용한다.
여기서 보일러 배기가스 폐열회수를 위한 직접접촉식 응축형 열교환기의 경우, 보일러 배기가스가 열교환기를 통과하면서 물과 직접접촉하면서 전열된다.
직접접촉식 응축열회수장치의 일종인 물유동층 열교환기의 경우, 전열관 배열이 물유동층 내에 위치하여 저온부식의 문제를 해결한다.
그러나 이러한 직접접촉식 응축형 열교환기의 경우, 생산되는 보일러 급수의 온도는 배기가스의 노점 이하로 제한된다.
이로 인하여 물유동층 열교환기와 같은 직접접촉식 응축형 열교환기를 사용하는 보일러 배기가스의 폐열회수의 경우, 에너지 절감효율이 제한되는 문제점이 있다.
본 발명은 상기 종래의 문제점을 해소하기 위해 안출된 것으로서,
보일러 급수탱크에 저장된 보일러에 공급되는 보일러 급수를 보일러 배기가스 폐열회수를 위한 직접접촉식 응축형 열교환기를 사용하여 1차 가열하고, 열원수 공급장치에 의해 공급받은 열원을 이용하여 히트펌프장치에 의해 보일러 급수를 한번 더 2차로 가열하여 보일러에 공급함으로써, 보일러의 에너지가 더욱 절약되어 고효율의 경제적인 히트펌프를 이용한 보일러의 배기가스 폐열 회수시스템를 제공하는데 목적이 있다.
상기 목적을 달성하고자, 본 발명은 보일러의 배기가스 폐열을 히트펌프를 이용하여 회수하는 시스템에 있어서,
보일러에 공급되는 급수가 저장되는 보일러 급수탱크와;
상기 보일러 급수탱크와 연결되어 고온의 보일러 배기가스 폐열회수를 위한 응축형 열교환기를 사용하여 보일러 급수탱크의 급수를 가열하고, 상기 가열된 급수를 보일러에 전달하는 보일러 급수 열교환 및 공급장치와;
상기 보일러 급수 열교환 및 공급장치와 연결되어 보일러의 배기가스 폐열을 이용하여 1차 가열된 급수를 2차로 한번 더 가열하여 승온하여 공급하는 히트펌프장치와;
상기 보일러 급수탱크와 히트펌프장치에 각각 연결되어 보일러 급수탱크의 급수를 열원수로 사용하기 위하여 히트펌프장치에 공급하고, 외부에서 보일러 급수탱크에 공급되는 보충수를 이용하여 열원수 열교환기의 열원수 온도를 조절하는 열원수 공급장치;를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 히트펌프를 이용한 보일러의 배기가스 폐열 회수시스템에 관한 것이다.
이상에서 살펴 본 바와 같이, 본 발명의 히트펌프를 이용한 보일러의 배기가스 폐열 회수시스템은 보일러 급수탱크에 저장된 보일러에 공급되는 보일러 급수를 보일러 급수 열교환 및 공급장치의 보일러의 배기가스 폐열회수를 위한 응축형 열교환기를 사용하여 1차 가열하고, 열원수 공급장치에 의해 공급받은 열원을 이용하여 히트펌프장치에 의해 보일러 급수를 한번 더 2차로 가열하여 좀 더 승온된 고온의 급수가 보일러에 공급되고, 그로 인해 보일러의 에너지가 더욱 절약되어 고효율의 경제적 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 히트펌프를 이용한 보일러의 배기가스 폐열 회수시스템를 나타낸 개념도이다.
본 발명은 상기의 목적을 달성하기 위해 아래와 같은 특징을 갖는다.
본 발명은 보일러의 배기가스 폐열을 히트펌프를 이용하여 회수하는 시스템에 있어서,
보일러에 공급되는 급수가 저장되는 보일러 급수탱크와;
상기 보일러 급수탱크와 연결되어 고온의 보일러 배기가스 폐열회수를 위한 응축형 열교환기를 사용하여 보일러 급수탱크의 급수를 가열하고, 상기 가열된 급수를 보일러에 전달하는 보일러 급수 열교환 및 공급장치와;
상기 보일러 급수 열교환 및 공급장치와 연결되어 보일러의 배기가스 폐열을 이용하여 1차 가열된 급수를 2차로 한번 더 가열하여 승온하여 공급하는 히트펌프장치와;
상기 보일러 급수탱크와 히트펌프장치에 각각 연결되어 보일러 급수탱크의 급수를 열원수로 사용하기 위하여 히트펌프장치에 공급하고, 외부에서 보일러 급수탱크에 공급되는 보충수를 이용하여 열원수 열교환기의 열원수 온도를 조절하는 열원수 공급장치;를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
이와 같은 특징을 갖는 본 발명은 그에 따른 바람직한 실시예를 통해 더욱 명확히 설명될 수 있을 것이다.
이하 첨부된 도면을 참조로 본 발명의 여러 실시예들을 상세히 설명하기 전에, 다음의 상세한 설명에 기재되거나 도면에 도시된 구성요소들의 구성 및 배열들의 상세로 그 응용이 제한되는 것이 아니라는 것을 알 수 있을 것이다. 본 발명은 다른 실시예들로 구현되고 실시될 수 있고 다양한 방법으로 수행될 수 있다. 또, 장치 또는 요소 방향(예를 들어 "전(front)", "후(back)", "위(up)", "아래(down)", "상(top)", "하(bottom)", "좌(left)", "우(right)", "횡(lateral)")등과 같은 용어들에 관하여 본원에 사용된 표현 및 술어는 단지 본 발명의 설명을 단순화하기 위해 사용되고, 관련된 장치 또는 요소가 단순히 특정 방향을 가져야 함을 나타내거나 의미하지 않는다는 것을 알 수 있을 것이다. 또한, "제 1(first)", "제 2(second)"와 같은 용어는 설명을 위해 본원 및 첨부 청구항들에 사용되고 상대적인 중요성 또는 취지를 나타내거나 의미하는 것으로 의도되지 않는다.
따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 히트펌프를 이용한 보일러의 배기가스 폐열 회수시스템를 나타낸 개념도이다.
도 1에 도시한 바와 같이, 본 발명의 히트펌프를 이용한 보일러의 배기가스 폐열 회수시스템는 보일러(10)에서 발생하는 배기가스의 폐열을 회수하여 보일러(10)에 공급하는 급수에 전달하는 장치로써, 보일러(10)에 공급되는 급수가 저장되는 보일러 급수탱크(20)와, 상기 보일러 급수탱크(20)와 연결되어 보일러(10)의 배기가스 폐열을 보일러 급수탱크(20)의 급수와 열교환시키고, 상기 열교환된 급수를 보일러(10)에 전달하는 보일러 급수 열교환 및 공급장치(30)와, 상기 보일러 급수 열교환 및 공급장치(30)와 연결되어 보일러(10)의 배기가스 폐열로 열교환된 급수를 2차로 한번 더 가열하는 히트펌프장치(50)와, 상기 보일러 급수탱크(20)와 히트펌프장치(50)에 각각 연결되어 보일러 급수탱크(20)의 급수를 열원수로 사용하기 위하여 히트펌프장치(50)에 공급하고, 외부에서 보일러 급수탱크(20)에 공급되는 보충수를 이용하여 열원수 열교환기(43)의 열원수의 온도를 조절하는 열원수 공급장치(40)로 구성된다.
상기 보일러 급수탱크(20)는 도 1에서처럼, 일반적인 보일러 급수를 저장하는 탱크로써, 상기 보일러 급수탱크(20)는 내부에 저장되는 급수를 외부에서 보충하기 위해 보충수가 공급되도록 보충수 공급관(21)이 연결된다.
여기서, 상기 보충수 공급관(21)은 보일러 급수탱크(20)에 공급되는 보충수를 사용하여 버퍼탱크(41)의 열원수의 온도를 조절하기 위하여 일단부가 분기되어 열원수 공급장치(40)의 열원수 열교환기(43)와 연결되는데, 상기 분기된 관은 열원수 열교환기(43)의 내부를 통과하여 다시 보충수 공급관(21)에 연결된다.
상기 보일러 급수 열교환 및 공급장치(30)는 도 1에 도시한 바와 같이, 보일러(10)의 배기가스 폐열을 보일러 급수탱크(20)의 급수와 열교환시키고, 상기 열교환된 급수를 보일러(10)에 공급하는 장치로써, 응축형 열교환기(31)와, 급수공급펌프(32)와, 유량제어밸브(33)로 구성된다.
여기서, 상기 응축형 열교환기(31)는 도 1에서처럼, 양측으로 보일러 급수탱크(20)와 히트펌프장치(50)와 각각 관에 의해 연결되고, 상기 보일러 급수탱크(20)로부터 배출된 급수가 응축형 열교환기(31)을 통과하면서 1차 가열되며, 상기 배기가스 폐열과 열교환된 급수가 히트펌프장치(50)에 이송된다.
또한, 상기 배기가스는 상기 보일러(10)와 관에 통하여 배출되고, 상기 배기가스의 관은 보일러(10)에서 연결되어 응축형 열교환기(31)를 통과하며 보일러 급수를 1차 가열한 후 냉각되어 외부로 배출된다. 이때, 상기 배기가스의 온도는 평균적으로 200 정도 되고, 상기 응축형 열교환기(31)를 통과하면서 40 ~ 60 온도 정도로 떨어진 상태로 대기로 배출된다.
그리고, 상기 급수공급펌프(32)는 보일러 급수탱크(20)와 응축형 열교환기(31) 사이를 연결하는 관에 설치되어 보일러 급수탱크(20)의 급수를 이송시키는데, 상기 급수공급펌프(32)의 설치위치는 설계변경이 가능하다.
여기서, 상기 유량제어밸브(33)는 도 1에서처럼, 응축형 열교환기(31)와 히트펌프장치(50) 사이를 연결하는 관에 설치되어 히트펌프장치(50)을 통해 배출되는 급수의 온도(T1)가 설정온도(T1)로 유지되도록 제어부(60)에 의하여 급수의 유량을 조절하는 밸브이다.
그리고, 상기 응축형 열교환기(31)에서 히트펌프장치(50)로 연결되는 관은 히트펌프장치(50)를 통과하여 보일러(10)에 연결되는데, 상기 히트펌프장치(50)를 통과하여 보일러(10)에 연결되는 관은 히트펌프장치(50)을 통과한 일부 급수가 보일러 급수탱크(20)에 환수되도록 일단부에 분기관(34)이 분기되고, 상기 분기관(34)은 보일러 급수탱크(20)에 연결된다. 이때, 상기 보일러(10)에 연결되는 관에는 급수를 보일러(10)에 이송하기 위해 보일러 급수펌프(35)가 설치된다.
상기 열원수 공급장치(40)는 도 1에 도시한 바와 같이, 히트펌프장치(50)에 열원수를 공급하면서 보일러 급수탱크(20)에 보충되는 보충수를 이용하여 열원수 열교환기(43)의 열원수의 온도를 조절하는 장치로써, 버퍼탱크(41)와, 열원수 공급펌프(42)와, 열원수 열교환기(43)와, 쓰리웨이 유량제어밸브(44)로 구성된다.
여기서, 상기 버퍼탱크(41)는 도 1에서처럼, 세방향으로 관으로 연결되는데, 일측은 보일러 급수탱크(20)와 연결되고, 타측은 히트펌프장치(50)와 연결되며, 나머지 일측은 열원수 열교환기(43)와 연결된다. 이때, 상기 버퍼탱크(41)는 보일러 급수탱크(20)의 급수와, 열원수 열교환기(43)에서 이송된 급수가 혼합되어 히트펌프장치(50)에 이송된다.
그리고, 상기 버퍼탱크(41)의 출구 측(히트펌프장치(50)로 이송되는 방향)에는 온도센서(미도시)가 설치되어 히트펌프장치(50)에 이송되는 급수의 온도(T2)를 측정하고, 측정된 온도 데이터가 제어부(60)에 전달된다.
또한, 상기 열원수 공급펌프(42)는 버퍼탱크(41)와 히트펌프장치(50) 사이를 연결하는 관에 설치되어 버퍼탱크(41)의 급수를 이송시키는데, 상기 열원수 공급펌프(42)의 설치위치는 설계변경이 가능하다.
여기서, 상기 열원수 열교환기(43)는 도 1에서처럼, 히트펌프장치(50)와 관으로 연결되는데, 상기 열원수 열교환기(43)의 열원수의 온도가 높은 경우, 보충수 공급관(21)의 보충수를 이용하여 냉각시키고, 상기 열교환된 급수가 버퍼탱크(41) 내로 이송된다.
그리고, 상기 쓰리웨이 유량제어밸브(44)는 히트펌프장치(50)를 통과하여 보일러 급수탱크(20)와 연결되는 관과, 상기 관의 일단부에 분기되어 열원수 열교환기(43)와 연결되는 관이 상호 분기되는 부위에 설치된다.
또한, 상기 쓰리웨이 유량제어밸브(44)는 히트펌프장치(50)에서 배출된 급수가 열원수 열교환기(43) 및 보일러 급수탱크(20)로 공급되는 유량의 비율을 조절해주는 역할을 하는데, 상기 쓰리웨이 유량제어밸브(44)는 히트펌프장치(50)로 유입되는 열원수의 온도(T2)가 설정온도(T2)로 유지되도록 열원수 열교환기(43) 및 보일러 급수탱크(20)로 공급되는 급수 유량의 비율을 조절한다. 이때, 상기 쓰리웨이 유량제어밸브(44)의 급수 유량 조절에 의해 버퍼탱크(41) 내의 혼합된 급수의 온도가 설정온도(T2)로 일정하게 유지되는 것이다.
상기 히트펌프장치(50)는 보편적으로 응축부, 이송부, 증발부로 구성되어 도 1에 도시한 바와 같이, 양측이 각각 보일러 급수 열교환 및 공급장치(30)와, 열원수 공급장치(40)에 연결되고, 상기 히트펌프장치(50)의 증발부는 열원수 공급장치(40)에 연결되어 버퍼탱크(41)에서 이송되는 열원수에서 증발열을 흡수하며, 상기 히트펌프장치(50)의 응축부는 보일러 급수 열교환 및 공급장치(30)에 연결되어 열원수 공급장치(40)의 열원을 이용하여 보일러 급수 열교환 및 공급장치(30)를 통과하는 급수를 가열하는 장치이다.
이하에서는 상기에서 기술한 히트펌프를 이용한 보일러의 배기가스 폐열 회수시스템의 제어방법에 대해 도 1을 참고하여 설명한다. 참고로 이하에서 사용되는 온도의 수치는 실시예를 위한 것이기에 변경 가능하다.
먼저, 보일러 급수탱크(20) 내의 급수는 외부의 보충수와 보일러(10)에 공급되는 일부 급수가 혼합되어 약 35 ~ 50 정도 유지한 상태에서 급수공급펌프(32)를 통해 응축형 열교환기(31)에 급수가 공급된다.
여기서, 상기 응축형 열교환기(31)는 보일러(10)에서 배출되는 배기가스(약 200)의 폐열을 회수하여 보일러 급수를 1차 가열한다. 이때, 열교환된 배기가스는 약 40 ~ 60 정도로 냉각되어 대기로 배출된다.
그렇게 1차 가열된 급수는 히트펌프장치(50)를 통과하면서 히트펌프장치(50)에 의하여 다시 한번 더 가열되어 고온(약 60 ~ 70 정도)으로 보일러(10)에 공급된다.
이때, 상기 히트펌프장치(50)를 통과하는 급수를 유량제어밸브(33)가 제어하는데, 상기 히트펌프장치(50)에서 배출되는 급수의 온도(T1)가 제어부(60)에서 설정한 온도(T1) 로 유지되도록 유량제어밸브(33)를 통과하는 급수의 유량을 조절한다. 예를 들어 급수의 온도(T1)가 낮을 시에는 유량을 적게 보내는 것이다.
그리고, 열원수 공급펌프(42)를 통해 보일러 급수탱크(20)의 급수가 버퍼탱크(41)에 이송되고, 열원수 열교환기(43)에서도 보충수와 열교환된 급수가 버퍼탱크(41)에 이송되어 상호 혼합된다.
그런 다음, 상기 버퍼탱크(41) 내에서 혼합된 급수는 히트펌프장치(50)를 통과하면서 냉각된 뒤, 쓰리웨이 유량제어밸브(44)를 통해 열원수 열교환기(43) 및 보일러 급수탱크(20)에 이송된다.
이때, 상기 쓰리웨이 유량제어밸브(44)는 버퍼탱크(41)에서 히트펌프장치(50)로 공급되는 열원수 온도(T2)가 제어부에서 설정한 온도(T2) 로 유지되도록 쓰리웨이 유량제어밸브(44)를 통과하는 급수의 유량과 방향을 조절한다. 예를 들어 급수의 온도(T2)가 낮을 시에는 열원수 열교환기(43)에 이송되는 급수의 유량을 적게 보내어 제어부(60)의 설정온도(T2) 범위에 맞춘다.
이렇게, 히트펌프장치(50)를 사용하여 보일러(10)로 공급되는 보일러 급수의 온도(T1)를 고온으로 승온시킬 수 있어 보일러(10)의 효율을 더욱 향상시키는 효과가 있다.
10 : 보일러 20 : 보일러 급수탱크
21 : 보충수 공급관 30 : 보일러 급수 열교환 및 공급장치
31 : 응축형 열교환기 32 : 급수공급펌프
33 : 유량제어밸브 34 : 분기관
35 : 보일러 급수펌프 40 : 열원수 공급장치
41 : 버퍼탱크 42 : 열원수 공급펌프
43 : 열원수 열교환기 44 : 쓰리웨이 유량제어밸브
50 : 히트펌프장치 60 : 제어부

Claims (9)

  1. 보일러(10)의 배기가스 폐열을 히트펌프를 이용하여 회수하는 시스템에 있어서,
    상기 보일러(10)에 공급되는 급수가 저장되는 보일러 급수탱크(20)와;
    상기 보일러 급수탱크(20)와 연결되어 보일러(10)의 배기가스 폐열을 회수하여 보일러 급수탱크(20)의 급수를 가열하고, 상기 가열된 급수를 보일러(10)에 전달하는 보일러 급수 열교환 및 공급장치(30)와;
    상기 보일러 급수 열교환 및 공급장치(30)와 연결되어 보일러(10)의 배기가스 폐열을 이용하여 1차 가열된 급수를 2차로 한번 더 가열하여 승온하여 공급하는 히트펌프장치(50)와;
    상기 보일러 급수탱크(20)와 히트펌프장치(50)에 각각 연결되어 보일러 급수탱크(20)의 급수를 열원수로 사용하기 위하여 히트펌프장치(50)에 공급되되, 외부에서 보일러 급수탱크(20)에 보충수가 공급되는 관과 연결되어 이송된 일부 보충수와 히트펌프장치(50)와 관으로 연결되어 히트펌프장치(50)를 통과한 열원수를 열원수 열교환기(43)에 의해 상호 열교환시켜 열원수의 온도를 설정온도로 조절하는 열원수 공급장치(40);
    를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 히트펌프를 이용한 보일러의 배기가스 폐열 회수시스템.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 보일러 급수 열교환 및 공급장치(30)는,
    상기 보일러 급수탱크(20)와 관을 통하여 공급되는 급수를, 상기 보일러(10)와 관을 통하여 배출되는 배기가스 폐열을 이용하여 1차 가열하고, 상기 배기가스 폐열을 회수하여 1차 가열된 급수를 히트펌프장치(50)에 이송되도록 히트펌프장치(50)와 관으로 연결되는 응축형 열교환기(31)와;
    상기 보일러 급수탱크(20)와 응축형 열교환기(31) 사이를 연결하는 관에 설치되어 급수를 이송시키는 급수공급펌프(32)와;
    상기 응축형 열교환기(31)와 히트펌프장치(50) 사이를 연결하는 관에 설치되어 응축형 열교환기(31)를 통해 이송되는 급수의 온도(T1)가 설정온도(T1)로 유지되도록 급수의 유량을 조절하는 유량제어밸브(33);
    를 포함하여 구성되고, 상기 응축형 열교환기(31)에서 히트펌프장치(50)로 연결되는 관이 히트펌프장치(50)를 통과하여 보일러(10)에 연결되는 것을 특징으로 하는 히트펌프를 이용한 보일러의 배기가스 폐열 회수시스템.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 히트펌프장치(50)를 통과하여 보일러(10)에 연결되는 관에는 보일러(10)에 이송되는 일부 급수가 보일러 급수탱크(20)에 환수되도록 일단부에 분기관(34)이 분기되어 보일러 급수탱크(20)에 연결되는 것을 특징으로 하는 히트펌프를 이용한 보일러의 배기가스 폐열 회수시스템.
  4. 제 1항에 있어서, 상기 열원수 공급장치(40)는,
    상기 보일러 급수탱크(20)와 관으로 연결되어 공급된 보일러 급수탱크(20)의 급수와, 열원수 열교환기(43)와 관으로 연결되어 열원수 열교환기(43)에서 공급된 급수를 혼합하고, 상기 혼합된 급수를 히트펌프장치(50)에 이송하도록 히트펌프장치(50)와 관으로 연결되는 버퍼탱크(41)와;
    상기 버퍼탱크(41)와 히트펌프장치(50) 사이를 연결하는 관에 설치되어 버퍼탱크(41)의 급수를 이송시키는 열원수 공급펌프(42)와;
    상기 히트펌프장치(50)와 관으로 연결되어 히트펌프장치(50)를 통과한 열원수와 보일러 급수탱크(20)에 공급되는 보충수를 열교환시키고, 상기 열원수와 보충수가 상호 열교환된 급수가 버퍼탱크(41) 내로 이송되는 열원수 열교환기(43);
    를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 히트펌프를 이용한 보일러의 배기가스 폐열 회수시스템.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 버퍼탱크(41)에서 히트펌프장치(50)로 연결되는 관은 보일러 급수탱크(20)와 히트펌프장치(50)를 연결되고, 일단부에 관이 분기되어 열원수 열교환기(43)와 연결되는 것을 특징으로 하는 히트펌프를 이용한 보일러의 배기가스 폐열 회수시스템.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 분기되는 관 부위에는 히트펌프장치(50)를 통해 배출된 열원수가 열원수 열교환기(43) 및 보일러 급수탱크(20)로 공급되는 유량의 비율을 조절하도록 쓰리웨이 유량제어밸브(44)가 설치되고, 상기 쓰리웨이 유량제어밸브(44)는 급수의 온도(T2)가 설정온도(T2)로 유지되도록 열원수 열교환기(43) 및 보일러 급수탱크(20)에 공급되는 열원수의 유량비율을 조절하는 것을 특징으로 하는 히트펌프를 이용한 보일러의 배기가스 폐열 회수시스템.
  7. 제 2항 또는 제 4항에 있어서,
    상기 보일러 급수탱크(20)는 내부에 저장되는 급수를 보충하기 위해 외부에서 보충수가 공급되도록 보충수 공급관(21)이 연결되는 것을 특징으로 하는 히트펌프를 이용한 보일러의 배기가스 폐열 회수시스템.
  8. 제 7항에 있어서,
    상기 보충수 공급관(21)은 보일러 급수탱크(20)에 공급되는 보충수를 사용하여 버퍼탱크(41)의 열원수의 온도를 조절하기 위하여 일단부가 분기되어 열원수 열교환기(43)와 연결되는 것을 특징으로 하는 히트펌프를 이용한 보일러의 배기가스 폐열 회수시스템.
  9. 제 1항 내지 제 6항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 보일러의 배기가스 폐열 회수시스템는 제어부(60)에 의해 제어되는 것을 특징으로 하는 히트펌프를 이용한 보일러의 배기가스 폐열 회수시스템.
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104197306A (zh) * 2014-09-02 2014-12-10 叶金辉 一种锅炉烟气余热回收利用系统
CN104566426A (zh) * 2014-04-18 2015-04-29 黑龙江国德节能服务有限公司 燃气锅炉模块式烟气治理与热能全回收装置及回收方法
CN104949332A (zh) * 2015-07-01 2015-09-30 广东美的暖通设备有限公司 液体加热装置及热泵热水机
KR101636697B1 (ko) 2015-08-07 2016-07-08 주식회사 새론에너지 히트펌프의 폐열풍을 활용한 에너지 발전시스템
CN108224403A (zh) * 2017-12-22 2018-06-29 陈方羽 一种防结垢的节能锅炉

Families Citing this family (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103776162A (zh) * 2012-12-26 2014-05-07 苟仲武 热泵补热升温式高效换热器及利用其进行换热的方法
CN103075804B (zh) * 2013-01-09 2015-10-28 天津大学 脱电燃气热泵热水器
CN104501404A (zh) * 2014-11-26 2015-04-08 江门市凯立信电气科技有限公司 一种防止水温波动的热泵热水器
CN104501405A (zh) * 2014-11-26 2015-04-08 江门市凯立信电气科技有限公司 一种热泵热水器的水循环系统
CN105066219A (zh) * 2015-08-04 2015-11-18 湖南同为节能科技有限公司 一种燃气锅炉或直燃机烟气余热全热回收系统及方法
CN105125084A (zh) * 2015-09-25 2015-12-09 宁波祈禧电器有限公司 蒸汽热量回收装置
CN105125078B (zh) * 2015-09-25 2017-11-28 宁波祈禧电器有限公司 节能型即热式饮水机
CN105737181A (zh) * 2016-03-25 2016-07-06 浙江欣远竹制品有限公司 锅炉烟气袋式除尘控温系统、排烟温度控制及余热利用方法
CN105935250A (zh) * 2016-06-22 2016-09-14 北京水兵壹号科技有限公司 饮水机智能底座
CN105942854A (zh) * 2016-06-23 2016-09-21 湖南海裕信息科技有限公司 家用净水器底座
CN106091072A (zh) * 2016-06-27 2016-11-09 无锡锡能锅炉有限公司 一种燃气锅炉热量再利用系统
CN107178897B (zh) * 2017-05-22 2019-10-11 江苏联鑫电子工业有限公司 锅炉废烟回收利用系统
CN107166417B (zh) * 2017-07-10 2023-04-14 中国电建集团都江电力设备有限公司 一种mggh系统最低壁温控制方法及系统

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR19990036782U (ko) * 1998-02-27 1999-09-27 이영한 폐열 회수 보일러
KR20100008102U (ko) * 2009-02-05 2010-08-13 윤수호 폐열 회수수단이 구비된 보일러

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR19990036782U (ko) * 1998-02-27 1999-09-27 이영한 폐열 회수 보일러
KR20100008102U (ko) * 2009-02-05 2010-08-13 윤수호 폐열 회수수단이 구비된 보일러

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104566426A (zh) * 2014-04-18 2015-04-29 黑龙江国德节能服务有限公司 燃气锅炉模块式烟气治理与热能全回收装置及回收方法
CN104197306A (zh) * 2014-09-02 2014-12-10 叶金辉 一种锅炉烟气余热回收利用系统
CN104949332A (zh) * 2015-07-01 2015-09-30 广东美的暖通设备有限公司 液体加热装置及热泵热水机
CN104949332B (zh) * 2015-07-01 2017-08-29 广东美的暖通设备有限公司 液体加热装置及热泵热水机
KR101636697B1 (ko) 2015-08-07 2016-07-08 주식회사 새론에너지 히트펌프의 폐열풍을 활용한 에너지 발전시스템
CN108224403A (zh) * 2017-12-22 2018-06-29 陈方羽 一种防结垢的节能锅炉
CN108224403B (zh) * 2017-12-22 2019-11-15 陈方羽 一种防结垢的节能锅炉

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