KR101248770B1

KR101248770B1 - 아파트용 중앙난방 시스템

Info

Publication number: KR101248770B1
Application number: KR1020110014775A
Authority: KR
Inventors: 이석철
Original assignee: (주)에스에이치하우징
Priority date: 2011-02-18
Filing date: 2011-02-18
Publication date: 2013-04-03
Also published as: KR20120095232A

Abstract

본 발명은, 난방과 급탕을 별도의 보일러에서 수행하여 난방효율과 급탕효율을 동시에 높일 수 있도록 하고, 난방에 따른 열손실을 감소시켜 에너지 효율을 향상시킬 수 있도록 한 아파트용 중앙난방 시스템에 관한 것이다.
본 발명은, 난방과 급탕을 수행하기 위한 가열매체를 가열하는 보일러, 보일러에서 생성된 열을 세대로 전달하기 위한 배관으로 구성된 중앙난방 시스템에 있어서, 상기 보일러가 중온수를 가열매체로 하여 각 세대로 직접연결되는 난방배관을 갖는 난방보일러와, 급탕탱크에 저수된 물을 가열하기 위한 급탕배관을 갖는 급탕보일러로 구분하여 설치되고, 상기 난방배관은 각각의 세대로 분기되기 전에 보일러에서 배출되는 폐열이 수집된 폐열회수부를 거쳐 설치된다.

Description

아파트용 중앙난방 시스템{CENTRAL HEATING SYSTEM FOR APARTMENT}

본 발명은 아파트용 중앙난방 시스템에 관한 것이다.

상세하게 본 발명은, 난방과 급탕을 별도의 보일러에서 수행하여 난방효율과 급탕효율을 동시에 높일 수 있도록 하고, 난방에 따른 열손실을 감소시켜 에너지 효율을 향상시킬 수 있도록 하며, 각 세대별로 난방온도의 조절이 가능하도록 함과 동시에 각 세대별로 난방사용에 따른 요금이 별도로 기산될 수 있도록 한 아파트용 중앙난방 시스템에 관한 것이다.

중앙난방 시스템은 보일러나 온풍로(溫風爐) 등으로 증기, 온수 또는 온풍을 만들어, 이것을 배관이나 덕트(duct)를 통해 여러 방에 분배하는 난방 방식이다. 이와 같은 중앙난방 시스템은 실내에 방열체(放熱體)를 설치하고, 이것에 증기나 온수를 보내어 실내의 공기를 직접 따뜻하게 하는 직접난방과 더운 바람을 실내에 보내어 실내의 온도를 목표값으로 유지시키는 간접난방으로 구분된다.

도 1은 상기와 같은 종래의 중앙난방 시스템의 예시도이다.

도면을 참조하면, 상기 중앙난방 시스템은 스팀을 이용한 보일러(1)가 구비되고, 보일러(1)와 각 입주 세대(2)간에 보일러(1)에서 가열된 열을 세대(2)로 전달하기 위한 난방배관(3)이 설치된다.

특히, 상기와 같은 배관(3)은 보일러에서 가열된 고온의 스팀이 세대(2)로 진행되는 도중 온도가 낮아지는 현상을 방지하기 위해 가열배관(4)과 전달배관(5)이 각각 구분되어 설치되고, 이들 가열배관(4)과 전달배관(5)이 열교환기(6)에 의해 일체화되어 보일러(1)에서 가열배관(4)을 통해 전달된 스팀의 열을 전달배관(5)의 열전달매체가 전달받아 세대(2)로 열을 전달하도록 구성된다.

또한, 상기 중앙난방 시스템은 상기 보일러(1)에 의해 급탕탱크(7)에 저수된 물을 가열하여 각 세대로 공급하기 위한 급탕배관(8)도 설치된다.

상기와 같은 종래의 중앙난방 시스템은 단일의 스팀 보일러에서 고온의 스팀을 이용하여 난방과 급탕을 동시에 수행하기 때문에 난방효율 및 급탕효율(온수공급)이 상당히 낮아지게 된다. 특히, 난방을 수행하기 위해서 열교환기를 이용하기 때문에 열교환에 따른 상당한 열손실이 발생되어 낮은 난방효율 및 높으 연료비를 지출해야 하는 문제점이 노출된다.

특히, 상기와 같은 중앙난방 시스템은 난방이 전체 세대에 대해 일시에 수행되기 때문에 각 세대별로 난방온도의 조절이 불가능하기 때문에 주거자가 없는 세대에도 난방을 수행하여 불필요한 난방에 따른 에너지 낭비의 요인이 된다. 특히, 각 세대별로 난방 사용량의 측정이 불가능하여 난방의 사용이 적은 주거자의 불만을 야기시키는 문제점이 발생된다.

본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위해 발명한 것이다.

이에 본 발명은, 난방과 급탕을 각각 별도의 보일러로 수행하여 난방과 급탕의 효율을 동시에 향상시키고, 열교환기의 배재에 따른 열손실을 감소시켜 보다 높은 에너지 효율을 얻을 수 있도록 하며, 각 세대별 난방온도 조절이 가능하도록 하여 불필요한 난방을 해결하고, 각 세대별 난방 사용량의 측정이 가능하여 각 세대에서 사용된 만큼의 난방비만을 지출할 수 있도록 한 아파트용 중앙난방 시스템을 제공함에 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위해 본 발명은 아래의 구성을 갖는다.

본 발명은, 난방과 급탕을 수행하기 위한 가열매체를 가열하는 보일러, 보일러에서 생성된 열을 세대로 전달하기 위한 배관으로 구성된 중앙난방 시스템에 있어서, 상기 보일러가 중온수를 가열매체로 하여 각 세대로 직접연결되는 난방배관을 갖는 난방보일러와, 급탕탱크에 저수된 물을 가열하기 위한 급탕배관을 갖는 급탕보일러로 구분하여 설치되고, 상기 난방배관은 각각의 세대로 분기되기 전에 난방보일러에서 배출되는 폐열이 수집된 폐열회수부를 거쳐 설치되며, 상기 폐열회수부는 난방보일러의 폐열이 배출되기 위한 폐열배출관의 내측을 상기 난방배관의 일부가 통과하도록 구성되어 폐열에 의해 세대로 공급되는 중온수를 가열하도록 하며, 상기 급탕보일러는 물을 가열하여 온수를 생성하기 위한 온수생성부와; 상기 온수생성부와 배관연결되어 온수생성부에서 생성된 고온수를 저장하며 항상 일정한 고온을 유지시키는 고온수저장탱크와, 상기 고온수저장탱크와 배관연결되고, 내부에 고온수저장탱크에서 공급된 온수가 저장되어 세대로 공급되는 급수탱크로 구분된 급탕탱크와; 상기 급수탱크에 저장된 온수가 일정 온도 이하로 감온되면 고온수저장탱크의 고온유지된 온수를 통상의 유체공급수단이 설치된 고온수 공급배관을 통해 급수탱크로 공급하여 급수탱크 내부의 온수가 항상 일정한 온도를 유지하도록 하는 항온유지부;를 포함하고, 상기 온수생성부는 세대에서 고온수저장탱크에서 유지된 온도보다 높은 온도의 온수가 요구될 경우 급수탱크로 직접 온수를 공급하도록 하는 직결온수배관;을 포함하여 구성된다.
여기서, 상기 난방보일러에는 난방보일러에 통상적으로 설치된 온도측정 및 온도표시장치의 구성에 의해 세대의 온도를 확인하고, 각 세대에 가열매체가 공급되는 유량을 조절하여 난방온도를 조절할 수 있도록 한 밸브형태의 온도조절기가 설치된다.
또한, 상기 난방보일러에는 각 세대에 가열매체가 세대로 공급되는 유량을 측정하여 난방의 사용정도를 측정하도록 한 유량계가 설치된다.

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이상에서와 같이 본 발명은, 난방과 급탕이 별도의 보일러에 의해 수행되어 난방과 급탕의 효율을 동시에 향상시키며, 열교환기를 배재시키고 중온수의 공급에 의한 난방 및 배출되는 폐열을 난방수의 보조 가열원으로 활용하여 열손실을 최소화하므로써 높은 에너지 효율에 따른 주거자의 만족도를 향상시키는 효과가 있다.

또한, 본 발명은 각 세대별로 설치된 난방수의 진행을 제어할 수 있도록 한 온도조절기 및 유량계에 의해 각 세대별로 난방의 온도를 조절할 수 있도록 하므로써, 난방에 따른 과도한 에너지 낭비를 해결하고 개인별 난방비 책정에 따른 경제적 이익을 얻게 되는 효과가 있다.

도 1은 종래 중앙난방 시스템의 예시도.
도 2는 본 발명에 의한 중앙난방 시스템의 예시도.
도 3은 본 발명의 추가실시예 예시도.

상기와 같은 본 발명의 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 2는 본 발명에 의한 중앙난방 시스템의 예시도이다.

도면을 참조하면, 본 발명에 의한 중앙난방 시스템은 보일러(10), 난방배관(20), 급탕배관(30), 폐열회수부(40)로 이루어진 기본 구성을 갖는다.

상기 보일러(10)는 난방 및 급탕을 수행하기 위한 가열매체를 가열하여 이를 아파트의 각 세대로 공급하기 위한 구성이다. 여기서, 상기 보일러(10)는 가열매체로 액상의 중온수로 적용한다.

특히, 상기 보일러(10)는 난방을 수행하기 위한 난방보일러(11)와, 급탕을 수행하기 위한 급탕보일러(70)로 구분되어 설치된다.

상기 난방보일러(11)는 중온수를 가열하여 각 세대로 공급하기 위한 구성으로, 상기 난방보일러(11)는 보일러(10)와 세대(2)에 직접 연결(열교환기가 배재)된 직접연된 상기 난방배관(20)을 갖추어 구성된다.

상기 급탕보일러(70)는 급탕탱크(72)에 저수된 물을 가열하기 위한 구성으로, 상기 급탕보일러(70)와 연결된 급탕배관(30)을 갖추어 구성된다. 이와 같은 급탕보일러(70)는 가열매체로 스팀, 중온수를 모두 적용할 수 있게 된다.

상기 폐열회수부(40)는 보일러(10)의 가열매체를 가열한 후 배출되는 폐열을 수집하기 위한 구성이다. 이와 같은 폐열회수부(40)는 상기 난방배관(20)이 각각의 세대(2)로 분기되기 전에 세대(2)로 공급되는 측의 배관(구체적으로 파이프)이 폐열에 의해 보조적으로 가열되도록 거치는 구성이다.
보다 구체적으로, 상기 폐열회수부(40)는 난방보일러(11)의 폐열이 배출되기 위한 폐열배출관(12)의 내측을 상기 난방배관(20)의 일부가 통과하도록 구성되어 폐열에 의해 세대로 공급되는 중온수를 온수 공급 중간에 재차 가열하도록 구성한 것이다. 이때, 상기 난방보일러(11)의 폐열배출관(12)에서 배출되는 폐열의 수집은 도면에서와 같이 폐열배출관(12)에 챔버(13) 등의 확장된 공간을 형성하여 배출되는 폐열이 챔버(13) 내에서 1차적으로 머물다 배출되는 구성으로 형성하고, 상기 난방배관(20)이 챔버(13)의 내부를 통과하도록 구성됨이 바람직하다.

상기와 같은 중앙난방 시스템은 각 세대별 온도조절기(50)와, 유량계(60)가 더 부가되어 구성된다.

상기 온도조절기(50)는 각 세대에 가열매체가 세대로 공급되는 유량을 조절하여 난방온도를 조절할 수 있도록 한 구성이다. 즉, 상기 온도조절기(50)는 가열매체인 중온수가 난방보일러(11)와 세대(2) 사이에서 직접 공급됨에 의해 난방보일러(11)를 통해 공급되는 온수의 유량을 조절하여 온도를 조절할 수 있도록 구성된 것이다.
여기서, 상기 온도조절기(50)는 난방보일러(11)에 설치되고, 통상의 난방보일러(11)에는 중온수의 가열온도 및 난방온도를 측정 표시하기 위한 온도측정기 및 표시장치(LCD, 7-세그먼트) 등의 구성이 설치됨은 당연하며, 본 실시예에서 상기 온도조절기(50)는 통상적으로 난방보일러(11)에 포함되어 설치되는 온도측정기 등의 구성과 연동되어 세대(2) 내에서 난방보일러(11)에 의해 측정된 온도를 표시장치 등을 확인한 후, 난방배관(20)을 통해 유입되는 온수의 유량을 조절할 수 있도록 한 밸브 형태의 구성이다.
특히, 상기 유량에 의한 온도 조절은 세대(2) 내의 온도가 낮아질 경우 온도조절기(50)를 조작하여 더 많은 량의 온수를 공급받아 단위시간 당 온수 공급량을 증가시켜 세대(2) 내의 온도를 상승시키게 되고, 온도가 높은 경우 온도조절기(50)를 조작하여 온수의 공급량을 감소시켜 세대(2) 내의 온도를 낮출 수 있게 된다.

상기 유량계(60)는 각 세대에 가열매체가 세대로 공급되는 유량을 측정하여 난방의 사용정도를 측정하도록 한 구성이다. 즉, 상기 유량계(60)도 가열매체인 중온수가 난방보일러(11)와 세대(2) 사이에서 직접 공급됨에 의해 난방보일러(11)를 통해 공급되는 온수의 유량을 측정할 수 있도록 구성된 것이다.

<추가실시예>

도 3은 본 발명에 의한 추가실시예 예시도이다.

도면을 참조하면, 추가실시예의 중앙난방 시스템은 세대로 항상 일정한 온도의 온수를 제공할 수 있도록 한 급탕구성을 제시한다.

이를 위해 상기 급탕보일러(70)는 온수생성부(71), 급탕탱크(72), 항온유지부(75)로 이루어진 기본 구성을 갖는다.

상기 온수생성부(71)는 물을 가열하여 온수를 생성하기 위한 구성으로, 상수 등의 물이 공급되는 저수조 내부에 물을 가열하기 위한 히터 등이 설치되어 구성된다.

상기 급탕탱크(72)는 고온수저장탱크(73)와 급수탱크(74)로 구분되어 구성된다.

상기 고온수저장탱크(73)는 온수생성부(71)와 배관연결되어 온수생성부(71)에서 생성된 고온수를 저장하며 항상 일정한 고온을 유지시키도록 구성된다. 이때, 상기 고온수의 온도유지를 효율적으로 수행하기 위해 상기 고온수저장탱크(73)는 단열재 등을 내장하여 제작됨이 바람직하다.

상기 급수탱크(74)는 고온수저장탱크(73)와 배관연결되고, 내부에 고온수저장탱크(73)에서 공급된 온수가 저장되어 세대(2)로 공급되도록 한 구성이다.

상기 항온유지부(75)는 급수탱크(74)에 저장된 온수가 일정 온도 이하로 감온되면 고온수저장탱크(73)의 고온유지된 온수를 급수탱크(74)로 공급하여 급수탱크(74) 내부의 온수가 항상 일정한 온도를 유지하도록 하기 위한 구성이다.
이때, 상기 고온수저장탱크(73)의 고온수를 급수탱크(74)로 공급하기 위해 고온수저장탱크(73)와 급수탱크(74)는 고온수 공급배관(77)으로 연결되어 구성되며, 특히, 상기 고온수 공급배관(77)에는 온수 공급을 위한 펌프, 온수 공급을 제어하기 위한 밸브 및 급수탱크(74) 측에 설치되어 급수탱크(74) 내의 온수 온도를 측정하기 위한 센서 등을 포함하는 유체공급수단이 설치된다. 여기서, 상기 유체공급수단은 통상적으로 각 탱크간의 유체(본 실시예의 고온수)를 공급하기 위해 배관에 당연히 설치되어지는 구성으로 이상의 구체적인 기재를 생략한다.

따라서, 상기 항온유지부(75)는 급수탱크(74)의 물 온도 및 수위를 감지하기 위한 센서 등의 구성이 설치되며, 센서에 의해 감지된 급수탱크(74)의 물 온도 및 수위에 의해 고온수저장탱크(73)의 온수를 급수탱크(74)로 공급하는 펌프, 밸브 등의 구성(전술된 통상의 유체공급수단)을 포함하게 된다. 또한, 상기 항온유지부(75)는 센서 등의 감지신호에 의해 펌브, 밸브 등을 자동으로 구동시키기 위한 마이콤 등의 컨트롤러 구성이 갖추어지게 됨은 당연하다.

상기 구성에 추가하여 상기 온수생성부(71)는 세대(2)에서 고온수저장탱크(73)에서 유지된 온도보다 높은 온도의 온수가 요구될 경우 급탕탱크(72)로 직접 온수를 공급하도록 하는 직결온수배관(76)이 갖추어져 구성된다.

상기 직결온수배관(76)은 예로써, 세대(2)의 온수 사용자가 상당한 고온(고온수저장탱크의 온수보다 높은 온도)의 온수를 요구할 때, 고온수저장탱크(73)로 공급되던 고온수를 차단하고, 직접 급수탱크(74)로 고온수를 공급하여 사용자가 요구하는 고온수를 최대한 신속하게 공급할 수 있도록 한다.

10: 보일러 11: 난방보일러
70: 급탕보일러 72: 급탕탱크
20: 난방배관 30: 급탕배관
40: 폐열회수부 50: 온도조절기
60: 유량계 71: 온수생성부
73: 고온수공급탱크 74: 급수탱크
75: 항온유지부 76: 직결온수배관

Claims

난방과 급탕을 수행하기 위한 가열매체를 가열하는 보일러, 보일러에서 생성된 열을 세대로 전달하기 위한 배관으로 구성된 중앙난방 시스템에 있어서, 상기 보일러(10)가 중온수를 가열매체로 하여 각 세대로 직접연결되는 난방배관(20)을 갖는 난방보일러(11)와, 급탕탱크(72)에 저수된 물을 가열하기 위한 급탕배관(30)을 갖는 급탕보일러(70)로 구분하여 설치되고, 상기 난방배관(20)은 각각의 세대로 분기되기 전에 난방보일러(11)에서 배출되는 폐열이 수집된 폐열회수부(40)를 거쳐 설치되며, 상기 폐열회수부(40)는 난방보일러(11)의 폐열이 배출되기 위한 폐열배출관(12)의 내측을 상기 난방배관(20)의 일부가 통과하도록 구성되어 폐열에 의해 세대로 공급되는 중온수를 가열하도록 하며,
상기 급탕보일러(70)는 물을 가열하여 온수를 생성하기 위한 온수생성부(71)와; 상기 온수생성부(71)와 배관연결되어 온수생성부(71)에서 생성된 고온수를 저장하며 항상 일정한 고온을 유지시키는 고온수저장탱크(73)와, 상기 고온수저장탱크(73)와 배관연결되고, 내부에 고온수저장탱크(73)에서 공급된 온수가 저장되어 세대(2)로 공급되는 급수탱크(74)로 구분된 급탕탱크(72)와; 상기 급수탱크(74)에 저장된 온수가 일정 온도 이하로 감온되면 고온수저장탱크(73)의 고온유지된 온수를 통상의 유체공급수단이 설치된 고온수 공급배관(77)을 통해 급수탱크(74)로 공급하여 급수탱크(74) 내부의 온수가 항상 일정한 온도를 유지하도록 하는 항온유지부(75);를 포함하고,
상기 온수생성부(71)는 세대(2)에서 고온수저장탱크(73)에서 유지된 온도보다 높은 온도의 온수가 요구될 경우 급수탱크(74)로 직접 온수를 공급하도록 하는 직결온수배관(76);을 포함하는 것을 특징으로 하는 아파트용 중앙난방 시스템.
제 1 항에 있어서, 상기 난방보일러(11)에는
난방보일러(11)에 통상적으로 설치된 온도측정 및 온도표시장치의 구성에 의해 세대(2)의 온도를 확인하고, 각 세대에 가열매체가 공급되는 유량을 조절하여 난방온도를 조절할 수 있도록 한 밸브형태의 온도조절기(50)가 설치된 것을 특징으로 하는 아파트용 중앙난방 시스템.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 난방보일러(11)에는
각 세대에 가열매체가 세대로 공급되는 유량을 측정하여 난방의 사용정도를 측정하도록 한 유량계(60)가 설치된 것을 특징으로 하는 아파트용 중앙난방 시스템.
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