KR101425870B1 - 세대용 급탕 열교환 설비를 구비하는 공동주택용 난방 급탕 통합 시스템 - Google Patents

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임신영
이위종
조종두
이종화
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한국지역난방공사
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Abstract

본 발명은 세대용 급탕 열교환 설비를 구비하는 공동주택용 난방 급탕 통합 시스템에 관한 것으로서, 상세하게는 난방 및 급탕을 위하여 두 개의 배관만을 설치하여 운영하고, 사용자의 급탕 요구 시 강하되는 시수 압력을 신호로 하여 난방, 급탕에 공급되는 열원을 기계식으로 동작되는 밸브를 통해 제어하며, 2단 열교환기를 설치하여 난방 후의 열원을 급탕 예열에 사용하도록 하는 세대용 급탕 열교환 설비를 구비하는 공동주택용 난방 급탕 통합 시스템에 관한 것이다.

Description

세대용 급탕 열교환 설비를 구비하는 공동주택용 난방 급탕 통합 시스템{APARTMENT HOUSE INTEGRATION SYSTEM FOR HEATING AND HOT WATER SUPPLY INCLUDING HOUSEHOLD HOT WATER SUPPLY HEAT EXCHANGE FACILITY}
본 발명은 세대용 급탕 열교환 설비를 구비하는 공동주택용 난방 급탕 통합 시스템에 관한 것으로서, 상세하게는 난방 및 급탕을 위하여 두 개의 배관만을 설치하여 운영하고, 사용자의 급탕 요구 시 강하되는 시수 압력을 신호로 하여 난방, 급탕에 공급되는 열원을 기계식으로 동작되는 밸브를 통해 제어하며, 2단 열교환기를 설치하여 난방 후의 열원을 급탕 예열에 사용하도록 하는 세대용 급탕 열교환 설비를 구비하는 공동주택용 난방 급탕 통합 시스템에 관한 것이다.
일반적으로 중앙집중난방방식은 아파트, 주택, 상가, 사무실, 학교, 병원, 공장 등 각종건물이 개별난방 시설을 갖추는 대신 집중된 열원시설에서 경제적으로 생산된 열을 이용하여 난방 및 급탕을 공급하며, 쾌적한 도시환경을 창조하고 에너지 절약과 환경공해 개선에 기여하는 효율적인 난방방식으로 개별적으로 사용자가 난방설비를 갖추는 개별난방 시스템과는 차이가 있다.
이러한 중앙집중난방방식은 도 1에 도시된 바와 같이 고온수를 생산하는 열생산시설(1) 고온수를 순환시키는 순환펌프(2)로 이루어진다. 그리고, 순환펌프(2)에는 난방용 열교환기(3)와 급탕용 열교환기(4)를 통해 열공급대상 공동주택 또는 건물(A)까지 고온수를 공급 및 회수하도록 고온수배관(5)이 연결된다.
그리고, 난방용 열교환기(3)에는 각 세대 및 실에 연결된 난방 공급관(3-1)과 난방 회수관(3-2)이 설치되고, 급탕용 열교환기(4)에는 각 세대 및 실에 연결된 급탕 공급관(4-1)과 급탕 회수관(4-2)이 설치된다. 즉, 4-파이프 방식이다.
그러나, 이러한 종래의 중앙집중난방방식의 4-파이프 방식은 각각의 배관을 설치하기 위해 건축비, 설비 시공비, 설비 관리 및 유지 보수 비용이 증대되는 문제점이 있고, 다수의 배관 설치로 인해 배관에서 열손실이 발생하는 문제점이 있다.
또한, 이러한 종래의 중앙집중난방방식의 4-파이프 방식은 여름철과 같은 하절기에는 난방 온수가 공급되지 않을 경우, 급탕 온수만이 공급되기 때문에 난방 사용이 불가능한 문제점이 있다.
이러한 문제점을 해결하기 위하여 국내 특허등록 10-1081599(공동 주택 및 건물의 통합배관 시스템)호, 10-1040693호(에너지 절약형 중앙집중식 난방 및 급탕 시스템)이 출원되어 등록되었다.
상기 공동 주택 및 건물의 통합배관 시스템은 열생산시설에서 생산된 고온수와 열교환된 가열수를 열공급대상의 공동주택의 각 세대별 또는 건물의 각 층별로 공급하는 통합 열교환기와; 상기 통합 열교환기에서 열교환된 가열수를 공급하는 통합 공급 배관과; 상기 통합 공급 배관과 연결되어 가열수를 회수하는 통합 회수 배관과; 공동주택의 각 세대별 또는 건물의 각 층별로 설치되고, 상기 통합 공급 배관과 분기 연결되어 가열수를 공급하는 공급 배관과; 공동주택의 각 세대별 또는 건물의 각 층별로 설치되고, 상기 통합 회수 배관과 분기 연결되어 가열수를 회수하는 회수 배관과; 상기 공급 배관과 분기되어 가열수를 공급하는 급탕 공급 배관과; 상기 회수 배관과 분기되어 열교환이 이루어진 가열수를 회수하는 급탕 회수 배관과; 상기 급탕 공급 배관과 급탕 회수 배관 및 급수관이 각각 연결되어 상기 급탕 공급 배관을 통해 전달되는 가열수와 상기 급수관을 통해 공급되는 냉수를 열교환하여 급탕수를 공급하고, 냉수와 열교환된 가열수를 상기 급탕 회수 배관으로 배출하는 급탕 열교환기; 및 상기 공급 배관과, 급탕 공급 배관으로 공급되는 가열수 유량을 제어하는 냉·난방 조절기로 이루어져 난방, 냉방, 급탕겸용 통합 공급, 회수 배관만을 설치, 즉 2-파이프 방식으로 배관을 설치함으로써 건축비, 설비 시공비, 설비 관리 및 유지 보수 비용을 상대적으로 감소시키도록 하고, 열손실이 발생하는 것을 미연에 차단할 수 있고, 또한 기계실에 세대 통합 열교환기를 설치하여 항시 가열수를 공급하고, 공동주택의 각 세대별 또는 건물의 각 층별로 급탕 열교환기와 제습 냉방기를 설치함으로써 계절에 관계없이 세대별 또는 층별로 난방, 냉방 및 급탕을 자유롭게 사용할 수 있어 사용자에게 편의를 제공할 수 있다.
그리고, 상기 에너지 절약형 중앙집중식 난방 및 급탕 시스템은 열생산시설로부터 온수 또는 중온수 또는 스팀 중 어느 하나의 열원을 공급받아 열교환을 통해 난방온수를 생산하는 메인 열교환기; 상기 메인 열교환기에서 생산된 난방온수를 각 세대 및 각 층에 공급하고 회수될 수 있도록 난방온수를 순환시키는 순환펌프; 각 세대 또는 각 층에 설치되며, 상기 메인 열교환기로부터 공급되는 난방온수와 급탕용수의 열교환을 통해 급탕온수를 생산하는 급탕 열교환기; 및 각 세대 또는 각 층에 설치되며, 상기 메인 열교환기로부터 난방온수를 직접 공급받거나 또는 상기 급탕 열교환기에서 급탕온수의 생산을 위해 사용된 난방온수를 공급받아 각 세대 또는 각 층에 마련된 바닥코일로 순환시키는 온수분배기를 구비하며, 급탕온수의 생산을 위해 사용된 가열온수를 각 세대나 각 층에 마련된 온수분배기 등을 통하거나 직접 바닥코일로 순환시켜 공급온수의 사용 효율을 높이고, 난방온수가 메인 열교환기로 순환되는 과정에서 손실되는 방열열량을 최소화시키면서 난방에 활용하여 에너지의 절감할 수 있다.
그러나, 상기 공동 주택 및 건물의 통합배관 시스템은 난방과 급탕에 필요한 유량을 제어할 수 있는 구성이 누락되어 있어 난방과 급탕의 합산 유량을 통합 공급 배관을 통해 공급해주어야만 하는 문제점이 있다.
또한, 상기 에너지 절약형 중앙집중식 난방 및 급탕 시스템은 난방, 급탕에 공급되는 열원의 전자식 제어 및 급탕 사용 열원의 난방 재사용을 통한 공급 열원의 사용 효율을 제고할 수 있으나, 고온의 유체를 사용하는 환경 하에서의 발생할 수 있는 전자식 부품의 결함과, 상대적으로 낮은 온도인 급탕후 열원을 난방에 이용함으로써 난방 효율이 감소하는 문제점이 있다.
국내 특허등록 10-1081599 국내 특허등록 10-1040693호
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 난방 및 급탕을 위하여 두 개의 배관만을 설치하여 운영함으로써 배관 열손실, 건축비, 설비 시공비, 설비 관리 및 유지 보수 비용 등을 절감할 수 있도록 하는 세대용 급탕 열교환 설비를 구비하는 공동주택용 난방 급탕 통합 시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.
또한, 본 발명은 사용자의 급탕 요구 시 강하되는 시수 압력을 신호로 하여 난방, 급탕에 공급되는 열원을 기계식으로 동작되는 밸브를 통해 제어하며, 2단 열교환기를 설치하여 난방 후의 열원을 급탕 예열에 사용하도록 함으로써 회수 온도 저감 및 급탕 공급 시점 단축을 유도할 수 있도록 하는 세대용 급탕 열교환 설비를 구비하는 공동주택용 난방 급탕 통합 시스템을 제공하는데 다른 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징은,
열생산시설에서 생산된 지역난방 고온수를 공급하는 통합 온수 공급 배관과;
상기 통합 온수 공급 배관과 연결되어 지역난방 저온수를 회수하는 통합 온수 회수 배관과; 공동주택의 각 세대별로 설치되고, 상기 통합 온수 공급 배관을 통해 공급되는 지역난방 고온수를 난방수로 직접 공급하거나, 상기 통합 온수 공급 배관으로부터 공급되는 지역난방 고온수를 시수관으로부터 공급되는 시수와 열교환시켜 급탕수로 공급하는 세대 급탕 열교환 설비와; 상기 세대 급탕 열교환 설비와 난방 공급 배관을 통해 연결되어 상기 세대 급탕 열교환 설비로부터 공급되는 난방수를 각 세대의 실별로 분배시키는 공급용 난방 분배기와; 상기 통합 온수 회수 배관과 난방 회수 배관을 통해 연결되어 각 세대의 각 실에서 배출되는 난방 회수수를 상기 통합 온수 회수 배관으로 배출하는 회수용 난방 분배기; 및 상기 세대 급탕 열교환 설비와 급탕 공급 배관을 통해 연결되어 상기 세대 급탕 열교환 설비로부터 공급되는 급탕수를 각 세대의 급수 시설로 분배시키는 급탕 분배기로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
여기에서, 상기 세대 급탕 열교환 설비는 상기 통합 온수 공급 배관으로부터 공급되는 지역난방 고온수를 상기 시수관으로부터 공급되는 시수와 열교환시켜 상기 급탕 공급 배관을 통해 공급하는 메인 열교환기와; 상기 통합 온수 공급 배관과 메인 열교환기를 연결시키는 급탕 가열 온수 공급 배관과; 상기 급탕 가열 온수 공급 배관과 난방 공급 배관을 상호 연결하도록 설치되고, 상기 메인 열교환기와 상기 공급용 난방 분배기로의 지역난방 고온수 공급을 조절하는 난방 급탕 전환 조절 밸브와; 상기 메인 열교환기와 통합 온수 회수 배관 사이에 설치되어 상기 메인 열교환기에서 배출되는 지역난방 저온수 또는 상기 회수용 난방 분배기에서 통합 온수 회수 배관으로 배출되는 지역난방 저온수를 공급받아 상기 시수관으로부터 공급되는 시수와 열교환시켜 가열된 시수를 상기 메인 열교환기로 공급하는 급탕 예열 열교환기와; 상기 급탕 예열 열교환기에서 열교환된 배출되는 지역난방 저온수를 상기 통합 온수 회수 배관으로 배출하는 급탕 가열 온수 회수 배관; 및 상기 통합 온수 회수 배관과 상기 급탕 예열 열교환기 사이에 설치되어 상기 회수용 난방 분배기에서 통합 온수 회수 배관으로 배출되는 지역난방 저온수를 상기 급탕 예열 열교환기로 공급하는 난방 회수 재사용 배관으로 이루어진다.
여기에서 또한, 상기 난방 급탕 전환 조절 밸브는 삼방 밸브로서 상기 시수관과 연결되어 상기 시수관의 압력 변화에 비례하여 상기 급탕 가열 온수 공급 배관과 난방 공급 배관의 개폐도를 조절하여 상기 통합 온수 공급 배관의 지역난방 고온수의 유량을 조절한다.
여기에서 또, 상기 난방 급탕 전환 조절 밸브는 급탕 미사용시 상기 급탕 가열 온수 공급 배관의 출구측을 완전 폐쇄시키고, 상기 난방 공급 배관의 출구측을 완전 개방시키며, 급탕이 사용되어 상기 시수관의 압력이 강하되면 압력 강하 크기에 따라 상기 급탕 가열 온수 공급 배관의 출구측을 개방시키고, 상기 난방 공급 배관의 출구측을 폐쇄시키며, 급탕 최대 부하가 발생되면 상기 급탕 가열 온수 공급 배관의 출구측을 완전 개방시키고, 상기 난방 공급 배관의 출구측을 완전 폐쇄시켜 급탕수만이 생산되도록 한다.
여기에서 또, 상기 세대용 급탕 열교환 설비를 구비하는 공동주택용 난방 급탕 통합 시스템은 상기 회수용 난방 분배기에 각각 설치되는 실별 난방 제어기와; 상기 실별 난방 제어기를 통합 제어하는 통합 난방 제어기를 더 포함한다.
여기에서 또, 상기 통합 온수 공급 배관에는 지역난방 고온수를 정량으로 공급하는 정유량 밸브가 구비된다.
여기에서 또, 상기 통합 온수 회수 배관에는 적산 열량계가 구비된다.
여기에서 또, 상기 통합 온수 회수 배관과 난방 회수 배관 사이 및 상기 난방 회수 재사용 배관과 급탕 예열 열교환기 사이에는 역류 방지를 위해 각각 체크 밸브가 더 구비된다.
여기에서 또, 상기 난방 회수 배관 사이와 상기 난방 회수 재사용 배관 사이에는 상기 난방 회수 배관 내부 온도가 일정 온도 이상이면 동작되어 회수되는 온수 일부를 상기 난방 회수 배관으로 공급하는 유로 제어 밸브가 더 구비된다.
상기와 같이 구성되는 본 발명인 세대용 급탕 열교환 설비를 구비하는 공동주택용 난방 급탕 통합 시스템에 따르면, 난방 및 급탕을 위하여 두 개의 배관만을 설치하여 운영함으로써 배관 열손실, 건축비, 설비 시공비, 설비 관리 및 유지 보수 비용 등을 절감할 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면 사용자의 급탕 요구 시 강하되는 시수 압력을 신호로 하여 난방, 급탕에 공급되는 열원을 기계식으로 동작되는 밸브를 통해 제어하며, 2단 열교환기를 설치하여 난방 후의 열원을 급탕 예열에 사용하도록 함으로써 회수 온도 저감 및 급탕 공급 시점 단축을 유도할 수 있다.
도 1은 종래의 중앙집중난방방식을 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 본 발명에 따른 세대용 급탕 열교환 설비를 구비하는 공동주택용 난방 급탕 통합 시스템의 구성을 나타낸 계통도이다.
도 3 내지 도 7은 본 발명에 따른 세대용 급탕 열교환 설비를 구비하는 공동주택용 난방 급탕 통합 시스템의 동작을 설명하기 위한 설명도이다.
이하, 본 발명에 따른 세대용 급탕 열교환 설비를 구비하는 공동주택용 난방 급탕 통합 시스템의 구성을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.
하기에서 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략할 것이다. 그리고 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
도 2는 본 발명에 따른 세대용 급탕 열교환 설비를 구비하는 공동주택용 난방 급탕 통합 시스템의 구성을 나타낸 계통도이다.
도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 세대용 급탕 열교환 설비를 구비하는 공동주택용 난방 급탕 통합 시스템(100)은 통합 온수 공급 배관(110)과, 통합 온수 회수 배관(120)과, 세대 급탕 열교환 설비(130)와, 공급용 난방 분배기(140)와, 회수용 난방 분배기(150)와, 급탕 분배기(160)와, 실별 난방 제어기(170)와, 통합 난방 제어기(180)를 포함한다.
먼저, 통합 온수 공급 배관(110)은 열생산시설(미도시)에서 생산된 지역난방 고온수를 공급한다. 여기에서, 통합 온수 공급 배관(110)에는 지역난방 고온수를 정량으로 공급하는 정유량 밸브(111)가 구비된다.
그리고, 통합 온수 회수 배관(120)은 통합 온수 공급 배관(110)과 연결되어 지역난방 저온수를 회수한다. 여기에서, 통합 온수 회수 배관(120)에는 적산 열량계(121)가 구비된다.
또한, 세대 급탕 열교환 설비(130)는 공동주택의 각 세대별로 설치되고, 통합 온수 공급 배관(110)을 통해 공급되는 지역난방 고온수를 난방수로 직접 공급하거나, 지역난방 고온수와 시수관(101)으로부터 시수를 공급받아 이들을 열교환시켜 급탕수로 공급한다.
여기에서, 세대 급탕 열교환 설비(130)는 통합 온수 공급 배관(110)으로부터 공급되는 지역난방 고온수를 시수관(101)으로부터 공급되는 시수와 열교환시켜 급탕 공급 배관(103)을 통해 공급하는 메인 열교환기(131)와, 통합 온수 공급 배관(110)과 메인 열교환기(131)를 연결시키는 급탕 가열 온수 공급 배관(132)과, 급탕 가열 온수 공급 배관(132)과 난방 공급 배관(105)을 상호 연결하도록 설치되고, 메인 열교환기(131)와 공급용 난방 분배기(140)로의 지역난방 고온수 공급을 조절하는 난방 급탕 전환 조절 밸브(133)와, 메인 열교환기(131)와 통합 온수 회수 배관(120) 사이에 설치되어 메인 열교환기(131)에서 배출되는 지역난방 저온수 또는 회수용 난방 분배기(150)에서 통합 온수 회수 배관(120)으로 배출되는 지역난방 저온수를 하기에서 설명할 난방 회수 재사용 배관(136)으로부터 공급받아 시수관(101)으로부터 공급되는 시수와 열교환시켜 가열된 시수를 메인 열교환기(131)로 공급하는 급탕 예열 열교환기(134)와, 급탕 예열 열교환기(134)에서 열교환된 배출되는 지역난방 저온수를 통합 온수 회수 배관(120)으로 배출하는 급탕 가열 온수 회수 배관(135)과; 통합 온수 회수 배관(120)과 급탕 예열 열교환기(134) 사이에 설치되어 회수용 난방 분배기(150)에서 통합 온수 회수 배관(120)으로 배출되는 지역난방 저온수를 급탕 예열 열교환기(134)로 공급하는 난방 회수 재사용 배관(136)으로 구성된다. 여기에서 또한, 난방 급탕 전환 조절 밸브(133)는 삼방 밸브로서 시수관(101)과 연결되어 시수관(101)의 압력 변화에 비례하여 급탕 가열 온수 공급 배관(132)과 난방 공급 배관(105)의 개폐도를 조절하여 통합 온수 공급 배관(110)의 지역난방 고온수의 유량을 조절한다. 이때, 난방 급탕 전환 조절 밸브(133)는 급탕 미사용시 급탕 가열 온수 공급 배관(132)의 출구측을 완전 폐쇄시키고, 난방 공급 배관(105)의 출구측을 완전 개방시키며, 급탕이 사용되어 시수관(101)의 압력이 강하되면 압력 강하 크기에 따라 급탕 가열 온수 공급 배관(132)의 출구측을 개방시키고, 난방 공급 배관(105)의 출구측을 폐쇄시키며, 급탕 최대 부하가 발생되면 급탕 가열 온수 공급 배관(132)의 출구측을 완전 개방시키고, 난방 공급 배관(105)의 출구측을 완전 폐쇄시켜 급탕수만이 생산되도록 한다.
또, 공급용 난방 분배기(140)는 세대 급탕 열교환 설비(130)와 난방 공급 배관(105)을 통해 연결되어 세대 급탕 열교환 설비(130)로부터 공급되는 난방수를 각 세대의 실별로 분배시킨다.
또, 회수용 난방 분배기(150)는 통합 온수 회수 배관(120)과 난방 회수 배관(107)을 통해 연결되어 각 세대의 각 실에서 배출되는 난방 회수수를 통합 온수 회수 배관(120)으로 배출한다.
한편, 급탕 분배기(160)는 세대 급탕 열교환 설비(130)와 급탕 공급 배관(103)을 통해 연결되어 세대 급탕 열교환 설비(130)로부터 공급되는 급탕수를 각 세대의 급수 시설로 분배시킨다.
그리고, 실별 난방 제어기(170)는 통상의 구조로 회수용 난방 분배기(150)에 각각 설치된다.
또한, 통합 난방 제어기(180)는 통상의 구조로 실별 난방 제어기(170)와 전기적으로 연결되어 이들을 통합 제어한다.
한편, 본 발명에 따른 세대용 급탕 열교환 설비를 구비하는 공동주택용 난방 급탕 통합 시스템(100)은 통합 온수 회수 배관(120)과 난방 회수 배관(107) 사이 및 난방 회수 재사용 배관(136)와 급탕 예열 열교환기(134) 사이에는 역류 방지를 위해 각각 체크 밸브(190)가 더 구비되고, 난방 회수 배관(107) 사이와 난방 회수 재사용 배관(136) 사이에는 난방 회수 배관(107) 내부 온도가 일정 온도 이상이면 동작되어 회수되는 온수 일부를 난방 회수 배관(107)으로 공급하는 유로 제어 밸브(200)가 더 구비된다.
또한, 도면중 미설명 부호인 161은 급수 분배기로서 시수관(101)의 시수를 각 세대의 급수 시설로 분배시킨다.
이하, 본 발명에 따른 세대용 급탕 열교환 설비를 구비하는 공동주택용 난방 급탕 통합 시스템의 동작을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.
도 3 내지 도 7은 본 발명에 따른 세대용 급탕 열교환 설비를 구비하는 공동주택용 난방 급탕 통합 시스템의 동작을 설명하기 위한 설명도이다.
《난방·급탕 미사용》
도 3에 도시된 바와 같이 통합 온수 공급 배관(110)으로부터 유입된 온수는 세대 급탕 열교환 설비(130)로 유입되고, 난방 급탕 전환 조절 밸브(133)에 의해 전량 난방 공급 배관(105) 측으로 흐르나, 난방 미사용으로 공급용 난방 분배기(140)에서 유체의 흐름이 정체되어 열원 사용이 없게 된다.
《급탕만 사용시》
사용자의 급탕 요구 시, 시수관(101) 측의 유체가 흘러 시수관(101) 내부의 압력 강하가 발생한다.
이로 인해 사용자 요구에 의해 흐르는 급탕의 양만큼 강하된 시수관(101)의 내압은 난방 급탕 전환 조절 밸브(133)를 동작시켜 강하된 압력만큼 급탕 가열 온수 공급 배관(132) 측 온수 출구를 개방시킨다.
그러면, 개방량에 따라 급탕 가열 온수 공급 배관(103)으로 흐른 온수가 세대 급탕 열교환 설비(130)의 메인 열교환기(131)와 급탕 예열 열교환기(134)를 통과한 후 급탕 가열 온수 회수 배관(135)을 통해 통합 온수 회수 배관(120)으로 배출된다.
이때, 시수관(101)의 시수는 급탕 예열 열교환기(134)와 메인 열교환기(131)를 통과하면서 열교환되어 가열되고, 가열된 급탕수가 급탕 공급 배관(103)을 통해 급탕 분배기(160)로 공급된다. 또한, 시수관(101)의 시수는 급수 분배기(161)를 통해 각 세대의 급수 시설로 분배시킨다.
그리고, 급탕 사용량이 적어 시수관(101)의 압력이 최대가 되지 않는 경우, 즉 급탕 부하가 최대로 걸리지 않을 시, 난방 급탕 전환 조절 밸브(133)에 의해 도 4에 도시된 바와 같이 통합 온수 공급 배관(110)의 온수중 일부만이 급탕 가열 온수 공급 배관(103)으로 흐르고 나머지 온수는 난방 공급 배관(105)을 통해 공급용 난방 분배기(140)으로 공급되어 이에서 정체되거나 실별 난방에 사용된다.
반대로 급탕 최대 부하 사용 시, 도 5에 도시된 바와 같이 통합 온수 공급 배관(110)의 온수 전체가 급탕 가열 온수 공급 배관(103)으로 공급되어 급탕수을 생산하며, 최대 부하가 걸리는 동안 난방은 일시 정지된다.
《난방만 사용시》
도 6에 도시된 바와 같이 통합 온수 공급 배관(110)으로부터 유입된 온수는 세대 급탕 열교환 설비(130)로 유입되고, 난방 급탕 전환 조절 밸브(133)에 의해 전량 난방 공급 배관(105) 측으로 흘러 공급용 난방 분배기(140)으로 공급되어 실별 난방에 사용된다.
그리고, 난방에 사용되고 회수된 온수는 난방 회수 배관(107)을 통해 통합 온수 회수 배관(120)으로 배출된다.
한편, 난방 회수 배관(107)의 내부 온도가 일정 이상이 되면, 유로 제어 밸브(200)에 의하여 급탕 예열 열교환기(134)로 연결된 난방 회수 재사용 배관(136)으로의 유로가 개방되어 난방 회수가 급탕 예열 열교환기(134)로 흘러 시수의 예열 열원으로 사용된다.
예열된 시수는 다음 사용자 급탕 요구 시 메인 열교환기(131)로 유입된 온수를 통하여 재가열되어 사용자에 공급된다.
《난방·급탕 동시 사용 시》
도 7에 도시된 바와 같이 통합 온수 공급 배관(110)으로부터 유입된 온수는 세대 급탕 열교환 설비(130)로 유입되고, 난방 급탕 전환 조절 밸브(133)에 의해 급탕 사용 시와 동일하게 사용자의 요구에 의해 강하된 시수 압력만큼 급탕 가열 온수 공급 배관(103)으로 흐른 온수가 세대 급탕 열교환 설비(130)의 메인 열교환기(131)와 급탕 예열 열교환기(134)를 통과한 후 급탕 가열 온수 회수 배관(135)을 통해 통합 온수 회수 배관(120)으로 배출된다.
그리고, 나머지 온수는 난방 공급 배관(105) 측으로 흘러 공급용 난방 분배기(140)으로 공급되어 실별 난방에 사용된다.
그리고, 난방에 사용되고 회수된 온수는 난방 회수 배관(107)을 통해 통합 온수 회수 배관(120)으로 배출된다.
한편, 난방 회수 배관(107)의 내부 온도가 일정 이상이 되면, 유로 제어 밸브(200)에 의하여 급탕 예열 열교환기(134)로 연결된 난방 회수 재사용 배관(136)으로의 유로가 개방되어 난방 회수가 급탕 예열 열교환기(134)로 흘러 시수의 예열 열원으로 사용된다.
예열된 시수는 다음 사용자 급탕 요구 시 메인 열교환기(131)로 유입된 온수를 통하여 재가열되어 사용자에 공급된다.
본 발명은 다양하게 변형될 수 있고 여러 가지 형태를 취할 수 있으며 상기 발명의 상세한 설명에서는 그에 따른 특별한 실시 예에 대해서만 기술하였다. 하지만 본 발명은 상세한 설명에서 언급되는 특별한 형태로 한정되는 것이 아닌 것으로 이해되어야 하며, 오히려 첨부된 청구범위에 의해 정의되는 본 발명의 정신과 범위 내에 있는 모든 변형물과 균등물 및 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
101 : 시수관 103 : 급탕 공급 배관
105 : 난방 공급 배관 107 : 난방 회수 배관
110 : 통합 온수 공급 배관 120 : 통합 온수 회수 배관
130 : 세대 급탕 열교환 설비 131 : 메인 열교환기
132 : 급탕 가열 온수 공급 배관 133 : 난방 급탕 전환 조절 밸브
134 :　급탕 예열 열교환기 135 : 급탕 가열 온수 회수 배관
136 : 난방 회수 재사용 배관 140 : 공급용 난방 분배기
150 : 회수용 난방 분배기 160 : 급탕 분배기

Claims (9)

  1. 열생산시설에서 생산된 지역난방 고온수를 공급하는 통합 온수 공급 배관과;
    상기 통합 온수 공급 배관과 연결되어 지역난방 저온수를 회수하는 통합 온수 회수 배관과;
    공동주택의 각 세대별로 설치되고, 상기 통합 온수 공급 배관을 통해 공급되는 지역난방 고온수를 난방수로 직접 공급하거나, 상기 통합 온수 공급 배관으로부터 공급되는 지역난방 고온수를 시수관으로부터 공급되는 시수와 열교환시켜 급탕수로 공급하는 세대 급탕 열교환 설비와;
    상기 세대 급탕 열교환 설비와 난방 공급 배관을 통해 연결되어 상기 세대 급탕 열교환 설비로부터 공급되는 난방수를 각 세대의 실별로 분배시키는 공급용 난방 분배기와;
    상기 통합 온수 회수 배관과 난방 회수 배관을 통해 연결되어 각 세대의 각 실에서 배출되는 난방 회수수를 상기 통합 온수 회수 배관으로 배출하는 회수용 난방 분배기; 및
    상기 세대 급탕 열교환 설비와 급탕 공급 배관을 통해 연결되어 상기 세대 급탕 열교환 설비로부터 공급되는 급탕수를 각 세대의 급수 시설로 분배시키는 급탕 분배기로 이루어지며,
    상기 세대 급탕 열교환 설비는,
    상기 통합 온수 공급 배관으로부터 공급되는 지역난방 고온수를 상기 시수관으로부터 공급되는 시수와 열교환시켜 상기 급탕 공급 배관을 통해 공급하는 메인 열교환기와;
    상기 통합 온수 공급 배관과 메인 열교환기를 연결시키는 급탕 가열 온수 공급 배관과;
    상기 급탕 가열 온수 공급 배관과 난방 공급 배관을 상호 연결하도록 설치되고, 상기 메인 열교환기와 상기 공급용 난방 분배기로의 지역난방 고온수 공급을 조절하는 난방 급탕 전환 조절 밸브와;
    상기 메인 열교환기와 통합 온수 회수 배관 사이에 설치되어 상기 메인 열교환기에서 배출되는 지역난방 저온수 또는 상기 회수용 난방 분배기에서 통합 온수 회수 배관으로 배출되는 지역난방 저온수를 공급받아 상기 시수관으로부터 공급되는 시수와 열교환시켜 가열된 시수를 상기 메인 열교환기로 공급하는 급탕 예열 열교환기와;
    상기 급탕 예열 열교환기에서 열교환된 배출되는 지역난방 저온수를 상기 통합 온수 회수 배관으로 배출하는 급탕 가열 온수 회수 배관; 및
    상기 통합 온수 회수 배관과 상기 급탕 예열 열교환기 사이에 설치되어 상기 회수용 난방 분배기에서 통합 온수 회수 배관으로 배출되는 지역난방 저온수를 상기 급탕 예열 열교환기로 공급하는 난방 회수 재사용 배관으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 세대용 급탕 열교환 설비를 구비하는 공동주택용 난방 급탕 통합 시스템.
  2. 삭제
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 난방 급탕 전환 조절 밸브는,
    삼방 밸브로서 상기 시수관과 연결되어 상기 시수관의 압력 변화에 비례하여 상기 급탕 가열 온수 공급 배관과 난방 공급 배관의 개폐도를 조절하여 상기 통합 온수 공급 배관의 지역난방 고온수의 유량을 조절하는 것을 특징으로 하는 세대용 급탕 열교환 설비를 구비하는 공동주택용 난방 급탕 통합 시스템.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 난방 급탕 전환 조절 밸브는,
    급탕 미사용시 상기 급탕 가열 온수 공급 배관의 출구측을 완전 폐쇄시키고, 상기 난방 공급 배관의 출구측을 완전 개방시키며, 급탕이 사용되어 상기 시수관의 압력이 강하되면 압력 강하 크기에 따라 상기 급탕 가열 온수 공급 배관의 출구측을 개방시키고, 상기 난방 공급 배관의 출구측을 폐쇄시키며, 급탕 최대 부하가 발생되면 상기 급탕 가열 온수 공급 배관의 출구측을 완전 개방시키고, 상기 난방 공급 배관의 출구측을 완전 폐쇄시켜 급탕수만이 생산되도록 하는 것을 특징으로 하는 세대용 급탕 열교환 설비를 구비하는 공동주택용 난방 급탕 통합 시스템.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 세대용 급탕 열교환 설비를 구비하는 공동주택용 난방 급탕 통합 시스템은,
    상기 회수용 난방 분배기에 각각 설치되는 실별 난방 제어기와;
    상기 실별 난방 제어기를 통합 제어하는 통합 난방 제어기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 세대용 급탕 열교환 설비를 구비하는 공동주택용 난방 급탕 통합 시스템.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 통합 온수 공급 배관에는,
    지역난방 고온수를 정량으로 공급하는 정유량 밸브가 구비되는 것을 특징으로 하는 세대용 급탕 열교환 설비를 구비하는 공동주택용 난방 급탕 통합 시스템.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 통합 온수 회수 배관에는,
    적산 열량계가 구비되는 것을 특징으로 하는 세대용 급탕 열교환 설비를 구비하는 공동주택용 난방 급탕 통합 시스템.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 통합 온수 회수 배관과 난방 회수 배관 사이 및 상기 난방 회수 재사용 배관과 급탕 예열 열교환기 사이에는,
    역류 방지를 위해 각각 체크 밸브가 더 구비되는 것을 특징으로 하는 세대용 급탕 열교환 설비를 구비하는 공동주택용 난방 급탕 통합 시스템.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 난방 회수 배관 사이와 상기 난방 회수 재사용 배관 사이에는,
    상기 난방 회수 배관 내부 온도가 일정 온도 이상이면 동작되어 회수되는 온수 일부를 상기 난방 회수 배관으로 공급하는 유로 제어 밸브가 더 구비되는 것을 특징으로 하는 세대용 급탕 열교환 설비를 구비하는 공동주택용 난방 급탕 통합 시스템.
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