KR101772280B1 - 하이브리드 콘덴싱 보일러 - Google Patents

Abstract

본 발명은 하이브리드 콘덴싱 보일러에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 현열 열교환기는 저탕식 열교환기로 구성하고, 잠열 열교환기는 순간식 열교환기로 구성하여 저탕식과 순간식의 장점을 조합한 하이브리드 콘덴싱 보일러에 관한 것이다.
또한, 본 발명은 저탕식 열교환기와 순간식 열교환기 사이에 배풍기를 설치하여, 저탕식 열교환기는 배풍 방식으로 작동되고, 순간식 열교환기는 송풍 방식으로 작동되는 하이브리드 콘덴싱 보일러에 관한 것이다.

Description

하이브리드 콘덴싱 보일러{Hybrid condensing boiler}

본 발명은 하이브리드 콘덴싱 보일러에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 현열 열교환기는 저탕식 열교환기로 구성하고, 잠열 열교환기는 순간식 열교환기로 구성하여 저탕식과 순간식의 장점을 조합한 하이브리드 콘덴싱 보일러에 관한 것이다.

또한, 본 발명은 저탕식 열교환기와 순간식 열교환기 사이에 배풍기를 설치하여, 저탕식 열교환기는 배풍 방식으로 작동되고, 순간식 열교환기는 송풍 방식으로 작동되는 하이브리드 콘덴싱 보일러에 관한 것이다.

일반적으로, 보일러는 가정이나 사무실 혹은 그 외 공장 등과 같은 다양한 건축물에 설치되어, 연료를 연소시킴으로써 발생하는 열원과의 열교환을 통해 온수나 난방수를 공급한다.

특히, 최근에는 버너에서 발생된 현열과 1차로 열교환을 하는 현열 열교환기 및 상기 현열 열교환기에서 열교환을 마친 연소가스의 잠열과 2차로 열교환을 하는 잠열 열교환기를 구비한 콘덴싱 보일러를 통해 높은 에너지 효율을 제공한다.

그러나, 종래의 콘덴싱 보일러는 한국등록특허 제0390521호, 한국등록특허 제0406134호 및 한국등록특허 제0581583호 등과 같이 수관을 따라 유동중인 저온수나 난방환수를 가열하는 순간식 열교환기를 사용한다.

즉, 현열 열교환기 및 잠열 열교환기 모두 순간식 열교환기를 채택하였기 때문에, 버너에 의해 순간적으로 물을 가열하여 가열 속도는 빠른 반면, 한번에 공급할 수 있는 온수나 난방수량이 충분하지 못한 문제가 있다.

또한, 종래에는 버너에서 발생한 연소가스를 배출하고 연료용 공기를 흡입하기 위해 현열 열교환기의 입력측에 송풍기를 설치하거나, 잠열 열교환기의 배출측에 배풍기를 설치한다.

따라서, 전단에 설치된 송풍 방식 또는 후단에 설치된 배풍 방식 중 어느 하나를 선택하는 극단적인 방식이 적용됨에 따라 송풍 방식에 의한 단점은 물론, 배풍 방식에 의한 단점 역시 존재하는 문제가 있다.

한국등록특허 제0390521호 한국등록특허 제0406134호 한국등록특허 제0581583호

본 발명은 전술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 현열 열교환기는 저탕식 열교환기로 구성하고, 잠열 열교환기는 순간식 열교환기로 구성하여 저탕식과 순간식의 장점을 조합한 하이브리드 콘덴싱 보일러를 제공하고자 한다.

또한, 본 발명은 저탕식 열교환기와 순간식 열교환기 사이에 배풍기를 설치하여, 저탕식 열교환기는 배풍 방식으로 작동되고, 순간식 열교환기는 송풍 방식으로 작동되는 하이브리드 콘덴싱 보일러를 제공하고자 한다.

이를 위해, 본 발명에 따른 하이브리드 콘덴싱 보일러는 연료를 연소시켜 화염 및 연소가스를 발생시키는 버너 모듈과; 수실(water tank)에 채워진 저온수를 상기 화염 및 상기 연소가스가 배출되는 현열 연관에 의해 가열하는 저탕식 열교환기와; 상기 저탕식 열교환기의 현열 연관을 통과한 후 배출된 연소가스를 흡입하여 강제 배풍시키는 배풍기와; 상기 배풍기에서 배풍된 연소가스로 잠열 수관을 따라 유동하는 저온수를 가열하는 순간식 열교환기; 및 유입된 저온수가 상기 순간식 열교환기를 거쳐 저탕식 열교환기로 공급되도록 상기 저탕식 열교환기와 순간식 열교환기를 연결하는 연결관;을 포함하는 것을 특징으로 한다.

이때, 상기 저탕식 열교환기는 내부에 상기 수실이 구비된 현열 열교환기 몸체와; 상기 현열 열교환기 몸체의 하부에 구비되며, 열교환을 위해 상기 수실에 맞닿도록 형성된 화실과; 각각 유입측은 상기 화실에 연결되고, 배출측은 상기 수실을 통과하여 상기 배풍기측에 연결되도록 연장 설치된 다수개의 현열 연관; 및 상기 현열 열교환기 몸체의 상부에 구비되어 상기 연소가스의 배출을 안내하며, 상기 배풍기의 유입측이 결합되는 배출 커넥터;를 포함하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 배풍기는 다수의 날개에 의해 원심형으로 공기를 불어내는 시로코 팬(sirrocco fan) 배풍기이며, 상기 배풍기의 흡입측에는 상기 저탕식 열교환기에 연결되는 제1 커넥터가 구비되고, 상기 배풍기의 배출측에는 상기 순간식 열교환기에 연결되는 제2 커넥터가 구비되어 있는 것이 바람직하다.

또한, 상기 순간식 열교환기는 내부에 상기 연소가스가 유동하는 공간이 형성되어 있는 잠열 열교환기 몸체와; 상기 잠열 열교환기 몸체의 측면에 구비되어 상기 연소가스의 유입을 안내하며, 상기 배풍기의 배출측이 결합되는 유입 커넥터와; 상기 잠열 열교환기 몸체의 내부에 설치되며, 상기 연소가스가 지그재그 방향으로 유동하며 상승하도록 안내하는 유로 가이드와; 상기 유로 가이드에 의해 분리된 구간에 각각 설치되며, 각각 상기 저온수가 독립적으로 순환되는 다수개의 잠열 수관과; 상기 잠열 열교환기 몸체의 외측면을 통해 조립되며, 각각의 분기관이 상기 잠열 수관의 입수측에 1:1로 연결되는 공급측 분기관과; 상기 잠열 열교환기 몸체의 외측면을 통해 조립되며, 각각의 분기관이 상기 잠열 수관의 출수측에 1:1로 연결되는 배출측 분기관; 및 상기 잠열 열교환기 몸체의 상부에 구비되어 열교환을 마친 연소가스를 배출시키는 연소가스 배출구;를 포함하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 잠열 열교환기 몸체의 바닥면에는 상기 연소가스가 노점온도 이하로 내려가서 발생한 응축수를 배출하는 응축수 배출구가 구비되어 있으며, 상기 잠열 열교환기 몸체의 외면에는 상기 응축수 배출구에 채워진 응축수의 수위를 감지하는 정전용량센서가 설치되어 있는 것이 바람직하다.

또한, 상기 잠열 수관은 일정 간격마다 주름이 형성된 주름관이고, 상기 주름관 타입의 잠열 수관에는 스냅링 형상의 스토퍼가 끼워지며, 상기 공급측 분기관 및 배출측 분기관의 분기관 내주면에는 각각 상기 스토퍼가 삽입되는 끼움홈이 형성되어, 상기 잠열 수관은 상기 공급측 분기관 및 및 배출측 분기관에 원터치 방식으로 끼움 조립되는 것이 바람직하다.

이상과 같은 본 발명은 현열 열교환기는 저탕식 열교환기로 구성하고, 잠열 열교환기는 순간식 열교환기로 구성된다. 따라서, 저탕식 열교환기에 의해 풍부한관수 용량을 제공하면서도 잠열 열교환기에 의해 조속히 목표로 하는 온도의 온수나 난방수를 공급한다.

또한, 본 발명은 저탕식 열교환기와 순간식 열교환기 사이에 배풍기를 설치하여 열교환기를 배풍기에 의해 분리한다. 따라서, 버너 모듈이 설치된 저탕식 열교환기는 배풍 방식으로 구동하고, 순간식 열교환기는 송풍 방식으로 구동한다.

도 1은 본 발명에 따른 하이브리드 보일러를 나타낸 사시도이다.
도 2는 본 발명에 따른 하이브리드 보일러의 연소가스 유동 경로를 나타낸 도이다.
도 3a 내지 도 3e는 본 발명에 따른 하이브리드 보일러의 순간식 열교환기를 나타낸 도이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 하이브리드 보일러에 대해 상세히 설명한다.

도 1과 같이, 본 발명에 따른 하이브리드 보일러는 버너 모듈(B)과, 버너 모듈(B)에 연결된 저탕식 열교환기(100)와, 저탕식 열교환기(100)의 배출측에 연결된 배풍기(200)와, 배풍기(200)의 배출측에 연결된 순간식 열교환기(300) 및 상기 저탕식 열교환기(100)와 순간식 열교환기(300)를 연결하는 연결관(CP)을 포함한다.

이때, 도 2의 (a) 및 (b)에 화살표로 표시한 연소가스 유동 경로와 같이, 저탕식 열교환기(100)는 콘덴싱 보일러 중 현열 열교환기(1차 열교환기)의 역할을 하고, 순간식 열교환기(300)는 잠열 열교환기(2차 열교환기)의 역할을 한다.

이와 같이 본 발명은 콘덴싱 보일러를 구성하는 현열 열교환기로써 저탕식 열교환기(100)를 채택하고, 잠열 열교환기로써 순간식 열교환기(300)를 채택하기 때문에 하이브리드 콘덴싱 보일러라 한다.

이때, 저탕식 열교환기(100)는 온수탱크(수실)에 저장된 저온수(직수나 난방환수 등)와 열원 사이에 열교환을 하는 방식이기 때문에, 온수나 난방수를 바로 사용할 수 있고, 순간식보다 풍부한 수량의 온수나 난방수를 공급하는 장점이 있다.

또한, 순간식 열교환기(300)는 수관을 따라 유동하는 저온수와 열원 사이에 열교환을 하는 방식이기 때문에 전열면적이 증가되고, 순간적으로 물의 온도를 높여 공급한다.

따라서, 본 발명의 하이브리드 콘덴싱 보일러는 풍부한 관수용량을 제공하고 공급된는 물의 온도가 급격히 변화하는 것을 방지하는 저탕식 열교환기(100)의 장점과 급속히 물의 온도를 올릴 수 있는 순간식 열교환기(300)의 장점을 모두 제공한다.

또한, 본 발명은 저탕식 열교환기(100)와 순간식 열교환기(300)사이에 배풍기(200)를 설치함으로써, 저탕식 열교환기(100)는 배풍 방식으로 구동하고, 반대로 순간식 열교환기(300)는 송풍 방식으로 구동하게 한다.

따라서, 배풍 방식으로 인해 저탕식 열교환기(100)에 설치된 버너 모듈(B)에서 완전 연소 및 안정적인 화염 분출이 이루어지게 하고, 버너 모듈(B)이나 저탕식 열교환기(100)에서 배기가스가 누출되는 것을 방지한다.

나아가, 잠열 열교환기인 순간식 열교환기(300)를 배풍기(200)에 의해 분리하므로, 순간식 열교환기(300)에서 발생한 응축수가 상류측의 버너 모듈(B)이나 순간식 열교환기(300)로 역류하는 것을 방지한다.

이를 위해, 버너 모듈(B)은 연료를 연소시켜 화염 및 연소가스를 발생시킨다. 이러한 버너 모듈(B)은 공지의 다양한 타입의 버너가 사용될 수 있으며, 일 예로 연료가스와 연소용 공기를 예혼합하여 혼합연료가스를 공급하고, 공급된 혼합연료가스를 점화장치로 점화시킨다.

또한, 후술하는 바와 같이 저탕식 열교환기(100)에 내부에는 저온수가 저장되는 수실 및 상기 수실에 맞닿도록 형성된 화실을 구비하며, 수실과 화실은 열전도율이 높은 경판으로 구획된다.

따라서, 버너 모듈(B)에서 혼합연료가스를 점화시켜 발생한 화염 및 고온의 연소가스는 저탕식 열교환기(100)의 화실로 분출되어 수실에 저장된 저온수를 가열하는 열원으로 사용된다. 이러한 1차 열교환을 통해 현열 열교환이 이루어진다.

다음, 저탕식 열교환기(100)에서는 수실(water tank, 온수탱크라고도 함)에 채워진 저온수를 버너 모듈(B)에서 분출된 화염은 물론, 상기 연소가스가 배출되는 현열 연관에 의해 가열하는 1차 열교환 즉, 현열 열교환이 이루어진다.

또한, 일 예로 저탕식 열교환기(100)의 하단부에 상술한 버너 모듈(B)이 조립되는 경우에는 상측으로 화염이 분출되는 상향식 열교환기로 기능하고, 화실은 버너 모듈(B)이 조립되는 저탕식 열교환기(100)의 내부 하측에 구비된다.

이러한 저탕식 열교환기(100)는 현열 열교환기 몸체(110), 화실, 현열 열관 및 배출 커넥터를 포함하여 구성된다. 저탕식 열교환기(100)는 현열 열교환기로 사용되므로 현열 열교환기 몸체(110)가 사용되고, 연소가스가 유동하는 현열 열관이 사용된다.

좀더 구체적으로, 현열 열교환기 몸체(110)는 내부에 수실이 구비되며, 바람직하게는 원통 형상으로 이루어진다. 아울러 화실은 현열 열교환기 몸체(110)의 하부에 구비되며, 열교환을 위해 수실에 맞닿도록 형성된다.

현열 열관은 연소가스가 유동하는 연관에 해당하는 것으로 다수개 구비된다. 각 현열 열관의 유입측은 화실에 연결되고, 배출측은 수실을 통과하여 배풍기(200)측에 연결되도록 연장 설치된다.

배출 커넥터는 현열 열교환기 몸체(110)의 상부에 형성된 개구를 구성하며 현열 열관을 통과한 연소가스의 배출을 안내하며, 배풍기(200)의 유입측에 결합된다. 즉, 연소가스가 유입되는 배풍기(200)의 제1 커넥터(C1)와 결합된다.

따라서, 버너 모듈(B)에서 점화가 이루어진 상태에서 배풍기(200)가 작동하면, 화염 및 고온의 연소가스가 배풍기(200) 측으로 유도되고, 이때 연소가스는 현열 열관을 통해 배출되는 과정에서 수실에 채워진 저온수를 가열한다.

배풍기(200)는 저탕식 열교환기(100)와 순간식 열교환기(300)의 중간에 삽입 조립되는 것으로 저탕식 열교환기(100)와 순간식 열교환기(300)를 분리한다. 따라서, 저탕식 열교환기(100)를 기준으로는 배풍기(200)로 작용하고, 순간식 열교환기(300)를 기준으로는 송풍기로 작용한다.

즉, 배풍기(200)는 저탕식 열교환기(100)의 현열 연관을 통과한 후 배출된 연소가스를 흡입하여 강제 배풍시키고, 순간식 열교환기(300)는 배풍기(200)에서 배풍된 연소가스로 잠열 수관을 따라 유동하는 저온수를 가열한다.

이러한 배풍기(200)의 흡입측은 저탕식 열교환기(100)에 연결되고, 배출측은 순간식 열교환기(300)에 연결된다. 이를 위해, 배풍기(200)의 흡입측에는 저탕식 열교환기(100)에 연결되는 제1 커넥터(C1)가 구비되고, 배풍기(200)의 배출측에는 순간식 열교환기(300)에 연결되는 제2 커넥터(C2)가 구비된다.

즉, 배풍기(200)의 제1 커넥터(C1)는 저탕식 열교환기(100)의 연소가스 배출측에 구비된 배출 커넥터(도시 생략)에 조립되고, 배풍기(200)의 제2 커넥터(C2)는 순간식 열교환기(300)의 연소가스 유입측에 구비된 유입 커넥터(311a)에 조립된다.

다만, 배풍기(200)는 시로코 팬(sirrocco fan) 타입 배풍기(200)를 사용하는 것이 바람직한데, 시로코 팬 배풍기(200)는 다수의 날개가 회전시 원심형으로 공기를 불어냄으로써 소음이 적고 설비 사이즈를 감소시키는 효과가 있다.

순간식 열교환기(300)는 2차 열교환기에 해당하는 것으로 콘덴싱 보일러의 잠열 열교환기로써 기능하도록 배풍기(200)에서 배풍된 연소가스로 잠열 수관(330)을 따라 유동하는 저온수와 열교환을 한다.

이를 위해 도 3a와 같이 순간식 열교환기(300)는 잠열 열교환기 몸체(310), 유입 커넥터(311a), 유로 가이드(320), 잠열 수관(330), 공급측 분기관(340_IN), 배출측 분기관(340_OUT) 및 연소가스 배출구(350)를 포함한다.

또한 본 발명의 순간식 열교환기(300)는 바람직한 다른 실시예로서 응축수와 관련하여 응축수 배출구(360) 및 정전용량센서(도시 생략)를 더 포함하고, 잠열 수관(330)의 원터치 조립을 위한 스토퍼(stopper)(370)를 더 포함하기도 한다.

잠열 열교환기 몸체(310)는 그 내부에 연소가스가 유동하는 공간이 형성되어 있으며, 설비 사이즈를 줄이고 저탕식 열교환기(100)와의 조립을 쉽게 하도록 4각 함체 형상으로 이루어진다.

4각 함체 형상의 잠열 열교환기 몸체(310)는 일측부 및 상부가 각각 개방된 본체(311)와, 상기 본체(311)의 개방된 일측부를 막는 측판(312) 및 본체(311)의 개방된 상부를 막는 상판(313)을 포함하여 구성된다.

이때, 본체(311)에는 후술할 유입 커넥터(311a)가 구비되고, 측판(312)에는 공급측 분기관(340_IN) 및 배출측 분기관(340_OUT)이 구비되며, 상판(313)부터 본체(311)의 상부에 걸쳐 연소가스 배출구(350)가 구비된다.

본체(311) 및 상판(313)은 섬유 유리 30%를 부가한 내열 PP(폴리프로필렌) 재질이 사용되고, 측판(312) 및 유로 가이드(320)는 섬유 유리 30%를 부가한 폴리케톤 재질이 사용된다.

본체(311) 및 상판(313)은 고온의 난방수가 통과하지 않으므로 높은 강도의 재질을 필요치 않기 때문에 그 대신 산성에 강한 재질을 적용한 것이다. 나아가, 측판(312)은 난방수가 통과하기 때문에 강도가 높은 고가의 폴리케톤을 적용하였으며 유로 가이드(320)는 높은 온도의 배기가스를 견뎌야하기 때문에 온도에도 강한 폴리케톤을 적용한 것이다.

한편, 유입 커넥터(311a)는 잠열 열교환기 몸체(310)의 측면에 구비되어 연소가스의 유입을 안내하며, 배풍기(200)의 배출측이 결합된다. 즉, 유입 커넥터(311a)는 배풍기(200)의 제2 커넥터(C2)에 연결된다.

유로 가이드(320)는 잠열 열교환기 몸체(310)의 내부에 설치되며, 연소가스가 지그재그 방향으로 유동하며 상승하도록 안내한다. 일 예로 유로 가이드(320)는 연소가스의 유동 방향을 기준으로 하향 경사지게 형성되고, 잠열 열교환기 몸체(310)의 폭을 막되 하측 단부는 개방되어 연소가스의 지그재그 유동을 안내한다.

이때, 상술한 유입 커넥터(311a)는 잠열 열교환기 몸체(310) 내부의 유동 공간에 연통되도록 형성되되, 유로 가이드(320)보다 낮은 높이에 위치한다. 따라서, 연소가스가 유로 가이드(320)의 저면측을 따라 경사 하단까지 유동한 후 다시 상면측을 따라 상승한다.

잠열 수관(330)은 그 내부를 따라 저온수가 유동하는 것으로, 저탕식 열교환기(100)의 현열 연관을 따라 연소가스가 유동하는 것과 차이가 있으며, 후술할 공급측 분기관(340_IN)을 통해 저온수를 공급받고, 배출측 분기관(340_OUT)을 통해 저탕식 열교환기(100)의 수실에 연결된다.

도 3c와 같이 다수개의 잠열 수관(330)은 유로 가이드(320)에 의해 분리된 구간(즉, 상하)에 각각 설치된다. 예컨대, 유로 가이드(320)가 1개인 경우 유로 가이드(320)의 상측과 하측에 각각 잠열 수관(330)이 설치된다. 각 잠열 수관(330)에는 저온수가 독립적으로 순환된다.

더욱 바람직하게, 잠열 수관(330)은 유로 가이드(320)의 상측에 다수개 설치되고, 하측에도 다수개 구비된다. 도 3c에서는 유로 가이드(320)의 상하측에 각각 2개의 잠열 수관(330)이 조립된 것을 예로 들었으며, 독립적인 4개의 잠열 수관(330)을 따라 동시에 저온수가 유동하며 열교환이 이루어진다.

다만, 도 3d와 같이 잠열 수관(330)은 잠열 수관(330)은 일정 간격마다 주름이 형성된 주름관이고, 주름관 타입의 잠열 수관(330)에 끼워지는 스냅링 형상의 스토퍼(370)를 포함한다.

아울러, 공급측 분기관(340_IN) 및 배출측 분기관(340_OUT)의 분기관 내주면에는 각각 스토퍼(370)가 삽입되는 끼움홈(340a)이 형성되어 있는 것이 바람직하다.

따라서, 잠열 수관(330)의 입수측 및 출수측에 각각 공급측 분기관(340_IN) 및 배출측 분기관(340_OUT)을 원터치 방식으로 끼우면, 스토퍼(370)가 끼움홈(340a)에 걸려 조립이 완료되므로, 다수개의 잠열 수관(330)을 쉽고 빠르게 조립할 수 있게 한다.

다음, 도 3e와 같이 공급측 분기관(340_IN)은 잠열 열교환기 몸체(310)의 외측면을 통해 조립되며, 각각의 분기관이 잠열 수관(330)의 입수측에 1:1로 연결된다. 배출측 분기관(340_OUT)은 각각의 분기관이 잠열 수관(330)의 출수측에 1:1로 연결된다.

따라서, 직수나 난방환수와 같은 저온수가 공급측 분기관(340_IN)을 통해 공급되어 열교환이 이루어지고, 열교환을 마쳐 온도가 올라간 저온수는 배출측 분기관(340_OUT)을 통해 저탕식 열교환기(100)의 수실로 공급되어 추가로 열교환이 이루어진다.

연소가스 배출구(350)는 잠열 열교환기 몸체(310)의 상부에 구비되어 열교환을 마친 연소가스를 배출시키는 것으로, 특히 연소가스 배출구(350) 중 일부는 본체(311)의 전면에서 전방을 향해 돌출되도록 형성된다.

잠열 열교환기 몸체(310)를 구성하는 본체(311)의 전면은 유로 가이드(320)의 상측으로 유동한 연소가스가 이동하는 방향에 해당(도 3c를 기준으로 좌측)하므로 연소가스 배출구(350)는 유체 저항을 감소시키면서 원활한 배기가 이루어진다.

응축수 배출구(360)는 도 3a와 같이 연소가스가 노점온도 이하로 내려가서 발생한 응축수를 배출하는 것으로, 잠열 열교환기 몸체(310)의 바닥면에는 설치된다. 바람직하게 응축수 배출구(360)가 형성된 바닥면에는 저류측이 응축수 배출구(360)를 향하도록 수집용 경사면이 형성된다.

이때, 잠열 열교환기 몸체(310)의 외면에는 응축수 배출구(360)에 채워진 응축수의 수위를 감지하는 정전용량센서(도시 생략)가 설치되는데, 정전용량센서는 산성의 응축수와 직접 접촉하지 않고 정전용량의 변경을 검출하여 간접적으로 응축수의 발생을 감지한다.

이러한 정전용량센서는 외측의 센서 설치구(360a)에 부착되며, 산성의 응축수에 의해 센서가 파손되는 것을 방지하면서도 검출시 응축수의 영향을 최소화하고, 응축수 배출구(360)가 막혀 응축수가 설정 높이 이상 정체되면 정전용량센서에 의해 경고 후 보일러 가동을 중지시킬 수 있게 한다.

한편, 위에서 설명을 생략한 연결관(CP)은 유입된 저온수가 먼저 순간식 열교환기(300)를 거치면서 열교환을 한 후 저탕식 열교환기(100)로 공급되어 추가로 열교환이 이루어지도록 저탕식 열교환기(100)와 순간식 열교환기(300)를 연결한다.

순간식 열교환기(300)는 연소가스에 의해서만 열교환이 이루어짐에 비해, 저탕식 열교환기(100)는 버너 모듈(B)의 화염 및 연소가스 모두에 의해서 열교환이 이루어지므로 상대적으로 고온의 환경이다.

따라서, 도 3a와 같이 저온수가 순간식 열교환기(300)로 먼저 공급되도록 연결관(CP)을 배관함으로서 열효율을 높이도록, 연결관(CP) 중 공급관(CP_IN)은 저탕식 열교환기(100)의 공급측 분기관(340_IN)에 연결되고, 연결관(CP) 중 배출관(CP_OUT)은 배출측 분기관(340_OUT)이 저탕식 열교환기(100)의 수실에 연결되게 한다.

위와 같이 순간식 열교환기(300) 및 저탕식 열교환기(100) 모두에서 열교환을 거침으로써 온도가 올라간 물은 저탕식 열교환기(100)의 출탕측을 통해 공급됨으로써 온수나 난방수로 사용된다.

이상, 본 발명의 특정 실시예에 대하여 상술하였다. 그러나, 본 발명의 사상 및 범위는 이러한 특정 실시예에 한정되는 것이 아니라, 본 발명의 요지를 변경하지 않는 범위 내에서 다양하게 수정 및 변형이 가능하다는 것을 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이해할 것이다.

따라서, 이상에서 기술한 실시예들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이므로, 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 하며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.

B: 버너 모듈
100: 저탕식 열교환기(현열 열교환기)
110: 현열 열교환기 몸체
200: 배풍기
300: 순간식 열교환기(잠열 열교환기)
310: 잠열 열교환기 몸체
311a: 유입 커넥터
320: 유로 가이드
330: 잠열 수관
340_IN: 공급측 분기관
340_OUT: 배출측 분기관
350: 연소가스 배출구
360: 응축수 배출구
370: 스토퍼(stopper)
CP: 연결관

Claims (6)

1. 연료를 연소시켜 화염 및 연소가스를 발생시키는 버너 모듈(B)과;
   수실(water tank)에 채워진 저온수를 상기 화염 및 상기 연소가스가 배출되는 현열 연관에 의해 가열하는 저탕식 열교환기(100)와;
   상기 저탕식 열교환기(100)의 현열 연관을 통과한 후 배출된 연소가스를 흡입하여 강제 배풍시키는 배풍기(200)와;
   상기 배풍기(200)에서 배풍된 연소가스로 잠열 수관(330)을 따라 유동하는 저온수를 가열하는 순간식 열교환기(300); 및
   유입된 저온수가 상기 순간식 열교환기(300)를 거쳐 저탕식 열교환기(100)로 공급되도록 상기 저탕식 열교환기(100)와 순간식 열교환기(300)를 연결하는 연결관(CP);을 포함하되,
   상기 순간식 열교환기(300)는,
   내부에 상기 연소가스가 유동하는 공간이 형성되어 있는 잠열 열교환기 몸체(310)와;
   상기 잠열 열교환기 몸체(310)의 측면에 구비되어 상기 연소가스의 유입을 안내하며, 상기 배풍기(200)의 배출측이 결합되는 유입 커넥터(311a)와;
   상기 잠열 열교환기 몸체(310)의 내부에 설치되며, 상기 연소가스가 지그재그 방향으로 유동하며 상승하도록 안내하는 유로 가이드(320)와;
   상기 유로 가이드(320)에 의해 분리된 구간에 각각 설치되며, 각각 상기 저온수가 독립적으로 순환되는 다수개의 잠열 수관(330)과;
   상기 잠열 열교환기 몸체(310)의 외측면을 통해 조립되며, 각각의 분기관이 상기 잠열 수관(330)의 입수측에 1:1로 연결되는 공급측 분기관(340_IN)과;
   상기 잠열 열교환기 몸체(310)의 외측면을 통해 조립되며, 각각의 분기관이 상기 잠열 수관(330)의 출수측에 1:1로 연결되는 배출측 분기관(340_OUT); 및
   상기 잠열 열교환기 몸체(310)의 상부에 구비되어 열교환을 마친 연소가스를 배출시키는 연소가스 배출구(350);를 포함하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 콘덴싱 보일러.
2. 제1항에 있어서,
   상기 저탕식 열교환기(100)는,
   내부에 상기 수실이 구비된 현열 열교환기 몸체(110)와;
   상기 현열 열교환기 몸체(110)의 하부에 구비되며, 열교환을 위해 상기 수실에 맞닿도록 형성된 화실과;
   각각 유입측은 상기 화실에 연결되고, 배출측은 상기 수실을 통과하여 상기 배풍기(200)측에 연결되도록 연장 설치된 다수개의 현열 연관; 및
   상기 현열 열교환기 몸체(110)의 상부에 구비되어 상기 연소가스의 배출을 안내하며, 상기 배풍기(200)의 유입측이 결합되는 배출 커넥터;를 포함하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 콘덴싱 보일러.
3. 제1항에 있어서,
   상기 배풍기(200)는 다수의 날개에 의해 원심형으로 공기를 불어내는 시로코 팬(sirrocco fan) 배풍기(200)이며,
   상기 배풍기(200)의 흡입측에는 상기 저탕식 열교환기(100)에 연결되는 제1 커넥터(C1)가 구비되고, 상기 배풍기(200)의 배출측에는 상기 순간식 열교환기(300)에 연결되는 제2 커넥터(C2)가 구비되어 있는 것을 특징으로 하는 하이브리드 콘덴싱 보일러.
4. 삭제
5. 제1항에 있어서,
   상기 잠열 열교환기 몸체(310)의 바닥면에는 상기 연소가스가 노점온도 이하로 내려가서 발생한 응축수를 배출하는 응축수 배출구(360)가 구비되어 있으며,
   상기 잠열 열교환기 몸체(310)의 외면에는 상기 응축수 배출구(360)에 채워진 응축수의 수위를 감지하는 정전용량센서가 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 하이브리드 콘덴싱 보일러.
6. 제1항에 있어서,
   상기 잠열 수관(330)은 일정 간격마다 주름이 형성된 주름관이고,
   상기 주름관 타입의 잠열 수관(330)에는 스냅링 형상의 스토퍼(370)가 끼워지며,
   상기 공급측 분기관(340_IN) 및 배출측 분기관(340_OUT)의 분기관 내주면에는 각각 상기 스토퍼(370)가 삽입되는 끼움홈(340a)이 형성되어,
   상기 잠열 수관(330)은 상기 공급측 분기관(340_IN) 및 및 배출측 분기관(340_OUT)에 원터치 방식으로 끼움 조립되는 것을 특징으로 하는 하이브리드 콘덴싱 보일러.
   

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