KR102306794B1 - 무시동 히터 배기열을 이용한 열교환기 및 온수 시스템 - Google Patents

무시동 히터 배기열을 이용한 열교환기 및 온수 시스템 Download PDF

Info

Publication number
KR102306794B1
KR102306794B1 KR1020210045044A KR20210045044A KR102306794B1 KR 102306794 B1 KR102306794 B1 KR 102306794B1 KR 1020210045044 A KR1020210045044 A KR 1020210045044A KR 20210045044 A KR20210045044 A KR 20210045044A KR 102306794 B1 KR102306794 B1 KR 102306794B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
flow path
fluid
heat
storage tank
main body
Prior art date
Application number
KR1020210045044A
Other languages
English (en)
Inventor
전태호
Original Assignee
전태호
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 전태호 filed Critical 전태호
Priority to KR1020210045044A priority Critical patent/KR102306794B1/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102306794B1 publication Critical patent/KR102306794B1/ko
Priority to CN202220432437.2U priority patent/CN217585424U/zh

Links

Images

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28DHEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D21/00Heat-exchange apparatus not covered by any of the groups F28D1/00 - F28D20/00
    • F28D21/0001Recuperative heat exchangers
    • F28D21/0003Recuperative heat exchangers the heat being recuperated from exhaust gases
    • F28D21/0005Recuperative heat exchangers the heat being recuperated from exhaust gases for domestic or space-heating systems
    • F28D21/0007Water heaters
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60PVEHICLES ADAPTED FOR LOAD TRANSPORTATION OR TO TRANSPORT, TO CARRY, OR TO COMPRISE SPECIAL LOADS OR OBJECTS
    • B60P3/00Vehicles adapted to transport, to carry or to comprise special loads or objects
    • B60P3/32Vehicles adapted to transport, to carry or to comprise special loads or objects comprising living accommodation for people, e.g. caravans, camping, or like vehicles
    • B60P3/36Auxiliary arrangements; Arrangements of living accommodation; Details
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24DDOMESTIC- OR SPACE-HEATING SYSTEMS, e.g. CENTRAL HEATING SYSTEMS; DOMESTIC HOT-WATER SUPPLY SYSTEMS; ELEMENTS OR COMPONENTS THEREFOR
    • F24D11/00Central heating systems using heat accumulated in storage masses
    • F24D11/002Central heating systems using heat accumulated in storage masses water heating system
    • F24D11/005Central heating systems using heat accumulated in storage masses water heating system with recuperation of waste heat
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24DDOMESTIC- OR SPACE-HEATING SYSTEMS, e.g. CENTRAL HEATING SYSTEMS; DOMESTIC HOT-WATER SUPPLY SYSTEMS; ELEMENTS OR COMPONENTS THEREFOR
    • F24D19/00Details
    • F24D19/10Arrangement or mounting of control or safety devices
    • F24D19/1006Arrangement or mounting of control or safety devices for water heating systems
    • F24D19/1009Arrangement or mounting of control or safety devices for water heating systems for central heating
    • F24D19/1012Arrangement or mounting of control or safety devices for water heating systems for central heating by regulating the speed of a pump
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24DDOMESTIC- OR SPACE-HEATING SYSTEMS, e.g. CENTRAL HEATING SYSTEMS; DOMESTIC HOT-WATER SUPPLY SYSTEMS; ELEMENTS OR COMPONENTS THEREFOR
    • F24D19/00Details
    • F24D19/10Arrangement or mounting of control or safety devices
    • F24D19/1006Arrangement or mounting of control or safety devices for water heating systems
    • F24D19/1009Arrangement or mounting of control or safety devices for water heating systems for central heating
    • F24D19/1015Arrangement or mounting of control or safety devices for water heating systems for central heating using a valve or valves
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28DHEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D7/00Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall
    • F28D7/02Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall the conduits being helically coiled
    • F28D7/024Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall the conduits being helically coiled the conduits of only one medium being helically coiled tubes, the coils having a cylindrical configuration
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28FDETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F13/00Arrangements for modifying heat-transfer, e.g. increasing, decreasing
    • F28F13/06Arrangements for modifying heat-transfer, e.g. increasing, decreasing by affecting the pattern of flow of the heat-exchange media
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24DDOMESTIC- OR SPACE-HEATING SYSTEMS, e.g. CENTRAL HEATING SYSTEMS; DOMESTIC HOT-WATER SUPPLY SYSTEMS; ELEMENTS OR COMPONENTS THEREFOR
    • F24D2200/00Heat sources or energy sources
    • F24D2200/16Waste heat
    • F24D2200/18Flue gas recuperation

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Heat-Pump Type And Storage Water Heaters (AREA)
  • Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (AREA)

Abstract

본 발명은 무시동 히터 배기열을 이용한 열교환기 및 온수 시스템에 관한 것으로서, 특히 크기를 현저히 줄일 수 있으면서 설치장소에 대한 제약이 따르지 않으면서 고온의 온수 공급이나 고온의 온수를 이용한 난방이 가능하게끔 높은 열교환 효율을 가지도록, 내부가 빈 통 형태를 이루며 무시동 히터로부터 발생된 배기가스가 일단을 통해 유입되고 타단을 통해 배출되는 본체; 내부에 유체가 흐르며 본체 내에 구비되어 배기가스와 유체 간의 열교환이 이루어지는 열교환관;을 포함하되, 상기 열교환관은, 나선형으로 촘촘히 감겨져 배기가스가 지나는 제1 유로를 형성함과 더불어 제1 유로와 이격되게끔 제1 유로를 감싸는 제2 유로를 연이어 형성하면서 본체의 측면과 이격되어 제3 유로를 형성하여, 본체 내로 유입된 배기가스는 제1 유로, 제2 유로 및 제3 유로를 순차적으로 지난 후 배출되는 것을 특징으로 하는 무시동 히터 배기열을 이용한 열교환기 및 온수 시스템에 관한 것이다.

Description

무시동 히터 배기열을 이용한 열교환기 및 온수 시스템{Heat exchanger using exhaust heat of anti-start heater and Hot water system}
본 발명은 무시동 히터 배기열을 이용한 열교환기 및 온수 시스템에 관한 것으로서, 특히 공간 효율과 열교환 효율이 향상된 무시동 히터 배기열을 이용한 열교환기 및 온수 시스템에 관한 것이다.
근래 레저문화가 확산되면서 '캠핑'에 대한 관심이 커지고 있으며, 캠핑 문화의 발달로 인해 캠핑용 차량의 보급도 빠르게 늘고 있다. 일반적으로 차량에 설치된 히터는 시동을 걸은 상태에서 엔진 등이 작동시 발생하는 열원을 이용하여 난방을 하지만, 캠핑용 차량의 난방이나 온수 공급을 위해 사용되는 무시동히터는 시동을 켜지 않고 차량을 주차한 상태에서 차량 내부의 온도를 가온시킬 수 있도록 구성된다.
종래 무시동히터가 구동됨에 있어 발생되는 배기열은 버려졌으나, 최근 전기와 연료 절감을 위하여 무시동 히터로부터 발생되는 배기열을 이용한 난방이나 온수를 위한 열교환기가 등장하고 있다. 그러나, 현재 시중에 판매되거나 이용되고 있는 무시동 히터 배기열을 이용한 열교환기는, 배기열과 열교환이 이루어지면서 유체가 흐르는 금속관이 꼬불꼬불한 형태를 이루도록 구성되어, 크기가 커질 수 밖에 없어 설치 장소에 많은 제약이 따르며, 열교환 효율이 좋지 않아 고온의 온수 공급이나 고온의 온수를 이용한 난방이 어렵다는 문제가 있다.
1. 대한민국 등록특허 제10-1825692호 '무시동 히터를 이용한 차량용 온수 시스템'
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서 크기를 현저히 줄일 수 있으면서 설치장소에 대한 제약이 따르지 않으면서 고온의 온수 공급이나 고온의 온수를 이용한 난방이 가능하게끔 높은 열교환 효율을 가지는 무시동 히터 배기열을 이용한 열교환기 및 온수 시스템을 제공함에 목적이 있다.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명인 무시동 히터 배기열을 이용한 열교환기는, 내부가 빈 통 형태를 이루며 무시동 히터로부터 발생된 배기가스가 일단을 통해 유입되고 타단을 통해 배출되는 본체; 내부에 유체가 흐르며 본체 내에 구비되어 배기가스와 유체 간의 열교환이 이루어지는 열교환관;을 포함하되, 상기 열교환관은, 나선형으로 촘촘히 감겨져 배기가스가 지나는 제1 유로를 형성함과 더불어 제1 유로와 이격되게끔 제1 유로를 감싸는 제2 유로를 연이어 형성하면서 본체의 측면과 이격되어 제3 유로를 형성하여, 본체 내로 유입된 배기가스는 제1 유로, 제2 유로 및 제3 유로를 순차적으로 지난 후 배출된다.
또한, 상기 본체는 타단이 개방되게 형성되고, 타단측에 제2 유로의 끝단을 감싸는 커버가 구비되어, 본체와 커버 사이에 제3 유로와 외부가 연통되는 배출공이 형성될 수 있다.
또한, 상기 열교환관은, 일단 및 타단이 본체의 일단과 인접한 본체의 측면을 관통하도록 구비되어, 유체가 열교환관의 일단을 통해 유입되어 본체의 타단을 향해 이동된 후 다시 본체의 일단을 향해 이동되어 열교환관의 타단을 통해 배출될 수 있다.
한편, 상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명인 온수 시스템은, 상기 열교환기; 제1 펌프의 작동시 열교환기로 유체를 공급하는 제1 축열탱크; 제2 펌프의 작동시 열교환기로 유체를 공급하는 제2 축열탱크; 제3 펌프에 의해 제1 축열탱크로부터 유체를 공급받아 난방을 하고 제1 축열탱크로 유체를 배출하는 난방장치; 유체가 열교환기로부터 제1 축열탱크 또는 제2 축열탱크 중 어느 하나로 회수되도록 하는 제어밸브;를 포함하되, 제1 축열탱크 내에 저장된 유체의 온도가 설정 온도에 도달시, 제1 펌프를 오프(Off)하고, 제2 펌프를 온(On) 함과 더불어, 제어밸브를 조절하여 유체가 제2 축열탱크로 회수되게끔 한다.
또한, 상기 제1 축열탱크는, 제2 축열탱크보다 크기가 작게 형성될 수 있다.
본 발명에 따르면, 본체 내에서 열교환관이 나선형으로 촘촘히 감겨 유입된 배기가스가 지나는 복수 개의 유로를 형성하고 있는바, 복수 개의 유로를 순차적으로 지나며 배기가스와 유체 간의 열교환이 효과적으로 이루어져, 고온의 온수 공급이나 고온의 온수를 이용한 난방이 가능하게끔 높은 열교환 효율을 가질 수 있으며, 본체의 크기를 소형화할 수 있으므로 설치장소에 대한 제약을 현저히 줄일 수 있다.
도 1 및 도 2는 본 발명인 무시동 히터 배기열을 이용한 열교환기의 구조를 보여주는 사시도,
도 3은 본 발명인 무시동 히터 배기열을 이용한 열교환기에 적용되는 열교환관의 구조를 보여주는 사시도,
도 4는 본 발명인 무시동 히터 배기열을 이용한 열교환기에 적용되는 열교환관의 구조를 보여주는 평면도,
도 5는 본 발명인 무시동 히터 배기열을 이용한 열교환기에 적용되는 커버의 구조를 보여주는 저면도,
도 6은 본 발명인 무시동 히터 배기열을 이용한 열교환기에서 배기가스와 유체의 흐름을 보여주는 단면도,
도 7은 본 발명인 온수 시스템이 작동되는 일 예를 보여주는 흐름도,
도 8은 본 발명이 온수 시스템이 작동되는 다른 일 에를 보여주는 흐름도.
본 발명에서는 크기를 현저히 줄일 수 있으면서 설치장소에 대한 제약이 따르지 않으면서 고온의 온수 공급이나 고온의 온수를 이용한 난방이 가능하게끔 높은 열교환 효율을 가지도록, 내부가 빈 통 형태를 이루며 무시동 히터로부터 발생된 배기가스가 일단을 통해 유입되고 타단을 통해 배출되는 본체; 내부에 유체가 흐르며 본체 내에 구비되어 배기가스와 유체 간의 열교환이 이루어지는 열교환관;을 포함하되, 상기 열교환관은, 나선형으로 촘촘히 감겨져 배기가스가 지나는 제1 유로를 형성함과 더불어 제1 유로와 이격되게끔 제1 유로를 감싸는 제2 유로를 연이어 형성하면서 본체의 측면과 이격되어 제3 유로를 형성하여, 본체 내로 유입된 배기가스는 제1 유로, 제2 유로 및 제3 유로를 순차적으로 지난 후 배출되는 것을 특징으로 하는 무시동 히터 배기열을 이용한 열교환기를 제안한다.
또한, 상기 열교환기; 제1 펌프의 작동시 열교환기로 유체를 공급하는 제1 축열탱크; 제2 펌프의 작동시 열교환기로 유체를 공급하는 제2 축열탱크; 제3 펌프에 의해 제1 축열탱크로부터 유체를 공급받아 난방을 하고 제1 축열탱크로 유체를 배출하는 난방장치; 유체가 열교환기로부터 제1 축열탱크 또는 제2 축열탱크 중 어느 하나로 회수되도록 하는 제어밸브;를 포함하되, 제1 축열탱크 내에 저장된 유체의 온도가 설정 온도에 도달시, 제1 펌프를 오프(Off)하고, 제2 펌프를 온(On) 함과 더불어, 제어밸브를 조절하여 유체가 제2 축열탱크로 회수되게끔 하는 것을 특징으로 하는 온수 시스템을 제안한다.
본 발명의 권리범위는 이하에서 설명하는 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술적 요지를 벗어나지 않는 범위 내에서 당해 기술분야의 통상적인 지식을 가진자에 의하여 다양하게 변형 실시될 수 있다.
이하, 본 발명인 무시동 히터 배기열을 이용한 열교환기 및 온수 시스템은 첨부된 도 1 내지 도 8을 참고로 상세하게 설명한다.
먼저, 본 발명인 무시동 히터 배기열을 이용한 열교환기는, 도 1 내지 도 6에 도시된 바와 같이, 본체(10)와 열교환관(20)을 포함한다.
본체(10)는, 내부가 빈 통 형태를 이루며 무시동 히터가 작동함에 따라 발생되는 배기가스가 일단을 통해 유입되고 타단을 통해 배출되도록 구성된다. 이러한 본체(10)는 원통형이나 다각통형으로 형성될 수 있으나, 본체(10) 내를 이동하는 배기가스의 흐름을 고려하였을 때, 도면에 도시된 바와 같이 원통형으로 형성됨이 바람직하다.
열교환관(20)은, 내부에 유체로 이루어진 열교환 매체가 흐르며, 상기 유체는 다양한 종류의 액체나 기체일 수 있으나, 캠핑을 하는 과정에서 사용자가 음용하거나 씻는데 이용할 수 있음과 더불어, 온수매트 등과 같은 난방기구를 안전하게 사용할 수 있게끔 물임이 바람직하다. 열교환관(20)의 내부를 흐르는 유체는, 본체(10) 내에 구비되어, 본체(10)를 통과하는 배기가스와 열교환을 하며 가온된다. 즉, 배기가스는 열교환관(20)을 흐르는 유체보다 고온인 상태로 본체(10) 내로 유입되어 배출되는바, 본체(10)를 통과하는 과정에서 유체로 열을 전달하게 된다.
열교환관(20)은 다른 소재에 비해 상대적으로 열전도율이 높은 금속 소재로 이루어진 관으로 구성됨이 바람직하다. 이러한 열교환관(20)은 도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이 나선형으로 촘촘히 감겨진 상태로 본체(10) 내에 구비된다. 구체적으로, 열교환관(20)은 나선형으로 촘촘히 감겨져 도 4 및 도 6에 도시된 바와 같이 배기가스가 지나는 제1 유로(31)를 형성함과 더불어 제1 유로(31)와 이격되게끔 제1 유로(31)를 감싸는 제2 유로(32)를 연이어 형성한다.
일 예로, 열교환관(20)은 하나의 금속관을 하방을 향해 감아 소정의 직경과 높이를 가지는 원기둥 형태를 이루도록 제1 챔버를 구성한 후, 연이어 상방을 향해 감아 제1 챔버와 이격되게끔 제1 챔버의 직경보다 큰 직경을 가지면서 제1 챔버와 동일하거나 비슷한 높이를 가지는 원기둥 형태를 이루도록 제2 챔버를 구성할 수 있다. 이때, 열교환관(20)의 일단과 타단은, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이 본체(10)의 일단과 인접한 본체(10)의 측면을 관통하도록 구비될 수 있어, 다른 구성과 용이하게 연결되어 유체가 유입되거나 배출되도록 함이 바람직하다.
구체적으로, 열교환관(20)은, 본체(10)의 일단 측에서 제1 유로(31)를 형성하기 위해 감기는 시작 지점으로부터 연장되어 본체(10)의 측면을 관통하도록 일단이 구비되고, 본체(10)의 일단 측에서 제2 유로(32) 및 제3 유로(33)를 형성하기 위해 감긴 마지막 지점으로부터 본체(10)의 측면을 관통하도록 타단이 구비될 수 있다.
따라서, 유체는 열교환관(20)의 일단을 통해 유입되어 도 3, 도 4 및 도 6에 도시된 바와 같이 본체(10)의 타단을 향해 이동된 후, 다시 본체(10)의 일단을 향해 이동되어 열교환관(20)의 타단을 통해 배출된다. 이는 본체(10)의 길이와 비슷한 높이를 가지는 열교환관(20)의 내부를 지나는 유체가 본체(10)의 길이방향을 따라 여러 번 이동하면서 배기가스와의 열교환이 이루어지도록 한 것으로, 본체(10)의 길이가 한정되더라도 유체와 배기가스 간의 열교환이 충분히 이루어질 수 있다.
열교환관(20)을 통해 제1 유로(31)가 내측에 형성된 제1 챔버와, 제2 유로(32)가 제1 챔버와의 사이에 형성된 제2 챔버를 구성함과 더불어, 열교환관(20)은 도 4 및 도 6에 도시된 바와 같이 본체(10)의 측면과 이격되어 제3 유로(33)를 형성한다. 이에 따라, 본체(10) 내로 유입된 배기가스는, 제1 유로(31)를 지나면서 유체와 열교환을 한 후, 제2 유로(32)를 지나면서 유체와 열교환을 한 다음, 제3 유로(33)를 지나면서 유체와 열교환을 하고 본체(10) 외부로 배출된다. 즉, 배기가스는 본체(10) 내에서 본체(10)의 길이방향을 따라 적어도 3번을 이동하며 유체와 열교환을 한다.
위와 같이 배기가스와 유체 간의 열교환이 이루어지도록 하기 위해서는 본체(10) 내로 유입되는 배기가스가 제1 유로(31)로만 유입되도록 함이 바람직하다. 일 예로, 본체(10)의 일단에는 배기가스가 유입되는 통공이 관통형성될 수 있으나, 무시동 히터로부터 배출되는 배기가스가 후술할 열교환관(20)의 제1 유로(31)로 유입되도록 소정의 길이를 가지는 관 형태를 이루는 유입구(11)가 구비됨이 바람직하다. 유입구(11)는 도 6에 도시된 바와 같이 일부가 본체(10)의 일단으로부터 외부를 향해 돌출되고, 나머지 일부가 제1 유로(31)가 형성된 지점과 인접한 지점까지 내부를 향해 돌출되도록 구비됨이 바람직하다.
상술한 바에 따라, 유입구(11)를 통해 배기가스가 제1 유로(31)로만 유입되도록 할 수 있는바, 제2 유로(32)를 통과한 배기가스는 제3 유로(33)로만 이동이 가능하다. 다만, 본체(10)는 배기가스가 제1 유로(31)에서 제2 유로(32)로만 이동되고, 제3 유로(33)를 지난 후 외부로 배출되도록 하는 구성을 더 포함함이 바람직하다.
일 예로, 도 1, 도 2, 도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이 본체(10)는 타단이 개방되게 형성되고, 타단측에 제2 유로(32)의 끝단을 감싸는 커버(40)가 구비될 수 있다. 커버(40)는 구체적으로 도 6에 도시된 바와 같이 상면이 개방되고 내부가 빈 원통 형태로 형성되어, 제2 유로(32)를 형성하는 제2 챔버의 하단에 내측면이 결합될 수 있다. 이때, 커버(40)는 저면이 제2 챔버로부터 이격되게끔 제2 챔버와 결합된다. 따라서, 제1 유로(31)를 통과한 배기가스는 커버(40)에 의해 제2 유로(32)로만 이동하게 된다. 그리고 상술한 바와 같은 커버(40)는 직경이 본체(10)의 직경보다 작게 형성되는바, 본체(10)와 커버(40) 사이에 도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이 제3 유로(33)와 외부가 연통되는 배출공(12)이 형성된다. 따라서, 제3 유로(33)를 통과한 배기가스는 배출공(12)을 통해 외부로만 배출된다.
상술한 바와 같은 본 발명인 무시동 히터 배기열을 이용한 열교환기는, 본체(10) 내에서 열교환관(20)이 나선형으로 촘촘히 감겨 유입된 배기가스가 지나는 복수 개의 유로를 형성하고 있는바, 복수 개의 유로를 순차적으로 지나며 배기가스와 유체 간의 열교환이 효과적으로 이루어져, 고온의 온수 공급이나 고온의 온수를 이용한 난방이 가능하게끔 높은 열교환 효율을 가질 수 있으며, 본체의 크기를 소형화할 수 있으므로 설치장소에 대한 제약을 현저히 줄일 수 있다.
한편, 본 발명인 온수 시스템은, 도 7 및 도 8에 도시된 바와 같이 열교환기(100), 제1 축열탱크(200), 제2 축열탱크(300), 난방기구(400), 제어밸브(500)를 포함한다. 여기서의 열교환기(100)는 상술한 열교환기와 동일한바, 이에 대한 설명은 생략한다.
제1 축열탱크(200)는 통 형태를 이루어 내부에 유체가 저장될 수 있으며, 제1 펌프(610)의 작동에 따라 열교환기(100)로 유체를 공급한다. 또한, 제1 축열탱크(200)는 제어밸브(500)의 제어에 따라 열교환기(100)로부터 배출된 유체가 유입될 수 있다.
제2 축열탱크(300)는 통 형태를 이루어 내부에 유체가 저장될 수 있으며, 제2 펌프(620)의 작동에 따라 열교환기(100)로 유체를 공급한다. 또한, 제2 축열탱크(300)는 제어밸브(500)의 제어에 따라 열교환기(100)로부터 배출된 유체가 유입될 수 있다.
난방기구(400)는, 제3 펌프(630)의 작동에 의해 제1 축열탱크(200)로부터 유체를 공급받아 난방을 하고 제1 축열탱크(200)로 유체를 배출한다. 이러한 난방기구(400)는 일 예로 온수매트를 들 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며 가온된 유체를 이용할 수 있는 다양한 제품일 수 있다. 즉, 열교환기(100)에서 무시동히터(900)로부터 발생된 배기가스와의 열교환을 통해 가온된 유체가 난방기구(400)에 이용됨에 있어, 제1 축열탱크(200)를 거치게 된다.
제어밸브(500)는 유체가 열교환기(100)로부터 제1 축열탱크(200) 또는 제2 축열탱크(300) 중 어느 하나로 회수되도록 한다. 즉, 열교환기(100)를 거쳐 가온된 유체는, 제어밸브(500)의 제어에 따라 제1 축열탱크(200)로 회수되거나, 제2 축열탱크(300)로 회수된다.
상술한 바와 같이, 난방기구(400)로 유체를 공급하지 않는 제2 축열탱크(300)와, 제2 축열탱크(300)로 유체가 회수되도록 하는 제어밸브(500)는, 유체의 온도가 과도하게 상승하여 안정상 문제가 발생되는 것을 방지하기 위함이다.
구체적으로, 도 7에 도시된 바와 같이 유체가 열교환기(100)로부터 제1 축열탱크(200)로 회수되도록 제어밸브(500)가 조절된 상태에서, 제1 펌프(610)가 온(On) 상태를 이루어 작동함에 따라, 열교환기(100)로부터 배출된 유체는 제1 축열탱크(200)를 거친 후 다시 열교환기(100)로 유입되게끔 순환됨과 더불어, 제3 펌프(630)가 온(On) 상태를 이루어 제1 축열탱크(200)의 유체는 난방기구(400)를 거친 후 다시 제1 축열탱크(200)로 회수된다. 이와 같은 유체의 순환이 지속적으로 이루어질 경우, 열교환기(100)로 인해 계속적으로 유체의 온도가 가온되어 안정상의 문제가 발생될 우려가 있다.
따라서, 제1 축열탱크(200) 내에 저장된 유체의 온도가 설정 온도에 도달시, 도 8에 도시된 바와 같이 제1 펌프(610)를 오프(Off)하고, 제2 펌프(620)를 온(On) 함과 더불어, 제어밸브(500)를 조절하여 유체가 제2 축열탱크(300)로 회수되게끔 한다. 일 예로, 제1 축열탱크(200)에는 저장된 유체의 온도를 측정할 수 있는 제1 수온센서(710)가 구비될 수 있으며, 본 발명은 제1 수온센서(710)에 의해 측정된 유체의 온도에 따라 제1 펌프(610), 제2 펌프(620) 및 제어밸브(500)를 제어하는 제1 온도조절기(810)를 더 포함할 수 있다.
일 예로, 설정 온도가 70℃인 경우, 제1 수온센서(710)에 의해 측정된 유체의 온도가 70℃ 이상이면, 제1 펌프(610)를 오프(Off) 시켜 제1 축열탱크(200)에 저장된 유체가 열교환기(100)로 유입되지 않도록 하고, 제2 펌프(620)를 작동시킴과 동시에 제어밸브(500)를 조절하여 열교환기(100)로부터 배출된 유체가 제2 축열탱크(300)로 회수되도록 함으로써, 제1 축열탱크(200)에 설정된 유체의 온도를 낮출 수 있다.
여기서, 제1 축열탱크(200)는, 제2 축열탱크(300)보다 크기가 작게 형성되어 적은 양의 유체가 수용될수 있도록 함이 바람직하다. 이는, 열교환기(100)로부터 배출된 유체를 제2 축열탱크(300)로 바이패스 하는 과정에서, 제1 축열탱크(200)에 저장된 유체의 온도가 일정 수준으로 낮아지게 되며, 다시금 제1 펌프(610)를 온(On)하고, 제2 펌프(620)를 오프(Off) 함과 더불어, 제어밸브(500)를 조절하여 유체가 제1 축열탱크(200)로 회수되도록 하게 되는데, 이때 제2 축열탱크(300)보다 상대적으로 크기가 작은 제1 축열탱크(200)에 저장된 유체의 온도는 단시간에 상승하게 되므로, 난방기구(400)에 적정 온도를 가진 유체를 지속적으로 공급할 수 있다.
그리고 본 발명은 난방기구(400)에서 제1 축열탱크(200)로 배출되는 유체가 이동하는 출수라인 상에 구비되는 제2 수온센서(720)와, 제2 수온센서(720)에 의해 측정된 유체의 온도에 따라, 제3 펌프(630)를 제어하여 난방기구(400)의 온도를 조절하는 제2 온도조절기(820)를 더 포함할 수 있다. 또한, 열교환기(100)로부터 배출되는 유체로 인해 제1 축열탱크(200) 및 제2 축열탱크(300) 모두 일정 이상의 온도로 상승하는 경우, 무시동히터(900)의 출력을 제어함으로써, 본 발명인 온수 시스템이 과열되는 것을 방지할 수 있다.
10 : 본체 11 : 유입구
12 : 배출공 20 : 열교환관
31 : 제1 유로 32 : 제2 유로
33 : 제3 유로 40 : 커버
100 : 열교환기 200 : 제1 축열탱크
300 : 제2 축열탱크 400 : 난방기구
500 : 제어밸브 610 : 제1 펌프
620 : 제2 펌프 630 : 제3 펌프
710 : 제1 수온센서 720 : 제2 수온센서
810 : 제1 온도조절기 820 : 제2 온도조절기
900 : 무시동 히터

Claims (5)

  1. 내부가 빈 통 형태를 이루며 무시동 히터로부터 발생된 배기가스가 일단을 통해 유입되고 타단을 통해 배출되는 본체(10);
    내부에 유체가 흐르며 본체(10) 내에 구비되어 배기가스와 유체 간의 열교환이 이루어지는 열교환관(20);을 포함하되,
    상기 열교환관(20)은,
    하나의 금속관이 나선형으로 촘촘히 감겨져 배기가스가 지나는 제1 유로(31)를 형성함과 더불어 제1 유로(31)와 이격되게끔 제1 유로(31)를 감싸는 제2 유로(32)를 연이어 형성하면서 본체(10)의 측면과 이격되어 제3 유로(33)를 형성하여, 상기 본체(10) 내로 유입된 배기가스가 제1 유로(31), 제2 유로(32) 및 제3 유로(33)를 순차적으로 지난 후 배출되며,
    상기 본체(10)의 일단 측에서 제1 유로(31)를 형성하기 위해 감기는 시작 지점으로부터 연장되어 본체(10)의 측면을 관통하도록 일단이 구비되고, 상기 본체(10)의 일단 측에서 제2 유로(32) 및 제3 유로(33)를 형성하기 위해 감긴 마지막 지점으로부터 본체(10)의 측면을 관통하도록 타단이 구비되어, 유체가 열교환관(20)의 일단을 통해 유입되어 본체(10)의 타단을 향해 이동된 후 다시 본체(10)의 일단을 향해 이동되어 열교환관(20)의 타단을 통해 배출되는 한편,
    상기 본체(10)는 타단이 개방되게 형성되고, 타단측에 제2 유로(32)의 끝단을 감싸면서 제1 유로(31)와 제2 유로(32)가 연통되도록 하는 커버(40)가 구비되어, 본체(10)와 커버(40) 사이에 제3 유로(33)와 외부가 연통되는 배출공(12)이 형성되는 것을 특징으로 하는 무시동 히터 배기열을 이용한 열교환기.
  2. 제1항에 의한 열교환기(100);
    제1 펌프(610)의 작동시 열교환기(100)로 유체를 공급하는 제1 축열탱크(200);
    제2 펌프(620)의 작동시 열교환기(100)로 유체를 공급하는 제2 축열탱크(300);
    제3 펌프(630)에 의해 제1 축열탱크(200)로부터 유체를 공급받아 난방을 하고 제1 축열탱크(200)로 유체를 배출하는 난방기구(400);
    유체가 열교환기(100)로부터 제1 축열탱크(200) 또는 제2 축열탱크(300) 중 어느 하나로 회수되도록 하는 제어밸브(500);를 포함하되,
    제1 축열탱크(200) 내에 저장된 유체의 온도가 설정 온도에 도달시, 제1 펌프(610)를 오프(Off)하고, 제2 펌프(620)를 온(On) 함과 더불어, 제어밸브(500)를 조절하여 유체가 제2 축열탱크(300)로 회수되게끔 하는 것을 특징으로 하는 온수 시스템.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제1 축열탱크(200)는, 제2 축열탱크(300)보다 크기가 작게 형성되는 것을 특징으로 하는 온수 시스템.
  4. 삭제
  5. 삭제
KR1020210045044A 2021-04-07 2021-04-07 무시동 히터 배기열을 이용한 열교환기 및 온수 시스템 KR102306794B1 (ko)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020210045044A KR102306794B1 (ko) 2021-04-07 2021-04-07 무시동 히터 배기열을 이용한 열교환기 및 온수 시스템
CN202220432437.2U CN217585424U (zh) 2021-04-07 2022-03-01 一种利用驻车加热器废热的热交换器以及热水系统

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020210045044A KR102306794B1 (ko) 2021-04-07 2021-04-07 무시동 히터 배기열을 이용한 열교환기 및 온수 시스템

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR102306794B1 true KR102306794B1 (ko) 2021-09-30

Family

ID=77920577

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020210045044A KR102306794B1 (ko) 2021-04-07 2021-04-07 무시동 히터 배기열을 이용한 열교환기 및 온수 시스템

Country Status (2)

Country Link
KR (1) KR102306794B1 (ko)
CN (1) CN217585424U (ko)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114623612A (zh) * 2022-04-18 2022-06-14 安徽华冶新能源科技有限公司 一种储能式地埋管换热系统
KR20240008078A (ko) 2022-07-11 2024-01-18 강민석 무시동히터의 폐열을 이용한 온수생성장치 및 이를 이용한 온수매트 시스템

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20070106370A (ko) * 2006-04-28 2007-11-01 가부시키가이샤 이토믹 강쿄 시스템 히트펌프식 급탕장치 및 급탕방법
KR20110080977A (ko) * 2010-01-07 2011-07-13 주식회사 경동나비엔 열교환기
KR20170121620A (ko) * 2016-04-25 2017-11-02 신상훈 무시동 히터를 이용한 차량용 온수 시스템

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20070106370A (ko) * 2006-04-28 2007-11-01 가부시키가이샤 이토믹 강쿄 시스템 히트펌프식 급탕장치 및 급탕방법
KR20110080977A (ko) * 2010-01-07 2011-07-13 주식회사 경동나비엔 열교환기
KR20170121620A (ko) * 2016-04-25 2017-11-02 신상훈 무시동 히터를 이용한 차량용 온수 시스템
KR101825692B1 (ko) 2016-04-25 2018-02-05 신상훈 무시동 히터를 이용한 차량용 온수 시스템

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114623612A (zh) * 2022-04-18 2022-06-14 安徽华冶新能源科技有限公司 一种储能式地埋管换热系统
KR20240008078A (ko) 2022-07-11 2024-01-18 강민석 무시동히터의 폐열을 이용한 온수생성장치 및 이를 이용한 온수매트 시스템

Also Published As

Publication number Publication date
CN217585424U (zh) 2022-10-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102306794B1 (ko) 무시동 히터 배기열을 이용한 열교환기 및 온수 시스템
US5025985A (en) Supplemental vehicle heating apparatus with long heating cycle
US5067652A (en) Supplemental vehicle heating method and apparatus with long heating cycle
CN106091356B (zh) 燃气热水器
US9134037B2 (en) Equipment for producing domestic hot water
US6334411B1 (en) High efficiency, glass-lined, combination space and hot water heater
US8403234B2 (en) Hydronic space and water heater
KR101264892B1 (ko) 폐열을 이용한 연료탱크의 온도제어 시스템
KR20110024746A (ko) 열매체를 이용한 온수보일러
KR100393917B1 (ko) 열매체유를 이용한 전기보일러
JP5600562B2 (ja) 給湯装置
CN110939929A (zh) 一种烟气换热装置
KR102245139B1 (ko) 공기 축열식 보일러
KR200219771Y1 (ko) 열매체유를 이용한 전기보일러
KR960003884Y1 (ko) 저탕식 온수 보일러
KR100607025B1 (ko) 보일러
CN204555307U (zh) 空气能热水器
KR102369983B1 (ko) 고효율 열교환기
KR101712018B1 (ko) 순차식 순간 열교환보일러
KR102530495B1 (ko) 이중 가열식 전기 보일러
KR101415957B1 (ko) 보일러용 인덕션 가열기의 폐열을 이용한 온수 가열장치
KR100696168B1 (ko) 열매체를 이용한 전기 보일러
KR20090004807U (ko) 축열식 전기보일러
US4624219A (en) Hot water apparatus
KR200277360Y1 (ko) 전기보일러

Legal Events

Date Code Title Description
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant