KR102316294B1 - 지역난방 일체형 판형 열교환기 - Google Patents

지역난방 일체형 판형 열교환기 Download PDF

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김경민
이종준
김우철
장원석
오문세
임종원
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한국지역난방공사
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Abstract

본 발명은 고정판, 삽입판 및 이동판이 상호 마주보도록 배치되며, 각 판 사이에는 복수의 전열판이 배치되는 지역난방 일체형 판형 열교환기에 있어서, 상기 고정판의 길이방향 일측에는 지역난방 공급수가 유입되는 제1-1홀와 난방배출수가 유입되는 제1-2홀이 형성되며, 타측에는 급탕수가 배출되는 제1-3홀와 환탕수가 유입되는 제1-4홀이 형성되며, 상기 삽입판의 일측에는 제2-1홀이, 타측에는 제2-2홀이 형성되며, 상기 이동판의 일측에는 상기 지역난방 공급수와 상기 난방배출수가 혼합되어 배출되는 제3-1홀과 타측에는 수돗물이 유입되는 제3-2홀이 형성되는 것을 특징으로 하는 지역난방 일체형 판형 열교환기를 제공한다.

Description

지역난방 일체형 판형 열교환기{District heating integrated plate heat exchanger}
실시예는 지역난방 일체형 판형 열교환기에 관한 것이다. 더욱 상세하게는 지역난방 사용자가 기계실에 에너지 이용효율 향상을 위해 설치되는 급탕 예열용 판형 열교환기를 설치할 때, 기존 급탕용 열교환기에 전열판을 증판하여 급탕 예열기능을 추가할 수 있는 지역난방 일체형 판형 열교환기에 관한 것이다.
일반적으로 지역난방은 아파트, 주택, 상가, 사무실, 학교, 병원, 공장 등 각종건물이 개별난방 갖추는 대신 집중된 대규모 열원시설(열병합 발전소, 열전용 보일러, 쓰레기 소각로 등)에서 경제적으로 생산된 열을 이용하여 지역 전체에 난방 및 급탕을 공급하며, 쾌적한 도시환경을 창조하고 에너지 절약과 환경공해 개선에 기여하는 효율적인 난방방식으로 개별적으로 사용자가 난방설비를 갖추는 개별난방 시스템과는 차이가 있다.
즉, 지역난방은 한 개의 도시 또는 일정한 지역 내에 있는 각종 건물이나 시설물 등이 개별적으로 난방설비를 갖추지 않고, 대규모 열생산 시설을 이용하여 난방 및 급탕에 필요한 고온수(115~120도 내외)를 생산하여 고압의 압력으로 열수송관을 통해 각 수용자에게 열원을 공급하는 시스템으로 집단에너지 공급방식 중 하나이다.
이러한 지역난방은 난방과 급탕을 공급하기 위한 시스템을 구축하고 있으며, 지역난방 사용자 시설의 에너지 이용효율 향상을 통해 에너지 수요를 절감하고 온실가스를 감축하기 위해 급탕 예열 열교환기를 설치하고 있다. 급탕 예열 열교환기는 지역난방의 회수 직전, 급탕에 들어가는 수돗물을 15℃에서 35℃로 가열하는 설비이다.
도 1은 종래의 급탕 열교환기 시스템의 구조를 나타내는 도면이다.
도 1을 참조하면, 지역난방에서 공급되는 열원은 난방과 급탕으로 분기되어 공급되며, 난방라인에는 난방 열교환기(3)가 급탕라인에는 급탕 열교환기(2)가 배치된다.
급탕 열교환기(2)는 사용자측으로 공급되는 급탕수와 열교환을 하게 되며, 이때, 급탕수는 사용된 급탕수를 수돗물을 통해 보충하게 된다.
도 2는 에너지 효율향상을 위해 급탕 예열 열교환기가 설치된 구조를 나타낸다.
도 2를 참조하면, 급탕 예열용 열교환기(4)는 난방라인과 급탕라인에서 회수되는 회수수의 이동라인에 배치되어 급탕수로 공급되는 수돗물을 예열하여 공급할 수 있다.
그러나, 이러한 급탕 예열용 열교환기(4)를 추가로 설치하기 위해서는 별도의 공간이 필요로 하나, 이미 설비가 설치된 기계실 내에는 부지가 한정되어 있고, 배관을 설치하는 것이 용이하지 않다는 문제가 있다.
실시예는 별도의 공간이 필요없이 전열판 증설을 통해 급탕 예열열교환기 기능을 가질 수 있는 구조의 판형 열교환기를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 이상에서 언급된 과제에 국한되지 않으며 여기서 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 제1 실시예는, 고정판, 삽입판 및 이동판이 상호 마주보도록 배치되며, 각 판 사이에는 복수의 전열판이 배치되는 지역난방 일체형 판형 열교환기에 있어서, 상기 고정판의 길이방향 일측에는 지역난방 공급수가 유입되는 제1-1홀와 난방배출수가 유입되는 제1-2홀이 형성되며, 타측에는 급탕수가 배출되는 제1-3홀와 환탕수가 유입되는 제1-4홀이 형성되며, 상기 삽입판의 일측에는 제2-1홀이, 타측에는 제2-2홀이 형성되며, 상기 이동판의 일측에는 상기 지역난방 공급수와 상기 난방배출수가 혼합되어 배출되는 제3-1홀과 타측에는 수돗물이 유입되는 제3-2홀이 형성되는 것을 특징으로 할 수 있다.
바람직하게는, 상기 제1-1홀과 상기 제1-3홀은 상기 고정판의 상부에 배치되며, 상기 제1-2홀과 상기 제1-4홀은 상기 고정판의 하부에 배치되는 것을 특징으로 할 수 있다.
바람직하게는, 상기 제3-1홀과 상기 제3-2홀은 이동판의 상부에 배치되는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명의 제2 실시예는 고정판, 삽입판 및 이동판이 상호 마주보도록 배치되며, 각 판 사이에는 복수의 전열판이 배치되는 지역난방 일체형 판형 열교환기에 있어서, 상기 고정판의 길이방향 일측에는 지역난방 공급수가 유입되는 제1-1홀, 급탕배출수가 유입되는 제1-2홀이 형성되며, 타측에는 난방환수수가 유입되는 제1-4홀과 난방공급수가 유출되는 제1-3홀이 형성되며, 상기 삽입판의 일측에는 제2-1홀이 형성되며, 상기 이동판의 일측에는 상기 지역난방 공급수와 급탕재열 배출수가 혼합되어 배출되는 제3-1홀과 타측에는 수돗물이 유입되는 제3-2홀과 열교환을 통해 예열된 상기 수돗물이 배출되는 제3-3홀이 형성되는 것을 특징으로 할 수 있다.
바람직하게는, 상기 고정판과 상기 삽입판 사이의 공간에서 난방수가 열교환되며, 상기 이동판과 상기 삽입판의 사이의 공간에서 상기 수돗물이 예열되는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 본 발명의 제3 실시예는 고정판, 삽입판 및 이동판이 상호 마주보도록 배치되며, 각 판 사이에는 복수의 전열판이 배치되는 지역난방 일체형 판형 열교환기에 있어서, 상기 고정판의 길이방향 일측에는 지역난방의 공급수가 유입되는 제1-1홀, 지역난방 공급수가 환수되는 제1-2홀이 형성되며, 타측에는 난방환수수가 유입되는 제1-4홀과 난방공급수가 유출되는 제1-3홀이 형성되며, 상기 삽입판의 일측에는 제2-1홀 및 제2-2홀이 형성되며, 상기 이동판의 타측에는 환탕수와 예열된 수돗물 혼합되어 유입되는 제3-2홀과 열교환을 통해 가열된 급탕수가 배출되는 제3-1홀이 형성되는 것을 특징으로 할 수 있다.
바람직하게는, 상기 고정판과 상기 삽입판 사이 공간에서 난방수가 열교환되며, 상기 이동판과 상기 삽입판 사이의 공간에서 상기 수돗물이 예열되는 것을 특징으로 할 수 있다.
바람직하게는, 상기 제1-1홀을 통해 유입되는 지역난방 공급수의 일부는 상기 고정판과 상기 삽입판 사이에서, 나머지 일부는 상기 제2-1홀을 통해 이동하여 상기 삽입판과 상기 이동판 사이에서 열교환하는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 본 발명의 제4 실시예는 고정판, 삽입판 및 이동판이 상호 마주보도록 배치되며, 각 판 사이에는 복수의 전열판이 배치되는 지역난방 일체형 판형 열교환기에 있어서, 상기 이동판은 제1 이동판 및 제2 이동판을 포함하며, 상기 고정판의 길이방향 일측에는 지역난방 공급수가 유입되는 제1-1홀이 형성되며, 타측에는 지역난방 환수수가 유입되는 제1-3홀과 난방공급수가 유출되는 제1-2홀이 형성되며, 상기 삽입판의 일측에는 제2-1홀이 형성되며, 상기 제1 이동판의 일측에는 지역난방 공급수와 환수수가 혼합되어 이동하는 제3-1홀이 형성되고, 타측의 상부에는 수돗물이 유입되는 제3-2홀 및 상기 제3-2홀 하부에 배치되어 환탕수가 유입되는 제3-3홀이 형성되고, 상기 제2 이동판의 일측에는 지역난방 급탕공급수가 유입되는 제4-1홀과 급탕공급수와 난방공급수가 혼합되어 이동하는 제4-2홀이 형성되고, 타측에는 예열된 수돗물과 환탕수가 혼합되어 이동하는 제4-4홀 및 급탕수가 배출되는 제4-3홀이 형성되는 것을 특징으로 할 수 있다.
바람직하게는, 상기 고정판과 상기 삽입판 사이에는 난방수가 열교환이 일어나며, 상기 제1 이동판과 상기 제2 이동판 사이에는 상기 수돗물의 예열이 발생하며, 상기 제2 이동판과 상기 삽입판 사이에는 급탕수의 열교환이 일어나는 것을 특징으로 할 수 있다.
바람직하게는, 상기 제1 이동판은 상기 제2 이동판보다 짧은 길이를 구비하는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 상기 고정판, 상기 삽입판 및 상기 이동판 중 적어도 하나에는 초음파 진동자가 연결되는 것을 특징으로 할 수 있다.
실시예에 따르면, 추가적인 열교환기 설치공간이 필요없이, 기존의 난방 또는 급탕 열교환기를 변경하여 난방, 급탕 예열/재열 판형 열교환기 기능을 모두 수행하는 효과가 있다.
본 발명의 다양하면서도 유익한 장점과 효과는 상술한 내용에 한정되지 않으며, 본 발명의 구체적인 실시형태를 설명하는 과정에서 보다 쉽게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 종래의 급탕 열교환기 시스템의 구조를 나타내는 도면이고,
도 2는 에너지 효율향상을 위해 급탕 예열용 열교환기가 설치된 구조를 나타내는 도면이고,
도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 지역난방 일체형 판형 열교환기의 구조를 나타내는 도면이고,
도 4는 도 3의 결합구조에서 열교환 구조를 나타내는 도면이고,
도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 지역난방 일체형 판형 열교환기의 구조를 나타내는 도면이고,
도 6은 도 5의 결합구조에서 열교환 구조를 나타내는 도면이고,
도 7은 본 발명의 제3 실시예에 따른 지역난방 일체형 판형 열교환기의 구조를 나타내는 도면이고,
도 8은 도 7의 결합구조에서 열교환 구조를 나타내는 도면이고,
도 9는 본 발명의 제4 실시예에 따른 지역난방 일체형 판형 열교환기의 구조를 나타내는 도면이고,
도 10은 도 9의 결합구조에서 열교환되는 구조를 나타내는 도면이다.
도 11은 본 발명의 실시예들에서 사용되는 초음파 세정기가 장착되는 구조를 나타내는 도면이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.
다만, 본 발명의 기술 사상은 설명되는 일부 실시 예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있고, 본 발명의 기술 사상 범위 내에서라면, 실시 예들간 그 구성 요소들 중 하나 이상을 선택적으로 결합, 치환하여 사용할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에서 사용되는 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는, 명백하게 특별히 정의되어 기술되지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 일반적으로 이해될 수 있는 의미로 해석될 수 있으며, 사전에 정의된 용어와 같이 일반적으로 사용되는 용어들은 관련 기술의 문맥상의 의미를 고려하여 그 의미를 해석할 수 있을 것이다.
또한, 본 발명의 실시예에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다.
본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함할 수 있고, “A 및(와) B, C 중 적어도 하나(또는 한 개 이상)”로 기재되는 경우 A, B, C로 조합할 수 있는 모든 조합 중 하나 이상을 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시 예의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제1, 제2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다.
이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등으로 한정되지 않는다.
그리고, 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 ‘연결’, ‘결합’ 또는 ‘접속’된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성 요소에 직접적으로 연결, 결합 또는 접속되는 경우뿐만 아니라, 그 구성 요소와 그 다른 구성 요소 사이에 있는 또 다른 구성 요소로 인해 ‘연결’, ‘결합’ 또는 ‘접속’ 되는 경우도 포함할 수 있다.
또한, 각 구성 요소의 “상(위) 또는 하(아래)”에 형성 또는 배치되는 것으로 기재되는 경우, 상(위) 또는 하(아래)는 두 개의 구성 요소들이 서로 직접 접촉되는 경우뿐만 아니라 하나 이상의 또 다른 구성 요소가 두 개의 구성 요소들 사이에 형성 또는 배치되는 경우도 포함한다. 또한, “상(위) 또는 하(아래)”으로 표현되는 경우 하나의 구성 요소를 기준으로 위쪽 방향뿐만 아니라 아래쪽 방향의 의미도 포함할 수 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 실시 예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
도 2 내지 도 11은, 본 발명을 개념적으로 명확히 이해하기 위하여, 주요 특징 부분만을 명확히 도시한 것이며, 그 결과 도해의 다양한 변형이 예상되며, 도면에 도시된 특정 형상에 의해 본 발명의 범위가 제한될 필요는 없다.
도 2는 에너지 효율향상을 위해 급탕 예열용 열교환기가 설치된 구조를 나타내는 도면이다.
도 2를 참조하면, 지역난방으로부터 공급되는 열원은 사용자의 난방을 위해 난방 열교환기(3)를 통해 열교환을 하여 난방수를 공급하며, 급탕을 위해 급탕 열교환기(2)를 통해 열교환을 하여 급탕수를 공급하게 된다. 이때, 급탕수를 공급할 때, 급탕에서 사용된 양만큼 수돗물을 통해 보충을 하게 되며, 이 과정에서 급탕 열교환기(4)를 이용한 급탕 예열을 통해 수돗물의 온도를 상승하여 급탕 열교환기(2)로 공급하게 된다.
본 발명의 실시예에 따른 지역난방 일체형 판형 열교환기는 도 2에 나타나는 난방 가열, 급탕 재열 및 급탕 예열 중 적어도 2이상의 열교환 구조를 하나의 열교환기를 통해 구현하는 것을 목적으로 한다.
또한, 판형 열교환기에서 열교환구조는 공지의 구조가 사용되는바, 이에 대하여는 설명을 생략하도록 한다.
도 3 및 도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 지역난방 일체형 판형 열교환기의 구조를 설명한다. 제1 실시예에서는 급탕 예열과 급탕 재열 구조가 일체로 형성되는 판형 열교환기를 설명하도록 한다.
도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 지역난방 일체형 판형 열교환기의 구조를 나타내는 도면이다. 도 3의 (a)는 고정판(100)의 구조를 나타내며, 도 3의 (b)는 삽입판(200)의 구조를 나타내며, 도 3의 (c)는 이동판(300)의 구조를 나타낸다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 제1 실시예에 따른 지역난방 일체형 판형 열교환기는 고정판(100), 삽입판(200) 및 이동판(300)이 상호 마주보도록 배치되며, 각 판 상이에는 복수의 전열판이 배치되는 구조를 구비할 수 있다.
고정판(100)은 길이방향의 일측에는 제1-1홀(110)과 제1-2홀(120)이 길이방향으로 상하에 배치되며, 타측에는 제1-3홀(130)과 제1-4홀(140)이 길이방향으로 상하에 배치될 수 있다.
제1-1홀(110)은 고정판(100) 일측의 상부에 형성되며, 지역난방 공급수가 유입될 수 있다.
제1-2홀(120)은 고정판(100) 일측의 하부에 형성되며, 난방배출수가 유입될 수 있다.
제1-3홀(130)은 고정판(100) 타측의 상부에 형성되며, 급탕수가 배출될 수 있다.
제1-4홀(140)은 고정판(100) 타측의 하부에 형성되며, 환탕수가 유입될 수 있다.
삽입판(200)의 일측에는 제2-1홀(210)이, 타측에는 제2-2홀(220)이 형성될 수 있다.
제2-1홀(210)은 제1-1홀(110)을 통해 유입되는 지역난방 공급수와 제1-2홀(120)을 통해 유입되는 난방배출수가 혼합되어 이동하는 통로를 제공한다.
2-2홀은 하기의 3-2홀을 통해 유입되는 수돗물이 열교환을 하고 이동하는 통로를 제공한다.
이동판(300)은 일측에 제3-1홀(310)이 타측에 제3-2홀(320)이 형성될 수 있다.
제3-1홀(310)은 지역난방 공급수와 난방배출수가 혼합되어 배출되는 통로를 제공할 수 있다.
제3-2홀(320)은 수돗물이 유입되는 통로를 제공할 수 있다.
도 4는 도 3의 결합구조에서 열교환 구조를 나타내는 도면이다. 도 4의 (a)는 지역난방 일체형 판형 열교환기의 일측의 유동흐름 구조를 나타내며, 도 4의 (b)는 지역난방 일체형 판형 열교환기 타측의 유동흐름 구조를 나타내는 도면이다.
도 4를 참조하면, 본 발명의 제1 실시예에 따른 지역난방 일체형 판형 열교환기의 일측에서는 제1-1홀(110)은 통해 지역난방 공급수가 유입되며, 제1-2홀(120)을 통해 난방배출수가 유입된다.
이후 지역난방 공급수와 난방배출수는 혼합되어 제2-1홀(210)을 통과한 후, 제3-1홀(310)을 통해 배출된다.
지역난방 일체형 판형 열교환기의 타측에서는 제3-2홀(320)을 통해 유입되는 수돗물이 제2-1홀(210)을 통과하는 지역난방 공급수 및 난방배출수와 열교환을 통해 예열과정이 진행된다.
이후, 예열된 수돗물은 제2-2홀(220)을 통해 이동하게 되며, 제1-4홀(140)을 통해 유입되는 환탕수와 함께 지역난방 공급수와 열교환을 하게 되며, 급탕수로 제1-3홀(130)을 통해 배출될 수 있다.
수돗물은 이동판(300)과 삽입판(200) 사이에서 급탕 예열이 발생되며, 삽입판(200)과 고정판(100) 사이에서 급탕 재열이 발생된다.
도 5 및 도 6은 본 발명의 제2 실시예에 따른 지역난방 일체형 판형 열교환기에 관한 것으로, 난방과 급탕 예열 구조가 일체로 형성되는 판형 열교환기에 대해서 설명하도록 한다.
도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 지역난방 일체형 판형 열교환기의 구조를 나타내는 도면이다. 도 5의 (a)는 고정판(100)의 구조를 나타내며, 도 5의 (b)는 삽입판(200)의 구조를 나타내며, 도 5의 (c)는 이동판(300)의 구조를 나타낸다.
도 5를 참조하면, 본 발명의 제2 실시예에 따른 지역난방 일체형 판형 열교환기는 고정판(100), 삽입판(200) 및 이동판(300)이 상호 마주보도록 배치되며, 각 판 상이에는 복수의 전열판이 배치되는 구조를 구비할 수 있다.
고정판(100)은 길이방향의 일측에는 제1-1홀(110)과 제1-2홀(120)이 길이방향으로 상하에 배치되며, 타측에는 제1-3홀(130)과 제1-4홀(140)이 길이방향으로 상하에 배치될 수 있다.
제1-1홀(110)은 고정판(100) 일측의 상부에 형성되며, 지역난방 공급수가 유입될 수 있다.
제1-2홀(120)은 고정판(100) 일측의 하부에 형성되며, 급탕재열 배출수가 유입될 수 있다.
제1-3홀(130)은 고정판(100) 타측의 상부에 형성되며, 난방공급수가 배출될 수 있다.
제1-4홀(140)은 고정판(100) 타측의 하부에 형성되며, 난방환수수가 유입될 수 있다.
삽입판(200)의 일측에는 하부에는 제2-1홀(210)이 형성될 수 있다.
제2-1홀(210)은 지역난방 공급수와 급탕재열 배출수가 혼합되어 이동하는 통로를 제공한다.
이동판(300)의 일측 상부에는 제3-1홀(310)이 형성되며, 타측 상부에는 제3-2홀(320)이, 하부에는 제3-3홀(330)이 형성될 수 있다.
제3-1홀(310)은 지역난방 공급수와 급탕재열 배출수가 열교환후 배출되는 통로를 제공한다.
제3-2홀(320)은 수돗물이 유입되는 통로를 제공한다.
제3-3홀(330)은 예열된 수돗물이 유출되는 통로를 제공한다.
도 6은 도 5의 결합구조에서 열교환 구조를 나타내는 도면이다.
도 6는 도 5의 결합구조에서 열교환 구조를 나타내는 도면이다. 도 6의 (a)는 지역난방 일체형 판형 열교환기의 일측의 유동흐름 구조를 나타내며, 도 6의 (b)는 지역난방 일체형 판형 열교환기 타측의 유동흐름 구조를 나타내는 도면이다.
도 6을 참조하면, 본 발명의 제2 실시예에 따른 지역난방 일체형 판형 열교환기의 일측에서는 제1-1홀(110)로 지역난방 공급수가 유입되며, 제1-2홀(120)로 급탕재열 배출수가 유입된 후, 지역난방 공급수와 급탕재열 배출수가 혼합되어 제2-1홀(210)로 이동하게 된다.
이후, 혼합된 지역난방 공급수와 급탕재열 배출수는 제3-1홀(310)을 통해 빠져나가게 된다.
지역난방 일체형 판형 열교환기의 타측에서는 제1-4홀(140)을 통해 유입되는 환수수는 열교환을 통해 가열되어 난방수로 제1-3홀(130)로 배출되며, 제3-2홀(320)을 통해 유입되는 수돗물은 지역난방 공급수와 급탕재열 배출수가 혼합된 물과 열교환을 통해 예열되어 제3-3홀(330)을 통해 배출될 수 있다.
이와 같이, 본 발명의 제2 실시예에 따르면, 이동판(300)과 삽입판(200) 사이에서는 수돗물의 급탕 예열이 발생되며, 삽입판(200)과 고정판(100) 사이에서는 난방수의 열교환이 발생하게 된다.
도 7 및 도 8은 본 발명의 제3 실시예에 따른 지역난방 일체형 판형 열교환기에 관한 것으로, 난방과 급탕이 일체로 형성되는 판형 열교환기에 대해서 설명하도록 한다.
도 7은 본 발명의 제3 실시예에 따른 지역난방 일체형 판형 열교환기의 구조를 나타내는 도면이다. 도 7의 (a)는 고정판(100)의 구조를 나타내며, 도 7의 (b)는 삽입판(200)의 구조를 나타내며, 도 7의 (c)는 이동판(300)의 구조를 나타낸다.
도 7을 참조하면, 고정판(100)은 길이방향의 일측에는 제1-1홀(110)과 제1-2홀(120)이 길이방향으로 상하에 배치되며, 타측에는 제1-3홀(130)과 제1-4홀(140)이 길이방향으로 상하에 배치될 수 있다.
제1-1홀(110)은 고정판(100) 일측의 상부에 형성되며, 지역난방 공급수가 유입될 수 있다.
제1-2홀(120)은 고정판(100) 일측의 하부에 형성되며, 지역난방 환수수가 유출될 수 있다.
제1-3홀(130)은 고정판(100) 타측의 상부에 형성되며, 난방공급수가 배출될 수 있다.
제1-4홀(140)은 고정판(100) 타측의 하부에 형성되며, 난방환수수가 유입될 수 있다.
삽입판(200)의 일측에는 상부에는 제2-1홀(210)이, 하부에는 제2-2홀(220)이 형성될 수 있다.
제2-1홀(210)은 지역난방 공급수가 이동하는 통로를 제공한다.
제2-2홀(220)은 삽입판(200)과 이동판(300) 사이를 유동하는 지역난방 공급수가 이동하는 통로를 제공한다.
이동판(300)의 타측 상부에는 제3-1홀(310)이 형성되며, 하부에는 제3-2홀(320)이 형성될 수 있다.
제3-1홀(310)은 급탕수가 공급되는 통로를 제공한다.
제3-2홀(320)은 환탕수나 예열된 수돗물이 유입되는 통로를 제공한다.
도 8은 도 7의 결합구조에서 열교환 구조를 나타내는 도면이다. 도 8의 (a)는 지역난방 일체형 판형 열교환기의 일측의 유동흐름 구조를 나타내며, 도 8의 (b)는 지역난방 일체형 판형 열교환기 타측의 유동흐름 구조를 나타내는 도면이다.
도 8을 참조하면, 본 발명의 제3 실시예에 따른 지역난방 일체형 판형 열교환기의 일측에서는 제1-1홀(110)로 지역난방 공급수가 유입되며, 유입되는 지역난방 공급수는 고정판(100)과 삽입판(200) 사이의 공간과 제2-1홀(210)로 분기되어 이동할 수 있다. 지역난방 공급수는 제2-2홀(220)을 통과하여 분기된 공급수와 혼합되어 제1-2홀(120)을 통해 지역난방 환수수로 배출될 수 있다.
지역난방 일체형 판형 열교환기의 타측에서는 제1-4홀(140)을 통해 유입되는 난방환수수는 열교환을 통해 가열되어 난방수로 제1-3홀(130)로 배출되며, 제3-2홀(320)을 통해 유입되는 환탕수나 예열된 수돗물은 열교환을 통해 가열되어 제3-3홀(330)을 통해 급탕수로 배출될 수 있다.
이와 같이, 본 발명의 제3 실시예에 따르면, 이동판(300)과 삽입판(200) 사이에서는 급탕수의 가열이 발생되며, 삽입판(200)과 고정판(100) 사이에서는 난방수의 열교환이 발생하게 된다.
도 9는 본 발명의 제4 실시예에 따른 지역난방 일체형 판형 열교환기의 구조를 나타내는 도면이다.
도 9의 (a)는 고정판(100)의 구조를 나타내며, 도 9의 (b)는 삽입판(200)의 구조를 나타내며, 도 9의 (c)는 제2 이동판(300b)의 구조를 나타내며, 도 9의 (d)는 제1 이동판(300a)의 구조를 나타낸다.
도 9를 참조하면, 고정판(100)의 일측 상부에는 제1-1홀(110)이, 타측 상부에는 제1-2홀(120)이 하부에는 제1-3홀(130)이 배치될 수 있다.
제1-1홀(110)은 지역난방 공급수가 유입되는 통로를 제공한다.
제1-2홀(120)은 열교환을 통해 승온된 난방공급수가 배출되는 통로를 제공한다.
제1-3홀(130)은 난방환수수가 유입되는 통로를 제공한다.
삽입판(200)의 일측 하부에는 제2-1홀(210)이 형성될 수 있으며, 제2-1홀(210)은 제1-1홀(110)을 통해 유입되는 지역난방 공급수가 이동하는 통로를 제공한다.
제1 이동판(300a)은 일측상부에 제3-1홀(310a)이, 타측상부에 제3-2홀(320a)이 하부에 제3-3홀(330a)이 형성된다.
제3-1홀(310a)은 열교환을 끝낸 지역난방 환수수가 배출되는 통로를 제공한다.
제3-2홀(320a)은 수돗물이 유입되는 통로를 제공한다.
제3-3홀(330a)은 환탕수가 유입되는 통로를 제공한다.
제2 이동판(300b)은 삽입판(200)과 제1 이동판(300a) 사이에 배치된다. 제2 이동판(300b)의 일측 상부에는 제4-1홀(310b)이, 하부에는 제4-2홀(320b)이 배치되고, 타측 상부에는 제4-3홀(330b)이 하부에는 제4-4홀(340b)이 배치된다.
제4-1홀(310b)은 지역난방의 급탕공급수가 유입되는 통로를 제공한다.
제4-2홀(320b)은 지역난방의 급탕공급수와 난방공급수가 혼합되어 이동하는 통로를 제공한다.
제4-3홀(330b)은 열교환을 통해 온도가 상승된 급탕수가 유출되는 통로를 제공한다.
제4-4홀(340b)은 제1 이동판(300a)을 통해 유입되는 수돗물과 환탕수가 혼합되어 이동하는 통로를 제공한다.
이때, 제1 이동판(300a)은 제2 이동판(300b)에 비해 짧은 길이를 가질 수 있다.
복수의 이동판(300)이 결합되는 경우, 배관의 배치가 불가능하다. 본 발명의 제4 실시예에서는 난방공급수의 열교환과 급탕공급수의 열교환및 수돗물의 예열구조까지 하나의 열교환기에서 발생하는바, 배관의 연결구조가 복잡해진다.
본 발명의 제4 실시예에서는 배관의 연결구조의 단순화를 위해 이동판(300a,300b)의 길이를 다르게 하여 공간을 확보하며, 배관연결을 단순화하는 효과가 있다.
도 10은 도 9의 결합구조에서 열교환되는 구조를 나타내는 도면이다. 도 10의 (a)는 지역난방 일체형 판형 열교환기의 일측의 유동흐름 구조를 나타내며, 도 10의 (b)는 지역난방 일체형 판형 열교환기 타측의 유동흐름 구조를 나타내는 도면이다.
도 10을 참조하면, 본 발명의 제4 실시예에 따른 지역난방 일체형 판형 열교환기의 일측에서는 제1-1홀(110)을 통해 지역난방 난방공급수가 유입되며, 제4-1홀(310b)을 통해 지역난방 급탕공급수가 유입된다.
지역난방 난방공급수는 고정판(100)과 삽입판(200) 사이를 이동하여 제2-1홀(210)을 통해 지역난방 급탕공급수와 혼합되어 제4-2홀(320b)을 통과한뒤, 제3-1홀(310a)을 통해 환수된다.
본 발명의 제4 실시예에 따른 지역난방 일체형 판형 열교환기의 티측에서는 제3-2홀(320a)을 통해 수돗물이 유입되며, 유입된 수돗물은 제4-2홀(320b)을 통해 환수되는 물과 열교환을 통해 예열된다.
예열된 수돗물을 환탕수와 혼합되어 제4-4홀(340b)을 통해 이동하며, 급탕공급수와 열교환하여 승온되어 제4-3홀(330b)을 통해 급탕수로 공급된다.
한편, 지역난방 환수수는 제1-3홀(130)을 통해 유입되고, 지역난방 공급수와 열교환을 통해 승온되어 난방공급수로 제1-2홀(120)을 통해 배출된다.
이와 같이 본 발명의 제4 실시예에 따르면, 고정판(100)과 삽입판(200) 사이에서는 난방공급수의 열교환이 일어나며, 제1 이동판(300a)과 제2 이동판(300b)에서는 수돗물의 예열이 일어나고, 삽입판(200)과 제1 이동판(300a) 사이에서는 급탕수의 열교환이 발생된다.
도 11은 본 발명의 실시예들에서 사용되는 초음파 세정기가 장착되는 구조를 나타내는 도면이다.
본 발명의 실시예들에 사용되는 고정판(100), 삽입판(200), 이동판(300) 중 적어도 하나에는 초음파 세정을 위한 초음파 진동자(400)가 연결될 수 있다.
도 12를 참조하면, 최외각에 배치되는 판에 초음파 진동자(400)가 부착될 수도 있으며, 내측에 삽입되는 삽입판(200)에도 초음파 진동자(400)가 부착될 수 있다.
이때, 삽입판(200)에 삽입되는 경우, 삽입판(200)에는 공간이 부족할 수 있다 이러한 문제를 방지하기 위해 삽입판(200)의 일측에는 초음파 진동자(400)가 부착되기 위한 삽입판(200)의 연장부가 형성될 수 있으며, 초음파 진동자(400)는 삽입판(200)의 일측에 연결될 수 있다.
이상으로 본 발명의 실시 예에 관하여 첨부된 도면을 참조하여 구체적으로 살펴보았다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 수정, 변경 및 치환이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예 및 첨부된 도면들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예 및 첨부된 도면에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
1 : 지역난방 일체형 판형 열교환기
2 : 급탕 열교환기
3 : 난방 열교환기
4 : 급탕예열 열교환기
100 : 고정판 110 : 제1-1홀
120 : 제1-2홀 130 : 제1-3홀
140 : 제1-4홀 200 : 삽입판
210 : 제2-1홀 220 : 제2-2홀
300 ; 이동판 310 : 제3-1홀
320 : 제3-2홀 330 : 제3-3홀
300a : 제1 이동판 310a : 제3-1홀
320a ; 제3-2홀 330a : 제3-3홀
300b : 제2 이동판 310b : 제4-1홀
320b : 제4-2홀 330b : 제4-3홀
340b : 제4-4홀 400 : 초음파 진동자

Claims (12)

  1. 고정판, 삽입판 및 이동판이 상호 마주보도록 배치되며, 각 판 사이에는 복수의 전열판이 배치되는 지역난방 일체형 판형 열교환기에 있어서,
    상기 고정판의 길이방향 일측에는 지역난방 공급수가 유입되는 제1-1홀와 난방배출수가 유입되는 제1-2홀이 형성되며, 타측에는 급탕수가 배출되는 제1-3홀와 환탕수가 유입되는 제1-4홀이 형성되며,
    상기 삽입판의 일측에는 제2-1홀이, 타측에는 제2-2홀이 형성되며,
    상기 이동판의 일측에는 상기 지역난방 공급수와 상기 난방배출수가 혼합되어 배출되는 제3-1홀과 타측에는 수돗물이 유입되는 제3-2홀이 형성되는 것을 특징으로 하는 지역난방 일체형 판형 열교환기.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 제1-1홀과 상기 제1-3홀은 상기 고정판의 상부에 배치되며, 상기 제1-2홀과 상기 제1-4홀은 상기 고정판의 하부에 배치되는 것을 특징으로 하는 지역난방 일체형 판형 열교환기.
  3. 제2 항에 있어서,
    상기 제3-1홀과 상기 제3-2홀은 이동판의 상부에 배치되는 것을 특징으로 하는 지역난방 일체형 판형 열교환기.
  4. 고정판, 삽입판 및 이동판이 상호 마주보도록 배치되며, 각 판 사이에는 복수의 전열판이 배치되는 지역난방 일체형 판형 열교환기에 있어서,
    상기 고정판의 길이방향 일측에는 지역난방 공급수가 유입되는 제1-1홀, 급탕배출수가 유입되는 제1-2홀이 형성되며, 타측에는 난방환수수가 유입되는 제1-4홀과 난방공급수가 유출되는 제1-3홀이 형성되며,
    상기 삽입판의 일측에는 제2-1홀이 형성되며,
    상기 이동판의 일측에는 상기 지역난방 공급수와 급탕재열 배출수가 혼합되어 배출되는 제3-1홀과 타측에는 수돗물이 유입되는 제3-2홀과 열교환을 통해 예열된 상기 수돗물이 배출되는 제3-3홀이 형성되는 것을 특징으로 하는 지역난방 일체형 판형 열교환기.
  5. 제4 항에 있어서,
    상기 고정판과 상기 삽입판 사이의 공간에서 난방수가 열교환되며, 상기 이동판과 상기 삽입판의 사이의 공간에서 상기 수돗물이 예열되는 것을 특징으로 하는 지역난방 일체형 판형 열교환기.
  6. 고정판, 삽입판 및 이동판이 상호 마주보도록 배치되며, 각 판 사이에는 복수의 전열판이 배치되는 지역난방 일체형 판형 열교환기에 있어서,
    상기 고정판의 길이방향 일측에는 지역난방의 공급수가 유입되는 제1-1홀, 지역난방 공급수가 환수되는 제1-2홀이 형성되며, 타측에는 난방환수수가 유입되는 제1-4홀과 난방공급수가 유출되는 제1-3홀이 형성되며,
    상기 삽입판의 일측에는 제2-1홀 및 제2-2홀이 형성되며,
    상기 이동판의 타측에는 환탕수와 예열된 수돗물 혼합되어 유입되는 제3-2홀과 열교환을 통해 가열된 급탕수가 배출되는 제3-1홀이 형성되는 것을 특징으로 하는 지역난방 일체형 판형 열교환기.
  7. 제6 항에 있어서,
    상기 고정판과 상기 삽입판 사이 공간에서 난방수가 열교환되며, 상기 이동판과 상기 삽입판 사이의 공간에서 상기 수돗물이 예열되는 것을 특징으로 하는 지역난방 일체형 판형 열교환기.
  8. 제7 항에 있어서,
    상기 제1-1홀을 통해 유입되는 지역난방 공급수의 일부는 상기 고정판과 상기 삽입판 사이에서, 나머지 일부는 상기 제2-1홀을 통해 이동하여 상기 삽입판과 상기 이동판 사이에서 열교환하는 것을 특징으로 하는 지역난방 일체형 판형 열교환기.
  9. 고정판, 삽입판 및 이동판이 상호 마주보도록 배치되며, 각 판 사이에는 복수의 전열판이 배치되는 지역난방 일체형 판형 열교환기에 있어서,
    상기 이동판은 제1 이동판 및 제2 이동판을 포함하며,
    상기 고정판의 길이방향 일측에는 지역난방 공급수가 유입되는 제1-1홀이 형성되며, 타측에는 지역난방 환수수가 유입되는 제1-3홀과 난방공급수가 유출되는 제1-2홀이 형성되며,
    상기 삽입판의 일측에는 제2-1홀이 형성되며,
    상기 제1 이동판의 일측에는 지역난방 공급수와 환수수가 혼합되어 이동하는 제3-1홀이 형성되고, 타측의 상부에는 수돗물이 유입되는 제3-2홀 및 상기 제3-2홀 하부에 배치되어 환탕수가 유입되는 제3-3홀이 형성되고,
    상기 제2 이동판의 일측에는 지역난방 급탕공급수가 유입되는 제4-1홀과 급탕공급수와 난방공급수가 혼합되어 이동하는 제4-2홀이 형성되고, 타측에는 예열된 수돗물과 환탕수가 혼합되어 이동하는 제4-4홀 및 급탕수가 배출되는 제4-3홀이 형성되는 것을 특징으로 하는 지역난방 일체형 판형 열교환기.
  10. 제9 항에 있어서,
    상기 고정판과 상기 삽입판 사이에는 난방수가 열교환이 일어나며,
    상기 제1 이동판과 상기 제2 이동판 사이에는 상기 수돗물의 예열이 발생하며,
    상기 제2 이동판과 상기 삽입판 사이에는 급탕수의 열교환이 일어나는 것을 특징으로 하는 지역난방 일체형 판형 열교환기.
  11. 제9 항에 있어서,
    상기 제1 이동판은 상기 제2 이동판보다 짧은 길이를 구비하는 것을 특징으로 하는 지역난방 일체형 판형 열교환기.
  12. 제1 항 내지 제11 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 고정판, 상기 삽입판 및 상기 이동판 중 적어도 하나에는 초음파 진동자가 연결되는 것을 특징으로 하는 지역난방 일체형 판형 열교환기.

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR200389784Y1 (ko) * 2005-05-04 2005-07-18 케이이설비연구소주식회사 다기능 통합 구조의 에너지 절약형 판형 열교환기
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