KR102440551B1 - 온수공급장치 및 온수공급장치의 폐열 활용 방법 - Google Patents

온수공급장치 및 온수공급장치의 폐열 활용 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR102440551B1
KR102440551B1 KR1020170177338A KR20170177338A KR102440551B1 KR 102440551 B1 KR102440551 B1 KR 102440551B1 KR 1020170177338 A KR1020170177338 A KR 1020170177338A KR 20170177338 A KR20170177338 A KR 20170177338A KR 102440551 B1 KR102440551 B1 KR 102440551B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
hot water
heat exchanger
pump
signal
water supply
Prior art date
Application number
KR1020170177338A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20190075608A (ko
Inventor
최혁
김정겸
허창회
Original Assignee
주식회사 경동나비엔
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 주식회사 경동나비엔 filed Critical 주식회사 경동나비엔
Priority to KR1020170177338A priority Critical patent/KR102440551B1/ko
Priority to CN201880082314.7A priority patent/CN111512092B/zh
Priority to US16/770,045 priority patent/US11835242B2/en
Priority to RU2020123905A priority patent/RU2741532C1/ru
Priority to PCT/KR2018/015223 priority patent/WO2019124821A1/ko
Publication of KR20190075608A publication Critical patent/KR20190075608A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102440551B1 publication Critical patent/KR102440551B1/ko

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24D—DOMESTIC- OR SPACE-HEATING SYSTEMS, e.g. CENTRAL HEATING SYSTEMS; DOMESTIC HOT-WATER SUPPLY SYSTEMS; ELEMENTS OR COMPONENTS THEREFOR
    • F24D19/00—Details
    • F24D19/10—Arrangement or mounting of control or safety devices
    • F24D19/1006—Arrangement or mounting of control or safety devices for water heating systems
    • F24D19/1066—Arrangement or mounting of control or safety devices for water heating systems for the combination of central heating and domestic hot water
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24D—DOMESTIC- OR SPACE-HEATING SYSTEMS, e.g. CENTRAL HEATING SYSTEMS; DOMESTIC HOT-WATER SUPPLY SYSTEMS; ELEMENTS OR COMPONENTS THEREFOR
    • F24D17/00—Domestic hot-water supply systems
    • F24D17/0005—Domestic hot-water supply systems using recuperation of waste heat
    • F24D17/001—Domestic hot-water supply systems using recuperation of waste heat with accumulation of heated water
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24D—DOMESTIC- OR SPACE-HEATING SYSTEMS, e.g. CENTRAL HEATING SYSTEMS; DOMESTIC HOT-WATER SUPPLY SYSTEMS; ELEMENTS OR COMPONENTS THEREFOR
    • F24D19/00—Details
    • F24D19/10—Arrangement or mounting of control or safety devices
    • F24D19/1006—Arrangement or mounting of control or safety devices for water heating systems
    • F24D19/1066—Arrangement or mounting of control or safety devices for water heating systems for the combination of central heating and domestic hot water
    • F24D19/1069—Arrangement or mounting of control or safety devices for water heating systems for the combination of central heating and domestic hot water regulation in function of the temperature of the domestic hot water
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24D—DOMESTIC- OR SPACE-HEATING SYSTEMS, e.g. CENTRAL HEATING SYSTEMS; DOMESTIC HOT-WATER SUPPLY SYSTEMS; ELEMENTS OR COMPONENTS THEREFOR
    • F24D3/00—Hot-water central heating systems
    • F24D3/08—Hot-water central heating systems in combination with systems for domestic hot-water supply
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24H—FLUID HEATERS, e.g. WATER OR AIR HEATERS, HAVING HEAT-GENERATING MEANS, e.g. HEAT PUMPS, IN GENERAL
    • F24H15/00—Control of fluid heaters
    • F24H15/10—Control of fluid heaters characterised by the purpose of the control
    • F24H15/156—Reducing the quantity of energy consumed; Increasing efficiency
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24H—FLUID HEATERS, e.g. WATER OR AIR HEATERS, HAVING HEAT-GENERATING MEANS, e.g. HEAT PUMPS, IN GENERAL
    • F24H15/00—Control of fluid heaters
    • F24H15/10—Control of fluid heaters characterised by the purpose of the control
    • F24H15/174—Supplying heated water with desired temperature or desired range of temperature
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24H—FLUID HEATERS, e.g. WATER OR AIR HEATERS, HAVING HEAT-GENERATING MEANS, e.g. HEAT PUMPS, IN GENERAL
    • F24H15/00—Control of fluid heaters
    • F24H15/20—Control of fluid heaters characterised by control inputs
    • F24H15/212—Temperature of the water
    • F24H15/219—Temperature of the water after heating
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24H—FLUID HEATERS, e.g. WATER OR AIR HEATERS, HAVING HEAT-GENERATING MEANS, e.g. HEAT PUMPS, IN GENERAL
    • F24H15/00—Control of fluid heaters
    • F24H15/20—Control of fluid heaters characterised by control inputs
    • F24H15/269—Time, e.g. hour or date
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24H—FLUID HEATERS, e.g. WATER OR AIR HEATERS, HAVING HEAT-GENERATING MEANS, e.g. HEAT PUMPS, IN GENERAL
    • F24H15/00—Control of fluid heaters
    • F24H15/30—Control of fluid heaters characterised by control outputs; characterised by the components to be controlled
    • F24H15/335—Control of pumps, e.g. on-off control
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24H—FLUID HEATERS, e.g. WATER OR AIR HEATERS, HAVING HEAT-GENERATING MEANS, e.g. HEAT PUMPS, IN GENERAL
    • F24H15/00—Control of fluid heaters
    • F24H15/30—Control of fluid heaters characterised by control outputs; characterised by the components to be controlled
    • F24H15/355—Control of heat-generating means in heaters
    • F24H15/36—Control of heat-generating means in heaters of burners
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24H—FLUID HEATERS, e.g. WATER OR AIR HEATERS, HAVING HEAT-GENERATING MEANS, e.g. HEAT PUMPS, IN GENERAL
    • F24H9/00—Details
    • F24H9/20—Arrangement or mounting of control or safety devices
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24H—FLUID HEATERS, e.g. WATER OR AIR HEATERS, HAVING HEAT-GENERATING MEANS, e.g. HEAT PUMPS, IN GENERAL
    • F24H9/00—Details
    • F24H9/20—Arrangement or mounting of control or safety devices
    • F24H9/2007—Arrangement or mounting of control or safety devices for water heaters
    • F24H9/2035—Arrangement or mounting of control or safety devices for water heaters using fluid fuel
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24D—DOMESTIC- OR SPACE-HEATING SYSTEMS, e.g. CENTRAL HEATING SYSTEMS; DOMESTIC HOT-WATER SUPPLY SYSTEMS; ELEMENTS OR COMPONENTS THEREFOR
    • F24D2200/00—Heat sources or energy sources
    • F24D2200/04—Gas or oil fired boiler
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24D—DOMESTIC- OR SPACE-HEATING SYSTEMS, e.g. CENTRAL HEATING SYSTEMS; DOMESTIC HOT-WATER SUPPLY SYSTEMS; ELEMENTS OR COMPONENTS THEREFOR
    • F24D2200/00—Heat sources or energy sources
    • F24D2200/16—Waste heat
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24D—DOMESTIC- OR SPACE-HEATING SYSTEMS, e.g. CENTRAL HEATING SYSTEMS; DOMESTIC HOT-WATER SUPPLY SYSTEMS; ELEMENTS OR COMPONENTS THEREFOR
    • F24D2220/00—Components of central heating installations excluding heat sources
    • F24D2220/04—Sensors
    • F24D2220/042—Temperature sensors
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24D—DOMESTIC- OR SPACE-HEATING SYSTEMS, e.g. CENTRAL HEATING SYSTEMS; DOMESTIC HOT-WATER SUPPLY SYSTEMS; ELEMENTS OR COMPONENTS THEREFOR
    • F24D2220/00—Components of central heating installations excluding heat sources
    • F24D2220/04—Sensors
    • F24D2220/044—Flow sensors
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24H—FLUID HEATERS, e.g. WATER OR AIR HEATERS, HAVING HEAT-GENERATING MEANS, e.g. HEAT PUMPS, IN GENERAL
    • F24H1/00—Water heaters, e.g. boilers, continuous-flow heaters or water-storage heaters
    • F24H1/10—Continuous-flow heaters, i.e. heaters in which heat is generated only while the water is flowing, e.g. with direct contact of the water with the heating medium
    • F24H1/107—Continuous-flow heaters, i.e. heaters in which heat is generated only while the water is flowing, e.g. with direct contact of the water with the heating medium using fluid fuel
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24H—FLUID HEATERS, e.g. WATER OR AIR HEATERS, HAVING HEAT-GENERATING MEANS, e.g. HEAT PUMPS, IN GENERAL
    • F24H15/00—Control of fluid heaters
    • F24H15/20—Control of fluid heaters characterised by control inputs
    • F24H15/281—Input from user
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B30/00—Energy efficient heating, ventilation or air conditioning [HVAC]
    • Y02B30/18—Domestic hot-water supply systems using recuperated or waste heat

Abstract

본 발명은 순간식 보일러의 온수 사용시 필요로 하는 잔여 온수 사용량이 소량인 경우에 배관 및 보일러의 폐열을 열원으로 활용하여 온수를 공급할 수 있도록 하는 온수공급장치 및 온수공급장치의 폐열 활용 방법을 제공함에 그 목적이 있다.
이를 구현하기 위한 본 발명의 온수공급장치는, 버너의 연소열에 의해 난방수를 가열하는 현열 열교환기와, 상기 현열 열교환기에서 가열된 난방수와 직수 간의 열교환에 의해 온수를 생성하여 수전 측으로 공급하는 급탕 열교환기와, 상기 현열 열교환기와 상기 급탕 열교환기를 연결하는 난방수의 유로를 통하여 난방수를 순환시키는 펌프를 구비한 온수공급장치에 있어서, 최종 온수 사용 신호가 수신되는 신호수신부; 상기 신호수신부에 수신된 신호에 의거 상기 버너의 가동을 정지하고, 난방수를 순환시키도록 펌프를 제어하는 제어부;를 포함하여 구성된다.

Description

온수공급장치 및 온수공급장치의 폐열 활용 방법{Hot water supply apparatus and Method for using waste heat thereof}
본 발명은 온수공급장치 및 온수공급장치의 폐열 활용 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 순간식 보일러의 온수 사용시 필요로 하는 잔여 온수 사용량이 소량인 경우에 배관 및 보일러의 폐열을 열원으로 활용하여 온수를 공급할 수 있도록 하는 온수공급장치 및 온수공급장치의 폐열 활용 방법에 관한 것이다.
온수공급장치는 직수를 단시간 내에 설정된 온도로 가열시켜 사용자가 편리하게 온수를 사용할 수 있도록 공급하는 장치이다.
이러한 온수공급장치는 기름 또는 가스를 연료로 사용하여 버너를 통해 연소시킨 다음, 이 연소과정에서 발생하는 연소열을 이용하여 물을 가열하고, 이 가열된 물을 사용자의 필요에 따라 제공하도록 구성되어 있다.
한편, 순간식 보일러의 온수 기능을 사용하는 경우, 직수가 유입되어 유량이 감지되면, 직수를 설정온도의 온수로 가열하여 공급하기 위해 열교환기에 구비된 버너는 설정온도의 열량에 맞추어 연소량이 제어된다.
그리고, 사용자가 수전을 닫아 온수의 사용이 중지되면, 보일러는 버너의 가동을 멈추고 연소 동작을 마무리하는 퍼지 동작을 수행한 후에 대기 상태로 돌아가게 된다.
이러한 종래의 보일러 운용 방식에 의하면, 온수의 사용이 끝나고 보일러에서 수전까지의 온수공급 배관에 온수가 남아 있게 되고, 보일러의 내부에는 잔열이 존재하게 된다. 이와 같이 온수공급 배관에 잔류하는 온수와, 보일러 내부의 잔열은 온수의 사용이 오랜 시간 동안 다시 이루어지지 않을 경우 외부온도와 열 평형을 이루게 되어 온도가 떨어지게 되므로 열 에너지의 낭비를 초래하는 문제가 있다. 또한, 온수 사용이 중지되고 버너의 가동이 멈추어 퍼지 동작을 수행하는 상황에서 사용자가 소량의 온수를 추가로 필요로 한다면, 필요한 열량에 대응하는 연소 동작을 다시 수행해야 하며, 이 경우 버너의 착화에 따라 유해 가스가 추가적으로 발생하게 되는 문제점이 있다.
온수공급장치 및 그 제어방법과 관련된 선행기술로서, 대한민국 등록특허 제10-0985381호에는 온수공급장치에서 저유량의 온수 사용시 온수 온도를 제어하기 위한 방법이 개시되어 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 순간식 보일러의 온수 사용시 필요로 하는 잔여 온수 사용량이 소량인 경우에 배관 및 보일러의 폐열을 열원으로 활용하여 온수를 공급할 수 있도록 하는 온수공급장치 및 온수공급장치의 폐열 활용 방법을 제공함에 그 목적이 있다.
상술한 바와 같은 목적을 구현하기 위한 본 발명의 온수공급장치는, 버너의 연소열에 의해 난방수를 가열하는 현열 열교환기와, 상기 현열 열교환기에서 가열된 난방수와 직수 간의 열교환에 의해 온수를 생성하여 수전 측으로 공급하는 급탕 열교환기와, 상기 현열 열교환기와 상기 급탕 열교환기를 연결하는 난방수의 유로를 통하여 난방수를 순환시키는 펌프를 구비한 온수공급장치에 있어서, 최종 온수 사용 신호가 수신되는 신호수신부; 상기 신호수신부에 수신된 신호에 의거 상기 버너의 가동을 정지하고, 난방수를 순환시키도록 펌프를 제어하는 제어부;를 포함하여 구성된다.
상기 제어부는 상기 최종 온수 사용 신호가 수신된 시점으로부터 상기 펌프가 설정된 시간 동안 가동된 후에 가동 정지되도록 제어할 수 있다.
상기 난방수의 온도를 감지하는 온도센서를 더 포함하고, 상기 제어부는 상기 펌프가 가동된 후에 상기 온도센서에서 감지된 난방수의 온도가 설정 온도 이하가 되면, 상기 펌프의 가동이 정지되도록 제어할 수 있다.
수전의 개폐에 의해 공급되는 물의 유량변화를 감지하여 유량신호를 출력하는 유량감지부를 더 포함하고, 상기 제어부는 상기 유량감지부에서 출력되는 유량신호가 상기 최종 온수 사용 신호에 해당되면 상기 버너의 가동을 정지하고, 상기 난방수를 순환시키도록 펌프를 제어할 수 있다.
상기 유량감지부는 상기 수전이 개폐되는 시간과 횟수를 감지하여 특정 패턴의 유량신호를 출력하는 것으로 구성될 수 있다.
본 발명의 온수공급장치의 폐열 활용 방법은, 버너의 연소열에 의해 난방수를 가열하는 현열 열교환기와, 상기 현열 열교환기에서 가열된 난방수와 직수 간의 열교환에 의해 온수를 생성하여 수전 측으로 공급하는 급탕 열교환기와, 상기 현열 열교환기와 상기 급탕 열교환기를 연결하는 난방수의 유로를 통하여 난방수를 순환시키는 펌프를 구비한 온수공급장치의 폐열 활용 방법으로서, 최종 온수 사용 신호를 수신하는 단계; 상기 버너의 가동을 정지하는 단계; 및 난방수를 순환시키도록 상기 펌프를 제어하는 단계;를 포함하여 구성된다.
상기 최종 온수 사용 신호가 수신된 시점으로부터 상기 펌프가 설정된 시간 동안 가동된 후에 가동 정지되도록 제어하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 난방수의 온도를 감지하는 단계; 상기 펌프가 가동된 후에 상기 난방수의 온도가 설정 온도 이하가 되면, 상기 펌프의 가동이 정지되도록 제어하는 단계;를 더 포함하여 구성될 수 있다.
최종 온수 사용 신호를 수신하는 단계는, 상기 최종 온수 사용 신호로 설정된 패턴으로 상기 수전이 설정된 시간과 횟수로 개폐됨에 따라 공급되는 물의 유량변화를 감지하여 출력되는 유량신호를 상기 최종 온수 사용 신호로 이용하는 것으로 구성될 수 있다.
본 발명에 따른 온수공급장치 및 온수공급장치의 폐열 활용 방법에 의하면, 순간식 보일러의 온수 사용시 잔여 온수 사용량이 소량인 경우에 배관 및 보일러의 폐열을 열원으로 활용하여 온수를 생성하여 공급함으로써, 수전과 보일러 사이의 배관에 잔류하는 온수 및 보일러에 남아 있는 잔열의 에너지 낭비를 방지할 수 있다.
또한, 소량의 온수 추가적으로 사용하기 위해 버너를 재가동시킬 필요가 없으므로, 연료 사용량을 절감하고 버너의 착화 시 발생하는 유해 가스의 배출을 줄일 수 있다.
또한, 최종 온수 사용 신호로 설정된 패턴으로 수전이 설정된 시간과 횟수로 개폐됨에 따라 공급되는 물의 유량변화를 감지하여 출력되는 유량신호를 최종 온수 사용 신호로 이용하는 방법에 의하면, 최종 온수 사용 신호의 입력을 위한 별도의 기기를 설치하지 않고도 소량의 온수 사용을 위한 제어 동작을 간편하게 수행할 수 있어 온수공급장치의 사용 편의성을 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 온수공급장치의 구성도,
도 2는 본 발명의 온수공급장치의 제어 블록도,
도 3은 본 발명의 온수공급장치의 폐열 활용 방법의 순서도,
도 4는 수전 유량신호에 따라 최종 온수 사용 신호를 수신하는 방법의 제어 블록도,
도 5는 일실시예에 따른 수전 유량신호에 따른 제어동작의 실행 시간을 나타낸 그래프,
도 6은 수전 유량신호에 따른 최종 온수 사용 신호를 수신하는 방법 및 이에 따른 온수공급장치의 폐열 활용 방법의 순서도.
이하 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대한 구성 및 작용을 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 온수공급장치(1)는, 난방수를 이용하여 직수를 가열하여 온수를 공급하는 순간식 보일러(10), 버너(21)의 연소열에 의해 난방수를 가열하는 현열 열교환기(20)와, 상기 현열 열교환기(20)에서 가열된 난방수와 직수 간의 열교환에 의해 온수를 생성하여 수전(50) 측으로 공급하는 급탕 열교환기(30)를 포함한다.
상기 현열 열교환기(20)에서 가열된 난방수는 난방수 공급관(41)을 통하여 난방소요처(200)로 공급되고, 상기 난방소요처(200)를 경유한 난방수는 난방수 환수관(42)을 통하여 현열 열교환기(20)로 환수된다.
상기 난방수 공급관(41)에는 바이패스관(43)이 분기되고, 상기 바이패스관(43)은 급탕 열교환기(30)를 경유하여 난방수 환수관(42)에 연결된다. 상기 난방수 공급관(41)에서 바이패스관(43)이 분기되는 위치에는 현열 열교환기(20)에서 공급된 난방수의 유로를 난방소요처(200) 또는 급탕 열교환기(30) 측에 선택적으로 연결하기 위한 삼방밸브(44)가 구비된다.
상기 급탕 열교환기(30)의 일측에는 직수가 유입되는 직수관(45)이 연결되며, 상기 급탕 열교환기(30)에서 가열된 온수는 온수관(46)을 통하여 수전(50) 측으로 공급된다. 상기 바이패스관(43)을 통하여 급탕 열교환기(30)를 경유하는 난방수와, 상기 직수관(45)을 통하여 급탕 열교환기(30)로 유입되는 직수 간에 열교환이 이루어져 직수는 온수로 생성된 후에 온수관(46)을 통하여 수전(50) 측으로 공급된다.
상기 난방수 환수관(42)에는 난방수의 순환을 위한 펌프(60)가 구비되고, 상기 직수관(45)에는 직수의 유량을 감지하는 유량감지부(70)가 구비되며, 난방수 공급관(41)에는 현열 열교환기(20)를 통과한 난방수의 온도를 감지하기 위한 온도센서(80)가 구비된다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 온수공급장치(1)는, 최종 온수 사용 신호가 수신되는 신호수신부(90)와, 상기 신호수신부(90)에 수신된 신호에 의거 상기 버너(21)의 가동을 정지하고, 상기 난방수를 순환시키도록 펌프(60)를 제어하는 제어부(100)를 더 포함한다. 여기서,‘최종 온수 사용 신호’는 사용자가 온수를 사용하는 도중에 추가로 필요로 하는 온수가 소량 남아 있을 경우에 사용자가 보일러에 보내는 신호를 의미한다. 예컨대, 사용자가 온수를 사용하는 도중에 1~2분 정도 온수를 추가로 사용하고자 하는 경우에 사용자가 보일러(1)에 잔류하는 잔열을 직수 가열을 위한 열원으로 활용하여 온수를 공급받기 위해 입력하는 신호를 의미한다.
상기 최종 온수 사용 신호를 입력하여 상기 신호수신부(90)에 신호를 송신하는 수단은, 별도의 입력 장치로 구성하거나, 후술되는 수전(50)의 개폐 동작에 따른 특정 유량 패턴을 입력하는 방식으로 구성할 수 있다.
상기 최종 온수 사용 신호가 수신되면, 온수관(44)에 잔류하는 온수가 수전(50) 측으로 공급되고, 버너(21)의 가동이 정지되어 현열 열교환부(20)에서 추가적인 연소에 의한 현열 교환은 이루어지지 않으며, 난방수는 펌프(60)의 가동에 의해 난방수 공급관(41)과 급탕 열교환기(30)와 난방수 환수관(42) 및 현열 열교환기(20)로 연결되는 폐회로를 순환하면서 현열 열교환기(20)에 남아 있는 잔열을 급탕 열교환기(30)를 통과하는 직수에 전달하게 된다.
일실시예로, 상기 제어부(100)는 상기 최종 온수 사용 신호가 수신된 시점으로부터 펌프(60)가 설정된 시간 동안 가동된 후에 가동 정지되도록 제어할 수 있다. 상기 설정된 시간은 최종 온수 사용 신호가 수신된 시점부터 현열 열교환기(20)의 잔열이 급탕 열교환기(30) 측으로 전달되어 소진되는 시간으로 설정될 수 있다.
다른 실시예로, 상기 제어부(100)는 상기 최종 온수 사용 신호가 수신되어 펌프(60)가 가동된 후에 상기 온도센서(80)에서 감지된 난방수의 온도가 설정 온도 이하가 되면, 상기 펌프(60)의 가동이 정지되도록 제어할 수 있다. 여기서, 상기 설정 온도는, 온수 설정 온도 또는 난방 설정 온도일 수 있다.
상기 최종 온수 사용 신호가 수신된 시점부터 시간이 경과하게 되면, 현열 열교환기(20)를 포함하여 보일러(10) 내부의 잔열 온도는 점차 낮아지게 되는데, 상기 난방수의 온도가 설정 온도 이하가 되는 시점에는 더 이상 직수의 가열 열원으로 활용할 수 없게 되므로, 이 시점에서 펌프(60)의 가동이 정지되도록 한다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 온수공급장치의 폐열 활용 방법은, 온수의 정상 운전 중에(S11), 사용자의 신호 입력에 의해 신호수신부(90)가 최종 온수 사용신호를 수신하게 되면(S12), 버너(21)의 연소를 정지하고(S13), 난방수를 순환시키도록 펌프(60)를 제어한다(S14). 상기 최종 온수 사용신호가 수신된 시점으로부터 설정된 시간이 경과하면(S14), 펌프(60)의 가동을 정지하고(S16), 온수 대기 상태를 유지한다(S17).
도 4와 도 5를 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 온수공급장치(1)는, 최종 온수 사용 신호를 입력하여 신호수신부(90)에 송신하는 수단으로서, 수전(50)의 개폐 동작에 의해 최종 온수 사용신호를 입력하는 방식을 적용할 수 있다.
본 실시예에 따른 온수공급장치(1)는, 상기 수전(50)의 개폐에 의해 공급되는 물의 유량변화를 감지하여 유량신호를 출력하는 유량감지부(70)와, 상기 유량감지부(70)에서 출력되는 유량신호가 상기 최종 온수 사용 신호에 해당하는 것으로 판별되면, 상기 버너(21)의 가동을 정지하고, 난방수를 순환시키도록 펌프(60)를 제어하는 제어부(100)를 포함하여 구성된다.
상기 유량감지부(70)는 유량(흐름)스위치 또는 유량센서일 수 있으며, 상기 수전(50)이 개폐되는 시간과 횟수를 감지하여 특정 패턴의 유량신호를 출력한다.
상기 제어부(100)는 유량감지부(70)에서 출력되는 유량신호가 기 설정된 최종 온수 사용신호인 것으로 판별되면, 전술한 바와 같이 버너(21)의 가동을 정지하고, 난방수를 순환시키도록 펌프(60)를 제어함으로써, 온수관(44) 내에 잔류하는 온수를 공급하고, 순간식 보일러(10) 내부의 잔열을 직수의 가열 열원으로 활용하여 온수를 공급하게 된다.
온수 사용자가 상기 수전(50)을 개폐하는 경우, 물(직수)이 공급되는 직수관(45)과 온수관(46)을 따라 유동하는 물의 유량이 변하게 되고, 유량 변화에 대응하여 유량감지부(70)는 특정 패턴의 수전 유량신호를 출력하게 되며, 상기 출력된 수전 유량신호를 기준으로 제어부(100)는 최종 온수 사용 신호가 수신되었는지 여부를 판단하게 된다.
일실시예로, 도 5를 참조하면, 상기 최종 온수 사용 신호는, 수전(50)을 1초간 열고, 1초간 닫고, 3초간 열고, 1초간 닫고, 1초간 여는 방식으로 구성될 수 있다. 이와 같이 수전(50)이 개폐되는 시간과 횟수에 따른 수전 유량신호를 기준으로, 제어부(100)는 수신된 신호가 최종 온수 사용 신호에 해당하는지 여부를 판별할 수 있다.
상기 실시예는 수전(50)을 개폐하는 시간과 횟수에 대한 하나의 예시일 뿐이며, 상기 수전(40)을 개폐하는 시간과 횟수는 이와 달리 변경 실시될 수 있음은 자명하다. 다만, 상기 최종 온수 사용 신호로 식별될 수 있도록 하기 위하여, 상기 수전(50)을 개폐하는 시간과 횟수는, 일상생활에서 온수 사용시 흔히 나타나지 않는 개폐 패턴으로 설정됨이 바람직하다.
이와 같이 수전(50)의 개폐 동작에 의해 최종 온수 사용 신호를 입력하는 방식을 적용한 온수공급장치의 폐열 활용 방법은, 도 6에 도시된 바와 같이, 수전(50)을 설정된 시간과 횟수로 개폐하는 단계(S21), 상기 수전(50)의 개폐 동작에 의한 직수의 유량변화를 감지하고 수전 유량신호를 출력하는 단계(S22), 상기 수전 유량신호가 최종 온수 사용 신호에 해당하는지 여부를 판별하는 단계(S23), 및 상기 수전 유량신호가 최종 온수 사용 신호에 해당하면, 버너(21)의 가동을 중지하고 난방수를 순환시키도록 펌프(60)를 제어함으로써 보일러의 폐열을 활용하여 온수를 공급하는 단계(S24)로 구성된다.
상기와 같이, 사용자가 수전(50)을 개폐하는 동작에 의해 최종 온수 사용 신호를 입력하고, 수신된 신호가 최종 온수 사용 신호인지 여부를 판별하여 보일러의 폐열을 활용하는 방법에 의하면, 수전(50)이 위치한 온수 사용장소에 신호 입력 기능을 하는 별도의 장치를 설치하지 않더라도 수전(50)의 개폐 동작에 의해 최종 온수 사용 신호의 입력이 가능하므로, 온수 사용의 편의성을 향상시킬 수 있다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명은 상술한 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구되는 본 발명의 기술적 사상에 벗어남 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 자명한 변형실시가 가능하며, 이러한 변형실시는 본 발명의 범위에 속한다.
1 : 온수공급장치 10 : 순간식 보일러
20 : 현열 열교환기 21 : 버너
30 : 급탕 열교환기 41 : 난방수 공급관
42 : 난방수 환수관 43 : 바이패스관
44 : 삼방밸브 45 : 직수관
46 : 온수관 50 : 수전
60 : 펌프 70 : 유량감지부
80 : 온도센서 90 : 신호수신부
100 : 제어부
200 : 난방소요처

Claims (9)

  1. 버너의 연소열에 의해 난방수를 가열하는 현열 열교환기와, 상기 현열 열교환기에서 가열된 난방수와 직수 간의 열교환에 의해 온수를 생성하여 수전 측으로 공급하는 급탕 열교환기와, 상기 현열 열교환기와 상기 급탕 열교환기를 연결하는 난방수의 유로를 통하여 난방수를 순환시키는 펌프를 구비한 온수공급장치에 있어서,
    최종 온수 사용 신호가 수신되는 신호수신부;
    상기 신호수신부에 수신된 신호에 의거 상기 버너의 가동을 정지하고, 난방수를 순환시키도록 펌프를 제어하는 제어부; 및
    상기 수전의 개폐에 의해 공급되는 물의 유량변화를 감지하여 유량신호를 출력하는 유량감지부;
    를 포함하되,
    상기 제어부는 상기 유량감지부에서 출력되는 유량신호가 상기 최종 온수 사용 신호에 해당되면 상기 버너의 가동을 정지하고, 상기 난방수를 순환시키도록 펌프를 제어하는 것을 특징으로 하는 온수공급장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 최종 온수 사용 신호가 수신된 시점으로부터 상기 펌프가 설정된 시간 동안 가동된 후에 가동 정지되도록 제어하는 것을 특징으로 하는 온수공급장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 난방수의 온도를 감지하는 온도센서를 더 포함하고,
    상기 제어부는 상기 펌프가 가동된 후에 상기 온도센서에서 감지된 난방수의 온도가 설정 온도 이하가 되면, 상기 펌프의 가동이 정지되도록 제어하는 것을 특징으로 하는 온수공급장치.
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서,
    상기 유량감지부는 상기 수전이 개폐되는 시간과 횟수를 감지하여 특정 패턴의 유량신호를 출력하는 것을 특징으로 하는 온수공급장치.
  6. 버너의 연소열에 의해 난방수를 가열하는 현열 열교환기와, 상기 현열 열교환기에서 가열된 난방수와 직수 간의 열교환에 의해 온수를 생성하여 수전 측으로 공급하는 급탕 열교환기와, 상기 현열 열교환기와 상기 급탕 열교환기를 연결하는 난방수의 유로를 통하여 난방수를 순환시키는 펌프를 구비한 온수공급장치의 폐열 활용 방법으로서,
    최종 온수 사용 신호를 수신하는 단계;
    상기 버너의 가동을 정지하는 단계; 및
    난방수를 순환시키도록 상기 펌프를 제어하는 단계;
    를 포함하되,
    상기 최종 온수 사용 신호를 수신하는 단계는,
    상기 최종 온수 사용 신호로 설정된 패턴으로 상기 수전이 설정된 시간과 횟수로 개폐됨에 따라 공급되는 물의 유량변화를 감지하여 출력되는 유량신호를 상기 최종 온수 사용 신호로 이용하는 것을 특징으로 하는 온수공급장치의 폐열 활용 방법.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 최종 온수 사용 신호가 수신된 시점으로부터 상기 펌프가 설정된 시간 동안 가동된 후에 가동 정지되도록 제어하는 단계를 더 포함하는 온수공급장치의 폐열 활용 방법.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 난방수의 온도를 감지하는 단계;
    상기 펌프가 가동된 후에 상기 난방수의 온도가 설정 온도 이하가 되면, 상기 펌프의 가동이 정지되도록 제어하는 단계;
    를 더 포함하는 온수공급장치의 폐열 활용 방법.
  9. 삭제
KR1020170177338A 2017-12-21 2017-12-21 온수공급장치 및 온수공급장치의 폐열 활용 방법 KR102440551B1 (ko)

Priority Applications (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020170177338A KR102440551B1 (ko) 2017-12-21 2017-12-21 온수공급장치 및 온수공급장치의 폐열 활용 방법
CN201880082314.7A CN111512092B (zh) 2017-12-21 2018-12-04 热水供应装置及热水供应装置的废热利用方法
US16/770,045 US11835242B2 (en) 2017-12-21 2018-12-04 Hot water supplying apparatus and method for utilizing waste heat of hot water supplying apparatus
RU2020123905A RU2741532C1 (ru) 2017-12-21 2018-12-04 Установка для горячего водоснабжения и способ утилизации отходящего тепла в установке для горячего водоснабжения
PCT/KR2018/015223 WO2019124821A1 (ko) 2017-12-21 2018-12-04 온수공급장치 및 온수공급장치의 폐열 활용 방법

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020170177338A KR102440551B1 (ko) 2017-12-21 2017-12-21 온수공급장치 및 온수공급장치의 폐열 활용 방법

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20190075608A KR20190075608A (ko) 2019-07-01
KR102440551B1 true KR102440551B1 (ko) 2022-09-06

Family

ID=66992610

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020170177338A KR102440551B1 (ko) 2017-12-21 2017-12-21 온수공급장치 및 온수공급장치의 폐열 활용 방법

Country Status (5)

Country Link
US (1) US11835242B2 (ko)
KR (1) KR102440551B1 (ko)
CN (1) CN111512092B (ko)
RU (1) RU2741532C1 (ko)
WO (1) WO2019124821A1 (ko)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102449159B1 (ko) * 2018-05-08 2022-09-30 주식회사 경동나비엔 난방 온수 겸용 보일러 및 그 제어방법
WO2020084813A1 (ja) * 2018-10-25 2020-04-30 株式会社ノーリツ 暖房給湯装置
CN110953727A (zh) * 2019-12-16 2020-04-03 华帝股份有限公司 一种燃气热水器的恒温控制方法
KR102543205B1 (ko) * 2020-12-29 2023-06-14 주식회사 경동나비엔 보일러 시스템 및 동작 방법

Family Cites Families (35)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1753300B2 (de) * 1968-01-13 1973-06-28 Joh Vaillant KG, 5630 Remscheid Brauchwasserbereiter fuer eine warmwasser-umlaufheizungs-anlage
US4065054A (en) * 1976-06-03 1977-12-27 Joh. Vaillant Kg Circulating water heater
US4106692A (en) * 1977-01-28 1978-08-15 Baier John F Heating system with reserve thermal storage capacity
JPH07260253A (ja) * 1994-03-28 1995-10-13 Harman Co Ltd 給湯装置
JP4036141B2 (ja) * 2003-05-21 2008-01-23 株式会社ノーリツ 給湯システム
JP5031322B2 (ja) * 2006-10-27 2012-09-19 東京瓦斯株式会社 ガス器具判別装置
WO2008094651A1 (en) * 2007-01-31 2008-08-07 Masco Corporation Of Indiana Capacitive sensing apparatus and method for faucets
US7819136B1 (en) * 2007-12-10 2010-10-26 Eddy Zachary P Hand washing timer
KR100951152B1 (ko) * 2008-02-29 2010-04-06 주식회사 경동나비엔 밀폐형 팽창탱크를 구비한 가스보일러
KR20090102940A (ko) * 2008-03-27 2009-10-01 주식회사 경동나비엔 난방수와 온수를 동시에 공급할 수 있는 보일러
KR101018774B1 (ko) * 2008-06-24 2011-03-07 주식회사 경동네트웍 온수 온도를 일정하게 유지시키기 위한 온수 공급 시스템
KR100985384B1 (ko) * 2008-06-27 2010-10-05 주식회사 경동네트웍 온수 공급 시스템에서 저유량의 온수 사용시 온수 온도를제어하기 위한 방법
JP5084768B2 (ja) * 2009-03-11 2012-11-28 リンナイ株式会社 給湯システム
JP4650577B2 (ja) * 2009-03-24 2011-03-16 パナソニック株式会社 燃料電池コージェネレーションシステム
US20100251974A1 (en) * 2009-04-07 2010-10-07 Clayton Ellsworth Showen Non-invasive Demand Response Hot Water Recirculation Pump Signaling and Control Appliance
KR101081313B1 (ko) * 2009-09-24 2011-11-08 주식회사 경동네트웍 순환펌프 운전을 통한 온수 온도 제어방법
EP2536978A4 (en) * 2010-02-18 2014-03-12 Taco Inc ELECTRONICALLY CONTROLLED HOT WATER RETURN PUMP
US9182159B2 (en) * 2010-10-14 2015-11-10 Purpose Company Limited Water heater and control method therefor
KR101040693B1 (ko) * 2011-03-10 2011-06-10 윤석구 에너지 절약형 중앙집중식 난방 및 급탕 시스템
KR101388051B1 (ko) 2011-11-10 2014-04-23 대성산업 주식회사 보일러의 온수대기시간 자동 결정장치
GB2498919A (en) * 2011-11-18 2013-08-07 Production Designs Ltd Electronic timer faucet
RU119857U1 (ru) * 2012-02-24 2012-08-27 ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АГРОИНЖЕНЕРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ имени В.П. Горячкина (ФГБОУ ВПО МГАУ) Установка для отопления и горячего водоснабжения
KR101365136B1 (ko) * 2012-03-24 2014-02-18 박종범 온수순환 난방체계 순환펌프 제어기
KR101379766B1 (ko) * 2012-05-03 2014-04-01 주식회사 경동나비엔 난방효율을 향상시킨 난방 및 온수의 동시 사용이 가능한 보일러
KR20130126299A (ko) * 2012-05-11 2013-11-20 주식회사 경동원 사용자의 온수 사용 패턴에 따른 온수기의 온수 예열 제어방법
JP5712197B2 (ja) * 2012-12-04 2015-05-07 シャープ株式会社 ヒートポンプ熱源システム
US20140297048A1 (en) * 2013-03-28 2014-10-02 Brian K. Buchheit Enabling intelligent hot water distribution within a plumbing system
JP5980176B2 (ja) * 2013-07-22 2016-08-31 リンナイ株式会社 即時給湯システム
US9513019B2 (en) * 2013-11-27 2016-12-06 Advanced Conservation Technologies Development, Inc. Methods and apparatus for remotely monitoring and/or controlling a plumbing system
GB2520978A (en) * 2013-12-05 2015-06-10 Zonealone Ltd A domestic hot water installation
RU144388U1 (ru) * 2014-04-01 2014-08-20 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Иркутский государственный технический университет" (ФГБОУ ВПО "ИрГТУ") Установка для системы горячего водоснабжения
US20160047558A1 (en) * 2014-08-18 2016-02-18 Rinnai Corporation Hot water supply and heating system
JP6268225B2 (ja) * 2016-06-10 2018-01-24 株式会社ガスター 熱源システム
JP6830339B2 (ja) * 2016-11-01 2021-02-17 リンナイ株式会社 熱源装置
KR102431562B1 (ko) * 2017-12-21 2022-08-11 주식회사 경동나비엔 온수공급장치 및 그 제어방법

Also Published As

Publication number Publication date
US20200386418A1 (en) 2020-12-10
US11835242B2 (en) 2023-12-05
WO2019124821A1 (ko) 2019-06-27
CN111512092A (zh) 2020-08-07
KR20190075608A (ko) 2019-07-01
RU2741532C1 (ru) 2021-01-26
CN111512092B (zh) 2022-09-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102440551B1 (ko) 온수공급장치 및 온수공급장치의 폐열 활용 방법
RU2751687C1 (ru) Оборудование горячего водоснабжения и способ управления им
KR101772956B1 (ko) 예열 기능이 구비된 온수 공급 시스템 및 그 제어방법
JP5295065B2 (ja) 給湯システム
JP5137311B2 (ja) 給湯装置
KR101797646B1 (ko) 순간식 보일러의 계절에 따른 온수 비례제어장치 및 그 방법
KR102144808B1 (ko) 난방 및 온수 겸용 보일러 시스템
JP3876877B2 (ja) ガス給湯暖房機
JP5956395B2 (ja) 温水利用システム
KR100666130B1 (ko) 순간온수형 온수공급 제어장치 및 방법
JP6635858B2 (ja) 即時給湯システム
CN110345645A (zh) 壁挂炉出水控制方法、装置和壁挂炉设备
JP6515550B2 (ja) 一缶二水路給湯装置
KR100536942B1 (ko) 보일러의 온수 공급조절장치
JP2021099185A (ja) 給湯装置
JP2002340407A (ja) 給湯器
KR20190028149A (ko) 욕조 채움 기능을 구비한 온수공급장치 및 그 제어방법
JP2021067442A (ja) 熱源装置
KR20040082566A (ko) 온수기의 온수 공급조절장치
JP2017172862A (ja) 給湯システム
JP2004044878A (ja) 強制循環式風呂給湯機
JP2003090545A (ja) 追焚・暖房機能付給湯装置
JP2005337533A (ja) 連結給湯システム
KR19980076189A (ko) 가스 보일러의 온수 제어 시스템 및 그 제어 방법
JPH10253158A (ja) 給湯装置

Legal Events

Date Code Title Description
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant