KR20000003451U - 폐열회수방을 이용한 난방수 및 온수 예열시스템 보일러 - Google Patents

Abstract

본 고안은 통상적인 보일러의 난방열교환기에서 열교환된 폐열을 다시 회수할 수 있는 "폐열회수방"(13)을 보일러의 상부 또는 주위에 보일러와 일체형 또는 분리형으로 부착시켜 난방환수나 공급직수를 예열 시킴으로 열효율을 상승시키는 "폐열회수방"을 이용한 난방수 및 온수 예열시스템 보일러에 관한 것으로서, 통상적인 난방열교환기(3)와 연소실(4)을 구비한 보일러에 있어서, 난방열교환기(3) 및 연소실(4)의 상부 연소가스 배출구(14)에 폐열회수방(13)을 설치하고, 상기 폐열회수방(13)에 난방환수 배관과 연결된 폐열회수열교환기(1)를 수평,수직 혹은 경사지게 설치하여 난방환수가 배기가스의 폐열을 회수·예열되어 난방열교환기(3)로 공급되고, 폐열회수방(13) 내부 혹은 접한곳에 직수배관과 연결된 온수탱크(2)를 설치하여 배기가스의 폐열이나 난방환수가 온수탱크내의 직수를 예열시킨후 온수열교환기(8)로 예열된 직수를 공급함을 특징으로 한다.

그리고 폐열회수방(13)에서 생성된 응축수가 보일러 내부로 들어가지 않고 응축수집합통(11)에 모이게 하고, 응축수집합통(11)에서 산성화된 응축수를 중화 시킬수있는 마그네슘봉 혹은 중화제로 중화시켜 퇴수호스로 퇴수시키되, 배수트랩에 의해 연소가스의 역류를 방지하는것을 특징으로 한다.

Description

폐열회수방을 이용한 난방수 및 온수 예열시스템 보일러

본 고안은 통상적인 보일러의 난방 열교환기에서 열교환된 폐열을 다시 회수할 수 있는 폐열회수방을 보일러의 상부 또는 주위에 보일러와 일체형 또는 분리형으로 부착시켜 난방환수나 공급직수를 예열 시킴으로 통하여 열효율을 상승시키는 폐열회수방을 이용한 난방수 및 온수 예열시스템 보일러에 관한 것이다.

통상적인 보일러의 경우 대부분 난방의 경우는 난방환수를 공급받아 연소실에 설치된 난방열교환기에서 1차 열교환만하여 난방을 사용하고, 온수 또한 상기 1차 열교환된 난방수를 이용하여 온수열교환기에서 열교환하여 온수를 만들어 사용하는 것이 보통이다. 이때 연소실의 열교환기에서 열교환된후 통과하여 배출되는 폐열의 온도가 보통 170℃ 이상이 되어 에너지 절약 효율면에서 많은 손실을 가지고 있을뿐만 아니라 과다한 열량소모로 CO의 방출량 또한 늘어나는 문제점이 있었다.

통상적인 보일러는 연소실에서 가스를 연소시켜 열교환기에서 열교환된 물을 난방 또는 온수를 공급하는 시스템으로 되어 있다는 것은 전술한 바와 같다. 이때 연소실에서 발생한 고열은 1차 열교환시킨후 남은 보통 170℃정도의 폐열은 배기연통을 통하여 외부로 방출시키는 시스템으로 구성되어 있어 폐열로 방출되는 열은 바로 에너지이며, 이것은 에너지의 낭비이다.

본 고안은 전술한 문제점을 해결하기 위하여 제안한 것으로서, 1차 열교환기에서 열교환된 후 통과된 고온의 폐열을 회수할 수 있는 별도의 장치를 장착하여 보일러의 상부 또는 주위에 일체형 혹은 분리형으로 설치하여 난방수와 온수가 주열교환기에 들어가기전에 고온의 폐열을 이용하여 예열시킨후 주 열교환기에 공급시키도록 하는 시스템으로 구성하여 에너지 효율을 극대화시키고 환경오염물질인 CO의 발생을 극소화 시키고자 하는 목적을 가지고 있다.

본 고안은 전술한 목적을 달성하기 위하여 통상적인 난방열교환기와 연소실을 구비한 보일러에 있어서, 난방열교환기 및 연소실의 상부 연소가스 배출구에 폐열회수방을 설치하고, 상기 폐열회수방에 난방환수 배관과 연결된 폐열회수 열교환기를 수평·수직 혹은 경사지게 설치하여 난방환수가 배기가스의 폐열을 회수·예열되어 난방열교환기로 공급되고, 당해 폐열회수방 내부 혹은 접한곳에 직수배관과 연결된 온수저탕조를 상기 폐열회수방과 연결 설치하여 배기가스의 폐열이나 난방환수가 본 온수탱크내의 직수를 예열시킨후 온수열교환기로 예열된 직수를 공급함을 특징으로 하는 폐열 회수방을 이용한 난방수 및 온수 예열 시스템 보일러를 제공한다. 그리고 또한 상기 폐열회수방의 하부에 응축수집합통을 형성하여 생성된 응축수가 보일러 내부로 들어가지 않고 응축수집합통으로 모이게하고, 상기 응축수집합통에 마그네슘봉 또는 중화제를 구비하여 산성인 응축수를 중화시킨후 상기 응축수집합통과 연결된 퇴수호스를 통해 보일러 외부로 퇴수하되 배수트랩에 의해 연소가스의 역류를 방지하는 것을 특징으로 하는 폐열 회수방을 이용한 난방수 및 온수 예열 시스템 보일러 및 상기 폐열회수방과 응축수집합통을 모듈식으로 형성하여 기존의 통상적으로 사용하는 보일러에 별도로 설치 가능한 것을 특징으로 하는 폐열 회수방을 이용한 난방수 및 온수 예열 시스템 보일러를 제공한다.

도 1 은 본 고안의 보일러를 도시한 개략도.

< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 간단한 설명 >

1 : 폐열회수 열교환기 2 : 온수 저탕조

3 : 난방 열교환기 4 : 연소실

5 : 급기팬 6 : 삼방모터

7 : 유수감지기 8 : 온수 열교환기

9 : 순환펌프 10 : 거버너

11 : 응축수 받이통 12 : 팽창탱크(개방식:시스턴탱크)

13 : 폐열회수방 14 : 연소가스 배출구

15 : 폐열배출구

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 고안의 구성 및 작용을 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 고안의 보일러의 작동 구성도이며, 도면부호(4)는 연소실을 나타낸다. 연소실에는 난방 열교환기(3)가 설치되며, 상기 난방열교환기(3)는 종래에는 난방환수에서 나오는 배관이 바로 연결되어 난방열교환기(3)를 거친 난방수는 삼방모터(6)를 통하여 난방 공급을 하게 된다. 이러한 것을 본 고안에서는 난방환수에서 나오는 배관을 연장하여 페열회수 열교환기(1)를 통과시킨후에 전술한 연소실(4)의 내부에 설치된 난방열교환기(3)를 통과시키고 삼방모터(6)를 통하여 난방공급을 하게된다.

이때 새로이 설치되는 폐열회수 열교환기(1)는 상기 연소실(4)의 연소가스 배출구(14)에 연결되어 설치되는 폐열회수방(13)에 설치되며, 상기 폐열회수방(13)의 폐열회수 열교환기(1)를 통과한 연소가스는 연소가스 배출구(15)를 통하여 배출된다.

종래에는 직수가 유수감지기(7)를 통하여 직접 온수 열교환기(8)에 연결되어 온수를 공급하였으나, 본 고안에서는 직수를 온수탱크에 저장 상기 폐열회수 열교환기(1)를 통과한 난방수 혹은 배기가스의 페열을 이용하여 온수저탕조(2)내의 직수를 예열을 하게 된다. 그래서 이미 폐열회수 열교환기(1)를 통과한 난방수 혹은 배기가스에 의해 온수탱크내에 저장된 직수가 1차 예열되어 다시 온수열교환기(8)를 통과하게 되므로 열효율을 높일 수 있다.

그리고 폐열회수방(13)의 하부에 응축수집합통(11)을 설치하고, 상기 응축수집합통(11)과 퇴수호수를 연결시켜서, 생성된 응축수가 보일러 내부로 들어가지 않고 상기 응축수집합통(11)에 모이게 한다. 이렇게 응축수집합통(11)에 모인 산성화된 응축수를 중화용 마그네슘봉 혹은 중화제로 중화시켜 퇴수호스로 퇴수시키되, 배수트랩에 의해 연소가스의 역류를 방지 한다.

또한 상기 폐열회수방(13)의 하부에 형성된 응축수집합통(11)과 상기 폐열회수방(13)을 모듈식으로 형성하여, 상기 기존의 연소실(4)의 연소실배출구(14)에 상기 폐열회수방(13)의 연소가스 주입구(미도시)를 연결설치함으로써 기존의 통상적으로 사용하는 보일러에 별도로 설치를 가능하게 한다.

즉, 연소실에서 연소가 된후 배기가스로 손실되는 열이 약 11%이고 방열로 인한 손실이 약 4%정도인데 본 고안에서는 배기가스로 손실되는 열을 최소화 하는시스템이다. 먼저 가스보일러의 배기되는 상부에 폐열을 회수할 수 있는 열교환기를 설치하여 폐열이 열교환기를 통과하면서 주열교환기로 공급되는 난방수 또는 직수를 예열시킴으로서 배기가스로 손실되는 열을 5%정도로 떨어뜨릴수 있으므로 효율이득은 5%정도를 얻을 수 있는 시스템이다.

그리고 온수의 경우에 인입되는 직수가 온수탱크 내에서 폐열회수장치를 통과한 난방수 혹은 배기가스에 의해 열교환하고 다시 온수 열교환기로 공급되므로 2차 온수 열교환이 이루어져 온수 열효율 증대 및 온수 샌드위치 현상을 최소로 줄일수 있는 시스템이다.

이상과 같이 본 고안은 폐열 회수 열교환기를 설치하여, 170℃정도의 폐열 즉 금전으로 환산하면 용량이 16000 kcal/h인 보일러의 경우 효율이 보통 85%정도로 가정할 수 있으므로 18823 kcal/h의 가스소비가 필요하나 폐열회수장치를 통하여 효율을 5%정도 상승시키면 1046 kcal/h의 에너지를 절약할 수 있으므로 LNG 가스를 사용하는 경우 겨울 4개월간 5시간씩 사용할 때 약 4개월간 한가정에서 25320원 정도를 절약할 수 있으므로 연료비를 저감할 수 있고, 효율 증대로 인하여 환경오염물질인 CO의 발생을 축소화시키는 효과가 있다.

Claims (3)

1. 통상적인 난방열교환기(3)와 연소실(4)을 구비한 보일러에 있어서, 난방열교환기(3) 및 연소실(4)의 상부 연소가스 배출구(14)에 폐열회수방(13)을 설치하고, 상기 폐열회수방(13)에 난방환수 배관과 연결된 폐열회수 열교환기(1)를 수평·수직 혹은 경사지게 설치하여 난방환수가 배기가스의 폐열을 회수·예열되어 난방열교환기(3)로 공급되고, 당해 폐열회수방(13) 내부 혹은 접한곳에 직수배관과 연결된 온수저탕조(2)를 상기 폐열회수방(13)과 연결 설치하여 배기가스의 폐열이나 난방환수가 본 온수탱크(2)내의 직수를 예열시킨후 온수열교환기(8)로 예열된 직수를 공급함을 특징으로 하는 폐열 회수방을 이용한 난방수 및 온수 예열 시스템 보일러.
2. 제 1 항에 있어서, 폐열회수방(13)의 하부에 응축수집합통(11)을 형성하여 생성된 응축수가 보일러 내부로 들어가지 않고 응축수집합통(11)으로 모이게하고, 상기 응축수집합통(11)에 마그네슘봉 또는 중화제를 구비하여 산성인 응축수를 중화시킨후 상기 응축수집합통(11)과 연결된 퇴수호스를 통해 보일러 외부로 퇴수하되 배수트랩에 의해 연소가스의 역류를 방지하는 것을 특징으로 하는 폐열 회수방을 이용한 난방수 및 온수 예열 시스템 보일러.
3. 제 2 항에 있어서, 폐열회수방(13)과 응축수집합통(11)을 모듈식으로 형성하여 기존의 통상적으로 사용하는 보일러에 별도로 설치 가능한 것을 특징으로 하는 폐열 회수방을 이용한 난방수 및 온수 예열 시스템 보일러.