KR20000026731A - 콘덴싱 보일러의 응축수 동결 방지장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 잠열부 열교환기로부터 배출된 응축수를 포집하는 응축수 받이관에 응축수를 가열할 수 있는 히팅수단을 부착하여 응축수의 동결을 방지함으로써, 추운 겨울철에도 보일러의 가동성을 향상시킬 수 있는 콘덴싱 보일러의 응축수 동결 방지장치에 관한 것으로, 이 동결 방지장치는 잠열부 열교환기(10)에서 배출된 응축수가 포집되는 응축수 받이관(30)에 설치되어 응축수의 온도를 감지하여 콘트롤러(40, 40')로 전달하는 온도센서(42, 42')와, 배기후드(22a)에서 모아진 응축수가 유입되는 응축수 받이관(30)에 장착되어 내부의 응축수를 가열하는 히팅수단을 포함하되, 상기 히팅수단은 응축수 받이관(30)을 감싸고 있는 난방수 파이프(44')와, 콘트롤러(40')로부터 전달되는 출력신호에 의해 개방되어 난방수 파이프(44')에 고온의 난방수를 공급하는 개폐밸브(46')로 구성된다.

Description

콘덴싱 보일러의 응축수 동결 방지장치
본 발명은 콘덴싱 보일러의 응축수 동결 방지장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 잠열부 열교환기로부터 배출된 응축수를 포집하는 응축수 받이관에 응축수를 가열할 수 있는 히팅수단을 부착하여 응축수의 동결을 방지함으로써, 추운 겨울철에도 보일러의 가동성을 향상시킬 수 있는 콘덴싱 보일러의 응축수 동결 방지장치에 관한 것이다.
일반 가정에서 난방 및 온수공급을 위해 주로 사용하는 보일러는 사용연료에 따라서, 기름 보일러와 가스 보일러로 나눌 수 있다. 가스 보일러에는 액화석유가스(LPG)를 원료로 사용하는 경우도 있으나, 경유나 등유에 비해 황분을 거의 함유하고 있지 않기 때문에 대기오염을 최소화할 수 있는 청정연료인 LNG를 대부분 사용하고 있다.
이러한 가스 보일러는 제어방식이나 밀폐상태에 따라 여러가지 형식으로 나눌 수 있으며, 그 밖에도 난방수를 가열하는 열원에 따라 콘덴싱과 비콘덴싱 형식으로 구분할 수 있다. 이 중에서 콘덴싱 방식은 버너에 의해 연소된 열을 이용하여 직접적으로 난방수를 가열하는 현열부 열교환기와 함께, 현열부 열교환기를 통과한 배기가스의 잠열을 이용하여 난방수를 가열하는 잠열부 열교환기를 지니고 있으며, 비콘덴싱 방식은 현열부 열교환기만 구비하고 있다. 이해를 돕기 위해, 본 명세서에서는 콘덴싱 방식에서 사용하는 잠열부 열교환기를 구비한 보일러를 콘덴싱 보일러로 칭한다.
도 1은 종래의 콘덴싱 열교환기를 지닌 보일러의 일부를 도시한 구성도로, 난방수가 순환되는 유동관이 3열로 배치된 3-2-3패스 3단 방식의 열교환기를 예시하였다. 가스 보일러의 주요 부분인 연소기(18)의 내부에는 유입된 공기에 의해서 가스연료를 연소시키는 버너(도시 생략)와, 이 버너에서 발생된 현열에 의해 열교환되면서 난방수가 가열되는 현열부 열교환기(도시생략)가 위에서부터 차례대로 배치된다. 현열부 열교환기의 하부에는 배기가스와의 열교환을 통해 난방수가 가열되는 콘덴싱 열교환기(10)가 배치된다.
보일러의 작동시에, 화살표를 따라 유입되는 연소된 배기가스는 콘덴싱 열교환기(10)를 통과한 다음, 배기덕트(22)를 통해서 외부로 방출된다. 또한, 연소기(18)의 하부를 이루고 있는 배기후드에는 잠열부 열교환기(10)에서 발생된 응축수를 보일러 외부로 방출하기 위한 응축수 배출관(20)이 구비되어 있다.
잠열부 열교환기(10)는 난방수가 유입되는 유입관(12)과, 유입된 난방수가 순환되면서 열교환되는 유동관(16)과, 유동관(16)을 통해 가열된 난방수가 현열부 열교환기로 배출되는 유출관(14)이 구비되어 있다. 또한, 열교환기(10)내부에는 배기가스의 열교환면적을 증대시키기 위한 다수의 잠열핀이 설치되어 있다.
응축수 배출관(20)으로 빠져 나온 응축수는 하부의 응축수 받이관(30)과 응축수 방출관(32)을 통해서 외부로 방출된다. 본 명세서에서는 설명의 목적상 3개의 부분으로 나누어 명칭을 부여하였으나, 실제로는 이들 3개의 관이 하나의 단품으로 제작되는 것이 일반적이다.
이러한 구성을 지닌 종래의 콘덴싱 보일러에 있어서, 보일러를 오랫동안 가동하지 않거나 외기의 온도가 상당히 낮은 추운 겨울철에 보일러를 가동하는 경우에는 응축수 받이관(30)에 포집된 응축수가 얼어붙게 되며, 심한 경우에는 응축수 관이 동파되어 응축수가 보일러의 내부로 흘러내림으로써, 부식이나 단락등의 문제를 초래하게 된다.
이와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출한 본 발명은 응축수 받이관에 히팅수단을 장착하여 내부 응축수의 동결을 방지함으로써 응축수의 누출을 막을 수 있는 콘덴싱 보일러의 응축수 동결 방지장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
도 1은 종래 콘덴싱 보일러의 일부 구성을 보인 개략도,
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 응축수 동결 방지장치를 보인 구성도,
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 응축수 동결 방지장치를 보인 구성도.
♣도면의 주요부분에 대한 부호의 설명♣
10:열교환기 18:연소기
20:응축수 배출관 22:배기덕트
30:응축수 받이관 32:응축수 방출관
40, 40':콘트롤러 42, 42':온도센서
44:히팅코일 44':난방수 파이프
46:스위치 46':개폐밸브
상술한 본 발명의 목적은 버너에서 발생된 현열에 의해 열교환되면서 난방수가 가열되는 현열부 열교환기와, 이 현열부 열교환기를 통과한 배기가스와의 열교환을 통해 난방수를 가열하는 잠열부 열교환기를 구비한 콘덴싱 보일러에 있어서, 잠열부 열교환기에서 배출된 응축수가 포집되는 응축수 받이관에 설치되어 응축수의 온도를 감지하여 콘트롤러로 전달하는 온도센서와, 응축수 받이관에 장착된 상태에서 콘트롤러의 조작에 따라 작동되어 내부의 응축수를 가열하는 히팅수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 콘덴싱 보일러의 응축수 동결 방지장치에 의해 달성된다.
이하, 첨부한 도 2와 도 3을 참조하여 본 발명에 따른 콘덴싱 보일러의 응축수 동결 방지장치에 대하여 상세히 설명하기로 하며, 도 1에서 설명한 종래의 구조와 동일한 부품은 동일한 부호로 표시한다.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 응축수 동결 방지장치를 보인 구성도이고, 도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 응축수 동결 방지장치를 보인 구성도이다.
이, 가스 보일러의 주요 부분인 연소기(18)의 내부에는 배기가스 열을 이용하여 난방수를 가열하기 위한 콘덴싱 열교환기(10)가 배치되어 있다. 보일러의 작동시에, 그러므로, 화살표를 따라 유입되는 연소된 배기가스는 콘덴싱 열교환기(10)를 통과한 다음, 배기덕트(22)를 통해서 외부로 방출된다. 또한, 연소기(18)의 하부를 이루고 있는 배기후드에는 잠열부 열교환기(10)에서 발생된 응축수를 보일러 외부로 방출하기 위한 응축수 배출관(20)과, 응축수 배출관(20)에서 나온 응축수를 포집하는 응축수 받이관(30) 및 응축수 방출관(32)이 구비되어 있다.
이러한 구조의 콘덴싱 보일러에 있어서, 응축수 받이관(20)에 포집된 응축수의 동결을 막아 동파를 방지하기 위한 방안으로 본 발명의 바람직한 실시예에서는 잠열부 열교환기(10)에서 배출된 응축수가 포집되는 응축수 받이관(30)에 응축수의 온도를 감지하여 콘트롤러(40)로 전달하기 위한 온도센서(42)를 부착하였으며, 응축수 받이관(30)에는 배기후드(22a)에서 모아진 응축수가 유입되는 응축수 받이관(30)에 장착되어 내부의 응축수를 가열하는 히팅수단을 장착하였다.
도 2에 도시한 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예에서 채용한 히팅수단은 응축수 받이관(30)을 감싸고 있는 히팅코일(44)과, 콘트롤러(40)로부터 전달되는 출력신호를 바탕으로 외부 전원에서 공급된 전기를 히팅코일(44)로 보내는 스위치(46)로 이루어져 있다. 스위치(46)는 외부 전원(48)과 접속되어 있어, 콘트롤러(40)로부터 전달되는 신호에 따라서 온(ON)상태로 전환되어 히팅코일(44)에 전기를 공급하게 된다.
여기에서, 콘트롤러(40)는 온도센서(42)에 의해 감지된 응축수 받이관(30)내의 응축수 온도가 규정값 이하인 경우에, 스위치(46)에 제어신호를 출력한다. 스위치(46)의 작동에 따라 히팅코일(44)에 전기가 공급되면, 히팅코일(44)이 발열되면서 응축수 받이관(30)내부에 있는 응축수를 가열하게 된다.
다음에, 도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 히팅수단을 도시한 것으로서, 본 실시예에서 채용한 히팅수단의 구성을 보면, 응축수 받이관(30)을 감싸고 있는 난방수 파이프(44')와, 콘트롤러(40')로부터 전달되는 출력신호에 의해 개방되어 난방수 파이프(44')에 고온의 난방수를 공급하는 개폐밸브(46')로 이루어져 있다.
본 실시예에서는 별도의 히팅코일을 채용하지 않고, 보일러 내부에 흐르는 난방수의 열을 이용하여 응축수의 동결을 방지하는 구조를 채용하였다. 이러한 구조의 동결 방지장치에 있어서, 콘트롤러(40')는 온도센서(42')에서 전달되는 신호를 바탕으로 규정값 이하인 경우에는 개폐밸브(46')에 신호를 보내 이를 개방시킨다. 그 결과, 난방수 파이프(44')로 고온의 난방수가 순환되면서 응축수 받이관(30)내부의 응축수를 가열하게 된다.
지금까지 설명한 본 발명의 바람직한 실시예에서는 응축수의 동결을 방지하기 위한 실시예들을 예시하였으나, 본 기술분야에 통상의 지식을 가진 자에게는 그 밖의 다른 변형이 가능함을 이해할 수 있을 것이다. 가령, 도 2와 도 3의 히팅코일이나, 난방수 파이프를 응축수 받이관(30)내부에 설치할 수도 있으며, 도 3의 난방수 파이프에 개폐밸브를 설치하지 않고 직결시켜 항상 난방수가 지나도록 구성하는 것도 가능하다.
이상으로 설명한 본 발명에 의하면, 응축수 받이관에 히팅수단을 장착하여 내부 응축수의 동결을 방지함으로써 응축수의 누출을 막을 수 있는 이점이 있다.

Claims (3)

  1. 버너에서 발생된 현열에 의해 열교환되면서 난방수가 가열되는 현열부 열교환기와, 이 현열부 열교환기를 통과한 배기가스와의 열교환을 통해 난방수를 가열하는 잠열부 열교환기를 구비한 콘덴싱 보일러에 있어서,
    상기 잠열부 열교환기(10)에서 배출된 응축수가 포집되는 응축수 받이관(30)에 설치되어 응축수의 온도를 감지하여 콘트롤러(40, 40')로 전달하는 온도센서(42, 42')와,
    상기 응축수 받이관(30)에 장착된 상태에서 상기 콘트롤러(40, 40')의 조작에 따라 작동되어 내부의 응축수를 가열하는 히팅수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 콘덴싱 보일러의 응축수 동결 방지장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 히팅수단은 응축수 받이관(30)을 감싸고 있는 히팅코일(44)과,
    상기 콘트롤러(40)로부터 전달되는 출력신호를 바탕으로 외부 전원에서 공급된 전기를 상기 히팅코일(44)로 보내는 스위치(46)로 이루어진 것을 특징으로 하는 콘덴싱 보일러의 응축수 동결 방지장치.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 히팅수단은 상기 응축수 받이관(30)을 감싸고 있는 난방수 파이프(44')와,
    상기 콘트롤러(40')로부터 전달되는 출력신호에 의해 개방되어 상기 난방수 파이프(44')에 고온의 난방수를 공급하는 개폐밸브(46')로 이루어진 것을 특징으로 하는 콘덴싱 보일러의 응축수 동결 방지장치.
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