KR20010027166A - 태양열 난방시스템용 보일러 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 태양열 난방시스템용 보일러에 관한 것으로, 그 목적은 한번으로 열교환으로 난방, 축열, 축열난방, 보일러난방을 실시함으로서 열효율을 극대화함과 동시에 시스템을 간소화하여 설치 및 유지비용을 낮추고 설치공간을 좁혀 공간활용도를 향상시킬 수 있는 태양열 난방시스템용 보일러를 제공하는 것이며, 그 구성은 태양열을 모으기 위한 집열판 라인과, 상기 집열판 라인과 열교환하여 집열된 열을 축열조에 축열하기 위한 축열조 라인과, 축열조와 열교환하여 난방을 실시하기 위한 난방라인과, 상기 난방라인상에 설치되어 축열조의 온도가 일정온도 미만일 때 난방라인을 가열하여 난방시키기 위한 보일러를 포함하는 태양열 난방시스템에 있어서, 상기 보일러는 내부에 중공을 갖는 본체와; 상기 본체의 내측 중간부에 통상으로 형성되는 열교환조와; 상기 열교환조의 하측에 형성되는 화실과; 상기 화실의 소정위치에 장착되어 열교환조를 선택적으로 가열하기 위한 버너와; 상기 본체의 상면부에 형성되는 배기구와; 상기 화실의 배기가스를 상기 배기구로 배출시키고, 상기 열교환조를 가열시키기 위하여 내측면에 다수개의 열교환핀을 일체로 갖고 상기 열교환조의 상면에서 하면으로 각각 관통조립되는 다수개의 배기관과; 양단부가 상기 열교환조의 소정위치에 연통되게 연결되어 집열판과 열교환조 사이에 열매체를 순환시키는 집열판 라인과 연결되는 복수개의 연결구와; 소정직경의 나선형상을 갖고 상기 열교환조의 내측에 내장되며 양단부가 상기 난방라인과 연통되게 연결되는 제 1열교환 파이프와; 소정직경의 나선형상을 갖고 상기 열교환조의 내측에 내장되며 양단부가 상기 축열조 라인과 연통되게 연결되는 제 2열교환 파이프를 포함하는 것을 특징으로 한다.
Description
본 발명은 태양열 난방시스템용 보일러에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 한번으로 열교환으로 난방, 축열, 축열난방, 보일러난방을 실시함으로서 열효율을 극대화함과 동시에 시스템을 간소화하여 설치비용을 낮추고 설치공간을 좁혀 공간활용도를 향상시킬 수 있는 구조를 갖도록 한 태양열 난방시스템용 보일러에 관한 것이다.
일반적으로, 태양열 난방시스템은 개략적으로 집열판과, 집열판 라인과, 축열조와, 축열조 라인과, 난방라인과, 보일러로 구성되어 있다.
상기 집열판은 태양열을 집열하기 위한 것으로 태양열을 효과적으로 집열하기 위하여 건축물의 상면에 45°의 각도로 설치되고, 상기 축열조는 보온구조를 갖는 소정용량의 물탱크로서 상기 집열판 라인과 열교환하여 집열판 라인에 집열된 열을 축열하도록 설치되며, 온수라인이 연결되어 저장된 온수를 공급할 수 있도록 되어 있다.
상기 난방라인은 건축물내의 바닥 등을 난방하기 위하여 상기 축열조와 열교환하도록 설치되고, 상기 보일러는 난방라인상에 설치되어 상기 축열조내에 저장된 물의 온도가 일정온도 미만일 때 작동되어 난방라인 및 축열조내의 물을 가열하기 위하여 설치되어 있다.
이러한 구성을 지닌 종래의 태양열 난방시스템은 집열판 라인과 축열조 및 난방라인과 축열조 사이에서 각각 열교환을 하도록 되어 있어 열손실율이 높고, 난방라인상에 별도의 보일러를 설치하여야 하기 때문에 이를 위한 배관작업이 어려울 뿐만 아니라 열교환을 위한 복수개의 열교환기를 사용함으로 넓은 설치공간을 요구할 뿐만 아니라 설치 및 유지비용이 높다는 문제점이 있었다.
본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 고려하여 안출한 것으로서, 그 목적은 한번으로 열교환으로 난방, 축열, 축열난방, 보일러난방을 실시함으로서 열효율을 극대화함과 동시에 시스템을 간소화하여 설치 및 유지비용을 낮추고 설치공간을 좁혀 공간활용도를 향상시킬 수 있는 태양열 난방시스템용 보일러를 제공하는 것이다.
상기 본 발명의 목적은 태양열을 모으기 위한 집열판 라인과, 상기 집열판 라인과 열교환하여 집열된 열을 축열조에 축열하기 위한 축열조 라인과, 축열조와 열교환하여 난방을 실시하기 위한 난방라인과, 상기 난방라인상에 설치되어 축열조의 온도가 일정온도 미만일 때 난방라인을 가열하여 난방시키기 위한 보일러를 포함하는 태양열 난방시스템에 있어서, 상기 보일러는 내부에 중공을 갖는 본체와; 상기 본체의 내측 중간부에 통상으로 형성되는 열교환조와; 상기 열교환조의 하측에 형성되는 화실과; 상기 화실의 소정위치에 장착되어 열교환조를 선택적으로 가열하기 위한 버너와; 상기 본체의 상면부에 형성되는 배기구와; 상기 화실의 배기가스를 상기 배기구로 배출시키고, 상기 열교환조를 가열시키기 위하여 내측면에 다수개의 열교환핀을 일체로 갖고 상기 열교환조의 상면에서 하면으로 각각 관통조립되는 다수개의 배기관과; 양단부가 상기 열교환조의 소정위치에 연통되게 연결되어 집열판과 열교환조 사이에 열매체를 순환시키는 집열판 라인과 연결되는 복수개의 연결구와; 소정직경의 나선형상을 갖고 상기 열교환조의 내측에 내장되며 양단부가 상기 난방라인과 연통되게 연결되는 제 1열교환 파이프와; 소정직경의 나선형상을 갖고 상기 열교환조의 내측에 내장되며 양단부가 상기 축열조 라인과 연통되게 연결되는 제 2열교환 파이프를 포함하는 것을 특징으로 하는 태양열 난방시스템용 보일러에 의해 달성될 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 보일러를 적용한 태양열 난방시스템의 구성을 개략적으로 예시하는 도식도.
도 2는 본 발명에 따른 태양열 난방시스템용 보일러의 구조를 도시하는 종단면도.
도 3은 본 발명에 따른 태양열 난방시스템용 보일러를 수평으로 단면하여 도시한 횡단면도.
도 4는 본 발명에 따른 태양열 난방시스템용 보일러의 구조를 도시하는 분해 사시도.
♣도면의 주요부분에 대한 부호의 설명♣
10: 보일러 11: 본체
12: 열교환조 13: 화실
14: 버너 15: 배기구
16: 배기관 17: 열교환핀
18: 연결구 19: 제 1열교환 파이프
20: 제 2열교환 파이프 21: 난방라인
22, 22': 축열조 라인 23, 23': 집열판 라인
24: 집열판 25: 축열조
26: 온수라인 27, 29: 급수라인
28, 30: 개폐밸브
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 태양열 난방시스템용 보일러에 대하여 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명에 따른 보일러를 적용한 태양열 난방시스템의 구성을 개략적으로 예시하는 도식도이고, 도 2는 본 발명에 따른 태양열 난방시스템용 보일러의 구조를 도시하는 종단면도이고, 도 3은 본 발명에 따른 태양열 난방시스템용 보일러를 수평으로 단면하여 도시한 횡단면도이며, 도 4는 본 발명에 따른 태양열 난방시스템용 보일러의 구조를 도시하는 분해 사시도이다.
도 1 내지 도 4를 참조하면, 본 발명에 따른 태양열 난방시스템용 보일러(10)는 본체(11)와, 열교환조(12)와, 화실(13)과, 버너(14)와, 배기구(15)와, 다수개의 배기관(16)과, 복수개의 연결구(18)와, 제 1 및 제 2열교환 파이프(19)(20)를 포함한다.
상기 본체(11)는 내부에 중공을 갖는 소정크기를 갖는 박스형상으로 내부에 상기 구성요소들을 내장하고 설치위치에 고정설치된다.
상기 열교환조(12)는 상기 본체(11)의 내측 중간부에 통상으로 형성되며, 상기 다수개의 배기관(16)와 복수개의 연결구(18)를 구비하고, 내부에는 열매체가 채워진다.
상기 다수개의 배기관(16)은 소정직경과 길이를 갖는 관으로서 내측면에 길이방향을 따라 지그재그로 돌출형성되는 다수개의 열교환핀(17)을 일체로 갖고 상기 열교환조(12)의 상면에서 하면까지 수직으로 관통조립되어 상기 화실(13)과 배기구(15)를 연통시킨다.
상기 화실(13)은 상기 열교환조(12)의 하측에 형성되며, 소정위치에는 열교환조(12)을 가열하기 위한 버너(14)가 설치된다.
상기 배기구(15)는 상기 본체(11)의 상면부 소정위치에 형성되고 연통 등과 연결되어 상기 화실(13)로부터 배기관(16)을 통하여 상승되는 배기가스를 외부로 배출시킨다.
상기 제 1열교환 파이프(19)는 소정직경의 나선형상으로 절곡형성된 파이프로서 열교환을 위하여 상기 열교환조(12)의 내측에 내장되며, 양단부는 난방라인(21) 또는 축열조 라인(22)과 연통되게 연결된다.
상기 제 2열교환 파이프(20)는 소정직경의 나선형상으로 절곡형성된 파이프로서 열교환을 위하여 상기 열교환조(12)의 내측에 내장되며, 양단부는 상기 축열조 라인(22) 또는 난방라인(21)과 연통되게 연결된다.
상기 제 1 및 제 2열교환 파이프(19)(20)는 상기 열교환조(12)의 내측에 내장되는데 첨부도면에서는 제 1열교환 파이프(19)가 제 2열교환 파이프(20) 보다 작은 직경의 나선형상으로 절곡형성되어 제 2열교환 파이프(20)의 내측에 위치되도록 도시되었지만 제 1열교환 파이프(19)와 제 2열교환 파이프(20)의 직경과 위치가 서로 바꾸어 구성하여도 좋다.
상기 집열판 라인(23)(23')은 집열판(24)과 상기 열교환조(12)를 연통되게 연결하여 집열판(24)에서 집열된 열에 의해 가열된 열매체를 열교환조(12)내로 순환시키고 열교환조(12)내에서 열교환 후 냉각된 열매체를 집열판(24)으로 순환시킨다.
상기 축열조 라인(22)(22')은 축열조(25)와 제 1 또는 제 2열교환 파이프(19)(20)를 연통되게 연결하여 집열판(24)으로부터 유입되는 열교환조(12)내의 가열된 열매체와 열교환하여 축열조(25)내에 저장된 물의 온도를 높임으로서 열을 축열한다.
상기 난방라인(21)은 상기 제 1 또는 제 2열교환 파이프(19)(20)와 연통되게 연결되어 건축물의 내부를 난방시키도록 구성된다.
또한, 상기 난방라인(21)의 소정위치에는 난방수를 난방라인(21)을 따라 순환시키기 위한 순환펌프(21a)가 장착되고, 상기 축열조 라인(22)(22')중 축열조 라인(22)상에는 개폐밸브(22a)와 상기 축열조(25)의 내측 상부에 저장되어 있는 고온의 물을 상기 열교환조(12)측으로 순환시키기 위한 난방펌프(22b)가 장착되는데 상기 난방펌프(22b)는 축열조(12)내의 물로서 난방을 실시할 때 가동된다.
상기 축열조 라인(22')상에는 개폐밸브(22'a)와 상기 열교환조(12)에서 열교환하여 가열된 물을 축열조 라인(22')을 따라 상기 축열조(25)의 내측 하부로 순환시켜 축열하시키기 위한 축열펌프(22'b)가 장착되는데 상기 축열펌프(22'b)는 태양이 뜨는 낮시간에 상기 집열판(24)에 의해 태양열이 집열되어 열매체가 상기 집열판 라인(23)(23')을 따라 순환하여 열교환하거나 또는 상기 버너(14)가 작동되어 난방될 때 축열조(25)내에 열을 축열하기 위하여 가동된다.
상기 집열판 라인(23)(23')중 집열판 라인(23)상에는 열교환조(12)쪽에서 집열판(24)쪽으로 열매체가 역류하는 것을 방지하기 위한 체크밸브(23a)가 장착되고, 집열판 라인(23')상에는 열매체를 열교환조(12)쪽에서 집열판(24)쪽으로 순환시키기 위한 순환펌프(23'a)가 장착된다.
첨부도면중 미설명부호 26은 축열조(25)내에 저장된 온수를 공급하기 위한 온수라인, 27은 축열조(25)내로 소비된 물을 보충하기 위한 급수라인, 28은 상기 급수라인(27)을 개폐하기 위한 개폐밸브, 29는 난방라인(21)내로 소모된 물을 보충하기 위한 급수라인, 30은 상기 급수라인을 개폐하기 위한 개폐밸브를 나타낸다.
상기와 같은 구성을 갖는 본 발명에 따른 태양열 난방시스템용 보일러(10)는 난방라인(21), 축열조 라인(22) 및 집열판 라인(23)이 열교환조(12)내에서 동시에 열교환되도록 함으로서 다단계의 열교환으로 인해 발생되는 열손실을 촤소화시켜 열효율을 현저히 향상시키고, 난방라인(21)상에 열도의 보일러를 설치함이 없이 열교환조(12)의 하측에 버너(14)를 구비한 화실(13)을 형성하고 내측면에 다수개의 열교환핀(17)을 갖고 열교환조(12)에 수직으로 관통조립되는 다수개의 배기관(16)을 구비시켜 필요시에 버너(14)를 가동시켜 열교환조(12)를 가열하여 난방 및 축열이 동시에 실시되도록 함으로서 연료소모량을 최소화하여 유지비용을 낮추고, 단일의 보일러내에서 3개 라인의 열교환 및 연료난방이 동시에 실시됨으로 좁은 공간에도 설치가 가능하고, 설치비용도 크게 낮출 수 있는 것이다.
이상으로 설명한 본 고안에 의하면, 한번으로 열교환으로 난방, 축열, 축열난방, 보일러난방을 실시함으로서 열효율을 극대화함과 동시에 시스템을 간소화하여 설치 및 유지비용을 낮추고 설치공간을 좁혀 공간활용도를 향상시킬 수 있는 효과를 갖는다.
Claims (2)
- 태양열을 모으기 위한 집열판 라인과, 상기 집열판 라인과 열교환하여 집열된 열을 축열조에 축열하기 위한 축열조 라인과, 축열조와 열교환하여 난방을 실시하기 위한 난방라인과, 상기 난방라인상에 설치되어 축열조의 온도가 일정온도 미만일 때 난방라인을 가열하여 난방시키기 위한 보일러를 포함하는 태양열 난방시스템에 있어서, 상기 보일러(10)는 내부에 중공을 갖는 본체(11)와; 상기 본체(11)의 내측 중간부에 통상으로 형성되는 열교환조(12)와; 상기 열교환조(12)의 하측에 형성되는 화실(13)과; 상기 화실(13)의 소정위치에 장착되어 열교환조(12)를 선택적으로 가열하기 위한 버너(14)와; 상기 본체(11)의 상면부에 형성되는 배기구(15)와; 상기 화실(13)의 배기가스를 상기 배기구(15)로 배출시키고, 상기 열교환조(12)를 가열시키기 위하여 내측면에 다수개의 열교환핀(17)을 일체로 갖고 상기 열교환조(12)의 상면에서 하면으로 각각 관통조립되는 다수개의 배기관(16)과; 양단부가 상기 열교환조(12)의 소정위치에 연통되게 연결되어 집열판(24)과 열교환조(12) 사이에 열매체를 순환시키는 집열판 라인(23)(23')과 연결되는 복수개의 연결구(18)와; 소정직경의 나선형상을 갖고 상기 열교환조(12)의 내측에 내장되며 양단부가 상기 난방라인(21) 또는 축열조 라인(22)(22')과 연통되게 연결되는 제 1열교환 파이프(19)와; 소정직경의 나선형상을 갖고 상기 열교환조(12)의 내측에 내장되며 양단부가 상기 축열조 라인(22)(22') 또는 난방라인(21)과 연통되게 연결되는 제 2열교환 파이프(20)를 포함하는 것을 특징으로 하는 태양열 난방시스템용 보일러.
- 제 1항에 있어서, 상기 보일러(10)는 상기 난방라인(21)내의 난방수를 순환시키기 위하여 난방라인(21)의 소정위치에 장착되는 순환펌프(21a)와, 상기 축열조 라인(22)의 소정위치에 장착되어 유로를 개폐하는 개폐밸브(22a)와, 상기 축열조(12)내의 물로서 난방이 실시될 때 축열조(25)의 내측 상부에 저장되어 있는 고온의 물을 상기 열교환조(12)측으로 순환시키기 위하여 상기 축열조 라인(22)의 소정위치에 장착되는 난방펌프(22b)와, 상기 축열조 라인(22')의 소정위치에 장착되어 유로를 개폐하는 개폐밸브(22'a)와, 상기 열교환조(12)에서 열교환하여 가열된 물을 축열조 라인(22')을 따라 상기 축열조(25)의 내측 하부로 순환시켜 축열하기 위하여 상기 축열조 라인(22')의 소정위치에 장착되는 축열펌프(22'b)와, 상기 열교환조(12)쪽에서 집열판(24)쪽으로 열매체가 역류하는 것을 방지하기 위하여 상기 집열판 라인(23)의 소정위치에 장착되는 체크밸브(23a)와, 열매체를 열교환조(12)쪽에서 집열판(24)쪽으로 순환시키기 위하여 상기 집열판 라인(23')의 소정위치에 장착되는 순환펌프(23'a)를 포함하는 것을 특징으로 하는 태양열 난방시스템용 보일러.
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| KR1019990038765A KR100340449B1 (ko) | 1999-09-10 | 1999-09-10 | 태양열 난방시스템용 보일러 |
Applications Claiming Priority (1)
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Publications (2)
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Country Status (1)
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| KR (1) | KR100340449B1 (ko) |
Cited By (1)
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|---|---|---|---|---|
| WO2021246717A1 (en) * | 2020-06-05 | 2021-12-09 | Bum Yong Park | Heat exchanger and energy conversion device assembly including the same |
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1999
- 1999-09-10 KR KR1019990038765A patent/KR100340449B1/ko not_active IP Right Cessation
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