KR200218206Y1 - 중앙난방시스템의 열효율 증대장치 - Google Patents

Abstract

본 고안은 중앙난방시스템을 순환하는 열원을 각 세대내로 균일하게 분배하는 열원분배장치에 관한 것으로, 열원공급개소에서 공급되는 고온상태의 열원이 난방열교환기(1a)와 컨버터(1c)를 통해 저온상태로 온도조절되는 난방열대(1), 난방열대(1)에서 공급되는 저온상태의 열원이 고층건물로 공급되는 공급배관(2), 공급배관(2)에서 공급되어진 저온상태의 열원이 각 세대내로 분배되는 분배배관(3)으로 구성되어진 중앙난방시스템의 열원흐름경로에 있어서, 분배배관(3)의 흐름경로상에, 난방열대(1)에서 공급배관(2)을 경유하여 공급되는 열원을 저온상태로 열교환하여 주는 열교환기(10)와, 열교환기(10)를 경유한 열원의 흐름속도를 증대시켜 주는 펌프(20)와, 펌프(20)를 경유한 열원의 흐름경로를 개폐하여 주는 분배온도조절밸브(30)가 연속적으로 설치되어, 공급배관과 분배배관의 직경이 상대적으로 작아지게 되어, 중앙난방시스템의 배관을 설치하기 위한 설치면적이 감소되어 각종 부대비용이 절감될 뿐만 아니라, 이로 인해 각 세대별 전용면적이 증대되어 공간활용상 유리한 효과가 있다.

Description

중앙난방시스템의 열효율 증대장치{Device for Improving the Heat Capacity of Centural Heating System}

본 고안은 중앙난방시스템을 순환하는 열원을 각 세대내로 균일하게 분배하는 열원분배장치에 관한 것으로, 특히 중앙난방시스템의 열원흐름관로상에 구비되어진 열교환기의 설치위치를 변경하여 열효율을 균일화시킬 수 있도록 한 중앙난방시스템의 열효율 증대장치에 관한 것이다.

일반적으로, 중앙난방시스템은, 고온상태(공급 115℃, 환수 65℃)의 열원을 사용하기 적합한 저온상태(공급 60℃, 환수 45℃)의 온도로 조절하여 아파트와 같은 고층건물로 공급하여 주는 장치로서, 이러한 난방시스템에서 저온상태로 온도조절되어진 열원은 온도조절밸브와 유량계를 통해 적정온도와 압력으로 조절된 다음 각 세대내로 공급되어 사용된다.

종래 중앙난방시스템는 도1에 도시된 바와 같이, 열원공급개소(미도시)에서 공급되는 고온상태의 열원이 난방열교환기(1a)와 다단계의 컨버터(1c)를 통해 저온상태의 열원으로 조절되는 난방열대(1)와, 난방열대(1)에서 공급되는 저온상태의 열원을 고층건물로 공급하여 주는 공급배관(2)과, 공급배관(2)에서 공급되는 저온상태의 열원을 유량계(3b)와 분배밸브(3a)를 통해 온도와 압력을 조절하여 각 세대내로 분배시켜 주는 분배배관(3)으로 구성되어 있다.

그리고, 난방열대(1)의 흐름관로상에 공급배관(2)으로 공급되는 급탕의 온도를 조절하는 급탕열교환기(1b)가 설치된다. 또한, 난방열대(1)의 배출관로상에 전기적으로 제어장치(4)가 연결되어 있되, 제어장치(4)에 난방온도조절밸브(4a)를 개폐시켜 주는 외기온도감지기(4b)와 컨버터(1c)를 제어하여 주는 난방제어기(4d)와 급탕온도조절밸브(4e)를 개폐시켜 주는 급탕제어기(4f)가 구비되어 있다.

따라서, 열원공급개소에서 공급되는 고온상태(공급 115℃, 환수 65℃)의 열원이, 난방열교환기(1a)와 컨버터(1c)의 작동과정에서 저온상태(공급 60℃, 환수 45℃)로 냉각된 다음, 공급배관(2)을 경유하여 분배배관(3)의 유량계(3b)와 분배밸브(3a)에 의해 온도/압력으로 조절되어 각 세대내로 공급되는 것이다.

그러나, 중앙난방시스템에서는, 난방열대(1)에서 저온상태(공급 60℃, 환수 45℃)로 온도조절되어진 열원을, 공급배관(2)과 분배배관(3)을 경유하여 각 세대내로 공급하는 과정에서, 거주자가 사용하기 적합한 온도, 즉 저온상태(공급 60℃, 환수 45℃)의 온도를 유지시켜야 한다.

따라서, 난방열대(1)에서 저온상태로 온도조절되어진 열원이, 공급배관(2)과 분배배관(3)을 경유하여 각 세대내로 순환되는 과정에서 외기에 의해 온도가 하강되는 것을 방지하기 위해, 공급배관(2)과 분배배관(3)의 관경을 크게 형성하여 다량의 열원을 순환시키는 방법이 사용되고 있다.

그런데, 공급배관(2)과 분배배관(3)의 관경을 크게 형성하여 열원온도를 일정하게 유지하는 방법은, 배관(2)(3)들의 설치면적이 상대적으로 커지게 되므로 부대시설들의 설치공간이 증대되어 공간활용상 불리하며, 이로 인해 각 세대내의 전용면적이 감소되는 문제점이 있었다.

또한, 공급배관(2)과 분배배관(3)을 순환하는 열원이 상대적으로 직경이 커진 흐름관로에서 외기에 의해 냉각되어 열손실이 발생되므로, 각 세대별 난방비가 상승될 뿐만 아니라, 공급배관(2)과 분배배관(3)의 보온공사비, 유지보수비와 같은 부대비용이 상승되는 문제점이 있었다.

그리고, 공급배관(2)에서 분배배관(3)으로 공급되는 열원이, 난방열대(1)에 설치된 난방열교환기(1a)에 의해서 열량조절되어 직접 각세대내로 공급되므로, 모든 세대에 동일한 난방비가 부과되어 불합리할 뿐만 아니라, 각 세대별(층별)의 온도편차가 크게 발생되는 문제점이 있었다.

이에, 본 고안은 상기한 바와 같은 제문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 중앙난방시스템에서 사용되어지는 배관들의 직경을 작게 형성시킨 상태에서도 각 세대내로 공급되는 열원의 온도를 일정하게 유지시킬 수 있도록 한 중앙난방시스템의 열효율 증대장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 고안은, 열원공급개소에서 공급되는 고온상태의 열원이 난방열교환기와 컨버터를 통해 저온상태로 온도조절되는 난방열대과, 난방열대에서 공급되는 저온상태의 열원이 고층건물로 공급되는 공급배관과, 공급배관에서 공급되어진 저온상태의 열원이 각 세대내로 분배되는 분배배관으로 구성되어진 중앙난방시스템의 열원흐름경로에 있어서, 분배배관에, 난방열대에서 공급배관을 경유하여 공급되는 열원을 열교환시켜 주는 열교환기와, 열교환기를 경유한 열원의 흐름속도를 증대시켜 주는 펌프와, 펌프를 경유한 열원의 흐름경로를 개폐시켜 주는 온도조절밸브가 연속적으로 설치된 구조로 되어 있다.

도1은 종래 기술에 따른 중앙난방시스템의 열원이 공급되는 과정을 개략적으로 도시한 열원흐름도

도2는 본 고안에 따른 중앙난방시스템의 열원이 공급되는 과정을 개략적으로 도시한 열원흐름도

<도면 중 주요부분에 대한 부호의 설명>

10 : 열교환기 20 : 펌프

30 : 분배온도조절밸브 40 : 실내온도조절기

50 : 적산열량계

이하, 본 고안의 기술구성을 첨부된 예시도면을 참고로 하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.

도2는 본 고안의 실시예에 따른 중앙난방시스템의 열원이 공급되는 과정을 개략적으로 도시한 열원흐름도로서, 열원공급개소(미도시)에서 공급되는 고온상태의 열원이 난방열교환기(1a)와 컨버터(1c)를 통해 저온상태의 온도로 조절되는 난방열대(1)와, 난방열대(1)에서 공급되는 저온상태의 열원을 고층건물로 공급하여 주는 공급배관(2)과, 공급배관(2)에서 공급되어진 열원을 각 세대내로 분배시켜 주는 분배배관(3)으로 구성되어진 중앙난방시스템의 열원흐름경로에 있어서, 분배배관의 흐름경로상에, 난방열대(1)에서 공급배관(2)을 경유하여 공급되는 열원을 저온상태로 열교환시켜 주는 열교환기(10)와, 열교환기(10)를 경유한 열원의 흐름속도를 증대시켜 주는 펌프(20)와, 펌프(20)를 경유한 열원의 흐름경로를 개폐하여 주는 분배온도조절밸브(30)가 연속적으로 설치되어 있다.

본 고안의 구성요소 중 난방열대(1)의 난방열교환기(1a)와 공급배관(2)과 분배배관(3)과 제어장치(4)의 각종 제어기는, 종래기술과 그 작동과정이 동일하므로 자세한 설명 및 도면부호를 생략한다.

본고안은 난방열대(1)의 흐름관로상에 구비되어진 컨버터(1c)의 갯수가 종래기술에 비해 줄어드는 동시에 공급배관(2)과 분배배관(3)의 관경이 종래기술에 비해 상대적으로 작게 형성된 것에 특징이 있다.

한편, 열교환기(10)는, 분배배관(3)의 열원흐름경로상에 설치되어 각 세대내로 공급되는 열원의 내압 및 온도를 거주자가 사용하기 적합한 상태로 조절하여 주는 장치로서, 특히 아파트와 같은 고층건물에 있어서는 지하실과 같은 빈 공간에 설치하여 주변기기와의 간섭을 피함이 바람직하다.

그리고, 펌프(20)는, 분배배관(3)의 열원흐름경로상에 설치되어 열교환기 (10)를 경유하여 순환하는 열원의 흐름속도를 증대시켜 주는 장치로서, 열원의 흐름경로를 순차적으로 제어하는 기능을 수행하며, 각 세대내에 구비되어진 실내온도조절기(40)에 의해 온/오프되어 작동된다.

그리고, 분배온도조절밸브(30)는, 분배배관(3)의 흐름경로상에 설치되어 펌프(20)에 의해 순차적으로 압송되는 열원의 흐름경로를 개폐하는 장치로서, 에너지계량용 적산전력계(50)가 전기적으로 연결되어, 각 세대내에서 사용되어진 열원량을 검출하여 비용을 부과하게 된다.

따라서, 분배배관(3)에 공급되어 열교환기(10)를 경유하면서 저온상태(공급 60℃, 환수 45℃)로 냉각되어진 열원이, 펌프(20)에 의해 순차적으로 압송되어 분배온도조절밸브(30)의 개방과정에서 각 세대내로 분배되는 것이다.

이하, 본 고안에 따른 작용을 상세하게 설명하면 다음과 같다.

먼저, 열원공급개소(미도시)로부터 공급되어지는 고온상태(공급 115℃, 환수 65℃)의 열원은, 난방열대(1)를 순환하는 과정에서 난방열교환기(1a)와 컨버터(1c)에 의해 중온상태(공급 75℃, 환수 45℃)로 냉각된다. 즉, 컨버터(1c)의 갯수가 종래기술에 비해 줄어든 상태이므로, 중온상태로 냉각되는 것이다.

이어서, 난방열대(1)에서 중온상태(공급 75℃, 환수 45℃)로 냉각된 다음 공급배관(2)으로 공급되어진 열원은, 공급배관(2)의 열원흐름관로를 순환하는 과정에서 중온상태(공급 75℃, 환수 45℃)와 저온상태(공급 60℃, 환수 45℃)의 중간온도로 냉각되어 분배배관(3)으로 공급되는 것이다.

이 과정에서, 분배배관(3)으로 공급되어진 중/저온상태(공급 75℃∼65℃, 환수45℃)의 열원은, 열교환기(10)를 경유하면서 저온상태(공급 60℃, 환수 45℃)로 온도조절되어진 다음, 펌프(20)의 작동과정에서 압송되어 분배온도조절밸브(30)의 개방과정에서 각 세대내로 공급된다.

따라서, 난방열대(1)에서 중온상태(공급 75℃, 환수 45℃)로 냉각되어진 열원은, 공급배관(2)을 순환하는 과정에서 냉각되더라도 중/저온상태(공급 75℃∼65℃, 환수 45℃)를 유지하므로, 공급배관(2)과 분배배관(3)의 관경을 종래기술에 비해 상대적으로 작게 형성시킬 수 있게 되는 것이다.

즉, 공급배관(2)의 직경을 종래에 비해 작게 형성하여 열원을 공급량을 감소시키더라도 저온상태(공급 65℃, 환수 45℃)보다 높은 온도의 열원이 분배배관(3)으로 공급되며, 분배배관(3)의 직경을 종래에 비해 작게 형성하더라도 펌프(20)의 작동과정에서 열원의 공급량이 충분히 유지되는 것이다.

이때, 분배배관(3)의 분배온도조절밸브(30)에 전기적으로 연결되어진 적산열량계(50)에 의해 각 세대의 사용열원량이 검출되며, 실내온도조절기(40)를 온/오프하여 펌프(20)의 작동여부를 결정하게 되므로, 중앙난방시스템의 사용하지 않는 경우에 전력소모가 최소화되어, 난방비가 절감되는 것이다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 고안에 따른 중앙난방시스템의 열효율 증대 장치에 의하면, 난방열대에서 중온상태로 냉각되어진 열원을 공급배관에 중/저온상태로 공급한 다음 분배배관의 열교환기를 이용하여 저온상태로 냉각하여 각 세대내로 공급하게 됨으로써, 공급배관과 분배배관의 관경을 상대적으로 작게 형성시킬 수 있게 되어 중앙난방시스템을 이루는 각종 배관을 설치하기 위한 설치면적이 감소되어 각종 부대비용이 절감될 뿐만 아니라, 이로 인해 각 세대별 전용면적이 증대되어 공간활용상 유리한 효과가 있다.

그리고, 공급배관에서 분배배관으로 공급되는 열원이, 분배배관의 흐름경로상에 구비된 열교환기에 의해 열교환되어 각 세대내로 공급됨으로써, 각 세대별(층별)의 온도편차가 크게 둔화됨은 물론, 이로 인해 배관들의 보온/유지보수비와 같은 각종 부대비용이 절감되는 효과가 있다.

그리고, 중앙난방시스템을 사용하지 않는 경우 펌프의 가동을 중지시킴은 물론 에너지사용량을 적산열량계로 측정하게 되므로, 각 세대내에서 에너지의 사용량에 따라 합리적으로 난방비가 부과됨은 물론 이로 인해 난방비의 절감이 가능해져 에너지의 소비효율이 증대되는 효과가 있다.

Claims (3)

1. 열원공급개소에서 공급되는 고온상태의 열원이 난방열교환기(1a)와 컨버터 (1c)를 통해 저온상태의 온도로 조절되는 난방열대(1)와, 난방열대(1)에서 공급되는 저온상태의 열원을 고층건물로 공급하여 주는 공급배관(2), 공급배관(2)에서 공급되어진 열원을 각 세대내로 분배시켜 주는 분배배관(3)으로 구성되어진 중앙난방시스템의 열원흐름경로에 있어서,

   분배배관(3)의 흐름경로상에, 난방열대(1)에서 공급배관(2)을 경유하여 공급되는 열원을 저온상태로 열교환시켜 주는 열교환기(10)와, 열교환기(10)를 경유한 열원의 흐름속도를 증대시켜 주는 펌프(20)와, 펌프(20)를 경유한 열원의 흐름경로를 개폐시켜 주는 분배온도조절밸브(30)가 연속적으로 설치된 구조로 이루어진 것을 특징으로 하는 중앙난방시스템의 열효율 증대 장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 펌프(20)는 각 세대내에 구비되어 실내온도를 조절하여 주는 실내온도조절기(40)에 의해 온/오프되는 것을 특징으로 하는 중앙난방시스템의 열효율 증대 장치.
3. 제1항에 있어서, 상기 분배온도조절밸브(30)에, 각 세대내에서 소비되는 열원사용량을 검출하여 주는 적산열량계(50)가 전기적으로 연결된 구조로 이루어진 것을 특징으로 하는 중앙난방시스템의 열효율 증대 장치.