KR200234400Y1 - 외장형가열장치가 장착된 축열식 심야전기보일러 - Google Patents

Abstract

본 고안은 심야전력을 사용하는 축열식 심야전기보일러 및 심야전기온수기에 관한 것으로, 통상의 축열식 심야전기보일러 및 심야전기온수기의 외장형 가열장치에 있어서, 유입관과 연결되는 순환관과 연결관의 연결부에 솔레노이드에 의한 3방향절환밸브를 장착하고, 그 중간부에 순환펌프를 장착하므로서, 종래에 비해 보다 간소한 장치 및 그 연결만으로도 동일한 효과를 얻을 수 있어 생산성이 향상됨은 물론 원가절감에 따른 경제적인 효과를 갖는 것이다.

Description

외장형가열장치가 장착된 축열식 심야전기보일러 {A outside heating device with heat-accumulation midnight electric boiler}

본 고안은 심야전력을 사용하는 축열식 심야전기보일러 및 심야전기온수기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 축열식 심야전기보일러 및 심야전기온수기의 외부 일측에 별도의 가열장치와 순환펌프 및 솔레노이드밸브가 장착된 심야전기보일러 및 심야전기온수기의 배관연결구조를 개선하므로서 보다 간소화된 장치로서 동일한 효과를 얻을 수 있는 축열식 심야전기보일러 및 심야전기온수기의 외장형 가열장치에 관한 것이다.

축열식 심야전기보일러 및 심야전기온수기는 심야전력을 주로 사용하는 것으로, 전력사용량이 적은 심야시간인 밤 10시 이후부터 다음날 8시까지 또는 밤 11시 이후부터 다음날 9시까지만 사용하는 전기로서, 생산된 잉여전력을 공급하므로서 사용한 전기요금을 대폭 저렴하게 공급하여 낮에 편중된 전력소비량을 분산시키고 난방용 원유수입을 감소시키면서도 전력을 생산하는 발전설비의 효율을 극대화하는정책이다.

이러한, 통상의 축열식 심야전기보일러는 비교적 대형의 온수탱크를 구비하고 그 내부에는 온수를 가열할 수 있는 전기히터가 다수 내장되어 있으며, 그 전기히터를 심야전력 시간대에 집중적으로 작동하여 축열조 내부의 물 또는 잠열재를 가열시켜 축열된 열을 낮시간대에 배출관 및 유입관을 이용하여 난방은 물론 온수를 사용하여 저렴한 가격으로 에너지를 사용할 수 있게 한 것이다.

그러나, 전기한 축열식 심야전기보일러 및 심야전기온수기는 그 온수탱크 내부의 축열재를 낮에 전부 사용하여 축열탱크가 냉각된 상태에서는 야간에 난방 및 온수를 사용하고자 할 때, 그 축열탱크의 물 또는 잠열재가 사용가능한 일정온도가 될때까지 난방 및 온수가 공급되지 않는 문제점이 있는 것이다.

즉, 하나 또는 두개 이상의 히터가 심야시간이 시작되는 밤10시 또는 11시에 전원이 들어와 작동을 하여 빠른 시간내에 난방 및 온수를 사용할 수 있도록 축열탱크 전체를 가열해야 하므로 대용량의 전력을 필요로 할 뿐만 아니라 이로 인하여 전력을 공급하는 한국전력공사의 배전선로의 투자비가 과다 소요될 뿐만 아니라 발전소 전력의 효율적 사용에도 문제점이 있는 것이다.

따라서, 소용량의 히터만으로 지속적인 가열에 의해 전력부하를 분산시키면서도 더 좋은 난방효과를 누릴수 있고, 심야시간대에는 낮시간에 사용할 수 있는 열의 축열이 가능하지만, 난방시간 및 온수공급시간을 단축하기 위해 대용량의 히터를 설치하므로서 과다한 생산원가의 난방용기계와 온수기 사용 및 한국전력공사의 과다한 배전설비의 투자는 물론 발전소의 효율적 운용에도 심각한 문제점이 있는 것이다.

따라서, 본 고안 출원인에 의해 안출된 2001년 실용신안등록출원 제7067호에 의해, 통상의 축열식 심야전기보일러 및 심야전기온수기의 축열탱크 외부 일측에 별도의 가열장치및 이와 연결된 관체의 중간부에 별도의 순환펌프 및 솔레노이드밸브를 장착하므로서,

이에 의해 물 또는 잠열재의 축열작용과 온수의 순환이 되게 하고, 심야전력시간대에도 별도의 소용량 히터만으로도 신속하게 난방 및 온수의 사용이 가능할 뿐만 아니라, 심야전력부하를 분산시켜 설비투자비의 절감효과 및 보다 성능 좋고 경제적인 외장형 가열장치가 장착된 축열식 심야전기보일러 및 심야전기온수기를 제공한바 있다.

그러나, 전기한 외장형 가열장치를 갖는 축열식 심야전기보일러 및 심야전기온수기는 다수의 순환펌프를 장착하여야 하며, 각각의 솔레노이드 밸브 및 체크밸브에 의한 유기적인 유체 순환작동이 불합리하여 필요이상의 부품을 필요로 하였으며, 이에 의해 원가가 상승하는 문제점과 생산성이 저하되는 문제점이 있는 것이다.

본 고안은 전기한 바와 같은 문제점을 제거코자 안출된 것으로서, 통상의 축열식 심야전기보일러 및 심야전기온수기의 외장형 가열장치에 있어서,

유입관과 연결되는 순환관과 연결관의 연결부에 솔레노이드에 의한 3방향절환밸브를 장착하고, 그 중간부에 순환펌프를 장착하므로서, 종래에 비해 보다 간소한 장치 및 그 연결만으로도 동일한 효과를 얻을 수 있어 생산성이 향상됨은 물론 원가절감에 따른 경제적인 효과를 갖는 축열식 심야전기보일러 및 심야전기온수기의 외장형 가열장치를 제공함에 본 고안의 목적이 있는 것이다.

도 1은 본 고안 축열식 심야전기보일러의 전체단면설명도

도 2는 본 고안 축열식 심야전기보일러에 심야전기 인가 및 온수사용 또는 난방시의 축열재 흐름도

도 3은 본 고안 축열식 심야전기보일러에 심야전기 인가 및 온수 미사용 또는 난방을 하지 않는 경우의 축열재 흐름도

도 4는 본 고안 축열식 심야전기보일러에 심야전기 단락 및 온수 사용 또는 난방시의 축열재 흐름도

도 5는 본 고안 축열식 심야전기보일러의 자동제어회로도

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

1 : 단열층 2 : 축열탱크

3,3' : 히터 4,4' : 배출관

5 : 유입관 6 : 연결관

7,7' : 3방향절환밸브

10 : 가열장치 11 : 순환펌프

12 : 순환관

20 : 전원스위치

이하, 본 고안의 바람직한 실시예를 설명한다.

도 1은 본 고안에 의한 축열식 심야전기보일러의 전체단면도이다.

단열층(1)이 형성된 축열탱크(2)의 내부 일측에 다수의 히터(3)(3')가 장착되고, 타측에는 배출관(4) 및 순환펌프(11)가 장착된 유입관(5)이 축열탱크(2)의 내, 외부로 관통되게 형성되고,

축열탱크(2)의 외부 배출관(4)(4')을 분리형성하여, 그 중간부에 별도의 가열장치(10)를 장착하되, 가열장치(10)의 하부 연결관(6)은 배출관(4') 및 유입관(5)과 연결되게하고, 배출관(4) 및 유입관(5)을 연결하는 또다른 순환관(12)이 연결형성된 통상의 축열식 심야전기보일러에 있어서,

유입관(5)과 연결되는 순환관(12) 및 연결관(6)의 결합부에 솔레노이드에 의한 3방향절환밸브(7)(7')를 장착하고, 그 3방향절환밸브(7)(7') 사이의 유입관(5)에는 순환펌프(11)를 장착하여 심야전원 및 상시전원에 따른 실내난방 및 온수사용에 의해 각각의 3방향절환밸브(7)(7')가 순환펌프(11)가 유기적으로 작동되게 구성한 것이다.

도면중 미설명 부호 20은 전원스위치이다.

이상과 같은 구성에 의한 본 고안 축열식 심야전기보일러의 작용을 첨부도면에 의해 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.

통상의 축열식 심야전기보일러 및 온수기는 심야전력을 이용하여 야간에 비축된 열에너지를 갖는 물 또는 축열재의 낮시간 사용에 의해 냉각된 축열탱크(2) 내부의 물 또는 잠열재를 다시 심야시간대에 가열시키기 위해 히터(3)(3')를 가동시키면 그 히터(3)(3')의 발열에 의해 히터(3)(3') 주변이 우선 가열되므로 이때에는 난방 및 온수의 사용이 불가능한 것이다.

따라서, 별도의 외장형 가열장치(10)에 의해 그 가열장치(10)의 내부를 순환하는 물 또는 잠열재만을 급속하게 가열하여 실내로 순환시키게 되므로 가열장치(10)의 전원 인가와 동시에 난방 및 온수의 사용이 가능한 것이다.

이렇게 임시적인 난방 및 온수의 사용을 하다가 축열탱크(2) 내부의 히터(3)(3')에 의해 그 내부 전체의 물 또는 잠열재가 일정온도 상승하게 되면 이때부터는 축열탱크(2) 내부의 물 또는 잠열재를 순환펌프(11)에 의해 순환시키면 난방 및 온수의 연속 사용이 가능하게 되는 것이다.

따라서, 축열탱크전체의 축열재가 일정온도 상승하지 않았을 경우에도, 신속한 난방 및 온수의 사용을 필요로 하는 경우에는 별도의 가열장치(10)에 의해 그목적을 이룰 수 있으며, 축열탱크(2) 내부의 히터(3)(3')에 의해 지속적으로 동시 가열이 이루어지므로 일정시간이 지나면 그 축열탱크(2) 내부의 물 또는 잠열재가 충분히 가열되므로 연속적으로 난방 및 온수의 가열이 가능함은 물론 심야시간대에 고온의 열에너지를 저장하고 있다가 이후 낮시간에는 가열을 하지 않아도 고온의 물 또는 잠열재를 순환시켜 난방 및 온수의 사용이 가능한 것이다.

이러한, 본 고안 가열장치에 의한 축열식 심야전기보일러 및 심야전기온수기의 작동을 각각의 전원종류(심야전원 및 상시전원) 및 실내난방 및 온수의 사용 여부에 따라 각각 상이한 작동을 보이는 것인데 이를 개별적으로 설명하면,

도 2의 도시와 같이 심야시간에 축열탱크(2) 내부의 히터(3)(3')에 전원을 공급하기 위해 전원스위치(20)를 작동시키고, 실내난방 및 온수를 사용하기 위해서 실내스위치(도면에는 미도시함)를 ON시키면, 이와 동시에 유입관(5)과 순환관(12)의 연결부에 장착된 솔레노이드에 의한 3방향절환밸브(7)는 배출측 유입관(5)과 연결관(12)을 연통시키도록 작동하고, 연결관(6)과 유입관(5)의 연결부에 장착된 3방향절환밸브(7')는 유입관(5) 자체의 직선형 흐름을 갖도록 유입측 및 배출측 유입관(5)을 개방하는 것이며, 이와 동시에 순환펌프(11)를 작동하는 것이다.

따라서, 실내에 가설되어 있는 배출관(4') 내부의 물만이 그 순환관(12) 및 순환펌프(11)의 펑핌작용에 의해 가열장치(10) 및 실내를 순환하며 고온의 온수를 순간적이면서도 지속적으로 공급하는 것이며, 이러한 순환과정은 가열장치(10)에 의해 고온으로 가열된 온수는 배출관(4')을 통해 배출되고, 배출관(4')을 따라 흐르는 온수는 순환펌프(11)의 펌핑작용과 솔레노이드에 의한 자동절환이 가능한 3방향절환밸브(7)(7')의 유로 개방 상태에 따라 지속적으로 배출관(4')과 가열장치(10) 및 유입관(5), 순환관(12)을 따라 순환되는 것이다.

또한, 도 3의 도시와 같이 심야전력시간대에 전원스위치(20)가 ON된 상태와, 실내스위치를 OFF시킨 경우에는 이와 동시에 유입관(5)의 순환펌프(11)가 ON되고 순환관(12)과 유입관(5)의 연결부에 장착된 3방향절환밸브(7)는 유입관(5)의 연속진행이 가능한 유로개방상태를 갖도록 작동하며, 연결관(6)과 유입관(5)의 연결부에 장착된 3방향절환밸브(7')는 실내의 배출관(4')과 연통되지 않고 연결관(6)을 통해 직접 유입관(5)으로 배출되게 유로를 개방하므로서,

물 또는 잠열재는 축열탱크(2)의 내부에서 가열장치(10)를 통해 배출되고, 갸열장치에 의해 고온화된 물 또는 잠열재는 연결관(6) 및 유입관(5)을 따라 지속적으로 순환되며 그 축열탱크(2) 내부의 물을 지속적으로 가열하는 것이다.

또한, 도 4의 도시와 같이 심야전원이 공급되지 않는 낮시간대와 축열탱크(2)의 축열완료시 전원자동차단되어 심야전원이 공급되지 않는 상태에서는, 실내스위치를 ON시키면 축열탱크(2) 내부의 물 또는 축열재는 유입관(5)에 형성된 순환펌프(11)의 작동에 의해서만 순환되는 것인데, 이때에는 순환관(12) 및 연결관(6)이 연결된 유입관(5)의 연결부에 장착된 각각의 3방향절환밸브(7)(7')가 동시 작동하되 그 유체의 흐름을 유입관(5)의 관체형성방향으로 유로를 개방하므로서 히터(3)(3') 및 가열장치(10)에 의해 고온화 된 물 또는 축열재는 가열장치와 실내 배출관(4') 및 유입관(5), 축열탱크(2)를 순환하게 되는 것이다.

상기, 도 2 내지 도 4의 자동제어는 도 5의 자동제어회로(시퀀스도)에 따라작동되는 것이다.

따라서, 비교적 소용량의 히터가 장착된 가열장치 및 이를 연결하는 단순한 구성만으로도 사용자의 필요에 의해 순간적으로 난방 및 온수를 사용할 수 있으면서도 심야전력시간대에는 비교적 소용량의 히터만으로 지속적인 가열이 이루어지는 것이며, 그 히터를 적정용량 즉, 소용량의 히터 하나만을 장착하여도 충분히 순간난방 및 온수사용이 가능하므로 기기전체의 규격을 축소할 수 있는 것이다.

이상과 같은 본 고안 외장형 가열장치를 갖는 축열식 심야전기보일러 및 심야전기온수기는, 종래에 비해 보다 간소한 장치 및 그 연결만으로도 동일한 효과를 얻을 수 있어 생산성이 향상됨은 물론 원가절감에 따른 경제적인 효과를 갖는 것이다.

Claims (1)

1. 단열층(1)이 형성된 축열탱크(2)의 내부 일측에 다수의 히터(3)(3')가 장착되고, 타측에는 배출관(4) 및 순환펌프(11)가 장착된 유입관(5)이 축열탱크(2)의 내, 외부로 관통되게 형성되고,

   축열탱크(2)의 외부 배출관(4)(4')을 분리형성하여, 그 중간부에 별도의 가열장치(10)를 장착하되, 가열장치(10)의 하부 연결관(6)은 배출관(4') 및 유입관(5)과 연결되게하고, 배출관(4) 및 유입관(5)을 연결하는 또다른 순환관(12)이 연결형성된 통상의 축열식 심야전기보일러에 있어서,

   유입관(5)과 연결되는 순환관(12) 및 연결관(6)의 결합부에 솔레노이드에 의한 3방향절환밸브(7)(7')를 장착하고, 그 3방향절환밸브(7)(7') 사이의 유입관(5)에는 순환펌프(11)를 장착함을 특징으로 하는 외장형가열장치가 장착된 축열식 심야전기보일러.