KR200378537Y1 - 가스보일러 동파방지 및 온수공급장치 - Google Patents

가스보일러 동파방지 및 온수공급장치 Download PDF

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KR200378537Y1 KR20-2004-0035930U KR20040035930U KR200378537Y1 KR 200378537 Y1 KR200378537 Y1 KR 200378537Y1 KR 20040035930 U KR20040035930 U KR 20040035930U KR 200378537 Y1 KR200378537 Y1 KR 200378537Y1
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Abstract

본 고안은 온수사용 시 온수를 틀면 온수가 바로 공급되도록 하고, 또한 동절기 급수배관과 온수배관이 동파되는 것을 미연에 방지할 수 있도록 한 가스보일러 동파방지 및 온수공급장치에 관한 것이다.
본 고안은 외부로 노출된 온수공급관(13)과 급수공급관(14)을 감싸도록 설치되어 단열재(21)로 마감되는 온수탱크(20); 온수탱크(20)를 가열하도록 내장되어 난방공급관(11)과 난방환수관(12)에 연결되는 열교환기(30); 난방공급관(11)과 열교환기(30) 사이에 설치되어 난방수흐름을 제어하는 제1삼방변(40); 온수공급관(13)에서 분기되어 온수탱크(20)의 상,하부에 각각 위치하는 온수입구(13a) 및 온수출구(13b); 분기된 온수공급관(13)에 연결되는 바이패스관(50); 바이패스관(50)과 온수공급관(13) 사이에 설치되어 온수흐름을 제어하는 제2삼방변(60); 온수탱크(20)와 온수공급관(13)에 각각 설치되는 제1,2온도감지기(70)(80); 제1,2삼방변(40)(60)과 제1,2온도감지기(70)(80)에 전기적으로 연결되어 자동제어하는 제어부(90)를 포함하여 구성된다.

Description

가스보일러 동파방지 및 온수공급장치{gas boiler protection burst from freezing and apparatus for supply warm-water}
본 고안은 가스보일러에 관한 것으로, 더 상세하게는 온수사용 시 온수를 틀면 온수가 바로 공급되도록 하고, 또한 동절기 급수배관과 온수배관이 동파되는 것을 미연에 방지할 수 있도록 한 가스보일러 동파방지 및 온수공급장치에 관한 것이다.
일반적으로 단독 및 아파트 등에 설치되는 보일러는 사용되는 연료에 따라 크게 연탄보일러와 기름보일러 및 가스보일러로 구분하여 설치용도와 평수에 맞도록 다양한 형태로 개발되어 사용되고 있으며, 이와 같이 여러 형태로 개발된 보일러들 중에서 최근에는 도시가스의 공급으로 인하여 사용이 한층 더 편리해진 가스보일러가 많이 설치되고 있다.
이러한 가스보일러의 온수기능은 실내온도조절기에서 온수기능이 선택되면 삼방변을 온수회로로 전환시킨 상태로 대기하고 있다가, 온수수도꼭지를 열게 되면 온수흐름스위치가 '온'되어 보일러가 가동되고 대략 1분 정도 뒤에 온수를 사용할 수 있도록 되어 있다. 따라서, 통상적으로 가스보일러는 실내온도조절기의 온수선택 시 빠른 시간 내에 온수를 사용할 수 없었고, 또 경우에 따라서는 온수가 나오기 전까지 배출된 냉수를 사용하지 않고 버리게 되는 비경제적인 단점이 있었다.
즉, 종래의 가스보일러는 온수사용 시 온수를 틀면 이를 감지하여 가스버너가 자동으로 점화되고, 가스버너가 점화되어 물을 가열하는 동안에는 찬물이 나올 수밖에 없는 구조적인 문제점이 있었으며, 이와 같이 온수가 나오기 전까지 배출된 냉수를 사용하지 않고 그냥 버리기 때문에 불필요하게 물을 낭비하는 문제점이 있었다.
그리고 종래의 가스보일러는 온수를 사용하였다가 잠시 중단한 후 재사용 시 가스버너가 재가동하는 동안 배관내로 찬물이 재유입되어 온수가 나오기 전까지 다시 찬물이 나오게 되는 문제점이 있었으며, 특히 물의 사용량에 따라 가스보일러의 온수공급부족으로 온수온도가 낮아지는 문제점이 있었다.
또한 종래 가스보일러에 내장된 동파방지기능은 물의 온도를 감지하여 순환모터를 작동시키도록 되어 있어 구조적으로 난방수의 동파만을 방지할 뿐 온수를 사용하지 않을 경우 급수배관과 온수배관의 순환이 이루어지지 않아, 특히 외기에 접한 가스보일러의 특성상 동절기 급수배관과 온수배관이 동파되는 문제점이 있었으며, 한편 이를 방지하기 위해서는 온수를 소량 흘려보내거나 또는 배관에 별도로 동파방지열선을 설치해야하는 불편한 문제점이 있었다.
본 고안의 목적은 상기에서와 같은 종래의 결점을 해소하기 위해 안출한 것으로, 소량의 온수사용 시에도 바로 온수가 나오도록 하여 온수사용시간을 단축시키는 동시에 온수가 나오기 전까지 배출되는 찬물을 버리게되는 물의 낭비를 줄일 수 있으며, 가스보일러의 용량이 적어도 일정시간 안정된 온수를 공급할 수 있으며, 또한 동절기 급수배관과 온수배관이 동파되는 것을 미연에 방지하여 사용자의 편의성을 향상시킬 수 있도록 한 가스보일러 동파방지 및 온수공급장치를 제공하는데 있다.
상기 목적을 달성하기 위해 본 고안은 외부로 노출되어 외기에 접한 가스보일러의 온수공급관과 급수공급관에 온수탱크를 설치하고, 상기 온수탱크에 난방수가 공급되는 열교환기를 내장하며, 상기 열교환기와 난방공급관 사이에 난방수흐름을 제어하는 제1삼방변을 설치하고, 상기 온수공급관에서 분기된 온수입구와 온수출구를 온수탱크의 상,하부에 각각 위치시키며, 상기 분기된 온수공급관에 바이패스관을 연결하고, 상기 바이패스관과 온수공급관 사이에 온수흐름을 제어하는 제2삼방변을 설치하며, 상기 온수탱크와 온수공급관에 제1,2온도감지기를 각각 설치하고, 상기 제1,2삼방변과 제1,2온도감지기에 제어부를 전기적으로 연결하며, 상기 온수공급관과 급수공급관의 하부에는 서모스탯밸브를 설치한 것이다.
이하 첨부된 도면에 따라서 본 고안의 기술적 구성을 상세히 설명하면 다음과 같다.
본 고안의 가스보일러 동파방지 및 온수공급장치는 도 1 내지 도 3c에 도시되는 바와 같이, 난방공급관(11),난방환수관(12) 및 온수공급관(13),급수공급관(14)이 구비된 가스보일러(10)에 있어서, 외부로 노출된 온수공급관(13)과 급수공급관(14)을 감싸도록 설치되어 단열재(21)로 마감되는 온수탱크(20); 상기 온수탱크(20)를 가열하도록 내장되어 난방공급관(11)과 난방환수관(12)에 연결되는 열교환기(30); 상기 난방공급관(11)과 열교환기(30) 사이에 설치되어 난방수흐름을 제어하는 제1삼방변(40); 상기 온수공급관(13)에서 분기되어 온수탱크(20)의 상,하부에 각각 위치하는 온수입구(13a) 및 온수출구(13b); 상기 분기된 온수공급관(13)에 연결되는 바이패스관(50); 상기 바이패스관(50)과 온수공급관(13) 사이에 설치되어 온수흐름을 제어하는 제2삼방변(60); 상기 온수탱크(20)와 온수공급관(13)에 각각 설치되는 제1,2온도감지기(70)(80); 상기 제1,2삼방변(40)(60)과 제1,2온도감지기(70)(80)에 전기적으로 연결되어 자동제어하는 제어부(90)를 포함하여 구성된 것을 그 기술적 구성상의 특징으로 한다.
여기서, 상기 가스보일러(10)는 주지된 바와 같이 가스를 연료로 사용하는 것으로, 이러한 가스보일러(10)에는 도 1에서와 같이 난방공급관(11),난방환수관(12) 및 온수공급관(13),급수공급관(14)이 각각 연결된다. 이때, 상기 온수공급관(13)과 급수공급관(14)의 일부분은 도 2에서와 같이 온수탱크(20)에 내장된다.
상기 가스보일러(10)의 온수공급관(13)은 도 2에서와 같이 온수입구(13a)와 온수출구(13b)로 분기되는 것으로, 이와 같이 온수공급관(13)에서 분기된 온수입구(13a)는 온수탱크(20)의 상부에 위치하고, 온수공급관(13)에서 분기된 온수출구(13b)는 온수탱크(20)의 하부에 위치하게 된다.
상기 온수탱크(20)는 도 1에서와 같이 외부로 노출되어 외기에 접한 가스보일러(10)의 온수공급관(13)과 급수공급관(14)을 감싸도록 설치되는 것으로, 이러한 온수탱크(20)에는 일정량의 온수가 저장되고, 온수탱크(20)에는 도 2에서와 같이 온수의 열손실을 방지하는 단열재(21)가 충전된다. 이때, 평상시 온수를 사용하지 않는 하절기에 제어부(90)의 전원을 '오프'시키면 온수탱크(20)에는 온수가 저장되지 않고, 한편 온수를 많이 사용하는 동절기에 제어부(90)의 전원을 '온'시키면 온수탱크(20)에는 자동으로 온수가 저장된다.
상기 열교환기(30)는 온수탱크(20)에 저장된 물을 가열하는 것으로, 이러한 열교환기(30)는 온수탱크(20)에 내장되고, 열교환기(30)의 입구와 출구는 도 2에서와 같이 난방공급관(11)에 설치된 제1삼방변(40)과 난방환수관(12)에 각각 연결된다. 이때, 상기 열교환기(30)의 입구는 제1삼방변(40)에 의해 자동으로 개폐된다.
상기 제1삼방변(40)은 열교환기(30)의 입구와 연결되도록 난방공급관(11)에 설치되는 것으로, 이러한 제1삼방변(40)은 제어부(90)를 통해 난방수의 흐름을 자동으로 제어한다. 이때, 상기 제1삼방변(40)은 난방공급관(11)과 열교환기(30)를 개폐시키는 역할을 수행하는 것으로, 즉 제1삼방변(40)에 의해 난방공급관(11)이 개방되면 열교환기(30)의 입구는 자동으로 폐쇄되고, 제1삼방변(40)에 의해 열교환기(30)의 입구가 개방되면 난방공급관(11)은 자동으로 폐쇄된다.
상기 바이패스관(50)은 도 2에서와 같이 분기된 온수공급관(13)에 연결되는 것으로, 이러한 바이패스관(50)은 온수탱크(20)에 내장되고, 바이패스관(50)의 입구는 제2삼방변(60)에 연결된다. 이때, 상기 바이패스관(50)의 입구는 제2삼방변(60)에 의해 자동으로 개폐된다.
상기 제2삼방변(60)은 바이패스관(50)의 입구와 연결되도록 온수공급관(13)에 설치되는 것으로, 이러한 제2삼방변(60)은 제어부(90)를 통해 온수의 흐름을 자동으로 제어한다. 이때, 상기 제2삼방변(60)은 온수공급관(13)과 바이패스관(50)을 개폐시키는 역할을 수행하는 것으로, 즉 제2삼방변(60)에 의해 온수공급관(13)이 개방되면 바이패스관(50)의 입구는 자동으로 폐쇄되고, 제2삼방변(60)에 의해 바이패스관(50)의 입구가 개방되면 온수공급관(13)은 자동으로 폐쇄된다.
상기 제1온도감지기(70)는 도 2에서와 같이 온수탱크(20)에 설치되는 것으로, 이러한 제1온수감지기(70)는 온수탱크(20)에 저장된 물의 온도를 감지한다.
상기 제2온도감지기(80)는 도 2에서와 같이 온수공급관(13)에 설치되는 것으로, 이러한 제2온도감지기(80)는 제2삼방변(60)보다 높은 위치에 배치되어 온수공급관(13)내로 공급되는 온수의 온도를 감지한다.
상기 제어부(90)는 제1,2삼방변(40)(60)과 제1,2온도감지기(70)(80) 및 가스보일러(10)에 전기적으로 연결되어 이들의 작동을 자동으로 제어하는 것으로, 이러한 제어부(90)는 제1,2삼방변(40)(60)의 방향을 자동으로 전환시키고, 또한 제어부(90)는 가스보일러(10)의 가스버너를 자동으로 가동시킨다.
한편, 본 고안의 바람직한 실시예에 따르면 도 2에서와 같이, 상기 온수공급관(13)과 급수공급관(14)의 하부에는 온수온도를 자동으로 조절하여 일정하게 공급하는 서모스탯밸브(100)가 설치된 것을 특징으로 한다.
상기 서모스탯밸브(100)는 온수공급관(13)과 급수공급관(14)을 연결하여 공급되는 온수의 온도를 자동으로 조절하는 것으로, 이러한 서모스탯밸브(100)는 공급되는 온수의 온도를 일정하게 유지하고, 이에 의해 사용자는 일정한 온도로 공급되는 온수를 보다 원활하게 사용할 수 있다.
이와 같이 구성된 본 고안의 전체적인 작동관계를 첨부된 도면에 따라서 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.
먼저, 온수를 사용하지 않는 하절기에 제어부(90)의 전원을 '오프'시키면 온수탱크(20)내로 물이 유입되지 않고, 이 상태에서 온수공급관(13)에 설치된 제2삼방변(60)은 바이패스관(50)의 입구를 개방시킨 상태를 유지하기 때문에, 이와 같이 제어부(90)의 전원을 '오프'시킨 상태에서 평상시 온수꼭지를 틀면 온수탱크(20)를 통하지 않고 바이패스관(50)을 통하여 바로 온수공급관(13)의 출구로 물이 공급된다. 즉, 제어부(90)의 전원을 '오프'시키면 온수탱크(20)내로 물을 유입시킬 필요가 없기 때문에 기존 가스보일러(10)의 배관에 따라 온수를 공급하게 된다.
그리고 상기와 같이 평상시 난방공급관(11)에 설치된 제1삼방변(40)은 열교환기(30)의 입구를 폐쇄시키도록 전환된 상태를 유지하게 된다.
다음, 온수를 많이 사용하는 동절기에 제어부(90)의 전원을 '온'시키면 제2삼방변(60)은 바이패스관(50)의 입구를 폐쇄시키고 온수공급관(13)이 개방되도록 자동으로 전환되기 때문에, 결과적으로 급수공급관(14)과 온수공급관(13)내로 순환되는 물이 온수출구(13b)로 배출되어 온수탱크(20)에는 일정량의 물이 채워지고, 이에 의해 온수탱크(20)는 항상 일정량의 물이 저장한 상태를 유지하게 된다.
온수탱크(20)내로 일정량의 물이 유입되면 제1온도감지기(70)가 온수탱크(20)내로 유입된 물의 온도를 감지하여 그 감지된 신호를 제어부(90)로 보내고, 제어부(90)는 제1온도감지기(70)를 통해 감지된 물의 온도가 미리 설정된 적정온도 이하면 난방을 가동시키도록 가스보일러(10)에 신호를 보내는 동시에 난방공급관(11)에 설치된 제1삼방변(40)을 전환시켜 열교환기(30)의 입구를 개방시킨다.
제어부(90)에 의해 가스보일러(10)가 가동하면 순환모터가 동작하면서 도 3a에서와 같이 열교환기(30)내로 난방수를 순환시키기 때문에 열교환기(30)가 가열되고, 또한 난방수가 순환되면서 가열되는 열교환기(30)의 열전도로 인하여 온수탱크(20)내에 저장된 물은 자동적으로 가열되어 온수가 된다. 이때, 가스보일러(10)의 가동중 온수사용이 이루어지면 가스보일러(10)의 특성상 급수의 유속감지기에 의해 자동으로 온수열교환기로 통하도록 되어 있다.
열교환기(30)에 의해 가열된 온수탱크(20)내의 온수가 적정온도에 이르면 제1온도감지기(70)가 이를 감지하여 그 감지된 신호를 다시 제어부(90)에 보내고, 제어부(90)는 상기 작동을 해제하여 가스보일러(10)의 가동을 정지시키는 동시에 난방공급관(11)에 설치된 제1삼방변(40)이 열교환기(30)의 입구를 폐쇄시키도록 원상복귀로 전환시킨다. 이때, 본 고안은 상기와 같은 작동을 반복하면서 온수탱크(20)내의 온수를 항상 적정온도로 유지시킨다.
온수탱크(20)에 적정온도의 온수가 저장된 상태에서 온수사용 시 온수꼭지를 틀면 이를 감지하여 가스보일러(10)의 가스버너가 자동으로 점화되어 물을 가열하고, 이와 동시에 도 3b에서와 같이 온수탱크(20)의 상부에 위치하는 분기된 온수공급관(13)의 온수입구(13a)로 온수탱크(20)내에서 미리 적정온도로 가열된 온수가 유입되면서 온수꼭지로 바로 배출되며, 이러한 온수배출시 순환되는 찬물은 분기된 온수공급관(13)의 온수출구(13b)를 통해 온수탱크(20)의 하부로 배출된다. 이때, 가스보일러(10)로 물을 가열하는 동안 찬물은 온수출구(13b)를 통해 온수탱크(20)의 하부로 배출되고, 온수탱크(20)에서 미리 적정온도로 가열된 온수가 온수입구(13a)를 통해 바로 배출되기 때문에 사용자는 바로 온수를 사용할 수 있다.
소정시간이 경과하여 찬물이 다 배출되고 가스보일러(10)에서 가열된 온수가 온수공급관(13)으로 공급되어 온수출구(13b)로 배출되는 상황에서, 제2온도감지기(80)에서 감지된 온도가 제1온도감지기(70)에서 감지된 온도보다 높게되면 제어부(90)가 도 3c에서와 같이 바이패스관(50)의 입구가 개방되도록 제2삼방변(60)을 전환시키기 때문에, 가스보일러(10)에서 가열된 온수는 온수탱크(20)를 거치지 않고 바이패스관(50)을 통해 바로 배출된다. 이때, 온수공급관(13)과 급수공급관(14)의 하부에는 온수온도를 자동으로 조절하여 일정하게 공급하는 서모스탯밸브(100)가 설치되므로, 이러한 서모스탯밸브(100)에 의해 배출되는 온수의 온도는 항상 일정하게 유지된다.
따라서, 이러한 본 고안은 온수사용 시 온수를 틀면 찬물이 나오지 않고 온수탱크(20)에서 미리 가열된 온수가 온수입구(13a)를 통해 바로 배출되기 때문에 사용자가 편리하게 바로 온수를 사용할 수 있는 장점이 있으며, 이와 같이 온수사용 시 처음부터 온수가 바로 나오기 때문에 온수사용시간을 단축할 수 있는 동시에 물의 낭비를 막아 경제적으로 사용할 수 있는 장점이 있다.
또한 본 고안은 온수를 사용하였다가 잠시 중단한 후 재사용 시 찬물이 유입되는 것을 막을 수 있는 장점이 있으며, 구조적으로 가스보일어(10)의 용량이 적어도 일정시간 안정된 온수를 공급할 수 있는 장점이 있으며, 특히 온수탱크(20)가 외부로 노출된 온수공급관(13)과 급수공급관(14)을 감싸도록 설치되기 때문에 좁은 공간에도 용이하게 설치할 수 있는 장점이 있다.
아울러 본 고안은 외부로 노출된 온수공급관(13)과 급수공급관(14)이 온수탱크(20)에 내장되고, 온수탱크(20)내의 열이 온수공급관(13)과 급수공급관(14)에 전도되기 동절기 온구배관과 급수배관이 동파되는 것을 미연에 방지할 수 있는 장점이 있다.
이상에서 살펴본 바와 같이 본 고안의 가스보일러 동파방지 및 온수공급장치는 소량의 온수사용 시에도 바로 온수가 나오기 때문에 온수가 나오기 전까지 배출되는 찬물을 버리게되는 물의 낭비를 줄일 수 있으며, 온수사용을 중단하였다가 다시 사용할 경우 찬물의 유입을 막아 온수사용시간을 단축할 수 있으며, 가스보일러의 온수출탕량이 적더라도 일정시간 연장시킬 수 있으며, 가스보일러의 용량이 적어도 일정시간 안정된 온수를 공급할 수 있으며, 또한 동절기 급수배관과 온수배관이 동파되는 것을 미연에 방지하여 사용자의 편의성을 향상시킬 수 있는 매우 유용한 고안이다.
도 1은 본 고안의 설치상태를 보인 개략도.
도 2는 본 고안의 구조를 보인 구성도.
도 3a,3b,3c는 본 고안의 작동상태를 보인 것으로,
도 3a는 온수탱크를 가열하는 난방수의 흐름도.
도 3b,3c는 온수사용 시 온수의 흐름도.
<도면의 주요부분에 대한 부호설명>
10 : 가스보일러 11 : 난방공급관
12 : 난방환수관 13 : 온수공급관
13a : 온수입구 13b : 온수출구
14 : 급수공급관 20 : 온수탱크
21 : 단열재 30 : 열교환기
40 : 제1삼방변 50 : 바이패스관
60 : 제2삼방변 70 : 재1온도감지기
80 : 제2온도감지기 90 : 제어부
100 : 서모스탯밸브

Claims (2)

  1. 난방공급관(11),난방환수관(12) 및 온수공급관(13),급수공급관(14)이 구비된 가스보일러(10)에 있어서, 외부로 노출된 온수공급관(13)과 급수공급관(14)을 감싸도록 설치되어 단열재(21)로 마감되는 온수탱크(20); 온수탱크(20)를 가열하도록 내장되어 난방공급관(11)과 난방환수관(12)에 연결되는 열교환기(30); 난방공급관(11)과 열교환기(30) 사이에 설치되어 난방수흐름을 제어하는 제1삼방변(40); 온수공급관(13)에서 분기되어 온수탱크(20)의 상,하부에 각각 위치하는 온수입구(13a) 및 온수출구(13b); 분기된 온수공급관(13)에 연결되는 바이패스관(50); 바이패스관(50)과 온수공급관(13) 사이에 설치되어 온수흐름을 제어하는 제2삼방변(60); 온수탱크(20)와 온수공급관(13)에 각각 설치되는 제1,2온도감지기(70)(80); 제1,2삼방변(40)(60)과 제1,2온도감지기(70)(80)에 전기적으로 연결되어 자동제어하는 제어부(90)를 포함하는 가스보일러 동파방지 및 온수공급장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 온수공급관(13)과 급수공급관(14)의 하부에는 서모스탯밸브(100)가 설치된 것을 특징으로 하는 가스보일러 동파방지 및 온수공급장치.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109631312A (zh) * 2019-01-03 2019-04-16 华帝股份有限公司 一种防冻燃气热水器及其控制方法
KR102140836B1 (ko) * 2019-10-28 2020-08-03 김성식 보일러 냉,온수 배관 동파방지 장치.
CN112253880A (zh) * 2020-11-10 2021-01-22 四川大学 一种热力自循环驱动的建筑供水管道防冻系统

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