KR20040036141A - 온수 및 난방겸용 가스보일러의 난방환수관 구조 및 이를이용한 제어방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 온수 및 난방겸용 가스보일러의 난방환수관 구조 및 이를 이용한 제어방법에 관한 것으로서, 난방작동시에만 순환수가 물탱크를 경유하여 순환되어지도록 함으로서 에어퍼지 시간 단축하고, 온수작동시에는 물탱크를 경유하지 않고 난방환수관 내에서 직접 환수가 이루어지는 내부 순환유로를 이루도록 함으로서 온수출탕시간을 단축시킬 수 있도록 하기위한 것이다.

이를 실현하기 위해 보일러에 설치되어지는 본 발명의 상기 난방환수관(10)은 복수의 유로(11a,12a)를 이루는 내관(11)과 외관(12)으로 이루어지는 일체형의 이중관 구조를 이루되, 유로에 순환력을 가하는 순환펌프(P)의 동작시 가열이 이루어지게될 순환수를 주 열교환기(6)측으로 공급하게 되는 출수구(13)와 온수열교환기(8)로 부터 열교환이 이루어진 순환수가 회수되어지는 회수구(14)가 각각 외관(12)상에서 분기 형성되어진 것을 특징으로 한다.

Description

온수 및 난방겸용 가스보일러의 난방환수관 구조 및 이를 이용한 제어방법{A HEATING CALL BACK PIPE STRUCTURE AND PROCESSING METHOD OF GAS BOILER}

본 발명은 가스보일러에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 난방 및 온수겸용 가스보일러에서 난방동작 및 온수동작시 각각의 난방유로가 다르게 설정되어질 수 있도록 함으로서 보일러의 효율을 개선시키기 위한 난방환수관 구조 및 그에 따른 제어방법에 관한 것이다.

일반적으로, 난방 및 온수겸용 가스보일러는 가스를 연료로 하여 주열교환기내를 순환하는 물을 가열하므로서 이의 가열되는 물을 난방배관으로 순환시켜 난방출력을 얻도록 함과 아울러 별도로 구비되는 온수 열교환기 측으로도 순환시켜 온수출력을 선택적으로 얻도록 하는 것이다.

즉, 주열교환기에서 가열되는 물을 온수순환회로를 통해 난방사용시와 온수사용시로 구분하여 선택적으로 열교환이 이루어질 수 있도록 함으로서 난방 및 온수사용을 겸할 수 있도록 하는 것이다.

이러한 난방 및 온수겸용 가스보일러의 온수순환회로는 여러가지 방식이 제안되어 사용되고 있는데, 도 1은 종래 가스보일러의 난방순환수 배관구조를 나타낸 개략도이다.

즉, 도시된 바와같이 가스보일러의 난방배관에 물을 보충하게 되면, 난방배관에 차있던 공기는 난방수환수관(1)을 통하여 물탱크(3)로 배출되고, 순환펌프(P)의 구동에 의해 펌핑력이 가해지는 난방배관(4)내의 난방수는 환수되어 버너(5)에 의해 가열되는 열교환기(6)를 통과하는 과정에서 열교환된 후, 온수열교환기(8)가 분기되어지는 삼방변(2)의 안내를 받아 난방수공급관(7)을 통하여 난방배관(4)으로순환된다.

그러나, 상기와 같은 종래의 가스보일러는 설치후 난방배관(4)내에 남아있는 공기를 제거하는 에어퍼지(Air-Purge) 동작을 위해 난방수 유로가 보일러내에 설치되어져 있는 물탱크(3)를 경유하도록 함으로서 온수출탕시간이 지연되어지는 불편이 있었다.

한편, 개방형 가스온수보일러의 경우에는 온수출탕속도를 상승시키기 위하여 난방수의 순환시 물탱크를 경유하지 않도록 하는 방식을 채택하는데, 이러한 경우에는 에어퍼지 시간이 과다하게 소요되어 가동중 난방배관에서의 비등음(물 끓는 소리)이 발생되는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기한 종래 문제점을 개선하기 위해 제안된 것으로서, 난방작동시와 온수작동시에 난방수의 유로를 각기 달리 설정토록 함으로서 온수출탕시간 및 에어퍼지 시간을 모두 단축시킬 수 있도록 하는 난방환수관 구조 및 그를 이용한 제어방법을 제공하는데 목적이 있다.

도 1은 종래 기술에 따른 보일러의 난방환수 유로를 나타낸 구성 개략도.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 보일러의 난방환수 유로 구성 개략도.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 보일러의 온수 출탕유로 구성 개략도.

도 4는 본 발명 난방환수관 사시도.

도 5는 본 발명 난방환수관의 내부구조를 나타내기 위한 요부 절개 사시도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

2 : 삼방변3 : 물탱크

4 : 난방배관5 : 버너

6 : 주열교환기7 : 난방수 공급관

8 : 온수열교환기10 : 난방환수관

11 : 내관12 : 외관

13 : 출수구14 : 회수구

P : 순환펌프

상기 목적은, 실내 난방배관으로 부터 회수되어지는 난방수를 보일러내의 물탱크로 안내하기 위한 난방환수관이 연결설치되어지는 통상의 가스보일러에 있어서, 상기 난방환수관은 복수의 유로를 이루는 내관과 외관으로 이루어지는 일체형의 이중관 구조를 이루되, 유로에 순환력을 가하는 순환펌프의 동작시 가열이 이루어지게될 물을 주 열교환기측으로 공급하게 되는 출수구와 온수열교환기로 부터 열교환이 이루어진 물이 회수되어지는 회수구가 각각 외관상에서 분기 형성되어진 것을 특징으로 하는 온수 및 난방겸용 가스보일러의 난방환수관 구조를 통해 이룰 수 있게된다.

이하, 본 발명의 구체적인 실시예를 첨부도면을 참조하여 상세히 살펴보기로 한다.

먼저, 본 실시예에 따른 난방환수관(10)의 구조를 살펴보면 도 4 및 도 5에 도시된 바와같이, 중앙에서 제1유로(11a)를 이루게 되는 내관(11)과 내관(11)을 감싸는 형태의 제2유로(12a)를 이루는 외관(12)이 일체로 사출성형되어진 2중관 구조를 이루게 된다.

특히, 난방환수관(10)의 외관(12)면에는 순환펌프(P)에 의한 펌핑동작시 가열이 이루어지게될 순환수를 주 열교환기(6)측으로 공급하게 되는 출수구(13)와, 온수열교환기(8)로 부터 열교환이 이루어진 순환수가 회수되어지는 회수구(14)가 내부에서 연통되어진 상태로 높이를 달리하며 소정 높이로 돌출 형성되어지게 된다.

도 2 및 도 3은 상기 난방환수관(10)이 설치되어진 가스보일러의 개략적인 내부구성 및 유로흐름 상태를 나타낸 것으로서, 보일러의 내부구성을 이루고 있는 기타 요소에 대해서는 도 1을 통해 설명되었던 종래기술에서와 동일한 도면부호를 부여하였다.

이와같은 구성을 이루고 있는 가스보일러의 동작에 따른 작용효과를 살펴보기로 한다.

먼저, 실내 난방을 위한 초기 난방운전이 실시되어질 경우에는 도 2에 도시된 바와같이 삼방변(2)의 개폐작동에 의해 온수열교환기(8)측의 온수배관은 차단되어짐과 동시에 난방배관(4)측으로의 배관유로는 개방되어지게 된다.

이러한 상태에서 순환펌프(P)가 작동되어짐에 의해 펌핑되어지는 순환수는 난방배관(4)을 따라 이송되어지는 가운데 실내난방을 이루게 되고, 난방작용을 수행한 난방수는 난방환수관(10)을 따라 물탱크(3)로 환수되어 순환수에 함유되어있는 공기에 대한 에어퍼지가 이루어지게 된다. 이때, 난방환수관(10)을 통한 환수는 내관(11)이 이루고 있는 제1유로(11a)를 통해 안내되어지게 된다.

그리고, 이와같이 환수된 순환수는 계속적으로 작용되는 순환펌프(P)의 순환력에 의해 난방환수관(10)의 외관(12)이 형성하고 있는 제2유로(12a)를 따라 다시 유입되어진 후 출수구(13)를 통해 출수 되어지게 되고, 이후 주열교환기(6)를 통과하게 됨으로서 난방을 위한 높은 온도로의 열교환이 재차 이루어지는 반복적인 순환유로를 이루게 됨을 알 수 있다.

한편, 이와같이 실내난방이 이루어지고 있는 상태에서 사용자가 온수를 사용하기 위해 온수용 수도꼭지를 개방하게 되면, 도 3에 도시된 바와같이 삼방변(2)이 작동되어 난방배관(4)측의 유로는 차단됨과 동시에 온수열교환기(8)측의 온수배관이 개방되어지게 된다.

이러한 상태에서 주열교환기(6)에서 높은 온도로 가열되어진 가열수가 순환펌프(P)의 순환력에 의해 온수열교환기(8)를 통과하게 됨으로서 온수열교환기(8)의 가온이 이루이지게 됨과 함께 높은 온도로 가온되어진 온수열교환기(8)를급수구(17)를 통해 공급되어진 급수가 통과하게 되면 열교환이 이루어지게 됨으로서 출탕구(18)를 통해 순간적인 온수출탕이 이루어지게 된다.

그리고, 상기 온수열교환기(8)를 통과한 순환수는 난방환수관(10)의 회수구(14)를 통해 회수되어진 후 다시 주열교환기(6)로의 순환이 이루어지게 되는데, 이때 순환수는 상기 난방운전에서와 달리 물탱크(3)를 경유하지 않고, 제2유로(12a)상에서 다시 출수구(13)를 통해 주열교환기(8)로 공급되어지는 순환유로를 이루게 되는 것이다.

이와같이 온수출탕을 위한 가열수가 물탱크(3)를 경유하지 않게됨에따라 온수 출탕시간이 단축되어짐과 함께 순환수의 열손실을 최소화 할 수 있게됨을 알 수 있다.

따라서, 본 발명의 난방환수관(10)이 설치되어진 상태에서 난방 및 온수운전이 실시되어지게 되면 난방작동시에는 에어퍼지시간이 단축되어지고, 온수작동시에는 온수출탕시간을 단축시킬 수 있는 이점을 나타내게 됨으로서 제품의 신뢰성 및 소비자 만족도를 향상시킬 수 있게되는 것이다.

그리고, 상기에서 본 발명의 특정한 실시예가 설명 및 도시되었지만 본 발명의 난방환수관 구조가 당업자에 의해 다양하게 변형되어 실시될 가능성이 있는 것은 자명한 일이다.

그러나, 이와 같은 변형된 실시예들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어져서는 안되며, 이와 같은 변형된 실시예들은 본 발명의 첨부된 특허청구범위 안에 속한다 해야 할 것이다.

이상에서 살펴본 바와같은 본 발명의 난방환수관 구조 및 제어방법은, 2중관 형태의 난방환수관을 난방배관의 환수유로상에 설치토록 함으로서 난방작동시에만 순환수가 물탱크를 경유하여 순환되어지도록 함으로서 에어퍼지 시간 단축하고, 온수작동시에는 물탱크를 경유하지 않고 난방환수관 내에서 직접 환수가 이루어지는 내부 순환유로를 이루도록 함으로서 온수출탕시간을 단축시킬 수 있는 유용한 발명임을 알 수 있다.

Claims (3)

1. 실내 난방배관(4)으로 부터 환수되어지는 난방수를 보일러내의 물탱크(3)로 안내하기 위한 난방환수관(10)이 연결설치되어지는 통상의 가스보일러에 있어서,

   상기 난방환수관(10)은 복수의 유로(11a,12a)를 이루는 내관(11)과 외관(12)으로 이루어지는 일체형의 이중관 구조를 이루되, 유로에 순환력을 가하는 순환펌프(P)의 동작시 가열이 이루어지게될 순환수를 주 열교환기(6)측으로 공급하게 되는 출수구(13)와 온수열교환기(8)로 부터 열교환이 이루어진 순환수가 회수되어지는 회수구(14)가 각각 외관(12)상에서 분기 형성되어진 것을 특징으로 하는 온수 및 난방겸용 가스보일러의 난방환수관 구조.
2. 청구항 1에 있어서,

   상기 회수구(14)는 온수열교환기(8)로 부터 회수되어진 순환수가 물탱크(3)를 거치지 않고 난방환수관(10) 내에서 직접 주열교환기(6)측으로 공급되어질 수 있도록 출수부(13)와 연통되어진 것을 특징으로 하는 온수 및 난방겸용 가스보일러의 난방환수관 구조.
3. 내관과 외관으로 이루어지는 일체형의 이중관 구조를 이루되, 펌프동작시 주열교환기측으로 가열되어질 물을 공급하게 되는 출수구와 온수열교환기로 부터 열교환이 이루어진 물이 회수되어지는 회수구가 각각 외관상에서 분기 형성되어진 난방환수관이 난방배관과 보일러내의 물탱크 연결부위에 설치되어진 상태에서 삼방변의 개폐작동에 따른 보일러를 동작제어함에 있어서,

   난방운전시는 난방환수관의 출수구로 부터 출수되어진 순환수가 주열교환기에서 열교환이 이루어진 후 난방배관으로 공급되어져 다시 난방환수관을 통해 물탱크로 순환되어지고;

   온수운전시는 난방환수관의 출수구로 부터 출수되어진 순환수가 주열교환기 및 온수열교환기를 순차적으로 경유하여 난방환수관의 회수구로 회수되어진 후 다시 출수구로 순환되어지는 유로를 이루도록 제어되어짐을 특징으로 하는 온수 및 난방겸용 가스보일러의 난방환수관을 이용한 제어방법.