KR20040049063A - 바이패스 기능을 갖는 온수 분배장치 및 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 자동온수 분배장치에 바이패스 기능을 더 추가하여 보일러 작동회로부와 별도로 온수 제어밸브가 작동되도록 함으로서 보일러의 배선연결을 용이하게 하고 동시에 다양한 기종의 보일러에 적용할 수 있도록 한 것을 특징으로 하는 바이패스 밸브를 갖는 온수 분배장치 및 방법에 관한 것으로,

물을 가열하여 일정온도로 변화시키는 보일러와; 상기 보일러를 통과하면서 가열된 온수를 난방지역으로 분배, 공급하는 온수 공급관과, 상기 온수 공급관을 통해 공급된 온수를 난방지역으로부터 회수하여 상기 보일러를 통해 재순환시키는 온수 회수관과, 상기 온수 공급관의 일측에 일체로 설치되며 보일러를 통해 입력되는 온수를 자체 순환하는 바이패스관으로 이루어지는 온수분배장치와; 상기 온수 공급관과 바이패스관의 제어밸브를 개폐하는 개폐신호를 버튼을 통해 입력받는 각방 온도 밸브 조절기와; 상기 각방 온도 조절기의 신호를 전기적인 신호로 변환하여 분배관의 밸브를 제어하여 필요한 난방지역으로 온수가 통과하도록 유도하고, 분배관의 모든 밸브가 닫혔을 때에는 바이패스 밸브를 개방하여 자체 순환시키도록 제어하는 분배관 콘트롤러를 포함하는 것이 특징이다.

Description

바이패스 기능을 갖는 온수 분배장치 및 방법{Warm Water Supply Unit Having By-Pass Ability and Method Thereof}

본 발명은 보일러 온수 분배장치에 관한 것으로, 특히 자동온수 분배장치에 바이패스 기능을 더 추가하여 보일러 작동회로부와 별도로 온수 제어밸브가 작동되도록 함으로서 보일러의 배선연결을 용이하게 하고 동시에 다양한 기종의 보일러에 적용할 수 있도록 한 것을 특징으로 하는 바이패스 밸브를 갖는 온수 분배장치에 관한 것이다.

일반적으로 알려진 바와 같이 주택과 아파트 등은 난방을 위하여 온수를 사용하는 것으로서, 상기 온수는 보일러에서 히팅된 상태에서 배관을 통해 온수분배기로 공급되고, 상기 온수분배기로 공급된 온수는 온수파이프를 통해 실내 바닥으로 이동하여 실내 바닥을 가열하며, 상기 실내 바닥을 가열한 온수는 온수분배기로 복귀한 후 배관을 통해 보일러로 이동되고, 상기 보일러로 귀환된 온수는 보일러에 의해서 가열된 후 상술한 바와 같이 재순환되는 것이다.

상기 온수분배기는 공급분배체와 환수분배체로 분류되고, 상기 공급분배체는 분배헤더의 측부에 분배노즐을 일체로 형성함과 아울러 상기 분배노즐에 밸브손잡이를 형성하고, 상기 분배노즐에는 온수파이프를 결합하여 이루어진다. 상기 환수분배체는 분배헤더의 측부에 분배노즐을 일체로 형성함과 아울러 상기 분배노즐에 온수파이프를 결합하여 이루어진다.

상기 분배노즐의 밸브손잡이는 온수파이프로의 온수 공급량을 적절하게 조절하는 것으로서, 상기 밸브손잡이를 이용하여 특정 분배노즐을 차단하면 해당 온수파이프로 온수가 공급되지 않는 것이고, 상기 온수의 비공급으로 인해 특정 룸이 난방되지 않는 것이다.

그리고 상기 온수의 순환은 특정 룸에 설치된 온도조절기에 의해서 이루어지는 것으로서, 상기 온도조절기를 조작하여 해당 룸의 온도를 우선적으로 설정한다.

그리고, 상기 온도가 설정되면 보일러의 작동으로 온수가 공급되고, 상기 공급된 온수는 실내를 히팅함으로써 특정 온도가 유지되는 것이며, 상기 설정 온도로 실내가 난방되면 온수의 순환은 자동적으로 정지된다.

한편, 이러한 온수 시스템에 사용되어지는 보일러는 기름이나 가스 또는 전기등이 이용되며, 상술한 바와같이 온도조절기에 의해 제어신호가 인가되면 적절한 온도로 물을 히팅시킨후 필요로 하는 방으로 온수를 제공하여 방을 따뜻하게 하는 역할을 하게 된다.

그러나, 보일러 온도 조절기가 보일러에 연결됨과 동시에 자동 온수 분배 콘트롤러와 연결되어 있어 배선작업이 어려울뿐만 아니라, 온수분배용 배관이 모두 닫혔을 시에 순환펌프가 작동되면 배관내의 압력이 과다 발생하고 소음 또한 심하며, 배관 및 보일러의 파손 및 고장을 방지하기 위해 기존의 자동 온수분배 콘트롤러는 보일러의 실내 조절기와 순환펌프에 배선을 연결하여 제어하는 번거로운 문제점이 있다.

또한, 자동 온수분배 콘트롤러의 이상시 보일러의 정상작동에 문제를 일으키고 보일러의 모든 안전장치도 정상적으로 사용할 수 없는 문제점이 있다.

또한, 온수분배기 및 보일러와 실내 밸브 조절기의 거리가 먼 경우에는 배선의 어려움이 있다.

또한, 기름 보일러나 가스 보일러 및 전기 보일러 등 각 기종에 따른 전기배선의 연결 방법이 틀려 보일러와 온수 분배 콘트롤러의 호환성이 없는 문제점이 있다.

이하에서 도면을 통해 종래의 보일러 시스템을 설명하기로 한다.

도 1은 종래의 기름 보일러 시스템의 배선 연결도로서, 도시한 바와 같이 주요 구성으로 기름 보일러(10a)와, 순환펌프(20)와, 보일러 온도 조절기(30)와, 온수분배장치(60)와, 콘트롤러(40) 및 각방 온도 밸브 조절기(50)로 이루어진다.

그리고, 기름 보일러(10a)와 각방 온도조절기(50)가 전기적으로 연결되고, 상기 보일러의 각방 온도조절기(50)와 콘트롤러(40)가 전기적으로 연결되어 있어, 외부에 위치한 보일러 온도 조절기(30)로 보일러 온도를 설정하게 되면 기름 보일러(10a)가 동작되어 온수를 일정한 온도로 물을 데우게 되고, 순환펌프(20)에 의해 펌핑되며 각방 온도조절기(50)의 제어신호를 콘트롤러(40)가 입력받아 온수분배장치(60)의 분배관 개폐를 제어함으로서 필요한 방에 온수를 공급하여 각방을 데우도록 하고 있다.

그리고, 도 2는 종래의 가스 보일러 시스템으로서, 도시한 바와 같이 주요 구성으로 가스 보일러(10b)와, 순환펌프(20)와, 보일러 온도 조절기(30)와, 온수분배장치(60)와, 콘트롤러(40) 및 각방 온도 조절기(50)로 이루어져 있으며, 도 1에도시한 기름 보일러 시스템과의 차이점은 순환펌프(20)가 보일러에 내장되어 있고 콘트롤러(40)와 가스 보일러(10b)는 직접 연결되지 않는다는 것이고, 또한 가스보일러는 순환펌프를 제어하게 되면 보일러 콘트롤러에서 이상이 있는 것으로 감지하게 된다는 차이점이 있다.

그리고, 전기 보일러 시스템은 기름보일러 시스템과 구성 및 동작이 거의 유사하다.

한편, 상술한 3가지 타입의 보일러 시스템은 콘트롤러(40)를 설계함에 있어 각각의 보일러 양식에 따라 별도의 안전모드를 확보해야 하는데, 이는 상기 도면 1, 2, 3에서 나타낸 바와같이 콘트롤러가 직접 보일러에 연결되는 경우가 있고 아니면 보일러 온도 조절기로 연결되는 경우가 있는 등 옵션이 다양하기 때문이다.

따라서, 콘트롤러가 보일러와 온수분배장치를 모두 관여해야 하기 때문에 각기 다른 시스템을 상호 교차하여 설치하는 것이 용이하지 않아 각각의 보일러에 맞는 전용 콘트롤러를 이용해야 하므로 설치효율이 떨어지는 문제점이 있었던 것이다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결코자 하는 것으로, 보일러의 작동과 자동온수분배 콘트롤러의 작동을 이원화하여 상기 콘트롤러는 온수분배기의 밸브만을 제어토록 전기적으로 연결토록 함으로써 별개의 모드로 보일러를 작동시키도록 하는데 그 목적이 있다.

본 발명의 또다른 목적은 상기 온수 분배기에 별도의 바이패스 밸브를 더 설치하여 보일러 과부하시 곧바로 온수를 바이패스 시킴으로서 보일러를 갑자기 멈추지 않아도 되는 동작모드를 갖도록 하는데 또다른 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 수단으로 본 발명은,

물을 가열하여 일정온도로 변화시키는 보일러와; 상기 보일러를 통과하면서 가열된 온수를 난방지역으로 분배 , 공급하는 온수 공급관과, 상기 온수 공급관을 통해 공급된 온수를 난방지역으로부터 회수하여 상기 보일러를 통해 재순환시키는 온수 회수관과, 상기 온수 공급관의 일측에 일체로 설치되며 보일러를 통해 입력되는 온수를 자체 순환하는 바이패스관으로 이루어지는 온수분배장치와; 상기 온수 공급관과 바이패스관의 제어밸브를 개폐하는 개폐신호를 버튼을 통해 입력받는 각방 온도 조절기와; 상기 각방 온도 조절기의 신호를 전기적인 신호로 변환하여 분배관의 밸브를 제어하여 필요한 난방지역으로 온수가 통과하도록 유도하고, 분배관의 모든 밸브가 닫혔을 때에는 바이패스 밸브를 개방하여 자체 순환시키도록 제어하는 분배관 콘트롤러를 포함하는 것이 특징이다.

또한, 상기 바이패스 밸브는 온수분배기를 구성하는 각각의 밸브와 동일한 규격 및 형태를 갖는 것이 특징이다.

또한, 상기 바이패스 밸브 및 온수분배기 밸브는 전동모터에 의해서 개폐되는 것이 특징이다.

또한, 상기 보일러는 보일러 온도조절기의 제어신호만 입력받아 지정한 온도만큼 물을 가열하는 것이 특징이다.

또한, 상기 온수분배장치는 온수분배용 콘트롤러의 제어신호만을 입력받아 개폐되는 것이 특징이다.

또한, 보일러가 가동되면 사용자가 어느 방의 개폐를 원하는지를 파악하여 요청한 온수분배밸브를 개방하는 단계와; 모든 방을 폐쇄하는 신호가 있는가를 체크하여 모든 방을 폐쇄하는 신호가 입력되면 각방의 밸브를 폐쇄함과 동시에 바이패스 밸브를 개방하는 단계와; 이후 각방 밸브 개방요구가 있는가를 판단하여 각방 밸브 요구가 있으면 바이패스 밸브를 차단하고 요청한 온수밸브를 개방하며, 요구가 없으면 바이패스 밸브 개방상태를 유지하는 단계로 이루어짐이 특징이다.

도 1은 일반적인 기름 보일러 또는 전기 보일러를 이용한 보일러 시스템의 배선 연결도.

도 2는 일반적인 가스 보일러를 이용한 보일러 시스템의 배선 연결도.

도 3은 본 발명의 보일러 시스템의 배선 연결도.

도 4a는 본 발명의 보일러 시스템의 온수분배관 상세 구성도.

도 4b는 본 발명의 일 실시예도.

도 5는 본 발명의 온수분배장치 사시도.

도 6은 본 발명의 동작상태를 나타낸 플로우 챠트.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

1, 2, 3: 각 방 10: 보일러

20: 순환펌프 30: 보일러 온도 조절기

40: 콘트롤러 50: 각방 온도 밸브 조절기

60: 온수 분배장치 61: 온수 공급관

62: 온수 회수관 63: 바이패스관

71, 72, 73, 74, 75: 온수 밸브 80: 바이패스 밸브

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 우선 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의하여야 한다. 또한, 하기에서 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다.

도 3은 본 발명의 보일러 시스템의 배선 연결도.

도 4a는 본 발명의 보일러 시스템의 배선 연결도.

도 4b는 본 발명의 일실시예도.

도 5는 본 발명의 보일러 시스템의 온수분배관 상세 구성도.

도시한 바와 같이, 본 발명의 보일러 시스템은 가스나 기름 또는 전기에너지를 이용하여 물을 뎁히는 보일러(10)와, 상기 보일러(10)의 전원을 온오프함과 동시에 보일러에 의해서 뎁혀지는 물의 온도를 지정하는 온도조절기(30)와, 온수를 각 방에 전달하기 위한 온수분배장치(60)와, 상기 온수분배장치(60)의 일단에 설치되어 온수를 바이패스 시키는 바이패스관(63)과, 온수분배장치(60)에 설치되는 자동조절밸브 및 바이패스관(63)의 자동조절밸브의 닫힘 및 열림을 제어하는 콘트롤러(40)와, 상기 콘트롤러(40)에 버튼신호를 출력하는 각방 온도 밸브 조절기(50)로 이루어진다.

상기에서 바이패스 관(63)은 공급관(61)과 회수관(62)을 직접 연결하는바, 도 4a와 같이 온수분배장치의 끝단부에 설치할 수도 있고, 도 4b와 같이 보일러의 출력단에 설치할 수도 있다.

도 4b와 같이 보일러의 출력단에 설치하게 되면 온수가 흐르는 관이 길이가 짧아서 온수의 방열손실을 그 만큼 줄일 수 있다.

본 발명에 적용되는 상기 보일러는 가스공급방식이나 기름공급방식 또는 전기공급 방식으로 이루어지는 모든 제품들을 칭하는 것으로 국내외에서 생산되는 보일러의 거의 모든 기종이 적용된다.

본 발명의 핵심적인 특징은 보일러를 운행하는 시스템과, 온수분배기의 자동조절밸브를 제어하는 시스템이 완전히 분리되어 있다는 것이다.

즉, 보일러를 운행하는 시스템은 보일러 전원 온오프 장치와 상기 보일러를 흐르는 물의 온도를 제어하는 온도 조절기로 한정되며, 각 방(1, 2, 3)으로 온수를공급하는 온수분배장치(60)는 온수분배를 위한 컨트롤러(40)의 제어에 따라 온수 공급관(61)으로부터 온수 회수관(62)으로 움직이는 온수의 개폐를 유도하는 것이다.

따라서, 본 발명의 온수분배 시스템은 보일러의 내부 안전장치가 어떤 방식으로 설치되어 있던지 상관없이 장착할 수 있게 되는 것이다.

상기와 같이 보일러 운행 시스템과 온수분배 시스템을 별도로 장착할 수 있는 이유는 바이패스관(63)이 별도로 설치되어 있기 때문이다.

상기 바이패스관(63)은 온수 분배장치(60)를 구성하는 온수공급관(61)의 모든 밸브가 닫혀있을 경우에 자동으로 열리도록 한 것으로, 온수 분배장치(60)의 밸브가 닫히게 되어 온수의 흐름이 중단되면 곧바로 바이패스관(63)을 열어 상기 바이패스관(63)을 통해 온수의 순환이 이루어지도록 하는 것이다.

상기 바이패스관(63)을 이루는 바이패스 밸브(80)는 온수분배용 밸브(71, 72, 73)와 동일한 형태 및 규격을 갖게 되어 외형 및 내부 구조 및 개폐용 동력장치를 동작시키는 동작 메커니즘이 온수분배용 밸브와 동일하고, 콘트롤러의 제어에 따라 닫히고 열리는 동작도 온수분배용 밸브와 동일하다.

상기 바이패스관(63)은 보일러(10)의 펌핑작용에 의해 토출되는 온수를 자체순환시키기 때문에 보일러(10)의 압력이 갑자기 높아지는 것을 방지하게 되어 보일러에 별도의 제어작용이 들어가지 않아도 된다.

즉, 온수분배용 밸브(71, 72, 73, 74. 75; 도 4a, 4b에는 3개의 밸브가 설치되는 것을 나타내고 도 5에는 5개의 밸브가 설치되는 것을 예시하였다)가 모두 차단되면 자동으로 바이패스 밸브(80)가 열리게 설계하므로 보일러(10)의 압력이 특별이 높아질 염려가 없게 되는 것이다.

만약에 본 발명에서와 같이 바이패스관(63) 및 바이패스 밸브(80)을 별도로 구비하지 않게 되면 보일러(10)를 통해 뎁혀진 물을 순환시킬 시 모든 밸브가 닫혀있을 때 필요이상으로 압력이 세지게 되므로 보일러(10)의 운행을 차단해야 하며, 이에 따른 별도의 안전장치가 보일러(10)에는 반드시 들어가야만 한다.

또한, 상기 보일러의 차단 작동 제어동작은 보일러에 공급되는 연료의 성격에 따라 약간씩 차이를 보이고 있기 때문에 기존의 온수시스템은 이러한 사항을 고려하여 각각의 보일러 시스템에 맞는 제어 메카니즘을 설계하여야만 하였다.

즉, 종래의 보일러 시스템은 전기나 가스 및 기름을 그 연료로 사용하여 상기 보일러의 배관을 지나는 물을 가열하여 난방 또는 온수모드로 사용하고 있는바, 이들 보일러에 사용되는 콘트롤러는 보일러의 전원 및 온도제어와 온수분배기의 제어를 동시에 이행해야 하며, 이 때문에 제어 메카니즘이 복잡해지게 되는 것이다.

그러나, 본 발명은 보일러의 작동제어와 온수분배기의 작동제어를 완전히 분리하기 때문에 제어 메카니즘이 복잡해지지 않게 되고, 이에 따라 배선연결이 단순해져 시공이 용이하게 된다.

도 6은 본 발명의 동작상태를 나타낸 플로우 챠트로서,

보일러가 가동되면 사용자가 어느 방의 개폐를 원하는지를 파악하여 요청한 온수분배밸브를 개방하는 단계와;

모든방을 폐쇄하는 신호가 있는가를 체크하여 모든방을 폐쇄하는 신호가 입력되면 각방의 밸브를 폐쇄함과 동시에 바이패스 밸브를 개방하는 단계와;

이후 각방 밸브 개방요구가 있는가를 판단하여 각방 밸브 요구가 있으면 바이패스 밸브를 차단하고 요청한 온수밸브를 개방하며, 요구가 없으면 바이패스 밸브 개방상태를 유지하는 단계로 이루어진다.

상술한 바와 같이 본 발명은 보일러 작동회로부와 별도로 온수 제어밸브가 작동되도록 함으로서 보일러의 배선연결을 용이하게 하여 설치효율을 높일 수 있고 타종 보일러에 온수배관을 적용함이 용이하며, 바이패스관을 통해 온수가 순환하도록 함으로서 안전장치 설계가 간단해지는 효과를 제공한다.

비록 본 발명이 상기에서 언급한 바람직한 설명과 관련하여 설명되어졌지만, 본 발명의 요지와 범위로부터 벗어남이 없이 다른 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 첨부된 청구의 범위는 본 발명의 진정한 범위내에 속하는 그러한 수정 및 변형은 포함한 것으로 판단할 수 있다.

Claims (7)

1. 물을 가열하여 일정온도로 변화시키는 보일러와;

   상기 보일러를 통과하면서 가열된 온수를 난방지역으로 분배, 공급하는 온수 공급관과, 상기 온수 공급관을 통해 공급된 온수를 난방지역으로부터 회수하여 상기 보일러를 통해 재순환시키는 온수 회수관과, 상기 온수 공급관의 일측에 일체로 설치되며 보일러를 통해 입력되는 온수를 자체 순환하는 바이패스관으로 이루어지는 온수분배장치와;

   상기 온수 공급관과 바이패스관의 제어밸브를 개폐하는 개폐신호를 버튼을 통해 입력받는 각방 온도 조절기와;

   상기 각방 온도 조절기의 버튼신호를 전기적인 신호로 변환하여 분배관의 밸브를 제어하여 필요한 난방지역으로 온수가 통과하도록 유도하고, 분배관의 모든 밸브가 닫혔을 때에는 바이패스 밸브를 제어하여 바이패스관을 개방함으로서 온수의 자체 순환이 이루어지도록 제어하는 분배관 콘트롤러를 포함하는 것을 특징으로 하는 바이패스 기능을 갖는 온수 분배장치.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 바이패스관은 온수분배장치 일단 또는 보일러의 출력단과 온수분배장치 사이의 일단에 설치되는 것을 특징으로 하는 바이패스 기능을 갖는 온수 분배장치.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 바이패스 밸브는 온수분배기를 구성하는 각각의 밸브와 동일한 규격 및 형태를 갖는 것을 특징으로 하는 바이패스 기능을 갖는 온수 분배장치.
4. 제 1 항에 있어서,

   상기 바이패스 밸브 및 온수분배기 밸브는 전동모터에 의해서 개폐되는 것을 특징으로 하는 바이패스 기능을 갖는 온수 분배장치.
5. 제 1 항에 있어서,

   상기 보일러는 보일러 온도조절기의 제어신호만 입력받아 지정한 온도만큼 물을 가열하는 것을 특징으로 하는 바이패스 기능을 갖는 온수 분배장치.
6. 제 1 항에 있어서,

   상기 온수분배장치는 온수분배용 콘트롤러의 제어신호만을 입력받아 개폐되는 것을 특징으로 하는 바이패스 기능을 갖는 온수 분배장치.
7. 보일러가 가동되면 사용자가 어느방의 개폐를 원하는지를 파악하여 요청한 온수분배밸브를 개방하는 단계와;

   모든방을 폐쇄하는 신호가 있는가를 체크하여 모든 방을 폐쇄하는 신호가 입력되면 각방의 밸브를 폐쇄함과 동시에 바이패스 밸브를 개방하는 단계와;

   이후 각방 밸브 개방요구가 있는가를 판단하여 각방 밸브 요구가 있으면 바이패스 밸브를 차단하고 요청한 온수밸브를 개방하며, 요구가 없으면 바이패스 밸브 개방상태를 유지하는 단계로 이루어짐을 특징으로 하는 바이패스 기능을 갖는 온수 분배방법.