KR200414116Y1

KR200414116Y1 - 폐수열을 이용한 무보일러 온수시스템

Info

Publication number: KR200414116Y1
Application number: KR2020060002448U
Authority: KR
Inventors: 정방균
Original assignee: 정방균
Priority date: 2006-01-26
Filing date: 2006-01-26
Publication date: 2006-04-17

Abstract

본 고안은 폐수열을 이용한 무보일러 온수시스템에 관한 것으로서, 폐수열을 이용한 무보일러 온수시스템에 있어서, 원수가 배출 및 유입되고 저장되는 저수조와; 상기 저수조의 원수가 일측으로 공급되어 타측으로 유입된 고온의 폐수와 열교환되어 배출되는 폐수열회수기와; 상기 폐수열회수기와 연결되어 폐수열회수기에서 열교환된 원수를 온수로 축열시켜 배출하는 제 1 축열탱크와; 상기 제 1 축열탱크와 연결되어 제 1 축열탱크에서 유입된 온수를 고온의 온수로 축열시켜 배출하는 제 2 축열탱크와; 상기 저수조의 원수를 각각 제 1,2 축열탱크로 공급하여 제 1,2 축열탱크의 온수와 열교환시키고 열교환된 원수를 다시 저수조로 유입시키는 제 1,2 순환펌프와; 상기 제 1,2 순환펌프에 의해 저수조로 유입되는 원수의 일부가 냉각 저장되고 저수조로 공급되는 빙축탱크;를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하여, 종래의 믹싱밸브와 보일러가 필요없게 됨으로써 에너지가 절약되고, 믹싱밸브의 제거로 인해 수작업에 의한 별도의 수온조절이 필요없게 되어 편리하며, 배관구조가 단순화되고, 배관시설의 설치비용도 절감된다.

폐수열, 무보일러, 온수시스템, 축열탱크, 빙축탱크

Description

폐수열을 이용한 무보일러 온수시스템{None-boiler hot water system using Heat of waste water}

도 1은 본 고안에 따른 폐수열을 이용한 무보일러 온수시스템을 도시한 구성도이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

100 : 저수조 110 : 부스터펌프

120 : 밸브 130 : 냉각기

132 : 증발부 134 : 응축기

140 : 제 1 순환펌프 150 : 제 2 순환펌프

200 : 폐수열회수기 210 : 온도계

300 : 제 1 축열탱크 310 : 펌프

320 : 제 1 냉동기 322 : 증발부

324 : 응축부 400 : 제 2 축열탱크

410 : 펌프 420 : 제 2 냉동기

422 : 증발부 424 : 응축부

500 : 빙축탱크 510 : 냉각수펌프

520 : 팬코일유닛 600 : 목욕탕

610 : 여과기 620 : 온도계

본 고안은 폐수열을 이용한 무보일러 온수시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 버려지는 온수의 폐수열을 이용한 온수시스템을 구성함에 있어 믹싱밸브와 보일러의 구성을 제거함으로써 에너지를 절약하고, 시스템의 배관구조를 단순화하며, 배관시설의 설치비용도 절감시킬 수 있도록 한 폐수열을 이용한 무보일러 온수시스템에 관한 것이다.

일반적으로, 목욕탕이나 사우나 등과 같이 샤워시설이 설치된 곳에는 온수공급장치에서 공급되는 온수와 원수공급원에서 공급되는 원수(냉수)를 혼합하여 목표온도의 온수로 형성하는 믹싱밸브가 설치되고, 이 믹싱밸브에는 목표온도로 믹싱된 온수를 배출시키기 위한 샤워헤드나 수도꼭지와 같은 수전금구가 연결되어 설치된다.

그러나, 이와 같이 설치된 종래의 믹싱밸브는 온수와 원수의 믹싱된 수온을 조절하기 위한 핸들이 설치되어 있고, 이 핸들을 조작함에 따라 온수와 원수의 혼합비율과 유량이 조절되는데, 배출되는 수온을 목표온도로 설정하기 위해서는 핸들조작을 몇번이고 수작업으로서 반복해야 하기 때문에, 이의 조정작업이 매우 불편하고 번거로운 단점이 있었다.

그리고, 전술한 바와 같은 믹싱밸브에는 온수와 원수가 공급되는 유체도관과 더불어 믹싱된 온수를 수전금구로 송급하여 배출시키기 위한 유체도관이 설치되고, 또 별도의 보충수 공급용 유체도관도 설치되며, 다수의 펌프 및 온도센서, 냉.온수 밸브, 공기빼기 밸브 등이 더 설치되기 때문에, 그 배관구조가 매우 복잡하게 구성되는 단점이 있었다.

더욱이, 이와 같은 종래의 믹싱밸브는 전량 수입에 의존하는 수입품으로써 배관시설의 설비시 설치비용이 상승되는 단점이 있었다.

그리고, 이와 같은 종래의 온수공급장치에는 보다 고온의 온수를 형성하기 위한 보일러가 설치되어 있어, 별도의 화석연료 등과 같은 에너지원을 소비하게 됨으로써 에너지 절약측면에 있어서는 비효율적인 단점이 있었다.

이에, 본 고안은 전술한 바와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 종래의 믹싱밸브와 보일러를 제거한 상태에서 버려지는 온수의 폐수열을 이용한 무보일러 온수시스템을 구성함으로써 보일러의 제거로 인해 에너지가 절약되고, 믹싱밸브의 제거로 인해 수작업에 의한 별도의 수온조절이 필요없게 되어 편리하며, 배관구조가 단순화되고, 배관시설의 설치비용도 절감되는 폐수열을 이용한 무보일러 온수시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.

상술한 목적을 달성하기 위한 본 고안은, 폐수열을 이용한 무보일러 온수시스템에 있어서, 원수가 배출 및 유입되고 저장되는 저수조와; 상기 저수조의 원수가 일측으로 공급되어 타측으로 유입된 고온의 폐수와 열교환되어 배출되는 폐수열회수기와; 상기 폐수열회수기와 연결되어 폐수열회수기에서 열교환된 원수를 온수로 축열시켜 배출하는 제 1 축열탱크와; 상기 제 1 축열탱크와 연결되어 제 1 축열탱크에서 유입된 온수를 고온의 온수로 축열시켜 배출하는 제 2 축열탱크와; 상기 저수조의 원수를 각각 제 1,2 축열탱크로 공급하여 제 1,2 축열탱크의 온수와 열교환시키고 열교환된 원수를 다시 저수조로 유입시키는 제 1,2 순환펌프와; 상기 제 1,2 순환펌프에 의해 저수조로 유입되는 원수의 일부가 냉각 저장되고 저수조로 공급되는 빙축탱크;를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 상기 제 1,2 축열탱크에는 배출되는 온수의 수온를 유지하기 위한 제 1,2 냉동기가 구성되되, 상기 제 1,2 냉동기는 제 1,2 축열탱크에서 배출된 온수가 순환하는 응축부와, 제 1,2 순환펌프에 의한 저수조의 원수가 순환하면서 응축부를 순환하는 온수와 열교환되는 증발부로 구성된다.

그리고, 상기 저수조에는 제 1,2 축열탱크의 온수와 열교환된 원수를 냉각시키는 냉각기가 구성되되, 상기 냉각기는 제 1,2 축열탱크의 온수와 열교환되어 저 수조로 유입되는 원수가 공급되는 응축부와, 저수조와 폐수열회수기 사이에서 분기된 원수가 공급되어 응축부를 지나는 원수와 열교환되는 증발부로 구성된다.

또한, 상기 빙축탱크에는 원수를 냉각시키는 팬코일유닛이 설치된다.

그리고, 상기 폐수열회수기에는 목욕탕(사우나)의 폐수가 공급되고, 상기 폐수열회수기와 목욕탕 사이에는 이물질을 걸러내는 여과기가 설치된다.

이하, 본 고안의 바람직한 실시예를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

첨부도면 도 1은 본 고안에 따른 폐수열을 이용한 무보일러 온수시스템을 도시한 구성도이다.

본 고안의 온수시스템은 도 1에 도시된 바와 같이, 믹싱밸브와 보일러의 구성이 제거되고, 목욕탕이나 사우나 등과 같은 시설(이하부터는 "목욕탕"으로 통칭함)에서 버려지는 온수의 폐수열을 이용해 원수를 온수로 만들어 목욕탕(600)으로 공급하는 시스템이다.

상기 온수시스템은 크게 저수조(100)와, 폐수열회수기(200), 제 1,2 축열탱크(300)(400), 제 1,2 순환펌프(140)(150), 빙축탱크(500) 등으로 구성되고, 상기의 각 구성은 각각의 유체도관(이하부터는 "도관"으로 통칭함)을 통해 연통되게 연결된다.

상기 저수조(100)는 원수공급원으로서 수도전으로부터 공급된 원수가 저장되고, 그 일측에 설치된 부스터펌프(110)를 통해서 저수조(100)내의 원수가 목욕탕 (600)과 폐수열회수기(200)로 공급된다.

이때, 상기 저수조(100)내의 원수는 대략 5∼15℃ 이고, 목욕탕(600)의 냉탕으로 공급되는 냉수의 수온은 20℃ 이하이다.

상기 폐수열회수기(200)에는 일측의 도관을 통해서 전술한 바와 같이 저수조(100)의 원수가 공급되고, 타측의 도관을 통해서는 목욕탕(600)에서 배출된 폐수가 공급되어 원수와 열교환된다.

따라서, 상기 원수는 고온의 폐수로부터 열을 흡수하여 대략 30℃ 의 열을 가진 원수로서 배출되고, 고온의 폐수는 열을 빼앗긴 상태로 폐수출구를 통해 저온의 폐수로 배출된다.

그리고, 상기 폐수열회수기(200)와 목욕탕(600) 사이에는 폐수 중의 이물질을 걸러내는 여과기(610)가 설치되고, 상기 여과기(610)와 폐수열회수기(200) 사이에는 폐수열회수기(200)로 공급되는 폐수의 수온을 측정하는 온도계(620)가 설치된다.

이때, 상기 목욕탕(600)에서 버려지는 폐수는 대략 38℃ 이고, 상기 여과기(610)와 도관을 통하면서 열손실이 발생되어 폐수열회수기(200)에 공급될 때에는 대략 34℃ 가 된다.

한편, 상기 폐수열회수기(200)에서 배출된 원수의 일부는 목욕탕(600)의 샤워용 냉수로 공급되고, 나머지는 제 1 축열탱크(300)로 공급된다.

상기 제 1 축열탱크(300)는 폐수열회수기(200)로부터 공급된 온수의 수온을 40℃ 로 축열시켜 일부는 온.열탕용의 온수로서 목욕탕(600)으로 공급하고, 나머지 는 제 2 축열탱크(400)로 공급한다.

상기 제 2 축열탱크(400)는 제 1 축열탱크(300)에서 공급된 온수의 수온을 50℃ 의 고온으로 축열시켜 샤워용 온수로서 목욕탕(600)으로 공급한다.

여기서, 상기 축열탱크(300)(400)에 도시되지는 않았지만 히터 등이 구성되어 탱크(300)(400)내에 저장된 온수가 일정한 수온을 유지할 수 있도록 가열할 수 있다.

그리고, 상기 제 1,2 축열탱크(300)(400)에는 배출되는 온수의 온도를 유지하기 위한 제 1,2 냉동기(320)(420)가 각각 설치된다.

상기 제 1,2 냉동기(320)(420)는 펌프(310)(410)에 의해 제 1,2 축열탱크(300)(400)에서 배출된 온수가 순환하는 응축부(324)(424)와, 후술하는 제 1,2 순환펌프(140)(150)에 의한 저수조(100)의 원수가 순환하면서 응축부(324)(424)를 순환하는 온수와 열교환되는 증발부(322)(422)로 구성된다.

상기 제 1,2 순환펌프(140)(150)는 저수조(100)와 제 1,2 냉동기(320)(420)를 연결하는 각 도관상에 설치되어 상기 펌프(310)(410)와 각각 연동되고, 저수조(100)의 원수를 상기 제 1,2 냉동기(320)(420)의 증발부(322)(422)로 공급하여, 과열된 각 축열탱크(300)(400)의 온수로부터 열을 흡수하여 열을 가진 원수로서 냉각기(130)를 통해 저수조(100)로 재유입시킨다.

상기 냉각기(130)는 제 1,2 냉동기(320)(420)의 증발부(322)(422)를 통해 제 1,2 축열탱크(300)(400)의 온수와 열교환된 원수를 냉각시켜 저수조(100)로 공급하는 장치이다.

상기 냉각기(130)는 제 1,2 축열탱크(300)(400)의 온수와 열교환되어 열을 가진 원수가 유입되는 응축부(134)와, 저수조(100)에서 목욕탕(600)의 냉탕으로 바로 공급되는 원수가 유입되는 증발부(132)로 구성된다.

이는, 상기 저수조(100)의 원수는 대략 5∼15℃ 로서 너무 차가워서 목욕탕(600)의 냉탕으로 사용하기에는 적합하지 않아 상기 냉각기(130)를 통해 수온을 상승시킨 냉수로서 목욕탕(600)의 냉탕으로 공급하는 것이다.

따라서, 상기 증발부(132)를 지나는 5∼15℃ 의 원수는 응축기(134)를 지나는 열을 가진 원수와 열교환되어 열을 흡수하게 됨으로써 20℃ 이하의 냉수로 수온이 상승하여, 목욕탕(600)의 냉탕으로 공급된다.

그리고, 상기와 같이 제 1,2 축열탱크(300)(400)의 온수와 열교환된 원수 중의 일부는 냉각기(130)로 유입되지 않고 빙축탱크(500)로 유입된다.

상기 빙축탱크(500)에는 유입된 원수를 배출시키는 냉각수펌프(510)와, 냉각수펌프(510)에 의해 배출된 원수를 냉각시키는 팬코일유닛(520)이 설치된다.

상기 팬코일유닛(520)은 이미 공조시스템에서는 널리 사용되고 있는 장치로서, 그 구성 및 작동 설명은 생략한다.

여기서, 미설명부호 "120"은 콕크와 같은 밸브를 도시한 것이고, "210"은 폐수열회수기(200)에서 배출되는 원수의 온도를 측정하기 위한 온도계를 도시한 것이다.

이하, 상기와 같이 구성된 본 고안의 폐수열을 이용한 무보일러 온수시스템 의 작동을 설명한다.

먼저, 저수조(100)에는 상수도전으로부터 5∼15℃ 의 원수가 지속적으로 공급되어 저장된다.

이와 같은 상태에서 목욕탕(600)으로 공급되는 원수의 형태에 따라 그 작용관계를 설명한다.

[냉탕용 냉수공급]

부스터펌프(110)의 작동으로 인해 저수조(100)에 저장된 5∼15℃ 의 원수가 배출되고, 배출된 원수의 일부는 냉각기(130)의 증발부(132)로 공급되고, 나머지는 폐수열회수기(200)로 공급된다.

상기와 같이 냉각기(130)의 증발부(132)로 공급된 원수는 제 1,2 축열탱크(300)(400)의 온수와 열교환되어 응축부(134)로 공급된 열을 가진 또 다른 원수와 열교환되면서 열을 흡수한다.

따라서, 상기와 같이 열교환된 원수는 대략 20℃ 의 냉수로서 형성되어 목욕탕(600)의 냉탕으로 공급된다.

[샤워용 냉수공급]

한편, 부스터펌프(110)에 의해 저수조(100)로부터 폐수열회수기(200)로 공급된 원수는 폐수열회수기(200)의 다른 도관을 통해 목욕탕(600)으로부터 공급된 대략 38℃ 의 고온의 폐수와 열교환되어 열을 흡수한다.

이때, 목욕탕(600)으로부터 배출된 폐수는 여과기(610)를 지나면서 이물질이 걸러진 상태이다.

이와 같이 열을 흡수한 원수는 대략 30℃ 의 열을 가진 원수 즉 샤워용 냉수로서 배출되어, 일부는 목욕탕(600)의 사워용 냉수 그대로 공급되고, 나머지는 제 1 축열탱크(300)로 공급된다.

이때, 폐수열회수기(200)로부터 배출된 샤워용 냉수는 온도계(210)에 의해서 그 수온이 지속적으로 측정된다.

[온.열탕용 온수공급 및 샤워용 온수공급]

그리고, 폐수열회수기(200)로부터 공급된 대략 30℃ 의 샤워용 냉수는 제 1 축열탱크(300)로 축열 저장되어, 대략 40℃ 의 온수로서 일부는 목욕탕(600)의 온.열탕으로 공급되고, 나머지는 제 2 축열탱크(400)로 공급된다.

상기와 같이 제 2 축열탱크(400)로 공급된 온수는 제 2 축열탱크(400)에서 재차 축열 저장되어, 대략 50℃ 의 온수로서 모두 목욕탕(600)의 샤워용 온수로 공급된다.

한편, 상기와 같이 축열된 제 1,2 축열탱크(300)(400)내의 온수의 수온이 상승되면(여기서 수온의 상승은 축열탱크(300)(400)마다 달리 발생될 수 있지만 본 실시예에서는 동시에 발생된 것을 그 일례로 들어 설명하기로 한다), 각 축열탱크(300)(400)에 설치된 펌프(310)(410)가 작동하여 축열탱크(300)(400)내의 온수를 제 1,2 냉동기(320)(420)의 응축부(324)(424)로 각각 배출시킨다.

이때, 저수조(100)의 제 1 순환펌프(140)는 제 1 축열탱크(300)의 펌프(310) 와 연동되고, 제 2 순환펌프(150)는 제 2 축열탱크(400)의 펌프(410)와 연동되게 작동되어, 저수조(100)내의 5∼15℃ 의 원수를 제 1,2 냉동기(320)(420)의 증발부(322)(422)로 각각 배출시킨다.

따라서, 제 1,2 냉동기(320)(420)의 응축부(324)(424)로 공급된 온수는 열교환을 통해 열을 빼앗긴 상태로 각각의 축열탱크(300)(400)로 유입되는 순환흐름으로 인해 각각의 온수가 설정수온으로 일정하게 유지된다.

그리고, 제 1,2 냉동기(320)(420)의 증발부(322)(422)로 공급된 원수는 열교환을 통해 열을 흡수한 채로 냉각기(130)의 응축부(134)로 공급되어, 전술한 바와 같이 목욕탕(600)의 냉탕으로 공급되는 냉수와 열교환되어 다시 저온의 원수로서 환원되어 저수조(100)로 재유입된다.

그리고, 제 1,2 축열탱크(300)(400)의 온수와 열교환된 원수의 일부는 냉각기(130)로 유입되지 않고 빙축탱크(500)로 유입되고, 유입된 원수는 냉각수펌프(510)에 의해 팬코일유닛(520)으로 배출 및 냉각되어, 저수조로 공급된다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 고안의 폐수열을 이용한 무보일러 온수시스템에 의하면, 종래의 믹싱밸브와 보일러가 필요없게 됨으로써 에너지가 절약되고, 믹싱밸브의 제거로 인해 수작업에 의한 별도의 수온조절이 필요없게 되어 편리하며, 배관구조가 단순화되고, 배관시설의 설치비용도 절감되는 효과가 있다.

Claims

폐수열을 이용한 무보일러 온수시스템에 있어서,

원수가 배출 및 유입되고 저장되는 저수조와;

상기 저수조의 원수가 일측으로 공급되어 타측으로 유입된 고온의 폐수와 열교환되어 배출되는 폐수열회수기와;

상기 폐수열회수기와 연결되어 폐수열회수기에서 열교환된 원수를 온수로 축열시켜 배출하는 제 1 축열탱크와;

상기 제 1 축열탱크와 연결되어 제 1 축열탱크에서 유입된 온수를 고온의 온수로 축열시켜 배출하는 제 2 축열탱크와;

상기 저수조의 원수를 각각 제 1,2 축열탱크로 공급하여 제 1,2 축열탱크의 온수와 열교환시키고 열교환된 원수를 다시 저수조로 유입시키는 제 1,2 순환펌프와;

상기 제 1,2 순환펌프에 의해 저수조로 유입되는 원수의 일부가 냉각 저장되고 저수조로 공급되는 빙축탱크;를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 폐수열을 이용한 무보일러 온수시스템.
제 1 항에 있어서,

상기 제 1,2 축열탱크에는 배출되는 온수의 수온를 유지하기 위한 제 1,2 냉 동기가 구성되되,

상기 제 1,2 냉동기는 제 1,2 축열탱크에서 배출된 온수가 순환하는 응축부와, 제 1,2 순환펌프에 의한 저수조의 원수가 순환하면서 응축부를 순환하는 온수와 열교환되는 증발부로 구성된 것을 특징으로 하는 폐수열을 이용한 무보일러 온수시스템.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

상기 저수조에는 제 1,2 축열탱크의 온수와 열교환된 원수를 냉각시키는 냉각기가 구성되되,

상기 냉각기는 제 1,2 축열탱크의 온수와 열교환되어 저수조로 유입되는 원수가 공급되는 응축부와, 저수조와 폐수열회수기 사이에서 분기된 원수가 공급되어 응축부를 지나는 원수와 열교환되는 증발부로 구성된 것을 특징으로 하는 폐수열을 이용한 무보일러 온수시스템.
제 3 항에 있어서,

상기 빙축탱크에는 원수를 냉각시키는 팬코일유닛이 설치된 것을 특징으로 하는 폐수열을 이용한 무보일러 온수시스템.
제 4 항에 있어서,

상기 폐수열회수기에는 목욕탕(사우나)의 폐수가 공급되고, 상기 폐수열회수기와 목욕탕 사이에는 이물질을 걸러내는 여과기가 설치된 것을 특징으로 하는 폐수열을 이용한 무보일러 온수시스템.