KR200472383Y1

KR200472383Y1 - 난방 및 온수 콤비네이션 타입 보일러 장치

Info

Publication number: KR200472383Y1
Application number: KR2020120006529U
Authority: KR
Inventors: 류현욱; 최효준
Original assignee: 대성산업 주식회사
Priority date: 2012-07-23
Filing date: 2012-07-23
Publication date: 2014-04-24
Also published as: KR20140000711U

Abstract

본 고안은 저탕식 열교환기; 저탕식 열교환기 일측에 연결되어 저탕식 열교환기의 내부에 구비된 버너로 가스를 공급하는 가스 주입관; 가스 주입관의 일측에 구비되어 버너로 공급되는 가스의 양을 제어하는 가스 제어밸브; 저탕식 열교환기의 일측에 구비되어 저탕식 열교환기에 난방수를 유입하는 난방수 회수관; 저탕식 열교환기의 일측에 구비되어 저탕식 열교환기에서 가열된 난방수를 배출하는 난방수 배출관; 난방수 배출관의 일측에 구비되어 난방수를 두 방향으로 선택하여 배출할 수 있는 3방 밸브; 3방 밸브의 일방에 연결되어 난방이 필요한 장소를 순환하고, 난방수 회수관과 연결되어 폐루프를 형성하는 난방수 공급관; 3방 밸브의 일방에 연결되는 제 1 연결관; 난방수 회수관의 일측에서 분기되는 제 2 연결관; 제 1 연결관 및 제 2 연결관과 연결되어 폐루프를 형성하는 판형 열교환기; 판형 열교환기의 일측에 연결되어 판형 열교환기로 냉수를 공급하는 냉수 주입관; 및 판형 열교환기의 타측에 연결되어 열교환이 이루어진 온수가 토출되는 온수 토출관;을 포함하는 난방 및 온수 콤비네이션 타입 보일러 장치를 구현하였다.

Description

난방 및 온수 콤비네이션 타입 보일러 장치{Combination Type Boiler for Heating and Using Hot Water}

본 고안은 난방 및 온수 콤비네이션 타입 보이러 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 온수탱크 효과와 콘덴싱 효과를 겸비한 저탕식 열교환기를 이용하여 저탕식의 온수로 사용 가능하고, 난방에도 사용할 수 있게 하여 난방 및 온수 사용을 선택적으로 사용할 수 있는 난방 및 온수 콤비네이션 타입 보일러 장치에 관한 것이다.

일반적으로 가정, 사무실, 공장 및 각종 공공 건물 등에서 사용되는 보일러는 온수를 가열하는 방식에 따라 저탕식 보일러와 순간식 보일러로 구분된다.

순간식 보일러는 직수관을 통해 공급된 직수가 열교환기로 공급되어 버너에 의해 순간적으로 가열된 후 사용자에게 공급되는 것으로, 가열 속도가 빠른 편이기는 하지만 한번에 가열될 수 있는 직수량이 적어 온수를 충분히 공급하지 못한다는 문제점이 있다.

반면, 저탕식 보일러는 직수관을 통해 유입된 냉수가 온수탱크 내에 설치된 열교환코일에 의해 항상 적정 고온으로 가열되어 있으므로, 사용자가 온수를 바로 사용할 수 있고, 순간식보다는 온수 공급량이 많다는 장점이 있다.

그러나 종래의 저탕식 보일러는 온수탱크 내에 열교환 코일을 단순 배치한 형태로 되어 있어서, 온수 탱크 내에 저장된 물이 항상 적정 온도를 유지하면서도 충분한 양을 제공할 수 있도록 구성되어 있지 않다는 문제점이 있다.

또한, 순간식의 경우 관수용량이 1~2L 정도로 온도에 대한 순간 응답 속도가 빨라 맞춤 온수 및 비례제어 운전이 가능하나, 저탕식의 경우 순간식보다 관수 용량이 훨씬 많고 저탕식 열교환기와 온수코일이 일체형으로 적용하는 방식으로 연소열량에 대한 응답속도가 늦어 맞춤 온도 및 비례제어 운전이 어려운 문제점이 있어 단순 ON/OFF 가스밸브를 사용하여 제어하였다.

KR2007-0033673 10

따라서, 본 고안은 상기의 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로서, 온수탱크 효과와 콘덴싱 효과를 겸비한 저탕식 열교환기를 이용하여 저탕식의 온수로 사용 가능하고, 난방에도 사용할 수 있게 하여 난방 및 온수 사용을 선택적으로 사용할 수 있는 난방 및 온수 콤비네이션 타입 보일러 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기와 같은 본 고안의 목적은 저탕식 열교환기; 저탕식 열교환기 일측에 연결되어 저탕식 열교환기의 내부에 구비된 버너로 가스를 공급하는 가스 주입관; 가스 주입관의 일측에 구비되어 버너로 공급되는 가스의 양을 제어하는 가스 제어밸브; 저탕식 열교환기의 일측에 구비되어 저탕식 열교환기에 난방수를 유입하는 난방수 회수관; 저탕식 열교환기의 일측에 구비되어 저탕식 열교환기에서 가열된 난방수를 배출하는 난방수 배출관; 난방수 배출관의 일측에 구비되어 난방수를 두 방향으로 선택하여 배출할 수 있는 3방 밸브; 3방 밸브의 일방에 연결되어 난방이 필요한 장소를 순환하고, 난방수 회수관과 연결되어 폐루프를 형성하는 난방수 공급관; 3방 밸브의 일방에 연결되는 제 1 연결관; 난방수 회수관의 일측에서 분기되는 제 2 연결관; 제 1 연결관 및 제 2 연결관과 연결되어 폐루프를 형성하는 판형 열교환기; 판형 열교환기의 일측에 연결되어 판형 열교환기로 냉수를 공급하는 냉수 주입관; 및 판형 열교환기의 타측에 연결되어 열교환이 이루어진 온수가 토출되는 온수 토출관;을 포함하는 난방 및 온수 콤비네이션 타입 보일러 장치에 의해 달성될 수 있다.

이때, 저탕식 열교환기는, 중공인 밀폐형 통 형상으로 이루어진 몸체; 몸체의 내부에 구비되고, 연소가스가 배출될 수 있도록 복수의 통공이 형성된 연소실; 일단이 연소실의 통공에 결합되고, 타단이 몸체에 결합되는 배기 파이프; 몸체의 일측에 구비되어 난방수가 유입되는 난방수 유입포트; 및 몸체의 타측에 구비되어 몸체의 내부에서 가열된 난방수가 배출되는 난방수 유출포트;를 포함한다.

또한, 난방수 회수관의 일측에 구비되어 난방수 회수관, 저탕식 열교환기, 난방수 배출관, 제 1 연결관, 판형 열교환기 및 제 2 연결관을 순차적으로 흐르는 난방수의 순환 또는 난방수 회수관, 저탕식 열교환기, 난방수 배출관 및 난방수 공급관을 순차적으로 흐르는 난방수의 순환을 용이하게 하기 위한 펌프를 더 포함한다.

또한, 난방수 배출관의 일측에 구비되어 저탕식 열교환기에서 배출되는 난방수의 온도를 측정하는 제 1 온도센서; 및 온수 토출관의 일측에 구비되어 판형 열교환기를 통과하여 열교환을 통해 가열되어 외부로 토출되는 온수의 온도를 측정하는 제 2 온도센서;를 더 포함한다.

또한, 냉수 주입관의 일측에 구비되어 냉수 주입관으로 주입되는 냉수의 흐름을 감지 및 제어하는 플로우 스위치가 더 구비된다.

또한, 가스 제어밸브와 연결되어 가스 제어밸브의 가스 공급량을 제어하는 컨트롤러가 더 구비된다.

본 고안에 따르면 열교환기가 온수탱크효과와 콘덴싱 효과를 겸비한 형태로 사용할 수 있는 효과가 있다.

또한, 3방 밸브를 통해 판형 열교환기로 난방수를 공급하여 온수 사용도 가능한 효과가 있다.

또한, 복수의 온도센서에서 측정한 온도와 사용자가 설정한 온도를 비교하여 가스 공급량의 비례제어가 용이한 효과가 있다.

이를 통해, 설정온도가 토출되지 않고, 찬물 또는 뜨거운 물이 반복되다 설정온도가 토출되는 샌드위치 현상을 감소할 수 있는 효과가 있다.

또한, 난방과 온수 사용을 컨트롤러가 자동으로 제어하기 때문에 온수 및 난방 모드 전환이 용이한 효과가 있다.

본 명세서에서 첨부되는 다음의 도면들은 본 고안의 바람직한 실시예를 예시하는 것이며, 고안의 상세한 설명과 함께 본 고안의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 고안은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석되어서는 아니 된다.
도 1은 본 고안에 따른 보일러 장치의 난방 방법을 나타내는 구성도,
도 2는 본 고안의 일실시예에 따른 저탕식 열교환기의 부분 절개 사시도,
도 3은 본 고안의 일실시예에 따른 저탕식 열교환기의 종단면도,
도 4는 본 고안에 따른 보일러 장치의 온수 사용방법을 나타내는 구성도이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 고안의 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다.

<난방 및 온수 콤비네이션 타입 보일러 장치의 구성>

도 1은 본 고안에 따른 보일러 장치의 난방 방법을 나타내는 구성도이다. 본 고안에 따른 보일러 장치(10)는 도 1에 도시된 바와 같이, 저탕식 열교환기(100), 가스 주입관(200), 가스 제어밸브(250), 난방수 회수관(300), 난방수 배출관(400), 3방 밸브(500), 난방수 공급관(600), 제 1 연결관(710), 제 2 연결관(720), 판형 열교환기(800), 냉수 주입관(910) 및 온수 토출관(920)으로 이루어진다.

도 2는 본 고안의 일실시예에 따른 저탕식 열교환기의 부분 절개 사시도이고, 도 3은 본 고안의 일실시예에 따른 저탕식 열교환기의 종단면도이다. 저탕식 열교환기(100)는 내부에 증기 등을 열원으로 하여 급탕 부하의 변동에 대응할 수 있도록 하고, 언제나 일정 온도의 탕을 일정량(10L 내지 12L) 저장하여 공급하는 장치이다. 이러한 목적을 달성할 수 있는 장치라면 어떠한 저탕식 열교환기(100)를 사용하여도 무방하지만, 바람직하게는 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같은 구성으로 이루어진 저탕식 열교환기(100)를 사용하는 것이 좋다. 이러한 저탕식 열교환기(100)의 구성은 다음과 같다.

본 고안의 일실시예에 따른 저탕식 열교환기(100)는 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 대략 몸체(110), 연소실(120), 배기 파이프(130), 난방수 유입포트(111) 및 난방수 유출포트(112)로 이루어진다.

몸체(110)는 내부에 난방수를 유입 받아 가열하기 위한 연소실(120) 및 배기 파이프(130)를 구비하고, 가열된 난방수를 저장할 수 있는 공간을 제공하는 것으로서, 중공으로 이루어진 밀폐형 통 형상 부재로 이루어진다.

연소실(120)은 몸체(110)의 하부 중심 일측에 구비되어 난방수를 가열하기 위한 연소가스를 발생하는 장치다. 이러한 연소실(120)은 본체(121), 버너(123) 및 송풍기(124)로 구비된다.

본체(121)는 버너(123) 및 송풍기(124)가 안착 될 수 있는 공간을 제공하기 위해 중공으로 이루어지고, 본체(121)의 일측에는 버너(123)에서 발생하는 연소가스가 배출될 수 있도록 복수의 통공(122)이 형성된다. 이때, 통공(122)은 본체(121)의 상단면 일측에 복수 형성된다. 이러한 통공(122)의 개수는 20개 내지 50개 정도의 통공(122)이 형성되며, 열교환기의 용량 및 사용환경에 따라 크기와 개수 및 설치 위치를 선택적으로 결정할 수 있다. 만약, 통공(122)의 개수가 20개 미만인 경우에는 연소가스의 배출이 용이하지 않아 냉수의 가열 시간이 길어지게 되어 난방 효율이 저하되고, 통공(122)의 개수가 50개를 초과하는 경우에는 통공(122)에 연결되는 배기 파이프(130)의 개수가 증가하여 제조 단가가 높아지고, 제조 시간이 길어질 수 있다.

버너(123)는 본체(121)의 내부 하부 중심 일측에 구비되어 후술하는 가스 주입관(200)으로부터 공급되는 가스 연료를 공급받아 공기와 혼합한 후 점화 및 연소하여 고온의 연소가스를 발생하는 장치이다.

송풍기(124)는 버너(123)의 하단부 일측에 구비되어 버너(123)에 의해 발생한 연소가스를 본체(121)의 상부 방향으로 확산을 용이하게 하기 위한 송풍을 제공하는 장치이다. 이러한 송풍기(124)는 송풍팬(미도시)이 송풍팬의 일측에 연결된 모터(125)로부터 동력을 전달받아 바람을 발생하는 장치로서 일반적인 송풍기(124)가 사용된다.

배기 파이프(130)는 연소실(120)에서 발생한 연소가스가 몸체(110)의 내부를 통과하여 난방수를 통과하며 난방수를 가열할 수 있는 통로를 제공하는 장치이다. 이러한 배기 파이프(130)는 투패스(Two Path) 방식으로 난방수를 가열하기 위하여 '∩'자 형상으로 이루어지고, 양측 종단이 각각 연소실(120)의 통공(122) 및 몸체(110)의 하단면 테두리부와 연결되도록 구비한다. 또한, 배기 파이프(130)는 난방수와의 접촉 면적을 넓혀 열교환 면적을 향상시키기 위하여 횡단면이 타원형으로 이루어지도록 제조할 수 있으며, 배기 파이프(130)가 전체적으로 타원형으로 이루어지거나, 부분적으로 타원형으로 이루어지도록 제조할 수 있다. 이러한 배기 파이프(130)의 재질은 배기가스가 응축되면서 발생하는 응축수 및 냉수에 의해 부식이 발생하지 않고, 몸체(110) 및 연소실(120)과의 용접성 등을 고려하여 스테인리스 스틸 재질을 사용한다.

난방수 유입포트(111)는 몸체(110)의 측면에 구비되어 난방을 위한 난방수가 유입될 수 있도록 하는 장치이다. 이와 같은 난방수 유입포트(111)는 몸체(110)의 어느 곳에 구비되어도 무방하지만, 바람직하게는 측벽면 하부 일측에 형성되는 것이 좋다.

난방수 유출포트(112)는 몸체(110)의 내부에서 연소실(120)의 외주면 및 배기파이프의 외주면과 접촉하여 고온의 연소가스와 열교환을 통해 가열된 난방수가 배출되는 장치이다. 이와 같은 난방수 유출포트(112) 역시 난방수 유입포트(111)와 마찬가지로 몸체(110)의 어느 곳에 구비되어도 무방하지만, 바람직하게는 몸체(110)의 상단면 일측(또는 중앙영역)에 형성되는 것이 좋다.

배기 파이프(130)의 일측에는 난방수의 접촉면적을 향상시키고, 난방수의 유로를 변경시켜 난방수가 몸체(110)의 내부에 체류하는 시간을 증가시켜 난방수와의 열전달효율을 향상시키며, 복수의 배기파이프의 위치를 고정하기 위한 제 1 고정부재(141) 및 제 2 고정부재(143)가 구비된다.

제 1 고정부재(141)는 전체적으로 환형의 평판부재로 이루어지고, 평판부재의 일측에는 복수의 배기 파이프(130)가 관통될 수 있도록 배기 파이프(130)의 개수에 대응되는 복수의 제 1 관통공(142)이 형성된다. 이러한 제 1 고정부재(141)는 환형의 중심부에 연소실(120)이 위치하도록 구비되고, 몸체(110)의 하단 테두리부에 결합되는 배기 파이프(130)의 기둥부분이 제 1 관통공(142)을 관통하여 배기 파이프(130)의 위치가 고정된다. 이때, 제 1 고정부재(141)가 난방수의 흐름을 변경하기 위하여 외주면은 몸체(110)부의 내측면과 밀착되도록 구비되고, 내주면은 연소실(120)의 외주면과 소정간격 이격되도록 구비된다. 즉, 몸체(110)의 하부로 유입된 난방수는 상승하는 과정에서 연소실(120)의 외벽과 제 1 고정부재(141) 사이의 이격된 공간으로만 흐르게 되어 유로의 흐름이 변경됨으로써 몸체(110) 내부의 체류 시간이 향상된다. 또한, 도 2에 도시된 바와 같이, 제 1 관통공(142)의 일측에도 배기 파이프(130)와 이격된 공간이 형성되어 제 1 관통공(142)과 배기 파이프(130) 사이의 공간으로도 난방수가 흐를 수 있다. 또한, 제 1 고정부재(141)는 복수의 배기 파이프(130)와 접촉되어 있으므로 배기 파이프(130)의 온도를 전달받아 이를 다시 난방수로 전달함으로써 난방수는 고온의 부재와의 접촉면적이 넓어져 열전달 효율이 향상하게 된다. 이와 같은 제 1 고정부재(141)는 배기 파이프(130)와 마찬가지로 열전달 효율이 좋고, 난방수에 의해 쉽게 부식되지 않는 스테인리스 스틸 재질로 이루어진다.

제 2 고정부재(143)는 배기 파이프(130)의 상부 일측, 바람직하게는 '⌒'자 형상으로 만곡된 부분 일측에 두 기둥 부분 사이에 구비되어 제 1 고정부재(141)와 마찬가지로 난방수의 접촉면적을 향상시키고, 난방수의 흐름을 변경함으로써 난방수가 몸체(110) 내부에 잔류하는 잔류시간을 증가시켜 난방수의 열전달 효율을 향상시키는 장치이다. 이러한 제 2 고정부재(143)는 전체적으로 디스크 형상의 판형상 부재로 이루어지고, 중심부 일측에는 연소실(120)과 연결된 복수의 배기 파이프(130)의 기둥부가 관통될 수 있도록 복수의 제 2 관통공(144)이 형성되고, 외주면에는 몸체(110)의 하단면 테두리부와 연결된 배기 파이프(130)의 기둥부의 위치를 고정할 수 있도록 복수의 톱니형상이 형성된다.

제 2 관통공(144)은 배기 파이프(130)에 틈새 없이 밀착 연결된다. 제 2 고정부재(143)로 인해 배기 파이프(130)의 기둥 사이로는 난방수가 흐르지 않고, 배기 파이프(130)와 몸체(110) 사이로 난방수가 흐르게 되어 유로의 흐름은 다시 한번 변경되어 냉수가 몸체(110) 내부에 체류하는 시간이 증가한다. 또한, 제 2 고정부재(143)는 복수의 배기 파이프(130)와 접촉되어 있으므로 배기 파이프(130)의 온도를 전달받아 이를 다시 내수로 전달함으로써 난방수는 고온의 부재와의 접촉면적이 넓어져 열전달 효율이 향상하게 된다. 이와 같은 제 2 고정부재(143)는 배기 파이프(130)와 마찬가지로 열전달 효율이 좋고, 난방수에 의해 쉽게 녹이 슬지 않는 스테인리스 스틸 재질로 이루어진다.

가스 주입관(200)은 저탕식 열교환기(100)의 버너(123)의 일측에 연결되어, 연소가스를 발생하기 위한 연료인 가스를 버너(123)로 공급하는 경로를 제공하는 장치이다. 이러한 가스 주입관(200)의 일측에는 난방수의 온도를 조절하기 위하여 버너(123)로 공급되는 가스의 양을 제어하기 위한 가스 제어밸브(250)가 구비된다. 이러한 가스 제어밸브(250)는 외부에 구비되는 컨트롤러(미도시)에 설정되는 설정온도에 따라 설정온도를 유지할 수 있도록 컨트롤러에 의해 자동으로 가스의 공급량이 비례제어된다.

난방수 회수관(300)은 저탕식 열교환기(100)의 일측, 바람직하게는 저탕식 열교환기(100)의 난방수 유입포트(111)에 연결되어 저탕식 열교환기(100)의 내부에 난방수를 공급하는 장치이다. 이때, 난방수 회수관(300)의 일측에는 펌프(310)가 구비되어 순환하는 난방수에 압력을 제공하여 난방수의 순환을 보다 용이하게 한다. 이러한 펌프(310)는 난방수 회수관(300)의 일측, 바람직하게는 후술하는 난방수 공급 관을 순환하여 회수되는 난방수 및 제 2 연결관(720)을 통과한 난방수가 모두 압력을 받을 수 있는 위치에 구비되는 것이 좋다.

난방수 배출관(400)은 저탕식 열교환기(100)의 일측, 바람직하게는 난방수 유출포트(112)에 연결되어 저탕식 열교환기(100)에서 가열된 난방수를 배출하는 경로를 제공하는 것이다. 이때, 난방수 배출관(400)의 일측에는 제 1 온도센서(410)가 구비되어 난방수 배출관(400)으로 배출되는 난방수의 온도를 측정하여 컨트롤러로 전송한다.

3방 밸브(500)는 난방수 배출관(400)의 종단 부에 구비되어 난방수 배출관(400)을 통해 배출되는 난방수의 흐름을 조절하여 난방양식 또는 온수 사용 양식에 따라 난방수의 유동 경로를 제어한다. 즉, 3방 밸브(500) 중 일방을 통해 난방수 배출관(400)으로부터 난방수를 유입하여 난방양식인 경우에는 난방수가 난방수 공급관(600)으로 흐르게 하여 난방이 필요한 실내공간을 순환하도록 하고, 온수 사용 양식인 경우에는 난방수가 제 1 연결관(710)을 통해 판형 열교환기(800) 측으로 흐르도록 제어한다. 이와 같은, 3방 밸브(500)는 컨트롤러와 연결되어 사용자의 선택에 의해서 그 흐름이 제어되거나, 후술하는 플로우 스위치(911)에서 온수의 사용이 감지되면 자동으로 그 흐름을 제어하도록 할 수 있다.

난방수 공급관(600)은 일측 종단이 3방 밸브(500)와 연결되어 난방이 필요한 실내를 흐를 수 있는 경로를 제공하고, 그 타측 종단은 난방수 회수관(300)과 연결되어 폐루프를 형성하는 것으로서, 일반적으로 집안의 바닥에 매설되는 난방용 배관을 의미한다. 즉, 난방수 공급관(600)은 난방수 회수관(300), 저탕식 열교환기(100), 난방수 배출관(400) 및 3방 밸브(500)를 통과하여 난방수 공급관(600)으로 재유입되는 폐루프를 형성하여 난방수를 순환시키는 경로를 완성한다.

제 1 연결관(710)은 3방 밸브(500)의 일방과 판형 열교환기(800)를 연결하는 경로를 제공하여 3방 밸브(500)를 통과한 난방수를 판형 열교환기(800)로 공급하는 장치이다.

제 2 연결관(720)은 난방수 회수관(300)의 일측에서 분기되어 판형 열교환기(800)의 일측과 연결되어 판형 열교환기(800)를 통과한 난방수를 난방수 회수관(300)으로 환원하여 난방수를 순환시킬 수 있는 폐루프를 형성한다. 즉, 난방수 회수관(300), 저탕식 열교환기(100), 난방수 배출관(400), 3방 밸브(500), 제 1 연결관(710), 판형 열교환기(800) 및 제 2 연결관(720)을 통과한 난방수가 난방수 회수관(300)으로 재유입되는 폐루프를 형성하여 가열된 난방수를 지속적으로 순환시킬 수 있도록 연결된다.

판형 열교환기(800)는 제 1 연결관(710) 및 제 2 연결관(720)과 연결되어 가열된 난방수가 흐르는 제 1 판 및 이와 접촉하도록 구비되어 냉수 주입관(910) 및 온수 토출관(920)과 연결되는 제 2 판으로 이루어진다. 즉, 가열된 난방수가 제 1 연결관(710)을 통해 유입되어 제 1 판을 통과하여 제 2 연결관(720)으로 배출되며 제 1 판을 가열하고, 제 1 판과 접촉한 제 2 판의 일측에 연결된 냉수 주입관(910)을 통과해 주입된 냉수가 제 2 판을 통과하여 가열되어 온수 토출관(920)으로 온수를 토출한다. 이러한 판형 열교환기(800)는 통상적으로 사용되는 것으로서 그 상세한 설명은 생략하기로 한다.

냉수 주입관(910)은 판형 열교환기(800)의 일측과 상수관을 연결하여 판형 열교환기(800)로 냉수를 공급하는 장치이다. 이때, 냉수 주입관(910)의 일측에는 플로우 스위치(911)가 구비되어 온수의 사용으로 인해 유수의 흐름이 감지되면 저탕식 열교환기(100)가 연소를 시작하거나, 3방 밸브의 방향을 전환하기 위하여 컨트롤러로 신호를 전송한다.

온수 토출관(920)은 판형 열교환기(800)를 통과하여 난방수와의 열교환을 통해 가열된 온수를 외부로 방출하여 실생활에 사용하도록 하는 장치이다. 이러한 온수 토출관(920)의 일측에는 제 2 온도센서(921)가 구비되어 외부로 방출되는 온수의 온도를 측정하여 컨트롤러로 전송한다.

컨트롤러는 제 1 온도센서(410) 및 제 2 온도센서(921)에서 측정된 난방수 및 온수의 온도를 전송받아 사용자가 설정한 난방 온도 또는 사용 온수의 온도를 비교하고, 각각에 상황에 맞도록 가스 제어밸브(250) 및 3방 밸브(500) 중 적어도 어느 하나를 조절한다. 이러한 장치들의 조절에 따라 저탕식 열교환기(100)의 난방수 가열온도, 난방수의 흐름 또는 온수의 온도 등을 제어한다. 이와 같은 컨트롤러를 통한 제어방법은 후술하는 난방 및 온수 사용방법에서 보다 상세히 설명하기로 한다.

<난방 방법>

본 고안에 따른 난방방법은 저탕식 열교환기(100), 난방수 배출관(400), 3방 밸브(500), 난방수 공급관(600) 및 난방수 회수관(300)을 순차적으로 순환하는 순환식이므로 그 순서에 시작점이 명확하진 않지만 설명의 편의를 위해 저탕식 열교환기(100)로 난방수가 주입되는 시점을 시작으로 하여 설명하기로 한다.

먼저, 도 1에 도시된 바와 같이, 난방수 회수관(300)을 통해 순환 후 환원되는 난방수를 저탕식 열교환기(100)에 주입하여 가열한다.

다음으로, 저탕식 열교환기(100)에서 가열된 난방수 를 난방수 배출관(400)으로 배출한다. 이때, 난방수 배출관(400)의 일측에 구비되어 있는 제 1 온도센서(410)가 난방수 배출관(400)으로 배출되는 난방수의 온도를 측정하여 컨트롤러로 전송한다. 컨트롤러는 제 1 온도센서(410)에서 측정된 난방수의 온도와 사용자가 설정한 난방 온도를 비교한다. 만약, 제 1 온도센서(410)에서 측정된 난방수의 온도와 사용자가 설정한 난방온도가 일치하지 않으면 컨트롤러는 가스 제어밸브(250)로 신호를 전송하여 저탕식 열교환기(100)의 버너(123)로 공급되는 가스의 주입량을 제어하여 난방수의 온도를 제어한다.

다음으로, 난방수 배출관(400)으로 배출되는 난방수를 난방에 사용하도록 컨트롤러가 3방 밸브(500)의 출수 방향을 조정한다. 3방 밸브(500)는 난방수 배출관(400)을 통해 배출되는 난방수를 난방 모드 또는 온수사용 모드에 따라 그 흐름이 조절된다. 따라서, 사용자가 컨트롤러를 통해 난방모드로 조작하거나, 온수 사용이 없는 경우에는 기본적으로 난방 모드로 출수 되도록 컨트롤러가 자동으로 3방 밸브(500)의 출수 방향을 제어한다.

다음으로, 3방 밸브(500)를 통과한 난방수가 난방이 필요한 실내의 바닥에 매설된 난방수 공급관(600)을 통과하여 실내를 난방한 후 난방수 회수관(300)으로 회수되어 전술한 과정을 반복수행하며 순환한다.

<온수 사용방법>

본 고안에 따른 온수 사용방법 역시 난방수가 저탕식 열교환기(100), 난방수 배출관(400), 3방 밸브(500), 제 1 연결관(710), 판형 열교환기(800), 제 2 연결관(720) 및 난방수 회수관(300)을 순차적으로 순환하는 순환식이므로 그 순서에 시작점이 명확하진 않지만 설명의 편의를 위해 저탕식 열교환기(100)로 난방수가 주입되는 시점을 시작으로 하여 설명하기로 한다. 또한, 냉수 역시 지속적으로 냉수 주입관(910)을 통해 판형 열교환기(800)로 주입되어 가열된 후 온수 토출관(920)으로 토출된다.

도 4는 본 고안에 따른 보일러 장치의 온수 사용방법을 나타내는 구성도이다. 먼저, 도 4에 도시된 바와 같이, 먼저, 도 1에 도시된 바와 같이, 난방수 회수관(300)을 통해 순환 후 환원되는 난방수를 저탕식 열교환기(100)에 주입하여 가열한다.

다음으로, 저탕식 열교환기(100)에서 가열된 난방수 를 난방수 배출관(400)으로 배출한다. 이때, 난방수 배출관(400)의 일측에 구비되어 있는 제 1 온도센서(410)가 난방수 배출관(400)으로 배출되는 난방수의 온도를 측정하여 컨트롤러로 전송한다.

다음으로, 난방수 배출관(400)으로 배출되는 난방수를 온수를 가열할 수 있도록 3방 밸브(500)의 출수 방향을 조정한다. 3방 밸브(500)는 난방수 배출관(400)을 통해 배출되는 난방수를 난방 모드 또는 온수사용 모드에 따라 그 흐름이 조절된다. 따라서, 사용자가 컨트롤러를 통해 온수사용 모드로 조작하거나, 냉수 주입관(910)의 일측에 구비된 플로우 스위치(911)의 신호를 통해 컨트롤러에서 온수 사용이 감지되는 경우에는 온수 사용 모드로 출수 되도록 컨트롤러가 자동으로 3방 밸브(500)의 흐름을 제어한다.

다음으로, 3방 밸브(500)를 통과한 난방수를 제 1 연결관(710)을 통해 판형 열교환기(800)로 공급한다. 이때, 판형 열교환기(800)는 난방수가 통과하는 제 1 판 및 제 1 판과 접촉하고, 냉수가 유입되는 제 2 판으로 이루어져 있다.

다음으로, 판형 열교환기(800)로 공급되는 난방수가 판형 열교환기(800)로 공급되는 냉수와 열교환을 통해 냉수를 가열하여 온수를 생산한다. 즉, 판형 열교환기(800)의 제 1 판으로 난방수가 지속적으로 공급되어 제 1 판을 가열하면, 제 1 판은 제 2 판과 열교환을 통해 제 2 판을 가열하게 되고, 제 2 판으로 유입되는 냉수가 가열되어 온수가 생성되는 것이다. 이러한 열교환을 통한 냉수의 가열은 냉수가 공급되는 동안 지속적으로 이루어진다.

마지막으로, 판형 열교환기(800)에서 열교환을 통해 가열된 온수를 온수 토출관(920)을 통해 외부로 방출한다. 이때, 온수 토출관(920)의 일측에 구비된 제 2 온도센서(921)가 외부로 방출되는 온수의 온도를 측정하여 컨트롤러로 전송한다. 컨트롤러는 제 1 온도센서(410) 및 제 2 온도센서(921)에서 측정된 온도와 사용자가 설정한 온수 온도를 비교하여 저탕식 열교환기(100)의 버너(123)와 연결된 가스 주입관(200)의 가스 제어밸브(250)를 비례 제어한다. 즉, 제 3 온도센서에서 측정된 온수의 온도가 사용자가 설정한 온도보다 낮으면 가스 주입관(200)에서 공급되는 가스의 양을 증가하고, 제 3 온도센서에서 측정된 온수의 온도가 사용자가 설정한 온도보다 높으면 가스 주입관(200)에서 공급되는 가스의 양을 감소하도록 컨트롤러가 가스 제어밸브(250)를 자동으로 비례 제어한다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 고안이 속하는 기술분야의 당업자는 본 고안이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 상술한 실시예들은 모든 면에 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해해야만 한다. 본 고안의 범위는 상세한 설명보다는 후술하는 실용신안등록청구범위에 의하여 나타내어지며, 실용신안등록청구범위의 의미 및 범위 그리고 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 고안의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

10 : 보일러 장치
100 : 저탕식 열교환기
110 : 몸체
111 : 난방수 유입포트
112 : 난방수 유출포트
120 : 연소실
121 : 본체
122 : 통공
123 : 버너
124 : 송풍기
125 : 모터
130 : 배기 파이프
141 : 제 1 고정부재
142 : 제 1 관통공
143 : 제 2 고정부재
144 : 제 2 관통공
200 : 가스 주입관
250 : 가스 제어밸브
300 : 난방수 회수관
310 : 펌프
400 : 난방수 배출관
410 : 제 1 온도센서
500 : 3방 밸브
600 : 난방수 공급관
710 : 제 1 연결관
720 : 제 2 연결관
800 : 판형 열교환기
910 : 냉수 주입관
911 : 플로우 스위치
920 : 온수 토출관
921 : 제 2 온도센서

Claims

저탕식 열교환기(100);
상기 저탕식 열교환기(100) 일측에 연결되어 상기 저탕식 열교환기(100)의 내부에 구비된 버너(123)로 가스를 공급하는 가스 주입관(200);
상기 가스 주입관(200)의 일측에 구비되어 상기 버너(123)로 공급되는 가스의 양을 제어하는 가스 제어밸브(250);
상기 저탕식 열교환기(100)의 일측에 구비되어 상기 저탕식 열교환기(100)에 난방수를 유입하는 난방수 회수관(300);
상기 저탕식 열교환기(100)의 일측에 구비되어 상기 저탕식 열교환기(100)에서 가열된 난방수를 배출하는 난방수 배출관(400);
상기 난방수 배출관(400)의 일측에 구비되어 상기 난방수를 두 방향으로 선택하여 배출할 수 있는 3방 밸브(500);
상기 3방 밸브(500)의 일방에 연결되어 난방이 필요한 장소를 순환하고, 상기 난방수 회수관(300)과 연결되어 폐루프를 형성하는 난방수 공급관(600);
상기 3방 밸브(500)의 일방에 연결되는 제 1 연결관(710);
상기 난방수 회수관(300)의 일측에서 분기되는 제 2 연결관(720);
상기 제 1 연결관(710) 및 제 2 연결관(720)과 연결되어 폐루프를 형성하는 판형 열교환기(800);
상기 판형 열교환기(800)의 일측에 연결되어 상기 판형 열교환기(800)로 냉수를 공급하는 냉수 주입관(910);
상기 판형 열교환기(800)의 타측에 연결되어 열교환이 이루어진 온수가 토출되는 온수 토출관(920);
상기 난방수 배출관(400)의 일측에 구비되어 상기 저탕식 열교환기(100)에서 배출되는 상기 난방수의 온도를 측정하는 제 1 온도센서(410); 및
상기 온수 토출관(920)의 일측에 구비되어 상기 판형 열교환기(800)를 통과하여 열교환을 통해 가열되어 외부로 토출되는 상기 온수의 온도를 측정하는 제 2 온도센서(921);
을 포함하고,
상기 가스 제어밸브(250)와 연결되어 상기 가스 제어밸브(250)의 가스 공급량을 제어하는 컨트롤러가 더 구비되는 것을 특징으로 하는 난방 및 온수 콤비네이션 타입 보일러 장치.
제 1항에 있어서,
상기 저탕식 열교환기(100)는,
중공인 밀폐형 통 형상으로 이루어진 몸체;
상기 몸체의 내부에 구비되고, 연소가스가 배출될 수 있도록 복수의 통공이 형성된 연소실(120);
일단이 상기 연소실(120)의 통공에 결합되고, 타단이 상기 몸체에 결합되는 배기 파이프;
상기 몸체의 일측에 구비되어 상기 난방수가 유입되는 난방수 유입포트(111); 및
상기 몸체의 타측에 구비되어 상기 몸체의 내부에서 가열된 상기 난방수가 배출되는 난방수 유출포트(112);를 포함하는 것을 특징으로 하는 난방수 및 온수 콤비네이션 타입 보일러 장치.
제 1항에 있어서,
상기 난방수 회수관(300)의 일측에 구비되어 상기 난방수 회수관(300), 저탕식 열교환기(100), 난방수 배출관(400), 제 1 연결관(710), 판형 열교환기(800) 및 제 2 연결관(720)을 순차적으로 흐르는 상기 난방수의 순환 또는 상기 난방수 회수관(300), 저탕식 열교환기(100), 난방수 배출관(400) 및 난방수 공급관(600)을 순차적으로 흐르는 상기 난방수의 순환을 용이하게 하기 위한 펌프(310)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 난방 및 온수 콤비네이션 타입 보일러 장치.
삭제
제 1항에 있어서,
상기 냉수 주입관(910)의 일측에 구비되어 상기 냉수 주입관(910)으로 주입되는 냉수의 흐름을 감지 및 제어하는 플로우 스위치(911)가 더 구비되는 것을 특징으로 하는 난방 및 온수 콤비네이션 타입 보일러 장치.
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