KR20050081203A - System for recycling wasted heat with heat- storage type - Google Patents
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Abstract
본 발명은 보일러나 각종 연소장치로부터 배출되는 연소가스의 폐열을 회수하기 위한 폐열회수시스템에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 연소가스에 포함된 폐열을 열매체액으로 회수하여 이 열매체액으로 급수와 같은 피가열유체를 가열시키도록 함으로서, 급수파이프의 결로현상 및 이로 인한 급수파이프의 부식을 방지할 수 있도록 하고, 연소가스의 배출에 따른 저항은 최소화시키면서도 연소가스에 포함된 폐열의 회수성능은 보다 더 크게 향상시킬 수 있도록 하여, 보일러와 같은 장치의 과부하와 이에 따른 장치의 고장을 방지하면서도 약 10 ~ 20% 정도의 에너지 절감 효과를 가져올 수 있도록 한 축열식 폐열회수시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a waste heat recovery system for recovering the waste heat of the combustion gas discharged from a boiler or various combustion apparatus, and more particularly, to recover the waste heat contained in the combustion gas as a heat medium liquid, By heating the heating fluid, it is possible to prevent condensation of the water supply pipe and corrosion of the water supply pipe, and to minimize the resistance due to the discharge of the combustion gas, while recovering the waste heat contained in the combustion gas. The present invention relates to a regenerative waste heat recovery system that can save energy by about 10 to 20% while preventing overload of a device such as a boiler and a failure of the device.
본 발명에 의한 축열식 폐열회수시스템은, 보일러나 각종 연소장치로부터 배출되는 연소가스의 폐열을 회수하기 위하여 연소가스의 배출관(2)상에 설치되는 것에 있어서, 연소가스의 배출관(2) 역할을 하는 내부케이싱(2')을 그 내벽으로 하고 외부케이싱(24)을 그 외벽으로 하여 내부케이싱(2')과 외부케이싱(24)의 사이에 열매체액(20)의 저장공간을 형성하는 다수 개의 폐열회수챔버(10)가 배출관(2)을 따라 적층식으로 연결 설치되고, 상기 각각의 폐열회수챔버(10)에는 열매체액(20)이 저장되는 공간의 내부를 따라 나선형으로 배열되는 급수파이프(23)와, 해당 내부케이싱(2')의 내측공간에서 "Z"자 형태로 배열되어 열매체액(20)의 유동통로를 형성하는 주가열관(21)이 설치되며, 상기 각각의 폐열회수챔버(10)에는 그 외측 상,하부에 급수의 분기헤드(14)와 혼합헤드(15)가 설치된 상태에서 서로 인접하는 분기헤드(14)와 혼합헤드(15)가 급수연결관(13)으로 연결되어 최상단 냉수유입관(11)으로부터 최하단 온수배출관(12)까지 급수파이프(23)에 의하여 연결되는 하나의 급수라인을 형성하고, 상기 각각의 폐열회수챔버(10)는 서로 인접하는 폐열회수챔버(10)를 그 외부측에서 연결하는 열매체 연결관(16)에 의하여 열매체액(20)의 순환경로를 형성하게 되는 것을 특징으로 한다.The heat storage waste heat recovery system according to the present invention is provided on the exhaust pipe 2 of the combustion gas in order to recover the waste heat of the combustion gas discharged from the boiler or various combustion apparatuses, and serves as a discharge pipe 2 of the combustion gas. A plurality of waste heats forming a storage space of the heat medium liquid 20 between the inner casing 2 'and the outer casing 24 with the inner casing 2' as its inner wall and the outer casing 24 as its outer wall. The recovery chamber 10 is installed in a stack-type connection along the discharge pipe 2, and each of the waste heat recovery chambers 10 has a water supply pipe 23 spirally arranged along the inside of the space in which the heat medium liquid 20 is stored. And a main heating tube 21 arranged in a “Z” shape in the inner space of the inner casing 2 ′ to form a flow passage of the heat medium liquid 20, wherein the respective waste heat recovery chambers 10 are installed. ) Is mixed with the branch head 14 of the water supply on the upper and lower sides thereof In the state in which the head 15 is installed, the branch head 14 and the mixing head 15 which are adjacent to each other are connected to the water supply connection pipe 13 so that the water supply pipe (from the uppermost cold water inlet pipe 11 to the lowermost hot water discharge pipe 12) ( 23 to form one water supply line connected to each other, wherein each of the waste heat recovery chambers 10 is connected to the heat recovery chambers 10 adjacent to each other by a heat medium connecting pipe 16 for connecting the heat medium fluid. Characterized in that to form a circulation path of (20).
Description
본 발명은 보일러나 각종 연소장치로부터 배출되는 연소가스의 폐열을 회수하기 위한 폐열회수시스템에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 연소가스에 포함된 폐열을 열매체액으로 회수하여 이 열매체액으로 급수와 같은 피가열유체를 가열시키도록 함으로서, 급수파이프의 결로현상 및 이로 인한 급수파이프의 부식을 방지할 수 있도록 하고, 연소가스의 배출에 따른 저항은 최소화시키면서도 연소가스에 포함된 폐열의 회수성능은 보다 더 크게 향상시킬 수 있도록 하여, 보일러와 같은 장치의 과부하와 이에 따른 장치의 고장을 방지하면서도 약 10 ~ 20% 정도의 에너지 절감 효과를 가져올 수 있도록 한 축열식 폐열회수시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a waste heat recovery system for recovering the waste heat of the combustion gas discharged from a boiler or various combustion apparatus, and more particularly, to recover the waste heat contained in the combustion gas as a heat medium liquid, By heating the heating fluid, it is possible to prevent condensation of the water supply pipe and corrosion of the water supply pipe, and to minimize the resistance due to the discharge of the combustion gas, while recovering the waste heat contained in the combustion gas. The present invention relates to a regenerative waste heat recovery system that can save energy by about 10 to 20% while preventing overload of a device such as a boiler and a failure of the device.
일반적으로 목욕탕이나 사우나 시설에서 사용되는 보일러 설비 또는 각종 공장에서 연료의 연소나 폐기물의 소각에 사용되는 설비에는 대기중으로 방출되는 연소가스에 포함된 폐열을 회수하여 온수의 공급이나 난방 또는 그 이외의 다른 용도로 재사용토록 함으로서, 에너지의 절감과 그 효율적인 소비를 도모할 수 있도록 하는 여러 가지 형태의 폐열회수장치가 설치되어 사용되고 있다.In general, boiler facilities used in bathrooms or sauna facilities, or facilities used for burning fuels or incineration of wastes in various factories, recover waste heat contained in combustion gases released into the atmosphere, and supply hot water, heat, or other factors. Various types of waste heat recovery systems are installed and used to reduce energy consumption and to efficiently consume them for reuse.
상기와 같은 폐열회수장치의 가장 대표적인 형태로는 연소가스가 배출되는 통로 즉, 연도의 내부에 나선형의 배관으로 이루어지는 열교환기를 설치하여 그 열교환기로 냉수를 유입시켜 가열하도록 한 것이나, 또는 연소가스의 배출통로 외부에 냉수가 유입되어 저장되는 외통체를 설치하여 저탕식의 열교환기로 사용하도록 한 것 등을 들 수 있다.The most representative form of the waste heat recovery device is a heat exchanger made of spiral pipes in a passage through which the combustion gas is discharged, that is, in the flue, so that cold water is introduced into the heat exchanger to heat the exhaust gas, or discharge of the combustion gas. And an external cylinder provided with cold water flowing in and stored outside the passage to be used as a heat exchange type heat exchanger.
그러나, 상기와 같은 일반적인 폐열회수장치는 냉수가 유동하는 열교환기가 연소가스와 직접적으로 접촉하게 되므로, 열교환기의 내부를 유동하는 저온의 냉수에 의하여 연소가스가 그 노점 이하로 냉각될 경우 열교환기의 표면에 결로(이슬맺힘) 현상이 발생하게 되며, 이와 같이 열교환기의 표면에 발생한 수분이 연소가스 성분과 반응하여 열교환기의 부식을 촉진시킴으로서 폐열회수장치의 사용수명이 매우 짧게 되는 문제점이 있었다.However, in the general waste heat recovery apparatus as described above, since the heat exchanger in which the cold water flows is in direct contact with the combustion gas, when the combustion gas is cooled below the dew point by the low temperature cold water flowing in the heat exchanger, As dew condensation occurs on the surface, moisture generated on the surface of the heat exchanger reacts with the combustion gas to promote corrosion of the heat exchanger, thereby shortening the service life of the waste heat recovery device.
또한, 연소가스의 배출통로가 되는 연도의 내부 중앙에 나선형의 열교환기를 설치할 경우, 폐열의 흡수 효율은 증대되지만 연소가스의 배출에 따른 저항이 크게 되므로 보일러와 같은 장치의 과부하 및 그로 인한 장치의 고장을 유발시키는 문제점이 있었고, 이를 방지하기 위하여 연소가스를 강제 배출시키기 위한 송풍기나 배풍기를 설치할 경우에는 폐열회수장치의 전체적인 설치비용과 그 설치부피가 크게 증가하는 문제점이 있었다.In addition, when a spiral heat exchanger is installed in the center of the flue gas exhaust passage, the absorption efficiency of waste heat is increased, but the resistance according to the discharge of the combustion gas is increased, resulting in overload of a device such as a boiler and failure of the device. In order to prevent this, when installing a blower or a blower for forcibly discharging the combustion gas, there was a problem that the overall installation cost and the installation volume of the waste heat recovery device increases significantly.
상기와 같은 문제점을 보완하기 위한 것으로서, 내통과 외통의 이중구조를 가지는 열교환조의 내부에 냉수의 유동통로가 되는 열교환 파이프를 나선상으로 삽입 설치하고, 그 열교환조의 내부에는 축열매체로서의 열매체액을 충진시킴과 동시에 상기 내통에는 열교환조와 연결되는 "??"자 형태의 열매체 가열관을 내통의 양측벽에 근접되게 설치한 온수가열장치가 국내 실용신안공보 제 1996-0003113호(공고일자: 1996년 04월 16일)에 기재되어 알려져 있다.As a complement to the above problems, a heat exchange pipe that is a flow path for cold water is inserted into a spiral inside a heat exchange tank having a double structure of an inner cylinder and an outer cylinder, and the heat medium is filled with a heat medium as a heat storage medium. At the same time, the inner cylinder has a hot water heating device in which a heat medium heating tube having a "??" shape connected to a heat exchanger is installed in close proximity to both side walls of the inner cylinder. Korean Utility Model Publication No. 1996-0003113 (Date: April 1996 16).
그러나, 상기와 같은 종래의 온수가열장치는 냉수가 유동하는 열교환 파이프가 연소가스와 직접적으로 접촉되지 않고 열매체액을 매개체로 하여 냉수를 가열시킴으로서, 열교환 파이프의 표면에 발생하는 결로 현상 및 그로 인한 파이프의 부식은 방지할 수 있었으나, 연소가스의 배출에 따른 저항 때문에 열매체액의 가열을 위한 가열관을 내통의 양측벽에 근접 설치함으로서 연소가스에 포함된 폐열을 실질적으로 회수하기 어려운 문제점이 있었다.However, in the conventional hot water heater as described above, the heat exchange pipe through which the cold water flows does not directly contact the combustion gas, but heats the cold water through the heat medium liquid, thereby causing condensation on the surface of the heat exchange pipe and the resulting pipe. Corrosion could be prevented, but due to the resistance due to the discharge of the combustion gas, there was a problem that it is difficult to substantially recover the waste heat contained in the combustion gas by installing a heating tube for heating the heat medium liquid close to both side walls of the inner cylinder.
다시 말해서, 연소가스에 포함된 폐열이 열매체액을 1차적으로 가열시킨 다음, 이 열매체액이 열교환 파이프를 유동하는 냉수를 2차적으로 가열시키는 구조를 가지기 때문에 냉수의 실질적인 가열효율은 연소가스에 의한 열매체액의 가열면적 및 그 가열량과 비례하게 되는 데, 열매체액의 가열을 위한 가열관이 내통의 양측벽에 근접 설치되어 연소가스에 의한 열매체액의 가열면적 및 그에 따른 열매체액의 실질적인 가열량이 매우 적게 된다는 것이다.In other words, since the waste heat contained in the combustion gas heats the heat medium liquid primarily, and then the heat medium liquid heats the cold water flowing through the heat exchange pipe, the actual heating efficiency of the cold water is determined by the combustion gas. The heating area of the heating medium liquid and the heating amount thereof are proportional to each other. A heating tube for heating the heating medium liquid is installed on both side walls of the inner cylinder so that the heating area of the heating medium liquid by the combustion gas and the actual heating amount of the heating medium liquid accordingly. Is very small.
따라서, 종래의 온수가열장치를 보일러와 같은 설비에 적용하여 연소가스의 폐열을 냉수의 가열에 재이용할 경우, 열매체액에 의한 폐열의 회수율과 열매체액에 의한 냉수의 가열효율이 저하되어 요구하는 수준의 온수를 얻기 어려운 문제점이 있었으며, 이로 인하여 에너지의 절감 및 그 효율적인 사용에 크게 기여하지 못하는 문제점이 있었다.Therefore, when the conventional hot water heater is applied to a facility such as a boiler and the waste heat of the combustion gas is reused for heating the cold water, the recovery rate of the waste heat due to the heat medium liquid and the heating efficiency of the cold water due to the heat medium fluid are reduced. There was a problem in that it is difficult to obtain hot water, which causes a problem that does not contribute significantly to energy saving and its efficient use.
특히, 매우 낮은 폐열 회수율과 가열효율로 인하여 대형 목욕탕이나 사우나 시설 또는 공장 등과 같이 비교적 그 규모가 크게 되는 연소가스의 배출시설에는 적용이 거의 불가능한 문제점이 있었으며, 일정량의 열매체액이 열교환조의 내부에서 체류하기 때문에 온수가열장치를 지속적으로 사용할 경우, 열매체액에 의한 폐열회수 성능과 온수가열 성능이 기하급수적으로 저하되는 문제점이 있었다.In particular, due to the very low waste heat recovery rate and heating efficiency, there is a problem that it is almost impossible to apply to the combustion gas discharge facility that is relatively large scale, such as large bathrooms, sauna facilities or factories, and a certain amount of heat medium liquid stays inside the heat exchange tank. Therefore, when the hot water heating device is continuously used, there is a problem that the waste heat recovery performance and the hot water heating performance due to the heat medium are degraded exponentially.
본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명에 의한 축열식 폐열회수시스템은 연소가스에 포함된 폐열을 열매체액으로 회수하여 이 열매체액으로 급수와 같은 피가열유체를 가열시키도록 함으로서, 급수파이프의 결로현상 및 이로 인한 급수파이프의 부식을 방지할 수 있도록 하고, 연소가스의 배출에 따른 저항은 최소화시키면서도 연소가스에 포함된 폐열의 회수성능은 보다 더 크게 향상시킬 수 있도록 하여, 보일러와 같은 장치의 과부하와 이에 따른 장치의 고장을 방지하면서도 약 10 ~ 20% 정도의 에너지 절감 효과를 가져올 수 있도록 하는 것을 그 기술적인 과제로 한다.The present invention has been made to solve the above-mentioned conventional problems, the heat storage waste heat recovery system according to the present invention recovers the waste heat contained in the combustion gas as a heat medium liquid to heat the heated fluid such as water supply with this heat medium liquid In order to prevent condensation of the water supply pipe and corrosion of the water supply pipe, the recovery performance of waste heat contained in the combustion gas can be further improved while minimizing the resistance to the discharge of the combustion gas. In order to prevent the overload of a device such as a boiler and the failure of the device accordingly, the technical task is to bring about an energy saving effect of about 10 to 20%.
상기의 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명은, 보일러나 각종 연소장치로부터 배출되는 연소가스의 폐열을 회수하기 위하여 연소가스의 배출관상에 설치되는 것에 있어서, 연소가스의 배출관 역할을 하는 내부케이싱을 그 내벽으로 하고 외부케이싱을 그 외벽으로 하여 내부케이싱과 외부케이싱의 사이에 열매체액의 저장공간을 형성하는 다수 개의 폐열회수챔버가 배출관을 따라 적층식으로 연결 설치되고, 상기 각각의 폐열회수챔버에는 열매체액이 저장되는 공간의 내부를 따라 나선형으로 배열되는 급수파이프와, 해당 내부케이싱의 내측공간에서 "Z"자 형태로 배열되어 열매체액의 유동통로를 형성하는 주가열관이 설치되며, 상기 각각의 폐열회수챔버에는 그 외측 상,하부에 급수의 분기헤드와 혼합헤드가 설치된 상태에서 서로 인접하는 분기헤드와 혼합헤드가 급수연결관으로 연결되어 최상단 냉수유입관으로부터 최하단 온수배출관까지 급수파이프에 의하여 연결되는 하나의 급수라인을 형성하고, 상기 각각의 폐열회수챔버는 서로 인접하는 폐열회수챔버를 그 외부측에서 연결하는 열매체 연결관에 의하여 열매체액의 순환경로를 형성하게 되는 것을 특징으로 한다.The present invention for achieving the above technical problem, the internal casing which serves as the discharge pipe of the combustion gas in the discharge pipe of the combustion gas to recover the waste heat of the combustion gas discharged from the boiler or various combustion apparatus. A plurality of waste heat recovery chambers, which are formed as an inner wall and an outer casing as an outer wall, form a storage space for the heat medium liquid between the inner casing and the outer casing, are stacked and connected along the discharge pipe. The feed pipes are arranged spirally along the inside of the space in which the body fluid is stored, and the main heating pipes are arranged in the shape of "Z" in the inner space of the inner casing to form a flow passage of the heat medium liquid, and the respective waste heat In the recovery chamber, adjacent to each other with the branch head and the mixing head of the water supply installed above and below the outside. The head and the mixing head are connected to the water supply pipe to form one water supply line connected by the water supply pipe from the uppermost cold water inlet pipe to the lowest hot water discharge pipe, and each of the waste heat recovery chambers has adjacent waste heat recovery chambers adjacent to each other. It is characterized by forming the circulation path of the heat medium fluid by the heat medium connecting pipe connected from the side.
이하, 상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, described in detail with reference to the accompanying drawings, the present invention for achieving the above object is as follows.
도 1 및 도 2는 본 발명에 의한 축열식 폐열회수시스템의 외관 구성을 나타내는 설치상태도이고, 도 3은 본 발명에 의한 축열식 폐열회수시스템의 내부구조를 나타내는 일부 정단면도이며, 도 4는 본 발명의 요부에 해당하는 폐열회수챔버의 확대 정단면도이다.1 and 2 is an installation state diagram showing the appearance configuration of the heat storage waste heat recovery system according to the present invention, Figure 3 is a partial front cross-sectional view showing the internal structure of the heat storage waste heat recovery system according to the present invention, Figure 4 is An enlarged front sectional view of the waste heat recovery chamber corresponding to the main part.
또한, 도 5는 본 발명의 요부에 해당하는 폐열회수챔버의 열교환 구조를 간략하게 나타내는 모식도이고, 도 6의 (가) 및 (나)는 폐열회수챔버 내부의 주가열관 및 보조가열관의 배열상태를 나타내는 평면도이며, 도면에 대한 부호의 설명 중 미설명된 부호 10a는 체결고정부를 나타내는 것이다.In addition, Figure 5 is a schematic diagram showing a heat exchange structure of the waste heat recovery chamber corresponding to the essential part of the present invention, Figure 6 (a) and (b) is an arrangement state of the main heating tube and the auxiliary heating tube inside the waste heat recovery chamber. It is a plan view which shows, and reference numeral 10a, which is not described in the description of the reference numerals for the drawing, indicates the fastening fixing portion.
먼저, 도 1 및 도 2에 각각 도시되어 있는 것은, 목욕탕이나 사우나 시설의 보일러 설비 또는 각종 공장에서 연료의 연소나 폐기물의 소각에 사용되는 연소가스 배출설비(1)를 나타내는 것으로서, 연소가스의 배출관(2)이 지지다리(3)에 의하여 지지되고, 연소가스 배출설비(1)의 유지보수를 위한 난간(4)이 브라켓트(5)에 의하여 그 높이 방향으로 고정 설치된 비교적 그 규모가 큰 연소가스 배출설비(1)를 하나의 대표적인 예로서 나타내었다.First, shown in FIG. 1 and FIG. 2, respectively, shows the combustion gas discharge | emission facility 1 used for the combustion of fuel or the incineration of waste in the boiler installation of a bathroom or a sauna facility, or various factories, and the combustion gas discharge pipe | tube. (2) is supported by the support bridge (3), a relatively large combustion gas with a handrail (4) fixed by the bracket (5) for maintenance of the combustion gas discharge facility (1) in the height direction. Discharge facility 1 is shown as one representative example.
본 발명에 의한 축열식 폐열회수시스템은 이와 같은 연소가스 배출설비(1)의 배출관(2)상에 설치되는 것으로서, 상기 배출관(2)의 역할을 하는 내부케이싱을 그 내벽으로 하고 외부케이싱을 그 외벽으로 하는 이중 구조의 폐열회수챔버(10)가 연소가스의 배출관(2)을 따라 적층식으로 연결 설치되며, 상기 폐열회수챔버(10)의 적층 개수는 최소 1개층 이상으로 하여 다양하게 조절될 수 있다.The heat storage waste heat recovery system according to the present invention is installed on the discharge pipe (2) of the combustion gas discharge facility (1), and the inner casing serving as the discharge pipe (2) as its inner wall and the outer casing as its outer wall. The waste heat recovery chamber 10 having a dual structure is installed in a stack-type connection along the discharge pipe 2 of the combustion gas, and the number of stacks of the waste heat recovery chamber 10 can be variously adjusted to at least one layer. have.
또한, 연소가스의 배출관(2)을 따라 적층식으로 연결되는 각각의 폐열회수챔버(10)에는 그 외측 상,하부에 급수의 분기헤드(14)와 혼합헤드(15)가 설치되고, 최상부측 폐열회수챔버(10)의 분기헤드(14)와 최하부측 폐열회수챔버(10)의 혼합헤드(15)에는 냉수유입관(11)과 온수배출관(12)이 각각 연결 설치되며, 폐열회수챔버(10)의 연결부를 사이에 두고 서로 인접하는 분기헤드(14)와 혼합헤드(15)는 급수연결관(13)에 의하여 연결 설치된다.In addition, each of the waste heat recovery chambers 10 connected in a stack-type manner along the discharge pipe 2 of the combustion gas is provided with a branch head 14 and a mixing head 15 of water supply at the upper and lower sides thereof. A cold water inlet pipe 11 and a hot water discharge pipe 12 are connected to the branch head 14 of the waste heat recovery chamber 10 and the mixing head 15 of the lowermost waste heat recovery chamber 10, respectively, and the waste heat recovery chamber ( The branch head 14 and the mixing head 15 which are adjacent to each other with the connecting part of 10 interposed therebetween are connected and installed by the water supply connection pipe 13.
따라서, 최상단부의 냉수유입관(11)으로부터 분기헤드(14)와 혼합헤드(15) 및 급수연결관(13)을 거쳐 최하단부의 온수배출관(12)에 이르기까지 각각의 폐열회수챔버(10)가 하나의 급수라인을 형성하게 되는 데, 급수의 방향이 연소가스의 배출방향과 반대방향을 이루도록 하는 것이 연소가스의 폐열 회수측면에서 바람직하기 때문에, 냉수유입관(11)이 최상부측에 온수배출관(12)이 최하부측에 각각 위치하게 되는 것이다.Accordingly, each waste heat recovery chamber 10 extends from the cold water inlet pipe 11 at the top end to the hot water discharge pipe 12 at the bottom end through the branch head 14 and the mixing head 15 and the water supply connection pipe 13. One water supply line is formed, and since the water supply direction is in the opposite direction to the discharge direction of the combustion gas, it is preferable in terms of the waste heat recovery side of the combustion gas, so the cold water inlet pipe 11 has a hot water discharge pipe ( 12) is located at the lowermost side, respectively.
또한, 도 2에 도시되어 있는 바와 같이, 배출관(2)을 따라 적층식으로 설치되는 폐열회수챔버(10)의 외부측에는 서로 인접하는 폐열회수챔버(10)를 연결하는 열매체 연결관(16)이 설치됨으로서, 각각의 열매체 연결관(16)에 의하여 폐열회수챔버(10)가 열매체액(20)의 순환경로를 형성하게 되는 데, 열매체액(20)의 순환경로는 급수의 가열경로가 되므로 연소가스의 배출방향과 동일한 방향을 가지게 된다.In addition, as shown in FIG. 2, the heat medium connecting pipe 16 connecting the waste heat recovery chambers 10 adjacent to each other is disposed on the outer side of the waste heat recovery chambers 10 which are installed in a stacked manner along the discharge pipe 2. By being installed, the waste heat recovery chamber 10 forms a circulation path of the heat medium liquid 20 by each heat medium connecting tube 16. The circulation path of the heat medium liquid 20 becomes a heating path of water supply so that combustion occurs. It has the same direction as the discharge direction of the gas.
그리고, 폐열회수챔버(10)에 저장되는 열매체액(20)을 강제순환방식에 의하여 순환시킬 수 있도록, 폐열회수챔버(10) 중 최하측에 위치하는 폐열회수챔버(10)에는 열매체액(20)의 저장탱크(18)로부터 순환펌프(17)를 구비한 상태로 연장되는 열매체액(20)의 유입관(17a)이 연결 설치되고, 최상측에 위치하는 폐열회수챔버(10)로부터는 열매체액(20)의 배출파이프(17b)가 연장되어 상기 저장탱크(18)측으로 연결되도록 이루어져 있다.And, in order to circulate the heat medium liquid 20 stored in the waste heat recovery chamber 10 by the forced circulation method, the heat medium liquid 20 is disposed in the waste heat recovery chamber 10 located at the lowermost side of the heat recovery chamber 10. Inlet pipe 17a of the heat medium liquid 20 extending from the storage tank 18 with the circulation pump 17 is connected, and the heat is recovered from the waste heat recovery chamber 10 located at the uppermost side. The discharge pipe 17b of the body fluid 20 is extended to be connected to the storage tank 18 side.
또한, 순환펌프(17)에 의한 열매체액(20)의 강제순환방식에 따라 공기와 함께 오버플로우(Overflow) 되는 열매체액(20)의 임시 저장을 위하여 배출관(2)의 상단부측에는 오버플로우 탱크(19)가 설치되어 최상부측 폐열회수챔버(10)로부터 연장되는 오버플로우관(19a)이 연결되도록 이루어져 있으며, 오버플로우 탱크(19)로부터는 열매체액(20)의 리턴파이프(19b)가 연장되어 열매체액(20)의 저장탱크(18)와 연결 설치된다.In addition, according to the forced circulation method of the heat medium liquid 20 by the circulation pump 17, an overflow tank (on the upper end side of the discharge pipe 2 for temporary storage of the heat medium liquid 20 overflowing with air) 19 is provided to connect the overflow pipe (19a) extending from the top waste heat recovery chamber 10, from the overflow tank 19, the return pipe (19b) of the heat medium liquid 20 is extended It is installed in connection with the storage tank 18 of the heat medium liquid (20).
위에서 설명되어진 열매체액(20)의 강제순환방식은 본 발명에 적용될 수 있는 하나의 선택적인 사항으로서, 각각의 폐열회수챔버(10)를 열매체 연결관(16)으로 연결시킨 다음 최상부측 폐열회수챔버(10)와 최하부측 폐열회수챔버(10)를 도시되지 않은 열매체 연결관으로 연결시킨 자연 대류방식을 적용시킬 수도 있으나, 전자의 경우가 연소가스의 폐열회수 측면에서 보다 더 바람직하다.The forced circulation method of the heat medium liquid 20 described above is an optional matter that can be applied to the present invention. The waste heat recovery chamber 10 is connected to the heat medium connecting pipe 16 and then the top waste heat recovery chamber. The natural convection method connecting the 10 and the lowermost waste heat recovery chamber 10 with a heat medium connector not shown may be applied. However, the former is more preferable in terms of waste heat recovery of the combustion gas.
도 3은 본 발명에 의한 축열식 폐열회수시스템의 내부구조를 나타내는 것으로서, 도면상 최상부측 폐열회수챔버(10)의 우측 상단에 설치된 분기헤드(14)에 냉수유입관(11)이 연결된 상태에서, 그 분기헤드(14)로부터 분기되는 다수 개의 급수파이프(23)가 폐열회수챔버(10)의 내부공간을 따라 나선상으로 감겨져 내려오면서 그 폐열회수챔버(10)의 좌측 하단에 설치된 혼합헤드(15)로 연결된다.Figure 3 shows the internal structure of the heat storage waste heat recovery system according to the present invention, in the state in which the cold water inlet pipe 11 is connected to the branch head 14 installed on the upper right side of the waste heat recovery chamber 10 on the top, The mixing head 15 installed at the lower left of the waste heat recovery chamber 10 while the plurality of feed pipes 23 branched from the branch head 14 are spirally wound along the inner space of the waste heat recovery chamber 10. Leads to.
또한, 상기 혼합헤드(15)가 급수연결관(13)에 의하여 그 직하방에 위치하는 다른 폐열회수챔버(10)의 분기헤드(14)와 연결되는 식으로 하여, 최상부측 폐열회수챔버(10)로부터 최하부측 폐열회수챔버(10)까지 하나의 급수라인을 형성하게 되는 것이며, 최하부측 폐열회수챔버(10)의 우측 하단에 설치되는 혼합헤드(15)에 상기 온수배출관(12)이 연결 설치된다.In addition, the mixing head 15 is connected to the branch head 14 of the other waste heat recovery chamber 10 located directly below by the water supply connection pipe 13, so that the top waste heat recovery chamber 10 ) To form a single water supply line from the bottom waste heat recovery chamber 10 to the bottom, and the hot water discharge pipe 12 is connected to the mixing head 15 installed at the lower right side of the bottom waste heat recovery chamber 10. do.
그리고, 연소가스의 폐열 회수를 위하여 열매체액(20)의 유동통로를 형성하는 다수 개의 주가열관(21)이 해당 폐열회수챔버(10)의 내부에서 개략 "Z"자 형상으로 배열 설치되고, 해당 폐열회수챔버(10)의 내부에서 주가열관(21)이 설치되고 남은 양측의 빈 공간에는 열매체액(20)의 보조유동통로가 되는 "[" 형태의 보조가열관(22)이 배열 설치되어 있다.In addition, a plurality of main heating tubes 21 forming a flow passage of the heat medium liquid 20 for recovering the waste heat of the combustion gas are arranged in a substantially "Z" shape in the waste heat recovery chamber 10. The main heating tube 21 is installed inside the waste heat recovery chamber 10, and the auxiliary heating tube 22 of the "[" type which becomes the auxiliary flow path of the heat medium liquid 20 is arranged in the remaining empty space on both sides. .
도 3에서는 각각의 폐열회수챔버(10) 내부에서 열매체액(20)의 유동통로를 이루는 상기 주가열관(21)이 배출관(2)의 길이방향을 따라 따라 지그재그 형태로 배열 설치된 것으로 도시되어 있으나, 위에서 설명되어진 바와 같이 열매체액(20)의 주된 순환통로는 폐열회수챔버(10)의 외부에 설치되는 상기 열매체 연결관(16)이 되므로, 도면에 도시되어 있는 것과는 달리 배출관(2)의 길이방향을 따라 주가열관(21)이 동일한 방향으로 배치될 수도 있다.In FIG. 3, the main heating pipe 21 constituting the flow passage of the heat medium liquid 20 in each waste heat recovery chamber 10 is arranged in a zigzag form along the longitudinal direction of the discharge pipe 2. As described above, since the main circulation passage of the heat medium liquid 20 becomes the heat medium connecting pipe 16 installed outside the waste heat recovery chamber 10, the longitudinal direction of the discharge pipe 2 is different from that shown in the drawing. Along the main heating tube 21 may be arranged in the same direction.
도 4 및 도 5는 본 발명에 의한 축열식 폐열회수시스템의 단위구조물이 되는 폐열회수챔버(10)와 그 열교환 구조를 보다 명확하게 확대 도시한 것으로서, 위에서 설명되어진 바와 같이, 연소가스의 배출관(2) 역할을 하는 내부케이싱(2')이 그 내벽을 이루고 단열재(미도시) 처리가 된 외부케이싱(24)이 그 외벽을 이루도록 하여, 상기 내부케이싱(2')과 외부케이싱(24)의 사이에 열매체액(20)의 저장공간을 형성시키게 된다.4 and 5 illustrate the heat recovery chamber 10, which is a unit structure of the heat storage waste heat recovery system, and the heat exchange structure thereof more clearly, and as described above, FIGS. The inner casing 2 'acts as an inner wall and the outer casing 24 treated with a heat insulator (not shown) forms the outer wall, so that the inner casing 2' and the outer casing 24 are separated. It forms the storage space of the heat medium liquid 20 in the.
또한, 폐열회수챔버(10)의 외부케이싱(24)에는 그 양측 상,하부로 급수의 분기헤드(14)와 혼합헤드(15)가 연결되는 데, 상기 분기헤드(14) 및 혼합헤드(15)의 내부에는 내부케이싱(2')과 외부케이싱(24)의 사이에 형성된 열매체액(20)의 저장공간을 따라 나선형으로 감겨지는 다수 개의 급수파이프(23)가 니플죠인트와 같은 파이프 연결구(23a)로서 연결되는 급수의 분기공간(14a) 및 혼합공간(15a)이 형성되어 있다.In addition, the outer casing 24 of the waste heat recovery chamber 10 is connected to the branch head 14 and the mixing head 15 of the water supply on both sides of the upper and lower sides, the branch head 14 and the mixing head 15 ), A plurality of feed pipes 23 spirally wound along the storage space of the heat medium liquid 20 formed between the inner casing 2 'and the outer casing 24 have a pipe connector 23a such as a nipple joint. The branch space 14a and the mixing space 15a of the water supply connected as) are formed.
그리고, 폐열회수챔버(10)의 내벽을 이루는 상기 내부케이싱(2')에는 열매체액(20)의 저장공간과 연통되는 주가열관(21)이 설치되는 데, 상기 주가열관(21)은 내부케이싱(2')의 상,하측으로부터 다수 개의 파이프가 일정 길이만큼 수평 방향으로 연장된 다음, 내부케이싱(2')의 중앙부측에서 각각의 파이프가 수직 방향으로 연결되어 개략 "Z"자 형상으로 배열 설치되는 데, 이는 연소가스의 배출에 따른 저항을 최소화시키면서도 주가열관(21)과 연소가스의 접촉면적 즉, 열매체액(20)의 가열면적과 그 가열시간은 최대한으로 확보할 수 있도록 한 것이다.In addition, a main heating tube 21 is installed in the inner casing 2 ′ forming the inner wall of the waste heat recovery chamber 10. The main heating tube 21 communicates with the storage space of the heat medium liquid 20, and the main heating tube 21 is an inner casing. A plurality of pipes are extended in a horizontal direction by a predetermined length from the upper and lower sides of 2 ', and then each pipe is connected in a vertical direction at the center of the inner casing 2' and arranged in a roughly "Z" shape. This is to ensure that the contact area between the main heating tube 21 and the combustion gas, that is, the heating area of the heat medium liquid 20 and the heating time thereof are maximized while minimizing resistance due to the discharge of the combustion gas.
다시 말해서, 연소가스의 배출통로가 되는 내부케이싱(2')은 그 중앙부측이 연소가스의 배출속도가 가장 빠르고 그 양측으로 갈수록 연소가스의 배출속도가 점점 느려지기 때문에, 내부케이싱(2')의 양측에는 주가열관(21)을 수평으로 배열하고, 내부케이싱(2')의 중앙부에는 연소가스의 배출방향과 동일한 수직 방향으로 주가열관(21)을 배열시킴으로서, 연소가스의 배출에 따른 저항은 최소화시키고 열매체액(20)의 가열면적과 그 가열시간은 최대한으로 확보할 수 있게 되는 것이다.In other words, the inner casing 2 'serving as a discharge passage of the combustion gas has an inner casing 2' because its central portion has the highest discharge gas discharge rate and a slower discharge gas discharge rate toward both sides. The main heating tubes 21 are arranged horizontally on both sides of the main heating tube 21, and the main heating tubes 21 are arranged at the center of the inner casing 2 'in the same vertical direction as the discharge direction of the combustion gas. Minimize the heating area and the heating time of the heat medium liquid 20 will be able to ensure the maximum.
또한, 내부케이싱(2')의 내측에서 주가열관(21)을 "Z"자 형태로 배열 설치함에 따라 그 양측으로 남게 되는 빈 공간에는 열매체액(20)의 가열면적을 보다 더 넓게 확보할 수 있도록 "[" 형태의 보조가열관(22)이 열매체액(20)의 저장공간과 연통되도록 설치되는 데, 상기 보조가열관(22)은 연소가스의 배출에 따른 저항을 최소화시킬 수 있도록 배출관(2)과 근접한 위치에 설치하는 것이 바람직하며, 폐열회수챔버(10)의 외부케이싱(24)에는 열매체액(20)의 순환을 위한 열매체 연결관(16)이 상,하로 연결 설치되어 있다.In addition, as the main heating tube 21 is arranged in the shape of a “Z” inside the inner casing 2 ′, a heating area of the heat medium liquid 20 can be more secured in the empty space left on both sides thereof. Auxiliary heating tube 22 of the "[" form is installed so as to communicate with the storage space of the heat medium liquid 20, the auxiliary heating tube 22 is discharge pipe (to minimize the resistance according to the discharge of the combustion gas ( It is preferable to install at a position close to 2), and the heat casing tube 16 for circulation of the heat medium liquid 20 is connected to the outer casing 24 of the waste heat recovery chamber 10 up and down.
도 6에서는 위에서 설명되어진 주가열관(21)과 보조가열관(22)이 폐열회수챔버(10)의 내부케이싱(2') 내측에서 배열된 상태가 평면도로 도시되어 있으며, 주가열관(21) 및 보조가열관(22)의 배열 개수와 가열관(21)(22) 사이의 간격 및 그 전체적인 배열폭은 내부케이싱(2')을 통하여 배출되는 연소가스의 온도와 그 배출량에 따라 임의대로 조정이 가능함을 밝혀두는 바이다.In FIG. 6, a state in which the main heating tube 21 and the auxiliary heating tube 22 described above are arranged inside the inner casing 2 ′ of the waste heat recovery chamber 10 is illustrated in plan view, and the main heating tube 21 and The number of arrangements of the auxiliary heating tubes 22, the spacing between the heating tubes 21 and 22, and the overall arrangement width thereof may be arbitrarily adjusted according to the temperature of the combustion gas discharged through the inner casing 2 'and its discharge rate. It is possible to find out.
이하, 상기와 같은 구성으로 이루어지는 본 발명에 의한 축열식 폐열회수시스템의 작용관계를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, the operation relationship of the heat storage waste heat recovery system according to the present invention having the above configuration will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
먼저, 연소가스 배출설비(1)의 배출관(2)을 따라 적층식으로 연결 설치된 폐열회수챔버(10)를 통하여 순환펌프(17)(자연대류방식의 경우에도 열매체액의 최초 충진시에는 별도의 펌프를 사용하여야 한다)에 의한 열매체액(20)의 공급을 행함으로서, 폐열회수챔버(10)의 내부공간 즉, 내부케이싱(2')과 외부케이싱(24)이 형성하는 공간을 포함하여, 주가열관(21)과 보조가열관(22) 및 열매체 연결관(16)에 걸쳐 열매체액(20)을 충진시키게 된다.First, a circulating pump 17 (even in the case of natural convection) is additionally provided during the initial filling of the heat medium liquid through the waste heat recovery chamber 10 installed in a stacked manner along the discharge pipe 2 of the combustion gas discharge facility 1. By supplying the heat medium liquid 20 by means of a pump), including the inner space of the waste heat recovery chamber 10, that is, the space formed by the inner casing 2 'and the outer casing 24, The heating medium liquid 20 is filled over the main heating tube 21, the auxiliary heating tube 22, and the heating medium connecting tube 16.
상기와 같이 열매체액(20)의 충진을 완료시킨 다음에는, 목욕탕이나 사우나 시설에서 사용되는 보일러 설비 또는 각종 공장에서 연료의 연소나 폐기물의 소각에 사용되는 설비로부터 발생하는 연소가스가 연소가스 배출설비(1)의 배출관(2)(폐열회수챔버의 내부케이싱을 포함한다)을 통하여 배출되도록 함과 동시에, 냉수유입관(11)으로부터 분기헤드(14)와 혼합헤드(14) 및 급수연결관(13)을 통하여 각 폐열회수챔버(10)의 급수파이프(23)로 급수를 행하게 된다.After the filling of the heat medium liquid 20 is completed as described above, the combustion gas generated from the boiler facility used in the bath or sauna facility or the facility used for the combustion of fuel or the incineration of waste in various factories is the combustion gas discharge facility. While being discharged through the discharge pipe 2 (including the inner casing of the waste heat recovery chamber) of (1), the branch head 14, the mixing head 14 and the water supply connection pipe (from the cold water inlet pipe 11) ( Through 13), water is supplied to the feed pipe 23 of each waste heat recovery chamber 10.
상기와 같이 배출관(2)(폐열회수챔버의 내부케이싱을 포함한다)을 통한 연소가스의 배출과 급수파이프(23)를 통한 급수가 이루어지게 되면, 내부케이싱(2')에 설치된 주가열관(21)과 보조가열관(22) 및 폐열회수챔버(10)의 내부공간에 저장된 열매체액(20)이 연소가스에 포함된 폐열을 흡수하여 열매체액(20)이 1차적으로 가열된 다음, 이 열매체액(20)이 급수파이프(23)의 내부를 유동하는 급수를 가열시킴으로서, 최하부측 폐열회수챔버(10)와 연결된 온수배출관(12)을 통하여 가열된 온수가 배출되는 것이다.As described above, when the exhaust gas is discharged through the discharge pipe 2 (including the inner casing of the waste heat recovery chamber) and the water is supplied through the feed pipe 23, the main heating pipe 21 installed in the inner casing 2 ′. ) And the heating medium liquid 20 stored in the internal space of the auxiliary heating tube 22 and the waste heat recovery chamber 10 absorb the waste heat contained in the combustion gas, and the heating medium liquid 20 is first heated, The body fluid 20 heats the water supply flowing through the inside of the water supply pipe 23, and the heated hot water is discharged through the hot water discharge pipe 12 connected to the lowermost waste heat recovery chamber 10.
상기와 같이 급수파이프(23)의 내부를 유동하는 낮은 온도의 냉수가 연소가스와 직접적으로 접촉하지 않고 축열매체인 열매체액(20)을 매개체로 하여 가열되기 때문에, 급수파이프(23)의 내부를 유동하는 저온의 냉수에 의하여 연소가스가 그 노점 이하로 냉각됨으로서 발생하는 급수파이프(23)의 결로(이슬 맺힘) 현상 및 그에 따른 급수파이프(23)의 부식이나 파손을 방지할 수 있게 된다.As described above, since the cold water at a low temperature flowing inside the feed pipe 23 is not directly in contact with the combustion gas but is heated through the heat medium liquid 20, which is a heat storage medium, the inside of the feed pipe 23 is heated. It is possible to prevent condensation (dew condensation) of the water supply pipe 23 and consequent corrosion or breakage of the water supply pipe 23 generated by the combustion gas being cooled below the dew point by the cold water flowing at low temperature.
또한, 각각의 폐열회수챔버(10)에 저장된 열매체액(20) 중 고온으로 가열된 열매체액(20)은 폐열회수챔버(10)와 열매체 연결관(16)을 통하여 상부로 유동하게 되고, 비교적 낮은 온도로 가열된 열매체액(20)은 하부로 유동하게 됨으로서 열매체액(20)의 순환이 급수의 반대 방향으로 자연스럽게 이루어지게 되며, 이로 인하여 열매체액(20)에 의한 급수의 가열이 효과적으로 진행될 뿐만 아니라, 냉수유입관(11)이 연결되는 부분의 열매체액(20)이 가장 높은 온도로 유지됨으로서 냉수의 초기 가열을 신속하게 이루어내어 급수의 가열에 따른 효율을 높일 수 있게 된다.In addition, the heat medium liquid 20 heated to a high temperature among the heat medium liquids 20 stored in each waste heat recovery chamber 10 flows upward through the waste heat recovery chamber 10 and the heat medium connecting tube 16, and is relatively Since the heat medium liquid 20 heated to a low temperature flows downward, the circulation of the heat medium liquid 20 is naturally made in the opposite direction of the water supply, thereby effectively heating the water supply by the heat medium liquid 20. In addition, since the heat medium liquid 20 in the portion to which the cold water inflow pipe 11 is connected is maintained at the highest temperature, the initial heating of the cold water can be rapidly performed to increase the efficiency of heating the water supply.
특히, 순환펌프(17)를 이용한 강제순환방식을 채택할 경우에는 이러한 열매체액(20)의 순환을 보다 효과적으로 수행할 수 있게 되는 데, 최상부측 폐열회수탱크(10)나 그와 연결된 오버플로우관(19a) 또는 배출파이프(17b)에 온도센서를 부착하여 최상부측에 저장되는 열매체액(20)의 온도가 기준치 이하로 낮아질 경우(열매체액이 정체되거나 냉수의 온도가 매우 낮은 경우), 순환펌프(17)를 가동시켜 고온으로 가열된 열매체액(20)을 상부측으로 강제 순환시킴으로서, 급수의 가열효율을 더욱 크게 향상시킴과 동시에 온수의 안정적인 공급을 이루어낼 수 있게 된다.Particularly, when the forced circulation method using the circulation pump 17 is adopted, the circulation of the heat medium liquid 20 can be more effectively performed. The uppermost waste heat recovery tank 10 or the overflow pipe connected thereto is provided. 19a or the temperature sensor attached to the discharge pipe 17b, when the temperature of the heat medium liquid 20 stored on the uppermost side is lower than the reference value (the heat medium liquid is stagnant or the temperature of the cold water is very low), the circulation pump By operating (17) to forcibly circulate the heat medium liquid 20 heated to a high temperature to the upper side, the heating efficiency of the water supply can be further improved and at the same time stable supply of hot water can be achieved.
상기와 같이 순환펌프(17)에 의한 강제순환방식을 적용하게 되면, 열매체액(20)의 저장탱크(18)로부터 열매체 유입관(17a)을 통하여 저온의 열매체액(20)이 최하부측 폐열회수챔버(10)로 공급됨과 동시에, 최상부측 폐열회수챔버(10)에 저장된 열매체액(20)은 배출파이프(17b)를 통하여 저장탱크(18)로 유입되며, 공기와 함께 오버플로우 되는 열매체액(20)은 오버플로우관(19a)을 통하여 오버플로우 탱크(19)에 임시 저장되었다가 리턴파이프(19b)를 통하여 저장탱크(18)로 재유입되는 순환과정을 거치게 되며, 이 과정에서 최상부측에 저장되는 열매체액(20)의 온도가 기준치 이상으로 높아질 경우 순환펌프(17)의 작동이 일시 중지됨으로서, 열매체액(20)에 의한 효율적인 폐열회수 및 급수의 가열이 이루어지게 되는 것이다.When the forced circulation method using the circulation pump 17 is applied as described above, the low temperature heat medium liquid 20 recovers the lowest heat waste heat from the storage tank 18 of the heat medium liquid 20 through the heat medium inlet pipe 17a. At the same time as being supplied to the chamber 10, the heat medium liquid 20 stored in the top waste heat recovery chamber 10 is introduced into the storage tank 18 through the discharge pipe 17b, and the heat medium liquid overflowed with air ( 20 is temporarily stored in the overflow tank 19 through the overflow pipe 19a and then recirculated into the storage tank 18 through the return pipe 19b. When the temperature of the heat medium liquid 20 to be stored is higher than the reference value, the operation of the circulating pump 17 is suspended, so that the efficient heat recovery and heat of the water by the heat medium liquid 20 is made.
뿐만 아니라, 열매체액(20)의 유동통로가 되는 주가열관(21)이 내부케이싱(2')의 내측에서 "Z"자 형태로 배열 설치되어 있기 때문에, 내부케이싱(2')의 내측 중앙부를 통한 연소가스의 배출에 거의 지장을 초래하지 않으면서도 주가열관(21)과 연소가스와의 접촉면적 및 그 접촉시간은 최대한으로 확보할 수 있게 되고, 이로 인하여 주가열관(21)을 유동하는 열매체액(20)에 의한 연소가스의 폐열 회수율과 그에 따른 급수의 가열효율을 크게 향상시킬 수 있게 되는 것이다.In addition, since the main heating tube 21 serving as the flow passage of the heat medium liquid 20 is arranged in a "Z" shape inside the inner casing 2 ', the inner central portion of the inner casing 2' is disposed. The contact area between the main heating tube 21 and the combustion gas and its contact time can be assured to the maximum, with little effect on the discharge of the combustion gas through the heating gas, and thus the heat medium liquid flowing through the main heating tube 21. The waste heat recovery rate of the combustion gas according to (20) and the heating efficiency of the feed water can be greatly improved.
특히, 주가열관(21)과 함께 상기 보조가열관(22)을 내부케이싱(2')의 내측에 설치한 경우에는, 연소가스에 의한 열매체액(20)의 가열면적과 그 가열시간을 보다 폭넓게 확보할 수 있게 됨으로서, 연소가스의 폐열 회수율과 그에 따른 급수의 가열효율을 더욱 크게 향상시킬 수 있게 되며, 이로 인하여 종래의 폐열회수장치와 비교할 경우 약 10 ~ 20% 정도의 에너지 절감효과를 가져올 수 있게 됨으로서 에너지의 효율적인 사용측면에 보다 크게 기여할 수 있게 되는 것이다.In particular, in the case where the auxiliary heating tube 22 is installed inside the inner casing 2 'together with the main heating tube 21, the heating area and the heating time of the heat medium liquid 20 by the combustion gas are wider. As it can be secured, it is possible to further improve the waste heat recovery rate of the combustion gas and the heating efficiency of the water supply accordingly, which can result in energy savings of about 10 to 20% compared to the conventional waste heat recovery system. By doing so, it is possible to contribute more to the efficient use of energy.
마지막으로, 위에서 설명되어진 본 발명의 일실시예에서는 그 규모가 비교적 크게 되는 연소가스 배출설비(1)에 본 발명에 의한 축열식 폐열회수시스템이 적용된 것으로 하여 설명하였으나, 이 외에도 폐열회수챔버(10)의 적층갯수를 줄이거나 그 크기를 소형화시켜 가정용 보일러 설비와 같이 그 규모가 비교적 작은 연소가스 배출장치에도 본 발명을 용이하게 적용시킬 수 있음을 밝혀두는 바이다.Lastly, in the embodiment of the present invention described above, the heat storage waste heat recovery system according to the present invention has been described as being applied to the combustion gas discharge facility 1 having a relatively large scale, in addition to the waste heat recovery chamber 10. The present invention can be easily applied to a combustion gas discharge device having a relatively small scale, such as a domestic boiler plant, by reducing the number of stacked layers or miniaturizing the size of the stacks.
상기와 같이 본 발명에 의한 축열식 폐열회수시스템은, 급수파이프의 내부를 유동하는 낮은 온도의 냉수가 연소가스와 직접적으로 접촉하지 않고 축열매체인 열매체액을 매개체로 하여 가열되도록 함으로서, 급수파이프의 내부를 유동하는 저온의 냉수에 의하여 연소가스가 그 노점 이하로 냉각됨으로서 발생하는 급수파이프의 결로 현상 및 그에 따른 급수파이프의 부식이나 파손을 방지할 수 있는 효과가 있으며, 이로 인하여 폐열회수시스템의 사용수명을 보다 길게 연장시킬 수 있는 효과가 있다.As described above, in the heat storage waste heat recovery system according to the present invention, the cold water of low temperature flowing through the inside of the water supply pipe is heated by means of the heat medium liquid, which is the heat storage medium, without directly contacting the combustion gas. It is effective to prevent condensation of water supply pipe and corrosion or breakage of water supply pipe caused by cooling combustion gas below the dew point by cold water of low temperature flowing through it, and thus the service life of waste heat recovery system. There is an effect that can be extended longer.
또한, 각각의 폐열회수챔버에 저장된 열매체액의 순환이 급수의 반대 방향으로 자연스럽게 이루어짐으로서 열매체액에 의한 급수의 가열이 효과적으로 진행될 뿐만 아니라, 냉수유입관이 연결되는 부분의 열매체액이 가장 높은 온도로 유지되어 냉수의 초기 가열이 신속하게 이루어지기 때문에 급수의 가열에 따른 효율을 높일 수 있는 효과가 있으며, 순환펌프를 이용한 강제순환방식을 채택할 경우에는 고온으로 가열된 열매체액을 상부측으로 강제 순환시킴으로서, 급수의 가열효율을 더욱 크게 향상시킴과 동시에 온수의 안정적인 공급을 이루어낼 수 있는 효과가 있는 것이다.In addition, since the circulation of the heat medium liquid stored in each waste heat recovery chamber is naturally made in the opposite direction of the water supply, the heating of the water supply by the heat medium liquid proceeds effectively, and the heat medium liquid at the portion where the cold water inlet pipe is connected to the highest temperature. Since the initial heating of the cold water is maintained rapidly, the efficiency of the water supply can be improved. When the forced circulation method using the circulation pump is adopted, the heating medium liquid heated to a high temperature is forced to the upper side by the forced circulation. In addition, the heating efficiency of the water supply is further improved, and at the same time, a stable supply of hot water is achieved.
그리고, 열매체액의 유동통로가 되는 주가열관을 내부케이싱의 내측에서 "Z"자 형태로 배열 설치함으로서, 내부케이싱의 내측 중앙부를 통한 연소가스의 배출에 거의 지장을 초래하지 않으면서도 주가열관과 연소가스와의 접촉면적 및 그 접촉시간은 최대한으로 확보할 수 있는 효과가 있고, 이로 인하여 주가열관을 유동하는 열매체액에 의한 연소가스의 폐열 회수율과 그에 따른 급수의 가열효율을 크게 향상시킬 수 있는 효과가 있다.In addition, by arranging the main heating tubes serving as flow paths of the thermal fluid in the form of "Z" inside the inner casing, the main heating tubes and the combustion can be made without causing any trouble to the discharge of combustion gas through the inner central portion of the inner casing. The contact area with the gas and its contact time can be ensured to the maximum, and as a result, the waste heat recovery rate of the combustion gas due to the heat medium flowing through the main heating tube and the heating efficiency of the water supply can be greatly improved. There is.
특히, 주가열관과 함께 보조가열관을 내부케이싱의 내측에 설치한 경우에는, 연소가스에 의한 열매체액의 가열면적과 그 가열시간을 보다 폭넓게 확보할 수 있게 됨으로서, 연소가스의 폐열 회수율과 그에 따른 급수의 가열효율을 더욱 크게 향상시킬 수 있는 효과가 있으며, 이로 인하여 종래의 폐열회수장치와 비교할 경우 약 10 ~ 20% 정도의 에너지 절감효과를 가져올 수 있게 됨으로서 에너지의 효율적인 사용측면에 보다 크게 기여할 수 있게 되는 것이다.In particular, when the auxiliary heating tube is installed inside the inner casing together with the main heating tube, the heating area of the heat medium liquid by the combustion gas and its heating time can be secured more widely. There is an effect to improve the heating efficiency of the water supply even more, and this can bring about an energy saving effect of about 10 to 20% compared to the conventional waste heat recovery device, which can contribute to the efficient use of energy more greatly. Will be.
도 1 및 도 2는 본 발명에 의한 축열식 폐열회수시스템의 외관 구성을 나타내는 설치상태도.1 and 2 is an installation state diagram showing the appearance configuration of the heat storage waste heat recovery system according to the present invention.
도 3은 본 발명에 의한 축열식 폐열회수시스템의 내부구조를 나타내는 일부 정단면도.Figure 3 is a partial front cross-sectional view showing the internal structure of the heat storage waste heat recovery system according to the present invention.
도 4는 본 발명의 요부에 해당하는 폐열회수챔버의 확대 정단면도.Figure 4 is an enlarged front cross-sectional view of the waste heat recovery chamber corresponding to the main part of the present invention.
도 5는 본 발명의 요부에 해당하는 폐열회수챔버의 열교환 구조를 간략하게 나타내는 모식도.5 is a schematic diagram schematically showing the heat exchange structure of the waste heat recovery chamber corresponding to the main part of the present invention.
도 6의 (가) 및 (나)는 폐열회수챔버 내부의 주가열관 및 보조가열관의 배열상태를 나타내는 평면도.6 (a) and (b) are plan views showing the arrangement of the main heating tube and the auxiliary heating tube inside the waste heat recovery chamber.
〈도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명〉<Explanation of symbols for main parts of drawing>
1 : 연소가스 배출설비 2 : 배출관 2' : 내부케이싱1: combustion gas discharge facility 2: discharge pipe 2 ': inner casing
3 : 지지다리 4 : 난간 5 : 브라켓트3: support leg 4: handrail 5: bracket
10 : 폐열회수챔버 11 : 냉수유입관 12 : 온수배출관10: waste heat recovery chamber 11: cold water inlet pipe 12: hot water discharge pipe
13 : 급수연결관 14 : 분기헤드 14a : 분기공간13: water supply pipe 14: branch head 14a: branch space
15 : 혼합헤드 15a : 혼합공간 16 : 열매체 연결관15: mixing head 15a: mixing space 16: heat medium connector
17 : 순환펌프 17a : 유입관 17b : 배출파이프17: circulation pump 17a: inlet pipe 17b: discharge pipe
18 : 저장탱크 19 : 오버플로우 탱크 19a : 오버플로우관18: storage tank 19: overflow tank 19a: overflow pipe
19b : 리턴파이프 20 : 열매체액 21 : 주가열관19b: return pipe 20: heat medium liquid 21: main heating tube
22 : 보조가열관 23 : 급수파이프 23a : 파이프 연결구22: auxiliary heating tube 23: water supply pipe 23a: pipe connection
24 : 외부케이싱24: outer casing
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| KR1020050068634A KR100639422B1 (en) | 2005-07-27 | 2005-07-27 | System for recycling wasted heat with heat- storage type |
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|---|---|---|---|---|
| CN106802063A (en) * | 2017-03-27 | 2017-06-06 | 嘉兴市桐能环保科技股份有限公司 | A kind of baking oven residual neat recovering system and tunnel type baking oven equipment |
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2005
- 2005-07-27 KR KR1020050068634A patent/KR100639422B1/en not_active IP Right Cessation
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