KR20090047771A - 난방공급장치용 열교환기의 동파방지시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 난방공급장치용 열교환기의 동파방지시스템에 관한 것이다.

이는 특히, 공급관로 및 배출관로 사이를 연결토록 열교환기코일이 구비되는 열교환유닛과 상기 공급관로 및 배출관로에 연결되는 열원공급기로서 구성되며,

상기 공급관로에 공급되는 냉매(H₂O)가 일정온도 이하일 경우 그 제1밸브로서 그 관로를 차단한 후 드레인밸브를 개방하여 열교환유닛에 충진되는 냉매를 배출하도록 하는 것을 특징으로 한다.

이에 따라서, 열교환유닛의 동파를 완벽하게 방지하도록 하고, 간단한 구성으로 기존의 장비에 손쉽게 적용할 수 있도록 하는 것이다.

드레인밸브, 공급관로, 배출관로, 보일러

Description

난방공급장치용 열교환기의 동파방지시스템{a system for prevent frozen to burst the heat exchange}

본 발명은 온수등의 냉매체가 겨울철 야간 또는 휴일 등에 운전을 중단할 경우 결빙되어 열교환기가 동파되는 것을 예방할 수 있도록 하는 난방공급장치용 열교환기의 동파방지시스템에 관한 것이다.

일반적으로 공기조화기는 열원공급장치에서 공급하는 열원을 열교환 하여 냉난방을 공급하는 냉난방 공기조화 장치로서 실내 온도를 사계절 일정한 설정 온도로 유지시켜 주는 기능을 한다.

또한, 상기 공기조화기는 제어부를 구비하여 룸(room)의 온도가 설정 온도 보다 오차 범위 이상으로 벗어나면 이를 감지하여 자동으로 냉방 또는 난방을 하게 되며, 필요에 따라서는 제습 기능을 수행할 수도 있다.

그러나, 상기와 같은 공기조화기는 주로 빌딩, 공장등 주로 업무용 건물에 설치되기 때문에 겨울철 퇴근 후나 휴일에는 가동이 중단되고 가동이 중단된 시점에는 난방이 이루어 지지 않기 때문에, 온수 코일 또는 스팀 코일의 내부에 잔류하 는 냉매(H₂O)가 얼어 열교환기코일이 파열되거나 온수 또는 스팀 방열기에 의한 재가동이 지연되는 문제점이 있다.

이러한 문제점을 개선하기 위하여 등록특허공보 제505748호에 동파방지 장치가 개시되어 있으며 그 구성은 도1에서와 같이, 다리(3)를 갖는 하우징(1)의 일부, 제어부(31), 증발기(7), 재열콘덴서(9), 온수 또는 스팀 방열기(11) 및 상기 방열기(11)에 삽입되어 온수 및 스팀을 순환시키는 코일(13)이 구비된다.

그리고, 상기 코일(13)은 보일러로부터 온수 또는 스팀을 투입 및 복귀시키는 입력관(15) 및 출력관(17)에 연결되고, 상기 입력관(15)의 상단에 입력관(15) 내부를 외부와 연통시켜 공기를 유입시킬 수 있는 관 형상의 개방관(19)을 구비하고, 그 개방관(19)에 개방관을 상기 제어부(31)에서 개폐할 수 있는 솔레노이드 밸브(21)를 설치하며, 상기 출력관(17)의 하단에 내부의 물이 펌프(25) 동작에 의해 배출될 수 있는 관 형상의 흡입관(23)을 구비되는 구성으로 이루어진다.

그러나, 상기와 같은 동파방지장치는, 장치가 복잡하고, 미 사용시 드레인하는 구성으로 재 동작시 가동을 위한 시간이 증가되며, 외부온도에 상관없이 미 사용시마다 드레인 하여야 하여 불필요한 낭비를 수반하게 되는 단점이 있는 것이다.

상기와 같은 종래의 문제점들을 개선하기 위한 본 발명의 목적은, 열교환유닛의 동파를 완벽하게 방지하도록 하고, 간단한 구성으로 기존의 장비에 손쉽게 적용할 수 있도록 하며, 동파에 의해 열교환유닛 전체를 교환하여야 하는 낭비요인을 제거할 수 있도록 하고, 동파방지유닛의 동작시 알람을 통하여 사용자에게 알릴 수 있도록 하는 난방공급장치용 열교환기의 동파방지시스템을 제공하는 데 있다.

본 발명은 상기 목적을 달성하기 위하여, 공급관로 및 배출관로 사이를 연결토록 열교환기코일이 구비되는 열교환유닛과 상기 공급관로 및 배출관로에 연결되는 보일러로서 구성되며,

상기 공급관로에 공급되는 냉매가 일정온도 이하일 경우 제1밸브로서 그 관로를 차단한 후 드레인밸브를 개방하여 열교환유닛에 충진되는 냉매를 배출하도록 하는 난방공급장치용 열교환기의 동파방지시스템을 제공한다.

이상과 같이 본 발명에 의하면, 드레인과 동파방지유닛의 이중구조를 통하여 열교환유닛의 동파를 완벽하게 방지하고, 밸브와 동파방지유닛을 연결하는 간단한 구성을 통하여 기존의 장비에 손쉽게 적용하며, 동파를 이중구조로 방지하여 열교환유닛 전체를 교환하여야 하는 낭비요인을 제거하고, 동파방지유닛의 동작 시 알람을 통하여 사용자에게 알릴 수 있도록 하여 재사용 시 냉매의 손실을 최소화하는 효과가 있는 것이다.

이하, 첨부된 도면에 의거하여 본 발명의 실시예를 상세하게 설명하면 다음과 같다.

도2는 본 발명에 따른 동파방지 시스템을 도시한 사시도 이고, 도3a,b는 본 발명의 동파방지 시스템에 장착되는 동파방지유닛을 도시한 단면도 이며, 도4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 동파방지유닛을 도시한 단면도 이고, 도5는 본 발명의 동파방지 시스템을 도시한 블록도 이다.

본 발명은 열교환유닛(100)과 이에 냉매(H₂O)를 공급하는 보일러(300)로서 이루어진다.

상기 열교환유닛(100)은, 동파방지유닛(170)을 갖는 공급관로(110) 및 배출관로(130) 사이를 연결토록 열교환코일(150)이 구비된다.

이때, 상기 배출관로(130)는, 그 일측으로 낙하되는 냉매가 모여 용이하게 배출토록 소정의 경사도를 갖도록 설치되고, 상기 열교환코일(150)에 방열핀(155)이 연결된다.

그리고, 상기 보일러(300)와 공급관로(110) 및 배출관로(130)는 제1배관(210) 및 제2배관(230)을 통하여 연결된다.

한편, 상기 공급관로(110)에 연결되는 제1배관(210)의 일측에 공급되는 냉매의 온도를 측정토록 온도센서(510)가 구비되며, 그 일측에 제1배관(210)을 개폐하 는 제1밸브(530)가 구비된다.

또한, 상기 제1배관(210)에는 보충수를 공급토록 보충수탱크(550)가 연결된다.

더하여, 상기 배출관로(130)에는 드레인밸브(135)가 구비된다.

그리고, 상기 제2배관(210) 역시 이를 개폐토록 제2밸브(570)가 설치된다.

또한, 상기 제1,2밸브와 드레인밸브 및 온도센서와 연결토록 제어부(500)가 설치된다.

더하여, 상기 제어부(500)는, 열교환유닛(100)에 더 구비되는 압력센서(105)와 연결되어 대기압과 동일압력의 형성시 경보를 발하도록 알람표시부(507)가 설치된다.

한편, 상기 동파방지유닛(170)은, 압력상승시 파열토록 압력관(173)의 상측에 최소의 두께를 갖는 압력캡(175)이 장착되는 구성으로 이루어진다.

또한, 상기 압력캡(175)에 관통공(175a)이 형성되어 그 내측에 스프링(179)을 개재하여 장착되는 피스톤(177)으로서 개폐토록 설치된다.

상기와 같은 구성으로 이루어진 본 발명의 동작을 설명한다.

도2 내지 도5에서와 같이, 일반적으로 단열재로 커버링되는 제1배관(210)과 열교환유닛(100)의 연결부는 실내와 실외의 구획부로서 단열이 힘들게 되어 제1배관(210)의 내측에 충진되는 냉매는 결빙되어 제1배관(210) 및 공급관로(110)등을 동파시키게 된다.

본 발명에서는, 상기와 같은 제1배관(210) 내에 온도센서(510)가 구비되는 구성으로 제1배관(210)의 온도가 일정 이하 즉 결빙되기 직전인 설정온도일 때 이를 제어부(500)에 전달한다.

이때, 상기 제어부(500)는, 제1,2밸브(530)(570)를 차단하여 냉매가 보일러(300)와 열교환유닛(100)사이에서 유동되는 것을 차단한 후 드레인밸브(135)를 개방하도록 하고, 상기 제1,2밸브는 솔레노이드등으로 이루어진 전자밸브로서 외부에서 용이하게 개폐토록 된다.

그리고, 상기 드레인밸브(135)는, 냉매의 배출이 용이한 각도를 갖도록 경사지게 형성되는 배출관로(130)의 최저부에 연결되어 열교환유닛(100) 내의 냉매(H₂O)를 모두 배출하게 됨으로써 영하의 온도에서 열교환유닛(100)이 동파에 의해 파손되는 것을 방지한다.

또한, 상기 열교환유닛(100)은 상기와 같은 동작으로 냉매를 배출한 상태에서도 잔여 수분이나 증기 등에 의한 결빙시 그 압력증가로 파열의 염려가 있을 수 있으나 그 상부에 설치되는 동파방지유닛(170)을 통하여 일정 압력시 증가나 수분 등이 자동배출토록 되어 열교환유닛(100)이 파손되는 것을 방지한다.

이때, 상기 동파방지유닛(170)은, 상기 열교환유닛(100)에 연결되는 압력관(173)에 최소의 두께를 갖는 압력캡(175)이 나사결합되어 압력증가시 파열되면서 수분등이 배출토록 되어 열교환유닛(100)에 동파되는 것을 방지하게 된다.

더하여, 상기 동파방지유닛(170)은, 상기 열교환유닛(100)에 연결되는 압력관(173)에 관통공(175a)을 갖는 압력캡(175)이 나사결합되어 압력증가시 그 내측에 피스톤(177)이 상승하면서 열교환유닛(100)이 개방토록 되어 압력이 자동배출되면서 수분등이 배출토록 되어 열교환유닛(100)에 동파되는 것을 방지하게 된다.

그리고, 상기 열교환유닛(100)의 내측에는 동파방지유닛(170)의 파열시 그 내측이 대기압으로 유지되는 것을 측정하기 위한 압력센서(105)가 구비되어 대기압 감지시 압력캡(175)의 파손을 감지하게 된다.

이때, 상기 제어부(500)의 알람표시부(507)를 통하여 압력캡(175)의 교환을 사용자에게 알리도록 함으로써 냉매(H₂O) 충진시 불필요한 낭비요인을 제거하게 된다.

또한, 상기 제1배관(210)에는 보충수탱크(550)가 더 구비되어 배출되는 냉매(H2O)를 보충하여 밸브의 개방시 중력에 의해 냉매를 자동 충진토록 한다.

도1은 종래의 동파방지 장치를 도시한 사시도 이다.

도2는 본 발명에 따른 동파방지 시스템을 도시한 사시도 이다.

도3a,b는 본 발명의 동파방지 시스템에 장착되는 동파방지유닛을 도시한 단면도 이다.

도4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 동파방지유닛을 도시한 단면도 이다.

도5는 본 발명의 동파방지 시스템을 도시한 블록도 이다.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*

100...열교환유닛 150...열교환코일

170...동파방지유닛 175...압력캡

177...피스톤 300...보일러

507...알람표시부 510...온도센서

Claims (7)

1. 공급관로 및 배출관로 사이를 연결토록 열교환기코일이 구비되는 열교환유닛과 상기 공급관로 및 배출관로에 연결되는 보일러로서 구성되며,

   상기 공급관로에 공급되는 냉매가 일정온도 이하일 경우 제어부의 신호에 의해 공급관로 및 배출관로에 구비되는 제1,2밸브로서 그 관로를 차단한 후 드레인밸브를 개방하여 열교환유닛에 충진되는 냉매를 배출하도록 하는 난방공급장치용 열교환기의 동파방지시스템
2. 제1항에 있어서, 상기 열교환유닛은, 배출관로가 낙하되는 냉매가 모이도록 소정경사도를 갖도록 설치되고, 상기 열교환코일에 방열핀이 연결되어 열전달 하도록 하는 것을 특징으로 하는 난방공급장치용 열교환기의 동파방지시스템
3. 제1항에 있어서, 상기 열교환유닛은, 공급관로에의 일측에 공급되는 냉매의 온도를 측정토록 온도센서가 구비되며, 상기 제1배관에는 보충수를 공급토록 보충수탱크가 연결되는 것을 특징으로 하는 난방공급장치용 열교환기의 동파방지시스템
4. 제1항에 있어서, 상기 열교환유닛은, 공급관로 또는 배출관로에 선택적으로 동파방지유닛이 구비되어 내부 압력의 증가 시 파열토록 되는 것을 특징으로 하는 난방공급장치용 열교환기의 동파방지시스템
5. 제1항 또는 제4항에 있어서, 상기 제1,2밸브와 드레인밸브 및 온도센서와 연결토록 제어부가 설치되며,

   상기 제어부는, 열교환유닛에 내장되는 압력센서가 더 연결되어 대기압을 측정시 동파방지유닛의 파열을 감지하는 것을 특징으로 난방공급장치용 열교환기의 동파방지시스템
6. 제4항에 있어서, 상기 동파방지유닛은, 압력상승시 파열토록 압력관의 상측에 최소의 두께를 갖는 압력캡이 장착되는 구성으로 이루어져 압력증가시 파열토록 되는 것을 특징으로 하는 난방공급장치용 열교환기의 동파방지시스템
7. 제4항에 있어서, 상기 동파방지유닛은, 상기 압력캡에 관통공이 형성되어 그 내측에 스프링을 개재하여 장착되는 피스톤으로서 개폐토록 설치되어 압력증가시 피스톤의 상승되어 관통공을 개방하여 압력을 배출토록 하는 것을 특징으로 하는 난방공급장치용 열교환기의 동파방지시스템

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