KR20090116457A

KR20090116457A - 전수식 난방 시스템

Info

Publication number: KR20090116457A
Application number: KR1020080042417A
Authority: KR
Inventors: 이성근; 김희곤; 박정필; 이영근
Original assignee: 이영근
Priority date: 2008-05-07
Filing date: 2008-05-07
Publication date: 2009-11-11

Abstract

전수식 난방 시스템이 제공된다. 본 발명의 실시예에 따른 전수식 난방 시스템은, 소정의 온도를 가지는 온수를 생산하는 열원부와, 열원부로부터 온수를 공급 받아 가압하여 순환시키는 가압 펌프와, 가압된 온수를 공급 받아 실내 공기와의 열교환을 통해 실내에 온기를 공급하여 난방을 수행하는 복수의 열교환기와, 가압된 온수를 복수의 열교환기로 분배하는 분배관과, 분배관의 일단에 연결되어 복수의 열교환기로 분배되고 남은 잉여 온수가 배출되는 유량을 조절하여 분배관 내의 온수의 압력을 조절하는 압력 조절 리턴 밸브 및 열교환된 온수 및 잉여 온수를 열원부로 회수하는 환수관을 포함한다.

난방 시스템, 가압 펌프, 압력 조절 밸브, 유량 제어 밸브

Description

전수식 난방 시스템 {Water source heating system}

본 발명은 난방 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 온수를 이용하여 난방을 공급할 수 있는 전수식 난방 시스템에 관한 것이다.

전수(全水)식 난방 시스템이라 함은 난방에 필요한 열전달 매체를 물을 통해 공급하는 방식으로, 주택의 바닥 난방 방식을 그 예로 들 수 있다. 전수식 난방 방식은 보일러 등의 열원부에서 생산된 온수를 순환 펌프를 통하여 시설 내의 방열기나 팬코일 유니트(Fan coil unit, FCU) 등으로 공급 순환시켜 실내에 필요한 난방 열을 공급하게 된다.

이와 같이, 전수 방식의 난방 시스템은 비열이 큰 물의 장점을 이용하므로 작은 유량으로도 많은 열을 공급할 수 있어 열 공급을 위한 에너지가 절약되며 방열기 또는 팬코일 유니트 등의 난방 설비는 복사열 방식의 일종이므로 온도 분포를 균일하게 유지할 수 있는 장점이 있다. 상기와 같은 장점으로 인해 전수 방식의 복사 난방 설비의 적용이 시설 원예 분야에서도 크게 증가하고 있는 추세이다.

일반적으로 실내의 온도를 균일하게 하기 위해서 복수의 방열기를 설치하게 되는데 열원부로부터 공급되는 온수를 순환 펌프를 이용하여 복수의 방열기로 일정 하게 공급함으로써 실내의 온도를 균일하게 유지할 필요가 있다.

따라서, 실내 온도를 신속하고 균일하게 유지할 수 있고, 구조가 안정적이고 단순한 전수식 난방 시스템이 필요하다.

본 발명은 상기한 문제점을 개선하기 위해 고안된 것으로, 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 압력 조절 리턴 밸브와 유량 제어 밸브를 이용하여 열교환기의 방출 열량을 조절함으로써 실내 온도를 균일하게 유지할 수 있고 구조가 단순한 전수식 난방 시스템을 제공하는 것이다.

본 발명의 기술적 과제는 이상에서 언급한 것들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제는 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상기 기술적 과제를 달성하기 위하여, 본 발명의 실시예에 따른 전수식 난방 시스템은, 소정의 온도를 가지는 온수를 생산하는 열원부와, 상기 열원부로부터 상기 온수를 공급 받아 가압하여 순환시키는 가압 펌프와, 상기 가압된 온수를 공급 받아 실내 공기와의 열교환을 통해 실내에 온기를 공급하여 난방을 수행하는 복수의 열교환기와, 상기 가압된 온수를 상기 복수의 열교환기로 분배하는 분배관과, 상기 분배관의 일단에 연결되어 상기 복수의 열교환기로 분배되고 남은 잉여 온수가 배출되는 유량을 조절하여 상기 분배관 내의 온수의 압력을 조절하는 압력 조절 리턴 밸브 및 상기 열교환된 온수 및 상기 잉여 온수를 상기 열원부로 회수하는 환수관을 포함한다.

상기한 바와 같은 본 발명의 전수식 난방 시스템에 따르면 다음과 같은 효과가 하나 혹은 그 이상 있다.

첫째, 복수의 열교환기로 온수를 공급하는 분배관의 일단에 압력 조절 리턴 밸브를 설치하여 분배관 내부의 압력을 일정하게 유지함으로써 각각의 열교환기로 공급되는 온수의 유량을 일정하게 할 수 있어 실내 온도를 균일하게 제어할 수 있다.

둘째, 분배관 또는 환수관을 일자형(I자형)으로 구성할 수 있어 난방 시스템 전체의 구조가 간단해지고 실내에서 차지하는 공간을 줄일 수 있다.

셋째, 분배관과 복수의 열교환기 각각의 사이에 열교환기로 공급되는 온수의 유량을 조절하는 복수의 유량 제어 밸브를 설치함으로써 실내 온도의 분포에 따라 각각의 열교환기에 공급되는 유량을 개별적으로 조절함으로써 실내로 공급되는 온기의 양을 제어할 수 있어 실내 온도를 균일하게 제어할 수 있다.

넷째, 실내 온도를 보다 효율적이고 안정적으로 유지할 수 있으므로 난방 효율을 향상시키고 불필요한 에너지의 낭비를 감소시킬 수 있다.

본 발명의 효과들은 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 청구범위의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발 명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.

따라서, 몇몇 실시예에서, 잘 알려진 공정 단계들, 잘 알려진 구조 및 잘 알려진 기술들은 본 발명이 모호하게 해석되는 것을 피하기 위하여 구체적으로 설명되지 않는다.

본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 포함한다(comprises) 및/또는 포함하는(comprising)은 언급된 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자 이외의 하나 이상의 다른 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는 의미로 사용한다. 그리고, "및/또는"은 언급된 아이템들의 각각 및 하나 이상의 모든 조합을 포함한다.

또한, 본 명세서에서 기술하는 실시예들은 본 발명의 이상적인 예시도인 단면도 및/또는 개략도들을 참고하여 설명될 것이다. 따라서, 제조 기술 및/또는 허용 오차 등에 의해 예시도의 형태가 변형될 수 있다. 따라서, 본 발명의 실시예들은 도시된 특정 형태로 제한되는 것이 아니라 제조 공정에 따라 생성되는 형태의 변화도 포함하는 것이다. 또한 본 발명에 도시된 각 도면에 있어서 각 구성 요소들 은 설명의 편의를 고려하여 다소 확대 또는 축소되어 도시된 것일 수 있다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.

이하, 본 발명의 실시예들에 의하여 전수식 난방 시스템을 설명하기 위한 도면들을 참고하여 본 발명에 대해 설명하도록 한다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 전수식 난방 시스템의 구조를 개략적으로 나타내는 도면이고, 도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 전수식 난방 시스템에서 제어부의 동작을 나타내는 도면이다.

본 발명의 일실시예에 따른 전수식 난방 시스템(1)은, 열원부(100), 가압 펌프(200), 분배관(300), 복수의 열교환기(410, 420, 430), 복수의 유량 제어 밸브(510, 520, 530), 압력 조절 리턴 밸브(600), 환수관(700) 및 제어부(800)를 포함하여 구성될 수 있다.

열원부(100)는 소정의 온도를 가지는 온수를 생산하는 역할을 할 수 있다. 이러한 열원부(100)로는 보일러와 같은 열원 기기를 사용할 수 있다. 보일러는 석유, 석탄, 전기, 지열 등을 열원으로 이용하여 물을 가열하여 온수를 생산할 수 있다. 열원부(100)에서 생산되는 온수의 온도는 약 70~75℃ 정도가 적당하나, 온수의 온도는 원하는 실내 온도, 열교환기(410, 420, 430)의 개수, 가압 펌프(200)의 용량 등의 조건에 따라 결정될 수 있다.

가압 펌프(200)는 열원부(100)로부터 온수를 공급 받아 가압하여 순환시키는 역할을 할 수 있다.

가압 펌프(200)는 열원부(100)로부터 공급 받은 온수가 미리 설정된 압력에 도달할 때까지 연속적으로 온수를 가압하고 미리 설정된 압력에 도달하는 순간 작동을 멈추며, 온수의 압력이 떨어지는 경우에는 다시 자동적으로 작동할 수 있다. 즉, 가압 펌프(200)는 난방 시스템(1)에서 소비되는 유량에 따른 압력 감소를 방지하여 분배관(300) 내부의 압력을 일정하게 유지할 수 있다. 따라서, 복수의 열교환기(410, 420, 430) 내부로 공급되는 온수의 유량 또는 유속을 제어할 수 있다. 가압 펌프(200)에서 가압되는 온수의 압력은 2 ~ 2.3 bar 정도가 적당하며, 온수의 온도, 실내 온도, 열교환기(410, 420, 430)의 개수 등의 조건에 따라 결정될 수 있다.

이 때, 가압 펌프(200)에서 가압되어 분배관(300)으로 공급되는 온수의 압력은 전체 난방 시스템(1)에서 사용되는 압력보다 조금 높게 설정되는 것이 바람직하다. 이는 난방 시스템(1)에서 사용되는 압력을 안정화시키기 위한 것으로, 후술할 압력 탱크(210)를 이용하여 열교환기(410, 420, 430)에 공급되기 전에 설정 압력으로 감압시켜 사용할 수 있다.

분배관(300)은 가압 펌프(200)에서 가압된 온수를 복수의 열교환기(410, 420, 430)로 분배하는 역할을 할 수 있다. 분배관(300)은 열원부(100)와 가압 펌프(200), 가압 펌프(200)와 압력 조절 리턴 밸브(600)를 연결하는 배관 이외에도, 복수의 열교환기(410, 420, 430) 각각으로 온수를 공급하는 공급관(310, 320, 330)을 포함할 수 있다.

복수의 열교환기(410, 420, 430)는 가압 펌프(200)에서 가압된 온수를 분배관(300)으로부터 공급 받아 실내 공기와의 열교환을 통해 실내에 온기를 공급하여 난방을 수행하는 역할을 할 수 있다. 즉, 복수의 열교환기(410, 420, 430)는 고온측인 온수와 저온측인 실내 공기와의 열교환을 통해 난방을 수행할 수 있다. 여기서는, 도 1에 도시된 바와 같이, 3 개의 열교환기, 즉, 제1 열교환기(410), 제2 열교환기(420) 및 제3 열교환기(430)를 구비하는 것을 예로 들어 설명하기로 한다.

이 때, 복수의 열교환기(410, 420, 430)는 분배관(300)으로부터 각각 분기되어 병렬로 연결될 수 있다. 즉, 복수의 열교환기(410, 420, 430) 각각은 분배관(300)으로부터 분기된 공급관(310, 320, 330)을 통해 가압된 온수를 공급 받고, 열교환을 통해 온도가 떨어진 온수는 환수관(700)으로부터 분기된 회수관(710, 720, 730)을 통해 다시 열원부(100)로 회수될 수 있다. 이러한 분배관(300) 및 환수관(700)은 일자형(I자형)으로 구성될 수 있다.

일반적으로, 열교환기에서 방출되는 열량은 공급되는 온수의 온도와 유량(또는 유속)에 비례하게 된다. 따라서, 열교환기로 공급되는 온수의 유량이 많을수록 실내로 공급되는 온기의 온도는 높아질 수 있다. 열교환기(410, 420, 430)에서 방출되는 열량을 조절하는 방법에 대해서는 도 2를 참조하여 자세히 후술한다.

한편, 복수의 열교환기(410, 420, 430) 각각에는 열교환된 온기가 실내로 균일하게 공급될 수 있도록 열교환된 온기를 실내로 강제로 순환시키는 팬(Fan)(411, 421, 431)이 설치될 수 있다. 팬(411, 421, 431)에 연결된 모터를 구동하여 팬(411, 421, 431)을 회전시켜 열교환된 온기를 강제적으로 순환시킴으로써 국부적이 아닌 실내 전체에 대한 난방을 수행할 수 있다.

바람직하게는, 복수의 열교환기(410, 420, 430)로 팬코일 유니트(Fan coil unit, FCU)를 사용할 수 있다.

팬코일 유니트는 송풍기, 필터(공기여과기) 및 코일을 포함하는 방열기로, 열원부(100)로부터 공급된 온수를 이용하여 난방을 행할 수 있다. 팬코일 유니트를 사용할 때에는 덕트(Duct)를 병용하여 송풍을 할 수도 있는데, 덕트가 차지하는 공간이 적어 설치가 용이하고 증설함에 있어서도 용이한 장점이 있다. 팬코일 유니트는 설치 형태에 따라 상치형, 천정형, 카세트형, 벽걸이형, 로보이형 및 직립형 등으로 분류할 수 있으며, 외형 구분에 따라 노출형과 매입형으로 나눌 수 있다.

송풍기는 상술한 팬(411, 421, 431)과 같이 열교환을 촉진시키기 위하여 강제적으로 공기를 송풍시키는 역할을 하는데, 주로 단상 전동기를 사용하며 회전수를 몇 단계 또는 연속적으로 바꾸어 제어함으로써 열량을 제어할 수 있다. 필터는 공기 중의 먼지를 거르기 위해 사용된다. 코일은 플레이트 핀 코일(Plate pin coil)을 사용할 수 있으며, 2관식 또는 4관식으로 설치될 수 있다. 코일은 냉온수 겸용으로 사용되는 것이 보통이나 냉수용과 온수용을 별개로 설치할 수도 있다. 또한, 팬코일 유니트에는 내부 부품을 보호하고 토출되는 온기의 토출 방향을 조절하여 실내 공기의 흐름에 변화를 주기 위한 토출 그릴이 구비될 수 있다.

압력 조절 리턴 밸브(600)는 분배관(300)의 일단에 연결되어 복수의 열교환기(410, 420, 430)로 분배되고 남은 잉여 온수가 배출되는 유량을 조절하여 분배관(300) 내부의 온수의 압력을 조절하는 역할을 할 수 있다.

즉, 압력 조절 리턴 밸브(600)는 내부에 설치된 스프링 등을 이용하여 밸브의 개폐를 조절하여 잉여 온수의 배출량을 조절함으로써, 압력 조절 리턴 밸 브(600)에 연결된 분배관(300) 내부의 압력을 미리 설정된 압력으로 유지시키고, 필요에 따라 조절 압력을 변경할 수 있다. 따라서, 압력 조절 리턴 밸브(600)는 환수관(700)을 통해 열원부(100)로 회수되는 온수로 인한 분배관(300) 내부의 압력 감소를 방지하여 분배관(300) 내부의 압력을 일정하게 유지할 수 있다.

압력 조절 리턴 밸브(600)로는 감압 밸브, 릴리프 밸브 등의 압력 조절용 밸브를 사용할 수 있다.

상술한 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 전수식 난방 시스템(1)의 경우, 복수의 열교환기(410, 420, 430)로 온수를 공급하는 분배관(300)의 일단에 압력 조절 리턴 밸브(600)를 설치하여 분배관(300) 내부의 압력을 일정하게 유지함으로써 각각의 열교환기로 공급되는 온수의 유량을 일정하게 할 수 있어 실내 온도를 균일하게 제어할 수 있다. 또한, 분배관(300) 또는 환수관(700)을 일자형(I자형)으로 구성할 수 있어 난방 시스템(1) 전체의 구조가 간단해지고 실내에서 차지하는 공간을 줄일 수 있다.

한편, 본 발명의 일실시예에 따른 전수식 난방 시스템(1)은 분배관(300)과 복수의 열교환기(410, 420, 430) 각각의 사이에는 복수의 열교환기(410, 420, 430) 각각으로 공급되는 온수의 유량을 조절하는 복수의 유량 제어 밸브(510, 520, 530)를 포함할 수 있다. 이러한 유량 제어 밸브(510, 520, 530)는 분배관(300)에서 분기된 공급관(310, 320, 330)에 설치될 수 있다.

유량 제어 밸브(510, 520, 530)는 분배관(300)으로부터 열교환기(410, 420, 430)로 흐르는 온수의 유속이나 유량을 조절할 수 있는데, 밸브 내에 설치된 조정 나사의 조임을 가변 조정형으로 하여 조정 나사로 밸브가 열리는 정도를 조절하여 온수의 흐름에 대한 유효 저항을 변화시켜 유속 및 유량을 제어할 수 있다.

이 때, 유량 제어 밸브(510, 520, 530)는 밸브 전후의 압력에 변동이 있어도 밸브를 통과하는 유량을 일정하게 할 수 있도록 밸브 내부의 유량 조절용 스로틀(throttle) 전후의 압력차가 항상 일정할 수 있도록 일정 차압을 보상할 수 있는 구성을 포함할 수 있다. 즉, 유량 제어 밸브(510, 520, 530)의 입구 또는 출구의 압력이 변화하더라도 내부의 유량 조절용 스로틀 전후의 압력차가 일정하게 되므로 밸브를 통과하는 유량도 일정하게 된다.

유량 제어 밸브(510, 520, 530)의 종류에는 교축 밸브, 배기 교축 밸브, 속도 제어 밸브, 급속 배기 밸브 등이 있다.

도 1에서는 유량 제어 밸브(510, 520, 530)가 각각의 열교환기(410, 420, 430)에 설치된 예를 도시하고 있으나, 이에 한정되지 않으며, 유량 제어 밸브(510, 520, 530)의 개수 및 설치 형태는 열교환기(410, 420, 430)의 개수 및 설치 위치 등의 조건에 따라서 결정될 수 있다.

한편, 본 발명의 일실시예에 따른 전수식 난방 시스템(1)은 복수의 열교환기(410, 420, 430)의 주변에 설치되어 실내 공기의 온도를 측정하는 복수의 온도 감지 센서(412, 422, 432)를 포함할 수 있다.

온도 감지 센서(412, 422, 432)로는 열교환기(410, 420, 430)로부터 방출되는 온기로부터 적외선 등을 검출하여 온도를 측정하는 비접촉식 온도 센서를 사용하는 것이 바람직하다. 온도 감지 센서(412, 422, 432)는 실내 공기의 온도를 측정 하여 그 결과값을 전기적인 신호로 변환하여 후술할 제어부(800)로 전송할 수 있다.

도 1에서는 온도 감지 센서(412, 422, 432)가 각각의 열교환기(410, 420, 430) 주변에 설치된 예를 도시하고 있으나, 이에 한정되지 않으며, 온도 감지 센서(412, 422, 432)의 개수 및 설치 형태는 열교환기(410, 420, 430)의 개수, 온도 측정 범위 등의 조건에 따라서 결정될 수 있다.

한편, 본 발명의 일실시예에 따른 전수식 난방 시스템(1)은 열원부(100), 가압 펌프(200), 압력 조절 리턴 밸브(600) 및 복수의 유량 제어 밸브(510, 520, 530)의 동작을 제어하는 제어부(800)를 더 포함할 수 있다. 바람직하게는, 제어부(800)는 복수의 온도 감지 센서(412, 422, 432)에서 측정된 실내 공기의 온도에 따라 가압 펌프(200)의 구동 또는 복수의 유량 제어 밸브(510, 520, 530)의 개폐를 조절하여 온수의 압력 또는 유량을 제어할 수 있다. 또한, 제어부(800)는 압력 조절 리턴 밸브(600)로부터 분배관(300) 내부의 압력을 측정하여 열원부(100) 또는 가압 펌프(200)의 구동을 조절하여 분배관(300) 내부의 압력을 제어할 수 있다.

도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 전수식 난방 시스템에서 제어부의 동작을 나타내는데, 도 2에서는 제1 열교환기(410)를 제어하는 예를 나타내고 있으며, 이는 제2 열교환기(420) 등 다른 열교환기에 대해서도 동일하게 적용될 수 있다.

도 2에 도시된 바와 같이, 제어부(800)는 복수의 온도 감지 센서(412, 422, 432)로부터 측정된 실내 온도 값을 받아들여 그 결과에 따라 열원부(100), 가압 펌프(200), 압력 조절 리턴 밸브(600) 및 제1 열교환기(410)에 연결된 공급관(310)에 설치된 제1 유량 제어 밸브(510, 520, 530)를 제어할 수 있다.

먼저, 측정된 실내 온도가 사용자가 원하는 설정 온도보다 낮은 경우에는, 제어부(800)는 제1 열교환기(410)에서 방출되는 열량을 증가시키기 위해서 열원부(100)에서 생산되는 온수의 온도를 올리거나 가압 펌프(200)에서 가압되는 온수의 압력을 올리거나 압력 조절 리턴 밸브(600)에서 배출되는 잉여 온수의 유량을 줄여 분배관(300) 내부의 압력을 높게 유지할 수 있다. 또한, 제1 유량 제어 밸브(510)를 통과하는 온수의 유량을 늘려 제1 열교환기(410)에서 방출되는 열량을 증가시킬 수 있다.

반면에, 측정된 실내 온도가 사용자가 원하는 설정 온도보다 높은 경우에는, 제어부(800)는 제1 열교환기(410)에서 방출되는 열량을 감소시키기 위해서 열원부(100)에서 생산되는 온수의 온도를 낮추거나 가압 펌프(200)의 동작을 중지시키거나 압력 조절 리턴 밸브(600)에서 배출되는 잉여 온수의 유량을 늘려 분배관(300) 내부의 압력을 낮출 수 있다. 또한, 제1 유량 제어 밸브(510)를 통과하는 온수의 유량을 줄여 제1 열교환기(410)에서 방출되는 열량을 감소시킬 수 있다.

한편, 제어부(800)는 각각의 열교환기(410, 420, 430)에 연결된 공급관(310, 320, 330)에 설치된 유량 제어 밸브(510, 520, 530)를 개별적으로 제어할 수 있다. 예를 들어, 제1 열교환기(410) 근처에 설치된 제1 온도 감지 센서(412)에서 측정된 온도가 제2 열교환기(420) 근처에 설치된 제2 온도 감지 센서(422)에서 측정된 온도보다 높다고 가정하면, 제어부(800)는 제1 유량 제어 밸브(510, 520, 530)를 통과하는 유량은 줄이고 제2 유량 제어 밸브(510, 520, 530)를 통과하는 유량을 늘려 제1 열교환기(410)에서 방출되는 열량을 줄이고 제2 열교환기(420)에서 방출되는 열량을 늘려 실내 온도 분포를 균일하게 할 수 있다.

상술한 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 전수식 난방 시스템(1)의 경우, 분배관(300)과 복수의 열교환기(410, 420, 430) 각각의 사이에 열교환기로 공급되는 온수의 유량을 조절하는 복수의 유량 제어 밸브(510, 520, 530)를 설치함으로써 실내 온도의 분포에 따라 각각의 열교환기에 공급되는 유량을 개별적으로 조절함으로써 실내로 공급되는 온기의 양을 제어할 수 있어 실내 온도를 균일하게 제어할 수 있다.

다시 도 1을 참조하면, 환수관(700)은 복수의 열교환기(410, 420, 430)에서 열교환된 온수 및 압력 조절 리턴 밸브(600)에서 배출되는 잉여 온수를 열원부(100)로 회수하는 역할을 할 수 있다. 바람직하게는, 환수관(700)은 일자형(I자형)으로 형성될 수 있다. 상술한 바와 같이, 분배관(300) 또는 환수관(700)은 일자형(I자형)으로 구성되어 난방 시스템(1) 전체의 구조를 단순화할 수 있다.

상기와 같이 구성되는 본 발명의 일실시예에 따른 전수식 난방 시스템의 동작을 설명하면 다음과 같다.

도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 전수식 난방 시스템의 동작 상태를 나타내는 도면이다.

먼저 열원부(100)에서 생산된 온수는 가압 펌프(200)에서 일정한 압력까지 가압되어 분배관(300)으로 공급될 수 있다. 가압된 온수는 분배관(300)에 연결된 복수의 열교환기(410, 420, 430)로 분배되어 공급되며, 공급되고 남은 잉여 온수는 압력 조절 리턴 밸브(600)를 통해 배출되어 열원부(100)로 다시 돌아가게 된다. 압력 조절 리턴 밸브(600)는 잉여 온수의 배출 유량을 조절함으로써 분배관(300) 내의 온수 압력을 일정하게 유지할 수 있다. 한편, 열교환기(410, 420, 430) 각각에 공급된 온수는 실내 공기와의 열교환을 통해 실내에 열량을 방출할 수 있다. 이 때, 각각의 열교환기(410, 420, 430)에 설치된 유량 제어 밸브(510, 520, 530)를 제어하여 공급되는 온수의 유량을 조절함으로써 각각의 열교환기(410, 420, 430)에서 방출되는 열량을 조절할 수 있다. 마지막으로 열교환된 온수는 환수관(700)을 통해 열원부(100)로 회수될 수 있다.

이하 도 4를 참조하여 본 발명의 다른 실시예에 따른 전수식 난방 시스템의 구조를 설명한다. 여기서, 도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 전수식 난방 시스템의 구조를 개략적으로 나타내는 도면이다. 설명의 편의상, 상기 일 실시예의 도면(도 1 내지 도 3)에 나타낸 각 부재와 동일 기능을 갖는 부재는 동일 부호로 나타내고, 따라서 그 설명은 생략하며, 이하 차이점을 위주로 설명한다.

도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 다른 실시예에 따른 전수식 난방 시스템(1)은 가압 펌프(200)의 후단에 설치되어 가압된 온수를 일정한 압력으로 유지시키는 압력 탱크(210)를 더 포함할 수 있다.

압력 탱크(210)는 온수가 열을 받아 온수의 용적이 커지면서 난방 시스템(1)의 내부에 과다한 팽창 압력이 걸리는 것을 완충해 주는 역할을 할 수 있다.

상술한 바와 같이, 가압 펌프(200)에서 가압되는 온수의 압력은 전체 난방 시스템(1)에서 사용되는 압력보다 조금 높게 설정될 수 있는데, 압력 탱크(210)는 실제 열교환기(410, 420, 430)에서 사용되는 압력으로 감압시킬 수 있다. 또한, 가압 펌프(200)에서 가압된 온수의 압력이 변동하는 경우가 있으므로, 온수의 압력을 일정하게 할 수 있다.

바람직하게는, 압력 탱크(210)는 가압 펌프(200)와 복수의 열교환기(410, 420, 430) 사이의 분배관(300) 상에 설치되어, 가압 펌프(200)에 의해 가압된 온수가 복수의 열교환기(410, 420, 430)로 공급될 때에 일정한 압력으로 유지시킬 수 있다. 압력 탱크(210)의 설치 위치는 이에 한정되지 않으며, 압력 탱크(210)는 가압 탱크와 일체형으로 구성될 수도 있다.

한편, 가압 펌프(200)에서 가압된 온수의 압력을 일정하게 하기 위해 압력 탱크(210) 대신에 압력 제어 밸브를 사용할 수도 있다. 압력 제어 밸브의 종류에는 압력 조절 밸브(감압 밸브), 릴리프 밸브, 시퀀스 밸브 등이 있다.

한편, 본 발명의 다른 실시예에 따른 전수식 난방 시스템(1)은 열원부(100)와 가압 펌프(200) 사이에 설치되어 온수의 역류를 방지하는 역류 방지 밸브(220)를 더 포함할 수 있다.

열원부(100)의 압력은 낮고 가압 펌프(200) 내의 압력은 높아서 열원부(100)와 가압 펌프(200) 사이에는 압력차가 발생하게 된다. 이 때, 가압 펌프(200) 내 온수가 반대로 열원부(100) 쪽으로 유입될 수 있다. 따라서, 열원부(100)와 가압 펌프(200)의 사이에, 보다 정확하게는 압력이 낮은 열원부(100)의 출구 측에 역류 방지 밸브(220)를 설치하여 압력 차에 의해 온수가 역류하는 것을 방지할 수 있다.

역류 방지 밸브(220)로는 유체의 흐름을 한쪽 방향으로만 흐를 수 있도록 조 절하는 체크 밸브를 사용할 수 있다. 체크 밸브 내에는 스프링과 같은 탄성체와 탄성체에 연결된 차단막이 구비될 수 있다. 먼저, 유체가 펌프 등에 의한 압력을 받아 일방향으로 흐를 때에는 스프링이 압축 또는 인장되어 차단막이 열려 유체가 흐를 수 있다. 반대로, 펌프 등이 작동을 멈춰 유체에 걸리는 압력이 낮아지면 스프링이 원상태로 돌아오면서 차단막이 닫혀 유체는 반대 방향으로 흐를 수 없게 된다. 이러한 역류 방지 밸브(220)의 구조는 예시적인 것이며, 이에 한정되지 않는다.

본 발명에서는 난방 시스템의 경우 만을 설명하고 있으나, 본 발명의 일실시예에 따른 전수식 난방 시스템은 냉방 시스템 또는 냉난방 시스템에도 적용 가능하다.

본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구의 범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구의 범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 전수식 난방 시스템의 구조를 개략적으로 나타내는 도면이다.

도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 전수식 난방 시스템에서 제어부의 동작을 나타내는 도면이다.

도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 전수식 난방 시스템의 동작을 나타내는 도면이다.

도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 전수식 난방 시스템의 구조를 개략적으로 나타내는 도면이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

1: 전수식 난방 시스템

100: 열원부

200: 가압 펌프

300: 분배관

410, 420, 430: 열교환기

510, 520, 530: 유량 제어 밸브

600: 압력 조절 리턴 밸브

700: 환수관

800: 제어부

Claims

소정의 온도를 가지는 온수를 생산하는 열원부;

상기 열원부로부터 상기 온수를 공급 받아 가압하여 순환시키는 가압 펌프;

상기 가압된 온수를 공급 받아 실내 공기와의 열교환을 통해 실내에 온기를 공급하여 난방을 수행하는 복수의 열교환기;

상기 가압된 온수를 상기 복수의 열교환기로 분배하는 분배관;

상기 분배관의 일단에 연결되어 상기 복수의 열교환기로 분배되고 남은 잉여 온수가 배출되는 유량을 조절하여 상기 분배관 내의 온수의 압력을 조절하는 압력 조절 리턴 밸브; 및

상기 열교환된 온수 및 상기 잉여 온수를 상기 열원부로 회수하는 환수관을 포함하는 전수식 난방 시스템.
제 1 항에 있어서,

상기 분배관과 상기 복수의 열교환기 각각의 사이에는 상기 복수의 열교환기 각각으로 공급되는 상기 온수의 유량을 조절하는 복수의 유량 제어 밸브를 더 포함하는 전수식 난방 시스템.
제 2 항에 있어서,

상기 복수의 열교환기의 주변에 설치되어 상기 실내 공기의 온도를 측정하는 복수의 온도 감지 센서를 더 포함하는 전수식 난방 시스템.
제 3 항에 있어서,

상기 열원부, 상기 가압 펌프, 상기 압력 조절 리턴 밸브 및 상기 복수의 유량 제어 밸브의 동작을 제어하는 제어부를 더 포함하는 전수식 난방 시스템.
제 4 항에 있어서,

상기 제어부는 상기 복수의 온도 감지 센서에서 측정된 상기 실내 공기의 온도에 따라 상기 가압 펌프의 구동 또는 상기 복수의 유량 제어 밸브의 개폐를 조절하여 상기 온수의 압력 또는 유량을 제어하는 전수식 난방 시스템.
제 1 항에 있어서,

상기 복수의 열교환기는 상기 분배관으로부터 각각 분기되어 병렬로 연결되는 전수식 난방 시스템.
제 1 항에 있어서,

상기 가압 펌프의 후단에 설치되어 상기 가압된 온수를 일정한 압력으로 유지시키는 압력 탱크를 더 포함하는 전수식 난방 시스템.
제 1 항에 있어서,

상기 열원부와 상기 가압 펌프 사이에 설치되어 상기 온수의 역류를 방지하는 역류 방지 밸브를 더 포함하는 전수식 난방 시스템.
제 1 항에 있어서,

상기 복수의 열교환기 각각에는 상기 열교환된 온기가 상기 실내로 균일하게 공급될 수 있도록 상기 열교환된 온기를 상기 실내로 강제로 순환시키는 팬(Fan)이 설치된 전수식 난방 시스템.
제 1 항에 있어서,

상기 분배관 또는 상기 환수관은 일자형(I자형)으로 형성되는 전수식 난방 시스템.