KR20100036569A - 1관 3수로 가스 보일러 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 1관 3수로 가스 보일러에 관한 것으로 특히, 공지된 가스 보일러에 있어서, 메인 열교환기의 출구와 순환펌프 입구 사이에 분기관을 부가 설치하되, 상기 분기관에는 제어부의 제어신호에 부응하여 그 개폐량이 제어되는 혼합온도 조절밸브를 설치하고, 열기방출 대상 기기의 히팅 코일 일측과 착탈 가능하게 결합되는 일측 리플과 상기 순환펌프의 출구와 메인 열교환기의 입수구 사이에는 제 2 삼방변을 설치하되, 서로 공접된 상기 메인 열교환기의 입수구와 순환펌프의 출구 측에는 열기방출 대상 기기의 히팅 코일 타측과 착탈 가능하게 결합되는 타측 리플을 부가 설치하거나, 또는 메인 열교환기의 출구와 제 1 삼방변을 잊는 관체 상에서 각각의 자유단부에 열기방출 대상 기기 히팅 코일의 일측과 타측이 각각 착탈 가능하게 결합되는 리플을 구비한 분기관과 리턴관을 상호 일정간격을 두고 설치하되, 상기 리턴관 상에는 수량센서와 상기 제어부의 제어신호에 부응하여 그 개폐량이 제어되는 혼합온도 조절밸브를 설치한 것을 특징으로 한다.
따라서, 하나의 가스 보일러를 이용하여 온수와 난방기능은 물론 의류 건조기나, 온풍 난방기, 라디에이터 및 보온기 등과 같은 열기방출 대상 기기에서 필요로 하는 열기를 발생시켜 주기 위한 온수까지 제공할 수 있어 가스 보일러 자체를 다양한 용도로 사용할 수 있어 제품의 사용성을 대폭 향상시킬 수 있고, 또한 사용자의 선호도를 향상시킬 수 있음은 물론 열기방출 대상 기기의 작동에 필요한 열기 발생기기를 구매할 필요가 없게 되어 각각의 제품 구매에 따른 경제적인 부담을 대 폭 줄일 수 있는 것이다.
1관 3수로 가스 보일러, 열기방출 대상 기기, 의류 건조기, 보온기
Description
본 발명은 1관 3수로 가스 보일러에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 메인 열교환기와 온수 가열용 2차 열교환기를 구비하고 온수와 난방기능을 수행하는 가스 보일러에 의류 건조기나, 온풍 난방기, 라디에이터 및 보온기 등으로 온수를 공급할 수 있는 히팅 코일 연결용 리플과 혼합온도 조절밸브, 온/오프 밸브 및 삼방변 등을 부가 설치하여 온수 및 난방 모드에서 필요에 따라 의류 건조기 내 히팅 코일에 온수를 공급시킬 수 있도록 하여 하나의 가스 보일러를 이용하여 온수와 난방기능은 물론 의류 건조기나, 온풍 난방기, 라디에이터 및 보온기 등과 같은 열기방출 대상 기기에서 필요로 하는 열기를 얻기 위한 온수까지 제공할 수 있도록 발명한 것이다.
일반적으로 보일러(Boiler)는, 석유이나 석탄 및 가스 등을 연료로 사용하여 이를 연소시키거나 히터에 전기를 공급시켜 발생되는 연소열 및 전열을 이용하여 물을 가열하여 각종 난방시설 등에 더운물을 공급하기 위하여 물을 끓이는 시설을 말하며, 주택용 보일러의 경우에는 실내의 바닥 등에 설치된 배관에 더운물을 공급 하여 난방을 하거나, 급수관을 통해 온수의 공급 등에 사용되어 지고 있다.
이와 같은 종래 보일러는 대부분 도 1과 같이, 메인 열교환기(1)와 온수 가열용 2차 열교환기(2), 삼방변(3) 및 순환펌프(4) 등을 구비하고 버너로 메인 열교환기(1)를 가열하여 순환펌프(4)의 구동에 부응하여 그 내부를 순환하는 온수를 열매로서 이용하여 난방 배관(5)을 통해 실내 난방을 실시하거나, 메인 열교환기(1)를 순환하는 열매를 간접 열교환기인 온수 가열용 2차 열교환기(2)의 1차측 열발산 히팅 코일(2a)을 순환시켜 2차 열교환기(2)의 2차측 열교환 히팅 코일(2b)을 흐르는 직수를 가열하는 방식을 통해 사용자에게 온수를 제공하는 1관 2수로 방식으로 되어 있다.
그러나 이와 같은 구성을 갖는 보일러는 결국 난방기능과 온수 공급 기능만을 수행하게 되는데, 특히 난방모드 또는 온수 사용 모드의 경우에 있어서도 단순히 난방수를 난방배관에 공급하거나, 사용자가 원하는 온도를 갖는 온수를 제공할 뿐 의류 건조기나, 온풍 난방기, 라디에이터 및 보온기 등과 같이 열기를 필요로 하는 열기방출 대상 기기에 온수를 제공할 수는 없다.
한편, 종래 일부 온수순환식 난방기에서는, 버너로 가열되어 순환되는 온수를 열매로서 이용하여, 예를 들면 실내공기를 순환시키는 송풍기 내에 열교환기를 설치하고, 상기 열교환기로 온수를 유도하여 실내공기를 가열하여 온풍으로 송풍함으로써 난방을 행하거나, 마루 밑에 설치된 온수매트에 온수를 순환시켜 마루난방을 행함과 아울러, 액체-액체식의 열교환기로 온수를 유도하여 욕조 내의 물을 상기 액체-액체식의 열교환기에 순환시켜 온수로부터의 열전달에 의해 가열한 후, 욕 조로 환류하여 욕조 내의 목욕물을 가열하는 것(즉, 욕조가열)이 있다.
상기 종래와 같은 온수순환식 난방기에서의 버너는 온수난방과 욕조 가열을 동시에 시행해도 충분하도록 최대연소량이 비교적 큰 것이 이용하는 한편, 연소소음은 버너에서의 연소량이 커짐에 따라 증가하므로, 상기와 같이 버너의 최대연소량이 크면 최대연소량으로 연소시켰을 때의 연소소음이 상당히 커진다.
뿐만 아니라, 이와 같은 구성을 갖는 온수순환식 난방기의 경우 결국 난방기능과 온수 공급 기능만을 수행하게 되며, 특히 난방 모드에서는 난방 배관에 난방수를 제공하고 온수 모드의 경우에는 단순히 사용자가 원하는 온도를 갖는 온수를 일반욕조 등에 제공할 뿐 의류 건조기나, 온풍 난방기, 라디에이터 및 보온기 등과 같이 열기를 필요로 하는 열기방출 대상 기기 등에는 온수를 제공할 수는 없다.
물론, 상기와 같은 온수순환식 난방기에서 발생되는 연소소음을 해결하기 위한 방법으로 특허등록 제10-0200518호로 온수순환식 난방기가 제시된 바도 있는데, 이는 1개의 버너로 가열한 온수를 이용하여 온수난방과 욕조 가열을 각각 행하는 온수 순환식 난방기에 있어서, 상 온수난방과 욕조의 가열중 어느 하나만을 행할 경우에, 상기 버너 연소량의 상한을 최대 연소량보다 낮은 소정의 연소량으로 제한하는 연소량 제어수단을 구비시킨 구성으로 되어 있다.
이와 같은 온수순환식 난방기는 상 온수난방과 욕조의 가열중 어느 하나만을 행할 경우에, 상기 버너 연소량의 상한을 최대 연소량보다 낮은 소정의 연소량으로 제한하는 연소량 제어수단을 구비시켜 연소소음을 가능한 한 적게 할 수 있는 것에 불과할 뿐 일반 온수와 또는 난방과 별개로 의류 건조기나, 온풍 난방기, 라디에이 터 및 보온기 등과 같이 열기를 필요로 하는 각종 열기방출 대상 기기에는 열기 발생용 온수를 제공할 수는 없는 문제점이 있다.
본 발명은 이와 같은 종래의 제반 문제점을 해소하기 위하여 안출한 것으로, 메인 열교환기와 온수 가열용 2차 열교환기를 구비하고 온수와 난방기능을 수행하는 1관 2수로 방식의 가스 보일러에 의류 건조기나, 온풍 난방기, 라디에이터 및 보온기 등으로 온수를 공급할 수 있는 히팅 코일 연결용 리플과 혼합온도 조절밸브, 온/오프 밸브 및 삼방변 등을 부가 설치하여 온수 및 난방 모드에서 필요에 따라 의류 건조기나, 온풍 난방기, 라디에이터 및 보온기 등 내에 설치된 히팅 코일에 온수를 공급시킬 수 있도록 함으로써 하나의 가스 보일러를 이용하여 온수와 난방기능은 물론 의류 건조기나, 온풍 난방기, 라디에이터 및 보온기 등과 같은 열기방출 대상 기기에서 필요로 하는 열기를 얻기 위한 온수까지 제공할 수 있어 가스 보일러 자체를 다양한 용도로 사용할 수 있어 제품의 사용성을 대폭 향상시킬 수 있음은 물론 사용자의 선호도를 향상시킬 수 있고 각각의 제품 구매에 따른 경제적인 부담을 대폭 줄일 수 있는 1관 3수로 가스 보일러를 제공하는데 그 목적이 있는 것이다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시 예는, 버너의 연소열을 이용하여 난방수를 직집 가열하거나 온수의 가열에 필요한 물을 가열시켜 주는 메인 열교환기와; 열발산 히팅 코일과 열교환 히팅 코일을 구비하고 상기 메인 열교환기 에서 공급하는 물의 온도를 이용하여 직수를 가열하여 사용자에게 온수를 제공하는 온수 가열용 2차 열교환기와; 상기 메인 열교환기에서 배출되는 물을 난방 배관 또는 2차 열교환기의 열발산 히팅 코일 중 어느 한 측으로 공급해 주는 제 1 삼방변과; 상기 제 1 삼방변의 절체 방향에 부응하여 메인 열교환기에서 배출되어 난방 배관 또는 2차 열교환기의 열발산 히팅 코일을 통해 흐르는 온수를 강제로 펌핑하여 다시 메인 열교환기 측으로 환수시켜 주는 순환펌프와; 키 입력부와 메인 열교환기의 출구에 설치된 제 1 온도센서로부터 각종 입력신호를 입력받고 자체 내에 기 입력된 제어프로그램을 수행하여 상기 버너와 삼방변 및 순환펌프의 구동 제어를 포함한 보일러의 전반적인 제어기능을 수행하는 제어부를 구비한 가스 보일러에 있어서, 상기 메인 열교환기의 출구와 순환펌프 입구와 공접된 난방 배관 환수구 및 2차 열교환기 출구 측 사이에 분기관을 부가 설치하되, 상기 분기관에는 제어부의 제어신호에 부응하여 그 개폐량이 제어되어 메인 열교환기에서 배출되어 열기방출 대상 기기로 분기되어 공급되는 온수의 량을 조절하는 혼합온도 조절밸브를 설치하고, 열기방출 대상 기기의 히팅 코일 일측과 착탈 가능하게 결합되는 일측 리플과 상기 순환펌프의 출구와 메인 열교환기의 입수구 사이에는 제 2 삼방변을 설치하되, 서로 공접된 상기 메인 열교환기의 입수구와 순환펌프의 출구 측에는 열기방출 대상 기기의 히팅 코일 타측과 착탈 가능하게 결합되는 타측 리플을 부가 설치하여 사용자가 열기방출 대상 기기 사용모드를 선택하면 제어부에서 상기 순환펌프를 구동시키고 제 2 삼방변은 출구 측이 막히도록 절체함과 동시에 혼합온도 조절밸브는 열기방출 대상 기기에서 원하는 열기온도에 부응하여 개구량을 변동 조절 시키도록 한 것을 특징으로 한다.
또한, 상호 공접된 순환펌프 입구와 난방 배관 환수구 및 분기관의 출구와 상기 2차 열교환기의 열발산 히팅 코일 출구 사이에는 제어부의 제어를 받아 온수 사용시에는 개방되고, 온수 모드 오프 상태에서 열기방출 대상 기기 사용모드 선택시 폐쇄되는 온/오프 밸브를 부가 설치한 것을 특징으로 한다.
또, 난방 배관 환수구와 온/오프 밸브 출구의 공접부에 온수 및 난방수 환수온도를 검출하는 제 4 온도센서를 설치하고, 상기 제 2 삼방변의 출구 중 열기방출 대상 기기의 히팅 코일 일측에 결합되는 리플이 설치되는 부위의 출구에 제 5 온도센서를 설치하여 상기 제어부로 하여금 환수되는 온수 또는 난방수 환수온도 대비 혼합온도 조절밸브를 통해 분기되어 순환펌프를 통해 환수되는 온수 또는 난방수에 혼합된 물의 온도를 비교하고 그 결과에 부응하여 상기 혼합온도 조절밸브의 개폐량을 자동 조절할 수 있도록 한 것을 특징으로 한다.
뿐만 아니라 필요에 따라서는 타측 리플과 함께 상기 메인 열교환기의 입수구에 공접된 제 2 삼방변의 출구에 열기방출 대상 기기의 히팅 코일을 통과한 온수의 온도를 검출하는 제 6 온도센서를 설치하여 열기방출 대상 기기 사용시 제어부로 하여금 상기 제 5 온도센서를 통해 검출되는 혼합수 온도 대비 열기방출 대상 기기의 히팅 코일을 통과한 온수의 온도차 비교를 통해 해당 열기방출 대상 기기의 부하량을 산출하고 그 결과에 부응하여 상기 혼합온도 조절밸브의 개폐량을 자동 조절할 수 있도록 한 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 순환펌프는 필요에 따라 제 2 삼방변의 입구 측이 아닌 제 2 삼 방변의 출구와 열기방출 대상 기기의 히팅 코일 후단부 및 메인 열교환기의 입수구 사이에 설치한 것을 특징으로 한다.
한편, 상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 실시 예는, 버너의 연소열을 이용하여 난방수를 직집 가열하거나 온수의 가열에 필요한 물을 가열시켜 주는 메인 열교환기와; 열발산 히팅 코일과 열교환 히팅 코일을 구비하고 상기 메인 열교환기에서 공급하는 물의 온도를 이용하여 직수를 가열하여 사용자에게 온수를 제공하는 온수 가열용 2차 열교환기와; 상기 메인 열교환기에서 배출되는 물을 난방 배관 또는 2차 열교환기의 열발산 히팅 코일 중 어느 한 측으로 공급해 주는 제 1 삼방변과; 상기 제 1 삼방변의 절체 방향에 부응하여 메인 열교환기에서 배출되어 난방 배관 또는 2차 열교환기의 열발산 히팅 코일을 통해 흐르는 온수를 강제로 펌핑하여 다시 메인 열교환기 측으로 환수시켜 주는 순환펌프와; 키 입력부와 메인 열교환기의 출구에 설치된 제 1 온도센서로부터 각종 입력신호를 입력받고 자체 내에 기 입력된 제어프로그램을 수행하여 상기 버너와 삼방변 및 순환펌프의 구동 제어를 포함한 보일러의 전반적인 제어기능을 수행하는 제어부를 구비한 가스 보일러에 있어서, 상기 메인 열교환기의 출구와 제 1 삼방변을 잊는 관체 상에서 각각의 자유단부에 열기방출 대상 기기 히팅 코일의 일측과 타측이 각각 착탈 가능하게 결합되는 리플을 구비한 분기관과 리턴관을 상호 일정간격을 두고 설치하되, 상기 리턴관 상에는 물의 통과량을 검출하여 제어부로 전달하는 수량센서와 상기 제어부의 제어신호에 부응하여 그 개폐량이 제어되어 메인 열교환기에서 배출되어 열기방출 대상 기기로 분기되어 공급되는 온수의 량을 조절하는 혼합온도 조절밸브를 설치한 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 메인 열교환기의 출구와 연결된 제 1 삼방변의 입구에 바이패스 관의 일단부를 연결 설치하되, 상기 바이패스 관의 타단부와 상기 2차 열교환기의 열발산 히팅 코일 출구 사이에 설치된 배관의 중간부에는 제어부의 출력신호에 의해 절체방향이 제어되는 제 3 삼방변을 부가 설치한 것을 특징으로 한다.
이때, 상기 제어부에서는 사용자가 온수 및 난방 모드 오프 상태에서 열기방출 대상 기기 전용 사용모드를 선택한 경우 제 3 삼방변의 볼을 2차 열교환기 측으로 절체하고, 난방 또는 온수 겸용 열기방출 대상 기기 사용모드를 선택한 경우 제 3 삼방변의 볼을 바이패스 관측으로 절체하는 것을 특징으로 한다.
또, 리턴관 상에서 혼합온도 조절밸브 출구 측에는 열기방출 대상 기기 히팅 코일을 통과한 물의 온도를 검출하는 제 5 온도센서를 부가 설치하고, 상기 메인 열교환기와 제 1 삼방변 사이에 설치된 관체에 있어서 리턴관이 결합된 부위의 후방부에 메인 열교환기에서 배출되는 온수와 열기방출 대상 기기의 히팅 코일을 통과하여 혼합된 물의 온도를 검출하는 제 7 온도센서를 부가 설치하여 상기 제어부로 하여금 열기방출 대상 기기를 통과한 물의 온도와 혼합수의 온도를 상호 비교하고 그 결과에 부응하여 상기 혼합온도 조절밸브의 개폐량을 자동 조절할 수 있도록 한 것을 특징으로 한다.
이때, 상기 두 실시 예에 있어서 상기 열기방출 대상 기기는 의류 건조기나, 온풍 난방기, 라디에이터 및 보온기 등을 포함하는 것을 특징으로 한다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명의 1관 3수로 가스 보일러에 의하면, 메인 열교환기와 온수 가열용 2차 열교환기를 구비하고 온수와 난방기능을 수행하는 1관 2수로 방식의 가스 보일러에 의류 건조기나, 온풍 난방기, 라디에이터 및 보온기 등과 같은 열기방출 대상 기기로 온수를 공급할 수 있는 히팅 코일 연결용 리플과 혼합온도 조절밸브, 온/오프 밸브 및 삼방변 등을 부가 설치하여 온수 및 난방 모드 또는 온수 및 난방 기능이 작동되지 않는 상태에서 필요에 따라 의류 건조기나, 온풍 난방기, 라디에이터 및 보온기 등 내에 설치된 열기 발생용 히팅 코일에 온수를 공급시킬 수 있도록 함으로써 하나의 가스 보일러를 이용하여 온수와 난방기능은 물론 의류 건조기나, 온풍 난방기, 라디에이터 및 보온기 등과 같은 열기방출 대상 기기에서 필요로 하는 열기를 발생시켜 주기 위한 온수까지 제공할 수 있어 가스 보일러 자체를 다양한 용도로 사용할 수 있어 제품의 사용성을 대폭 향상시킬 수 있고, 또한 사용자의 선호도를 향상시킬 수 있음은 물론 열기방출 대상 기기의 작동에 필요한 열기 발생기기를 구매할 필요가 없게 되어 각각의 제품 구매에 따른 경제적인 부담을 대폭 줄일 수 있는 등 매우 유용한 발명인 것이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시 예를 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 구성도를 나타낸 것이고, 도 3은 본 발 명의 다른 실시 예에 따른 구성도를 나타낸 것이다.
이에 따르면 본 발명의 일 실시 예는 도 2와 같이, 버너의 연소열을 이용하여 난방수를 직집 가열하거나 온수의 가열에 필요한 물을 가열시켜 주는 메인 열교환기(1)와; 열발산 히팅 코일(2a)과 열교환 히팅 코일(2b)을 구비하고 상기 메인 열교환기(1)에서 공급하는 물의 온도를 이용하여 직수를 가열하여 사용자에게 온수를 제공하는 온수 가열용 2차 열교환기(2)와; 상기 메인 열교환기(1)에서 배출되는 물을 난방 배관(5) 또는 2차 열교환기(2)의 열발산 히팅 코일(2a) 중 어느 한 측으로 공급해 주는 제 1 삼방변(3)과; 상기 제 1 삼방변(3)의 절체 방향에 부응하여 메인 열교환기(1)에서 배출되어 난방 배관(5) 또는 2차 열교환기(2)의 열발산 히팅 코일(2a)을 통해 흐르는 온수를 강제로 펌핑하여 다시 메인 열교환기(1) 측으로 환수시켜 주는 순환펌프(4)와; 키 입력부(6)와 메인 열교환기(1)의 출구에 설치된 제 1 온도센서(Th1)로부터 각종 입력신호를 입력받고 자체 내에 기 입력된 제어프로그램을 수행하여 상기 버너와 삼방변 및 순환펌프의 구동 제어를 포함한 보일러의 전반적인 제어기능을 수행하는 제어부(7)를 구비한 가스 보일러에 있어서,
상기 메인 열교환기(1)의 출구와 순환펌프(4) 입구와 공접된 난방 배관(5) 환수구 및 2차 열교환기(2) 출구 측 사이에 분기관(8)을 부가 설치하되, 상기 분기관(8)에는 제어부(7)의 제어신호에 부응하여 그 개폐량이 제어되어 메인 열교환기(1)에서 배출되어 열기방출 대상 기기(10)로 분기되어 공급되는 온수의 량을 조절하는 혼합온도 조절밸브(9)를 설치하고, 열기방출 대상 기기(10)의 히팅 코일(10a) 일측과 착탈 가능하게 결합되는 일측 리플(11a)과 상기 순환펌프(4)의 출 구와 메인 열교환기(1)의 입수구 사이에는 제 2 삼방변(12)을 설치하되, 서로 공접된 상기 메인 열교환기(1)의 입수구와 순환펌프(4)의 출구 측에는 열기방출 대상 기기(10)의 히팅 코일(10a) 타측과 착탈 가능하게 결합되는 타측 리플(11b)을 부가 설치하여 사용자가 열기방출 대상 기기 사용모드를 선택하면 제어부(7)에서 상기 순환펌프(4)를 구동시키고 제 2 삼방변(12)은 출구 측이 막히도록 절체함과 동시에 혼합온도 조절밸브(9)는 열기방출 대상 기기(10)에서 원하는 열기온도에 부응하여 개구량을 변동 조절시키도록 한 것을 특징으로 한다.
또한, 상호 공접된 순환펌프(4) 입구와 난방 배관(5) 환수구 및 분기관(8)의 출구와 상기 2차 열교환기(2)의 열발산 히팅 코일(2a) 출구 사이에는 제어부(7)의 제어를 받아 온수 사용시에는 개방되고, 온수 모드 오프 상태에서 열기방출 대상 기기 사용모드 선택시 폐쇄되는 온/오프 밸브(13)를 부가 설치한 것을 특징으로 한다.
또, 난방 배관(5) 환수구와 온/오프 밸브(13) 출구의 공접부에 온수 및 난방수 환수온도를 검출하는 제 4 온도센서(Th4)를 설치하고, 상기 제 2 삼방변(12)의 출구 중 열기방출 대상 기기(10)의 히팅 코일(10a) 일측에 결합되는 리플(11a)이 설치되는 부위의 출구에 혼합수 온도를 검출하는 제 5 온도센서(Th5)를 설치하여 상기 제어부(7)로 하여금 환수되는 온수 또는 난방수 온도 대비 혼합온도 조절밸브(9)를 통해 분기되어 순환펌프(4)를 통해 환수되는 온수 또는 난방수에 혼합된 물의 온도를 상호 비교하고 그 결과에 부응하여 상기 혼합온도 조절밸브(9)의 개폐량을 자동 조절할 수 있도록 한 것을 특징으로 한다.
뿐만 아니라 필요에 따라서는 타측 리플(11b)과 함께 상기 메인 열교환기(1)의 입수구에 공접된 제 2 삼방변(12)의 출구에 열기방출 대상 기기(10)의 히팅 코일(10a)을 통과한 온수의 온도를 검출하는 제 6 온도센서(Th6)를 설치하여 열기방출 대상 기기 사용시 제어부(7)로 하여금 상기 제 5 온도센서(Th5)를 통해 검출되는 혼합수 온도 대비 열기방출 대상 기기(10)의 히팅 코일(10a)을 통과한 온수의 온도차 비교 검출를 통해 해당 열기방출 대상 기기의 부하량을 산출하고 그 결과에 부응하여 상기 혼합온도 조절밸브(9)의 개폐량을 자동 조절할 수 있도록 한 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 순환펌프(4)는 필요에 따라 제 2 삼방변(12)의 입구측이 아닌 제 2 삼방변(12)의 출구와 열기방출 대상 기기(10)의 히팅 코일(10a) 후단부 및 메인 열교환기(1)의 입수구 사이에 설치한 것을 특징으로 한다.
한편, 본 발명의 다른 실시 예는 도 3과 같이, 버너의 연소열을 이용하여 난방수를 직집 가열하거나 온수의 가열에 필요한 물을 가열시켜 주는 메인 열교환기(1)와; 열발산 히팅 코일(2a)과 열교환 히팅 코일(2b)을 구비하고 상기 메인 열교환기(1)에서 공급하는 물의 온도를 이용하여 직수를 가열하여 사용자에게 온수를 제공하는 온수 가열용 2차 열교환기(2)와; 상기 메인 열교환기(1)에서 배출되는 물을 난방 배관(5) 또는 2차 열교환기(2)의 열발산 히팅 코일(2a) 중 어느 한 측으로 공급해 주는 제 1 삼방변(3)과; 상기 제 1 삼방변(3)의 절체 방향에 부응하여 메인 열교환기(1)에서 배출되어 난방 배관(5) 또는 2차 열교환기(2)의 열발산 히팅 코일(2a)을 통해 흐르는 온수를 강제로 펌핑하여 다시 메인 열교환기(1) 측으로 환수 시켜 주는 순환펌프(4)와; 키 입력부(6)와 메인 열교환기(1)의 출구에 설치된 제 1 온도센서(Th1)로부터 각종 입력신호를 입력받고 자체 내에 기 입력된 제어프로그램을 수행하여 상기 버너와 삼방변 및 순환펌프의 구동 제어를 포함한 보일러의 전반적인 제어기능을 수행하는 제어부(7)를 구비한 가스 보일러에 있어서,
상기 메인 열교환기(1)의 출구와 제 1 삼방변(3)을 잊는 관체(14) 상에서 각각의 자유단부에 열기방출 대상 기기(10) 히팅 코일(10a)의 일측과 타측이 착탈 가능하게 결합되는 리플(11a)(11b)을 구비한 분기관(16)과 리턴관(17)을 상호 일정간격을 두고 설치하되, 상기 리턴관(17) 상에는 물의 통과량을 검출하여 제어부(7)로 전달하는 수량센서(18)와 상기 제어부(7)의 제어신호에 부응하여 그 개폐량이 제어되어 메인 열교환기(1)에서 배출되어 열기방출 대상 기기(10)로 분기 공급되는 온수의 량을 조절하는 혼합온도 조절밸브(9)를 설치한 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 메인 열교환기(1)의 출구와 연결된 제 1 삼방변(3)의 입구에 바이패스 관(19)의 일단부를 연결 설치하되, 상기 바이패스 관(19)의 타단부와 상기 2차 열교환기(2)의 열발산 히팅 코일(2a) 출구 사이에 설치된 배관(15)의 중간부에는 제어부(7)의 출력신호에 의해 절체방향이 제어되는 제 3 삼방변(20)을 부가 설치한 것을 특징으로 한다.
이때, 상기 제어부(7)에서는 사용자가 온수 및 난방 모드 오프 상태에서 열기방출 대상 기기 전용 사용모드를 선택한 경우 제 3 삼방변(20)의 볼을 2차 열교환기(2) 측으로 절체하고, 난방 또는 온수 겸용 열기방출 대상 기기 사용모드를 선택한 경우 제 3 삼방변(20)의 볼을 바이패스 관(19) 측으로 절체 제어하는 것을 특 징으로 한다.
또, 리턴관(17) 상에서 혼합온도 조절밸브(9) 출구 측에는 열기방출 대상 기기(10) 히팅 코일(10a)을 통과한 물의 온도를 검출하는 제 5 온도센서(Th5)를 부가 설치하고, 상기 메인 열교환기(1)와 제 1 삼방변(3) 사이에 설치된 관체(14)에 있어서 리턴관(17)이 결합된 부위의 후방부에 메인 열교환기(1)에서 배출되는 온수와 열기방출 대상 기기(10)의 히팅 코일(10a)을 통과하여 혼합된 물의 온도를 검출하는 제 7 온도센서(Th7)를 부가 설치하여 상기 제어부(7)로 하여금 열기방출 대상 기기(10)를 통과한 물의 온도와 혼합수의 온도를 상호 비교하고 그 결과에 부응하여 상기 혼합온도 조절밸브(9)의 개폐량을 자동 조절할 수 있도록 한 것을 특징으로 한다.
이때, 상기 두 실시 예에 있어서 상기 열기방출 대상 기기(10)는 의류 건조기나, 온풍 난방기, 라디에이터 및 보온기 등을 포함하는 것을 특징으로 한다.
여기서 미설명 부호 21은 사용자가 온수를 사용할 때 그 량을 검출함과 동시에 직수 통과량을 제어하는 수량센서 및 수량조절밸브이고, Th2는 직수온도 검출용 제 2 온도센서이며, Th3는 2차 열교환기(2)의 열교환 히팅 코일(2b)을 통과하며 가열된 온수의 온도를 검출하는 제 3 온도센서이다.
이와 같이 구성된 본 발명 1관 3수로 가스 보일러에 대한 작용효과를 설명하면 다음과 같다.
먼저, 본 발명의 일 실시 예는 공지된 가스 보일러에 있어서, 메인 열교환기(1)의 출구와 순환펌프(4) 입구와 공접된 난방 배관(5) 환수구 및 2차 열교환 기(2) 출구 측 사이에 혼합온도 조절밸브(9)를 구비한 분기관(8)을 부가 설치하고, 열기방출 대상 기기(10)의 히팅 코일(10a) 일측과 착탈 가능하게 결합되는 일측 리플(11a)과 상기 순환펌프(4)의 출구 및 메인 열교환기(1)의 입수구 사이에는 제 2 삼방변(12)을 설치하되, 서로 공접된 상기 메인 열교환기(1)의 입수구와 순환펌프(4)의 출구 측에는 열기방출 대상 기기(10)의 히팅 코일(10a) 타측과 착탈 가능하게 결합되는 타측 리플(11b)을 부가 설치한 것을 기본적인 주요기술 구성요소로 한다.
이때, 메인 열교환기(1)는 버너를 구비하고 버너의 가스 연소열을 이용하여 히팅 코일 내에 흐르는 난방수를 직집 가열하거나 온수의 가열에 필요한 물을 가열시켜 주는 기능을 수행하고, 2차 열교환기(2)는 열발산 히팅 코일(2a)과 열교환 히팅 코일(2b)을 구비하고 상기 메인 열교환기(1)에서 공급하는 물의 온도를 이용하여 직수를 가열하여 사용자에게 온수를 제공하는 기능을 수행한다.
또, 제 1 삼방변(3)은 순환펌프(4)의 구동에 의해 상기 메인 열교환기(1)에서 배출되는 물을 난방 배관(5) 측으로 순환시키거나 또는 2차 열교환기(2)의 열발산 히팅 코일(2a) 측으로 공급해 주는 정체 기능을 수행하고, 순환펌프(4)는 상기 제 1 삼방변(3)의 절체 방향에 부응하여 메인 열교환기(1)에서 배출되어 난방 배관(5) 또는 2차 열교환기(2)의 열발산 히팅 코일(2a)을 통해 흐르는 온수를 강제로 펌핑하여 다시 메인 열교환기(1) 측으로 환수시켜 주는 순환기능을 수행한다.
또한, 제어부(7)는 자체 내에 소정의 제어프로그램을 구비하고 키 입력부(6)와 메인 열교환기(1)의 출구에 설치된 제 1 온도센서(Th1) 등으로부터 각종 키 신 호 및 검출신호를 입력받고 제어프로그램을 수행하여 보일러의 전반적인 제어기능을 수행하게 된다.
한편, 상기와 같이 메인 열교환기(1)의 출구와 난방 배관(5) 환수구 및 2차 열교환기(2)의 열발산 히팅 코일(2a)의 출구 사이에 혼합온도 조절밸브(9)를 구비한 분기관(8)을 부가 설치하고, 의류 건조기나, 온풍 난방기, 라디에이터 및 보온기 등과 같은 열기방출 대상 기기(10)의 히팅 코일(10a) 일측과 착탈 가능하게 결합되는 일측 리플(11a)과 상기 순환펌프(4)의 출구 및 메인 열교환기(1)의 입수구 사이에는 제 2 삼방변(12)을 설치하되, 서로 공접된 상기 메인 열교환기(1)의 입수구와 순환펌프(4)의 출구 측에는 열기방출 대상 기기(10)의 히팅 코일(10a) 타측과 착탈 가능하게 결합되는 타측 리플(11b)을 부가 설치하고, 사용자가 난방 모드나 온수사용 모드 또는 이들 모드는 오프된 상태에서 열기방출 대상 기기 사용모드를 선택하게 되면, 상기 제어부(7)에서 메인 열교환기(1)에 설치되어 있는 버너는 물론 상기 순환펌프(4)를 구동시키고 제 2 삼방변(12)의 볼은 메인 열교환기(1)의 입수구와 연결된 출구 측이 막도록 절체함과 동시에 분기관(8)에 설치된 혼합온도 조절밸브(9)를 열기방출 대상 기기(10)에서 원하는 열기온도에 부응하여 개구시켜 주게 된다.
따라서, 상기 순환펌프(4)의 작동에 의해 메인 열교환기(1)에서 배출된 온수의 일부가 상기 혼합온도 조절밸브(9)의 개구량에 부응하여 분기관(8)을 통해 순환펌프(4) 측으로 유입되며 난방 배관(5)을 거친 난방환수 또는 2차 열교환기(2)의 열발산 히팅 코일(2a)을 통과한 온수와 혼합된 후 제 2 삼방변(12)을 통해 두 리 플(11a)(11b) 사이에 결합된 열기방출 대상 기기(10)의 히팅 코일(10a)을 거쳐 다시 상기 메인 열교환기(1)로 유입되는 순환을 반복하게 되므로 상기 열기방출 대상 기기(10)의 히팅 코일(10a)에서 혼합수의 온도에 대응하는 열기가 발생하게 되어 해당 기기(즉, 의류 건조기나, 온풍 난방기, 라디에이터 및 보온기 등)에서 필요로 하는 열기를 공급할 수 있게 된다.
물론 상기에 있어서 상기 순환펌프(4)의 작동에 의해 메인 열교환기(1)에서 배출된 온수의 대부분은 난방 모드시 제 1 삼방변(3)을 통해 난방 배관(5)으로 공급되어 사용자의 열기방출 대상 기기 사용모드 선택에 무관하게 난방이 정상적으로 병행되고, 온수 사용모드시에는 제 1 삼방변(3)을 통해 2차 열교환기(2)의 열발산 히팅 코일(2a)을 통해 공급되어 열교환 히팅 코일(2b)에 흐르는 직수에 열이 전달되어 사용자가 원하는 온도의 온수를 병행하여 제공할 수 있다.
한편, 사용자가 난방 모드 또는 온수 사용모드 중 어느 한 모드 만 선택한 경우(즉 난방 및 열기방출 대상 기기겸용 사용모드나, 온수 및 열기방출 대상 기기겸용 사용모드 또는 열기방출 대상 기기 전용 사용모드를 선택하지 않고 난방 모드 또는 온수 사용모드를 선택한 경우)에는 상기 제어부(7)에서 제 2 삼방변(12)의 볼을 열기방출 대상 기기(10) 측으로 절체시켜 열기방출 대상 기기로의 온수 공급을 차단함은 물론 상기 분기관(8)에 설치된 혼합온도 조절밸브(9)를 닫아 주게 되므로 메인 열교환기(1)에서 배출되는 온수는 종래 1관 2수로 가스 보일러와 동일하게 모두 난방 배관(5) 또는 2차 열교환기(2)를 거친 후 순환펌프(4) 및 제 2 삼방변(12)을 통해 메인 열교환기(1) 측으로 회수되는 순환루프를 갖게 된다.
이때, 상기 제어부(7)에서는 사용자가 열기방출 대상 기기 전용 사용모드를 선택할 경우 난방 배관(5)에 온수가 공급되어 불필요하게 난방이 이루어지는 것을 방지하기 위하여 제 1 삼방변(3)의 볼을 난방 배관(5) 측을 막는 방향으로 절체시켜 주게 된다.
즉, 사용자가 열기방출 대상 기기 전용 사용모드를 선택할 경우에는 상기 제어부(7)에서 제 1 삼방변(3)의 볼을 난방 배관(5) 측을 막는 방향으로 절체시켜 주게 되므로 상기 메인 열교환기(1)에서 배출된 온수의 일부는 혼합온도 조절밸브(9)의 개구량에 부응하여 분기관(8)을 통해 순환펌프(4) 측으로 공급됨과 동시에 나머지 온수는 제 1 삼방변(3)을 통해 2차 열교환기(2)의 열발산 히팅 코일(2a)에 공급되어 열교환이 이루어진 후 순환펌프(4) 측으로 공급되어 직접 분기관(8)을 통해 공급되는 메인 열교환기(1)의 온수와 혼합되는 동작을 반복하게 된다.
그러나 이때 상기 2차 열교환기(2)의 열발산 히팅 코일(2a)의 출구를 순환펌프(4) 입구와 난방 배관(5) 환수구 및 분기관(8) 출구에 직접 연결한 상태를 가질 경우 온수겸 열기방출 대상 기기 사용모드에서는 사용자가 온수도 사용을 원하고 있는 상태이므로 별문제가 없으나, 온수 모드를 오프한 상태에서 사용자가 열기방출 대상 기기의 구동만을 원하는 열기방출 대상 기기 전용 사용모드를 선택하게 될 경우 전술한 바와 같이 상기 메인 열교환기(1)에서 배출된 온수의 일부는 혼합온도 조절밸브(9)의 개구량에 부응하여 분기관(8)을 통해 순환펌프(4) 측으로 공급되고 나머지 온수는 제 1 삼방변(3)과 2차 열교환기(2)의 열발산 히팅 코일(2a)을 통해 순환펌프(4) 측으로 순환되는 루프를 형성하고 있으므로 비록 사용자가 원하지는 않으나 2차 열교환기(2) 내에서 열발산 히팅 코일(2a)에 흐르는 온수에 의해 열교환 히팅 코일(2b) 내에 있는 직수가 가열된 상태를 갖게 되므로 만약 이와 같은 상태에서 사용자가 아무런 준비 없이 온수 수도꼭지를 열게 되면 자신이 원하는 바와 달리 뜨거운 온수가 급작스럽게 쏟아지므로 인해 놀라거나 심할 경우 화상 등을 입게 될 우려가 있다.
따라서, 본 발명에서는 상호 공접된 순환펌프(4) 입구와 난방 배관(5) 환수구 및 분기관(8)의 출구와 상기 2차 열교환기(2)의 열발산 히팅 코일(2a) 출구 사이에 온/오프 밸브(13)를 부가 설치하여 제어부(7)로 하여금 온수 사용모드에서는 상기 온/오프 밸브(13)를 개방시키고 온수 모드 오프 상태에서 열기방출 대상 기기 사용모드 선택시에는 폐쇄시키도록 하였다.
그러므로 사용자가 온수 모드 오프 상태에서 열기방출 대상 기기 사용모드 선택시를 선택하게 되면 비록 제 1 삼방변(3)이 볼이 난방 배관(5) 측을 폐쇄하고 2차 열교환기(2) 측을 개방시켜 줌으로써 상기 메인 열교환기(1)에서 배출되는 뜨거운 물이 제 1 삼방변(3)을 통해 2차 열교환기(2)의 열발산 히팅 코일(2a)로 공급된다 하더라도 오프 상태를 갖는 온/오프 밸브(13)에 의해 차단되어 순환펌프(4) 측으로 흐르지 않고 정체된 상태를 갖게 되어 열교환 히팅 코일(2b) 내에 정체된 상태를 갖는 직수가 일정온도의 온수로 가열되지 않게 되므로 차후 사용자가 온수꼭지를 틀더라도 뜨거운 온수가 배출되지 않고 직수가 그대로 배출되어 전술한 바와 같은 문제점을 완벽히 해결할 수 있다.
물론, 사용자가 온수 모드 오프 상태에서 열기방출 대상 기기 사용모드를 선 택한 경우 상기 메인 열교환기(1)에서 배출되는 뜨거운 물은 전술한 바와 같이 온수 루프를 통해 흐르지는 않고 그 일부가 혼합온도 조절밸브(9)의 개구량에 부응하여 분배관(15)과 순환펌프(4), 제 2 삼방변(12) 및 열기방출 대상 기기(10)의 히팅 코일(10a)을 통해 다시 메인 열교환기(1)로 유입되는 순환을 반복하게 되므로 상기 열기방출 대상 기기(10)의 히팅 코일(10a)에서 발생되는 열기를 통해 해당 기기의 내부 공기를 원하는 온도로 가열시켜 의류를 건조하거나 내부에 보관 중인 물건을 보온할 수 있는 것이다.
상기에서 언급한 제 1 삼방변(3)과 제 1 온/오프 밸브(13), 혼합온도 조절밸브(9) 및 제 2 삼방변(12)에 대한 각 모드별 작동상태를 도표로 표시하면 다음과 같다.
| 제 1 삼방변 | 온/오프 밸브 | 혼합온도 조절밸브 | 제 2 삼방변 | |
| 난방 + 열기방출 대상 기기 사용모드 | 난방 | 오프 | 개폐량 조절 | 열기방출 대상 기기 |
| 온수 + 열기방출 대상 기기 사용모드 | 온수 | 온 | 개폐량 조절 | 열기방출 대상 기기 |
| 열기방출 대상 기기 전용 사용모드 | 온수 | 오프 | 전개 | 열기방출 대상 기기 |
| 난방 전용모드 | 난방 | 오프 | 전폐 | 메인 열교환기 |
| 온수 전용모드 | 온수 | 온 | 전폐 | 메인 열교환기 |
또한, 본 발명의 일 실시 예에서는 상기 난방 배관(5) 환수구와 온/오프 밸브(13) 출구의 공접부에 온수 및 난방수 환수온도를 검출하는 제 4 온도센서(Th4)를 설치하고, 상기 제 2 삼방변(12)의 출구 중 열기방출 대상 기기(10)의 히팅 코일(10a) 일측에 결합되는 리플(10a)이 설치되는 부위의 출구에 혼합수 온도를 검출하는 제 5 온도센서(Th5)를 설치하였다.
따라서, 상기 제어부(7)에서 사용자가 난방 및 열기방출 대상 기기겸용 사용 모드를 선택하거나, 온수 및 열기방출 대상 기기겸용 사용모드 선택 또는 열기방출 대상 기기 전용 사용모드 선택으로 인해 열기방출 대상 기기(10) 히팅 코일(10a)에 환수되는 난방수 또는 온수에 혼합온도 조절밸브(9)를 통해 분기되어 뜨거운 물이 순환펌프(4)를 통해 혼합되어 공급될 때 환수되는 온수 또는 난방수 온도(즉, 제 4 온도센서(Th4)에 의해 검출되는 환수온도) 대비 혼합온도 조절밸브(9)를 통해 분기되어 순환펌프(4)를 통해 환수되는 온수 또는 난방수에 혼합된 물의 온도(즉, 제 5 온도센서(Th5)에 의해 검출되는 혼합물의 온도)를 상호 비교하고, 그 결과 값(즉, 해당 열기방출 대상 기기(10)의 내부에서 원하는 열기의 설정온도와 현재 혼합물의 온도를 비교한 차 값)에 상기 혼합온도 조절밸브(9)를 더 열어주거나 더 닫아주어(즉, 개폐량을 자동 조절) 환수되는 온수 및 난방수에 혼합되는 메인 열교환기(1)의 출탕수 량을 제어해 줄 수 있어 해당 열기방출 대상 기기(10)의 내부에서 원하는 공기의 온도를 자동으로 조절 및 얻을 수 있는 것이다.
또한, 본 발명에서는 필요에 따라 타측 리플(11b)과 함께 상기 메인 열교환기(1)의 입수구에 공접된 제 2 삼방변(12)의 출구에 열기방출 대상 기기(10)의 히팅 코일(10a)을 통과한 온수의 온도를 검출하는 제 6 온도센서(Th6)를 설치하여 줌으로써 상기 제어부(7)에서 열기방출 대상 기기 사용시 상기 제 5 온도센서(Th5)를 통해 검출되는 혼합수 온도 대비 열기방출 대상 기기(10)의 히팅 코일(10a)을 통과한 온수의 온도차를 검출하여 해당 열기방출 대상 기기(10) 내의 부하량을 산출하고 그 결과에 부응하여 상기 혼합온도 조절밸브(9)의 개폐량을 자동 조절하게 된다.
즉, 제 5 온도센서(Th5)에 의해 검출되는 현재 혼합수 온도 대비 열기방출 대상 기기(10)의 히팅 코일(10a)을 통과한 온수의 온도(제 6 온도센서(Th6)에 의해 검출된 온도)가 너무 낮을 경우 부하량이 그만큼 많은 것으로 판단함은 물론 그때의 부하량이 어느 정도 많은지를 산출하여 그 값에 부응하여 혼합온도 조절밸브(9)를 더 열어주고 이와 반대로 현재 혼합수 온도와 열기방출 대상 기기(10)의 히팅 코일(10a)을 통과한 온수의 온도 차가 크게 없을 경우 부하량이 그만큼 작은 것으로 판단함은 물론 그때의 부하량이 어느 정도 적은지를 산출하여 그 값에 부응하여 혼합온도 조절밸브(9)를 그대로 두거나 더 닫아주는 제어를 실시할 수 있어 열기방출 대상 기기(10) 내의 부하량에 부응하여 혼합온도 조절밸브(9)의 개폐량을 자동으로 조절(즉, 메인 열교환기(1)에서 바로 배출되는 뜨거운 물을 난방 배관(5) 및 2차 열교환기(2)를 통과하고 환수되는 물에 혼합시킬 때 열기방출 대상 기기(10) 내의 부하량에 맞춰 정확히 공급)할 수 있는 것이다.
또, 상기 순환펌프(4)는 분기관(8)과 온수 및 난방수 환수관 및 제 2 삼방변(12) 사이에 설치한 것을 예시하였으나, 이에 한정하는 것은 아니며 필요에 따라 상기 제 2 삼방변(12)의 출구와 열기방출 대상 기기(10)의 히팅 코일(10a) 후단부 및 메인 열교환기(1)의 입수구 사이에 설치하여 사용할 수도 있다.
한편, 본 발명의 다른 실시 예는 공지된 가스 보일러에 있어서, 메인 열교환기(1)의 출구와 제 1 삼방변(3)을 잊는 관체(14) 상에서 각각의 자유단부에 열기방출 대상 기기(10) 히팅 코일(10a)의 일측과 타측이 착탈 가능하게 결합되는 리플(11a)(11b)을 구비한 분기관(16)과 리턴관(17)을 상호 일정간격을 두고 설치하 되, 상기 리턴관(17) 상에는 물의 통과량을 검출하여 제어부(7)로 전달하는 수량센서(18)와 상기 제어부(7)의 제어신호에 부응하여 그 개폐량이 제어되어 메인 열교환기(1)에서 배출되어 열기방출 대상 기기(10)로 분기 공급되는 온수의 량을 조절하는 혼합온도 조절밸브(9)를 설치한 것을 주요구성 요소로 한다.
이와 같은 구성을 갖는 1관 3수로 가스 보일러의 키 입력부(6)를 이용하여 사용자가 난방 모드나 온수사용 모드에서 열기방출 대상 기기 사용모드를 선택하거나, 난방 및 온수 사용 모드는 오프된 상태에서 열기방출 대상 기기 사용모드를 선택하게 되면, 상기 제어부(7)에서는 메인 열교환기(1)에 설치되어 있는 버너는 물론 상기 순환펌프(4)를 구동시키고 리턴관(17)에 설치된 혼합온도 조절밸브(9)는 열기방출 대상 기기(10) 내에서 요구하는 열기의 온도에 부응하여 개방하게 된다.
따라서, 상기 순환펌프(4)의 작동에 의해 메인 열교환기(1)에서 배출된 온수의 대부분은 제 1 삼방변(3)을 통해 난방 배관(5) 또는 2차 열교환기(2) 측으로 송수되고 또 그 일부는 상기 혼합온도 조절밸브(9)의 개구량에 부응하여 분기관(16)을 통해 열기방출 대상 기기(10)의 히팅 코일(10a)을 거친 후 리턴관(17)으로 유입되어 수량센서(18)와 혼합온도 조절밸브(9)를 통해 다시 메인 열교환기(1)의 출구와 제 1 삼방변(3)을 잊는 관체(14) 상으로 유입되어 상기 메인 열교환기(1)에서 직접 배출되고 있는 뜨거운 물과 혼합된 후 제 1 삼방변(3)을 통해 난방 배관(5) 또는 2차 열교환기(2) 측으로 송수되는 과정을 반복하게 되므로 상기 열기방출 대상 기기(10)의 히팅 코일(10a)에서 혼합온도 조절밸브(9)의 개구량에 부응하여 흐르는 메인 열교환기(1)의 출탕수 온도에 대응하는 열기가 발생하게 되어 해당 기 기(즉, 의류 건조기나, 온풍 난방기, 라디에이터 및 보온기 등)에서 필요로 하는 열기를 공급할 수 있게 된다.
물론 상기에 있어서 상기 순환펌프(4)의 작동에 의해 메인 열교환기(1)에서 배출된 대부분의 온수를 포함하여 열기방출 대상 기기(10)의 히팅 코일(10a)을 통과하며 열교환 후 환수된 온수는 난방 모드시 제 1 삼방변(3)을 통해 난방 배관(5)으로 공급되어 사용자의 열기방출 대상 기기 사용모드 선택에 무관하게 난방이 정상적으로 병행되고, 온수 사용모드시에는 제 1 삼방변(3)을 통해 2차 열교환기(2)의 열발산 히팅 코일(2a)을 통해 공급되어 열교환 히팅 코일(2b)에 흐르는 직수에 열이 전달되어 사용자가 원하는 온도의 온수를 병행하여 제공할 수 있다.
한편, 사용자가 난방 모드 또는 온수 사용모드 중 어느 한 모드 만 선택한 경우(즉 난방 및 열기방출 대상 기기겸용 사용모드나, 온수 및 열기방출 대상 기기겸용 사용모드 또는 열기방출 대상 기기 전용 사용모드를 선택하지 않고 난방 모드 또는 온수 사용모드를 선택한 경우)에는 상기 제어부(7)에서 혼합온도 조절밸브(9)를 폐쇄시켜 열기방출 대상 기기로의 온수 공급을 차단하게 되므로 메인 열교환기(1)에서 배출되는 온수는 종래 1관 2수로 가스 보일러와 동일하게 모두 난방 배관(5) 또는 2차 열교환기(2)를 거친 후 순환펌프(4)를 통해 메인 열교환기(1) 측으로 회수되는 순환루프를 갖게 된다.
그런데, 이와 같은 구성은 순환펌프(4)에 의해 순환되는 난방수 또는 온수 가열을 위한 온수 순환루프와 별개로 열기방출 대상 기기(10)에 온수를 공급하기 위한 루프가 형성되어 있으므로 실제로 사용자는 온수 및 난방 모드를 오프한 상태 에서 열기방출 대상 기기(10) 전용 사용모드를 선택한다 하더라도 순환펌프(4)를 통한 메인 열교환기(1) 내의 온수가 순환되어야만 열기방출 대상 기기(10)로의 온수 공급도 가능한 형태를 갖는다.
이와 같이 열기방출 대상 기기 전용 사용모드에서 제 1 삼방변(3)를 난방 모드로 절체하여 메인 열교환기(1) 내의 온수를 난방 배관(5) 측으로 순환시킬 경우 난방 배관(5)에 온수가 공급되어 불필요하게 난방이 이루어지게 될 우려가 있다.
따라서, 사용자가 열기방출 대상 기기 전용 사용모드를 선택할 경우 상기와 같은 구성하에서는 난방 배관(5)에 온수가 공급되어 불필요하게 난방이 이루어지는 것을 방지하기 위하여 제 1 삼방변(3)의 볼을 난방 배관(5) 측을 막는 방향으로 절체시켜 주는 메인 열교환기(1) 내의 온수가 2차 열교환기(2)와 순환펌프(4)를 통해 순환되도록 하는 것이 바람직하다.
그러나, 이 경우에 있어서도 실제로 사용자는 온수 모드를 오프한 상태에서 사용자가 열기방출 대상 기기의 구동만을 원하는 열기방출 대상 기기 전용 사용모드를 선택한 경우인데도 불구하고, 전술한 바와 같이 상기 메인 열교환기(1)에서 배출된 온수의 일부는 혼합온도 조절밸브(9)의 개구량에 부응하여 분기관(16)과 열기방출 대상 기기(10)의 히팅 코일(10a) 및 리턴관(17)을 통해 흐리게 됨과 동시에 나머지 온수가 제 1 삼방변(3)과 2차 열교환기(2)의 열발산 히팅 코일(2a) 및 순환펌프(4)를 통해 순환되는 루프를 형성하고 있으므로, 비록 사용자가 원하지는 않으나 2차 열교환기(2) 내에서 열발산 히팅 코일(2a)에 흐르는 온수에 의해 열교환 히팅 코일(2b) 내에 있는 직수가 가열된 상태를 갖게 되므로 만약 이와 같은 상태에 서 사용자가 아무런 준비 없이 온수 수도꼭지를 열게 되면 자신이 원하는 바와 달리 뜨거운 온수가 급작스럽게 쏟아지므로 인해 놀라거나 심할 경우 화상 등을 입게 될 우려가 있다.
따라서 본 발명에서는 상기 메인 열교환기(1)의 출구와 연결된 제 1 삼방변(3)의 입구 사이의 관체(14) 및 상기 2차 열교환기(2)의 열발산 히팅 코일(2a) 출구와 순환펌프(4) 사이에 설치된 배관(15)의 중간부 사이에 별도로 바이패스 관(19)을 설치하되, 상기 배관(15)과 바이패스 관(19)의 교차점에 제 3 삼방변(20)을 부가 설치하고 제어부(7)로 하여금 사용자가 온수 및 난방 모드 오프 상태에서 열기방출 대상 기기 전용 사용모드를 선택한 경우 제 3 삼방변(20)의 볼을 2차 열교환기(2) 측으로 절체하여 막도록 하고, 난방 또는 온수 겸용 열기방출 대상 기기 사용모드를 선택한 경우 제 3 삼방변(20)의 볼을 바이패스 관(19) 측으로 절체하여 막도록 하였다.
그러므로 사용자가 온수 및 난방 모드 오프 상태에서 열기방출 대상 기기 전용 사용모드를 선택한 경우에는 제 3 삼방변(20)의 볼이 2차 열교환기(2) 측을 막게 되므로 비록 제 1 삼방변(3)이 볼이 제어부(7)의 제어에 의해 난방 배관(5) 측을 폐쇄하고 2차 열교환기(2) 측을 개방시켜 줌으로써 상기 메인 열교환기(1)에서 배출되는 뜨거운 물이 제 1 삼방변(3)을 통해 2차 열교환기(2)의 열발산 히팅 코일(2a)로 공급된다 하더라도 제 3 삼방변(20)에 의해 차단되어 더 이상 흐르지 않게 되므로 2차 열교환기(2)의 열교환 히팅 코일(2b) 내에 정체된 상태를 갖는 직수가 일정온도의 온수로 가열되지 않게 되어 차후 사용자가 온수꼭지를 틀더라도 뜨 거운 온수가 배출되지 않고 직수가 그대로 배출되어 전술한 바와 같은 문제점을 완벽히 해결할 수 있다.
물론, 상기와 같이 사용자가 온수 및 난방 모드 오프 상태에서 열기방출 대상 기기 전용 사용모드를 선택함으로 인해 제 3 삼방변(20)의 볼이 2차 열교환기(2) 측을 막게 되면 결국 메인 열교환기(1)의 출구와 제 1 삼방변(3)을 잊는 관체(14)와 2차 열교환기(2)의 열발산 히팅 코일(2a) 출구와 순환펌프(4) 사이에 설치된 배관(15)이 상기 바이패스 관(19)과 제 3 삼방변(20)을 통해 상호 연통되는 형태를 갖게 되므로 열기방출 대상 기기 전용 사용모드 선택시 온수나 난방 측 구성품에는 아무런 영향을 주지 않고 상기 순환펌프(4)의 작동에 의해 메인 열교환기(1)에서 배출되어 상기 열기방출 대상 기기(10)의 히팅 코일(10a)을 통과한 일부 온수와 메인 열교환기(1)에서 배출되는 나머지 온수가 관체(14) 내에서 혼합된 후 바이패스 관(19)과 제 3 삼방변(20), 배관(15) 및 순환펌프(4)를 통해 다시 메인 열교환기(1)로 환수되는 순환동작이 반복하게 되므로 상기 열기방출 대상 기기(10)의 히팅 코일(10a)에서 발생되는 열기를 통해 해당 기기의 내부 공기를 원하는 온도로 가열시켜 의류를 건조하거나 내부에 보관 중인 물건을 보온할 수 있는 것이다.
상기에서 언급한 제 1 삼방변(3)과 제 3 삼방변(20) 및 혼합온도 조절밸브(9)에 대한 각 모드별 작동상태를 도표로 표시하면 다음과 같다.
| 제 1 삼방변 | 제 3 삼방변 | 혼합온도 조절밸브 | |
| 난방 + 열기방출 대상 기기 사용모드 | 난방 | 2차 열교환기 측 차단 | 개폐량 조절 |
| 온수 + 열기방출 대상 기기 사용모드 | 온수 | 바이패스 관 측 차단 | 개폐량 조절 |
| 열기방출 대상 기기 사용 전용모드 | 온수 | 2차 열교환기 측 차단 | 전개 |
| 난방 전용모드 | 난방 | 바이패스 관 측 차단 | 전폐 |
| 온수 전용모드 | 온수 | 2차 열교환기 측 차단 | 전폐 |
또한, 본 발명의 다른 실시 예에서는 리턴관(17) 상에서 혼합온도 조절밸브(9) 출구 측에는 열기방출 대상 기기(10) 히팅 코일(10a)을 통과한 물의 온도를 검출하는 제 5 온도센서(Th5)를 부가 설치하고, 상기 메인 열교환기(1)와 제 1 삼방변(3) 사이에 설치된 관체(14)에 있어서 리턴관(17)이 결합된 부위의 후방부에 메인 열교환기(1)에서 배출되는 온수와 열기방출 대상 기기(10)의 히팅 코일(10a)을 통과하여 혼합된 물의 온도를 검출하는 제 7 온도센서(Th7)를 부가 설치하였다.
따라서, 상기 제어부(7)에서 사용자가 난방 및 열기방출 대상 기기겸용 사용모드를 선택하거나, 온수 및 열기방출 대상 기기겸용 사용모드 선택 또는 열기방출 대상 기기 전용 사용모드 선택으로 인해 순환펌프(4)가 작동하고 상기 혼합온도 조절밸브(9)가 정해진 량만큼 열리어 메인 열교환기(1)에서 배출되어 열기방출 대상 기기(10) 히팅 코일(10a)을 통과한 물의 온도는 제 5 온도센서(Th5)를 통해 검출하고, 또 상기 열기방출 대상 기기(10)를 통과한 물과 합쳐진 혼합수의 온도는 제 7 온도센서(Th7)를 통해 검출하여 이들을 상호 비교한 후 그 결과에 부응하여 상기 혼합온도 조절밸브(9)의 개폐량을 자동 조절하게 된다.
즉, 상기 열기방출 대상 기기(10)를 통과한 물의 온도와 혼합수의 온도를 상호 비교한 결과 원하는 온도 이하이면 상기 혼합온도 조절밸브(9)를 더 열어주고 그 이상이면 더 닫아주어(즉, 개폐량을 자동 조절) 해당 열기방출 대상 기기(10)의 히팅 코일(10a)을 통과하는 온수량의 조절을 통해 해당 열기방출 대상 기기(10) 내부의 공기온도가 원하는 온도를 갖도록 자동조절할 수 있게 된다.
한편, 상기 순환펌프(4)의 입구측에 설치된 제 4 온도센서(Th4)는 2차 열교환기(2)나 난방 배관(5)을 통과하거나, 바이패스 관(19)을 직접 통과한 후 메인 열교환기(1)로 환수되는 온수의 온도를 검출하여 제어부(7)로 하여금 버너의 가스 연소량 제어 데이터로 활용하도록 하는 기능을 수행한다.
상술한 실시 예는 본 발명의 가장 바람직한 예에 대하여 설명한 것이지만, 상기 실시 예에만 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변형이 가능하다는 것은 당업자에게 있어서 명백한 것이다.
도 1은 종래 1관 2수로 가스 보일러의 개략적인 블록 구성도.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 구성도.
도 3은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 구성도.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
1 : 메인 열교환기 2 : 2차 열교환기
3 : 제 1 삼방변 4 : 순환펌프
5 : 난방 배관 6 : 키 입력부
7 : 제어부 8, 16 : 분기관
9 : 혼합온도 조절밸브 10 : 열기방출 대상 기기
11a, 11b : 리플 12 : 제 2 삼방변
13 : 온/오프 밸브 14 : 관체
15 : 배관 17 : 리턴관
18 : 수량센서 19 : 바이패스 관
20 : 제 3 삼방변 Th1-Th7 : 제 1 내지 제 7 온도센서
Claims (9)
- 메인 열교환기와 온수 가열용 2차 열교환기, 제 1 삼방변, 순환펌프, 제 1 온도센서 및 제어부를 구비한 가스 보일러에 있어서,상기 메인 열교환기의 출구와 순환펌프 입구 사이에 분기관을 부가 설치하되, 상기 분기관에는 제어부의 제어신호에 부응하여 그 개폐량이 제어되는 혼합온도 조절밸브를 설치하고,열기방출 대상 기기의 히팅 코일 일측과 착탈 가능하게 결합되는 일측 리플과 상기 순환펌프의 출구와 메인 열교환기의 입수구 사이에는 제 2 삼방변을 설치하되, 서로 공접된 상기 메인 열교환기의 입수구와 순환펌프의 출구 측에는 열기방출 대상 기기의 히팅 코일 타측과 착탈 가능하게 결합되는 타측 리플을 부가 설치한 것을 특징으로 하는 1관 3수로 가스 보일러.
- 청구항 1에 있어서,상기 제어부는 사용자가 열기방출 대상 기기 사용모드를 선택할 경우 상기 순환펌프를 구동시키고 제 2 삼방변은 출구 측이 막히도록 절체함과 동시에 혼합온도 조절밸브는 열기방출 대상 기기에서 원하는 열기온도에 부응하여 개구량을 조절 제어함을 특징으로 하는 1관 3수로 가스 보일러.
- 청구항 1에 있어서,순환펌프와 난방 배관 및 분기관이 공접된 부위와 상기 2차 열교환기의 열발산 히팅 코일 출구 사이에는, 상기 제어부의 제어를 받아 온수 사용시에는 개방되고 온수 모드 오프 상태에서 열기방출 대상 기기 사용모드 선택시에는 폐쇄되는 온/오프 밸브를 부가 설치한 것을 특징으로 하는 1관 3수로 가스 보일러.
- 청구항 1 또는 청구항 3에 있어서,상기 난방 배관 환수구와 온/오프 밸브 출구의 공접부에 온수 및 난방수 환수온도를 검출하는 제 4 온도센서를 설치하고, 상기 제 2 삼방변의 출구 중 열기방출 대상 기기의 히팅 코일 일측에 결합되는 리플이 설치된 부위에 제 5 온도센서를 설치하여 상기 제어부로 하여금 환수되는 온수 또는 난방수 환수온도 대비 혼합온도 조절밸브를 통해 분기되어 순환펌프를 통해 환수되는 온수 또는 난방수에 혼합된 물의 온도를 비교하고 그 결과에 부응하여 상기 혼합온도 조절밸브의 개폐량을 자동 조절할 수 있도록 한 것을 특징으로 하는 1관 3수로 가스 보일러.
- 청구항 1 또는 청구항 3에 있어서,상기 제 2 삼방변의 출구 중 열기방출 대상 기기의 히팅 코일 일측에 결합되 는 일측 리플이 설치된 부위에 제 5 온도센서를 설치하고, 타측 리플과 함께 상기 메인 열교환기의 입수구에 공접된 제 2 삼방변의 출구에 열기방출 대상 기기의 히팅 코일을 통과한 온수의 온도를 검출하는 제 6 온도센서를 설치하여 열기방출 대상 기기 사용시 제어부로 하여금 상기 제 5 온도센서를 통해 검출되는 혼합수 온도 대비 열기방출 대상 기기의 히팅 코일을 통과한 온수의 온도차 비교를 통해 해당 열기방출 대상 기기의 부하량을 산출하고 그 결과에 부응하여 상기 혼합온도 조절밸브의 개폐량을 자동 조절할 수 있도록 한 것을 특징으로 하는 1관 3수로 가스 보일러.
- 메인 열교환기와 온수 가열용 2차 열교환기, 제 1 삼방변, 순환펌프, 제 1 온도센서 및 제어부를 구비한 가스 보일러에 있어서,상기 메인 열교환기의 출구와 제 1 삼방변을 잊는 관체 상에서 각각의 자유단부에 열기방출 대상 기기 히팅 코일의 일측과 타측이 각각 착탈 가능하게 결합되는 리플을 구비한 분기관과 리턴관을 상호 일정간격을 두고 설치하되, 상기 리턴관 상에는 수량센서와 상기 제어부의 제어신호에 부응하여 그 개폐량이 제어되는 혼합온도 조절밸브를 설치한 것을 특징으로 하는 1관 3수로 가스 보일러.
- 청구항 6에 있어서,상기 메인 열교환기의 출구와 연결된 제 1 삼방변의 입구 사이의 관체 및 상기 2차 열교환기의 열발산 히팅 코일 출구와 순환펌프 사이에 설치된 배관의 중간부에 바이패스 관을 설치하되, 상기 배관과 바이패스 관의 교차점에 제어부에 의해 절체 방향이 제어되는 제 3 삼방변을 부가 설치하고,상기 제어부에서는 사용자가 온수 및 난방 모드 오프 상태에서 열기방출 대상 기기 전용 사용모드를 선택한 경우 제 3 삼방변의 볼을 2차 열교환기 측으로 절체하고, 난방 또는 온수 겸용 열기방출 대상 기기 사용모드를 선택한 경우 제 3 삼방변의 볼을 바이패스 관측으로 절체 제어하도록 한 것을 특징으로 하는 1관 3수로 가스 보일러.
- 청구항 6에 있어서,상기 리턴관 상에서 혼합온도 조절밸브 출구 측에는 열기방출 대상 기기 히팅 코일을 통과한 물의 온도를 검출하는 제 5 온도센서를 부가 설치하고, 상기 메인 열교환기와 제 1 삼방변 사이의 관체에 있어서 리턴관이 결합된 부위의 후방부에는 메인 열교환기에서 배출되는 온수와 열기방출 대상 기기의 히팅 코일을 통과하여 혼합된 물의 온도를 검출하는 제 7 온도센서를 부가 설치하여 상기 제어부로 하여금 열기방출 대상 기기를 통과한 물의 온도와 혼합수의 온도를 상호 비교하고 그 결과에 부응하여 상기 혼합온도 조절밸브의 개폐량을 자동 조절할 수 있도록 한 것을 특징으로 하는 1관 3수로 가스 보일러.
- 청구항 1 또는 청구항 6 중 어느 한 항에 있어서,상기 열기방출 대상 기기는 의류 건조기, 온풍 난방기, 라디에이터 및 보온기를 포함하는 것을 특징으로 하는 1관 3수로 가스 보일러.
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