KR20100099956A - 온수 가열시스템 - Google Patents

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KR20100099956A
KR20100099956A KR1020090018563A KR20090018563A KR20100099956A KR 20100099956 A KR20100099956 A KR 20100099956A KR 1020090018563 A KR1020090018563 A KR 1020090018563A KR 20090018563 A KR20090018563 A KR 20090018563A KR 20100099956 A KR20100099956 A KR 20100099956A
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Abstract

본 발명은 공급된 물을 100% 바이패스시켜 소정의 온도로 가열한 후에 배출하도록 구비되어 가열효율을 유지하면서도 전력 또는 원료의 소모를 줄일 수 있는 새로운 구조의 온수 가열시스템에 관한 것이다.
본 발명에 따르면, 물이 저장되도록 구비된 메인탱크(30)와; 상기 메인탱크(30)로부터 물이 공급되도록 입구측에 급수라인(34)이 연결되고, 이 급수라인(34)을 통해 공급된 물을 가열하도록 내부에 가열라인(34,35)이 구비되며, 상기 가열라인(34,35)에 의해 가열된 물이 배출되도록 출구측에 배수라인(36)이 연결된 보일러(31)와; 상기 급수라인(33) 상에 구비되어 공급된 물을 상기 보일러(31) 측으로 펌핑하는 순환펌프(38,39)와, 상기 배수라인(37)과 급수라인(34) 사이에 구비되어 상기 보일러(31)에 의해 가열된 물을 상기 급수라인(34) 측으로 우회시키는 바이패스라인(40,41)과, 상기 급수라인(34) 상에 구비되어 상기 메인탱크(30)에 비해 상대적으로 적은 양의 물이 충전되는 보조탱크(42,43)를 포함하는 순환유니트(32,33)로 이루어지는 온수 가열시스템이 제공된다.
메인탱크, 보일러, 보조탱크, 바이패스라인, 개폐밸브

Description

온수 가열시스템{Heating system of hot-water}
본 발명은 온수 가열시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 보일러에 의해 가열된 물을 100% 바이패스시켜 소정의 온도에 도달할 때까지 재가열하여 배출하도록 구비되어 가열효율을 유지하면서도 전력 또는 원료의 소모를 줄일 수 있는 새로운 구조의 온수 가열시스템에 관한 것이다.
일반적으로 보일러는 열교환에 의해 난방 및 온수를 공급하는 장치로, 대개 연탄, 기름 또는 가스와 같은 화석연료나 전기를 사용하여 물을 가열시키고, 이 가열된 물을 온수로 사용하거나 또는 이 가열된 물이 순환되면서 난방을 공급하도록 된 것이다.
이러한 종래의 보일러에 의한 가열구조를 도시된 도면에 의해 설명하면 다음과 같다. 도 1에 도시된 바와 같이, 종래에는 급수탱크(10)로부터 공급되는 물이 보일러(20)에 의해 가열되어 온수 또는 난방을 공급하도록 된 것으로, 이를 위해 급수탱크(10)로부터 물이 공급되는 급수라인(11)이 연결되고, 이 급수라인(11) 상 에는 순환펌프(12)가 구비되며, 상기 급수라인(11)은 보일러(20) 내부에 구비되는 가열라인(21)에 연결되어 있으며, 이 가열라인(21)의 출구측에는 온수 또는 난방을 공급하도록 배수라인(13)이 연결되어 있다.
이러한 구성에 있어서, 종래에는 상기 보일러(20)의 자체 효율에 의해서만 가열이 이루어지도록 된 것이어서, 원하는 온도로 물을 가열하는 데에 시간이 오래 소요될 수 있을 뿐만 아니라 그에 따라 보일러(20)의 가동시간이 길게 소요되어 연료 또는 전력소모가 많게 되며, 그에 따라 연료비 또는 전력비용이 더 소요되는 단점이 있는 것이다.
본 발명은 전술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 보일러에 의해 가열된 물을 100% 바이패스시켜 소정의 온도에 도달할 때까지 재가열한 후에 배출하도록 구비되어 가열효율을 유지하면서도 전력 또는 원료의 소모를 줄일 수 있는 새로운 구조를 제공하며, 또한 보일러 내에 다수의 가열라인이 통과되도록 구비되어 보일러의 히팅용량을 최대한 이용하여 열교환이 이루어지도록 된 온수 가열시스템을 제공하는 것이다.
본 발명에 따르면, 물이 저장되도록 구비된 메인탱크(30)와;
상기 메인탱크(30)로부터 물이 공급되도록 입구측에 급수라인(34)이 연결되고, 이 급수라인(34)을 통해 공급된 물을 가열하도록 내부에 가열라인(34,35)이 구비되며, 상기 가열라인(34,35)에 의해 가열된 물이 배출되도록 출구측에 배수라인(36)이 연결된 보일러(31)와;
상기 급수라인(33) 상에 구비되어 공급된 물을 상기 보일러(31) 측으로 펌핑하는 순환펌프(38,39)와, 상기 배수라인(37)과 급수라인(34) 사이에 구비되어 상기 보일러(31)에 의해 가열된 물을 상기 급수라인(34) 측으로 우회시키는 바이패스라인(40,41)과, 상기 급수라인(34) 상에 구비되어 상기 메인탱크(30)에 비해 상대적으로 적은 양의 물이 충전되는 보조탱크(42,43)를 포함하는 순환유니트(32,33)로 이루어지며;
상기 보조탱크(42,43) 내에는 물의 온도를 감지하는 센서(45,46)가 구비되고, 상기 급수라인(34)과 배수라인(37) 상에는 상기 센서(45,46)에 의해 감지된 물의 온도에 따라 관로를 개방 또는 차단하는 개폐밸브(47~50)가 구비되며, 상기 보조탱크(42,43) 내에 충전된 물은 그 온도가 상기 센서(45,46)의 설정온도 이하일 때에 전량의 물이 상기 바이패스라인(40,41)으로 우회되어 설정온도에 도달할 때까지 지속적으로 순환되는 것을 특징으로 하는 온수 가열시스템이 제공된다.
본 발명의 다른 특징에 따르면, 상기 가열라인(35,36)은 제1 가열라인(35)과 제2 가열라인(36)으로 구비되고, 상기 순환유니트(32,33)는 상기 각 가열라인(35,36)에 연결되는 제1 순환유니트(32)와 제2 순환유니트(33)로 구비되어 동시에 또는 선택적으로 작동되는 것을 특징으로 하는 온수 가열시스템이 제공된다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 상기 배수라인(37)은 가열된 물을 상기 메인탱크(30) 내에 충전하도록 연결되고, 상기 메인탱크(30)와 급수라인(34) 사이에는 별도의 시동급수라인(51)이 더 연결되며, 상기 시동급수라인(51)과 급수라인(34) 상에는 관로를 개방 또는 차단하도록 다른 개폐밸브(52,53)가 더 구비되는 것을 특징으로 하는 온수 가열시스템이 제공된다.
이상에서와 같이 본 발명에 의하면, 보일러(31)에 의해 가열된 물을 급수라인(34) 측으로 우회시키는 바이패스라인(40,41)과, 상기 급수라인(34) 상에 구비되어 소정량의 물을 충전하도록 된 보조탱크(42,43)를 포함하는 순환유니트(32,33)가 구비될 뿐만 아니라 상기 보조탱크(42,43)의 물은 설정온도에 도달할 때까지 상기 바이패스라인(40,41)을 통해 순환되도록 구비됨으로써, 메인탱크(30) 내의 낮은 온도의 물이 지속적으로 보일러(31)로 유입되어 가열이 이루어지는 것에 비해 상기 보조탱크(42,43)에 충전된 소량의 물을 빠른 시간 내에 가열하여 원하는 온도로 가열하게 되므로 상기 보일러(31)의 전력 또는 연료의 소모를 최소화하면서도 가열효율을 유지할 수 있는 장점이 있다.
또한 상기 순환유니트(32,33)는 보일러(31)에 구비되는 각각의 가열라인(35,36)에 연결되도록 제1 및 제2 순환유니트(32,33)로 이루어짐으로써, 어느 하나에서 고장이 발생될 때에 다른 하나에 의해 작동이 가능하여 긴급상황에 용이하게 대처할 수 있을 뿐만 아니라 각 순환유니트(32,33)를 동시에 가동할 경우에는 상기 보일러(31)의 히팅용량을 최대한 이용하여 열손실을 최소화할 수 있는 장점이 있다.
또한 상기 메인탱크(30)와 급수라인(34) 사이에는 별도의 시동급수라인(51)이 더 연결됨으로써, 비가동 상태의 보일러(31)를 재가동할 때에 메인탱크(30) 내에 소정의 온도로 저장된 온수가 급수하도록 하여 시동시에 보일러(31)의 초기부하를 줄여 전력 또는 연료 소모를 더욱 줄일 수 있는 장점이 있다.
상술한 본 발명의 목적, 특징들 및 장점은 다음의 상세한 설명을 통하여 보다 분명해질 것이다. 이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면에 의거하여 설명하면 다음과 같다.
도 2 내지 도 4는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 구성을 도시한 것이다. 본 발명의 일실시예는 도 2에 도시된 바와 같이, 메인탱크(30)는 그 하부에 수돗물과 같은 공급수가 유입되도록 입수관(60)이 연결되어 공급수를 충전하도록 되어 있으며, 보일러(31)는 입구측에 상기 메인탱크(30)로부터 물이 공급되도록 급수라인(34)이 연결되고, 내부에는 상기 급수라인(34)을 통해 공급된 물을 가열하도록 가열라인(35)이 구비되며, 출구측에는 상기 가열라인(35)에 의해 가열된 물이 배출되도록 배수라인(37)이 연결되어 있다.
이러한 보일러(31)는 상기 메인탱크(30) 내에 충전된 물을 소정의 온도까지 높이도록 가열하게 되고, 이에 의해 상기 메인탱크(30)에 충전된 물이 원하는 온도로 가열되어 그 일측에 연결된 온수공급라인(61)에 의해 온수를 공급하도록 구비된다.
이와 같은 구성에 있어서, 상기 급수라인(34) 또는 배수라인(37) 상에는 소정량의 물을 순환시켜 물을 원하는 온도까지 가열하기 위한 순환유니트(32)가 구비되는데, 이 순환유니트(32)는 상기 급수라인(34) 상에 구비되어 상기 메인탱크(30)로부터 공급된 물을 보일러(31) 측으로 펌핑하는 순환펌프(38)가 구비되고, 상기 배수라인(37)과 급수라인(34) 사이에 구비되어 상기 보일러(31)에 의해 가열된 물을 급수라인(34) 측으로 우회시키는 바이패스라인(40)이 구비되며, 또한 상기 급수라인(34) 상에는 상기 순환펌프(38) 전방의 위치에 상기 메인탱크(30)에 비해 상대적으로 적은 양의 물을 충전할 수 있는 보조탱크(42)가 구비되어 있다.
또한 상기 보조탱크(42) 내에는 물의 온도를 감지할 수 있는 센서(45)가 구비되고, 상기 급수라인(34)과 배수라인(37) 상에는 상기 센서(45)에 의해 감지된 물의 온도에 따라 관로를 개방 또는 차단하는 개폐밸브(47,48)가 구비되어 있는데, 이러한 구성에 따른 작동상태를 보다 상세하게 설명하면 다음과 같다.
상기 순환펌프(38)의 작동에 의해 메인탱크(30)에 충전된 물이 급수라인(34)을 통해 보조탱크(42)로 유입되고, 상기 보조탱크(42)로 유입된 물은 그에 구비된 센서(45)에 의해 온도가 감지되게 된다. 이때에 상기 급수라인(34)과 배수라인(37)에 각각 구비된 개폐밸브(47,48)는 상기 센서(45)에 전기적으로 연결되어 상기 센서(45)에 의해 감지된 물의 온도가 센서(45)의 설정온도에 비해 낮은 경우에 관로를 차단하게 되고, 이에 의해 상기 보조탱크(42) 내에 충전된 물은 상기 바이패스라인(40)으로 전량이 우회되어 상기 보일러(31)에 의해 지속적으로 가열되도록 순환되게 된다.
또한 이러한 작동에 의해 순환되는 물이 상기 센서(45)의 설정온도에 도달하게 되면 상기 개폐밸브(47,48)는 관로를 개방하여 배수라인(37)을 통해 가열된 물이 배출됨과 동시에 상기 급수라인(34)을 통해 새로운 물이 공급되어 전술된 작동을 반복하면서 상기 메인탱크(30) 내의 물을 소정의 온도까지 가열하게 된다.
여기에서, 상기 개폐밸브(47,48)는 상기 센서에 전기적으로 연결되어 자동적으로 개폐 가능한 솔레노이드 밸브 또는 체크밸브로 구비되고, 상기 보조탱크(42)의 용량은 대략적으로 상기 메인탱크(30)의 용량의 1/20 정도로 구비되어 상기 보일러(31)의 히팅용량 및 상기 개폐밸브(47)의 작동(상기 보조탱크(42)의 용량이 너무 작게되면 개폐밸브(47)의 작동이 잦아져 고장의 원인이 될 수 있음) 등을 고려하여 적절한 크기로 구비되는 것이 바람직하다.
또한 다른 실시예에 따르면, 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 순환유니트(32)의 구성과 동일하게 구비된 다른 순환유니트(33)가 부가될 수 있는데, 이를 위해 상기 보일러(31) 내에 구비되는 가열라인(35,36)은 제1 가열라인(35)과 제2 가열라인(36)으로 구비되고, 상기 순환유니트(32,33)는 제1 순환유니트(32)와 제2 순환유니트(33)로 구비될 수 있다. 이때에, 상기 급수라인(34)은 상기 각 가열라인(35,36)에 연결되도록 분기됨과 동시에 배수라인(37)은 상기 각 가열라인(35,36)을 합지하도록 구비된다.
또한 각 순환유니트(32,33)의 구성은 전술된 일실시예의 구성과 동일한 것이므로 그 구체적인 설명은 생략하지만, 대략적으로 살펴보면 각각의 순환유니트(32,33)에는 순환펌프(38,39)와 바이패스라인(40,41)과 보조탱크(42,43)가 구비되고, 또한 상기 보조탱크(42,43)에는 센서(45,46)가 구비되며, 상기 급수라인(34)과 배수라인(37) 상에는 각각 다수의 개폐밸브(47~50)가 구비된다. 여기에서, 상기 배수라인(37) 상에 구비되는 개폐밸브(48,50)는 가열된 물이 배출될 때에 물이 역류되지 않도록 일방향 밸브로 구비되는 것이 바람직하다.
이러한 구성에 따르면, 상기 순환유니트(32,33) 어느 하나에 고장이 발생될 때에 다른 하나에 의해 작동이 가능하여 긴급상황에 용이하게 대처할 수 있을 뿐만 아니라 각 순환유니트(32,33)를 동시에 가동할 경우에는 상기 보일러(31)의 히팅용량을 최대한 이용하여 낭비되는 보일러(31)의 열량을 최소화하여 열손실을 줄일 수 있는 효과를 가지게 된다.
또한 또 다른 실시예에 따르면, 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 메인탱크(30)와 급수라인(34) 사이에는 별도의 시동급수라인(51)이 더 연결될 수 있는데, 이는 비가동 상태의 보일러(31)를 재가동하여 물을 가열하고자 할 때에 상기 급수라인(34)을 통해 냉수만을 단독으로 공급하기보다는 상기 메인탱크(30) 내에 저장된 온수를 공급되도록 하거나 또는 상기 급수라인(34)을 통해 공급되는 냉수에 상기 시동급수라인(51)을 통해 공급되는 온수를 혼합하여 공급되도록 하여 보일러(31)의 시동시에 초기부하를 줄이고자 하는 것이며, 이때에 상기 시동급수라인(51)은 상기 메인탱크(30)의 상부측에 연결되어 저장된 온수가 배출되도록 연결하는 것이 바람직하다.
또한 이러한 구성에 의한 작동을 원활하게 하기 위해, 상기 시동급수라인(51)과 급수라인(34) 상에는 선택적으로 또는 동시에 관로를 개방하도록 솔레노이드 밸브와 같은 개폐밸브(52,53)가 더 구비되고, 상기 각 개폐밸브(52,53)는 자동 또는 수동에 의해 설정된 시간 또는 소정의 시간이 흐른 후에 그 개폐상태를 조정하도록 구비되며, 이후에 상기 시동급수라인(51)에 구비되는 개폐밸브(52)는 관로를 차단하도록 닫힌 상태가 되고, 상기 급수라인(34) 상으로만 물이 배출되도록 구비된다.
또한 도 2 내지 도 4에서 설명되지 않은 부호(54,55)는 상기 개폐밸브(47,49)의 고장시에 작동 가능한 보조밸브(54,55)를 나타낸 것이며, 또한 다른 부호(56,57)은 상기 바이패스라인(40,41) 상에 구비된 개폐밸브(56,57)를 나타낸 것으로, 상기 배수라인(37) 상의 개폐밸브(48,50)가 개방될 때에 바이패스라인(40,41)의 관로를 차단하거나 또는 상기 바이패스라인(40,41) 상으로 우회되는 물의 양을 조절하기 위한 것이다.
이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능함은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명백할 것이다.
도 1은 종래의 온수 가열시스템 일례를 도시한 구성도
도 2는 본 발명의 일실시예를 도시한 구성도
도 3은 본 발명의 다른 실시예를 도시한 구성도
도 4는 본 발명의 또 다른 실시예를 도시한 구성도

Claims (3)

  1. 물이 저장되도록 구비된 메인탱크(30)와;
    상기 메인탱크(30)로부터 물이 공급되도록 입구측에 급수라인(34)이 연결되고, 이 급수라인(34)을 통해 공급된 물을 가열하도록 내부에 가열라인(34,35)이 구비되며, 상기 가열라인(34,35)에 의해 가열된 물이 배출되도록 출구측에 배수라인(36)이 연결된 보일러(31)와;
    상기 급수라인(33) 상에 구비되어 공급된 물을 상기 보일러(31) 측으로 펌핑하는 순환펌프(38,39)와, 상기 배수라인(37)과 급수라인(34) 사이에 구비되어 상기 보일러(31)에 의해 가열된 물을 상기 급수라인(34) 측으로 우회시키는 바이패스라인(40,41)과, 상기 급수라인(34) 상에 구비되어 상기 메인탱크(30)에 비해 상대적으로 적은 양의 물이 충전되는 보조탱크(42,43)를 포함하는 순환유니트(32,33)로 이루어지며;
    상기 보조탱크(42,43) 내에는 물의 온도를 감지하는 센서(45,46)가 구비되고, 상기 급수라인(34)과 배수라인(37) 상에는 상기 센서(45,46)에 의해 감지된 물의 온도에 따라 관로를 개방 또는 차단하는 개폐밸브(47~50)가 구비되며, 상기 보조탱크(42,43) 내에 충전된 물은 그 온도가 상기 센서(45,46)의 설정온도 이하일 때에 전량의 물이 상기 바이패스라인(40,41)으로 우회되어 설정온도에 도달할 때까지 지속적으로 순환되는 것을 특징으로 하는 온수 가열시스템.
  2. 제1항에 있어서, 상기 가열라인(35,36)은 제1 가열라인(35)과 제2 가열라인(36)으로 구비되고, 상기 순환유니트(32,33)는 상기 각 가열라인(35,36)에 연결되는 제1 순환유니트(32)와 제2 순환유니트(33)로 구비되어 동시에 또는 선택적으로 작동되는 것을 특징으로 하는 온수 가열시스템.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 배수라인(37)은 가열된 물을 상기 메인탱크(30) 내에 충전하도록 연결되고, 상기 메인탱크(30)와 급수라인(34) 사이에는 별도의 시동급수라인(51)이 더 연결되며, 상기 시동급수라인(51)과 급수라인(34) 상에는 관로를 개방 또는 차단하도록 다른 개폐밸브(52,53)가 더 구비되는 것을 특징으로 하는 온수 가열시스템.
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