KR20100103025A - 열병합 온수 공급 시스템 - Google Patents

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Abstract

강압밸브 및 스트레이너를 개별 보일러에 설치함으로써, 개별 세대 각각이 요구하는 사용압력을 제공하고, 열병합 온수 배관을 통해 공급되는 열병합 온수 내에 함유된 이물질을 제거할 수 있는 열병합 온수 공급 시스템이 제공된다. 열병합 온수 공급 시스템은, 열병합 발전에 의해 전기를 생산하고, 열병합 발전에 의해 사용된 후 배출되는 폐열에 의해 열병합 온수를 생성하게 하는 열병합 발전기; 열병합 발전기를 이용하여 생성된 열병합 온수를 저장하는 열병합 온수 탱크; 열병합 온수를 다수의 개별 세대로 공급하도록 열병합 온수 탱크로부터 분기되는 열병합 온수 배관; 개별 세대에 각각 설치되며, 열병합 온수 배관과 연결되어 열병합 온수의 사용압력을 조절하는 강압밸브; 및 개별 세대에 각각 설치되어 난방 및 가열온수를 공급하고, 강압밸브를 내장하여 강압 밸브에 의해 사용압력이 조절된 열병합 온수 및 가열온수 중에서 선택적으로 온수를 공급하는 개별 보일러를 포함하되, 강압밸브는 열병합 온수 탱크와 개별 세대 각각과의 거리 차이에 의해 발생하는 압력 차이에 무관하게 개별 세대 각각이 요구하는 사용압력을 제공하며, 개별 보일러는 열병합 온수가 경유하는 열전달 통로가 형성된 것을 특징으로 한다.
열병합 온수, 열병합 발전기, 강압밸브, 스트레이너, 개별 보일러

Description

열병합 온수 공급 시스템 {System for providing hot-water generated by combined heat and power plant}
본 발명은 열병합 온수 공급 시스템에 관한 것으로, 보다 구체적으로, 열병합 발전기로부터 공급되는 열병합 온수를 개별 세대에서 용이하게 사용되도록 공급하는 열병합 온수 공급 시스템에 관한 것이다.
일반적인 상용 화력발전소와 같은 발전전용 방식은 투입 에너지의 1/3만 전력으로 생산하고, 2/3에 해당하는 에너지는 복수기를 통해 강이나 바다로 버려지고 있다. 이러한 손실열을 회수하여 냉방 및 난방열로 이용함으로써 에너지 이용 효율을 향상시킬 수 있는 열병합 발전(Combined heat and power plant: CHP) 방식이 집단에너지 공급의 주요 열원 시설로 채택되고 있다.
열병합 발전이란 전기생산과 열의 공급(난방)을 동시에 진행하여 종합적인 에너지 이용률을 높이는 발전을 말한다. 예를 들면, 화력발전소에서 화석에너지(석탄, 석유)를 태워서 물을 끓이는데, 이때, 끓은 물을 이용해 증기 터빈을 돌려 전기를 생산하고, 이 물로 냉각수를 이용하여 난방을 하는 것을 열병합 발전이라고 할 수 있다.
이러한 열병합 발전에 따르면, 에너지 이용효율 향상에 의한 대규모 에너지 절감(20~30%)이 가능하며, 연료사용량 감소 및 공해방지 시설의 집중관리에 의해 환경을 개선할 수 있고, 산업 및 주거 부문에 편익을 제공할 수 있다. 예를 들면, 아파트 단지나 공동주택에서는 소형 열병합 발전을 이용해 전기요금을 절약할 수도 있다.
한편, 기존 열병합 발전(또는 중앙난방) 시스템은 기계실의 열병합 발전기의 폐열(또는 중앙보일러 가동)을 이용하여 온수와 난방을 동시에 해결할 수는 있지만, 온수를 사용하고 남은 열량으로는 소비자가 원하는 수준만큼의 난방을 제공하기에는 역부족이며, 이와 반대로 개별 보일러 시스템은 충분한 난방 효과를 제공할 수는 있지만 개별 보일러에서 찬물을 데우는 일정 시간이 필요하며 온수가 나오다가 갑자기 냉수가 나오는 경우가 종종 발생함으로써 온수의 적정온도 조절이 어려운 단점이 존재한다.
최근에, 소비자가 원하는 최적 난방과 최적 온수를 동시에 해결하기 위해 빌딩 및 아파트 기계실에 소형 열병합 발전기를 설치하여 전기를 공급하고, 이때 발생하는 고온의 폐열을 회수하여 순수 온수용 급탕의 열원으로만 사용하며, 각 세대별 난방용 개별 보일러를 별도 설치하여 세대별 직접 난방을 구현할 수 있는 기술들이 제공되고 있다.
예를 들면, 종래기술로서, 대한민국 특허출원번호 제2006-29553호(출원일: 2006년 03월 31일)에는 "열병합 발전기와 개별 보일러의 복합설치를 이용한 온수+난방복합장치 공급 시스템"이라는 명칭의 발명이 개시되어 있는 바, 도 1을 참조하 여 설명한다.
도 1은 종래의 기술에 따른 열병합 발전기와 개별 보일러를 설치한 온수/난방 복합 시스템의 개략적인 구성도이다.
도 1을 참조하면, 종래의 기술에 따른 열병합 발전기와 개별 보일러를 설치한 온수/난방 복합 시스템은, 빌딩 및 아파트 기계실에 LNG 가스 등을 연료로 사용하는 열병합 발전기(10)를 설치하여 전기를 공급하고, 이때 발생하는 고온의 폐열을 회수하여 순수 온수용 급탕의 열원으로만 사용한다. 이때, 한전으로부터 공급되는 상용전원과 열병합 발전기(10)에 의해 생성된 전력 중에서 선택적으로 세대별 공용주택에 공급한다.
또한, 각 세대별 난방용 개별 보일러(20)를 별도 설치하여 세대별 직접 난방을 구현한다. 또한, 열병합 발전기의 폐열을 이용해 온수를 데우고도 남는 폐열은 쿨링타워를 통해 재냉각 시키는데, 겨울철에는 지하 주차장 입구나 APT 단지 내 도로의 빙판 및 눈 녹임에도 활용하게 된다.
한편, 종래기술로서, 대한민국 특허출원번호 제2006-47618호(출원일: 2006년 05월 26일)에는 "열병합발전과 개별난방 통합시스템"이라는 명칭의 발명이 개시되어 있는 바, 열병합발전 시스템과 개별난방 시스템을 동시에 실시하되, 열병합발전 과정에서 발생되는 폐열을 통해 급탕수의 온도를 높여주어 이를 직접 배출시키거나 개별 보일러로 공급해줌으로써 개별 보일러의 연료 소모량을 절감할 수 있도록 한 열병합발전 및 개별난방 통합시스템에 관한 것으로, 도 2 및 도 3을 참조하여 설명한다.
도 2는 종래의 기술에 따른 열병합 발전 및 개별난방 통합 시스템의 구성도이고, 도 3은 도 2에 도시된 열병합 발전 및 개별난방 통합 시스템에 있어서, 개별 보일러의 배관 연결을 나타내는 도면이다.
도 2를 참조하면, 종래의 기술에 따른 열병합 발전 및 개별난방 통합 시스템은, 열병합 발전기(10), 개별 보일러(20), 열교환기(30), 급탕탱크(40), 분지관(60), 온수밸브(70), 급탕 가열관(51), 폐열 회수관(52), 급수구(53), 급탕공급관(54), 단속밸브(55, 56, 57, 58), 급탕관(59) 등을 포함한다.
구체적으로, 종래의 기술에 따른 열병합 발전 및 개별난방 통합 시스템은, 열병합 발전기(10)를 중앙에 구비하고, 각 세대별로 개별 보일러(20)를 설치하여 세대별로 각각 난방을 수행할 수 있도록 하되, 열병합 발전기(10)의 폐열을 회수하여 급탕탱크(40)에 축적함으로써 급탕탱크(40)에 담긴 급탕수를 예열하고, 급탕탱크(40)와 연결된 급탕공급관(54)은 각 세대별 개별 보일러(20)의 급탕용 급수측에 연결하면서 급탕공급관(54)으로 부터 분지된 분지관(60)은 개별 보일러로부터 인출된 급탕관(59)에 연결한다.
이때, 급탕공급관(54), 분지관(60), 급탕관(59)에는 도면부호 A로 도시된 바와 같이, 단속밸브(55, 56, 57, 58)를 각각 구비함으로써 열병합 발전기(10)와 개별 보일러(20)를 같이 사용하면서 계절에 맞게 단속밸브(55, 56, 57, 58)를 개폐하여 급탕탱크(40)에서 예열된 급탕수가 직접 온수밸브(70)로 배출되게 하거나, 개별 보일러(20)로 유입되게 한다.
개별보일러(20)가 이미 설치되어 있는 경우, 도 3에 도시된 바와 같이, 급탕 공급관(54)을 기설치된 급수관(61)에 연결하면서, 상기 급수관(61)의 급탕공급관(54) 전단에 단속밸브(62)를 설치함으로써, 급수관(61)을 폐쇄할 수도 있다.
그러나 전술한 종래기술에 따른 열병합 발전 및 개별난방 통합 시스템에 있어서, 종래에는 열병합 발전기(10)가 통상적으로 설치된 지하 기계실에만 여과 장치가 되어 있으므로, 각동 지하 횡주관, 각동 입상관 배관을 통하여 열병합 온수가 각 세대에 유입되기까지 먼 곳은 약 200~300m 이상 배관이 되어 있는 경우, 각 세대에 온수가 유입되기까지 각종 녹물 찌꺼기 등의 모든 이물질을 제거할 수 없다는 문제점이 있으며, 또한, 각각의 세대에는 열병합 온수의 사용압력을 조절할 수 있는 장치가 설치되지 않기 때문에 각 세대에서 열병합 온수를 원활하게 사용하기 어렵다는 문제점이 있었다.
전술한 문제점을 해결하기 위한 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 강압밸브를 개별 보일러에 설치함으로써 열병합 온수 탱크와 개별 세대 각각과의 거리 차이에 의해 발생하는 압력 차이에 무관하게 개별 세대 각각이 요구하는 사용압력을 제공할 수 있는 열병합 온수 공급 시스템을 제공하기 위한 것이다.
본 발명이 이루고자 하는 다른 기술적 과제는, 스트레이너를 개별 보일러 내에 배치함으로써 열병합 온수 배관을 통해 공급되는 열병합 온수 내에 함유된 이물질을 제거할 수 있는 열병합 온수 공급 시스템을 제공하기 위한 것이다.
본 발명이 이루고자 하는 또 다른 기술적 과제는, 수도 계량기가 구비된 수 도 계량기함 내에서 강압밸브를 통해 공급되는 열병합 온수의 열을 제공함으로써 수도 계량기의 동파를 방지할 수 있는 열병합 온수 공급 시스템을 제공하기 위한 것이다.
전술한 기술적 과제를 달성하기 위한 수단으로서, 본 발명에 따른 열병합 발전에 의해 전기를 생산하고, 상기 열병합 발전에 의해 사용된 후 배출되는 폐열에 의해 열병합 온수를 생성하게 하는 열병합 발전기; 상기 열병합 발전기를 이용하여 생성된 열병합 온수를 저장하는 열병합 온수 탱크; 상기 열병합 온수를 다수의 개별 세대로 공급하도록 상기 열병합 온수 탱크로부터 분기되는 열병합 온수 배관; 개별 세대에 각각 설치되며, 상기 열병합 온수 배관과 연결되어 상기 열병합 온수의 사용압력을 조절하는 강압밸브(Pressure Restriction Valve); 및 개별 세대에 각각 설치되어 난방 및 가열온수를 공급하고, 상기 강압밸브를 내장하여 상기 강압 밸브에 의해 사용압력이 조절된 열병합 온수 및 상기 가열온수 중에서 선택적으로 온수를 공급하는 개별 보일러를 포함하되, 상기 강압밸브는 상기 열병합 온수 탱크와 개별 세대 각각과의 거리 차이에 의해 발생하는 압력 차이에 무관하게 개별 세대 각각이 요구하는 사용압력을 제공하며, 상기 개별 보일러는 상기 열병합 온수가 경유하는 열전달 통로가 형성된 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 열병합 온수 배관 및 상기 강압밸브 사이에 각각 설치되어, 상기 열병합 온수 배관을 통해 공급되는 열병합 온수 내에 함유된 이물질을 제거하는 스트레이너(Strainer)를 추가로 포함할 수 있다.
여기서, 상기 강압 밸브는 상기 열병합 온수 배관을 통해 공급되는 열병합 온수 내에 함유된 이물질을 제거하는 스트레이너를 내장하며, 이물질이 제거된 열병합 온수의 사용압력을 조절하는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 강압 밸브 출구에 설치되어 상기 열병합 온수의 온도를 감지하는 온도 센서; 및 상기 개별 보일러에 설치되어 상기 온도 센서에 의해 감지된 상기 열병합 온수의 온도를 표시하는 온도계를 추가로 포함할 수 있다.
한편, 전술한 기술적 과제를 달성하기 위한 다른 수단으로서, 본 발명에 따른 수도 계량기의 동파를 방지할 수 있는 열병합 온수 공급 시스템은, 열병합 발전에 의해 전기를 생성하고, 상기 열병합 발전에 의해 사용된 후에 배출되는 폐열에 의해 열병합 온수를 생성하게 하는 열병합 발전기; 상기 열병합 발전기에 의해 생성된 열병합 온수를 저장하는 열병합 온수 탱크; 상기 열병합 온수를 다수의 개별 세대로 공급하도록 상기 열병합 온수 탱크로부터 분기되는 열병합 온수 배관; 개별 세대에 각각 설치되며, 상수도관을 통해 공급되는 급수량을 계량하는 수도 계량기; 및 개별 세대에 각각 설치되고, 상기 열병합 온수 배관과 연결되어 상기 열병합 온수의 사용압력을 조절하며, 상기 수도 계량기에 밀착하거나 에워싸도록 배치되는 강압밸브를 포함하되, 상기 수도 계량기의 동파를 방지하도록 상기 수도 계량기가 구비된 수도 계량기함 내에서 상기 강압밸브를 통해 공급되는 열병합 온수의 열이 발산하는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 강압 밸브에 의해 사용압력이 조절된 열병합 온수는, 상기 수도 계량기함을 통과한 후 상기 개별 세대에 각각 설치된 개별 보일러에 공급되며, 상기 개별 보일러는 상기 열병합 온수가 경유하는 열전달 통로가 형성된 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 강압밸브를 개별 보일러에 설치함으로써 열병합 온수 탱크와 개별 세대 각각과의 거리 차이에 의해 발생하는 압력 차이에 무관하게 개별 세대 각각이 요구하는 사용압력을 제공할 수 있다.
본 발명에 따르면, 스트레이너를 개별 보일러 내에 배치함으로써 열병합 온수 배관을 통해 공급되는 열병합 온수 내에 함유된 이물질을 제거할 수 있다.
본 발명에 따르면, 수도 계량기가 구비된 수도 계량기함 내에서 강압밸브를 통해 공급되는 열병합 온수의 열을 제공함으로써 수도 계량기의 동파를 방지할 수 있다.
아래에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
본 발명의 실시예로서, 강압밸브 및 스트레이너를 개별 보일러에 각각 설치함으로써, 개별 세대 각각이 요구하는 사용압력을 제공하고, 열병합 온수 배관을 통해 공급되는 열병합 온수 내에 함유된 이물질을 제거할 수 있는 열병합 온수 공급 시스템이 제공된다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 열병합 온수 공급 시스템의 구성도이다.
도 4를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 열병합 온수 공급 시스템(100)은, 연료(110), 열병합 발전기(120), 열병합 온수 탱크(130), 열병합 온수 배관(140), 스트레이너(Strainer: 151), 강압밸브(152), 온도 센서(153) 및 개별 보일러(160)를 포함하며, 이때, 스트레이너(151), 강압밸브(Pressure Restriction Valve: 152), 온도 센서(153) 및 개별 보일러(160)는 개별 세대(150, 150a, 150b 150c)에 각각 설치된다.
열병합 발전기(120)는 LNG 가스 등의 연료(110)를 사용하는 열병합 발전에 의해 전기를 생산하고, 상기 열병합 발전에 의해 사용된 후 배출되는 폐열에 의해 열병합 온수를 생성한다.
이때, 열병합 온수 탱크(130)는 상기 열병합 발전기(120)를 이용하여 생성된 열병합 온수를 저장한다.
열병합 온수 배관(140)은 상기 열병합 온수 탱크(140)로부터 분기되는 분기관으로서, 상기 열병합 온수를 다수의 개별 세대(150)로 공급하기 위한 것이다.
스트레이너(151)는 스트레나라고도 불리며, 상기 열병합 온수 배관(140) 및 상기 강압밸브(152) 사이에 각각 설치되어, 상기 열병합 온수 배관(140)을 통해 공급되는 열병합 온수 내에 함유된 이물질을 제거하는 역할을 한다.
강압밸브(152)는 강압변이라고도 불리며, 개별 세대(150)에 각각 설치되며, 상기 열병합 온수 배관(140)과 연결되어 상기 열병합 온수의 사용압력을 조절하게 된다. 이때, 상기 강압밸브(152)는 상기 열병합 온수 탱크(130)와 개별 세대(150) 각각과의 거리 차이에 의해 발생하는 압력 차이에 무관하게 개별 세대 각각이 요구하는 사용압력을 제공하는 역할을 한다.
또한, 상기 강압 밸브(152)는 상기 열병합 온수 배관(140)을 통해 공급되는 열병합 온수 내에 함유된 이물질을 제거하는 스트레이너를 내장할 수도 있으며, 이물질이 제거된 열병합 온수의 사용압력을 조절하게 된다.
개별 보일러(160)는 개별 세대(150)에 각각 설치되어 난방 및 가열온수를 공급하고, 상기 강압밸브(152)를 내장하여 상기 강압 밸브(152)에 의해 사용압력이 조절된 열병합 온수 및 상기 가열온수 중에서 선택적으로 온수를 공급하게 된다. 이때, 상기 개별 보일러(160)는 상기 열병합 온수가 경유하는 열전달 통로가 형성됨으로써, 동파가 방지될 수 있다.
또한, 온도 센서(153)가 상기 강압 밸브(152) 출구에 설치되어 상기 열병합 온수의 온도를 감지하고, 상기 온도 센서(153)에 의해 감지된 상기 열병합 온수의 온도는 상기 개별 보일러(150)에 설치된 온도계(도시되지 않음)를 통해서 표시될 수 있다.
따라서 본 발명의 실시예에 따른 열병합 온수 공급 시스템(100)은, 강압밸 브(152) 및 스트레이너(151)를 개별 보일러(160)에 설치함으로써, 개별 세대(150) 각각이 요구하는 사용압력을 제공하고, 열병합 온수 배관을 통해 공급되는 열병합 온수 내에 함유된 이물질을 제거할 수 있다.
한편, 열병합 발전 시스템은 하나의 에너지원으로부터 열과 전력을 동시에 발생시켜 용도별로 적절히 공급하여 에너지 이용 효율의 극대화를 추구하는 시스템으로서, 이러한 열병합 발전 시스템을 기존 발전소들과 비교하면 효율이 높다는 것이다.
도 5는 열병합 발전 시스템의 세부 구성도이다.
도 5를 참조하면, 열병합 발전 시스템(200)은, 석탄 저장조(201), 미분탄기(202), 중유/가스탱크(203), 보일러(204), 압입 통풍기(205), 고압급수 가열기(206), 전기 집진기(207), 유인 통풍기(208), 보일러 급수펌프(209), 달기기(210), 터빈(211), 발전기(212), 보조 복수터빈(213), 변압기(214), 증기 공급밸브(215), 응축수 저장탱크(216), 복수기(217), 응축수 펌프(218) 및 응축수 회수펌프(219)를 포함하지만, 이에 국한되는 것은 아니며, 본 발명의 실시예에 따른 열병합 온수와 관련이 없는 구성요소에 대한 구체적인 설명은 편의상 생략하기로 한다.
이러한 열병합 발전 시스템(20)은 크게 발전 시설과 열생산 시설로 나누어지며, 동일한 연료를 사용하여 두 가지 유형이 다른 에너지(열 및 전기)를 동시에 생산 하는 종합 에너지 시스템으로서, 일반적으로 고온부는 동력, 저온부는 열로 사용하는 에너지 시스템으로 운영된다.
따라서 본 발명의 실시예에 따른 열병합 온수 공급 시스템(100)은 전술한 열 병합 발전 시스템(200)에 의해 생성된 열병합 온수를 각 세대가 사용하기 용이하도록 공급하게 된다.
한편, 도 6은 본 발명의 실시예에 따른 열병합 온수 공급 시스템에서 사용되는 스트레이너를 예시하는 도면으로서, 도 6의 a)는 외형을 나타내고, 도 6의 b)는 단면을 각각 나타낸다.
도 6의 a) 및 도 6의 b)를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 열병합 온수 공급 시스템은 개별 세대에 스트레이너(151)를 열병합 온수 배관 및 강압밸브(152) 사이, 구체적으로, 개별 보일러 측면에 장착함으로써 각 세대에서 보다 청결한 온수를 사용할 수 있으며, 녹물 찌꺼기 등의 이물질이 여과망(Screen: 155)을 통하여 제거될 수 있다. 이때, 사용한 필터(155)는 재활용될 수 있으며, 이러한 여과망(155)의 청소도 개별 세대에서 간단하게 수행할 수 있다.
전술한 바와 같이, 지하 기계실에 설치된 열병합 발전기에서 엔진 폐열을 이용하여 온수가 만들어지면, 열병합 온수는 열병합 온수 탱크에 저장되며, 이때, 이물질 제거장치가 열병합 온수 탱크에 구비되어 이물질을 제거할 수 있다. 하지만, 열병합 온수는 각동 지하 횡주관 및 각동 입상관을 경유하여 각 세대관에 유입되며, 이물질이 발생할 수 있으므로, 각 세대관을 거쳐 개별 보일러에 제공되기 전에 스트레이너(151)를 설치함으로써 이물질을 추가로 제거할 수 있고, 이후 강압밸브(152)를 거친 열병합 온수는 주방이나 샤워실에서 사용할 수 있게 된다.
이러한 스트레이너(151)는 앞에 있는 입구측 밸브를 잠그고 열병합 온수를 완전히 차단하여 이물질을 제거하게 되는데, 스트레이너(151)는 나사식 또는 플랜 지식으로 구분될 수 있다. 이때, 나사식은 덮개(Cover)를 반시계방향으로 돌려 서서히 열거나, 여과망(155)을 꺼내어 여과망(155)에 붙은 이물질을 제거하게 된다. 또한, 플랜지식은 플러그를 반시계 방향으로 돌려 분해한 후, 배관내의 유체를 빼낸 다음 덮개(Cover)를 분해하여 여과망(155)을 깨끗이 청소한다. 이후, 이물질을 깨끗이 청소한 다음에 개스킷(Gasket)을 넣고 조립한 후, 열병합 온수의 누설 여부를 확인한 다음에 입구측 밸브를 열고 사용하게 된다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 열병합 온수 공급 시스템에서 사용되는 강압밸브를 예시하는 도면으로서, 도 7의 a)는 소형 강압밸브(152a)를 나타내며, 도 7의 b)는 중형 강압밸브(152b)를 나타내며, 게이지 스크린(156)을 통해 사용압력을 확인할 수 있다.
도 7의 a)에 도시된 바와 같이, 소형 강압밸브(152a)는 냉수 및 온수 등의 유체 전달에 사용되며, 사용압력은 1 내지 6 ㎏f/㎠의 압력을 조절할 수 있으며, 최고 10 ㎏f/㎠의 압력에 대해 사용할 수 있다. 이때, 사용온도는 0℃ 내지 80℃ 온도에 사용할 수 있다.
구체적으로, 소형 강압밸브(152a)는 황동 재질의 바디(Body), 플라스틱 재질의 커버(Cover)와 인너바디(Inner Body), 황동 재질의 샤프트(Shaft), 고무 재질의 디아프램(Diaphragm), 황동 재질의 디스크 서포트(Disc Support), 고무 재질의 디스크(Disc) 및 O-링(O-ring), 게이지 스크린(Gauge Screen) 및 스프링(Spring) 등으로 이루어진다.
이러한 강압밸브(152)는 다양한 형태로 제조될 수 있고, 예를 들면, 상기 강 압 밸브(152)는 상기 열병합 온수 배관(140)을 통해 공급되는 열병합 온수 내에 함유된 이물질을 제거하는 스트레이너를 내장할 수도 있으며, 이물질이 제거된 열병합 온수의 사용압력을 조절할 수도 있다.
한편, 도 8은 본 발명의 실시예에 따른 열병합 온수 공급 시스템에 있어서 개별 보일러의 배관 연결을 예시하는 도면이다.
도 8을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 열병합 온수 공급 시스템에 있어서 개별 보일러(160)는 열병합 온수 배관(161), 온수 배관(162), 급수관(163), 가스관(164), 세대 난방 배관입구(165) 및 세대 난방 배관출구(166) 등의 배관이 연결되며, 이때, 개별 보일러(160)는 전술한 강압밸브(152)를 내장할 수 있고, 상기 강압밸브(152의 게이지 스크린(156)을 외부로 노출시키도록 구성함으로써 외부에서 용이하게 열병합 온수의 사용압력을 확인할 수 있다.
따라서 개별 보일러(160)에서 가열된 가열온수 또는 열병합 온수 배관(161)을 통해 공급된 열병합 온수 중에서 선택적으로 온수를 주방이나 샤워실에서 사용할 수 있게 된다. 이때, 열병합 온수는 전술한 스트레이너에서 이물질이 제거되고 강압밸브에 의해 사용압력이 조절된 상태로 제공된다. 또한, 개별 보일러(160)의 세대 난방 배관입구(165) 및 세대 난방 배관출구(166) 사이에 설치된 배관을 통해서 난방이 이루어진다.
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 열병합 온수 공급 시스템에서 개별 보일러의 측면도이다.
도 9를 참조하면, 발명의 실시예에 따른 열병합 온수 공급 시스템에서 개별 보일러(160)의 측면에는 예를 들면, 열병합 온수 측정용 온도계(157), 강압밸브의 게이지 스크린(156) 또는 온수 측정용 온도계(167) 등이 노출되도록 구성할 수 있다. 따라서 열병합 온수 배관(161)을 통해 공급되는 열병합 온수는 내장된 온도 센서에 의해 온도가 검출된 후 열병합 온수 측정용 온도계(157)를 통해 표시되며, 강압 밸브를 통해 사용압력이 조절된 후, 게이지 스크린(156)을 통해 열병합 온수의 사용압력이 표시되고, 또한, 개별 보일러(160)에서 가열된 가열온수 또는 상기 공급된 열병합 온수는 온수 배관(162)을 통해 공급될 수 있는데, 이러한 온수는 온수 측정용 온도계(167)를 통해 온도가 표시될 수 있다.
한편, 도 10은 본 발명의 실시예에 따른 열병합 온수 공급 시스템이 개별 보일러의 동파를 방지하는 것을 예시하는 도면이다.
도 10을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 열병합 온수 공급 시스템에서, 지하 기계실에서 열병합 발전에 의한 생성된 엔진 폐열에 따른 열병합 온수가 개별 보일러(160)에 형성된 열전달 통로를 통해서 공급됨으로써 개별 보일러의 동파를 방지할 수 있다.
구체적으로, 노후된 중앙난방이나 열병합 발전 난방, 지역난방을 사용하고 있는 개별 세대, 즉, 아파트는 개별난방 보일러로 전환할 경우, 보일러실이 따로 구비되지 않아서 베란다나 복도 등의 외부에 개별 보일러를 설치하는 경우가 대부분이다. 또한, 기존의 개별난방을 사용하고 있는 아파트의 경우도 유사하다. 이러한 경우, 본 발명의 실시예에 따른 열병합 온수 공급 시스템의 열병합 온수가 개별 보일러 내부를 통과함으로써 동파를 방지할 수 있다.
한편, 도 11은 본 발명의 다른 실시예에 따른 수도 계량기의 동파를 방지할 수 있는 열병합 온수 공급 시스템을 개략적으로 예시하는 도면이다.
도 11을 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 수도 계량기의 동파를 방지할 수 있는 열병합 온수 공급 시스템은, 열병합 발전기, 열병합 온수 탱크, 열병합 온수 배관, 수도 계량기(210) 및 강압밸브(220)를 포함한다. 여기서, 열병합 발전기, 열병합 온수 탱크 및 열병합 온수 배관의 구성은 도 4에 도시된 구성과 실질적으로 동일하므로, 도면에 표시하지 않고 그 설명 또한 생략하기로 한다.
동절기에 수도 계량기가 동파되는 경우가 빈번하게 발생하므로, 수도계량기(210)와 강압밸브(220)를 예를 들면, 쌍으로 밀착되게 수도계량기 함(200) 내에 설치함으로써 열병합 온수로부터 발생되는 열에 의해 수도계량기의 동파를 방지할 수 있다.
구체적으로, 수도 계량기(210)는 개별 세대에 각각 설치되며, 상수도관을 통해 공급되는 급수량을 계량하며, 강압밸브(220)는 개별 세대에 각각 설치되고, 열병합 온수 배관과 연결되어 상기 열병합 온수의 사용압력을 조절하며, 상기 수도 계량기(210)에 밀착하거나 에워싸도록 배치된다.
따라서 상기 수도 계량기(210)가 구비된 수도 계량기함(200) 내에서 상기 강압밸브(220)를 통해 공급되는 열병합 온수의 열이 발산함으로써, 상기 수도 계량기(210)의 동파를 방지할 수 있다.
이후, 상기 강압 밸브(220)에 의해 사용압력이 조절된 열병합 온수는 상기 수도 계량기함(200)을 통과한 후, 상기 개별 세대에 각각 설치된 개별 보일러에 공 급되며, 이때, 상기 개별 보일러는 상기 열병합 온수가 경유하는 열전달 통로가 형성되어 있다.
전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.
본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
도 1은 종래의 기술에 따른 열병합 발전기와 개별 보일러를 설치한 온수/난방 복합 시스템의 개략적인 구성도이다.
도 2는 종래의 기술에 따른 열병합 발전 및 개별난방 통합 시스템의 구성도이다.
도 3은 도 2에 도시된 열병합 발전 및 개별난방 통합 시스템에 있어서, 개별 보일러의 배관 연결을 나타내는 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 열병합 온수 공급 시스템의 구성도이다.
도 5는 열병합 발전 시스템의 세부 구성도이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 열병합 온수 공급 시스템에서 사용되는 스트레이너를 예시하는 도면이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 열병합 온수 공급 시스템에서 사용되는 강압밸브를 예시하는 도면이다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 열병합 온수 공급 시스템에 있어서 개별 보일러의 배관 연결을 예시하는 도면이다.
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 열병합 온수 공급 시스템에서 개별 보일러의 측면도이다.
도 10은 본 발명의 실시예에 따른 열병합 온수 공급 시스템이 개별 보일러의 동파를 방지하는 것을 예시하는 도면이다.
도 11은 본 발명의 다른 실시예에 따른 수도 계량기의 동파를 방지할 수 있 는 열병합 온수 공급 시스템을 개략적으로 예시하는 도면이다.
< 도면부호의 간단한 설명 >
100: 열병합 온수 공급 시스템 200: 열병합 발전 시스템
110: 연료 120: 열병합 발전기
130: 열병합 온수 탱크 140: 열병합 온수 배관
150, 150a, 150b 150c: 개별 세대
151: 스트레이너 152: 강압밸브
153: 온도 센서 155: 스트레이너 필터
156: 강압밸브 게이지 157: 열병합 온수 측정용 온도계
160: 개별 보일러 161: 열병합 온수 배관
162: 온수 배관 163: 급수관
164: 가스관 165: 세대 난방 배관입구
166: 세대 난방 배관출구 167: 온수 측정용 온도계
200: 수도 계량기함 210: 수도 계량기
220: 강압밸브 221: 강압밸브 게이지

Claims (6)

  1. 열병합 발전에 의해 전기를 생산하고, 상기 열병합 발전에 의해 사용된 후 배출되는 폐열에 의해 열병합 온수를 생성하게 하는 열병합 발전기;
    상기 열병합 발전기를 이용하여 생성된 열병합 온수를 저장하는 열병합 온수 탱크;
    상기 열병합 온수를 다수의 개별 세대로 공급하도록 상기 열병합 온수 탱크로부터 분기되는 열병합 온수 배관;
    개별 세대에 각각 설치되며, 상기 열병합 온수 배관과 연결되어 상기 열병합 온수의 사용압력을 조절하는 강압밸브(Pressure Restriction Valve); 및
    개별 세대에 각각 설치되어 난방 및 가열온수를 공급하고, 상기 강압밸브를 내장하여 상기 강압 밸브에 의해 사용압력이 조절된 열병합 온수 및 상기 가열온수 중에서 선택적으로 온수를 공급하는 개별 보일러
    를 포함하되,
    상기 강압밸브는 상기 열병합 온수 탱크와 개별 세대 각각과의 거리 차이에 의해 발생하는 압력 차이에 무관하게 개별 세대 각각이 요구하는 사용압력을 제공하며, 상기 개별 보일러는 상기 열병합 온수가 경유하는 열전달 통로가 형성된 것을 특징으로 하는 열병합 온수 공급 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 열병합 온수 배관 및 상기 강압밸브 사이에 각각 설치되어, 상기 열병합 온수 배관을 통해 공급되는 열병합 온수 내에 함유된 이물질을 제거하는 스트레이너(Strainer)를 추가로 포함하는 열병합 온수 공급 시스템.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 강압 밸브는 상기 열병합 온수 배관을 통해 공급되는 열병합 온수 내에 함유된 이물질을 제거하는 스트레이너를 내장하며, 이물질이 제거된 열병합 온수의 사용압력을 조절하는 것을 특징으로 하는 열병합 온수 공급 시스템.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 강압 밸브 출구에 설치되어 상기 열병합 온수의 온도를 감지하는 온도 센서; 및
    상기 개별 보일러에 설치되어 상기 온도 센서에 의해 감지된 상기 열병합 온수의 온도를 표시하는 온도계
    를 추가로 포함하는 열병합 온수 공급 시스템.
  5. 열병합 발전에 의해 전기를 생성하고, 상기 열병합 발전에 의해 사용된 후에 배출되는 폐열에 의해 열병합 온수를 생성하게 하는 열병합 발전기;
    상기 열병합 발전기에 의해 생성된 열병합 온수를 저장하는 열병합 온수 탱크;
    상기 열병합 온수를 다수의 개별 세대로 공급하도록 상기 열병합 온수 탱크로부터 분기되는 열병합 온수 배관;
    개별 세대에 각각 설치되며, 상수도관을 통해 공급되는 급수량을 계량하는 수도 계량기; 및
    개별 세대에 각각 설치되고, 상기 열병합 온수 배관과 연결되어 상기 열병합 온수의 사용압력을 조절하며, 상기 수도 계량기에 밀착하거나 에워싸도록 배치되는 강압밸브
    를 포함하되,
    상기 수도 계량기의 동파를 방지하도록 상기 수도 계량기가 구비된 수도 계량기함 내에서 상기 강압밸브를 통해 공급되는 열병합 온수의 열이 발산하는 것을 특징으로 하는 수도 계량기의 동파를 방지할 수 있는 열병합 온수 공급 시스템.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 강압 밸브에 의해 사용압력이 조절된 열병합 온수는 상기 수도 계량기함을 통과한 후, 상기 개별 세대에 각각 설치된 개별 보일러에 공급되며, 상기 개별 보일러는 상기 열병합 온수가 경유하는 열전달 통로가 형성된 것을 특징으로 하는 수도 계량기의 동파를 방지할 수 있는 열병합 온수 공급 시스템.
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