KR20150003819U

KR20150003819U - 급탕라인의 온수 공급장치

Info

Publication number: KR20150003819U
Application number: KR2020140002910U
Authority: KR
Inventors: 탁준
Original assignee: 탁준
Priority date: 2014-04-10
Filing date: 2014-04-10
Publication date: 2015-10-20
Also published as: KR200479630Y1

Abstract

본 고안은 급탕라인의 온수 공급장치에 관한 것으로, 온수를 공급하기 위한 급탕라인에 보조 가열장치를 장착하여 급탕라인 상에 정체되어 있는 물을 가열시키도록 하면서 보조 가열장치의 구조를 중공부가 형성된 가열기 본체의 양단에 입수구와 출수구가 형성되어 물이 중공부로 삽입되는 구조를 갖도록 하면서 각각의 입수구와 출수구를 조인트로 배관에 간편하게 연결함으로써 급탕라인을 통하여 개별 수전으로 배출되는 물이 보조 가열장치를 경유하여 배출되도록 하여 개별 수전에서 필요없이 낭비되는 물이 없이 즉시 가열된 온수를 사용할 수 있도록 한 것이고, 이러한 보조 가열장치를 신축건물은 물론 이미 시공이 완료되어 있는 건물의 급탕라인의 관로 상에도 간단하게 설치 시공할 수 있도록 하여 에너지낭비를 줄일 수 있도록 한 것이다.

Description

급탕라인의 온수 공급장치{Device for Supplying Hot Water}

본 고안은 급탕라인의 온수 공급장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 보일러에 의하여 가열된 온수를 이용할 때에 보일러와 수전 사이의 급탕라인에서 냉각되는 물을 가열시켜 줌으로써 물의 낭비를 방지하고 온수비용을 절감할 수 있도록 한 것이다.

일반적으로 중앙난방식 주택이나 아파트와 같은 건물에 설치되는 급탕 온수공급구조는 보일러에서 연료를 연소시켜 발생하는 열로 냉수를 가열하여 온수탱크에 보관하다가 세대 사용시 급탕 온수를 순환 공급하거나 또는 지역난방의 경우 열교환기에서 급수관의 냉수를 가열한 후 별도의 급탕라인을 통해 온수를 순환공급한다.

그런데 이러한 중앙 난방식의 급탕 온수 공급 구조상 세대 내부에 설치된 세면기, 샤워, 주방 씽크의 온수 수전 등에서 온수를 사용할 때 온수가 나올 때까지, 즉 수전에서 냉수를 흘려버린 후 가열된 온수가 나올 때까지 기다려야 하기 때문에 버려지는 물의 양이 지나치게 많다.

또한, 아파트에서 사용되는 온수는 세대별로 설치되어 있는 보일러에서 공급되고 있으며, 환탕관이 없이 급탕관만으로 온수를 직접 급수하는 방식으로 배관이 설계 시공되고 있다.

특히, 이러한 급탕 구조상 아파트 세대수가 많고, 평수가 넓을수록 급탕관의 길이가 길게 시공되어 낭비되는 물(냉수)의 양은 비례적으로 많아지고, 급탕관에서 씽크대, 샤워기 또는 세면기등까지의 관내에 정체된 수량을 감안한다면 물의 낭비가 너무 심각하다.

따라서 최근에는 차가운 온수를 급탕 시스템으로 가열하여 물의 낭비를 막고 식은 온수를 낭비하고 지불하는 비용을 절감하기 위한 온수 급탕 시스템이 등록특허 10-0706105호에 개시된바 있다.

즉, 급탕라인을 가열하여 냉각된 물을 데워주는 방식인데, 급탕보일러를 온수관에 설치하는 구조는 전체 시스템을 정비해야 하며 이미 완공되어 있는 건물에는 적용을 할 수 없고, 설치비 및 운용비가 지나치게 비싸다는 단점이 있다.

또한, 지금까지 급탕라인의 보조 가열장치로 제안된 대부분의 방식이 배관 외부를 가열하여 배관에 열을 가함으로써 배관 내부의 물이 전도방식으로 가열되는 구조이다.

그런데 이렇게 배관 외부에서 간접 가열방식으로 물을 데울 경우 열손실이 많기 때문에 물을 효율적으로 데울 수 없을 뿐만 아니라, 에너지낭비가 되는 문제가 있다.

또한, 이렇게 간접 방식으로 가열하는 경우 배관의 열전도율이 높아야 하므로 종래에 주로 시공하였던 동관은 가능하지만, 현재 시공되는 대부분의 배관은 PB나 PVC 등의 재질로 이루어지므로 열효율이 매우 떨어지며, 특히, 최근에는 배관의 유지보수를 위하여 이중관의 형태로 이루어진 것을 사용하는데, 이 경우 열전도율이 더 떨어지게 된다.

본 고안은 상기와 같은 문제를 해결하기 위한 것으로, 급탕관에 배출되는 물의 온도를 적정 온도로 가열시켜서 배출함으로써 급탕관의 물이 낭비되는 것을 방지하고, 신축건물은 물론 이미 시공이 완료되어 있는 건물의 급탕라인의 관로 상에 간단하게 설치 시공할 수 있도록 한 것이다.

또한, 물이 가열장치의 내부로 흐르도록 유도함으로써 가열시 발생하는 열손실을 최소화하면서도 가열시간을 단축하고, 정체된 물이 아닌 물을 배출할 경우에도 충분히 가열되도록 한 것이다.

상기 목적을 달성하기 위한 기술적 사상으로서의 본 고안은, 온수를 공급하기 위한 급탕라인의 구조를 간소화하고, 급탕라인에 보조 가열장치를 장착하여 급탕라인상에 정체되어 있는 물을 가열시키도록 하며, 이러한 가열장치의 구조를 중공부가 형성된 가열기 본체의 양단에 입수구와 출수구가 형성되어 물이 중공부로 삽입되는 구조를 갖도록 하면서 각각의 입수구와 출수구를 조인트로 배관에 간편하게 연결함으로써 소형으로 이루어짐에도 불구하고 가열효율을 높일 수 있도록 한 것이다.

또한, 보조 가열장치는 인가되는 전기로 고온의 열을 방출하는 가열체를 내장하여 물을 직접 가열하도록 하고, 가열체에는 물이 맞닿는 표면적을 늘림으로써 가열효율을 높이기 위한 복수의 접촉부를 형성함으로써 정체되어 있는 물은 물론, 흐르는 물도 충분히 가열될 수 있도록 한 것이다.

본 고안의 급탕라인의 온수 공급장치에 의하면, 급탕라인의 배관에 보조 가열장치를 간단하게 설치하여 물이 보조 가열장치를 경유하여 가열되도록 하는 구조이기 때문에 급탕라인의 배관 구조를 간소화할 수 있고, 신축하는 건물은 물론, 이미 건축이 완료된 건물에도 배관의 일부를 절단하여 간단하게 설치할 수 있으며, 저렴한 비용으로 설치가능하다.

또한, 전기방식으로 유로상에 흐르는 물을 직접 가열하기 때문에 유지비용이 매우 저렴하고, 관내에 정체되어 있는 냉수를 온수로 전환하여 즉시 온수를 사용할 수 있으므로 불필요하게 물이 버려지지 않고 물을 절약할 수 있다.

또한, 즉시 온수를 사용할 수 있으므로 사용자의 만족감을 증대시킬 수 있으며, 가열수단이 물에 직접 접촉하여 가열하는 방식이기 때문에 열효율을 좋게 하여 에너지가 낭비되지 않도록 할 수 있다.

또한, 온수배출이 일시적이지 않고 정체되어 있던 온수가 배출된 이후에도 보일러에 의하여 온수가 공급될 때까지 온수를 지속적으로 공급할 수 있으며, 온수사용을 잠시 중단한 후 재사용할 경우에도 보일러가 재가동되어 온수를 공급하는 시간동안에도 온수를 일정하게 공급할 수 있다.

도 1 내지 도 3은 본 발명의 온수 공급을 위한 급탕라인 구조를 나타낸 개략도
도 4는 본 발명의 보조 가열장치의 세부 구조를 나타낸 단면도
도 5 내지 도 8은 본 발명의 보조 가열장치의 다양한 실시 구조를 나타낸 단면도

이하 첨부도면을 참조하여 본 고안을 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이 본 고안은 물을 가열하기 위한 보일러(100)에 급탕라인(200)이 연결되어 샤워기, 세면대, 싱크대 등의 개별 수전에 온수를 공급할 수 있도록 되고, 급탕라인(200)에는 개별 수전에 공급하기 위하여 저장된 물을 가열하기 위한 보조 가열장치(300)가 장착된다.

상기 보일러(100)는 중앙난방식 집합건물에서 각 세대로 물을 공급하기 위한 것이거나, 또는 각 세대별로 장착되어 물을 가열하기 위한 것일 수 있다.

상기 급탕라인(200)은 보일러(100)에 공급배관(220)이 연결되어 보일러에서 가열한 물을 공급하할 수 있도록 되고, 공급배관(220)는 공급배관(220)으로부터 분기되어 개별 수전에 연결되어 온수를 공급하기 위한 급탕배관(240)이 연결된다. 공급배관(220)또는 급탕배관(240)에는 물을 보일러(100)로 다시 회수하기 위한 회수배관(260)이 형성되어 물을 반복적으로 순환시키면서 온수를 공급할 수 있다.

상기 보조 가열장치(300)는 급탕라인(200)에 정체되어 있거나 흐르는 물을 가열하기 위한 보조수단으로써 사용자가 온수를 사용하고자 수전을 개방할 때 보일러(100)가 가동되어 물이 가열되고 그 가열된 물이 개별 수전으로 공급되기까지 일정한 시간이 필요한데, 사용자가 개별 수전을 개방하는 즉시 급탕라인(200)에서 가열된 상태의 온수를 공급하기 위한 것이다.

보조 가열장치(300)는 도 4에 도시된 바와 같이 급탕라인(200)의 배관 상에 장착되는 것으로, 중공부(312)가 형성되는 가열기 본체(310)와, 상기 가열기 본체(310)의 중공부(312)와 연결되되 급탕라인(200)의 배관과 조인트로 연결되어 급탕라인(200)의 물이 중공부(312)를 경유하여 유로가 형성되도록 하기 위한 입수구(320) 및 출수구(330)와, 상기 가열기 본체(310)의 중공부(312) 내측으로 삽입되어 급탕라인(200)으로 공급되는 물에 침지되는 가열체(340) 및 상기 가열체(340)가 고온의 열을 방출하기 위하여 전기를 인가하여 작동시키는 전기장치(350)를 포함하여 구성될 수 있다.

가열기 본체(310)의 양단에 형성되는 입수구(320)와 출수구(330)는 각각 조임너트(322,332)를 형성하여 급탕라인(200)의 절단된 배관에 간편하게 연결할 수 있다.

따라서 가열기 본체(310)를 조임너트로 배관에 간편하게 연결하여 급탕라인(200)을 통하여 공급되는 물이 가열기 본체(310)의 가열체(340)를 경유하면서 가열된 후 개별 수전으로 공급되어 단시간에 온수를 사용할 수 있으며 보조 가열장치(300)가 소형으로 이루어짐에도 불구하고 가열효율을 높일 수 있다.

이때, 보조 가열장치(300)는 급탕라인(200)의 공급배관(220)에 설치하거나, 또는 개별 수전에 연결되는 급탕배관(240)에 연결할 수 있으며, 바람직하게는 보조 가열장치(300)를 공급배관(220)에서 보일러(100)에 근접하게 전기장치(350)를 장착하거나, 또는 급탕배관(240)에서 개별 수전에 근접하게 장착하면서 전기장치(350)를 각 세대별 콘센트에 끼워 전원 공급을 받을 수 있도록 함이 바람직하다.

가열기 본체(10)의 내측으로 삽입되는 가열체(340)는 도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이 굴곡지게 밴댕된 형태의 열선(344)을 삽입하거나, 또는 판상으로 이루어지는 발열판(346)을 내장하여 물을 가열할 수 있다.

가열체(340)에는 물이 맞닿는 표면적을 넓게 하기 위한 복수의 접촉부(342)를 더 포함하여 구성할 수 있는 것으로, 가열체(340)를 열선(344)으로 형성할 경우 열선(344)의 표면에 방사형으로 돌출된 복수의 열전도 핀(342a)을 장착하여 물과의 접촉 가능한 표면적이 증가되도록 함으로써 물이 정체된 물이 아닌 유체가 되는 경우에도 일정한 온도로 순간가온이 가능하도록 함이 바람직하다. 이때, 열전도 핀(342a)은 열선(344)의 외주면에 복수의 원형판을 끼워 돌출되게 함으로써 물과의 접촉면적을 늘리고 열선에서 발생되는 열이 전도되어 물을 가열시키도록 할 수도 있다.

그리고 가열체(340)가 판상으로 이루어지는 발열판(346)인 경우, 발열판(346)에 복수의 관통된 통기로(342b)를 형성하여 물과의 접촉 가능한 표면적이 증가되도록 함이 바람직하다.

한편, 상기 가열기 본체(310)는 중공부(312)가 형성된 공간에 가열체(340)와의 효율적인 접촉을 유도하기 위하여 유로의 흐름을 유도할 수 있는 유로유도부(314)를 더 포함하여 구성될 수 있다.

유로유도부(314)는 중공부(312)에 격판(미도시)을 장착하여 유로의 흐름이 가열체(340)가 장착된 경로를 따라서 진행되도록 하여 가열효율을 높이도록 하거나, 또는 도 7에 도시된 바와 같이 가열기 본체(310)의 중공부(312)가 형성된 내벽에 물 흐름이 와류가 발생하도록 유도하기 위한 와류유도벽(316)을 형성하여 구성할 수 있다.

한편, 상기 전기장치(350)는 도 8에 도시된 바와 같이 가열체(340)에 전기의 인가 여부를 제어하기 위한 스위치(352)와, 전기의 인가 시간을 제어하여 작동시간을 조절할 수 있는 타이머(354)와, 보조 가열장치(300)의 내측으로 삽입되어 급탕라인(200)의 물 온도를 측정하기 위한 온도센서(356)와, 가열체(340)의 온도를 제어하기 위한 컨트롤부(358) 및 제어부(359)를 포함하여 구성될 수 있다.

스위치(352)는 전원을 온/오프시켜 가열체(340)에 전기를 인가하거나 차단하여 작동여부를 제어하기 위한 것이다.

타이머(354)는 가열체에 전원이 인가된 상태에서 전원의 인가시간을 제어함으로써 가열체(340)의 작동시간을 조절하기 위한 것으로, 타이머(354)는 스위치(352)와 개별적으로 설치되어 전원인가 및 작동시간을 개별적으로 조작하도록 하거나, 또는 스위치와 타이머를 일체로 형성하여 전원인가 및 작동시간을 한번에 조작하도록 할 수 있다.

보조 가열장치(300)의 내측으로는 온도센서(356)가 삽입되도록 하여 가열기 본체(310)에 담겨진 물의 온도를 측정하도록 하고, 그 온도센서(356)로부터 측정된 온도값을 근거로 하여 온도조절이 이루어지도록 하면 보조 가열장치(300)에 의하여 가열되는 물의 온도를 사용자가 요구하는 물온도에 맞게 적절하게 조절할 수 있다.

이러한 물 온도의 조작은 컨트롤부(358)를 형성하여 가열체(340)의 온도를 올리거나 낮추어서 사용자의 요구온도에 맞게 조정할 수 있으며, 상기 온도센서(356)와 컨트롤부(358)는 제어부(359)에 연결되어 제어부(359)의 신호에 따라 가열체(340)의 가열온도를 설정함으로써 물 온도를 조절할 수 있다.

또한, 전기장치(350)에는 상술한 컨트롤부(358)에 의하여 조작되는 온도, 즉 가열하고자 하는 물의 설정온도, 또는 현재온도를 표시할 수 있도록 표시부(357)을 더 형성할 수 있으며, 표시부(357)에서 보조 가열장치(300)의 동작여부 및 타이머에 의하여 설정되어 있는 작동시간 등을 함께 표시할 수 있다.

상기 온도센서(356)는 보조 가열장치(300)의 입수구(320)와 출수구(330)에 각각 장착하여 입수되는 물의 온도와 출수되는 물의 온도를 측정함으로써 가열체(340)의 적절한 온도를 설정할 수 있도록 할 수 있다.

즉, 가열기 본체(310)의 일단에 형성되는 입수구(320)에 입수 온도센서(356a)를 장착하고, 가열기 본체(310)의 타단에 형성되는 출수구(330)에는 출수 온도센서(356b)를 장착하면 가열기 본체(310)에 유입되는 물과 가열기 본체(310)에서 가열된 후 출수구(330)로 배출되는 물의 온도를 각각 측정하도록 되고, 상기 제어부(359)는 입수 온도센서(356a)와 출수 온도센서(356b)로 부터 측정된 온도를 바탕으로 가열체(340)의 온도를 조절함으로써 개별 수전으로 배출되는 온수의 온도가 일정하게 유지되도록 할 수 있다.

100: 보일러
200: 급탕라인 220: 공급배관
240: 급탕배관 260: 회수배관
300: 보조 가열장치
310: 가열기 본체 312: 중공부
314: 유로유도부 316: 와류유도벽
320: 입수구 322: 조임너트
330: 출수구 332: 조임너트
340: 가열체 342: 접촉부
342a: 열전도핀 342b: 통기로
344: 열선 346: 가열판
350: 전기장치 352: 스위치
354: 타이머 356: 온도센서
356a: 입수 온도센서 356b: 출수 온도센서
357: 표시부 358: 컨트롤부
359: 제어부

Claims

보일러(100);
상기 보일러(100)와 연결되는 공급배관(220)과 공급배관(220)으로부터 분기되어 개별 수전에 연결되어 온수를 공급하기 위한 급탕배관(240)을 갖는 급탕라인(200);
상기 급탕라인(200)에 장착되어 급탕라인 상에 내장된 물을 가열하기 위한 보조 가열장치(300);
를 포함하여 구성되고,
상기 보조 가열장치(300)는,
중공부(312)가 형성되는 가열기 본체(310);
가열기 본체(310)의 중공부(312)와 연결되되 급탕라인(200)의 배관과 조인트로 연결되어 급탕라인(200)의 물이 중공부(312)를 경유하여 유로가 형성되도록 하기 위한 입수구(320) 및 출수구(330);
상기 가열기 본체(310)의 중공부(312) 내측으로 삽입되어 급탕라인(200)으로 공급되는 물에 침지되는 가열체(340);
상기 가열체(340)가 고온의 열을 방출하기 위하여 전기를 인가하여 작동시키는 전기장치(350);
를 포함하여 이루어지는 급탕라인의 온수 공급장치.
제 1항에 있어서, 상기 가열체(340)는 물이 맞닿는 표면적을 넓게 하기 위한 복수의 접촉부(342)를 더 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 급탕라인의 온수 공급장치.
제 1항에 있어서, 상기 가열기 본체(310)는 중공부(312)가 형성된 공간에 가열체(340)와의 효율적인 접촉을 유도하기 위한 유로유도부(314)가 형성된 것을 특징으로 하는 급탕라인의 온수 공급장치.
제 3항에 있어서, 상기 유로유도부(314)는 가열기 본체(310)의 중공부(312)가 형성된 내벽에 가열체(340)와의 효율적인 접촉을 위하여 물 흐름이 와류가 발생하도록 유도하기 위한 와류유도벽(316)이 형성됨을 특징으로 하는 급탕라인의 온수 공급장치.
제 2항 내지 제 4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 가열체(340)는 굴곡지게 밴딩된 형태의 열선(344)의 표면에 방사형으로 돌출된 복수의 열전도 핀(342a)이 장착되어 물과의 접촉 가능한 표면적이 증가토록 됨을 특징으로 하는 급탕라인의 온수 공급장치.
제 2항 내지 제 4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 가열체(340)는 판상으로 이루어지는 발열판(346)에 복수의 관통된 통기로(342b)가 형성되어 물과의 접촉 가능한 표면적이 증가토록 됨을 특징으로 하는 급탕라인의 온수 공급장치.
제 1항에 있어서, 상기 전기장치(350)는,
가열체(340)에 전기의 인가 여부를 제어하기 위한 스위치(352);
전기의 인가 시간을 제어하여 작동시간을 조절할 수 있는 타이머(354);
보조 가열장치(300)의 내측으로 삽입되어 급탕라인(200)의 물 온도를 측정하기 위한 온도센서(356);
가열체(340)의 온도를 제어하기 위한 컨트롤부(358) 및 제어부(359);
를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 급탕라인의 온수 공급장치.
제 7항에 있어서, 상기 온도센서(356)는 보조 가열장치(300)의 입수구(320)에 입수 온도센서(356a)가 장착되고, 보조 가열장치(300)의 출수구(330)에는 출수 온도센서(356b)가 장착되어 가열기 본체(310)에 유입되는 물과 가열기 본체(310)에서 가열된 후 출수구(330)로 배출되는 물의 온도를 각각 측정하도록 되고, 상기 제어부(359)는 입수 온도센서(356a)와 출수 온도센서(356b)로 부터 측정된 온도를 바탕으로 가열체(340)의 온도를 조절하게 됨을 특징으로 하는 급탕라인의 온수 공급장치.