KR20200031950A - 중앙집중식 난방을 위한 세대용 난방공급장치 및 이를 구비한 난방온수공급 시스템 - Google Patents

중앙집중식 난방을 위한 세대용 난방공급장치 및 이를 구비한 난방온수공급 시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명은 중앙집중식 난방 방식의 난방설비와 급탕설비를 통합 및 간소화함으로써 기 설치된 급탕설비와 기 설치된 난방배관을 이용하여 난방 및 온수를 공급할 수 있는 중앙집중식 난방을 위한 세대용 난방공급장치 및 이를 구비한 난방온수 공급 시스템에 관한 것이다.
본 발명에 의한 중앙집중식 난방을 위한 세대용 난방공급장치 및 이를 구비한 난방온수 공급 시스템은, 급탕수와 난방수 사이에 열교환이 이루어지는 세대난방 열교환기와, 상기 급탕수로 상기 난방수를 보충하도록 이루어지는 난방수 보충라인과, 상기 난방수 보충라인을 유동하는 상기 급탕수의 역류를 방지하는 역류방지부를 포함하여 이루어진다.

Description

중앙집중식 난방을 위한 세대용 난방공급장치 및 이를 구비한 난방온수공급 시스템{Heating Supply Apparatus for Individual Household for Regional or Central Heating and the Heating and Hot water Supply System}
본 발명은 중앙집중식 난방을 위한 세대용 난방공급장치 및 이를 구비한 난방온수 공급 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 중앙집중식 난방 방식의 난방설비와 급탕설비를 통합 및 간소화함으로써 기 설치된 급탕설비와 난방배관을 이용하여 난방 및 온수를 공급할 수 있는 중앙집중식 난방을 위한 세대용 난방공급장치 및 이를 구비한 난방온수 공급 시스템에 관한 것이다.
공동주택의 난방 방식은 크게 개별 난방 방식과 중앙집중식 난방 방식으로 구분할 수 있다.
개별 난방 방식은 세대별로 구비되는 보일러에 의해 각 세대에 난방 및 온수가 공급되는 방식으로, 각 세대마다 원하는 때에 원하는 만큼의 난방을 공급할 수 있는 장점이 있으나, 보일러가 각 세대의 생활공간에 접해있어 가동시 소음이 발생하고, 사용자의 필요시 보일러를 가동하여 난방수 또는 급탕수를 가열하도록 이루어져 충분한 온도의 난방 및 온수가 공급될 때까지 지연시간이 발생한다는 단점이 있다.
중앙집중식 난방 방식은 한 곳에 집중적으로 설치된 메인 열원에 의해 복수의 세대에 난방 및 온수가 공급되는 방식으로, 특정 지역에 대한 지역난방 방식과, 아파트 등의 공동주택 단지에 대한 중앙난방 방식이 있다.
중앙집중식 난방 방식은, 난방 및 온수를 공급하는 열원을 각 세대에서 따로 관리할 필요가 없으며, 사용자의 필요시 중앙 시스템에서 설정된 온도의 난방과 온수를 즉시 공급받을 수 있는 장점이 있다.
그러나, 각 세대에 공급되는 난방 및 온수의 온도 및 공급 가능 시기 등을 개별적으로 설정할 수 없으며, 메인 열원의 사용 가능 여부에 따라 해당 지역 또는 단지의 전체 세대의 난방 및 온수의 사용 가능 여부가 결정된다는 단점이 있다.
도 1을 참조하여 종래 기술에 의한 중앙집중식 난방온수 공급 시스템에 대해 서술한다.
종래 기술에 의한 중앙집중식 난방온수 공급 시스템은, 지역 또는 중앙난방에 열을 공급하는 메인 열원(1)과, 상기 메인 열원(1)으로부터 가열된 열매체를 열원으로 하여 복수의 세대에 난방을 공급하는 난방설비(10)와, 상기 열원(1)으로부터 가열된 열매체를 열원으로 하여 상기 복수의 세대에 온수를 공급하는 급탕설비(20)를 포함하여 이루어진다.
상기 난방설비(10)는, 상기 가열된 열매체와 상기 복수의 세대에 난방을 공급하는 난방수 사이에 열교환이 이루어지는 난방용 열교환기(11)와, 상기 난방용 열교환기(11)에서 가열된 상기 난방수가 각 세대의 난방처(50)에 구비되는 난방배관(51)으로 공급되는 메인 난방라인(12)과, 상기 난방처(50)에서 난방을 수행한 상기 난방수가 상기 난방용 열교환기(11)로 환수되는 메인 환수라인(13)을 포함하여 이루어진다.
또한, 상기 급탕설비(20)는, 상기 열매체와 상기 복수의 세대에 온수를 공급하는 급탕수 사이에 열교환이 이루어지는 급탕용 열교환기(21)와, 상기 급탕용 열교환기(21)에서 가열된 상기 급탕수가 유동하여 각 세대의 온수 수전(61)을 통해 온수로 공급되는 메인 급탕라인(22)과, 온수를 공급하고 남은 급탕수가 상기 급탕용 열교환기(21)로 환수되는 메인 환탕라인(23)을 포함하여 이루어진다.
또한, 시수라인(70)을 유동하는 시수는 급탕용 열교환기(21)에서 가열되어 급탕수가 되거나, 각 세대의 냉수 수전(62)을 통해 냉수로 공급된다.
이때, 상기 난방설비(10)와 상기 급탕설비(20)는 각각 별도의 구성으로 이루어지되, 상기 메인 열원(1)으로부터 가열되어 상기 난방용 열교환기(11)에서 열교환된 열매체가 상기 급탕수의 예열에 이용되도록 이루어진다.
따라서, 상기 난방설비(10)와 상기 급탕설비(20) 중 어느 하나의 가동을 중단할 수 있으므로, 중앙 시스템에서 하절기 등 특정 기간 동안 상기 난방 설비(10)의 가동을 중단하고 상기 급탕설비(20)만 가동하도록 하는 정책을 시행하는 경우, 지속적으로 난방을 공급받기 원하는 개별 세대에 불편이 발생하였다.
또한, 상기 난방설비(10)와 상기 급탕설비(20)를 각각 구비하는데 필요한 설치공간과 설치비용이 높게 소요되는 문제점이 있었다.
또한, 상기 급탕수와 상기 난방수가 별도의 배관을 통해 유동하며 각각 열손실이 발생하므로 총 열손실이 커지는 문제점이 있었다.
또한, 상기 난방설비(10)의 난방라인(12) 및 환수라인(13)은 설치된 후 상당 시간이 지나면 부식되어 교체가 필요하므로, 상기 난방라인(12) 및 환수라인(13)을 교체하기 위한 비용이 소요되는 문제점이 있었다.
상기한 바와 같은 중앙집중식 난방온수 공급 시스템에 대한 선행기술의 일례로 대한민국 등록특허 제10-0940258호가 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 급탕설비를 이용하여 각 세대의 난방을 수행하고, 난방수를 보충할 수 있는 중앙집중식 난방을 위한 세대용 난방공급장치 및 이를 구비한 난방온수 공급 시스템을 제공하고자 한다.
또한, 난방수가 급탕라인으로 역류하는 것을 방지할 수 있는 중앙집중식 난방을 위한 세대용 난방공급장치 및 이를 구비한 난방온수 공급 시스템을 제공하고자 한다.
또한, 난방수의 체적 변화를 흡수할 수 있는 중앙집중식 난방을 위한 세대용 난방공급장치 및 이를 구비한 난방온수 공급 시스템을 제공하고자 한다.
또한, 각 세대에 제공되는 난방량을 조절할 수 있는 중앙집중식 난방을 위한 세대용 난방공급장치 및 이를 구비한 난방온수 공급 시스템을 제공하고자 한다.
또한, 급탕수와 시수를 혼합하여 원하는 온도의 온수를 공급할 수 있는 중앙집중식 난방을 위한 세대용 난방공급장치 및 이를 구비한 난방온수 공급 시스템을 제공하고자 한다.
상술한 바와 같은 목적을 구현하기 위한 본 발명의 중앙집중식 난방을 위한 세대용 난방공급장치는, 열원으로부터 공급된 급탕수와 난방처에 난방을 공급하는 난방수 사이에 열교환이 이루어지는 세대난방 열교환기; 세대내의 수전에 상기 급탕수를 공급하기 위한 세대내 급탕라인에 연결되어 상기 급탕수를 상기 세대난방 열교환기에 공급하는 세대난방 급탕라인; 상기 세대난방 열교환기를 통과하면서 열교환된 상기 급탕수를 상기 열원으로 환수시키기 위한 세대난방 환탕라인; 상기 세대난방 열교환기에서 상기 급탕수와의 열교환에 의해 가열된 난방수를 상기 난방처로 공급하기 위한 난방수 공급라인; 상기 난방처를 통과하면서 열교환된 상기 난방수를 상기 세대난방 열교환기로 환수시키기 위한 난방수 환수라인; 상기 난방수 공급라인과 상기 난방수 환수라인의 내부에 상기 난방수를 보충하기 위한 난방수 보충라인을 포함한다.
상기 난방수 보충라인은 상기 세대난방 급탕라인으로부터 분기되고 상기 난방수 환수라인에 연결되어 상기 급탕수로 상기 난방수를 보충하는 것일 수 있다.
상기 난방수 보충라인은 시수가 공급되는 시수라인과 상기 난방수 환수라인 사이를 연결하여 상기 시수로 상기 난방수를 보충하는 것일 수 있다.
상기 난방수 보충라인을 통해 상기 난방수의 보충 여부를 단속하기 위한 물 보충밸브가 구비될 수 있다.
상기 난방수의 압력을 측정하기 위한 압력센서가 구비되고, 상기 압력센서에서 측정된 압력이 기준값을 충족하는 경우 상기 물 보충밸브를 개방시켜 난방수를 보충할 수 있다.
상기 난방수 보충라인 상에 구비되어 상기 난방수를 보충하는 방향으로의 유동은 허용하되, 그 반대방향의 유동을 차단하는 역류방지부를 구비할 수 있다.
상기 세대내 급탕라인이 난방공급장치 내부에 구비될 수 있다.
상기 난방수 보충라인은 시수가 공급되는 시수라인과 상기 난방수 환수라인 사이를 연결하여 상기 시수로 상기 난방수를 보충하도록 구비되고; 상기 난방수 보충라인으로부터 분기되어 상기 세대내 급탕라인에 연결된 내부 믹싱라인과, 상기 내부 믹싱라인에 구비되어 상기 세대내 급탕라인을 유동하는 급탕수에 상기 시수를 혼합하기 위한 믹싱밸브를 더 포함할 수 있다.
상기 믹싱밸브는 상기 세대내 급탕라인과 상기 내부 믹싱라인의 연결부에 구비될 수 있다.
상기 세대난방 열교환기에 상기 급탕수의 공급을 조절하기 위한 세대난방 제어밸브가 구비될 수 있다.
상기 세대난방 제어밸브는 상기 세대난방 환탕라인 상에 구비될 수 있다.
본 발명에 의한 중앙집중식 난방을 위한 세대용 난방온수 공급 시스템은, 열원으로부터 공급된 급탕수를 세대내의 수전에 공급하기 위한 세대내 급탕라인; 메인 시수라인으로부터 분기되어 세대내의 수전으로 연결되는 세대내 시수라인과 상기 세대내 급탕라인 사이를 연결하는 믹싱라인; 상기 급탕수와 난방처에 난방을 공급하는 난방수 사이에 열교환이 이루어지는 세대난방 열교환기, 상기 세대내 급탕라인에 연결되어 상기 급탕수를 상기 세대난방 열교환기에 공급하는 세대난방 급탕라인, 상기 세대난방 열교환기를 통과하면서 열교환된 상기 급탕수를 상기 열원으로 환수시키기 위한 세대난방 환탕라인, 상기 세대난방 열교환기에서 상기 급탕수와의 열교환에 의해 가열된 난방수를 상기 난방처로 공급하기 위한 난방수 공급라인, 상기 난방처를 통과하면서 열교환된 상기 난방수를 상기 세대난방 열교환기로 환수시키기 위한 난방수 환수라인, 상기 난방수를 보충하기 위한 난방수 보충라인을 포함하는 세대용 난방공급장치를 포함한다.
상기 믹싱라인에 구비되어 상기 세대내 급탕라인을 유동하는 급탕수에 상기 세대내 시수라인을 통해 공급된 시수를 혼합하기 위한 믹싱밸브를 더 포함할 수 있다.
상기 세대내 급탕라인으로부터 상기 세대난방 급탕라인이 분기되는 분기부에 삼방밸브가 구비되되, 상기 삼방밸브는 상기 세대내 급탕라인 및 상기 세대난방 급탕라인의 개도를 조절하여 상기 세대내의 수전으로 공급되는 급탕수와 상기 세대난방 열교환기로 공급되는 급탕수의 유량을 비례제어하도록 이루어질 수 있다.
본 발명에 따른 중앙집중식 난방을 위한 세대용 난방공급장치 및 이를 구비한 난방공급 시스템에 의하면, 급탕설비를 이용하여 각 세대의 난방을 공급함으로써 별도의 난방설비를 구비하거나 노후한 난방설비를 교체하는데 필요한 비용과 공간을 절약할 수 있다.
또한, 급탕수 또는 시수를 난방수의 보충수로 이용함으로써 보다 간소화된 난방수 보충 시스템을 제공하며, 난방수를 보충하기 위한 물 보충밸브를 통해 난방수가 급탕라인으로 역류하는 것을 방지할 수 있다.
또한, 세대용 난방공급장치에 공급되는 급탕수의 양을 조절하여 개별 세대별로 원하는 온도의 난방을 공급함으로써 중앙집중식 난방 방식의 단점을 극복할 수 있다.
또한, 세대용 난방공급장치 내부에 순환펌프를 구비하여 난방수를 순환시켜 난방처의 난방을 수행하도록 할 수 있다.
또한, 세대용 난방공급장치 내부에 팽창탱크를 구비함으로써 난방수의 체적 변화를 흡수하여 난방수를 안정적으로 순환시킬 수 있다.
또한, 급탕수와 시수를 혼합하고 급탕수와 시수의 혼합량을 조절하여 온수 수전으로 공급함으로써 개별 세대별로 원하는 온도의 온수를 공급할 수 있다.
도 1은 종래 기술에 의한 중앙집중식 난방온수 공급 시스템을 개략적으로 보여주는 도면.
도 2는 본 발명의 제1실시예에 의한 중앙집중식 난방을 위한 세대용 난방공급장치 및 난방온수 공급 시스템을 보여주는 도면.
도 3은 본 발명의 제2실시예에 의해 내부 믹싱밸브가 구비된 중앙집중식 난방을 위한 세대용 난방공급장치 및 난방온수 공급 시스템을 보여주는 도면.
도 4는 본 발명에 의해 외부 믹싱밸브가 구비된 중앙집중식 난방을 위한 세대용 난방공급장치를 구비한 난방온수 공급 시스템을 보여주는 도면.
이하 첨부한 도면을 참조하여 본 발명에 의한 중앙집중식 난방을 위한 세대용 난방공급장치 및 이를 구비한 난방온수 공급 시스템의 구성 및 작용을 상세히 설명하면 다음과 같다.
여기서, 종래기술에서 설명된 내용 및 중복되는 내용에 대해서는 상세한 설명을 생략하고, 본 발명에 새롭게 부가된 구성요소를 중심으로 설명하기로 한다.
또한, 앞서 서술되는 도면과 중복되는 내용에 대해서는 상세한 설명을 생략하고, 차이점이 있는 구성요소를 중심으로 설명하기로 한다.
도 2를 참조하여 본 발명의 제1실시예에 의한 중앙집중식 난방을 위한 세대용 난방공급장치 및 난방온수 공급 시스템에 대해 서술한다.
본 발명의 제1실시예에 의한 난방온수 공급 시스템은, 열원(21)으로부터 공급된 급탕수를 각 세대에 공급하기 위한 급탕라인(110,120), 각 세대에서 열교환이 이루어진 급탕수를 상기 열원(21)으로 환수시키기 위한 환탕라인(140,150), 각 세대에 시수를 공급하기 위한 시수라인(160,170), 각 세대에 구비되어 각 세대의 난방처(200)에 난방을 공급하기 위한 세대용 난방공급장치(300)를 포함한다.
상기 급탕라인(110,120)은, 복수의 세대에 상기 급탕수를 공급하는 메인 급탕라인(110)과, 상기 메인 급탕라인(110)에서 분기되어 각 세대의 수전(130)에 연결되는 세대내 급탕라인(120)으로 이루어진다.
따라서 상기 열원(21)으로부터 공급되는 상기 급탕수는 상기 메인 급탕라인(110)과 상기 세대내 급탕라인(120)을 순차로 유동하여 각 세대의 수전(130)을 통해 온수로 공급된다.
상기 환탕라인(140,150)은, 복수의 세대에서 열교환이 이루어진 상기 급탕수를 상기 열원(21)으로 환수시키는 메인 환탕라인(150)과, 상기 메인 환탕라인(150)에서 분기되어 각 세대의 세대용 난방공급장치(300)에 연결되는 세대내 환탕라인(140)으로 이루어진다.
상기 시수라인(160,170)은, 복수의 세대에 상기 시수를 공급하는 메인 시수라인(160)과, 상기 메인 시수라인(160)에서 분기되어 각 세대의 수전(180)에 연결되는 세대내 시수라인(170)으로 이루어진다.
상기 시수는 메인 시수라인(160)과 상기 세대내 시수라인(170)을 순차로 유동하여 상기 각 세대의 수전(180)을 통해 냉수로 공급된다.
상기 수전(130,180)은, 상기 세대내 급탕라인(120)에 연결되어 온수를 공급하는 온수 수전(130)과 상기 세대내 시수라인(170)에 연결되어 냉수를 공급하는 냉수 수전(180)이 분리되어 독립적으로 구비된 형태일 수도 있고, 상기 세대내 급탕라인(120)과 상기 세대내 시수라인(170)에 모두 연결되어 온수와 냉수를 동시에 공급하는 하나의 수전일 수도 있다.
상기 열원(21)은 복수의 세대에 급탕수를 공급하기 위한 중앙집중식 열원으로서, 지역 또는 중앙 난방에 열을 공급하는 메인 열원(미도시)으로부터 가열된 열매체와 상기 급탕수의 열교환이 이루어지는 급탕용 열교환기(21; 도1)일 수 있다.
상기 세대용 난방공급장치(300)는, 상기 열원(21)으로부터 공급된 급탕수와 난방처(200)에 난방을 공급하는 난방수 사이에 열교환이 이루어지는 세대난방 열교환기(310), 세대내의 온수수전(130)에 상기 급탕수를 공급하기 위한 세대내 급탕라인(120)에 연결되어 상기 급탕수를 상기 세대난방 열교환기(310)에 공급하는 세대난방 급탕라인(320), 상기 세대난방 열교환기(310)를 통과하면서 열교환된 상기 급탕수를 상기 열원(21)으로 환수시키기 위한 세대난방 환탕라인(330), 상기 세대난방 열교환기(310)에서 상기 급탕수와의 열교환에 의해 가열된 난방수를 상기 난방처(200)로 공급하기 위한 난방수 공급라인(350), 상기 난방처(200)를 통과하면서 열교환된 상기 난방수를 상기 세대난방 열교환기(310)로 환수시키기 위한 난방수 환수라인(340), 상기 난방수를 보충하기 위한 난방수 보충라인(360)을 포함한다.
상기 세대난방 열교환기(310)에는 상기 세대난방 급탕라인(320)과 세대난방 환탕라인(330)과 난방수 공급라인(350)과 난방수 환수라인(340)이 연결되어, 급탕수와 난방수 사이에 열교환이 이루어진다. 상기 세대난방 열교환기(310)는 일례로 판형 열교환기로 구성될 수 있다.
상기 세대난방 급탕라인(320)은 상기 세대용 난방공급장치(300)의 외부에 구비된 상기 세대내 급탕라인(120)에 연결되어, 상기 세대내 급탕라인(120)을 통해 공급되어 온 급탕수를 상기 세대난방 열교환기(310)로 유입되도록 한다.
상기 세대난방 환탕라인(330)은 상기 세대내 환탕라인(140)에 연결되어, 상기 세대난방 열교환기(310)에서 열교환이 이루어진 급탕수를 상기 세대내 환탕라인(140)과 메인 환탕라인(150)을 순차 거쳐 열원(21)으로 환수되도록 한다.
상기 각 세대에는 상기 세대내 급탕라인(120)으로 급탕수의 공급여부를 단속하기 위한 공급측 밸브(125)가 구비되고, 상기 세대내 환탕라인(140)에는 세대난방 열교환기(310)를 통과한 급탕수를 열원(21)으로의 환수여부를 단속하기 위한 환수측 밸브(145)가 구비될 수 있다.
상기 공급측 밸브(125)와 환수측 밸브(145)는 난방 및 온수를 사용하는 경우에는 상시 개방된 상태가 되고, 세대 내로 급탕수의 공급을 차단하는 경우에만 폐쇄된다.
상기 난방수 공급라인(350)은 상기 난방처(200)의 난방배관(210) 일측에 연결되어, 상기 세대난방 열교환기(310)에서 가열된 난방수를 상기 난방배관(210)으로 유동하도록 한다.
상기 난방수 환수라인(340)은 상기 난방배관(210)의 타측에 연결되어, 상기 난방배관(210)에서 열교환에 의해 온도가 하락한 난방수를 상기 세대난방 열교환기(310)로 다시 유입되도록 한다.
상기 세대용 난방공급장치(300)에는, 상기 세대난방 열교환기(300)에 공급되는 상기 급탕수의 공급량을 조절하여 세대난방을 제어하는 세대난방 제어밸브(370)가 구비될 수 있다.
상기 세대난방 제어밸브(370)는 상기 세대난방 환탕라인(330)상에 구비될 수 있으며, 상기 세대난방 환탕라인(330)의 개폐를 조절하여 상기 세대난방 공급라인(320)으로 유입되는 상기 급탕수의 양을 조절함으로써 각 세대에 공급되는 난방량을 조절하고 실내 온도를 조절할 수 있다.
이러한 구성에 의해 각 개별 세대별로 원하는 시기에 원하는 온도의 난방을 공급할 수 있어, 각 개별 세대별로 원하는 시기와 온도의 난방을 공급할 수 없었던 중앙집중식 난방 방식의 문제점을 해결할 수 있다.
상기 난방수 보충라인(360)은 상기 세대난방 급탕라인(320)으로부터 분기되어 상기 난방수 환수라인(340)에 연결됨으로써 상기 급탕수로 상기 난방수를 보충하게 된다.
이와 같이 세대용 난방공급장치(300) 내부에 유입되는 상기 급탕수를 상기 난방수의 보충수로 이용함으로써 세대용 난방공급장치(300) 외부에 난방수를 보충하기 위한 별도의 구성이 불필요하므로 전체 시스템 구성을 간소화할 수 있다.
상기 난방수 보충라인(360) 상에는 난방수가 부족한 경우 상기 급탕수를 난방수 환수라인(340)으로 보충하기 위한 물 보충밸브(361)가 구비될 수 있다. 상기 물 보충밸브(361)는 자동 또는 수동으로 개폐가 이루어질 수 있다.
상기 물 보충밸브(361)에는 상기 난방수가 난방수 보충라인(360)을 통해 급탕라인(110,120) 또는 환탕라인(140,150)으로 역류하는 것을 방지하기 위한 역류방지부가 구비될 수 있다.
상기 역류방지부는 체크밸브로 이루어져, 상기 물 보충밸브(361)에 일체로 구비될 수도 있고, 상기 난방수 보충라인(360)상에 별도로 구비될 수도 있다.
또한, 상기 세대용 난방공급장치(300)에는, 상기 난방수를 순환시키는 순환펌프(380)가 구비되며, 상기 순환펌프(380)는 상기 난방수 환수라인(340)상에 구비될 수 있다.
상기 순환펌프(380)는, 특히 상기 난방수 보충라인(360)과 상기 난방수 환수라인(340)의 연결부와 상기 세대난방 열교환기(310) 사이에 구비될 수 있으며, 상기 순환펌프(380)의 구동에 의해 상기 난방수는 난방배관(210)과 난방수 환수라인(340) 및 난방수 공급라인(350)을 순환하게 된다.
또한, 상기 세대용 난방공급장치(300)에는, 상기 난방수를 저장하여 상기 난방수의 온도 변화에 따른 체적을 흡수하는 팽창탱크(390)가 구비되며, 상기 팽창탱크(390) 또한 상기 난방수 환수라인(340)상에 구비될 수 있다.
상기 팽창탱크(390)는, 특히 상기 난방수 보충라인(360)과 상기 난방수 환수라인(340)의 연결부와 상기 난방배관(210) 사이에 구비될 수 있으며, 난방처(200)에 난방을 공급하는 경우 난방수의 온도 상승에 따른 체적 변화를 흡수하게 된다.
한편, 상기 난방수 환수라인(340) 상에는 압력센서(미도시)가 구비될 수 있다. 상기 압력센서는 난방수 환수라인(340)과 난방수 공급라인(350) 및 난방배관(210)을 유동하는 난방수의 압력을 측정하고, 상기 난방수의 압력이 떨어져 상기 측정된 압력이 설정된 기준값을 충족하는 경우 난방수가 부족하다고 판단하여 상기 물 보충밸브(361)를 개방시킴으로써 난방수를 보충할 수 있다. 이 경우 상기 물 보충밸브(361)는 상기 압력센서의 측정값에 따라 자동으로 개폐되도록 구성될 수 있다.
이와 같이 본 발명은 중앙집중식 난방 방식의 급탕설비(20)로부터 상기 급탕수를 공급받는 각 세대에 본 발명의 세대용 난방공급장치(300)를 구비함으로써 기 설치된 급탕설비와 난방배관을 이용하여 난방을 수행할 수 있다.
또한, 급탕설비(20)를 통해 난방과 온수를 동시에 공급함으로써 별도로 난방설비(10)를 구비할 필요가 없어, 난방설비(10)를 설치하기 위한 공간이 불필요하고 설치비용을 절감할 수 있다. 또한, 난방설비(10)가 설치된 경우에도 난방설비(10)를 교체할 필요없이 급탕설비(20)를 이용하여 난방을 공급할 수 있으므로, 노후한 난방설비(10)의 교체하기 위한 비용을 절감할 수 있다.
이러한 구성으로 이루어진 난방온수 공급 시스템의 동작 과정에 대해 설명한다.
먼저, 사용자가 온수만을 사용하는 온수모드에 대해 설명한다.
개별 세대의 사용자가 온수를 사용하기 위해 온수 수전(130)의 밸브를 개방시키면 열원(21)에서 공급된 급탕수는 메인 급탕라인(110), 세대내 급탕라인(120)을 순차 거친 후 온수 수전(130)을 통해 온수가 공급된다.
이 경우 세대난방 제어밸브(370)는 폐쇄된 상태이므로, 급탕수는 세대난방 급탕라인(320)으로는 유동하지 않는다.
다음으로, 사용자가 난방만을 사용하는 난방모드에 대해 설명한다.
사용자가 난방을 사용하기 위해 콘트롤러(미도시)를 통해 난방 사용 신호를 입력하게 되면, 세대난방 제어밸브(370)가 개방되고. 순환펌프(380)가 가동된다. 이 경우 난방부하에 따라 세대난방 제어밸브(370)의 개도량이 조절될 수 있다.
상기 세대난방 제어밸브(370)의 개방에 따라 열원(21)으로부터 공급된 급탕수는 상기 세대내 급탕라인(120)과 세대난방 급탕라인(320)을 순차 거친 후 세대난방 열교환기(310)로 유입되고, 상기 세대난방 열교환기(310)로 유입된 상기 급탕수는 상기 난방수와 열교환을 수행한 후 상기 세대난방 환탕라인(330)과 세대내 환탕라인(140)을 순차 거쳐 열원(21)으로 환수된다.
또한, 상기 세대난방 열교환기(310)에서 상기 급탕수와 열교환이 이루어져 가열된 상기 난방수는 상기 난방수 공급라인(350)을 통해 상기 난방처(200)의 난방배관(210)으로 공급되어, 상기 난방배관(210)을 따라 유동하면서 각 세대의 난방처(200)에 난방을 공급하고, 상기 난방처(200)에서 열교환에 의해 온도가 하락한 난방수는 난방수 환수라인(340)을 통해 세대난방 열교환기(310)로 환수된다.
한편, 사용자가 온수와 난방을 동시에 사용하는 경우에는 열원(21)에서 공급된 급탕수가 온수 수전(130)과 세대용 난방공급장치(300)로 동시에 공급되어 온수와 난방을 동시에 사용할 수 있다.
도 3을 참조하여 본 발명의 제2실시예에 의한 중앙집중식 난방을 위한 세대용 난방공급장치 및 난방온수 공급 시스템에 대해 서술한다.
제2실시예에 의한 세대용 난방공급장치(300-1)는, 상기 제1실시예의 난방공급장치(300)의 구성을 동일하게 포함하되, 세대내 급탕라인(120)이 세대용 난방공급장치(300-1) 내부에 구비되고, 난방수 보충라인(360)이 세대내 시수라인(170)에 연결되며, 내부 믹싱라인(510)과 내부 믹싱밸브(511)가 구비되어 있다는 점에서 제1실시예에 의한 세대용 난방공급장치(300)와 차이가 있다. 이하에서는 제1실시예와 동일한 구성의 설명은 생략하고, 차이점에 대해서만 설명한다.
상기 메인 급탕라인(110)에서 온수 수전(130) 사이를 연결하는 세대내 급탕라인(120) 중 적어도 일부가 세대용 난방공급장치(300-1) 내부에 구비되어 있다.
상기 난방수 보충라인(360)은 세대내 시수라인(170)에 연결되어, 난방수가 부족하다고 판단되어 물 보충밸브(361)를 개방시키면 상기 시수라인(160,170)을 통해 공급된 시수를 난방수 환수라인(340)으로 유입시켜 난방수를 보충할 수 있다.
상기 내부 믹싱라인(510)은 상기 난방수 보충라인(360)으로부터 분기되어 상기 세대내 급탕라인(120)에 연결되고, 상기 내부 믹싱라인(510) 상에는 상기 세대내 급탕라인(120)을 유동하는 급탕수에 상기 시수를 혼합하기 위한 내부 믹싱밸브(511)가 구비된다.
상기 내부 믹싱밸브(511)는 세대내 급탕라인(120)과 내부 믹싱라인(510)의 연결부에 구비되거나, 내부 믹싱라인(510) 상에 구비될 수 있다. 사용자가 온수를 사용하는 경우 상기 내부 믹싱밸브(511)의 개폐를 조절하여 상기 급탕수와 상기 시수의 혼합량을 조절함으로써 온수 수전(130)을 통해 배출되는 온수의 온도를 조절할 수 있다.
상기 내부 믹싱밸브(511)가 세대내 급탕라인(120)과 내부 믹싱라인(510)의 연결부에 구비되는 경우 상기 세대내 급탕라인(120)의 개폐를 조절하여 상기 세대내 급탕라인(120)을 유동하는 상기 급탕수의 양을 조절하도록 구성할 수도 있다.
이와 같은 구성으로 인해 개별 세대별로 원하는 온도의 온수를 공급받지 못하는 중앙집중식 난방 방식의 단점을 해결하고, 개별 세대별로 원하는 온도의 온수를 공급할 수 있다.
도 4를 참조하여 본 발명의 제3실시예에 의한 중앙집중식 난방을 위한 세대용 난방공급장치 및 난방온수 공급 시스템에 대해 서술한다.
제3실시예에 의한 세대용 난방공급장치(300-2)는 제1실시예의 세대용 난방공급장치(300)와 동일한 구성으로 이루어진다.
상기 세대용 난방공급장치(300-2)를 구비한 난방온수 공급 시스템은, 세대용 난방공급장치(300-2) 외부에 외부 믹싱라인(520)과 외부 믹싱밸브(521)가 구비되어 있다는 점에서 제1실시예와 차이가 있다.
상기 외부 믹싱라인(520)은 세대내 급탕라인(120)과 세대내 시수라인(170) 사이를 연결하도록 구비되고, 상기 외부 믹싱밸브(521)는 상기 세대내 급탕라인(120)과 상기 외부 믹싱라인(520)의 연결부에 구비되어 상기 세대내 급탕라인(120)을 유동하는 급탕수에 상기 시수를 혼합하게 된다.
사용자가 온수를 사용하는 경우 상기 외부 믹싱밸브(521)의 개폐를 조절하여 상기 급탕수와 상기 시수의 혼합량을 조절함으로써 온수 수전(130)을 통해 배출되는 온수의 온도를 조절할 수 있다.
상기 외부 믹싱밸브(521)가 세대내 급탕라인(120)과 내부 믹싱라인(510)의 연결부에 구비되는 경우 상기 세대내 급탕라인(120)의 개폐를 조절하여 상기 세대내 급탕라인(120)을 유동하는 상기 급탕수의 양을 조절하도록 구성할 수도 있다.
상기 외부 믹싱밸브(521)는 외부 믹싱라인(520) 상에 구비될 수도 있고, 이 경우 외부 믹싱라인(520)을 통해 급탕수에 혼합되는 시수의 혼합량을 조절할 수 있다.
이와 같은 구성으로 인해 개별 세대별로 원하는 온도의 온수를 공급받지 못하는 중앙집중식 난방 방식의 단점을 해결하고, 개별 세대별로 원하는 온도의 온수를 공급할 수 있다.
또한, 상기 세대용 난방공급장치(300-2)를 구비한 난방온수 공급 시스템은, 상기 세대난방 급탕라인(320)이 상기 세대내 급탕라인(120)으로부터 분기되는 분기부에 구비되는 삼방밸브(610)를 포함하여 이루어질 수 있다.
상기 삼방밸브(610)는 상기 세대내 급탕라인(120) 및 상기 세대난방 급탕라인(320)의 개도를 조절하여 상기 세대내의 수전(130)으로 공급되는 급탕수와 상기 세대난방 열교환기(310)로 공급되는 급탕수의 유량을 비례제어함으로써 각 세대에 온수와 난방이 효율적으로 공급되도록 할 수 있다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 중앙집중식 난방을 위한 세대용 난방공급장치 및 이를 이용한 난방온수 공급 시스템에 의하면, 급탕설비를 이용하여 각 세대의 난방을 수행하도록 함으로써 별도의 난방설비를 구비하거나 노후한 난방설비를 교체할 필요가 없어 비용을 절감하고, 공간 활용도를 높일 수 있고, 급탕수를 난방수의 보충수로 이용함으로써 보다 간소화된 난방수 보충 시스템을 제공할 수 있다.
또한, 상기 세대용 난방공급장치(300,300-1,300-2)에 공급되는 상기 급탕수의 양을 조절하여 개별 세대별로 원하는 온도의 난방을 공급할 수 있다.
또한, 상기 급탕수와 상기 시수를 혼합하여 온수 수전(130)으로 공급함으로써 개별 세대별로 원하는 온도의 온수를 공급할 수 있다.
본 발명은 상술한 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구되는 본 발명의 기술적 사상에 벗어남 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 자명한 변형실시가 가능하고, 이러한 변형실시는 본 발명의 범위에 속한다.
21 : 중앙집중식 열원 110 : 메인 급탕라인
120 : 세대내 급탕라인 130 : 온수 수전
140 : 세대내 환탕라인 150 : 메인 환탕라인
160 : 메인 시수라인 170 : 세대내 시수라인
180 : 냉수 수전 200 : 난방처
210 : 난방배관 300, 300-1,300-2 : 세대용 난방공급장치
310 : 세대난방 열교환기 320 : 세대난방 급탕라인
330 : 세대난방 환탕라인 340 : 난방수 환수라인
350 : 난방수 공급라인 360 : 난방수 보충라인
361 : 물 보충밸브 370 : 세대난방 제어밸브
380 : 순환펌프 390 : 팽창탱크
510 : 내부 믹싱라인 511 : 내부 믹싱밸브
520 : 외부 믹싱라인 521 : 외부 믹싱밸브

Claims (14)

  1. 열원으로부터 공급된 급탕수와 난방처에 난방을 공급하는 난방수 사이에 열교환이 이루어지는 세대난방 열교환기;
    세대내의 수전에 상기 급탕수를 공급하기 위한 세대내 급탕라인에 연결되어 상기 급탕수를 상기 세대난방 열교환기에 공급하는 세대난방 급탕라인;
    상기 세대난방 열교환기를 통과하면서 열교환된 상기 급탕수를 상기 열원으로 환수시키기 위한 세대난방 환탕라인;
    상기 세대난방 열교환기에서 상기 급탕수와의 열교환에 의해 가열된 난방수를 상기 난방처로 공급하기 위한 난방수 공급라인;
    상기 난방처를 통과하면서 열교환된 상기 난방수를 상기 세대난방 열교환기로 환수시키기 위한 난방수 환수라인;
    상기 난방수 공급라인과 상기 난방수 환수라인의 내부에 상기 난방수를 보충하기 위한 난방수 보충라인;
    을 포함하는 중앙집중식 난방을 위한 세대용 난방공급장치
  2. 제1항에 있어서,
    상기 난방수 보충라인은 상기 세대난방 급탕라인으로부터 분기되고 상기 난방수 환수라인에 연결되어 상기 급탕수로 상기 난방수를 보충하는 것을 특징으로 하는 중앙집중식 난방을 위한 세대용 난방공급장치
  3. 제1항에 있어서,
    상기 난방수 보충라인은 시수가 공급되는 시수라인과 상기 난방수 환수라인 사이를 연결하여 상기 시수로 상기 난방수를 보충하는 것을 특징으로 하는 중앙집중식 난방을 위한 세대용 난방공급장치
  4. 제1항에 있어서,
    상기 난방수 보충라인을 통해 상기 난방수의 보충 여부를 단속하기 위한 물 보충밸브가 구비된 것을 특징으로 하는 중앙집중식 난방을 위한 세대용 난방공급장치
  5. 제4항에 있어서,
    상기 난방수의 압력을 측정하기 위한 압력센서가 구비되고, 상기 압력센서에서 측정된 압력이 기준값을 충족하는 경우 상기 물 보충밸브를 개방시켜 난방수를 보충하는 것을 특징으로 하는 중앙집중식 난방을 위한 세대용 난방공급장치
  6. 제1항에 있어서,
    상기 난방수 보충라인 상에는 상기 난방수를 보충하는 방향으로의 유동은 허용하되, 그 반대방향의 유동을 차단하는 역류방지부가 구비된 것을 특징으로 하는 중앙집중식 난방을 위한 세대용 난방공급장치
  7. 제1항에 있어서,
    상기 세대내 급탕라인이 내부에 구비된 것을 특징으로 하는 중앙집중식 난방을 위한 세대용 난방공급장치
  8. 제7항에 있어서,
    상기 난방수 보충라인은 시수가 공급되는 시수라인과 상기 난방수 환수라인 사이를 연결하여 상기 시수로 상기 난방수를 보충하도록 구비되고;
    상기 난방수 보충라인으로부터 분기되어 상기 세대내 급탕라인에 연결된 내부 믹싱라인과, 상기 내부 믹싱라인에 구비되어 상기 세대내 급탕라인을 유동하는 급탕수에 상기 시수를 혼합하기 위한 믹싱밸브를 더 포함하는 것;
    을 특징으로 하는 중앙집중식 난방을 위한 세대용 난방공급장치
  9. 제8항에 있어서,
    상기 믹싱밸브는 상기 세대내 급탕라인과 상기 내부 믹싱라인의 연결부에 구비된 것을 특징으로 하는 중앙집중식 난방을 위한 세대용 난방공급장치
  10. 제1항에 있어서,
    상기 세대난방 열교환기에 상기 급탕수의 공급을 조절하기 위한 세대난방 제어밸브가 구비된 것을 특징으로 하는 중앙집중식 난방을 위한 세대용 난방공급장치
  11. 제10항에 있어서,
    상기 세대난방 제어밸브는 상기 세대난방 환탕라인 상에 구비되는 것을 특징으로 하는 중앙집중식 난방을 위한 세대용 난방공급장치
  12. 열원으로부터 공급된 급탕수를 세대내의 수전에 공급하기 위한 세대내 급탕라인;
    메인 시수라인으로부터 분기되어 세대내의 수전으로 연결되는 세대내 시수라인과 상기 세대내 급탕라인 사이를 연결하는 믹싱라인;
    상기 급탕수와 난방처에 난방을 공급하는 난방수 사이에 열교환이 이루어지는 세대난방 열교환기, 상기 세대내 급탕라인에 연결되어 상기 급탕수를 상기 세대난방 열교환기에 공급하는 세대난방 급탕라인, 상기 세대난방 열교환기를 통과하면서 열교환된 상기 급탕수를 상기 열원으로 환수시키기 위한 세대난방 환탕라인, 상기 세대난방 열교환기에서 상기 급탕수와의 열교환에 의해 가열된 난방수를 상기 난방처로 공급하기 위한 난방수 공급라인, 상기 난방처를 통과하면서 열교환된 상기 난방수를 상기 세대난방 열교환기로 환수시키기 위한 난방수 환수라인, 상기 난방수를 보충하기 위한 난방수 보충라인을 포함하는 세대용 난방공급장치;
    를 포함하는 중앙집중식 난방을 위한 세대용 난방온수 공급 시스템
  13. 제12항에 있어서,
    상기 믹싱라인에 구비되어 상기 세대내 급탕라인을 유동하는 급탕수에 상기 세대내 시수라인을 통해 공급된 시수를 혼합하기 위한 믹싱밸브;
    를 포함하는 중앙집중식 난방을 위한 세대용 난방온수 공급 시스템
  14. 제12항에 있어서,
    상기 세대내 급탕라인으로부터 상기 세대난방 급탕라인이 분기되는 분기부에 삼방밸브가 구비되되,
    상기 삼방밸브는 상기 세대내 급탕라인 및 상기 세대난방 급탕라인의 개도를 조절하여 상기 세대내의 수전으로 공급되는 급탕수와 상기 세대난방 열교환기로 공급되는 급탕수의 유량을 비례제어하도록 이루어지는 것을 특징으로 하는 중앙집중식 난방을 위한 세대용 난방온수 공급 시스템.
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KR102531871B1 (ko) * 2022-03-30 2023-05-12 린나이코리아 주식회사 통합배관시스템의 난방배관 자동청소장치

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