KR20200114449A - 저온 열원공급수 유입을 제어하는 급탕 난방 통합 배관시스템 - Google Patents

저온 열원공급수 유입을 제어하는 급탕 난방 통합 배관시스템 Download PDF

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Abstract

저온 열원공급수 유입을 제어하는 급탕 난방 통합 배관시스템에 관하여 개시한다. 본 발명은, 열원을 열원공급라인을 통해 공급받아 난방에 필요한 난방수 또는 급탕온수를 출탕하도록 유도하는 통합배관유닛; 및 상기 통합배관유닛으로 공급되는 열원공급수의 현재 온도를 검출하여 열원공급수의 현재온도가 목표온도(t1_max)에 미달하는 경우 열원공급라인의 유로를 닫는 저온 열원공급수 제어부;를 포함하여 구성될 수 있다.

Description

저온 열원공급수 유입을 제어하는 급탕 난방 통합 배관시스템{Integrated hot water piping system to block inflow of low temperature heat source supply water}
본 발명은 공동주택 또는 건물 등의 지역 및 중앙난방 열원으로부터 공급될 수 있는 저온의 열원공급수 유입을 제어하는 급탕 난방 통합 배관시스템에 관한 것이다.
아파트 등의 공동주택 또는 건물 및 지하실 등의 개별 가구에 대한 지역난방 또는 중앙난방에서 급탕 난방 공급을 위한 배관시스템은 급탕용 열교환기와 난방용 열교환기를 두고 4-파이프 배관으로 연결하여 급탕과 난방을 하도록 구성 되어 있지만 최근에는 급탕과 난방의 계절 요인이나 예외적 운용에 따른 난방 불능의 문제점과 설치 및 유지보수 그리고 열관리 등의 효율을 좋게 하기 위하여 4-파이프 배관의 급탕과 난방을 통합적으로 운용하는 통합 배관시스템으로 제안되어 있다. 대한민국 등록특허공보 제10-1081599호 및 대한민국 등록특허공보 제10-1425870호에는 하나의 열원으로 급탕과 난방을 통합적으로 운용하는 배관시스템에 관하여 기재되어 있다. 그러나, 기존의 급탕 난방 통합 배관시스템은 기계실 등에서 고장 등의 문제 발생 시 발생 초기에 별도의 조치가 없는 경우 밸브가 전폐되지 않은 상태여서 저온의 난방수(열원공급수)가 통합배관유닛으로 바로 유입되어 열량계가 불필요하게 동작하게 되고 이로 인해 난방손실이 발생되고 난방성능이 저하될 수 있다. 이에 따라, 기존의 급탕 난방 통합 배관시스템은 저온의 열원공급수가 통합배관유닛으로 유입되어 열량계가 불필요하게 동작하는 것을 방지하고 난방 사용 시에는 난방공급라인을 구성하는 난방공급관-각방분배기-난방환수관 등으로 저온의 열원공급수 유입을 제한하여 난방온도 저하 시간을 제어할 수 있는 제안이 필요한 실정이다.
특허문헌 1. 국내 등록특허공보 제10-1040693호(공고일2011년06월10일)
특허문헌 2. 국내 등록특허공보 제10-1113160호(공고일2012년02월13일)
본 발명에서 해결하고자 하는 기술적 과제 중 하나는, 급탕 난방 통합 배관시스템에서 저온의 열원공급수가 통합배관유닛으로 유입되어 열량계가 불필요하게 동작되는 문제를 개선하는데 있다.
본 발명에서 해결하고자 하는 기술적 과제 중 하나는, 급탕 난방 통합 배관시스템에서 난방 사용 시 난방공급라인을 따라 저온 열원공급수가 유입되는 문제를 개선하는데 있다.
상기 목적들은, 본 발명에 따르면, 열원을 열원공급라인을 통해 공급받아 난방에 필요한 난방수 또는 급탕온수를 출탕하도록 유도하는 통합배관유닛; 및 상기 통합배관유닛으로 공급되는 열원공급수의 현재 온도를 검출하여 열원공급수의 현재온도가 목표온도(t1_max)에 미달하는 경우 열원공급라인의 유로를 닫는 저온 열원공급수 제어부;를 포함하는, 저온 열원공급수 유입을 제어하는 급탕 난방 통합 배관시스템으로부터 달성될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 상기 저온 열원공급수 제어부는, 상기 통합배관유닛의 입구측인 열원공급라인에 구비될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 상기 저온 열원공급수 제어부는, 상기 통합배관유닛으로 유입되는 열원공급수의 온도를 검출하기 위해 열원공급라인에 설치된 온도검출소자; 및 상기 온도검출소자로부터 검출되는 열원공급수의 목표온도(t1_max)가 제어부에 설정된 목표온도에 미달하는 경우 상기 열원공급라인의 유로를 닫기 위해 열원공급라인에 설치된 밸브;를 포함하여 구성될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 상기 저온 열원공급수 제어부는, 열원공급수의 현재온도가 목표온도(t1_max)에 미달하는 경우 외부 신호로 알려주는 알림장치를 포함하여 구성될 수 있다.
또한, 상기 목적들은, 본 발명에 따르면, 열원을 열원공급라인을 통해 공급받아 난방에 필요한 난방수 또는 급탕온수를 출탕하도록 유도하는 통합배관유닛; 및 상기 통합배관유닛의 열교환기를 경유하여 난방라인을 통해 난방부하측에 난방수로 공급되는 열원공급수의 현재온도가 목표온도(t1_max)에 미달하는 경우 상기 난방라인의 유로를 닫는 저온 열원공급수 제어부;를 포함하는, 저온 열원공급수 유입을 제어하는 급탕 난방 통합 배관시스템으로부터 달성될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 상기 저온 열원공급수 제어부는, 상기 통합배관유닛의 열교환기를 경유하여 출수되는 열원공급수를 난방부하측에 난방수로 공급하는 난방라인의 난방공급관에 구비될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 상기 저온 열원공급수 제어부는, 상기 난방라인의 난방공급관에 설치된 바이메탈 밸브;를 포함하여 구성될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 상기 바이메탈 밸브는, 저온 바이메탈 밸브로서, 열원공급수의 현재온도가 목표온도(t1_max)에 도달하는 경우 자동 복귀하여 난방공급관를 따라 난방수로 자동 유입되도록 구성될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 상기 저온 열원공급수 제어부는, 열원공급수의 현재온도가 목표온도(t1_max)에 미달하는 경우 외부 신호로 알려주는 알림장치를 포함하여 구성될 수 있다.
본 발명은, 급탕 난방 통합 배관시스템에서 저온의 열원공급수가 통합배관유닛으로 유입되어 열량계가 불필요하게 동작하여 목표온도에 미달하는 저온의 열원을 사용하고도 정상요금이 과금되는 등의 문제를 해결할 수 있는 효과가 있다.
본 발명은, 급탕 난방 통합 배관시스템에서 난방 사용 시 난방라인을 따라 저온 열원공급수가 유입되어 나타나는 난방 및 급탕 성능 저하의 문제를 개선할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 급탕 난방 통합 배관시스템의 예시이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 저온의 열원공급수 유입을 제어하는 급탕 난방 통합 배관시스템의 예시이다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 저온의 열원공급수 유입을 제어하는 급탕 난방 통합 배관시스템의 예시이다.
이하, 본 발명의 실시예에 따른 '저온의 열원공급수 유입을 제어하는 급탕 난방 통합 배관시스템''을 구체적으로 설명하면 다음과 같다.
본 발명의 설명에 사용되는 용어에서 '난방부하측'은 '중앙룸 및 주방 그리고 각방들'을 포함하는 의미일 수 있다. 난방부하측의 '현재온도'는 '실내온도' 또는 환수온도'로 혼용될 수 있다. '열원공급수'는 열원공급측으로부터 공급되는 열원으로서 '열원수' 및 '난방수' 또는 '급탕수' 혼용될 수 있다.
본 발명의 설명에서 사용되는 용어에서 '난방수'는 열교환기를 통해 난방부하측으로 유동하는 난방유체로서 열원공급수의 의미이며, '난방환수'로 혼용될 수 있다. '난방환수'는 난방부하측을 경유하여 환수되는 유체일 수 있다. '급수'는 외부로부터 공급되는 급탕 온수 생산에 이용되는 유체일 수 있다.
도 1은 급탕 난방 통합 배관시스템을 계통도로 나타낸 예시이다. 도 1의 급탕 난방 통합 배관시스템은 급탕과 난방유로가 통합배관유닛(100)으로 통합되어 구성된 예이다.
기존의 급탕 난방 통합 배관시스템은 난방에서는 열원(A)으로부터 난방수의 공급이 열교환기(104)를 경유하여 On-Off 밸브(103)를 거쳐 분배기(102)를 통해 난방부하측(101)으로 공급되고 차압 밸브(105)가 설치된 환수유로(106)를 통해 열원환수측(107)으로 환수되도록 되어 있다.
난방에서는 난방부하측(101)에 공급되는 열원공급수(난방수)가 분배기(102)에 구비되는 미세조절 밸브(108)의 조작을 통해 난방부하측(101)의 각 실(예를 들면 거실/주방/방1,2,3...n 등)로 공급되어 난방을 실시하도록 되어 있다.
급탕에서는 열원(A)으로부터 공급되는 열원공급수(열원수)가 열교환기(104)를 경유하여 유량조절밸브(113)에 의해 환수 유량이 조절되어 환수되고 외부로부터 공급되는 급수(W1)는 열교환기(104)를 경유하면서 열교환되어 급탕(W2) 온수로 출탕 되도록 되어 있다.
미설명 부호 T1은 공급 열원의 온도, T2는 급탕환수의 온도, T3는 급수(W1)의 온도, T4는 급탕온수(W2)의 출탕 온도, T5는 난방라인을 경유하는 난방수의 환수온도를 검출할 수 있는 써미스터 등을 포함하는 '온도검출소자'일 수 있다.
도 1과 같이 급탕과 난방이 통합배관유닛(100)에 통합된 기존의 급탕 난방 통합 배관시스템에서는 보일러 기계실(110)의 고장이나 작동 에러가 발생되면 열원공급수를 목표온도(대략 약 60~65 ℃)로 올리지 못하여 목표온도에 미달되는 저온의 열원공급수를 공급하게 되는 경우가 발생될 수 있다.
목표온도(t1_max)에 미달하는 저온의 열원공급수가 난방라인(120)에 공급되면 통합배관유닛(100)에 구성되는 각종 열량계(미도시)들이 불필요하게 작동하게 되고, 이로 인해 목표온도에 미달하는 열원공급수를 사용하고도 정상요금을 정산하도록 하는 등 사용자 피해가 생길 수 있고, 저온의 열원공급수로 인해 난방과 급탕 온수의 생성 성능이 저하될 수 있다.
본 발명은 급탕 난방 통합 배관시스템에서 저온의 열원공급수가 통합배관유닛으로 유입되어 열량계가 불필요하게 동작하여 나타나는 문제를 해결할 수 있도록 제시된다.
본 발명은 급탕 난방 통합 배관시스템에서 난방 사용 시 난방라인을 따라 저온 열원공급수가 유입되어 나타나는 난방 및 급탕 성능의 문제를 개선할 수 있도록 제시된다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 저온 열원공급수 유입을 제어하는 급탕 난방 통합 배관시스템의 예시이다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 저온 열원공급수 유입을 제어하는 급탕 난방 통합 배관시스템(200)은 도 2에 도시된 바와 같이 열원을 열원공급라인(130)을 통해 열원공급수를 공급받아 난방에 필요한 난방수 또는 급탕온수를 출탕하도록 유도하는 통합배관유닛(201)으로 구성될 수 있다.
그리고, 통합배관유닛(201)으로 공급되는 열원공급수의 현재 온도를 검출하여 열원공급수의 현재온도가 목표온도(t1_max)에 미달하는 경우 열원공급라인(130)의 유로를 닫는 저온 열원공급수 제어부(202)를 포함하여 구성될 수 있다.
미설명 부호 T1은 공급 열원의 온도, T2는 급탕환수의 온도, T3는 급수(W1)의 온도, T4는 급탕온수(W2)의 출탕 온도, T5는 난방라인을 경유하는 난방수의 환수온도를 각각 검출할 수 있는 써미스터 등을 포함하는 '온도검출소자'일 수 있다.
또한, 저온 열원공급수 제어부(202)는, 도 2에 도시된 바와 같이, 통합배관유닛(201)의 입구측인 열원공급라인(130)에 구비될 수 있다.
이렇게 통합배관유닛(201)의 입구측인 열원공급라인(130)에 구비되는 저온 열원공급수 제어부(202)는 열원공급수의 현재온도를 검출할 수 있으므로 저온의 열원공급수인 경우 통합배관유닛(201)으로 유동되는 열원공급수의 유입을 차단할 수 있다.
또한, 저온 열원공급수 제어부(202)는, 통합배관유닛(201)으로 유입되는 열원공급수의 온도를 검출하기 위해 열원공급라인(130)에 설치된 온도검출소자(T1), 온도검출소자(T1)로부터 검출되는 열원공급수의 목표온도(t1_max)가 제어부(미도시)에 기 설정된 목표온도에 미달하는 경우 열원공급라인(130)의 유로를 닫기 위해 열원공급라인(130)에 설치된 밸브(204)를 포함하여 구성될 수 있다.
예를 들어, 온도검출소자(T1)를 통해 검출되는 열원공급수의 현재온도가 50℃이고, 밸브(204)를 전기적으로 제어하는 제어부에 설정된 목표온도(t1_max)가 55℃로 설정되어 있는 경우, 이는 현재 열원공급수의 현재온도가 목표온도 기준값을 충족시키지 못한 것으로 판단하여 열원공급수의 공급이 차단될 수 있고, 반대로 열원공급수의 현재온도가 목표온도(t1_max)인 55℃ 이상인 경우 밸브(204)를 개방하여 열원공급수가 통합배관유닛(201)으로 공급되도록 제어될 수 있다.
여기서, 열원공급수의 목표온도(t1_max)는 기계실(110) 등의 보일러 고장이나 작동 에러가 없는 정상상태에서 얻을 수 있는 열원공급수의 온도일 수 있다.
도 2에 도시된 바와 같이 통합배관유닛(201)의 입구측인 열원공급라인(130)을 따라 구성되는 저온 열원공급수 제어부(202)는 목표온도에 미달하는 저온의 열원공급수가 통합배관유닛(201)으로 유입되어 열량계가 불필요하게 동작하는 현상을 효과적으로 제어할 수 있다.
또한, 난방 사용 시 난방라인(120)을 따라 저온의 열원공급수가 난방수로 유입되어 나타나는 난방성능 저하의 문제를 제어할 수 있다. 마찬가지로 급탕온도에 미달되는 출탕온수의 온도 저하 문제를 제어할 수 있다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 저온 열원공급수 유입을 제어하는 급탕 난방 통합 배관시스템의 예시이다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 저온 열원공급수 유입을 제어하는 급탕 난방 통합 배관시스템(200)은 도 3에 도시된 바와 같이 열원을 열원공급라인(130)을 통해 열원공급수를 공급받아 난방에 필요한 난방수 또는 급탕온수를 출탕하도록 유도하는 통합배관유닛(201)으로 구성될 수 있다.
그리고, 통합배관유닛(201)의 열교환기(104)를 경유하여 난방라인(120)을 통해 난방부하측(101)에 난방수로 공급되는 열원공급수의 현재온도가 목표온도(t1_max)에 미달하는 경우 난방라인(120)의 유로를 닫는 저온 열원공급수 제어부(203)를 포함하여 구성될 수 있다.
또한, 저온 열원공급수 제어부(203)는, 통합배관유닛(201)의 열교환기(104)를 경유하는 열원공급수를 난방부하측(101)에 난방수로 공급하는 난방라인(120)의 난방공급관(121)에 구비하여 구성될 수 있다.
이렇게 통합배관유닛(201)의 난방라인(120)의 난방공급관(121)에 구비되는 저온 열원공급수 제어부(202)는 난방수로 난방부하측(101)에 공급되는 열원공급수의 현재온도에 따라 난방공급관(121)의 유로를 제어할 수 있으므로 저온의 열원공급수인 경우 난방부하측(101)으로 유동되는 열원공급수의 유동을 차단할 수 있다.
또한, 저온 열원공급수 제어부(203)는, 상기 난방라인(120)의 난방공급관(121)에 설치된 바이메탈 밸브(205)를 포함하여 구성될 수 있다.
바이메탈 밸브(205)는, 저온 바이메탈 밸브로서, 열원공급수의 현재온도가 목표온도(t1_max)에 도달하는 경우 자동 복귀하여 난방공급관(121)를 따라 난방수로 자동 유입되도록 구성될 수 있다.
도 3에 도시된 바와 같이 저온 열원공급수 제어부(203)는 예를 들어, 열원공급수의 현재온도가 50℃이고, 바이메탈 밸브(205)가 열리는 목표온도(t1_max)가 55℃로 되어 있는 경우, 이는 현재 열원공급수의 현재온도가 목표온도 기준값을 충족시키지 못한 것으로 바이메탈 밸브(205)가 닫혀져 난방공급관(121)을 통한 열원공급수의 공급이 차단될 수 있고, 반대로 열원공급수의 현재온도가 목표온도(t1_max) 55℃ 이상인 경우 바이메탈 밸브(205)가 개방되어 열원공급수가 난방라인(120)을 따라 난방부하측(101)으로 공급되도록 제어될 수 있다.
여기서, 바이메탈 밸브(205)가 온도에 따라 여닫히는 열원공급수의 목표온도(t1_max)는 기계실(110) 등의 보일러 고장이나 작동 에러가 없는 정상상태에서 얻을 수 있는 온도일 수 있다.
도 3에 도시된 바와 같이 통합배관유닛(201)의 열교환기(104)를 경유하여 공급되는 열원공급수를 난방수로 공급하는 난방라인(120)의 난방공급관(121)에 설치되는 저온 열원공급수 제어부(202)는 목표온도에 미달하는 저온의 열원공급수가 통합배관유닛(201)의 난방수로 공급되어 열량계가 불필요하게 동작하는 현상을 효과적으로 제어할 수 있다.
또한, 난방 사용 시 난방라인(120)을 따라 저온의 열원공급수가 난방수로 유입되어 나타나는 난방성능 저하의 문제를 제어할 수 있다.
이때 설정된 급탕온도에 미달되는 출탕온수로 인해 소비자가 급탕 사용시 열원공급수의 저온상태임을 인지할 수 있으며, 수전등을 통해 온도조절이 쉬운 출탕온수 조절에 비하여, 상대적으로 인지 및 조절하기 어려운 저온의 열원공급수로 인한 난방성능 저하만 선택적으로 방지할 수 있다.
또한, 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이 저온 열원공급수 제어부(202)(203)는, 열원공급수의 현재온도가 목표온도(t1_max)에 미달하는 경우 이를 외부 신호로 알려주는 알림장치(210)를 포함하여 구성될 수 있다.
알림장치(210)는 열원공급수의 온도가 정상온도인 목표온도(t1_max) 범위를 벗어나 목표온도에 미달하는 저온 상태에서 이상이 있을 때 이를 사용자에게 전달한다. 사용자는 알림장치(210)를 통해 송출되는 경보음, 음성, 점멸신호 등을 전달받아 이를 기계실의 고장이나 시스템 에러를 판단하여 즉각 대응 조치로 기계실 등의 신속한 점검과 복구가 가능하다.
본 발명의 실시예에 따른 저온 열원공급수 유입을 제어하는 급탕 난방 통합 배관시스템은 저온의 열원공급수가 통합배관유닛으로 유입되어 열량계가 불필요하게 동작하여 목표온도에 미달하는 저온의 열원을 사용하고도 정상요금이 과금되는 등의 문제를 해결할 수 있는 이점이 있다.
본 발명의 실시예에 따른 저온 열원공급수 유입을 제어하는 급탕 난방 통합 배관시스템은 난방 사용 시 난방라인을 따라 저온 열원공급수가 유입되어 나타나는 난방 및 급탕 성능 저하의 문제를 개선할 수 있는 이점이 있다.
본 발명은 도면에 도시된 일 실시 예를 참고로 설명되었으나 실시 예로 한정되지 않으며 본 발명의 요지를 벗어나지 않는 범위 내에서 수정 및 변형하여 실시할 수 있으며 수정과 변형이 이루어진 것은 본 발명의 기술 사상에 포함된다.
W1: 급수 W2: 급탕
101: 난방부하측 104: 열교환기
120: 난방라인 121: 난방공급관
130: 열원공급라인 200: 급탕 난방 통합 배관시스템
201: 통합배관유닛 202.203: 저온 열원공급수 제어부
204: 밸브 205: 바이메탈 밸브
210: 알림장치

Claims (8)

  1. 열원을 열원공급라인을 통해 공급받아 난방에 필요한 난방수 또는 급탕온수를 출탕하도록 유도하는 통합배관유닛; 및
    상기 통합배관유닛으로 공급되는 열원공급수의 현재 온도를 검출하여 열원공급수의 현재온도가 목표온도(t1_max)에 미달하는 경우 열원공급라인의 유로를 닫는 저온 열원공급수 제어부;를 포함하는, 저온 열원공급수 유입을 제어하는 급탕 난방 통합 배관시스템.
  2. 열원을 열원공급라인을 통해 공급받아 난방에 필요한 난방수 또는 급탕온수를 출탕하도록 유도하는 통합배관유닛; 및
    상기 통합배관유닛의 열교환기를 경유하여 난방라인을 통해 난방부하측에 난방수로 공급되는 열원공급수의 현재온도가 목표온도(t1_max)에 미달하는 경우 상기 난방라인의 유로를 닫는 저온 열원공급수 제어부;를 포함하는, 저온 열원공급수 유입을 제어하는 급탕 난방 통합 배관시스템.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 저온 열원공급수 제어부는, 상기 통합배관유닛의 입구측인 열원공급라인에 구비되는, 저온 열원공급수 유입을 제어하는 급탕 난방 통합 배관시스템.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 저온 열원공급수 제어부는, 상기 통합배관유닛으로 유입되는 열원공급수의 온도를 검출하기 위해 열원공급라인에 설치된 온도검출소자; 및
    상기 온도검출소자로부터 검출되는 열원공급수의 목표온도(t1_max)가 제어부에 설정된 목표온도에 미달하는 경우 상기 열원공급라인의 유로를 닫기 위해 열원공급라인에 설치된 밸브;를 포함하는, 저온 열원공급수 유입을 제어하는 급탕 난방 통합 배관시스템.
  5. 제 2 항에 있어서,
    상기 저온 열원공급수 제어부는, 상기 통합배관유닛의 열교환기를 경유하여 출수되는 열원공급수를 난방부하측에 난방수로 공급하는 난방라인의 난방공급관에 구비되는, 저온 열원공급수 유입을 제어하는 급탕 난방 통합 배관시스템.
  6. 제 2 항에 있어서,
    상기 저온 열원공급수 제어부는, 상기 난방라인의 난방공급관에 설치된 바이메탈 밸브;를 포함하는, 저온 열원공급수 유입을 제어하는 급탕 난방 통합 배관시스템.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 바이메탈 밸브는, 저온 바이메탈 밸브로서, 열원공급수의 현재온도가 목표온도(t1_max)에 도달하는 경우 자동 복귀하여 난방공급관를 따라 난방수로 유입되는, 저온 열원공급수 유입을 제어하는 급탕 난방 통합 배관시스템.
  8. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 저온 열원공급수 제어부는, 열원공급수의 현재온도가 목표온도(t1_max)에 미달하는 경우 외부 신호로 알려주는 알림장치를 포함하는, 저온 열원공급수 유입을 제어하는 급탕 난방 통합 배관시스템.
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