KR20210073896A

KR20210073896A - 전력 가변형 전기 보일러

Info

Publication number: KR20210073896A
Application number: KR1020190164666A
Authority: KR
Inventors: 조인철; 이민자
Original assignee: 이민자
Priority date: 2019-12-11
Filing date: 2019-12-11
Publication date: 2021-06-21
Also published as: KR102320126B1

Abstract

본 발명은 전력 가변형 전기 보일러에 관한 것으로서, 내부에 난방수가 수용되는 수용공간이 형성되고, 일측에 원수라인으로부터 분기된 분기라인과 연결되어 원수가 유입되는 원수 유입구와, 난방영역과 연결되어 난방수가 유입되는 난방수 유입구 및 상기 난방영역과 연결되어 내부에 수용된 난방수를 상기 난방영역으로 배출하는 배출구가 형성되며, 내부에 수용된 난방수를 미리 설정된 온도로 가열하는 난방수 공급부와, 상기 난방수 공급라인 중 상기 제2 밸브와 상기 난방영역 사이에 설치되어 상기 난방수 공급부로부터 상기 난방영역으로 난방수를 압송하는 순환유닛과, 일측이 원수라인과 연결되고, 내부로 유입되 원수를 가열하여 온수공급처로 공급하는 온수 공급부와, 상기 분기라인 일측에 설치되어 상기 분기라인을 통과하는 원수의 이동을 단속하는 제1 밸브와, 상기 난방수 공급부와 상기 난방영역을 연결하는 난방수 공급라인 일측에 설치되어 상기 난방수 공급라인을 통과하는 난방수의 이동을 단속하는 제2 밸브 및 상기 제1 밸브와 상기 제2 밸브의 동작을 제어하는 제어부를 포함하되, 상기 온수 공급부는 일측이 원수라인과 연결되고, 내부로 유입된 원수를 1차 가열하는 제1 히팅부 및 일측이 상기 제1 히팅부와 연결되고, 타측이 온수공급처와 연결되어 상기 제1 히팅부에 의해 1차 가열된 원수를 2차 가열한 후 상기 온수공급처로 공급하는 제2 히팅부를 포함하는 것을 특징으로 하는 전력 가변형 전기 보일러를 제공한다.
상기와 같은 본 발명에 따르면, 원수라인을 분기하여 분기라인에 난방수 공급부를 연결하고, 원수라인에 온수 공급부를 연결하되, 온수공급부를 제1 히팅부 및 제2 히팅부로 구성하여 통과하는 원수를 2차 가열함으로써 난방수와 원수를 신속하게 가열하여 원수의 승온속도를 크게 향상시킬 수 있으면서도 분기된 영역에서 난방수와 온수를 각각 가열생성함으로써 난방과 온수 공급이 동시에 이루어질 수 있는 효과가 있다.

Description

전력 가변형 전기 보일러{Electric boiler with variable power}

본 발명은 전력 가변형 전기 보일러에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 난방수와 원수를 신속하게 가열하여 원수의 승온속도를 크게 향상시킬 수 있으면서도 분기된 영역에서 난방수와 온수를 각각 가열생성함으로써 난방과 온수 공급이 동시에 이루어질 수 있는 전력 가변형 전기 보일러에 관한 것이다.

일반적으로 보일러는 동력 방식에 따라 크게 기름 보일러, 가스 보일러 및 전기 보일러로 구분될 수 있는데, 기름 보일러 및 가스 보일러의 경우 기름이나 가스에 의해 불꽃을 발생하고, 불꽃에 의해 동관 등의 순환관을 가열함에 따라 순환관을 통과하는 원수를 가열하며, 이로부터 생성된 온수를 난방영역 및 온수공급처에 공급하게 된다.

전기 보일러는 이와 달리 불꽃을 발생하지 않고, 시즈히터와 같은 히터봉이 원수가 저장된 탱크 내에 설치되고, 히터봉에 전압을 인가하여 발열하도록 함으로써 온수를 생성하고, 이를 난방영역 및 온수공급처에 공급한다.

이러한 종래의 전기 보일러는 난방수를 탱크 내의 히터봉 열원으로 가열하고, 이를 난방영역을 순환하도록 압송하고 있는 바 탱크의 용량 및 열량 한계로 인해 원수의 승온속도가 느리므로 온수 공급에 한계가 있고, 이로 인해 난방수와 함께 온수를 동시에 공급하기 어려운 문제점이 있었다.

이에 최근에는 고용량의 시즈 히터를 사용함으로써 원수의 승온속도를 향상시키고자 하는 노력이 시도된 바 있으나, 고용량의 시즈 히터를 사용함에 따라 전력소모량이 크게 증가하여 가정에서는 전기 소모 누진률로 인해 가성비가 매우 낮아 실사용이 어려운 문제점이 있었다.

뿐만 아니라 종래의 전기 보일러 경우 금속재질의 시즈 히터가 원수 내에 침지되는 구조로 인해 장시간 사용시 부식이 발생하는 바 수명이 짧고, 부식에 의해 전기 안정성 또한 저하되는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 원수라인을 분기하여 분기라인에 난방수 공급부를 연결하고, 원수라인에 온수 공급부를 연결하되, 온수공급부를 제1 히팅부 및 제2 히팅부로 구성하여 통과하는 원수를 2차 가열함으로써 난방수와 원수를 신속하게 가열하여 원수의 승온속도를 크게 향상시킬 수 있으면서도 분기된 영역에서 난방수와 온수를 각각 가열생성함으로써 난방과 온수 공급이 동시에 이루어질 수 있는 전력 가변형 전기 보일러를 제공함에 있다.

또한, 본 발명의 다른 목적은 난방수 공급부의 세라믹 히터를 복수개 구비하되, 이들을 병렬로 연결하여 전력 가변이 가능하도록 함으로써 컴팩트한 구조로 형성되면서도 대용량의 원수를 보다 신속하고 효율적으로 가열할 수 있는 전력 가변형 전기 보일러를 제공함에 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일측면에 따르면, 내부에 난방수가 수용되는 수용공간이 형성되고, 일측에 외부로부터 공급되는 원수가 통과하는 원수라인으로부터 분기된 분기라인과 연결되어 원수가 유입되는 원수 유입구와, 난방영역과 연결되어 난방수가 유입되는 난방수 유입구 및 상기 난방영역과 연결되어 내부에 수용된 난방수를 상기 난방영역으로 배출하는 배출구가 형성되며, 내부에 수용된 난방수를 미리 설정된 온도로 가열하는 난방수 공급부와, 상기 난방수 공급라인 중 상기 제2 밸브와 상기 난방영역 사이에 설치되어 상기 난방수 공급부로부터 상기 난방영역으로 난방수를 압송하는 순환유닛과, 일측이 원수라인과 연결되고, 내부로 유입되 원수를 가열하여 온수공급처로 공급하는 온수 공급부와, 상기 분기라인 일측에 설치되어 상기 분기라인을 통과하는 원수의 이동을 단속하는 제1 밸브와, 상기 난방수 공급부와 상기 난방영역을 연결하는 난방수 공급라인 일측에 설치되어 상기 난방수 공급라인을 통과하는 난방수의 이동을 단속하는 제2 밸브 및 상기 제1 밸브와 상기 제2 밸브의 동작을 제어하는 제어부를 포함하되, 상기 온수 공급부는 일측이 원수라인과 연결되고, 내부로 유입된 원수를 1차 가열하는 제1 히팅부 및 일측이 상기 제1 히팅부와 연결되고, 타측이 온수공급처와 연결되어 상기 제1 히팅부에 의해 1차 가열된 원수를 2차 가열한 후 상기 온수공급처로 공급하는 제2 히팅부를 포함하는 것을 특징으로 하는 전력 가변형 전기 보일러를 제공한다.

그리고, 상기 난방수 공급부는 내부에 수용공간이 형성되고, 일측에 상기 원수유입구와, 상기 난방수 유입구 및 배출구가 각각 형성되는 탱크부와, 상기 탱크부 일측에 설치되고, 상기 탱크부 내 수위를 검출하는 수위센서와, 상기 탱크부 일측에 설치되고, 상기 탱크부 내에 수용된 상기 난방수의 온도를 검출하는 온도센서와, 상기 탱크부의 일측 중 상기 난방수 유입구 일측에 설치되고, 상기 난방수 유입구로 이동하는 원수의 유량을 검출하는 유량감지센서 및 상기 탱크부의 내부 일측에 배치되고, 상기 탱크부 내에 수용된 난방수를 가열하는 세라믹 히터를 포함하되, 상기 제어부는 상기 수위센서로부터 검출된 수위에 기초하여 미리 설정된 수위에서 상기 세라믹 히터가 구동하도록 제어하고, 상기 온도센서로부터 검출된 난방수의 온도정보에 따라 난방수의 온도가 미리 설정된 기준치에 도달하는 경우 상기 세라믹 히터의 동작을 중지시키는 것이 바람직하다.

또한, 상기 세라믹 히터는 복수개가 탱크부 내에 설치되되, 복수개가 병렬로 연결되어 전력 가변이 가능할 수 있다.

아울러, 상기 제1 히팅부는 일측에 상기 원수라인과 연결되는 제1 유입구가 형성되며, 타측에 제1 배출구가 형성되며, 내부에 원수가 가열되는 제1 가열공간이 형성된 제1 가열챔버와, 상기 제1 유입구가 형성된 상기 제1 가열챔버 일측에 설치되고, 상기 제1 유입구를 통해 이동되는 원수의 유량을 검출하는 제1 유량검출부와, 상기 제1 가열챔버 내부에 설치되고, 상기 제1 가열공간 내 원수를 1차 가열하여 온수를 생성하는 제1 가열수단 및 상기 제1 배출구가 형성된 상기 제1 가열챔버의 타측에 설치되고, 상기 제1 배출구를 통해 배출되는 온수의 온도가 미리 설정된 기준 온도를 초과하는 경우 상기 제1 가열수단의 동작을 중지시키는 제1 바이메탈을 포함하는 것이 바람직하다.

그리고, 상기 제2 히팅부는 일측에 상기 제1 배출구와 연결되어 상기 제1 히팅부에서 생성된 온수가 유입되는 제2 유입구가 형성되며, 타측에 온수공급처와 연결되는 제2 배출구가 형성되며, 내부에 상기 온수가 가열되는 제2 가열공간이 형성된 제2 가열챔버와, 상기 제2 유입구가 형성된 상기 제2 가열챔버 일측에 설치되고, 상기 제2 유입구를 통해 이동되는 원수의 유량을 검출하는 제2 유량검출부와, 상기 제2 가열챔버 내부에 설치되고, 상기 가열공간 내 원수를 2차 가열하여 온수를 생성하는 제2 가열수단 및 상기 2 배출구가 형성된 상기 제2 가열챔버의 타측에 설치되고, 상기 제2 배출구를 통해 배출되는 온수의 온도가 미리 설정된 기준 온도를 초과하는 경우 상기 제2 가열수단의 동작을 중지시키는 제2 바이메탈을 포함할 수 있다.

또한, 상기 배출구와 상기 난방영역을 연결하는 난방수 공급라인 일측으로부터 분기되고 상기 온수 공급부와 연결되어 상기 온수 공급부에 원수를 공급하는 원수라인 일측에 연결되는 제1 연결라인 일측에 설치되고, 상기 제1 연결라인을 통과하는 난방수의 이동로를 개폐하는 제3 밸브와, 상기 온수 공급부와 온수 공급처를 연결하는 온수 공급라인 일측으로부터 분기되고 상기 난방수 공급라인 일측에 연결되는 제2 연결라인 일측에 설치되고, 상기 제2 연결라인을 통과하는 난방수의 이동로를 개폐하는 제4 밸브 및 상기 온수 공급라인 중 상기 제2 연결라인이 분기된 일측 후단에 설치되고, 상기 온수 공급라인을 통과하는 온수의 이동로를 개폐하는 제5 밸브 및 상기 원수라인 중 상기 분기라인 전단에 설치되는 메인벨브를 더 포함하는 것이 바람직하다.

상기와 같은 본 발명에 따르면, 원수라인을 분기하여 분기라인에 난방수 공급부를 연결하고, 원수라인에 온수 공급부를 연결하되, 온수공급부를 제1 히팅부 및 제2 히팅부로 구성하여 통과하는 원수를 2차 가열함으로써 난방수와 원수를 신속하게 가열하여 원수의 승온속도를 크게 향상시킬 수 있으면서도 분기된 영역에서 난방수와 온수를 각각 가열생성함으로써 난방과 온수 공급이 동시에 이루어질 수 있는 효과가 있다.

그리고, 본 발명은 난방수 공급부의 세라믹 히터를 복수개 구비하되, 이들을 병렬로 연결하여 전력 가변이 가능하도록 함으로써 컴팩트한 구조로 형성되면서도 대용량의 원수를 보다 신속하고 효율적으로 가열할 수 있는 효과가 있다.

도1은 본 발명의 일실시예에 따른 전력 가변형 전기 보일러를 개략적으로 도시한 도면,
도2는 본 발명의 일실시예에 따른 난방수 공급부를 도시한 도면,
도3a는 본 발명의 일실시예에 따른 제1 히팅부를 도시한 도면,
도3b는 본 발명의 일실시예에 따른 제2 히팅부를 도시한 도면,
도4a는 본 발명의 일실시예에 따른 분기라인을 통해 난방수 공급부로 원수가 공급되는 상태를 도시한 도면,
도4b는 본 발명의 일실시예에 따른 전력 가변형 전기 보일러가 난방모드로 동작되는 상태를 도시한 도면,
도5는 본 발명의 일실시예에 따른 전력 가변형 전기 보일러가 온수모드로 동작되는 상태를 도시한 도면,
도6은 본 발명의 일실시예에 따른 전력 가변형 전기 보일러가 병합모드로 동작되는 상태를 도시한 도면.

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 일 실시예를 상세하게 설명하기로 한다.

도1은 본 발명의 일실시예에 따른 전력 가변형 전기 보일러를 개략적으로 도시한 도면이고, 도2는 본 발명의 일실시예에 따른 난방수 공급부를 도시한 도면이며, 도3a는 본 발명의 일실시예에 따른 제1 히팅부를 도시한 도면이고, 도3b는 본 발명의 일실시예에 따른 제2 히팅부를 도시한 도면이다.

도1 내지 도3b에서 보는 바와 같이 본 발명의 일실시예에 따른 전력 가변형 전기 보일러는 난방수 공급부(10)와, 순환유닛(20)과, 온수 공급부(30)와, 제1 밸브(40)와, 제2 밸브(50)와, 제3 밸브(60)와, 제4 밸브(70)와, 제5 밸브(80)와, 메인밸브(MV) 및 제어부(90)를 포함하여 구성된다.

난방수 공급부(10)는 내부에 수용공간(11a)이 형성되는 탱크부(11)와, 탱크부(11) 일측에 설치되는 수위센서(12)와, 탱크부(11) 타측에 설치되는 온도센서(13)와, 탱크부(11) 일측에 설치되는 유량감지센서(14) 및 일측이 탱크부(11) 내부에 배치되는 세라믹 히터(15)를 포함하여 구성되며, 외부로부터 유입되는 원수를 가열하여 온수를 생성하고, 이를 난방영역을 제공하는 역할을 한다.

탱크부(11)는 대략 원통형의 물탱크 형상으로 형성되고, 내부에 원수가 수용되는 수용공간(11a)이 형성되며, 일측에 원수라인(WL)으로부터 분기된 분기라인(BL)과 연결되는 원수 유입구(11b)와, 난방영역과 연결되어 난방수가 유입되는 난방수 유입구(11c) 및 난방영역과 연결되는 배출구(11d)가 형성된다.

이러한 탱크부(11)는 원수가 가열되는 가열공간, 즉 난방수의 생성공간을 제공하는 역할을 한다.

수위센서(12) 및 온도센서(13)는 탱크부(11)의 내부 일측에 설치되고, 각각 탱크부(11) 내에 수용된 원수의 수위 및 원수의 온도를 검출하는 역할을 하는 것으로서, 이는 일반적으로 시중에서 판매되고 있는 공지의 수위센서(12) 및 온도센서(13)가 사용될 수 있다.

유량감지센서(14)는 탱크부(11)의 일측 중 원수가 유입되는 원수 유입구(11b) 일측에 설치되고, 탱크부(11) 내부로 이동되는 원수의 유량을 검출하는 역할을 하는 것으로서, 이 또한 시중에서 판매되고 있는 공지의 유량감지센서(14)가 사용될 수 있다.

세라믹 히터(15)는 대략 봉 형상으로 형성되고, 탱크부(11)의 내부 일측에 설치되어 탱크부(11) 내부로 유입된 원수를 가열함으로써 난방수를 생성하고, 이를 난방영역으로 배출하여 난방영역이 난방수에 의해 난방되도록 하는 역할을 한다.

그리고, 본 실시예에 따른 세라믹 히터(15)는 일반적으로 시중에 판매되고 있는 세라믹 히터(15)가 사용될 수 있는데, 복수개의 세라믹 히터(15) 설치되고, 각각 1~3kw의 세라믹 히터(15)를 병렬로 연결하여 사용함으로써 내부로 유입된 원수를 신속하게 가열하여 빠른 시간 내에 난방수를 공급할 수 있을 뿐 아니라 병렬 연결로 인해 탱크 내 수위, 난방수 온도 등 여러 환경 조건에 따라 전력을 가변하여 안정성을 보다 향상시킬 수 있는 특징을 갖는다.

순환유닛(20)은 배출구(11d)와 난방영역을 연결하는 난방수 공급라인(NL) 일측에 설치되고, 탱크부(11) 내 난방수를 난방영역으로 압송하는 역할을 한다.

온수 공급부(30)는 일측이 원수라인(WL)과 연결되는 제1 히팅부(31)와, 일측이 제1 히팅부(31)와 연결되고 타측이 온수공급처와 연결되는 제2 히팅부(32)를 포함하여 구성되며, 외부로부터 공급되는 원수를 가열하여 온수를 생성하고, 이를 온수 공급처로 공급하는 역할을 한다.

제1 히팅부(31)는 내부에 원수가 가열되는 제1 가열공간이 형성된 제1 가열챔버(31a)와, 제1 가열챔버(31a) 일측에 설치되는 제1 유량 검출부와, 제1 가열챔버(31a) 내부 일측에 설치되는 제1 가열수단(31c) 및 제1 가열챔버(31a) 타측에 설치되는 제1 바이메탈(31d)을 포함하여 구성되며, 외부로부터 공급되는 원수를 1차 가열하여 온수를 생성하고 이를 제2 히팅부(32)로 전달하는 역할을 한다.

여기서, 제1 가열챔버(31a)는 일측에 원수라인(WL)과 연결되는 제1 유입구(31aa)가 형성되고, 타측에 온수가 배출되는 제1 배출구(31ab)가 형성된다.

제1 유량 검출부는 제1 유입구(31aa)와 대응되는 제1 가열챔버(31a) 일측에 설치되고, 제1 유입구(31aa)를 통해 제1 가열챔버(31a) 내부로 유입되는 원수의 유입량을 검출하는 역할을 한다.

제1 가열수단(31c)은 일반적으로 시중에 판매되고 있는 세라믹 히터(15)가 사용될 수 있으며, 복수개가 설치되고, 이들이 상호 병렬로 연결되어 난방수 공급부(10)의 세라믹 히터(15)와 같이 전력 가변이 가능하도록 설치되는 것이 바람직하다.

제1 바이메탈(31d)은 제1 배출구(31ab)와 대응되는 제1 가열챔버(31a)의 일측에 설치되고, 일측이 제1 가열수단(31c)과 전기적으로 연결되어 제1 배출구(31ab)를 통해 배출되는 온수의 도가 미리 설정된 기준 온도를 초과하는 경우 제1 가열수단(31c)의 동작을 중지시키는 역할을 한다.

이러한 제1 바이메탈(31d)은 당해 기술분야에서 통상의 지식을 갖는 자에게는 상용적으로 공급되는 것을 구입하여 사용할 수 있을 정도로 공지된 것임이 자명한 것으로서, 구체적인 구성 설명은 생략하도록 한다.

제2 히팅부(32)는 내부에 원수가 가열되는 제2 가열공간이 형성된 제1 가열챔버(31a)와, 제2 가열챔버(32a) 일측에 설치되는 제2 유량 검출부와, 제2 가열챔버(32a) 내부 일측에 설치되는 제2 가열수단(32c) 및 제2 가열챔버(32a) 타측에 설치되는 제2 바이메탈(32d)을 포함하여 구성되며, 제1 히팅부(31)로부터 전달되는 온수를 2차 가열하고 이를 온수공급처로 전달하는 역할을 한다.

한편, 이와 같은 제2 히팅부(32)의 각 구성 및 이들의 하위 구성의 구조는 앞서 설명한 제1 히팅부(31)와 동일하게 형성된다.

예를 들면, 제2 가열챔버(32a)는 일측과 타측에 각각 제2 유입구(32aa) 및 제2 배출구(32ab)가 형성되고, 제2 유량 검출부는 제2 유입구(32aa)와 대응되는 위치에 설치되어 제2 히팅부(32)로 유입되는 온수의 유입량을 검출하며, 제2 바이메탈(32d)은 제2 배출구(32ab) 일측에 설치되어 온수공급처로 배출되는 온수의 온도값을 검출한 후 검출된 온도가 미리 설정된 기준치 이상인 경우 제2 가열수단(32c)의 동작이 중지되도록 한다.

제1 밸브(40)는 분기라인(BL)의 일측에 설치되어 분기라인(BL)을 통과하여 난방수 공급부(10)로 이동되는 원수의 이동을 단속하는 역할을 한다.

제2 밸브(50)는 난방수 공급부(10)와 난방영역을 연결하는 난방수 공급라인(NL) 일측에 설치되어 난방수 공급라인(NL)을 통과하는 난방수의 이동을 단속하는 역할을 한다.

제3 밸브(60)는 난방수 공급라인(NL)으로부터 분기되고 원수라인(WL) 일측에 연결되는 제1 연결라인(L1) 일측에 설치되고, 제1 연결라인(L1)을 통과하는 난방수의 이동로를 개폐하는 역할을 한다.

제4 밸브(70)는 온수 공급부(30)의 제2 히팅부(32)와 온수 공급처를 연결하는 온수 공급라인(OL) 일측으로부터 분기되고 난방수 공급라인(NL)의 일측에 연결되는 제2 연결라인(L2) 일측에 설치되며, 이를 통과하는 난방수의 이동로를 개폐하는 역할을 한다.

제5 밸브(80)는 온수 공급라인(OL) 중 제2 연결라인(L2)이 분기된 일측 후단에 설치되고 온수 공급라인(OL)을 통과하는 온수의 이동로를 개폐하는 역할을 한다.

메인밸브(MV)는 원수라인(WL) 중 분기라인(BL) 전단에 설치되고, 원수라인(WL)을 통과하는 원수의 이동로를 개폐하는 역할을 한다.

이와 같은 제1 밸브(40) 내지 제5 밸브(80)는 일반적으로 시중에 판매되고 있는 솔레노이드 밸브가 사용될 수 있다.

제어부(90)는 제1 밸브(40) 내지 제5 밸브(80)와 연결되어 외부로부터 입력되는 모드요청에 따라 제1 밸브(40) 내지 제5 밸브(80)의 동작을 제어하는 역할을 하는데, 이는 후술하는 동작설명에서 보다 상세하게 설명하도록 한다.

도4a는 본 발명의 일실시예에 따른 분기라인을 통해 난방수 공급부로 원수가 공급되는 상태를 도시한 도면이고, 도4b는 본 발명의 일실시예에 따른 전력 가변형 전기 보일러가 난방모드로 동작되는 상태를 도시한 도면이며, 도5는 본 발명의 일실시예에 따른 전력 가변형 전기 보일러가 온수모드로 동작되는 상태를 도시한 도면이고, 도6은 본 발명의 일실시예에 따른 전력 가변형 전기 보일러가 병합모드로 동작되는 상태를 도시한 도면이다.

이와 같은 구성을 갖는 본 발명의 일실시예에 따른 전력 가변형 전기 보일러의 동작을 첨부된 도4a 내지 도6을 참조하여 설명하면 다음과 같다.

본 발명의 일실시예에 따른 전력 가변형 전기 보일러는 난방영역에 난방수를 공급하는 난방모드와, 온수 공급처에 온수를 공급하는 온수모드 및 난방과 온수를 동시에 수행하는 병합모드로 동작될 수 있는데, 이하에서는 각 모드 별로 구성의 동작을 설명하도록 한다.

난방모드

난방모드시 수위감지센터에서 감지된 수위가 미리 설정된 수위 이하인 경우 제3 밸브(60)를 개방하여 난방수 공급부(10)로 원수가 유입되도록 하고, 탱크부(11) 내 수위가 설정된 수위에 도달하는 경우 세라믹 히터(15)가 구동하여 탱크부(11) 내 원수를 가열하여 난방수를 생성한다. 이때, 세라믹 히터(15)는 온도센서(13)에서 검출된 난방수의 온도가 설정된 기준 온도에 도달하는 경우 구동을 중지한다.

한편, 제어부(90)는 제어부(90)에서 제1 밸브(40) 및 메인밸브(MV)를 제어하여 분기라인(BL)을 통한 원수의 이동, 즉 난방수 공급부(10)로 유입되는 원수의 유입을 차단하고, 제2 밸브(50)를 제어하여 난방수 공급라인(NL)을 차단함과 아울러 제3 밸브(60)를 개방하여 제1 연결로를 통해 난방수 공급부(10)로부터 난방영역 방향으로 난방수가 이동되도록 한다.

아울러, 제4 밸브(70)를 개방하고, 제5 밸브(80)를 차단한다. 이에 난방수 공급부(10)에서 생성된 난방수는 제1 연결라인(L1)을 통해 온수 공급부(30)로 유입되고, 제1 히팅부(31) 및 제2 히팅부(32)에 의해 재가열된다.

온수 공급부(30)를 통과한 난방수는 순환유닛(20)에 의해 난방영역으로 압송되고, 난방영역을 통과하면서 난방영역을 난방한다.

이후, 난방영역을 통과한 난방수는 난방수 유입구(11c)를 통해 난방수 공급부(10) 내부로 재유입되며, 위와 같은 동작을 반복하면서 난방영역을 순환하여 난방영역을 지속적으로 난방한다.

이와 같이 본 발명의 일실시예에 따른 전력 가변형 전기 보일러는 난방수 공급부(10)에서 예열하고, 난방수를 이동하는 과정에서 제1 히팅부(31)와 제2 히팅부(32)를 통해 2차 및 3차 가열함으로써 난방수를 신속하게 생성하고, 이를 난방영역에 공급하여 난방영역의 난방이 빠르게 이루어질 수 있는 특징을 갖는다.

온수모드

온수모드시에는 제어부(90)에서 제1 밸브(40)를 제어하여 분기라인(BL)을 통한 원수의 이동, 즉 난방수 공급부(10)로 유입되는 원수의 유입을 차단하고, 제2 밸브(50), 제3 밸브(60) 및 제4 밸브(70)를 제어하여 난방수 공급부(10)에서 난방영역으로 이동하는 난방수 공급로를 차단한다.

아울러, 온수 공급부(30)로 원수가 공급될 수 있도록 메인밸브(MV)를 개방함과 아울러 온수가 온수 공급처로 공급될 수 있도록 제5 밸브(80)를 개방한다.

이와 같이 설정된 상태에서 외부로부터 공급되는 원수는 원수라인(WL)을 따라 제1 히팅부(31)로 유입되고, 제1 유량검출부(31b)에서 검출된 원수의 유량이 미리 설정된 유량값을 초과하는 경우 제1 가열수단(31c)이 구동되어 원수를 1차 가열함으로써 온수를 생성한다.

생성된 온수는 제1 배출구(31ab)를 통해 배출되어 제2 히팅부(32)로 유입되는데, 제1 배출구(31ab)를 통해 배출되는 온수의 온도가 미리 설정된 기준값을 초과하는 경우 제1 바이메탈(31d)이 작동하여 전원을 차단함으로써 제1 가열수단(31c)의 구동이 중지된다.

제1 배출구(31ab)를 통해 배출된 온수는 제2 히팅부(32)로 유입되고, 제2 유량검출부(32b)에서 검출된 온수의 유량이 미리 설정된 유량값을 초과하는 경우 제2 가열수단(32c)이 구동되어 온수를 2차 가열함으로써 온수를 온수공급처에서 요구하는 온도로 신속하게 승온시킨다.

가열된 온수는 제2 배출구(32ab)를 통해 배출되어 온수공급처로 공급되는데, 제2 배출구(32ab)로 배출되는 온수의 온도가 미리 설정된 기준값을 초과하는 경우 제2 바이메탈(32d)이 작동하여 전원을 차단함으로써 제2 가열수단(32c)의 구동이 중지된다.

병합모드

병합모드는 온수공급처에 온수를 공급하면서도 난방영역에 난방수를 동시에 공급하여 온수 공급과 난방을 동시에 수행할 수 있는 모드로서, 병합모드시 온수공급부의 동작은 온수모드와 동일하므로 이에 대한 설명은 생략하도록 한다.

다만, 온수 공급과 난방이 동시에 이루어질 수 있도록 메인밸브(MV) 및 제2 밸브(50)가 개방되며, 제3 밸브(60) 및 제4 밸브(70)는 차단된다.

병합모드에서는 수위센서(12)에서 탱크부(11) 내 수위를 검출하고, 검출된 수위가 기준 수위에 미치지 못하는 경우 제1 밸브(40)를 개방하여 분기라인(BL)을 통해 탱크부(11) 내부로 원수가 유입되도록 한다.

원수가 유입되어 탱크부(11) 내 수위가 기준 수위에 도달하는 경우 제1 밸브(40)를 차단함과 동시에 세라믹 히터(15)를 가열하여 내부에 수용된 원수를 가열한다.

이에 원수의 온도가 기준 온도에 도달하여 난방수가 생성되는 경우 제2 밸브(50)가 설치된 난방수 공급라인(NL)을 통해 난방수를 난방영역에 공급하여 난방영역을 난방한다.

난방영역에 공급된 난방수는 난방영역을 순환한 후 난방수 배출구(11d)와 연결된 순환라인을 통해 탱크부(11)로 재 유입되며, 위와 같은 동작을 반복하면서 난방영역을 난방하게 된다.

한편, 본 실시예에 따른 전기 가변형 전기 보일러는 난방면적 및 온수 사용량에 따라 자동으로 세라믹 히터(15), 제1 가열수단(31c) 및 제2 가열수단(32c)의 전력을 가변함으로써 요구되는 난방면적, 난방속도 및 온수 사용량에 따라 신속하게 대응이 가능한 특징이 있다.

또한, 온수 모드시 난방수 공급부(10)로 이동되는 제1 밸브(40)를 차단하고, 외부로 공급되는 원수 모두 온수공급부로 공급되도록 함과 아울러 이를 제1 히팅부(31)와 제2 히팅부(32)로 2차 가열함으로써 온수공급처에서 대량의 온수를 사용하더라도 온수를 용이하게 공급할 수 있는 특징을 갖는다.

비록 본 발명이 상기 언급된 바람직한 실시예와 관련하여 설명되어졌지만, 발명의 요지와 범위로부터 벗어남이 없이 다양한 수정이나 변형을 하는 것이 가능하다. 따라서 첨부된 특허청구의 범위는 본 발명의 요지에서 속하는 이러한 수정이나 변형을 포함할 것이다.

10 : 난방수 공급부 11 : 탱크부
11a : 수용공간 11b : 원수 유입구
11c : 난방수 유입구 11d : 배출구
12 : 수위센서 13 : 온도센서
14 : 유량감지센서 15 : 세라믹 히터
20 : 순환유닛 30 : 온수 공급부
31 : 제1 히팅부 31a : 제1 가열챔버
31aa : 제1 유입구 31ab : 제1 배출구
31b : 제1 유량검출부 31c : 제1 가열수단
31d : 제1 바이메탈 32 : 제2 히팅부
32a : 제2 가열챔버 32aa : 제2 유입구
32ab : 제2 배출구 32b : 제2 유량검출부
32c : 제2 가열수단 32d : 제2 바이메탈
40 : 제1 밸브 50 : 제2 밸브
60 : 제3 밸브 70 : 제4 밸브
80 : 제5 밸브 90 : 제어부

Claims

내부에 난방수가 수용되는 수용공간이 형성되고, 일측에 외부로부터 공급되는 원수가 통과하는 원수라인으로부터 분기된 분기라인과 연결되어 원수가 유입되는 원수 유입구와, 난방영역과 연결되어 난방수가 유입되는 난방수 유입구 및 상기 난방영역과 연결되어 내부에 수용된 난방수를 상기 난방영역으로 배출하는 배출구가 형성되며, 내부에 수용된 난방수를 미리 설정된 온도로 가열하는 난방수 공급부와;
상기 난방수 공급라인 중 상기 제2 밸브와 상기 난방영역 사이에 설치되어 상기 난방수 공급부로부터 상기 난방영역으로 난방수를 압송하는 순환유닛과;
일측이 원수라인과 연결되고, 내부로 유입되 원수를 가열하여 온수공급처로 공급하는 온수 공급부와;
상기 분기라인 일측에 설치되어 상기 분기라인을 통과하는 원수의 이동을 단속하는 제1 밸브와;
상기 난방수 공급부와 상기 난방영역을 연결하는 난방수 공급라인 일측에 설치되어 상기 난방수 공급라인을 통과하는 난방수의 이동을 단속하는 제2 밸브; 및
상기 제1 밸브와 상기 제2 밸브의 동작을 제어하는 제어부를 포함하되,
상기 온수 공급부는
일측이 원수라인과 연결되고, 내부로 유입된 원수를 1차 가열하는 제1 히팅부; 및
일측이 상기 제1 히팅부와 연결되고, 타측이 온수공급처와 연결되어 상기 제1 히팅부에 의해 1차 가열된 원수를 2차 가열한 후 상기 온수공급처로 공급하는 제2 히팅부를 포함하는 것을 특징으로 하는 전력 가변형 전기 보일러.
제1항에 있어서,
상기 난방수 공급부는
내부에 수용공간이 형성되고, 일측에 상기 원수유입구와, 상기 난방수 유입구 및 배출구가 각각 형성되는 탱크부와;
상기 탱크부 일측에 설치되고, 상기 탱크부 내 수위를 검출하는 수위센서와;
상기 탱크부 일측에 설치되고, 상기 탱크부 내에 수용된 상기 난방수의 온도를 검출하는 온도센서와;
상기 탱크부의 일측 중 상기 난방수 유입구 일측에 설치되고, 상기 난방수 유입구로 이동하는 원수의 유량을 검출하는 유량감지센서; 및
상기 탱크부의 내부 일측에 배치되고, 상기 탱크부 내에 수용된 난방수를 가열하는 세라믹 히터를 포함하되,
상기 제어부는 상기 수위센서로부터 검출된 수위에 기초하여 미리 설정된 수위에서 상기 세라믹 히터가 구동하도록 제어하고, 상기 온도센서로부터 검출된 난방수의 온도정보에 따라 난방수의 온도가 미리 설정된 기준치에 도달하는 경우 상기 세라믹 히터의 동작을 중지시키는 것을 특징으로 하는 전력 가변형 전기 보일러.
제2항에 있어서,
상기 세라믹 히터는 복수개가 탱크부 내에 설치되되, 복수개가 병렬로 연결되어 전력 가변이 가능한 것을 특징으로 하는 전력 가변형 전기 보일러.
제1항에 있어서,
상기 제1 히팅부는
일측에 상기 원수라인과 연결되는 제1 유입구가 형성되며, 타측에 제1 배출구가 형성되며, 내부에 원수가 가열되는 제1 가열공간이 형성된 제1 가열챔버와;
상기 제1 유입구가 형성된 상기 제1 가열챔버 일측에 설치되고, 상기 제1 유입구를 통해 이동되는 원수의 유량을 검출하는 제1 유량검출부와;
상기 제1 가열챔버 내부에 설치되고, 상기 제1 가열공간 내 원수를 1차 가열하여 온수를 생성하는 제1 가열수단; 및
상기 제1 배출구가 형성된 상기 제1 가열챔버의 타측에 설치되고, 상기 제1 배출구를 통해 배출되는 온수의 온도가 미리 설정된 기준 온도를 초과하는 경우 상기 제1 가열수단의 동작을 중지시키는 제1 바이메탈을 포함하는 것을 특징으로 하는 전력 가변형 전기 보일러.
제1항에 있어서,
상기 제2 히팅부는
일측에 상기 제1 배출구와 연결되어 상기 제1 히팅부에서 생성된 온수가 유입되는 제2 유입구가 형성되며, 타측에 온수공급처와 연결되는 제2 배출구가 형성되며, 내부에 상기 온수가 가열되는 제2 가열공간이 형성된 제2 가열챔버와;
상기 제2 유입구가 형성된 상기 제2 가열챔버 일측에 설치되고, 상기 제2 유입구를 통해 이동되는 원수의 유량을 검출하는 제2 유량검출부와;
상기 제2 가열챔버 내부에 설치되고, 상기 가열공간 내 원수를 2차 가열하여 온수를 생성하는 제2 가열수단; 및
상기 2 배출구가 형성된 상기 제2 가열챔버의 타측에 설치되고, 상기 제2 배출구를 통해 배출되는 온수의 온도가 미리 설정된 기준 온도를 초과하는 경우 상기 제2 가열수단의 동작을 중지시키는 제2 바이메탈을 포함하는 것을 특징으로 하는 전력 가변형 전기 보일러.
제1항에 있어서,
상기 배출구와 상기 난방영역을 연결하는 난방수 공급라인 일측으로부터 분기되고 상기 온수 공급부와 연결되어 상기 온수 공급부에 원수를 공급하는 원수라인 일측에 연결되는 제1 연결라인 일측에 설치되고, 상기 제1 연결라인을 통과하는 난방수의 이동로를 개폐하는 제3 밸브와;
상기 온수 공급부와 온수 공급처를 연결하는 온수 공급라인 일측으로부터 분기되고 상기 난방수 공급라인 일측에 연결되는 제2 연결라인 일측에 설치되고, 상기 제2 연결라인을 통과하는 난방수의 이동로를 개폐하는 제4 밸브; 및
상기 온수 공급라인 중 상기 제2 연결라인이 분기된 일측 후단에 설치되고, 상기 온수 공급라인을 통과하는 온수의 이동로를 개폐하는 제5 밸브; 및
상기 원수라인 중 상기 분기라인 전단에 설치되는 메인벨브를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전력 가변형 전기 보일러.