KR20230082826A - 온수 분배기 결합 병렬형 급탕 가열 유닛 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 각 실내의 난방관 유입구로 연결되어 열매체 공급관을 통해 공급받은 열매체 를 난방관으로 분배하는 공급 헤더, 난방을 완료한 열매체를 환수하는 환수 헤더, 공급 헤더에 연결되어 열매체를 일부 또는 전부를 배출하는 열매체 배출관, 열매체 배출관으로 배출된 열매체와 급수관으로부터 공급되는 수돗물간 열교환이 이루어지는 열교환기, 열교환기에서 가열된 급탕 온수를 배출하여 수전으로 공급하는 급탕 온수 배출관, 급탕 가열을 완료한 열매체를 열 생산시설로 회수하는 열매체 환수관, 환수 헤더와 열매체 환수관을 서로 연결하는 바이패스관, 열매체 환수관에 장착되는 제1 밸브로 온수 분배기 결합형 급탕 가열기 통합 유닛을 구성하되, 통합 유닛이 열매체 공급관과 급수관과 급탕온수 배출관 및 열매체 환수관 연결부를 갖춘 모듈을 형성하는 온수 분배기 결합 병렬형 급탕 가열 유닛에 관한 것이다.
Description
본 발명은 열 생산시설로부터 열매체를 공급받아, 공동주택·오피스텔·콘도 등 숙박형 건물의 각 세대 수전 급탕과 난방관내 온수 공급을 선택적으로 또는 동시에 수행하는 급탕 가열 유닛에 관한 것으로, 보다 상세하게는 각 실내의 난방관 유입구로 연결되어 열매체 공급관을 통해 공급받은 열매체를 난방관으로 분배하는 공급 헤더, 난방을 완료한 열매체를 환수하는 환수 헤더, 공급 헤더에 연결되어 열매체를 일부 또는 전부를 배출하는 열매체 배출관, 열매체 배출관으로 배출된 열매체와 급수관으로부터 공급되는 수돗물 간 열교환이 이루어지는 열교환기, 열교환기에서 가열된 급탕 온수를 배출하여 수전으로 공급하는 급탕 온수 배출관, 급탕 가열을 완료한 열매체를 열 생산시설로 회수하는 열매체 환수관, 환수 헤더와 열매체 환수관을 서로 연결하는 바이패스관, 열매체 환수관에 장착되는 제1 밸브로 온수 분배기 결합형 급탕 가열기 통합 유닛을 구성하되, 통합 유닛이 열매체 공급관과 급수관과 급탕온수 배출관 및 열매체 환수관 연결부를 갖춘 모듈을 형성하는 온수 분배기 결합 병렬형 급탕 가열 유닛에 관한 것이다.
일반적으로 아파트나 연립주택과 같이 각 세대가 하나의 건축물 안에서 독립된 주거생활을 하면서, 건축물의 벽·복도·계단 등의 설비 전부 또는 일부를 공동으로 사용하는 주택을 공동주택이라고 하며, 공동주택이나 일정 규모 이상의 빌딩 등의 난방 시 개별 난방을 수행하거나, 열병합 발전소나 소각장 등의 대규모 플랜트에서 발생한 폐열을 활용하여 열매체를 생산하는 지역난방 방식이 적용되거나, 또는 공동주택에 설치된 중앙난방장치를 통해 형성한 열매체를 이용하는 중앙난방 방식의 난방 시설이 적용되고 있다.
지역난방 방식이나 중앙난방 방식의 난방 시설은 공동주택 각 세대가 열 생산시설로부터 열매체를 공급받아, 난방 공급관을 통하여 각 세대에 난방열을 공급하고, 중앙에서 급탕 가열 장치 의해 가열된 급탕수를 각 세대의 수전에 공급하게 되며, 이와 같은 중앙난방 방식과 중앙급탕 방식은 현재까지 일반적인 난방 및 급탕 방식으로 자리잡게 되었다.
그러나 중앙난방 방식과 중앙급탕 방식에서는 배관망을 4관식으로 구성하여야 하기 때문에, 배관 구조가 복잡해질 뿐만 아니라 배관이 시공되기 위한 넓은 공간을 필요로 하며, 배관에서 발생하는 열손실이 큰 단점을 가지고 있었다.
지역난방 또는 중앙난방 방식에 의한 난방 시설에서 온수 분배기 결합 병렬형 급탕 가열 장치는 열 생산시설로부터 각 세대로 열매체를 공급하는 배관과 연결된 세대 내 급탕가열용 열교환기를 통해 급탕 온수를 형성하고, 열매체를 온수 분배기를 통해 난방관으로 분배하여 실내 공간의 난방을 수행하며, 난방관과 급탕가열 장치에서 회수된 열매체를 열매체 회수 배관을 통해 열 생산시설로 환수함으로써, 급탕 및 난방 통합 시스템을 구축할 수 있도록 한다.
급탕 및 난방 통합 시스템은 난방과 급탕 겸용의 통합된 시스템을 구축함으로써, 급탕 및 난방 시스템의 설치 시공비용을 감축하고, 배관에서 발생하는 열손실을 절감하며, 급탕 및 난방 설비의 유지 보수 비용을 줄일 수 있는 장점이 있다.
위와 같은 급탕 및 난방 통합 시스템으로서, 대한민국 등록특허공보 제1--1222110호 (2013.01.08.등록)에서는 열교환을 통해 급탕용 온수를 가열하는 급탕 가열기와 난방용 온수를 각 실내 공간의 난방관으로 분배하는 온수 분배기가 직렬로 연결되는 직렬식 난방 및 급탕 시스템을 제안하고 있다.
상기 직렬식 난방 및 급탕 시스템에서는 열 생산시설로부터 열매체를 공급받아 공동주택 각 세대의 온수 급탕 열교환기를 거친 후, 공급용 난방 분배기로 연결되어 난방을 수행하고, 난방을 하지 않거나 급탕 사용량이 증가하여 급탕 부하가 높아지는 경우 바이패스관을 통해 열교환기에서 나온 온수관을 열 생산시설로 연결되는 열매체 환수관으로 연결하며, 바이패스관의 개폐 조절을 통해 열 생산시설에서 열매체 공급관으로 공급되는 열매체의 유량을 제어하여, 급탕 온도를 조절한다.
이때, 상기 직렬식 급탕 가열 장치는 난방 및 급탕 시스템 설치 시, 열 생산시설로부터 급탕 가열기의 열교환기로 연결되어 열매체를 공급하는 열매체 공급관, 열교환기로 수돗물을 공급하는 급수관, 열교환기에서 형성된 급탕 온수를 수전으로 배출하는 급탕 온수 배출관, 열교환기에서 배출된 열매체를 온수 분배기로 공급하는 난방 온수 공급관, 바이패스관, 사용된 열매체를 열 생산시설로 환수하는 열매체 환수관 등 다수의 배관이 설치되어야 한다.
그리고 급탕 가열기와 온수 분배기를 설치하는 과정에서 서로 분리된 별개의 장치로 이루어진 급탕 가열기와 온수 분배기를 별도로 설치하고, 이들을 서로 연결하기 위해서는 급탕 가열기와 온수 분배기 사이에 난방 온수 공급관이 설치될 수 있는 추가 공간을 확보하여야 한다.
그런데 난방 및 급탕 시스템은 다용도실이나 보일러실 또는 주방 등의 한정된 공간 내에 설치되므로, 난방 및 급탕 시스템 설치 시공 시 각 배관이 서로 간섭되지 않도록 배치하는 과정에서 복잡한 배관 배치 구조를 형성하게 되며, 이에 따라 난방 및 급탕 시스템이 설치되는 공간의 공간 활용성이 저하되었다.
특히 시공 현장의 설치 공간 구조에 맞춰 난방 및 급탕 시스템 배관의 배치 및 연결이 이루어지는 시공 방식 특성상, 좁은 공간에서 배관 연결 작업을 수행하는데 어려움이 발생하게 되고, 각 배관을 배치 및 연결하는데 많은 시간이 소요되면서 설치 시공이 지연되었으며, 난방 및 급탕 시스템과 각 배관 간의 이음부가 다수 형성되면서 이음부 누수 등의 하자 발생 요인이 증가하는 문제점을 가지고 있었다.
본 발명의 실시 예에서는 기존 방식에 따른 난방 및 급탕 시스템의 설치 시공 시, 서로 별개의 장치로 이루어진 급탕 가열기와 온수 분배기를 개별적으로 설치하면서 발생하는 난방 및 급탕 시스템 설치 공간 활용성 저하 발생과, 난방 및 급탕 시스템과 배관 간 이음부 수량 증가에 따른 현장 시공성 저하를 방지하는 온수 분배기 결합 병렬형 급탕 가열 유닛을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 실시 예에서는 난방 및 급탕 시스템의 통합 유닛을 구성하여 온수 분배기와 급탕 가열 유닛의 유체 흐름 경로를 단순화 하고, 통합 유닛의 모듈화를 이룸에 따라, 난방 및 급탕 시스템과 배관 간 이음부 수량을 감소시킴으로써, 이음부 누수 하자 발생 우려를 저감할 수 있는 온수 분배기 결합 병렬형 급탕 가열 유닛을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 실시 예에 따르면 열 생산시설로부터 공급받은 열매체를 통해 숙박형 건물의 온수 급탕 및 난방이 개별적으로 또는 동시에 수행하여 수전 급탕이나 난방관내 온수 공급이 이루어질 수 있도록 열교환을 통해 급탕용 온수를 가열하는 급탕 가열기와 난방용 온수를 각 실내 공간의 난방관으로 분배하는 온수 분배기가 병렬로 구성된 통합 유닛을 구성하고, 통합 유닛은, 열 생산시설로부터 열매체를 공급받는 열매체 공급관, 통합 유닛의 케이스를 형성하는 지지대 내측에 장착되어 열매체 공급관과 연결되어 열매체를 공급받으며 각 실내의 난방관 유입구로 연결되어 열매체 공급관을 통해 공급받은 열매체 일부 또는 전부를 각 실내 공간의 난방관으로 분배하는 다수의 난방 온수 분배관이 형성된 공급 헤더, 공급 헤더와 일정 간격 이격되도록 지지대 내측에 장착되며, 난방관 배출구로부터 실내 공간 난방을 완료한 열매체를 환수하는 다수의 난방 온수 환수관이 형성된 환수 헤더, 공급 헤더에 연결되어 열매체 공급관을 통해 공급받은 열매체를 일부 또는 전부를 배출하는 열매체 배출관, 지지대 일측에 장착되며 공급 헤더를 경유하여 열매체 배출관으로 배출된 열매체와 급탕을 위해 급수관으로부터 공급되는 수돗물간 열교환이 이루어지는 열교환기, 열교환기를 통해 급수관과 연결되며 열교환기에서 가열된 급탕 온수를 배출하여 수전으로 공급하는 급탕 온수 배출관, 열교환기를 통해 열매체 배출관과 연결되며 급탕 가열을 완료한 열매체를 열 생산시설로 회수하는 열매체 환수관, 환수 헤더와 열매체 환수관을 서로 연결하며 지지대 내부 공간에 배치되는 바이패스관, 바이패스관과의 연결부 및 열교환기 사이에 위치하는 열매체 환수관에 장착되며 열매체 환수관을 통과하는 열매체 유량을 제어하여 급탕 온도를 조절하거나 공급 헤더의 열매체 정유량 또는 유량과 온도를 제어하는 제1 밸브로 온수 분배기 결합형 급탕 가열기 통합 유닛을 구성하되, 상기 열매체 공급관과 급수관 및 급탕온수 배출관은 지지대로부터 일정 간격 이격된 위치에서 분리 및 연결 가능한 구조를 이루고, 열매체 환수관은 바이패스관과의 연결부로부터 일정 간격 이격된 위치에서 분리 및 연결 가능한 구조를 이룸으로써, 통합 유닛이 열매체 공급관과 급수관과 급탕온수 배출관 및 열매체 환수관 연결부를 갖춘 모듈을 형성하며, 제1 밸브를 통과하는 열매체의 유량을 급탕부하에 따라 조절하거나 제2 밸브와 연계하여 조절함으로써 급탕의 온수 온도의 조절이 이루어진다.
본 발명의 실시 예에 따르면 상기 열교환기는 제1 열교환 회로와 제2 열교환 회로로 구성되어, 제1,2 열교환 회로에 의한 급탕 온수의 가열 및 재가열이 이루어지며, 제1 열교환 회로와 제2 열교환 회로는 제1 회로 연결관과 제2 회로 연결관을 통해 서로 연결되되, 급수관은 제2 열교환 회로를 통해 제1 회로 연결관 및 급탕 온수 배출관으로 연결되고, 열매체 배출관은 제1 열교환 회로를 통해 제2 회로 연결관 및 열매체 환수관으로 연결되며, 바이패스관은 제2 회로 연결관을 통해 열매체 환수관으로 연결된다.
본 발명의 실시 예에 따르면 상기 바이패스관에는 환수 헤더로부터 열매체 환수관으로 배출되는 열매체 유량을 제어하는 제2 밸브가 부가되며, 제2 밸브는 난방 온도나 난방 온수의 정유량을 복합적으로 제어하고, 온수 가열부하 증가 시 제2 밸브의 조절 또는 차단에 따른 급탕 우선 공급이 이루어진다.
본 발명의 실시 예에 따르면 상기 열교환기의 외표면에는 반경질 발포재질의 단열부재가 5mm 이상의 두께를 이루도록 부착된다.
본 발명의 실시 예에 따르면 공급 헤더의 난방 온수 분배관 또는 환수 헤더의 난방 온수 환수관에는 온수 온도 감지 및 실내 온도 감지에 따라 각 실내 공간의 난방 온도를 개별적으로 제어하기 위한 조절 밸브가 부가된다.
본 발명의 실시 예에 따르면 온수 분배기와 급탕 가열기를 일체형으로 형성함으로써, 온수 분배기와 급탕 가열기가 서로 분리된 별개의 장치로 이루어진 기존 방식의 난방 및 급탕 시스템의 구조에 비해, 온수 분배기와 급탕 가열기로 연결되는 배관의 수량 및 길이를 감축하여 난방 및 급탕 시스템의 시공성을 획기적으로 향상시키고, 온수 분배기와 급탕 가열기를 서로 연결하는 배관 설치를 생략하여, 난방 및 급탕 시스템의 설치 공간 활용성을 크게 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
본 발명의 실시 예에 따르면 지지대에 온수 분배기와 급탕 가열기를 장착하여 일체화된 통합 유닛을 형성하고, 온수 분배기의 환수 헤더와 급탕 가열기의 열매체 환수관이 바이패스관에 의해 연결된 완제품 형태로 제작하여, 온수 분배기와 급탕 가열기가 결합된 통합 유닛을 일체화된 모듈로 구성함으로써, 각 세대별 온수 분배기와 급탕 가열기의 현장 설치 시공 시 각종 배관을 배치 및 연결하는 작업 과정을 생략 또는 축소하여, 난방 및 급탕 시스템의 시공성과 품질 안정성을 크게 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
본 발명의 실시 예에 따르면 모듈화된 온수 분배기와 급탕 가열기의 통합 유닛을 구성하여, 온수 분배기와 급탕 가열기로 연결되는 배관의 이음부 수량을 기존 방식에 따른 개별 분리 구조의 온수 분배기와 급탕 가열기로 연결되는 배관의 이음부 수량에 비해 감축함으로써, 시공 완료 후 배관 이음부에서의 누수 하자 발생 우려를 감축시킬 수 있는 효과가 있다.
본 발명의 실시 예에 따르면 바이패스관이 환수 헤더와 열매체 환수관을 직접 연결하도록 통합 유닛을 구성함으로써, 기존 방식에 따른 급탕 가열 유닛의 바이패스 구조에 비해 바이패스 연결 구조를 단순화할 수 있도록 하여, 통합 유닛의 설치 공간 활용성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
본 발명의 실시 예에 따르면 온수 분배기 결합 병렬형 급탕 가열 유닛의 열매체 공급관·급수관·급탕 온수 배출관이 온수 분배기와 급탕 가열기의 통합 유닛으로부터 일정 간격 이격된 위치에서 분리 및 연결 가능한 구조를 이루고, 열매체 환수관이 바이패스관과의 연결부로부터 일정 간격 이격된 위치에서 분리 및 연결 가능한 구조를 이루어 통합 유닛 모듈을 형성함으로써, 온수 분배기와 급탕 가열기의 통합 유닛 설치 시공을 보다 단순화할 수 있는 효과가 있다.
본 발명의 실시 예에 따르면 열교환기의 외표면에 부착된 반경질 발포재질의 단열부재를 통해, 복사열이 외부로 방출되면서 열교환기에서의 열 에너지 손실 발생량을 감소시키고, 급탕 온수의 열교환 효율을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
본 발명의 실시 예에 따르면 복수의 열교환 회로를 연결하여 열교환기를 구성하여, 예재열 방식으로 급탕 온수 생성함으로써, 급탕 가열기의 열효율을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 온수 분배기 결합 병렬형 급탕 가열 유닛의 전체 연결 구조 및 통합 유닛 구조 모듈을 나타내는 도면이다.
도 2 및 도 3은 본 발명에 따른 온수 분배기 결합 병렬형 급탕 가열 유닛의 모듈화된 통합 유닛 구조를 나타내는 실시 예를 나타내는 도면이다.
도 4 및 도 5는 본 발명에 따른 열교환기가 제1 열교환 회로 및 제2 열교환 회로로 구성되어 예재열 방식의 열교환을 통해 급탕 온수의 가열이 이루어지는 온수 분배기 결합형 급탕 가열 유닛의 모듈화된 통합 유닛의 전체 연결 구조 및 모듈 분리 상태의 통합 유닛 구조를 나타내는 도면이다.
도 6은 본 발명에 따른 제1 열교환 회로 및 제2 열교환 회로로 구성된 열교환기가 적용된 온수 분배기 결합 병렬형 급탕 가열 유닛의 급탕 온수 생성 작동 중 예재열 방식의 열교환에 의한 통합 유닛 내 열매체 및 급탕 온수의 흐름을 나타내는 도면이다.
도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 온수 분배기 결합 병렬형 급탕 가열 유닛의 급탕 온수 생성 작동시 열매체 및 급탕 온수의 흐름을 나타내는 도면이다.
도 8은 본 발명의 실시 예에 따른 온수 분배기 결합 병렬형 급탕 가열 유닛의 난방 작동시 열매체 및 급탕 온수의 흐름을 나타내는 도면이다.
도 9는 본 발명의 실시 예에 따른 온수 분배기 결합 병렬형 급탕 가열 유닛의 급탕 온수 생성 및 난방의 동시 작동시 열매체 및 급탕 온수의 흐름을 나타내는 도면이다.
도 2 및 도 3은 본 발명에 따른 온수 분배기 결합 병렬형 급탕 가열 유닛의 모듈화된 통합 유닛 구조를 나타내는 실시 예를 나타내는 도면이다.
도 4 및 도 5는 본 발명에 따른 열교환기가 제1 열교환 회로 및 제2 열교환 회로로 구성되어 예재열 방식의 열교환을 통해 급탕 온수의 가열이 이루어지는 온수 분배기 결합형 급탕 가열 유닛의 모듈화된 통합 유닛의 전체 연결 구조 및 모듈 분리 상태의 통합 유닛 구조를 나타내는 도면이다.
도 6은 본 발명에 따른 제1 열교환 회로 및 제2 열교환 회로로 구성된 열교환기가 적용된 온수 분배기 결합 병렬형 급탕 가열 유닛의 급탕 온수 생성 작동 중 예재열 방식의 열교환에 의한 통합 유닛 내 열매체 및 급탕 온수의 흐름을 나타내는 도면이다.
도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 온수 분배기 결합 병렬형 급탕 가열 유닛의 급탕 온수 생성 작동시 열매체 및 급탕 온수의 흐름을 나타내는 도면이다.
도 8은 본 발명의 실시 예에 따른 온수 분배기 결합 병렬형 급탕 가열 유닛의 난방 작동시 열매체 및 급탕 온수의 흐름을 나타내는 도면이다.
도 9는 본 발명의 실시 예에 따른 온수 분배기 결합 병렬형 급탕 가열 유닛의 급탕 온수 생성 및 난방의 동시 작동시 열매체 및 급탕 온수의 흐름을 나타내는 도면이다.
이하, 본 발명의 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 설명한다.
본 발명에 따른 동작 및 작용을 이해하는 데 필요한 부분을 중심으로 상세히 설명한다.
본 발명의 실시 예를 설명하면서, 본 발명이 속하는 기술 분야에 익히 알려졌고 본 발명과 직접적으로 관련이 없는 기술 내용에 대해서는 설명을 생략한다.
이는 불필요한 설명을 생략함으로써 본 발명의 요지를 흐리지 않고 더욱 명확히 전달하기 위함이다.
또한, 본 발명의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 동일한 명칭의 구성 요소에 대하여 도면에 따라 다른 참조부호를 부여할 수도 있으며, 서로 다른 도면임에도 동일한 참조부호를 부여할 수도 있다.
그러나 이와 같은 경우라 하더라도 해당 구성 요소가 실시 예에 따라 서로 다른 기능을 갖는다는 것을 의미하거나, 서로 다른 실시 예에서 동일한 기능을 갖는다는 것을 의미하는 것은 아니며, 각각의 구성 요소의 기능은 해당 실시 예에서의 각각의 구성 요소에 대한 설명에 기초하여 판단하여야 할 것이다.
또한, 본 명세서에서 사용되는 기술적 용어는 본 명세서에서 특별히 다른 의미로 정의되지 않는 한 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 일반적으로 이해되는 의미로 해석되어야 하며, 과도하게 포괄적인 의미로 해석되거나, 과도하게 축소된 의미로 해석되지 않아야 한다.
또한, 본 명세서에서 사용되는 단수의 표현은 문맥상 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
본 출원에서, "구성된다" 또는 "포함한다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 여러 구성요소들, 또는 여러 단계들을 반드시 모두 포함하는 것으로 해석되지 않아야 하며, 그 중 일부 구성 요소들 또는 일부 단계들은 포함되지 않을 수도 있고, 또는 추가적인 구성 요소 또는 단계들을 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다.
본 발명의 실시 예에 따른 온수 분배기 결합 병렬형 급탕 가열 유닛은 공동주택·오피스텔·콘도 등 숙박형 건물(2)의 각 세대에 설치되어, 열 생산시설(1)로부터 공급되는 열 에너지를 수전(水栓,3)으로 연결되는 급수관(220)에 전달하여 온수를 사용할 수 있도록 급탕을 수행하거나, 바닥 난방을 위해 실내 공간 별로 설치된 난방관(4)에 난방 온수를 공급하여 난방을 수행하게 된다.
온수 분배기 결합 병렬형 급탕 가열 유닛은 열 생산시설(1)로부터 열매체를 공급받아, 숙박형 건물(2) 각 세대의 난방 및 온수 급탕이 개별적으로 또는 동시에 수행될 수 있도록 하며, 열 생산시설(1)은 열병합 발전소나 쓰레기 소각장 등의 대규모 플랜트에서 발생한 폐열을 활용하여 열매체를 생산하는 지역난방 방식이나, 숙박형 건물에 설치된 중앙난방장치를 통해 형성한 열매체를 이용하는 중앙난방 방식에 의한 난방 시설을 포함할 수 있다.
도 1에서 도시하는 바와 같이 온수 분배기 결합 병렬형 급탕 가열 유닛은 난방용 온수를 각 실내 공간의 난방관(4)으로 분배하는 온수 분배기(100)와, 열교환을 통해 급탕용 온수를 가열하는 급탕 가열기(200)가 직렬로 연결되어 하나의 통합 유닛(10)을 구성한다.
도 2에서 도시하는 바와 같이 온수 분배기(100)는 공급 헤더(120)와 환수 헤더(130)로 구성되고, 공급 헤더(120)와 환수 헤더(130)는 통합 유닛(10)의 케이스를 형성하는 지지대(11) 내측에 장착되며, 공급 헤더(120)와 환수 헤더(130)는 서로 일정 간격 이격되도록 평행하게 대향 배치된다.
공급 헤더(120)에는 다수의 난방 온수 분배관(121)이 형성되고, 환수 헤더(130)에는 난방 온수 분배관(121)과 동일한 수의 난방 온수 환수관(131)이 다수 형성되며, 난방 온수 분배관(121)은 난방관(4) 유입구로, 난방 온수 환수관(131)은 난방관(4) 유출구로 각각 연결되어, 난방 온수 분배관(121)과 난방 온수 환수관(131)이 각 실내의 난방관(4)과 개별적으로 연결되면서 난방 라인을 형성하게 된다.
공급 헤더(120)의 일측에는 열매체 공급관(110)이 연결되어, 열매체 공급관(110)을 통해 열 생산시설(1)로부터 공급받은 열매체가 공급 헤더(120)로 유입되며, 공급 헤더(120)로 유입된 열매체의 전부 또는 일부가 난방 온수 분배관(121)을 통해 각 실내 공간의 난방관(4)으로 분배된다.
난방관(4)으로 분배된 열매체의 열 에너지가 각 실내 공간의 바닥으로 복사열 형태로 전달되면서 난방이 이루어지며, 실내 공간으로의 열 에너지 전달이 완료된 열매체는 난방 온수 환수관(131)을 통해 환수 헤더(130)로 환수된 후, 열매체 환수관(240)으로 이동하여 열 생산시설(1)로 회수된다.
환수 헤더(130)와 열매체 환수관(240)은 바이패스관(150)에 의해 서로 연결되며, 난방 온수 환수관(131)을 통해 환수 헤더(130)로 환수된 난방 온수는 바이패스관(150)을 통해 열매체 환수관(240)으로 배출되어, 열 생산시설(1)로 회수된다.
열매체 환수관(240)에는 열매체 환수관(240)을 통과하는 열매체 유량을 제어하여 급탕 온수 온도를 조절하거나, 공급 헤더(120)의 열매체 정유량 또는 유량과 온도를 제어하는 제1 밸브(241)가 장착된다.
상기 제1 밸브(241)는 바이패스관(150)과 열매체 환수관(240)간 연결부로부터 열교환기(210)와 열매체 환수관(240)간 연결부 사이에 위치하는 열매체 환수관(240) 상에 장착된다.
고온의 열매체와의 접촉에 의한 내부 부식 발생을 방지하기 위하여, 공급 헤더(120)와 환수 헤더(130)는 스테인리스 스틸, 청동, 황동, 엔지니어링 플라스틱 및 기타 내식성을 가지는 재질 중에서 선택하여 구성하는 것이 바람직하다.
또한, 도 3에서 도시하는 바와 같이 공급 헤더(120)의 각 난방 온수 분배관(121) 또는 환수 헤더(130)의 각 난방 온수 환수관(131)에는 조절 밸브(160)가 장착될 수 있으며, 온수 온도 감지 또는 실내 온도 감지에 따라 조절 밸브(160)의 개폐량을 조절하여, 난방이 필요한 실내 공간의 난방관(4)으로 열매체를 공급하고, 난방이 필요하지 않은 실내 공간의 난방관(4)에는 열매체 공급을 차단하거나, 각 실내 공간의 난방관(4)을 흐르는 난방 온수의 유량을 제어함으로써, 각 실내 공간의 난방 수행 및 난방 온도를 개별적으로 조절할 수 있도록 한다.
공급 헤더(120)의 타측에는 열매체 배출관(140)이 연결되며, 열매체 배출관(140)은 열매체 공급관(110)을 통해 공급 헤더(120)로 유입된 열매체 중 난방 온수 분배관(121)으로 분배되지 않은 열매체의 일부 또는 전부를 배출한다.
평행하게 배치된 2개의 금속제 패널로 이루어지는 통합 유닛(10)의 지지대(11) 내측에 온수 분배기(100)가 장착되고, 지지대(11) 일측 패널 외측면에는 급탕 가열기(200)가 장착된다.
급탕 가열기(200)는 열매체와의 열교환을 통해 급탕 온수를 형성하는 열교환기(210)로 이루어지며, 고온의 열매체를 통해 가열된 급탕 가열기(200)에 의해 안전사고가 발생하는 것을 방지하기 위해 급탕 가열기(200)는 금속제 또는 내열성을 가진 비금속제 커버가 덮이도록 구성한다.
열교환기(210)는 열매체 배출관(140)을 통해 공급 헤더(120)와 연결되어, 공급 헤더(120)를 경유한 열매체가 열교환기(210) 내부로 유입되며, 열매체 환수관(240)은 열교환기(210)를 통해 열매체 배출관(140)과 연결되어, 열교환기(210)에서의 열교환이 완료된 열매체를 열매체 환수관(240)을 통해 배출한다.
열교환기(210)에는 수돗물이 공급되는 급수관(220)이 연결되며, 급수관(220)은 열교환기(210) 및 급탕 온수 배출관(230)을 통해 수전(3)으로 연결되어, 열매체 배출관(140)을 통해 열교환기(210)로 유입된 고온의 열매체로부터 급수관(220)을 통해 열교환기(210)로 유입된 수돗물로의 열 에너지 전달이 이루어지면서 수돗물이 승온되어 급탕 온수가 생성된다.
생성된 급탕 온수는 급탕 온수 배출관(230)을 통해 배출되면서 수전(3)으로 공급되며, 열교환에 의해 열 에너지가 손실되어 감온된 열매체는 열매체 환수관(240)을 통해 열 생산시설(1)로 회수된다.
열교환기(210)의 외표면으로 5mm 이상의 두께를 이루는 반경질 발포재질의 단열부재가 부착될 수 있으며, 열교환기(210)를 통한 급탕 온수 생성 과정에서 복사열이 급탕 가열기(200) 외부로 방출되면서 열교환기(210)에서의 열 에너지 손실 발생량을 감소시킴으로써, 급탕 온수의 열교환 효율을 향상시키게 된다.
그리고 바이패스관(150)에는 제2 밸브(151)가 장착될 수 있으며, 제2 밸브(151)는 환수 헤더(130)로부터 열매체 환수관(240)으로 배출되는 열매체 유량을 제어함으로써, 실내 공간의 난방 온도나 난방 온수의 정유량을 복합적으로 제어하고, 급탕 온수의 가열부하 증가 발생 시, 제2 밸브(151)의 조절이나 차단에 따른 급탕 우선 공급이 이루어지면서 난방을 정지시킬 수 있다.
이때, 열매체 공급관(110)과 급수관(220) 및 급탕온수 배출관(230)은 지지대(11)로부터 일정 간격 이격된 위치에서 분리 및 연결 가능한 구조를 이루게 되며, 열매체 환수관(240)은 바이패스관(150)과의 연결부로부터 일정 간격 이격된 위치에서 분리 및 연결 가능한 구조를 이루게 된다.
위와 같은 분리 및 연결 구조는 통합 유닛(10)의 모듈화 구성을 가능하게 하며, 통합 유닛(10)이 열매체 공급관(110)과 급수관(220)과 급탕 온수 배출관(230) 및 열매체 환수관(240) 연결부를 갖춘 모듈을 형성함으로써, 통합 유닛(10)의 설치 시공이 보다 간편하게 이루어질 수 있도록 한다.
통합 유닛(10) 모듈에서는 바이패스관(150)이 지지대(11) 내부 공간상에 배치되어, 통합 유닛(10)의 부피를 감소시킬 수 있도록 하며, 바이패스관(150)의 양 끝단이 환수 헤더(130)와 열매체 환수관(240)에 결합된 상태로 통합 유닛(10)의 모듈을 구성하는 일부품으로 이루어짐으로써, 별도의 바이패스 배관을 시공하는 작업을 생략할 수 있도록 한다.
특히 열매체 공급관(110)·급수관(220)·급탕 온수 배출관(230)·열매체 환수관(240)의 각 연결부와, 열매체 공급관(110)의 연장 배관·급수관(220)의 연장 배관·급탕 온수 배출관(230)의 연장 배관·열매체 환수관(240)의 연장 배관을 서로 연결하여 통합 유닛(10)의 모듈화 설치 시공이 가능하도록 함으로써, 통합 유닛(10)의 설치 시공 작업을 단순화시키고, 시공 시간의 단축이 이루어질 수 있도록 할 수 있다.
또한, 공급 헤더(120)와 환수 헤더(130)가 지지대(11) 내측에 장착되고, 열교환기(210)가 지지대(11)의 일측 패널 외측면에 장착되면서, 온수 분배기(100)와 급탕 가열기(200)의 일체형 통합 유닛(10) 모듈을 형성함으로써, 상기 바이패스관(150) 연결 구조 및 각종 배관의 분리 가능한 연결부 구조와 함께 통합 유닛(10)의 크기를 감소시킬 수 있도록 한다.
이를 통해 통합 유닛(10) 설치 시 숙박형 건물(2)의 한정된 공간의 효율적인 활용을 가능하게 하며, 일체형으로 이루어진 통합 유닛(10)의 통합 설치에 따른 온수 분배기(100)와 급탕 가열기(200)의 설치 시공 작업이 보다 쉽고 빠르게 수행될 수 있도록 한다.
본 발명에 따른 통합 유닛(10)은 환수 헤더(130)와 열매체 환수관(240)이 직접 연결되도록 바이패스관(150)을 구성함으로써, 기존의 방식에 따른 급탕 가열기의 바이패스 연결 구조에 비해 바이패스관(150)의 길이를 단축시키고, 급탕 가열기의 바이패스 연결 구조를 보다 단순화하여, 온수 분배기(100)와 급탕 가열기(200)의 통합 유닛(10)이 설치되는 공간의 공간 활용성을 높일 수 있도록 한다.
그리고 통합 유닛(10)의 케이스를 형성하는 지지대(11) 내외부에 온수 분배기(100)와 급탕 가열기(200)를 장착하고, 온수 분배기(100를 환수 헤더(130)와 열매체 환수관(240)이 바이패스관(150)에 의해 연결된 완제품 형태로 제작하여, 통합 유닛(10)을 일체화된 하나의 모듈로 구성함으로써, 통합 유닛(10)의 시공 설치 과정이 보다 쉽게 이루어질 수 있도록 한다.
또한, 도 4 및 도 5에서 도시하는 바와 같이 열교환기(210)는 제1 열교환 회로(211)와 제2 열교환 회로(212)가 연결되도록 이루어지고, 제1 열교환 회로(211)와 제2 열교환 회로(212)는 제1 회로 연결관(213)과 제2 회로 연결관(214)을 통해 서로 연결되도록 구성될 수 있다.
이에 따라 급수관(220)을 통해 열교환기(210)로 유입된 수돗몰은 제1 열교환 회로(211) 및 제2 열교환 회로(212)에 의한 예재열 방식의 열교환을 통해 급탕 온수의 가열이 이루어지게 된다.
열매체 배출관(140)과 급탕 온수 배출관(230)은 제1 열교환 회로(211)에, 급수관(220)과 열매체 환수관(240)은 제2 열교환 회로(212)에 각각 연결되어, 급수관(220)과 급탕 온수 배출관(230) 및 제1 회로 연결관(213)으로 이어지는 급탕 온수 유동 라인을 형성하고, 열매체 배출관(140)과 열매체 환수관(240)은 제2 회로 연결관(214)을 통해 열매체 유동 라인을 형성하며, 환수 헤더(130)와 연결된 바이패스관(150)의 출구 측 끝단은 제2 회로 연결관(214)과 연결된다.
도 6에서 도시하는 바와 같이 열매체 배출관(140)을 통해 제1 열교환 회로(211)에 유입된 열매체는 제2 회로 연결관(214) 및 제2 열교환 회로(212)를 순차로 통과하여 열매체 환수관(240)을 통해 배출되며, 급수관(220)을 통해 제2 열교환 회로(212)에 유입된 수돗물은 제1 회로 연결관(213) 및 제1 열교환 회로(211)를 순차로 통과하여 급탕 온수 배출관(230)으로 배출된다.
급수관(220)을 통해 제2 열교환 회로(212)로 유입된 낮은 온도의 수돗물과, 제2 회로 연결관(214)를 통해 유입된 열매체간 열교환이 이루어지면서 수돗물의 1차 가열(예열)이 이루어진다.
1차 가열에 의해 승온된 수돗물은 제1 회로 연결관(213)을 통해 제1 열교환 회로(211)로 유입된 후, 열매체 배출관(140)을 통해 제1 열교환 회로(211)로 유입된 열매체와 열교환이 이루어져 2차 가열(재가열)됨으로써, 급탕 온수를 생성하게 되며, 급탕 온수는 급탕 온수 배출관(230)을 통해 수전(3)으로 공급된다.
이때, 제1 밸브는 제2 열교환 회로(212)와 열 생산시설(1) 사이를 연결하는 열매체 환수관(240) 상에 장착되거나, 또는 제2 회로 연결관(214) 상에 장착되도록 구성될 수 있다.
위와 같이 구성되는 본 발명의 실시 예에 따른 온수 분배기 결합 병렬형 급탕 가열 유닛의 작동 정지·난방 작동·급탕 작동·난방 및 급탕 작동의 선택적 가동시 제1,2 밸브(241,151)의 개폐 제어와, 이에 따른 온수 분배기(100)와 급탕 가열기(200) 내부의 열매체 또는 급탕 온수의 흐름 발생을 설명하면 다음과 같다.
1) 난방 작동 정지 및 급탕 온수 미사용
난방 작동의 정지 및 급탕 온수를 사용하지 않은 상태에서는 제1 밸브(241) 및 제2 밸브(151)의 닫힘이 이루어지며, 바이패스관(150)내 열매체 흐름이 차단됨에 따라 환수 헤더(130) 내의 열매체가 정체되면서 난방 라인에서의 열매체 흐름이 중단된다.
이에 따라 열매체 공급관(110)을 통해 열 생산시설(1)로부터 공급 헤더(120)로 유입된 열매체는 전량 열매체 배출관(140)으로 이동하지만, 제1 밸브(241)의 닫힘에 의해 열매체 환수관(240)내 열매체 흐름이 차단되면서 열매체 흐름이 정체되어, 난방 및 급탕을 위한 열매체 사용이 완전히 중단된다.
2) 난방 작동 정지 및 급탕 온수 사용
도 7에서 도시하는 바와 같이 난방 작동이 정지된 상태에서 급탕 온수만을 사용하는 경우, 제1 밸브(241)의 열림 및 제2 밸브(151)의 닫힘이 이루어지며, 바이패스관(150)내 열매체 흐름이 차단됨에 따라 환수 헤더(130) 내의 열매체가 정체되면서 난방 라인에서의 열매체 흐름이 중단된다.
이에 따라 열매체 공급관(110)을 통해 열 생산시설(1)로부터 공급 헤더(120)로 유입된 열매체는 전량 열매체 배출관(140)으로 이동하며, 열매체 배출관(140)을 통해 열교환기(210)로 유입된 열매체와 급수관(220)을 통해 열교환기(210)로 유입된 수돗물간의 열 에너지 교환이 이루어진다.
열 에너지 교환에 의해 승온된 급탕 온수는 급탕 온수 배출관(230)을 통해 수전(3)으로 공급되며, 열 에너지 교환에 의해 감온된 열매체는 열매체 환수관(240)을 통해 열 생산시설(1)로 회수된다.
이때, 제1 밸브(241)를 통해 열교환기(210)를 통과하는 열매체 유량을 제어함으로써, 급탕 온수의 온도를 조절이 이루어지게 된다.
3) 난방 작동 및 급탕 온수 미사용
도 8에서 도시하는 바와 같이 급탕 온수 미사용 상태에서 난방 작동이 이루어지는 경우, 제2 밸브(151)가 열리면서 바이패스관(150)내 열매체 흐름이 재개되어, 난방 라인에서의 열매체 순환이 이루어진다.
열매체 공급관(110)을 통해 열 생산시설(1)로부터 공급 헤더(120)로 유입된 열매체는 난방 온수 분배관(121)을 통해 각 실내 공간의 난방관(4)으로 분배되고, 난방관(4)에서 복사열 형태로 방출되는 열 에너지를 통해 실내 공간의 난방이 완료되면 난방 온수 환수관(131)을 통해 환수 헤더(130)로의 열매체 환수가 이루어지며, 환수 헤더(130)로 환수된 열매체는 바이패스관(150)을 통해 열매체 환수관(240)으로 배출되어 열 생산시설(1)로 회수된다.
4) 난방 작동 및 급탕 온수 사용
도 9에서 도시하는 바와 같이 난방 작동 상태에서 급탕 온수 사용이 이루어지는 경우, 열매체가 열매체 공급관(110)을 통해 열 생산시설(1)로부터 공급 헤더(120)로 유입되며, 제2 밸브(151)의 열림에 의해 바이패스관(150)내 열매체 흐름이 재개되면서 공급 헤더(120)로 유입된 열매체의 일부가 난방 온수 분배관(121)을 통해 각 실내 공간의 난방관(4)으로 분배된다.
난방관(4)에서 복사열 형태로 방출되는 열 에너지를 통해 실내 공간의 난방을 수행하고, 난방이 완료되면 난방 온수 환수관(131)을 통해 환수 헤더(130)로의 열매체 환수가 이루어지며, 환수 헤더(130)로 환수된 열매체는 바이패스관(150)을 통해 열매체 환수관(240)으로 배출된다.
동시에 제1 밸브(241)의 열림에 의해 급탕 온수 유동 라인내 열매체 흐름이 재개되면서, 공급 헤더(120)로 유입된 열매체 중 난방 라인을 따라 분배되고 남은 나머지 열매체가 열매체 배출관(140)을 통해 배출되어 열교환기(210)로 유입되며, 열교환기(210)로 유입된 열매체와 급수관(220)을 통해 열교환기(210)로 유입된 수돗물간의 열 에너지 교환에 따른 급탕 온수 가열이 이루어진다.
열 에너지 교환에 의해 승온된 급탕 온수는 급탕 온수 배출관(230)을 통해 수전(3)으로 공급되고, 열 에너지 교환에 의해 감온된 열매체는 열매체 환수관(240)으로 배출되며, 바이패스관(150)을 따라 배출된 난방 온수용 열매체와 함께 열매체 환수관(240)을 통해 열 생산시설(1)로 회수된다.
이때, 열교환기(210)가 제1,2 열교환 회로(211,212)로 구성되는 경우, 바이패스관(150)의 열매체 출구 측 끝단은 제2 회로 연결관(214)으로 연결되므로, 난방 라인을 따라 분배되고 남은 나머지 열매체가 열매체 배출관(140)을 통해 배출되어 급탕 온수 유동 라인을 따라 제1 열교환 회로(211)에서의 급탕 온수를 2차 가열한 다음 제2 회로 연결관(214)을 통과할 때, 바이패스관(150)에서 배출되는 난방 라인의 열매체가 제2 회로 연결관(214)으로 유입되면서 두 라인의 열매체간 혼합이 발생하게 된다.
혼합된 열매체는 제2 열교환 회로(212)를 통과하면서 급수관(220)을 통해 제2 열교환 회로(212)로 유입된 수돗물을 1차 가열한 후 열매체 환수관(240)으로 배출되며, 열매체 환수관(240)을 통해 열 생산시설(1)로 회수된다.
제1 밸브(241)는 열교환기(210)를 통과하는 열매체 유량을 제어하여 급탕 온수의 온도 조절 및 공급 헤더(120)의 열매체 정유량 또는 유량을 제어하며, 제2 밸브(151)는 환수 헤더(130)로부터 열매체 환수관(240)으로 배출되는 열매체 유량을 제어하여 난방 온도를 조절하거나 난방 온수의 정유량을 제어하게 된다.
실내 공간 난방 중 수전(3)에서의 급탕 온수 사용량 또는 급탕 온도가 높아짐에 따라 급탕 부하가 크게 증가하는 경우, 제2 밸브(151)를 닫거나 조절하고, 제1 밸브(241)의 제어를 통해 열매체 배출관(140)으로 배출되는 열매체 유량을 증가시킨다.
특히, 실내 공간의 난방과 달리 수전(3)에서의 급탕 온수 사용은 단시간동안 간헐적으로 이루어지기 때문에 급탕 온수 공급이 실내 공간의 난방보다 우선하여 이루어지도록 제1,2 밸브(241,151)의 제어회로를 구성할 수 있다.
복사열을 이용한 바닥 난방의 특성상, 각 실내 공간의 난방관(4)으로 분배되는 열매체의 유량이 감소하거나 일시적으로 중단되더라도 실내 공간의 급격한 온도 저하는 발생하지 않으며, 열 에너지를 전달하는 열매체로 활용되는 물은 높은 비열을 가지고 있어, 유량의 감소 또는 중단에 따라 열 에너지 공급량이 일시적으로 감소하더라도 실내 공간의 온도 저하가 빠르게 발생하지 않게 되므로 난방 효율 저하 발생을 최소화할 수 있다.
따라서 실내 공간 난방 중 수전(3)에서 급탕 온수를 사용하는 경우, 열매체 공급관(110)을 통해 공급 헤더(120)로 유입된 열매체 전체 유량 중 열매체 배출관(140)을 통해 배출되는 유량의 비율을 증가시키거나, 공급 헤더(120)로 유입된 열매체 전량을 열매체 배출관(140)으로 배출하여 급탕 온수의 온도를 빠르게 높일 수 있도록 할 수 있다.
상기 내용을 참조하여 본 발명의 실시예들을 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.
그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해되어야 하고, 상기 상세한 설명에서 기술된 본 발명의 범위는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허 청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
1: 열 생산시설
2: 숙박형 건물
3: 수전 4: 난방관
10: 통합유닛 11: 지지대
100: 온수 분배기 110: 열매체 공급관
120: 공급 헤더 121: 난방 온수 분배관
130: 환수 헤더 131: 난방 온수 환수관
140: 열매체 배출관 150: 바이패스관
151: 제2 밸브 160: 조절 밸브
200: 급탕 가열기 210: 열교환기
211: 제1 열교환 회로 212: 제2 열교환 회로
213: 제1 회로 연결관 214: 제2 회로 연결관
220: 급수관 230: 급탕 온수 배출관
240: 열매체 환수관 241: 제1 밸브
3: 수전 4: 난방관
10: 통합유닛 11: 지지대
100: 온수 분배기 110: 열매체 공급관
120: 공급 헤더 121: 난방 온수 분배관
130: 환수 헤더 131: 난방 온수 환수관
140: 열매체 배출관 150: 바이패스관
151: 제2 밸브 160: 조절 밸브
200: 급탕 가열기 210: 열교환기
211: 제1 열교환 회로 212: 제2 열교환 회로
213: 제1 회로 연결관 214: 제2 회로 연결관
220: 급수관 230: 급탕 온수 배출관
240: 열매체 환수관 241: 제1 밸브
Claims (5)
- 열 생산시설(1)로부터 공급받은 열매체를 통해 숙박형 건물(2)의 온수 급탕 및 난방이 개별적으로 또는 동시에 수행하여, 수전(3) 급탕이나 난방관(4)내 온수 공급이 이루어질 수 있도록, 난방용 온수를 각 실내 공간의 난방관으로 분배하는 온수 분배기(100)와 열교환을 통해 급탕용 온수를 가열하는 급탕 가열기(200)가 병렬로 구성된 통합 유닛(10)을 구성하고,
통합 유닛(10)은,
열 생산시설(1)로부터 열매체를 공급받는 열매체 공급관(110);
통합 유닛(10)의 케이스를 형성하는 지지대(11) 내측에 장착되어, 열매체 공급관(110)과 연결되어 열매체를 공급받으며, 각 실내의 난방관(4) 유입구로 연결되어 열매체 공급관(110)을 통해 공급받은 열매체 일부 또는 전부를 각 실내 공간의 난방관(4)으로 분배하는 다수의 난방 온수 분배관(121)이 형성된 공급 헤더(120);
공급 헤더(120)와 일정 간격 이격되도록 지지대(11) 내측에 장착되며, 난방관(4) 배출구로부터 실내 공간 난방을 완료한 열매체를 환수하는 다수의 난방 온수 환수관(131)이 형성된 환수 헤더(130);
공급 헤더(120)에 연결되어, 열매체 공급관(110)을 통해 공급받은 열매체를 일부 또는 전부를 배출하는 열매체 배출관(140);
지지대(11) 일측에 장착되며, 공급 헤더(120)를 경유하여 열매체 배출관(140)으로 배출된 열매체와, 급탕을 위해 급수관(220)으로부터 공급되는 수돗물간 열교환이 이루어지는 열교환기(210);
열교환기(210)를 통해 급수관(220)과 연결되며, 열교환기(210)에서 가열된 급탕 온수를 배출하여 수전(3)으로 공급하는 급탕 온수 배출관(230);
열교환기(210)를 통해 열매체 배출관(140)과 연결되며, 급탕 가열을 완료한 열매체를 열 생산시설(1)로 회수하는 열매체 환수관(240);
환수 헤더(130)와 열매체 환수관(240)을 서로 연결하며, 지지대(11) 내부 공간에 배치되는 바이패스관(150);
바이패스관(150)과의 연결부 및 열교환기(210) 사이에 위치하는 열매체 환수관(240)에 장착되며, 열매체 환수관(240)을 통과하는 열매체 유량을 제어하여 급탕 온도를 조절하거나, 공급 헤더(120)의 열매체 정유량 또는 유량과 온도를 제어하는 제1 밸브(241);
로 온수 분배기(100) 결합형 급탕 가열기(200) 통합 유닛(10)을 구성하되,
상기 열매체 공급관(110)과 급수관(220) 및 급탕온수 배출관(230)은 지지대(11)로부터 일정 간격 이격된 위치에서 분리 및 연결 가능한 구조를 이루고, 열매체 환수관(240)은 바이패스관(150)과의 연결부로부터 일정 간격 이격된 위치에서 분리 및 연결 가능한 구조를 이룸으로써, 통합 유닛(10)이 열매체 공급관(110)과 급수관(220)과 급탕 온수 배출관(230) 및 열매체 환수관(240) 연결부를 갖춘 모듈을 형성하며, 제1 밸브(241)를 통과하는 열매체의 유량을 급탕부하에 따라 조절하거나 제2 밸브와 연계하여 조절함으로써 급탕의 온수 온도의 조절이 이루어지는 것을 특징으로 하는 온수 분배기 결합 병렬형 급탕 가열 유닛. - 제1항에 있어서,
상기 열교환기(210)는 제1 열교환 회로(211)와 제2 열교환 회로(212)로 구성되어, 제1,2 열교환 회로(211,212)에 의한 급탕 온수의 가열 및 재가열이 이루어지며, 제1 열교환 회로(211)와 제2 열교환 회로(212)는 제1 회로 연결관(213)과 제2 회로 연결관(214)을 통해 서로 연결되되,
급수관(220)은 제2 열교환 회로(212)를 통해 제1 회로 연결관(213) 및 급탕 온수 배출관(230)으로 연결되고, 열매체 배출관(140)은 제1 열교환 회로(211)를 통해 제2 회로 연결관(214) 및 열매체 환수관(240)으로 연결되며, 바이패스관(150)은 제2 회로 연결관(214)을 통해 열매체 환수관(240)으로 연결되는 것을 특징으로 하는 온수 분배기 결합 병렬형 급탕 가열 유닛. - 제1항 또는 제2항 중 선택되는 어느 하나의 항에 있어서,
상기 바이패스관(150)에는 환수 헤더(130)로부터 열매체 환수관(240)으로 배출되는 열매체 유량을 제어하는 제2 밸브(151)가 부가되며, 제2 밸브(151)는 난방 온도나 난방 온수의 정유량을 복합적으로 제어하고, 온수 가열부하 증가 시 제2 밸브(151)의 조절 또는 차단에 따른 급탕 우선 공급이 이루어지는 것을 특징으로 하는 온수 분배기 결합 병렬형 급탕 가열 유닛. - 제1항 또는 제2항 중 선택되는 어느 하나의 항에 있어서,
상기 열교환기(210)의 외표면에는 반경질 발포재질의 단열부재가 5mm 이상의 두께를 이루도록 부착되는 것을 특징으로 하는 온수 분배기 결합 병렬형 급탕 가열 유닛. - 제1항 또는 제2항 중 선택되는 어느 하나의 항에 있어서,
공급 헤더(120)의 난방 온수 분배관(121) 또는 환수 헤더(130)의 난방 온수 환수관(131)에는 온수 온도 감지 및 실내 온도 감지에 따라 각 실내 공간의 난방 온도를 개별적으로 제어하기 위한 조절 밸브(160)가 부가되는 것을 특징으로 하는 온수 분배기 결합 병렬형 급탕 가열 유닛.
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|---|---|---|---|---|
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| KR101595371B1 (ko) * | 2015-08-26 | 2016-02-18 | 주식회사 코텍 | 온수기능을 갖는 난방시스템 |
| JP2018525599A (ja) * | 2015-08-28 | 2018-09-06 | キュンドン ナビエン シーオー．，エルティーディー． | 熱交換器 |
| KR20200031952A (ko) * | 2018-09-17 | 2020-03-25 | 주식회사 경동나비엔 | 난방 및 급탕 공급장치 |
| KR20210002993A (ko) * | 2019-07-01 | 2021-01-11 | 주식회사 경동나비엔 | 난방 및 급탕 공급장치 |
-
2021
- 2021-12-02 KR KR1020210170657A patent/KR102584026B1/ko active IP Right Grant
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101222110B1 (ko) | 2010-04-30 | 2013-01-15 | 에스케이하이닉스 주식회사 | 반도체 장치 |
| KR101595371B1 (ko) * | 2015-08-26 | 2016-02-18 | 주식회사 코텍 | 온수기능을 갖는 난방시스템 |
| JP2018525599A (ja) * | 2015-08-28 | 2018-09-06 | キュンドン ナビエン シーオー．，エルティーディー． | 熱交換器 |
| KR20200031952A (ko) * | 2018-09-17 | 2020-03-25 | 주식회사 경동나비엔 | 난방 및 급탕 공급장치 |
| KR20210002993A (ko) * | 2019-07-01 | 2021-01-11 | 주식회사 경동나비엔 | 난방 및 급탕 공급장치 |
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