WO2019143038A1 - 난방 및 급탕공급장치 - Google Patents

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WO2019143038A1
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heating
heat
heat exchanger
flow rate
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박수대
허창회
김정겸
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주식회사 경동나비엔
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Definitions

  • the present invention relates to a heating and hot water supply apparatus, and more particularly, to a heating and hot water supply apparatus capable of improving energy efficiency by preheating a heat exchanger for hot water supply and quickly adjusting a hot water temperature to a target hot water temperature.
  • a large apartment or a large-scale building has not only an individual heating system and a separate hot water supply system, but also installed a common heating system for the whole of the building, and supplies a high-temperature heating medium to each household or each floor through a common pipe network.
  • a local and central heating system is constructed to perform heating of a heating target such as a room or a living room using the supplied heating medium and to use hot water by heat exchange between the heating medium and the direct water.
  • the pipeline structure connected to each individual household for the existing regional and central heating consists of a four-pipe system equipped with a heating supply pipe, a heating return pipe, a hot water supply pipe, and a hot water return pipe.
  • this four-pipe system can be used at the same time with heating and hot water.
  • a large amount of cost is incurred for maintenance and new installation.
  • a heating pipe for supplying and returning heat medium from a heat source which is a trend of using a two-pipe heating and hot water system.
  • hot water produced in a heat production facility is supplied to a hot water heat exchanger, and hot water is produced in a heating device connected in series with the hot water heat exchanger using a heat medium coming out through a hot water heat exchanger So that heating is performed.
  • the heat medium produced in the heat production facility is supplied to the heating device through the hot water heat exchanger, so that even when the user does not use the hot water, the hot water heat exchanger is filled with the hot heat medium.
  • the hot water passes through the hot water heat exchanger and heat exchange is performed with the heat medium which has already been heated to a high temperature, and hot water is discharged at an early stage of using hot water.
  • a method of preventing the hot water from flowing out by adjusting the opening degree of the flow control valve provided on the pipe through which the heating medium flows can be considered.
  • the hot water remaining in the hot water heat exchanger inside the hot water heat exchanger So that it is difficult to prevent the hot water from coming out by only adjusting the opening of the flow control valve.
  • the present invention has been conceived to solve the above-mentioned problems, and it is an object of the present invention to provide a heating and hot water supply system capable of preventing high temperature hot water from coming out at the beginning of hot water use, And to provide a feeding device.
  • Another object of the present invention is to provide a heating and hot water supply device capable of promptly supplying hot water of a desired temperature to a user during hot water supply and improving energy efficiency.
  • the present invention provides a heating and hot water supply apparatus comprising: a first heat exchanger connected in parallel to a heating destination and generating hot water by heat exchange with a heat medium supplied from a heat source; A second heat exchanger connected to the first heat exchanger in series to preheat the direct water using the heat medium having passed through the first heat exchanger and then flow to the first heat exchanger; A mixing valve for mixing the direct water into hot water discharged from the first heat exchanger; And a controller for controlling the amount of opening of the mixing valve.
  • a first hot water temperature sensor for measuring a hot water temperature of the hot water discharged from the first heat exchanger
  • a second hot water temperature sensor for measuring a hot water temperature of the hot water discharged from the first heat exchanger
  • the control unit may adjust the opening of the mixing valve based on the flow rate of the direct water, the temperature of the direct water, the first hot water temperature, and the second hot water temperature.
  • a heating flow rate regulating valve for regulating a flow rate of the heating medium supplied to the heating source and a warm flow rate regulating valve for regulating a flow rate of the heating medium supplied to the first heat exchanger.
  • the hot water supply flow rate control valve may be provided on the first connection pipe connecting the first heat exchanger and the second heat exchanger, wherein the heat medium flows.
  • a heat recovery pipe through which the heat recovery exchanged in the heating destination flows may be connected to the first connection pipe.
  • the heating flow rate control valve may be provided on a heat return pipe through which the heating water exchanged in the heating destination flows.
  • the heating flow rate control valve is set to a maximum opening degree at which the maximum flow rate can flow, and the opening degree can be adjusted to correspond to the heating load within the maximum opening degree.
  • a leakage sensor may be provided to detect leakage of water in the path of the heating medium or the direct or hot water.
  • control unit may shut off the flow rate control valve that controls the flow rate of the heating medium.
  • the present invention by connecting the heat exchanger for hot water supply and the heating destination in parallel, it is possible to prevent the hot water from coming out at the beginning of hot water use, thereby preventing the user from burning.
  • the mixing valve so that the direct water can be mixed with the hot water, the temperature of the hot water coming out can be quickly adjusted to the target hot water temperature set by the user.
  • the direct water can be preheated by using the heat medium that has passed through the first heat exchanger or the heat medium that is recovered from the heating destination, the temperature of the direct water can be quickly raised and the energy efficiency can be improved.
  • the heating flow control valve is provided with the constant flow rate function, when the heating is used, the heating water having a flow rate suitable for each household is introduced, thereby preventing noise that may be generated due to excessive heating flow rate.
  • a leak sensor is provided inside the heating and hot water supply device to quickly detect the leakage of water from the piping, and to prevent the leakage of a large amount of water by shutting off the heating or hot water flow control valve.
  • FIG. 1 is a view showing a heating and hot water supply apparatus according to the present invention
  • FIG. 2 is a view showing a state in which a leakage detection sensor is provided inside a heating and hot water supply apparatus according to the present invention
  • FIG. 3 is a view showing an operating state at the time of heating in the heating and hot water supply apparatus of the present invention
  • FIG. 4 is a view showing an operating state at the time of hot water supply in the heating and hot water supply apparatus of the present invention
  • FIG. 5 is a view showing an operating state at the time of heating and hot water supply in the heating and hot water supply apparatus of the present invention
  • Heating and hot water supply device 10 Heat source supply pipe
  • mixing pipe 110 first heat exchanger
  • Second heat exchanger 131 Heating flow regulating valve
  • first heating medium temperature sensor 142 second heating medium temperature sensor
  • a heating and hot water supply apparatus 1 includes a first heat exchanger (not shown) connected in parallel to a heating destination (not shown) and generating hot water by heat exchange with a heat medium supplied from a heat source A second heat exchanger 110 connected in series to the first heat exchanger 110 so as to flow into the first heat exchanger 110 after preheating the direct water using the heat medium passing through the first heat exchanger 110; A mixing valve 133 for mixing the direct water into hot water discharged from the first heat exchanger 110 and a control unit for controlling the amount of opening of the mixing valve 133, .
  • the heating medium supplied from the heat source flows into the heating and hot water supply device 1 through the heat source supply pipe 10.
  • the heat source supply pipe 10 is branched into a first heat medium supply pipe 20 connected to the heat source and a second heat medium supply pipe 30 connected to the first heat exchanger 110.
  • the heat source and the first and second heat exchangers 110 and 120 are connected in parallel.
  • the heat medium supplied through the heat source supply pipe 10 may flow to either the first heat medium supply pipe 20 or the second heat medium supply pipe 30 or may flow at the same time.
  • the heat medium passing through the second heat medium supply pipe 30 is heat-exchanged between the heat medium in the second heat exchanger 120 and the preheated direct heat.
  • the second heat exchanger (120) heat exchange is performed between the heat medium passing through the first heat exchanger (110) and the direct water, and the direct water is firstly preheated and then flows into the first heat exchanger It is heated by a second order. Therefore, the temperature of the direct water can be raised quickly, and the heat of the heat medium passing through the primary heat exchanger 110 can be used, so that the energy efficiency can be improved.
  • the first heat exchanger 110 and the second heat exchanger 120 may be each a plate heat exchanger in which heat is exchanged between the heating medium and the plurality of stacked plates while alternating with the heating medium.
  • a first connection pipe 31 through which the heating medium flows and a second connection pipe 41 through which the direct water flows are connected between the first heat exchanger 110 and the second heat exchanger 120.
  • the first heat exchanger 110 is connected to a second heat medium supply pipe 30 through which the heat medium supplied from the heat source flows and a hot water supply pipe 42 through which the direct water is heated by the heat medium and discharged as hot water .
  • the second heat exchanger 120 is connected to a direct oil inflow pipe 40 through which the direct water flows, and an integrated water return pipe 32 through which the heat medium having a temperature lowered due to heat exchange with the direct water flows to a heat source .
  • a mixing pipe 50 for mixing direct water into warm water is connected between the direct oil feed inlet 40 and the hot water supply pipe 42 and a mixing valve 50 for controlling the amount of direct water to be mixed is connected to the mixing pipe 50.
  • the mixing valve 133 is provided to adjust the opening degree, and the mixing amount of the direct water can be adjusted. By mixing the direct water with the mixing valve 133, the hot water of the high temperature coming from the first heat exchanger 110 can be lowered to the set temperature. This makes it possible to quickly and accurately reach the set target hot water temperature.
  • a first heat medium temperature sensor 141 for measuring the temperature of the heat medium supplied from the heat source is provided on the heat source supply pipe 10 and the first heat medium temperature sensor 141 is connected to the second heat exchanger 120 And a second heat medium temperature sensor 142 for measuring the temperature of the heat medium.
  • the direct-feed oil inlet 40 is provided with a direct-current temperature sensor 143 for measuring direct-water temperature and a flow-rate sensor 150 for measuring direct-current flow.
  • the hot water supply pipe 42 is connected to a first hot water temperature sensor 144 for measuring a first hot water temperature of the hot water discharged from the first heat exchanger 110, And a second hot water temperature sensor 145 for measuring the second hot water temperature of the hot water mixed with the direct water passing through the mixing pipe 50.
  • a heating flow rate regulating valve 131 for regulating the flow rate of the heat medium flowing in the heating target is disposed on the heat return pipe 21 in which the heat medium having undergone heat exchange in the heating destination flows to the second heat exchanger 120 Respectively.
  • the heating flow control valve 131 is provided in the heating return pipe 21, but it may be provided at other positions on the path of the heating medium flow during heating, including the heating supply pipe 20.
  • the heating flow control valve 131 includes a constant flow function.
  • the constant flow rate function is a function for limiting the flow rate so that the heating water is not supplied at a certain flow rate or more for the heating of each household.
  • the heating area is different for each generation in which the heating system is installed, and the heating water can be prevented from flowing at an unnecessary flow rate by restricting the heating water to flow only at a predetermined flow rate according to the different heating requirements of each generation, It is possible to prevent noise that may be generated due to the flow rate.
  • a constant flow valve (not shown) is provided between the heat source and the integrated return pipe 32 for limiting the flow rate of the heating medium flowing into the heating and hot water supply device 1 to a constant flow rate.
  • the maximum flow rate set in the heating flow rate control valve 131 is set to be smaller than the flow rate set in the constant flow rate valve provided between the heat source and the integrated return pipe 32.
  • the flow rate set in the constant flow rate valve is set based on the use of hot water, and the maximum flow rate set in the heating flow rate control valve 131 is set on the basis of heating.
  • the heating flow regulating valve 131 is provided on the heat return pipe 21 so that the flow rate is regulated within the range of the maximum flow rate set in the heating flow regulating valve 131 only during heating,
  • the flow rate of the heating medium supplied to the heat exchanger 110 and the second heat exchanger 120 can be increased without flowing through the heating flow control valve 131.
  • a warm water flow control valve (132) for controlling the flow rate of the heat medium flowing from the heat source to the first heat exchanger (110).
  • the hot water supply flow rate control valve 132 is provided in the first connection pipe 31.
  • the hot water supply flow rate control valve 132 may be provided at another position on the path through which the heat medium flows during hot water supply, .
  • the control unit controls the temperature of the first heating medium temperature sensor 141, the second heating medium temperature sensor 142, the direct water temperature sensor 143, the first hot water temperature sensor 144 and the second hot water temperature sensor 145 And controls the opening degree of the heating flow control valve 131, the warm water flow control valve 132 and the mixing valve 150 according to the received temperature information.
  • a water leakage sensor 160 may be provided in the heating and hot water supply device 1 to detect leakage of water in the path of the heating medium, the direct water, and the hot water.
  • the heating and hot water supply device 1 may be installed in a lower part of a sink, embedded in a wall, or installed in the form of a wall. If water leaks in the installed state in this manner, water may flood on the floor of the room, so that the above problem can be prevented by detecting the water leakage using the water leakage sensor 160.
  • the water leakage sensor 160 is installed near the bottom of the heating and hot water supply device 1 and is connected to the first heat exchanger 110 and the second heat exchanger 120 and the pipes 10, , 30, 31, 32, 40, 41, and 42).
  • the controller controls the heating flow rate control valve 131 and the warm water flow rate control valve 132 to be shut off, thereby preventing a large amount of water leakage can do.
  • an alarm may be generated to notify the user that leakage of water has occurred, at the same time that the heating flow regulating valve 131 and the warm water flow regulating valve 132 are shut off.
  • Heating is started by the user setting the desired heating temperature in the room controller (not shown).
  • the opening degree of the heating flow rate control valve 131 is set so as to correspond to the set heating temperature.
  • the heating flow rate control valve 131 is set to a maximum flow rate suitable for the generation to implement the constant flow rate function, and the opening degree is set to correspond to the set heating temperature within the range of the maximum flow rate.
  • the opening degree of the heating flow control valve 131 may be set to be proportional to the temperature difference of the heating medium measured by the first heating medium temperature sensor 141 and the second heating medium temperature sensor 142.
  • the heating flow rate control valve 131 When the heating flow rate control valve 131 is opened, the heating medium supplied from the heat source passes through the heat source supply pipe 10 and the first heating medium supply pipe 20 in sequence, and then supplied to the heating destination.
  • the heating medium whose temperature has been lowered in the heating destination is passed through the heating water return pipe 21, the heating flow control valve 131 and the first connecting pipe 31, and then flows into the second heat exchanger 120.
  • the hot water supply flow rate control valve 132 remains closed, so that the heat medium supplied from the heat source does not flow toward the first heat exchanger 110. Therefore, since the high-temperature heating medium does not flow into the first heat exchanger 110, it is possible to prevent the high-temperature direct water from being outflowed in the hot water after heating.
  • the second heat exchanger 120 is provided with a direct flow path communicating with the direct oil inflow pipe 40.
  • the heat medium flowing into the second heat exchanger 120 is heat exchanged with the direct water flowing along the direct flow path And then flows to the heat source side through the integrated water return pipe 32.
  • the direct water flowing along the direct water flow path can be preheated by using the heat remaining in the heat medium passing through the heating destination, the energy efficiency can be improved.
  • the direct water flowing along the direct water flow path in the second heat exchanger 120 is preheated, the direct water is preheated in the second heat exchanger 120 and then flows into the first heat exchanger 110, It is possible to rapidly raise the temperature of the gas.
  • the direct water flows through the direct oil inflow pipe 40.
  • the hot water flow regulating valve 132 is opened to open the first heat exchanger 110). ≪ / RTI > In this case, the heating flow rate control valve 131 remains closed.
  • the heating medium flowing into the first heat exchanger 110 flows through the first connection pipe 31 and the second heat exchanger 120 in sequence and then flows to the heat source side through the integrated return pipe 32.
  • the direct water passes through the direct oil inflow pipe 40, the second heat exchanger 120, the second connection pipe 41 and the first heat exchanger 110 in order to perform heat exchange with the heat medium in the second heat exchanger 120 And is secondarily heated by heat exchange with the heating medium in the first heat exchanger 110, and is then delivered to the user through the hot water supply pipe 42.
  • the temperature of the hot water desired by the user can be set to the target hot water temperature, and the controller can adjust the opening degree of the hot water flow regulating valve 132 to match the target hot water temperature.
  • the opening rate of the hot water flow control valve 132 may be set according to the hot water load.
  • the hot water load is based on the temperature of the direct water measured by the direct water temperature sensor 143, the first hot water temperature measured by the first hot water temperature sensor 144, and the flow rate of the direct water measured by the flow sensor 150 Lt; / RTI >
  • the opening degree of the warm water flow control valve 132 can be varied until the temperature of the hot water flowing out through the hot water supply pipe 42 reaches the target hot water temperature set by the user.
  • the temperature can be adjusted quickly.
  • the second heat exchanger 120 is preheated during the heating, the hot water can be discharged through the second heat exchanger 120 and the first heat exchanger 110 while being hot, at the time of hot water supply.
  • the direct water is mixed using the valve 133, it is possible to prevent hot water from coming out.
  • the amount of opening of the mixing valve 133 is controlled by the flow rate of the direct water measured by the flow sensor 150, the direct water temperature measured by the direct water temperature sensor 143, the first direct current of the hot water measured by the first hot water temperature sensor 144 The hot water temperature, and the second hot water temperature of the hot water measured by the second hot water temperature sensor 145.
  • the opening amount of the mixing valve 133 can be set so as to correspond to the calculated flow rate of the direct water.
  • the mixing valve 133 is used in a case where it is difficult for the user to adjust the desired hot water temperature quickly by only adjusting the opening of the hot water flow control valve 132, the user can quickly adjust the desired hot water temperature, The satisfaction with the hot water temperature can be increased.
  • the temperature of the direct water can be raised quickly, and the temperature of the heat medium passing through the first heat exchanger 110 It is possible to preheat the inside of the second heat exchanger 120 by using the heat remaining in the second heat exchanger 120, thereby improving the energy efficiency.
  • the warm water flow control valve 132 When hot water is used, it is very important to quickly adjust the target hot water temperature.
  • the warm water flow control valve 132 is opened at the maximum opening degree, it is preferable that the heating medium having the same flow rate as that supplied from the heat source to the household is allowed to pass through the warm water flow control valve 132.
  • the hot water flow rate control valve 132 When the hot water flow rate control valve 132 is opened at the maximum opening degree, the flow rate of the hot water flow control valve 132 is larger than the fixed flow rate set in the heating flow rate control valve 131. Therefore, So that the hot water temperature can be quickly controlled to be the target hot water temperature.
  • the heating flow control valve 131 and the warm water flow control valve 132 are opened so as to correspond to the set temperature set by the user.
  • the heating flow regulating valve 131 is opened so that the heating medium supplied from the heat source flows through the heat source supply pipe 10, the first heat medium supply pipe 20, the heating requirement destination, the heat return pipe 21, , And the first connection pipe (31).
  • the hot water supply flow rate control valve 132 is opened so that the heat medium supplied from the heat source flows through the heat source supply pipe 10, the second heat medium supply pipe 30, the first heat exchanger 110, the first connection pipe 31, 2 heat exchanger 120, and the integrated return pipe 32.
  • the heat source supply pipe 10 the second heat medium supply pipe 30, the first heat exchanger 110, the first connection pipe 31, 2 heat exchanger 120, and the integrated return pipe 32.
  • the opening degree of the heating flow rate regulating valve 131 and the warming flow rate regulating valve 132 is set so that the second hot water temperature can be preferentially set to the target hot water temperature set by the user .
  • the preheating mode for preheating the first and second heat exchangers 110 and 120 may be operated for a set time.
  • the temperature of the water inside the hot water supply pipe 42 is measured by the first hot water temperature sensor 144 or the second hot water temperature sensor 145.
  • the measured temperature becomes the set temperature or less
  • the water in the first and second heat exchangers 110 and 120 is preheated.
  • preheated water is discharged in advance, so that hot water can be quickly supplied to the user.
  • the preheating mode may be activated when the temperature of the heating medium measured by the first and second heating medium temperature sensors 141 and 142 becomes a set temperature or less.
  • the emergency operation mode may be configured to operate in case the room controller fails. If the room controller fails, heating and hot water supply can not be provided. If the signal line of the room controller is short-circuited in this case, the heating flow rate control valve 131 is opened to supply the heating, and the hot water flow rate control valve 132 is opened to supply hot water. Lt; / RTI > When operating in the emergency operation mode, the heating flow rate control valve 131 can be controlled so as to be kept open. When the flow sensor 150 senses the use of hot water by the user, the control unit sets the hot water flow rate control valve 132 to the set target hot water temperature To be opened.
  • the first and second heat exchangers 110 and 120 for hot water supply are connected in parallel to the heating target, thereby preventing the hot water from coming out at the beginning of hot water use,
  • the mixing valve 133 so that the direct water can be mixed with the hot water, the temperature of the hot water coming out can be quickly adjusted to the target hot water temperature set by the user.
  • the direct water can be preheated, the temperature of the direct water can be raised quickly, and the energy efficiency can be improved.

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Abstract

본 발명은 온수 사용 초기에 고온의 온수가 출수되는 것을 방지하고, 출수되는 온수 온도를 사용자가 설정한 목표 온수온도에 신속하게 맞출 수 있는 난방 및 급탕공급장치를 제공하고자 함에 그 목적이 있다. 이를 구현하기 위한 난방 및 급탕공급장치는, 난방소요처와 병렬로 연결되고 열원에서 공급된 열매체와의 열교환에 의해 온수를 생성하는 제1열교환기; 상기 제1열교환기를 통과한 열매체를 이용하여 직수를 예열시킨 후 상기 제1열교환기로 유동하도록 상기 제1열교환기(110)에 직렬로 연결된 제2열교환기; 상기 제1열교환기에서 출수되는 온수에 상기 직수를 혼합하기 위한 믹싱밸브; 상기 믹싱밸브의 개도량을 조절하기 위한 제어부를 포함한다.

Description

난방 및 급탕공급장치
본 발명은 난방 및 급탕공급장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 온수 공급을 위한 열교환기를 예열하여 에너지 효율을 향상시키고, 온수 온도를 목표 온수온도로 신속히 맞출 수 있는 난방 및 급탕공급장치에 관한 것이다.
최근의 대단지 아파트나 중대규모 빌딩은 개별난방과 개별 급탕 공급 방식이 아닌 단지 전체를 위한 공동의 난방시설을 설치하여 공동의 배관망을 통하여 각 세대 혹은 각 층에 고온의 열매체를 공급하고 있으며, 각 세대에서는 상기 공급된 열매체를 이용하여 방이나 거실과 같은 난방소요처의 난방을 수행하고, 상기 열매체와 직수와의 열교환에 의해 온수를 사용할 수 있도록 하는 지역 및 중앙난방식 시스템이 구축되고 있다.
기존의 지역 및 중앙 난방을 위해 각 개별세대에 연결되는 배관구조는, 난방 공급관, 난방 환수관, 급탕 공급관 및 급탕 환수관이 구비된 4배관식으로 구성되어 있다. 그러나 이러한 4배관식은 난방과 온수의 동시 사용이 가능한 반면, 유지 보수 및 신규 설치 시 많은 비용이 발생하게 되어, 최근에는 열원으로부터 열매체의 공급 및 환수가 이루어지도록 하는 난방 공급관과 난방 환수관의 2배관으로 이루어지는 2배관식 난방 및 급탕 시스템을 사용하는 추세이다.
이러한 종래의 2배관식 난방 및 급탕 시스템의 경우 열생산시설에서 생산된 열매체를 급탕 열교환기에서 제공받아 온수를 생산하고, 상기 급탕 열교환기와 직렬 구조로 연결된 난방용기기에서 급탕 열교환기를 통해 나오는 열매체를 이용하여 난방을 실시하도록 되어 있다.
이 경우 난방 사용시 열생산시설에서 생산된 열매체는 급탕열교환기를 거쳐 난방용기기로 공급되므로, 사용자가 온수를 사용하지 않는 경우에도 급탕열교환기 내부에는 고온의 열매체가 채워져 있게 된다.
이 상태에서 사용자가 온수를 사용하게 되면, 직수가 급탕열교환기를 통과하면서 이미 고온으로 가열되어 있던 열매체와 열교환이 이루어져 온수 사용 초기에 고온의 온수가 출수되므로, 사용자가 화상을 입는 문제점이 있었다.
상기 열매체가 유동하는 배관 상에 구비된 유량조절밸브의 개도를 조절하여 고온의 온수가 출수되는 것을 방지하는 방법을 생각할 수도 있으나, 급탕열교환기 내부에 고온으로 잔존하는 온수는 사용자의 온수 사용시 곧바로 출수되어 버리므로 상기 유량조절밸브의 개도 조절만으로는 고온 온수의 출수를 방지하기 어려운 문제점이 있었다.
본 발명은 상술한 제반 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 온수 사용 초기에 고온의 온수가 출수되는 것을 방지하고, 출수되는 온수 온도를 사용자가 설정한 목표 온수온도에 신속하게 맞출 수 있는 난방 및 급탕공급장치를 제공하고자 함에 그 목적이 있다.
본 발명의 다른 목적은, 급탕시 사용자가 원하는 온도의 온수를 신속히 공급할 수 있고, 에너지 효율을 향상시킬 수 있는 난방 및 급탕공급장치를 제공하고자 함에 있다.
본 발명의 다른 목적은, 급탕시에는 많은 유량이 유동하도록 하여 사용자가 원하는 온도의 온수를 신속히 공급할 수 있고, 난방 사용시에는 각 세대에 적합한 유량의 난방수가 유동하도록 함으로써 과도한 난방 유량으로 인해 발생될 수 있는 소음을 방지할 수 있는 난방 및 급탕공급장치를 제공하고자 함에 있다.
본 발명의 다른 목적은, 누수 여부를 감지하여 난방용 또는 온수용 유량조절밸브를 차단시킴으로써 다량의 누수가 발생하는 것을 방지할 수 있는 난방 및 급탕공급장치를 제공하고자 함에 있다.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 난방 및 급탕공급장치는, 난방소요처와 병렬로 연결되고 열원에서 공급된 열매체와의 열교환에 의해 온수를 생성하는 제1열교환기; 상기 제1열교환기를 통과한 열매체를 이용하여 직수를 예열시킨 후 상기 제1열교환기로 유동하도록 상기 제1열교환기에 직렬로 연결된 제2열교환기; 상기 제1열교환기에서 출수되는 온수에 상기 직수를 혼합하기 위한 믹싱밸브; 상기 믹싱밸브의 개도량을 조절하기 위한 제어부를 포함한다.
이 경우 상기 직수의 온도를 측정하기 위한 직수온도센서, 상기 직수의 유량을 측정하기 위한 유량센서, 상기 제1열교환기에서 배출된 온수의 제1온수온도를 측정하기 위한 제1온수온도센서, 상기 믹싱밸브에 의해 상기 직수가 혼합된 온수의 제2온수온도를 측정하기 위한 제2온수온도센서를 더 포함하고; 상기 제어부는, 상기 직수의 유량과 상기 직수의 온도와 상기 제1온수온도 및 제2온수온도를 기초로 상기 믹싱밸브의 개도를 조절하는 것일 수 있다.
상기 난방소요처로 공급되는 상기 열매체의 유량을 조절하기 위한 난방용 유량조절밸브와, 상기 제1열교환기로 공급되는 상기 열매체의 유량을 조절하기 위한 온수용 유량조절밸브가 구비될 수 있다.
상기 온수용 유량조절밸브는 상기 제1열교환기와 제2열교환기 사이를 연결하되 상기 열매체가 유동하는 제1연결관 상에 구비될 수 있다.
상기 난방소요처에서 열교환이 이루어진 난방환수가 유동하는 난방환수관은 상기 제1연결관에 연결될 수 있다.
상기 난방용 유량조절밸브는 상기 난방소요처에서 열교환이 이루어진 난방환수가 유동하는 난방환수관 상에 구비될 수 있다.
상기 난방용 유량조절밸브는 최대유량이 유동할 수 있는 최대개도가 설정되고, 상기 최대개도의 범위 내에서 난방부하에 대응하도록 개도가 조절될 수 있다.
상기 열매체 또는 직수 또는 온수가 유동하는 경로에서 누수가 발생하는 경우 이를 감지하기 위한 누수감지센서가 구비될 수 있다.
상기 누수감지센서에서 누수가 감지된 경우 상기 제어부는 상기 열매체의 유량을 조절하는 유량조절밸브를 차단시킬 수 있다.
상기 열원으로부터 열매체가 공급되는 열원공급관, 상기 열원공급관에서 상기 난방소요처와 제1열교환기 측으로 분기되는 제1열매체공급관과 제2열매체공급관이 구비될 수 있다.
본 발명에 의하면, 급탕을 위한 열교환기와 난방소요처를 병렬로 연결함으로써 온수 사용 초기에 고온의 온수가 출수되는 것을 방지하여 사용자가 화상을 입는 것을 방지할 수 있다.
또한, 온수에 직수를 혼합할 수 있도록 믹싱밸브를 구비함으로써 출수되는 온수의 온도를 사용자가 설정한 목표 온수온도에 신속하게 맞출 수 있다.
또한, 제1열교환기를 통과한 열매체 또는 난방소요처로부터 환수되는 열매체의 열을 이용하여 직수를 예열할 수 있으므로 직수의 온도를 신속히 상승시킬 수 있고, 에너지 효율을 향상시킬 수 있다.
또한, 난방용 유량조절밸브에 정유량 기능을 구비함으로써 난방 사용시에는 각 세대에 적합한 유량의 난방수를 유입함으로써 과도한 난방 유량으로 인해 발생될 수 있는 소음을 방지할 수 있다.
또한, 난방 및 급탕공급장치 내부에 누수감지센서를 구비하여 배관 등에서 발생하는 누수를 신속히 감지하고, 난방용 또는 온수용 유량조절밸브를 차단시킴으로써 다량의 누수가 발생하는 것을 방지할 수 있다.
도 1은 본 발명에 의한 난방 및 급탕공급장치가 나타난 도면
도 2는 본 발명에 의한 난방 및 급탕공급장치의 내부에 누수감지센서가 구비된 상태를 나타낸 도면
도 3은 본 발명의 난방 및 급탕공급장치에서 난방시 동작 상태가 나타난 도면
도 4는 본 발명의 난방 및 급탕공급장치에서 급탕시 동작 상태가 나타난도면
도 5는 본 발명의 난방 및 급탕공급장치에서 난방 및 급탕시 동작 상태가 나타난 도면
** 부호의 설명 **
1 : 난방 및 급탕공급장치 10 : 열원공급관
20 : 제1열매체공급관 21 : 난방환수관
30 : 제2열매체공급관 31 : 제1연결관
32 : 통합환수관 40 : 직수유입관
41 : 제2연결관 42 : 온수공급관
50 : 믹싱관 110 : 제1열교환기
120 : 제2열교환기 131 : 난방용 유량조절밸브
132 : 온수용 유량조절밸브 133 : 믹싱밸브
141 : 제1열매체온도센서 142 : 제2열매체온도센서
143 : 직수온도센서 144 : 제1온수온도센서
145 : 제2온수온도센서 150 : 유량센서
이하 본 발명에 대하여 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 난방 및 급탕공급장치(1)는, 난방소요처(미도시)와 병렬로 연결되고 열원에서 공급된 열매체와의 열교환에 의해 온수를 생성하는 제1열교환기(110), 상기 제1열교환기(110)를 통과한 열매체를 이용하여 직수를 예열시킨 후 상기 제1열교환기(110)로 유동하도록 상기 제1열교환기(110)에 직렬로 연결된 제2열교환기(120), 상기 제1열교환기(110)에서 출수되는 온수에 상기 직수를 혼합하기 위한 믹싱밸브(133), 상기 믹싱밸브(133)의 개도량을 조절하기 위한 제어부(미도시)를 포함하여 이루어진다.
상기 열원에서 공급된 열매체는 열원공급관(10)을 통해 난방 및 급탕공급장치(1)로 유입된다.
상기 열원공급관(10)은, 상기 난방소요처로 연결되는 제1열매체공급관(20)과, 상기 제1열교환기(110)로 연결되는 제2열매체공급관(30)으로 분기된다. 이로 인해 난방소요처와 제1,제2열교환기(110,120)는 병렬로 연결된다. 상기 열원공급관(10)을 통해 공급되어 온 열매체는 상기 제1열매체공급관(20)과 제2열매체공급관(30) 중 어느 하나로 유동하거나, 양쪽으로 동시에 유동할 수 있다.
이와 같이 열원공급관(10)에서 난방소요처와 제1,제2열교환기(110,120)로 병렬로 연결되면, 난방시 열원으로부터 공급된 열매체가 제1열교환기(110) 및 제2열교환기(120)로 공급되지 않도록 구성할 수 있다. 따라서 난방 후 사용자가 온수를 사용하더라도 제1열교환기(110)와 제2열교환기(120) 내부의 열매체 온도가 높지 않으므로 온수 사용 초기에 고온의 물이 출수되지 않아 사용자가 화상을 입는 것을 방지할 수 있다.
상기 제1열교환기(110)에서는 상기 제2열매체공급관(30)을 통과한 열매체와 상기 제2열교환기(120)에서 열교환이 이루어져 예열된 직수와의 사이에 열교환이 이루어진다.
상기 제2열교환기(120)에서는 상기 제1열교환기(110)를 통과한 열매체와 상기 직수와의 사이에 열교환이 이루어져, 직수는 1차 예열이 이루어진 후 제1열교환기(110)로 유입되어 2차로 가열된다. 따라서 직수의 온도를 신속히 상승시킬 수 있고, 1차 열교환기(110)를 통과한 열매체의 열을 이용할 수 있으므로 에너지 효율을 향상시킬 수 있다.
또한, 난방시에는 난방소요처에서 열교환이 이루어져 온도가 하락한 열매체가 상기 제2열교환기(120)를 거친 후 열원으로 유동하도록 되어 있고, 급탕시 상기 열매체에 잔존하는 열을 이용하여 제2열교환기(120) 내부의 직수를 예열할 수 있으므로, 에너지 효율을 향상시킬 수 있다.
상기 제1열교환기(110)와 제2열교환기(120)는 복수로 적층된 플레이트 사이에 상기 열매체와 직수가 교대로 흐르면서 열교환이 이루어지는 판형 열교환기로 각각 이루어질 수 있다.
상기 제1열교환기(110)와 제2열교환기(120)사이에는, 상기 열매체가 유동하는 제1연결관(31)과 상기 직수가 유동하는 제2연결관(41)이 연결된다.
또한, 상기 제1열교환기(110)에는, 열원으로부터 공급된 열매체가 유입되는 제2열매체공급관(30), 상기 직수가 상기 열매체에 의해 가열되어 온수로 배출되는 온수공급관(42)이 연결되어 있다.
또한, 상기 제2열교환기(120)에는, 상기 직수가 유입되는 직수유입관(40), 상기 직수와 열교환이 이루어져 온도가 하락한 열매체가 열원으로 유동하도록 하는 통합환수관(32)이 연결되어 있다.
상기 직수유입관(40)과 온수공급관(42) 사이에는 온수에 직수를 혼합하기 위한 믹싱관(50)이 연결되고, 상기 믹싱관(50)에는 상기 혼합되는 직수의 양을 조절하기 위한 믹싱밸브(133)가 구비된다.
상기 믹싱밸브(133)는 개도를 조절할 수 있도록 구비되어, 직수의 혼합량을 조절할 수 있다. 이와 같이 믹싱밸브(133)로 직수를 혼합시킴으로써 제1열교환기(110)를 거쳐서 오는 높은 온도의 온수를 설정온도로 낮출 수 있다. 이로서 설정한 목표 온수온도에 신속하고 정확하게 도달할 수 있다.
상기 열원공급관(10) 상에는 열원으로부터 공급되는 열매체의 온도를 측정하기 위한 제1열매체온도센서(141)가 구비되고, 상기 제1연결관(31) 상에는 상기 제2열교환기(120)로 유입되는 열매체의 온도를 측정하기 위한 제2열매체온도센서(142)가 구비된다.
상기 직수유입관(40)에는 직수의 온도를 측정하기 위한 직수온도센서(143), 직수의 유량을 측정하기 위한 유량센서(150)가 구비된다.
상기 온수공급관(42)에는 상기 제1열교환기(110)에서 배출된 온수의 제1온수온도를 측정하기 위한 제1온수온도센서(144), 상기 제1온수온도센서(144)를 통과한 온수와 상기 믹싱관(50)을 통과한 직수가 혼합된 상태의 온수의 제2온수온도를 측정하기 위한 제2온수온도센서(145)가 구비된다.
상기 난방소요처에서 열교환이 이루어진 열매체가 상기 제2열교환기(120)로 유동하는 난방환수관(21) 상에는 상기 난방소요처를 유동하는 열매체의 유량을 조절하기 위한 난방용 유량조절밸브(131)가 구비된다. 본 실시예에서 난방용 유량조절밸브(131)는 난방환수관(21)에 구비되는 것으로 예시하였으나, 난방공급관(20)을 포함하여 난방시 열매체가 유동하는 경로상의 다른 위치에도 구비될 수 있다.
상기 난방용 유량조절밸브(131)에는 정유량 기능이 포함되어 있다. 상기 정유량 기능은 각 세대의 난방을 위해 일정유량 이상으로 난방수가 공급되지 않도록 유량을 제한하는 기능이다.
즉, 난방 시스템이 설치되는 각 세대마다 난방 면적이 상이하게 되고, 이러한 각 세대의 상이한 난방 요구량에 따라 정해진 유량만큼만 난방수가 유동하도록 제한함으로써 난방수가 불필요한 유량으로 유동하는 것을 방지할 수 있고, 과도한 난방 유량으로 인해 발생될 수 있는 소음을 방지할 수 있다.
또한, 상기 열원과 통합환수관(32) 사이에도 난방 및 급탕공급장치(1)로 유입되는 열매체의 유량을 일정 유량으로 제한하기 위한 정유량밸브(미도시)가 구비되어 있다.
이 경우 급탕시에는 온수의 온도를 신속하게 올리기 위해 많은 열매체 유량이 필요하고, 난방시에는 온수 사용시보다 적은 열매체 유량으로도 각 세대에 필요한 난방을 공급할 수 있다.
따라서 상기 난방용 유량조절밸브(131)에 설정된 최대 유량은 상기 열원과 통합환수관(32) 사이에 구비된 정유량밸브에 설정된 유량보다 작게 설정된다. 상기 정유량밸브에 설정되는 유량은 온수 사용시를 기준으로 설정되고, 상기 난방용 유량조절밸브(131)에서 설정되는 최대 유량은 난방 사용시를 기준으로 설정된다.
이 경우 상기 난방용 유량조절밸브(131)는 난방환수관(21) 상에 구비됨으로써 난방시에만 난방용 유량조절밸브(131)에 설정된 최대 유량의 범위내에서 유량이 조절되도록 하고, 급탕시에는 제1열교환기(110)와 제2열교환기(120)로 공급되는 열매체의 유량이 상기 난방용 유량조절밸브(131)의 영향을 받지 않고 많은 유량이 유동할 수 있도록 할 수 있다.
상기 제1연결관(31) 상에는 상기 열원으로부터 상기 제1열교환기(110)로 유동하는 열매체의 유량을 조절하기 위한 온수용 유량조절밸브(132)가 구비된다.
본 실시예에서 온수용 유량조절밸브(132)는 제1연결관(31)에 구비되는 것으로 예시하였으나, 제2열매체공급관(30)을 포함하여 급탕시 열매체가 유동하는 경로상의 다른 위치에도 구비될 수 있다.
상기 제어부는 상기 제1열매체온도센서(141)와 제2열매체온도센서(142)와 직수온도센서(143)와 제1온수온도센서(144) 및 제2온수온도센서(145)로부터 측정된 온도 정보를 수신받고, 상기 수신된 온도 정보에 따라 상기 난방용 유량조절밸브(131)와 온수용 유량조절밸브(132) 및 믹싱밸브(150)의 개도를 조절하게 된다.
도 2를 참조하면, 난방 및 급탕공급장치(1) 내부에는 상기 열매체와 직수와 온수가 유동하는 경로에서 누수가 발생하는 경우 이를 감지하기 위한 누수감지센서(160)가 구비될 수 있다.
상기 난방 및 급탕공급장치(1)는 싱크대 하부에 설치되거나, 벽에 매립되거나, 벽걸이 형태로 설치될 수 있다. 이와 같은 방법으로 설치된 상태에서 누수가 발생하게 되면 실내바닥에 물이 넘칠 수 있으므로, 상기 누수감지센서(160)를 이용하여 누수를 감지함으로써 상기한 문제점을 방지할 수 있다.
상기 누수감지센서(160)는 난방 및 급탕공급장치(1)의 바닥 근처에 설치되어, 제1열교환기(110)와 제2열교환기(120) 및 이들에 연결되는 배관(10,20,21,30,31,32,40,41,42)에서 누수가 발생하여 바닥으로 낙하하면 이를 감지하는 것으로 구성할 수 있다.
상기 누수감지센서(160)로부터 누수 발생 신호가 제어부에 수신되면, 제어부는 상기 난방용 유량조절밸브(131)와 온수용 유량조절밸브(132)를 차단시키도록 제어함으로써 다량의 누수가 발생하는 것을 방지할 수 있다.
또한, 상기 난방용 유량조절밸브(131)와 온수용 유량조절밸브(132)의 차단과 동시에 사용자에게 누수가 발생하였음을 알리는 알람을 발생시키도록 구성할 수도 있다.
도 3을 참조하여 난방시 동작에 대해 설명한다.
사용자가 룸콘트롤러(미도시)에서 원하는 난방온도를 설정함으로써 난방이 가동된다.
상기 설정된 난방온도에 대응하도록 난방용 유량조절밸브(131)의 개도가 설정된다. 이 경우 난방용 유량조절밸브(131)는 정유량 기능을 구현하기 위해 세대에 적합한 최대 유량이 설정되어 있고, 상기 최대 유량의 범위 이내에서 상기 설정된 난방온도에 대응하도록 개도가 설정된다.
상기 난방용 유량조절밸브(131)의 개도는 제1열매체온도센서(141)와 제2열매체온도센서(142)에서 측정된 열매체의 온도차에 비례하도록 설정될 수 있다.
상기 난방용 유량조절밸브(131)가 개방되면, 열원으로부터 공급된 열매체가 열원공급관(10), 제1열매체공급관(20)을 순차 경유한 후 난방소요처로 공급된다. 상기 난방소요처에서 열교환되어 온도가 하락한 열매체는 난방환수관(21), 난방용 유량조절밸브(131), 제1연결관(31)을 순차 경유한 후 제2열교환기(120)로 유입된다.
이 경우 온수용 유량조절밸브(132)는 닫힌 상태를 유지하므로, 열원으로부터 공급된 열매체가 제1열교환기(110) 방향으로 유동하지 않는다. 따라서 고온의 열매체가 제1열교환기(110) 내부에 유입되지 않으므로, 난방 후 급탕시 고온의 직수가 출수되는 것을 방지할 수 있다.
상기 제2열교환기(120) 내부에는 직수유입관(40)과 연통하는 직수유로가 형성되어 있고, 상기 제2열교환기(120)로 유입된 열매체는 상기 직수유로를 따라 유동하는 직수와 열교환이 이루어진 후 통합환수관(32)을 통해 열원 측으로 유동한다.
이와 같이 구성하면, 난방소요처를 통과한 열매체에 잔존하는 열을 이용하여 직수유로를 따라 유동하는 직수를 예열할 수 있으므로 에너지 효율을 향상시킬 수 있다. 또한, 제2열교환기(120) 내부의 직수유로를 따라 유동하는 직수가 예열되므로, 난방 후 온수 사용시 직수는 제2열교환기(120)에서 예열된 후 제1열교환기(110)로 유입되므로 직수의 온도를 신속하게 상승시킬 수 있다.
도 4를 참조하여 급탕시 동작에 대해 설명한다.
사용자가 온수를 사용하면 직수유입관(40)을 통해 직수가 유입되고, 상기 유량센서(150)에서 설정된 유량 이상이 감지되면 온수용 유량조절밸브(132)를 개방하여 열원으로부터 제1열교환기(110)로 고온의 열매체가 유입된다. 이 경우 난방용 유량조절밸브(131)는 닫힌 상태를 유지한다.
상기 제1열교환기(110)로 유입된 열매체는 제1연결관(31), 제2열교환기(120)를 순차 거친 후 통합환수관(32)을 통해 열원 측으로 유동한다.
상기 직수는 직수유입관(40), 제2열교환기(120), 제2연결관(41), 제1열교환기(110)을 순차 거치면서 상기 제2열교환기(120)에서 열매체와의 열교환에 의해 1차 예열되고, 상기 제1열교환기(110)에서 열매체와의 열교환에 의해 2차 가열된 후 온수공급관(42)을 통해 사용자에게 출수된다.
이 경우 사용자가 원하는 온수의 온도를 목표 온수온도로 설정할 수 있고, 제어부는 상기 목표 온수온도를 맞추기 위해 온수용 유량조절밸브(132)의 개도를 조절할 수 있다.
상기 온수용 유량조절밸브(132)는 온수부하에 따라 개도율이 설정될 수 있다. 상기 온수부하는, 직수온도센서(143)에 의해 측정된 직수의 온도, 제1온수온도센서(144)에 의해 측정된 제1온수온도, 유량센서(150)에 의해 측정된 직수의 유량을 기초로 계산될 수 있다. 상기 온수공급관(42)을 통해 출수되는 온수의 온도가 사용자가 설정한 목표 온수온도에 도달할 때까지 상기 온수용 유량조절밸브(132)의 개도를 가변시킬 수 있다.
이 경우 상기 목표 온수온도에 도달 여부를 제2온수온도센서(145)에서 측정된 제2온수온도를 기초로 판단할 수 있고, 믹싱밸브(133)를 개방하여 온수에 직수를 혼합함으로써 상기 목표 온수온도를 신속하게 맞출 수 있다. 또한, 난방시 제2열교환기(120)는 예열되어져 있으므로 급탕시 직수는 제2열교환기(120)와 제1열교환기(110)를 거치면서 고온 상태가 되어 출수될 수 있는데, 상기와 같이 믹싱밸브(133)를 이용하여 직수를 혼합하게 되면 고온의 온수가 출수되는 것을 방지할 수 있다.
상기 믹싱밸브(133)는 개도량은 유량센서(150)에서 측정된 직수의 유량, 직수온도센서(143)에서 측정된 직수온도, 상기 제1온수온도센서(144)에서 측정된 온수의 제1온수온도, 상기 제2온수온도센서(145)에서 측정된 온수의 제2온수온도를 기초로 설정할 수 있다.
즉, 직수가 제1열교환기(110)와 제2열교환기(120)를 통과하면서 얻은 열량, 상기 제2온수온도가 상기 목표 온수온도가 되도록 하기 위해 상기 믹싱밸브(133)를 통해 혼합되는 직수의 유량을 연산할 수 있고, 상기 연산된 직수의 유량에 대응하도록 상기 믹싱밸브(133)의 개도량을 설정할 수 있다.
따라서 온수용 유량조절밸브(132)의 개도 조절만으로 사용자가 원하는 목표 온수온도를 신속하게 맞추기 어려운 경우 상기 믹싱밸브(133)를 이용하게 되면, 사용자가 원하는 목표 온수온도를 신속하게 맞출 수 있어 사용자의 온수 온도에 대한 만족도를 높일 수 있다.
또한, 상기 직수는 제2열교환기(120)에서 예열된 후 제1열교환기(110)에서 가열되므로, 직수의 온도를 신속하게 상승시킬 수 있고, 상기 제1열교환기(110)를 통과한 열매체에 잔존하는 열을 이용하여 제2열교환기(120) 내부의 직수를 예열할 수 있어 에너지 효율을 향상시킬 수 있다.
온수를 사용하는 경우에는 목표 온수온도를 신속하게 맞추는 것이 매우 중요하다. 상기 온수용 유량조절밸브(132)를 최대 개도로 개방시키면 열원에서 세대로 공급되는 유량과 동일한 유량의 열매체가 온수용 유량조절밸브(132)를 통과할 수 있도록 하는 것이 바람직하다. 상기 온수용 유량조절밸브(132)를 최대 개도로 개방시키면 난방용 유량조절밸브(131)에 설정된 정유량보다 많은 유량이 유동하게 되므로, 온수 부하가 큰 경우에는 상기 온수용 유량조절밸브(132)가 최대 개도로 개방시켜 온수 온도가 신속하게 목표 온수온도가 되도록 제어할 수 있다.
도 5를 참조하여 난방 및 급탕시 동작에 대해 설명한다.
난방 사용 중 온수를 사용하거나 온수 사용시 난방을 사용하게 되면, 사용자가 설정한 설정온도에 대응하도록 난방용 유량조절밸브(131)와 온수용 유량조절밸브(132)를 개방시킨다.
상기 난방용 유량조절밸브(131)가 개방되어, 열원으로부터 공급된 열매체가 열원공급관(10), 제1열매체공급관(20), 난방소요처, 난방환수관(21), 난방용 유량조절밸브(131), 제1연결관(31)을 따라 순차 유동한다.
상기 온수용 유량조절밸브(132)가 개방되어, 열원으로부터 공급된 열매체가 열원공급관(10), 제2열매체공급관(30), 제1열교환기(110), 제1연결관(31), 제2열교환기(120), 통합환수관(32)을 따라 순차 유동한다.
이 경우 직수는 도 3에서 설명한 바와 동일한 경로를 따라 유동한다.
이와 같이 난방과 온수를 동시 사용하는 경우에는 제2온수온도를 사용자가 설정한 목표 온수온도에 우선적으로 맞출 수 있도록 상기 난방용 유량조절밸브(131)와 온수용 유량조절밸브(132)의 개도를 설정할 수 있다.
한편, 사용자가 빠른 시간 내에 온수를 사용할 수 있도록 하기 위해 제1,제2열교환기(110,120)을 미리 예열하기 위한 예열 모드가 설정된 시간동안 가동되도록 구성할 수 있다. 상기 제1온수온도센서(144) 또는 제2온수온도센서(145)에서 온수공급관(42) 내부의 물의 온도를 측정하고, 상기 측정된 온도가 설정된 온도 이하가 되면 온수용 유량조절밸브(132)를 개방시켜 제1,제2열교환기(110,120) 내부의 물을 예열시킨다. 그 후 사용자가 온수를 사용하게 되면 미리 예열된 물이 출수되므로 사용자에게 신속히 온수를 공급할 수 있다. 이 경우 제1,제2온수온도센서(144,145) 대신 제1,제2열매체온도센서(141,142)에서 측정한 열매체의 온도가 설정된 온도 이하가 되면 상기 예열 모드가 가동되도록 구성할 수도 있다.
또한, 룸콘트롤러가 고장난 경우를 대비하여 비상운전모드가 가동되도록 구성할 수도 있다. 상기 룸콘트롤러가 고장나면 난방 및 급탕을 공급할 수 없다. 이러한 경우를 대비하여 룸콘트롤러의 신호선을 쇼트(short-circuit)시키면, 난방 유량조절밸브(131)가 개방되어 난방이 공급되고, 온수 유량조절밸브(132)가 개방되어 급탕이 이루어지도록 비상운전모드로 가동될 수 있다. 비상운전모드로 가동되면 난방 유량조절밸브(131)는 계속 개방된 상태를 유지하도록 제어할 수 있다. 또한, 제어부에는 비상운전모드시 출수되는 온수의 온도인 목표 온수온도가 설정되고, 사용자의 온수 사용을 유량센서(150)에서 감지하게 되면 상기 설정된 목표 온수온도가 되도록 온수 유량조절밸브(132)를 개방시키도록 제어할 수 있다.
상기와 같은 구성에 의하면, 급탕을 위한 제1,제2열교환기(110,120)와 난방소요처를 병렬로 연결함으로써 온수 사용 초기에 고온의 온수가 출수되는 것을 방지하여 사용자가 화상을 입는 것을 방지할 수 있고, 온수에 직수를 혼합할 수 있도록 믹싱밸브(133)를 구비함으로써 출수되는 온수의 온도를 사용자가 설정한 목표 온수온도에 신속하게 맞출 수 있다. 또한, 직수를 예열할 수 있으므로 직수의 온도를 신속히 상승시킬 수 있고, 에너지 효율을 향상시킬 수 있다.
전술한 바와 같이 본 발명에 대하여 바람직한 실시예를 들어 상세히 설명하였지만, 본 발명은 전술한 실시예들에 한정되는 것이 아니고, 특허청구범위와 발명의 상세한 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러 가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고 이 또한 본 발명에 속한다.

Claims (10)

  1. 난방소요처와 병렬로 연결되고 열원에서 공급된 열매체와의 열교환에 의해 온수를 생성하는 제1열교환기;
    상기 제1열교환기를 통과한 열매체를 이용하여 직수를 예열시킨 후 상기 제1열교환기로 유동하도록 상기 제1열교환기에 직렬로 연결된 제2열교환기;
    상기 제1열교환기에서 출수되는 온수에 상기 직수를 혼합하기 위한 믹싱밸브;
    상기 믹싱밸브의 개도량을 조절하기 위한 제어부;
    를 포함하는 난방 및 급탕공급장치
  2. 제1항에 있어서,
    상기 직수의 온도를 측정하기 위한 직수온도센서, 상기 직수의 유량을 측정하기 위한 유량센서, 상기 제1열교환기에서 배출된 온수의 제1온수온도를 측정하기 위한 제1온수온도센서, 상기 믹싱밸브에 의해 상기 직수가 혼합된 온수의 제2온수온도를 측정하기 위한 제2온수온도센서를 더 포함하고;
    상기 제어부는, 상기 직수의 유량과 상기 직수의 온도와 상기 제1온수온도 및 제2온수온도를 기초로 상기 믹싱밸브의 개도를 조절하는 것을 특징으로 하는 난방 및 급탕공급장치
  3. 제1항에 있어서,
    상기 난방소요처로 공급되는 상기 열매체의 유량을 조절하기 위한 난방용 유량조절밸브와, 상기 제1열교환기로 공급되는 상기 열매체의 유량을 조절하기 위한 온수용 유량조절밸브가 구비된 것을 특징으로 하는 난방 및 급탕공급장치
  4. 제3항에 있어서,
    상기 온수용 유량조절밸브는 상기 제1열교환기와 제2열교환기 사이를 연결하되 상기 열매체가 유동하는 제1연결관 상에 구비된 것을 특징으로 하는 난방 및 급탕공급장치
  5. 제4항에 있어서,
    상기 난방소요처에서 열교환이 이루어진 난방환수가 유동하는 난방환수관은 상기 제1연결관에 연결된 것을 특징으로 하는 난방 및 급탕공급장치
  6. 제3항에 있어서,
    상기 난방용 유량조절밸브는 상기 난방소요처에서 열교환이 이루어진 난방환수가 유동하는 난방환수관 상에 구비된 것을 특징으로 하는 난방 및 급탕공급장치
  7. 제3항에 있어서,
    상기 난방용 유량조절밸브는 최대유량이 유동할 수 있는 최대개도가 설정되고, 상기 최대개도의 범위 내에서 난방부하에 대응하도록 개도가 조절되는 것을 특징으로 하는 난방 및 급탕공급장치
  8. 제1항에 있어서,
    상기 열매체 또는 직수 또는 온수가 유동하는 경로에서 누수가 발생하는 경우 이를 감지하기 위한 누수감지센서가 구비된 것을 특징으로 하는 난방 및 급탕공급장치
  9. 제8항에 있어서,
    상기 누수감지센서에서 누수가 감지된 경우 상기 제어부는 상기 열매체의 유량을 조절하는 유량조절밸브를 차단시키는 것을 특징으로 하는 난방 및 급탕공급장치
  10. 제1항에 있어서,
    상기 열원으로부터 열매체가 공급되는 열원공급관, 상기 열원공급관에서 상기 난방소요처와 제1열교환기 측으로 분기되는 제1열매체공급관과 제2열매체공급관이 구비된 것을 특징으로 하는 난방 및 급탕공급장치
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