WO2019212291A1 - 보일러 - Google Patents

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WO2019212291A1
WO2019212291A1 PCT/KR2019/005331 KR2019005331W WO2019212291A1 WO 2019212291 A1 WO2019212291 A1 WO 2019212291A1 KR 2019005331 W KR2019005331 W KR 2019005331W WO 2019212291 A1 WO2019212291 A1 WO 2019212291A1
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WO
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water
heat exchanger
hot water
heating
return
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Application number
PCT/KR2019/005331
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English (en)
French (fr)
Inventor
김정겸
허창회
Original Assignee
주식회사 경동나비엔
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Publication date
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24DDOMESTIC- OR SPACE-HEATING SYSTEMS, e.g. CENTRAL HEATING SYSTEMS; DOMESTIC HOT-WATER SUPPLY SYSTEMS; ELEMENTS OR COMPONENTS THEREFOR
    • F24D19/00Details
    • F24D19/10Arrangement or mounting of control or safety devices
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24HFLUID HEATERS, e.g. WATER OR AIR HEATERS, HAVING HEAT-GENERATING MEANS, e.g. HEAT PUMPS, IN GENERAL
    • F24H1/00Water heaters, e.g. boilers, continuous-flow heaters or water-storage heaters
    • F24H1/48Water heaters for central heating incorporating heaters for domestic water
    • F24H1/50Water heaters for central heating incorporating heaters for domestic water incorporating domestic water tanks
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24HFLUID HEATERS, e.g. WATER OR AIR HEATERS, HAVING HEAT-GENERATING MEANS, e.g. HEAT PUMPS, IN GENERAL
    • F24H1/00Water heaters, e.g. boilers, continuous-flow heaters or water-storage heaters
    • F24H1/48Water heaters for central heating incorporating heaters for domestic water
    • F24H1/52Water heaters for central heating incorporating heaters for domestic water incorporating heat exchangers for domestic water
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24HFLUID HEATERS, e.g. WATER OR AIR HEATERS, HAVING HEAT-GENERATING MEANS, e.g. HEAT PUMPS, IN GENERAL
    • F24H9/00Details
    • F24H9/14Arrangements for connecting different sections, e.g. in water heaters 

Definitions

  • the present invention relates to a boiler, and more particularly to a boiler with increased hot water supply capacity.
  • Boilers are used for heating or hot water in homes and public buildings. Typically, boilers use oil or gas as fuel to burn through a burner, and then heat water using combustion heat generated during the combustion process, and circulate the heated water to the room for heating or as hot water as needed. .
  • the boiler (1) includes a main heat exchanger (2) for heating heating water by combustion heat of a burner, a three-way valve (4) for switching a flow path in a heating mode or a hot water mode, a circulation pump (5) for circulating water, and It may include a hot water heat exchanger (3) for supplying hot water by heat exchange the direct water.
  • Conventional boilers include such a configuration and simultaneously perform heating and hot water functions.
  • the present invention has been made to solve the above-mentioned problems, it is possible to increase the temperature of the return water supplied to the main heat exchanger to increase the hot water supply capacity, and to provide a boiler for increasing the time for supplying hot water above the set temperature. It is done.
  • an object of the present invention is to provide a boiler for supplying hot water at an accurate temperature by an electronic mixing valve and increasing the durability of the burner.
  • the main heat exchanger for heating the return water is the incoming water by the combustion heat of the burner, and the heating water is the water generated by heating the return water in the main heat exchanger is supplied
  • the boiler By using the boiler according to one embodiment of the present invention, it is possible to increase the temperature of the return water supplied to the main heat exchanger to increase the hot water supply capacity, it is possible to increase the time for supplying hot water above the set temperature.
  • hot water at an accurate temperature can be supplied by the electronic mixing valve, and durability of the burner can be increased.
  • FIG. 1 is a view schematically showing a configuration of a conventional boiler.
  • FIG. 2 is a view showing the configuration of a boiler according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a graph illustrating a change in temperature with time of an R point, an M point, and an SI point shown in FIG. 2.
  • FIG. 4 is a graph showing a change in temperature with time at points I and O shown in FIG. 2.
  • FIG. 5 is a view showing the configuration of a boiler which is a comparative example of the present invention.
  • FIG. 6 is a graph illustrating a change in temperature with time of an R point, an M point, and an SO point shown in FIG. 5.
  • FIG. 7 is a graph illustrating a change in temperature with time at points I and O shown in FIG. 5.
  • the boiler 100 includes a main heat exchanger 200, a hot water heat exchanger 300, and a heating water storage tank 400.
  • the main heat exchanger 200 heats the return water, which is introduced water, by the combustion heat of the burner.
  • the return water supplied to the main heat exchanger 200 may be returned from the heating target 10 or the hot water supply heat exchanger 300.
  • the introduced return water becomes heated water heated by the combustion heat of the burner of the main heat exchanger 200 and may be discharged from the main heat exchanger 200.
  • the type of the main heat exchanger 200 is not limited, and for example, a tubular heat exchanger may be applied.
  • the hot water supply heat exchanger 300 is supplied with heated water, which is water generated by returning water from the main heat exchanger 200, and generates hot water by heating direct water by heat exchange with the heated water. At this time, the heated water supplied to the hot water heat exchanger 300 is subjected to indirect heat exchange with direct water, and then the temperature is lowered.
  • the heating water storage tank 400 is provided on the return flow path for returning the heated water discharged from the hot water supply heat exchanger 300 to the main heat exchanger 200 as at least part of the return water.
  • the heating water storage tank 400 is heated water discharged from the hot water supply heat exchanger 300 when hot water is generated by the hot water supply heat exchanger 300 in order to increase the temperature of the return water supplied to the main heat exchanger 200.
  • the hot water with the higher temperature is stored inside.
  • the heated water discharged from the hot water supply heat exchanger 300 may be returned to the main heat exchanger 200.
  • the heating water storage tank 400 may be provided on a return flow path for returning the heated water discharged from the hot water supply heat exchanger 300 to the main heat exchanger 200. That is, the heating water storage tank 400 may be provided at the rear end (downstream side) of the hot water supply heat exchanger 300 based on the flow of the heating water. Accordingly, the heated water heat exchanged in the hot water supply heat exchanger 300 may be returned to the main heat exchanger 200 through the heating water storage tank 400.
  • the heating water storage tank 400 may store hot water therein.
  • the hot water of the heating water storage tank 400 may have a higher temperature than the heating water discharged from the hot water supply heat exchanger 300 at the time of generating hot water. Accordingly, the heated water whose temperature is lowered by the heat exchange in the hot water supply heat exchanger 300 may be returned to the main heat exchanger 200 after the temperature is increased by the high temperature water while passing through the heating water storage tank 400. That is, the temperature of the return water returned from the hot water supply heat exchanger 300 to the main heat exchanger 200 may be increased by the high temperature water of the heating water storage tank 400.
  • the high temperature return water is supplied to the main heat exchanger 200 by the heating water storage tank 400 disposed at the rear end of the hot water heat exchanger 300, whereby the hot water heat exchanger in the main heat exchanger 200 is supplied.
  • the temperature of the heated water flowing to 300 may also be increased.
  • the boiler 100 according to the present invention may increase the time for supplying hot water above the set temperature. That is, according to the present invention can increase the hot water supply capacity of the boiler (100).
  • the present invention by providing a heating water storage tank 400, when the hot water is not used, it is possible to accumulate energy by heating the water inside the heating water storage tank 400 through preheating, By using the accumulated energy as auxiliary heat when using hot water, it is possible to make up for the shortcomings due to the limited heat supply of the burner.
  • the heating water storage tank 400 may increase the temperature of the return water supplied to the main heat exchanger 200 to reduce the amount of heat charged by the burner to generate the heating water having a predetermined target temperature.
  • the heating water supplied from the main heat exchanger 200 to the hot water supply heat exchanger 300 has a predetermined target temperature for generating hot water.
  • the burner provides combustion heat such that the return water supplied to the main heat exchanger 200 is heated above the target temperature.
  • the heating water storage tank 400 may lower the load of the burner by increasing the temperature of the return water by the hot water stored therein. That is, the heating water storage tank 400 may reduce the amount of heat charged by the burner to generate the heating water having the predetermined target temperature. Accordingly, it is possible to increase the hot water supply capacity of the boiler 100 having a burner of the same capacity.
  • the heating water storage tank 400 receives the heating water discharged from the hot water supply heat exchanger 300 when the hot water is generated by the hot water supply heat exchanger 300, and returns hot water or mixed water of the hot water and the heating water. It may be supplied to the main heat exchanger 200 as at least a portion of the.
  • heating water storage tank 400 may be supplied with the heating water as the hot water when the hot water is not generated by the hot water supply heat exchanger (300).
  • the heating water storage tank 400 receives the heating water from the main heat exchanger 200. At this time, the supplied heating water does not undergo heat exchange in the hot water supply heat exchanger (300). And the heating water of the heating water storage tank 400 may be supplied to the main heat exchanger (200). In this way, the heating water storage tank 400 may store the hot water therein while the heating water circulates between the main heat exchanger 200 and the heating water storage tank 400.
  • the hot water stored in the heating water storage tank 400 may be supplied to the main heat exchanger 200 as return water.
  • the mixed water mixed with the hot water and the hot water introduced into the heating water storage tank 400 through the hot water heat exchanger 300 may be supplied to the main heat exchanger 200 as return water.
  • the heating water storage tank 400 may increase the temperature of the return water supplied to the main heat exchanger (200).
  • the boiler 100 may further include a return line 510, a supply line 520, a first connection line 540, and a three-way valve 530.
  • the present invention may further include a second connection line 550 and a third connection line 560.
  • the return line 510 may connect the heating object 10 and the main heat exchanger 200 to introduce the return water from the heating object 10 to the main heat exchanger 200.
  • the supply line 520 may supply heating water from the main heat exchanger 200 to the heating target 10.
  • the first connection line 540 may connect the supply line 520 and the hot water supply heat exchanger 300 to supply the heating water from the main heat exchanger 200 to the hot water heat exchanger 300.
  • the three-way valve 530 is provided at the connection point of the supply line 520 and the first connection line 540, the heating water supplied from the main heat exchanger 200, the heating target 10 and the hot water supply heat exchanger ( The flow path may be switched to be supplied to at least one of 300). Specifically, when generating hot water, the three-way valve 530 may switch the flow path so that the main heat exchanger 200 and the hot water heat exchanger 300 are connected. In addition, during heating, the three-way valve 530 may switch the flow path so that the main heat exchanger 200 and the heating target 10 is connected.
  • the second connection line 550 may connect the hot water supply heat exchanger 300 and the heating water storage tank 400
  • the third connection line 560 may connect the heating water storage tank 400 and the return line 510.
  • Can connect The return flow path may be implemented by the second connection line 550, the third connection line 560, and the return line 510.
  • the heated water passing through the hot water heat exchanger 300 is introduced into the heating water storage tank 400 through the second connection line 550, and the heating water introduced into the heating water storage tank 400 is hot water.
  • the mixture may be supplied to the main heat exchanger 200 through the third connection line 560 and the return line 510.
  • a part of the hot water of the heating water storage tank 400 may be introduced into the main heat exchanger 200 at the initial stage of the hot water generation operation (immediately after the user operates the hot water mode).
  • the heating water storage tank 400 applied to the present invention is located on the return flow path, that is, at the rear end of the hot water supply heat exchanger 300 based on the flow of the heating water, so that the heating water storage tank 400 is hot water supply. It may be more efficient than when positioned at the front end of the heat exchanger (300).
  • the return line 510 may include a circulation pump 511 and an expansion tank 513.
  • the circulation pump 511 may be provided on the return line 510 to introduce the return water.
  • the expansion tank 513 may be provided on the return line 510 upstream of the circulation pump 511 to absorb the change in volume due to the temperature change of the return water.
  • the circulation pump 511 may be provided on the return line 510 downstream from the connection point of the third connection line 560 and the return line 510 to supply return water.
  • the expansion tank 513 has a return line 510 between the connection point of the third connection line 560 and the return line 510 and the circulation pump 511 to absorb the change in volume due to the temperature change of the return water. It can be provided on.
  • the expansion tank 513 applied to the present invention does not have a separate heater for preheating. Can be. That is, since the hot water performance is increased by the high temperature heating water stored in the heating water storage tank 400, the expansion tank 513 does not need a separate heater.
  • the heating water storage tank 400 may be installed between the front end of the hot water supply heat exchanger 300, that is, between the main heat exchanger 200 and the hot water supply heat exchanger 300.
  • the graphs of FIGS. 6 and 7 are temperatures over time at each point shown in FIG. 5.
  • R is a graph of the temperature of the return water supplied to the main heat exchanger 200
  • M is the temperature of the heating water discharged from the main heat exchanger 200
  • SI is the heating water storage tank 400
  • SO is the temperature of the heating water discharged from the heating water storage tank (400).
  • I is the temperature of the direct water
  • O is the temperature of the hot water produced by the heat exchange in the hot water supply heat exchanger (300).
  • the hot water stored in the heating water storage tank 400 is supplied to the hot water supply heat exchanger 300 to perform indirect heat exchange with direct water. Accordingly, since the hot water generation is requested, even before the hot water above the target temperature is generated in the main heat exchanger 200, hot water may be directly supplied.
  • the hot water or the mixed water of the hot water and the heated water supplied to the hot water heat exchanger 300 via the heating water storage tank 400 is heat-exchanged in the hot water heat exchanger 300, and the temperature is lowered and the temperature is lowered.
  • the water may be returned to the main heat exchanger 200.
  • the amount of heat required to heat the temperature of the return water to a level above the temperature for producing hot water may exceed the maximum amount of combustion heat of the burner.
  • the temperature of the heating water supplied from the main heat exchanger 200 to the hot water supply heat exchanger 300 is lowered, so that it does not satisfy the amount of heat required for hot water supply.
  • the main heat exchanger 200 is a tubular heat exchanger.
  • the water inside the main heat exchanger 200 and the inside of the heating water storage tank 400 is preheated to 80 degrees.
  • the maximum heat capacity of the burner is 22,360 kcal / h, and the temperature that can be raised in the main heat exchanger 200 when supplying the maximum heat amount of the burner in consideration of the internal circulation flow rate is 22.5 degrees.
  • the amount of heat required for hot water supply is 36,000 kcal / h.
  • the user may supply hot water corresponding to the set temperature of hot water by using heat stored in the heating water storage tank 400 until the initial predetermined time.
  • the comparative example can supply hot water of 40 degrees or more, which is the hot water temperature requested by the user for about 240 seconds.
  • the maximum value of the temperature of the return water is small. That is, after about 26 seconds have elapsed, the temperature of the return water supplied to the main heat exchanger 200 becomes about 42.8 degrees, the maximum value.
  • the maximum heat amount is supplied from the main heat exchanger 200 to the return water which is the maximum value (about 42.8 degrees) in the main heat exchanger 200, even if the maximum riseable temperature (about 22.5 degrees) is added, the main heat exchanger 200 is supplied from the main heat exchanger 200. It can be seen that the temperature of the heated water is about 65.3 degrees.
  • the temperature of the heating water supplied from the main heat exchanger 200 is difficult to rise above 80 degrees, the initial temperature of the high temperature water stored in the heating water storage tank 400, and also the temperature of the water supplied to the hot water supply heat exchanger 300. The same can be seen.
  • the water discharge temperature is maintained at about 40 degrees or more, which is the hot water set temperature requested by the user, as short as about 240 seconds.
  • the withdrawal temperature is the temperature of the water discharged by mixing the direct water with the hot water generated by heat exchange in the hot water supply heat exchanger (300).
  • FIGS. 3 and 4 are temperatures over time at each point shown in FIG. 2.
  • R is the temperature of the return water supplied to the main heat exchanger 200
  • M is the temperature of the heating water discharged from the main heat exchanger 200
  • SI is the heating water storage tank 400.
  • the temperature of the heated water is supplied
  • SO is the temperature of the heated water discharged from the heating water storage tank 400.
  • I is the temperature of the direct water
  • O is the temperature of the hot water produced by the heat exchange in the hot water supply heat exchanger (300).
  • the temperature of the hot water of the heating water storage tank 400 becomes a temperature of return water.
  • the temperature of the heated water discharged after the heat exchange in the hot water supply heat exchanger 300 is increased by the heating water storage tank 400, the temperature of the return water returned to the main heat exchanger 200 may increase.
  • the temperature of the return water of the present invention is about 70.7 degrees.
  • the riseable temperature (about 22.5 degrees) is added to about 93.2 degrees. That is, since the temperature of the return water increases, the temperature of the heating water supplied from the main heat exchanger 200 may rise to 80 degrees or more, which is the initial temperature of the high temperature water stored in the heating water storage tank 400, and the hot water supply heat exchanger 300. The same is true for the temperature entering the furnace. That is, since the temperature of the heated water flowing into the hot water supply heat exchanger 300 is lowered after rising to 80 degrees or more, it is possible to provide a quantity of heat capable of supplying hot water corresponding to the set hot water temperature for a long time.
  • the water discharge temperature is maintained at about 40 degrees or more, which is the hot water set temperature requested by the user, about 434 seconds, which is longer than that of the comparative example of FIG. 7. According to the present invention, that is, it can be seen that hot water corresponding to the hot water set temperature can be supplied for a longer time.
  • the heating water storage tank 400 when the heating water storage tank 400 is installed at the rear end of the hot water supply heat exchanger 300 as shown in the present invention (see FIG. 2), the heating water storage tank 400 is the front end of the hot water supply heat exchanger 300 as in the comparative example. Compared to the case (see Fig. 5), even if the tank capacity is small can have a similar hot water supply capacity. That is, according to the present invention can have a high hot water supply capacity even with a small tank capacity.
  • Table 1 below is a table showing the results of testing the hot water supply time (seconds) above the hot water set temperature according to the tank capacity (L) of the comparative example and the embodiment of the present invention. Hot water supply time was tested when the ignition delay time was 10 seconds and the ignition delay time was 30 seconds.
  • A-1, A-2 and A-3 are test examples of the comparative example shown in FIG. 5, and B-1, B-2 and B-3 are examples of the present invention shown in FIG. It is a test example of an Example.
  • the ignition delay time is 10 seconds
  • the hot water supply time 189 seconds
  • the capacity of the heating water storage tank 400 is 10L
  • the capacity of the heating water storage tank 400 is It can be confirmed that similar to the hot water supply time (181 seconds) above the hot water set temperature of the comparative example of 20L. Therefore, according to the present invention can exhibit a high hot water supply capacity even with a small tank capacity.
  • Test Example Capacity of Heating Water Storage Tank (L) Hot water supply time (seconds) above hot water set temperature (ignition delay time 10 seconds) Hot water supply time (seconds) above hot water set temperature (ignition delay time 30 seconds) A-1 10 125 89 A-2 20 181 145 A-3 30 233 197 B-1 10 189 153 B-2 20 281 274 B-3 30 371 363
  • the water supply line 610, the hot water line 620, the mixing line 630, and the mixing valve 631 may be further included.
  • the hot water line 610 may be supplied with water for heat exchange in the hot water supply heat exchanger 300, and the hot water line 620 may discharge hot water generated by heat exchange in the hot water heat exchanger 300.
  • the mixing line 630 is connected between the direct water line 610 and the hot water line 620, the mixing valve 631 is installed on the mixing line 630 to mix to supply direct water to the hot water line 620.
  • Line 630 may be opened or closed.
  • the direct water is mixed by the mixing line 630 and the mixing valve 631, thereby increasing the temperature of the hot water.
  • the heating water storage tank 400 since the heating water storage tank 400 is provided, when the temperature of the initial hot water is increased by the high temperature water stored in the heating water storage tank 400, the discharge water temperature may be adjusted to a temperature set by the user.
  • the mixing valve 631 may be an electronic valve that is automatically controlled according to a preset hot water temperature and a temperature measured by the hot water temperature sensor 621.
  • the mixing valve 631 may be mounted as an electronic valve, not a mechanical valve, and a hot water temperature sensor 621 may be mounted on the outlet side of the hot water generated through heat exchange in the hot water supply heat exchanger 300.
  • the mixing valve 631 may be continuously and automatically controlled to mix the direct water according to the hot water set temperature set by the user.
  • a calorific controller (not shown) provided in the boiler 100 is a mixing valve. Since the set temperature of 631 is unknown, the burner ON / OFF cycle of the burner is shortened based on the target temperature of the heated water to control the temperature of the heated water flowing to the hot water supply heat exchanger 300. That is, in this case, since the mechanical mixing valve 631 with a fixed mixing opening is used, the combustion cycle of the burner may be shortened because combustion of the burner is performed in consideration of the temperature of the heated water to adjust the discharge water temperature. have. This frequent combustion ON / OFF cycle can reduce burner durability.
  • the hot water temperature sensor 621 continuously measures the temperature of the hot water, and the electronic mixing valve 631 automatically opens or closes the opening amount according to the temperature of the hot water measured by the hot water temperature sensor 621. Can be controlled. That is, in the case of the present invention, the mixing valve 631 may be adjusted electronically to adjust the discharge water temperature.
  • the hot water of the correct temperature can be supplied by the electronic mixing valve 631, and the ON / OFF cycle of combustion can be increased, thereby increasing the durability of the burner.
  • the heating water storage tank 400 of the present invention is provided on the flow path for returning the heating water discharged from the hot water supply heat exchanger 300 or the heating water returned from the heating target 10 to the main heat exchanger 200 as return water.
  • the hot water having a temperature higher than the heating water discharged from the hot water supply heat exchanger 300 at the time of the generation of hot water by the hot water supply heat exchanger 300 therein Can be stored.
  • the heating water storage tank 400 may be installed on a flow path connecting the hot water supply heat exchanger 300 and the return line 510 as shown in the illustrated embodiment.
  • the heating water storage tank 400 is provided on a flow path for returning the heated water discharged from the hot water supply heat exchanger 300 to the main heat exchanger 200 as return water.
  • the position of the heating water storage tank 400 applied to the present invention is not limited to the above position, it may be installed on the return line 510.
  • the heating water returned to the main heat exchanger 200 may be the heating water passing through the hot water supply heat exchanger 300, or the heating target. It may be the heated water returned from (10).
  • the boiler By using the boiler according to one embodiment of the present invention, it is possible to increase the temperature of the return water supplied to the main heat exchanger to increase the hot water supply capacity, it is possible to increase the time for supplying hot water above the set temperature.
  • hot water at an accurate temperature can be supplied by the electronic mixing valve, and durability of the burner can be increased.

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Abstract

본 발명은 보일러를 제공한다. 상기 보일러는 유입된 물인 환수를 버너의 연소열에 의해 가열하는 주열교환기와, 상기 주열교환기에서 상기 환수가 가열되어 생성된 물인 가열수가 공급되고, 상기 가열수와의 열교환에 의해 직수를 가열하여 온수를 생성하는, 급탕열교환기와, 상기 급탕열교환기에서 배출되는 상기 가열수가 상기 환수의 적어도 일부로서 상기 주열교환기로 복귀되기 위한 복귀유로 상에 구비되어, 상기 주열교환기로 공급되는 상기 환수의 온도를 높이기 위해, 상기 급탕열교환기에 의한 상기 온수의 생성 시에 상기 급탕열교환기에서 배출되는 상기 가열수보다 높은 온도를 갖는 고온수를 내부에 저장하는, 난방수저장탱크를 포함한다.

Description

보일러
본 발명은 보일러에 관한 것이며, 더욱 상세하게는 온수공급능력이 증대된 보일러에 관한 것이다.
보일러는 일반 가정이나 공공건물 등에서 난방용이나 온수용으로 사용되고 있다. 통상적으로 보일러는 기름 또는 가스를 연료로 사용하여 버너를 통해 연소시킨 다음, 연소과정에서 발생한 연소열을 이용하여 물을 가열하고, 가열된 물을 실내로 순환시켜 난방을 하거나 필요에 따라 온수로 사용한다.
도 1에는 종래 보일러(1)가 도시된다. 종래 보일러(1)는 버너의 연소열에 의해 난방수를 가열하는 주열교환기(2)와, 난방모드나 온수모드로 유로를 전환하는 삼방밸브(4)와, 물을 순환시키는 순환펌프(5)와, 직수를 열교환하여 온수로 공급하기 위한 온수열교환기(3)를 포함할 수 있다. 종래 보일러는 이러한 구성을 포함하여 난방 기능과 온수 기능을 동시에 수행한다.
그런데, 종래 보일러는 대부분 버너의 최대연소가능 열량이 난방기준으로 제한되어 있으므로, 제한된 열량보다 높은 열량을 필요로 하는 경우에 직수식 온수 공급능력에 한계가 생긴다. 구체적으로 보일러의 미사용 시에, 온수 생성이 요청되는 경우, 사용자가 요청한 온도의 온수를 생성하기 위해, 보일러의 버너최대열량보다 많은 열량이 요구되어 문제가 된다.
본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 주열교환기로 공급되는 환수의 온도를 높여서 온수공급능력을 증대시킬 수 있고, 설정온도 이상의 온수를 공급하는 시간을 증대시키는 보일러를 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 전자식 믹싱밸브에 의해 정확한 온도의 온수 공급하고 버너의 내구성을 증대시키는 보일러는 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 따른 보일러는, 유입된 물인 환수를 버너의 연소열에 의해 가열하는 주열교환기와, 상기 주열교환기에서 상기 환수가 가열되어 생성된 물인 가열수가 공급되고, 상기 가열수와의 열교환에 의해 직수를 가열하여 온수를 생성하는, 급탕열교환기와, 상기 급탕열교환기에서 배출되는 상기 가열수가 상기 환수의 적어도 일부로서 상기 주열교환기로 복귀되기 위한 복귀유로 상에 구비되어, 상기 주열교환기로 공급되는 상기 환수의 온도를 높이기 위해, 상기 급탕열교환기에 의한 상기 온수의 생성 시에 상기 급탕열교환기에서 배출되는 상기 가열수보다 높은 온도를 갖는 고온수를 내부에 저장하는, 난방수저장탱크를 포함한다.
이와 같은 본 발명의 일실시예에 의한 보일러를 이용하면, 주열교환기로 공급되는 환수의 온도를 높여서 온수공급능력을 증대시킬 수 있고, 설정온도 이상의 온수를 공급하는 시간을 증대시킬 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 전자식 믹싱밸브에 의해, 정확한 온도의 온수를 공급할 수 있고, 버너의 내구성을 증대시킬 수 있다.
도 1은 종래 보일러의 구성을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 의한 보일러의 구성을 도시한 도면이다.
도 3은 도 2에 도시된 R지점, M지점, SI지점의 시간에 따른 온도의 변화를 도시한 그래프이다.
도 4는 도 2에 도시된 I지점, O지점의 시간에 따른 온도의 변화를 도시한 그래프이다.
도 5는 본 발명의 비교예인 보일러의 구성을 도시한 도면이다.
도 6은 도 5에 도시된 R지점, M지점, SO지점의 시간에 따른 온도의 변화를 도시한 그래프이다.
도 7은 도 5에 도시된 I지점, O지점의 시간에 따른 온도의 변화를 도시한 그래프이다.
이하, 첨부된 도면에 따라 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다.
먼저, 이하에서 설명되는 실시예들은 본 발명인 보일러의 기술적인 특징을 이해시키기에 적합한 실시예들이다. 다만, 본 발명이 이하에서 설명되는 실시예에 한정하여 적용되거나 설명되는 실시예들에 의하여 본 발명의 기술적 특징이 제한되는 것이 아니며, 본 발명의 기술 범위 내에서 다양한 변형 실시가 가능하다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 일실시예에 의한 보일러(100)는, 주열교환기(200)와, 급탕열교환기(300)와, 난방수저장탱크(400)를 포함한다.
주열교환기(200)는 유입된 물인 환수를 버너의 연소열에 의해 가열한다. 주열교환기(200)로 공급되는 환수는 난방대상(10)이나 급탕열교환기(300)에서 환수될 수 있다. 유입된 환수는 주열교환기(200)의 버너의 연소열에 의해 가열된 가열수가 되어 주열교환기(200)에서 배출될 수 있다. 여기서 주열교환기(200)의 종류에는 한정이 없으며, 예를 들어 관체형 열교환기가 적용될 수 있다.
급탕열교환기(300)는, 주열교환기(200)에서 환수가 가열되어 생성된 물인 가열수가 공급되고, 가열수와의 열교환에 의해 직수를 가열하여 온수를 생성한다. 이때 급탕열교환기(300)로 공급된 가열수는 직수와의 간접열교환을 거친 후 온도가 하강한다.
난방수저장탱크(400)는, 급탕열교환기(300)에서 배출되는 가열수가 환수의 적어도 일부로서 주열교환기(200)로 복귀되기 위한 복귀유로 상에 구비된다. 또한, 난방수저장탱크(400)는, 주열교환기(200)로 공급되는 환수의 온도를 높이기 위해, 급탕열교환기(300)에 의한 온수의 생성 시에 급탕열교환기(300)에서 배출되는 가열수보다 높은 온도를 갖는 고온수를 내부에 저장한다.
구체적으로 급탕열교환기(300)에서 배출된 가열수는 환수가 되어 주열교환기(200)로 환수될 수 있다. 여기서 난방수저장탱크(400)는 급탕열교환기(300)에서 배출되는 가열수가 주열교환기(200)로 복귀되기 위한 복귀유로 상에 구비될 수 있다. 즉, 난방수저장탱크(400)는 가열수의 흐름을 기준으로 급탕열교환기(300)의 후단(하류 측)에 구비될 수 있다. 이에 따라, 급탕열교환기(300)에서 열교환된 가열수는 난방수저장탱크(400)를 통과하여 주열교환기(200)로 복귀될 수 있다.
또한 난방수저장탱크(400)는 내부에 고온수를 저장할 수 있다. 난방수저장탱크(400)의 고온수는, 온수 생성 동작 시에, 급탕열교환기(300)에서 배출되는 가열수보다 높은 온도일 수 있다. 이에 따라, 급탕열교환기(300)에서 열교환에 의해 온도가 하강한 가열수는, 난방수저장탱크(400)를 통과하면서 고온수에 의해 온도가 상승한 후 주열교환기(200)로 복귀될 수 있다. 즉 난방수저장탱크(400)의 고온수에 의해, 급탕열교환기(300)에서 주열교환기(200)로 복귀되는 환수의 온도가 높아질 수 있다.
이와 같이 본 발명에 따르면, 급탕열교환기(300)의 후단에 배치된 난방수저장탱크(400)에 의해 주열교환기(200)로 높은 온도의 환수가 공급됨으로써, 주열교환기(200)에서 급탕열교환기(300)로 흐르는 가열수의 온도 또한 높아질 수 있다. 이에 따라 본 발명에 따른 보일러(100)는 설정온도 이상의 온수를 공급할 수 있는 시간이 증대될 수 있다. 즉 본 발명에 따르면 보일러(100)의 온수공급능력을 증대시킬 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면 난방수저장탱크(400)를 구비함으로써, 온수를 사용하지 않을 때, 예열을 통해 난방수저장탱크(400)의 내부의 물을 가열시켜서 에너지를 축적할 수 있고, 사용자가 온수를 사용할 때 축적된 에너지를 보조열량으로 사용함으로써, 버너의 제한된 연소공급열량으로 인해 부족한 부분을 보충할 수 있다.
더욱 구체적으로, 난방수저장탱크(400)는 주열교환기(200)로 공급되는 환수의 온도를 높여서, 기설정된 목표온도를 갖는 가열수를 생성하기 위해 버너에서 부담하는 열량을 감소시킬 수 있다.
구체적으로, 주열교환기(200)에서 급탕열교환기(300)로 공급되는 가열수는, 온수 생성을 위해 기설정된 목표온도를 가진다. 그리고 버너는 주열교환기(200)로 공급되는 환수가 목표온도 이상의 가열수가 되도록 연소열을 제공한다. 난방수저장탱크(400)는 내부에 저장된 고온수에 의해 환수의 온도를 높여줌으로써 버너의 부하를 낮출 수 있다. 즉 난방수저장탱크(400)는, 기설정된 목표온도를 갖는 가열수를 생성하기 위해 버너에서 부담하는 열량을 감소시킬 수 있다. 이에 따라 같은 용량의 버너를 가진 보일러(100)의 온수공급능력을 증대시킬 수 있다.
난방수저장탱크(400)는 급탕열교환기(300)에 의한 온수의 생성 시에, 급탕열교환기(300)에서 배출되는 가열수를 공급받고, 고온수 또는 고온수와 가열수의 혼합수를 환수의 적어도 일부로서 주열교환기(200)로 공급할 수 있다.
또한, 난방수저장탱크(400)는, 급탕열교환기(300)에 의한 온수의 미생성 시에 고온수로서 가열수를 공급받을 수 있다.
구체적으로, 보일러(100)가 온수를 생성하지 않을 때, 난방수저장탱크(400)는 주열교환기(200)로부터 가열수를 공급받는다. 이때 공급된 가열수는 급탕열교환기(300)에서 열교환을 거치지 않는다. 그리고 난방수저장탱크(400)의 가열수는 주열교환기(200)로 공급될 수 있다. 이와 같이 난방수저장탱크(400)는, 주열교환기(200)와의 사이에 가열수가 순환하면서, 내부에 고온수를 저장할 수 있다.
이 후, 보일러(100)가 온수를 생성할 때, 난방수저장탱크(400)의 내부에 저장된 고온수가, 환수로서 주열교환기(200)로 공급될 수 있다. 또는, 급탕열교환기(300)를 통과하여 난방수저장탱크(400)로 유입된 가열수와 고온수가 혼합된 혼합수가, 환수로서 주열교환기(200)로 공급될 수 있다.
이러한 과정을 통해, 보일러(100)의 온수 생성 동작 시에, 난방수저장탱크(400)는 주열교환기(200)로 공급되는 환수의 온도를 높일 수 있다.
더욱 구체적으로, 본 발명에 따른 보일러(100)는, 환수라인(510)과, 공급라인(520)과, 제1 연결라인(540) 및 삼방밸브(530)를 더 포함할 수 있다. 또한, 본 발명은 제2 연결라인(550)과 제3 연결라인(560)을 더 포함할 수 있다.
환수라인(510)은, 난방대상(10)과 주열교환기(200)를 연결하여, 난방대상(10)에서 주열교환기(200)로 환수를 유입시킬 수 있다. 공급라인(520)은, 주열교환기(200)에서 난방대상(10)으로 가열수를 공급할 수 있다.
제1 연결라인(540)은, 주열교환기(200)에서 급탕열교환기(300)로 가열수를 공급하기 위해, 공급라인(520)과 급탕열교환기(300)를 연결할 수 있다.
그리고, 삼방밸브(530)는, 공급라인(520)과 제1 연결라인(540)의 연결지점에 구비되어, 주열교환기(200)에서 공급된 가열수가, 난방대상(10)과 급탕열교환기(300) 중 적어도 어느 하나로 공급되도록 유로를 전환할 수 있다. 구체적으로 온수 생성 시에, 삼방밸브(530)는 주열교환기(200)와 급탕열교환기(300)가 연결되도록 유로를 전환할 수 있다. 또한 난방 시에, 삼방밸브(530)는 주열교환기(200)와 난방대상(10)이 연결되도록 유로를 전환할 수 있다.
제2 연결라인(550)은, 급탕열교환기(300)와 난방수저장탱크(400)를 연결할 수 있고, 제3 연결라인(560)은 난방수저장탱크(400)와 환수라인(510)을 연결할 수 있다. 그리고, 상기한 복귀유로는, 제2 연결라인(550)과, 제3 연결라인(560)과, 환수라인(510)에 의해 구현될 수 있다.
구체적으로, 급탕열교환기(300)를 통과한 가열수는 제2 연결라인(550)을 통해 난방수저장탱크(400)로 유입되고, 난방수저장탱크(400)로 유입된 가열수는 고온수와 혼합되어 제3 연결라인(560)과 환수라인(510)을 통해 주열교환기(200)로 공급될 수 있다. 여기서 온수 생성 동작 초기(사용자가 온수모드를 조작한 직후)에는 난방수저장탱크(400)의 고온수의 일부가 주열교환기(200)로 유입될 수도 있다.
이와 같이 본 발명에 적용되는 난방수저장탱크(400)는, 복귀유로 상에 즉, 가열수의 흐름을 기준으로 급탕열교환기(300)의 후단에 위치함으로써, 난방수저장탱크(400)가 급탕열교환기(300)의 전단에 위치하는 경우보다 더 효율적일 수 있다.
한편 도 2를 참조하면, 환수라인(510) 상에는 순환펌프(511)와 팽창탱크(513)를 포함할 수 있다.
순환펌프(511)는 환수를 유입시키도록 환수라인(510) 상에 구비될 수 있다. 그리고 팽창탱크(513)는 환수의 온도 변화에 의한 체적의 변화를 흡수하도록 순환펌프(511)의 상류 측의 환수라인(510) 상에 구비될 수 있다.
더욱 구체적으로 순환펌프(511)는 환수를 공급시키도록 제3 연결라인(560)과 환수라인(510)의 연결지점보다 하류 측의 환수라인(510) 상에 구비될 수 있다. 그리고 팽창탱크(513)는 환수의 온도 변화에 의한 체적의 변화를 흡수하도록, 제3 연결라인(560) 및 환수라인(510)의 연결지점과 순환펌프(511)의 사이의 환수라인(510) 상에 구비될 수 있다.
본 발명에 따르면 난방수저장탱크(400)에 의해 주열교환기(200)로 공급되는 환수의 온도를 높일 수 있으므로, 본 발명에 적용되는 팽창탱크(513)는 예열을 위한 별도의 히터를 구비하지 않을 수 있다. 즉 난방수저장탱크(400)에 저장된 고온의 난방수에 의해 온수 성능이 증대되므로, 팽창탱크(513)는 별도의 히터를 필요로 하지 않는다.
이하에서는 본 발명에 따른 난방수저장탱크(400)의 위치에 따른 효과를 설명하기 위해, 도 2 내지 4에 도시된 본 발명의 실시예와, 도 5 내지 도 7에 도시된 비교예를 비교하여 설명한다. 도 5 내지 도 7에 도시된 비교예는, 본 발명의 실시예와 대비하여 난방수저장탱크(400)의 위치를 급탕열교환기(300)의 전단에 설치한 점에서 차이가 있다. 도 5 내지 도 7 및 이하의 설명에서는, 설명의 편의상 본 발명과 동일한 도면부호를 사용한다.
먼저 도 5 내지 도 7을 참조하면, 비교예에 의한 난방수저장탱크(400)는, 급탕열교환기(300)의 전단 즉, 주열교환기(200)와 급탕열교환기(300)의 사이에 설치될 수 있다. 도 6 및 도 7의 그래프는, 도 5에 표시된 각 지점의 시간에 따른 온도이다. 예를 들어 도 6 및 도 7에서 R은 주열교환기(200)로 공급되는 환수의 온도의 그래프이고, M은 주열교환기(200)에서 배출되는 가열수의 온도이고, SI는 난방수저장탱크(400)로 공급되는 가열수의 온도이고, SO는 난방수저장탱크(400)에서 배출되는 가열수의 온도이다. 또한, I는 직수의 온도이고, O는 급탕열교환기(300)에서 열교환에 의해 생성된 온수의 온도이다.
비교예에 따르면, 온수 생성 시에, 난방수저장탱크(400)에 저장된 고온수는, 급탕열교환기(300)로 공급되어 직수와 간접 열교환을 수행하게 된다. 이에 따라 온수 생성이 요청된 시점부터, 주열교환기(200)에서 목표온도 이상의 가열수가 생성되기 이전에도, 바로 온수를 공급할 수 있다.
난방수저장탱크(400)를 거쳐 급탕열교환기(300)로 공급된 고온수 또는 고온수와 가열수의 혼합수는, 급탕열교환기(300)에서 열교환되면서 온도가 하강하고, 온도가 낮아진 상태로 환수가 되어 주열교환기(200)로 공급될 수 있다. 따라서 어느 시점 이후에는, 환수의 온도를 온수 생성을 위한 온도 이상의 수준으로 가열하는데 필요한 열량이, 버너의 최대 연소열량을 초과하게 될 수 있다. 이때 주열교환기(200)에서 급탕열교환기(300)로 공급되는 가열수의 온도가 낮아지게 되어, 온수공급에 필요한 열량을 충족시키지 못하게 된다.
도 6 및 도 7에 도시된 비교예의 시험예에서는, 주열교환기(200)는 관체형 열교환기로 한다. 또한, 온수 미사용시에 주열교환기(200)의 내부와 난방수저장탱크(400)의 내부의 물은 80도로 예열된 상태에다. 버너의 최대열량은 22,360 kcal/h이고 내부순환유량을 고려할 때 버너의 최대열량을 공급할 때 주열교환기(200)에서 상승 가능한 온도는 22.5도이다. 또한, 사용자가 요청한 온수의 온도를 40도라고 할 때 온수공급에 필요한 열량은 36,000 kcal/h이다.
이러한 조건에서 사용자가 온수를 요청하면, 초기의 일정시간까지는 난방수저장탱크(400)에서 비축한 열량을 이용하여 온수 설정온도에 맞는 온수를 공급할 수 있다. 도 7을 참조하면 비교예의 경우 약 240초까지 사용자가 요청한 온수온도인 40도 이상의 온수를 공급할 수 있음을 알 수 있다.
그런데 도 6을 참조하면 급탕열교환기(300)를 통과한 가열수는 열교환으로 인해 온도가 하강하므로 환수의 온도의 최대값이 작다. 즉 약 26초를 경과한 시점에서 주열교환기(200)로 공급되는 환수의 온도가 최대값인 약 42.8도가 된다. 주열교환기(200)에서 최대값(약 42.8도)인 환수에 주열교환기(200)에서 최대열량을 공급하는 경우, 상승 가능한 최대 온도(약 22.5도)를 더해도, 주열교환기(200)에서 공급되는 가열수의 온도가 65.3도 정도임을 알 수 있다. 즉 주열교환기(200)에서 공급되는 가열수의 온도는, 난방수저장탱크(400)에 저장된 고온수의 초기온도인 80도 이상으로 올라가기 어려우며, 급탕열교환기(300)로 공급되는 물의 온도 또한 마찬가지임을 알 수 있다.
따라서 도 7을 참조하면, 출수온도가, 사용자가 요청한 온수설정온도인 40도 이상으로 유지되는 시간이 약 240초 정도로 짧은 것을 알 수 있다. 여기서 출수온도는, 급탕열교환기(300)에서 열교환되어 생성된 온수에 직수가 혼합되어 출수되는 물의 온도이다.
반면에, 도 2 내지 도 4에 도시된, 본 발명의 시험예는, 난방수저장탱크(400)의 위치 이외의 조건은 동일하게 하였다. 도 3 및 도 4의 그래프는, 도 2에 표시된 각 지점의 시간에 따른 온도이다. 예를 들어 도 3 및 도 4에서 R은 주열교환기(200)로 공급되는 환수의 온도이고, M은 주열교환기(200)에서 배출되는 가열수의 온도이고, SI는 난방수저장탱크(400)로 공급되는 가열수의 온도이고, SO는 난방수저장탱크(400)에서 배출되는 가열수의 온도이다. 또한, I는 직수의 온도이고, O는 급탕열교환기(300)에서 열교환에 의해 생성된 온수의 온도이다.
도 3을 참조하면, 상기 조건에서 사용자가 온수를 요청하면, 온수 공급 시작시에는 난방수저장탱크(400)의 고온수의 온도가 환수의 온도가 된다. 그리고 급탕열교환기(300)에서 열교환된 후 배출된 가열수는 난방수저장탱크(400)에 의해 온도가 상승하므로, 주열교환기(200)로 복귀하는 환수의 온도가 상승할 수 있다.
예를 들어 상기한 비교예에서 환수의 온도가 최대값(약 42.8도)일 때의 시간인 약 26초에서 본 발명의 환수의 온도는 약 70.7도이다. 여기에 주열교환기(200)에서 최대열량을 공급하는 경우 상승 가능한 온도(약 22.5도)를 더하면 약 93.2도가 된다. 즉 환수의 온도가 높아지므로 주열교환기(200)에서 공급되는 가열수의 온도는, 난방수저장탱크(400)에 저장된 고온수의 초기온도인 80도 이상으로 올라갈 수 있으며, 급탕열교환기(300)로 유입되는 온도 또한 마찬가지이다. 즉 급탕열교환기(300)로 유입되는 가열수의 온도는 80도 이상으로 상승한 후 하강하게 되므로, 그만큼 긴 시간 동안 온수설정온도에 맞은 온수를 공급할 수 있는 열량을 제공할 수 있다.
따라서, 도 4를 참조하면 출수온도가 사용자가 요청한 온수설정온도인 40도 이상으로 유지되는 시간이 약 434초 정도로, 이는 도 7의 비교예에 비해 긴 것을 알 수 있다. 본 발명에 따르면 즉 더 긴 시간 동안 온수설정온도에 맞는 온수를 공급할 수 있음을 알 수 있다.
또한 본 발명과 같이 난방수저장탱크(400)가 급탕열교환기(300)의 후단에 설치된 경우(도 2 참조), 비교예와 같이 난방수저장탱크(400)가 급탕열교환기(300)의 전단에 설치된 경우(도 5 참조)에 비해, 탱크용량이 작아도 유사한 정도의 온수공급능력을 가질 수 있다. 즉 본 발명에 따르면 작은 탱크용량으로도 높은 온수공급능력을 가질 수 있다.
아래의 [표 1]는 비교예와 본 발명의 실시예의 탱크 용량(L)에 따른 온수설정온도 이상의 온수 공급 가능 시간(초)을 시험한 결과를 도시한 표이다. 온수 공급 가능 시간은 착화지연시간이 10초인 경우와 착화지연시간이 30초인 경우를 시험하였다.
아래의 [표 1]에서 A-1, A-2, A-3는 도 5에 도시된 비교예의 시험예이고, B-1, B-2, B-3는 도 2에 도시된 본 발명의 실시예의 시험예이다. 예를 들어 착화지연시간이 10초일 때, 난방수저장탱크(400)의 용량이 10L인 본 발명의 온수설정온도 이상의 온수 공급 가능 시간(189초)은, 난방수저장탱크(400)의 용량이 20L인 비교예의 온수설정온도 이상의 온수 공급 가능 시간(181초)와 유사한 것을 확인할 수 있다. 따라서 본 발명에 따르면 작은 탱크용량으로도 높은 온수공급능력을 발휘할 수 있다.
시험예 난방수저장탱크의 용량(L) 온수설정온도 이상의온수 공급 가능 시간(초)(착화지연시간 10초) 온수설정온도 이상의온수 공급 가능 시간(초)(착화지연시간 30초)
A-1 10 125 89
A-2 20 181 145
A-3 30 233 197
B-1 10 189 153
B-2 20 281 274
B-3 30 371 363
한편, 직수라인(610)과, 온수라인(620)과, 믹싱라인(630) 및 믹싱밸브(631)를 더 포함할 수 있다.
직수라인(610)은 급탕열교환기(300)에서 열교환되기 위한 직수가 공급되고, 온수라인(620)은 급탕열교환기(300)에서 열교환에 의해 생성되는 온수가 배출될 수 있다.
또한, 믹싱라인(630)은 직수라인(610)과 온수라인(620) 사이에 연결되고, 믹싱밸브(631)는 믹싱라인(630) 상에 설치되어 온수라인(620)에 직수를 공급하도록 믹싱라인(630)을 개폐할 수 있다.
이에 따라 주열교환기(200)에서 급탕열교환기(300)로 높은 온도의 가열수가 공급되는 경우에, 믹싱라인(630) 및 믹싱밸브(631)에 의해 직수를 섞어주어, 온수의 온도 또한 높아지는 문제를 해결할 수 있다. 특히 난방수저장탱크(400)를 구비함에 따라, 난방수저장탱크(400)에 저장된 고온수에 의해 초기 온수의 온도가 높아지는 경우에, 사용자가 설정한 온도로 출수온도를 맞출 수 있다.
더욱 바람직하게 온수의 온도를 감지하도록, 온수라인(620)과 믹싱라인(630)의 연결지점보다 상류 측의 온수라인(620) 상에 구비되는 온수온도센서(621)를 더 포함할 수 있다. 그리고, 믹싱밸브(631)는, 기설정된 온수온도와 온수온도센서(621)에서 측정된 온도에 따라 자동으로 제어되는 전자식 밸브일 수 있다.
구체적으로, 믹싱밸브(631)는, 기계식이 아닌, 전자식 밸브로 장착하고, 급탕열교환기(300)에서 열교환을 통해 생성된 온수의 출구 측에 온수온도센서(621)를 장착할 수 있다. 그리고 온수 생성 시에, 믹싱밸브(631)는 사용자가 설정한 온수설정온도에 맞게 직수를 섞어주도록 계속적으로 자동으로 제어될 수 있다.
예를 들어 기계식 밸브의 경우 사용자가 임의로 조정하기 어렵거나 불가능하게 제작된 경우가 많으므로, 믹싱밸브(631)로 기계식을 사용하는 경우 보일러(100)에 구비된 열량제어기(미도시)가 믹싱밸브(631)의 설정온도를 알 수 없기 때문에, 가열수의 목표온도를 기준으로 버너의 연소 ON/OFF 주기를 짧게 하여 급탕열교환기(300)로 흐르는 가열수의 온도를 제어하게 된다. 즉 이 경우, 믹싱개도가 고정된 기계식 믹싱밸브(631)를 사용함으로 인해, 출수온도를 맞추기 위해 가열수의 온도를 고려하여 버너의 연소 ON/OFF를 수행하므로 버너의 연소주기가 짧아지게 될 수 있다. 이러한 잦은 연소 ON/OFF 주기로 인하여 버너의 내구성이 저하될 수 있다.
이에 반하여 본 발명에 따르면, 온수온도센서(621)가 온수의 온도를 지속적으로 측정하고, 전자식 믹싱밸브(631)는 온수온도센서(621)에 의해 측정된 온수의 온도에 따라 개폐 또는 개도량이 자동으로 제어될 수 있다. 즉 본 발명의 경우 믹싱밸브(631)가 전자식으로 조정됨으로써 출수온도를 맞출 수 있다.
따라서, 본 발명에 따르면 전자식 믹싱밸브(631)에 의해, 정확한 온도의 온수 공급할 수 있고, 연소의 ON/OFF주기도 늘릴 수 있으므로 버너의 내구성을 증대시킬 수 있다.
한편, 본 발명의 난방수저장탱크(400)는 급탕열교환기(300)에서 배출되는 가열수나 난방대상(10)에서 복귀되는 가열수가 환수로서 주열교환기(200)로 복귀되기 위한 유로 상에 구비되어, 주열교환기(200)로 공급되는 환수의 온도를 높이기 위해, 급탕열교환기(300)에 의한 온수의 생성 시에 급탕열교환기(300)에서 배출되는 가열수보다 높은 온도를 갖는 고온수를 내부에 저장할 수 있다.
구체적으로, 난방수저장탱크(400)는, 도시된 실시예와 같이 급탕열교환기(300)와 환수라인(510)을 연결하는 유로 상에 설치될 수 있다. 이때 난방수저장탱크(400)는 급탕열교환기(300)에서 배출되는 가열수가 환수로서 주열교환기(200)로 복귀하기 위한 유로 상에 구비된다.
또한, 본 발명에 적용되는 난방수저장탱크(400)의 위치는 상기한 위치에 한정되지 않고, 환수라인(510) 상에 설치될 수도 있다. 구체적으로 난방수저장탱크(400)가, 환수라인(510) 상에 설치되는 경우, 주열교환기(200)로 복귀되는 가열수는, 급탕열교환기(300)를 통과한 가열수일 수도 있고, 난방대상(10)에서 복귀되는 가열수일 수도 있다.
이와 같은 본 발명의 일실시예에 의한 보일러를 이용하면, 주열교환기로 공급되는 환수의 온도를 높여서 온수공급능력을 증대시킬 수 있고, 설정온도 이상의 온수를 공급하는 시간을 증대시킬 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 전자식 믹싱밸브에 의해, 정확한 온도의 온수를 공급할 수 있고, 버너의 내구성을 증대시킬 수 있다.
이상, 본 발명의 특정 실시예에 대하여 상술하였지만, 본 발명의 사상 및 범위는 이러한 특정 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 특허청구범위에 기재된 본 발명의 요지를 변경하지 않는 범위 내에서 다양하게 수정 및 변형이 가능하다.

Claims (12)

  1. 유입된 물인 환수를 버너의 연소열에 의해 가열하는 주열교환기;
    상기 주열교환기에서 상기 환수가 가열되어 생성된 물인 가열수가 공급되고, 상기 가열수와의 열교환에 의해 직수를 가열하여 온수를 생성하는, 급탕열교환기; 및,
    상기 급탕열교환기에서 배출되는 상기 가열수가 상기 환수의 적어도 일부로서 상기 주열교환기로 복귀되기 위한 복귀유로 상에 구비되어, 상기 주열교환기로 공급되는 상기 환수의 온도를 높이기 위해, 상기 급탕열교환기에 의한 상기 온수의 생성 시에 상기 급탕열교환기에서 배출되는 상기 가열수보다 높은 온도를 갖는 고온수를 내부에 저장하는, 난방수저장탱크를 포함하는, 보일러.
  2. 제1항이 있어서,
    상기 난방수저장탱크는, 상기 주열교환기로 공급되는 상기 환수의 온도를 높여서, 기설정된 목표온도를 갖는 상기 가열수를 생성하기 위해 상기 버너에서 부담하는 열량을 감소시키는, 보일러.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 난방수저장탱크는, 상기 급탕열교환기에 의한 상기 온수의 생성 시에, 상기 급탕열교환기에서 배출되는 상기 가열수를 공급받고, 상기 고온수 또는 상기 고온수와 상기 가열수의 혼합수를 상기 환수의 적어도 일부로서 상기 주열교환기로 공급하는, 보일러.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 난방수저장탱크는, 상기 급탕열교환기에 의한 상기 온수의 미생성 시에 상기 고온수로서 상기 가열수를 공급받는, 보일러.
  5. 제1항에 있어서,
    난방대상에서 상기 주열교환기로 상기 환수를 유입시키는 환수라인;
    상기 주열교환기에서 상기 난방대상으로 상기 가열수를 공급하는 공급라인;
    상기 주열교환기에서 상기 급탕열교환기로 상기 가열수를 공급하기 위해, 상기 공급라인과 상기 급탕열교환기를 연결하는 제1 연결라인; 및
    상기 공급라인과 상기 제1 연결라인의 연결지점에 구비되어, 상기 주열교환기에서 공급된 상기 가열수가, 상기 난방대상과 상기 급탕열교환기 중 적어도 어느 하나로 공급되도록 유로를 전환하는 삼방밸브를 더 포함하는, 보일러.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 급탕열교환기와 상기 난방수저장탱크를 연결하는 제2 연결라인; 및,
    상기 난방수저장탱크와 상기 환수라인을 연결하는 제3 연결라인을 더 포함하고,
    상기 복귀유로는, 상기 제2 연결라인과, 상기 제3 연결라인과, 상기 환수라인에 의해 구현되는, 보일러.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 환수를 유입시키도록 상기 환수라인 상에 구비되는 순환펌프와,
    상기 환수의 온도 변화에 의한 체적의 변화를 흡수하도록 상기 순환펌프의 상류 측의 상기 환수라인 상에 구비되는 팽창탱크를 더 포함하는, 보일러.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 환수를 공급시키도록 상기 제3 연결라인과 상기 환수라인의 연결지점보다 하류 측의 상기 환수라인 상에 구비되는 순환펌프와,
    상기 환수의 온도 변화에 의한 체적의 변화를 흡수하도록, 상기 제3 연결라인 및 상기 환수라인의 연결지점과 상기 순환펌프의 사이의 상기 환수라인 상에 구비되는 팽창탱크를 더 포함하는, 보일러.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 급탕열교환기에서 열교환되기 위한 직수가 공급되는 직수라인;
    상기 급탕열교환기에서 열교환에 의해 생성되는 상기 온수가 배출되는 온수라인;
    상기 직수라인과 상기 온수라인 사이에 연결되는 믹싱라인; 및,
    상기 믹싱라인 상에 설치되어 상기 온수라인에 직수를 공급하도록, 상기 믹싱라인을 개폐하는 믹싱밸브를 더 포함하는, 보일러.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 온수의 온도를 감지하도록, 상기 온수라인과 상기 믹싱라인의 연결지점보다 상류 측의 상기 온수라인 상에 구비되는 온수온도센서를 더 포함하고,
    상기 믹싱밸브는, 기설정된 온수온도와 상기 온수온도센서에서 측정된 온도에 따라 자동으로 제어되는 전자식 밸브인, 보일러.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 주열교환기는 관체형 열교환기로 제공되는, 보일러.
  12. 유입된 물인 환수를 버너의 연소열에 의해 가열하여 난방대상에 난방을 제공하기 위한 가열수를 생성하는 주열교환기;
    상기 주열교환기에서 공급된 상기 가열수와의 열교환에 의해 직수를 가열하여 온수를 생성하는 급탕열교환기; 및,
    상기 급탕열교환기에서 배출되는 상기 가열수나 상기 난방대상에서 복귀되는 상기 가열수가 상기 환수로서 상기 주열교환기로 복귀되기 위한 유로 상에 구비되어, 상기 주열교환기로 공급되는 상기 환수의 온도를 높이기 위해, 상기 급탕열교환기에 의한 상기 온수의 생성 시에 상기 급탕열교환기에서 배출되는 상기 가열수보다 높은 온도를 갖는 고온수를 내부에 저장하는, 난방수저장탱크를 포함하는, 보일러.
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