KR101897703B1 - 저탕 탱크를 이용한 보일러의 절수장치 - Google Patents

Abstract

난방 수를 저장하는 저장 탱크를 이용하여 수전 동작시 초기에 저장 탱크에 저장된 난방 수를 온수로 공급하여 온수를 바로 사용할 수 있도록 하고, 온수를 예열하여 보일러와 출탕 수전 사이 배관 내 잔수를 설정 온도로 유지시켜 온수 출탕 시 설정온도의 온수를 바로 사용할 수 있도록 하여 낭비되는 물을 절약할 수 있도록 한 저장 탱크를 이용한 보일러의 절수장치에 관한 것으로서, 물 낭비를 방지하고 온수 온도를 일정온도로 사전에 예열하기 위한 예열 신호를 입력하는 예열 버튼; 온수를 순환시키는 온수 순환관 내의 온수 온도 및 유량을 측정하는 센서부; 상기 예열 신호가 입력되면 상기 센서부에 의해 측정된 온수 온도 및 유량에 따라 잔수 순환 및 보일러의 온수 가열을 제어하여 보일러와 수전 사이의 온수관에 잔존하는 잔수를 항상 일정 온도로 유지시키는 컨트롤러; 및 상기 보일러와 상기 수전 사이에 개재되어, 상기 수전의 동작시 저장된 난방 수를 온수로 공급하거나 보일러의 온수를 공급하는 저장 탱크를 포함하여, 저탕 탱크를 이용한 보일러의 절수장치를 구현한다.

Description

저탕 탱크를 이용한 보일러의 절수장치{Water saving apparatus of the boiler using hot-water storage tank}

본 발명은 저탕 탱크를 이용한 보일러(boiler)의 절수장치에 관한 것으로, 특히 난방 수를 저장하는 저장 탱크를 이용하여 수전 동작시 초기에 저장 탱크에 저장된 난방 수를 온수로 공급하여 온수를 바로 사용할 수 있도록 하고, 온수를 예열하여 보일러와 출탕 수전 사이 배관 내 잔수를 설정 온도로 유지시켜 온수 출탕 시 설정온도의 온수를 바로 사용할 수 있도록 하여 낭비되는 물을 절약할 수 있도록 한 저장 탱크를 이용한 보일러의 절수장치에 관한 것이다.

일반적으로, 보일러는 가스 또는 기름을 연료로 이용하여 연소시키고, 연소과정에서 발생하는 열을 이용하여 열교환을 통해 물을 가열하며, 열교환을 통해 가열된 물은 실내에 설치된 난방배관을 따라 각 방을 순환시켜 난방을 하며, 목욕탕, 싱크대 등에 온수를 공급한다.

도 1은 일반적인 보일러에서 온수를 공급하는 시스템의 개략 구성도로서, 보일러(1)에서 가열된 온수는 온수관(2)을 통해 수전(3)에 공급되고, 냉수는 직수관(4)을 통해 상기 수전(3)에 공급된다.

사용자는 상기 수전(3)을 온수 방향 또는 중간 또는 냉수방향으로 위치시켜 자신이 사용하고자 하는 온도의 물을 사용하게 된다.

이러한 일반적인 보일러에서 온수를 한동안 사용하지 않은 상태에서 사용자가 온수를 사용하기 위해 수전을 온수 방향으로 작동시키면, 보일러와 수전 사이에 연결된 온수관의 물은 가열되지 않은 차가운 상태이기 때문에, 차가운 물이 나오게 된다.

따라서 사용자는 수전을 출수 가능한 상태로 동작시킨 상태에서, 자신이 원하는 온도의 물이 나올 때까지 기다리다가 온수를 사용하게 되는 데, 이때 온수가 나오기까지 수전을 통해 토출되는 물은 사용하지 않는 물이 되어 물 낭비가 발생하게 된다.

이러한 물 낭비 문제를 개선하기 위해 보일러의 다양한 절수 시스템이 제안되고 있으며, 종래에 제안된 절수 시스템이 하기의 <특허문헌 1> 내지 <특허문헌 > 에 개시되어 있다.

<특허문헌 1> 에 개시된 종래기술은 다이어프램 등과 같이 신축 가능한 구조를 갖는 냉수저장수단을 냉수관상에 설치함으로써 혼합온수공급 전에 온수관상의 냉수를 압축상태로 저장한 후, 혼합온수공급 초기에 다시 온수혼합수단으로 배출하여 설정온도의 혼합온수를 배출 사용하도록 구성함으로써, 온수가 원하는 온도가 될 때까지 지속적으로 물을 낭비하거나 물의 온도를 조절하는 등의 번거로움을 없앨 수 있는 절수형 온수공급장치를 제공한다.

또한, <특허문헌 2> 에 개시된 종래기술은 가정에서 온수를 사용할 때 처음 보일러에서 공급되는 가열되지 않은 상태의 냉수를 타임스위치의 시작신호와 동시에 집수 탱크에 집수하고, 상기 타임스위치의 종료신호와 동시에 집수 탱크에 집수된 냉수를 펌프에 의해 보일러로 귀환시킴으로써, 보일러에서 처음 공급되는 냉수를 그냥 흘려버리지 않게 되어, 물의 낭비를 막을 수 있는 아주 경제적인 가정용 보일러의 절수시스템 및 그 방법을 제공한다.

또한, <특허문헌 3> 에 개시된 종래기술은 온수관에는 물의 온도에 따라 온수관의 관로를 개폐시키는 서모스탯 밸브를 설치하고, 상기 서모스탯 밸브 후단의 온수관과 상수도관을 연결하는 바이패스관을 설치한 것을 특징으로 하여, 온수의 사용시 온수관에 저장된 물이 일정온도 이하이면 수전 금구의 수도꼭지나 샤워기로 물이 토출되지 않고 보일러에서 물이 일정온도 이상으로 가열될 때까지 바이패스 시켜 순환시킴으로써 온수 사용에 따른 에너지 낭비를 방지한다.

또한, <특허문헌 4> 에 개시된 종래기술은 가정의 주방 또는 욕실에서 온수를 사용하기 위해 수전을 작동시킬 때, 보일러와 수전 사이에 연결 설치된 공급관 내부의 차가운 물이 수전을 통해 그대로 공급됨으로써 온수가 나올 때까지 불필요하게 흘려 버려야 했던 물의 낭비를 방지하며 에너지를 절약할 수 있는 온수 보일러의 절수시스템을 제공한다.

또한, <특허문헌 5> 에 개시된 종래기술은 온수 라인과 냉수 라인 안에 물이 회전을 통하여 낭비되는 물을 절약하는 장치에 관한 것으로, 수전에서 온수 사용시 온수 라인 끝을 냉수 라인 끝과 연결하여 온수 라인 내부에 있는 물을 냉수 라인 쪽으로 모터로 강제 역류시킨다. 물론 미사용시는 전자밸브를 설치하여 닫음 상태가 되어 있으며 온수 사용시만 이를 해제하고 모터를 돌리며 이를 관장하는 중앙처리장치와 사용자가 이를 사용할 수 있는 조절기를 설치하여, 온수를 절약한다.

또한, <특허문헌 6> 에 개시된 종래기술은 형상기억 합금으로 구동되는 개폐

밸브를 채용하는 단순 구조로 제조비용이 저렴하고 설치가 간단하며 내구성이 좋은 형상기억합금으로 구동되는 개폐밸브를 포함하는 온수보일러 절수시스템을 제공한다.

또한, <특허문헌 7> 에 개시된 종래기술은 가정의 주방 또는 욕실에서 온수를 사용하기 위해 수전을 작동시킬 때, 보일러와 수전 사이에 연결 설치된 공급관 내부의 차가운 물이 수전을 통해 그대로 공급됨으로써 온수가 나올 때까지 불필요하게 흘려 버려야 했던 물의 낭비를 방지하며 에너지를 절약할 수 있는 온수 보일러의 절수시스템을 제공한다.

또한, <특허문헌 8> 에 개시된 종래기술은 보일러에서 데워지는 수돗물을 항상 저장하여 사용자가 원할 때 언제든 고온의 수돗물이 나올 수 있도록 하고, 동시에 가족구성원들이 수돗물을 사용하더라도 온수가 분산되지 않아, 온도변화 없이 일정하게 고온의 물을 유지하며 사용할 수 있으며, 보일러에서 샤워기까지의 관에 내장되어 있는 수돗물을 활용하여 흘려보내지는 수돗물을 절약할 수 있고, 사용자가 원하는 온도의 수돗물을 공급받을 수 있어 온도에 민감한 사람이나, 유아 및 노인이 안심하고 사용할 수 있도록 하는 절수형 온도조절 시스템을 제공한다.

또한, <특허문헌 9> 에 개시된 종래기술은 자동 온도조절 밸브는 온수관을 통해 공급되는 물을 설정된 기준온도에 따라 수전을 통해 배출되게 하거나 보일러로 되돌리게 한다. 온수관은 보일러에서 데워진 물을 자동 온도조절 밸브까지 안내한다. 리턴 관은 기준온도에 도달하지 못한 물을 보일러까지 안내한다. 가열부는 리턴관을 통해 리턴되는 물을 가열한다. 제어부는 자동 온도 조절 밸브의 설정온도에 따라 시스템을 제어한다. 표시부는 제어부의 제어상태를 표시한다.

이러한 구성에 의하면, 설정된 기준온도에 도달하지 않은 냉수를 보일러로 되돌리면서 신속히 가열하여 온수가 공급되게 하는 한편 자동 온도조절 밸브와 표시부를 통하여 온수공급 상태 및 온수공급예상 시간을 사용자가 인식하면서 온수를 편리하게 사용할 수 있게 된다.

<특허문헌 10> 에 개시된 종래기술은 설치공간을 현저히 줄일 수 있어 공간 활용도를 향상시킬 수 있으며, 보일러 냉온수 공급시스템과 잔류수 순환모듈 각각의 제어부를 통합제어부를 통하여 통합 제어함으로써 구조를 단순화할 수 있으며, 사용자로 하여금 리모컨과 같은 제어 구성품의 공용화로 보관 및 사용상의 편의를 제공할 수 있다.

<특허문헌 11> 에 개시된 종래기술은 보일러의 작동시 나선형 배관 및 온수 공급관 내부에 잔존하는 냉수를 회수하여 순환시켜 온수로 변환 후 수도꼭지를 통해 배출할 수 있도록 함으로써, 불필요하게 낭비되던 수자원을 절약할 수 있으므로 경제적인 이익을 창출할 수 있음은 물론 보일러의 작동시 소모되는 연료비용을 절감할 수 있는 효과가 있다.

대한민국 등록특허 10-0506977호(2005.08.01. 등록)(절수형 온수공급장치) 대한민국 등록특허 10-0736160호(2007.06.29. 등록)(가정용 보일러의 절수시스템 및 그 방법) 대한민국 등록특허 10-0688032호(2007.02.22. 등록)(절수형 온수공급장치) 대한민국 등록특허 10-0757381호(2007.09.04. 등록)(온수 보일러의 절수시스템) 대한민국 공개특허 10-2011-0032135호(2011.03.30. 공개)(온수절약장치) 대한민국 공개특허 10-2012-0023251호(2012.03.13. 공개)(형상기억합금으로 구동되는 개폐밸브를 포함하는 온수 보일러 절수시스템) 대한민국 등록특허 10-0757381호(2007.09.04. 등록)(온수 보일러의 절수시스템) 대한민국 공개특허 10-2014-0129491호(2014.11.07. 공개)(절수형 온도조절 시스템) 대한민국 등록특허 10-1394857호(2014.05.07. 등록)(물 절약 시스템) 대한민국 공개특허 10-2016-0041731호(2016.04.18. 공개)(보일러 통합 냉온수 공급시스템) 대한민국 등록실용신안 20-0398102호(2005.10.04. 등록)(물 절약형 보일러)

그러나 상기와 같은 종래기술들은 별도의 가열장치를 이용하여 온수를 가열하거나 온수를 저장하는 별도의 저장 탱크를 이용하는 방식으로서, 장시간 보일러를 사용하지 않는 경우에는 절수 효과를 도모하지 못하는 단점이 있다.

또한, 타임스위치를 이용하거나 일정 온도로 물의 온도가 상승할 때까지 온수 토출을 자동으로 제한하는 방식은 사용자가 바로 온수를 사용하지 못하고 일정시간 기다려야 하는 불편함이 있다.

따라서 본 발명은 상기와 같은 종래기술에서 발생하는 제반 문제점을 해결하기 위해서 제안된 것으로서, 난방 수를 저장하는 저장 탱크를 이용하여 수전 동작시 초기에 저장 탱크에 저장된 난방 수를 온수로 공급하여 온수를 바로 사용할 수 있도록 하고, 온수를 예열하여 보일러와 출탕 수전 사이 배관 내 잔수를 설정 온도로 유지시켜 온수 출탕 시 설정온도의 온수를 바로 사용할 수 있도록 하여 낭비되는 물을 절약할 수 있도록 한 저장 탱크를 이용한 보일러의 절수장치를 제공하는 데 그 목적이 있다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 저탕 탱크를 이용한 보일러의 절수장치는 물 낭비를 방지하고 온수 온도를 일정온도로 사전에 예열하기 위한 예열 신호를 입력하는 예열 버튼; 온수를 순환시키는 온수 순환관 내의 온수 온도 및 유량을 측정하는 센서부; 상기 예열 신호가 입력되면 상기 센서부에 의해 측정된 온수 온도 및 유량에 따라 잔수 순환 및 보일러의 온수 가열을 제어하여 보일러와 수전 사이의 온수관에 잔존하는 잔수를 항상 일정 온도로 유지시키는 컨트롤러; 상기 보일러와 상기 수전 사이에 개재되어, 상기 수전의 동작시 저장된 난방 수를 온수로 공급하거나 보일러 온수를 공급하는 저장 탱크를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 따른 저탕 탱크를 이용한 보일러의 절수시스템은 상기 컨트롤러의 제어에 따라 보일러와 상기 수전 사이에 마련되는 온수 순환관에 설치되어 상기 온수를 보일러에 순환시키거나 온수가 보일러에 유입되는 것을 차단하는 체크 밸브를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 따른 저장 탱크를 이용한 보일러의 절수시스템은 상기 컨트롤러의 제어에 따라 상기 온수 순환관의 온수를 순환시키는 순환 펌프를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 따른 저탕 탱크를 이용한 보일러의 절수시스템은 상기 저장 탱크와 보일러 사이에 개재되어, 상기 저탕 탱크에 저장된 온수를 상기 보일러로 환수시키는 환수관을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기에서 저장 탱크는 초기 난방 수를 온수로 공급하고, 상기 초기 난방 수를 온수로 공급한 이후에는 예열 된 온수 또는 보일러의 온수를 공급하는 것을 특징으로 한다.

상기에서

상기에서 센서부는 상기 온수 순환관에서 순환되는 온수의 온도를 측정하는 수온 센서, 상기 온수 순환관에서 순환되는 온수의 유량을 측정하는 유량 센서를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기에서 온수 순환관은 온수관과 직수관을 연결하여 형성되는 것을 특징으로 한다.

상기에서 수전은 사방밸브로 구현되는 것을 특징으로 한다.

상기에서 컨트롤러는 상기 예열버튼의 조작시 발생한 예열 신호를 입력받는 예열신호 입력부; 상기 센서부에서 발생한 유량 신호를 입력받는 유량 입력부; 상기 센서부에서 발생한 검출 온도를 입력받는 온도 입력부; 상기 예열 신호와 유량 신호 및 검출 온도를 기초로 잔수 예열을 제어하여 절수를 수행하는 절수 제어부; 상기 절수 제어부에서 출력되는 순환펌프 구동 신호에 따라 순환펌프를 구동시키는 순환펌프 구동부; 상기 절수 제어부에서 출력되는 밸브 제어신호에 따라 체크 밸브를 구동시키는 밸브 구동부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기에서 절수 제어부는 보일러를 통해 설정되는 설정 온도와 상기 검출 온도를 대비하여, 그 차이에 따라 예열을 제어하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따르면 수전 동작시 초기에 난방 수를 온수로 공급하고, 이후 보일러 온수 또는 예열 된 온수를 공급함으로써, 보일러와 출탕 수전 사이 배관 내 잔수를 설정 온도로 유지시켜줄 수 있어, 초기 온수 출탕 시 설정온도의 온수를 바로 사용할 수 있도록 하여 낭비되는 물을 절약할 수 있는 장점이 있다.

도 1은 일반적인 보일러의 온수 제공 시스템의 개략 구성도,
도 2는 본 발명에 따른 저탕 탱크를 이용한 보일러의 절수장치의 구성도,
도 3은 도 2의 컨트롤러의 실시 예 블록 구성도.

이하 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 저탕 탱크를 이용한 보일러의 절수장치를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.

도 2는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 저탕 탱크를 이용한 보일러의 절수장치의 구성도로서, 보일러(10), 온수관(20), 직수관(30), 수전(40), 온수 순환관(50), 센서부(60), 순환 펌프(70), 체크 밸브(80), 예열 버튼(90), 컨트롤러(100), 저탕 탱크(110) 및 환수관(120)을 포함한다.

상기 보일러(10)는 열교환을 통해 직수를 온수로 만들어 공급하는 역할을 하며, 온수관(20)은 상기 저장 탱크(110)에서 공급되는 온수를 수전(40) 측으로 전달하는 역할을 한다.

상기 직수관(30)은 직수를 상기 수전(40) 및 보일러(10)에 공급하는 역할을 한다. 여기서 수전 및 보일러에 직수를 공급하는 직수관(30)에 동일한 부호를 부여하였으나, 실제 수전(40)에 연결되는 직수관과 보일러(10)에 연결되는 직수관은 상이하나, 설명의 편의를 위해 동일한 부호를 부여한 것이다.

상기 수전(40)은 사용자의 조작에 따라 온수 또는 냉수 또는 온수+냉수를 토출하거나, 상기 온수관(20)의 잔수를 바이패스시키는 역할을 하는 것으로서, 사방밸브로 구현하는 것이 바람직하다.

상기 온수 순환관(50)은 상기 수전(40)에서 바이패스된 잔수를 상기 보일러(10) 측으로 순환하는 역할을 하며, 예열 버튼(90)은 물 낭비를 방지하고 온수 온도를 일정온도로 사전에 예열하기 위한 예열 신호를 입력하는 역할을 한다.

사용자는 온수 사용을 위해 예열이 필요하다고 판단이 되면 상기 예열 버튼(90)을 조작하고, 일정 시간 후에 온수를 사용한다. 필요에 따라 항상 예열 버튼(90)을 온 상태로 만들어, 수전을 동작시키면 언제든지 온수가 토출되도록 하는 것이 바람직하다.

상기 센서부(60)는 온수를 순환시키는 온수 순환관(50) 내의 온수 온도 및 유량을 측정하는 역할을 하는 것으로서, 상기 온수 순환관(50)에서 순환되는 온수의 온도를 측정하는 수온 센서와 상기 온수 순환관(50)에서 순환되는 온수의 유량을 측정하는 유량 센서를 포함하는 것이 바람직하다.

상기 컨트롤러(100)는 상기 예열 신호가 입력되면 상기 센서부(60)에 의해 측정된 온수 온도 및 유량에 따라 잔수 순환 및 보일러의 온수 가열을 제어하여 보일러와 수전 사이의 온수관에 잔존하는 잔수를 항상 일정 온도로 유지시키는 역할을 한다.

이러한 컨트롤러(100)는 상기 예열버튼(90)의 조작시 발생한 예열 신호를 입력받는 예열신호 입력부(101), 상기 센서부(60)에서 발생한 유량 신호를 입력받는 유량 입력부(102), 상기 센서부(60)에서 발생한 검출 온도를 입력받는 온도 입력부(103), 상기 예열 신호와 유량 신호 및 검출 온도를 기초로 잔수 예열을 제어하여 절수를 수행하는 절수 제어부(104), 상기 절수 제어부(104)에서 출력되는 순환펌프 구동 신호에 따라 순환펌프(70)를 구동시키는 순환펌프 구동부(105), 상기 절수 제어부(104)에서 출력되는 밸브 제어신호에 따라 체크 밸브(80)를 구동시키는 밸브 구동부(106)를 포함한다. 여기서 절수 제어부(104)는 보일러를 통해 설정되는 설정 온도와 상기 검출 온도를 대비하여, 그 차이에 따라 예열을 제어하는 것이 바람직하다.

상기 체크 밸브(80)는 상기 컨트롤러(100)의 제어에 따라 보일러(10)와 상기 수전(40) 사이에 마련되는 온수 순환관(50)에 설치되어 상기 온수를 보일러(10)에 순환시키거나 온수가 보일러(10)에 유입되는 것을 차단하는 역할을 한다.

상기 순환 펌프(70)는 상기 컨트롤러(100)의 제어에 따라 상기 온수 순환관(50)의 온수를 순환시키는 역할을 한다.

상기 저탕 탱크(110)는 난방 수를 온수로 저장하거나 상기 보일러(10)에 의해 공급되는 온수를 수전(40)으로 공급해주는 역할을 하며, 상기 환수관(120)은 상기 저탕 탱크(110)의 난방 수를 상기 보일러(10)로 환수시키는 역할을 한다.

이와 같이 구성된 본 발명에 따른 저탕 탱크를 이용한 보일러 절수장치의 동작을 구체적으로 설명하면 다음과 같다.

먼저, 보일러(10)의 가동에 따라 발생하는 난방 수를 저탕 탱크(110)에 일부 저장한다. 여기서 저탕 탱크(110)는 환수관(120)을 통해 보일러(10)로 난방 수를 환수하게 된다.

저탕 탱크(110)에 저장되는 난방 수는 저탕 탱크(110)의 크기에 따라 달라지나, 전체적인 시스템의 크기 등을 고려하여 약 1ℓ 정도의 난방 수를 저장하는 크기로 구현하는 것이 바람직하다.

저탕 탱크(110)에 소정의 난방 수가 저장된 상태에서, 사용자가 예열 버튼(90)을 사전에 조작하지 않고 수전(40)을 온수 상태로 조작하면, 상기 저탕 탱크(110)에 저장된 난방 수가 온수로 공급된다. 여기서 난방 수는 보일러(10)가 가동되는 상황에서 열교환에 의해 가열된 물이므로, 온수라고 할 수 있다. 물론, 보일러(10)가 장시간 가동이 되지 않거나 난방이 이루어지지 않는 경우에는 저온의 난방 수가 된다.

수전(40)의 동작 시 초기에는 저탕 탱크(110)에 저장된 난방 수를 온수로 공급해주기 때문에, 보일러를 장시간 가동하지 않는 경우를 제외하고는 온수가 수전(40)으로 토출된다.

따라서 수전(40)의 조작 시 사용자는 초기에 저탕 탱크(110)의 온수를 사용할 수 있으므로, 온수 초기 사용시 기존과 같이 찬 잔수가 나와서 직수가 가열될 때까지 물을 버리는 것을 방지할 수 있게 된다.

저탕 탱크(110)에 저장된 온수를 전부 소비한 이후에는 보일러(10)에 의해 공급되는 온수가 저장 탱크(110)를 통해 수전(40)으로 토출된다. 여기서 사용자는 온수를 사용하고자 할 때 보일러(10)를 가동시키고 온수를 사용하는 경우가 다반사이다. 이때 초기에는 저탕 탱크(110)에 저장된 온수를 공급하고, 이후 보일러(10)에 의해 가열된 온수를 공급하므로, 수전 동작 초기부터 온수 공급이 이루어져 기존과 같이 버려지는 물이 없어, 물 절약이 가능해지게 되는 것이다.

한편, 본 발명의 다른 특징으로서, 사용자는 온수를 사용하기 이전에 또는 항상 온수를 사용하기 위해서 예열 버튼(90)을 온(on) 상태로 조작한다.

여기서 예열 버튼(90)이 조작되지 않은 상태에서 수전(40)이 조작되면, 초기에 저탕 탱크(110)에 저장된 온수가 공급된다. 이후 보일러(10)를 가동하지 않으면 순환되는 온수가 공급되는 데, 이 경우에는 가열되지 않은 순환수가 공급되므로 사용자는 찬물을 사용해야 한다. 이것은 일반적인 보일러의 온수 공급 방식과 동일하다.

본 발명은 상기 예열 버튼(90)이 온 상태로 조작되면, 컨트롤러(100)로는 예열 신호가 입력된다. 컨트롤러(100)의 예열신호 입력부(101)는 입력되는 예열 신호를 수신하여 절수 제어부(104)에 전달한다. 절수 제어부(104)는 예열 신호가 입력되면, 온수 순환관(50)에 있는 온수의 유량 및 온도를 검출한다.

예컨대, 온수 순환관(50)의 소정 위치에 설치된 센서부(60)는 유량센서를 이용하여 온수 순환관(50)에 흐르는 유량을 검출하여 상기 컨트롤러(100)에 전달하게 되고, 수온 센서를 이용하여 온수의 온도를 검출하여 상기 컨트롤러(100)에 전달한다.

상기 컨트롤러(100)의 유량 입력부(102)는 상기 유량 센서에 의해 검출된 유량 신호를 입력받아 절수 제어부(104)에 전달하게 되며, 온도 입력부(103)는 상기 수온 센서에 의해 검출된 온도 신호를 입력받아 상기 절수 제어부(104)에 전달한다.

상기 절수 제어부(104)는 입력되는 유량과 온수 온도를 기초로 온수의 예열 여부를 결정한다. 즉, 검출한 온수 온도와 미리 설정된 설정 온도를 비교하여, 상기 검출한 온수 온도가 상기 설정 온도보다 낮으면 예열로 결정을 하고, 상기 검출한 온수 온도가 상기 설정 온도보다 높으면 비 예열로 결정한다. 여기서 설정 온도는 소프트웨어적으로 미리 설정해 놓은 온도이거나 보일러(10)로부터 전달받은 설정 온도이다.

비 예열로 결정한 경우에는 특별한 부가적인 동작을 수행하지 않으며, 지속적으로 유량 검출과 수온 검출 동작을 수행하고, 이를 설정 온도와 비교하는 동작을 수행하게 된다.

이와는 달리 예열로 결정되면, 보일러(10)에 가열 신호를 전달하여 온수를 가열하도록 하고, 동시에 순환펌프 구동부(105)에 순환펌프 구동신호를 전달하고, 밸브 구동부(106)에 밸브 구동신호를 전달한다.

상기 보일러(10)는 전달되는 가열신호에 따라 히터를 동작시키고 열교환 동작을 수행하여 순환되는 온수를 가열하고, 가열한 온수를 온수관(20)으로 토출하는 동작을 수행하게 된다. 아울러 밸브 구동부(106)는 체크 밸브(80)를 동작시켜 온수가 순환되도록 하고, 순환펌프 구동부(105)는 순환펌프(70)를 구동시켜 온수관(20) 및 온수 순환관(50)에 있는 온수를 순환시키게 된다. 여기서 순환펌프(105)의 구동량이나 체크 밸브(80)의 열림 량은 검출된 유량을 기초로 조절하는 것이 바람직하다.

이와 같이 예열 버튼(90)이 조작되면 예열 동작을 통해 온수관(20)에 잔존하는 잔수 및 온수를 순환시키면서 예열 동작을 한다. 예열 동작시 지속적으로 센서부(60)에 의해 유량 및 온수의 수온을 검출하고, 이를 기반으로 절수 제어부(104)는 가열, 순환펌프 및 체크 밸브의 구동을 제어한다.

예열 동작을 수행하는 도중에 순환되는 온수가 설정 온도에 도달되면, 온수 순환과 예열 동작을 종료하고, 다시 온수가 상기 설정 온도보다 낮으면 다시 예열 동작과 온수 순환 동작을 수행한다.

여기서 온수 순환은 보일러(10), 저탕 탱크(110), 온수관(20), 온수 순환관(50), 순환 펌프(70), 체크 밸브(80)를 경유하여 다시 보일러(10)에 환수되는 순환 경로로 순환이 이루어진다.

이러한 동작에 의해 사용자가 수전(40)을 동작시키기 이전에 항상 사용자가 원하는 온도에 맞게 온수를 예열해 놓게 된다. 예열 동작은 예열 버튼(90)이 온 상태로 조작되어 있는 한 온수의 온도에 따라 지속적으로 이루어진다.

이후, 온수를 사용하기 위해 사용자가 수전(40)을 온수 쪽으로 동작시키면, 적당한 온도로 가열된 온수가 온수관(20)을 통해 바로 수전(40)으로 토출되어, 사용자는 바로 온수를 사용하게 된다. 이로써 온수 사용시 초기 찬 잔수가 토출되어 발생하는 물 낭비를 제거할 수 있어, 절수를 구현할 수 있게 되는 것이다.

이상 본 발명자에 의해서 이루어진 발명을 상기 실시 예에 따라 구체적으로 설명하였지만, 본 발명은 상기 실시 예에 한정되는 것은 아니고 그 요지를 이탈하지 않는 범위에서 여러 가지로 변경 가능한 것은 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명하다.

본 발명은 보일러를 이용한 온수 공급 시 저탕 탱크를 이용하여 온수를 공급하도록 하여, 항상 사용자가 설정한 온도에 대응하는 온수가 토출되도록 하여 절수를 구현하는 기술에 적용된다.

10: 보일러
20: 온수관
30: 직수관
40: 수전
50: 온수 순환관
60: 센서부
70: 순환 펌프
80: 체크 밸브
90: 예열 버튼
100: 컨트롤러
110: 저탕 탱크
120: 환수관

Claims (10)

1. 보일러를 이용하여 온수 공급 시 절수를 구현하기 위한 장치로서,
   물 낭비를 방지하고 온수 온도를 일정온도로 사전에 예열하기 위한 예열 신호를 입력하는 예열 버튼;
   온수를 순환시키는 온수 순환관 내의 온수 온도 및 유량을 측정하는 센서부;
   상기 예열 신호가 입력되면 상기 센서부에 의해 측정된 온수 온도 및 유량에 따라 잔수 순환 및 보일러의 온수 가열을 제어하여 보일러와 수전 사이의 온수관에 잔존하는 잔수를 항상 일정 온도로 유지시키는 컨트롤러;
   상기 보일러와 상기 수전 사이에 개재되어, 상기 수전의 동작시 저장된 난방 수를 온수로 공급하거나 보일러의 온수를 공급하는 저장 탱크;
   상기 컨트롤러의 제어에 따라 보일러와 상기 수전 사이에 마련되는 온수 순환관에 설치되어 상기 온수를 보일러에 순환시키거나 온수가 보일러에 유입되는 것을 차단하는 체크 밸브를 포함하고,
   상기 온수 순환관은 온수관과 직수관을 연결하여 형성되며,
   상기 수전은 온수 또는 냉수 또는 온수+냉수를 토출하거나, 상기 온수관의 잔수를 바이패스시키는 사방밸브로 구현되는 것을 특징으로 하는 저탕 탱크를 이용한 보일러의 절수장치.
   
2. 삭제
3. 청구항 1에서, 상기 컨트롤러의 제어에 따라 상기 온수 순환관의 온수를 순환시키는 순환 펌프를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 저탕 탱크를 이용한 보일러의 절수장치.
   
4. 청구항 1에서, 상기 저장 탱크와 보일러 사이에 개재되어, 상기 저탕 탱크에 저장된 온수를 상기 보일러로 환수시키는 환수관을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 저탕 탱크를 이용한 보일러의 절수장치.
   
5. 청구항 1에서, 상기 저장 탱크는 초기 난방 수를 온수로 공급하고, 상기 초기 난방 수를 온수로 공급한 이후에는 예열 된 온수 또는 보일러의 온수를 공급하는 것을 특징으로 하는 저탕 탱크를 이용한 보일러의 절수장치.
   
6. 청구항 1에서, 상기 센서부는 상기 온수 순환관에서 순환되는 온수의 온도를 측정하는 수온 센서, 상기 온수 순환관에서 순환되는 온수의 유량을 측정하는 유량 센서를 포함하는 것을 특징으로 하는 저탕 탱크를 이용한 보일러의 절수장치.
   
7. 삭제
8. 삭제
9. 청구항 1에서, 상기 컨트롤러는 상기 예열버튼의 조작시 발생한 예열 신호를 입력받는 예열신호 입력부; 상기 센서부에서 발생한 유량 신호를 입력받는 유량 입력부; 상기 센서부에서 발생한 검출 온도를 입력받는 온도 입력부; 상기 예열 신호와 유량 신호 및 검출 온도를 기초로 잔수 예열을 제어하여 절수를 수행하는 절수 제어부; 상기 절수 제어부에서 출력되는 순환펌프 구동 신호에 따라 순환펌프를 구동시키는 순환펌프 구동부; 상기 절수 제어부에서 출력되는 밸브 제어신호에 따라 체크 밸브를 구동시키는 밸브 구동부를 포함하는 것을 특징으로 하는 저탕 탱크를 이용한 보일러의 절수장치.
   
10. 청구항 9에서, 상기 절수 제어부는 보일러를 통해 설정되는 설정 온도와 상기 검출 온도를 대비하여, 그 차이에 따라 예열을 제어하는 것을 특징으로 하는 저탕 탱크를 이용한 보일러의 절수장치.
    
    
    
    
    
    
    

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