KR101521814B1 - Induction boiler and hybrid hot water supply and heating system using it - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 유도 보일러 및 이를 이용한 하이브리드 온수 및 난방 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 유도가열방식을 이용하여 열효율이 우수하고 제어가 용이하며 부식, 코팅부의 박리 등의 문제가 없어 내구성이 뛰어난 유도 보일러 및 이를 이용한 하이브리드 온수 및 난방 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to an induction boiler and a hybrid hot water and heating system using the induction boiler. More particularly, the present invention relates to an induction boiler and a hybrid hot water heating system using the induction boiler, And a hybrid hot water and heating system using the same.
일반적으로 보일러는 석유, 석탄, 전기 등을 연료로 하여 난방 또는 급탕용 온수를 만드는 장치를 말한다.Generally, a boiler is a device for making hot water for heating or hot water using petroleum, coal or electricity as fuel.
이러한 보일러의 일례로, 대한민국 등록특허공보 등록번호 제10-1067789호(2011.9.28.공고)는 가열통 바디에 자성층을 형성하고, 자성층 외주면에 절연시트를 입힌 후에 유도코일을 구성하여 온수를 공급하는 보일러로서, 석유나 석탄 등을 연료로 사용하지 않으므로 상대적으로 주변환경오염이 적고 부피가 작은 특징이 있다.An example of such a boiler is disclosed in Korean Registered Patent Publication No. 10-1067789 (issued on September 28, 2011), in which a magnetic layer is formed on a heating barrel body, an insulating sheet is coated on the outer surface of the magnetic layer, As the boiler does not use petroleum or coal as fuel, it has a relatively low environmental pollution and small volume.
그러나 이러한 종래기술은 자성층을 별도로 구성하여야 하고 유도코일이 외부에 드러나 있어 주요부인 코일 등의 파손가능성이 커 고장발생의 빈도가 높으며 장치가 복잡하여 제작이 어려우며, 무엇보다도 유도코일을 사용하여 가열시 고온으로 인해 부식이 심하며 방식을 위해 코팅을 하더라도 쉽게 박리되는 문제점이 지적되고 있다. However, in the conventional technique, the magnetic layer must be separately formed, and the induction coil is exposed to the outside, which is likely to cause damage to the coil or the like. Thus, the frequency of the occurrence of the fault is high and the apparatus is complicated. It is pointed out that the corrosion is severe due to the high temperature and it is easily peeled off even if it is coated for the method.
상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위해 발명된 것으로, 본 발명은 피가열물을 직접적으로 가열하므로 종래의 열반사, 열전도 등에 의한 가열법에 비해 열손실이 적어 열효율이 우수한 유도 보일러 및 이를 이용한 하이브리드 온수 및 난방 시스템을 제공하고자 하는 데 그 목적이 있다.The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and it is an object of the present invention to provide an induction boiler which has a lower heat loss than a conventional heating method using heat reflection and heat conduction, And a heating system.
또한, 본 발명은 가열 전력과 시간을 균일하게 유지할 수 있을 뿐만 아니라 제어가 용이하도록 한 유도 보일러 및 이를 이용한 하이브리드 온수 및 난방 시스템을 제공하고자 하는 데 목적이 있다.It is another object of the present invention to provide an induction boiler and a hybrid hot water and heating system using the induction boiler.
또한, 본 발명은 직접 가열방식이 아닌 유도가열방식의 채택으로 인해 부품 교체나 고장 발생이 거의 없어 유지보수가 월등이 용이한 유도 보일러 및 이를 이용한 하이브리드 온수 및 난방 시스템을 제공하고자 하는 데 목적이 있다.In addition, the present invention aims to provide an induction boiler which is less likely to be replaced or failed due to the adoption of an induction heating system rather than a direct heating system, and which can easily maintain maintenance, and a hybrid hot water and heating system using the induction boiler .
또한, 본 발명은 쉽게 다른 보일러 등의 장비와 결합하여 최적의 하이브리드 시스템의 구성이 용이하도록 한 유도 보일러 및 이를 이용한 하이브리드 온수 및 난방 시스템을 제공하고자 하는 데 목적이 있다.Another object of the present invention is to provide an induction boiler and a hybrid hot water and heating system using the induction boiler, which can easily constitute an optimal hybrid system by combining with other boiler and other equipments.
또한, 본 발명은 유도가열방식을 채용한다 하더라도 부식이나 외부 코팅의 박리와 같은 내구성 저하 문제가 전혀 발생되지 않도록 한 유도 보일러 및 이를 이용한 하이브리드 온수 및 난방 시스템을 제공하고자 하는 데 목적이 있다.It is another object of the present invention to provide an induction boiler and a hybrid hot water and heating system using the induction boiler so as not to cause any problem of durability deterioration such as corrosion and peeling of an outer coating even if an induction heating system is adopted.
또한, 본 발명은 구조가 간단하고 제작이 쉬우며 컴팩트화가 가능하도록 한 유도 보일러 및 이를 이용한 하이브리드 온수 및 난방 시스템을 제공하고자 하는 데 목적이 있다.It is another object of the present invention to provide an induction boiler which is simple in construction, easy to manufacture and compact, and a hybrid hot water and heating system using the induction boiler.
상기한 바와 같은 과제를 해결하기 위한 수단으로, 본 발명인 유도 보일러를 이용한 하이브리드 온수 및 난방 시스템은,
유도 보일러,
급수구를 구비하는 축열조,
상기 축열조의 저장수가 순환하는 저장수 순환라인,
태양열 집열기,
상기 태양열 집열기에서 가열된 열매체가 순환하는 열매체 순환라인,
상기 저장수 순환라인과 열매체 순환라인이 열교환하는 열교환기,
상기 축열조의 저장수를 공급하는 온수라인 및
상기 온수라인에서 바이패스되는 바이패스 라인을 포함하여 구성되며,
상기 유도 보일러는,
중공 원통형으로 이루어진 중앙 관체,
상기 중앙 관체에 감아 형성되는 유도 코일,
상기 중앙 관체의 외경보다 큰 내경을 가진 중공 원통형으로 이루어지고 상기 유도 코일이 감긴 중앙 관체를 내부 중앙에 수용하는 외부 관체 및
상기 중앙 관체 및 외부 관체를 내부에 수용하며 상기 중앙 관체의 외경보다 큰 내경을 가지며 상하부에 각각 출수구와 입수구가 형성되는 케이스를 포함하여 구성되며,
상기 중앙 관체, 유도 코일, 외부 관체는 스틸 재질로 제작되고 일체로 결합된 후 매그니 도금(Magni coating)하여 제작되며,
상기 케이스는 스테인리스 스틸로 제작되며,
상기 중앙 관체의 상하 단부는 상기 케이스의 상면 및 하면과 서로 이격되어 배치되며,
상기 유도 보일러는 상기 바이패스 라인 상에 설치되는 것을 특징으로 한다.As a means for solving the above problems, the hybrid hot water and heating system using the induction boiler according to the present invention,
Induction boiler,
A heat storage tank having a water supply port,
A storage water circulation line through which the stored water of the storage tank circulates,
Solar collector,
A heat medium circulation line through which the heating medium heated in the solar collector is circulated,
A heat exchanger in which the storage water circulation line and the heating medium circulation line exchange heat,
A hot water line for supplying the stored water of the heat storage tank and
And a bypass line bypassed from the hot water line,
The induction boiler comprises:
A central tube body having a hollow cylindrical shape,
An induction coil wound around the center tube,
An outer tubular body having a hollow cylindrical shape having an inner diameter larger than the outer diameter of the central tubular body and accommodating the center tubular body wound with the induction coil in the center of the inner tubular body,
And a casing accommodating therein the center tube and the outer tube body and having an inner diameter larger than the outer diameter of the center tube body and having an outlet port and an inlet port at upper and lower portions,
The center tube, the induction coil, and the outer tube body are made of steel, integrally joined and then magnetically coated,
The case is made of stainless steel,
The upper and lower ends of the center tube are spaced apart from the upper and lower surfaces of the case,
And the induction boiler is installed on the bypass line.
상기한 바와 같은 과제해결수단을 통해, 본 발명인 유도 보일러 및 이를 이용한 하이브리드 온수 및 난방 시스템은, 피가열물을 직접적으로 가열하므로 종래의 열반사, 열전도 등에 의한 가열법에 비해 열손실이 적어 열효율이 우수하고,Through the above-described problems, the induction boiler and the hybrid hot water and heating system using the induction boiler of the present invention directly heat the object to be heated, so that the heat loss is smaller than that of the conventional heating method using heat reflection and heat conduction, Excellent,
가열 전력과 시간을 균일하게 유지할 수 있을 뿐만 아니라 제어가 용이하며,Not only can the heating power and time be uniformly maintained, but also is easy to control,
직접 가열방식이 아닌 유도가열방식의 채택으로 인해 부품 교체나 고장 발생이 거의 없어 유지보수가 월등이 용이하며,Due to the adoption of induction heating system instead of direct heating system, there is little component replacement or trouble,
쉽게 다른 보일러 등의 장비와 결합하여 최적의 하이브리드 시스템의 구성이 용이하며,It can be easily combined with equipment such as other boilers to make the configuration of the optimal hybrid system easy,
유도가열방식을 채용한다 하더라도 부식이나 외부 코팅의 박리와 같은 내구성 저하 문제가 전혀 발생되지 않으며,Even if the induction heating method is employed, there is no problem of durability deterioration such as corrosion and peeling of the outer coating,
구조가 간단하고 제작이 쉬우며 컴팩트화가 가능한 등의 이점이 있다.It is advantageous in that it is simple in structure, is easy to manufacture, and can be made compact.
도 1은 본 발명에 따른 유도 보일러를 도시한 단면도이다.
도 2는 본 발명에 따른 유도 보일러의 중앙 관체, 유도 코일 및 외부 관체의 결합관계를 도시한 단면도이다.
도 3은 본 발명에 따른 유도 보일러를 이용한 하이브리드 온수 및 난방 시스템을 개략적으로 도시한 개념도이다.1 is a cross-sectional view showing a induction boiler according to the present invention.
2 is a cross-sectional view showing a coupling relationship between a center pipe, an induction coil, and an outer pipe of the induction boiler according to the present invention.
3 is a conceptual diagram schematically showing a hybrid hot water and heating system using an induction boiler according to the present invention.
본 발명에 따른 유도 보일러의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 구체적으로 설명한다.Preferred embodiments of the induction boiler according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명에 따른 유도 보일러를 도시한 단면도이고, 도 2는 본 발명에 따른 유도 보일러의 중앙 관체, 유도 코일 및 외부 관체의 결합관계를 도시한 단면도이다.FIG. 1 is a cross-sectional view illustrating an induction boiler according to the present invention, and FIG. 2 is a cross-sectional view illustrating a coupling relationship between a center tube, an induction coil, and an outer tube of the induction boiler according to the present invention.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 유도 보일러(1)는 중앙 관체(10), 유도 코일(20), 외부 관체(30), 케이스(40)를 포함하여 구성된다.1, the
여기서, 상기 중앙 관체(10)는 물 등의 피가열물이 통과하면서 실제로 가열이 이루어지는 부분으로서, 중공 원통(中空 圓筒)형의 자성체(磁性體)로 이루어진다.Here, the
상기 유도 코일(Induction coil,20)은 상기 중앙 관체(10)에 전선을 연속적으로 감아 자기장을 발생시키는 부분으로 교번 자기장의 발생을 위해 고주파 전류를 공급하는 전력공급장치와 연결된다.The
이와 같이 상기 유도 코일(20) 내부에 중앙 관체(10)가 위치하게 되면, 전자기 유도작용으로 맴돌이 전류가 흐르고 맴돌이 전류손으로 발열하고, 다시 상기 중앙 관체(10)에 히스테리시스 손실을 가해 발열이 이루어진다.When the
상기 외부 관체(30)는 상기 중앙 관체(10)의 외경(外俓)보다 큰 내경(內徑)을 가진 중공 원통형으로 이루어지고 상기 유도 코일(20)이 감긴 중앙 관체(10)를 내부 중앙에 수용하는 부재이다.The outer
상기 중앙 관체(10)의 하단부는 상기 외부 관체(30)의 하단부에 비해 돌출되어 형성되고, 상기 중앙 관체(10)의 상단부는 상기 외부 관체(30)의 상단부와 동일한 높이로 형성된다. 그리고 상기 외부 관체(30)의 상단부에는 상기 유도 코일(20)을 연결하는 단자를 위해 2 개의 단자용 연결 컨넥터(50)가 구비된다.The lower end of the
상기 케이스(40)는 상기 중앙 관체(10) 및 외부 관체(30)를 내부에 수용하며 상기 중앙 관체(10)의 외경보다 큰 내경을 가지며 상하부에 각각 출수구(52)와 입수구(51)가 형성되는 중공 원통형의 부재이다.The
상기 중앙 관체(10), 유도 코일(20), 외부 관체(30)는 자성체인 스틸 재질로 제작되고 일체로 결합된 후 매그니 도금(Magni coating)하여 제작되는데, 이를 통해, 내식성이 향상될 뿐만 아니라, 도막의 두께가 다른 방식에 비해 얇으며, 무엇보다도 강자성체 사용이 필수적인 본 발명에 적용함에 있어서 고온에서 박리현상이 없어 내구성이 향상되는 효과가 있다.The
상기 케이스(40)는 스테인리스 스틸로 제작되어 부식을 방지할 수 있도록 한다.The
일체로 제작된 상기 중앙 관체(10), 유도 코일(20), 외부 관체(30)는 상기 케이스(40)에 고정시키게 되는데, 상기 중앙 관체(10)의 하단부 외주면과 상기 케이스(40)의 내주면을 연결하는 연결 바(60)를 통해 하측을 고정하며, 상측은 상기 단자용 연결 컨넥터(50)가 관통 결합하고 외주면이 상기 케이스(40)의 내주면과 결합하는 원판(70)을 통해 고정된다.The
상기 원판(70)도 상기 단자용 연결 컨넥터(50)와 연결되어 상기 중앙 관체(10), 유도 코일(20), 외부 관체(30)와 일체로 제작되고 매그니 도금함이 바람직하다.The
상기 케이스(40)의 상부에는 아이너트(80)가 구비되며, 상기 원판(70)과 상기 아이너트(80)를 연결하는 볼트(90)가 더 구비될 수 있다.The
상기 중앙 관체(10)의 상하 단부는 상기 케이스(40)의 상면 및 하면과 서로 이격되어 배치된다.The upper and lower ends of the
상기한 바와 같이 구성되는 유도 보일러(1)의 작동과정에 대해 설명하면, 먼저 상기 케이스(40)의 하측에 형성된 입수구(51)를 통해 유입된 물은 상기 중앙 관체(10)의 내부를 통과하면서 급속히 가열이 이루어지며, 가열된 물은 상기 케이스(40)의 상측에 형성된 출수구(52)를 통해 배출된다. The operation of the
또한, 상기 케이스(40)와 상기 외부 관체(30) 사이에도 물이 유입됨으로써 물 자켓(Water jacket) 역할을 수행함으로써 외부로 배출되는 열을 회수함으로써 열 누수를 방지할 수 있게 된다.In addition, water flows between the
이하, 본 발명에 따른 유도 보일러(1)를 이용한 하이브리드 온수 및 난방 시스템의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 구체적으로 설명한다. Hereinafter, preferred embodiments of a hybrid hot water and heating system using the
도 3은 본 발명에 따른 유도 보일러(1)를 이용한 하이브리드 온수 및 난방 시스템을 개략적으로 도시한 개념도이다.3 is a conceptual diagram schematically showing a hybrid hot water and heating system using the
도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 유도 보일러(1)를 이용한 하이브리드 온수 및 난방 시스템은, 급수구를 구비하고 온수를 저장하는 축열조(2), 상기 축열조(2)의 저장수가 순환하는 저장수 순환라인(3), 태양열 에너지를 활용하는 태양열 집열기(4), 상기 태양열 집열기(4)에서 가열된 열매체가 순환하는 열매체 순환라인(5), 상기 저장수 순환라인(3)과 열매체 순환라인(5)이 열교환하는 열교환기(6), 상기 축열조(2)의 저장수를 사용처에 공급하는 온수라인(7) 및 상기 온수라인(7)에서 바이패스되는 바이패스 라인(8)을 포함하여 구성된다.3, the hybrid hot water and heating system using the
여기서, 상기 유도 보일러(1)는 상기 바이패스 라인(8) 상에 설치되는 것을 특징으로 한다.Here, the
상기 저장수 순환라인(3), 열매체 순환라인(5)에는 제어장치에 의해 제어되는 저장수 순환펌프(P1), 열매체 순환펌프(P2)가 설치되며, 상기 제어장치는 태양열 집열기, 축열조(2) 및 유도 보일러(1)에 설치되는 온도센서 등에서 검출되는 신호에 따라 상기 저장수 순환펌프(P1), 열매체 순환펌프(P2)를 제어하게 된다.A storage water circulation pump P1 and a heating medium circulation pump P2 which are controlled by a control device are installed in the storage
이를 통해, 본 발명에 따른 유도 보일러(1)를 이용한 하이브리드 온수 및 난방 시스템은 태양열 집열기(4)를 활용하는 태양열 발전시스템에 적용하여 저온의 온수만 생산가능하여 난방용으로는 부적합하였던 기존의 태양열 발전시스템에 유도 보일러(1)를 추가함으로써 고온의 난방용수를 생산할 수 있는 등 다양한 활용 및 적용 분야를 가지는 특징이 있다.Accordingly, the hybrid hot water and heating system using the
1: 유도 보일러 2: 축열조
3: 저장수 순환라인 4: 태양열 집열기
5: 열매체 순환라인 6: 열교환기
7: 온수라인 8: 바이패스 라인
10: 중앙 관체 20: 유도 코일
30: 외부 관체 40: 케이스
50: 연결 컨넥터 51: 입수구
52: 출수구 60: 연결 바
70: 원판 80: 아이너트
90: 볼트
P1: 저장수 순환펌프 P2: 열매체 순환펌프1: Induction boiler 2: Heat storage tank
3: Stored water circulation line 4: Solar collector
5: Heat medium circulation line 6: Heat exchanger
7: Hot water line 8: Bypass line
10: center tube 20: induction coil
30: outer tubular body 40: case
50: connection connector 51: inlet
52: Outlet 60: Connection bar
70: Disc 80: Eye nut
90: Bolt
P1: Reservoir water circulation pump P2: Heat medium circulation pump
Claims (2)
급수구를 구비하는 축열조,
상기 축열조의 저장수가 순환하는 저장수 순환라인,
태양열 집열기,
상기 태양열 집열기에서 가열된 열매체가 순환하는 열매체 순환라인,
상기 저장수 순환라인과 열매체 순환라인이 열교환하는 열교환기,
상기 축열조의 저장수를 공급하는 온수라인 및
상기 온수라인에서 바이패스되는 바이패스 라인을 포함하여 구성되며,
상기 유도 보일러는,
중공 원통형으로 이루어진 중앙 관체,
상기 중앙 관체에 감아 형성되는 유도 코일,
상기 중앙 관체의 외경보다 큰 내경을 가진 중공 원통형으로 이루어지고 상기 유도 코일이 감긴 중앙 관체를 내부 중앙에 수용하는 외부 관체 및
상기 중앙 관체 및 외부 관체를 내부에 수용하며 상기 중앙 관체의 외경보다 큰 내경을 가지며 상하부에 각각 출수구와 입수구가 형성되는 케이스를 포함하여 구성되며,
상기 중앙 관체, 유도 코일, 외부 관체는 스틸 재질로 제작되고 일체로 결합된 후 매그니 도금(Magni coating)하여 제작되며,
상기 케이스는 스테인리스 스틸로 제작되며,
상기 중앙 관체의 상하 단부는 상기 케이스의 상면 및 하면과 서로 이격되어 배치되며,
상기 유도 보일러는 상기 바이패스 라인 상에 설치되는 것을 특징으로 하는
유도 보일러를 이용한 하이브리드 온수 및 난방 시스템
Induction boiler,
A heat storage tank having a water supply port,
A storage water circulation line through which the stored water of the storage tank circulates,
Solar collector,
A heat medium circulation line through which the heating medium heated in the solar collector is circulated,
A heat exchanger in which the storage water circulation line and the heating medium circulation line exchange heat,
A hot water line for supplying the stored water of the heat storage tank and
And a bypass line bypassed from the hot water line,
The induction boiler comprises:
A central tube body having a hollow cylindrical shape,
An induction coil wound around the center tube,
An outer tubular body having a hollow cylindrical shape having an inner diameter larger than the outer diameter of the central tubular body and accommodating the center tubular body wound with the induction coil in the center of the inner tubular body,
And a casing accommodating therein the center tube and the outer tube body and having an inner diameter larger than the outer diameter of the center tube body and having an outlet port and an inlet port at upper and lower portions,
The center tube, the induction coil, and the outer tube body are made of steel, integrally joined and then magnetically coated,
The case is made of stainless steel,
The upper and lower ends of the center tube are spaced apart from the upper and lower surfaces of the case,
And the induction boiler is installed on the bypass line
Hybrid hot water and heating system using induction boiler
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KR1020150025172A KR101521814B1 (en) | 2015-02-23 | 2015-02-23 | Induction boiler and hybrid hot water supply and heating system using it |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2000241022A (en) * | 1999-02-23 | 2000-09-08 | Fuji Electric Co Ltd | Instant heater for water |
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KR101067789B1 (en) * | 2009-08-07 | 2011-09-28 | 자원전자 주식회사 | A Heating Device and Induction Heating Boiler Having it |
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2015
- 2015-02-23 KR KR1020150025172A patent/KR101521814B1/en active IP Right Grant
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