KR100364616B1 - 온실의 지중난방장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 난방기의 배기가스로부터 발생되는 폐열을 다시 온실 내의 난방에 이용할 수 있도록 함과 아울러, 배기 열교환시 연소과정에 부하가 발생되지 않도록 한 온실의 지중난방장치에 관한 것으로, 그 구성은 내부공기를 난방하여 온실의 내부로 송풍하기 위한 난방기와, 난방기로부터 배출되는 배기가스의 폐열을 이용하여 열교환하기 위한 열교환기와, 열교환기를 통과하도록 관통설치되며 온실 지중에 설치되는 배관파이프와, 배관파이프로 공급되는 물의 압력을 조절하기 위한 펌프 및 물탱크등으로 구성된다.

열교환기는 내부 벽면이 이중 구조인 하우징과, 그 하우징의 일측과 타측에 배기가스의 흐름 경로가 하향되도록 입구가 일측 상단에 연결되고 출구가 타측 하단에 설치되어 있다.

이에 따르면, 본 발명은 간단한 구조로 난방기의 폐열을 이용하여 온실을 난방할 수 있음과 아울러, 열효율을 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라 배기가스의 연소부하현상을 예방하는 이점이 있다.

Description

온실의 지중난방장치{heat recovery device of greenhouse}

본 발명은 온실의 지중난방장치에 관한 것으로, 특히 온풍난방기로부터 배출되는 배기열을 이용하여 온실내부를 난방할 수 있도록 한 온실의 지중난방장치에 관한 것이다.

일반적으로, 비닐하우스와 농업용 온실에서는 농작물의 생장에 필요한 저온과 상온을 유지하기 위하여 농업용 난방기를 사용하고 있다.

종래 온풍난방기는 공지의 연소장치로부터 얻어지는 열량이 온실의 난방을 위해 직접적으로 사용된 다음에 연통을 거쳐서 대기중으로 방출된다.

이러한 온풍난방기는 온실을 난방할 때 대략 250℃ 정도 고온의 배기가스가 대기중으로 방출되고 있으며, 주로 경유를 사용하고 있으므로 유류비의 급등시 난방비의 증가로 인하여 시설원예농가에 큰 부담이 되고 있다.

이 대기중으로 방출되는 손실 열량은 전체 발열량의 10∼20%에 이르며, 또 온실을 적정 온도 이상으로 난방하기 위해서는 높은 발열량을 필요로 하므로, 연료의 낭비가 심한 실정이다.

이와 같은 문제점을 개선하기 위한 종래 선행기술을 일 예로 들자면, 국내 실용신안 공개번호 제 2000-5484호 "농업용 난방기의 폐열을 이용한 농업용 온실의 난방장치"에 개시되고 도 1에 도시된 바와 같이, 공지의 연소장치와 열교환수단을 구비하는 난방기(1)와, 그 난방기에서 1차 열교환에 사용된 폐열이 배출되는 출구(20)측에 2차 열교환을 위하여 설치되는 열교환기(3)와 열교환기(3)를 통하여 가열된 열교환매체를 순환시키기 위한 순환펌프(9)(9a)로 구성되어 배출되는 폐열로 열교환매체가 농업용 온실(13)의 땅속튜브(8a)를 경유하여 열교환기(3)로 순환토록 한 것이다.

이는 농업용 난방기(10)에서 배출되는 폐열이 출구(20)측에 마련된 열교환기(3)의 내통(6)을 통하여 내통내부 및 열교환매체를 가열하게 되고, 가열된 열교환 매체는 하부헤더(18)에 집수되어 순환모터(9a)의 회전으로 농업용 온실 지중 튜브(8a),튜브(8)을 경유하여 열교환기(3)로 순환되면서 농업용 온실(13)의 땅속을 난방시키게 하거나, 또 다르게는 온실에 설치된 라디에이터(19)를 통하여 열교환이 이루어져 온실(13)내부를 난방하게 된다.

그런데, 이와 같은 종래의 온실 난방장치는 난방기로부터 배기되는 폐열을 이용하여 온실 내부의 온도를 상승시켜 난방효율을 증가시키고 있으나, 실제 부피에 비해 열교환이 이루어지는 단면적이 작으므로 열교환효율을 만족시키지 못하는 단점이 있었고, 수평형 구조인 열교환기의 구조상 배기측에 부하가 걸려 오히려 연소효율이 저하될 우려가 있었다.

본 발명은 상기한 제반문제점을 감안하여 안출된 것으로, 그 목적은 난방기로부터 배출되는 배기가스의 폐열을 이용하여 온실 내부를 난방할 수 있도록 함과 아울러, 배기 열교환시 연소부하가 발생되지 않도록 한 온실의 지중난방장치를 제공하는 데 있다.

도 1은 종래 농업용 온실의 지중난방장치를 나타낸 구성도.

도 2는 본 발명에 따른 온실의 지중난방장치를 나타낸 구성도.

도 3은 도 2의 요부를 나타낸 단면도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

100 : 난방기 200 : 열교환기

210 : 하우징 220 : (하우징의)배기가스 입구

230 : (하우징의)배기가스 출구

300 : 배관파이프 350 : 주름관

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 연소장치와 열교환수단을 구비하는 난방기와, 난방기에서 열교환된 폐열이 배출되는 배출구측에 설치되는 열교환기와, 상기 열교환기의 배출구로부터 배출되는 폐열을 온실의 내부로 공급하기 위한 배관파이프를 구비하여 된 온실의 지중난방장치에 있어서,

상기 열교환기는 하우징과,

상기 배기가스의 입구가 하우징의 일측 상단에 설치되어 상기 난방기의 배출구에 연결되고 출구가 상기 입구보다 낮은 위치의 타측 하단에 설치되어 상기 난방기의 배기가스가 하향 통과되며,

상기 배관파이프중 상기 하우징내에 관통하여 설치되는 주름관의 입,출구가 각각 하우징의 전면 하단과 후면 상단에 설치되어 상향 배관된 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 다음과 같이 설명하기로 한다.

본 발명에 따른 온실의 지중난방장치는, 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 외부공기를 난방하여 온실의 내부로 송풍하기 위한 난방기(100)와, 난방기(100)로부터 배출되는 배기가스의 폐열을 이용하여 열교환하기 위한 열교환기(200)와, 열교환기(200)를 통과하도록 관통 설치되며 온실 지중에 설치되는 배관파이프(300)와, 배관파이프(300)로 공급되는 물의 압력을 조절하기 위한 펌프(400) 및 물탱크(500)등으로 구성된다.

더 상세히 설명하면, 열교환기(200)는 전열면적을 넓히기 위해 수직형 컨덴싱 열교환기(200)를 채용하며 그 구조로는 물이 하측에서 상측으로 압송되도록 내부 벽면이 이중구조인 하우징(210)과, 그 하우징(210)의 일측과 타측에 배기가스의 흐름 경로가 하향되도록 입구(220)가 일측 상단에 연결되고 출구(230)가 타측 하단에 설치되어 있다.

또한, 배관파이프(300)중 열교환기(200)의 내부를 관통하여 설치되는 주름관(350)은 전열면적과 열교환효율을 높이기 위해 재질을 스테인레스재를 채용하고 그 외주면에 다수개의 주름을 형성하며 나선형으로 굴절되게 설치하는 것이바람직하며, 주름관(350)의 입구가 전면 하단, 출구가 후면 상단에 각각 설치되어 펌프(400)의 압력에 의해 상향 압송된다.

그리고, 펌프(400)는 물탱크(500)로부터 물을 열교환기(200)와 배관파이프(300)측으로 공급하기 위하여 물탱크(500)의 입구와 출구측에 각각 설치되는 것이 바람직하며, 난방기(100)의 작동시간에만 작동되도록 하는 것이 바람직할 것이다.

미 설명부호 "110"과 "120"은 난방기(100)의 버어너(110)와 송풍팬(120)을 각각 나타낸 것이고, "250"은 하우징(210)의 배기가스 출구(230)측에 설치된 연통(250)을 나타낸 것이다.

이하, 본 발명의 작용을 설명하기로 한다.

온실내의 공기가 난방기(100)의 송풍팬을 통해 난방기의 내부로 흡입될 때 버너에서 연소된 연소열에 의해 온도가 상승하게 되고, 이 온풍이 온실의 내부로 공급되어 온실의 온도를 상승시켜 난방과정이 이루어진다.

이때, 난방기(100)의 연소시 발생되는 배기가스의 온도는 대략 200∼300℃정도이므로, 이 고온의 배기가스가 열교환기(200)의 하우징(210) 내부로 공급되어 다시 연통(250)을 통해 외부로 배출되기까지 주름관(350)을 가열하게 된다.

이어서, 물탱크(500)로부터 공급되는 물이 하우징(210) 내부온도에 의해 상승되어 다시 물탱크(500)로 복귀된다.

또, 물탱크(500)로 복귀된 물은 온실의 지중에 배관된 배관파이프(300)로 공급되어 온실 내부를 난방시키게 된다.

즉, 본 발명의 온수의 경로를 간략하게 설명하면, 물탱크(500)의 물이 난방기(100)와 연동되는 펌프(400)에 의해서 열교환기(200)의 내부에 위치한 주름관(350)으로 압송되고, 이어서 열교환기(200)의 외부로 나오기전까지 난방기(100)의 배기가스에 의해 가열되어 다시 물탱크(500)로 복귀하게 된다.

이후, 물탱크(500)로 복귀된 물은 일시 저장되었다가 다른쪽 출구를 통해 이송되어 온실의 지중에 배관된 곳으로 압송되어 온실 내부를 난방하게 된다.

이상과 같이 설명한 본 발명은 난방기의 배기가스로부터 발생되는 폐열을 다시 온실 내의 난방에 이용할 수 있도록 함과 아울러, 배기 열교환시 연소과정에 부하가 발생되지 않도록 한 것인바, 이에 따르면 본 발명은 간단한 구조로 배기가스의 폐열을 이용하므로 난방효율을 증대시킬 수 있으며, 수직형 컨덴싱열교환기의 구조상 배기가스로 인한 연소부하현상을 예방할 수 있음과 동시에, 열전달면적이 넓어 배기가스의 현열과 잠열을 함께 회수하여 열효율이 증대되는 효과를 갖는다.

Claims (3)

1. 연소장치와 열교환수단을 구비하는 난방기(100)와, 난방기(100)에서 열교환된 폐열이 배출되는 배출구측에 설치되는 열교환기(200)와, 상기 열교환기(200)의 배출구로부터 배출되는 폐열을 온실의 내부로 공급하기 위한 배관파이프(300)를 구비하여 된 온실의 지중난방장치에 있어서,

   상기 열교환기(200)는 하우징(210)과,

   상기 배기가스의 입구(220)가 하우징(210)의 일측 상단에 설치되어 상기 난방기(100)의 배출구에 연결되고 배기가스 출구(230)가 상기 입구(220)보다 낮은 위치의 타측 하단에 설치되어 상기 난방기(100)의 배기가스가 하향 통과되며,

   상기 배관파이프(300)중 상기 하우징(210)내를 관통하여 설치되는 주름관(350)의 입,출구가 각각 하우징(210)의 전면 하단과 후면 상단에 설치되어 상향 배관된 것을 특징으로 하는 온실의 지중난방장치.
2. 제 1항에 있어서, 상기 주름관(350)은 상기 하우징(210)내에 나선형으로 굴절되게 설치되고, 그 외주면으로 다수의 주름이 형성된 것을 특징으로 하는 온실의 지중난방장치.
3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 하우징(210)은 그 내부 벽면이 이중벽 구조인 것을 특징으로 하는 온실의 지중난방장치.