KR100381397B1 - 열매체를 이용한 열교환기 및 이를 이용하는 난방기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 전기 난방기에 관한 것으로, 보다 상세하게는 합성열전달매체인 써미놀66을 연전달매체로 사용하는 열매체를 이용한 난방기에 관한 것이다.

이를 위한 본 발명에 따른 열매체를 이용한 난방기는, 외형을 형성하고, 공기가 유입되는 유입부 및 유입된 공기가 가열되어 배출되는 배출부가 형성된 몸체와; 몸체의 배출부측에 설치되어 유입되는 공기를 라디에이터 측으로 송풍시키는 송풍기와; 난방수 및 온수를 간접 가열하는 열매체가 저장되며, 외기와 단열을 이루는 열교환기 몸체와, 상기 열교환기 몸체의 일측에 마련되어 열매체의 압력을 확인할 수 있는 압력계와, 상기 열교환기 몸체 하부에 내재되며 통상의 컨트롤러에 의하여 제어되어 상기 열매체를 가열하는 전기히터와, 상기 열교환기 몸체의 내부에 내재되며, 일측에는 물이 공급되는 유입관이 마련되고, 타측에는 상기 열매체에 의해 가열된 난방수 및 온수가 배출되는 배출관이 형성되는 가열관을 포함하는 열교환기와; 상기 열교환기로 공급되는 물을 저장하는 저장탱크와; 저장탱크에 저장된 물을 열교환기로 강제 공급하고, 라디에이터에서 송풍기에서 공급되는 공기를 가열한 가열수를 저장탱크로 공급하는 순환펌프가 구비되는 것을 특징으로 한다.

이에 따라, 본 발명에 따른 열매체를 이용한 열교환기 및 이를 이용하는 난방기는, 열효율이 높은 합성열전달매체인 써미놀66을 사용하여 보다 열효율이 우수하고, 저렴한 전기 에너지를 이용하여 난방 및 온수에 필요한 고온의 물을 생성하여 제공하여 사용함으로써 편리한 난방기를 제공할 수 있는 효과가 있다.

Description

열매체를 이용한 열교환기 및 이를 이용하는 난방기{heat exchanger using temperature transmit object and a heating apparatus using the same}

본 발명은 전기난방기에 관한 것으로, 보다 상세하게는 합성열전달매체인 써미놀66을 열전달매체로 사용하는 열매체를 이용한 열교환기 및 이를 이용하는 난방기에 관한 것이다.

일반적으로, 열교환기는 수조내의 물을 가열하여서 가열된 온수를 난방수로 이용하거나 또는 온수로 이용토록 하는 것으로서, 이러한 열교환기는 물을 가열토록 하는 연료에 따라 가스난방기, 기름난방기, 전기난방기 등으로 구분되고 있을 뿐만 아니라 그 구조에 따라서도 여러 가지 종류가 다양하게 알려져 실제로 널리 사용되고 있다.

이러한 보일러 중에서도 근래에는 심야의 값싼 전기를 사용토록 하는 전기난방기가 널리 사용되고 있으며, 이는 기름, 도시가스를 사용하는 난방기에 비해 연료비를 약50%이상 절감할 수 있을 뿐만 아니라 심야의 전기요금은 일반 전기요금의 1/4수준에 불과한 장점을 가지고 있기 때문에 점차적으로 사용이 늘어나고 있는 추세에 있는 것이다.

이러한 전기난방기도 여러 가지 형태가 있겠으나, 일반적인 전기 난방기는 대체적으로 일정량의 물을 저장할 수 있도록 하는 하나의 수조를 갖추어 구성됨과 동시에 이의 내부에는 저장되는 물을 가열토록 하는 전기히터가 구비되어 있다.

그러나, 이러한 종래 기술에 따른 전기난방기는 난방 및 온수로 사용되는 물이 전기히터의 열을 공급받는 열매체의 역할을 하여 전기히터의 온도가 100℃올라가더라도 물의 온도는 올라가지 않으며, 100℃이상 가열되었을 경우에는 오히려 수증기가 발생하여 보일러내의 압력을 높이는 문제점이 발생하며, 또한, 보일러 내부의 물이 보일러의 내부를 부식시키는 등의 문제점이 발생한다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 보다 열효율이 높은 합성열전달매체인 써미놀66 사용하여 보다 열효율이 우수하고, 저렴한 전기 에너지를 이용하여 온수 및 온수를 이용한 온풍을 제공할 수 있는 열매체를 이용한 열교환기 및 이를 이용하는 난방기를 제공함에 그 목적이 있다.

도 1은 본 발명에 따른 열교환기를 나타낸 부분단면도.

도 2는 도 1의 A-A선의 단면도.

도 3은 본 발명에 따른 열매체를 이용한 열교환기를 이용하는 난방기의 사시도.

도 4는 본 발명에 따른 열매체를 이용한 열교환기를 이용하는 난방기의 내부를 나타내는 간략도.

도 5는 본 발명에 따른 열매체를 이용한 열교환기를 이용하는 난방기의 내부를 나타내는 측면도.

도 6은 본 발명에 따른 열매체를 이용한 열교환기를 이용하는 난방기의 구성을 나타내는 구성도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

10 : 열교환기 11 : 단열재

12 : 몸체 16a, 16b : 가열관

18 : 유입관 19 : 배출관

20 : 합성열전달매체 30 : 난방기

40 : 송풍부 41 : 유입부

42 : 배출부 50 : 가열부

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 열매체를 이용한 열교환기 및 이를 이용하는 난방기는, 외형을 형성하고, 공기가 유입되는 유입부 및 유입된 공기가 가열되어 배출되는 배출부가 형성된 몸체와; 몸체의 배출부측에 설치되어 유입되는 공기를 라디에이터 측으로 송풍시키는 송풍기와; 난방수 및 온수를 간접 가열하는 열매체가 저장되며, 외기와 단열을 이루는 열교환기 몸체와, 상기 열교환기 몸체의 일측에 마련되어 열매체의 압력을 확인할 수 있는 압력계와, 상기 열교환기 몸체 하부에 내재되며 통상의 컨트롤러에 의하여 제어되어 상기 열매체를 가열하는 전기히터와, 상기 열교환기 몸체의 내부에 내재되며, 일측에는 물이 공급되는 유입관이 마련되고, 타측에는 상기 열매체에 의해 가열된 난방수 및 온수가 배출되는 배출관이 형성되는 가열관을 포함하는 열교환기와; 상기 열교환기로 공급되는 물을 저장하는 저장탱크와; 저장탱크에 저장된 물을 열교환기로 강제 공급하고, 라디에이터에서 송풍기에서 공급되는 공기를 가열한 가열수를 저장탱크로 공급하는 순환펌프가 구비되는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명은 상기 열매체가 합성열전달매체인 써미놀 66인 것을 특징으로 한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 열매체를 이용한 열교환기 및 이를 이용하는 난방기를 상세히 설명한다.

본 발명을 설명함에 있어서, 정의되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의 내려진 것으로, 이는 당 분야에 종사하는 기술자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있으므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 열교환기를 나타낸 부분단면도이고, 도 2는 도 1의A-A선의 단면도이고, 도 3은 본 발명에 따른 열매체를 이용한 열교환기를 이용하는 난방기의 사시도이고, 도 4는 본 발명에 따른 열매체를 이용한 열교환기를 이용하는 난방기의 내부를 나타내는 간략도이고, 도 5는 본 발명에 따른 열매체를 이용한 열교환기를 이용하는 난방기의 내부를 나타내는 측면도이고, 도 6은 본 발명에 따른 열매체를 이용한 열교환기를 이용하는 난방기의 구성을 나타내는 구성도이다.

본 발명에 따른 열매체를 이용한 열교환기 및 이를 이용하는 난방기를 설명함에 있어, 본 발명에 따른 열매체를 이용한 전기보일러에 사용되는 합성열전달매체 써미놀66에 대하여 설명한다.

먼저, 써미놀66은 [표1]에 나타낸 것과 같은 대표적인 특징을 가지고 있으며, 이에 따른 써미놀66은 펌핑 가능한 온도가 낮고, 650℉(343℃)까지의 고온에서 뛰어난 성능을 발휘하며, 비점이 낮아 650℉(343℃)에서 가압상태로 사용해야 하는 유기 열전달매체의 대신 사용하기에 이상적이다.

조성	modified terphenyl
외관	투명하고 연한 황색 액체
비중(25/15.5℃)	1.004
운동학적 점도@100℉	30cSt
수분함량	100ppm
유동점	-15℉(-26.1℃)
인화점(COC)	350℉(177℃)
발화점(COC)	380℉(194℃)
자동점화온도(ASTM D-2155)	705℉(374℃)
열팽창계수	0.00047/℉(0.00085/℃)
끓는범위	10%	643℉(339℃)
	90%	668℉(353℃)
증발열	114BTU/Lb.(63ca/gm)
평균분자량	240

또한, 써미놀66은 비가압식 간접가열장치용으로 개발된 것으로 고압의 압력을 가할 필요없이 공정에 필요한 열을 능률적이고, 균일하게 전달할 수 있다.

이후 상술한, 합성열전달매체 써미놀66을 사용하는 본 발명에 따른 열매체를 이용한 열교환기 및 이를 이용하는 난방기를 일실시예를 들어 상세히 설명한다.

도 1 내지 도 2에 도시한 바와 같이 본 발명에 따른 열교환기는, 열교환기의 외형을 형성하고 외기와 소정의 단열재로 단열을 이루는 열교환기 본체(10)과, 상기 본체(10)의 내부에 충진된 합성열전달매체(20)를 가열하기 의한 전기히터(14)가 마련된다.

본 발명에 따른 열교환기는, 열교환기 본체(10)를 형성하고 외기와 소정의 단열재(미도시)로 단열을 이루는열교환기 몸체(12)와, 상기 열교환기 몸체(12)의내부에열교환기의내부에 충진된 합성열전달매체(20)를 가열하기 위한 전기히터(14)와, 전기히터(14)에 의해 가열된 합성열전달매체(20)에 의해 가열되는 가열관(16a, 16b)이 구비된다.

여기서,열교환기 몸체(12)의내부에는 열교환기 내부로 유입되는 물을 가열하기 위한 다수의 가열관(16a, 16b)이 마련되며, 다수의 가열관(16a, 16b)중 하단에 마련된 제 1가열관들(16a)의 일단은 가열관(16a, 16b)으로 물을 유입시키기 위한 유입관(18)이 연결된 유입댐퍼(18a)에 연결되고, 다수의 가열관(16a, 16b)중 상단에 마련된 제 2가열관(16b)의 일단은 제 1, 2가열관(16a, 16b)에서 가열된 물이 배출되기 위한 배출관(19)이 연결된 배출댐퍼(19a)에 연결되며, 각 가열관(16a, 16b)의 타단은 제 1가열관(16a)을 통관한 물을 제 2가열관(16b)으로 전환하기 위한 댐퍼(16c)에 연결된다.

그리고 열교환기 몸체(12)의 내부에는 상술한 합성열전달매체(20)인 써미놀66이 충진되며, 열교환기 몸체(12)의 외부 일측에는 열교환기 몸체(12) 내부에 충진된합성열전달매체(20)써미놀66의 압력을 측정하기 위한 통상의 압력측정기(23)가 마련되며, 열교환기 몸체(12)의 외부 타측에는 열교한기의 온도 및 가열상태를 조절하는 통상의 컨트롤러(미도시)가 마련된다.

이에 따라, 본 발명에 따른 열매체를 이용한 열교환기의 작동을 실시예를 통하여 상세히 설명한다.

상기한 바와 같이 합성열전달매체(20) 써미놀66이 충진된 열교환기 몸체(12)와, 상기 열교환기 몸체(12)에 구비되는 전기히터(14)와, 유입관(18)으로 공급되는 물을 가열하는 각 가열관(16a, 16b) 등에 의해 유입되는 물이 가열되어 배출관(19)으로 배출된다.

이후, 상술한 본 발명에 따른 열교환기를 이용하는 난방기를 첨부한 도면을 참조하여 설명한다.

도 3은 본 발명에 따른 열매체를 이용한 열교환기를 이용하는 난방기의 사시도이고, 도 4는 본 발명에 따른 열매체를 이용한 열교환기를 이용하는 난방기의 내부를 나타내는 간략도이고, 도 5는 본 발명에 따른 열매체를 이용한 열교환기를 이용하는 난방기의 내부를 나타내는 측면도이고, 도 6은 본 발명에 따른 열매체를 이용한 열교환기를 이용하는 난방기의 구성을 나타내는 구성도이다.

도시한 바와 같이 본 발명에 따른 열매체를 이용한 열교환기를 이용하는 난방기(30)는, 외형을 형성하고, 외부의 공기가 유입되는 유입부(41)와, 유입된 공기가 가열되어 배출되는 배출부(42)가 형성된 본체(31)가 마련되고, 유입되는 공기를 강제 송풍시키는 송풍부(40)와, 상기 송풍부(40)에서 공급되는 공기를 가열하는 가열부(50)로 이루어진다.

상기 송풍부(40)는, 상기본체(31)의일측 하부에 형성된 유입부(41)에 마련되어 기기본체(31)의외측 하부에 체류된 공기를 유입하도록 유입되는 공기의 방향을 가이드하는 다수의 유입날개(43)가 마련되고, 상기 유입날개(43)를 통과하여 유입되는 공기의 안정된 유입을 위하여 일정량의 공기가 체류하도록 마련된 소정공간의 에어댐퍼(44)와, 상기 에어댐퍼(44)에 체류된 공기를 가열하기 위하여 가열부(50)로 강제로 송풍하는 송풍기(45)와, 상기 송풍기(45)에 의해 이송됨에 따라 상기 가열부(50)에서 가열된 공기가 기기본체(31)의밖으로 배출될 때 배출되는 공기의 방향을 가이드하는 다수의 배출날개(46)가 마련된다.

상기 가열부(50)는, 상기 송풍부(40)에서 공급되는 공기를 가열하기 위하여 마련되며, 상기 송풍기(45)에 의해 강제로 이송되는 공기를 가열하는 라디에이터(51)와, 상기 라디에이터(51)로 고온의 물을 공급하는 상술한 열교환기(52)와, 상기 열교환기(52)로 물을 공급하고, 상기 라디에이터(51)에서 공기를 가열하고 회수되는 물을 순환시키는 순환펌프(53)와, 상기 라디에이터(51)에서 공기를 가열하고 회수되는 물이 상기 열교환기(52)로 공급되기 전에 임시 저장되는 저장탱크(54)가 마련된다.

이에 따라, 상술한 본 발명에 따른 열교환기를 이용하는 난방기의 작동을 첨부한 도면을 참조하여 설명한다.

도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 열매체를 이용한 열교환기를 이용하는 난방기는, 먼저, 상술한 송풍기(45)가 작동함에 따라 상기 난방기본체(31)의외측의 공기가 상기 난방기본체(31)의하부에 형성된 유입날개(43)를 통과하여 상기 난방기본체(31)의 내측으로 유입되고 유입되는 공기는 상기 난방기본체(31)의내부 하측에 마련된 에어댐퍼(44)를 통과하여 송풍기(45)로 이송된다.

이후, 상기 송풍기(45)에 의해 강제 이송되는 공기는 가열부의 상기 라디에이터(51)를 통과하여 설정된 온도로 가열되어 상기 난방기본체(31)에형성된 배출부(42)의 배출날개(46)를 통하여 난방기본체(31)의외부로 배출된다.

여기서, 상기 라디에이터(51)에는, 상기 저장탱크(54)에 저장된 물이 상기 순환펌프(53)에 의해 이동되어 상기 열교환기(52)로 이동되어 가열되고, 가열된 물은 상기 라디에이터(51)로 이동되어 상기 라디에이터(51)를 통과하는 공기를 가열한다.

이후, 상기 라디에이터(51)에서 상기 라디에이터(51)를 통과하는 공기를 가열한 물은 상기 순환펌프(53)에 의해 상기 저장탱크(54)로 이동되고, 저장탱크(54)에 이동되어 저장된 물은 순환펌프(53)에 의해 다시 열교환기(52)로 이동된다.

이상에서 살펴본 바와 같이 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 상세히 기술되었지만, 본 발명이 속하는 기술분야에 있어서 통상의 지식을 가진 사람이라면, 첨부된 청구 범위에 정의된 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 본 발명을 여러 가지로 변형하여 실시할 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 앞으로의 실시예들의 변경은 본 발명의 기술을 벗어날 수 없을 것이다.

이상에서 살펴본 바와 같이, 열효율이 높은 합성열전달매체인 써미놀66 사용하여 보다 열효율이 우수하고, 저렴한 전기 에너지를 이용하여 난방 및 온수에 필요한 고온의 물을 생성하여 제공할 수 있는 효과가 있다.

Claims (3)

1. 삭제
2. 외형을 형성하고, 공기가 유입되는 유입부 및 유입된 공기가 가열되어 배출되는 배출부가 형성된 몸체와;

   몸체의 배출부측에 설치되어 유입되는 공기를 라디에이터 측으로 송풍시키는 송풍기와;

   난방수 및 온수를 간접 가열하는 열매체가 저장되며, 외기와 단열을 이루는 열교환기 몸체와, 상기 열교환기 몸체의 일측에 마련되어 열매체의 압력을 확인할 수 있는 압력계와, 상기 열교환기 몸체 하부에 내재되며 통상의 컨트롤러에 의하여 제어되어 상기 열매체를 가열하는 전기히터와, 상기 열교환기 몸체의 내부에 내재되며, 일측에는 물이 공급되는 유입관이 마련되고, 타측에는 상기 열매체에 의해 가열된 난방수 및 온수가 배출되는 배출관이 형성되는 가열관을 포함하는 열교환기와;

   상기 열교환기로 공급되는 물을 저장하는 저장탱크와;

   저장탱크에 저장된 물을 열교환기로 강제 공급하고, 라디에이터에서 송풍기에서 공급되는 공기를 가열한 가열수를 저장탱크로 공급하는 순환펌프가 구비되는 것을 특징으로 하는 열교환기 및 이를 이용하는 난방기.
3. 제 2항에 있어서,

   상기 열매체는 합성열전달매체인 써미놀 66인 것을 특징으로 하는 열매체를 이용한 열교환기 및 이를 이용하는 난방기.