KR100817504B1 - 전기보일러 - Google Patents

Abstract

본 발명은 최소의 전력으로 최대의 열효율을 발휘하여 보일러의 난방효율을 극대화할 수 있도록 한 전기보일러에 관한 것으로, 그 구성은, 전기가열수단을 이용하여 해당 난방지역을 난방하고 돌아온 유체를 다시 상기 전기가열수단으로 연속 가열하여 순환시키는 전기보일러에 있어서,

상기 전기보일러는 내부에 유체가 충입되는 소정크기의 외부탱크와, 상기 외부탱크의 내측 상부에 설치되며 일측에는 난방지역에 배열되는 유체순환관의 일측단부와 연결 설치되는 제1연결관이 설치된 상부탱크와, 상기 외부탱크의 내측 하부에 설치되며 일측에는 난방지역에 배열되는 유체순환관의 타측단부와 연결 설치되는 제2연결관이 설치된 하부탱크와, 상기 상하부탱크의 사이에 그 상하부탱크를 상호 연결하도록 설치되며 내부로는 유체가 진행하는 다수의 연결 관과, 상기 다수의 각 연결관 내부에 설치되어 상기 연결 관을 진행하는 유체를 직접 가열하는 히팅 선과, 상기 외부탱크의 상부 일측에 설치되어 외부탱크 내의 유체가 부족할 때에 그 부족한 유체를 보충해주는 보조탱크와, 상기 외부탱크 내부의 에어를 배출하는 에어배출구로 이루어진다.

전기보일러, 에너지절약, 직접가열, 열효율

Description

전기보일러{Electric boiler}

도 1은 종래의 전기보일러 구조를 설명하기 위한 구성도,

도 2는 본 발명에 따른 전기보일러 제1실시예의 구성도,

도 3은 본 발명에 따른 제1실시예의 전기보일러 전기 회로도,

도 4는 본 발명에 따른 전기보일러 제2실시예의 구성도,

도 5는 본 발명에 따른 제2실시예의 전기보일러 전기 회로도,

도 6은 본 발명에 따른 제3실시예의 전기보일러 구성도,

도 7은 본 발명에 따른 제3실시예의 전기보일러 전기 회로도,

도 8은 본 발명에 따른 제3실시예의 축열탱크 일 실시예를 나타낸 구성도,

도 9는 본 발명에 따른 제3실시예의 축열탱크 다른 실시예를 나타낸 구성도.

〈도면의 주요부분에 대한 부호의 설명〉

10 : 외부탱크 20 : 상부탱크

30 : 하부탱크 40 : 연결 관

50 : 히팅 선 60 : 보조탱크

70 : 에어배출구 80 : 열교환기

90 : 축열탱크 100 : 난방지역

본 발명은 최소의 전력으로 최대의 열효율을 발휘하여 보일러의 난방효율을 극대화할 수 있도록 한 전기보일러에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 난방매체인 유체를 가열함에 있어서, 그 유체를 히팅 선(코일식, 직선식)과 직접 접촉되게 하여 급속가열을 함은 물론, 그에 따른 전력소모를 최소화 할 수 있도록 한 것이다.

주지하고 있는 바와 같이, 보일러는 석유, 가스 등의 연료와 전기를 에너지원으로 열에너지를 발생하고, 열에너지와 물의 열 교환에 의하여 난방수 또는 온수를 생성하는 장치로 에너지원에 따라 기름보일러, 가스보일러, 전기보일러로 나누어진다.

상기 석유, 가스 등의 연료를 에너지원으로 사용하는 연소방식 보일러는 버너에 의하여 연료를 연소하여 열에너지를 발생하며, 열에너지와 펌프의 작동에 의하여 배관을 순환하는 물을 열 교환하여 난방수를 생성한다.

그러나 연소방식 보일러는 연료의 저장, 공급, 연소, 배기 등에 많은 부품이 사용되어 고가이고, 구조가 복잡하여 생산성이 크게 저하되는 단점이 있다. 또한, 연소방식 보일러는 버너의 연소에 필요한 공기의 공급과 배기가스의 누출로 인한 가스중독 사고의 예방을 위하여 통풍이 원활하면서도 난방 영역과 격리되어 있는 별도의 보일러실을 마련하여 설비해야 하므로, 보일러와 난방 영역 사이에 설비되는 배관의 길이가 복잡하고 길어져 열에너지의 손실이 크고, 시공성이 크게 저하되 는 문제가 있다.

그리고 가스보일러의 경우, 가스의 누출로 인한 가스 중독 및 폭발 사고는 인명과 재산의 막대한 손실을 야기하므로, 버너와 배관 등의 주기적인 점검이 요구되는 등 가동이 번거롭고 불편한 단점이 있다.

한편으로, 전기보일러는 전기를 에너지원으로 사용하기 때문에 연소방식 보일러에 비하여 설치와 가동이 간편한 장점이 있으나, 연료비보다 비싼 전기료에 의하여 넓은 영역의 난방에 사용하기에는 부적합한 문제를 가지고 있다. 뿐만 아니라, 전기보일러는 열선의 단선으로 고장이 쉽게 발생하고, 에너지 효율이 낮은 단점이 있다.

이러한 전기보일러의 가동비를 절감하기 위하여 전기료가 할인되는 심야(22:00∼익일 08:00)시간에 가동하여 90℃ 정도의 온수를 생성한 후 저장하고, 사용자가 필요한 시간에 온수를 사용하는 심야 축열식 전기보일러가 다양하게 개발되어 있다.

상기와 같이 다양하게 개발된 전기보일러 중 그 대표적인 것이 도1에 나타낸 바와 같으며, 그 구성을 살펴보면 다음과 같다.

히팅코일(5)이 내장되고 진공으로 밀폐된 히팅관(7)과, 상기 히팅관(7)과 이를 감싸는 열전달 매개체(6)를 내부에 포함하는 밀폐관(8)과, 보일러 케이스(1) 내부에 구비되어 있으며 다수의 상기 밀폐관(8)과 난방수로 채워지며 난방수의 유입과 유출을 위한 유입부(4)와 배출부(3)가 포함된 물탱크(2)와, 상기 물탱크에 내설된 온도센서와 난방수 설정온도 및 보일러 작동 스위치의 신호를 받아 상기 히팅코 일(5)에 가해지는 전류의 흐름을 제어하여 난방수의 온도를 제어하는 제어부(9)로 구성된다.

상기와 같은 구조의 종래 전기보일러는 물탱크(2)의 물을 가열할 때에, 히팅코일(5)에 전원을 공급하여 1차로 히팅관(7)을 가열하고, 그 가열된 히팅관(7)은 2차로 열전달 매개체(6)를 가열하며, 그 가열된 열전달 매개체(6)는 3차로 밀폐관(8)을 가열하고, 그 가열된 밀폐관(8)은 4차로 물탱크(2)의 물을 가열하게 된다.

이와 같은 방식의 종래 물 가열방법은, 히팅코일(5)에서 출발하여 히팅관(7)→열전달매개체(6)→ 밀폐관(8)→물탱크(2)의 물을 순차적으로 가열해야하기 때문에 그에 따른 신속한 가열이 이루어지지 못함은 물론, 열손실이 많아 전력이 많이 소모되는 단점이 있다.

또한 상기 물탱크(2)의 물 가열은, 밀폐관(8)의 표면과 접촉된 부분에서부터 그 외부로 점차 영역을 확장하며 가열하기 때문에 그에 따른 열 손실은 물론, 신속성이 떨어지는 문제점이 있어 전력(에너지)이 많이 소모되는 문제점이 있다.

또 상기의 종래 물탱크의 물 가열방식은, 밀폐관(8)이 고열로 가열되게 되면 그 가열된 밀폐관(8)의 표면에서 열기가 발생하게 되고, 그 열기에 의해 밀폐관(8)의 표면과 그 표면과 접촉되는 물간에 미세 간극이 형성됨은 물론, 밀폐관(8)의 표면에 기포와 수막이 발생하게 되어 밀폐관(8)의 열이 물에 100% 전달되지 못함으로(실제 70~80%) 그에 따른 전력(에너지) 소모량이 많아지는 문제점이 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 감안하여 이를 해소하고자 발명한 것으로서, 그 목적은 첫째, 유체를 가열함에 있어서, 그 유체가 히팅 선에 직접 접촉되며 진행하는 상태로 가열되게 함으로서 유체의 가열을 신속하게 함은 물론, 종래 문제점으로 제기되던 물과 가열수단 간의 미세 간극, 기포, 수막이 발생하지 않음으로 가열효율이 좋아 에너지(전력)를 절약할 수 있도록 한 전기보일러를 제공함에 있다.

둘째, 외부탱크 내부에 상하부탱크를 마련하고 그 상하부탱크 사이에 히팅 선이 배열된 연결 관을 설치함으로서 상기 상하부탱크는 물론, 연결 관의 단열성이 좋아 에너지(전력)를 절약할 수 있도록 한 전기보일러를 제공함에 있다.

셋째, 상하부탱크의 사이에 설치되는 각 연결 관의 내부에 배열된 히팅 선을 직렬 또는 병렬로 다수개 연결함으로 사용 용도에 따라 히팅 선을 고온, 중온, 저온으로 자유롭게 조절할 수 있음은 물론, 그에 따른 유체의 온도를 고온, 중온, 저온으로 용이하게 관리할 있도록 한 전기보일러를 제공함에 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징적인 기술적 구성은, 전기가열수단을 이용하여 해당 난방지역을 난방하고 돌아온 유체를 다시 상기 전기가열수단으로 연속 가열하여 순환시키는 전기보일러에 있어서,
상기 전기보일러는 내부에 유체가 충입되는 소정크기의 외부탱크와, 상기 외부탱크의 내측 상부에 설치되며 일측에는 난방지역에 배열되는 유체순환관의 일측단부와 연결 설치되는 제1연결관이 설치된 상부탱크와, 상기 외부탱크의 내측 하부에 설치되며 일측에는 난방지역에 배열되는 유체순환관의 타측단부와 연결 설치되는 제2연결관이 설치된 하부탱크와, 상기 상하부탱크의 사이에 그 상하부탱크를 상호 연결하도록 설치되며 내부로는 유체가 진행하는 다수의 연결 관과, 상기 다수의 각 연결관 내부에 설치되어 상기 연결 관을 진행하는 유체를 직접 가열하는 히팅 선과, 상기 외부탱크의 상부 일측에 설치되어 외부탱크 내의 유체가 부족할 때에 그 부족한 유체를 보충해주는 보조탱크와, 상기 외부탱크 내부의 에어를 배출하는 에어배출구로 이루어진다.

상기와 같은 특징을 갖는 본 발명에 따른 각 실시예의 전기보일러를 첨부도면을 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.

본 발명에 따른 제1실시예의 전기보일러는 도2에 나타낸 바와 같으며, 이는 내부에 유체가 충입되는 소정크기의 외부탱크(10)가 마련되는데, 그 외부탱크(10)의 외부는 보온재로 감싸 보호함이 바람직하다. 그 이유는, 외부탱크(10) 내부에 충입된 유체의 열을 최대한 보온함과 동시에 하기에서 설명되는 상하부탱크(20,30)의 열 손실 및 히팅 선(코일식,막대식)(50)이 배열된 연결 관(40)의 열 손실을 최소화시키기 위함이다.

또한 상기 외부탱크(10)는 내 부식성을 갖는 재질의 것을 사용함이 바람직하고, 내부에 충입되는 유체는 물이나 부동액, 열매체 등을 사용함이 바람직하다.

상기와 같은 외부탱크(10)의 내측 상부에는 난방지역(100)에 배열되는 유체순환관(101)의 일측 단부와 연결 설치되는 제1연결관(21)이 설치된 상부탱크(20)가 설치되고, 상기 외부탱크(10)의 내측 하부에는 상기 난방지역(100)에 배열되는 유체순환관(101)의 타측 단부와 연결 설치되는 제2연결관(31)이 설치된 하부탱크(30)가 설치되는데. 상기 상하부탱크(20,30)를 외부탱크(10)의 내부에 마련하는 이유는, 상기 상하부탱크(20,30)의 열 손실을 최소화하기 위함이다.

한편 상기 상하부탱크(20,30) 중 어느 일측의 탱크는 가열된 유체를 난방지역(100)에 배열되는 유체순환관(101)의 입구에 공급하는 탱크이고, 타측의 탱크는 상기 난방지역(100)에 배열되는 유체순환관(101)을 순환한 유체를 회수하는 탱크인바, 상기 유체순환관(101)의 입구 및 출구는 제1연결관(21) 및 제2연결관(31)에 연결 설치된다.

본 발명의 도면 도2에서는 상부탱크(20)가 상기 난방지역(100)에 배열되는 유체순환관(101)의 입구에 공급하는 탱크로 되어 있고, 하부탱크(30)는 상기 난방지역(100)에 배열되는 유체순환관(101)을 순환한 유체를 회수하는 탱크로 되어 있으나, 이는 하나의 실시예이며, 상기 상하부탱크(20,30)의 역할을 역으로 해도 무방하다.

그리고 상기 상하부탱크(20,30)의 재질은 외부탱크와 마찬가지로 내 부식성을 갖는 재질의 것을 사용함이 바람직하고, 상하부탱크(20,30)에 충입되는 유체 역시도 외부탱크(10)와 마찬가지로 물이나 부동액 열 매체 등을 사용한다.

상기와 같은 상하부탱크(20,30)의 사이에는 그 상하부탱크(20,30)를 상호 연결하는 다수의 연결 관(40)이 연결 설치되고 그 다수의 연결 관(40)의 내부에는 히팅 선(50)이 배열된다.

상기 상하부탱크(20,30)의 사이에 다수의 연결관(40)을 설치하는 이유는, 상 하부탱크(20,30)의 유체를 순환시킬 수 있도록 하기 위함이고, 다수의 연결관(40) 내부에 각각의 히팅 선(50)을 배열한 이유는, 연결 관(40)을 따라 진행하는 유체를 히팅 선(50)에 의해 직접가열하기 위함이다.

또한, 상기 외부탱크(10)의 상부 일측에는 외부탱크(10)내의 유체가 부족할 때에 그 부족한 유체를 보충해주는 보조탱크(60)가 설치되며, 상기 외부탱크(10)의 상부 타측에는 외부탱크(10) 내의 에어를 배출하는 에어배출구(70)가 설치된다.

상기 외부탱크(10)내의 유체는 일정온도의 열을 계속 유지하고 있는 상태임으로 유체가 증발되어 유체의 량이 점차적으로 줄게 되는바, 이때, 보조탱크(60)의 물을 보충하게 되는 것이며, 또, 외부탱크(10) 내부에는 에어가 발생할 수 있음으로, 그 에어를 배출시키기 위해 외부탱크(10)의 상부에 에어배출구(70)를 형성시켰다.

한편 상기 하부탱크(30)에는 온도감지센서(S1)를 설치하여 하부탱크(30)내의 유체 온도가 설정온도 이하이면 히팅 선(50)에 전원을 공급하여 연결 관(40)을 진행하는 유체를 가열하도록 하고, 하부탱크(30)내의 유체 온도가 설정온도 이상이면 히팅 선(50)에 전원을 공급을 차단하여 연결 관(40)을 진행하는 유체의 가열을 중단한다.

또 상기 보조탱크(60)가 설치되는 외부탱크(10)의 상부 일측 상하부에는 유체의 수위를 감지하는 수위감지센서(S2,S3)를 설치하여 외부탱크(10) 내부에 충입된 유체의 수위가 하부에 위치한 수위감지센서(S3)에 도달하면 밸브(61)를 열어 보조탱크(60)의 유체를 외부탱크(10)에 충입하고, 그 충입 후 외부탱크(10) 내부의 유체가 상부에 위치한 수위감지센서(S3)에 도달하면 밸브(61)를 닫는다.

그리고 에어배출구(70)가 설치된 외부탱크(10)의 상부 타측에는 에어 압을 측정하는 에어압측정센서(S4)를 설치하여 외부탱크(10) 내부의 에어압이 설정치 이상이면 밸브(71)를 열어 에어를 배출시키고, 그 배출 후 외부탱크(10) 내부의 에어압이 설정치 이하가 되면 밸브(71)를 닫는다.

이상과 같은 각 센서의 시그날을 입력 받고 히팅 선(50)의 전원 공급 및 차단 그리고 각 밸브(61,71,103)의 열고 닫음과 펌프(P1)의 작동여부 결정은 도3에 나타낸 바와 같은 제어부(C)에서 이루어지고, 상기 히팅 선(50)은 제어부(C)의 동작 전압이 인가되게 제어부(C)와 전기적으로 연결 설치된다.

이상과 같은 구성을 갖는 본 발명에 따른 전기보일러의 작용을 설명하면 다음과 같다.

먼저 외부탱크(10) 및 상하부탱크(20,30)와 보조탱크(60) 그리고 난방지역(100)에 배열되는 유체순환관(101)에 유체를 충분히 충입한 후 히팅 선(50)에 전원을 공급하게 되면, 그 전원을 공급 받은 히팅 선(50)은 열이 발산되게 되고 그와 동시에 펌프(P1)를 가동시키게 되면 유체가 순환되면서 하부탱크(30)의 유체가 연결관(40)을 따라 상부탱크(20)로 진행할 때에 상기 가열된 히팅 선(50)과 직접 접촉되어 가열되게 되는 것이다.

이와 같이 가열된 유체는 상부탱크(20)를 통하여 유체순환관(101)에 공급되게 되고 그 공급된 유체는 유체순환관(101)을 따라 순환하며 난방지역(100)을 난방하면서 하부탱크(30)에 공급되게 된다. 이때 상기 하부탱크(30)에 공급되는 유체는 난방지역을 난방하면서 열을 뺏긴 상태임으로 상기 유체순환관(101)의 입구에 공급 된 유체의 온도보다 낯은 온도를 유지하게 된다.

상기 온도가 낯은 유체를 공급 받은 하부탱크(30)의 유체는 다시 연결관(40)을 따라 상부탱크(20)로 진행하면서 상기 가열된 히팅 선(50)과 직접 접촉되어 가열되고, 그 가열된 유체는 상기에서 설명한 바와 같이 유체순환관(101)을 따라 순환하며 난방지역(100)을 난방하는 연속 반복적인 진행을 하게 되는 것이다.

이때 상기 내부에 히팅 선(50)이 배열된 연결 관(40)으로 유체가 진행될 때에는 그 유체의 진행 속도에 의해 종래에 문제시되던 히팅 선(50)과 유체 간에 미세 간극 또는 기포나 수막이 발생되지 않기 때문에 가열이 신속하게 이루어지는 장점이 있어 결과적으로는 전력(에너지) 소모량이 적어지는 장점이 있다.

또 상기 상하부탱크(20,30)와 연결 관(40)은 외부탱크(10) 및 그 외부탱크(10)에 충입된 유체에 의해서 보온이 되므로 열 손실을 최소화할 수 있어 전력(에너지) 소모량이 적어지는 장점이 있다.

한편 본 발명의 상부탱크(20)에서 공급되어 난방지역(100)을 난방하는 유체순환관(101)의 입측에는 3방향밸브(103)를 설치하고 그 3방향밸브(103)에는 급탕라인(102)을 설치하여 급탕유체가 목적지로 공급되도록 하였다. 단 상기 급탕유체가 공급되는 목적지는 샤워실, 목욕탕, 주방 및 기타 급탕이 필요한 곳이다. 그리고 상기 급탕라인(102)은 상부탱크(20)의 일측에 설치하여 사용할 수도 있다.

이상의 설명은 본 발명에 따른 제1실시예의 설명이고, 이하에서는 제2실시예를 설명한다.

본 발명의 제2실시예는 도4에 나타낸 바와 같이 실시예1의 보일러구조 즉 외 부탱크(10), 상하부탱크(20,30), 연결 관(40), 히팅 선(50),보조탱크(60), 에어배출구(70)는 동일한 구조로 이루어지되, 상기 실시예1과 틀린 점은 외부탱크(10)의 일측에 열교환기(80)가 설치되고, 그 열교환기(80)의 일측 상하부에는 상기 상하부탱크(20,30)의 제1 및 제2연결관(21,31)과 파이프를 매개로 연결 설치되어 유체가 순환되게 하였고, 또, 상기 열교환기(80)의 타측 상하부에는 난방지역(100)에 배열되는 유체순환관(101)의 각 끝단을 연결 설치하여 된 것이다.

상기와 같은 구조를 갖는 제2실시예 전기보일러 작용은, 외부탱크(10) 및 상하부탱크(20,30)와 보조탱크(60) 그리고 난방지역(100)에 배열되는 유체순환관(101)에 유체를 충분히 충입한 후 히팅 선(50)에 전원을 공급하게 되면, 그 전원을 공급받은 히팅 선(50)은 열이 발산되게 되고 그와 동시에 펌프(P2)를 가동시키게 되면 유체가 제1순환관(81)을 따라 순환되면서 하부탱크(30)의 유체가 연결관(40)을 따라 상부탱크(20)로 진행할 때에 상기 가열된 히팅 선(50)과 직접 접촉되어 가열되게 되는 것이다.

이와 같이 가열된 유체는 상부탱크(20)를 통하여 제1순환관(81)에 공급되게 되고 그 공급된 유체는 열교환기(80)를 통과하면서 그 열교환기(80)를 가열하게 된다. 이와 같이하여 가열된 열교환기(80)는 유체순환관(101)을 따라 순환하며 난방지역(100)을 난방한 유체가 통과하면서 그 통과되는 유체를 열 교환시키게 되고 그 열 교환된 유체는 유체순환관(101)을 따라 진행하면서 난방지역을 난방하게 되는 것이다.

단 상기 열교환기(80)에도 온도감지센서(S5)를 설치하여 열교환기(80)의 온도가 설정온도 이하이면 히팅 선(50)에 전원을 공급하여 연결 관(40)을 진행하는 유체를 가열하도록 하고, 열교환기(80)의 온도가 설정온도 이상이면 히팅 선(50)에 전원을 공급을 차단하여 연결 관(40)을 진행하는 유체의 가열을 중단한다.

한편 상기 제2실시예의 각 센서(S1,S2,S3,S4,S5)의 시그날을 입력 받고 히팅 선(50)의 전원 공급 및 차단 그리고 각 밸브(61,71,103)의 열고 닫음과 펌프(P1,P2)의 작동여부 결정은 도 5에 나타낸 바와 같은 제어부(C)에서 이루어지며, 상기 각 센서(S1,S2,S3,S4,S5), 히팅 선(50), 각 밸브(61,71,103)의 역할은 실시예1과 동일하다.

상기 제2실시예의 보일러도 실시예1과 마찬가지로 열교환기(80)에서 공급되어 난방지역(100)을 난방하는 유체순환관(101)의 입구에는 3방향밸브(103)를 설치하고 그 3방향밸브(103)에는 급탕라인(102)을 설치하여 급탕유체가 목적지로 공급되도록 하였다. 단 상기 급탕유체가 공급되는 목적지는 샤워실, 목욕탕, 주방 및 기타 급탕이 필요한 곳이다. 그리고 상기 급탕라인(102)은 상부탱크(20)의 일측에 설치하여 사용할 수도 있다.

이상의 설명은 본 발명에 따른 제2실시예의 설명이고, 이하에서는 제3실시예를 설명한다.

본 발명의 제3실시예는 도6에 나타낸 바와 같이 실시예1 및 실시예2의 보일러구조 즉 외부탱크(10), 상하부탱크(20,30), 연결 관(40), 히팅 선(50), 보조탱크(60), 에어배출구(70)는 동일한 구조로 이루어지되, 상기 실시예2와 틀린 점은 난방지역(100)에 배열되는 유체순환관(101)의 각 끝단과 열교환기(80)의 사이에는 축열탱크(90)가 마련되고, 그 축열탱크(90)의 일측에는 상기 열교환기(80)를 순환하는 제2순환관(81a)이 설치되고 상기 축열탱크(90)의 타측에는 난방지역에 배열되는 유체순환관(101)의 각 끝단이 연결설치된 것이다.

상기와 같은 구조를 갖는 제3실시예 전기보일러 작용은, 외부탱크(10) 및 상하부탱크(20,30)와 보조탱크(60) 그리고 난방지역(100)에 배열되는 유체순환관(101)에 유체를 충분히 충입한 후 히팅 선(50)에 전원을 공급하게 되면, 그 전원을 공급 받은 히팅 선(50)은 열이 발산되게 되고 그와 동시에 펌프(P2)를 가동시키게 되면 유체가 제1순환관(81)을 따라 순환되면서 하부탱크(30)의 유체가 연결관(40)을 따라 상부탱크(20)로 진행할 때에 상기 가열된 히팅 선(50)과 직접 접촉되어 가열되게 되는 것이다.

이와 같이 가열된 유체는 상부탱크(20)를 통하여 제1순환관(81)에 공급되게 되고 그 공급된 유체는 열교환기(80)를 통과하면서 그 열교환기(80)를 가열하게 된다. 이와 같이하여 가열된 열교환기(80)에는 축열탱크(90)의 유체가 제2순환관(81a)을 통하여 통과하면서 그 통과되는 유체를 열 교환시키게 되고 그 열 교환된 유체는 축열탱크(90)로 들어가 축열탱크(90) 내부의 유체 온도를 높이게 된다.

상기와 같이 축열탱크(90) 내부의 유체 온도를 높아지면 그는 유체순환관(101)을 따라 순환하며 난방지역(100)을 난방하게 되는 것이다. 그리고 상기 축열탱크(90)에도 온도감지센서(S6)를 설치하여 축열탱크(90)내의 유체 온도가 설정온도 이하이면 히팅 선(50)에 전원을 공급하여 연결 관(40)을 진행하는 유체를 가열하도록 하고, 하부탱크(30)내의 유체 온도가 설정온도 이상이면 히팅 선(50)에 전원을 공급을 차단하여 연결 관(40)을 진행하는 유체의 가열을 중단한다.

상기 제3실시예의 보일러도 실시예1 및 실시예2와 마찬가지로 축열탱크(90)에서 공급되어 난방지역(100)을 난방하는 유체순환관(101)의 입구에는 3방향밸브(103)를 설치하고 그 3방향밸브(103)에는 급탕라인(102)을 설치하여 급탕유체가 목적지로 공급되도록 하였다. 단 상기 급탕유체가 공급되는 목적지는 샤워실, 목욕탕, 주방 및 기타 급탕이 필요한 곳이다. 그리고 상기 급탕라인(102)은 상부탱크(20)의 일측에 설치하여 사용할 수도 있다.

한편 상기 제3실시예의 각 센서(S1,S2,S3,S4,S5,S6) 시그날을 입력받고 히팅 선(50)의 전원 공급 및 차단 그리고 각 밸브(61,71,103)의 열고 닫음과 펌프(P1,P2,P3)의 작동 여부 결정은 도 7에 나타낸 바와 같은 제어부(C)에서 이루어지며, 상기 각 센서(S1,S2,S3,S4,S5,S6), 히팅 선(50), 각 밸브(61,71,103)의 역할은 실시예1 및 실시예2와 동일하다.

또한 본 발명의 열교환기(80)는 도 8에 나타낸 바와 같이 축열탱크(90)의 내부 선택된 일측에 축열탱크(90)의 유체와 직접 접촉되게 설치하여 축열탱크(90)의 유체를 열 교환할 수도 있으며, 도 9에 나타낸 바와 같이 축열탱크(90) 내부에 일정량의 온수라인(104)을 직접 배열하여 온수를 사용할 수도 있다.

이상과 같은 본 발명은 외부탱크 내부에 상하부탱크를 마련하고 그 상하부탱크 사이에 히팅 선이 배열된 연결 관을 설치함으로서 상기 상하부탱크는 물론, 연 결 관의 단열성이 좋아 에너지(전력)를 절약할 수 있는 효과가 있고, 또, 유체를 가열함에 있어서, 그 유체가 히팅 선에 직접 접촉되며 진행하는 상태로 가열되게 하여 물을 가열을 신속하게 함은 물론, 종래 문제점으로 제기되던 물과 가열수단 간의 미세 간극, 기포, 수막이 발생하지 않음으로 가열효율이 좋아 에너지(전력)를 절약할 수 있는 효과가 있다.

또, 본 발명은 상하부탱크의 사이에 설치되는 각 연결 관의 내부에 배열된 히팅 선을 직렬 또는 병렬로 다수개 연결함으로 사용 용도에 따라 히팅 선을 고온, 중온, 저온으로 자유롭게 조절할 수 있음은 물론, 그에 따른 유체의 온도도 고온, 중온, 저온으로 용이하게 관리할 있는 효과가 있다.

Claims (5)

1. 전기가열수단을 이용하여 해당 난방지역을 난방하고 돌아온 유체를 다시 상기 전기가열수단으로 연속 가열하여 순환시키는 전기보일러에 있어서,

   상기 전기보일러는 내부에 유체가 충입되는 소정크기의 외부탱크와, 상기 외부탱크의 내측 상부에 설치되며 일측에는 난방지역에 배열되는 유체순환관의 일측단부와 연결 설치되는 제1연결관이 설치된 상부탱크와, 상기 외부탱크의 내측 하부에 설치되며 일측에는 난방지역에 배열되는 유체순환관의 타측단부와 연결 설치되는 제2연결관이 설치된 하부탱크와, 상기 상하부탱크의 사이에 그 상하부탱크를 상호 연결하도록 설치되며 내부로는 유체가 진행하는 다수의 연결 관과, 상기 다수의 각 연결관 내부에 설치되어 상기 연결 관을 진행하는 유체를 직접 가열하는 히팅 선과, 상기 외부탱크의 상부 일측에 설치되어 외부탱크 내의 유체가 부족할 때에 그 부족한 유체를 보충해주는 보조탱크와, 상기 외부탱크 내부의 에어를 배출하는 에어배출구로 이루어진 구성을 특징으로 하는 전기보일러.
2. 제1항에 있어서, 상기 외부탱크의 일측에는 열교환기가 설치되고, 그 열교환기의 일측 상하부에는 상기 상하부탱크의 제1 및 제2연결관이 각각 연결 설치되며, 상기 열교환기의 타측 상하부에는 난방지역에 배열되는 유체순환관의 각 끝단이 각각 연결 설치된 것을 특징으로 하는 전기보일러.
3. 제2항에 있어서, 상기 난방지역에 배열되는 유체순환관의 각 끝단과 열교환기의 사이에는 축열탱크가 마련되고, 그 축열탱크 일측에는 상기 열교환기를 순환하는 순환관이 설치되고 상기 축열탱크의 타측에는 난방지역에 배열되는 유체순환관의 각 끝단이 연결설치된 것을 특징으로 하는 전기보일러.
4. 제3항에 있어서, 상기 축열탱크의 내부 선택된 일측에 축열탱크의 유체와 직접 접촉되어 열 교환되게 열교환기가 설치된 것을 특징으로 하는 전기보일러.
5. 제3항에 있어서, 상기 축열탱크의 내부 선택된 일측에 급탕라인인 배열된 것을 특징으로 하는 전기보일러.

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