KR101150806B1 - 냉난방장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 냉난방용 매체의 냉각 및 가열장치에 관한 것으로 통체(1)에 구비된 수조(2)에는 코일상의 가열관(3)이 내장되고 상기 가열관(3)의 내부에는 절연재가 피복된 복수의 전열선(5)이 내장되며, 상기 수조(2)의 하부에는 냉각장치의 냉각기(6)가 구비되어 냉난방용 매체를 냉각 및 가열활 수 있게 구성된 것이다.
본 발명에 의하면 실내에 시설된 난방용 온수관에 공급되는 매체를 냉각 및 가열에 의한 난방과 냉방을 겸할 수 있어 냉난방장치의 시설비가 절감되고 냉난방장치의 이용성과 효용성이 증대된다.

Description

냉난방장치{DEVICE OF COOLING AND HEATING FOR THE ROOM}

본 발명은 난방용 온수 및 냉방용 냉각수를 공급할 수 있는 냉난방장치에 관한 것이다.

일반적으로 온수관에 의한 난방인 경우에는 온수관에 삽입된 열매체를 전열선에 의해 가열하여 난방하거나 보일러에 의해 가열된 온수를 순환펌프에 의해 온수관으로 공급 및 순환시키어 난방을 하고 있다.

또 냉방의 경우에는 난방용으로 시설된 온수관은 사용하지 못하고 별도의 에어콘을 설치하여 에어콘의 냉각시스템에 의해 실내 공기를 냉각시키어 냉방을 하고 있다.

종래 난방용으로 시공된 온수관의 난방장치는 냉방기능이 없기 때문에 냉방용으로는 이용하지 못하고 또 냉방용으로 설치된 에어콘은 난방기능이 없기 때문에 난방용으로 이용하지 못하고 있다.

따라서 냉난방장치의 이용성이 미흡하고 시설의 경제적 부담이 증가되는 문제점이 있었다.

본 발명은 종래의 이러한 문제점을 시정하기 위하여, 이미 난방용으로 시설된 온수관에 공급하는 매체를 냉각 및 가열하여 냉방과 난방을 겸할 수 있는 냉난방장치를 개발하였다.

본 발명의 목적은 온수관의 매체를 가열하여 난방하거나, 매체를 냉각시키어 냉방할 수 있는 냉난방장치를 제공하는데 있다.

본 발명의 다른 목적은 통체로 된 수조 내에 전열선이 내장된 가열관과, 냉각장치의 냉각기가 함께 구비되어, 난방 시에는 전열히터에 의해 가열관에 충전된 매체를 가열 및 온수관으로 공급하여 난방하고 냉방 시에는 냉각기에 의해 수조의 물을 냉각시키고 수조의 냉각수에 냉방하거나, 수조의 냉각수에 의해 가열관에 충진된 매체가 냉각 및 온수관으로 공급되어 냉방하는 냉난방장치를 제공하는데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 난방용 온수관의 난방장치가 냉방장치를 겸하게 되어, 냉난방장치의 효용성이 보다 증대되고 에어콘의 설치비가 절감되어 보다 경제적으로 유효하게 사용할 수 있는 냉난방장치를 제공하는데 있다.

본 발명은 통체에 구비된 수조와, 수조에 구비된 전열선이 내장된 코일상의 가열관과, 가열관의 하부측에 구비된 냉각장치의 냉각기의 결합으로 구성된다.

상기 가열관의 유입구와 유출구는 온수관의 유입구와 유출관에 전자밸브를 통하여 연결되어 있고 온수관의 액상의 열매체가 가열관에도 채워져 있고 온수관측에 구비된 순환펌프에 의해 가열관의 유출구의 밸브를 통하여 온수관으로 순환된 다음 가열관의 유입구로 밸브를 통하여 환류하게 되어 있다. 상기 열매체는 일반적으로 물, 글리콜, 부동액과 같은 빙점(氷點)이 낮고 비점(沸點)이 높으며 잠열량(潛熱量)이 큰 액상의 열매(熱媒)와 냉매(冷媒)를 겸할 수 있는 것을 사용한다.

전열선은 절연 피복된 복수의 가열선이 매입된 것으로 가열관의 내부에만 전열선이 내장되어 있고 전열선 80℃를 넘지않는 전류저함의 도선은 통체의 외부로 유도되어 전자제어기를 통하여 풀럭에 의해 전원에 접속하게 되어 있다. 물론 온도감지에 따라 전원제어기에 의해 수온을 조절하게 되어 있다.

또 상기 수조에는 냉수가 직접 온수관으로 순환되는 보조유입관 및 보조 유출관이 전자밸브를 통하여 온수관과 연관되게 관접되어 있다.

상기 수조의 가열관 하부에 구비된 냉각기는 냉각장치의 증발기로서 냉각장치는 일반 냉동기구이고 냉각장치 중 내각기만 통체의 수조에 내장되어 수조의 물을 냉각하게 되어있다.

또 수조에는 외부에서 볼 수 있는 전자 유량계가 부착되어 있다.

이러한 구성으로 된 본 발명은 통체의 수조에 구비된 유입구는 일반 수도관에 관접되어 있고 유출관은 목욕실의 샤워기, 세탁기, 또는 주방 등, 온냉수를 사용할 수 있는곳에 도관으로 연관될수 있다.

수조에는 일정한 수위의 물이 채워지며, 수조의 상부에는 공간을 두고 일정한 수위가 유지하게 되어 있다.

여름철에 냉방 시에는 가열관의 전열선의 전원은 개방하여 가동하지 않으며, 반면, 냉각장치가 가동하여 냉각기가 수조의 물을 냉각시킨다. 냉각된 수조의 물이 순환펌프에 의해 보조유출관과 보조유입관을 통하여 온수관으로 공급순환되어 냉방하는 경우도 있고 보조유출관 및 보조유입관의 밸브를 닫고 수조의 냉각수에 의해 가열관에 채워진 매체가 냉각되어 순환펌프에 의해 온수관으로 순환되면서 냉방할 수도 있다. 이 경우에는 온수관과 수조가 차단상태임으로 온수관에 충전된 특정 매체가 수조에 유입되는 일이 없으므로 수조의 물은 다른 용도로 사용이 가능하다. 실내의 온도에 따라 냉각기의 온도가 냉각장치에 의해 제어된다.

겨울철에 난방 시에는 가열관에 내장된 전열선에 전원을 공급할 수있게 풀럭을 전원에 연결한다. 풀럭을 통하여 전열선에 전원이 공급되면 전열선에 의해 가열관에 채워진 매체가 가열되고 가열된 매체는 순환펌프에 의해 온수관으로 공급되어 온수관의 열교환작용으로 실내는 열이 방출되어 난방된다. 난방온도는 실내의 온도감지기의 신호에 따라 전자제어기에 의해 전원 공급을 제어하여 가열관의 가열온도가 자동으로 조절된다.

또한 난방시에는 가열관이 전열선에 의해 가열되고 있기 때문에 가열관이 구비된 수조의 물도 간접으로 가열된다. 수조의 유입구에 연결된 수도의 물을 공급하면 가열된 온수는 유출구를 통하여 유출됨으로 목욕실이나 세탁실, 또는 주방에 공급되어 겨울에 온수를 사용할 수 있다.

온수를 사용하는 중에는 냉각장치는 가동하지 않는다.

본 발명은 통체로 된 수조 내에 전열선이 냉장된 코일상의 가열관과, 냉각기구가 구비되어, 난방 시에는 전열히터에 의해 가열관에 충전된 매체의 가열 및 온수관으로 공급하여 난방하고 냉방 시에는 냉각장치가 가동하여 냉각기에 의해 수조의 물을 냉각시키어 수조의 냉각수에 의해 가열관에 충전된 매체의 냉각 및 온수관으로 공급하여 냉방할 수 있게 구성하였기 때문에 난방을 위해 실내에 시설된 온수관을 이용하여 난방과 냉방을 겸할 수 있다.

또한 냉난방장치의 이용성과 효용성이 보다 증대되어 종래의 보일러나 에어콘에 비하여 보다 에너지 비용이 저렴하고 편리하게 사용할 수 있는 효과가 있다.

도1은 본 발명의 구성을 보인 단면 예시도
도2는 본 발명의 사용 예시도

도1에 표시된 바와 같이, 통제(1)에 구비된 수조(2)에는 물의 유입구(2a)와 유출구(2b)가 구비되고 수조(2)의 내부에는 코일상의 가열관(3)이 내장되어 상기 가열관(3)의 유출구(3a)와 유입구(3b)가 각각 전자밸브(V1)(V2)를 통하여 순환펌프(PM)가 구비된 난방용 온수관(4)의 유출구(4a)와 유입구(4b)에 연관되며, 수조(2)에서 직접 보조 유출관(d1)과 보조 유입관(d2)이 전자밸브(v1)(v2)을 통하여 온수관(4)의 유출구(4a)와 유입구(4b)에 관접되어 수조의 냉각수를 공급할 수 있게 되어 있다. 상기 가열관(3)의 내부에는 절연재가 피복된 복수의 전열선(5)이 내장되어 전열선(5)의 외단부는 통체(1) 외부로 관출되어 전자제어기(PC)를 통하여 전원에 접속 가능하게 풀럭(p)이 연결되어 있다.

또 상기 가열관(3)의 내부에는 온수관(4)에 충전된 매체가 채워져 있고 도시되지 않은 온도감지기의 신호에 따라 전자제어기에 의해 가열온도를 제어하게 되어 있다. 상기 수조(2)의 하부에는 냉각장치(6M)의 냉각기(증발기)(6)가 구비되어 수도(2)의 물(w)을 냉각할 수 있게 구성되고 있고 상기 냉각기(6)는 도시되지 않은 온도감지기의 신호에 따라 냉각장치에 의해 냉각기(6)의 냉각온도를 제어할 수 있게 된 것이다.

도면중 미설명 부호 6p는 냉매파이프이며 PM은 순환펌프이다.

이와 같이 구성된 본 발명은 도2에 표시된 바와 같이, 실내에 배관된 온수관(4)의 유출관(4a)과 유입관(4b)를 가열관(3)의 유출관(3a)과 유입관(3b)에 전자밸브(V1)(V2)를 통하여 관접하고 수조(2)의 유입구(2a)는 수도관에 연결하며 유출구(2b)는 온수를 사용하고자 하는 곳으로 연결하여 수조(2)에 물을 주입하며, 상부측에 수증기가 담기는 일정한 수위의 공간부(a)를 둔다. 수위감지기(S)에 의해 수조의 수위를 파악할 수 있다.

여름철에 냉방할 경우에는 냉각장치(6M)를 가동하여 냉각기(6)에 의하여 수조(2)의 물(w)을 냉각시킨다. 이때 온수관(4)에 충전된 매체가 수조(2)의 물과 같은 경우에는 전자밸브(1v)(2v)를 개방하여 온수관(4)의 순환펌프(PM)의 가동에 따라 수조(2)의 냉각수가 보저유출관(d1)을 통하여 온수관(4)으 공급 및 순환된 다음, 보조 유입관(d2)으로 순환되면서 온수관(4)의 열교환작용에 의해 난방을 한다.

또 온수관(4)에 충전된 매체가 수조(2)에 채워진 물(w)과 다른 경우에는 가열관(3)의 유출구(3a)및 유입구(3b)의 전자밸브(V1)(V2)를 개방하여 수조(2)의 냉각수에 의해 간접으로 가열관(3)에 채워져 있는 매체가 냉각되고 순환펌프(PM)에 의해 냉각된 매체가 온수관(4)의 유출구(4a)로 유입되어 유입구(4b)로 순환되는 동안 온수관(4)은 냉각된 매체에 의해 냉방이 유지된다. 냉방온도는 외부온도 보다 3～5도 낮은 온도로 하면 경제적으로 유효한 냉방을 유지할 수 있다. 이때 도시되지 않은 온도감지 신호에 따라 냉각장치(6M)에 의해 냉각기(6)의 냉각온도가 제어된다.

또한 겨울철에 난방할 경우에는 가열관(3)에 내장된 전열선(5)의 풀럭(p)을 전원에 연결한다. 풀럭(p)을 통하여 전열선(5)에 전원이 공급되면 전열선(5)의 가열작용에 의해 가열관(3)에 채워진 매체가 가열되고 가열된 매체는 순환펌프(PM)에 의해 가열관(3)의 유출구(3a)와 전자벨브(V1)를 통하여 온수관(4)의 유출구(4a)를 통하여 공급되고 온수관(4)의 유입구(4b) 및 전자밸브(V2)를 통하여 가열관(3)의 유입구(3b)로 순환되면서 온수관(4)에서 매체의 잠열(潛熱)이 방열되어 난방을 유지하게 된다. 매체의 가열하여 온수관(4)의 유출구(4a)를 통하여 공급되고 온수관(4)의 유입구(4b) 및 전자밸브(V2)를 통하여 가열관(3)의 유입구(3b)로 순환되면서 온수관(4)에서 매체의 잠열(潛熱)이 방열되어 난방을 유지하게 된다. 매체의 가열온도는 40～60℃ 범위이며, 실내의 난방온도는 20～24℃가 적당하다. 난방온도는 도시되지 않은 온도감지기의 신호에 따라 전열선(5)에 공급되는 전원을 전자제어기(CP)의 제어에 의해 이루어진다.

난방 시에는 가열관(3)의 가열에 의해 수조(2)의 물(w)도 가열된다. 이때, 수조(2)의 유입구(2a)에 수도의 물을 공급하면 수조(2)의 내부에서 가열된 온수는 수조(2)의 유출구(2b)를 통하여 외부로 유출된다. 따라서 목욕실 세탁실 주방 등에 공급하여 겨울에 온수를 사용할 수 있다. 온수를 사용하는 중에는 냉각장치는 가동하지 않는다.

이와 같이 본 발명은 매체의 냉각과 가열에 의하여 이미 설치된 온수관을 이용하여 냉방과 난방을 겸할 수 있으므로 그만큼 시설비가 절감되고 또한 냉난방장치의 이용성과 효용성이 보다 증대된다.

또한 냉방과 난방 시에 부수적으로 온수와 냉수를 얻을 수 있으므로 냉방과 난방작용뿐 아니라 계절에 따라 여러 가지 용도로 냉수와 온수를 이용할 수 있다.

1 : 통체 2 : 수조 3 : 가열관 4 : 온수관 5 : 전열선
6 : 냉각기

Claims (3)

1. 통체(1)에 구비된 수조(2)의 내부에는 절연재가 피복된 복수의 전열선(5)이 내장된 통상의 코일상 가열관(3)을 내장하여 가열관(3)의 유출구(3a)와 유입구(3b)를 전자밸브(V1)(V2)를 통하여 난방용 온수관(4)의 유출구(4a)와 유입구(4b)에 연관하고 상기 수조(2)와 온수관(4)에는 보조 유출관(d1)과 보조 유입관(d2)을 전자밸브(V1)(V2)를 통하여 각각 접속하며, 상기 수조(2) 내부의 하부 측에는 냉각장치(6M)에 연결된 냉각기(6)를 내장하여 수조(2)의 물을 가열 및 냉각할 수 있게 구성된 것을 특징으로 하는 냉난방장치.
2. (삭제)
3. (삭제)

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