KR101220493B1 - 절전형 난방장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 절전형 난방장치에 관한 것으로, 특히 종래에 비하여 소비 전력을 30%까지 감소시킬 수 있고, 설치 및 시공이 간편하며, 가정용 또는 업소용으로도 용이하게 사용될 수 있는 절전형 난방장치에 관한 것이다.
본 발명의 절전형 난방장치는, 온수를 가열하여 순환시킬 수 있는 온수 보일러; 상기 온수 보일러와 연결되는 제 1 호스 및 제 2 호스를 포함하고, 상기 제 1 호스 및 상기 제 2 호스의 타측 단부는 서로 연결되도록 구성되는 호스; 및 상기 제 1 호스와 연결되어, 상기 제 1 호스의 열을 전달받아 공기 중으로 방출시키는 다수의 라디에이터를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

절전형 난방장치{POWER SAVING HEATING EQUIPMENT}
본 발명은 절전형 난방장치에 관한 것이다. 보다 상세하게는 온수 보일러 및 라디에이터를 포함하는 절전형 난방장치에 관한 것이다.
일반적으로 난방용 방열기라 함은 영국 원자력 연구소에서 최초로 개발된 것으로서, 이 난방용 방열기는 통상 방열 파이프와 방열 파이프를 관통하는 통수관(호스)으로 이루어져 방열 파이프 내부에 열매체유가 극소량 체적에 따라 장입되고, 고진공과 동시에 완전 밀봉된 것이다. 이러한 난방용 방열기를 수평 혹은 경사를 유지하면 장입된 열매체유는 방열 파이프의 하부로 분포되고, 열매체유가 분포된 부위에 열원을 가하면 가해진 열온에 따라 방열 파이프 전체로 신속히 확산된다.
이와 같은 난방용 방열기의 적용 이론을 간략히 설명하면, 진공 내에서는 열의 이동이 초속으로 같은 진공권으로 만들고, 무중력 상태에서는 비점을 가지고 있는 모든 물체는 비점이 달라지며(예를 들면, 대기권에서는 물이 100℃에서 끓으나 진공 내에서는 60℃이상이면 끓는다), 장입된 열매체유는 상승비점에 도달하면 체적이 증폭된다는 등의 화학적 이론을 토대로 개발된 것이다.
한편, 전술한 바와 같은 난방용 방열기의 적용범위는 주택이나 온실 등의 방바닥이나 지상면에 설치되며, 방열 파이프를 통해 방열시켜 주택이나 온실을 난방하게 된다.
그런데 종래에 사용되던 온수형 보일러나 라디에이터는 소비 전력이 크고 열효율이 좋지 않아 일반 소비자 입장에서 전력을 초과하고 누진세가 적용되는 등 그 비용을 감당하기가 어렵다는 문제가 있었다. 또한 설치가 복잡하고 및 시공이 불편하여 원가가 높고 설치비 또한 높다는 문제점도 있었다.
본 발명은 상기한 바와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 온수 보일러 및 라디에이터를 결합함으로써 종래에 비하여 소비 전력을 30%까지 감소시킬 수 있고, 설치 및 시공이 간편하며, 가정용 또는 업소용으로도 용이하게 사용될 수 있는 절전형 난방장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명은 온수를 가열하여 순환시킬 수 있는 온수 보일러; 상기 온수 보일러와 연결되는 제 1 호스 및 제 2 호스를 포함하고, 상기 제 1 호스 및 상기 제 2 호스의 타측 단부는 서로 연결되도록 구성되는 호스; 및 상기 제 1 호스와 연결되어, 상기 제 1 호스의 열을 전달받아 공기 중으로 방출시키는 다수의 라디에이터를 포함하는 것을 특징으로 한다.
나아가 상기 다수의 라디에이터 사이의 호스에 구비되어 상기 호스 내의 온수 흐름을 조절할 수 있는 개폐 조절기; 및 상기 개폐 조절기에 인접하여 구비되며, 상기 제 1 호스 및 상기 제 2 호스를 서로 연결하는 배관을 더 포함하는 것이 바람직하다.
또한 상기 다수의 라디에이터는, 상기 호스에 하측 단부가 연결되며 수직 방향으로 연장되어 구비되는 다수의 수직 히터봉; 및 상기 다수의 수직 히터봉 상부에 연결되어 구비되며 수평 방향으로 연장되는 수평 히터봉을 포함하는 것을 특징으로 한다.
그리고 상기 수직 히터봉 및 상기 수평 히터봉은 알루미늄(Al)을 포함하는 것이 바람직하다.
아울러 상기 다수의 라디에이터는 상기 호스에 하측 단부가 연결되며 수직 방향으로 연장되어 구비되는 다수의 수직 히터봉을 포함하며, 상기 다수의 수직 히터봉의 상측 단부를 서로 연결하는 상측 연결부; 및 상기 다수의 수직 히터봉의 하측 단부를 서로 연결하는 하측 연결부를 더 포함할 수 있다.
나아가 상기 수직 히터봉의 내부에 채워져 구비되는 초전도체를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한 상기 초전도체는, 나이오븀과 게르마늄의 합금(Nb3Ge) 또는 네오디뮴(Nd), 란타넘(La) 원소를 포함하는 금속화합물인 것이 바람직하다.
아울러 상기 초전도체는, 상기 수직 히터봉의 내부 전체에 채워지거나, 상기 수직 히터봉의 하측 단부로부터 중심까지 상기 수직 히터봉의 하부 50%에 채워지는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 절전형 난방장치는 종래에 비하여 소비 전력을 30%까지 감소시킬 수 있고, 설치 및 시공이 간편하며, 가정용 또는 업소용으로도 용이하게 사용될 수 있는 효과를 제공한다.
도 1은 본 발명에 따르는 절전형 난방장치를 도시한 사시도;
도 2는 도 1에서 라디에이터(10) 및 호스(20) 부분을 도시한 사시도; 그리고,
도 3은 본 발명에 따르는 라디에이터(10)의 다른 실시예를 도시한 사시도이다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 절전형 난방장치의 일실시예에 대해 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명에 따르는 절전형 난방장치를 도시한 사시도이다. 도 1을 참조하면 본 발명에 따르는 절전형 난방장치는 다수의 라디에이터(10)와 호스(20) 및 온수 보일러(30)를 포함한다.
온수 보일러(30)는 온수를 가열하여 호스(20)를 통해 순환시키는 구성으로, 호스(20)를 통해 이동하는 온수가 호스(20) 표면 또는 라디에이터(10)를 통해 공기로 열을 전달시키는 구성이다. 온수 보일러(30)는 500 W 전력을 소비할 수 있고, 약 80℃의 온수를 형성하여 호스(20)로 전달하는 것이 바람직하다.
호스(20)는 온수가 이동할 수 있도록 속이 빈 형상이며 금속 또는 플라스틱을 포함할 수 있다. 호스(20)는 각각 온수 보일러(30)와 연결된 제 1 호스(22) 및 제 2 호스(24)를 포함하며, 이 두 호스(22, 24)의 타측 단부는 서로 연결되어 호스 내의 온수가 '온수 보일러(30) - 제 1 호스(22) - 제 2 호스(24) - 온수 보일러(30)'의 순서로 계속 순환할 수 있도록 이루어진다. 그리고 호스(20)의 총 길이는 40m 정도인 것이 바람직하고, 이 경우 제 1 호스(22) 및 제 2 호스(24)는 20m가 되기 때문에 이 20m 의 범위에서 난방 효과를 제공할 수 있게 된다.
라디에이터(10)는 제 1 호스(22)와 연결되어 설치되며, 제 1 호스(22) 내의 온수의 열을 전달받아 공기 중으로 열을 방출시키는 구성이며, 본 발명에 따르는절전형 난방장치에는 다수의 라디에이터(10)가 연속적으로 구비될 수 있다. 도 1에 도시된 생략 표시선(S)은 이 위치에 다수의 라디에이터(10)가 구비될 수 있음을 의미하고, 본 발명에 따르는 절전형 난방장치에서는 라디에이터(10)가 다섯 개 이상 구비되는 경우 온수 보일러(30)의 효율 대비 최적의 난방 효과를 제공할 수 있다.
그리고 각 라디에이터(10) 사이의 호스(22, 24)에는 호스(22, 24) 내의 온수 흐름을 조절할 수 있도록 호스(22, 24)를 개폐할 수 있는 개폐 조절기(25)가 각각 구비된다. 본 발명에 따르는 절전형 난방장치는 이 개폐 조절기(25)를 구비함으로써, 다수의 라디에이터(10)가 있는 경우에도 이 중 일부의 라디에이터(10)만을 동작시킬 수 있으며, 이를 위해서는 라디에이터(10) 내부에 제 1 호스(22)와 제 2 호스(24)를 서로 연결시킬 수 있는 배관(미도시)이 구비되는 것이 바람직하다.
이와 같은 본 발명에 따르는 절전형 난방장치는 기존의 온수 방식과 라디에이터 방식을 결합한 난방장치로서, 에너지 절약효과가 우수하며, 부족한 열을 보충하는 효과를 제공할 수 있다. 또한 온수 보일러(30)와 호스(20)를 설치한 뒤, 이 호스(20)와 연결되는 라디에이터(10)를 필요한 위치에 각각 설치하면 되기 때문에, 종래의 난방장치에 비하여 설치 및 시공이 간편하고 가정용 또는 업소용으로도 용이하게 사용될 수 있는 효과를 제공한다.
도 2는 도 1에서 라디에이터(10) 및 호스(20) 부분을 도시한 사시도이며, 도 2를 참조하여 본 발명에 따르는 절전형 난방장치의 라디에이터(10) 구성을 더 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 2에 도시된 바와 같이 본 발명에 따르는 절전형 난방장치의 라디에이터(10)는 수직 방향으로 연장된 수직 히터봉(12)과 수평 방향으로 연장된 수평 히터봉(14)을 포함할 수 있다. 이 두 히터봉(12, 14)은 모두 알루미늄(Al)을 포함하여, 종래의 구리(Cu) 재질 히터봉에 비하여 디자인이 유려한 미관 성능을 제공하고, 제조 단가 또한 절감될 수 있다. 그리고 다수의 수직 히터봉(12), 바람직하게는 12개의 수직 히터봉(12)의 상측 단부에 수평 히터봉(14)이 결합되어 설치되며, 이 결과 다수의 수직 히터봉(12)이 안정되어 고정되며 다수의 수직 히터봉(12) 상측 단부까지 전달된 열이 수평 히터봉(14)까지 전달되어 열평형 상태를 이룸으로써 하나의 라디에이터(10)에서 방출되는 열을 균일하게 하는 효과를 제공한다.
또한 이 라디에이터(10)의 수직 히터봉(12)은 알루미늄 재질의 파이프 내부에 초전도체(미도시)가 채워진 구조를 가지는 것이 바람직하다. 이 초전도체는 수직 히터봉(12)의 내부 전체에 채워질 수도 있고, 수직 히터봉(12)의 하측 단부로부터 중심까지 수직 히터봉의 하부 50%를 채우며 형성될 수 있다. 초전도체는 나이오븀과 게르마늄의 합금(Nb3Ge)을 포함할 수 있고, 네오디뮴(Nd)이나 란타넘(La) 원소를 포함하는 금속화합물을 포함할 수도 있다. 이 결과 제 1 호스(22)에 의해 수직 히터봉(12)의 하측 단부만이 가열되더라도, 이 열이 초전도체를 통해 열손실이 거의 없이 수직 히터봉(12)의 중심이나 상측 나아가 수평 히터봉(12)까지 열이 전달되면서, 라디에이터(10)의 하부가 아닌 중앙 내지 상부에서 열 방출이 시작되므로 난방 효과를 극대화할 수 있다.
한편, 도 3은 본 발명에 따르는 라디에이터(10)의 다른 실시예를 도시한 사시도이다. 도 3을 참조하면, 본 발명에 따르는 라디에이터(10)는 다수의 수직 히터봉(12)은 서로 연결되어 지그재그 형상으로 일체로 형성될 수 있다. 이 경우 수직 히터봉(12)들이 상측에서 연결되는 상측 연결부(12a) 및 하측에서 연결되는 하측 연결부(12b)가 추가로 형성된다.
이 결과 도 2에 도시된 실시예에 비하여 수평 히터봉(14)의 구성을 생략할 수 있어 라디에이터(10)의 제조 단가를 감소시킬 수 있고, 하측 연결부(12b)와 제 1 호스(22; 도 2 참조) 간의 접촉 면적을 증가시킴으로써 난방 효과를 더욱 향상시킬 수 있다. 또한 상측 연결부(12a) 및 하측 연결부(12b)를 통해 여전히 다수의 수직 히터봉(12)은 서로 연결된 상태를 유지하기 때문에, 도 2에 도시된 실시예에서 다수의 수직 히터봉(12)이 안정되어 고정되며 다수의 수직 히터봉(12) 상측 단부까지 전달되어 열평형 상태를 이룸으로써 하나의 라디에이터(10)에서 방출되는 열을 균일하게 하는 효과는 여전히 제공할 수 있게 된다.
그리고 도 2에 도시된 실시예에서 수직 히터봉(12) 내부에 구비되는 초전도체는 도 3에 도시된 실시예에서의 수직 히터봉(12)에 동일하게 적용될 수 있음은 물론이다.
본 발명은 기재된 실시예에 한정하는 것이 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않는 한 다양하게 수정 및 변형을 할 수 있음은 당업자에게 자명하다고 할 수 있는 바, 그러한 변형예 또는 수정예들은 본 발명의 특허청구범위에 속하는 것이다.
10 : 라디에이터 12 : 수직 히터봉
12a : 상측 연결부 12b : 하측 연결부
14 : 수평 히터봉 20 : 호스
22 : 제 1 호스 24 : 제 2 호스
25 : 개폐 조절기 30 : 온수 보일러

Claims (8)

  1. 온수를 가열하여 순환시킬 수 있는 온수 보일러(30);
    상기 온수 보일러(30)와 연결되는 제 1 호스(22) 및 제 2 호스(24)를 포함하고, 상기 제 1 호스(22) 및 상기 제 2 호스(22)의 타측 단부는 서로 연결되도록 구성되는 호스(20); 및
    상기 호스(20)에 하측 단부가 연결되고 수직 방향으로 연장되어 구비되는 다수의 수직 히터봉(12)을 포함하며, 상기 다수의 수직 히터봉(12)의 상측 단부를 서로 연결하는 상측 연결부(12a)와, 상기 다수의 수직 히터봉(12)의 하측 단부를 서로 연결하는 하측 연결부(12b)를 더 포함하여 수직 히터봉(12)이 지그재그로 연결되고, 상기 제 1 호스(22)와 연결되어, 상기 제 1 호스(22)의 열을 전달받아 공기 중으로 방출시키는 다수의 라디에이터(10);
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 절전형 난방장치.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서,
    상기 수직 히터봉(12)은 알루미늄(Al)을 포함하는 것을 특징으로 하는 절전형 난방장치.
  5. 삭제
  6. 제1항에 있어서,
    상기 수직 히터봉(12)의 내부에 채워져 구비되는 초전도체를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 절전형 난방장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 초전도체는,
    나이오븀과 게르마늄의 합금(Nb3Ge), 또는
    네오디뮴(Nd)이나 란타넘(La) 원소를 포함하는 금속화합물인 것을 특징으로 하는 절전형 난방장치.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 초전도체는,
    상기 수직 히터봉(12)의 내부 전체에 채워지거나,
    상기 수직 히터봉(12)의 하측 단부로부터 중심까지 상기 수직 히터봉(12)의 하부 50%에 채워지는 것을 특징으로 하는 절전형 난방장치.
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