KR101811138B1 - 냉난방 및 온수공급 기능을 갖는 전기보일러 - Google Patents

Abstract

본 발명은 냉난방 및 온수공급 기능을 갖는 전기보일러에 관한 것이다.
본 발명의 일실시예에 따른 냉난방 및 온수 기능을 갖는 전기보일러는, 물이 저장되는 저수조; 상기 저수조와 급수관으로 연결되는 분배기; 상기 분배기에서 복수 개로 분기되는 각각의 분기라인 상에 설치되어 물을 가열시키는 가열기; 상기 분기라인 상에 설치되어 상기 가열기와 직렬 또는 병렬로 연결되어 물을 냉각시키는 냉각기; 상기 가열기와 상기 냉각기를 선택적으로 작동시키는 제어기; 및 상기 냉각기를 통과한 물을 급수펌프를 통해 방이나 거실의 바닥으로 공급하여 냉난방 열교환을 실시하는 공급배관;을 포함한다.
본 발명에 의하면, 냉방기, 난방기 및 온수기를 따로 설치하지 않아도 냉난방 및 온수 기능을 겸하여 계절과 무관하게 다양하게 이용할 수 있어 구입비나 운전비를 절감할 수 있고, 설치 및 조작이 간편하면서도 공간 역시 적게 차지할 뿐만 아니라, 필요한 때에 적정량만큼의 전기에너지만 사용하게 되므로 에너지 소비를 줄일 수 있는 효과가 있다.

Description

냉난방 및 온수공급 기능을 갖는 전기보일러{Electric boiler having cooling, heating and hot water supply functions}

본 발명은 전기보일러에 관한 것으로, 보다 상세하게는 냉난방 및 온수공급 기능을 갖는 전기보일러에 관한 것이다.

통상 주거용 주택이나 아파트 등에는 난방을 위한 보일러와 냉방을 위한 에어콘이 각각 설치되어 있다. 보일러는 버너의 연소열로 물을 가열하여 순환시키는 방식으로 가스나 기름을 연료로 사용하고 있다. 즉, 밀폐된 실내공간은 난방보일러에서 연장된 온수유로를 통해 온수를 공급받아 바닥에 공급함으로써 바닥을 따뜻하게 하거나 실내공기와 열교환함으로써 실내온도를 높이게 된다.

또한, 냉방시스템의 경우 에어컨과 같은 공조기를 사용하여 실내에 차가운 공기를 공급함으로써 실내의 온도를 낮추게 된다. 에어컨은 실내 공기를 냉각시키는 것으로 항상 보일러와는 별도로 제작 구입 및 설치하고 있는 실정이다.

이와 같이 난방보일러와 별도로 에어컨을 설치하여 냉난방을 하게 되므로 보일러실과 별도로 에어컨 설치공간이 구비되어야 하고, 고가의 에어컨 설치비용을 부담해야 하는 문제점이 있었다.

더불어, 가열기와 냉각기가 함께 구비되는 보일러의 경우에도 순환되는 물을 전체로서 모두 가열하거나 냉각하게 되므로 이때 소비되는 에너지가 매우 크고, 그 비용 부담 또한 만만치 않은 실정이다. 따라서 에너지 비용을 절감하면서도 냉/난방의 기능을 모두 갖는 보일러의 도입이 시급하다.

대한민국 공개특허 제10-2003-0023914호(공개일자: 2001.09.14.) "히트펌프를 이용한 냉난방 및 온수급탕시스템"

본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 냉방기, 난방기 및 온수기를 따로 설치하지 않아도 냉난방 및 온수 기능을 겸하여 계절과 무관하게 다양하게 이용할 수 있어 구입비나 운전비를 절감할 수 있고, 설치 및 조작이 간편하면서도 공간 역시 적게 차지할 뿐만 아니라, 필요한 때에 적정량만큼의 전기에너지만 사용하게 되므로 에너지 소비를 줄일 수 있는 냉난방 및 온수공급 기능을 갖는 전기보일러를 제공하기 위함이다.

또한, 본 발명의 다른 목적은 도시가스 등이 공급되지 않아도 전기만 공급 또는 생산되는 곳이면 어디서나 사용 가능하고, 연소를 하지 않으므로 환경오염이 발생하지 않으며, 별도의 냉매가 필요치 않은 냉난방 및 온수공급 기능을 갖는 전기보일러를 제공하는데 있다.

더불어, 본 발명의 또 다른 목적은 기존의 난방 시스템(보일러)의 배관 체계 및 구조를 그대로 사용할 수 있고, 필요한 공간별로 각각 제어할 수 있으며, 바닥의 결로 현상 없이 제어할 수 있는 냉난방 및 온수공급 기능을 갖는 전기보일러를 제공하는 것이다.

본 발명이 해결하고자 하는 과제는 여기에 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 사람(통상의 기술자)에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위해 본 발명은 냉난방 및 온수 기능을 갖는 전기보일러를 제공한다.

본 발명의 일실시예에 따른 냉난방 및 온수 기능을 갖는 전기보일러는, 물이 저장되는 저수조; 상기 저수조와 급수관으로 연결되는 분배기; 상기 분배기에서 복수 개로 분기되는 각각의 분기라인 상에 설치되어 물을 가열시키는 가열기; 상기 분기라인 상에 설치되어 상기 가열기와 직렬 또는 병렬로 연결되어 물을 냉각시키는 냉각기; 상기 가열기와 상기 냉각기를 선택적으로 작동시키는 제어기; 및 상기 냉각기를 통과한 물을 급수펌프를 통해 방이나 거실의 바닥으로 공급하여 냉난방 열교환을 실시하는 공급배관;을 포함한다.

본 발명의 실시예에 따른 냉난방 및 온수공급 기능을 갖는 전기보일러는 냉방기, 난방기 및 온수기를 따로 설치하지 않아도 냉난방 및 온수 기능을 겸하여 계절과 무관하게 다양하게 이용할 수 있어 구입비나 운전비를 절감할 수 있고, 설치 및 조작이 간편하면서도 공간 역시 적게 차지할 뿐만 아니라, 필요한 때에 적정량만큼의 전기에너지만 사용하게 되므로 에너지 소비를 줄일 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 냉난방 및 온수공급 기능을 갖는 전기보일러는 도시가스 등이 공급되지 않아도 전기만 공급 또는 생산되는 곳이면 어디서나 사용 가능하고, 연소를 하지 않으므로 환경오염이 발생하지 않으며, 별도의 냉매가 필요치 않은 장점이 있다.

더불어, 본 발명의 실시예에 따른 냉난방 및 온수공급 기능을 갖는 전기보일러는 종래의 난방 시스템(보일러)의 배관 체계 및 구조를 그대로 사용할 수 있고, 필요한 공간별로 각각 제어할 수 있으며, 바닥의 결로 현상 없이 제어할 수 있다.

본 발명의 효과들은 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 청구범위의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

본 명세서에 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 것이며, 전술한 발명의 내용과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석되어서는 아니된다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 냉난방 및 온수공급 기능을 갖는 전기보일러의 개략적인 구성을 나타내는 도면
도 2는 도 1의 가열기와 냉각기의 배치를 보여주는 도면
도 3은 도 2의 가열기의 세부구성을 나타내는 도면
도 4는 도 2의 냉각기의 세부구성을 나타내는 도면

이하에서는 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 상세하게 설명한다. 각 도면은 명확한 설명을 위해 일부가 간략하거나 과장되게 표현되었다. 각 도면의 구성 요소들에 참조 번호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 동일한 부호를 가지도록 도시되었음에 유의해야 한다. 또한, '포함(또는 구비)한다'로 언급된 구성 요소 및 동작은 하나 이상의 다른 구성요소 및 동작의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다. 더불어, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 냉난방 및 온수공급 기능을 갖는 전기보일러의 개략적인 구성을 나타내는 도면이고, 도 2는 도 1의 가열기와 냉각기의 배치를 보여주는 도면이고, 도 3은 도 2의 가열기의 세부구성을 나타내는 도면이고, 도 4는 도 2의 냉각기의 세부구성을 나타내는 도면이다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 냉난방 및 온수 기능을 갖는 전기보일러(10)는, 물이 저장되는 저수조(100); 저수조(100)와 급수관(101)으로 연결되는 분배기(200); 분배기(200)에서 복수 개로 분기되는 각각의 분기라인(201,202,...,20n) 상에 설치되어 물을 가열시키는 가열기(300); 분기라인 상에 설치되어 가열기(300)를 통과한 물을 냉각시키는 냉각기(400); 가열기(300)와 냉각기(400)를 선택적으로 작동시키는 제어기(500); 및 냉각기(400)를 통과한 물을 급수펌프(611,612,...,61n)를 통해 방이나 거실의 바닥으로 공급하여 냉난방 열교환을 실시하는 공급배관(601,602,...,60n);을 포함한다.

저수조(100)에는 물이 저장된다.

분배기(200)는 저수조(100)와 급수관(101)으로 연결된다.

가열기(300)는 분배기(200)에서 복수 개로 분기되는 각각의 분기라인(201,202,...,20n, n은 자연수) 상에 설치되어 물을 가열한다.

즉, 저수조(100)에 저장된 물은 급수관(101)과 분배기(200)를 지나 각각의 가열기(300)/냉각기(400)에 공급될 수 있다.

또한, 분기라인(201,202,...,20n) 상에는 각각의 조절밸브(211,212,...,21n, n은 자연수)가 구비될 수 있다. 각각의 조절밸브(211,212,...,21n)는 각 분기라인(201,202,...,20n)별로 설치되어 필요한 라인만 열거나 닫을 수 있다.

따라서 본 발명은 각 분기라인(201,202,...,20n)마다 개별적인 온도 설정 및 제어가 가능하다.

도 3을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 의한 가열기(300)는 제1함체(310), 제1열전도파이프(320), 히터(330), 제1열전도재(340) 및 제1온도센서(350)를 포함한다.

제1함체(310)는 내부에 제1열전도파이프(320), 히터(330), 제1열전도재(340) 및 제1온도센서(350)가 배치된다. 이러한 제1함체(310)는 내화단열재(311)로 제공되거나 별도의 내화단열재(311)를 구비할 수 있다.

제1열전도파이프(320)는 각각의 분기라인(201,202,...,20n)에 연결되어 물이 통과된다.

도 2 및 도 3과 같이, 제1열전도파이프(320)는 제1함체(310) 내에서 히터(330)를 감싸고 돌아가는 형태로 제1함체(310)의 길이방향으로 배치될 수 있다. 이와 같은 제1열전도파이프(320)의 배치는 히터(330)로부터 제공되는 열을 충분히 전달받을 수 있도록 하기 위함이다.

히터(330)는 인덕션(induction) 또는 PTC 히터(positivetemperature coefficient heater) 등이 동원될 수 있고, 사용 환경과 방법에 따라 적합한 것으로 사용될 수 있다.

히터(330)는 제1열전도파이프(320)를 감싸거나 또는 제1열전도파이프(320)가 히터(330)를 감싸는 형태로 배치될 수 있고, 외부로 열이 누출되지 않도록 하는 내화단열재(311)로 다시 한번 감싸진 형태로 열을 발생 및 전달시킨다. 히터(330)는 외부에서 공급되는 전원을 통해 제1구동회로가 작동됨으로써 열을 발생시킬 수 있다.

제1열전도재(340)는 제1열전도파이프(320)를 감싸도록 제공된다. 제1열전도재(340)는 히터(330)에서 발생되는 열을 제1열전도파이프(320)로 잘 전달되도록 돕는다.

제1온도센서(350)는 제1열전도파이프(320)의 끝단 부위에 설치될 수 있다. 제1온도센서(350)는 제1열전도파이프(320) 내의 물의 온도를 감지한다.

내화단열재(311)는 제1함체(310) 내에서 나머지 전체 부속을 감싸는 형태로 제공되며, 내부의 열을 밖으로 배출시키지 않음으로써 열 효율을 높이고 화재나 화상의 위험으로부터 보호하기 위해 사용된다.

냉각기(400)는 각각의 분기라인(201,202,...,20n) 상에 설치되어 가열기(300)와 직렬 또는 병렬로 연결될 수 있고 물을 냉각시킨다. 이때 냉각기(400)는 결로점을 고려하여 바닥의 온도와 후술하는 제2열전도파이프(420) 내의 수온의 온도차가 3도를 넘지 않도록 제어하면서 전체가 서서히 냉각되도록 한다. 급속한 냉각은 바닥 결로를 발생시키며, 이 수분으로 인한 곰팡이 발생 등의 원인이 될 수 있으므로 주의해야 한다.

도 4를 참조하면, 냉각기(400)는 제2함체(410), 제2열전도파이프(420), 열전냉각소자(430), 제2열전도재(440), 제2온도센서(450), 방열판(460) 및 냉각팬(470)을 포함한다.

제2함체(410)는 내부에 제2열전도파이프(420), 열전냉각소자(430), 제2열전도재(440) 및 제2온도센서(450)가 배치된다. 이러한 제2함체(410)는 단열재(411)로 제공되거나 별도의 단열재를 구비할 수 있다.

제2열전도파이프(420)는 제1열전도파이프(320)에 연결되어 물이 통과한다.

도 2 및 도 4에 도시된 바와 같이, 제2열전도파이프(420)는, 제1열전도파이프(320)와 유사하게, 제2함체(410) 내에서 제2함체(410)의 길이방향으로 놓여지되, 제2함체(410)의 양단에서 수회(예: 2~3회 등) 수직 절곡되는 형태로 배치될 수 있다. 이와 같은 제2열전도파이프(420)의 배치는 열전냉각소자(430)가 열을 충분히 흡수할 수 있도록 하기 위함이다.

도시된 바와 같이, 제2열전도파이프(420)는 제1열전도파이프(320)와 일체로 형성될 수 있다. 즉, 제1열전도파이프(320)와 제2열전도파이프(420)는 하나의 열전도파이프로 제공되어 가열기(300)와 냉각기(400)를 모두 관통하는 형태로 배치될 수 있다.

열전냉각소자(430)는 제2열전도파이프(420)의 일측에 배치되어 열을 흡수한다. 열전냉각소자(thermoelectric cooling element, TEC)는 2개의 이종 금속 접합부를 통해서 전류를 흘렸을 때 열이 흡수된다는 펠티어 효과(Peltier effect)에 따라서 만들어진 전자 열 펌프를 의미한다.

열전냉각소자(430)는 외부에서 공급되는 전원을 통해 제2구동회로가 작동됨으로써 열을 흡수할 수 있다.

실시예에 따라, 가열기(300) 작동시 즉, 난방 적용시에는 열전냉각소자(430)의 온도차에 의해 발전을 실시하여 일부 제어용 전원을 공급하여 전력 소비를 다소 줄일 수도 있다.

제2열전도재(440)는 제2열전도파이프(420)를 감싸도록 제공된다. 제2열전도재(440)는 제2열전도파이프(420)의 열을 열전냉각소자(430)로 전달한다.

제2온도센서(450)는 제2열전도파이프(420)의 끝단 부위에 설치될 수 있다. 제2온도센서(450)는 제2열전도파이프(420) 내의 물의 온도를 감지한다.

도 4를 참조하면, 방열판(460) 및 냉각팬(470)은 냉각기(400)가 열교환 방식으로 작동되므로 실외로 노출시켜 배치한다. 이러한 방열판(460) 및 냉각팬(470)은 냉각기(400)의 다른 부품들과 이격 및 단열되어야 하며 외기의 순환을 통한 냉각이 잘 이루어져야 한다.

또한, 본 발명은 냉각기(400)의 사용시 발생되는 결로수가 냉각기(400)의 하부에 결집시 이를 별도의 배수관(미도시)을 통해 배수시킬 수 있다.

제어기(500)는 가열기(300)와 냉각기(400)를 선택적으로 작동시킨다.

이러한 제어기(500)는 실내 온도센서(11)에서 감지한 실내온도(T1)와 사용자에 의해 미리 입력된 설정온도(T2)를 비교하여 가열기(300)와 냉각기(400) 중 어느 하나를 선택적으로 작동시킬 수 있다. 즉, 제어기(500)는 온도센서(11)에 적어도 부분적으로 응답할 수 있다.

또한, 제어기(500)는 각 분기라인(201,202,...,20n)마다 개별적인 온도 설정 및 가열/냉각 등의 제어가 가능하다. 따라서 본 발명은 저전력을 통한 각 공간별 개별 냉난방의 제어가 가능하다.

공급배관(601,602,...,60n)은 냉각기(400)를 통과한 물을 각각의 급수펌프(611,612,...,61n, n은 자연수)를 통해 방이나 거실 등의 바닥으로 개별적으로 공급하여 바닥의 냉방 또는 난방의 열교환을 실시한다. 공급배관(601,602,...,60n)은 종래의 난방배관이 이용될 수 있다. 따라서, 본 발명에서는 공급배관과 난방배관을 동일한 의미로 사용한다.

이와 같이, 본 발명은 종래의 난방 시스템(보일러)의 난방배관 체계 및 구조를 그대로 사용할 수 있고, 필요한 공간별로 각각 제어할 수 있는 장점이 있다.

본 발명의 일실시예에 따라, 제어기(500)는 다음과 같이 가열기(300) 또는 냉각기(400)를 작동시킬 수 있다.

먼저, 제어기(500)는 방이나 거실 등에서 설치된 실내 온도센서(11)에서 측정한 실내온도(T1)와 이용자에 의해 사전 입력된 설정온도(T2)를 비교한다. 이 경우, 제어기(500)는 실내온도(T1)가 설정온도(T2)보다 낮으면 가열기(300)를 작동시킨다. 구체적으로, 제어기(500)는 실내온도(T1)가 설정온도(T2)보다 낮으면 상기 제1구동회로를 통해 인덕션 히터(330)를 작동시킬 수 있다.

실시예에 따라, 가열기(300)는 실내온도(T1)가 설정온도(T2)보다 1℃ 이상 낮을 때 작동되며, 실내온도(T1)가 설정온도(T2)에 도달하면 정지될 수 있다.

또한, 제어기(500)는 실내온도(T1)가 미리 정해진 기준온도(T3) 이상이면서 설정온도(T2)보다 높으면 냉각기(400)를 작동시킨다. 구체적으로, 제어기(500)는 실내온도(T1)가 기준온도(T3)이상이면서 설정온도(T2)보다 높으면 상기 제2구동회로를 통해 열전냉각소자(430)를 작동시킬 수 있다.

예를 들어, 기준온도는 20℃일 수 있으나 이는 얼마든지 변경 가능하다. 이러한 기준온도의 설정은 냉각기의 가동이 너무 낮은 온도에서 이루어지지 않도록 즉, 무분별한 냉각기의 작동을 방지할 수 있는 효과가 있다.

실시예에 따라, 냉각기(400)는 실내온도(T1)가 설정온도(T2)보다 1℃ 이상 높고 기준온도(예: 20℃) 이상일 때 작동되며, 실내온도(T1)가 설정온도(T2)에 도달하거나 기준온도(20℃)가 되면 그 작동이 정지될 수 있다.

실내 온도센서(11)는 제어기(500)와 무선 또는 유선 통신하는 사용자 조작부 또는 제어송신기 측에 구비될 수 있다. 이러한 상기 사용자 조작부 또는 상기 제어송신기는 제어기(500)에 제어신호를 송출할 수 있다. 제어기(500)는 무선 또는 유선의 수신기를 통해 상기 제어신호를 수신하여 가열기(300) 또는 냉각기(400)를 작동시킨다. 따라서, 본 발명은 원격으로 가열기(300) 또는 냉각기(400) 등의 기능을 제어할 수 있다.

이러한 제어기(500)는 개별 무선 제어송/수신기를 통해 각 분기라인(201,202,...,20n)마다 개별 공간의 온도설정 및 냉난방 등을 조절할 수 있다.

제어기(500)는 실내온도(T1)가 설정온도(T2)에 도달할 때까지 가열기(300) 또는 냉각기(400)의 제어를 계속적으로 실시한다.

실시예에 따라, 본 발명은 가열되는 물의 최고온도는 65℃, 냉각되는 물의 최저온도는 5℃의 범위 내에서 이루어지도록 할 수 있다. 또한, 사전 입력된 설정온도(T2)의 범위는 5℃~30℃로 할 수 있다. 다만, 냉각 기능 사용시에는 20℃~30℃ 이내에서 작동되도록 하고, 결로현상 방지를 위하여 물의 온도는 실내온도 -3℃ 이내로 제어하여 서서히 냉각한다.

본 발명의 일실시예에 따른 저수조(100)는 저수위센서(110) 및 만수위센서(120)를 포함할 수 있다.

저수위센서(111)는 저장된 물이 미리 정해진 제1수위(L1) 이하 또는 미만인지를 감지하여 알람(alarm)을 발생시킨다.

만수위센서(112)는 저장된 물이 미리 정해진 제2수위(L2) 이상 또는 초과인지를 감지한다.

이러한 저수위센서(111) 및 만수위센서(112)는 제어기(500)와 연결될 수 있다.

제어기(500)는 저수위센서(111)에서 물이 부족하다는 감지신호가 전달되는 경우 저수조(100)에 물을 보충하는 물보충용 급수관(121) 상에 설치되는 물보충 펌프(122)를 작동시킨다.

즉, 본 발명은 저수조(100)의 물이 없거나 부족한 경우 저수위센서(111)를 통해 알람이 울리고, 제어기(500)가 물보충펌프(122)를 작동시켜 물보충급수관(121)을 통해 저수조(100)에 물을 적정 수위까지 급수한다.

또한, 제어기(500)는 만수위센서(112)에서 물이 초과되는 감지신호가 전달되는 경우 물보충 펌프(122)의 작동을 정지시킨다.

실시예에 따라, 본 발명은 만수위센서(112)가 감지하는 이상으로 저수조(100)에 물이 과도하게 저장되는 경우, 저수조(100)의 상측에서 연결되는 과수위 배수관(141)을 통해 저장된 물을 일부 배수시킬 수 있다. 또한, 과수위 배수관(141)에는 배수밸브(142)가 설치되어 배수량을 조절할 수도 있다. 과수위 배수관은 외부의 물탱크(미도시)와 연결될 수 있다.

물보충용 급수관(121)의 일단은 저수조(100)에 연결되고, 타단은 외부의 물탱크 등과 연결될 수 있다. 또한, 저수조(100)에 연결되는 물보충용 급수관(121)은 만수위센서(112) 보다 높은 지점에 위치되는 것이 바람직하다.

본 발명의 일실시예에 따른 냉난방 및 온수 기능을 갖는 전기보일러(10)는 온수용 가열기(700);를 더 포함할 수 있다.

온수용 가열기(700)는 물보충용 급수관(121)에서 분기되는 분기배관(131) 상에 설치되어 물을 미리 정해진 시간 동안 가열하여 마련되는 온수를 온수배관(701)을 통해 공급할 수 있다. 이러한 온수용 가열기(700)는 전기순간 온수기와 같은 기능을 수행할 수 있다.

다시 말해, 사용자에 의해 온수 기능이 선택 또는 송신되면 제어기(500)는 온수용 가열기(700)에 제어신호를 전달한다. 온수용 가열기(700)는 물을 30℃~40℃로 순간(약 10초 이내) 가열시켜 온수배관(701)을 통해 수도꼭지로 공급할 수 있다.

이러한 온수용 가열기(700)는 가열기(300)와 동일한 구성 및 작동과정을 가질 수 있다. 따라서, 온수용 가열기(700)는 제3함체(710), 제3열전도파이프(720), 인덕션 히터(730), 제3열전도재(740) 및 제3온도센서(750)을 포함할 수 있다. 이하 상세한 설명은 가열기(300)와 중복되므로 생략한다.

본 발명의 일실시예에 따라, 가열기(300) 또는 냉각기(400)가 작동되는 경우, 바닥의 냉난방 열교환을 수행한 물이 공급배관(601,602,...,60n)과 연결되는 환수관(301,302,...,30n) 상에 설치되는 환수펌프(또는 순환펌프)(391,392,...,39n, n은 자연수)를 통해 가열기(300) 또는 냉각기(400)로 환수 또는 순환될 수 있다.

다시 말해, 가열 또는 냉각된 물은 공급배관(601,602,...,60n)을 통해 지정된 선로를 따라 바닥 냉난방 열교환을 실시하고 환수펌프(또는 순환펌프)(391,392,...,39n)를 통해 다시 가열/냉각기(300,400)로 돌아온다. 따라서, 가열기(300) 또는 냉각기(400)가 작동할 때는 환수펌프(또는 순환펌프)(391,392,...,39n)가 같이 작동한다.

따라서, 종래의 보일러의 경우에는 순환되는 물을 전체로서 모두 가열하거나 냉각하게 되어 소비되는 에너지가 매우 크고, 그 비용 부담 또한 만만치 않았으나, 본 발명은 필요한 때에 일정 공간에서 일정량 만큼의 물만 순환되어 적정량만큼의 전기에너지만 사용하게 되므로 에너지 소비를 줄일 수 있는 효과가 있다.

또한, 도 2를 참조하면, 각각의 환수(배)관(301,302,...,30n)에는 역류 방지를 위한 체크밸브(361)와, 환수관(301,302,...,30n) 내의 공기를 빼기 위한 공기배기밸브(362)가 설치될 수 있다.

상술한 바와 같은 구성을 갖는 본 발명은 냉방기, 난방기 및 온수기를 따로 설치하지 않아도 냉난방 및 온수 기능을 겸하여 계절과 무관하게 다양하게 이용할 수 있어 구입비나 운전비를 절감할 수 있고, 설치 및 조작이 간편하면서도 공간 역시 적게 차지하는 장점이 있다.

또한, 본 발명은 도시가스 등이 공급되지 않아도 전기만 공급 또는 생산되는 곳이면 어디서나 사용 가능하고, 연소를 하지 않으므로 환경오염이 발생하지 않으며, 별도의 냉매가 필요치 않고 바닥의 결로 현상 없이 제어할 수 있는 효과가 있다.

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 사람이라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다.

따라서, 본 발명에 개시된 실시 예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시 예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다.

본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

10: 냉난방 및 온수공급 기능을 갖는 전기보일러
100: 저수조 101: 급수관
111: 저수위센서 112: 만수위센서
121: 물보충용 급수관 122: 물보충 펌프
131: 분기배관 200: 분배기
201,202: 분기라인 211,212: 조절밸브
300: 가열기 301,302: 환수관
400: 냉각기 500: 제어기
601,602: 공급배관 611,612: 급수펌프
700: 온수용 가열기 701: 온수배관

Claims (5)

1. 물이 저장되는 저수조;
   상기 저수조와 급수관으로 연결되는 분배기;
   상기 분배기에서 복수 개로 분기되는 각각의 분기라인 상에 설치되어 물을 가열시키는 가열기;
   상기 분기라인 상에 설치되어 상기 가열기와 직렬 또는 병렬로 연결되어 물을 냉각시키는 냉각기;
   상기 가열기와 상기 냉각기를 선택적으로 작동시키는 제어기; 및
   상기 냉각기를 통과한 물을 급수펌프를 통해 방이나 거실의 바닥으로 공급하여 냉난방 열교환을 실시하는 공급배관;을 포함하는 냉난방 및 온수 기능을 갖는 전기보일러.
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 제어기는,
   실내 온도센서에서 측정한 실내온도와 미리 입력된 설정온도를 비교하여 상기 실내온도가 상기 설정온도보다 낮으면 상기 가열기를 작동시키고,
   상기 실내온도가 미리 정해진 기준온도 이상이면서 상기 설정온도보다 높으면 상기 냉각기를 작동시키도록 제어하는 것을 특징으로 하는 냉난방 및 온수 기능을 갖는 전기보일러.
3. 청구항 1에 있어서,
   상기 저수조는,
   저장된 물이 미리 정해진 제1수위 이하인지를 감지하여 알람을 발생시키는 저수위센서와,
   저장된 물이 미리 정해진 제2수위 이상인지를 감지하는 만수위센서를 포함하고,
   상기 제어기는,
   상기 저수위센서에서 감지신호가 전달되는 경우 상기 저수조에 물을 보충하는 물보충용 급수관 상에 설치되는 물보충 펌프를 작동시키고,
   상기 만수위센서에서 감지신호가 전달되는 경우 상기 물보충 펌프의 작동을 정지시키는 것을 특징으로 하는 냉난방 및 온수 기능을 갖는 전기보일러.
4. 청구항 3에 있어서,
   상기 물보충용 급수관에서 분기되는 분기배관 상에 설치되어 물을 미리 정해진 시간 동안 가열하여 마련되는 온수를 온수배관을 통해 공급하는 온수용 가열기;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 냉난방 및 온수 기능을 갖는 전기보일러.
5. 청구항 1에 있어서,
   상기 가열기 또는 상기 냉각기가 작동되는 경우, 바닥의 냉난방 열교환을 수행한 물이 상기 공급배관과 연결되는 환수관 상에 설치되는 환수펌프를 통해 상기 가열기 및 상기 냉각기로 환수되는 것을 특징으로 하는 냉난방 및 온수 기능을 갖는 전기보일러.

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