KR102116260B1 - 가열 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 물을 가열하기 위한 가열 장치에 관한 것으로, 이 장치는 가열 모듈 및 이에 연결된 열교환기를 포함하며, 가열 모듈 및 열교환기는 적어도 부분적으로 절연재로 에워싸이며, 이 절연재는 진공 패킹된 코어재를 포함한다. 가열 장치에서, 가열 모듈 및 열교환기는 다수의 벽을 갖는 하우징 안에 수용되며, 상기 진공 패킹된 코어재는 벽들 중의 적어도 하나와 가열 모듈 및/또는 열교환기 사이에 배치된다.

Description

가열 장치{HEATING DEVICE}

본 발명은 물과 같은 유동성 매체를 가열하기 위한 장치에 관한 것으로, 이 장치는 가열 모듈 및 이에 연결된 열교환기를 포함하며, 상기 가열 모듈 및 열교환기는 적어도 부분적으로 절연재로 에워싸인다. 그러한 가열 장치는 예컨대 중앙 가열 보일러의 형태로 일반적으로 알려져 있는 것이다. 그러한 CH 보일러는 본 출원인에 의해 Kompakt HRE 및 Prestige HR 라는 이름의 여러 가지로 판매되고 있다.

CH 보일러에서는 물이 가열된 다음에 도관을 통해 일 공간내의 라디에이터에 전달되어 그 공간을 가열하게 된다. 가열 모듈은 일반적으로 물을 가열하기 위한 가스 버너를 포함한다. 소위 복합 보일러에서는, 가열용 물 외에도 수도물이 또한 가열된다. 여기서는, 액체 유동들이 서로 직접 접촉함이 없이 가스 버너의 열이 매체 중의 하나를 통해 다른 매체에 전달될 수 있도록 열교환기가 사용된다.

본원에서 "가열 장치"는, 어떤 공간을 가열하는데 사용되는 매체를 가열하는데 적합하거나 또는 수도물을 가열하는데 적합한 기구를 의미하는 것으로 이해된다. 중앙 가열 보일러(복합 보일러 및 솔로 보일러 모두) 외에도, 이는 그래서 수도물을 위한 온수 기구를 의미하는 것으로도 이해된다. 상기 유형의 가열 장치는 달성될 효율에 대한 더욱더 높아지는 기준을 만족해야 한다. 이는 건물 및 특히 주택을 더욱더 에너지 효율적으로 만들고자 희망과 관련되어 있다. 건물의 에너지 효율을 특정하기 위해, 소위 에너지 성능 계수(EPC)가 사용된다. 이 EPC 에 대해 최대값이 규정되어 있는데, 이 최대값은 계속 낮아지고 있다. 네덜란드에서는 2006년부터 0.8의 최대 EPC가 적용되었다고, 2011년 이후로는 그 최대값은 0.6에 불과할 수 있다. 2015 년부터는 EPC 기준이 심지어 0.4 로 설정될 것으로 예상된다. 주택에 대한 에너지 성능 계수는 건물의 사용과 관련된 에너지 소비에 기초하여 계산된다. 이는 뜨거운 수도물 및 조명을 위해 실내를 가열하거나 냉각하는데 필요한 에너지를 의미하는 것으로 이해된다. 그러므로, 가열 보일러의 효율은 특히 복합 보일러의 경우에 에너지 성능 계수의 레벨에 대해 아주 중요한 것이다.

EPC를 계산하기 위해 24 시간의 사용에 대한 에너지 소비가 고려된다. 정지시 손실은 가열 보일에 있어 중요한 인자이다.

본 발명의 목적은, 높은 에너지 효율을 가지며 그래서 사용 대상 주택의 EPC에 대해 유리한 영향을 주는 상기한 유형의 가열 장치를 제공하는 것이다.

상기 목적은, 절연재가 진공 패킹된 코어재를 포함하는 본 발명에 따른 가열 장치로 달성된다. 이러한 진공 패킹된 코어재는 종래의 절연재 보다 훨씬 낮은 열전도 계수를 갖는데, 0.005 W/mK 이하이다. 그리하여, 훨씬 더 얇은 재료층을 사용하여 동일한 절연을 이룰 수 있다. 진공 패킹된 코어재의 층 두께는 실제로, 동일한 절연성을 갖는 종래의 절연재 층의 두께의 약 1/8이기만 하면 된다. 따라서, 절연재로서 사용되는 진공 패킹된 코어재는 종래의 절연재 보다 훨씬 더 가벼울 수 있고, 그래서 또한 가공하는 것도 더 용이하게 된다. 더욱이 진공 패킹된 코어재는 많은 종래의 절연재와는 달리 섬유를 포함하지 않는다. 이는 작업 조건에 관한 법률의 면에서 중요한 것이다.

가열 모듈 및 열교환기가 다수의 벽을 갖는 하우징 안에 수용되면, 상기 진공 패킹된 코어재는 바람직하게는 상기 벽들 중의 적어도 하나와 상기 가열 모듈 및/또는 열교환기 사이에 배치된다.

상기 진공 패킹된 코어재는 패널로 되어 있고 이러한 진공 패널은 상기 벽들 중의 적어도 하나를 따라 배치되면, 본 발명에 따른 가열 장치의 구조적으로 간단한 실시 형태가 얻어진다.

상기 진공 패널은 바람직하게는 상기 하우징의 실질적으로 폐쇄된 벽을 따라 배치된다. 그러므로, 도관 등의 통과를 위해 패널을 뚫을 필요가 없게 되며, 그래서 패널을 일체형으로 비교적 간단하게 제작할 수 있다.

진공 패킹된 코어재의 과열을 방지하기 위해, 그 코어재를 상기 가열 모듈 및/또는 열교환기로부터 떨어져서 배치하는 것이 권고된다.

이는, 일 측에 있는 상기 가열 모듈 및/또는 열교환기와 다른 측에 있는 상기 적어도 하나의 진공 패널 사이에 배치되는 적어도 하나의 스페이서를 가열 장치에 제공하면, 구조적으로 간단한 방식으로 달성될 수 있다.

상기 적어도 하나의 진공 패널은 상기 코어재를 에워싸는 반사 포일을 포함하면, 상기 적어도 하나의 스페이서는 방사선을 실질적으로 투과시킬 수 있는 것이 권고된다. 그러면, 가열 모듈 및/또는 열교환기로부터 나온 열 방사선은 여기서 스페이서(들)가 방해가 됨이 없이 상기 포일에 의해 반사될 수 있다.

이 효과는, 상기 적어도 하나의 스페이서는 다수의 개구를 갖는 플레이트를 포함할 때 간단한 수단으로 얻어질 수 있다.

한편, 상기 가열 모듈 및/또는 열교환기는 볼트들로 상기 하우징의 벽에 고정되고, 상기 적어도 하나의 스페이서는 상기 볼트들 중의 적어도 하나 주위에 배치되는 부시 또는 링을 포함하는 것도 가능하다. 따라서, 상기 가열 모듈 및/또는 열교환기와 진공 패널 사이의 바람직한 거리가 간단한 방식으로 보장될 수 있다.

이제, 첨부 도면을 참조하면서 두 개의 실시 형태에 기초하여 본 발명을 설명하도록 한다.

도 1 은 본 발명의 제 1 실시 형태에 따른 가열 장치의 일 부분의 분해 사시도이다.
도 2 는 도 1 에 있는 선 Ⅱ - Ⅱ 을 따른 진공 패널의 단면을 나타낸다.
도 3 은 본 발명에 따른 가열 장치의 다른 실시 형태의 도 1 에 대응하는 도이다.

도 1 은 후방벽(2) 및 두 측벽(3)을 포함하는 본 발명에 따른 가열 장치의 하우징(1)의 일 부분을 나타낸다. 폐쇄형 캐비넷이 전방벽, 상부벽 및 하부벽(여기서는 미도시)과 함께 형성되어 있는데, 그 캐비넷 안에는 가열 장치의 구성 요소들이 수용된다. 물론 가열 모듈, 제어부 및 필요한 모든 도관들도 상기 캐비넷 안에 수용될 수 있지만, 명확성을 위해 열교환기(11)만 여기에 나타나 있다.

본 발명에 따르면, 가열 장치의 에너지 효율을 증가시키기 위해 절연 패널(4)이 후방벽(2)에 접해 배치된다. 이 절연 패널(4)은 포일(13)로 에워싸인 코어재(12)를 포함하며, 상기 포일은 이음부(14)에서 함께 결합되어, 가스와 수증기가 새지 않는 패킹을 형성한다. 이 패킹의 내부에서 진공이 생성되는데, 그리하여 코어재(12)의 열전도가 크게 감소되고 따라서 절연 작용이 크게 증가된다. 코어재(12)는 실질적으로 미세 다공성 규산으로 이루어진 압착 분말로 형성될 수 있다. 적외선을 최소화하기 위한 가림 수단 및 기계적 안정성을 개선하기 위한 셀룰로스 섬유가 또한 존재할 수 있다. 나타나 있는 실시 형태에서, 플라스틱 포일(13)은 반사 포일이다. 진공 패킹된 코어재(12)는 절연성이 아주 좋으므로, 패널(4)은 최대 수십 밀리미터의 작은 두께를 가질 수 있다. 일 센티미터 정도의 두께를 갖는 패널이 실용상 충분할 수 있다.

과열로 인한 절연 진공 패널(4)의 손상을 방지하기 위해, 나타나 있는 실시 형태에서는 스페이서(5)가 열교환기(11)와 패널(4) 사이에 배치된다. 이 스페이서(5)는 다수의 비교적 큰 개구(7)들이 형성되어 있는 플레이트(6)의 형태로 되어 있고, 따라서 스페이서는 열교환기(11)에서 나와 패널(4)의 반사 포일(13)에 의해 반사되는 열 방사선을 방해하지 않는다. 스페이서(5)를 형성하는 상기 플레이트(6)는 진공 패널(4) 보다 상당히 더 큰 두께를 가질 수 있는데, 플레이트(6)의 두께는 패널(4) 두께의 3 ∼ 8배일 수 있다. 나타나 있는 실시 형태에서, 스페이서(5)는 패널(4) 두께의 약 5배이다.

열교환기(11)는 후방벽(2)에 있는 볼트(9)들로 후방벽에 고정되고, 그들 볼트는 열교환기(11)의 가장자리에 있는 구멍(10)을 통해 돌출된다. 볼트(9)가 통과하는 개구(8)가 또한 스페이서(5)에 형성되어 있다. 진공 패널(4)에 개구를 형성하지 않아도 되도록(진공 패널에 개구가 형성되면 그 패널을 만드는 것이 상당히 더 어렵게 됨), 진공 패널(4)이 볼트(9) 내에 끼워맞춤되도록 그 진공 패널의 크기가 선택된다. 여기서 패널(4)은 단순히 상기 벽(2)과 스페이서(5) 사이에 있게 되며, 따라서 패널을 고정시키기 위한 특별한 수단이 필요 없다.

큰 개구(7)를 갖는 나타나 있는 플레이트형 스페이서(5) 대신에 다른 종류의 스페이서가 또한 사용될 수 있다. 도 3 에서 스페이서는 열교환기(11)를 후방벽(2)에 고정시키는 볼트(9)의 주위의 단순한 부시(15)로 형성된다. 여기서는 진공 패널(4)을 후방벽(2)에 고정시키기 위한 특별한 수단이 사실 필요하다. 도면에서 볼 수 있는 바와 같이, 이는 예컨대 패널(4)과 벽(2) 사이에 접착제 층(16)을 가하여 실현될 수 있다. 또한 고정 목적으로 특별한 클램핑 브라켓(17)을 사용하는 것도 생각할 수 있다. 여기서 중요한 것은, 포일(13)이 천공되지 않도록 고정이 이루어져야 한다는 것인데, 포일이 천공되면 진공 패널(4)의 절연력이 크게 저하되기 때문이다.

따라서, 진공 패킹된 코어재를 기반으로 하는 절연재를 사용하면, 특히 가열 장치가 작동하고 있지 않을 때 그 가열 장치의 손실을 줄일 수 있다. 이리히여, 상기 가열 장치가 사용되는 건물의 에너지 성능 계수가 낮아질 수 있다. 또한, 이렇게 해서, 가열 장치는 정지 중에 더욱 쉽게 온도 유지되고 그래서 스위치 온 된 후에는 물을 요망되는 온도로 더욱 신속하게 만들 수 있으므로, 편안함이 증가된다.

본 발명을 일 실시 형태를 기초로 설명했지만, 본 발명은 그에 한정되지 않는다. 따라서 진공 패킹된 절연재는 가열 장치 내의 다른 위치에서도 사용될 수 있다. 여기서, 하우징의 측벽, 상하부벽 및 전방벽의 일 부분을 생각해 볼 수 있다. 유일한 실제적인 제한은, 진공 패킹된 절연재를 통과하는 통로를 형성하는 것이 어렵다는 것인데, 그래서 하우징의 부품을 절연하는 것은 가능하지 않을 것이다.

본 발명의 범위는 다음의 청구 범위로만 규정된다.

Claims (9)

1. 적어도 부분적으로 절연재로 에워싸이는 열교환기(11)를 포함하는 장치로서,
   상기 절연재는 진공 패킹된 코어재(12)를 포함하며,
   상기 열교환기(11)는 다수의 벽들(2,3)을 갖는 하우징(1) 안에 수용되며, 상기 진공 패킹된 코어재(12)는 상기 벽들(2,3) 중의 적어도 하나와 상기 열교환기(11) 사이에 배치되고,
   상기 진공 패킹된 코어재(12)는 패널(4)로 되어 있고, 이러한 진공 패널(4)은 상기 벽들 중의 적어도 하나를 따라 배치되는, 장치에 있어서,
   상기 장치는 물과 같은 유동성 매체를 가열하기 위한 가열 장치로서, 적어도 부분적으로 절연재로 에워싸이는 가열 모듈을 더 포함하고,
   상기 가열 장치는 상기 가열 모듈로부터의 열을 이용하여, 공간을 가열하는데 사용되는 상기 유동성 매체를 가열하도록 구성되거나 수돗물을 가열하는데 적합하며,
   상기 진공 패킹된 코어재(12)는 상기 가열 모듈과 상기 열교환기(11) 모두로부터 떨어져서 배치되고,
   상기 가열 모듈은 다수의 벽들(2, 3)을 갖는 하우징 안에 수용되며, 상기 진공 패킹된 코어재(12)는 상기 벽들(2, 3) 중의 적어도 하나와 상기 가열 모듈 사이에 배치되고,
   일 측에 있는 상기 가열 모듈 및 상기 열교환기(11)와 다른 측에 있는 상기 적어도 하나의 진공 패널(4) 사이에 적어도 하나의 스페이서(5)가 배치되어 거리를 유지하며,
   상기 가열 모듈 및/또는 상기 열교환기(11)는 볼트들(9)로 상기 하우징(1)의 벽(2)에 고정되고,
   상기 진공 패널(4)은, 상기 벽(2)과 스페이서(5) 사이에서, 상기 진공 패널(4)을 에워싸는 상기 볼트들(9) 내에 끼워맞춤되는, 가열 장치.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 진공 패널(4)은 상기 하우징의 실질적으로 폐쇄된 벽을 따라 배치되는 가열 장치.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
   상기 적어도 하나의 진공 패널(4)은 상기 코어재를 에워싸는 반사 포일(13)을 포함하며, 상기 적어도 하나의 스페이서(5)는 방사선을 실질적으로 투과시킬 수 있는 가열 장치.
4. 제 3 항에 있어서,
   상기 적어도 하나의 스페이서(5)는 다수의 개구(7)를 갖는 플레이트(6)를 포함하는 가열 장치.
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