KR19980025315A - 전열선과 열매체유를 이용한 난방방법 및 그 장치. - Google Patents

Abstract

본 발명은 전열선과 열매체유(熱媒體油)를 이용한 난방방법 및 그 장치에 관한 것으로, 상세하게는 물이나 오일 및 부동액과 같은 열매체유(난방수)가 유입 또는 봉입 된 난방관체(난방호스 또는 난방 파이프) 내에 내열성과 절연성이 우수한 전열선(電熱線)을 난방관체와 같은 길이로 매입 설치하여 열매체유를 순환펌프 없이도 전체적이면서 골고루 가열시켜 난방할 수 있도록 하고, 상기 난방관체 내에 열매체유의 온도를 감지하는 온도감지기를 매입 설치하고, 실내에 실내의 온도를 감지하는 실내온도 감지기를 설치하고, 전열선과 열매체유 온도감지기 및 실내온도 감지기는 제어기에 접속시켜 난방온도를 제어할 수 있도록 한 것이며, 신축건물은 물론 기존의 건물에 설치된 난방관체에도 플렉시블한 전열선을 강제로 매입시켜 설치하면 되므로 간편히 시공할 수 있는 등의 효과를 기대할 수 있는 매우 유용한 발명이다.

Description

전열선과 열매체유를 이용한 난방방법 및 그 장치.

본 발명은 전열선과 열매체유(熱媒體油)를 이용한 난방방법 및 그 장치에 관한 것으로, 상세하게는 물이나 오일 및 부동액과 같은 열매체유(난방수)가 유입 또는 봉입 된 난방관체(난방호스 또는 난방 파이프) 내에 내열성과 절연성이 우수한 전열선(電熱線)을 난방관체와 같은 길이로 매입 설치하여 열매체유를 순환펌프 없이도 전체적이면서 골고루 가열시켜 난방할 수 있도록 하고, 상기 난방관체 내에 열매체유의 온도를 감지하는 온도감지기를 매입 설치하고, 상기 전열선과 온도감지기는 제어기에 접속시켜 난방온도를 제어할 수 있도록 한 것이다.

실내공간을 난방하기 위하여 증기나 온수를 만들어 실내공간을 쾌적한 온도로 난방시키는 난방 보일러는 사용하는 에너지원에 따라 전기 보일러, 가스 보일러, 기름 보일러, 연탄 보일러 등을 들 수 있으며, 이들은 공급되는 에너지원으로 증기나 온수를 가열하여 실내의 바닥에 매설된 난방호스나 난방 파이프로 순환시켜 난방 목적을 달성하고 있다.

일반적으로 전기를 에너지원으로 하는 전기보일러의 경우 가스보일러나 기름보일러에 비하여 구조면에서는 연료탱크나 공급배관설비, 그리고 높은 정밀도를 요구하는 연소기기와 연소가스 배출수단을 구비하지 않아도 될 뿐 아니라 환경적인 측면에서도 공해를 유발하지 않기 때문에 매우 유리하다.

그러나 전기가 대부분 수입에너지원으로 만들어지는 까닭에 공급가격이 높아서 상기와 같은 장점에도 불구하고 일반가정이나 산업체에서 널리 사용할 수 없었다.

또한, 대부분 가열조 내에 전기히터를 매입시켜 순환펌프에 의해 난방관체로 순환하는 난방수를 가열하므로, 순환펌프를 별도로 설치해야 될 뿐 아니라 순환펌프가 상시로 가동되므로 소음이 심할 뿐 아니라 순환펌프에 의한 고장빈도수가 상승되며 난방관체 내에 스케일이 쉽게 끼이는 등의 문제점이 있다.

또한, 단열 시이트 위에 니크롬선과 같은 전기 발열선을 깔아 가열되게 함으로써 난방효과를 내게 한 것이 있으나 전기 발열선의 안전성 유지가 어렵고 축열 장치가 없어서 전기공급이 중단되면 전기 발열선이 쉽게 식어버리는 까닭에 항상 전기를 공급해야 하므로 전기소모가 많은 결점이 있으며, 전기 발열선이 발열될 때 다량의 유해전자파가 발생되므로 인체에 해로운 등의 문제점이 있다.

또한, 전기 보일러 뿐 만 아니라 연탄 및 기름, 가스등의 연료를 사용하는 종래 난방 보일러의 경우 고장빈도가 높고 각종 설비가 요구되며 사용이 까다로우면서도 가격이 고가인 각종 난방 보일러를 설치하여야 할 뿐 아니라, 또 그 보일러를 설치를 위한 별도의 보일러실이 필요하며 이러한 보일러를 가동하기 위한 유지보수 뿐 만 아니라 온수를 각 방으로 순환시키기 위한 난방 보일러 및 배관 설비는 고도의 기능이 숙달된 숙련공만이 시공할 수 있는 문제점이 있다.

또한, 가스보일러의 경우 제품의 가격이 비싸고 난방효과는 어느 정도 있으나 소음이 심하고 유동적이어서 가스 누출에 따른 질식 및 이웃에 까지 피해를 입히는 대형폭발 사고가 항상 도사리고 있으므로 상당한 주의가 요구되며 사용자의 심리적 부담을 배제할 수 없다.

또한, 유류를 이용하는 보일러의 경우 연소를 위한 유류의 저장과 유류가 소모되면 보충해 주어야 하는 등 사용상의 단점이 있으며, 이러한 단점 때문에 근래에는 비교적 값싼 심야전력을 이용하여 가열된 열을 축열재에 축열시킨 다음 그 축열된 잠열을 이용하여 난방수를 데워 난방하는 전기보일러가 고안된 바 있으나, 내화물 종류인 축열재 내에 복수 개의 심야전력용 히터를 내부에 매입 설치하여야 하고, 축열된 열을 흡수하기 위하여 급탕관이 축열재의 일부에만 한정하여 매설되어 있으므로 그 잠열의 흡수율이 극히 떨어져 효율이 낮은 단점이 있으며, 특히 심야용 전기히터를 사용하여 가열 및 축열할 때 저탕조의 물은 단열재에 의해 대부분 차단되고, 축열재 자체가 내화물로 이루어지므로 열전달율이 떨어질 뿐 아니라 축열을 위한 단위시간 당 소비전력이 많은 등 열 이용율이 매우 낮은 등의 문제점이 있었다.

또한, 난방 보일러를 사용하지 않는 계절에는 난방 보일러를 깨끗하게 청소하여야 하는 번거로움이 있으며, 동절기에는 자칫 난방관체(난방 파이프)가 동파될 우려가 있을 뿐 아니라 각종 연료나 연소가스에 의해 중독되는 사례가 있고 특히 기름보일러나 가스보일러를 가동할 때 작동 미숙으로 인하여 보일러가 과열되어 폭발되는 경우도 있으며, 점화나 가동시에 소음이 발생될 뿐 아니라 연소가스에 의하여 대기가 오염되고 연탄가스를 가동할 때에는 연소가스에 의하여 대기가 오염되고 연탄보일러를 가동할 때에는 연탄가스에 의하여 인명이 다치거나 대기가 오염되며 연탄재 등의 쓰레기가 발생하였으며 또한 이러한 연료를 확보하기 위한 노력을 기울이지 않으면 안되는 등의 문제점이 있었다.

따라서, 본 발명은 물이나 오일 및 부동액과 같은 열매체유(난방수)가 유입 또는 봉입 된 난방관체 내에 내열성과 절연성이 우수한 전열선(電熱線)을 난방관체와 같은 길이로 매입 설치하여 열매체유를 순환펌프 없이도 전체적이면서 골고루 가열시켜 난방할 수 있도록 함을 목적으로 한다.

또한, 본 발명은 물이나 오일 및 부동액과 같은 열매체유(난방수)가 유입 또는 봉입 된 난방관체 내에 내열성과 절연성이 우수한 전열선(電熱線)을 난방관체와 같은 길이로 매입 설치하여 열매체유를 순환펌프 없이도 전체적이면서 골고루 가열시켜 난방할 수 있도록 하고, 상기 난방관체 내에 열매체유의 온도를 감지하는 온도감지기를 매입 설치하고, 상기 전열선과 온도감지기는 제어기에 접속시켜 난방온도를 제어할 수 있는 장치를 제공함에 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여 물이나 오일 및 부동액과 같은 열매체유(난방수)가 유입 또는 봉입 된 난방관체 내에 내열성과 절연성이 우수한 전열선을 설치하여 전열선과 열매체유를 통한 간접 가열방식으로 난방을 달성할 수 있도록 하고, 상기 전열선에 의해 발생되는 온도를 감지하는 온도감지기를 매입 설치한 다음 상기 전열선과 온도감지기는 제어기에 접속시켜 난방온도를 제어할 수 있도록 한다.

본 발명에 사용하는 열매체유는 주변에서 비교적 구입하기 쉬우면서 무해하고 고열에도 물리적 성질이 거의 변하지 않는 물질 예컨데 물이나 오일 및 부동액 등을 들 수 있으며, 상기 예와 같은 열매체유는 축열재와 완충재로서의 기능을 훌륭히 발휘하며 초기 가열시에는 온도의 급상승을 막아주며, 전기공급이 중단되어 발열선이 쉽게 식어버리더라도 온도의 급작스런 하강을 막아준다.

난방관체와 전열선의 피복체는 고열이 작용되거나 장기간 사용에도 물리적 성질이 변하지 않으면서 수밀성과 절연이 유지되며, 또한 내열성과 내화학성이 우수하고 비교적 질기며 플렉시블한 성질을 갖는 재질 이를테면 실리콘이나 테프론과 같은 합성수지 재질을 사용하도록 한다.

또한, 제어기의 입력부에 열매체유의 유무(유실유무)를 감지하는 열매체유 감지기를 접속하여 난방관체의 용융이나 과열을 방지하도록 한다.

또한, 난방관체 내에 주 전열선과 보조 전열선을 이중으로 매입 설치하여 주 전열선이 절연파괴 및 단선되거나 발열기능이 저하된 경우 보조 전열선으로 대체 사용할 수 있도록 함으로써 난방장치의 수명을 2배 가량 연장할 수 있으며 따라서 시공이 완료되면 거의 반영구적으로 사용할 수 있도록 한다.

난방장치의 온도를 제어하는 제어기는 설정된 기준온도와 감지온도를 비교하여 전원의 공급과 차단을 수행함으로써 가열온도를 달성할 수 있도록 하며, 또한 상기 제어기에 축전지를 접속하여 전기의 사용이 적은 심야 시간대에 충전하였다가 정전되거나 주간에 난방전원으로 사용하여 에너지의 효율적인 이용과 난방비의 절감을 꾀하도록 한다.

또한, 본 발명은 전열선으로부터 인체에 해로운 각종 유해전자파가 발생되나 난방관체 내부에 충입된 액체(각종 열매체유)가 이를 흡수하거나 차단하므로 유해전자파의 유출이 방지된다.

또한, 난방장치가 설치된 실내를 일정시간 비우거나 필요에 의해 절전모드를 선택하면 전열선으로 공급되는 가정용 교류전원(AC 220V)이 다이오드를 통하여 반파 정류된 다음 공급되게 함으로써 에너지를 절약할 수 있도록 한다.

본 발명 난방관체 내에 난방관체와 같은 길이의 전열선이 매입 설치되어 주변의 열매체유를 골고루 가열시켜 주므로 종래와 같은 난방 보일러나 순환펌프가 불필요하며, 따라서 난방 보일러나 순환펌프 설치에 따른 시공비나 원가를 줄일 수 있을 뿐 아니라 소음이나 고장을 방지할 수 있다.

또한, 전열선으로 동작전원을 공급하거나 차단하는 전원 단속수단으로 트라이악이나 SCR과 같은 무접점 소자를 사용함으로써 소음이나 접점 손상에 의한 수명단축이나 잡음(noise)발생을 방지할 수 있다.

또한, 본 발명은 신축건물은 물론 기존의 건물에 설치된 난방관체에도 플렉시블한 전열선을 강제로 매입시켜 설치하면 되므로 간편한 시공을 기대할 수 있다.

이하 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부한 도면에 따라 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1 - 본 발명의 개략적인 구성도.

도 2 - 본 발명의 확대 단면도.

도 3 - 본 발명 다른 실시 예의 단면도.

도 4- 본 발명 제어기의 회로 블럭도.

도 5 - 본 발명에 사용된 전열선의 부분 절개 사시도.

도 6 - 발명에 사용된 다른 전열선의 부분 절개 사시도.

도 7 - 발명에 사용된 또 다른 전열선의 부분 절개 사시도.

도 8 - 본 발명 일 실시 예의 평면도.

도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

(2)--열매체유 (4)--난방관체

(6)(6a)--전열선 (8)--온도 감지기

(10)--제어기 (12)--바닥 콘크리트

(14)--단열재 (16)--고름 모르타르

(18)--마감 모르타르 (20)--바닥

(22)--초벌지 (24)--장판지

(26)--팽창탱크 (28)--안전밸브

(30)--온도 설정부 (32)--전원 표시등

(34)--동작 표시등 (36)--경보부

(38)--전원 공급부 (39)--실내온도 감지기

(40)--실내 (42)--열매체유 감지기

(44)--충전부 (46)--축전지

(48)--심야전력 공급부 (50)--속선

(52)--발열선 (54)--피복체

(56)--카본선 (58)--실선

(TRIAC)--트라이악 (G)--트라이악의 게이트 단자

도 1은 본 발명의 구성도로, 물이나 오일 및 부동액과 같은 열매체유(난방수)(2)가 유입 또는 봉입 된 난방관체(또는 난방 파이프, 난방호스)(4) 내에 내열성과 절연성이 우수한 전열선(6)과, 가열되는 열매체유(2)의 온도를 감지하는 온도감지기(8)를 매입 설치한 다음 상기 전열선(6)과 온도감지기(8)는 온도 제어기(10)에 접속시키고, 실내(40)에 실내 온도감지기(39)를 설치한 다음 상기 제어기(10)에 접속하여 난방온도를 제어할 수 있도록 한다.

상기에서 난방관체(4)는 종래와 같이 난방이 필요한 실내의 바닥 내부에 적당한 간격과 패턴으로 배열시켜 사용하게 되는 것으로, 도 2와 같이 바닥 콘크리트(12) 위에 발포 폴리 스치렌폼과 같은 단열재(14)를 고르게 깐 다음 단열재(14)의 상부에 고름 모르타르(16)를 골고루 깔고, 그 위에 전열선(6)이 내설된 본 발명의 난방관체(4)를 적당한 간격과 패턴으로 배열시킨 다음 마감 모르타르(18)로 바닥(20) 내부에 고착시키고, 마감 모르타르(18) 위에 초벌지(22)와 장판지(24)등을 깔거나 접합시키면 된다.

상기에서 난방관체(4)는 내열성을 갖는 통상의 경질 합성수지관을 이용하거나 구리와 같은 금속으로 된 관체의 내부에 전열선(6)을 매입시켜 설치한 다음 전열선(6)의 양 끝 부분은 난방관체(4)의 바깥으로 노출시킨 다음 제어기(10)에 전기적으로 접속하도록 하고, 난방관체(4)의 내부에 열매체유(2)의 온도를 감지하는 온도 감지기(8)를 설치한 다음 제어기(10)에 전기적으로 접속하여 전열선(6)과 열매체유(2)가 90℃~100℃ 이상의 온도로 과열되는 것을 방지하도록 하고, 실내(40)의 일단에 실내의 온도를 감지하는 실내온도 감지기(39)를 접속하여 제어기(10)에 설정되는 기준온도와 비교되어 난방온도를 희망하는 온도로 제어할 수 있도록 한다.

상기에서 도 2는 콘크리트 바닥(20)에 본 발명을 적용한 한 실시 예에 불과하며, 물론 다른 방법과 구성으로 본 발명을 실시할 수 있을 것이다.

본 발명에서 난방관체(4)의 내경은 통상에서와 같이 약 25㎜ 전후의 크기로 형성함으로써 충분한 양의 열매체유(2)를 충입할 수 있도록 하고, 상기 난방관체(4)내에 매입되는 전열선(6)의 외경은 약 2㎜~ 5㎜ 범위로 하여 충분한 축열이 이루어지도록 함이 바람직하며, 전열선(6)의 외경이 더욱 커지거나 복수 개로 매입하는 경우 난방관체(4)의 내경을 더욱 크게 형성할 수도 있을 것이다.

또한, 도 3은 복수 개의 전열선을 사용한 본 발명 다른 실시 예의 단면도로, 난방관체(4)의 내부에 주 전열선(6)과 보조 전열선(6a)을 각각 삽입한 다음 제어기(10)에 전기적으로 접속함으로써 주 전열선(6)의 절연이 파괴되거나 단선되거나 또는 발열기능이 저하된 경우 주 전열선(6) 대신 보조 전열선(6a)으로 대체 사용할 수 있으며, 이러한 경우 난방장치의 수명을 크게 연장할 수 있어서 거의 반영구적으로 사용할 수 있으며, 혹한기와 같이 기온이 영하권으로 크게 하강한 경우 주 전열선(6)과 보조 전열선(6a)을 동시에 사용할 수 있을 것이다.

본 발명에서 난방관체(4)의 양측 끝 단부는 밀봉시키거나 개방시킬 수 있으며, 난방관체(4)의 일측 단부 또는 양측 끝 단부에 팽창탱크(26)를 설치하여 미량씩 자연적으로 소모되는 열매체유(2)를 보충 공급하거나, 반복 가열에 의해 열매체유(2)가 팽창ㆍ수축하는 경우 이를 흡수할 수 있도록 하고, 열매체유(2)가 충입된 난방관체(4)가 밀봉되는 경우 난방관체(4)의 일측 단부 또는 양측 끝 단부에 안전밸브(28)를 설치하여 폭발의 위험성을 방지하도록 한다.

도 4는 본 발명의 회로 블럭도로서, CPU 또는 마이콤으로 구성되는 제어기(10)의 입력부에 난방온도를 설정할 수 있는 온도 설정부(30)와, 실내(40)에 설치되어 실내의 온도를 감지하는 실내온도 감지기(39)와, 난방관체(4) 내에 설치되어 열매체유(2)의 온도를 감지하는 온도감지기(8)를 전기적으로 접속하고, 제어기(10)의 출력부에 전원표시등(32)을 접속하여 제어기(10)의 동작상태를 확인 할 수 있도록 하고, 제어기(10)의 다른 출력부에 동작표시등(34)을 접속하여 전열선(6)의 동작상태를 확인 할 수 있도록 하고, 제어기(10)의 또 다른 출력부에 경보부(36)를 접속하여 이상 상태가 발생되는 경우 시각적이거나 청각적으로 알람(alarm)되게 함으로써 사용자가 이를 인지하여 즉각적인 조치를 취할 수 있도록 한다.

제어기(10)의 또 다른 출력부에 전열선(6)으로 공급되는 동작전원 예컨데, 교류 상용전원(AC 220V)이나 직류전원 또는 반파 정류된 전원을 단속하는(ON/OFF) 단속부를 접속한다.

상기 단속부는 유접점을 갖는 릴레이와 같은 소자보다는 트라이악(TRIAC)이나 SCR 과 같은 무접점의 능동소자를 사용함으로써 소음발생이나 스파크에 의한 잡음(noise)발생을 방지할 수 있을 뿐 만 아니라 수명을 연장할 수 있고 응답속도를 빨리 할 수 있으며, 미 설명 부호(F)는 퓨즈이다.

즉, 제어기(10)의 출력부에 트라이악(TRIAC 1)의 게이트 단자(G)를 접속하고, 상기 트라이악(TRIAC 1)의 양단자에는 전원공급부(38)와 전열선(6)을 직렬로 접속하여 전열선(6)으로 공급되는 전원을 단속할 수 있도록 한다.

상기에서 사용자가 온도 설정부(30)를 조작하여 난방온도를 설정하면 기준온도 전압(또는 전류)값이 제어기(10)로 입력되며, 실내온도 감지기(39)가 감지한 실내의 현재 온도 전압(또는 전류)값이 제어기(10)로 입력되어 상기 기준온도 전압(또는 전류)과 비교되며, 실내온도 감지기(39)로부터 입력되는 온도 전압값이 설정된 온도 범위 값보다 적으면 제어기(10)가 트라이악(TRIAC 1)의 게이트 단자(G)로 트리거 신호를 출력하므로 트라이악(TRIAC 1)이 턴 온(turn on)되고 전열선(6)으로 전원이 공급된다.

따라서, 전열선(6)이 가열되므로 열매체유(2)의 온도가 상승되고, 상승되는 열은 난방관체(4)와 마감 모르타르(18)및 장판지(22)로 차례로 전도되므로 설정된 온도로 실내(40)의 난방이 이루어진다.

한편, 실내온도 감지기(39)가 감지한 실내의 현재 온도 전압(또는 전류)값이 설정된 기준온도 전압(또는 전류) 범위를 초과하면 제어기(10)의 출력부로 게이트 신호가 출력되지 아니하므로 트라이악(TRIAC 1)이 턴 오프(turn off)되고 전열선(6)으로 공급되던 전원이 차단되어 전열선(6)의 가열이 중단되므로 열매체유(2)의 온도가 하강하며, 따라서 실내(40)의 온도가 설정된 온도를 초과하지 못하게 되며, 상기와 같은 과정의 반복으로 전열선(6)으로 공급되는 전원이 단속되므로 사용자가 설정한 희망온도로 난방이 이루어진다.

상기에서 제어기(10)가 허용하는 기준온도의 허용편차는 ±1℃~ ±3℃ 범위로 하여 전열선(6)이 민감하게 반응(동작)하지 않도록 함이 바람직하며, 따라서 실내 온도 감지기(39)로부터 입력되는 온도가 상기한 허용편차 범위 이하이면 전열선(6)으로 동작전원이 공급되도록 한다.

또한, 난방관체(4) 내부에는 열매체유(2)의 온도를 감지하는 온도 감지기(8)가 설치되어 있으므로 온도 감지 값이 90℃~100℃ 범위이면 제어기(10)는 전체 트라이악(TRIAC 1)(TRIAC 2)(TRIAC 3)을 턴 오프(TURN OFF)시키므로 더 이상의 과열이 방지되며, 이와 동시에 경보부(36)로 경보신호를 출력시키므로 사용자가 이에 대처하여 조치할 수 있게 된다.

또한, 제어기(10)의 입력부에 열매체유의 유무를 감지하는 열매체유 감지기(42)를 접속하여 열매체유(2)의 유무(유실유무)를 감지하도록 하되, 열매체유(2)가 소진되거나 기준이하로 소모되면 제어기(10)의 출력부에 접속된 경보부(36)를 통하여 시각적이거나 청각적인 경보가 이루어지게 함으로써 사용자가 이를 인지하여 즉시 조치할 수 있게 함으로써 전열선(6)이나 난방관체(4)의 융해 및 과열을 방지하도록 한다.

또한, 본 발명의 다른 실시 예로 외출 등에 의해 본 발명의 난방장치가 설치된 실내를 일정시간 비우거나 필요에 의해 절전모드를 선택하면 전열선(6)으로 공급되는 가정용 교류전원(AC 220V)이 다이오드(D)를 통하여 반파 정류된 다음 공급되게 함으로써 에너지를 절약할 수 있도록 한다.

즉, 트라이악(TRIAC 1)의 양단에 고 내압의 다이오드(D)와 또 다른 트라이악(TRIAC 2)을 접속하고, 상기 트라이악(TRIAC 2)의 게이트 단자(G2)는 제어기(10)에 접속함으로써 사용자 또는 제어기(10)가 절전모드를 선택하면 게이트(G2)단자로 트리거 신호가 출력되므로 반파 정류된 전원이 전열선(6)으로 공급되므로 절전을 달성할 수 있다.

또한, 심야전력은 통상적으로 오후 11시부터 오전 7시까지로 기준하고 있으며, 상기 심야전력을 이용할 수 있다. 즉, 제어기(10)의 일단에 충전부(44)와 축전지(46)를 접속하고, 충전부(44)의 전단에 심야전력 공급부(48)를 접속하고, 축전지(46)와 전열선(6) 사이에 또 다른 트라이악(TRIAC 3)을 접속하고, 상기 트라이악(TRIAC 3)의 게이트 단자(G3)는 제어기(10)에 접속하여 축전지(46)에 충전된 전력을 사용할 수 있게 함으로써 정전시나 주간에 충전전력을 사용할 수 있어서 에너지의 효율적인 이용과 난방비의 절감을 달성할 수 있다.

또한, 도 8과 같이 난방관체(6)가 복수 개의 실내(40)에 각각 설치되는 경우 난방관체(6) 마다 각각의 제어기(10)를 접속시켜 실내(40)의 온도를 독자적으로 제어할 수 있도록 함이 바람직하다.

또한, 전열선(6)의 구조는 도 5에 도시한 바와 같이 플렉시블(flexible)하면서 매우 질기고 절연성이 우수한 성질의 속선(50) 외면에 발열선(52)을 위치시키고, 그 외면에 피복체(54)를 피복함으로써 전열선(6)에 비교적 강한 인장력이나 외력이 작용되더라도 단선이나 절연선(6)의 끊김이 방지될 수 있는 정도의 강도를 유지하며, 소비전력이나 발열량에 따라 발열선(52)의 직경을 달리하면 될 것이다.

도 6은 본 발명에 사용되는 전열선(6)의 다른 실시 예로 도시한 사시도로, 속선(50) 대신에 직경이 매우 가느다란 수백 가닥의 카본선(56)을 내열성 실선(58)으로 빙둘러 감아 둥근 형상을 유지한 다음 그 외면에 피복체(54)을 피복하여 구성한 것이다.

상기에서 카본선(56)의 외경은 약 1/100㎜~1/1,000 ㎜ 전후의 직경으로 하고, 카본선(56)의 갯수를 증가시켜 그 직경을 크게하면 소비전력 및 발열량이 상승되고, 반대로 카본선(56)의 갯수를 줄여 직경을 작게하면 소비전력 및 발열량이 하강된다.

상기 전열선(6)의 피복체(54)와 난방관체(4)의 재질은 비교적 질기면서 플렉시블 한 성질을 갖는 실리콘이나 테프론과 같은 재질을 사용하므로 고열이 작용되거나 장기간 사용에도 물리적 성질이 변하지 않고 수밀성과 절연이 유지되며, 또한 내열성과 내 화학성이 우수하여 반영구적으로 사용할 수 있도록 한다.

또한, 본 발명은 신축건물은 물론 기존의 건물에 설치된 난방관체에도 플렉시블한 전열선을 강제로 매입시켜 설치하면 된다. 즉, 기존 건물의 바닥에 설치된 난방관체의 일측으로 삽입장치의 도움을 받아 외경이 가늘고 플렉시블한 보조선을 회전시키면서 삽입하여 난방관체의 타측으로 돌출시킨 다음 보조선의 일측단부에 본 발명의 전열선(6)을 묶어 고정시킨 다음 보조선의 타측단부를 잡아당기면 전열선(6)이 난방관체(4)에 쉽게 삽입되므로 기존의 난방관체에도 간편하고 쉽게 시공할 수 있다.

이상에서와 같이 본 발명은 물이나 오일 및 부동액과 같은 열매체유(난방수)가 유입 또는 봉입 된 난방관체 내에 내열성과 절연성이 우수한 전열선(電熱線)을 난방관체와 같은 길이로 매입 설치하여 열매체유를 난방 보일러나 순환펌프 없이도 전체적이면서 골고루 가열시켜 난방할 수 있으며, 또한, 본 발명 난방관체 내에 난방관체와 같은 길이의 전열선이 매입 설치되어 있어서 주변의 열매체유를 골고루 가열시켜 주므로 종래와 같은 난방 보일러나 순환펌프의 설치가 불필요하여 이들을 설치하는데 따른 시공비나 원가를 줄일 수 있을 뿐 아니라 소음이나 고장을 방지할 수 있다.

또한, 본 발명에 사용하는 열매체유는 주변에서 비교적 구입하기 쉬우면서 무해하고 고열에도 물리적 성질이 거의 변하지 않는 물이나 오일 및 부동액 등을 사용하므로 축열재로서의 기능을 훌륭히 발휘할 뿐 아니라 초기 가열시에는 온도의 급상승이 방지되며, 전기공급이 중단되어 발열선이 쉽게 식어버리더라도 온도의 급작스런 하강이 방지된다.

`또한, 난방관체와 전열선의 피복체는 비교적 질기면서 플렉시블 한 성질을 갖는 실리콘이나 테프론과 같은 재질을 사용하므로 고열이 작용되거나 장기간 사용에도 물리적 성질이 변하지 않으며 수밀성과 절연이 유지되며, 또한 내열성과 내화학성이 우수하여 반영구적으로 사용할 수 있다.

또한, 제어기의 입력부에 열매체유 감지기가 접속되어 열매체유의 유무(유실유무)를 감지할 수 있으므로 난방관체의 융해나 과열이 방지되며, 또한 난방관체 내에 주 전열선과 보조 전열선을 이중으로 매입 설치함으로써 혹한기에는 주 전열선과 보조 전열선을 동시에 가열시켜 사용할 수 있으며, 주 전열선이 절연파괴 및 단선되거나 발열기능이 저하된 경우 보조 전열선으로 대체 사용할 수 있으므로 난방장치의 수명을 크게 연장시킬 수 있어서 거의 반영구적으로 사용할 수 있다.

또한, 제어기에 축전지가 접속되어 있으므로 전기의 사용이 적은 심야 시간대에 충전하였다가 정전되거나 주간에 난방전원으로 사용할 수 있으므로 에너지를 효율적으로 이용할 수 있으며 난방비도 절감할 수 있다.

또한, 본 발명은 전열선의 발열에 의해 발생되는 각종 유해전자파는 열매체유가 흡수하거나 차단하므로 유해전자파의 유출이 방지된다.

또한, 난방장치가 설치된 실내를 일정시간 비우거나 필요에 의해 절전모드를 선택하면 전열선으로 공급되는 가정용 교류전원(AC 220V)이 다이오드를 통하여 반파 정류된 다음 공급되므로 에너지를 절약할 수 있다.

또한, 본 발명에서 난방관체 내에 난방관체와 같은 길이의 전열선이 매입 설치되어 주변의 열매체유를 골고루 가열시켜 주므로 종래와 같이 난방보일러나 순환펌프가 불필요하므로 난방 보일러 및 순환펌프 설치에 따른 시공비나 원가를 줄일 수 있을 뿐 아니라 소음이나 고장을 방지할 수 있다.

또한, 전열선의 전원 단속수단으로 트라이악이나 SCR과 같은 무접점 소자를 사용함으로써 소음이나 접점 손상에 의한 수명단축 및 잡음(noise)발생을 방지할 수 있다. 또한, 본 발명은 신축건물은 물론 기존의 건물에 설치된 난방관체에도 플렉시블한 전열선을 강제로 매입시켜 설치하면 되므로 간편히 시공할 수 있는 등의 효과를 기대할 수 있는 매우 유용한 발명이다.

Claims (7)

1. 물이나 오일 및 부동액과 같은 열매체유(난방수)가 충입된 난방관체 내에 내열성과 절연성이 우수한 전열선과, 열매체유의 온도를 감지하는 온도감지기를 매입 설치하고, 실내의 온도를 감지하는 실내온도 감지기를 설치한 다음 상기 전열선과 온도감지기는 제어기를 접속시켜 난방온도를 제어할 수 있도록 하여 실내를 난방할 수 있도록 한 전열선과 열매체유를 이용한 난방방법.
2. 물이나 오일 및 부동액과 같은 열매체유(2)가 충입된 난방관체(4) 내에 내열성과 절연성이 우수한 전열선(6)과, 열매체유의 온도를 감지하는 온도감지기(8)를 매입 설치하고, 실내(40)의 온도를 감지하는 실내온도 감지기(39)를 설치한 다음 상기 전열선(6)과 온도감지기(8)(39)는 제어기(10)에 접속하고, 제어기(10)의 출력에 트라이악(TRIAC 1)의 게이트 단자(G)를 접속하고, 트라이악(TRIAC 1)에 전원 공급부(38)와 전열선(6)을 직렬로 접속하여 난방온도를 제어할 수 있도록 한 전열선과 열매체유를 이용한 난방장치.
3. 제 2 항에 있어서, 난방관체(4) 내에 주 전열선(6)과 보조 전열선(6a)을 매입 설치함을 특징으로 하는 전열선과 열매체유를 이용한 난방장치.
4. 제 2 항 또는 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 전열선(6)이 매입 설치된 난방관체(4)를 복수 개의 실내(40)에 각각 설치하고, 전열선(6)은 제어기(10)에 접속하여 각 실내(40)를 독자적으로 난방할 수 있도록 함을 특징으로 하는 전열선과 열매체유를 이용한 난방장치.
5. 제 2 항 또는 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 제어기(10)의 일단에 충전부(44)와 축전지(46)를 접속하고, 충전부(44)의 전단에 심야전력 공급부(48)를 접속하고, 축전지(46)와 전열선(6) 사이에 트라이악(TRIAC 3)을 접속하고, 트라이악(TRIAC 3)의 게이트 단자(G3)는 제어기(10)에 접속하여 정전이나 주간에 축전지(46)의 충전전력을 사용할 수 있도록 함을 특징으로 하는 전열선과 열매체유를 이용한 난방장치.
6. 제 2 항 또는 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 난방관체(4) 내부에 열매체유(2)의 온도를 감지하는 온도 감지기(8)를 설치하여 온도 감지 값이 90℃~100℃ 범위이면 제어기(10)가 전체 트라이악(TRIAC 1)(TRIAC 2)(TRIAC 3)을 턴 오프(TURN OFF)시켜 더 이상의 과열을 방지하고 이와 동시에 경보부(36)로 경보신호가 출력되게 함을 특징으로 하는 전열선과 열매체유를 이용한 난방장치.
7. 제 2 항 또는 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 트라이악(TRIAC 1)의 양단에 고 내압의 다이오드(D)와 또 다른 트라이악(TRIAC 2)을 접속하고, 상기 트라이악(TRIAC 2)의 게이트 단자(G2)는 제어기(10)에 접속하여 절전모드로 선택되면 게이트(G2)단자로 트리거 신호가 출력되어 반파 정류된 전원이 전열선(6)으로 공급되게 함을 특징으로 하는 전열선과 열매체유를 이용한 난방장치.