KR200223088Y1 - 심야전기를 이용한 축열식 냉·난방 장치 - Google Patents

Abstract

본 고안은 냉, 난방장치에 관한 것으로 축열, 축냉된 물을 사용하여 냉, 난방을 실시하는데 배관을 순환하는 물의 온도를 항상 설정된 온도로 유지하도록 하는 냉, 난방 장치에 관한 것이다.

보다 상세하게는 심야전기로 작동하는 전기히터로 가열시키거나 빙축열 장치로 냉각시킨 냉, 온수저장탱크와 냉, 난방배관(방열기) 사이에 온도조절통을 설치하여 실내를 순환한 후 온도가 높아지거나 낮아진 냉, 온수가 온도조절통을 거치면서 냉, 온수저장탱크내의 냉, 온수와 섞여 일정한 온도로 조절된 후 냉, 난방배관(방열기)으로 공급되도록 하며, 냉, 온수저장탱크 내부의 냉, 온수는 동일한 배관 및 방열 장치를 사용하여 냉, 난방을 겸하므로 시설비 감소는 물론 유지비용의 절감을 도모할 수 있도록 하는 심야전기를 이용한 축열식 냉, 난방 장치에 관한 것이다.

Description

심야전기를 이용한 축열식 냉·난방 장치{A regenerative cooling and heating apparatus using midnight electricity}

본 고안은 가정용 건물 공조용, 원예용, 축산용, 비닐하우스 등에 사용되는 냉·난방장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 심야전기를 사용하여 냉방 및 난방을 실시하는데 냉·난방배관을 순환하는 난방수의 온도를 항상 설정된 온도로 유지하도록 한 냉·난방 장치에 관한 것이다.

종래의 가정용 난방방법으로는 가열된 난방수를 난방배관으로 순환시키는 보일러에 의한 방법이 주로 사용되고 있으며 냉방방법으로는 냉각장치를 사용하여 실내공기를 냉각시키는 방법이 주로 사용되고 있어 냉방과 난방을 위한 각각의 장치가 별도로 설치되어 있다. 또 비닐하우스 등의 시설재배지에서는 실내의 공기온도를 높이는 것만으로 지온을 일정한 온도 이상으로 유지할 수 없기 때문에 지온을 높일 수 있는 난방배관이 땅 속에 부설되어 있다.

그러나 난방을 할 때 난방배관을 순환하는 난방수의 온도는 실내의 설정된 공기온도보다 높은 고열이기 때문에 비닐하우스와 같은 시설재배지의 지온을 상승시킬 목적으로 설치되어 있는 경우 난방배관 주위에 있는 작물의 뿌리가 고열의 난방배관에 의해 손상되는 등 작물의 생장에 좋지 않은 영향을 미치는 문제점이 있었다.

한편, 일반적으로 난방은 심야축열식 전기보일러를 사용하여 저렴한 가격으로 실시할 수 있었지만 냉방은 낮시간의 비싼 전기를 사용하므로 유지비가 많이 소요되는 단점이 있었다.

본 고안은 이러한 문제점을 해소하고자 하는 것으로 저렴한 가격으로 냉방과 난방을 겸용으로 사용할 수 있도록 하고 순환하는 냉방수나 난방수의 온도를 항상 설정된 온도로 유지하도록 하는데 목적이 있다.

이러한 목적을 달성하기 위하여 본 고안에서는 심야축열식 냉, 온수저장탱크와 냉·난방배관 사이에 온도조절통을 설치하여 냉·난방배관을 순환 후 온도가 높아지거나 낮아진 난방수와 냉, 온수저장탱크 내부의 냉각수나 난방수가 온도조절통 내부에서 혼합되어 일정한 온도로 조절된 후 냉·난방배관으로 순환하도록 함으로써 난방배관을 순환하는 난방수의 온도가 항상 일정하도록 하며, 냉, 온수저장탱크 내부의 난방수나 냉각수는 심야전기를 사용하여 전기히터로 가열시키거나 냉각장치로 냉각시켜 보관하여 낮에 사용함으로써 연료비를 절감하는 동시에 난방수와 냉, 난방배관을 사용하여 냉방도 실시할 수 있도록 하는데 특징이 있다.

도 1은 본 고안의 냉, 난방 장치의 시스템 구성도

도 2는 본 고안의 구성요소인 온도조절통에 온수공급용관이 설치되어 있는 상태의 개략도

도 3은 재배시설의 지온을 높이기 위한 냉, 난방배관이 땅속에 부설되어 있는 상태의 개략도

〈도면의 주요부분에 대한 부호의 설명〉

1. 냉, 온수저장탱크 2. 전기히터

3. 냉각장치 4. 냉·난방배관

5. 온도조절통 6. 제1펌프

7. 제2펌프 8. 온도조절장치

9. 온도감지센서 10. 온수공급관

본 고안을 도면에 의하여 설명하면 다음과 같다.

통상의 심야축열식 전기보일러에 있어서, 냉, 온수저장탱크(1)의 난방수는 심야전기에 의하여 작동하는 전기히터(2)나 냉각장치(3)에 의하여 가열되거나 냉각되도록 되어 있고, 냉, 온수저장탱크(1)와 냉·난방배관(4)의 사이에는 온도조절통(5)이 설치되어 있으며, 냉·난방배관(4)은 온도조절통(5)에 연결되어 있고 회수되는 냉·난방수를 제1펌프(6)에 의하여 냉, 온수저장탱크(1)로 보내거나 제2펌프(7)에 의하여 온도조절통(5)의 상부로 보내도록 되어 있으며, 온도조절통(5)에는 온도조절장치(8)가 설치되어 있는데 냉, 온수저장탱크(1)에서 공급되는 냉·난방수와 냉·난방배관(4)을 순환 후 회수되는 냉·난방수가 온도조절통(5) 내부에서 혼합되는 부근에 설치되어 있고, 상기 제1펌프(6)와 제2펌프(7)는 온도조절통(5)에 위치한 냉·난방겸용 온도조절장치(8)에 의하여 작동하되 온도조절장치(8)를 난방으로 전환하였을 때는 온도조절장치(8)의 온도감지센서(9)에 감지된 온도가 설정된 온도 이하일 경우 제1펌프(6)가 작동하고 제2펌프(7)는 작동하지 않으며 설정된 온도 이상일 경우 제2펌프가 작동하고 제1펌프(6)는 작동하지 않으며, 온도조절장치(8)를 냉방으로 전환하였을 때는 온도조절장치(8)의 온도감지센서(9)에 감지된 온도가 설정된 온도 이상일 경우 제1펌프가 작동하고 제2펌프(7)가 작동하지 않으며 설정된 온도 이하일 경우 제2펌프(7)가 작동하고 제1펌프(6)가 작동하지 않도록 되어 있다.

상기에서 온도조절장치(8)를 설치하는 위치는 다소 차이가 있을 수 있지만 실험에 의하면 냉·난방배관(4)으로부터 회수되는 냉·난방수와 냉, 온수저장탱크(1)로 부터 공급되는 냉·난방수가 온도조절통(5) 내부에서 혼합되는 부근에 설치되어 있는 것이 온도조절통(5) 내부의 전 부분에서 온도가 동일하게 유지되고 이로 인하여 난방배관(4)으로 순환하는 난방수 온도가 항상 일정하게 유지될 수 있다는 점에서 바람직하나 냉, 온수 혼합위치를 위에서와 같이 상부설치하여 상부혼합식으로 할 수 있으나 이를 하부에 설치하는 하부 혼합식으로 할 수도 있다.

또한 상기의 온도조절통(5) 내부에 온수공급관(10)을 설치하여 온수공급관(10)으로 찬물을 순환시켜 온도조절통(5) 내부의 난방수와 열교환되도록 하여 온수를 사용할 수도 있다.

본 고안의 작용을 도면에 의하여 난방할 때와 냉방할 때를 각각 나누어 설명하면 다음과 같다.

먼저 난방을 할 때에는, 종전과 같이 심야전기를 사용하는 전기히터(2)로 냉, 온수저장탱크(1) 내부의 난방수를 가열하여 난방을 하고 낮에는 밤에 가열시켜 놓은 난방수를 사용하여 난방을 하는데 온도조절통(5) 내부의 난방수 온도가 온도감지센서(9)에 설정된 온도 이하일 경우에 온도조절장치(9)가 제1펌프(6)를 작동시켜 난방배관(4)을 순환 후 되돌아오는 난방수를 냉, 온수저장탱크(1)로 보내고 냉, 온수저장탱크(1) 내부의 가열된 난방수는 온도조절통(5)으로 보내어 온도조절통(5) 내부의 냉·난방배관을 순환하여 온도가 낮아진 난방수와 혼합되도록 함으로써 온도조절통(5) 내부의 냉·난방수를 설정된 온도로 재 가열한다.

이때 온도조절통(5) 내부의 난방수가 재 가열되어 설정된 온도 이상이 되면 온도감지센서(9)는 제1펌프(6)의 작동을 중지시키고 제2펌프(7)를 작동시켜 순환 후 되돌아오는 난방수를 온도조절통(5)의 상부로 보내 난방수의 온도가 설정된 온도를 유지하도록 한다.

상기와 같은 방법에 의하여 난방배관(4)을 순환하게 되는 난방수의 온도는 항상 일정하게 유지됨으로써 비닐하우스 등의 시설재배지의 지하에 난방배관을 설치하였을 경우 작물의 뿌리를 손상시키지 않게 되는 것이다.

다음 이와는 반대로 냉방을 할 때에는, 냉·난방겸용 온도조절장치(8)를 냉방으로 전환시키며 심야전기로 작동하는 냉각장치(3)를 사용하여 냉, 온수저장탱크(1) 내부의 물을 냉각시켜 저장하고 낮에는 밤에 냉각시켜 놓은 냉각수를 사용하여 냉방에 사용하는데 냉·난방겸용 온도조절장치(8)를 난방에서 냉방으로 전환하게 되면 제1펌프(6)와 제2펌프(6)의 작동을 난방할 경우와 반대로 지시하게 된다.

즉, 온도조절통(5) 내부의 냉각수 온도가 온도감지센서(9)에 설정된 온도 이상일 경우에 온도조절장치(8)가 제1펌프(6)를 작동시켜 냉·난방배관(4)을 순환 후 되돌아오는 냉각수를 냉, 온수저장탱크(1)로 보내고 냉, 온수저장탱크(1) 내부의 냉각된 냉각수는 온도조절통(5)으로 보내어 온도조절통(5) 내부의 냉·난방배관을 순환하여 온도가 높아진 냉각수와 혼합되도록 함으로써 온도조절통(5) 내부의 냉각수를 설정된 온도로 재 냉각시킨다.

이때 온도조절통(5) 내부의 냉각수가 재 냉각되어 설정된 온도 이하가 되면 온도조절장치(8)는 제1펌프(6)의 작동을 중지시키고 제2펌프(7)를 작동시켜 순환 후 되돌아오는 냉각수를 온도조절통(5)의 상부로 보내 냉각수의 온도가 설정된 온도를 유지하도록 하는 것이다.

본 고안에 의하면 난방의 경우 심야축열식 전기보일러의 냉, 온수저장탱크로부터 배출되는 난방수를 온도조절통에서 저온의 난방수와 혼합, 열교환시켜 설정된 온도로 조절한 후 냉, 난방배관으로 순환하도록 함으로써 냉, 난방배관의 온도가 고열이 아닌 적정온도를 유지하여 실내가 쾌적해지며 원예 및 축산에 사용할 경우 고열에 의한 피해를 줄일 수 있고, 또 냉방의 경우 냉, 온수저장탱크 내부의 물을 심야전기로 작동하는 냉각장치에 의하여 냉각시켜 냉각수를 보관하고 온도조절통을 통해 냉방하고 회수된 물과 열교환시켜 낮에도 냉각된 물을 사용함으로써 연료비를 절감하고 배관 및 방열기를 겸용할 수 있는 특징이 있다.

Claims (2)

1. 심야축열식 전기보일러에 있어서, 냉, 온수저장탱크(1)의 난방수나 냉각수는 심야전기로 작동하는 전기히터(2)에 의하여 가열되는 것은 물론 냉각장치(3)에 의하여 냉각되도록 되어 있고, 냉, 온수저장탱크(1)와 냉· 난방배관(4)의 사이에는 온도조절통(5)이 설치되어 있으며, 냉·난방배관(4)은 온도조절통(5)에 연결되어 있고 회수되는 냉·난방수를 제1펌프(6)에 의하여 냉, 온수저장탱크(1)로 보내거나 제2펌프(7)에 의하여 온도조절통(5)으로 보내도록 되어 있으며, 온도조절통(5)에는 온도조절장치(8)가 설치되어 있는데 냉, 온수저장탱크(1)에서 공급되는 냉·난방수와 냉·난방배관(4)을 순환 후 회수되는 냉·난방수가 온도조절통(5) 내부의 냉·난방수와 혼합되는 부근에 설치되어 있고, 상기 제1펌프(6)와 제2펌프(7)는 온도조절통(5)에 위치한 냉·난방겸용 온도조절장치(8)에 의하여 작동하되, 온도조절장치(8)를 난방으로 전환하였을 때는 온도조절장치(8)의 온도감지센서(9)에 감지된 온도가 설정된 온도 이하일 경우 제1펌프(6)가 작동하고 제2펌프(7)가 작동하지 않으며 설정된 온도 이상일 경우 제1펌프(6)가 작동하지 않고 제2펌프(7)가 작동하며, 온도조절장치(8)를 냉방으로 전환하였을 때는 온도조절장치(8)의 온도감지센서(9)에 감지된 온도가 설정된 온도 이상일 경우 제1펌프가 작동하고 제2펌프가 작동하지 않으며 설정된 온도 이하일 경우 제2펌프(7)가 작동하고 제1펌프(6)가 작동하지 않도록 되어 냉, 난방배관(4)을 순환하는 난방수나 냉각수의 온도를 항상 설정된 온도로 유지하도록 되어 있는 것을 특징으로 하는 심야전기를 이용한 축열식 냉·난방 장치.
2. 제 1항에 있어서, 온도조절통(5)의 내부에 온수공급관(10)을 설치하여 온수를 공급할 수 있도록 되어 있는 것을 특징으로 하는 난방수를 이용한 냉, 난방 장치.