KR200243215Y1 - 소형 전기보일러 - Google Patents

Abstract

본 고안은 작은 면적의 난방을 위한 소형 전기보일러에 관한 것으로서, 온수환수관이 일체로 설치된 모터펌프와 온수탱크가 내장되는 하우징을 갖는 전기보일러에 있어서, 하우징의 일측에 나선형 온수공급관 및 온수환수관이 체결된 온수탱크가 설치되고, 온수탱크내에는 온수탱크 내부온도가 일정 온도까지 높아지면 전원을 차단시키는 과열차단기와, 온수탱크의 수위가 일정 수위 이하로 내려가면 소정 신호를 발생시키는 저수위센서와, 온도탱크내의 수온을 감지하는 온도감지센서와, 온도탱크의 수온이 설정 온도가 되도록 온수를 가열하는 히터부가 구비된다.

본 고안에 의하면 커다란 보일러가 필요없는 적은 평수의 면적에 효율적으로 사용할 수 있어 경제적인 효과를 극대화시킬 수 있고 특히 보일러의 전체적인 크기를 소형화하여 기존 보일러 설치에 애로가 있는 지하층이나 특수한 장소 또는 산간, 벽지 등 다양한 조건 및 공간에서도 용이하게 설치할 수 있는 장점이 있다.

Description

소형 전기보일러{A small electric boiler}

본 고안은 작은 면적의 난방을 위한 소형 전기보일러에 관한 것으로서, 특히, 온수탱크 내에 내장된 히터를 통해 물을 가열한 후 탱크안의 온수가 설정온도에 이르면 히터를 멈추고 모터펌프를 작동시켜 끊인 온수를 순환시키고 이상 과열시 과열차단기를 통해 전원을 차단시킬 수 있도록 한 것이다.

일반적으로 가정용이나 산업용으로 사용되는 보일러는 열원이 공급되는 방식에 따라 기름보일러, 가스보일러, 전기보일러로 크게 구분된다.

상기 기름 보일러와 가스 보일러는 화력이 큰편이나 수조에 담겨진 용수의 가열이 쉽게 이루어지는 반면에, 축열식 보일러는 용수를 가열하는데 많은 시간이 소요된다.

그러나 전기보일러는 폭팔이나 유독가스의 위험요소가 없고 소음이나 유독가스가 발생되지 않으므로 널리 이용되고 있으며 특히 근래에는 심야의 저렴한 전력을 이용하여 용수를 가열한 후에 필요한 때 온수를 순환시켜 사용하는 축열방식이 선호되고 있는 실정이다.

이러한 축열방식의 전기보일러는 용수가 담겨지는 상, 하부에 온수유출관과 냉수유입관을 각각 연결하고 수조의 하부측에 전기히터를 장치한 것으로서, 상기 전기히터의 작동에 따라 수조내의 용수가 가열되어 온수로 변환되는 것이다.

상기한 전기보일러는 심야전기를 이용하여 온수를 사용하지 않는 시간에 용수를 가열하므로써 축열시켜야 되므로, 수조의 용량이 크게 확보되어 있어야 한다. 때문에 전기히터에 의하여 대용량 수조내의 용수전체를 온수순환에 적합한 온도인 약 50℃이상으로 가열하기 위하여는 많은 시간이 소모되었다.

즉, 대용량 수조내의 용수가 냉각된 상태에서 보일러를 작동시키면 온수가 가열되기까지 일정시간이 소요되므로 온수의 순환에 의하여 실내의 난방이 이루어지기까지 많은 시간이 지연되는 문제가 있었다.

또한, 위와같이 대용량의 축열수조를 설치하려면 그에 따라 공간 및 면적이 필요해 전기보일러의 설치시 한 제한조건이 되었다.

또한, 종래 전기보일러의 경우, 히터가 가열될 때 생기는 이물질이 수조 하부에 설치되는 배관으로 스며들어 배관내에 퇴적되면서 유속을 저하시키는 문제점이 있었다.

또한, 종래의 기름. 전기 보일러는 별도의 장치와 큰 축열탱크를 설치할 공간과 면적이 필요하였고 큰 부분을 난방하는 곳이 아닌 작은 부분을 난방하는데는 적합하지 않은 문제점이 있었다.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 본 고안은 온수공급관, 히터, 각종 센서를 모듈화한 온수탱크를 소형화하여 온수의 가열시간을 줄이고 소비전력을 줄임으로써 소형 평수의 난방에 적합하도록 한 소형 전기보일러를 제공하는데 그 목적이 있다.

본 고안의 목적을 달성하기 위한 기술사상으로서 온수환수관이 일체로 설치된 모터펌프와 온수탱크가 구비되는 하우징을 갖는 전기보일러에 있어서,

상기 하우징의 일측에 나선형 온수공급관 및 온수환수관이 체결된 온수탱크가 설치되고,

상기 온수탱크내에는 온수탱크 내부온도가 일정 온도까지 높아지면 전원을차단시키는 과열차단기와, 상기 온수탱크의 수위가 일정 수위 이하로 내려가면 소정 신호를 발생시키는 저수위센서와, 상기 온도탱크내의 수온을 감지하는 온도감지센서와, 상기 온도탱크의 수온이 설정 온도가 되도록 온수를 가열하는 히터부를 포함하는 고안이 제시된다.

도 1은 본 고안의 전체적인 구성상태를 도시한 정면도이다.

<도면의 주요부분에 관한 부호설명>

1: 온수탱크 2: 온수공급관 3: 모터펌프

4: 온수환수관 5: 가열히타 6: 퇴수 및 직수공급관

7: 저수위센서 8: 온도감지센서 9: 단열 보온재

10: 보충수 마개 11: 콘트롤 박스 12: 하우징

13: 압력조절구 14: 과열차단기 15: 전원램프

16: 히터작동램프 17: 저수위알람램프 18: 펌프작동램프

19: 경고램프 20: 온도조절램프 21: 전원스위치

22; 주입구

이하에서는 본 고안의 실시예에 대한 구성 및 작용에 대해서 첨부된 도면을 참조하면서 상세히 설명하기로 한다.

도 1에 도시된 바와같이, 본 고안은 배관을 통해 흐르는 온수를 순환시킬 수 있도록 온수환수관(4)에 일체로 설치된 모터펌프(3) 및 콘트롤러(11)가 내장된 하우징(12)을 갖는 전기보일러에 있어,

상기 하우징의(12) 일측에 나선형 온수공급관(2) 및 온수환수관(4)이 체결된 소형의 온수탱크(1)를 설치하고,

상기 온수탱크(1)내에는 온수탱크의 내부온도가 일정 온도까지 높아지면 전원을 차단시키는 과열차단기(14)와, 상기 온수탱크(1)의 수위가 일정 수위 이하로 내려가면 소정 신호를 발생시키는 저수위센서(7)와, 상기 온도탱크(1)내의 수온을 감지하는 온도감지센서(8)와, 상기 온도탱크(1)의 수온이 설정 온도가 되도록 물을 가열하는 히터(5)를 구비한다.

또한, 상기 나선형 온수공급관(2)은 주입구(22)를 온수탱크(1)의 상부쪽에 둠으로써 이물질 및 슬러지가 배관내로 반복 순환되지 않게 한다.

또한, 상기 온수탱크(1)는 외곽이 단열 보온재(9)로 이루어져 단열효과를 갖는다.

또한, 상기 온수탱크(1)의 바닥 소정부위에는 퇴수 및 직수 공급기능을 갖는 퇴수 및 직수공급관(6)이 구비된다.

또한, 상기 콘트롤러(11)에는 전원램프(15), 히터작동램프(16), 저수위알람램프(17), 펌프작동램프(18) 및 경고램프(19)가 구비된다.

그럼 지금부터 본 고안의 작용을 설명하면 다음과 같다.

일반적인 전기보일러는 전기용량이 많이 필요하고 설치장소도 넓은 면적을 차지하지만 본 고안의 의한 전기보일러는 비교적 작은 면적의, 예컨데 방 1∼2칸에 충분한 난방이 되도록 고안되었다.

이와같은 본 고안을 작동시키려면 다음과 같은 사용자의 초기 조작이 필요하다. 즉, 사용자는 순환 배관(도면에 미도시)을 직수로 채운 후 본 고안의 전기보일러를 설치한 다음 온수탱크(1) 용량인 약 12리터 정도를 보충수마개(10)을 열고 또는 직수공급관(6)을 통해 공급한 다음 에어를 반드시 빼준다.

참고적으로, 순환 배관(도면에 미도시)에 채워지는 면적이 6평이면 (약12리터) 합하여 24리터의 직수가 채워진다.

이와같이 적은 온수탱크(1) 용량 때문에 본 고안의 경우에는 물끊이는 시간을 3분이내하여 3번 정도 배관을 통해 순환시키면 난방효과가 나타난다.

하지만 기존의 순간식 전기보일러의 경우에는 약 30분정도 가열하여야 난방효과가 나타난다.

아무튼, 온수탱크(1)에 직수가 공급된 후, 사용자가 전원스위치(21)를 온 시키면 먼저, 콘트롤러(11)의 전원램프(15)가 점등되고 상기 온수탱크(1)의 일 측면에 부착된 온도감지센서(8)가 현재의 수온을 감지한 후 콘트롤러(11)에 소정 신호를 보내게 된다.

계속해서, 사용자가 온도셋팅레버(20)를 조작하여 원하는 온도를 셋팅하면, 예컨데 70℃로 셋팅하였다고 하면 상기 온도감지센서(8)로부터 보내온 데이타를 통해 현재 수온을 체크한 콘트롤러(11)가 현재 수온이 설정온도인 70℃가 될 때까지 히터(5)에 제어신호를 보내 히터(5)를 가동시킨다.

이때, 상기 히터(5)가 가동되면 콘트롤러(11)의 히터작동램프(16)가 점등된다.

계속해서 상기 온도탱크(1)의 물이 히터(5)에 의해 70℃ 까지 가열되면 콘트롤러(11)는 다시 히터(5)에 정지 제어신호를 보내는 동시에 모터펌프(3)에 제어신호를 보내 모터펌프(3)를 가동시킨다. 이에 따라서, 가열된 온수가 온수공급관(2)의 주입구(22)를 을 통해 유입되어 배관을 따라 순환된다.

이때, 상기 히터(5)가 가열을 멈추면 히터작동램프(16)가 꺼지고, 또 상기 모터펌프(3)가 가동되면 펌프작동램프(18)가 점등된다.

상기 모터펌프(3)가 작동됨에 따라 가열된 온수는 배관을 따라 순환하게 되는데 이때 온수탱크(1)내에서의 순환과정을 좀 더 상세히 살펴보면 다음과 같다.

상기 온수탱크(1)의 비교적 아래쪽에 설치된 히터(5)에 의해 가열된 물은 밀도의 차이 때문에 위쪽으로 이동하게 되고 상대적으로 온도가 낮은 물은 아래쪽으로 이동하게 되는데 이에 따라 온수탱크의 위쪽에 위치한 온수공급관(2)의 주입구(22)쪽으로 가열된 고온의 물이 올라가고 모터펌프(3)가 작동됨에 따라 상기 주입구(22)로 고온의 온수가 유입된 후 배관을 따라 순환하게 된다.

상기 온수공급관(2)의 주입구(22)가 온수탱크(1)의 위쪽에 있기 때문에 히터(5)의 가열시나 전기분해로 생기는 이물질이 배관에서 퇴적되어 배관내로 반복 순환하여 온수의 유속을 저하시키는 것을 방지할 수 있다.

계속해서 상기 히터(5)에 의해 온수가 설정온도인 70℃까지 가열되어 모터펌프(3)가 작동되면 배관을 통과한 온수가 순환되어 환수되기 시작하는데 이와 동시에 상기 온수공급관(2)의 주입구(22)로 가열된 온수가 다시 유입된 후 배관을 통해 계속해서 순환하게 된다.

이때, 소정 시간동안 고온의 온수가 계속해서 순환되면 일정 열량을 빼았겨 온수 온도가 설정온도인 70℃보다 낮아지게 되는데 예컨데, 설정온도보다 15℃ 정도 낮아지게 되면 콘트롤러(11)는 먼저, 작동중인 모터펌프(3)에 정지 제어신호를 보내 모터펌프(3)의 작동을 멈춘 후에 다시 히터(3)로 가동 제어신호를 보내 온수탱크(1)의 온수를 설정온도치까지 가열시킨다.

이때, 상기 편차범위인 15℃는 임의의 값으로 제조자가 설정하기 나름이다.

상기 히터(5)가 가동되어 온수의 온도가 다시 설정온도인 70℃로 올라가면 온도감지센서(8)가 이를 감지하여 콘트롤러(11)에 소정 신호로 보내고 이때, 콘트롤러(11)는 현재 온도를 판단하여 70℃라고 체크되면 상기 히터(5)에 정지 제어신호를 보내고 동시에 모터펌프(3)에 작동 제어신호를 보낸다.

본 고안에 의한 전기보일러는 온수탱크(1)에 일정 용량의 온수를 저장할 수 있다는 점에서 그리고, 히터(5)를 통해 자동으로 순간 가열할 수 있다는 점에서 축열식 보일러의 기능 및 순간식 보일러의 기능을 모두 갖고 있다고 할 수 있다.

한편, 상기 온도감지센서(8)가 온도 감지를 못하거나 콘트롤러(11)의 제어에 문제가 생겨 히터(5)가 계속 가열되어 온도탱크(1)내의 온도가 95℃ 이상으로 되면 과열차단기(14)가 이를 감지하여 전원을 오프시키고 경고램프(19)를 점등시킨다.

또한, 상기 온수탱크(1)내의 수위가 일정 수위 이하로 되어 히터 가동시 위험하게 되면 저수위감지센서(7)가 이를 감지하여 콘트롤러(11)에 감지신호를 보내고 상기 콘트롤러(11)의 제어에 의해 저수위 알람램프(17)가 점등된다.

사용자는 이를 확인한 후 보충수 마개(10)를 개방시켜 보충수를 공급하면 된다.

이상의 설명에서 알 수 있는 바와같이, 본 고안에 의한 전기보일러는 가정용 전기용량 정도로 사용할 수 있는 히터(5)를 구비하고, 온수탱크(1)의 크기도 소형화하여 열손실 면적을 최소화하였다.

따라서, 소비전력을 줄일 수 있고 종래의 전기보일러에 비해 히터가열시간도 약 3분 이내로 줄일 수 있다.

또한, 온도탱크(1)의 내부 온도가 설정치 이상의 고온까지 과열되면 일차적으로 과열차단기(14)가 작동되어 전원차단을 시키고 2차적으로 저수위센서(7)가 이를 감지하여 알려주므로 기존 보일러에 비해 안전성이 향상되었다.

또한, 커다란 보일러가 필요없는 적은 평수의 면적에 효율적으로 사용할 수 있어 경제적인 효과를 극대화시킬 수 있고 특히 전체적인 크기를 소형화시켜 설치상에 많은 잇점이 있다. 즉, 보일러 설치에 애로가 있었던 지하층이나 특수한 장소에서는 기름보일러, 가스보일러를 사용하기엔 여러 조건이 맞지 않으며 관계기관에서도 허용하지 않고, 또 연탄보일러는 위험성까지 내포하고 있었으나, 본 고안에 의한 전기보일러를 사용하면 상기와 같은 문제점을 해결할 수 있으며 산간이나 벽지 등의 다양한 조건 및 공간에서도 용이하게 설치할 수 있는 장점이 있다.

Claims (2)

1. 온수환수관이 일체로 설치된 모터펌프와 온수탱크가 내장되는 하우징을 갖는 전기보일러에 있어서,

   상기 하우징의 일측에 나선형 온수공급관 및 온수환수관이 체결된 온수탱크가 설치되고,

   상기 온수탱크내에는 온수탱크 내부온도가 일정 온도까지 높아지면 전원을 차단시키는 과열차단기와, 상기 온수탱크의 수위가 일정 수위 이하로 내려가면 소정 신호를 발생시키는 저수위센서와, 상기 온도탱크내의 수온을 감지하는 온도감지센서와, 상기 온도탱크의 수온이 설정 온도가 되도록 온수를 가열하는 히터부가 구비되는 것을 특징으로 하는 소형 전기보일러.
2. 청구항 1항에 있어서, 상기 나선형 온수공급관은 주입구를 온수탱크의 상부쪽에 둠으로써 이물질 및 슬러지가 배관내로 반복 순환되지 않게 하는 것을 특징으로 하는 소형 전기보일러.