KR200409642Y1 - 열매체유를 이용한 전기 보일러 - Google Patents

Abstract

본 고안은 열매체로서 종래의 물 대신에 저압력으로 높은 온도의 열을 발생시키는 열매체유를 사용하여 열효율을 상승시키고 에너지를 크게 절약할 수 있는 열매체를 이용한 전기 보일러를 제공하기 위하여 본 고안은, 케이싱 내부에 가열실(10)이 구비되고, 상기 가열실 내부에 히터(20)와 열교환기(12)가 설치되며, 상기 가열실(10) 내부에 열매체유(30)가 채워져 히터에 의해서 가열된 뒤 열교환기 내부의 물을 가열하게 됨을 특징으로 한다.

보일러, 열매체유, 열교환기, 히터

Description

열매체유를 이용한 전기 보일러{an electric boiler}

도 1은 본 고안에 따른 열매체유를 이용한 전기 보일러의 내부 구조를 도시한 단면도.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

10: 가열실 12: 열교환기

18: 순환펌프 20: 히터

30: 열매체유 100: 보일러

본 고안은 전기 보일러에 관한 것으로서, 보다 상세히는, 보일러의 몸체 내부에 열의 전도성과 축열성이 높은 열매체유를 충진시켜 난방효율성을 향상시키고 온수공급을 원활하게 하는 것이다.

일반적으로 사용되는 가정용 보일러는 기름, 가스 등을 원료로 사용하여 버너에서 연소시켜 그 열기를 다수개의 연관을 통해 회열부와 배연부를 거쳐 배기 관을 통해 배출되게 하는 것으로, 이때 버너의 열기가 연소실과 연관을 통해 수조의 물로 전달시키고 열교환기로 열교환 된 고온수는 건물의 난방용수 혹은 생활용 온수로 사용 가능케 하는 것이다.

그러나, 이러한 보일러는 최근 유류가격의 인상에 따른 기름, 가스 등을 원료로 연소시켜 소비하여야 하므로 원료비가 상승하게 됨은 물론이고, 발생되는 열기가 연관을 거쳐 회열부와 배연부를 통해 쉽게 배기관으로 배출되므로 버너의 열기가 연관내에서 열기를 지속적으로 유지하기가 곤란하므로 비경제적이며 열효율이 낮게 되었다.

따라서, 최근 유류가격의 인상과 더불어 전력 사용량이 적은 심야시간의 전력을 사용하여 축열을 한 다음에 작동시간에 사용하여 저렴한 전기요금으로 난방 및 온수공급을 하는 축열식 전열 보일러가 널리 사용되고 있다.

그런데, 종래의 축열식 전열 보일러는 물을 축열재로 사용하여 축열 및 잠열 즉, 열에너지를 저장할 수 있는 효과가 떨어지고 축열 과정에 많은 시간과 에너지가 필요로 하며 그에 따른 열효율이 현저히 떨어지는 문제점이 있다.

본 고안은 상술한 종래의 문제점을 극복하기 위한 것으로, 본 고안의 목적은

열매체로서 종래의 물 대신에 저압력으로 높은 온도의 열을 발생시키는 열매체유를 사용하여 열효율을 상승시키고 에너지를 크게 절약할 수 있는 열매체를 이용한 전기 보일러를 제공함에 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 고안은 케이싱 내부에 가열실(10)이 구비되고, 상기 가열실 내부에 히터(20)와 열교환기(12)가 설치되며, 상기 가열실(10) 내부에 열매체유(30)가 채워져 히터에 의해서 가열된 뒤 열교환기 내부의 물을 가열하게 됨을 특징으로 한다.

이하 본 고안의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 1은 본 고안에 따른 열매체유를 이용한 전기 보일러의 전체 구성을 도시한 것으로, 케이싱 내부에 가열실(10)이 구비되며, 상기 가열실에는 냉수공급관과 온수배출관을 연결하고 있는 열교환기(12)가 구비되고, 상기 가열실에는 열매체유가 채워짐과 동시에 상기 열매채유를 가열시키기 위한 히터(20)가 설치되어 있다.

위를 더욱 자세하게 설명하면 다음과 같다.

먼저, 보일러(100)를 구성하는 외부 케이싱(40)이 구비되고, 그 내부에는 밀폐형 가열실(10)이 구비된다. 그리고 상기 가열실 내부에는 코일형 혹은 직선형 등의 히터(20)가 설치되어 있다.

그리고 상기 가열실 내부에는 통상의 열교환기(12)가 설치되고 외부의 난방용 배관과 연결되는 냉수 공급관(14) 및 온수 배출관(16)을 가지고 있다.

다음, 상기 가열실(10) 내부에는 전술한 히터에 의해서 가열되는 열매체유(30)가 채워져 있다. 상기 열매체유(Heat transfer fluid)는 연속적으로 가열, 순 환되면서 열원으로부터 발생된 열을 흡수하여 그 열을 필요로 하는 곳에 적절하게 방출 적용하는 것으로, 종래의 물 대신에 사용된다. 따라서 저압력으로서 높은 온도의 열을 발생시키고 축열 및 잠열이 뛰어난 액체면 모두 가능하다.

상기 열매체유로는 주로 비등점이 290℃ 이고 열도전도율이 높으며 무색투명한 액체로서 인체에 무해한 글리세린, 혹은 체적 팽창율이 적어 고압용 배관을 하지 않더라도 320℃까지 잠열을 갖게 되고 점도가 낮아 순환이 용이한 쉘 서미아 오일(Shell Thermia Oil)등이 사용된다.

그리고, 전술한 가열실(10)에는 가열실 내부의 온도가 과열되는 것을 방지하기 위해 온도센서(22)와 안전밸브(24)가 구비되고, 온수 배출관(16)에는 최종적으로 배출되는 온수의 온도를 측정하기 위한 온도센서(17)가 각각 설치되어 컨트롤 박스(42)에서 제어된다.

또한, 냉수 공급관과 열교환기(12) 사이에는 순환펌프(18)가 설치되어 난방용 배관과 열교환기 내부에서 물의 순환을 원활하게 한다.

미설명 부호 26은 보충수 탱크를 도시하고 있다.

이와 같은 본 고안은 심야전력을 이용하여 전기히터(20)를 동작시키면 가열실 내부의 열매체유가 320℃ 까지 쉽게 도달하게 되고, 상기 열매체유는 열교환기 내부의 물과 열교환되면서 상기 물을 고온수로 가열하여 온수 난방 등의 수단으로 이용하게 된다.

이상으로 살펴본 바와 같이, 본 고안에 따라 열매체유를 이용한 전기 보일러는 물 대신에 사용된 열매체유가 전기히터에 의해 빠르게 가열되고 그 가열된 열을 장시간 간직하는 특성이 있기 때문에, 난방 및 급탕 등을 공급하도록 한 기존의 보일러 장치에 사용될 경우 그 보일러 장치의 난방 및 급탕 등의 기능을 빠르게 수행하도록 하여 에너지 사용비용을 저렴하게 하는 한편, 열효율을 크게 향상시키는 효과가 있다.

Claims (1)

1. 열매체를 이용한 전기 보일러에 있어서,

   케이싱 내부에 가열실(10)이 구비되고, 상기 가열실 내부에 히터(20)가 설치되며, 상기 가열실 내부에 냉수 공급관과 온수 배출관을 가지는 열교환기(12)가 설치되며, 상기 가열실(10) 내부에 열매체유(30)가 채워져 히터에 의해서 가열된 뒤 열교환기 내부의 물을 가열하게 됨을 특징으로 하는 열매체유를 이용한 전기 보일러.

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