KR200482107Y1 - 전기총량 절감장치를 이용한 고온용 난방기 - Google Patents

Abstract

본 고안은 전기총량 절감장치를 이용한 고온용 난방기에 관한 것으로, 보다 상세하게는 복수의 발열수단을 설치하고, 각 발열수단에 전원 공급을 교대로 함으로써 과도한 부하가 걸리는 것을 방지하여 전기 안전 사고를 예방할 수 있으며, 개별 난방기에서 각 발열수단에 전원 공급이 온-오프되는 방식으로 이루어지는 경우, 효율적으로 난방이 이루어질 수 있는 최적화된 구조를 제공하는 전기총량 절감장치를 이용한 고온용 난방기에 관한 것이다.

Description

전기총량 절감장치를 이용한 고온용 난방기{High temperature radiators using the total electricity saving device}

본 고안은 건물 천정에 설치되는 고온용 난방기에 관한 것으로, 보다 상세하게는 복수의 발열수단을 설치하고, 각 발열수단에 전원 공급을 교대로 함으로써 과도한 부하가 걸리는 것을 방지하여 전기 안전 사고를 예방할 수 있으며, 개별 난방기에서 각 발열수단에 전원 공급이 온-오프되는 방식으로 이루어지는 경우, 효율적으로 난방이 이루어질 수 있는 최적화된 구조를 제공하는 전기총량 절감장치를 이용한 고온용 난방기에 관한 것이다.

난방기의 경우 과부하가 걸리는 경우 화재가 발생하게 되고 전압 다운이 발생되는 등 전기사고의 위험이 있으며, 비효율적인 제어로 인해 전력 손실이 생기는 경우가 많다.

한편, 난방기 여러 대가 설치된 건물에서 난방기가 동시에 가동되면 많은 양의 전기가 동시에 소비되면서 전선에 과부하가 걸리는 경우, 전체 소비 전력량이 설계 전력량(즉, 전기총량)을 초과하여 전기사고가 발생되는 것을 방지하기 위해서는 설계 전력량을 늘리거나, 순간적인 소비 전력량이 설계 전력량을 초과하지 않도록 하여야 한다.

그래서 난방기들이 동시에 가동되지 않도록 하여 소비 전력량이 설계 전력량을 초과하지 않도록 하는 것이 보다 바람직하다고 할 수 있다.

난방기들의 가동을 제어하여 소비 전력량이 설계 전력량을 초과하지 않도록 하는 종래기술로는 대한민국 등록특허 제10-1243362호의 전기총량 절감장치(2013.03.13.공고)가 개시되어 있다.

구체적으로 상기 등록특허는 여러 부하기기(난방기)가 구비된 건물에서 건물의 설계 전력량 내에서 부하기기들이 전력을 소비하도록 하는 전기총량 절감장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 한 건물 내에서 전기를 많이 소비하는 부하기기들이 동시에 가동됨으로써 전체 소비 전력량이 설계 전력량을 초과하는 전기사고가 발생되지 않도록 부하기기들에의 전원공급을 시분할로 온오프시키는 전기총량 절감장치에 관한 것이다.

상기 등록특허는 한 건물 내에서 전기를 많이 소비하는 부하기기들이 시간대비 가동시간을 사전 분류 분배하여 작동하게 함으로써 가동 능력은 유지하면서도 일부 부하기기의 정지 시간에 다른 일부 부하기기가 가동할 수 있도록 작동 타임을 분배 컨트롤하는 시스템으로서, 시간대비 50%로 가동하는 부하기기의 경우 총 준비설계 전력을 1/2로 설계할 수 있는 획기적인 기술이고, 그에따라 부하기기들이 동시에 가동됨으로써 전체 소비 전력량이 설계 전력량을 초과하는 전기사고가 발생되지 않도록 부하기기들에의 전원공급을 시분할로 온오프시키는 효과가 있다.

다만, 건물 전체 난방 시스템이 아닌 개별 난방기에서도 상기 등록특허의 시분할 방식을 적용함으로써 에너지를 절감하면서 난방효율을 높일 수 있는 연구, 개발이 필요한 실정이다.

이에 본 고안은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 고안의 목적은 복수의 발열수단을 설치하고, 각 발열수단에 전원 공급을 교대로 함으로써 과도한 부하가 걸리는 것을 방지하여 전기 안전 사고를 예방할 수 있는 전기총량 절감장치를 이용한 고온용 난방기를 제공하는 것이다.

또한, 본 고안의 목적은 개별 난방기에서 각 발열수단에 전원 공급이 온-오프되는 방식으로 이루어지는 경우, 효율적으로 난방이 이루어질 수 있는 최적화된 구조를 제공하는 전기총량 절감장치를 이용한 고온용 난방기를 제공하는 것이다.

상기한 목적을 달성하기 위하여 본 고안에 따른 전기총량 절감장치를 이용한 고온용 난방기는 발열수단에 전원을 공급 또는 차단하도록 하는 복수의 차단기와, 상기 차단기들을 시분할로 온-오프시키는 컨트롤러를 포함하고, 일측이 개구된 매립공간이 마련되고, 상기 매립공간의 일측에는 상기 전기총량 절감장치가 설치되는 케이싱과; 상기 매립공간에 매립되며 길이 방향으로 관통 형성되는 복수의 관입홀이 형성되는 방열패널과; 상기 발열수단으로서, 상기 방열패널의 관입홀에 삽입되는 적어도 하나의 제1발열봉과, 상기 방열패널의 관입홀에 삽입되며 상기 제1발열봉과 나란히 배치되는 적어도 하나의 제2발열봉;을 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 고안에 따른 전기총량 절감장치를 이용한 고온용 난방기의 방열패널의 후면에는 길이 방향으로 돌출되며 반원형 단면을 가지는 복수의 돌부가 형성되며, 상기 관입홀의 일부는 적어도 상기 돌부 영역 내에 형성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 고안에 따른 전기총량 절감장치를 이용한 고온용 난방기의 제1, 2발열봉은 각각 복수 개 마련되어 서로 교번하여 배치되며, 복수의 제1발열봉에 전원이 공급되면 복수의 제2발열봉에는 전원 공급이 차단되는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 고안에 따른 전기총량 절감장치를 이용한 고온용 난방기의 방열패널은 축열소재로 이루어지며 그 전면에는 상기 관입홀의 직상방에 배치되는 복수의 요홈이 형성되고, 상기 요홈에는 방열소재로 이루어지는 방열구조체가 삽입되는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 고안에 따른 전기총량 절감장치를 이용한 고온용 난방기의 방열구조체는, 상기 제1, 2발열봉에 접촉하는 접촉부와, 상기 접촉부에서 여러 갈래로 연장되는 연결부와, 상기 연결부에서 연장되며 외부로 노출되는 방열부로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

이상과 같은 구성의 본 고안에 따른 전기총량 절감장치를 이용한 고온용 난방기는 복수의 발열수단을 설치하고, 각 발열수단에 전원 공급을 교대로 함으로써 과도한 부하가 걸리는 것을 방지하여 전기 안전 사고를 예방할 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 고안에 따른 전기총량 절감장치를 이용한 고온용 난방기는 개별 난방기에서 각 발열수단에 전원 공급이 온-오프되는 방식으로 이루어지는 경우, 효율적으로 난방이 이루어질 수 있는 최적화된 구조 및 제어방법을 제시한다.

도 1은 본 고안에 따른 전기총량 절감장치를 이용한 고온용 난방기의 제1실시예를 도시한 사시도이다.
도 2는 도 1의 분해 사시도이다.
도 3은 도 1의 단면도이다.
도 4는 도 3에 대응하는 것으로서, 본 고안에 따른 전기총량 절감장치를 이용한 고온용 난방기의 제2실시예를 도시하는 단면도이다.
도 5 및 도 6은 도 3에 대응하는 것으로서, 본 고안에 따른 전기총량 절감장치를 이용한 고온용 난방기의 제3실시예를 도시하는 단면도이다.
도 7은 본 고안에서 제1, 2발열봉이 작동되는 과정을 개략적으로 도시하는 그래프이다.
도 8은 일반적인 개별 난방기에 시분할 방식으로 온-오프하는 과정을 개략적으로 도시하는 그래프이다.

이하, 첨부된 도면들 및 후술 되어 있는 내용을 참조하여 본 고안의 바람직한 실시예들을 상세히 설명한다. 그러나, 본 고안은 여기서 설명되는 실시예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 오히려, 여기서 소개되는 실시예들은 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록 그리고 당업자에게 본 고안의 기술적 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되는 것이다.

본 고안의 설명에서 동일 또는 유사한 구성요소는 동일 또는 유사한 도면번호를 부여하고, 그 자세한 설명은 생략하기로 한다.

본 고안은 대한민국 등록특허 제10-12433362호의 전기총량 절감장치에서 전원 공급을 시분할로 온오프시키는 방식을 개별 난방기에 적용한 것으로서, 상기 등록특허의 식별번호 [0051]에 기재된 '난방장치 2개에 본 고안을 적용한 경우에, 시분할의 시간주기를 3분으로 설정하였다면, 제1 난방장치는 설정된 시분할의 시간주긴인 3분 동안 온되어 가동되고, 이 기간 동안 제2 난방장치는 오프되어 가동이 중지되고, 3분이 경과되면 반대로 제1 난방장치는 오프되어 가동이 중지되고, 제2 난방장치는 3분 동안 온 되어 가동되는 것을 반복하게 된다.'의 기재에서 '제1, 2 난방장치'는 후술할 '제1, 2발열봉'으로 치환하는 등 당업자에게 자명한 범위 내에서 적용할 수 있다.

도 1은 본 고안에 따른 전기총량 절감장치를 이용한 고온용 난방기의 제1실시예를 도시한 사시도이고, 도 2는 도 1의 분해 사시도이며, 도 3은 도 1의 단면도이다.

도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 고안에 따른 전기총량 절감장치를 이용한 고온용 난방기(100)는 복수의 발열봉(140,141)을 시분할 방식으로 교번하여 온-오프하는 역할을 한다.

구체적으로, 본 고안에 따른 전기총량 절감장치(150)는 복수의 발열수단에 전원을 공급 또는 차단하도록 하는 복수의 차단기(151)와, 상기 차단기들을 시분할로 온-오프시켜 상기 발열수단들이 상기 발열수단에서 소비하는 전체 소비 전력량이 설계 전력량을 초과하지 않도록 하는 컨트롤러(152)를 포함한다.

그리고 일측이 개구된 매립공간(111)이 마련되고, 상기 매립공간(111)의 일측에는 상기 전기총량 절감장치(150)가 설치되는 케이싱(110)과, 상기 매립공간(111)에 매립되며 길이 방향으로 관통 형성되는 복수의 관입홀(121)이 형성되는 방열패널(120)과, 상기 발열수단으로서, 상기 방열패널(120)의 관입홀(121)에 삽입되는 적어도 하나의 제1발열봉(140)과, 상기 방열패널(120)의 관입홀(121)에 삽입되며 상기 제1발열봉(140)과 나란히 배치되는 적어도 하나의 제2발열봉(141)을 포함한다.

상기 방열패널(120)의 후면에는 길이 방향으로 돌출되며 반원형 단면을 가지는 복수의 돌부(122)가 형성되며, 상기 관입홀(121)의 일부는 적어도 상기 돌부(122) 영역 내에 형성되는 것이 바람직하다.

상기 방열패널(120)에서는 상기 제1, 2발열봉(140,141)에서 공급되는 열의 일부는 축열하고, 일부는 방사하는데, 이때 상기 제1, 2발열봉(140,141)을 방열패널(120)의 전면에서 최대한 멀게 배치함으로써, 발생된 열이 방열패널(120)의 전면쪽으로 전도되면서 축열과 방열이 이루어진다.

한편, 난방기(100)가 작동되는 과정을 도 7을 참조하여 살펴보면, 초기 난방기 작동시에는 소정 온도가 될 때까지 제1, 2발열봉(140,141)에 모두 전원을 공급한다. 그리고 상기 방열패널(120)이 미리 설정된 온도까지 가열되면, 제1발열봉(140)과 제2발열봉(141)을 시분할 방식으로 통해 교대로 온-오프한다.

그에 반해, 도 8을 참조하면 하나의 난방기를 기준으로 온-오프 방식으로 기준온도를 유지하기 위해서는 발열수단이 온 상태와, 오프 상태일 때의 갭이 크기 때문에 효율적인 제어가 이루어지지 않게 된다.

즉, 상기 제1, 2발열봉(140,141)은 각각 복수 개 마련되어 서로 교번하여 배치되며, 복수의 제1발열봉(140)에 전원이 공급되면 복수의 제2발열봉(141)에는 전원 공급이 차단되는 시분할 방식이 적용된다.

이하에서는 본 고안에 따른 전기총량 절감장치의 다른 실시예를 첨부된 도면을 통해 살펴본다.

도 4는 도 3에 대응하는 것으로서, 본 고안에 따른 전기총량 절감장치(150)를 이용한 고온용 난방기의 제2실시예를 도시하는 단면도로서, 이를 참조하면 본 실시예에서는 상기 방열패널(120)은 알루미나(Al₂O₃) 등을 포함하는 세라믹 축열소재로 이루어질 수 있다. 그리고 방열패널(120)의 전면에는 상기 관입홀(121)의 직상방에 배치되는 복수의 요홈(123)이 형성되고, 상기 요홈(123)에는 알루미늄(Al) 등을 포함하며 금속 방열소재로 이루어지는 판 형상의 방열구조체(130)가 삽입되는 것을 특징으로 한다.

상기 알루미나는 알루미늄에 비해서는 축열 성능이 우수하고, 알루미늄은 알루미나에 비해 열전도성이 우수하다.

상기 방열패널을 세라믹 축열소재로 구성함으로써, 예를 들어 제1발열봉으로의 전원 공급이 차단된 경우에도 축열된 열을 지속적으로 균일하게 방사할 수 있도록 조정하는 역할을 한다.

이하에서는 본 고안에 따른 전기총량 절감장치의 보다 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 통해 살펴본다.

도 5 및 도 6은 도 3에 대응하는 것으로서, 본 고안에 따른 전기총량 절감장치를 이용한 고온용 난방기의 제3실시예를 도시하는 단면도로서, 이를 참조하면 본 실시예에서는 제2실시예에서와 같이 방열구조체가 형성된다는 점에서는 동일하나, 방열구조체(130)가 판 상이 아닌 상기 제1, 2발열봉(140,141)에 인접하는 접촉부(131)와, 상기 접촉부(131)에서 여러 갈래로 연장되는 연결부(132)와, 상기 연결부(132)에서 연장되며 외부로 노출되는 방열부(133)로 이루어진다는 점에서 차이가 있다.

즉, 제2실시예에서는 방열구조체(130)와 제1, 2발열봉이 완전히 이격되어 있으나, 본 실시예에서는 도 5에 도시된 바와 같이 방열구조체가 접촉부(131)를 통해 제1, 2발열봉과 접하거나 이격되더라도 가까이 배치되는 구조로 이루어진다.

또한 방열구조체(130)는 도 6에 도시된 바와 같이 이웃하는 방열구조체(130)를 연결하는 접합부(134)를 더 포함하여 구성할 수도 있다.

이와 같은 구성으로 이루어지는 방열패널은 내열성이 우수할 뿐만 아니라, 축열 소재와 방열 소재를 함께 사용함으로써, 일부 발열봉이 오프된 상태에서도 방열패널 표면에서 보다 균일하게 열이 방사될 수 있도록 할 수 있다.

이상에서 설명된 본 고안은 예시적인 것에 불과하며, 본 고안이 속한 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 잘 알 수 있을 것이다. 그러므로 본 고안은 상기의 상세한 설명에서 언급되는 형태로만 한정되는 것은 아님을 잘 이해할 수 있을 것이다. 따라서 본 고안의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 실용신안청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다. 또한, 본 고안은 첨부된 청구범위에 의해 정의되는 본 고안의 정신과 그 범위 내에 있는 모든 변형물과 균등물 및 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

100 : 난방기 110 : 케이싱
111 : 매립공간 120 : 방열패널
121 : 관입홀 122 : 돌부
123 : 요홈 130 : 방열구조체
131 : 접촉부 132 : 연결부
133 : 방열부 134 : 접합부
140 : 제1발열봉 141 : 제2발열봉
150 : 전기총량 절감장치 151 : 차단기
152 : 컨트롤러

Claims (5)

1. 발열수단에 전원을 공급 또는 차단하도록 하는 복수의 차단기와, 상기 차단기들을 시분할로 온-오프시키는 컨트롤러를 포함하는 전기총량 절감장치를 이용한 고온용 난방기에 있어서,
   일측이 개구된 매립공간이 마련되고, 상기 매립공간의 일측에는 상기 전기총량 절감장치가 설치되는 케이싱과;
   상기 매립공간에 매립되며 길이 방향으로 관통 형성되는 복수의 관입홀이 형성되는 방열패널과;
   상기 발열수단으로서, 상기 방열패널의 관입홀에 삽입되는 적어도 하나의 제1발열봉과, 상기 방열패널의 관입홀에 삽입되며 상기 제1발열봉과 나란히 배치되는 적어도 하나의 제2발열봉;을 포함하되,
   상기 방열패널은 축열소재로 이루어지며 그 전면에는 상기 관입홀의 직상방에 배치되는 복수의 요홈이 형성되고,
   상기 요홈에는 방열소재로 이루어지는 방열구조체가 삽입되고,
   상기 방열구조체는,
   상기 제1, 2발열봉에 접촉하는 접촉부와, 상기 접촉부에서 여러 갈래로 연장되는 연결부와, 상기 연결부에서 연장되며 외부로 노출되는 방열부로 이루어지는 것을 특징으로 하는 전기총량 절감장치를 이용한 고온용 난방기.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 방열패널의 후면에는 길이 방향으로 돌출되며 반원형 단면을 가지는 복수의 돌부가 형성되며,
   상기 관입홀의 일부는 적어도 상기 돌부 영역 내에 형성되는 것을 특징으로 하는 전기총량 절감장치를 이용한 고온용 난방기.
   
3. 제1항에 있어서,
   상기 제1, 2발열봉은 각각 복수 개 마련되어 서로 교번하여 배치되며,
   복수의 제1발열봉에 전원이 공급되면 복수의 제2발열봉에는 전원 공급이 차단되는 것을 특징으로 하는 전기총량 절감장치를 이용한 고온용 난방기.
   
   
   
   
   
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