KR20060026935A - Hot water air heater for living house - Google Patents
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Abstract
본 발명은 아파트나 개인 주택 등 주거용 건물에 있어서 온수를 이용하여 실내 공기를 직접 가열해 주는 공기난방기에 관한 것으로서, 바닥난방이 아닌 공기 가열방식에 따른 신속한 실내 온도 상승으로 쾌적한 난방 환경을 제공하고 열전달 효율을 증대시킴으로 인하여 에너지 절감을 이룰 수 있는 주택용 난방장치를 제공하기 위한 것이다.The present invention relates to an air heater that directly heats indoor air by using hot water in a residential building such as an apartment or a private house. The present invention provides a comfortable heating environment by rapidly raising a room temperature according to an air heating method rather than floor heating, and heat transfer. It is to provide a heating device for a house that can achieve energy savings by increasing the efficiency.
본 발명은 주택의 보편적인 난방 방식인 바닥 난방배관에 연결하여 공기를 직접 가열하여 주는 열교환 방열코일(6)과 가열된 공기를 실내로 공급해주는 휀(5), 온수공급과 휀을 제어하기 위한 제어장치(7)로 구성된다. 본 장치는 제어장치에 의해 공기난방기를 가동시키게 되면 휀(5)은 실내공기를 흡입하여 방열코일(6)로 공급하게 되고, 열교환 방열코일(6)은 바닥 온수배관으로부터 공급받은 고온의 온수를 순환시켜 방열핀에서의 열교환을 통해 가열된 난방공기를 토출부를 통해 실내로 공급하게 된다. 장비가 가동되는 동안 지속적인 열교환과 공기순환을 통하여 실내 공기온도는 신속하게 상승하게 되고, 제어장치를 통해 재실자가 설정한 온도에 맞춰 적정한 온도가 유지되도록 함으로써 쾌적한 실내 난방조건을 제공함은 물론 기존의 바닥 난방방식에 비해 높은 에너지 효율로 인하여 난방 비용 절감에도 기여할 수 있는 이점이 있다.The present invention is connected to the floor heating pipe which is a common heating method of the house heat exchange heat radiation coil (6) for directly heating the air and 휀 (5) for supplying the heated air to the room, for controlling the hot water supply and 휀 It consists of the control apparatus 7. When the air heater is operated by the control device, the fan (5) sucks indoor air and supplies it to the heat dissipation coil (6), and the heat exchange heat dissipation coil (6) supplies high temperature hot water supplied from the bottom hot water pipe. It is circulated to supply the heated heating air to the room through the discharge unit through heat exchange in the heat radiating fins. Through continuous heat exchange and air circulation while the equipment is running, the indoor air temperature rises rapidly, and the control unit maintains the proper temperature according to the temperature set by the occupants, providing comfortable indoor heating conditions as well as existing floors. Compared to the heating method, there is an advantage that can contribute to reducing the heating cost due to the high energy efficiency.
공기난방기, 난방, 공기조화, 팬코일 유니트, FCU, 온도제어, 방열기, 아파트 난방, 온수 난방 Air Heater, Heating, Air Conditioning, Fan Coil Unit, FCU, Temperature Control, Radiator, Apartment Heating, Hot Water Heating
Description
도1은 현재 주거용 건물에서 보편적으로 적용되고 있는 바닥 난방방식의 계통도1 is a schematic diagram of a floor heating method that is currently commonly used in residential buildings.
도2는 본 발명의 공기난방기가 온수배관에 연결된 실시예를 나타내는 계통도Figure 2 is a system diagram showing an embodiment in which the air heater of the present invention is connected to the hot water pipe
도3은 본 발명에 의한 공기난방기의 설치 단면도Figure 3 is a sectional view of the installation of the air heater according to the present invention
도4는 본 발명에 의한 다른 실시예를 나타내는 계통도Figure 4 is a schematic diagram showing another embodiment according to the present invention
도5는 본 발명에 의한 공기난방기의 다른 실시예를 나타내는 단면도5 is a cross-sectional view showing another embodiment of an air heater according to the present invention.
본 발명은 아파트나 주택 등 주거용 건물에서의 난방장치에 관한 것으로, 현재 우리나라 주거용 건물의 난방은 장비 설치 여건과 고유의 생활습관을 고려하여 바닥 구조체에 매립된 온수배관에 보일러에서 공급된 60~80도의 온수를 순환시켜 바닥 구조체를 가열시키고, 이를 통하여 실내공기와의 열교환 및 자연대류에 의해 실내 공기 온도를 상승시키는 바닥 난방방식이 주종을 이루고 있다.The present invention relates to a heating device in a residential building such as an apartment or a house, and the heating of a residential building in Korea is currently supplied from a boiler to a hot water pipe embedded in a floor structure in consideration of equipment installation conditions and inherent lifestyles. The floor heating method mainly circulates by heating the floor structure by heating the hot water in FIG. And thereby raising the indoor air temperature by heat exchange with natural air and natural convection.
이와 같은 바닥 난방방식은 바닥 구조체에 온열을 축열시켜 공기를 간접 가열해 줌으로써 재실자에게 온화한 난방 효과를 느끼게 하고 종래의 바닥에 누워 취 침하던 우리나라의 생활 습관에도 잘 부합하는 장점이 있다. 그러나 근래 가구당 가족 구성원의 숫자가 줄어들고 외부 활동이 증가되는 등 생활 패턴이 변화되었고, 집안에서도 의자나 쇼파, 침대의 보편적인 이용에 따른 생활 습관도 변화하여 전체실내 공간중 일부분에 대한 부분 난방이나 짧은 시간 동안의 일시적인 난방 욕구가 증가하게 되었으나, 바닥 구조체의 축열에 의한 난방 방식은 늦은 난방 응답속도로 인하여 이러한 재실자의 욕구에 적절히 부응하지 못하는 문제점을 드러내고 있다. Such a floor heating method has the advantage that it is in line with the domestic lifestyle of bedtime lying on the conventional floor to feel the warm heating effect to the in-patients by accumulating the heat in the floor structure to heat the air indirectly. However, in recent years, the number of family members per household has decreased and the number of external activities has increased, and the lifestyles of households have changed due to the universal use of chairs, sofas, and beds. Temporary heating needs have increased during the time, but the heating method by the heat storage of the floor structure reveals a problem that does not adequately meet the needs of the occupants due to the late heating response speed.
또한, 바닥 마감재의 고급화에 따라 나무 마루판이나 대리석, 타일 등 마감자재의 두께 증가는 가열된 바닥 구조체가 실내공기와 신속하게 열전달하는 것을 방해하고 불필요한 예열부하가 추가되어 에너지 난방 효율을 저하시키는 요인이 되고 있다.In addition, the increase in the thickness of finishing materials, such as wooden floorboards, marble, tiles, etc., due to the advanced floor finishing materials, prevents the heated floor structure from quickly transferring heat to the room air, and adds unnecessary preheating loads, thereby reducing energy heating efficiency. It is becoming.
본 발명은 주택의 보편적인 열원인 보일러에서 공급되는 온수를 이용하여 직접적으로 실내 공기를 가열할 수 있도록 열교환 방열코일(6)을 설치하고, 가열된 공기를 실내로 공급하고 재순환시켜 보다 신속하게 실내 온도를 상승시킬 수 있도록 하기 위한 휀(6), 재실자의 설정값에 맞춰 온수 공급과 휀을 제어하기 위한 제어장치(7)로 구성하여 공기 직접가열에 의한 높은 효율의 난방을 실현하는데 목적이 있다.The present invention provides a heat exchange heat radiation coil (6) to directly heat the indoor air using hot water supplied from the boiler, which is a common heat source of the house, and supplies the heated air to the room and recycles the room more quickly. Consists of a convex (6) for raising the temperature and a control device (7) for controlling hot water supply and condensation according to the set values of the occupants, thereby achieving high efficiency heating by direct air heating. .
또한, 본 발명은 우리나라 고유의 생활 습관을 고려하여 공기난방기를 통과한 중온의 온수를 해당 실의 바닥 배관을 거쳐 다시금 보일러로 유입되어 재가열될 수 있게 구성함으로써, 공기 난방과 바닥 난방을 동시에 실시하여 상호 보완적인 기능을 수행할 수 있도록 하는 것이다.In addition, the present invention is configured to allow the hot water of the medium temperature passed through the air heater to be re-heated again to the boiler through the bottom pipe of the room in consideration of the unique lifestyle of our country, to perform the air heating and floor heating at the same time It is to enable complementary functions.
이하, 첨부 도면에 도시되는 실시예를 통하여 본 발명의 작동원리 및 구조를 상세하게 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, the operation principle and structure of the present invention through the embodiments shown in the accompanying drawings in detail as follows.
도1은 현재 보편적으로 실시되어지는 주택의 바닥 난방방식을 나타낸 계통도로서, 난방 공급 열원인 보일러(1)에서 가열된 온수는 온수분배기 공급헷다(3)로 공급되며 공급헷다에 연결된 각 방의 난방배관(4)로 분배되어 각 방의 바닥을 통과한 후 온수분배기 환수헷다(2)로 모여지며, 보일러(1)와 연결된 배관을 따라 다시금 보일러(1)로 유입되어 재가열된 후 동일한 과정으로 순환되는 바닥 난방방식을 보여주고 있다. 이때 공급헷다(3)에서 각 방의 난방배관(4)으로 온수를 분배할 때 과거에는 수동으로 조작하는 개폐 밸브를 설치하였으나 근래에는 사용자의 편의를 위하여 전자밸브(13)와 각 방에 온도조절기(8)를 설치하여 온도 설정값에 따라 밸브제어기(9)가 해당 방의 전자밸브(13)를 개폐하여 공급되는 온수의 양을 제어하게 된다.1 is a system diagram showing a floor heating method of a house which is currently commonly used, wherein hot water heated in a boiler (1), which is a heating supply heat source, is supplied to a hot water distributor supply hedge (3), and a heating pipe of each room connected to the supply hedge is provided. (4) is distributed through the bottom of each room and gathered in the hot water distributor return hedda (2), the bottom is flowed into the boiler (1) again along the pipe connected to the boiler (1), reheated and circulated in the same process It shows the heating method. At this time, when distributing hot water from the supply hedge (3) to the heating pipe (4) in each room, in the past, the manual operation of the on-off valve was installed, but in recent years for the user's convenience, the
도2는 상기 바닥 난방방식에 직접적으로 공기를 가열할 수 있는 열교환 방열코일(6)이 내장된 공기난방기를 연결한 본 발명의 실시예를 나타낸 그림이다. 상기 서술한 바와 같이 공급헷다(3)와 전자밸브(13)을 통과하여 공급되는 온수는 난방배관(4)의 공급배관 중간에 방열코일(6)의 입구측과 배출측 배관이 연결되도록 하여 공기난방기 작동시 온수가 방열코일(6)을 통과하도록 하고, 방열코일(6)을 거친 온수는 다시 바닥배관(4)을 통과하여 바닥 구조체를 가열한 후 온수분배기 환수헷다 (2)로 순환되도록 구성되어 진다. 이때 공기난방기에는 방열코일(6)에서 실내공기와 보다 많은 열교환 작용이 이루어지고, 가열된 공기가 신속하게 실내로 전파될 수 있도록 하기 위하여 휀(5)이 설치되며, 휀(5)의 흡입 측에는 실내의 먼지나 이물질을 걸러줄 수 있는 예비필터(12)가 설치된다.2 is a view showing an embodiment of the present invention in which an air heater having a heat exchanger
그리고 열교환 방열코일(6)로의 온수 공급을 제어하기 위한 3방밸브(11)가 배관상에 설치되게 되는데, 제어장치(7)에 의하여 공기난방기를 운전시킬 경우 휀의 가동과 함께 3방밸브(11)에 장착된 전자구동기가 작동되어 바닥 난방배관에서 유입된 온수가 방열코일(6)을 통과한 뒤 3방밸브(11)를 거쳐 다시 바닥 난방배관으로 흐르게 되고, 이때 3방밸브(11)에 연결된 바이패스 배관(10)은 차단되어 온수가 흐르지 못해 공급되는 온수가 방열코일(6)으로만 통과되게 된다. 이와는 반대로 제어장치(7)를 통하여 공기난방기의 운전을 중단시키면 휀(5)이 정지됨과 동시에 3방밸브(11)의 개폐 상태는 바이패스 배관(10)쪽은 개방되고 방열코일(6) 토출측 방향은 폐쇄되도록 하여 바닥 배관에서 공급된 온수는 방열코일(6)을 거치지 않고 바이패스 배관(10)과 3방밸브(11)를 통하여 바로 바닥 배관(4)으로 흐르도록 작동된다.And the three-
이렇게 본 발명의 실시예에 따라 바닥 난방배관 중간에 공기난방기를 설치하게 되면 보일러로부터 공급되는 60~80도의 고온수는 1차로 공기난방기의 방열코일(6)에서 실내공기와 많은 양의 열교환을 하게 되고, 이후 방열코일(6)을 통과하여 다시 바닥 난방배관(4)으로 공급되게 되는 중온수는 남은 열에너지를 바닥 구조체와의 2차 열교환을 통하여 소진된 뒤 환수헷다(2)로 모이게 됨으로써, 공기 난방과 바닥 난방을 동시에 실현하고 열원장비인 보일러(1)가 최대 성능을 발휘하도록 함 으로써 난방 시스템의 효율과 효과를 극대화시킬 수 있는 것이다.Thus, when the air heater is installed in the middle of the floor heating pipe according to the embodiment of the present invention, the high temperature water of 60 to 80 degrees supplied from the boiler primarily heats a large amount of heat exchange with the indoor air in the
이때 공기난방기의 설치 위치는 방열코일(6)에 높은 온도의 온수가 공급될 수 있도록 바닥 난방배관(4)에서 온수분배기 공급헷다(3)와 가까운 부분에 설치되어야 하며, 공기난방기 설치시 바닥 배관과 쉽게 연결할 수 있도록 연결부속(13)을 흡입측과 토출측 배관상에 구비하고 있다. 또한, 공기난방기의 제어장치(7)는 휀(5)과 3방밸브(11)을 제어함에 있어 사용자의 설정온도에 따라 작동될 수 있도록 온도조절기(8)에서 전기적인 신호를 받아 연동되며, 기존의 바닥 난방배관이 온도조절기(8)와 공급헷다(3)에 부착된 전자밸브(13)에 의해 작동되는 자동 시스템이 아니고 수동밸브에 의해 작동되는 경우에는 3방밸브(11)와 바이패스 배관(10)이 없도록 공기난방기를 구성할 수도 있음을 밝혀 둔다. 또한, 조절장치(7)의 기능을 확대하여 내부에 온도센서를 내장하고 사용자가 온도를 설정하는 기능을 구비하면 별도의 온도조절기(8)가 없이도 공기난방기의 조절장치(7)를 이용하여 공급헷다(3)의 전자밸브(13)와 보일러(1)를 연동하여 운전하는 것도 가능하다.At this time, the installation position of the air heater should be installed near the hot water distributor supply hedge (3) in the bottom heating pipe (4) so that high temperature hot water can be supplied to the heat radiating coil (6).
본 발명에 따른 공기난방기의 설치예는 도3에서 도시된 바와 같이 벽체속에 공기난방기의 설치가 가능토록 벽체 골조공사시 내함(17)을 미리 매립하여 설치공간을 확보한 뒤, 추후 바닥배관(4) 공사시 방열코일(6)과 휀(5)이 내장된 공기난방기를 설치하게 된다. 바닥 난방배관에서 공급되는 온수는 작동시 방열코일(6)을 통과한 뒤 3방밸브(11)을 거쳐 다시 바닥 난방배관으로 흐르게 되고, 실내공기는 휀(5)의 동작에 의해 흡입구(16)와 예비필터(12)를 거쳐 공기난방기 내부로 흡입된 후 방열코일(6)로 가압 급기되게 되고 방열코일에서 열교환을 하여 온도가 상승된 뒤 급기그릴(15)를 통해 실내로 공급되게 된다. 이때 온도조절기(8)이나 온수분배기의 밸브제어기(9)나 보일러와 연동되기 위한 제어선(19) 공사가 필요하며 골조공사시 추후 입선이 가능토록 전선관 매립 등의 사전조치가 필요하다.Example of the installation of the air heater according to the present invention, as shown in Figure 3 to ensure the installation space by pre-filling the
도3에서와 같이 본 발명의 공기난방기는 벽체에 매립토록 하여 가구 배치나 공간 활용도를 최대한 높히고자 하고 있으나, 설치 여건이 허락하는 한 가급적 벽체에서 돌출되어 설치하는 것도 가능하다. 이렇게 공기난방기가 벽체에서 매립되지 않고 설치될 경우에는 장비 외부를 별도의 케이스로 마감한 후 브라켓 등의 고정장치를 이용하여 벽체에 고정하면 된다.As shown in FIG. 3, the air heater of the present invention intends to maximize the layout of the furniture or the space utilization as much as possible by embedding it in the wall. However, it is possible to protrude from the wall as much as the installation conditions permit. When the air heater is installed without being embedded in the wall, the outside of the equipment is finished in a separate case and then fixed to the wall by using a fixing device such as a bracket.
도4는 본 발명의 다른 실시예로서 공기난방기를 3방밸브와 바이패스 배관이 없이 구성하여 공급되는 온수가 항상 방열코일(6)을 거쳐 바닥 난방배관(4)에 흐르도록 한 것이며, 이때에도 휀(5)은 온도조절기(8)와 조절장치(7)의 연동작동에 의해 온도에 맞춰 가동되거나 정지되도록 한다.Figure 4 is another embodiment of the present invention is to configure the air heater without the three-way valve and the bypass pipe so that the hot water supplied always flows through the heat radiation coil (6) to the bottom heating pipe (4), even at this time 휀 (5) is operated or stopped in accordance with the temperature by the interlocking operation of the temperature controller (8) and the control device (7).
도5는 공기난방기의 열교환 방열코일(6)을 보다 길게 제작하여 장착한 다른 실시예로서, 장비의 폭을 줄여 실내의 가구 배치나 공기난방기의 벽체 매립을 보다 쉽게 하기 위하여 방열코일(6)의 높이를 늘여 흡입구까지 길게 배치하여 흡입되는 공기가 휀(5) 전단에서 1차로 방열코일(6)을 통해 예열된 뒤 휀(5)을 통해 다시 상부쪽의 방열코일(6)로 재공급되어 2차 온도 상승을 할 수 있게 한 것이다. 이렇게 하게 되면 실내 공기가 2차에 걸친 열교환으로 최대한의 온도 상승을 할 수 있게 되어 공기난방기의 난방 효과가 높아지고 장비 크기도 줄일 수 있다.5 is another embodiment in which the heat exchanger
이상에서 서술한 바와 같이, 본 발명은 주택 난방설비의 온수를 이용하여 직접적으로 공기를 가열함으로써 실내 온도를 보다 신속하고 효과적으로 높일 수 있고, 생활 패턴이 변화함에 따라 증가하고 있는 주택의 일부분에 대한 일시적인 난방 요구에도 적절하게 대처할 수 있는 장점을 가지고 있다. 또한 기존의 바닥 난방방식이 가지고 있는 낮은 에너지 효율과 늦은 난방 응답속도 등의 단점을 보완하고 바닥 마감재의 종류에 관계없이 어느 경우에나 균일한 난방 능력을 구현하는 것이 가능한 장점을 가지게 되는 것이다.As described above, the present invention can increase the room temperature more quickly and effectively by directly heating the air by using hot water of a house heating facility, and the temporary portion of the house that is increasing as the life pattern changes. It has the advantage of adequately coping with heating needs. In addition, it has the advantage that it is possible to implement the uniform heating capacity in any case regardless of the type of floor finishing material and to compensate for the disadvantages such as low energy efficiency and late heating response speed of the existing floor heating method.
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