KR20100028893A - 폐열을 이용한 온실 난방장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 폐열을 이용한 온실 난방장치에 관한 것으로서, 발전소의 냉각수나 연통을 통해 배출되는 폐열을 전열매체를 이용하여 회수하는 폐열회수수단과, 상기 폐열회수수단의 전열매체가 회수한 폐열을 흡수할 수 있도록 내부의 제2전열매체를 강제 순환시킬 수 있는 폐열전달수단, 및 상기 제2전열매체가 흡수한 열을 이용하여 온실 내부의 난방을 실시할 수 있게 상기 온실의 일측에 설치되는 방열수단으로 구성되어, 상기 발전소의 냉각수나 연통을 통해 버려지는 폐열을 열원으로 하여 온실의 난방을 실현함으로써, 별도의 고가의 난방시스템을 구비할 필요가 없어 친환경적일 뿐 아니라, 난방 비용을 현저히 절감할 수 있는 폐열을 이용한 온실 난방장치에 관한 것이다.

온실, 열교환기, 히트펌프

Description

폐열을 이용한 온실 난방장치{Greenhouse heating apparatus using the waste heat}

본 발명은 폐열을 이용한 온실 난방장치에 관한 것으로서, 발전소의 냉각수나 연통을 통해 배출되는 폐열을 폐열회수수단을 통해 회수한 후, 상기 폐열회수수단에 의해 회수된 폐열을 폐열전달수단을 통해 온실 내부에 설치된 방열수단에 전달하여 온실 난방이 가능하게 함으로써, 상기 발전소의 냉각수나 연통을 통해 버려지는 폐열을 열원으로 하여 온실의 난방을 실현할 수 있어 별도의 고가의 난방시스템을 구비할 필요가 없게 되어 친환경적일 뿐 아니라, 난방 비용을 현저히 절감할 수 있게 한 폐열을 이용한 온실 난방장치에 관한 것이다.

일반적으로 비닐하우스 등과 같은 농업용 온실은 다양한 농작물의 성장조건에 따라 실내 온도를 적정 온도로 유지시키기 위하여 온실 내부에 별도의 난방기를 설치하여 가동시키게 된다.

난방기는 전기를 이용하는 전기히터가 사용되거나 또는 가스나 석유 등을 통상의 연소장치를 통해 연소시켜 그 과정에서 발생되는 열량를 실내로 방출시키는 가스히터나 석유히터 등이 사용되고 있다.

상기와 같은 온실용 난방기는 연료의 연소에 의해 얻어지는 열량을 온실 내부에 공급하여 온실 내부가 적정 온도로 유지되도록 하고, 연소된 배기가스는 연통 등을 통해 외부로 배출시키게 된다.

그러나 상기와 같은 온실용 난방기는 다음과 같은 문제점들이 있었다.

첫째, 연료의 연소에 의해 발생된 열량이 열교환을 통해 온실 내부의 난방에 사용되기 때문에 낮은 열효율에 의해 열손실이 많이 발생되어 상대적으로 많은 연료를 소모하게 됨으로써, 비경제적인 문제점이 있었으며, 둘째, 연소된 배기가스가 연통을 통해 외부로 배출될 뿐 아니라, 고온의 배기가스에 의해 폐열이 발생됨으로써, 환경오염과 자원낭비를 초래하는 문제점이 있었으며, 셋째, 난방기가 온실의 실내 공기만을 가열시키게 됨으로써, 토양을 적정온도로 유지시키는 것이 곤란하여 난방효율이 현저히 떨어지는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로서, 본 발명의 목적은 발전소의 냉각수나 연통을 통해 배출되는 폐열을 열원으로 하여 온실의 난방을 실현함으로써, 별도의 고가의 난방시스템을 구비할 필요가 없어 난방 설비의 비용을 절감할 수 있게 하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 발전소에서 버려지는 폐열을 회수하여 온실 난방에 사용함으로써, 통상적인 화석 연료의 소비가 없어 친환경적으로 온실 난방을 실현할 수 있게 하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 발전소의 연통을 통해 배출되는 고온의 폐열을 축열탱크에 저장한 후, 온실 내부에 설치된 라디에이터를 통해 방열시킴으로써, 히트펌프 등을 사용할 필요가 없어 난방 설비의 비용을 현저히 절감할 수 있게 하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 온실 내부에 설치된 방열수단에 연결되는 배관이 온실 내의 지상 또는 지중을 경유하도록 배치함으로써, 배관의 표면을 통해 외부로 배출되는 폐열을 2차적으로 온실 내의 지상 공간이나 토양의 온도 상승에 사용함으로써, 열효율을 보다 향상시킬 수 있게 하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 폐열을 전열매체를 이용하여 회수하 는 폐열회수수단과, 상기 폐열회수수단에서 전열매체가 회수한 폐열을 흡수할 수 있도록 상기 폐열회수수단에 일측부를 연결 설치하되, 내부의 제2전열매체를 강제 순환시킬 수 있도록 구비되는 폐열전달수단, 및 상기 페열전달수단의 타측부로부터 상기 제2전열매체의 열을 흡수하여 온실 내부에 난방을 공급할 수 있게 상기 온실의 일측에 설치되는 방열수단을 포함하여 구성된다.

또한 본 발명의 상기 폐열회수수단은 발전소의 냉각수를 배출하는 냉각수배출관으로부터 열을 흡수할 수 있게 상기 냉각수배출관이 연결 설치되며, 내부에는 상기 냉각수배출관과 열교환 될 수 있도록 상기 전열매체가 구비된 열교환기로 구성될 수 있다.

또 상기 폐열전달수단은 상기 제2전열매체를 강제 순환시키는 펌프가 구비된 제2전열매체순환관으로 구성될 수 있다.

한편 본 발명의 상기 방열수단은 상기 제2전열매체순환관의 타측부의 열을 증발기의 열원으로 사용하는 히트펌프로 구성될 수 잇다.

또한 본 발명의 상기 폐열회수수단은 발전소의 연통 내의 고온을 흡수할 수 있도록 일측부에는 상기 연통 내부를 경유하는 흡열부를 구비하고, 타측부에는 방열부를 구비하되, 내부에는 상기 전열매체가 주입되어 강제 순환되는 폐열회수관으로 구성될 수 있다.

또 상기 폐열전달수단은 내부에는 상기 제2전열매체가 저장되고, 일측 내부에는 제2전열매체와 접촉되도록 상기 폐열회수관의 방열부가 설치되는 축열탱크 및 상기 축열탱크 내의 제2전열매체를 상기 축열탱크 외부로 강제 순환시킬 수 있도록 펌프가 구비된 제2전열매체순환관으로 구성된다.

이때 상기 폐열회수관의 흡열부와 방열부는 흡열면적과 방열면적이 최대화될 수 있게 코일 형상으로 구성되어 열교환율이 보다 향상되게 할 수 있다.

또 상기 방열수단은 제2전열매체순환관의 타측부의 열을 외부로 방출시킬 수 있도록 상기 제2전열매체순환관에 연결 설치되는 라디에이터로 구성될 수 있다.

또 본 발명의 상기 제2전열매체순환관은 다수개의 온실에 난방을 공급할 수 있도록 상기 온실에 각각 대응되게 다수개의 분기관이 설치되어 동시에 다수의 온실 난방이 가능하게 할 수 있다.

또한 상기 제2전열매체순환관은 상기 온실의 내부를 2차적으로 가열시킬 수 있도록 온실의 지상 공간을 경유하여 방열수단과 연결되게 할 수 있다.

또 상기 제2전열매체순환관은 상기 온실의 토양이 가열될 수 있게 지중으로 매설되어 상기 방열수단과 연결되게 할 수 있다.

이때 본 발명의 상기 제2전열매체순환관은 접촉면적이 최대화될 수 있도록 상기 온실의 지상공간 또는 농작물의 하측부 토양을 지그재그로 경유하도록 설치될 수 있다.

또한 상기 제2전열매체순환관은 상기 제2전열매체의 열이 상기 온실의 농작물에 효과적으로 전달될 수 있도록 외주면 일측부에는 열 손실을 방지하는 단열부재가 구비된다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명은 첫째, 발전소의 냉각수나 연통을 통해 배출되는 폐열을 열원으로 하여 온실 내부의 난방을 실현함으로써, 친환경적일 뿐 아니라, 별도의 고가의 난방시스템을 구비할 필요가 없어 설비 비용을 절감할 수 있는 효과가 있다.

둘째, 발전소의 연통을 통해 배출되는 고온의 폐열을 축열탱크에 저장한 후, 온실 내부에 설치된 라디에이터를 통해 방열시킴으로써, 고가의 열교환기나 히트펌프 등을 사용할 필요가 없어 난방 설비의 비용이 절감되어 농작물의 생산 비용을 절감할 수 있는 효과가 있다.

셋째, 온실 내부에 설치된 방열수단에 연결되는 배관을 지중 배관으로 구성하여 배관의 표면을 통해 외부로 배출되는 폐열을 토양의 온도 상승에 사용함으로써, 불필요하게 버려지는 열을 최소화하여 열효율을 향상시켜 난방 비용을 절감할 수 있는 효과가 있다.

이하 본 발명의 일 실시 예를 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명의 폐열을 이용한 온실 난방장치의 개략적인 구성도를 나타낸 것이고, 도 2는 히트펌프의 구성도를 나타낸 것이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 온실 난방장치는 페열회수수단(10)과 폐열전달수단(20) 및 방열수단(30)으로 구성된다.

폐열회수수단(10)은 발전소(100)의 냉각수로부터 폐열을 회수하는 역할을 하 는 것으로서, 내부에 구비되는 전열매체(10a)와 냉각수의 열교환에 의해 폐열을 회수하는 열교환기가 사용될 수 있다.

열교환기는 일반적으로 고온의 유체로부터 전열벽이나 전열튜브 등을 통해 저온의 유체에 열을 전달하는 일반적인 구조로 형성될 수 있을 것이다.

따라서 열교환기는 내부에 전열매체(10a)가 구비되며, 도시된 바와 같이 발전소(100)에서 사용된 냉각수를 해양으로 배출시키는 냉각수배출관(1)이 전열매체(10a)와 접촉되도록 연결 설치된다.

열교환기에 구비되는 전열매체(10a)는 물, 수증기 등 통상적으로 사용되는 다수의 유체가 사용될 수 있다.

도 1에 도시된 폐열회수수단(10)인 열교환기와 냉각수배출관(1) 및 폐열전달수단(20)의 연결 구성은 단순 구조의 일 예를 도시한 것으로서, 이에 한정되는 것은 아니며, 전열매체(10a)와의 접촉면적을 최대화하여 열교환의 효율을 높이기 위해 통상적으로 사용되는 이중관식, 다관식 또는 대형 외관에 다수의 소형관이 관통되는 투관식 등 다양한 구조로 구성될 수 있을 것이다.

일반적으로 발전소(100)는 해수를 냉각수로 이용하게 되며, 냉각수배출관(1)을 통해 바다로 배출되는 냉각수의 온도는 최초 해수의 온도( 3℃ ~ 10℃)보다 8℃ 정도 높게 형성된다.

이때 냉각수배출관(1)은 발전소(100)에서 배출되는 냉각수가 열교환기를 경유하여 바다로 배출될 수 있게 구비되는 것이다.

한편 폐열전달수단(20)은 제2전열매체순환관(25)과 펌프(26)로 구성된다.

제2전열매체순환관(25)은 내부에 제2전열매체(20a)가 충진되어 순환하게 되며, 제2전열매체(20a)가 열교환기의 전열매체(10a)로부터 열을 흡수할 수 있게 일측이 열교환기와 연결되어 전열매체(10a)와 열교환이 이루어지도록 설치된다.

제2전열매체(20a)는 열교환기의 전열매체(10a)와 마찬가지로 당해 기술 분야에서 통상적으로 사용되는 유체가 사용될 수 있다.

펌프(26)는 제2전열매체순환관(25)에 구비되어 제2전열매체(20a)를 강제 순환시키게 된다.

한편 제2전열매체순환관(25)의 타측부는 온실(90) 내부에 설치되는 방열수단(30)에 연결된다.

방열수단(30)은 온실(90) 내부의 일측에 설치되어 농작물이 성장할 수 있는 적정온도로 온실(90) 내부를 유지시키는 것으로서, 통상적인 히트펌프가 사용될 수 있다.

히트펌프는 냉매의 발열 또는 응축열을 이용해 저온의 열원을 고온으로 전달(냉방)하거나 고온의 열원을 저온으로 전달(난방)하여 냉난방장치로 사용할 수 있는 것으로서, 구동방식에 따라 전기식과 엔진식 등으로 구분된다.

또한 사용되는 열원에 따라 공기열원식, 수열원식, 지열원식 등으로 구분된다.

이하 도 2를 참조하여 히트펌프를 설명한다.

도 2는 도 1에 구비되는 히트펌프의 개략적인 구성도를 나타낸 것이다.

도시된 바와 같이 히트펌프는 압축기(34), 응축기(31), 팽창밸브(32) 및 증 발기(33)로 구성되며, 열을 운반하는 냉매(30a)가 주입되어 각 구성부분을 순환하도록 되어 있다.

히트펌프의 작동사이클은 다음과 같다.

먼저 팽창밸브(32)를 통과한 저온 저압의 액체 냉매(30a)는 증발기(33)를 통과하면서 외부로부터 열을 흡수하여 기화됨으로써, 저온 저압의 기체 상태로 압축기(34)로 이동하게 된다.

증발기(33)의 외부열원으로는 지열, 외기열, 수열 등이 사용될 수 있으며, 본 발명에서는 폐열회수수단(10)으로부터 폐열을 흡수한 페열전달수단(20)의 제2전열매체(20a)의 열이 열원으로 사용된다.

한편 증발기(33)를 통과한 저온 저압의 기체 냉매(30a)는 압축기(34)에서 압축되어 고온 고압의 기체 상태로 변환된 후, 응축기(31)로 이동하게 된다.

응축기(31)로 이동한 고온 고압의 기체 냉매(30a)는 응축기(31)에서 외부로 열을 방출하여 저온 고압의 액체 냉매(30a)로 변환되고, 이후 팽창밸브(32)로 이동하여 다시 저온 저압 상태로 변환됨으로써, 하나의 싸이클을 이루게 되는 것이다.

이때 고온 고압의 기체 냉매(30a)는 응축기(31)에서 온실(90) 내부로 열을 빼앗김으로써, 난방 작용을 하게 되는 것이다.

따라서 본 발명은 발전소(100) 냉각수의 폐열이 폐열회수수단(10)과 폐열전달수단(20) 및 방열수단(30)인 히트펌프를 통해 온실(90) 내부로 전달되어 온실(90)의 난방을 실시하게 되는 것이다.

한편 도 3은 본 발명의 다른 실시예의 구성도이다.

도시된 바와 같이, 도 3의 실시예는 발전소(100)의 연통(1)을 통해 외부로 배출되는 폐열을 회수하여 온실(90) 난방을 실시하는 것으로서, 폐열회수수단(40)은 발전소(100)의 연통(1) 내의 고온을 흡수할 수 있도록 일측부에는 상기 연통(1) 내부를 경유하는 흡열부(42)가 구비되고 타측부에는 방열부(43)가 구비된 폐열회수관(45)과 내부에 주입된 전열매체(40a)를 강제 순환시키는 펌프(46)로 구성된다.

흡열부(42)는 연통(1)을 통해 배출되는 폐열을 흡수할 수 있도록 연통(1) 내에 설치되며, 연통(1) 내의 배기가스와 접촉면적이 최대화될 수 있게 코일 형상으로 구비될 수 있다.

한편 방열부(43)는 폐열전달수단(50)의 축열탱크(51) 내에 저장된 제2전열매체(50a)에 열을 전달할 수 있도록 축열탱크(51) 내에 설치되며, 열전달 효율이 최대화 되도록 흡열부(42)와 마찬가지로 코일 형상으로 구비될 수 있다.

흡열부(42)와 방열부(43)는 코일 형상으로 한정되는 것은 아니며, 열교환이 용이하도록 핀튜브(pin tube)나 전열판 등으로 형성될 수도 있을 것이다.

이때 폐열회수수단(40)의 폐열회수관(45)의 일측에는 전열매체(40a)를 강제 순환시키기 위한 펌프(46)가 구비된다.

따라서 폐열회수수단(40)의 전열매체(40a)는 폐열회수관(45) 내를 순환하면서 연통(1) 내의 폐열을 회수하여 축열탱크(51) 내의 제2전열매체(50a)에 전달하게 되는 것이다.

한편 폐열전달수단(50)은 축열탱크(51)와 제2전열매체순환관(55) 및 펌프(56)로 구성된다.

축열탱크(51)는 내부에 제2전열매체(50a)가 저장되고, 일측부에는 저장된 제2전열매체(50a)를 상기 축열탱크(51) 외부로 강제 순환시킬 수 있도록 펌프(56)가 구비된 제2전열매체순환관(55)이 연결 설치된다.

따라서 축열탱크(51) 내의 제2전열매체(50a)는 폐열회수수단(40)의 폐열회수관(45)으로부터 열을 전달받은 후, 제2전열매체순환관(55)을 통해 강제 순환하게 되는 것이다.

이때 제2전열매체순환관(55)의 타측은 온실(90) 내부에 설치되는 방열수단(60)으로 연결된다.

방열수단(60)은 라디에이터(radiater)로 구성되며, 제2전열매체(50a)는 제2전열매체순환관(55)과 연결된 라디에이터를 순환하면서 흡수한 열을 온실(90) 내부로 방출하여 온실 내부를 난방시키게 되는 것이다.

라디에에터는 다수개의 방열판이 구비된 일반적인 형태로 구성될 수 있으며, 라디에이터의 후측부에는 열이 효과적으로 온실(90) 내부로 방출될 수 있도록 송풍팬(65)이 구비되는 것이 바람직하다.

도 3의 본 발명의 실시예는 일반적으로 발전소(100)의 연통(1) 내의 배기가스의 온도가 100℃ ~ 150℃를 형성하기 때문에 축열탱크(51) 내의 제2전열매체(50a)의 온도를 약 80℃ 정도까지 높일 수 있어 고가의 열교환기나 히트펌프의 사용 없이 온실 내부의 난방작용을 효과적으로 수행할 수 있게 된다.

한편 도 4는 본 발명의 폐열을 이용한 온실 난방장치가 다수의 온실(90)을 동시에 난방시킬 수 있게 설치된 다른 실시예를 나타낸 것이다.

도 4의 실시예는 제2전열매체순환관(25)에 다수개의 분기관이 구비된 구성 외에는 도 1의 실시예와 동일하므로 변경된 구성에 대해서만 설명한다.

도시된 바와 같이, 제2전열매체순환관(25)은 다수개의 온실을 동시에 난방시킬 수 있도록 각각의 온실(90)에 대응되게 다수개의 분기관이 설치된다.

즉 제2전열매체순환관(25)에는 온실(90) 내부에 설치된 각각의 방열수단(30)으로 제2전열매체(20a)가 유입될 수 있도록 분기관A(28)가 각각 형성되고, 방열수단(30)으로 유입된 제2전열매체(20a)가 다시 폐열회수수단(10)인 열교환기로 순환될 수 있도록 분기관B(29)가 각각 형성된다.

따라서 본 발명의 도 4의 실시예는 폐열을 이용하여 다수개의 온실(90) 내부의 난방을 실시할 수 있게 되는 것이다.

도 4의 실시예는 본 발명의 도 1의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 도 3의 실시예에도 각각의 온실(90)에 설치되는 방열수단(60)인 라디에이터에 연결될 수 있도록 제2전열매체순환관(55)에 다수개의 분기관A,B(28,29)가 형성될 수 있을 것이다.

한편 도 5와 도 6은 제2전열매체순환관(55)이 온실(90) 내부의 토양(95)에 매설되어 방열수단(60)과 연결되는 실시예를 나타낸 것으로서, 제2전열매체순한관(55)의 일부가 온실(90) 내부에서 지중 배관으로 설치되는 구성 외에는 도 3의 실시예와 동일하므로 변경된 구성에 대해서만 설명한다.

도 5에 도시된 바와 같이, 제2전열매체(50a)가 방열수단(60)을 경유하여 온실(90) 내부로 열을 방출시킨 후 온실(90) 내부의 토양(95) 속을 경유하여 다시 축 열탱크(51)로 회수될 수 있도록 제2전열매체순환관(55)이 설치된다.

즉 온실(90) 내부의 방열수단(60)인 라디에이터에서 나온 제2전열매체순환관(55)은 온실(90) 내부의 토양(95) 속에 일정 깊이로 매설되어 온실(90)의 일단부에서 타단부까지 토양(95)을 경유한 후, 축열탱크(51)로 연결되는 것이다.

일반적으로 온실(90)은 대략 30m ~ 100m의 길이를 형성하게 되고, 제2전열매체(50a)는 방열수단(60)을 경유하면서 온실(90) 내부로 열을 방출시킨 후에도 일정 온도의 잔류열을 포함하게 된다.

따라서 잔류열을 포함한 제2전열매체(50a)가 온실(90) 내의 토양(95) 속을 경유하면서 잔류열을 화살표와 같이 토양(95)에 직접 방출시킴으로써, 2차적으로 토양(95)을 가열하게 되어 온실(90) 내의 난방효과를 최대화시킬 수 있게 되는 것이다.

도 6은 온실(90) 내의 토양(95) 속에 매설된 제2전열매체순환관(55)의 매설 형태를 일 예를 나타내는 평면도로서, 도시된 바와 같이, 제2전열매체순환관(55)의 지중 배관은 토양(95)과의 접촉면적이 최대화되어 열전달효율이 향상될 수 있도록 일정 간격을 유지하며 지그재그로 매설될 수 있다.

그러나 지중 배관의 형태는 이에 한정되는 것은 아니며, 다층으로 경유하도록 매설될 수도 있으며, 열전달 매체간의 접촉면적이 향상될 수 있게 구성되는 다양한 형태의 방열 구조로 구성될 수 있을 것이다.

이때 지중배관은 농작물의 뿌리 하측부를 경유하도록 매설되는 것이 바람직할 것이다.

한편 도 7은 도 6의 온실(90)의 토양(95) 속에 매설된 제2전열매체순환관(55)의 지중 배관의 단면도를 나타낸 것이다.

도시된 바와 같이, 제2전열매체순환관(55)의 지중 배관의 외주면 하측부에는 단열부재(thermal insulating material)(58)가 구비된다.

단열부재(58)는 열전달율이 낮은 소재가 사용되는 것으로서, 제2전열매체순환관(55)의 지중 배관의 열이 상방향으로만 방출될 수 있게 하여 열손실을 최소화시킴으로써, 열전달 효율을 향상시키게 된다.

단열부재(58)는 제2전열매체순환관(55)에 코팅되거나 또는 단열패드 형태로 부착될 수 있을 것이다.

한편 제2전열매체순환관(55)은 도 5에 도시된 바와 같이, 온실(90) 내의 토양(95) 속에 매설되는 지중 배관 대신에 온실(90) 내의 지상 공간을 경유하도록 구성될 수도 있다.

즉 제2전열매체순환관(55)이 온실(90) 내부의 일정 높이의 지상공간을 일단부에서 타단부로 경유한 후, 축열탱크(51)로 연결되도록 배치됨으로써, 제2전열매체(50a)가 방열수단(60)을 통과하면서 온실(90) 내부로 열을 방출시킨 후, 온실(90) 내부의 일정 높이의 지상 공간을 경유하여 다시 축열탱크(51)로 회수될 수 있게 하는 것이다.

따라서 제2전열매체순환관(55)이 온실(90) 내의 지상 공간을 경유하면서 2차적으로 열을 방출하게 되어 온실(90) 내의 농작물이 화분 등에 파종되어 있는 경우에도 효과적으로 대응할 수 있게 된다.

이때 온실(90) 내의 지상 공간을 경유하는 제2전열매체순환관(55)은 도 6에 도시된 바와 같이, 열전달 효율이 최대화될 수 있게 지그재그 형태로 배치될 수도 있을 것이다.

따라서 본 발명은 발전소(100)의 냉각수배출관(1)나 연통(5)을 통해 배출되는 폐열을 폐열회수수단(10,40)을 이용하여 회수한 후, 회수한 열을 폐열전달수단(20,50)을 통해 온실(90) 내부에 설치된 히트펌프나 라디에이터로 구성되는 방열수단(30,60)에 전달하여 온실(90)의 난방을 실현함으로써, 별도의 고가의 난방시스템을 구비할 필요가 없게 되고, 또한 통상적인 화석 연료의 소비가 없어 친환경적으로 난방을 실현할 수 있게 되며, 온실(90) 내부에 설치된 방열수단(30,60)에 연결되는 폐열전달수단(20,50)의 배관을 지상 또는 지중 배관으로 구성함으로써, 열전달 효율을 향상시켜 난방 비용을 현저히 절감할 수 있게 되는 것이다.

이상, 상기의 실시 예는 단지 설명의 편의를 위해 예시로서 설명한 것에 불과하므로 특허청구범위를 한정하는 것은 아니다.

도 1은 본 발명의 폐열을 이용한 온실 난방장치의 개략적인 구성도,

도 2는 도 1에 구비된 방열수단의 히트펌프의 개략적인 구성도,

도 3은 본 발명의 폐열을 이용한 온실 난방장치의 다른 실시예의 개략적인 구성도,

도 4는 본 발명의 다른 실시예의 구성도,

도 5는 제2전열매체순환관이 온실 내에 지중 배관으로 구성된 실시예의 구성도,

도 6은 도 5의 실시예의 지중 배관 구성의 일 실시예의 평면도,

도 7은 도 6의 지중 배관의 부분 단면도이다.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

1 : 냉각수배출관 5 : 연통

10,40 : 폐열회수수단 10a,40a : 전열매체

20,50 : 폐열전달수단 20a,50a : 제2전열매체

25,55 : 제2전열매체순환관 26,46,56 : 펌프

28 : 분기관A 29 : 분기관B

30,60 : 방열수단 31 : 응축기

32 : 팽창밸브 33 : 증발기

34 : 압축기 30a : 냉매

42 : 흡열부 43 : 방열부

45 : 폐열회수관 51 : 축열탱크

58 : 단열부재 65 : 송풍팬

90 : 온실 95 : 토양

100 : 발전소

Claims (13)

1. 폐열을 전열매체를 이용하여 회수하는 폐열회수수단;

   상기 폐열회수수단에서 전열매체가 회수한 폐열을 흡수할 수 있도록 상기 폐열회수수단에 일측부를 연결 설치하되, 내부의 제2전열매체를 강제 순환시킬 수 있도록 구비되는 폐열전달수단; 및

   상기 폐열전달수단의 타측부로부터 상기 제2전열매체의 열을 흡수하여 온실 내부에 난방을 공급할 수 있게 상기 온실의 일측에 설치되는 방열수단;

   을 포함하여 구성되는 폐열을 이용한 온실 난방장치.
2. 제1항에 있어서,

   상기 폐열회수수단은 발전소의 냉각수를 배출하는 냉각수배출관으로부터 열을 흡수할 수 있게 상기 냉각수배출관이 연결 설치되며, 내부에는 상기 냉각수배출관과 열교환 될 수 있도록 상기 전열매체가 구비된 열교환기인 것을 특징으로 하는 폐열을 이용한 온실 난방장치.
3. 제2항에 있어서,

   상기 폐열전달수단은 상기 제2전열매체를 강제 순환시키는 펌프가 구비된 제2전열매체순환관으로 구성되는 것을 특징으로 하는 폐열을 이용한 온실 난방장치.
4. 제3항에 있어서,

   상기 방열수단은 상기 제2전열매체순환관의 타측부의 열을 증발기의 열원으로 사용하는 히트펌프인 것을 특징으로 하는 폐열을 이용한 온실 난방장치.
5. 제 1항에 있어서,

   상기 폐열회수수단은,

   발전소의 연통 내의 고온을 흡수할 수 있도록 일측부에는 상기 연통 내부를 경유하는 흡열부를 구비하고, 타측부에는 방열부를 구비하되, 내부에는 상기 전열매체가 주입되어 강제 순환되는 폐열회수관으로 구성되는 것을 특징으로 하는 폐열을 이용한 온실 난방장치.
6. 제 5항에 있어서,

   상기 폐열전달수단은,

   내부에는 상기 제2전열매체가 저장되고, 일측 내부에는 제2전열매체와 접촉되도록 상기 폐열회수관의 방열부가 설치되는 축열탱크 및 상기 축열탱크 내의 제2전열매체를 상기 축열탱크 외부로 강제 순환시킬 수 있도록 펌프가 구비된 제2전열매체순환관으로 구성되는 것을 특징으로 하는 폐열을 이용한 온실 난방장치.
7. 제6항에 있어서,

   상기 폐열회수관의 흡열부와 방열부는 흡열면적과 방열면적이 최대화될 수 있게 코일 형상으로 구성되는 것을 특징으로 하는 폐열을 이용한 온실 난방장치.
8. 제7항에 있어서,

   상기 방열수단은 상기 제2전열매체순환관의 타측부의 열을 외부로 방출시킬 수 있도록 상기 제2전열매체순환관에 연결 설치되는 라디에이터인 것을 특징으로 하는 폐열을 이용한 온실 난방장치.
9. 제3항 또는 제6항에 있어서,

   상기 제2전열매체순환관은 다수개의 온실에 난방을 공급할 수 있도록 상기 온실에 각각 대응되게 다수개의 분기관이 설치되는 것을 특징으로 하는 폐열을 이용한 온실 난방장치.
10. 제8항에 있어서,

    상기 제2전열매체순환관은 상기 온실의 내부를 2차적으로 가열시킬 수 있도록 온실의 지상 공간을 경유하여 방열수단과 연결되는 것을 특징으로 하는 폐열을 이용한 온실 난방장치.
11. 제8항에 있어서,

    상기 제2전열매체순환관은 상기 온실의 토양이 가열될 수 있게 지중으로 매설되어 상기 방열수단과 연결되는 것을 특징으로 하는 폐열을 이용한 온실 난방장 치.
12. 제10항 또는 제11항에 있어서,

    상기 제2전열매체순환관은 접촉면적이 최대화될 수 있도록 상기 온실의 지상공간 또는 농작물의 하측부 토양을 지그재그로 경유하도록 설치되는 것을 특징으로 하는 폐열을 이용한 온실 난방장치.
13. 제12항에 있어서,

    상기 제2전열매체순환관은 상기 제2전열매체의 열이 상기 온실의 농작물에 효과적으로 전달될 수 있도록 외주면 일측부에는 열 손실을 방지하는 단열부재가 구비되는 것을 특징으로 하는 폐열을 이용한 온실 난방장치.

Images