KR20100096136A - 매체가 정방향으로 흐르는 가열장치 및 그 장치를 갖춘 순환 난방 시스템 - Google Patents

Abstract

매체를 포함하는 용기(1)와, 용기(1) 내의 매체를 가열하는 열원(7)과, 편방향역지밸브(3)를 포함하여 이루어지는 매체가 정방향으로 유동하는 가열장치(10)로서, 상기 용기(1)에는 유입배관(12)과 유출배관(11)이 구분되어 설치되어 있다. 순환 난방 시스템은 주로 상기 매체가 정방향으로 유동하는 가열장치(10) 및 방열기(6)에서 비롯된다.

Description

매체가 정방향으로 흐르는 가열장치 및 그 장치를 갖춘 순환 난방 시스템 {HEATING DEVICE WITH DIRECTIONALLY-FLOWING MEDIUM}

본 발명은, 매체를 포함하는 용기와 상기 용기 내의 매체를 가열하는 열원 및 편방향역지밸브를 포함하여 이루어지는 매체가 정방향으로 흐르는 가열장치에 관한 것이다.

또한 본 발명은, 주로 상기 매체가 정방향으로 흐르는 가열장치와 방열기에서 이루어지는 순환 난방 시스템에 관한 것이다.

북방 지역은 겨울이 되면 통상적으로 집중적 난방 시스템과 분산적 난방 시스템, 두 가지를 채택한다. 집중적 난방 시스템의 경우, 주택 메이커에 따라 개별적으로 난방용의 보일러를 설치하는 한편, 건축의 시공이 끝나기 전에 배관 공정에 따라 각각의 가옥을 연결할 필요가 있다. 그러나 현재의 집중적 난방 시스템은 직렬 형태가 채택되어 사용자가 자신의 수요에 따라 난방량을 조절할 수 없는 등의 여러 가지 불편이 존재한다. 게다가 가옥끼리의 간격이 긴 영역에는 긴 배관으로 직렬 연결을 시킬 필요가 있어, 배관의 원가가 상승해 경제성이 떨어진다.

이 때문에 어떤 가옥에는 이미 분산적 난방 시스템이 장비되기 시작하였다. 초기의 분산적 난방 시스템은 전통적인 주택에 사용되어 "초기의 난방"이라고도 불리워졌다. 이러한 난방 시스템은 보일러와 물순환 난방장치에 의해 구성되었다. 이 물순환 난방장치는 배관에 의해서 방열기, 보충수탱크 및 배기관을 연결하는 것으로 구성되어, 보일러에서는 내부에서 석탄을 연소시켜 물순환 장치 내의 물을 가열해 온수와 냉수의 밀도 차이에 의해 물순환 난방장치의 전체에 대해 물을 순환시켜 실내를 가열한다. 또한, 근래의 몇몇 주택은 천연가스에 의한 분산적 난방 시스템이 장비되어 천연가스를 이용해 물순환 난방장치 내의 물을 가열하는 것과 동시에 펌프로 물을 순환시킨다.

그러나 상기 기술된 분산적 난방 시스템은 물순환 난방 장치 내에 물이 계속 순환 상태에 있어 물은 보일러가 흐르는 동안에만 열원에 의해서 가열되는 문제가 존재하며, 그 때문에 수온의 상승이 늦어지는 것과 동시에 물과 열원과의 열교환율이 낮아진다. 또한, "초기의 난방"인 분산적 난방 시스템은 온수와 냉수와의 밀도 차이만큼에 따라 물을 순환시키므로 물순환의 압력이 낮아져 배관의 저항이 큰 가옥의 난방에는 적용이 불가능하며, 따라서 바닥난방 시스템(ground heating system)에는 더더욱 적용할 수 없었다. 펌프를 이용하는 난방 시스템은 새로운 부품을 추가해야 하므로 시스템 전체의 원가가 상승하고 고장율도 증가했다.

또한 재료 기술의 갱신과 에너지 절약에 대한 요구가 높아짐에 따라, 바닥난방 시스템이 보급되어 갔다. 바닥난방 시스템은 방열관이 바닥의 하부에 배치되므로 전통적 방열기보다 낮은 위치에서 가옥을 가열할 수 있으며, 이것에 의해서 보다 좋은 가열 효과를 얻을 수 있다. 관련 자료에 따르면, 바닥난방 시스템의 난방 효율은 보통 난방 시스템보다 10% 높다. 일본에서는 바닥난방 시스템이 난방 시스템의 85% 이상을 차지하고 한국에서도 95% 이상에 달하며 유럽에서는 50%을 넘어서고 있다. 이로부터 알 수 있듯이, 현재 바닥난방 시스템이 전통적 방열기를 대신하는 경향이 나타난다.

그러나 상기 기술된 초기의 난방 시스템이 장착 기술의 표준에 따라 난방 시스템의 방열기를 그 중심이 가열되는 매체를 수납하는 용기의 중심으로부터 적어도 50㎝ 정도 높아지도록 설치하면 물의 자연적 순환이 잘 실현될 수 있다. 따라서 상기 기술된 초기의 난방 가열장치는 바닥난방 시스템의 요구를 만족시킬 수 없다. 그러므로 바닥난방 시스템의 방열관 내에서 물을 순환시키는 것이 가능하도록 하기 위하여 팝을 첨가하여야 한다. 이것에 의해 부품의 수가 늘어나고, 시스템 전체의 원가가 높아진다.

본 출원인의 특허 공보 1의 명세서에는 상기 기술된 문제들을 개량한 열압력수 순환 난방 장치가 개시되었다. 상기 열압력수 순환 난방 장치는 주로 열원에 의해 그 안의 물을 가열하는 내압용기와 방열기에 의해 구성된 순환 난방 장치에 하나의 3방향구조 및 하나의 반수배관(返水配管)에 위치하는 편방향역지밸브가 설치된다. 내압용기의 가열을 시작할 때 편방향역지밸브가 닫히고 물이 가열되어 기화하고 방열기에 흐르나, 고온기화수가 3방향구조와 편방향역지밸브를 연결하는 배관을 개재시켜 흐를 때 냉수와 격렬한 순간적 열교환이 이루어져 기체 체적이 수축하여 부압이 형성되어 편방향역지밸브가 개통되고, 냉수가 내압용기에 흘러 들어가 열압력 물순환이 형성된다. 내압용기에 소량의 냉수가 흘러 들어간 후, 내압용기의 수온이 저하되면서 편방향역지밸브의 양측의 압력이 균형을 이루고, 재차 편방향역지밸브가 닫히면서 새로운 순환이 시작된다.

이러한 구조를 채택한다면 열교환율이 향상되고, 에너지를 절약할 수 있으며, 원가도 절감할 수 있으나, 물이 간헐적으로 순환되기 위해서는 배관 전체에 있어 압력이 크게 변하여 노이즈(noise)가 생기는 문제가 생긴다.

[특허문헌 1] 중국실용신안 200720000881.2

본 발명이 해결하고자 하는 문제는 열교환율이 높고, 원가가 낮은 동시에 노이즈가 작은 매체가 정방향으로 흐르는 가열장치를 제공하는 것에 있다.

본 발명이 해결하고자 하는 다른 문제는 열교환율이 높고, 원가가 낮은 동시에 노이즈가 작은 순환 난방 시스템을 제공하는 것에 있다.

상기 문제를 해결하기 위해 본 발명과 관련되는 매체가 정방향으로 흐르는 가열장치는 매체를 포함하는 용기와 용기 내의 매체를 가열하는 열원과 편방향역지밸브를 포함하며, 매체가 상기 용기에 유입되는 유입연접배관과 매체가 상기 용기로부터 유출되는 유출연접배관이 구분되어 설치되어 편방향역지밸브가 상기 유입연접배관에 설치된다.

본 발명에 의하면 매체가 상기 용기에 유입되는 유입연접배관과 매체가 상기 용기로부터 유출되는 유출연접배관이 구분되어 설치되어 있기 때문에 상기 용기에 두 개의 포트가 열린 부분으로, 그 중 하나는 유출구, 다른 하나는 유입구인 것이다. 따라서, 유입구와 유출구는 압력이 서로 영향을 주지 않고, 유입연접배관에 설치된 편방향역지밸브의 신속한 온/오프가 가능하다. 즉, 편방향역지밸브의 온/오프의 빈도가 증가한다. 이와 같이 하여, 장치 전체의 압력 변동과 격변을 줄여 노이즈의 저감을 실현시킨다.

본 발명과 관련되는 매체가 정방향으로 흐르는 가열장치에 대해 더욱 개량한 것으로, 유입연접배관의 상기 용기에의 유입구 및 상기 용기의 유출연접배관으로의 유출구를 수평방향에 따라 상기 용기 상부의 양측에 설치, 또는 상기 용기의 유출연접배관에의 유출구를 연직 방향에 따라서 상기 용기의 꼭대기 부분에 설치하여 유입연접배관의 상기 용기에의 유입구를 연직 방향에 따라서 상기 용기의 하부에 설치, 또는 상기 용기의 유출연접배관에의 유출구를 연직 방향에 따라서 상기 용기의 최상부에 설치하여 유입연접배관의 상기 용기에의 유입구를 수평 방향에 따라서 상기 용기의 하부의 한 편에 설치한다.

본 발명과 관련된 매체가 정방향으로 흐르는 가열장치 중 하나의 바람직한 실시 형태로서 용기가 파이프 모양의 것이 채택된다. 열원에는 전기적 가열장치가 채택되며, 특히 상기 파이프 모양의 용기를 둘러싸듯이 설치되는 전기저항가열막이 바람직하다. 파이프 모양의 용기의 용적이 작기 때문에, 그 안의 매체의 온도를 신속하게 소정의 온도까지 가열할 수 있어 열교환율이 향상된다. 특히 이 경우, 파이프 모양의 용기가 수평에 배치되는 것과 동시에 유입연접배관의 상기 파이프 모양의 용기에의 유입구와 상기 파이프 모양의 용기의 유출연접배관에의 유출구를 수평 방향에 따라서 상기 용기의 양측에 설치했을 경우, 물순환 바닥난방 시스템에 응용하는데 유리하다.

또한, 상기 기술 문제를 해결하기 위해 본 발명과 관련된 순환 난방 시스템은 앞서 기술된 매체가 정방향으로 흐르는 가열장치 및 방열기를 포함해 매체가 정방향으로 흐르는 가열장치의 유출배관과 방열기의 유입구가 접속되어 방열기의 유출구와 매체가 정방향으로 흐르는 가열장치에 설치된 편방향역지밸브의 유입배관이 접속되어 있다. 본 발명과 관련된 순환 난방 시스템에 앞서 기술된 매체가 정방향으로 흐르는 가열장치가 채택되기 때문에, 그 순환 난방 시스템도 앞서 기술한 대로 매체가 정방향으로 흐르는 가열장치에 의해서 얻을 수 있는 기술적 효과를 갖는다. 즉, 시스템 전체의 압력 변동과 격변이 줄고, 노이즈가 감소하고, 열교환율이 향상된다.

본 발명과 관련된 순환 난방 시스템 중 하나의 바람직한 개량의 예로서 방열기의 유입구와 유출구가 해방열기의 하부의 양측에 설치된다. 이러한 구성을 채택하는 것에 의하여, 방열기의 유입구로부터 흘러 든 온수가 방열기 내에서 흘러 방열기를 신속하고 균일하게 가열할 수 있다. 동시에, 방열기의 유입구를 하부 쪽에 설치하였기 때문에 방열기 내에 일부의 공기가 존재해도 공기가 물의 윗부분에 떠올라 물의 순환에 지장이 없다.

본 발명과 관련된 순환 난방 시스템 중 하나의 바람직한 개량의 예로서 본 발명의 난방 시스템으로서 바닥난방 시스템을 채택해 전기 방열기로서 바닥 하부에 묻힌 바닥난방 방열관이 채택되어 상기 매체가 정방향으로 흐르는 가열장치의 유출배관과 바닥난방 방열관의 유입구가 접속되어 바닥난방 방열관의 유출구와 매체가 정방향으로 흐르는 가열장치에 설치한 편방향역지밸브의 유입배관이 접속된다. 앞서 기술한 점의 이외에 편방향역지밸브에 의해 본 발명과 관련된 매체가 정방향으로 흐르는 가열장치는 장착 고도에 제한이 없기 때문에 바닥 윗부분의 어디든 적당 위치에 설치할 수 있는 것과 동시에 펌프를 추가할 필요가 없어져 바닥난방 시스템의 장착 적응성이 증가해 시스템 전체적으로의 원가가 절감된다.

본 발명에 따르면, 매체를 포함하는 용기와 상기 용기 내의 매체를 가열하는 열원 및 편방향역지밸브를 포함하여 이루어지는 매체가 정방향으로 흐르는 가열장치 및 주로 상기 매체가 정방향으로 흐르는 가열장치와 방열기에서 이루어지는 순환 난방 시스템이 제공되는 효과가 있다.

도 1은 종래 기술의 열압력 물순환 난방 시스템의 개략도이다.
도 2는 본 발명과 관련된 매체가 정방향으로 흐르는 가열장치의 제1 실시형태의 구성의 개략도이다.
도 3은 본 발명과 관련된 매체가 정방향으로 흐르는 가열장치의 제2 실시형태의 구성의 개략도이다.
도 4는 본 발명과 관련된 매체가 정방향으로 흐르는 가열장치의 제3 실시형태의 구성의 개략도이다.
도 5는 본 발명과 관련된 매체가 정방향으로 흐르는 가열장치의 제4 실시형태의 구성의 개략도이다.
도 6은 본 발명과 관련된 매체가 정방향으로 흐르는 가열장치를 채택한 순환 난방 시스템을 나타낸 도면이다.
도 7은 도 6에 나타난 순환 난방 시스템을 개량한 구성을 나타낸 그림이다.
도 8은 본 발명과 관련된 매체가 정방향으로 흐르는 가열장치를 바닥난방에 응용한 형태의 개략도이다.

이하, 본 발명과 관련된 매체가 정방향으로 흐르는 가열장치 및 순환 난방 시스템에 대해서 도면을 참조하면서 자세하게 설명한다. 모든 도면은 동일한 요소에 동일한 부호를 부여한다.

도 1은 앞서 기술한 배경 기술의 부분에서 언급한 본 발명의 종래 기술의 열압력수 순환 난방장치에 관한 개략도이다. 상기 난방장치에는 내압용기(1), 3방향구조(2), 편방향역지밸브(3), 보수탱크(4), 적어도 하나의 배기관(5), 적어도 하나의 방열기(6) 및 이들을 접속하는 배관이 포함된다. 열원은 직접 내압용기(1)에 대해 가열하여 내압용기(1) 내의 물이 소정의 온도에 가열되었을 경우, 물의 체적이 팽창되는 한편, 물이 증발되는 경우, 물(수증기)의 체적이 더욱 증대된다. 이러한 체적의 증대는 난방장치 전체 내의 물의 유동을 촉진하여 상기 내압용기(1)에서 배출된 온수(수증기)가 배관 내의 냉수와 합류했을 경우, 온수의 온도가 신속하게 내려가 체적이 축소하고, 배관 내에 부압이 형성된다. 이 부압에 의해서 편방향역지밸브(3)가 개통되어 냉수가 편방향역지밸브(3)에서 내압용기(1)로 향해 흐르게 되고, 흘러든 냉수는 내압용기(1) 내의 온수(수증기)와 다시 혼합되어 더욱 부압을 일으킨다. 소정량의 냉수가 흘러든 후, 상기 편방향역지밸브(3)의 양측의 압력이 균형 상태가 되어 편방향역지밸브(3)가 닫혀져 난방 시스템 전체에 물의 유동이 정지된다. 이 경우 내압용기(1) 내의 물이 정지 상태로 열원에 의해 가열되지만, 수온의 상승에 따라 새로운 순환이 시작된다. 물은 정지 상태로 열원보다 가열되기 때문에 물을 고온까지 신속하게 상승시킬 수 있는 것과 동시에, 물과 열원 사이의 열교환율이 향상된다. 따라서, 종래의 "초기의 난방"과 비교하여 에너지가 절약된다. 또한, 펌프의 사용 없이, 물이 열에 의해 팽창하여 증발됨에 따라 생긴 압력에 의해 물을 순환시키므로, 부품의 수가 감소하여 장치 전체의 원가가 절감된다.

본 출원인은 상기 종래 기술에 존재하는 문제에 대해서 개량을 실시하였다. 도 2는 본 발명과 관련된 매체가 정방향으로 흐르는 가열장치의 제1 실시형태의 구성에 관한 개략도이다. 본 발명의 제1 실시형태에 따른 매체가 정방향으로 흐르는 가열장치에는 매체를 포함하는 용기(1)가 포함되어 있다. 상기 용기(1)로 밀폐한 압력용기라면 무엇이든 상관없다. 상기 용기(1) 내의 매체에 대해서 가열되도록 그 하부에 열원(2)이 설치된다. 본 명세서에서는 매체로서 물 만을 설명하고 있지만, 이것에 한정되는 것은 아니다. 매체로서, 예를 들면, 실리콘유 등의 여러 가지 매체를 들 수 있다. 상기 용기(1)의 상부의 좌우 양측에는 출구(1A)와 입구(1B)가 구비되고, 상기 출구(1A)와 입구(1B)에 각각 유출배관(11)과 유입배관(12)이 접속된다. 상기 유출배관(11)과 유입배관(12)은 수평으로 배치되며, 편방향역지밸브(3)는 외부에서 입구(1B)에로 흘러들어오는 방향, 즉, 도면의 화살표가 나타내는 방향으로 개통되도록 유입배관(12)에 설치된다. 즉, 용기(1) 내의 물이 편방향역지밸브(3)를 개재시켜 외부로 흐르는 것을 방지한다. 상기 용기(1)는 가열된 물의 체적이 팽창하는 것과 동시에, 편방향역지밸브(3)의 기능에 의해 출구(1A) 만을 개재시켜 분출하여 유출배관(11)에 흘러들게 된다. 상기 용기(1)로부터 유출배관(11)을 개재시켜 유출되는 온수(수증기)는 냉수에 합류되면, 온도가 내려가 체적이 축소해 부압이 형성된다. 상기 부압에 의해 편방향역지밸브(3)의 양측에 압력 차이가 형성되어 편방향역지밸브(3)가 개통된다. 게다가 외부로부터 유입배관(12)과 입구(1B)를 개재시켜 용기(1)에 보수를 실시하여 매체가 정방향으로 흐르는 가열장치 전체의 가열 과정이 실현된다. 상기에 나타난 것처럼, 본 발명의 매체가 정방향으로 흐르는 가열장치는 상기 용기(1)로부터 흘러 들어가는 온수와 외부로부터 용기(1)에 보충되는 냉수가 각각 둘로 구분되어 설치된 배관과 포트를 개재시켜 흐를 수 있도록 용기(1)에 두 개의 포트를 설치, 즉, 출구(1A)와 입구(1B)를 마련하는 것과 동시에 출구(1A)와 입구(1B) 각각에 접속되는 유출배관(11)과 유입배관(12)이 각각 구분되어 설치된다. 이것에 의해서, 앞서 기술한 종래 기술의 열압력수 순환 난방 시스템과 같이, 온수와 냉수가 하나의 포트를 개재시켜 흐르는 것에 의한 시스템에서 발생하는 압력의 변동과 격변을 피할 수 있어 작동시의 노이즈를 저감시킬 수 있다.

도 3은 본 발명의 제2 실시형태에 따른 매체가 정방향으로 흐르는 가열장치의 구성에 관한 개략도이다. 도 3에 나타난 것처럼, 상기 제2 실시형태의 매체가 정방향으로 흐르는 가열장치와 제1 실시형태의 매체가 정방향으로 흐르는 가열장치와의 차이점은, 출구(1A)와 입구(1B)가 연직 방향에 따라 용기의 양측에 설치되는 것과 동시에 유출배관(11)과 유입배관(12) 각각이 출구(1A)와 입구(1B)에 접속되며, 그 중에서 편방향역지밸브(3)가 유입배관(12)의 수평단에 배치되는 것이다. 제2 실시형태에 의하면 용기(1) 내의 물이 가열되어 체적이 팽창하여 발생하는 압력에 의해 물의 순환을 재촉할 수 있는 것과 동시에, 온수와 냉수와의 밀도 차이에 의해서 생기는 동력에 의해 순환을 촉진할 수도 있다.

도 4는 본 발명의 제3 실시형태에 따른 매체가 정방향으로 흐르는 가열장치의 구성에 관한 개략도이다. 상기 제3 실시형태의 매체가 정방향으로 흐르는 가열장치와 제2 실시형태의 매체가 정방향으로 흐르는 가열장치와의 차이점은 용기(1)의 입구(1B)는 수평에 연장하여 상기 용기의 하부에 설치되는 것과 동시에 유입배관(12)은 수평에 연장하여 입구(1B)에 접속되어 편방향역지밸브(3)가 상기 유입배관(12)에 배치되는 것이다. 이와 같이 하여 냉수가 더욱 용기(1)에 용이하게 돌아게 된다.

도 5에 본 발명의 제4 실시형태에 따른 매체가 정방향으로 흐르는 가열장치를 나타냈다. 상기 매체가 정방향으로 흐르는 가열장치의 용기(1)는 파이프 모양이며, 이 용기(1)는 열전도성이 뛰어난 재료, 예를 들면 금속으로 이루어진다. 상기 용기(1)의 외부에 가열기(2)가 설치되며, 상기 가열기(2)는 전기적 가열장치여도 상관이 없으며, 상기 용기(1)를 둘러싸듯이 설치된 전기저항가열막도 바람직하다. 용기(1)의 양측에 각각 유출배관(11)과 유입배관(12)이 접속되며, 유입배관(12)에 하나의 편방향역지밸브(3)가 접속된다. 상기 편방향역지밸브(3)는 도 5의 화살표에 나타난 방향을 개통방향으로 한다. 도 5에 나타난 것처럼, 상기 용기(1)는 수평으로 배치된다. 또한 본 실시 형태는 이것에 한정되지 않고, 각종 방향에 설치된다. 예를 들어, 연직 방향에 따라서 설치할 수 있다. 이와 같이, 유출배관(11)은 용기(1)의 연직 방향의 상단에 설치되고, 유입배관(12)은 용기(1)의 연직 방향의 하단에 설치된다. 용기(1)를 파이프 모양으로 하는 것에 의해, 매체가 정방향으로 흐르는 가열장치의 크기를 전체적으로 축소할 수 있다. 따라서, 이러한 매체가 정방향으로 흐르는 가열장치를 채택하고, 크기가 더욱 작은 독립적 난방 시스템을 구성할 수 있다.

또한, 본 발명은 용기(1)로서 단독의 하나의 파이프로 한정하지 않고, 복수의 파이프를 병렬시켜 구성하는 형태도 포함하는 한편, 전기적 가열장치 이외에 천연가스를 열원으로 이용할 수 있다. 또한, 예를 들어, 석탄이나 액화가스 등과 같은 다른 연료도 상관 없다.

이하에서는 난방 시스템에 결합되는 상기 매체가 정방향으로 흐르는 가열장치의 작동 과정에 관해서 설명한다. 다만, 본 발명의 매체가 정방향으로 흐르는 가열장치는 난방 시스템에만 적용할 수 있는 것이 아니며, 예를 들면, 온수를 제공하는 열수기 등 가열할 필요가 있는 것의 용도에 적용할 수 있음을 염두에 두면 좋다.

도 6은 앞서 기술된 매체가 정방향으로 흐르는 가열장치를 채택한 난방 시스템을 나타낸 개략도이다. 상기 도면의 매체가 정방향으로 흐르는 가열장치는 앞서 기술된 어떤 것의 매체가 정방향으로 흐르는 가열장치이면 상관이 없으며, 하나의 실시 형태로 한정되는 것은 아니다.

도 6에 나타난 것처럼, 용기(1)의 유출배관(11)은 방열기(6)의 입구에 접속되며, 방열기(6)의 출구는 유입배관(12)의 편방향역지밸브(3)의 입구에 접속되어 난방 시스템의 전체를 구성한다. 난방 시스템의 전체를 작동하기 전, 시스템 전체에 물을 가득 채우고, 시스템 중의 공기를 배출시킨다. 시스템의 작동 과정에서 물이 빠지는 것을 방지하기 위해, 통상, 배관, 예를 들면, 유입배관(12)에 편방향역지밸브(3)의 외부에 보수탱크(팽창 탱크)(4)가 설치된다.

작동 개시 때, 시스템 전체의 물은 차가운 상태로, 열원을 작동시켜 용기(1)를 가열시켜 용기(1) 내의 수온이 상승하는 것에 따라 물의 체적이 팽창된다. 이것에 의해서, 시스템 중의 물이 순환하기 시작한다. 용기(1)의 유입배관(12)에 편방향역지밸브(3)가 설치되어 있기 때문에, 온수는 용기(1)의 출구(1A) 및 유출배관(11)을 개재시켜 유출될 수 밖에 없다. 게다가, 수온의 상승에 따라 물의 일부가 증발되어 수증기가 되어 시스템 내의 압력이 더욱 더 커져, 시스템 중의 물을 한층 더 유동시킨다. 유동하는 온수와 냉수가 혼합하여 온수의 온도가 내려가면 체적이 줄어든다. 이러한 체적의 저하는 시스템에 부압을 형성시켜, 편방향역지밸브(3)를 개통시켜, 냉수가 유입배관(12)를 개재시키고, 입구(1B)에서 용기(1)로 흘러들게 된다. 냉수가 용기(1)에 흘러드는 것에 따라, 용기(1) 중의 수온이 더욱 더 떨어진다. 따라서, 시스템 중의 압력이 균형 상태가 되어, 편방향역지밸브(3)가 닫혀져 용기(1) 중의 물이 다시 정지 가열 상태가 된다. 게다가 수온이 상승함에 따라 다음 순환이 시작된다.

용기(1)에 대해 유출배관(11)과 유입배관(12)이 구분되어 설치되기 때문에, 도 1에 나타난 종래 기술의 난방장치에 비해, 용기로부터 유출되는 온수와 용기에 유입되는 냉수와의 간섭이 없어져, 시스템이 더욱 안정적으로 작동해 압력의 변동과 격변이 더욱 줄어들어 노이즈도도 줄어든다.

도 7은 도 6에 나타낸 순환 난방 시스템을 개량한 형태를 나타내고 있다. 도 6에 나타난 난방 시스템은 전통적 방열기의 연결 방법으로써 방열기의 상부의 한 쪽에 입구가 설치되어 하부의 한 쪽에 출구가 설치된다. 즉, 이것을 "상부로부터 유입되어 하부로부터 유출"되는 방식이라 칭한다. 이러한 연결 형태에는 다음과 같은 문제가 존재한다. 온수의 밀도가 작기 때문에, 온수가 방열기의 상부에 남아, 이것에 의해 이 방열기의 온도의 상승이 일정하지 않게 된다. 통상, 상부가 뜨거워지지만, 하부는 차가워진다. 또한, 방열기 내의 공기의 배기가 끊어지지 않게 되면, 공기가 물의 순환을 저해해 방열기가 뜨거워지지 않는다. 전통적 방열기의 연결 형태와는 다르게, 도 7에 나타낸 난방 시스템에 채택된 방열기(3)와 매체가 정방향으로 흐르는 가열장치와의 연결 형태는 하부에서 유입되고 하부에서 유출된다. 즉, 방열기의 입구와 출구가 하부의 양측에 설치된다. 온수의 밀도가 작기 때문에, 방열기(3)의 입구로부터 흘러 든 온수가 방열기에 흘러 들어가고, 이것에 의해서 방열기가 일정하게 가열되면서, 방열기의 입구가 하부의 양측에 설치되기 때문에, 방열기 안에 일부의 공기가 존재해도, 공기가 물 위로 떠올라 물의 순환을 저해하지 않는다.

도 8은 본 발명에 의한 매체가 정방향으로 흐르는 가열장치를 바닥난방 시스템에 응용한 상태를 나타낸 개략도이다. 도 8에 나타난 것처럼, 바닥난방 시스템의 바닥난방 방열관(8)이 바닥 하부에 묻혀 본 발명에 의한 매체가 정방향으로 흐르는 가열장치(10)는 바닥 위의 어디든 적당 위치에 설치할 수 있다. 편방향역지밸브(3)를 포함하기 때문에, 장착 고도에 제한이 없고, 장착의 적응성이 더욱 향상되는 것과 동시에, 전통적 바닥난방 시스템의 펌프를 생략할 수 있어서 시스템 전체의 원가가 절감 된다.

도면을 참조하면서 본 발명의 바람직한 실시 형태에 관해서 설명했지만, 당업자라면, 본 발명은 앞서 기술한 형태에 한정되지 않고, 어떤 실시 형태의 특징과 다른 실시 형태의 특징을 조합하여, 새로운 실시 형태를 구성할 수 있는 것을 염두에 두고, 본 발명은 특허 청구의 범위 및 그 등가물로 한정한 범위 내에 속하는, 모든 수정 및 변형을 포함하려는 의도이다.

Claims (15)

1. 매체를 포함하는 용기(1)와, 용기(1) 내의 매체를 가열하는 열원(7)과, 편방향 역지 밸브(3)를 포함하여 이루어지는 매체가 정방향으로 흐르는 가열장치(10)로서, 매체가 상기 용기(1)에 유입되기 위한 유입연결배관(12)과 매체가 용기(1)에서 유출되기 위한 유출연결배관(11)으로 구분되어 설치되며, 상기 편방향역지밸브(3)가 상기 유입연결배관(12)에 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 매체가 정방향으로 흐르는 가열장치(10).
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 유입연결배관(12)의 상기 용기(1)로의 유입구와 상기 용기(1)의 상기 유출연결배관(11)의 유출구가 수평 방향을 따라서 상기 용기(1)의 상부 양측에 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 매체가 정방향으로 흐르는 가열장치(10).
3. 제 1 항에 있어서,
   상기 용기(1)의 유출연결배관(11)의 유출구가 연직 방향을 따라서 상기 용기(1)의 최상단부에 설치되고, 상기 유입연결배관(12)의 상기 용기(1)로의 유입구는가 연직 방향을 따라서 상기 용기(1)의 하부에 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 매체가 정방향으로 흐르는 가열장치(10).
4. 제 1 항에 있어서,
   상기 용기(1)의 유출연결배관(11)으로의 유출구가 연직 방향을 따라서 상기 용기(1)의 최상단부에 설치되고, 상기 유입연결배관(12)의 상기 용기(1)로의 유입구가 수평 방향을 따라서 상기 용기(1)의 하부에 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 매체가 정방향으로 흐르는 가열장치(10).
5. 제 1 항에 있어서,
   상기 용기(1)가 파이프 모양이고, 상기 열원(7)이 전기적 가열장치인 것을 특징으로 하는 매체가 정방향으로 흐르는 가열장치(10).
6. 제 5 항에 있어서,
   상기 전기적 가열장치는 상기 파이프 모양의 용기(1)를 둘러싸듯이 설치되는 전기저항가열막(7')인 것을 특징으로 하는 매체가 정방향으로 흐르는 가열장치(10).
7. 상기 파이프 모양의 용기(1)가 수평으로 배치되어 상기 유입연결배관(12)의 상기 파이프 모양의 용기(1)로의 유입구와 상기 파이프 모양의 용기(1)의 유출연결배관(11)으로의 유출구가 수평 방향을 따라서 상기 용기(1)의 양측에 설치된 것을 특징으로 하는 매체가 정방향으로 흐르는 가열장치(10).
8. 제 5 항에 있어서,
   상기 파이프 모양의 용기(1)가 연직으로 배치되고 상기 파이프 모양의 용기(1)의 유출연결배관(11)으로의 유출구가 상기 파이프 모양의 용기(1)의 상단에 위치하고, 상기 유입연결배관(12)의 상기 파이프 모양의 용기(1)에의 유입구가 상기 용기(1)의 하단에 설치된 것을 특징으로 하는 매체가 정방향으로 흐르는 가열장치(10).
9. 제 1 항에 있어서,
   상기 용기(1)는 복수의 파이프로 이루어진 병렬식이고, 상기 열원(7)은 천연가스, 석탄, 액화 가스 중 하나인 것을 특징으로 하는 매체가 정방향으로 흐르는 가열장치(10).
10. 제 1 항 내지 제 9 항들 중의 어느 한 항에 있어서,
    상기 매체가 물인 것을 특징으로 하는 매체가 정방향으로 흐르는 가열장치(10).
11. 제 1 항 내지 제 9 항들 중의 어느 한 항에 있어서,
    상기 유입연결배관(12)에 위치하는 편방향역지밸브(3)가 상기 유입연결배관(12)의 수평관단에 설치된 것을 특징으로 하는 매체가 정방향으로 흐르는 가열장치(10).
12. 청구항 제 1 항 내지 제 10 항들 중 어느 한 항에 기재된 매체가 정방향으로 흐르는 가열장치(10) 및 방열기(6)를 포함하여 이루어지는 난방 시스템에 있어서, 상기 매체가 정방향으로 흐르는 가열장치(10)의 유출연결배관(11)과 상기 방열기(6)의 유입구가 접속되어 상기 방열기(6)의 유출구와 상기 매체가 정방향으로 흐르는 가열장치(10)에 설치된 편방향역지밸브(3)의 유입연결배관(12)이 접속되어 이루어짐을 특징으로 하는 난방 시스템.
13. 제 11 항에 있어서,
    상기 방열기(6)의 유입구와 유출구가 상기 방열기(6)의 하부 양측에 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 난방 시스템.
14. 제 11 항에 있어서,
    상기 매체가 물인 경우, 상기 방열기(6)에 배풍구가 장착되고, 상기 매체가 정방향으로 흐르는 가열장치(10)의 유입연결배관(12)에 보수탱크가 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 난방 시스템.
15. 제 11 항에 있어서,
    상기 난방 시스템이 바닥난방 시스템이고, 상기 방열기가 상판 하부에 묻히는 바닥난방의 방열관인 것을 특징으로 하는 난방 시스템.

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