KR20110085546A - 온풍시스템 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 사용 장소의 온도에 관계없이 사계절 안전하게 사용할 수 있는 온풍시스템에 관한 것으로, 온수를 생산하는 전기 축열조; 온수의 열량을 증폭시키는 히트펌프시스템; 및 증폭된 열량을 온풍으로 변환하는 송풍시스템으로 구성되는 것을 특징으로 하며, 토지, 대기 , 지하수 등 환경오염 없이 어느 장소에서나 저비용으로 온풍을 발생할 수 있어 지구온난화 방지에 효과적이며, 주택, 사무실, 병원의 난방, 온실에서 식물재배, 축사에서 가축사육에 효율적으로 사용할 수 있다.

Description

온풍시스템 {Hot Wind System}
본 발명은 히트펌프를 이용한 온풍시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 히트펌프와 축열조를 이용하여 사용 장소의 온도에 관계없이 사계절 안전하게 사용할 수 있는 온풍시스템에 관한 것이다.
종래의 지열 온풍시스템은 도 1과 같이 지열시스템(1)으로부터 얻은 열을 히트펌프(2)를 통해 열교환하여 축열조(3)에 저장한 후, 저장된 온수를 배관(4)을 통해 흐르게 하고, 배관에 송풍기 팬(5)을 설치하여 온풍(6)을 발생시키는 방식을 사용하고 있다. 이러한 지열 온풍시스템은 일정 온도의 열을 히트펌프시스템에 공급함으로써 히트펌프시스템을 안정적으로 작동할 수 있는 장점이 있다. 그러나 지열 온풍 방식은 지중에 열매체유를 흐르게 할 수 있는 지하수 관정을 뚫거나 열교환 시스템을 설치해야 하는 관계로 설치비용이 과다하게 들고 또한 열교환 시 사용하는 열매체유로 인한 지하수 혹은 토양 오염이 발생하는 문제점이 있다.
종래의 전기 온풍시스템은 도 2와 같이 온풍기(7) 내부에 전기히터(8)와 송풍기 팬(9)을 설치한 후, 전기히터(8)에 전기를 통하게 함으로써 전기저항에 의해 발생한 열을 송풍기 팬(9)을 이용해 온풍(10)을 발생시키는 방식을 사용하고 있다. 그러나 전기히터 온풍기는 공기를 태우기 때문에 내부 습도 유지가 어렵고 공기가 탁해지며, 전기 사용료가 많이 발생하는 문제점이 있다.
종래의 유류 온풍시스템은 도 3과 같이 온풍기(11) 내에 설치된 유류점화장치(12)를 통해 유류를 태워 발생한 열을 축열조(13)의 물에 저장한 후, 저장된 온수를 배관(14)을 통해 흐르게 하고, 배관에 송풍기 팬(15)을 설치하여 온풍(16)을 발생시키는 방식을 사용하고 있다. 그러나 유류 온풍 방식은 대기 및 토양 오염을 시키고 연료비가 많이 드는 문제점이 있다.
[문헌1]10-0915701,2009.08.28.
본 발명은 환경오염 없이 저비용으로 온풍을 발생할 수 있는 고효율 히트펌프 온풍시스템을 제공하는데 그 목적이 있다. 특히 외부 온도에 영향을 받지 않는 히트펌프 온풍시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명은 환경오염 없이 저비용으로 온풍을 발생할 수 있는 고효율 히트펌프 온풍시스템에 관한 것으로, 온수를 생산하는 전기 축열조; 온수의 열량을 증폭시키는 히트펌프시스템; 증폭된 열량을 온풍으로 변환하는 송풍시스템을 포함하는 것을 특징으로 한다. 특히, 히트펌프시스템 전단부에 전기 축열조를 설치함으로써 외부온도에 민감하게 작용하는 히트펌프시스템을 외부온도에 관계없이 안정적으로 작동할 수 있다.
본 발명은 토지, 대기 , 지하수 등 환경오염 없이 어느 장소에서나 저비용으로 온풍을 발생할 수 있어 주택, 사무실, 병원의 난방, 온실에서 식물재배, 축사에서 가축사육에 효율적으로 사용할 수 있다.
[도 1]
도 1은 종래의 지열 온풍시스템 단면도.
도 2는 종래의 전기히터 온풍시스템 단면도.
도 3은 종래의 유류 온풍시스템 단면도,
도 4는 본 발명에 의한 히트펌프 온풍시스템 단면도.
본 발명을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 4에 도시된 바와 같이 본 발명은 온수를 생산하는 전기 축열조(17), 온수의 열량을 증폭시키는 히트펌프시스템(18), 증폭된 열량을 온풍으로 변환하는 송풍시스템(19)로 이루어져 있다.
전기 축열조(17)는 물을 저장하는 물탱크(20), 저장된 물을 데우는 전기 히터(21), 온수의 온도를 측정하는 온도센서(22), 물탱크의 수위를 측정하는 저수위센서(23), 온수의 온도와 수위 및 전기를 제어하는 회로가 장착된 제어시스템(24)로 이루어져 있다. 온수는 배관(25) 및 순환펌프(26)를 통해 히트펌프시스템(18)과 연결된다. 전기 축열조에 사용하는 물은 순수한 물을 사용하거나, 겨울철 어는 것을 방지하기 위해 부동액과 물을 혼합하여 사용한다.
히트펌프시스템(18)은 온수-공기 열교환기(27), 압축기(28), 증발기(29), 전기회로 제어시스템(30)으로 이루어져 있다.
송풍시스템(19)은 증발기(29) 후면에 설치된 송풍기(31)와 풍량을 제어하는 제어시스템(32)으로 이루어져 있다.
상기와 같이 구성된 본 발명에 의한 온풍시스템의 작용효과를 살펴보면 다음과 같다.
먼저, 전기 축열조(17)의 물탱크(20)에 물을 가열할 수 있는 저수위까지 채운다. 저수위에 이르면 자동적으로 전기히터(21)에 전기가 인가되어 물이 가열되기 시작한다. 물은 지정된 온도까지 가열되면 제어시스템(24)에 의해 자동적으로 전원이 꺼진다.
물이 지정된 온도까지 올라가면, 히트펌프시스템(18)의 제어시스템(30)에 의해 자동적으로 순환펌프(26)가 작동되고, 동시에 증발기(29)에 설치된 송풍기(31)가 작동하기 시작한다. 이 순간 전기 축열조(17)의 물탱크(20)로부터 배관(25)을 통해 전달된 온수가 히트펌프시스템(18)의 열교환기(27)에서 냉매로 열 교환되고, 열을 얻은 냉매는 압축기(28)에서 고온고압의 기체로 바뀐 후 증발기(29)에 설치된 송풍기(31)를 통해 다시 공기로 열 교환된다. 이 과정에서 열 증폭이 일어난다.
히트펌프시스템(18)의 전기회로 제어시스템(30)은 전기 축열조(17)의 제어시스템(24)와 연동되어 전기 축열조(17)의 온수 온도가 일정 온도 이상이 되면 히트펌프시스템(18) 보호를 위해 자동적으로 전원을 차단한다.
열 교환된 온풍(33)은 주택, 사무실, 온실, 축사 등의 실내(34)로 들어가 실내 온도를 높여준다. 지정된 실내 온도 조건에 따라 송풍시스템(19)의 제어시스템(32)은 송풍기(31)의 풍량을 적합하게 조절한다.
[실시예]
다음 실시 예는 온실에 설치한 히트펌프 온풍시스템에 관한 것이다. 온실은 1000m2 이고, 재배작물은 장미이다. 온풍시스템 설치 지역은 대한민국의 중북부지역이다. 설치된 온풍시스템에서 축열조의 온도는 섭씨 50도로 설정하였고, 온실의 온도는 최저 섭씨 16도 설정하였다. 히트펌프 전기용량은 10kW이다. 온실이 연간 필요로 하는 열량은 약 3억 4천만 kcal이다. 다음은 종래의 유류(경유)와 전기히터온풍시스템, 본 발명의 히트펌프 온풍시스템을 사용한 결과이다.
Figure pat00001
본 실시예로부터 본 발명의 온풍시스템이 저비용 고효율적인 온풍시스템임을 알 수 있다.
본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시 예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 범위 내에 있게 된다.
1 : 지열시스템 2 : 히트펌프
3 : 축열조 4 : 배관
5 : 송풍기 팬 6 : 온풍
7 : 온풍기 8 : 전기히터
9 : 송풍기 팬 10 : 온풍
11 : 온풍기 12 : 유류점화장치
13 : 축열조 14 : 배관
15 : 송풍기 팬 16 : 온풍
17 : 전기 축열조 18 : 히트펌프시스템
19 : 송풍시스템 20 : 물탱크
21 : 전기 히터 22 : 온도센서
23 : 저수위센서 24 : 제어시스템
25 : 배관 26 : 순환펌프
27 : 열교환기 28 : 압축기
29 : 증발기 30 : 제어시스템
31 : 송풍기 32 : 제어시스템
33 : 온풍 34 : 실내

Claims (1)

  1. 사용 장소 및 온도에 관계없이 온풍을 발생하는 온풍시스템에 관한 것으로,
    온수를 생산하는 전기 축열조;
    온수의 열량을 증폭시키는 히트펌프시스템; 및
    증폭된 열량을 온풍으로 변환하는 송풍시스템을 포함하고
    상기 전기 축열조는
    물을 저장하는 물탱크; 저장된 물을 데우는 전기 히터; 온수의 온도를 측정하는 온도센서; 물탱크의 수위를 측정하는 저수위센서; 온수의 온도와 수위 및 전기를 제어하는 회로가 장착된 제어시스템; 물탱크와 히트펌프시스템을 연결하는 배관; 및 온수를 강제적으로 흐르게 하는 순환펌프를 포함하며,
    상기 히트펌프시스템은
    온수-공기 열교환기; 압축기; 증발기; 전자팽창변; 냉매의 온도와 압력을 제어하는 전기회로 제어시스템; 및 이들을 연결하는 배관을 포함하며,
    상기 송풍시스템은
    송풍기; 및 풍량을 제어하는 제어시스템으로 구성되는 것을 특징으로 하는 온풍시스템.
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