KR20120016682A - 에너지 효율을 개선하기 위한 온수 장치 - Google Patents

에너지 효율을 개선하기 위한 온수 장치 Download PDF

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Abstract

여기에 개시된 에너지 효율을 개선하기 위한 온수 장치는 온수통; 상기 온수통의 외측 하부에 부착되고, 상기 온수통 내부의 물을 가열시키는 발열체; 상기 온수통의 외측 및 상기 발열체의 외측에 씌어지는 외측 단열재; 및 상기 외측 단열재를 덮는 커버를 포함한다.

Description

에너지 효율을 개선하기 위한 온수 장치{warm water apparatus for improving energy efficiency}
본 발명은 온수 장치에 관한 것으로, 좀 더 구체적으로는 에너지 효율을 개선하기 위한 온수 장치에 관한 것이다.
지구 온난화 및 전력 소모량에 대한 관심이 높아지는 가운데 매년 마다 에너지 효율에 대한 기준이 높아지고 있으나 이를 만족할 수 있는 냉온수기는 제작이 쉽지 않은 상태이다.
일반적으로, 냉온수기(또는 냉온 정수기)는 온수를 발생하기 위해 밴드 히터 또는 씨즈 히터 방식을 사용한다.
밴드 히터 방식은 온수를 발생시키기 위한 밴드히터(이하, 발열체라 칭함)를 온수통 외벽에 감싸주어 장착한다. 발열체는 고온을 발생시키고, 발생 된 고온의 열은 온수통 외벽을 통해 내부에 전달되며, 이때 온수통 내부의 물이 가열된다.
씨즈 히터 방식은 꽈배기 모양의 발열체를 온수통 내부에 장착하는 방식이다. 온수통 내부에 구비된 발열체는 열을 발생시키며, 발열체와 접촉된 물에 열이 전달되어 물이 가열된다.
열 손실은 온수통의 외벽에서 발생 되며, 밴드히터 방식의 경우 온수통의 외벽에 감싸진 발열체에서도 발생 된다. 따라서 상당량의 열손실이 발생하게 되므로 열 효율이 떨어지는 문제점이 있다.
이러한 열손실을 방지하기 위해, 일반적으로 온수통 외벽에 불연 보온재, EPS(Expanded poly styrene) 또는 EPP(Expanded poly propylene)등이 감싸지게 된다. EPS(발포 폴리 스티렌)는 스티로폼으로 단열재로 사용되며, EPP(발포 폴리 프로필렌) 역시 단열재로 사용된다.
밴드히터방식에서 불연 보온재, EPS, 또는 EPP등의 단열재(이하, 일반 단열재라 칭함)이 사용되는 경우, 이러한 일반 단열재는 발열체에도 감싸지게 된다. 이러한 경우 외부의 물 접촉에 의해 일반 단열재는 변형될 수 있고, 이러한 변형으로 인해 열효율이 떨어지는 문제점이 발생 된다.
또한, 온수기에서 온수가 발생 될 경우, 발열체에서 발생된 열에 의해 발열체에 접촉되어 있는 일반 단열재는 변형, 변색에 의해 열효율이 떨어지거나 화재의 염려가 있으며, 시간의 경과에 따른 변형도 발생하게 된다. 밴드 히터 방식의 경우, 발열체에는 500도 이상의 열이 발생할 수 있으며, 일반 단열제는 이러한 고온에서 변형될 수 있다.
씨즈 히터 방식의 경우, 일반 단열재는 온수통에 감싸지게 되며, 물이 없는 상태에서 냉온수기를 동작시키는 경우 안전장치(예를 들면, 수동바이메탈이중안전장치)가 작동될 때까지 고온이 온수통에 형성된다. 따라서, 일반 단열재의 변형, 변색에 의해 열효율이 떨어지거나 화재의 염려가 있으며, 시간의 경과에 따른 변형도 발생하게 된다. 역시, 외부의 물 접촉에 의해 일반 단열재가 변형될 수 있으며, 이러한 변형으로 인해 열효율이 떨어질 수 있다.
본 발명의 목적은 에너지 효율을 개선하기 위한 온수 장치를 제공하는데 있다.
상술한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 의하면, 온수 장치는 온수통, 상기 온수통의 외측 하부에 부착되고, 상기 온수통 내부의 물을 가열시키는 발열체, 상기 온수통의 외측 및 상기 발열체의 외측에 씌어지는 외측 단열재, 및 상기 외측 단열재를 덮는 커버를 포함하는 것을 특징으로 한다.
이 실시 예에 있어서, 상기 외측 단열제는 슈퍼 울로 구성된다.
이 실시 예에 있어서, 상기 온수통 상부에 씌어지는 상부 단열재, 및 상기 온수통 하부에 씌어지는 하부 단열재를 더 포함하고, 상기 외측 단열재와 상기 상부 단열재 및 상기 하부 단열재는 상기 커버에 의해 고정된다.
이 실시 예에 있어서, 상기 하부 단열재는 슈퍼울로 구성된다.
이 실시 예에 있어서, 상기 상부 단열재는 슈퍼울로 구성된다.
이 실시 예에 있어서, 상기 커버는 상부 및 하부에 내측으로 뻗어 있는 톱니 모양의 고정틀을 포함한다.
이 실시 예에 있어서, 상기 고정틀은 상기 상부 단열재의 상단부 및 상기 하부 단열재의 하단부에 접촉되어, 상기 외측 단열재와 상기 상부 및 하부 단열재를 고정한다.
본 발명에 따른 온수 장치는 열 손실을 줄일 수 있으므로, 에너지 효율을 개선 시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 온수 장치의 구조를 도시한 도면이다.
도 2는 도 1에 도시된 온수통에 발열체가 결합된 구조를 보인 사시도 이다.
도 3은 도 1에 도시된 온수통에 외측 단열재, 상부 단열재, 및 하부 단열제가 결합된 구조를 보인 사시도 이다.
도 4는 도 1에 도시된 온수통에 커버가 결합된 구조를 보인 사시도 이다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 온수 장치의 단면도를 도시한 도면이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예에 대하여 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 온수 장치의 구조를 도시한 도면이다.
도 1에 도시된 온수 장치(100)는 밴드 히터 방식이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 온수 장치(100)는 온수통(110), 입수 파이프(111), 입수 니플(112), 출수 파이프(113), 출수 니플(114), 밴드 타입의 발열체(120)(또는, 히터), 외측 단열재(130), 하부 단열재(140), 상부 단열재(150), 및 커버(160)를 포함한다.
입수 파이프(111) 및 출수 파이프(113)의 일 측면은 각각 온수통(110)의 상부에 연결된다. 입수 파이프(111)의 다른 측면은 입수 니플(112)을 통해 물을 공급받는 구성(미 도시됨)에 연결되고, 출수 파이프(113)의 다른 측면은 출수 니플(114)을 통해 온수를 배출하는 구성(미 도시됨)에 연결된다. 배출 파이프(115)는 온수통(110)의 하부에 연결된다.
발열체(120)는 온수통(110)의 외측 하부에 부착된다. 외측 단열재(130)는 온수통(110)의 외측에 씌어진다. 하부 단열재(140)는 온수통(110)의 하부에 씌어짖고, 상부 단열재(150)는 온수통(110)의 상부에 씌어진다.
커버(160)는 중심에 원통형의 홀을 갖는 원통형으로 구성되고, 상부 및 하부에 내측으로 뻗어 있는 톱니 모양의 고정틀(161)을 포함한다. 커버(160)는 외측 단열재(130)를 덮고, 외측 단열재(130)와 하부 단열재(140) 및 상부 단열재(150)를 고정한다. 커버(160)의 재질은 GL(유리)이거나, 금속 재질로서 GI(냉연아연도금 또는 용융아연도금강판) 또는 스테인레스등으로 구성될 수 있다.
외측 단열재(130) 및 하부 단열재(140)는 슈퍼 울(super wool) 단열재(이하, 슈퍼 울이라 한다)로 구성된다. 상부 단열재(150)는 슈퍼울 또는 일반 단열재 중 어느 하나로 구성될 수 있다. 슈퍼 울 또는 일반 단열재는 일정한 형태가 있는 것은 아니며, 본 발명의 실시 예에 따라 온수통(110)의 외측, 상부, 및 하부에 감싸지도록 하기 위한 형태로 도시하였다. 즉, 외측 단열재(130)는 중심에 원통형의 홀을 갖는 원통형으로 구성되도록 도시하였으며, 상부 단열재(150) 및 하부 단열재(140)는 얇은 원통형으로 구성되도록 도시 하였다.
슈퍼 울은 친환경 소재로서 발암물질이 없어 인체에 무해하며, 단열 성능이 기존의 단열재에 보다 뛰어나다. 또한, 슈퍼 울은 기존의 단열재보다 가볍고 강도도 높으며, 불연 보온재로서 기존의 단열재보다 열에 가장 잘 견디는 성질을 갖는다.
도 2는 도 1에 도시된 온수통에 발열체가 결합된 구조를 보인 사시도 이다.
도 2를 참조하면, 발열체(120)는 온수통(110)의 외측의 하부에 부착된다. 온수통(110)의 외측의 하부에 부착된 발열체(120)는 고온을 발생시킨다. 발생 된 고온의 열은 온수통(110)의 외벽을 통해 내부에 전달되며, 이때, 온수통(110) 내부의 물이 가열된다. 따라서, 입수 파이프(111)를 통해 온수통(110)에 공급된 물은 발열체(120)에 의해 가열되고, 가열된 온수는 출수 파이프(113)를 통해 외부에 공급된다.
도 3은 도 1에 도시된 온수통에 외측 단열재, 상부 단열재, 및 하부 단열제가 결합된 구조를 보인 사시도 이다.
도 3을 참조하면, 외측 단열재(130)는 온수통(110)의 외측 및 발열체(120)의 외측에 씌어 진다. 온수통(110) 상부에는 상부 단열재(150)가 씌어 지며, 온수통(110) 하부에는 하부 단열재(140)가 씌어 진다.
슈퍼 울의 경우, 기존의 단열재보다 열에 가장 잘 견디는 성질을 갖으므로 발열체(120)에서 발생된 열에 의한 단열재의 변형을 줄일 수 있다. 따라서, 외측 단열재(130)는 발열체(120)에서 발생된 열에 의한 단열재의 변형을 줄이기 위해 슈퍼울을 사용한다. 외측 단열재(130)로서 슈퍼울이 사용되므로, 단열재 변형에 의한 열효율이 떨어지는 것이 방지될 수 있다.
발열체(120)는 온수통(110)의 외측 하부에 부착되므로, 발열체(120)와 인접한 하부 단열재(140)는 발열체(120)에서 발생한 고온에 의한 변형을 방지하기 위해 슈퍼 울을 사용한다.
상부 단열재(150)는 상대적으로 발열체(120)와 떨어져 있으므로, 열에 의한 변형 및 열 손실이 크지 않다. 따라서, 상부 단열재(150)로 슈퍼 울이 사용될 수도 있으나, 이보다 가격이 저렴한 일반 단열재가 사용될 수도 있을 것이다.
도 4는 도 1에 도시된 온수통에 커버가 결합된 구조를 보인 사시도 이고, 도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 온수 장치 단면도를 도시한 도면이다.
도 4 및 도 5를 참조하면, 발열체(120)가 부착된 온수통(110)의 외측에 외측 단열재(130), 상부에 상부 단열재(150), 및 하부에 하부 단열재(140)가 씌어진 상태에서 커버(160)가 외측 단열재(130)를 덮는다.
커버(160)의 상 하부에 구성된 톱니 모양의 고정틀(161)은 각각 상부 단열재(150)의 상단부 및 하부 단열재(140)의 하단부에 접촉되어, 외측 단열재(130)와 상부 및 하부 단열재(150,140)를 고정한다. 이러한 구성에 의해, 상부 단열재(150) 및 하부 단열재(140)의 이탈이 방지될 수 있다.
외측 단열재(130)를 덮는 커버(140)로 인해 외측 단열재(130)에 외부의 물 접촉이 차단되므로, 물 접촉으로 인한 외측 단열재(130)의 변형이 방지될 수 있다. 따라서, 단열재 변형에 의한 열효율이 떨어지는 것을 방지할 수 있다.
또한, 슈퍼 울의 경우, 일반 단열재보다 높은 단열 성능을 갖으므로, 외측 단열재(130)에 의해, 내부에서 발생한 열이 커버(160) 까지 전달되지 않을 것이다. 따라서, 온수통(110)의 외벽 및 온수통(110)의 외벽에 감싸진 발열체(120)에서 발생하는 열 손실을 줄일 수 있을 것이다.
결과적으로, 본 발명에 따른 온수 장치(100)는 외측 단열재(130)로 슈퍼울을 사용하고, 외측 단열재(130)를 커버(160)로 덮는 구성을 가지므로, 외부의 물 접촉 및 내부의 열에 의한 단열재의 변형을 방지할 수 있고, 열 손실을 줄일 수 있다. 또한, 상부 단열재(150) 및 하부 단열재(140)로 슈퍼울을 사용하므로, 열에 의한 단열재의 변형을 방지할 수 있고, 열 손실을 줄일 수 있다. 따라서, 본 발명에 따른 온수 장치(100)는 에너지 효율을 개선 시킬 수 있다.
본 발명에 따른 온수 장치(100)의 구성은 밴드 히터 방식으로 설명되어 있으나, 씨즈 히터 방식에도 적용될 수 있을 것이다.
이상에서와 같이 도면과 명세서에서 최적의 실시 예가 개시되었다. 여기서 특정한 용어들이 사용되었으나, 이는 단지 본 발명을 설명하기 위한 목적에서 사용된 것이지 의미 한정이나 특허청구범위에 기재된 본 발명의 범위를 제한하기 위하여 사용된 것은 아니다. 그러므로 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시 예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.
100: 온수 장치 110: 온수통
111: 입수 파이프 112: 입수 니플
113: 출수 파이프 114: 출수 니플
115: 배출 파이프 120: 발열체
130: 외측 단열재 140: 하부 단열재
150: 상부 단열재 160: 커버
161: 고정틀

Claims (7)

  1. 온수통;
    상기 온수통의 외측 하부에 부착되고, 상기 온수통 내부의 물을 가열시키는 발열체;
    상기 온수통의 외측 및 상기 발열체의 외측에 씌어지는 외측 단열재; 및
    상기 외측 단열재를 덮는 커버를 포함하는 것을 특징으로 하는 온수장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 외측 단열제는 슈퍼 울로 구성되는 것을 특징으로 하는 온수장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 온수통 상부에 씌어지는 상부 단열재; 및
    상기 온수통 하부에 씌어지는 하부 단열재를 더 포함하고,
    상기 외측 단열재와 상기 상부 단열재 및 상기 하부 단열재는 상기 커버에 의해 고정되는 것을 특징으로 하는 온수장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 하부 단열재는 슈퍼울로 구성되는 것을 특징으로 하는 온수 장치.
  5. 제 3 항에 있어서,
    상기 상부 단열재는 슈퍼울로 구성되는 것을 특징으로 하는 온수 장치.
  6. 제 3 항에 있어서,
    상기 커버는 상부 및 하부에 내측으로 뻗어 있는 톱니 모양의 고정틀을 포함하는 것을 특징으로 하는 온수 장치.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 고정틀은 상기 상부 단열재의 상단부 및 상기 하부 단열재의 하단부에 접촉되어, 상기 외측 단열재와 상기 상부 및 하부 단열재를 고정하는 것을 특징으로 하는 온수 장치.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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