KR20120106209A - 합성유계 열매체유를 사용하는 난방장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 합성유계 열매체유를 사용하는 난방장치에 관한 것으로 보다 구체적으로는 단열 구조를 가진 보일러몸체(1)와; 상기 보일러몸체(1) 내부의 구획벽으로 구분되어 다층으로 형성되며, 일측면에는 주입부(201)와 배출부(202)를 형성한 열매체저장부(2)와; 상기 열매체저장부(2) 내부에 설치되는 전기히터(3)와; 상기 열매체저장부(2) 내부에서 지그재그로 설치되며, 양단부는 보일러몸체(1) 외부로 돌출 형성한 열교환파이프(4)를 구비한 구성으로 된 열매체유를 사용하는 난방장치에 있어서,
내부를 망체(5)로 구획하여 상기 망체(5) 하부에 상기 전기히터(3)를 설치하고, 상기 망체(5) 상부에는 축열물질(6)을 적재한 열매체저장부(2)와; 일측면 하부에 송풍기(701)을 설치하고, 상부에 배기덕트(702)를 설치한 송풍챔버(7)와; 상기 열매체저장부(2)와 상기 송풍챔버(7) 내부에 지그재그로 형성된 열교환부(4a, 4b, 4c, 4d)가 배치되도록 설치되어 펌프에 의해 내부 열매체가 순환되는 열교환파이프(4)를 포함하여 구성함으로써 에너지 절감 효과와 난방 지속 성능이 향상되어 경제성이 우수한 효과가 있다.

Description

합성유계 열매체유를 사용하는 난방장치 {Heating apparatus using heat transfer fluid of synthetic oils}
본 발명은 합성유계 열매체유를 사용하는 난방장치에 관한 것으로 보다 구체적으로는 합성유계 열매체유 내부에 축열물질을 혼입함으로써 합성유계 열매체유의 가열속도를 빠르게 함과 동시에 열지속성을 대폭 향상시켜 에너지 절감 효과와 난방 지속 성능이 우수한 합성유계 열매체유를 사용하는 난방장치에 관한 것이다.
일반적으로 건물이나 방 안의 온도를 따뜻하게 하기 위하여 사용되는 난방장치는 화로, 난로, 히터, 벽난로 따위의 직접 난방 장치와 보일러와 같은 간접 난방 장치가 있는데, 직접 난방 장치의 경우에 열손실이 많고, 사용상 불편이 크기 때문에 일반 가정뿐만 아니라, 난방장치를 사용하는 대부분의 장소에는 주로 간접 난방 장치를 사용하고 있는 실정이다.
이러한 간접 난방 장치는 일반적으로 가스나 기름과 같은 연료 또는 전기 히터 등을 이용하여 얻어지는 열원으로 액체의 열매체를 가열하는 보일러와, 상기 보일러에서 가열된 액체가 순환되는 배관으로 구성하여, 상기 배관을 난방이 필요한 방바닥에 시공하는 것이 가장 일반적인 가정용 난방장치의 구성이다.
한편, 최근에는 비닐하우스를 이용하는 4 계절 작물을 재배하는 농가가 늘어나면서 농작물의 성장 조건에 맞는 온도 유지를 위해서 비닐하우스 내부에 난방장치를 사용하는 예가 일반화되었는데, 난방 면적이 넓은 비닐하우스의 특성상 배관을 이용한 난방보다는 온풍을 이용한 난방이 더 많이 실시되고 있는 실정이다.
그런데 종래의 비닐하우스용 난방 장치의 경우에는 보일러를 이용해 액체의 열매체를 가열한 후 이를 배관으로 순환시키면서 송풍기를 이용해 바람을 비닐하우스 내부로 불어서 비닐하우스 내부에 온풍을 공급하였으나, 종래의 보일러에서 사용되는 열매체로서 주로 사용되는 물은 필요한 온도까지 가열하기 위하여 보일러를 가동하는데 따른 에너지 소비량이 많을 뿐만 아니라, 필요한 온도까지 가열된 후에도 열교환 후 빠르게 냉각되기 때문에 에너지 효율성이 낮아서 경제성이 떨어지는 문제점이 있었다.
또한, 외부 온도가 매우 낮은 경우에는 열매체로서 사용되는 물이 얼어버림으로써 보일러를 이용한 난방장치의 사용이 불가능한 문제점도 있었다.
그리하여 최근에는 물보다 비열이 낮아서 필요한 온도까지 가열하는데 따른 에너지 소비량이 물에 비해서 적을 뿐만 아니라, 어는 점이 낮아서 극한 지방에서 쉽게 얼지 않는 열매체유를 사용하는 사례가 늘고 있는 실정이며, 본원 출원인은 「광유계 열매체유와 물을 열매체로 사용하는 복합형 전기보일러」를 2007년에 실용신안 출원하여 등록실용신안 제20-0438737호로 실용신안을 등록받은 바 있다.
그러나 본원 출원인이 선등록 받은 상기 「광유계 열매체유와 물을 열매체로 사용하는 복합형 전기보일러」는 광유계 열매체유를 사용함으로써 사용 시간이 지남에 따라 침전물질이 많이 생기고, 이러한 침전물질이 배관 외면에 흡착되면서 열교환 효율성을 저하시키는 문제점이 있었다.
본 발명은 위와 같은 종래의 문제점을 해소하기 위하여 안출한 것으로서, 본 발명의 목적은 합성유계 열매체유 내부에 축열물질을 혼입함으로써 합성유계 열매체유의 가열속도를 빠르게 함과 동시에 열지속성을 대폭 향상시켜 에너지 절감 효과와 난방 지속 성능을 향상시킨 합성유계 열매체유를 사용하는 난방장치를 제공하는 데 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은,
단열 구조를 가진 보일러몸체(1)와; 상기 보일러몸체(1) 내부의 구획벽으로 구분되어 다층으로 형성되며, 일측면에는 주입부(201)와 배출부(202)를 형성한 열매체저장부(2)와; 상기 열매체저장부(2) 내부에 설치되는 전기히터(3)와; 상기 열매체저장부(2) 내부에서 지그재그로 설치되며, 양단부는 보일러몸체(1) 외부로 돌출 형성한 열교환파이프(4)를 구비한 구성으로 된 열매체유를 사용하는 난방장치에 있어서,
내부를 망체(5)로 구획하여 상기 망체(5) 하부에 상기 전기히터(3)를 설치하고, 상기 망체(5) 상부에는 축열물질(6)을 적재한 열매체저장부(2)와;
일측면 하부에 송풍기(701)를 설치하고, 상부에 배기덕트(702)를 설치한 송풍챔버(7)와;
상기 열매체저장부(2)와 상기 송풍챔버(7) 내부에 지그재그로 형성된 열교환부(4a, 4b, 4c, 4d)가 배치되도록 설치되어 펌프에 의해 내부 열매체가 순환되는 열교환파이프(4)를 포함한 구성이다.
한편, 상기 축열물질(6)은 직경 3~5㎝ 크기의 황토알갱이와, 직경 3~5㎝ 크기의 맥반석 알갱이와, 길이 3~5㎝ 크기의 볏짚을 각각 50:40:10 중량% 비율로 혼합한 후, 그 전체량이 합성유계 열매체유 총량의 20~25 중량% 만큼 투입하는 것을 특징으로 한다.
본 발명은, 합성유계 열매체유를 사용함으로써 광유계 열매체유와 대비할 때 오랜 시간 사용해도 열매체유 고유의 물성을 잃지 않고 뛰어난 성능을 발휘할 수 있을 뿐만 아니라, 운전비용 절감 측면에서도 상당한 효과가 있다.
또한, 본 발명은 합성유계 열매체유 내부에 축열물질을 혼입함으로써 합성유계 열매체유의 가열속도를 빠르게 함과 동시에 열지속성을 대폭 향상시켜 에너지 절감 효과와 난방 지속 성능이 향상되어 경제성이 우수한 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 바람직한 구성을 따른 단면 예시도이다.
이하, 본 발명을 첨부된 도면에 의하여 더욱 상세히 설명하면 다음과 같다.
첨부된 도면들 중에서 동일한 구성 요소들은 가능한 어느 도면에서든지 동일한 부호를 사용하고 있음을 유의해야 하며, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 또는 공지 구성에 대한 상세한 설명은 생략하였음을 미리 밝혀두는 바이다.
먼저, 첨부도면 도 1은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 구성을 나타낸 단면 예시도로서 도면에서 도시한 바와 같이 본 발명은, 단열 구조를 가진 보일러몸체(1)와; 상기 보일러몸체(1) 내부의 구획벽으로 구분되어 다층으로 형성되며, 일측면에는 주입부(201)와 배출부(202)를 형성한 열매체저장부(2)와; 상기 열매체저장부(2) 내부에 설치되는 전기히터(3)와; 일측면 하부에 송풍기(701)를 설치하고, 상부에 배기덕트(702)를 설치한 송풍챔버(7)와; 상기 열매체저장부(2)와 상기 송풍챔버(7) 내부에 지그재그로 형성된 열교환부(4a, 4b, 4c, 4d)가 배치되도록 설치되어 펌프에 의해 내부 열매체가 순환되는 열교환파이프(4)로 구성되는데, 주요 구성부를 보다 구체적으로 설명하면 다음과 같다.
본 발명의 보일러몸체(1)는 내부에 형성된 열매체저장부(2)가 전기히터(3)에 의해 가열된 상태에서 외부 온도가 보일러몸체(1)의 내부로 직접 전달되어 가열된 열매체유가 빠르게 냉각되거나, 고온으로 가열된 열매체유의 열이 보일러몸체(1)의 외표면에 직접 전달되는 것을 방지하기 위하여 내부에 단열재를 충진한 이중벽 구조로 형성하는 것이 바람직할 것이다.
보일러몸체(1) 내부의 구획벽으로 구분되어 다층으로 형성되는 열매체저장부(2)는 그 내부에 열매체유를 공급할 수 있도록 일측면에 주입부(201)를 형성함과 동시에, 내부에 공급된 열매체유를 배출할 수 있도록 일측면에 배출부(202)를 형성하며, 상기 주입부(201)와 배출부(202)에는 각각 개폐밸브(201a, 202a)를 설치하여 공급과 배출을 제어할 수 있도록 하는 것이 바람직할 것이다.
아울러, 상기 열매체저장부(2) 내부는 망체(5)를 이용해 상부와 하부 공간으로 구획하여, 망체(5)의 하부 공간에는 전기히터(3)를 설치하고, 망체(5) 상부에는 축열물질(6)을 적재하게 된다.
따라서 축열물질(6)이 전기히터(3)가 설치된 망체(5) 하부 공간으로 유입되는 것을 최소화함으로써 전기히터(3)의 표면에 이물질이 흡착되면서 전기히터(3)의 가열성능이 저하되는 것을 방지할 수 있게 된다.
또한, 망체(5)를 이용해 열매체저장부(2)의 내부 공간을 상?하로 구분함으로써 열매체저장부(2) 내부에 열매체유를 공급하게 되면 액상의 열매체유는 망체(5)를 투과하기 때문에 망체(5)에 의한 공간 구분에도 불구하고 열매체저장부(2) 내부에 공급된 열매체유 전체를 한꺼번에 가열할 수 있게 된다.
한편, 상기 망체(5)의 상부에 적재되는 축열물질(6)은 직경 3~5㎝ 크기의 황토알갱이와, 직경 3~5㎝ 크기의 맥반석 알갱이와, 길이 3~5㎝ 크기의 볏짚을 각각 50:40:10 중량% 비율로 혼합한 후, 그 전체량이 합성유계 열매체유 총량의 20~25 중량% 만큼 투입하게 된다.
이처럼 축열물질(6)을 망체(5) 상부에 적재하게 되면 전기히터(3)에 의해 열매체유가 설정된 온도까지 가열되는 과정에서 가열속도가 향상되어 더욱 빠른 시간 내에 설정된 온도까지 가열이 이루어지기 때문에 전기히터(3)의 사용 시간을 단축할 수 있게 되어 전기히터(3)의 사용에 따른 에너지사용량을 감소시킬 수 있게 된다.
한편, 상기와 같이 전기히터(3)를 이용해 열매체저장부(2) 내부에 공급된 열매체유를 가열하는 과정에서 과열을 방지하기 위해서는 열매체저장부(2)의 일측 면에 온도센서(203)를 설치하는 것이 바람직할 것이다.
아울러, 상기와 같이 열매체유가 가열되는 과정에서 열매체유의 부피가 팽창하거나, 휘발성 가스의 발생으로 인해 열매체저장부(2)의 내부 압력이 급격히 상승하는 것을 방지하기 위해서 열매체저장부(2)의 일측 면에는 팽창되어 넘치는 열매체유나 휘발성 가스가 바로 배출될 수 있도록 범람관(204)을 설치하는 것이 바람직할 것이다.
보일러몸체(1)와 별도로 분리된 송풍챔버(7)는 일측면 하부에 송풍기(701)를 설치하고, 상부에 배기덕트(702)를 설치하여 송풍기(701)를 통해 송풍챔버(7) 내부로 바람을 공급하면 그 바람이 배기덕트(702)를 통해 배출되도록 구성된다.
한편, 상기 열매체저장부(2)와 상기 송풍챔버(7) 내부에는 지그재그로 형성된 열교환부(4a, 4b, 4c, 4d)가 배치되도록 설치되어 펌프에 의해 내부의 열매체가 순환되도록 열교환파이프(4)를 설치하게 된다.
따라서 열교환파이프(4) 내부의 열매체가 펌프에 의해 순환되는 과정에서 열매체저장부(2)의 열교환부(4a, 4b, 4c)를 통과하게 되면 전기히터(3)에 의해 가열된 합성유계 열매체유에 의해 가열된 후 송풍챔버(7)의 내부에 형성된 열교환부(4d)로 이동하게 된다.
이때, 송풍챔버(7)의 송풍기(701)가 송풍챔버(7) 내부로 바람을 공급하면 송풍챔버(7) 내부에 위치한 열교환파이프(4)의 열교환부(4d)에서 열교환이 이루어지면서 송풍챔버(7)의 배기덕트(702)로 온풍이 배출되기 때문에 온풍을 이용한 난방이 가능케 된다.
그리하여 송풍챔버(7)내에서 열교환이 이루어진 열교환파이프(4)의 열매체는 다시 보일러몸체(1)로 이동하여 열교환이 이루어지는 과정을 반복적으로 수행함으로써 열매체유를 이용한 난방이 가능케 되는 것이다.
이상에서는 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 상술한 특정의 실시 예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형 실시나 응용이 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형 실시나 응용 예는 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해돼서는 안 될 것이다.
1: 보일러몸체 2: 열매체저장부
201: 주입부 202: 배출부
201a, 202a: 개폐밸브 203: 온도센서
204: 범람관 3: 전기히터
4: 열교환파이프 4a, 4b, 4c, 4d: 열교환부
5: 망체 6: 축열물질
7: 송풍챔버 701: 송풍기
702: 배기덕트

Claims (2)

  1. 단열 구조를 가진 보일러몸체(1)와; 상기 보일러몸체(1) 내부의 구획벽으로 구분되어 다층으로 형성되며, 일측면에는 주입부(201)와 배출부(202)를 형성한 열매체저장부(2)와; 상기 열매체저장부(2) 내부에 설치되는 전기히터(3)와; 상기 열매체저장부(2) 내부에서 지그재그로 설치되며, 양단부는 보일러몸체(1) 외부로 돌출 형성한 열교환파이프(4)를 구비한 구성으로 된 열매체유를 사용하는 난방장치에 있어서,
    내부를 망체(5)로 구획하여 상기 망체(5) 하부에 상기 전기히터(3)를 설치하고, 상기 망체(5) 상부에는 축열물질(6)을 적재한 열매체저장부(2)와;
    일측면 하부에 송풍기(701)을 설치하고, 상부에 배기덕트(702)를 설치한 송풍챔버(7)와;
    상기 열매체저장부(2)와 상기 송풍챔버(7) 내부에 지그재그로 형성된 열교환부(4a, 4b, 4c, 4d)가 배치되도록 설치되어 펌프에 의해 내부 열매체가 순환되는 열교환파이프(4)를 포함한 구성으로 된 합성유계 열매체유를 사용하는 난방장치.
  2. 청구항 1에 있어서, 상기 축열물질(6)은 직경 3~5㎝ 크기의 황토알갱이와, 직경 3~5㎝ 크기의 맥반석 알갱이와, 길이 3~5㎝ 크기의 볏짚을 각각 50:40:10 중량% 비율로 혼합한 후, 그 전체량이 합성유계 열매체유 총량의 20~25 중량% 만큼 투입하는 것을 포함하는 합성유계 열매체유를 사용하는 난방장치.
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