KR20130092254A - 공기 가열식 난방장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 공기 가열식 난방장치에 관한 것으로 더욱 구체적으로는 상부가 개방된 상자형으로 구성되어 모든 벽체를 보온 단열재로 구성하고, 개방된 상부의 상단면에는 나사체결부(101)를 형성하여 보온 단열재로 된 커버(2)를 나사 결합하며, 좌우 양 측면에는 파이프연결부(102)를 형성하고, 내부에는 내부 공기를 가열하는 전기히터(3)와, 내부 온도를 감지하는 온도센서(4)를 설치한 구성으로 된 히터케이스(1)와; 히터케이스(1)의 파이프연결부(102)에 양단부를 각각 연결하여 히터케이스(1) 내부에 연통되게 하고, 난방장치를 설치하고자 하는 건축물의 실내 바닥면 전체에 걸쳐서 균일하게 매설되는 난방재와; 히터케이스(1) 내부에 설치된 전기히터(3)와 전선으로 연결되어 전기히터(3)의 작동을 제어하는 컨트롤러(6)로 구성함으로써 난방장치 가동에 따른 에너지 소비를 절감할 수 있을 뿐만 아니라, 장치의 구성이 간소하여 시설비가 저렴하고, 물을 사용하지 않기 때문에 누수에 따른 부작용이 전혀 없는 효과가 있다.

Description

공기 가열식 난방장치{Heated air heaters}

본 발명은 공기 가열식 난방장치에 관한 것으로 더욱 구체적으로는 주택용 난방장치로 주로 사용되는 난방재를 공기로 가열하여 가열된 공기에 의해 데워진 난방재에 의한 복사열을 이용해 난방을 할 수 있도록 한 것이다.

통상적으로 열 이동의 세가지 메카니즘은 전도, 대류, 복사이며, 이 중 복사열을 이용한 난방법이 복사난방입니다.

복사열을 이용해서 난방을 하는 방식은 주로 벽·바닥·천장 등에 매설한 관(管) 속에 온수나 증기를 통하거나, 매설한 덕트 내에 온풍을 보내거나, 또는 전열선(電熱線)을 매설하거나 해서, 그 표면온도를 높여주는 것으로서, 우리나라의 온돌도 복사난방의 대표적인 예라 할 수 있다.

이러한 복사난방의 장점은 ① 인체의 표면이 방열면에서 직접 열복사를 받는다. ② 실온이 낮아도 난방효과가 있다. ③ 열복사는 상당히 높은 천장에서 바닥까지 도달하므로 보통 난방으로는 거의 불가능한 천장이 높은 방의 난방이 가능하다. ④ 복사난방은 높이에 따른 실온의 변화가 적으므로 보통난방일 경우에 나타나는 두열족한(頭熱足寒)의 결점이 없고, 바닥복사난방일 때는 두한족열(頭寒足熱)의 인체 보온 원칙에 합당하므로 쾌적한 환경을 만들 수 있다는 점 등이 있다.

한편, 복사난방은 크게 두 가지로 구분할 수 있는데, ① 구조복사난방으로서 바닥·벽·천장 등 건물구조체 내부에 온수관 등을 매입해서 넓은 저온도의 방열면을 구성하는 방식(우리나라의 온돌방이나 외국의 페치카 등)과, ② 고온 패널식 복사난방으로서 천장면에 반사판이 달린 전열기·가스방열기 또는 증기 패널 등 고온의 방열기를 설치하는 방식으로서 천장이 특히 높은 방에 적합하며, 실내공기가 더워지기 전에 열복사에 의한 난방효과를 볼 수 있다.

위와 같은 복사난방방식 중에서 우리나라는 구조복사난방 방식을 주로 사용하는데 특히, '온수난방'은 우리나라 주택에서 가장 많이 쓰는 것으로 건축물의 실내 바닥면 전체에 걸쳐서 온수가 지나가는 30mm 내외의 난방파이프(5)와 같은 난방재를 30cm 정도의 간격으로 깔고 그 위에 모르타르 미장을 하고 장판이나 마루판 등 실내마감재로 마감하게 된다.

이러한 온수난방은 온수를 열매(熱媒)로 한 난방 방식으로서 보일러에서 열원인 물을 대열(帶熱)시켜 이것을 실내의 방열기(放熱器)에 보내어 난방시키게 되며, 방열기를 돌아온 물은 다시 대열되어 난방기구(暖房機構)를 순환함으로써 난방이 이루어지게 되는데, 보통 일반 가정에서는 60~80℃의 온수를 사용하게 되며, 지역난방과 같은 대규모 난방의 경우는 100℃ 이상 고압의 고온수를 사용하게 된다.

그러나 온수를 이용한 종래의 온수난방은 ① 장치의 보유수량(保有水量)이 크므로, 예열(豫熱)하는 데 많은 시간이 소요되고, 그로 인해 에너지소비가 늘어나 난방비가 증가할 뿐만 아니라, ② 고압고온수로 어떤 이유로 인하여 누출하였을 경우, 증기로 변하여 안전사고의 위험이 크며, ③ 급수처리(給水處理) 시설을 필요로 함으로써 설비비가 증가하고, ④ 온수용 주철제 보일러는 사용압력에 제한이 있으므로 고층 건물 등에는 사용이 부적합한 문제점 등이 있었다.

본 발명은 위와 같은 종래의 문제점을 해소하기 위하여 안출한 것으로서 본 발명의 목적은 우리나라에서 가장 선호하는 난방 방식인 구조복사난방 방식에 있어서 건축물의 실내 바닥면 전체에 걸쳐서 매설되는 난방재 내부의 공기를 가열하여 난방이 이루어지도록 함으로써 난방장치 가동에 따른 에너지 소비를 줄일 수 있도록 한 공기 가열식 난방장치를 제공하는 데 있다.

상부가 개방된 상자형으로 구성되어 모든 벽체를 보온 단열재로 구성하고, 개방된 상부의 상단면에는 나사체결부(101)를 형성하여 보온 단열재로 된 커버(2)를 나사 결합하며, 좌우 양 측면에는 파이프연결부(102)를 형성하고, 내부에는 내부 공기를 가열하는 전기히터(3)와, 내부 온도를 감지하는 온도센서(4)를 설치한 구성으로 된 히터케이스(1)와;

히터케이스(1)의 파이프연결부(102)에 양단부를 각각 연결하여 히터케이스(1) 내부에 연통되게 하고, 난방장치를 설치하고자 하는 건축물의 실내 바닥면 전체에 걸쳐서 균일하게 매설되는 난방재와;

히터케이스(1) 내부에 설치된 전기히터(3)와 전선으로 연결되어 전기히터(3)의 작동을 제어하는 컨트롤러(6)로 구성된다.

한편, 난방재는 합성수지재로 된 엑셀파이프 또는 동파이프를 선택적으로 사용하여 건축물의 실내 바닥면 전체에 걸쳐서 지그재그로 매설하는 것을 포함한다.

또한, 난방재는 합성수지재나 금속재 판으로 되어 사방으로 연통된 공기통로(501)를 내부에 형성하고, 각 공기통로(501)의 입구에는 연결포트(502)를 형성한 가열판(5a)을 일정한 간격으로 배치하여 히터케이스(1)의 파이프연결부(102)와 연결관(503)으로 연결하는 것을 포함한다.

본 발명은 건축물의 실내 바닥면 전체에 걸쳐서 매설되는 난방재 내부의 공기를 가열하여 난방이 이루어지도록 함으로써 난방장치 가동에 따른 에너지 소비를 절감할 수 있는 효과가 있다.

또한, 장치의 구성이 간소하여 시설비가 저렴할 뿐만 아니라, 물을 사용하지 않기 때문에 누수에 따른 부작용이 전혀 없는 효과도 얻을 수 있다.

도 1은 본 발명의 주요 구성을 나타낸 평면 단면 예시도
도 2는 본 발명의 시공 상태를 나타낸 정면 단면 예시도
도 3은 본 발명의 난방재 시공 상태를 나타낸 평면 예시도
도 4는 본 발명의 또 다른 난방재를 나타낸 예시도
도 5는 본 발명의 또 다른 난방재 시공 상태를 나타낸 평면 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.

첨부도면 도 1 내지 도 5에서 도시한 바와 같이 본 발명은 전기히터(3)에 의해 내부 공기의 가열이 이루어지는 히터케이스(1)와, 히터케이스(1)에서 가열된 공기의 열을 전달받아 건축물 실내 바닥의 난방이 이루어지게 하는 난방재와, 히터케이스(1) 내부에 설치된 전기히터(3)의 작동을 제어하는 컨트롤러(6)로 구성되는데 더욱 구체적으로 설명하면 다음과 같다.

먼저, 본 발명의 히터케이스(1)는 상부가 개방된 상자형으로 구성하되, 모든 벽체를 보온 단열재로 구성하게 된다.

또한, 개방된 상부의 상단면에는 나사체결부(101)를 형성하여 보온 단열재로 된 커버(2)를 히터케이스(1)의 개방된 상부에 덮어서 나사 결합함으로써 히터케이스(1)의 내부를 밀폐시키게 된다.

또한, 히터케이스(1) 내부에는 히터케이스(1) 내부 공기를 가열하는 전기히터(3)와, 히터케이스(1)의 내부 온도를 감지하는 감지센서를 설치하게 된다.

따라서 전기히터(3)를 이용해 히터케이스(1) 내부를 가열하면, 히터케이스(1) 내부 공기가 가열되는데, 개방된 상부가 커버(2)로 밀폐된 히터케이스(1)는 모든 벽체가 보온 단열재로 구성되기 때문에 히터케이스(1) 내부 공기가 가열되는 과정에서 열손실을 최소화함으로써 히터케이스(1) 내부 공기를 효율적으로 가열할 수 있게 된다.

한편, 히터케이스(1)의 좌우 양측에는 파이프연결부(102)를 형성하여 이 파이프연결부(102)에 난방재를 연결하여 매설함으로써 히터케이스(1) 내부와 난방재 내부는 서로 연통된다.

따라서 위와 같이 전기히터(3)에 히터케이스(1) 내부 공기가 가열되면, 대류 현상에 의해 히터케이스(1)의 좌우 양측에 연결된 난방재 내부 공기가 함께 가열된 후 난방재를 통해 열의 복사가 이루어지게 된다.

그리하여 난방재를 통해 열의 복사가 이루어지면, 난방재가 매설된 건축물의 실내 바닥을 가열함으로써 건축물의 실내 난방이 이루어지게 되는데, 효율적인 실내 난방을 위해서는 첨부도면 도 3에서 도시한 바와 같이 난방재를 건축물의 실내 바닥면 전체에 걸쳐서 균일하게 매설하는 것이 바람직할 것이다.

한편, 난방재는 일반적으로 건축물의 실내 바닥 난방을 위하여 가장 많이 사용하는 합성수지재로 된 엑셀파이프나 동으로 된 동파이프와 같은 난방파이프(5)를 선택적으로 사용할 수 있으나, 이에 한정하는 것은 아님을 미리 밝혀두는 바이다.

즉, 시공 환경에 따른 사용자의 선택이나, 열전도와 같은 시공 조건을 고려하여, 스틸파이프나, 스테인리스 스틸파이프와 같은 다양한 소재의 난방파이프(5)를 사용할 수 있음은 당연하다 할 것이다.

또한, 첨부도면 도 4 내지 도 5는 본 발명의 또 다른 실시 예를 나타낸 것으로서 첨부도면 도 4에서 도시한 바와 같이 본 발명의 또 다른 난방재는 합성수지재나 금속재 판으로 되어 사방으로 연통된 공기통로(501)를 내부에 형성하고, 각 공기통로(501)의 입구에는 연결포트(502)를 형성한 가열판(5a)으로 구성된다.

그리하여 이 가열판(5a)을 건축물의 실내 바닥면 전체에 걸쳐서 일정 간격으로 균일하게 배치하여 각 가열판(5a)의 연결포트(502)를 연결관(503)으로 연결하고, 히터케이스(1)의 파이프연결부(102)를 가열판(5a)의 연결포트(502)와 연결관(503)으로 연결하여 매설함으로써 히터케이스(1) 내부의 가열된 공기가 연결관(503)을 통해 가열판(5a)의 공기통로(501) 내부로 대류하면서 가열판(5a)을 가열하게 되고, 가열된 가열판(5a)을 통해 복사가 이루어짐으로써 건축물의 실내 바닥을 가열하여 건축물의 실내 난방이 이루어지게 되는 것이다.

한편, 본 발명의 히터케이스(1) 내부에 설치된 전기히터(3)는 건축물의 내벽에 설치되어 히터케이스(1)와 전선으로 연결되는 컨트롤러(6)에 의해 가동시간을 제어할 수 있을 뿐만 아니라, 히터케이스(1) 내부에 설치된 온도센서(4)를 이용해 히터케이스(1) 내부 온도를 측정함으로써 원하는 온도에 따라서 전기히터(3)의 작동을 제어할 수 있게 된다.

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: 히터케이스 101: 나사체결부
102: 파이프연결부 2: 커버
3: 전기히터 4: 온도센서
5: 난방파이프 5a: 가열판
501: 공기통로 502: 연결포트
503: 연결관 6: 컨트롤러

Claims (3)

1. 상부가 개방된 상자형으로 구성되어 모든 벽체를 보온 단열재로 구성하고, 개방된 상부의 상단면에는 나사체결부(101)를 형성하여 보온 단열재로 된 커버(2)를 나사 결합하며, 좌우 양 측면에는 파이프연결부(102)를 형성하고, 내부에는 내부 공기를 가열하는 전기히터(3)와, 내부 온도를 감지하는 온도센서(4)를 설치한 구성으로 된 히터케이스(1)와;
   히터케이스(1)의 파이프연결부(102)에 양단부를 각각 연결하여 히터케이스(1) 내부에 연통되게 하고, 난방장치를 설치하고자 하는 건축물의 실내 바닥면 전체에 걸쳐서 균일하게 매설되는 난방재와;
   히터케이스(1) 내부에 설치된 전기히터(3)와 전선으로 연결되어 전기히터(3)의 작동을 제어하는 컨트롤러(6)로 구성되는 공기 가열식 난방장치.
   
2. 청구항 1에 있어서, 상기 난방재는 합성수지재로 된 엑셀파이프 또는 동파이프를 선택적으로 사용하여 건축물의 실내 바닥면 전체에 걸쳐서 지그재그로 매설하는 것을 포함하는 공기 가열식 난방장치.
   
3. 청구항 1에 있어서, 상기 난방재는 합성수지재나 금속재 판으로 되어 사방으로 연통된 공기통로(501)를 내부에 형성하고, 각 공기통로(501)의 입구에는 연결포트(502)를 형성한 가열판(5a)을 일정한 간격으로 배치하여 히터케이스(1)의 파이프연결부(102)와 연결관(503)으로 연결하는 것을 포함하는 공기 가열식 난방장치.

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