KR20180093722A - 축열재를 이용한 온실 난방장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 온실이나 비닐하우스의 난방장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 물탱크와 물을 가열하는 히팅수단 및 온수를 공급하는 방열관으로 난방장치를 구성하여, 히팅수단을 통해 가열되는 온수를 방열관을 통해 온실이나 비닐하우스 등의 내부로 공급하여 방열관 외부면으로 전열되는 에너지를 통해 실내가 난방되도록 하되, 온수를 공급하는 방열관을 외관과 내관의 이중관으로 구성하고 내관의 중공부에는 축열재를 삽설하여 방열관 내부로 공급되는 온수가 외관과 내관 사이로 흐르도록 함으로써 온수의 유속을 빠르게 하는 동시에 축열재를 통해 열손실을 방지함으로써 난방효율을 극대화하는 축열재를 이용한 온실 난방장치에 관한 것이다.

Description

축열재를 이용한 온실 난방장치{A Heating Apparatus}

본 발명은 온실이나 비닐하우스의 난방장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 물탱크와 물을 가열하는 히팅수단 및 온수를 공급하는 방열관으로 난방장치를 구성하여, 히팅수단에 의해 가열되는 온수를 방열관을 통해 온실이나 비닐하우스 등의 내부로 공급하여 방열관 외부면으로 전열되는 에너지를 통해 실내가 난방되도록 하되, 온수를 공급하는 방열관을 외관과 내관의 이중관으로 구성하고 내관의 중공부에는 축열재를 삽설하여 방열관 내부로 공급되는 온수가 외관과 내관 사이로 흐르도록 함으로써 가열되어 이동되는 온수의 유량을 적게 하여 연료 소비를 절약하고 동시에 축열재에 현열을 축열 열손실을 방지함으로써 난방효율을 극대화하는 축열재를 이용한 온실 난방장치에 관한 것이다.

일반적으로, 농가에서는 농작물의 출하 시기를 앞당겨 농작물의 상품가치를 높이기 위하여 비닐하우스 또는 유리온실 등과 같은 온실을 설치하여 시설작물을 재배하고 있으며, 상기와 같은 온실에 별도의 온수를 공급하기 위한 난방장치를 설치함으로써 농작물의 출하시기를 보다 앞당길 수 있도록 한다.

종래의 온실 및 비닐하우스의 내부를 난방하기 위한 온수 공급장치는 보일러에서 고온으로 가열된 온수가 온실 및 비닐하우스 내에 설치된 열교환기(온수공급관)를 통하여 상기 온실 및 비닐하우스 내부를 난방하고 냉각된 온수가 저온상태로 보일러에 회수되는 방식이다.

이와 같이 종래에는 온실 및 비닐하우스의 내부를 난방하기 위해 온수를 열전달 매체로 사용하게 되는데, 온수를 사용하는 난방 시스템은 물을 가열하기 위한 열원으로 연소열을 이용하는 방식과 전기히터를 이용하는 방식으로 크게 대별된다.

그러나 원예작물 등을 경작하는 시설물은 난방이 필요한 공간이 매우 크기 때문에 순환되는 온수의 양은 물론 이를 공급하기 위한 물탱크 및 온수를 필요한 온도까지 가열하기 위한 연료나 전기가 많이 소요되기 때문에 경제적으로 많은 부담이 된다.

종래에는 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 난방장치로 등록특허 제10-0615044호의 '온실 및 비닐하우스의 온수 난방장치'가 개시되어 있다.

종래의 '온실 및 비닐하우스의 온수 난방장치'는 열교환기 자체의 형상과 적용되는 재료를 변경하여 설치비용이 적게 들고, 또한, 난방장치의 설치나 회수가 간단할 뿐만 아니라 열교환기를 보관할 때에는 접어서 보관이 가능하며, 열교환기로 사용할 때에는 온실 및 비닐하우스의 내부 단위면적당 열전달면적을 크게하여 높은 열량을 공급할 수 있는 열교환기를 구비하고, 상기 열교환기는 합성수지 파이프를 코일형태로 구성하여 단위설치면적당 전열면적을 증가할 수 있도록 한 것을 특징으로 한다.

이와 같은 종래의 장치는 열교환기를 코일형상의 단일관으로 하고 열교환용 튜브를 더 구비하여, 이전의 직관형상보다 설치면적당 증가된 전열면적을 확보할 수 있어 난방효율을 높여 난방비를 저감할 수 있도록 한다.

KR 10-0615044 (등록번호) 2006.08.16. KR 20-0269733 (등록번호) 2002.03.14.

상기와 같은 종래의 온수 난방장치는 작물을 재배하는 온실이나 비닐하우스의 특성상 온수를 공급하는 시설의 면적이 상당히 넓은 공간을 차지하고 있기 때문에 온수를 가열하기 위한 가열수단의 규모가 크고 이를 가동하는 비용이 많이 소요된다고 하는 문제가 있다.

또한 종래의 장치에 구비되는 열교환기(방열관)의 길이도 커야 하고 이로 인한 열손실도 많아 온실 내부의 온도를 일정하게 유지하기가 어려워 난방 효율이 떨어지는 문제도 있다.

또한, 종래의 장치는 방열관 중앙부에 흐르는 온수가 실내의 온도를 높이는데 기여하는 바가 없어도 가열을 반드시 하여야 해서 에너지 낭비가 매우 많은 문제가 있었다.

이에 본 발명은 상기와 같은 종래의 문제를 해결하기 위해 안출된 것으로,

온수를 공급하는 방열관을 외관과 내관의 이중관으로 구성하고 온수를 외관과 내관 사이에 형성되는 이격 공간부로 공급되도록 함으로써 공급되는 온수의 양을 줄여 물탱크나 가열수단의 규모를 줄여 에너지를 적게 소비하면서도 필요한 온수 온도를 쉽게 높일 수 있는 난방장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

또한 본 발명의 다른 목적은 온수를 외관과 내관 사이에 형성되는 이격 공간부로 공급되도록 함으로써 온수의 공급속도를 높여 하우스 끝단까지 높은 온도의 온수가 공급될 수 있는 난방장치를 제공하데 있다.

또한 본 발명의 다른 목적은 방열관의 내부에 구비되는 내관의 중공부에 열을 축적하는 축열재를 삽설하여 난방 이동되는 온수의 열을 축적하여 온수의 급격한 온도 저하를 방지하므로 열손실이 줄어 난방효율을 더욱 향상시킨 난방장치를 제공하는 것이다.

또한 본 발명의 다른 목적은 방열관의 외부 표면에 공기와 접촉되는 방열 면적을 크게 하기 위한 방열핀을 형성하여 난방효율을 높이도록 하는데 있다.

또한 본 발명의 다른 목적은 방열관의 내부에 삽설되는 내관을 단위길이로 패키지화하여 이동이 간단하고 기존의 단일관 내부에도 삽설하여 활용할 수 있도록 함으로써 축열재가 삽설된 내관의 활용성을 확장시킬 수 있도록 하는데 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은 온실이나 비닐하우스의 온수 난방장치에 있어서, 물을 수납 저장하는 물탱크와, 상기 물탱크에 저장된 물을 순환펌프에 의해 공급되도록 하여 가열시키는 히터수단, 및 온실 또는 비닐하우스 내부에 설치되되 일단부는 상기 히터수단에 연결되고 타단부는 상기 물탱크에 연결되어 상기 히터수단에서 가열된 온수를 순환시키면서 온수의 열에너지를 상기 온실 또는 비닐하우스 내부로 전열되도록 하는 방열관을 포함하고, 상기 방열관은 외관과 내관으로 이루어진 이중관으로 구비되어 상기 히터수단에서 가열된 온수가 상기 외관과 상기 내관 사이에 형성되는 이격공간부를 통해 공급되도록 하는 것을 특징으로 한다.

상기 히터수단은 물이 내부에 수용되도록 중공형상으로 된 몸체부와, 상기 몸체부의 상부면을 개폐하도록 설치된 캡, 및 상기 몸체부의 내부에 구비되어 유입되는 물을 가열시키는 히터를 포함하고, 상기 몸체부의 내벽에는 물이 유동되면서 와류를 형성시키는 교반기날개가 설치된다.

상기 교반기날개는 반원형상으로 경사지게 하여 상기 몸체부의 내벽 양측에 서로 교호적으로 설치된다.

상기 내관은 상기 이격공간부를 따라 유동되는 온수의 열에너지가 손실되는 것을 막아주도록 내부의 공간부에 축열재가 충전(充塡)된다.

상기 축열재는 고상의 고체축열재로 충전되되, 상기 고체축열재가 충전되는 상기 내관은 단위 길이로 패키지화 하고 소요되는 길이만큼 이를 연결하여 사용하도록 단위 길이마다 그 단부에 제1연결수단이 설치 구비되며, 상기 제1연결수단은 상기 내관의 단위길이 단부의 외부면에 삽설되는 고정링과, 상기 내관의 단위길이 단부의 내부에 삽설되는 고정부재, 및 상기 고정부재에 형성되는 체결홈에 체결하여 단위길이를 서로 연결하는 체결부재를 포함하여 이루어진다.

또한 상기 축열재는 액상의 액체축열재로 충전되되, 상기 액체축열재가 충전되는 상기 내관은 단위 길이로 패키지화 하고 소요되는 길이만큼 이를 연결하여 사용하도록 단위 길이마다 그 단부에 제2연결수단이 설치 구비되며, 상기 연결수단은 상기 내관의 단위길이 단부의 외부면에 삽설 고정되는 암나사부재와, 상기 내관의 단위길이 단부에 삽설되면서 상기 암나사부재에 체결되는 수나사부재, 상기 수나사부재의 머리부에 형성되는 체결홈에 체결하여 단위길이를 서로 연결하는 체결부재, 및 상기 내관의 단위길이 단부에 삽설되어 상기 액체축열재가 빠져나가지 못하도록 밀봉시키는 실링부재를 포함하여 이루어진다.

상기 수나사부재의 수나사 형성부에는 상기 내관의 단위길이 단부가 삽설되는 절개홈이 더 형성된다.

상기 수나사부재의 내측 중앙부에 형성되는 요홈부에는 상기 액체축열재의 압력을 흡수하는 압력흡수부재가 더 설치되며,

상기 방열관은 그 외측으로 전열면적을 넓혀 난방 효율을 향상시킬 수 있도록 전열핀이 다수개 설치 구비된다.

상기 히터수단의 출구측과 온실 또는 비닐하우스의 내부에 설치되는 상기 방열관의 입구측 사이에는 온수공급파이프가 연결 설치되고, 또한 상기 방열관의 출구측과 상기 물탱크 사이에는 상기 방열관을 지나면서 온도가 떨어진 온수를 순환시키는 온수순환파이프가 연결 설치되며, 상기 온수공급파이프에는 제1삼방밸브와 압력게이지 및 온도게이지가 설치 구비되고, 상기 온수순환파이프(134)에는 상기 제1삼방밸브에서 분지되는 바이패스관이 연결되며 상기 방열관으로부터 나오는 온수를 조절하는 제2삼방밸브가 설치 구비된다.

상기 온수순환파이프에는 상기 바이패스관을 통해 우회되는 온수와 상기 방열관을 통해 순환되는 저온의 온수를 혼합하는 믹서기가 더 설치 구비되어 있다.

따라서 본 발명에 따른 축열재를 이용한 온실 난방장치는 온수를 공급하는 방열관을 외관과 내관의 이중관으로 구성하고 온수를 외관과 내관 사이에 형성되는 이격 공간부로 공급되도록 함으로써 공급되는 온수의 양을 줄여 물탱크나 가열수단의 규모를 줄여 경제성을 높여 주는 장점이 있다.

또한 본 발명은 온수를 외관과 내관 사이에 형성되는 이격 공간부로 공급되도록 함으로써 온수의 공급속도를 높여

높여 하우스 또는 온실의 끝단까지 높은 온도의 온수가 공급될 수 있는 효과가 있다.

또한 본 발명은 방열관의 내부에 구비되는 내관의 중공부에 열을 축적하는 축열재를 삽설하여 난방 온수의 열을 축적하여 거리에 따른 방열로 인한 온수의 급격한 온도 저하를 방지하므로 열손실을 줄여 난방효율을 더욱 향상시키는 효과도 있다.

또한 본 발명은 방열관의 외부 표면에 공기와 접촉하는 방열 면적을 크게하기 위한 방열핀을 형성하여 난방효율을 높이는 장점도 있다.

또한 본 발명은 방열관의 내부에 삽설되는 내관을 단위길이로 패키지화하여 설비위치까지 이동이 간단하고, 기존의 단일관 내부에도 삽설하여 활용할 수 있도록 함으로써 축열재가 삽설된 내관을 종래의 방열관에 삽입 설치가 가능하도록 확장시켜 주는 장점도 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 축열재를 이용한 온실 난방장치에 대한 개략적인 개념 상태도이고,
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 축열재를 이용한 온실 난방장치의 개략적인 설치 상태도이고,
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 축열재를 이용한 온실 난방장치에 구비되는 히터수단의 요부에 대한 상태단면도이고,
도 4와 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 축열재를 이용한 온실 난방장치에 구비되는 방열관의 내부에 삽설되는 내관이 분리 및 연결된 상태단면도이고,
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 축열재를 이용한 온실 난방장치에 구비되는 방열관의 외부에 방열핀이 구비된 상태도이고,
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 축열재를 이용한 온실 난방장치에 구비되는 방열관의 내관이 다양하게 변형되는 실시 형태의 단면도이다.

이하, 본 발명의 바람직한 일 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 당해 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 설명한다.

본 발명에 따른 축열재를 이용한 온실 난방장치(100)는 도 1 내지 7에 도시되어 있는 바와 같이,

물을 수납 저장하는 물탱크(110)와,

상기 물탱크(110)에 저장된 물을 순환펌프(111)에 의해 공급되도록 하여 가열시키는 히터수단(120), 및

온실 또는 비닐하우스 내부에 대부분이 설치되되 일단부는 상기 히터수단(120)에 연결되고 타단부는 상기 물탱크(110)에 연결되어 상기 히터수단(120)에서 가열된 온수를 순환시키면서 상기 온수에 포함된 열기를 상기 온실 또는 비닐하우스 내부로 전열되도록 하는 방열관(130)을 포함하고,

상기 방열관(130)은 외관(131)과 내관(132)으로 이루어진 이중관으로 구비되어 상기 히터수단(120)에서 가열된 온수가 상기 외관(131)과 상기 내관(132) 사이에 형성되는 이격공간부(130a)를 통해 공급된다.

즉, 본 발명의 축열재를 이용한 온실 난방장치(100)는 도 1에 도시된 바와 같이, 물을 수용하여 저장하는 상기 물탱크(110)와 물을 가열시키는 상기 히터수단(120) 및 가열된 온수를 순환시키면서 온수의 더운 열을 외부로 전열시키는 방열관(130)으로 구비된다.

더운 온수의 열기를 외부로 전열시키는 상기 방열관(130)은 대부분이 온실이나 비닐하우스의 내부에 설치되어 있으며, 상기 방열관(130)에서 전열되는 에너지를 통해 상기 온실이나 비닐하우스를 난방시키면서 그 내부에서 재배되는 식물의 육성을 촉진시키게 된다.

상기 물탱크(110)의 상부측에는 물을 최초로 주입시킬 수 있도록 하는 물주입수단(112)과 뜨거운 온수가 상기 방열관(130)을 순환하면서 방열하여 온도가 떨어진 저온의 온수가 순환 유입되는 순환수유입구(113) 및 개폐뚜껑이 구비되어 있다.

또한 상기 물탱크(110)의 하부측에는 저장된 물을 상기 순환펌프(111)에 의해 상기 히터수단(120)으로 공급할 수 있도록 하는 토출구(114)가 구비되어 있다.

상기 히터수단(120)은 도 2 및 3과 같이, 물이 내부에 수용되도록 중공형상으로 된 몸체부(121)와 상기 몸체부(121)의 상부면을 개폐하도록 설치된 캡(122), 및 상기 몸체부(121)의 내부에 구비되어 유입되는 물을 가열시키는 히터(123)를 포함하여 구비된다.

여기서 상기 몸체부(121)는 중공형상의 원통형상이 바람직하나 중공의 다각형상으로 설치 구비할 수도 있다.

또한 상기 히터수단(120)은 하단부에 물유입구(124)가 구비되고 상단부에 물토출구(125)가 구비된다.

따라서 상기 물유입구(124)로 유입된 물은 상부측으로 상승하면서 상기 히터(123)의해 가열된다.

여기서 상기 히터수단(120)은 직렬로 다수개 설치되는 동시에 병렬로 일렬 이상 설치되는 것이 바람직하다. 이러한 구성은 상기 히터수단(120)에서 요구되는 물의 가열 성능에 따라 달라질 수 있다.

상기 히터수단(120)을 직렬로 다수개 설치하는 경우 상기 물유입구(124)와 상기 물토출구(125)의 설치 위치는 변할 수 있다.

즉, 본원발명에서 첫번째 설치되는 히터수단(120)은 상기와 같이 하단부에 상기 물유입구(124)가 구비되고 상단부에 상기 물토출구(125)가 구비되어 하부에서 상부로 물이 상승하면서 히터(123)와 접촉하며 가열되고, 이어 두번째 연이어 설치되는 히터수단(120)의 물유입구는 상단부에 구비되고 물토출구는 하단부에 구비되며 세번째 연이어 설치되는 상기 히터수단(120)은 다시 하단부에 물유입구가 구비되고 상단부에 물토출구가 구비되게 된다. 이는 물이 자연스럽게 흘러가도록 최적 조건으로 이루어지는 연결 구성이다.

또한 상기 히터수단(120)의 상기 물유입구(124)에는 물공급관(126)이 설치되고 상기 순환펌프(111)와 상기 물공급관(126) 사이는 물을 유연하게 공급하도록 플랙시블호스(127)로 연결되어 있다. 이는 상기 순환펌프(111)의 의해 물이 펌핑될 때 펌핑되는 충격력을 유연성이 있는 호스에서 흡수할 수 있도록 하여 상기 물공급관(126)이나 상기 히터수단(120)의 내구성을 좋게 하기 위함이다.

여기서 상기 물공급관(126)은 상기 히터수단(120)이 병렬로 설치되는 경우 이에 대응되도록 분지관으로 구비된다.

상기 히터수단(120)의 토출구에는 가열된 온수를 외부로 토출 공급하는 물토출관(128)이 설치 구비되어 있다.

또한 상기 히터수단(120)을 형성하는 중공형의 상기 몸체부(121)의 내벽에는 상부측(또는 하부측)으로 상승(또는 하강)하는 물이 빠르게 유동하는 것을 막아 주면서 와류를 형성하도록 하여 히터(123)와 이동되는 물이 보다 장시간 접촉하여 물의 가열효율을 높이도록 하는 교반기날개(121a)가 설치되어 있다.

상기 교반기날개(121a)는 반원형상으로 경사지게 하여 상기 몸체부(121)의 내벽 양측에 서로 교호적으로 설치되는 것이 바람직하다.

상기 교반기날개(121a)는 몸체부(121)의 내벽에 설치되어 이동되지 않도록 함으로써 순환펌프(111)의 강한 힘으로 물이 이동되어 부딪치더라도 견고하게 유지될 수 있으며. 상하부에서 교호적으로 설치되어 물이 이동 방해를 최소로 하면서도 물과 히터(123)가 장시간 접촉할 수 있게 한다. 상기 교반기날개(121a)에는 다수 개의 홈이 형성되고 상기 홈으로 상기 히터(123)가 내삽 고정되며 이로 인해 물의 상승이 억제되면서 상기 히터(123)와의 접촉시간을 많게 하여 물을 쉽게 가열시킬 수 있게 된다.

상기 히터수단(120)의 출구측에 설치되는 상기 물토출관(128)과 온실 또는 비닐하우스(140)의 내부에 설치되는 상기 방열관(130)의 입구측 사이에는 온수공급파이프(133)가 연결 설치되어 있다.

또한 상기 방열관(130)의 출구측과 상기 물탱크(110)에 구비되는 상기 순환수유입구(113) 사이에는 상기 방열관(130)을 지나면서 온도가 떨어진 온수를 순환시키는 온수순환파이프(134)가 연결 설치되어 있다.

상기 온수공급파이프(133)에는 제1삼방밸브(133a)와 압력게이지(133b) 및 온도게이지(133c)가 설치 구비되어 있다.

상기 온수순환파이프(134)에는 상기 제1삼방밸브(133a)에서 분지되는 바이패스관(135)이 연결되며 상기 방열관(130)으로부터 나오는 온수를 조절하는 제2삼방밸브(134a)가 설치 구비되어 있다.

상기 제1삼방밸브(133a)는 상기 방열관(130)으로 공급되는 온수의 압력이나 온도가 적정 기준 이상으로 높아지게 되면 상기 방열관(130)으로 온수를 공급하는 것을 차단하고 온수를 상기 바이패스관(135)을 통해 우회시킨다.

또한 온수순환파이프(134)에는 상기 바이패스관(135)을 통해 우회되는 온수와 상기 방열관(130)을 통해 순환되는 저온의 온수를 혼합하는 믹서기(136)가 더 설치되어 있다. 따라서 상기 믹서기(136)에 의해 순환되는 온수가 혼합됨으로써 상기 물탱크(110)로 유입되는 순환수는 방열관(130)을 지나면서 차가운 물을 어느 정도 높은 상태로 들어가게 되어 히터수단(120)에서의 연료(전기) 소비를 억제할 수 있다.

상기 방열관(130)은 도 4 내지 7과 같이, 상기 외관(131)과 상기 내관(132)의 이중관으로 구비되면서 이들 사이에 온수가 유동될 수 있도록 상기 이격공간부(130a)가 형성 구비되되, 상기 내관(132)은 원주를 따라 외부면에 다수 개의 지지돌기(132a)가 구비되어 있다. 온수는 이격공간부(130a)로만 이동되므로 이동되는 온수의 양이 적게 되어 히터수단(120)에 의하여 가열되는 물의 양이 적어진다.

상기 지지돌기(132a)는 상기 내관(132)이 상기 외관(131)의 내부에 삽입될 때 상기 외관(131)의 내벽을 지지하도록 함으로써 상기 내관(132)이 상기 외관(131)의 내부에 안정적으로 지지되면서 설치되도록 한다.

상기 내관(132)의 형상은 상기와 같이 중공형의 관 이외에 중공의 삼각형이나 사각형과 같은 다각형상으로 설치할 수 있고 이 경우 다각형의 꼭지점이 상기 지지돌기(132a)를 대체할 수 있다.

또한 상기 내관(132)은 상기 이격공간부(130a)를 따라 유동되는 온수의 열에너지가 손실되는 것을 막아주도록 내부의 공간부에 축열재(150)가 충전(充塡)되어 있다.

따라서 상기 방열관(130)을 통해 유동되는 온수는 히터수단(120)에 의하여 가열되어 방열관(130)으로 유입되어 이동되며, 방열관(130)으로 이동시에는 중앙에 위치하는 축열재(150)에 의하여 열을 공급받으므로 온도가 급격히 저하되지 않고 하우스 끝단까지 유입시의 온도와 큰 차이 없이 이동될 수 있다.

여기서 상기 축열재(150)는 고상으로 된 고체축열재(151) 또는 액상으로 된 액체축열재(152)로 충전될 수 있다. 즉, 상기 축열재(150)은 고상(固相)이든 액상(液相)이든 축열 성능을 갖는 상(相)은 모두 사용할 수가 있다.

상기 고체축열재(151)가 충전되는 상기 내관(132)은 단위 길이로 패키지(package)화 하고 소요되는 길이만큼 이를 연결하여 사용하도록 단위 길이마다 그 단부에 제1연결수단(160)이 설치 구비되어 있다. 하우스는 길이가 100 m 이상인 경우가 많아 설비 위치까지의 장치의 이동에 어려움이 있으므로 이를 분리하여 이동하고 하우스 내부에서 조립하여 사용하는 것이 바람직하다. 또한, 하우스 내부의 구조에 따라 방열관의 형상이 다양하게 굴곡지어 있을 수 있으므로 일정 단위로 분리된 내관을 결합하여 설치하는 것이 필요하다.

상기 내관(132)의 내부 공간부에 상기 고체축열재(151)가 충전되는 경우, 상기 제1연결수단(160)은 상기 내관(132)의 단위길이 단부의 외부면에 삽설되는 고정링(161)과, 상기 내관(132)의 단위길이 단부의 내부에 삽설되는 고정부재(162), 및 상기 고정부재(162)에 형성되는 체결홈(162a)에 체결하여 단위길이를 서로 연결하는 체결부재(163)로 구성된다.

즉, 상기 제1연결수단(160)은 상기 내관(132)의 단위길이마다 그 단부에 구비되어 상기 내관(132)의 단위길이를 필요한 길이만큼 연결하여 사용할 수 있도록 한다. 상기 연결수단(160)은 상기 고정부재(162)를 상기 내관(132)의 단위길이 단부의 내부에 삽입한 다음 상기 고정링(161)의 중간을 가압하여 주면 상기 고정부재(162)와 상기 고정링(161)이 상기 내관(132)의 단위길이 단부에 견고하게 고정 설치되며, 이러한 방법 이외에도 보다 다양한 방법으로 이들을 고정시킬 수 있다.

연결수단으로 내관이 서로 연결되나 이때에 축열재가 서로 연결되지 않는다. 축열재는 서로 연결이 되지 않아도 내부에 열을 축적할 수 있으면 본 발명이 추구하는 (전기)연료의 소비를 억제하고 유량을 줄일 수 있다. 또한, 방열관이 굴곡된 형상일 때 축열재가 연결되지 않는 것이 설치가 간편하기도 하다.

본 발명의 상기 제1연결수단(160)은 상기 체결홈(162a)의 내측으로 너트를 형성하고 상기 체결부재(163)의 양단부에 볼트를 형성하여 이들을 서로 체결하여 연결하도록 구성되어 있으나 이에 한정되지 않고 다양한 구성을 통해 연결할 수 있다.

이와 같이 상기 내관(132)을 단위 길이로 패키지(package)화 함으로써 이동의 편의성과 길이의 변동성에 대한 활용성이 좋아진다.

통상적으로 온실은 그 길이가 수백미터까지 되고 그 내부에 설치되는 방열관도 수백미터가 되는바 이러한 방열관을 이동하여 설치하기에는 상기와 같이 단위길이로 패키지화하여 연결 설치함으로써 작업효율성이 향상된다.

또한 상기와 같이 단위길이로 패키지화 한 상기 내관(132)은 기존의 단일관 내부로 온수를 공급하여 사용되던 관에 삽설하여 이를 이중관으로 용이하게 변경할 수 있어 그 활용성은 더욱 배가된다.

상기 액체축열재(152)가 충전되는 상기 내관(132)은 단위 길이로 패키지(package)화 하고 소요되는 길이만큼 이를 연결하여 사용하도록 단위 길이마다 그 단부에 제2연결수단(170)이 설치 구비되어 있다.

상기 내관(132)의 내부 공간부에 상기 액체축열재(152)가 충전되는 경우, 상기 연결수단(170)은 상기 내관(132)의 단위길이 단부의 외부면에 삽설 고정되는 암나사부재(171)와, 상기 내관(132)의 단위길이 단부에 삽설되면서 상기 암나사부재(171)에 체결되는 수나사부재(172), 상기 수나사부재(172)의 머리부에 형성되는 체결홈(172a)에 체결하여 단위길이를 서로 연결하는 체결부재(173), 및 상기 내관(132)의 단위길이 단부에 삽설되어 상기 액체축열재(152)가 빠져나가지 못하도록 밀봉시키는 실링부재(174)로 구성된다.

또한 상기 수나사부재(172)의 수나사 형성부에는 상기 내관(132)의 단위길이 단부가 삽설되는 절개홈(172b)이 형성되어 있다.

따라서 상기 실링부재(174)를 상기 내관(132)의 단위길이 단부 외측으로 삽입한 다음 상기 내관(132)의 단위길이 단부를 상기 절개홈(172b)에 끼우면서 상기 암나사부재(171)에 상기 수나사부재(172)를 체결하여 고정한다.

이어 상기 수나사부재(172)에 형성된 상기 체결홈(172a)에 상기 체결부재(173)를 체결하게 되면 상기 내관(132)의 단위길이가 서로 연결되며, 이러한 방식으로 상기 내관(132)이 소요되는 전체길이를 설치하게 된다.

또한 상기 수나사부재(172)의 내측 중앙부에 형성되는 요홈부(172c)에는 상기 액체축열재(152)의 압력을 흡수하는 압력흡수부재(175)가 더 설치되어 있다.

이는 상기 액체축열재(152)가 흡열로 인해 팽창하는 압력을 흡수하여 내관의 안전성을 높여 줄 수 있도록 한다.

도 6은 상기 방열관(130)의 내부에 삼각형상의 내관(132)가 삽입 설치된 상태를 도시하였고, 또한 상기 방열관(130)은 그 외측으로 전열면적을 넓혀 난방 효율을 향상시킬 수 있도록 전열핀(137)이 다수개 설치 구비되어 있다.

상기와 같이 구성되는 본 발명의 축열재를 이용한 온실 난방장치(100)가 작동되는 절차를 살펴 보면 다음과 같다.

먼저 물이 수용된 상기 물탱크(110)에 연결되는 상기 순환펌프(111)를 가동하여 상기 물탱크(110)의 물을 상기 히터수단(120)으로 공급한다.

그러면 상기 히터수단(120)의 상기 물유입구(124)를 통해 상기 몸체부(121)의 하부측으로 유입된 물은 상부측으로 상승하게 되는데 이때 상기 교반기날개(121a)에 의해 와류를 형성하여 상승하면서 상기 히터(123)에 의해 물이 가열된다. 그리고 두번째 히터수단(120)에서는 첫번째와는 반대로 상부측으로 유입된 물이 하부측으로 하강하면서 가열되고 세번째 히터수단에서는 하부에서 상부로 물이 상승하면서 가열된다.

이렇게 상기 히터수단(120)에서 가열된 온수는 상기 물토출관(128)을 통해 토출되고 이어 상기 온수공급파이프(133)을 통해 상기 온실(140) 내부에 구비되는 상기 방열관(130)으로 공급된다.

상기 방열관(130)으로 공급된 온수는 상술한 바와 같이 상기 외관(131)과 상기 내관(1320 사이에 형성되는 이격공간부를 통해 빠르게 유동되면서 상기 외관(131)의 외부면을 통해 상기 온실(140) 내부로 열에너지를 공급하게 된다.

이때 상기 외관(131)의 외부면에 구비되는 상기 전열핀(137)과 상기 내관(132)의 내부에 구비되는 상기 축열재(150)에 의해 상기 온실(140) 내부로 전열되는 에너지의 전열효율이 향상된다.

상기 방열관(130)을 통과하면서 온도가 저하되는 온수는 상기 온수순환파이프(134)를 통해 상기 물탱크(110)로 순환돠어 들어간다.

이 과정에서 상기 제1삼방밸브(133a)에서는 상기 방열관(130)으로 공급되는 온수의 압력이나 온도가 적정 기준 이상으로 높아질 때 상기 방열관(130)으로 온수를 공급하는 것을 차단하고 온수를 상기 바이패스관(135)을 통해 상기 제2삼방밸브(134a)로 우회시킨다.

또한 온수순환파이프(134)에서는 상기 바이패스관(135)을 통해 상기 제2삼방밸브(134a)로 우회되는 온수와 상기 방열관(130)을 통해 순환되는 저온의 온수를 상기 믹서기(136)로 혼합하여 온도가 균일한 상태의 순환수로 변환하여 상기 물탱크(110)로 유입시킨다.

이상과 같이 본 발명에 따른 축열재를 이용한 온실 난방장치는 물탱크와 물을 가열하는 히팅수단 및 온수를 공급하는 방열관으로 난방장치를 구성하여, 히팅수단을 통해 가열되는 온수를 방열관을 통해 온실이나 비닐하우스 등의 내부로 공급하여 방열관 외부면으로 전열되는 에너지를 통해 실내가 난방되도록 하되, 온수를 공급하는 방열관을 외관과 내관의 이중관으로 구성하고 내관의 중공부에는 축열재를 삽설하여 방열관 내부로 공급되는 온수가 외관과 내관 사이로 흐르도록 함으로써 온수의 유속을 빠르게 하는 동시에 축열재를 통해 열손실을 방지함으로써 난방효율을 극대화할 수 있게 된다.

100:축열재를 이용한 온실 난방장치
110:물탱크
111:순환펌프 112:물주입수단 113:순환수유입구
114:토출구
120:히터수단
121:몸체부 121a:교반기날개 122:캡 123:히터 124:물유입구
125:물토출구 126:물공급관 127:플랙시블호스 128:물토출관
130:방열관 130a:이격공간부
131:외관 132:내관 132a:지지돌기 133:온수공급파이프
134:온수순환파이프 135:바이패스관 136:믹서기 137:전열핀
140:온실 또는 비닐하우스
150:축열재 151:고체축열재 152:액체축열재
160:제1연결수단
161:고정링 162:고정부재 162a:체결홈 163:체결부재
170:제2연결수단
171:암나사부재 172:수나사부재 172a:체결홈 172b:절개홈
172c:요홈부 173:체결부재 174:실링부재 175:압력흡수부재

Claims (11)

1. 온실이나 비닐하우스의 온수 난방장치에 있어서,
   물을 수납 저장하는 물탱크와,
   상기 물탱크에 저장된 물을 순환펌프에 의해 공급되도록 하여 가열시키는 히터수단, 및
   온실 또는 비닐하우스 내부에 설치되되 일단부는 상기 히터수단에 연결되고 타단부는 상기 물탱크에 연결되어 상기 히터수단에서 가열된 온수를 순환시키면서 온수의 열에너지를 상기 온실 또는 비닐하우스 내부로 전열되도록 하는 방열관을 포함하고,
   상기 방열관은 외관과 내관으로 이루어진 이중관으로 구비되어 상기 히터수단에서 가열된 온수가 상기 외관과 상기 내관 사이에 형성되는 이격공간부를 통해 공급되는 축열재를 이용한 온실 난방장치.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 히터수단은 물이 내부에 수용되도록 중공형상으로 된 몸체부와, 상기 몸체부의 상부면을 개폐하도록 설치된 캡, 및 상기 몸체부의 내부에 구비되어 유입되는 물을 가열시키는 히터를 포함하고,
   상기 몸체부의 내벽에는 물이 유동되면서 와류를 형성시키는 교반기날개가 설치되는 축열재를 이용한 온실 난방장치.
   
3. 제2항에 있어서,
   상기 교반기날개는 반원형상으로 경사지게 하여 상기 몸체부의 내벽 양측에 서로 교호적으로 설치되는 축열재를 이용한 온실 난방장치.
   
4. 제1항에 있어서,
   상기 내관은 상기 이격공간부를 따라 유동되는 온수의 열에너지가 손실되는 것을 막아주도록 내부의 공간부에 축열재가 충전(充塡)되는 축열재를 이용한 온실 난방장치.
   
5. 제4항에 있어서,
   상기 축열재는 고상의 고체축열재로 충전되되,
   상기 고체축열재가 충전되는 상기 내관은 단위 길이로 패키지화 하고 소요되는 길이만큼 이를 연결하여 사용하도록 단위 길이마다 그 단부에 제1연결수단이 설치 구비되며,
   상기 제1연결수단은 상기 내관의 단위길이 단부의 외부면에 삽설되는 고정링과, 상기 내관의 단위길이 단부의 내부에 삽설되는 고정부재, 및 상기 고정부재에 형성되는 체결홈에 체결하여 단위길이를 서로 연결하는 체결부재를 포함하여 이루어지는 축열재를 이용한 온실 난방장치.
   
6. 제4항에 있어서,
   상기 축열재는 액상의 액체축열재로 충전되되,
   상기 액체축열재가 충전되는 상기 내관은 단위 길이로 패키지화 하고 소요되는 길이만큼 이를 연결하여 사용하도록 단위 길이마다 그 단부에 제2연결수단이 설치 구비되며,
   상기 연결수단은 상기 내관의 단위길이 단부의 외부면에 삽설 고정되는 암나사부재와, 상기 내관의 단위길이 단부에 삽설되면서 상기 암나사부재에 체결되는 수나사부재, 상기 수나사부재의 머리부에 형성되는 체결홈에 체결하여 단위길이를 서로 연결하는 체결부재, 및 상기 내관의 단위길이 단부에 삽설되어 상기 액체축열재가 빠져나가지 못하도록 밀봉시키는 실링부재를 포함하여 이루어지는 축열재를 이용한 온실 난방장치.
   
7. 제6항에 있어서,
   상기 수나사부재의 수나사 형성부에는 상기 내관의 단위길이 단부가 삽설되는 절개홈이 더 형성되는 축열재를 이용한 온실 난방장치.
   
8. 제7항에 있어서,
   상기 수나사부재의 내측 중앙부에 형성되는 요홈부에는 상기 액체축열재의 압력을 흡수하는 압력흡수부재가 더 설치되는 축열재를 이용한 온실 난방장치.
   
9. 제4항에 있어서,
   상기 방열관은 그 외측으로 전열면적을 넓혀 난방 효율을 향상시킬 수 있도록 전열핀이 다수개 설치 구비되는 축열재를 이용한 온실 난방장치.
   
10. 제1항에 있어서,
    상기 히터수단의 출구측과 온실 또는 비닐하우스의 내부에 설치되는 상기 방열관의 입구측 사이에는 온수공급파이프가 연결 설치되고,
    또한 상기 방열관의 출구측과 상기 물탱크 사이에는 상기 방열관을 지나면서 온도가 떨어진 온수를 순환시키는 온수순환파이프가 연결 설치되며,
    상기 온수공급파이프에는 제1삼방밸브와 압력게이지 및 온도게이지가 설치 구비되고,
    상기 온수순환파이프(134)에는 상기 제1삼방밸브에서 분지되는 바이패스관이 연결되며 상기 방열관으로부터 나오는 온수를 조절하는 제2삼방밸브가 설치 구비되는 축열재를 이용한 온실 난방장치.
    
11. 제10항에 있어서,
    상기 온수순환파이프에는 상기 바이패스관을 통해 우회되는 온수와 상기 방열관을 통해 순환되는 저온의 온수를 혼합하는 믹서기가 더 설치 구비되는 축열재를 이용한 온실 난방장치.

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