KR20220107279A - 히터 - Google Patents

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KR20220107279A
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네데트 울루닥
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Abstract

본 발명은, 작동 매체(12)로 채워지고 바람직하게는 평행하거나 실질적으로 평행하게 이어지며 각각 제 1 단부(20) 및 제 2 단부(22)를 포함하는 다수의 열관(14)을 포함하고, 열관(14)의 제 1 및/또는 제 2 단부(20, 22)에 열적으로 결합된 열원(16)을 포함하는 히터(10)에 관한 것이다. 효율성을 향상시키고, 가열 시간을 줄이며, 균일한 열 분포를 달성하기 위해, 열관(14)의 제 1 단부(20)가 개방되어 제 1 가로 연결관(24)에 유체적으로 연결되도록 설계되고 및/또는 열관(14)의 제 2 단부(22)가 개방되어 제 2 가로 연결관(26)에 유체적으로 연결되도록 설계되며, 여기서 열관(14) 및 가로 연결관(24, 26)은 작동 매체(12)로 채워진 공통 공동부를 형성하고, 열원(16)으로부터 열을 흡수하기 위해 제 1 또는 제 2 가로 연결관(24, 26)이 열원(16)에 열적으로 결합된다.

Description

히터
본 발명은 청구항 제 1 항의 전제부에 따른 히터 및 청구항 제 22 항의 전제부에 따른 대안적인 실시예에 관한 것이다.
서두에 언급된 유형의 히터는 DE 20 2007 015 734 U1호에 공지되어 있다. 다체형 히터는 수직으로 배치된 가열된 전면 패널과 전면 패널의 후면에 수직으로 배치된 여러 개의 폐쇄된 중공 섹션으로 구성되며, 상기 중공 섹션은 전면 패널에 열 전도 방식으로 연결되고 서로 거리를 두고 냉매로 채워진다. 중공 섹션의 단부는 전면 패널의 한쪽으로 돌출되고, 전면 패널 아래에 위치하고 가열 매체가 흐르는 수평 운반체 섹션관에 장착된다. 운반체 섹션관은 적어도 하나의 입구 연결기와 적어도 하나의 출구 연결기뿐만 아니라 중공 섹션의 단부의 열전도 및 형상 끼워맞춤 장착을 위한 개구부를 포함한다. 따라서 전면 패널에 열 전도 방식으로 연결된 중공 섹션을 포함하는 가열된 전면 패널은 가열 매체의 차단 및 배출 없이 운반체 섹션관으로부터 분리될 수 있다.
공지된 실시예에서, 중공 섹션은 개별 소자로서 설계되고 단부에서 폐쇄된다.
EP 1 307 698 B1호는 실질적으로 수평 방향으로 연장되고 그 위에 회전 가능하게 배치되는 적어도 하나의 추가 열 파이프관에 연결되는 실질적으로 수직인 열 파이프를 포함하는 히터에 관한 것이다. 열 파이프 중 적어도 하나는 적어도 부분적으로 배출되고 작동 유체를 수용하기 위한 내부 공동부를 갖는다. 또한, 열 파이프 중 적어도 하나는 내부 또는 외부 열원으로부터 열을 수용하는 데 적합하다.
온수를 열 운반체로 사용하는 실내 히터에는 다양한 히터 유형이 알려져 있다. 온수 히터는 설계 및 작동에 따라 대류 히터, 섹션 히터, 관형 히터 및 패널 히터로 세분화된다.
전술한 온수 히터는 복사 및/또는 대류의 형태로 열이 방출되는 방식과 설계가 상당히 다르다. 실내로의 열 방출 방식은 실내 기후에 매우 중요하다. 복사열의 비율이 높을수록, 난방의 쾌적함이나 안락한 느낌이 더 좋다.
대류열은 히터 표면을 따라 찬 공기를 가열시켜 발생함으로써, 실내의 공기 및 먼지 순환을 증가시킨다. 이와 달리, 고체, 물체, 벽, 가구 및/또는 생물학적 질량을 포함한 모든 유형의 질량만 복사열(적외선 범위의 파장)에 의해 가열된다. 실내 공기와 같은 기체도 IR 복사에 의해 가열되지만 대류열보다 훨씬 적기 때문에, 실질적으로 복사열에 의해 먼지가 발생하지 않는다.
수동형 대류기는 더 차가운 주변 공기가 물-운반 공동부, 예를 들어 핀이 구비된 관에 의해 가열되는 히터이다. 대부분 수직 핀 표면의 국부 가열은 필연적으로 수직 공기 순환을 생성한다. 핀은 공동부를 둘러싸는 재료의 열-방출 표면적을 증가시킨다. 관과 핀은 열 전도성 재료로 만들어질 수 있다.
능동형 대류기는 가열될 공기가 적어도 하나의 팬에 의해 핀이 구비된 물-운반 관을 지나도록 하는 히터이다. 관과 핀도 열 전도성 금속으로 만들어질 수 있다. 통상적인 형태는 예를 들어 가열 레지스터이다.
섹션 히터는 결합된 개별 섹션으로 구성된다. 열은 주로 대류에 의해 방출되며, 바람직하게는 3/4이 대류열로, 1/4이 복사열로 방출된다. 히터 섹션은 강 또는 주철과 같은 열 전도성 금속으로 만들어진다.
관형 히터는 단부에서 각 경우에 평행한 연결관에 유체-기밀하게 연결된 핀 없이 인접하게 배치된 관으로 구성된다. 효율성은 열의 3/4이 대류열로 방출되고 열의 1/4이 복사열로 방출되는 섹션 히터의 효율성과 거의 일치한다. 히터 섹션은 주로 강, 구리 및/또는 알루미늄과 같은 열 전도성 재료로 만들어진다. 통상적인 형태는 예를 들어 타월 홀더이다.
패널 히터는 히터의 표준 형태이다. 그것은 물 도관/공동부가 미리 형성된 패널 반쪽들로부터 용접된다. 물을 운반하는 공동부는 히터 내부에서 더욱 평면으로 설계되어 있다. 이것은 섹션 히터를 사용하는 것보다 물 부피에 대한 열 전달 표면적의 비율을 더 유리하게 만든다. 그러나 패널 히터는 동일한 열 출력을 갖는 섹션 히터보다 온수가 덜 필요하므로, 패널 히터는 섹션 히터보다 약 30% 더 경제적이다. 설계에 따라 패널 히터는 50% 내지 70%의 복사열과 30% 내지 50%의 대류열을 방출한다.
대류 비율은 용접된 패널 챔버에서 대류 핀(리브)의 평행 및 수직 배치에 의해 증가된다. 열 출력은 유체-기밀하게 연결된 병렬 패널 본체에 의해 달라질 수 있다.
전술한 히터의 열 운반체는 온수이다. 설계 또는 유형에 따라 열 생산량이나 용량이 비슷한 물의 양을 결정한다. 특히 패널 히터의 열 복사는 패널 표면에 항상 고르게 분포되지 않는다. 이는 부분적으로 흐름 및/또는 복귀 파이프의 연결 유형 및 위치에 따라 달라진다. 동일-단부, 대향-단부, 하부-대향 및/또는 상부-대향 연결 간에 일반적인 구별이 이루어진다. 단일-파이프 연결 및 중앙 연결과 같은 특수 설계도 알려져 있다.
동일-단부 및/또는 대향-단부 연결의 경우, 일반적으로 이 연결 조합이 온수기의 열 출력에 아무런 영향을 미치지 않는 것으로 알려져 있다. 하부-대향 및 상부-대향 연결의 경우, 최대 15%의 출력 감소가 고려되어야 한다. 히터의 열 출력은 또한 설계, 치수, 온수 흐름 온도, 물의 체적 흐름 및/또는 흐름 및/또는 복귀 연결의 위치에 의해 실질적으로 결정된다. 히터는 또한 소위 "열 관성(thermal inertia)"되기 쉽다.
가열 비용의 소비-기반 계산을 위한 가열 비용 할당기는 섹션, 관형 또는 패널 히터의 표준화되고 미리 결정된 지점에 위치되어야 한다. "대류 전용(convection-only)" 히터의 가열 비용은 물 회로 내부의 열 유량계에 의해 결정된다.
이에 기초하여, 본 발명의 과제는 효율성이 향상되고 가열 시간이 단축되며 균일한 열 분포가 달성되도록 서두에 언급된 유형의 히터를 개선하는 것이다.
상기 과제는 본 발명에 따라 청구항 제 1 항의 특징부에 의해 그리고 대안적으로 청구항 제 22 항의 특징부에 의해 해결된다.
본 발명에 따르면, 열관(heat tube)의 제 1 단부가 개방되어 제 1 가로 연결관에 유체적으로 연결되도록 설계되고 및/또는 열관의 제 2 단부가 개방되어 제 2 가로 연결관에 유체적으로 연결되도록 설계되며, 열관 및 가로 연결관은 작동 매체로 채워진 공통 공동부를 형성하고, 제 1 또는 제 2 가로 연결관은 열원으로부터 열을 수용하기 위해 열원에 열적으로 결합되도록 제공된다.
가로 연결관에 의한 열관의 제 1/제 2 개방 단부의 연결로 인해, 개별 열관 사이에서 열 균등화가 발생하여, 선행 기술에 따른 히터에 비해 더 균일한 온도 분포가 달성된다. 종래 기술에 따른 온수 히터에 비해, 열 생산량은 본 발명에 의해 증가된다. 히터 공동부의 물의 부피도 감소할 수 있으므로 순환 물의 부피도 감소할 수 있다. 또한, 복사열 방출 표면, 리브 및/또는 핀이 지정된 온도에 더 빨리 도달하는 것으로 나타났다.
가열 비용 측정 장치의 위치를 결정하는 것은 균일한 온도 분포에 의해 단순화될 수 있다. 특히 열 출력은 연결 유형에 관계없이 일정하다. 본 발명에 따른 설계에 의해, 방열 표면의 빠른 가열과, 방열 표면, 리브 및/또는 핀의 균일한 열 분포와, 연결 유형에 관계없이 빠른 제어 응답과, 기존 히터에 비해 최대 40%의 에너지 비용 절감이 달성된다.
바람직한 실시예에서, 열관들은 서로 평행하게 배치되고 작동 위치에서 수직으로 연장된다. 이 버전에서 열관은 중력 열관으로 설계되는 것이 바람직하다.
작동 매체는 상업적으로 이용 가능하고 자유롭게 접근할 수 있는 냉매 및/또는 냉매 혼합물(공비 혼합물)이며, HFC 및/또는 PFC 그룹 및/또는 적절한 냉매로부터 GWP(지구 온난화 지수) 값이 2500 미만이거나 GWP 값이 750 미만이다.
추가의 바람직한 실시예에서, 제 1 하부 가로 연결관은 열원에 연결되고 작동 매체용 증발기를 형성하는 반면, 제 2 상부 가로 연결관은 작동 매체용 응축기를 형성하도록 제공된다.
열 방출을 개선하기 위해, 열관 및/또는 가로 연결관이 길이방향을 따라 평면 소자, 리브 및/또는 핀과 같은 방열 소자를 갖도록 제공된다.
개별 열관 및/또는 가로 연결관의 평면 소자는 하나의 평면에 있는 것이 바람직하다.
열원은 물과 같은 기체 또는 액체 가열 매체가 흐를 수 있는 가열관이 바람직하다. 가열관은 길이방향 축을 따라 제 1 또는 제 2 가로 연결관에 동축으로 배치되고 작동 매체에 의해 둘러싸인다.
가열관의 흐름 및 복귀를 위한 연결기는 단부면에서 압력-기밀 및 유체-기밀 방식으로 가로 연결관에 연결된다.
대안적으로, 가열관은 또한 제 1 또는 제 2 가로 연결관에 평행하거나 실질적으로 평행하게 연장될 수 있고 그에 열적으로 결합될 수 있다.
본 발명에 따른 히터를 상이한 연결 유형에 적용하기 위해, 가열관은 흐름부 및 복귀부를 가지고, 흐름부는 제 1 우회관을 통해, 제 2 가로 연결관의 단부면으로부터 연장되는 연결기에 결합되는 바람직하게는 상업적으로 이용 가능한 제어 밸브에 연결되고, 제 1 우회관에 바람직하게 평행하게 제어 밸브로부터 연장되는 제 2 우회관이 가열관에 유체 연결되고 복귀부에 결합되도록 제공된다.
이 실시예에서, 물과 같은 가열 매체의 유량을 조절하기 위한 흐름 분리 장치가 가열관에 배치되도록 추가로 제공된다. 흐름 분리 장치는 가열관의 단부면 개구부에 배치된 구멍으로부터 가열관의 길이방향으로 동축으로 연장될 수 있으며, 히터의 연결 유형은 구멍에 의해 사전 설정 가능하다.
대안적으로, 열원은 전기 침지 히터와 같은 전기 열원인 것이 제공된다. 전기 침지 히터는, 제 1 또는 제 2 가로 연결관에 열적으로 결합되며 작동 매체에 의해 적어도 일부 섹션에서 둘러싸이는 것이 바람직한 관에 수용되는 것이 바람직하다. 전기 열원은 방열 방출 표면, 리브 및/또는 핀이 지정된 온도에 더 빨리 도달하는 이점을 갖는다. 히터 온도와 그에 따른 실내 온도도 더 빠르게 조절될 수 있다.
특히 바람직한 실시예는 제 1 및/또는 제 2 가로 연결관이 이중벽 관 구조로 설계되고, 침지 히터를 수용하기 위한 관이 이중벽 관 구조의 내부 관이고 침지 히터를 위한 적어도 하나의 단부면 개구부와 형상 끼워맞춤 방식으로 연결되어, 바람직하게는 유체-기밀 및 내압 연결되어 가로 연결관에 삽입되는 것을 특징으로 한다.
전기 침지 히터와 내부 관 사이의 열 전달을 개선하기 위해, 전기 침지 히터는 열 전도 페이스트와 같은 열 전도제를 사용하여 제 1 또는 제 2 가로 연결관의 관 또는 내부 관에 열적으로 결합되는 것이 바람직하도록 제공된다.
열관에 결합된 방열 소자는 열관에 대해 가로로 연장되는 대류 핀 또는 관에 평행하게 연장되는 평면 소자로 설계되는 것이 바람직하다.
2개 이상의 히터가 가열 레지스터에 병렬 또는 직렬로 연결될 수도 있다.
유리하게는, 히터/가열 레지스터는 흐름 방향이 히터에 의해 형성된 평면에 직각인 팬에 결합될 수 있다. 이를 통해 공기가 대류 핀을 통해 전달되어 열 방출이 향상된다.
대안적인 설계는, 비워지고 작동 매체로 채워지고 제 1 및 제 2 단부를 갖는 적어도 하나의 열관과, 상기 열관에 열적으로 결합된 열원을 포함하는 히터에 관한 것이다.
대안적인 발명에 따르면, 열관은 사행형 관 다발(meander-shaped tube bundle)로 구부려지고 사행형 관 다발은 직선 및 평행 섹션과 평행 섹션을 연결하는 상부 및 하부 곡선 섹션을 포함하고, 관 다발의 상부 및 하부 곡선 섹션은 열원에 열적으로 결합되도록 제공된다.
특히 바람직한 실시예는 관 다발의 단부가 유체-기밀 방식으로 서로 연결되도록 제공된다.
효율적인 열 결합을 위해, 관 다발의 하부 곡선 섹션은 각각 증발기를 형성하고 열원에 열적으로 결합된 열 전도체에 열적으로 결합되도록 제공된다.
열 전도체는 구리 또는 알루미늄과 같은 열 전도 재료로 만들어지는 것이 바람직하다.
관 다발은 중력 열관 다발인 것이 바람직하다.
열원은, 열 전도체를 통과하고 물과 같은 가열 매체가 흐르는 가열관일 수 있다.
대안적으로, 열원은 전기 열원, 바람직하게는 열 전도체에 열적으로 결합된 전기 침지 히터일 수 있다.
관 다발의 수직 섹션은 수직 섹션에 대해 횡방향 또는 길이방향으로 연장되는 열 전도 핀 또는 대류 핀을 갖는 것이 바람직하다.
관 다발은 가열 레지스터에 병렬 또는 직렬로 연결될 수 있으며, 하부 곡선 섹션이 공통 열 전도체에 수용된다.
본 발명의 추가 세부사항, 이점 및 특징은 청구범위 및 그 안에 있는 특징에 - 단독으로 및/또는 조합하여 - 나타날 뿐만 아니라 바람직한 실시예의 다음 설명에도 나타난다.
도 1은 열관을 구비한 히터의 제 1 실시예의 단면도,
도 2는 도 1에 따른 히터의 열관의 사시도,
도 3은 작동 매체로 채워진 도 1에 따른 히터의 단면도,
도 4는 가열 매체로 채워진 도 1에 따른 히터의 단면도,
도 5는 평면형 방열 소자를 갖는 도 1에 따른 히터의 정면도이고 부분적으로는 단면도,
도 6은 90°로 회전된 것으로 도시된, 방열기로서 평면 방열 소자를 갖는 도 5에 따른 히터의 열관,
도 7은, 바람직하게는 강으로 만들어지고 범용 연결을 위한 흐름부 및 복귀부 및 우회관을 포함하는 연결 장치를 갖는 도 1에 따른 히터의 단면도,
도 8은, 바람직하게는 알루미늄으로 만들어지고 범용 연결을 위한 흐름부 및 복귀부 및 우회관을 포함하는 연결 장치를 갖는 도 1에 따른 히터의 단면도,
도 9는 작동 매체로 채워진 도 7에 따른 히터의 단면도,
도 10은 작동 매체로 채워진 도 8에 따른 히터의 단면도,
도 11은 가열 매체로 채워진 도 7에 따른 히터의 단면도,
도 12는 가열 매체로 채워진 도 8에 따른 히터의 단면도,
도 13은, 바람직하게는 알루미늄으로 만들어지고 하부-대향 연결 및 하부-우측 연결을 위한 흐름부 및 복귀부 및 우회관을 포함하는 연결 장치를 갖는 도 8에 따른 히터의 단면도,
도 14a는 예로서 방열 소자의 제 1 실시예를 갖는 도 7 또는 도 8에 따른 히터의 정면도,
도 14b는 예로서 방열 소자의 대안적인 실시예를 갖는 도 7 또는 도 8에 따른 히터의 정면도,
도 15는 90°로 회전된 것으로 도시된, 방열기로서의 리브 형태의 방열 소자를 갖는 도 14에 따른 히터의 열관,
도 16은 전기 침지 히터 형태의 전기 열원을 갖는 히터의 제 2 실시예의 단면도,
도 17은 작동 매체로 채워진 도 16에 따른 히터의 단면도,
도 18은, 전기 침지 히터가 열원으로서 그리고 우측의 방열 소자로 덮인 예로서 있는 도 16에 따른 히터의 정면도이고 부분적으로는 단면도,
도 19는 방열 소자로서 핀을 갖는 가열 레지스터 형태의 히터의 제 3 실시예의 단면도,
도 20은 작동 매체로 채워진 도 19에 따른 히터의 단면도,
도 21은 가열 매체로 채워진 도 19에 따른 히터의 단면도,
도 22는 열원으로서 전기 침지 히터를 갖는 가열 레지스터 형태의 히터의 제 4 실시예의 단면도,
도 23a는 병렬 연결된 도 20에 따른 2개의 가열 레지스터를 갖는 히터의 단면도,
도 23b는 도 23a에 따른 히터의 평면도,
도 23c는 도 23a에 따른 히터의 측면도,
도 24는 도 23a 내지 도 23c에 따른 가열 레지스터 히터의 개략도.
도 25a는 열원으로서 전기 침지 히터를 갖는 병렬 연결된 도 22에 따른 2개의 가열 레지스터를 갖는 히터의 단면도,
도 25b는 도 25a에 따른 히터의 평면도,
도 25c는 도 25a에 따른 히터의 측면도,
도 26은 도 25a 내지 도 25c에 따른 가열 레지스터 히터의 개략도.
도 27은 가열관 형태의 열원을 갖는 사행형 열관 다발 형태의 히터의 제 5 실시예의 단면도,
도 28은 전기 침지 히터 형태의 열원을 갖는 사행형 열관 다발 형태의 히터의 제 6 실시예의 단면도,
도 29a는 3개의 레지스터 세그먼트, 직렬 연결된 관 다발, 도 27에 따른 병렬 배열의 레지스터 세그먼트, 병렬 연결의 가열 매체 관을 갖는 관 다발 가열 레지스터 형태의 히터의 제 8 실시예의 단면도,
도 29b는 도 29a에 따른 관 다발 가열 레지스터의 평면도,
도 29c는 단면 A-A를 따른 도 29a에 따른 관 다발 가열 레지스터의 단면도,
도 29d는 단면 C-C를 따른 도 29a에 따른 관 다발 가열 레지스터의 단면도,
도 29e는 도 29c, 도 29d에 따른 단면 B-B를 따른 도 29a에 따른 관 다발 가열 레지스터의 측단면도,
도 29f는 도 29d에 따른 관 다발 가열 레지스터의 측면도,
도 30a는 예로서 3개의 레지스터 세그먼트, 직렬 연결된 관 다발, 병렬 연결된 레지스터 세그먼트, 전기 열원을 가진 도 28에 따른 관 다발 가열 레지스터 형태의 히터의 제 9 실시예의 단면도,
도 30b는 도 30a에 따른 관 다발 가열 레지스터의 평면도,
도 30c는 단면 A-A를 따른 도 30a에 따른 관 다발 가열 레지스터의 단면도,
도 30d는 단면 C-C를 따른 도 30a에 따른 관 다발 가열 레지스터의 단면도,
도 30e는 도 30c, 도 30d에 따른 단면 B-B를 따른 도 30a에 따른 관 다발 가열 레지스터의 측단면도,
도 31a는 예로서 병렬 배열된 3개의 레지스터 세그먼트, 바람직하게는 열원으로서 물과 직렬 연결된 관 다발, 병렬 연결된 가열 매체 관을 가진 관 다발 가열 레지스터 형태의 히터의 제 10 실시예의 단면도,
도 31b는 도 31a에 따른 관 다발 가열 레지스터의 평면도,
도 31c는 단면 A-A를 따른 도 31a에 따른 관 다발 가열 레지스터의 단면도,
도 31d는 단면 C-C를 따른 도 31a에 따른 관 다발 가열 레지스터의 단면도,
도 31e는 도 31c, 도 31d에 따른 단면 B-B를 따른 도 31a에 따른 관 다발 가열 레지스터의 측평면도,
도 31f는 도 31d에 따른 관 다발 가열 레지스터의 측면도,
도 32a는 예로서 병렬 배열의 3개의 레지스터 세그먼트, 직렬 연결된 관 다발, 직렬 연결된 가열 매체 관을 갖는 도 27에 따른 관 다발 가열 레지스터 형태의 히터의 제 11 실시예의 단면도,
도 32b는 도 32a에 따른 관 다발 가열 레지스터의 평면도,
도 32c는 단면 A-A를 따른 도 32a에 따른 관 다발 가열 레지스터의 단면도,
도 32d는 단면 C-C를 따른 도 32a에 따른 관 다발 가열 레지스터의 단면도,
도 32e는 도 32c, 도 32d에 따른 단면 B-B를 따른 도 32a에 따른 관 다발 가열 레지스터의 측단면도,
도 32f는 도 32d에 따른 관 다발 가열 레지스터의 측면도.
도 1은, 비워지고 작동 매체(12)로 채워지고 평행하거나 실질적으로 평행하게 연장되는 여러 개의 열관(14)과, 물과 같은 가열 매체(18)가 흐르고 열관(14)에 열적으로 결합된 가열관 형태의 열원(16)을 포함하는 히터(10)를 단면도로 도시한다.
본 발명에 따르면, 열관(14)은 중력 열관으로 설계되고 각각은 제 1 개방 단부(20) 및 제 2 개방 단부(22)를 포함한다. 제 1 개방 단부는 폐쇄된 제 1 가로 연결관(24)으로 개방되고 그에 유체-기밀하게 연결된다. 제 2 개방 단부(22)는 폐쇄된 제 2 가로 연결관(26)으로 개방되고 그에 유체-기밀하게 유체 연결된다.
열관(14) 및 가로 연결관(24, 26)의 공동부는, 비워지고 작동 매체(12)로 채워지는 균일한 공동부를 형성한다. 예를 들어 그룹 HFC로부터 부분 할로겐화된, 공비 혼합물 중의 하이드로플루오로카본과 같은 비인화성이고, 상업적으로 이용 가능하며, 자유롭게 접근 가능한 냉매 혼합물이 작용 매체로서 사용되는 것이 바람직하다. 열관(14) 및 가로 연결관(24, 26) 내부의 압력은 최대 70℃의 히터 표면 온도에 따라 33 bar가 바람직하다. 온도는 적절한 작동 매체를 통해 온수 히터 외부에도 도달할 수 있다.
가로 연결관(24)은 동축 방향으로 가열관(16)을 수용하며, 여기서 가로 연결관은 단부면(28, 30)에서 유체-기밀하게 폐쇄되고 가열관의 연결기(32, 34)만 단부면(28, 30)으로부터 개방된다. 제 2 가로 연결관에서, 충전 밸브(36)는 단부면에 배치되고, 안전 밸브(38)는 예를 들어 관 벽의 중간에 배치되는 것이 바람직하다. 설계는 또한 가로 연결관 또는 작동 매체로 채워진 공동부에서 안전 밸브의 다른 유리한 위치를 허용한다. 기술 지침서에서 그렇게 요구하는 경우, 밸브의 유리한 안전 캡슐화가 제공된다. 제 1 하부 가로 연결관(24)은 실질적으로 증발기(유체 수집기)를 형성하고 제 2 상부 가로 연결관(26)은 응축기(증기 수집기)를 형성한다.
도 2는 단순한 설계의 중력 열관 형태의 열관(14)을 도시한다. 열관(14) 및 가로 연결관(24, 26)은 알루미늄, 구리, C-강 및/또는 VA-강 또는 다른 열 전도 및 고체 재료로 만들어질 수 있고 다양한 재료의 조합으로 만들어질 수 있다.
열관(14)은, 열을 전달하는 데 사용되며, 예를 들어 회로에서 증발하고 재응축하는 물, 암모니아 또는 냉매와 같은 이동하는 작동 매체를 그렇게 사용하는 데 사용되는 장치이다. 작동 매체는 초기에 액체이고 열, 즉 증발 열을 흡수하면서 제 1 가로 연결관(24)의 가열관(16)에 의해 증발된다. 그 다음, 작동 매체는 열관(14)을 통해 제 1 개방 단부(20)로부터 제 2 개방 단부(22)로 이동하고, 여기서 열을 방출하면서 재응축된다. 그런 다음 액체는 제 1 개방 단부 또는 제 1 가로 연결관으로 다시 돌아온다.
여기서 작동 매체는 실질적으로 현열이 아니라 잠열을 전달한다는 점에 유의해야 한다. 이것은 온도 변화가 거의 없고 대신 증발 또는 응축되어 증발열 또는 응축열이 각각 전달된다는 의미이다.
가로 연결관 및 열관으로 만들어진 본 발명에 따른 관 구조는 놀랍게도 2상 열 사이펀(two-phase thermosiphon)으로 작동한다. 작동 매체의 순환은 열 사이펀에서 열관의 수직 정렬을 어느 정도 필요로 하므로 열 전달은 아래에서 위로만 작동한다; 소위 중력 열관이다. 액체 작동 매체는 중력으로 인해 아래로 흐르고, 이 경우에는 제 1 가로 연결관(증발기)으로 흐르고 그곳에서 증발된 매체는 제 2 가로 연결관(응축기)으로 올라갈 수 있다. 작동 매체가 여전히 안정적으로 아래쪽으로 흐를 수 있는 한 비교적 평평한 정렬이 가능하다. 열 사이펀이 중력을 이용하기 때문에 이것을 중력 열관이라고 한다.
전술한 원리는 다양한 히터의 다음 실시예에서도 사용된다.
도 3은 도 1에 따른 히터(10)를 단면도로 도시하며, 여기서 가열관(14)과 가로 연결관(24, 26)에 의해 형성된 공동부가 회색으로 도시된 작동 매체(12)로 채워진다.
도 4는 가열관(16) 내부를 흐르는 물과 같은 가열 매체(18)가 회색으로 도시된 히터(10)의 측면도를 도시한다.
도 5는 부분적으로는 단면도이고 부분적으로는 열관(14) 및 가로 연결관(24, 26)에 열적으로 결합되는 커버 소자(42) 및 방열 시트(40)를 포함하는 히터(10)를 도시한다.
도 6은 대류 소자로서 연결 시트(44)를 통해 열관(14)에 열적으로 결합된 평면 방열 소자(40)를 갖는 열관(14)을 사시도로 도시한다. 방열 소자(40, 44)는 설치된 상태에서 한 평면에 있고, 바람직하게는 히터의 전면과 후면 모두에 있다.
도 7은 다양한 히터 연결에 적용할 수 있는 연결 시스템(48)을 구비한 바람직하게는 강으로 만들어진 히터(46)의 제 2 실시예를 도시한다. 연결 시스템(48)은 우회관(52)을 통해 바람직하게는 상업적으로 이용 가능한 제어 밸브(54)의 입구에 연결된 흐름 연결부(50)를 포함하며, 상기 제어 밸브(54)는 제 2 가로 연결관(26)으로부터 연장되는 도킹 관 단부(56)에 결합된다. 제 2 우회관(58)은 제어 밸브(54)로부터 가열관(16)의 방향으로 연장되고 그에 유체 연결된다. 가열 매체 흐름 분할기(60)는 가열 매체가 제 2 우회관(58)으로부터 가열관(16)을 통과하고 다시 복귀 연결부(62)로 돌아가도록 가열관(16) 내부에 동축으로 배치된다. 가열 매체 흐름 분할기(60)는 가열관(16)의 연결기(32, 34)를 통해 또는 흐름 및 복귀 연결부(50, 62)를 통해 히터를 작동시키기 위해 가열관(16)의 단부면 단면에 배치된 구멍(aperture; 64)으로부터 연장된다.
도 8은 바람직하게는 알루미늄으로 만들어진 히터(66)의 제 3 실시예를 도시한다. 이 실시예는 제 1 가로 연결관(24) 및 가열관(16)이 서로 평행하게 연장되고 열적으로 결합된다는 점에서 도 7에 따른 실시예와 상이하다. 제 1 가로 연결관(24) 및 가열관(16)은 바람직하게는 압출 섹션(68), 바람직하게는 알루미늄 압출 섹션으로서 설계된다.
히터(66)는 또한 제 1 우회관(74)을 통해 제 2 가로 연결관(26)의 도킹 관 단부(78)에 결합된 상업적으로 이용 가능한 히터 제어 밸브(76)에 연결된 유입구(72)를 갖는 범용 연결 시스템(70)을 포함한다. 제 2 우회관(80)은 제어 밸브(76)로부터 가열관(16)의 방향으로 연장되고 그에 유체 연결된다. 구멍(84)에 연결된 가열 매체 흐름 분할기(82)는 가열관(16) 내부에서 동축으로 연장되며, 구멍은 가열관(16)의 단부면 개구부에 배치된다. 가열 매체는 가열관의 길이방향으로 가열 매체 흐름 분할기(82)를 따라 제 2 우회관(80)을 통과하고 다시 복귀 연결부(86)로 안내된다.
도 9는 작동 매체로 채워진 강으로 만들어진 히터(46)를 도시하고, 도 10은 작동 매체로 채워진 알루미늄으로 만들어진 히터(66)를 도시하며, 각각의 경우 회색으로 도시된다.
도 11 및 도 12는 각각 가열 매체로 채워진 히터(46 및 66)를 도시하며, 각각의 경우에 회색으로 도시된다.
도 13은 도 8에 따른 히터(66)의 실시예를 도시한다. 이 실시예는 연결 시스템(70)이 제 1 우회관(74)을 통해 제 2 우회관(80) 및 복귀 연결부(72)에 열적으로 결합된 유입구(86)를 갖는다는 점에서 도 8에 따른 실시예와 상이하다. 연결 시스템은 또한 연결부(72)가 흐름부이고 연결부(86)가 복귀부일 때 작동한다. 히터는 가열 매체(18)의 흐름 방향(흐름/복귀)에 관계없이 "하부-대향 연결(bottom-opposite connection)" 또는 "하부 연결(bottom connection)"에만 적합하다.
도 14a 및 도 14b는 열관(14), 도 7에 따른 우회관(58) 및 도 8과 도 13에 따른 우회관(80)을 따라 연장되는 평면형 방열 소자(88, 92)를 구비한 히터(46, 66)의 다양한 실시예를 예시적으로 도시한다. 평면 소자(90, 94)는 덮개의 예이다.
도 15는 도 14a 및 도 14b에 따른 열관(14)을 사시도로 도시하며, 상기 열관(14)의 평면 방열 소자(88, 92)는 대류 소자(96)로서의 연결 시트를 통해 길이방향으로 열관(14)에 열적으로 결합된다. 방열 소자(88, 92) 및 대류 소자(96)는 설치된 상태에서 하나의 평면에 있고 바람직하게는 히터의 전면과 후면 모두에서 조인트로 연결된다.
도 16은 도 1에 따른 히터와 실질적으로 동일한 구조를 갖는 히터(98)의 제 4 실시예를 단면도로 도시하며, 동일한 소자에는 동일한 도면 번호가 제공된다.
제 1 가로 연결관(24)은 도 1에 도시된 바와 같이, 중심축을 따라, 도시된 예에서 길이방향으로 전기 침지 히터(102)를 수용하는 동축 관(100)을 갖는다. 침지 히터(102)와 관(100) 사이의 최적의 열 전달을 달성하기 위해, 바람직하게는 침지 히터(102)와 관(100) 사이에 열 전도제(104)가 배치된다. 관(100)은 단부면에서 유체-기밀하게 가로 연결관(24)에 연결되고 작동 매체(12)는 외부에서 그 주위로 흐른다.
침지 히터 연결은 도면에 도시된 측면으로 제한되지 않고, 전술한 대로 필요한 유체 밀봉으로 반대쪽 관 단부에도 연결될 수 있다.
도 17은 회색으로 도시된 작동 매체(12)로 채워진 히터(98)를 도시한다.
도 18은 부분 단면도로, 부분적으로는 열관(14)의 길이방향으로 연장되는 평면형 방열 소자(106) 형태의 덮개를 갖는 히터(98)를 도시한다. 평면형 소자(108, 109, 110)는 덮개의 예이다.
도 19는 도 1에 따른 히터(10)와 실질적으로 동일한 구조를 가지지만 열관(14)은 가로 연장된 핀(114)을 통해 열적으로 결합된, 히터(112)의 제 5 실시예를 도시한다. 또한, 팬(116)이 제공되어 기류(118)가 핀(114) 사이에 형성되는 개구부를 통과할 수 있다.
도 20은 회색으로 도시된 작동 매체(12)로 채워진 도 19에 따른 히터(112)를 도시한다.
도 21은 회색으로 도시된 물(18)과 같은 가열 매체로 채워진 도 19에 따른 히터(112)를 도시한다.
도 22는 도 16에 따른 히터(98)와 실질적으로 동일한 구조를 가지지만 열관(14)은 가로 연장되는 핀(114)을 통해 열적으로 결합된, 히터(120)의 제 6 실시예를 도시한다. 또한, 팬(116)이 제공되어 기류(118)가 핀(114) 사이에 형성되는 개구부를 통과할 수 있다.
도 23a 내지 도 23c는 도 19에 따른 2개의 병렬 연결된 히터(112)로 구성된 가열 레지스터(122)의 상이한 도면을 각각 도시한다. 도 23a에 따르면, 가열 레지스터(122)는 제 1 히터 세그먼트(124) 및 제 2 히터 세그먼트(126)를 포함하며, 가열관(16)은 병렬로 연결된다. 그렇게 하기 위해, 연결기(128, 130)가 연결 소자(132)를 통해 흐름 연결기(134)에 공동으로 연결되도록 제공된다. 출력 측에서, 출구 연결기(136, 138)는 관 연결을 통해 연결기(140)에 연결된다. 연결 시스템은 연결(140)이 흐름부이고 연결(134)이 복귀부일 때에도 작동한다.
가열 레지스터 세그먼트(124, 126)는 도 19 내지 도 21과 관련하여 설명된 바와 같은 히터(112)의 구조에 실질적으로 대응하는 구조를 갖는다.
또한, 팬(142)이 제공되어 길이방향 축(144)이 세그먼트에 의해 형성된 평면에 대해 실질적으로 직각으로 연장되어 핀(114) 사이의 개구부를 통해 기류가 생성될 수 있다.
도 24는 단순화된 도면에서 가열 레지스터(122)를 통한 흐름의 원리를 순수하게 개략적으로 도시한다. 가열 레지스터 세그먼트(124, 126)의 열관(14)은 각각 가로 연결관(24, 26)에 유체 연결된다. 도시된 실시예에서, 가열 매체로서 물을 운반하는 가열관(16)은 가로 연결관(24)에 동축으로 연장된다. 후자는 입구 측과 출구 측에서 병렬로 연결되어 유압 균형을 만든다. 대안적으로, 도시된 유압 균형 밸브가 추가로 제공될 수 있다. 추가 가로 연결관에 의해 도시된 것처럼 추가 세그먼트를 병렬로 연결할 수도 있다.
도 25a 내지 도 25c는 도 23에 따른 히터(122)의 일 실시예를 상이한 도면으로 도시하며, 전기 침지 히터(102)가 가열 매체로서 제공된다. 가열 레지스터는 제 1 히터 세그먼트(124) 및 제 2 히터 세그먼트(126)를 포함한다.
가열 레지스터 세그먼트(124, 126)는 도 19 내지 도 22와 관련하여 설명된 바와 같이 도 22의 히터(120)의 구조에 실질적으로 대응하는 구조를 갖는다.
침지 히터 연결은 도면에 도시된 측면으로 제한되지 않고, 전술한 대로 필요한 유체 밀봉으로 반대쪽 관 단부에도 연결될 수 있다.
도 26은 단순화된 도면으로 가열 레지스터(122)를 통한 흐름의 원리를 순수하게 개략적으로 도시한다. 가열 레지스터 세그먼트(124, 126)의 열관(14)은 각각 가로 연결관(24, 26)에 유체 연결된다. 도시된 실시예에서 전기 침지 히터(102)를 수용하는 관(100)은 가로 연결관(24)에 동축으로 연장된다. 추가 가로 연결관에 의해 도시된 것처럼 추가 세그먼트를 병렬로 연결할 수도 있다.
도 27은, 작동 매체(150)로 채워지고 그 단부(152, 154)에서 유체-기밀하게 밀봉된 사행형 열관 다발(148) 형태의 히터(146)의 제 7 실시예의 정면도를 도시한다. 관 다발(148)의 평행 관 섹션(156)은 열관을 형성하는 반면, 제 1 곡선형 관 섹션(158)은 증발기(160)를 형성하고 제 2 곡선형 관 섹션(156)은 응축기(162)를 형성한다.
증발기로서 작용하는 관 섹션(158)은 가열관과 같은 열원(164)에 열적으로 결합된다. 이 경우에, 가열관(164)은 알루미늄 또는 구리 또는 유리한 열 전도성 재료와 같은 열 전달 매체로 만들어진 열 전도체(166) 내부로 연장된다. 가열관(164)에는 관 섹션(158)으로 열을 전달하기 위해 물과 같은 가열 매체(18)가 흐른다.
안전 밸브(38)는 관 섹션(152)의 단부에 배치되고 충전 밸브(36)는 관 다발(154)의 단부에 배치되는 것이 바람직하다. 설계는 또한 안전 밸브(38) 및 충전 밸브(36) 또는 작동 매체로 채워진 공동부의 임의의 다른 유리한 위치를 허용한다. 기술 지침서에서 요구하는 경우, 밸브(38)의 유리한 안전 캡슐화가 제공된다.
대안적으로, 안전 밸브(38) 전방의 단부(152) 및 충전 밸브(36) 전방의 단부(154)는 또한 관 섹션에 의해 서로 연결될 수 있어, 폐쇄된 관 구조가 얻어질 수 있다. 이것은 관 다발에 의해 둘러싸인 공동부 내부의 작동 매체의 효과적인 분포를 향상시킨다.
도 28은 도 27에 따른 히터(168)의 추가 실시예를 도시하며, 열원은 연결부(172)를 갖는 전기 침지 히터(170)로서 설계된다. 전기 침지 히터(170)는 열 전도체(166)의 개구부(174)에서 연장된다. 더 나은 열 전달을 위해, 전기 침지 히터(170)와 열 전도체(166) 사이의 전이부에 열 전도제(176)가 제공된다.
침지 히터 연결은 도면에 도시된 측면으로 제한되지 않고, 전술한 대로 필요한 유체 밀봉으로 반대쪽 관 단부에도 연결될 수 있다.
도 29a 내지 도 29f는 도 27에 따른 히터(146)에 기초한 히터(178)의 실시예를 다양한 도면으로 도시한다. 도 29a는 단면의 정면도를 도시한다. 도 29b는 히터(178)의 평면도를 도시한다. 도 29c는 도 29a의 단면 A-A를 따른 단면에서 평면도를 도시한다. 도 29d는 도 29a의 단면 C-C를 따른 단면에서 평면도를 도시한다. 도 29e는 도 29c, 도 29d의 단면 B-B를 따른 단면에서 측면도를 도시하고, 도 29f는 연결 플랜지의 우측에서 본 측면도를 도시한다.
도 29a는 히터(178)의 정면도를 도시한다. 곡선형 관 섹션(158)은 공통 열 전도체(180)에서 열적으로 결합된다. 가열관(182, 184, 186, 188)은 도 29e에 따른 측면도에 도시된 바와 같이, 곡선형 관 섹션(158)에 평행하게 연장된다.
가열관은 유리하게는 각각 공통 플랜지(206, 208)로 개방되는 연결편(190, 192, 194, 196)의 일 단부 및 다른 단부(198, 200, 202, 204)를 갖는다. 가열관은 병렬로 연결된다. 흐름/복귀 연결은 가열 매체의 흐름 방향과 무관하다.
도 30a 내지 도 30e는 도 29a 내지 도 29e에 따른 히터(178)에 실질적으로 대응하지만 전기 침지 히터(212, 214, 216, 218)가 가열 매체인 물이 흐르는 관(182, 184, 186, 188) 대신에 열원으로 사용되는 차이점이 있는 히터(210)의 실시예를 도시한다.
침지 히터 연결은 도면에 도시된 측면으로 제한되지 않고, 전술한 대로 필요한 유체 밀봉으로 반대쪽 관 단부에도 연결될 수 있다.
도 31a 내지 도 31f는 도 29a 내지 도 29e에 따른 히터(178)에 실질적으로 대응하지만 열관(182, 184, 186, 188)의 단부(190, 192, 194, 196; 198, 200, 202, 204)가 공통 플랜지(206, 208)로 개방되지 않고 두 단부(190, 192; 194, 196 또는 198, 200; 202, 204)가 별도의 관 플랜지(222, 224)로 각각 개방되는 차이점이 있는 히터(220)의 실시예를 도시한다. 가열관은 병렬로 연결된다. 흐름/복귀 연결은 가열 매체의 흐름 방향과 무관하다.
도 32a 내지 도 32f는, 도 29a 내지 도 29e에 따른 히터(178)에 실질적으로 대응하지만 열관(182, 184, 186, 188)의 단부(190, 192, 194, 196; 198, 200, 202, 204)가 공통 플랜지(206, 208)로 개방되지 않고 연결부(228, 230)에 의해 직렬로 연결되는 차이점이 있는 히터(226)의 실시예를 도시한다.
플랜지 연결부(230)는 도면에 도시된 측면으로 제한되지 않고, 반대쪽 관 단부에도 있을 수도 있다. 흐름/복귀 연결은 가열 매체의 흐름 방향과 무관하다.

Claims (34)

  1. 히터(10, 46, 66, 98, 112, 120, 122)로서,
    바람직하게는 평행하거나 실질적으로 평행하게 연장되고 각각 제 1 단부(20) 및 제 2 단부(22)를 갖는, 작동 매체(12)로 채워진 여러 개의 열관(14), 및
    상기 열관(14)의 상기 제 1 및/또는 제 2 단부(20, 22)에 열적으로 결합된 열원(16, 102)을 포함하는, 상기 히터(10, 46, 66, 98, 112, 120, 122)에 있어서,
    상기 열관(14)의 상기 제 1 단부(20)는 개방되어 제 1 가로 연결관(24)에 유체적으로 연결되도록 설계되고,
    상기 열관(14)의 상기 제 2 단부(22)는 개방되어 제 2 가로 연결관(26)에 유체적으로 연결되도록 설계되며,
    상기 열관(14) 및 상기 가로 연결관(24, 26)은 상기 작동 매체(12)로 채워진 공통 공동부를 형성하고,
    상기 제 1 또는 제 2 가로 연결관(24, 26)은 상기 열원(16, 102)으로부터 열을 수용하기 위해 상기 열원(16, 102)에 열적으로 결합되는 것을 특징으로 하는 히터.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 열관(14)은 서로 평행하게 배치되고 작동 위치에서 수직으로 연장되는 것을 특징으로 하는 히터.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 열관(14)은 중력 열관으로 설계되는 것을 특징으로 하는 히터.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 작동 매체(12)는 상업적으로 이용 가능하고 자유롭게 접근할 수 있는 냉매 및/또는 냉매 혼합물(공비 혼합물)이며, HFC 및/또는 PFC 그룹 및/또는 적절한 냉매로부터 GWP(지구 온난화 지수) 값이 2500 미만이거나 GWP 값이 750 미만인 것을 특징으로 하는 히터.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 1, 하부 가로 연결관(24)은 상기 작동 매체(12)용 증발기를 형성하는 것을 특징으로 하는 히터.
  6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 2, 상부 가로 연결관(26)은 상기 작동 매체(12)용 응축기를 형성하는 것을 특징으로 하는 히터.
  7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 열관(14)은 길이방향을 따라 평면 소자, 리브 또는 방열기와 같은 방열 소자(40, 42, 44; 88, 90, 92, 94, 96)를 갖는 것을 특징으로 하는 히터.
  8. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
    개별 열관 및/또는 우회관의 상기 평면 소자(40, 42; 92, 94)는 하나의 평면에 있는 것을 특징으로 하는 히터.
  9. 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 열원(16)은 물과 같은 기체 또는 액체 가열 매체(18)가 흐를 수 있는 가열관인 것을 특징으로 하는 히터.
  10. 제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 가열관(16)은 길이방향 축을 따라 제 1 또는 제 2 가로 연결관(24, 26)에 동축으로 배치되고 상기 작동 매체(12)에 의해 둘러싸이고, 상기 가열관(16)의 연결기(32, 34)는 단부면에서 압력-기밀 및 유체-기밀 방식으로 상기 가로 연결관(24, 26)에 연결되는 것을 특징으로 하는 히터.
  11. 제 1 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 가열관(16)은 상기 제 1 또는 제 2 가로 연결관(24, 26)에 평행하거나 실질적으로 평행하게 연장되고 거기에 열적으로 연결되는 것을 특징으로 하는 히터.
  12. 제 1 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 히터(46; 66)는 흐름 연결부(50; 72) 및 복귀 연결부(62; 86)가 있는 연결 시스템(48; 70)을 구비하며, 상기 흐름부는 제 1 우회관(52; 74)을 통해, 상기 제 2 가로 연결관(26)으로부터 단부면에서 돌출하는 연결기(56; 78)에 결합되는 바람직하게는 상업적으로 이용 가능한 제어 밸브(54; 76)에 연결되고,
    상기 제 1 우회관에 평행하게 상기 제어 밸브(54; 76)로부터 바람직하게 연장되는 제 2 우회관(58; 80)이 상기 가열관(16)에 유체 연결되고 상기 복귀 연결부(62, 86)에 결합되는 것을 특징으로 하는 히터.
  13. 제 1 항 내지 제 12 항 중 어느 한 항에 있어서,
    물과 같은 상기 가열 매체(18)의 유량을 조절하기 위한 흐름 분리 장치(60; 82)가 상기 가열관(16)에 배치되는 것을 특징으로 하는 히터.
  14. 제 1 항 내지 제 13 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 흐름 분리 장치(60; 82)는 상기 가열관(16)의 단부면 개구부에 배치된 구멍(64; 84)으로부터 상기 가열관(16)의 길이방향으로 동축으로 연장하고, 상기 히터(46, 66)의 연결 유형은 상기 구멍(64, 84)에 의해 사전 설정 가능한 것을 특징으로 하는 히터.
  15. 제 1 항 내지 제 14 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 열원(16)은 전기 침지 히터(102)와 같은 전기 열원인 것을 특징으로 하는 히터.
  16. 제 1 항 내지 제 15 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 전기 침지 히터(102)는, 상기 제 1 및/또는 제 2 가로 연결관(24, 26)에 열적으로 결합되고 바람직하게는 상기 작동 매체(12)에 의해 적어도 일부 섹션에서 둘러싸이는 관(100)에 수용되는 것을 특징으로 하는 히터.
  17. 제 1 항 내지 제 16 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 1 및/또는 제 2 가로 연결관(24, 26)은 이중벽 관 구조로 설계되고, 상기 관(100)은 상기 이중벽 관 구조의 내부 관이고 상기 침지 히터를 위한 적어도 하나의 단부면 개구부와 형상 끼워맞춤 방식으로 연결되어, 바람직하게는 유체-기밀 및 내압 연결되어 상기 가로 연결관에 삽입되는 것을 특징으로 하는 히터.
  18. 제 1 항 내지 제 17 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 전기 침지 히터(102)는 열 전도 페이스트(104) 또는 다른 유리한 열 전도 소자와 같은 열 전도제를 통해 상기 제 1 또는 제 2 가로 연결관(24, 26)의 관(100) 또는 내부 관에 열적으로 결합되는 것을 특징으로 하는 히터.
  19. 제 1 항 내지 제 18 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 열관(14)에 결합된 상기 방열 소자는 대류 핀(114)으로 설계되는 것을 특징으로 하는 히터.
  20. 제 1 항 내지 제 19 항 중 어느 한 항에 있어서,
    2개 이상의 히터(112)가 가열 레지스터(122) 또는 단일 히터와 비교할 때 더 높은 열 출력을 갖는 히터에 병렬 또는 직렬로 연결되는 것을 특징으로 하는 히터.
  21. 제 1 항 내지 제 20 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 히터(112, 122)는 그 흐름 방향이 상기 히터(112, 122)에 의해 형성된 평면에 직각인 팬(116, 142)에 결합되는 것을 특징으로 하는 히터.
  22. 히터(146, 168, 178, 210, 220)로서, 작동 매체(150)로 채워지고 제 1 및 제 2 단부(152, 154)를 갖는 적어도 하나의 열관(148), 및 상기 열관(148)에 열적으로 결합된 열원(164)을 포함하는, 상기 히터(146, 168, 178, 210, 220)에 있어서,
    상기 열관(148)은 직선 및 평행하게 연장되는 섹션(156)과 상기 평행 섹션을 연결하는 상부 및 하부 곡선 섹션(158)을 포함하는 사행형 관 다발(meander-shaped tube bundle; 148)로 구부려지고, 상기 관 다발(148)의 상기 상부 및 하부 곡선 섹션(158)은 상기 열원(164)에 열적으로 결합되는 것을 특징으로 하는 히터.
  23. 제 22 항에 있어서,
    상기 관 다발(148)의 상기 단부(152, 154)는 밸브(36, 38)로 유체-기밀하게 밀봉되거나 서로 연결되는 것을 특징으로 하는 히터.
  24. 제 22 항 또는 제 23 항에 있어서,
    상기 관 다발(148)의 상기 하부 곡선 섹션(158)은 각각 증발기를 형성하고, 상기 열원(164)에 열적으로 결합된 열 전도체(166)에 열적으로 결합되는 것을 특징으로 하는 히터.
  25. 제 22 항 내지 제 24 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 열 전도체(166)는 구리 또는 알루미늄과 같은 열 전도 재료 또는 적절한 집합체 상태의 유리한 열 전도 재료로 만들어지는 것을 특징으로 하는 히터.
  26. 제 22 항 내지 제 25 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 관 다발(148)은 중력 열관 다발인 것을 특징으로 하는 히터.
  27. 제 22 항 내지 제 26 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 열원(164)은, 상기 열 전도체(166)를 통과하고 물과 같은 가열 매체가 흐르는 적어도 하나의 가열관(164)인 것을 특징으로 하는 히터.
  28. 제 22 항 내지 제 27 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 열원(164)은 전기 열원, 바람직하게는 열 전도체(166)에 열적으로 결합된 전기 침지 히터(170)인 것을 특징으로 하는 히터.
  29. 제 22 항 내지 제 28 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 관 다발의 상기 수직 섹션(156)은 열 전도 핀(144)을 갖는 것을 특징으로 하는 히터.
  30. 제 22 항 내지 제 29 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 관 다발(148)은 가열 레지스터(178; 210; 220)에 병렬 또는 직렬로 연결되고, 상기 하부 곡선 섹션(158)은 공통 열 전도체(180)에 수용되는 것을 특징으로 하는 히터.
  31. 제 22 항 내지 제 30 항 중 어느 한 항에 있어서,
    액체 또는 기체의 다른 매체는 열원(164)으로 효과적인 것을 특징으로 하는 히터.
  32. 제 22 항 내지 제 31 항 중 어느 한 항에 있어서,
    물의 온도 범위를 벗어난 온도가 가능하며, 상기 열관(14, 148)의 상기 작동 매체(12)는 상기 히터의 온도 범위를 결정하는 것을 특징으로 하는 히터.
  33. 제 22 항 내지 제 32 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 열관(14, 148)의 상기 작동 매체(12)는 상기 히터의 온도 범위를 결정하는 것을 특징으로 하는 히터.
  34. 제 22 항 내지 제 33 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 열관(14, 148)의 상기 작동 매체(12)는 상기 히터의 열 출력을 결정하는 것을 특징으로 하는 히터.
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