KR100777216B1 - 소형 전기보일러를 이용한 온돌 난방장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 전기보일러를 작게 소형으로 제작하여 이동 및 취급이 용이하고 설치공간에 제약을 받지 않고 용이하게 설치할 수 있는 소형으로 제작된 전기보일러를 이용하여 기존에 배설된 순환배관에 연결하여 사용할 수 있는 것으로, 특히 보일러 설치 면적이 적은 공간에 설치하여 최대의 열효율을 얻을 수 있도록 한 소형 전기보일러를 이용한 온돌 난방장치에 관한 것이다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 건물의 실내 온돌에 설치된 순환배관과, 상기 순환배관에 연결되어 공급된 공급수를 가열하고, 가열된 공급 온수를 순환되도록 하는 전기보일러와, 상기 전기보일러의 내부로 공급수를 공급 및 보충시켜 주는 급수통과, 상기 전기보일러의 동작을 제어하는 제어부로 구성된 것으로 특징으로 한다.

순환배관, 전기보일러, 히터, 순환펌프

Description

소형 전기보일러를 이용한 온돌 난방장치{A heating apparatus which uses small electric boiler}

도 1 은 본 발명에 따른 소형 전기보일러를 이용한 온돌 난방장치를 보인 개략도.

도 2 는 본 발명에 이용되는 소형 전기보일러의 분리 사시도.

도 3 은 본 발명에 이용되는 소형 전기보일러의 정단면도.

도 4 는 본 발명에 이용되는 소형 전기보일러의 작동관계를 보인 단면도.

[도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명]

10 : 순환배관 100 : 전기보일러

110 : 본체 111 : 가열공간부

112, 112a : 유입구 113, 115, 117 : 나사부

114, 114a : 배출구 116a, 124 :나사공

118 : 공급관 120 : 덮개판

122 : 고정단 126 : 온도 스위치

129, 136 ,142, 156 : 패킹

130 : 히터 132, 134 : "+, -"단자

140 : 온도센서 150 : 순환펌프

154 : 체결부재 160 : 캡

200 : 급수통 300 : 제어부

본 발명은 소형 전기보일러를 이용한 온돌 난방장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 전기보일러를 작게 소형으로 제작하여 이동 및 취급이 용이하고 설치공간에 제약을 받지 않고 용이하게 설치할 수 있고, 소형으로 제작된 전기보일러를 이용하여 기존에 배설된 순환배관에 연결하여 사용할 수 있으며, 특히 보일러 설치 면적이 적은 공간에 설치하여 최대의 열효율을 얻을 수 있도록 한 소형 전기보일러를 이용한 온돌 난방장치에 관한 것이다.

일반적으로 주택의 난방을 하기 위한 방식으로는 실내공기를 따뜻하게 하는 스팀방식과 실내바닥을 따뜻하게 하는 온돌난방으로 크게 구분된다.

이 중에서 스팀방식은 침대를 사용하는 서양문화권인 침대문화를 가진 지역에서 많이 사용을 하고, 실내바닥을 따뜻하게 하는 온돌난방은 우리나라와 같은 동양문화권인 요와 이불을 바닥에 깔아서 사용을 하는 온돌문화를 가진 지역에서 많이 사용을 하고 있는 실정이다.

특히, 동양의 문화권에서 사용을 하는 온돌난방은 바닥에 일정한 간격으로 순환배관을 설치하고, 설치된 순환배관을 보일러에 연결하여 보일러에서 데워진 온수를 순환배관을 통하여 순환하도록 하여 실내의 바닥을 따뜻하게 하도록 하는 것으로, 실내의 바닥을 따뜻하게 함으로써 실내의 공기 또한 따뜻하게 하도록 하는 난방을 통칭하는 것이다.

그러나, 상기와 같은 종래의 온돌난방은 보일러가 작동할 때 발생하는 소음과 연료의 연소로 인한 냄새 등의 이유 때문에 보일러실을 별도로 마련해야 하므로 그만큼의 실내 공간을 차지하게 되고, 또한 보일러의 용량이 크므로 설치공간에 제약을 받는 문제점이 있었다.

그리고, 보일러실에 구비되어 있는 보일러에 순환배관을 연결시키기 위해서는 벽에 구멍을 뚫고 순환배관을 연결함으로써 건물의 기둥이 되는 벽이 약해지고 작업이 복잡해 진다는 문제점이 있었다.

또한, 난방하고자 하는 면적이 적은 경우 즉, 원룸 등에 순환배관을 설치하고 난방을 하고자 할 경우에는 적당한 크기의 소형 보일러의 선택의 폭이 좁기 때문에 난방하고자 하는 면적보다 용량이 더 큰 보일러를 이용하여 난방을 함으로써 불필요한 에너지 소모가 발생하고, 원룸 등 좁은 공간에 별도의 보일러실을 마련하게 되면 그만큼의 활동 공간이 좁아지는 등의 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 전기보일 러를 최소의 부품만으로 하여 소형으로 제작함으로써 보일러의 설치공간을 적게 차지하게 되어 별도의 보일러실을 마련할 필요가 없어 실내 공간을 용이하게 활용할 수 있도록 하는데 그 목적이 있다.

또한, 기존의 온돌에 설치되어 있는 순환배관을 그대로 이용하여 소형으로 제작된 전기보일러를 연결시켜 사용함으로써 별도의 구조 변경을 할 필요가 없어지므로 경제적 부담을 줄일 수 있도록 하는데 그 목적이 있다.

또한, 전기보일러와 순환펌프를 일체로 형성함으로써 보일러의 구조가 더욱 단순해지고 설치작업이 용이하며 설치시간을 단축하는데 그 목적이 있다.

그리고, 적은 양의 공급수를 히터에 의해 신속하게 가열하여 순환시킴으로써 열효율이 높은 보일러를 제공하는데도 그 목적이 있다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 온돌에 설치된 순환배관과, 상기 순환배관에 연결되어 공급된 공급수를 가열하고, 가열된 공급 온수를 순환되도록 하는 전기보일러와, 상기 전기보일러의 내부로 공급수를 공급 및 보충시켜 주는 급수통과, 상기 전기보일러의 동작을 제어하는 제어부로 구성된 것으로 특징으로 한다.

여기서, 상기 전기 보일러는 양측이 개방되게 내측에 가열공간부가 형성되고 상기 가열공간부와 연통되게 외부로 돌출되어 외측에 나사부가 형성된 한쌍의 유입구 및 배출구가 구비된 본체와, 상기 본체의 일측에 끼워져 고정수단에 의해 고정되며, 본체 일측을 밀폐하는 덮개판과, 상기 본체의 가열공간부에 위치하며, 양 끝 단부가 상기 덮개판의 외측으로 돌출되어 "+, -"단자가 구비된 히터와, 상기 본체의 가열공간부에 위치하고, 일측 끝단부는 상기 덮개판의 외측으로 돌출되게 구비되는 온도센서와, 상기 본체에 덮개판이 구비된 타측에 상기 가열공간부와 연통되게 체결부재에 의해 고정되는 순환펌프로 이루어진 것을 특징으로 한다.

그리고, 상기 한쌍의 유입구는 상기 순환펌프의 근접 위치에 서로 대향 되게 형성되어 어느 하나의 유입구에 상기 순환배관의 일측끝단부가 체결되고, 타측 유입구에는 상기 급수통과 급수관에 의해 연결되며, 상기 배출구는 상기 덮개판의 근접 위치에 형성되어 상기 순환배관의 타측끝단부가 체결된 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 배출구는 2개를 한쌍으로 하여 서로 대응 되게 구비된 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 본체의 가열공간부에 구비되어 상기 한쌍의 유입구와 서로 연통되게 배출공이 형성된 공급관이 더 구비된 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 공급관에 형성된 배출공은 상기 순환펌프가 구비된 방향을 향하도록 형성된 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 본체의 일측에 단턱진 안착부가 형성되고, 상기 덮개판에 상기 안착부에 안착 고정되는 고정단이 형성된 것을 특징으로 한다.

한편, 상기 히터는 2개가 설치된 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명에 따른 소형 전기보일러를 이용한 난방장치의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1 은 본 발명에 따른 소형 전기보일러를 이용한 온돌 난방장치를 보인 개략도이다.

도 1에서와 같이 본 발명은 건물의 실내 온돌 바닥에 설치하되 양끝단부가 외부로 돌출되게 설치된 순환배관(10)을 구비한다.

상기 순환배관(10)의 양끝단부에 연결되고, 내부로 공급된 공급수를 가열하며, 가열된 공급 온수를 순환하도록 하는 전기보일러(100)가 구비된다.

그리고, 상기 전기보일러(100)의 내부로 공급수를 공급 하거나 누설 또는 증발로 인해 줄어드는 공급수를 보충시켜 주도기 위하여 상기 전기보일러(100)와 연결되도록 급수관(210)에 의해 설치된 급수통(200)이 구비된다.

또한, 상기 전기보일러(100)와 전선(310)에 의해 연결되어 상기 전기보일러(100)의 동작을 단속 및 제어하는 제어부(300)가 구비된다.

여기서 상기 제어부(300)는 상기 전기보일러(100)에 대하여 온도, ON/OFF, 가동 시간, 경고 등의 각 기능을 수행하게 된다.

나아가, 상기 제어부(300)는 사용자가 조작하기 용이한 위치 즉, 사용자가 활동을 많이 하는 위치의 벽면에 부착하는 것이 바람직하다.

도 2 는 본 발명에 이용되는 전기보일러의 분리 사시도이고, 도 3 은 본 발명에 이용되는 전기보일러의 정단면도이다.

도 2 및 도 3에서와 같이 상기 전기보일러(100)는 양측이 개방된 원통형상으로 내부에 가열공간부(111)가 형성되고, 상기 가열공간부(111)와 연통되게 외부로 돌출되어 외주면에 나사부(113)(115)가 형성된 한쌍의 유입구(112)(112a) 및 배출 구(114)가 형성된 본체(110)가 구비된다.

여기서, 상기 본체(110)의 가열공간부(111) 일측에는 단턱지게 안착부(116)가 형성되고, 상기 안착부(116) 방향의 외측면에는 원주방향으로 다수개의 나사공(116a)이 형성되며, 상기 본체(110)의 타측 끝단부 외주면에는 순환펌프(150)를 설치하기 위한 나사부(117)가 형성된다.

나아가, 상기 유입구(112)(112a) 및 배출구(114)는 상기 본체(110)의 안착부(116) 방향의 근접위치에 배출구(114)가 형성되고, 상기 배출구(114)의 반대 방향 즉, 상기 본체(110)의 나사부(117)가 형성된 근접위치에 형성되어 순환펌프(150)에 근접되도록 상기 유입구(112)(112a)를 형성한다.

아울러, 상기 한쌍의 유입구(112)(112a)는 상기 본체(110)의 외측면에서 서로 대향 되게 구비한다.

그리고, 상기 배출구(114)는 다수개를 형성할 수도 있으나, 바람직하게는 배출구(114)를 한쌍으로 하여 상기 본체(110)의 외측에서 보아 상기 유입구(112)(112a)와 배출구(114)(114a)가 서로 각각 대향 되게 구비하는 것이 바람직하다.

이렇게 유입구(112)(112a) 및 배출구(114)(114a)가 구비된 상태에서 한쌍의 유입구(112)(112a) 중에서 선택하여 하나의 유입구(112)에는 상기 순환배관(10)의 일측 끝단부가 체결 고정되고, 다른 하나의 유입구(112a)에는 상기 급수통(200)과 연결되도록 하는 급수관(210)이 체결고정된다.

그리고, 한쌍의 배출구(114)(114a) 중에서 선택하여 하나의 배출구(114)에는 상기 순환배관(10)의 다른쪽 끝단부가 체결 고정되고, 다른 하나의 배출구(114a)는폐쇄수단을 이용하여 폐쇄하거나, 또는 더운물을 쓸 수 있도록 온수관(미도시)을 체결 고정시켜 사용할 수도 있다.

여기서, 한쌍으로 서로 대향 되게 구비된 유입구(112)(112a)에는 상기 본체(110)의 가열공간부(111)의 순환펌프(150) 쪽에 위치하여 상기 유입구(112)(112a)가 서로 연통 되도록 공급관(118)이 구비되고, 상기 공급관(118)에는 상기 가열공간부(111)로 공급수 또는 순환되는 온수가 유입되는 배출공(118a)이 형성된다.

나아가, 상기 공급관(118)에 형성된 배출공(118a)은 상기 순환펌프(150)가 설치되는 방향을 향하도록 형성되는 것이 바람직하다.

또한, 한쌍의 배출구(114)(114a) 중 하나의 배출구(114a)를 폐쇄하는 폐쇄수단은 캡(160)을 이용하는 것이 바람직하다.

아울러, 상기 본체(110)의 외측에 단열부재(미도시)를 더 구비하여 열손실을 일 수 있도록 할 수도 있다.

그리고, 상기 본체(110)의 안착부(116)에 끼워지는 고정단(122)이 구비되고 상기 고정단(122)의 외주면으로 상기 본체(110)에 형성된 나사공(116a)과 연통되는 나사공(124)이 형성되어 상기 본체(110)에 나사(126)로 고정되며, 상기 고정단(122)은 중앙부를 프레싱 등에 의해 일체로 형성된 덮개판(120)이 구비된다.

여기서, 상기 본체(110)에 상기 덮개판(120)이 체결고정되는 체결부위에 온수의 누수를 방지하기 위하여 패킹(129)을 개재하여 구성된다.

그리고, 상기 본체(110)의 가열공간부(111)에 위치되도록, 양 끝단부가 상기 덮개판(120)을 관통하여 외측으로 돌출되도록 하고, 돌출된 끝단부에 "+, -"단자(132)(134)가 각각 형성된 히터(130)가 구비된다.

여기서, 상기 히터(130)의 끝단부가 상기 덮개판(120)을 관통하여 외측으로 돌출되도록할 때 상기 덮개판(120)의 관통부위로 온수의 누수가 방지되도록 패킹(136)이 개재되어 구성된다.

그리고, 상기 본체(110)의 가열공간부(111)에 위치하고, 일측 끝단부는 상기 덮개판(120)을 관통하여 외측으로 돌출되도록 한 온도센서(140)가 구비된다.

여기서, 상기 온도센서(140)의 끝단부가 상기 덮개판(120)을 관통하여 외측으로 돌출되도록 할 때 상기 덮개판(120)의 관통부위로 온수의 누수가 방지되도록 하기 위한 패킹(142)이 더 구비된다.

그리고, 상기 본체(110)에 덮개판(120)이 구비된 타측으로 상기 가열공간부(111)에 일부가 끼워지도록 체결부재(154)에 의해 고정되는 순환펌프(150)가 구비된다.

여기서, 상기 순환펌프(150)에는 단턱부(152)를 형성하고, 상기 단턱부(152)를 상기 본체(110)의 측면에 밀착시키고, 상기 본체(110)의 나사부(117)에 체결부재(154)를 외부에서 나사 결합하여 상기 순환펌프(150)가 고정되게 한다.

나아가, 상기 본체(110)에 상기 순환펌프(150)가 고정되는 체결부위에는 온수가 누수 되는 것을 방지하는 패킹(156)이 개재되도록 한다.

또한, 상기 히터(130)의 "+, -"단자(132)(134)와 온도센서(140), 순환펌 프(150) 및 온도 스위치(126)는 전선(310)에 의해 제어부(300)와 연결되어 제어부(300)의 제어에 의해 각각의 기능을 수행하게 된다.

이와 같이 구성된 본 발명은 난방전용 또는 난방 및 온수 겸용으로 사용할 수 있다.

여기서, 상기 소형 전기보일러(100)를 난방용으로 사용할 경우에는 먼저, 상기 급수통(200)을 통해 유입구(112)로 유입되는 공급수는 순환배관(10)과 본체(110)의 가열공간부(111)에 채워지게 되고, 이 상태에서 상기 제어부(300)에서 소형 전기보일러(100)의 가열 온도를 설정한다.

이렇게 공급수가 채워진 상태에서 사용자는 제어부(300)를 조작하여 공급수가 설정온도가 될 때까지 히터(130)를 가동하고, 공급수가 설정 온도까지 가열되면 상기 온도센서(140)가 감지하여 정보를 제어부(300)로 보내고, 이 정보에 의해 제어부(300)에서는 히터(130)의 가동을 정지시킴과 동시에 순환펌프(150)를 가동시켜 가열된 온수를 도 4에서와 같이 온수가 배출구(114)를 통해 순환배관(10)을 순환하여 실내를 난방하게 되고, 실내를 난방한 온수는 상기 순환배관(10)을 순환하고 난 후 다시 유입구(112)를 통하여 가열공간부(111)로 회수된다.

이때, 실내를 순환한 온수의 온도가 떨어지게 되면 온도센서(140)가 이를 감지하여 제어부(300)로 정보를 보내고, 이 정보에 의해 제어부(300)에는 다시 히터(130)를 재가동시켜 설정 온도가 될 때까지 온수를 가열하여 설정 온도를 유지하게 된다.

이렇게 반복적인 동작에 의해 난방을 함과 동시에 설정 온도를 유지할 수 있 게 된다.

여기서, 상기 히터(130)의 용량은 약 1kw ∼ 약 5kw로써, 전기보일러(100)가 사용되는 용도에 따라 본체(110)의 크기는 그대로 유지하면서 히터(130)의 용량을 임의로 조절할 수 있다.

즉, 상기 히터(130)를 1개 또는 2개 중 어느 하나를 용도에 따라 선택하여 설치하므로써, 최대의 열효율을 얻을 수 있고, 히터(130) 용량을 조절할 수 있게 되고, 경우에 따라서 히터(130)를 2개 이상 설치할 수도 있다.

또한, 상기 온도센서(140)에서 온도를 감지하지 못하여 히터(130)가 계속 가동되어 설정온도 이상이 되면 바이메탈을 이용한 온도 스위치(126)는 이를 감지하여 정보를 제어부(300)로 보내고, 제어부(300)에서는 이 정보에 의해 보일러의 모든 동작이 정지되도록 제어하게 된다.

한편, 난방하고자 하는 면적이 넓을 경우에는 한쌍의 배출구(114)(114a)에 각각 순환배관(10)을 설치하여 사용할 수도 있고, 또는 전기보일러(100)를 병렬 또는 직렬로 다수개를 연결설치하여 사용할 수도 있다.

그리고, 상기 전기보일러(100)를 난방 및 온수 겸용으로 사용할 경우에는 일측의 유입구(112)와 배출구(114)에 순환배관(10)을 설치하고, 타측에 구비된 배출구(114a)에는 온수 공급관(미도시)을 설치하여 선택적으로 사용할 수 있게 되고, 상기 본체(110)의 가열공간부(111)로 공급되는 공급수의 가열 방법은 전자에서 설명한 동일한 방법에 의해 가열되게 한다.

즉, 상기 본체(110)의 가열공간부(111)로 공급된 공급수는 히터(130)에 의해 가열되어 순환배관(10)을 순환하면서 난방을 하게 되고, 가열공간부(111)에서 가열된 공급수를 온수로 사용할 경우에는 배출구(114a)에 설치된 온수관(미도시)을 통해 배출되는 온수를 사용하면 된다.

이때, 온수로 사용할 경우에는 본체(110)의 가열공간부(111)에는 항상 일정한 수위를 유지할 수 있도록 외부로 배출된 만큼의 공급수가 급수통(200)으로부터 유입구(112a)를 통해 가열공간부(111)로 공급되도록 한다.

상기에서는 본 발명에 따른 소형 전기보일러를 이용한 난방기에 대한 바람직한 실시예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고, 특허청구범위와 발명의 상세한 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러 가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고, 이 또한 본 발명의 권리범위에 속한다.

상기와 같이 구성된 본 발명은 종래의 전기보일러에 비해 구조가 간단하면서 최대의 열효율을 얻을 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명은 구조가 간단하여 고정율이 적고, 소형으로 제작되므로 실내의 설치공간에 크게 제약을 받지 않고 다양한 조건 및 공간에 용이하게 설치하여 사용할 수 있는 효과가 있다.

또한, 가열공간부로 공급되는 공급수가 소량이어서 히터에 의해 가열되는 시간이 짧아 보일러 가동에 따른 시간이 적고, 순환수가 재공급되면 재가열이 더욱 짧아지므로 열효율을 높일 수 있는 효과가 있다.

그리고, 난방전용, 온수 및 난방 겸용으로 다양하게 사용자가 선택하여 설치 사용할 수 있어 다양한 분야에 설치하여 사용할 수 있는 효과가 있다.

또한, 기존의 온돌에 설치된 순환배관에 설치가 용이하여 별도의 순환배관을 설치할 필요가 없어 경제적으로도 절감되는 효과를 가지게 된다.

Claims (8)

1. 온돌에 설치된 순환배관과,

   상기 순환배관에 연결되어 공급된 공급수를 가열하고, 가열된 온수를 순환되도록 하되, 양측이 개방되게 내측에 가열공간부가 형성되고 상기 가열공간부와 연통되게 외부로 돌출되어 외측에 나사부가 형성된 한쌍의 유입구와 배출구가 형성된 본체가 구비되고, 상기 본체의 일측에 끼워져 고정수단에 의해 고정되며, 본체 일측을 밀폐하는 덮개판이 구비되고, 상기 본체의 가열공간부에 위치하며, 양 끝단부가 상기 덮개판의 외측으로 돌출되어 "+, -"단자가 형성된 히터가 구비되고, 상기 본체의 가열공간부에 위치하고, 일측 끝단부는 상기 덮개판의 외측으로 돌출되는 온도센서가 구비되며, 상기 본체에 덮개판이 구비된 타측에 상기 가열공간부와 연통되게 체결부재에 의해 고정되는 순환펌프 이루어진 전기보일러와,

   상기 전기보일러의 내부로 공급수를 공급 및 보충시켜 주는 급수통과,

   상기 전기보일러의 동작을 제어하는 제어부로 구성된 것으로 특징으로 하는 소형 전기보일러를 이용한 온돌 난방장치.
2. 삭제
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 한쌍의 유입구는 상기 순환펌프의 근접 위치에 서로 대향 되게 형성되어 어느 하나의 유입구에 상기 순환배관의 일측끝단부가 체결되고, 타측 유입구에는 급수통과 급수관에 의해 연결되고, 상기 배출구는 상기 덮개판의 근접 위치에 형성되어 상기 순환배관의 타측끝단부가 체결된 것을 특징으로 하는 소형 전기보일러를 이용한 온돌 난방장치.
4. 제 3 항에 있어서,

   상기 배출구는 2개를 한쌍으로 하여 서로 대응 되게 구비된 것을 특징으로 하는 소형 전기보일러를 이용한 온돌 난방장치.
5. 제 3 항에 있어서,

   상기 본체의 가열공간부에 구비되어 상기 한쌍의 유입구와 서로 연통되게 배출공이 형성된 공급관이 더 구비된 것을 특징으로 하는 소형 전기보일러를 이용한 온돌 난방장치.
6. 제 5 항에 있어서,

   상기 공급관에 형성된 배출공은 상기 순환펌프가 구비된 방향을 향하도록 형성된 것을 특징으로 하는 소형 전기보일러를 이용한 온돌 난방장치.
7. 제 1 항에 있어서,

   상기 본체의 일측에 단턱진 안착부가 형성되고, 상기 덮개판에 상기 안착부에 안착 고정되는 고정단이 형성된 것을 특징으로 하는 소형 전기보일러를 이용한 온돌 난방장치.
8. 제 1 항, 제 3 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 히터는 2개가 설치된 것을 특징으로 하는 소형 전기보일러를 이용한 온돌 난방장치.

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