백열 온돌 온실 난방 증폭기{boiller apparatus}
본 발명은 백열전구를 이용한 열증폭을 통하여 효율적으로 온돌난방 및 온실난방을 가능하게 하는 백열 온돌 온실 난방 증폭기에 관한 것이다.
일반적인 난방용 보일러장치는 가스나 오일과 같은 화석연료를 이용하고 있기 때문에 대기환경오염과 지구 온난화를 초래하는 요인이 되고 있다. 나아가 아파트단지의 집단 에너지 공급시설인 열병합시설도 화력을 기본에너지로 사용하기 때문에 이 또한 대기오염을 유발하게 된다. 따라서 지구환경보호를 위해 에너지 효용성을 높여 가정이나 공장 또는 각종 시설의 실내를 효율적으로 난방할 수 있는 장치의 개발에 노력이 경주되고 있다. 지금까지 다양한 형태의 난방시설이 제안된 바 있다. 그 중 주변 환경을 해치지 않는 청정 에너지원으로서의 전력을 이용한 난방, 특히 심야전력을 이용한 난방시설이 개발되어 현재 널리 보급되고 있다. 심야전력을 이용한 난방은 비교적 값싼 심야시간대의 전력을 이용하여 난방부를 가열축적시킨 다음 이를 주간시에 주택이나 각종 시설의 난방열원으로 사용하게 되는데, 열비축을 위해 직가열 방식을 도입하기 때문에 열손실이 많이 일어나고 또한 열비축시간의 경과에 따른 열손실을 피할 수 없다는 문제점을 가지고 있다.
본 발명의 목적은 필요시마다 백열전구의 열을 증폭시켜 난방용 순환공급수를 가열하되 온돌 및 온실 가열시의 열손실을 최소화하여 에너지 손실을 억제할 수 있도록 설계한 백열 온돌 온실 난방 증폭기를 제공하는 데 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 백열 온돌 온실 난방 증폭기는 백열전구와, 상기 백열전구의 측방향 둘레 및 상부에 근접 설치되고 흡열판를 가지며 연결관에 의해 서로 직렬로 연결되고 온수공급관과 순환수회수관이 마련된 복수의 백열 증폭용 열교환체와, 상기 열교환체에 마련된 온수공급관 및 순환수회수관에 결합 배관되는 열확산판을 갖는 난방배관과, 상기 복수의 열교환체를 감싸며 난방용 열풍을 공급하기 위한 연통이 마련된 백열보일러로 이루어진 것을 특징으로 한다.
본 발명의 백열 온돌 온실 난방 증폭기는 필요시마다 순간난방이 가능하므로 에너지 이용효율을 극대화시킬 수 있다. 또한 본 발명은 백열전구를 이용한 증폭을 통하여 열손실 없이 열교환이 이루어지게 되므로 에너지 효율의 증가에 따른 난방 및 온실 유지비용의 절감효과를 기대할 수 있다.
도 1은 본 발명의 백열 증폭기에 적용되는 열원으로서의 백열전구의 구성도이다.
도 2는 본 발명의 백열 난방 증폭기를 구성하는 열교환체의 사시 구성도이다.
도 3은 본 발명의 백열 온돌 온실 난방 증폭기의 구조를 설명하기 위한 평면도이다.
도 4는 본 발명의 백열 온돌 온실 난방 증폭기의 구조를 설명하기 위한 부분 분해 사시도이다.
도 5는 본 발명의 백열 온돌 온실 난방 증폭기의 개념을 설명하기 위한 블록구성도이다.
도 6은 본 발명의 백열 온돌 온실 난방 증폭기에 결합될 배관 및 발열체의 입체 구성도이다.
도 7은 본 발명의 백열 온돌 온실 난방 증폭기에 결합될 배관 및 열확산체의 단면 구성도이다.
백열전구는 흰빛을 내는 가스등이나 전등을 말하는 것으로, 진공의 유리구 안에 텅스텐으로 된 가는 금속선(필라멘트)를 넣어 만든다. 백열전구가 빛을 내는 원리는 온도복사라는 물리현상에 기인한다. 모든 물질은 온도가 높아지면 빛을 발생한다. 백열등에는 텅스텐 필라멘트가 사용되는데 이는 필라멘트의 녹는점이 높기 때문이다. 필라멘트에 전류를 흘리면 열과 빛이 발생되며 약 3,000℃의 고온으로 가열될 때 온도복사에 의해 빛을 발생한다. 하지만 효율은 매우 낮아 발생하는 에너지 중 95%는 열로 방출되고 나머지 5% 정도만 빛으로 변환된다. 본 발명은 이러한 원리에 입각하여 온돌 및 온수 난방에 백열전구를 이용한다. 이론상 에너지효율은 95%이며 이는 어떠한 화석연료보다도 높은 수치이다. 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명을 설명하면 다음과 같다. 도 1은 본 발명의 백열 증폭기에 적용되는 열원으로서의 백열전구의 구성도이고, 도 2는 본 발명의 백열 난방 증폭기를 구성하는 열교환체의 사시 구성도이고, 도 3은 본 발명의 백열 온돌 온실 난방 증폭기의 구조를 설명하기 위한 평면도이고, 도 4는 본 발명의 백열 온돌 온실 난방 증폭기의 구조를 설명하기 위한 부분 분해 사시도이고, 도 5는 본 발명의 백열 온돌 온실 난방 증폭기의 개념을 설명하기 위한 블록구성도이다. 여기에서 참고되는 바와 같이 본 발명에서는 열원으로서 손잡이부(18)가 마련된 백열전구(15)를 사용한다. 이 백열전구(15)의 둘레 및 상부에는 복수의 열교환체(12)를 설치하여 이들 열교환체에서 상기 백열전구(15)의 발산열이 흡수되게 합으로써 열교환이 일어나도록 구성한다. 상기 백열전구의 측방향 둘레 및 상부에 근접 설치되는 복수의 열교환체(12)는 각각 흡열판(11)을 가지며 연결관(16)에 의해 서로 직렬로 연결되고 온수공급관(14)과 순환수회수관(13)이 마련되고 있다. 이 온수공급관(14)과 순환수회수관(13)사이에는 난방배관이 결합되며, 원활한 온수의 순환을 위해 백열보일러의 내부에 순환펌프(30)가 연결관 라인상에 배치된다. 또한 이 순환펌프에는 급수구를 통해 순환수가 저수되는 물탱크(20)가 결합된다. 상기 열교환체(12)에 마련된 온수공급관(14) 및 순환수회수관(13)에는 온돌난방을 위한 난방배관(40)을 접속 결합시켜 구성한다. 이 난방배관(40)에는 열전달효율 증대를 위한 열확산판(41)을 일정간격으로 결합시켜 배치 구성한다. 도 6 및 도 7은 상기 난방배관(40)과 열확산판(41)의 배치상태 및 결합구조를 각각 사시도와 단면도로서 나타내고 있다. 여기에서 난방배관(40)의 시공상태를 보면, 우선 바닥층(50)에 열확산판(41)을 배치하되 열확산판(41)의 오목부가 상방향으로 오픈되게 배치한 다음, 그 오목부에 난방배관(40)을 설치하고 이어서 몰탈(60)로 평탄화 작업을 한다. 이후 장판이나 온돌마루와 같은 바닥재(70)를 시공하는 것으로 온돌난방 시설을 구축한다. 백열보일러(100)는 상기 복수의 열교환체(12)와 백열전구(15)를 감싸는 하우징이며, 이 하우징 기능의 백열보일러(100)상부에는 온실난방을 위한 열풍공급용 연통(101)을 마련한다. 이와 같이 구성된 본 발명의 작용을 설명하면 다음과 같다. 먼저 급수구(21)를 통해 물탱크(20)에 채워진 순환수는 순환펌프(30)에 의해 강제순환된다. 이때, 열원으로서의 백열전구(15)를 감싸고 있는 각 열교환체(12)의 흡열판(11)에서는 백열전구의 열을 흡수하여 열교환체(12)내의 순환수를 가열한다. 이렇게 열교환체(12)에서 열교환을 통해 가열된 순환수는 연결관(16)에 의해 서로 통합되어 온수공급관(14)을 통해 난방배관(40)에 공급된다. 난방배관(40)에서는 온수순환을 통해 온돌난방이 진행되고 이러한 온돌난방 과정을 통해 냉각된 순환수는 백열보일러(100)의 순환수회수관(13)을 통해 열증폭기(10)로 회수된다. 회수된 순환수는 위의 과정과 동일한 열교환 과정을 통하여 다시 가열되게 된다. 난방배관(40)에 결합된 열확산체(41)는 온돌의 열확산을 촉진시키는 것으로 본 발명 온돌 난방 증폭기의 열효율을 증대시킨다. 한편, 백열보일러(100)에서 생성된 가열된 열풍은 연통(101)을 통해 온실 등에 공급되어 온실난방이 이루어지게 된다.
10 : 열증폭기 11 : 흡열판
12 : 열교환체 13 : 순환수회수관
14 : 온수공급관 15 : 백열전구
16 : 연결관 20 : 물탱크
30 : 순환펌프 40 : 난방배관
41 : 열확산판 50 : 바닥층
60 : 몰탈 70 : 바닥재
100 : 백열보일러 101 : 연통 |
