KR100726190B1

KR100726190B1 - 매트용 냉온수 겸용 보일러

Info

Publication number: KR100726190B1
Application number: KR1020050022394A
Authority: KR
Inventors: 이전순
Original assignee: 비엔디코리아(주)
Priority date: 2005-03-17
Filing date: 2005-03-17
Publication date: 2007-06-11
Also published as: KR20060100674A

Abstract

본 발명은 침구용 매트로 온수 또는 냉수를 선별 공급하는 휴대용 보일러에 있어서: 물탱크에 저장된 물을 호스를 통해 매트로 공급 및 순환시키는 순환펌프; 상기 순환펌프를 통해 유출된 물을 제공받아 온수 또는 냉수를 생성하는 열교환체; 상기 열교환체의 내부에 내장되어 열교환체로 공급된 물을 일정 온도로 가열시키는 가열수단; 상기 열교환체에 인접 설치되어 열교환체로 공급되는 물을 일정 온도로 냉각시키는 열전냉각부; 상기 열교환체의 온도 및 열교환체를 통과해 흐르는 물의 온도를 각각 감지하는 온도센서; 상기 매트로 나가는 호스와 매트에서 들어오는 호스의 일단에 각각 설치되어 수동으로 물흐름을 개폐하는 출수 및 입수밸브; 및 사용자의 입력 명령에 따라 가열수단 또는 열전냉각부를 운전시킴과 아울러 온도센서를 통해 감지한 물의 온도에 따라 가열수단 또는 열전냉각부를 각각 제어하는 컨트롤러;를 구비함으로써, 종래의 매트들이 갖는 계절적, 전기적 한계성을 극복하여 사용자로 하여금 보다 쾌적하고 전자파 등의 요소로부터 자유로워질 수 있고, 프레온 같은 냉매없이 전기적인 방식인 열전 현상을 이용하여 공해없이 열을 대기 중으로 발산하도록 하여 하절기와 같은 무더위에도 냉각기능을 사용하여 잠자리의 온도를 사람이 가장 쾌적하게 잠들 수 있는 온도로 유지할 수 있도록 한 매트용 냉온수 겸용 보일러를 제공한다.

Description

매트용 냉온수 겸용 보일러{HEATING MAT USING A WARM WATER}

도 1은 본 발명에 의한 매트용 냉온수 겸용 보일러의 구조를 개략적으로 도시한 도면이고,

도 2는 본 발명에 의한 가열 및 냉각장치의 구조를 도시한 세부 도면이고,

도 3은 본 발명에 의한 냉온수 보일러를 나타낸 외관 사시도이고,

도 4는 본 발명에 의한 제어장치를 나타낸 회로블록도이고,

도 5는 본 발명에 의한 도 1의 작동 과정을 나타낸 플로우챠트이다.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

100: 보일러 110: 물탱크

120: 순환펌프 130: 열교환체

131: 히터부 135: 제 1 열교환부

137: 제 2 열교환부 140: 가열수단(히터)

150: 열전냉각부 151: 열전냉각소자

153: 방열판 155: 냉각팬

160: 솔레노이드밸브 170: 온도센서

171: 열교환체 온도센서 173: 수온센서

175: 실내온도센서 181: 출수밸브

185: 입수밸브 195: 컨트롤러

197: 전원변환공급장치 200: 매트

250: 순환호스

본 발명은 매트용 보일러에 관한 것으로, 특히 침구용 매트로 온수 또는 냉수를 선택 공급하여 사용자의 편의와 매트의 효용성을 향상시킨 매트용 냉온수 겸용 보일러에 관한 것이다.

일반적으로 난방용 매트는 국부 난방이 필요하거나 환절기에 임시난방용으로 사용하는 것으로서, 통상적으로 매트의 내부전면에 걸쳐 전기발열선을 구성하여 전기에 의한 열선의 발열로 인해 매트를 가온시켜 사용하는 것이다.

최근에는 온수순환용 난방매트가 출시되어 별도로 구비된 온수가열 탱크로부터 공급받은 온수를 매트 내부로 순환되게 하여 전기발열이 아닌 온수열로서 난방하게 되므로 전자파에 의한 위험성이 없으며, 전기감전에 의한 위험성이 없는 난방매트가 출시된 바 있다.

그러나, 상기 난방매트 중 휴대용 전기매트는 전자파의 발생에 의해 인체에 유해하고, 전기에 의한 감전 위험성이 있으며, 보관시 절첩 보관하여야 하므로 수 회 사용하게 되면 금속성의 전기 발열선이 끊어질 우려가 있어서 사용시 신뢰성이 상당히 떨어지며, 순간적인 발열 및 급속 냉각으로 인해 체세포에 미치는 해가 크다.

그리고, 종래의 냉수 및 온수공급 침대에서 난방의 경우 외부의 별도의 보일러에서 물을 가열하여 매트 내부에 공급하고 이를 순환펌프로 돌려서 물을 순환시키는 방식으로 작동하며, 냉각의 경우 순환펌프로 물을 순환하여 물이 침대를 돌고 나서 외부의 컨트롤 장치를 거치는 사이 자연적으로 열을 발산하여 다시 매트로 공급되는 방식으로, 실제로 냉각되는 정도가 적을 뿐만 아니라 물이 공급되는 대상인 침대에 열원이 있을 경우 오히려 수온이 상승되어 실제적인 냉각효과가 거의 없는 문제점이 있었다.

따라서, 본 발명의 목적은 종래의 매트들이 갖는 계절적, 전기적 한계성을 극복하여 사용자로 하여금 보다 쾌적하고 전자파 등의 요소로부터 자유로워질 수 있는 매트용 냉온수 겸용 보일러를 제공하는 데 있다.

본 발명의 다른 목적은 프레온 같은 냉매없이 전기적인 방식인 열전 현상을 이용하여 공해없이 열을 대기 중으로 발산하도록 하여 하절기와 같은 무더위에도 냉각기능을 사용하여 잠자리의 온도를 사람이 가장 쾌적하게 잠들 수 있는 온도로 유지할 수 있도록 한 매트용 냉온수 겸용 보일러를 제공하는 데 있다.

본 발명의 또다른 목적은 열전냉각소자를 이용하여 매트를 냉각시킴으로써, 에어콘 같은 대형 냉장장치에 비하여 저렴한 전기를 소모하여 보다 저렴한 비용으로 보다 쾌적한 생활이 가능하도록 한 매트용 냉온수 겸용 보일러를 제공하는 데 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 기술적 수단은, 침구용 매트로 온수 또는 냉수를 선별 공급하는 휴대용 보일러에 있어서: 물탱크(110)에 저장된 물을 호스를 통해 매트로 공급 및 순환시키는 순환펌프(120); 상기 순환펌프(120)를 통해 유출된 물을 제공받아 온수 또는 냉수를 생성하는 열교환체(130); 상기 열교환체(130)의 내부에 내장되어 열교환체(130)로 공급된 물을 일정 온도로 가열시키는 가열수단(140); 상기 열교환체(130)에 인접 설치되어 열교환체(130)로 공급되는 물을 일정 온도로 냉각시키는 열전냉각부(150); 상기 열교환체(130)의 온도 및 열교환체(130)를 통과해 흐르는 물의 온도를 각각 감지하는 온도센서; 상기 매트로 나가는 호스와 매트에서 들어오는 호스의 일단에 각각 설치되어 수동으로 물흐름을 개폐하는 출수 및 입수밸브(181, 185); 및 사용자의 입력 명령에 따라 가열수단(140) 또는 열전냉각부(150)를 운전시킴과 아울러 온도센서를 통해 감지한 물의 온도에 따라 가열수단(140) 또는 열전냉각부(150)를 각각 제어하는 컨트롤러(195);를 구비한 것을 특징으로 한다.

바람직하게는 상기 열교환체(130)는, 가열수단(140)이 내장 및 장착되는 홀 이 형성된 히터부(131); 상기 히터부(131)의 하단에 밀착 설치되며 내부에 수로가 형성된 제 1 열교환부(135); 상기 히터부(131)의 상단에 밀착 설치되어 내부에 수로가 형성된 제 2 열교환부(137);로 이루어진 것을 특징으로 한다.

상기 히터부(131), 제 1 열교환부(135) 및 제 2 열교환부(137)는 일체로 형성되어 있으며, 각 구성은 열전도율이 우수한 알루미늄 재질로 이루어진 것을 특징으로 한다.

상기 가열수단(140)은 열교환체(130)에 내장되는 카트리지형 히터(140)이며, 상기 열전냉각부(150)는, 열교환체(130)의 일측에 접촉되어 설치되어 공급 전원에 따라 작동하여 열교환체(130)를 냉각시키는 열전냉각소자(151); 상기 열전냉각소자(151)의 일측에 설치되어 열전냉각소자(151)에서 발생되는 열을 전달받아 대기중으로 방출하는 방열판(153); 및 상기 방열판(153)의 일측에 설치되어 방열판(153)에서 발생하는 열을 대기중으로 발산시키는 냉각팬(155);으로 이루어진 것을 특징으로 한다.

상기 온도센서는, 열교환체(130)에 부착되어 열교환체(130)의 온도를 검출하는 온도센서(171); 출수밸브(181)에 부착되어 물의 온도를 검출하는 수온센서(173); 및 케이스(101)에 부착되어 실내의 온도를 검출하는 실내온도센서(175);로 이루어진 것을 특징으로 한다.

아울러, 상기 열교환체(130)를 통해 매트로 배출되는 호스와 매트로부터 들어온 호스 사이에 연결된 바이패스 호스에 설치되어 가열 및 냉각 효율을 향상시키는 위한 수로를 형성하는 솔레노이드밸브(160);를 더 구비한 것을 특징으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 기술적 방법은, 침구용 매트로 온수 또는 냉수를 선별 공급하는 휴대용 보일러의 제어 방식에 있어서: 미리 설정된 온수 또는 냉수모드와 그 설정온도를 체크하는 단계; 상기 미리 설정되거나 입력된 운전모드에 따라 히터(140) 또는 열전냉각소자(151)를 가동시키는 단계; 상기 히터(140) 또는 열전냉각소자(151)의 가동에 따라 히터(140) 또는 열전냉각소자(151)와 밀착 설치된 열교환체(130)를 가열 또는 냉각시키는 단계; 상기 열교환체(130)의 온도를 검출하여 설정온도 이상인지를 판단하는 단계; 상기 열교환체(130)가 설정온도 이상일 경우 순환펌프(120)를 가동하여 열교환체(130)로 물을 공급하는 단계; 상기 열교환체(130)로 공급된 물은 열교환체(130)의 수로를 통과하면서 가열 또는 냉각되는 단계; 상기 열교환체(130)에 의해 가열 또는 냉각된 물을 출수밸브(181)를 통해 매트로 공급하는 단계; 상기 출수밸브(181)를 통해 배출되는 물의 온도를 검출하여 온수 또는 냉수가 설정온도를 초과하는지를 판단하는 단계; 및 상기 온수 또는 냉수가 설정온도를 초과할 경우 히터(140) 또는 열전냉각소자(151)의 가동을 중단시키는 단계;를 수행하는 것을 특징으로 한다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 보다 상세하게 살펴보고자 한다.

도 1은 본 발명에 의한 매트용 냉온수 겸용 보일러의 구조를 개념적으로 도시한 도면이고, 도 2는 본 발명에 의한 가열 및 냉각장치의 구조를 도시한 세부 도면이고, 도 3은 본 발명에 의한 냉온수 보일러를 나타낸 외관 사시도이고, 도 4는 본 발명에 의한 제어장치를 나타낸 회로블록도로서, 크게 보일러(100) 및 냉난방매 트(200)로 구성되어 있다.

상기 보일러(100)는 사용자의 입력명령에 따라 작동되어 가열수단(140) 또는 열전냉각부(150)를 이용하여 가열 또는 냉각한 물을 순환펌프(120)를 통해 침구용 냉난방매트(200)로 공급 및 순환하도록 하는 휴대용 본체이고, 냉난방매트(200)는 보일러(100)에서 가열된 온수 또는 보일러(100)에서 냉각된 냉수를 급수구(211)를 통해 제공받아 순환호스(250)를 통해 흐르면서 매트를 일정온도로 난방 또는 냉방한 후 배수구(215)를 통해 보일러(100)로 배출 순환하도록 구성되어 있다.

상기 보일러(100)는, 케이스(101)와, 상기 케이스(101)와 일정간격을 유지한 채로 케이스(101)의 내측에 설치되어 외부로부터 투입된 물을 저수하는 물탱크(110)와, 상기 물탱크(110)에 저장된 물을 호스를 통해 매트(200)로 공급 및 순환시키는 순환펌프(120)와, 상기 순환펌프(120)를 통해 유출된 물을 제공받아 온수 또는 냉수를 생성하는 열교환체(130)와, 상기 열교환체(130)의 내부에 내장되어 열교환체(130)로 공급된 물을 일정 온도로 가열시키는 가열수단(140)과, 상기 열교환체(130)에 인접 설치되어 열교환체(130)로 공급되는 물을 일정 온도로 냉각시키는 열전냉각부(150)와, 상기 열교환체(130)를 통해 매트(200)로 배출되는 호스와 매트로부터 들어온 호스 사이에 연결된 바이패스 호스에 설치되어 가열 및 냉각 효율을 향상시키는 위한 수로를 형성하는 솔레노이드밸브(160)와, 상기 열교환체(130)의 온도 및 열교환체(130)를 통해 흐르는 물의 온도를 각각 감지하는 온도센서들(171, 173)과, 상기 케이스(101)의 외측에 고정 설치되되 물탱크(110)에서 매트로 유출되는 호스 상에 설치되는 출수밸브(181)와, 상기 케이스(101)의 외측에 고정 설치되 되 물탱크(110)로 유입되는 호스 상에 설치되는 입수밸브(185)와, 사용자의 입력 명령에 따라 가열수단(140) 또는 열전냉각부(150)를 운전시킴과 아울러 각종 온도센서(170)를 통해 감지한 물의 온도에 따라 가열수단(140), 열전냉각부(150) 또는 솔레노이드밸브(160)를 각각 제어하는 컨트롤러(195) 등으로 이루어져 있다.

상기 열교환체(130)는, 도 2에 도시한 바와 같이 가열수단(140)이 삽입 장착되는 홀(132)이 형성된 히터부(131)와, 상기 히터부(131)의 하단에 밀착 설치되며 내부에 수로가 형성되되 입수구(136)가 형성된 제 1 열교환부(135), 및 상기 히터부(131)의 상단에 밀착 설치되어 내부에 수로가 형성되되 출수구(138)가 형성된 제 2 열교환부(130)로 이루어져 있다.

또한, 상기 히터부(131)의 홀(132)에 삽입되는 가열수단(140)은 카트리지형 히터(140)를 사용하는 것이 바람직하며, 상기 열교환체(130)의 일측에 설치되는 열전냉각부(150)는 열교환체(130)의 일측에 접촉 설치되어 공급 전원에 따라 작동하여 열교환체(130)를 냉각시키는 열전냉각소자(151)와, 상기 열전냉각소자(151)의 일측에 설치되어 열전냉각소자(151)에서 발생되는 열을 전달받아 대기중으로 방출하는 방열판(153), 및 상기 방열판(153)의 일측에 설치되어 방열판(153)에서 발생하는 열을 대기중으로 발산하는 냉각팬(155)으로 이루어져 있다.

상기 히터부(131), 제 1 열교환부(135) 및 제 2 열교환부(137)는 도 2에 도시된 바와 같이 별도로 형성하여 서로 접합할 수도 있으나 일체로 형성하여도 무방하며, 상기 열교환체(130)는 열전도율이 우수한 알루미늄 재질로 형성하는 것이 바람직하다.

이와 같이 구성된 열교환체(130)는 직접 열전냉각소자(151)와 접촉되어 있어서 열교환체(130) 내부의 열을 흡수하여 방열판(153)으로 전달하고, 방열판(153)으로 전달된 열은 냉각팬(155)에 의해서 보다 효과적으로 냉각된다. 따라서 열교환체(130)의 내부온도를 일정하게 유지할 수 있다.

상기 열전냉각소자(151)는 통상의 소자를 사용하는 데, 그 구성을 간단하게 살펴보면, 열전냉각소자(151)는 서로 다른 N형, P형 모듈이 한조로 구성되어 있고, 상기 N형, P형 모듈에 직류전류를 가해주면 네가티브(-)로 대전된 금속 반도체의 접점에서는 주위로부터 열에너지를 흡수한 전자가 열전냉각소자(151) 내부로 이동하여 흡열이 일어나며, 포지티브(+)로 대전된 접점에서는 전자의 열에너지 방출에 의해서 발열이 일어나게 되는데, 이와 같은 펠티에 효과를 이용한 열전냉각소자(151)는 전류의 크기와 방향에 의하여 흡열과 발열의 양과 방향조절이 가능하고, 기계적으로 작동하는 부분이 없어 설치위치나 방향이 그 동작에 영향을 미치지 않는다는 장점 때문에 냉각이나 가열장치에 유용하다.

상기와 같은 열교환체(130)의 상단에 열전냉각소자(151)와 방열판(153)을 장착 결합하게 되는 데, 열교환체(130)와 방열판(153) 사이에 열전냉각소자(151)를 삽입한 후 나사와 같은 체결수단으로 열전냉각소자(151)와 방열판(153)을 열교환체(130)에 고정시킨다.

아울러, 냉각능력을 증대하기 위하여 열전냉각소자(151)를 열교환체(130)의 상하단에 복수개 설치할 수도 있으나 한정된 공간과 비용 측면에서 많이 사용할 수가 없으며, 이러한 점을 고려하여 열교환체(130)와 방열판(153)은 열전달 특성이 우수한 알루미늄 재질을 적용하는 것이 바람직하다.

그리고, 히터(140)를 고정하기 위해 열교환체(130)의 히터부(131)에 드릴로 홀(132)을 가공하여 그 홀(132)에 카트리지형 히터(140)를 삽입하여 설치하였고, 온도센서(171)는 열교환체(130)의 표면에 접착하여 열교환체의 온도를 검출하도록 한다.

상기 방열판(153)의 상단에 냉각팬(155)을 설치하고, 도 3의 외관 사시도에서와 같이 케이스(101)의 상단면과 측면에 각각 통풍구(103, 105)를 통해 외부공기를 유입하여 방출함에 따라 방열판(153)에서 발생되는 열을 공랭시키도록 구성되어 있고, 케이스(101)의 내측에는 전원변환공급장치(197)가 컨트롤러(195)와 함께 설치되어 있다.

그리고, 케이스(101)의 외측 전면에는 보일러의 각 장치로 전원공급을 온/오프시키는 전원스위치(191)와, 각종 냉수 또는 온수동작을 선택하는 모드스위치(192-1)와 냉수 또는 온수의 온도를 설정하는 온도조절스위치(192-2) 등의 운전명령을 입력 및 조정하는 조작패널(192), 및 상기 운전상태를 표시하는 표시부(193) 등이 마련되어 있다.

아울러, 케이스(101)의 일측에는 공기를 유입 및 배출하는 통풍구인 공기유입구(103) 및 공기배출구(105)가 각각 형성되어 있다.

도 4는 본 발명에 의한 보일러의 제어 장치를 나타낸 것이다.

전원스위치(191)가 온될 경우 컨트롤러(195)는 전원변환공급장치(197)로부터 전원을 제공받아 동작하게 되는 데, 컨트롤러(195)는 각종 조작스위치(192)를 통해 입력되거나 메모리에 미리 설정된 작동모드와 온수 또는 냉수온도에 따라 온수 및 냉수관련 운전을 제어함과 아울러 표시부(193)에 운전상태가 표시되도록 제어하게 된다.

또한, 케이스(101)의 내측에는 상용전원 AC 220V를 소정의 직류전원(DC 12V 및 5V)으로 변환하는 전원변환공급장치(197)가 설치되어 있어, 컨트롤러(195)의 제어신호에 따라 순환펌프(120), 히터(140), 열전냉각소자(151), 냉각팬(155) 및 솔레노이드밸브(160) 등으로 적절한 전원을 공급하게 된다.

상기 컨트롤러(195)는 열교환체(130), 출수밸브(181) 및 케이스(101)에 부착된 각 온도센서(170)가 전달해 주는 온도정보를 기준으로 사용자의 원하는 온도범위 내에서 히터(140) 또는 열전냉각소자(151)를 제어하게 되는 데, 열교환체(130)의 온도를 센서(171)가 감지하여 일정수준의 온도가 되면 순환펌프(120)를 작동시켜 물탱크(110), 순환펌프(120), 열교환체(130), 출수밸브(181)의 순서로 물을 매트로 공급하게 된다.

이와 같이 구성된 본 발명에 의한 보일러의 작동과정을 도 5의 플로우챠트를 참조하여 살펴보면 아래와 같다.

먼저, 케이스(101)의 외부에 설치된 전원스위치(191)를 눌러 보일러의 컨트롤러(195)로 전원을 공급한다(S1).

이어, 컨트롤러(195)는 메모리에 미리 설정된 온수모드 또는 냉수모드와 그 설정온도를 미리 검색한 후 그 설정내용에 따라 각 장치를 제어하게 된다(S2).

먼저, 온수모드로 설정되어 있거나 사용자가 조작패널을 통해 온수모드를 선 택할 경우(S3), 컨트롤러(195)는 열교환체(130)에 내장된 히터(140)로 전원을 공급하여 가열시키고, 히터(140)가 가열됨에 따라 상하단에 수로가 형성된 열교환체(130)를 가열하게 된다(S4).

이어, 컨트롤러(195)는 열교환체(130)에 설치된 온도센서(171)를 통해 열교환체(130)의 온도를 검출하여 일정 온도가 되면 순환펌프(120)를 작동하여 물탱크(110)에 저장된 물을 열교환체(130)로 제공한다(S5∼S8).

상기 물탱크(110)의 물은 순환펌프(120)와 제 1 열교환부(135)와 제 2 열교환부(137)의 수로를 거치면서 가열되어 출수밸브(181)를 통하여 외부의 매트로 공급된다(S9, S10). 매트(200)로 공급된 물은 순환호스(250)를 통해 매트를 가열한 후 다시 보일러(100)의 입수밸브(185)를 통해 물탱크(110)로 순환된다.

상기 제 1 열교환부(135) 및 제 2 열교환부(137)는 순수 알루미늄 다이 캐스팅으로 제작되어 있고, 그 내부에 수로를 형성하고 있어 방열판(153)과 같은 짧은 수로가 아닌 긴 수로를 지나면서 충분하게 가열되어 나가도록 되어 있으며, 에너지를 불필요하게 낭비하는 경우를 최소화하도록 설계되어 있다.

그리고, 상기 열교환체(130)를 통과한 온수의 온도를 수온센서(173)로 검출하여 온수가 설정온도 이상일 경우에는 컨트롤러(195)는 히터(140)로 공급되는 전원을 차단시켜 히터(140)의 작동을 일시 중단시킨다(S12, S13). 물론, 수온센서(173)로 검출한 수온이 일정온도 이상일 경우에는 히터(140)를 재가동시킨다.

한편, 보일러가 냉수모드로 설정되어 있거나 사용자가 조작패널(192)을 통해 냉수모드를 선택할 경우(S21), 컨트롤러(195)는 열교환체(130)의 일측에 체결된 열 전냉각소자(151)로 전원을 공급하여 냉각시키고, 열전냉각소자(151)가 냉각됨에 따라 하단에 접촉된 열교환체(130)가 냉각되게 된다(S22).

이어, 컨트롤러(195)는 열교환체(130)에 설치된 온도센서(171)를 통해 열교환체(130)의 온도를 검출하여 일정 온도가 되면 순환펌프(120)를 작동하여 물탱크(110)에 저장된 물을 열교환체(130)로 제공한다(S23∼S26).

상기 물탱크(110)의 물은 순환펌프(120)와 제 1 열교환부(135)와 제 2 열교환부(137)의 수로를 거치면서 냉각되어 출수밸브(181)를 통하여 외부의 매트로 공급된다(S27, S28). 매트(200)로 공급된 물은 순환호스(250)를 통해 매트를 가열한 후 다시 보일러의 입수밸브(185)를 통해 물탱크(110)로 순환된다.

아울러, 컨트롤러(195)는 출수밸브(181)에 설치된 수온센서(173)의 의해 수의 온도를 검출하고(S29), 냉수가 설정온도 이하가 되면 열전냉각소자(151)의 작동을 중단시키고, 다시 냉수가 설정온도 이상이 되면 열전냉각소자(151)를 재가동시키게 된다(S30, S31).

즉, 상기 냉각의 경우 전원공급 후 컨트롤러(195)에 의하여 열전냉각소자(151)로 전원이 공급되면, 열은 열교환체(130)에서 열전냉각소자(151), 방열판(153), 냉각팬(155)을 거치면서 대기 중으로 발산되어 열교환체(130)의 온도가 내려가고, 일정 수준이 되면 컨트롤러(195)의 제어에 의하여 순환펌프(120)가 작동하고 위에서와 같이 물탱크(110), 순환펌프(120), 열교환체(130), 출수밸브(181)로 물을 순환시키게 된다.

이때, 열교환체(130)를 지나는 물은 온도가 내려간 열교환체(130)를 지나면 서 자연히 냉각되기도 하지만 알루미늄의 열전도율의 특성상 열에너지를 열전냉각소자(151)를 통하여 대기 중으로 발산하며 수로를 지나는 동안 충분히 냉각이 되어 매트로 공급되게 된다.

아울러, 컨트롤러(195)는 출수밸브(181)에 설치된 수온센서(173)의 의해 냉수의 온도를 검출하고, 냉수가 설정온도 이하가 되면 열전냉각소자(151)의 작동을 중단시키고, 다시 냉수가 설정온도 이상이 되면 열전냉각소자(151)를 재가동시키게 된다.

상기 냉각 기능의 동작은 전원 공급 후 사용자가 설정온도를 입력하면 컨트롤러(195)에서 온도를 제어하게 되는 데, 이때 먼저 열전냉각소자(151)에 전원을 공급하게 되고, 아울러 냉각팬(155)을 작동시키게 된다.

열전냉각소자(151)는 열전현상에 의해 기전력을 얻게 되는 시백(seeback) 효과와, 기전력으로 냉각과 가열을 하는 펠티에(Peltier) 효과와 도체 선상에서 온도차에 의해 기전력이 발생하는 톰슨(Tomson) 효과 등이 복합적으로 발생하여 제 1 열교환부(135) 및 제 2 열교환부(137)가 합친 열교환체(130)의 에너지를 방열판(153)을 거쳐 냉각팬(155)을 통해 대기중으로 발산하게 된다.

상기에서 본 발명의 특정한 실시예가 설명 및 도시되었지만, 보일러의 내부 설치구조와 보일러를 미리 설정된 모드가 아니라 전원스위치를 켤 경우 실내온도에 따라 온수 또는 냉수모드를 자동으로 선택하여 운전하는 등과 같이 제어방식을 다소 변경할 수 있으며, 이와 같은 변형된 실시예들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어져서는 안되며, 본 발명에 첨부된 청구범위 안에 속한다고 해야 할 것이다.

따라서, 본 발명에서는 종래의 매트들이 갖는 계절적, 전기적 한계성을 극복하여 사용자로 하여금 보다 쾌적하고 전자파 등의 요소로부터 자유로워질 수 있도록 하였고, 또한 프레온 같은 냉매없이 전기적인 방식인 열전 현상을 이용하여 공해없이 열을 대기 중으로 발산하도록 하여 하절기와 같은 무더위에도 냉각기능을 사용하여 잠자리의 온도를 사람이 가장 쾌적하게 잠들 수 있는 온도로 유지 가능하도록 하였다.

그리고, 일부 환자들, 즉 고열환자나 장시간 누워 지내는 환자들에게도 간단하고 안전한 방식으로 직접적인 도움을 줄 수 있도록 하였으며, 하절기의 경우 에어콘 같은 대형 냉장장치에 비하여 저렴한 전기를 소모하여 에너지 문제에도 도움을 줄 수 있는 저렴하고 보다 쾌적한 생활이 가능하도록 한 이점이 있다.

Claims

침구용 매트로 온수 또는 냉수를 선별 공급하는 휴대용 보일러에 있어서:

물탱크에 저장된 물을 호스를 통해 매트로 공급 및 순환시키는 순환펌프;

상기 순환펌프를 통해 유출된 물을 제공받아 온수 또는 냉수를 생성하는 열교환체;

상기 열교환체의 내부에 내장되어 열교환체로 공급된 물을 일정 온도로 가열시키는 가열수단;

상기 열교환체에 인접 설치되어 열교환체로 공급되는 물을 일정 온도로 냉각시키는 열전냉각부;

상기 열교환체의 온도 및 열교환체를 통과해 흐르는 물의 온도를 각각 감지하는 온도센서;

상기 매트로 나가는 호스와 매트에서 들어오는 호스의 일단에 각각 설치되어 수동으로 물흐름을 개폐하는 출수 및 입수밸브; 및

사용자의 입력 명령에 따라 가열수단 또는 열전냉각부를 운전시킴과 아울러 온도센서를 통해 감지한 물의 온도에 따라 가열수단 또는 열전냉각부를 각각 제어하는 컨트롤러;를 구비하되,

상기 열교환체는, 가열수단이 삽입 장착되는 홀이 형성된 히터부; 상기 히터부의 하단에 밀착 설치되며 내부에 수로가 형성된 제 1 열교환부; 상기 히터부의 상단에 밀착 설치되어 수로가 형성된 제 2 열교환부;로 이루어진 것을 특징으로 하는 매트용 냉온수 겸용 보일러.
삭제
청구항 1에 있어서,

상기 히터부, 제 1 열교환부 및 제 2 열교환부는 일체로 형성된 것을 특징으로 하는 매트용 냉온수 겸용 보일러.
청구항 1에 있어서,

상기 열교환체는 열전도율이 우수한 알루미늄 재질로 이루어진 것을 특징으로 하는 매트용 냉온수 겸용 보일러.
청구항 1에 있어서,

상기 가열수단은 열교환체에 내장되는 카트리지형 히터인 것을 특징으로 하는 매트용 냉온수 겸용 보일러.
청구항 1에 있어서,

상기 열전냉각부는, 열교환체의 일측에 접촉되어 설치되어 공급 전원에 따라 작동하여 열교환체을 냉각시키는 열전냉각소자; 상기 열전냉각소자의 일측에 설치되어 열전냉각소자에서 발생되는 열을 전달받아 대기중으로 방출하는 방열판; 및 상기 방열판의 일측에 설치되어 방열판에서 발생하는 열을 대기중으로 발산시키는 냉각팬;으로 이루어진 것을 특징으로 하는 매트용 냉온수 겸용 보일러.
청구항 1에 있어서,

상기 온도센서는, 열교환체에 부착되어 열교환체의 온도를 검출하는 온도센서; 출수밸브에 부착되어 물의 온도를 검출하는 수온센서; 및 케이스에 부착되어 실내의 온도를 검출하는 실내온도센서;로 이루어진 것을 특징으로 하는 매트용 냉온수 겸용 보일러.
청구항 1에 있어서,

상기 열교환체를 통해 매트로 배출되는 호스와 매트로부터 들어온 호스 사이에 연결된 바이패스 호스에 설치되어 가열 및 냉각 효율을 향상시키는 위한 수로를 형성하는 솔레노이드밸브;를 더 구비한 것을 특징으로 하는 매트용 냉온수 겸용 보 일러.
삭제