KR101470422B1 - 냉, 온수 겸용 매트 - Google Patents

Abstract

본 발명은 냉, 온수 겸용 매트로써, 흡열을 통해 탱크 내부에 충수된 물을 냉각시키고, 이 냉수를 공급하여 냉방이 이루어지도록 함과 더불어 별도로 구비된 히터를 이용하여 온수를 공급하되, 펠티에소자에서 발생되는 열을 신속하게 이동시켜 방열 효과를 향상시킴으로써 냉각 속도 및 냉각 효율을 극대화시키며 나아가, 온수와 냉수의 이동 경로를 구비하여 효율적인 냉, 온수의 순환이 가능하도록 하는 펠티에소자를 이용한 냉, 온수 겸용 매트에 관한 것이다.
본 발명의 주요 구성은 내부에 저수조가 구비되고, 하부 좌, 우측 각각에 공간부가 마련된 탱크; 상기 탱크의 상면에 장착되고, 열교환 판재가 탱크 내부에 저수된 물속에 침수되어 흡열을 작용을 통해 물을 냉각시키는 펠티에소자; 상기 펠티에소자의 발열면 측에 설치되어, 펠티에소자에서 발생하는 열을 이동시켜 흡열량을 증가시키는 열이동부; 상기 열이동부와 근접하게 설치되어 열이동부에서 이동한 열을 방열시키는 방열판; 상기 탱크의 좌, 우측 공간부 중 어느 일측에는 히터가 배치되고, 타측에는 펌프가 배치된 구성으로, 상기 펌프에서 펌핑된 물은 상기 히터를 통해 공급되도록 하는 공급 경로; 및 상기 탱크에 마련된 밸브 하우징에 설치되는 다이어프램을 구비하고, 이 다이어프램이 이격 또는 밀착되며 히터로 물이 공급되도록 하는 밸브;로 구성된 기술적인 특징을 갖는 것으로 달성된다.

Description

냉, 온수 겸용 매트{mat for both cooling and heating}

본 발명은 냉, 온수 겸용 매트에 관한 것이다.

더 상세하게는, 흡열을 통해 탱크 내부에 충수된 물을 냉각시키고, 이 냉수를 공급하여 냉방이 이루어지도록 함과 더불어 별도로 구비된 히터를 이용하여 온수 공급이 가능한 냉, 온수 겸용 매트에 관한 것이다.

또한, 본 발명은 펠티에소자에서 발생되는 열을 신속하게 이동시켜 방열 효과를 향상시킴으로써 냉각 속도 및 냉각 효율을 극대화시키며 나아가, 온수와 냉수의 이동 경로를 구비하여 효율적인 냉, 온수의 순환이 가능하도록 하는 펠티에소자를 이용한 냉, 온수 겸용 매트에 관한 것이다.

또, 본 발명은 펠티에소자와 히터가 각각 장착됨으로써, 혹서기는 물론 혹한기에도 사용이 가능하고, 온수 공급에 따른 히터의 가동 시에는 히터에서 역류하는 포화 증기를 배출하여 밸브의 변형을 방지하며, 또한 수막현상에 의한 밸브 폐쇄를 사전에 방지하여 그에 따른 히터의 과열을 방지할 수 있는 냉, 온수 겸용 매트에 관한 것이다.

일반적으로 온수 매트는, 물탱크 내부에 설치된 히터를 이용하여 물을 가열하고, 가열된 온수를 매트에 공급하되, 매트의 내부에 지그재그 형식으로 배관된 순환관을 따라 온수가 순환하며 난방이 이루어지도록 하는 것이다.

예컨대, 국내 실용신안 공개번호 2010-0002226호의 매트용 온수 보일러는, 내부에 배관부가 설치된 난방용 매트로 온수를 순환시키기 위한 매트용 온수보일러에 있어서, 하부커버 및 상기 하부커버의 상부에 결합되는 상부커버로 이루어진 하우징과, 상기 하우징의 내부에 소정의 단열공간이 형성되도록 이격되어 설치되고 내부에 물을 가열하기 위한 히터와, 물을 순환시키기 위한 펌프가 구비된 내부 하우징과, 상기 히터 또는 상기 펌프의 작동을 제어하기 위한 제어부가 구비된 것으로, 상기 제어부는 히터와 펌프를 가동시켜 가열된 물을 매트에 압송하는 구성이다.

그런데, 위와 같은 온수 매트는 겨울에만 사용되는 단점이 있어, 최근에는 매트에 냉수 또는 냉매를 공급하여 시원한 잠자리를 제공할 수 있는 매트가 개발되고 있다.

예를 들어 공개특허 10-2013-0036026호는, 지그재그로 반복되는 굴곡형 배관이 매입되어 냉온용 열교환 수로를 형성하도록 하는 금속판과; 금속판의 일측면에 결합되어 온열을 제공하도록 형성되는 히터부재와; 금속판의 타측면에 결합되어 냉열을 제공하도록 형성되는 냉각부재가; 냉온수 매트용 냉온수 보일러에 내장되어 선택적으로 냉수 또는 온수를 제공하도록 하는 생성모듈로써,

상기 냉각부재는 금속판에 결합시 히터부재의 반대측에 열전소자가 직착되는 것으로, 상기 열전소자는 냉각용 흡열을 일으키는 면이 금속판과 접촉되도록 형성되고, 발열을 일으키는 면이 외측을 향하도록 하되, 열전소자의 발열측 면상에는 냉각팬이 구비된 방열판이 결합되도록 하는 것이다.

이와 같은 종래의 매트는 열전 소자의 흡열과 방열 효과를 이용하여 물을 냉각하여 공급하도록 구성되어 있다.

그러나 이미 알려진 바와 같이 열전 소자는 흡열량과 방열량이 일정 범위에서 비례한다. 다시 말해 방열 온도가 높으면 흡열 온도 역시 높아질 수밖에 없고, 따라서 방열판이나 송풍팬만으로는 사실상 물을 냉각시켜 공급하기 어려운 문제가 있다.

또 다른 실 예로, 국내 공개특허 10-2014-0013336호의 이 매트가 있다. 이 매트는 유체 통로가 매립된 1단 이상의 매트 케이스; 및 상기 유체 통로에 연결되며, 냉풍 또는 온풍을 공급하는 열교환 유닛을 포함하며, 상기 열교환 유닛은, 외부의 공기를 흡입하는 공기 공급부; 및 상기 공기 공급부로부터 흡인된 공기를 냉풍 또는 온풍으로 변환시키는 열전소자와 방열판으로 구성된 열전소자 유닛; 및 상기 공기공급부 및 상기 열전소자 유닛을 제어하는 제어기로 구성된 것이다.

그러나, 열전 소자를 이용하여 외부 공기를 냉각 또는 가열하여 공급하기 위해서는 상당한 용량의 열전 소자가 연결되어야 하며, 그에 따른 전기 소모량도 상당하며, 이 또한 원하는 온도로 물을 냉각시키기 어렵다.

본 발명은 이와 같은 종래의 문제점을 감안하여 이루어진 것으로, 그 목적은 냉수 또는 온수의 선택적인 공급이 가능하고, 열이동부를 구비하여 펠티에소자에서 발생하는 열을 신속하게 강제 이동시켜 열 순환이 원활하도록 구성하여, 펠티에소자의 흡열량을 증가시킴으로써, 냉각 효율을 향상시킬 수 있는 냉, 온수 겸용 매트를 제공하는 데 있다.

본 발명의 다른 목적은 펠티에소자와 히터를 각각 구비하여 냉수와 온수가 공급될 수 있도록 함으로써, 사계절 내내 사용자에게 편안함을 제공하고, 사용이 편리하며, 범용성이 우수한 펠티에소자를 이용하는 냉, 온수 겸용 매트를 제공하는 데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 냉수 공급 시에는 열이동부를 동작시켜 열순환이 원활하도록 하고, 온수 공급 시에는 히터에서 역류하는 포화 증기를 배출시켜 히터 및 밸브의 고장을 방지할 수 있는 냉, 온수 겸용 매트를 제공하는 데 있다.

또한, 본 발명은 강제로 증기를 배출하는 증기배출부를 구비함으로써 수막 형상에 의해 밸브가 폐쇄되고 물 공급이 중단되어 히터가 과열되는 현상을 방지할 수 있는 냉, 온수 겸용 매트를 제공하는 데 있다.

본 발명은 냉, 온수 겸용 매트로써, 내부에 저수조가 구비되고, 하부 좌, 우측 각각에 공간부가 마련된 탱크; 상기 탱크의 상면에 장착되고, 열교환 판재가 탱크 내부에 저수된 물속에 침수되어 흡열을 작용을 통해 물을 냉각시키는 펠티에소자; 상기 펠티에소자의 발열면 측에 설치되어, 펠티에소자에서 발생하는 열을 이동시켜 흡열량을 증가시키는 열이동부; 상기 열이동부와 근접하게 설치되어 열이동부에서 이동한 열을 방열시키는 방열판; 상기 탱크의 좌, 우측 공간부 중 어느 일측에는 히터가 배치되고, 타측에는 펌프가 배치된 구성으로, 상기 펌프에서 펌핑된 물은 상기 히터를 통해 공급되도록 하는 공급 경로; 및 상기 탱크에 마련된 밸브 하우징에 설치되는 다이어프램을 구비하고, 이 다이어프램이 이격 또는 밀착되며 히터로 물이 공급되도록 하는 밸브;로 구성된 기술적인 특징을 갖는 것으로 달성된다.

또한 본 발명은 상기 열 이동부가 봉형상 또는 평판형으로 이루어진 히터 파이프로 구성된 것을 포함한다.

또 본 발명은 감지부 또는 컨트롤러에서 입력된 신호에 따라 히터와 열이동부, 펠티에소자를 제어하는 제어부를 구비하되, 여름철에는 상기 펠티에소자와 열이동부를 동시에 동작시켜 흡열량을 증가시키고, 봄과 가을에는 펠티에소자만을 동작시켜 미온수가 공급될 수 있도록 하는 것을 포함하는 특징이 있다.

본 발명은 첫째, 냉수와 온수 미온수 등 선택된 온도의 물이 공급될 수 있도록 구성함으로써, 사계절 내내 사용이 가능하고 사용자에게 편의성을 제공할 수 있는 발명이다.

둘째, 본 발명은 펠티에소자와, 이 펠티에소자에서 발생하는 열을 신속하게 이동시키는 열이동부를 구비하여 흡열량을 증가시킴으로써, 냉각 효율을 크게 향상시킬 수 있는 발명이다.

셋째, 본 발명은 제작이 편리하고 간단한 구성으로 다양한 온도 영역대의 물이 공급될 수 있도록 하는 발명이다.

넷째, 본 발명은 온수 공급시 히터에서 역류하는 포화 증기를 배출하여 다이어프램을 보호하고 그에 따른 누수 및 소음 발생을 차단하며, 또한 수막 현상으로 인한 밸브 폐쇄 현상을 방지할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 냉, 온수 겸용 매트의 일측면도,
도 2는 본 발명에 따른 냉, 온수 겸용 매트의 단면도,
도 3은 본 발명에 따른 냉, 온수 겸용 매트의 요부 확대 단면도,
도 4는 본 발명에 적용되는 밸브의 요부 확대 단면도,
도 5는 본 발명에 따른 강제증기배출부의 확대 단면도,
도 6은 본 발명에 따른 냉, 온수 겸용 매트의 블록도.

이하에서는 본 발명의 실시 예가 개시된다.

개시되는 실시 예들은 본 발명의 사상을 당업자가 용이하게 이해할 수 있도록 제공되는 것으로, 이에 의해 본 발명이 한정되지 않는다. 본 발명의 실시 예들은 본 발명의 기술적 사상 및 범위 내에서 다른 형태로 변형될 수 있다. 본 명세서에서 '및/또는'은 전후에 나열한 구성요소들 중 적어도 하나를 포함하는 의미로 사용되었다. 본 명세서에서 다른 구성요소 '상에' 위치한다는 것은 일 구성요소 상에 다른 구성요소가 직접 위치한다는 의미는 물론, 상기 일 구성요소 상에 제 3의 구성요소가 더 위치할 수 있다는 의미도 포함한다. 본 명세서 각 구성요소 또는 부분 등을 제1, 제2 등의 표현을 사용하여 지칭하였으나, 이는 명확한 설명을 위해 사용된 표현으로 이에 의해 한정되지 않는다. 도면에 표현된 구성요소들의 두께 및 상대적인 두께는 본 발명의 실시예들을 명확하게 표현하기 위해 과장된 것일 수 있다. 또한, 첨부된 도면에 표현된 사항들은 본 발명의 실시예들을 쉽게 설명하기 위해 도식화된 도면으로 실제로 구현되는 형태와 상이할 수 있다.

먼저 본 발명에 첨부된 도 1은 본 발명에 따른 냉온수 겸용 매트의 일측면도이고, 도 2는 본 발명에 따른 냉온수 겸용 매트의 단면도이며, 도 3은 본 발명에 따른 냉온수 겸용 매트의 요부 확대 단면도를 도시한 것이다.

또한, 도 4는 본 발명에 적용되는 밸브의 요부 확대 단면도이고, 도 5는 본 발명에 따른 강제증기배출부의 확대 단면도이며, 도 6은 본 발명에 따른 냉온수 겸용 매트의 블록도를 나타낸 것이다.

도면에서 본 발명의 냉, 온 겸용 매트는, 사용자의 선택에 따라, 또는 설정된 온도에 따라 냉수와 온수를 공급하여 냉, 난방이 가능하고, 여기에 중간 온도 즉 미온수의 공급도 가능하도록 한 것으로, 그 구성은 매트 본체(10)와, 열 교환이 이루어지며 선택된 온도의 물을 공급하는 냉, 온수 공급유닛(20)으로 구성된다.

상기 매트 본체(10)는 내부에 지그재그 형식으로, 순환관(12)이 구비되고, 이 순환관(12)에 냉, 온수가 공급 또는 배출되도록 하는 공급 및 배출부(14)(16)가 각각 구비된 구성이다.

여기서, 상기 공급 및 배출부(14)(16) 특히 매트 본체를 순환하고 탱크로 유입되도록 하는 배출부에는 역류방지밸브가 구비될 수 있다. 이 역류방지밸브는 체크 밸브와 솔레노이드 밸브로 구성되며, 냉, 온수 공급 유닛의 운전 또는 정지 시에 물이 탱크로 유입되어 넘치는 일이 없도록 하는 것이다.

상기 냉, 온수 공급 유닛(20)은 물이 저장되는 탱크(100)와, 탱크(100)에 저수된 물을 가열하는 히터(300)와, 상기 물을 냉각시키는 펠티에소자(500) 및 상기 펠티에소자(500)에서 발생하는 열을 이동시키는 열이동부(400)로 구성된다.

상기 탱크(100)는 함체 형상으로 구성되며, 내부에 저수조(110)가 마련되어 이 저수조(110)에 저수된 물이 열 교환된 상태로 또는 열교환이 이루어지지 않은 상태에서 공급될 수 있도록 하며, 외측 하부에는 좌, 우측으로 공간이 마련된다. 즉 상기 탱크(100)는 정면에서 보았을 때 "

" 와 같은 형상으로 구성되는 것이다.

상기 탱크의 좌측 및 우측에 마련된 공간부(120) 중 어느 일측 공간부(120)에는 히터(300)가 배치되고, 타측 공간부에는 펌프(320)가 배치되며, 상기 펌프(320)에서 펌핑된 물은 히터(300)를 통해 매트 본체(10)에 공급된다.

예컨대 본 발명은 상기 펌프(320)와 히터(300)가 연결관(340)으로 연결되어 열교환이 이루어진 냉수가 펌핑된 상태에서 히터를 통과하여 매트 본체에 공급되는 경로를 갖는 것으로, 냉수 공급시 후술하는 밸브(200)에 의해 역류가 방지될 수 있다.

상기 탱크(100)는 상면 또는 측벽에 물을 보충할 수 있는 주입부가 마련되고, 상기 펠티에소자(500)는 이 주입부와 간섭되지 않은 상태에서 탱크(100)의 상면에 설치된다.

물론 상기 펠티에소자(500)는 탱크의 아래쪽 또는 측면 부위에도 설치될 수 있는 것은 당연한 것이다.

본 발명에 따른 밸브(200)는 저수된 물이 히터에 공급되도록 하고, 아울러 냉수 공급 시에는 다이어프램이 밸브시트를 막아 역류를 방지하는 것이다.

즉, 본 발명의 밸브는 먼저, 탱크(100)에 마련된 밸브하우징(102)의 벽체에 온수 공급 구멍(104)이 천공되도록 하되, 이 온수 공급 구멍(104)은 장공 형태로 도면과 같이 중앙에 형성되어 축공(106)을 중심으로 방사형으로 형성된다.

상기 밸브하우징(102)의 안쪽면에는 다이어프램(220)이 맞대어지는 밸브시트(210)가 구비되고, 상기 다이어프램(220)은 원판형의 지지판(222) 중앙에 상기 축공(106)에 끼워지는 가이드봉(226)이 구비되며, 상기 밸브시트(210)에 밀착되는 판막(224)은 상기 가이드봉(226)에 끼워져 조립된다.

또한 상기 지지판(222)의 후면에는 밸브지지체(230)가 배치되며, 이 밸브지지체(230)에는 지지판(222)을 밀어, 판막(224)이 밸브시트(210)에 밀착되도록 하는 탄성부재(238)와, 온수 공급관(232) 그리고 증기 배출관(234)이 구비된다.

다시 말해, 상기 밸브지지체(230)는 상기 밸브하우징(102)에 고정되는 원판(230a)을 중심으로 내측면 즉 다이어프램(220) 방향으로 소켓(236)이 구비되고, 이 소켓(236) 안쪽에 상기 탄성부재(238)가 끼워지며, 이 탄성부재(238)가 소켓(236)으로부터 일부가 돌출되어 지지판(222)을 탄성지지하는 것이다.

상기 탄성부재(238)는 탄성력을 갖는 스프링, 스폰지 또는 고무재 등으로 구성될 수 있다.

상기 소켓(236)이 돌출된 원판의 대향측에는 도면과 같이 온수 공급관(232)과 증기 배출관(234)이 각각 구비되고, 상기 온수 공급관(232)에는 히터연결관(240)이 끼워져 히터(300)와 연결되는 구성으로 탱크에 저수된 물이 히터에 공급될 수 있도록 한다.

상기 증기 배출관(234)은 호스(242)에 의해 압력조절부(260)와 연결되어 히터의 과열을 방지하고, 아울러 다이어프램(220)의 변형을 방지한다. 이에 대해서는 후술한다.

한편, 본 발명에 따른 밸브하우징(102)에는 본 발명의 특징이라 할 수 있는 릴리프밸브(250)가 구비된다. 이 릴리프 밸브(250)는 히터(300)의 동작 과정에서 발생하는 포화 증기가 배출될 수 있도록 하는 것으로, 다이어프램 특히, 연질로 구성되는 판막의 변형을 방지함으로써, 누수는 물론 소음을 방지할 수 있다.

다시 말해, 온수 공급을 위해 히터를 동작시키면, 히터의 내부 압력이 증가하면서, 일부의 포화 증기가 역류하여 다이어프램(220) 부근에서 머물게 된다.

그런데 이 증기가 판막을 가열하여 연질로 이루어진 판막(224)에 변형이 발생하고, 그에 따라 판막(224)과 밸브시트(210) 사이에 틈새가 생기게 되며, 이 틈새를 통해 누수는 물론 파열음 즉 소음이 발생하는 현상이 나타난다.

이에 본 발명은 포화 증기를 자연스럽게 배출할 수 있는 릴리프밸브(250)를 구비함으로써, 이러한 현상을 사전에 방지할 수 있다.

도면 부호 252는 상기 릴리프밸브(250)의 안쪽에 끼워지는 다공성 부재로써, 역류한 포화증기의 배출을 조절하기 위한 것이다.

본 발명의 또 다른 특징은, 증기배출부(260)를 갖는다는 것이다.

이 증기배출부(260)는, 도면과 같이 냉온수 공급유닛(20)의 외형을 구성하는 즉 케이싱에 설치되어 사용자로 하여금 내부 압력을 조절할 수 있도록 하는 것이다.

이를 위해 증기배출부(260)는 조절체와 누름판 그리고 차폐판을 구비하고 있다. 상기 조절체(261)는 도면과 같이 사용자에 의해 조작될 수 있도록 케이싱의 상부 전방측에 위치하는 것으로 도시되고 있으나 이는 하나의 실시 예이고, 다른 위치 예컨대 전면, 측면 또는 배면 등 어디 위치에 설치되어도 무방하다.

상기 조절체(261)의 내부에는 공간이 마련되고, 내측벽에는 막음편(262)이 돌출되어 밀폐 또는 개방이 이루어지도록 한다.

즉 상기 조절체(261)의 내측 공간에 끼워지는 봉대(264)의 하부가 상기 막음편(262)을 관통하여 끼워지고, 이 봉대(264)의 하단부에는 고정돌기(265)가 갖추어진 구성으로, 고정돌기(265)의 상부에 끼워져 하향 이탈이 방지되고 있는 차폐판(266)이 상기 막음편(262)의 저면에 밀착되어 차폐가 이루어지도록 하는 구성이다.

또한 상기 봉대(264)의 상단부에는 핀, 볼펜 등 간단한 도구로 누를 수 있도록 하는 누름판(263)이 구비되어 사용자가 눌렀을 때 봉대와 차폐판이 동시에 하향 이동하도록 하여 개방이 이루어지도록 하는 것이다. 상기 누름판(263)과 막음판(262) 사이에는 스프링(267)이 개재되어 차폐판(266)이 막음편(262)에 밀착되도록 함과 아울러 사용자가 누름을 해지하면 복원될 수 있도록 하는 것이다.

이러한 구성의 본 발명은 온수 공급 시 내부 압력이 증가하여 다이어프램과 밸브시트 사이에 수막현상이 발생함으로써 다이어프램이 떨어지지 않는 경우, 사용자가 누름판(263)을 눌러 외부로 증기를 빼냄으로써, 밸브(200) 폐쇄를 방지할 수 있고, 그에 따른 물이 공급되지 않아 히터가 과열될 수 있는 현상을 방지하며, 히터가 과열되어 회로 및 제어부, 감지부의 고장을 방지할 수 있다.

본 발명에 따른 매트는 냉수와 온수가 선택적으로 공급될 수 있다는 것이다. 이를 위해 본 발명은 열이동부(400)를 구비하여 상기 펠티에소자(500)에서 발생하는 열을 이동시켜 방열이 이루어지는 주변 온도를 낮추는 것이다.

즉, 상기 열이동부(400)는 방열부(540)의 안쪽 또는 저부에 설치되고, 그 하부는 상기 펠티에소자(500)의 발열면과 근접되게 설치된 구성으로, 발열에 따른 열을 하부에서 상부로 이동시켜 주변 온도가 일정한 범위가 유지되도록 함으로써, 발열과 흡열량이 비례하는 펠티에소자의 흡열량이 유지될 수 있도록 하는 것이다.

한편, 상기 열이동부(400)는 봉상 또는 평판형으로 이루어진 히터 파이프로 구성된다.

상기 펠티에소자(500)는, 펠티에 효과 즉 흡열 또는 발열을 이용한 것으로, 특히 전자 냉각을 이용한다. 예컨대 비스무트와 테르르의 화합물(Bi2Te3) 등의 반도체로 만든 pn접합을 사용하고, 용량을 증가시킬 때에는 여러 개를 직렬로 하여 사용하고, 단열재로 열절연하는 동시에 발열측에서는 방열부(540)가 구비되며, 본 발명에서는 상기 열이동부(400)가 동시에 설치된다.

이러한 펠티에소자(500)에 전류가 통하면 흡열과 방열이 이루어지고, 저수된 물을 냉각시키는 것으로, 펠티에 소자(500)의 아래쪽에는 흡열 즉 열교환 판재(520)가 구비되고, 상부측에는 방열부(540)가 구비되는 것이다.

상기 방열부(540)는 이미 알려진 바와 같이, 알루미늄 재질로 구성되며, 그 모양은 여러 방식으로 구성될 수 있어 본 발명에서 특정하지 않는다.

상기 방열부(540)는 자연 방열로 본 발명에서는 이와 더불어 송풍팬(560)을 더 설치하여 강제 방열이 이루어지도록 한다.

본 발명은 상기한 구성을 제어하는 제어부(600)가 구비된다.

이 제어부(600)는, 히터(300)와 열이동부(400) 그리고, 송풍팬(560) 및 펠티에소자(500)를 제어하며, 감지부(700)와 컨트롤러(C)의 신호에 따라 제어한다.

상기 감지부(700)는 물 온도와 외부 온도를 각각 감지할 수 있으며, 온도감지센서로 구성된다. 컨트롤러(C)는 ON/OFF는 물론 온도 조절 기능 등을 갖는 것은 당연하다.

다음은 이와 같은 구성으로 이루어진 본 발명의 동작 과정을 설명한다.

본 발명은 온수 공급 시에는 히터에서 발생하는 압력에 의해 탱크 내부의 물이 무동력으로 히터에 공급되도록 하고, 냉수 공급 시에만 펌프가 동작한다.

여기서 무동력 물 공급에 대해서는 이미 알려진 기술로 본 발명에서는 상세히 설명하지 아니한다.

겨울철 상기 제어부(600)는 히터를 제어한다.

사용자가 컨트롤러에 온도를 설정하면, 그 온도에 따라 히터를 제어하여 온수가 공급될 수 있도록 한다. 즉 제어부(600)는 히터(300)를 동작시켜 밸브(200)를 통해 유입되는 물을 가열하여 매트 본체에 공급되도록 하는 것이다.

이때 본 발명은 상기한 증기배출부(260)와 릴리프밸브(250)가 포화증기를 배출하고, 아울러 수막현상 등에 의한 밸브 폐쇄와 같은 현상을 사전에 차단함으로써, 원활한 온수 공급이 가능하다.

본 발명의 다른 실시 예로, 여름철 상기 제어부(600)는 펠티에소자(500)를 제어한다. 사용자가 컨트롤러(C)를 조절하여 온도를 설정하면 먼저 제어부(600)는 기 입력된 설정 값에 따라 펠티에소자(500)에 전류를 공급한다.

펠티에소자(500)가 전류가 공급되면, 흡열이 이루어지고 반대면에서 발열이 이루어지는데, 이때 제어부는 설정 온도에 따라 열이동부(400)의 동작 유무를 결정한다.

즉, 열이동부(400)를 동작시킴으로써, 열 순환을 빠르게 하여 흡열량을 증가시키고, 일정 범위의 흡열량을 지속적으로 유지시켜 열교환이 원활하도록 하여 냉수가 공급되도록 하는 것이다. 물론 송풍팬도 동시에 가동시킬 수 있음은 당연한 것이다.

다시 말해, 펠티에소자(500)는 흡열 온도와 발열 온도가 동시에 상승하거나 또는 동시에 떨어진다. 따라서 발열면측 온도가 높아져 발열이 원활하게 이루어지지 않으면 이에 비례하여 흡열 온도도 높아져 원활한 흡열이 이루어지지 않는다. 따라서 본 발명은 열이동부(400)와 송풍팬(560) 그리고 방열부(540)를 구비하여 방열이 원활하도록 하는 것이다.

다른 한편으로, 제어부(600)는 열이동부(400) 또는 송풍팬(560) 중 하나만 동작시킬 수 있다. 이 경우 발열측 주변 온도가 상승하게 됨으로써, 흡열량이 떨어지고 따라서 냉수가 아닌 미온수가 공급되도록 할 수도 있다.

또 다른 한편으로 본 발명은, 자동으로 냉수가 공급되도록 하는 방법도 있다.

이 방법은 감지부(700)를 이용하는 것으로, 이 감지부는 외부 온도(외기)와 물탱크 내부 온도(수온 등)를 감지하는 2개의 감지센서를 구비하여 각각의 온도를 제어부(600)에 입력한다.

제어부(600)는 입력된 내,외부 온도와 기 설정된 온도를 비교하여 기준 값보다 높거나 낮으면 펠티에소자(500), 열이동부(400), 송풍팬(560) 또는 히터(300)를 선택적으로 동작시킨다.

예를 들어 여름철 탱크(100) 내부 온도는 낮고 외부 즉 외기 온도가 높으면, 제어부(600)는 탱크(100) 내부 온도가 높아질 것을 감안하여 펠티에소자(500)를 동작시키고, 반대로 내부 온도가 높으면 펠티에소자(500)와 열이동부(400) 그리고 송풍팬(560)을 동시에 동작시켜 설정 온도를 낮추는 것이다.

또한, 사용자가 설정한 온도 보다 탱크 내부 온도(수온)가 너무 낮으면 경우에 따라서는 히터를 동작시켜 물 전체 온도를 높일 수도 있다.

이상과 같이 본 발명은, 펠티에소자와 히터 파이프로 구성된 열이동부를 구비하여 냉수가 공급될 수 있도록 하고, 히터를 설치하여 온수 공급도 가능하도록 하며, 동시에 또는 선택적으로 자동 동작할 수 있도록 한 것이다.

이러한 본 발명은 상세한 설명에서는 구체적인 실시 예에 관해서 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함을 당해 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명하다 할 것이다.

10 : 매트 본체 20 : 열교환 유닛
100 : 탱크 200 : 밸브
300 : 히터 400 : 열이동부
500 : 펠티에소자

Claims (5)

1. 매트 본체와 냉, 온수 공급 유닛으로 구성된 냉, 온수 겸용 매트로써,
   내부에 저수조가 구비되고, 하부 좌 우측 각각에 공간부가 마련된 탱크;
   상기 탱크의 상면에 장착되고, 열교환 판재가 탱크 내부에 저수된 물속에 침수되어 흡열을 작용을 통해 물을 냉각시키는 펠티에소자;
   상기 펠티에소자의 발열면측에 설치되어, 펠티에소자에서 발생하는 열을 이동시켜 흡열량을 증가시키는 열이동부;
   상기 열이동부와 근접하게 설치되어 열이동부에서 이동한 열을 방열시키는 방열부;
   상기 탱크에 마련된 좌측 및 우측 공간부 중 어느 일측에는 히터가 배치되고, 타측에는 펌프가 배치된 구성으로, 펠티에소자를 통해 열교환이 이루어진 냉수가 펌프에 의해 펌핑되고, 이 냉수는 상기 히터를 통해 매트 본체에 공급되도록 하는 공급 경로; 및
   상기 탱크에 마련된 밸브하우징에 설치되는 다이어프램을 구비하고, 이 다이어프램이 히터의 가동에 따라 밸브시트에서 이격되며 무동력으로 탱크 내부에 저수된 물을 히터에 공급하도록 하는 밸브;를 포함하는 냉온수 겸용 매트.
   
2. 제 1항에 있어서, 상기 열이동부는 봉상 또는 평판형으로 구성된 히터 파이프로 구성된 것을 포함하는 냉,온수 겸용 매트.
   
3. 제 1항에 있어서, 상기 밸브하우징의 상부에 탱크의 저수조와 연결되는 릴리프 밸브가 구비되어 히터 가동 시 역류하는 포화 증기가 배출되도록 하는 것을 포함하는 냉,온수 겸용 매트.
   
4. 제 1항에 있어서, 상기 밸브의 다이어프램은 지지판과 이 지지판 안쪽에 설치되는 판막으로 구성되어 이 판막이 밸브시트에 접촉되도록 하되, 상기 지지판의 대향측에 위치하는 밸브지지체에 탄성부재가 구비되어 지지판을 밸브시트에 밀착시키는 것을 포함하는 냉, 온수 겸용 매트.
   
5. 제 4항에 있어서, 상기 밸브지지체에 증기배출관을 구비하고, 이 증기배출관과 냉, 온수공급유닛의 케이싱에 설치된 증기배출부를 연결하여 사용자가 밸브 내부의 증기를 강제로 빼낼 수 있도록 하는 것을 포함하는 냉, 온수 겸용 매트.

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