KR101788238B1 - 온도 제어 유닛, 온도 제어 유닛을 이용한 온도 제어 시스템 및 온도 제어 유닛을 이용한 온도 제어 건축 구조 - Google Patents

온도 제어 유닛, 온도 제어 유닛을 이용한 온도 제어 시스템 및 온도 제어 유닛을 이용한 온도 제어 건축 구조 Download PDF

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Abstract

건축물의 온도 제어 공간내의 온도를 적절한 온도로 유지할 수 있으며 복잡한 구성이 아니고, 시공에 시간과 수고가 들지 않으며 비용도 저감할 수 있는데다, 냉난방 효율이 뛰어나며 유지 보수성도 우수한 온도 제어 유닛을 제공한다. 일방의 면(12a)이 피방열체에 접촉하도록 배치되는 증기 챔버(12), 증기 챔버(12)의 일방의 면(12b)에 접촉하도록 배치된 열전 소자(14) 및 열전 소자(14)의 증기 챔버(12)와 반대측의 면(14b)에 접촉하도록 배치된 방열판부(16)를 구비한다.

Description

온도 제어 유닛, 온도 제어 유닛을 이용한 온도 제어 시스템 및 온도 제어 유닛을 이용한 온도 제어 건축 구조{TEMPERATURE CONTROL UNIT, TEMPERATURE CONTROL SYSTEM USING TEMPERATURE CONTROL UNIT AND TEMPERATURE CONTROL ARCHITECTURE STRUCTURE USING TEMPERATURE CONTROL UNIT}
본 발명은, 예를 들면, 고압 전선을 부설하기 위해 지하에 건설된 지하 터널, 도로나 전철의 터널, 빌딩, 지하도 등의 건축물의 공간(이하, 간단히 「온도 제어 공간」이라고 한다) 내의 온도를 일정 범위로 유지하기 위해, 이러한 건축물의 벽, 천정, 바닥 등에 배치되는 온도 제어 유닛, 온도 제어 유닛을 이용한 온도 제어 시스템 및 온도 제어 유닛을 이용한 온도 제어 건축 구조에 관한 것이다.
종래, 예를 들면, 유럽과 미국, 한국 등 비교적 지진이 적은 나라에서는 도 14에 나타낸 바와 같이, 지하에 건설된 지하 터널(102) 내에 고압 전선(108)을 부설하는 지하 터널 구조(100)가 이용되고 있다.
즉, 도 14에 나타낸 바와 같이, 지하에 건설된 지하 터널(102) 내에는 복수의 케이블 랙(104)이 지하 터널의 측벽(106)에 고정되어 있다.
그리고, 이러한 케이블 랙(104)에 복수의 고압 전선(108)이 다발 상태로 케이블 랙(104)에 마련된 고정 부재(110)에 고정용 결속구(112)에 의해 고정되도록 부설되어 있다.
이들 고압 전선(108)에서는 열이 발생하기 때문에 지하 터널(102)의 내부 공간(114)은 온도가 상승하고, 유지 보수를 위해 작업원이 출입할 수 없기 때문에, 도시 생략하였으나, 지하 터널(102)의 내부 공간(114) 또는 지하 터널(102)의 외주에 수냉 파이프 등을 설치하여 지하 터널(102)의 내부 공간(114) 내의 온도를 일정하게 유지하고 있다.
또한, 특허문헌 1(일본 특허 공개 평8-33175호 공보)에는, 케이블용 동도(洞道)의 내부를 냉각할 수 있으며 유지 보수가 불필요한 케이블용 동도의 냉각 구조가 개시되어 있다. 도 15는, 특허문헌 1의 케이블용 동도의 냉각 구조(200)의 단면도이다.
즉, 도 15에 나타낸 바와 같이, 특허문헌 1의 냉각 구조(200)에서는 지중에 구축된 공간에 케이블(202)을 부설하기 위해, 케이블용 동도(204)의 내부에 히트 파이프(206)의 일단부(208)를 배치하고 있다.
또한, 히트 파이프(206)의 타단부(210)를 케이블용 동도(204) 주위의 지반(212) 중에 매설하고 있다.
그리고, 케이블용 동도(204)의 내부 공간(214)의 내부 온도가 지반(212)의 온도에 비해 높은 경우에는, 히트 파이프(206)를 개재하여 케이블용 동도(204)의 내부 공간(214)의 열을 지반(212)측으로 배출하게 되어 있다.
한편, 케이블용 동도(204)의 내부 공간(214)의 내부 온도가 지반(212)의 온도에 비해 낮은 경우에는, 히트 파이프(206)를 개재하여 지반(212)의 열을 케이블용 동도(204)의 내부 공간(214) 내에 배출함으로써 케이블용 동도(204)의 내부 공간(214) 안이 데워지도록 구성되어 있다.
또한, 특허문헌 2(일본 특허 공개 제2003-240255호 공보)에는 건물용 냉난방 장치로서 펠티에 소자를 사용한 냉난방 장치가 개시되어 있다.
한편, 도 16에서는, 설명의 편의상 특허문헌 2의 냉난방 장치(300)를 건물의 벽(306)에 적용한 경우의 부분 확대 단면도를 나타내고 있다.
즉, 도 16에 나타낸 바와 같이, 특허문헌 2의 냉난방 장치(300)에서는 펠티에 소자(302)의 제1 흡방열면(304)에 열결합되어, 건물의 천정, 벽(306) 또는 바닥의 실내측에 설치되는 방열 흡열 실내 플레이트(308)를 구비하고 있다.
또한, 펠티에 소자(302)의 제2 흡방열면(310)에 열결합되어, 방열 흡열 실내 플레이트(308)가 흡열한 열을 실외로 방출하거나, 방열 흡열 실내 플레이트(308)가 방출하는 열을 실외에서 흡열하는 배열기(312)를 구비하고 있다.
그리고, 냉난방 장치(300)에서는, 도시 생략한 전원으로부터 펠티에 소자(302)에 흘리는 전류의 방향을 제어하여, 방열 흡열 실내 플레이트(308)로부터 배열기(312)에, 또는 배열기(312)로부터 방열 흡열 실내 플레이트(308)에 열을 이동시켜 실내를 냉방 또는 난방하도록 구성되어 있다.
또한, 특허문헌 2의 냉난방 장치(300)에서는 실외측의 배열기(312)로서 방열 핀(fin), 방열 플레이트, 열교환 파이프가 예시되어 있다.
일본 특허 공개 평8-33175호 공보 일본 특허 공개 제2003-240255호 공보
그러나, 이와 같은 종래의 지하 터널 구조(100)에서는, 지하 터널(102)의 내부 공간(114) 또는 지하 터널(102)의 외주에 수냉 파이프 등을 설치해야 하므로 복잡한 구성으로 인해 시공에 시간과 수고가 들게 되며 비용도 비싸진다.
또한, 특허문헌 1의 냉각 구조(200)에서도, 케이블용 동도(204)의 측벽을 관통하도록 히트 파이프(206)를 지반(212)중에 매설해야 하므로, 복잡한 구성으로 인해 시공에 시간과 수고가 들게 되며 비용도 비싸진다.
또한, 특허문헌 2의 냉난방 장치(300)에서는, 건물의 천정, 벽, 바닥에 매립되도록 천정, 벽, 바닥을 건축하여 구성해야 하므로, 복잡한 구성으로 인해 시공에 시간과 수고가 들게 되며 비용도 비싸진다.
또한, 실내측의 방열 흡열 실내 플레이트(308)는 단순한 방열 플레이트이며, 또한 실외측의 배열기(312)는, 방열 핀, 단순한 방열 플레이트, 열교환 파이프이므로 열전도 효율이 양호하지 않으며 냉난방 효율이 떨어지게 된다.
본 발명은, 이러한 현상을 감안한 것으로, 예를 들면, 고압 전선을 부설하기 위해 지하에 건설된 지하 터널, 도로나 전철의 터널, 빌딩, 지하도 등의 건축물의 온도 제어 공간내의 온도를 적절한 온도로 유지할 수 있고, 복잡한 구성이 아니며, 시공에 시간과 수고가 들지 않고 비용도 저감할 수 있으며, 또한 냉난방 효율이 뛰어나며 유지 보수성도 우수한 온도 제어 유닛, 온도 제어 유닛을 이용한 온도 제어 시스템 및 온도 제어 유닛을 이용한 온도 제어 건축 구조를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은, 상술한 바와 같은 종래 기술에서의 과제 및 목적을 달성하기 위해서 발명된 것으로, 본 발명의 온도 제어 유닛은,
일방의 면이 피방열체에 접촉하도록 배치되는 증기 챔버;
상기 증기 챔버의 타방의 면에 접촉하도록 배치된 열전 소자; 및
상기 열전 소자의 증기 챔버와 반대측의 면에 접촉하도록 배치된 방열판부;를 구비하는 것을 특징으로 한다.
이와 같이 구성함으로써, 온도 제어 공간내의 온도가 상승했을 때, 열전 소자에 일정 방향(냉방시의 방향)의 직류 전류를 흘리면, 열전 소자의 증기 챔버와 반대측의 면이 냉각된다.
그리고, 이 열전 소자의 증기 챔버 반대측의 면에 접촉하도록 배치된 방열판부를 통하여 냉기가 온도 제어 공간내에 전달되어, 온도 제어 공간 안을 냉방할 수 있다.
이때, 열전 소자의 증기 챔버측의 면이 가열되지만, 이 열은 증기 챔버의 타방의 면에 전열되어 증기 챔버내에서 신속하고 균일하게 전열되고, 증기 챔버의 일방의 면으로부터 피방열체를 구성하는, 예컨대 지하 터널의 측벽 등으로부터 지중으로 방열된다.
이와 같이 하여, 온도 제어 공간내의 온도가 상승했을 때, 온도 제어 공간 안이 효율적으로 냉방된다.
한편, 온도 제어 공간내의 온도가 하강했을 때에는 열전 소자에 냉방시의 방향과 역방향(난방시의 방향)의 직류 전류를 흘리면, 열전 소자의 증기 챔버와 반대측의 면이 가열된다.
그리고, 이 열전 소자의 증기 챔버와 반대측의 면에 접촉하도록 배치된 방열판부를 통하여, 난기가 온도 제어 공간내에 전달되어 온도 제어 공간 안을 난방할 수 있다.
이때, 열전 소자의 증기 챔버측의 면이 냉각되지만, 이 냉각된 냉열은 증기 챔버의 타방의 면에 전열되어 증기 챔버내에서 신속하고 균일하게 전열되고, 증기 챔버의 일방의 면으로부터 피방열체를 구성하는, 예컨대 지하 터널의 측벽 등으로부터 지중으로 방열된다.
이와 같이 하여, 온도 제어 공간내의 온도가 하강했을 때, 온도 제어 공간 안이 효율적으로 난방된다.
따라서, 예를 들면, 고압 전선을 부설하기 위해 지하에 건설된 지하 터널, 도로나 전철의 터널, 빌딩, 지하도 등의 건축물의 온도 제어 공간내의 온도를 적절한 온도로 유지할 수 있고, 복잡한 구성이 아니며, 시공에 시간과 수고가 들지 않고 비용도 저감할 수 있다. 또한, 냉난방 효율이 뛰어나며 유지 보수성도 우수하다.
또한, 본 발명의 온도 제어 유닛은,
상기 방열판부가 히트 싱크부를 구비하고,
상기 히트 싱크부가,
상기 열전 소자의 증기 챔버와 반대측의 면에 접촉하는 히트 싱크 본체; 및
온도 제어 공간내에 노출되도록 히트 싱크 본체로부터 연장하여 형성된 일정 간격 이간된 복수의 핀을 구비하는 것을 특징으로 한다.
이와 같이 구성함으로써, 온도 제어 공간내의 온도가 상승했을 때, 열전 소자에 일정 방향(냉방시의 방향)의 직류 전류를 흘리면, 열전 소자의 증기 챔버와 반대측의 면이 냉각된다.
그리고, 이 열전 소자의 증기 챔버와 반대측의 면에 접촉하도록 배치된 히트 싱크부를 통하여, 히트 싱크부의 히트 싱크 본체, 복수의 핀에 의해 냉기가 온도 제어 공간내에 전달되어 온도 제어 공간 안을 냉방할 수 있다.
이때, 열전 소자의 증기 챔버측의 면이 가열되지만, 이 열은 증기 챔버의 타방의 면에 전열되어 증기 챔버내에서 신속하고 균일하게 전열되고, 증기 챔버의 일방의 면으로부터 피방열체를 구성하는, 예컨대 지하 터널의 측벽 등으로부터 지중으로 방열된다.
이와 같이 하여, 온도 제어 공간내의 온도가 상승했을 때, 온도 제어 공간 안이 효율적으로 냉방된다.
한편, 온도 제어 공간내의 온도가 하강했을 때에는, 열전 소자에 냉방시의 방향과 역방향(난방시의 방향)의 직류 전류를 흘리면, 열전 소자의 증기 챔버와 반대측의 면이 가열된다.
그리고, 이 열전 소자의 증기 챔버와 반대측의 면에 접촉하도록 배치된 히트 싱크부를 통하여, 히트 싱크부의 히트 싱크 본체, 복수의 핀에 의해 난기가 온도 제어 공간내에 전달되어 온도 제어 공간 안을 난방할 수 있다.
이때, 열전 소자의 증기 챔버측의 면이 냉각되지만, 이 냉각된 냉열은 증기 챔버의 타방의 면에 전열되어 증기 챔버내에서 신속하고 균일하게 전열되고, 증기 챔버의 일방의 면으로부터 피방열체를 구성하는, 예컨대 지하 터널의 측벽 등으로부터 지중으로 방열된다.
이와 같이 하여, 온도 제어 공간내의 온도가 하강했을 때, 온도 제어 공간 안이 효율적으로 난방된다.
따라서, 예를 들면, 고압 전선을 부설하기 위해 지하에 건설된 지하 터널, 도로나 전철의 터널, 빌딩, 지하도 등의 건축물의 온도 제어 공간내의 온도를 적절한 온도로 유지할 수 있고, 복잡한 구성이 아니며, 시공에 시간과 수고가 들지 않고 비용도 저감할 수 있으며, 냉난방 효율이 뛰어나며 유지 보수성도 우수하다.
또한, 본 발명의 온도 제어 유닛은 상기 방열판부에 대향하여 배치된 팬부를 구비한 것을 특징으로 한다.
이와 같이 구성함으로써, 팬부가 방열판부, 예를 들면, 히트 싱크부의 복수의 핀에 대향하여 배치되어 있으므로, 열전 소자로부터 방열판부(특히, 히트 싱크부)에 전달된 냉열이 팬부를 통하여 가열풍 또는 냉각풍으로서 온도 제어 공간내에 공급되게 되고, 그 결과, 온도 제어 공간내의 온도를 적절한 온도로 유지할 수 있어 냉난방 효율이 우수하다.
또한, 본 발명의 온도 제어 유닛은, 상기 방열판부가 방열용 증기 챔버를 구비하는 것을 특징으로 한다.
이와 같이 구성함으로써, 방열판부가 방열용 증기 챔버를 구비하므로, 열전 소자로부터 방열판부(방열용 증기 챔버)로 전달된 냉열이 방열용 증기 챔버내에서 신속하고 균일하게 전열되어 온도 제어 공간내에 공급되게 되고, 그 결과, 온도 제어 공간내의 온도를 적절한 온도로 유지할 수 있어 냉난방 효율이 우수하다.
또한, 본 발명의 온도 제어 유닛은, 상기 방열용 증기 챔버가 히트 싱크 본체를 구성하고 있는 것을 특징으로 한다.
이와 같이 구성함으로써, 방열용 증기 챔버가 히트 싱크 본체를 구성하고 있으므로, 열전 소자로부터 히트 싱크 본체에 전달된 냉열이 히트 싱크 본체내에서 신속하고 균일하게 전열되어 복수의 핀을 통하여 효율적으로 온도 제어 공간내에 공급되게 되고, 그 결과, 온도 제어 공간내의 온도를 적절한 온도로 유지할 수 있어 냉난방 효율이 우수하다.
또한, 본 발명의 온도 제어 유닛에서, 상기 열전 소자는 그 측면 둘레부가 단열 부재로 덮여 있는 것을 특징으로 한다.
이와 같이 구성함으로써, 열전 소자는 그 측면 둘레부가 단열 부재로 덮여 있으므로, 열전 소자에서 발생한 냉열이 열전 소자의 측면 둘레부로부터 온도 제어 공간내로 전달되어, 온도 제어 공간의 냉난방 효과가 저하되는 것을 방지할 수 있다.
또한, 본 발명의 온도 제어 유닛은,
상기 증기 챔버의 온도를 측정하는 증기 챔버용 온도 센서; 및
상기 방열판부의 온도를 측정하는 방열판부용 온도 센서;를 구비하고,
상기 증기 챔버용 온도 센서의 온도 측정 결과 및 상기 방열판부용 온도 센서의 온도 측정 결과로부터, 온도 제어 공간내의 온도를 일정 범위로 제어하기 위해 상기 열전 소자에 공급되는 전류를 제어하는 제어부를 구비하는 것을 특징으로 한다.
이와 같이 구성함으로써, 증기 챔버용 온도 센서의 온도 측정 결과 및 방열판부용 온도 센서의 온도 측정 결과로부터, 제어부에 의해, 예를 들면, 열전 소자에 공급되는 전류(전압값)를 제어(변경)함으로써 온도 제어 공간내의 온도를 일정 범위로 제어할 수 있다.
또한, 본 발명의 온도 제어 유닛은,
상기 증기 챔버의 온도를 측정하는 증기 챔버용 온도 센서;
상기 방열판부의 온도를 측정하는 방열판부용 온도 센서; 및
상기 팬부의 온도를 측정하는 팬부용 온도 센서;를 구비하고,
상기 증기 챔버용 온도 센서의 온도 측정 결과, 상기 방열판부용 온도 센서의 온도 측정 결과 및 상기 팬부용 온도 센서의 온도 측정 결과로부터, 온도 제어 공간내의 온도를 일정 범위로 제어하기 위해 상기 열전 소자에 공급되는 전류를 제어하는 제어부를 구비하는 것을 특징으로 한다.
이와 같이 구성함으로써, 증기 챔버용 온도 센서의 온도 측정 결과, 방열판부용 온도 센서의 온도 측정 결과, 및 팬부용 온도 센서의 온도 측정 결과로부터, 제어부에 의해, 예를 들면, 열전 소자에 공급되는 전류(전압값)를 제어(변경)함으로써 온도 제어 공간내의 온도를 일정 범위로 제어할 수 있다.
또한, 팬부용 온도 센서의 온도 측정 결과로부터 팬부의 고장 여부를 판단할 수 있어, 고장이라고 판단한 경우에는 팬부를 떼어내어 교환하거나 수리할 수 있으므로, 유지 보수성이 우수하다.
또한, 본 발명의 온도 제어 유닛은, 상기 제어부가 온도 제어 공간내에 배치된 온도 제어 공간용 센서로부터의 공간 온도 측정 결과를 이용하여, 온도 제어 공간내의 온도를 일정 범위로 제어하기 위해 상기 열전 소자에 공급되는 전류를 제어하도록 구성되어 있는 것을 특징으로 한다.
이와 같이 구성함으로써, 온도 제어 공간내에 배치된 온도 제어 공간용 센서로부터 공간 온도 측정 결과를 이용하여 온도 제어 공간내의 온도를 보다 정확하게 일정 범위로 제어할 수 있다.
또한, 본 발명의 온도 제어 시스템은, 상술한 기재 중 적어도 어느 하나의 온도 제어 유닛이 피방열체에 접촉하도록 배치된 것을 특징으로 한다.
이와 같이 구성함으로써, 예를 들면, 고압 전선을 부설하기 위해 지하에 건설된 지하 터널, 도로나 전철의 터널, 빌딩, 지하도 등의 건축물의 온도 제어 공간내의 온도를 적절한 온도로 유지할 수 있고, 복잡한 구성이 아니며, 시공에 시간과 수고가 들지 않고 비용도 저감할 수 있으며, 또한 냉난방 효율이 뛰어나며 유지 보수성도 우수한 온도 제어 시스템을 제공할 수 있다.
또한, 본 발명의 온도 제어 건설 구조는, 상술한 기재 중 적어도 어느 하나의 온도 제어 유닛이 피방열체에 접촉하도록 배치된 것을 특징으로 한다.
이와 같이 구성함으로써, 예를 들면, 고압 전선을 부설하기 위해 지하에 건설된 지하 터널, 도로나 전철의 터널, 빌딩, 지하도 등의 건축물의 온도 제어 공간내의 온도를 적절한 온도로 유지할 수 있고, 복잡한 구성이 아니며, 시공에 시간과 수고가 들지 않고 비용도 저감할 수 있으며, 또한 냉난방 효율이 뛰어나며 유지 보수성도 우수한 온도 제어 건축 구조를 제공할 수 있다.
본 발명에 의하면, 온도 제어 공간내의 온도가 상승했을 때에는, 열전 소자에 일정 방향(냉방시의 방향)의 직류 전류를 흘리면, 열전 소자의 증기 챔버와 반대측의 면이 냉각된다.
그리고, 이 열전 소자의 증기 챔버와 반대측의 면에 접촉하도록 배치된 방열판부를 통하여 냉기가 온도 제어 공간내에 전달되어, 온도 제어 공간 안을 냉방할 수 있다.
이때, 열전 소자의 증기 챔버측의 면이 가열되지만, 이 열은 증기 챔버의 타방의 면에 전열되고, 증기 챔버내에서 신속하고 균일하게 전열되어 증기 챔버의 일방의 면으로부터 피방열체를 구성하는, 예컨대 지하 터널의 측벽 등으로부터 지중으로 방열된다.
이와 같이 하여, 온도 제어 공간내의 온도가 상승했을 때, 온도 제어 공간 안이 효율적으로 냉방된다.
한편, 온도 제어 공간내의 온도가 하강했을 때에는, 열전 소자에 냉방시의 방향과 역방향(난방시의 방향)의 직류 전류를 흘리면, 열전 소자의 증기 챔버와 반대측의 면이 가열된다.
그리고, 이 열전 소자의 증기 챔버와 반대측의 면에 접촉하도록 배치된 방열판부를 통하여 난기가 온도 제어 공간내에 전달되어 온도 제어 공간 안을 난방할 수 있다.
이때, 열전 소자의 증기 챔버측의 면이 냉각되지만, 이 냉각된 냉열은 증기 챔버의 타방의 면에 전열되어 증기 챔버내에서 신속하고 균일하게 전열되고, 증기 챔버의 일방의 면으로부터 피방열체를 구성하며, 예를 들면, 지하 터널의 측벽 등으로부터 지중으로 방열된다.
이와 같이 하여, 온도 제어 공간내의 온도가 하강했을 때, 온도 제어 공간 안이 효율적으로 난방된다.
따라서, 예를 들면, 고압 전선을 부설하기 위해 지하에 건설된 지하 터널, 도로나 전철의 터널, 빌딩, 지하도 등의 건축물의 온도 제어 공간내의 온도를 적절한 온도로 유지할 수 있고, 복잡한 구성이 아니며, 시공에 시간과 수고가 들지 않고 비용도 저감할 수 있으며, 또한, 냉난방 효율이 뛰어나며 유지 보수성도 우수하다.
도 1은, 본 발명의 온도 제어 유닛의 부분 확대 단면도이다.
도 2는, 온도 제어 유닛의 분해 사시도이다.
도 3은, 도 1의 온도 제어 유닛을, 고압 전선을 부설하기 위해 지하에 건설된 지하 터널에 이용한 온도 제어 건축 구조를 나타내는 단면도이다.
도 4는, 도 3의 부분 확대 단면도로, 냉방 상태를 설명하는 도면이다.
도 5는, 도 3의 부분 확대 단면도로, 난방 상태를 설명하는 도면이다.
도 6은, 본 발명의 온도 제어 유닛의 배치 형태의 일례를 나타내는 개략도이다.
도 7은, 본 발명의 온도 제어 유닛(10)을 이용한 온도 제어 시스템의 개략도이다.
도 8은, 본 발명의 온도 제어 유닛(10)을 이용한 온도 제어 시스템의 다른 실시예의 개략도이다.
도 9는, 본 발명의 온도 제어 유닛(10)을 이용한 온도 제어 시스템의 또 다른 실시예의 개략도이다.
도 10은, 본 발명의 온도 제어 유닛(10)을 이용한 온도 제어 시스템의 또 다른 실시예의 개략도이다.
도 11은, 본 발명의 온도 제어 유닛(10)의 다른 실시예의 개략도이다.
도 12는, 도 11의 온도 제어 유닛(10)을 지하 터널(30)의 측벽(30a)에 배치한 상태를 나타내는 도 4, 도 5와 동일한 개략도이다.
도 13은, 본 발명의 온도 제어 유닛(10)의 또 다른 실시예의 개략도이다.
도 14는, 고압 전선을 부설하기 위해 지하에 건설된 지하 터널의 건축 구조를 나타내는 단면도이다.
도 15는, 특허문헌 1의 냉각 구조(200)의 단면도이다.
도 16은, 특허문헌 2의 냉난방 장치(300)를, 건물의 벽(306)에 적용한 경우의 부분 확대 단면도이다.
이하, 본 발명의 실시 형태(실시예)를 도면에 기초하여 보다 상세하게 설명한다.
(실시예 1)
도 1은, 본 발명의 온도 제어 유닛의 부분 확대 단면도이고, 도 2는, 온도 제어 유닛의 분해 사시도이며, 도 3은, 도 1의 온도 제어 유닛을, 고압 전선을 부설하기 위해 지하에 건설된 지하 터널에 이용한 온도 제어 건축 구조를 나타내는 단면도이고, 도 4는, 도 3의 부분 확대 단면도로서 냉방 상태를 설명하는 도면이며, 도 5는, 도 3의 부분 확대 단면도로서 난방 상태를 설명하는 도면이고, 도 6은, 본 발명의 온도 제어 유닛의 배치 형태의 일례를 나타내는 개략도이다.
도 1 내지 도 4에서, 부호 10은 본 발명의 온도 제어 유닛 전체를 나타내고 있다.
한편, 도 3에서, 도 14와 동일한 구성 부재에는 동일한 참조 번호를 붙이고 그 상세한 설명을 생략한다.
도 1 내지 도 2에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 온도 제어 유닛(10)은 대략 직사각형 평판 형상의 증기 챔버(12)를 구비하고 있다. 이 증기 챔버(12)는 도 3 내지 도 5에 나타낸 바와 같이, 증기 챔버(12)의 일방의 면(12a)이, 예를 들면, 이 실시예의 경우에는, 지하 터널(30)의 측벽(30a)에 접촉하도록 배치되는 것이다.
이 경우, 증기 챔버(12)는 종래 공지의 증기 챔버를 이용할 수 있으며, 특별히 한정되는 것은 아니나, 예를 들면, 알루미늄제 등의 금속으로 제조되며 그 내부에 열매체 유통 공간이 형성되고, 열매체 유통 공간에 봉입되는 열매체로서는 냉매로서, 예를 들면, 아세톤, 알코올 등이 봉입된 구조의 것이다.
그리고, 증기 챔버(12)의 타방의 면(12b)에 열전 소자(14)의 증기 챔버(12)측의 면(14a)이 접촉하도록, 직사각형 형상의, 예를 들면, 펠티에 소자 등으로 이루어지는 열전 소자(14)가 배치되어 있다.
또한, 이 열전 소자(14)의 증기 챔버(12)와 반대측의 면(14b)에 접촉하도록, 그 일단면(16a)가 밀착되도록 방열판부(16)가 배치되어 있다.
이 실시예의 경우에는, 방열판부(16)가 히트 싱크부(18)를 구성하고 있으며, 도 1 및 도 2에 나타낸 바와 같이, 히트 싱크부(18)는 열전 소자(14)의 증기 챔버(12)와 반대측의 면(14b)에 접촉하는 직사각형 형상의 히트 싱크 본체(18a)를 구비하고 있다.
또한, 히트 싱크부(18)는 도 3 및 도 4에 나타낸 바와 같이, 온도 제어 공간(S) 내에 노출되도록 히트 싱크 본체(18a)로부터 연장되어 형성되며, 일정 간격 이간된 복수의 핀(18b)을 구비하고 있다.
또한, 도 1 및 도 2에 나타낸 바와 같이, 열전 소자(14)는 대략 액자 형상의 단열 부재(20)로 그 측면 둘레부가 덮여 있다. 즉, 이 실시예에서는, 단열 부재(20)에서 2개의 단열 부재(20a)(증기 챔버(12)측)와 단열 부재(20b)(히트 싱크부(18)측)으로 구성되고, 이러한 단열 부재(20a)와 단열 부재(20b)에 의해 끼워 지지되도록 열전 소자(14)의 측면 둘레부가 단열 부재(20)로 덮여 있다.
한편, 단열 부재(20)로서 그 재질은 특별히 한정되지 않으며, 고무 재료, 발포 수지재 등을 적절하게 선택할 수 있다.
또한, 이 실시예에서는, 단열 부재(20)에서, 2개의 단열 부재(20a)(증기 챔버(12)측)와 단열 부재(20b)(히트 싱크부(18)측)로 구성하였으나, 하나의 단열 부재(20)로 구성할 수 있음은 물론이다.
이와 같이 구성함으로써, 열전 소자(14)는 그 측면 둘레부가 단열 부재(20)로 덮여 있으므로, 열전 소자(14)에서 발생한 냉열이 열전 소자(14)의 측면 둘레부로부터 온도 제어 공간(S) 내에 전달되어, 온도 제어 공간(S)의 냉난방 효과가 저하되는 것을 방지할 수 있도록 구성되어 있다.
또한, 도 1 및 도 2에 나타낸 바와 같이, 방열판부(16), 이 실시예에서는, 히트 싱크부(18)의 복수의 핀(18b)에 대향하도록 날개(22a)를 구비한 팬부(22)가 배치되어 있다.
이와 같이 구성함으로써, 팬부(22)가 방열판부(16), 이 실시예에서는 히트 싱크부(18)의 복수의 핀(18b)에 대향하여 배치되어 있으므로, 열전 소자(14)로부터 방열판부(16), 이 실시예에서는 히트 싱크부(18)에 전달된 냉열이 팬부(22)를 통하여 가열풍 또는 냉각풍으로서 온도 제어 공간(S) 내에 공급되게 되고, 그 결과, 온도 제어 공간(S) 내의 온도를 적절한 온도로 유지할 수 있어 냉난방 효율이 우수하다.
한편, 도시 생략하였으나, 열전 소자(14), 팬부(22), 후술하는 제어부(28)에는 전원으로부터 전류가 공급되게 되어 있다. 이 경우, 전원의 배치 위치는 특별히 한정되지 않으며, 예를 들면, 온도 제어 유닛(10)에 부설하거나, 별도로 온도 제어 공간(S) 안 또는 온도 제어 공간(S) 밖에 적절하게 배치할 수 있다.
이와 같이 구성되는 본 발명의 온도 제어 유닛(10)은 도 3 내지 도 5에 나타낸 바와 같이, 일방의 면(12a)이, 예를 들면, 이 실시예의 경우에는 지하 터널(30)의 측벽(30a)에 접촉하도록 배치된다. 또한, 방열판부(16), 즉, 히트 싱크부(18)의 복수의 핀(18b)이 온도 제어 공간(S) 내에 노출되도록 배치된다.
한편, 이 경우, 본 발명의 온도 제어 유닛(10)을 지하 터널(30)의 측벽(30a)에 접촉하도록 배치하는 설치 수단으로서는 특별히 한정되지 않으며, 나사, 볼트 등의 체결 부재, 접착제, 점착제, 양면 테이프, 마그넷 등의 공지의 방법을 채용할 수 있다.
그러나, 본 발명의 온도 제어 유닛(10)을 유지 보수를 위해 떼어내거나 교환할 수 있도록 하기 위해서는, 탈착 가능한 설치 수단을 채용하는 것이 바람직하다.
이와 같이 구성되는 본 발명의 온도 제어 유닛(10)에서는, 도 1 내지 도 5에 나타낸 바와 같이, 이하와 같이 작동된다.
즉, 온도 제어 공간(S) 내의 온도가 상승했을 때에는 열전 소자(14)에 일정 방향(냉방시의 방향)의 직류 전류를 흘리면, 열전 소자(14)의 증기 챔버(12)와 반대측의 면(14b)이 냉각된다.
그리고, 도 4의 화살표 A로 나타낸 바와 같이, 이 열전 소자(14)의 증기 챔버(12)와 반대측의 면(14b)에 접촉하도록 배치된 히트 싱크부(18)를 통하여 히트 싱크부(18)의 히트 싱크 본체(18a), 복수의 핀(18b)에 의해 냉기가 온도 제어 공간(S) 내에 전달되어, 온도 제어 공간(S) 안을 냉방할 수 있다.
이때, 도 4의 화살표 A로 나타낸 바와 같이, 팬부(22)가 히트 싱크부(18)의 복수의 핀(18b)에 대향하여 배치되어 있으므로, 열전 소자(14)로부터 히트 싱크부(18)에 전달된 냉각된 냉열이 팬부(22)를 통하여 냉각풍으로서 온도 제어 공간(S) 내에 공급되게 되고, 그 결과, 온도 제어 공간(S) 내의 온도를 적절한 온도로 유지할 수 있어 냉방 효율이 우수하다.
이때, 열전 소자(14)의 증기 챔버(12)측의 면(14a)이 가열되지만, 이 열은 도 4의 화살표 B로 나타낸 바와 같이, 증기 챔버(12)의 타방의 면(12b)에 전열되어 증기 챔버(12) 내에서 신속하고 균일하게 전열되고, 증기 챔버(12)의 일방의 면(12a)으로부터 피방열체를 구성하며, 예를 들면, 지하 터널(30)의 측벽(30a) 등으로부터 지중(G)으로 방열된다.
이와 같이 하여, 온도 제어 공간(S) 내의 온도가 상승했을 때, 온도 제어 공간(S) 안이 효율적으로 냉방된다.
한편, 온도 제어 공간(S)의 온도가 하강했을 때에는, 열전 소자(14)에 냉방시의 방향과 역방향(난방시의 방향)의 직류 전류를 흘리면, 열전 소자(14)의 증기 챔버(12)와 반대측의 면(14b)이 가열된다.
그리고, 도 5의 화살표 C로 나타낸 바와 같이, 이 열전 소자(14)의 증기 챔버(12)와 반대측의 면(14b)에 접촉하도록 배치된 히트 싱크부(18)를 통하여, 히트 싱크부(18)의 히트 싱크 본체(18a), 복수의 핀(18b)에 의해 난기가 온도 제어 공간(S) 내에 전달되어, 온도 제어 공간(S) 안을 난방할 수 있다.
이때, 도 5의 화살표 C로 나타낸 바와 같이, 팬부(22)가 히트 싱크부(18)의 복수의 핀(18b)에 대향하여 배치되어 있으므로, 열전 소자(14)로부터 히트 싱크부(18)에 전달된 가열된 냉열이 팬부(22)를 통하여 가열풍으로서 온도 제어 공간(S) 내에 공급되게 되고, 그 결과, 온도 제어 공간(S) 내의 온도를 적절한 온도로 유지할 수 있어 난방 효율이 우수하다.
이때, 열전 소자(14)의 증기 챔버(12)측의 면(14a)이 냉각되지만, 이 냉각된 냉열은 도 5의 화살표 D로 나타낸 바와 같이, 증기 챔버(12)의 타방의 면(12b)에 전열되어 증기 챔버내에서 신속하고 균일하게 전열되고, 증기 챔버(12)의 일방의 면(12a)으로부터 피방열체를 구성하며, 예를 들면, 지하 터널(30)의 측벽(30a) 등으로부터 지중(G)으로 방열된다.
이와 같이 하여, 온도 제어 공간(S) 내의 온도가 하강했을 때, 온도 제어 공간(S) 안이 효율적으로 난방된다.
따라서, 예를 들면, 고압 전선을 부설하기 위해 지하에 건설된 지하 터널, 도로나 전철의 터널, 빌딩, 지하도 등의 건축물의 온도 제어 공간(S) 내의 온도를 적절한 온도로 유지할 수 있고, 복잡한 구성이 아니며, 시공에 시간과 수고가 들지 않고 비용도 저감할 수 있으며, 또한 냉난방 효율이 뛰어나며 유지 보수성도 우수하다.
한편, 이 실시예에서는, 지하 터널(30)의 측벽(30a)에 본 발명의 온도 제어 유닛(10)을 배치하였으나, 측벽(30a) 이외에도, 도 3에 나타낸 바와 같이, 예를 들면, 천정벽(30b), 바닥면(30c)에 배치할 수도 있다(이하의 실시예에서도 마찬가지이다).
또한, 본 발명의 온도 제어 유닛(10)을 배치하는 갯수, 배치 위치, 배치 상태 등은 특별히 한정되지 않는다.
예를 들면, 도 6의 (A)에 나타낸 바와 같이 복수개 일렬로 연속적으로 배치하거나, 도 6의 (B)에 나타낸 바와 같이 복수개 일렬로 일정 간격 이간하여 배치하거나, 도 6의 (C)와 같이 종횡 방향으로 배치하거나, 도 6의 (D)와 같이 지그재그 형상으로 배치하는 등, 배치하는 갯수, 배치 위치, 배치 상태 등은 특별히 한정되지 않는다.
(실시예 2)
도 7은, 본 발명의 온도 제어 유닛(10)을 이용한 온도 제어 시스템의 개략도이다.
이 실시예의 온도 제어 유닛(10)을 이용한 온도 제어 시스템(32)은, 도 1 내지 도 6에 나타낸 온도 제어 유닛(10)과 기본적으로는 동일한 구성이며, 동일한 구성 부재에는 동일한 참조 번호를 붙이고, 그 상세한 설명을 생략한다.
도 7에 나타낸 바와 같이, 이 실시예의 온도 제어 시스템(32)의 온도 제어 유닛(10)은 증기 챔버(12)의 온도를 측정하는 증기 챔버용 온도 센서(24), 및 방열판부(16), 이 실시예에서는 히트 싱크부(18)의 온도를 측정하는 방열판부용 온도 센서(26)를 구비하고 있다.
또한, 도 7에 나타낸 바와 같이, 온도 제어 유닛(10)은 제어부(28)를 구비하고 있으며, 이 제어부(28)에 의해, 증기 챔버용 온도 센서(24)의 온도 측정 결과 및 방열판부용 온도 센서(26)의 온도 측정 결과로부터 온도 제어 공간(S) 내의 온도를 일정 범위로 제어하기 위해 열전 소자(14)에 공급되는 전류(전압값)를 제어하도록 구성되어 있다.
한편, 이 온도 제어 공간(S) 내의 일정 범위의 온도는, 본 발명의 온도 제어 유닛(10)을 배치하는 온도 제어 공간(S)에 의해 적절하게 변경할 수 있다. 예를 들면, 온도 제어 공간(S)이 상술한 바와 같은 고압 전선을 부설하기 위해 지하에 건설된 지하 터널인 경우에는, 37℃ 이하, 예를 들면, 22℃ 내지 34℃의 범위가 되도록 설정하는 것이 바람직하다.
　이와 같이 구성함으로써, 증기 챔버용 온도 센서(24)의 온도 측정 결과 및 방열판부용 온도 센서(26)의 온도 측정 결과로부터, 제어부(28)에 의해, 예를 들면, 열전 소자(14)에 공급되는 전류(전압값)를 제어(변경)함으로써 온도 제어 공간(S) 내의 온도를 일정 범위로 제어할 수 있다.
또한, 도 3에 나타낸 바와 같이, 온도 제어 공간(S) 내에 온도 제어 공간용 센서(40)를 배치하고, 제어부(28)가 온도 제어 공간(S) 내에 배치된 온도 제어 공간용 센서(40)로부터의 공간 온도 측정 결과를 이용하여 온도 제어 공간(S) 내의 온도를 일정 범위로 제어하기 위해, 열전 소자(14)에 공급되는 전류를 제어하도록 구성할 수도 있다.
한편, 이 경우, 도 3에서는 온도 제어 공간용 센서(40)를 지하 터널(30)의 측벽(30a)에 배치하였으나, 측벽(30a) 이외에도 도 3에 나타낸 바와 같이, 예를 들면, 천정벽(30b), 바닥면(30c)에 배치할 수도 있다(이하의 실시예에서도 마찬가지이다).
또한, 측벽(30a)에서도, 상부, 중부, 하부 등 배치 위치는 특별히 한정되지 않는다.
또한, 이러한 온도 제어 공간용 센서(40)의 배치, 갯수 등도 특별히 한정되지 않는다.
이와 같이 구성함으로써, 온도 제어 공간(S) 내에 배치된 온도 제어 공간용 센서(40)로부터의 공간 온도 측정 결과를 이용하여, 온도 제어 공간(S) 내의 온도를 보다 정확하게 일정 범위로 제어할 수 있다.
한편, 이 온도 제어 공간용 센서(40)의 배치는 이하의 실시예에서도 동일하다.
(실시예 3)
도 8은, 본 발명의 온도 제어 유닛(10)을 이용한 온도 제어 시스템의 다른 실시예의 개략도이다.
이 실시예의 온도 제어 유닛(10)을 이용한 온도 제어 시스템(32)은 도 1 내지 도 6에 나타낸 온도 제어 유닛(10)과 기본적으로는 동일한 구성이며, 동일한 구성 부재에는 동일한 참조 번호를 붙이고, 그 상세한 설명을 생략한다.
도 8에 나타낸 바와 같이, 이 실시예의 온도 제어 시스템(32)의 온도 제어 유닛(10)은, 도 7에 나타낸 실시예 2와 마찬가지로 증기 챔버(12)의 온도를 측정하는 증기 챔버용 온도 센서(24), 및 방열판부(16), 이 실시예에서는 히트 싱크부(18)의 온도를 측정하는 방열판부용 온도 센서(26)를 구비하고 있다.
또한, 도 8에 나타낸 바와 같이, 팬부(22)의 온도를 측정하는 팬부용 온도 센서(34)를 구비하고 있다.
또한, 도 8에 나타낸 바와 같이, 온도 제어 유닛(10)은 제어부(28)를 구비하고 있으며, 이 제어부(28)에 의해, 증기 챔버용 온도 센서(24)의 온도 측정 결과, 방열판부용 온도 센서(26)의 온도 측정 결과 및 팬부용 온도 센서(34)의 온도 측정 결과로부터 온도 제어 공간(S) 내의 온도를 일정 범위로 제어하기 위해, 열전 소자(14)에 공급되는 전류(전압값)를 제어하도록 구성되어 있다.
이와 같이 구성함으로써, 증기 챔버용 온도 센서(24)의 온도 측정 결과, 방열판부용 온도 센서(26)의 온도 측정 결과, 및 팬부용 온도 센서(34)의 온도 측정 결과로부터, 제어부(28)에 의해, 예를 들면, 열전 소자(14)에 공급되는 전류(전압값)를 제어(변경)함으로써 온도 제어 공간(S) 내의 온도를 일정 범위로 제어할 수 있다.
또한, 팬부용 온도 센서(34)의 온도 측정 결과로부터 팬부(22)의 고장 여부를 판단할 수 있으며, 고장이라고 판단한 경우에는 팬부(22)를 떼어내어 교환하거나 수리할 수 있으므로 유지 보수성이 우수하다.
(실시예 4)
도 9는, 본 발명의 온도 제어 유닛(10)을 이용한 온도 제어 시스템의 또 다른 실시예의 개략도이고, 도 10은, 본 발명의 온도 제어 유닛(10)을 이용한 온도 제어 시스템의 또 다른 실시예의 개략도이다.
이 실시예의 온도 제어 유닛(10)을 이용한 온도 제어 시스템(32)은, 도 7에 나타낸 실시예 2의 온도 제어 유닛(10)과 기본적으로는 동일한 구성이며, 동일한 구성 부재에는 동일한 참조 번호를 붙이고, 그 상세한 설명을 생략한다.
이 실시예의 온도 제어 유닛(10)을 이용한 온도 제어 시스템(32)은, 도 7에 나타낸 실시예 2의 온도 제어 시스템(32)과 동일하나, 복수의 온도 제어 유닛(10)이 병렬로 배치되어 있고, 각각의 제어부(28)를 제어하기 위한 제어 유닛(36)이 마련되어 있다.
한편, 도 9에서는 설명의 편의상 온도 제어 유닛(10)을 도 9에서 좌우 방향으로 배치하였으나, 실제로는 도 6과 같이 배치되는 것이다.
이 제어 유닛(36)에서, 각각의 온도 제어 유닛(10)을 통괄적으로 제어하도록 구성되어 있다.
이에 따라, 각각의 온도 제어 유닛(10)의 제어부(28)를 제어하고, 각각의 온도 제어 유닛(10)에 대해 온도 제어 공간(S) 내의 온도를 일정 범위로 제어하기 위해, 각각의 열전 소자(14)에 공급되는 전류(전압값)를 제어하도록 구성되어 있다.
이에 따라, 온도 제어 공간(S) 내의 온도를 보다 일정하게 유지할 수 있게 되어 있다.
한편, 도 10에 나타낸 바와 같이, 이러한 제어 유닛(36)은, 도 8에 나타낸 실시예 2의 온도 제어 유닛(10)에 대해서도 적용할 수 있다.
(실시예 5)
도 11은, 본 발명의 온도 제어 유닛(10)의 다른 실시예의 개략도이고, 도 12는, 도 11의 온도 제어 유닛(10)을 지하 터널(30)의 측벽(30a)에 배치한 상태를 나타내는 도 4, 도 5와 동일한 개략도이다.
이 실시예의 온도 제어 유닛(10)은, 도 1 내지 도 6에 나타낸 온도 제어 유닛(10)과 기본적으로는 동일한 구성이며, 동일한 구성 부재에는 동일한 참조 번호를 붙이고, 그 상세한 설명을 생략한다.
도 11에 나타낸 바와 같이, 이 실시예의 온도 제어 유닛(10)에서는 방열판부(16)가 방열용 증기 챔버(38)를 구비하고 있다.
그리고, 도 12에 나타낸 바와 같이, 피방열체를 구성하며, 예를 들면, 지하 터널(30)의 측벽(30a)에 장착된다.
이와 같이 구성함으로써, 방열판부(16)가 방열용 증기 챔버(38)를 구비하므로, 열전 소자(14)로부터 방열판부(16)(방열용 증기 챔버(38))로 전달된 냉열이, 방열용 증기 챔버(38) 내에서 신속하고 균일하게 전열되어 온도 제어 공간(S) 내에 공급되게 되고, 그 결과, 온도 제어 공간(S) 내의 온도를 적절한 온도로 유지할 수 있어 냉난방 효율이 우수하다.
한편, 이 실시예에서는, 지하 터널(30)의 측벽(30a)에 본 발명의 제어 유닛(10)을 배치하였으나, 측벽(30a) 이외에도, 예를 들면, 천정벽(30b), 바닥면(30c)에 배치할 수도 있다.
또한, 이 실시예에서는, 지하 터널(30)의 측벽(30a)의 내벽에 배치하였으나, 측벽(30a), 천정벽(30b), 바닥면(30c)에 매설할 수도 있다(도시 생략).
(실시예 6)
도 13은, 본 발명의 온도 제어 유닛(10)의 다른 실시예의 개략도이다.
이 실시예의 온도 제어 유닛(10)은, 도 1 내지 도 6에 나타낸 온도 제어 유닛(10)과 기본적으로는 동일한 구성이며, 동일한 구성 부재에는 동일한 참조 번호를 붙이고, 그 상세한 설명을 생략한다.
도 13에 나타낸 바와 같이, 이 실시예의 온도 제어 유닛(10)에서는, 방열판부(16)가 방열용 증기 챔버(38)이며, 이 방열용 증기 챔버(38)가 히트 싱크 본체(18a)를 구성하고 있다.
즉, 히트 싱크 본체(18a)의 내부에 복수의 열매체 유통 공간(42)이 형성되어 있는 구조이다.
한편, 도 13에서는, 열매체 유통 공간(42)을 도시하기 쉽게 실제보다 과장하여 치수를 크게 나타내고 있으며, 그 갯수, 치수는 특별히 한정되지 않는다.
또한, 도 13에는, 증기 챔버(12) 쪽에도 설명의 편의상, 열매체 유통 공간(42)과 마찬가지로 열매체 유통 공간(44)을 도시하고 있다.
이와 같이 구성함으로써, 방열용 증기 챔버(38)가 히트 싱크 본체(18a)를 구성하고 있으므로, 열전 소자(14)로부터 히트 싱크 본체(18a)로 전달된 냉열이 히트 싱크 본체(18a) 내에서 신속하고 균일하게 전열되어, 복수의 핀(18b)을 통하여 효율적으로 온도 제어 공간(S) 내에 공급되게 되고, 그 결과, 온도 제어 공간(S) 내의 온도를 적절한 온도로 유지할 수 있어 냉난방 효율이 우수하다.
이상, 본 발명의 바람직한 실시의 형태를 설명하였으나, 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 상기의 실시예에서는 온도 제어 유닛(10)으로서 평면에서 보아 직사각형 형상으로 하였으나, 평면에서 보아, 예를 들면, 원형 등으로 할 수 있으며, 이에 따라 디자인성을 향상시킬 수 있다.
한편, 상기의 실시예에서는, 지하 터널(30)의 측벽(30a)에 본 발명의 온도 제어 유닛(10)을 배치하였으나, 측벽(30a) 이외에도, 예를 들면, 천정벽(30b), 바닥면(30c)에 배치할 수도 있다.
또한, 상기의 실시예에서는 지하 터널(30)에 적용하였으나, 이 이외에도 도로나 전철의 터널, 빌딩, 지하도 등의 건축물의 공간에 널리 이용할 수 있는 등 본 발명의 목적을 일탈하지 않는 범위에서 여러 가지 변경이 가능하다.
본 발명은, 예를 들면, 고압 전선을 부설하기 위해 지하에 건설된 지하 터널, 도로나 전철의 터널, 빌딩, 지하도 등의 건축물 공간내의 온도를 일정 범위로 유지하기 위해, 이러한 건축물의 벽, 천정, 바닥 등에 배치되는 온도 제어 유닛, 온도 제어 유닛을 이용한 온도 제어 시스템 및 온도 제어 유닛을 이용한 온도 제어 건축 구조에 적용할 수 있다,
10: 온도 제어 유닛 12: 증기 챔버
12a: 일방의 면 12b: 타방의 면
14: 열전 소자 14a: 증기 챔버(12)측의 면
14b: 증기 챔버(12)와 반대측의 면 16: 방열판부
16a: 일단면 18: 히트 싱크부
18a: 히트 싱크 본체 18b: 핀
20: 단열 부재 20a: 단열 부재
20b: 단열 부재 22: 팬부
22a: 날개 24: 증기 챔버용 온도 센서
26: 방열판부용 온도 센서 28: 제어부
30: 지하 터널 30a: 측벽
30b: 천정벽 30c: 바닥면
32: 온도 제어 시스템 34: 팬부용 온도 센서
36: 제어 유닛 38: 방열용 증기 챔버
40: 온도 제어 공간용 센서 42, 44: 열매체 유통 공간
100: 지하 터널 구조 102: 지하 터널
104: 케이블 랙 106: 측벽
108: 고압 전선 110: 고정 부재
112: 고정용 결속구 114: 내부 공간
200: 냉각 구조 202: 케이블
204: 케이블용 동도 206: 히트 파이프
208: 일단부 210: 타단부
212: 지반 214: 내부 공간
300: 냉난방 장치 302: 펠티에 소자
304: 제1 흡방열면 306: 벽
308: 방열 흡열 실내 플레이트 310: 제2 흡방열면
312: 배열기 G: 지중
S: 온도 제어 공간

Claims (11)

  1. 측벽, 천정벽 및 바닥면에 의해 규정되는 온도 제어 공간 내의 온도를 일정 범위로 제어하기 위한 온도 제어 유닛으로서,
    내부 공간에 열매체가 봉입되어 있고, 일방의 면이 상기 측벽, 천정벽 또는 바닥면에 접촉하도록 배치되는 증기 챔버;
    상기 증기 챔버의 타방의 면에 접촉하도록 배치된 열전 소자; 및
    상기 열전 소자의 증기 챔버와 반대측의 면에 접촉하고, 상기 온도 제어 공간 내로 노출되도록 배치된 방열판부;를 구비하는 것을 특징으로 하는 온도 제어 유닛.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 방열판부가 히트 싱크부를 구비하고,
    상기 히트 싱크부가,
    상기 열전 소자의 증기 챔버와 반대측의 면에 접촉하는 히트 싱크 본체; 및
    상기 온도 제어 공간내에 노출되도록 히트 싱크 본체로부터 연장하여 형성된 일정 간격 이간된 복수의 핀;을 구비하는 것을 특징으로 하는 온도 제어 유닛.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 방열판부에 대향하여 배치된 팬부를 구비하는 것을 특징으로 하는 온도 제어 유닛.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 방열판부가, 내부 공간에 열매체가 봉입되어 이루어지는 방열용 증기 챔버를 구비하는 것을 특징으로 하는 온도 제어 유닛.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 방열용 증기 챔버가 히트 싱크 본체를 구성하고 있는 것을 특징으로 하는 온도 제어 유닛.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 열전 소자는 그 측면 둘레부가 단열 부재로 덮여 있는 것을 특징으로 하는 온도 제어 유닛.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 증기 챔버의 온도를 측정하는 증기 챔버용 온도 센서; 및
    상기 방열판부의 온도를 측정하는 방열판부용 온도 센서;를 구비하고,
    상기 증기 챔버용 온도 센서의 온도 측정 결과 및 상기 방열판부용 온도 센서의 온도 측정 결과로부터, 상기 온도 제어 공간내의 온도를 일정 범위로 제어하기 위해 상기 열전 소자에 공급되는 전류를 제어하는 제어부를 구비하는 것을 특징으로 하는 온도 제어 유닛.
  8. 제3항에 있어서,
    상기 증기 챔버의 온도를 측정하는 증기 챔버용 온도 센서;
    상기 방열판부의 온도를 측정하는 방열판부용 온도 센서; 및
    상기 팬부의 온도를 측정하는 팬부용 온도 센서;를 구비하고,
    상기 증기 챔버용 온도 센서의 온도 측정 결과, 상기 방열판부용 온도 센서의 온도 측정 결과 및 상기 팬부용 온도 센서의 온도 측정 결과로부터, 상기 온도 제어 공간내의 온도를 일정 범위로 제어하기 위해 상기 열전 소자에 공급되는 전류를 제어하는 제어부를 구비하는 것을 특징으로 하는 온도 제어 유닛.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 온도 제어 공간내에 배치된 온도 제어 공간용 센서를 구비하고,
    상기 온도 제어 공간용 센서로부터의 공간 온도 측정 결과를 이용하여, 상기 온도 제어 공간내의 온도를 일정 범위로 제어하기 위해 상기 열전 소자에 공급되는 전류를 제어하는 제어부를 구비하는 것을 특징으로 하는 온도 제어 유닛.
  10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 기재된 적어도 하나의 온도 제어 유닛이 상기 측벽, 천정벽 또는 바닥면에 접촉하도록 배치된 것을 특징으로 하는 온도 제어 시스템.
  11. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 기재된 적어도 하나의 온도 제어 유닛이 상기 측벽, 천정벽 또는 바닥면에 접촉하도록 배치된 것을 특징으로 하는 온도 제어 건축 구조.
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