KR101846243B1 - 외부환경 감응형 절전제설매트 - Google Patents

외부환경 감응형 절전제설매트 Download PDF

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Abstract

본 발명은 외부환경 감응형 절전제설매트에 관한 것으로, 본 발명의 일 실시예에 따른 외부환경 감응형 절전제설매트는, 고무 소재의 평판 형상으로 형성되는 몸체부와, 상기 몸체부의 표면온도를 감지하는 온도감지부와, 상기 몸체부의 표면습도를 감지하는 습도감지부와, 상기 몸체부의 내부에 형성되어 전기에 의해 발열되는 발열부와, 상기 표면온도 및 상기 표면습도를 이용하되, 눈이 예상되는 경우 제1 온도범위의 예열모드로 상기 발열부를 구동시키고, 눈이 적설되는 경우 제2 온도범위의 제설모드로 상기 발열부를 구동시키고, 눈이 내리지 않는 경우 상기 발열부의 구동을 중지시키도록 제어하는 제어부를 포함한다.
이에 따라, 외부의 환경변화를 감지하여 차등적으로 매트를 발열시켜 결빙을 방지하거나 빠르게 제설을 할 수 있다.

Description

외부환경 감응형 절전제설매트{EXTERNAL ENVIRONMENT SENSING TYPE POWER SAVING SNOW MELTING MAT}
본 발명은 외부환경 감응형 절전제설매트에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 외부의 온도 또는 습도에 따라 발열 온도를 제어하고, 발열을 자동으로 차단하여 절전하는 기술이 개시된다.
일반적으로 동절기에 눈이나 결빙으로 경제활동에 많은 제약을 받게 되며, 특히 기상이변 등으로 동절기에 폭설이 자주 내리게 되어 경제활동이 더욱 위축되게 되고, 폭설로 인한 사람들의 활동이 곤란하게 될 뿐만 아니라 눈의 녹으면 경빙되어 미끄럼 등으로 인하여 안전사고가 자주 발생하게 된다. 최근에 눈이나 결빙으로 미끄럼을 방지하기 위하여 매설용 스노우 멜팅장치를 설치하고 있으나 다량의 전력이 소모되어 제한적으로 사용하게 되며, 설치비가 고가이고 이동하지 못하는 구조이므로 설치에 한계가 있었다.
종래의 기술 중 대한민국 등록특허공보 제10-1101624호(2012년01월02일 공고)는 결빙방지용 융설매트에 관한 것으로, 바닥이나 벽면 및 지붕에 안착되어 눈이나 결빙되는 것을 녹여주는 결빙방지용 융설매트로서, 바닥이나 천정에 안착되는 장방형 고정패트와, 상기 고정패트의 상면에 안착되는 2중겹의 방수패드와, 상기 방수패드의 내측에 내재되어 열을 발열하는 탄소발열시트와, 상기 탄소발열시트에 전원을 공급하며 유체에 저항력을 갖는 방수케이블과, 상기 고정패트의 일측에서 상기 발열시트과 연결되어 온도를 제어하며 유체에 저항력을 가지는 콘트롤러로 구성된 것을 특징으로 한다.
그러나, 상기 종래의 기술은 매트의 면적에 따라 국지적인 결빙에도 전체면적이 발열됨에 따라 전력소모가 많아져 비용부담이 있으며, 결빙된 이후에야 발열동작을 함에 따라 결빙 형성 자체를 방지하는데 한계가 있으며, 과열 또는 과전류에 의한 화재시 인명피해를 가져올 수 있다는 점에서 한계가 있다.
본 발명의 해결하고자 하는 기술적 과제는, 외부의 환경변화를 감지하여 차등적으로 매트를 발열시켜 결빙을 방지하거나 빠르게 제설을 할 수 있으며, 발열체의 동작 여부를 제어하여 전력소모를 최소화할 수 있으며, 건조부를 통해 비가 내린 경우에도 물기를 빠르게 건조시켜 결빙을 예방할 수 있으며, 발열체가 과열되어 화재가 발생하는 경우 소화분말에 의해 화재를 진압할 수 있는 외부환경 감응형 절전제설매트를 제공하기 위함이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 외부환경 감응형 절전제설매트는, 고무 소재의 평판 형상으로 형성되는 몸체부와, 상기 몸체부의 표면온도를 감지하는 온도감지부와, 상기 몸체부의 표면습도를 감지하는 습도감지부와, 상기 몸체부의 내부에 형성되어 전기에 의해 발열되는 발열부와, 상기 표면온도 및 상기 표면습도를 이용하되, 눈이 예상되는 경우 제1 온도범위의 예열모드로 상기 발열부를 구동시키고, 눈이 적설되는 경우 제2 온도범위의 제설모드로 상기 발열부를 구동시키고, 눈이 내리지 않는 경우 상기 발열부의 구동을 중지시키도록 제어하는 제어부를 포함한다.
또한, 외부의 통신장치와 통신하는 통신부를 더 포함하고, 상기 제어부는 상기 통신부를 통해 일기예보정보를 수신하여 시간대별로 상기 발열부의 발열량을 다르게 조절하되, 상기 온도감지부 및 상기 습도감지부를 이용하여 상기 발열량의 오차를 수정할 수 있다.
또한, 상기 몸체부의 표면압력을 감지하는 압력감지부를 더 포함하고, 상기 제어부는 상기 발열부를 상기 제설모드로 동작시키는 도중에 상기 압력감지부로부터 상기 몸체부 표면이 기 설정된 압력 이상으로 가압되는 경우, 가압된 표면에 대응하여 제3 온도범위의 집중모드로 상기 발열부를 구동시킬 수 있다.
또한, 상기 몸체부의 상부 일측에 형성되어 기 설정된 풍력의 바람을 분사하는 건조부를 더 포함하고, 상기 제어부는 비가 내리는 경우 상기 발열부의 동작을 중지시키고, 비가 그친 경우 상기 건조부를 구동시킬 수 있다.
또한, 기 설정된 소리 및 음향을 출력하는 알람부를 더 포함하고, 상기 발열부는 상기 몸체부에 공급되는 전원의 과전류를 감지하고, 상기 제어부는 상기 몸체부의 표면 온도가 기 설정된 온도 이상으로 상승하거나, 상기 발열부를 통해 과전류가 감지되면 상기 알람부를 동작시킬 수 있다.
또한, 상기 발열부는 서로 이격되어 형성되는 제1 발열체 및 제2 발열체를 포함하며, 상기 제1 발열체 및 상기 제2 발열체의 소모전력을 측정하고, 상기 제어부는 상기 제1 발열체의 동작신호인 제1 제어신호를 생성하고, 상기 제2 발열체의 동작신호인 제2 제어신호를 생성하되, 기 설정된 주기 내에서 상기 제1 발열체 및 상기 제2 발열체의 동시 동작 구간 내 소모전력의 합이 최대전력 이하로 동작하도록 제어할 수 있다.
또한, 상기 제어부는 상기 제1 발열체의 동작 중 상기 제2 발열체를 동작시키는 경우, 상기 제1 발열체와 상기 제2 발열체의 소모전력이 최대전력 이하이면 동시에 동작하도록 하고, 상기 최대전력을 초과하면 상기 제1 발열체의 동작구간을 감소시키면서 상기 제2 발열체를 동작시켜 상기 제1 발열체와 상기 제2 발열체의 소모전력이 상기 최대전력 이하로 유지시킬 수 있다.
이에 따라, 외부의 환경변화를 감지하여 차등적으로 매트를 발열시켜 결빙을 방지하거나 빠르게 제설을 할 수 있다. 또한, 발열체의 동작 여부를 제어하여 전력소모를 최소화할 수 있다. 또한, 건조부를 통해 비가 내린 경우에도 물기를 빠르게 건조시켜 결빙을 예방할 수 있다. 또한, 발열체가 과열되어 화재가 발생하는 경우 소화분말에 의해 화재를 진압할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 외부환경 감응형 절전제설매트의 구성도,
도 2는 도 1에 따른 외부환경 감응형 절전제설매트 중 발열부를 설명하기 위한 예시도,
도 3은 도 1에 따른 외부환경 감응형 절전제설매트 중 발열부가 복수의 발열체로 구성되는 경우의 동작 타이밍을 설명하기 위한 예시도,
도 4는 도 1에 따른 외부환경 감응형 절전제설매트 중 건조부가 형성된 것을 설명하기 위한 예시도이다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세하게 설명한다. 사용되는 용어들은 실시예에서의 기능을 고려하여 선택된 용어들로서, 그 용어의 의미는 사용자, 운용자의 의도 또는 판례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 후술하는 실시예들에서 사용된 용어의 의미는, 본 명세서에 구체적으로 정의된 경우에는 그 정의에 따르며, 구체적인 정의가 없는 경우는 당업자들이 일반적으로 인식하는 의미로 해석되어야 할 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 외부환경 감응형 절전제설매트의 구성도이고, 도 2는 도 1에 따른 외부환경 감응형 절전제설매트 중 발열부를 설명하기 위한 예시도이고, 도 3은 도 1에 따른 외부환경 감응형 절전제설매트 중 발열부가 복수의 발열체로 구성되는 경우의 동작 타이밍을 설명하기 위한 예시도이고, 도 4는 도 1에 따른 외부환경 감응형 절전제설매트 중 건조부가 형성된 것을 설명하기 위한 예시도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 외부환경 감응형 절전제설매트(100)는 몸체부(110), 온도감지부(120), 습도감지부(130), 발열부(140) 및 제어부(150)를 포함한다.
몸체부(110)는 고무 소재의 평판 형상으로 형성된다. 몸체부(110)는 적어도 하나 이상의 고무 평판을 접합하여 형성할 수 있으며 내부에는 발열체가 수용될 수 있다. 몸체부(110)의 열전도성 소재를 포함하여 형성하는 것도 가능하다. 몸체부(110)는 방수를 위해 표면에 방수재 성분이 코팅되어 형성되는 것도 가능하다. 몸체부(110)의 평면 형상은 사각형으로 형성될 수 있으나, 사용자 설정에 의해 다양한 형상으로 형성될 수 있다. 몸체부(110)의 크기는 사용자 설정에 따라 달라질 수 있음은 당업자에게 자명한 사항이다.
온도감지부(120)는 몸체부(110)의 표면온도를 감지한다. 온도감지부(120)는 몸체부(110)의 표면에 결빙이 형성되는지 여부를 감지할 수 있다. 또한, 온도감지부(120)는 기온도 감지할 수 있음은 자명한 사항이다. 온도감지부(120)는 기 설정된 시간주기에 따라 감지된 온도정보를 제어부(150)로 출력한다. 이러한 온도정보는 제어부(150)를 통해 온도변화를 감지하여 주변환경을 파악할 수 있는 기초가 된다. 예를 들어, 비나 눈이 내리는 경우 온도변화에 따라 결빙이 될 수 있는지 적설이 될 수 있는지 여부를 파악할 수 있다.
습도감지부(130)는 몸체부(110)의 표면습도를 감지한다. 습도감지부(130)는 몸체부(110)의 표면에 비나 눈이 접촉하는지 여부를 감지한다. 이는 온도가 아무리 낮아도 비나 눈이 내리지 않으면 결빙이 형성되지 않기 때문이다. 습도감지부(130)는 기 설정된 시간주기에 따라 감지된 습도정보를 제어부(150)로 출력한다. 이러한 습도정보는 제어부(150)를 통해 습도변화를 통해 주변환경을 파악할 수 있는 기초가 된다. 예를 들어, 습도가 급격히 높아지는 경우 비나 눈이 내리는 상황이며, 습도가 서서히 감소하는 경우 비나 눈이 그치는 상황임을 파악할 수 있다.
발열부(140)는 저항체 소재로 형성되어 외부 또는 내부의 전원(도시하지 않음)으로부터 전기가 공급되면 발열을 하게 된다. 이 경우, 발열부(140)는 PTC(positive temperature coefficient) 또는 NTC(negative temperature coefficient) 성분의 면상발열체일 수 있으나, 반드시 이에 한정하는 것은 아니다. 발열부(140)는 복수의 발열체로 형성되어 각각 서로 다른 발열량을 출력하는 것도 가능하다. 또한, 발열부(140)가 복수의 발열체로 형성되는 경우 일부 발열체만 발열되도록 하는 것도 가능하다. 이러한, 발열부(140)의 동작은 몸체부(110) 표면에 결빙현상을 최소화하면서 전력소모를 최소화하도록 제어되는 것이 바람직하다.
제어부(150)는 표면온도 및 표면습도를 이용하여 발열부(140)를 구동시킨다. 예를 들어, 표면온도 및 표면습도를 파악하여 눈이 예상되는 경우 제1 온도범위의 예열모드로 발열부(140)를 구동시킨다. 여기서, 제1 온도범위는 사용자가 설정한 최소의 발열온도를 의미한다. 이는 눈이 내리기 전에 미리 몸체부(110)의 표면을 가열시켜 눈이 바로 녹을 수 있도록 하기 위함이다.
또한, 제어부(150)는 몸체부(110)의 표면에 눈이 적설되는 경우 제2 온도범위의 제설모드로 발열부(140)를 구동시킬 수 있다. 여기서, 제2 온도범위는 제1 온도범위와 중첩되지 않는 높은 범위의 온도구간을 의미한다. 이는 눈이 결빙된 경우 미끄럼 사고를 방지하기 위해 빠르게 발열량을 높여 적설된 눈이나 얼음을 녹이기 위함이다.
또한, 제어부(150)는 눈이 내리지 않는 경우 발열부(140)의 구동을 중지시키도록 제어할 수 있다. 이는 비 또는 눈이 내리지 않는 경우에는 예열모드 또는 제설모드로 동작할 필요가 없으므로 발열부(140)에 의한 소모전력을 최소화하기 위함이다. 제어부(150)는 기 설정된 시간 구간에 따라 온도변화 및 습도변화를 감지하여 발열부(140)의 온오프 타이밍을 제어할 수 있다. 발열부(140)를 구동시키지 않는 대기모드에서도 온도변화 및 습도변화가 발생하면 예열모드 또는 제설모드로 발열부(140)를 구동시킬 수 있다.
한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 외부환경 감응형 절전제설매트(100)는 통신부(160)를 더 포함할 수 있다. 통신부(160)는 외부의 통신장치(200)와 통신하여 절전제설매트(100)의 온도정보, 습도정보, 소모전력정보 등을 외부로 전송하고, 외부의 통신장치(200)로부터 원격제어 또는 일기예보정보 등을 수신할 수 있다. 통신부(160)는 네트워크 통신이 가능하며, 근거리 또는 원거리 통신이 모두 가능할 수 있다.
이 경우, 제어부(150)는 통신부(160)를 통해 외부의 통신장치(200)로부터 절전제설매트(100)가 위치한 위치의 일기예보정보를 수신할 수 있다. 제어부(150)는 기 설정된 시간 간격에 따라 변화하는 일기예보정보에 대응하여 발열부(140)의 발열량을 다르게 조절할 수 있다. 이 경우, 발열부(140)는 예열모드, 제설모드, 대기모드 중 어느 하나의 동작모드로 동작할 수 있다.
또한, 제어부(150)는 온도감지부(120) 및 습도감지부(130)를 통해 몸체부(110)의 표면온도정보, 표면습도정보를 일기예보정보와 비교하여 발열량의 오차를 수정할 수 있다. 예를 들어, 몸체부(110)의 표면온도정보 및 표면습도정보를 통해 비 또는 눈이 내릴 것으로 예상되나, 일기예보정보는 비나 눈이 내리지 않을 것으로 예보하는 경우 신뢰도를 기준으로 어느 한쪽에 가중치를 두어 동작모드를 선택한다. 여기서, 신뢰도란 기 설정된 시간 간격에 따른 정확성 여부를 판단하여 확률이 높은 쪽에 가중치를 두어 신뢰도가 높은 어느 한 쪽의 정보를 기초로 발열부(140)를 구동시킨다.
한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 외부환경 감응형 절전제설매트(100)는 압력감지부(170)를 더 포함할 수 있다. 압력감지부(170)는 몸체부(110)의 표면압력을 감지하여 압력정보를 제어부(150)로 출력한다. 압력감지부(170)는 압전소자를 이용하여 구현될 수 있으며, 절전제설매트(100)의 표면을 지나가는 차량, 사람 들의 움직임을 감지한다. 이러한 압력정보는 몸체부(110)의 표면에 눈이 적설된 경우 차량 또는 사람의 하중에 의해 적설된 눈이 밀집되기 쉽기 때문에 발열량을 차별화하기 위함이다.
이 경우, 제어부(150)는 발열부(140)를 제설모드로 동작시키는 도중에 압력감지부(170)로부터 몸체부(110) 표면이 기 설정된 압력 이상으로 가압되는 경우, 가압된 표면에 대응하여 제3 온도범위의 집중모드로 발열부(140)를 구동시킬 수 있다. 이 경우, 발열부(140)는 복수의 이격된 발열체들로 구성될 수 있다. 각 발열체의 발열량은 감지된 압력 차이에 따라 다르게 설정될 수 있다. 예를 들어, 제설모드로 몸체부(110) 표면이 2℃가 되도록 설정된 경우, 집중모드에서는 몸체부(110) 표면이 5℃가 되도록 해당 위치의 발열체의 발열량을 증가시킬 수 있다. 이에 따라, 효과적으로 결빙된 위치의 얼음을 녹일 수 있다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 외부환경 감응형 절전제설매트(100)의 발열부(140)는 제1 발열체(141) 및 제2 발열체(142)를 포함한다. 여기서, 제1 발열체(141)와 제2 발열체(142)는 서로 다른 소모전력을 가지도록 동작하는 발열체를 구분하기 위한 것으로, 사용자 설정에 의해 제3 발열체(143) 또는 그 이상의 발열체가 추가되는 것도 가능하다. 발열부(140)는 각 발열체의 소모전력을 측정하고 이를 제어부(150)로 출력한다.
제어부(150)는 제1 발열체(141)의 동작신호인 제1 제어신호를 생성하고, 제2 발열체(142)의 동작신호인 제2 제어신호를 생성하되, 기 설정된 주기 내에서 제1 발열체(141) 및 제2 발열체(142)의 동시 동작 구간 내 소모전력의 합이 최대전력 이하로 동작하도록 제어한다. 이는 제1 발열체(141) 및 제2 발열체(142)를 상시로 구동시키는 것이 아니라, 시간을 분할하여 선택적으로 제어함으로써 최대전력의 범위 내에서 전력을 분할하도록 하기 위함이다. 제1 발열체(141) 및 제2 발열체(142)는 동작 타이밍을 다르게 함으로써 전체 최대전력을 초과하지 않으면서 기 설정된 발열량에 따른 몸체부(110)의 표면온도를 유지시킬 수 있다.
또한, 제어부(150)는 제1 발열체(141)의 동작 중 제2 발열체(142)를 동작시키는 경우, 제1 발열체(141)와 제2 발열체(142)의 소모전력이 최대전력 이하이면 동시에 동작하도록 하고, 최대전력을 초과하면 제1 발열체(141)의 동작구간을 감소시키면서 제2 발열체(142)를 동작시켜 제1 발열체(141)와 제2 발열체(142)의 소모전력이 상기 최대전력 이하로 유지시키도록 제어한다.
도 3은 제1 발열체(141), 제2 발열체(142) 및 제3 발열체(143)의 동작 타이밍을 나타내며, 이 경우 절전제설매트(100)의 최대전력(일정한 주기 내에서 동작 시간 100%인 경우)이 각각 1100W, 1650W 및 2000W이고, 동작 주기가 1분이며, 전력 허용치는 3.3kW라고 가정하여 설명하도록 한다.
세번째 주기(cycle 3)를 비교하면, 제2 발열체(142)가 턴-온되어 동작을 개시함과 동시에 제1 발열체(141)의 동작이 잠시 멈춘다. 그리고 제2 발열체(142)가 주기적으로 턴-오프(turn-off)되는 시간동안 제1 발열체(141)가 턴-온되어 동작함으로써 동시 동작 구간이 0으로 맞추어 순간 소모 전력을 최소로 줄이는 효과가 있다.
한편 셋 이상의 발열체가 동작할 때 동시 동작 구간이 불가피하게 생길 경우(0초 초과)에는 적어도 셋 이상의 발열체들 중 적어도 어느 둘 이상의 발열체의 소모전력의 합이 최소이면서, 동시 동작 구간이 최소가 되는 조합으로 각 발열체의 타이밍을 제어한다.
즉, 또한 다섯번째 주기(cycle 5)를 비교하면, 제1 발열체(141) 및 제2 발열체(142)가 동작 개시 중에 제3 발열체(143)가 소모전력 50%, 즉, 동작 시간 30초로 주기적으로 턴-온된다. 이때 제1 발열체(141)와 제2 발열체(142)의 소모 전력의 합은 2750W, 제2 발열체(142)와 제3 발열체(143)의 소모전력의 합은 3650W, 제3 발열체(143)와 제1 발열체(141)의 소모 전력의 합은 3100W이므로, 상기 조합 중에서 가장 작은 소모 전력의 합을 가지는 제1 발열체(141)와 제2 발열체(142)가 동시 동작 구간을 갖도록 동작 개시 타이밍을 제어한다. 따라서 제3 발열체(143)의 동작 시간과 이격되어 제1 발열체(141) 및 제2 발열체(142)가 동시 동작 구간을 갖도록 개시 타이밍을 조절하면, 절전제설매트(100)는 한 주기 내에서 순간 소모 전력은 30초 동안 2750W 및 이후 30초 동안 2000W로 안정적으로 동작하게 된다.
도 4를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 본 발명의 실시예에 따른 외부환경 감응형 절전제설매트(100)는 건조부(180)를 더 포함할 수 있다. 건조부(180)는 몸체부(110)의 상부 일측에 형성되어 기 설정된 풍력의 바람을 분사한다. 이 경우, 건조부(180)에서 토출되는 바람은 냉풍건조모드 또는 온풍건조모드로 동작할 수 있다.
이 경우, 제어부(150)는 온도감지센서, 습도감지센서 또는 통신부(160)를 통해 몸체부(110)의 표면에 비가 내리는 경우라 판단하면 발열부(140)의 동작을 중지시킬 수 있다. 이후, 비가 그친 경우 건조부(180)를 구동시킬 수 있다. 이는 비가 그친 후 몸체부(110) 표면의 빗물을 빠르게 제거하기 위함이다.
또한, 제어부(150)는 비가 내리는 경우 몸체부(110) 표면의 온도가 낮은 경우 발열부(140)를 예열모드로 구동시키는 것도 가능하다. 이는 비가 그친 후 빗물이 결빙되는 것을 방지하기 위함이다. 이 경우, 발열부(140)와 건조부(180)는 동시에 구동되어 건조속도를 향상시킬 수 있다.
한편, 본 발명의 실시예에 따른 본 발명의 실시예에 따른 외부환경 감응형 절전제설매트(100)는 알람부(190)를 더 포함할 수 있다. 알람부(190)는 기 설정된 소리 및 음향을 출력할 수 있다. 알람부(190)는 몸체부(110)의 표면이 결빙된 경우 그 위를 보행하는 사람에게 경고음을 출력하여 미끄러짐을 방지할 수 있다. 또한, 몸체부(110)가 과열되어 화재가 발생하는 경우 이를 경고하는 것도 가능하다.
이 경우, 발열부(140)는 몸체부(110)에 공급되는 전원의 과전류를 감지할 수 있다. 이는 외부의 전원으로부터 발열부(140)에 과전류가 공급되는 경우 화재의 발생 위험을 미리 감지하기 위함이다. 절전제설매트(100)가 실외에 위치하는 경우가 대부분이기 때문에 성능열화에 따라 과전류 보호회로가 동작하지 않는 등의 상황을 미리 감지하여 제어부(150)로 출력한다.
이 경우, 제어부(150)는 몸체부(110)의 표면 온도가 기 설정된 온도 이상으로 상승하거나, 발열부(140)를 통해 과전류가 감지되면 알람부(190)를 동작시킬 수 있다. 또한, 제어부(150)는 몸체부(110)의 표면이 결빙되는 경우 알람부(190)를 통해 경고음을 출력할 수도 있다. 이에 따라, 화재의 위험이나 결빙의 위험을 주변 사람들에게 알릴 수 있다.
한편, 본 발명의 실시예에 따른 본 발명의 실시예에 따른 외부환경 감응형 절전제설매트(100)는 영상획득부(191)를 더 포함할 수 있다. 영상획득부(191)는 절전제설매트(100) 주변의 영상을 통신부(160)를 통해 외부의 통신장치(200)로 전송할 수 있다. 이는 원격의 사용자에게 육안으로 결빙상태를 파악할 수 있도록 하기 위함이다.
또한, 영상획득부(191)는 몸체부(110)의 표면을 촬영하여 이를 제어부(150)로 출력할 수 있다. 제어부(150)는 영상획득부(191)로부터 획득한 몸체부(110)의 표면 비전영상을 분석하여 결빙 여부를 판단한다. 이 경우, 비전영상은 이전처리된 영상일 수 있으며, 결빙된 영역과 결빙되지 않은 영역의 픽셀값을 분석하여 결빙 여부를 판단할 수 있다. 이에 따라, 표면온도, 표면습도와 별도로 표면영상을 통해 결빙 여부를 판단할 수 있어 정확도를 향상시킬 수 있다. 제어부(150)는 발열부(140)가 예열모드 또는 대기모드인 경우 표면영상에 의해 결빙이 확인되면 발열부(140)를 발열모드 또는 집중모드로 구동시킬 수 있다.
한편, 본 발명의 실시예에 따른 본 발명의 실시예에 따른 외부환경 감응형 절전제설매트(100)는 소화부(192)를 더 포함할 수 있다. 소화부(192)는 분말형태로 형성되어 복수의 발열체 사이에 형성될 수 있다. 소화부(192)는 몸체부(110)가 과열로 인해 화재가 발생하는 경우 소화분말에 의해 화재를 조기에 차단하는 역할을 한다. 이러한, 소화부(192)의 배열은 사용자 설정에 의해 달라질 수 있다. 이 경우, 소화부(192)는 기 설정된 온도에서 녹는 캡슐 또는 비닐에 의해 포장되어 배열될 수도 있다.
한편, 본 발명의 실시예에 따른 본 발명의 실시예에 따른 외부환경 감응형 절전제설매트(100)는 발전부(193)를 더 포함할 수 있다. 발전부(193)는 태양전지 또는 압전소자를 이용하여 구현할 수 있다. 절전제설매트(100)의 몸체부(110) 일측에 복수의 태양전지가 형성되는 경우 태양에너지를 전기에너지로 전환하여 내부의 배터리(도시하지 않음)를 충전하는 것도 가능하다. 또한, 몸체부(110) 표면에 압전소자를 형성하여 사람이나 차량의 이동에 따라 전기를 발생하여 내부의 배터리를 충전하는 것도 가능하다. 이에 따라, 절전제설매트(100)의 발열부(140)에 의해 소모되는 전력 중 일부를 발전부(193)를 통해 충당할 수 있다.
이상에서 본 발명은 도면을 참조하면서 기술되는 바람직한 실시예를 중심으로 설명되었지만 이에 한정되는 것은 아니다. 따라서 본 발명은 기재된 실시예로부터 도출 가능한 자명한 변형예를 포괄하도록 의도된 특허청구범위의 기재에 의해 해석되어져야 한다.
100 : 절전제설매트
110 : 몸체부
120 : 온도감지부
130 : 습도감지부
140 : 발열부
141 : 제1 발열체
142 : 제2 발열체
143 : 제3 발열체
150 : 제어부
160 : 통신부
170 : 압력감지부
180 : 건조부
190 : 알람부
191 : 영상획득부
192 : 소화부
193 : 발전부
200 : 외부의 통신장치

Claims (7)

  1. 고무 소재의 평판 형상으로 형성되는 몸체부;
    상기 몸체부의 표면온도를 감지하는 온도감지부;
    상기 몸체부의 표면습도를 감지하는 습도감지부;
    상기 몸체부의 내부에 형성되어 전기에 의해 발열되는 발열부;
    상기 몸체부의 상부 일측에 형성되어 기 설정된 풍력의 바람을 분사하는 건조부;
    상기 몸체부의 표면의 결빙여부를 분석하기 위한 비전영상을 획득하는 영상획득부;
    상기 몸체부의 내부에 형성되어 소화분말에 의해 화재를 차단하는 소화부; 및
    상기 표면온도 및 상기 표면습도를 이용하되, 눈이 예상되는 경우 제1 온도범위의 예열모드로 상기 발열부를 구동시키고, 눈이 적설되는 경우 제2 온도범위의 제설모드로 상기 발열부를 구동시키고, 눈이 내리지 않는 경우 상기 발열부의 구동을 중지시키도록 제어하고, 비가 내리는 경우 상기 발열부의 동작을 중지시키고, 비가 그친 경우 상기 건조부를 구동시키며, 상기 발열부가 예열모드 또는 대기모드인 경우 상기 비전영상에 의해 결빙이 확인되면 발열부를 발열모드 또는 집중모드로 구동시키는 제어부를 포함하는 외부환경 감응형 절전제설매트.
  2. 제1항에 있어서,
    외부의 통신장치와 통신하는 통신부를 더 포함하고,
    상기 제어부는,
    상기 통신부를 통해 일기예보정보를 수신하여 시간대별로 상기 발열부의 발열량을 다르게 조절하되, 상기 온도감지부 및 상기 습도감지부를 이용하여 상기 발열량의 오차를 수정하는 외부환경 감응형 절전제설매트.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 몸체부의 표면압력을 감지하는 압력감지부를 더 포함하고,
    상기 제어부는,
    상기 발열부를 상기 제설모드로 동작시키는 도중에 상기 압력감지부로부터 상기 몸체부 표면이 기 설정된 압력 이상으로 가압되는 경우, 가압된 표면에 대응하여 제3 온도범위의 집중모드로 상기 발열부를 구동시키는 외부환경 감응형 절전제설매트.
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서,
    기 설정된 소리 및 음향을 출력하는 알람부를 더 포함하고,
    상기 발열부는,
    상기 몸체부에 공급되는 전원의 과전류를 감지하고,
    상기 제어부는,
    상기 몸체부의 표면 온도가 기 설정된 온도 이상으로 상승하거나, 상기 발열부를 통해 과전류가 감지되면 상기 알람부를 동작시키는 외부환경 감응형 절전제설매트.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 발열부는,
    서로 이격되어 형성되는 제1 발열체 및 제2 발열체를 포함하며, 상기 제1 발열체 및 상기 제2 발열체의 소모전력을 측정하고,
    상기 제어부는,
    상기 제1 발열체의 동작신호인 제1 제어신호를 생성하고, 상기 제2 발열체의 동작신호인 제2 제어신호를 생성하되, 기 설정된 주기 내에서 상기 제1 발열체 및 상기 제2 발열체의 동시 동작 구간 내 소모전력의 합이 최대전력 이하로 동작하도록 제어하는 외부환경 감응형 절전제설매트.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 제1 발열체의 동작 중 상기 제2 발열체를 동작시키는 경우, 상기 제1 발열체와 상기 제2 발열체의 소모전력이 최대전력 이하이면 동시에 동작하도록 하고, 상기 최대전력을 초과하면 상기 제1 발열체의 동작구간을 감소시키면서 상기 제2 발열체를 동작시켜 상기 제1 발열체와 상기 제2 발열체의 소모전력이 상기 최대전력 이하로 유지시키는 외부환경 감응형 절전제설매트.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2019226844A1 (en) * 2018-05-25 2019-11-28 Aef Ice Systems, Inc. Distributed control system for thermal snow melt and freeze protection systems
KR102155317B1 (ko) * 2020-01-28 2020-09-11 주식회사 티에이시스템 결빙 방지용 면상 발열체를 이용한 iot 기반 도로 및 인도 결빙 방지 시스템
WO2021242629A2 (en) 2020-05-28 2021-12-02 Aef Ice Systems, Inc. A heat trace characterization and control method and system

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100917902B1 (ko) * 2008-06-10 2009-09-16 신화오플라주식회사 다수의 발열체를 포함하는 전기 레인지 및 그 전력 제어방법
KR101034936B1 (ko) * 2009-11-02 2011-05-17 주식회사 경동나비엔 전열교환형 환기장치 및 그 제어방법
KR101516747B1 (ko) * 2014-04-22 2015-05-06 (주) 텔트론 발열선 제어 장치 및 방법
KR101619103B1 (ko) * 2015-07-03 2016-05-10 주식회사 지티이 결빙 방지 발열패드

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100917902B1 (ko) * 2008-06-10 2009-09-16 신화오플라주식회사 다수의 발열체를 포함하는 전기 레인지 및 그 전력 제어방법
KR101034936B1 (ko) * 2009-11-02 2011-05-17 주식회사 경동나비엔 전열교환형 환기장치 및 그 제어방법
KR101516747B1 (ko) * 2014-04-22 2015-05-06 (주) 텔트론 발열선 제어 장치 및 방법
KR101619103B1 (ko) * 2015-07-03 2016-05-10 주식회사 지티이 결빙 방지 발열패드

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