KR102086581B1 - 열과 플라즈마를 이용한 공기살균 기능을 갖는 실내용 냉난방기 - Google Patents

열과 플라즈마를 이용한 공기살균 기능을 갖는 실내용 냉난방기 Download PDF

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Abstract

본 발명은 열과 플라즈마를 이용한 공기살균 기능을 갖는 실내용 냉난방기에 관한 것으로, 본체의 일측에서 그 내측으로 소정의 간격을 유지하며 압착된 히터봉들을 통하여 복사열을 방출하는 방열판 형태의 히터부, 상기 히터부와 슬라이드 결합되는 구조로 형성되며 내부에 냉방부가 설치된 후판을 포함하며, 상기 본체에 공기정화부가 더 설치되어, 실내 공기에 관한 냉난방 및 공기정화를 동시에 구현할 수 있는 열과 플라즈마를 이용한 공기살균 기능을 갖는 실내용 냉난방기에 관한 것이다.

Description

열과 플라즈마를 이용한 공기살균 기능을 갖는 실내용 냉난방기{Heating and Colling Device having Air Sterilization Fuction using Fever and Plasma}
본 발명은 열과 플라즈마를 이용한 공기 살균 기능을 갖는 실내용 냉난방기에 관한 것으로, 보다 상세하게는 실내 공기에 관한 난방, 냉방, 및 공기정화를 동시에 구현 가능한 열과 플라즈마를 이용한 공기살균 기능을 갖는 실내용 냉난방기에 관한 것이다.
기존의 난방기는 실내에 난방을 제공하는 용도로 활용되고 있으며, 이러한 기존 난방기에는 보일러 방식, 온풍기 방식, 및 적외선 히터 방식으로 분류될 수 있는데, 보일러 방식의 경우 전체 난방에는 적합하나 시공이 필요하며 가스 공급 없는 곳에는 적용이 어렵다.
온풍기 방식은 온도 불균형이 발생되며 효율이 낮고 바람에 의한 건조, 소음, 먼지 등으로 인한 스트레스를 유발할 수 있다.
적외선 히터는 야외에서도 열 손실없이 전달된다는 광고와는 달리 열기가 부족하다. 이뿐만 아니라, 냉방기는 실내에 냉기를 제공하는 용도로 활용되고 있다.
하지만, 이러한 기존의 난방기나 냉방기는 실내 공기를 데우거나 차게 하는 용도로 국한되어 있을 뿐, 실내의 공기를 정화할 수 없으며, 실내 공기의 환기를 위해 창문을 열고 싶지만 대기의 공기질이 좋지 않은 관계로 환기조차 못하고 있는 실정이다.
또한, 기존에는 난방기, 냉방기, 공기정화기를 각각 독립적인 제품으로 사용되고 있기 때문에 실내의 냉난방 및 공기정화를 위해서는 이들 난방기, 냉방기, 공기정화기를 개별적으로 모두 구매하여 사용해야 하는 관계로, 구매 비용 부담 및 유지 비용이 증가하는 문제가 있었다.
이러한 이유로 실내 거주자들 중에서도 호흡기 질환에 걸리는 비율이 상당하고, 경우에 따라 호흡기 질환의 악화로까지 이어지고 있다.
호흡기 질환의 종류로는 일반감기, 인두염, 위막성후두염, 기관지염, 천식악화, 세기관지염, 부비강염, 백일해, 전형적 폐렴, 비전형적 폐렴 등이 있으며, 이들 질환의 원인 바이러스 및 세균의 종류로는 RS 바이러서, 인플루엔자 바이러스, 라이노바이러스, 메타뉴모바이러스, 코로나바이러스, 백일해균, 레지오넬라 폐렴균 등 매우 다양하다.
특히, RS바이러스에 감염되면 폐렴이나 모세기관지염 등과 같은 하기도 감염이 발생할 수 있으며, 최근 연구에 따르면 처음 RS바이러스에 감염된 유아 100명 중 2~3명은 모세기관지염이나 폐렴으로 인해 입원 치료를 받는 것으로 조사된 바가 있다. 특히 3개월 이하 신생아가 감염되는 전체 호흡기 질환의 원인 바이러스 가운데 RS바이러스가 77%를 차지해 신생아 및 어린 영아의 호흡기질환 발병의 가장 주요한 원인이다.
한편, 하기 선행기술문헌에 개시된 특허문헌들은 히터 난방기와 관련된 기술들이 개시된 것을 참고할 수 있다.
특허문헌 001 : 출원번호 제10-2015-0147396호 특허문헌 002 : 출원번호 제10-2011-0009951호 특허문헌 003 : 출원번호 제10-2010-0090108호 특허문헌 004 : 출원번호 제10-2010-0053680호 특허문헌 005 : 출원번호 제10-2012-0088547호 특허문헌 006 : 출원번호 제10-2013-0027252호 특허문헌 007 : 출원번호 제10-2013-0109893호 특허문헌 008 : 출원번호 제10-2015-0050169호 특허문헌 009 : 출원번호 제10-2010-0037686호
전술된 문제점들을 해소하기 위한 본 발명은, 실내 공기에 관한 난방과 냉방 및 공기 정화를 동시에 제공할 수 있는 열과 플라즈마를 이용한 공기살균 기능을 갖는 실내용 냉난방기를 제공하고자 함에 그 목적을 두고 있다.
전술된 목적들을 달성하기 위한 본 발명은, 본체의 일측에서 그 내측으로 소정의 간격을 유지하며 압착된 히터봉들을 통하여 복사열을 방출하는 방열판 형태의 히터부, 상기 히터부와 슬라이드 결합되는 구조로 형성되며 내부에 냉방부가 설치된 후판을 포함하여 구성되는 열과 플라즈마를 이용한 공기살균 기능을 갖는 실내용 냉난방기에 일 특징이 있다.
상기 본체의 후판 내부에는 실내 공기 정화를 위한 공기정화부가 더 설치되며, 상기 공기정화부는 DBD 플라즈마를 이용하는 열과 플라즈마를 이용한 공기살균 기능을 갖는 실내용 냉난방기에 일 특징이 있다.
상기 본체의 후판 내부에는 실내 공기에 함유된 먼지를 제거하기 위한 먼지제제거필터가 더 설치되어 있는 열과 플라즈마를 이용한 공기살균 기능을 갖는 실내용 냉난방기에 일 특징이 있다.
상기 히터부에는 열변환코팅이 더 형성되되, 상기 열변환코팅은 MTMS(Methyltrimethoxysilane) 및 GPTMS(3-Glycidoxypropyltrimethoxysilane)의 혼합물에 에탄올, 물, PDMS의 첨가로 이루어지는 코팅물질인 열과 플라즈마를 이용한 공기살균 기능을 갖는 실내용 냉난방기에 일 특징이 있다.
본체의 후판에 설치된 냉방부와 히터부의 사이로는 단열판이 더 설치되는 열과 플라즈마를 이용한 공기살균 기능을 갖는 실내용 냉난방기에 일 특징이 있다.
상기 단열판은 복합단열판으로서 단열재를 기준으로 그 상 하단에 적층된 표면판, 상기 단열재와 상기 표면판의 사이로 형성되는 접착제를 포함하며, 상기 접착제는 무용제형의 열경화성 우레탄 접착제로 이루어지고, 상기 표면판에는 중공층이 형성되며, 폴리프로피렌과 비할로겐 성분의 난연재의 배합으로 이루어지고, 무기질 접착제가 도포되는 열과 플라즈마를 이용한 공기살균 기능을 갖는 실내용 냉난방기에 일 특징이 있다.
상기 후판에는 그 양단에 형성된 걸림부재로부터 연속되는 부위에 제1 탄성홈, 탄성편, 및 제2 탄성홈이 순차적으로 형성되며, 상기 제1,2 탄성홈은 상기 후판의 슬라이드 결합에 대한 유연성을 제공하는 한편, 상기 탄성편은 상기 후판의 슬라이드 결합에 대한 유연성 과정에서 상기 후판의 걸림부재와 히터부의 걸림부재에 삽입 개재된 와이어스프링의 탈거를 규제하는 공기살균 기능을 갖는 실내용 냉난방기에 일 특징이 있다.
냉방부의 증발기는 ㄴ 자의 꺾임 구조로 이루어지되, 단열판의 상단 부위나 하단 부위 선상에 열기나 냉기의 유입이 자유롭도록 상기 증발기의 꺾임 부위가 위치되는 한편, 상기 증발기의 꺾임 안쪽 부위에 팬이 배치되는 구조이고;
열기나 냉기의 유입은, 단열판의 상단 부위로부터 유입되어 실내의 하부 방향으로 정화된 공기를 토출하거나, 단열판의 하단 부위로부터 유입되어 실내의 상부 방향으로 정화된 공기를 토출하게 되는 공기살균 기능을 갖는 실내용 냉난방기에 일 특징이 있다.
이상, 전술된 바와 같이 본 발명에 의하면, 대류열을 순환식으로 이용하며 복사열을 직접 전달할 수 있으며, 소리, 먼지, 고비용 없이 실내 공기에 관한 난방, 냉방, 및 살균을 수행 가능한 고효율 냉난방기를 제공과 더불어, 복사열의 방열로 실내를 쾌적하게 유지할 수 있는 효과가 있다.
더욱이, 본 발명에 의하면, 히터부가 구성된 본체에 냉방부의 도킹이 가능하며 이를 위해 열과 냉기의 극명한 온도차를 차단하며 히터부의 방열판 고온 유지 방식 및 증발기의 핀을 단열/반사 및 후열 흡수용 단열층으로 활용할 수 있는 관계로, 증발기나 팬 주변으로 야기될 수 있는 곰팡이 따위의 유해균 서식을 줄일 수 있는 효과가 있다.
아울러, 본 발명에 의하면, 히터부 및 냉방부가 구성된 본체에 공기정화부의 접목으로 실내 공기에 함유된 유해균들을 살균할 수 있는 관계로 실내 공기의 정화 효과를 기대할 수 있으며, 이로 인하여 실내를 별도로 환기할 필요가 없다.
도 1은 본 발명에 따른 열과 플라즈마를 이용한 공기살균 기능을 갖는 실내용 냉난방기에 대한 개념적인 사시도,
도 2는 도 1에 도시된 냉난방기의 내부 부품들을 분리하여 도시한 개념적인 분리 사시도,
도 3은 도 1에 도시된 냉난방기의 본체에 관한 구성으로서 히터부의 방열판과 후판의 결합 구조를 파악하기 위한 개념적인 단면도,
도 4는 도 3에 도시된 본체의 내부에서 복사열 및 공기의 정화 과정 흐름을 도시한 개념도
도 5는 도 3에 도시된 본체의 내부에서 공기의 정화 과정 흐름을 도시한 다른 개념도
도 6은 도 5에 도시된 도 4 및 도 5에 도시된 공기정화부의 구성을 개념적으로 도시한 도면
도 7은 도 5에 도시된 단열판의 구성을 개념적으로 도시한 도면
도 8은 히터가 구성된 본체에 냉방부의 도킹에 따른 열풍 및 냉풍의 효율 구조를 파악하기 위한 일례의 개념도,
도 9는 히터가 구성된 본체에 냉방부의 도킹에 따른 열풍 및 냉풍의 효율 구조를 파악하기 위한 다른 일례의 개념도이다.
본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 열과 플라즈마를 이용한 공기살균 기능을 갖는 실내용 냉난방기는 이하 첨부된 도면을 참조할 수 있되, 도면에 제한되지 않는 기술적 사상으로 이해되어야 할 것이며, 본 발명의 열과 플라즈마를 이용한 공기살균 기능을 갖는 실내용 냉난방기에 대한 도면은 본 발명의 이해를 돕고자 개념적으로 도시된 관계로, 본 발명이 도면에 의해 국한되어 해석될 필요가 없을 것이다.
또한, 본 발명의 구성 요소에 대한 설명에서 일측, 타측, 후측, 전측, 상단, 하단, 후단, 전단 등의 용어 표현도 본 발명의 이해를 돕고자 한 것으로 이들 용어들에 의해 본 발명의 기술적 사상이 국한될 수 없다. 더욱이, 본 발명의 개별 구성 요소에 대한 구체적인 결합 관계는 본 발명의 기술적 사상을 한정할 수 없으며, 개별 구성 자체에 본 발명의 기술적 의미가 있다. 아울러, 본 발명의 냉난방기는 실내용뿐만 아니라 차량에도 설치되어 활용될 수 있다.
이하 첨부된 도면을 참조하여, 본 발명의 열과 플라즈마를 이용한 공기살균 기능을 갖는 실내용 냉난방기에 대해 상세히 설명하고자 한다.
본 발명에 따른 열과 플라즈마를 이용한 공기살균 기능을 갖는 실내용 냉난방기는 도 1에 도시된 바와 같이, 하우징 형상의 본체(100)로 이루어지는바, 일측에는 난방을 위한 히터봉(H)들이 압착되어 구성될 수 있게 방열판 형태의 히터부(110)로 구성될 수 있으며, 타측에는 상기 방열판의 히터부(110)에 결합되는 후판(120)의 내부로 냉방을 위한 냉방부(130)로 구성될 수 있고, 실내의 공기 정화를 위한 공기정화부(140)가 본체(100)의 내부에 설치되는 방식으로 구성될 수 있다.
이러한 상기 냉난방기는 사용 목적 및 사용 장소에 따라 천정형, 벽걸이형, 및 스탠드형 타입의 종류들로 구성될 수 있다.
도 3과 4와 같이 히터봉(H)을 통하여 발생되는 원적외선은 방열판의 히터부(110)를 통하여 방열되는데, 이러한 원적외선은 생육광선으로서 히터부(110)를 통하여 방사되는 관계로 바람에 의한 피부건조, 먼지 날림, 불빛에 의한 거슬림을 주지 않는다.
즉, 원적외선은 방열판의 히터부(110)를 통하여 복사열로 제공되기 때문에 대류성 열과 달리 공기를 데우기보다 대상에게 직접 열을 전달하는 관계로, 에너지 절감율이 30~70%에 이를 수 있다.
이러한 히터부(110)의 내측에는 히터봉(H)을 압착할 수 있게 소정의 간극을 유지하며 형성된 U자 형 압착부재(111)와 함께 양단 부위로 후판(120)의 양단과 슬라이드 결합을 이룰 수 있는 걸림부재(112)로 구성될 수 있다.
물론, 이때 후판(120)의 양단에도 상기 걸림부재(112)와 마주보며 이웃한 형태의 걸림부재(121) 형성될 수 있으며, 상기 걸림부재(112)(121)의 사이로 와이어스프링(WS)이 걸림 가능한 방식으로 연결되어 상기 히터부(110)인 방열판과 후판(120) 간의 결합 접촉을 최소화하여 열 전도의 최소화에 따른 휨 변화를 방지할 수 있다.
더욱이, 상기 후판(120)에는 도 3과 같이 상기 걸림부재(121)로부터 연속되는 구조로 제1 탄성홈(121a), 탄성편(121b), 및 제2 탄성홈(121c)으로 구성될 수 있는데, 이러한 제1,2 탄성홈(121a)(121c)은 상기 후판(120)의 슬라이드 결합에 대한 유연성을 제공할 수 있으며, 상기 탄성편(121b)은 상기 후판(120)의 슬라이드 결합에 대한 유연성 과정에서 와이어스프링(WS)의 탈거를 규제할 수 있다.
특히, 방열판에 해당하는 상기 히터부(110)에는 열변환코팅의 형성에 따라 복사열의 방열 비율이 현저히 개선되어 열의 고효율 효과를 기대할 수 있으며, 더군다나, 히터부(110)는 대류열의 리싸이클링이 가능한 관계로 열 에너지의 이용 효율도 개선되어 에너지의 절감까지 기대할 수 있다.
이러한 히터부(110)인 방열판에 형성되는 열변환코팅(Anti-Reflection Coating)은 유리필름으로서 자외선, 가시광선, 적외선 중 자외선은 99% 차단, 적외선은 90~99% 차단, 가시광선은 선택적인 투과가 가능하다.
AR 코팅 전 투과율은 90%, 즉, 전면에서의 반사가 4%, 후면에서의 반사가 4%, 및 흡수 2%일 수 있으며, AR 코팅 후 투과율(개선)은 96%, 즉, 전면에서의 반사가 1%, 후면에서의 반사가 1%, 및 흡수 2%일 수 있다. 즉, 광학적 무반사 혹은 투과 증진 코팅을 통해 히터봉(H) 열선의 스펙트럼 방출효율을 증진할 수 있는 것이다.
이러한 열변환코팅(Anti-Reflection Coating)은 무코팅 및 세라믹코팅에 비해 히터부(110)인 방열판 표면으로의 반사열은 상대적으로 적으면서 실내 공기층으로의 복사열은 상대적으로 많은 장점을 지니고 있다.
이러한 열변환코팅은 MTMS(Methyltrimethoxysilane), GPTMS(3-Glycidoxypropyltrimethoxysilane) 간의 혼합물에 에탄올을 첨가한 다음 1시간 동안 교반하는 제1 교반단계를 거친 후, 여기에 촉매제(Catalyst)를 투여한 다음 10분 동안 교반하는 제2 교반단계를 거친 후, 여기에 물(H2O)를 첨가하여 12시간 동안 교반하는 제3 교반단계를 거친 후, 여기에 Organic modifer PDMS(polydimethylsiloxane)를 첨가하여 1시간 동안 교반하는 단계를 거친 후에 수득될 수 있다.
즉, 유기실란과 증류수의 혼합물에 알코올을 첨가한 다음 교반하는 제1 교반단계를 거친 후, 여기에 산과 가교제를 첨가한 다음 교반하는 제2 교반단계를 거쳐 유기 실리콘의 물질로 수득될 수 있다.
이러한 특징을 갖는 히터부(110)는 근처에서 발생하는 대류 상승열의 재활용과 함께 기존 온풍기와의 차이점으로서 높은 위치의 열원을 활용할 수 있으며, 체감온도까지 상승 발열 시간이 복사방식으로 이루어져 더 빠를 수 있고, 특히 복사열을 상승 대류열과 함께 사용자에게 토출할 수 있다.
한편, 상기 후판(120)의 내부에 설치되는 냉방부(130)는 상기 히터부(110)와의 온도차가 심하므로 상기 냉방부(130)와 상기 히터부(110)의 사이로 냉기 및 열기를 차단할 수 단열판(150)이 더 구성될 수 있다. 상기 단열판(150)의 본체(100)에 관한 결합 관계는 구체적으로 설명되거나 도면에 도시되지 않았음을 밝혀 둔다.
상기 단열판(150)은 도 7과 같이 복합단열판으로 구성될 수 있으며, 3mm 두께의 폴리플로필렌 중공합(pp copolymer) 수지에 부직포를 열융착 후 단열재를 합지한 것으로 내수성 및 결로방지에 우수하며 결로발생에 따른 곰팡이 방지 효과가 우수하다.
이러한 상기 단열판(150)은 복합단열판으로서 표면판(151), 중공층(152), 접착제(153), 및 단열재(154)로 구성되는바, 상기 표면판(151)은 친환경 폴리프로피렌과 비할로겐 성분의 난연재 배합으로 구성되는데, 플라베니아 중공층(152)의 표면으로서 0.5 ~ 1mm의 무기질 접착제를 도포하여 표면판의 강도 및 내화성능(불연)을 증대시킬 수 있다.
상기 중공층(152)은 범용 플라스틱 중 친환경 플라스틱인 pp를 주성분으로 하여 3mm 내지 10mm의 속이 빈 판으로 결로방지에 탁월하고 수분흡수가 현저히 저하되어 결로에 따른 곰팡이 서식을 방지할 수 있다. 즉, 상기 중공층(152)은 내외측 온도의 완층으로 결로에 저항할 수 있다.
상기 접착제(153)는 톨루엔이나 신너가 전혀 투입되지 않은 무용제형의 열경화성 우레탄 접착제로 접착하여 열경화성으로 단열판(150)의 변형을 방지할 수 있으며, 상기 단열재(154)는 압출법 및 비드법으로 제조된 단열재로 구성될 수 있다.
따라서, 이러한 상기 단열판(150)은 본체(100) 내부로 발생하는 열기 및 냉기의 극명한 온도차를 차단할 수 있기 때문에 본체(100) 내에서의 열기나 냉기의 단일 기류 형성 구조가 가능할 수 있으며 이로 인한 에어콘과 같은 냉방부(130)의 도킹도 가능하다. 물론, 상기 냉방부(130)의 도킹은 상기 단열판(150)의 구성뿐만 아니라, 후판(120)과 히터부(110)의 방열판 상호간 결합구조도 일조할 수 있다.
후판(120)과 히터부(110)인 방열판의 상호 결합구조는 도 2와 같이 상호 간에 슬라이드 방식의 결합 구조로서 후판(120)과 히터부(110)인 방열판 양단 부위로 걸림 가능한 와이어스프링(WS)의 구비로 후판(120)과 히터부(110)인 방열판 상호 간의 결합접촉점을 최소화할 수 있고, 이는 결국 열 전도성의 최소화도 가능한 구조인 관계로 히터부(110)가 구성된 본체(100)에 냉방부(130)의 도킹도 가능한 것이다.
다시 말해, 히터부(110)인 방열판이 구성된 본체(100)에 에어콘과 같은 상기 냉방부(130)의 도킹에 있어 본체(100)의 하우징에 대한 온도 불균형에 의한 열적 변형을 방지하는 차원에서 히터부(110)인 방열판과 후판(120)의 결합에 와이어 스프링(WS)의 이용으로 방열판과 후판(120)의 결합 접촉점의 최소화에 따라 열 전달 의 최소화 및 방열판과 후판(120)의 변형 방지가 가능하다.
이처럼, 본체(100)에는 냉방부(130)와 히터부(110)의 공존 설치에 따라 무풍 식 냉난방이 가능하며, 공기정화부(140)를 포함할 뿐만 아니라 및 먼제제거필터(F)도 포함되어 설치될 수 있다. 상기 냉방부(130)는 예컨대 증발기(131) 및 팬(132)로 구성될 수 있다.
더욱이, 기존 방식의 경우 단열재 혹은 여러 장의 알루미늄 반사판을 사용하는 반면, 본 발명의 본체(100)에서는 증발기(131)의 핀(131a)을 단열/반사 및 후열 흡수용 단열층으로 활용할 수 있으며, 팬(132)을 활용한 핀(131a)의 열을 토출할 수 있다. 즉, 핀 히터 혹은 통칭 PTC 히터로 작동되는 것을 의미한다.
이러한 본체(100)는 실내의 난방 시에는 실내 공기를 활용한 대류열의 흡입과 토출과 함께 복사열의 난방을 구현할 수 있으며, 실내의 냉방 시에는 대류열을 흡입하여 실외로 배출하며 무풍형 냉방에 따른 실내의 냉방을 구현할 수 있다.
무풍 난방과 냉방에 있어 여름에는 무풍 에어컨, 겨울에는 무풍 복사난방으로 바람이 신체에 직접 닿지 않아 쾌적함을 유지할 수 있으며, 전기 요금도 절감될 수 있다.
무풍이란 바람의 미세 흐름으로 정의될 수 있는바, 미국 냉공조학회는 콜드 드래프트(Cold Draft, 차가운 공기 흐름에 의한 원하지 않는 몸의 냉각)가 없는 초속 0.15m/s 이하의 바람을 '스틸 에어(Still air, 정체된 공기)'로 규정하고 있기 때문이다.
한편, 공기정화부(140)는 이온발생장치로서 이온본체(E), 음이온출력부(A), 양이온출력부(B), 및 전원입력부(C)로 구성될 수 있다.
이온발생장치로부터 뿜어나오는 음이온과 양이온을 통하여 공기 정화와 살균 작용을 단번에 해결할 수 있으며, 따라서, 추운 겨울철에서도 환기를 할 필요 없이 이온발생장치를 통하여 실내 공기에 대한 공기 정화 및 살균 작용을 이룰 수 있다.
이러한 이온발생장치는 DBD 플라즈마 상태로 실내의 공기 속 유해균들이나 바이러스 등을 살균하여 공기를 정화할 수 있다. 겨울철에는 실내에 독감(부유바이러스)이 분포될 수 있으며, 여름철에는 실내에 곰팡이(부유세균)가 분포될 수 있다.
따라서, 이러한 실내 공기에 함유된 각종 유해균의 제거는 DBD 플라즈마를 통하여 구현될 수 있는 것이다. 여기서, DBD는 Dielectric Barrier Discharge의 약어 명칭으로서 유전체장벽방전(DBD)의 용어로도 일컫는다.
이러한 DBD 플라즈마는 플랙시블한 PCB 형태로서 도 6과 같이, 전력전극(Powered electrode), 유전체(Dielectric), 및 접지전극(Ground electrode)로 구성될 수 있는데, 기존 방식의 플라즈마와의 기술적인 차이에 있어 기존 플라즈마는 집진 필터로 이루어져 집진 필터 주변으로 곰팡이 자주 낄 수 있으며 오존도 많이 발생 되는 문제가 있는 반면, DBD 플라즈마는 토출부에 대한 바이러스 및 세균도 제거될 수 있으며, 4kV 미만 영역으로 작동될 수 있고, 라디칼 형성과 함께 오존이 소량으로 발생되어 기존 플라즈마에서 야기되는 문제들을 해소할 수 있다는 장점이 있다.
즉, 상기 DBD 플라즈마는 X 전극, 그 하부에 구성되는 유전체(Dielectric), 그 하부에서 소정의 격자형으로 구성되는 Y 전극, 및 상기 격자형의 공간에서 플라즈마 상태가 되어 피처리물(예컨대, 실내 공기)의 통과에 따른 공기 정화를 이룰 수 있다.
공기 살균은 상기의 DBD 플라즈마의 이용뿐만 아니라 히터부(110)의 방열판 열을 통해서도 가능한데, 즉 방열판은 고온으로 유지될 수 있는 관계로 공기의 살균 효과에 탁월하다.
* 방열판의 고온 살균 효과
시험 균주 : Bacillus stearotherm ophilus(ATCC 7953)
배양 조건(온도) : 55℃, (사용배지) : Nutrient Agar, Nutrient Broth
멸균온도 노출시간 결과 멸균유무
120℃ 10분 G 비멸균
120℃ 20분 NG 멸균
120℃ 30분 NG 멸균
130℃ 10분 NG 멸균
130℃ 15분 NG 멸균
130℃ 30분 NG 멸균
G : Growth(증식), NG : No Growth(사멸)
상기 표 1에서도 알 수 있듯이, 균주는 멸균온도의 상승과 노출시간이 길어질수록 멸균율이 높다는 것을 의미한다.
이처럼, 균의 살균은 고온과 노출시간과 밀접한 관련성이 있으므로, 히터부인 방열판의 가열살균법을 통한 멸균이 가능하다.
가열살균법이란 온도가 증가함에 따라 세포내용물의 부피증가로 세포막이 터지거나, 단백질, 핵산 등이 변성되어 기능을 상실함으로써 물질 대사가 불가능해지며, 온도 촉매로 각종 화학 반응이 진행되어 세포내 생화학 반응이 통제되지 못할 정도로 무질서해짐으로써 살균 효과가 나타나는 것을 의미한다.
방열판의 고온은 열산화 촉매 등에 활용하여 VOC 제거에도 활용될 수 있는데, 접촉 시간이 짧으나 고온 접촉으로 인해 바이러스/세균 등의 단백질 변화가 유도될 수 있다. 플라즈마 방전전압 인하 가능하며 이는 오존이 저감될 수 있다. 방열판은 300 ~ 400℃의 온도를 유지할 수 있다.
한편, 히터부(110)인 방열판에 냉방부(130)의 도킹에 있어 열풍 및 냉풍의 열 효율을 위해 도 8 및 도 9의 도면과 같이 단열판(150)을 기준으로 ㄴ 구조와 같은 꺾임 구조의 증발기(131)와 상기 증발기의 꺾임 안쪽으로 팬(132)이 배치되는 구조로 구성되는 점과, 상기 증발기(131)의 꺾임 부위가 상기 단열판(150)의 상단 부위나 하단 부위에 위치되는 구조로 배치되어 열기나 냉기의 유입을 방해하지 않아 공기의 흐름 효율성이 향상된다.
즉, 히터부(110)에서 생성된 열기나 냉방부(130)에서 생성된 냉기는 도 8과 같이 단열판(150)의 상단 부위 유입구를 통하여 유입되면서 먼지제거필터(F) 및 증발기(131)를 거친 후 팬(132)을 우회하며 공기정화부(140)를 통과한 상태에서 단열판(150)의 하단 부위 토출구 방향으로 배출될 수 있다.
또한, 히터부(110)에서 생성된 열기나 냉방부(130)에서 생성된 냉기는 도 9와 같이 단열판(150)의 하단 부위 유입구를 통하여 유입되면서 먼지제거필터(F) 및 증발기(131)를 거친 후 팬(132)을 우회하며 공기정화부(140)를 통과한 상태에서 단열판(150)의 하단 부위 토출구 방향으로 배출될 수 있다.
이처럼, 도면 8과 9에 도시된 바와 같이, 예컨대 히터부에 발생되는 열기의 유입은 히터부의 후열을 차단할 수 있으면서 냉방부(130)를 잘 통과할 수 있는 구조인 반면, 기존에는 냉난방기의 앞쪽과 위쪽에서 공기를 흡입하게 되는데, 히터판이 앞 부분에 결합하게 되면 앞부분의 공기 흡입이 차단됨으로 인하여 최종적으로 토출되는 공기의 양도 줄어들어 효율이 저하되는 문제가 있다.
히터부(110) 후판(120)
냉방부(130) 공기정화부(140)
단열판(150)

Claims (8)

  1. 본체의 일측에서 그 내측으로 소정의 간격을 유지하며 압착된 히터봉들을 통하여 복사열을 방출하는 방열판 형태의 히터부; 상기 히터부와 슬라이드 결합되는 구조로 형성되며 내부에 냉방부가 설치된 후판; 을 포함하여 구성되고, 상기 본체의 후판 내부에는 실내 공기 정화를 위한 공기정화부가 더 설치되고, 상기 공기정화부는 DBD 플라즈마를 이용하며; 상기 본체의 후판 내부에는 실내 공기에 함유된 먼지를 제거하기 위한 먼지제제거필터가 더 설치되어 있고; 상기 히터부에는 열변환코팅이 더 형성되되, 상기 열변환코팅은 MTMS(Methyltrimethoxysilane) 및 GPTMS(3-Glycidoxypropyltrimethoxysilane)의 혼합물에 에탄올, 물, PDMS의 첨가로 이루어지는 코팅물질이고; 본체의 후판에 설치된 냉방부와 히터부의 사이로는 단열판이 더 설치되며;
    상기 단열판은 복합단열판으로서 단열재를 기준으로 그 상 하단에 적층된 표면판; 상기 단열재와 상기 표면판의 사이로 형성되는 접착제; 를 포함하며, 상기 접착제는 무용제형의 열경화성 우레탄 접착제로 이루어지고;
    상기 표면판에는 중공층이 형성되며, 폴리프로피렌과 비할로겐 성분의 난연재의 배합으로 이루어지고, 무기질 접착제가 도포되는 것을 특징으로 하는 열과 플라즈마를 이용한 공기살균 기능을 갖는 실내용 냉난방기.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 제1항에 있어서,
    상기 후판에는 그 양단에 형성된 걸림부재로부터 연속되는 부위에 제1 탄성홈, 탄성편, 및 제2 탄성홈이 순차적으로 형성되며,
    상기 제1,2 탄성홈은 상기 후판의 슬라이드 결합에 대한 유연성을 제공하는 한편, 상기 탄성편은 상기 후판의 슬라이드 결합에 대한 유연성 과정에서 상기 후판의 걸림부재와 히터부의 걸림부재에 삽입 개재된 와이어스프링의 탈거를 규제하는 것을 특징으로 하는 공기살균 기능을 갖는 실내용 냉난방기.
  8. 제1항에 있어서,
    냉방부의 증발기는 ㄴ 자의 꺾임 구조로 이루어지되, 단열판의 상단 부위나 하단 부위 선상에 열기나 냉기의 유입이 자유롭도록 상기 증발기의 꺾임 부위가 위치되는 한편, 상기 증발기의 꺾임 안쪽 부위에 팬이 배치되는 구조이고;
    열기나 냉기의 유입은, 단열판의 상단 부위로부터 유입되어 실내의 하부 방향으로 정화된 공기를 토출하거나, 단열판의 하단 부위로부터 유입되어 실내의 상부 방향으로 정화된 공기를 토출하게 되는 것을 특징으로 하는 공기살균 기능을 갖는 실내용 냉난방기.
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