KR102569431B1 - 바닥 냉난방 시스템 - Google Patents

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김경자
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최성철
김경자
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Abstract

본 발명은 냉방수를 수용하여 냉각시키는 냉각탱크; 상기 냉각탱크의 내부를 가로지르는 거름망; 상기 거름망 위에 배치되는 하나 이상의 냉각제; 상기 냉각탱크의 내측벽에 길이방향으로 부착되는 필름형 수위센서; 및 상기 냉각탱크의 바닥에 설치되는 온도센서로 구성되는 냉각기를 포함하여 바닥 배관으로 냉난방수를 분배하는 분배기로 냉방수를 전달하여 순환시키는 것을 특징으로 하는 바닥 냉난방 시스템.

Description

바닥 냉난방 시스템{FLOOR COOLING AND HEATING SYSTEM}
본 발명은 온수 보일러 장치에 연결하여 계절에 따라 바닥을 냉방할 수 있는 바닥 냉방 장치에 관한 것이다.
일반적으로 냉방장치는 냉매를 이용하여 증발할 때 필요한 증발 잠열을 더운 실내 공기에서 빼앗아서 냉방을 한 후 증발잠열을 흡수한 더운 냉매 기체를 압축기를 이용하여 임계 온도 이상의 고온 고압의 기체로 압축한 후, 고온 고압의 기체를 실외기에서 냉각수나 상대적으로 온도가 낮은 바람으로 식히어 액화를 한 후, 다시 실내의 증발기로 보냄으로써 증발 잠열을 이용하는 싸이클로 운전된다.
이러한 냉방장치는 실외기를 장치하기 위하여서는 건물 옥상이나 벽면에 공간이 필요하고 많은 배관을 하여야 하며, 에어컨 설치에 따른 비용이 많이 소요되며 가동 시 전기요금이 많이 소요되는 문제점이 있다.
한국 등록특허 10-0863992 한국 공개특허 10-2005-0086100 한국 등록실용신안 20-0378705 한국 공개실용신안 20-1997-0024846
본 발명은 냉각기를 통해 냉각된 물이 바닥 난방을 위한 분배기로 전달하여 바닥을 냉각시켜 냉방을 달성할 수 있는 바닥 냉방 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은,
냉방수를 수용하여 냉각시키는 냉각탱크;
상기 냉각탱크의 내부를 가로지르는 거름망;
상기 거름망 위에 배치되는 하나 이상의 냉각제;
상기 냉각탱크의 내측벽에 길이방향으로 부착되는 필름형 수위센서; 및
상기 냉각탱크의 바닥에 설치되는 온도센서로 구성되는 냉각기를 포함하는 바닥 냉난방 시스템을 제공한다.
난방을 위해 물을 가열하는 보일러;
냉온수를 냉난방할 공간의 바닥 배관으로 분배하는 분배기;
상기 냉각기에서 냉각된 냉방수를 상기 분배기로 전달하는 펌프; 및
상기 냉각기에서 상기 펌프를 거쳐 상기 분배기로 냉방수를 전달하는 냉방수배출관(L1), 냉난방할 공간의 바닥 배관과 상기 분배기를 거쳐 상기 냉각기로 냉방수를 전달하는 냉방수유입관(L2), 상기 냉각기 내부로 냉방수를 보충하기 위해 급수 수단에서 연결되는 급수관(L3), 상기 보일러에서 상기 분배기로 난방수를 전달하는 난방수배출관(L4), 냉난방할 공간의 바닥 배관과 상기 분배기를 거쳐 상기 보일러로 난방수를 전달하는 난방수유입관(L5), 및
상기 L1 내지 L5 각각의 차폐를 조정하는 제1밸브 V1, 제2밸브 V2, 제3밸브 V3, 제4밸브 V4, 및 제5밸브 V5를 포함하는 벨브유닛을 추가로 포함하는 것을 특징으로 한다.
단열재 소재로 형성되고 상기 냉각탱크의 외측면에 결합하여 상기 냉각탱크를 단열하는 케이스 및 상기 케이스의 상부에 결합하는 케이스 커버를 추가로 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 펌프, 보일러, 밸브유닛, 수위센서, 온도센서와 통신 가능하게 연결되는 제어부;
상기 제어부와 통신가능하게 연결되는 경보알람;
상기 제어부와 통신가능하게 연결되고 단거리 무선통신모듈을 포함하는 통신부;를 추가로 포함하고,
상기 제어부는 상기 수위센서에서 인가되는 전류가 설정값 이하가 되면 냉방수 보충 알람이 울리도록 경보알람에 신호를 전송하거나, 냉방수 보충 알람을 통신부를 통해 설정된 사용자 단말로 전달하고,
상기 온도센서에서 인가되는 신호에 따라 온도의 상승속도를 연산하고 상승 속도가 설정값이상일 경우 상기 냉각제 교환 알람이 울리도록 상기 경보 알람에 신호를 전송하거나, 냉각제 교환 알람을 상기 통신부를 통해 사용자 단말로 전달하는 것을 특징으로 한다.
상기 제어부는 바닥 냉방 시작 시, 상기 보일러를 턴오프하고 상기 난방수유입관(L5)과 난방수배출관(L4)이 차폐되도록 제4밸브 V4, 제5밸브 V5를 차단하도록 제어 신호를 전달하고, 상기 냉방수배출관(L1)과 냉방수유입관(L2)이 오픈되도록 상기 제1밸브 V1, 제2밸브 V2를 오픈하도록 제어 신호를 전달하고, 상기 펌프가 설정 시간 간격으로 동작하도록 가동하는 것을 특징으로 한다.
상기와 같이 구성된 본 발명의 실시예에 따르면, 온도에 따라 보일러 난방 분배기에 냉각된 물이 공급되도록 하여 바닥을 냉각시켜 냉방을 달성하므로써 에어컨디셔너 없이 냉방이 이루어져 전기 사용을 최소화하며 공기를 건조시키지 않고 할 수 있는
도 1 은 본 발명의 실시예에 따른 바닥 냉난방 시스템을 설명하기 위한 개략도이다.
도 2 및 3은 도 1의 냉각기의 케이스를 나타낸 도면이고, 도3은 케이스 내부를 나타낸 도면이다.
도 4 는 본 발명의 실시예에 따른 바닥 냉난방 시스템의 제어 과정을 설명하기 위한 도면이다.
본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정하여 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여, 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.
따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가 장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 바닥 냉방 시스템을 설명한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 바닥 냉방 시스템을 설명하기 위한 개략도이고, 도 2는 도 1의 냉각기의 케이스를 나타낸 도면이고, 도 3은 케이스 내부를 나타낸 도면이고, 도 4 는 본 발명의 실시예에 따른 바닥 냉난방 시스템의 제어 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도시되는 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 바닥 냉난방 시스템은 냉방을 위한 물을 냉각시키는 냉각기(100), 난방을 위해 물을 가열하는 보일러(240), 냉온수를 냉난방할 방으로 분배하는 분배기(260), 냉각기(100)에서 냉각된 냉방수를 분배기로 전달하는 펌프(230), 냉각기(100)에서 펌프(230)를 거쳐 분배기(260)로 냉방수를 전달하는 냉방수배출관(L1), 냉난방할 공간의 바닥 배관과 분배기(260)를 거쳐 냉각기로 냉방수를 전달하는 냉방수유입관(L2), 냉각기(100) 내부로 냉방수를 보충하기 위해 수도꼭지와 같은 급수 수단에서 연결하는 급수관(L3), 보일러(240)에서 분배기(260)로 난방수를 전달하는 난방수배출관(L4), 냉난방할 공간의 바닥 배관과 분배기(260)를 거쳐 보일러로 난방수를 전달하는 난방수유입관(L5), 및 L1 내지 L5의 차폐를 조정하는 제1밸브 V1, 제2밸브 V2, 제4밸브 V4, 제5밸브 V5를 포함하는 벨브유닛(250)을 포함한다.
냉각기(100)는 도 2 및 3에 도시된 바와 같이, 냉방수를 냉각시키는 냉각탱크(120), 단열재 소재로 형성되고 냉각탱크(120)의 외측면에 결합하여 냉각탱크(120)를 외부 온도에 영향받지 않도록 단열하는 케이스(112) 및 케이스(112)의 상부에 결합하는 케이스 커버(111), 냉각탱크(120)의 내부를 가로지르는 거름망(150), 거름망(150) 위에 배치되는 하나 이상의 냉각제(140), 냉각탱크(120)의 내측벽에 길이방향으로 부착되는 필름형 수위센서(160)를 포함한다. 냉각탱크(120)는 원기둥 또는 사각 기둥 형상으로 형성되고, 저면에 냉방수 배출관(L1)과 연결을 위한 배출공(H)이 형성되고, 배출공(H)에 연접하여 온도센서(170)가 냉각탱크(120)의 저면 내측면에 설치된다. 거름망(150)은 스텐레스망 또는 합성수지망으로 구성되어 냉방수 유입관(L2)과 급수관(L3)을 통해 유입된 물에 불순물을 걸러내는 역할을 한다. 거름망(150)은 냉각탱크(120) 직경에 상응하는 형상의 테두리를 가진 망으로 구성되고 테두리는 냉각탱크(120)의 내측면 설정 높이에 형성된 복수개의 볼록 도트에 걸려 설정 높이 이하로 내려가지 않게 된다. 거름망(150)은 냉각탱크 내부 청소 등을 위해 분리가능하게 설치된다. 냉각제(140)는 신선식품 택배 등에 많이 사용되는 아이스팩을 재사용할 수 있다. 아이스팩 안에 들어있는 젤의 주재료는 고흡수성 수지(SAP)로, SAP가 물을 흡수하면 젤리 비슷한 형태로 바뀌고, 여기서 열을 빼앗겨 얼면 단순히 물만 얼린 얼음보다 냉기 지속 효과가 2~3배 높아진다. SAP는 미세플라스틱 중 하나라 물에 녹지 않고 환경 오염을 일으키며 분해까지 500년 이상 소요된다고 한다. 본 발명의 실시예에 따른 바닥 냉난방 시스템에서는 아이스팩을 재활용할 수 있는 장점이 있다. 냉각제(140)는 SAP 아이스팩 또는 용기 째 물을 얼려 사용할 수 있다. 냉각제(140)는 아이스팩을 냉동실에서 얼려서 냉각 탱크(120) 내부에 투입한다. 내부에 투입한 냉각제(140)는 거름망 위에 위치하여 아이스팩으로 구성된 냉각제가 저면에 형성된 냉방수 배출공을 막는 것을 방지할 수 있다. 냉각탱크(120)의 측벽을 관통하여 급수관(L3)와 연결을 위한 관통공과 냉방수 유입관(L2)와 연결을 관통공이 거름망(150)의 높이에서 설정높이 이상의 위치에 형성된다. 수위센서(160)는 냉각탱크(120)의 측벽 내측면에 길이방향으로 결합한다. 수위센서(160)는 필름형 센서로 길이방향으로 감지라인(161)이 형성되어 냉각탱크(120) 내의 수위에 따라 출력 전류가 변화한다. 냉각탱크(120)는 상면에 뚜껑(130)이 형성되어 냉각제(140)가 모두 녹아 냉각 성능이 떨어지면 냉동고에서 얼려진 냉각제(140)로 교환할 수 있다.
한편, 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시에에 따른 바닥 냉난방 시스템은 제어부(210), 통신부(220), 펌프(230), 보일러(240), 밸브유닛(250), 경보알람(260), 수위센서(160), 온도센서(170)를 포함하고 통신부(220), 펌프(230), 보일러(240), 밸브유닛(250), 경보알람(260), 수위센서(160), 온도센서(170)는 제어부(210)와 통신 가능하게 연결된다.
제어부(210)는 수위센서(160)의 신호에 출력 전류가 설정값 이하가 되면 따라 냉방수 보충 알람이 울리도록 경보알람(260)에 신호를 전송하거나, 냉방수 보충 알람을 통신부(220)를 통해 사용자 단말로 전달한다. 통신부(220)는 WIFI나 블루투스와 같은 단거리 무선 통신 모듈을 포함한다. 제어부(210)는 온도센서(170)의 신호에 따라 온도의 상승속도를 연산하고 상승 속도가 설정값이상일 경우 냉각제(140)의 교환을 사용자에게 알리도록 경보 알람(260)에 신호를 전송하거나, 냉각제 교환 알람을 통신부(220)를 통해 사용자 단말로 전달한다.
제어부(210)는 바닥 냉방을 시작 시, 보일러(240)를 턴오프하고 난방수유입관(L5)과 난방수배출관(L4)이 차폐되도록 제4밸브 V4, 제5밸브 V5를 차단하도록 제어 신호를 전달한다. 그 다음, 냉각탱크(120)에 냉각제(140)를 투입한 후 냉방수배출관(L1)과 냉방수유입관(L2)이 오픈되도록 제1밸브 V1, 제2밸브 V2를 오픈하도록 제어 신호를 전달하고, 펌프(230)가 설정 시간 간격으로 동작하도록 가동한다.

Claims (5)

  1. 냉방수를 수용하여 냉각시키는 냉각탱크;
    상기 냉각탱크의 내부를 가로지르는 거름망;
    상기 거름망 위에 배치되는 하나 이상의 냉각제;
    상기 냉각탱크의 내측벽에 길이방향으로 부착되는 필름형 수위센서;
    상기 냉각탱크의 바닥에 설치되는 온도센서로 구성되는 냉각기;
    난방을 위해 물을 가열하는 보일러;
    냉온수를 냉난방할 공간의 바닥 배관으로 분배하는 분배기;
    상기 냉각기에서 냉각된 냉방수를 상기 분배기로 전달하는 펌프;
    상기 냉각기에서 상기 펌프를 거쳐 상기 분배기로 냉방수를 전달하는 냉방수배출관(L1), 냉난방할 공간의 바닥 배관과 상기 분배기를 거쳐 상기 냉각기로 냉방수를 전달하는 냉방수유입관(L2), 상기 냉각기 내부로 냉방수를 보충하기 위해 급수 수단에서 연결되는 급수관(L3), 상기 보일러에서 상기 분배기로 난방수를 전달하는 난방수배출관(L4), 냉난방할 공간의 바닥 배관과 상기 분배기를 거쳐 상기 보일러로 난방수를 전달하는 난방수유입관(L5), 및 상기 L1 내지 L5 각각의 차폐를 조정하는 제1밸브 V1, 제2밸브 V2, 제3밸브 V3, 제4밸브 V4, 및 제5밸브 V5를 포함하는 벨브유닛;
    상기 펌프, 보일러, 밸브유닛, 수위센서, 온도센서와 통신 가능하게 연결되는 제어부;
    상기 제어부와 통신가능하게 연결되는 경보알람;
    상기 제어부와 통신가능하게 연결되고 단거리 무선통신모듈을 포함하는 통신부;를 포함하고,
    상기 제어부는 상기 수위센서에서 인가되는 전류가 설정값 이하가 되면 냉방수 보충 알람이 울리도록 경보알람에 신호를 전송하거나, 냉방수 보충 알람을 통신부를 통해 설정된 사용자 단말로 전달하고,
    상기 온도센서에서 인가되는 신호에 따라 온도의 상승속도를 연산하고 상승 속도가 설정값이상일 경우 상기 냉각제 교환 알람이 울리도록 상기 경보 알람에 신호를 전송하거나, 냉각제 교환 알람을 상기 통신부를 통해 사용자 단말로 전달하는 것을 특징으로 하는 바닥 냉난방 시스템.
  2. 삭제
  3. 제 1 항에 있어서,
    단열재 소재로 형성되고 상기 냉각탱크의 외측면에 결합하여 상기 냉각탱크를 단열하는 케이스 및 상기 케이스의 상부에 결합하는 케이스 커버를 추가로 포함하는 바닥 냉난방 시스템.
  4. 삭제
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어부는 바닥 냉방 시작 시, 상기 보일러를 턴오프하고 상기 난방수유입관(L5)과 난방수배출관(L4)이 차폐되도록 제4밸브 V4, 제5밸브 V5를 차단하도록 제어 신호를 전달하고, 상기 냉방수배출관(L1)과 냉방수유입관(L2)이 오픈되도록 상기 제1밸브 V1, 제2밸브 V2를 오픈하도록 제어 신호를 전달하고, 상기 펌프가 설정 시간 간격으로 동작하도록 가동하는 것을 특징으로 하는 바닥 냉난방 시스템.
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Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR970024846U (ko) 1995-11-04 1997-06-20 삼성전자주식회사 냉.난방 겸용 열펌프 시스템
KR200378705Y1 (ko) 2004-12-22 2005-03-18 임성황 냉매 기화 물리에너지를 활용한 회생발전장치가 부가된에어컨디셔너.
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