KR200419696Y1 - 히트 파이프를 이용한 냉난방 매트 - Google Patents

Abstract

본 고안은 단열재질인 바닥재의 상면 한 쪽에 열전 반도체인 펠티에 셀과 냉방용 히트 파이프를 설치하여 냉풍이 바닥재의 공기관을 통해 이동하도록 하고, 상기 바닥재에 다수의 히트 파이프를 내설하면서 일측의 일부가 접하는 열선을 통해 직접 전달되는 열을 순간적으로 모든 바닥에 전달하여 적은 유지비로 큰 냉난방 효과를 얻도록 한 히트 파이프를 이용한 냉난방 매트에 관한 것이다.

상기의 본 고안은,

3단으로 접어지는 단열재질인 바닥재의 상면 한 쪽에 열전 반도체인 펠티에 셀을 설치하여 사용자가 전원 제어부의 냉방모드를 선택하면 공급되는 전원에 의해 흡열부에서 냉방용 히트 파이프의 열을 흡수하여 차가워지도록 하고,

상기 냉방용 히트 파이프에 전달되는 냉열이 냉풍으로 바닥재의 공기관을 통해 다른 쪽으로 이동하여 다수의 공기토출공을 통해 외부로 토출되도록 하고,

상기 바닥재에 다수 형성한 요부에는 난방용 히트 파이프를 각각 내설하여 상기의 전원 제어부를 통해 난방 모드를 선택한 경우에만 공급되는 전원에 의해 상기 난방용 히트 파이프의 일측 일부가 접하는 열선을 통해 열을 직접 전달받도록 하고,

상기 난방용 히트 파이프들은 순간적으로 전달되는 열을 모든 바닥에 전달하도록 구성함을 특징으로 한다.

Description

히트 파이프를 이용한 냉난방 매트{mat for both heating and cooling by heat pipe}

도 1은 본 고안의 전체 구성을 나타낸 개략도.

도 2는 본 고안의 냉풍의 순환 및 난방을 위한 구성을 나타낸 측단면도.

도 3은 본 고안의 냉풍의 순환 및 난방을 위한 구성을 나타낸 정단면도.

도 3은 본 고안의 동작을 위한 구성을 나타낸 블록도.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

1 : 바닥재 2 : 절첩부

3 : 공기관 4 : 공기공

5 : 커버 6 : 공기토출공

10 : 전원 제어부 12 : 펠티에 셀

13 : 흡열부 14 : 냉방용 히트 파이프

15 : 팬 16 : 난방용 히트 파이프

18 : 열선

본 고안은 히트 파이프를 이용한 냉난방 매트에 관한 것으로, 상세하게는 단열재질인 바닥재의 상면 한 쪽에 열전 반도체인 펠티에 셀과 냉방용 히트 파이프를 설치하면서 팬에 의해 냉풍만 바닥재의 공기관을 통해 다른 쪽으로 이동하도록 하고, 3단으로 접어지는 상기 바닥재에 다수 형성한 요부에 히트 파이프를 내설하면서 일측의 일부가 접하는 열선을 통해 직접 전달되는 열을 순간적으로 모든 바닥에 전달하여 적은 유지비로 큰 냉난방 효과를 얻도록 한 히트 파이프를 이용한 냉난방 매트에 관한 것이다.

일반적으로 매트리스는 건강을 가장 중요하게 여기는 사용자들의 취향에 맞추어 다양하게 제공되기 위하여 많은 연구가 진행되고 있음은 이미 잘 알려진 사실이다.

그러므로 매트리스에 난방을 위해 히터와 같은 전열기를 사용하는 중에 발생할 수 있는 전자파를 차단하기 위한 구조를 추가로 구성하는 것은 물론, 맥반석 등의 원석이나 원석의 일부를 포함하도록 하여 사용하는 중에 원적외선이 방사되도록 하여 사용자의 인체에 유익을 주도록 하였다.

그러나 상기와 같은 인체에 유익을 주기 위한 구조에 더하여 적은 유지비로 사용할 수 있도록 하기 위한 많은 시도가 있었다.

그리고 그 결과 히트 파이프가 1960년 영국 원자력 연구소에서 최초로 개발되었고, 이는 파이프 내부에 발열매체를 극소량 체적에 따라 장입하고, 고진공과 동시에 완전 밀봉한 것으로 파이프를 수직으로 세우거나 경사를 유지하면 장입된 액체는 파이프 하단에 집합되고, 액체가 집합된 극소부위에 어떠한 열이든 가하면 가해진 열온에 따라 파이프 전체가 같은 온도로 신속히 확산 전도되는 것인데 그 이론을 간략하게 설명하면.

(가) 진공내에서는 열의 이동이 초속으로 같은 진공권으로 만든다,

(나)는 무중력 상태에서는 비점을 가지고 있는 모든 물체는 비점이 달라진다. (예를 들면, 대기권에서는 물이 100℃에서 끓으나 진공내에서는 60℃이상이면 끊는다.)

(다)는 장입된 발열 매체는 상승비점에 도달하면 체적이 증폭한다.

상기의 화학적 이론을 정립시켜 개발된 파이프이나 개발된 상품은 파이프 자체임에 따라 그 용도가 단순하게 사용되고 있는 현실이다.

즉, 단열재로 된 기대 상에 히트 판넬을 나란히 배열하도록 한 바닥 난방장치가 처음 제안되었으나, 이는 히트 파이프를 합성수지 등의 단열재로 된 기대 상에 나란히 배열하여 열이 바닥면으로 손실되는 것을 방지한다 하더라도 장시간 사용하게 되면, 바닥면의 온도가 상당한 높은 온도까지 도달하게 되므로 바닥면으로부터 열의 손실을 억제할 수 없어 난방효율이 저하됨과 동시에 열에 의하여 바닥재료 등이 약하게 되는 등의 결함이 있다.

이에 따라 2004년 8월 12일자 특허출원 제2004-0063430호(히트파이프 이용 냉난방 시스템)가 제안되었는 바,

이는 열매체순환관을 히트파이프의 전 길이에 걸쳐 내설하여 순환이 이루어짐으로써 열효율을 증대시키며 시공이 용이하고 겨울철 난방뿐만 아니라 하절기 냉방장치로의 전환이 자유롭도록 하되,

이를 실현하기 위한 본 고안은 보일러에 설치되는 온수조와,

상기 온수조에 연결되며 온돌바닥을 돌아 복귀하는 열매체순환관과.

상기 열매체순환관이 내부 하방에 길이 방향으로 관통 내설되어 밀봉 결합되도록 한 히트파이프들로 구성하되,

상기 히트파이프는 양측으로 인출된 열매체관 단부에 관이음수단이 형성된 히트파이프 순환관 유니트로 형성되도록 하고,

상기 열매체순환관은 상기 온수조와, 압축기와 응축기 및 증발기를 포함하 는 냉각수단이 구비되는 냉수조에 3방밸브를 통하여 연결되어 난방싸이클 및 냉방싸이클로의 전환이 가능하도록 구성하였다.

그러나 상기와 같은 종래의 히트파이프 이용 냉난방 시스템에 의하여서는 온수조의 열매체를 가열하기 위한 수단과 냉수조의 열매체를 냉각시키기 위한 수단이 각각 별도로 구성되어 있으며, 구성이 복잡함은 물론, 가열 및 냉각을 위한 유지비가 많이 소요되는 등의 단점이 있었다.

이에 본 고안은 상기한 바와 같은 종래의 문제점을 해소시키기 위하여 안출된 것으로, 단열재질인 바닥재의 상면 한 쪽에 열전 반도체인 펠티에 셀과 냉방용 히트 파이프를 설치하면서 팬에 의해 냉풍만 바닥재의 공기관을 통해 다른 쪽으로 이동하도록 하고, 3단으로 접어지는 상기 바닥재에 다수 형성한 요부에 히트 파이프를 내설하면서 일측의 일부가 접하는 열선을 통해 직접 전달되는 열을 순간적으로 모든 바닥에 전달하여 적은 유지비로 큰 냉난방 효과를 얻도록 한 히트 파이프 를 이용한 냉난방 매트를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 고안의 히트 파이프를 이용한 냉난방 매트는,

단열재질인 바닥재의 상면 한 쪽에 열전 반도체인 펠티에 셀을 설치하여 사용자가 전원 제어부의 냉방모드를 선택하면 공급되는 전원에 의해 흡열부에서 냉방용 히트 파이프의 열을 흡수하여 차가워지도록 하고,

상기 냉방용 히트 파이프에 전달되는 냉열이 팬에 의해 냉풍으로 바닥재의 공기관을 통해 다른 쪽으로 이동하여 다수의 공기토출공을 통해 외부로 토출되도록 하고,

3단으로 접어지는 상기 바닥재에 다수 형성한 요부에는 난방용 히트 파이프를 각각 내설하여 상기의 전원 제어부를 통해 난방 모드를 선택한 경우에만 공급되는 전원에 의해 상기 난방용 히트 파이프의 일측 일부가 접하는 열선을 통해 열을 직접 전달받도록 하고,

상기 난방용 히트 파이프들은 순간적으로 전달되는 열을 모든 바닥에 전달하도록 구성함으로써 적은 유지비로 냉풍에 의한 냉방과 온열에 의한 난방을 선택적으로 이용할 수 있도록 한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 고안의 바람직한 실시예를 설명하면 다음과 같다.

본 고안에 따른 히트 파이프를 이용한 냉난방 매트는,

절첩부(2)에 의해 3단으로 접어지는 단열재질인 바닥재(1)의 상면 한 쪽에 열전 반도체인 펠티에 셀(12)을 설치하여 사용자가 전원 제어부(10)의 냉방 스위치(11)를 통해 냉방모드를 선택하면 전원이 공급되도록 하고,

상기의 전원에 의해 작동하는 펠티에 셀(12)의 흡열부(13)에 일측이 접하는 냉방용 히트 파이프(14)의 열을 흡수하여 차가워지도록 하고,

상기의 펠티에 셀(12)과 함께 전원이 공급되는 팬(15)이 작동함에 따라 상기 냉방용 히트 파이프(14)에 전체적으로 전달되는 냉열이 냉풍으로 변환되도록 하고,

상기의 냉풍은 바닥재(1)에 길이방향으로 다수 형성된 공기관(3)들을 통해 다른 쪽으로 이동하도록 하고,

상기의 공기관(3)를 통하여 전달되는 냉풍은 측면에 다수 형성된 공기공(4)을 통해 상기 바닥재(1)의 내부에 퍼진 후 다시 전도성이 있는 커버(5)에 다수 형성된 공기토출공(6)을 통해 외부로 토출되도록 하고,

상기 바닥재(1)에 다수 형성한 요부(7)에는 난방용 히트 파이프(16)를 각각 내설하고,

상기 전원 제어부(10)의 난방 스위치(17)를 통해 난방 모드를 선택한 경우에만 공급되는 전원에 의해 상기 난방용 히트 파이프(16)의 일측 일부가 접하여 열을 발생하는 열선(18)을 통해 열을 직접 전달받도록 하고,

상기 난방용 히트 파이프(16)들은 순간적으로 전달되는 열을 모든 전도성이 있는 커버(5)에 전달하도록 구성한 것이다.

상기의 전원 제어부(10)에는 온도조절기(19)를 설치하여 커버(5)를 통해 전 해지는 온도를 감지하면서 그에 의하여 난방용 히트 파이프(16)에 접하는 열선(18)에 전원이 공급되는 상태를 조절하여 사용자가 원하는 적정 온도에서 난방을 즐길 수 있도록 한다.

상기와 같이 구성한 본 고안의 히트 파이프를 이용한 냉난방 매트는,

절첩부(2)에 의해 3단으로 접어지는 단열재질인 바닥재(1)의 상면 한 쪽에 열전 반도체인 펠티에 셀(12)과 냉방용 히트 파이프(14) 및 팬(15)을 설치하면서 다수 형성한 요부(7)에는 일측에 열선(18)과 접하는 난방용 히트 파이프(16)를 각각 내설하여 사용자가 전원 제어부(10)의 냉방 스위치(11) 또는 난방 스위치(17)를 통해 냉방모드나 난방모드를 선택하면 작동하도록 한 것으로서,

사용자가 전원 제어부(10)의 냉방 스위치(11)를 통해 냉방모드를 선택하면, 바닥재(1)의 한 쪽에 형성된 열전 반도체인 펠티에 셀(12)에 전원이 공급되고, 이의 흡열부(13)에 일측이 접하는 냉방용 히트 파이프(14)의 열을 흡수하여 차가워지도록 한다.

상기의 펠티에 셀(12)과 함께 전원이 공급되는 팬(15)이 작동함에 따라 상기 냉방용 히트 파이프(14)에 전체적으로 전달되는 냉열이 냉풍으로 변환되도록 한다.

상기의 냉풍은 바닥재(1)에 길이방향으로 다수 형성된 공기관(3)들을 통해 다른 쪽으로 이동하게 된다.

상기의 공기관(3)를 통하여 전달되는 냉풍은 측면에 다수 형성된 공기공(4)을 통해 상기 바닥재(1)의 내부에 퍼진 후, 다시 전도성이 있는 커버(5)에 다수 형성된 공기토출공(6)을 통해 외부로 토출되어 그 위에서 생활하는 사람들이 시원함 을 느끼도록 한다.

한편, 상기 전원 제어부(10)의 난방 스위치(17)를 통해 난방 모드를 선택한 경우에는, 상기의 바닥재(1)에 다수 형성한 요부(7)에 내설된 난방용 히트 파이프(16)들이 일측의 일부가 접하는 열선(18)에서 발생하는 열을 직접 전달받으면서 순식간에 전체 난방용 히트 파이프(16)들이 데워져서 전달되는 열을 모든 전도성이 있는 커버(5)를 통해 외부를 데워주도록 한다.

한편, 상기의 바닥재(1)에 다수 형성한 요부(7)에 내설된 난방용 히트 파이프(16)들이 일측의 일부가 열선(18)에 "U"자형으로 밀착되도록 하여 발생하는 열로 난방만 수행하도록 하여도 무방하다.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이 본 고안에 따른 히트 파이프를 이용한 냉난방 매트에 의하여서는 3단으로 접어지는 단열재질인 바닥재의 상면 한 쪽에 열전 반도체인 펠티에 셀과 냉방용 히트 파이프 및 팬을 성치하여 냉풍이 바닥재의 공기관과 다수의 공기토출공을 통해 외부로 토출되도록 하고,

상기 바닥재에 다수 형성한 요부에는 일측의 일부가 열선과 접하는 난방용 히트 파이프를 각각 내설하여 직접 전달받는 열을 순간적으로 모든 커버에 전달하도록 함으로써 적은 유지비로 편리하게 냉방과 난방을 선택적으로 이용할 수 있는 효과가 있다.

Claims (3)

1. 절첩부(2)에 의해 3단으로 접어지는 단열재질인 바닥재(1)의 상면 한 쪽에 열전 반도체인 펠티에 셀(12)을 설치하고,

   상기 펠티에 셀(12)의 흡열부(13)에 냉방용 히트 파이프(14)의 일측이 접하도록 설치하고,

   상기 펠티에 셀(12)의 근접된 위치에 설치되는 팬(15)에 의해 상기 냉방용 히트 파이프(14)의 냉열이 냉풍으로 변환되도록 하고,

   상기의 냉풍은 바닥재(1)에 길이방향으로 다수 형성된 공기관(3)들을 통해 이동하도록 하고,

   상기의 공기관(3)의 측면에는 다수의 공기공(4)을 형성하면서 전도성이 있는 커버(5)에는 공기토출공(6)을 형성하고,

   상기 바닥재(1)에 다수 형성한 요부(7)에는 난방용 히트 파이프(16)를 각각 내설하고,

   일측 일부가 열선(18)과 접하는 상기 난방용 히트 파이프(16)에는 전도성이 있는 커버(5)와 접하도록 구성한 것을 특징으로 하는 히트 파이프를 이용한 냉난방 매트.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 펠티에 셀(12)과 팬(15)에는 사용자가 전원 제어부(10)의 냉방 스위 치(11)를 온시킨 경우에만 전원이 공급되도록 하고,

   상기의 난방용 히트 파이프(16)에는 전원 제어부(10)의 난방 스위치(17)를 온시킨 경우에만 전원이 공급되도록 구성한 것을 특징으로 하는 히트 파이프를 이용한 냉난방 매트.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 바닥재(1)에 다수 형성한 요부(7)에는 난방용 히트 파이프(16)를 각각 내설하고,

   일측 일부가 열선(18)에 "U"자형으로 밀착하는 상기 난방용 히트 파이프(16)에는 전도성이 있는 커버(5)와 접하도록 구성한 것을 특징으로 하는 히트 파이프를 이용한 냉난방 매트.

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