KR20050115504A - Apparatus for heating floor and wall using oscillating heat pipe - Google Patents
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Abstract
본 발명은 진동형 히트파이프를 이용한 바닥 및 벽 난방 장치에 관한 것으로, 보일러와; 상기 보일러에서 공급되는 열매체가 통과하면서 고온의 열을 공급하는 열원공급라인과; 상기 열원공급라인과 일단이 접촉되는 방식으로 설치되어 건축구조물의 바닥 및 벽체에 상기 열원공급라인의 열을 전달하기 위한 모세관 타입의 연속으로 연결된 진동형 히트파이프를 제공하거나, 또는 보일러와; 상기 보일러에서 공급되는 열매체가 통과하면서 고온의 열을 공급하는 열원공급라인과; 상기 열원공급라인이 내부에 관통되게 설치되어 열원공급라인에서 발생되는 열을 전달하기 위한 작동유체가 순환되는 공간을 갖는 헤드 파이프와; 상기 헤드 파이프에 각각 연통되는 방식으로 설치되어 건축구조물의 바닥 및 벽체에 상기 열원공급라인의 열을 전달하기 위한 다수의 모세관 타입의 진동형 히트파이프를 제공하여 보일러의 난방공급라인을 열원으로 하여 난방공급라인의 주위에 진동형 히트파이프를 난방 배관으로 시공하여 난방을 실시함으로써 난방시간을 줄이고, 난방효율을 극대화시키는 효과가 있다.The present invention relates to a floor and wall heating apparatus using a vibrating heat pipe, the boiler; A heat source supply line for supplying high temperature heat while the heat medium supplied from the boiler passes through; An oscillating heat pipe of a capillary type connected to one end of the heat source supply line in contact with the heat source supply line to transfer heat of the heat source supply line to a floor and a wall of a building structure, or a boiler; A heat source supply line for supplying high temperature heat while the heat medium supplied from the boiler passes through; A head pipe installed through the heat source supply line and having a space in which a working fluid for transferring heat generated from the heat source supply line is circulated; It is installed in communication with each of the head pipes to provide a plurality of capillary-type vibrating heat pipes for transferring heat of the heat source supply line to the floor and the wall of the building structure, thereby supplying heat using the heating supply line of the boiler as a heat source. By heating the vibrating heat pipe around the line with a heating pipe, heating time is reduced and heating efficiency is maximized.
Description
본 발명은 진동형 히트파이프를 적용한 건축구조물의 난방 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 보일러의 난방공급라인을 열원으로 하여 난방공급라인의 주위에 진동형 히트파이프를 난방 배관으로 시공하여 난방공급라인에서 발생되는 열원에 의하여 건축물의 바닥 및 벽체의 난방을 실시하도록 한 진동형 히트파이프를 이용한 바닥 및 벽 난방 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a heating device of a building structure to which a vibrating heat pipe is applied, and more particularly, by using a heating supply line of a boiler as a heat source, constructing a vibrating heat pipe as a heating pipe around a heating supply line to generate a heating supply line. It relates to a floor and wall heating apparatus using a vibrating heat pipe to heat the floor and walls of the building by the heat source.
히트파이프란 밀폐된 용기의 내부에 충진되어 있는 작동유체가 기체와 액체 간의 상변화가 발생되어 용기의 양단 사이에 열을 전달하는 장치로서, 밀폐된 용기의 내부에 모세관을 형성하여 작동유체를 귀환시키거나, 중력 또는 원심력 등에 의해 작동유체를 귀환시키게 된다. 이때, 모세관은 히트파이프의 외벽 또는 용기의 내면에 형성되는 구조물로서, 윅(wick)또는 그루브(groove)에 의해 형성되는데, 윅은 심지의 역할을 할 수 있는 다공성 구조물이고, 그루브는 용기의 내벽을 적당한 형태로 가공하여 형성하게 된다.Heat pipe is a device that transfers heat between both ends of a vessel by generating a phase change between gas and liquid in a working fluid filled in a sealed container. A heat pipe forms a capillary tube inside a sealed container and returns the working fluid. Or return the working fluid by gravity or centrifugal force. At this time, the capillary is a structure formed on the outer wall of the heat pipe or the inner surface of the container, and is formed by a wick or groove, the wick is a porous structure that can serve as a wick, the groove is the inner wall of the container It is formed by processing to a suitable form.
종래에는 이러한 윅 또는 그루브를 용기에 형성함에 따라 전체 제조비용이 상승하고, 제조공정도 복잡해지는 등의 문제가 있다. 따라서 종래에는 윅 또는 그루브를 형성함에 따른 히트파이프의 모듈화가 어려워 대량 생산에 따른 공정상의 문제를 해결하기 어려웠다.Conventionally, as the wick or groove is formed in a container, there is a problem that the overall manufacturing cost increases and the manufacturing process is complicated. Therefore, in the related art, it is difficult to modularize heat pipes by forming wicks or grooves, and thus it is difficult to solve process problems caused by mass production.
본 발명은 상술한 바와 같이 모듈화된 상태의 진동형 히트파이프를 제공함과 아울러 모듈화된 진동형 히트파이프에 의하여 건축구조물의 바닥 또는 벽체의 난방을 효율적으로 실시하도록 한 진동형 히트파이프를 이용한 바닥 및 벽 난방 장치를 제공함에 있다.The present invention provides a floor and wall heating apparatus using a vibrating heat pipe that provides a vibrating heat pipe in a modular state as described above, and efficiently heats the floor or walls of a building structure by the modular vibrating heat pipe. In providing.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면은 보일러와; 상기 보일러에서 공급되는 열매체가 통과하면서 고온의 열을 공급하는 열원공급라인과; 상기 열원공급라인과 일단이 접촉되는 방식으로 설치되어 건축구조물의 바닥 및 벽체에 상기 열원공급라인의 열을 전달하기 위한 모세관 타입의 진동형 히트파이프를 포함하여 구성함을 특징으로 하는 진동형 히트파이프를 이용한 바닥 및 벽 난방 장치를 제공한다.One aspect of the present invention for achieving the above object is a boiler; A heat source supply line for supplying high temperature heat while the heat medium supplied from the boiler passes through; It is installed in such a way that one end is in contact with the heat source supply line using a vibrating heat pipe, characterized in that it comprises a capillary-type vibration heat pipe for transferring the heat of the heat source supply line to the bottom and walls of the building structure Provide floor and wall heating.
상기 진동형 히트파이프는 상기 열원공급라인과 밀착되게 접촉되어 열원공급라인을 통과하는 열매체의 열을 흡수하는 열흡입부와, 상기 열흡입부에서 연장형성되어 바닥 및 벽체에 설치되어 흡수된 열을 바닥 및 벽체에 방출하는 열방출부와, 상기 열방출부와 이웃하는 열방출부를 연결하는 연결부로 구성된 것이 바람직하다.The vibrating heat pipe is in contact with the heat source supply line in contact with the heat absorbing heat absorbing portion of the heat medium passing through the heat source supply line, and the heat absorbing portion is formed in the bottom and the wall is installed on the floor and the wall absorbed heat And a heat dissipating part emitting to the wall, and a connection part connecting the heat dissipating part to the heat dissipating part neighboring the heat dissipating part.
상기 열원공급라인의 내부를 통과하는 열매체는 온수를 사용하거나, 전열선을 사용하는 것이 바람직하다.The heat medium passing through the heat source supply line is preferably using hot water or using a heating wire.
본 발명의 다른 측면은 보일러와; 상기 보일러에서 공급되는 열매체가 통과하면서 고온의 열을 공급하는 열원공급라인과; 상기 열원공급라인이 내부에 관통되게 설치되어 열원공급라인에서 발생되는 열을 전달하기 위한 작동유체가 순환되는 공간을 갖는 헤드 파이프와; 상기 헤드 파이프에 각각 연통되는 방식으로 설치되어 건축구조물의 바닥 및 벽체에 상기 열원공급라인의 열을 전달하기 위한 다수의 모세관 타입의 진동형 히트파이프를 포함하여 구성함을 특징으로 하는 진동형 히트파이프를 이용한 바닥 및 벽 난방 장치를 제공한다.Another aspect of the invention is a boiler; A heat source supply line for supplying high temperature heat while the heat medium supplied from the boiler passes through; A head pipe installed through the heat source supply line and having a space in which a working fluid for transferring heat generated from the heat source supply line is circulated; It is installed in a manner that is in communication with each of the head pipe using a vibrating heat pipe, characterized in that it comprises a plurality of capillary-type vibrating heat pipe for transferring the heat of the heat source supply line to the floor and the wall of the building structure Provide floor and wall heating.
상기 열원공급라인의 내부를 통과하는 열매체는 온수이거나, 전열선을 사용하는 것이 바람직하다.The heat medium passing through the heat source supply line is hot water, it is preferable to use a heating wire.
이와 같이 본 발명은 작동유체의 귀환방법으로서 모세관의 힘을 이용한 진동형 히트파이프(oscillating heat pipe)를 이용하고자 직경 3mm 이하의 세관을 사용하여 관의 표면장력에 의한 모세관 효과를 얻어도록 한 것으로 일반 히트파이프에서 필요로 하는 윅 또는 그루브를 필요로 하지 않게 되어 히트파이프의 모듈화가 가능해지는 효과가 있다.As described above, the present invention uses a capillary tube having a diameter of 3 mm or less in order to use an oscillating heat pipe using a capillary force as a method of returning a working fluid. There is no need for wicks or grooves required by the pipe, it is possible to modularize the heat pipe.
이하, 상기한 바와 같은 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부도면에 의거하여 보다 상세하게 설명한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention as described above will be described in more detail with reference to the accompanying drawings.
본 발명의 일 실시예는 도 1에 도시한 바와 같이, 보일러(10)와, 보일러에서 배출되는 난방수가 공급되는 온수공급라인(20)과, 온수공급라인과 접촉되는 방식으로 다수의 모세관 타입의 진동형 히트파이프(30)를 설치하여 진동형 히트파이프를 모듈화하여 난방을 실시하도록 구성한 것이다.One embodiment of the present invention, as shown in Figure 1, the boiler 10, the hot water supply line 20 is supplied with the heating water discharged from the boiler, and a plurality of capillary type in a manner in contact with the hot water supply line The vibratory heat pipe 30 is provided to modularize the vibratory heat pipe to perform heating.
본 발명의 일 실시예에서는 건축물(1)의 바닥(2)을 난방하고자 하는 경우에 온수공급라인(20)이 설치되는 바닥(2)의 전면에 걸쳐 진동형 히트파이프(30)가 설치되어 있다.In an embodiment of the present invention, when the floor 2 of the building 1 is to be heated, a vibrating heat pipe 30 is installed over the entire surface of the floor 2 on which the hot water supply line 20 is installed.
이러한 진동형 히트파이프(30)는 도 2 및 도 3 에 도시한 바와 같이, 온수공급라인(20)의 측면에 밀착되어 온수공급라인(20)을 통과하는 난방수의 열을 흡수하는 열흡입부(32)와, 열흡입부(32)에 대하여 양단에서 수직방향으로 연장형성되어 내장되는 작동유체에 의해 전달되는 열을 방출하기 위한 열방출부(34)와, 상호 평행하게 형성된 이웃하는 열방출부(34)와 열방출부(34)를 연결하는 연결부(36)로 구성되어 있다. 2 and 3, the vibrating heat pipe 30 is in close contact with the side of the hot water supply line 20, the heat suction unit for absorbing the heat of the heating water passing through the hot water supply line 20 ( 32, a heat dissipation portion 34 for dissipating heat transferred by a working fluid which is formed extending in a vertical direction at both ends with respect to the heat intake portion 32, and adjacent heat dissipation portions formed in parallel with each other; It consists of a connection part 36 which connects the 34 and the heat dissipation part 34. As shown in FIG.
바닥(2)에 설치되는 진동형 히트파이프(30)는 다수의 열흡입부(32), 열방출부(34) 및 연결부(36)가 연속되게 연결형성되어 있고, 이러한 열흡입부(32), 열방출부(34) 및 연결부(36)로 구성되는 진동형 히트파이프(30)(30')는 온수공급라인(20)을 중심으로 좌,우 대칭되게 형성되어 있으며, 좌,우대칭되게 형성된 진동형 히트파이프(30)(30')는 양단이 연통되게 서로 연결되어 있다. The vibratory heat pipe 30 installed on the bottom 2 has a plurality of heat intakes 32, heat dissipation 34, and a connecting portion 36 connected to each other continuously. Such heat intakes 32, Vibration-type heat pipe (30, 30 ') consisting of the heat dissipation portion 34 and the connecting portion 36 is formed symmetrically left and right around the hot water supply line 20, vibrating type formed left and right The heat pipes 30 and 30 'are connected to each other so that both ends communicate with each other.
이와 같이 구성되는 본 발명의 일 실시예에 의한 진동형 히트파이프를 이용한 바닥 및 벽 난방 장치의 작용을 참조하여 설명한다.It will be described with reference to the operation of the floor and wall heating apparatus using a vibrating heat pipe according to an embodiment of the present invention configured as described above.
보일러(10)의 작동에 의해 발생되는 온수가 온수공급라인(20)을 통과하게 되면, 온수공급라인(20)과 밀착되어 있는 진동형 히트파이프(30)의 열흡입부(32)를 통해서 온수공급라인(20)을 통과하는 고온의 난방수로부터 열을 빼앗아 진동형 히트파이프(30)에 충진되어 있는 작동유체에 의해 열방출부(34)측으로 열이 전달되고, 열방출부(34)를 통해서 열이 방출되면서 바닥의 난방이 실시된다.When hot water generated by the operation of the boiler 10 passes through the hot water supply line 20, hot water is supplied through the heat suction part 32 of the vibrating heat pipe 30 in close contact with the hot water supply line 20. The heat is transferred from the high temperature heating water passing through the line 20 to the heat dissipating part 34 by the working fluid filled in the vibrating heat pipe 30, and the heat is transmitted through the heat dissipating part 34. As it is released, the floor is heated.
따라서 온수공급라인(20)의 좌우방향으로 대칭되게 수평으로 시공되어 있는 다수의 바닥측 진동형 히트파이프(30)(30')들을 통해서 온수공급라인(20)을 통과하는 난방수의 열이 바닥(2)으로 동시에 이동되면서 난방이 실시되어 단시간 내에 실내의 온도를 상승시키는 것이다.Therefore, the heat of the heating water passing through the hot water supply line 20 through the plurality of floor-side vibration type heat pipes 30 and 30 'which are symmetrically and horizontally installed in the left and right directions of the hot water supply line 20 is the bottom ( At the same time moving to 2) heating is performed to increase the temperature of the room within a short time.
진동형 히트파이프(30)(30')를 통해 열을 전달하고 귀환되는 작동유체는 직경이 3mm 이내로 형성되는 진동형 히트파이프(30)(30')가 서로 연통되게 하나의 통관으로 제조되어 있어 진동형 히트파이프(30)(30')의 일정 간격마다 형성된 열흡수부(32)에 의하여 열전도가 연속적으로 이루어지게 된다.The operating fluid that transfers heat and returns through the vibratory heat pipes 30 and 30 'is made of a single tube so that the vibrating heat pipes 30 and 30' which are formed within 3 mm in diameter communicate with each other. Thermal conduction is continuously performed by the heat absorbing part 32 formed at predetermined intervals of the pipes 30 and 30 '.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 의하여 벽체를 난방하는 상태를 도시한 것으로, 온수공급라인(20)의 상측으로 온수공급라인(20)과 접촉되게 설치된 다수의 진동형 히트파이프(30)를 설치하여 벽체(3)의 난방을 실시하게 되며, 난방을 실시하는 작용은 상술한 바와 같은 바닥 난방시와 동일한 작용에 의해 난방이 이루어지게 된다.Figure 4 shows a state of heating the wall according to an embodiment of the present invention, a plurality of vibration type heat pipe 30 installed in contact with the hot water supply line 20 above the hot water supply line 20 is installed Thus, the heating of the wall 3 is performed, and the heating is performed by the same operation as that of the floor heating as described above.
본 발명의 일 실시예에서는 진동형 히트파이프(30)(30')측으로 열을 공급하는 열원공급라인을 내부에 온수가 공급되는 온수공급라인(20)을 사용함을 예를 들어 설명하고 있으나, 이외에도 열원공급라인의 내부에 전열선을 구비하는 경우에도 동일한 효과를 발휘할 수 있다.In an embodiment of the present invention, the heat source supply line for supplying heat to the vibrating heat pipes 30 and 30 'is described using, for example, a hot water supply line 20 through which hot water is supplied. The same effect can be obtained also when a heating wire is provided in a supply line.
본 발명의 다른 실시예는 도 5에 도시한 바와 같이, 보일러(10)와, 보일러(10)의 온수가 공급되는 온수공급라인(20)과, 온수공급라인(20)이 관통되게 설치되고 내부에는 작동유체가 충진되어 온수공급라인(20)을 통과하는 난방수의 열을 흡수하는 헤드파이프(40)와, 헤드파이프(40)의 일측에 연통되게 연결설치되어 건축물(1)의 벽체(3) 전면적에 걸쳐서 설치되는 다수의 진동형 히트파이프(50)로 구성되어 있다.Another embodiment of the present invention, as shown in Figure 5, the boiler 10, the hot water supply line 20 is supplied with the hot water of the boiler 10, and the hot water supply line 20 is installed through the inside The head pipe 40 is filled with a working fluid and absorbs the heat of the heating water passing through the hot water supply line 20, and is connected to one side of the head pipe 40 to be connected to the wall (3) of the building (1). A plurality of vibration type heat pipes 50 are installed over the entire area.
이와 같이 본 발명의 다른 실시예에서는 난방수가 통과하는 온수공급라인(20)의 외주에서 온수공급라인(20)을 감싸도록 헤드파이프(40)를 설치하고, 헤드파이프(40)의 일측에 다수의 진동형 히트파이프(50)를 연통시키는 방식에 의하여 건축물(1)의 벽체(3)를 난방하도록 구성한 것이다.As described above, in another embodiment of the present invention, the head pipe 40 is installed to surround the hot water supply line 20 at the outer circumference of the hot water supply line 20 through which the heating water passes, and a plurality of head pipes 40 are provided at one side of the head pipe 40. The wall 3 of the building 1 is heated by a method of communicating the vibrating heat pipe 50.
이때, 헤드파이프(40)는 내부 공간에 작동유체가 충진되어 있어 상측에 연통되게 설치되는 진동형 히트파이프(50)측으로 흡입되는 열을 전달하도록 구성된다.At this time, the head pipe 40 is configured to transfer the heat sucked into the vibration-type heat pipe 50 is installed in communication with the operating fluid is filled in the inner space.
이와 같이 구성되는 본 발명의 다른 실시예에 의한 진동형 히트파이프를 이용한 바닥 및 벽 난방 장치는 보일러(10)의 작동에 의해 온수공급라인(20)을 통해 고온의 난방수가 공급되면 헤드파이프(40)의 내부에 충진되어 있는 작동유체에 의해 난방수의 열을 빼앗아 헤드파이프(40)와 연통되어 있는 다수의 진동형 히트파이프(50) 내부에 충진되어 있는 작동유체를 통해 열이 전달된다. Floor and wall heating apparatus using a vibrating heat pipe according to another embodiment of the present invention configured as described above is a head pipe 40 when the high temperature heating water is supplied through the hot water supply line 20 by the operation of the boiler 10. The heat of the heating water is taken away by the working fluid filled in the heat, and heat is transferred through the working fluid filled in the plurality of vibrating heat pipes 50 in communication with the head pipe 40.
따라서 헤드파이프(40)의 상측으로 수직하게 설치되어 있는 다수의 벽체측 진동형 히트파이프(50)들을 통해서 동시에 열이 방출되면서 건축물의 벽체(3)가 난방되어 실내의 보온 난방이 실시되는 것이다.Therefore, the heat is discharged at the same time through a plurality of wall-side vibration-type heat pipes 50 installed vertically to the upper side of the head pipe 40, the wall 3 of the building is heated to perform the warming of the room.
본 발명의 다른 실시예에서도 온수공급라인을 통해 온수를 공급하는 대신에 전열선을 내장할 수 있으며, 상술한 바와 동일한 난방 효과를 거둘 수 있게 된다.In another embodiment of the present invention, instead of supplying hot water through a hot water supply line, a heating wire may be embedded, and the same heating effect as described above may be achieved.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 의한 진동형 히트파이프를 이용한 바닥 및 벽 난방 장치는 열원공급라인을 통해 공급되는 열매체에 의해 전달되는 열을 모세관 타입의 진동형 히트파이프가 열원공급라인과 접촉되는 방식으로 열을 흡수하거나, 또는 열원공급라인의 외주에 헤드파이프를 구비하여 헤드파이프와 모세관 타입의 진동형 히트파이프를 연통시키는 방식으로 열을 흡수함으로써 건축물의 바닥 또는 벽체에 다수 설치되는 진동형 히트파이프가 모세관 효과에 의해 동시에 열을 방출함으로써 단시간 내에 실내 난방을 실시하는 효과가 있다. As described above, the floor and wall heating apparatus using the vibrating heat pipe according to the present invention is a method in which the capillary type vibrating heat pipe is brought into contact with the heat source supply line by the heat transferred by the heat medium supplied through the heat source supply line. By absorbing heat or absorbing heat in such a way that the head pipe is provided on the outer periphery of the heat source supply line to connect the head pipe and the capillary type vibrating heat pipe, the vibrating heat pipe installed on the floor or wall of the building has a capillary effect. By dissipating heat at the same time, there is an effect of performing indoor heating in a short time.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 진동형 히트파이프를 이용한 바닥 및 벽 난방 장치의 구성도.1 is a block diagram of a floor and wall heating apparatus using a vibrating heat pipe according to an embodiment of the present invention.
도 2는 도 1의 요부 사시도.2 is a perspective view of main parts of FIG. 1;
도 3은 도 2의 A-A'선 단면도.3 is a cross-sectional view taken along the line AA ′ of FIG. 2.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 의해 벽체가 난방되는 상태의 구성도.4 is a block diagram of a state in which the wall is heated by an embodiment of the present invention.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 의한 진동형 히트파이프를 이용한 바닥 및 벽 난방 장치의 구성도.5 is a block diagram of a floor and wall heating apparatus using a vibrating heat pipe according to another embodiment of the present invention.
도 6은 도 5의 요부 사시도.6 is a perspective view of main parts of FIG. 5;
도 7은 도 6의 B-B'선 단면도.FIG. 7 is a cross-sectional view taken along the line BB ′ of FIG. 6.
< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ><Description of Symbols for Main Parts of Drawings>
1 ; 건축물 2 ; 바닥One ; Building 2; floor
3 ; 벽체 10 ; 보일러3; Wall 10; Boiler
20 ; 온수공급라인 30,30' ; 진동형 히트파이프20; Hot water supply line 30,30 '; Vibration Heat Pipe
32 ; 열흡수부 34 ; 열방출부32; Heat absorption section 34; Heat dissipation unit
36 ; 연결부 40 ; 헤드파이프36; Connection part 40; Headpipe
50 ; 진동형 히트파이프50; Vibration Heat Pipe
Claims (7)
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KR1020040040493A KR20050115504A (en) | 2004-06-03 | 2004-06-03 | Apparatus for heating floor and wall using oscillating heat pipe |
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KR1020040040493A KR20050115504A (en) | 2004-06-03 | 2004-06-03 | Apparatus for heating floor and wall using oscillating heat pipe |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN101907414A (en) * | 2010-07-26 | 2010-12-08 | 华北电力大学 | Combined oscillatory flow heat pipe with evaporation and heat exchange connecting section |
KR101052537B1 (en) * | 2008-04-11 | 2011-08-01 | 정민우 | Heating method of building and its device |
US10264707B2 (en) | 2014-10-14 | 2019-04-16 | Korea Advanced Institute Of Science And Technology | Flat plate pulsating heat pipe applicable at various angles and method of manufacturing same |
CN109945545A (en) * | 2019-04-22 | 2019-06-28 | 四川长虹空调有限公司 | Loop heat pipe type heating and refrigerated air-conditioning system |
KR20210115666A (en) | 2020-03-16 | 2021-09-27 | 김경용 | Heating Wall Structures and The Manufacturing Methods |
-
2004
- 2004-06-03 KR KR1020040040493A patent/KR20050115504A/en not_active Application Discontinuation
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