KR20130006771U - 풍량 및 풍향이 원격 제어되는 냉/난방용 디퓨저 - Google Patents

Abstract

본 고안은 열전소자를 이용한 디퓨저에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 디퓨저 원통 둘레에 다수의 제베크 열전소자를 장착하여 디퓨저 원통 내부 및 외부와의 온도차에 의해서 발생하는 기전력을 얻도록 하며, 이렇게 얻어진 기전력을 충전기 또는 구동모터에 전달하도록 회로구성하고, 구동모터가 작동되도록 하여 베인 및 이동원형팬을 작동시킴으로써 풍량 및 풍향을 조절할 수 있도록 한 장치를 개시한다.

Description

풍량 및 풍향이 원격 제어되는 냉/난방용 디퓨저{A Diffuzor for remotely controlling air volume and wind direction}

본 고안은 건물의 실내 천장에 매립 설치되는 냉/난방 공조기기와 결합되어 실내에 공급되는 냉/온풍의 풍량 및 풍향을 원격 제어할 수 있는 디퓨저에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 열발전소자(Seebeck)를 이용하여 기전력을 얻고 이렇게 얻어진 기전력으로 모터를 구동시켜 모터와 결합된 베인 및 이동원형팬에 의한 풍량 및 풍향을 제어할 수 있도록 한 디퓨저를 개시한다.

건물 내부에는 실내의 온도를 일정하게 유지하기 위하여 냉난방기가 설치되어 있고, 일반적으로 건물 내부에 설치된 이러한 냉난방기는 중앙 통제에 의하여 일체적으로 그 작동이 수행되어 오고 있다.

따라서, 건물 내부의 냉난방이 불필요한 부분이나 룸에도 중앙 통제에 의해서 냉난방이 작동되고 있어 많은 냉난방 관리비가 지출되고 있는 실정이다. 예를 들어, 사무실용 빌딩에서는 사원이 부재중인 데도 불구하고 냉난방이 실시되는가 하면, 병원빌딩에서는 환자의 진료나 수술 등에 따라 온도를 차별화해야 하는 경우에도 중앙 통제로 인하여 이러한 온도 차별화를 수행하기가 매우 어려운 실정이다.

상기한 바와 같은 문제를 해결하기 위해서, 지금까지는 천장에 설치된 디퓨저를 사용자가 직접 수동으로 조작하여 통풍 공기량을 조절하거나, 디퓨저와 연결된 덕트 내부에 별도의 장치를 설치하고 개별적인 전원장치를 이용함으로써 디퓨저를 개폐하거나, 디퓨저의 내부 온도 변화에 따라 디퓨저를 자동으로 개폐하도록 하는 온도센서를 이용하는 방법 등이 있다.

그러나, 상기한 종래의 방법은 많은 문제점이 있어 실질적으로 현장에서는 널리 사용되지 못하는 실정이다.

첫째, 디퓨저를 사용자가 직접 조작하기 위해서는 사다리 등을 이용해야 할 뿐만 아니라 손으로 직접 디퓨저를 만져야하는 위험이 있다.

둘째, 덕트 내부에 별도의 전원 장치를 연결하기 위해서는 전체적인 냉난방 공조 시스템과의 호환성에 맞추어 부가 시설을 장치해야 하기 때문에 설치가 복잡할 뿐만 아니라 비용이 많이 든다.

셋째, 온도 센서를 이용한 디퓨저의 자동 개폐는 정해진 온도에 따라 일괄적으로 디퓨저가 자동 개폐되기 때문에 사용자의 원하는 온도에 따라 디퓨저를 개폐할 수가 없다.

넷째, 원하는 방향으로 원할하게 풍향을 조절할 수가 없다.

본 고안은 상기한 바와 같은 종래의 문제점을 해결코자 제공하는 것으로, 이미 설치된 냉난방 시스템을 변경하지 않고도 간단히 본 고안에 따른 수단을 장치함으로써 저렴한 비용으로 냉난방을 위한 풍량 및 풍향을 조절할 수 있게 할 뿐만 아니라, 사용자의 원하는 온도에 맞게 원격 제어를 통해 풍량 및 풍향을 조절할 수 있도록 하는 제베크 열전소자를 이용한 디퓨저를 제공하는 것을 목적으로 하는 것이다.

특히, 본 고안은 풍향을 조절할 수 있도록 함으로써 냉/난방 효율을 극대화 시키는 것을 또한 목적으로 한다.

본 고안은 상기한 종래의 문제점을 해결하기 위해서, 디퓨저와 결합된 덕트의 원통 둘레를 따라 다수의 제베크 열발전소자를 장착하고, 이를 통해 얻어진 기전력을 충전기에 저장하거나 구동모터에 직접 공급함으로써, 필요시 리모트 컨트롤에 의해서 베인 구동모터 및 이동원형팬 구동모터를 작동하여 풍량 및 풍향을 조절할 수 있게 한 제베크 열전소자를 이용한 디퓨저를 제공하는 것이다.

본 고안에 따른 디퓨저에 의해서, 냉난방의 공기량을 사용자가 필요에 따라 적절히 조절할 수가 있어서 중앙 제어에 의한 불필요한 전기소모를 줄일 수 있을 뿐만 아니라 필요한 장소만을 일정 온도로 조절할 수가 있다.

또한 냉방시에는 이동원형팬을 고정원형팬으로부터 수직 하향 이동시킴으로써 냉기가 천장을 따라 대류하도록 하기 때문에 냉방 효율이 증가하는 반면 난방시에는 온기가 수직 하강하여 바닥을 향하도록 이동원형팬을 고정원형팬과 밀착되게 이동시킴으로써 난방 효율을 증가시킨다.

도 1은 본 고안에 따른 디퓨저가 천장에 설치되어 있고 이동원형팬이 하향 이동되어 냉방 중인 상태를 개략적으로 나타낸 단면도,
도 2는 도 1의 난방 중인 상태를 나타낸 단면도,
도 3은 디퓨저의 풍량 조절을 위한 베인을 나타낸 예시도, 및
도 4는 본 고안의 실시예에 따른 디퓨저의 개략적 전기회로구성도이다.

열전소자(Thermoelectric Generator)는 재료 양단의 온도차에 의하여 기전력이 발생하는 제베크(Seebeck) 효과를 이용하는 소자와, 재료 양단 간에 전류를 통하면 한면이 발열하고 반대면이 흡열하는 펠티에(Peltier) 효과를 이용하는 소자가 있으나, 본 고안은 열전기발전용 제베크 열전소자를 이용한 것이다.

즉, 본 고안은 풍량 및 풍향을 조절하기 위하여 전장품에 전기를 공급하기 위한 수단으로 재료 양단의 온도차에 의하여 발생하는 기전력을 사용하는 제베크 열전소자를 이용한다.

이하, 첨부 도면을 참조하여 본 고안을 설명하기로 한다.

도 1은 본 고안에 따른 풍량 및 풍향 제어 디퓨저를 천장(9)에 설치한 상태를 개략적으로 나타낸 단면도이다.

디퓨저에 연결되는 덕트(2)의 원통(2) 둘레를 따라 다수의 열전소자(1)를 장착하는바, 적절하게는 모터(3, 4)를 가동할 수 있는 용량에 맞게 장착한다. 실시예에 따라 본 고안에 사용되는 열전소자(1)는 개당 0.3V의 기전력을 발생시키는 것으로 베인(Vane)(5)을 구동하기 위한 구동모터(3)의 작동에 필요한 전압(약, 1.5V)을 생산하기 위해서는 최소 5개를 직렬 장착할 필요가 있다. 여기에 부가하여 풍향조절용 모터(4)에 사용하기 위한 열전소자를 추가하여 설치한다. 물론 열전소자(1)의 용량에 따라 필요한 개수는 조절될 수가 있으며, 또한 구동모터(3, 4)에 필요한 전력용량에 따라 적절히 열전소자의 개수를 조정한다.

여름철 에어컨을 가동하는 경우에, 덕트(3) 내부의 온도는 약 12℃의 저온을 유지하는 반면에 덕트(3) 외부의 온도는 약 28℃ 내지 40℃의 고온을 유지하기 때문에 최소 16℃ 이상의 온도차가 발생하며, 겨울철 난방시에는 덕트(3) 내부의 온도는 50℃를 유지하는 반면에 덕트(3) 외부의 온도는 10℃ 내지 25℃를 유지하기 때문에 최소 25℃ 이상의 온도차가 발생한다.

본 고안의 실시예에 따라 사용되는 열전소자(1)는 약 12℃의 온도차가 발생하는 경우에 개당 약 0.3V를 생산하게 된다.

이렇게 생산된 기전력은 충전기(도시 생략)에 저장되거나 구동모터(3,4)에 직접 공급된다.

사용자가 디퓨저의 풍량 및 풍향을 조절하기 원할 경우, 수신모듈(7)을 통한 리모컨을 이용하여 스위치 온/오프를 작동하면 스위치 작동에 따라 구동모터(3, 4)가 작동함으로써 베인(5)이 회전하게 되어 풍량을 조절할 수 있고 또한 이동원형팬(6)의 수직 이동에 따라 풍향이 제어된다. 물론, 원형팬 대신에 바람개비 형태의 팬을 이용하여 풍향을 조절할 수도 있는바 이 경우에는 날개의 각도 조절에 의해서 풍향을 조절하게 된다.

이때 사용되는 구동모터(3, 4)는 스텝모터 형태가 바람직하다.

본 고안에 따른 디퓨저의 사용에 따른 실시예를 설명하기로 한다.

여름철 냉방이 필요한 경우, 사용자는 리모트 컨트롤에 의해 전원 스위치를 온하여 열전소자(1)에 의해서 생성된 기전력을 이용한 구동모터(3, 4)를 작동시키면, 도 3에 나타낸 바와 같이, 구동모터(3)에 의해 베인(5)이 회전함으로써 통풍구의 크기가 설정되어 풍량이 조절되고, 동시에 구동모터(4)에 의해 도 1에 나타낸 바와 같이 이동원형팬(6)이 수직 하향 이동되어 화살표 방향으로 바람이 흐르게 된다. 여름철에는 실내의 더운 공기가 천장에 머물러 있기 때문에 천장을 따라 찬 공기를 흐르게 하면 대류현상이 더욱 활발하게 이루어져 냉방 효율이 높아진다.

겨울철 난방이 필요한 경우, 상기 여름철의 작동과 대응하여, 열전소자(1)에 의해서 생성된 기전력을 이용한 구동모터(3)를 작동시키면, 베인(5)이 회전하여 온풍이 나오게 되고 구동모터(4)는 작동되지 않은 상태를 유지하여, 도 3에 나타낸 바와 같이, 이동원형팬(6)이 고정원형팬(5)과 근접하게 됨으로써 온풍이 천장에서 바닥을 향해 거의 수직으로 흐르게 되어 바닥에 있는 찬공기를 활발히 대류시켜 난방 효율을 증대시킨다.

또한, 본 고안의 변형 실시예에 따라, 구동모터(3) 및 베인(5)을 생략하여 구동모터(4) 및 이동원형팬(6)으로 만 본 고안의 디퓨저를 구성함으로써 풍량 및 풍향을 조절할 수도 있으며, 제어회로를 별도 장치하지 않고 열전소자(1)로부터 얻어지는 기전력의 양극과 음극 전환에 의한 구동모터(4)의 회전방향 전환으로 이동원형팬(6)이 상승 및 하강 이동하게 함으로써 풍향을 자동 조절할 수도 있다.

1: 제베크 열전소자 2: 덕트
3, 4: 구동모터 5: 베인
6: 이동원형팬 7: 수신 모듈
8: 고정원형팬 9: 천장

Claims (6)

1. 냉/난방용 디퓨저에 있어서,
   냉/온풍이 전달되는 덕트(2) 원통 둘레에 다수의 제베크 열전소자(1)를 장착하여 덕트 원통 내부 및 외부와의 온도차를 이용한 상기 제베크 열전소자를 통해 얻어진 기전력을 구동모터(3, 4)에 전달하도록 전기회로구성하고, 수신모듈을 통한 리모컨 작동에 의해서 상기 구동모터(3)가 작동되어 이와 결합된 베인(5)의 날개를 회전시킴으로써 풍량을 조절할 수 있도록 하고, 다른 구동모터(4)를 작동하여서는 이동원형팬(6)이 상하 수직 이동하여 풍향을 조절할 수 있도록 구성한 것을 특징으로 하는 풍량 및 풍향이 원격 조절되는 냉/난방용 디퓨저.
   
2. 제 1 항에 있어서, 상기 제베크 열전소자를 통해 얻어진 기전력을 충전시키기 위한 충전기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 풍량 및 풍향이 원격 조절되는 냉/난방용 디퓨저.
   
3. 제 1 항에 있어서, 상기 제베크 열전소자(1)를 대체하여 배터리가 장착되어 이를 통해 구동모터(3, 4)를 구동시키도록 한 것을 특징으로 하는 풍량 및 풍향이 원격 조절되는 냉/난방용 디퓨저.
   
4. 제 1 항에 있어서, 상기 이동원형팬(6)은 날개 형태로 구성되어 날개의 각도 조절에 의해서 풍향을 조절할 수 있도록 한 것을 특징으로 하는 풍량 및 풍향이 원격 조절되는 냉/난방용 디퓨저.
   
5. 제 1 항에 있어서, 구동모터(3, 4)는 스텝모터를 사용하는 것을 특징으로 하는 풍량 및 풍향이 원격 조절되는 냉/난방용 디퓨저.
   
6. 냉/난방용 디퓨저에 있어서,
   냉/온풍이 전달되는 덕트(2) 원통 둘레에 다수의 제베크 열전소자(1)를 장착하여 덕트 원통 내부 및 외부와의 온도차를 이용한 상기 제베크 열전소자를 통해 얻어진 기전력을 구동모터(4)에 전달하도록 전기회로구성하고, 구동모터(4)를 작동함으로써 이동원형팬(6)을 상하 수직 이동하여 풍량 및 풍향을 조절할 수 있도록 구성한 것을 특징으로 하는 풍량 및 풍향이 원격 조절되는 냉/난방용 디퓨저.
   
   
   
   

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