KR20140140233A - 냉온수 매트 - Google Patents

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KR20140140233A
KR20140140233A KR1020130060764A KR20130060764A KR20140140233A KR 20140140233 A KR20140140233 A KR 20140140233A KR 1020130060764 A KR1020130060764 A KR 1020130060764A KR 20130060764 A KR20130060764 A KR 20130060764A KR 20140140233 A KR20140140233 A KR 20140140233A
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Abstract

본 발명은 별도의 펌프나 임펠라를 사용하지 않고 온수와 냉수를 각각 순환시킬 수 있는 냉온수 매트에 관한 것으로서, 본 발명에 따른 냉온수 매트는, 매트; 상기 매트의 내부에 배치되어 일단에서 타단으로 물을 순환시키는 배관 라인; 상기 배관 라인의 일단과 제1 튜브로 연결되며, 내부에 일정한 밀폐 공간을 가지는 감압통; 상기 제1 튜브에 설치되어 상기 배관라인에서 상기 감압통 방향으로 흐르는 물의 흐름을 단속하는 제1 단속밸브; 상기 감압통 내부에 설치되어 상기 감압통 내부의 물을 가열하는 제1 히터; 상기 감압통보다 낮은 위치에 상기 가열통과 제2 튜브로 연결되어 설치되며, 일정한 내부 공간을 가지는 수온 조절통; 상기 제2 튜브에 설치되어 상기 감압통에서 상기 수온 조절통 방향으로 중력에 의하여 흐르는 물의 흐름을 단속하는 제2 단속밸브; 상기 수온 조절통과 상기 배관 라인의 타단을 연결하며, 상기 수온 조절통에서 상기 배관라인 방향으로 물을 공급하는 제3 튜브; 상기 감압통과 제4 튜브로 연결되며, 일정한 내부 공간을 가지는 저장통; 상기 제4 튜브에 설치되어 상기 감압통에서 상기 저장통 방향으로 흐르는 유체를 단속하는 제3 단속밸브; 상기 수온 조절통 상부에 설치되며, 상기 수온 조절통 내부를 대기와 연통시키는 대기압 유지부; 상기 수온 조절통 내부에 설치되어 상기 수온 조절통 내부의 물을 가열하는 제2 히터; 상기 수온 조절통 내부에 설치되어 상기 수온 조절통 내부의 물을 냉각하는 냉각부; 상기 제1, 2 히터와 냉각부 및 상기 제1, 2, 3 단속밸브들을 제어하여 상기 배관라인에 온수 및 냉수를 순환시키는 제어부;를 포함한다.

Description

냉온수 매트{THE MAT FOR CIRCULATING HOT AND COOL WATER}
본 발명은 냉온수 매트에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 별도의 펌프나 임펠라를 사용하지 않고 온수와 냉수를 각각 순환시킬 수 있는 냉온수 매트에 관한 것이다.
일반적으로 동절기에는 실내 바닥을 국부적으로 난방을 하거나 단시간에 난방의 효과를 나타낼 수 있도록 전기장판이나 전기매트를 주로 사용하였으나, 이러한 전기 매트는 전기적 특성으로 인하여 유해 전자파가 발생하며, 그 전자파가 인체에 유해한 것이 알려지면서 최근에는 고온의 온수를 이용한 온수 매트가 시중에 판매되고 있다.
상기 온수 매트는 온수를 가열하여 순환하는 방식으로 온수공급장치와 온수 매트로 구성되며, 상기 온수공급장치는 물탱크에 저장된 물을 전기 히터 등으로 가열한 온수를 순환펌프를 이용하여 온수매트 내부에 설치된 배관 라인을 통하여 순환시키게 된다.
그런데 이러한 온수매트는 물탱크 내부에 순환펌프를 설치하여 강제로 온수를 순환공급하기 때문에 소음이 크고, 물탱크 내부에 저장된 물 전체를 가열하기 때문에 설정온도 이상으로 가열하는 데에 상당한 시간이 소요되며, 이로 인해 전기소모량도 많아지는 문제점이 있었다.
이러한 온수매트의 문제점을 해결하기 위하여 최근에는 순환펌프 없이 온수를 팽창압력으로만 순환시키는 온수 매트가 개발되어 사용되고 있다. 이러한 구조의 온수매트는 펌프가 없으므로 소음이 없으며, 온수를 신속하게 가열하여 순환시킬 수 있는 장점이 있으나, 추진력이 약하여 온수의 순환속도가 느려며, 온수만을 사용할 수 있어서 겨울철에만 사용할 수 있는 한계가 있었다.
따라서 물의 순환속도가 빠르고 온수 매트를 사계절 사용할 수 있도록 냉온수를 모두 순환시킬 수 있는 매트에 대한 기술 개발이 절실히 요구되고 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는 별도의 펌프나 임펠라를 사용하지 않고 온수와 냉수를 각각 순환시킬 수 있는 냉온수 매트를 제공하는 것이다.
전술한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 냉온수 매트는, 매트; 상기 매트의 내부에 배치되어 일단에서 타단으로 물을 순환시키는 배관 라인; 상기 배관 라인의 일단과 제1 튜브로 연결되며, 내부에 일정한 밀폐 공간을 가지는 감압통; 상기 제1 튜브에 설치되어 상기 배관라인에서 상기 감압통 방향으로 흐르는 물의 흐름을 단속하는 제1 단속밸브; 상기 감압통 내부에 설치되어 상기 감압통 내부의 물을 가열하는 제1 히터; 상기 감압통보다 낮은 위치에 상기 가열통과 제2 튜브로 연결되어 설치되며, 일정한 내부 공간을 가지는 수온 조절통; 상기 제2 튜브에 설치되어 상기 감압통에서 상기 수온 조절통 방향으로 중력에 의하여 흐르는 물의 흐름을 단속하는 제2 단속밸브; 상기 수온 조절통과 상기 배관 라인의 타단을 연결하며, 상기 수온 조절통에서 상기 배관라인 방향으로 물을 공급하는 제3 튜브; 상기 감압통과 제4 튜브로 연결되며, 일정한 내부 공간을 가지는 저장통; 상기 제4 튜브에 설치되어 상기 감압통에서 상기 저장통 방향으로 흐르는 유체를 단속하는 제3 단속밸브; 상기 수온 조절통 상부에 설치되며, 상기 수온 조절통 내부를 대기와 연통시키는 대기압 유지부; 상기 수온 조절통 내부에 설치되어 상기 수온 조절통 내부의 물을 가열하는 제2 히터; 상기 수온 조절통 내부에 설치되어 상기 수온 조절통 내부의 물을 냉각하는 냉각부; 상기 제1, 2 히터와 냉각부 및 상기 제1, 2, 3 단속밸브들을 제어하여 상기 배관라인에 온수 및 냉수를 순환시키는 제어부;를 포함한다.
본 발명에서 상기 제1 히터는, 상기 감압통 하부에 상기 감압통 하면보다 낮게 음각되어 형성되는 히터 설치홈에 설치되는 것이 바람직하다.
그리고 상기 감압통에는, 상기 히터 설치홈 중 일부분을 개방시키고 나머지 부분을 덮는 설치홈 덮개가 더 구비되는 것이 바람직하다.
또한 본 발명에서 상기 수온 조절통 내부에는, 상기 제2 히터가 설치되는 공간과 상기 냉각부가 설치되는 공간을 연통가능하도록 분할하는 분할벽이 구비되고,
상기 제3 튜브는, 상기 분할벽에 의하여 분할되는 제2 히터측 공간과 상기 배관라인의 타단을 연결하는 히터측 튜브와, 상기 분할벽에 의하여 분할되는 냉각부측 공간과 상기 배관라인의 타단을 연결하는 냉각부측 튜브를 구비하는 것이 바람직하다.
또한 본 발명에서 상기 냉각부는 펠티에(Peltier) 소자로 이루어지는 것이 바람직하다.
그리고 본 발명에서 상기 제어부는, 상기 제2 히터가 가동되는 동안에는 상기 펠티에 소자에 공급되는 직류 전류의 극성을 전환시켜 공급하는 것이 바람직하다.
또한 본 발명의 냉온수 매트에는, 상기 저장통 상부에 대기와 연통되는 에어 밴트가 형성되고, 상기 대기압 유지부는 상기 저장통과 상기 수온 조절통을 연결하는 튜브인 것이 바람직하다.
또한 본 발명의 냉온수 매트에는, 상기 저장통과 상기 수온 조절통을 연결하며, 상기 저장통에서 상시 수온 조절통으로 물을 공급하는 물 보충 튜브가 더 구비되는 것이 바람직하다.
본 발명의 냉온수 매트에 의하면 별도로 순환펌프를 구비하지 않고도 겨울철에는 온수를 순환시키고, 여름철에는 냉수를 순환시켜 사계절 내내 사용할 수 있는 특유의 효과를 달성한다. 특히, 순환펌프를 사용하지 않으면서도 물의 순환속도가 빨라서 사용자가 원하는 온도로 신속하게 변환할 수 있는 현저한 기술적 효과를 달성할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 냉온수 매트의 구성을 도시하는 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 감압통의 구조를 도시하는 부분 단면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 감압통의 구조를 도시하는 하면 사시도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 냉온수 매트에서 냉수와 온수가 순환되는 과정을 도시하는 도면이다.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 구체적인 실시예를 상세하게 설명한다.
본 실시예에 따른 냉온수 매트(1)는 도 1에 도시된 바와 같이, 매트(10), 배관 라인(20), 감압통(30), 제1 단속 밸브(40), 수온 조절통(50), 제2 단속 밸브(60), 제3 튜브(70), 저장통(80), 제3 단속 밸브(90), 대기압 유지부(100), 수온 조절부(110) 및 제어부(도면에 미도시)를 포함하여 구성된다.
먼저 상기 매트(10)는, 일정한 면적과 크기를 가지며, 사용자가 그 위에서 사용할 수 있도록 일정한 신축성을 가지는 소재로 이루어질 수 있다. 그리고 상기 배관 라인(20)은 도 1에 도시된 바와 같이, 상기 매트(10) 내부에 배치되며, 1개의 라인 또는 2개 이상의 라인으로 구성될 수 있으며, 매트(10) 밖으로 양단이 배출되는 구조를 가진다. 이 배관 라인(20) 내부로 냉수 또는 온수가 통과하면서 상기 매트(10)의 온도를 높이거나 낮추는 것이다.
본 실시예에서 상기 매트(10)는 일반적으로 평면 형상의 매트일 수도 있으나, 소파에 덮어 씌우는 형상의 매트일 수도 있다. 또한 다른 형상의 사용자가 착좌하는 가구에 덮어 씌우는 형상처럼 다양하게 변화될 수 있다.
다음으로 상기 감압통(30)은, 도 1에 도시된 바와 같이, 상기 배관 라인(20)의 일단과 제1 튜브(22)로 연결되며, 내부에 일정한 밀폐 공간을 가지는 구성요소이다. 이 감압통(30)은 본 실시예에 따른 냉온수 매트(1)에서 상기 배관라인(20)에 냉수 또는 온수를 순환시키는 동력을 발생시키는 핵심 구성요소이다. 상기 감압통(30)은 그 내부에 설치되는 상기 제1 히터(32)를 이용하여 내부의 물과 공기를 가열하여 부피를 팽창시키고, 이에 의하여 생긴 압력에 의하여 상기 저장통(80) 방향으로 수증기와 기체 또는 가열된 물이 이동하도록 한 상태에서 상기 감압통(30)을 냉각하여 발생하는 압력차를 이용하여 상기 배관라인(20) 내의 물을 감압통(30) 내부로 흡입하는 것이다.
이를 위하여 상기 감압통(30)에는 도 1에 도시된 바와 같이, 상기 배관라인(20)의 일단과 연결되는 제1 튜브(22)와 상기 제1 튜브(22)에 설치되어 상기 제1 튜브(22)에서 상기 감압통(30) 방향으로 흐르는 물을 단속하는 제1 단속밸브(40)가 설치된다. 상기 제1 단속 밸브(40)는 항상 상기 제1 튜브(22)의 물이 상기 감압통 방향으로 흐르게 하되, 일정한 크기 이상의 압력이 가해지는 경우에만 열리는 체크 밸브로 구성될 수 있다. 물론 자율적으로 단속을 제어할 수 있는 솔레노이드 밸브로 구성될 수도 있다.
또한 상기 감압통(30)과 상기 수온 조절통(50) 사이에는 제2 튜브(52)가 연결되어 상기 감압통(52)에서 상기 수온 조절통(50) 방향으로 물이 이동할 수 있도록 한다. 이때 상기 제2 튜브(52)에는 제2 단속밸브(60)가 설치되어 상기 감압통(30)에서 상기 수온 조절통(50) 방향으로 물이 흐르는 것을 단속하며, 상기 제2 단속 밸브(60)는 솔레노이드 밸브로 구성되어 상기 제어부에 의하여 단속된다.
또한 상기 감압통(30)과 저장통(80) 사이에는 제4 튜브(82)가 설치되어 상기 감압통(30)에서 상기 저장통(80) 방향으로 유체가 흐를 수 있도록 하며, 여기에서 유체는 공기, 수증기 또는 물 등이 될 수 있다. 상기 제4 튜브(82)에도 제3 단속밸브(90)가 설치되어 상기 제4 튜브를 통하여 상기 감압통(30)에서 상기 저장통(80) 방향으로 흐르는 유체를 단속한다. 이때 상기 제3 단속밸브(90)는 상기 감압통에 설치되는 제1 히터(32)와 연동되어 동시에 열리고 닫히도록 제어될 수 있다.
다음으로 상기 제1 히터(32)는 전술한 바와 같이, 상기 감압통(30) 내부에 설치되어 상기 감압통 내부의 물을 가열하는 구성요소이다. 상기 제1 히터(32)는 다양한 구조의 히터로 구성될 수 있으며, 본 실시예에서는 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 감압통(30) 하부에 형성되는 히터 설치홈(34)에 설치될 수 있다. 이때 상기 히터 설치홈(34)은 상기 히터가 완전히 삽입될 수 있는 크기로 형성될 수도 있고, 상기 히터의 일부가 노출되는 크기로 형성될 수도 있다. 그리고 상기 히터 설치홈(34)에 상기 제1 히터(32)가 설치된 상태에서 상기 히터 설치홈(34)의 표면과 히터가 약 2mm 정도 이격되는 크기로 형성되는 것이 바람직하다.
이렇게 상기 히터 설치홈(34)이 상기 제1 히터(32)와 거의 밀착될 정도의 크기로 형성하고, 상기 히터 설치홈(34)에 최소한의 물만 유지하는 것은 상기 제1 히터(32)에 의하여 물이 가열되는 가열 시간을 단축하고, 상기 배관라인(20)의 물을 신속하게 순환시킬 수 있는 장점이 있다.
그리고 상기 히터 설치홈(34)이 상기 히터가 완전히 삽입될 수 있는 크기로 형성되는 경우에는 도 2, 3에 도시된 바와 같이, 설치홈 덮개(36)가 더 구비될 수 있다. 상기 설치홈 덮개(36)는 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 히터 설치홈(34) 중 일부분을 개방시키고 나머지 부분을 덮는 구성요소로서, 냉수 순환시에 상기 배관라인(20)에서 흡입되는 냉수가 상기 히터 설치홈(34)에 존재하는 온수와 최대한 섞이지 않도록 차단하는 역할을 한다.
이러한 감압통(30)의 구조에서 상기 수온 조절통(50)과 연결되는 상기 제2 튜브(52)는 도 2, 3에 도시된 바와 같이, 상기 감압통(30) 하면에 상기 히터 설치홈(34) 상단과 동일한 높이에 설치된다. 따라서 상기 감압통(30)의 물이 상기 수온 조절통(50)으로 이동하는 경우에도 상기 히터 설치홈(34)에 존재하는 물은 이동하지 않고 남아 있게 된다.
다음으로 상기 수온 조절통(50)은 도 1에 도시된 바와 같이, 상기 감압통(30)보다 낮은 위치에 상기 감압통과 제2 튜브(52)로 연결되어 설치되며, 일정한 내부 공간을 가지는 구성요소이다. 상기 수온 조절통(50)에 의하여 상기 배관라인(20)에 순환될 물이 가열되거나 냉각되는 것이다.
이를 위하여 본 실시예에 따른 냉온수 매트(1)에서 상기 수온 조절통(50)에는, 상기 수온 조절통 내부에 설치되어 상기 수온 조절통 내부의 물을 가열하거나 냉각시키는 수온 조절부(110) 즉, 제2 히터(112)와 냉각부(114)가 구비된다. 상기 제2 히터(112)는 상기 수온 조절통(50) 내부에 설치되어 상기 수온 조절통 내부의 물을 가열하는 히터이며, 상기 냉각부(114)는 상기 제2 히터(112)와 마찬가지로 상기 수온 조절통 내에 병설되어, 상기 수온 조절통 내부의 물을 냉각하는 구성요소이다. 구체적으로 상기 냉각부(114)는 펠티에(Peltier) 소자로 이루어지는 것이 바람직하다.
따라서 상기 배관라인(20)에 온수를 순환시키는 동안에는 상기 제2 히터(112)를 가동시키고, 상기 냉각부(114)는 꺼진 상태를 유지하며, 반대로 상기 배관라인(20)에 냉수를 순환시키는 동안에는 상기 냉각부(114)를 가동시키고, 상기 제2 히터(112)는 꺼진 상태를 유지한다.
한편 본 실시예에서 상기 수온 조절통(50)은 상기 감압통(30)에 비하여 낮은 위치에 설치된다. 따라서 상기 제2 튜브(52)를 통하여 중력에 의하여 상기 감압통(30)에서 상기 수온 조절통(50) 방향으로 물이 흐르게 된다.
그리고 본 실시예에서 상기 수온 조절통(50) 내부에는, 도 1에 도시된 바와 같이, 상기 제2 히터(112)가 설치되는 공간과 상기 냉각부(114)가 설치되는 공간을 연통가능하도록 분할하는 분할벽(54)이 구비될 수 있다. 상기 분할벽(54)은 상기 수온 조절통(50) 내부 공간 중에서 상측 일부를 제외하고 나머지 공간을 분할하며, 상기 제2 히터(112)가 설치되는 공간과 상기 냉각부(114)가 설치되는 공간 사이의 물이 서로 섞이는 것을 최대한 방지한다. 이는 냉수 순환 과정이나 온수 순환 과정에서 제2 히터(112)나 냉각부(114)의 영향을 최소화하기 위한 구조이다.
그리고 상기 제3 튜브(70)는 상기 수온 조절통(50)과 상기 배관라인(20)을 연결하는 구성요소인데, 상기 제3 튜브(70)도, 도 1에 도시된 바와 같이, 상기 분할벽(54)에 의하여 분할되는 제2 히터측 공간과 상기 배관라인의 타단을 연결하는 히터측 튜브(72)와, 상기 분할벽(54)에 의하여 분할되는 냉각부측 공간과 상기 배관라인의 타단을 연결하는 냉각부측 튜브(74)로 각각 분할되어 구비될 수 있다. 따라서 상기 제2 히터(112)가 가동되어 온수가 순환되는 동안에는 상기 냉각부측 튜브(74)를 차단하고, 상기 히터측 튜브(72)를 사용하여 상기 수온 조절통(50)과 상기 배관라인(20)을 연결하고, 반대로 상기 냉각부(114)가 가동되어 냉수가 순환되는 동안에는, 상기 히터측 튜브(72)를 차단하고, 상기 냉각부측 튜브(74)를 사용하여 상기 수온 조절통(50)과 상기 배관라인(20)을 연결하는 것이다.
다음으로 상기 저장통(80)은, 도 1에 도시된 바와 같이, 상기 감압통(30)과 제4 튜브(82)로 연결되며, 일정한 내부 공간을 가지는 구성요소이다. 상기 저장통(80)에는 일정한 양의 물이 저장되어 있으며, 상기 수온 조절통(50)의 물이 부족한 경우에는 상기 수온 저장통으로 물을 공급한다. 따라서 상기 수온 조절통(50)과 상기 저장통(80)은 물보충 튜브(84)에 의하여 연결되어 있다. 그리고 상기 수온 조절통(50) 내부에는 수위 감지 센서(56)가 구비되어 상기 수온 조절통(50) 내부에 물이 일정한 수위 이하로 내려가는 경우에는 이를 제어부에 전달하고, 제어부가 상기 저장통의 물을 상기 수온 조절통으로 공급한다.
또한 상기 저장통(80)은 도 1에 도시된 바와 같이, 상기 제4 튜브(82)에 의하여 상기 감압통(30)과 연결된다. 그리고 상기 제4 튜브(82)에는 상기 감압통(30)에서 상기 저장통 방향으로 흐르는 유체를 단속하는 제3 단속밸브(90)가 구비된다. 따라서 전술한 바와 같이, 상기 저장통(80) 내부가 가열되어 압력이 증가하는 경우에는 상기 감압통(30)에서 수증기와 물 및 가열된 공기 등이 상기 저장통(80)으로 이동된다. 이렇게 이동된 수증기와 물은 냉각되어 상기 저장통에 저장된다.
다음으로 상기 대기압 유지부(100)는, 도 1에 도시된 바와 같이, 상기 수온 조절통(50) 상부에 설치되며, 상기 수온 조절통 내부를 대기와 연통시키는 구성요소이다. 상기 대기압 유지부(100)는 상기 수온 조절통(50) 내부의 압력을 대기압으로 유지하도록 하여, 상기 감압통(30) 내부의 압력이 대기압 이하로 감압된 상태에서 상기 배관라인(20) 내의 물이 상기 감압통 방향으로 흐를 수 있는 압력차를 제공하는 것이다.
상기 대기압 유지부(100)는 상기 수온 조절통(50) 상부에 형성되는 단순한 구멍으로 형성될 수도 있지만, 본 실시예에서는 도 1에 도시된 바와 같이, 상기 저장통(80) 상부에 대기와 연통되는 에어 밴트(86)를 형성하고, 상기 대기압 유지부(100)는 상기 저장통(80)과 상기 수온 조절통(50)을 연결하는 튜브인 것이 바람직하다.
상기 감압통(30)에는 도 1에 도시된 바와 같이, 상기 감압통 내부의 온도를 감지하는 온도 센서(38)가 더 구비되고, 상기 온도 센서(38)에 의하여 감지된 데이터가 상기 제어부로 전달한다. 이 온도 데이타에 의하여 상기 제어부는 상기 제3 단속밸브의 개방시기를 판단하여 상기 제3 단속 밸브를 개방하는 것이다.
다음으로 상기 제어부는, 상기 제1 히터(32)와 수온 조절부(110) 및 상기 제1, 2, 3 단속밸브(40, 60, 90)들을 제어하여 상기 배관라인(20)에 온수 및 냉수를 순환시키는 구성요소이다. 이러한 상기 제어부의 역할은 이하에서 냉수 및 온수를 순환시키는 과정을 통하여 상세하게 설명한다.
이하에서는 전술한 냉온수 매트(1)를 이용하여 온수를 순환시키는 과정과 냉수를 순환시키는 과정을 설명한다.
먼저 온수를 순환시키는 과정을 도 4를 참조하여 설명한다. 온수를 순환시키는 과정에서 상기 제2 히터(112)는 항상 켜져 있는 상태를 유지하며, 상기 수온 조절통(50) 내부의 물을 가열한다. 반대로 상기 냉각부(114)는 꺼진 상태를 유지하거나, 상기 제어부에 의하여 상기 펠티에 소자에 공급되는 직류 전류의 극성을 전환시켜 상기 수온 조절통(50) 측에서 냉각 효과가 아니라 가열 효과가 발생하도록 한다.
그리고 온수를 순환시키는 과정의 시작은 제1 히터(32)를 작동시켜 상기 감압통(30) 내부의 물을 가열하면서 시작된다. 이때 상기 감압통(30)과 연결되는 튜브들에 설치된 단속밸브들(40, 60)은 모두 차단된 상태를 유지하며, 상기 제3 단속밸브(90)는 개방된 상태를 유지한다.
그러면 상기 감압통(30) 내부가 밀폐되어 상기 제1 히터(32)에 의하여 상기 감압통(30) 내부의 물이 가열되면서 열팽창하게 되고, 상기 감압통(30) 내부 압력이 상승한다. 이 압력에 의하여 상기 감압통(30) 내부의 가열된 온수와 발생된 수증기가 개방되어 있는 상기 제3 단속밸브(90)를 통하여 상기 저장통(80) 방향으로 이동된다. 상기 감압통 내부의 온도 센서(38)에 의하여 상기 감압통(30) 내부 온도가 일정한 온도 이상으로 상승하면, 상기 제3 단속 밸브(90)와 상기 제1 히터(32)의 가동을 중단하고, 상기 감압통(30) 내부를 자연 냉각시킨다. 그러면 상기 감압통(30) 내부의 압력이 낮아지게 되고, 이 상태에서 상기 제1 단속밸브(40)를 개방하면, 대기압 상태를 유지하는 배관라인(20) 내부의 물이 압력차에 의하여 상기 감압통 방향으로 이동된다.
그러면 자연스럽게 상기 수온 조절통(50) 내부의 가열된 온수도 상기 배관라인(20) 방향으로 이동하게 되고, 상기 배관라인에 온수가 공급되고, 상기 매트(10)가 가열되는 것이다.
이렇게 하여 상기 감압통(30) 내부에 일정한 양의 물이 채워지면, 상기 제1 단속 밸브(40)는 차단하고, 상기 제2 단속 밸브(60)를 개방한다. 그러면 상기 감압통(30) 내부에 채워진 물이 중력에 의하여 더 낮은 위치에 설치되어 있는 상기 수온 조절통(50) 방향으로 이동한다. 상기 감압통(30) 내부의 물 중에서 상기 히터 설치홈(34)에 차있는 물을 제외한 나머지 물이 모두 상기 수온 조절통(50) 방향으로 이동하면 상기 제2 단속 밸브(60)를 차단한다. 그리고 나서 다시 상기 제1 히터(32)를 가동시켜 다음 싸이클을 시행한다.
이하에서는 도 4를 참조하여 본 실시예에 따른 냉온수 매트(1)에서 냉수의 순환 과정을 설명한다.
냉수 순환과정에서는 제2 히터(112)가 꺼져 있는 상태를 유지하고, 상기 냉각부(114)는 가동상태를 유지하여 상기 수온 조절통(50) 내부의 물을 항상 냉각하고 있다. 그리고 냉수의 순환 과정도 제1 히터(32)의 작동에 의하여 이루어진다. 먼저 상기 감압통(30)과 연통되는 제1, 2 단속밸브(40, 60)는 차단하고, 상기 제3 단속 밸브(90)는 개방한 상기 제1 히터(32)를 작동시켜 상기 감압통(30) 내부의 압력을 상승시킨다. 그러면 이 압력에 의하여 상기 제3 단속 밸브(90)를 통하여 상기 감압통(30) 내부의 수증기, 공기 및 온수가 상기 저장통(80)으로 이동된다. 이 상태에서 상기 제3 단속 밸브(90)도 차단하고, 상기 제1 히터(32)의 동작을 중단하면 상기 감압통(30) 내부의 온도는 상온으로 하강하고, 감압통(30) 내부 압력도 낮아진다.
이 상태에서 상기 제1 단속 밸브(40)를 개방하면 압력이 낮은 감압통(30) 방향으로 상기 배관라인(20) 내의 물이 이동된다. 상기 배관라인(20) 내의 물에 가해지는 압력은 상기 수온 조절통(50) 내의 물이 받는 압력과 동일한데, 상기 수온 조절통(50)에는 대기압 유지부(100)가 구비되어 항상 대기압과 동일한 압력을 유지한다. 따라서 상기 배관라인(20) 및 수온 조절통(50) 내부의 압력이 상기 감압통(30)보다 높게 되고, 상기 배관라인(20) 및 수온 조절통(50)의 물이 상기 감압통(30) 방향으로 흐르게 된다.
상기 배관라인(20)의 물이 상기 감압통(30)으로 충분히 이동된 상태에서 상기 제1 단속 밸브(40)를 차단한다. 이 상태에서는 상기 수온 조절통(50) 내부의 수위가 낮아진 상태이다. 이때 상기 제2 단속 밸브(60)를 개방하면 상기 수온 조절통(50)보다 높은 위치에 있는 상기 감압통(30) 내부의 물이 중력에 의하여 상기 수온 조절통(50)으로 유입된다. 충분한 양의 물이 상기 수온 조절통(50)으로 유입되면 상기 제2 단속 밸브(60)를 차단하고, 다시 상기 제1 히터(32)를 가동하여 동일한 과정을 반복한다.
1 : 본 발명의 일 실시예에 따른 냉온수 매트
10 : 매트 20 : 배관 라인
30 : 감압통 40 : 제1 단속 밸브
50 : 수온 조절통 60 : 제2 단속 밸브
70 : 제3 튜브 80 : 저장통
90 : 제3 단속 밸브 100 : 대기압 유지부
110 : 수온 조절부

Claims (8)

  1. 매트;
    상기 매트의 내부에 배치되어 일단에서 타단으로 물을 순환시키는 배관 라인;
    상기 배관 라인의 일단과 제1 튜브로 연결되며, 내부에 일정한 밀폐 공간을 가지는 감압통;
    상기 제1 튜브에 설치되어 상기 배관라인에서 상기 감압통 방향으로 흐르는 물의 흐름을 단속하는 제1 단속밸브;
    상기 감압통 내부에 설치되어 상기 감압통 내부의 물을 가열하는 제1 히터;
    상기 감압통보다 낮은 위치에 상기 가열통과 제2 튜브로 연결되어 설치되며, 일정한 내부 공간을 가지는 수온 조절통;
    상기 제2 튜브에 설치되어 상기 감압통에서 상기 수온 조절통 방향으로 중력에 의하여 흐르는 물의 흐름을 단속하는 제2 단속밸브;
    상기 수온 조절통과 상기 배관 라인의 타단을 연결하며, 상기 수온 조절통에서 상기 배관라인 방향으로 물을 공급하는 제3 튜브;
    상기 감압통과 제4 튜브로 연결되며, 일정한 내부 공간을 가지는 저장통;
    상기 제4 튜브에 설치되어 상기 감압통에서 상기 저장통 방향으로 흐르는 유체를 단속하는 제3 단속밸브;
    상기 수온 조절통 상부에 설치되며, 상기 수온 조절통 내부를 대기와 연통시키는 대기압 유지부;
    상기 수온 조절통 내부에 설치되어 상기 수온 조절통 내부의 물을 가열하는 제2 히터;
    상기 수온 조절통 내부에 설치되어 상기 수온 조절통 내부의 물을 냉각하는 냉각부;
    상기 제1, 2 히터와 냉각부 및 상기 제1, 2, 3 단속밸브들을 제어하여 상기 배관라인에 온수 및 냉수를 순환시키는 제어부;를 포함하는 냉온수 매트.
  2. 제1항에 있어서, 상기 제1 히터는,
    상기 감압통 하부에 상기 감압통 하면보다 낮게 음각되어 형성되는 히터 설치홈에 설치되는 것을 특징으로 하는 냉온수 매트.
  3. 제2항에 있어서, 상기 감압통에는,
    상기 히터 설치홈 중 일부분을 개방시키고 나머지 부분을 덮는 설치홈 덮개가 더 구비되는 것을 특징으로 하는 냉온수 매트.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 수온 조절통 내부에는, 상기 제2 히터가 설치되는 공간과 상기 냉각부가 설치되는 공간을 연통가능하도록 분할하는 분할벽이 구비되고,
    상기 제3 튜브는,
    상기 분할벽에 의하여 분할되는 제2 히터측 공간과 상기 배관라인의 타단을 연결하는 히터측 튜브와, 상기 분할벽에 의하여 분할되는 냉각부측 공간과 상기 배관라인의 타단을 연결하는 냉각부측 튜브를 구비하는 것을 특징으로 하는 냉온수 매트.
  5. 제4항에 있어서, 상기 냉각부는,
    펠티에(Peltier) 소자로 이루어지는 것을 특징으로 하는 냉온수 매트.
  6. 제1항에 있어서, 상기 제어부는,
    상기 제2 히터가 가동되는 동안에는 상기 펠티에 소자에 공급되는 직류 전류의 극성을 전환시켜 공급하는 것을 특징으로 하는 냉온수 매트.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 저장통 상부에 대기와 연통되는 에어 밴트가 형성되고,
    상기 대기압 유지부는 상기 저장통과 상기 수온 조절통을 연결하는 튜브인 것을 특징으로 하는 냉온수 매트.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 저장통과 상기 수온 조절통을 연결하며, 상기 저장통에서 상시 수온 조절통으로 물을 공급하는 물 보충 튜브가 더 구비되는 것을 특징으로 하는 냉온수 매트.
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CN109757915A (zh) * 2019-01-09 2019-05-17 青岛海尔空调器有限总公司 一种能源系统的控制方法

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