KR20160094607A - 냉매 순환식 매트형 냉방장치 - Google Patents

Abstract

본체부와 본체부 내부 일측에 설치되는 부속부로 구성되는 냉매장착식 에어콘은 본체부 내부에 콤푸레서부, 모터부, 홉입밸브, 상온 공기 흡입구, 저온공기 송출부, 미세액체 분사구, 액체냉매 탱크 등을 포함하도록 구성한 것을 특징이다..
또한 본체부에는 바퀴가 부착되어 있어서 이동이 편리하게 한다.
또한 액체 냉매를 충전식으로 충전하거나 탱크 교체식으로 교체하여 사용하는 것을 특징으로 한다.
또한 액체냉매는 프레온가스나 HCFC 물질을 사용하는 대신 물이나 액체산소 액체 질소 또는 이의 혼합물을 사용하는 것을 특징으로 하는 냉매장착식 에어컨을 만든다.
또한 공기 흡입구에 공기 정화 필터를 부착하여 실내공기를 자동으로 정화하는 기능을 가지는것을 특징으로 한다.
또한 액체 산소를 불순물이 없는 순수한 산소로 제작하고 이를 질소 수증기 등과 이상적인 비율로 혼합하여 배출함으로서 보다맑은 공기를 마실 수 있도록 구성된 것이 특징이다.

Description

냉매 순환식 매트형 냉방장치 {The met type airconditioner of the refrigerants circulation method}

본 기술은 '냉매 순환식 매트형 에어컨'에 관한 기술이다. 더 상세히 설명하면 온수 보일러 매트의 반대 개념으로 냉매탱크(온수보일러의 보일러에 해당하는 부분)에서 나온 저온의 물이 호스를 통해 매트 내부로 보내지고 이 물이 순환하면서 주위의 열을 뺐고, 일부 호스 내에서 기화하면서 주위의 열을 빼앗아 실내의 온도를 낮추고 다시 냉매 탱크에서 물의 온도를 낮추어 계속순환하게 하는 기술이다.

종래의 에어컨은 냉매로 주로 프레온가스나 R-22로 불리는 HCFC를 사용하는데 이러한 물질은 오존층을 파괴한다는 문제가 발견되어 추후 이러한 냉매의 사용을 법으로 금하도록 되어 있다.

하지만, 이러한 냉매를 대체할만한 대체 냉매를 아직까지 찾지 못한 상태이며, 이러한 물질을 찾는 것이 세계적으로 커다란 과제가 되고 있는 것이 현실이다.

또한, 종래의 에어컨은 프레온가스 냉매를 압축과정과 응축과정을 거쳐 액체 프레온가스로 만들어 실내 에어컨으로 보내 프레온가스의 증발을 통해 주변의 공기를 저온의 공기로 만들어 송출하는 식으로 냉방을 하다 보니 전기가 많이 소모되어 전기 대란을 일으키는 주원인이 되고 있다.

또한, 이 과정에서 생기는 수증기가 물로 변하여 별도의 물을 받아내야 하는 문제, 소리가 생기는 문제 등 많은 문제가 있으나 아직 해결책을 찾지 못하고 있는 실정이다.

또한, 종래의 에어컨은 아나로그 방식으로 되어 있어서 원격제어가 되지 않는다는 문제점이 있다.

본 발명과 관련한 선행 발명은 다음과 같다.

[1] 실내온도조절방법 및 장치 출원번호 : 1020000032039

[2] 차량실내온도조절장치 출원번호 10-2003-0058411

본 발명은 상기의 문제점을 없애고, 프레온 가스를 대신하여 물이나 액체질소, 액체 산소와 같은 냉매를 이용하여 매트형 에어컨을 만들려고 하는 것이다.

또한 전기 사용량을 최소화하여 전기 대란을 방지하는데 일조를 하려고 한다.

또한 이동식으로 제작하여 필요한 곳에서 필요한 시간에 깔아서 사용할 수 있는 에어컨을 공급하고자 한다.

또한 온도센서 타이밍 센서 등 필요한 센서 부착하여 무선으로 원격제어할 수 있는 에어컨을 만들고자 한다.

냉매 탱크부와 매트부로 구성되는 냉매 순환식 매트형 에어컨에 있어서

냉매 탱크부는 냉매를 보관하는 탱크 본체부와 내부에 물의 온도 저감을 위한 냉매부와 물의 순환을 돕기 위한 팬을 포함하도록 구성하며, 매트부는 바닥에 깔거나 널거나 벽에 부착할 수 있는 형태의 매트로 된 매트본체부와 내부에 물을 순환시키는 호스로 구성되어 냉매를 회전시켜 온도를 낮추는 것을 특징으로 하는 냉매 순환식 매트형 에어컨을 공급한다.

또한, 냉매본체부는 얼음이나 액체산소, 액체 질소, 드라이 아이스 등을 보관할 수 있는 견고한 물질로 탱크형으로 이루어지며 냉매부와 팬, 물탱크부루 구성되는 것을 특징으로 한다.

또한

이 수납될 수 있는 에바퀴가 부착되어 있어서 이동이 편리하게 한다.

또한, 액체 냉매를 충전식으로 충전하거나 탱크 교체식으로 교체하여 사용하는 것을 특징으로 하는 냉매장착식 에어컨을 만든다.

또한, 액체 냉매는 프레온가스나 HCFC 물질을 사용하는 대신 물이나 액체산소 액체 질소 또는 이의 혼합물을 사용하는 것을 특징으로 하는 냉매 장착식 에어컨을 만든다.

또한, 공기 흡입구에 공기 정화 필터를 부착하여 실내공기를 자동으로 정화하는 기능을 가지는 것을 특징으로 하는 냉매 장착식 에어컨을 만든다.

또한, 액체 산소를 불순물이 없는 순수한 산소로 제작하고 이를 질소 수증기 등과 이상적인 비율로 혼합하여 배출함으로서 보다맑은 공기를 마실 수 있도록 구성된 것을 특징으로 하는 에어컨을 만든다.

또한, 제습기를 부착하고 중탕 가열방식이나 자체공기 회전순환 방식을 적용하여 에어컨에 소요되는 냉매의 양을 최소화할 수 있는 에어컨을 만든다.

또한, 각종 센서를 부착하여 원격에서 제어가 되는 에어컨을 만든다.

또한, 에어컨의 크기를 정정화 하여 자동차 등의 실내에서도 쓸 수 있는 에어컨을 만든다.

본 발명품이 상용화된다면 본 발명의 목적이 달성되어

첫째, 오존층의 파괴의 주원인이 되는 프레온가스나 HCFC 냉매를 더 이상 사용하지 않아도 될 것이다.

둘째, 비싼 종래의 에어컨 대신에 가격이 저렴하고 이동이 쉬운 에어컨을 사용하게 될 것이다.

셋째, 국가적으로 위기전기 관리가 잘 되어 전기 대란을 막을 수 있을 것이며, 전기를 크게 절약할 수 있게 될 것이다.

넷째, 각 가정에서도 전기 요금이 절약될 것이다.

다섯째, 공기 정화 필터를 사용하여 실내 공기가 더 맑아질 것이다.

여섯째, 냉매에 맑은 액체 산소를 사용하여 적정량이 배합되게 함으로써 보다 청정한 산소를 흡입하게 되어 국민 건강에 이바지 하게 될 것이다.

일곱째, 냉매 사용량을 최소화하여 종래의 에어컨보다 운영비가 적게 들 것이다.

여덟째, 원격에서 스마트폰으로 제오가 가능하여 사전에 실내의 온도를 낮출 수 있을 것이다.

아홉째, 에어컨의 크기를 적정화하여 자동차 등의 실내에서 쓸 수 있는 에어컨 제작도 가능할 것이며, 원격제어로 한 여름 주차시 차량내부의 온도를 승차 이전에 미리 하강하여 신원한 실내공간으로 만들 수 있을 것이다.

도1은 일반 에어컨의 구조를 그린 구조도이다.
도2는 본 발명품의 구조를 나타낸 단면도이다.

이하 도면을 참고하여 본 발명을 실시하기 위한 구체적인 내용을 설명한다.

본 설명은 어디까지나 일 사용 예에 지나지 않으며 얼마든지 변형 실시가 가능하다 하겠다. 이러한 변형 사용이라 할지라도 본 발명의 원리를 적용한 것이라면 본 발명의 기술에 속한다고 봄이 타당하다 할 것이다.

도 1은 기존의 에어컨의 원리를 보여주는 구조도이다.

종래의 에어컨은 그림에서 보는 것과 같이 실내기와 실외기로 구분되어 있다.

실외기는 열을 배출하는 기능을 주로 하고 실내기는 실내의 공기에서 열을 빼앗아 실내온도를 낮추는 기능을 한다.

보통 실외기는 고온의 프레온 가스를 압축기, 응축기를 거쳐서 가스를 압축하고, 열교환기를 거쳐서 열을 방출하고, 다시 팽창기를 통해 팽창하면서 액체 프레온가스로 변환을 한다.

이러한 액체 프레온가스가 실내기로 유입되어 실내기로 흡입되는 공기의 열을 빼앗아 그 열로 기체로 기화한다. 즉 기화열로 공기의 온도를 낮추는 것이다.

이렇게 하여 다시 고온의 프레온가스는 기체 상태로 실외의 압축기로 보내지면서 순환과정을 거쳐 실내온도를 낮추는 기능을 하는 것이다.

이러한 종래의 에어컨은 전기를 많이 소모하고, 오존층을 파괴하는 프레온 가스를 사용하는 등의 문제가 있음은 상기에서 설명한 바와 같다.

본 발명은 종래의 에어컨이 가지고 있는 이러한 문제를 해결하기 위하여 발명된 것으로 도 2 를 참고하여 설명하면 다음과 같다.

도 2는 본 발명품의 구조를 나타낸 단면도이다.

100은 본체부 110 콤프레서 120 모터 130 흡입밸브 140 상온 공기 흡입구 141공기정화 휠터 142 제습장치 150 저온 공기 송출부 160 미세 액체 분사구 170 물 171 얼음 180 액체냉매출입구 190 액체 냉매(질소, 드라이아이스, 액체산소 등)탱크, 200 바퀴 210 온도 센서 211 압력센서 212 습도센서를 나타낸다.

본체부는 본 발명품의 외관이며 모든 부품과 부분을 넣을 수 있는 케이스이다. 본체부는 냉매 탱크나 물 콤푸레서 등을 삽입하여 고정될 수 있는 형태로 제작된다.

하단에는 바퀴가 달려 있어 이동을 편리하게 해준다.

본체부는 가능한 최소의 크기로 만들어 이동성을 높이는 것이 특징이다.

콤프레서(110)는 전기의 힘으로 공기를 불어 넣는 일종의 펌프이다.

공기는 콤프레서에 의해 도면의 화살표 방향으로 공기가 흐른다. 즉 콤프레서가 작동됨에 따라 상온공기 흡입구(140)를 통해 상온의 공기가 들어오고, 저온공기 송출부(150)를 통해 저온공기가 송출된다.

여기서 중요한 것은 상온의 공기가 흡입되어 냉매의 미세 액체와 섞이면서 저온의 공기로 바뀐다는 것이다.

일반 화살표는 공기의 흐름이고 덧줄화살표는냉매에서 기화한 기체의 흐름이다.

컴프레서에 의해 공기의 흐름이 빨라지면 상대적으로 저기압이 형성되고 그 저기압을 채워주고자 냉매의 액체가 위로 분사되는 것이다. 이러한 원리는 베루누이의 원리를 적용하는 것이며 일반적으로 모기약을 입으로 불어 분사하는 원리와 같기 때문에 의문의 여지가 없을 것이다.

이렇게 하여 상온의 공기가 냉매와 섞이고 또 냉매 위를 지나가면서 저온의 공기로 변하는 것이다.

이때 공기의 질을 좋게 하기 위하여 질소와 산소 그리고 수증기의 비를 이상적으로 조합하여 미세액체를 방출하면 더욱 청정한 공기를 송출하게 될 것이다.

또한 액체 산소를 순수한 산소, 시골 청정지역에 있는 산소를 액체화 한 것을 사용한다면 산속에 있는 산소를 실내로 송출하는 효과를 거둘 수 있을 것이다.

콤푸레서는 전기의 힘으로 모터를 작동하여 공기를 주입하는 펌프이고 일반화된 기술을 적용하는 것이기 때문에 여기서 자세한 설명은 생략한다. 다만 중요한 것은 소리가 나지 않으며 속도 조절이 가능한 것을 적용하는 것이다.

흡입밸브(130)는 실내공기를 에어컨 내부로 흡입하는 밸브이다. 공기가 한쪽 방향으로만 흐르도록 하는 기능을 한다. 공기의 압축이나 배출을 위해 필요한 밸브이다. 이 역시 콤프레서 안에 포함되는 부분으로 자세한 설명은 생략한다.

상온공기 흡입구(140)는 실내의 공기를 흡입하여 에어컨 내부로 들어오게 하는 부분이다. 컴프레서의 작용으로 내부가 저기압이 되면 자연스럽게 외부의 기압이 고기압이 되기 때문에 내부로 공기가 유입된다.

이 때 흡입구에 별도로 공기 청정필터(141)를 부착하면 공기정화 기능을 갖게 된다.

이렇게 흡입된 공기는 1차로 제습기(142)에서 제습과정을 거친다. 제습은 화학약품으로도 가능할 것이고 냉매에 접촉되어 0도씨 이하로 내려가면 물이 되어 다시 순환하여 사용하는 것도가능하다.

사용 예에 따라 적절한 제습기능을 하면된다..

이렇게 하여 흡입된 공기는 냉매 액체의 온도차에 따른 자동 기화로 인한 저온의 냉매가스와 베루누이의원리에 의하여 분사되는 미세액체입자, 미세물방울 등이 함께 섞여 저온의 공기로 변환하게 된다. 특히 컴푸레서에서 송출부에 송출되는 공기는 보통 에어컨에서 나오는 차가운 바람 정도의 저온이 형성된다.

물론 온도 조절 버튼으로 조절하여 일정범위 내에서 온도 조절이 가능할 것이다.

이런 온도 조절도 미세 액체량의 조절이라든지 송출공기의 속도 조절 등의 방법으로 조절이 가능할 것이며 지금까지 일반화된 기술을 사용하는 것이기 때문에 자세한 설명은 생략한다.

미세액체 분사구(160)는 두 가지 형태로 냉매를 분사하게 된다.

하나는 온도차에 의하여 자동으로 기화하여 분사되는 경우이다.

보통 액체산소(-182도)나 액체질소(-196)는 상온에 접하게 되면 자동으로 온도차에 의해 기체로 빠른 속도로 기화하면서 주변의 열을 빼앗아 가게 된다.

질소는 기화열이 50kcal/kg 이고 물은 540kcak/kg 이다. 이러한 기화열이 실내공기의 온도를 낮추는 것이다. 이러한 기화의 속도를 적절하게 조절하여 원하는 적당한 온도의 공기를 얻는 것이다.

여기에다가 베루누이의 원리를 이용하여 액체상태로 분사되도록 함은 공기 중으로 직접 미세 액체가 분사되도록 하여 더욱 효과적으로 온도를 낮추도록 하는 것이다.

미세액체를 분사하는 원리는 가습기의 원리가 적용되는 것으로서, 초음파 방식, 회전 날개 방식, 진동판 방식, 압축공기 분사식, 충돌식 등 미세 물방울을 제조할 수 있는 어느 방법을 사용해도 좋으나 다량의 미세 물방울 발생에는 회전 날개 방식이나 압축공기에 의한 분사식이 바람직하며 미세 입자화를 위하여 초음파 방식을 병행하는 것도 무방하다. 이때 회전 날개 방식에서 날개의 회전은 모터를 사용할 경우 모터 발열에 의해 열이 추가되므로 압축 공기를 사용하는 것이 바람직한 사용예가 될 것이다.

물(170)은 에어컨 사용에 대한 비용을 줄이기 위한 목적으로 사용한다.

물은 액체 냉매의 직접 배출 대신 냉매와의 중탕에 의해 물이 저온으로 내려가고 저온의 물을 베루누이의 원리에 의해 미세물방울 형태로 위로 올려 분사하게 되는 것이다.

얼음(171)은 냉매에 직접 닫는 부위로 하단에는 물이 얼어 얼음 상태로 존재하는 것이다. 물은 얼음위에 놓이게 되어 낮은 온도를 더 오래동안 유지할 수 있게 된다.

냉매 출입구(181)은 냉매출입구이다. 냉매가 온도차에 의해 서서히 기체로 변하면서 주위에 기화열을 빼앗아 물이나 주위의 공기의 온도를 낮춘다.

여기서 직접 냉매를 방출할 수도 있으나 이렇게 되면 냉매 사용량이 많아 수시로 냉매를 충전하거나 교체하여 주는 불편이 있을 것이다.

이런 문제로 인해 최소의 량만 사용되게 제어하여 냉매사용량을 줄이는 것이다.

냉매탱크(190)에는 액체질소나 액체산소, 드라이 아이스 같은 물질이 사용된다.

가격이나 효과 등을 따져 적절한 냉매를 사용한다.' 종래의 에어콘은 이런 냉매를 순환하면서 계속사용하는 것임에 반해 본 발명품에서는 냉매를 소비하고 다시 충전하거나 교체하여 사용하는 것이 큰 차이점이다.

경우에 따라서는 별도의 액체 냉매 없이 물이나 얼음만을 사용하는 에어컨도 제작이 가능할 것이다.

본 발명의 특징은 압축기나 응축기 팽창기 등의 복잡한 과정을 거치지 않고 바로 액체 냉매와 물을 미세화 하여 콤프레서를 통해 실내에 주입하고 공기를 빠르게 대류하여 온도조절을 하는 것이 특징이기 때문에 이런 과정이 필요 없게 되는 것이다.

210 온도센서, 211 압력센서 212 습도센서 등은 에어컨의 원격제어를 위한 것이다.

이러한 센서는 일차적으로 가까운 컴퓨터에 신호를 보내고 컴퓨터에 의해 직접 제어를 받거나 컴퓨터에 연결된 스마트폰으로 원격에서 제어를 하게 된다.

이렇게 사용함으로써 보다 안전하고 편리한 사용이 가능해질 것이다.

이러한 원격제어 기술은 일반화되어 있기 때문에 여기서 자세한 설명은 생략한다.

100은 본체부 110 콤프레서 120 모터 130 흡입밸브 140 상온 공기 흡입구 141공기정화 휠터 142 제습장치
150 저온 공기 송출부 160 미세 액체 분사구 170 물 171 얼음 180 액체냉매출입구 190 액체 냉매(질소, 드라이아이스, 액체산소 등)탱크 200 바퀴 210 온도 센서 211 압력센서 212 습도센서

Claims (11)

1. 본체부와 본체부 내부 일측에 설치되는 부속부로 구성되는 냉매 장착식 에어콘에 있어서 본체부 내부에 콤푸레서부, 모터부, 홉입밸브, 상온 공기 흡입구, 저온공기 송출부, 미세액체 분사구, 액체냉매 탱크 등을 포함하도록 구성한 것을 특징으로 하는 냉매장착식 에어컨
2. 위 청구항 1에 있어서
   본체부는 바퀴가 부착되어 있어서 이동이 수월하도록 한 것을 특징으로 하는 냉매 장착식 에어컨
   
3. 위 청구항 1에 있어서
   액체 냉매는 충전식으로 충전하거나 탱크 교체식으로 교체하여 사용하는 것을 특징으로 하는 냉매 장착식 에어컨
   
4. 위 청구항 1에 있어서
   냉매는 물이나 액체산소, 액체 질소, 드라이 아이스 또는 이의 혼합물을 사용하는 것을 특징으로 하는 냉매 장착식 에어컨 .
   
5. 위 청구항 1에 있어서
   공기 흡입구는 추가로 공기 정화 필터를 부착하여 실내공기를 자동으로 정화하는 기능을 가지는 것을 특징으로 하는 냉매 장착식 에어컨
   
6. 위 청구항 1에 있어서
   냉매는 액체 산소를 불순물이 없는 순수한 산소로 제작하고 이를 질소 수증기 등과 이상적인 비율로 혼합하여 배출함으로서 보다 맑은 공기를 마실 수 있도록 구성 한 것을 특징으로 하는 냉매 장착식 에어컨 .
   
7. 위 청구항 1에 있어서
   제습기를 부착하여 실내 습도가 지나치게 높아지지 않도록 하는 것을 특징으로 하는 냉매 장착식 에어컨
   
8. 위 청구항 1에 있어서
   중탕 가열방식이나 자체공기 회전순환 방식을 적용하여 에어컨에 소요되는 냉매의 양을 최소화할 수 있는 것을 특징으로 하는 냉매 장착식 에어컨
   
9. 위 청구항 1에 있어서
   각종 센서를 부착하고 컴퓨터와 연동하여 원격에서 제어가 가능한 것을 특징으로 하는 냉매 장착식 에어컨 에어컨
   
10. 위 청구항 1에 있어서
    에어컨의 크기를 적정화 하여 자동차 내부에서도 사용할 수 있는 것을 특징으로 하는 냉매 장착식 에어컨 .
    
11. 위 청구항 1에 있어서
    별도의 전기를 사용하지 않고 냉매자체의 기화열만 이용하여 실내온돌르 조정하는 것을 특징으로 하는 냉매장착식 에어컨
    
    
    

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