KR20180065370A

KR20180065370A - 냉풍 및 온풍 발생장치

Info

Publication number: KR20180065370A
Application number: KR1020160166054A
Authority: KR
Inventors: 김교신; 심재호
Original assignee: (주)세아인더스
Priority date: 2016-12-07
Filing date: 2016-12-07
Publication date: 2018-06-18
Also published as: KR101877310B1

Abstract

본 발명은 냉풍 및 온풍 발생장치에 관한 것으로서, 냉방효과가 우수한 냉동사이클 및 전기 히터를 이용하면서도 전기료를 절감할 수 있도록 하는 데 그 목적이 있다.
이를 위하여 본 발명은, 물을 냉각 또는 가열시키는 케이스(10)와, 상기 케이스(10)에서 냉각 또는 가열된 물을 순환시키면서 냉풍 또는 온풍을 선택적으로 발생시키는 냉풍 및 온풍 발생부(20)를 포함하여 이루어지는 냉풍 및 온풍 발생장치에 있어서, 증발기(13)와, 압축기(14)와, 응축기(15)와, 팽창밸브(16)를 포함하는 냉동사이클을 구비함과 동시에, 전기에 의해 가열되는 히터(17)를 구비하고, 상기 케이스(10)는, 외통(10a)과 제1 내통(10b)으로 이루어진 단열 케이스로서, 상기 외통(10a)과 제1 내통(10b) 사이의 공간에는 발포재(11)가 충전되고, 상기 제1 내통(10b)의 하부에는 히터(17)가 구비되고, 상기 제1 내통(10b)의 상부에는 증발기(13)가 구비되며, 상기 냉풍 및 온풍 발생부(20)는, 물 공급배관(21) 및 물 배출배관(22)과 연결되고, 그 내부에 송풍팬(25)이 구비되며, 상기 물 공급배관(21)에 냉수 또는 온수를 냉풍 및 온풍 발생부(20)로 공급하기 위한 펌프(23)가 설치되는 것을 특징으로 한다.

Description

냉풍 및 온풍 발생장치{Cold Air and Warm Air Generating Apparatus}

본 발명은 냉풍 및 온풍 발생장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 냉동사이클 원리를 이용하여 물을 냉각시킨 후, 차가워진 물을 공기와 열교환시키는 과정에서 냉풍을 발생시키고, 전기 히터에 의해 물을 가열한 후, 따뜻해진 물을 공기와 열교환시키는 과정에서 온풍을 발생시킴으로써, 종래의 에어컨 및 전기 히터식 온풍기에 비해 전기료를 대폭 절약할 수 있는 냉풍 및 온풍 발생장치에 관한 것이다.

차가운 공기를 방출하는 냉풍 발생장치로 에어컨(Air Conditioner)이 있다. 상기 에어컨은 냉방 효과는 우수하지만 전기 소모가 많다는 단점이 있다.

상기한 에어 컨디셔너는 냉동사이클의 원리를 이용한 것으로서, 증발기(蒸發器, Evaporator)는, 압축기(壓縮機, Compressor), 응축기(凝縮器, Condenser), 팽창밸브(Expansion Valve)를 포함하여 구성된다.

상기한 에어컨은, HFC, CO₂ 등의 냉매를 압축-응축-팽창-증발시키면서 일정한 공간 내부의 온도를 낮추고 있다.

증기 압축식 냉동사이클의 과정을 살펴보면, 액체상태의 냉매는 팽창밸브를 통과하면서 온도와 압력이 강하된다. 이는 냉매를 저온 저압의 상태로 만들어 냉매가 증발기에서 용이하게 기체로 증발하도록 하기 위한 것이다.

증발기로 유입된 액체상태의 냉매는, 외부로부터 증발잠열(Latent Heat)을 흡수하여 증발하면서 과열증기로 상변화를 하게 된다.

이 과정에서 주위의 온도를 낮추게 되는데, 이때 송풍팬(Fan)을 작동시켜 온도가 낮아진 증발기 주위의 공기를 외부로 송풍함으로써, 일정한 공간 내부의 온도를 낮출 수 있다.

증발기에서 과열증기로 변화된 냉매는, 압축기에 의해 다시 액화하기 쉬운 고온 고압의 가스상태로 압축된다.

상기한 고온 고압 상태의 냉매가스는, 응축기를 거치면서 다시 액체상태의 냉매로 상변화를 하게 된다.

즉 압축기에서 압축된 고온 고압의 냉매가스는, 응축기에서 외부로 열을 전달하면서 냉각되어 액체상태로 변화하게 된다.

상기 응축기를 통과하면서 액화된 냉매는, 팽창밸브나 오리피스(Orifice)등을 거치면서 온도와 압력이 강하하게 된다.

팽창밸브를 통과한 저온 저압의 냉매는 다시 증발기로 보내져 순환하면서 냉동사이클을 구성하게 된다.

즉 상기 응축기는 외부와 열전달을 하면서 주위의 온도를 상승시키고, 증발기는 외부와 열전달을 하면서 주위의 온도를 하강시키는 역할을 한다.

에어컨은 주로 상기한 증기 압축식 냉동사이클을 이용하고 있는데, 상기한 냉동사이클을 사용하는 에어컨은, 냉방 효과는 우수하지만 전기의 소모량이 아주 많다는 문제점이 있다.

한편, 온풍을 발생시키는 온풍 발생장치로는, 전기 히터식 온풍기, 기름 또는 가스를 사용하는 온풍기, 목재 펠릿을 사용하는 온풍기 등이 있다.

이 중에서 전기 히터식 온풍기는, 코일 상의 히터를 가열한 후 송풍팬에 의해 온풍을 송풍하고 있다.

상기한 전기 히터식 온풍기는, 크기가 작고 구조가 비교적 간단하며, 벽에도 설치할 수 있다는 장점이 있다.

그러나 상기한 종래의 전기 히터식 온풍기는, 공기 중의 산소량을 감소시키기 때문에 장시간 사용할 경우 사용자가 불쾌감을 느끼게 된다는 문제점이 있다.

이에 따라 상기 전기 히터식 온풍기를 좁은 실내에서 사용할 경우에는, 자주 환기를 시켜주어야 하는 번거로움이 있다.

또한 종래의 전기 히터식 온풍기는 전기 소모량이 많다는 문제점이 지적되고 있다.

한편, 냉풍과 온풍을 모두 발생시킬 수 있는 냉온풍 발생장치도 있는데, 종래의 냉온풍 발생장치 역시 전기 소모량이 많다는 단점이 있다.

이에 따라 산업 현장 등과 같이 넓은 지역을 냉방하거나 난방할 경우에는 적합하지 않다는 문제점이 있다.

한편 본 발명과 관련된 선행기술을 검색한 결과 다수의 특허문헌이 검색되었으며, 그 중 일부를 소개하면 다음과 같다.

특허문헌 1은, 전원에 의해 열전현상으로 냉기 또는 온기를 공급하는 적어도 하나 이상의 열전소자, 상기 열전소자의 전면에 배치되며 상기 열전소자에서 공급된 냉기 또는 온기를 저장할 수 있는 냉매(온매)를 포함하는 후면 축냉온조; 상기 후면 축냉온조의 전면에 배치되며 구동 모터의 회전축에 의해 회전하는 팬; 및 일단이 후면 축냉온조에 연결되며 타단이 상기 팬의 전면까지 연장된 히트파이프;를 포함하여 구성되는 열전소자를 이용한 냉온풍 발생장치에 대해 기재하고 있다.

특허문헌 2는, 난류인 토출바람의 난류 증폭을 이루어 바람을 불규칙하게 하여 부드럽게 만들고, 토출바람에 조직변형과 온도변화와 풍량변화를 주어 사용자의 불편함을 최소화하여 쾌감도를 상승시키는 것이 주목적이며, 가변장치나 전자제어장치 등으로 정교하게 각각 송풍모터를 제어하여 다양한 형태의 바람을 사용자 각각의 온도 취향에 맞게 간편하게 선택적으로 만들어 즐길 수 있게 하며, 압력파를 흐트려트려 장시간 사용하여도 두통이나 피부가 따갑거나 붓지 않으며 자연스런 대류를 발생시켜 자연풍에 가까운 인공바람을 발생시키도록, 한쪽에 토출구가 형성되는 케이스와, 케이스 내부에 토출구로부터 멀리 위치하도록 설치되며 바람을 일으키는 송풍기와, 송풍기와 인접하여 케이스 내부에 설치되고 열교환이 이루어지는 열교환기와, 토출구와 인접한 케이스의 외부 및/또는 열교환기와 토출구 사이의 케이스 내부에 설치되고 송풍기로부터 토출되고 열교환기를 통과한 바람의 압력파를 흐트러트려 주기를 불규칙하게 만드는 압력파 제거수단과, 토출구와 소정의 거리를 두고 마주하는 위치에 설치하는 흡입구와, 흡입구와 케이스 내부를 서로 연통시켜 공기의 흐름을 안내하는 흡입덕트를 포함하는 자연풍 냉온풍 시스템에 대해 기재하고 있다.

특허문헌 3은, 실내의 오염된 공기를 유입하여 정화한 다음 정화된 공기를 열교환시켜 온풍이나 냉풍을 토출구를 통해 외부로 토출시킬 수 있는 유입공기 산소발생장치가 구비된 냉/온풍기에 관한 것으로서, 냉/온풍기와 공기 흡입그릴 내측에 설치되어 외부의 공기를 흡입 이를 압축하여 토출시키는 공기압축펌프와, 상기 공기압축펌프에서 토출되는 압축공기를 호스를 통해 공급받아 이를 제오라이트 충진베드에 공급함과 아울러 상기 제오라이트 충진베드에서 분리된 질소가스를 통해 공급받아 외부로 배출하도록 상측부에 싱크로모터가 형성된 삼방향 콘트롤 밸브와, 상기 삼방향 콘트롤 밸브로부터 공기를 공급받아 산소와 질소의 흡착율 차이를 이용하여 질소와 산소를 분리하는 제오라이트 충진베드와, 상기 제오라이트 충진베드에서 토출되는 산소를 포집하는 산소 집합베드와, 상기 산소 집합베드에서 토출된 순수 산소를 일정압으로 하여 배출시켜주는 레규레이터로 이루어지는 산소발생장치에 대해 기재하고 있다.

KR 10-1396529 B1 KR 10-2004-0040995 A KR 20-0291012 Y1

본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 냉방효과가 우수한 냉동사이클 및 난방효과가 우수한 전기 히터를 이용하면서도 전기료를 절감할 수 있는 냉풍 및 온풍 발생장치를 제공하는 데 그 목적이 있다.

본 발명의 다른 목적은, 각종 산업 현장 등에서 국부적인 냉방 또는 난방을 할 필요가 있는 경우 유용하게 사용할 수 있는 냉풍 및 온풍 발생장치를 제공하는 데 있다.

상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 물을 냉각 또는 가열시키는 케이스와, 상기 케이스에서 냉각 또는 가열된 물을 순환시키면서 냉풍 또는 온풍을 선택적으로 발생시키는 냉풍 및 온풍 발생부를 포함하여 이루어지는 냉풍 및 온풍 발생장치에 있어서, 증발기와, 압축기와, 응축기와, 팽창밸브를 포함하는 냉동사이클을 구비함과 동시에, 전기에 의해 가열되는 히터를 구비하고, 상기 케이스는, 외통과 제1 내통으로 이루어진 단열 케이스로서, 상기 외통과 제1 내통 사이의 공간에는 발포재가 충전되고, 상기 제1 내통의 하부에는 히터가 구비되고, 상기 제1 내통의 상부에는 증발기가 구비되며, 상기 냉풍 및 온풍 발생부는, 물 공급배관 및 물 배출배관과 연결되고, 그 내부에 송풍팬이 구비되며, 상기 물 공급배관에 냉수 또는 온수를 냉풍 및 온풍 발생부로 공급하기 위한 펌프가 설치되는 것을 특징으로 한다.

또한 상기 제1 내통의 하부 및 상부에 온도 센서가 각각 구비되는 것을 특징으로 한다.

또한 상기 발포재는 폴리우레탄으로 형성되는 것을 특징으로 한다.

또한 상기 케이스는, 외통과 제1 내통 사이의 공간에 진공부가 형성되는 것을 특징으로 한다.

또한 상기 케이스는, 제1 내통의 안쪽에 제2 내통이 더 구비되고, 외통과 상기 제1 내통 사이에는 발포재가 충전되며, 상기 제1 내통과 상기 제2 내통 사이의 공간에는 진공부가 형성되는 것을 특징으로 한다.

또한 상기 케이스의 내부는, 수평으로 구비되는 격벽에 의해 하부 케이스와 상부 케이스로 구분되고, 상기 격벽에 다수의 통공이 형성되는 것을 특징으로 한다.

또한 상기 하부 케이스의 상부에 증발기가 구비되고, 상기 상부 케이스의 하부에 히터가 구비되는 것을 특징으로 한다.

또한 상기 하부 케이스에 물 공급배관이 연결되고, 상기 상부 케이스에 물 배출배관이 연결되는 것을 특징으로 한다.

또한 상기 물 공급배관 및 물 배출배관의 외주에 단열재가 더 구비되는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의하면, 냉풍을 발생시킬 경우, 물을 일정온도로 냉각시킨 이후 물이 일정온도로 상승되기 전까지는 냉동사이클을 작동시키지 않아도 되는 효과가 있다.

또한 온풍을 발생시킬 경우, 전기 히터로 물을 일정온도로 가열한 이후 물이 일정온도로 하강하기 전까지는 물을 가열하지 않아도 되는 효과가 있다.

이에 따라 전기료를 대폭 절감할 수 있는 효과가 있다.

또한 히터를 가열하면서 직접 온풍을 발생시키지 않고, 히터로 물을 가열한 후 가열된 물을 공기와 열교환시키는 과정에서 온풍을 발생시키므로, 공기 중의 산소량을 감소시키지 않는 효과가 있다.

이에 따라 장시간 작동시키더라도 사용자자 불쾌감을 느끼지 않도록 하는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 냉풍 및 온풍 발생장치의 개략적인 구성도.
도 2는 본 발명의 제2 실시예에 따른 케이스의 단면도.
도 3은 본 발명의 제3 실시예에 따른 케이스의 단면도.
도 4는 본 발명의 제4 실시에에 따른 냉풍 및 온풍 발생장치의 개략적인 구성도.
도 5는 본 발명의 제5 실시예에 따른 케이스의 단면도.
도 6은 본 발명의 제6 실시예에 따른 케이스의 단면도.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.

<제1 실시예>

도 1은 본 발명의 제1 실시예를 도시한 것이다.

본 발명의 제1 실시예에 따른 냉풍 및 온풍 발생장치는, 도 1에 도시된 바와 같이, 물을 냉각 또는 가열하는 케이스(10)와, 상기 케이스(10)에서 냉각 또는 가열된 물을 순환시키면서 냉풍 또는 온풍을 선택적으로 발생시키는 냉풍 및 온풍 발생부(20)를 포함하여 이루어지는 냉풍 및 온풍 발생장치에 있어서, 증발기(13)와, 압축기(14)와, 응축기(15)와, 팽창밸브(16)를 포함하는 냉동사이클을 구비함과 동시에, 전기에 의해 가열되는 히터(17)를 구비한다.

상기 케이스(10)는, 외통(10a)과 제1 내통(10b)으로 이루어진 단열 케이스로서, 상기 외통(10a)과 제1 내통(10b) 사이의 공간에는 발포재(11)가 충전된다.

상기 케이스(10)는 원통 또는 사각통 형상으로 이루어지는 것이 바람직하나 이에 한정되지 아니한다.

상기 외통(10a)과 제1 내통(10b) 사이의 공간에 구비되는 발포재(11)는 폴리우레탄으로 형성될 수 있다.

그러나 이에 한정하는 것은 아니며, 단열성능을 구비한 재질이면 어느 단열재를 사용하여도 무방하다.

상기 제1 내통(10b)의 하부에는 히터(17)가 구비되고, 상기 제1 내통(10b)의 상부에는 증발기(13)가 구비된다.

상기 냉풍 및 온풍 발생부(20)는, 물 공급배관(21) 및 물 배출배관(22)과 연결되고, 그 내부에 송풍팬(25)이 구비되며, 상기 물 공급배관(21)에는 냉수 또는 온수를 냉풍 및 온풍 발생부(20)로 공급하기 위한 펌프(23)가 설치된다.

또한 상기 제1 내통(10b)의 하부 및 상부에는 온도 센서(12a)(12b)가 각각 구비된다.

상기 온도 센서(12a)(12b)는, 컨트롤러(도시 생략)와 연결되어, 케이스(10) 내부의 물의 온도를 감지하여 냉동사이클 및 히터(17)의 작동을 제어하는 역할을 한다.

이어서 본 발명에 따른 냉풍 및 온풍 발생장치를 냉풍 발생장치로 사용하는 경우를 설명한다.

본 발명에서는, 증발기(13)와, 압축기(14)와, 응축기(15)와, 팽창밸브(16)를 포함하여 이루어지는 냉동사이클을 이용한다.

상기 증발기(13)는, 팽창밸브(16)에서 온도와 압력이 낮아진 저온 저압의 냉매를 공급받아 기체로 증발하도록 한다.

상기 증발기(13)에서 액체상태의 냉매는, 외부로부터 증발잠열을 흡수하여 증발하면서 기체상태인 과열증기로 상변화를 하게 된다.

이때 주위의 온도를 빼앗아 케이스(10) 내부에 저장된 물의 온도를 낮추게 된다.

상기 압축기(14)는, 과열증기로 상변화된 냉매를 고온 고압의 가스 상태로 압축하여 이를 응축기(15)로 공급한다.

상기 응축기(15)는, 고온 고압의 냉매가스를 외부 공기와의 열교환에 의해 냉각하여 다시 액체상태로 변화시킨다.

상기 팽창밸브(16)는, 응축기(15)를 통과하면서 액체상태로 변화된 냉매의 온도와 압력을 강하시켜, 저온 저압의 냉매가 증발기(13)에서 용이하게 기체로 증발할 수 있도록 한다.

즉 상기 증발기(13)는 외부와 열전달을 하면서 주위의 온도를 하강시키는 열교환기이고, 응축기(15)는 외부와 열전달을 하면서 주위의 온도를 상승시키는 열교환기이다.

본 발명에서는 상기 증발기(13)가 케이스(10)의 내부에 구비되어 있으므로, 케이스(10) 내부에 저장된 물을 냉각시킬 수 있다.

또한 상기 제1 내통(10b)의 상부에는 온도 센서(12b)가 구비되어 있다.

상기 온도 센서(12b)는, 컨트롤러(도시 생략)와 연결되어, 케이스(10) 내부의 물의 온도를 감지하여 냉동사이클의 작동을 제어하는 역할을 한다.

즉, 증발기(13)에 의해 케이스(10) 내부의 물을 일정 온도로 냉각시킨 후에는 냉동사이클의 구동을 정지시키고, 일정 시간이 경과하여 물의 온도가 일정온도 이상으로 상승하게 되면, 다시 냉동사이클을 작동시킨다.

이에 따라 냉동사이클을 계속 구동하지 않아도 되므로, 전기료를 절감할 수가 있다.

본 발명에 따른 냉풍 및 온풍 발생부(20)(이하 설명의 편의상, 냉풍장치로 사용하는 경우에는 '냉풍 발생부'라 칭하기로 한다)는, 도 1에 도시된 바와 같이, 물 공급배관(21) 및 물 배출배관(22)에 의해 케이스(10)와 연결된다.

상기 냉풍 발생부(20) 내부의 배관은, 열교환 효율을 최대한 증가시키기 위해 지그재그 형상으로 배치된다.

또한 상기 물 공급배관(21) 및 물 배출배관(22)의 외주에는 단열재가 더 구비되는 것이 바람직하다.

상기한 구조에 의해 물의 온도가 상승하거나 하강하는 것을 최대한 억제할 수가 있다.

상기 물 공급배관(21)을 통해 공급된 냉수는, 냉풍 발생부(20)에서 공기와 열교환 과정을 거친 후 물 배출배관(22)을 통해 다시 케이스(10)로 순환된다.

또한 상기 냉풍 발생부(20)의 입구 및 출구 부위의 물 공급배관(21) 및 물 배출배관(22)에는, 밸브(24)가 각각 설치되어 있다.

또한 상기 물 공급배관(21)에는, 케이스(10)에서 냉각된 물을 냉풍 발생부(20)로 공급하기 위한 펌프(23)가 설치된다.

상기 냉풍 발생부(20)의 내부에 구비된 송풍팬(25)은, 차가워진 공기가 냉풍 발생부(20)에서 공기와 열교환을 하는 과정에서 발생하는 냉기를 외부로 송풍한다.

이하 본 발명에 따른 냉풍 및 온풍 발생장치에서 냉풍을 발생시키는 과정을 설명한다.

먼저 컨트롤러(도시 생략)에서 원하는 온도를 설정한 후, 냉방사이클을 작동시켜 케이스(10) 내부에 저장된 물의 온도를 하강시킨다.

케이스(10) 내부의 물의 온도가 일정 온도 이하로 하강하면, 펌프(23)를 작동시켜 차가워진 물을 냉수 공급배관(21)을 통해 냉풍 발생부(20)로 공급한다.

냉풍 발생부(20)로 공급된 차가운 물은, 공기와 열교환을 하면서 냉풍 발생부(20) 내부의 온도를 하강시킨다.

이때 냉풍 발생부(20) 내부에 구비된 송풍팬(25)을 작동시키면, 차가워진 공기를 냉풍 발생부(20)의 외부로 송풍할 수가 있다.

상기 냉풍 발생부(20)에서 열교환을 마친 물은, 물 배출배관(22)을 통해 다시 케이스(10)로 순환된다.

통상적인 에어컨은 냉방성능은 우수하지만 전기 소모가 많아, 장소가 오픈되어 있는 산업 현장에서는 실제로 사용하기가 어려운 것이 현실이다.

본 발명은 상기한 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 냉동사이클에 의해 냉각된 공기를 바로 공급하는 것이 아니라, 먼저 물을 냉각시킨 후 냉각된 물과 공기를 열교환시키는 과정에서 냉풍을 공급한다.

또한 물의 온도가 일정 온도로 낮아진 후에는 냉동사이클을 작동을 중단시키고, 물의 온도가 일정 온도로 상승한 경우에만 다시 냉동사이클을 작동시킨다.

이에 따라 물의 온도를 일정 온도로 냉각시킨 후, 물이 일정 온도로 상승하기 전까지 냉동사이클을 가동하지 않아도 되므로, 전기료를 대폭 절감할 수가 있다.

또한 케이스(10)가 단열 케이스로 구성되고, 냉수 공급배관(21) 및 냉수 배출배관(22)을 단열재로 감싸고 있으므로, 물의 온도 상승을 최대한 억제할 수가 있다.

이어서 본 발명에 따른 냉풍 및 온풍 발생장치를 온풍 발생장치로 사용하는 경우를 설명한다.

본 발명의 제1 실시예에 따른 냉풍 및 온풍 발생장치를 온풍 발생장치로 사용하는 경우에는, 도 1에 도시된 바와 같이, 히터(17)에 의해 물을 가열한 후, 냉풍 및 온풍 발생부(20)(이하 설명의 편의상, 온풍장치로 사용하는 경우에는 '온풍 발생부'라 칭하기로 한다)에서 온수를 순환시키면서 공기와 열교환을 시켜 온풍을 발생시킨다.

본 발명에 따른 히터(17)는, 방수가 되는 전기 히터로서 상기 제1 내통(10b)의 하부에 구비되는 것이 바람직하나, 이에 한정하는 것은 아니다.

즉 상기 전기 히터(17) 대신 다른 가열수단을 사용할 수도 있다.

상기 제1 내통(10b)의 하부에는 온도 센서(12a)가 구비되어 있다.

상기 온도 센서(12a)는, 컨트롤러(도시 생략)와 연결되어, 케이스(10) 내부의 물의 온도를 감지하여 히터(17)의 작동을 제어하는 역할을 한다.

즉, 히터(17)를 가열하여 케이스(10) 내부의 물을 일정 온도로 가열한 후에는 히터(17)의 작동을 정지시키고, 일정 시간이 경과하여 물의 온도가 일정온도 이하로 하강하게 되면, 다시 히터(17)를 가열한다.

이에 따라 히터(17)를 계속 가열하지 않아도 되므로, 전기료를 절감할 수가 있다.

물 공급배관(21)을 통해 공급된 온수는, 온풍 발생부(20)에서 공기와 열교환 과정을 거치게 된다.

상기 온풍 발생부(20)의 내부에 구비된 송풍팬(25)은, 온수가 온풍 발생부(20)에서 공기와 열교환을 하는 과정에서 발생하는 온기를 외부로 송풍한다.

상기 온풍 발생부(20)에서 열교환을 거친 물은 물 배출배관(22)을 통해 다시 케이스(10)로 순환된다.

이하 본 발명의 제1 실시예에 따른 냉풍 및 온풍 발생장치에서 온풍을 발생시키는 과정을 설명한다.

먼저 컨트롤러(도시 생략)에서 원하는 온도를 설정한 후, 히터(17)를 작동시켜 케이스(10) 내부에 저장된 물의 온도를 가열한다.

케이스(10) 내부의 물의 온도가 일정 온도 이상으로 가열되면, 펌프(23)를 작동시켜 따뜻해진 물을 물 공급배관(21)을 통해 온풍 발생부(20)로 공급한다.

온풍 발생부(20)로 공급된 따뜻한 물은, 공기와 열교환을 하면서 온풍 발생부(20) 내부의 온도를 상승시킨다.

이때 온풍 발생부(20) 내부에 구비된 송풍팬(25)을 작동시키면, 따뜻해진 공기를 온풍 발생부(20)의 외부로 송풍할 수가 있다.

상기 온풍 발생부(20)에서 열교환을 마친 물은, 물 배출배관(22)을 통해 다시 케이스(10)로 순환된다.

종래의 전기 히터식 온풍기는 난방 성능은 우수하지만, 전기 히터를 가열하는 과정에서 공기 중의 산소량을 감소시키므로, 장시간 작동시 불쾌감을 유발한다는 단점이 있다.

이에 따라 실내에서 장시간 사용하려면 자주 환기를 시켜주어야 한다는 번거로움이 있다.

또한 종래의 전기 히터식 온풍기에서 온풍을 발생시키려면 히터를 계속 가열해야만 한다. 이에 따라 전기 소모량이 많아지게 된다는 문제점이 있다.

본 발명은 상기한 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 전기 히터를 가열하면서 온풍을 발생시키는 것이 아니라, 전기 히터로 물을 가열한 후 가열된 물과 공기를 열교환시키는 과정에서 온풍을 발생시킨다.

또한 물의 온도가 일정 온도로 상승된 후에는 히터의 가동을 중단시키고, 물의 온도가 일정 온도 이하로 하강한 경우에만 다시 히터를 작동시킨다.

즉 한번 가열된 물은 그 온도 하강 속도가 빠르지 않으므로, 히터를 계속해서 작동시킬 필요가 없다.

또한 케이스(10)가 단열 케이스로 구성되고, 물 공급배관(21) 및 물 배출배관(22)을 단열재로 감싸고 있으므로, 물의 온도 하강을 최대한 억제할 수가 있다.

이에 따라 물의 온도를 일정 온도로 가열한 후에는, 물이 일정 온도로 상승하기 전까지 히터를 작동시킬 필요가 없으므로, 전기료를 대폭 절감할 수가 있다.

이에 따라 본 발명은 각종 산업 현장에서 국부적인 난방을 할 필요가 있는 경우에 아주 유용하게 사용할 수 있다.

<제2 실시예>

도 2는 본 발명의 제2 실시예를 도시한 것이다.

본 발명의 제2 실시예는, 상기 제1 실시예에서 케이스의 구조를 변경한 것이다.

본 발명의 제2 실시예에 따른 케이스(10)는, 도 2에 도시된 바와 같이, 외통(10a)과 제1 내통(10b) 사이의 공간에 진공부(A)가 형성된다.

그 이외의 사항은 상기한 제1 실시예의 경우와 동일하므로, 중복된 설명은 생략하기로 한다.

<제3 실시예>

도 3은 본 발명의 제3 실시예를 도시한 것이다.

본 발명의 제3 실시예는, 상기 제1 실시예에서 케이스의 구조를 변경한 것이다.

본 발명의 제3 실시예에 따른 케이스(10)는, 도 3에 도시된 바와 같이, 제1 내통(10b)의 안쪽에 제2 내통(10c)이 더 구비된다.

그리고 외통(10a)과 상기 제1 내통(10b) 사이에는 발포재(11)가 충전되고, 상기 제1 내통(10b)과 상기 제2 내통(10c) 사이의 공간에는 진공부(A)가 형성된다.

본 발명의 제3 실시예에 의하면 케이스(10)의 단열성능을 더욱 향상시킬 수가 있다.

그 이외의 사항은 상기한 제1 실시예의 경우와 동일하다.

<제4 실시예>

도 4는 본 발명의 제4 실시예를 도시한 것이다.

본 발명의 제4 실시예는, 상기 제1 실시예에서 케이스(10)를 하부 케이스(10d)와 상부 케이스(10e)로 구분하고, 하부 케이스(10d)에 냉동사이클 부품인 증발기(13)를 설치하고, 상부 케이스(10e)에 히터(17)를 설치한 것이다.

즉, 케이스(10)의 내부는, 도 4에 도시된 바와 같이, 수평으로 구비되는 격벽(18)에 의해 하부 케이스(10d)와 상부 케이스(10e)로 구분된다.

또한 상기 격벽(18)에는 다수의 통공(18a)이 형성되어 있어, 상기 통공(18a)을 통해 하부 케이스(10d)의 물과 상부 케이스(10e)의 물은 서로 순환될 수 있다.

또한 상기 하부 케이스(10d)의 상부에는 증발기(13)가 구비되고, 상기 상부 케이스(10e)의 하부에는 히터(17)가 구비된다.

또한 상기 하부 케이스(10d)에는 냉풍 및 온풍 발생부(20)로 물을 공급하는 물 공급배관(21)이 연결되고, 상기 상부 케이스(10e)에는 냉풍 및 온풍 발생부(20)로부터 물을 배출하는 물 배출배관(22)이 연결된다.

그러나 이에 한정하는 것은 아니며, 상부 케이스(10e)에 물 공급배관(21)을 연결하고, 하부 케이스(10d)에 물 배출배관(22)을 연결할 수도 있다.

<제5 실시예>

도 5는 본 발명의 제5 실시예를 도시한 것이다.

본 발명의 제5 실시예는, 케이스(10)를 상하로 구분한 상기 제4 실시예에서 케이스(10)의 구조를 변경한 것이다.

본 발명의 제5 실시예에 따른 케이스(10)는, 도 5에 도시된 바와 같이, 외통(10a)과 제1 내통(10b) 사이의 공간에 진공부(A)가 형성된다.

그 이외의 사항은 상기한 제4 실시예의 경우와 동일하다.

<제6 실시예>

도 6은 본 발명의 제6 실시예를 도시한 것이다.

본 발명의 제6 실시예는, 케이스(10)를 상하로 구분한 상기 제4 실시예에서 케이스의 구조를 변경한 것이다.

본 발명의 제6 실시예에 따른 케이스(10)는, 도 6에 도시된 바와 같이, 제1 내통(10b)의 안쪽에 제2 내통(10c)이 더 구비된다.

본 발명의 제6 실시예에 의하면 케이스(10)의 단열성능을 더욱 향상시킬 수가 있다.

그 이외의 사항은 상기한 제4 실시예의 경우와 동일하다.

이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시적으로 설명한 것으로서 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 아니한다. 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 기술적 사상의 범위를 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변형 및 수정이 가능 하다는 것을 이해할 수 있을 것이다.

10: 케이스(Case)
10a: 외통
10b: 제1 내통
10b: 제2 내통
10d: 하부 케이스
10e: 상부 케이스
11: 발포재
12a, 12b: 온도 센서(Sensor)
13: 증발기
14: 압축기
15: 응축기
16: 팽창밸브
17: 히터(Heater)
18: 격벽
18a: 통공
20: 냉풍 및 온풍 발생부
21: 물 공급배관
22: 물 배출배관
23: 펌프(Pump)
24: 밸브(Valve)
25: 송풍팬
A: 진공부

Claims

물을 냉각 또는 가열시키는 케이스(10)와, 상기 케이스(10)에서 냉각 또는 가열된 물을 순환시키면서 냉풍 또는 온풍을 선택적으로 발생시키는 냉풍 및 온풍 발생부(20)를 포함하여 이루어지는 냉풍 및 온풍 발생장치에 있어서,
증발기(13)와, 압축기(14)와, 응축기(15)와, 팽창밸브(16)를 포함하는 냉동사이클을 구비함과 동시에, 전기에 의해 가열되는 히터(17)를 구비하고,
상기 케이스(10)는,
외통(10a)과 제1 내통(10b)으로 이루어진 단열 케이스로서, 상기 외통(10a)과 제1 내통(10b) 사이의 공간에는 발포재(11)가 충전되고,
상기 제1 내통(10b)의 하부에는 히터(17)가 구비되고, 상기 제1 내통(10b)의 상부에는 증발기(13)가 구비되며,
상기 냉풍 및 온풍 발생부(20)는,
물 공급배관(21) 및 물 배출배관(22)과 연결되고, 그 내부에 송풍팬(25)이 구비되며,
상기 물 공급배관(21)에 냉수 또는 온수를 냉풍 및 온풍 발생부(20)로 공급하기 위한 펌프(23)가 설치되는 것을 특징으로 하는 냉풍 및 온풍 발생장치.
제 1 항에 있어서,
상기 제1 내통(10b)의 하부 및 상부에 온도 센서(12a)(12b)가 각각 구비되는 것을 특징으로 하는 냉풍 및 온풍 발생장치.
제 1 항에 있어서,
상기 발포재(11)는 폴리우레탄으로 형성되는 것을 특징으로 하는 냉풍 및 온풍 발생장치.
제 1 항에 있어서,
상기 케이스(10)는,
외통(10a)과 제1 내통(10b) 사이의 공간에 진공부(A)가 형성되는 것을 특징으로 하는 냉풍 및 온풍 발생장치.
제 1 항에 있어서,
상기 케이스(10)는,
제1 내통(10b)의 안쪽에 제2 내통(10c)이 더 구비되고,
외통(10a)과 상기 제1 내통(10b) 사이에는 발포재(11)가 충전되며,
상기 제1 내통(10b)과 상기 제2 내통(10c) 사이의 공간에는 진공부(A)가 형성되는 것을 특징으로 하는 냉풍 및 온풍 발생장치.
제 1 항에 있어서,
상기 케이스(10)의 내부는, 수평으로 구비되는 격벽(18)에 의해 하부 케이스(10d)와 상부 케이스(10e)로 구분되고, 상기 격벽(18)에 다수의 통공(18a)이 형성되는 것을 특징으로 하는 냉풍 및 온풍 발생장치.
제 6 항에 있어서,
상기 하부 케이스(10d)의 상부에 증발기(13)가 구비되고,
상기 상부 케이스(10e)의 하부에 히터(17)가 구비되는 것을 특징으로 하는 냉풍 및 온풍 발생장치.
제 6 항에 있어서,
상기 하부 케이스(10d)에 물 공급배관(21)이 연결되고,
상기 상부 케이스(10e)에 물 배출배관(22)이 연결되는 것을 특징으로 하는 냉풍 및 온풍 발생장치.
제 6 항에 있어서,
상기 케이스(10)는,
외통(10a)과 제1 내통(10b) 사이의 공간에 진공부(A)가 형성되는 것을 특징으로 하는 냉풍 및 온풍 발생장치.
제 6 항에 있어서,
상기 케이스(10)는,
제1 내통(10b)의 안쪽에 제2 내통(10c)이 더 구비되고,
외통(10a)과 상기 제1 내통(10b) 사이에는 발포재(11)가 충전되며,
상기 제1 내통(10b)과 상기 제2 내통(10c) 사이의 공간에는 진공부(A)가 형성되는 것을 특징으로 하는 냉풍 및 온풍 발생장치.
제 1 항에 있어서,
상기 물 공급배관(21) 및 물 배출배관(22)의 외주에 단열재가 더 구비되는 것을 특징으로 하는 냉풍 및 온풍 발생장치.