KR20180102932A - 전기온풍기 - Google Patents

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KR20180102932A KR1020170029689A KR20170029689A KR20180102932A KR 20180102932 A KR20180102932 A KR 20180102932A KR 1020170029689 A KR1020170029689 A KR 1020170029689A KR 20170029689 A KR20170029689 A KR 20170029689A KR 20180102932 A KR20180102932 A KR 20180102932A
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Abstract

전기온풍기가 개시된다. 본 발명의 전기온풍기는 공기를 가열하는 히터; 열에너지를 흡수 및 방출하는 열에너지 저장부; 열에너지 저장부의 온도를 감지하는 온도 센서; 및 온도 센서에 의해 감지된 온도에 따라 히터를 온오프시키는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

전기온풍기{ELECTRIC HOT BLASTER HEATER}
본 발명은 전기온풍기에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 열에너지를 저장하는 열에너지 저장부를 통해 공기를 가열하여 토출시키는 전기온풍기에 관한 것이다.
일반적으로, 공기조화장치는 모든 기후조건과 실내환경에 따라서 최적의 온도 및 습도를 유지하기 위한 것으로, 실내공기를 시원하게 하거나 따뜻하게 하는 냉방장치 및 난방장치, 습도를 적당하게 유지하기 위한 가습장치, 및 실내공기를 외부로 배출시키는 환기장치 등을 포함한다.
난방장치에는 가열된 고온의 물을 순환시키는 방식의 가정용 소형 보일러, 및 가열된 고온의 공기를 덕트를 통해서 실내에 설치되어 있는 팬코일로 공급하여 난방하는 중앙 집중식 난방장치가 있다. 그 밖에도 사무실이나 은행과 같은 장소에서는 실내의 공기를 흡인하여 가열한 다음, 배출함으로써 점차 실내의 공기가 따뜻해지도록 하는 온풍기가 사용되고 있다.
이러한 온풍기는 열원에서 전열매체로 열을 전달하고 이것을 순환시켜서 피가열체를 간접적으로 가열함으로써, 직접 가열법에 의한 국지적인 집중가열을 피하고 열이 넓은 면적에 걸쳐 분산되도록 한 상태에서 팬에 의하여 열풍을 불어내도록 한다.
그러나, 종래의 온풍기는 히터를 이용하여 공기를 가열하여 열풍을 발생시키는 데, 히터의 용량이 점점 증가하게 되면서 전력소비가 증가하게 되고, 이로 인해 전기료가 과다하게 증가하게 되는 문제점이 있었다.
본 발명의 배경기술은 대한민국 공개특허공보 10-2011-0053706호 (2011.05.24) 의 '히터 순차 가열 기능을 갖는 전기온풍기'에 개시되어 있다.
본 발명은 전술한 문제점을 개선하기 위해 창안된 것으로서, 본 발명의 일 측면에 따른 목적은 열에너지를 흡수 및 방출하는 열에너지 저장부의 온도에 따라 히터를 선택적으로 온오프시켜 히터 동작에 의한 전력 소비를 감소시킨 전기온풍기를 제공하는 것이다.
본 발명의 일 측면에 따른 전기온풍기는 공기를 가열하는 히터; 열에너지를 흡수 및 방출하는 열에너지 저장부; 상기 열에너지 저장부의 온도를 감지하는 온도 센서; 및 상기 온도 센서에 의해 감지된 온도에 따라 상기 히터를 온오프시키는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서, 상기 열에너지 저장부는 상변화 물질(Phase Change Material;PCM)인 것을 특징으로 한다.
본 발명에서, 상기 열에너지 저장부는 상기 히터에 의해 가열된 공기를 토출시키는 토출부에 배치되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서, 상기 제어부는 상기 온도 센서에 의해 감지된 온도를 기 설정된 설정온도와 비교하여 비교 결과에 따라 상기 히터를 온오프시키는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서, 상기 제어부는 상기 온도 센서에 의해 감지된 온도가 제1 설정온도 이상이면 상기 히터를 오프시키는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서, 상기 제어부는 상기 온도 센서에 의해 감지된 온도가 제2 설정온도 미만이면 상기 히터를 온시키는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 측면에 따른 전기온풍기는 열에너지를 흡수 및 방출하는 열에너지 저장부의 온도에 따라 히터를 선택적으로 온오프시켜 히터 동작에 의한 전력 소비를 감소시킬 수 있다.
도 1 은 본 발명의 일 실시예에 따른 전기온풍기의 블럭 구성도이다.
도 2 는 본 발명의 일 실시예에 따른 열에너지 저장부의 설치 예시도이다.
도 3 은 본 발명의 일 실시예에 따른 전기온풍기의 제어 방법을 도시한 순서도이다.
이하에서는 본 발명의 일 실시예에 따른 전기온풍기를 첨부된 도면들을 참조하여 상세하게 설명한다. 이러한 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다. 또한 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서, 이는 이용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야할 것이다.
도 1 은 본 발명의 일 실시예에 따른 전기온풍기의 블럭 구성도이고, 도 2 는 본 발명의 일 실시예에 따른 열에너지 저장부의 설치 예시도이다.
도 1 및 도 2 를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 전기온풍기는 열에너지 저장부(10), 온도 센서(20), 히터(30), 송풍기(40) 및 제어부(50)를 포함한다.
히터(30)는 공기의 흐름을 가이드하는 덕트(80)에 설치되며, 흡입부(60)로부터 흡입된 공기를 가열한다. 히터(30)의 설치 위치는 덕트(80)에 설치되는 것에 한정되는 것은 아니며, 덕트(80)와 하우징 내부 구조, 및 히터(30)의 용량 등에 따라 다양한 위치에 설치될 수 있다.
송풍기(40)는 내부의 송풍팬(미도시)을 회전시켜 히터(30)에 의해 가열된 공기를 토출부(70)를 통해 토출시킨다. 토출부(70)를 통해 토출되는 풍량은 송풍팬의 회전속도에 따라 결정되며, 회전속도는 외부 온도 또는 사용자의 키조작 등에 의해 결정될 수 있다. 또한, 토출부(70)를 통해 토출되는 풍향은 토출부(70)에 설치된 블레이드(미도시)에 의해 다양한 방향으로 조절될 수 있다.
열에너지 저장부(10)는 공기로부터 열에너지를 흡수하고 흡수한 열에너지를 방출한다.
열에너지 저장부(10)는 히터(30)에 의해 가열된 공기로부터 열에너지를 흡수한다. 이를 위해, 열에너지 저장부(10)는 히터(30)에 의해 가열된 공기로부터 열을 흡수할 수 있는 위치에 설치될 수 있으며, 예를 들어 히터(30)에 의해 가열된 공기가 토출되는 토출부(70)에 설치될 수 있다.
통상적으로 공기는 흡입부(60)를 통해 흡입된 후 덕트(80)를 통해 토출부(70)로 토출된다. 이 과정에서, 덕트(80)의 공기는 상기한 히터(30)에 의해 가열되고, 송풍기(40)에 의해 토출부(70)로 토출된다.
따라서, 토출부(70)에 설치된 열에너지 저장부(10)는 히터(30)에 의해 가열된 공기로부터 열에너지를 흡수하고 흡수한 열에너지를 열에너지 저장부(10)를 통과하는 공기에 방출할 수도 있다.
열에너지 저장부(10)로는 열에너지를 흡수 및 방출하는 상변화 물질(Phase Change Material;PCM)이 채용될 수 있다. 상변화 물질은 잠열의 흡수 및 방출 효과를 이용하여 에너지를 저장하거나 온도를 일정하게 유지시키는 목적으로 사용되는 물질이다.
이러한 열에너지 저장부(10)는 축열조 등에 저장될 수 있다.
온도 센서(20)는 열에너지 저장부(10)의 온도를 감지한다.
제어부(50)는 외부 온도 또는 사용자의 키조작 등과 같이 구동 조건을 만족하면 히터(30)와 송풍기(40)를 동작시킨다.
히터(30)는 흡입부(60)를 통해 흡입된 공기를 가열하고, 송풍기(40)는 히터(30)에 의해 가열된 공기를 토출부(70)를 통해 토출시킨다.
따라서, 흡입부(60)를 통해 흡입된 공기는 덕트(80)를 통해 히터(30)로 전달되고, 히터(30)에 의해 가열된 후, 송풍기(40)를 통해 토출부(70)로 토출된다.
히터(30)에 의해 가열된 공기가 토출부(70)로 토출됨에 따라, 열에너지 저장부(10)는 가열된 공기로부터 열에너지를 흡수하여 그 온도가 증가하게 된다.
온도 센서(20)는 열에너지 저장부(10)의 온도를 감지하여 제어부(50)에 입력한다.
이때, 제어부(50)는 온도 센서(20)에 의해 감지된 온도를 기 설정된 제1 설정온도와 비교하여 감지된 온도가 제1 설정온도 이상인지 여부를 판단한다. 판단 결과 제1 설정온도 이상이면 제어부(50)는 히터(30)를 오프시킨다.
여기서, 제1 설정온도는 열에너지 저장부(10)가 공기를 충분히 가열시킬 수 있을 정도의 온도이며, 예를 들어, 70℃가 채용될 수 있다.
즉, 온도 센서(20)에 의해 감지된 온도가 제1 설정온도 이상이면, 열에너지 저장부(10)가 충분히 가열된 상태이므로, 히터(30)에 의해서가 아니더라도 공기는 가열될 수 있다.
따라서, 제어부(50)는 열에너지 저장부(10)의 온도가 제1 설정온도 이상이면 히터(30)를 오프시킴으로써, 열에너지 저장부(10)를 통해 공기가 가열될 수 있도록 한다.
이와 같이, 히터(30)를 오프시켜 열에너지 저장부(10)를 통해 공기를 가열함으로써, 전력 소모를 감소시키면서 열풍을 공급할 수 있는 효과를 얻을 수 있다.
한편, 상기한 바와 같이 열에너지 저장부(10)가 공기를 가열함에 따라, 열에너지 저장부(10)의 온도는 저하된다.
이에, 제어부(50)는 온도 센서(20)에 의해 감지된 온도가 기 설정된 제2 설정온도 미만이 되면 히터(30)를 온시킨다.
여기서, 제2 설정온도는 열에너지 저장부(10)가 공기를 가열시킬 수 없을 정도의 온도이며, 예를 들어 50℃가 채용될 수 있다.
즉, 온도 센서(20)에 의해 감지된 온도가 제2 설정온도 미만이면, 열에너지 저장부(10)의 온도가 낮아 공기를 가열하기에는 부적합하다.
따라서, 제어부(50)는 열에너지 저장부(10)의 온도가 제2 설정온도 미만이면 히터(30)를 온시킴으로써, 히터(30)에 의해 공기가 가열될 수 있도록 한다. 한편, 히터(30)가 온됨에 따라, 열에너지 저장부(10)는 가열된 공기로부터 열에너지를 흡수할 수 있다.
참고로, 본 실시예에서, 덕트(80)와 송풍기(40) 및 히터(30)의 설치 구조는 도 2 에 도시된 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술적 범위는 덕트(80)와 송풍기(40) 및 히터(30)를 포함하는 다양한 구조의 전기온풍기에 모두 적용될 수 있다.
이하 본 발명의 일 실시예에 따른 전기온풍기의 제어 방법을 도 3 을 참조하여 설명한다.
도 3 은 본 발명의 일 실시예에 따른 전기온풍기의 제어 방법을 도시한 순서도이다.
도 3 을 참조하면, 먼저, 제어부(50)는 외부 온도 또는 사용자의 키조작에 따라 히터(30)와 송풍기(40)를 각각 동작시킨다(S10,S20)
이 경우, 히터(30)는 흡입부(60)를 통해 흡입된 공기를 가열하고, 송풍기(40)는 히터(30)에 의해 가열된 공기를 토출부(70)를 통해 토출시킴으로써, 열풍이 실내에 공급되게 된다.
히터(30)에 의해 가열된 공기가 토출부(70)로 토출됨에 따라, 열에너지 저장부(10)는 가열된 공기로부터 열에너지를 흡수하여 그 온도가 증가하게 된다.
아울러, 제어부(50)는 온도 센서(20)를 통해 열에너지 저장부(10)의 온도를 감지한다(S30).
제어부(50)는 온도 센서(20)에 의해 감지된 온도를 기 설정된 제1 설정온도와 비교하여 감지된 온도가 제1 설정온도 이상인지 여부를 판단한다(S40).
단계(S40)에서의 판단 결과 온도 센서(20)에 의해 감지된 온도가 제1 설정온도 이상이면, 제어부(50)는 히터(30)를 오프시킨다(S50).
온도 센서(20)에 의해 감지된 온도가 제1 설정온도 이상이면, 열에너지 저장부(10)가 충분히 가열된 상태이므로, 제어부(50)는 히터(30)를 오프시킴으로써, 공기가 열에너지 저장부(10)에 의해 가열될 수 있도록 한다. 이에 송풍기(40)에 의해 송풍되는 공기는 열에너지 저장부(10)에 의해 가열된 후, 토출부(70)를 통해 토출된다.
이와 같이, 히터(30)를 오프시키고 열에너지 저장부(10)에 의해 공기를 가열함으로써, 전력 소모를 감소시키면서 열풍을 공급할 수 있는 효과를 얻을 수 있다.
반면에, 단계(S40)에서의 판단 결과 온도 센서(20)에 의해 감지된 온도가 제1 설정온도 이상이 아니면, 제어부(50)는 온도 센서(20)에 의해 감지된 온도가 제2 설정온도 미만인지 여부를 판단한다(S60).
단계(S60)에서의 판단 결과 온도 센서(20)에 의해 감지된 온도가 제2 설정온도 미만이 아니면, 단계(S30)로 리턴한다.
반면에, 단계(S60)에서의 판단 결과 온도 센서(20)에 의해 감지된 온도가 제2 설정온도 미만이면, 제어부(50)는 온도 센서(20)에 의해 감지된 온도가 기 설정된 제2 설정온도 미만이면 히터(30)를 온시킨다. 이 경우, 히터(30)가 이미 온된 상태이면 제어부(50)는 히터(30)를 온 상태로 유지하고, 반면에 히터(30)가 현재 오프 상태이면 히터(30)를 온시킨다.
즉, 제어부(50)는 열에너지 저장부(10)의 온도가 제2 설정온도 미만이면 히터(30)를 온시킴으로써, 히터(30)에 의해 공기가 가열될 수 있도록 한다. 한편, 히터(30)가 온됨에 따라, 열에너지 저장부(10)는 가열된 공기로부터 열에너지를 흡수할 수 있다.
상기한 과정은 전기온풍기를 통해 열풍을 공급하는 과정에서 반복적으로 수행될 수 있다.
즉, 최초 전기온풍기가 온되면, 제어부(50)는 송풍기(40)와 히터(30)를 온시키고, 온도 센서(20)를 통해 열에너지 저장부(10)의 온도를 감지한다.
제어부(50)는 에너지 저장부의 온도가 제1 설정온도 이상이 되면 히터(30)를 오프시킨다. 이에 따라 송풍기(40)를 통해 토출된 공기가 열에너지 저장부(10)에 의해 가열되어 토출부(70)로 토출된다.
열에너지 저장부(10)는 열에너지를 방출함에 따라, 열에너지 저장부(10)의 온도는 저하되고, 제어부(50)는 열에너지 저장부(10)의 온도가 제2 설정온도 미만이 되면 히터(30)를 온시킨다. 이러한 과정은 전기온풍기가 동작하는 과정에서 계속 수행된다.
이와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 열에너지를 저장하는 전기온풍기는 열에너지를 흡수 및 방출하는 열에너지 저장부(10)의 온도에 따라 히터(30)를 선택적으로 온오프시켜 히터 동작에 의한 전력 소비를 감소시킬 수 있다.
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 하여 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며 당해 기술이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 아래의 특허청구범위에 의하여 정해져야할 것이다.
10: 열에너지 저장부
20: 온도 센서
30: 히터
40: 송풍기
50: 제어부
60: 흡입부
70: 토출부
80: 덕트

Claims (6)

  1. 공기를 가열하는 히터;
    열에너지를 흡수 및 방출하는 열에너지 저장부;
    상기 열에너지 저장부의 온도를 감지하는 온도 센서; 및
    상기 온도 센서에 의해 감지된 온도에 따라 상기 히터를 온오프시키는 제어부를 포함하는 전기온풍기.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 열에너지 저장부는 상변화 물질(Phase Change Material;PCM)인 것을 특징으로 하는 전기온풍기.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 열에너지 저장부는 상기 히터에 의해 가열된 공기를 토출시키는 토출부에 배치되는 것을 특징으로 하는 전기온풍기.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 제어부는 상기 온도 센서에 의해 감지된 온도를 기 설정된 설정온도와 비교하여 비교 결과에 따라 상기 히터를 온오프시키는 것을 특징으로 하는 전기온풍기.
  5. 제 4 항에 있어서, 상기 제어부는 상기 온도 센서에 의해 감지된 온도가 제1 설정온도 이상이면 상기 히터를 오프시키는 것을 특징으로 하는 전기온풍기.
  6. 제 4 항에 있어서, 상기 제어부는 상기 온도 센서에 의해 감지된 온도가 제2 설정온도 미만이면 상기 히터를 온시키는 것을 특징으로 하는 전기온풍기.
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