KR20180130977A - 바닥 냉난방 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 열전소자를 이용하여 냉방기능과 난방기능의 겸용이 가능한 바닥 냉난방 장치에 관한 것으로, 물을 가열하여 공급하기 위한 보일러부; 냉난방 공간의 바닥에 형성되어, 냉방 또는 난방시키기 위한 냉난방라인부; 상기 보일러부와 상기 냉난방라인부 사이에 형성되어, 상기 보일러부로부터 공급되는 물을 상기 냉난방라인부으로 공급하기 위한 바닥 유입 배관부; 상기 냉난방라인부으로부터 물을 공급받아 다시 상기 보일러부로 전달하기 위한 냉난방 배출 배관부; 상기 냉난방 배출 배관부에 연결 형성되어, 상기 냉난방라인부으로부터 유입되는 물을 공급하기 위한 유입부; 상기 유입부로부터 공급되는 물을 냉각시켜 제공하기 위한 냉방부; 및 상기 바닥 유입 배관부에 연결 형성되어, 상기 냉방부로부터 물을 제공받아 상기 냉난방라인부으로 전달하기 위한 배출부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

바닥 냉난방 장치{APPARATUS OF COOLING AND HEATING FOR FLOOR}
본 발명은 바닥 냉난방 장치에 관한 것으로, 특히 열전소자를 이용하여 냉방기능과 난방기능의 겸용이 가능한 바닥 냉난방 장치에 관한 것이다.
일반적으로 보일러는 수돗물이 급수되어 일정량의 물이 담수될 수 있도록 하는 저수탱크를 갖추어 이의 내부에 담수되어 있는 물을 가열수단에 의해 가열시켜 필요시 가열된 온수를 받아 사용하거나 상기 가열된 온수가 실내공간의 바닥에 설치된 배관을 통해 순환되면서 집, 사무실 등의 실내공간에 온기를 제공한다.
이에 반해, 여름철 실내공간에 대한 냉방은 에어컨이나 선풍기와 같은 별도의 냉방장치를 사용하고 있다.
한국등록실용신안 제20-0219753호(2001.01.30 등록)는 온수 보일러용 난방장치에 관하여 기재되어 있다. 개시된 기술에 따르면, 온수보일러용 난방장치를 구성함에 있어서, 온수보일러 일측 배출구 상에 히터가열기를 연결 구성하되, 상기 히터가열기에는 다수의 온수관이 연결된 분배기를 연결 구성되게 하고, 상기 히터 가열기 내에 구성된 순환통로에는 전기히터를 설치하여 순환통로를 통과하는 난방수가 가열되게 하는 것을 특징으로 한다.
한국공개특허 제10-2016-0117966호(2016.10.11 공개)는 보일러에 관하여 기재되어 있으며, 개시된 기술에 따르면, 밀폐된 공간에 유체가 저장되는 가열탱크본체와, 상기 가열탱크본체의 내부에 복수개의 라디에이터가 설치되고, 상기 라디에이터의 주변으로 열전도 유체가 접촉하여 상기 라디에이터의 내부에 순환되는 물과 열교환하는 가열탱크; 및 상기 열교환된 물이 내부로 유입되어 저장되는 밀폐된 공간의 온수공급탱크본체와, 상기 온수공급탱크본체의 외부 일측면에 히터모듈이 결합되며, 상기 온수공급탱크본체에 저장된 물이 상기 히터모듈을 통과하면서 일정 온도로 가열된 후 상기 온수공급탱크본체의 내부로 다시 유입되어 저장되며, 상기 저장된 물을 상기 온수공급탱크본체의 일측면에 형성된 출력부로 배출하는 온수공급탱크를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상술한 바와 같이 종래에는 냉난방 장치는, 상호 아무런 연관성도 없이 각각 개별적으로 설치 및 작동되므로, 냉방 및 난방을 위해서는 반드시 냉방장치와 난방장치를 각각 별도로 설치 및 작동시켜야 하는 문제점이 있었다. 또한, 냉방장치는 실내 공간을 차지하는 형태로 설치되므로, 실내공간이 협소해지는 문제점이 있었다.
한국등록실용신안 제20-0219753호 한국공개특허 제10-2016-0117966호
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 전술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 열전소자를 이용해 냉방기능과 난방기능을 겸용하여 사용할 수 있도록 형성한 바닥 냉난방 장치를 제공한다.
이러한 과제를 해결하기 위해, 본 발명의 한 특징에 따르면, 물을 가열하여 공급하기 위한 보일러부; 냉난방 공간의 바닥에 형성되어, 냉방 또는 난방시키기 위한 냉난방라인부; 상기 보일러부와 상기 냉난방라인부 사이에 형성되어, 상기 보일러부로부터 공급되는 물을 상기 냉난방라인부으로 공급하기 위한 바닥 유입 배관부; 상기 냉난방라인부으로부터 물을 공급받아 다시 상기 보일러부로 전달하기 위한 냉난방 배출 배관부; 상기 냉난방 배출 배관부에 연결 형성되어, 상기 냉난방라인부으로부터 유입되는 물을 공급하기 위한 유입부; 상기 유입부로부터 공급되는 물을 냉각시켜 제공하기 위한 냉방부; 및 상기 바닥 유입 배관부에 연결 형성되어, 상기 냉방부로부터 물을 제공받아 상기 냉난방라인부으로 전달하기 위한 배출부를 포함하는 바닥 냉난방 장치를 제공한다.
일 실시 예에서, 상기 냉방부는, 내측면이 단열재로 이루어진 본체; 상기 본체의 내부에 형성되어, 상기 유입부로 공급되는 물을 상기 배출부로 안내하기 위한 냉각배관; 및 상기 냉각배관의 상부와 하부에 각각 형성되어, 상기 냉각배관을 냉각시켜줌과 동시에 냉각시키면서 발생하는 열을 외부로 방출하기 위한 다수개의 열전수단을 포함하는 것을 특징으로 한다.
일 실시 예에서, 상기 열전수단은, 상기 냉각배관을 냉각시키기 위한 열전소자; 상기 열전소자의 일측에 접촉 형성되어, 상기 열전소자에서 발생하는 냉기를 상기 냉각배관으로 전달하기 위한 냉각플레이트; 상기 냉각플레이트의 일측에 형성되어, 냉기를 발산시키기 위한 냉각팬; 상기 열전소자의 다른 일측에 접촉 형성되어, 상기 열전소자에서 발생하는 열을 외부로 방출하기 위한 방열히트싱크; 및 상기 방열히트싱크의 일측에 형성되어, 열을 발산시키기 위한 방열팬을 포함하는 것을 특징으로 한다.
일 실시 예에서, 상기 냉방부는, 상기 냉각배관의 후방에 형성되어, 열을 외부로 발산시키기 위한 방열판을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
일 실시 예에서, 상기 냉방부는, 상기 본체의 하부에 형성되어, 상기 열전수단에 의해 발생되는 응축수를 외부로 배출하기 위한 드레인 파이프를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
일 실시 예에서, 상기 냉방부는, 상기 본체의 외부에 형성되어, 온도를 조절하기 위한 명령을 입력받아 이에 대응하는 명령신호를 생성시키는 입력수단; 및 상기 명령신호를 전달받아 상기 열전소자에 흐르는 전류량을 조절하기 위한 제어기를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
일 실시 예에서, 상기 냉방부는, 상기 본체의 일측에 형성되어, 상기 본체의 온도를 감지하기 위한 온도감지기; 및 더 이상 온도가 내려가지 않도록 한계 온도값을 미리 설정하여 저장하는 메모리를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
일 실시 예에서, 상기 제어기는, 상기 온도감지기에서 감지된 온도가 상기 한계 온도값 이하인 경우에 상기 열전소자에 흐르는 전류를 차단시키는 것을 특징으로 한다.
일 실시 예에서, 상기 유입부는, 상기 냉난방 배출 배관부에 연결되며, 상기 냉난방라인부으로부터 물을 유입받아, 유입받은 물을 상기 냉방부로 공급하기 위한 냉방 유입관; 및 양쪽이 상기 냉난방 배출 배관부 사이에 설치되고, 가운데 부분이 상기 냉방 유입관쪽으로 설치되는 T형 밸브를 포함하는 것을 특징으로 한다.
일 실시 예에서, 상기 바닥 유입 배관부의 하부에 형성되어, 물을 순환시키기 위한 순환펌프부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의하면, 냉난방 공간의 바닥에 설치되어 있는 냉난방라인부에 온수 및 냉수의 순환을 제어함으로써, 계절에 맞게 냉난방 공간을 냉방 또는 난방으로 자유롭게 변환시킬 수 있는 효과가 있다.
본 발명에 의하면, 기존의 보일러 난방 시스템을 베이스로 하여 냉방을 위한 냉방부를 추가하는 방식이므로, 간편하게 냉난방 체계를 구축할 수 있는 효과가 있다.
본 발명에 의하면, 냉방을 위해 별도의 냉방장치를 설치하지 않아도 되므로, 냉방장치 구입을 위한 비용을 절감할 수 있을 뿐만 아니라, 공간을 차지하는 냉방장치를 실내에 설치하지 않아도 되어, 냉난방 공간의 실내를 넓게 확보할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 바닥 냉난방 장치를 설명하는 도면이다.
도 2는 도 1에 있는 냉방부를 제1 예로 설명하는 단면도이다.
도 3은 도 1에 있는 냉방부를 제1 예로 설명하는 사시도이다.
도 4는 도 2에 있는 열전수단을 설명하는 도면이다.
도 5는 도 1에 있는 냉방부를 제2 예로 설명하는 도면이다.
도 6은 도 1에 있는 냉방부를 제3 예로 설명하는 도면이다.
도 7은 도 1에 있는 유입부를 설명하는 도면이다.
아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시 예에 대하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명에 관한 설명은 구조적 내지 기능적 설명을 위한 실시 예에 불과하므로, 본 발명의 권리범위는 본문에 설명된 실시 예에 의하여 제한되는 것으로 해석되어서는 아니 된다. 즉, 실시 예는 다양한 변경이 가능하고 여러 가지 형태를 가질 수 있으므로 본 발명의 권리범위는 기술적 사상을 실현할 수 있는 균등물들을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 또한, 본 발명에서 제시된 목적 또는 효과는 특정 실시예가 이를 전부 포함하여야 한다거나 그러한 효과만을 포함하여야 한다는 의미는 아니므로, 본 발명의 권리범위는 이에 의하여 제한되는 것으로 이해되어서는 아니 될 것이다.
한편, 본 발명에서 서술되는 용어의 의미는 다음과 같이 이해되어야 할 것이다.
"제1", "제2" 등의 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하기 위한 것으로, 이들 용어들에 의해 권리범위가 한정되어서는 아니 된다. 예를 들어, 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결될 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다고 언급된 때에는 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. 한편, 구성요소들 간의 관계를 설명하는 다른 표현들, 즉 "~사이에"와 "바로 ~사이에" 또는 "~에 이웃하는"과 "~에 직접 이웃하는" 등도 마찬가지로 해석되어야 한다.
단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한 복수의 표현을 포함하는 것으로 이해되어야 하고, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 설시된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이며, 하나 또는 그 이상의 다른 특징이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
여기서 사용되는 모든 용어들은 다르게 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 것으로 해석되어야 하며, 본 발명에서 명백하게 정의하지 않는 한 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미를 지니는 것으로 해석될 수 없다.
이제 본 발명의 실시 예에 따른 바닥 냉난방 장치에 대하여 도면을 참고로 하여 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 바닥 냉난방 장치를 설명하는 도면이다.
도 1을 참조하면, 바닥 냉난방 장치(10)는, 보일러부(100), 냉난방라인부(200), 바닥 유입 배관부(300), 냉난방 배출 배관부(400), 유입부(500), 냉방부(600), 배출부(700)를 포함한다.
보일러부(100)는, 외부로부터 물을 공급받아 난방시 물을 가열하며, 가열한 물을 바닥 유입 배관부(300)를 통해 냉난방라인부(200)로 공급하여 냉난방 공간을 난방시킬 수 있도록 한다.
일 실시 예에서, 보일러부(100)는, 냉난방라인부(200)에 의해 차가워진 물을 냉난방 배출 배관부(400)를 통해 회수하여 다시 가열하여 바닥 유입 배관부(300)로 공급하여 온수가 순환할 수 있도록 한다.
냉난방라인부(200)는, 냉난방 공간의 바닥에 매립 형성되어, 냉난방 공간을 냉방 또는 난방시킨다.
일 실시 예에서, 냉난방라인부(200)는, 바닥 유입 배관부(300)로부터 보일러부(100)에서 가열된 물을 공급받는 경우에 냉난방 공간을 난방시킬 수 있으며, 냉방부(600)를 통해 냉각된 물을 공급받는 경우에 냉난방 공간을 냉방시킬 수 있다.
바닥 유입 배관부(300)는, 보일러부(100)와 냉난방라인부(200) 사이에 형성되어, 보일러부(100)로부터 공급되는 가열된 물을 냉난방라인부(200)로 전달한다.
냉난방 배출 배관부(400)는, 냉난방라인부(200)로부터 물을 공급받아 다시 보일러부(100)로 전달하여 물을 순환시킬 수 있도록 한다.
일 실시 예에서, 냉난방 배출 배관부(400)는, 난방시 냉난방라인부(200)로부터 공급되는 물을 다시 보일러부(100)로 전달할 수 있으며, 냉방시 냉난방라인부(200)로부터 공급되는 물을 유입부(500)로 전달하여 물을 순환시킬 수 있다.
유입부(500)는, 냉난방 배출 배관부(400)에 연결 형성되며, 냉난방라인부(200)로부터 유입되는 물을 냉방부(600)로 공급한다.
냉방부(600)는, 유입부(500)로부터 공급되는 물을 냉각시켜 배출부(700)로 제공한다.
배출부(700)는, 바닥 유입 배관부(300)에 연결 형성되어, 냉방부(600)로부터 냉각된 물을 제공받아 냉난방라인부(200)로 전달한다.
상술한 바와 같은 구성을 지닌 바닥 냉난방 장치(10)는, 순환펌프부(800), 보충수 주입부(설명의 편의상 도면에는 도시하지 않음)를 더 포함할 수 있다.
순환펌프부(800)는, 바닥 유입 배관부(300)의 하부에 형성되며, 물을 순환시킨다.
일 실시 예에서, 순환펌프부(800)는, 냉방부(600)의 하부에 위치되며, 바닥 유입 배관부(300)와 연결되어, 물을 강제적으로 순환시킬 수 있다.
보충수 주입부는, 보일러부(100)에 연결 형성되어, 외부로부터 물을 공급받아 필요시 보일러부(100)에 물을 보충할 수 있도록 한다.
상술한 바와 같은 구성을 지닌 바닥 냉난방 장치(10)는, 냉난방 공간의 바닥에 설치되어 있는 냉난방라인부(200)에 온수 및 냉수의 순환을 제어함으로써, 계절에 맞게 냉난방 공간을 냉방 또는 난방으로 자유롭게 변환시킬 수 있으며, 기존의 보일러 난방 시스템을 베이스로 하여 냉방을 위한 냉방부(600)를 추가하는 방식이므로, 간편하게 냉난방 체계를 구축할 수 있다. 또한, 냉방을 위해 별도의 냉방장치를 설치하지 않아도 되므로, 냉방장치 구입을 위한 비용을 절감할 수 있을 뿐만 아니라, 공간을 차지하는 냉방장치를 실내에 설치하지 않아도 되어, 냉난방 공간의 실내를 넓게 확보할 수 있다.
도 2는 도 1에 있는 냉방부를 제1 예로 설명하는 단면도이며, 도 3은 도 1에 있는 냉방부를 제1 예로 설명하는 사시도이다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 냉방부(600)는, 본체(610), 냉각배관(620), 열전수단(630)을 포함한다.
본체(610)는, 내측면이 단열재로 구성되며, 내부에 밀폐된 공간을 형성한다.
냉각배관(620)은, 본체(610)의 내부에 형성되며, 유입부로(500)로 공급되는 물을 배출부(700)로 안내한다.
일 실시 예에서, 냉각배관(620)은, 열전수단(630)의 흡열 현상에 의해 냉각되어, 내부로 흐르는 물이 냉각될 수 있도록 한다.
일 실시 예에서, 냉각배관(620)은, 냉각 효율을 높이기 위해 얇은 관형태의 동파이프, 티타늄파이프 등으로 형성할 수 있다.
일 실시 예에서, 냉각배관(620)은, 상부가 유입부(500)와 연결 형성되어 유입부(500)로부터 물을 유입받고, 하부가 배출부(700)와 연결 형성되어 배출부(700)로 물을 배출할 수 있다.
일 실시 예에서, 냉각배관(620)은, 본체(610)의 내부에 코일형으로 동관을 감은 형태로 형성할 수 있다.
일 실시 예에서, 냉각배관(620)은, 배출부(700)와 연결되는 부분을 일정 각도(예를 들어, 20도 ~ 50도)로 비스듬하게 형성하여 물이 고이지 않고 모두 공급할 수 있다.
열전수단(630)은, 냉각배관(620)의 상부와 하부에 각각 하나 또는 그 이상으로 형성되어, 냉각배관(620)을 냉각시켜줌과 동시에 냉각시키면서 발생하는 열을 외부로 방출한다.
일 실시 예에서, 열전수단(630)은, 도 2에 도시된 바와 같이 본체(610)의 일측에 다수개로 형성할 수 있고, 도 3에 도시된 바와 같이 본체(610)의 상부와 하부에 각각 형성할 수도 있다.
일 실시 예에서, 열전수단(630)는, 냉각배관(620)의 상부에 해당하는 본체(610)의 일측 상부에 형성되어 냉각배관(620)을 1차적으로 냉각시키고, 냉각배관(620)의 하부에 해당하는 본체(610)의 일측 하부에 형성되어 냉각배관(620)을 2차적으로 냉각시켜 냉방의 효율을 향상시킬 수 있다.
열전현상은 양단간의 온도차를 이용하여 기전력을 얻어내는 제베크 효과, 기전력으로 냉각과 가열을 하는 펠티에효과, 도체의 선상의 온도차에 의해 기전력이 발생하는 톰슨효과로 나눌 수 있다.
제베크효과(Seebeck Effect)는 서로 다른 2개의 전도물질로 이루어진 한 회로에서 그 2개의 전도물질 간의 접촉점들에 다른 온도를 가해주면 전류 또는 전압이 발생하는 것으로 뜨거운 곳에서 차가운 곳으로 이동하는 열흐름이 전류를 발생시킨다.
펠티에 효과(Peltier Effect)는 다른 도체로 이루어진 회로를 통해 직류전류를 흐르게 하면, 전류의 방향에 따라 서로 다른 도체 사이의 접합의 한쪽은 가열되는 반면, 또 다른 한쪽은 냉각되는 현상이다.
톰슨 효과(Thomson effect)는 고른 성질의 금속선에 온도 기울기가 있을 때, 그것에 전류가 흐르면 열이 흡수되거나 방출되는 현상. 전류를 고온부에서 저온부로 흐르게 하면 철에서는 열을 흡수하고 구리에서는 열을 방출한다.
열전현상을 이용한 열전소자(熱電素子, thermoelectric element)는 열과 전기의 상호작용으로 나타나는 각종 효과를 이용한 소자의 총칭이다. 회로의 안정화와 열, 전력, 빛 검출 등에 사용하는 서미스터, 온도를 측정할 때 사용하는 제베크효과를 이용한 소자, 냉동기나 항온조 제작에 사용되는 펠티에 소자 등이 있다.
상기의 펠티에효과는 2종류의 금속 끝을 접속시켜, 여기에 전류를 흘려보내면, 전류 방향에 따라 한쪽 단자는 흡열하고, 다른 쪽 단자는 발열을 일으키는 현상이다. 2종류의 금속 대신 전기전도 방식이 다른 비스무트(Bi), 텔루르(Te) 등 반도체를 사용하면, 효율성 높은 흡열 , 발열 작용을 하는 펠티에소자를 얻을 수 있다. 이것은 전류 방향에 따라 흡열 , 발열의 전환이 가능하고, 전류량에 따라 흡열 , 발열량이 조절된다.
상기와 같은 열전소자는 온도차로 인한 기전력을 발생하고 기전력에 의해 열을 흡수하거나 방열하는 것이다.
상술한 바와 같은 구성을 지닌 냉방부(600)는, 방열판(640), 드레인 파이프(650)를 더 포함할 수 있다.
방열판(640)은, 냉각배관(620)의 후방에 접촉 형성되어, 냉각배관(620)으로 공급되는 물에 의한 온열을 외부로 발산시킨다.
일 실시 예에서, 방열판(640)은, 후방에 형성되어, 온열을 더욱 효과적으로 발산시키기 위한 팬(설명의 편의상 도면을 도시하지 않음)을 구비할 수 있다.
드레인 파이프(650)는, 본체(610)의 하부에 형성되어, 열전수단(630)의 열교환에 의해 발생되는 응축수를 외부로 배출시킨다.
일 실시 예에서, 드레인 파이프(650)는, 일정 각도(예를 들어, 10도 ~ 30도)로 비스듬하게 형성되어, 응축수가 고이지 않도록 배출시킬 수 있다.
도 4는 도 2에 있는 열전수단을 설명하는 도면이다.
도 4를 참조하면, 열전수단(630)은, 열전소자(631), 냉각플레이트(632), 냉각팬(633), 방열히트싱크(634), 방열팬(635)을 포함한다.
열전소자(631)는, 냉각배관(620)의 상부와 하부에 각각 형성되어, 냉각배관(620)을 냉각시킨다.
일 실시 예에서, 열전소자(631)는, 외부로부터 전원을 공급받아 일측에서 흡열 현상이 발생하여 냉각플레이트(632)를 냉각시킴과 동시에 다른 일측에서 발열 현상이 발생하여 발생된 열을 방열히트싱크(634)로 전달할 수 있다.
일 실시 예에서, 열전수단(630)는, 냉각배관(620)의 상부에 해당하는 본체(610)의 일측 상부와 냉각배관(620)의 하부에 해당하는 본체(610)의 일측 하부에 형성할 수 있다.
냉각플레이트(632)는, 열전소자(631)의 일측에 접촉 형성되어, 열전소자(631)에서 발생하는 냉기를 냉각배관(620)으로 전달하여 냉각배관(620)의 내부에 있는 물을 냉각시키도록 한다.
일 실시 예에서, 냉각플레이트(632)는, 본체(610)의 내부를 향하도록 형성할 수 있다.
냉각팬(633)는, 냉각플레이트(632)의 일측에 형성되어, 회전하면서 냉기를 냉각배관(620)쪽으로 발산시킨다.
일 실시 예에서, 냉각팬(633)은, 일측이 냉각플레이트(632)에 연결 설치되고, 다른 일측이 냉각배관(620)에 접촉되게 형성될 수 있다.
방열히트싱크(634)는, 열전소자(631)의 다른 일측에 접촉 형성되며, 열전소자(631)에서 발생하는 열을 외부로 방출한다.
일 실시 예에서, 방열히트싱크(634)는, 전류가 흘러 열전소자(631)가 구동되면, 열전소자(631)의 다른 일측에서 열이 발생되며, 해당 발생된 열을 외부로 방출시켜 줄 수 있다.
일 실시 예에서, 방열히트싱크(634)는, 본체(610)의 외부에 형성되어, 열을 외부로 방출시킬 수 있다.
일 실시 예에서, 방열히트싱크(634)는, 양방향으로 일정한 길이만큼 연장 형성하여, 열전소자(631)로부터 전달받은 열을 외부로 유출시킬 시에, 열이 닿을 수 있는 표면적을 넓혀주어, 더 빠르게 열을 외부로 유출시킬 수 있다.
방열팬(635)는, 방열히트싱크(634)의 일측에 형성되어, 회전하면서 방열히트싱크(634)로부터 방출되는 열을 외부로 발산시킨다.
도 5는 도 1에 있는 냉방부를 제2 예로 설명하는 도면이다.
도 5를 참조하면, 냉방부(600)는, 본체(610), 냉각배관(620), 열전수단(630), 입력수단(660), 제어기(670)를 포함한다. 여기서, 본체(610), 냉각배관(620), 열전수단(630)는 도 2의 구성요소와 유사하므로 그 설명을 생략하고 다른 부분에 대해서만 아래에서 설명한다.
입력수단(660)은, 본체(610)의 외부에 형성되어, 온도를 조절하기 위한 명령을 입력받아 이에 대응하는 명령신호를 생성시킨다.
제어기(670)는, 입력수단(660)으로부터 명령신호를 전달받아 열전소자(631)에 흐르는 전류량을 조절한다.
상술한 바와 같은 구성을 지닌 냉방부(600)는, 온도감지기(680), 메모리(690)를 더 포함할 수 있다.
온도감지기(680)는, 본체(610)의 일측에 형성되어, 본체(610)의 온도를 감지한다.
일 실시 예에서, 온도감지기(680)는, 본체(610)의 내부 또는 본체(610)의 측면에 고정 설치되어, 본체(610)의 온도를 감지할 수 있다.
일 실시 예에서, 온도감지기(680)는, 실시간으로 본체(610)의 온도를 감지하여, 해당 감지한 본체(610)의 온도를 화면으로 디스플레이하여 사용자에게 알려줄 수 있다.
메모리(690)는, 더 이상 온도가 내려가지 않도록 한계 온도값(예를 들어, 영하 40도)을 미리 설정하여 저장한다.
이때, 제어기(670)는, 온도감지기(680)에서 감지된 온도가 메모리(690)에 저장된 한계 온도값 이하인 경우에 열전소자(631)에 흐르는 전류량을 차단시킬 수 있다.
도 6은 도 1에 있는 냉방부를 제3 예로 설명하는 도면이다.
도 6을 참조하면, 냉방부(600)는, 본체(910), 워터탱크(920), 냉각싱크(930), 열전소자(940), 히트싱크(950), 방열팬(960)을 포함한다.
본체(910)는, 내측면이 단열재로 구성되며, 내부에 밀폐된 공간을 형성한다.
워터탱크(920)는, 본체(610)의 내부에 형성되며, 유입부로(500)로 공급되는 물을 배출부(700)로 안내한다.
일 실시 예에서, 워터탱크(920)는, 열전소자(940)의 흡열 현상으로 냉각싱크(930)에 의해 냉각되어, 내부의 물이 냉각될 수 있도록 한다.
일 실시 예에서, 워터탱크(920)는, 냉각 효율을 높이기 위해 알루미늄 소재의 탱크 형태로 형성할 수 있다.
일 실시 예에서, 워터탱크(920)는, 유입부(500)와 연결 형성되어 유입부(500)로부터 물을 유입하기 위한 유입구(921)와 배출부(700)와 연결 형성되어 배출부(700)로 물을 배출하기 위한 배출구(922)를 구비할 수 있다. 이때, 배출부(700)는, 하부 방향으로 약 15ㅀ의 각도로 비스듬하게 형성할 수 있다.
냉각싱크(930)는, 열전소자(940)의 일측과 워터탱크(920) 사이에 접촉 형성되며, 열전소자(940)에서 발생하는 냉기에 의해 표면이 차가워짐에 따라 워터탱크(920)로 직접 냉기를 전달하여 워터탱크(920)의 내부에 있는 물을 냉각시키도록 한다.
열전소자(940)는, 본체(910)의 일측에 다수개로 형성되어, 워터탱크(920)를 냉각시킨다.
일 실시 예에서, 열전소자(940)는, 외부로부터 전원을 공급받아 일측에서 흡열 현상이 발생하여 냉각싱크(930)를 냉각시킴과 동시에 다른 일측에서 발열 현상이 발생하여 발생된 열을 히트싱크(950)로 전달할 수 있다.
히트싱크(950)는, 열전소자(940)의 다른 일측에 접촉 형성되며, 열전소자(940)에서 발생하는 열을 외부로 방출한다.
일 실시 예에서, 히트싱크(950)는, 전류가 흘러 열전소자(940)가 구동되면, 열전소자(940)의 다른 일측에서 열이 발생되며, 해당 발생된 열을 외부로 방출시켜 줄 수 있다.
일 실시 예에서, 히트싱크(950)는, 본체(910)의 외부에 형성되어, 열을 외부로 방출시킬 수 있다.
방열팬(960)은, 히트싱크(950)의 일측에 형성되어, 회전하면서 히트싱크(950)로부터 방출되는 열을 외부로 발산시킨다.
도 7은 도 1에 있는 유입부를 설명하는 도면이다.
도 7을 참조하면, 유입부(500)는, 냉방 유입관(510), T형 밸브(520)를 포함한다.
냉방 유입관(510)은, T형 밸브(520)에 의해 냉난방 배출 배관부(400)에 연결되며, T형 밸브(520)로부터 유입받은 물을 냉방부(600)로 공급한다.
일 실시 예에서, 냉방 유입관(510)은, 일측이 T형 밸브(520)와 연결되고, 다른 일측이 냉각배관(620)의 입구와 연결될 수 있다.
T형 밸브(520)는, 양쪽이 냉난방 배출 배관부(400) 사이에 설치되고, 가운데 부분이 냉방 유입관(510)쪽으로 설치되어, 물의 유로를 변경시킨다.
일 실시 예에서, T형 밸브(520)는, 난방시 폐쇄되어 물이 양쪽을 따라 냉난방 배출 배관부(400)의 일직선으로 흐를 수 있도록 하며, 냉방시 개방되어 가운데 부분으로 유로가 변경되면서 냉방 유입관(510)쪽으로 물이 이동할 수 있다. 즉, 냉방시 냉난방 배출 배관부(400) 라인으로 유로가 차단되면서 냉방부(600)쪽으로만 물이 순환할 수 있도록 한다.
일 실시 예에서, T형 밸브(520)는, 전자 밸브로 형성하여 자동으로 개폐될 수 있다. 예를 들어, 사용자가 입력수단(660)을 통해 냉방 모드를 선택하면 냉방신호를 생성시켜 제어기(670)로 전달하며, 제어기(670)는, 입력수단(660)으로부터 냉방신호를 전달받아 T형 밸브(520)를 개방시킨다. 반대로 사용자가 입력수단(660)을 통해 난방 모드를 선택하면 난방신호를 생성시켜 제어기(670)로 전달하며, 제어기(670)는, 입력수단(660)으로부터 난방신호를 전달받아 T형 밸브(520)를 폐쇄시킬 수 있다.
이상, 본 발명의 실시 예는 상술한 장치 및/또는 운용 방법을 통해서만 구현이 되는 것은 아니며, 본 발명의 실시 예의 구성에 대응하는 기능을 실현하기 위한 프로그램, 그 프로그램이 기록된 기록 매체 등을 통해 구현될 수도 있으며, 이러한 구현은 앞서 설명한 실시 예의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야의 전문가라면 쉽게 구현할 수 있는 것이다.
이상에서 본 발명의 실시 예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.
10 : 바닥 냉난방 장치
100 : 보일러부
200 : 냉난방라인부
300 : 바닥 유입 배관부
400 : 냉난방 배출 배관부
500 : 유입부
510 : 냉방 유입관
520 : T형 밸브
600 : 냉방부
610, 910 : 본체
620 : 냉각배관
630 : 열전수단
631, 940 : 열전소자
632 : 냉각플레이트
633 : 냉각팬
634 : 방열히트싱크
635, 960 : 방열팬
640 : 방열판
650 : 드레인 파이프
660 : 입력수단
670 : 제어기
680 : 온도감지기
690 : 메모리
700 : 배출부
800 : 순환펌프부
920 : 워터탱크
930 : 냉각싱크
950 : 히트싱크

Claims (10)

  1. 물을 가열하여 공급하기 위한 보일러부;
    냉난방 공간의 바닥에 형성되어, 냉방 또는 난방시키기 위한 냉난방라인부;
    상기 보일러부와 상기 냉난방라인부 사이에 형성되어, 상기 보일러부로부터 공급되는 물을 상기 냉난방라인부으로 공급하기 위한 바닥 유입 배관부;
    상기 냉난방라인부으로부터 물을 공급받아 다시 상기 보일러부로 전달하기 위한 냉난방 배출 배관부;
    상기 냉난방 배출 배관부에 연결 형성되어, 상기 냉난방라인부으로부터 유입되는 물을 공급하기 위한 유입부;
    상기 유입부로부터 공급되는 물을 냉각시켜 제공하기 위한 냉방부; 및
    상기 바닥 유입 배관부에 연결 형성되어, 상기 냉방부로부터 물을 제공받아 상기 냉난방라인부으로 전달하기 위한 배출부를 포함하는 바닥 냉난방 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 냉방부는,
    내측면이 단열재로 이루어진 본체;
    상기 본체의 내부에 형성되어, 상기 유입부로 공급되는 물을 상기 배출부로 안내하기 위한 냉각배관; 및
    상기 냉각배관의 상부와 하부에 각각 형성되어, 상기 냉각배관을 냉각시켜줌과 동시에 냉각시키면서 발생하는 열을 외부로 방출하기 위한 다수개의 열전수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 바닥 냉난방 장치.
  3. 제2항에 있어서, 상기 열전수단은,
    상기 냉각배관을 냉각시키기 위한 열전소자;
    상기 열전소자의 일측에 접촉 형성되어, 상기 열전소자에서 발생하는 냉기를 상기 냉각배관으로 전달하기 위한 냉각플레이트;
    상기 냉각플레이트의 일측에 형성되어, 냉기를 발산시키기 위한 냉각팬;
    상기 열전소자의 다른 일측에 접촉 형성되어, 상기 열전소자에서 발생하는 열을 외부로 방출하기 위한 방열히트싱크; 및
    상기 방열히트싱크의 일측에 형성되어, 열을 발산시키기 위한 방열팬을 포함하는 것을 특징으로 하는 바닥 냉난방 장치.
  4. 제2항에 있어서, 상기 냉방부는,
    상기 냉각배관의 후방에 형성되어, 열을 외부로 발산시키기 위한 방열판을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 바닥 냉난방 장치.
  5. 제2항에 있어서, 상기 냉방부는,
    상기 본체의 하부에 형성되어, 상기 열전수단에 의해 발생되는 응축수를 외부로 배출하기 위한 드레인 파이프를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 바닥 냉난방 장치.
  6. 제3항에 있어서, 상기 냉방부는,
    상기 본체의 외부에 형성되어, 온도를 조절하기 위한 명령을 입력받아 이에 대응하는 명령신호를 생성시키는 입력수단; 및
    상기 명령신호를 전달받아 상기 열전소자에 흐르는 전류량을 조절하기 위한 제어기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 바닥 냉난방 장치.
  7. 제6항에 있어서, 상기 냉방부는,
    상기 본체의 일측에 형성되어, 상기 본체의 온도를 감지하기 위한 온도감지기; 및
    더 이상 온도가 내려가지 않도록 한계 온도값을 미리 설정하여 저장하는 메모리를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 바닥 냉난방 장치.
  8. 제7에 있어서, 상기 제어기는,
    상기 온도감지기에서 감지된 온도가 상기 한계 온도값 이하인 경우에 상기 열전소자에 흐르는 전류를 차단시키는 것을 특징으로 하는 바닥 냉난방 장치.
  9. 제1항에 있어서, 상기 유입부는,
    상기 냉난방 배출 배관부에 연결되며, 상기 냉난방라인부으로부터 물을 유입받아, 유입받은 물을 상기 냉방부로 공급하기 위한 냉방 유입관; 및
    양쪽이 상기 냉난방 배출 배관부 사이에 설치되고, 가운데 부분이 상기 냉방 유입관쪽으로 설치되는 T형 밸브를 포함하는 것을 특징으로 하는 바닥 냉난방 장치.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 바닥 유입 배관부의 하부에 형성되어, 물을 순환시키기 위한 순환펌프부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 바닥 냉난방 장치.
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