KR100664712B1

KR100664712B1 - 냉난방장치

Info

Publication number: KR100664712B1
Application number: KR1020050091849A
Authority: KR
Inventors: 강성탁
Original assignee: 강성탁
Priority date: 2005-09-30
Filing date: 2005-09-30
Publication date: 2007-01-03

Abstract

본 발명은 건물의 내부를 효율적으로 냉방 및 난방할 수 있는 냉난방장치를 개시한다. 본 발명에 따른 냉난방장치는 전면 및 후면이 각각 개방되어 있고, 내부의 상측에는 내부를 냉각할 수 있도록 냉매가 순환되는 냉각관이 수용되어 있는 제1 공간부가 형성되어 있으며, 상기 제1 공간부의 외측으로는 제1 발열체가 착탈 가능하게 부착되도록 상면이 내측으로 함몰된 결합홈부가 형성되어 있으며, 내부의 양측에는 제2 및 제3 발열체가 각각 수용도록 제2 및 제3 공간부가 형성되어 있는 하우징과; 상기 냉각관, 제1 발열체, 제2 발열체 및 제3 발열체의 일단이 통과되어 상기 하우징의 외측으로 노출되도록 구멍들이 형성되어 있으며, 상기 하우징이 밀폐되도록 상기 하우징의 전면 및 후면에 각각 결합되어 있는 커버와; 상기 냉각관에 의하여 냉각 또는 상기 제1, 제2 및 제3 발열체에 의하여 가열된 상기 하우징 내부의 열이 외부로 방열되는 것을 방지되도록 상기 하우징의 외면에 마련되어 있는 단열부를 포함하여 구성되어 있다. 따라서 냉난방장치를 제1, 제2 및 제3 발열체를 이용하여 동시에 가열할 수 있으므로, 실내의 온도를 짧은 시간에 적정한 온도로 높일 수 있는 효과가 있다.

냉난방, 발열체, 축열, 온도

Description

냉난방장치{Heating and Cooling Apparatus}

도 1은 본 발명에 따른 냉난방장치의 외관을 보인 사시도이고,

도 2는 본 말명에 따른 냉난방장치의 내부를 보인 사시도이고,

도 3은 도 1의 A-A선 단면도이고,

도 4는 본 발명에 따른 제1 발열체를 나타낸 사시도이고,

도 5는 본 발명에 따른 제2 발열체를 나타낸 사시도이고,

도 6은 도 5의 B-B선 단면도이고,

도 7은 본 발명에 따른 제3 발열체를 나타낸 사시도이고,

도 8은 도 7의 C-C선 단면도이고,

도 9는 본 발명에 따른 예비 발열체의 단면도이다.

♠ 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ♠

100 : 냉난방장치 111 : 제1 공간부

113 : 제 2 공간부 115 : 제3 공간부

117 : 결합홈부 110 : 하우징

120 : 커버 130 : 단열부

140 : 냉각관 150 : 제1 발열체

160 : 제 2 발열체 170 : 제3 발열체

180 : 완충부재

본 발명은 건물의 내부를 효율적으로 냉방 및 난방할 수 있는 냉난방장치에 관한 것이다.

일반적으로 아파트나, 상가 등과 같은 대형건물은 대규모 보일러실에서 각 개별 가구로 온수를 공급하여 난방하는 중앙난방이나, 열병합 발전소의 폐열을 이용하여 난방을 하는 지역난방으로 난방을 한다. 그리고 일반 주택에서는 각 가정마다 보일러를 설치하여 난방을 하는 개별난방을 하고 있다.

상가, 병원, 학교 등과 같은 대형건물은 대부분 각 층에 설치되어 있는 방열기에 뜨거운 증기를 순환시켜 건물 내부를 난방시키고, 아파트나 일반 주택에서는 건물의 보일러에 연결된 관을 바닥에 매입하고 관을 온수를 순환시켜 온수에 의해 바닥을 가열함으로써 얻어지는 열에 의해 난방을 하는 구조가 일반화 되어 있다.

그런데, 온수 난방의 경우 동절기나 혹한 지역에서 운전정지중에 동파의 염려가 많으며, 열공급원의 설비가 복잡하고 유지비가 많이 소요될 뿐만 아니라, 예열시간이 과다하게 소요된다는 등의 문제점이 있으며, 이는 사용빈도가 낮은 경우 또는 짧은 시간에 소정의 냉난방온도로 유지할 필요가 있는 경우에는 더욱 문제점이 심각하다.

이러한, 문제점을 해결하기 위하여 최근에는 전기온돌패널을 사용하기도 하 지만, 이 또한 막대한 전기에너지를 필요로 한다는 점에서 넓은 공간의 난방에는 적절치 못하다.

본 발명은 상기와 같은 종래기술의 여러 가지 문제점들을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 짧은 시간에 냉방 또는 난방 온도를 달성할 수 있게 하여 연료비를 절감할 수 있을 뿐만 아니라, 난방 및 냉방 효율을 높일 수 있는 냉난방장치를 제공하는데 있다.

본 발명의 다른 목적은 실내의 오염된 공기를 외부로 방출시키고 깨끗한 외부의 공기를 실내로 유입시킴과 동시에 실내로 증기를 유입할 수 있도록 하여 실내 공기를 쾌적하게 유지시킬 수 있는 냉난방장치를 제공하는데 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 냉난방장치는 전면 및 후면이 각각 개방되어 있고, 내부의 상측에는 내부를 냉각할 수 있도록 냉매가 순환되는 냉각관이 수용되어 있는 제1 공간부가 형성되어 있으며, 상기 제1 공간부의 외측으로는 제1 발열체가 착탈 가능하게 부착되도록 상면이 내측으로 함몰된 결합홈부가 형성되어 있으며, 내부의 양측에는 제2 및 제3 발열체가 각각 수용도록 제2 및 제3 공간부가 형성되어 있는 하우징과; 상기 냉각관, 제1 발열체, 제2 발열체 및 제3 발열체의 일단이 통과되어 상기 하우징의 외측으로 노출되도록 구멍들이 형성되어 있으며, 상기 하우징이 밀폐되도록 상기 하우징의 전면 및 후면에 각각 결합되어 있는 커버와; 상기 냉각관에 의하여 냉각 또는 상기 제1, 제2 및 제3 발열 체에 의하여 가열된 상기 하우징 내부의 열이 외부로 방열되는 것을 방지되도록 상기 하우징의 외면에 마련되어 있는 단열부를 포함하여 구성되어 있는 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명에 따른 상하수용 관에 대한 바람직한 실시예를 첨부된 도면들에 의거하여 상세하게 설명한다.

도 1 내지 도 3 에 도시되어 있는 바와 같이, 냉난방장치(100)는 건물 내부의 공기를 냉각 또는 가열할 수 있도록 고정부재(10)에 고정되어 건물 내부의 바닥 또는 벽면에 매설되어 설치된다. 냉난방장치(100)는 전면 및 후면이 개방되고, 개방부의 상측이 외측으로 더 연장되어 고정부재(10)가 결합되어 있는 고정판(111)을 가지는 하우징(110)과, 하우징(110)의 내부가 밀폐되도록 하우징(110)의 전면 및 후면에 각각 결합되어 있는 커버(120)와, 하우징(110)의 좌측면, 우측면 및 하측면을 감싸면서 결합되어 있는 단열부(130)로 이루어져 있다.

하우징(110)은 열이 축열되는 축열부(110a)와, 축열부(110a)의 외면을 감싸면서 축열부(110a)에 부착되어 축열부(110a)의 열을 외부로 방출시키는 방열판(110b)으로 이루어져 있으며, 축열부(110a)의 외면 및 내면에는 축열부(110a)와 방열판(110b) 사이에 공기층이 형성되도록 길이방향을 따라 다수의 홈(110c)들이 형성되어 있다. 하우징(110)의 내부에는 제1, 제2 및 제3 공간부(113, 115, 117)가 형성되어 있고, 상측에는 상면이 내측으로 함몰되어 형성된 결합홈부(119)가 형성되어 있다. 본 발명에 따른 하우징(110)의 축열부(110a)는 세라믹에 의하여 제작되는 것이 바람직하고, 방열판(110a)은 열전도율이 우수하고 부식이 잘되지 않는 알 루미늄에 의하여 제작되는 것이 바람직하다.

하우징(110)의 제1 공간부(111)에는 냉난방장치(100)를 냉각시킬 수 있도록 냉매가 순환되는 냉각관(140)이 수용되어 있으며, 냉각관(140)의 외측에는 냉각관(140)에 의하여 냉각된 제1 공간부(111)의 공기를 대류 시킬 수 있도록 냉각판(141)이 결합되어 있다. 냉각관(140)의 일측 및 타측은 커버(120)의 외측으로 노출되며, 제1 공간부(111)의 내측에 위치되는 냉각관(140)의 부위는 제1 공간부(111)의 내부 공기와 접촉되는 면적을 넓게 하기 위하여 굴곡지게 형성되어 있다.

하우징(110)의 제2 및 제3 공간부(115, 117)에는 제2 및 제3 발열체(160, 170)가 각각 수용되어 있다. 제2 및 제 3 공간부(115, 117)에는 제2 및 제3 발열체(160, 170)에 의하여 공기가 가열될 때 온도가 상승되는 것을 촉진시킬 수 있도록 열매체가 주입되어 있다.

도5 내지 도 7을 참조하면, 제2 발열체(160)는 세라믹에 의하여 제작되며 열이 축열되는 축열부(161)와, 이 축열부(161)의 열을 방열시킬 수 있도록 축열부(161)를 감싸면서 축열부(161)에 부착되어 있는 방열판(163)으로 구성되어 있다. 축열부(161)의 외주면 및 내주면에는 방열판(163)과의 사이에 공기층이 형성되도록 길이방향을 따라 다수의 홈(165)들이 형성되어 있다. 그리고 제1 발열체(160)의 내부에는 제1 발열체(160)를 가열시키는 발열수단(167)으로 발열코일(167a)이 사용된다.

제2 발열체(170)는 도 8 및 도 9에 도시되어 있는 바와 같이, 열이 축열되는 축열부(171)와, 이 축열부(171)의 열을 방열시킬 수 있도록 축열부(171)를 감싸면 서 축열부(171)에 부착되어 있는 방열판(173)으로 구성되어 있으며, 축열부(171)의 외주면 및 내주면에는 방열판(173)과의 사이에 공기층이 형성되도록 길이방향을 따라 다수의 홈(175)들이 형성되어 있다. 그리고 제2 발열체(170)를 가열시키는 발열수단(177)으로는 세라믹히터(177a)가 사용되며, 세라믹히터(177a)는 제2 발열체(170)의 내부에 삽입되어 있다.

한편, 하우징(110)의 제2 공간부(115)에는 건물 내부의 습도가 적정하게 유지되도록 건물 내부로 증기를 유입시키는 증기 배출관(168)이 더 마련되고, 제3 공간부(117)에는 먼지 등에 의하여 오염된 건물 내부의 공기를 건물 외부로 배출시킬 수 있도록 공기 흡입관(178)이 더 마련되어 있다. 이때, 제2 공간부(115)가 형성되어 있는 하우징(110)의 상면에는 증기 배출관(168)과 연통되는 다수의 증기 배출공(169)들이 형성되어 있고, 제3 공간부(117)가 형성되어 있는 하우징(110)의 상면에는 공기 흡입관(178)과 연통되도록 다수의 공기 흡입공(179)들이 형성되어 있다.

도 3 및 도 4를 참조하면, 하우징(110)의 결합홈부(119)에는 냉난방장치(100)의 온도를 상승시킬 수 있는 제1 발열체(150)가 착탈 가능하게 결합된다. 제1 발열체(150)는 사각관 형태의 몸체(151)와, 몸체(151)를 가열할 수 있도록 몸체(151)의 내부에 마련되며 온수가 순환되는 온열관(153)과, 온열관(153)의 외면을 감싸는 형태로 온열관(153)에 결합되며 온열관(153)에 의하여 가열된 몸체(151) 내부의 공기 대류를 촉진 시키는 방열판(155)으로 이루어져 있다. 그리고 온열관(153)의 일측 및 타측은 커버(120)의 외측으로 노출되며, 몸체(151)의 내측에 위치되는 온열관(153)의 부위는 몸체(151) 내부의 공기와 접촉되는 면적을 넓게 하기 위하여 굴곡지게 형성되어 있다.

몸체(151)는 외주면 및 내주면에 길이방향을 따라 다수의 홈(151c)들이 형성되어 있으며 열이 축열되는 축열부(151a)와, 축열부(151a)의 열이 외부로 발산되도록 축열부(151a)의 외면을 감싸면서 축열부(151a)에 부착되어 있는 방열판(151b)으로 형성되어 있다. 축열부(151a)의 내측에는 발열선(157)이 다수 삽입되는데, 발열선(157)은 제1 발열체(150)가 작동될 때 발열 효율을 상승 시킨다. 본 발명에 따른 제1 발열체(150)의 몸체(151)를 구성하는 축열부(151a)는 세라믹에 의하여 제작되는 것이 바람직하며, 방열판(151b)은 알루미늄에 의하여 제작되는 것이 바람직하다.

본 발명에 따른 냉난방장치(100)는 하우징(110) 내부의 온도가 일정하게 유지되도록 마련되어 있는 단열부(130)와, 냉난방장치(100)가 파손되는 것을 방지하는 완충부재(180)가 더 마련되어 있는데, 이를 도 2 및 도 3을 참조하여 상세히 설명한다.

도 2 및 도 3을 참조하면, 단열부(130)는 하우징(110)의 외측에 부착되어 하우징(110) 내부의 열이 외측으로 방출되는 것이 방지되도록 제1 및 제2 단열층(131, 133)으로 이루어져 있다. 제1 단열층(131)으로는 모래 및 유체가 내장되어 있는 단열주머니(131a)들이 적층되어 있어 있으며, 단열주머니(131a)들은 제1 케이스(131b)에 의하여 하우징(110)의 하면, 좌측면 및 우측면에 부착되어 있다. 제1 케이스(131b)의 외측으로는 제2 케이스(133b)가 제1 케이스(131b)와 소정간격을 가지면서 하우징(110)에 고정되어 있고, 제1 케이스(131b)와 제2 케이스(133b) 사이 에 제2 단열층(133)이 형성되어 있다. 제2 단열층(133)은 숯가루, 탄소분말 및 실리카 등이 혼합된 혼합물(133a)이 제1 및 제2 케이스(131b, 133b) 사이에 적층되어서 형성되는 것이다. 본 실시예에 따른 제2 케이스(133b)는 합성수재로 제작되는 것이 바람직하지만, 고무에 이용하여 제작할 수도 있다.

완충부재(180)는 외부로부터 발생되는 충격이나 진동 등에 의하여 냉난방장치(100)가 파손되거나 변형되는 것이 방지되도록 하우징(110)의 좌우측 및 하측에 각각 장착되어 있다. 이때, 완충부재(180)는 충격이나 진동 등이 용이하게 흡수되도록 그 외면에 골(181)들이 형성되어 있다. 또 각각의 완충부재(180)는 제2 케이스(133b)의 외면에 공기층이 형성시킴과 동시에 완충부재(180)에 가해지는 충격이나 진동의 흡수율을 높일 수 있도록 주름판(183)에 의하여 연결되어 있다.

한편, 제2 및 제3 공간부(115, 117)에는 원형의 방열판(162, 172)이 각각 내장되어 있어서 제2 및 제3 공간부(115, 117) 내의 공기가 대류되는 것을 촉진시킨다. 미설명부호 190은 보조 발열체로써 도 9에 도시되어 있는 바와 같이, 그 구성은 제1 발열체(160)의 구성과 동일하고, 축열부(191)의 내부에 발열선(197)이 더 내장되어 있다.

상기와 같이 구성되어 있는 본 실시예에 따른 냉난방장치(100)는 제1 발열체(150)는 온열관(153) 내부로 온수가 순환하게 되면 온열관(153)에서 열이 발생되고, 그 열에 의하여 제1 발열체(150)의 내부가 가열되어 냉난방장치(100)의 온도가 상승하게 되며 이에 의하여 건물 내부의 온도를 높일 수 있는 것이다. 그리고 건물 내부의 온도를 짧은 시간에 적정한 온도로 높이고자 할 때에는 제2 및 제3 발열체 (160, 170)의 발열코일(167a) 및 세라믹히터(177a)에 전원을 공급하여 제2 및 제3 발열체(160, 170)를 제1 발열체(150)와 동시에 작동하여 냉난방장치(100)의 온도를 빠른 시간에 높임으로써, 건물 내부의 온도를 짧은 시간에 적정온도로 높일 수 있는 것이다.

이때, 제1 발열체(150), 제2 발열체(160), 제3 발열체(170) 및 하우징(110)은 축열부(151, 161, 171, 110a) 및 방열판(153, 163, 173, 110b)으로 이루어져 있으므로, 내부의 열을 방열판(153, 163, 173, 110b)을 통해서 외부로 용이하게 발산 시킬 수 있으며, 축열부(151, 161, 171, 110a)에는 열이 저장되었다가 저장된 열이 서서히 방출된다. 즉, 본 발명에 따른 냉난방장치(100)는 냉난방장치(100)를 작동 시키지 않더라도 축열부(151, 161, 171, 110a)에 저장되어 있던 열을 이용하여 실내의 온도를 오랜 시간 동안 적정한 온도로 유지시킬 수 있으므로, 연료를 절약할 수 있을 뿐만 아니라, 에너지를 효과적으로 이용할 수 있는 탁월한 효과가 있다.

한편, 냉난방장치(100)를 냉각 시키고자 할 때에는 냉각관(140)의 내부로 냉각수를 순환시켜 제1 공간부(111)의 공기를 냉각하여 냉난방장치(100)의 온도를 내림으로서 실내의 공기를 냉각할 수 있는 것이다.

이상에서는, 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 변경 및 변형한 것도 본 발명의 권리범위에 속함은 당연하다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 냉난방장치에 의하면, 냉난방장치를 제1, 제2 및 제3 발열체를 이용하여 동시에 가열할 수 있으므로, 실내의 온도를 짧은 시간에 적정한 온도로 높일 수 있는 효과가 있다.

또한 제1, 제2, 제3 발열체 및 하우징의 축열부에 열을 저장하였다가 다시 발출할 수 있어서 냉난방장치를 가동하지 않아도 실내의 온도를 오랜 시간 동안 적정하게 유지할 수 있으므로, 난방시 사용되는 연료의 사용을 줄여 연료비를 절감되는 탁월한 효과도 있다.

또한, 냉난방장치로 실내의 오염된 공기를 외부로 방출시키고 깨끗한 외부의 공기를 실내로 유입시킴과 동시에 실내로 증기를 유입시킬 수 있으므로, 실내 공기를 항상 쾌적하게 유지시킬 수 있는 장점도 있다.

Claims

건물 내부의 바닥에 매설되어 건물 내부의 공기를 냉각 또는 가열시키는 냉난방장치에 있어서,

전면 및 후면이 각각 개방되어 있고, 내부의 상측에는 내부를 냉각할 수 있도록 냉매가 순환되는 냉각관이 수용되어 있는 제1 공간부가 형성되어 있으며, 상기 제1 공간부의 외측으로는 제1 발열체가 착탈 가능하게 부착되도록 상면이 내측으로 함몰된 결합홈부가 형성되어 있으며, 내부의 양측에는 제2 및 제3 발열체가 각각 수용도록 제2 및 제3 공간부가 형성되어 있는 하우징과;

상기 냉각관, 제1 발열체, 제2 발열체 및 제3 발열체의 일단이 통과되어 상기 하우징의 외측으로 노출되도록 구멍들이 형성되어 있으며, 상기 하우징이 밀폐되도록 상기 하우징의 전면 및 후면에 각각 결합되어 있는 커버와;

상기 냉각관에 의하여 냉각 또는 상기 제1, 제2 및 제3 발열체에 의하여 가열된 상기 하우징 내부의 열이 외부로 방열되는 것을 방지되도록 상기 하우징의 외면에 마련되어 있는 단열부를 포함하여 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 냉난방장치.
제 1 항에 있어서,

상기 제1 발열체는 사각관 형태의 몸체와, 상기 몸체의 내부에 마련되어 상기 몸체가 가열되도록 온수가 순환되는 온열관과, 상기 온열관의 외면을 감싸는 형 태로 상기 온열관에 결합되며 상기 온열관에 의하여 가열된 상기 몸체 내부의 공기를 대류 시키는 방열판으로 이루어진 것을 특징으로 하는 냉난방장치.
제 2 항에 있어서,

상기 몸체는 외주면 및 내주면에 길이방향을 따라 다수의 홈들이 형성되어 있으며 열이 축열되는 축열부와, 상기 축열부의 열이 외부로 발산되도록 상기 축열부의 외면을 감싸면서 부착되어 있는 방열판으로 이루어져 있는 것을 특징으로 하는 냉난방장치.
제 1 항에 있어서,

상기 제2 및 제3 발열체는 열을 축열함과 동시에 발열수단이 수용되도록 세라믹스에 의하여 관 형태로 제작되어 있으며 외주면 및 내주면에는 길이방향을 따라 다수의 홈들이 형성되어 있는 축열부와, 상기 축열부의 열이 외부로 발산되도록 상기 축열부의 외면을 감싸면서 부착되어 있는 발열판으로 이루어져 있는 것을 특징으로 하는 냉난방장치.
제 4 항에 있어서,

상기 발열수단은 발열코일 또는 세라믹히터인 것을 특징으로 하는 냉난방장치.
제 1 항에 있어서,

상기 단열부는 모래 및 유체가 수용되어 있는 단열주머니가 적층되어 있는 제1 단열층과, 상기 제1 단열층의 외측에 부착되며 숯가루, 탄소분말 및 실리카 등이 혼합된 혼합물이 적층되어 있는 제2 단열층으로 이루어져 있는 것을 특징으로 하는 냉난방장치.
제 1 항에 있어서,

상기 제2 공간부에는 상기 건물 내부의 공기를 흡입할 수 있도록 공기 흡입관이 마련되어 있고, 상기 제3 공간부에는 상기 건물의 내부로 증기를 유출하는 증기 배출관이 마련되어 있으며, 상기 하우징의 상면에는 상기 공기 흡입관 및 증기 배출관과 각각 연통되도록 공기 흡입구 및 증기 배출구들이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 냉난방장치.
제 1 항에 있어서,

상기 단열부의 외측에는 외부로부터 상기 냉난방장치에 가해지는 하중 및 충격에 의하여 상기 냉난방장치가 파손되는 것이 방지되도록 완충부재가 더 마련되어 있는 것을 특징으로 하는 냉난방장치.