KR20140052538A - 열전소자를 이용한 유체 가열 및 냉각 방식을 갖춘 창호 시스템 - Google Patents

열전소자를 이용한 유체 가열 및 냉각 방식을 갖춘 창호 시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명은 열전소자를 이용한 유체가열 및 냉각 방식을 갖춘 창호 시스템에 관한 것으로; 유체가 순환 유동할 수 있도록 내부공간을 갖는 복층유리판넬이 창호프레임에 일체로 구비되는 창호와, 상기 복층유리판넬의 내부공간에 채워진 유체를 가열 또는 냉각시키는 열전소자와, 상기 열전소자에 전원을 공급 및 차단하는 제어수단으로 구성되는 것을 특징으로 한다. 본 발명에 따르면, 복층유리판넬의 내부공간에 채워지는 유색 또는 무색 부동액 등의 유체를 열전소자를 이용해 가열 또는 냉각할 수 있어, 복수의 창호들을 개별적으로 가열 또는 냉각할 수 있어 건물 등에 이와 같은 창호의 설치 및 관리가 용이하고, 유체를 창호 내에서 순환하며 가열 또는 냉각하게 되어 유체의 가열 또는 냉각시 열손실을 줄일 수 있어 에너지 효율이 높다.

Description

열전소자를 이용한 유체 가열 및 냉각 방식을 갖춘 창호 시스템 { liqid heating and cooling system of window using thermoeletric element) }
본 발명은 열전소자를 이용한 유체 가열 및 냉각 방식을 갖춘 창호 시스템에 관한 것으로서, 좀더 상세하게는 2장의 강화유리를 이격시켜 형성되는 유색 또는 무색 부동액 등의 유체가 채워지는 내부공간이 형성되는 창호의 유체를 열전소자를 이용해 가열 또는 냉각하는 창호 시스템에 관한 것이다.
일반적으로, 아파트나 빌라 등의 베란다와 거실을 구분하는 내부창문턱과 상기 베란다의 외부창문턱, 그리고 고층빌딩 등 건물의 외부창문턱과 출입도어의 경우 통상적으로 유리창이 사용되고 있는데, 이러한 상기 유리창의 경우 계절에 따른 여러 가지 문제점이 도출되게 되는데, 먼저 유리창의 구조 특성상 바람이나 우박, 폭설 등 자연현상에 매우 취약한 구조로 이루어져 있을 뿐만 아니라, 여름철이나 겨울철에는 유리창으로부터 발생되는 열손실에 의해 필수적으로 별도의 실내 냉,난방을 수행해야 하는 번거로움과 함께, 상기와 같이 별도의 냉,난방을 수행함으로써 발생되는 유지비용이 크게 상승하게 되는 등의 문제점이 있었다.
이에, 상기 유리창의 열손실 증가에 따른 실내의 냉,난방을 별도로 수행해야 하는 것을 방지하기 위하여 현재에는 이중 강화유리판넬 즉, 2장의 강화유리를 이격시켜 내부공간을 갖는 하나의 판넬로 이루어진 복층유리판넬이 많이 사용되고 있는데, 이러한 복층유리판넬을 유리창으로서 창틀에 끼운 창문을 미닫이 및 여닫이 형태로 창문틀에 설치하거나, 또는 도어로 형성하여 미닫이 및 여닫이 형태로 문틀에 설치할 경우 유리창 자체가 2장의 강화유리로 이루어진 복층유리판넬이라고 하지만 창틀에 1장의 복층유리판넬만을 끼워 창문이나 도어로 사용되기 때문에 단층의 유리창을 사용하는 것에 비해서는 실내온도의 열손실이 작다 하더라도, 실외온도가 30도 이상의 여름철이나 -10℃ 이하의 겨울철에는 이 역시 외기와 직접 접촉되는 유리창으로부터 열손실이 발생하게 되어 실내 냉,난방을 수행하기 위해 냉,난방기를 별도로 가동한다.
또한, 도로나 철로 등에 근접한 상태로 건축된 아파트, 빌라, 빌딩 등에 복층유리판넬의 유리창을 창문이나 도어로 사용할 경우 유리창 단독으로 방음에 대한 효과 역시 극히 미약할 수밖에 없는 등의 문제점도 있었다.
그리고, 아파트나 빌라 등의 베란다와 거실을 구분하는 내부창문턱을 제거한 거실확장공사가 이루어진 상태에서 상기 복층유리판넬로 이루어진 유리창을 베란다의 외부창문턱에 미닫이 형태로 설치하거나, 또는 건물의 외부창 문턱에 여닫이 형태로 설치하여 창문으로 사용할 경우 특히 고층에서는 단열을 비롯해 방음 및 방풍작용을 위해 이중 창호를 사용하여 베란다의 외부창문을 이중으로 설치하였으나, 베란다의 외부창문턱이나 건물의 외부창문턱에 이중 창호를 사용함과 동시에 복층유리판넬로 이루어진 외부창문 이중으로 설치할 경우 이에 대한 자재비 및 시공비가 많이 증가하게 되는 단점과 함께, 외부창문을 포함한 이중 창호의 전체 무게 역시 증가하게 되면서 이에 따른 이중 창호의 시공작업이 매우 번거롭고 불편함은 물론 시공작업자 또한 많이 필요하게 되어 인건비의 증가로 이어지게 되는 등의 문제점도 있었다.
물론, 이와 같은 점들에 착안하여 본 출원인은 등록특허 제10-1142563호를 제안한 바 있다. 이는 유,무색 유체 순환구조의 복층유리판넬을 이용한 창문 및 도어에 관한 것으로, 2장의 강화유리를 이격시켜 부동액이 순환유동할 수 있도록 내부공간을 갖으면서 상,하단에 입,출구관이 구비된 하나의 판넬로 이루어진 복층유리판넬을 유리창으로 형성하여 창틀에 끼운 창문을 미닫이 및 여닫이 형태로 창문틀에 설치하거나, 또는 도어로 형성하여 미닫이 및 여닫이 형태로 문틀에 설치하고, 상기 유리창이나 도어 내에 계절에 따라 유,무색의 냉,온 부동액이 공급 및 배수되도록 하기 위한 부동액이송실린더 또는 플랙시블 호스를 상기 유리창이나 도어의 입,출구관과 연결한 상태로 창틀이나 문틀 내에 설치함과 동시에 연결배관을 통해 상기 부동액이송실린더의 입,출구단과 연결된 상태로 별도의 장소에 부동액저장탱크와, 열교환수단 및 부동액공급수단을 각각 연결하여 일렬로 배열 설치한 것을 특징으로 한다.
그런데 상기 등록특허는 복수(複數)의 복층유리판넬을 유리창으로 형성하여 창틀에 끼운 창문의 경우 연결배관을 통해 부동액이송실린더의 입,출구단과 연결된 상태로 별도의 장소에 부동액저장탱크와, 열교환수단 및 부동액공급수단을 각각 연결하여 일렬로 배열 설치됨에 따라 그 설치 구조가 복잡하고, 각기 독립적인 창문 유체의 가열 및 냉각 제어가 어렵고, 부동액저장탱크 및 열교환수단 및 부동액공급수단을 별도의 장소에 설치해야 하는 번거로움이 있다.
또한, 열교환수단을 통해 가열된 부동액이 연결배관을 따라 각각의 유리창으로 이동하는 구조여서 가열 또는 냉각된 부동액의 순환중 열손실이 발생하므로 냉난방 효율이 낮은 문제점도 있다.
따라서, 이러한 문제점들을 개선하기 위한 것으로서 본 발명은 2장의 강화유리를 이격시킨 복층유리판넬의 내부공간에 채워지는 유색 또는 무색 부동액 등의 유체를 열전소자를 이용해 가열 또는 냉각가능한 열전소자를 이용한 유체가열 및 냉각 방식을 갖춘 창호 시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.
특히, 본 발명은 열전소자를 이용함으로서 복수의 창호들을 개별적으로 가열 또는 냉각이 가능해 건물 등의 창호 설치 및 관리가 유리하고, 유체가 창호 내에서 순환되며 가열 또는 냉각됨으로 인해 열손실을 줄일 수 있는 열전소자를 이용한 유체가열 및 냉각 방식을 갖춘 창호 시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.
이와 같은 기술적 과제를 해결하기 위해 본 발명은;
유체가 순환 유동할 수 있도록 내부공간을 갖는 복층유리판넬이 창호프레임에 일체로 구비되는 창호와, 상기 복층유리판넬의 내부공간에 채워진 유체를 가열 또는 냉각시키는 열전소자와, 상기 열전소자에 전원을 공급 및 차단하는 제어수단으로 구성되는 것을 특징으로 하는 열전소자를 이용한 유체가열 및 냉각 방식을 갖춘 창호 시스템을 제공한다.
이때, 상기 복층유리판넬은 2장의 강화유리의 가장자리를 따라 알루미늄 재질의 스페이스바가 일체로 부착되어 2장의 강화유리가 이격되며, 상기 열전소자는 일면이 상기 스페이스바에 밀착 구비되고, 상기 열전소자의 타면에는 방열판이 구비되는 것을 특징으로 한다.
그리고, 상기 창호프레임의 내측에 형성되는 공간부에는 상기 제어수단에서 인가되는 전원에 의해 열전소자가 구동시 발생되는 방열판의 냉기 또는 온기를 외부로 배출하는 송풍팬이 구비되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 창호프레임의 상측에는 복층유리판넬의 내부공간으로 유체를 보충하기 위한 보충수탱크가 구비되는 것을 특징으로 하는 한다.
특히, 상기 보충수탱크의 상부에는 보충수 유입공과 압력조절공이 형성되되, 상기 보충수 유입공에는 마개가 구비되고, 상기 압력조절공에는 체크밸브가 구비되는 것을 특징으로 한다.
그리고, 상기 보충수탱크에는 수위감지센서가 구비되어 상기 수위감지센서에서 부족신호가 감지되는 경우 제어수단은 유체가 부족한 것으로 판단하여 표시수단인 LED으로 부족상태를 표시하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제어수단은 창호프레임에 구비되는 접속용 플러그)를 통해 아답터를 통해 정류된 DC 12V의 전원을 공급받아 작동되는 것을 특징으로 한다.
그리고, 상기 창호프레임의 일측에는 외부의 온도와 습도를 측정하는 온도센서와 습도센서를 구비하여 상기 제어수단에 온도와 습도 정보가 입력되면 설정된 온도 및 습도범위를 초과하면 열전소자 및 송풍팬의 구동을 제어하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 창호프레임에는 조광 또는 조도센서를 구비하는 것을 특징으로 하는 특징으로 한다.
그리고, 상기 창호프레임의 일측에는 제어수단에 열전소자 구동 제어를 위한 사용자의 조작이 가능한 키입력부가 구비되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제어수단은 유선 통신모듈 또는 무선통신모듈로 구성되는 인터페이스부를 구비하여 스마트폰을 통해 조작신호를 입력받는 것을 특징으로 한다.
아울러, 상기 복층유리판넬을 구성하는 외부측 강화유리의 일측에는 진공공간을 갖도록 접착제에 의해 일체로 부착되는 스페이스바에 간격이유지되는 강화유리가 구비되는 것을 특징으로 한다.
그리고, 상기 창호는 고정프레임 하부의 안내레일을 따라 미닫이식으로 이동이 가능하도록 창호프레임 하부에는 가이드롤러가 구비되며, 상기 창호프레임의 측면에는 접속용 플러그의 단자가 구비되고 창호가 안내되는 고정프레임의 측면에는 상기 접속용 플러그의 단자가 접속가능한 접속부가 구비되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 창호는 고정프레임에서 여닫이식으로 개폐 가능하며, 상기 창호프레임의 측면에는 스프링에 의해 접속용 플러그의 단자가 탄성 지지되고, 상기 고정프레임의 측면에는 상기 접속용 플러그의 단자가 접속가능한 접속부가 구비되는 것을 특징으로 한다.
그리고, 상기 열전소자는 방열판에 일체로 구비되며, 상기 방열판에는 동파이프 재질로 이루어지는 유체순환관을 지그재그식으로 설치하여 상기 복층유리판넬의 내부공간에 채워진 유체가 펌프에 의하여 강제 순환되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 복층유리판넬의 내부공간에 채워지는 유색 또는 무색 부동액 등의 유체를 열전소자를 이용해 가열 또는 냉각할 수 있어, 복수의 창호들을 개별적으로 가열 또는 냉각할 수 있어 건물 등에 이와 같은 창호의 설치 및 관리가 용이하고, 유체를 창호 내에서 순환하며 가열 또는 냉각하게 되어 유체의 가열 또는 냉각시 열손실을 줄일 수 있어 에너지 효율이 높다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 열전소자를 이용한 유체가열 및 냉각 방식을 갖춘 창호의 사시도이다.
도 2는 도 1에 따른 열전소자를 이용한 유체가열 및 냉각 방식을 갖춘 창호의 내부 구조를 설명하기 위해 도시한 사시도이다.
도 3은 도 1에 따른 열전소자를 이용한 유체가열 및 냉각 방식을 갖춘 창호의 하부 구조를 설명하기 위해 도시한 일측 단면도이다.
도 4는 도 1에 따른 열전소자를 이용한 유체가열 및 냉각 방식을 갖춘 창호의 정단면도이다.
도 5는 도 1에 따른 열전소자를 이용한 유체가열 및 냉각 방식을 갖춘 창호의 열전소자 결선 상태를 도시한 도면이다.
도 6은 본 발명에 따른 열전소자를 이용한 유체가열 및 냉각 방식을 갖춘 창호 시스템 구성도이다.
도 7은 본 발명에 따른 열전소자를 이용한 유체가열 및 냉각 방식을 갖춘 창호의 다른 예를 설명하기 위해 도시한 일측 단면도이다.
도 8의 (a) 내지 (c)는 본 발명에 따른 열전소자의 다양한 설치 예를 도시한 도면이다.
도 9는 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 열전소자를 이용한 유체가열 및 냉각 방식을 갖춘 창호의 정면 구조도이다.
도 10은 도 9에 따른 열전소자를 이용한 유체가열 및 냉각 방식을 갖춘 창호의 하부 구조를 설명하기 위해 도시한 일측 단면도이다.
도 11의 (a) 및 (b)는 도 9에 따른 열전소자를 이용한 유체가열 및 냉각 방식을 갖춘 창호의 개폐 상태를 설명하기 위해 도시한 도면이다.
도 12는 도 9에 따른 열전소자를 이용한 유체가열 및 냉각 방식을 갖춘 창호의 다른 예를 설명하기 위해 도시한 도면이다.
도 13은 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 열전소자를 이용한 유체가열 및 냉각 방식을 갖춘 창호의 정면 구조도이다.
도 14 및 도 15는 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 열전소자를 이용한 유체가열 및 냉각 방식을 갖춘 창호의 구조를 설명하기 위해 도시한 도면이다.
본 발명에 따른 열전소자를 이용한 유체가열 및 냉각 방식을 갖춘 창호 시스템을 첨부한 도면을 참고로 하여 이하 상세히 기술되는 실시 예에 의하여 그 특징들을 이해할 수 있을 것이다.
이때, 하기의 설명에서는 구체적인 구성요소 등과 같은 많은 특정사항들이 설명되어 있는데, 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐 이러한 특정 사항들 없이도 본 발명이 실시될 수 있음은 이 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게는 자명하다 할 것이다. 그리고 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
도 1 내지 도 6에 의하면, 본 발명에 따른 열전소자를 이용한 유체가열 및 냉각 방식을 갖춘 창호 시스템은 아파트나 빌라 등의 건물의 창문이나 도어 등과 같은 창호(100)에 적용되는 것으로, 부동액이 채워지는 복층유리판넬(110)이 설치되는 창호(100)에 유색 또는 무색 부동액 등의 유체를 가열 또는 냉각하는 열전소자(120)를 구비하여, 개별적인 복수의 창호(100)들에 채워진 유체를 개별적으로 가열 또는 냉각할 수 있다.
물론 상기 열전소자(120)는 복층유리판넬(110) 내부의 유체를 가열하는 용도로만 사용하는 경우에는 PTC히터를 사용함도 가능하며, 이와 같은 PTC히터의 사용은 본 발명의 열전소자(120)와 동일한 기술적 범주에 속하는 균등한 요소로서, 별도로 특허청구범위에 기재하지 않더라도 본 발명의 권리범위에 속하는 것이므로, 이에 대한 구체적인 설명은 생략한다.
이와 같은 본 발명에 따른 열전소자를 이용한 유체 가열 및 냉각 방식을 갖춘 창호 시스템은 2장의 강화유리(111,112)를 이격시켜 유색 또는 무색 부동액 등의 유체가 순환 유동할 수 있도록 내부공간(S)을 갖는 복층유리판넬(110)이 일체로 구비되는 창호(100)와, 상기 복층유리판넬(110)의 내부공간(S)에 채워진 유체를 가열 또는 냉각시키는 열전소자(120)와, 상기 열전소자(120)에 전원을 공급 및 차단하는 제어수단(130)으로 구성된다.
이때 상기 창호(100)는 복층유리판넬(110)의 테두리를 따라 창호틀(102)이 감싸며 밀봉이 이루어질 수 있도록 접착제(101)로 일체화한 구조로 이루어지는 것으로, 미닫이 및 여닫이 형태의 창문이나 도어를 포함한다.
이하, 본 발명의 각부 구성을 구체적으로 설명한다.
먼저, 창호(100)의 복층유리판넬(110)은 2장의 강화유리(111,112)의 가장자리를 따라 알루미늄 재질의 스페이스바(114)가 일체로 부착되어 2장의 강화유리(111,112)가 이격되어 내부공간(S)을 갖으면서 하나의 판넬 형태로 이루어진다. 물론 상기 내부공간(S)에는 2장의 강화유리(111,112)의 간격을 유지하기 위한 스페이서(117)가 하나 이상 구비된다.
이때, 상기 강화유리(111,112)가 양측면에 부착된 상태의 스페이스바(114)의 양측면에는 요홈(114a)이 형성되어 티오콜(114b)이 충진된다. 상기 티오콜(thiokol)(114b)은 내유성, 내노화성, 내오존성이 우수한 다황화물계 고무(多黃化物系)로서, 강화유리(111,112)와 스페이스바(114) 사이의 접착부위를 통해 부동액 등의 유체 누수를 방지하는 기능을 한다.
그리고, 상기 강화유리(111,112)의 테두리에는 커버(118)로 감싸 접착제 등으로 일체로 부착된다. 이때, 상기 커버(118)에는 상기 열전소자(120)가 안착될 수 있는 안착공(118a)이 형성된다.
그리고, 상기 스페이스바(114)는 열전도율이 높은 알루미늄 재질로 이루어지며, 상기 스페이스바(114)는 사각 봉 형상으로 이루어지며 다수의 관통공(114a)이 형성되어 유체가 스페이스바(114)의 내부로 자유롭게 순환 이동할 수 있도록 함으로서 유체와 스페이스바(114) 사이의 열 교환 효율을 높인다.
또한, 상기 스페이서(117)는 원기둥 형태의 것을 간단히 삽입 설치함도 가능하지만, 상기 강화유리(111,112) 사이에 삽입되는 보강부재(117a)와, 상기 강화유리(111,112) 외부 양측으로 체결판(117b)과 마감판(117c)이 각각 결합되어 상기 보강부재(120)를 강화유리(111,112)에 고정하면서 상기 강화유리(111,112)를 외부에서 가압하여 지지하는 고정볼트(117d)로 이루어진 것을 사용함이 바람직하다.
좀 더 상세하게는 상기 보강부재(117a)는 중앙에 관통공(1177a)이 형성되어, 체결판(117b)의 중앙에 돌출 형성되며 체결공(1177b)이 형성되는 체결돌부가 관통되며, 상기 체결돌부에는 마감판(117c)이 끼워진다. 그리고, 상기 체결판(117b)의 체결공(1177b)에는 고정볼트(117d)가 체결되어 일체로 결합된다.
이때, 상기 고정볼트(117d)는 볼트 형상으로 이루어져 머리에 십자 또는 이자 홈이 형성되어 드라이버 등의 공구를 이용해 조여 줌으로서 체결판(117b)과 마감판(117c)을 일체로 결합시켜 준다.
또한, 강화유리(111,112)에는 체결판(117b)의 체결돌부가 관통하기 위한 관통공(111a,112a)을 통해 내부공간(S)의 유체가 누수되는 것을 방지하기 위해 보강부재(117a)의 양단에 실리콘 재질의 오링(117e)이 하나 이상 밀착되며, 강화유리(111,112)와 체결판(117b) 및 마감판(117c)의 밀착부위를 마감하는 방수패드(117f)가 각각 삽입된다.
이때, 상기 방수패드(117f)는 강화유리(111,112)의 관통공(111a,112a) 내주면에 밀착되는 원통형상의 밀착돌부(1177f)가 더 형성된다. 이때, 상기 방수패드(117f)는 실리콘 또는 연질의 ABS수지로 이루어진다.
이와 같은 오링(117e)과 방수판(117f)으로 인해 유체가 누수되는 것을 막을 수 있다.
그리고, 도 7에 의하면 복층유리판넬(110)의 외부측 강화유리(111)의 일측에는 진공공간(V)을 갖도록 접착제(113a)에 의해 일체로 부착되는 스페이스바(115)에 의해 일정간격(예를 들어 5㎜ 이하)으로 강화유리(113)가 구비된다. 이와 같은 진공공간(V)을 더 구비함으로서 창호(100)가 설치되는 외부 환경 변환에 의한 유체의 냉각 및 가열로 인한 열 손실을 줄일 수 있다.
한편 상기 열전소자(120)의 일면이 상기 스페이스바(114)에 밀착 구비되고, 상기 열전소자(120)의 타면에는 방열판(122)이 구비된다. 상기 열전소자(120)는 발열 또는 흡열 작용을 통해 스페이스바(114)를 가열하거나 냉각시켜준다. 이에 따라 복층유리판넬(110)의 내부공간(S)에 채워지는 유색 또는 무색 부동액 등의 유체를 간접적으로 가열 또는 냉각시켜 준다.
상기 복층유리판넬(110)은 가장자리가 접착제(101)에 의해 창호프레임(102)에 고정되며, 상기 창호프레임(102)의 내측에 상기 열전소자(120)가 구비된다. 그리고 상기 창호프레임(102)의 내측에 형성되는 공간부(102a)에는 송풍팬(140)과 제어수단(130)이 구비된다.
상기 송풍팬(140)은 상기 제어수단(130)에서 인가되는 전원에 의해 열전소자(120)가 구동시 발생되는 방열판(122)의 냉기 또는 온기를 외부로 배출하는 기능을 수행한다. 이를 위해 상기 창호프레임(102)의 공간부(102a)와 연통되는 공기유입공(102b) 및 공기배출공(102c)이 형성된다. 이때, 송풍팬(140)은 공기배출공(102c) 측에 설치되어 공기유입공(102b)을 통해 창호프레임(102)의 공간부(102a)를 통해 유입되는 공기가 방열판(122)을 거쳐 공냉식을 열교환된 공기를 강제로 공기배출공(102c)으로 배출시킨다.
이와 같은 구조에 의하면 예를 들어 제어수단(130)에 제어에 의해 열전소자(120)에 구동전원(예를 들어 DC 12V)을 투입시키면 스페이스바(114)에 밀착되는 열전소자(120)의 일면에 열이 발생함과 동시에 열전소자(120)의 타면에는 냉기가 발생한다. 물론 상기 열전소자(120)의 +,- 전극을 바꿔서 결선하면 스페이스바(114)에 밀착되는 열전소자(120)의 일면에 냉기가 발생하고 열전소자(120)의 타면에는 열이 발생하게 된다. 이때 발생하는 냉기나 열을 제거하기 위해 열전소자(120)에 방열판(122)을 부착시켜 열전소자(120)의 열이나 냉기가 방열판(122)에 전달되도록 하고 송풍팬(140)을 가동시켜 방열판(122)을 냉각시킨다.
이때, 상기 열전소자(120)는 다수가 병렬로 연결되어 제어수단(130)에서 전달되는 전원에 의해 구동되는 것으로, 열전소자(120)를 알루미늄재질의 스페이스바(114)에 부착시키고 전원을 투입하면 스페이스바(114)에 열이 전달되면서 유체가 가열되고 가열된 유체는 복층유리판넬(110)의 내부공간(S)에서 자연순환된다.
한편, 상기 열전소자(120)는 도시된 바에 의하면 복층유리판넬(110)의 하측에 구비되는 것으로, 이는 유체를 가열하기 위한 방식이며, 유체를 냉각하기 위해서는 상기 열전소자(120)는 상기 복층유리판넬(110)의 상측에 구비한다. 즉, 유체는 가열된 유체는 상측으로 이동하고 냉각된 유체는 하부로 이동하는 대류 현상을 이용해 자연스럽게 순환하기 때문이다.
이때, 상기 열전소자(120)는 복층유리판넬(110)의 하측에만 구비하거나 복층유리판넬(110)의 상측에 구비하여 가열 또는 냉각 기능만을 사용함도 가능하지만, 도 8에 도시된 바와 같이 냉온기능을 함께 사용하기 위해 복층유리판넬(110)의 하측에는 가열용 열전소자(120)를 구비함과 동시에 복층유리판넬(110)의 상측에는 냉각용 열전소자(120)를 구비함도 가능하며, 복층유리판넬(110)의 사방(四方) 테두리를 따라 다수의 열전소자(120)를 설치함도 가능하다.
그리고, 상기 창호프레임(102)의 상측에는 복층유리판넬(110)의 내부공간(S)으로 유체를 보충하기 위한 보충수탱크(150)가 구비된다. 이때, 상기 보충수탱크(150)의 상부에는 보충수 유입공(151)과 압력조절공(152)이 구비된다. 상기 보충수 유입공(151)에는 마개(153)가 구비되어 보충수탱크(150)에 유체가 충분하지 않은 경우에는 유체를 보충할 수 있고, 상기 압력조절공(152)에는 체크밸브(154)가 구비되어 복층유리판넬(110)의 내부공간(S)의 압력이 일정 부분 초과하는 것을 방지할 수 있다. 즉 복층유리판넬(110)의 내부공간(S) 압력이 설정치를 초과하는 경우 체크밸브(154)가 개방되어 복층유리판넬(110)의 내부공간(S) 압력이 높아지는 것을 방지하는 기능을 한다.
그리고, 상기 보충수탱크(150) 내에는 수위감지센서(155)가 구비되어 상기 수위감지센서(155)에서 부족신호가 감지되는 경우 제어수단(130)은 유체가 부족한 것으로 판단하여 표시수단(132)인 LED를 점멸시키거나 적색으로 표시해 경고해 줌으로서 유체의 보충이 필요함을 알려주게 된다.
한편, 상기 제어수단(130)은 마이컴으로 구성됨이 바람직하며, 가정용 전원을 직접 입력받을 수도 있지만 감전사고 등의 위험을 방지하기 위해 아답터(200)를 통해 정류된 DC 12V의 전원을 공급받아 작동함이 바람직하다. 그리고, 상기 아답터(200)를 통해 입력되는 전원은 접속용 플러그(210)를 이용해 아답터(200)와 연결할 수 있도록 한다.
이 경우 상기 아답터(200)는 벽체 등에 설치되어 접속부(202)에 접속용 플러그(210)를 필요에 따라 접속하여 연결할 수 있다.
한편, 상기 창호프레임(102)의 일측에는 외부의 온도와 습도를 측정하는 온도센서(160)와 습도센서(162)를 구비하여 제어수단(130)에 온도와 습도 정보가 입력되면, 설정된 온도 및 습도범위를 초과하면 열전소자(120) 및 송풍팬(140)을 구동 제어한다. 일 예로 외부 온도가 -5℃ 이하이거나 습도가 80% 이상인 경우 가열용 열전소자(120)를 구동하면 결로를 방지할 수 있다.
물론 상기 창호프레임(102)에는 조광 또는 조도센서(164)를 구비하여 유체의 온도를 조절할 수 있다. 예를 들어 여름에는 아침 기온이 15℃ 이하이고, 한낮에는 25℃ 이상인 경우가 많으므로, 아침에는 17℃로 설정하고, 한낮에는 20℃로 유체의 온도가 유지될 수 있도록 열전소자(120)를 구동한다. 이때, 유체의 온도 조절을 제어하기 위해 복층유리판넬(110)의 내부공간(S)에 온도센서(119)를 더 구비하여 유체의 온도를 실시간으로 감시 제어함이 바람직하다.
한편, 상기 창호프레임(102)의 일측에는 제어수단(130)에 열전소자(120) 구동 제어를 위한 사용자의 직접 조작이 가능한 키입력부(138)가 구비된다.
그리고, 상기 제어수단(130)은 공지(公知)의 유선 통신모듈 또는 무선통신모듈로 구성되는 인터페이스부(139)를 구비하여 스마트폰(300)을 통해 조작신호를 입력받을 수 있다.
이때, 상기 스마트폰(300)은 열전소자(120) 및 송풍팬(140)의 작동 등의 유체의 냉난방 제어를 위해 지원서버(400)에 휴대 단말기인 스마트폰(300)으로 접속하여 냉난방 어플(410)을 다운로드 받아 설치하며 냉난방 어플(410)을 실행하여 상기 제어수단(130)의 구동 및 모니터링 환경을 설정할 수 있다.
또한, 도 9 내지 도 12는 본 발명의 또 다른 실시 예를 도시한 도면이다. 이는 미닫이 형태의 창문이나 도어에 관한 것으로, 안내레일(12)을 따라 창호(100)가 이동가능한 구조이다. 이에 의하면 창호(100)는 고정프레임(10)을 따라 이동이 가능하도록 창호프레임(102) 하부에는 고정프레임(10) 하부의 안내레일(12)을 따라 안내되는 가이드롤러(107)가 구비되는 구조이다.
이때, 상기 창호프레임(102)의 측면에는 접속용 플러그(210)의 단자(212)가 구비되고 창호(100)가 안내되는 고정프레임(10)의 측면에는 상기 접속용 플러그(210)의 단자(212)가 접속가능한 접속부(202)가 구비된다.
이와 같은 구조에 의하면 창호(100)를 개방하는 경우에는 접속용 플러그(210)의 단자(212)가 고정프레임(10)의 접속부(202)에서 분리되고, 창호(100)를 닫는 경우에는 접속용 플러그(210)의 단자(212)가 고정프레임(10)의 접속부(202)에 접속되어 전원이 제어수단(130)으로 투입된다.
즉, 이동식 창호(100)의 전원은 창호(100)를 열면 차단되고 문을 닫으면 전원이 공급되며, 이때 표시수단(132)인 LED를 점등시키도록 제어하면서 전기 연결 상태를 확인할 수 있도록 함이 바람직하다.
한편, 도 13은 본 발명의 또 다른 실시 예를 도시한 도면이다. 이는 여닫이 형태의 창문이나 도어에 관한 것으로, 창호(100)가 고정프레임(10)에서 여닫이 형태로 개폐되는 구조이다.
이때, 상기 창호프레임(102)의 측면에는 스프링(213)에 의해 접속용 플러그(210)의 단자(212)가 탄성 지지되고, 고정프레임(10)의 측면에는 상기 접속용 플러그(210)의 단자(212)가 접속가능한 접속부(202)가 구비된다.
이와 같은 구조에 의하면 창호(100)를 여닫이 식으로 개방하는 경우에는 접속용 플러그(210)의 단자(212)가 고정프레임(10)의 접속부(202)에서 분리되고, 창호(100)를 닫는 경우에는 접속용 플러그(210)의 단자(212)가 고정프레임(10)의 접속부(202)에 접속되어 전원이 제어수단(130)으로 투입된다.
또한, 도 14은 본 발명의 또 다른 실시 예를 도시한 도면이다. 이는 방열판(122)에 동파이프 재질로 이루어지는 유체순환관(129)을 지그재그식으로 설치하여 복층유리판넬(110)의 내부공간(S)에 채워진 유체를 순환할 수 있도록 하고, 방열판(122)에 열전소자(120)를 구비하는 구조이다.
이때, 유체는 펌프(170)에 의하여 강제 순환하는 구조로 이루어진다. 이를 통해 열전소자(120)로 스페이스바를 가열 또는 냉각하지 않고 복층유리판넬(110)의 내부공간(S)에 채워진 유체를 직접 가열하여 가열 및 냉각 효율을 높일 수 있다.
이상에서는 본 발명의 바람직한 실시 예에 대해서 설명하였으나, 본 발명은 상술한 특정의 실시 예에 한정되지 아니하며, 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본원 발명의 요지를 벗어남이 없이 다양한 변형실시가 가능함은 물론이다. 따라서, 본 발명의 범위는 위의 실시 예에 국한해서 해석되어서는 안 되며, 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 할 것이다.
100: 창호 107: 가이드롤러
110: 복층유리판넬 114: 스페이스바
120: 열전소자 122: 방열판
129: 유체순환관 130: 제어수단
140: 송풍팬 150: 보충수탱크
155: 수위감지센서 213: 스프링
300: 스마트폰

Claims (15)

  1. 유체가 순환 유동할 수 있도록 내부공간(S)을 갖는 복층유리판넬(110)이 창호프레임(102)에 일체로 구비되는 창호(100)와, 상기 복층유리판넬(110)의 내부공간(S)에 채워진 유체를 가열 또는 냉각시키는 열전소자(120)와, 상기 열전소자(120)에 전원을 공급 및 차단하는 제어수단(130)으로 구성되는 것을 특징으로 하는 열전소자를 이용한 유체가열 및 냉각 방식을 갖춘 창호 시스템.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 복층유리판넬(110)은 2장의 강화유리(111,112)의 가장자리를 따라 알루미늄 재질의 스페이스바(114)가 일체로 부착되어 2장의 강화유리(111,112)가 이격되며, 상기 열전소자(120)는 일면이 상기 스페이스바(114)에 밀착 구비되고, 상기 열전소자(120)의 타면에는 방열판(122)이 구비되는 것을 특징으로 하는 열전소자를 이용한 유체가열 및 냉각 방식을 갖춘 창호 시스템.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 창호프레임(102)의 내측에 형성되는 공간부(102a)에는 상기 제어수단(130)에서 인가되는 전원에 의해 열전소자(120)가 구동시 발생되는 방열판(122)의 냉기 또는 온기를 외부로 배출하는 송풍팬(140)이 구비되는 것을 특징으로 하는 열전소자를 이용한 유체가열 및 냉각 방식을 갖춘 창호 시스템.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 창호프레임(102)의 상측에는 복층유리판넬(110)의 내부공간(S)으로 유체를 보충하기 위한 보충수탱크(150)가 구비되는 것을 특징으로 하는 열전소자를 이용한 유체가열 및 냉각 방식을 갖춘 창호 시스템.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 보충수탱크(150)의 상부에는 보충수 유입공(151)과 압력조절공(152)이 형성되되, 상기 보충수 유입공(151)에는 마개(153)가 구비되고, 상기 압력조절공(152)에는 체크밸브(154)가 구비되는 것을 특징으로 하는 열전소자를 이용한 유체가열 및 냉각 방식을 갖춘 창호 시스템.
  6. 제 4항에 있어서,
    상기 보충수탱크(150)에는 수위감지센서(155)가 구비되어 상기 수위감지센서(155)에서 부족신호가 감지되는 경우 제어수단(130)은 유체가 부족한 것으로 판단하여 표시수단(132)인 LED으로 부족상태를 표시하는 것을 특징으로 하는 열전소자를 이용한 유체가열 및 냉각 방식을 갖춘 창호 시스템.
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 제어수단(130)은 창호프레임(102)에 구비되는 접속용 플러그(210)를 통해 아답터(200)를 통해 정류된 DC 12V의 전원을 공급받아 작동되는 것을 특징으로 하는 열전소자를 이용한 유체가열 및 냉각 방식을 갖춘 창호 시스템.
  8. 제 1항에 있어서,
    상기 창호프레임(102)의 일측에는 외부의 온도와 습도를 측정하는 온도센서(160)와 습도센서(162)를 구비하여 상기 제어수단(130)에 온도와 습도 정보가 입력되면 설정된 온도 및 습도범위를 초과하면 열전소자(120) 및 송풍팬(140)의 구동을 제어하는 것을 특징으로 하는 열전소자를 이용한 유체가열 및 냉각 방식을 갖춘 창호 시스템.
  9. 제 1항에 있어서,
    상기 창호프레임(102)에는 조광 또는 조도센서(164)를 구비하는 것을 특징으로 하는 열전소자를 이용한 유체가열 및 냉각 방식을 갖춘 창호 시스템.
  10. 제 1항에 있어서,
    상기 창호프레임(102)의 일측에는 제어수단(130)에 열전소자(120) 구동 제어를 위한 사용자의 직접 조작이 가능한 키입력부(138)가 구비되는 것을 특징으로 하는 열전소자를 이용한 유체가열 및 냉각 방식을 갖춘 창호 시스템.
  11. 제 1항에 있어서,
    상기 제어수단(130)은 유선 통신모듈 또는 무선통신모듈로 구성되는 인터페이스부(139)를 구비하여 스마트폰(300)을 통해 조작신호를 입력받는 것을 특징으로 하는 열전소자를 이용한 유체가열 및 냉각 방식을 갖춘 창호 시스템.
  12. 제 1항에 있어서,
    상기 복층유리판넬(110)을 구성하는 외부측 강화유리(111)의 일측에는 진공공간(V)을 갖도록 접착제(113a)에 의해 일체로 부착되는 스페이스바(115)에 간격이유지되는 강화유리(113)가 구비되는 것을 특징으로 하는 열전소자를 이용한 유체가열 및 냉각 방식을 갖춘 창호 시스템.
  13. 제 1항에 있어서,
    상기 창호(100)는 고정프레임(10)하부의 안내레일(12)을 따라 미닫이식으로 이동이 가능하도록 창호프레임(102) 하부에는 가이드롤러(107)가 구비되며,
    상기 창호프레임(102)의 측면에는 접속용 플러그(210)의 단자(212)가 구비되고 창호(100)가 안내되는 고정프레임(10)의 측면에는 상기 접속용 플러그(210)의 단자(212)가 접속가능한 접속부(202)가 구비되는 것을 특징으로 하는 열전소자를 이용한 유체가열 및 냉각 방식을 갖춘 창호 시스템.
  14. 제 1항에 있어서,
    상기 창호(100)는 고정프레임(10)에서 여닫이식으로 개폐 가능하며, 상기 창호프레임(102)의 측면에는 스프링(213)에 의해 접속용 플러그(210)의 단자(212)가 탄성 지지되고, 상기 고정프레임(10)의 측면에는 상기 접속용 플러그(210)의 단자(212)가 접속가능한 접속부(202)가 구비되는 것을 특징으로 하는 열전소자를 이용한 유체가열 및 냉각 방식을 갖춘 창호 시스템.
  15. 제 1항에 있어서,
    상기 열전소자(120)는 방열판(122)에 일체로 구비되며, 상기 방열판(122)에는 동파이프 재질로 이루어지는 유체순환관(129)을 지그재그식으로 설치하여 상기 복층유리판넬(110)의 내부공간(S)에 채워진 유체가 펌프(170)에 의하여 강제 순환되는 것을 특징으로 하는 열전소자를 이용한 유체가열 및 냉각 방식을 갖춘 창호 시스템.
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