KR100557982B1 - Airconditioner using thermoelectric semiconductor - Google Patents
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Abstract
본 발명은 열전반도체를 이용한 에어컨에 관한 것으로, 일정한 직류전원을 인가하는 직류전원부와; 상기 직류전원장치에서 인가되는 전원에 의해 일측이 흡열하고 타측이 발열하는 열전반도체, 상기 열전반도체의 일측에 설치되는 저온발생부 및 상기 열전반도체의 발열에 의한 고온을 냉각시키도록 그 타측에 설치되는 고온발생부로 이루어진 열전냉각부와; 상기 열전냉각부의 일측에 설치되는 송풍기와; 상기 고온발생부에 순환펌프에 의해 냉각수를 공급하는 냉각수탱크와; 상기 냉각수탱크에 저장되는 고온의 냉각수를 냉각시키는 라디에이터, 라디에이터 냉각팬 및 상기 라디에이터로 유입된 고온의 냉각수를 냉각시키는 안개발생기로 이루어진 기화열 흡수 냉각장치와; 상기 라디에이터 냉각팬에 의해 발생되는 고온다습한 공기를 외부로 방출시키는 단열재 배기관(coaxial tube); 및 상기 열전냉각부에 연결되어 운전을 온/오프 하는 컨트롤러를 포함하는 것을 특징으로 한다. 이러한 구성에 의해 에어컨이 소형, 경량화 및 영구적(27년 이상 사용)으로 사용할 수 있고, 또한 가정용 및 오피스텔용 에어컨 제작이 가능하며 적은 에너지로 작동이 가능하고, 또한 직류전원부의 전류방향만 바꾸어주면 냉/난방용으로 사용이 가능하다. The present invention relates to an air conditioner using a thermoelectric semiconductor, comprising: a DC power supply unit for applying a constant DC power supply; One side is absorbed by the power applied from the DC power supply device and the other side is a thermoelectric semiconductor, the low temperature generating portion is installed on one side of the thermoelectric semiconductor and the other side is installed on the other side to cool the high temperature due to the heat generated by the thermoelectric semiconductor A thermoelectric cooling part comprising a high temperature generating part; A blower installed at one side of the thermoelectric cooling unit; A cooling water tank supplying cooling water to the high temperature generating unit by a circulation pump; A vaporization heat absorption cooling device including a radiator for cooling the high temperature cooling water stored in the cooling water tank, a radiator cooling fan, and a mist generator for cooling the high temperature cooling water introduced into the radiator; Insulation exhaust pipe (coaxial tube) for discharging the hot and humid air generated by the radiator cooling fan to the outside; And a controller connected to the thermoelectric cooling unit to turn on / off an operation. With this configuration, the air conditioner can be used compactly, lightly and permanently (for more than 27 years), and it is possible to manufacture air conditioners for home and officetels, and it can operate with little energy. Can be used for heating.
열전반도체, 열전냉각부, 안개발생기, 응결수, 기화열 흡수법Thermoelectric semiconductor, thermoelectric cooling part, mist generator, condensation water, vaporization heat absorption method
Description
도 1은 본 발명에 의한 열전반도체를 이용한 에어컨의 구성을 개략적으로 보인 평면도이고, 1 is a plan view schematically showing the configuration of an air conditioner using a thermoelectric semiconductor according to the present invention;
도 2는 본 발명에 의한 열전반도체를 이용한 에어컨의 구성을 개략적으로 보인 측면도이고,2 is a side view schematically showing the configuration of an air conditioner using a thermoelectric semiconductor according to the present invention;
도 3은 본 발명에 의한 열전반도체를 이용한 에어컨의 저온발생부와 고온발생부의 제 1실시 예를 보인 내부 구조도이며,3 is an internal structural view showing a first embodiment of a low temperature generator and a high temperature generator of an air conditioner using a thermoelectric semiconductor according to the present invention;
도 4는 본 발명에 의한 열전반도체를 이용한 에어컨의 저온발생부와 고온발생부의 제 2실시 예를 보인 내부 구조도이다.4 is an internal structural view showing a second embodiment of the low temperature generating unit and the high temperature generating unit of the air conditioner using the thermoelectric semiconductor according to the present invention.
** 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 **** Explanation of symbols for main parts of drawings **
10 : 직류전원부 20 : 열전반도체10: DC power supply unit 20: thermoelectric semiconductor
30 : 저온발생부 31 : 방열판30: low temperature generating unit 31: heat sink
32 : 방열핀 33 : 요철부32: heat radiation fin 33: uneven portion
34 : 공기유입구 35 : 공기유출구34: air inlet 35: air outlet
36,400 : 튜브 37 : 응결수 배출구36,400: tube 37: condensate outlet
38 : 응결수탱크 38a : 안개발생기38:
39 : 응결수 유출관 40 : 고온발생부39: condensed water outflow pipe 40: high temperature generating part
40a : 냉각수 유입관 40b : 냉각수 유출관40a: cooling
41 : 제 1냉각핀 41a : 열전도부(Thermal Bridge)41:
42 : 제 2냉각핀 43 : 냉각수 유입수로42: second cooling fin 43: cooling water inlet channel
44 : 냉각수 유출수로 45 : 냉각핀44: cooling water outflow 45: cooling fin
50 : 송풍기 60 : 냉각수탱크50: blower 60: cooling water tank
70 : 라디에이터 71 : 외기 흡입구70: radiator 71: outside air intake
80 : 라디에이터 냉각팬 90 : 배기관80: radiator cooling fan 90: exhaust pipe
100 : 컨트롤러 200 : 순환펌프100: controller 200: circulation pump
300 : 안개 유입실300: fog inlet chamber
본 발명은 열전반도체를 이용한 에어컨에 관한 것으로, 특히 역학적 동력을 이용하는 냉매가스(CFCs Gas)를 사용하지 않는 대신 환경 친화적인 직류전원용 열전반도체의 펠티어 효과를 이용하여 가정이나 오피스텔에서 냉/난방용으로 사용할 수 있도록 한 열전반도체를 이용한 에어컨에 관한 것이다.The present invention relates to an air conditioner using a thermoelectric semiconductor, and in particular, it does not use refrigerant gas (CFCs) using mechanical power, but uses the Peltier effect of an environmentally friendly DC power thermoelectric semiconductor to be used for cooling / heating at home or officetel. The present invention relates to an air conditioner using a thermoelectric semiconductor.
현재 에어컨에 사용하는 냉매가스로 인한 지구의 오존층 붕괴현상은 국지적인 현상이 아니고 전 지구적인 현상이여서, 북반구에서 방출하는 많은 양의 냉매가스는 전 세계적으로 성층권의 오존층을 파괴한다. 오존층이 파괴되면 강력한 유해 자외선이 여과되지 않고 지표에 도달하게 되어 피부암, 백내장, 면역기능 약화 등을 유발시켜 인간의 건강을 해치고, 궁극적으로 기후변화를 일으켜 지구 생태계를 위협받게 되는 것이다.The global ozone decay phenomenon caused by the refrigerant gas used in air conditioners is not a local phenomenon but a global phenomenon, and a large amount of refrigerant gas emitted from the northern hemisphere destroys the ozone layer in the stratosphere around the world. When the ozone layer is destroyed, powerful harmful ultraviolet rays do not filter out and reach the surface, which causes skin cancer, cataracts, and weakened immune function, harming human health and ultimately causing climate change to threaten the global ecosystem.
그러나 지금까지의 일반 에어컨은 냉동사이클에 상기와 같은 문제점을 안고 있는 냉매가스(CFCs Gas : 지구 오존층에 막대한 피해를 주는 요인)를 필연적으로 사용하였다. 이 냉매는 증발하기 쉬운 액체로서 압력에 의해 쉽게 기체에서 액체로, 액체에서 기체로 상태변화를 반복해 줌으로써 열 교환과정이 일어난다. However, conventional air conditioners until now have inevitably used refrigerant gas (CFCs Gas: a factor causing enormous damage to the global ozone layer) having the above problems in the refrigeration cycle. This refrigerant is a liquid that tends to evaporate and the heat exchange process occurs by repeating the change of state from gas to liquid and liquid to gas easily by pressure.
이것을 냉동사이클이라고 하며, 이 과정에서 상태교환으로 저온의 온도가 생성되는 반면에 압축기로 압축하는 과정에서 뜨거운 열도 동시에 방출된다. 이때, 압력을 주기위한 압축기가 가동되므로 많은 소음과 진동이 발생되어 이러한 부품을 필히 실외에 설치해야 하는데, 기존 아파트에서는 큰 문제점으로 될 수 있다.This is called a refrigeration cycle, in which a low temperature is produced by state exchange, while hot heat is also released during compression with a compressor. At this time, since a compressor for applying pressure is generated, a lot of noise and vibration are generated, and these parts must be installed outdoors, which can be a big problem in existing apartments.
먼저, 냉매가스는 증발기에서 압축기로 흡입압축되어 고온고압(~70℃, 15㎏/㎠)의 가스상태가 응축기로 보내진다. 응축기로 보내진 냉매는 냉각팬 등에 의해 공냉식으로 강제냉각되어 액화된다. 이때, 많은 열을 외부로 배출해야 한다. 액화된 냉매는 리시버 드라이로 들어가 수분과 먼지를 제거한 다음 팽창밸브로 흘러간다. 팽창밸브에서 고압 액상 냉매는 단열팽창에 의하여 팽창되면서 저온저압의 안개상태(이는 냉매의 종류에 따라 여러가지의 값을 가질 수 있음)의 냉매가 되어 증발기로 다시 들어간다.First, the refrigerant gas is sucked and compressed from the evaporator to the compressor, and the high temperature and high pressure (˜70 ° C., 15 kg / cm 2) is sent to the condenser. The refrigerant sent to the condenser is forcedly cooled by air cooling to liquefy. At this time, a lot of heat must be discharged to the outside. Liquefied refrigerant enters the receiver dry, removes moisture and dust, and then flows to the expansion valve. In the expansion valve, the high pressure liquid refrigerant expands by adiabatic expansion and becomes a refrigerant in a low temperature low pressure fog state (which may have various values depending on the type of refrigerant) and enters the evaporator again.
상기 증발기 냉매는 블로어 모터와 팬을 통하여 주위의 공기에서 열을 빼앗아 안개상태의 냉매에서 가스 모양의 냉매가 되며 또다시 압축기로 흡입된다. 이와 같은 과정에서 냉매는 사이클을 반복하여 순환하면서 냉방작용을 한다.The evaporator refrigerant takes heat from the surrounding air through the blower motor and the fan, becomes a gaseous refrigerant from the mist of the refrigerant, and is again sucked into the compressor. In this process, the refrigerant performs a cooling operation while repeatedly circulating the cycle.
상기와 같이 냉매를 이용하여 실내를 냉방하는데 CFC-계열 냉매가스를 사용함으로써 지구 오존층과 환경에 치명적인 피해를 줄 뿐만아니라 냉방효율이 낮아 많은 에너지가 낭비된다. 상기 에어컨은 기계적인 구동으로만 작동이 되므로 부품의 마모 또는 부식에 의하여 고장이 자주 일어나 교환을 해야하고, 전체의 무게가 무거우며 사용 수명이 짧고 특히 오존층과 환경에 많은 피해를 주는 냉매가스가 자주 누출되므로 주기적으로 보충을 해야 함으로 계속적으로 냉매가스를 생산해야 하는 중대한 문제점이 유발된다.By using the CFC-based refrigerant gas to cool the room using the refrigerant as described above, not only the fatal damage to the global ozone layer and the environment, but also the cooling efficiency is low, much energy is wasted. Since the air conditioner is operated only by mechanical driving, failure occurs frequently due to wear or corrosion of parts, and the whole air is heavy, and the refrigerant gas which has a long service life and especially damages the ozone layer and the environment frequently is frequently used. Because of leakage, the replenishment needs to be made periodically, which causes a serious problem of continuously producing refrigerant gas.
몬트리올 의정서에 결정된 내용은 다음과 같다.The Montreal Protocol decided that:
"지구 성층권의 오존층을 회복시키기 위해서는 특히 개발도상국들이 CFC-계열 냉매가스의 단계적 감축 목표를 달성하는 것이 매우 중요하다. 그러므로 개발도상국들은 1999년 수준으로 CFCs 냉매가스 생산과 소비를 동결하고 2005년까지는 50%를 감축하며, 2007년에는 85%를 감축, 2010년에는 완전히 생산과 소비를 중단해야 한다. 선진국들은 1996년에 필수적인 몇 곳만 제외하고는 CFCs 냉매가스의 사용과 생산을 중단한다.""In order to restore the global stratospheric ozone layer, it is particularly important for developing countries to achieve the goal of phase-out of CFC-based refrigerant gases. Therefore, developing countries will freeze CFCs refrigerant gas production and consumption to the level of 1999 and by 2005, 50% reduction, 85% reduction in 2007, and production and consumption must be completely discontinued in 2010. Developed countries will stop using and producing CFCs refrigerant gas, except in a few essential areas in 1996. "
이에 대한 대체 냉매물질로서 오존층에 영향을 미치지않는 냉매물질로 가장 주목받는 이산화탄소(CO2) 기체의 냉동/공조 사이클을 실용화하는 것이다. 그러나 이 경우에 가장 큰 과제는 운전 작동압력을 어떻게 효과적으로 조절하느냐 하는 것이다.As an alternative refrigerant material, the refrigeration / air conditioning cycle of carbon dioxide (CO 2 ) gas, which is most noticed as a refrigerant material that does not affect the ozone layer, is put to practical use. However, the biggest challenge in this case is how to effectively control the operating operating pressure.
이산화탄소 기체 사이클의 최대 압력은 약 10MPa(100기압)이고, 이는 HFC 냉동사이클의 작동압력의 3~4배 정도나 되는 것이다. 이 때문에 이산화탄소 기체 압축기는 높은 운전 작동압력 자체, 이 압력을 견딜만한 무겁고 고강도의 강철 탱크 사용 및 압력차가 크므로 이산화탄소 기체의 빈번한 누출로 인해 지구 온난화 문제 등이 부수적으로 발생하므로 이 문제에 대해 또한 효과적인 대응책이 다시 필요하게 되므로 완전한 대응책이 될 수가 없다.The maximum pressure of the carbon dioxide gas cycle is about 10 MPa (100 atmospheres), which is three to four times the operating pressure of the HFC refrigeration cycle. Because of this, the carbon dioxide gas compressor is also effective for this problem because of its high operating operating pressure itself, the use of heavy and high-strength steel tanks that can withstand this pressure, and the large pressure difference, resulting in frequent global leakage of carbon dioxide gas. The countermeasures will be needed again and cannot be a complete countermeasure.
그래서 근래에 열전반도체를 이용한 에어컨 개발이 몇가지 있었으나 열전반도체의 일측에서 필연적으로 방출되는 고온부분의 열을 효과적으로 냉각시키지 못하였으므로 반대측에서 생성되는 낮은 온도를 지속적으로 유도하는데 한계가 있었다. Therefore, in recent years, there have been several developments of air conditioners using thermoelectric semiconductors. However, since they did not effectively cool the heat of the high temperature portion inevitably emitted from one side of the thermoelectric semiconductor, there was a limit to continuously inducing the low temperature generated on the opposite side.
따라서 본 발명은 상기와 같은 심각한 문제점들을 해결하기 위한 것으로, 환경친화적 물질인 열전반도체를 이용함으로써 부피가 작고 가벼우며 사용 수명은 열전반도체의 종류에 따라 다소 차이가 있지만 하루에 10시간씩 사용할때 27~50 년간 사용이 가능한 영구적인 에어컨을 제공함과 동시에 에너지 소비를 감소시키고 또한 냉매가스 생산을 감소시킴으로 이를 생산하는데서 부수적으로 발생하는 대기오염 물질을 감소시킬 수 있는 열전반도체를 이용한 에어컨을 제공하는데 그 목적이 있다. Therefore, the present invention is to solve the serious problems as described above, by using an environmentally friendly thermoelectric semiconductor, the volume is small and light and the service life is slightly different depending on the type of thermoelectric semiconductor, but when used for 10 hours a day 27 To provide air conditioners using thermoelectric semiconductors that can reduce the air consumption caused by the production of permanent air conditioners that can be used for 50 years and at the same time reduce energy consumption and reduce refrigerant gas production. There is this.
상기한 본 발명의 목적은 일정한 직류전원을 인가하는 직류전원부와; 상기 직류전원장치에서 인가되는 전원에 의해 일측이 흡열하고 타측이 발열하는 열전반도체, 상기 열전반도체의 일측에 설치되는 저온발생부 및 상기 열전반도체의 발열에 의한 고온을 냉각시키도록 그 타측에 설치되는 고온발생부로 이루어진 열전냉각부와; 상기 열전냉각부의 일측에 설치되는 송풍기와; 상기 고온발생부에 순환펌프에 의해 냉각수를 공급하는 냉각수탱크와; 상기 냉각수탱크에 저장되는 고온의 냉각수를 냉각시키는 라디에이터, 라디에이터 냉각팬 및 상기 라디에이터로 유입된 고온의 냉각수를 냉각시키는 안개발생기로 이루어진 기화열 흡수 냉각장치와; 상기 라디에이터 냉각팬에 의해 발생되는 고온다습한 공기를 외부로 방출시키는 단열재 배기관(coaxial tube); 및 상기 열전냉각부에 연결되어 운전을 온/오프 하는 컨트롤러를 포함한 열전반도체를 이용한 에어컨에 의해 달성된다.An object of the present invention described above is a DC power supply for applying a constant DC power; One side is absorbed by the power applied from the DC power supply device and the other side is a thermoelectric semiconductor, the low temperature generating portion is installed on one side of the thermoelectric semiconductor and the other side is installed on the other side to cool the high temperature due to the heat generated by the thermoelectric semiconductor A thermoelectric cooling part comprising a high temperature generating part; A blower installed at one side of the thermoelectric cooling unit; A cooling water tank supplying cooling water to the high temperature generating unit by a circulation pump; A vaporization heat absorption cooling device including a radiator for cooling the high temperature cooling water stored in the cooling water tank, a radiator cooling fan, and a mist generator for cooling the high temperature cooling water introduced into the radiator; Insulation exhaust pipe (coaxial tube) for discharging the hot and humid air generated by the radiator cooling fan to the outside; And an air conditioner using a thermoelectric semiconductor including a controller connected to the thermoelectric cooling unit to turn on / off an operation.
이하, 본 발명에 의한 열전반도체를 이용한 에어컨을 첨부된 도면을 통해 상세하게 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, the air conditioner using the thermoelectric semiconductor according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명에 의한 열전반도체를 이용한 에어컨의 구성을 개략적으로 보인 평면도이고, 도 2는 본 발명에 의한 열전반도체를 이용한 에어컨의 구성을 개략적으로 보인 측면도이고, 도 3은 본 발명에 의한 열전반도체를 이용한 에어컨의 저온발생부와 고온발생부의 제 1실시 예를 보인 내부 구조도이며, 도 4는 본 발명에 의한 열전반도체를 이용한 에어컨의 저온발생부와 고온발생부의 제 2실시 예를 보인 내부 구조도이다.1 is a plan view schematically showing the configuration of an air conditioner using a thermoelectric semiconductor according to the present invention, Figure 2 is a side view schematically showing the configuration of an air conditioner using a thermoelectric semiconductor according to the present invention, Figure 3 is a thermoelectric according to the present invention 4 is an internal structural view showing a first embodiment of a low temperature generator and a high temperature generator of an air conditioner using a semiconductor, and FIG. 4 is an internal structure diagram of a second embodiment of the low temperature generator and a high temperature generator of an air conditioner using a thermoelectric semiconductor according to the present invention. to be.
도 1 내지 도 4에 도시된 바와같이, 본 발명의 열전반도체를 이용한 에어컨은 일정하고 니플(Nipple)이 거의없는 안정된 직류전원을 인가하는 직류전원부(10) 와; 상기 직류전원장치에서 인가되는 전원에 의해 일측이 흡열하고 타측이 발열하는 열전반도체(20), 상기 열전반도체(20)의 일측에 설치되는 저온발생부(30) 및 상기 열전반도체(20)의 발열에 의한 고온을 냉각시키도록 그 타측에 설치되는 고온발생부(40)로 이루어진 열전냉각부와; 상기 열전냉각부의 일측에 설치되는 송풍기(50)와; 상기 고온발생부(40)에 순환펌프(200)에 의해 냉각수를 공급하는 냉각수탱크(60)와; 상기 냉각수탱크에 저장되는 고온의 냉각수를 냉각시키는 라디에이터(70), 라디에이터 냉각팬(80) 및 상기 라디에이터로 유입된 고온의 냉각수를 냉각시키는 안개발생기(38a)로 이루어진 기화열 흡수 냉각장치와; 상기 냉각수탱크에서 순환펌프를 거쳐 고온발생부로 냉각수가 유입되는 적어도 하나의 냉각수 유입관(40a)과 상기 고온발생부에서 더워진 냉각수가 상기 라디에이터로 유출되는 적어도 하나의 냉각수 유출관(40b)으로 된 배관과; 상기 라디에이터 냉각팬(80)에 의해 발생되는 고온다습한 공기를 외부로 방출시키는 단열재 배기관(90); 및 상기 열전냉각부에 연결되어 운전을 온/오프 하는 컨트롤러(100)를 포함하는 것을 특징으로 한다.As shown in Figures 1 to 4, the air conditioner using a thermoelectric semiconductor of the present invention is a constant current power supply with a constant DC power supply with a constant nipple (Nipple) and; One end of the heat absorbing power by the power applied from the DC power supply device and the other side generates heat
상기 단열재 배기관(90) 둘레에는 상기 라디에이터 냉각팬(80)에 의해 발생되는 고온다습한 공기의 외부 방출시 유체역학적인 공기의 흐름에 의하여 상기 고온다습한 공기보다 상대적으로 온도가 낮은 외부 공기가 자연적으로 유입되는 외기 흡입구(71)가 형성되어 있다.Around the
상기 외기 흡입구(71)로 유입된 외부의 온도가 낮으면서 습도가 많은 공기는 에어컨 내부의 고온발생부(40), 냉각수탱크(60), 순환펌프(200), 라디에이터(70), 직류전원부(10), 컨트롤러(100)등 발열부의 온도를 낮추어 줄때 기화열을 흡열하므로 저온발생부(30)의 냉각효과를 더욱 더 극대화한다.The outside air flowing into the
상기 컨트롤러(100)는 상기 송풍기(50)의 회전속도에 의해 토출되는 풍량을 단계적으로 조절하기 위한 풍량 조절스위치(미도시)와; 상기 열전냉각부를 온/오프하는 구동스위치(미도시)와; 상기 안개발생기(38a)를 동작시키는 동작 조절스위치(미도시)와; 상기 직류전원부(10)의 (+)와 (-) 극성을 바꾸어 전류의 방향을 바꾸는 전환스위치(미도시)로 구성된다.The
상기 열전냉각부의 열전반도체(20)는 일측은 열을 흡수하고 다른 일측은 열을 방출하는 성질을 갖으며, 엔(N)형 소자와 피(P)형 소자가 순차적으로 교차되어 형성된다.The
상기 전환스위치에 의해 본 발명의 에어컨이 냉풍기 및 온풍기로 전환 사용될 수 있는 것이다.By the above-mentioned switch, the air conditioner of the present invention can be used to switch between the cold fan and the warm fan.
상기 저온발생부(30)는 일정간격을 갖는 다수개의 방열판(31)과 상기 방열판 사이에 설치된 방열핀(32)과; 상기 열전반도체(20)의 일측에 접촉 설치되어 상기 방열판(31)과 방열핀(32)에서 전도되는 열과 외기의 고온다습한 공기로부터 더운 열을 흡수하는 알루미늄 요철부(33)와; 상기 송풍기(50)에 의해 고온다습한 공기가 송풍되어 유입되는 공기 유입구(34)와; 상기 유입된 공기가 상기 방열판과 방열핀에 의해 냉각되어 외부로 방출되는 공기 유출구(35); 및 상기 방열판과 방열핀이 내설되며 연결마운트(33a)에 의해 상기 요철부가 설치되는 베크라이트 재질의 저온의 바람이 통과되는 튜브(36)로 구성되어 직사각형 직육면체 모양으로 형성된 것이 다.The low
상기 다수개의 방열판(32)이 일정간격으로 형성됨에 따라 상기 간격에서 찬 공기와 더운 공기가 와류현상을 일으켜 골고루 섞이게 되고, 상기 알루미늄 요철부에 의해 상기 방열판과 방열핀이 최대한 빠른 속도로 온도를 흡수할 수 있는 것이다.As the plurality of
그리고 상기 저온발생부(30)에는 상기 방열판과 방열핀에 부딪혀 냉각되는 액화된 응결수를 외부로 추출하는 응결수 배출구(37)와; 상기 응결수가 저장되는 응결수 탱크(38); 및 상기 응결수 배출구와 응결수 탱크에 연결되되, 상기 냉각수탱크(60)를 통과하여 연결되는 동파이프로 된 응결수 유출관(39)이 더 포함된다.And the low
상기 냉각수탱크(60)의 냉각수를 통과하는 응결수 유출관(39)은 나선형으로 형성되어 다음과 같은 작용을 한다.The condensed
즉, 상기 열전반도체(20)의 낮은 온도로 인하여 공기 중에 있는 습기가 상기 방열판과 방열핀에 부딪혀 응결됨으로써 생성 배출되는 저온(~4℃)의 응결수는 상기 응결수 유출관(39)를 통해 상기 냉각수탱크(60) 속을 나선형으로 통과하여 온도가 높은 냉각수탱크(60)의 냉각수를 식혀주고 설치 높이차이로 인해 별도의 순환 펌프 없이도 응결수 탱크(38)로 자연스럽게 흐른다.That is, due to the low temperature of the
상기 냉각수탱크(60)에 저장된 알코올 혼합물의 냉각이 극대화되도록 상기 라디에이터(70)에 상기 응결수를 미세한 물방울의 안개로 분무하기 위해서 상기 컨트롤러(100)에 의해 제어되는 상기 안개발생기(38a)가 상기 응결수 탱크(38)에 설치되어 있다. The
그리고 상기 안개발생기(38a)에 의한 안개는 상기 라디에이터(70)에 일측에 접촉설치되는 안개유입실(300)로 유입된다.In addition, the fog generated by the
상기 안개유입실(300)로 상기 안개발생기에 의해 토출되는 안개는 상기 라디에이터 냉각팬(80)에 의해 다음과 같은 작용을 한다.The mist discharged by the mist generator into the
즉, 상기 순환펌프(200)에 의해 상기 고온발생부(40)로 공급되는 상기 냉각수탱크(60)의 냉각수를 상기 라디에이터 냉각팬(80)에 의해 공랭식으로 온도를 낮춤에 따라 계속적으로 고온발생부(40)의 열을 제한된 냉각수와 라디에이터 냉각팬(80)으로 낮추는 데에는 한계가 있지만, 상기 냉각수탱크(60)의 냉각수를 식혀준 응결수를 상기 안개발생기(38a)에 의해 미세한 물방울의 안개로 형성하여 상기 안개유입실(300)로 토출하여 상기 라디에이터 냉각팬(80)이 흡입되게 함으로써 라디에이터(70)내에서 쉽게 기화되어 기화열 흡수(539cal/g)를 하여 냉각의 효과를 높여준다.That is, as the cooling water of the cooling
이처럼 응결수에 의한 수냉식, 라디에이터 냉각팬(80)에 의한 공랭식 그리고 안개발생기(38a)에 의한 기화열 흡수법을 종합적으로 이용함으로써 상기 라디에이터(70)에서 냉각수탱크(60)의 냉각수의 많은 열이 짧은 시간 내에 흡수되어 다시 냉각수탱크(60)로 유입됨에 따라 고온발생부(40)의 냉각효과가 극대화된다.As such, a large amount of heat of the coolant in the
도 3에 도시한 상기 고온발생부(40)의 제 1실시 예는 상기 열전반도체(20)의 타측에 접촉 설치되는 열전도부(41a : Thermal Bridge)에 일체로 형성되어 내측에 설치되는 제 1냉각핀(41)과; 상기 제 1냉각핀과 접촉되어 외측에 설치되는 제 2냉각핀(42)과; 상기 제 1냉각핀으로 냉각수를 유입시키는 냉각수 유입관(40a)에 대향 형성되는 5개의 냉각수 유입수로(43); 및 상기 냉각수를 유출시키는 냉각수 유출관(40b)에 대향형성되는 2개의 냉각수 유출수로(44)로 구성된다.The first embodiment of the high
상기 열전도부(41a)는 열전반도체(20)의 열이 보다 쉽게 상기 제 1냉각핀(41)으로 전달되도록 다리역할(Thermal bridge)을 한다. The
상기 저온발생부(30)의 베크라이트 재질의 튜브(36)는 외부의 더운 공기를 차단해주는 단열재 역할을 함과 동시에 상기 저온발생부(30)에서 생성되는 저온의 바람, 즉 차가운 공기를 실내로 보내주는 통로 역할을 함과 동시에 저온발생부(30)와 고온발생부(40)를 결합해주는 틀 역할을 한다.The
그리고 상기 저온발생부(30)와 고온발생부(40)는 밴드 클램프(미도시)에 의해 일체로 고정된다.The
도 4에 도시된 상기 고온발생부(40)의 제 2실시 예는 상기 열전반도체(20)의 타측에 접촉 설치되는 열전도부(41a)에 일체로 형성되어 내측에 설치되는 냉각핀(45)과; 상기 냉각핀으로 냉각수를 유입시키는 냉각수 유입관(40a)에 대향형성되는 3개의 냉각수 유입수로(43); 및 상기 냉각수를 유출시키는 냉각수 유출관(40b)에 대향형성되는 4개의 냉각수 유출수로(44)로 구성된다.The second embodiment of the
상기 도 4에 도시된 바와 같이, 제 2실시예의 저온발생부(30)와 고온발생부(40)는 대향된 한쌍의 저온발생부(30)와 상기 저온발생부(30) 양측에 상기 고온발생부(40)를 설치하여 구성된 것이다.As shown in FIG. 4, the low
즉, 열전반도체(20)가 튜브(400)의 양측에 노출되게 한쌍의 저온발생부(30)를 상기 튜브(400)에 설치하고, 상기 저온발생부(30) 양측에 노출된 열전반도체(20)에 고온발생부(40)를 접촉설치하여 구성된 것이다.That is, a pair of
상기와 같이 구성된 본 발명에 의한 열전반도체(20)를 이용한 에어컨의 작용을 설명하면 다음과 같다.Referring to the operation of the air conditioner using the
사용자가 실내의 온도를 저하시키기 위하여 상기 컨트롤러(100)의 구동스위치를 조작하면 본 발명의 에어컨이 가동되면서 상기 열전반도체(20)에 직류전원부(10)로부터 직류전원이 공급되어 상기 열전반도체(20)는 상기 직류전원에 의해 일측에서는 주위의 열을 흡수하고, 타측에서는 흡수된 열을 방출하게 된다. 상기 흡수된 열은 저온발생부(30)로 전달되고, 상기 방출된 열은 고온발생부(40)로 전달된다.When the user operates the drive switch of the
상기 저온발생부(30)의 일측에 설치된 송풍기(50)에 의해 발생되는 공기가 상기 저온발생부(30)의 공기유입구(34)로 공급되고, 유입된 공기는 방열판(31), 방열핀(32), 알루미늄 요철부(33)에 부딪혀 냉각되며, 냉각된 공기는 공기유출구(35)를 통해 외부(실내)로 방출된다.Air generated by the
상기와 같이 공기가 냉각됨과 동시에 공기 중에 있는 습기가 상기 방열판과 방열핀에 부딪혀 응결 흡착됨으로써 생성 배출되는 저온(~4℃)의 응결수가 응결수 배출구(37)를 통해 상기 응결수 유출관(39)으로 유출되어 상기 냉각수탱크(60) 속을 나선형으로 돌면서 통과하여 냉각수탱크(60)의 냉각수에 그 저온을 전달하고, 별도의 순환 펌프 없이 설치 높이 차이에 의해 안개발생기(38a)가 설치된 응결수 물탱크(38)로 자연스럽게 이동된다.As the air is cooled as described above, the condensed
이에 따라 상기 안개발생기는 응결수를 안개 유입실(300)로 안개로 방출하 고, 방출된 안개는 라디에이터 냉각팬(80)에 의해 라디에이터 표면에서 기화되어 기화열(539cal/g) 흡수로 인하여 라디에이터의 온도가 급격하게 내려가므로 냉각수의 온도가 강하되는 결과가 된다.Accordingly, the fog generator emits condensed water into the
그리고 상기 순환펌프(200)에 의해 냉각수탱크(60)의 냉각수가 냉각수 유입관(40a)을 거쳐서 고온발생부(40)로 유입되어 열전도부(41a)를 통해 제 1,2냉각핀(41)(42)에 전달된 열을 흡수한 후에 냉각수 유출관(40b)을 거쳐서 상기 라디에이터(70)로 유입되고, 라디에이터(70)의 냉각팬(80)에 의해 상기 냉각수의 열이 고온다습한 공기가 되어 단열재 배기관(90)을 통해 외부(실외)로 방출되면서 다시 냉각수탱크(60)로 유입되어 순환된다.In addition, the cooling water of the cooling
이처럼 응결수, 라디에이터 냉각팬(80), 안개발생기(38a)에 의해 냉각수탱크(60)의 냉각수를 효과적으로 빨리 냉각시킴으로써 고온발생부(40)의 냉각이 지속적으로 신속하게 이루어진다.As such, the condensed water, the
이때, 상기 단열재 배기관(90) 둘레에 형성된 외기 흡입구(71)로 유체역학적인 공기의 흐름에 의하여 상기 고온다습한 공기보다 상대적으로 온도가 낮으면서 습도가 많은 외부 공기가 자연적으로 유입되어 에어컨 내부의 고온발생부(40), 냉각수탱크(60), 순환펌프(200), 라디에이터(70), 직류전원부(10), 컨트롤러(100)등 발열부의 온도를 낮추어 줄때 외부의 습도가 자동적으로 기화되어 온도를 보다도 효과적으로 강하시켜 준다.At this time, the
그리고 도 4의 제 2실시예는 도시된 바와 같이, 열전반도체(20)가 튜브(400)의 양측에 노출되게 한쌍의 저온발생부(30)를 상기 튜브(400)에 설치하고, 상기 저 온발생부(30) 양측에 노출된 열전반도체(20)에 고온발생부(40)를 접촉설치하여 구성된 것으로, 상기 열전반도체(20)의 상부로 냉각수가 3개의 냉각수 유입수로(43)를 통해 유입되게 하여 1차적으로 냉각핀(45)을 통해 열전반도체(20)의 열을 흡수하고, 2차적으로 상기 열전반도체(20)를 피해 그 둘레 4개의 냉각수 유출수로(44)를 통해 열을 많이 흡수한 냉각수가 유출되게 함으로써 열전냉각부의 냉각효과를 최대로 할 수 있다.As shown in the second embodiment of FIG. 4, a pair of
이렇게 저온발생부(30)와 고온발생부(40)를 한쌍으로 구성함으로써 저온발생부(30)의 단위시간당 배출되는 냉각공기량이 증가되어 냉각효과를 더욱 극대화할 수 있고, 신속하게 냉각풍을 실내로 배출하므로써 송풍기(50)에 무리(열이 발생하지 않음)를 주지 않으며, 안정적으로 오랜 시간 사용이 가능한 장점이 있다.By configuring the low
상기한 바와 같은 본 발명의 열전반도체를 이용한 에어컨에 의해 에어컨이 소형, 경량화 및 영구적(27년 이상 사용)으로 사용할 수 있고, 또한 급변하는 반도체의 발전으로 효율과 성능도 함께 향상되므로 냉매가스에 의한 방법보다도 비교할 수 없을 정도로 높은 효율을 갖는 가정용 및 오피스텔용 에어컨 제작이 가능하며 적은 에너지로 작동이 가능하고, 또한 직류전원부(10)의 전류방향만 바꾸어주면 냉/난방용으로 사용이 가능하다.As the air conditioner using the thermoelectric semiconductor of the present invention as described above, the air conditioner can be used in small size, light weight, and permanent (more than 27 years), and the efficiency and performance are also improved with the rapid development of semiconductors. It is possible to manufacture air conditioners for home and officetel with incomparably higher efficiency than the method, and can be operated with less energy, and it can be used for cooling / heating only by changing the current direction of the DC
그러므로 에너지 소비를 줄일 수 있으며, 지구 오존층에 유해한 냉매가스를 사용하지 않으므로 환경피해를 최소화할 수 있는 효과를 기대할 수 있고, 열전반도체는 영구적으로 사용이 가능하므로 열전반도체만 계속적으로 재활용이 가능하다.Therefore, it is possible to reduce energy consumption, and to use the refrigerant gas harmful to the earth's ozone layer can be expected to minimize the environmental damage, and since the thermoelectric semiconductor can be used permanently, only the thermoelectric semiconductor can be continuously recycled.
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