KR101205301B1 - dehumidification device using thermoelectric element - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 열전소자를 이용한 제습장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 열전소자를 이용하여 경제적이고 효율적으로 제습이 이루어질 수 있게 한 열전소자를 이용한 제습장치에 관한 것이다. The present invention relates to a dehumidifying apparatus using a thermoelectric element, and more particularly, to a dehumidifying apparatus using a thermoelectric element which enables economic and efficient dehumidification using a thermoelectric element.
일반적으로 제습기는 실내 공기를 흡입하고, 흡입된 공기를 냉각시켜 과잉 습기를 제거한 다음, 공기를 적정 온도로 가열하여 실내로 다시 배출시킴에 의해 제습이 이루어지게 한 것이다. In general, the dehumidifier is to dehumidify by inhaling indoor air, cooling the sucked air to remove excess moisture, and then heating the air to an appropriate temperature to discharge the air back into the room.
이러한 종래의 제습기는 별도의 배관을 통해 순환하는 냉매를 이용하여 공기를 냉각시키고, 별도로 장착된 히터를 이용하여 공기를 가열하는 구조로 이루어진다. The conventional dehumidifier is configured to cool the air using a refrigerant circulating through a separate pipe, and to heat the air using a separately mounted heater.
그러나 냉매로 사용되는 프레온 가스가 지구 온난화의 주범이기 때문에 최근에는 사용이 제한되고 있으며, 또 냉매를 사용하는 경우 제습기의 부피가 커지게 되는 단점이 있다. However, since the freon gas used as the refrigerant is the main culprit of global warming, its use has recently been limited, and when the refrigerant is used, the volume of the dehumidifier is increased.
이러한 단점을 해결하자고 최근에는 펠티에 소자(Peltier element)를 이용한 제습기가 제시되어 있다. 상기 펠티에 소자(이하, "열전소자"라 한다.)는 2종류의 금속 끝을 접속시키고, 이것에 전류를 흘려보내면, 전류의 방향에 따라 한쪽 단자는 흡열하고, 다른 쪽 단자는 발열하는 펠티에 효과(Peltier effect)를 이용한 것이다. Recently, a dehumidifier using a Peltier element has been proposed. The Peltier element (hereinafter referred to as " thermoelectric element ") connects two kinds of metal tips and sends a current therein, so that one terminal absorbs heat and the other terminal generates heat according to the direction of the current. Using the Peltier effect.
그러나 이러한 열전소자를 이용한 제습기의 경우 이론상으로만 가능할 뿐, 실 제품에는 적용하기 어려웠다. 즉, 열전소자를 이용한 제습기의 경우 작동초기에는 열전소자의 작동에 의해 응축수를 발생하여 어느 정도의 제습을 할 수는 있으나, 일정 시간동안 계속해서 작동되는 경우 열전소자는 그 기능이 저하되어 응축수를 발생할 수 없기 때문에 제습을 할 없다. 이러한 이유로 기 알려진 열전소자를 이용한 제습기의 기술내용들은 이론상으로만 가능할 뿐, 실 제품에는 적용하지 못하는 문제점이 있었다. However, in the case of the dehumidifier using the thermoelectric element is only theoretically possible, it was difficult to apply to the actual product. That is, in the case of a dehumidifier using a thermoelectric element, it is possible to generate some degree of dehumidification by generating condensed water by the operation of the thermoelectric element at the beginning of operation.However, if it is operated continuously for a predetermined time, the thermoelectric element deteriorates its function and There is no dehumidification because it cannot occur. For this reason, the technical contents of the dehumidifier using a known thermoelectric element are only theoretically possible, and there is a problem in that it cannot be applied to a real product.
본 발명의 목적은 열전소자의 일면에 설치되는 냉각판의 온도에 따라 개폐되도록 댐퍼를 설치함에 의해, 냉각판의 온도에 따라 선택적으로 공기를 냉각판에 통과시켜 열교환되게 함으로서 제습 효율을 높여 제습기의 성능을 향상시킬 수 있게 한 열전소자를 이용한 제습장치를 제공하는데 있다. An object of the present invention is to install a damper to open and close according to the temperature of the cooling plate installed on one surface of the thermoelectric element, by selectively passing air through the cooling plate heat exchange according to the temperature of the cooling plate to increase the dehumidification efficiency of the dehumidifier The present invention provides a dehumidifying apparatus using a thermoelectric element capable of improving performance.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은 어느 일측에는 흡입구를, 그리고 다른 일측에는 토출구를 구비하는 케이싱과, 상기 케이싱의 내부에 설치되어 어느 일측면에는 방열판이, 그리고 다른 일측면에는 냉각판이 설치되는 열전소자와, 상기 열전소자를 기준으로 상기 케이싱의 내부를 제1,제2공간부로 구획하여 상기 제1공간부에는 방열판이, 그리고 상기 제2공간부에는 냉각판이 위치되게 하는 격벽과, 상기 격벽에 의해 구획되는 제1,제2공간부로 공기를 순환시켜 열교환될 수 있게 상기 흡입구를 통해 외부공기를 흡입한 후 소정 경로를 거쳐 상기 토출구를 통해 토출되게 상기 흡입구에 인접하여 케이싱의 내부로 설치되는 송풍팬과, 상기 송풍팬에 의해 제1,제2공간부로 순환되는 공기 중 상기 제1공간부로 유입되는 공기는 방열판에 열교환되어 토출구를 통해 토출되게 하며, 상기 제2공간부로 유입되는 공기는 냉각판에 열교환되어 응축수를 발생하여 습기를 제거할 수 있게 함과 아울러 상기 제2공간부로 유입되는 공기를 단속할 수 있게 상기 제2공간부의 유입구에 개폐되게 설치되는 댐퍼와, 상기 댐퍼를 개폐시킬 수 있게 설치됨과 아울러 상기 냉각판의 온도를 감지할 수 있게 온도감지부가 구비되어, 상기 온도감지부에서 냉각판의 온도를 감지하여 그 냉각판의 냉각 여부에 따라 작동되는 댐퍼작동체, 및 상기 댐퍼작동체의 작동 여부에 따라 댐퍼가 개방되어 상기 제2공간부로 공기가 유입되어 냉각판에 열교환되면, 그 열교환된 공기를 상기 제1공간부로 재순환될 수 있게 상기 제2공간부로부터 제1공간부로 연락되게 형성한 리턴구를 포함하여 구성되고, 상기 댐퍼작동체는 온도감지부에서 감지된 냉각판의 온도가 설정치 이하로 내려가서 냉각판이 얼개 되면 제2공간부로 공기가 유입될 수 있게 댐퍼를 개방하도록 작동시킴과 아울러 냉각판의 온도가 다시 올라가면 제2공간부로 공기가 유입되지 않게 댐퍼를 폐쇄하도록 작동시키는 동작을 반복하도록 작동함을 특징으로 한다. The present invention for achieving the above object is a thermoelectric in which one side has a suction port, and the other side has a discharge port, and the inside of the casing is provided with a heat sink on one side and a cooling plate on the other side A partition wall partitioning the inside of the casing into first and second space parts based on the thermoelectric element so that a heat sink is positioned in the first space part and a cooling plate is located in the second space part; Air blower installed in the casing adjacent to the suction port to circulate the air to the first and second space portion partitioned by the suction intake of the external air through the suction port so that the heat exchange can be discharged through the discharge port through a predetermined path The air flowing into the first space portion of the fan and the air circulated to the first and second space portions by the blower fan are heat-exchanged by a heat sink and discharged. And the air introduced into the second space portion is heat-exchanged with the cooling plate to generate condensed water to remove moisture and to control the air introduced into the second space portion. A damper is installed to open and close at the inlet of the unit, and a temperature sensing unit is provided to open and close the damper and to sense the temperature of the cooling plate, the temperature sensing unit senses the temperature of the cooling plate to cool A damper actuator operated according to whether or not the plate is cooled, and a damper is opened according to whether the damper actuator is operated to allow air to flow into the second space, and to exchange heat with the cooling plate. And a return port formed to be in contact with the first space portion from the second space portion so as to be recycled to the negative portion, wherein the damper actuator is sensed by the temperature sensing unit. When the temperature of the cold plate is lower than the set value and the cooling plate is frozen, the damper is operated to open the damper so that air can flow into the second space part. Also, when the temperature of the cold plate rises again, the damper does not enter the second space part. And operate to repeat the operation of closing the operation.
또한, 상기 흡입구에는 에어필터가 설치됨을 특징으로 한다. In addition, the inlet is characterized in that the air filter is installed.
본 발명은 열전소자의 일면에 설치되는 냉각판의 온도에 따라 개폐되도록 댐퍼를 설치함에 의해, 냉각판의 온도에 따라 선택적으로 공기를 냉각판으로 공급되게 하여 냉각판과 열교환되게 함으로서 제습 효율을 높여 제습기의 성능을 향상시켜 경제적이고 효율적으로 제습이 이루어질 수 있게 한 효과가 있다. The present invention by providing a damper to open and close according to the temperature of the cooling plate installed on one surface of the thermoelectric element, by selectively supplying air to the cooling plate in accordance with the temperature of the cooling plate to increase the dehumidification efficiency by heat exchange with the cooling plate The dehumidifier has an effect of improving the performance of the dehumidifier economically and efficiently.
도 1은 본 발명에 따른 열전소자를 이용한 제습장치의 구조를 나타낸 도면이고,
도 2는 도 1표시의 I-I선 방향에서 보아 도시한 도면이고,
도 3a ~도 3d는 본 발명에 따른 열전소자를 이용한 제습장치에 구비되는 댐퍼의 작동상태에 대한 여러 예를 나타낸 도면이다. 1 is a view showing the structure of a dehumidifying apparatus using a thermoelectric device according to the present invention,
FIG. 2 is a view as viewed in the direction of line II of FIG. 1,
3A to 3D are views showing various examples of an operating state of a damper provided in a dehumidifying apparatus using a thermoelectric device according to the present invention.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 더욱 상세하게 설명한다. Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 열전소자를 이용한 제습장치는 케이싱(110)을 구비하고 있다. 이 케이싱(110)은 어느 일측에 흡입구(112)를 구비하며 다른 일측에는 토출구(114)를 구비한다. 또한, 상기 흡입구(112)에는 에어필터(180)가 설치됨이 좋으며, 상기 에어필터(180)는 착탈 가능하게 설치된다. As shown, the dehumidifier using the thermoelectric device according to the present invention is provided with a casing (110). The
도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 열전소자를 이용한 제습장치는 열전소자(120)를 구비하고 있다. 이 열전소자(120)는 일방향으로 전류를 통과시키면 펠티에 효과(Peltier effect)에 의해 일면은 열을 흡수하고, 반대면은 열을 발산하는 일반적인 기술로서, 이에 대한 구체적인 설명은 생략한다. As shown, the dehumidifying apparatus using the thermoelectric device according to the present invention includes a
이러한 열전소자(120)의 일면과 반대면에는 각각 방열판(122)과 냉각판(124)을 설치하여, 상기 방열판(122)과 냉각판(124)에 의해 열교환이 이루어지게 한다. 또한, 상기 냉각판(124)의 하부에는 배수구(126a)를 갖는 물받이(126)가 설치되어, 상기 냉각판(124)에 열교환되어 발생되는 응축수를 케이싱(110)의 외부로 배수되게 한다. The
도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 열전소자를 이용한 제습장치는 상기 케이싱(110)의 내부에 격벽(130)을 구비하고 있다. 이 격벽(130)은 상기 열전소자(120)를 기준으로 하여 상기 케이싱(110)의 내부를 제1,제2공간부(132,134)로 구획하여 상기 제1공간부(132)에는 방열판(122)이 위치되게 하여 열교환이 이루어지게 하고, 상기 제2공간부(134)에는 냉각판(124)이 위치되게 하여 열교환이 이루어지게 한다. As shown, the dehumidifying apparatus using the thermoelectric device according to the present invention is provided with a
도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 열전소자를 이용한 제습장치는 송풍팬(140)을 구비하고 있다. 이 송풍팬(140)은 상기 흡입구(112)에 인접하게 케이싱(110)의 내부로 설치되어 상기 격벽(130)에 의해 구획되는 제1,제2공간부(132,134)로 공기를 순환시킬 수 있게 한다. As shown, the dehumidifying apparatus using the thermoelectric device according to the present invention is provided with a blowing
이러한 송풍팬(140)에 의해 상기 케이싱(110)의 내부를 순환하는 공기가 상기 제1공간부(132)에서 방열판(122)에 열교환되고, 상기 제2공간부(134)에서 냉각판(124)에 열교환될 수 있게 한다, 즉, 상기 송풍팬(140)에 의해 흡입구(112)를 통해 외부공기를 흡입한 후 소정 경로를 거쳐 상기 토출구(114)를 통해 토출되게 한다. 이때, 상기 제1공간부(132)로 유입되어 순환되는 공기는 방열판(122)에 열교환되어 토출구(114)를 통해 토출되는 경로를 갖게 하고, 상기 제2공간부(134)로 유입되어 순환되는 공기는 냉각판(124)에 열교환되어 응축수를 발생하여 습기를 제거할 수 있게 한다. Air circulating inside the
도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 열전소자를 이용한 제습장치는 댐퍼(150)와 댐퍼작동체(160) 및 리턴구(170)를 구비하고 있다. 이 댐퍼(150)와 댐퍼작동체(160) 및 리턴구(170)는 본 발명의 특징을 이루는 부분으로, 상기 댐퍼(150)에 의해 제2공간부(134)로 유입되는 공기를 단속한다. 이를 위해 상기 댐퍼(150)는 제2공간부(134)의 유입구(116)에 개폐되게 설치되는 것으로, 상기 댐퍼(150)의 개폐 구조를 도 3a ~도 3d에 나타내었으며, 이러한 도 3a ~도 3d는 일예를 나타낸 개략도면이다. As shown, the dehumidifier using the thermoelectric device according to the present invention is provided with a
도 3a표시와 같이 냉각판(124)의 온도를 온도감지기(162)에서 감지하여 그 감지된 온도에 따라 댐퍼작동체(160)가 작동되면서 상기 댐퍼(150)를 개폐되게 할 수 있는 구조이며, 이와 같이 온도 변화에 따라 댐퍼작동체가 작동하는 구조는, 냉장고 등에 사용하는 '온도댐퍼'를 이용하여 본 발명의 댐퍼를 개폐시키게 구성할 수 있다. As shown in FIG. 3A, the temperature of the
또한, 도 3b표시와 댐퍼작동체(160)에 의해 댐퍼(150)를 회전되게 구성하거나, 도 3c표시와 같이 댐퍼작동체(160)에 의해 댐퍼(150)를 슬라이딩되게 구성하거나, 도 3d 표시와 같이 댐퍼작동체(160)를 실린더로 구성하여 댐퍼(150)를 작동되게 구성할 수 있다. 즉, 댐퍼(150)를 작동시키기 위한 댐퍼작동체(160)는 기계식 혹은 전자식으로 작동되게 할 수 있다. In addition, the
이와 같이 상기 댐퍼작동체(160)는 온도감지센서(162)에서 냉각판(124)의 온도를 감지하여 작동되면서 댐퍼(150)를 개폐시킬 수 있게 하는 것으로, 상기 댐퍼작동체(160)는 냉각판(124)의 온도가 설정치 이하로 내려가서 냉각판(124)이 얼개 되면 제2공간부(134)로 공기가 유입될 수 있게 상기 댐퍼(150)를 개방하도록 작동시킴과 아울러 상기 냉각판(124)의 온도가 다시 올라가면 제2공간부(134)로 공기가 유입되지 않게 댐퍼(150)를 폐쇄하도록 작동시키는 동작을 반복하도록 작동하면서, 응축수를 발생하여 습기를 제거한다. 이때, 응축수는 물받이(126)의 배수구(126a)를 통해 케이싱(110)의 외부로 배수된다. As described above, the
이와 같이 상기 냉각판(124)의 온도에 따라 작동하는 댐퍼작동체(160)에 의해 댐퍼(150)가 개폐되면서 상기 제2공간부(134)로 공기가 순환되어 냉각판(124)과 열교환된 공기는 상기 리턴구(170)를 통해 제1공간부(132)로 재순환되게 한다. 이를 위해, 상기 리턴구(170)는 제2공간부(134)로부터 제1공간부(132)로 연락되게 형성하여 제2공간부(134)에서 열교환된 공기를 제1공간부(132)로 재순환시킬 수 있게 한다. 이때, 상기 리턴구(170)는 도 2표시와 같이 양측으로 배치되게 설치할 수 있으며, 그 위치를 한정하는 것은 아니다. As the
이러한 리턴구(170)는 상기 댐퍼작동체(160)의 작동 여부에 따라 상기 댐퍼(150)가 개방되어 상기 제2공간부(134)로 공기가 유입되어 냉각판(124)에 열교환되면, 그 열교환된 공기를 상기 제1공간부(132)로 재순환되게 하여 방열판(122)에 열교환되게 함으로서 성능을 향상시킨다. The
본 발명에 따르면, 상기 댐퍼작동체(160)의 설치에 의해 상기 냉각판(124)의 냉각 상태에 따라 댐퍼(150)를 개폐되게 작동시킴과 아울러 상기 리턴구(170)를 통해 공기를 재순환시킴으로서 제습 효과를 극대화 할 수 있다. According to the present invention, by operating the
이와 같이 본 발명의 특징인 댐퍼(150)와 댐퍼작동체(160) 및 리턴구(170)의 구성이 없으면, 기 알려진 열전소자를 이용한 제습기를 구현할 수 없다. 예컨대, 상기 냉각판(124)의 냉각 상태에 따라 공기를 순환시킬 수 있는 본 발명의 특징부에 대한 기술 내용 없이, 열전소자를 이용한 제습기를 구현할 경우 작동초기에는 열전소자의 작동에 의해 응축수를 발생하여 어느 정도의 제습 기능을 할 수 있으나 일정 시간동안 계속해서 작동되는 경우 열전소자의 기능이 저하되어 응축수를 발생할 수 없기 때문에 제습 기능을 할 수 없으며, 이러한 이유로 기 알려진 열전소자를 이용한 기술내용들은 이론상으로만 가능할 뿐, 실제 제품을 제작할 수 없음은 당연하다. As such, if there is no configuration of the
따라서 본 발명에서와 같이 냉각판(124)의 상태에 따라 그 냉각판(124)에 열교환되는 공기를 선택적으로 순환되게 함으로서, 제습기의 작동초기는 물론 일정 시간이상을 작동하여도 확실한 제습효과를 얻을 수 있고, 또 본 발명은 상기 냉각판(124)에 열교환된 공기를 리턴구(170)를 통해 방열판(122)이 위치하는 공간부로 재순환시켜 방열판(122)에 열교환시킴으로서 제습 효과를 극대화 할 수 있다. Therefore, as in the present invention, by selectively circulating the air heat-exchanged to the
이러한 본 발명의 열전소자를 이용한 제습장치는, 제습기 단독으로 구성하여 사용이 가능함은 물론 욕실 등에 설치되는 환풍기와 온풍기 등의 내부에 적용하여 사용 가능하다. The dehumidifier using the thermoelectric element of the present invention can be used by being configured as a dehumidifier alone, as well as being applied to the inside of a fan and a hot air fan installed in a bathroom.
110 - 케이싱 112 - 흡입구
114 - 토출구 120 - 열전소자
122 - 방열판 124 - 냉각판
130 - 격벽 140 - 송풍팬
150 - 댐퍼 160 - 댐퍼작동체
170 - 리턴구 180 - 에어필터110-casing 112-inlet
114-outlet 120-thermoelectric element
122-heat sink 124-cooling plate
130-Bulkhead 140-Blower Fan
150-Damper 160-Damper Actuator
170-Return Hole 180-Air Filter
Claims (2)
상기 송풍팬에 의해 제1,제2공간부로 순환되는 공기 중 상기 제1공간부로 유입되는 공기는 방열판에 열교환되어 토출구를 통해 토출되게 하며, 상기 제2공간부로 유입되는 공기는 냉각판에 열교환되어 응축수를 발생하여 습기를 제거할 수 있게 함과 아울러 상기 제2공간부로 유입되는 공기를 단속할 수 있게 상기 제2공간부의 유입구에 개폐되게 설치되는 댐퍼;
상기 댐퍼를 개폐시킬 수 있게 설치됨과 아울러 상기 냉각판의 온도를 감지할 수 있게 온도감지부가 구비되어, 상기 온도감지부에서 감지된 냉각판의 온도가 설정치 이하로 내려가서 냉각판이 얼개 되면 제2공간부로 공기가 유입될 수 있게 댐퍼를 개방하도록 작동시킴과 아울러 냉각판의 온도가 다시 올라가면 제2공간부로 공기가 유입되지 않게 댐퍼를 폐쇄하도록 작동시키는 동작을 반복하도록 작동되는 댐퍼작동체; 및
상기 댐퍼작동체의 작동 여부에 따라 댐퍼가 개방되어 상기 제2공간부로 공기가 유입되어 냉각판에 열교환되면, 그 열교환된 공기를 상기 제1공간부로 재순환될 수 있게 상기 제2공간부로부터 제1공간부로 연락되게 형성한 리턴구를 포함하는 것을 특징으로 하는 열전소자를 이용한 제습장치. A casing having an inlet on one side and a discharge port on the other side and a casing installed on the inside of the casing and having a heat sink on one side and a cooling plate on the other side are based on the thermoelectric element and the thermoelectric element. Partitions the inside of the first and second spaces so that the heat sink is located in the first space portion and the cooling plate is located in the second space portion and the air is partitioned by the first and second space portion partitioned by the partition wall. In the dehumidification apparatus using a thermoelectric element consisting of a blowing fan which is installed inside the casing adjacent to the suction port to suck the external air through the suction port so as to circulate heat exchange and to be discharged through the discharge port through a predetermined path,
The air flowing into the first space portion of the air circulated to the first and second space portions by the blower fan is heat-exchanged with the heat sink to be discharged through the discharge port, and the air introduced into the second space portion is heat-exchanged with the cooling plate. A damper that opens and closes at an inlet of the second space to generate condensate and to remove moisture, and to control air flowing into the second space;
The damper is installed to open and close the damper, and a temperature sensing unit is provided to sense the temperature of the cooling plate. When the temperature of the cooling plate sensed by the temperature sensing unit falls below a set value, the cooling plate is frozen. A damper actuator operable to repeat the operation of operating the damper to open the damper to allow air to be introduced therein and to close the damper to prevent air from flowing into the second space part when the temperature of the cooling plate rises again; And
When a damper is opened according to whether the damper actuator is operated and air is introduced into the second space part to exchange heat with the cooling plate, the heat exchanged air may be recycled to the first space part from the first space part. Dehumidification apparatus using a thermoelectric element comprising a return port formed in contact with the space portion.
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