KR101496684B1 - The Air Conditioner using Themoelectric Modules and PCM - Google Patents

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Abstract

본 발명은 실내 냉방에 열전소자와 PCM를 사용하고 냉각수의 온도를 항상 일정하게 유지할 수 있어 냉기를 매우 효과적으로 토출함을 제공하도록, 지지프레임과; 상기 지지프레임의 상부에 설치되고 외부로부터 공기를 유입하여 냉각시킨 후 냉기를 배출가능하게 형성되는 제1냉각부와; 상기 제1냉각부의 하부에 위치하도록 상기 지지프레임 상에 설치되고 내부에 채워진 물을 지속적으로 냉각시킨 후 냉각수를 상기 제1냉각부를 향해 순환시키되 냉각수가 자체적으로 순환가능하게 형성되는 제2냉각부;를 포함하고, 상기 제1냉각부 및 상기 제2냉각부에는 전류를 흘려 상측에 열이 발생하는 발열면 및 하측에 열이 흡수되는 냉각면을 형성하는 열전소자와, 상기 열전소자의 발열면에 접촉하도록 배치되고 상기 제2냉각부로부터 이동된 냉각수를 순환하여 상기 발열면에서 발생하는 열을 냉각시키는 상부냉각수단과, 상기 열전소자의 냉각면에 접촉하도록 배치되고 상기 열전소자로부터 생성된 냉온을 PCM에 의해 축적하면서 냉기를 전달하는 하부냉각수단으로 구성되는 냉각기를 포함하는 열전소자와 PCM을 이용한 냉방장치를 제공한다.The present invention uses a thermoelectric element and a PCM for indoor cooling and maintains the temperature of the cooling water at a constant level to provide a very effective cooling air discharge. A first cooling unit installed at an upper portion of the support frame and configured to allow cool air to be drawn after cooling by flowing air from the outside; A second cooling unit installed on the support frame so as to be positioned below the first cooling unit, circulating the water filled therein and circulating the cooling water toward the first cooling unit so that the cooling water can circulate itself; Wherein the first cooling part and the second cooling part are provided with a thermoelectric element for forming a heat generating surface for generating heat on the upper side and a cooling surface for absorbing heat on the lower side by flowing an electric current to the heat generating surface of the thermoelectric element, An upper cooling water step for cooling the heat generated on the heat generating surface by circulating the cooling water moved from the second cooling part and contacting the cooling surface of the thermoelectric element, And a cooler including a cooler constituted by a lower cooling means for transferring cool air while accumulating the coolant.

Description

열전소자와 PCM을 이용한 냉방장치 {The Air Conditioner using Themoelectric Modules and PCM}[0001] The present invention relates to a cooling device using a thermoelectric element and a PCM,

본 발명은 열전소자와 PCM을 이용한 냉방장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 실내 냉방에 열전소자와 PCM를 사용하고 냉각수의 온도를 항상 일정하게 유지할 수 있어 냉기를 매우 효과적으로 토출하는 것이 가능한 열전소자와 PCM을 이용한 냉방장치에 관한 것이다.
The present invention relates to a cooling apparatus using a thermoelectric element and a PCM, and more particularly, to a thermoelectric element and a PCM capable of effectively discharging cool air by using a thermoelectric element and a PCM for indoor cooling, And a cooling apparatus using the PCM.

일반적으로 건물이나 차량 등 외부로부터 밀폐된 공간에는 무더운 날씨에 높은 실내의 온도를 낮추어 시원한 실내환경을 조성하기 위한 것으로, 실내의 더운 공기로부터 냉기를 생성한 후 실내 냉방을 위하여 냉기를 토출가능한 구조를 갖는 다양한 형태의 냉방장치를 설치하여 사용하고 있다.Generally, in order to create a cool indoor environment by lowering indoor temperature in hot weather in an enclosed space such as a building or a vehicle, a structure capable of discharging cold air for generating indoor air after generating cold air from indoor hot air And air conditioners of various types are installed and used.

이러한 냉방장치는 최근 경량, 가격, 효율 등의 이유로 염화불화탄소(CFC) 계열의 냉매에 프레온 가스를 사용한 기계 압축식이 사용되고 있으며, 이는 증발기를 비롯하여 응축기, 압축기, 팽창밸브 등이 파이프로 연결된 구조를 이루고 냉매가 파이프를 통해 내부 순환되면서 압축 및 팽창시킴에 따라 실내의 공기와 열 교환하도록 구성된다.In recent years, mechanical compression type refrigerants using CFC refrigerants have been used for lightweight, price, and efficiency reasons. This type of air conditioner has a structure in which evaporators, condensers, compressors, expansion valves, etc. are connected by pipes And is configured to exchange heat with indoor air as the refrigerant compresses and expands while being circulated through the pipe.

그런데 종래의 냉방장치의 경우 구조가 복잡하고 냉매가 누설될 위험이 있으며, 냉매는 시간이 경과할수록 자연누설되기 때문에 그때마다 냉매를 보충함에 따른 비용이 소요됨은 물론 관리가 번거롭고, 냉방장치의 구성에 압축기와 응축기 등이 필요하므로 설비의 부피가 대형화되며 제작비용이 많이 소요된다는 문제가 있었다. 특히 염화불화탄소 계열과 같은 냉매는 지구의 오존층을 파괴하여 환경오염을 유발하므로 냉매가스의 사용을 규제하고 있는 실정이다.However, in the conventional air conditioner, the structure is complicated and there is a risk that the refrigerant leaks, and since the refrigerant leaks spontaneously as time elapses, the cost of supplementing the refrigerant every time is required and maintenance is troublesome. A compressor, a condenser, and the like are required, so that the volume of the facility is increased and the manufacturing cost is increased. In particular, refrigerants such as chlorofluorocarbons are used to regulate the use of refrigerant gas because they destroy the ozone layer of the earth and cause environmental pollution.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 개시되어 있었던 종래기술로써, 대한민국 등록특허 제1173518호에는 외부공기를 흡입하여 송풍하는 송풍기; 중공부를 구비하며 내주면과 외주면을 연통시키는 다수의 공기분사통로가 형성되는 인테이크, 상기 인테이크가 내측에 고정되며 상기 인테이크의 다수의 공기분사통로 외측과 연통되는 흡기분배공간이 형성되는 케이싱, 상기 인테이크의 중공부에 회전가능하게 마련되어 상기 공기분사통로를 통하여 분사되는 공기에 의하여 회전되며 상기 분사된 공기를 냉각시켜 축방향으로 배출하는 터빈날개를 포함하여 이루어지는 냉각터빈; 상기 송풍기와 상기 흡기분배공간을 연통시키는 송풍관; 상기 냉각터빈에 의하여 냉각된 공기를 배출하기 위한 냉각공기 배출관; 상기 송풍관에 상기 송풍기로 흡입되는 외부공기와 열교환하기 위하여 마련되는 제1열교환기; 상기 송풍관에 상기 냉각공기 배출관으로 배출되는 냉각 공기와 열교환하기 위하여 마련되는 제2열교환기; 일단이 상기 송풍관에 연통되며 타단이 상기 냉각공기 배출관의 출구단측에 연통되도록 마련되는 제2고온공기 공급라인; 상기 제2고온공기 공급라인에 마련되는 온도조절용 밸브;를 포함하여 구성됨에 따라 냉매의 사용이 불필요하게 이루어지는 것을 특징으로 하는 무냉매 냉방장치가 공지되어 있다.As a prior art disclosed to solve the above problems, Korean Patent No. 1173518 discloses a blower for blowing and blowing outside air; A casing having a hollow portion and formed with a plurality of air injection passages for communicating an inner circumferential surface and an outer circumferential surface, an intake passage space in which the intake is fixed to the inside and which communicates with the outside of the plurality of air injection passages of the intake, A cooling turbine rotatably provided in the hollow portion, the turbine blade being rotated by air injected through the air injection passage to cool the injected air and discharge it in an axial direction; A blowing pipe communicating the blower with the intake air distribution space; A cooling air discharge pipe for discharging the air cooled by the cooling turbine; A first heat exchanger provided in the blowing pipe for exchanging heat with external air sucked by the blower; A second heat exchanger provided in the blowing pipe to exchange heat with the cooling air discharged to the cooling air discharge pipe; A second high temperature air supply line, one end of which communicates with the blowing pipe and the other end of which communicates with the outlet end of the cooling air discharge pipe; And a temperature control valve provided in the second high-temperature air supply line. Accordingly, there is known a refrigerant-free air-cooling apparatus in which refrigerant is unnecessarily used.

그러나 상기한 종래기술은 단순히 송풍기와 냉각터빈만으로 공기를 냉각하여 냉방효율이 현저히 떨어지고, 송풍기나 냉각터빈의 과도한 사용으로 전력사용량이 많다는 문제점이 있었다.However, the above-mentioned conventional technology has a problem that the cooling efficiency is remarkably lowered by simply cooling the air by only the blower and the cooling turbine, and the power consumption is large due to excessive use of the blower and the cooling turbine.

따라서 최근에는 전류에 의한 흡열 작용으로 주위 공기를 냉각하는 열전소자(thermoelectric module)을 사용한 냉방장치가 개발되고 있다.Therefore, recently, a cooling apparatus using a thermoelectric module that cools ambient air by an endothermic effect by a current is being developed.

이러한 열전소자는 한쪽 면이 흡열 작용을 하되 반대쪽 면은 흡열된 열을 방열하도록 이루어져 주위 공기의 열을 빼앗음에 따라 공기를 냉각시킬 수 있도록 구성된 것으로, 냉각장치에 이용되고 있는 실정이다.Such a thermoelectric element is configured such that one side thereof absorbs heat and the other side thereof dissipates heat that is absorbed thereby to cool the air as the heat of ambient air is taken away.

그러나 종래의 열전소자를 사용한 냉방장치의 경우에는 열전소자의 흡열된 열을 방열하는 방열면으로부터 방열이 원활하게 이뤄지지 않을 경우 열전소자의 흡열면 온도가 빠르게 상승하여 공기를 냉각하는 냉방작용이 이뤄지지 않는 상황이 발생하게 되는 문제점이 있었다.However, in the case of a cooling apparatus using a conventional thermoelectric element, if the heat radiation is not smoothly performed from the heat radiation surface radiating the heat absorbed by the thermoelectric element, the heat absorption surface temperature of the thermoelectric element rapidly rises and the cooling operation for cooling the air is not performed There was a problem that a situation occurred.

또한 종래에는 열전소자의 흡열면을 냉각하기 위하여 물을 순환시키는 경우 물이 계속해서 열전소자에 접하면서 온도가 점차 상승하게 되므로 흡열면에 대한 냉각효율이 낮아지고, 열전소자에 대한 냉각이 제대로 이뤄지지 않는 경우 냉방장치에 대한 전반적인 냉방효율이 저하된다는 문제점이 있었다.
Also, in the past, when water is circulated for cooling the heat absorbing surface of the thermoelectric element, water continuously contacts with the thermoelectric element and the temperature gradually rises. Therefore, the cooling efficiency for the heat absorbing surface is lowered and cooling of the thermoelectric element is not properly performed There is a problem that the overall cooling efficiency of the air conditioner is lowered.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 열전소자를 사용하되 2중 방열구조 및 PCM이 충진된 구조를 갖는 냉각수단을 구성하므로 열전소자에서 발생하는 냉기를 효과적으로 방출하여 전력사용량은 낮추면서 냉방효율을 높일 수 있는 열전소자와 PCM을 이용한 냉방장치를 제공하는데, 그 목적이 있다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above problems, and it is an object of the present invention to provide a cooling device using a thermoelectric element and having a structure of a double heat dissipation structure and a PCM, And a cooling device using a PCM and a thermoelectric element capable of increasing cooling efficiency.

뿐만 아니라 본 발명은 열전소자에서 발생하는 열을 냉각하기 위하여 지속적으로 순환되는 냉각수를 냉각하도록 구성하므로 냉각수의 온도를 항상 일정하게 유지하고 열전소자의 발열면을 효과적으로 냉각하여 냉방효율을 극대화할 수 있는 열전소자와 PCM을 이용한 냉방장치를 제공하기 위한 것이다.
In addition, since the present invention is configured to cool cooling water continuously circulated in order to cool heat generated from a thermoelectric element, it is possible to maintain the temperature of the cooling water at a constant level and effectively cool the heating surface of the thermoelectric element to maximize the cooling efficiency And to provide a cooling apparatus using a thermoelectric element and a PCM.

본 발명에 따른 열전소자와 PCM을 이용한 냉방장치는 지지프레임과; 상기 지지프레임의 상부에 설치되고 외부로부터 공기를 유입하여 냉각시킨 후 냉기를 배출가능하게 형성되는 제1냉각부와; 상기 제1냉각부의 하부에 위치하도록 상기 지지프레임 상에 설치되고 내부에 채워진 물을 지속적으로 냉각시킨 후 냉각수를 상기 제1냉각부를 향해 순환시키되 냉각수가 자체적으로 순환가능하게 형성되는 제2냉각부;를 포함하고, 상기 제1냉각부 및 상기 제2냉각부에는 전류를 흘려 상측에 열이 발생하는 발열면 및 하측에 열이 흡수되는 냉각면을 형성하는 열전소자와, 상기 열전소자의 발열면에 접촉하도록 배치되고 상기 제2냉각부로부터 이동된 냉각수를 순환하여 상기 발열면에서 발생하는 열을 냉각시키는 상부냉각수단과, 상기 열전소자의 냉각면에 접촉하도록 배치되고 상기 열전소자로부터 생성된 냉온을 PCM에 의해 축적하면서 냉기를 전달하는 하부냉각수단으로 구성되는 냉각기를 포함하여 이루어진다.A cooling apparatus using a thermoelectric element and a PCM according to the present invention comprises a support frame; A first cooling unit installed at an upper portion of the support frame and configured to allow cool air to be drawn after cooling by flowing air from the outside; A second cooling unit installed on the support frame so as to be positioned below the first cooling unit, circulating the water filled therein and circulating the cooling water toward the first cooling unit so that the cooling water can circulate itself; Wherein the first cooling part and the second cooling part are provided with a thermoelectric element for forming a heat generating surface for generating heat on the upper side and a cooling surface for absorbing heat on the lower side by flowing an electric current to the heat generating surface of the thermoelectric element, An upper cooling water step for cooling the heat generated on the heat generating surface by circulating the cooling water moved from the second cooling part and contacting the cooling surface of the thermoelectric element, And a cooler which is configured by lower cooling means for storing the cool air and storing the cool air.

상기 제1냉각부는 내부에 상기 냉각기를 적어도 하나 이상 수용하고 사방이 밀폐된 구조를 갖는 외부케이스와, 상기 외부케이스의 한쪽에 설치되고 외부로부터 공기를 유입시키는 유입팬과, 상기 외부케이스에서 상기 유입팬의 반대편에 위치하도록 설치되고 상기 냉각기를 통해 냉각된 냉기를 외부로 배출하는 배출팬으로 구성한다.Wherein the first cooling portion includes an outer case having at least one or more coolers accommodated therein and having a closed structure at four sides, an inflow fan installed at one side of the outer case for introducing air from the outside, And a discharge fan installed on the opposite side of the fan and discharging the cool air cooled through the cooler to the outside.

상기 제2냉각부는 내부에 물이 채워지고 상부에 상기 냉각기가 고정 설치되는 수조와, 상기 냉각기에 의해 냉각된 상기 수조의 냉각수를 상기 제1냉각부 및 제2냉각부의 냉각기에 각각 공급하는 수중펌프와, 상기 수중펌프로부터 상기 냉각기를 향해 냉각수가 공급될 수 있게 상호 연결하는 물공급관과, 상기 냉각기로부터 상기 수조를 향해 냉각수를 회수할 수 있게 상호 연결되는 물회수관으로 구성한다.Wherein the second cooling portion is a water tank in which water is filled in the second cooling portion and the cooler is fixedly installed in the upper portion and an underwater pump that supplies the cooling water of the water tank cooled by the cooler to the coolers of the first cooling portion and the second cooling portion, A water supply pipe interconnecting the water pump and the cooler so that the coolant can be supplied from the underwater pump to the cooler, and a water pipe connected to the cooler so as to recover the coolant water from the cooler toward the water tank.

상기 냉각기의 상부냉각수단은 상기 열전소자에 접하는 냉각판과, 상기 냉각판의 한쪽 측면에 길이방향으로 중공되어 냉각수의 이동경로를 이루는 복수의 냉각로 이루어진다.The upper cooling means of the cooler is composed of a cooling plate in contact with the thermoelectric element and a plurality of cooling holes formed on one side surface of the cooling plate so as to be hollow in the longitudinal direction to form a path for moving the cooling water.

상기 상부냉각수단의 냉각로는 상기 냉각판을 향한 냉각수의 유입과 함께 배출가능하게 “∩”자형 단면형상으로 형성한다.The cooling passage of the upper cooling means is formed in a " U " -shaped shape so as to be discharged together with the inflow of cooling water toward the cooling plate.

상기 냉각기의 하부냉각수단은 상기 열전소자에 한쪽 면이 접하여 냉온이 전달되는 상부기판과, 상기 상부기판의 하측에 설치되고 상기 상부기판에서 전달되는 냉온을 외부로 전달시키는 하부기판과, 상기 상부기판과 상기 하부기판의 사이에 일정한 간격을 유지토록 양쪽 측면에 설치되는 스페이서와, 상기 상부기판과 상기 하부기판의 사이에 충진되고 상기 상부기판에서 전달되는 냉온을 축적하는 PCM충진부로 이루어진다.The lower cooling means of the cooler includes an upper substrate on which one surface is in contact with the thermoelectric element and a cold temperature is transmitted thereto, a lower substrate which is installed on the lower side of the upper substrate and transfers the cold temperature transferred from the upper substrate to the outside, And a PCM filling part which is filled between the upper substrate and the lower substrate and accumulates a cold temperature to be transferred from the upper substrate to the lower substrate, and a spacer provided on both sides to maintain a predetermined gap between the upper substrate and the lower substrate.

상기 하부냉각수단에는 상기 상부기판의 하면에 상기 하부기판을 향해 돌출 형성되고 상기 PCM충진부에 접하도록 충진공간을 구획하는 복수의 제1방열핀과, 상기 하부기판의 하면에 돌출 형성되고 상기 상부기판 및 상기 PCM충진부로부터 전달되는 냉온을 외부로 전달하는 제2방열핀을 구성한다.The lower cooling means includes a plurality of first radiating fins protruding toward the lower substrate on the lower surface of the upper substrate and defining a filling space to contact the PCM filling portion, And a second radiating fin for transferring the cold temperature transferred from the PCM filling part to the outside.

또한 본 발명의 상기 제1냉각부에서 상기 냉각기는 가로 또는 세로 방향으로 일정한 간격을 두고 복수로 장착하여 구성되고, 외부로부터 유입되는 공기와의 접촉 표면적을 넓히도록 복수의 상기 냉각기 사이마다 보온재를 충전하여 형성되는 보온층을 더 포함하여 구성하는 것도 가능하다.In addition, in the first cooling portion of the present invention, the coolers are mounted in a plurality of spaces at regular intervals in the lateral or longitudinal direction, and a plurality of the coolers are filled with a thermal insulating material so as to widen the contact surface area with the air introduced from outside. And a heat insulating layer formed on the insulating layer.

또한 본 발명은 상기 제1냉각부에 장착되고 외부로부터 유입되는 공기를 급속히 냉각시켜 냉기를 배출할 수 있도록 형성되는 급속냉각기를 더 포함하여 구성하는 것도 가능하다.Further, the present invention may further comprise a rapid cooler installed in the first cooling unit and configured to rapidly cool the air introduced from the outside to discharge the cool air.

상기 급속냉각기는 전류에 의해 발열면 및 냉각면을 형성하는 열전소자와, 상기 열전소자의 발열면에 접하여 열을 냉각하는 냉각부재와, 상기 열전소자의 냉각면에 접하여 냉기를 전달하는 방열부재로 이루어진다.The rapid cooler includes a thermoelectric element that forms a heat generating surface and a cooling surface by current, a cooling member that cools the heat in contact with the heat generating surface of the thermoelectric element, and a heat dissipating member that transmits cool air in contact with the cooling surface of the thermoelectric element .

상기 급속냉각기는 상기 제1냉각부에 상하로 구획된 케이스가 설치되고, 상기 케이스의 내부공간에 상기 냉각기와 상기 급속냉각기가 서로 구획하여 구분장착되도록 구성하는 것이 가능하다.The rapid cooler may be configured such that a case partitioned by the upper and lower parts of the first cooling part is provided, and the cooler and the rapid cooler are separately partitioned and installed in the inner space of the case.

또한 상기 급속냉각기는 상기 제1냉각부의 내부에 상기 냉각기와 함께 가로 또는 세로 방향으로 일정한 간격을 두고 배열장착되도록 구성하는 것도 가능하다.
In addition, the rapid cooler may be arranged inside the first cooling unit with the cooler arranged at regular intervals in the lateral or longitudinal direction.

본 발명에 따른 열전소자와 PCM을 이용한 냉방장치에 의하면 열전소자로부터 냉온을 2중으로 전달하되 PCM에 의해 냉기를 축적하면서 전달하므로 전력사용량을 낮춰 냉방유지비용을 절감하고 냉기의 전달효율을 높여 열전소자에 대한 방열작용이 용이함은 물론 냉방효율을 지속적으로 유지할 수 있는 효과를 얻는다.According to the cooling device using the thermoelectric element and the PCM according to the present invention, the cold temperature is transferred from the thermoelectric element to the double, but since the cool air is accumulated and transferred by the PCM, the cooling use cost is reduced by lowering the power consumption, So that the cooling efficiency can be maintained constantly.

뿐만 아니라 본 발명에 따른 열전소자와 PCM을 이용한 냉방장치는 외부로부터 유입되는 공기에 대해 냉각기와의 접촉면적을 높이도록 배치하여 냉기를 충분히 생성시킨 후 토출할 수 있는 효과가 있다.In addition, the cooling device using the thermoelectric element and the PCM according to the present invention has an effect of sufficiently generating cool air and discharging it by disposing the air introduced from the outside so as to increase the contact area with the cooler.

또한 본 발명에 따른 열전소자와 PCM을 이용한 냉방장치는 냉각수를 저온상태로 계속해서 유지하도록 냉각하여 냉각수에 의한 냉각효율을 지속적으로 유지하고 고효율의 냉방을 도모할 수 있는 효과가 있다.Further, the cooling apparatus using the thermoelectric element and the PCM according to the present invention has the effect of continuously cooling the cooling water to keep the cooling water at a low temperature state, thereby continuously maintaining the cooling efficiency by the cooling water, and achieving high efficiency cooling.

또한 본 발명에 따른 열전소자와 PCM을 이용한 냉방장치는 열전소자를 사용하여 간단한 구조를 이루므로 제품의 가격경쟁률을 높이고 설비의 유지관리가 편리함은 물론 관비비용을 절감하며 환경오염을 방지할 수 있는 효과가 있다.Further, since the cooling device using the thermoelectric element and the PCM according to the present invention has a simple structure using the thermoelectric element, it is possible to increase the price competition of the product, to maintain the facility easily, to reduce the cost of the facility, It is effective.

그리고 본 발명에 따른 열전소자와 PCM을 이용한 냉방장치는 냉방기의 사이마다 보온층을 형성하므로 외부로부터 유입되는 공기와의 접촉 표면적을 넓혀 냉방효율을 극대화할 수 있는 효과가 있다.Further, since the cooling device using the thermoelectric element and the PCM according to the present invention forms a heat insulating layer between the coolers, the surface area of contact with the air introduced from the outside is increased, thereby maximizing the cooling efficiency.

그리고 본 발명에 따른 열전소자와 PCM을 이용한 냉방장치는 PCM이 충전된 냉각기보다 공기에 냉온이 빠르게 전달되므로 냉방 초기에 보다 시원한 냉풍을 효율적으로 제공할 수 있는 효과가 있다.
Further, since the cooling device using the thermoelectric element and the PCM according to the present invention transmits hot and cool air to the air faster than the cooler filled with the PCM, cool air can be efficiently provided at the early stage of cooling.

도 1은 본 발명에 따른 일실시예를 나타내는 사시도.
도 2는 본 발명에 따른 일실시예를 나타내는 정단면도.
도 3의 (a),(b)는 각각 본 발명에 따른 일실시예에 있어서 제1냉각부의 제1실시예 및 제2실시예를 나타내는 평단면도.
도 4는 본 발명에 따른 일실시예에 있어서 냉각기를 나타내는 사시도.
도 5는 본 발명에 따른 일실시예에 있어서 상부냉각수단을 나타낸 평단면도.
도 6은 본 발명에 따른 일실시예에 있어서 냉각기를 나타내는 정단면도.
도 7은 본 발명에 따른 다른 실시예에 있어서 제1냉각부를 나타낸 평단면도.
도 8은 본 발명에 따른 또 다른 실시예에 있어서 급속냉각기를 나타내는 정단면도.
도 9는 본 발명에 따른 또 다른 실시예에 있어서 제1실시예를 나타내는 정단면도.
도 10의 (a),(b)는 각각 본 발명에 따른 또 다른 실시예에 있어서 제2실시예를 나타내는 평단면도.
1 is a perspective view showing an embodiment according to the present invention;
2 is a front sectional view showing an embodiment according to the present invention.
3 (a) and 3 (b) are a plan sectional view showing first and second embodiments of a first cooling section in an embodiment according to the present invention, respectively.
4 is a perspective view showing a cooler in an embodiment according to the present invention;
Figure 5 is a top cross-sectional view of an upper cooling means in accordance with an embodiment of the present invention.
6 is a front sectional view showing a cooler in an embodiment according to the present invention.
7 is a plan sectional view showing a first cooling unit in another embodiment according to the present invention.
8 is a front sectional view showing a rapid cooler in still another embodiment according to the present invention.
9 is a front sectional view showing a first embodiment according to still another embodiment of the present invention.
10 (a) and 10 (b) are a plan sectional view showing a second embodiment according to still another embodiment of the present invention.

본 발명은 지지프레임과; 상기 지지프레임의 상부에 설치되고 외부로부터 공기를 유입하여 냉각시킨 후 냉기를 배출가능하게 형성되는 제1냉각부와; 상기 제1냉각부의 하부에 위치하도록 상기 지지프레임 상에 설치되고 내부에 채워진 물을 지속적으로 냉각시킨 후 냉각수를 상기 제1냉각부를 향해 순환시키되 냉각수가 자체적으로 순환가능하게 형성되는 제2냉각부;를 포함하고, 상기 제1냉각부 및 상기 제2냉각부에는 전류를 흘려 상측에 열이 발생하는 발열면 및 하측에 열이 흡수되는 냉각면을 형성하는 열전소자와, 상기 열전소자의 발열면에 접촉하도록 배치되고 상기 제2냉각부로부터 이동된 냉각수를 순환하여 상기 발열면에서 발생하는 열을 냉각시키는 상부냉각수단과, 상기 열전소자의 냉각면에 접촉하도록 배치되고 상기 열전소자로부터 생성된 냉온을 PCM에 의해 축적하면서 냉기를 전달하는 하부냉각수단으로 구성되는 냉각기를 포함하는 열전소자와 PCM을 이용한 냉방장치를 기술구성의 특징으로 한다.The present invention provides a support frame comprising: a support frame; A first cooling unit installed at an upper portion of the support frame and configured to allow cool air to be drawn after cooling by flowing air from the outside; A second cooling unit installed on the support frame so as to be positioned below the first cooling unit, circulating the water filled therein and circulating the cooling water toward the first cooling unit so that the cooling water can circulate itself; Wherein the first cooling part and the second cooling part are provided with a thermoelectric element for forming a heat generating surface for generating heat on the upper side and a cooling surface for absorbing heat on the lower side by flowing an electric current to the heat generating surface of the thermoelectric element, An upper cooling water step for cooling the heat generated on the heat generating surface by circulating the cooling water moved from the second cooling part and contacting the cooling surface of the thermoelectric element, And a cooler composed of a lower cooling means for transferring cool air while accumulating the coolant by a cooler, and a cooling device using the PCM. .

또한 상기 제1냉각부는 내부에 상기 냉각기를 적어도 하나 이상 수용하고 사방이 밀폐된 구조를 갖는 외부케이스와, 상기 외부케이스의 한쪽에 설치되고 외부로부터 공기를 유입시키는 유입팬과, 상기 외부케이스에서 상기 유입팬의 반대편에 위치하도록 설치되고 상기 냉각기를 통해 냉각된 냉기를 외부로 배출하는 배출팬을 포함하는 열전소자와 PCM을 이용한 냉방장치를 기술구성의 특징으로 한다.The first cooling unit includes an outer case having at least one or more coolers accommodated therein and having a closed structure at four sides, an inlet fan installed at one side of the outer case for introducing air from the outside, And a cooling fan which is installed on the opposite side of the inlet fan and discharges cool air cooled through the cooler to the outside, and a cooling device using the PCM.

또한 상기 제2냉각부는 내부에 물이 채워지고 상부에 상기 냉각기가 고정 설치되는 수조와, 상기 냉각기에 의해 냉각된 상기 수조의 냉각수를 상기 제1냉각부 및 제2냉각부의 냉각기에 각각 공급하는 수중펌프와, 상기 수중펌프로부터 상기 냉각기를 향해 냉각수가 공급될 수 있게 상호 연결하는 물공급관과, 상기 냉각기로부터 상기 수조를 향해 냉각수를 회수할 수 있게 상호 연결되는 물회수관을 포함하는 열전소자와 PCM을 이용한 냉방장치를 기술구성의 특징으로 한다.The second cooling unit may include a water tank in which water is filled in the second cooling unit and the cooler is fixedly installed in the upper part of the water tank and a cooler in the water tank that is cooled by the cooler is supplied to the coolers of the first cooling unit and the second cooling unit, A pump, a water supply pipe interconnecting the water pump to supply the cooling water from the underwater pump to the cooler, a thermoelectric element including a water pipe interconnected to recover the cooling water from the cooler to the water tank, and a PCM The cooling system used is characterized by the technical structure.

또한 상기 냉각기의 상부냉각수단은 상기 열전소자에 접하는 냉각판과, 상기 냉각판의 한쪽 측면에 길이방향으로 중공되어 냉각수의 이동경로를 이루는 복수의 냉각로를 포함하는 열전소자와 PCM을 이용한 냉방장치를 기술구성의 특징으로 한다.The upper cooling means of the cooler includes a cooling plate in contact with the thermoelectric element, a thermoelectric element including a plurality of cooling passages formed on one side surface of the cooling plate in a longitudinal direction to form a cooling water movement path, As a feature of the technical construction.

또한 상기 상부냉각수단의 냉각로는 상기 냉각판을 향한 냉각수의 유입과 함께 배출가능하게 “∩”자형 단면형상으로 형성되는 열전소자와 PCM을 이용한 냉방장치를 기술구성의 특징으로 한다.Further, the cooling path of the upper cooling means is characterized by a cooling device using a PCM and a thermoelectric element formed in a " H " -shaped cross-sectional shape so as to be discharged together with the inflow of cooling water toward the cooling plate.

또한 상기 냉각기의 하부냉각수단은 상기 열전소자에 한쪽 면이 접하여 냉온이 전달되는 상부기판과, 상기 상부기판의 하측에 설치되고 상기 상부기판에서 전달되는 냉온을 외부로 전달시키는 하부기판과, 상기 상부기판과 상기 하부기판의 사이에 일정한 간격을 유지토록 양쪽 측면에 설치되는 스페이서와, 상기 상부기판과 상기 하부기판의 사이에 충진되고 상기 상부기판에서 전달되는 냉온을 축적하는 PCM충진부를 포함하는 열전소자와 PCM을 이용한 냉방장치를 기술구성의 특징으로 한다.The lower cooling means of the cooler includes an upper substrate on which one surface is in contact with the thermoelectric element and a cold temperature is transmitted thereto, a lower substrate which is installed on the lower side of the upper substrate and transfers the cold temperature transferred from the upper substrate to the outside, A spacer provided on both sides of the lower substrate to maintain a constant gap between the substrate and the lower substrate and a PCM filling part filled between the upper substrate and the lower substrate and accumulating cold temperature transferred from the upper substrate, And the cooling system using PCM is characterized by the technical composition.

또한 상기 하부냉각수단에는 상기 상부기판의 하면에 상기 하부기판을 향해 돌출 형성되고 상기 PCM충진부에 접하도록 충진공간을 구획하는 복수의 제1방열핀과, 상기 하부기판의 하면에 돌출 형성되고 상기 상부기판 및 상기 PCM충진부로부터 전달되는 냉온을 외부로 전달하는 제2방열핀을 포함하는 열전소자와 PCM을 이용한 냉방장치를 기술구성의 특징으로 한다.The lower cooling means includes a plurality of first radiating fins protruding toward the lower substrate on the lower surface of the upper substrate and defining a filling space to be in contact with the PCM filling portion, And a cooling device using PCM and a thermoelectric device including a substrate and a second radiating fin for transferring the cold temperature transferred from the PCM filling part to the outside.

또한 본 발명의 상기 제1냉각부에서 상기 냉각기는 가로 또는 세로 방향으로 일정한 간격을 두고 복수로 장착하여 구성되고, 외부로부터 유입되는 공기와의 접촉 표면적을 넓히도록 복수의 상기 냉각기 사이마다 보온재를 충전하여 형성되는 보온층을 더 포함하는 열전소자와 PCM을 이용한 냉방장치를 기술구성의 특징으로 한다.In addition, in the first cooling portion of the present invention, the coolers are mounted in a plurality of spaces at regular intervals in the lateral or longitudinal direction, and a plurality of the coolers are filled with a thermal insulating material so as to widen the contact surface area with the air introduced from outside. And a cooling device using the PCM.

또한 본 발명은 상기 제1냉각부에 장착되고 외부로부터 유입되는 공기를 급속히 냉각시켜 냉기를 배출할 수 있도록 형성되는 급속냉각기를 더 포함하는 열전소자와 PCM을 이용한 냉방장치를 기술구성의 특징으로 한다.Further, the present invention is characterized in that a cooling device using a PCM and a thermoelectric element mounted on the first cooling part and further including a rapid cooler configured to rapidly cool the air introduced from outside to discharge cool air .

또한 상기 급속냉각기는 전류에 의해 발열면 및 냉각면을 형성하는 열전소자와, 상기 열전소자의 발열면에 접하여 열을 냉각하는 냉각부재와, 상기 열전소자의 냉각면에 접하여 냉기를 전달하는 방열부재를 포함하는 열전소자와 PCM을 이용한 냉방장치를 기술구성의 특징으로 한다.The rapid cooling device includes a thermoelectric element that forms a heat generating surface and a cooling surface by electric current, a cooling member that cools the heat in contact with the heat generating surface of the thermoelectric element, and a heat radiating member And a cooling device using the PCM.

또한 상기 급속냉각기는 상기 제1냉각부에 상하로 구획된 케이스가 설치되고, 상기 케이스의 내부공간에 상기 냉각기와 상기 급속냉각기가 서로 구획하여 구분장착되는 열전소자와 PCM을 이용한 냉방장치를 기술구성의 특징으로 한다.In addition, the rapid cooling system includes a thermoelectric element in which the case is divided into upper and lower parts by the first cooling part, and the cooler and the rapid cooler are separated from each other in the inner space of the case, .

또한 상기 급속냉각기는 상기 제1냉각부의 내부에 상기 냉각기와 함께 가로 또는 세로 방향으로 일정한 간격을 두고 배열장착되는 열전소자와 PCM을 이용한 냉방장치를 기술구성의 특징으로 한다.Further, the rapid cooling device is characterized by comprising a thermoelectric element and a cooling device using the PCM, which are arranged in the first cooling part together with the cooler at regular intervals in the lateral or longitudinal direction.

다음으로 본 발명에 따른 열전소자와 PCM을 이용한 냉방장치의 바람직한 실시예를 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Next, preferred embodiments of a cooling apparatus using a thermoelectric element and a PCM according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

그러나, 본 발명의 실시예는 여러 가지 다양한 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 상술하는 실시예로 한정되는 것으로 해석되지 않는다. 본 발명의 실시예는 해당 기술분야에서 보통의 지식을 가진 자가 본 발명을 이해할 수 있도록 설명하기 위해서 제공되는 것이고, 도면에서 나타내는 요소의 형상 등은 보다 명확한 설명을 강조하기 위해서 예시적으로 나타내는 것이다.However, the embodiments of the present invention can be modified into various forms, and the scope of the present invention is not construed as being limited to the embodiments described below. The embodiments of the present invention are provided so that those skilled in the art can understand the present invention and the shapes and the like of elements shown in the drawings are exemplarily shown to emphasize a clearer description.

먼저 본 발명에 따른 열전소자와 PCM을 이용한 냉방장치의 일실시예는 도 1 및 도 2에 나타낸 바와 같이, 지지프레임(10)과, 냉각기(100a)(100b)를 각각 구비한 제1냉각부(20) 및 제2냉각부(30)를 포함하여 이루어진다.1 and 2, an embodiment of a cooling apparatus using a thermoelectric element and a PCM according to the present invention includes a support frame 10, a first cooling unit 100b having coolers 100a and 100b, (20) and a second cooling unit (30).

상기 지지프레임(10)은 도 1에 나타낸 바와 같이, 상기 제1냉각부(20) 및 상기 제2냉각부(30)를 모두 지지하되 상기 제1냉각부(20)와 상기 제2냉각부(30)를 각각 상하로 구획하여 위치하도록 지지한다.The support frame 10 supports both the first cooling unit 20 and the second cooling unit 30 as shown in FIG. 1, and the first cooling unit 20 and the second cooling unit 30 are vertically partitioned and supported.

상기 지지프레임(10)은 다수의 프레임이 서로 연결 결합한 구조를 이루고, 하부에는 이동가능한 구조를 이루도록 바퀴를 구비한다.The support frame 10 has a structure in which a plurality of frames are coupled to each other, and a wheel is provided at a lower portion thereof so as to be movable.

상기 제1냉각부(20)는 외부로부터 공기를 유입하여 냉각시킨 후 냉기를 배출가능하게 형성되는 것으로서, 실내 공기의 환경을 전반적으로 차갑게 조성하는 냉방기능을 수행한다.The first cooling unit 20 is configured to cool air by introducing air from the outside, and then to discharge cool air. The first cooling unit 20 performs a cooling function to cool the environment of the indoor air generally.

상기 제1냉각부(20)는 도 1 및 도 2에 나타낸 바와 같이, 상기 지지프레임(10)의 상부에 설치되고, 외부케이스(21)와 유입팬(23) 및 배출팬(25)으로 이루어진다.1 and 2, the first cooling unit 20 is installed on the upper portion of the support frame 10 and includes an outer case 21, an inlet fan 23, and a discharge fan 25 .

상기 외부케이스(21)는 도 1에서처럼 상자형상으로 이루어지고, 상기 지지프레임(10) 상에 하부가 고정 설치되며, 사방이 밀폐된 구조를 갖는다.The outer case 21 is formed in a box shape as shown in FIG. 1, and a lower portion is fixedly mounted on the support frame 10, and the outer case 21 has a closed structure.

상기 외부케이스(21)의 상부는 여닫이가 가능한 덮개 형태로 구성하는 것이 바람직하다. 즉 상기 외부케이스(21)는 냉방작동시 상부를 폐쇄된 상태로 유지하되 사용자로부터 임의로 개방시킬 수 있는 구조를 이루도록 형성한다.It is preferable that the upper portion of the outer case 21 is formed as a lid capable of hinged. That is, the outer case 21 is formed so as to have a structure that allows the user to freely open the upper portion while keeping the upper portion closed in the cooling operation.

상기 외부케이스(21)의 내부에는 상기 냉각기(100a)를 복수로 구비하여 장착가능하게 충분한 공간을 구비한다. 즉 상기 외부케이스(21)의 내부에는 상기 냉각기(100a)를 적어도 하나 이상 수용하여 장착된 구조를 이루도록 구성된다.The outer case (21) has a plurality of the coolers (100a) therein and has a sufficient space for mounting the coolers (100a). That is, at least one of the coolers 100a is accommodated in the outer case 21 so as to be installed therein.

상기 외부케이스(21)는 투명한 유리판이나 아크릴판 등을 사용하여 구성하는 것도 가능하고, 불투명한 합성수지판 등을 사용하여 구성하는 것도 가능하다.The outer case 21 may be formed using a transparent glass plate or an acrylic plate, or may be formed using an opaque synthetic resin plate or the like.

상기 유입팬(23) 및 상기 배출팬(25)은 양자 모두 상기 외부케이스(21) 상에 고정 설치된다. 즉 상기 유입팬(23) 및 상기 배출팬(25)은 도 2에 나타낸 바와 같이, 상기 외부케이스(21)를 기준으로 서로 대응되는 면(상기 외부케이스(21)의 측면) 상에 각각 대칭된 구조를 이루며 고정 설치된다.Both the inlet fan (23) and the outlet fan (25) are fixedly installed on the outer case (21). That is, as shown in FIG. 2, the inlet fan 23 and the outlet fan 25 are symmetrically arranged on the surface (the side surface of the outer case 21) corresponding to each other with respect to the outer case 21 And is fixedly installed.

상기 유입팬(23)은 상기 외부케이스(21)의 한쪽에 설치되고 내장된 팬의 구동에 의해 외부로부터 공기를 유입시키는 기능을 수행한다.The inflow fan 23 is installed on one side of the outer case 21 and functions to inflow air from the outside by driving the built-in fan.

상기 배출팬(25)은 상기 외부케이스(21)에서 상기 유입팬(23)의 반대편에 위치하도록 설치된다.The discharge fan (25) is installed in the outer case (21) so as to be located on the opposite side of the inflow fan (23).

상기 배출팬(25)은 상기 유입팬(23)을 통해 상기 외부케이스(21)의 내부로 유입된 공기가 상기 냉각기(100a)를 통해 냉각된 후 내장된 팬의 구동에 의해 냉각된 냉기를 외부로 배출하는 기능을 수행한다.The air drawn into the outer case 21 through the inlet fan 23 is cooled by the cooler 100a and then cooled by the fan. As shown in FIG.

상기에서 유입팬(23) 및 배출팬(25)은 각각 구동속도를 제어가능하게 구성하여 냉방풍력을 조절할 수 있도록 구성하는 것이 바람직하다.It is preferable that the inlet fan 23 and the outlet fan 25 are configured to be able to control the cooling wind force by controlling the driving speed of the inlet fan 23 and the outlet fan 25, respectively.

상기 유입팬(23) 및 상기 배출팬(25)은 상기 외부케이스(21) 상에 하나씩 구비토록 설치하여 구성하되 상기 외부케이스(21)의 크기에 따라 상기 유입팬(23) 및 상기 배출팬(25)을 각각 복수 개로 구성하는 것도 가능하다.The inlet fan 23 and the outlet fan 25 are installed on the outer case 21 one by one so that the inlet fan 23 and the outlet fan 25 25 may be provided in plural numbers.

상기 제1냉각부(20)의 냉각기(100a)는 도 3에 나타낸 바와 같이, 상기 외부케이스(21)의 내부공간에 복수로 구성하되 상기 외부케이스(21) 내에서 가로 또는 세로 방향으로 일정한 간격을 두고 상기 냉각기(100a)를 배치한 후 고정 장착하는 것이 가능하다.As shown in FIG. 3, the cooler 100a of the first cooling unit 20 includes a plurality of coolers 100a in the inner space of the outer case 21, It is possible to dispose the cooler 100a and fix it.

예를 들면, 도 3의 (a)에서처럼 상기 냉각기(100a)를 가로로 장착하되 세로 방향으로 일정한 간격을 두고 복수로 배치되도록 장착하는 것이 가능하다. 바람직하게는 2개의 상기 냉각기(100a)가 한 쌍을 이루어 서로 대칭된 구조로 장착되도록 구성한다. 또한 도 3의 (b)에서처럼 상기 냉각기(100a)를 세로로 장착하되 가로 방향으로 일정한 간격을 두고 배치되도록 장착하는 것도 가능하다. 바람직하게는 상기 유입팬(23)으로부터 상기 외부케이스(21) 내에 유입되는 공기와의 접촉면적을 높이도록 상기 냉각기(100a) 간에 서로 일정한 간격을 두고 지그재그로 하나씩 배치되도록 구성한다.For example, as shown in FIG. 3 (a), it is possible to mount the cooler 100a horizontally and to arrange the coolers 100a so that a plurality of coolers 100a are arranged at regular intervals in the vertical direction. Preferably, the two coolers 100a are configured as a pair and are mounted symmetrically with each other. It is also possible to mount the coolers 100a vertically as shown in FIG. 3 (b), but spaced apart in the horizontal direction. Preferably, the coolers 100a are arranged one by one in a zigzag fashion at a predetermined interval so as to increase the contact area with the air introduced into the outer case 21 from the inlet fan 23.

상기 제2냉각부(30)는 도 1 및 도 2에 나타낸 바와 같이, 상기 제1냉각부(20)의 하부에 위치하도록 상기 지지프레임(10) 상에 구비된 하측 공간에 설치된다.As shown in FIGS. 1 and 2, the second cooling unit 30 is installed in a lower space provided on the support frame 10 so as to be positioned below the first cooling unit 20.

상기 제2냉각부(30)는 상기 제1냉각부(20)를 향해 순환시킬 냉각수를 냉각시키는 기능을 수행한다. 즉 상기 제2냉각부(30)는 냉각수 역할을 하도록 내부에 채워진 물을 지속적으로 냉각시킨 후 냉각수를 상기 제1냉각부(20)를 향해 순환시킴은 물론 상기 제2냉각부(30)에서 자체적으로 순환가능하게 형성된다.The second cooling unit 30 functions to cool the cooling water to be circulated toward the first cooling unit 20. That is, the second cooling unit 30 continuously circulates the water filled therein to serve as cooling water, and then circulates the cooling water toward the first cooling unit 20, as well as the second cooling unit 30 itself As shown in Fig.

상기 제2냉각부(30)는 도 2에 나타낸 바와 같이, 내부에 물이 채워지는 수조(31)와, 상기 수조(31) 내에 설치되는 수중펌프(33)와, 상기 수중펌프(33)와 상기 냉각기(100a)(100b)를 상호 연결하는 물공급관(35) 및 물회수관(37)을 포함하여 이루어진다.2, the second cooling unit 30 includes a water tank 31 filled with water, an underwater pump 33 installed in the water tank 31, a water pump 33 installed in the water tank 31, And a water supply pipe 35 and a water pipe 37 interconnecting the coolers 100a and 100b.

상기 수조(31)는 상측이 개방된 구조를 이루고, 내부에는 일정량이 물이 채워진다.The water tank 31 has an open top, and a certain amount of water is filled in the water tank 31.

상기 수조(31)의 개방된 상부에는 내부에 채워진 물을 냉각시킬 수 있도록 상기 냉각기(100b)가 고정 설치되어 위치한다.The cooler 100b is fixedly installed on the opened upper portion of the water tub 31 so as to cool the water filled therein.

상기 수중펌프(33)는 상기 수조(31)의 내부에서 물속에 위치하고 상기 냉각기(100b)에 의해 냉각된 상기 수조(31)의 냉각수를 상기 제1냉각부(20) 및 제2냉각부(30)의 냉각기(100a)(100b)에 각각 공급할 수 있도록 동력을 인가한다.The underwater pump 33 is connected to the first cooling unit 20 and the second cooling unit 30, which are located in the water in the water tank 31 and cool the cooling water of the water tank 31 cooled by the cooler 100b. To the coolers 100a and 100b, respectively.

상기 물공급관(35)은 상기 수중펌프(33)로부터 상기 냉각기(100a)(100b)를 향해 냉각수가 공급될 수 있게 상호 연결한다.The water supply pipe 35 interconnects the cooling water from the submerged pump 33 to the coolers 100a and 100b to be supplied with cooling water.

상기 물공급관(35)은 상기 제1냉각부(20)의 냉각기(100a)와 상기 제2냉각부(30)의 냉각기(100b)에 각각 연결된 구조를 이루도록 구성하는 것도 가능하고, 상기 물공급관(35)은 우선적으로 상기 제2냉각부(30)의 냉각기(100b)에 연결되고 상기 제2냉각부(30)의 냉각기(100b)와 상기 제1냉각부(20)의 냉각기(100a)에 상기 물공급관(35)을 추가적으로 연결하여 상기 제2냉각부(30)의 냉각기(100b)를 거친 냉각수가 상기 제1냉각부(20)의 냉각기(100a)에 공급되도록 구성하는 것도 가능하다.The water supply pipe 35 may be connected to the cooler 100a of the first cooling unit 20 and the cooler 100b of the second cooling unit 30, 35 are preferably connected to the cooler 100b of the second cooling unit 30 and to the cooler 100b of the second cooling unit 30 and the cooler 100a of the first cooling unit 20, The water supply pipe 35 may be additionally connected so that the cooling water passing through the cooler 100b of the second cooling unit 30 is supplied to the cooler 100a of the first cooling unit 20. [

상기 물회수관(37)은 상기 냉각기(100a)(100b)로부터 상기 수조(31)를 향해 냉각수를 회수할 수 있게 상호 연결한다.The water pipe 37 interconnects cooling water from the coolers 100a and 100b to the water tank 31 so as to be recovered.

상기 냉각기(100a)(100b)는 상기 제1냉각부(20) 및 상기 제2냉각부(30)에 각각 설치되어 구성되는 것으로, 상기 제1냉각부(20)에서는 공기를 냉각하고 상기 제2냉각부(30)에서는 물을 냉각시키는 기능을 수행한다.The coolers 100a and 100b are respectively installed in the first cooling unit 20 and the second cooling unit 30 so that the first cooling unit 20 cools the air, The cooling section (30) functions to cool the water.

상기 냉각기(100a)(100b)는 도 4 및 도 6에 나타낸 바와 같이, 냉온을 생성시키는 열전소자(110)와, 상기 열전소자(110)의 상부에 설치되는 상부냉각수단(120)과, 상기 열전소자(110)의 하부에 설치되는 하부냉각수단(130)으로 이루어진다.As shown in FIGS. 4 and 6, the coolers 100a and 100b include a thermoelectric element 110 for generating a cold temperature, an upper cooling means 120 installed on the thermoelectric element 110, And a lower cooling means 130 installed at a lower portion of the thermoelectric element 110.

상기 열전소자(110)는 두께가 얇은 판자형상으로 이루어지고, 내부에 전류가 흐르면서 공급가능하게 서로 다른 종류의 금속을 접합한 반도체 구조를 이룬다.The thermoelectric element 110 has a thin plate shape and has a semiconductor structure in which different kinds of metals are bonded so as to be supplied with an electric current flowing therein.

상기 열전소자(110)는 내측에 전류(직류전류)가 흐르면 상측에 열이 발생하는 발열면(111) 및 하측에 열이 흡수되는 냉각면(113)을 형성한다.When the current (direct current) flows in the thermoelectric element 110, a heating surface 111 where heat is generated on the upper side and a cooling surface 113 on which heat is absorbed are formed on the lower side.

상기에서 열전소자(110)는 열과 전기의 관계현상인 펠티에 효과(peltier effect)를 이용하는 것으로서, 2개의 서로 다른 금속 접속점에 전류를 흘리면 그 전류의 방향에 따라서 한쪽은 열을 발생시키고 다른 한쪽은 열을 흡수하는 현상을 적용토록 이루어진다.The thermoelectric element 110 uses a peltier effect which is a phenomenon related to heat and electricity. When a current is supplied to two different metal connection points, one generates heat and the other generates heat Is absorbed.

상기 상부냉각수단(120)은 상기 열전소자(110)의 상부에 위치하여 상기 열전소자(110)의 발열면(111)에 접촉하도록 배치된다.The upper cooling means 120 is located above the thermoelectric elements 110 and is arranged to contact the heating surface 111 of the thermoelectric elements 110.

상기 상부냉각수단(120)은 상기 열전소자(110)의 발열면(111)에서 발생하는 열을 냉각시키는 역할을 수행한다. 즉 상기 상부냉각수단(120)은 상기 제2냉각부(30)로부터 이동된 냉각수를 계속해서 순환하므로 상기 열전소자(110)의 발열면(111)을 냉각한다.The upper cooling unit 120 serves to cool the heat generated from the heat generating surface 111 of the thermoelectric element 110. That is, the upper cooling unit 120 continuously circulates the cooling water moved from the second cooling unit 30 to cool the heating surface 111 of the thermoelectric element 110.

상기 냉각기(100a)(100b)의 상부냉각수단(120)은 상기 열전소자(110)에 접하는 본체인 냉각판(121)과, 상기 냉각판(121)에 형성되는 냉각로(123)로 이루어진다.The upper cooling means 120 of the coolers 100a and 100b includes a cooling plate 121 which is a body in contact with the thermoelectric elements 110 and a cooling path 123 formed in the cooling plate 121. [

상기 냉각판(121)은 열전도율이 우수한 금속판재로 구성된다.The cooling plate 121 is made of a metal plate having an excellent thermal conductivity.

상기 냉각로(123)는 상기 제2냉각부(30)의 수중펌프(33)로부터 공급되는 냉각수의 이동경로를 이루는 것으로, 상기 냉각판(121)의 한쪽 측면에 길이방향을 중공 형성된다.The cooling path 123 is a path for moving the cooling water supplied from the submerged pump 33 of the second cooling unit 30 and is formed on one side surface of the cooling plate 121 in the longitudinal direction.

상기 냉각로(123)는 상기 냉각판(121) 상에 복수로 형성된다.The plurality of cooling passages 123 are formed on the cooling plate 121.

상기 상부냉각수단(120)의 냉각로(123)는 도 5에 나타낸 바와 같이, 상기 냉각판(121)을 향한 냉각수의 유입과 함께 배출가능하게 “∩”자형 단면형상으로 형성된다.5, the cooling passage 123 of the upper cooling means 120 is formed in a cross-sectional shape such that it can be discharged together with the inflow of cooling water toward the cooling plate 121. As shown in FIG.

상기 하부냉각수단(130)은 상기 열전소자(110)의 하부에 위치하여 상기 열전소자(110)의 냉각면(113)에 접촉하도록 배치된다.The lower cooling means 130 is positioned below the thermoelectric element 110 and is arranged to contact the cooling surface 113 of the thermoelectric element 110.

상기 하부냉각수단(130)은 상기 열전소자(110)의 냉각면(113)을 통해 생성되는 냉온을 PCM에 의해 축적하면서 냉기를 전달하는 기능을 수행한다.The lower cooling unit 130 functions to transfer cold air generated by the cooling surface 113 of the thermoelectric element 110 while accumulating the cold air by the PCM.

상기 하부냉각수단(130)은 도 6에 나타낸 바와 같이, 상기 열전소자(110)에서 발생하는 냉온을 방열토록 2중 구조로 구성되는 것으로서, 상부기판(131)과 하부기판(133)이 상하로 구성된다. 또한 상기 하부냉각수단(130)에는 상기 상부기판(131)과 상기 하부기판(133)의 사이에 스페이서(135) 및 PCM충진부(137)를 구비하여 구성된다.6, the lower cooling unit 130 has a double structure so as to dissipate heat generated by the thermoelectric elements 110. The upper and lower substrates 131 and 133 are vertically arranged . The lower cooling unit 130 includes a spacer 135 and a PCM filling unit 137 between the upper substrate 131 and the lower substrate 133.

상기 상부기판(131)은 열전도율이 우수한 금속재질로 이루어지고, 상기 열전소자(110)에 한쪽 면이 접하여 냉온이 전달된다.The upper substrate 131 is made of a metal material having a good thermal conductivity, and one surface thereof is in contact with the thermoelectric element 110 to transmit cold temperature.

상기 하부기판(133)은 상기 상부기판(131)으로부터 소정의 거리를 두고 위치하도록 하측에 설치된다.The lower substrate 133 is disposed on the lower side so as to be positioned at a predetermined distance from the upper substrate 131.

상기 하부기판(133)은 상기 상부기판(131)에서 전달되는 냉온을 외부로 전달시키는 것으로서, 상기 제1냉각부(20)에서는 공기에 접하여 냉기를 생성토록 위치하고, 상기 제2냉각부(30)에서는 수조(31) 내에 채워진 물에 냉온을 전달하여 냉각수를 생성토록 위치한다.The lower substrate 133 transfers the cold temperature transferred from the upper substrate 131 to the outside. The first cooling unit 20 contacts the air to generate cool air, and the second cooling unit 30, The cold water is transferred to the water filled in the water tub 31 to generate the cooling water.

상기 하부냉각수단(130)에는 상기 상부기판(131)의 하면에 제1방열핀(132)이 형성되고, 상기 하부기판(133)의 하면에 제2방열핀(134)이 형성된다.The lower cooling means 130 includes a first radiating fin 132 formed on a lower surface of the upper substrate 131 and a second radiating fin 134 formed on a lower surface of the lower substrate 133.

상기 제1방열핀(132)은 상기 상부기판(131)에 상기 하부기판(133)을 향해 돌출 형성되어 상기 하부기판(133)의 상면에 상기 제1방열핀(132)의 한쪽 끝단이 접하도록 형성된다.The first radiating fin 132 is protruded toward the lower substrate 133 on the upper substrate 131 so that one end of the first radiating fin 132 is in contact with the upper surface of the lower substrate 133 .

상기 제1방열핀(132)은 상기 제PCM충진부(137)의 충진공간을 구획하여 PCM물질에 접촉하도록 형성된다.The first radiating fin 132 is formed to contact the PCM material by partitioning the filling space of the PCM filling part 137.

상기 제2방열핀(134)은 상기 상부기판(131) 및 상기 PCM충진부(137)에 모두 접촉하고 상기 상부기판(131)의 제1방열핀(132)과 상기 PCM충진부(137)로부터 상기 하부기판(133)에 전달되는 냉온을 외부로 전달가능하게 형성된다.The second radiating fins 134 are in contact with both the upper substrate 131 and the PCM filling part 137 and are separated from the first radiating fin 132 and the PCM filling part 137 of the upper substrate 131, So that the cold temperature transmitted to the substrate 133 can be transmitted to the outside.

상기 스페이서(135)는 상기 상부기판(131)과 상기 하부기판(133)의 사이에 설치되는 것으로서, 상기 상부기판(131)과 상기 하부기판(133)이 서로 일정한 간격을 유지할 수 있도록 구성되고 상기 PCM충진부(137)의 PCM이 충진가능한 공간을 이루도록 양쪽 측면에 설치된다.The spacer 135 is disposed between the upper substrate 131 and the lower substrate 133 and is spaced apart from the upper substrate 131 and the lower substrate 133, And the PCM of the PCM filling part 137 is provided on both sides so as to form a fillable space.

상기 스페이서(135)에도 측방향으로 연장하여 돌출되는 방열핀을 구비하는 것이 바람직하다.The spacer 135 may also include a radiating fin protruding laterally.

상기 PCM충진부(137)는 상기 상부기판(131)과 상기 하부기판(133)의 사이에 PCM이 충진되고 상기 상부기판(131)에서 전달되는 냉온을 축적하는 기능을 수행한다.The PCM filling part 137 is filled with PCM between the upper substrate 131 and the lower substrate 133 and accumulates the cold temperature transferred from the upper substrate 131.

상기 PCM충진부(137)를 이루는 PCM(phase change material)물질은 상변화물질로서, 물질의 상변화과정을 통하여 많은 양의 열에너지를 축적하거나 저장된 열에너지를 방출한다.The PCM (Phase Change Material) material constituting the PCM filling part 137 is a phase change material. The phase change material accumulates a large amount of heat energy or releases stored heat energy through the phase change of the material.

상기에서 PCM인 잠열파라핀은 환경친화적이며 식물이나 동물, 미생물에 대하여 어떠한 영양을 미치지 않고, 물에 대하여 비오염성물질로 분류되고 있으며 100% 재활용이 가능하다. 또한 무독성이며 건강에 아무런 해를 끼치지 않는 특성이 있다.In the above, PCM latent paraffin is environmentally friendly and has no nutrients to plants, animals, microorganisms, is classified as non-polluting material against water, and 100% recyclable. It is also non-toxic and has no health hazard.

상기와 같은 본 발명은 전원스위치(도면에 미도시)를 눌러 제1냉각부(20) 및 제2냉각부(30)를 모두 작동시키면 상기 제1냉각부(20)에서 유입팬(23)과 배출팬(25)이 구동하여 공기를 유입시키는 동시에 배출하되 상기 제1냉각부(20)의 냉각기(100a)가 작동하여 냉온을 전달하므로 상기 유입팬(23)에 의해 외부케이스(21) 내측 공간에 유입된 공기는 상기 배출팬(25)을 통해 외부로 배출되기까지 상기 냉각기(100a)와 접하면서 냉기를 생성한 후 상기 배출팬(25)으로 배출된다. 또한 상기 제2냉각부(30)에서는 수조(31) 내에 저류된 물을 상기 제2냉각부(30)의 냉각기(100b)에서 냉각하여 냉각수를 생성한 후 수중펌프(33)의 작동으로 상기 제1냉각부(20)의 냉각기(100a)와 상기 제2냉각부(30)의 냉각기(100b)로 냉각수를 순환시킨다.In the present invention, when the first cooling unit 20 and the second cooling unit 30 are both operated by pressing a power switch (not shown), the first cooling unit 20 can cool the inlet fan 23, The exhaust fan 25 is driven to discharge the air while simultaneously discharging the cold air by operating the cooler 100a of the first cooling unit 20 so that the coolant is supplied to the inner space of the outer case 21 The air introduced into the exhaust fan 25 generates cool air while being in contact with the cooler 100a until it is discharged to the outside through the exhaust fan 25, and then is discharged to the discharge fan 25. In the second cooling unit 30, the water stored in the water tank 31 is cooled by the cooler 100b of the second cooling unit 30 to generate cooling water, 1 circulates the cooling water to the cooler 100a of the cooling unit 20 and the cooler 100b of the second cooling unit 30. [

즉 상기와 같이 구성되는 본 발명에 따른 열전소자와 PCM을 이용한 냉방장치에 의하면 열전소자로부터 냉온을 2중으로 전달하되 PCM에 의해 냉기를 축적하면서 전달하므로 전력사용량을 낮춰 냉방유지비용을 절감하고 냉기의 전달효율을 높여 열전소자에 대한 방열작용이 용이함은 물론 냉방효율을 지속적으로 유지하는 것이 가능하다.That is, according to the cooling apparatus using the thermoelectric element and the PCM according to the present invention configured as described above, since the cool air is transferred from the thermoelectric element to the double while the cool air is accumulated by the PCM, the power consumption is reduced, It is possible to maintain the cooling efficiency continuously as well as to facilitate the heat radiation effect for the thermoelectric elements by increasing the transfer efficiency.

뿐만 아니라 본 발명은 외부로부터 유입되는 공기에 대해 냉각기와의 접촉면적을 높이도록 배치하여 냉기를 충분히 생성시킨 후 토출하는 것이 가능하다.In addition, the present invention can arrange the air introduced from the outside so as to increase the contact area with the cooler, thereby sufficiently generating cold air and discharging it.

또한 본 발명은 냉각수를 저온상태로 계속해서 유지하도록 냉각하여 냉각수에 의한 냉각효율을 지속적으로 유지하고 고효율의 냉방을 도모하는 것이 가능하다.Further, according to the present invention, it is possible to cool the cooling water continuously to keep it in the low temperature state, to continuously maintain the cooling efficiency by the cooling water, and to achieve high efficiency cooling.

또한 본 발명은 열전소자를 사용하여 간단한 구조를 이루므로 제품의 가격경쟁률을 높이고 설비의 유지관리가 편리함은 물론 관비비용을 절감하며 환경오염을 방지하는 것이 가능하다.In addition, since the present invention uses a thermoelectric element to achieve a simple structure, it is possible to increase the price competition of products, to facilitate maintenance of equipment, to reduce costs, and to prevent environmental pollution.

그리고 본 발명에 따른 열전소자와 PCM을 이용한 냉방장치의 다른 실시예는 도 7에 나타낸 바와 같이, 상기 제1냉각부(20)에서 상기 냉각기(100a)는 가로 또는 세로 방향으로 일정한 간격을 두고 복수로 장착하여 구성되고, 복수의 상기 냉각기(100a) 사이마다 형성되는 보온층(140)을 더 포함하여 이루어진다.7, the cooler 100a of the first cooling unit 20 may be provided with a plurality of coolers 100a spaced at regular intervals in the lateral or longitudinal direction, as shown in FIG. 7, according to another embodiment of the cooling apparatus using the thermoelectric element and the PCM according to the present invention. And a heat insulating layer 140 formed between the plurality of coolers 100a.

상기 보온층(140)은 상기 냉각기(100a)의 사이마다 보온재를 충전하여 형성된다. 즉 서로 대칭된 구조로 위치하는 상기 냉각기(100a)에서 상기 하부기판(133) 간에 충분한 양의 보온재를 충전하므로 상기 보온층(140)을 형성한다.The heat insulating layer 140 is formed by filling a heat insulating material between the coolers 100a. That is, a sufficient amount of the heat insulating material is filled between the lower substrate 133 in the cooler 100a positioned symmetrically with respect to each other, so that the insulating layer 140 is formed.

상기 보온층(140)의 보온재로 사용되는 재료로는 열전도성이 우수한 금속재를 사용하되 공기의 유동이 원활하게 이뤄질 수 있도록 다공을 갖는 구조로 형성된다.As a material used as a heat insulating material of the heat insulating layer 140, a metal material having excellent thermal conductivity is used, and a porous structure is formed so that air can flow smoothly.

즉 상기한 다른 실시예와 같이 본 발명을 구성하면, 외부로부터 유입되는 공기와의 접촉 표면적을 넓혀 냉방효율을 극대화하는 것이 가능하다.In other words, by constructing the present invention like the above-described other embodiments, it is possible to maximize the cooling efficiency by widening the contact surface area with the air introduced from the outside.

상기한 다른 실시예에 있어서도 상기한 구성 이외에는 상기한 일실시예와 마찬가지의 구성으로 실시하는 것이 가능하므로, 상세한 설명은 생략한다.In the other embodiments described above, the same configuration as that of the above-described embodiment can be employed, so that detailed description is omitted.

그리고 본 발명에 따른 열전소자와 PCM을 이용한 냉방장치의 또 다른 실시예는 도 8 내지 도 10에 나타낸 바와 같이, 상기 제1냉각부(20)에 장착되고 외부로부터 유입되는 공기를 급속히 냉각시켜 냉기를 배출할 수 있도록 형성되는 급속냉각기(200)를 더 포함하여 이루어진다.As shown in FIGS. 8 to 10, the cooling apparatus using the thermoelectric element and the PCM according to the present invention is installed in the first cooling unit 20 and rapidly cools the air introduced from the outside, And a rapid cooler 200 configured to discharge the coolant.

상기 급속냉각기(200)는 도 8에 나타낸 바와 같이, 전류에 의해 발열면 및 냉각면을 형성하는 열전소자(210)와, 상기 열전소자(210)의 발열면에 접하여 열을 냉각하는 냉각부재(220)와, 상기 열전소자(210)의 냉각면에 접하여 냉기를 전달하는 방열부재(230)로 구성된다.8, the rapid cooling system 200 includes a thermoelectric element 210 that forms a heat generating surface and a cooling surface by electric current, a cooling member that cools the heat in contact with the heat generating surface of the thermoelectric element 210 220 and a heat dissipating member 230 for transmitting cool air in contact with the cooling surface of the thermoelectric element 210.

상기에서 급속냉각기(200)의 열전소자(210)와 냉각부재(220) 및 방열부재(230)는 각각 상기 냉각기(100a)의 열전소자(110), 상부냉각수단(120), 하부냉각수단(130)의 상부기판(131)과 마찬가지의 동일한 구성으로 실시하는 것이 가능하므로, 상세한 설명은 생략한다.The thermoelectric element 210 of the rapid cooler 200 and the cooling member 220 and the heat dissipating member 230 are connected to the thermoelectric element 110 of the cooler 100a, the upper cooling means 120, 130, and therefore detailed description thereof will be omitted.

상기 급속냉각기(200)가 적용된 본 발명에 따른 열전소자와 PCM을 이용한 냉방장치의 또 다른 실시예에서 제1실시예는 도 9에 나타낸 바와 같이, 상기 제1냉각부(20)에 상하로 구획된 케이스(40)가 설치되고, 상기 케이스(40)의 내부공간에 상기 냉각기(100a)와 상기 급속냉각기(200)가 서로 구획하여 구분장착되도록 구성된다.In the cooling apparatus using the PCM and the thermoelectric element according to the present invention to which the rapid cooling system 200 is applied, the first embodiment differs from the first embodiment in that the first cooling unit 20 is divided into upper and lower sections And the cooler 100a and the rapid cooler 200 are separately partitioned and mounted in an inner space of the case 40. [

상기 케이스(40)는 상기 외부케이스(21) 내에 설치되고, 상기 외부케이스(21)의 유입팬(23) 및 배출팬(25)에 각각 대응하여 측면이 개방된 구조를 이룬다.The case 40 is installed in the outer case 21 and has a side opening corresponding to the inlet fan 23 and the outlet fan 25 of the outer case 21.

도면에 나타내지는 않았지만 상기에서 케이스(40)의 개방된 측면에는 상기 외부케이스(21)와 동일하게 팬을 장착하여 공기의 유동을 도모하도록 구성하는 것도 가능하다.Although not shown in the drawing, it is also possible to mount a fan on the open side of the case 40 in the same manner as the case 21 to allow air to flow.

상기 냉각기(100a)와 상기 급속냉각기(200)는 각각 상기 케이스(40)에 상하로 구획된 공간 내에 구분하여 장착된다. 예를 들면, 상기 냉각기(100a)를 상기 케이스(40)의 하측에 장착하는 경우 상기 급속냉각기(200)는 상기 케이스(40)의 상측에 장착한다.The cooler 100a and the rapid cooler 200 are separately installed in the upper and lower spaces defined in the case 40, respectively. For example, when the cooler 100a is mounted on the lower side of the case 40, the rapid cooler 200 is mounted on the upper side of the case 40.

상기 급속냉각기(200)가 적용된 본 발명에 따른 열전소자와 PCM을 이용한 냉방장치의 또 다른 실시예에서 제2실시예는 도 10에 나타낸 바와 같이, 상기 제1냉각부(20)의 내부에 상기 냉각기(100a)와 함께 상기 급속냉각기(200)가 배열장착되도록 구성된다.In another embodiment of the cooling apparatus using the thermoelectric element and the PCM according to the present invention to which the rapid cooling system 200 is applied, as shown in FIG. 10, in the cooling system of the second embodiment, The rapid cooler 200 is configured to be arrayed with the cooler 100a.

상기 급속냉각기(200)는 상기 제1냉각부(20)에 가로 또는 세로 방향으로 일정한 간격을 두고 장착된 복수의 상기 냉각기(100a)의 사이마다 일정한 간격을 두고 배열장착된다.The rapid cooler 200 is arranged at a predetermined interval between a plurality of the coolers 100a mounted on the first cooler 20 at regular intervals in the lateral or longitudinal direction.

도 10의 (a)에서처럼 상기 냉각기(100a)를 세로 방향으로 일정한 간격을 두고 배열장착하는 경우 상기 냉각기(100a)의 사이마다 상기 급속냉각기(200)를 세로 방향으로 일정한 간격을 두고 배열장착하여 구성하고, 도 10의 (b)에서처럼 상기 냉각기(100a)를 가로 방향으로 일정한 간격을 두고 배열장착하는 경우 상기 냉각기(100a)의 사이마다 상기 급속냉각기(200)를 가로 방향으로 일정한 간격을 두고 배열장착하여 구성한다.10 (a), when the coolers 100a are arranged at regular intervals in the vertical direction, the rapid coolers 200 are arranged in the vertical direction at regular intervals between the coolers 100a, 10B, when the coolers 100a are arranged at regular intervals in the lateral direction, the rapid coolers 200 are arranged and spaced apart from each other in the lateral direction at intervals between the coolers 100a .

즉 상기한 또 다른 실시예와 같이 본 발명을 구성하면, PCM이 충전된 냉각기보다 공기에 냉온이 빠르게 전달되므로 냉방 초기에 보다 시원한 냉풍을 제공하는 것이 가능하다.That is, according to the present invention configured as in the above-described another embodiment, since the cold and hot temperatures are transmitted to the air faster than the coolers filled with the PCM, it is possible to provide cooler cool air in the early stage of cooling.

상기한 또 다른 실시예에 있어서도 상기한 구성 이외에는 상기한 일실시예 및/또는 다른 실시예와 마찬가지의 구성으로 실시하는 것이 가능하므로, 상세한 설명은 생략한다.In the above-described other embodiment, the same configuration as that of the above-described one embodiment and / or the other embodiments can be employed, and detailed description thereof will be omitted.

상기에서는 본 발명에 따른 열전소자와 PCM을 이용한 냉방장치의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고 특허청구범위와 명세서 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고, 이 또한 본 발명의 범위에 속한다.
While the preferred embodiments of the cooling apparatus using the thermoelectric element and the PCM according to the present invention have been described above, the present invention is not limited thereto, and various modifications may be made within the scope of the claims, specification and accompanying drawings. And this also falls within the scope of the present invention.

10 : 지지프레임 20 : 제1냉각부 21 : 외부케이스
23 : 유입팬 25 : 배출팬 30 : 제2냉각부
31 : 수조 33 : 수중펌프 35 : 물공급관
37 : 물회수관 40 : 케이스 100a,100b : 냉각기
110 : 열전소자 111 : 발열면 113 : 냉각면
120 : 상부냉각수단 121 : 냉각판 123 : 냉각로
130 : 하부냉각수단 131 : 상부기판 132 : 제1방열핀
133 : 하부기판 134 : 제2방열핀 135 : 스페이서
137 : PCM충진부 140 : 보온층 200 : 급속냉각기
210 : 열전소자 220 : 냉각부재 230 : 방열부재
10: support frame 20: first cooling part 21: outer case
23: inlet fan 25: exhaust fan 30: second cooling section
31: water tank 33: submersible pump 35: water supply pipe
37: water pipe 40: case 100a, 100b: cooler
110: thermoelectric element 111: heat generating surface 113: cooling surface
120: upper cooling means 121: cooling plate 123: cooling furnace
130: lower cooling means 131: upper substrate 132: first radiating fin
133: lower substrate 134: second radiating fin 135: spacer
137: PCM filling part 140: insulating layer 200: rapid cooling device
210: thermoelectric element 220: cooling member 230:

Claims (12)

지지프레임과;
상기 지지프레임의 상부에 설치되고 외부로부터 공기를 유입하여 냉각시킨 후 냉기를 배출가능하게 형성되는 제1냉각부와;
상기 제1냉각부의 하부에 위치하도록 상기 지지프레임 상에 설치되고 내부에 채워진 물을 지속적으로 냉각시킨 후 냉각수를 상기 제1냉각부를 향해 순환시키되 냉각수가 자체적으로 순환가능하게 형성되는 제2냉각부;를 포함하고,
상기 제1냉각부 및 상기 제2냉각부에는 전류를 흘려 상측에 열이 발생하는 발열면 및 하측에 열이 흡수되는 냉각면을 형성하는 열전소자와, 상기 열전소자의 발열면에 접촉하도록 배치되고 상기 제2냉각부로부터 이동된 냉각수를 순환하여 상기 발열면에서 발생하는 열을 냉각시키는 상부냉각수단과, 상기 열전소자의 냉각면에 접촉하도록 배치되고 상기 열전소자로부터 생성된 냉온을 PCM에 의해 축적하면서 냉기를 전달하는 하부냉각수단으로 구성되는 냉각기를 포함하여 이루어지며,
상기 제1냉각부에는 외부로부터 유입되는 공기를 급속히 냉각시켜 냉기를 배출할 수 있도록 전류에 의해 발열면 및 냉각면을 형성하는 열전소자와, 상기 열전소자의 발열면에 접하여 열을 냉각하는 냉각부재와, 상기 열전소자의 냉각면에 접하여 냉기를 전달하는 방열부재를 포함하여 이루어지는 급속냉각기가 상기 제1냉각부에 상하로 구획된 케이스 내부에 설치되거나 또는 상기 제1냉각부의 내부에 상기 냉각기와 함께 가로 또는 세로 방향으로 일정한 간격을 두고 배열장착되는 것을 특징으로 하는 열전소자와 PCM을 이용한 냉방장치.
A support frame;
A first cooling unit installed at an upper portion of the support frame and configured to allow cool air to be drawn after cooling by flowing air from the outside;
A second cooling unit installed on the support frame so as to be positioned below the first cooling unit, circulating the water filled therein and circulating the cooling water toward the first cooling unit so that the cooling water can circulate itself; Lt; / RTI >
A thermoelectric element for forming a heat generating surface for generating heat on the upper side and a cooling surface for absorbing heat on the lower side by supplying a current to the first cooling portion and the second cooling portion; An upper cooling water step for circulating the cooling water moved from the second cooling part to cool the heat generated on the heating surface, and a second cooling step for cooling the cooling heat generated from the thermoelectric element by contacting the cooling surface of the thermoelectric element And a cooler constituted by lower cooling means for transmitting cold air,
Wherein the first cooling portion includes a thermoelectric element that forms a heat generating surface and a cooling surface by current so as to rapidly cool the air introduced from the outside and discharge the cool air, a cooling member for cooling the heat in contact with the heat generating surface of the thermoelectric element, And a heat dissipating member for transmitting cool air in contact with the cooling surface of the thermoelectric element is installed in a case partitioned by the first cooling part in the upper and lower parts or is provided inside the first cooling part together with the cooler Wherein the air conditioning unit is arranged in a horizontal or vertical direction at regular intervals.
청구항 1에 있어서,
상기 제1냉각부는, 내부에 상기 냉각기를 적어도 하나 이상 수용하고 사방이 밀폐된 구조를 갖는 외부케이스와, 상기 외부케이스의 한쪽에 설치되고 외부로부터 공기를 유입시키는 유입팬과, 상기 외부케이스에서 상기 유입팬의 반대편에 위치하도록 설치되고 상기 냉각기를 통해 냉각된 냉기를 외부로 배출하는 배출팬을 포함하여 이루어지는 열전소자와 PCM을 이용한 냉방장치.
The method according to claim 1,
Wherein the first cooling portion includes an outer case having at least one or more coolers accommodated therein and having a closed structure at four sides, an inflow fan installed at one side of the outer case for introducing air from the outside, And a discharge fan installed on the opposite side of the inlet fan and discharging the cool air cooled through the cooler to the outside, and a cooling device using the PCM.
청구항 1에 있어서,
상기 제2냉각부는, 내부에 물이 채워지고 상부에 상기 냉각기가 고정 설치되는 수조와, 상기 냉각기에 의해 냉각된 상기 수조의 냉각수를 상기 제1냉각부 및 제2냉각부의 냉각기에 각각 공급하는 수중펌프와, 상기 수중펌프로부터 상기 냉각기를 향해 냉각수가 공급될 수 있게 상호 연결하는 물공급관과, 상기 냉각기로부터 상기 수조를 향해 냉각수를 회수할 수 있게 상호 연결되는 물회수관을 포함하여 이루어지는 열전소자와 PCM을 이용한 냉방장치.
The method according to claim 1,
Wherein the second cooling unit includes a water tank in which water is filled in the second cooling unit and the cooler is fixedly installed in the upper part of the water tank and a cooler in the water tank that is cooled by the cooler is supplied to the coolers of the first cooling unit and the second cooling unit, A thermoelectric element including a pump, a water supply pipe interconnecting the water pump to supply the cooling water from the underwater pump to the cooler, and a water pipe interconnected to recover the cooling water from the cooler to the water tank, .
청구항 1에 있어서,
상기 냉각기의 상부냉각수단은, 상기 열전소자에 접하는 냉각판과, 상기 냉각판의 한쪽 측면에 길이방향으로 중공되어 냉각수의 이동경로를 이루는 복수의 냉각로를 포함하여 이루어지는 열전소자와 PCM을 이용한 냉방장치.
The method according to claim 1,
The upper cooling means of the cooler includes a cooling plate in contact with the thermoelectric element, a thermoelectric element including a plurality of cooling passages formed on one side surface of the cooling plate in a longitudinal direction to form a cooling water movement path, Device.
청구항 4에 있어서,
상기 상부냉각수단의 냉각로는 상기 냉각판을 향한 냉각수의 유입과 함께 배출가능하게 “∩”자형 단면형상으로 형성되는 것을 특징으로 하는 열전소자와 PCM을 이용한 냉방장치.
The method of claim 4,
Wherein the cooling path of the upper cooling means is formed in a cross-sectional shape such that it can be discharged together with the inflow of cooling water toward the cooling plate.
청구항 1에 있어서,
상기 냉각기의 하부냉각수단은, 상기 열전소자에 한쪽 면이 접하여 냉온이 전달되는 상부기판과, 상기 상부기판의 하측에 설치되고 상기 상부기판에서 전달되는 냉온을 외부로 전달시키는 하부기판과, 상기 상부기판과 상기 하부기판의 사이에 일정한 간격을 유지토록 양쪽 측면에 설치되는 스페이서와, 상기 상부기판과 상기 하부기판의 사이에 충진되고 상기 상부기판에서 전달되는 냉온을 축적하는 PCM충진부를 포함하여 이루어지는 열전소자와 PCM을 이용한 냉방장치.
The method according to claim 1,
The lower cooling means of the cooler includes an upper substrate on which one surface is in contact with the thermoelectric element and a cold temperature is transmitted thereto, a lower substrate which is installed on the lower side of the upper substrate and transfers the cold temperature transferred from the upper substrate to the outside, A spacer provided on both sides of the lower substrate to maintain a predetermined gap between the upper substrate and the lower substrate and a PCM filling part which is filled between the upper substrate and the lower substrate and accumulates cold temperatures transferred from the upper substrate, Air conditioning system using device and PCM.
청구항 6에 있어서,
상기 하부냉각수단에는, 상기 상부기판의 하면에 상기 하부기판을 향해 돌출 형성되고 상기 PCM충진부에 접하도록 충진공간을 구획하는 복수의 제1방열핀과, 상기 하부기판의 하면에 돌출 형성되고 상기 상부기판 및 상기 PCM충진부로부터 전달되는 냉온을 외부로 전달하는 제2방열핀을 포함하여 이루어지는 열전소자와 PCM을 이용한 냉방장치.
The method of claim 6,
The lower cooling means includes a plurality of first radiating fins protruding toward the lower substrate on the lower surface of the upper substrate and partitioning a filling space to be in contact with the PCM filling portion, And a second radiating fins for transferring a cold temperature transferred from the PCM filling part to the outside, and a cooling device using the PCM.
청구항 1 내지 청구항 7 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제1냉각부에서 상기 냉각기는 가로 또는 세로 방향으로 일정한 간격을 두고 복수로 장착하여 구성되고,
외부로부터 유입되는 공기와의 접촉 표면적을 넓히도록 복수의 상기 냉각기 사이마다 보온재를 충전하여 형성되는 보온층을 더 포함하여 이루어지는 열전소자와 PCM을 이용한 냉방장치.
The method according to any one of claims 1 to 7,
Wherein the coolers in the first cooling section are mounted in a plurality of spaces at regular intervals in the lateral or longitudinal direction,
And a heat insulating layer formed by filling a plurality of heaters between the plurality of coolers so as to widen the contact surface area with the air introduced from the outside, and a cooling device using the PCM.
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