KR101519629B1 - Device and method for controlling themoelectronic module - Google Patents

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KR101519629B1 KR1020130114714A KR20130114714A KR101519629B1 KR 101519629 B1 KR101519629 B1 KR 101519629B1 KR 1020130114714 A KR1020130114714 A KR 1020130114714A KR 20130114714 A KR20130114714 A KR 20130114714A KR 101519629 B1 KR101519629 B1 KR 101519629B1
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Abstract

냉수 탱크를 냉각하는 열전소자를 제어하기 위한 열전소자 제어장치 및 방법이 개시된다. 열전소자 제어장치는, 전원을 공급하기 위한 전원 공급부; 상기 냉수 탱크의 냉수 온도를 측정하는 냉수온도 감지부; 전가 전원공급부의 전원 공급에 따라 상기 냉수탱크를 냉각시키는 흡열부와 열을 발산하는 발열부를 포함하는 열전소자; 상기 열전소자의 발열부의 온도를 감지하는 발열온도 감지부; 상기 열전소자의 발열부를 냉각시키는 방열부; 시간을 체크하는 타이머; 상기 냉수온도 감지부 및 상기 발열온도 감지부의 출력신호를 수신하고, 상기 냉수와 발열부의 온도차를 상기 열전소자에 전압 충격이 없도록 하는 기준 값 이내로 유지하도록 상기 전원 공급부에서 상기 열전소자 및 방열부로 공급되는 전원을 제어하는 제어부를 포함한다. 본 발명에서는 발열부 온도를 모니터링 하며, 발열부 상승 온도에 따라 전압을 0.5V~1V 단위로 서서히 증가 또는 감소시키고, 열전소자의 흡열부와 방열부의 온도차를 섭씨 40~45도 사이를 유지하며 제어하도록 하여 열전소자의 내구성 및 냉각성능을 최적화 할 수 있다.A thermoelectric element control apparatus and method for controlling a thermoelectric element that cools a cold water tank are disclosed. The thermoelectric-element control device includes a power supply unit for supplying power; A cold water temperature sensing unit for measuring a cold water temperature of the cold water tank; A thermoelectric element including a heat absorbing part for cooling the cold water tank and a heat generating part for dissipating heat according to the power supply of the full power supply part; A heating temperature sensing unit for sensing the temperature of the heating unit of the thermoelectric element ; A heat dissipating unit for cooling the heat generating unit of the thermoelectric element; A timer for checking time; The cold water temperature sensing unit and the heating temperature sensing unit and supplies the temperature difference between the cold water and the heat generating unit to the thermoelectric element and the heat radiating unit in the power supply unit so as to maintain the temperature difference within a reference value And a control unit for controlling the power supply. In the present invention, the temperature of the heating unit is monitored, and the voltage is gradually increased or decreased in units of 0.5V to 1V according to the rising temperature of the heating unit, and the temperature difference between the heat absorption unit and the heat radiation unit is maintained at 40 to 45 degrees Celsius So that the durability and cooling performance of the thermoelectric element can be optimized.

Description

열전소자 제어 장치 및 방법{Device and method for controlling themoelectronic module}TECHNICAL FIELD [0001] The present invention relates to a device and a method for controlling a thermoelectric device,

본 발명은 열전소자에 관한 것으로, 보다 상세하게는 열전소자 제어 장치 및 방법에 관한 것이다. The present invention relates to a thermoelectric element, and more particularly, to a thermoelectric element control apparatus and method.

일반적으로 냉각과 가열작용의 반복수행으로 설정온도에 도달하게 하는 종래의 온도 실험기는 프레온 가스를 냉매로 하는 냉각용 콤푸레셔와 대전력이 소비되는 가열용 히터가 각각 내장된 대용량으로 설치됨에 따라 설치공간과 비용이 많이 들어갈 뿐 아니라 매우 큰 구동전력으로 인한 많은 전력손실이 발생됨으로서 소형의 피측정물에 대한 온도변화를 측정하는 데 많은 부담을 가중시키는 문제점이 있었고, 또한 프레온 가스에 의한 오존층의 파괴로 인한 환경훼손을 유발하는 등의 많은 문제점이 있었다.Generally, cooling and heating the conventional temperature tester to reach the set temperature by repeated execution of the action is in accordance with the heating heater for which the spent cooling kompu LES Yorkshire and high power for which the freon gas as a refrigerant installed by mass, respectively internal There is a problem in that a large amount of power loss due to a very large driving power is generated as well as a large installation space and cost, and thus a great deal of burden is imposed on measuring a temperature change of a small object to be measured. Causing damage to the environment due to destruction.

근래에는 펠티어 효과에 의한 열 분극작용이 일어나는 접합면을 경계로 냉각과 가열이 동시에 수행되는 반도체 열전소자를 이용하여 실험기의 전체부피를 소형으로 제작이 가능하고 프레온 가스를 사용하지 않음으로서 전술한 문제점을 해소할 수 있었다.In recent years, the total volume of the test apparatus can be made small by using the semiconductor thermoelectric element in which the cooling and heating are simultaneously performed at the interface between the bonding surface where the thermally polarizing action by the Peltier effect is performed, and the above- Can be solved.

종래에는 냉온수가 등의 냉수탱크를 일정온도로 유지하기 위하여 도 1과 같이 단계별로 열전소자에 인가되는 전압을 상승 또는 하강 시키고, 상기 단계별 전압에 대응하여 팬을 구동하여 열전소자의 발열부를 냉각하였다.Conventionally, in order to keep the cold water tank such as cold and hot water at a constant temperature, the voltage applied to the thermoelectric element is raised or lowered in steps as shown in FIG. 1, and the fan is driven in correspondence with the stepwise voltage to cool the heating element of the thermoelectric element .

그런데 이럴 경우 도 2와 같이 열전소자의 전압 충격에 의해 내구성이 저하되고, 급상승한 전압에 의해 발열부 온도도 급격히 상승하게 되어 환경에 따른 성능차가 크게 발생한다.In this case, as shown in Fig. 2, the durability is lowered due to the voltage impact of the thermoelectric element, and the temperature of the heat generating portion sharply rises due to the rapidly increasing voltage.

따라서 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 종래의 단점을 해결한 것으로서, 발열부 온도를 모니터링 하며, 발열부 상승 온도에 따라 전압을 0.5V~1V 단위로 서서히 증가 또는 감소시키고, 열전소자의 흡열부와 방열부의 온도차를 섭씨 40~45도 사이를 유지하며 제어하도록 하여 열전소자의 내구성 및 냉각성능을 최적화 하는 열전소자 제어 장치 및 방법을 제공하는 것이다.
SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, the present invention has been made in view of the above problems, and it is an object of the present invention to provide a thermoelectric conversion device that monitors a temperature of a heating unit, gradually increases or decreases a voltage in units of 0.5V to 1V according to a rising temperature of a heating unit, And a temperature difference of the heat dissipation unit is controlled to be maintained within a range of 40 to 45 degrees to optimize durability and cooling performance of the thermoelectric device.

이러한 과제를 이루기 위한 본 발명의 특징에 따른 열전소자 제어 장치는,According to an aspect of the present invention, there is provided a thermoelectric-

냉수 탱크를 냉각하는 열전소자를 제어하기 위한 열전소자 제어장치로서,A thermoelectric-element controller for controlling a thermoelectric element for cooling a cold water tank,

전원을 공급하기 위한 전원 공급부;A power supply for supplying power;

상기 냉수 탱크의 냉수 온도를 측정하는 냉수온도 감지부;A cold water temperature sensing unit for measuring a cold water temperature of the cold water tank;

상기 전원공급부의 전원 공급에 따라 상기 냉수탱크를 냉각시키는 흡열부와 열을 발산하는 발열부를 포함하는 열전소자;A thermoelectric element including a heat absorbing part for cooling the cold water tank according to the power supply of the power supply part and a heat generating part for radiating heat;

상기 열전소자의 발열부의 온도를 감지하는 발열온도 감지부; A heating temperature sensing unit for sensing the temperature of the heating unit of the thermoelectric element;

상기 열전소자의 발열부를 냉각시키는 방열부;A heat dissipating unit for cooling the heat generating unit of the thermoelectric element;

시간을 체크하는 타이머;A timer for checking time;

상기 냉수온도 감지부 및 상기 발열온도 감지부의 출력신호를 수신하고, 상기 냉수와 발열부의 온도차를 상기 열전소자에 전압 충격이 없도록 하는 기준 값 이내로 유지하도록 상기 전원 공급부에서 상기 열전소자 및 방열부로 공급되는 전원을 제어하는 제어부를 포함한다.The cold water temperature sensing unit and the heating temperature sensing unit and supplies the temperature difference between the cold water and the heat generating unit to the thermoelectric element and the heat radiating unit in the power supply unit so as to maintain the temperature difference within a reference value And a control unit for controlling the power supply.

상기 기준값은 섭씨45도인 것을 특징으로 한다.And the reference value is 45 [deg.] C.

상기 전원공급부는 0V~24V까지 0.5V 단위로 출력하는 것을 특징으로 한다.And the power supply unit outputs 0V to 24V in units of 0.5V.

상기 제어부는 상기 열전소자로 인가하는 상기 전원 공급부의 출력전압을 증가시에는 5V까지는 1초 간격으로 1V씩 증가시키고, 5V이후 부터는 1초 간격으로 0.5V씩 증가시키는 것을 특징으로 한다.The control unit increases the output voltage of the power supply unit applied to the thermoelectric element by 1V at intervals of 1 second to 5V and increases by 0.5V at intervals of 1 second after 5V.

상기 제어부는 상기 열전소자로 인가하는 상기 전원 공급부의 출력전압이 상승할 때 상기 냉각탱크와 상기 발열부의 온도를 입력받아 상기 냉수와 상기 발열부의 온도차가 상기 기준온도 이하인지 확인하고, 상기 기준온도 이하일 경우 전압을 증가시키고, 상기 기준온도초과일 경우 상기 열전소자로 인가하는 상기 전원 공급부의 출력전압을 현재대로 유지한다.Wherein the control unit receives the temperature of the cooling tank and the heating unit when the output voltage of the power supply unit applied to the thermoelectric element is increased to check whether the temperature difference between the cold water and the heating unit is lower than or equal to the reference temperature, , And maintains the output voltage of the power supply unit applied to the thermoelectric element as it is when the reference temperature is exceeded.

상기 제어부는 전압 유지 구간에서 상기 냉수부와 상기 발열부의 온도차가 상기 기준값을 넘어갈 경우 상기 방열부의 팬의 출력을 증가시킨다.The controller increases the output of the fan of the heat dissipating unit when the temperature difference between the cold water unit and the heat generating unit exceeds the reference value in the voltage holding period.

상기 제어부는 상기 팬의 출력이 최대 출력일때 상기 냉수와 상기 발열부의 온도차가 상기 기준값을 초과하는 경우 상기 열전소자로 인가하는 상기 전원 공급부의 출력전압을 감소시켜 상기 냉수와 상기 발열부의 온도차를 줄이는 것을 특징으로 한다.The control unit decreases the output voltage of the power supply unit applied to the thermoelectric element when the temperature difference between the cold water and the heat generating unit exceeds the reference value when the output of the fan is at the maximum output and reduces the temperature difference between the cold water and the heat generating unit .

상기 제어부는 상기 냉수와 상기 발열부의 온도 기울기를 파악하여 상기 냉수 및 발열부 온도를 예상하고, 예상 온도차를 계산하여 상기 예상 온도차가 상기 기준값 이내가 되도록 상기 열전소자에 공급되는 상기 전원공급부의 출력전압을 제어하는 것을 특징으로 한다.Wherein the control unit estimates the temperature of the cold water and the heating unit by calculating the temperature gradient of the cold water and the heating unit and calculates a predicted temperature difference so that the output voltage of the power supply unit supplied to the thermoelectric device And the like.

이러한 과제를 이루기 위한 본 발명의 특징에 따른 열전소자 제어 방법은,According to an aspect of the present invention, there is provided a method of controlling a thermoelectric device,

냉수 탱크를 냉각하는 열전소자를 제어하기 위한 열전소자 제어방법으로서,A thermoelectric element control method for controlling a thermoelectric element for cooling a cold water tank,

제어부가 상기 냉수 탱크의 냉수 온도를 냉수온도 감지부로부터 수신하고, The control unit receives the cold water temperature of the cold water tank from the cold water temperature sensing unit,

상기 열전소자의 발열부의 온도를 발열온도 감지부로부터 수신하는 단계;Receiving a temperature of a heating portion of the thermoelectric element from a heating temperature sensing portion;

상기 제어부가 상기 냉수 탱크의 냉수 온도 및 상기 열전소자의 발열부의 온도 변화 곡선을 각각 생성하고, 상기 온도 변화 곡선을 이용하여 소정시간 후의 상기 냉수 탱크의 냉수 및 상기 열전소자의 발열부 예상 온도를 각각 산출하는 단계;Wherein the control unit generates the cold water temperature of the cold water tank and the temperature change curve of the heating unit of the thermoelectric element respectively and sets the predicted temperature of the cold water of the cold water tank and the heating unit of the thermoelectric element after a predetermined time Calculating;

상기 제어부가 냉수 제어온도가 현재의 냉수온도 미만인지 판단하는 단계Wherein the controller determines whether the cold water control temperature is lower than the current cold water temperature

냉수 제어온도가 현재의 냉수온도 미만이면, 상기 발열부와 냉수의 예상 온도차가 상기 열전소자에 전압 충격이 없도록 하는 기준 값 이상인지 판단하는 단계;Determining whether a predicted temperature difference between the heating unit and the cold water is equal to or greater than a reference value that causes no voltage shock to the thermoelectric device if the cold water control temperature is less than the current cold water temperature;

상기 발열부와 냉수의 예상 온도차가 상기 기준 값 미만이면, 상기 제어부가 전원 공급부에서 상기 열전소자로 공급되는 전원의 출력을 증가시키는 단계를 포함한다.And increasing the output of the power supplied from the power supply unit to the thermoelectric element if the expected temperature difference between the heating unit and the cold water is less than the reference value.

상기 방법은,The method comprises:

상기 발열부와 냉수의 예상 온도차가 상기 기준 값 이상이면, 상기 제어부가 전원 공급부에서 상기 방열부로 공급되는 전원의 출력을 증가시키는 단계를 포함한다.And increasing the output of the power supplied from the power supply unit to the heat dissipation unit when the expected temperature difference between the heating unit and the cold water is equal to or greater than the reference value.

상기 방법은,The method comprises:

상기 제어부가 상기 방열부로 공급되는 전원의 출력이 최대인지 판단하는 단계;Determining whether the output of the power source supplied to the heat dissipation unit is the maximum;

상기 방열부로 공급되는 전원의 출력이 최대이면, 상기 열전소자로 공급되는 전원의 출력을 1초 단위로 감소시키는 단계를 포함한다.And reducing the power of the power supplied to the thermoelectric element by one second if the power of the power supplied to the heat dissipation unit is at its maximum.

상기 열전소자로 공급되는 전원의 출력을 증가시키는 단계는,Wherein increasing the output of the power supply to the thermoelectric element comprises:

상기 열전소자로 인가하는 상기 전원 공급부의 출력전압을 증가시에는 5V까지는 1초 간격으로 1V씩 증가시키고, 5V이후 부터는 1초 간격으로 0.5V씩 증가시키는 것을 특징으로 한다.
When the output voltage of the power supply unit applied to the thermoelectric element is increased, the voltage is increased by 1V at intervals of 1 second until 5V and is increased by 0.5V at intervals of 1 second after 5V.

본 발명의 실시예에서는 발열부 온도를 모니터링 하며, 발열부 상승 온도에 따라 전압을 0.5V~1V 단위로 서서히 증가 또는 감소시키고, 열전소자의 흡열부와 방열부의 온도차를 섭씨 40~45도 사이를 유지하며 제어하도록 하여 열전소자의 내구성 및 냉각성능을 최적화 할 수 있다.In the embodiment of the present invention, the temperature of the heating unit is monitored, and the voltage is gradually increased or decreased in units of 0.5V to 1V according to the rising temperature of the heating unit, and the temperature difference between the heat absorbing unit and the heat- And durability and cooling performance of the thermoelectric device can be optimized.

도 1은 종래의 열전소자로의 출력전압과 팬전압의 관계를 나타낸 도면이다.
도 2는 종래의 냉수온도와 발열온도를 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 열전소자 제어 장치의 구성도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 열전소자 제어 방법의 동작 흐름도이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 열전소자 제어 장치의 열전소자 제어 출력전압, 팬전압, 냉수온도 및 발열온도의 변화를 나타낸 도면이다.1 is a diagram showing a relationship between an output voltage to a conventional thermoelectric element and a fan voltage.
2 is a view showing a conventional cold water temperature and a heat generation temperature.
3 is a configuration diagram of a thermoelectric-element control device according to an embodiment of the present invention.
4 is a flowchart illustrating a method of controlling a thermoelectric device according to an embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a graph showing changes in the thermoelectric-element control output voltage, the fan voltage, the cold water temperature, and the exothermic temperature of the thermoelectric-element control device according to the embodiment of the present invention.

아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art can easily carry out the present invention. The present invention may, however, be embodied in many different forms and should not be construed as limited to the embodiments set forth herein. In order to clearly illustrate the present invention, parts not related to the description are omitted, and similar parts are denoted by like reference characters throughout the specification.

명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. 또한, 명세서에 기재된 "…부", "…기", "모듈" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.Throughout the specification, when an element is referred to as "comprising ", it means that it can include other elements as well, without excluding other elements unless specifically stated otherwise. Also, the terms " part, "" module," and " module ", etc. in the specification mean a unit for processing at least one function or operation and may be implemented by hardware or software or a combination of hardware and software have.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 열전소자 제어 장치의 블록 구성도이다.3 is a block diagram of a thermoelectric-element control device according to an embodiment of the present invention.

도 3을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 열전소자 제어 장치는, 냉수 탱크를 냉각하는 열전소자를 제어하기 위한 열전소자 제어장치로서, 전원 공급부(150); 냉수온도 감지부(110); 열전소자(120); 발열온도 감지부(130); 방열부(140); 타이머(170); 제어부(160)를 포함한다.Referring to FIG. 3, a thermoelectric-element controller according to an embodiment of the present invention is a thermoelement-element controller for controlling a thermoelectric element that cools a cold water tank. The thermoelement-controller includes a power supply unit 150; A cold water temperature sensing unit 110; A thermoelectric element 120; An exothermic temperature sensing unit 130; A heat dissipation unit 140; A timer 170; And a control unit 160.

상기 전원공급부(150)는 0V~24V까지 0.5V 단위로 출력이 가능하다.The power supply unit 150 can output 0V to 24V in units of 0.5V.

냉수온도 감지부(110)는 온도 센서 등으로 구현되고, 상기 냉수 탱크(200)의 냉수 온도를 측정한다The cold water temperature sensing unit 110 is implemented by a temperature sensor or the like and measures the cold water temperature of the cold water tank 200

열전소자(120)는 전원공급부의 전원 공급에 따라 상기 냉수탱크를 냉각시키는 흡열부와 열을 발산하는 발열부를 포함한다. The thermoelectric element 120 includes a heat absorbing part that cools the cold water tank according to the power supply of the power supply part and a heat generating part that dissipates heat.

발열온도 감지부(130)는 온도 센서로서 상기 열전소자(120)의 발열부의 온도를 감지하되 그 위치는 방열부 내에 또는 열전소자(120) 발열부 근처에 설치 가능하다. The heating temperature sensing unit 130 senses the temperature of the heating unit of the thermoelectric module 120 as a temperature sensor, and the temperature of the heating module 130 can be set in the heat dissipating unit or near the heating unit of the thermoelectric module 120.

그리고 발열온도 감지부(130)는 열전소자(120) 발열부에 밀착되어 있는 방열부(140)의 상하부에 위치하여　 방열부(140) 쪽으로 전달된　열전소자(120)의 발열부의 발열온도를 감지하며, 이러한 구조는 다양하게 변형이 가능하고, 실제로는 열전소자(120)의 발열부의 온도를 직접 또는 간접으로 감지하기 위한 것이다.The heating temperature sensing unit 130 senses the heating temperature of the heating unit of the thermoelectric transducer 120 that is positioned at the upper and lower portions of the heat dissipating unit 140 closely attached to the heating unit of the thermoelectric transducer 120, Such a structure can be variously modified, and is actually for directly or indirectly sensing the temperature of the heat generating portion of the thermoelectric element 120.

방열부(140)는 상기 열전소자(120)의 발열부를 냉각시키며, 히트 싱크와 팬으로 구성되며, 이러한 발열부는 이 분야에서 잘 알려져 있으므로 상세 설명은 생략한다.The heat dissipation unit 140 cools the heat generation unit of the thermoelectric device 120, and is composed of a heat sink and a fan. Such a heat generation unit is well known in the art, and thus a detailed description thereof will be omitted.

타이머(170)는 시간을 체크하며, 기능상 별도로 표시한 것일뿐 실제로는 제어부(160)내에 또는 별도의 장치로 구현이 가능하다.
The timer 170 checks the time and is separately displayed in terms of functions, and can be actually implemented in the control unit 160 or in a separate device.

제어부(160)는 상기 냉수온도 감지부 및 상기 발열온도 감지부의 출력신호를 수신하고, 상기 냉수와 발열부의 온도차를 상기 열전소자에 전압 충격이 없도록 하는 기준값 즉, 섭씨45도 정도 이내로 유지하도록 상기 전원 공급부에서 상기 열전소자 및 방열부로 공급되는 전원을 제어한다.The control unit 160 receives the output signals of the cold water temperature sensing unit and the heating temperature sensing unit and controls the temperature of the heating unit such that the temperature difference between the cold water and the heating unit is maintained within a reference value, And controls the power supplied from the supply unit to the thermoelectric element and the heat dissipation unit.

상기 제어부(160)는 상기 열전소자로 인가하는 상기 전원 공급부의 출력전압을 증가시에는 5V까지는 1초 간격으로 1V씩 증가시키고, 5V이후 부터는 1초 간격으로 0.5V씩 증가시킨다.The control unit 160 increases the output voltage of the power supply unit applied to the thermoelectric element by 1 V at intervals of 1 second until the voltage increases to 5 V and increases by 0.5 V at intervals of 1 second after the voltage of 5 V.

상기 제어부(160)는 상기 열전소자로 인가하는 상기 전원 공급부의 출력전압이 상승할 때 상기 냉각탱크와 상기 발열부의 온도를 입력받아 상기 냉수와 상기 발열부의 온도차가 상기 기준온도 이하인지 확인하고, 상기 기준온도 이하일 경우 전압을 증가시키고, 상기 기준온도초과일 경우 상기 열전소자로 인가하는 상기 전원 공급부(150)의 출력전압을 현재대로 유지한다.The control unit 160 receives the temperature of the cooling tank and the heating unit when the output voltage of the power supply unit applied to the thermoelectric device rises and checks whether the temperature difference between the cold water and the heating unit is lower than or equal to the reference temperature, Increases the voltage when the temperature is lower than or equal to the reference temperature and maintains the output voltage of the power supply unit 150 applied to the thermoelectric element as it is when the reference temperature is exceeded.

상기 제어부(160)는 전압 유지 구간에서 상기 냉수와 상기 발열부의 온도차가 상기 기준값을 넘어갈 경우 상기 방열부(140)의 팬의 출력을 증가시킨다.The controller 160 increases the output of the fan of the heat dissipating unit 140 when the temperature difference between the cold water and the heat generating unit exceeds the reference value.

상기 제어부(160)는 상기 팬의 출력이 최대 출력일때 상기 냉수와 상기 발열부의 온도차가 상기 기준값을 초과하는 경우 상기 열전소자로 인가하는 상기 전원 공급부의 출력전압을 감소시켜 상기 냉수와 상기 발열부의 온도차를 줄이는 것을 특징으로 한다.The control unit 160 decreases the output voltage of the power supply unit to be applied to the thermoelectric element when the temperature difference between the cold water and the heat generating unit exceeds the reference value when the output of the fan is the maximum output, Is reduced.

또한, 상기 제어부(160)는 상기 냉수와 상기 발열부의 온도 기울기를 파악하여 상기 냉수 및 발열부 온도를 예상하고, 예상 온도차를 계산하여 상기 예상 온도차가 상기 기준값 이내가 되도록 상기 열전소자에 공급되는 상기 전원공급부의 출력전압을 제어할 수도 있다.The control unit 160 calculates a predicted temperature difference by estimating the temperature of the cold water and the heating unit by grasping the temperature gradient of the cold water and the heating unit, And the output voltage of the power supply unit may be controlled.

이러한 구성을 가진 본 발명의 실시예에 따른 열전소자 제어 장치의 동작에 관하여 설명하면 다음과 같다.The operation of the thermoelectric-element control device according to the embodiment of the present invention having such a configuration will now be described.

먼저, 전원이 인가되면, 냉수온도 감지부(110)가 냉수탱크(200)의 냉수온도를 감지하여 제어부(160)로 출력하고, 발열온도 감지부(130)가 상기 열전소자(120)의 발열부의 온도를 감지하여 출력한다.When the power is applied, the cold water temperature sensing unit 110 senses the cold water temperature of the cold water tank 200 and outputs the sensed temperature to the controller 160. The heat sensing unit 130 senses the heat of the thermoelectric element 120 Detects the temperature of the negative part and outputs it.

다음, 제어부(160)가 냉수 온도와 발열부 온도를 수신하고 냉수온도 감지부(110) 및 발열온도 감지부(130)가 온도센서 기능이 정상인지 판단한다(S410).Next, the control unit 160 receives the cold water temperature and the heating unit temperature, and determines whether the cold water temperature sensing unit 110 and the heating temperature sensing unit 130 have a normal temperature sensor function (S410).

냉수온도 감지부(110) 및 발열온도 감지부(130)의 온도센서 기능이 정상이 아니면, 상기 제어부(160)가 전원 공급부(150)에서 상기 열전소자(120)로 공급되는 전원의 출력을 감소시킨다. 이때, 5V까지 1초단위로 0.5V씩 출력을 감소시킨다(S480).If the temperature sensor function of the cold water temperature sensing unit 110 and the heat sensing temperature sensing unit 130 is not normal, the controller 160 decreases the output of the power supplied from the power supply unit 150 to the thermoelectric element 120 . At this time, the output is decreased by 0.5V in units of 1 second to 5V (S480).

냉수온도 감지부(110) 및 발열온도 감지부(130)의 온도센서 기능이 정상이면, 상기 제어부(160)가 상기 냉수 탱크(200)의 냉수 온도 및 상기 열전소자(120)의 발열부의 온도 변화 곡선을 각각 생성하고, 상기 온도 변화 곡선을 이용하여 소정시간(1초) 후의 상기 냉수 탱크(200)의 냉수 및 상기 열전소자(120)의 발열부 예상 온도를 각각 산출한다(S420). The control unit 160 controls the cooling water temperature of the cold water tank 200 and the temperature change of the heating unit of the thermoelectric device 120, And the cold water of the cold water tank 200 and the predicted temperature of the heating portion of the thermoelectric element 120 after a predetermined time (1 second) are calculated (S420).

그리고 나서, 제어부(160)는 냉각을 목표로 하는 냉수제어온도가 현재 냉수온도 미만인지를 판단한다. 예를 들어 냉온수기의 냉수제어온도가 섭씨 0도일 경우, 현재 냉수 온도가 섭씨 0도 미만인지 판단한다(S430).Then, the controller 160 determines whether the target cold water control temperature is below the current cold water temperature. For example, if the cold water control temperature of the cold / hot water system is 0 degrees Celsius, it is determined whether the current cold water temperature is below 0 degrees Celsius (S430).

냉수 제어온도가 현재 냉수온도 미만이면, 제어부(160)가 상기 발열부와 냉수의 예상 온도차가 상기 열전소자(130)에 전압 충격이 없도록 하는 기준 값 예를 들면, 섭씨 45도 이상인지 판단한다(S440). 이때 필요에 따라서는 예상 온도차가 아닌 현재 온도차로 적용하여 제어를 할 수도 있다. If the cold water control temperature is less than the current cold water temperature, the control unit 160 determines whether the expected temperature difference between the heating unit and the cold water is equal to or greater than a reference value, for example, 45 degrees Celsius S440). At this time, the control may be performed by applying the current temperature difference instead of the expected temperature difference, if necessary.

상기 발열부와 냉수의 예상 온도차가 상기 기준 값 미만이면, 상기 제어부가 전원 공급부에서 상기 열전소자로 공급되는 전원의 출력을 증가시킨다(S450).If the predicted temperature difference between the heating unit and the cold water is less than the reference value, the control unit increases the power of the power supplied from the power supply unit to the thermoelectric device at step S450.

이때, 제어부(160)는 타이머(170)를 참조하여 상기 열전소자(120)로 인가하는 상기 전원 공급부(150)의 출력전압을 증가시에는 5V까지는 1초 간격으로 1V씩 증가시키고, 5V이후 부터는 1초 간격으로 0.5V씩 증가시키며, 이러한 전압 및 시간은 변형이 가능하다.At this time, the controller 160 refers to the timer 170 and increases the output voltage of the power supply unit 150 applied to the thermoelectric element 120 by 1 V at intervals of 1 second to 5 V when increasing, It is increased by 0.5V at intervals of 1 second, and this voltage and time can be varied.

한편, 상기 발열부와 냉수의 예상 온도차가 상기 기준 값 이상이면, 상기 제어부(160)가 전원 공급부(150)에서 상기 방열부(140)의 팬으로 공급되는 전원의 출력을 증가시킨다(S460). If the expected temperature difference between the heating unit and the cold water is equal to or greater than the reference value, the control unit 160 increases the power of the power supplied from the power supply unit 150 to the fan of the heat dissipation unit 140 at step S460.

다음, 상기 제어부(160)가 상기 방열부(140)로 공급되는 전원의 출력이 최대인지 판단한다(S470).Next, the control unit 160 determines whether the power of the power supplied to the heat dissipation unit 140 is the maximum (S470).

상기 방열부로 공급되는 전원의 출력이 최대이면, 상기 열전소자로 공급되는 전원의 출력을 1초 단위로 감소시킨다(S480). 이때, 5V까지는 1초단위로 0.5V씩 출력을 감소시킨다.If the output of the power source supplied to the heat dissipation unit is the maximum, the power of the power source supplied to the thermoelectric device is reduced in units of one second (S480). At this time, the output is decreased by 0.5V in 1 second to 5V.

상기 방열부로 공급되는 전원의 출력이 최대가 아니면 상기 단계(S410)로 돌아간다.If the output of the power supplied to the heat dissipation unit is not the maximum, the process returns to step S410.

이러한 과정에 따라 변화하는 열전소자 제어 출력전압, 팬전압, 냉수온도 및 발열온도의 변화를 살펴보면 다음과 같다.The changes of thermoelectric device control output voltage, fan voltage, cold water temperature, and heat generation temperature varying according to this process are as follows.

도 5는 본 발명의 실시예에 따른 열전소자 제어 장치의 열전소자 제어 출력전압, 팬전압, 냉수온도 및 발열온도의 변화를 나타낸 도면이다5 is a graph showing changes in the thermoelectric-element control output voltage, the fan voltage, the cold water temperature, and the heat generation temperature of the thermoelectric-element control device according to the embodiment of the present invention

도 5를 참조하면, 예상 온도차가 섭씨 45도를 넘어가는 경우, 상기 제어부(160)가 전원 공급부(150)에서 열전소자(120)로 인가되는 출력전압을 유지를 하고, 상기 방열부(140)의 팬으로 공급되는 전원의 출력은 증가시킨다.5, when the expected temperature difference exceeds 45 degrees Celsius, the controller 160 maintains the output voltage applied to the thermoelectric element 120 in the power supply unit 150, The power of the power supplied to the fan of the fan increases.

이러한 제어에 따라 상기 발열부와 냉수의 온도차가 섭씨 45도 이내가 된다.According to this control, the temperature difference between the heating unit and the cold water is within 45 degrees Celsius.

이상의 과정에서 발열부 온도를 모니터링 하며, 발열부 상승 온도에 따라 전압을 0.5V~1V 단위로 서서히 증가 또는 감소시키고, 열전소자의 흡열부와 방열부의 온도차를 섭씨 40~45도 사이를 유지하며 제어하도록 하여 열전소자의 내구성 및 냉각성능을 최적화 할 수 있다In this process, the temperature of the heating part is monitored, and the voltage is gradually increased or decreased in units of 0.5V to 1V according to the rising temperature of the heating part, and the temperature difference between the heat absorbing part and the heat radiating part of the thermoelectric element is maintained between 40 ° C and 45 ° C To optimize the durability and cooling performance of thermoelectric elements

이상으로 본 발명에 관한 바람직한 실시예를 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예에 한정되지 아니하며, 본 발명의 실시예로부터 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의한 용이하게 변경되어 균등하다고 인정되는 범위의 모든 변경을 포함한다. While the present invention has been described in connection with what is presently considered to be practical exemplary embodiments, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments, but, on the contrary, And all changes to the scope that are deemed to be valid.

Claims (12)

냉수 탱크를 냉각하는 열전소자를 제어하기 위한 열전소자 제어장치로서,
전원을 공급하기 위한 전원 공급부;
상기 냉수 탱크의 냉수 온도를 측정하는 냉수온도 감지부;
전가 전원공급부의 전원 공급에 따라 상기 냉수탱크를 냉각시키는 흡열부와 열을 발산하는 발열부를 포함하는 열전소자;
상기 열전소자의 발열부의 온도를 감지하는 발열온도 감지부;
상기 열전소자의 발열부를 냉각시키는 방열부;
상기 냉수온도 감지부 및 상기 발열온도 감지부의 출력신호를 수신하고, 상기 냉수와 발열부의 온도차를 상기 열전소자에 전압 충격이 없도록 하는 기준 값 이내로 유지하도록 상기 전원 공급부에서 상기 열전소자 및 방열부로 공급되는 전원을 제어하는 제어부를 포함하고,
상기 기준값은 섭씨45도인 것을 특징으로 하는 열전소자 제어 장치.A thermoelectric-element controller for controlling a thermoelectric element for cooling a cold water tank,
A power supply for supplying power;
A cold water temperature sensing unit for measuring a cold water temperature of the cold water tank;
A thermoelectric element including a heat absorbing part for cooling the cold water tank and a heat generating part for dissipating heat according to the power supply of the full power supply part;
A heating temperature sensing unit for sensing a temperature of the heating unit of the thermoelectric generator ;
A heat dissipating unit for cooling the heat generating unit of the thermoelectric element;
The cold water temperature sensing unit and the heating temperature sensing unit and supplies the temperature difference between the cold water and the heat generating unit to the thermoelectric element and the heat radiating unit in the power supply unit so as to maintain the temperature difference within a reference value And a control unit for controlling power supply,
Wherein the reference value is 45 degrees Celsius. 삭제delete 제1항에서,
상기 전원공급부는 0V~24V까지 0.5V 단위로 출력하는 것을 특징으로 하는 열전소자 제어 장치.The method of claim 1,
Wherein the power supply unit outputs 0V to 24V in units of 0.5V. 제3항에서,
상기 제어부는 상기 열전소자로 인가하는 상기 전원 공급부의 출력전압을 증가시에는 5V까지는 1초 간격으로 1V씩 증가시키고, 5V이후 부터는 1초 간격으로 0.5V씩 증가시키는 것을 특징으로 하는 열전소자 제어 장치.4. The method of claim 3,
Wherein the control unit increases the output voltage of the power supply unit applied to the thermoelectric element by 1 V at intervals of 1 second up to 5 V and increases by 0.5 V at intervals of 1 second after 5 V, . 제4항에서,
상기 제어부는 상기 열전소자로 인가하는 상기 전원 공급부의 출력전압이 상승할 때 상기 냉수탱크와 상기 발열부의 온도를 입력받아 상기 냉수와 상기 발열부의 온도차가 상기 기준값 이하인지 확인하고, 상기 기준값 이하일 경우 전압을 증가시키고, 상기 기준값 초과일 경우 상기 열전소자로 인가하는 상기 전원 공급부의 출력전압을 현재대로 유지하는 열전소자 제어 장치.5. The method of claim 4,
Wherein the control unit receives the temperature of the cold water tank and the heating unit when the output voltage of the power supply unit applied to the thermoelectric device rises and determines whether the temperature difference between the cold water and the heating unit is less than or equal to the reference value, And maintains the output voltage of the power supply unit applied to the thermoelectric element as it is when the reference value is exceeded. 제5항에서,
상기 제어부는 전압 유지 구간에서 상기 냉수부와 상기 발열부의 온도차가 상기 기준값을 넘어갈 경우 상기 방열부의 팬의 출력을 증가시키는 열전소자 제어 장치.The method of claim 5,
Wherein the controller increases the output of the fan of the heat dissipating unit when the temperature difference between the cold water unit and the heat generating unit exceeds the reference value in a voltage holding period. 제6항에서,
상기 제어부는 상기 팬의 출력이 최대 출력일때 상기 냉수와 상기 발열부의 온도차가 상기 기준값을 초과하는 경우 상기 열전소자로 인가하는 상기 전원 공급부의 출력전압을 감소시켜 상기 냉수와 상기 발열부의 온도차를 줄이는 것을 특징으로 하는 열전소자 제어 장치.The method of claim 6,
The control unit decreases the output voltage of the power supply unit applied to the thermoelectric element when the temperature difference between the cold water and the heat generating unit exceeds the reference value when the output of the fan is at the maximum output and reduces the temperature difference between the cold water and the heat generating unit And the thermoelectric element control device. 냉수 탱크를 냉각하는 열전소자를 제어하기 위한 열전소자 제어장치로서,
전원을 공급하기 위한 전원 공급부;
상기 냉수 탱크의 냉수 온도를 측정하는 냉수온도 감지부;
전가 전원공급부의 전원 공급에 따라 상기 냉수탱크를 냉각시키는 흡열부와 열을 발산하는 발열부를 포함하는 열전소자;
상기 열전소자의 발열부의 온도를 감지하는 발열온도 감지부;
상기 열전소자의 발열부를 냉각시키는 방열부;
상기 냉수온도 감지부 및 상기 발열온도 감지부의 출력신호를 수신하고, 상기 냉수와 발열부의 온도차를 상기 열전소자에 전압 충격이 없도록 하는 기준 값 이내로 유지하도록 상기 전원 공급부에서 상기 열전소자 및 방열부로 공급되는 전원을 제어하는 제어부를 포함하고,
상기 제어부는 상기 냉수와 상기 발열부의 온도 기울기를 파악하여 상기 냉수 및 발열부 온도를 예상하고, 예상 온도차를 계산하여 상기 예상 온도차가 상기 기준값 이내가 되도록 상기 열전소자에 공급되는 상기 전원공급부의 출력전압을 제어하는 것을 특징으로 하는 열전소자 제어 장치.A thermoelectric-element controller for controlling a thermoelectric element for cooling a cold water tank,
A power supply for supplying power;
A cold water temperature sensing unit for measuring a cold water temperature of the cold water tank;
A thermoelectric element including a heat absorbing part for cooling the cold water tank and a heat generating part for dissipating heat according to the power supply of the full power supply part;
A heating temperature sensing unit for sensing a temperature of the heating unit of the thermoelectric generator ;
A heat dissipating unit for cooling the heat generating unit of the thermoelectric element;
The cold water temperature sensing unit and the heating temperature sensing unit and supplies the temperature difference between the cold water and the heat generating unit to the thermoelectric element and the heat radiating unit in the power supply unit so as to maintain the temperature difference within a reference value And a control unit for controlling power supply,
Wherein the control unit estimates the temperature of the cold water and the heating unit by calculating the temperature gradient of the cold water and the heating unit and calculates a predicted temperature difference so that the output voltage of the power supply unit supplied to the thermoelectric device Of the thermoelectric element (2). 냉수 탱크를 냉각하는 열전소자를 제어하기 위한 열전소자 제어방법으로서,
제어부가 상기 냉수 탱크의 냉수 온도를 냉수온도 감지부로부터 수신하고,
상기 열전소자의 발열부의 온도를 발열온도 감지부로부터 수신하는 단계;
상기 제어부가 상기 냉수 탱크의 냉수 온도 및 상기 열전소자의 발열부의 온도 변화 곡선을 각각 생성하고, 상기 온도 변화 곡선을 이용하여 소정시간 후의 상기 냉수 탱크의 냉수 및 상기 열전소자의 발열부 예상 온도를 각각 산출하는 단계;
상기 제어부가 냉수 제어온도가 현재의 냉수온도 미만인지 판단하는 단계
냉수 제어온도가 현재의 냉수온도 미만이면, 상기 발열부와 냉수의 예상 온도차가 상기 열전소자에 전압 충격이 없도록 하는 기준 값 이상인지 판단하는 단계;
상기 발열부와 냉수의 예상 온도차가 상기 기준 값 미만이면, 상기 제어부가 전원 공급부에서 상기 열전소자로 공급되는 전원의 출력을 증가시키는 단계를 포함하는 열전소자 제어 방법.A thermoelectric element control method for controlling a thermoelectric element for cooling a cold water tank,
The control unit receives the cold water temperature of the cold water tank from the cold water temperature sensing unit,
Receiving a temperature of a heating portion of the thermoelectric element from a heating temperature sensing portion;
Wherein the control unit generates the cold water temperature of the cold water tank and the temperature change curve of the heating unit of the thermoelectric element respectively and sets the predicted temperature of the cold water of the cold water tank and the heating unit of the thermoelectric element after a predetermined time Calculating;
Wherein the controller determines whether the cold water control temperature is lower than the current cold water temperature
Determining whether a predicted temperature difference between the heating unit and the cold water is equal to or greater than a reference value that causes no voltage shock to the thermoelectric device if the cold water control temperature is less than the current cold water temperature;
And increasing the output of the power source supplied from the power supply unit to the thermoelectric element when the expected temperature difference between the heating unit and the cold water is less than the reference value. 제9항에서,
상기 발열부와 냉수의 예상 온도차가 상기 기준 값 이상이면, 상기 제어부가 전원 공급부에서 상기 발열부로 공급되는 전원의 출력을 증가시키는 단계를 포함하는 열전소자 제어 방법.The method of claim 9,
And increasing the output of the power supplied from the power supply unit to the heating unit if the expected temperature difference between the heating unit and the cold water is equal to or greater than the reference value. 제10항에서,
상기 제어부가 상기 방열부로 공급되는 전원의 출력이 최대인지 판단하는 단계;
상기 방열부로 공급되는 전원의 출력이 최대이면, 상기 열전소자로 공급되는 전원의 출력을 1초 단위로 감소시키는 단계를 더 포함하는 열전소자 제어 방법.11. The method of claim 10,
Determining whether the output of the power source supplied to the heat dissipation unit is the maximum;
And decreasing an output of the power supplied to the thermoelectric element in units of 1 second if the power of the power supplied to the heat dissipation unit is the maximum. 제9항에서,
상기 열전소자로 공급되는 전원의 출력을 증가시키는 단계는,
상기 열전소자로 인가하는 상기 전원 공급부의 출력전압을 증가시에는 5V까지는 1초 간격으로 1V씩 증가시키고, 5V이후 부터는 1초 간격으로 0.5V씩 증가시키는 것을 특징으로 하는 열전소자 제어 방법.The method of claim 9 ,
Wherein increasing the output of the power supply to the thermoelectric element comprises:
Wherein when the output voltage of the power supply unit applied to the thermoelectric element is increased, the voltage is increased by 1V at intervals of 1 second until 5V, and is increased by 0.5V at intervals of 1 second after 5V.
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