KR102357253B1 - Heat exchanging system using thermoelectric element and pcm, and refrigerator truck - Google Patents
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Abstract
열전 소자와 PCM을 이용한 열교환 시스템 및 냉동 탑차가 개시된다. 본 발명의 열전 소자와 PCM을 이용한 열교환 시스템은, 열교환 대상 영역에 마련되며 펠티에 효과에 의해 흡열 또는 발열되어 열교환 대상 영역으로 열 또는 냉각 에너지를 공급시키는 열전 소자 부재가 구비된 열전소자 열교환부; 열전소자 열교환부에 연결되어 열전소자 열교환부로 열교환 매체를 공급하여 열교환된 열전 소자 부재를 열교환시키는 열교환 유닛; 및 열전소자 열교환부와 열교환 유닛을 연결하는 라인에 마련되어 상기 열전소자 열교환부에서 열교환 유닛으로 전달되는 상기 열교환 매체를 열교환시키는 PCM 열교환부를 포함하는 것을 특징으로 한다.Disclosed are a heat exchange system and a refrigeration tower using a thermoelectric element and a PCM. A heat exchange system using a thermoelectric element and a PCM of the present invention includes: a thermoelectric element heat exchange unit provided in a heat exchange target area and provided with a thermoelectric element member for supplying heat or cooling energy to the heat exchange target area by absorbing or exothering heat by the Peltier effect; a heat exchange unit connected to the thermoelectric element heat exchange unit to supply a heat exchange medium to the thermoelectric element heat exchange unit to exchange heat with the thermoelectric element member; and a PCM heat exchange unit provided on a line connecting the thermoelectric element heat exchange unit and the heat exchange unit to exchange heat with the heat exchange medium transferred from the thermoelectric element heat exchange unit to the heat exchange unit.
Description
본 발명은, 열교환 시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 열전 소자와 PCM을 이용하여 열교환할 수 있는 열교환 시스템 및 냉동 탑차에 관한 것이다.The present invention relates to a heat exchange system, and more particularly, to a heat exchange system capable of performing heat exchange using a thermoelectric element and a PCM and a refrigeration tower vehicle.
국민소득증대와 생활수준의 향상으로 인하여 소비자들은 건강한 육체와 정신을 추구하는 웰빙바람이 불면서 신선한 먹거리에 대한 소비자들의 기대치가 커지고 있으며, 또한 통신,홈쇼핑의 발달과 식품운송 물류가 지속적으로 증가되고 있다.Due to the increase in national income and the improvement of living standards, consumers' expectations for fresh food are increasing as the wind of well-being is blowing in which consumers pursue a healthy body and mind. Also, the development of communication and home shopping and food transportation and logistics are continuously increasing. .
계절에 상관없이 냉장과 냉동은 우리 생활과 아주 밀접해 있으며, 특히 신선도를 유지해야하는 식품과 관련해서는 더욱 상품가치를 훼손하지 않고 보관할 수 있는 냉동차량이 필요하다.Regardless of the season, refrigeration and freezing are very closely related to our lives, and in particular, when it comes to food that needs to be kept fresh, there is a need for a refrigeration vehicle that can store it without damaging the product value.
일반적으로 냉동차량은 유통과정에서 신선함을 요구하거나 냉동상태를 유지해야 하는 식음료 또는 냉동 저장 식품 등을 운송하는 특수한 차량이다. 이러한 냉동차량에는 냉동실을 갖는 냉동탑이 구비되고, 냉동탑에는 냉동실에 필요한 온도를 유지시키는 냉동장치가 구비된다.BACKGROUND ART In general, a refrigerated vehicle is a special vehicle for transporting food and beverages or frozen stored foods that require freshness in the distribution process or that must be kept frozen. Such a refrigerating vehicle is provided with a refrigerating tower having a freezing chamber, and the refrigerating tower is provided with a refrigerating device for maintaining a temperature required for the freezing chamber.
기존의 냉동차량은 콤프레서 방식을 사용하므로 연비 효율이 낮고 배출 가스로 인해 대기 환경의 개선이 어렵고, 가스 냉매를 사용하므로 친환경에 반하고, 내구성이 약하므로 이에 대한 개선책이 요구된다.Existing refrigeration vehicles use a compressor method, so their fuel efficiency is low, and it is difficult to improve the atmospheric environment due to exhaust gas.
특히 기존의 열교환 시스템 중 열전 소자에서 발생되는 고온 열과 저온 열의 온도 차이를 작게하면 열전 소자에서 발생되는 열 또는 냉각 에너지를 이용한 냉난방 효율이 증가되므로 이에 대한 개선책도 요구된다.In particular, if the temperature difference between the high-temperature heat and the low-temperature heat generated by the thermoelectric element among the existing heat exchange systems is reduced, the efficiency of heating and cooling using the heat or cooling energy generated from the thermoelectric element is increased.
본 발명의 일 측면에 따르면, 열교환 대상 영역에 마련되며 펠티어 효과에 의해 흡열 또는 발열되어 상기 열교환 대상 영역으로 열 또는 냉각 에너지를 공급시키는 열전 소자 부재가 구비된 열전소자 열교환부; 상기 열전소자 열교환부에 연결되어 상기 열전소자 열교환부로 열교환 매체를 공급하여 열교환된 상기 열전 소자 부재를 열교환시키는 열교환 유닛; 및 상기 열전소자 열교환부와 상기 열교환 유닛을 연결하는 라인에 마련되어 상기 상기 열전소자 열교환부에서 상기 열교환 유닛으로 전달되는 상기 열교환 매체를 열교환시키는 PCM 열교환부를 포함하는 열교환 시스템이 제공될 수 있다.According to an aspect of the present invention, there is provided a thermoelectric element heat exchange unit provided in the heat exchange target region, heat absorbing or exothermic by the Peltier effect, the thermoelectric element member provided with a thermoelectric element member for supplying heat or cooling energy to the heat exchange target region; a heat exchange unit connected to the thermoelectric element heat exchange unit to supply a heat exchange medium to the thermoelectric element heat exchange unit to exchange heat with the thermoelectric element member; and a PCM heat exchange unit provided on a line connecting the thermoelectric element heat exchange unit and the heat exchange unit to exchange heat with the heat exchange medium transferred from the thermoelectric element heat exchange unit to the heat exchange unit.
상기 열전소자 열교환부는, 상기 열교환 대상 영역에 마련되며 상기 펠티어 효과에 의해 열 또는 냉각 에너지를 발생시키는 상기 열전 소자 부재; 상기 열전 소자 부재의 일측부에 마련되어 상기 열전 소자 부재와 상기 열교환 매체를 열교환시키는 열교환 블록; 및 상기 열전 소자 부재의 타측부에 마련되어 상기 열전 소자 부재에서 발생되는 열 또는 냉각에너지를 방출시키는 복수의 방열핀을 포함할 수 있다.The thermoelectric element heat exchange unit may include: the thermoelectric element member provided in the heat exchange target region and generating heat or cooling energy by the Peltier effect; a heat exchange block provided on one side of the thermoelectric element member to exchange heat between the thermoelectric element member and the heat exchange medium; and a plurality of heat dissipation fins provided on the other side of the thermoelectric element member to dissipate heat or cooling energy generated from the thermoelectric element member.
상기 열전소자 열교환부는, 상기 복수의 방열핀을 연결하여 고정시키는 고정 부재; 및 상기 열전 소자 부재와 상기 복수의 방열핀을 연결하는 영역에 마련되어 상기 열전 소자 부재에서 발생되는 열 또는 냉각 에너지를 상기 복수의 방열핀으로 전달하는 복수의 열전달 홀을 더 포함할 수 있다.The thermoelectric element heat exchange unit may include a fixing member connecting and fixing the plurality of heat dissipation fins; and a plurality of heat transfer holes provided in a region connecting the thermoelectric element member and the plurality of heat dissipation fins to transfer heat or cooling energy generated from the thermoelectric element member to the plurality of heat dissipation fins.
상기 열전소자 열교환부는, 상기 열전 소자 부재가 마련되는 베이스 바디에 마련되어 상기 베이스 바디의 내부에서 발생되는 드레인수를 상기 PCM 열교환부로 배출시키는 드레인 배관을 더 포함하고, 상기 드레인 배관을 통해 배출되는 드레인수는 상기 열교환 유닛에 마련되는 드레인수 저장부로 전달되어 증발됨으로써 상기 열교환 매체를 냉각시킬 수 있다.The thermoelectric element heat exchange unit may further include a drain pipe provided on a base body in which the thermoelectric element member is provided to discharge drain water generated inside the base body to the PCM heat exchange unit, and drain water discharged through the drain pipe may be transferred to a drain water storage provided in the heat exchange unit and evaporated to cool the heat exchange medium.
또한, 본 발명의 다른 측면에 따르면, 차량 본체에 마련되는 냉동탑; 상기 냉동탑에 마련되며 펠티에 효과에 의해 흡열 또는 발열되어 열교환 대상 영역인 상기 냉동탑의 내부로 열 또는 냉각 에너지를 공급시키는 열전 소자 부재가 구비된 열전소자 열교환부; 상기 열전소자 열교환부에 연결되어 상기 열전소자 열교환부로 열교환 매체를 공급하여 열교환된 상기 열전 소자 부재를 열교환시키는 열교환 유닛; 상기 열전소자 열교환부와 상기 열교환 유닛을 연결하는 라인에 마련되어 상기 상기 열전소자 열교환부에서 상기 열교환 유닛으로 전달되는 상기 열교환 매체를 열교환시키는 PCM 열교환부; 및 상기 차량 본체의 머플러 배관에 마련되어 전기를 발생시키는 열전소자 발전부를 포함하는 냉동 탑차가 제공될 수 있다.In addition, according to another aspect of the present invention, a refrigeration tower provided in the vehicle body; a thermoelectric element heat exchange unit provided in the refrigerating tower and provided with a thermoelectric element member for supplying heat or cooling energy to the inside of the refrigerating tower, which is a heat exchange target area, by absorbing or generating heat by the Peltier effect; a heat exchange unit connected to the thermoelectric element heat exchange unit to supply a heat exchange medium to the thermoelectric element heat exchange unit to exchange heat with the thermoelectric element member; a PCM heat exchange unit provided on a line connecting the thermoelectric element heat exchange unit and the heat exchange unit to exchange heat with the heat exchange medium transferred from the thermoelectric element heat exchange unit to the heat exchange unit; and a thermoelectric generator provided in a muffler pipe of the vehicle body to generate electricity.
본 발명의 실시예들은, 열전소자 열교환부와 열교환 유닛을 연결하는 라인에 마련되는 PCM 열교환부에 의해 열전소자 열교환부에서 상기 열교환 유닛으로 전달되는 열교환 매체를 열교환시킬 수 있어 열전 소자 부재에서 발생되는 고온 열과 저온 열의 온도 차이를 작게할 수 있으므로 열전 소자에서 발생되는 열 또는 냉각 에너지를 이용한 냉난방 효율을 증가시킬 수 있다.In the embodiments of the present invention, the heat exchange medium transferred from the thermoelectric element heat exchange unit to the heat exchange unit can be heat exchanged by the PCM heat exchange unit provided on a line connecting the thermoelectric element heat exchange unit and the heat exchange unit, so that the heat exchange medium generated in the thermoelectric element member is generated. Since the temperature difference between the high-temperature heat and the low-temperature heat can be reduced, it is possible to increase the cooling/heating efficiency using the heat or cooling energy generated by the thermoelectric element.
또한, 열전 소자 부재를 이용하여 선택적으로 냉난방에 필요한 에너지를 공급할 수 있으므로 기존 차량의 콤프레서 방식 대비 사용 연비 및 배출 가스를 저감시킬 수 있어 대기 환경을 개선할 수 있고, 가스 냉매를 사용하지 않아 친환경적이고, 구성 부품의 단순화로 내구성을 향상시킬 수 있다.In addition, since it is possible to selectively supply energy for heating and cooling by using a thermoelectric element member, it is possible to reduce fuel consumption and exhaust gas compared to the conventional compressor method, thereby improving the atmospheric environment. , the durability can be improved by simplifying the component parts.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 냉동 탑차에 적용되는 열교환 시스템을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2는 도 1에 도시된 열교환 시스템이 적용된 냉동 탑차를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 3은 도 1에 도시된 열전소자 열교환부의 영역을 확대 도시한 도면이다.
도 4는 도 3에 도시된 열전소자 열교환부의 일측을 세부적으로 확대 도시한 도면이다.
도 5는 도 4에 도시된 복수의 방열핀의 영역을 확대 도시한 도면이다.
도 6은 도 4에 도시된 복수의 방열핀의 배열 상태를 다르게 한 실시예이다.
도 7은 도 2에 도시된 열전소자 열교환부와 열교환 유닛과 PCM 열교환부를 개략적으로 확대 도시한 도면이다.
도 8은 도 7에 도시된 드레인수 저장부를 개략적으로 확대 도시한 도면이다.1 is a diagram schematically illustrating a heat exchange system applied to a refrigeration tower vehicle according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a diagram schematically illustrating a refrigeration tower vehicle to which the heat exchange system shown in FIG. 1 is applied.
FIG. 3 is an enlarged view of an area of the thermoelectric heat exchanger shown in FIG. 1 .
FIG. 4 is a detailed enlarged view of one side of the thermoelectric element heat exchange unit shown in FIG. 3 .
FIG. 5 is an enlarged view illustrating regions of a plurality of heat dissipation fins illustrated in FIG. 4 .
6 is an embodiment in which the arrangement state of the plurality of heat dissipation fins shown in FIG. 4 is different.
7 is a schematic enlarged view of the thermoelectric element heat exchange unit, the heat exchange unit, and the PCM heat exchange unit shown in FIG. 2 .
FIG. 8 is a schematic enlarged view of the drain water storage unit shown in FIG. 7 .
본 발명과 본 발명의 동작상의 이점 및 본 발명의 실시에 의하여 달성되는 목적을 충분히 이해하기 위해서는 본 발명의 바람직한 실시 예를 예시하는 첨부 도면 및 첨부 도면에 기재된 내용을 참조하여야만 한다.In order to fully understand the present invention, the operational advantages of the present invention, and the objects achieved by the practice of the present invention, reference should be made to the accompanying drawings illustrating preferred embodiments of the present invention and the contents described in the accompanying drawings.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 설명함으로써, 본 발명을 상세히 설명한다. 각 도면에 제시된 동일한 참조부호는 동일한 부재를 나타낸다.Hereinafter, the present invention will be described in detail by describing preferred embodiments of the present invention with reference to the accompanying drawings. Like reference numerals in each figure indicate like elements.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 냉동 탑차에 적용되는 열교환 시스템을 개략적으로 도시한 도면이고, 도 2는 도 1에 도시된 열교환 시스템이 적용된 냉동 탑차를 개략적으로 도시한 도면이고, 도 3은 도 1에 도시된 열전소자 열교환부의 영역을 확대 도시한 도면이다.1 is a diagram schematically showing a heat exchange system applied to a refrigeration tower vehicle according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a diagram schematically illustrating a refrigeration tower vehicle to which the heat exchange system shown in FIG. 1 is applied, and FIG. 3 FIG. 1 is an enlarged view of an area of the thermoelectric heat exchanger shown in FIG. 1 .
또한, 도 4는 도 3에 도시된 열전소자 열교환부의 일측을 세부적으로 확대 도시한 도면이고, 도 5는 도 4에 도시된 복수의 방열핀의 영역을 확대 도시한 도면이고, 도 6은 도 4에 도시된 복수의 방열핀의 배열 상태를 다르게 한 실시예이고, 도 7은 도 2에 도시된 열전소자 열교환부와 열교환 유닛과 PCM 열교환부를 개략적으로 확대 도시한 도면이고, 도 8은 도 7에 도시된 드레인수 저장부를 개략적으로 확대 도시한 도면이다.In addition, FIG. 4 is a detailed enlarged view of one side of the thermoelectric heat exchange unit shown in FIG. 3 , FIG. 5 is an enlarged view showing the area of the plurality of heat dissipation fins shown in FIG. 4 , and FIG. 6 is FIG. It is an embodiment in which the arrangement state of the plurality of heat dissipation fins shown is different, and FIG. 7 is a schematic enlarged view of the thermoelectric element heat exchange unit, the heat exchange unit, and the PCM heat exchange unit shown in FIG. 2 , and FIG. 8 is the view shown in FIG. It is a schematic enlarged view of the drain water storage unit.
이들 도면에 도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 냉동 탑차에 적용되는 열교환 시스템은, 열교환 대상 영역에 마련되며 펠티에 효과에 의해 흡열 또는 발열되어 열교환 대상 영역으로 열 또는 냉각 에너지를 공급시키는 열전 소자 부재(120)가 구비된 열전소자 열교환부(100)와, 열전소자 열교환부(100)에 연결되어 열전소자 열교환부(100)로 열교환 매체를 공급하여 열교환된 열전 소자 부재(120)를 열교환시키는 열교환 유닛(200)과, 열전소자 열교환부(100)와 열교환 유닛(200)을 연결하는 라인에 마련되어 상기 열전소자 열교환부(100)에서 열교환 유닛(200)으로 전달되는 상기 열교환 매체를 열교환시키는 PCM 열교환부(300)와, 차량 본체(20)의 머플러 배관(10)에 마련되어 머플러 배관(10)에서 발생되는 열에너지로 발전을 하는 열전소자 발전부(400)와, 냉동 탑차의 차량 본체(20)에 마련되는 제어부(500)(500)와, 차량 본체(20)에 마련되어 열전소자 열교환부(100)에 연결되며 열전소자 열교환부(100)(100)로 공급되는 전류의 방향을 전환하여 가열 대상 영역으로 공급되는 열 또는 냉각 에너지를 상호 절환하여 공급시키는 절환 스위치(600)와, 냉동탑(30)에 마련되며 냉동탑(30)에 마련된 도어의 오픈 시 이를 감지하여 제어부(500)(500)로 전송하여 냉온 조절 제어를 중지시키는 근접 센서(700)와, 차량 본체(20)에 마련되는 배터리(800)를 구비한다.As shown in these drawings, in the heat exchange system applied to the refrigeration tower vehicle according to the present embodiment, the thermoelectric element member is provided in the heat exchange target area and absorbs or heats up by the Peltier effect to supply heat or cooling energy to the heat exchange target area. The thermoelectric element
열전소자 열교환부(100)는, 냉동탑(30)에 마련되어 펠티어 효과로 공급되는 액상 열교환매체와 열교환되고, 열전소자 열교환부(100)에서 발생되는 냉각 에너지 또는 열은 열교환 대상 영역으로 공급되어 열교환 대상을 가열 또는 냉각시킬 수 있다.The thermoelectric element
본 실시 예에서 열전소자 열교환부(100)는, 도 7에 도시된 바와 같이, 열교환 대상 영역에 마련되는 베이스 바디(110)와, 베이스 바디(110)의 내부에 마련되며 펠티어 효과에 의해 열 또는 냉각 에너지를 발생시키는 열전 소자 부재(120)와, 열전 소자 부재(120)의 일측부에 마련되어 열전 소자 부재(120)와 열교환 매체를 열교환시키는 열교환 블록(130)과, 열전 소자 부재(120)의 타측부에 마련되어 열전 소자 부재(120)에서 발생되는 열 또는 냉각에너지를 방출시키는 복수의 방열핀(140)과, 복수의 방열핀(140)을 연결하여 고정시키는 고정 부재(150)와, 열전 소자 부재(120)와 복수의 방열핀(140)을 연결하는 영역에 마련되어 열전 소자 부재(120)에서 발생되는 열 또는 냉각 에너지를 복수의 방열핀(140)으로 전달하는 복수의 열전달 홀(160)과, 열교환 유닛(200)의 제1 배관(210)이 결합되는 영역의 열교환 블록(130)에 마련되는 보온 부재(170)와, 열교환 블록(130)에 결합되어 보온 부재(170)를 덮는 보온재 커버(180)와, 베이스 바디(110)에 마련되어 베이스 바디(110)의 바닥부에 있는 드레인수 즉 수분을 베이스 바디(110)의 외부로 배출시키는 드레인 배관(190)과, 베이스 바디(110)의 내부에 마련되어 복수의 방열핀(140)에서 방열되는 열 또는 냉각 에너지를 열교환 대상 영역인 냉동탑(30)의 내부로 송풍시키는 송풍팬(193)과, 열교환 블록(130)과 연결되도록 베이스 바디(110) 또는 냉동탑(30)의 내부에 마련되어 열교환 블록(130)의 온도를 감지하는 온도 센서(195)를 포함한다.In this embodiment, the thermoelectric element
열전소자 열교환부(100)의 베이스 바디(110)는, 도 7에 도시된 바와 같이, 냉동탑(30)의 내부에 결합되며, 열전 소자 부재(120)에서 발생되는 열 또는 냉각 에너지가 냉동탑(30)의 내부로 배출되도록 복수의 홀이 마련될 수 있다.As shown in FIG. 7 , the
본 실시 예에서 베이스 바디(110)는 냉동탑(30)의 내부에 탈착 가능하도록 볼트 결합될 수 있고, 열교환 유닛(200)이 마련되는 외부 케이스(40)와 근접되도록 냉동탑(30)의 내측 상부에 마련될 수 있다.In this embodiment, the
또한, 본 실시 예에서 베이스 바디(110)의 내측 바닥부는 경사지게 마련되어 드레인 배관(190)으로 드레인수를 효율적으로 흐르게 할 수 있다.In addition, in the present embodiment, the inner bottom of the
열전소자 열교환부(100)의 열전 소자 부재(120)는, 도 7에 도시된 바와 같이, 베이스 바디(110)의 내부에 마련되며, 도 1에 도시된 바와 같이, 제어부(500)(500)와 연결된 절환 스위치(600)에 의해 열전 소자 부재(120)로 입력되는 전원의 극성을 반대로 함으로써 냉동탑(30)의 내부로 열 또는 냉각 에너지를 선택적으로 전달할 수 있다.As shown in FIG. 7 , the
즉 본 실시 예는 절환 스위치(600)에 의해 열전 소자 부재(120)의 극성을 반대로 함으로써 열교환 대상인 냉동탑(30)의 내부를 선택적으로 냉방 또는 난방할 수 있다. 이는 겨울철 상품(야채)의 냉해를 방지하기 위해 적용될 수 있다.That is, in the present embodiment, by reversing the polarity of the
그리고, 본 실시 예에서 열전 소자 부재(120)는 공지된 펠티어 소자를 포함하고, 열교환 블록(130)의 내부에는, 도 3에 도시된 바와 같이, 제1 배관(210)이 통과되고, 열교환 블록(130)은 제1 배관(210)을 통과하는 액상 열교환 매체와 열전달되어 냉각 또는 가열될 수 있다.And, in this embodiment, the
열전소자 열교환부(100)의 열교환 블록(130)은, 도 3에 도시된 바와 같이, 베이스 바디(110)의 내부에 마련되며 열교환 블록(130)의 내부에는 제1 배관(210)이 관통되며, 제1 배관(210)의 내부를 흐르는 액상의 열교환 매체는 열교환 블록(130)과 열교환될 수 있다.As shown in FIG. 3 , the
본 실시 예에서 열교환 블록(130)은 베이스 바디(110)의 내측 바닥부와 천정부에 각각 브래킷을 이용하여 볼트 또는 용접 결합될 수 있다.In this embodiment, the
열전소자 열교환부(100)의 복수의 방열핀(140)은, 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 베이스 바디(110)의 내부에서 서로 마주보도록 각각의 열교환 블록(130)에 마련될 수 있다.The plurality of heat dissipation fins 140 of the thermoelectric
본 실시 예에서 복수의 방열핀(140)은 납작한 사각판 형상을 가질 수 있고, 열전 소자 부재(120)에서 발생되는 열 또는 냉각 에너지를 방출할 수 있고, 복수의 방열핀(140)에서 방출된 열 또는 냉각 에너지는 송풍팬(193)에 의해 열교환 대상 영역인 냉동탑(30)의 내부로 공급될 수 있다.In this embodiment, the plurality of heat dissipation fins 140 may have a flat square plate shape, and may radiate heat or cooling energy generated from the
그리고, 본 실시 예에서 복수의 방열핀(140)은, 도 6에 도시된 바와 같이, 하나의 열교환 블록(130)의 상하부에 각각 마련될 수 있다.And, in this embodiment, a plurality of heat dissipation fins 140, as shown in FIG. 6, may be provided at upper and lower portions of one
열전소자 열교환부(100)의 고정 부재(150)는, 도 5에 도시된 바와 같이, 복수의 방열핀(140)을 관통하도록 마련되어 각각의 방열핀(140)이 흔들리지 않도록 잡아줄 수 있다.As shown in FIG. 5 , the
본 실시 예에서 고정 부재(150)는 복수의 방열핀(140) 중 가장 외측에 배치되는 각각의 방열핀(140)에 볼트 또는 용접 결합될 수 있다.In this embodiment, the
열전소자 열교환부(100)의 열전달 홀(160)은, 도 5의 (b)에 도시된 바와 같이, 열전 소자 부재(120)와 복수의 방열핀(140) 사이의 열전달 블록에 마련되어 열전 소자 부재(120)에서 발생되는 열 또는 냉각 에너지를 복수의 방열핀(140)으로 대류에 의해 전달할 수 있다.The
본 실시 예에서 열전달 홀(160)은 복수의 방열핀(140)에 대응되는 개수로 마련될 수 있다.In this embodiment, the number of heat transfer holes 160 may be provided to correspond to the plurality of
열전소자 열교환부(100)의 보온 부재(170)는, 도 4 및 도 6에 도시된 바와 같이, 제1 배관(210)이 결합되는 영역의 열교환 블록(130)에 마련되어 제1 배관(210)이 결합되는 커넥터를 통해 열손실이 일어나는 것을 방지할 수 있다.As shown in FIGS. 4 and 6 , the
본 실시 예에서 보온 부재(170)는, 도 4 및 도 7에 도시된 바와 같이, 보온 부재(170)를 감싸도록 마련되어 열교환 블록(130)에 볼트 결합되는 보온재 커버(180)에 의해 열교환 블록(130)에 결합될 수 있다.In this embodiment, the insulating
열전소자 열교환부(100)의 드레인 배관(190)은, 도 7에 도시된 바와 같이, 베이스 바디(110)의 바닥부에 마련되어 베이스 바디(110)의 내부에서 발생된 수분 즉 드레인수를 열교환 유닛(200)에 마련된 드레인수 저장부(20)로 공급할 수 있다.As shown in FIG. 7 , the
본 실시 예에서 드레인 배관(190)을 통해 드레인수 저장부(20)로 공급되는 드레인수는, 도 8에 도시된 바와 같이, 드레인수 저장부(20)의 내부를 통과하는 제2 배관(220)에 있는 액상 열교환 매체에 의해 증발될 수 있다. 이로 인해 제2 배관(220)의 내부에 있는 액상 열교환 매체는 냉각되어 PCM 열교환부(300)로 공급될 수 있다.In this embodiment, the drain water supplied to the drain water storage unit 20 through the
열전소자 열교환부(100)의 온도 센서(195)는, 도 1에 도시된 바와 같이, 열교환 블록(130)과 연결되도록 베이스 바디(110) 또는 냉동탑(30)의 내부에 마련되어 열교환 블록(130)의 온도를 감지할 수 있다.As shown in FIG. 1 , the
열교환 유닛(200)은, 도 2에 도시된 바와 같이, 냉동 탑의 외벽에 결합되는 외부 케이스(40)에 마련되며, 도 1에 도시된 바와 같이, 열전소자 열교환부(100)와 연결되어 열전소자 열교환부(100)에서 열교환되어 전달되는 액상 열교환 매체를 냉각 또는 가열할 수 있다.The
본 실시 예에서 열교환 유닛(200)은, 도 3에 도시된 바와 같이, 열교환 블록(130)과 연결되며 열교환 블록(130)의 내부를 통과하여 액상 열교환 매체를 이송시키는 제1 배관(210)과, 일측부는 열교환 블록(130) 또는 제1 배관(210)과 연결되며 타측부는 PCM 열교환부(300)와 연결되어 액상 열교환 매체를 순환시키는 제2 배관(220)과, PCM 열교환부(300)의 후방의 제2 배관(220)에 연결되며 PCM 열교환부(300)를 통과한 액상 열교환 매체가 저장되는 탱크(230)와, 탱크(230)에서 공급되는 액상 열교환 매체를 열교환시키는 방열부(240)와, 방열부(240)에서 공급되는 액상 열교환 매체의 이물질을 제거하는 필터(250)와, 필터(250)를 거쳐 공급되는 액상 열교환 매체를 열교환 블록(130)으로 펌핑시키는 펌프(260)와, 제1 배관(210)과 제2 배관(220)에 마련되어 각각의 배관을 개폐시키는 밸브(270)와, 외부 케이스(40)의 내부에 마련되며 드레인 배관(190)을 통해서 배출되는 드레인수가 저장되는 드레인수 저장부(20)를 포함한다.As shown in FIG. 3 , the
열교환 유닛(200)의 제1 배관(210)은, 도 1에 도시된 바와 같이, 펌프(260)와 열교환 블록(130)을 연결하며 열교환 블록(130)의 내부로 삽입되는 배관일 수 있고, 제2 배관(220)은 일측부가 열교환 블록(130) 또는 제1 배관(210)과 연결되고 타측부가 PCM 열교환부(300), 탱크(230), 방열부(240), 필터(250)를 거쳐 펌프(260)에 연결될 수 있다.The
열교환 유닛(200)의 방열부(240)는, 냉동탑(30)의 외부에 마련되어 열교환 블록(130)에서 열전 소자 부재(120)로부터 열을 받는 경우 액상 열교환 매체로 열교환 블록(130)에서 전달되는 열을 냉각시키는 역할을 한다. 또한, 전술한 절환 스위치(600)에 의해 열전 소자 부재(120)에서 열교환 블록(130)으로 냉각 에너지가 전달되는 경우 액상 열교환 매체로 열교환 블록(130)에서 전달되는 냉각 에너지를 가열시키는 역할을 한다.When the
본 실시 예에서 방열부(240)는, 도 1에 도시된 바와 같이, 제2 배관(220)과 연결되며 복수의 굴곡진 영역을 갖는 방열 배관(241)과, 방열 배관(241)과 접촉되도록 방열 배관(241)에 마련되는 복수의 열교환 핀(242)과, 냉동탑(30)의 외벽에 마련된 외부 케이스(40)에 배치되어 방열 배관(241)과 복수의 열교환 핀(242)으로 외기를 송풍시키는 방열팬(243)을 포함한다.In this embodiment, as shown in FIG. 1 , the
본 실시 예의 열전 소자 부재(120)에서 발생된 열이 방열부(240)로 전달되어 액상 열교환 매체의 온도가 상승되는 경우 상승된 액상 열교환 매체는 방열부(240)를 통과하면서 냉각될 수 있다.When the heat generated by the
PCM 열교환부(300)는, 도 7에 도시된 바와 같이, 냉동탑(30)의 외부 케이스(40)에 마련되어 열전소자 열교환부(100)에서 열교환된 후 열전달 유닛으로 공급되는 액상 열교환 매체를 냉각 또는 가열할 수 있다.As shown in FIG. 7 , the PCM
본 실시 예에서 PCM 열교환부(300)는, 도 1에 도시된 바와 같이, 제1 배관(210)에 연결되며 액상 열교환 매체가 내부를 통과하는 열교환 바디(310)와, 열교환 바디(310)에 마련되며 제2 배관(220)과 연결되는 PCM 배관(320)을 포함한다.In this embodiment, the PCM
PCM 열교환부(300)의 열교환 바디(310)의 내부에는, 상변환 물질(PCM, Phase Change Material)이 저장될 수 있고, 냉동탑(30)의 내부를 냉방할 경우 상변환 물질에서는 냉각 에너지가 방출될 수 있고, 냉동탑(30)의 내부를 난방할 경우 상변환 물질에서는 열이 방출될 수 있다.In the inside of the
열전소자 발전부(400)는, 도 1에 도시된 바와 같이, 머플러 배관(10)에 마련되며 머플러 배관(10)에서 배출되는 고온의 열에 의해 발전될 수 있다.As shown in FIG. 1 , the
본 실시 예에서 열전소자 발전부(400)는 열전 소자를 이용할 수 있고, 열전소자 발전부(400)에서 발생된 전기 에너지는 차량 본체(20)에 마련되는 배터리(800)에 저장될 수 있고, 열전소자 열교환부(100), 열교환 유닛(200) 또는 PCM 열교환부(300)로 선택적으로 공급될 수 있다.In this embodiment, the
절환 스위치(600)는, 차량 본체(20) 또는 냉동탑(30)에 마련되 열전 소자 부재(120)에 연결되며 열전 소자 부재(120)로 공급되는 전류의 방향을 전환하여 냉동탑(30)의 내부로 공급되는 열 및 냉각 에너지를 상호 절환하여 공급시킬 수 있다.The
근접 센서(700)는, 도 2에 도시된 바와 같이, 냉동탑(30)의 후방에 마련되며 냉동탑(30)에 마련된 도어의 오픈 시 이를 감지하여 제어부(500)(500)로 전송하여 냉온 조절 제어를 중지시킬 수 있다.As shown in FIG. 2 , the
배터리(800)는, 차량 본체(20)에 마련되며 열전소자 발전부(400)에서 생성되는 전기 에너지는 배터리(800)로 공급되어 저장될 수 있다.The
한편, 본 실시 예는 차량 본체(20)를 장시간 주차 시 외부 전원을 냉동탑(30)에 연결하여 내동탑의 내부 온도를 유지할 수 있다.On the other hand, in the present embodiment, when the vehicle body 20 is parked for a long time, an external power source may be connected to the freezing
그리고 본 실시 예는 해당 내용을 응용하여 소규모 창고나 구조물, 공장 설비 등에도 적용할 수 있다.In addition, this embodiment can be applied to small-scale warehouses, structures, factory facilities, etc. by applying the corresponding contents.
이상에서 살펴 본 바와 같이 본 실시예는 열전소자 열교환부와 열교환 유닛을 연결하는 라인에 마련되는 PCM 열교환부에 의해 열전소자 열교환부에서 상기 열교환 유닛으로 전달되는 열교환 매체를 열교환시킬 수 있어 열전 소자 부재에서 발생되는 고온 열과 저온 열의 온도 차이를 작게할 수 있으므로 열전 소자에서 발생되는 열 또는 냉각 에너지를 이용한 냉난방 효율을 증가시킬 수 있다. 또한, 열전 소자 부재를 이용하여 선택적으로 냉난방에 필요한 에너지를 공급할 수 있으므로 기존 차량의 콤프레서 방식 대비 사용 연비 및 배출 가스를 저감시킬 수 있어 대기 환경을 개선할 수 있고, 가스 냉매를 사용하지 않아 친환경적이고, 구성 부품의 단순화로 내구성을 향상시킬 수 있다.As described above, in the present embodiment, the heat exchange medium transferred from the thermoelectric element heat exchange unit to the heat exchange unit can be exchanged heat by the PCM heat exchange unit provided on the line connecting the thermoelectric element heat exchange unit and the heat exchange unit, so that the thermoelectric element member Since the temperature difference between the high-temperature heat and the low-temperature heat generated from the thermoelectric element can be reduced, the heating and cooling efficiency using the heat or cooling energy generated from the thermoelectric element can be increased. In addition, since it is possible to selectively supply energy for heating and cooling by using a thermoelectric element member, it is possible to reduce fuel consumption and exhaust gas compared to the conventional compressor method, thereby improving the atmospheric environment. , the durability can be improved by simplifying the component parts.
이와 같이 본 발명은 기재된 실시 예에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형할 수 있음은 이 기술의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명하다. 따라서 그러한 수정 예 또는 변형 예들은 본 발명의 특허청구범위에 속한다 하여야 할 것이다.As such, the present invention is not limited to the described embodiments, and it is apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made without departing from the spirit and scope of the present invention. Accordingly, it should be said that such modifications or variations are included in the claims of the present invention.
100 : 열전소자 열교환부 110 : 베이스 바디
120 : 열전 소자 부재 130 : 열교환 블록
140 : 방열핀 150 : 고정 부재
160 : 열전달 홀 170 : 보온 부재
180 : 보온재 커버 190 : 드레인 배관
193 : 송풍팬 195 : 온도 센서
200 : 열교환 유닛 210 : 제1 배관
220 : 제2 배관 230 : 탱크
240 : 방열부 241 : 방열 배관
242 : 열교환 핀 243 : 방열팬
250 : 필터 260 : 펌프
270 : 밸브 280 : 드레인수 저장부
300 : PCM 열교환부 310 : 열교환 바디
320 : PCM 배관 400 : 열전소자 발전부
500 : 제어부 600 : 절환 스위치
700 : 근접 센서 800 : 배터리
10 : 머플러 배관 20 : 차량 본체
30 : 냉동탑 40 : 외부 케이스100: thermoelectric element heat exchange unit 110: base body
120: thermoelectric element member 130: heat exchange block
140: heat dissipation fin 150: fixing member
160: heat transfer hole 170: insulation member
180: insulating material cover 190: drain pipe
193: blow fan 195: temperature sensor
200: heat exchange unit 210: first pipe
220: second pipe 230: tank
240: heat dissipation unit 241: heat dissipation pipe
242: heat exchange fin 243: heat dissipation fan
250: filter 260: pump
270: valve 280: drain water storage unit
300: PCM heat exchange unit 310: heat exchange body
320: PCM piping 400: thermoelectric element power generation unit
500: control unit 600: changeover switch
700: proximity sensor 800: battery
10: muffler pipe 20: vehicle body
30: refrigeration tower 40: outer case
Claims (5)
상기 열전소자 열교환부에 연결되어 상기 열전소자 열교환부로 열교환 매체를 공급하여 열교환된 상기 열전 소자 부재를 열교환시키는 열교환 유닛; 및
상기 열전소자 열교환부와 상기 열교환 유닛을 연결하는 라인에 마련되어 상기 열전소자 열교환부에서 상기 열교환 유닛으로 전달되는 상기 열교환 매체를 열교환시키는 PCM 열교환부를 포함하며,
상기 열전소자 열교환부는,
상기 열교환 대상 영역에 마련되며 상기 펠티어 효과에 의해 열 또는 냉각 에너지를 발생시키는 상기 열전 소자 부재;
상기 열전 소자 부재의 일측부에 마련되어 상기 열전 소자 부재와 상기 열교환 매체를 열교환시키는 열교환 블록;
상기 열전 소자 부재의 타측부에 마련되어 상기 열전 소자 부재에서 발생되는 열 또는 냉각에너지를 방출시키는 복수의 방열핀; 및
상기 열전 소자 부재가 마련되는 베이스 바디에 마련되어 상기 베이스 바디의 내부에서 발생되는 드레인수를 상기 열교환 유닛에 마련되는 드레인수 저장부로 배출시키는 드레인 배관을 더 포함하고,
상기 라인 중 상기 열전소자 열교환부로부터 상기 PCM 열교환부로 상기 열교환 매체가 전달되도록 하는 배관이 상기 드레인수 저장부를 관통하도록 구성되고,
상기 드레인수 저장부는 상기 드레인수 저장부를 관통하는 상기 배관을 통해 상기 PCM 열교환부로 전달되는 상기 열교환 매체를 상기 드레인수로 냉각시키면서, 상기 배관을 통과하는 상기 열교환 매체를 통해 상기 드레인수 저장부에 저장된 상기 드레인수를 증발시키는 것을 특징으로 하는 열교환 시스템.a thermoelectric element heat exchange unit provided in the heat exchange target area and provided with a thermoelectric element member that absorbs or generates heat by the Peltier effect to supply heat or cooling energy to the heat exchange target area;
a heat exchange unit connected to the thermoelectric element heat exchange unit to supply a heat exchange medium to the thermoelectric element heat exchange unit to exchange heat with the thermoelectric element member; and
a PCM heat exchange unit provided on a line connecting the thermoelectric element heat exchange unit and the heat exchange unit to exchange heat with the heat exchange medium transferred from the thermoelectric element heat exchange unit to the heat exchange unit;
The thermoelectric element heat exchange unit,
the thermoelectric element member provided in the heat exchange target region and generating heat or cooling energy by the Peltier effect;
a heat exchange block provided on one side of the thermoelectric element member to exchange heat between the thermoelectric element member and the heat exchange medium;
a plurality of heat dissipation fins provided on the other side of the thermoelectric element member to discharge heat or cooling energy generated from the thermoelectric element member; and
Further comprising a drain pipe provided in the base body on which the thermoelectric element member is provided to discharge drain water generated inside the base body to a drain water storage unit provided in the heat exchange unit,
A pipe for transferring the heat exchange medium from the thermoelectric element heat exchange unit to the PCM heat exchange unit in the line is configured to pass through the drain water storage unit,
The drain water storage unit cools the heat exchange medium transferred to the PCM heat exchange unit through the pipe passing through the drain water storage unit with the drain water, and is stored in the drain water storage unit through the heat exchange medium passing through the pipe. Heat exchange system, characterized in that for evaporating the drain water.
상기 열전소자 열교환부는,
상기 복수의 방열핀을 연결하여 고정시키는 고정 부재; 및
상기 열전 소자 부재와 상기 복수의 방열핀을 연결하는 영역에 마련되어 상기 열전 소자 부재에서 발생되는 열 또는 냉각 에너지를 상기 복수의 방열핀으로 전달하는 복수의 열전달 홀을 더 포함하는 열교환 시스템.The method according to claim 1,
The thermoelectric element heat exchange unit,
a fixing member connecting and fixing the plurality of heat dissipation fins; and
and a plurality of heat transfer holes provided in a region connecting the thermoelectric element member and the plurality of heat dissipation fins to transfer heat or cooling energy generated from the thermoelectric element member to the plurality of heat dissipation fins.
상기 냉동탑에 마련되며 펠티어 효과에 의해 흡열 또는 발열되어 열교환 대상 영역인 상기 냉동탑의 내부로 열 또는 냉각 에너지를 공급시키는 열전 소자 부재가 구비된 열전소자 열교환부;
상기 열전소자 열교환부에 연결되어 상기 열전소자 열교환부로 열교환 매체를 공급하여 열교환된 상기 열전 소자 부재를 열교환시키는 열교환 유닛;
상기 열전소자 열교환부와 상기 열교환 유닛을 연결하는 라인에 마련되어 상기 상기 열전소자 열교환부에서 상기 열교환 유닛으로 전달되는 상기 열교환 매체를 열교환시키는 PCM 열교환부; 및
상기 차량 본체의 머플러 배관에 마련되어 전기를 발생시키는 열전소자 발전부를 포함하며,
상기 열전소자 열교환부는,
상기 열교환 대상 영역에 마련되며 상기 펠티어 효과에 의해 열 또는 냉각 에너지를 발생시키는 상기 열전 소자 부재;
상기 열전 소자 부재의 일측부에 마련되어 상기 열전 소자 부재와 상기 열교환 매체를 열교환시키는 열교환 블록;
상기 열전 소자 부재의 타측부에 마련되어 상기 열전 소자 부재에서 발생되는 열 또는 냉각에너지를 방출시키는 복수의 방열핀; 및
상기 열전 소자 부재가 마련되는 베이스 바디에 마련되어 상기 베이스 바디의 내부에서 발생되는 드레인수를 상기 열교환 유닛에 마련되는 드레인수 저장부로 배출시키는 드레인 배관을 더 포함하고,
상기 라인 중 상기 열전소자 열교환부로부터 상기 PCM 열교환부로 상기 열교환 매체가 전달되도록 하는 배관이 상기 드레인수 저장부를 관통하도록 구성되고,
상기 드레인수 저장부는 상기 드레인수 저장부를 관통하는 상기 배관을 통해 상기 PCM 열교환부로 전달되는 상기 열교환 매체를 상기 드레인수로 냉각시키면서, 상기 배관을 통과하는 상기 열교환 매체를 통해 상기 드레인수 저장부에 저장된 상기 드레인수를 증발시키는 것을 특징으로 하는 냉동 탑차.a refrigeration tower provided on the vehicle body;
a thermoelectric heat exchange unit provided in the refrigerating tower and provided with a thermoelectric element member for supplying heat or cooling energy to the inside of the refrigerating tower, which is a heat exchange target area, by absorbing or generating heat by the Peltier effect;
a heat exchange unit connected to the thermoelectric element heat exchange unit to supply a heat exchange medium to the thermoelectric element heat exchange unit to exchange heat with the thermoelectric element member;
a PCM heat exchange unit provided on a line connecting the thermoelectric element heat exchange unit and the heat exchange unit to exchange heat with the heat exchange medium transferred from the thermoelectric element heat exchange unit to the heat exchange unit; and
and a thermoelectric power generation unit provided on the muffler pipe of the vehicle body to generate electricity,
The thermoelectric element heat exchange unit,
the thermoelectric element member provided in the heat exchange target region and generating heat or cooling energy by the Peltier effect;
a heat exchange block provided on one side of the thermoelectric element member to exchange heat between the thermoelectric element member and the heat exchange medium;
a plurality of heat dissipation fins provided on the other side of the thermoelectric element member to discharge heat or cooling energy generated from the thermoelectric element member; and
Further comprising a drain pipe provided in the base body on which the thermoelectric element member is provided to discharge drain water generated inside the base body to a drain water storage unit provided in the heat exchange unit,
A pipe for transferring the heat exchange medium from the thermoelectric element heat exchange unit to the PCM heat exchange unit in the line is configured to pass through the drain water storage unit,
The drain water storage unit cools the heat exchange medium transferred to the PCM heat exchange unit through the pipe passing through the drain water storage unit with the drain water, and is stored in the drain water storage unit through the heat exchange medium passing through the pipe. A refrigeration tower car, characterized in that the drain water is evaporated.
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