KR102464181B1 - Integrated system of Exhaust Heat Recovery System and Thermo-Electric Generation system, and operating method thereof - Google Patents

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Abstract

본 발명은 열교환장치 및 열전발전장치의 통합 시스템, 및 그 작동 방법에 관한 것으로, 상세하게는 열교환장치로 배기가스의 열에너지를 회수하여 냉각수의 온도를 높이는 배기열회수 기능에 더하여 열원 및 냉각수의 온도를 조절하여 열전발전장치의 효율을 극대화시키며, 열전발전장치를 이용하여 열전발전을 수행하고 더불어 냉각수의 온도를 1차적으로 높인 후 열교환장치에서 효율적으로 높이는 기능의 통합 및 공간 활용도를 극대화시키는 효과가 있는 것을 특징으로 하는 열교환장치 및 열전발전장치의 통합 시스템, 및 그 작동 방법에 관한 것이다.The present invention relates to an integrated system of a heat exchange device and a thermoelectric generator, and an operating method thereof, and more particularly, to a heat source and cooling water temperature in addition to an exhaust heat recovery function that increases the temperature of cooling water by recovering heat energy of exhaust gas with a heat exchange device It maximizes the efficiency of the thermoelectric generator by controlling It relates to an integrated system of a heat exchange device and a thermoelectric generator, characterized in that, and an operating method thereof.

Description

열교환장치 및 열전발전장치의 통합 시스템, 및 그 작동 방법{Integrated system of Exhaust Heat Recovery System and Thermo-Electric Generation system, and operating method thereof}Integrated system of Exhaust Heat Recovery System and Thermo-Electric Generation system, and operating method thereof

본 발명은 열교환장치 및 열전발전장치의 통합 시스템, 및 그 작동 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 열교환장치로 배기가스의 열에너지를 회수하여 냉각수의 온도를 높이는 배기열회수 기능에 더하여 열원 및 냉각수의 온도를 조절하여 열전발전장치의 효율을 극대화시키며, 열전발전장치를 이용하여 열전발전을 수행하고 더불어 냉각수의 온도를 1차적으로 높인 후 열교환장치에서 효율적으로 높이는 기능의 통합 및 공간 활용도를 극대화시키는 시스템 및 방법에 관한 것이다.
The present invention relates to an integrated system of a heat exchange device and a thermoelectric generator, and an operating method thereof, and more particularly, to a heat source and cooling water temperature in addition to an exhaust heat recovery function that increases the temperature of cooling water by recovering heat energy of exhaust gas with a heat exchange device A system that maximizes the efficiency of the thermoelectric generator by controlling it's about how

폐열원에 열전소자를 이용한 발전 시스템 즉, 열전발전 시스템에 대한 관심이 높아지고 있으며, 차량에서 배기가스의 열에너지를 회수하여 냉각수를 빠르게 데워서 연비 및 배기특성을 향상시키는 열교환장치가 각광받고 있다. 열교환장치는 차량의 초기시동시 또는 냉각수온이 낮을 때만 사용되는 한계가 있으며, 열교환장치가 열전발전장치와 함께 배치되거나 연결되어 배치된다.Interest in a power generation system using a thermoelectric element as a waste heat source, that is, a thermoelectric power generation system, is increasing, and a heat exchange device that recovers heat energy of exhaust gas from a vehicle and quickly heats coolant to improve fuel efficiency and exhaust characteristics is in the spotlight. The heat exchange device has a limitation in being used only when the vehicle is initially started or when the coolant temperature is low, and the heat exchange device is disposed together with or connected to the thermoelectric generator.

그 일예로서, 한국등록특허 제1270627호("차량의 배기가스를 이용한 열전 발전 및 배기열 회수 장치")에서와 같이 차량의 배기가스가 배기열 회수장치로 유입되는 배기가스 유입부와, 배기열 회수장치로 유입된 배기가스를 외부로 배출하는 배기가스 토출부와, 상기 배기가스 유입부와 배기가스 토출부를 연통시키는 제1 배기가스 유로와, 상기 제1 배기가스 유로의 외면에 형성되어 내부로 냉각수가 이동되는 제1 냉각수 유로와, 상기 제1 냉각수 유로의 외면에 형성되며 냉각소자가 상기 제1 냉각수 유로의 외면과 접하는 열전모듈이 배치되는 제1 열전모듈 배치 층과, 상기 제1 열전모듈 배치 층의 외면에 형성되고, 상기 열전모듈의 가열소자와 접하도록 설치되며, 상기 배기가스 유입부와 배기가스 토출부를 연통시키는 제2 배기가스 유로와, 상기 제1 배기가스 유로와 제2 배기가스 유로를 선택적으로 개폐하는 개폐도어를 포함하는 구성이다.
As an example, as in Korean Patent Registration No. 1270627 ("thermoelectric power generation using vehicle exhaust gas and exhaust heat recovery device"), the exhaust gas inlet part through which the vehicle exhaust gas flows into the exhaust heat recovery device, and the exhaust heat recovery device An exhaust gas discharge unit for discharging the introduced exhaust gas to the outside, a first exhaust gas flow path that communicates the exhaust gas inlet and the exhaust gas discharge unit, is formed on the outer surface of the first exhaust gas flow path, and the coolant moves therein a first cooling water flow path, a first thermoelectric module arrangement layer formed on an outer surface of the first cooling water flow path and a thermoelectric module having a cooling element in contact with the outer surface of the first cooling water flow path, the first thermoelectric module arrangement layer; A second exhaust gas flow path formed on an outer surface and installed in contact with the heating element of the thermoelectric module, the exhaust gas inlet and exhaust gas outlet communicating with each other, and the first exhaust gas flow path and the second exhaust gas flow path are selectively selected It is a configuration that includes an opening and closing door that opens and closes with

상기 종래 발명에 의하면, 열전 발전을 위한 배기가스 유로 및 배기열 회수를 위한 배기가스 유로를 각각 별도로 형성하고, 개폐 도어에 의해 선택적으로 배기가스 유로를 개폐함으로써 하나의 장치로 열전 발전 및 배기열 회수를 모두 수행할 수 있는 구성이다. According to the conventional invention, an exhaust gas flow path for thermoelectric power generation and an exhaust gas flow path for exhaust heat recovery are separately formed, and both thermoelectric power generation and exhaust heat recovery are performed with one device by selectively opening and closing the exhaust gas flow path by an opening/closing door. configuration that can be done.

이에 따라, 종래 발명은 하나의 장치에서 선택적으로 열교환과 열전발전이 이루어짐으로써 두 가지의 서로 다른 특성을 갖는 시스템을 하나의 공간에 배치함에 따라 두 시스템 모두 효율적으로 작동하기 어려운 문제점이 있다.Accordingly, the conventional invention has a problem in that it is difficult to efficiently operate both systems as the systems having two different characteristics are arranged in one space by selectively performing heat exchange and thermoelectric power generation in one device.

예를 들어, 열전발전 시스템의 경우 냉각수가 해당 공간을 지나면서 열전소자를 효율적으로 냉각시키는 것이 중요하며, 열교환장치는 배기가스의 열에너지가 냉각수에 효율적으로 전달될 수 있도록 설계되어야 한다. 경우에 따라서는 열교환 면적을 증가시킬 수 있도록 긴 유로나 방열핀 등으로 구성되어야 한다.For example, in the case of a thermoelectric power generation system, it is important to efficiently cool the thermoelectric element as the cooling water passes through the corresponding space, and the heat exchanger must be designed so that the heat energy of the exhaust gas can be efficiently transferred to the cooling water. In some cases, it should be composed of a long flow path or a heat dissipation fin to increase the heat exchange area.

또한, 두가지 장치 모두 배기가스와 냉각수가 장치 내부에 고르게 분배되어 흐를 수 있는 환경이 되어야 높은 효과를 기대할 수 있다. 그러나 기존의 시스템은 열전소자의 개수를 늘리고 열전달 면적을 확보하기 위하여 낮은 종횡비의 배기 및 냉각채널을 구성함으로써 유동 분배가 잘 이루어지지 않아 열전 발전 효율이 떨어지고, 배기관과 냉각수채널 사이에 열전소자가 배치되어 열교환도 잘 이루어지지 않는 구조이다.In addition, in both devices, a high effect can be expected only when the exhaust gas and cooling water are evenly distributed inside the device to flow. However, the existing system increases the number of thermoelectric elements and configures low aspect ratio exhaust and cooling channels in order to secure a heat transfer area, so the flow distribution is not well done, so thermoelectric power generation efficiency is lowered, and thermoelectric elements are placed between the exhaust pipe and the cooling water channel. It has a structure that does not conduct heat exchange well.

이 때, 배기열회수장치와 열전발전장치를 공간적으로 분리할 경우에 제작 및 유지보수에 대한 장점은 있으나, 배기열회수장치는 일시적으로만 사용하고 열전발전장치의 개수가 한정되는 등, 공간 활용성이 떨어지는 단점이 있다.At this time, when the exhaust heat recovery device and the thermoelectric generator are spatially separated, there is an advantage in manufacturing and maintenance, but the space utilization is not good, such as using the exhaust heat recovery device temporarily and the number of thermoelectric generator devices is limited. There is a downside to falling.

따라서, 두 가지 시스템의 특성을 고려한 통합 시스템이 요구된다.
Therefore, an integrated system considering the characteristics of the two systems is required.

한국등록특허 제1270627호(등록일자 2013.05.28)Korean Patent No. 1270627 (Registration Date 2013.05.28)

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서 본 발명의 목적은, 초기시동시에만 일시적으로 사용하던 열교환장치를 열전발전장치와 기능을 통합하여 배기열을 효율적으로 활용하며 열교환장치 및 열전발전장치가 상호 보완하여 각각 장치의 성능을 극대화 시킬 수 있는 열교환장치 및 열전발전장치의 통합 시스템, 및 그 작동 방법을 제공하는 것이다.
The present invention has been devised to solve the above problems, and an object of the present invention is to efficiently utilize exhaust heat by integrating a heat exchange device temporarily used only at initial start-up with a thermoelectric generator function to efficiently utilize the heat exchange device and thermoelectric power generation device. An object of the present invention is to provide an integrated system of a heat exchange device and a thermoelectric generator that can maximize the performance of each device by complementing each other, and an operating method thereof.

본 발명의 일 실시예에 따른 열교환장치 및 열전발전장치의 통합 시스템은 열원이 통과되는 관으로부터 열이 유통되며, 냉각수가 내부에 유통되는 열교환장치; 및 열전발전장치;를 포함하되, 상기 열교환장치는 냉각수 및 열원의 온도 조건에 따라 냉각수 및 열원의 온도를 조절하며, 상기 열전발전장치의 열전 발전이 가능한 온도 범위를 확장시킬 수 있다.
An integrated system of a heat exchange device and a thermoelectric generator according to an embodiment of the present invention includes a heat exchange device in which heat is circulated from a tube through which a heat source passes, and cooling water is circulated therein; and a thermoelectric generator, wherein the heat exchange device adjusts the temperature of the coolant and the heat source according to temperature conditions of the coolant and the heat source, and expands a temperature range in which the thermoelectric power generation of the thermoelectric generator is possible.

또한, 상기 열교환장치 및 열전발전장치의 통합 시스템은 상기 관과 연결된 열원부; 및 상기 열원부와 이격되어 배치되는 방열수단;를 더 포함하되, 상기 열교환장치 및 열전발전장치는 상기 관과 결합되며, 상기 열전발전장치는 상기 열교환장치와 유통되도록 결합될 수 있다.
In addition, the integrated system of the heat exchange device and the thermoelectric generator includes a heat source connected to the tube; and heat dissipating means disposed to be spaced apart from the heat source, wherein the heat exchange device and the thermoelectric generator are coupled to the tube, and the thermoelectric generator may be coupled to flow with the heat exchange device.

또한, 상기 관은 상기 열교환장치의 내부로 열원의 흐름 방향 및 양을 조절하는 제 1 수단;이 구비되며, 상기 열교환장치와 열전발전장치 사이에 구비되어 열원을 바이패스 시키는 제 2 수단;이 구비될 수 있다.
In addition, the tube is provided with a first means for controlling the flow direction and amount of the heat source into the heat exchange device, the second means provided between the heat exchange device and the thermoelectric generator to bypass the heat source; can be

또한, 상기 제 1 수단은 선택적인 개폐에 의해, 열원이 상기 열전발전장치로 향하는 방향 및 상기 열교환장치를 경유하여 상기 열전발전장치로 향하는 방향으로 가변되며, 개방량이 조절될 수 있다.
In addition, by selective opening and closing of the first means, the heat source is changed in a direction toward the thermoelectric generator and in a direction toward the thermoelectric generator via the heat exchange device, and the opening amount can be adjusted.

또한, 상기 제 2 수단은 선택적인 개폐에 의해, 열원이 바이패스관으로 향하는 방향 및 상기 열전발전장치로 향하는 방향으로 가변될 수 있다.
In addition, the second means may be changed in a direction toward a heat source toward the bypass tube and a direction toward the thermoelectric generator by selective opening and closing.

또한, 상기 열교환장치 및 열전발전장치의 통합 시스템은 상기 열원부 및 방열수단 간의 냉각수가 유통되는 열원부냉각수라인;과 제 1 방열수단냉각수라인; 상기 방열수단 및 열전발전장치 간의 냉각수가 유통되는 제 2 방열수단냉각수라인; 상기 열전발전장치 및 열교환장치 간의 냉각수가 유통되는 제 1 열전발전냉각수라인; 상기 열전발전장치 및 열원부 간의 냉각수가 유통되는 제 2 열전발전냉각수라인; 상기 열교환장치 및 열원부 간의 냉각수가 유통되는 제 1 열교환냉각수라인; 및 상기 열교환장치 및 방열수단 간의 냉각수가 유통되는 제 2 열교환냉각수라인;을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
In addition, the integrated system of the heat exchange device and the thermoelectric generator includes: a heat source cooling water line through which cooling water flows between the heat source and the heat dissipating means; and a first heat dissipating means coolant line; a second heat dissipation means cooling water line through which cooling water flows between the heat dissipation means and the thermoelectric generator; a first thermoelectric generator coolant line through which coolant flows between the thermoelectric generator and the heat exchange device; a second thermoelectric power generation cooling water line through which cooling water flows between the thermoelectric generator and the heat source; a first heat exchange coolant line through which coolant flows between the heat exchange device and the heat source; and a second heat exchange coolant line through which coolant flows between the heat exchange device and the heat dissipation means.

또한, 상기 제 1 열전발전냉각수라인 및 제 2 열전발전냉각수라인은 라인 상에 상기 열교환장치 또는 열원부 방향으로, 선택적으로 분기시키는 제 3 수단;이 구비될 수 있다.
In addition, a third means for selectively branching the first thermoelectric power generation coolant line and the second thermoelectric power generation coolant line toward the heat exchange device or the heat source unit may be provided on the line.

또한, 상기 열교환장치는 상기 제 1 수단을 기준으로 상기 관의 전단부 및 후단부에 형성되는 적어도 하나의 홀; 상기 열교환장치의 전단 및 후단에 각각 구비되되, 제 1 냉각수채널과 연결된 전단부 헤더 및 후단부 헤더;를 포함할 수 있다.
In addition, the heat exchange device may include: at least one hole formed at a front end and a rear end of the tube with respect to the first means; and a front end header and a rear end header respectively provided at the front end and the rear end of the heat exchange device and connected to the first cooling water channel.

또한, 상기 전단부 헤더 및 후단부 헤더는 각각 원주방향 전체가 개방된 제 1 전단부 헤더; 및 제 1 후단부 헤더;일 수 있다.
In addition, the front-end header and the rear-end header each include a first front-end header opened in the entire circumferential direction; and a first rear end header.

또한, 상기 전단부 헤더 및 후단부 헤더는 내부에 상기 관을 기준으로 방사상으로 형성되는 격벽;을 포함하며, 상기 격벽은 원주방향으로 소정간격을 두고 적어도 하나 이상이 형성되어 상기 전단부 헤더 및 후단부 헤더를 유통하는 냉각수 유로가 변경될 수 있다.
In addition, the front end header and the rear end header include a partition wall formed radially with respect to the tube therein, wherein at least one partition wall is formed at a predetermined interval in the circumferential direction so that the front end header and the rear end header are formed. The coolant flow path through the end header may be changed.

또한, 상기 열전발전장치는 상기 열원부 외주연의 둘레에 부착되는 열전소자; 및 상기 열전소자의 외측으로 맞닿아 구비된 제 1 열전발전냉각수채널;을 포함할 수 있다.
In addition, the thermoelectric generator may include a thermoelectric element attached to the periphery of the outer periphery of the heat source; and a first thermoelectric power generation coolant channel provided in contact with the outside of the thermoelectric element.

또한, 상기 열전발전장치는 양갈래로 분리된 관에 각각 외주연의 둘레에 구비된 고온소자; 및 저온소자;를 포함하며, 상기 고온소자 및 저온소자의 일면은 각각 제 2 열전발전냉각수채널 및 제 3 열전발전냉각수채널이 맞닿아 구비될 수 있다.
In addition, the thermoelectric generator includes: a high-temperature element provided around the outer periphery of each tube separated into two; and a low-temperature device, wherein one surface of the high-temperature device and the low-temperature device may be provided with a second thermoelectric power generation coolant channel and a third thermoelectric power generation coolant channel in contact with each other.

또한, 상기 냉각수 및 열원의 온도 조건은 냉각수가 냉각수목표온도 이하이며, 열원의 온도가 상기 열전소자의 한계온도 이하인 제 1 모드; 냉각수가 냉각수목표온도 범위이며, 열원의 온도가 상기 열전소자의 한계온도 이하인 제 2 모드; 냉각수가 냉각수목표온도 범위이며, 열원의 온도가 상기 열전소자의 한계온도 이상인 제 3 모드; 및 냉각수가 냉각수목표온도 이하이며, 열원의 온도가 상기 열전소자의 한계온도 이상인 제 4 모드;를 포함하되, 상기 열전소자의 한계온도는 상기 열전소자의 재료에 따라 한계온도가 상이할 수 있다.In addition, the temperature conditions of the cooling water and the heat source may include: a first mode in which the cooling water is below a target temperature of the cooling water and the temperature of the heat source is below a limit temperature of the thermoelectric element; a second mode in which the cooling water is within the cooling water target temperature range and the temperature of the heat source is less than or equal to the limit temperature of the thermoelectric element; a third mode in which the cooling water is within the cooling water target temperature range and the temperature of the heat source is equal to or greater than the limit temperature of the thermoelectric element; and a fourth mode in which the cooling water is less than or equal to the cooling water target temperature and the temperature of the heat source is greater than or equal to the threshold temperature of the thermoelectric element.

또한, 상기 제 1 모드는 상기 열전발전장치를 통해 통과되는 냉각수의 온도가 높아지면서 열전발전이 되며, 열원이 상기 열교환장치를 경유함으로써 상기 열전발전장치에서 상기 열교환장치로 전달된 냉각수가 재가열되는 모드일 수 있다.
In addition, in the first mode, thermoelectric power is generated as the temperature of the coolant passing through the thermoelectric generator increases, and the coolant transferred from the thermoelectric generator to the heat exchange device is reheated by a heat source passing through the heat exchange device. can be

또한, 상기 제 2 모드는 열원 및 냉각수가 상기 열교환장치는 바이패스하고 상기 열전발전장치로 향하며, 상기 열전발전장치를 통해 열전발전이 이루어지는 모드일 수 있다.
In addition, the second mode may be a mode in which the heat source and cooling water bypass the heat exchange device and are directed to the thermoelectric generator, and thermoelectric power is generated through the thermoelectric generator.

또한, 상기 제 3 모드는 상기 열교환장치 및 열전발전장치의 한계온도에 따라 선택적으로 열원 및 냉각수가 상기 열교환장치 및 열전발전장치를 경유 및 바이패스되며, 상기 열교환장치를 통해 열원의 온도를 상기 열전소자의 한계온도 이하로 낮춤에 따라 상기 열전발전장치를 통해 열전발전이 이루어지는 모드일 수 있다.
In addition, in the third mode, a heat source and cooling water are selectively bypassed and passed through the heat exchange device and the thermoelectric generator according to the limit temperature of the heat exchange device and the thermoelectric generator, and the temperature of the heat source is transferred to the thermoelectric generator through the heat exchange device. It may be a mode in which thermoelectric power is generated through the thermoelectric generator as the temperature of the device is lowered below the limit temperature.

또한, 상기 제 4 모드는 상기 열교환장치를 통해 냉각수의 온도를 높이면서 열원의 온도는 상기 열전소자의 한계온도 범위로 낮추고, 상기 열전발전장치를 통해 냉각수의 온도를 높이면서 열전발전도 이루어지는 모드일 수 있다.
In addition, the fourth mode is a mode in which the temperature of the heat source is lowered to the limit temperature range of the thermoelectric element while raising the temperature of the coolant through the heat exchange device, and thermoelectric power is also performed while increasing the temperature of the coolant through the thermoelectric generator. can

열교환장치 및 열전발전장치의 통합 시스템을 이용한 작동 방법은 상기 제 1 모드시, 상기 방열수단의 냉각수는 상기 제 2 방열수단냉각수라인을 통해 상기 열전발전장치로 유입되는 단계; 상기 제 1 열전발전냉각수라인을 통해 상기 열전발전장치 내의 냉각수가 상기 열교환장치로 유입되는 단계; 및 상기 제 1 열교환냉각수라인을 통해 상기 열교환장치 내의 냉각수가 상기 열원부로 유입되는 단계;를 포함하되, 열원이 상기 열교환장치를 경유할 수 있다.
The operating method using an integrated system of a heat exchange device and a thermoelectric generator includes: in the first mode, the cooling water of the heat dissipating means is introduced into the thermoelectric generator through the second heat dissipating means coolant line; introducing the cooling water in the thermoelectric power generation device into the heat exchange device through the first thermoelectric power generation cooling water line; and introducing the coolant in the heat exchange device into the heat source unit through the first heat exchange coolant line.

또한, 열교환장치 및 열전발전장치의 통합 시스템을 이용한 작동 방법은 상기 제 2 모드시, 상기 방열수단의 냉각수가 상기 제 2 방열수단냉각수라인을 통해 상기 열전발전장치로 유입되는 단계; 및 상기 열전발전장치 내의 냉각수가 상기 제 2 열전발전냉각수라인을 통해 상기 열원부로 유입되는 단계;를 포함하되, 상기 제 1 수단에 의해 열원이 열교환장치는 바이패스하며, 상기 열전발전장치를 통과할 수 있다.
In addition, the operating method using the integrated system of the heat exchange device and the thermoelectric generator includes: in the second mode, the cooling water of the heat dissipation means flowing into the thermoelectric generator through the second heat dissipation means coolant line; and introducing the coolant in the thermoelectric generator into the heat source part through the second thermoelectric generator coolant line, wherein the heat source bypasses the heat exchange device by the first means and passes through the thermoelectric generator. can

또한, 열교환장치 및 열전발전장치의 통합 시스템을 이용한 작동 방법은 상기 제 3 모드시, 상기 방열수단의 냉각수가 상기 제 2 방열수단냉각수라인을 통해 상기 열전발전장치로 유입되는 단계; 상기 제 1 열전발전냉각수라인을 통해 냉각수가 상기 열교환장치로 유입되는 단계; 및 상기 제 1 열교환냉각수라인을 통해 냉각수가 상기 열원부로 유입되는 단계;를 포함하되, 열원이 상기 열교환장치를 경유할 수 있다.
In addition, the operating method using the integrated system of the heat exchange device and the thermoelectric generator includes: in the third mode, the cooling water of the heat dissipating means flowing into the thermoelectric generator through the second heat dissipating means coolant line; introducing cooling water into the heat exchange device through the first thermoelectric power generation cooling water line; and introducing cooling water into the heat source part through the first heat exchange coolant line.

또한, 열교환장치 및 열전발전장치의 통합 시스템을 이용한 작동 방법은 상기 제 3 모드시, 상기 방열수단의 냉각수가 상기 제 2 방열수단냉각수라인을 통해 상기 열전발전장치로 유입되는 단계; 상기 제 1 열전발전냉각수라인을 통해 냉각수가 상기 열교환장치로 유입되는 단계; 상기 제 2 열교환냉각수라인을 통해 상기 방열수단으로 유입되는 단계; 및 상기 제 1 방열수단냉각수라인을 통해 냉각수가 상기 열원부로 유입되는 단계;를 포함하되, 열원이 상기 열교환장치를 경유할 수 있다.
In addition, the operating method using the integrated system of the heat exchange device and the thermoelectric generator includes: in the third mode, the cooling water of the heat dissipating means flowing into the thermoelectric generator through the second heat dissipating means coolant line; introducing cooling water into the heat exchange device through the first thermoelectric power generation cooling water line; flowing into the heat dissipation means through the second heat exchange coolant line; and introducing a coolant into the heat source unit through the first heat dissipation means coolant line.

또한, 열교환장치 및 열전발전장치의 통합 시스템을 이용한 작동 방법은 상기 제 3 모드시, 상기 방열수단의 냉각수가 상기 제 2 방열수단냉각수라인을 통해 상기 열전발전장치로 유입되는 단계; 및 상기 제 2 열전발전냉각수라인을 통해 냉각수가 상기 열원부로 유입되는 단계;를 포함하되, 열원이 상기 열교환장치 및 열전발전장치를 바이패스할 수 있다.
In addition, the operating method using the integrated system of the heat exchange device and the thermoelectric generator includes: in the third mode, the cooling water of the heat dissipating means flowing into the thermoelectric generator through the second heat dissipating means coolant line; and introducing cooling water into the heat source unit through the second thermoelectric power generation cooling water line.

또한, 열교환장치 및 열전발전장치의 통합 시스템을 이용한 작동 방법은 상기 제 4 모드시, 상기 방열수단의 냉각수가 상기 제 2 방열수단냉각수라인을 통해 상기 열전발전장치로 유입되는 단계; 상기 제 1 열전발전냉각수라인을 통해 냉각수가 상기 열교환장치로 유입되는 단계; 및 상기 제 1 열교환냉각수라인을 통해 냉각수가 상기 열원부로 유입되는 단계;를 포함하되, 열원이 상기 열교환장치를 경유할 수 있다.
In addition, the operating method using the integrated system of the heat exchange device and the thermoelectric generator includes: in the fourth mode, the cooling water of the heat dissipation means flowing into the thermoelectric generator through the second heat dissipation means coolant line; introducing cooling water into the heat exchange device through the first thermoelectric power generation cooling water line; and introducing cooling water into the heat source part through the first heat exchange coolant line.

또한, 열교환장치 및 열전발전장치의 통합 시스템을 이용한 작동 방법은 상기 열전발전장치 및 열교환장치를 경유한 냉각수 온도가 상기 열원부의 목표온도 이상일 경우, 상기 방열수단의 냉각수가 상기 제 2 방열수단냉각수라인을 통해 상기 열전발전장치로 유입되는 단계; 상기 제 1 열전발전냉각수라인을 통해 냉각수가 상기 열교환장치로 유입되는 단계; 상기 제 1 열교환냉각수라인을 통해 냉각수가 상기 열원부로 유입되는 단계;를 포함하되, 상기 제 1 열교환냉각수라인 상에 쿨링수단이 구비됨으로써 냉각수의 온도가 조절되어 상기 열원부로 유입되거나, 냉각수가 상기 열원부로 유입되기 전에 상기 방열수단으로 유입됨으로써 온도가 조절되어 제 1 방열수단냉각수라인을 통해 상기 열원부로 유입될 수 있다.
In addition, in the operation method using an integrated system of a heat exchange device and a thermoelectric generator, when the temperature of the coolant passing through the thermoelectric generator and the heat exchange device is equal to or higher than the target temperature of the heat source, the cooling water of the heat dissipating means is the second heat dissipating means coolant line flowing into the thermoelectric generator through the; introducing cooling water into the heat exchange device through the first thermoelectric power generation cooling water line; Including, a step of introducing cooling water into the heat source through the first heat exchange coolant line, wherein a cooling means is provided on the first heat exchange coolant line so that the temperature of the coolant is controlled and introduced into the heat source, or the coolant is introduced into the heat source The temperature may be controlled by being introduced into the heat dissipating means before being introduced into the unit, and may be introduced into the heat source through the first heat dissipating means cooling water line.

또한, 열교환장치 및 열전발전장치의 통합 시스템을 이용한 작동 방법은 냉각수의 온도를 조절하여 열전발전량을 증가시킬시, 상기 방열수단의 냉각수가 상기 제 2 방열수단냉각수라인을 통해 상기 열전발전장치로 유입되는 단계; 상기 제 1 열전발전냉각수라인을 통해 냉각수가 상기 열교환장치로 유입되는 단계; 상기 제 2 열교환냉각수라인을 통해 상기 방열수단으로 냉각수가 유입되는 단계; 및 상기 제 1 방열수단냉각수라인을 통해 냉각수가 상기 열원부로 유입되는 단계;를 포함하되, 상기 방열수단의 크기 및 팬 작동량을 조절하여 상기 열원부로 향하는 냉각수의 온도를 낮춤에 따라 상기 열전발전장치의 열전 발전이 가능한 온도 범위를 확장시킬 수 있다.
In addition, in the operation method using the integrated system of the heat exchange device and the thermoelectric generator, when the amount of thermoelectric power is increased by adjusting the temperature of the cooling water, the coolant of the heat dissipation means flows into the thermoelectric generator through the second heat dissipation means coolant line. becoming a step; introducing cooling water into the heat exchange device through the first thermoelectric power generation cooling water line; introducing cooling water into the heat dissipating means through the second heat exchange cooling water line; and introducing a cooling water into the heat source through the first heat dissipating means coolant line, wherein the thermoelectric power generation device includes adjusting the size and fan operation amount of the heat dissipating means to lower the temperature of the cooling water directed to the heat source. It is possible to expand the temperature range at which thermoelectric power generation is possible.

상기와 같은 구성에 의한 본 발명에 따른 열교환장치 및 열전발전장치의 통합 시스템, 및 그 작동 방법은 열교환장치로 배기가스의 열에너지를 회수하여 냉각수의 온도를 높이는 배기열회수 기능에 더하여 열원 및 냉각수의 온도를 조절하여 열전발전장치의 효율을 극대화시키며, 열전발전장치를 이용하여 열전발전을 수행하고 더불어 냉각수의 온도를 1차적으로 높인 후 열교환장치에서 효율적으로 높이는 기능의 통합 및 공간 활용도를 극대화시키는 효과가 있다.
The integrated system of the heat exchange device and the thermoelectric generator according to the present invention, and the operating method thereof, according to the present invention having the above configuration, in addition to the exhaust heat recovery function of increasing the temperature of the cooling water by recovering the heat energy of the exhaust gas with the heat exchange device, the temperature of the heat source and the cooling water to maximize the efficiency of the thermoelectric generator by controlling have.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 시스템의 단면 구성도.
도 2는 본 발명의 헤더의 제 1 실시예에 따른 단면도.
도 3은 본 발명의 헤더의 제 1 실시예에 따른 냉각수 흐름도.
도 4는 본 발명의 헤더의 제 2 실시예에 따른 단면도.
도 5는 본 발명의 헤더의 제 2 실시예에 따른 냉각수 흐름도.
도 6은 본 발명의 헤더의 제 3 실시예에 따른 단면도.
도 7은 본 발명의 헤더의 제 3 실시예에 따른 냉각수 흐름도.
도 8은 본 발명의 헤더의 제 4 실시예에 따른 단면도.
도 9는 본 발명의 헤더의 제 4 실시예에 따른 냉각수 흐름도.
도 10은 본 발명의 열전발전장치의 제 1 실시예에 따른 단면도.
도 11은 본 발명의 열전발전장치의 제 1 실시예에 따른 정단면도.
도 12는 본 발명의 열전발전장치의 제 2 실시예에 따른 단면도.
도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 제 1 모드시 시스템 작동 방법의 구성도.
도 14는 본 발명의 일 실시예에 따른 제 2 모드시 시스템 작동 방법의 구성도.
도 15는 본 발명의 제 3 모드시 제 1 실시예에 따른 시스템 작동 방법의 구성도.
도 16은 본 발명의 제 3 모드시 제 2 실시예에 따른 시스템 작동 방법의 구성도.
도 17은 본 발명의 제 3 모드시 제 3 실시예에 따른 시스템 작동 방법의 구성도.
도 18은 본 발명의 일 실시예에 따른 제 4 모드시 시스템 작동 방법의 구성도.
도 19는 본 발명의 일 실시예에 따른 냉각수온조절시 시스템 작동 방법 구성도.
도 20은 본 발명의 일 실시예에 따른 열전발전 가능 범위를 확장하는 시스템 작동 방법 구성도.
도 21은 본 발명의 일 실시예에 따른 시스템을 통한 발전량을 종래와 비교한 예시도.1 is a cross-sectional configuration diagram of a system according to an embodiment of the present invention.
Fig. 2 is a cross-sectional view according to a first embodiment of a header of the present invention;
3 is a flow diagram of a coolant according to a first embodiment of a header of the present invention;
4 is a cross-sectional view according to a second embodiment of a header of the present invention;
5 is a flow chart of cooling water according to a second embodiment of the header of the present invention.
6 is a cross-sectional view according to a third embodiment of a header of the present invention;
7 is a flow chart of cooling water according to a third embodiment of the header of the present invention.
Fig. 8 is a cross-sectional view according to a fourth embodiment of a header of the present invention;
Fig. 9 is a flow chart of cooling water according to a fourth embodiment of the header of the present invention;
10 is a cross-sectional view of a thermoelectric generator according to a first embodiment of the present invention.
11 is a front cross-sectional view of the thermoelectric generator according to the first embodiment of the present invention.
12 is a cross-sectional view of a thermoelectric generator according to a second embodiment of the present invention.
13 is a block diagram of a method of operating a system in a first mode according to an embodiment of the present invention;
14 is a block diagram of a method of operating a system in a second mode according to an embodiment of the present invention;
15 is a block diagram of a system operating method according to the first embodiment in the third mode of the present invention;
16 is a block diagram of a system operating method according to a second embodiment in a third mode of the present invention;
17 is a block diagram of a system operating method according to a third embodiment in a third mode of the present invention;
18 is a block diagram of a method of operating a system in a fourth mode according to an embodiment of the present invention;
19 is a block diagram of a method of operating a system when adjusting a coolant temperature according to an embodiment of the present invention;
20 is a configuration diagram of a system operating method for expanding a thermoelectric generation possible range according to an embodiment of the present invention.
21 is an exemplary diagram comparing the amount of power generation through the system according to an embodiment of the present invention with the prior art.

이하 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 열교환장치 및 열전발전장치의 통합 시스템, 및 그 작동 방법을 상세히 설명한다. 다음에 소개되는 도면들은 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 예로서 제공되는 것이다. 따라서, 본 발명은 이하 제시되는 도면들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 또한, 명세서 전반에 걸쳐서 동일한 참조번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.Hereinafter, an integrated system of a heat exchange device and a thermoelectric generator according to an embodiment of the present invention, and an operating method thereof will be described in detail with reference to the accompanying drawings. The drawings introduced below are provided as examples in order to sufficiently convey the spirit of the present invention to those skilled in the art. Accordingly, the present invention is not limited to the drawings presented below and may be embodied in other forms. Also, like reference numerals refer to like elements throughout.

이 때, 사용되는 기술 용어 및 과학 용어에 있어서 다른 정의가 없다면, 이 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 통상적으로 이해하고 있는 의미를 가지며, 하기의 설명 및 첨부 도면에서 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 설명은 생략한다.
At this time, if there is no other definition in the technical terms and scientific terms used, it has the meaning commonly understood by those of ordinary skill in the art to which this invention belongs, and in the following description and accompanying drawings, the subject matter of the present invention Descriptions of known functions and configurations that may unnecessarily obscure will be omitted.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 시스템의 단면 구성도이다.1 is a cross-sectional configuration diagram of a system according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 열교환장치(300) 및 열전발전장치(400)의 통합 시스템은 열원이 통과되는 관(10)과 상기 관(10)과 연결된 열원부(100); 및 상기 열원부(100)과 이격되어 배치되는 방열수단(200);를 더 포함하되, 상기 열교환장치(300) 및 열전발전장치(400)는 상기 관(10)과 결합되며, 상기 열전발전장치(400)는 상기 열교환장치(300)와 유통되도록 결합되는 구성일 수 있다.Referring to FIG. 1 , the integrated system of the heat exchanger 300 and the thermoelectric generator 400 includes a tube 10 through which a heat source passes and a heat source unit 100 connected to the tube 10 ; and a heat dissipating means 200 disposed to be spaced apart from the heat source 100, wherein the heat exchange device 300 and the thermoelectric generator 400 are coupled to the tube 10, and the thermoelectric generator device Reference numeral 400 may be configured to be coupled to flow with the heat exchange device 300 .

여기서, 상기 열교환장치(300)는 초기 시동시 차량 내에 열원부(100)의 냉각수온을 높이기 위해 관(10)과 결합되는 장치이며, 상기 열전발전장치(400)는 배기열 및 냉각수를 통해 내부에 구비된 열전소자(430)가 제벡효과(Seebeck effect)에 의해 발전을 하는 장치로서 종래 공지된 기술이므로 기존의 기능에 대한 상세한 설명은 생략할 수 있다.Here, the heat exchange device 300 is a device coupled to the tube 10 to increase the coolant temperature of the heat source unit 100 in the vehicle during initial start-up, and the thermoelectric generator 400 is provided inside the vehicle through exhaust heat and coolant. Since the provided thermoelectric element 430 is a conventionally known technology as a device for generating power by the Seebeck effect, a detailed description of the existing function may be omitted.

또한, 상기 열교환장치(300) 및 열전발전장치(400)는 하기에서 추가적인 기능에 대한 설명이 기재될 수 있다.
Further, additional functions of the heat exchange device 300 and the thermoelectric generator 400 may be described below.

여기서, 상기 관(10)은 차량의 배기관이 적용될 수 있지만, 열원이 통과되는 관이면 다양하게 실시될 수 있다.Here, the pipe 10 may be an exhaust pipe of a vehicle, but may be variously implemented as long as it is a pipe through which a heat source passes.

또한, 열원은 배기가스가 적용될 수 있으며, 하기에서 열원과 배기가스는 통용되어 기재될 수 있다.In addition, exhaust gas may be applied as the heat source, and the heat source and exhaust gas may be commonly described below.

또한, 상기 열원부(100)는 엔진 또는 내연기관 등의 열원을 배출하는 수단은 다양하게 적용될 수 있다.In addition, the heat source unit 100 may be variously applied as a means for discharging a heat source such as an engine or an internal combustion engine.

또한, 상기 방열수단(200)은 라디에이터 등의 방열수단은 다양하게 적용될 수 있다.
In addition, the heat dissipation means 200 may be variously applied to heat dissipation means such as a radiator.

상기 관(10)은 상기 열교환장치(300)의 내부로 열원의 흐름 방향 및 양을 조절하는 제 1 수단(310);이 구비되며, 상기 열교환장치(300)와 열전발전장치(400) 사이에 구비되어 열원을 바이패스 시키는 제 2 수단(21);이 구비될 수 있다.The tube 10 includes a first means 310 for controlling the flow direction and amount of a heat source into the heat exchange device 300 , and is provided between the heat exchange device 300 and the thermoelectric generator 400 . A second means (21) provided to bypass the heat source; may be provided.

이 때, 상기 관(10)은 상기 제 2 수단(21)에 의해 외부로 바이패스 되는 바이패스관(20)이 형성될 수 있다.
At this time, the pipe 10 may be formed with a bypass pipe 20 that is bypassed to the outside by the second means (21).

상기 제 1 수단(310) 및 제 2 수단(21)은 밸브 등으로 구성되며 개폐에 따라 열원의 유로를 변경시킬 수 있는 수단이면 다양하게 실시될 수 있다.
The first means 310 and the second means 21 are configured as valves and the like, and may be implemented in various ways as long as the means can change the flow path of the heat source according to opening and closing.

또한, 상기 제 1 수단(310)은 선택적인 개폐에 의해, 열원이 상기 열전발전장치(400)로 향하는 방향 및 상기 열교환장치(300)를 경유하여 상기 열전발전장치(400)로 향하는 방향으로 가변되며, 개방량이 조절될 수 있다.
In addition, the first means 310 is variable in a direction in which a heat source is directed toward the thermoelectric generator 400 and a direction toward the thermoelectric generator 400 via the heat exchange device 300 by selective opening and closing. and the opening amount can be adjusted.

또한, 상기 제 2 수단(21)은 선택적인 개폐에 의해, 열원이 바이패스관(20)으로 향하는 방향 및 상기 열전발전장치(400)로 향하는 방향으로 가변될 수 있다.In addition, the second means 21 may be changed in a direction in which the heat source is directed toward the bypass pipe 20 and a direction toward the thermoelectric generator 400 by selective opening and closing.

이 때, 상기 바이패스관(20)은 외부로 통할 수 있다.
At this time, the bypass pipe 20 may pass to the outside.

또한, 상기 열교환장치(300) 및 열전발전장치(400)의 통합 시스템은 상기 열원부(100) 및 방열수단(200) 간의 냉각수가 유통되는 열원부(100)냉각수라인;과 제 1 방열수단냉각수라인(220); 상기 방열수단(200) 및 열전발전장치(400) 간의 냉각수가 유통되는 제 2 방열수단냉각수라인(210); 상기 열전발전장치(400) 및 열교환장치(300) 간의 냉각수가 유통되는 제 1 열전발전냉각수라인(420a); 상기 열전발전장치(400) 및 열원부(100) 간의 냉각수가 유통되는 제 2 열전발전냉각수라인(420b); 상기 열교환장치(300) 및 열원부(100) 간의 냉각수가 유통되는 제 1 열교환냉각수라인(301); 및 상기 열교환장치(300) 및 방열수단(200) 간의 냉각수가 유통되는 제 2 열교환냉각수라인(302);을 더 포함할 수 있다.In addition, the integrated system of the heat exchange device 300 and the thermoelectric generator 400 is a heat source part 100 coolant line through which the coolant flows between the heat source part 100 and the heat radiation means 200; and the first heat radiation means coolant line 220; a second heat dissipation means coolant line 210 through which coolant flows between the heat dissipation means 200 and the thermoelectric generator 400; a first thermoelectric power generation coolant line 420a through which cooling water flows between the thermoelectric generator 400 and the heat exchange device 300; a second thermoelectric power generation cooling water line 420b through which cooling water flows between the thermoelectric power generation device 400 and the heat source unit 100; a first heat exchange coolant line 301 through which coolant flows between the heat exchange device 300 and the heat source unit 100; and a second heat exchange coolant line 302 through which coolant flows between the heat exchange device 300 and the heat dissipation means 200 .

또한, 상기 제 1 열전발전냉각수라인(420a) 및 제 2 열전발전냉각수라인(420b)은 라인 상에 상기 열교환장치(300) 또는 열원부(100) 방향으로, 선택적으로 분기시키는 제 3 수단(410);이 구비될 수 있다.In addition, the first thermoelectric power generation coolant line 420a and the second thermoelectric power generation coolant line 420b selectively branch on the line in the direction of the heat exchange device 300 or the heat source part 100 , a third means 410 . ); may be provided.

상기 제 3 수단(410)은 밸브 등으로 구성되며 개폐에 따라 냉각수의 유로를 변경시킬 수 있는 수단이면 다양하게 실시될 수 있다.
The third means 410 is constituted by a valve or the like, and may be implemented in various ways as long as it is a means capable of changing the flow path of the coolant according to opening and closing.

하기는 상기 열교환장치(300)의 세부 구성을 기술한다.Hereinafter, the detailed configuration of the heat exchange device 300 will be described.

도 1의 확대도를 참조하면, 상기 열교환장치(300)는 상기 제 1 수단(310)을 기준으로 상기 관(10)의 전단부 및 후단부에 형성되는 적어도 하나 이상의 홀(340); 상기 열교환장치(300)의 전단 및 후단에 각각 구비되되, 제 1 냉각수채널(320)과 연결된 전단부 헤더 및 후단부 헤더;를 포함할 수 있다.Referring to the enlarged view of FIG. 1 , the heat exchange device 300 includes at least one hole 340 formed at the front end and the rear end of the tube 10 with respect to the first means 310 ; It may include; a front end header and a rear end header respectively provided at the front and rear ends of the heat exchange device 300 , connected to the first cooling water channel 320 .

또한, 상기 열교환장치(300)는 단면이 원형은 물론, 타원형, 사각형 등 주어진 공간에 맞게 당업자의 설계에 따라 다양하게 실시될 수 있다.In addition, the heat exchange device 300 may be implemented in various ways according to the design of those skilled in the art to fit a given space, such as an oval, a square, etc., as well as a circular cross section.

또한, 상기 제 1 냉각수채널(320) 내부에는 판형, 톱니형(serrated) 및 물결형(wavy)의 핀 등, 다양하게 실시될 수 있다.In addition, the inside of the first coolant channel 320 may be variously implemented, such as plate-shaped, serrated, and wavy-shaped fins.

또한, 상기 열교환장치(300)는 상기 제 1 냉각수채널(320)과 열원의 유로가 역할을 달리하며 구성될 수 있으며, 즉, 열원이 통과하는 영역을 독립된 채널로 구성하고 그 외 공간에 냉각수가 흐르는 구조로 구성되거나 그 반대의 경우도 가능할 수 있다.
In addition, the heat exchange device 300 may be configured such that the first cooling water channel 320 and the heat source flow passage have different roles, that is, a region through which the heat source passes is configured as an independent channel, and cooling water is provided in other spaces. It may consist of a flowing structure or vice versa.

하기는 헤더의 제 1 실시예 내지 제 4 실시예를 통해 상기 전단부 헤더 및 후단부 헤더의 다양한 형상을 설명하며, 그에 따른 냉각수의 흐름을 기술한다.The following describes various shapes of the front end header and the rear end header through the first to fourth embodiments of the header, and the flow of the cooling water accordingly.

도 2는 본 발명의 헤더의 제 1 실시예에 따른 단면도이다.2 is a cross-sectional view according to a first embodiment of a header of the present invention;

도 2를 참조하면, 상기 전단부 헤더 및 후단부 헤더는 각각 원주방향 전체가 개방된 제 1 전단부 헤더(321); 및 제 1 후단부 헤더(322);일 수 있다.Referring to FIG. 2 , the front end header and the rear end header include a first front end header 321 which is opened entirely in the circumferential direction, respectively; and a first rear end header 322;

또한, 상기 제 1 전단부 헤더(321) 및 제 2 후단부 헤더는 단부 일측에 제 1 토출포트(321b) 및 제 1 유입포트(321a)가 형성될 수 있다.In addition, the first front end header 321 and the second rear end header may have a first discharge port 321b and a first inlet port 321a formed on one end side thereof.

이 때, 상기 제 1 토출포트(321b) 및 제 1 유입포트(321a)의 위치는 다양하게 실시 될 수 있으며, 개수 또한 다수 개로 형성될 수 있다.At this time, the positions of the first discharge port 321b and the first inlet port 321a may be variously implemented, and the number may also be formed in plurality.

상기 제 1 전단부 헤더(321) 및 제 1 후단부 헤더(322)는 격벽이 없음에 따라, 상기 제 1 후단부 헤더(322)로 유입된 냉각수가 상기 제 1 전단부 헤더(321)를 향하여 통과되는 구성일 수 있다.
As the first front end header 321 and the first rear end header 322 do not have partition walls, the coolant flowing into the first rear end header 322 faces the first front end header 321 . It may be a pass-through configuration.

이어서, 도 3은 본 발명의 헤더의 제 1 실시예에 따른 냉각수 흐름도이다.Next, Figure 3 is a coolant flow diagram according to the first embodiment of the header of the present invention.

도 3을 참조하면, 상기 제 1 유입포트(321a)로부터 유입된 냉각수가 상기 제 1 후단부 헤더(322)의 전면에 분포되고 상기 제 1 전단부 헤더(321)를 통과하여 상기 제 1 토출포트(321b)를 향해 냉각수가 토출될 수 있다.Referring to FIG. 3 , the cooling water introduced from the first inlet port 321a is distributed over the front of the first rear end header 322 and passes through the first front end header 321 to the first discharge port. Cooling water may be discharged toward the 321b.

또한, 열원은 상기 관(10) 내부를 지나며, 흐름 방향은 상기 제 1 전단부헤더에서 제 1 후단부헤더 방향으로 통과할 수 있다.In addition, the heat source passes through the inside of the tube 10 , and the flow direction may pass from the first front end header to the first rear end header.

또한, 제 1 실시예에 따른 냉각수 흐름은 냉각수의 리턴(return)없이, 일반적인 카운터플로우(counter flow)일 수 있다.
Also, the coolant flow according to the first embodiment may be a general counter flow without a return of the coolant.

또한, 이하는 상기 전단부 헤더 및 후단부 헤더의 내부에 상기 관을 기준으로 방사상으로 형성되는 격벽;을 포함하며, 상기 격벽은 원주방향으로 소정간격을 두고 적어도 하나 이상이 형성됨으로써, 상기 전단부 헤더 및 후단부 헤더를 유통하는 냉각수 유로가 변경될 수 있는 실시예들을 기술한다.
In addition, the following includes a partition wall formed radially with respect to the tube in the interior of the front end header and the rear end header, wherein at least one partition wall is formed at a predetermined interval in the circumferential direction, so that the front end portion Embodiments in which the cooling water flow path flowing through the header and the rear end header may be changed are described.

도 4는 본 발명의 헤더의 제 2 실시예에 따른 단면도이다.4 is a cross-sectional view according to a second embodiment of the header of the present invention;

도 4를 참조하면, 상기 전단부 헤더 및 후단부 헤더는 중앙부에 축방향과 수직하게 형성된 격벽에 의해 2분할된 제 2 전단부 헤더(330a,330b); 및 축방향으로 개방된 제 2 후단부 헤더(340);일 수 있다.Referring to FIG. 4 , the front end header and the rear end header include second front end headers 330a and 330b divided into two by a bulkhead formed in a central portion perpendicular to the axial direction; and a second rear end header 340 open in the axial direction.

상기 제 2 전단부 헤더의 하측(330b)은 제 2 유입포트(331a)가 형성되며, 상측(330a)은 제 2 토출포트(331b)가 형성될 수 있다.A second inlet port 331a may be formed on the lower side 330b of the second front end header, and a second discharge port 331b may be formed on the upper side 330a.

이 때, 상기 제 2 토출포트(331b) 및 제 2 유입포트(331a)의 위치는 다양하게 실시 될 수 있으며, 개수 또한 다수 개로 형성될 수 있다.
In this case, the positions of the second discharge port 331b and the second inlet port 331a may be variously implemented, and the number may also be formed in plurality.

도 5는 본 발명의 헤더의 제 2 실시예에 따른 냉각수 흐름도이다.5 is a flow chart of cooling water according to a second embodiment of the header of the present invention.

도 5를 참조하면, 상기 제 2 유입포트(331a)로 유입된 냉각수는 상기 제 2 전단부 헤더의 하측부(330b)에서 상기 제 2 후단부헤더를 거쳐 다시 상기 제 2 전단부 헤더의 상측부(330a)로 흐른 후, 상기 제 2 토출포트(331b)를 지나 냉각수가 토출될 수 있다.Referring to FIG. 5 , the cooling water introduced into the second inlet port 331a is transferred from the lower portion 330b of the second front end header through the second rear end header to the upper portion of the second front end header again. After flowing to 330a, the cooling water may be discharged through the second discharge port 331b.

또한, 열원은 상기 관(10) 내부를 지나며, 흐름 방향은 상기 제 1 전단부헤더에서 제 1 후단부헤더 방향으로 통과할 수 있다.In addition, the heat source passes through the inside of the tube 10 , and the flow direction may pass from the first front end header to the first rear end header.

또한, 제 2 실시예에 따른 냉각수 흐름은 상기 열교환장치(300) 내에서 냉각수가 한번 리턴(return)되며 상기 열교환장치(300)의 내부 둘레에 보다 고르게 분포될 수 있다.In addition, in the cooling water flow according to the second embodiment, the cooling water is returned once in the heat exchange device 300 , and may be more evenly distributed around the inner circumference of the heat exchange device 300 .

이에 따라, 상기 열교환장치(300)는 열원을 회수하며 작동하기에 성능이 효율적으로 발휘될 수 있다.
Accordingly, the performance of the heat exchange device 300 can be efficiently exhibited to operate while recovering the heat source.

도 6은 본 발명의 헤더의 제 3 실시예에 따른 단면도이다.6 is a cross-sectional view according to a third embodiment of a header of the present invention;

도 6을 참조하면, 상기 전단부 헤더 및 후단부 헤더는 5시와 7시 방향의 격벽이 형성되어 2분할된 제 3 전단부 헤더(350a,350b); 및 5시와 12시 방향의 격벽이 형성되어 2분할된 제 3 후단부 헤더(360a,360b);일 수 있다.
Referring to FIG. 6 , the front end header and the rear end header include third front end headers 350a and 350b divided into two with partition walls formed at 5 o’clock and 7 o’clock; and third rear end headers 360a and 360b divided into two by forming a partition wall in the 5 o'clock and 12 o'clock directions.

상기 제 3 전단부 헤더의 하측(350a)은 제 3 유입포트(351a)가 형성되며, 상기 제 3 후단부 헤더의 상측(350b)은 제 3 토출포트(351b)가 형성될 수 있다.A third inlet port 351a may be formed on a lower side 350a of the third front end header, and a third discharge port 351b may be formed on an upper side 350b of the third rear end header.

이 때, 상기 제 3 토출포트(351b) 및 제 3 유입포트(351a)의 위치는 다양하게 실시 될 수 있으며, 개수 또한 다수 개로 형성될 수 있다.
At this time, the positions of the third discharge port 351b and the third inlet port 351a may be variously implemented, and the number may also be formed in plurality.

도 7은 본 발명의 헤더의 제 3 실시예에 따른 냉각수 흐름도이다.7 is a flow chart of cooling water according to a third embodiment of the header of the present invention.

도 7을 참조하면, 상기 제 3 유입포트(351a)로 유입된 냉각수는 상기 제 3 전단부 헤더의 하측부(350a)에서 상기 제 3 후단부 헤더 하측부(360a)를 거쳐 다시 상기 제 3 전단부 헤더의 상측부(350b)에서 상기 제 3 후단부 헤더의 상측부(360b)로 흐른 후, 상기 제 3 토출포트(351b)를 지나 냉각수가 토출될 수 있다.Referring to FIG. 7 , the cooling water introduced into the third inlet port 351a is transferred from the lower side 350a of the third front end header through the third rear end header lower side 360a and back to the third front end. After flowing from the upper portion 350b of the sub header to the upper portion 360b of the third rear end header, the coolant may be discharged through the third discharge port 351b.

또한, 제 3 실시예에 따른 냉각수 흐름은 상기 열교환장치(300) 내에서 냉각수가 두번 리턴(return)되며, 상기 열교환장치(300)의 내부 둘레에 보다 고르게 분포될 수 있다.In addition, in the coolant flow according to the third embodiment, the coolant is returned twice in the heat exchange device 300 , and may be more evenly distributed around the inner circumference of the heat exchange device 300 .

이에 따라, 상기 열교환장치(300)는 열원을 회수하며 작동하기에 성능이 효율적으로 발휘될 수 있다.
Accordingly, the performance of the heat exchange device 300 can be efficiently exhibited to operate while recovering the heat source.

도 8은 본 발명의 헤더의 제 4 실시예에 따른 단면도이다.8 is a cross-sectional view according to a fourth embodiment of a header of the present invention;

도 8을 참조하면, 상기 전단부 헤더 및 후단부 헤더는 6시, 9시 및 12시 방향의 격벽이 형성되어 3분할된 제 4 전단부 헤더(370a,370b,370c); 및 3시와 9시 방향의 격벽이 형성되어 2분할된 제 4 후단부 헤더(380a,380b);일 수 있다.Referring to FIG. 8 , the front end header and the rear end header include fourth front end headers 370a, 370b, and 370c divided into three with partition walls formed at 6 o’clock, 9 o’clock, and 12 o’clock; and fourth rear end headers 380a and 380b divided into two by forming a partition wall in the 3 o'clock and 9 o'clock directions.

상기 제 4 전단부 헤더의 하측(370a)에는 제 4 유입포트(371a)가 형성되며, 상측(370c)에는 제 4 토출포트(371b)가 형성될 수 있다.A fourth inlet port 371a may be formed on the lower side 370a of the fourth front end header, and a fourth discharge port 371b may be formed on the upper side 370c.

이 때, 상기 제 4 토출포트(371b) 및 제 4 유입포트(371a)의 위치는 다양하게 실시 될 수 있으며, 개수 또한 다수 개로 형성될 수 있다.
In this case, the positions of the fourth discharge port 371b and the fourth inlet port 371a may be variously implemented, and the number may also be formed in plurality.

도 9는 본 발명의 헤더의 제 4 실시예에 따른 냉각수 흐름도이다.9 is a flow chart of cooling water according to a fourth embodiment of the header of the present invention.

도 9를 참조하면, 상기 제 4 유입포트(371a)로 유입된 냉각수는 상기 제 4 전단부 헤더의 하측부(370a)에서 상기 제 4 후단부 헤더의 하측부(380a)를 채운 후 다시 상기 제 4 전단부 헤더의 상측부(370b)를 지나 상기 제 4 후단부 헤더의 상측부(380b)를 거친 후, 상기 제 4 전단부 헤더의 상측부(370c)로 온 냉각수는 상기 제 4 토출포트(371b)를 지나 토출될 수 있다.Referring to FIG. 9 , the cooling water introduced into the fourth inlet port 371a fills the lower portion 380a of the fourth rear end header from the lower portion 370a of the fourth front end header, and then again the fourth inlet port 371a. 4 After passing through the upper portion 370b of the front end header and passing through the upper portion 380b of the fourth rear end header, the cooling water coming to the upper portion 370c of the fourth front end header is supplied to the fourth discharge port ( 371b) and may be discharged.

또한, 제 4 실시예에 따른 냉각수 흐름은 상기 열교환장치(300) 내에서 냉각수가 두번 리턴(return)되며 상기 열교환장치(300)의 내부 둘레에 보다 고르게 분포될 수 있다.In addition, in the flow of cooling water according to the fourth embodiment, the cooling water is returned twice in the heat exchange device 300 , and may be more evenly distributed around the inner circumference of the heat exchange device 300 .

이에 따라, 상기 열교환장치(300)는 열원을 회수하며 작동하기에 성능이 효율적으로 발휘될 수 있다.
Accordingly, the performance of the heat exchange device 300 can be efficiently exhibited to operate while recovering the heat source.

상기는, 본 발명의 상기 전단부 헤더 및 후단부 헤더는 격벽을 다수 개로 추가하여 구성할 수 있으며, 유입포트 및 토출포트를 다양한 위치 및 다수 개로 형성시킬 수 있다.As described above, the front end header and the rear end header of the present invention may be configured by adding a plurality of bulkheads, and the inlet port and the discharge port may be formed in various positions and in a plurality of pieces.

이에 따라, 본 발명은 각각의 헤더 내부를 분리시켜 냉각수의 흐름을 의도적으로 변경함에 따라 상기 열교환장치(300) 내를 통과하는 냉각수가 고르게 분포될 수 있도록 함일 수 있다.
Accordingly, the present invention may separate the inside of each header to intentionally change the flow of the cooling water so that the cooling water passing through the heat exchange device 300 can be evenly distributed.

하기는 상기 열전발전장치(400)의 세부 구성을 기술하며, 제 1 실시예 및 제 2 실시예로 다양하게 실시될 수 있음을 설명한다.Hereinafter, the detailed configuration of the thermoelectric generator 400 will be described, and it will be described that the first embodiment and the second embodiment may be variously implemented.

도 10은 본 발명의 열전발전장치(400)의 제 1 실시예에 따른 단면도이며, 도 11은 본 발명의 열전발전장치(400)의 제 1 실시예에 따른 정단면도이다.10 is a sectional view of the thermoelectric generator 400 according to the first embodiment of the present invention, and FIG. 11 is a front sectional view of the thermoelectric generator 400 according to the first embodiment of the present invention.

도 10 및 11을 참조하면, 상기 열전발전장치(400)는 상기 열원부 외주연의 둘레에 부착되는 열전소자(430); 및 상기 열전소자(430)의 외측으로 맞닿아 구비된 제 1 열전발전냉각수채널(440);을 포함할 수 있다.10 and 11, the thermoelectric generator 400 includes a thermoelectric element 430 attached to the outer periphery of the heat source unit; and a first thermoelectric power generation coolant channel 440 provided in contact with the outside of the thermoelectric element 430 .

또한, 도 11을 참조하면, 상기 제 1 열전발전냉각수채널(440)은 서로 연결되어 구성되거나, 독립적으로 구성될 수 있다.Also, referring to FIG. 11 , the first thermoelectric power cooling water channel 440 may be configured to be connected to each other or configured independently.

또한, 상기 관(10)은 단면이 팔각형으로 도시되고 있지만, 다각형 또는 적층형으로 다양하게 실시될 수 있다.In addition, although the tube 10 is shown in an octagonal cross-section, it may be variously implemented in a polygonal or laminated shape.

이 때, 상기 열전소자(430)는 상기 관(10)이 적층형일 경우, 상기 관(10)과 함께 적층되어 구성될 수 있다. 또한, 상기 열전소자(430)는 개수 및 위치는 다양하게 변형되어 실시될 수 있다.In this case, the thermoelectric element 430 may be configured to be stacked together with the tube 10 when the tube 10 is of a stacked type. In addition, the number and position of the thermoelectric element 430 may be variously modified.

한편, 상기 열전발전장치(400)는 열원을 보호하기 위해, 다수 개의 상기 열전소자(430)들을 둘러싸는 단열재가 구비될 수 있다. 단, 상기 단열재는 상기 열전소자(430)와 닿지 않는 부분에 적용되며, 열원 에너지의 손실을 줄이기 위함일 수 있다.
Meanwhile, in the thermoelectric generator 400 , a heat insulating material surrounding the plurality of thermoelectric elements 430 may be provided to protect the heat source. However, the heat insulating material is applied to a portion that does not come into contact with the thermoelectric element 430 , and may be for reducing the loss of heat source energy.

일반적으로, 상기 열전소자(430)는 양면이 고온부와 저온부로 구성되어, 열원과 가까운 면이 고온부이고, 냉각수와 가까운 면이 저온부이다. 또한, 이 때의 양면 온도차가 클수록 발전량이 많아진다. 그러나, 열전소자(430)는 재료에 따라 각각의 성능을 최대로 발휘할 수 있는 온도가 다르며 그에 따른 온도차도 달라질 수 있다.In general, the thermoelectric element 430 has both surfaces of a high-temperature portion and a low-temperature portion, and a surface close to the heat source is a high-temperature portion, and a surface close to the cooling water is a low-temperature portion. In addition, the greater the temperature difference between both surfaces at this time, the greater the amount of power generation. However, the thermoelectric element 430 may have a different temperature at which the performance can be maximized depending on the material, and the temperature difference may also vary accordingly.

열전소자(430)의 고온부 한계 온도는 소자의 성능이 감소되는 온도 범위 (Bi-Te 재료의 경우 300℃ 전후, Solder의 녹는점 및 경계 물질 (TIM; Thermal Interface Materials)의 한계 온도 등에 영향을 받는다. 결과적으로 소자의 고온부 최대 온도는 한계가 존재한다. 소자의 저온부 온도는 냉각수를 이용하여 냉각할 경우, 냉각수 온도에 의해 결정되며 열원부(100)의 내구성 등을 고려하여 약 80~90℃, 혹은 그보다 약간 낮은 수준으로 결정된다. 따라서 기존의 시스템은 열전소자(430)의 발전양이 배기가스 온도와 냉각수 온도의 차, 혹은 열전소자(430)의 최대 한계 온도와 냉각수 온도의 차로 정해진다.
The high temperature limit temperature of the thermoelectric element 430 is affected by the temperature range in which the performance of the device is reduced (about 300° C. in the case of a Bi-Te material, the melting point of the solder, and the limit temperature of a thermal interface material (TIM)) As a result, there is a limit to the maximum temperature of the high temperature part of the device. When cooling the device using cooling water, the temperature of the low temperature part is determined by the cooling water temperature and is about 80~90℃ in consideration of the durability of the heat source part 100, etc. Therefore, in the conventional system, the amount of power generation of the thermoelectric element 430 is determined by the difference between the exhaust gas temperature and the cooling water temperature, or the difference between the maximum limit temperature of the thermoelectric element 430 and the cooling water temperature.

하기는, 본 발명의 통합 시스템이 다양하게 적용되기 위한 냉각수 및 열원의 온도 조건에 대해 기술한다. 이를 위해, 상기 온도 조건은 4가지 모드로 구분하여 설명할 수 있다.Hereinafter, the temperature conditions of the cooling water and heat source for various applications of the integrated system of the present invention will be described. To this end, the temperature condition can be divided into four modes.

상기 냉각수 및 열원의 온도 조건은 냉각수가 냉각수목표온도 이하이며, 열원의 온도가 상기 열전소자(430)의 한계온도 이하인 제 1 모드; 냉각수가 냉각수목표온도 범위이며, 열원의 온도가 상기 열전소자(430)의 한계온도 이하인 제 2 모드; 냉각수가 냉각수목표온도 범위이며, 열원의 온도가 상기 열전소자(430)의 한계온도 이상인 제 3 모드; 및 냉각수가 냉각수목표온도 이하이며, 열원의 온도가 상기 열전소자(430)의 한계온도 이상인 제 4 모드;를 포함하되, 상기 열전소자(430)의 한계온도는 상기 열전소자(430)의 재료에 따라 한계온도가 상이할 수 있다.The temperature conditions of the cooling water and the heat source include: a first mode in which the cooling water is below the cooling water target temperature and the temperature of the heat source is below the limit temperature of the thermoelectric element 430; a second mode in which the cooling water is within the cooling water target temperature range and the temperature of the heat source is less than or equal to the limit temperature of the thermoelectric element (430); a third mode in which the cooling water is within the cooling water target temperature range and the temperature of the heat source is equal to or greater than the limit temperature of the thermoelectric element 430; and a fourth mode in which the cooling water is less than or equal to the cooling water target temperature and the temperature of the heat source is equal to or greater than the limit temperature of the thermoelectric element 430; Therefore, the limit temperature may be different.

이 때, 상기 냉각수목표온도는 상기 열원부(100)의 내구 및 성능 측면에서 저하되지 않을 범위의 냉각수 온도를 말할 수 있다.In this case, the cooling water target temperature may refer to a cooling water temperature within a range that does not decrease in terms of durability and performance of the heat source unit 100 .

또한, 상기 열전소자(430)의 한계온도는 상기 열전소자(430)의 성능 및 내구 측면에서 효율적으로 발전할 수 있는 최대 온도를 말할 수 있다.
In addition, the limit temperature of the thermoelectric element 430 may refer to a maximum temperature that can be efficiently developed in terms of performance and durability of the thermoelectric element 430 .

하기는, 상기에서 기술된 제 1 모드 내지 제 4 모드의 조건에 따라 변경되는 시스템의 흐름 구성에 대해 기술한다.The following describes the flow configuration of the system that is changed according to the conditions of the first to fourth modes described above.

여기서, 상기 열교환장치(300)는 상기 열교환장치(300)로 유입되는 냉각수 및 열원의 양이 조절됨으로써, 냉각수온을 목표온도 범위로 높이고 열원의 온도를 상기 열전소자의 한계온도 범위로 낮추는 장치일 수 있다.Here, the heat exchange device 300 is a device for increasing the temperature of the cooling water to a target temperature range and lowering the temperature of the heat source to the limit temperature range of the thermoelectric element by controlling the amount of cooling water and heat source flowing into the heat exchange device 300 . can

도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 제 1 모드시 시스템 통합 방법의 구성도이다.13 is a block diagram of a system integration method in the first mode according to an embodiment of the present invention.

도 13을 참조하면, 상기 제 1 모드시, 상기 방열수단(200)의 냉각수는 상기 제 2 방열수단냉각수라인(210)을 통해 상기 열전발전장치(400)로 유입되는 단계; 상기 제 1 열전발전냉각수라인(420a)을 통해 상기 열전발전장치(400) 내의 냉각수가 상기 열교환장치(300)로 유입되는 단계; 및 상기 제 1 열교환냉각수라인(301)을 통해 상기 열교환장치(300) 내의 냉각수가 상기 열원부(100)로 유입되는 단계;를 포함할 수 있다.13 , in the first mode, the cooling water of the heat dissipation means 200 is introduced into the thermoelectric generator 400 through the second heat dissipation means cooling water line 210; introducing the coolant in the thermoelectric generator 400 into the heat exchange device 300 through the first thermoelectric generator coolant line 420a; and introducing the coolant in the heat exchange device 300 into the heat source unit 100 through the first heat exchange coolant line 301 .

또한, 상기 제 1 모드는 상기 제 1 수단(310)이 차단됨으로써, 열원이 상기 홀(340)을 통해 상기 열교환장치(300) 내부를 경유할 수 있다.Also, in the first mode, since the first means 310 is blocked, the heat source may pass through the inside of the heat exchange device 300 through the hole 340 .

이에 따라, 상기 제 1 모드는 상기 열전발전장치(400)를 통해 통과되는 냉각수의 온도가 높아지면서 열전발전이 되며, 열원이 상기 열교환장치(300)를 경유함으로써 상기 열전발전장치(400)에서 상기 열교환장치(300)로 전달된 냉각수가 재가열되는 모드일 수 있다.
Accordingly, in the first mode, as the temperature of the cooling water passing through the thermoelectric generator 400 increases, thermoelectric power is generated, and the heat source passes through the heat exchange device 300 to generate the It may be a mode in which the coolant transferred to the heat exchanger 300 is reheated.

도 14는 본 발명의 일 실시예에 따른 제 2 모드시 시스템 통합 방법의 구성도이다.14 is a block diagram of a system integration method in the second mode according to an embodiment of the present invention.

도 14를 참조하면, 상기 제 2 모드시, 상기 방열수단(200)의 냉각수가 상기 제 2 방열수단냉각수라인(210)을 통해 상기 열전발전장치(400)로 유입되는 단계; 및 상기 열전발전장치(400) 내의 냉각수가 상기 제 2 열전발전냉각수라인(420b)을 통해 상기 열원부(100)로 유입되는 단계;를 포함할 수 있다.14 , in the second mode, the cooling water of the heat dissipation means 200 is introduced into the thermoelectric generator 400 through the second heat dissipation means coolant line 210; and introducing the coolant in the thermoelectric generator 400 into the heat source unit 100 through the second thermoelectric generator coolant line 420b.

또한, 상기 제 2 모드는 상기 제 1 수단(310)이 개방됨으로써, 상기 열교환장치(300)로는 열원이 경유하지 않고, 상기 열전발전장치(400)로 통과될 수 있다.Also, in the second mode, since the first means 310 is opened, the heat source may pass to the thermoelectric generator 400 without passing through the heat exchange device 300 .

이에 따라, 상기 제 2 모드는 열원 및 냉각수가 상기 열교환장치(300)는 바이패스하고 상기 열전발전장치(400)로 향하며, 열전발전이 이루어지는 모드일 수 있다.
Accordingly, the second mode may be a mode in which the heat source and cooling water bypass the heat exchange device 300 and go to the thermoelectric generator 400 , and thermoelectric power generation is performed.

하기는, 본 발명의 제 3 모드가 3가지 세분화된 실시예를 기술한다.The following describes three subdivided embodiments of the third mode of the present invention.

이 때, 상기 제 3 모드는 상기 열교환장치(300) 및 열전발전장치(400)의 한계온도에 따라 선택적으로 열원 및 냉각수가 상기 열교환장치(300) 및 열전발전장치(400)를 경유 및 바이패스되며, 상기 열교환장치(300)를 통해 열원의 온도를 상기 열전소자의 한계온도 이하로 낮춤에 따라 상기 열전발전장치(400)를 통해 열전발전이 이루어지는 모드일 수 있다.At this time, in the third mode, the heat source and cooling water selectively pass through and bypass the heat exchange device 300 and the thermoelectric generator 400 according to the limit temperature of the heat exchange device 300 and the thermoelectric generator 400 . In addition, as the temperature of the heat source is lowered below the limit temperature of the thermoelectric element through the heat exchange device 300 , it may be a mode in which thermoelectric power is generated through the thermoelectric generator 400 .

도 15는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 제 3 모드시 시스템 통합 방법의 구성도이다.15 is a block diagram of a system integration method in the third mode according to the first embodiment of the present invention.

도 15를 참조하면, 상기 제 3 모드시, 상기 방열수단(200)의 냉각수가 상기 제 2 방열수단냉각수라인(210)을 통해 상기 열전발전장치(400)로 유입되는 단계; 상기 제 1 열전발전냉각수라인(420a)을 통해 냉각수가 상기 열교환장치(300)로 유입되는 단계; 및 상기 제 1 열교환냉각수라인(301)을 통해 냉각수가 상기 열원부(100)로 유입되는 단계;를 포함할 수 있다.15 , in the third mode, the cooling water of the heat dissipation means 200 is introduced into the thermoelectric generator 400 through the second heat dissipation means coolant line 210; introducing cooling water into the heat exchange device 300 through the first thermoelectric power generation cooling water line 420a; and introducing coolant into the heat source unit 100 through the first heat exchange coolant line 301 .

또한, 상기 제 1 모드는 상기 제 1 수단(310)이 차단됨으로써, 열원이 상기 홀(340)을 통해 상기 열교환장치(300) 내부를 경유할 수 있다.Also, in the first mode, since the first means 310 is blocked, the heat source may pass through the inside of the heat exchange device 300 through the hole 340 .

또한, 상기 제 3 모드의 제 1 실시예는 상기 열교환장치(300)를 통해 열원의 온도를 상기 열전소자(430)의 한계온도 범위로 낮추며, 상기 열전발전장치(400)를 통해 열전발전이 이루어지는 모드일 수 있다.In addition, in the first embodiment of the third mode, the temperature of the heat source is lowered to the limit temperature range of the thermoelectric element 430 through the heat exchange device 300 , and thermoelectric power is generated through the thermoelectric generator 400 . can be a mode.

또한, 상기 제 3 모드의 제 1 실시예는 상기 열교환장치(300)로 유입되는 냉각수의 양을 조절하여 열원의 온도를 낮출 수 있다.In addition, in the first embodiment of the third mode, the temperature of the heat source may be lowered by adjusting the amount of coolant flowing into the heat exchange device 300 .

또한, 상기 제 3 모드의 제 1 실시예는 상기 열교환장치(300) 내부를 통과하는 냉각수의 온도가 상기 열원부(100)의 성능이 저하되는 온도가 아닐 경우에는 상기 열원부(100)로 바로 유입될 수 있는 방법일 수 있다.
In addition, in the first embodiment of the third mode, when the temperature of the cooling water passing through the heat exchange device 300 is not a temperature at which the performance of the heat source unit 100 is deteriorated, the It could be a way to get in.

도 16은 본 발명의 제 3 모드시 제 2 실시예에 따른 시스템 통합 방법의 구성도이다.16 is a block diagram of a system integration method according to a second embodiment in the third mode of the present invention.

도 16을 참조하면, 상기 제 3 모드시, 상기 방열수단(200)의 냉각수가 상기 제 2 방열수단냉각수라인(210)을 통해 상기 열전발전장치(400)로 유입되는 단계; 상기 제 1 열전발전냉각수라인(420a)을 통해 냉각수가 상기 열교환장치(300)로 유입되는 단계; 상기 제 2 열교환냉각수라인(302)을 통해 상기 방열수단(200)로 유입되는 단계; 및 상기 제 1 방열수단냉각수라인(220)을 통해 냉각수가 상기 열원부(100)로 유입되는 단계;를 포함할 수 있다.16 , in the third mode, the cooling water of the heat dissipation means 200 is introduced into the thermoelectric generator 400 through the second heat dissipation means cooling water line 210; introducing cooling water into the heat exchange device 300 through the first thermoelectric power generation cooling water line 420a; flowing into the heat dissipation means (200) through the second heat exchange coolant line (302); and introducing the coolant into the heat source unit 100 through the first heat dissipation means coolant line 220 .

또한, 상기 제 1 모드는 상기 제 1 수단(310)이 차단됨으로써, 열원이 상기 홀(340)을 통해 상기 열교환장치(300) 내부를 경유할 수 있다.Also, in the first mode, since the first means 310 is blocked, the heat source may pass through the inside of the heat exchange device 300 through the hole 340 .

또한, 상기 제 3 모드의 제 1 실시예는 상기 열교환장치(300)로 유입되는 냉각수의 양을 조절하여 열원의 온도를 낮출 수 있다.In addition, in the first embodiment of the third mode, the temperature of the heat source may be lowered by adjusting the amount of coolant flowing into the heat exchange device 300 .

또한, 상기 제 3 모드의 제 2 실시예는 상기 열교환장치(300) 내부를 통과하는 냉각수의 온도가 상기 열원부(100)의 성능을 저하시킬 만한 온도이면, 상기 방열수단(200)을 거쳐 한번 더 냉각수의 온도를 낮춘 후에 상기 열원부(100)로 유입되도록 하는 방법일 수 있다.In addition, in the second embodiment of the third mode, if the temperature of the cooling water passing through the heat exchange device 300 is a temperature sufficient to degrade the performance of the heat source unit 100 , it passes through the heat dissipation means 200 once. After lowering the temperature of the cooling water, it may be a method of flowing into the heat source unit 100 .

이에 따라, 상기 제 3 모드의 제 2 실시예는 상기 열교환장치(300)를 통해 열원의 온도를 상기 열전소자(430)의 한계온도 범위로 낮추며, 상기 열전발전장치(400)를 통해 열전발전이 이루어지는 모드일 수 있다.
Accordingly, in the second embodiment of the third mode, the temperature of the heat source is lowered to the limit temperature range of the thermoelectric element 430 through the heat exchange device 300 , and thermoelectric power generation is performed through the thermoelectric generator 400 . It may be a mode in which

도 17은 본 발명의 제 3 모드시 제 3 실시예에 따른 시스템 통합 방법의 구성도이다.17 is a block diagram of a system integration method according to a third embodiment in the third mode of the present invention.

도 17을 참조하면, 상기 제 3 모드시, 상기 방열수단(200)의 냉각수가 상기 제 2 방열수단냉각수라인(210)을 통해 상기 열전발전장치(400)로 유입되는 단계; 및 상기 제 2 열전발전냉각수라인(420b)을 통해 냉각수가 상기 열원부(100)로 유입되는 단계;를 포함할 수 있다.17 , in the third mode, the cooling water of the heat dissipation means 200 is introduced into the thermoelectric generator 400 through the second heat dissipation means coolant line 210; and introducing cooling water into the heat source unit 100 through the second thermoelectric power generation cooling water line 420b.

또한, 상기 제 3 모드의 제 3 실시예는 열원의 온도가 상기 열교환장치(300)에서도 열전발전에 적합한 온도 범위로 맞추지 못할 수준의 열량일 경우, 상기 열교환장치(300)을 지나는 열원을 상기 제 2 수단(21)에 의해 바이패스관(20)으로 통과시켜서 상기 열전발전장치(400)로 통과되지 못하도록 하는 방법일 수 있다.In addition, in the third embodiment of the third mode, when the temperature of the heat source is at a level that cannot be adjusted to a temperature range suitable for thermoelectric generation even in the heat exchange device 300, the heat source passing through the heat exchange device 300 is 2 It may be a method of passing through the bypass pipe 20 by means 21 and preventing it from passing through the thermoelectric generator 400 .

여기서, 열원의 온도가 열전발전에 적합한 온도 범위로 맞추지 못할 수준의 고온일 때, 하기의 실시예에 적용하여 실시되면 열전발전장치 내로 열원을 통과시킬 수 있다.Here, when the temperature of the heat source is at a level that cannot be adjusted to a temperature range suitable for thermoelectric power generation, the heat source may be passed into the thermoelectric power generation device when applied to the following examples.

이를 설명하기 위한 도 12는 본 발명의 열전발전장치(400)의 제 2 실시예에 따른 단면도이다.12 for explaining this is a cross-sectional view of the thermoelectric generator 400 according to the second embodiment of the present invention.

도 12를 참조하면, 상기 열전발전장치(400)는 양갈래로 분리된 관(10)에 각각 외주연의 둘레에 구비된 고온소자(450); 및 저온소자(460);를 포함하며, 상기 고온소자(450) 및 저온소자(460)의 일면은 각각 제 2 열전발전냉각수채널(470) 및 제 3 열전발전냉각수채널(480)이 맞닿아 구비될 수 있다.Referring to FIG. 12 , the thermoelectric generator 400 includes: a high-temperature element 450 provided around the outer periphery of the tube 10 separated into two parts; and a low-temperature device 460; wherein one surface of the high-temperature device 450 and the low-temperature device 460 has a second thermoelectric power generation coolant channel 470 and a third thermoelectric power generation coolant channel 480 in contact with each other. can be

상기 고온소자(450) 및 저온소자(460)는 열전소자(430)의 종류일 때, 상기 고온소자(450)는 고온에서 효율이 높은 소자이며, 상기 저온소자(460)는 저온에서 효율이 높은 소자일 수 있다.When the high-temperature element 450 and the low-temperature element 460 are types of the thermoelectric element 430 , the high-temperature element 450 is a high-efficiency element at a high temperature, and the low-temperature element 460 has high efficiency at a low temperature. may be small.

예를 들어, 상기 저온소자(460)는 대표적으로 Bi-Te이 있으며, 본 발명에서도 적용될 수 있다.For example, the low-temperature device 460 is typically Bi-Te, and may be applied to the present invention.

상기 관(10)은 양갈래로 분리되는 지점에 제 4 수단(10a)이 구비될 수 있다.The tube 10 may be provided with a fourth means 10a at a point where it is divided into two parts.

상기 제 4 수단(10a)은 밸브로 구성될 수 있으며, 상기 고온소자(450) 방향 또는 저온소자(460) 방향으로 열원의 흐름을 조절할 수 있는 수단이면 다양하게 실시될 수 있다.The fourth means 10a may be configured as a valve, and may be implemented in various ways as long as it is a means capable of controlling the flow of a heat source in the direction of the high-temperature element 450 or the low-temperature element 460 .

여기서, 상기의 제 1 수단(310), 제 2 수단(21), 제 3 수단(410) 및 제 4 수단(10a)은 개폐량이 조절될 수 있는 밸브가 적용될 수 있으며, 밸브의 종류는 다양하게 실시될 수 있다.Here, the first means 310 , the second means 21 , the third means 410 , and the fourth means 10a may be a valve with an adjustable opening/closing amount, and various types of valves may be applied. can be carried out.

따라서, 본 발명의 열전발전장치(400)의 제 2 실시예는 상기 관(10)을 분기하여 한 쪽에는 저온용 열전발전소자, 한 쪽은 고온용 열전발전소자를 사용한 시스템으로, 배기가스 온도 조건에 따라 제 4 수단(10a)을 이용하여 배기가스가 유입되는 양을 조절하는 구조일 수 있다. 또한, 상기 열전발전장치(400)는 배기가스 온도가 저온이거나 상기 열교환장치(300)의 배기온도 조절 기능을 통하여 저온소자(460)의 효율이 높게 나타나는 범위에서는 배기가스가 저온소자(460)로 유입되고, 고온소자(450)의 효율이 상대적으로 더 높아지는 온도범위에서는 배기가스를 고온소자(450)부로 유입시킬 수 있다.Accordingly, the second embodiment of the thermoelectric generator 400 of the present invention is a system using a thermoelectric generator for low temperature on one side and a thermoelectric generator for high temperature on one side by branching the tube 10, and exhaust gas temperature conditions Accordingly, the fourth means 10a may be used to control the amount of exhaust gas flowing therein. In addition, in the thermoelectric generator 400 , the exhaust gas is converted to the low temperature device 460 in a range where the exhaust gas temperature is low or the efficiency of the low temperature device 460 is high through the exhaust temperature control function of the heat exchange device 300 . The exhaust gas may be introduced into the high-temperature element 450 in a temperature range in which the inflow and the efficiency of the high-temperature element 450 are relatively higher.

또한, 상기 본 발명의 열전발전장치(400)의 제 2 실시예는 상기 제 3 모드의 제 3 실시예에서 고온의 열원이 상기 고온소자(450)가 있는 방향의 관(10)으로 통과되어 열전발전을 수행할 수 있다.
In addition, in the second embodiment of the thermoelectric generator 400 of the present invention, in the third embodiment of the third mode, a high-temperature heat source is passed through the tube 10 in the direction in which the high-temperature element 450 is located. development can be carried out.

따라서, 상기 제 3 모드의 제 3 실시예는 상기 열교환장치(300)는 이 경우에 바이패스되며, 상기 열전발전장치(400)는 바이패스 되거나, 상기 제 4 수단(10a)을 이용하여 상기 고온소자(450) 방향으로 유도되어 발전이 수행될 수 있다.
Accordingly, in the third embodiment of the third mode, the heat exchange device 300 is bypassed in this case, and the thermoelectric generator 400 is bypassed or the high temperature using the fourth means 10a. Power generation may be performed by being guided in the direction of the device 450 .

도 18은 본 발명의 일 실시예에 따른 제 4 모드시 시스템 통합 방법의 구성도이다.18 is a block diagram of a system integration method in the fourth mode according to an embodiment of the present invention.

도 18을 참조하면, 상기 제 4 모드시, 상기 방열수단(200)의 냉각수가 상기 제 2 방열수단냉각수라인(210)을 통해 상기 열전발전장치(400)로 유입되는 단계; 상기 제 1 열전발전냉각수라인(420a)을 통해 냉각수가 상기 열교환장치(300)로 유입되는 단계; 및 상기 제 1 열교환냉각수라인(301)을 통해 냉각수가 상기 열원부(100)로 유입되는 단계;를 포함하되, 상기 열교환장치(300)로 유입되는 냉각수 및 열원의 양이 조절됨으로써, 냉각수온을 목표온도 범위로 높이고 열원의 온도를 상기 열전소자(430)의 한계온도 범위로 낮추는 구성일 수 있다.18 , in the fourth mode, the cooling water of the heat dissipation means 200 is introduced into the thermoelectric generator 400 through the second heat dissipation means coolant line 210; introducing cooling water into the heat exchange device 300 through the first thermoelectric power generation cooling water line 420a; and introducing cooling water into the heat source unit 100 through the first heat exchange cooling water line 301 , wherein the amount of cooling water and heat source flowing into the heat exchange device 300 is adjusted, thereby lowering the cooling water temperature. It may be configured to increase the target temperature range and lower the temperature of the heat source to the limit temperature range of the thermoelectric element 430 .

또한, 상기 제 1 모드는 상기 제 1 수단(310)이 차단됨으로써, 열원이 상기 홀(340)을 통해 상기 열교환장치(300) 내부를 경유할 수 있다.Also, in the first mode, since the first means 310 is blocked, the heat source may pass through the inside of the heat exchange device 300 through the hole 340 .

이에 따라, 상기 제 4 모드는 상기 열교환장치(300)를 통해 냉각수의 온도를 높이면서 열원의 온도는 상기 열전소자(430)의 한계온도 범위로 낮추고, 상기 열전발전장치(400)를 통해 냉각수의 온도를 높이면서 열전발전도 이루어지는 모드일 수 있다.
Accordingly, in the fourth mode, the temperature of the heat source is lowered to the limit temperature range of the thermoelectric element 430 while increasing the temperature of the cooling water through the heat exchange device 300 , and the cooling water is cooled through the thermoelectric generator 400 . It may be a mode in which thermoelectric generation is also performed while increasing the temperature.

도 19는 본 발명의 일 실시예에 따른 냉각수온조절시 시스템 작동 방법 구성도이다.19 is a block diagram of a method of operating a system when controlling a cooling water temperature according to an embodiment of the present invention.

도 19를 참조하면, 상기 방열수단(200)의 냉각수가 상기 제 2 방열수단냉각수라인(210)을 통해 상기 열전발전장치(400)로 유입되는 단계; 상기 제 1 열전발전냉각수라인(420a)을 통해 냉각수가 상기 열교환장치(300)로 유입되는 단계; 상기 제 1 열교환냉각수라인(301)을 통해 냉각수가 상기 열원부(100)로 유입되는 단계;를 포함하되, 상기 제 1 열교환냉각수라인(301)은 라인 상에 쿨링수단(51)이 구비됨으로써, 냉각수의 온도가 조절되어 상기 열원부(100)로 유입될 수 있다.19 , the step of introducing the cooling water of the heat dissipating means 200 into the thermoelectric generator 400 through the second heat dissipating means cooling water line 210 ; introducing cooling water into the heat exchange device 300 through the first thermoelectric power generation cooling water line 420a; Including the step of introducing cooling water into the heat source unit 100 through the first heat exchange coolant line 301, wherein the first heat exchange coolant line 301 is provided with a cooling means 51 on the line, The temperature of the cooling water may be adjusted and introduced into the heat source unit 100 .

또한, 도 19는 냉각수가 상기 쿨링수단(51)을 지나서 상기 열원부(100)로 향하는 방향으로 도시되었지만, 다른 실시예로는, 상기 제 1 열전발전냉각수라인(420a)을 통해 냉각수가 상기 열교환장치(300)로 유입되는 단계 다음에, 상기 방열수단(400)으로 유입됨으로써 온도가 조절되어 제 1 방열수단냉각수라인(220)을 통해 상기 열원부(100)로 유입될 수도 있다.In addition, although FIG. 19 is shown in a direction in which the cooling water passes through the cooling means 51 and goes toward the heat source unit 100, in another embodiment, the cooling water flows through the first thermoelectric power cooling water line 420a. After the step of flowing into the device 300 , the temperature is adjusted by flowing into the heat dissipating means 400 , and may be introduced into the heat source 100 through the first heat dissipating means cooling water line 220 .

상기 쿨링수단(51)은 상기 제 1 열교환냉각수라인(301) 상에 열교환기가 설치되거나, 열전달 성능이 좋은 냉각수 라인을 사용하거나, 라인 내부 또는 외부에 방열핀을 설치하는 수단이 적용될 수 있다.As the cooling means 51, a heat exchanger is installed on the first heat exchange coolant line 301, a coolant line with good heat transfer performance is used, or a means for installing a heat dissipation fin inside or outside the line may be applied.

이는, 상기 열원부(100)로 향하는 냉각수의 온도가 목표온도 범위 이상일 경우에 상기 열원부(100)의 내구 및 성능을 저하시킬 수 있으므로, 목표온도 이하로 낮출 필요가 있는데, 이를 위해 상기 쿨링수단(51)이 적용될 수 있으며 상기 방열수단(400)도 그 역할을 수행할 수 있다.This may reduce the durability and performance of the heat source unit 100 when the temperature of the cooling water directed to the heat source unit 100 is above the target temperature range, so it is necessary to lower the temperature below the target temperature. (51) may be applied, and the heat dissipation means 400 may also perform its role.

따라서, 상기 경우에, 상기 열교환장치(300)는 냉각수의 온도를 목표온도 범위로 유지시키기 위한 역할을 하며, 상기 열전발전장치(400)에서는 열전발전이 수행될 수 있다.
Accordingly, in this case, the heat exchange device 300 serves to maintain the temperature of the cooling water in a target temperature range, and thermoelectric power generation may be performed in the thermoelectric generator 400 .

도 20은 본 발명의 열전발전 가능 범위를 확장하는 시스템 작동 방법 구성도이다.20 is a configuration diagram of a system operating method for expanding the thermoelectric generation possible range of the present invention.

도 20을 참조하면, 냉각수의 온도를 조절하여 상기 열전발전장치(400)의 열전발전량을 증가시킬시, 상기 방열수단(200)의 냉각수가 상기 제 2 방열수단냉각수라인(210)을 통해 상기 열전발전장치(400)로 유입되는 단계; 상기 제 1 열전발전냉각수라인(420a)을 통해 냉각수가 상기 열교환장치(300)로 유입되는 단계; 상기 제 2 열교환냉각수라인(302)을 통해 상기 방열수단(200)로 냉각수가 유입되는 단계; 및 상기 제 1 방열수단냉각수라인(220)을 통해 냉각수가 상기 열원부(100)로 유입되는 단계;를 포함하되, 상기 방열수단(200)의 크기 및 팬 작동량을 조절하여 상기 열원부(100)로 향하는 냉각수의 온도를 의도적으로 낮추는 구성일 수 있다.Referring to FIG. 20 , when the thermoelectric power generation amount of the thermoelectric generator 400 is increased by adjusting the temperature of the cooling water, the cooling water of the heat dissipating means 200 flows through the second heat dissipation means coolant line 210 to the thermoelectric power generation. Introduced into the power generation device (400); introducing cooling water into the heat exchange device 300 through the first thermoelectric power generation cooling water line 420a; introducing coolant into the heat dissipating means (200) through the second heat exchange coolant line (302); and introducing a coolant into the heat source unit 100 through the first heat dissipation means coolant line 220; ) may be configured to intentionally lower the temperature of the cooling water directed to the .

이에 따라, 상기 열전발전장치(400)는 열전 발전이 가능한 온도 범위가 확장될 수 있다.Accordingly, the thermoelectric power generation device 400 may have an extended temperature range for thermoelectric power generation.

여기서, 냉각수 온도를 의도적으로 낮추게 되면 열원의 온도와 냉각수 온도차의 증가에 따라 추가적인 발전량을 얻을 수 있다. 이 때, 낮아진 온도의 냉각수를 상기 열원부(100)로 유입시킬 경우, 상기 열원부(100)의 내구성에 영향을 미치므로 냉각수의 일부를 상기 방열수단(200)로 보내거나 상기 열교환장치(300)로 유입시키는 방법으로 온도를 보상한 후, 상기 열원부(100)로 유입시킴으로써 상기 열원부(100)에 영향을 주지 않고 발전량을 증대시킬 수 있다. 냉각수의 온도를 낮추기 위해서는 상기 방열수단(200)의 크기를 증가시키거나 팬의 작동 RPM 등을 증가시켜야 하는 등의 손실이 발생하므로, 증가된 발전량에서 이러한 손실을 뺀 만큼이 실제의 발전량 이득이 될 수 있다.
Here, if the cooling water temperature is intentionally lowered, additional power generation can be obtained according to an increase in the temperature difference between the heat source temperature and the cooling water temperature. At this time, when cooling water having a lowered temperature is introduced into the heat source unit 100 , it affects the durability of the heat source unit 100 , so that a part of the cooling water is sent to the heat dissipation means 200 or the heat exchange device 300 ), after compensating for the temperature, by introducing it into the heat source unit 100 , it is possible to increase the amount of power generation without affecting the heat source unit 100 . In order to lower the temperature of the cooling water, losses such as the need to increase the size of the heat dissipation means 200 or increase the operating RPM of the fan occur. can

도 21은 본 발명의 일 실시예에 따른 시스템을 통한 발전량을 종래와 비교한 예시도이다.21 is an exemplary diagram comparing the amount of power generation through the system according to an embodiment of the present invention with the conventional one.

도 21을 참조하면, 가로축은 상기 열전소자의 저온부와 고온부의 온도차이며 세로축은 열전발전량이다. 일반적으로 열교환장치(300)는 배기열회수장치(EHRS, Exhaust Heat Recovery System)로 칭하며, 본 발명에서는 배기열회수장치의 기존의 역할에 더하여 추가적인 기능을 강조하기 위해 열에너지관리시스템(TEMS, Thermal Energy Management System)으로 칭할 수 있다. 일반적으로, 열전소자(430)의 양면에 열원으로 작동하는 열원과 냉각수 간에 온도 차이가 있으면, 발전이 이루어지며 온도차가 커질수록 발전량이 증가한다. 기존의 시스템은 열전소자(430)의 내열 한계 온도나 발전 성능 저감 온도에 도달하면 (Bi-Te 소자의 경우 약 300℃ 전후) 소자 보호를 위해 열원을 바이패스(Bypass)시켜서 발전이 이루어지지 못하도록 하거나 고온용소자로 유입하여 발전이 이루어지도록 할 수 있다. 여기서, 도 21의 열전발전 중단 부분을 열전발전 절벽(TEG cliff)이라 칭할 수 있다. 반면, 본 발명의 시스템은 배기가스 온도가 높아지면 상기 열교환장치(300)에서 배기가스 온도를 제어하여 추가적인 열전발전을 일으킬 수 있다.(점선) 또한, 상기 시스템은 추가 발전과 상기 열교환장치(300)를 사용하는데에 따른 펌프나 추가 냉각수 냉각을 위한 팬 사용 등을 제외한 영역(빗금)이 순수 이득 부분일 수 있다. 단, 배기가스의 열에너지가 상기 열교환장치(300)의 용량을 벗어난 영역에 들어설 경우 배기가스 온도 상승이 불가피하므로 상기 제 2 수단(21)에 의해 상기 열전발전장치(400)로 향하는 열원을 외부로 바이패스(Bypass)시켜서 소자 보호를 할 수 있거나, 또는, 상기 고온소자(450)를 사용하여 발전할 수 있다.
Referring to FIG. 21 , the horizontal axis is the temperature difference between the low temperature part and the high temperature part of the thermoelectric element, and the vertical axis is the thermoelectric power generation amount. In general, the heat exchanger 300 is referred to as an exhaust heat recovery system (EHRS), and in the present invention, in order to emphasize an additional function in addition to the existing role of the exhaust heat recovery device, a thermal energy management system (TEMS) ) can be called In general, when there is a temperature difference between a heat source acting as a heat source on both sides of the thermoelectric element 430 and cooling water, power is generated and the amount of power generation increases as the temperature difference increases. In the existing system, when the heat resistance limit temperature or the power generation performance reduction temperature of the thermoelectric element 430 is reached (about 300° C. in the case of a Bi-Te element), the heat source is bypassed to protect the element so that power generation cannot be made. Alternatively, it can be introduced into a high-temperature device to generate power. Here, the thermoelectric power generation stop portion of FIG. 21 may be referred to as a thermoelectric power generation cliff (TEG cliff). On the other hand, in the system of the present invention, when the exhaust gas temperature increases, the heat exchange device 300 controls the exhaust gas temperature to generate additional thermoelectric power (dashed line). ), the area (hatched lines) excluding the use of a pump for cooling additional coolant or a fan for cooling additional coolant may be a net gain part. However, when the thermal energy of the exhaust gas enters an area outside the capacity of the heat exchange device 300 , the temperature of the exhaust gas is unavoidable. The device may be protected by bypassing, or power generation may be performed using the high-temperature device 450 .

이상과 같이 본 발명에서는 구체적인 구성 소자 등과 같은 특정 사항들과 한정된 실시예 도면에 의해 설명되었으나, 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐, 본 발명은 상기의 일 실시예에 한정되는 것이 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다.As described above, in the present invention, specific matters such as specific components and the like and limited embodiment drawings have been described, but these are provided to help a more general understanding of the present invention, and the present invention is not limited to the above one embodiment. No, various modifications and variations are possible from these descriptions by those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains.

따라서, 본 발명의 사상은 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니 되며, 후술되는 특허 청구 범위뿐 아니라 이 특허 청구 범위와 균등하거나 등가적 변형이 있는 모든 것들은 본 발명의 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.
Therefore, the spirit of the present invention should not be limited to the described embodiments, and not only the claims described below, but also all of the claims and all equivalents or equivalent modifications to the claims are said to be within the scope of the spirit of the present invention. will be.

10 : 관 20 : 바이패스관
10a : 제 4 수단 21 : 제 2 수단
100 : 열원부 200 : 방열수단
300 : 열교환장치 400 : 열전발전장치
310 : 제 1 수단
420a : 제 1 열전발전냉각수라인
420b : 제 2 열전발전냉각수라인
410 : 제 3 수단
110 : 열원부냉각수라인
220 : 제 1 방열수단냉각수라인
210 : 제 2 방열수단냉각수라인
301 : 제 1 열교환냉각수라인
302 : 제 2 열교환냉각수라인
51 : 쿨링수단
340 : 홀
320 : 제 1 냉각수채널
331 : 제 2 냉각수채널
351 : 제 3 냉각수채널
371 : 제 4 냉각수채널
321 : 제 1 전단부 헤더 322 : 제 1 후단부 헤더
330a,330b : 제 2 전단부 헤더 340 : 제 2 후단부 헤더
350a,350b : 제 3 전단부 헤더 360a,360b : 제 3 후단부 헤더
370a,370b,370c : 제 4 전단부 헤더 380a,380b : 제 4 후단부 헤더
3a,3b,4a,4b,5a,5b,6a,6b,6c,7a,7b : 격벽
321a : 제 1 유입포트 321b : 제 1 토출포트
331a : 제 2 유입포트 331b : 제 2 토출포트
351a : 제 3 유입포트 351b : 제 3 토출포트
371a : 제 4 유입포트 371b : 제 4 토출포트
430 : 열전소자
440 : 제 1 열전발전 냉각수채널
450 : 고온소자 460 : 저온소자
470 : 제 2 열전발전 냉각수채널
480 : 제 3 열전발전 냉각수채널10: tube 20: bypass tube
10a: fourth means 21: second means
100: heat source 200: heat dissipation means
300: heat exchanger 400: thermoelectric generator
310: first means
420a: first thermoelectric power generation coolant line
420b: 2nd thermoelectric power generation coolant line
410: third means
110: heat source cooling water line
220: first heat dissipation means coolant line
210: second heat dissipation means coolant line
301: first heat exchange coolant line
302: second heat exchange coolant line
51: cooling means
340: Hall
320: first coolant channel
331: second coolant channel
351: third coolant channel
371: fourth coolant channel
321: first front end header 322: first rear end header
330a, 330b: second front end header 340: second rear end header
350a, 350b: third front end header 360a, 360b: third rear end header
370a, 370b, 370c: fourth front end header 380a, 380b: fourth rear end header
3a,3b,4a,4b,5a,5b,6a,6b,6c,7a,7b : bulkhead
321a: first inlet port 321b: first discharge port
331a: second inlet port 331b: second discharge port
351a: third inlet port 351b: third discharge port
371a: fourth inlet port 371b: fourth outlet port
430: thermoelectric element
440: first thermoelectric power cooling water channel
450: high-temperature element 460: low-temperature element
470: second thermoelectric power cooling water channel
480: third thermoelectric power cooling water channel

Claims (25)

열원이 통과되는 관으로부터 열이 유통되며, 냉각수가 내부에 유통되는 열교환장치; 및 열전발전장치;를 포함하되,
상기 열교환장치는 냉각수 및 열원의 온도 조건에 따라 냉각수 및 열원의 온도를 조절하며, 상기 열전발전장치의 열전 발전이 가능한 온도 범위를 확장시키고,
상기 관과 연결된 열원부; 및
상기 열원부와 이격되어 배치되는 방열수단;을 더 포함하되,
상기 열교환장치 및 열전발전장치는 상기 관과 결합되며, 상기 열전발전장치는 상기 열교환장치와 유통되도록 결합되고,
상기 관은 상기 열교환장치의 내부로 열원의 흐름 방향 및 양을 조절하는 제 1 수단;이 구비되며, 상기 열교환장치와 열전발전장치 사이에 구비되어 열원을 바이패스 시키는 제 2 수단;이 구비되고,
상기 열원부 및 방열수단 간의 냉각수가 유통되는 열원부냉각수라인;과 제 1 방열수단냉각수라인;
상기 방열수단 및 열전발전장치 간의 냉각수가 유통되는 제 2 방열수단냉각수라인;
상기 열전발전장치 및 열교환장치 간의 냉각수가 유통되는 제 1 열전발전냉각수라인;
상기 열전발전장치 및 열원부 간의 냉각수가 유통되는 제 2 열전발전냉각수라인;
상기 열교환장치 및 열원부 간의 냉각수가 유통되는 제 1 열교환냉각수라인; 및
상기 열교환장치 및 방열수단 간의 냉각수가 유통되는 제 2 열교환냉각수라인;을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 열교환장치 및 열전발전장치의 통합 시스템.
a heat exchanger in which heat is circulated from a tube through which a heat source passes, and cooling water is circulated therein; and a thermoelectric generator;
The heat exchanger adjusts the temperature of the cooling water and the heat source according to the temperature conditions of the cooling water and the heat source, and expands the temperature range in which the thermoelectric power generation of the thermoelectric generator is possible,
a heat source connected to the tube; and
Further comprising; a heat dissipating means disposed spaced apart from the heat source portion,
The heat exchange device and the thermoelectric generator are coupled to the tube, and the thermoelectric generator is coupled to flow with the heat exchange device,
The tube is provided with a first means for controlling the flow direction and amount of a heat source into the heat exchange device, and a second means provided between the heat exchange device and the thermoelectric generator to bypass the heat source;
a heat source cooling water line through which cooling water flows between the heat source and the heat dissipating means; and a first heat dissipating means cooling water line;
a second heat dissipation means cooling water line through which cooling water flows between the heat dissipation means and the thermoelectric generator;
a first thermoelectric generator coolant line through which coolant flows between the thermoelectric generator and the heat exchange device;
a second thermoelectric power generation cooling water line through which cooling water flows between the thermoelectric generator and the heat source;
a first heat exchange coolant line through which coolant flows between the heat exchange device and the heat source; and
and a second heat exchange coolant line through which coolant flows between the heat exchange device and the heat dissipation means.
 삭제delete 삭제delete 제 1항에 있어서, 상기 제 1 수단은
선택적인 개폐에 의해, 열원이 상기 열전발전장치로 향하는 방향 및
상기 열교환장치를 경유하여 상기 열전발전장치로 향하는 방향으로
가변되며, 개방량이 조절될 수 있는 것을 특징으로 하는 열교환장치 및 열전발전장치의 통합 시스템.
The method of claim 1, wherein the first means comprises:
By selective opening and closing, the direction of the heat source toward the thermoelectric generator and
in a direction toward the thermoelectric generator via the heat exchange device
An integrated system of a heat exchange device and a thermoelectric generator, characterized in that variable and the opening amount can be adjusted.
 제 1항에 있어서, 상기 제 2 수단은
선택적인 개폐에 의해, 열원이 바이패스관으로 향하는 방향 및
상기 열전발전장치로 향하는 방향으로
가변되는 것을 특징으로 하는 열교환장치 및 열전발전장치의 통합 시스템.
The method of claim 1, wherein the second means comprises:
By selective opening and closing, the direction of the heat source toward the bypass pipe and
in the direction toward the thermoelectric generator
An integrated system of a heat exchange device and a thermoelectric generator, characterized in that it is variable.
 삭제delete 제 1항에 있어서, 상기 제 1 열전발전냉각수라인 및 제 2 열전발전냉각수라인은
라인 상에 상기 열교환장치 또는 열원부 방향으로, 선택적으로 분기시키는 제 3 수단;이 구비되는 것을 특징으로 하는 열교환장치 및 열전발전장치의 통합 시스템.
According to claim 1, wherein the first thermoelectric power generation coolant line and the second thermoelectric power generation coolant line
and a third means for selectively branching in the direction of the heat exchange device or the heat source on the line.
 제 1항에 있어서, 상기 열교환장치는
상기 제 1 수단을 기준으로 상기 관의 전단부 및 후단부에 형성되는 적어도 하나의 홀;
상기 열교환장치의 전단 및 후단에 각각 구비되되, 제 1 냉각수채널과 연결된 전단부 헤더 및 후단부 헤더;를 포함하는 것을 특징으로 하는 열교환장치 및 열전발전장치의 통합 시스템.
According to claim 1, wherein the heat exchange device
at least one hole formed at the front end and the rear end of the tube with respect to the first means;
and a front end header and a rear end header respectively provided at front and rear ends of the heat exchange device and connected to the first cooling water channel.
 제 8항에 있어서, 상기 전단부 헤더 및 후단부 헤더는
각각 원주방향 전체가 개방된 제 1 전단부 헤더; 및 제 1 후단부 헤더;인 것을 특징으로 하는 열교환장치 및 열전발전장치의 통합 시스템.
The method of claim 8, wherein the front end header and the rear end header are
a first front end header, each of which is entirely open in the circumferential direction; and a first rear end header.
 제 8항에 있어서, 상기 전단부 헤더 및 후단부 헤더는
내부에 상기 관을 기준으로 방사상으로 형성되는 격벽;을 포함하며,
상기 격벽은 원주방향으로 소정간격을 두고 적어도 하나 이상이 형성되어 상기 전단부 헤더 및 후단부 헤더를 유통하는 냉각수 유로가 변경되는 것을 특징으로 하는 열교환장치 및 열전발전장치의 통합 시스템.
The method of claim 8, wherein the front end header and the rear end header are
It includes; a partition wall formed radially based on the tube therein;
At least one partition wall is formed at a predetermined interval in the circumferential direction to change the cooling water flow path flowing through the front end header and the rear end header.
 제 7항에 있어서, 상기 열전발전장치는
상기 열원부 외주연의 둘레에 부착되는 열전소자; 및
상기 열전소자의 외측으로 맞닿아 구비된 제 1 열전발전냉각수채널;을 포함하는 것을 특징으로 하는 열교환장치 및 열전발전장치의 통합 시스템.
The method of claim 7, wherein the thermoelectric generator
a thermoelectric element attached to the periphery of the outer periphery of the heat source; and
and a first thermoelectric power cooling water channel provided in contact with the outside of the thermoelectric element.
 제 7항에 있어서, 상기 열전발전장치는
양갈래로 분리된 관에 각각 외주연의 둘레에 구비된 고온소자; 및 저온소자;를 포함하며,
상기 고온소자 및 저온소자의 일면은 각각 제 2 열전발전냉각수채널 및 제 3 열전발전냉각수채널이 맞닿아 구비되는 것을 특징으로 하는 열교환장치 및 열전발전장치의 통합 시스템.
The method of claim 7, wherein the thermoelectric generator
A high-temperature element provided around the outer periphery of each tube separated into two; and a low-temperature device;
The integrated system of a heat exchange device and a thermoelectric generator, characterized in that one surface of the high-temperature device and the low-temperature device is provided with a second thermoelectric power generation coolant channel and a third thermoelectric power generation coolant channel in contact with each other.
 제 11항에 있어서, 냉각수 및 열원의 온도 조건은
냉각수가 냉각수목표온도 이하이며, 열원의 온도가 상기 열전소자의 한계온도 이하인 제 1 모드;
냉각수가 냉각수목표온도 범위이며, 열원의 온도가 상기 열전소자의 한계온도 이하인 제 2 모드;
냉각수가 냉각수목표온도 범위이며, 열원의 온도가 상기 열전소자의 한계온도 이상인 제 3 모드; 및
냉각수가 냉각수목표온도 이하이며, 열원의 온도가 상기 열전소자의 한계온도 이상인 제 4 모드;를 포함하되,
상기 열전소자의 한계온도는 상기 열전소자의 재료에 따라 한계온도가 상이한 것을 특징으로 하는 열교환장치 및 열전발전장치의 통합 시스템.
The method according to claim 11, wherein the temperature conditions of the cooling water and the heat source are
a first mode in which the cooling water is below the cooling water target temperature and the temperature of the heat source is below the limit temperature of the thermoelectric element;
a second mode in which the cooling water is within the cooling water target temperature range and the temperature of the heat source is less than or equal to the limit temperature of the thermoelectric element;
a third mode in which the cooling water is within the cooling water target temperature range and the temperature of the heat source is equal to or greater than the limit temperature of the thermoelectric element; and
a fourth mode in which the cooling water is below the cooling water target temperature, and the temperature of the heat source is above the limit temperature of the thermoelectric element;
The temperature limit of the thermoelectric element is an integrated system of a heat exchange device and a thermoelectric generator, characterized in that the limit temperature is different depending on the material of the thermoelectric element.
 제 13항에 있어서, 상기 제 1 모드는
상기 열전발전장치를 통해 통과되는 냉각수의 온도가 높아지면서 열전발전이 되며, 열원이 상기 열교환장치를 경유함으로써 상기 열전발전장치에서 상기 열교환장치로 전달된 냉각수가 재가열되는 모드인 것을 특징으로 하는 열교환장치 및 열전발전장치의 통합 시스템.
14. The method of claim 13, wherein the first mode is
Thermoelectric power generation is performed as the temperature of the cooling water passing through the thermoelectric generator increases, and a heat source passes through the heat exchange device, thereby reheating the coolant transferred from the thermoelectric generator to the heat exchange device. and an integrated system of thermoelectric generators.
 제 13항에 있어서, 상기 제 2 모드는
열원 및 냉각수가 상기 열교환장치는 바이패스하고 상기 열전발전장치로 향하며, 상기 열전발전장치를 통해 열전발전이 이루어지는 모드인 것을 특징으로 하는 열교환장치 및 열전발전장치의 통합 시스템.
14. The method of claim 13, wherein the second mode is
The integrated system of a heat exchange device and a thermoelectric generator, characterized in that the heat source and cooling water are in a mode in which the heat exchange device bypasses the heat exchange device and goes to the thermoelectric generator, and thermoelectric power is generated through the thermoelectric generator.
 제 13항에 있어서, 상기 제 3 모드는
상기 열교환장치 및 열전발전장치의 한계온도에 따라 선택적으로 열원 및 냉각수가 상기 열교환장치 및 열전발전장치를 경유 및 바이패스되며, 상기 열교환장치를 통해 열원의 온도를 상기 열전소자의 한계온도 이하로 낮춤에 따라 상기 열전발전장치를 통해 열전발전이 이루어지는 모드인 것을 특징으로 하는 열교환장치 및 열전발전장치의 통합 시스템.
14. The method of claim 13, wherein the third mode is
A heat source and cooling water are selectively passed through and bypassed by the heat exchange device and the thermoelectric generator according to the limit temperature of the heat exchange device and the thermoelectric generator, and the temperature of the heat source is lowered below the limit temperature of the thermoelectric element through the heat exchange device An integrated system of a heat exchange device and a thermoelectric generator, characterized in that in a mode in which thermoelectric power is generated through the thermoelectric generator according to the present invention.
 제 13항에 있어서, 상기 제 4 모드는
상기 열교환장치를 통해 냉각수의 온도를 높이면서 열원의 온도는 상기 열전소자의 한계온도 범위로 낮추고,
상기 열전발전장치를 통해 냉각수의 온도를 높이면서 열전발전도 이루어지는 모드인 것을 특징으로 하는 열교환장치 및 열전발전장치의 통합 시스템.
14. The method of claim 13, wherein the fourth mode is
While increasing the temperature of the cooling water through the heat exchange device, the temperature of the heat source is lowered to the limit temperature range of the thermoelectric element,
An integrated system of a heat exchange device and a thermoelectric generator, characterized in that the thermoelectric power generation is also performed while increasing the temperature of the cooling water through the thermoelectric generator.
 제 13항의 열교환장치 및 열전발전장치의 통합 시스템을 이용한 작동 방법은
상기 제 1 모드시, 상기 방열수단의 냉각수는 상기 제 2 방열수단냉각수라인을 통해 상기 열전발전장치로 유입되는 단계;
상기 제 1 열전발전냉각수라인을 통해 상기 열전발전장치 내의 냉각수가 상기 열교환장치로 유입되는 단계; 및
상기 제 1 열교환냉각수라인을 통해 상기 열교환장치 내의 냉각수가 상기 열원부로 유입되는 단계;를 포함하되,
열원이 상기 열교환장치를 경유하는 것을 특징으로 하는 열교환장치 및 열전발전장치의 통합 시스템을 이용한 작동 방법.
The method of operation using the integrated system of the heat exchange device and the thermoelectric generator of claim 13 is
in the first mode, the cooling water of the heat dissipating means flowing into the thermoelectric generator through the second heat dissipating means cooling water line;
introducing the cooling water in the thermoelectric power generation device into the heat exchange device through the first thermoelectric power generation cooling water line; and
Including; introducing the coolant in the heat exchange device into the heat source through the first heat exchange coolant line;
An operation method using an integrated system of a heat exchange device and a thermoelectric generator, characterized in that the heat source passes through the heat exchange device.
 제 13항의 열교환장치 및 열전발전장치의 통합 시스템을 이용한 작동 방법은
상기 제 2 모드시, 상기 방열수단의 냉각수가 상기 제 2 방열수단냉각수라인을 통해 상기 열전발전장치로 유입되는 단계; 및
상기 열전발전장치 내의 냉각수가 상기 제 2 열전발전냉각수라인을 통해 상기 열원부로 유입되는 단계;를 포함하되,
상기 제 1 수단에 의해 열원이 열교환장치는 바이패스되며, 상기 열전발전장치를 통과하는 것을 특징으로 하는 열교환장치 및 열전발전장치의 통합 시스템을 이용한 작동 방법.
The method of operation using the integrated system of the heat exchange device and the thermoelectric generator of claim 13 is
in the second mode, introducing the cooling water of the heat dissipating means into the thermoelectric generator through the second heat dissipating means cooling water line; and
Including; the step of introducing the coolant in the thermoelectric generator into the heat source through the second thermoelectric generator coolant line;
The operation method using the integrated system of the heat exchange device and the thermoelectric generator, characterized in that the heat source is bypassed by the first means and passes through the thermoelectric generator.
 제 13항의 열교환장치 및 열전발전장치의 통합 시스템을 이용한 작동 방법은
상기 제 3 모드시, 상기 방열수단의 냉각수가 상기 제 2 방열수단냉각수라인을 통해 상기 열전발전장치로 유입되는 단계;
상기 제 1 열전발전냉각수라인을 통해 냉각수가 상기 열교환장치로 유입되는 단계; 및
상기 제 1 열교환냉각수라인을 통해 냉각수가 상기 열원부로 유입되는 단계;를 포함하되,
열원이 상기 열교환장치를 경유하는 것을 특징으로 하는 열교환장치 및 열전발전장치의 통합 시스템을 이용한 작동 방법.
The method of operation using the integrated system of the heat exchange device and the thermoelectric generator of claim 13 is
in the third mode, introducing the cooling water of the heat dissipating means into the thermoelectric generator through the second heat dissipating means cooling water line;
introducing cooling water into the heat exchange device through the first thermoelectric power generation cooling water line; and
Including; introducing a coolant into the heat source part through the first heat exchange coolant line;
An operation method using an integrated system of a heat exchange device and a thermoelectric generator, characterized in that the heat source passes through the heat exchange device.
 제 13항의 열교환장치 및 열전발전장치의 통합 시스템을 이용한 작동 방법은
상기 제 3 모드시, 상기 방열수단의 냉각수가 상기 제 2 방열수단냉각수라인을 통해 상기 열전발전장치로 유입되는 단계;
상기 제 1 열전발전냉각수라인을 통해 냉각수가 상기 열교환장치로 유입되는 단계;
상기 제 2 열교환냉각수라인을 통해 상기 방열수단으로 유입되는 단계; 및
상기 제 1 방열수단냉각수라인을 통해 냉각수가 상기 열원부로 유입되는 단계;를 포함하되,
열원이 상기 열교환장치를 경유하는 것을 특징으로 하는 열교환장치 및 열전발전장치의 통합 시스템을 이용한 작동 방법.
The method of operation using the integrated system of the heat exchange device and the thermoelectric generator of claim 13 is
in the third mode, introducing the cooling water of the heat dissipating means into the thermoelectric generator through the second heat dissipating means cooling water line;
introducing cooling water into the heat exchange device through the first thermoelectric power generation cooling water line;
flowing into the heat dissipation means through the second heat exchange coolant line; and
Including; in which cooling water is introduced into the heat source part through the first heat dissipation means coolant line.
An operation method using an integrated system of a heat exchange device and a thermoelectric generator, characterized in that the heat source passes through the heat exchange device.
 제 13항의 열교환장치 및 열전발전장치의 통합 시스템을 이용한 작동 방법은
상기 제 3 모드시, 상기 방열수단의 냉각수가 상기 제 2 방열수단냉각수라인을 통해 상기 열전발전장치로 유입되는 단계; 및
상기 제 2 열전발전냉각수라인을 통해 냉각수가 상기 열원부로 유입되는 단계;를 포함하되,
열원이 상기 열교환장치 및 열전발전장치를 바이패스 하는 것을 특징으로 하는 열교환장치 및 열전발전장치의 통합 시스템을 이용한 작동 방법.
The method of operation using the integrated system of the heat exchange device and the thermoelectric generator of claim 13 is
in the third mode, introducing the cooling water of the heat dissipating means into the thermoelectric generator through the second heat dissipating means cooling water line; and
Including; a step of introducing a cooling water into the heat source through the second thermoelectric power cooling water line;
An operation method using an integrated system of a heat exchange device and a thermoelectric generator, characterized in that the heat source bypasses the heat exchange device and the thermoelectric generator.
 제 13항의 열교환장치 및 열전발전장치의 통합 시스템을 이용한 작동 방법은
상기 제 4 모드시, 상기 방열수단의 냉각수가 상기 제 2 방열수단냉각수라인을 통해 상기 열전발전장치로 유입되는 단계;
상기 제 1 열전발전냉각수라인을 통해 냉각수가 상기 열교환장치로 유입되는 단계; 및
상기 제 1 열교환냉각수라인을 통해 냉각수가 상기 열원부로 유입되는 단계;를 포함하되,
열원이 상기 열교환장치를 경유하는 것을 특징으로 하는 열교환장치 및 열전발전장치의 통합 시스템을 이용한 작동 방법.
The method of operation using the integrated system of the heat exchange device and the thermoelectric generator of claim 13 is
in the fourth mode, introducing the cooling water of the heat dissipating means into the thermoelectric generator through the second heat dissipating means cooling water line;
introducing cooling water into the heat exchange device through the first thermoelectric power generation cooling water line; and
Including; introducing a coolant into the heat source part through the first heat exchange coolant line;
An operation method using an integrated system of a heat exchange device and a thermoelectric generator, characterized in that the heat source passes through the heat exchange device.
 제 11항의 열교환장치 및 열전발전장치의 통합 시스템을 이용한 작동 방법은
냉각수 온도가 열원부의 한계온도 이상일 경우, 상기 방열수단의 냉각수가 상기 제 2 방열수단냉각수라인을 통해 상기 열전발전장치로 유입되는 단계;
상기 제 1 열전발전냉각수라인을 통해 냉각수가 상기 열교환장치로 유입되는 단계;
상기 제 1 열교환냉각수라인을 통해 냉각수가 상기 열원부로 유입되는 단계;를 포함하되,
상기 제 1 열교환냉각수라인 상에 쿨링수단이 구비됨으로써 냉각수의 온도가 조절되어 상기 열원부로 유입되거나, 냉각수가 상기 열원부로 유입되기 전에 상기 방열수단으로 유입됨으로써 온도가 조절되어 상기 열원부로 유입될 수 있는 것을 특징으로 하는 열교환장치 및 열전발전장치의 통합 시스템을 이용한 작동 방법.
The method of operation using the integrated system of the heat exchange device and the thermoelectric generator of claim 11 is
when the temperature of the cooling water is equal to or greater than the limit temperature of the heat source, the cooling water of the heat dissipating means is introduced into the thermoelectric generator through the second heat dissipating means cooling water line;
introducing cooling water into the heat exchange device through the first thermoelectric power generation cooling water line;
Including; introducing a coolant into the heat source part through the first heat exchange coolant line;
A cooling means is provided on the first heat exchange coolant line so that the temperature of the coolant is controlled and introduced into the heat source, or the coolant is introduced into the heat dissipation means before flowing into the heat source so that the temperature is controlled and introduced into the heat source An operation method using an integrated system of a heat exchange device and a thermoelectric generator, characterized in that.
 제 11항의 열교환장치 및 열전발전장치의 통합 시스템을 이용한 작동 방법은
냉각수의 온도를 조절하여 열전발전량을 증가시킬시, 상기 방열수단의 냉각수가 상기 제 2 방열수단냉각수라인을 통해 상기 열전발전장치로 유입되는 단계;
상기 제 1 열전발전냉각수라인을 통해 냉각수가 상기 열교환장치로 유입되는 단계;
상기 제 2 열교환냉각수라인을 통해 상기 방열수단으로 냉각수가 유입되는 단계; 및
상기 제 1 방열수단냉각수라인을 통해 냉각수가 상기 열원부로 유입되는 단계;를 포함하되,
상기 방열수단의 크기 및 팬 작동량을 조절하여 상기 열원부로 향하는 냉각수의 온도를 낮춤에 따라 상기 열전발전장치의 열전 발전이 가능한 온도 범위를 확장시키는 것을 특징으로 하는 열교환장치 및 열전발전장치의 통합 시스템을 이용한 작동 방법.The method of operation using the integrated system of the heat exchange device and the thermoelectric generator of claim 11 is
when the amount of thermoelectric power is increased by adjusting the temperature of the cooling water, the cooling water of the heat dissipating means is introduced into the thermoelectric power generation device through the second heat dissipating means cooling water line;
introducing cooling water into the heat exchange device through the first thermoelectric power generation cooling water line;
introducing cooling water into the heat dissipating means through the second heat exchange cooling water line; and
Including; in which cooling water is introduced into the heat source part through the first heat dissipation means coolant line.
The integrated system of a heat exchange device and a thermoelectric generator, characterized in that by adjusting the size of the heat dissipating means and the amount of fan operation to lower the temperature of the cooling water directed to the heat source, the temperature range at which the thermoelectric power generation of the thermoelectric generator is possible is extended. How to operate using .
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