KR102527203B1 - Power generation system and method using the seebeck effect according to wastewater heat recovery - Google Patents
Power generation system and method using the seebeck effect according to wastewater heat recovery Download PDFInfo
- Publication number
- KR102527203B1 KR102527203B1 KR1020220182910A KR20220182910A KR102527203B1 KR 102527203 B1 KR102527203 B1 KR 102527203B1 KR 1020220182910 A KR1020220182910 A KR 1020220182910A KR 20220182910 A KR20220182910 A KR 20220182910A KR 102527203 B1 KR102527203 B1 KR 102527203B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- wastewater
- controller
- heat
- seebeck effect
- current
- Prior art date
Links
- 239000002351 wastewater Substances 0.000 title claims abstract description 105
- 230000005678 Seebeck effect Effects 0.000 title claims abstract description 45
- 238000011084 recovery Methods 0.000 title claims abstract description 26
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 25
- 238000010248 power generation Methods 0.000 title description 4
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 claims abstract description 6
- 239000004020 conductor Substances 0.000 claims description 36
- 239000010865 sewage Substances 0.000 claims description 16
- 238000004891 communication Methods 0.000 claims description 5
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 4
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 4
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000014509 gene expression Effects 0.000 description 3
- 229910021389 graphene Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 3
- 239000000463 material Substances 0.000 description 3
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 3
- 229910052582 BN Inorganic materials 0.000 description 2
- PZNSFCLAULLKQX-UHFFFAOYSA-N Boron nitride Chemical compound N#B PZNSFCLAULLKQX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910021417 amorphous silicon Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 2
- 229910052681 coesite Inorganic materials 0.000 description 2
- 229920001940 conductive polymer Polymers 0.000 description 2
- 229910052906 cristobalite Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000003912 environmental pollution Methods 0.000 description 2
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 2
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 2
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 description 2
- 229910052682 stishovite Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 2
- 229910052905 tridymite Inorganic materials 0.000 description 2
- -1 Ca3Co4O9 Inorganic materials 0.000 description 1
- WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N Lithium Chemical compound [Li] WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- HBBGRARXTFLTSG-UHFFFAOYSA-N Lithium ion Chemical compound [Li+] HBBGRARXTFLTSG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910019850 NaxCoO2 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910002370 SrTiO3 Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000007599 discharging Methods 0.000 description 1
- 229910052744 lithium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910001416 lithium ion Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 description 1
- 239000002114 nanocomposite Substances 0.000 description 1
- 230000001151 other effect Effects 0.000 description 1
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 1
- 239000002918 waste heat Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
- H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
- H02J7/0029—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries with safety or protection devices or circuits
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
- F28D1/00—Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, in which the other heat-exchange medium is a large body of fluid, e.g. domestic or motor car radiators
- F28D1/02—Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, in which the other heat-exchange medium is a large body of fluid, e.g. domestic or motor car radiators with heat-exchange conduits immersed in the body of fluid
- F28D1/04—Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, in which the other heat-exchange medium is a large body of fluid, e.g. domestic or motor car radiators with heat-exchange conduits immersed in the body of fluid with tubular conduits
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
- F28D21/00—Heat-exchange apparatus not covered by any of the groups F28D1/00 - F28D20/00
- F28D21/0001—Recuperative heat exchangers
- F28D21/0012—Recuperative heat exchangers the heat being recuperated from waste water or from condensates
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
- H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
- H02J7/007—Regulation of charging or discharging current or voltage
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02N—ELECTRIC MACHINES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H02N11/00—Generators or motors not provided for elsewhere; Alleged perpetua mobilia obtained by electric or magnetic means
- H02N11/002—Generators
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
- H02P9/00—Arrangements for controlling electric generators for the purpose of obtaining a desired output
- H02P9/04—Control effected upon non-electric prime mover and dependent upon electric output value of the generator
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N—ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N10/00—Thermoelectric devices comprising a junction of dissimilar materials, i.e. devices exhibiting Seebeck or Peltier effects
- H10N10/01—Manufacture or treatment
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N—ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N10/00—Thermoelectric devices comprising a junction of dissimilar materials, i.e. devices exhibiting Seebeck or Peltier effects
- H10N10/10—Thermoelectric devices comprising a junction of dissimilar materials, i.e. devices exhibiting Seebeck or Peltier effects operating with only the Peltier or Seebeck effects
- H10N10/13—Thermoelectric devices comprising a junction of dissimilar materials, i.e. devices exhibiting Seebeck or Peltier effects operating with only the Peltier or Seebeck effects characterised by the heat-exchanging means at the junction
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
Abstract
Description
본 발명은 폐수열 회수에 따른 제벡 효과를 이용한 배터리 충전 시스템 및 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 회수한 폐수열과 하수관거의 외부로부터 유입되는 대기온도의 열에너지간의 온도차에 의한 제벡 효과를 통해 발생된 전류로 배터리를 충전시킬 수 있는 폐수열 회수에 따른 제벡 효과를 이용한 배터리 충전 시스템 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a battery charging system and method using the Seebeck effect according to wastewater heat recovery, and more particularly, to an electric current generated through the Seebeck effect due to a temperature difference between recovered wastewater heat and thermal energy of atmospheric temperature introduced from the outside of a sewage pipe. It relates to a battery charging system and method using the Seebeck effect according to the recovery of waste water heat capable of charging the battery.
하수 및 오수 등의 폐수에서 발생되는 폐수열은 일반적으로 폐수의 이송 및 처리 과정에서 폐열로서 버려지는 에너지원이다. 그러나 폐수는 상당한 열에너지를 가지고 있으므로, 폐수열은 새로운 에너지 자원으로서 에너지 효율을 크게 향상시키는 에너지 업사이클링이 유한한 자원 활용을 극대화하고 환경오염까지 줄일 수 있는 대안으로 부상하고 있다.Wastewater heat generated from wastewater, such as sewage and sewage, is an energy source that is generally discarded as waste heat in the process of transporting and treating wastewater. However, since wastewater has significant heat energy, wastewater heat is a new energy resource, and energy upcycling, which greatly improves energy efficiency, is emerging as an alternative that can maximize the use of limited resources and reduce environmental pollution.
일반적으로, 폐수는 가정 또는 공장 등에서 발생되는 자원으로서 배관을 따라 유동하여 처리장으로 유입된다. 처리장으로 유입된 폐수열을 회수하기 위한 방안으로 하수관거에 전도성 물질을 배치하여 폐수와 열교환을 하는 방식이 제시되고 있으나 폐수열의 회수 효율이 떨어지며, 이와 같이 폐수열의 회수 효율이 떨어질 때 폐수열을 전기 에너지로 변환할 경우, 전기 에너지의 변환 효율도 함께 떨어질 수 밖에 없는 문제점이 있다.In general, wastewater is a resource generated in homes or factories and flows along pipes to flow into a treatment plant. As a way to recover wastewater heat flowing into a treatment plant, a method of heat exchange with wastewater by placing a conductive material in a sewer pipe has been proposed, but the recovery efficiency of wastewater heat is low. In this case, there is a problem in that the conversion efficiency of electrical energy is also reduced.
이에 따라, 폐수열의 회수 효율과 전기 에너지의 변환 효율을 향상시킬 수 있는 방안이 마련될 필요가 있다.Accordingly, it is necessary to prepare a method capable of improving the recovery efficiency of waste water heat and the conversion efficiency of electrical energy.
본 발명의 목적은 폐수열의 회수 효율 향상을 위해 복수개의 열전도성 층으로 구성된 열교환기를 이용하여 폐수로부터 폐수열을 회수하며, 열교환기가 회수한 폐수열과 하수관거의 외부로부터 유입되는 대기온도의 열에너지간의 온도차에 의한 제벡 효과를 통해 발생시킨 전류를 발전기로 공급하여 배터리를 충전시킬 수 있는 폐수열 회수에 따른 제벡 효과를 이용한 배터리 충전 시스템 및 방법을 제공함에 있다.An object of the present invention is to recover wastewater heat from wastewater by using a heat exchanger composed of a plurality of thermally conductive layers in order to improve the recovery efficiency of wastewater heat. An object of the present invention is to provide a battery charging system and method using the Seebeck effect according to waste water heat recovery capable of charging a battery by supplying current generated through the Seebeck effect to a generator.
다만, 본 발명에서 이루고자 하는 기술적 과제는 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.However, the technical problem to be achieved in the present invention is not limited to the above-mentioned technical problem, and other technical problems not mentioned are clearly understood by those skilled in the art from the description below. It could be.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 폐수열 회수에 따른 제벡 효과를 이용한 전력 생산 시스템은, 하수관거의 내부공간상에 설치되며, 상기 하수관거로 유입되는 폐수와 직접 접촉하여 상기 폐수와의 열교환을 통해 상기 폐수로부터 폐수열을 회수하고, 상기 폐수열과 상기 하수관거의 외부로부터 유입되는 대기온도의 열에너지간의 온도차에 의한 제벡 효과를 통해 전류를 발생시키는 열교환기; 및 상기 열교환기와 연결되며, 상기 열교환기로부터 기설정된 전류 값을 공급받을 때 동작되는 컨트롤러와, 상기 컨트롤러가 상기 열교환기로부터 상기 기설정된 전류 값을 초과하는 초과 전류를 공급받을 때 상기 초과 전류의 축적을 통해 충전되는 배터리를 구비한 발전기;를 포함할 수 있다.An electric power generation system using the Seebeck effect according to wastewater heat recovery according to an embodiment of the present invention for achieving the above object is installed on the inner space of a sewer pipe, and is in direct contact with the wastewater flowing into the sewer pipe to generate the wastewater A heat exchanger that recovers wastewater heat from the wastewater through heat exchange with the wastewater and generates current through the Seebeck effect due to the temperature difference between the wastewater heat and the heat energy of the air temperature introduced from the outside of the sewage pipe; and a controller connected to the heat exchanger and operated when a preset current value is supplied from the heat exchanger, and accumulation of the excess current when the controller receives an excess current exceeding the preset current value from the heat exchanger. A generator having a battery that is charged through; may include.
또한, 상기 폐수열 회수에 따른 제벡 효과를 이용한 전력 생산 시스템에 의해 수행되는 폐수열 회수에 따른 제벡 효과를 이용한 전력 생산 방법은, a) 열교환기가 하수관거의 내부공간상에 설치되는 단계; b) 상기 하수관거로 폐수가 유입되는 단계; c) 상기 열교환기가 상기 하수관거로 유입되는 폐수와 직접 접촉하여 상기 폐수와의 열교환을 통해 상기 폐수로부터 폐수열을 회수하고, 상기 폐수열과 상기 하수관거의 외부로부터 유입되는 대기온도의 열에너지간의 온도차에 의한 제벡 효과를 통해 전류를 발생시키는 단계; d) 발전기의 컨트롤러가 상기 열교환기로부터 기설정된 전류 값을 공급받을 때 동작되는 단계; 및 e) 배터리가 상기 컨트롤러가 상기 열교환기로부터 상기 기설정된 전류 값을 초과하는 초과 전류를 공급받을 때 상기 초과 전류의 축적을 통해 충전되는 단계;를 포함할 수 있다.In addition, the power generation method using the Seebeck effect according to the waste water heat recovery performed by the power generation system using the Seebeck effect according to the waste water heat recovery includes: a) installing a heat exchanger on the inner space of the sewer pipe; b) introducing wastewater into the sewer pipe; c) The heat exchanger directly contacts the wastewater flowing into the sewer pipe to recover wastewater heat from the wastewater through heat exchange with the wastewater, and the Seebeck effect due to the temperature difference between the wastewater heat and the thermal energy of the ambient temperature introduced from the outside of the sewer pipe. Generating a current through; d) operating when a controller of the generator receives a predetermined current value from the heat exchanger; and e) charging the battery through accumulation of the excess current when the controller receives excess current exceeding the predetermined current value from the heat exchanger.
본 발명은 환경오염을 일으키지 않고 폐수로부터 폐수열을 회수할 수 있으며, 회수한 폐수열로부터 발생된 전류를 통해 배터리를 충전시킬 수 있으므로, 사용자의 편의성이 향상될 수 있다.Since the present invention can recover wastewater heat from wastewater without causing environmental pollution and can charge a battery through current generated from the recovered wastewater heat, user convenience can be improved.
다만, 본 발명에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.However, the effects obtainable in the present invention are not limited to the effects mentioned above, and other effects not mentioned can be clearly understood by those skilled in the art from the description below. There will be.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 열교환기의 구성요소를 나타내는 도면이다.
도 2는 도 1에 도시된 열교환기의 설치 방식을 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 발전기의 구성요소를 나타내는 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 폐수열 회수에 따른 제벡 효과를 이용한 배터리 충전 방법의 과정을 나타내는 도면이다.1 is a view showing components of a heat exchanger according to an embodiment of the present invention.
Figure 2 is a view for explaining the installation method of the heat exchanger shown in Figure 1.
3 is a diagram showing components of a generator according to an embodiment of the present invention.
4 is a diagram illustrating a process of a battery charging method using the Seebeck effect according to wastewater heat recovery according to an embodiment of the present invention.
이하에서는, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명에 관한 설명은 구조적 내지 기능적 설명을 위한 실시예에 불과하므로, 본 발명의 권리범위는 본문에 설명된 실시예에 의하여 제한되는 것으로 해석되어서는 아니 된다. 즉, 실시예는 다양한 변경이 가능하고 여러 가지 형태를 가질 수 있으므로 본 발명의 권리범위는 기술적 사상을 실현할 수 있는 균등물들을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 또한, 본 발명에서 제시된 목적 또는 효과는 특정 실시예가 이를 전부 포함하여야 한다거나 그러한 효과만을 포함하여야 한다는 의미는 아니므로, 본 발명의 권리범위는 이에 의하여 제한되는 것으로 이해되어서는 아니 될 것이다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings, embodiments of the present invention will be described in detail so that those skilled in the art can easily carry out the present invention. However, since the description of the present invention is only an embodiment for structural or functional description, the scope of the present invention should not be construed as being limited by the embodiments described in the text. That is, since the embodiment can be changed in various ways and can have various forms, it should be understood that the scope of the present invention includes equivalents capable of realizing the technical idea. In addition, since the object or effect presented in the present invention does not mean that a specific embodiment should include all of them or only such effects, the scope of the present invention should not be construed as being limited thereto.
본 발명에서 서술되는 용어의 의미는 다음과 같이 이해되어야 할 것이다.The meaning of terms described in the present invention should be understood as follows.
"제1", "제2" 등의 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하기 위한 것으로, 이들 용어들에 의해 권리범위가 한정되어서는 아니 된다. 예를 들어, 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결될 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다고 언급된 때에는 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. 한편, 구성요소들 간의 관계를 설명하는 다른 표현들, 즉 "~사이에"와 "바로 ~사이에" 또는 "~에 이웃하는"과 "~에 직접 이웃하는" 등도 마찬가지로 해석되어야 한다.Terms such as "first" and "second" are used to distinguish one component from another, and the scope of rights should not be limited by these terms. For example, a first element may be termed a second element, and similarly, a second element may be termed a first element. It should be understood that when an element is referred to as “connected” to another element, it may be directly connected to the other element, but other elements may exist in the middle. On the other hand, when an element is referred to as being “directly connected” to another element, it should be understood that no intervening elements exist. Meanwhile, other expressions describing the relationship between components, such as “between” and “immediately between” or “adjacent to” and “directly adjacent to” should be interpreted similarly.
단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한 복수의 표현을 포함하는 것으로 이해되어야 하고, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 설시된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이며, 하나 또는 그 이상의 다른 특징이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.Singular expressions should be understood to include plural expressions unless the context clearly dictates otherwise, and terms such as “comprise” or “having” refer to a described feature, number, step, operation, component, part, or It should be understood that it is intended to indicate that a combination exists, and does not preclude the possibility of the presence or addition of one or more other features, numbers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof.
여기서 사용되는 모든 용어들은 다르게 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 것으로 해석되어야 하며, 본 발명에서 명백하게 정의하지 않는 한 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미를 지니는 것으로 해석될 수 없다.All terms used herein have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art to which the present invention belongs, unless defined otherwise. Terms defined in commonly used dictionaries should be interpreted as consistent with meanings in the context of related art, and cannot be interpreted as having ideal or excessively formal meanings unless explicitly defined in the present invention.
배터리 충전 시스템battery charging system
이하에서는, 본 발명의 일 실시예에 따른 폐수열 회수에 따른 제벡 효과를 이용한 배터리 충전 시스템(이하, '배터리 충전 시스템')에 대해 자세히 설명하도록 하겠다.Hereinafter, a battery charging system (hereinafter, 'battery charging system') using the Seebeck effect according to wastewater heat recovery according to an embodiment of the present invention will be described in detail.
배터리 충전 시스템은 하수관거(10)로부터 유입되는 폐수가 외부로 배출되는 과정에서, 폐수로부터 회수한 폐수열을 기반으로 발생된 전류로 배터리(230)를 충전하기 위한 시스템이며, 이를 위해 열교환기(100) 및 발전기(200)를 포함한다.The battery charging system is a system for charging the
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 열교환기의 구성요소를 나타내는 도면이며, 도 2는 도 1에 도시된 열교환기의 설치 방식을 설명하기 위한 도면이다.1 is a view showing components of a heat exchanger according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a view for explaining an installation method of the heat exchanger shown in FIG.
도 1을 참조하면, 열교환기(100)는 하수관거(10)로 유입되는 폐수와의 열교환을 통해 폐수로부터 폐수열을 회수하며, 폐수와 열교환을 위해 하수관거(10)의 내부공간상에 배치된다.Referring to FIG. 1, the
도 2를 참조하면, 열교환기(100)는 폐수열을 회수하기 위해 복수개의 층으로 구성된 관 형태로 이루어지는데, 일 실시예에서는 1층부터 4층까지의 층으로 구성된 관 형태로 이루어질 수 있다.Referring to FIG. 2 , the
일 실시예에서, 열교환기(100)는 하수관거(10)의 중심부를 기준으로 1층의 제1 열전도성 물질(110), 2층의 열전도성 필름(120), 3층의 집전체(130), 4층의 제2 열전도성 물질(140)로 이루어질 수 있다.In one embodiment, the
제1 열전도성 물질(110)은 열교환기(100)를 이루는 복수개의 층 중에서 도 2를 기준으로 하수관거(10)의 중심부와 근접하여 폐수와 직접 접촉이 가능한 1층에 배치되며, 열교환기(100)상에서 관의 형태로 형성된다.The first thermally
일 실시예에서, 제1 열전도성 물질(110)은 하수관거(10)로 유입되는 폐수와 직접 접촉하게 될 때, 폐수와의 직접적인 열교환을 통해 폐수로부터 폐수열을 회수한다.In one embodiment, when the first thermally
일 실시예에서, 제1 열전도성 물질(110)은 폐수열의 회수 효율을 극대화하기 위해 열전도성 물질로 구성되는 것이 바람직한데, 열전도성 물질은 스테인리스 또는 열전도성 고분자(예: Boron nitride, graphene, 그래핀 에어로겔 등)일 수 있다.In one embodiment, the first thermally
열전도성 필름(120)은 열교환기(100)를 이루는 복수개의 층 중에서 도 2를 기준으로 제1 열전도성 물질(110)과 집전체(130)의 사이공간인 2층에 배치되며, 열교환기(100)상에서 제1 열전도성 물질(110)을 감싸는 관의 형태로 형성된다.The thermal
일 실시예에서, 열전도성 필름(120)은 제2 열전도성 물질(140)과 함께 제1 열전도성 물질(110)을 통해 회수(또는 유입)된 폐수열과 하수관거(10)의 외부로부터 유입되는 대기온도의 열에너지간의 온도차에 의한 제벡 효과를 발생시킬 수 있다.In one embodiment, the thermally
여기서, 제벡 효과는 두 접점에 온도차로 인해 생기는 전위차에 의해 전류가 흐르게 되는 현상을 의미한다.Here, the Seebeck effect means a phenomenon in which current flows due to a potential difference caused by a temperature difference between two contacts.
일 실시예에서, 열전도성 필름(120)은 종래의 펠티어 소자에서 실리콘 보조기판인 희생층(SiO2/a-Si)를 제거한 유연 소자로 구현되며, 이를 통해 하수관거(10)의 원형 형상에 맞춰 제1 열전도성 물질(110)을 감싸는 형태로 하수관거(10)의 내부공간상에 배치될 수 있다.In one embodiment, the thermal
일 실시예에서, 열전도성 필름(120)은 제벡 효과를 발생시키 위한 열전도성 소재(예: 금속산화물 NaxCoO2, Ca3Co4O9, SrTiO3 등, bioplymer nanocomposite 등)로 이루어질 수 있다.In one embodiment, the thermally
또한, 열전도성 필름(120)은 원형으로 말아서 하수관거(10)의 내부에 삽입될 수 있도록 연성과 성형이 가능한 강성을 가지는 물질이어야 하며, 하수관거(10)의 내부공간상에 설치된 후 이동(또는 유동)이 없도록 제1 열전도성 물질(110)과 접합이 가능한 것이 바람직하다.In addition, the thermal
제2 열전도성 물질(140)은 열교환기(100)를 이루는 복수개의 층 중에서 도 2를 기준으로 집전체(130)를 사이에 두고 열전도성 필름(120)과 이격되는 4층에 배치되며, 열교환기(100)상에서 집전체(130)를 감싸는 관의 형태로 형성된다.The second thermally
일 실시예에서, 제2 열전도성 물질(140)은 열전도성 필름(120)과 함께 제1 열전도성 물질(110)을 통해 회수된 폐수열과 하수관거(10)의 외부로부터 유입되는 대기온도의 열에너지간의 온도차에 의한 제벡 효과를 발생시킬 수 있다.In one embodiment, the second thermally
일 실시예에서, 제2 열전도성 물질(140)은 열전도성 필름(140)과 마찬가지로 종래의 펠티어 소자에서 실리콘 보조기판인 희생층(SiO2/a-Si)를 제거한 유연 소자로 구현되며, 이를 통해 하수관거(10)의 원형 형상에 맞춰 집전체(130)를 감싸는 형태로 하수관거(10)의 내부공간상에 배치될 수 있다.In one embodiment, like the thermal
일 실시예에서, 제2 열전도성 물질(140)은 제벡 효과를 발생시키 위한 열전도성 고분자(예: Boron nitride, graphene, 그래핀 에어로겔 등)로 이루어질 수 있다.In one embodiment, the second thermally
또한, 제2 열전도성 물질(140)은 원형으로 말아서 하수관거(10)의 내부에 삽입될 수 있도록 연성과 성형이 가능한 강성을 가지는 물질이어야 하며, 하수관거(10)의 내부공간상에 설치된 후 이동(또는 유동)이 없도록 열전도성 필름(120)과 접합이 가능한 것이 바람직하다.In addition, the second thermal
집전체(130)는 열교환기(100)를 이루는 복수개의 층 중에서 도 2를 기준으로 열전도성 필름(120)과 제2 열전도성 물질(140)의 사이공간인 3층에 배치되며, 열교환기(100)상에서 열전도성 필름(120)을 감싸는 관의 형태로 형성된다.The
일 실시예에서, 집전체(130)는 열전도성 필름(120)과 제2 열전도성 물질(140)에 의한 제벡 효과를 통해 발생된 전류를 발전기(200)의 컨트롤러(220)로 공급하기 위한 통로 역할을 수행할 수 있다.In one embodiment, the
일 실시예에서, 집전체(130)는 제벡 효과에 의한 전류를 컨트롤러(220)로 공급하기 위한 통로 역할을 수행하기 위한 소재(예: 리륨폴리머, 리튬이온, 고분자폴리머 등)일 수 있다.In one embodiment, the
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 발전기의 구성요소를 나타내는 도면이다.3 is a diagram showing components of a generator according to an embodiment of the present invention.
도 3을 참조하면, 발전기(200)는 케이블(210), 콘트롤러(220), 배터리(230) 및 제어부(240)를 포함한다.Referring to FIG. 3 , the
케이블(210)은 열교환기(100)의 2층을 구성하는 열전도성 필름(120) 및 컨트롤러(220)와 연결되며, 열전도성 필름(120)으로부터 집전체(130)에 의해 이동 가능한 열교환기(100)의 전류를 전달받게 된다.The
일 실시예에서, 케이블(210)은 일단이 컨트롤러(220)의 일측에 구비된 소켓(미도시)을 통해 컨트롤러(220)로부터 탈부착되며, 타단이 열전도성 필름(120)의 일측으로부터 탈부착될 수 있다.In one embodiment, one end of the
일 실시예에서, 케이블(210)은 소켓을 이용하여 컨트롤러(220)와 연결되면서 열전도성 필름(120)의 일측에 연결될 때 열교환기(100)의 전류를 전달받아 컨트롤러(220)로 공급할 수 있다.In one embodiment, the
컨트롤러(220)는 배터리(230)의 과충전 방지, 과방전 차단, 역전류 방지 등의 역할을 수행하기 위해 일측의 소켓에 연결된 케이블(210)을 통해 전달받은 전류와 제어부(240)로부터 수신하는 원격 제어신호를 기반으로 동작하게 된다.The
일 실시예에서, 컨트롤러(220)는 동작을 위한 규격별 허용전류 값인 기설정된 전류 값을 초과하는 초과 전류를 케이블(210)로부터 공급받게 되면, 초과 전류를 방전시키거나 배터리(230)가 소켓에 연결되는 경우에 배터리(230)로 초과 전류를 공급하여 배터리(230)가 충전되도록 한다.In one embodiment, when the
일 실시예에서, 컨트롤러(220)는 제어부(240)로부터 원격 제어신호를 수신하여 제어부(240)의 원격 제어신호에 의해 동작이 제어될 수 있다.In one embodiment, the
일 실시예에서, 컨트롤러(220)는 케이블(210)로부터 공급받는 전류 값을 표시하는 디스플레이(미도시)가 구비될 수 있다.In one embodiment, the
일 실시예에서, 컨트롤러(220)는 제어부(240)의 원격 제어신호 수신과 디스플레이에 표시된 전류 값을 제어부(240)로 송신하기 위한 제1 통신부(미도시)를 구비할 수 있다.In one embodiment, the
일 실시예에서, 컨트롤러(220)는 케이블(210) 및 배터리(230)가 동시에 연결되도록 소켓이 일측에 복수개로 구비되며, 복수개의 소켓은 케이블용 소켓과 배터리용 소켓으로 구성될 수 있다.In one embodiment, the
배터리(230)는 컨트롤러(220)의 일측에 구비된 배터리용 소켓에 연결되고, 컨트롤러(220)로부터 공급되는 초과 전류를 축적하는 것으로 충전될 수 있다.The
일 실시예에서, 배터리(230)는 제어부(240)에 장착될 때 제어부(240)를 동작시키는 전력원일 수 있으나 이를 한정하는 것은 아니며, 사용자가 하수관거(10)의 유지보수 과정에서 필요한 장치(예: 무전기 등)의 전력원일 수도 있다.In one embodiment, the
일 실시예에서, 유지보수 과정에서 필요한 장치가 무전기인 것을 기준으로, 사용자는 폐수로부터 폐수열을 회수할 때 발생되는 초과 전류로 충전된 배터리를 무전기에 장착함으로써, 다른 사용자가 구비한 무전기를 통해 다른 사용자와 연락을 취하면서 하수관거(10)의 유지보수 과정을 진행할 수 있다.In one embodiment, based on the fact that a device required in the maintenance process is a radio, a user installs a battery charged with an excess current generated when wastewater heat is recovered from wastewater into the radio, thereby allowing other users to use radios equipped by other users. It is possible to proceed with the maintenance process of the
제어부(240)는 컨트롤러(220)를 원격 제어하기 위해 사용자가 구비한 단말(예: 스마트폰, 컴퓨터, 태블릿 등)로 구현 가능하다.The
일 실시예에서, 제어부(240)는 원격 제어신호의 입력을 위한 버튼부(미도시)와, 컨트롤러(220)로 원격 제어신호를 송신하거나, 컨트롤러(220)로부터 전류 값을 수신하기 위한 제2 통신부(미도시)가 구비될 수 있다.In one embodiment, the
일 실시예에서, 제어부(240)는 스마트폰으로 구현될 경우, 스마트폰에 기저장된 원격 제어 앱(미도시)을 실행시켜 컨트롤러(220)와 통신될 수 있으며, 컨트롤러(220)와 통신이 가능한 상태일 경우 컨트롤러(220)로 원격 제어신호를 송신하거나, 컨트롤러(220)로부터 전류 값을 수신할 수 있다.In one embodiment, when the
배터리 충전 방법How to charge the battery
이하에서는, 상기 배터리 충전 시스템에 의해 수행되는 본 발명의 일 실시예에 따른 폐수열 회수에 따른 제벡 효과를 이용한 배터리 충전 방법(S10)의 과정에 대해 자세히 설명하도록 하겠다.Hereinafter, the process of the battery charging method (S10) using the Seebeck effect according to wastewater heat recovery according to an embodiment of the present invention performed by the battery charging system will be described in detail.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 폐수열 회수에 따른 제벡 효과를 이용한 배터리 충전 방법의 과정을 나타내는 도면이다.4 is a diagram illustrating a process of a battery charging method using the Seebeck effect according to wastewater heat recovery according to an embodiment of the present invention.
도 4를 참조하면, 배터리 충전 방법(S10)은 열교환기 설치 단계(S11), 폐수 유입 단계(S12), 전류 발생 단계(S13), 컨트롤러 동작 단계(S14), 초과 전류 발생/미발생 단계(S15), 초과 전류 축적 단계(S16) 및 컨트롤러 동작 유지 단계(S17)를 포함한다.Referring to FIG. 4, the battery charging method (S10) includes a heat exchanger installation step (S11), wastewater inflow step (S12), current generation step (S13), controller operation step (S14), excess current generation/non-occurrence step ( S15), an excess current accumulation step (S16), and a controller operation maintenance step (S17).
먼저, 사용자는 제1 열전도성 물질(110), 열전도성 필름(120), 집전체(130) 및 제2 열전도성 물질(140)로 구성되는 열교환기(100)를 하수관거(10)의 내부공간상에 설치할 수 있다(S11).First, the user places the
그 후, 하수관거(10)의 내부공간으로는 폐수가 유입될 수 있다(S12).After that, wastewater may flow into the inner space of the sewage pipe 10 (S12).
그 후, 열교환기(100)는 제1 열전도성 물질(110)이 폐수와 직접 접촉함으로써 폐수로부터 폐수열을 회수하며, 폐수의 폐수열과 하수관거(10)의 외부로부터 유입되는 대기온도의 열에너지간의 온도차에 의한 제벡 효과를 통해 전류를 발생시킬 수 있다(S13).After that, the
그 후, 발전기(200)의 컨트롤러(220)는 열교환기(100)에서 발생되는 기설정된 전류 값에 의해 동작될 수 있다(S14).After that, the
열교환기(100)에서 제벡 효과에 따른 전류가 발생되는 과정에서, 발생되는 전류 값에 따라 기설정된 전류 값을 초과하는 초과 전류가 발생하거나 미발생할 수 있다(S15).In the process of generating a current according to the Seebeck effect in the
이때 만약, 열교환기(100)에서 초과 전류가 발생하는 경우(S15-YES), 컨트롤러(220)의 소켓에 연결된 배터리(230)는 컨트롤러(220)로부터 초과 전류를 공급받게 되며, 축적되는 초과 전류를 통해 충전될 수 있다(S16).At this time, if excessive current is generated in the heat exchanger 100 (S15-YES), the
이와 달리 만약, 열교환기(100)에서 초과 전류가 발생하지 않는 경우(S15-NO), 컨트롤러(220)는 열교환기(100)에 의한 기설정된 전류 값의 전류 발생이 유지되는 동안 열교환기(100)로부터 공급받는 전류를 통해 동작되어 배터리(230)의 과충전 방지, 과방전 차단, 역전류 방지 등의 역할을 수행할 수 있다.In contrast, if excessive current does not occur in the heat exchanger 100 (S15-NO), the
상술한 바와 같이 개시된 본 발명의 바람직한 실시예들에 대한 상세한 설명은 당업자가 본 발명을 구현하고 실시할 수 있도록 제공되었다. 상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예들을 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 본 발명의 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 예를 들어, 당업자는 상술한 실시예들에 기재된 각 구성을 서로 조합하는 방식으로 이용할 수 있다. 따라서, 본 발명은 여기에 나타난 실시형태들에 제한되려는 것이 아니라, 여기서 개시된 원리들 및 신규한 특징들과 일치하는 최광의 범위를 부여하려는 것이다.Detailed descriptions of the preferred embodiments of the present invention disclosed as described above are provided to enable those skilled in the art to implement and practice the present invention. Although the above has been described with reference to preferred embodiments of the present invention, those skilled in the art will understand that the present invention can be variously modified and changed without departing from the scope of the present invention. For example, those skilled in the art can use each configuration described in the above-described embodiments in a manner of combining with each other. Thus, the present invention is not intended to be limited to the embodiments shown herein but is to be accorded the widest scope consistent with the principles and novel features disclosed herein.
본 발명은 본 발명의 기술적 사상 및 필수적 특징을 벗어나지 않는 범위에서 다른 특정한 형태로 구체화될 수 있다. 따라서, 상기의 상세한 설명은 모든 면에서 제한적으로 해석되어서는 아니 되고 예시적인 것으로 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 첨부된 청구항의 합리적 해석에 의해 결정되어야 하고, 본 발명의 등가적 범위 내에서의 모든 변경은 본 발명의 범위에 포함된다. 본 발명은 여기에 나타난 실시형태들에 제한되려는 것이 아니라, 여기서 개시된 원리들 및 신규한 특징들과 일치하는 최광의 범위를 부여하려는 것이다. 또한, 특허청구범위에서 명시적인 인용 관계가 있지 않은 청구항들을 결합하여 실시예를 구성하거나 출원 후의 보정에 의해 새로운 청구항으로 포함할 수 있다.The present invention may be embodied in other specific forms without departing from the technical spirit and essential characteristics of the present invention. Accordingly, the above detailed description should not be construed as limiting in all respects and should be considered as illustrative. The scope of the present invention should be determined by reasonable interpretation of the appended claims, and all changes within the equivalent scope of the present invention are included in the scope of the present invention. The invention is not intended to be limited to the embodiments shown herein but is to be accorded the widest scope consistent with the principles and novel features disclosed herein. In addition, claims that do not have an explicit citation relationship in the claims may be combined to form an embodiment or may be included as new claims by amendment after filing.
10: 하수관거, 100: 열교환기,
110: 제1 열전도성 물질, 120: 열전도성 필름,
130: 집전체, 140: 제2 열전도성 물질,
200: 발전기, 210: 케이블,
220: 컨트롤러, 230: 배터리,
240: 제어부.10: sewer pipe, 100: heat exchanger,
110: first thermally conductive material, 120: thermally conductive film,
130: current collector, 140: second thermal conductive material,
200: generator, 210: cable,
220: controller, 230: battery,
240: control unit.
Claims (10)
하수관거의 내부공간상에 설치되며, 상기 하수관거로 유입되는 폐수와 직접 접촉하여 상기 폐수와의 열교환을 통해 상기 폐수로부터 폐수열을 회수하고, 상기 폐수열과 상기 하수관거의 외부로부터 유입되는 대기온도의 열에너지간의 온도차에 의한 제벡 효과를 통해 전류를 발생시키는 열교환기; 및
상기 열교환기와 연결되며, 상기 열교환기로부터 기설정된 전류 값을 공급받을 때 동작되는 컨트롤러와, 상기 컨트롤러가 상기 열교환기로부터 상기 기설정된 전류 값을 초과하는 초과 전류를 공급받을 때 상기 초과 전류의 축적을 통해 충전되는 배터리를 구비한 발전기;를 포함하고,
상기 열교환기는,
상기 하수관거로 유입되는 폐수로부터 폐수열을 회수하기 위하여 복수개의 층으로 구성된 관 형태로 이루어지며,
상기 하수관거의 중심부와 근접한 1층에 배치되어 상기 하수관거로부터 유입되는 폐수와 직접 접촉이 가능하며, 상기 폐수와의 직접적인 열교환을 통해 상기 폐수로부터 폐수열을 회수하는 제1 열전도성 물질;
상기 제1 열전도성 물질을 감싸는 형태로 2층에 배치되며, 제벡 효과를 위한 소자인 열전도성 필름;
상기 열전도성 필름을 감싸는 형태로 3층에 배치되며, 상기 열교환기의 전류를 상기 컨트롤러로 공급하기 위한 통로 역할을 수행하기 위한 집전체; 및
상기 집전체를 감싸는 형태로 4층에 배치되며, 상기 열전도성 필름과 제벡 효과를 발생시키기 위한 소자인 제2 열전도성 물질;을 포함하는 것을 특징으로 하는 폐수열 회수에 따른 제벡 효과를 이용한 배터리 충전 시스템.In the battery charging system,
It is installed on the inner space of the sewer pipe, directly contacts the wastewater flowing into the sewer pipe, recovers wastewater heat from the wastewater through heat exchange with the wastewater, and the temperature difference between the wastewater heat and the thermal energy of the ambient temperature introduced from the outside of the sewer pipe. A heat exchanger generating current through the Seebeck effect by; and
A controller connected to the heat exchanger and operated when a preset current value is supplied from the heat exchanger, and accumulation of the excess current when the controller receives an excess current exceeding the preset current value from the heat exchanger A generator having a battery that is charged through; includes,
The heat exchanger,
It is made in the form of a tube composed of a plurality of layers to recover wastewater heat from wastewater flowing into the sewer pipe,
A first thermally conductive material disposed on the first floor adjacent to the center of the sewer pipe, capable of direct contact with wastewater flowing from the sewer pipe, and recovering wastewater heat from the wastewater through direct heat exchange with the wastewater;
a thermal conductive film disposed in the second layer in a form surrounding the first thermal conductive material and being an element for the Seebeck effect;
a current collector disposed on a third layer in a form surrounding the thermally conductive film and serving as a passage for supplying current from the heat exchanger to the controller; and
A battery charging system using the Seebeck effect according to the recovery of waste water heat, characterized in that it includes a second thermal conductive material that is disposed on the fourth layer in a form surrounding the current collector and is an element for generating the thermal conductive film and the Seebeck effect. .
상기 열교환기는,
상기 열전도성 필름과 상기 제2 열전도성 물질에 의한 제벡 효과를 통해 전류를 발생시키며, 상기 집전체를 이용하여 상기 열전도성 필름과 상기 제2 열전도성 물질의 제벡 효과에 의한 전류를 상기 컨트롤러로 공급하는 것을 특징으로 하는 폐수열 회수에 따른 제벡 효과를 이용한 배터리 충전 시스템.According to claim 1,
The heat exchanger,
A current is generated through the Seebeck effect by the thermal conductive film and the second thermal conductive material, and the current by the Seebeck effect of the thermal conductive film and the second thermal conductive material is supplied to the controller using the current collector. A battery charging system using the Seebeck effect according to wastewater heat recovery, characterized in that for.
상기 열교환기는,
상기 열전도성 필름과 상기 제2 열전도성 물질이 각각 펠티어 소자에서 희생층을 제거한 유연 소자인 것을 특징으로 하는 폐수열 회수에 따른 제벡 효과를 이용한 배터리 충전 시스템.According to claim 1,
The heat exchanger,
The battery charging system using the Seebeck effect according to wastewater heat recovery, characterized in that the thermal conductive film and the second thermal conductive material are flexible elements obtained by removing the sacrificial layer from the Peltier element, respectively.
상기 발전기는,
상기 열전도성 필름 및 상기 컨트롤러와 연결되며, 상기 열전도성 필름으로부터 상기 집전체에 의해 이동 가능한 상기 열교환기의 전류를 전달받아 상기 컨트롤러로 공급하는 케이블;
상기 컨트롤러를 원격 제어하기 위하여 상기 컨트롤러로 원격 제어신호를 송신하는 제어부; 및
상기 배터리의 과충전 방지, 과방전 차단, 역전류 방지의 역할을 수행하며, 기 케이블을 통해 전달받은 상기 열교환기의 전류와 상기 원격 제어신호를 기반으로 동작하게 되고, 상기 케이블을 통해 전달받는 상기 열교환기의 전류 값을 상기 제어부로 송신하는 상기 컨트롤러;를 포함하는 것을 특징으로 하는 폐수열 회수에 따른 제벡 효과를 이용한 배터리 충전 시스템.According to claim 1,
the generator,
a cable connected to the thermally conductive film and the controller, receiving current from the thermally conductive film and supplying current to the controller;
a controller for transmitting a remote control signal to the controller to remotely control the controller; and
It serves to prevent overcharge, overdischarge, and reverse current of the battery, and operates based on the current of the heat exchanger and the remote control signal transmitted through the cable, and the heat exchange received through the cable The battery charging system using the Seebeck effect according to waste water heat recovery, characterized in that it comprises a; the controller for transmitting the current value of the energy to the control unit.
상기 컨트롤러는,
상기 케이블로부터 공급받는 전류 값을 표시하는 디스플레이;
상기 제어부의 원격 제어신호 수신과 상기 디스플레이에 표시된 전류 값을 상기 제어부로 송신하기 위한 제1 통신부; 및
상기 케이블과 상기 배터리의 연결을 위한 복수개의 소켓;을 포함하는 것을 특징으로 하는 폐수열 회수에 따른 제벡 효과를 이용한 배터리 충전 시스템.According to claim 6,
The controller,
a display displaying a current value supplied from the cable;
a first communication unit for receiving a remote control signal from the control unit and transmitting the current value displayed on the display to the control unit; and
A battery charging system using the Seebeck effect according to waste water heat recovery, comprising: a plurality of sockets for connecting the cable and the battery.
상기 제어부는,
상기 원격 제어신호의 입력을 위한 버튼부; 및
상기 컨트롤러로 원격 제어신호를 송신하거나, 상기 컨트롤러로부터 전류 값을 수신하기 위한 제2 통신부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 폐수열 회수에 따른 제벡 효과를 이용한 배터리 충전 시스템.According to claim 6,
The control unit,
a button unit for inputting the remote control signal; and
A battery charging system using the Seebeck effect according to wastewater heat recovery, characterized in that it includes a; second communication unit for transmitting a remote control signal to the controller or receiving a current value from the controller.
상기 제어부는,
상기 컨트롤러를 원격 제어하기 위한 단말인 스마트폰, 컴퓨터, 태블릿 중 적어도 하나로 구현되고,
상기 스마트폰으로 구현되는 경우를 기준으로, 상기 스마트폰에 기저장된 원격 제어 앱을 실행시켜 상기 컨트롤러와 통신되며, 상기 컨트롤러와 통신이 가능한 상태일 때 상기 컨트롤러로 원격 제어신호를 송신하거나 상기 컨트롤러로부터 전류 값을 수신하는 것을 특징으로 하는 폐수열 회수에 따른 제벡 효과를 이용한 배터리 충전 시스템.According to claim 6,
The control unit,
Implemented as at least one of a smartphone, a computer, and a tablet terminal for remotely controlling the controller,
Based on the case implemented by the smartphone, a remote control app pre-stored in the smartphone is executed to communicate with the controller, and when communication with the controller is possible, a remote control signal is transmitted to the controller or from the controller. A battery charging system using the Seebeck effect according to wastewater heat recovery, characterized in that for receiving a current value.
a) 열교환기가 하수관거의 내부공간상에 설치되는 단계;
b) 상기 하수관거로 폐수가 유입되는 단계;
c) 상기 열교환기가 상기 하수관거로 유입되는 폐수와 직접 접촉하여 상기 폐수와의 열교환을 통해 상기 폐수로부터 폐수열을 회수하고, 상기 폐수열과 상기 하수관거의 외부로부터 유입되는 대기온도의 열에너지간의 온도차에 의한 제벡 효과를 통해 전류를 발생시키는 단계;
d) 발전기의 컨트롤러가 상기 열교환기로부터 기설정된 전류 값을 공급받을 때 동작되는 단계; 및
e) 배터리가 상기 컨트롤러가 상기 열교환기로부터 상기 기설정된 전류 값을 초과하는 초과 전류를 공급받을 때 상기 초과 전류의 축적을 통해 충전되는 단계;를 포함하고,
상기 열교환기는,
상기 하수관거로 유입되는 폐수로부터 폐수열을 회수하기 위하여 복수개의 층으로 구성된 관 형태로 이루어지며,
상기 하수관거의 중심부와 근접한 1층에 배치되어 상기 하수관거로부터 유입되는 폐수와 직접 접촉이 가능하며, 상기 폐수와의 직접적인 열교환을 통해 상기 폐수로부터 폐수열을 회수하는 제1 열전도성 물질;
상기 제1 열전도성 물질을 감싸는 형태로 2층에 배치되며, 제벡 효과를 위한 소자인 열전도성 필름;
상기 열전도성 필름을 감싸는 형태로 3층에 배치되며, 상기 열교환기의 전류를 상기 컨트롤러로 공급하기 위한 통로 역할을 수행하기 위한 집전체; 및
상기 집전체를 감싸는 형태로 4층에 배치되며, 상기 열전도성 필름과 제벡 효과를 발생시키기 위한 소자인 제2 열전도성 물질;을 포함하는 것을 특징으로 하는 폐수열 회수에 따른 제벡 효과를 이용한 배터리 충전 방법.A battery charging method performed by a battery charging system,
a) installing the heat exchanger on the inner space of the sewage pipe;
b) introducing wastewater into the sewer pipe;
c) The heat exchanger directly contacts the wastewater flowing into the sewer pipe to recover wastewater heat from the wastewater through heat exchange with the wastewater, and the Seebeck effect due to the temperature difference between the wastewater heat and the thermal energy of the ambient temperature introduced from the outside of the sewer pipe. Generating a current through;
d) operating when a controller of the generator receives a predetermined current value from the heat exchanger; and
e) charging the battery through accumulation of the excess current when the controller receives excess current exceeding the preset current value from the heat exchanger;
The heat exchanger,
It is made in the form of a tube composed of a plurality of layers to recover wastewater heat from the wastewater flowing into the sewer pipe,
A first thermally conductive material disposed on the first floor adjacent to the center of the sewer pipe to directly contact wastewater flowing from the sewer pipe, and to recover wastewater heat from the wastewater through direct heat exchange with the wastewater;
a thermal conductive film disposed in the second layer in a form surrounding the first thermal conductive material and being an element for the Seebeck effect;
a current collector disposed on a third layer in a form surrounding the thermally conductive film and serving as a passage for supplying current from the heat exchanger to the controller; and
A battery charging method using the Seebeck effect according to waste water heat recovery comprising a; disposed on the fourth layer in a form surrounding the current collector and being an element for generating the thermal conductive film and the Seebeck effect. .
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020220182910A KR102527203B1 (en) | 2022-12-23 | 2022-12-23 | Power generation system and method using the seebeck effect according to wastewater heat recovery |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020220182910A KR102527203B1 (en) | 2022-12-23 | 2022-12-23 | Power generation system and method using the seebeck effect according to wastewater heat recovery |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
KR102527203B1 true KR102527203B1 (en) | 2023-04-28 |
Family
ID=86143451
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
KR1020220182910A KR102527203B1 (en) | 2022-12-23 | 2022-12-23 | Power generation system and method using the seebeck effect according to wastewater heat recovery |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
KR (1) | KR102527203B1 (en) |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR101334892B1 (en) | 2013-07-23 | 2013-11-29 | 세명에너지(주) | Liquid receiver and heat recovery system from waste water using the same |
KR101734069B1 (en) | 2015-12-08 | 2017-05-11 | (주)창화에너지 | Electric Boiler Combined with Waste Heat Collection Boiler |
KR20210020947A (en) * | 2018-06-04 | 2021-02-24 | 브레이크스로우 테크놀로지스 엘엘씨 | Energy recovery from waste heat |
-
2022
- 2022-12-23 KR KR1020220182910A patent/KR102527203B1/en active IP Right Grant
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR101334892B1 (en) | 2013-07-23 | 2013-11-29 | 세명에너지(주) | Liquid receiver and heat recovery system from waste water using the same |
KR101734069B1 (en) | 2015-12-08 | 2017-05-11 | (주)창화에너지 | Electric Boiler Combined with Waste Heat Collection Boiler |
KR20210020947A (en) * | 2018-06-04 | 2021-02-24 | 브레이크스로우 테크놀로지스 엘엘씨 | Energy recovery from waste heat |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
AU2012228513B2 (en) | Hydrogen offloading in an electrochemical generator unit including a hydrogen fuel cell | |
AU2012228478B2 (en) | Self-contained hybrid power supply system for an electrical apparatus, and unit and method for managing the system | |
JP6480096B2 (en) | Power control system, power control apparatus, and control method for power control system | |
US9831706B2 (en) | Techniques and systems for generating power using multi-spectrum energy | |
JP2012090436A (en) | Battery pack and its charging/discharging method and power consumption equipment | |
JP5497397B2 (en) | Power supply system | |
CN104065145B (en) | Wireless charging device and its charging method | |
WO2015105006A1 (en) | Power control device and power control method | |
JP2007299746A (en) | Fuel cell equipped with power management | |
JP2011200012A (en) | Secondary battery charging/discharging system and mobile apparatus provided with the same | |
KR102527203B1 (en) | Power generation system and method using the seebeck effect according to wastewater heat recovery | |
CN102201761A (en) | Power supply module, system and method thereof | |
WO2002011220A1 (en) | Johnson reversible engine | |
KR100749238B1 (en) | Battery charging apparatus by both of electric energy and solar energy, and mobile phone including the battery charging apparatus | |
Sakagami et al. | Simulation to optimize a DC microgrid in Okinawa | |
JP4633889B2 (en) | Energy supply system | |
WO2013185700A1 (en) | Mobile terminal and charging apparatus for same | |
JP6410567B2 (en) | POWER SUPPLY SYSTEM, START-UP CONTROL DEVICE, AND POWER SUPPLY SYSTEM CONTROL METHOD | |
JP5305578B2 (en) | Fuel cell system | |
JP4724880B2 (en) | Plasma medium battery | |
JP2014063713A (en) | Energy management system | |
JP2013078202A (en) | Power generator and power generation method | |
JP2018513572A (en) | Remote control device | |
CN106253406A (en) | A kind of wireless charging terminal under water | |
JP6130535B1 (en) | Power supply that can be used for emergency |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
GRNT | Written decision to grant |