KR20000036405A - 열전소자를 이용한 냉/온풍 시스템 및 이를 이용한김치냉장고, 휴대용 냉/온박스, 자판기, 차량용 냉/온장고 - Google Patents

Abstract

본 발명은 냉/온풍 시스템에 관한 것으로, 공급되는 전원의 극성에 따라 일측은 흡열부로 타측은 발열부로 동작되는 열전소자(10)와, 열전소자(10)의 외면에 밀착 설치되며 냉/온풍 시스템을 설치하고자 하는 공간의 외부에 위치되는 외부전열핀(12)과, 외부전열핀(12)으로 공기를 송풍하는 외부송풍팬(14)과, 냉/온풍 시스템을 설치하고자 하는 공간의 벽면 두께에 대응되는 두께로 열전도성이 우수한 알루미늄재등으로 형성되어 열전소자(10)의 내면에 밀착 설치되며 그 외주는 단열재(16)에 의하여 상기 외부전열핀(12)을 포함한 외부와 차단되는 전도체(18)와, 열발산이 최대화 되도록 지그재그로 절곡형성된 날개편이 형성되어 전도체(18)의 내면에 밀착 설치되어 공간 내부에 위치되는 내부전열핀(20)과, 내부전열핀(20)으로 공기를 송풍하는 내부송풍팬(22)과, 열전소자(10)와 내부송풍팬(22)과 외부송풍팬(14)의 동작을 제어하는 콘트롤박스로 구성되는 열전소자를 이용한 냉/온풍 시스템을 제공함으로써, 냉/온풍 시스템의 부피가 최소화되도록 함과 아울러 냉/온풍겸용(-30에서 +85도)이 가능하도록 하며, 정확한 온도설정 및 조절이 가능하도록 하여 냉/온 효과가 향상되도록 한 것이다.

Description

열전소자를 이용한 냉/온풍 시스템 및 이를 이용한 김치냉장고, 휴대용 냉/온박스, 자판기, 차량용 냉/온장고{Airconditioner with thermoelectric module and other systems with it}

본 발명은 냉/온풍을 공급하기 위한 시스템에 관한 것으로, 특히 열전소자(Thermoelectric module)의 양측으로 각각 전열핀과 송풍기를 부착하되 냉/온풍을 공급하고자 하는 공간내측에 위치되는 전열핀과 열전소자사이에는 전도성이 우수한 전도체를 삽입설치하여 벽면의 두께를 흡수할 수 있도록 하고 열전소자와 전도체외주에는 열손실을 방지하기 위하여 단열재를 부착하여 사용자의 선택에 따라 냉풍과 온풍을 얻을 수 있도록 함과 아울러 냉/온 효과가 향상되도록 하는 열전소자를 이용한 냉/온풍 시스템에 관한 것이다.

일반적인 냉/온풍 시스템은 소정의 송풍장치를 사용하여 공기를 냉각부 혹은 가열부를 통과시킴으로써, 차운공기 혹은 따뜻한 공기가 배출되도록 하는 것으로, 상기 냉각부는 일반적으로 냉매가스를 응축과 증발을 포함하는 소정의 순환경로를 순환시켜 이 순환과정에서 발생된 냉매가스의 증발잠열을 이용하여 냉풍을 실시 하고 있으며, 가열부는 일반적으로 소정의 히터를 사용하여 송풍장치에 의하여 송풍된 공기가 데워지도록 하는 것이나, 이러한 냉/온풍기에서는 냉매가스를 순환시키기 위해 압축기등의 가동수단을 필요로 하므로 상기 압축기등으로부터 발생되는 소음에 의하여 사용자에게 불쾌감을 주며, 그 부피가 커져서 설치장소를 많이 차지하게 되는 문제점이 있었으며, 소형의 냉/온풍기로는 사용이 거의 불가능한 문제점이 있었다. 또한, 냉풍과 온풍을 공급하기 위해서는 냉풍과 온풍을 발생하기 위한 냉각부와 가열부를 별도로 구비하여야 하므로, 부피가 커지고 설치구조가 복잡하게 되는 문제점이 있었다.

상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 열전소자의 양측으로 각각 전열핀과 송풍기를 부착하되 냉/온풍을 공급하고자 하는 공간내측에 위치되는 전열핀과 열전소자사이에는 전도성이 우수한 전도체를 삽입설치하여 벽면의 두께를 흡수할 수 있도록 하고 열전소자와 전도체외주에는 열손실을 방지하기 위하여 단열재를 부착하여 사용자의 선택에 따라 냉풍과 온풍을 얻을 수 있도록 함과 아울러 냉/온 효과가 향상되도록 하는 열전소자를 이용한 냉/온풍 시스템을 제공하는 데 있다.

도 1은 본 발명에 따른 열전소자를 이용한 냉/온풍 시스템의 구성을 나타내는 분리사시도

도 2는 본 발명에 따른 열전소자를 이용한 냉/온풍 시스템의 구성을 나타내는 단면도

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*

10 : 열전소자 12, 20 : 전열핀

14, 22 : 송풍팬 16 : 단열재

18 : 전도체

이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시 예를 하기에서 첨부된 도면을 참조하여 보다 상세하게 살펴본다.

도 1은 본 발명에 따른 열전소자를 이용한 냉/온풍 시스템의 구성을 나타내는 분리사시도이고, 도 2는 본 발명에 따른 열전소자를 이용한 냉/온풍 시스템의 구성을 나타내는 단면도이다.

본 발명에 따른 열전소자를 이용한 냉/온풍 시스템은 전원이 공급되면 공급된 전원의 극성에 따라 일측은 흡열부로 타측은 발열부로 동작되는 열전소자(10)와, 상기 열전소자(10)의 외면에 밀착 설치되며 냉/온풍 시스템을 설치하고자 하는 공간의 외부에 위치되는 외부전열핀(12)과, 상기 외부전열핀(12)과 소정간격 이격설치되어 외부전열핀(12)으로 공기를 송풍하는 외부송풍팬(14)과, 냉/온풍 시스템을 설치하고자 하는 공간의 벽면 두께에 대응되는 두께로 열전도성이 우수한 알루미늄재 또는 구리재등으로 형성되어 상기 열전소자(10)의 내면에 밀착 설치되며 그 외주는 단열재(16)에 의하여 상기 외부전열핀(12)을 포함한 외부와 차단되는 전도체(18)와, 상기 전도체(18)의 내면에 밀착 설치되어 공간 내부에 위치되는 열발산을 최대화시킨 내부전열핀(20)과, 상기 내부전열핀(20)앞에 설치되어 내부전열핀(20)으로 공기를 송풍하는 내부송풍팬(22)과, 상기 열전소자(10)와 내부송풍팬(22)과 외부송풍팬(14)의 동작을 제어하여 적정온도를 유지할 수 있도록 하는 콘트롤박스(도시하지 않음)로 구성된다.

한편, 상기한 구성에서 내부전열핀(20)은 좁은 공간에서 최대의 효율을 올리기 위하여 양 측 날개편이 절곡되어 그 단면형상이 'T'형이 되도록 형성하고 열발산을 최대로 하기 위하여 절연핀의 날개편은 이중으로 지그재그로 절곡하여 최대의 열반산 단면적을 가지도록 한다.

그리고, 도면중 미설명부호 24는 외부송풍팬(14)을 외부전열핀(12)과 소정간격 이격시켜 설치하기 위한 브라켓을 나타낸다.

이와 같이 구성된 본 발명의 실시예를 하기에서 보다 상세하게 살펴본다.

우선, 사용자가 상기 콘트롤박스를 조작하여 공간으로 냉풍을 송풍하고자 할 경우에 상기 열전소자(10)의 내면은 흡열부가 되고 그 반대면은 발열부가 되어 발열부의 열은 외부전열핀(12)으로 전도되어 외부송풍팬(14)에 의하여 송풍된 외부공기에 의하여 냉각되고, 내부송풍팬(22)에 의하여 이동되는 공간 내부 공기는 내부전열핀(20)에 접촉되어 내부전열핀(20)과 열평형이 된 후 다시 공간내부로 순환되며 이와 같이 공간 내부 공기와 열평형이 이루어진 내부전열핀(20)의 열은 전도체(18)를 통하여 열전소자(10)의 흡열부로 전달되어 흡열부에서 그 열이 빼앗기게 되므로 내부송풍팬(22)에 의하여 회전되는 공간내부의 공기는 지속적으로 냉각된다.

그리고, 사용자가 공간으로 온풍을 송풍하고자 할 경우에는 상기 열전소자(10)로 반대 극성의 전원이 공급되도록 함으로써, 흡열부와 발열부가 전환되어 외기와 열평형을 이루는 외부전열핀(12)의 열은 열전소자(10)의 흡열부로 전달되고, 열전소자(10)의 발열부에서 발생되는 열은 전도체(18)와 내부전열핀(20)으로 전달되어 내부송풍팬(22)에 의하여 회전되는 공간내부 공기가 상기 내부전열핀(20)과 접촉되면서 열평형이 이루어져 공간내부의 온도가 올라가게 되는 것이다.

이와 같은 열전소자를 이용한 냉/온풍 송풍 시스템은 일반적인 온도조절방법 즉 바이메탈을 사용하거나 PID제어방법을 사용하여 냉풍 혹은 온풍 온도를 적정치로 조작하면 생활 주변 여러곳에 응용될 수 있으며, 그 예로써 뚜껑이 부착된 단열재통의 일측에 상기 냉/온풍 시스템을 내부송풍팬(22)이 통내부에 위치되도록 설치한 김치냉장고와, 하나의 열전소자(10)를 이용하여 냉풍과 온풍을 선택적으로 공급할 수 있으므로 부피가 대폭 감소되어 휴대용 냉/온 일체형 박스 예를들면 아이스박스와, 차량내부에 소정크기의 단열재통을 설치하고 그 일측에 상기 냉/온풍 시스템을 설치하여 차량전원으로 구동되도록 하는 차량용 냉/온장고 및, 상기 냉/온풍 시스템이 설치되어 공급하는 물건을 차거나 덥게 보관하는 냉/온 겸용 일체형 자판기등이 있다.

따라서, 본 발명에 의하면 하나의 열전소자를 이용하여 냉풍과 온풍(일반적으로 -30도에서 +85도)을 공급하므로 냉/온풍 시스템의 부피가 대폭 감소되어 간편하고, 운반이 편리하며, 정확한 온도 조정이 가능하게 되며, 전자냉각방식을 사용하므로 환경오염 방지의 효과가 있으며, 프레온 가스방식에 비하여 약 10%전도의 전력소모량의 절감 효과가 있다.

Claims (5)

1. 냉풍 혹은 온풍을 소정 공간으로 공급하기 위한 냉/온풍 시스템에 있어서,

   전원이 공급되면 공급된 전원의 극성에 따라 일측은 흡열부로 타측은 발열부로 동작되는 열전소자(10)와;

   상기 열전소자(10)의 외면에 밀착 설치되며 냉/온풍 시스템을 설치하고자 하는 공간의 외부에 위치되는 외부전열핀(12)과;

   상기 외부전열핀(12)과 소정간격 이격설치되어 외부전열핀(12)으로 공기를 송풍하는 외부송풍팬(14)과;

   냉/온풍 시스템을 설치하고자 하는 공간의 벽면 두께에 대응되는 두께로 열전도성이 우수한 알루미늄재 혹은 구리재등으로 형성되어 상기 열전소자(10)의 내면에 밀착 설치되며 그 외주는 단열재(16)에 의하여 상기 외부전열핀(12)을 포함한 외부와 차단되는 전도체(18)와;

   단면형상은 'T'형이 되도록 양 측 날개편이 절곡되며, 최대의 열발산 단면적 갖도록 상기 날개편은 이중으로 지그재그로 형성되어 상기 전도체(18)의 내면에 밀착 설치되어 공간 내부에 위치되는 내부전열핀(20)과;

   상기 내부전열핀(20)앞에 설치되어 내부전열핀(20)으로 공기를 송풍하는 내부송풍팬(22)과, 상기 열전소자(10)와 내부송풍팬(22)과 외부송풍팬(14)의 동작을 제어하는 콘트롤박스로 구성되는 것을 특징으로 하는 열전소자를 이용한 냉/온풍 시스템.
2. 뚜껑이 부착된 단열재 박스의 일측에 상기 제 1항의 냉/온풍 송풍 시스템이 설치된 것을 특징으로 하는 김치냉장고.
3. 휴대용 단열재 박스 일측에 상기 제 1항의 냉/온풍 시스템이 설치된 것을 특징으로 하는 휴대용 냉/온 일체형 박스.
4. 일측벽면에 상기 제 1항의 냉/온풍 시스템이 설치되어 공급하고자 하는 물건을 차거나 덥게 보관하는 냉/온 겸용 일체형 자판기.
5. 차량내부에 설치된 소정크기의 단열재통 일측에 상기 제 1항의 냉/온풍 시스템이 설치되어 차량전원으로 구동되는 것을 특징으로 하는 차량용 냉/온장고.