KR20090016057A - 태양광과 열전소자를 이용한 냉방장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 태양광과 열전소자를 이용한 냉방장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 태양광을 에너지원으로 하여 발생된 전압으로 열전소자를 동작시켜 냉각된 공기를 외부로 토출시키고 이 과정에서 열전소자에서 발생되는 고온의 열을 강제로 외부 방출시키도록 함으로서 열전소자 부품의 손상이나 기능이 저하되는 것을 방지할 수 있는 태양광과 열전소자를 이용한 냉방장치에 관한 것이다.
본 발명의 목적은 에너지원으로서 태양광을 이용하고 열전소자의 특성을 이용하여 냉각된 공기를 토출할 수 있도록 할 수 있고, 열전소자의 동작과정에서 발생되는 열을 송풍기로 강제 배출시켜 열전소자의 동작과정에서 부품의 손상이나 기능이 저하되는 문제점을 해결할 수 있는 냉방장치를 제공하는데 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은,태양광을 이용하여 열전소자(10)의 동작전압을 공급하는 태양광 모듈(20)과, 상기 태양광모듈에서 발생된 전기에너지를 충전하는 배터리(30)와, 열전소자(10)의 하부에는 팬모터(40)으로 강제 송풍된 공기가 열전소자의 하측 냉각부와 접촉되어 냉각되어 토출시켜주는 열교환관(50)과, 상기 열교환관(50)내 형성된 은에미레이트(51)와, 열전소자 상측부는 열전소자(10)에서 발생되는 열을 외부로 방출시켜주는 팬모터(60)로 이루어진다.
열전소자, 태양광, 펠티어효과, 송풍팬

Description

태양광과 열전소자를 이용한 냉방장치{ AN AIR CONDITIONER USING SOLARBEAM AND THERMOELEMENT}
본 발명은 태양광과 열전소자를 이용한 냉방장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 태양광을 에너지원으로 하여 발생된 전압으로 열전소자를 동작시켜 냉각된 공기를 외부로 토출시키고 이 과정에서 열전소자에서 발생되는 고온의 열을 강제로 외부 방출시키도록 함으로서 열전소자 부품의 손상이나 기능이 저하되는 것을 방지할 수 있는 태양광과 열전소자를 이용한 냉방장치에 관한 것이다.
일반적으로 펠티어(Peltier) 효과라고 하는 것은 전자공학분야나 재료공학분야에서 다루어지는 접합에 따른 전기적 성질의 하나에 해당하는 것으로서, 서로 다른 두 가지 물질들간의 접합을 거쳐 전류가 유동할 때 발생하는 열의 방출과 흡수로 이루어지며, 전류가 어떤 한 방향으로 유동할 때 열이 발생된다면 전류가 그와 반대방향으로 유동할 경우 열을 흡수한다는 의미에서 이러한 펠티어 효과는 가역적이라 할 수 있다.
상기와 같은 펠티어 효과를 적용시킨 가장 대표적인 예로는 N형 반도체소자와 P형 반도체소자를 금속판에 의하여 연결시킨 펠티어소자로서, 이와 같은 펠티어 소자에 전원을 공급하게 되면, 제 1 접촉금속판을 통하여 N형 반도체소자로 전류가 전달된 다음 연결금속판과 P형 반도체소자를 통하여 제 2 접촉금속판으로 전류가 흐르게 되므로서, 제 1 및 제 2 접촉금속판에서는 발열현상이 발생하고 연결금속판에서는 흡열현상이 발생하게 된다.
그러나, 상기와 같은 펠티어소자는 그 흡열부의 냉각성능이 발열부의 온도에 따라 좌우되기 때문에 발열부측의 온도를 적정수준으로 낮추어 주지 못할 경우에는 펠티어소자의 효율이 떨어져 냉각장치 등에 적용 사용하기에는 다소간의 문제점이 있어온 것이 사실이다.
기존의 냉각장치로는 펠티어소자의 발열부 온도를 적정수준으로 낮추어 주기가 어려울 뿐만 아니라 펠티어소자의 작동이 정지될 경우 발생하는 장치의 고장 등으로 인하여 펠티어소자를 적용시킬 수 있는 범위가 화장품이나 의약품 저장에 사용되는 소형 냉장장치 또는 휴대용 냉장고와 같은 분야에 한정되는 문제점이 있었으며, 이로 인하여 펠티어소자가 가지는 각종 장점을 다소 높은 냉각성능이 요구되는 냉동장치나 공기조화장치에 제대로 적용시키지 못하는 문제점이 있었다.
본 발명은 에너지원으로서 태양광을 이용하고 열전소자의 특성을 이용하여 냉각된 공기를 토출할 수 있도록 할 수 있고, 열전소자의 동작과정에서 발생되는 열을 송풍기로 강제 배출시켜 열전소자의 동작과정에서 부품의 손상이나 기능이 저하되는 문제점을 해결할 수 있는 냉방장치를 제공하는데 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 태양광을 이용하여 열전소자(10)의 동작전압을 공급하는 태양광 모듈(20)과, 상기 태양광모듈에서 발생된 전기에너지를 충전하는 배터리(30)와, 열전소자(10)의 하부에는 팬모터(40)으로 강제 송풍된 공기가 열전소자의 하측 냉각부와 접촉되어 냉각되어 토출시켜주는 열교환관(50)과, 상기 열교환관(50)내 형성된 은에미레이트(51)와, 열전소자 상측부는 열전소자(10)에서 발생되는 열을 외부로 방출시켜주는 팬모터(60)로 이루어진다.
이상과 같이 본 발명에 따르면, 열전소자를 구동시키는 에너지원으로서 태양광을 이용할 수 있어 전력공급이 불가능한 지역에서도 냉방장치로 사용할 수 있고 사용과정에서 열전소자가 손상되어 제기능을 발휘하지 못하는 경우가 발생치 않아 제품의 신뢰성이 보장되는 효과를 지니고 있다.
또한, 별도의 외부 에너지 공급을 받지 않고도 냉방장치를 동작되도록 함으로서 에너지 절감 효과가 있다.
이하, 상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.
도 1은 본 발명의 태양광과 열전소자를 이용한 냉방장치의 개략적인 단면도이고, 도 2는 본 발명에 따른 제어블럭도이다.
상기 도면에 도시된 바와같이, 태양광을 이용하여 열전소자(10)의 동작전압을 공급하는 태양광 모듈(20)이 구비되고, 상기 태양광모듈에서 발생된 전기에너지를 충전하는 배터리(30)가 구비된다.
상기 열전소자(10)의 하측에는 음전압이 상측에는 양전압이 각각 인가되어 음전압이 인가되는 열전소자 하측면은 저온으로 냉각되어 진다.
이와반대로, 양전압이 인가되는 열전소자 상측면은 고온의 열이 발생된다.
열전소자의 하측부에는 팬모터(40)의 구동으로 강제 송풍된 외부공기가 열전소자의 하측 냉각부(은에미레이트)와 접촉되어 냉각되어지는 열교환관(50)이 구비되어 있고, 상기 열교환관(50)내에는 공기와 열교환 효율을 높일 수 있도록 망사형 은에미레이트(51)가 내장 형성되어 있다.
여기서, 상기 은에미레이트는 냉각되어 송풍된 공기와의 열교환 효율을 높일 수 있는 구조로 이루어지는 것이 바람직하다.
한편, 열전소자 상측부는 양전압이 인가되어 열이 발생되는 부분으로서 열전소자(10)에서 발생되는 열을 외부로 방출시켜 열전소자의 손상이나 기능저하를 방지하도록 팬모터(50)를 구비하고 있다.
상기와 같이 구성된 본 발명의 작용효과를 설명하면 다음과 같다.
태양광을 입사 받아 태양광모듈(20)에서 전기에너지가 발생되고 발생된 전기에너지는 배터리(30)에 충전되어진다.
열전소자(10)가 배터리(30)로 부터 직류전압을 공급받아 동작되면 열전소자(10)의 하측부(음극)는 냉각되고 이로 인해 열교환관(50)내의 은에미레이트(51)가 냉각되어 진다.
이어서, 팬모터(40)의 구동으로 외부 공기가 강제로 유입되어 냉각된 은에미레이트(51)와 접촉되면 열교환이 이루어져 유입공기는 냉각된 상태에서 외부로 토출되어 진다.
한편, 열전소자(10)의 양극전압이 가해지는 상측부는 고온의 열이 발생되는데, 고온의 열은 열전소자를 손상시키거나 기능을 저하시키므로 팬모터(50)를 구동 외부공기를 강제 유입시켜 공냉시킨다.
즉, 열전소자의 계속적인 동작으로 발열량이 증가하면 열전소자는 손상되어 제 기능을 발휘할 수 없게 되는데, 팬모터의 구동으로 냉각시켜 주면 부품의 손상을 방지함과 아울러 열전소자의 동특성을 높혀 냉방효율이 높아지게 된다.
따라서, 열전소자 하측 냉각부에서는 열교환되어 냉각된 공기를 토출시켜 냉방장치로 이용하고, 상측부에서 발생된 고온의 열은 공기를 강제로 유입 냉각시키도록 하여 열전소자가 동작과정에서 손상되어 제기능을 발휘하지 못하는 문제점이 발생되지 않는 것이다.
도 1은 본 발명의 태양광과 열전소자를 이용한 냉방장치의 개략적인 단면도.
도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명〉
10: 열전소자 20: 태양광 모듈
30: 배터리 40,60: 팬모터
50: 열교환관 51: 은에미레이트

Claims (1)

  1. 태양광을 이용하여 열전소자(10)의 동작전압을 공급하는 태양광 모듈(20)과, 상기 태양광모듈에서 발생된 전기에너지를 충전하는 배터리(30)와, 열전소자(10)의 하부에는 팬모터(40)으로 강제 송풍된 공기가 열전소자의 하측 냉각부와 접촉되어 냉각되어 토출시켜주는 열교환관(50)과, 상기 열교환관(50)내 형성된 은에미레이트(51)와, 열전소자 상측부는 열전소자(10)에서 발생되는 열을 외부로 방출시켜주는 팬모터(60)로 이루어진 태양광과 열전소자를 이용한 냉방장치
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN103762939A (zh) * 2014-01-09 2014-04-30 常州大学 提高晶硅电池组件光伏发电效率的方法与装置
CN105227132A (zh) * 2015-10-15 2016-01-06 江门职业技术学院 基于太阳能电池板的温差发电系统

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CN103762939A (zh) * 2014-01-09 2014-04-30 常州大学 提高晶硅电池组件光伏发电效率的方法与装置
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