KR20100025234A - 열전소자를 이용한 열전발전시스템 및 그의 제어방법 - Google Patents

열전소자를 이용한 열전발전시스템 및 그의 제어방법 Download PDF

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KR20100025234A
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Abstract

본 발명은 열전발전시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 목욕탕, 찜질방, 소각로와 같이 잉여로 남아 버려지는 열기를 이용하여 전기를 발전하도록 하여, 자원을 낭비하지 않고 버려질 수 있는 열기를 이용하기 때문에 지구온난화도 방지하도록 하는 열전발전시스템에 관한 것이다.
이를 위한 본 발명은 가열장치(12)에 의하여 내부가 가열되는 가온장치(10)가 구비되고, 상기 가온장치(10) 내부에 구비된 흡열부(22)로부터 열기를 전달받아 열전소자(21)에 의하여 전기가 발전되도록 하는 열전발전장치(20)가 구비되며, 상기 가온장치(10) 내부의 흡열부(22)로부터 열기를 흡수하고, 상기 열전발전장치(20)의 열전소자(21)가 구비된 열교환부(24)에서 열기가 방출되도록 하는 열전용매(26)가 순환파이프(27)를 따라 순환펌프(28)의 작동에 의하여 순환되어 흐르도록 구비되는 것을 특징으로 한다.
열전소자, 발전, 전기

Description

열전소자를 이용한 열전발전시스템 및 그의 제어방법{THERMOELECTROCITY GENERATING SYSTEM WITH THERMOELECTRIC ELEMENT AND CONTROL METHOD THEREOF}
본 발명은 열전발전시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 목욕탕, 찜질방, 소각로와 같이 잉여로 남아 버려지는 열기를 이용하여 전기를 발전하도록 하여, 자원을 낭비하지 않고 버려질 수 있는 열기를 이용하기 때문에 지구온난화도 방지하도록 하는 열전발전시스템에 관한 것이다.
일반적으로 전기를 발전하는 시설은, 석유연료를 연소하여 발전하거나, 원자력을 이용하거나 또는 발전땜에서 수력을 이용하는 등, 그 시설이 거대하게 되는 것이다.
따라서 이와 같은 거대한 발전시설로부터, 일반 가정 또는 공장으로 이어지는 전기선을 통하여 전기를 공급받게 되는 것이다.
반면 목욕탕, 찜질방 등의 싸우나룸, 찜질룸 등은 항상 고온을 유지하고 있으나, 이용하는 사람이 많고 적음에 무관하게 항상 고온을 유지하고 있어, 사용하 지 않음에 따른 고온의 열기를 낭비하고 있는 것이 실정이다.
그리고 소각장의 연소열기, 공장의 굴뚝을 통하여 발출되는 열기, 일반 발전시설에서 버려지는 열기, 중앙난방시스템에서 버려지는 열기, 제련소에서 방출되는 열기는 그대로 공중으로 버려져 자원이 낭비되는 것이 현실이다.
근래에는 그나마 이러한 열기를 이용하고자 하나, 그 이용실태가 미미할 뿐만 아니라, 그 활동에도 제한사항이 많아 현실적으로 버려지는 열기를 이용할 수 있는 방법이 거의 없는 실정이다.
상기와 같은 문제점을 해소하기 위한 본 발명은 목욕탕, 찜질방, 소각로와 같이 잉여로 남아 버려지는 열기를 이용하여 전기를 발전하도록 하여, 자원을 낭비하지 않고 버려질 수 있는 열기를 이용하기 때문에 지구온난화도 방지하도록 하는 목적이 있다.
또한 작은 열기를 이용하여 실용적으로 이용될 수 있는 정도로 전기를 발전하면서, 연소과정이나 원자력을 이용하지 않아 일반 사용자도 손쉽게 전기를 발전하여 이용할 수 있도록 하는 목적이 있다.
특히 적용되는 가열시설의 종류 및 상태에 알맞게 하여 열전소자가 포함되는 열전발전시설을 마련할 수 있어, 최적으로 적용되도록 하는 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 열전발전시스템은, 가열장치(12)에 의하여 내부가 가열되는 가온장치(10)가 구비되고, 상기 가온장치(10) 내부에 구비된 흡열부(22)로부터 열기를 전달받아 열전소자(21)에 의하여 전기가 발전되도록 하는 열전발전장치(20)가 구비되며, 상기 가온장치(10) 내부의 흡열부(22)로부터 열기를 흡수하고, 상기 열전발전장치(20)의 열전소자(21)가 구비된 열교환부(24)에서 열기가 방출되도록 하는 열전용매(26)가 순환파이프(27)를 따라 순환펌프(28)의 작동에 의하여 순환되어 흐르도록 구비되는 것을 특징으로 한다.
이에 상기 열전용매(26)는 상기 흡열부(22)에서 가열되고, 상기 열교환부(24)의 방열파이프(25)에 공급되어 열전소자(21) 측으로 열기가 전달되도록 구비되며, 상기 열교환부(24)는 상기 열전용매(26)가 흐르는 방열파이프(25)로부터 방열되는 열기는 열전이부(29)로 전달되고, 상기 열전이부(29)와 접촉되는 복수 개의 열전소자(21)의 일측으로 열기가 전달되어, 상기 열전소자(21)의 양면의 온도차이로 인하여 전기가 발생되도록 구비될 수 있다.
또한 상기 가온장치(10)와 열전발전장치(20) 사이에는 열전용매(26)가 통과하는 증폭조절장치(30)가 구비되고, 상기 증폭조절장치(30)는 버너에 의한 가열장치, 압축장치가 적용된 열교환장치, 히트파이프가 적용된 가열부재 중 어느 한가지로 되는 가열부가 구비되거나, 또는 냉각팬, 냉매에 의한 냉각장치, 방열판 중 어느 한가지로 되는 냉각부가 구비될 수 있다.
그리고 상기 가온장치(10)는, 목욕탕·찜질방의 열탕·불가마·온수저장탱크, 빌딩의 온수저장탱크, 공장·중앙난방장치·화력발전소·제철소·소각장의 온수탱크, 공장·중앙난방장치·화력발전소·제철소·소각장의 굴뚝, 태양열이용장치의 온수탱크 중 어느 하나로 구비될 수 있다.
나아가 본 발명은 상기의 열전발전시스템의 제어방법에 있어서,
1) 가열장치(12)의 작동으로 가온장치(10)가 가열되도록 하고, 가온장치온도감지센서(42)에 의하여 감지된 가온장치(10) 내부의 온도가 감지되어 주제어부(41)로 온도데이터가 입력되도록 하는 가온장치 가열단계(S01);
2) 상기 가온장치(10), 증폭조절장치(30), 그리고 열전발전장치(20)와 연결되는 순환파이프(27) 내부를 지나는 열전용매(26)가 순환펌프(28)의 작동에 의하여 순환되어 흐르도록 하는 열전용매순환단계(S02);
3) 상기 열전용매순환단계(S02)에 따라 열전발전장치(20)의 방열파이프(25) 내부를 흐르는 가온된 열전용매(26)의 열기에 의하여 열전소자(21)에서 발전되도록 하는 열전소자 발전단계(S03);
4) 주제어부(41)에서, 상기 열전소자(21)에서 발전되는 전기에 대하여 전압측정부(43) 및 전류측정부(44)로부터 전압 및 전류의 발전용량에 대한 데이터를 입력받는 발전전기데이터 수신단계(S04);
5) 상기 발전전기데이터 수신단계(S04)에 의하여 열전소자(21)에서 발전되는 전기의 발전용량의 데이터를 판별하여, 발전 전기의 용량이 약할 경우에는 증폭조절장치(30)를 지나는 열전용매(26)가 승온되도록 하고, 발전 전기의 용량이 클 경우에는 증폭조절장치(30)를 지나는 열전용매(26)의 온도가 낮아지게 작동되도록 구비되는 열전용매 온도조절단계(S05)가 포함되어 구비되는 것을 특징으로 하는 열전소자를 이용한 열전발전시스템의 제어방법을 제공한다.
상기와 같이 구비되는 본 발명은 목욕탕, 찜질방, 소각로와 같이 잉여로 남아 버려지는 열기를 이용하여 전기를 발전하도록 하여, 자원을 낭비하지 않고 버려질 수 있는 열기를 이용하기 때문에 지구온난화도 방지하도록 하는 탁월한 효과가 있다.
또한 작은 열기를 이용하여 실용적으로 이용될 수 있는 정도로 전기를 발전하면서, 연소과정이나 원자력을 이용하지 않아 일반 사용자도 손쉽게 전기를 발전하여 이용할 수 있도록 하는 장점이 있다.
특히 적용되는 가열시설의 종류 및 상태에 알맞게 하여 열전소자가 포함되는 열전발전시설을 마련할 수 있어, 최적으로 적용될 수 있는 시설을 마련할 수 있는 것이다.
이하 첨부되는 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 1은 본 발명에 따른 열전발전시스템에 대한 개략적인 구성도, 도 2는 본 발명에 따른 열전발전시스템의 가온장치에 대한 개략적인 예시도, 도 3은 본 발명에 따른 열전발전시스템의 열교환부 및 열전소자에 대한 개략적인 분해사시도, 도 4는 본 발명에 따른 열전발전시스템의 열전소자의 일실시 구성에 대한 정면도, 도 5는 본 발명에 따른 열전발전시스템의 일실시예의 방열부에 대한 측단면도, 도 6은 본 발명에 따른 열전발전시스템에 대한 제어 블럭도, 그리고 도 7은 본 발명에 따른 열전발전시스템에 대한 제어흐름도가 각각 도시된 것이다.
즉 본 발명에 따른 열전발전시스템(A)은 도 1 내지 도 7에 도시된 바와 같이, 가열장치(12)에 의하여 내부가 가열되는 가온장치(10)가 구비되고, 그리고 상기 가온장치(10) 내부에 구비된 흡열부(22)로부터 열기를 전달받아 열전소자(21)에 의하여 전기가 발전되도록 하는 열전발전장치(20)가 구비되는 것이다.
이에 이러한 가열장치(12) 및 가온장치(10)는 일반적으로 이용될 수 있는 연소장치 및 이를 이용하여 일정 온도를 유지하도록 구비될 수 있는 장치가 해당될 수 있다. 즉 가온장치(10)로는, 목욕탕·찜질방의 열탕·불가마·온수저장탱크, 빌딩의 온수저장탱크, 공장·중앙난방장치·화력발전소·제철소·소각장의 온수탱크, 공장·중앙난방장치·화력발전소·제철소·소각장의 굴뚝, 태양열이용장치의 온수탱크 등이 구비될 수 있는 것이다.
그리고 이러한 가온장치(10)와 연결되는 가열장치(12)로는 연소장치, 발전장치, 소각장치, 제철소의 냉각 또는 연소로장치, 난방장치, 태양열집열장치 등이 이에 해당될 수 있다.
이에 본 발명에 첨부된 도면의 예시에서는, 주로 이용될 수 있는 목욕탕, 찜질방, 중앙난방장치, 발전소 등의 열원을 이용하는 것을 예로 하여 설명하기로 한다. 즉 이러한 장치들은 연소과정 등에 의하여 열원이 가열장치(12)에서 발생되는 것이고, 대부분 온수를 이용하여 가온장치(10)로 하는 커다란 탱크에 저장되는 것이다. 또는 찜질방이나 목욕탕의 싸우나의 경우에도 연소장치인 가열장치(12)로부터 열기가 전달되어, 싸우나 또는 찜질방 고온의 찜질룸의 경우에도 고온을 일정하 게 유지하게 되는 것이다. 따라서 이와 같이 오랜시간 보온수를 고온으로 유지하거나, 또는 싸우나, 찜질룸 등과 같이 고온을 유지해야 하는 곳이 가온장치(10)의 하나의 실시예로 적용될 수 있을 것이다.
이러한 가온장치(10) 내부로는 도 2와 같이 열전용매(26)가 흐르는 흡열부(22)가 마련되는 것이고, 따라서 가온장치(10) 내부의 고온으로 인하여, 흡열부(22)의 순환파이프(27)를 지나는 열전용매(26)에 열기가 전달되어 열전용매(26)가 고온으로 되는 것이다.
즉 상기 가온장치(10) 내부의 흡열부(22)로부터 열기를 흡수하게 되는 것이고, 이후 상기 열전발전장치(20)의 열전소자(21)가 구비된 열교환부(24)에서 열기가 방출되도록 구비되는 것이다. 또한 이러한 열전용매(26)는 순환파이프(27)를 따라 순환펌프(28)의 작동에 의하여 가온장치(10)의 흡열부(22)와 열전발전장치(20)의 열교환부(24) 사이를 순환되어 흐르도록 구비되는 것이다.
이러한 순환과정 중에, 열전용매(26)는, 가온장치(10) 내부의 흡열부(22)에 의하여 열기를 흡수하여 고온으로 되고, 반대로 열전발전장치(20)의 열교환부(24)에서 열기를 방출하여 저온으로 되는 것이며, 이러한 고온상태와 저온상태가 계속적으로 반복되는 것이다. 이러한 반복과정 중에, 가온장치(10)의 열기는 열전발전장치(20)로 전달되는 것이고, 이러한 열기는 열전소자(21)의 타측을 고온으로 만들어, 결국 열전소자(21)의 양면이 원래의 저온과, 가열에 의한 고온으로 하는 서로 다른 온도상태에 의하여 전기를 발전하게 되는 것이다.
즉 상기 열전용매(26)는 상기 흡열부(22)에서 가열되고, 상기 열교환부(24) 의 방열파이프(25)에 공급되어 열전소자(21) 측으로 열기가 전달되도록 구비되는 것이다.
또한 도 3 및 도 5에서와 같이 상기 열교환부(24)는 상기 열전용매(26)가 흐르는 방열파이프(25)로부터 방열되는 열기는 열전이부(29)로 전달되고, 상기 열전이부(29)와 접촉되는 복수 개의 열전소자(21)의 일측으로 열기가 전달되어, 상기 열전소자(21)의 양면의 온도차이로 인하여 전기가 발생되도록 구비되는 것이다.
특히 이러한 열전소자(21)는 도 3 및 도 4와 같이, 복수 개가 직렬 및 병렬로 배열되어 이루어지는 열전소자패널이 마련될 수 있는 것이다. 즉 이러한 열전소자패널은 보다 큰 전력으로 발전되도록 하기 위한 것으로, 많은 수의 열전소자(21)가, 종방향으로는 직렬로 연결되는 작은 열전소자그룹을 이루도록 하고, 횡방향으로는 다수의 열전소자그룹들이 병렬로 연결되어, 결국 다수의 열전소자그룹들이 배열되어 이루어지는 하나의 열전소자패널은 보다 큰 전압과 전류의 세기를 갖는 발전용량을 갖게 되는 것이다. 그리고 도 3 등에서는 단일의 열전소자패널을 보이고 있으나, 적용되는 열전발전시설의 용량 및 가열장치(12) 및 가온장치(10)로부터 전달되는 열기의 정도에 따라 보다 많은 수의 열전소자패널이 적용되는 경우에는 고용량의 발전시설을 갖출 수 있을 것이다.
이에 열전이부(29)는 방열파이프(27)를 흐르는 열전용매(26)의 방출 열기를 전달하기 용이하게 하기 위하여, 열전도율이 양호한 재질로 이루어질 수 있는 것이다. 특히 구리, 알루미늄을 비롯한 금속재를 이용하여 적용하게 되면 열손실이 적으면서 양호하게 열기를 전달할 있을 것이다. 나아가 도면에는 도시하지 아니하였 으나, 이러한 열전발전장치(20)의 열교환부(24)로 되는 방열파이프(25)의 외측으로는 외부로 열기가 방출되지 않도록 하기 위한 단열부재 및 보온부재가 함께 포함될 수 있을 것이다. 그러나 열전이부(29)와 접촉되는 열전소자(21)의 접촉면은 상대적으로 고온을 유지해야 하는 반면, 열전이부(29)가 접촉되지 않는 열전소자(21)의 반대측은 상대적으로 저온을 유지해야 하기 때문에, 고온으로 유지되지 않도록 하여야 함은 당연하다 할 것이다. 나아가 열전소자(21)의 저온을 유지해야 하는 부분으로는, 저온 유지를 위하여 냉각을 위한 부재가 더 형성될 수도 있을 것이다. 즉 냉각을 위하여 다수의 얇은 수직판으로 되는 냉각판이 더 형성될 수 있을 것이고, 나아가 이러한 냉각판에 더하여 냉각팬이 작동되도록 하여 구비될 수도 있을 것이다.
이와 같이 구비되는 본 발명에 따른 열전발전시스템(A)은 주로 잉여로 남아도는 열기를 이용함이 바람직할 것이다. 즉 목욕탕이나 찜질방의 싸우나룸과 찜질룸 등은 손님이 '있거나' 또는 '없거나' 등에 무관하게 항상 일정한 고온을 유지해야 할 것이다. 그리고 발전시설의 경우에도 연소후 외부로 방출시키게 되는 열기가 있을 것이다. 또한 소각로와 공장 등의 굴뚝을 통하여 많은 열기가 방출되게 되는 것이다.
이와 같은 버려지거나 잉여로 남아도는 열기를 그대로 적용하여, 열전소자가 적용되는 본 발명에 따른 열전발전시스템(A)에 적용하여, 전기를 발전하도록 하는 장점이 있는 것이다.
그러나 이러한 발전을 위한 고온의 가온장치(10)는 가열장치(12)의 작동이 일시 중지되는 원인에 의하여 어느 정도 저온의 상태가 생길 수 있을 것이다. 또한 반대로 가열장치(12)의 연소과정이 활발하거나 많은 양의 소각물을 소각하게 되는 경우에는 가온장치(10)가 순간 고온으로 되는 경우가 발생될 수도 있을 것이다.
이에 본 발명에서는 순환파이프(27)로 순환되어 흐르는 열전용매(26)의 온도를 적정수준으로 맞추어 안정적인 발전이 이루어지도록 구비될 수 있을 것이다.
즉 도 1에서와 같이, 상기 가온장치(10)와 열전발전장치(20) 사이에는 열전용매(26)가 통과하는 증폭조절장치(30)가 구비될 수 있을 것이다.
이에 이러한 상기 증폭조절장치(30)는 버너에 의한 가열장치, 압축장치가 적용된 열교환장치, 히트파이프가 적용된 가열부재 중 어느 한가지로 되는 가열부가 구비되거나, 또는 냉각팬, 냉매에 의한 냉각장치, 방열판 중 어느 한가지로 되는 냉각부가 구비되는 것이다.
물론 이러한 증폭조절장치(30)의 작동은 가온장치(10) 내부의 온도, 또는 순환파이프(27)의 내부를 흐르는 열전용매(26)의 온도 등을 검출하여 작동되도록 구비될 수 있을 것이다. 나아가 열전발전장치(20)의 열전소자(21)의 발전이, 열전소자(21)의 양면의 온도차이에 의하여 발전용량이 결정되는 바, 발전되는 용량을 검출하여, 과용량으로 발전되는 경우에는 증폭조절장치(30)에 의하여 열전용매(26)가 냉각되도록 하고, 반대로 발전용량이 저용량으로 발전되는 경우에는 증폭조절장치(30)를 작동하여 열전용매(26)가 가열되도록 구비될 수 있는 것이다.
따라서 열전소자(21) 측으로 공급되는 열전용매(26)의 온도가 발전되는 용량 에 알맞게 조절되도록 하여, 발전되는 전기용량이 안정적으로 일정하게 유지되도록 하여 구비될 수 있는 것이다.
물론 발전되는 전기에 대하여, 과용량으로 발전되는 경우에는 일반적으로 이용되는 전류안전장치 및 전압안전장치 등을 적용하여, 과전압 또는 과전류 등에 의하여 발생될 수 있는 사고를 미연에 방지하도록 마련될 수 있을 것이다.
상기와 같이 구비되는 본 발명에 따른 열전발전시스템의 제어방법을 살펴보면 다음과 같다.
우선 가열장치(12)의 작동으로 가온장치(10)가 가열되도록 하고, 가온장치온도감지센서(42)에 의하여 감지된 가온장치(10) 내부의 온도가 감지되어 주제어부(41)로 온도데이터가 입력되도록 하는 가온장치 가열단계(S01)가 수행되는 것이다. 즉 목욕탕, 찜질방, 발전시설, 소각시설, 난방시설, 공장용 열기구 등으로 될 수 있는 가열장치(12)를 작동하게 되면, 이에 의한 열기가 가온장치(10)에 전달되는 것이다. 물론 그 일예로 보인 도 2에 의하면, 가열장치(12)의 열기가 온수펌프(13)에 의하여 온수순환파이프(14)를 통하여 가온장치(10)에 전달되는 것이다.
따라서 주제어부(41)는 가열장치(12)와 함께 온수펌프(13)를 작동하여 가온장치(10)가 고온으로 되도록 마련되는 것이다.
이후 상기 가온장치(10), 증폭조절장치(30), 그리고 열전발전장치(20)와 연결되는 순환파이프(27) 내부를 지나는 열전용매(26)가 순환펌프(28)의 작동에 의하여 순환되어 흐르도록 하는 열전용매순환단계(S02)가 수행되는 것이다.
따라서 가온장치(10)의 열기는 열전발전장치(20)의 열전소자(21)로 전달되게 된다.
그리하여 상기 열전용매순환단계(S02)에 따라 열전발전장치(20)의 방열파이프(25) 내부를 흐르는 가온된 열전용매(26)의 열기에 의하여 열전소자(21)에서 발전되도록 하는 열전소자 발전단계(S03)가 수행되는 것이다.
이에 주제어부(41)에서는, 가온장치(10) 내부의 온도를 측정하거나, 순환파이프(27)를 흐르는 열전용매(26)의 온도를 측정하거나, 아니면 상기 열전소자(21)에서 발전되는 전기에 대하여 전압측정부(43) 및 전류측정부(44)로부터 전압 및 전류의 발전용량에 대한 데이터를 입력받는 발전전기데이터 수신단계(S04)가 수행되는 것이다.
그리하여 상기 발전전기데이터 수신단계(S04)에 의하여 각 부재의 온도를 판별하거나, 또는 열전소자(21)에서 발전되는 전기의 발전용량의 데이터를 판별하여, 증폭조절장치(30)를 작동하여 열전용매(26)의 온도를 조절하는 열전용매 온도조절단계(S05)가 수행되게 된다.
이에 측정된 온도가 낮거나 또는 발전 전기의 용량이 약할 경우에는 증폭조절장치(30)를 지나는 열전용매(26)가 승온되도록 하고, 반대로 측정된 온도가 높거나 또는 발전 전기의 용량이 클 경우에는 증폭조절장치(30)를 지나는 열전용매(26)의 온도가 낮아지게 작동되도록 구비되는 것이다.
따라서 열전발전장치(20)의 열전소자(21) 측으로 전달되는 열전용매(26)의 온도가 일정하게 되므로, 결국 열전소자(21)를 통하여 발전되는 전기의 용량이 항 상 일정하게 되어, 이러한 발전된 전기를 안정적으로 이용할 수 있도록 하는 장점이 있는 것이다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 또는 변형하여 실시할 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 열전발전시스템에 대한 개략적인 구성도.
도 2는 본 발명에 따른 열전발전시스템의 가온장치에 대한 개략적인 예시도.
도 3은 본 발명에 따른 열전발전시스템의 열교환부 및 열전소자에 대한 개략적인 분해사시도.
도 4는 본 발명에 따른 열전발전시스템의 열전소자의 일실시 구성에 대한 정면도.
도 5는 본 발명에 따른 열전발전시스템의 일실시예의 방열부에 대한 측단면도.
도 6은 본 발명에 따른 열전발전시스템에 대한 제어 블럭도.
도 7은 본 발명에 따른 열전발전시스템에 대한 제어흐름도.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
A : 열전발전시스템 10 : 가온장치
20 : 열전발전장치 21 : 열전소자
22 : 흡열부 24 : 열교환부
26 : 열전용매 30 : 증폭조절장치
41 : 주제어부

Claims (5)

  1. 가열장치(12)에 의하여 내부가 가열되는 가온장치(10)가 구비되고,
    상기 가온장치(10) 내부에 구비된 흡열부(22)로부터 열기를 전달받아 열전소자(21)에 의하여 전기가 발전되도록 하는 열전발전장치(20)가 구비되며,
    상기 가온장치(10) 내부의 흡열부(22)로부터 열기를 흡수하고, 상기 열전발전장치(20)의 열전소자(21)가 구비된 열교환부(24)에서 열기가 방출되도록 하는 열전용매(26)가 순환파이프(27)를 따라 순환펌프(28)의 작동에 의하여 순환되어 흐르도록 구비되는 것을 특징으로 하는 열전소자를 이용한 열전발전시스템.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 열전용매(26)는 상기 흡열부(22)에서 가열되고, 상기 열교환부(24)의 방열파이프(25)에 공급되어 열전소자(21) 측으로 열기가 전달되도록 구비되며,
    상기 열교환부(24)는 상기 열전용매(26)가 흐르는 방열파이프(25)로부터 방열되는 열기는 열전이부(29)로 전달되고, 상기 열전이부(29)와 접촉되는 복수 개의 열전소자(21)의 일측으로 열기가 전달되어, 상기 열전소자(21)의 양면의 온도차이로 인하여 전기가 발생되도록 구비되는 것을 특징으로 하는 열전소자를 이용한 열전발전시스템.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 가온장치(10)와 열전발전장치(20) 사이에는 열전용매(26)가 통과하는 증폭조절장치(30)가 구비되고,
    상기 증폭조절장치(30)는 버너에 의한 가열장치, 압축장치가 적용된 열교환장치, 히트파이프가 적용된 가열부재 중 어느 한가지로 되는 가열부가 구비되거나,
    또는 냉각팬, 냉매에 의한 냉각장치, 방열판 중 어느 한가지로 되는 냉각부가 구비되는 것을 특징으로 하는 열전소자를 이용한 열전발전시스템.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 가온장치(10)는,
    목욕탕·찜질방의 열탕·불가마·온수저장탱크, 빌딩의 온수저장탱크, 공장·중앙난방장치·화력발전소·제철소·소각장의 온수탱크, 공장·중앙난방장치·화력발전소·제철소·소각장의 굴뚝, 태양열이용장치의 온수탱크 중 어느 하나로 구비되는 것을 특징으로 하는 열전소자를 이용한 열전발전시스템.
  5. 제 1항 내지 제 4항 중 어느 한 항의 열전발전시스템의 제어방법에 있어서,
    1) 가열장치(12)의 작동으로 가온장치(10)가 가열되도록 하고, 가온장치온도 감지센서(42)에 의하여 감지된 가온장치(10) 내부의 온도가 감지되어 주제어부(41)로 온도데이터가 입력되도록 하는 가온장치 가열단계(S01);
    2) 상기 가온장치(10), 증폭조절장치(30), 그리고 열전발전장치(20)와 연결되는 순환파이프(27) 내부를 지나는 열전용매(26)가 순환펌프(28)의 작동에 의하여 순환되어 흐르도록 하는 열전용매순환단계(S02);
    3) 상기 열전용매순환단계(S02)에 따라 열전발전장치(20)의 방열파이프(25) 내부를 흐르는 가온된 열전용매(26)의 열기에 의하여 열전소자(21)에서 발전되도록 하는 열전소자 발전단계(S03);
    4) 주제어부(41)에서, 상기 열전소자(21)에서 발전되는 전기에 대하여 전압측정부(43) 및 전류측정부(44)로부터 전압 및 전류의 발전용량에 대한 데이터를 입력받는 발전전기데이터 수신단계(S04);
    5) 상기 발전전기데이터 수신단계(S04)에 의하여 열전소자(21)에서 발전되는 전기의 발전용량의 데이터를 판별하여, 발전 전기의 용량이 약할 경우에는 증폭조절장치(30)를 지나는 열전용매(26)가 승온되도록 하고, 발전 전기의 용량이 클 경우에는 증폭조절장치(30)를 지나는 열전용매(26)의 온도가 낮아지게 작동되도록 구비되는 열전용매 온도조절단계(S05)가 포함되어 구비되는 것을 특징으로 하는 열전소자를 이용한 열전발전시스템의 제어방법.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR20200109891A (ko) 2019-03-15 2020-09-23 한양대학교 산학협력단 열전소자 기반 에너지 하베스터
KR20220130950A (ko) * 2021-03-19 2022-09-27 주식회사 다산에스엠 소형 굴뚝용 가스 및 미세먼지 복합 측정기
KR20230013215A (ko) * 2021-07-16 2023-01-26 공영일 에너지 절약형 가정용 사우나 장치

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KR20220130950A (ko) * 2021-03-19 2022-09-27 주식회사 다산에스엠 소형 굴뚝용 가스 및 미세먼지 복합 측정기
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