KR20110112926A - Cooling and heating box for a vehicle using thermoelectric element module and its control method - Google Patents
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Abstract
본 발명은 열전소자 모듈을 이용한 차량용 냉온장고 및 그 제어방법에 관한 것으로써, 더욱 상세하게는 냉온장고의 냉온장모드 전환시 전환동작을 일정시간 지연시킨 후 열전소자 모듈에 공급되는 전원의 극성을 전환하여 공급하도록 제어함으로써, 열전소자 양단의 급격한 온도변화에 의한 열충격을 해소하여 수명을 증가하고 내구성도 확보할 수 있는 열전소자 모듈을 이용한 차량용 냉온장고 및 그 제어방법에 관한 것이다.
이에 본 발명은, 차량의 실내에 설치되며 열전소자 모듈(140)을 이용한 차량용 냉온장고에 있어서, 냉온장고(100)의 일측에 설치됨과 아울러 N형 반도체 열전소자(141a)와 P형 반도체 열전소자(141b)가 교대로 배열되어 전기적으로 연결되고, 공급받는 전원의 극성에 따라 냉온장고(100) 내에 열을 공급하여 온장모드를 수행하거나 열을 흡수하여 냉장모드를 수행하는 열전소자 모듈(140)과, 상기 냉온장고(100)의 냉장모드와 온장모드간의 전환시, 전환동작을 일정시간 지연시킨 후 상기 열전소자 모듈(140)에 공급되는 전원의 극성을 전환하여 공급하도록 냉온장고(100)를 제어하는 제어부(150)로 이루어진 것을 특징으로 한다.The present invention relates to a cold refrigerator for a vehicle using a thermoelectric module and a method of controlling the same, and more particularly, the polarity of the power supplied to the thermoelectric module after delaying a switching operation during a change in the cold / cold mode of the cold / cold cabinet for a predetermined time. The present invention relates to a cold storage device for a vehicle using a thermoelectric module capable of increasing the service life and securing durability by eliminating the thermal shock caused by the rapid temperature change at both ends of the thermoelectric element by controlling the switching and supplying the same.
Accordingly, the present invention is installed in the vehicle interior and in a cold storage for a vehicle using the thermoelectric module 140, is installed on one side of the cold and warm storage 100, and also the N-type semiconductor thermoelectric element 141a and P-type semiconductor thermoelectric element (141b) are alternately arranged and electrically connected, the thermoelectric module 140 for supplying heat in the cold and warm storage 100 according to the polarity of the supplied power to perform the warming mode or to absorb the heat to perform the refrigeration mode (140) And, when switching between the cold mode and the warm mode of the cold compartment 100, after the delaying the switching operation for a predetermined time to switch the polarity of the power supplied to the thermoelectric element module 140 to supply Characterized in that consisting of a control unit 150 for controlling.
Description
본 발명은 열전소자 모듈을 이용한 차량용 냉온장고 및 그 제어방법에 관한 것으로써, 더욱 상세하게는 냉온장고의 냉온장모드 전환시 전환동작을 일정시간 지연시킨 후 열전소자 모듈에 공급되는 전원의 극성을 전환하여 공급하도록 제어함으로써, 열전소자 양단의 급격한 온도변화에 의한 열충격을 해소하여 수명을 증가하고 내구성도 확보할 수 있는 열전소자 모듈을 이용한 차량용 냉온장고 및 그 제어방법에 관한 것이다.The present invention relates to a cold refrigerator for a vehicle using a thermoelectric module and a method of controlling the same, and more particularly, the polarity of the power supplied to the thermoelectric module after delaying a switching operation during a change in the cold / cold mode of the cold / cold cabinet for a predetermined time. The present invention relates to a cold storage device for a vehicle using a thermoelectric module capable of increasing the service life and securing durability by eliminating the thermal shock caused by the rapid temperature change at both ends of the thermoelectric element by controlling the switching and supplying the same.
최근에 생산되는 차량에는 간단한 음료수 캔이나 소량의 음식물을 보관하기 위해 냉온장고를 설치하고 있으며, 이 냉온장고는 도 1에 보인 바와 같이 주로 조수석 앞에 위치된 글로브 박스(G)나, 전석의 중앙부에 위치된 콘솔 박스(C) 또는 후석 중앙에 위치된 암레스트(A) 등의 내부 공간에 설치되는데, 이하에서는 본 출원인이 출원한 공개특허공보 제2007-69058호에 개시된 암레스트의 내부 공간에 설치된 냉온장고를 기준으로 설명한다.Recently produced vehicles are equipped with cold and cold storage to store a simple drink can or a small amount of food, which is mainly shown in the glove box (G) located in front of the passenger seat, or in the center of all seats It is installed in the interior space of the console box (C) located or the armrest (A) located in the center of the rear seat, and is installed in the interior space of the armrest disclosed in the Patent Application Publication No. 2007-69058 Explain based on cold and hot.
도 2는 상기 문헌에 개시된 발명을 도시한 도면으로서 냉온장고(1)는 일측이 개방된 저장실(10)과, 상기 저장실(10)의 개방부를 개폐하는 커버(20)와, 상기 저장실(10)의 하부에 설치되는 열전소자 모듈(40)과, 상기 저장실(10)의 하측에 상기 열전소자 모듈(40)과 연통하도록 설치되는 덕트(30)와, 상기 덕트(30)내에 설치됨과 아울러 차량 실내의 공기를 흡입하여 상기 열전소자 모듈(40)의 일측과 열교환시키는 팬(35)으로 이루어진다.FIG. 2 is a view illustrating the invention disclosed in the document. The cold /
상기와 같은 구조의 냉온장고(1)는 사용자가 냉장모드 또는 온장모드로 그 모드를 전환하여 사용하고자 하는 경우 사용자가 제어버튼(또는 모드전환 버튼)을 누르게 되면 냉온장고(1)에 공급되고 있던 전원의 극성이 반대로 전환되고, 이로 인해 한쪽에서는 흡열하고 반대쪽에서는 방열하던(또는 그 역으로 작동하던) 열전소자 모듈(40)의 기능이 그 즉시 전환되게 된다.When the user wants to switch the mode to the refrigerating mode or the warm mode, the cold and cold refrigerator (1) of the structure as described above was being supplied to the cold and cold refrigerator (1) when the user presses the control button (or mode switching button) The polarity of the power source is reversed, whereby the function of the
그러나, 상기와 같은 동작에 의해 냉장모드와 온장모드간의 전환시, 열전소자 모듈(40)에 공급되는 전원의 극성이 급격하게 반대로 전환되게 되면, 도 3과 같이 열전소자 모듈(40) 양단의 현저한 온도 차이에 의해 열전소자 모듈(40)에 상당한 열 충격이 가해지게 되는데, 이러한 열 충격이 반복됨으로 인해 냉온장고(1)의 핵심부품인 열전소자가 파괴되어 수명이 단축되고, 내구성도 저하되는 등의 문제가 있었다.However, when the polarity of the power supplied to the
상기한 종래의 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 냉온장고의 냉온장모드 전환시 전환동작을 일정시간 지연시킨 후 열전소자 모듈에 공급되는 전원의 극성을 전환하여 공급하도록 제어함으로써, 열전소자 양단의 급격한 온도변화에 의한 열충격을 해소하여 수명을 증가하고 내구성도 확보할 수 있는 열전소자 모듈을 이용한 차량용 냉온장고 및 그 제어방법을 제공하는데 있다.An object of the present invention for solving the above-described problems is to control the switching of the polarity of the power supplied to the thermoelectric element module after a predetermined time delay of the switching operation during the switching of the cold / cold mode of the cold / cold cabinet, the both ends of the thermoelectric element The present invention provides a cold storage device for a vehicle using a thermoelectric module capable of increasing the service life and securing durability by solving thermal shock caused by rapid temperature change.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 차량의 실내에 설치되며 열전소자 모듈을 이용한 차량용 냉온장고에 있어서, 냉온장고의 일측에 설치됨과 아울러 N형 반도체 열전소자와 P형 반도체 열전소자가 교대로 배열되어 전기적으로 연결되고, 공급받는 전원의 극성에 따라 냉온장고 내에 열을 공급하여 온장모드를 수행하거나 열을 흡수하여 냉장모드를 수행하는 열전소자 모듈과, 상기 냉온장고의 냉장모드와 온장모드간의 전환시, 전환동작을 일정시간 지연시킨 후 상기 열전소자 모듈에 공급되는 전원의 극성을 전환하여 공급하도록 냉온장고를 제어하는 제어부로 이루어진 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, the present invention provides a cold storage device for a vehicle using a thermoelectric module installed inside a vehicle, the N-type semiconductor thermoelectric element and the P-type semiconductor thermoelectric element being alternately installed on one side of the cold / cold storage. Arranged and electrically connected, the thermoelectric module for supplying heat in the cold compartment according to the polarity of the supplied power to perform a warm mode or to absorb the heat to perform the cold mode, between the cold mode and the warm mode of the cold compartment In the switching, the switching operation is delayed for a predetermined time, characterized in that the control unit for controlling the cold and cold to switch the polarity of the power supplied to the thermoelectric element module.
또한, 차량의 실내에 설치되며 열전소자 모듈을 이용한 차량용 냉온장고의 제어방법에 있어서, 사용자가 냉온장고의 제어버튼을 눌러 냉온장고를 제어하는 제1단계와, 상기 제1단계를 통한 제어신호 입력시, 냉온장모드 전환신호 인지를 판단하는 제2단계와, 상기 제2단계의 판단결과, 냉온장모드 전환신호이면 전환동작을 일정시간 지연시키는 제3단계와, 상기 제3단계를 통해 전환동작을 일정시간 지연시킨 후, 상기 열전소자 모듈에 공급되는 전원의 극성을 전환하여 공급하는 제4단계를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.In addition, in a control method of a cold storage device for a vehicle installed in a vehicle and using a thermoelectric module, the user presses a control button of the cold storage cabinet, the first step of controlling the cold and cold cabinet, and the control signal input through the first step A second step of determining whether a cold / cold mode switching signal is detected, and a third step of delaying the switching operation for a predetermined time if the cold / cold mode switching signal is determined as a result of the determination of the second step, and the switching operation through the third step. After a predetermined time delay, characterized in that it comprises a fourth step of supplying by switching the polarity of the power supplied to the thermoelectric module.
본 발명은 냉온장고의 냉온장모드 전환시 전환동작을 일정시간 지연시킨 후 열전소자 모듈에 공급되는 전원의 극성을 전환하여 공급하도록 제어함으로써, 열전소자 양단의 급격한 온도변화에 의한 열충격이 해소되어 수명이 증가되고 내구성도 확보할 수 있다.The present invention is controlled by switching the polarity of the power supplied to the thermoelectric element module after a predetermined time delay in switching the cold / cold mode of the cold / cold cabinet, thereby eliminating thermal shock due to the rapid temperature change across the thermoelectric element. This increases and durability can also be secured.
도 1은 일반적인 차량의 내부에 냉온장고가 설치된 경우를 나타내는 개략도,
도 2는 종래의 차량용 냉온장고를 나타내는 단면도,
도 3은 종래의 차량용 냉온장고의 냉장모드와 온장모드간의 전환에 따른 열전소자 모듈 양단의 온도차를 나타내는 그래프,
도 4는 본 발명에 따른 열전소자 모듈을 이용한 차량용 냉온장고를 나타내는 단면도,
도 5는 본 발명에 따른 열전소자 모듈을 이용한 차량용 냉온장고를 나타내는 주요부 구성도,
도 6은 본 발명에 따른 열전소자 모듈을 이용한 차량용 냉온장고의 제어방법을 나타내는 순서도,
도 7은 본 발명에 따른 차량용 냉온장고에서 냉장모드와 온장모드간의 전환동작을 일정시간 지연시키는 동안 전원을 차단한 경우의 열전소자 모듈 양단의 온도차를 나타내는 그래프,
도 8은 본 발명에 따른 차량용 냉온장고에서 냉장모드와 온장모드간의 전환동작을 일정시간 지연시키는 동안 듀티비를 점진적으로 변화시킨 경우의 열전소자 모듈 양단의 온도차를 나타내는 그래프이다.1 is a schematic view showing a case in which a cold and hot refrigerator is installed inside a typical vehicle;
2 is a cross-sectional view showing a conventional cold and cold vehicle,
3 is a graph showing the temperature difference between both ends of the thermoelectric element module according to the switching between the refrigeration mode and the warm mode of the conventional vehicle cold compartment,
4 is a cross-sectional view showing a cold and cold vehicle for vehicles using a thermoelectric module according to the present invention;
5 is a configuration of the main part showing a cold and cold refrigerator for a vehicle using a thermoelectric module according to the present invention,
6 is a flowchart illustrating a control method of a cold / hot refrigerator for a vehicle using a thermoelectric module according to the present invention;
7 is a graph showing the temperature difference across the thermoelectric module when the power is cut off during a predetermined time delay in the switching operation between the cold storage mode and the warm mode in a vehicle cold and cold storage according to the present invention;
8 is a graph showing the temperature difference across the thermoelectric element module when the duty ratio is gradually changed while the switching operation between the refrigerating mode and the warming mode is delayed for a predetermined time in the vehicle cold refrigerator according to the present invention.
이하, 본 발명을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 4는 본 발명에 따른 열전소자 모듈을 이용한 차량용 냉온장고를 나타내는 단면도이고, 도 5는 본 발명에 따른 열전소자 모듈을 이용한 차량용 냉온장고를 나타내는 주요부 구성도이며, 도 6은 본 발명에 따른 열전소자 모듈을 이용한 차량용 냉온장고의 제어방법을 나타내는 순서도이고, 도 7은 본 발명에 따른 차량용 냉온장고에서 냉장모드와 온장모드간의 전환동작을 일정시간 지연시키는 동안 전원을 차단한 경우의 열전소자 모듈 양단의 온도차를 나타내는 그래프이며, 도 8은 본 발명에 따른 차량용 냉온장고에서 냉장모드와 온장모드간의 전환동작을 일정시간 지연시키는 동안 듀티비를 점진적으로 변화시킨 경우의 열전소자 모듈 양단의 온도차를 나타내는 그래프이다.Figure 4 is a cross-sectional view showing a cold and cold vehicle for the vehicle using the thermoelectric module according to the present invention, Figure 5 is a configuration of the main part showing a cold and cold vehicle for the vehicle using the thermoelectric module according to the present invention, Figure 6 is a thermoelectric according to the present invention 7 is a flowchart illustrating a control method of a cold storage device for a vehicle using an element module, and FIG. 7 illustrates both ends of a thermoelectric module when the power is cut off while delaying a switching operation between a refrigeration mode and a warm mode in a cold storage vehicle according to the present invention. 8 is a graph showing a temperature difference between and FIG. 8 is a graph showing a temperature difference across the thermoelectric module when the duty ratio is gradually changed while the switching operation between the refrigerating mode and the warming mode is delayed for a predetermined time in a vehicle cold refrigerator according to the present invention. to be.
도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 열전소자 모듈을 이용한 차량용 냉온장고(100)는, 소량의 음식물을 보관하기 위한 저장실(110)과, 상기 저장실(110)을 개폐하는 커버(120)와, 상기 저장실(110)의 하부에 설치됨과 아울러 저장실(110)에 열을 공급하여 온장모드를 수행하거나 열을 흡수하여 냉장모드를 수행하는 열전소자 모듈(140)과, 상기 저장실(110)의 하측에 설치되어 상기 열전소자 모듈(140)과 연통하는 덕트(130)와, 상기 덕트(130)내에 설치됨과 아울러 덕트(130)내로 공기를 흡입하여 상기 열전소자 모듈(140)의 일측과 열교환시키는 팬(135)과, 상기 냉온장고(100)를 제어하는 제어부(150)를 포함하여 이루어진다.As shown, the cold and
상기 저장실(110)은 통상 조수석 앞에 위치된 글로브 박스(G)나, 앞좌석의 중앙부에 위치된 콘솔 박스(C) 또는 뒷좌석 중앙에 위치된 암레스트(A) 등의 내부 공간에 설치되고, 상기 저장실(110)의 외부에는 단열재가 충전되어 있어 주변의 열에 의해 저장실(110) 내부의 온도가 변하는 것을 최소화하게 된다.The
상기 커버(120)는 저장실(110)의 상부에 개폐가능하게 설치되어 저장실(110)에 저장된 음식물 등을 쉽게 인출할 수 있도록 되어 있다.The
그리고, 상기 열전소자 모듈(140)은, 도 5와 같이 N형 반도체 열전소자(141a)와 P형 반도체 열전소자(141b)가 교대로 배열되며, 이들 반도체 열전소자(141a,141b)들은 전기적으로 직렬 접속되어 있는데, 이를 위해 반도체 열전소자(141a,141b)들의 상부 및 하부 표면에는 각각 상부전극연결판(142a)과 하부전극연결판(142b)이 반도체 열전소자(141a,141b)들에 직렬로 연결되도록 교대로 반도체 열전소자(141a,141b)의 표면에 납땜에 의해 부착되어 있다.In the
이때, 상기 열전소자 모듈(140)에 공급되는 DC 전원은 하부전극연결판(142b)의 좌,우 양측을 통해 공급된다.At this time, the DC power supplied to the
또한, 상기 상부전극연결판(142a) 및 하부전극연결판(142b)의 외측면에는 각각 금속화된 세라믹 기판(143a,143b)이 설치된다.In addition, metallized
이와 같이, 상기 N형 및 P형 반도체 열전소자(141a,141b)들과 상하부전극연결판(142a,142b) 및 세라믹 기판(143a,143b)이 함께 조립되어 열전소자 모듈(140)을 구성하게 된다.As such, the N-type and P-type semiconductor
상기와 같은 구성으로 이루어진 열전소자 모듈(140)에 전선을 연결하여 DC 전원을 공급하게 되면 전원의 극성에 따라 한 쪽은 흡열작용을 하고 반대 쪽은 방열작용을 하게 되는데, 이하에서는 이에 대해 설명한다.When the DC power is supplied by connecting a wire to the
먼저, 열전소자 모듈(140)의 하부전극연결판(142b)의 좌우측을 통해 전원을 공급할 때 N형 반도체 열전소자(141a)측이 +(plus)가 되고, P형 반도체 열전소자(141b)측이 -(minus)가 되도록 DC 전원을 공급하게 되면, 전류가 N형 반도체 열전소자(141a)로부터 P형 반도체 열전소자(141b)로 흐르게 되고, 이때 펠티에(Peltier) 효과(두 종류의 금속을 접합하여 전류가 흐를 때 두 금속의 접합부에서 열의 발생 또는 흡수가 일어나는 현상)에 의해 열전소자 모듈(140)의 상부에는 흡열작용이 일어나고, 하부에는 방열작용이 일어나게 된다.First, when supplying power through the left and right sides of the lower
이와 반대로 열전소자 모듈(140)에 전원을 공급할 때 P형 반도체 열전소자(141b)측이 +(plus)가 되고, N형 반도체 열전소자(141a)측이 -(minus)가 되도록 DC 전원을 공급하게 되면, 이번에는 전류가 P형 반도체 열전소자(141b)로부터 N형 반도체 열전소자(141a)로 흐르게 되고, 펠티에(Peltier) 효과에 의해 열전소자 모듈(140)의 상부에는 방열작용이 일어나고 하부에는 흡열작용이 일어나게 된다.On the contrary, when supplying power to the
이를 달리 표현하면, N형 반도체 열전소자(141a)측을 +극, P형 반도체 열전소자(141b)측을 -극이 되도록 DC 전원을 공급하는 N-P형 반도체 열전소자인 경우 그 상부는 냉각 접합부(CJ, Cooling Junction)로서 기능하고, 그 하부는 가열 접합부(HJ, Heating Junction)로서 기능하며, 반대로 P형 반도체 열전소자(141b)측을 +극, N형 반도체 열전소자(141a)측을 -극이 되도록 전원의 극성을 바꾸어 전원을 공급하면 P-N형 반도체 열전소자로 되어 냉각 접합부(CJ)와 가열 접합부(HJ)의 위치 및 기능이 서로 바뀌게 된다.In other words, in the case of an NP type semiconductor thermoelectric element supplying DC power such that the N-type semiconductor
상기와 같은 기능을 가진 열전소자 모듈(140)은 냉온장고(100)의 저장실(110)의 바닥측에 설치되어 전류의 흐름 방향에 따라 냉장모드시에는 저장실(110)에 대해 흡열작용을 하여 저장실(110)을 냉장(냉각)하게 되고, 온장모드시에는 저장실(110)에 대해 방열작용을 하여 저장실(110)을 온장하게 된다.The
한편, 상기 열전소자 모듈(140)은 상기 저장실(110)쪽의 흡열(또는 방열)작용시 그 반대쪽에서는 방열(또는 흡열)작용이 원활하게 이루어져야 저장실(110)쪽의 흡열(또는 방열)성능이 향상되므로, 저장실(110)의 반대쪽인 열전소자 모듈(140)의 하부에는 방열핀(145)이 설치된다.On the other hand, the
이때, 상기 열전소자 모듈(140)의 방열핀(145)을 통한 흡열 또는 방열작용이 원활하게 이루어지도록 상기 저장실(110)의 하측에는 열전소자 모듈(140)과 연통하는 덕트(130)가 설치되고, 상기 덕트(130)의 내부에는 팬(135)이 설치된다.At this time, the
상기 덕트(130)는 실내측과 연결된 흡입덕트(131)와 실외측과 연결된 배출덕트(132)로 이루어져 차량의 실내측과 실외측을 서로 연통시키게 된다.The
따라서, 상기 팬(135)의 작동시 덕트(130)내로 유입된 실내측 공기가 상기 방열핀(135)과 열교환한 후 실외측으로 배출되게 되어, 상기 열전소자 모듈(140)의 방열핀(135)을 통한 흡열 또는 방열작용이 원활하게 이루어지게 되고, 결국 상기 열전소자 모듈(140)의 저장실(110)쪽의 흡열 또는 방열작용 성능이 향상되게 된다.Therefore, the indoor air introduced into the
상기와 같은 구조로 된 냉온장고(100)가 예를 들어, 냉장모드로 작동하고 있을 때 갑자기 전원의 극성을 바꾸어 공급하게 되면, 즉, 온장모드로 작동하도록 전원의 극성을 바꾸게 되면 그 과정에서 앞에서 설명한 바와 같이 열전소자 모듈(140)에 열 충격이 가해질 수 있다.If the cold and
이에 따라 본 발명에서는 냉장모드에서 온장모드 또는 온장모드에서 냉장모드로 그 모드가 급작스럽게 전환됨으로써 열전소자 모듈(140)에 열 충격이 가해지는 것을 방지하기 위해, 상기 냉온장고(100)의 냉장모드와 온장모드간의 전환시, 전환동작을 일정시간 지연시킨 후 상기 열전소자 모듈(140)에 공급되는 전원의 극성을 전환하여 공급하도록 냉온장고(100)를 제어하는 제어부(150)가 구비된다.Accordingly, in the present invention, in order to prevent a thermal shock from being applied to the
즉, 상기 냉온장고(100)의 냉장모드와 온장모드간의 전환시, 상기 제어부(150)를 통해 전환동작을 일정시간 지연시킴으로써, 열전소자 모듈(140) 양단의 온도차가 허용범위(안정적으로 사용할 수 있는 온도차 범위)이내로 줄어들게 되고, 이후 상기 열전소자 모듈(140)에 공급되는 전원의 극성을 전환 공급하여 냉장모드와 온장모드간에 전환하기 때문에 열전소자 모듈(140) 양단의 급격한 온도변화에 의한 열충격을 해소하여 수명을 증가하고 내구성도 확보할 수 있다.That is, when switching between the refrigerating mode and the warming mode of the
이때, 상기 제어부(150)는 전환동작을 일정시간 지연시키는 동안 상기 열전소자 모듈(140)에 공급되는 전원을 차단(OFF)하게 되며, 이처럼 전원이 차단되면 열전소자 모듈(140)의 주변 온도에 의해 열전소자 모듈(140) 양단의 온도차가 줄어들게 된다.At this time, the
도 7은 냉온장고(100)의 냉장모드와 온장모드간의 전환동작을 일정시간 지연시키는 동안 전원을 차단한 경우의 열전소자 모듈 양단의 온도차를 나타내는 그래프로써, 보는 바와 같이, 냉장모드와 온장모드간의 전환시, 전환동작을 일정시간 지연시키고, 지연시키는 동안 전원을 차단함에 따라 열전소자 모듈(140) 양단의 온도차가 줄어듬을 알 수 있다.FIG. 7 is a graph showing the temperature difference across the thermoelectric module when the power is cut off while the switching operation between the refrigerating and heating modes of the
아울러, 도 7의 그래프를 보면, 전환동작 지연시간이 증가할수록 열전소자 모듈(140) 양단의 온도차가 점차 줄어들게 되지만, 지연시간이 일정시간 경과된 후에는 온도차가 거의 발생하지 않음을 알 수 있다.In addition, as shown in the graph of Figure 7, it can be seen that the temperature difference across the
따라서, 상기 제어부(150)는 상기 냉온장고(100)의 냉장모드와 온장모드간의 전환시, 전환동작을 1 ~ 15분 지연시킨 후 상기 열전소자 모듈(140)에 공급되는 전원의 극성을 전환하여 공급하는 것이 바람직하다.Therefore, the
만일, 전환동작 지연시간이 1분 보다 작게 되면, 열전소자 모듈(140) 양단의 온도차가 허용범위 이내까지 줄어들기 힘들어 극성 전환시 열충격이 발생할 우려가 있고, 지연시간이 15분 보다 크게 되면, 열전소자 모듈(140) 양단의 온도차가 허용범위 이내까지 충분히 줄어들긴 하지만 지연시간이 길어서 사용자가 냉온장고(100)를 사용하기에 많은 불편함을 느끼게 된다.If the switching operation delay time is less than 1 minute, the temperature difference across the
한편, 상기 열전소자 모듈(140)의 양단 온도차의 허용범위는, 열전소자의 크기에 따라 차이가 발생하기 때문에 실험을 통해 열전소자의 크기에 따른 허용범위를 미리 설정하여 제어부(150)에 입력하는 것이 바람직하다.On the other hand, the allowable range of the temperature difference between the both ends of the
그리고, 상기에서는 냉장모드와 온장모드간의 전환동작을 일정시간 지연시키는 동안 열전소자 모듈(140)에 공급되는 전원을 차단한 경우를 설명하였지만, 다른 실시예로써, 열전소자 모듈(140)에 공급되는 전원의 듀티비를 점진적으로 변화시킬 수도 있다.In the above description, a case in which the power supplied to the
도 8은 냉온장고(100)의 냉장모드와 온장모드간의 전환동작을 일정시간 지연시키는 동안 듀티비를 점진적으로 변화시킨 경우의 열전소자 모듈 양단의 온도차를 나타내는 그래프로써, 보는 바와 같이, 냉장모드와 온장모드간의 전환시, 전환동작을 일정시간 지연시키고, 지연시키는 동안 듀티비를 점진적으로 변화시킴에 따라 열전소자 모듈(140) 양단의 온도차가 줄어듬을 알 수 있다.8 is a graph showing the temperature difference across the thermoelectric module when the duty ratio is gradually changed while the switching operation between the refrigerating mode and the refrigerating mode of the
즉, 전원 인가를 듀티비 제어방식으로 하는 경우, 냉장모드와 온장모드간의 전환동작을 일정시간 지연시키는 동안 듀티비를 점진적으로 변화시켜 공급 전압을 점진적으로 줄여줌으로써, 열전소자 모듈(140) 양단의 온도차가 줄어들게 되고 이로인해 열적 충격이 작아지게 되는 것이다.
In other words, when the power is applied to the duty ratio control method, the duty ratio is gradually changed while the switching operation between the refrigeration mode and the warm mode is delayed for a predetermined time, thereby gradually reducing the supply voltage. The temperature difference is reduced, which leads to a smaller thermal shock.
이하, 본 발명에 따른 열전소자 모듈을 이용한 차량용 냉온장고(100)의 제어방법을 설명하기로 한다.Hereinafter, a control method of a vehicle cold /
일반적으로 열전소자 모듈(140)을 이용한 냉온장고(100)는 주로 여름철에는 냉장모드로 사용되며 겨울철에는 온장모드로 사용되는데, 냉온장고(100)를 냉장모드로 사용하는 경우 일반적으로 저장실(110)의 온도는 -10 ~ -4℃이고, 온장모드로 사용하는 경우의 저장실(110)의 온도는 50 ~ 60℃이다.In general, the cold and
이러한 조건하에서 일예로, 사용자가 냉장모드로 사용하다가 냉온장고(100)의 제어버튼(미도시)을 눌러 냉온장고(100)를 제어하는 제1단계(S1)를 진행하게 되면,Under such conditions, for example, when the user uses the refrigerator mode and presses a control button (not shown) of the cold /
상기 제1단계(S1)를 통한 제어신호가 제어부(150)에 입력되고, 이후 상기 제어부(150)는 입력되는 제어신호가 냉온장모드 전환신호 인지 아니면 오프(OFF)신호 인지를 판단하는 제2단계(S2)를 진행하게 된다.The control signal through the first step (S1) is input to the
상기 제2단계(S2)에서 오프신호이면 상기 냉온장고(100)에 공급되는 전원을 차단하는 전원대기 상태를 유지하게 되고, 냉온장모드 전환신호이면 전환동작을 일정시간 지연시키는 제3단계(S3)를 진행하게 된다.If the OFF signal in the second step (S2) to maintain the power standby state to cut off the power supplied to the cold and
여기서, 상기 제3단계(S3)에서는 전환동작을 1 ~ 15분 지연시키고, 전환동작을 지연시키는 동안 상기 열전소자 모듈(140)에 공급되는 전원을 차단(OFF)하는 것이 바람직하다.Here, in the third step S3, the switching operation is delayed for 1 to 15 minutes, and the power supplied to the
이처럼 상기 열전소자 모듈(140)에 공급되는 전원이 차단되면 열전소자 모듈(140)의 주변 온도에 의해 열전소자 모듈(140) 양단의 온도차가 줄어들게 된다.As such, when the power supplied to the
한편, 상기 제3단계(S3)에서는 전환동작을 지연시키는 동안 열전소자 모듈(140)에 공급되는 전원을 차단하는 것 외에도, 앞서 설명한 바와 같이 열전소자 모듈(140)에 공급되는 전원의 듀티비를 점진적으로 변화시킬 수도 있다.Meanwhile, in the third step S3, in addition to shutting off the power supplied to the
이후, 상기 제3단계(S3)를 통해 전환동작을 일정시간 지연시킨 후에는, 상기 열전소자 모듈(140)에 공급되는 전원의 극성을 전환하여 공급하는 제4단계(S4)를 진행함으로써, 냉온장고(100)는 냉장모드에서 온장모드로 전환되거나 온장모드에서 냉장모드로 전환되게 된다.Thereafter, after delaying the switching operation through the third step S3 for a predetermined time, the fourth step S4 of changing the polarity of the power supplied to the
한편, 상기에서 설명한 제어방법은 사용자가 제어버튼을 누를때마다 동일한 순서에 의해 진행되게 된다.On the other hand, the control method described above is performed in the same order each time the user presses the control button.
100: 냉온장고 110: 저장실
120: 커버 130: 덕트
131: 흡입덕트 132: 배출덕트
135: 팬
140: 열전소자 모듈 141a: N형 반도체 열전소자
141b: P형 반도체 열전소자 142a: 상부전극연결판
142b: 하부전극연결판 143a: 상부 세라믹 기판
143b: 하부 세라믹 기판 145: 방열핀
150: 제어부100: cold storage 110: storage room
120: cover 130: duct
131: suction duct 132: discharge duct
135: fan
140:
141b: P-type semiconductor
142b: lower
143b: lower ceramic substrate 145: heat dissipation fin
150: control unit
Claims (8)
냉온장고(100)의 일측에 설치됨과 아울러 N형 반도체 열전소자(141a)와 P형 반도체 열전소자(141b)가 교대로 배열되어 전기적으로 연결되고, 공급받는 전원의 극성에 따라 냉온장고(100) 내에 열을 공급하여 온장모드를 수행하거나 열을 흡수하여 냉장모드를 수행하는 열전소자 모듈(140)과,
상기 냉온장고(100)의 냉장모드와 온장모드간의 전환시, 전환동작을 일정시간 지연시킨 후 상기 열전소자 모듈(140)에 공급되는 전원의 극성을 전환하여 공급하도록 냉온장고(100)를 제어하는 제어부(150)로 이루어진 것을 특징으로 하는 열전소자 모듈을 이용한 차량용 냉온장고.In the cold room for the vehicle installed in the vehicle interior using the thermoelectric module 140,
In addition to being installed on one side of the cold and warm storage 100, the N-type semiconductor thermoelectric element 141a and the P-type semiconductor thermoelectric element 141b are alternately arranged and electrically connected to each other, and according to the polarity of the supplied power supply, the cold / cold storage 100 A thermoelectric module 140 for supplying heat to perform a warming mode or absorbing heat to perform a refrigeration mode;
When switching between the cold mode and the warm mode of the cold compartment 100, the switching operation is delayed for a predetermined time to control the cold compartment 100 to switch and supply the polarity of the power supplied to the thermoelectric module 140. Cold and cold storage for vehicles using a thermoelectric module, characterized in that consisting of a controller 150.
상기 제어부(150)는, 상기 냉온장고(100)의 냉장모드와 온장모드간의 전환시, 전환동작을 1 ~ 15분 지연시킨 후 상기 열전소자 모듈(140)에 공급되는 전원의 극성을 전환하여 공급하도록 이루어진 것을 특징으로 하는 열전소자 모듈을 이용한 차량용 냉온장고.The method of claim 1,
The control unit 150 switches the polarity of the power supplied to the thermoelectric module 140 after delaying the switching operation for 1 to 15 minutes at the time of switching between the cold mode and the warm mode of the cold / cold container 100. Cold and cold vehicle for vehicles using a thermoelectric module, characterized in that made to.
상기 제어부(150)는, 전환동작을 일정시간 지연시키는 동안 상기 열전소자 모듈(140)에 공급되는 전원을 차단(OFF)하는 것을 특징으로 하는 열전소자 모듈을 이용한 차량용 냉온장고.The method of claim 1,
The control unit 150, the vehicle cold and hot storage using a thermoelectric module, characterized in that the power supply to the thermoelectric module 140 (OFF) during the delay of the switching operation for a predetermined time (OFF).
상기 제어부(150)는, 전환동작을 일정시간 지연시키는 동안 상기 열전소자 모듈(140)에 공급되는 전원의 듀티비를 점진적으로 변화시키는 것을 특징으로 하는 열전소자 모듈을 이용한 차량용 냉온장고.The method of claim 1,
The control unit 150, the vehicle cold and cold refrigerator using a thermoelectric module, characterized in that to gradually change the duty ratio of the power supplied to the thermoelectric module 140 during the delay of the switching operation.
사용자가 냉온장고(100)의 제어버튼을 눌러 냉온장고(100)를 제어하는 제1단계(S1)와,
상기 제1단계(S1)를 통한 제어신호 입력시, 냉온장모드 전환신호 인지를 판단하는 제2단계(S2)와,
상기 제2단계(S2)의 판단결과, 냉온장모드 전환신호이면 전환동작을 일정시간 지연시키는 제3단계(S3)와,
상기 제3단계(S3)를 통해 전환동작을 일정시간 지연시킨 후, 상기 열전소자 모듈(140)에 공급되는 전원의 극성을 전환하여 공급하는 제4단계(S4)를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 열전소자 모듈을 이용한 차량용 냉온장고의 제어방법.In the control method of the cold and cold vehicle for the vehicle is installed in the vehicle interior using the thermoelectric module,
The first step (S1) for the user to control the cold and hot 100 by pressing the control button of the cold and hot 100,
A second step (S2) of determining whether a cold / hot mode switch signal is input when the control signal is input through the first step (S1);
A third step (S3) of delaying the switching operation for a predetermined time in response to the determination result of the second step (S2);
And a fourth step S4 of delaying the switching operation through the third step S3 for a predetermined time and then switching and supplying the polarity of the power supplied to the thermoelectric module 140. Control method of cold and cold vehicle for vehicle using thermoelectric module.
상기 제3단계(S3)는, 전환동작을 1 ~ 15분 지연시키는 것을 특징으로 하는 열전소자 모듈을 이용한 차량용 냉온장고의 제어방법.The method of claim 5, wherein
The third step (S3), the control method of the cold compartment for a vehicle using a thermoelectric module, characterized in that for delaying the switching operation 1 to 15 minutes.
상기 제3단계(S3)는, 전환동작을 일정시간 지연시키는 동안 상기 열전소자 모듈(140)에 공급되는 전원을 차단(OFF)하는 것을 특징으로 하는 열전소자 모듈을 이용한 차량용 냉온장고의 제어방법.The method of claim 5, wherein
The third step (S3), the control method of the cold or cold vehicle for a vehicle using a thermoelectric module, characterized in that the power supply to the thermoelectric module (140) is OFF (off) during a predetermined time delay of the switching operation.
상기 제3단계(S3)는, 전환동작을 일정시간 지연시키는 동안 상기 열전소자 모듈(140)에 공급되는 전원의 듀티비를 점진적으로 변화시키는 것을 특징으로 하는 열전소자 모듈을 이용한 차량용 냉온장고의 제어방법.The method of claim 5, wherein
The third step (S3), the control of the cold refrigerator for a vehicle using a thermoelectric module, characterized in that gradually changing the duty ratio of the power supplied to the thermoelectric module 140 while the switching operation is delayed for a predetermined time. Way.
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