KR20110116817A - Thermal insulator for construction using thermoelectric module - Google Patents

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이성호
김용석
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    • E04B1/00—Constructions in general; Structures which are not restricted either to walls, e.g. partitions, or floors or ceilings or roofs
    • E04B1/62—Insulation or other protection; Elements or use of specified material therefor
    • E04B1/74—Heat, sound or noise insulation, absorption, or reflection; Other building methods affording favourable thermal or acoustical conditions, e.g. accumulating of heat within walls

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Abstract

열전 모듈을 이용한 건축용 단열재가 개시된다. 상기 건축용 단열재는, 건축물의 벽체 또는 바닥재에 삽입되며, 복수 개의 열전 소자를 포함하는 열전 모듈, 상기 열전 모듈에 전원을 공급하는 전원 공급 모듈, 및 상기 전원 공급 모듈에서 상기 열전 모듈로 공급되는 전원의 크기 및 극성을 제어하는 전원 제어 모듈을 포함한다. 이와 같은 건축용 단열재는 종래의 단열재에 비해 훨씬 우수한 단열 성능을 제공할 수 있으며, 열전 소자는 그 크기가 매우 작으므로 종래의 단열재를 사용할 때와 비교하여 벽체 또는 바닥재의 두께를 감소시킬 수 있을 뿐만 아니라, 인가전압의 극성 및 크기를 바꾸어주는 것만으로 냉방 또는 난방의 효과까지 구현할 수 있다.Disclosed is a building insulation using a thermoelectric module. The building insulation is inserted into a wall or floor of a building, and includes a thermoelectric module including a plurality of thermoelectric elements, a power supply module for supplying power to the thermoelectric module, and a power supplied from the power supply module to the thermoelectric module. It includes a power supply control module to control the size and polarity. Such building insulation can provide much better insulation performance than conventional insulation, and because the thermoelectric element is very small in size, it can not only reduce the thickness of the wall or floor compared with conventional insulation. The effect of cooling or heating can be realized by simply changing the polarity and magnitude of the applied voltage.

Description

열전 모듈을 이용한 건축용 단열재{Thermal insulator for construction using thermoelectric module}Thermal insulator for construction using thermoelectric module

본 발명은 건축물의 단열과 관련된 것으로서, 특히 열전 모듈을 이용하여 건축용 단열재의 성능을 향상시키기 위한 기술과 관련된다.
The present invention relates to thermal insulation of buildings, and more particularly to techniques for improving the performance of building thermal insulation using thermoelectric modules.

건축물의 에너지절약을 위한 단열 시공은 1970년대 초의 세계적인 에너지파동을 겪으면서 일반화되었으며, 건축법 시행규칙 등에서도 별도의 단열 기준을 규정하여 건축물의 열적 성능향상을 시도하고 있다.Insulation construction for energy saving of buildings has been generalized after undergoing global energy surge in the early 1970s, and the Building Act Enforcement Regulations stipulate separate insulation standards to try to improve the thermal performance of buildings.

단열이란, “열이 흐르는 물체의 전열저항을 크게 하여 열 흐름을 작게 하는 것”으로 정의할 수 있다. 이것을 건축적으로 말하면 구조체(특히 벽체)의 열관류율을 작게 하는 것을 의미한다고 생각할 수 있다. 열관류율을 작게 하기 위해서는 재료의 두께를 증가시키거나, 또는 열전도율이 작은 재료를 이용하여야 한다. 그러나 열관류율을 줄이기 위하여 재료의 두께를 증가시키는 것은 설계상의 제한 및 가격상승 등의 이유로 인해 한계가 있으므로 일반적으로는 열전도율이 작은 재료를 사용하는 것이 보다 효과적이다. 열전도율이 작은 재료를 단열재라 하며, 통항 0.05kcal/mh ℃ 이하의 열전도율을 갖는 재료들이 이에 속한다.Insulation can be defined as "making the heat flow small by increasing the heat resistance of the object through which heat flows." Architecturally speaking of this, it can be considered that it means reducing the heat transmission rate of the structure (particularly the wall). In order to reduce the thermal permeability, it is necessary to increase the thickness of the material or use a material having a low thermal conductivity. However, it is generally more effective to use a material with low thermal conductivity because increasing the thickness of the material in order to reduce the thermal permeability is limited due to design limitations and price increases. Materials having a low thermal conductivity are called heat insulating materials, and materials having a thermal conductivity of 0.05 kcal / mh ° C. or less are among them.

일반적으로 단열재로는 단열 콘크리트나 섬유판, 목모판등의 판상재료, 입상코르크, 버미큘라이트, 유리섬유, 암면, 광재면등과 같은 입상재료, 알루미늄박, 열선흡수유리, 열선반사유리, 복층유리 등이 있다. 또한 건축물의 단열재료로는 스티로폼, 석고보드, 암면 등이 많이 쓰이며 목재 또한 단열재로서 이용 가능하다.In general, insulation materials include plate materials such as insulating concrete, fibreboard, and wood chipboard, granular cork, vermiculite, glass fiber, rock wool, slag surface, aluminum foil, heat ray absorbing glass, heat ray reflection glass, and laminated glass. have. In addition, Styrofoam, gypsum board, rock wool, etc. are used as a building insulation material, and wood is also available as a heat insulating material.

이러한 종래의 단열재들은 낮은 열전도율로 인하여 실내외의 열의 이동을 어느 정도 차단할 수 있다. 그러나 상기 단열재들은 수동적으로 열을 차단할 뿐 열을 특정 방향으로 이동시키는 것을 불가능하므로 상기 단열재를 건축물에 적용하더라도 충분한 단열 성능을 얻기에는 한계가 있다.
These conventional heat insulating materials can block the movement of heat inside and outside due to the low thermal conductivity to some extent. However, since the insulation blocks the heat passively, it is impossible to move the heat in a specific direction, so even if the insulation is applied to the building, there is a limit in obtaining sufficient insulation performance.

본 발명은 상기와 같은 문제를 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 열전 소자(thermoelectric element)를 단열재로서 이용함으로써 단열 성능을 향상시키고, 단열재를 이용하여 건축물의 냉, 난방까지 수행 가능한 건축용 단열재를 제공하는 데 있다.
The present invention is to solve the above problems, the object of the present invention is to improve the thermal insulation performance by using a thermoelectric element (thermoelectric element) as a heat insulating material, and to use the heat insulating material for building to perform cooling, heating of buildings To provide.

상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 건축용 단열재는, 건축물의 벽체 또는 바닥재에 삽입되며, 복수 개의 열전 소자를 포함하는 열전 모듈; 상기 열전 모듈에 전원을 공급하는 전원 공급 모듈; 및 상기 전원 공급 모듈에서 상기 열전 모듈로 공급되는 전원의 크기 및 극성을 제어하는 전원 제어 모듈;을 포함한다.Building insulation according to an embodiment of the present invention for solving the above problems is inserted into the wall or floor of the building, the thermoelectric module including a plurality of thermoelectric elements; A power supply module supplying power to the thermoelectric module; And a power control module controlling the magnitude and polarity of the power supplied from the power supply module to the thermoelectric module.

이때, 상기 열전 모듈은 상기 벽체 또는 바닥재의 외부면에 부착되거나, 또는 상기 벽체의 또는 바닥재의 내부면에 부착되거나, 또는 상기 열전 모듈은 상기 벽체 또는 바닥재의 내부에 삽입될 수 있다.In this case, the thermoelectric module may be attached to the outer surface of the wall or floor, or attached to the inner surface of the wall or floor, or the thermoelectric module may be inserted into the wall or floor.

한편, 상기 건축용 단열재는 상기 건축물의 외부 및 내부의 온도를 감지하는 온도 감지 모듈을 더 포함할 수 있다.On the other hand, the building insulation may further include a temperature sensing module for sensing the temperature of the outside and inside of the building.

이때 상기 전원 제어 모듈은, 상기 온도 감지 모듈에서 감지된 상기 건축물의 외부 온도가 내부 온도보다 낮은 경우, 열이 상기 벽체 또는 바닥재의 외부면에서 내부면 방향으로 이동하도록 상기 열전 모듈로 공급되는 전원의 극성을 제어할 수 있다.At this time, the power control module, when the external temperature of the building detected by the temperature sensing module is lower than the internal temperature, the power of the power supplied to the thermoelectric module to move the heat from the outer surface of the wall or floor to the inner surface direction Polarity can be controlled.

또한 상기 전원 제어 모듈은, 상기 온도 감지 모듈에서 감지된 상기 건축물의 외부 온도가 내부 온도보다 높은 경우, 열이 상기 벽체 또는 바닥재의 내부면에서 외부면 방향으로 이동하도록 상기 열전 모듈로 공급되는 전원의 극성을 제어할 수 있다.In addition, the power control module, when the external temperature of the building detected by the temperature sensing module is higher than the internal temperature, the power of the power supplied to the thermoelectric module to move the heat from the inner surface of the wall or floor to the outer surface direction Polarity can be controlled.

그리고 상기 전원 제어 모듈은, 상기 온도 감지 모듈에서 감지된 상기 건축물의 외부 온도 및 내부 온도의 차이에 비례하여 상기 열전 모듈로 공급되는 전원의 크기를 제어할 수 있다.The power control module may control the amount of power supplied to the thermoelectric module in proportion to a difference between an external temperature and an internal temperature of the building detected by the temperature sensing module.

한편, 상기 건축용 단열재는 상기 전원 제어 모듈과 연결되며, 상기 열전 모듈로 공급되는 전원의 크기 및 극성에 대한 제어값을 입력받는 입력 모듈을 더 포함할 수 있다.
The building insulation may further include an input module connected to the power control module and receiving a control value for a magnitude and a polarity of power supplied to the thermoelectric module.

본 발명에 따르면, 열전 소자를 이용하여 건축물의 단열재를 구현함으로써 종래의 단열재에 비해 훨씬 우수한 단열 성능을 제공할 수 있다.According to the present invention, by implementing the heat insulating material of the building using a thermoelectric element can provide a much superior heat insulating performance than the conventional heat insulating material.

또한 상기 열전 소자는 그 크기가 매우 작으므로 종래의 단열재를 사용할 때와 비교하여 벽체 또는 바닥재의 두께를 감소시킬 수 있으며, 인가전압의 극성 및 크기를 바꾸어주는 것만으로 단열 뿐만 아니라 냉방 또는 난방의 효과까지 구현할 수 있다. In addition, since the thermoelectric element is very small in size, it is possible to reduce the thickness of the wall or the flooring material as compared with using a conventional heat insulating material, and the effect of cooling or heating as well as heat insulation by simply changing the polarity and size of the applied voltage. Can be implemented.

이와 같은 열전 소자를 이용한 단열 및 냉난방 방식을 이용하게 되면 별도의 기계 소자가 필요치 않게 되므로 소음이 없어지고, 수명이 길어지게 되며, 별도의 환경 오염 물질을 배출하지 않으므로 환경친화적인 단열 및 냉난방을 구현할 수 있게 된다.
When using the thermal insulation and cooling and heating method using such a thermoelectric element, a separate mechanical element is not required, so noise is eliminated, life is long, and separate environmental pollutants are not emitted. It becomes possible.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 열전 모듈을 이용한 단열 효과를 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 건축용 단열재(200)의 구성을 나타낸 블록도이다.
도 3a 내지 3c는 본 발명의 일 실시예에 따른 열전 모듈(202)이 벽체 또는 바닥재에 삽입되는 형태를 예시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 건축용 단열재(200)가 부설된 건축물의 실외 온도가 실내 온도보다 낮은 경우의 제어 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 건축용 단열재(200)가 부설된 건축물의 실외 온도가 실내 온도보다 높은 경우의 제어 방법을 설명하기 위한 도면이다.1 is a view for explaining the thermal insulation effect using a thermoelectric module according to an embodiment of the present invention.
Figure 2 is a block diagram showing the configuration of a building heat insulating material 200 according to an embodiment of the present invention.
3A to 3C are diagrams illustrating a form in which the thermoelectric module 202 is inserted into a wall or floor according to an embodiment of the present invention.
4 is a view for explaining a control method when the outdoor temperature of the building in which the building thermal insulation material 200 is installed according to an embodiment of the present invention is lower than the room temperature.
FIG. 5 is a view for explaining a control method when the outdoor temperature of the building in which the building insulation material 200 is installed according to an embodiment of the present invention is higher than the room temperature.

이하, 도면을 참조하여 본 발명의 구체적인 실시형태를 설명하기로 한다. 그러나 이는 예시에 불과하며 본 발명은 이에 제한되지 않는다.Hereinafter, specific embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. However, this is only an example and the present invention is not limited thereto.

본 발명을 설명함에 있어서, 본 발명과 관련된 공지기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략하기로 한다. 그리고, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다. In describing the present invention, when it is determined that the detailed description of the known technology related to the present invention may unnecessarily obscure the subject matter of the present invention, the detailed description thereof will be omitted. The following terms are defined in consideration of the functions of the present invention, and may be changed according to the intention or custom of the user, the operator, and the like. Therefore, the definition should be based on the contents throughout this specification.

본 발명의 기술적 사상은 청구범위에 의해 결정되며, 이하의 실시예는 본 발명의 기술적 사상을 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 효율적으로 설명하기 위한 일 수단일 뿐이다.
The technical spirit of the present invention is determined by the claims, and the following embodiments are merely means for efficiently explaining the technical spirit of the present invention to those skilled in the art.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 열전 모듈을 이용한 단열 효과를 설명하기 위한 도면이다.1 is a view for explaining the thermal insulation effect using a thermoelectric module according to an embodiment of the present invention.

열전 소자(thermoelectric element)는 N 타입의 반도체 소자와 P 타입의 반도체 소자 1쌍이 기본 단위가 되며 이와 같은 열전 소자가 복수 개 모여 열전 모듈(thermoelectric module)을 구성한다. A thermoelectric element includes an N type semiconductor element and a pair of P type semiconductor elements as a basic unit, and a plurality of such thermoelectric elements gather to form a thermoelectric module.

도시된 바와 같이, 열전 소자에 직류(DC) 전압을 인가하면, N 타입 반도체 소자에서는 전자(Electron)의 흐름에 따라, P 타입 반도체 소자에서는 정공(Hole)의 흐름에 따라 열이 도면의 하단에서 상단으로 이동하게 되며, 이에 따라 하단 흡열부의 온도는 낮아지고 상단 발열부의 온도는 높아지게 된다. 이와 같이 열전 소자에서 발열 반응 및 흡열 반응이 나타나는 이유는 금속 내 전자의 퍼텐셜에너지 차에 따라 퍼텐셜에너지가 낮은 상태에 있는 금속으로부터 높은 상태에 있는 금속으로 전자가 이동하기 위해서는 외부로부터 에너지를 얻어야 하므로 전자의 이동에 따라 한쪽에서는 열에너지를 빼앗기고 한쪽에서는 열에너지를 방출하기 때문이며, 이를 펠티어 효과(Peltier Effect)라 한다. 이와 같은 열전 소자에서의 흡열 또는 발열 반응은 열전 소자로 흐르는 전류의 양에 비례하게 되며, 또한 전원의 극성이 바뀌면 상기 흡열 및 발열 반응이 반대로 일어나게 된다.As shown, when a direct current (DC) voltage is applied to the thermoelectric device, heat is generated at the bottom of the figure according to the flow of electrons in the N-type semiconductor device and the flow of holes in the P-type semiconductor device. Moving to the upper end, the temperature of the lower heat absorbing portion is lowered and the temperature of the upper heat generating portion is increased. The reason why the exothermic and endothermic reactions occur in the thermoelectric element is that electrons must be obtained from the outside in order to move electrons from a metal having a low potential energy to a metal having a high state according to the potential energy difference of the electrons in the metal. This is because the heat energy is lost on one side and heat energy is released on one side, which is called the Peltier Effect. The endothermic or exothermic reaction in the thermoelectric element is proportional to the amount of current flowing through the thermoelectric element, and the endothermic and exothermic reactions are reversed when the polarity of the power source is changed.

본 발명에서는 이와 같은 열전 소자의 열적 다이오드 기능, 즉 공급하는 전류의 방향에 따라 한쪽 방향으로만 열이 흐르는 성질을 이용하여 건축물에 사용 가능한 단열재를 구현하였다.
In the present invention, a heat insulating material that can be used in a building is implemented by using a thermal diode function of such a thermoelectric element, that is, a property in which heat flows only in one direction depending on a direction of a current to be supplied.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 건축용 단열재(200)의 구성을 나타낸 블록도이다.Figure 2 is a block diagram showing the configuration of a building heat insulating material 200 according to an embodiment of the present invention.

도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 건축용 단열재(200)는 열전 모듈(202), 전원 공급 모듈(204) 및 전원 제어 모듈(206)을 포함하며, 필요에 따라 온도 감지 모듈(208) 또는 입력 모듈(210)을 더 포함하여 구성될 수 있다.As shown, the building insulation 200 according to an embodiment of the present invention includes a thermoelectric module 202, a power supply module 204 and a power control module 206, as needed, temperature sensing module 208 Or an input module 210 may be further included.

열전 모듈(202)은 전술한 바와 같이 복수 개의 열전 소자(thermoelectric element)들이 모여서 구성되며, 건축물의 벽체 또는 바닥재에 삽입된다. 이때 상기 건축물의 종류에는 제한이 없으며, 일반적인 주거용 주택, 업무용 빌딩 또는 조립식 가건물 등이 모두 포함된다. 즉, 본 발명의 일 실시예에 따른 건축용 단열재(200)는 벽체 또는 바닥재에 단열재가 삽입되는 어떠한 종류의 건축물에도 적용 가능하다. As described above, the thermoelectric module 202 is formed by gathering a plurality of thermoelectric elements and inserted into a wall or floor of a building. At this time, the type of the building is not limited, and includes all general residential houses, business buildings or prefabricated buildings. That is, the building insulation 200 according to an embodiment of the present invention is applicable to any kind of building in which the insulation is inserted into the wall or floor.

이와 같은 열전 모듈(202)에 포함된 각각의 열전 소자들은 전원 공급 모듈(204)에서의 전원 공급에 따라 열이 상기 벽체 또는 바닥재의 외부(실외)에서 내부(실내) 방향으로, 또는 내부에서 외부 방향으로만 흐르도록 함으로써 건축물 내부의 온기가 일정 수준으로 유지되도록 한다. 즉, 본 발명에서는 전술한 바와 같이 열전 소자의 열적 다이오드 특성을 이용하여 건축물의 단열을 수행하게 된다.Each of the thermoelectric elements included in the thermoelectric module 202 has heat from the outside (outdoor) to the inside (indoor) direction of the wall or floor, or from the inside to the outside depending on the power supply from the power supply module 204. By only flowing in the direction to keep the warmth inside the building to a certain level. That is, in the present invention, as described above, the thermal insulation of the building is performed by using the thermal diode characteristics of the thermoelectric element.

전원 공급 모듈(204)은 열전 모듈(202)에 전원을 공급하는 부분이다. 전원 공급 모듈(204)은 상기 건축물로 공급되는 교류(AC) 전원을 소정 크기의 직류(DC) 전원으로 변환하여 열전 모듈(202)에 공급하도록 구성될 수 있다. 또한 상기 건축물에 태양 전지 패널이 구비되어 있는 경우, 전원 공급 모듈(204)은 상기 태양 전지 패널로부터 전원을 공급받아 이를 변환하여 열전 모듈(202)로 공급할 수 있다. 이와 같이 전원 공급 모듈(204)이 태양광을 이용하여 열전 모듈(202)에 전원을 공급할 경우에는 단열을 위하여 별도의 가정용 전원을 사용할 필요가 없으므로 기존의 단열재를 이용할 때와 비교하여 훨씬 우수한 단열 효과를 가지면서도 추가적인 비용 투입을 최소화할 수 있다.The power supply module 204 is a part for supplying power to the thermoelectric module 202. The power supply module 204 may be configured to convert AC power supplied to the building into DC power having a predetermined size and supply the same to the thermoelectric module 202. In addition, when the building is provided with a solar panel, the power supply module 204 may receive power from the solar panel and convert it to be supplied to the thermoelectric module 202. As such, when the power supply module 204 supplies power to the thermoelectric module 202 by using solar light, there is no need to use a separate household power source for thermal insulation, and thus a much better thermal insulation effect than when using a conventional thermal insulator. The additional cost can be minimized.

전원 제어 모듈(206)은 전원 공급 모듈(204)에서 열전 모듈(202)로 공급되는 상기 전원의 크기 및 극성을 제어한다. 즉, 전원 공급 모듈(204)은 전원 제어 모듈(206)의 제어에 따라 열전 모듈(202)로 공급되는 전원의 크기 및 극성을 가변하게 된다. 전원 제어 모듈(206)에서의 구체적인 전원 제어 방법에 대해서는 후술하기로 한다.The power control module 206 controls the magnitude and polarity of the power supplied from the power supply module 204 to the thermoelectric module 202. That is, the power supply module 204 changes the size and polarity of the power supplied to the thermoelectric module 202 under the control of the power control module 206. A detailed power control method in the power control module 206 will be described later.

한편, 전술한 바와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 건축용 단열재(200)는 온도 감지 모듈(208)을 더 포함할 수 있다. 온도 감지 모듈(208)은 열전 모듈(202)이 구비된 상기 건축물의 외부 및 내부의 온도를 감지하고 이를 전원 제어 모듈(206)로 전송한다. 열전 모듈(202)이 필요로 하는 단열 기능을 수행하기 위해서는 상기 건축물의 내, 외부의 온도차에 따라 열전 모듈(202)로 공급되는 전류의 양 및 방향(극성)을 가변할 필요가 있다. 이에 따라 전원 제어 모듈(206)은 온도 감지 모듈(208)로부터 상기 건축물의 외부 및 내부의 온도 정보를 입력받고 이에 따라 전원 공급 모듈(204)에서 출력되는 전류의 양 및 극성을 변화시키게 된다.Meanwhile, as described above, the building insulation material 200 according to the embodiment of the present invention may further include a temperature sensing module 208. The temperature sensing module 208 senses the temperature of the exterior and the interior of the building equipped with the thermoelectric module 202 and transmits it to the power control module 206. In order to perform the thermal insulation function required by the thermoelectric module 202, it is necessary to vary the amount and direction (polarity) of the current supplied to the thermoelectric module 202 according to the temperature difference between the inside and the outside of the building. Accordingly, the power control module 206 receives the temperature information of the exterior and the interior of the building from the temperature sensing module 208 and accordingly changes the amount and polarity of the current output from the power supply module 204.

또한 상기 건축용 단열재(200)는 입력 모듈(210)을 더 포함할 수 있다. 입력 모듈(210)은 전원 제어 모듈(206)과 연결되며, 사용자의 입력을 위한 입력 수단(버튼 또는 다이얼 등)을 구비할 수 있다. 이와 같은 입력 모듈(210)을 통하여 사용자는 열전 모듈(202)로 공급되는 전원의 크기 및 극성에 대한 제어값을 입력할 수 있으며, 입력 모듈(210)은 상기 제어값을 입력받아 전원 제어 모듈(206)로 전송함으로써 전원 제어 모듈(206)이 상기 제어값에 기초하여 열전 모듈(202)로 공급되는 전원의 크기 및 극성을 변화시키도록 할 수 있다.
In addition, the building thermal insulation material 200 may further include an input module 210. The input module 210 is connected to the power control module 206 and may include input means (button or dial, etc.) for user input. Through the input module 210, the user may input a control value for the magnitude and polarity of the power supplied to the thermoelectric module 202, and the input module 210 may receive the control value and receive a power control module ( By transmitting to the 206, the power control module 206 can change the magnitude and polarity of the power supplied to the thermoelectric module 202 based on the control value.

도 3a 내지 3c는 본 발명의 일 실시예에 따른 열전 모듈(202)이 벽체 또는 바닥재에 삽입되는 형태를 예시한 도면이다.3A to 3C are diagrams illustrating a form in which the thermoelectric module 202 is inserted into a wall or floor according to an embodiment of the present invention.

도 3a는 열전 모듈(202)이 벽체 또는 바닥재(300)의 내부면, 즉 실내와 접하는 면에 단열재로서 부착된 형태로서, 이를 내단열이라 한다. 또한, 도 3b는 열전 모듈(202) 벽체 또는 바닥재(300)의 내부에 단열재로서 삽입된 형태로서, 이를 중단열이라 하며, 도 3c는 열전 모듈(202)이 벽체 또는 바닥재(300)의 외부면, 즉 실외와 접하는 면에 단열재로서 부착된 형태로서, 이를 외단열이라 한다.3A is a form in which the thermoelectric module 202 is attached to the inner surface of the wall or floor 300, that is, the surface in contact with the room, as a heat insulating material, which is referred to as heat insulation. In addition, Figure 3b is inserted into the interior of the thermoelectric module 202 wall or floor 300 as a heat insulating material, which is called the heat of interruption, Figure 3c shows that the thermoelectric module 202 is an outer surface of the wall or floor 300 That is, it is attached to the surface in contact with the outside as a heat insulating material, this is called an external insulation.

이론적으로 실내외의 온도가 일정한 상태로 유지될 때의 정상 열류하에서는 열전 모듈(202)이 어디에 위치해 있는가에 관계 없이 단열성능이 동일하다고 볼 수 있으나, 내외온도가 수시로 변화하는 실제 상황에서는 건축물 구조체의 축열성능 등에 의하여 열전 모듈(202)의 부착위치에 따라 단열 효과가 다르게 나타나므로, 실제로 본 발명의 일 실시예에 따른 건축용 단열재(200)를 건축물에 적용할 때에는 이와 같은 사항을 고려하여 상기 도 3a 내지 도 3c에 도시된 실시예 중 하나를 선택할 수 있다.
Theoretically, the thermal insulation performance is the same regardless of where the thermoelectric module 202 is located under normal heat flow when the indoor and outdoor temperatures are maintained in a constant state. Since the thermal insulation effect is different depending on the attachment position of the thermoelectric module 202 according to the heat storage performance, when applying the building thermal insulation material 200 according to an embodiment of the present invention to a building in consideration of such matters in the above FIG. 3A To one of the embodiments shown in Figure 3c.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 건축용 단열재(200)가 부설된 건축물의 실외 온도가 실내 온도보다 낮은 경우의 제어 방법을 설명하기 위한 도면이다.4 is a view for explaining a control method when the outdoor temperature of the building in which the building thermal insulation material 200 is installed according to an embodiment of the present invention is lower than the room temperature.

예를 들어 겨울철 등과 같이 열전 모듈(202)을 사이에 두고 외부의 온도(0도)가 실내 온도(18도)보다 낮게 형성되는 경우, 전원 제어 모듈(208)은 열에너지가 상기 벽체 또는 바닥재의 외부면에서 내부면 방향으로 이동하도록(즉, 열전 모듈(202)의 바깥쪽에서 안쪽으로 열이 이동하도록) 열전 모듈(202)로 공급되는 전원의 극성을 제어한다. 이에 따라 열은 건축물의 실외에서 실내 방향으로만 이동하게 되므로 내부의 따뜻한 공기가 상기 벽체 또는 바닥재를 통하여 밖으로 새어 나가는 것을 막을 수 있게 된다. When the external temperature (0 degrees) is formed to be lower than the room temperature (18 degrees) with the thermoelectric module 202 interposed therebetween, for example, in winter, the power control module 208 has thermal energy outside the wall or floor. The polarity of the power supplied to the thermoelectric module 202 is controlled to move from surface to surface inward (ie, to move heat from the outside of the thermoelectric module 202 to the inside). Accordingly, the heat moves only from the outdoor to the indoor direction of the building, thereby preventing the warm air from leaking out through the wall or the floor.

또한, 전원 제어 모듈(206)은 온도 감지 모듈(210)에서 감지된 상기 건축물의 외부 온도 및 내부 온도의 차이에 비례하여 열전 모듈(202)로 공급되는 전류량을 증가시킬 수 있다. 즉, 건축물 내외부의 온도차가 클수록 밖으로 새어나가는 열에너지의 양 또한 증가하게 되므로, 이에 비례하여 열전 모듈(202)로 공급되는 전류량을 증가시키게 되면 상기 열의 이동을 상쇄시킬 수 있다. 또한 이를 응용하여 동일한 온도차일 경우에도 열전 모듈(202)로 공급되는 전류량을 증가시킴으로써 적극적으로 실외에서 실내로 열이 이동하게 하여 본 발명의 일 실시예에 따른 건축용 단열재(200)가 단열 기능 뿐만 아니라 난방 기능을 수행하도록 할 수도 있다.
In addition, the power control module 206 may increase the amount of current supplied to the thermoelectric module 202 in proportion to the difference between the external temperature and the internal temperature of the building sensed by the temperature sensing module 210. That is, as the temperature difference between the inside and the outside of the building increases, the amount of thermal energy leaking out also increases, and thus, if the current amount supplied to the thermoelectric module 202 is increased in proportion to this, the movement of the heat may be offset. In addition, by applying this, even if the temperature difference is increased by the amount of current supplied to the thermoelectric module 202 to actively move the heat from the outdoor to the indoor building 200 according to an embodiment of the present invention not only thermal insulation function It is also possible to perform the heating function.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 건축용 단열재(200)가 부설된 건축물의 실외 온도가 실내 온도보다 높은 경우의 제어 방법을 설명하기 위한 도면이다.FIG. 5 is a view for explaining a control method when the outdoor temperature of the building in which the building insulation material 200 is installed according to an embodiment of the present invention is higher than the room temperature.

예를 들어 여름철 등과 같이 열전 모듈(202)을 사이에 두고 외부의 온도(30도)가 실내 온도(20도)보다 낮게 형성되는 경우, 전원 제어 모듈(208)은 열에너지가 상기 벽체 또는 바닥재의 내부면에서 외부면 방향으로 이동하도록(즉, 열전 모듈(202)의 안쪽에서 바깥쪽으로 열이 이동하도록) 열전 모듈(202)로 공급되는 전원의 극성을 제어한다. 이에 따라 열은 건축물의 실내에서 실외 방향으로만 이동하게 되므로 바깥의 더운 공개가 상기 벽체 또는 바닥재를 통하여 실내로 들어오는 것을 막을 수 있게 된다. For example, when the external temperature (30 degrees) is lower than the room temperature (20 degrees) with the thermoelectric module 202 interposed therebetween, for example, in summer, the power control module 208 has thermal energy inside the wall or floor. The polarity of the power supplied to the thermoelectric module 202 is controlled to move from plane to outer surface (ie, to move heat from inside to outside of the thermoelectric module 202). Accordingly, the heat moves only from the interior of the building to the outdoor direction, thereby preventing the outside hot public from entering the interior through the wall or the flooring material.

또한, 상기 도 4에서 설명한 바와 같이 전원 제어 모듈(206)은 온도 감지 모듈(210)에서 감지된 상기 건축물의 외부 온도 및 내부 온도의 차이에 비례하여 열전 모듈(202)로 공급되는 전류량을 증가시킬 수 있다. 즉, 건축물 내외부의 온도차가 클수록 실내로 유입되는 열에너지의 양 또한 증가하게 되므로, 이에 비례하여 열전 모듈(202)로 공급되는 전류량을 증가시키게 되면 상기 열의 이동을 상쇄시킬 수 있다. 또한 이를 응용하여 동일한 온도차일 경우에도 열전 모듈(202)로 공급되는 전류량을 증가시킴으로써 적극적으로 실내에서 실외로 열이 이동하게 하여 본 발명의 일 실시예에 따른 건축용 단열재(200)가 단열 기능 뿐만 아니라 냉방 기능을 수행하도록 할 수도 있다.
In addition, as described in FIG. 4, the power control module 206 may increase the amount of current supplied to the thermoelectric module 202 in proportion to the difference between the external temperature and the internal temperature of the building detected by the temperature sensing module 210. Can be. That is, as the temperature difference between the inside and the outside of the building increases, the amount of heat energy introduced into the room also increases, and if the amount of current supplied to the thermoelectric module 202 is increased in proportion to this, the movement of the heat may be cancelled. In addition, by applying this, even if the temperature difference is increased by the amount of current supplied to the thermoelectric module 202 to actively move the heat from the indoor to the outdoor, the building thermal insulation material 200 according to an embodiment of the present invention not only thermal insulation function The cooling function can also be performed.

이상에서 대표적인 실시예를 통하여 본 발명에 대하여 상세하게 설명하였으나, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 상술한 실시예에 대하여 본 발명의 범주에서 벗어나지 않는 한도 내에서 다양한 변형이 가능함을 이해할 것이다. Although the present invention has been described in detail with reference to exemplary embodiments above, those skilled in the art to which the present invention pertains can make various modifications to the above-described embodiments without departing from the scope of the present invention. Will understand.

그러므로 본 발명의 권리범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 안 되며, 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
Therefore, the scope of the present invention should not be limited to the described embodiments, but should be defined by the claims below and equivalents thereof.

200 : 건축용 단열재 202 : 열전 모듈
204 : 전원 공급 모듈 206 : 전원 제어 모듈
208 : 온도 감지 모듈 210 : 입력 모듈200: building insulation 202: thermoelectric module
204: power supply module 206: power control module
208: temperature sensing module 210: input module

Claims (9)

건축물의 벽체 또는 바닥재에 삽입되며, 복수 개의 열전 소자를 포함하는 열전 모듈;
상기 열전 모듈에 전원을 공급하는 전원 공급 모듈; 및
상기 전원 공급 모듈에서 상기 열전 모듈로 공급되는 전원의 크기 및 극성을 제어하는 전원 제어 모듈;
을 포함하는 건축용 단열재.
A thermoelectric module inserted into a wall or floor of a building and including a plurality of thermoelectric elements;
A power supply module supplying power to the thermoelectric module; And
A power control module controlling a magnitude and a polarity of power supplied from the power supply module to the thermoelectric module;
Building insulation comprising a.
제1항에 있어서,
상기 열전 모듈은 상기 벽체 또는 바닥재의 외부면에 부착되는, 건축용 단열재.
The method of claim 1,
The thermoelectric module is attached to the outer surface of the wall or flooring, building insulation.
제1항에 있어서,
상기 열전 모듈은 상기 벽체 또는 바닥재의 내부면에 부착되는, 건축용 단열재.
The method of claim 1,
The thermoelectric module is attached to the inner surface of the wall or flooring, building insulation.
제1항에 있어서,
상기 열전 모듈은 상기 벽체 또는 바닥재의 내부에 삽입되는, 건축용 단열재.
The method of claim 1,
The thermoelectric module is inserted into the interior of the wall or flooring, building insulation.
제1항에 있어서,
상기 건축물의 외부 및 내부의 온도를 감지하는 온도 감지 모듈을 더 포함하는, 건축용 단열재.
The method of claim 1,
Further comprising a temperature sensing module for sensing the temperature of the outside and inside of the building, building insulation.
제5항에 있어서,
상기 전원 제어 모듈은,
상기 온도 감지 모듈에서 감지된 상기 건축물의 외부 온도가 내부 온도보다 낮은 경우, 열이 상기 벽체 또는 바닥재의 외부면에서 내부면 방향으로 이동하도록 상기 열전 모듈로 공급되는 전원의 극성을 제어하는, 건축용 단열재.
The method of claim 5,
The power control module,
When the external temperature of the building sensed by the temperature sensing module is lower than the internal temperature, the heat insulating material for building to control the polarity of the power supplied to the thermoelectric module to move the heat from the outer surface of the wall or floor to the inner surface direction .
제5항에 있어서,
상기 전원 제어 모듈은,
상기 온도 감지 모듈에서 감지된 상기 건축물의 외부 온도가 내부 온도보다 높은 경우, 열이 상기 벽체 또는 바닥재의 내부면에서 외부면 방향으로 이동하도록 상기 열전 모듈로 공급되는 전원의 극성을 제어하는, 건축용 단열재.
The method of claim 5,
The power control module,
When the external temperature of the building detected by the temperature sensing module is higher than the internal temperature, the heat insulating material for building to control the polarity of the power supplied to the thermoelectric module to move the heat from the inner surface of the wall or floor to the outer surface direction .
제5항에 있어서,
상기 전원 제어 모듈은,
상기 온도 감지 모듈에서 감지된 상기 건축물의 외부 온도 및 내부 온도의 차이에 비례하여 상기 열전 모듈로 공급되는 전원의 크기를 제어하는, 건축용 단열재.
The method of claim 5,
The power control module,
Building insulation for controlling the size of the power supplied to the thermoelectric module in proportion to the difference between the external temperature and the internal temperature of the building detected by the temperature sensing module.
제1항에 있어서,
상기 전원 제어 모듈과 연결되며, 상기 열전 모듈로 공급되는 전원의 크기 및 극성에 대한 제어값을 입력받는 입력 모듈을 더 포함하는, 건축용 단열재.The method of claim 1,
And an input module connected to the power control module and receiving a control value for a magnitude and a polarity of power supplied to the thermoelectric module.
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