KR20120076097A - 전기식 냉풍장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 냉기발생수단이 설치된 몸체의 외부 둘레에 진공부가 형성됨으로써 송풍기를 통하여 상기 냉기발생수단으로 공급되는 에어가 상기 냉기발생수단에 의해 냉기로 열 교환될 때에 상기 진공부에 의해 외부온도의 영향을 받지 않도록 함으로써 열 교환효율이 향상됨은 물론, 그에 따른 에너지 손실을 최소화할 수 있고, 또 열전소자의 냉각을 효과적으로 시킬 수 있도록 한 전기식 냉풍장치에 관한 것이다.

Description

전기식 냉풍장치 {Electric cold-air circulating device}

본 발명은 송풍기를 통하여 냉기발생수단으로 에어가 공급되고 그 공급되는 에어가 상기 냉기발생수단에서 냉기로 열 교환될 때에 그 열 교환되는 냉기발생수단이 외부온도의 영향을 받지 않도록 하여 열 교환효율을 높일 수 있도록 한 전기식 냉풍장치에 관한 것이다.

종래의 전기식 냉풍장치는 대부분이 열전소자를 이용한 냉풍장치이고 그 열전소자(熱電素子, thermoeletric element)는 전기저항의 온도변화를 이용한 소자로써, 온도차에 의해 기전력이 발생하는 현상을 이용한 소자와, 전류에 의해 열의 흡수가 생기는 현상을 이용한 소자가 있다.

서미스터는 전기저항이 온도에 의해 크게 변화하는 일정의 반도체소자로서, 전기저항이 온도의 상승에 의해 감소되는 NCT서미스터, 온도상승에 의해 저항이 증가하는 정온도계수 서미스터와 마이너스온도계수를 가지고 어느 특정한 온도에서 저항이 변화하는 CTR 등이 쓰인다.

서미스터는 몰리브덴, 니켈, 코발트, 철 등의 산화물을 복수성분으로 배합하여 이것을 소결해서 만들며, 회로의 안정화와 열, 전력, 빛의 검출 등에 사용된다. 제베크효과는 2종류의 금속 양끝을 접속하여, 그 양끝의 온도를 다르게 하면 기전력이 생기는 현상으로, 열전기쌍을 이용한 온도측정에 응용된다.

펠티에 효과는 2종류의 금속 끝을 접속시켜, 여기에 전류를 흘려보내면 전류의 방향에 따라 한쪽 단자에서는 흡열하고, 다른 쪽 단자에서는 발열을 일으키는 현상이다. 2종류의 금속 대신 전기전도 방식이 다른 비스무트(Bi), 텔루르(Te) 등의 반도체를 사용하면 효율이 좋은 흡열, 발열 작용을 가지는 펠티에 소자를 얻을 수 있다. 이것은 전류의 방향에 따라

흡열, 발열의 전환이 가능하고, 전류량에 따라 흡열, 발열량이 조절되므로 용량이 적은 냉동기나, 상온부근의 정밀한 항온조에 응용되는 것이다.

특히, 근자에 들어서는 전기한 열전소자를 이용하여 각종 에어컨(에어컨디셔너; 이하"에어컨"이라 한다.) 등에 적용하여 사용하기도 한다.

그러나 전기한 바와 같은 열전소자를 이용하여 생산된 에어컨은 고압의 전류량을 필요로 하므로 전력사용량이 매우 크며, 발열에 의한 고온처리가 미숙하여 그 냉방 효율이 크지 못한 문제점이 있다.

또 종래의 전기식 냉풍장치는 열전소자가 외부온도의 영향을 받아 열 교환효율을 저하시킴으로 그에 따른 냉방을 효율이 떨어지고 그와 동시에 에너지 손실이 커지는 문제점이 있으며, 상기 열전소자를 효과적으로 냉각시키는 냉각구조가 없어 열전소자의 냉기 발생 율이 떨어지는 문제점이 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 감안하여 이를 해소하고자 발명한 것으로서, 그 목적은 냉기발생수단이 설치된 몸체의 외부 둘레에 진공부가 형성됨으로써 송풍기를 통하여 상기 냉기발생수단으로 공급되는 에어가 상기 냉기발생수단에 의해 냉기로 열 교환될 때에 상기 진공부에 의해 외부온도의 영향을 받지 않음으로 열 교환효율이 향상됨은 물론 그에 따른 에너지 손실을 최소화할 수 있고, 또 열전소자의 냉각을 효과적으로 시킬 수 있도록 한 전기식 냉풍장치를 제공함에 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 전기식 냉풍장치 구조는, 입 측에는 송풍기(30)가 설치된 급기구(11)가 형성되고, 출 측에는 배기구(12) 형성된 몸체(10)에 냉기발생수단(20)이 설치되고, 상기 몸체(10)의 근접위치에는 냉각수단(40)을 설치하되 그 냉각수단과 몸체 사이에는 펌프(P)로부터 공급되는 냉수를 상기 냉기발생수단(20)으로 공급하고 상기 냉기발생수단(20)에서 토출되는 온수를 상기 냉각수단(40)의 입구로 공급하는 분배기(50)가 설치되며, 상기 냉각수단(40)의 출 측에는 상기 펌프(P)와 연결 설치된 물탱크(W)와 연결 설치되고, 상기 냉기발생수단(20), 송풍기(30), 냉각수단(40), 펌프(P)로 전기를 공급하는 전기공급수단(60) 및 상기 냉기발생수단(20), 송풍기(30), 냉각수단(40), 펌프(P)를 제어하는 제어부(C)가 마련된 전기식 냉풍장치에 있어서,

상기 몸체(10)의 외부에는 상기 냉기발생수단(20)이 외기온도의 영향을 받지 않도록 하기 위한 진공부(13)가 형성되고, 상기 냉기발생수단(20)은 외기온도보다 5℃이하의 열을 발생시키는 열전소자(21)와 상기 열전소자(21)에서 발생되는 뜨거운 열을 냉각시키기 위한 냉각수순환수단(22)과, 상기 열전소자(21)의 냉기를 방출시키는 방열판(23)으로 구성된 것으로 이루어진다.

그리고 상기 냉기발생수단(20)이 설치된 몸체(10)는 "∩"자 형성 또는 수직 및 수평형의 일자형으로 형성되며, 상기 냉각수단(40)은 라지에터(41)와 그 라지에터(41)의 이면에 냉각팬(42)이 설치되고, 상기 냉각수순환수단(22)은 열전소자(21)의 일 측과 결합되게 설치되며, 그 열전소자(21)의 일 측과 결합되게 설치된 냉각수순환수단(22)은 일 측에 냉각수 공급구(22b)가 형성되고 타 측에 냉각수 토출구(22c)가 형성된 냉각수순환관(22a)으로 구성되고, 상기 냉기발생수단(20)은 몸체(10)에 일정간격으로 복수 개 설치하여 된 것으로 이루어진다.

상기와 같은 구성을 갖는 본 발명의 전기식 냉풍장치는 냉기발생수단이 설치된 몸체의 외부 둘레에 진공부가 형성됨으로써 송풍기를 통하여 상기 냉기발생수단으로 공급되는 에어가 상기 냉기발생수단에 의해 냉기로 열 교환될 때에 상기 진공부에 의해 외부온도의 영향을 받지않음으로 열교환 효율이 향상됨은 물론 그에 따른 에너지 손실을 최소화할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 전기식 냉풍장치의 구성을 나타낸 개략도,
도 2는 본 발명의 전기식 냉풍장치에서 진공부를 포함한 냉기발생수단의 발췌 단면도,
도 3은 본 발명의 전기식 냉풍장치 제어 블록도,
도 4는 본 발명의 전기식 냉풍장치에서 냉각수의 흐름을 나타낸 블록도.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 전기식 냉풍장치 구성은, 몸체(10)의 입 측에 외부공기를 흡입하여 냉기발생수단(20)으로 공급하는 송풍기(30)가 설치된 급기구(11)가 형성되고, 상기 몸체의 출 측에는 상기 송품기(30)를 통하여 공급된 공기가 냉기발생수단(20)에 의해 냉기로 열 교환되어 배출하는 배기구(12)가 형성된다.

그리고 상기 몸체(10)에는 냉기발생수단(20)이 설치되어 송품기(30)를 통하여 공급된 공기를 냉기로 열 교환하여 배기구(12)로 배출시키는데, 상기 냉기발생수단(20)은 외기온도(상온)보다 5℃이하의 열을 발생시키는 열전소자(21)와 상기 열전소자(21)에서 발생되는 뜨거운 열을 냉각시키기 위한 냉각수순환수단(22)과, 상기 열전소자(21)의 냉기를 방출시키는 방열 핀(23)으로 구성된다.

또 상기 몸체(10)의 외부에는 그 몸체(10)의 표면을 따라 진공부(13)가 형성되어 상기 냉기발생수단(20)이 외부온도의 영향을 받지 않도록 하였다.

상기 몸체(10)의 표면을 따라 진공부(13)를 형성시킨 이유는 송품기(30)를 통하여 공급된 공기가 냉기발생수단(20)에 의해 냉기로 열 교환될 때에 외부온도(상온)가 냉기발생수단(20)에 영향을 미치게 되면 냉기의 열 교환 효율은 떨어지고 그에 따라 열 교환 손실이 발생함으로 그 열 교환 손실을 방지하기 위함이다.

또한 상기 냉기발생수단(20)의 열전소자(21)는 전기공급과 동시에 냉기가 발생되고 그 냉기는 방열 핀(23)을 통하여 방출되며, 상기 방출되는 냉기는 송품기(30)를 통하여 공급된 공기와 열 교환된 후 냉기가 배기구(12)로 배출됨으로 목적하는 곳을 냉방 할 수 있게 되는 것이다.

단 상기 전기공급과 동시에 냉기가 발생되는 열전소자(21)는 냉기 방출과 함께 고온이 발생됨으로 그 고온을 냉각하기 위하여 냉각수순환수단(22)이 설치되는바, 상기 냉각수순환수단(22)을 이용한 열전소자(21)의 냉각방법은 일 측에 냉각수 공급구(22b)가 형성되고 타 측에 냉각수 토출구(22c)가 형성된 냉각수순환 관(22a)이 열전소자(21)의 상부와 연결 설치됨으로 상기 냉각수순환 관(22a)으로 냉각수가 순환되면 열전소자(21)의 열기를 빼앗아 감에 따라 냉각되게 되는 것이다.

상기 토출구(22c)로 토출되는 열기를 갖는 냉각수는 분배기(50)를 통하여 냉각수단(40)으로 공급되어 냉각되며 그 냉각된 냉각수는 물탱크(W)와 펌프(P) 및 분배기(50)를 통하여 냉각수 공급구(22b)로 재공급되는 순환구조를 갖는다.

상기 냉각수단(40)은 통상의 라지에터(41)와 그 라지에터(41)의 이면에 설치된 냉각팬(42)의 상호 작용에 의해 상기 열기를 갖는 냉각수를 냉각시키는 것으로 이는 이미 널리 알려진 기술이며 또 분배기(50)도 통상의 것으로 그에 대한 구체적인 설명은 생략한다.

상기 냉기발생수단(20)이 설치되는 몸체(10)는 "∩"자 형 또는 수직 및 수평형 중 어느 하나의 형상으로 형성되며 이와 같은 형상을 갖는 몸체(10)에는 복수 개의 냉기발생수단(20)이 설치되어 냉각효율을 높이도록 하였다.

상기 몸체(10)에 설치되는 냉기발생수단(20)의 개수는 목적하는 곳의 냉방 면적에 따라 결정되며 필요에 따라서는 상기 냉기발생수단(20)을 1개를 설치할 수도 있고 그 이상의 설치할 수도 있다.

또 상기 몸체(10)의 형상을 "∩"자 형 또는 수직 및 수평형 중 어느 하나의 형상으로 하는 이유는 설치 및 위치 장소에 따라 효과적으로 사용할 수 있도록 하기 위함이다.

또한 전기공급수단(60)은 냉기발생수단(20), 송풍기(30), 냉각수단(40), 펌프(P), 제어부(C) 등에 전기를 공급하는 것으로 외부전기를 받아 공급하거나 도 1에 나타낸 바와 같이 태양열 발전장치(61)에서 발전된 전기를 받아 공급해도 된다.

한편 본 발명의 열전소자(21) 양측 단 면부는 실링부재(24)를 이용하여 기밀성이 유지되게 실링하였다.

이상과 같은 본 발명은 냉기발생수단이 설치된 몸체의 외부 둘레에 진공부가 형성됨으로써 송풍기를 통하여 상기 냉기발생수단으로 공급되는 에어가 상기 냉기발생수단에 의해 냉기로 열 교환될 때에 상기 진공부에 의해 외부온도의 영향을 받지 않음으로 열 교환효율이 향상됨은 물론 그에 따른 에너지 손실을 최소화할 수 있는 장점이 있다.

10: 본체 11: 급기구
12: 배기구 20: 냉기발생수단
21: 열전소자 22: 냉각수순환수단
22a : 냉각수순환관 22b : 공급 구
22c : 토출구 23: 방열 핀
30: 송풍기 40: 냉각수단
41: 라지에터 42: 냉각팬
50: 분배기 60: 전기공급수단
61: 태양열 발전장치 C: 제어부
P: 펌프 W: 물탱크

Claims (6)

1. 입 측에는 송풍기(30)가 설치된 급기구(11)가 형성되고 출 측에는 배기구(12) 형성된 몸체(10)에 냉기발생수단(20)이 설치되고, 상기 몸체(10)의 근접위치에는 냉각수단(40)을 설치하되 그 냉각수단과 몸체 사이에는 펌프(P)로부터 공급되는 냉수를 상기 냉기발생수단(20)으로 공급하고 상기 냉기발생수단(20)에서 토출되는 온수를 상기 냉각수단(40)의 입구로 공급하는 분배기(50)가 설치되며, 상기 냉각수단(40)의 출 측에는 상기 펌프(P)와 연결 설치된 물탱크(W)와 연결 설치되고, 상기 냉기발생수단(20), 송풍기(30), 냉각수단(40), 펌프(P)로 전기를 공급하는 전기공급수단(60) 및 상기 냉기발생수단(20), 송풍기(30), 냉각수단(40), 펌프(P)를 제어하는 제어부(C)가 마련된 전기식 냉풍장치에 있어서,
   상기 몸체(10)의 외부에는 상기 냉기발생수단(20)이 외기온도의 영향을 받지 않도록 하기 위한 진공부(13)이 형성되고, 상기 냉기발생수단(20)은 외기온도보다 5℃이하의 열을 발생시키는 열전소자(21)와 상기 열전소자(21)에서 발생되는 뜨거운 열을 냉각시키기 위한 냉각수순환수단(22)과, 상기 열전소자(21)의 냉기를 방출시키는 방열판(23)으로 구성된 것을 특징으로 하는 전기식 냉풍장치.
2. 제 1항에 있어서, 상기 냉기발생수단(20)이 설치된 몸체(10)는 "∩"자 형성으로 형성된 것을 특징으로 하는 전기식 냉풍장치.
   
3. 제 1항에 있어서, 상기 냉기발생수단(20)이 설치된 몸체(10)는 수직 또는 수평 일자형으로 형성된 것을 특징으로 하는 전기식 냉풍장치.
4. 제 1항에 있어서, 상기 냉각수단(40)은 라지에터(41)와 그 라지에터(41)의 이면에 냉각팬(42)이 설치된 것임을 특징으로 하는 전기식 냉풍장치.
5. 제 1항에 있어서 상기 냉각수순환수단(22)은 열전소자(21)의 일 측과 결합되게 설치되며, 그 열전소자(21)의 일 측과 결합되게 설치된 냉각수순환수단(22)은 일 측에 냉각수 공급구(22b)가 형성되고 타 측에 냉각수 토출구(22c)가 형성된 냉각수순환관(22a)으로 구성됨을 특징으로 하는 전기식 냉풍장치.
6. 제 1항내지 제 4항중 어느 한 항에 있어서, 상기 냉기발생수단(20)은 몸체(10)에 일정간격으로 복수 개 설치된 것을 특징으로 하는 전기식 냉풍장치.
   
   
   
   
   
   

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