KR20140145676A - 열전소자와 pcm을 이용한 냉방장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 실내 냉방에 열전소자와 PCM를 사용하고 냉각수의 온도를 항상 일정하게 유지할 수 있어 냉기를 매우 효과적으로 토출함을 제공하도록, 지지프레임과; 상기 지지프레임의 상부에 설치되고 외부로부터 공기를 유입하여 냉각시킨 후 냉기를 배출가능하게 형성되는 제1냉각부와; 상기 제1냉각부의 하부에 위치하도록 상기 지지프레임 상에 설치되고 내부에 채워진 물을 지속적으로 냉각시킨 후 냉각수를 상기 제1냉각부를 향해 순환시키되 냉각수가 자체적으로 순환가능하게 형성되는 제2냉각부;를 포함하고, 상기 제1냉각부 및 상기 제2냉각부에는 전류를 흘려 상측에 열이 발생하는 발열면 및 하측에 열이 흡수되는 냉각면을 형성하는 열전소자와, 상기 열전소자의 발열면에 접촉하도록 배치되고 상기 제2냉각부로부터 이동된 냉각수를 순환하여 상기 발열면에서 발생하는 열을 냉각시키는 상부냉각수단과, 상기 열전소자의 냉각면에 접촉하도록 배치되고 상기 열전소자로부터 생성된 냉온을 PCM에 의해 축적하면서 냉기를 전달하는 하부냉각수단으로 구성되는 냉각기를 포함하는 열전소자와 PCM을 이용한 냉방장치를 제공한다.

Description

열전소자와 PCM을 이용한 냉방장치 {The Air Conditioner using Themoelectric Modules and PCM}
본 발명은 열전소자와 PCM을 이용한 냉방장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 실내 냉방에 열전소자와 PCM를 사용하고 냉각수의 온도를 항상 일정하게 유지할 수 있어 냉기를 매우 효과적으로 토출하는 것이 가능한 열전소자와 PCM을 이용한 냉방장치에 관한 것이다.
일반적으로 건물이나 차량 등 외부로부터 밀폐된 공간에는 무더운 날씨에 높은 실내의 온도를 낮추어 시원한 실내환경을 조성하기 위한 것으로, 실내의 더운 공기로부터 냉기를 생성한 후 실내 냉방을 위하여 냉기를 토출가능한 구조를 갖는 다양한 형태의 냉방장치를 설치하여 사용하고 있다.
이러한 냉방장치는 최근 경량, 가격, 효율 등의 이유로 염화불화탄소(CFC) 계열의 냉매에 프레온 가스를 사용한 기계 압축식이 사용되고 있으며, 이는 증발기를 비롯하여 응축기, 압축기, 팽창밸브 등이 파이프로 연결된 구조를 이루고 냉매가 파이프를 통해 내부 순환되면서 압축 및 팽창시킴에 따라 실내의 공기와 열 교환하도록 구성된다.
그런데 종래의 냉방장치의 경우 구조가 복잡하고 냉매가 누설될 위험이 있으며, 냉매는 시간이 경과할수록 자연누설되기 때문에 그때마다 냉매를 보충함에 따른 비용이 소요됨은 물론 관리가 번거롭고, 냉방장치의 구성에 압축기와 응축기 등이 필요하므로 설비의 부피가 대형화되며 제작비용이 많이 소요된다는 문제가 있었다. 특히 염화불화탄소 계열과 같은 냉매는 지구의 오존층을 파괴하여 환경오염을 유발하므로 냉매가스의 사용을 규제하고 있는 실정이다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 개시되어 있었던 종래기술로써, 대한민국 등록특허 제1173518호에는 외부공기를 흡입하여 송풍하는 송풍기; 중공부를 구비하며 내주면과 외주면을 연통시키는 다수의 공기분사통로가 형성되는 인테이크, 상기 인테이크가 내측에 고정되며 상기 인테이크의 다수의 공기분사통로 외측과 연통되는 흡기분배공간이 형성되는 케이싱, 상기 인테이크의 중공부에 회전가능하게 마련되어 상기 공기분사통로를 통하여 분사되는 공기에 의하여 회전되며 상기 분사된 공기를 냉각시켜 축방향으로 배출하는 터빈날개를 포함하여 이루어지는 냉각터빈; 상기 송풍기와 상기 흡기분배공간을 연통시키는 송풍관; 상기 냉각터빈에 의하여 냉각된 공기를 배출하기 위한 냉각공기 배출관; 상기 송풍관에 상기 송풍기로 흡입되는 외부공기와 열교환하기 위하여 마련되는 제1열교환기; 상기 송풍관에 상기 냉각공기 배출관으로 배출되는 냉각 공기와 열교환하기 위하여 마련되는 제2열교환기; 일단이 상기 송풍관에 연통되며 타단이 상기 냉각공기 배출관의 출구단측에 연통되도록 마련되는 제2고온공기 공급라인; 상기 제2고온공기 공급라인에 마련되는 온도조절용 밸브;를 포함하여 구성됨에 따라 냉매의 사용이 불필요하게 이루어지는 것을 특징으로 하는 무냉매 냉방장치가 공지되어 있다.
그러나 상기한 종래기술은 단순히 송풍기와 냉각터빈만으로 공기를 냉각하여 냉방효율이 현저히 떨어지고, 송풍기나 냉각터빈의 과도한 사용으로 전력사용량이 많다는 문제점이 있었다.
따라서 최근에는 전류에 의한 흡열 작용으로 주위 공기를 냉각하는 열전소자(thermoelectric module)을 사용한 냉방장치가 개발되고 있다.
이러한 열전소자는 한쪽 면이 흡열 작용을 하되 반대쪽 면은 흡열된 열을 방열하도록 이루어져 주위 공기의 열을 빼앗음에 따라 공기를 냉각시킬 수 있도록 구성된 것으로, 냉각장치에 이용되고 있는 실정이다.
그러나 종래의 열전소자를 사용한 냉방장치의 경우에는 열전소자의 흡열된 열을 방열하는 방열면으로부터 방열이 원활하게 이뤄지지 않을 경우 열전소자의 흡열면 온도가 빠르게 상승하여 공기를 냉각하는 냉방작용이 이뤄지지 않는 상황이 발생하게 되는 문제점이 있었다.
또한 종래에는 열전소자의 흡열면을 냉각하기 위하여 물을 순환시키는 경우 물이 계속해서 열전소자에 접하면서 온도가 점차 상승하게 되므로 흡열면에 대한 냉각효율이 낮아지고, 열전소자에 대한 냉각이 제대로 이뤄지지 않는 경우 냉방장치에 대한 전반적인 냉방효율이 저하된다는 문제점이 있었다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 열전소자를 사용하되 2중 방열구조 및 PCM이 충진된 구조를 갖는 냉각수단을 구성하므로 열전소자에서 발생하는 냉기를 효과적으로 방출하여 전력사용량은 낮추면서 냉방효율을 높일 수 있는 열전소자와 PCM을 이용한 냉방장치를 제공하는데, 그 목적이 있다.
뿐만 아니라 본 발명은 열전소자에서 발생하는 열을 냉각하기 위하여 지속적으로 순환되는 냉각수를 냉각하도록 구성하므로 냉각수의 온도를 항상 일정하게 유지하고 열전소자의 발열면을 효과적으로 냉각하여 냉방효율을 극대화할 수 있는 열전소자와 PCM을 이용한 냉방장치를 제공하기 위한 것이다.
본 발명에 따른 열전소자와 PCM을 이용한 냉방장치는 지지프레임과; 상기 지지프레임의 상부에 설치되고 외부로부터 공기를 유입하여 냉각시킨 후 냉기를 배출가능하게 형성되는 제1냉각부와; 상기 제1냉각부의 하부에 위치하도록 상기 지지프레임 상에 설치되고 내부에 채워진 물을 지속적으로 냉각시킨 후 냉각수를 상기 제1냉각부를 향해 순환시키되 냉각수가 자체적으로 순환가능하게 형성되는 제2냉각부;를 포함하고, 상기 제1냉각부 및 상기 제2냉각부에는 전류를 흘려 상측에 열이 발생하는 발열면 및 하측에 열이 흡수되는 냉각면을 형성하는 열전소자와, 상기 열전소자의 발열면에 접촉하도록 배치되고 상기 제2냉각부로부터 이동된 냉각수를 순환하여 상기 발열면에서 발생하는 열을 냉각시키는 상부냉각수단과, 상기 열전소자의 냉각면에 접촉하도록 배치되고 상기 열전소자로부터 생성된 냉온을 PCM에 의해 축적하면서 냉기를 전달하는 하부냉각수단으로 구성되는 냉각기를 포함하여 이루어진다.
상기 제1냉각부는 내부에 상기 냉각기를 적어도 하나 이상 수용하고 사방이 밀폐된 구조를 갖는 외부케이스와, 상기 외부케이스의 한쪽에 설치되고 외부로부터 공기를 유입시키는 유입팬과, 상기 외부케이스에서 상기 유입팬의 반대편에 위치하도록 설치되고 상기 냉각기를 통해 냉각된 냉기를 외부로 배출하는 배출팬으로 구성한다.
상기 제2냉각부는 내부에 물이 채워지고 상부에 상기 냉각기가 고정 설치되는 수조와, 상기 냉각기에 의해 냉각된 상기 수조의 냉각수를 상기 제1냉각부 및 제2냉각부의 냉각기에 각각 공급하는 수중펌프와, 상기 수중펌프로부터 상기 냉각기를 향해 냉각수가 공급될 수 있게 상호 연결하는 물공급관과, 상기 냉각기로부터 상기 수조를 향해 냉각수를 회수할 수 있게 상호 연결되는 물회수관으로 구성한다.
상기 냉각기의 상부냉각수단은 상기 열전소자에 접하는 냉각판과, 상기 냉각판의 한쪽 측면에 길이방향으로 중공되어 냉각수의 이동경로를 이루는 복수의 냉각로 이루어진다.
상기 상부냉각수단의 냉각로는 상기 냉각판을 향한 냉각수의 유입과 함께 배출가능하게 “∩”자형 단면형상으로 형성한다.
상기 냉각기의 하부냉각수단은 상기 열전소자에 한쪽 면이 접하여 냉온이 전달되는 상부기판과, 상기 상부기판의 하측에 설치되고 상기 상부기판에서 전달되는 냉온을 외부로 전달시키는 하부기판과, 상기 상부기판과 상기 하부기판의 사이에 일정한 간격을 유지토록 양쪽 측면에 설치되는 스페이서와, 상기 상부기판과 상기 하부기판의 사이에 충진되고 상기 상부기판에서 전달되는 냉온을 축적하는 PCM충진부로 이루어진다.
상기 하부냉각수단에는 상기 상부기판의 하면에 상기 하부기판을 향해 돌출 형성되고 상기 PCM충진부에 접하도록 충진공간을 구획하는 복수의 제1방열핀과, 상기 하부기판의 하면에 돌출 형성되고 상기 상부기판 및 상기 PCM충진부로부터 전달되는 냉온을 외부로 전달하는 제2방열핀을 구성한다.
또한 본 발명의 상기 제1냉각부에서 상기 냉각기는 가로 또는 세로 방향으로 일정한 간격을 두고 복수로 장착하여 구성되고, 외부로부터 유입되는 공기와의 접촉 표면적을 넓히도록 복수의 상기 냉각기 사이마다 보온재를 충전하여 형성되는 보온층을 더 포함하여 구성하는 것도 가능하다.
또한 본 발명은 상기 제1냉각부에 장착되고 외부로부터 유입되는 공기를 급속히 냉각시켜 냉기를 배출할 수 있도록 형성되는 급속냉각기를 더 포함하여 구성하는 것도 가능하다.
상기 급속냉각기는 전류에 의해 발열면 및 냉각면을 형성하는 열전소자와, 상기 열전소자의 발열면에 접하여 열을 냉각하는 냉각부재와, 상기 열전소자의 냉각면에 접하여 냉기를 전달하는 방열부재로 이루어진다.
상기 급속냉각기는 상기 제1냉각부에 상하로 구획된 케이스가 설치되고, 상기 케이스의 내부공간에 상기 냉각기와 상기 급속냉각기가 서로 구획하여 구분장착되도록 구성하는 것이 가능하다.
또한 상기 급속냉각기는 상기 제1냉각부의 내부에 상기 냉각기와 함께 가로 또는 세로 방향으로 일정한 간격을 두고 배열장착되도록 구성하는 것도 가능하다.
본 발명에 따른 열전소자와 PCM을 이용한 냉방장치에 의하면 열전소자로부터 냉온을 2중으로 전달하되 PCM에 의해 냉기를 축적하면서 전달하므로 전력사용량을 낮춰 냉방유지비용을 절감하고 냉기의 전달효율을 높여 열전소자에 대한 방열작용이 용이함은 물론 냉방효율을 지속적으로 유지할 수 있는 효과를 얻는다.
뿐만 아니라 본 발명에 따른 열전소자와 PCM을 이용한 냉방장치는 외부로부터 유입되는 공기에 대해 냉각기와의 접촉면적을 높이도록 배치하여 냉기를 충분히 생성시킨 후 토출할 수 있는 효과가 있다.
또한 본 발명에 따른 열전소자와 PCM을 이용한 냉방장치는 냉각수를 저온상태로 계속해서 유지하도록 냉각하여 냉각수에 의한 냉각효율을 지속적으로 유지하고 고효율의 냉방을 도모할 수 있는 효과가 있다.
또한 본 발명에 따른 열전소자와 PCM을 이용한 냉방장치는 열전소자를 사용하여 간단한 구조를 이루므로 제품의 가격경쟁률을 높이고 설비의 유지관리가 편리함은 물론 관비비용을 절감하며 환경오염을 방지할 수 있는 효과가 있다.
그리고 본 발명에 따른 열전소자와 PCM을 이용한 냉방장치는 냉방기의 사이마다 보온층을 형성하므로 외부로부터 유입되는 공기와의 접촉 표면적을 넓혀 냉방효율을 극대화할 수 있는 효과가 있다.
그리고 본 발명에 따른 열전소자와 PCM을 이용한 냉방장치는 PCM이 충전된 냉각기보다 공기에 냉온이 빠르게 전달되므로 냉방 초기에 보다 시원한 냉풍을 효율적으로 제공할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 일실시예를 나타내는 사시도.
도 2는 본 발명에 따른 일실시예를 나타내는 정단면도.
도 3의 (a),(b)는 각각 본 발명에 따른 일실시예에 있어서 제1냉각부의 제1실시예 및 제2실시예를 나타내는 평단면도.
도 4는 본 발명에 따른 일실시예에 있어서 냉각기를 나타내는 사시도.
도 5는 본 발명에 따른 일실시예에 있어서 상부냉각수단을 나타낸 평단면도.
도 6은 본 발명에 따른 일실시예에 있어서 냉각기를 나타내는 정단면도.
도 7은 본 발명에 따른 다른 실시예에 있어서 제1냉각부를 나타낸 평단면도.
도 8은 본 발명에 따른 또 다른 실시예에 있어서 급속냉각기를 나타내는 정단면도.
도 9는 본 발명에 따른 또 다른 실시예에 있어서 제1실시예를 나타내는 정단면도.
도 10의 (a),(b)는 각각 본 발명에 따른 또 다른 실시예에 있어서 제2실시예를 나타내는 평단면도.
본 발명은 지지프레임과; 상기 지지프레임의 상부에 설치되고 외부로부터 공기를 유입하여 냉각시킨 후 냉기를 배출가능하게 형성되는 제1냉각부와; 상기 제1냉각부의 하부에 위치하도록 상기 지지프레임 상에 설치되고 내부에 채워진 물을 지속적으로 냉각시킨 후 냉각수를 상기 제1냉각부를 향해 순환시키되 냉각수가 자체적으로 순환가능하게 형성되는 제2냉각부;를 포함하고, 상기 제1냉각부 및 상기 제2냉각부에는 전류를 흘려 상측에 열이 발생하는 발열면 및 하측에 열이 흡수되는 냉각면을 형성하는 열전소자와, 상기 열전소자의 발열면에 접촉하도록 배치되고 상기 제2냉각부로부터 이동된 냉각수를 순환하여 상기 발열면에서 발생하는 열을 냉각시키는 상부냉각수단과, 상기 열전소자의 냉각면에 접촉하도록 배치되고 상기 열전소자로부터 생성된 냉온을 PCM에 의해 축적하면서 냉기를 전달하는 하부냉각수단으로 구성되는 냉각기를 포함하는 열전소자와 PCM을 이용한 냉방장치를 기술구성의 특징으로 한다.
또한 상기 제1냉각부는 내부에 상기 냉각기를 적어도 하나 이상 수용하고 사방이 밀폐된 구조를 갖는 외부케이스와, 상기 외부케이스의 한쪽에 설치되고 외부로부터 공기를 유입시키는 유입팬과, 상기 외부케이스에서 상기 유입팬의 반대편에 위치하도록 설치되고 상기 냉각기를 통해 냉각된 냉기를 외부로 배출하는 배출팬을 포함하는 열전소자와 PCM을 이용한 냉방장치를 기술구성의 특징으로 한다.
또한 상기 제2냉각부는 내부에 물이 채워지고 상부에 상기 냉각기가 고정 설치되는 수조와, 상기 냉각기에 의해 냉각된 상기 수조의 냉각수를 상기 제1냉각부 및 제2냉각부의 냉각기에 각각 공급하는 수중펌프와, 상기 수중펌프로부터 상기 냉각기를 향해 냉각수가 공급될 수 있게 상호 연결하는 물공급관과, 상기 냉각기로부터 상기 수조를 향해 냉각수를 회수할 수 있게 상호 연결되는 물회수관을 포함하는 열전소자와 PCM을 이용한 냉방장치를 기술구성의 특징으로 한다.
또한 상기 냉각기의 상부냉각수단은 상기 열전소자에 접하는 냉각판과, 상기 냉각판의 한쪽 측면에 길이방향으로 중공되어 냉각수의 이동경로를 이루는 복수의 냉각로를 포함하는 열전소자와 PCM을 이용한 냉방장치를 기술구성의 특징으로 한다.
또한 상기 상부냉각수단의 냉각로는 상기 냉각판을 향한 냉각수의 유입과 함께 배출가능하게 “∩”자형 단면형상으로 형성되는 열전소자와 PCM을 이용한 냉방장치를 기술구성의 특징으로 한다.
또한 상기 냉각기의 하부냉각수단은 상기 열전소자에 한쪽 면이 접하여 냉온이 전달되는 상부기판과, 상기 상부기판의 하측에 설치되고 상기 상부기판에서 전달되는 냉온을 외부로 전달시키는 하부기판과, 상기 상부기판과 상기 하부기판의 사이에 일정한 간격을 유지토록 양쪽 측면에 설치되는 스페이서와, 상기 상부기판과 상기 하부기판의 사이에 충진되고 상기 상부기판에서 전달되는 냉온을 축적하는 PCM충진부를 포함하는 열전소자와 PCM을 이용한 냉방장치를 기술구성의 특징으로 한다.
또한 상기 하부냉각수단에는 상기 상부기판의 하면에 상기 하부기판을 향해 돌출 형성되고 상기 PCM충진부에 접하도록 충진공간을 구획하는 복수의 제1방열핀과, 상기 하부기판의 하면에 돌출 형성되고 상기 상부기판 및 상기 PCM충진부로부터 전달되는 냉온을 외부로 전달하는 제2방열핀을 포함하는 열전소자와 PCM을 이용한 냉방장치를 기술구성의 특징으로 한다.
또한 본 발명의 상기 제1냉각부에서 상기 냉각기는 가로 또는 세로 방향으로 일정한 간격을 두고 복수로 장착하여 구성되고, 외부로부터 유입되는 공기와의 접촉 표면적을 넓히도록 복수의 상기 냉각기 사이마다 보온재를 충전하여 형성되는 보온층을 더 포함하는 열전소자와 PCM을 이용한 냉방장치를 기술구성의 특징으로 한다.
또한 본 발명은 상기 제1냉각부에 장착되고 외부로부터 유입되는 공기를 급속히 냉각시켜 냉기를 배출할 수 있도록 형성되는 급속냉각기를 더 포함하는 열전소자와 PCM을 이용한 냉방장치를 기술구성의 특징으로 한다.
또한 상기 급속냉각기는 전류에 의해 발열면 및 냉각면을 형성하는 열전소자와, 상기 열전소자의 발열면에 접하여 열을 냉각하는 냉각부재와, 상기 열전소자의 냉각면에 접하여 냉기를 전달하는 방열부재를 포함하는 열전소자와 PCM을 이용한 냉방장치를 기술구성의 특징으로 한다.
또한 상기 급속냉각기는 상기 제1냉각부에 상하로 구획된 케이스가 설치되고, 상기 케이스의 내부공간에 상기 냉각기와 상기 급속냉각기가 서로 구획하여 구분장착되는 열전소자와 PCM을 이용한 냉방장치를 기술구성의 특징으로 한다.
또한 상기 급속냉각기는 상기 제1냉각부의 내부에 상기 냉각기와 함께 가로 또는 세로 방향으로 일정한 간격을 두고 배열장착되는 열전소자와 PCM을 이용한 냉방장치를 기술구성의 특징으로 한다.
다음으로 본 발명에 따른 열전소자와 PCM을 이용한 냉방장치의 바람직한 실시예를 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
그러나, 본 발명의 실시예는 여러 가지 다양한 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 상술하는 실시예로 한정되는 것으로 해석되지 않는다. 본 발명의 실시예는 해당 기술분야에서 보통의 지식을 가진 자가 본 발명을 이해할 수 있도록 설명하기 위해서 제공되는 것이고, 도면에서 나타내는 요소의 형상 등은 보다 명확한 설명을 강조하기 위해서 예시적으로 나타내는 것이다.
먼저 본 발명에 따른 열전소자와 PCM을 이용한 냉방장치의 일실시예는 도 1 및 도 2에 나타낸 바와 같이, 지지프레임(10)과, 냉각기(100a)(100b)를 각각 구비한 제1냉각부(20) 및 제2냉각부(30)를 포함하여 이루어진다.
상기 지지프레임(10)은 도 1에 나타낸 바와 같이, 상기 제1냉각부(20) 및 상기 제2냉각부(30)를 모두 지지하되 상기 제1냉각부(20)와 상기 제2냉각부(30)를 각각 상하로 구획하여 위치하도록 지지한다.
상기 지지프레임(10)은 다수의 프레임이 서로 연결 결합한 구조를 이루고, 하부에는 이동가능한 구조를 이루도록 바퀴를 구비한다.
상기 제1냉각부(20)는 외부로부터 공기를 유입하여 냉각시킨 후 냉기를 배출가능하게 형성되는 것으로서, 실내 공기의 환경을 전반적으로 차갑게 조성하는 냉방기능을 수행한다.
상기 제1냉각부(20)는 도 1 및 도 2에 나타낸 바와 같이, 상기 지지프레임(10)의 상부에 설치되고, 외부케이스(21)와 유입팬(23) 및 배출팬(25)으로 이루어진다.
상기 외부케이스(21)는 도 1에서처럼 상자형상으로 이루어지고, 상기 지지프레임(10) 상에 하부가 고정 설치되며, 사방이 밀폐된 구조를 갖는다.
상기 외부케이스(21)의 상부는 여닫이가 가능한 덮개 형태로 구성하는 것이 바람직하다. 즉 상기 외부케이스(21)는 냉방작동시 상부를 폐쇄된 상태로 유지하되 사용자로부터 임의로 개방시킬 수 있는 구조를 이루도록 형성한다.
상기 외부케이스(21)의 내부에는 상기 냉각기(100a)를 복수로 구비하여 장착가능하게 충분한 공간을 구비한다. 즉 상기 외부케이스(21)의 내부에는 상기 냉각기(100a)를 적어도 하나 이상 수용하여 장착된 구조를 이루도록 구성된다.
상기 외부케이스(21)는 투명한 유리판이나 아크릴판 등을 사용하여 구성하는 것도 가능하고, 불투명한 합성수지판 등을 사용하여 구성하는 것도 가능하다.
상기 유입팬(23) 및 상기 배출팬(25)은 양자 모두 상기 외부케이스(21) 상에 고정 설치된다. 즉 상기 유입팬(23) 및 상기 배출팬(25)은 도 2에 나타낸 바와 같이, 상기 외부케이스(21)를 기준으로 서로 대응되는 면(상기 외부케이스(21)의 측면) 상에 각각 대칭된 구조를 이루며 고정 설치된다.
상기 유입팬(23)은 상기 외부케이스(21)의 한쪽에 설치되고 내장된 팬의 구동에 의해 외부로부터 공기를 유입시키는 기능을 수행한다.
상기 배출팬(25)은 상기 외부케이스(21)에서 상기 유입팬(23)의 반대편에 위치하도록 설치된다.
상기 배출팬(25)은 상기 유입팬(23)을 통해 상기 외부케이스(21)의 내부로 유입된 공기가 상기 냉각기(100a)를 통해 냉각된 후 내장된 팬의 구동에 의해 냉각된 냉기를 외부로 배출하는 기능을 수행한다.
상기에서 유입팬(23) 및 배출팬(25)은 각각 구동속도를 제어가능하게 구성하여 냉방풍력을 조절할 수 있도록 구성하는 것이 바람직하다.
상기 유입팬(23) 및 상기 배출팬(25)은 상기 외부케이스(21) 상에 하나씩 구비토록 설치하여 구성하되 상기 외부케이스(21)의 크기에 따라 상기 유입팬(23) 및 상기 배출팬(25)을 각각 복수 개로 구성하는 것도 가능하다.
상기 제1냉각부(20)의 냉각기(100a)는 도 3에 나타낸 바와 같이, 상기 외부케이스(21)의 내부공간에 복수로 구성하되 상기 외부케이스(21) 내에서 가로 또는 세로 방향으로 일정한 간격을 두고 상기 냉각기(100a)를 배치한 후 고정 장착하는 것이 가능하다.
예를 들면, 도 3의 (a)에서처럼 상기 냉각기(100a)를 가로로 장착하되 세로 방향으로 일정한 간격을 두고 복수로 배치되도록 장착하는 것이 가능하다. 바람직하게는 2개의 상기 냉각기(100a)가 한 쌍을 이루어 서로 대칭된 구조로 장착되도록 구성한다. 또한 도 3의 (b)에서처럼 상기 냉각기(100a)를 세로로 장착하되 가로 방향으로 일정한 간격을 두고 배치되도록 장착하는 것도 가능하다. 바람직하게는 상기 유입팬(23)으로부터 상기 외부케이스(21) 내에 유입되는 공기와의 접촉면적을 높이도록 상기 냉각기(100a) 간에 서로 일정한 간격을 두고 지그재그로 하나씩 배치되도록 구성한다.
상기 제2냉각부(30)는 도 1 및 도 2에 나타낸 바와 같이, 상기 제1냉각부(20)의 하부에 위치하도록 상기 지지프레임(10) 상에 구비된 하측 공간에 설치된다.
상기 제2냉각부(30)는 상기 제1냉각부(20)를 향해 순환시킬 냉각수를 냉각시키는 기능을 수행한다. 즉 상기 제2냉각부(30)는 냉각수 역할을 하도록 내부에 채워진 물을 지속적으로 냉각시킨 후 냉각수를 상기 제1냉각부(20)를 향해 순환시킴은 물론 상기 제2냉각부(30)에서 자체적으로 순환가능하게 형성된다.
상기 제2냉각부(30)는 도 2에 나타낸 바와 같이, 내부에 물이 채워지는 수조(31)와, 상기 수조(31) 내에 설치되는 수중펌프(33)와, 상기 수중펌프(33)와 상기 냉각기(100a)(100b)를 상호 연결하는 물공급관(35) 및 물회수관(37)을 포함하여 이루어진다.
상기 수조(31)는 상측이 개방된 구조를 이루고, 내부에는 일정량이 물이 채워진다.
상기 수조(31)의 개방된 상부에는 내부에 채워진 물을 냉각시킬 수 있도록 상기 냉각기(100b)가 고정 설치되어 위치한다.
상기 수중펌프(33)는 상기 수조(31)의 내부에서 물속에 위치하고 상기 냉각기(100b)에 의해 냉각된 상기 수조(31)의 냉각수를 상기 제1냉각부(20) 및 제2냉각부(30)의 냉각기(100a)(100b)에 각각 공급할 수 있도록 동력을 인가한다.
상기 물공급관(35)은 상기 수중펌프(33)로부터 상기 냉각기(100a)(100b)를 향해 냉각수가 공급될 수 있게 상호 연결한다.
상기 물공급관(35)은 상기 제1냉각부(20)의 냉각기(100a)와 상기 제2냉각부(30)의 냉각기(100b)에 각각 연결된 구조를 이루도록 구성하는 것도 가능하고, 상기 물공급관(35)은 우선적으로 상기 제2냉각부(30)의 냉각기(100b)에 연결되고 상기 제2냉각부(30)의 냉각기(100b)와 상기 제1냉각부(20)의 냉각기(100a)에 상기 물공급관(35)을 추가적으로 연결하여 상기 제2냉각부(30)의 냉각기(100b)를 거친 냉각수가 상기 제1냉각부(20)의 냉각기(100a)에 공급되도록 구성하는 것도 가능하다.
상기 물회수관(37)은 상기 냉각기(100a)(100b)로부터 상기 수조(31)를 향해 냉각수를 회수할 수 있게 상호 연결한다.
상기 냉각기(100a)(100b)는 상기 제1냉각부(20) 및 상기 제2냉각부(30)에 각각 설치되어 구성되는 것으로, 상기 제1냉각부(20)에서는 공기를 냉각하고 상기 제2냉각부(30)에서는 물을 냉각시키는 기능을 수행한다.
상기 냉각기(100a)(100b)는 도 4 및 도 6에 나타낸 바와 같이, 냉온을 생성시키는 열전소자(110)와, 상기 열전소자(110)의 상부에 설치되는 상부냉각수단(120)과, 상기 열전소자(110)의 하부에 설치되는 하부냉각수단(130)으로 이루어진다.
상기 열전소자(110)는 두께가 얇은 판자형상으로 이루어지고, 내부에 전류가 흐르면서 공급가능하게 서로 다른 종류의 금속을 접합한 반도체 구조를 이룬다.
상기 열전소자(110)는 내측에 전류(직류전류)가 흐르면 상측에 열이 발생하는 발열면(111) 및 하측에 열이 흡수되는 냉각면(113)을 형성한다.
상기에서 열전소자(110)는 열과 전기의 관계현상인 펠티에 효과(peltier effect)를 이용하는 것으로서, 2개의 서로 다른 금속 접속점에 전류를 흘리면 그 전류의 방향에 따라서 한쪽은 열을 발생시키고 다른 한쪽은 열을 흡수하는 현상을 적용토록 이루어진다.
상기 상부냉각수단(120)은 상기 열전소자(110)의 상부에 위치하여 상기 열전소자(110)의 발열면(111)에 접촉하도록 배치된다.
상기 상부냉각수단(120)은 상기 열전소자(110)의 발열면(111)에서 발생하는 열을 냉각시키는 역할을 수행한다. 즉 상기 상부냉각수단(120)은 상기 제2냉각부(30)로부터 이동된 냉각수를 계속해서 순환하므로 상기 열전소자(110)의 발열면(111)을 냉각한다.
상기 냉각기(100a)(100b)의 상부냉각수단(120)은 상기 열전소자(110)에 접하는 본체인 냉각판(121)과, 상기 냉각판(121)에 형성되는 냉각로(123)로 이루어진다.
상기 냉각판(121)은 열전도율이 우수한 금속판재로 구성된다.
상기 냉각로(123)는 상기 제2냉각부(30)의 수중펌프(33)로부터 공급되는 냉각수의 이동경로를 이루는 것으로, 상기 냉각판(121)의 한쪽 측면에 길이방향을 중공 형성된다.
상기 냉각로(123)는 상기 냉각판(121) 상에 복수로 형성된다.
상기 상부냉각수단(120)의 냉각로(123)는 도 5에 나타낸 바와 같이, 상기 냉각판(121)을 향한 냉각수의 유입과 함께 배출가능하게 “∩”자형 단면형상으로 형성된다.
상기 하부냉각수단(130)은 상기 열전소자(110)의 하부에 위치하여 상기 열전소자(110)의 냉각면(113)에 접촉하도록 배치된다.
상기 하부냉각수단(130)은 상기 열전소자(110)의 냉각면(113)을 통해 생성되는 냉온을 PCM에 의해 축적하면서 냉기를 전달하는 기능을 수행한다.
상기 하부냉각수단(130)은 도 6에 나타낸 바와 같이, 상기 열전소자(110)에서 발생하는 냉온을 방열토록 2중 구조로 구성되는 것으로서, 상부기판(131)과 하부기판(133)이 상하로 구성된다. 또한 상기 하부냉각수단(130)에는 상기 상부기판(131)과 상기 하부기판(133)의 사이에 스페이서(135) 및 PCM충진부(137)를 구비하여 구성된다.
상기 상부기판(131)은 열전도율이 우수한 금속재질로 이루어지고, 상기 열전소자(110)에 한쪽 면이 접하여 냉온이 전달된다.
상기 하부기판(133)은 상기 상부기판(131)으로부터 소정의 거리를 두고 위치하도록 하측에 설치된다.
상기 하부기판(133)은 상기 상부기판(131)에서 전달되는 냉온을 외부로 전달시키는 것으로서, 상기 제1냉각부(20)에서는 공기에 접하여 냉기를 생성토록 위치하고, 상기 제2냉각부(30)에서는 수조(31) 내에 채워진 물에 냉온을 전달하여 냉각수를 생성토록 위치한다.
상기 하부냉각수단(130)에는 상기 상부기판(131)의 하면에 제1방열핀(132)이 형성되고, 상기 하부기판(133)의 하면에 제2방열핀(134)이 형성된다.
상기 제1방열핀(132)은 상기 상부기판(131)에 상기 하부기판(133)을 향해 돌출 형성되어 상기 하부기판(133)의 상면에 상기 제1방열핀(132)의 한쪽 끝단이 접하도록 형성된다.
상기 제1방열핀(132)은 상기 제PCM충진부(137)의 충진공간을 구획하여 PCM물질에 접촉하도록 형성된다.
상기 제2방열핀(134)은 상기 상부기판(131) 및 상기 PCM충진부(137)에 모두 접촉하고 상기 상부기판(131)의 제1방열핀(132)과 상기 PCM충진부(137)로부터 상기 하부기판(133)에 전달되는 냉온을 외부로 전달가능하게 형성된다.
상기 스페이서(135)는 상기 상부기판(131)과 상기 하부기판(133)의 사이에 설치되는 것으로서, 상기 상부기판(131)과 상기 하부기판(133)이 서로 일정한 간격을 유지할 수 있도록 구성되고 상기 PCM충진부(137)의 PCM이 충진가능한 공간을 이루도록 양쪽 측면에 설치된다.
상기 스페이서(135)에도 측방향으로 연장하여 돌출되는 방열핀을 구비하는 것이 바람직하다.
상기 PCM충진부(137)는 상기 상부기판(131)과 상기 하부기판(133)의 사이에 PCM이 충진되고 상기 상부기판(131)에서 전달되는 냉온을 축적하는 기능을 수행한다.
상기 PCM충진부(137)를 이루는 PCM(phase change material)물질은 상변화물질로서, 물질의 상변화과정을 통하여 많은 양의 열에너지를 축적하거나 저장된 열에너지를 방출한다.
상기에서 PCM인 잠열파라핀은 환경친화적이며 식물이나 동물, 미생물에 대하여 어떠한 영양을 미치지 않고, 물에 대하여 비오염성물질로 분류되고 있으며 100% 재활용이 가능하다. 또한 무독성이며 건강에 아무런 해를 끼치지 않는 특성이 있다.
상기와 같은 본 발명은 전원스위치(도면에 미도시)를 눌러 제1냉각부(20) 및 제2냉각부(30)를 모두 작동시키면 상기 제1냉각부(20)에서 유입팬(23)과 배출팬(25)이 구동하여 공기를 유입시키는 동시에 배출하되 상기 제1냉각부(20)의 냉각기(100a)가 작동하여 냉온을 전달하므로 상기 유입팬(23)에 의해 외부케이스(21) 내측 공간에 유입된 공기는 상기 배출팬(25)을 통해 외부로 배출되기까지 상기 냉각기(100a)와 접하면서 냉기를 생성한 후 상기 배출팬(25)으로 배출된다. 또한 상기 제2냉각부(30)에서는 수조(31) 내에 저류된 물을 상기 제2냉각부(30)의 냉각기(100b)에서 냉각하여 냉각수를 생성한 후 수중펌프(33)의 작동으로 상기 제1냉각부(20)의 냉각기(100a)와 상기 제2냉각부(30)의 냉각기(100b)로 냉각수를 순환시킨다.
즉 상기와 같이 구성되는 본 발명에 따른 열전소자와 PCM을 이용한 냉방장치에 의하면 열전소자로부터 냉온을 2중으로 전달하되 PCM에 의해 냉기를 축적하면서 전달하므로 전력사용량을 낮춰 냉방유지비용을 절감하고 냉기의 전달효율을 높여 열전소자에 대한 방열작용이 용이함은 물론 냉방효율을 지속적으로 유지하는 것이 가능하다.
뿐만 아니라 본 발명은 외부로부터 유입되는 공기에 대해 냉각기와의 접촉면적을 높이도록 배치하여 냉기를 충분히 생성시킨 후 토출하는 것이 가능하다.
또한 본 발명은 냉각수를 저온상태로 계속해서 유지하도록 냉각하여 냉각수에 의한 냉각효율을 지속적으로 유지하고 고효율의 냉방을 도모하는 것이 가능하다.
또한 본 발명은 열전소자를 사용하여 간단한 구조를 이루므로 제품의 가격경쟁률을 높이고 설비의 유지관리가 편리함은 물론 관비비용을 절감하며 환경오염을 방지하는 것이 가능하다.
그리고 본 발명에 따른 열전소자와 PCM을 이용한 냉방장치의 다른 실시예는 도 7에 나타낸 바와 같이, 상기 제1냉각부(20)에서 상기 냉각기(100a)는 가로 또는 세로 방향으로 일정한 간격을 두고 복수로 장착하여 구성되고, 복수의 상기 냉각기(100a) 사이마다 형성되는 보온층(140)을 더 포함하여 이루어진다.
상기 보온층(140)은 상기 냉각기(100a)의 사이마다 보온재를 충전하여 형성된다. 즉 서로 대칭된 구조로 위치하는 상기 냉각기(100a)에서 상기 하부기판(133) 간에 충분한 양의 보온재를 충전하므로 상기 보온층(140)을 형성한다.
상기 보온층(140)의 보온재로 사용되는 재료로는 열전도성이 우수한 금속재를 사용하되 공기의 유동이 원활하게 이뤄질 수 있도록 다공을 갖는 구조로 형성된다.
즉 상기한 다른 실시예와 같이 본 발명을 구성하면, 외부로부터 유입되는 공기와의 접촉 표면적을 넓혀 냉방효율을 극대화하는 것이 가능하다.
상기한 다른 실시예에 있어서도 상기한 구성 이외에는 상기한 일실시예와 마찬가지의 구성으로 실시하는 것이 가능하므로, 상세한 설명은 생략한다.
그리고 본 발명에 따른 열전소자와 PCM을 이용한 냉방장치의 또 다른 실시예는 도 8 내지 도 10에 나타낸 바와 같이, 상기 제1냉각부(20)에 장착되고 외부로부터 유입되는 공기를 급속히 냉각시켜 냉기를 배출할 수 있도록 형성되는 급속냉각기(200)를 더 포함하여 이루어진다.
상기 급속냉각기(200)는 도 8에 나타낸 바와 같이, 전류에 의해 발열면 및 냉각면을 형성하는 열전소자(210)와, 상기 열전소자(210)의 발열면에 접하여 열을 냉각하는 냉각부재(220)와, 상기 열전소자(210)의 냉각면에 접하여 냉기를 전달하는 방열부재(230)로 구성된다.
상기에서 급속냉각기(200)의 열전소자(210)와 냉각부재(220) 및 방열부재(230)는 각각 상기 냉각기(100a)의 열전소자(110), 상부냉각수단(120), 하부냉각수단(130)의 상부기판(131)과 마찬가지의 동일한 구성으로 실시하는 것이 가능하므로, 상세한 설명은 생략한다.
상기 급속냉각기(200)가 적용된 본 발명에 따른 열전소자와 PCM을 이용한 냉방장치의 또 다른 실시예에서 제1실시예는 도 9에 나타낸 바와 같이, 상기 제1냉각부(20)에 상하로 구획된 케이스(40)가 설치되고, 상기 케이스(40)의 내부공간에 상기 냉각기(100a)와 상기 급속냉각기(200)가 서로 구획하여 구분장착되도록 구성된다.
상기 케이스(40)는 상기 외부케이스(21) 내에 설치되고, 상기 외부케이스(21)의 유입팬(23) 및 배출팬(25)에 각각 대응하여 측면이 개방된 구조를 이룬다.
도면에 나타내지는 않았지만 상기에서 케이스(40)의 개방된 측면에는 상기 외부케이스(21)와 동일하게 팬을 장착하여 공기의 유동을 도모하도록 구성하는 것도 가능하다.
상기 냉각기(100a)와 상기 급속냉각기(200)는 각각 상기 케이스(40)에 상하로 구획된 공간 내에 구분하여 장착된다. 예를 들면, 상기 냉각기(100a)를 상기 케이스(40)의 하측에 장착하는 경우 상기 급속냉각기(200)는 상기 케이스(40)의 상측에 장착한다.
상기 급속냉각기(200)가 적용된 본 발명에 따른 열전소자와 PCM을 이용한 냉방장치의 또 다른 실시예에서 제2실시예는 도 10에 나타낸 바와 같이, 상기 제1냉각부(20)의 내부에 상기 냉각기(100a)와 함께 상기 급속냉각기(200)가 배열장착되도록 구성된다.
상기 급속냉각기(200)는 상기 제1냉각부(20)에 가로 또는 세로 방향으로 일정한 간격을 두고 장착된 복수의 상기 냉각기(100a)의 사이마다 일정한 간격을 두고 배열장착된다.
도 10의 (a)에서처럼 상기 냉각기(100a)를 세로 방향으로 일정한 간격을 두고 배열장착하는 경우 상기 냉각기(100a)의 사이마다 상기 급속냉각기(200)를 세로 방향으로 일정한 간격을 두고 배열장착하여 구성하고, 도 10의 (b)에서처럼 상기 냉각기(100a)를 가로 방향으로 일정한 간격을 두고 배열장착하는 경우 상기 냉각기(100a)의 사이마다 상기 급속냉각기(200)를 가로 방향으로 일정한 간격을 두고 배열장착하여 구성한다.
즉 상기한 또 다른 실시예와 같이 본 발명을 구성하면, PCM이 충전된 냉각기보다 공기에 냉온이 빠르게 전달되므로 냉방 초기에 보다 시원한 냉풍을 제공하는 것이 가능하다.
상기한 또 다른 실시예에 있어서도 상기한 구성 이외에는 상기한 일실시예 및/또는 다른 실시예와 마찬가지의 구성으로 실시하는 것이 가능하므로, 상세한 설명은 생략한다.
상기에서는 본 발명에 따른 열전소자와 PCM을 이용한 냉방장치의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고 특허청구범위와 명세서 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고, 이 또한 본 발명의 범위에 속한다.
10 : 지지프레임 20 : 제1냉각부 21 : 외부케이스
23 : 유입팬 25 : 배출팬 30 : 제2냉각부
31 : 수조 33 : 수중펌프 35 : 물공급관
37 : 물회수관 40 : 케이스 100a,100b : 냉각기
110 : 열전소자 111 : 발열면 113 : 냉각면
120 : 상부냉각수단 121 : 냉각판 123 : 냉각로
130 : 하부냉각수단 131 : 상부기판 132 : 제1방열핀
133 : 하부기판 134 : 제2방열핀 135 : 스페이서
137 : PCM충진부 140 : 보온층 200 : 급속냉각기
210 : 열전소자 220 : 냉각부재 230 : 방열부재

Claims (12)

  1. 지지프레임과;
    상기 지지프레임의 상부에 설치되고 외부로부터 공기를 유입하여 냉각시킨 후 냉기를 배출가능하게 형성되는 제1냉각부와;
    상기 제1냉각부의 하부에 위치하도록 상기 지지프레임 상에 설치되고 내부에 채워진 물을 지속적으로 냉각시킨 후 냉각수를 상기 제1냉각부를 향해 순환시키되 냉각수가 자체적으로 순환가능하게 형성되는 제2냉각부;를 포함하고,
    상기 제1냉각부 및 상기 제2냉각부에는 전류를 흘려 상측에 열이 발생하는 발열면 및 하측에 열이 흡수되는 냉각면을 형성하는 열전소자와, 상기 열전소자의 발열면에 접촉하도록 배치되고 상기 제2냉각부로부터 이동된 냉각수를 순환하여 상기 발열면에서 발생하는 열을 냉각시키는 상부냉각수단과, 상기 열전소자의 냉각면에 접촉하도록 배치되고 상기 열전소자로부터 생성된 냉온을 PCM에 의해 축적하면서 냉기를 전달하는 하부냉각수단으로 구성되는 냉각기를 포함하여 이루어지는 열전소자와 PCM을 이용한 냉방장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 제1냉각부는, 내부에 상기 냉각기를 적어도 하나 이상 수용하고 사방이 밀폐된 구조를 갖는 외부케이스와, 상기 외부케이스의 한쪽에 설치되고 외부로부터 공기를 유입시키는 유입팬과, 상기 외부케이스에서 상기 유입팬의 반대편에 위치하도록 설치되고 상기 냉각기를 통해 냉각된 냉기를 외부로 배출하는 배출팬을 포함하여 이루어지는 열전소자와 PCM을 이용한 냉방장치.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 제2냉각부는, 내부에 물이 채워지고 상부에 상기 냉각기가 고정 설치되는 수조와, 상기 냉각기에 의해 냉각된 상기 수조의 냉각수를 상기 제1냉각부 및 제2냉각부의 냉각기에 각각 공급하는 수중펌프와, 상기 수중펌프로부터 상기 냉각기를 향해 냉각수가 공급될 수 있게 상호 연결하는 물공급관과, 상기 냉각기로부터 상기 수조를 향해 냉각수를 회수할 수 있게 상호 연결되는 물회수관을 포함하여 이루어지는 열전소자와 PCM을 이용한 냉방장치.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 냉각기의 상부냉각수단은, 상기 열전소자에 접하는 냉각판과, 상기 냉각판의 한쪽 측면에 길이방향으로 중공되어 냉각수의 이동경로를 이루는 복수의 냉각로를 포함하여 이루어지는 열전소자와 PCM을 이용한 냉방장치.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 상부냉각수단의 냉각로는 상기 냉각판을 향한 냉각수의 유입과 함께 배출가능하게 “∩”자형 단면형상으로 형성되는 것을 특징으로 하는 열전소자와 PCM을 이용한 냉방장치.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 냉각기의 하부냉각수단은, 상기 열전소자에 한쪽 면이 접하여 냉온이 전달되는 상부기판과, 상기 상부기판의 하측에 설치되고 상기 상부기판에서 전달되는 냉온을 외부로 전달시키는 하부기판과, 상기 상부기판과 상기 하부기판의 사이에 일정한 간격을 유지토록 양쪽 측면에 설치되는 스페이서와, 상기 상부기판과 상기 하부기판의 사이에 충진되고 상기 상부기판에서 전달되는 냉온을 축적하는 PCM충진부를 포함하여 이루어지는 열전소자와 PCM을 이용한 냉방장치.
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 하부냉각수단에는, 상기 상부기판의 하면에 상기 하부기판을 향해 돌출 형성되고 상기 PCM충진부에 접하도록 충진공간을 구획하는 복수의 제1방열핀과, 상기 하부기판의 하면에 돌출 형성되고 상기 상부기판 및 상기 PCM충진부로부터 전달되는 냉온을 외부로 전달하는 제2방열핀을 포함하여 이루어지는 열전소자와 PCM을 이용한 냉방장치.
  8. 청구항 1 내지 청구항 7 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1냉각부에서 상기 냉각기는 가로 또는 세로 방향으로 일정한 간격을 두고 복수로 장착하여 구성되고,
    외부로부터 유입되는 공기와의 접촉 표면적을 넓히도록 복수의 상기 냉각기 사이마다 보온재를 충전하여 형성되는 보온층을 더 포함하여 이루어지는 열전소자와 PCM을 이용한 냉방장치.
  9. 청구항 1 내지 청구항 7 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1냉각부에 장착되고 외부로부터 유입되는 공기를 급속히 냉각시켜 냉기를 배출할 수 있도록 형성되는 급속냉각기를 더 포함하여 이루어지는 열전소자와 PCM을 이용한 냉방장치.
  10. 청구항 9에 있어서,
    상기 급속냉각기는 전류에 의해 발열면 및 냉각면을 형성하는 열전소자와, 상기 열전소자의 발열면에 접하여 열을 냉각하는 냉각부재와, 상기 열전소자의 냉각면에 접하여 냉기를 전달하는 방열부재를 포함하여 이루어지는 열전소자와 PCM을 이용한 냉방장치.
  11. 청구항 9에 있어서,
    상기 급속냉각기는 상기 제1냉각부에 상하로 구획된 케이스가 설치되고, 상기 케이스의 내부공간에 상기 냉각기와 상기 급속냉각기가 서로 구획하여 구분장착되는 것을 특징으로 하는 열전소자와 PCM을 이용한 냉방장치.
  12. 청구항 9에 있어서,
    상기 급속냉각기는 상기 제1냉각부의 내부에 상기 냉각기와 함께 가로 또는 세로 방향으로 일정한 간격을 두고 배열장착되는 것을 특징으로 하는 열전소자와 PCM을 이용한 냉방장치.
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KR20200070615A (ko) 2018-12-10 2020-06-18 부산대학교 산학협력단 왕느릅나무 열수 추출물을 유효성분으로 포함하는 고지혈증 개선 건강기능식품 조성물 및 그 제조방법

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07332829A (ja) * 1994-06-10 1995-12-22 Seiko Instr Inc 冷凍装置
JPH09264559A (ja) * 1996-03-29 1997-10-07 Matsushita Electric Works Ltd 蓄冷蓄熱式冷温風装置
KR20040080688A (ko) * 2003-03-13 2004-09-20 (주) 대성에너텍 냉온 소자를 이용한 수냉식 냉온풍시스템

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105805980A (zh) * 2014-12-31 2016-07-27 青岛海尔智能技术研发有限公司 半导体制冷模块的侧面安装方法
KR20200070615A (ko) 2018-12-10 2020-06-18 부산대학교 산학협력단 왕느릅나무 열수 추출물을 유효성분으로 포함하는 고지혈증 개선 건강기능식품 조성물 및 그 제조방법

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