KR20170057018A - 열전소자를 이용한 제습모듈 및 이를 포함하는 제습기 - Google Patents

열전소자를 이용한 제습모듈 및 이를 포함하는 제습기 Download PDF

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Abstract

본 발명은 방열판의 방열성능이 향상된 열전소자를 이용한 제습모듈 및 이를 포함하는 제습기를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 열전소자를 이용한 제습모듈은 열전소자; 상기 열전소자의 발열측 면에 장착되는 방열판; 상기 열전소자의 냉각측 면에 장착되는 냉각판; 상기 냉각판을 관통하여 형성되는 통기홀; 및 상기 냉각판과 열교환된 공기가 상기 통기홀을 통과하여 상기 방열판 측으로 유동하도록 공기의 유동을 발생시키는 송풍팬;을 포함한다.

Description

열전소자를 이용한 제습모듈 및 이를 포함하는 제습기{DEHUMIDIFYING MODULE USING THERMOELETRIC ELEMENT AND DEHUMIDIFYER HAVING THE SAME}
본 발명은 열전소자를 이용한 제습모듈 및 이를 포함하는 제습기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 펠티에 효과를 이용하여 공기를 냉각시켜 제습하는 열전소자를 이용한 제습모듈 및 이를 포함하는 제습기에 관한 것이다.
열전소자를 이용한 전자식 제습은 펠티에 효과를 이용한 열전 냉각 방식으로 제습을 수행한다.
이러한 전자식 제습에는 전기 인가시 일면에서 발열이 발생하고 타면에서 흡열이 발생하는 열전반도체 소자가 사용된다.
여기서, 열전반도체 소자의 흡열측 면에 장착된 냉각판이 공기와 열교환하여 공기를 냉각시켜 제습을 할 수 있다. 또한, 열전반도체 소자의 발열측 면에는 방열판이 장착되어 열전반도체 소자의 발열측에서 발생된 열을 방출시킨다.
이와 같은 전자식 제습에서, 방열판의 방열이 원활하게 이루어지지 않아서 열전반도체 소자의 발열측이 과열되면 냉각측의 냉각성능을 떨어뜨린다.
방열판의 방열성능을 향상시기키 위해서는 방열판과 공기 간의 열교환면적을 넓히기 위해 방열판의 크기를 크게 설계할 수 있으나, 이러한 경우에는 장치의 부피가 커지는 문제가 발생한다.
따라서, 전자식 제습 장치의 크기를 최소화하고 방열판을 효과적으로 냉각시킬 수 있는 방안이 필요하다.
본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점 중 적어도 일부를 해결하고자 안출된 것으로, 일 측면으로서, 방열판의 방열성능이 향상된 열전소자를 이용한 제습모듈 및 이를 포함하는 제습기를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 목적 중 적어도 일부를 달성하기 위한 일 측면으로서, 본 발명은 열전소자; 상기 열전소자의 발열측 면에 장착되는 방열판; 상기 열전소자의 냉각측 면에 장착되는 냉각판; 상기 냉각판을 관통하여 형성되는 통기홀; 및 상기 냉각판과 열교환된 공기가 상기 통기홀을 통과하여 상기 방열판 측으로 유동하도록 공기의 유동을 발생시키는 송풍팬;을 포함하는 열전소자를 이용한 제습모듈를 제공한다.
일 실시예에서, 상기 통기홀이 상기 열전소자의 주변을 따라 복수개 형성될 수 있다.
또한, 일 실시예에서, 상기 방열판에는 공기가 상기 방열판의 방열핀 사이의 공간으로 유입될 수 있도록 관통 형성된 유입홀이 구비될 수 있다.
또한, 일 실시예에서, 상기 유입홀은 상기 통기홀에 대향하는 위치에 형성될 수 있다.
또한, 일 실시예에서, 상기 방열판의 일면에 상기 열전소자가 배치되고, 상기 방열판의 타면에 상기 송풍팬이 배치될 수 있다.
다른 일 측면으로서, 본 발명은 하우징; 열전소자와, 상기 열전소자의 발열측 면에 장착되는 방열판과, 상기 열전소자의 냉각측 면에 장착되는 냉각판과, 상기 냉각판을 관통하여 형성되는 통기홀과, 상기 냉각판과 열교환된 공기가 상기 통기홀을 통과하여 상기 방열판 측으로 유동하도록 공기의 유동을 발생시키는 송풍팬을 구비하고, 상기 하우징의 내부에 구비되어 상기 하우징 내부로 유입된 공기를 제습하는 제습모듈; 및 상기 제습모듈에서 생성되어 낙하하는 응축수를 저장하도록 상기 하우징의 내부에 구비되는 응축수 트레이;를 포함하는 제습기를 제공한다.
일 실시예에서, 상기 제습모듈은 상기 냉각판이 상기 하우징에 형성된 공기흡입구에 대향하도록 배치될 수 있다.
이러한 구성을 갖는 본 발명의 일 실시예에 의하면, 냉각판의 냉각성능이 향상되어 제습성능이 향상되고, 장치가 소형화될 수 있다는 효과를 얻을 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 제습모듈의 사시도이다.
도 2는 도 1에 도시된 제습모듈을 냉각판 측에서 바라본 사시도이다.
도 3은 도 1에 도시된 제습모듈에 포함되는 냉각판과 방열판의 사시도이다.
도 4는 도 1에 도시된 제습모듈의 측단면도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 제습기의 분해사시도이다.
본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 또한, 본 명세서에서 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명한다.
먼저, 도 1 내지 도 4를 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 제습모듈(100)에 대해서 설명한다.
도 1 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 제습모듈(100)은 열전소자(110), 방열판(120), 냉각판(130), 통기홀(126), 송풍팬(140) 및 유입홀(136)을 포함할 수 있다.
상기 열전소자(110)는 전기가 인가되면 펠티에 효과에 의해 양면에 흡열반응과 발열반응이 발생하는 소자로서, N형 반도체, P형 반도체 및 전기전도판으로 이루어진 일반적인 펠티에 소자로 구성될 수 있다.
상기 방열판(120)은 열전소자(110)의 발열측 면에 장착되어 열전소자(110)에서 발생한 열을 방출시킬 수 있다.
이러한 방열판(120)은 일면이 열전소자(110)에 접합되는 베이스플레이트(122)와, 베이스플레이트(122)의 타면에 구비되는 다수의 방열핀(124)으로 구성될 수 있다.
일 예로, 방열판(120)의 베이스플레이트(122)와 방열핀(124)은 일체로 성형되어 제작될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 베이스플레이트(122)에 다수의 방열핀(124)이 접합되어 제작될 수도 있다.
방열판(120)은 다수의 방열핀(124)이 공기와 열교환하여 열전소자(110)의 발열측 면에서 발생하는 열을 방출시킬 수 있다.
상기 냉각판(130)은 열전소자(110)의 냉각측 면에 장착되어 열전소자(110)에게 열을 빼앗겨서 냉각될 수 있다.
이러한 냉각판(130)은 일면이 열전소자(110)에 접합되는 베이스플레이트(132) 와, 베이스플레이트(132)의 타면에 구비되는 다수의 냉각핀(134)으로 구성될 수 있다.
일 예로, 냉각판(130)의 베이스플레이트(132)와 냉각핀(134)은 일체로 성형되어 제작될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 베이스플레이트(132)에 다수의 냉각핀(134)이 접합되어 제작될 수도 있다.
냉각판(130)은 다수의 냉각핀(134)이 공기와 열교환하여 공기를 냉각시킴으로써 공기 중의 수분을 제거할 수 있다. 이때, 냉각핀(134)의 표면에는 응축수가 생성될 수 있다.
상기 통기홀(126)은 냉각판(130)을 관통하여 형성되며, 냉각판(130)에 의해 냉각된 공기가 방열판(120) 측으로 유동하는 통로를 구성할 수 있다.
일 실시예에서, 통기홀(126)은 냉각판(130)의 베이스플레이트(132)를 관통하는 형태로 형성될 수 있다.
이러한 통기홀(126)을 통해, 냉각판(130)에 의해 냉각된 공기가 냉각판(130)의 베이스플레이트(132)를 관통하여 냉각판(130)의 베이스플레이트(132) 대향하도록 배치되는 방열판(120)의 표면으로 유동할 수 있게 된다.
또한, 일 실시예에서, 통기홀(126)은 열전소자(110)의 주변을 따라 복수개가 형성될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 통기홀(126)의 위치, 크기 및 형상은 다양하게 설정될 수 있다.
상기 송풍팬(140)은 냉각판(130)과 열교환되어 냉각된 공기가 통기홀(126)을 통과하여 방열판(120) 측으로 유동하도록 공기의 유동을 발생시킬 수 있다.
또한, 송풍팬(140)은 외부공기를 냉각판(130)과 열교환하도록 냉각판(130) 측으로 도입시킬 수 있다.
이를 위해, 일 실시예에서, 송풍팬(140)은 도 1 및 도 4에 도시된 바와 같이 공기의 유동방향을 기준으로 방열판(120)의 후단에 배치될 수 있다.
방열판(120)의 후단에 배치된 송풍팬(140)은 공기를 흡입하는 흡입측이 방열판(120)의 방열핀(124) 끝단에 배치되므로, 냉각판(130)에 의해 냉각된 공기를 방열판(120)으로 집중시켜 유동시킬 수 있다.
이와 달리, 송풍팬(140)이 냉각판(130)의 전단에 배치되는 경우에는 냉각판(130)을 지난 공기가 방열판(120)의 외곽 방향으로 확산될 가능성이 높기 때문에 방열판(120)과 공기와의 열교환 효율이 떨어질 수 있다.
다만, 본 발명에서, 송풍팬(140)의 위치는 방열판(120)의 후단으로 한정되지 않고, 방열판(120)과 공기와의 높은 열교환 효율을 확보할 수 있다면, 어떠한 위치에 배치되어도 무방하다.
한편, 송풍팬(140)의 종류는 특별히 한정되지 않으며, 축류팬, 원심팬 및 사류팬 등 다양한 타입의 팬으로 구성될 수 있다.
상기 유입홀(136)은 방열판(120)에 형성되며, 공기가 방열판(120)의 방열핀(124) 사이의 공간으로 유입될 수 있는 통로를 구성할 수 있다.
일 실시예에서, 유입홀(136)은 방열판(120)의 베이스플레이트(122)를 관통하는 형태로 형성될 수 있다.
또한, 일 실시예에서, 유입홀(136)은 냉각판(130)에 형성된 통기홀(126)에 대향하는 위치에 형성되어, 복수의 통기홀(126)에 일대일로 대응하여 복수개가 구비될 수 있다.
이와 같은 구성에서, 송풍팬(140)이 작동하게 되면, 공기가 냉각판(130)에서 방열판(120) 측으로 유동하게 되고, 냉각판(130)에 의해 제습되고 냉각된 차가운 공기가 냉각판(130)의 통기홀(126)과 방열판(120)의 유입홀(136)을 통과하여 다수의 방열핀(124) 사이로 유동하면서 방열핀(124)을 냉각시킬 수 있다.
전술한 바와 같은 본 발명의 일 실시예에 따른 제습모듈(100)은 냉각판(130)에 의해 냉각된 공기가 방열판(120)과 열교환할 수 있도록 구성되어 방열판(120)의 방열 효과가 향상되고, 이를 통해, 냉각판(130)의 냉각성능 향상 및 열전소자(110)의 안정적인 성능 구현이 가능하고, 방열판(120)의 크기를 감축시킬 수 있다는 장점을 가진다.
다음으로, 도 5를 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 제습기(200)에 대해서 설명한다.
도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 제습기(200)는 하우징(212,214), 제습모듈(100) 및 응축수 트레이(220)를 포함할 수 있다.
상기 하우징(212,214)은 본 발명의 일 실시예에 따른 제습기(200)의 외관을 구성하며, 제습모듈(100) 및 응축수 트레이(220)가 설치될 수 있는 내부공간을 마련할 수 있다.
일 실시예에서, 하우징(212,214)은 서로 합형되는 전면커버(212) 및 후면커버(214)로 구성될 수도 있다.
또한, 하우징(212,214)에는 외부공기가 하우징(212,214) 내부로 흡입되는 공기흡입구(216)와, 하우징(212,214) 내부의 공기가 외부로 토출되는 공기토출구(218)가 구비될 수 있다.
상기 제습모듈(100)은 하우징(212,214)의 내부에 구비되며, 하우징(212,214) 내부로 유입된 공기를 제습하는 요소로서, 도 1 내지 도 4를 참조하여 전술한 본 발명의 일 실시예에 따른 제습모듈(100)과 실질적으로 동일하므로, 구체적인 구성 및 작동에 대한 설명은 생략한다.
일 실시예에서, 도 5에 도시된 바와 같이, 제습모듈(100)은 냉각판(130)이 하우징(212,214)에 형성된 공기흡입구(216)에 대향하도록 배치될 수 있다.
이와 같은 구조에서, 제습모듈(100)의 송풍팬(140)이 작동하면, 공기흡입구(216)를 통해 하우징(212,214) 내부로 흡입된 공기의 대부분이 냉각판(130)으로 원활하게 유동할 수 있게 된다.
이와 달리, 공기흡입구(216)에서 냉각판(130)으로 유동하는 공기의 유로가 꺾인 형태가 되는 경우에는 공기흡입구(216)로 흡입된 공기가 냉각판(130)으로 집중되지 않고 냉각판(130)을 우회하여 방열판(120)으로 유입되는 문제가 발생할 수 있으며, 냉각판(130)의 전체면적에서 공기와의 열교환이 불균형적으로 이루어질 수도 있다.
상기 응축수 트레이(220)는 하우징(212,214)의 내부에서 제습모듈(100)에 구비된 냉각판(130)의 하방에 배치되어 제습모듈(100)에서 생성되어 낙하하는 응축수를 저장할 수 있다.
본 발명은 특정한 실시예에 관하여 도시하고 설명하였지만, 당업계에서 통상의 지식을 가진 자라면 이하의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역을 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 밝혀두고자 한다.
100: 제습모듈 110: 열전소자
120: 방열판 122: 방열판의 베이스플레이트
124: 방열핀 126: 통기홀
130: 냉각판 132: 냉각판의 베이스플레이트
134: 냉각핀 136: 유입홀
140: 송풍팬
200: 제습기 212: 전면커버
214: 후면커버 216: 공기흡입구
218: 공기토출구 220: 응축수 트레이

Claims (8)

  1. 열전소자;
    상기 열전소자의 발열측 면에 장착되는 방열판;
    상기 열전소자의 냉각측 면에 장착되는 냉각판;
    상기 냉각판을 관통하여 형성되는 통기홀; 및
    상기 냉각판과 열교환된 공기가 상기 통기홀을 통과하여 상기 방열판 측으로 유동하도록 공기의 유동을 발생시키는 송풍팬;
    을 포함하는 열전소자를 이용한 제습모듈.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 통기홀이 상기 열전소자의 주변을 따라 복수개 형성된 열전소자를 이용한 제습모듈.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 방열판에는 공기가 상기 방열판의 방열핀 사이의 공간으로 유입될 수 있도록 관통 형성된 유입홀이 구비된 열전소자를 이용한 제습모듈.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 유입홀은 상기 통기홀에 대향하는 위치에 형성된 열전소자를 이용한 제습모듈.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 방열판의 일면에 상기 열전소자가 배치되고, 상기 방열판의 타면에 상기 송풍팬이 배치된 열전소자를 이용한 제습모듈.
  6. 하우징;
    열전소자와, 상기 열전소자의 발열측 면에 장착되는 방열판과, 상기 열전소자의 냉각측 면에 장착되는 냉각판과, 상기 냉각판을 관통하여 형성되는 통기홀과, 상기 냉각판과 열교환된 공기가 상기 통기홀을 통과하여 상기 방열판 측으로 유동하도록 공기의 유동을 발생시키는 송풍팬을 구비하고, 상기 하우징의 내부에 구비되어 상기 하우징 내부로 유입된 공기를 제습하는 제습모듈; 및
    상기 제습모듈에서 생성되어 낙하하는 응축수를 저장하도록 상기 하우징의 내부에 구비되는 응축수 트레이;
    를 포함하는 제습기.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 제습모듈은 상기 냉각판이 상기 하우징에 형성된 공기흡입구에 대향하도록 배치되는 제습기.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 방열판에는 공기가 상기 방열판의 방열핀 사이의 공간으로 유입될 수 있도록 관통 형성된 유입홀이 구비된 제습기.
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