KR20170100551A - 열전 셀 배열의 주기적 작동을 위한 방법 및 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 열전 셀 배열의 온도를 주기적으로 변화시킴으로써 열전 셀 배열의 주기적인 작동을 위한 방법에 관한 것으로서, 상기 열전 셀 배열은 주기적으로 작동하는 수착 열 펌프에 열적으로 결합된다. 상기 방법의 단계는 주기적으로: 수착 열 펌프의 저온 측과의 냉각 단계 동안 열전 셀 배열이 열적으로 결합하는 단계, 수착 열 펌프의 고온 측과의 가열 단계 동안 열전 셀 배열이 열적으로 결합하는 단계가 수행된다. 본 발명은 또한, 열전 셀 배열에 의해 전기 에너지를 생성하는 하비스터 장치에 관한 것으로서, 열전 셀 배열은 수착 열 펌프에 열적으로 결합되고, 열적 결합은 수착 열 펌프의 작동 사이클에 맞추어 열전 셀 배열의 온도 변화를 가능하게 한다.

Description

열전 셀 배열의 주기적 작동을 위한 방법 및 장치{METHOD AND DEVICE FOR CYCLICAL OPERATION OF A THERMOELECTRIC CELL ARRANGEMENT}
본 발명은 청구항 1에 따른 열전 셀(thermoelectric cell) 배열의 주기적 작동을 위한 방법과 이러한 목적을 위해 제공된 청구항 5에 따른 장치에 관한 것이다.
열전 셀 배열이 알려져 있다. 이러한 장치는 열을 전기 에너지로 변환하는데 사용된다. 예를 들어, 열전 재료에서 일정한 온도 구배(gradient)에 의해 전압이 생성되는 제벡 효과(Seebeck effect)와는 대조적으로, 열전 셀에서의 전압의 생성은 시간이 지남에 따라 셀의 온도를 변화시킴으로써 발생한다. 복수의 이러한 셀은 배터리 배열을 형성하도록 상호 연결될 수 있다. 이러한 배터리 배열에서, 전압은 온도 변화에 의해 발생한다. 따라서, 열전 셀은 주기적 작동 모드에 의해 특성을 나타낼 수 있다.
이러한 주기적 프로세스의 성능은 열전 셀에서 온도를 변경할 때 필요한 열 수송에 의해 제한된다. 또한, 이러한 셀은 대부분 상대적으로 비열 용량(specific heat capacity)이 큰 전해질 시스템을 기반으로 한다. 따라서, 열전 셀에서 온도 변화를 수행하기 위해서는 무시할 수 없는 양의 열이 필요하다. 또한, 열전 셀 배열은 필수적으로 각각의 반-상(half-phase)에서 냉각되어야 하므로, 전하가 후속 가열 단계에서 다시 제거될 수 있다. 이는 전체 프로세스의 효율성을 상당히 감소시킨다. 이러한 열전 셀을 전기 에너지의 생성에 사용하기 위하여 온도 변화는 효과적으로 수행되어야 한다. 가열 코일 또는 압축 냉각 유닛과 같은 종래의 가열 또는 냉각 시스템은 일정한 작동을 위해 설계되고, 또한 전기 에너지의 일정한 공급을 필요로 한다. 열전 셀을 가열하기 위해, 원칙적으로는, 예를 들어 저온 플랜트(plant)로부터의 폐열(waste heat)을 사용할 수 있다. 그러나 셀의 효과적인 냉각을 위한 적절한 온도 강하가 결여된다.
따라서, 본 발명의 목적은 열전 셀 배열이 효율적으로 작동될 수 있는 방법 및 장치를 제공하는 것이다.
상기 목적은 청구항 1의 특징을 갖는 열전 셀 배열의 방법에 의해, 그리고 청구항 5의 특징을 갖는 하비스터(harvester) 장치를 갖는 장치의 측면에 관하여 달성된다.
본 발명에 따르면, 열전 셀 배열을 주기적으로 작동시키는 방법은 열전 셀 배열의 온도를 주기적으로 변화시킴으로써 수행되며, 상기 열전 셀 배열은 주기적으로 작동되는 수착(sorption) 열 펌프에 열적으로 결합(coupling)된다. 다음의 프로세스 단계는 주기적으로 수행된다.
먼저, 열전 셀 배열의 열적 결합은 수착 열 펌프의 저온 측과의 냉각 단계 동안 발생한다. 제2 방법 섹션에서, 열전 셀 배열의 열적 결합은 수착 열 펌프의 고온 측과의 가열 단계 동안 발생한다. 그러고 나서, 프로세스는 첫번째 프로세스 단계로 돌아간다.
따라서, 본 발명에 따르면 상기 방법은 열전 셀 배열의 가열 및 냉각을 위한 수착 열 펌프를 사용하는 아이디어에 기반을 두고 있으며, 셀 내의 필요한 온도 변화에 영향을 주고, 따라서 준(quasi) 연속적인 방식으로 셀로부터 교류 전압의 형태로 전기 에너지의 추출을 가능하게 하기 위해 수착 열 펌프에 의해 열전 셀을 주기적으로 가열 및 냉각시킨다.
따라서, 본 발명에 따르면, 열전 셀 배열은 수착 열 펌프의 작동 사이클에 종속된다. 수착 열 펌프에 의해 온도 변화를 실현함으로써, 열전 셀의 온도 변화는 비교적 짧은 시간에 성공한다. 또한, 이러한 수착 열 펌프는 전기 에너지의 추가적인 공급을 필요로 하지 않는다. 수착 열 펌프와 열전 셀 배열의 조합의 특별한 이점은 특히 두 가지 구성 요소 모두 주기적으로 작동된다는 사실에서 기인한다. 셀 배열에 공급되고 셀 배열로부터 제거되는 열 에너지는 수착 열 펌프에 의해 안팎으로 펌핑되며, 상기 셀의 변온(alternating temperature) 레벨은 열 펌핑 효과에 의해 기존의 저온 열로부터 또한 최적으로 생성될 수 있다.
상기 방법의 일 실시예에서, 상기 수착 열 펌프는 전환(changeover) 유닛을 통해 외부 열 저장소(reservoir) 또는 외부 냉각 저장소에 주기적으로 결합된다. 이와 함께, 수착 열 펌프는 전환 유닛의 전환 상태에 따라 주기적으로 고온 또는 저온 측으로서 작용하는 가열 및 냉각 요소를 포함한다. 가열 및 냉각 요소는 열적 결합을 통해 열전 셀 배열에서 온도 변화를 발생시킨다.
이러한 방법 구성에 의해, 프로세스 시퀀스(sequence)는 특히 열전 셀 배열과 수착 열 펌프의 열적 접촉과 관련하여 매우 단순화된다. 셀 배열은 여기서 하나의 동일한 프로세스 요소에 의해 주기적으로 가열 또는 냉각된다.
열전 셀 배열과 수착 열 펌프 사이의 열적 결합은 가열 또는 냉각 회로로서 주기적으로 작용하는 열 전달 매체 회로를 통해 제1 실시예에서 수행된다.
열 전달 매체 회로는 열 파이프, 특히 열 파이프 배열의 형태로 구성되어 동작한다. 이 경우, 열 전달 매체의 증발 및 응축은 밀폐된 튜브에서 발생하므로, 증발열로서 열을 흡수하거나 응축열로서 열을 전달하여 열 수송을 행한다.
다른 실시예에서, 열전 셀 배열과 수착 열 펌프 사이의 열적 결합은 직접적인 고체 전도 열 접촉에 의해 수행된다.
장치 측에서, 하비스터 장치는 열전 셀 배열에 의해 전기 에너지를 얻기 위해 제공되며, 열전 셀 배열은 수착 열 펌프와 열적 결합을 하고, 상기 열적 결합을 통해 수착 열 펌프의 작동 사이클의 주기동안 발생하는 온도 변화는 열전 셀 배열에서 이루어질 수 있다.
일 실시예에서, 수착 열 펌프는 전환 장치를 통해 외부 열 원(source) 또는 외부 열 싱크(sink)에 주기적으로 연결될 수 있는 흡착기와, 증발기 및 응축기로서 주기적으로 동작할 수 있는 가열 및 냉각 요소를 포함하며, 상기 가열 및 냉각 요소는 열전 셀 배열과 열적으로 결합된다.
일 실시예에서, 열전 셀 배열과 가열 및 냉각 요소의 열적 결합은 열전 셀 배열을 가열 및 냉각 요소에 직접 연결하는 열 전도성 패스닝(fastening)으로서 설계된다. 이러한 구성에서, 셀 배열은 가열 및 냉각 요소에 고도로 구조적으로 결합될 수 있다.
다른 실시예에서, 열전 셀 배열과 가열 및 냉각 요소 사이의 열적 결합은 열 전달 매체 회로를 통해 형성된다. 이는 특히 열 파이프의 형태로, 특히 열 파이프 배열의 형태로 설계될 수 있다.
일 실시예에서, 외부 열 저장소는 폐열 원 또는 열 수집기이다.
열전 셀 배열의 질량과 관련된 수착 열 펌프의 냉각 용량은 특히 40-120kJ/kg, 바람직하게는 60-100kJ/kg이다. 수착 열 펌프는 각각의 케이스에서 2개의 열전 셀 배열과 함께 작동한다고 가정할 수 있다.
본 발명에 따른 방법 및 본 발명에 따른 장치는 예시적인 실시예들을 참조하여 이하에서 보다 상세하게 설명된다. 도 1 내지 5는 설명의 목적을 위한 것이다. 동일 또는 유사한 부분에는 동일한 참조 번호가 사용된다.
도 1은 가열 단계 동안 수착 열 펌프와 열전 셀 사이의 기본적인 프로세스 시퀀스를 나타낸다.
도 2는 냉각 단계 동안 수착 열 펌프와 열전 셀 사이의 기본적인 프로세스 시퀀스를 나타낸다.
도 3은 예시적인 회로도를 나타낸다.
도 4는 수착 열 펌프와 열전 셀의 통합 배열의 개략도를 나타낸다.
도 5는 통합 하비스터 장치의 또 다른 실시예의 개략도를 나타낸다.
도 1 및 2는 본 발명에 따른 작동 사이클의 가열 및 냉각 단계 동안의 예시적인 프로세스 시퀀스를 나타낸다. 프로세스는 열전 셀 배열(1)과 수착 열 펌프(2) 사이에서 수행된다. 이러한 경우, 수착 열 펌프는 폐열 Q0의 공급에 의해 구동된다. 이는 저온 범위에서 동작하는 수착 열 펌프와 관련이 있다. 제1 하프 사이클에서, 수착 열 펌프는 폐열 Q0을 수용한다. 이러한 흡수된 열은 수착 열 펌프(2)의 고온 측 WS에서 부분적으로 방출되어, 열전 셀 배열(1)을 특정 온도 T1로 가열한다. 후속되는 제2 하프 사이클에서, 열 펌프는 폐열을 재-냉각 장치로 운반하고, 냉각 측 KS를 통해 열전 가열 셀 배열로부터 추가적인 가열량 QKuhl을 수용한다. 이것은 배출(discharge)열 Qab로서 폐열 Q0과 함께 냉각 저장소로 배출된다. 이 경우, 열전 셀 배열의 온도는 초기 온도 T1에서 더 낮은 온도 T2로 낮아진다. 이와 같이 온도가 낮아지는 동안, 열전 셀 내에서 전하 분리가 일어나므로, 단자(3)에서 전압이 야기될 수 있다.
이러한 제2 하프 사이클 다음에 제1 하프 사이클이 다시 수행되며, 폐열 Q0은 폐열 원으로부터 수착 열 펌프(2)에 의해 다시 흡수된다. 열전 셀 배열은 다시 수착 열 펌프(2)의 고온 측 WS와 열적 접촉을 하게 된다. 그 결과, 셀 배열의 내부 온도는 온도 T2로부터 더 높은 온도 T1로 다시 상승한다. 이 온도 증가는 열전 셀 내에서 새로운 전하 분리로 이어지므로, 이제 전압은 이번에는 반대의 연결 극성을 갖고, 다시 단자(3)에서 야기될 수 있다. 그 결과, 제1 하프 사이클은 이제 열전 셀에서 전기 에너지를 제공한다. 설명된 시퀀스는 제2 하프 사이클과 함께 원하는 만큼 자주 계속된다. 따라서, 열전 셀 배열은 하프 사이클의 교대로 교류 전압을 방출한다.
상기 방법을 수행하기 위한 배열의 예시적인 회로도가 도 3에서 도시된다. 회로도는 수착 열 펌프(2) 뿐 아니라 전기 연결부(3)를 갖는 열전 셀 배열(1)을 포함한다. 이는 제어된 밸브(4a, 4b)로 구성된 전환 장치(4)를 통해 열 저장소(5) 및 냉각 저장소(6)에 결합된다. 폐열 원은 특히 열 저장소로서 적합하며, 냉각 저장소는, 예를 들어 대기와 열 교환기를 형성한다. 수착 열 펌프(2)와 저장소 사이의 열 전달은 스위칭 된 열 전달 매체 회로에 의해 발생하며, 이는 도면에 대응하는 라인으로 나타내진다.
밸브(4a, 4b)와 열 전달 매체 회로를 순환하는 열 전달 매체를 통해, 저장소(5, 6)는 수착 열 펌프 내의 흡착기(7)와 교대식으로 열적 접촉을 하게 된다. 적용된 온도에 따라, 이는 수착 열 펌프 내에 포함된 작동 매체의 탈착 또는 흡착을 일으킨다. 탈착 및 흡착 프로세스 중에, 작동 매체는 응축기 및 증발기로서 동시에 작용하는 가열 및 냉각 요소(8) 상에 응축되거나, 이 요소에 의해 응축된 상태에서 기체 상으로 다시 전이된다. 작동 매체의 응축 동안 방출된 열 또는 증발 동안 흡수된 열은 열적 결합(9)을 통해 열전 셀 배열(1)로 공급 또는 배출된다. 그 결과, 상술한 온도 변화는 열전 셀 배열 내에서 이루어지고, 최종적으로 단자(3)에서 상술한 주기적 전기 교류 전압을 유도한다.
본 구성에서, 가열 및 냉각 요소(8)는 프로세스 시퀀스의 대응하는 반 상(half-phase)에 따라, 수착 열 펌프(2)의 고온 및 저온 측 모두를 형성한다. 따라서, 수착 열 펌프와 열전 셀 배열 사이의 열적 결합은 매우 단순하다. 본 예시에서, 폐쇄(closed) 열 전달 매체 회로는 수착 열 펌프와 열전 셀 배열 사이의 열적 결합을 위해 사용된다. 열전 셀 배열에 공급되는 열 또는 이로부터 추출되는 열은 내부에 통합된 열 교환기(10)를 통해 열전 셀 배열의 구성 요소와 교환된다. 열 전달 매체로 열전 셀 배열의 전기적 구성 요소 주위에 흐름을 제공하는 것도 가능하며, 전기적 구성 요소는 봉지(encapsulated)되고 열 전달 매체 배스(bath)에 위치한다. 열전 셀 배열 내의 유체 열 캐리어와 대응하는 셀 유닛 사이의 특히 강한 열적 접촉은 각각의 경우에 중요하다.
한 편의 수착 열 펌프의 가열 및 냉각 요소와, 다른 편의 열전 셀 배열 사이의 열적 결합에 관하여, 가능한 가장 짧은 열 전도 경로 및 가능한 가장 적은 열 손실로서 실현될 수 있는, 가능한 근접하며 두 구성 요소의 높은 통합이 가능한 구조적 구성이 유리하다. 개략적인 예시가 도 4에 도시된다.
도면은 외부 열 및 재냉각 저장소와 열적 접촉을 위한 외부 열 연결부(12)와 하비스터에 의해 생성된 전기 에너지를 추출하는 전기 연결부(3)를 갖는 통합 하비스터(11)를 나타낸다. 하비스터는 통합 수착 열 펌프(13)와 통합 열전 셀 배열(14)을 포함한다. 통합된 구성 요소들 사이에서, 긴밀한 열적 접촉을 보장하는 열 전도 장치(15)가 있다. 열 전도 장치(15)는 특히 수착 열 펌프의 가열 및 냉각 요소로 구성되며, 이 경우 통합 열전 셀 배열에 직접 열적으로 연결된다.
이 전체 통합 배열은 전체 배열의 열 손실을 최소화하기 위해 봉지되고, 외부에 단열재(16)가 제공된다. 특히 유리한 배열은 수착 열 펌프가 통합 하비스터의 중심에 있는 반면, 통합 열전 셀 배열은 주변에 모여서(grouped), 수착 열 펌프를 포함한다. 그 결과, 통합된 셀 배열은 내부로부터 가열 또는 냉각된다. 대응하는 실시예는 도 5에 도시된다. 도면은 외부 열 연결부(12)를 갖는 통합 수착 열 펌프(13)로부터의 통합 하비스터 장치를 나타낸다. 여기서, 전기 접촉부(18)에 의해 직렬로 연결되어 배터리 배열을 초래하는 9개의 개별 셀(17)로 구성된 열전 셀 배열에 의해 둘러싸여 있다. 개별 셀은 열 전도 매체(19)에 내장되어 있다. 이 경우, 열 전도 매체는 우수한 열 전도 특성을 갖는 고체, 예를 들면 알루미늄 또는 구리 구조, 또는 유체, 특히 액체일 수 있다. 이러한 장치는 또한, 외부 단열재(16)로 둘러싸여 있다.
본 발명에 따른 방법과, 특히 도 3 및 도 4, 또는 도 5에 도시된 실시예의 최대 장점은 수착 열 펌프가 이와 같이 추가적인 전기 에너지의 공급을 필요로 하지 않는다는 점이다. 열 펌핑의 프로세스는 흡착기에서 작용 매체의 열적으로 유도된 탈착 및 흡착과 열 펌프의 결합된 응축기와 증발기 상에서 그에 관련된 응축 및 증발에 의해 독점적으로 수행된다. 이 열 펌핑 프로세스는 외부적으로 공급된 폐열에 의해 구동되고, 흡수되어 전기 에너지로 변환된다. 따라서, 이 변환 프로세스는 어떠한 추가적인 전기 에너지도 필요로 하지 않는다. 열전 셀 배열에 인가되는 전압에 의해 용이하게 구동될 수 있는 비교적 작은 스위칭 전류가 오직 밸브(4a, 4b)를 갖는 전환 유닛(4)에 요구된다.
수착 열 펌프와 열전 셀 배열 사이의 장치 조정(coordination)을 위한 척도로서, 수착 열 펌프에 의한 냉각 또는 가열 용량을 수착 열 펌프에 의해 냉각되거나 가열되어야 하는 열전 셀 배열의 열용량(thermal mass)과 관련시키는 것이 고려된다.
이것의 예시가 표의 형식의 표현으로 도 6에 도시된다. 표의 열은 각각 제1 열전 셀 Z1, 그들 사이에 배열된 수착 열 펌프 SWP의 작동 상태와 제2 열전 셀 Z2에 존재하는 작동 상태를 나타낸다. 표 형식의 표현에서 선은 개별 작동 단계 S1 내지 S4에서의 제1 및 제2 열전 셀과 수착 열 펌프로부터의 전체 시스템의 작동 시퀀스를 나타낸다.
원칙적으로, 수착 열 펌프는 열전 셀이 등온적으로 방전될 때 정확히 활성화 될 수 있기 때문에 2개의 열전 셀을 템퍼링(temper) 할 수 있다. 이는 수착 열 펌프에서 탈착이 일어나는 경우이다. 셀의 템퍼링 단계에서, 즉 흡착 프로세스가 수착 열 펌프 내에서 일어나는 경우, 2개의 열전 셀 중 오직 하나만이 항상 냉각되어야 하고, 제2 셀은 열 원에 의해 직접 가열되어야 한다. 전하 반전은 하나의 셀의 냉각 및 다른 셀의 가열 모두에서 발생한다. 2개의 셀 모두 푸시-풀(push-pull) 모드에서 유사하게 동작한다.
작동 단계 S1에서, 수착 열 펌프 SWP에서 탈착 D가 일어난다. 열전 셀 Z1 및 Z2는 이 경우, 등온 상태에 있고, 이들은 모두 방전 프로세스 E를, 예를 들어 여기서 도시되지 않은 전기 부하를 통해 수행한다. 열전 셀 Z1은, 예를 들면 60°C의 온도를 가지며, 열전 셀 Z2는 20°C의 온도를 갖는다.
작동 단계 S2에서, 수착 열 펌프 SWP는 흡착 단계 A를 수행한다. 반면에, 열전 셀 Z1의 냉각 K가 일어나고, 열전 셀 Z2에서는 가열 W가 일어난다. 하나의 셀의 냉각 뿐 아니라 다른 셀의 가열은 각각의 경우에 극성 반전 및 충전을 유도하므로, 작동 단계 S2의 완료시 2개의 셀 모두에서 전기 에너지를 취할 수 있다.
작동 단계 S3에서, 셀 Z1 및 Z2 모두 다시 등온 상태에 있다. 셀 Z1은 선행 냉각의 결과로서 예를 들어, 20°C의 더 낮아진 온도를 가지며, 셀 Z2는 예를 들어, 60°C의 더 높아진 온도를 갖는다. 이러한 상태에서, 방전 프로세스 E는 양쪽 셀 모두에서 다시 일어나며, 전기 에너지를 제거할 수 있다. 이 단계에서 수착 열 펌프는 다시 탈착 단계 D를 통과한다.
작동 단계 S4에서, 수착 열 펌프는 다시 흡착 단계를 통과한다. 열전 셀 Z1은 이에 따라 가열되며, 열전 셀 Z2는 냉각되므로, 작동 단계 S1이 이후에 다시 수행될 수 있다.
푸시-풀 모드에서 상이한 열전 셀들의 이러한 작동 조건 하에서, 수착 열 펌프의 냉각 용량은 열전 셀의 열용량의 대략 절반만을 필요로 한다. 열전 셀의 전해질로서 물의 비교적 높은 열용량이 가정된다면, 하우징(housing)이 없는 셀의 전체 질량은 60°C 에서 20°C까지의 템퍼링에 대해 kg당 약 85kJ의 냉각 용량을 필요로 한다.
본 발명에 따른 방법과 상기 방법을 수행하기 위한 장치는 예시적인 실시예들을 참조하여 설명되었다. 추가적인 실시예는 통상의 기술자에 의한 동작의 맥락에서 가능하다. 이들은 특히, 종속항들로부터 얻어진다.
1 열전 셀 배열
2 수착 열 펌프
3 전기 연결부
4 전환 장치
4a 제1 전환 밸브
4b 제2 전환 밸브
5 열 저장소
6 냉각 저장소
7 흡착기
8 가열 및 냉각 요소
9 열적 결합
10 열 교환기
11 통합 하비스터
12 열 연결부
13 통합 수착 열 펌프
14 통합 열전 셀 배열
15 열 전도 장치
16 단열재
17 열전 단일 셀
18 전기적 접촉
A 흡착
D 탈착
E 방전
K 냉각
W 가열
S1 제1 작동 단계
S2 제2 작동 단계
S3 제3 작동 단계
S4 제4 작동 단계
SWP 수착 열 펌프

Claims (11)

  1. 열전(thermoelectric) 셀 배열의 온도를 주기적으로 변화시킴으로써, 열전 셀 배열(1)을 주기적으로 작동시키는 방법으로서,
    상기 열전 셀 배열은 주기적으로 작동되는 수착(sorption) 열 펌프(2)에 열적으로 결합되고,
    상기 수착 열 펌프(2)의 저온 측(KS)과의 냉각 단계 동안 상기 열전 셀 배열(1)이 열적으로 결합(coupling)하는 단계와,
    상기 수착 열 펌프(2)의 고온 측(WS)과의 가열 단계 동안 상기 열전 셀 배열(1)이 열적으로 결합하는 단계가 주기적으로 수행되는 방법.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 수착 열 펌프(2)는 전환(changeover) 유닛(4)을 통해 외부 열 저장소(5) 또는 외부 냉각 저장소(6)에 주기적으로 결합되고,
    상기 수착 열 펌프는 상기 전환 유닛의 스위칭 상태에 따라, 열적 결합에 의해 상기 열전 셀 배열(1)의 온도 변화를 발생시키는 고온 또는 저온 측으로서 주기적으로 작용하는 가열 및 냉각 요소(8)를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  3. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    상기 수착 열 펌프(2)와 상기 열전 셀 배열(1) 사이의 열적 결합은 가열 또는 냉각 회로로서 주기적으로 작용하는 열 전달 매체 회로를 통해 발생하는 것을 특징으로 하는 방법.
  4. 청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 수착 열 펌프와 상기 열전 셀 배열 사이의 열적 결합은 열 파이프 장치를 통해, 특히 열 파이프 배열의 형태로 발생하는 것을 특징으로 하는 방법.
  5. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    상기 열전 셀 배열(1)과 상기 수착 열 펌프(2) 사이의 열적 결합은 직접적인 고체-전도성 열 접촉에 의해 수행되는 것을 특징으로 하는 방법.
  6. 열전 셀 배열(1)에 의해 전기 에너지를 얻기 위한 하비스터 장치로서,
    상기 열전 셀 배열(1)은 수착 열 펌프(2)와 열적 결합을 하고,
    상기 수착 열 펌프의 작동 사이클의 주기에서 발생하는 온도 변화는 열적 결합을 통해 상기 열전 셀 배열에서 이루어지는 것을 특징으로 하는 방법.
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 수착 열 펌프(2)는 전환 장치(4)를 통해 외부 열 저장소(5) 또는 외부 냉각 저장소(6)로 주기적으로 전환될 수 있는 흡착기와, 증발기 및 응축기로서 주기적으로 작동될 수 있는 가열 및 냉각 요소(8)를 포함하고,
    상기 가열 및 냉각 요소는 상기 열전 셀 배열과 열적으로 결합되는 것을 특징으로 하는 장치.
  8. 청구항 7에 있어서,
    상기 열전 셀 배열(1)과 상기 가열 및 냉각 요소(8) 사이의 열적 결합은 상기 열전 셀 배열을 상기 가열 및 냉각 요소에 직접 연결하는 열 전도성 패스닝(fastening)으로서 설계되는 것을 특징으로 하는 장치.
  9. 청구항 7에 있어서,
    상기 열전 셀 배열(1)과 상기 가열 및 냉각 요소(8) 사이의 열적 결합은 열 전달 매체 회로 및/또는 열 파이프, 특히 열 파이프 배열을 통해 형성되는 것을 특징으로 하는 장치.
  10. 청구항 7에 있어서,
    상기 외부 열 저장소(5)는 폐열 원(source) 또는 열 수집기(collector)인 것을 특징으로 하는 장치.
  11. 청구항 7 내지 청구항 10 중 어느 한 항에 있어서,
    열전 셀 배열의 질량에 기초한 상기 수착 열 펌프의 냉각 용량은 40 내지 120kJ/kg, 바람직하게는 60 내지 100kJ/kg인 것을 특징으로 하는 장치.
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