KR20190058895A - 열전달유닛 및 이를 포함하는 태양전지장치 - Google Patents

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KR20190058895A
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Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 열전달유닛은 피냉각체가 안착되고, 유체가 유출입되는 수용부재, 상기 수용부재에 돌출되게 형성되어 유체의 난류 또는 와류 유동을 유도하는 핀부재 및 상기 수용부재와 연결되며, 상기 수용부재에서 배출되는 유체를 피승온체로 전달하는 패싱부재를 포함할 수 있다.
그리고, 본 발명의 다른 실시예에 따른 태양전지장치는 상기 열전달유닛 및 상기 수용부재에 안착되는 피냉각체인 솔라셀패널을 포함할 수 있다.

Description

열전달유닛 및 이를 포함하는 태양전지장치{Heat transfer unit and solar cell apparatus having thereof}
본 발명은 열전달유닛 및 이를 포함하는 태양전지장치에 관한 것이다.
일반적으로 태양광 분야의 주요설비인 태양전지는 PV(Photo Voltaic)모듈을 통하여 태양의 빛에너지를 전기에너지로 변환하여 전기를 생산하는 장치이다.
즉, 태양전지에 빛을 비추면 내부에서 전자와 정공이 발생하고, 발생된 전하들은 각각 P극과 N극으로 이동하는데, 이 작용에 의해 P극과 N극 사이에 전위차(광기전력)가 발생한다. 이때 태양전지에 부하를 연결하면 전류가 흐르게 되며 이를 광전효과라 하여 전기 생산에 이용되어, 이러한 태양전지장치는 건물일체형 및 독립전원용 등으로 사용될 수 있다.
이와 같이 종래의 태양전지장치는 태양에너지의 입사에 따라 태양전지 모듈 내부에 흐르는 전류의 저항값이 커지게 되면서 전력손실이 유발되어 발열이 발생하거나, 태양에너지가 입사할 경우 대기온도가 상승함에 따라, 표면온도가 상승하는 경향을 보이며 약 1℃ 상승시에 약 0.5% 출력이 감소한다는 단점이 있다.
이러한 태양전지장치의 출력 감소를 방지하기 위해서, 종래에는 태양전지장치 표면에 냉각수를 분사시켰는데, 이러한 경우에는 냉각을 위해서 냉각수를 많이 소비해야 되고 냉각수 분사를 위한 별도 장비를 설치해야 하는 문제가 있다.
또한 태양전지장치의 온도에 따라 불규칙적으로 냉각수를 개별적으로 분사해야 하므로, 냉각의 관리가 어려운 한계가 있으며, 냉각수 분사에 따라 태양전지장치에 물때(Water Scale)이 발생하며 증발 잔여물과 같은 퇴적물이 입광 효율을 저하 시키는 문제도 있다.
그리고, 이와 같은 냉각수에 의한 냉각 작업은 열을 소산시키는 작업으로써, 에너지 효율 측면에서 별도의 에너지가 소비되는 문제가 있고, 열의 소산에 의해서 열을 활용하지 못하는 한계가 있다.
따라서 전술한 문제를 해결하기 위한 열전달유닛 및 이를 포함하는 태양전지장치에 대한 연구가 필요하게 되었다.
한국 등록 실용신안 제20-0472025호
본 발명은 솔라셀패널 등의 기존의 피냉각체가 안착되면 이를 안정적으로 냉각할 수 있는 열전달유닛 및 이를 포함하는 태양전지장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
다른 측면으로는 솔라셀패널 등의 피냉각체에서의 냉각을 위한 열의 흡수와 이렇게 흡수한 열을 에너지원으로 활용할 수 있어 고효율 에너지 활용이 가능한 열전달유닛 및 이를 포함하는 태양전지장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 열전달유닛은 피냉각체가 안착되고, 유체가 유출입되는 수용부재, 상기 수용부재에 돌출되게 형성되어 유체의 난류 또는 와류 유동을 유도하는 핀부재 및 상기 수용부재와 연결되며, 상기 수용부재에서 배출되는 유체를 피승온체로 전달하는 패싱부재를 포함할 수 있다.
여기서, 본 발명의 일 실시예에 따른 열전달유닛의 상기 패싱부재는, 상기 수용부재와 상기 피승온체 사이를 연결하게 구비되는 덕트부 및 상기 덕트부에 구비되며, 상기 수용부재에서 유체를 흡입하여 상기 피승온체로 전달하는 유동을 형성하는 팬부를 포함할 수 있다.
더하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 열전달유닛의 상기 핀부재는, 상기 수용부재의 바닥면부에 돌출되어 구비되며, 상기 수용부재의 측벽부 높이의 60 ~ 80% 비율로 돌출된 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 열전달유닛의 상기 수용부재는, 바닥면부에 상기 핀부재가 복수 개가 구비되며, 상단부에 상단슬릿홀이 형성된 상기 핀부재의 제1홀핀부와 하단부에 하단슬릿홀이 형성된 상기 핀부재의 제2홀핀부가 서로 이웃하게 구비되는 것을 특징으로 할 수 있다.
그리고, 본 발명의 일 실시예에 따른 열전달유닛의 상기 수용부재는, 바닥면부에 상기 핀부재가 복수 개가 구비되며, 상기 핀부재의 돌출된 높이가 이웃하는 핀부재와 서로 다르게 형성되는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 열전달유닛의 상기 수용부재는, 양측벽부에 상기 핀부재가 복수 개가 구비되며, 일측벽부에서 돌출된 상기 핀부재의 제1측핀부와 타측벽부에서 돌출된 상기 핀부재의 제2측핀부가 서로 교호되게 구비되는 것을 특징으로 할 수 있다.
한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 열전달유닛의 상기 제1측핀부와 상기 제2측핀부는, 서로 중첩된 영역을 형성하게 구비되는 것을 특징으로 할 수 있다.
그리고, 본 발명의 일 실시예에 따른 열전달유닛의 상기 수용부재는, 외부에서 유체가 유입되는 유입구가 하단부에 형성되며, 상기 패싱부재와 연결되어 상기 피냉각체의 열을 흡수한 유체를 상기 피승온체 방향으로 배출하는 유출구가 상단부에 형성되는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 태양전지장치는 상기 열전달유닛 및 상기 수용부재에 안착되는 피냉각체인 솔라셀패널을 포함할 수 있다.
여기서, 본 발명의 다른 실시예에 따른 태양전지장치의 상기 피승온체는, 히트펌프, 열난방기 또는 열발전기인 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명의 열전달유닛 및 이를 포함하는 태양전지장치는 솔라셀패널 등의 기존의 피냉각체가 안착되면 이를 안정적으로 냉각할 수 있는 효과가 있다.
이와 같이, 본 발명의 열전달유닛 및 이를 포함하는 태양전지장치는 종래의 솔라셀패널 등의 구조를 변경하지 않고 그대로 안착하게 구성하면서도 냉각시에 냉각수의 사용에 의한 냉각 관리의 어려움 및 입광 효율 저하의 문제를 방지하는 이점이 있다.
다른 측면으로는 본 발명의 열전달유닛 및 이를 포함하는 태양전지장치는 솔라셀패널 등의 피냉각체에서의 냉각을 위한 열의 흡수와 이렇게 흡수한 열을 에너지원으로 활용할 수 있어 고효율 에너지 활용이 가능한 이점이 있다.
다만, 본 발명의 다양하면서도 유익한 장점과 효과는 상술한 내용에 한정되지 않으며, 본 발명의 구체적인 실시 형태를 설명하는 과정에서 보다 쉽게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 열전달유닛 및 이를 포함하는 태양전지장치를 도시한 측면도이다.
도 2는 본 발명의 열전달유닛에서 핀부재의 제1실시예를 도시한 사시도 및 측면도이다.
도 3은 본 발명의 열전달유닛에서 핀부재의 제1실시예의 유체 유동 시뮬레이션 결과도이다.
도 4는 본 발명의 열전달유닛에서 핀부재의 제2실시예를 도시한 사시도 및 측면도이다.
도 5는 본 발명의 열전달유닛에서 핀부재의 제2실시예의 유체 유동 시뮬레이션 결과도이다.
도 6은 본 발명의 열전달유닛에서 핀부재의 제3실시예를 도시한 사시도 및 측면도이다.
도 7은 본 발명의 열전달유닛에서 핀부재의 제3실시예의 유체 유동 시뮬레이션 결과도이다.
도 8은 본 발명의 열전달유닛에서 핀부재의 제4실시예를 도시한 사시도 및 측면도이다.
도 9는 본 발명의 열전달유닛에서 핀부재의 제4실시예의 유체 유동 시뮬레이션 결과도이다.
도 10은 본 발명의 열전달유닛에서 핀부재의 제5실시예를 도시한 사시도이다.
도 11은 본 발명의 열전달유닛에서 핀부재의 돌출 비율에 따른 회수 온도 및 차압을 나타낸 그래프 및 비교표이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 형태들을 설명한다. 그러나, 본 발명의 실시형태는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 이하 설명하는 실시 형태로 한정되는 것은 아니다. 또한, 본 발명의 실시형태는 당해 기술분야에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 도면에서 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있다.
또한, 본 명세서에서 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함하며, 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호 또는 유사한 방식으로 부여된 참조 부호는 동일 구성 요소 또는 대응하는 구성요소를 지칭하는 것으로 한다.
본 발명은 열전달유닛(100) 및 이를 포함하는 태양전지장치에 관한 것으로, 솔라셀패널(200) 등의 기존의 피냉각체가 안착되면 이를 안정적으로 냉각할 수 있다.
즉, 본 발명의 열전달유닛(100) 및 이를 포함하는 태양전지장치는 종래의 솔라셀패널(200) 등의 구조를 변경하지 않고 그대로 안착하게 구성하면서도 냉각시에 냉각수의 사용에 의한 냉각 관리의 어려움 및 입광 효율 저하의 문제를 방지할 수 있는 것이다.
다른 측면으로는 본 발명의 열전달유닛(100) 및 이를 포함하는 태양전지장치는 솔라셀패널(200) 등의 피냉각체에서의 냉각을 위한 열의 흡수와 이렇게 흡수한 열을 에너지원으로 활용할 수 있어 고효율 에너지 활용이 가능하다.
구체적으로 도면을 참조하여 설명하면, 도 1은 본 발명의 열전달유닛(100) 및 이를 포함하는 태양전지장치를 도시한 측면도로서, 본 발명의 일 실시예에 따른 열전달유닛(100)은 피냉각체가 안착되고, 유체가 유출입되는 수용부재(110), 상기 수용부재(110)에 돌출되게 형성되어 유체의 난류 또는 와류 유동을 유도하는 핀부재(120) 및 상기 수용부재(110)와 연결되며, 상기 수용부재(110)에서 배출되는 유체를 피승온체(T)로 전달하는 패싱부재(130)를 포함할 수 있다.
이와 같이, 본원의 열전달유닛(100)은 피냉각체에서 열을 흡수하여 피승온체(T)로 전달함으로써, 상기 피냉각체에 대하여는 냉각의 기능을 수행하고, 상기 피승온체(T)에 대하여는 열을 유용하게 수행됨에 따라 고효율의 에너지 활용을 가능하게 한다.
이를 위해서, 본원의 열전달유닛(100)은 수용부재(110), 핀부재(120), 패싱부재(130)를 포함하게 되며, 상기 수용부재(110)에는 기존에 사용되는 솔라셀패널(200) 등을 피냉각체로 안착하여 열을 수집할 수 있기 때문에, 기존에 사용되던 상기 솔라셀패널(200) 등의 피냉각체를 설계 변경할 필요가 없이 그대로 유용할 수 있게 된다.
상기 수용부재(110)는 피냉각체가 안착되는 구성으로서, 상기 피냉각체와는 별도로 구성되어 기존에 사용되던 솔라셀패널(200) 등의 피냉각체를 그대로 활용할 수 있는 이점이 있다.
이를 위해서 상기 수용부재(110)는 상기 피냉각체의 형상에 대응되는 형상으로 제공되며, 상기 피냉각체가 안정적으로 안착될 수 있도록 홈부가 형성되어 구비될 수 있다.
그리고, 상기 수용부재(110)에는 상기 핀부재(120) 등이 형성됨에 따라 상기 피냉각체에 대한 열의 수집을 가능하게 한다.
또한 상기 수용부재(110)는 상기 패싱부재(130)가 연결되게 구비되어, 상기 피냉각체에서 수집한 열을 피승온체(T)로 전달할 수 있게 한다.
그리고, 본 발명의 일 실시예에 따른 열전달유닛(100)의 상기 수용부재(110)는, 외부에서 유체가 유입되는 유입구(113)가 하단부에 형성되며, 상기 패싱부재(130)와 연결되어 상기 피냉각체의 열을 흡수한 유체를 상기 피승온체(T) 방향으로 배출하는 유출구(114)가 상단부에 형성되는 것을 특징으로 할 수 있다.
이에 의해서, 상기 수용부재(110)로 유입된 유체가 상기 피냉각체에서 열을 흡수한 후에 자연 유동에 의해서 상기 유출구(114) 방향으로 이동할 수 있기 때문에, 상기 유체의 유동을 형성하기 위한 에너지의 투입을 최소화할 수 있게 된다.
상기 핀부재(120)는 상기 피냉각체에서 열을 수집하는 효율을 높이는 역할을 하게 된다.
즉, 상기 핀부재(120)는 상기 수용부재(110)로 유입된 유체가 층류를 형성하며 유출되는 경우에는 상기 피냉각체와의 접촉 유량이 작은 단점을 보완하기 위해서, 상기 수용부재(110)로 유입된 유체가 난류 또는 와류를 형성하게 유도하여, 상기 피냉각체와 접촉되는 유량을 증가시킴으로써, 상기 피냉각체에서의 열 흡수 효율을 높이는 역할을 하는 것이다.
이를 위해서, 상기 핀부재(120)는 상기 수용부재(110)에서 돌출되게 형성되며, 이에 따라 돌출된 상기 핀부재(120)가 상기 수용부재(110)로 유입된 유체의 유동 경로를 변경하여, 난류 또는 와류를 형성하게 유도할 수 있다.
이러한 핀부재(120)의 돌출된 형상은 상기 수용부재(110)의 폭 방향 전체로 형성되고, 높이를 일정하게 하는 핀부재(120)의 제1실시예로 제시될 수 있으며, 이때에는 그 높이를 조정하여 열 흡수 효율을 증가시킬 수 있게 구성될 수 있는데, 이에 대한 자세한 설명은 도 2, 도 3 및 도 11을 참조하여 후술한다.
그리고, 상기 핀부재(120)가 돌출된 높이가 이웃하는 핀부재(120)와 서로 다르게 구성되는 핀부재(120)의 제2실시예로 열 흡수 효율을 높일 수 있는데, 이에 대한 자세한 설명은 도 4 및 도 5를 참조하여 후술한다.
또한, 상기 핀부재(120)가 상기 수용부재(110)의 양측벽부(112)에서 각각 돌출되어 구성되는 핀부재(120)의 제3실시예로 열 흡수 효율을 높일 수도 있는데, 이에 대한 자세한 설명은 도 6 및 도 7을 참조하여 후술한다.
여기서 더하여, 상기 핀부재(120)가 상기 수용부재(110)의 양측벽부(112)에서 각각 돌출되되, 양측에서 돌출된 핀부재(120)가 서로 중첩 영역을 형성하게 구성되는 핀부재(120)의 제4실시예도 제시될 수 있으며, 이에 대한 자세한 설명은 도 8 및 도 9를 참조하여 후술한다.
그리고, 상기 핀부재(120)가 상단부에 홀을 형성하거나, 하단부에 홀을 형성하게 구성하여 상하로 조정하게 구성되는 핀부재(120)의 제5실시예도 제시될 수 있으며, 이에 대한 자세한 설명은 도 10을 참조하여 후술한다.
상기 패싱부재(130)는 상기 수용부재(110)를 통과하며 상기 피냉각체에서 흡수한 열을 피승온체(T)로 전달하는 역할을 하게 된다. 이를 위해서, 상기 패싱부재(130)는 상기 수용부재(110)와 연결되게 구성된다.
더 구체적으로, 본 발명의 일 실시예에 따른 열전달유닛(100)의 상기 패싱부재(130)는, 상기 수용부재(110)와 상기 피승온체(T) 사이를 연결하게 구비되는 덕트부(131) 및 상기 덕트부(131)에 구비되며, 상기 수용부재(110)에서 유체를 흡입하여 상기 피승온체(T)로 전달하는 유동을 형성하는 팬부(132)를 포함할 수 있다.
이와 같이, 상기 패싱부재(130)는 상기 덕트부(131)에 의해서 상기 피냉각체가 안착된 상기 수용부재(110)를 통과한 열 흡수 유체를 상기 피승온체(T)로 전달하여 상기 피승온체(T)에서 열을 유용할 수 있게 한다.
더하여, 상기 팬부(132)는 상기 수용부재(110)의 유체를 상기 피승온체(T)로 전달하는 유동을 형성하는 동력을 더 부여하는 역할을 하게 된다. 다시 말해, 상기 팬부(132)는 상기 수용부재(110)에서 상기 피승온체(T) 방향으로 유동을 형성하는 회전팬 등으로 제시될 수 있는 것이다.
그리고, 상기 도 1을 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 태양전지장치는 상기 열전달유닛(100) 및 상기 수용부재(110)에 안착되는 피냉각체인 솔라셀패널(200)을 포함할 수 있다.
즉, 상기 열전달유닛(100)의 수용부재(110)에 안착되는 피냉각체를 솔라셀패널(200)로 구성하여 태양에너지를 이용한 고효율 에너지의 활용을 가능하게 한다.
다시 말해, 상기 솔라셀패널(200)은 광전효과를 이용한 전기에너지를 생산하는 구성인데, 여기에 더하여 상기 열전달유닛(100)이 더 구비됨으로서 상기 솔라셀패널(200)의 냉각에 의한 생산되는 전기에너지의 출력을 향상시키면서도, 상기 솔라셀패널(200)에서 흡수한 열을 이용하여 피승온체(T)로 전달하여 유용할 수 있는 것이다. 즉, 본 발명의 태양전지장치는 광전효과를 이용한 태양광에너지의 활용과 흡수된 열을 이용한 태양열에너지의 활용을 모두 가능하게 구성된 것이다.
더 구체적으로, 본 발명의 다른 실시예에 따른 태양전지장치의 상기 피승온체(T)는, 히트펌프, 열난방기 또는 열발전기인 것을 특징으로 할 수 있다. 여기서, 상기 피승온체(T)가 열발전기로 구성되면, 본 발명의 태양전지장치는 상기 솔라셀패널(200)을 이용한 태양광발전과 상기 열발전기를 이용한 태양열발전을 복합적으로 수행하여 태양에너지에 의한 고효율 에너지 활용을 가능하게 한다.
도 2는 본 발명의 열전달유닛(100)에서 핀부재(120)의 제1실시예를 도시한 사시도 및 측면도이고, 도 3은 본 발명의 열전달유닛(100)에서 핀부재(120)의 제1실시예의 유체 유동 시뮬레이션 결과도이다. 그리고, 도 11은 본 발명의 열전달유닛(100)에서 핀부재(120)의 돌출 비율에 따른 회수 온도 및 차압을 나타낸 그래프 및 비교표이다.
상기 도면에 도시된 바와 같이, 상기 핀부재(120)의 돌출된 형상은 상기 수용부재(110)의 폭 방향 전체로 형성되고, 높이를 일정하게 제시될 수 있다.
이러한 형상에 의하면, 복수의 핀부재(120) 사이에는 홈부가 형성하게 되며, 이러한 홈부로 유체가 유입되면서 유동 경로의 변경하게 유도하여 난류 또는 와류를 형성하게 된다. 이에 의해서 상기 피냉각체와 접촉하는 유체의 유량을 증가시키게 된다. 다시 말해, 일정한 층류로 유체가 이동하면 상기 피냉각체에 인접한 유체만이 상기 피냉각체와 접하게 되는 단점이 있으나, 본 발명은 상기 핀부재(120)에 의해 난류 또는 와류가 형성되면 피냉각체 인접한 유체는 다시 멀어지고 멀리 있는 유체가 다시 인접하게 접근하면서, 상기 피냉각체와 접하는 유체의 유량을 증가시키게 되는 것이다.
더하여, 이때에 상기 핀부재(120)의 높이를 조정하여 열 흡수 효율을 증가시킬 수 있게 구성될 수 있다. 즉, 본 발명의 일 실시예에 따른 열전달유닛(100)의 상기 핀부재(120)는, 상기 수용부재(110)의 바닥면부(111)에 돌출되어 구비되며, 상기 수용부재(110)의 측벽부(112) 높이의 60 ~ 80% 비율로 돌출된 것을 특징으로 할 수 있다.
이는 도 11에 제시한 바와 같이 여러 조건으로 변경하여 실험하여 도출한 것이다.
도 11의 비교표에 제시된 바와 같이, 핀부재(120)의 높이를 높일수록 피냉각체에서 흡수하는 열에 의한 온도는 증가함을 알 수 있다. 다만 이와 같은 핀부재(120) 높이를 높임에 따라 상기 수용부재(110)로 유입된 유체와 배출되는 유체 사이의 차압도 증가함을 알 수 있다.
여기서, 차압이 증가하게 되면, 유체의 유동을 위해서 투입되는 에너지가 커지므로, 차압은 적게 유지하는 것이 에너지 효율 측면에서 바람직하다.
특히, 핀부재(120)의 높이가 상기 수용부재(110)의 측벽부(112) 높이 대비 90%에서 급격하게 증가하는 것을 확인할 수 있다. 따라서 상기 핀부재(120) 높이 비율은 차압이 급격히 증가하지 않도록 80%보다 작게 형성하고, 상기 피냉각체에서 최대한 열을 회수하는 온도를 형성하도록 60%보다 크게 형성되는 것이 바람직하다.
도 4는 본 발명의 열전달유닛(100)에서 핀부재(120)의 제2실시예를 도시한 사시도 및 측면도이고, 도 5는 본 발명의 열전달유닛(100)에서 핀부재(120)의 제2실시예의 유체 유동 시뮬레이션 결과도이다.
상기 도면을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 열전달유닛(100)의 상기 수용부재(110)는, 바닥면부(111)에 상기 핀부재(120)가 복수 개가 구비되며, 상기 핀부재(120)의 돌출된 높이가 이웃하는 핀부재(120)와 서로 다르게 형성되는 것을 특징으로 할 수 있다.
이에 따라 상기 핀부재(120)의 높이가 일정한 경우와 비교하여, 상기 수용부재(110)로 유입된 유체가 유동하는 경로를 더 변경하게 되어, 상기 유체의 난류 또는 와류의 형성 비율을 높이게 된다.
다시 말해, 상기 유체가 비교적 낮게 형성된 핀부재(120)를 통과한 후에 비교적 높게 형성된 핀부재(120)와 대면하게 되면, 상기 유체는 다시 유동 경로를 변경해야 하기 때문에 상기 핀부재(120)의 높이가 일정한 경우와 비교하여 난류 또는 와류의 형성 비율을 더 높일 수 있게 되는 것이다.
이에 따라 상기 피냉각체에서 열을 수입하는 효율을 상기 핀부재(120)의 높이가 일정한 경우에 비하여 높일 수 있게 된다.
도 6은 본 발명의 열전달유닛(100)에서 핀부재(120)의 제3실시예를 도시한 사시도 및 측면도이고, 도 7은 본 발명의 열전달유닛(100)에서 핀부재(120)의 제3실시예의 유체 유동 시뮬레이션 결과도로서, 이를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 열전달유닛(100)의 상기 수용부재(110)는, 양측벽부(112)에 상기 핀부재(120)가 복수 개가 구비되며, 일측벽부(112)에서 돌출된 상기 핀부재(120)의 제1측핀부(123)와 타측벽부(112)에서 돌출된 상기 핀부재(120)의 제2측핀부(124)가 서로 교호되게 구비되는 것을 특징으로 할 수 있다.
여기서, 상기 제1측핀부(123)는 상기 일측벽부(112)에서 돌출된 형태로서, 상기 일측벽부(112)에만 결합될 수도 있고, 상기 일측벽부(112)에서 돌출된 형태이면서도 상기 바닥면부(111)에 결합된 형태일 수도 있으며, 또는 상기 일측벽부(112)와 상기 바닥면부(111) 모두에 결합될 수도 있다.
또한, 상기 제2측핀부(124)도 상기 타측벽부(112)에서 돌출된 형태로서, 상기 타측벽부(112)에만 결합될 수도 있고, 상기 타측벽부(112)에서 돌출된 형태이면서도 상기 바닥면부(111)에 결합된 형태일 수도 있으며, 또는 상기 타측벽부(112)와 상기 바닥면부(111) 모두에 결합될 수도 있다.
이와 같은 경우에도 상기 핀부재(120)의 높이가 일정한 경우와 비교하여, 상기 수용부재(110)로 유입된 유체가 유동하는 경로를 더 변경하게 되어, 상기 유체의 난류 또는 와류의 형성 비율을 높이게 된다.
다시 말해, 상기 유체의 유동 경로 변경을 상하로 유도하는 것에 더하여, 좌우로도 유도하기 때문에, 상기 핀부재(120)의 높이가 일정한 경우와 비교하여 난류 또는 와류의 형성 비율을 더 높일 수 있게 되는 것이다.
이에 따라 상기 피냉각체에서 열을 수입하는 효율을 상기 핀부재(120)의 높이가 일정한 경우에 비하여 높일 수 있게 된다.
도 8은 본 발명의 열전달유닛(100)에서 핀부재(120)의 제4실시예를 도시한 사시도 및 측면도이며, 도 9는 본 발명의 열전달유닛(100)에서 핀부재(120)의 제4실시예의 유체 유동 시뮬레이션 결과도로서, 이를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 열전달유닛(100)의 상기 제1측핀부(123)와 상기 제2측핀부(124)는, 서로 중첩된 영역을 형성하게 구비되는 것을 특징으로 할 수 있다.
이와 같은 구성은 상기 핀부재(120)의 제3실시예를 더 구체적으로 한정한 것으로, 상기 유체의 유동 경로가 좌우로 변경하는 경로를 더 길게 형성하면서도 중첩 영역에서의 상하 이동 경로의 횟수를 증가시킴에 따라 난류 또는 와류 형성 비율을 더 높일 수 있게 된다.
도 10은 본 발명의 열전달유닛(100)에서 핀부재(120)의 제5실시예를 도시한 사시도로서, 이를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 열전달유닛(100)의 상기 수용부재(110)는, 바닥면부(111)에 상기 핀부재(120)가 복수 개가 구비되며, 상단부에 상단슬릿홀(121a)이 형성된 상기 핀부재(120)의 제1홀핀부(121)와 하단부에 하단슬릿홀(121b)이 형성된 상기 핀부재(120)의 제2홀핀부(122)가 서로 이웃하게 구비되는 것을 특징으로 할 수 있다.
이와 같은 구성은 상기 유체의 유동에 대한 상하 이동의 경로 형성을 상기 핀부재(120)가 형성하는 것에 더하여, 상기 핀부재(120)에 형성된 상기 상단슬릿홀(121a) 및 하단슬릿홀(121b)로 유도하는 것이다. 이는 앞서 설명한 핀부재(120)의 제2실시예와 유사하지만 이를 실현하는 수단은 상이한 점에서 차이가 있다.
더욱이, 상기 핀부재(120)를 제조하는 경우에 상기 핀부재(120)의 제2실시예는 높이가 다른 부재를 여러 개 제조한 후에 상기 수용부재(110)에 부착하는 등으로 제조되어야 하는 것에 반하여, 상기 핀부재(120)의 제5실시예는 일단부에 슬릿홀(121a)이 형성된 동일한 형상의 핀부재(120)를 결합하는 방향만을 상하로 다르게 제조하면 되기 때문에, 제조 비용을 절감할 수 있는 이점을 가질 수 있게 된다.
이상에서 본 발명의 실시예에 대하여 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고, 청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능하다는 것은 당 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에게는 자명할 것이다.
100: 열전달유닛 110: 수용부재
111: 바닥면부 112: 측벽부
113: 유입구 114: 유출구
120: 핀부재 121: 제1홀핀부
122: 제2홀핀부 123: 제1측핀부
124: 제2측핀부 130: 패싱부재
131: 덕트부 132: 팬부
200: 솔라셀패널

Claims (10)

  1. 피냉각체가 안착되고, 유체가 유출입되는 수용부재;
    상기 수용부재에 돌출되게 형성되어 유체의 난류 또는 와류 유동을 유도하는 핀부재; 및
    상기 수용부재와 연결되며, 상기 수용부재에서 배출되는 유체를 피승온체로 전달하는 패싱부재;
    를 포함하는 열전달유닛.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 패싱부재는,
    상기 수용부재와 상기 피승온체 사이를 연결하게 구비되는 덕트부; 및
    상기 덕트부에 구비되며, 상기 수용부재에서 유체를 흡입하여 상기 피승온체로 전달하는 유동을 형성하는 팬부;
    를 포함하는 열전달유닛.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 핀부재는, 상기 수용부재의 바닥면부에 돌출되어 구비되며, 상기 수용부재의 측벽부 높이의 60 ~ 80% 비율로 돌출된 것을 특징으로 하는 열전달유닛.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 수용부재는, 바닥면부에 상기 핀부재가 복수 개가 구비되며, 상단부에 상단슬릿홀이 형성된 상기 핀부재의 제1홀핀부와 하단부에 하단슬릿홀이 형성된 상기 핀부재의 제2홀핀부가 서로 이웃하게 구비되는 것을 특징으로 하는 열전달유닛.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 수용부재는, 바닥면부에 상기 핀부재가 복수 개가 구비되며, 상기 핀부재의 돌출된 높이가 이웃하는 핀부재와 서로 다르게 형성되는 것을 특징으로 하는 열전달유닛.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 수용부재는, 양측벽부에 상기 핀부재가 복수 개가 구비되며, 일측벽부에서 돌출된 상기 핀부재의 제1측핀부와 타측벽부에서 돌출된 상기 핀부재의 제2측핀부가 서로 교호되게 구비되는 것을 특징으로 하는 열전달유닛.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 제1측핀부와 상기 제2측핀부는, 서로 중첩된 영역을 형성하게 구비되는 것을 특징으로 하는 열전달유닛.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 수용부재는, 외부에서 유체가 유입되는 유입구가 하단부에 형성되며, 상기 패싱부재와 연결되어 상기 피냉각체의 열을 흡수한 유체를 상기 피승온체 방향으로 배출하는 유출구가 상단부에 형성되는 것을 특징으로 하는 열전달유닛.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항의 열전달유닛; 및
    상기 수용부재에 안착되는 피냉각체인 솔라셀패널;
    을 포함하는 태양전지장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 피승온체는, 히트펌프, 열난방기 또는 열발전기인 것을 특징으로 하는 태양전지장치.
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