KR20190064128A - Power Generation and Cooling Performance Evaluation System for Flexible Thermoelectric Device and Method of the Same - Google Patents

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KR20190064128A
KR20190064128A KR1020170163445A KR20170163445A KR20190064128A KR 20190064128 A KR20190064128 A KR 20190064128A KR 1020170163445 A KR1020170163445 A KR 1020170163445A KR 20170163445 A KR20170163445 A KR 20170163445A KR 20190064128 A KR20190064128 A KR 20190064128A
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Abstract

The present invention relates to a thermoelectric element which generates electromotive force by a temperature difference between one side and the other side. More specifically, the present invention relates to a device and method for evaluating an integrated performance of a flexible thermoelectric element capable of evaluating a performance accurately, by minimizing thermal resistance which can be generated at an interface between the thermoelectric element and a heater or at an interface between the thermoelectric element and a heat sink by uniformly maintaining a contact load of the heater or the heat sink being in contact with the flexible thermoelectric element for evaluating the performance.

Description

유연 열전소자의 통합성능 평가 장치 및 방법{Power Generation and Cooling Performance Evaluation System for Flexible Thermoelectric Device and Method of the Same}Technical Field [0001] The present invention relates to a flexible thermoelectric device and a method for evaluating the integrated performance of the flexible thermoelectric device,

본 발명은 일측과 타측의 온도차에 의해 기전력을 발생시키는 열전소자에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 성능 평가를 위해 유연한 열전소자에 접촉되는 히터 또는 히트싱크의 접촉 하중이 일정하게 유지되도록 하여 열전소자와 히터의 계면 또는 열전소자와 히트싱크의 계면에서 발생될 수 있는 열저항을 최소화함에 따라 정밀한 성능 평가가 가능한 유연 열전소자의 통합성능 평가 장치 및 방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to a thermoelectric element that generates an electromotive force by a temperature difference between one side and another side, more specifically, to a thermoelectric element To an apparatus and method for evaluating integrated performance of a flexible thermoelectric device capable of accurately evaluating performance as minimizing thermal resistance that may occur at an interface of a heater or an interface between a thermoelectric element and a heat sink.

열전재료는 지벡 효과와 펠티에 효과에 의해 열에너지와 전기 에너지간의 직접변환이 가능한 재료로서 전자냉각과 열전발전에 다양하게 응용되고 있다. 열전재료를 이용한 전자냉각 모듈과 열전발전 모듈은 n형 열전 레그(leg)들과 p형 열전 레그들이 전기적으로는 직렬 연결되어 있으며 열적으로는 병렬 연결된 구조를 갖는다. 열전모듈을 전자냉각용으로 사용하는 경우에는 모듈에 직류전류를 인가함으로써 n형과 p형 열전소자에서 각기 정공과 전자의 이동에 의해 열이 냉각기판에서 가열기판으로 펌핑되어 냉각기판 부위가 냉각된다. 이에 반해 열전발전의 경우에는 모듈의 고온단과 저온단 사이의 온도차에 의해 고온단에서 저온단 부위로 열이 이동 시 p형과 n형 열전소자에서 각기 정공과 전자들이 고온단에서 저온단으로 이동함으로써 지벡 효과에 의해 기전력이 발생하게 된다.Thermoelectric materials can be directly converted between thermal energy and electric energy by the Seebeck effect and the Peltier effect, and they have been widely applied to electronic cooling and thermoelectric power generation. In the electronic cooling module and the thermoelectric module using the thermoelectric material, the n-type thermoelectric legs and the p-type thermoelectric legs are electrically connected in series and thermally connected in parallel. When the thermoelectric module is used for electronic cooling, a DC current is applied to the module, and heat is pumped from the cooling substrate to the heating substrate by the movement of holes and electrons in the n-type and p-type thermoelectric elements, . On the other hand, in the case of thermoelectric power generation, due to the temperature difference between the high temperature end and the low temperature end of the module, when heat moves from the high temperature end to the low temperature end, the holes and electrons move from the high temperature end to the low temperature end in the p- The electromotive force is generated by the Seebeck effect.

도 1에는 통상의 수직형 열전소자(10)의 개략단면도가 도시되어 있다. 도시된 바와 같이 열전소자(10)는 제1 기판(1), 제2 기판(2), 제1 열전레그(3), 제2 열전레그(4) 및 전극(5)을 포함하여 이루어진다. 제1 기판(1)은 판상으로 열원(미도시)에 부착되며, 제2 기판(2)은 판상으로 제1 기판(1)의 상측에 일정거리 이격 배치된다. 제1 기판(1)과 제2 기판(2) 사이에는, P형 열전 레그(3)와 N형 열전 레그(4)가 상하 길이방향을 따라 형성되고, 복수 개가 이격 배치된다. P형 및 N형 열전 레그(3, 4)는 제1 기판(1)과 제2 기판(2)의 온도 차에 따라 전기를 발생하거나, 전류를 통해 제1 기판(1) 또는 제2 기판(2)을 발열시키기 위한 P형 반도체와 N형 반도체가 교번 배치된다. 전극(5)은 P형 및 N형 열전레그(3, 4)가 서로 교번되어 직렬로 연결되도록 P형 및 N형 열전레그(3, 4)를 전기적으로 연결한다.1 is a schematic cross-sectional view of a conventional vertical thermoelectric transducer 10. As shown in the figure, the thermoelectric element 10 includes a first substrate 1, a second substrate 2, a first thermoelectric leg 3, a second thermoelectric leg 4 and an electrode 5. The first substrate 1 is attached to a heat source (not shown) in a plate shape, and the second substrate 2 is disposed in a plate shape at a predetermined distance above the first substrate 1. Between the first substrate 1 and the second substrate 2, a P-type thermoelectric leg 3 and an N-type thermoelectric leg 4 are formed along the vertical direction, and a plurality of the P-type thermoelectric legs 3 and the N- The P-type and N-type thermoelectric legs 3 and 4 generate electricity according to the temperature difference between the first substrate 1 and the second substrate 2, 2 and the p-type semiconductor and the n-type semiconductor are alternately arranged. The electrode 5 electrically connects the P-type and N-type thermoelectric legs 3 and 4 so that the P-type and N-type thermoelectric legs 3 and 4 are alternately connected in series.

상기와 같은 구성에 의해 대기보다 높은 온도를 갖는 열원에 열전소자(10)를 부착하면, 열원에 맞닿는 제1 기판(1)과, 대기에 노출된 제2 기판(2)의 온도차에 의해 P형 및 N형 열전레그(3, 4)가 발전하며, 전극(5)을 통해 발전된 전기를 전달하게 된다.When the thermoelectric element 10 is attached to a heat source having a temperature higher than that of the atmosphere according to the above-described configuration, the temperature of the first substrate 1 contacting the heat source and the temperature of the second substrate 2 exposed to the atmosphere, And the N-type thermoelectric legs 3 and 4 generate electric power and transmit the generated electricity through the electrodes 5. [

위와 같은 통상의 열전소자는, 냉각 성능 평가 시 열전소자에 전류를 인가하여 일측과 타측의 온도차를 측정하거나, 발전 성능 평가 시 열전소자의 일측에 열을 가하고 타측을 냉각하여 이때 발생되는 전류량을 측정하게 된다. In the conventional thermoelectric element as described above, a current is applied to the thermoelectric element to evaluate the cooling performance, and the temperature difference between one side and the other side is measured. When the power generation performance is evaluated, the heat is applied to one side of the thermoelectric element and the other side is cooled .

한편, 유연 열전소자의 경우 두께가 얇고, 굽힘이 가능하여 공간이 협소한 곳이나, 굴곡진 부위에 부착이 가능함에 따라 다양한 분야에서 적용이 활발히 진행되고 있다. 유연 열전소자의 경우 히터나 히트 싱크를 부착하여 성능 평가 시 열전소자와 히터 또는 열전소자와 히트싱크의 계면 접촉하중이 일정하지 않기 때문에 계면의 열저항이 일정하지 않아 성능 평가 시 오차 발생의 가능성이 존재한다. 접촉 하중이 강한 경우 열저항이 줄어들어 성능이 상대적으로 높게 평가되고, 접촉 하중이 약한 경우 열저항이 늘어나 성능이 상대적으로 낮게 평가된다. On the other hand, in the case of a flexible thermoelectric device, since the thickness is thin and bending is possible, it is possible to attach to a narrow space or a bent portion, and thus the application is actively performed in various fields. In the case of a flexible thermoelectric device, since the interface contact load between the thermoelectric element and the heater or between the thermoelectric element and the heat sink is not constant at the time of performance evaluation by attaching the heater or the heat sink, the thermal resistance at the interface is not constant, exist. When the contact load is strong, the thermal resistance is reduced, and the performance is evaluated to be relatively high. When the contact load is weak, the thermal resistance is increased and the performance is evaluated to be relatively low.

특히 유연 열전소자의 경우 곡률이 클수록 저항이 증가하기 때문에 유연 열전소자의 곡률에 따른 성능 평가가 중요한 지표로 사용되고 있으나, 곡률이 큰 지점의 계면과 곡률이 작은 지점의 접촉하중에 차이가 있어 성능 평가 시 오차가 커지는 문자가 있다. Particularly, in the case of flexible thermoelectric elements, the performance is evaluated according to the curvature of the flexible thermoelectric element because the resistance increases as the curvature increases. However, there is a difference in the contact load between the point at which the curvature is large and the contact point at which the curvature is small. There is a character whose time error increases.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서 본 발명의 목적은, 유연 열전소자에 히터 및 히트 싱크를 부착한 상태에서 열전소자의 일측과 타측에 배치된 한 쌍의 하중블록을 이용하여 유연소자에 접촉 하중을 부가하도록 하여 열전소자와 히터의 계면 및 열전소자와 히트싱크의 계면에 일정한 접촉하중이 부여되도록 한 유연 열전소자의 통합성능 평가 장치 및 방법을 제공함에 있다. SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a flexible thermoelectric transducer having a heater and a heat sink attached thereto and a pair of load blocks disposed on one side and the other side of the thermoelectric transducer, And a contact load is applied to the flexible element so that a constant contact load is applied to the interface between the thermoelectric element and the heater and the interface between the thermoelectric element and the heat sink.

또한, 유연 열전소자의 일측에 배치된 하중블록에는 오목한 곡률 반경을 적용하고, 유연 열전소자의 타측에 배치된 하중블록에는 볼록한 곡률 반경을 적용하여, 하중블록을 이용해 유연 열전소자에 접촉 하중은 물론 굽힘 하중이 부여되도록 한 유연 열전소자의 통합성능 평가 장치 및 방법을 제공함에 있다. In addition, a concave radius of curvature is applied to a load block disposed on one side of the flexible thermoelectric element, a convex radius of curvature is applied to a load block disposed on the other side of the flexible thermoelectric element, And a bending load is imparted to the flexible thermoelectric element.

본 발명의 일실시 예에 따른 유연 열전소자의 통합성능 평가 장치는, 유연 열전소자; 상기 유연 열전소자를 가열하도록 유연 열전소자의 일면에 구비되는 히터부; 상기 유연 열전소자를 냉각하도록 유연 열전소자의 타면에 구비되는 히트싱크부; 및 상기 히터부의 일측에 구비되어 상기 유연 열전소자의 일면과 히터부의 계면에 접촉 하중을 부여하는 제1 블록과, 상기 히트싱크부의 타측에 구비되어 상기 유연 열전소자의 타면과 히트싱크부의 계면에 접촉 하중을 부여하는 제2 블록으로 구성된 하중블록을 포함한다. An integrated performance evaluating apparatus for a flexible thermoelectric transducer according to an embodiment of the present invention includes: a flexible thermoelectric transducer; A heater unit provided on one surface of the flexible thermoelectric element to heat the flexible thermoelectric element; A heat sink part provided on the other surface of the flexible thermoelectric element to cool the flexible thermoelectric element; A first block provided at one side of the heater unit to apply a contact load to the interface between the one surface of the flexible thermoelectric transducer and the heater unit and a second block provided at the other side of the heat sink unit to contact the interface between the other surface of the flexible thermoelectric transducer and the heat sink unit. And a second block for imparting a load.

또한, 상기 히터부는, 상기 유연 열전소자의 일면에 접촉되는 가열판과, 상기 가열판의 길이 방향 양측 중 어느 한 측에 구비되는 히터를 포함하며, 상기 히트싱크부는, 상기 유연 열전소자의 타면에 접촉되는 냉각판과, 상기 냉각판의 길이 방향 양측 중 어느 한 측에 구비되는 히트싱크를 포함한다. The heater part may include a heating plate contacting the one surface of the flexible thermoelectric element and a heater provided on either side of the heating plate in either the longitudinal direction thereof and the heat sink part contacting the other surface of the flexible thermoelectric element A cooling plate, and a heat sink provided on either side of the cooling plate in the longitudinal direction.

또한, 상기 히터 및 히트싱크는, 상기 하중 블록의 가압면 외측에 배치된다. Further, the heater and the heat sink are disposed outside the pressing surface of the load block.

본 발명의 일실시 예에 따른 유연 열전소자의 통합성능 평가 장치는, 유연 열전소자; 상기 유연 열전소자의 일면에 구비되는 가열판; 상기 유연 열전소자의 타면에 구비되는 냉각판; 상기 유연 열전소자의 일면은 가열하고 타면은 냉각하도록 상기 가열판과 냉각판 사이에 구비되어 전류 인가에 의해 상기 가열판과 냉각판에 온도차를 부여하는 평가용 열전소자; 및 상기 가열판의 일측에 구비되어 상기 유연 열전소자의 일면과 가열판의 계면에 접촉 하중을 부여하는 제1 블록과, 상기 냉각판의 타측에 구비되어 상기 유연 열전소자의 타면과 냉각판의 계면에 접촉 하중을 부여하는 제2 블록으로 구성된 하중블록을 포함한다. An integrated performance evaluating apparatus for a flexible thermoelectric transducer according to an embodiment of the present invention includes: a flexible thermoelectric transducer; A heating plate provided on one surface of the flexible thermoelectric element; A cooling plate provided on the other surface of the flexible thermoelectric element; A thermoelectric element for evaluation which is provided between the heating plate and the cooling plate so as to heat one side of the flexible thermoelectric element and cool the other side and to apply a current to the heating plate and the cooling plate; And a first block provided on one side of the heating plate for applying a contact load to the interface between the one surface of the flexible thermoelectric transducer and the heating plate and a second block provided on the other side of the cooling plate to contact the interface between the other surface of the flexible thermoelectric element and the cooling plate And a second block for imparting a load.

또한, 상기 가열판과 냉각판은, 길이방향 일측 또는 타측이 상기 하중 블록의 가압면 외측으로 연장 형성되며 상기 평가용 열전소자는, 연장 형성된 상기 가열판 및 냉각판의 길이방향 일측 또는 타측에 배치된다. Further, the heating plate and the cooling plate are extended on one side or the other side in the longitudinal direction outside the pressing surface of the load block, and the evaluation thermoelectric element is disposed on one side or the other side in the longitudinal direction of the extended heating plate and cooling plate.

또한, 상기 하중블록은, 상기 유연 열전소자에 굽힘 하중을 부여하도록 상기 제1 블록 및 제2 블록 중 어느 하나의 가압면에는 일정 곡률을 갖는 오목부가 형성되고, 다른 하나의 가압면에는 일정 곡률을 갖는 볼록부가 형성된다. The load block may have a concave portion having a predetermined curvature on one of the first block and the second block so as to impart a bending load to the flexible thermoelectric element, Is formed.

또한, 상기 가열판 및 냉각판은, 유연한 재질로 이루어진다. The heating plate and the cooling plate are made of a flexible material.

본 발명의 일실시 예에 따른 유연 열전소자의 통합성능 평가 방법은, 하중블록을 통해 유연 열전소자의 일면과 타면에 접촉 하중을 부여하는 접촉 하중 부여 단계; 유연 열전소자에 전류를 가하여 열전소자의 일면은 냉각시키고, 타면은 가열하는 온도차 발생 단계; 상기 유연 열전소자의 일면을 히터를 통해 가열하여 열전소자의 일면과 타면의 온도차가 0이 되도록 하는 히터 가열 단계; 온도차가 0이 되었을 때 상기 히터의 파워를 측정하여 상기 유연 열전소자의 흡열량을 산출하는 흡열량 측정 단계; 및 상기 유연 열전소자에 가해지는 전류의 세기를 가변하여 각각의 흡열량을 측정하는 전류 가변단계를 포함한다. A method for evaluating integrated performance of a flexible thermoelectric device according to an embodiment of the present invention includes: a contact load applying step of applying a contact load to one surface and another surface of a flexible thermoelectric element through a load block; A temperature difference generation step of applying current to the flexible thermoelectric element to cool one surface of the thermoelectric element and to heat the other surface; A heater heating step of heating one surface of the flexible thermoelectric element through a heater so that a temperature difference between one surface and the other surface of the thermoelectric element becomes zero; Measuring a heat absorption amount of the flexible thermoelectric element by measuring a power of the heater when the temperature difference becomes zero; And a current varying step of varying the intensity of the current applied to the flexible thermoelectric element to measure the respective heat absorption amounts.

또한, 상기 평가 방법은, 상기 유연 열전소자의 곡률을 가변하여 각각의 흡열량을 측정하는 곡률 가변단계를 더 포함한다.Further, the evaluation method further includes a variable curvature step of varying the curvature of the flexible thermoelectric element to measure the respective heat absorption amounts.

본 발명의 다른 실시 예에 따른 유연 열전소자의 통합성능 평가 방법은, 하중블록을 통해 유연 열전소자의 일면과 타면에 접촉 하중을 부여하는 접촉 하중 부여 단계; 유연 열전소자의 일면을 히터를 통해 가열하여 열전소자의 일면과 타면에 온도차를 발생시키는 히터 가열 단계; 상기 유연 열전소자에서 발생되는 전류량을 측정하여 열전소자의 발전량을 산출하는 발전량 측정 단계; 상기 히터의 가열 세기를 가변하여 각각의 열전소자 발전량을 측정하는 히팅 가변단계; 및 상기 유연 열전소자의 곡률을 가변하여 각각의 발전량을 측정하는 곡률 가변단계를 포함한다. According to another aspect of the present invention, there is provided a method of evaluating integrated performance of a flexible thermoelectric device, comprising: a contact load applying step of applying a contact load to one surface and another surface of a flexible thermoelectric element through a load block; A heater heating step of heating one surface of the flexible thermoelectric element through a heater to generate a temperature difference between one surface and the other surface of the thermoelectric element; A power generation amount measuring step of measuring a power generation amount of the thermoelectric element by measuring an amount of current generated in the flexible thermoelectric element; A heating variable step of varying the heating intensity of the heater to measure the generation amount of each thermoelectric element; And a curvature variable step of varying the curvature of the flexible thermoelectric element and measuring the amount of generated electricity.

아울러, 상기 평가 방법은, 상기 유연 열전소자의 곡률을 가변하여 각각의 발전량을 측정하는 곡률 가변단계를 더 포함한다. In addition, the evaluation method further includes a curvature variable step of varying the curvature of the flexible thermoelectric element to measure the respective power generation amounts.

상기와 같은 구성에 의한 본 발명의 유연 열전소자의 통합성능 평가 장치 및 방법은, 하중블록을 통해 유연소자와 히터 및 유연소자와 히트싱크의 계면에 접촉 하중을 일정하게 부여하여 열저항 변화에 따른 성능 평가 오차를 최소화함에 따라 정밀한 열전소자의 성능 평가가 가능한 효과가 있다. The apparatus and method for evaluating the integrated performance of a flexible thermoelectric device according to the present invention as described above are characterized in that a contact load is uniformly applied to an interface between a flexible element, a heater, a flexible element and a heat sink through a load block, As the performance evaluation error is minimized, it is possible to evaluate the performance of the thermoelectric device precisely.

또한, 하중블록에 곡률을 형성하여 열전소자에 접촉 하중과 굽힘 하중의 동시 부여가 가능함에 따라 유연 열전소자의 곡률 반경에 따른 성능 평가 시 열전소자에 굽힘 하중을 가하기 위한 별도의 장치가 필요하지 않아 평가 장치 제조 및 유지 보수가 용이한 장점이 있다. In addition, since a curvature is formed in the load block and the contact load and the bending load can be simultaneously given to the thermoelectric element, a separate device for applying a bending load to the thermoelectric element in the performance evaluation according to the radius of curvature of the flexible thermoelectric element is not required It is easy to manufacture and maintain the evaluation device.

또한 열전소자의 성능 평가를 위한 진공 챔버의 크기를 줄일 수 있어 단시간에 챔버 내 진공 상태 형성이 가능하여 시험 시간이 단축되는 효과가 있다. In addition, since the size of the vacuum chamber for evaluating the performance of the thermoelectric device can be reduced, a vacuum state can be formed in the chamber in a short time, thereby shortening the test time.

도 1은 통상의 열전소자를 나타낸 개략단면도
도 2는 본 발명의 제1 실시예의 유연 열전소자의 통합성능 평가 장치 단면도
도 3은 본 발명의 제2 실시예의 유연 열전소자의 통합성능 평가 장치 단면도
도 4는 본 발명의 제3 실시예의 유연 열전소자의 통합성능 평가 장치 단면도
도 5는 본 발명의 일실시 예의 유연 열전소자의 통합성능 평가 방법 순서도 (냉각 성능 평가 시)
도 6은 본 발명의 일실시 예의 유연 열전소자의 통합성능 평가 방법 순서도 (발전 성능 평가 시)
도 7은 유연 열전소자의 곡률에 따른 저항 변화를 나타낸 그래프
도 8은 본 발명의 일실시 예에 따른 평가 장치를 이용해 측정한 온도차 대비 흡열량(냉각성능)을 나타낸 그래프
도 9는 본 발명의 일실시 예에 따른 평가 장치를 이용해 측정한 가열량 대비 발전량(발전성능)을 나타낸 그래프1 is a schematic cross-sectional view showing a conventional thermoelectric element
2 is a sectional view of the integrated performance evaluation device of the flexible thermoelectric device of the first embodiment of the present invention
3 is a sectional view of the integrated performance evaluation device of the flexible thermoelectric device of the second embodiment of the present invention
4 is a sectional view of the integrated performance evaluation device of the flexible thermoelectric device of the third embodiment of the present invention
FIG. 5 is a flow chart of a method for evaluating integrated performance of a flexible thermoelectric element according to an embodiment of the present invention (at the time of cooling performance evaluation)
6 is a flow chart of a method of evaluating integrated performance of a flexible thermoelectric device according to an embodiment of the present invention
Fig. 7 is a graph showing the resistance change according to the curvature of the flexible thermoelectric element
8 is a graph showing a heat absorbing amount (cooling performance) relative to a temperature difference measured using an evaluation device according to an embodiment of the present invention
9 is a graph showing a power generation amount (power generation performance) versus a heating amount measured using an evaluation apparatus according to an embodiment of the present invention

이하, 상기와 같은 본 발명의 일실시예에 대하여 도면을 참조하여 상세히 설명한다.Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

- 평가 장치 실시 예 1 (접촉 하중 식 일반형)-Evaluation Apparatus Example 1 (Contact Load Type General Type)

도 2에는 본 발명의 제1 실시 예에 따른 유연 열전소자의 통합성능 평가 장치(100, 이하 "성능 평가 장치")의 개략 단면도가 도시되어 있다. FIG. 2 is a schematic cross-sectional view of an apparatus 100 for evaluating integrated performance of a flexible thermoelectric device according to the first embodiment of the present invention (hereinafter referred to as a "performance evaluation apparatus").

도시된 바와 같이 성능 평가 장치(100)는 유연 열전소자(110)와, 유연 열전소자(110)의 일면에 부착되어 유연 열전소자(110)를 가열하는 히터부(120)와, 유연 열전소자(110)의 타면에 부착되어 유연 열전소자(110)를 냉각하는 히트싱크부(130)와, 유연 열전소자(110)의 일면과 타면에 접촉 하중을 부여하도록 배치되는 한 쌍의 하중블록(150)을 포함하여 구성된다. As shown in the figure, the performance evaluation apparatus 100 includes a flexible thermoelectric element 110, a heater 120 attached to one surface of the flexible thermoelectric element 110 to heat the flexible thermoelectric element 110, And a pair of load blocks 150 arranged to apply a contact load to one surface and the other surface of the flexible thermoelectric element 110. The thermoelectric element 110 is mounted on the other surface of the flexible thermoelectric element 110, .

유연 열전소자(110)의 일면에는 유연 열전소자(110)의 일면을 특정 온도로 가열하기 위한 히터부(120)가 구비되며, 보다 상세하게 히터부(120)는 유연 열전소자(110)의 일면에 부착되는 가열판(121)과 유연 열전소자(110)의 일면을 가열하기 위해 가열판(120)에 열을 전달하는 히터(122)로 구성된다. 이때 히터(122)는 위 하중블록(150)을 통해 유연 열전소자(110) 가압 시 간섭을 피하기 위해 가열판(121)의 길이 방향 일측 또는 타측에 구비될 수 있다. 즉 히터(122)는 하중블록(150)의 가압면 외측에 구비될 수 있다. 이를 위해 가열판(121)은 위 가압면에서 외측으로 연장 형성될 수 있다. 히터(122)는 유연 열전소자(110)를 정해진 온도로 가열하기 위한 구성이면 어떠한 구성도 적용될 수 있고, 일예로 가열판(121)에 대류를 통해 열을 전달하는 전기 히터 등이 적용될 수 있다.The flexible thermoelectric element 110 is provided with a heater part 120 for heating one surface of the flexible thermoelectric element 110 to a specific temperature. More specifically, the heater part 120 is provided on one surface of the flexible thermoelectric element 110, And a heater 122 for transferring heat to the heating plate 120 to heat one surface of the flexible thermoelectric element 110. [ At this time, the heater 122 may be provided on one side or the other of the longitudinal direction of the heating plate 121 to avoid interference when the flexible thermoelectric element 110 is pressed through the upper load block 150. That is, the heater 122 may be provided outside the pressing surface of the load block 150. For this, the heating plate 121 may extend outward from the upper pressing surface. The heater 122 may be configured to heat the flexible thermoelectric element 110 to a predetermined temperature. For example, an electric heater that conveys heat to the heating plate 121 through convection may be used.

유연 열전소자(110)의 타면에는 유연 열전소자(110)의 타면을 냉각하기 위한 히트싱크부(130)가 구비되며, 보다 상세하게 히트싱크부(130)는 유연 열전소자(110)의 타면에 부착되는 냉각판(131)과, 유연 열전소자(110)의 타면을 냉각시키기 위해 냉각판(131)의 열을 흡수하는 히트싱크(132)로 구성된다. 이때 히트싱크(132)는 위 히터(122)와 마찬가지로 하중블록(150)을 통해 유연 열전소자(110) 가압 시 간섭을 피하기 위해 냉각판(131)의 길이 방향 일측 또는 타측에 구비될 수 있다. 즉 히트싱크(132)는 하중블록(150)의 가압면 외측에 구비될 수 있다. 이를 위해 냉각판(131)은 위 가압면에서 외측으로 연장 형성될 수 있다. 히트싱크(132)는 유연 열전소자(110)를 정해진 온도로 냉각시킬 수 있는 구성이면 어떠한 구성도 적용될 수 있고, 일예로 방열면적을 넓히도록 다수의 방열핀을 포함하는, 히트 싱크의 구성이 적용될 수 있다. The heat sink part 130 is provided on the other surface of the flexible thermoelectric element 110 and the heat sink part 130 for cooling the other surface of the flexible thermoelectric element 110. More specifically, And a heat sink 132 for absorbing the heat of the cooling plate 131 to cool the other surface of the flexible thermoelectric element 110. [ At this time, the heat sink 132 may be provided at one side or the other of the longitudinal direction of the cooling plate 131 to avoid interference when the flexible thermoelectric element 110 is pressed through the load block 150, like the upper heater 122. That is, the heat sink 132 may be provided outside the pressing surface of the load block 150. To this end, the cooling plate 131 may extend outward from the upper pressing surface. The heat sink 132 may have any structure as long as it can cool the flexible thermoelectric element 110 to a predetermined temperature. For example, the heat sink may include a plurality of heat dissipating fins have.

하중블록(150)은 유연 열전소자(110)의 일면에 부착된 가열판(121)의 일방향 외측에 배치되어 자중에 의해 유연 열전소자(110)의 일면을 가압하는 제1 블록(151)과, 유연 열전소자(110)의 타면에 부착된 냉각판(131)의 타방향 외측에 배치되어 제1 블록(151)의 자중에 의해 유연 열전소자(110)의 타면을 가압하는 제2 블록(152)으로 구성된다. 하중블록(150)은 유연 열전소자(110)의 일면 및 타면 전체를 커버할 수 있을 정도의 크기를 갖고, 유연 열전소자(110)에 일정 접촉 하중을 부여할 수 있을 정도의 무게를 갖는다. 또한, 하중블록(150)은 유연 열전소자(110)의 성능 평가에 영향을 미치지 않도록 단열 재질 및 절연 재질로 이루어질 수 있다. The load block 150 includes a first block 151 disposed on one side of the heating plate 121 attached to one surface of the flexible thermoelectric element 110 and pressing one surface of the flexible thermoelectric element 110 by its own weight, A second block 152 disposed outside the cooling plate 131 attached to the other surface of the thermoelectric element 110 and pressing the other surface of the flexible thermoelectric element 110 by the own weight of the first block 151 . The load block 150 has a size enough to cover one surface and the other surface of the flexible thermoelectric element 110 and has a weight enough to impart a constant contact load to the flexible thermoelectric element 110. The load block 150 may be made of an insulating material and an insulating material so as not to affect performance evaluation of the flexible thermoelectric element 110. [

위와 같은 구성의 성능 평가 장치(100)를 통해 유연 열전소자(110)와 히터부(120)의 계면 접촉 하중 및 유연 열전소자(110)와 히트싱크부(130)의 계면 접촉 하중을 일정하고 고르게 부여하여 위 계면의 열저항 변화에 따른 성능 평가 오차를 최소화할 수 있게 된다. 구체적인 냉각성능 및 발전 성능 평가 방법은 도면을 참조하여 후술하기로 한다. The interface contact load between the flexible thermoelectric element 110 and the heater portion 120 and the interface contact load between the flexible thermoelectric element 110 and the heat sink portion 130 are uniformly and uniformly distributed through the performance evaluation apparatus 100 having the above- The performance evaluation error due to the change in the thermal resistance of the upper interface can be minimized. Concrete cooling performance and power generation performance evaluation methods will be described later with reference to the drawings.

위와 같은 구성의 성능 평가 장치(100)를 통해 유연 열전소자(110)의 곡률을 순차적으로 가변시키면서, 유연 열전소자(110)의 냉각 성능과 발전 성능을 평가할 수 있게 된다. 구체적인 냉각성능 및 발전 성능 평가 방법은 도면을 참조하여 후술하기로 한다. It is possible to evaluate the cooling performance and the power generation performance of the flexible thermoelectric element 110 while sequentially changing the curvature of the flexible thermoelectric element 110 through the performance evaluation apparatus 100 having the above-described configuration. Concrete cooling performance and power generation performance evaluation methods will be described later with reference to the drawings.

- 평가 장치 실시 예 2 (접촉 하중 식 열전소자 형)-Evaluation Apparatus Example 2 (Contact Load Type Thermoelectric Element Type)

도 3에는 본 발명의 제2 실시 예에 따른 유연 열전소자의 통합성능 평가 장치(200, 이하 "성능 평가 장치")의 개략 단면도가 도시되어 있다. 3 is a schematic cross-sectional view of an apparatus 200 for evaluating integrated performance of a flexible thermoelectric device according to a second embodiment of the present invention (hereinafter referred to as a "performance evaluation apparatus").

도시된 바와 같이 성능 평가 장치(200)는 유연 열전소자(210)와, 유연 열전소자(210)의 일면에 부착되는 가열판(220)과 유연 열전소자(210)의 타면에 부착되는 냉각판(230)과, 위 가열판(220)과 냉각판(230) 사이에 구비되어 온도차를 발생시켜 가열판(220)이 부착된 유연 열전소자(210)의 일면은 가열하고, 냉각판(230)이 부착된 유연 열전소자(210)의 타면은 냉각하는 평가용 열전소자(240)와, 유연 열전소자(210)의 일면과 타면에 접촉 하중을 부여하도록 배치되는 한 쌍의 하중블록(250)을 포함하여 구성된다. The performance evaluation apparatus 200 includes a flexible thermoelectric element 210, a heating plate 220 attached to one surface of the flexible thermoelectric element 210, and a cooling plate 230 attached to the other surface of the flexible thermoelectric element 210 And a temperature difference is generated between the upper heating plate 220 and the cooling plate 230 to heat one side of the flexible thermoelectric element 210 to which the heating plate 220 is attached, The other surface of the thermoelectric element 210 includes a thermoelectric element 240 for cooling to be cooled and a pair of load blocks 250 arranged to apply a contact load to one surface and the other surface of the thermoelectric element 210 .

유연 열전소자(210)의 일면에는 유연 열전소자(210)의 일면을 특정 온도로 가열하기 위한 가열판(220)이 구비되며, 유연 열전소자(210)의 타면에는 유연 열전소자(210)의 타면을 냉각하기 위한 냉각판(230)이 구비된다. 이때 가열판(220)을 가열하고, 냉각판(230)을 냉각시키기 위해 가열판(220)과 냉각판(230) 사이에는 평가용 열전소자(240)가 구비된다. 이는 열전소자(240)에 전류를 인가하면 한면은 가열되고 다른 한면은 냉각되는 특성을 이용한 것으로 평가용 열전소자(240)의 일면은 가열판(220)에 맞닿도록 구성하고, 타면은 냉각판(230)에 맞닿도록 한 상태에서 평가용 열전소자(240)에 전류를 인가하면, 가열판(220)은 가열되고, 냉각판(230)은 냉각하게 된다. 따라서 가열판(220)으로 인해 유연 열전소자(210)가 일면은 가열되고, 냉각판(230)으로 인해 유연 열전소자(210)의 타면은 냉각될 수 있다. A heating plate 220 for heating one surface of the flexible thermoelectric element 210 to a specific temperature is provided on one surface of the flexible thermoelectric element 210 and the other surface of the flexible thermoelectric element 210 is connected to the other surface of the flexible thermoelectric element 210 A cooling plate 230 for cooling is provided. An evaluation thermoelectric element 240 is provided between the heating plate 220 and the cooling plate 230 to heat the heating plate 220 and cool the cooling plate 230. One surface of the thermoelectric element 240 for evaluation is configured to abut against the heating plate 220 while the other surface thereof is configured to abut against the cooling plate 230 The heating plate 220 is heated, and the cooling plate 230 is cooled. When the current is applied to the thermoelectric element 240 for evaluation, the heating plate 220 is heated and the cooling plate 230 is cooled. Therefore, one surface of the flexible thermoelectric element 210 is heated by the heating plate 220, and the other surface of the flexible thermoelectric element 210 can be cooled due to the cooling plate 230.

이때 평가용 열전소자(240)는 위 하중블록(250)을 통해 유연 열전소자(210) 가압 시 간섭을 피하기 위해 가열판(220)및 냉각판(230)이 길이 방향 일측 또는 타측에 구비될 수 있다. 즉 평가용 열전소자(240)는 하중블록(250)의 가압면 외측에 구비될 수 있다. 이를 위해 가열판(220) 및 냉각판(230)은 위 가압면에서 외측으로 연장 형성될 수 있다. At this time, the heating thermoelement 240 may be provided on one side or the other side in the longitudinal direction of the heating plate 220 and the cooling plate 230 to avoid interference when the flexible thermoelectric element 210 is pressed through the upper load block 250 . That is, the thermoelectric element 240 for evaluation may be provided outside the pressing surface of the load block 250. For this, the heating plate 220 and the cooling plate 230 may be extended outward from the upper pressing surface.

하중블록(250)은 유연 열전소자(210)의 일면에 부착된 가열판(220)의 일방향 외측에 배치되어 자중에 의해 유연 열전소자(210)의 일면을 가압하는 제1 블록(251)과, 유연 열전소자(210)의 타면에 부착된 냉각판(230)의 타방향 외측에 배치되어 제1 블록(251)의 자중에 의해 유연 열전소자(210)의 타면을 가압하는 제2 블록(252)으로 구성된다. 하중블록(250)의 세부 구성은 상술된 제1 실시 예의 하중블록(150)과 동일 유사하므로 이하 상세 설명은 생략한다. The load block 250 includes a first block 251 disposed on one side of the heating plate 220 attached to one surface of the flexible thermoelectric element 210 and pressing one surface of the flexible thermoelectric element 210 by its own weight, A second block 252 disposed outside the cooling plate 230 attached to the other surface of the thermoelectric element 210 and pressing the other surface of the flexible thermoelectric element 210 by the weight of the first block 251 . Since the detailed structure of the load block 250 is similar to the load block 150 of the first embodiment described above, detailed description thereof will be omitted.

위와 같은 구성의 성능 평가 장치(200)를 통해 유연 열전소자(210)와 가열판(220)의 계면 접촉 하중 및 유연 열전소자(210)와 냉각판(230)의 계면 접촉 하중을 일정하고 고르게 부여하여 위 계면의 열저항 변화에 따른 성능 평가 오차를 최소화할 수 있게 된다. 또한 평가용 열전소자(240)의 구성을 통해 가열판(220)과 냉각판(230)에 온도차를 부여하여 상술된 제1 실시 예의 히터 및 냉각핀을 대체할 수 있다. The interface contact load between the flexible thermoelectric element 210 and the heating plate 220 and the interface contact load between the flexible thermoelectric element 210 and the cooling plate 230 are constantly and uniformly given through the performance evaluation apparatus 200 having the above- The performance evaluation error due to the change in the thermal resistance of the upper interface can be minimized. The temperature difference between the heating plate 220 and the cooling plate 230 may be provided through the configuration of the thermoelectric element 240 for evaluation to replace the heater and the cooling fin of the first embodiment.

- 평가 장치 실시 예 3 (굽힘 하중 동시 부여 형)-Evaluation Apparatus Example 3 (Simultaneous Loading with Bending Load)

도 4에는 본 발명의 제3 실시 예에 따른 유연 열전소자의 통합성능 평가 장치(300, 이하 "성능 평가 장치")의 개략 단면도가 도시되어 있다. FIG. 4 is a schematic cross-sectional view of an integrated performance evaluation device 300 (hereinafter referred to as "performance evaluation device") according to a third embodiment of the present invention.

도시된 바와 같이 성능 평가 장치(300)는 유연 열전소자(310)와, 유연 열전소자(310)의 일면에 부착되어 유연 열전소자(310)를 가열하는 히터부(320)와, 유연 열전소자(310)의 타면에 부착되어 유연 열전소자(310)를 냉각하는 히트싱크부(330)와, 유연 열전소자(310)의 일면과 타면에 접촉 하중을 부여하도록 배치되는 한 쌍의 하중블록(350)을 포함하여 구성된다. 또한, 하중블록(350)은 유연 열전소자(310)에 접촉 하중을 부여함과 동시에 굽힘 하중을 부여하도록 구성되어 유연 열전소자(310)의 곡률 변화에 따른 성능 평가의 수행이 가능하도록 구성됨에 본실시 예에 특징이 있다. As shown in the figure, the performance evaluation apparatus 300 includes a flexible thermoelectric element 310, a heater 320 attached to one surface of the flexible thermoelectric element 310 to heat the flexible thermoelectric element 310, A heat sink part 330 attached to the other surface of the flexible thermoelectric element 310 for cooling the flexible thermoelectric element 310 and a pair of load blocks 350 arranged to apply a contact load to one surface and the other surface of the flexible thermoelectric element 310, . The load block 350 is configured to apply a contact load to the flexible thermoelectric element 310 and apply a bending load thereto so that performance evaluation can be performed according to a change in curvature of the flexible thermoelectric element 310 The embodiment is characterized.

유연 열전소자(310)의 일면에는 유연 열전소자(310)의 일면을 특정 온도로 가열하기 위한 히터부(320)가 구비되며, 보다 상세하게 히터부(320)는 유연 열전소자(310)의 일면에 부착되는 가열판(321)과 유연 열전소자(310)의 일면을 가열하기 위해 가열판(320)에 열을 전달하는 히터(322)로 구성된다. 이때 히터(322)는 위 하중블록(350)을 통해 유연 열전소자(310) 가압 시 간섭을 피하기 위해 가열판(321)의 길이 방향 일측 또는 타측에 구비될 수 있다. 즉 히터(322)는 하중블록(350)의 가압면 외측에 구비될 수 있다. 이를 위해 가열판(321)은 위 가압면에서 외측으로 연장 형성될 수 있다. 히터(322)는 유연 열전소자(310)를 정해진 온도로 가열하기 위한 구성이면 어떠한 구성도 적용될 수 있고, 일예로 가열판(321)에 대류를 통해 열을 전달하는 전기 히터 등이 적용될 수 있다. 가열판(321)은 굽힘 하중 부여에 대응하여 변형될 수 있는 유연한 재질 또는 탄성 재질로 이루어질 수 있다. The flexible thermoelectric element 310 is provided with a heater part 320 for heating one surface of the flexible thermoelectric element 310 to a specific temperature. More specifically, the heater part 320 is provided on one surface of the flexible thermoelectric element 310, And a heater 322 for transmitting heat to the heating plate 320 to heat one surface of the flexible thermoelectric element 310. [ At this time, the heater 322 may be provided on one side or the other of the longitudinal direction of the heating plate 321 to avoid interference when the flexible thermoelectric element 310 is pressed through the upper load block 350. That is, the heater 322 may be provided outside the pressing surface of the load block 350. To this end, the heating plate 321 may extend outward from the upper pressing surface. The heater 322 may be any structure as long as it has a structure for heating the flexible thermoelectric element 310 to a predetermined temperature. For example, an electric heater that conveys heat through the heating plate 321 through convection may be applied. The heating plate 321 may be made of a flexible material or an elastic material that can be deformed corresponding to the bending load application.

유연 열전소자(310)의 타면에는 유연 열전소자(310)의 타면을 냉각하기 위한 히트싱크부(330)가 구비되며, 보다 상세하게 히트싱크부(330)는 유연 열전소자(310)의 타면에 부착되는 냉각판(331)과, 유연 열전소자(310)의 타면을 냉각시키기 위해 냉각판(331)의 열을 흡수하는 히트싱크(332)로 구성된다. 이때 히트싱크(312)는 위 히터(322)와 마찬가지로 하중블록(350)을 통해 유연 열전소자(310) 가압 시 간섭을 피하기 위해 냉각판(331)의 길이 방향 일측 또는 타측에 구비될 수 있다. 즉 히트싱크(332)는 하중블록(350)의 가압면 외측에 구비될 수 있다. 이를 위해 냉각판(331)은 위 가압면에서 외측으로 연장 형성될 수 있다. 히트싱크(332)는 유연 열전소자(310)를 정해진 온도로 냉각시킬 수 있는 구성이면 어떠한 구성도 적용될 수 있고, 일예로 방열면적을 넓히도록 다수의 방열핀을 포함하는, 히트 싱크의 구성이 적용될 수 있다. 냉각판(331)은 굽힘 하중 부여에 대응하여 변형될 수 있는 유연한 재질 또는 탄성 재질로 이루어질 수 있다. The heat sink part 330 is provided on the other surface of the flexible thermoelectric element 310 and the heat sink part 330 for cooling the other surface of the flexible thermoelectric element 310. More specifically, And a heat sink 332 for absorbing the heat of the cooling plate 331 to cool the other surface of the flexible thermoelectric element 310. [ At this time, the heat sink 312 may be provided at one side or the other of the longitudinal direction of the cooling plate 331 to avoid interference when the flexible thermoelectric device 310 is pressed through the load block 350, like the upper heater 322. That is, the heat sink 332 may be provided outside the pressing surface of the load block 350. To this end, the cooling plate 331 may extend outward from the upper pressing surface. The heat sink 332 can be any structure as long as it can cool the flexible thermoelectric element 310 to a predetermined temperature. For example, the heat sink may include a plurality of heat dissipating fins have. The cooling plate 331 may be made of a flexible material or an elastic material that can be deformed corresponding to the bending load application.

하중블록(350)은 유연 열전소자(310)의 일면에 부착된 가열판(321)의 일방향 외측에 배치되어 자중에 의해 유연 열전소자(310)의 일면을 가압하는 제1 블록(351)과, 유연 열전소자(310)의 타면에 부착된 냉각판(331)의 타방향 외측에 배치되어 제1 블록(351)의 자중에 의해 유연 열전소자(310)의 타면을 가압하는 제2 블록(152)으로 구성된다. 하중블록(350)은 유연 열전소자(310)의 일면 및 타면 전체를 커버할 수 있을 정도의 크기를 갖고, 유연 열전소자(310)에 일정 접촉 하중을 부여할 수 있을 정도의 무게를 갖는다. 또한, 하중블록(350)은 유연 열전소자(310)의 성능 평가에 영향을 미치지 않도록 단열 재질 및 절연 재질로 이루어질 수 있다.The load block 350 includes a first block 351 disposed on one side of the heating plate 321 attached to one surface of the flexible thermoelectric element 310 and pressing one surface of the flexible thermoelectric element 310 by its own weight, A second block 152 disposed on the other side of the cooling plate 331 attached to the other surface of the thermoelectric element 310 and pressing the other surface of the flexible thermoelectric element 310 by its own weight of the first block 351 . The load block 350 has a size enough to cover one side and the other side of the flexible thermoelectric element 310 and has a weight enough to impart a constant contact load to the flexible thermoelectric element 310. The load block 350 may be made of an insulating material and an insulating material so as not to affect the performance evaluation of the flexible thermoelectric element 310. [

이때, 제1 블록(351) 및 제2 블록(352)은 유연 열전소자(310)에 접촉 하중을 부여함과 동시에 굽힘 하중을 부여하도록 다음과 같은 특징을 갖는다. At this time, the first block 351 and the second block 352 have the following characteristics in order to impart a contact load to the flexible thermoelectric element 310 and to impart a bending load thereto.

제1 블록(351)의 가압면은 유연 열전소자(310)에 굽힘 하중을 부여하도록 내측으로 오목한 오목부(351a)가 형성되며, 제2 블록(352)의 가압면에는 유연 열전소자(310)에 굽힘 하중을 부여하도록 오목부(351b)에 대응되는 볼록부(352a)가 형성될 수 있다. 위 실시예 외에도 제1 블록(351)에 볼록부가 형성되고, 제2 블록(352)에 오목부가 형성될 수도 있다. The pressing surface of the first block 351 is formed with a concave portion 351a recessed inwardly to impart a bending load to the flexible thermoelectric element 310 and a flexible thermoelectric element 310 is formed on the pressing surface of the second block 352. [ A convex portion 352a corresponding to the concave portion 351b may be formed to impart a bending load to the concave portion 351b. A convex portion may be formed in the first block 351 and a concave portion may be formed in the second block 352 in addition to the above embodiment.

따라서 제1 블록(351)의 자중에 의해 제1 블록과 제2 블록이 유연 열전소자(310) 가압 시 위 오목부(351a)와 볼록부(352a)를 통해 유연 열전소자(310)에 굽힘 하중이 부여되어 곡률에 따른 유연 열전소자(310)의 성능 평가 수행이 가능해진다. 또한 다양한 곡률을 갖는 하중블록(350)을 복수 개 구비하여 곡률 변화에 따른 유연 열전소자(310)의 성능 평가 수행도 가능해진다. When the flexible thermoelectric element 310 is pressed by the self weight of the first block 351, the first block and the second block are subjected to a bending load (load) on the flexible thermoelectric element 310 through the upper recessed portion 351a and the convex portion 352a, So that performance evaluation of the flexible thermoelectric device 310 according to the curvature becomes possible. In addition, a plurality of load blocks 350 having various curvatures can be provided to evaluate the performance of the flexible thermoelectric device 310 according to a change in curvature.

- 평가 방법 실시 예 1 (냉각 성능)- Evaluation method Example 1 (cooling performance)

도 5에는 본 발명의 제1 실시예에 따른 유연 열전소자의 통합성능 평가 방법의 순서도가 도시되어 있다. FIG. 5 is a flowchart of a method for evaluating integrated performance of a flexible thermoelectric device according to the first embodiment of the present invention.

유연 열전소자(110)의 냉각 성능은 유연 열전소자(110)의 흡열량(Qc)을 평가하는 것으로 유연 열전소자(110)에 전류를 가하여 유연 열전소자(110)의 일면과 타면에 온도차(ΔT)를 발생시킨 후 열전소자의 냉각되는 면의 흡열량(Qc)을 측정하게 된다. 특히 본원은 히터(130)를 이용하여 위 흡열량(Qc)을 측정함에 그 특징이 있다. 상세히 설명하면, The cooling performance of the flexible thermoelectric element 110 is determined by evaluating the heat absorbing amount Qc of the flexible thermoelectric element 110 to apply a current to the flexible thermoelectric element 110 and to provide a temperature difference DELTA T ), And then the heat absorbed amount Qc of the surface to be cooled of the thermoelectric element is measured. Particularly, the present invention is characterized in that the heater 130 measures the heat absorbed Qc. Specifically,

우선 유연 열전소자(110)의 일면에 히터부(120)를 부착하고, 타면에 히트싱크부(130)를 부착한 상태에서 하중블록(150)을 통해 유연 열전소자(110)의 일면과 타면에 접촉 하중을 부여하는 접촉 하중 부여 단계(S11)를 수행한다. First, the heater 120 is attached to one surface of the flexible thermoelectric element 110 and the heat sink 130 is attached to the other surface of the flexible thermoelectric element 110 through the load block 150, A contact load applying step S11 for giving a contact load is performed.

다음으로 유연 열전소자(110)에 전류를 가하여 열전소자의 일면은 냉각시키고, 타면은 가열하는 온도차 발생 단계(S12)를 수행한다. Next, a temperature difference generation step (S12) is performed in which a current is applied to the flexible thermoelectric element (110) to cool one surface of the thermoelectric element and heat the other surface.

다음으로 유연 열전소자(110)의 일면을 히터부(130)를 통해 가열하여 온도차가 0이 되도록 하는 히터 가열 단계(S13)를 수행한다. Next, a heater heating step (S13) is performed to heat one surface of the flexible thermoelectric element (110) through the heater part (130) so that the temperature difference becomes zero.

다음으로 온도차가 0이 되었을 때 히터(131)의 파워를 측정하여 열전소자의 흡열량을 산출하는 흡열량 측정 단계(S14)를 수행한다. 유연 열전소자의 일면과 타면의 온도차가 0이 된 경우 히터(131)의 파워는 열전소자의 흡열량과 같게 되므로, 히터(131)의 파워를 측정하여 유연 열전소자의 흡열량을 산출하게 된다. Next, when the temperature difference becomes 0, the power of the heater 131 is measured to calculate a heat absorbing amount of the thermoelectric element (S14). When the temperature difference between the one surface and the other surface of the flexible thermoelectric element becomes zero, the power of the heater 131 becomes equal to the heat absorbed by the thermoelectric element, so the power of the heater 131 is measured to calculate the heat absorbed amount of the flexible thermoelectric element.

다음으로 유연 열전소자(110)의 전류의 세기를 가변하여 각각의 흡열량을 측정하는 전류 가변단계(S15)를 수행한다. Next, a current varying step S15 is performed to vary the current intensity of the flexible thermoelectric element 110 to measure the respective heat absorbed amounts.

추가적으로 유연 열전소자(110)의 곡률을 가변하여 각각의 흡열량을 측정하는 곡률 가변단계(S16)를 수행할 수도 있다. In addition, the curvature variable step S16 may be performed to vary the curvature of the flexible thermoelectric element 110 to measure the respective heat absorption amounts.

- 평가 방법 실시 예 2 (발전 성능)- Evaluation method Example 2 (power generation performance)

도 6에는 본 발명의 제2 실시예에 따른 유연 열전소자의 통합성능 평가 방법의 순서도가 도시되어 있다. 6 is a flowchart of a method for evaluating integrated performance of a flexible thermoelectric device according to a second embodiment of the present invention.

유연 열전소자(110)의 발전 성능은 유연 열전소자(110)의 발전량(파워)을 평가하는 것으로 유연 열전소자(110)의 일면과 타면에 온도차를 발생시켜 유연 열전소자(110)에서 발생되는 전류량을 측정하게 된다. 상세히 설명하면, The power generation performance of the flexible thermoelectric element 110 is evaluated by evaluating the power generation amount (power) of the flexible thermoelectric element 110 to generate a temperature difference between one surface and the other surface of the flexible thermoelectric element 110, . Specifically,

우선 유연 열전소자(110)의 일면에 히터부(120)를 부착하고, 타면에 히트싱크부(130)를 부착한 상태에서 하중블록(150)을 통해 유연 열전소자(110)의 일면과 타면에 접촉 하중을 부여하는 접촉 하중 부여 단계(S21)를 수행한다. First, the heater 120 is attached to one surface of the flexible thermoelectric element 110 and the heat sink 130 is attached to the other surface of the flexible thermoelectric element 110 through the load block 150, A contact load applying step (S21) for giving a contact load is performed.

다음으로 유연 열전소자(110)의 일면을 히터부(130)를 통해 가열하여 열전소자의 일면과 타면에 온도차를 발생시키는, 히터 가열 단계(S22)를 수행한다.Next, a heater heating step (S22) for heating one surface of the flexible thermoelectric element (110) through the heater part (130) to generate a temperature difference between one surface and the other surface of the thermoelectric element is performed.

다음으로 유연 열전소자(110)에서 발생되는 전류량 즉 파워를 측정하여 열전소자의 발전량을 산출하는 발전량 측정 단계(S23)를 수행한다. Next, a power generation amount measuring step S23 for measuring the amount of electric current generated from the flexible thermoelectric element 110, that is, the power, and calculating the power generation amount of the thermoelectric element is performed.

다음으로 히터(131)의 가열 세기를 가변하여 각각의 열전소자 발전량을 측정하는 히팅 가변단계(S24)를 수행한다. Next, a heating variable step S24 is performed for varying the heating intensity of the heater 131 and measuring the amount of generation of each thermoelement.

추가적으로 유연 열전소자(110)의 곡률을 가변하여 각각의 발전량을 측정하는 곡률 가변단계(S25)가 수행될 수도 있다. In addition, a curvature variable step S25 may be performed to vary the curvature of the flexible thermoelectric element 110 and measure the respective amounts of generated electricity.

본 발명의 상기한 실시예에 한정하여 기술적 사상을 해석해서는 안 된다. 적용범위가 다양함은 물론이고, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당업자의 수준에서 다양한 변형 실시가 가능하다. 따라서 이러한 개량 및 변경은 당업자에게 자명한 것인 한 본 발명의 보호범위에 속하게 된다.The technical idea should not be construed as being limited to the above-described embodiment of the present invention. It will be understood by those skilled in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims. Accordingly, such modifications and changes are within the scope of protection of the present invention as long as it is obvious to those skilled in the art.

100, 200, 300 : 유연 열전소자의 통합성능 평가 장치
110, 210, 310 : 유연 열전소자
120 : 히터부 130 : 히트싱크부
220 : 가열판 230 : 냉각판
240 : 평가용 열전소자
150, 250, 350 : 하중블록 151, 251, 351 : 제1 블록
152, 252, 352 : 제2 블록
351a : 오목부 352a : 볼록부100, 200, 300: Integrated performance evaluation device of flexible thermoelectric devices
110, 210, 310: Flexible thermoelectric element
120: heater part 130: heat sink part
220: heating plate 230: cooling plate
240: Thermoelectric element for evaluation
150, 250, 350: load block 151, 251, 351: first block
152, 252 and 352:
351a: concave portion 352a: convex portion

Claims (11)

유연 열전소자;
상기 유연 열전소자를 가열하도록 유연 열전소자의 일면에 구비되는 히터부;
상기 유연 열전소자를 냉각하도록 유연 열전소자의 타면에 구비되는 히트싱크부; 및
상기 히터부의 일측에 구비되어 상기 유연 열전소자의 일면과 히터부의 계면에 접촉 하중을 부여하는 제1 블록과, 상기 히트싱크부의 타측에 구비되어 상기 유연 열전소자의 타면과 히트싱크부의 계면에 접촉 하중을 부여하는 제2 블록으로 구성된 하중블록을 포함하는,
유연 열전소자의 통합성능 평가 장치.
Flexible thermoelectric devices;
A heater unit provided on one surface of the flexible thermoelectric element to heat the flexible thermoelectric element;
A heat sink part provided on the other surface of the flexible thermoelectric element to cool the flexible thermoelectric element; And
A first block provided at one side of the heater unit to apply a contact load to the interface between the one surface of the flexible thermoelectric element and the heater unit and a contact block provided at the other side of the heat sink unit, And a second block for providing a load block,
An integrated performance evaluation system of flexible thermoelectric devices.
제 1항에 있어서,
상기 히터부는,
상기 유연 열전소자의 일면에 접촉되는 가열판과, 상기 가열판의 길이 방향 양측 중 어느 한 측에 구비되는 히터를 포함하며,
상기 히트싱크부는,
상기 유연 열전소자의 타면에 접촉되는 냉각판과, 상기 냉각판의 길이 방향 양측 중 어느 한 측에 구비되는 히트싱크를 포함하는,
유연 열전소자의 통합성능 평가 장치.
The method according to claim 1,
The heater unit includes:
A heating plate contacting the one surface of the flexible thermoelectric element; and a heater provided on either side of the heating plate in the longitudinal direction,
The heat sink unit includes:
A cooling plate contacting the other surface of the flexible thermoelectric element, and a heat sink provided on either side of the cooling plate in the longitudinal direction,
An integrated performance evaluation system of flexible thermoelectric devices.
제 2항에 있어서,
상기 히터 및 히트싱크는,
상기 하중 블록의 가압면 외측에 배치되는, 유연 열전소자의 통합성능 평가 장치.
3. The method of claim 2,
The heater and the heat sink,
And is disposed outside the pressing surface of the load block.
유연 열전소자;
상기 유연 열전소자의 일면에 구비되는 가열판;
상기 유연 열전소자의 타면에 구비되는 냉각판;
상기 유연 열전소자의 일면은 가열하고 타면은 냉각하도록 상기 가열판과 냉각판 사이에 구비되어 전류 인가에 의해 상기 가열판과 냉각판에 온도차를 부여하는 평가용 열전소자; 및
상기 가열판의 일측에 구비되어 상기 유연 열전소자의 일면과 가열판의 계면에 접촉 하중을 부여하는 제1 블록과, 상기 냉각판의 타측에 구비되어 상기 유연 열전소자의 타면과 냉각판의 계면에 접촉 하중을 부여하는 제2 블록으로 구성된 하중블록을 포함하는,
유연 열전소자의 통합성능 평가 장치.
Flexible thermoelectric devices;
A heating plate provided on one surface of the flexible thermoelectric element;
A cooling plate provided on the other surface of the flexible thermoelectric element;
A thermoelectric element for evaluation which is provided between the heating plate and the cooling plate so as to heat one side of the flexible thermoelectric element and cool the other side and to apply a current to the heating plate and the cooling plate; And
A first block provided on one side of the heating plate to apply a contact load to one surface of the flexible thermoelectric element and an interface between the heating plate and a first block provided on the other side of the cooling plate, And a second block for providing a load block,
An integrated performance evaluation system of flexible thermoelectric devices.
제 4항에 있어서,
상기 가열판과 냉각판은,
길이방향 일측 또는 타측이 상기 하중 블록의 가압면 외측으로 연장 형성되며 상기 평가용 열전소자는, 연장 형성된 상기 가열판 및 냉각판의 길이방향 일측 또는 타측에 배치되는, 유연 열전소자의 통합성능 평가 장치.
5. The method of claim 4,
The heating plate and the cooling plate,
Wherein one side or the other side in the longitudinal direction is extended to the outside of the pressing surface of the load block and the evaluation thermoelectric element is disposed at one side or the other side in the longitudinal direction of the extended heating plate and cooling plate.
제 1항 또는 제 4항에 있어서,
상기 하중블록은,
상기 유연 열전소자에 굽힘 하중을 부여하도록
상기 제1 블록 및 제2 블록 중 어느 하나의 가압면에는 일정 곡률을 갖는 오목부가 형성되고, 다른 하나의 가압면에는 일정 곡률을 갖는 볼록부가 형성되는,
유연 열전소자의 통합성능 평가 장치.
The method according to claim 1 or 4,
The load block
So as to impart a bending load to the flexible thermoelectric element
Wherein a concave portion having a predetermined curvature is formed on one of the pressing surfaces of the first block and the second block and a convex portion having a predetermined curvature is formed on the other pressing surface,
An integrated performance evaluation system of flexible thermoelectric devices.
제 2항 또는 제 4항에 있어서,
상기 가열판 및 냉각판은, 유연한 재질로 이루어지는, 유연 열전소자의 통합성능 평가 장치.
The method according to claim 2 or 4,
Wherein the heating plate and the cooling plate are made of a flexible material.
하중블록을 통해 유연 열전소자의 일면과 타면에 접촉 하중을 부여하는 접촉 하중 부여 단계;
유연 열전소자에 전류를 가하여 열전소자의 일면은 냉각시키고, 타면은 가열하는 온도차 발생 단계;
상기 유연 열전소자의 일면을 히터를 통해 가열하여 열전소자의 일면과 타면의 온도차가 0이 되도록 하는 히터 가열 단계;
온도차가 0이 되었을 때 상기 히터의 파워를 측정하여 상기 유연 열전소자의 흡열량을 산출하는 흡열량 측정 단계; 및
상기 유연 열전소자에 가해지는 전류의 세기를 가변하여 각각의 흡열량을 측정하는 전류 가변단계를 포함하는,
유연 열전소자의 통합성능 평가 방법.
A contact load applying step of applying a contact load to one surface and the other surface of the flexible thermoelectric element through a load block;
A temperature difference generation step of applying current to the flexible thermoelectric element to cool one surface of the thermoelectric element and to heat the other surface;
A heater heating step of heating one surface of the flexible thermoelectric element through a heater so that a temperature difference between one surface and the other surface of the thermoelectric element becomes zero;
Measuring a heat absorption amount of the flexible thermoelectric element by measuring a power of the heater when the temperature difference becomes zero; And
And a current varying step of varying the intensity of the current applied to the flexible thermoelectric element to measure the respective heat absorbing amounts.
A method for evaluating integrated performance of flexible thermoelectric devices.
제 8항에 있어서,
상기 평가 방법은,
상기 유연 열전소자의 곡률을 가변하여 각각의 흡열량을 측정하는 곡률 가변단계를 더 포함하는,
유연 열전소자의 통합성능 평가 방법.
9. The method of claim 8,
In the evaluation method,
Further comprising a curvature varying step of varying the curvature of the flexible thermoelectric element to measure the respective heat absorption amounts,
A method for evaluating integrated performance of flexible thermoelectric devices.
하중블록을 통해 유연 열전소자의 일면과 타면에 접촉 하중을 부여하는 접촉 하중 부여 단계;
유연 열전소자의 일면을 히터를 통해 가열하여 열전소자의 일면과 타면에 온도차를 발생시키는 히터 가열 단계;
상기 유연 열전소자에서 발생되는 전류량을 측정하여 열전소자의 발전량을 산출하는 발전량 측정 단계;
상기 히터의 가열 세기를 가변하여 각각의 열전소자 발전량을 측정하는 히팅 가변단계; 및
상기 유연 열전소자의 곡률을 가변하여 각각의 발전량을 측정하는 곡률 가변단계를 포함하는,
유연 열전소자의 통합성능 평가 방법.
A contact load applying step of applying a contact load to one surface and the other surface of the flexible thermoelectric element through a load block;
A heater heating step of heating one surface of the flexible thermoelectric element through a heater to generate a temperature difference between one surface and the other surface of the thermoelectric element;
A power generation amount measuring step of measuring a power generation amount of the thermoelectric element by measuring an amount of current generated in the flexible thermoelectric element;
A heating variable step of varying the heating intensity of the heater to measure the generation amount of each thermoelectric element; And
And a curvature variable step of varying the curvature of the flexible thermoelectric element to measure the amount of power generation,
A method for evaluating integrated performance of flexible thermoelectric devices.
제 10항에 있어서,
상기 평가 방법은,
상기 유연 열전소자의 곡률을 가변하여 각각의 발전량을 측정하는 곡률 가변단계를 더 포함하는,
유연 열전소자의 통합성능 평가 방법.11. The method of claim 10,
In the evaluation method,
Further comprising a curvature variable step of varying the curvature of the flexible thermoelectric element to measure the respective power generation amounts,
A method for evaluating integrated performance of flexible thermoelectric devices.
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