KR20200042267A - 펠티어 소자를 이용한 제습 및 공기 청정 장치 - Google Patents

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KR20200042267A
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Abstract

제습 및 공기 청정 장치를 개시한다. 제습 및 공기 청정 장치는, 습도 센서, 온도 센서, 펠티어 소자, 상기 펠티어 소자의 하 면에 배치되어, 제습하는 냉각판, 상기 냉각판에서 응결되는 결로를 수용하는 하부 하우징, 상기 펠티어 소자의 상 면에 배치되어, 상기 냉각판에서 흡수된 열을 일 면으로 방출하는 방열판, 상기 방열판의 상기 일 면에 배치되어, 상기 방열판의 상기 일 면에서 방출되는 열을 배출하기 위해 일 방향으로 공기를 이송하는 송풍기, 상기 송풍기를 커버하는 상부 하우징, 상기 공기의 이송에 따라 상기 공기에 포함된 먼지를 포획하는 집진 필터 및 상기 펠티어 소자를 포함하고, 상기 하부 하우징 및 상부 하우징과 결합되는 메인 하우징과, 상기 펠티어 소자 및 상기 송풍기를 제어하는 프로세서를 포함할 수 있다.

Description

펠티어 소자를 이용한 제습 및 공기 청정 장치 {DEVICE FOR DEHUMIDIFICATION AND AIR CLEANING USING PELTIER ELEMENT}
본 발명은 펠티어 소자를 이용한 제습 및 공기 청정 장치에 대한 것으로, 보다 상세하게는, 펠티어 소자의 흡열 및 발열 효과를 이용하여 제습 기능 및 공기 청정 기능을 동시에 가지는 장치에 대한 것이다.
펠티어(Peltier) 효과란 두 종류의 도체를 결합하고 전류를 흐르도록 할 때, 한 쪽의 접점은 발열하여 온도가 상승하고 다른 쪽의 접점에서는 흡열하여 온도가 낮아지는 현상이다.
일반적으로 펠티어(Peltier) 효과는 물질의 접합에 따른 전기적 성질 중 하나이다. 펠티어 효과는 서로 다른 두 가지 물질들 간의 접합을 거쳐 전류가 유동할 때 발생하는 열의 방출과 흡수로 이루어진다고 요약될 수 있다. 전류가 어떤 한 방향으로 유동할 때 열이 발생된다면, 전류가 그와 반대 방향으로 유동할 경우 열을 흡수한다는 의미에서 이러한 펠티어 효과는 가역적이라 할 수 있다.
펠티어 효과를 적용시킨 대표적인 예로는 N형 반도체 소자와 P형 반도체 소자를 금속판을 이용해 연결시킨 펠티어 소자가 있다. 펠티어 소자에 전원을 공급하게 되면, 제1 접촉 금속판을 통하여 N형 반도체 소자로 전류가 전달된 다음 연결 금속판과 p형 반도체 소자를 통하여 제2 접촉 금속판으로 전류가 흐르게 됨으로써, 제1 및 제2 접촉 금속판에는 발열 현상이 발생하고 연결 금속판에는 흡열 현상이 발생하게 된다.
예를 들어, 냉장 장치에서 펠티어 소자의 흡열부가 냉장실로 노출되고, 그 발열부가 방열실과 같은 냉장실의 외부 공간으로 노출되도록 설치하게 되면, 펠티어 소자를 통한 전류의 유동에 의하여 냉장실의 내부열이 펠티어 소자의 흡열부로 흡수되어 냉장실의 온도가 낮아지게 된다.
펠티어 소자는 소용량 무소음일 뿐만 아니라, 폐기 처분 시 공해 물질이 전혀 발생하지 않는 장점이 있다. 펠티어 소자는 소형화가 가능해, 소형 냉장장치나 배터리를 사용한 휴대용 냉장고와 같은 산업 분야에 적용되고 있다.
본 발명은 펠티어 소자의 흡열부의 냉기를 이용하여 제습 작용을 하는 동시에 펠티어 소자의 발열부에 구비된 송풍기에서 방출되는 바람을 이용하여 공기 청정 작용을 할 수 있다.
본 발명은 소형화에 적합한 펠티어 소자를 이용하여 제습 작용 및 공기 청정 작용 모두를 도모할 수 있으므로, 소형화된 제습 및 공기 청정 장치를 제공할 수 있다.
본 발명의 다양한 실시 예에 따른 제습 및 공기 청정 장치는, 습도 센서, 온도 센서, 펠티어 소자, 상기 펠티어 소자의 하 면에 배치되어, 제습하는 냉각판, 상기 냉각판에서 응결되는 결로를 수용하는 하부 하우징, 상기 펠티어 소자의 상 면에 배치되어, 상기 냉각판에서 흡수된 열을 일 면으로 방출하는 방열판, 상기 방열판의 상기 일 면에 배치되어, 상기 방열판의 상기 일 면에서 방출되는 열을 배출하기 위해 일 방향으로 공기를 이송하는 송풍기, 상기 송풍기를 커버하는 상부 하우징, 상기 공기의 이송에 따라 상기 공기에 포함된 먼지를 포획하는 집진 필터 및 상기 펠티어 소자를 포함하고, 상기 하부 하우징 및 상부 하우징과 결합되는 메인 하우징과, 상기 펠티어 소자 및 상기 송풍기를 제어하는 프로세서를 포함할 수 있다.
본 발명의 다양한 실시 예에 따르면, 단일의 펠티어 소자를 이용하여 제습 작용 및 공기 청정 작용 모두를 달성할 수 있다.
본 발명의 다양한 실시 예에 따르면, 제습 작용 및 공기 청정 작용 모두가 가능한 장치를 소형화할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 제습 및 공기 청정 장치의 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 상부 하우징 및 메인 하우징을 도시한다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 메인 하우징의 상 면을 도시한다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 메인 하우징의 하 면을 도시한다.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 하부 하우징을 도시한다.
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 제습 및 공기 청정 장치의 블록도이다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예에 대한 동작원리를 상세히 설명한다. 또한, 발명에 대한 실시 예를 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 개시의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 그리고 하기에서 사용되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로써, 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 사용된 용어들의 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용 및 이에 상응한 기능을 토대로 해석되어야 할 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 제습 및 공기 청정 장치의 사시도이다.
도 1을 참조하면, 제습 및 공기 청정 장치(100)는 상부 하우징(110), 메인 하우징(120) 및 하부 하우징(130)을 포함한다. 여기서, 상부 하우징(110), 메인 하우징(120) 및 하부 하우징(130)은 서로 결합되어 단일한 형태를 구성할 수 있다.
상부 하우징(110)은 송풍기를 커버할 수 있다. 여기서, 송풍기는, 후술할 방열판의 일 면에 배치되어, 방열판의 일 면에서 방출되는 열을 배출하기 위해 일 방향으로 공기를 이송할 수 있다.
상부 하우징(110)의 일 면은 관통부(110-1)를 포함하여 송풍기에 의해 이송되는 공기를 외부로 용이하게 배출할 수 있다.
메인 하우징(120)은 집진 필터, 펠티어 소자, 냉각판 및 방열판을 수납할 수 있다.
집진 필터는 송풍기에 의해 이송되는 공기 흐름에 따라 공기에 포함된 먼지를 포획할 수 있다. 이를 위해, 집진 필터는 메인 하우징(120)의 네 측면(120-1)에 배치될 수 있다.
펠티어 소자는 열과 전기의 상호작용으로 일 면에는 흡열 반응이 일어나고, 타 면에는 발열 반응이 일어나는 소자이다. 펠티어 소자는 냉난방과 관련되는 장치에 널리 이용되는 것으로 설명의 편의를 위해 펠티어 소자에 대한 상세한 설명은 생략한다.
냉각판은 펠티어 소자의 하 면에 배치되어 제습할 수 있다.
방열판은 펠티어 소자의 상 면에 배치되어 냉각판에서 흡수된 열을 일 면으로 방출할 수 있다.
하부 하우징(120)은 메인 하우징(120)의 일 면에 고정된다. 하부 하우징(120)은 냉각판에서 응결되는 결로를 수용한다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 상부 하우징 및 메인 하우징을 도시한다.
상부 하우징(110')의 일 면은 메인 하우징(120')의 일 면과 결합될 수 있다.
메인 하우징(120')의 타 면은 관통부(120'-1)를 포함할 수 있다. 관통부(120'-1)는 상술한 냉각판이 배치될 수 있다. 이 경우, 냉각판은 메인 하우징(120')의 외측으로 노출될 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 메인 하우징의 상 면을 도시한다.
도 3을 참조하면, 메인 하우징(120''')의 상 면에는 송풍기(120'''-1)가 배치된다. 송풍기(120'''-1)는 메인 하우징(120''')의 상 면 방향으로 공기를 이송한다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 메인 하우징의 하 면을 도시한다.
도 4를 참조하면, 메인 하우징(120'')의 하 면에는 냉각판(120''-1)이 배치된다.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 하부 하우징을 도시한다.
도 5를 참조하면, 하부 하우징(130')은 복수의 면의 집합체이다. 하부 하우징(130')의 측 면은 공기가 이동할 수 있는 복수개의 슬릿을 포함할 수 있다. 하부 하우징(130')의 측 면의 내부에는 수용되는 물의 용량을 계량할 수 있는 눈금이 형성될 수 있다. 하부 하우징(130')의 측면의 상 측 홈 부(130'-1 내지 120'-4)는 메인 하우징의 하 면과 결합될 수 있도록 자석이 배치될 수 있다.
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 제습 및 공기 청정 장치의 블록도이다.
도 6을 참조하면, 제습 및 공기 청정 장치(600)는 습도 센서, 온도 센서, 송풍기(610), 펠티어 소자(620) 및 프로세서(630)를 포함한다. 이하에서, 상술한 내용과 중복되는 구성에 대한 설명은 설명의 편의를 위해 생략한다.
프로세서(630)는 제습 및 공기 청정 장치(600)를 전반적으로 제어한다.
일 예로, 프로세서(630)는 습도 센서 및 온도 센서에서 측정된 습도 및 온도에 기초하여 제습 및 공기 청정 장치(600)를 제어할 수 있다.
구체적으로, 프로세서(630)는 송풍기(610) 및 펠티어 소자(620)를 제어할 수 있다. 프로세서(630)는 습도 센서에 의해 센싱된 습도가 기설정된 제1 습도보다 낮은 경우, 펠티어 소자를 오프(off)하고, 송풍기를 기설정된 제1 회전속도로 회전하도록 제어할 수 있다. 또한, 프로세서(630)는 온도 센서에 의해 센싱된 습도가 기설정된 제1 습도보다 같거나 높을 경우, 펠티어 소자에 공급되는 전원을 온(on)하고, 송풍기를 기설정된 제2 회전속도로 회전하도록 제어할 수 있다. 이 경우, 제2 회전속도는 제1 회전속도보다 빠를 수 있다.
프로세서(630)는 온도 센서에 의해 센싱된 온도에 비례하여 송풍기의 회전 속도를 제어할 수 있다.
구체적으로, 프로세서(630)는 온도 센서에 의해 센싱된 온도가 기설정된 제1 온도보다 높은 경우, 송풍기의 회전 속도가 현재 회전 속도보다 빨라지도록 제어할 수 있다. 또한, 프로세서(630)는 온도 센서에 의해 센싱된 온도가 기설정된 제1 온도보다 같거나 낮은 경우, 송풍기의 회전 속도가 현재 회전 속도보다 더 늦도록 제어할 수 있다.
상술한 본원 발명의 다양한 실시 예에 따르면, 펠티어 소자의 흡열부의 냉기를 이용하여 제습 작용을 하는 것과 동시에, 흡열부에 의해 흡수된 열을 방출하기 위한 송풍기 및 집진 필터를 이용하여 공기를 정화할 수 있다. 펠티어 소자는 소형 장치에 적합한데, 상술한 본원 발명의 다양한 실시 예에 따르면 소형화된 제습 및 공기 청정 장치를 구현할 수 있다.
또한, 상술한 본원 발명의 다양한 실시 예에 따르면, 온도 센서 및 습도 센서에 센싱된 온도 및 습도에 따라 제습 및 공기 청정 장치의 제습 성능 및 공기 청정 성능을 복합적으로 또는 별도로 제어할 수 있다. 일 예로, 습도가 일정수준 이상인 경우, 프로세서(630)는 제습을 정지한 상태에서 공기 청정 기능은 정상적으로 가동할 수 있다. 다른 예로, 프로세서(630)는 주변 온도에 따라 송풍기를 가동함으로써, 제습 성능을 주변 환경에 최적화하고, 동시에 공기 청정 성능을 높일 수 있다.
이상으로, 본 발명의 실시 예들이 도시되고 설명되었지만, 당업자는 첨부된 청구항들 및 그에 동등한 것들에 의해 정의되는 바와 같은 본 실시 예의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 형태 및 세부 사항들에 있어 다양한 변경이 이루어질 수 있음을 이해할 것이다.
100, 600: 제습 및 공기 청정 장치 110, 110'': 상부 하우징
120, 120', 120'', 120''': 메인 하우징 130, 130': 하부 하우징
120''-1: 냉각판 120'''-1: 송풍기

Claims (5)

  1. 제습 및 공기 청정 장치에 있어서,
    습도 센서;
    온도 센서;
    펠티어 소자;
    상기 펠티어 소자의 하 면에 배치되어, 제습하는 냉각판;
    상기 냉각판에서 응결되는 결로를 수용하는 하부 하우징;
    상기 펠티어 소자의 상 면에 배치되어, 상기 냉각판에서 흡수된 열을 일 면으로 방출하는 방열판;
    상기 방열판의 상기 일 면에 배치되어, 상기 방열판의 상기 일 면에서 방출되는 열을 배출하기 위해 일 방향으로 공기를 이송하는 송풍기;
    상기 송풍기를 커버하는 상부 하우징;
    상기 공기의 이송에 따라 상기 공기에 포함된 먼지를 포획하는 집진 필터 및 상기 펠티어 소자를 포함하고, 상기 하부 하우징 및 상부 하우징과 결합되는 메인 하우징; 및
    상기 펠티어 소자 및 상기 송풍기를 제어하는 프로세서;를 포함하는 제습 및 공기 청정 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 프로세서는,
    상기 습도 센서에 의해 센싱된 습도가 기설정된 제1 습도보다 낮은 경우, 상기 펠티어 소자를 오프(off)하고, 상기 송풍기를 기설정된 제1 회전속도로 회전하도록 제어하고,
    상기 온도 센서에 의해 센싱된 습도가 기설정된 제1 습도보다 같거나 높을 경우, 상기 펠티어 소자에 공급되는 전원을 온(on)하고, 상기 송풍기를 기설정된 제2 회전속도로 회전하도록 제어하는, 제습 및 공기 청정 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제2 회전속도는 상기 제1 회전속도보다 빠른, 제습 및 공기 청정 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 프로세서는,
    상기 온도 센서에 의해 센싱된 온도에 비례하여 상기 송풍기의 회전 속도를 제어하는, 제습 및 공기 청정 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 프로세서는,
    상기 온도 센서에 의해 센싱된 온도가 기설정된 제1 온도보다 높은 경우, 상기 송풍기의 회전 속도가 현재 회전 속도보다 빨라지도록 제어하고,
    상기 온도 센서에 의해 센싱된 상기 온도가 상기 기설정된 제1 온도보다 같거나 낮은 경우, 상기 송풍기의 회전 속도가 상기 현재 회전 속도보다 더 늦도록 제어하는, 제습 및 공기 청정 장치.
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KR1020180122639A KR20200042267A (ko) 2018-10-15 2018-10-15 펠티어 소자를 이용한 제습 및 공기 청정 장치

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