KR20220106527A - Cold air and warm air supply device having heat exchanger using water circulating - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 물순환 열교환 방식의 냉온풍 장치로서, 보다 상세하게는 내부 및 외부 워터 소스의 사용이 선택적으로 이루어질 수 있는 물순환 열교환 방식의 냉온풍 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a water circulation heat exchange type cold/hot air device, and more particularly, to a water circulation heat exchange type cold/hot air device that can selectively use internal and external water sources.
최근 펠티어 소자와 같은 소형 열교환 소자가 개발됨에 따라서, 개인용 냉온풍 장치가 널리 개발되어 사용되고 있다.Recently, as a small heat exchange element such as a Peltier element has been developed, a personal cold/hot air device has been widely developed and used.
그러나, 펠티어 소자는 효율 면에서 다소 한계를 갖고, 냉기를 발생시키고자 할 경우, 냉기에 비해 발생하는 열이 많아서 냉각수의 양이 적으면 냉각 효율이 급격히 떨어지는 경우가 많다.However, the Peltier device has some limitations in terms of efficiency, and when it is intended to generate cold air, the amount of cooling water is small because more heat is generated compared to the cold air, and the cooling efficiency is often rapidly reduced.
따라서, 냉각수를 자주 교체해야 하는 번거로움이 발생한다.Accordingly, the inconvenience of frequently replacing the coolant occurs.
따라서, 이를 해결할 수 있는 물순환 열교환 방식의 냉온풍 장치의 개발이 필요하다.Therefore, it is necessary to develop a cold and hot air device of a water circulation heat exchange method that can solve this problem.
본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은, 내부 및 외부 워터 소스의 사용이 선택적으로 이루어질 수 있는 물순환 열교환 방식의 냉온풍 장치를 제공하는 데 있다.The present invention has been devised to solve the above problems, and an object of the present invention is to provide a cold/hot air device of a water circulation heat exchange method in which the use of internal and external water sources can be selectively made.
상술한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 의한 물순환 열교환 방식의 냉온풍 장치는, 수납 공간을 갖는 케이싱; 상기 케이싱 내에 탑재되며 흡기 및 배기를 유도하는 송풍 모듈; 상기 케이싱 내에 탑재되며 열전소자를 포함하는 열교환 모듈; 워터펌프를 구비하고 소정의 워터 소스와 상기 열교환 모듈을 연결하며 냉각수가 순환하는 배관으로 구성되는 순환 모듈; 냉각수가 충진되는 워터블록 모듈; 상기 송풍 모듈, 열교환 모듈, 및 순환 모듈의 동작을 제어하는 제어 모듈; 및 연결 라인;을 포함하며,In order to achieve the above object, the cold and hot air device of the water circulation heat exchange method according to the present invention, a casing having a storage space; a blower module mounted in the casing and inducing intake and exhaust; a heat exchange module mounted in the casing and including a thermoelectric element; a circulation module having a water pump, connecting a predetermined water source and the heat exchange module, and comprising a pipe through which cooling water circulates; a water block module filled with coolant; a control module for controlling operations of the blowing module, the heat exchange module, and the circulation module; and a connection line;
상기 연결 라인은 내부 순환 부재, 및 외부 순환 부재를 포함하며, 상기 내부 순환 부재는 상기 순환 모듈과 상기 워터블록 모듈 사이를 연결하며, 상기 내부 순환 부재가 상기 순환 모듈과 상기 워터블록 모듈 사이에 연결되면 상기 워터블록 모듈에서 제공되는 냉각수가 상기 순환 모듈과 상기 워터블록 모듈 내에서 순환하는 내부 순환 경로를 가지며, 상기 외부 순환 부재는 소정의 외부 워터 소스와 상기 순환 모듈 및 상기 워터블록 모듈 사이를 연결하여, 상기 외부 순환 부재가 상기 순환 모듈과 상기 워터블록 모듈을 연결하면 냉각수가 외부 워터 소스와 상기 순환 모듈, 및 상기 워터블록 모듈을 경유하는 순환 경로를 갖는다.The connecting line includes an inner circulation member and an outer circulation member, wherein the inner circulation member connects between the circulation module and the waterblock module, and the inner circulation member connects between the circulation module and the waterblock module When the cooling water provided by the water block module has an internal circulation path that circulates in the circulation module and the water block module, the external circulation member connects a predetermined external water source and the circulation module and the water block module Thus, when the external circulation member connects the circulation module and the water block module, the cooling water has a circulation path through the external water source, the circulation module, and the water block module.
일 실시예에 의하면, 상기 케이싱은, 상기 수납 공간을 구획하는 격벽을 포함하고, 상기 수납 공간은 상기 격벽에 의해서 구획되는 프론트 공간, 미들 공간, 및 리어 공간을 포함하며, 상기 송풍 모듈은 상기 프론트 공간에 탑재되고, 상기 열교환 모듈은 상기 프론트 공간과 상기 미들 공간에 걸쳐서 탑재되며, 상기 워터블록 모듈은 상기 리어 공간에 탑재된다.According to an embodiment, the casing includes a partition wall partitioning the storage space, the storage space includes a front space, a middle space, and a rear space partitioned by the partition wall, and the blower module includes the front is mounted in the space, the heat exchange module is mounted over the front space and the middle space, and the water block module is mounted in the rear space.
일 실시예에 의하면, 상기 케이싱은 적어도 일 측에 연결 니플을 포함하며, 상기 연결 니플은 상기 순환 모듈과 연결되는 제1 니플, 및 상기 워터블록 모듈과 연결되는 제2 니플을 포함하며, 상기 내부 순환 부재는 상기 제1 니플과 제2 니플 사이를 연결하며, 상기 외부 순환 부재는 상기 제1 니플과 외부 워터 소스 사이, 및 제2 니플과 외부 워터 소스 사이를 연결한다.According to one embodiment, the casing includes a connection nipple on at least one side, the connection nipple includes a first nipple connected to the circulation module, and a second nipple connected to the water block module, the inner A circulation member connects between the first nipple and the second nipple, and the external circulation member connects between the first nipple and an external water source and between the second nipple and an external water source.
일 실시예에 의하면, 온도 센서 모듈;을 더 포함하며, 상기 온도 센서 모듈은, 외부에서 상기 송풍 모듈로 공기가 유동하는 흡기구에 설치되는 제1 센서와, 상기 송풍 모듈에서 외부로 배출되는 공기가 유동하는 배기구에 설치되는 제2 센서를 포함하며, 상기 제어 모듈은 상기 제1 센서에서 측정되는 제1 온도와 상기 제2 센서에서 측정되는 제2 온도를 전달받고, 상기 제1 온도와 제2 온도의 온도 차이가 소정의 제1 세팅값 이상일 경우, 상기 열 교환 모듈 및 순환 모듈의 동작을 정지하고, 상기 제1 온도와 제2 온도의 온도 차이가 소정의 제2 세팅값 이하일 경우에는 상기 열 교환 모듈 및 순환 모듈의 동작을 재개한다.According to an embodiment, it further includes a temperature sensor module, wherein the temperature sensor module includes a first sensor installed in an inlet through which air flows from the outside to the blower module, and the air discharged from the blower module to the outside. a second sensor installed in a flowing exhaust port, wherein the control module receives a first temperature measured by the first sensor and a second temperature measured by the second sensor, the first temperature and the second temperature When the temperature difference of is greater than or equal to a predetermined first set value, the operation of the heat exchange module and the circulation module is stopped, and when the temperature difference between the first temperature and the second temperature is less than or equal to a predetermined second set value, the heat exchange Resume operation of the module and cycle module.
일 실시예에 의하면, 상기 제어 모듈은, 상기 열 교환 모듈 및 순환 모듈이 동작 중인 상태에서, 상기 제1 온도와 제2 온도의 온도 차이가 상기 제2 세팅값 이하인 것이 소정의 기준 시간 이상 유지될 경우, 냉각수 교환 신호를 송출한다.According to one embodiment, the control module, in a state in which the heat exchange module and the circulation module are operating, the temperature difference between the first temperature and the second temperature is less than or equal to the second set value is maintained for more than a predetermined reference time In this case, the coolant exchange signal is transmitted.
본 발명의 실시예에 의하여, 내부 워터 소스인 워터블록 모듈 외에 추가적인 워터소스의 연결 및 사용이 가능하다. 따라서, 냉각 용량 및 온열 용량이 선택적으로 조절될 수 있다.According to an embodiment of the present invention, it is possible to connect and use an additional water source in addition to the water block module, which is an internal water source. Accordingly, the cooling capacity and the heating capacity can be selectively adjusted.
즉, 작은 용량의 워터 소스만이 필요할 경우에는, 내부 순환 부재를 선택하여 연결 니플에 연결할 수 있다. 이 경우, 냉각수는 케이싱 내에서 순환하는 내부 순환 경로를 가지며, 워터블록 모듈에 충진된 냉각수만이 열 교환 모듈(300)의 냉각수로 활용될 수 있다.That is, when only a small-capacity water source is required, an internal circulation member can be selected and connected to the connection nipple. In this case, the cooling water has an internal circulation path circulating in the casing, and only the cooling water filled in the water block module may be used as the cooling water of the
그러나, 사용에 따라서 오랜 냉각이 필요하고, 큰 용량의 워터 소스가 필요할 경우에는, 외부 순환 부재를 선택하여 연결 니플에 연결하고 외부의 워터소스에 있는 냉각수를 열 교환 모듈(300)의 냉각수로 활용할 수 있다. 이 경우, 냉각수는 케이싱 내, 외를 순환하는 외부 순환 경로를 가질 수 있으며, 냉각수의 용량이 확장될 수 있다. However, when long cooling is required depending on use and a large capacity water source is required, an external circulation member is selected and connected to the connection nipple, and the cooling water in the external water source is utilized as the cooling water of the
이와 같은 구조를 가짐으로서, 전체적인 구조가 단순해지며, 가격이 고가인 피팅, 밸브, 퀵커플링과 같은 부가적인 부품의 사용이 없이도 워터소스의 확장이 가능해질 수 있다.By having such a structure, the overall structure is simplified, and it is possible to expand the water source without using additional parts such as expensive fittings, valves, and quick couplings.
또한, 실시예에 의하면, 온도 센서 모듈을 더 포함할 수 있다. 온도 센서 모듈은 상기 케이싱의 흡기구에서 흡입되는 공기의 온도(제1 온도)와, 배기구에서 배출되는 공기의 온도(제2 온도)를 측정할 수 있다. 상기 제1 온도와 제2 온도의 차이가 소정의 세팅값일 경우, 제어 모듈이 열 교환 모듈 및 순환 모듈의 동작을 ON/OFF 할 수 있으며, 이에 따라서 냉각수의 온도 변화를 최소화할 수 있고, 적은 냉각수의 양으로도 오랜 시간 동안 안정적으로 냉풍과 온풍을 발생시킬 수 있다. 아울러, 열 교환 모듈 및 순환 모듈이 정상 동작함에도 불구하고, 소정의 세팅값 이하의 온도가 소정 시간 이상 전달될 경우, 냉각수 교환이 필요하다는 신호를 생성할 수 있다. 따라서, 냉풍 기능 또는 온풍 기능을 일정하게 유지할 수 있다.In addition, according to the embodiment, it may further include a temperature sensor module. The temperature sensor module may measure the temperature (first temperature) of the air sucked in from the inlet of the casing and the temperature of the air discharged from the exhaust port (the second temperature). When the difference between the first temperature and the second temperature is a predetermined set value, the control module can turn ON/OFF the operation of the heat exchange module and the circulation module, thereby minimizing the change in the temperature of the coolant and reducing the amount of coolant It can generate cold and hot air stably for a long time even with the amount of In addition, even though the heat exchange module and the circulation module operate normally, when the temperature below a predetermined set value is transmitted for more than a predetermined time, a signal that the coolant exchange is required may be generated. Therefore, the cold air function or the warm air function can be constantly maintained.
도 1 내지 3 은 본 발명의 일 실시예에 의한 물순환 열교환 방식의 냉온풍 장치의 외관을 도시한 도면이다.
도 4 내지 7 은 본 발명의 일 실시예에 의한 물순환 열교환 방식의 냉온풍 장치의 내부 구조를 단면으로 나타낸 도면이다.
도 8, 9 는 본 발명의 일 실시예에 의한 물순환 열교환 방식의 냉온풍 장치의 냉각수의 순환을 도시한 도면이다.1 to 3 are views showing the appearance of a cold/hot air device of a water circulation heat exchange method according to an embodiment of the present invention.
4 to 7 are cross-sectional views illustrating the internal structure of a cold/hot air device of a water circulation heat exchange method according to an embodiment of the present invention.
8 and 9 are diagrams illustrating the circulation of cooling water in the cold/hot air device of the water circulation heat exchange method according to an embodiment of the present invention.
이하, 첨부된 도면을 참조하여, 본 발명에 따른 바람직한 실시예에 대하여 설명한다. 본 실시예는 제한적인 것으로 의도된 것이 아니다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings, a preferred embodiment according to the present invention will be described. This example is not intended to be limiting.
도 1 내지 3 은 본 발명의 일 실시예에 의한 물순환 열교환 방식의 냉온풍 장치의 외관을 도시한 도면이며, 도 4 내지 7 은 본 발명의 일 실시예에 의한 물순환 열교환 방식의 냉온풍 장치의 내부 구조를 단면으로 도시한 도면이다.1 to 3 are views showing the appearance of the cold and hot air device of the water circulation heat exchange method according to an embodiment of the present invention, and FIGS. 4 to 7 are the cold and hot air device of the water circulation heat exchange method according to an embodiment of the present invention. It is a drawing showing the internal structure of the cross-section.
본 발명의 일 실시예에 의한 물순환 열교환 방식의 냉온풍 장치는, 케이싱(100), 송풍 모듈(200), 열 교환 모듈(300), 순환 모듈(400), 워터블록 모듈(500), 및 제어 모듈(600)을 포함할 수 있다. The cold and hot air device of the water circulation heat exchange method according to an embodiment of the present invention includes a
케이싱(100)은 본 발명의 물순환 열교환 장치의 외관을 구성한다. 케이싱(100)은 내부에 수납 공간을 갖는다. 상기 수납 공간 내에 송풍 모듈(200), 열 교환 모듈(300), 순환 모듈(400), 제어 모듈(600)이 탑재되며, 아울러 워터블록 모듈(500)이 탑재될 수 있다.The
상기 케이싱(100)은 내측에 수납 공간을 구획하는 격벽을 가질 수 있다. 상기 격벽은 복수 개 구비될 수 있다. 상기 격벽에 의해서 상기 수납 공간이 프론트 공간(V1), 미들 공간(V2), 바텀 공간(V3), 및 리어 공간(V4)으로 구획될 수 있다. 예컨대, 상기 격벽은 제1 내지 제3 격벽(120, 130, 140)을 포함할 수 있다.The
프론트 공간(V1)은 케이싱(100)의 전측에 구비된다. 프론트 공간(V1)에는 다수 개의 송풍구(110)가 구비되며, 상기 송풍구(110)의 적어도 일 부분은 흡기구로 기능하고, 적어도 일 부분은 배기구로 기능할 수 있다. 프론트 공간(V1) 내에는 송풍 모듈(200)이 탑재되며, 열 교환 모듈(300)의 적어도 일 부분이 배치될 수 있다. 프론트 공간(V1)을 통과하는 공기의 방향은, 예컨대 도 4 의 F 와 같을 수 있다.The front space V1 is provided on the front side of the
미들 공간(V2)은 케이싱(100)의 중간 부분에 구비될 수 있다. 미들 공간(V2)은 프론트 공간(V1)과 리어 공간(V4) 사이에 위치할 수 있다. 미들 공간(V2) 내에는 열 교환 모듈(300)이 배치될 수 있다.The middle space V2 may be provided in a middle portion of the
바텀 공간(V3)은 케이싱(100)의 하측에 구비될 수 있다. 단, 이에 반드시 한정하는 것은 아니다. 바텀 공간(V3) 내부에는 제어 모듈(600)이 탑재될 수 있다.The bottom space V3 may be provided under the
리어 공간(V4)은 케이싱(100)의 후측에 구비될 수 있다. 상기 리어 공간(V4) 내에 워터블록 모듈(500)이 탑재될 수 있다. 상기 리어 공간(V4)은 개방된 공간으로 구성되거나, 또는 오픈/클로징되는 공간일 수 있다.The rear space V4 may be provided at the rear side of the
케이싱(100)의 후측에는 연결 니플(160)이 구비될 수 있다. 연결 니플(160)은 배관을 연결할 수 있는 소정의 연결 수단이다. 연결 니플(160)은 탈착 가능한 소정의 커버(150)에 의해서 외부로 오픈/클로징될 수 있다. A connection nipple 160 may be provided at the rear side of the
연결 니플(160)은 제1 니플(162)과 제2 니플(164)을 포함할 수 있다. The connection nipple 160 may include a
제1 니플(162)의 전측은 후술하는 바와 같이 순환 모듈(400)과 연결될 수 있으며, 후측은 케이싱(100)의 외부로 노출될 수 있다. 일 예로, 제1 니플(162)은 후단부는 전후 방향으로 연장되며 전단부는 상하 방향으로 연장될 수 있다. 예컨대, 도 6 과 같은 형태를 가질 수 있다.The front side of the
제2 니플(164)의 전측은 후술하는 바와 같이 워터블록 모듈(500)과 연결될 수 있으며, 후측은 케이싱(100)의 외부로 노출될 수 있다. 일 예로, 제2 니플(164)은 전후 방향으로 연장될 수 있다. 예컨대, 도 7 과 같은 형태를 가질 수 있다.The front side of the
한편, 케이싱(100)의 후방에는 냉각수 공급을 가능하게 하는 냉각수 공급용 개폐부(170)가 구비될 수 있다.Meanwhile, an opening/closing unit 170 for supplying cooling water that enables supply of cooling water may be provided at the rear of the
송풍 모듈(200)은 상기 케이싱(100)의 프론트 공간(V1)에 탑재될 수 있다. 송풍 모듈(200)은 공기의 유동을 발생시키는 송풍 팬(pan)을 포함할 수 있다. 상기 송풍 팬이 작동하면, 흡기구에서 배기구 방향으로 공기가 유동할 수 있다.The
열 교환 모듈(300)은 열전소자(310)를 포함할 수 있다. 상기 열전소자(310)는, 예컨대 펠티어 소자일 수 있다. 상기 열전소자(310)는 제1 열전부와 제2 열전부를 포함하며, 상기 제1 열전부와 제2 열전부는 각각 흡열부와 방열부로 구성되거나, 또는 방열부와 흡열부로 구성될 수 있다. 열전소자(310)에 전원이 인가되면, 상기 흡열부에서는 흡열 반응이 발생하며, 방열부에서는 발열 반응이 발생할 수 있다. The
열 교환 모듈(300)은 히트 싱크 부재(320)를 포함하며, 상기 히트 싱크 부재(320)는, 프론트 공간(V1) 내에 위치하는 제1 히트 싱크부(322), 및 미들 공간(V2) 내에 위치하는 제2 히트 싱크부(324)를 포함할 수 있다. The
제1 히트 싱크부(322)는 제1 열전부와 연결되며, 제2 히트 싱크부(324)는 제2 열전부와 연결될 수 있다. The first
만일, 제1 열전부가 흡열부로 기능하면 제1 히트 싱크부(322)는 주변의 열을 흡수하여 냉기를 발생시키며, 이때 제2 열전부는 방열부가 되어 제2 히트 싱크부(324)는 주변에 온기를 발생시킨다. 이 경우, 이 경우, 송풍 모듈(200)에 의해서 발생하는 바람은 상기 냉기를 담게 되므로, 본 발명에 의한 물순환 열교환 방식의 냉온풍 장치는 냉풍을 발생시킬 수 있는 냉풍기로 기능한다.If the first thermocouple functions as a heat absorbing part, the first
반대로, 제1 열전부가 방열부로 기능하면 제1 히트 싱크부(322)는 주변에 열을 방출하여 온기를 발생시키며, 이때 제2 열전부는 흡열부가 되어 제2 히트 싱크부(324)는 주변에 냉기를 발생시킨다. 이 경우, 송풍 모듈(200)에 의해서 발생하는 바람은 상기 온기를 담게 되므로, 본 발명에 의한 물순환 열교환 방식의 냉온풍 장치는 온풍을 발생시킬 수 있는 온풍기로 기능한다.Conversely, when the first thermoelectric unit functions as a heat dissipating unit, the first
제1 히트 싱크부(322)는 넓은 단면적을 가질 수 있다. 따라서, 송풍 모듈(200)에 의해서 공기의 흐름이 발생할 때, 상기 유동하는 공기와 제1 히트 싱크부(322) 사이의 접촉 면적이 클 수 있다. 따라서, 제1 히트 싱크부(322)에서 발생하는 열기, 또는 냉기가 상기 공기에 제공되는 효율이 높을 수 있다. 예컨대, 제1 히트 싱크부(322)는, 다수 개의 요철과 관통 라인이 형성된 형상을 가질 수 있다.The first
제2 히트 싱크부(324)는 후술하는 순환 모듈(400)의 순환 라인(420)이 통과하는 구조를 가질 수 있다. 따라서, 제2 히트 싱크부(324)에서 발생하는 열기, 또는 냉기가 순환 라인(420)으로 효과적으로 전달될 수 있다. The second
순환 모듈(400)은 소정의 워터 소스와 상기 열 교환 모듈(300)을 연결하며 냉각수가 순환하는 모듈이다.The
순환 모듈(400)은 워터펌프(410), 및 순환 라인(420)을 포함할 수 있다.The
워터펌프(410)는 물을 순환시킬 수 있는 동력을 제공하는 소정의 펌프이다. 워터펌프(410)의 구체적인 제원은 한정하지 않는다.The
순환 라인(420)은 소정의 배관 라인이다. 순환 라인(420)은 소정의 워터 소스와 상기 열 교환 모듈(300)을 연결할 수 있다. 따라서 워터 소스에서 공급되는 냉각수를 열 교환 모듈(300)에 전달하고, 열 교환 모듈(300)에서 발생하는 열기, 또는 냉기를 담은 냉각수를 다시 워터소스로 전달할 수 있다.The
상기 순환 라인(420)은 냉각수를 전달하는 배관 구조이면 어떠한 구조도 가질 수 있다. 따라서, 도면에서는 점선으로 도시되었다. The
상기 순환 라인(420)은 일 단부가 워터블록 모듈(500)과 연결되며, 워터펌프(410) 및 열 교환 모듈(300)을 관통하고, 바텀 공간(V3)을 경유하여, 이어서 타 단부가 제1 니플(162)로 연결될 수 있다. One end of the
워터블록 모듈(500)은 냉각수가 충진될 수 있는 소정의 충진 탱크이다. 워터블록 모듈(500)은 상기 워터소스의 일 예일 수 있다. The
워터블록 모듈(500)은 냉각수가 충진되며, 열 교환 모듈(300)에서 발생한 열, 또는 냉기를 저장하는 열저장 탱크로 기능할 수 있다. 따라서, 워터블록 모듈(500)은 스티로폼 박스와 같은 단열이 되는 소재의 외벽을 가질 수 있으며, 냉방, 또는 온열 효율을 향상시킬 수 있다. 따라서, 냉각수에서 발생하는 열, 또는 냉기가 외부로 발산하는 것을 방지할 수 있다. 이에 따라서, 실외기가 없이도 냉방 및 온열 효과를 극대화 시킬 수 있다.The
상기 워터블록 모듈(500)은 상기 케이싱(100)에 탈착 가능하게 탑재될 수 있다. 예컨대, 케이싱(100)의 적어도 일 부분이 오픈되고, 상기 워터블록 모듈(500)이 상기 케이싱(100) 내에 탑재될 수도 있으며, 다른 예로 상기 케이싱(100)과 상기 워터블록 모듈(500)이 서로 블록 형태로 결합, 분리되는 것도 가능하다. 실시예에 의하면, 정수기 필터의 원터치 교체 방식과 같이, 원터치 방식으로 워터블록 모듈(500)이 분리, 결합될 수 있다.The
워터블록 모듈(500)과 케이싱(100)이 결합되면, 워터블록 모듈(500)은 상기 순환 모듈(400)의 순환 라인(420)의 일 단부와 연결될 수 있다. 따라서, 도 5 에 도시된 바와 같이, 워터블록 모듈(500)의 적어도 일 측에는 순환 모듈(400)의 순환 라인(420)의 일 단부와 연결되는 제1 오프닝(510)이 구비될 수 있다. When the
워터블록 모듈(500)이 케이싱(100)에 탑재되고, 상기 순환 모듈(400)과 상기 워터블록 모듈(500)이 연결되면 상기 워터블록 모듈(500)이 상기 워터 소스로 작동할 수 있다. 즉, 워터블록 모듈(500)에 충진된 냉각수가 순환 모듈(400)을 통해서 열 교환 모듈(300)로 공급되며, 열 교환 모듈(300)을 지나면서 열 교환 모듈(300)에서 발생한 열기, 또는 냉기가 냉각수로 전달될 수 있다.When the
도 7 에 도시된 바와 같이, 워터블록 모듈(500)의 적어도 일 측에는 제2 오프닝(520)이 구비될 수 있다. 워터블록 모듈(500)이 케이싱(100) 내에 탑재되었을 때, 상기 제2 오프닝(520)은 케이싱(100)의 제2 니플(164)과 연결될 수 있다.As shown in FIG. 7 , a
제어 모듈(600)은 소정의 CPU 일 수 있다. 제어 모듈(600)은 상기 송풍 모듈(200), 열 교환 모듈(300), 및 순환 모듈(400)의 동작을 제어할 수 있다. 제어 모듈(600)에 입력 신호를 제공하기 위해서 소정의 입력 수단이 구비될 수 있으며, 상기 입력 수단은 예컨대 소정의 버튼, 입력창, 또는 리모컨 등일 수 있다.The
도 8, 9 는 본 발명의 일 실시예에 의한 물순환 열교환 방식의 냉온풍 장치의 냉각수의 순환을 도시한 도면이다.8 and 9 are diagrams illustrating the circulation of cooling water in the cold/hot air device of the water circulation heat exchange method according to an embodiment of the present invention.
실시예에 의하면, 연결 라인(700)을 포함하며, 상기 연결 라인(700)은, 내부 순환 부재(710), 및 외부 순환 부재(720)를 포함할 수 있다. According to the embodiment, a
상기 내부 순환 부재(710)는, 소정의 길이를 갖는 배관 라인을 포함하는 부재일 수 있다. 내부 순환 부재(710)의 양 단은 상기 제1 니플(162)과 제2 니플(164)에 연결될 수 있다. 즉, 내부 순환 부재(710)는, 워터블록 모듈(500) 내의 냉각수가 케이싱(100) 외부로 유동하지 못하도록 연결 니플(160)을 밀폐한다고 달리 설명될 수 있다.The
상기 연결 니플(160)에 내부 순환 부재(710)가 연결되면, 본 발명의 물순환 열교환 방식의 냉온풍 장치 내에서 냉각수가 순환할 수 있다. 즉, 냉각수는 케이싱(100) 내에서 순환하는 내부 순환 경로를 갖는다. When the
이에 따라서, 워터블록 모듈(500)에서 제공되는 냉각수의 유동 경로는, 워터블록 모듈(500), 제2 오프닝(520), 제2 니플(164), 내부 순환 부재(710), 제1 니플(162), 순환 라인(420), 제1 오프닝(510)으로 설명될 수 있다. 한편, 워터블록 모듈(500)에 구비되는 오프닝의 위치에 따라서 반대도 가능하다.Accordingly, the flow path of the coolant provided from the
이때, 상기 설명한 바와 같이 냉각수의 유동 경로가, 워터블록 모듈(500), 제2 오프닝(520), 제2 니플(164), 내부 순환 부재(710), 제1 니플(162), 순환 라인(420), 제1 오프닝(510)의 순서로 유동할 경우, 상기 냉각수는 도 6 에 도시된 바와 같이 먼저 바텀 공간(V4)을 경유한 후, 히트 싱크 부재(320)으로 전달되게 된다. 따라서, 바텀 공간(V4)을 경유하면서 바텀 공간(V3)에 배치된 제어 모듈(600)을 냉각할 수 있다. At this time, as described above, the flow path of the coolant is the
외부 순환 부재(720)는 케이싱(100)의 외부에 위치하는 소정의 외부 워터 소스(800)와 연결 니플(160) 사이를 연결하는 소정의 배관 라인일 수 있다. The
상기 연결 니플(160)에 외부 순환 부재(720)가 연결되면, 본 발명의 물순환 열교환 방식의 냉온풍 장치는 외부에서 냉각수를 공급받고, 열 교환 모듈(300)에서 발생한 냉기 또는 온기가 외부 워터 소스(800)로 전달될 수 있다. 즉, 상기 외부 순환 부재(720)가 상기 순환 모듈(400)과 상기 워터블록 모듈(500)을 연결하면 냉각수가 외부 워터 소스(800)와 상기 순환 모듈(400), 및 상기 워터블록 모듈(500)을 경유하는 외부 순환 경로를 갖는다.When the
따라서, 실시예에 의한 물순환 열교환 방식의 냉온풍 장치는, 워터소스를 선택적으로 가변할 수 있다. Accordingly, the cold and hot air device of the water circulation heat exchange method according to the embodiment may selectively change the water source.
일 예로, 작은 용량의 워터소스만이 필요할 경우에는, 내부 순환 부재(710)를 선택하여 연결 니플(160)에 연결할 수 있다. 이 경우, 냉각수는 케이싱(100) 내에서 순환하는 내부 순환 경로를 가지며, 워터블록 모듈(500)에 충진된 냉각수만이 열 교환 모듈(300)의 냉각수로 활용될 수 있다.For example, when only a small capacity water source is required, the
다른 예로, 큰 용량의 워터소스가 필요할 경우에는, 외부 순환 부재(720)를 선택하여 연결 니플(160)에 연결하고 외부 워터 소스(800)에 있는 냉각수를 열 교환 모듈(300)의 냉각수로 활용할 수 있다. 이 경우, 냉각수는 케이싱(100) 내, 외를 순환하는 외부 순환 경로를 가질 수 있다. As another example, when a large capacity water source is required, the
따라서, 열 교환 모듈(300)의 사용량에 따라서 적절한 용량의 냉각수가 선택될 수 있다. 일 예로, 열 교환 모듈(300)에 구비되는 열전소자(310)가 펠티어 소자일 경우, 펠티어 소자는 효율적인 한계로 발생하는 열이 많아서 냉각용 냉각수의 양이 충분하지 않으면 급속하게 냉각효율이 떨어지는 경우가 많다. 따라서 냉풍을 발생시키는 효율이 떨어질 수 있다. 이와 같은 경우, 사용자는 외부 순환 부재(720)를 사용하여 외부의 워터소스를 연결함으로서, 냉각효율을 재차 높일 수 있게 된다.Accordingly, cooling water having an appropriate capacity may be selected according to the usage amount of the
본 발명의 실시예에 의하여, 워터블록 모듈(500) 외에 추가적인 워터소스의 연결 및 사용이 가능하다. 따라서, 냉각 용량 및 온열 용량이 선택적으로 조절될 수 있다.According to the embodiment of the present invention, it is possible to connect and use an additional water source in addition to the
즉, 앞서 설명한 바와 같이, 작은 용량의 워터소스만이 필요할 경우에는, 내부 순환 부재(710)를 선택하여 연결 니플(160)에 연결할 수 있다. 이 경우, 냉각수는 케이싱(100) 내에서 순환하는 내부 순환 경로를 가지며, 워터블록 모듈(500)에 충진된 냉각수만이 열 교환 모듈(300)의 냉각수로 활용될 수 있다.That is, as described above, when only a small capacity water source is required, the
그러나, 사용에 따라서 오랜 냉각이 필요하고, 큰 용량의 워터소스가 필요할 경우에는, 외부 순환 부재(720)를 선택하여 연결 니플(160)에 연결하고 외부의 워터소스에 있는 냉각수를 열 교환 모듈(300)의 냉각수로 활용할 수 있다. 이 경우, 냉각수는 케이싱(100) 내, 외를 순환하는 외부 순환 경로를 가질 수 있으며, 냉각수의 용량이 확장될 수 있다. 이와 같은 구조를 가짐으로서, 전체적인 구조가 단순해지며, 가격이 고가인 피팅, 밸브, 퀵커플링과 같은 부가적인 부품의 사용이 없이도 워터소스의 확장이 가능해질 수 있다.However, when long cooling is required depending on use and a large capacity water source is required, select the
실시예에 의하면, 온도 센서 모듈(900)을 더 포함할 수 있다. According to the embodiment, it may further include a temperature sensor module (900).
온도 센서 모듈(900)은, 상기 케이싱(100)의 흡기구와 배기구에 각각 설치될 수 있다. 예컨대, 온도 센서 모듈(900)은, 상기 케이싱(100)의 흡기구에 설치되는 제1 센서(910)와, 상기 케이싱(100)의 배기구에 설치되는 제2 센서(920)를 포함할 수 있다.The temperature sensor module 900 may be installed at the intake port and the exhaust port of the
따라서, 온도 센서 모듈(900)은 상기 케이싱(100)의 흡기구에서 흡입되는 공기의 온도(제1 온도)와, 배기구에서 배출되는 공기의 온도(제2 온도)를 측정할 수 있다.Accordingly, the temperature sensor module 900 may measure the temperature (first temperature) of the air sucked in from the inlet of the
제어 모듈(600)은 상기 측정된 제1 온도와 제2 온도를 전달받을 수 있다. 이에 따라서, 상기 제1 온도와 제2 온도의 온도 차이가 소정의 제1 세팅값 이상일 경우, 과다한 냉방, 또는 온열이 이루어지는 것이므로, 상기 열 교환 모듈(300) 및 순환 모듈(400)의 동작을 정지할 수 있다. 아울러, 상기 제1 온도와 제2 온도의 온도 차이가 소정의 제2 세팅값 이하일 경우에는 냉방, 또는 온열 동작이 필요한 것이므로, 상기 열 교환 모듈(300) 및 순환 모듈(400)의 동작을 재개할 수 있다. 따라서, 냉각수의 온도 변화를 최소화할 수 있으며, 적은 냉각수의 양으로도 오랜 시간 동안 안정적으로 냉풍과 온풍을 발생시킬 수 있다. The
여기서, 상기 제1 세팅값 및 제2 세팅값은 임의로 설정될 수 있으나, 일 예로, 제1 세팅값은 5 ℃이며, 제2 세팅값은 2 ℃일 수 있다.Here, the first setting value and the second setting value may be arbitrarily set, but for example, the first setting value may be 5°C, and the second setting value may be 2°C.
아울러, 열 교환 모듈 및 순환 모듈(400)이 정상 동작함에도 불구하고, 상기 제2 세팅값 이하의 온도가 소정의 기준 시간 이상 전달될 경우, 냉각수 교환이 필요하다는 신호를 송출할 수 있다. 따라서, 냉풍 기능 또는 온풍 기능을 일정하게 유지할 수 있다.In addition, even though the heat exchange module and the
이상에서는 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어서는 안될 것이다.In the above, preferred embodiments have been shown and described, but the present invention is not limited to the specific embodiments described above, and common knowledge in the technical field to which the invention pertains without departing from the gist of the invention as claimed in the claims is not limited. Various modifications are possible by those having, of course, these modifications should not be individually understood from the technical spirit or perspective of the present invention.
100: 케이싱
110: 송풍구
120: 제1 격벽
130: 제2 격벽
140: 제3 격벽
150: 커버
160: 연결 니플
162: 제1 니플
164: 제2 니플
170: 냉각수 공급용 개폐부
200: 송풍 모듈
300: 열 교환 모듈
310: 열전소자
320: 히트 싱크 부재
322: 제1 히트 싱크부
324: 제2 히트 싱크부
400: 순환 모듈
410: 워터펌프
420: 순환 라인
500: 워터블록 모듈
510: 제1 오프닝
520: 제2 오프닝
600: 제어 모듈
700: 연결 라인
710: 내부 순환 부재
720: 외부 순환 부재
800: 외부 워터소스
900: 온도 센서 모듈
910: 제1 센서
920: 제2 센서100: casing
110: tuyere
120: first bulkhead
130: second bulkhead
140: third bulkhead
150: cover
160: connecting nipple
162: first nipple
164: second nipple
170: opening and closing part for supplying cooling water
200: blow module
300: heat exchange module
310: thermoelectric element
320: heat sink member
322: first heat sink unit
324: second heat sink unit
400: circulation module
410: water pump
420: circulation line
500: water block module
510: first opening
520: second opening
600: control module
700: connection line
710: internal circulation member
720: external circulation member
800: external water source
900: temperature sensor module
910: first sensor
920: second sensor
Claims (5)
상기 케이싱 내에 탑재되며 흡기 및 배기를 유도하는 송풍 모듈;
상기 케이싱 내에 탑재되며 열전소자를 포함하는 열교환 모듈;
워터펌프를 구비하고 소정의 워터 소스와 상기 열교환 모듈을 연결하며 냉각수가 순환하는 배관으로 구성되는 순환 모듈;
냉각수가 충진되는 워터블록 모듈;
상기 송풍 모듈, 열교환 모듈, 및 순환 모듈의 동작을 제어하는 제어 모듈; 및
연결 라인;을 포함하며,
상기 연결 라인은 내부 순환 부재, 및 외부 순환 부재를 포함하며,
상기 내부 순환 부재는 상기 순환 모듈과 상기 워터블록 모듈 사이를 연결하며, 상기 내부 순환 부재가 상기 순환 모듈과 상기 워터블록 모듈 사이에 연결되면 상기 워터블록 모듈에서 제공되는 냉각수가 상기 순환 모듈과 상기 워터블록 모듈 내에서 순환하는 내부 순환 경로를 가지며,
상기 외부 순환 부재는 소정의 외부 워터 소스와 상기 순환 모듈 및 상기 워터블록 모듈 사이를 연결하여, 상기 외부 순환 부재가 상기 순환 모듈과 상기 워터블록 모듈을 연결하면 냉각수가 외부 워터 소스와 상기 순환 모듈, 및 상기 워터블록 모듈을 경유하는 순환 경로를 갖는 물순환 열교환 방식의 냉온풍 장치.a casing having a storage space;
a blower module mounted in the casing and inducing intake and exhaust;
a heat exchange module mounted in the casing and including a thermoelectric element;
a circulation module having a water pump, connecting a predetermined water source and the heat exchange module, and comprising a pipe through which cooling water circulates;
a water block module filled with coolant;
a control module for controlling operations of the blowing module, the heat exchange module, and the circulation module; and
connection line; includes;
The connecting line includes an inner circulation member and an outer circulation member,
The internal circulation member connects between the circulation module and the water block module, and when the internal circulation member is connected between the circulation module and the water block module, the cooling water provided from the water block module is transferred between the circulation module and the water block module. It has an internal circulation path that circulates within the block module,
The external circulation member connects a predetermined external water source and the circulation module and the water block module, so that when the external circulation member connects the circulation module and the water block module, the cooling water flows between the external water source and the circulation module; and a water circulation heat exchange type cold/hot air device having a circulation path passing through the water block module.
상기 케이싱은,
상기 수납 공간을 구획하는 격벽을 포함하고,
상기 수납 공간은 상기 격벽에 의해서 구획되는 프론트 공간, 미들 공간, 및 리어 공간을 포함하며,
상기 송풍 모듈은 상기 프론트 공간에 탑재되고,
상기 열교환 모듈은 상기 프론트 공간과 상기 미들 공간에 걸쳐서 탑재되며,
상기 워터블록 모듈은 상기 리어 공간에 탑재되는 물순환 열교환 방식의 냉온풍 장치.According to claim 1,
The casing is
a partition wall partitioning the storage space;
The storage space includes a front space, a middle space, and a rear space partitioned by the partition wall,
The blowing module is mounted in the front space,
The heat exchange module is mounted over the front space and the middle space,
The water block module is a water circulation heat exchange type cold and hot air device mounted in the rear space.
상기 케이싱은 적어도 일 측에 연결 니플을 포함하며,
상기 연결 니플은 상기 순환 모듈과 연결되는 제1 니플, 및
상기 워터블록 모듈과 연결되는 제2 니플을 포함하며,
상기 내부 순환 부재는 상기 제1 니플과 제2 니플 사이를 연결하며,
상기 외부 순환 부재는 상기 제1 니플과 외부 워터 소스 사이, 및 제2 니플과 외부 워터 소스 사이를 연결하는 물순환 열교환 방식의 냉온풍 장치.According to claim 1,
The casing includes a connection nipple on at least one side,
The connection nipple is a first nipple connected to the circulation module, and
and a second nipple connected to the water block module,
The inner circulation member connects between the first nipple and the second nipple,
The external circulation member is a water circulation heat exchange type cold and hot air device for connecting between the first nipple and the external water source and between the second nipple and the external water source.
온도 센서 모듈;을 더 포함하며,
상기 온도 센서 모듈은,
외부에서 상기 송풍 모듈로 공기가 유동하는 흡기구에 설치되는 제1 센서와,
상기 송풍 모듈에서 외부로 배출되는 공기가 유동하는 배기구에 설치되는 제2 센서를 포함하며,
상기 제어 모듈은 상기 제1 센서에서 측정되는 제1 온도와 상기 제2 센서에서 측정되는 제2 온도를 전달받고,
상기 제1 온도와 제2 온도의 온도 차이가 소정의 제1 세팅값 이상일 경우, 상기 열 교환 모듈 및 순환 모듈의 동작을 정지하고,
상기 제1 온도와 제2 온도의 온도 차이가 소정의 제2 세팅값 이하일 경우에는 상기 열 교환 모듈 및 순환 모듈의 동작을 재개하는 물순환 열교환 방식의 냉온풍 장치.According to claim 1,
It further comprises a temperature sensor module;
The temperature sensor module,
a first sensor installed at the intake port through which air flows from the outside to the blowing module;
and a second sensor installed in an exhaust port through which air discharged to the outside from the blower module flows,
The control module receives the first temperature measured by the first sensor and the second temperature measured by the second sensor,
When the temperature difference between the first temperature and the second temperature is greater than or equal to a predetermined first set value, the operation of the heat exchange module and the circulation module is stopped,
When the temperature difference between the first temperature and the second temperature is less than or equal to a predetermined second set value, the water circulation heat exchange type cold and hot air device resumes the operation of the heat exchange module and the circulation module.
상기 제어 모듈은,
상기 열 교환 모듈 및 순환 모듈이 동작 중인 상태에서, 상기 제1 온도와 제2 온도의 온도 차이가 상기 제2 세팅값 이하인 것이 소정의 기준 시간 이상 유지될 경우, 냉각수 교환 신호를 송출하는 물순환 열교환 방식의 냉온풍 장치.5. The method of claim 4,
The control module is
When the temperature difference between the first temperature and the second temperature is equal to or less than the second set value in a state in which the heat exchange module and the circulation module are in operation, a cooling water exchange signal is transmitted when it is maintained for more than a predetermined reference time cold and hot air system.
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---|---|---|---|
KR1020210009525A KR20220106527A (en) | 2021-01-22 | 2021-01-22 | Cold air and warm air supply device having heat exchanger using water circulating |
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Citations (1)
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---|---|---|---|---|
KR200300918Y1 (en) | 2002-10-02 | 2003-01-15 | 에이스텍 주식회사 | system for both dehumidify and cooling |
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2021
- 2021-01-22 KR KR1020210009525A patent/KR20220106527A/en unknown
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