WO2013105704A1 - 열전소자를 이용한 냉난방장치 - Google Patents

열전소자를 이용한 냉난방장치 Download PDF

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WO2013105704A1
WO2013105704A1 PCT/KR2012/002854 KR2012002854W WO2013105704A1 WO 2013105704 A1 WO2013105704 A1 WO 2013105704A1 KR 2012002854 W KR2012002854 W KR 2012002854W WO 2013105704 A1 WO2013105704 A1 WO 2013105704A1
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air
pipe
cooling
heating
connecting pipe
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PCT/KR2012/002854
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Inventor
문영록
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Moon Young Rok
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B21/00—Machines, plants or systems, using electric or magnetic effects
    • F25B21/02—Machines, plants or systems, using electric or magnetic effects using Peltier effect; using Nernst-Ettinghausen effect
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24F—AIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F5/00—Air-conditioning systems or apparatus not covered by F24F1/00 or F24F3/00, e.g. using solar heat or combined with household units such as an oven or water heater
    • F24F5/0042—Air-conditioning systems or apparatus not covered by F24F1/00 or F24F3/00, e.g. using solar heat or combined with household units such as an oven or water heater characterised by the application of thermo-electric units or the Peltier effect
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D25/00—Pumping installations or systems
    • F04D25/02—Units comprising pumps and their driving means
    • F04D25/08—Units comprising pumps and their driving means the working fluid being air, e.g. for ventilation

Definitions

  • the present invention relates to a cooling and heating device using a thermoelectric element, and more particularly, to cooling and heating using a power-saving thermoelectric element capable of cooling and heating at low power by recovering energy by rotating a power generation fan to air discharged by cooling or heating by a thermoelectric element. It is an object to provide a device.
  • thermoelectric element Conventional air conditioning apparatus using a thermoelectric element is disclosed in Patent No. 10-0403155.
  • a heat pipe is continuously installed in a vertical direction on a plurality of horizontal heat sinks, and a heat conductor is formed on upper and lower ends of the heat pipe, and the predetermined heat is applied from the front of the heat pipe.
  • An airflow generator consisting of a blower fan that blows the airflow of the air
  • a chamber installed on the upper and lower sides of the heat conductor
  • an antifreeze circulation consisting of a circulation pipe and a circulation pump connected between the chambers to circulate the antifreeze in the chamber.
  • a plurality of thermoelectric elements interposed between the thermal conductor and the chamber to apply cold air or heat by a predetermined power operation.
  • heating and cooling devices are implemented using thermoelectric elements and heat pipes.
  • thermoelectric element In the conventional heating and cooling device using a thermoelectric element, a heating device and a cooling device are implemented by supplying electricity to a thermoelectric element by using a heat generating part or a cooling part of the thermoelectric element. In this case, since a lot of electricity is consumed to drive the thermoelectric element for cooling or heating, there is a problem that a maintenance cost is required to maintain the cooling and heating device.
  • An object of the present invention is to provide a power-saving cooling and heating device using a thermoelectric element that can implement a cooling and heating device at low power.
  • Heating and cooling device using a thermoelectric element is a chamber, a blowing fan, a thermoelectric element, a first heat conduction tube, a second heat conduction tube, a cooling tube, a heating tube, a first connecting tube, a second And a connecting pipe, an amplifying pipe, a first switching valve, a second switching valve, a power generating fan, a generator, a storage battery, a water storage tank, and injection means.
  • the blowing fan sucks outside air into the chamber.
  • the thermoelectric element is installed in the chamber including a cooling unit that is cooled by electricity and a heat generating unit that generates heat.
  • the first heat conducting tube is connected to the cooling unit of the thermoelectric element and cooled.
  • the second heat conductive tube is connected to the heat generating portion of the thermoelectric element and heated.
  • the cooling pipe is connected to circulate a part of the air sucked by the blowing fan around the first heat conducting pipe to cool a part of the air.
  • the heating tube is connected to circulate the remainder of the air sucked by the blowing fan around the second heat conductive tube to heat the remainder of the air.
  • the first connecting pipe is connected to be introduced into the second heat conductive pipe is injected into the heat generating portion of the thermoelectric element by guiding the air discharged from the cooling pipe.
  • the second connection pipe is connected to be introduced into the first heat conducting pipe is injected into the cooling unit of the thermoelectric element by guiding the air discharged from the heating pipe.
  • the amplification pipe is formed with a wide inlet portion and a narrow outlet portion so as to amplify the flow rate of air, and the first connecting tube and the second connecting tube so that air can be introduced from the first connecting tube and the second connecting tube. Is connected to.
  • the first switching valve is installed in the first connecting pipe so as to adjust the amount of air guided by the first connecting pipe to the heat generating portion and the amplifying pipe.
  • the second switching valve is installed in the second connecting pipe so as to adjust the amount of air guided by the second connecting pipe to the cooling unit and the amplifying pipe.
  • the power fan is rotated by air discharged from the amplification pipe.
  • the generator is operated by the power generating fan to produce electricity.
  • the battery stores electricity generated by the generator and operates the thermoelectric element.
  • the air-conditioning device using the thermoelectric element preferably further comprises a water storage tank and the injection means.
  • the water storage tank stores the water falling from the cooling unit of the thermoelectric element.
  • the spraying means injects water stored in the water storage tank and sends the water to the amplifying pipe.
  • the cooling and heating device using the thermoelectric element is opened so that only a portion of the air guided by the first connecting pipe is guided to the heat generating portion when the cooling, the second switching valve is the second connecting pipe It is preferable that all of the guided air is opened to be guided to the cooling unit.
  • the first switching valve is opened so that all the air guided from the first connecting pipe is guided to the heat generating part, and the second switching valve is a part of the air guided from the second connecting pipe to the cooling part. Open to be guided.
  • the air conditioning and heating device using the above-mentioned thermoelectric element preferably further comprises an adapter.
  • the adapter supplies electricity to the storage battery.
  • the blower fan operates by receiving electricity from the storage battery.
  • electricity can be produced by amplifying a flow rate of air heated or cooled by a thermoelectric element with an amplifying tube and then driving a generator. And since the electricity produced to drive the thermoelectric element can be used, it is possible to drive the cooling and heating device with less power.
  • thermoelectric device 1 is a conceptual diagram of an embodiment of a heating and cooling device using a thermoelectric device according to the present invention.
  • thermoelectric element 6 cooling unit
  • first switching valve 25 second switching valve
  • thermoelectric device using a thermoelectric device according to the present invention.
  • the air conditioning and heating device using the thermoelectric device according to the present invention is a chamber (1), a blowing fan (3), a thermoelectric element (5), a first heat conductive tube (9), a second heat conductive tube (11), cooling Tube 13, heating tube 15, first connecting tube 17, second connecting tube 19, amplifying tube 21, first switching valve 23, second switching The valve 25, the power generating fan 27, the generator 29, the storage battery 31, the water storage tank 33, the injection means 35, and the adapter 37 are included.
  • the blowing fan 3 serves to suck outside air into the chamber 1.
  • the thermoelectric element 5 is installed in the chamber 1, and includes a cooling unit 6 and a heat generating unit 8. When electricity is supplied to the thermoelectric element 5, the cooling unit 6 is cooled, and the heat generating unit 8 is heated.
  • the chamber 1 is divided into two by the thermoelectric element 5, half of the air sucked by the blower fan 3 is supplied to the upper portion of the chamber 1 having the heat generating portion 8 and the other half is cooled ( 6) is supplied to the bottom of the chamber (1).
  • the first heat conducting pipe 9 is connected to the cooling unit 6 and cooled by the cooling unit 6.
  • the second heat conductive pipe 11 is connected to the heat generating portion 8 and heated by the heat generating portion 8.
  • the cooling pipe 13 is connected to allow the air sucked in to circulate around the first heat conducting pipe 9 so as to cool a part of the air sucked in the blowing fan 3.
  • the cooling tube 13 spirally surrounds the first heat conducting tube 9 so that the air flowing into the cooling tube 13 is cooled by the first heat conducting tube 9.
  • the air supplied to the lower portion of the chamber 1 flows into the cooling tube 13 and is cooled by the first heat conducting tube 9.
  • the heating tube 15 is connected to allow the sucked air to be circulated around the second heat conductive pipe 11 to heat the rest of the air sucked from the blowing fan 3.
  • the heating tube 15 spirally surrounds the second heat conductive tube 11 to allow the air flowing into the heating tube 15 to be heated by the second heat conductive tube 11.
  • the air supplied to the upper portion of the chamber 1 flows into the heating tube 15 and is heated by the second heat conductive tube 9.
  • the first connecting pipe 17 is connected to the air discharged by the cooling tube 13 to be discharged to the heat generating unit 8 of the thermoelectric element 5 to be introduced into the heating tube 15. That is, the first connecting pipe 17 extends from the outlet of the cooling pipe 13 so that air can be injected into the heat generating part 8 of the thermoelectric element 5. Air injected into the heat generating unit 8 cools the heat generating unit 8 and then flows into the heating tube 15.
  • the second connection pipe 19 is connected to be introduced into the cooling pipe 13 by being injected into the cooling unit 6 of the thermoelectric element 5 by guiding the air discharged from the heating pipe 15. That is, the second connecting pipe 19 extends from the outlet of the heating pipe 15 so that air can be injected into the cooling unit 6 of the thermoelectric element 5. The air injected into the cooling unit 6 flows into the cooling tube 13 after heating the cooling unit 6.
  • the amplification pipe 21 serves to amplify the flow rate of air because the inlet part and the outlet part are narrow, and the first connector pipe 17 allows the air to flow in from the first connector pipe 17 and the second connector pipe 19. ) And the second connector 19. That is, the first connecting tube 17 and the second connecting tube 19 are both connected to the inlet of the amplifying tube 21.
  • the first switching valve 23 is installed in the first connecting pipe 17 so as to adjust the amount of air guided by the first connecting pipe 17 to the heat generating section 8 and the amplifying pipe 21.
  • the first switching valve 23 is opened to send 70 to 90% of the air guided by the first connecting pipe 17 to the amplifying pipe 21 and to send only the rest to the heating unit 8 during cooling. And when heating, all the air guided by the first connecting pipe 17 is opened to send to the heat generating section (8).
  • the second switching valve 25 is installed in the second connecting pipe 19 so as to adjust the amount of air guided by the second connecting pipe 19 to the cooling unit 6 and the amplifying pipe 21.
  • the second switching valve 25 is opened to send all the air guided by the second connecting pipe 17 to the cooling unit 6 at the time of cooling. And during heating, 70-90% of the air guided by the second connecting pipe 19 is sent to the amplifying pipe 21 and only the rest is opened to send to the cooling unit (6).
  • Air introduced into the amplifying pipe 21 through the first switching valve 23 or the second switching valve 25 is amplified and discharged with a flow rate.
  • the power generating fan 27 is installed to rotate with the air discharged from the amplifying pipe 21.
  • the generator 29 operates by the power generating fan 27 to produce electricity.
  • the battery 31 stores electricity generated by the generator 29, and supplies electricity to operate the thermoelectric element 5 and the blower fan 3.
  • the water storage tank 33 stores moisture falling from the cooling unit 6 of the thermoelectric element 5.
  • the injection means 35 sprays the water stored in the water storage tank 33 and sends it to the amplification pipe.
  • an ultrasonic wave exciter or the like may be used as the injection means 35.
  • the adapter 37 supplies electricity to the storage battery 31. Since the electricity supplied by the generator 29 alone may not be sufficient to drive the thermoelectric element 5 and the blower fan 3, the adapter 37 may be connected to supply electricity to the storage battery 31.
  • air is introduced into the chamber 1 by the blowing fan 3.
  • the air introduced into the chamber 1 is introduced into the heat generating part 8 of the upper half and the cooling part 6 of the lower half.
  • the thermoelectric element 5 cools the cooling unit 6, and the heat generating unit 8 is heated.
  • the first heat conducting tube 9 is then cooled and the second heat conducting tube 11 is heated.
  • the air introduced into the lower portion of the chamber 1 flows into the cooling tube 13 and is cooled by the first heat conductive tube 9 while circulating outside the first heat conductive tube 9. Air cooled in the cooling pipe 13 is supplied to the first connecting pipe (17).
  • the first switching valve 23 is partially opened so that 70 to 90% of the air is supplied to the amplifying tube 21, and the rest is injected to the heat generating part 8 of the thermoelectric element 5.
  • the temperature difference between the heat generating portion 8 and the cooling portion 6 is constant. Therefore, if the temperature of the heat generating section 8 rises too high, the temperature of the cooling section 6 does not drop low. In this case, the efficiency of cooling falls.
  • a part of the air supplied from the first connecting pipe 17 is injected into the heat generating unit 8 of the thermoelectric element 5.
  • the temperature of the cooling unit 6 may be lowered.
  • the air supplied to the upper portion of the chamber 1 flows into the heating tube 15 together with the air injected from the first connecting tube 17 and circulates outside of the second heat conductive tube 11 while the second heat conductive tube 9 Heated by).
  • the air heated in the heating tube 15 is supplied to the second connecting tube 19.
  • the second switching valve 23 is completely opened so that all air is injected into the cooling unit 6 of the thermoelectric element 5. Air injected into the cooling unit 6 of the thermoelectric element 5 is introduced into the cooling tube 13 and cooled.
  • the air introduced by the blowing fan 3 is cooled while passing through the cooling tube 13 and supplied to the amplifying tube 21.
  • the air supplied to the amplifying pipe 21 is amplified in flow velocity and supplied to the power generating fan 27.
  • the power fan 27 rotates to drive the generator 29 to produce electricity.
  • the produced electricity is stored in the battery 31 and used to drive the thermoelectric element 5 and the blower fan 3.
  • the cooled air rotating the power fan 27 is discharged to the outside serves as a cooling device.
  • the air is introduced into the chamber 1 by the blowing fan 3.
  • the air introduced into the lower portion of the chamber 1 flows into the cooling tube 13 and is cooled by the first heat conductive tube 9 while circulating outside the first heat conductive tube 9.
  • Air cooled in the cooling pipe 13 is supplied to the first connecting pipe (17).
  • the first switching valve 23 is open to the mother part and all air is injected to the heat generating part 8 of the thermoelectric element 5.
  • the air supplied to the upper portion of the chamber 1 and the air injected from the first connecting tube 17 flow into the heating tube 15 and circulate outside of the second heat conductive tube 11. It is then heated by the second heat conducting tube 9.
  • the air heated in the heating tube 15 is supplied to the second connecting tube 19.
  • the second switching valve 23 is partially opened so that 70 to 90% of the air is supplied to the amplifying tube 21, and the rest is injected to the cooling unit 6 of the thermoelectric element 5.
  • the temperature of the cooling unit 6 drops to a low temperature
  • dropping occurs in the cooling unit 6 due to moisture contained in the air. If a buildup occurs, the heating efficiency of the heating system is reduced.
  • part of the air heated by the heating tube 15 is injected into the cooling unit 6 through the second connecting pipe 19, so that the dropping of the cooling unit 6 Remove it.
  • the water removed is dropped into the water storage tank (33). Water stored in the water storage tank 33 is sprayed into the amplifying pipe 21 by the spraying means 35.
  • the air introduced by the blowing fan 3 is heated while passing through the heating tube 15 and is supplied to the amplifying tube 21.
  • the air supplied to the amplifying pipe 21 is amplified in flow velocity and supplied to the power generating fan 27.
  • the power fan 27 rotates to drive the generator 29 to produce electricity.
  • the produced electricity is stored in the battery 31 and used to drive the thermoelectric element 5 and the blower fan 3.
  • the heated air rotated by the power fan 27 is discharged to the outside serves as a heating device.

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Abstract

본 발명은 열전소자를 이용한 냉난방장치에 대한 것으로서, 더욱 상세하게는 열전소자에 의해 냉각 또는 가열되어 배출되는 공기로 발전용 팬을 돌려서 에너지를 회수함으로써 저전력으로 냉난방이 가능한 절전용 열전소자를 이용한 냉난방장치를 제공하는 것을 목적으로 한다. 본 발명에 따른 열전소자를 이용한 냉난방장치는 챔버와, 송풍팬과, 열전소자와, 제1열전도관과, 제2열전도관과, 냉각관과, 가열관과, 제1연결관과, 제2연결관과, 증폭관과, 제1전환밸브와, 제2전환밸브와, 발전용팬, 발전기, 축전지, 물저장조, 분사수단을 포함한다. 상기 송풍팬은 외부의 공기를 상기 챔버로 흡입시킨다. 상기 열전소자는 전기에 의하여 냉각되는 냉각부와, 발열되는 발열부를 구비하여 상기 챔버에 설치된다. 상기 제1열전도관은 상기 열전소자의 냉각부에 연결되어 냉각된다. 상기 제2열전도관은 상기 열전소자의 발열부에 연결되어 가열된다. 상기 냉각관은 상기 송풍팬에서 흡입되는 공기의 일부를 상기 제1열전도관의 주위로 순환시켜 상기 공기의 일부를 냉각시킬 수 있도록 연결된다. 상기 가열관은 상기 송풍팬에서 흡입되는 공기의 나머지를 상기 제2열전도관의 주위로 순환시켜 상기 공기의 나머지를 가열시킬 수 있도록 연결된다. 상기 제1연결관은 상기 냉각관에서 냉각되어 배출되는 공기를 안내하여 상기 열전소자의 발열부로 분사되어 상기 제2열전도관으로 유입될 수 있도록 연결된다. 상기 제2연결관은 상기 가열관에서 가열되어 배출되는 공기를 안내하여 상기 열전소자의 냉각부로 분사되어 상기 제1열전도관으로 유입될 수 있도록 연결된다. 상기 증폭관은 공기의 유속을 증폭시킬 수 있도록 입구부가 넓고 출구부가 좁게 형성되며, 상기 제1연결관 및 상기 제2연결관에서 공기를 유입할 수 있도록 상기 제1연결관 및 상기 제2연결관에 연결된다. 상기 제1전환밸브는 상기 제1연결관에서 안내되는 공기를 상기 발열부와 상기 증폭관으로 보내는 양을 조절할 수 있도록 상기 제1연결관에 설치된다. 상기 제2전환밸브는 상기 제2연결관에서 안내되는 공기를 상기 냉각부와 상기 증폭관으로 보내는 양을 조절할 수 있도록 상기 제2연결관에 설치된다. 상기 발전용팬은 상기 증폭관에서 배출되는 공기로 회전된다. 상기 발전기는 상기 발전용팬에 의하여 작동하여 전기를 생산한다. 상기 축전지는 상기 발전기에 의하여 발생되는 전기를 축전하고 상기 열전소자를 작동시킨다.

Description

열전소자를 이용한 냉난방장치
본 발명은 열전소자를 이용한 냉난방장치에 대한 것으로서, 더욱 상세하게는 열전소자에 의해 냉각 또는 가열되어 배출되는 공기로 발전용 팬을 돌려서 에너지를 회수함으로써 저전력으로 냉난방이 가능한 절전용 열전소자를 이용한 냉난방장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
열전소자를 이용한 종래의 냉난방장치는 등록특허 제10-0403155호에 개시되어 있다. 등록특허 제10-0403155호에 개시된 종래의 열전소자를 이용한 냉난방장치는 다수의 수평형 방열판에 수직방향으로 히트파이프를 연속 입설하고 이 히트파이프의 상하단에 열전도체를 형성하며 상기 히트파이프 정면에서 소정의 기류를 송풍해주는 송풍팬으로 이루어진 기류발생부와, 상기 열전도체의 상,하부의 외측에 설치되는 챔버와, 이 챔버 사이에 연결되어 챔버 내 부동액을 순환시키는 순환관 및 순환펌프로 이루어진 부동액 순환부와, 상기 열전도체와 상기 챔버사이에 개재되어 소정의 전원작동으로 냉기 혹은 열을 가하는 수개의 열전소자로 구성되어 있다. 그래서 열전소자와 히트파이프를 이용하여 난방장치 및 냉방장치를 구현한다.
종래의 열전소자를 이용한 냉난방장치는 전기를 열전소자에 공급하여 열전소자의 발열부 또는 냉각부를 사용하여 난방장치 및 냉방장치를 구현하였다. 이 경우 냉방 또는 난방을 하기 위하여 열전소자를 구동하는데 전기가 많이 소모되므로 냉난방장치를 유지하는데 유지비가 많이 소요된다는 문제점이 있다.
본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위한 것이다. 본 발명은 저전력으로 냉난방장치를 구현할 수 있는 열전소자를 이용한 절전형 냉난방장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명에 따른 열전소자를 이용한 냉난방장치는 챔버와, 송풍팬과, 열전소자와, 제1열전도관과, 제2열전도관과, 냉각관과, 가열관과, 제1연결관과, 제2연결관과, 증폭관과, 제1전환밸브와, 제2전환밸브와, 발전용팬, 발전기, 축전지, 물저장조, 분사수단을 포함한다. 상기 송풍팬은 외부의 공기를 상기 챔버로 흡입시킨다. 상기 열전소자는 전기에 의하여 냉각되는 냉각부와, 발열되는 발열부를 구비하여 상기 챔버에 설치된다. 상기 제1열전도관은 상기 열전소자의 냉각부에 연결되어 냉각된다. 상기 제2열전도관은 상기 열전소자의 발열부에 연결되어 가열된다. 상기 냉각관은 상기 송풍팬에서 흡입되는 공기의 일부를 상기 제1열전도관의 주위로 순환시켜 상기 공기의 일부를 냉각시킬 수 있도록 연결된다. 상기 가열관은 상기 송풍팬에서 흡입되는 공기의 나머지를 상기 제2열전도관의 주위로 순환시켜 상기 공기의 나머지를 가열시킬 수 있도록 연결된다. 상기 제1연결관은 상기 냉각관에서 냉각되어 배출되는 공기를 안내하여 상기 열전소자의 발열부로 분사되어 상기 제2열전도관으로 유입될 수 있도록 연결된다. 상기 제2연결관은 상기 가열관에서 가열되어 배출되는 공기를 안내하여 상기 열전소자의 냉각부로 분사되어 상기 제1열전도관으로 유입될 수 있도록 연결된다. 상기 증폭관은 공기의 유속을 증폭시킬 수 있도록 입구부가 넓고 출구부가 좁게 형성되며, 상기 제1연결관 및 상기 제2연결관에서 공기를 유입할 수 있도록 상기 제1연결관 및 상기 제2연결관에 연결된다. 상기 제1전환밸브는 상기 제1연결관에서 안내되는 공기를 상기 발열부와 상기 증폭관으로 보내는 양을 조절할 수 있도록 상기 제1연결관에 설치된다. 상기 제2전환밸브는 상기 제2연결관에서 안내되는 공기를 상기 냉각부와 상기 증폭관으로 보내는 양을 조절할 수 있도록 상기 제2연결관에 설치된다. 상기 발전용팬은 상기 증폭관에서 배출되는 공기로 회전된다. 상기 발전기는 상기 발전용팬에 의하여 작동하여 전기를 생산한다. 상기 축전지는 상기 발전기에 의하여 발생되는 전기를 축전하고 상기 열전소자를 작동시킨다.
또한, 상기의 열전소자를 이용한 냉난방장치는 물저장조와, 분사수단을 더 포함하는 것이 바람직하다. 상기 물저장조는 상기 열전소자의 냉각부에서 떨어지는 수분을 저장한다. 상기 분사수단은 상기 물저장조에 저장된 수분을 분사시켜 상기 증폭관으로 보낸다.
또한, 상기의 열전소자를 이용한 냉난방장치는 냉방시에는 상기 제1전환밸브는 상기 제1연결관에서 안내되는 공기의 일부만 상기 발열부로 안내되도록 개방되며, 상기 제2전환밸브는 상기 제2연결관에서 안내되는 공기가 모두 상기 냉각부로 안내되도록 개방되는 것이 바람직하다. 이 경우 난방시에는 상기 제1전환밸브는 상기 제1연결관에서 안내되는 공기가 모두 상기 발열부로 안내되도록 개방되며, 상기 제2전환밸브는 상기 제2연결관에서 안내되는 공기의 일부만 상기 냉각부로 안내되도록 개방된다.
또한, 상기의 열전소자를 이용한 냉난방장치는 어댑터를 더 포함하는 것이 바람직하다. 상기 어댑터는 상기 축전지에 전기를 공급한다. 그리고 이 경우 상기 송풍팬은 상기 축전지로부터 전기를 공급받아 작동된다.
본 발명에 의하면, 열전소자에 의하여 가열 또는 냉각된 공기의 유속을 증폭관으로 증폭시킨 후 발전기를 구동함으로써, 전기를 생산할 수 있다. 그리고 열전소자를 구동하는데 생산된 전기를 이용할 수 있으므로 적은 전력으로 냉난방장치를 구동시킬 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 열전소자를 이용한 냉난방장치의 일 실시예의 개념도이다.
[부호의 설명]
1 : 챔버 3 : 송풍팬
5 : 열전소자 6 : 냉각부
8 : 발열부 9 : 제1열전도관
11 : 제2열전도관 13 : 냉각관
15 : 가열관 17 : 제1연결관
19 : 제2연결관 21 : 증폭관
23 : 제1전환밸브 25 : 제2전환밸브
27 : 발전용팬 29 : 발전기
31 : 축전지 33 : 물저장조
35 : 분사수단 37 : 어댑터
도 1을 참조하여 본 발명에 따른 열전소자를 이용한 냉난방장치의 일 실시예를 설명한다.
본 발명에 따른 열전소자를 이용한 냉난방장치는 챔버(1)와, 송풍팬(3)과, 열전소자(5)와, 제1열전도관(9)과, 제2열전도관(11)과, 냉각관(13)과, 가열관(15)과, 제1연결관(17)과, 제2연결관(19)과, 증폭관(21)과, 제1전환밸브(23)와, 제2전환밸브(25)와, 발전용팬(27)과, 발전기(29)와, 축전지(31)와, 물저장조(33)와, 분사수단(35)과, 어댑터(37)를 포함한다.
송풍팬(3)은 외부의 공기를 챔버(1)로 흡입시키는 역할을 한다.
열전소자(5)는 챔버(1)에 설치되며, 냉각부(6)와, 발열부(8)를 구비한다. 열전소자(5)에 전기가 공급되면 냉각부(6)는 냉각되며, 발열부(8)는 가열된다. 챔버(1)는 열전소자(5)에 의하여 이등분 되며, 송풍팬(3)에 의하여 흡입되는 공기의 반은 발열부(8)가 있는 챔버(1)의 상부로 공급되고 나머지 반은 냉각부(6)가 있는 챔버(1)의 하부로 공급된다.
제1열전도관(9)은 냉각부(6)에 연결되어 냉각부(6)에 의하여 냉각된다. 제2열전도관(11)은 발열부(8)에 연결되어 발열부(8)에 의하여 가열된다.
냉각관(13)은 송풍팬(3)에서 흡입되는 공기의 일부를 냉각시키기 위하여 흡입되는 공기가 제1열전도관(9)의 주위로 순환될 수 있도록 연결된다. 냉각관(13)은 제1열전도관(9)의 주위를 나선형으로 감싸서 냉각관(13)으로 유입되는 공기가 제1열전도관(9)에 의하여 냉각되도록 한다. 그래서 챔버(1)의 하부로 공급되는 공기는 냉각관(13)으로 유입되어 제1열전도관(9)에 의하여 냉각된다.
가열관(15)은 송풍팬(3)에서 흡입되는 공기의 나머지를 가열시키기 위하여 흡입되는 공기가 제2열전도관(11)의 주위로 순환될 수 있도록 연결된다. 가열관(15)은 제2열전도관(11)의 주위를 나선형으로 감싸서 가열관(15)으로 유입되는 공기가 제2열전도관(11)에 의하여 가열되도록 한다. 그래서 챔버(1)의 상부로 공급되는 공기는 가열관(15)으로 유입되어 제2열전도관(9)에 의하여 가열된다.
즉 송풍팬(3)에 의하여 유입된 공기 중 반은 냉각관(13)으로 유입되어 제1열전도관(9) 주위를 순환하여 냉각되고, 나머지 반은 가열관(15)으로 유입되어 제2열전도관(11) 주위를 순환하여 가열된다.
제1연결관(17)은 냉각관(13)에서 냉각되어 배출되는 공기를 안내하여 열전소자(5)의 발열부(8)로 분사되어 가열관(15)으로 유입될 수 있도록 연결된다. 즉 제1연결관(17)은 냉각관(13)의 출구에서 연장되어 열전소자(5)의 발열부(8)로 공기가 분사될 수 있도록 연결된다. 발열부(8)로 분사된 공기는 발열부(8)를 식힌 후 가열관(15)으로 유입된다.
제2연결관(19)은 가열관(15)에서 가열되어 배출되는 공기를 안내하여 열전소자(5)의 냉각부(6)로 분사되어 냉각관(13)으로 유입될 수 있도록 연결된다. 즉 제2연결관(19)은 가열관(15)의 출구에서 연장되어 열전소자(5)의 냉각부(6)로 공기가 분사될 수 있도록 연결된다. 냉각부(6)로 분사된 공기는 냉각부(6)를 가열한 후 냉각관(13)으로 유입된다.
증폭관(21)은 입구부가 넓고 출구부가 좁아서 공기의 유속을 증폭시키는 역할을 하며, 제1연결관(17) 및 제2연결관(19)에서 공기를 유입할 수 있도록 제1연결관(17) 및 제2연결관(19)에 연결된다. 즉 제1연결관(17) 및 제2연결관(19)은 모두 증폭관(21)의 입구부에 연결된다.
제1전환밸브(23)는 제1연결관(17)에서 안내되는 공기를 발열부(8)와 증폭관(21)으로 보내는 양을 조절할 수 있도록 제1연결관(17)에 설치된다. 제1전환밸브(23)는 냉방시에는 제1연결관(17)에서 안내되는 공기 중 70~90%를 증폭관(21)으로 보내고 나머지만 발열부(8)로 보내도록 개방된다. 그리고 난방시에는 제1연결관(17)에서 안내되는 공기 모두를 발열부(8)로 보내도록 개방된다.
제2전환밸브(25)는 제2연결관(19)에서 안내되는 공기를 냉각부(6)와 증폭관(21)으로 보내는 양을 조절할 수 있도록 제2연결관(19)에 설치된다. 제2전환밸브(25)는 냉방시에는 제2연결관(17)에서 안내되는 공기를 모두 냉각부(6)로 보내도록 개방된다. 그리고 난방시에는 제2연결관(19)에서 안내되는 공기 중 70~90%를 증폭관(21)으로 보내고 나머지만 냉각부(6)로 보내도록 개방된다. 제1전환밸브(23) 또는 제2전환밸브(25)를 통하여 증폭관(21)으로 유입된 공기는 유속이 증폭되어 배출된다.
발전용팬(27)은 증폭관(21)에서 배출되는 공기로 회전할 수 있게 설치된다.
발전기(29)는 발전용팬(27)에 의하여 작동하여 전기를 생산한다.
축전지(31)는 발전기(29)에서 생산된 전기를 축전하며, 열전소자(5) 및 송풍팬(3)을 작동시킬 수 있도록 전기를 공급한다.
물저장조(33)는 열전소자(5)의 냉각부(6)에서 떨어지는 수분을 저장한다.
분사수단(35)은 물저장조(33)에 저장된 수분을 분사시켜 증폭관으로 보낸다. 분사수단(35)으로는 초음파 가진기 등이 사용될 수 있다.
어댑터(37)는 축전지(31)에 전기를 공급한다. 발전기(29)에 의하여 공급되는 전기 만으로는 열전소자(5) 및 송풍팬(3)을 구동시키기에는 전기의 양이 부족할 수 있으므로 어댑터(37)를 연결하여 축전지(31)에 전기를 공급할 수 있다.
본 실시예를 사용하여 냉방을 시킬 경우 송풍팬(3)에 의하여 공기를 챔버(1)로 유입시킨다. 챔버(1)로 유입된 공기는 반은 상부의 발열부(8)로 유입되고 나머지 반은 하부의 냉각부(6)로 유입된다. 축전지(31)에 의하여 전력이 공급되면 열전소자(5)는 냉각부(6)가 냉각되고, 발열부(8)가 가열된다. 그러면 제1열전도관(9)이 냉각되고 제2열전도관(11)이 가열된다. 챔버(1)의 하부로 유입된 공기는 냉각관(13)으로 유입되어 제1열전도관(9)의 외부를 순환하면서 제1열전도관(9)에 의하여 냉각된다. 냉각관(13)에서 냉각된 공기는 제1연결관(17)으로 공급된다. 냉방을 시킬 경우 제1전환밸브(23)는 일부 개방되어 70~90% 정도의 공기는 증폭관(21)으로 공급되고 나머지는 열전소자(5)의 발열부(8)로 분사된다. 열전소자(5)는 발열부(8)와 냉각부(6)의 온도차는 일정하다. 그래서 발열부(8)의 온도가 너무 높이 올라가면 냉각부(6)의 온도가 낮게 떨어지지 않는다. 이 경우 냉방의 효율이 떨어진다. 그래서 발열부(8)의 온도를 떨어뜨리기 위하여 제1연결관(17)에서 공급되는 공기의 일부를 열전소자(5)의 발열부(8)에 분사시킨다. 발열부(8)의 온도가 떨어지면 냉각부(6)의 온도를 낮게 떨어뜨릴 수 있다.
챔버(1)의 상부로 공급된 공기는 제1연결관(17)에서 분사된 공기와 함께 가열관(15)으로 유입되어 제2열전도관(11)의 외부를 순환하면서 제2열전도관(9)에 의하여 가열된다. 가열관(15)에서 가열된 공기는 제2연결관(19)으로 공급된다. 이 경우 제2전환밸브(23)는 완전히 개방되어 모든 공기가 열전소자(5)의 냉각부(6)로 분사된다. 열전소자(5)의 냉각부(6)로 분사된 공기는 냉각관(13)으로 유입되어 냉각된다.
따라서 송풍팬(3)에 의하여 유입된 공기는 냉각관(13)을 통과하면서 냉각되어 증폭관(21)으로 공급된다. 증폭관(21)으로 공급된 공기는 유속이 증폭되어 발전용팬(27)으로 공급된다. 그러면 발전용팬(27)이 회전하여 발전기(29)를 구동시켜 전기를 생산한다. 생산된 전기는 축전지(31)에 저장되어 열전소자(5) 및 송풍팬(3)을 구동하는데 이용된다. 한편 발전용팬(27)을 회전시킨 냉각된 공기는 외부로 방출되어 냉각장치로서의 역할을 한다.
본 실시예를 사용하여 난방시킬 경우 송풍팬(3)에 의하여 공기를 챔버(1)로 유입시킨다. 챔버(1)의 하부로 유입된 공기는 냉각관(13)으로 유입되어 제1열전도관(9)의 외부를 순환하면서 제1열전도관(9)에 의하여 냉각된다. 냉각관(13)에서 냉각된 공기는 제1연결관(17)으로 공급된다. 난방을 시킬 경우 제1전환밸브(23)는 모부 개방되어 모든 공기는 열전소자(5)의 발열부(8)로 분사된다.
챔버(1)의 상부로 공급된 공기 및 제1연결관(17)에서 분사된 공기는 가열관(15)으로 유입되어 제2열전도관(11)의 외부를 순환한다. 그러면 제2열전도관(9)에 의하여 가열된다. 가열관(15)에서 가열된 공기는 제2연결관(19)으로 공급된다. 이 경우 제2전환밸브(23)는 일부 개방되어 70~90%의 공기는 증폭관(21)으로 공급되고, 나머지는 열전소자(5)의 냉각부(6)로 분사된다.
한편 냉각부(6)의 온도가 저온으로 떨어지면 공기 중에 포함된 수분에 의하여 냉각부(6)에는 적상이 발생한다. 적상이 발생하면 난방장치의 난방효율을 떨어진다. 본 실시예의 경우 냉각부(6)에 적상이 발생하더라도 가열관(15)으로 가열된 공기의 일부가 제2연결관(19)을 통하여 냉각부(6)로 분사되므로 냉각부(6)의 적상을 제거한다. 이때 제거된 수분은 물저장조(33)로 떨어진다. 물저장조(33)로 떨어져서 저장된 수분은 분사수단(35)에 의하여 증폭관(21)으로 분사된다.
따라서 송풍팬(3)에 의하여 유입된 공기는 가열관(15)을 통과하면서 가열되어 증폭관(21)으로 공급된다. 증폭관(21)으로 공급된 공기는 유속이 증폭되어 발전용팬(27)으로 공급된다. 그러면 발전용팬(27)이 회전하여 발전기(29)를 구동시켜 전기를 생산한다. 생산된 전기는 축전지(31)에 저장되어 열전소자(5) 및 송풍팬(3)을 구동하는데 이용된다. 한편 발전용팬(27)을 회전시킨 가열된 공기는 외부로 방출되어 난방장치로서의 역할을 한다.
따라서 본 실시예의 경우 냉방 또는 난방된 공기를 이용하여 발전용팬(27)을 구동하여 전기를 생산함으로써 저전력으로 동작할 수 있으며, 적상 등을 방지시킬 수 있다.

Claims (4)

  1. 챔버와,
    외부의 공기를 상기 챔버로 흡입시키기 위한 송풍팬과,
    전기에 의하여 냉각되는 냉각부와, 발열되는 발열부를 구비하여 상기 챔버에 설치된 열전소자와,
    상기 열전소자의 냉각부에 연결되어 냉각되기 위한 제1열전도관과,
    상기 열전소자의 발열부에 연결되어 가열되기 위한 제2열전도관과,
    상기 송풍팬에서 흡입되는 공기의 일부를 상기 제1열전도관의 주위로 순환시켜 상기 공기의 일부를 냉각시킬 수 있도록 연결된 냉각관과,
    상기 송풍팬에서 흡입되는 공기의 나머지를 상기 제2열전도관의 주위로 순환시켜 상기 공기의 나머지를 가열시킬 수 있도록 연결된 가열관과,
    상기 냉각관에서 냉각되어 배출되는 공기를 안내하여 상기 열전소자의 발열부로 분사되어 상기 제2열전도관으로 유입될 수 있도록 연결된 제1연결관과,
    상기 가열관에서 가열되어 배출되는 공기를 안내하여 상기 열전소자의 냉각부로 분사되어 상기 제1열전도관으로 유입될 수 있도록 연결된 제2연결관과,
    공기의 유속을 증폭시킬 수 있도록 입구부가 넓고 출구부가 좁게 형성되며, 상기 제1연결관 및 상기 제2연결관에서 공기를 유입할 수 있도록 상기 제1연결관 및 상기 제2연결관에 연결된 증폭관과,
    상기 제1연결관에서 안내되는 공기를 상기 발열부와 상기 증폭관으로 보내는 양을 조절할 수 있도록 상기 제1연결관에 설치된 제1전환밸브와,
    상기 제2연결관에서 안내되는 공기를 상기 냉각부와 상기 증폭관으로 보내는 양을 조절할 수 있도록 상기 제2연결관에 설치된 제2전환밸브와,
    상기 증폭관에서 배출되는 공기로 회전되기 위한 발전용팬과,
    상기 발전용팬에 의하여 작동하여 전기를 생산하기 위한 발전기와,
    상기 발전기에 의하여 발생되는 전기를 축전하고 상기 열전소자를 작동시키기 위한 축전지를 포함하는 것을 특징으로 하는 열전소자를 이용한 냉난방장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 열전소자의 냉각부에서 떨어지는 수분을 저장하기 위한 물저장조와,
    상기 물저장조에 저장된 수분을 분사시켜 상기 증폭관으로 보내기 위한 분사수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 열전소자를 이용한 냉난방장치.
  3. 제2항에 있어서,
    냉방시에는 상기 제1전환밸브는 상기 제1연결관에서 안내되는 공기의 일부만 상기 발열부로 안내되도록 개방되며, 상기 제2전환밸브는 상기 제2연결관에서 안내되는 공기가 모두 상기 냉각부로 안내되도록 개방되며,
    난방시에는 상기 제1전환밸브는 상기 제1연결관에서 안내되는 공기가 모두 상기 발열부로 안내되도록 개방되며, 상기 제2전환밸브는 상기 제2연결관에서 안내되는 공기의 일부만 상기 냉각부로 안내되도록 개방되는 것을 특징으로 하는 열전소자를 이용한 냉난방장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 축전지에 전기를 공급하기 위한 어댑터를 더 포함하며,
    상기 송풍팬은 상기 축전지로부터 전기를 공급받아 작동되는 것을 특징으로 하는 열전소자를 이용한 냉난방장치.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8837320B2 (en) 2012-07-23 2014-09-16 Apple Inc. Methods and systems for anchored down-selection in a coordinated multipoint transmission cluster
WO2020215913A1 (zh) * 2019-04-24 2020-10-29 青岛海尔空调器有限总公司 空调器

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2013176312A1 (ko) * 2012-05-24 2013-11-28 Nam Youngsu 제베크 열전소자를 이용한 디퓨저의 통풍 개폐기
CN105805873A (zh) * 2016-05-10 2016-07-27 浙江聚珖科技股份有限公司 一种新型节能半导体空气调节模组
CN105972735A (zh) * 2016-06-24 2016-09-28 浙江聚珖科技股份有限公司 一种半导体冷暖扇
KR102520336B1 (ko) * 2021-05-03 2023-04-10 전은환 캠핑용 공기 순환장치

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11148669A (ja) * 1997-11-17 1999-06-02 Sony Corp 冷暖房装置
KR20030018101A (ko) * 2001-08-27 2003-03-06 주식회사 하나티.케이 발포금속 및 열전소자를 이용한 냉,온풍발생기
KR20040016092A (ko) * 2002-08-14 2004-02-21 이상열 전원자급방식의 온도제어장치
KR20110058143A (ko) * 2009-11-25 2011-06-01 주식회사 대우일렉트로닉스 충전 밧데리를 갖는 전자레인지

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20100007839U (ko) * 2009-01-29 2010-08-06 장용기 하이브리드형 폐열회수환기시스템

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11148669A (ja) * 1997-11-17 1999-06-02 Sony Corp 冷暖房装置
KR20030018101A (ko) * 2001-08-27 2003-03-06 주식회사 하나티.케이 발포금속 및 열전소자를 이용한 냉,온풍발생기
KR20040016092A (ko) * 2002-08-14 2004-02-21 이상열 전원자급방식의 온도제어장치
KR20110058143A (ko) * 2009-11-25 2011-06-01 주식회사 대우일렉트로닉스 충전 밧데리를 갖는 전자레인지

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8837320B2 (en) 2012-07-23 2014-09-16 Apple Inc. Methods and systems for anchored down-selection in a coordinated multipoint transmission cluster
WO2020215913A1 (zh) * 2019-04-24 2020-10-29 青岛海尔空调器有限总公司 空调器

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