KR100403155B1 - Air conditioning and heating apparatus for use of heat pipe and thermo element - Google Patents
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Abstract
개시된 내용은 열전소자가 갖는 고열 및 냉기를 히트파이프를 이용하여 열전달효율을 증가시켜 각 용도에 맞게 온수공급이 필요한 보일러로, 혹은 냉방장치로 혼용할 수 있는 열전소자와 히트파이프를 이용한 냉난방장치를 제공하는 데에 그 목적이 있고,Disclosed is a heating and cooling device using a thermoelectric element and a heat pipe that can be used as a boiler or a cooling device that requires hot water supply for each purpose by increasing the heat transfer efficiency by using a heat pipe. Has a purpose to provide,
이러한 목적은 다수의 수평형 방열판에 수직방향으로 히트파이프를 연속입설하고 이 히트파이프의 상하단에 열전도체를 형성하며, 상기 히트파이프 정면에서 소정의 기류를 송풍해주는 송풍팬으로 이루어진 기류발생부; 상기 열전도체의 상,하부의 외측에 설치되는 챔버와, 이 챔버 사이에 연결되어 챔버내 부동액을 순환시키는 순환관 및 순환펌프로 이루어진 부동액 순환부: 상기 열전도체와 상기 챔버사이에 개재되어 소정의 전원작동으로 냉기 혹은 열을 가하는 수개의 열전소자를 포함하는 열전소자와 히트파이프를 이용한 냉난방장치를 제공한다.The purpose of the present invention is to continuously insert heat pipes in a vertical direction on a plurality of horizontal heat sinks, and to form a heat conductor at upper and lower ends of the heat pipes, and an air flow generator comprising a blower fan for blowing a predetermined air flow from the front of the heat pipes; A chamber installed on the outer side of the upper and lower parts of the heat conductor, and an antifreeze circulation part comprising a circulation tube and a circulation pump connected between the chambers to circulate the antifreeze in the chamber: a predetermined interposed between the heat conductor and the chamber The present invention provides a heating and cooling device using a heat pipe and a thermoelectric element including several thermoelectric elements that apply cold air or heat by power operation.
이로써 열전소자와 히트파이프를 이용하여 난방장치와 냉방장치를 혼용할 수 있는 냉난방장치가 제공된다.This provides a heating and cooling device that can use a heating device and a cooling device by using a thermoelectric element and a heat pipe.
Description
본 발명은 히트파이프와 열전소자를 이용한 냉난방장치에 관한 것으로, 온수가 필요한 경우에는 열전소자들의 방열부측으로 부터 얻어지는 고열을 이용하여 물을 가열하여 온수를 얻도록 하고, 냉기가 필요한 경우에는 열전소자의 흡열부측에 연결된 히트파이프를 통하여 냉기를 발생하도록 하며, 온기를 필요로 하는 경우에는 열전소자의 발열부에 연결된 히트파이프를 통하여 온기도 얻을 수 있는 히트파이프와 열전소자를 이용한 냉난방장치에 관한 것이다.The present invention relates to a cooling and heating device using a heat pipe and a thermoelectric element, when hot water is required to obtain water by heating water using high heat obtained from the heat dissipation side of the thermoelectric elements, and when cold air is required, the thermoelectric element. Cool air is generated through the heat pipe connected to the heat absorbing part side of the heat sink, and when the warmth is required, the heat pipe can be obtained through the heat pipe connected to the heat generating part of the thermoelectric element. .
열전소자는 전원을 인가함으로써 일면은 차가워지고 반대면은 뜨거워진다. 또한, 히트파이프는 관중심을 이동하는 매체가 관내벽을 타고 이동가능하도록 윅(wick)을 형성한 일종의 열전도수단이다. 이러한 구조의 히트파이프는 제한된 직경내의 내벽상에 윅을 형성함에 상당한 고급기술이 요구되어 고부가가치의 비행기,선박,우주선등에서만 적용이 이루어져 왔다.The thermoelectric element is cooled by applying power to one side and the other side to become hot. In addition, the heat pipe is a kind of heat conduction means in which a wick is formed so that a medium moving in the center of the tube can move along the inner wall of the tube. This type of heat pipe has been applied only to high value-added airplanes, ships, spacecrafts, etc., because it requires considerable advanced technology to form wicks on inner walls of limited diameter.
열전소자를 이용한 온풍기 겸용의 에어컨이 등록제 204571호의 실용신안으로 알려져 있다. 이것은 다수의 열전소자 일면에 열전도 킷트를 장치하고 여기에 플로우팬을 설치하여 냉기를 배출하게 하고 동시에 열전소자 반대측에는 수냉킷트와 라디에이터를 설치한 구조의 에어컨이다.An air conditioner for combined use of a hot air fan using a thermoelectric element is known as a utility model of Registration No. 204571. This is an air conditioner having a heat conduction kit installed on one side of a plurality of thermoelectric elements and a flow fan installed thereon to discharge cold air, and at the same time, a water cooling kit and a radiator are installed on the opposite side of the thermoelectric element.
이와같은 열전소자를 이용하되 양측의 온기와 냉기를 모두 이용하기 위한 초보적인 냉온풍공급장치가 등록제217056호로 알려져 있다. 이 장치는 냉기와 온풍을 동시에 공급하기는 하지만 전자회로기판의 고열을 식히거나 차가운 극한 지역에서 정상작동이 불가한 전자장비등에 온풍을 공급할 수 있도록 하고 나머지 사용하지 않는 온기와 냉기는 대기에 방출되도록 한 초보적인 온풍공급장치이다.The use of such a thermoelectric element, but the primary cold and hot air supply device for using both the warm and cold air on both sides is known as the registration No. 217056. Although the device supplies both cold and hot air at the same time, it can cool down the high temperature of the electronic circuit board or supply hot air to electronic equipment that cannot operate normally in cold extreme areas, and the remaining unused hot and cold air is released to the atmosphere. It is a rudimentary hot air supply.
이 냉온풍장치의 경우는 단지 고열,고온의 상황에서 전자장비의 국부적 냉각이 필요한 경우 상온보다 찬공기를 공급하여 열을 식히기 위한 냉각구조를 가지며 반대측의 발열부는 대기중에 방출하여 식히는 것에 불과하고, 극한 추위에서는 방열공기로서 전자장비의 동결을 방지하는 정도의 온풍공급구조일 뿐이다.This cold / hot air system has a cooling structure to cool the heat by supplying cold air rather than room temperature when local cooling of electronic equipment is required in high temperature and high temperature conditions, and the heat generating part on the opposite side is only released by cooling in the atmosphere. In extreme cold, it is only a warm air supply structure that prevents freezing of electronic equipment as heat radiating air.
보다 적극적으로 제안된 열전소자와 히트파이프를 이용한 냉각시스템이 특허공개제2000-54406호로 알려져 있다.More aggressively proposed cooling systems using thermoelectric elements and heat pipes are known from Patent Publication No. 2000-54406.
이 장치는 주로 냉각시스템의 가동시 발생되는 방열부의 열을 신속하게 열전소자 주변에서 이동하기 위하여 히트파이프를 사용할 뿐 이를 이용하여 동절기 온수공급장치로 활용하는 것은 아니다.This device mainly uses heat pipes to move the heat of the heat dissipation part generated during operation of the cooling system around the thermoelectric element quickly, and is not utilized as a winter hot water supply device.
히트파이프를 이용한 보일러로 등록제190443호의 보일러가 알려져 있다. 이것은 가열수단과 온수관사이에 소정의 단층구조를 가진 히트파이프를 연결내장시켜 가열수단의 열이 그대로 물에 전달되는 구조로 한 것으로 특히 온수챔버내에 히트파이프가 내장된 점에 특징이 있다. 그러나 가열수단은 통상의 연료를 태워서 가열된 물을 이용하는 것이지 열전소자를 적용한 것은 아니다.The boiler of No. 190443 is known as a boiler using a heat pipe. This is a structure in which a heat pipe having a predetermined single layer structure is connected between the heating means and the hot water pipe so that the heat of the heating means is transferred to the water as it is. In particular, the heat pipe is embedded in the hot water chamber. However, the heating means uses water heated by burning ordinary fuels, but not thermoelectric elements.
온풍만을 공급함이 아니라 보다 적극적으로 동절기 온수를 제공하여 난방과 급탕용으로 활용가능하면서도 같은 장치를 하절기 냉방시스템에도 적용가능한 온수와 냉기의 공급이 동시에 이루어지도록 열전소자와 히트파이프를 이용한 냉온시스템이 필요로 되는 것이다.Not only supplying hot air but also actively supplying hot water in winter, it can be used for heating and hot water supply, but the same device can be used for cooling system in summer. It becomes.
특히, 상기 공지된 종래의 열전소자와 히트파이프를 이용한 온수 및 냉기의 공급장치에서 히트파이프와 열전소자와 방열용 수조등과 접촉시키기 위한 열전구조가 열저항없이 연결되고, 열전도가 용이해야 하며, 열전소자의 부착이 용이해야 하고, 밀링작업에 의하여 완전한 평면구조를 가져하는 등의 조건을 만족시키는 히트파이프 지지구조가 필요하였다.In particular, the thermoelectric structure for contacting the heat pipe, the thermoelectric element, the heat dissipation tank, etc. in the supply device of hot water and cold air using the known conventional thermoelectric element and the heat pipe should be connected without heat resistance, and the thermal conductivity should be easy, There was a need for a heat pipe support structure that must be easily attached to a thermoelectric element and satisfy conditions such as a complete planar structure by milling.
동절기에는 온수를 이용한 난방시스템의 온수로 혹은 급탕에 필요한 온도의 온수공급에 적당한 고열의 온수제공이 가능함과 동시에 같은 장치로서 하절기 냉방에 필요한 냉기를 공급함에 적당한 냉각시스템이 함께 구현되는 온수 및 냉기공급이 가능한 보일러 및 냉각시스템을 제공하려는 것이 본 발명의 목적이다.In winter, it is possible to provide high temperature hot water suitable for hot water supply of hot water heating system or hot water supply system using hot water, and at the same time, it supplies the hot water and cold air that is equipped with a cooling system suitable for supplying cold air for cooling in summer. It is an object of the present invention to provide this possible boiler and cooling system.
아울러 이와같은 온수공급과 냉기의 공급의 시스템 대신 온풍과 냉풍의 공급이 가능한 히트파이프와 열전소자를 이용한 냉난방장치를 제공하려는 데에도 그 목적이 있다.In addition, it is an object of the present invention to provide a heating and cooling device using a heat pipe and a thermoelectric element capable of supplying hot and cold air instead of a system of supplying hot water and cold air.
본 발명은 열전소자의 고열 혹은 냉기를 전달함에 유리한 히트파이프를 가장 효과적으로 연결하기 위한 열전도수단을 제공하는 데에도 그 목적을 둔다.The present invention also aims to provide heat conduction means for most effectively connecting heat pipes that are advantageous for transferring high heat or cold air of a thermoelectric element.
본 발명은 열전소자의 특성을 이용하여 전적으로 발열부에서의 온도가 최대 80도까지 발열되어 온수사용이 가능하도록 하고, 동시에 흡열부(냉각부)측에서는 상온 20-30도 정도의 발열로서 특별한 고열이 발생되지 않도록 함이 가능하고, 흡열부를 통한 냉각온도가 최대 영하 40도까지 이르더라도 발열부가 상온에 유지함이 가능하도록 하는 온냉기능이 하나의 장치를 통하여 달성되는 온수와 냉기공급을 겸용할 수 있는 히트파이프와 열전소자를 이용한 냉난방장치를 제공함에 기술적 과제를 둔다.The present invention utilizes the characteristics of the thermoelectric element, so that the temperature in the heat generating unit is heated to a maximum of 80 degrees, so that hot water can be used, and at the same time, a high heat of about 20-30 degrees at room temperature (cooling unit) is a special high heat. Heat that can combine hot water and cold air supply that can be prevented from being generated, and that the heat-cooling function that enables the heat-generating part to be maintained at room temperature even when the cooling temperature through the heat absorbing part reaches a maximum of minus 40 degrees is achieved through a single device. The technical problem is to provide a heating and cooling device using a pipe and a thermoelectric element.
도 1은 본 발명 히트파이프와 열전소자를 이용한 냉난방장치의 분해도이며,1 is an exploded view of a heating and cooling device using the heat pipe and the thermoelectric device of the present invention.
도 2는 본 발명 히트파이프와 열전소자를 이용한 냉난방장치의 정면도이고,Figure 2 is a front view of a heating and cooling device using the heat pipe and the thermoelectric device of the present invention,
도 3은 본 발명 히트파이프와 열전소자를 이용한 냉난방장치의 배면도이고,3 is a rear view of a heating and cooling device using the heat pipe and the thermoelectric device of the present invention.
도 4는 본 발명 히트파이프와 열전소자를 이용한 냉난방장치의 개략단면도이며,Figure 4 is a schematic cross-sectional view of a heating and cooling device using the heat pipe and the thermoelectric element of the present invention,
도 5는 본 발명 히트파이프와 열전소자를 이용한 냉난방장치의 다른 실시예를 나타내는 정면도이며,Figure 5 is a front view showing another embodiment of a heating and cooling device using the heat pipe and the thermoelectric element of the present invention,
도 6a는 본 발명 냉난방장치의 봉형히트파이프와 열전도체의 결합구조를 나타내며,Figure 6a shows the coupling structure of the rod-shaped heat pipe and the heat conductor of the present invention,
도 6b는 본 발명 냉난방장치의 판형히트파이프와 열전도체의 결합구조를 나타내며,Figure 6b shows a coupling structure of the plate heat pipe and the heat conductor of the present invention,
도 6c는 본 발명 냉난방장치의 판형히트파이프와 열전도체의 결합구조를 나타낸다.Figure 6c shows a coupling structure of the plate heat pipe and the heat conductor of the present invention.
도 7은 본 발명 히트파이프와 열전소자를 이용한 보일러와 냉방장치의 개략사시도,7 is a schematic perspective view of a boiler and a cooling device using the present invention heat pipe and thermoelectric element,
도 8은 본 발명 히트파이프와 열전소자를 이용한 보일러와 냉방장치의 케이싱을 열은 상태의 내부개략 사시도,8 is an internal schematic perspective view of a casing of a boiler and a cooling device using the heat pipe and the thermoelectric device of the present invention;
도 9는 본 발명 히트파이프와 열전소자를 이용한 보일러와 냉방장치의 단면도,9 is a cross-sectional view of a boiler and a cooling device using the heat pipe and the thermoelectric device of the present invention;
도 10a는 본 발명 보일러와 냉방장치의 판형히트파이프와 열전소자의 결합구조를 나타내는 분해도이고, 도 10b는 본 발명 보일러와 냉방장치의 연속하는 판형히트파이프와 열전소자의 결합구조를 나타내는 분해도이다.FIG. 10A is an exploded view showing a coupling structure of a plate heat pipe and a thermoelectric element of a boiler and a cooling device of the present invention, and FIG. 10B is an exploded view showing a coupling structure of a continuous plate heat pipe and a thermoelectric element of a boiler and a cooling device of the present invention.
※도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명※ Explanation of code for main part of drawing
100,101,102:냉난방장치본체...........................104:조작패널100,101,102: Air-conditioning unit body ........................ 104: Operation panel
110:상부수조.........................................112:급수구110: Upper water tank ............ 112: Water supply port
114:연결관...........................................116:연결구114: Connector .......................... 116: Connector
120:상부케이싱.......................................122:볼트공120: Upper casing ...... 122: Bolt ball
124:측벽.............................................130:열전소자124: Side Wall ... Thermoelectric element
140:열전도체.........................................142:고정공140: thermal conductor ............... 142
150:히트파이프.......................................152:판형히트파이프150: Heat pipe ...................... 152: Plate type heat pipe
154:방열부재.........................................160:열전도체154: Heat dissipation member ..... 160: Thermal conductor
162:고정공...........................................164:삽지홈162: Fixed work ........................ 164 home
170:열전소자.........................................180:하부수조170: Thermoelectric element ............... 180: Lower tank
182:연결구...........................................184:순환펌프182: Connector ... 184 Circulation pump
190:하부케이싱190: lower casing
200:보일러...........................................202:열전도체200: Boiler ............... 202: Thermal conductor
210:케이싱...........................................212:급수구210: Casing ......... 212: Water supply port
214:연결관...........................................220:히트파이프214: Connector ..................... 220: Heat pipe
230:방열핀...........................................240:챔버230: Heat dissipation fin ... 240. Chamber
300:냉각부...........................................302:열전도체300: Cooling section ............... 302: Thermoelectric Conductor
310:케이싱...........................................312:흡기구310: Casing ......... 312: Intake vent
314:배기구...........................................320:히트파이프314: Exhaust vent ..... 320: Heat pipe
330:냉각핀...........................................340:챔버330: Cooling fin ............... 340: Chamber
350:송풍팬...........................................360:방열수조350: Blowing fan ............... 360: Heat dissipation water tank
362:급수관...........................................364:배수관362: Water Supply Pipe ... 364: Water Supply Pipe
400:열전소자400: thermoelectric element
상기한 본 발명의 목적은 열전소자와 히트파이프를 이용한 냉난방장치에 있어서,다수의 수평형 방열판에 수직방향으로 히트파이프를 연속입설하고 이 히트파이프의 상하단에 열전도체를 형성하며, 상기 히트파이프 정면에서 소정의 기류를 송풍해주는 송풍팬으로 이루어진 기류발생부;상기 열전도체의 상,하부의 외측에 설치되는 챔버와, 이 챔버 사이에 연결되어 챔버내 부동액을 순환시키는 순환관 및순환펌프로 이루어진 부동액 순환부:상기 열전도체와 상기 챔버사이에 개재되어 소정의 전원작동으로 냉기 혹은 열을 가하는 수개의 열전소자를 포함하는 냉난방장치로서 달성된다.An object of the present invention described above is a cooling and heating device using a thermoelectric element and a heat pipe, the heat pipe is continuously inserted in a vertical direction to a plurality of horizontal heat sinks and a heat conductor is formed on the upper and lower ends of the heat pipe, the heat pipe front Air flow generating unit consisting of a blowing fan for blowing a predetermined air flow in the; The chamber is installed on the outside of the upper and lower parts of the heat conductor, and the antifreeze consisting of a circulation pipe and a circulation pump connected between the chamber and circulating the antifreeze in the chamber Circulation part: It is achieved as a cooling and heating device including several thermoelectric elements interposed between said heat conductor and said chamber to apply cold air or heat by predetermined power operation.
본 발명은 상기 기류발생부위에 소정구조의 물이 충진되는 밀폐공간을 형성한 수조를 형성하고, 이 수조내에는 다수의 수평형 방열판에 수직방향으로 히트파이프를 연속입설한 상하단에 열전도체를 형성하여 수조내에 물을 공급함으로써 물이 가열되는 보일러부를 더 포함하여 온수의 공급이 가능하다.The present invention forms a water tank having a sealed space filled with water of a predetermined structure in the air flow generating portion, the heat conductor is formed in the water tank in the upper and lower ends of the heat pipe in the vertical direction continuously installed in a plurality of horizontal heat sinks It is possible to supply hot water by further comprising a boiler unit in which the water is heated by supplying water in the tank.
이하 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부 도면에 의거 상세하게 설명한다.BEST MODE Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
첨부 도면중 도 1은 본 발명 히트파이프와 열전소자를 이용한 냉난방장치의 분해도이고, 도 2는 본 발명 히트파이프와 열전소자를 이용한 냉난방장치의 정면도이고, 도 3은 본 발명 히트파이프와 열전소자를 이용한 냉난방장치의 배면도이고, 도 4는 본 발명 히트파이프와 열전소자를 이용한 냉난방장치의 개략단면도이다.1 is an exploded view of a heating and cooling device using the heat pipe and the thermoelectric device of the present invention, Figure 2 is a front view of the heating and heating device using the heat pipe and the thermoelectric device of the present invention, Figure 3 is a heat pipe and the thermoelectric device of the present invention 4 is a schematic cross-sectional view of a cooling and heating device using the heat pipe and thermoelectric device of the present invention.
이 도면에 따르는 본 발명 냉난방장치(100)의 냉각수순환구조는 상부수조(110)와 하부수조(180)사이에 소정의 순환관을 각 연결구(116)(182)에 연결함으로써 이루어진다. 상부수조(110)의 아래에는 케이싱(120)을 위치시키고 그 아래에 열전소자(130)가 위치한다. 케이싱(120)은 측벽(124)을 형성하여 후에 외부케이싱에 조립된다.Cooling water circulation structure of the present invention, the heating and cooling device 100 according to the drawing is made by connecting a predetermined circulation pipe between the upper tank 110 and the lower tank 180 to each connector 116,182. The casing 120 is positioned below the upper water tank 110, and the thermoelectric element 130 is positioned below the casing 120. The casing 120 forms a side wall 124 which is then assembled to the outer casing.
열전소자(130)의 아래는 열전도성이 좋은 열전도체(140)를 설치하며, 여기에 히트파이프(150)를 고정시킨다. 열전도체(140)는 고정공(142)을 형성하여 상기 케이싱(120)을 볼팅함에 의하여 고정된다. 히트파이프(150)는 사이사이에 평행하게방열부재(152)를 다층 형성한다. 히트파이프(150)는 후술하는 바와같이 판형히트파이프(152)로도 실시가능하다.Under the thermoelectric element 130, a thermal conductor 140 having good thermal conductivity is installed, and the heat pipe 150 is fixed thereto. The thermal conductor 140 is fixed by bolting the casing 120 by forming a fixing hole 142. The heat pipe 150 forms a heat radiating member 152 in multiple layers in parallel therebetween. The heat pipe 150 may also be implemented as a plate heat pipe 152, as will be described later.
한편, 하부케이싱(190)에는 하부수조(180)가 위치하며, 그 위에 열전소자(170)를 위치시켜, 발열부측이 열전도체(160)에 접촉하게 한다. 열전도체(160)는 상술한 히트파이프(150)의 하방단부에 연결된 상태에서 열전소자(170)과 대응한다.On the other hand, the lower casing 190, the lower water tank 180 is located, the thermoelectric element 170 is placed thereon, the heat generating side is in contact with the thermal conductor 160. The thermal conductor 160 corresponds to the thermoelectric element 170 in a state connected to the lower end of the heat pipe 150 described above.
이와같은 냉기발생구조는 상부 케이싱(120)의 볼트공(122)을 통하여 열전도체(140)의 고정공(142)에 고정되고, 하부 케이싱(190)에서도 같은 구조로 열전도체(170)를 고정한 뒤 각각의 급수구(112),연결관(114)에 물을 급수시키고 순환펌프로써 순환시킴으로써 냉각중 상부 열전소자의 발열부 열을 식히게 된다.Such a cold air generating structure is fixed to the fixing hole 142 of the heat conductor 140 through the bolt hole 122 of the upper casing 120, and the heat conductor 170 is fixed to the lower casing 190 in the same structure. Water is supplied to each of the water inlets 112 and the connection pipe 114 and circulated by the circulation pump to cool the heat of the heat generating part of the upper thermoelectric element during cooling.
이때 히트파이프(150)와 방열부재(152)에는 송풍팬(350)이 설치되어 히트파이프(150)와 방열부재(154)를 통한 냉기를 소정의 방향으로 송풍시켜 냉기를 공급하게 된다.In this case, a blower fan 350 is installed in the heat pipe 150 and the heat dissipation member 152 to blow cold air through the heat pipe 150 and the heat dissipation member 154 in a predetermined direction to supply the cool air.
본 발명은 상,하에 대응하는 열전소자(130)(170)중 상부 열전소자(130)의 전원을 제거 한뒤 하부의 열전소자(170)에 전원을 공급함으로써 난방기로 사용가능하다.The present invention can be used as a heater by removing the power of the upper thermoelectric element 130 of the thermoelectric element 130, 170 corresponding to the upper and lower, and supplying power to the lower thermoelectric element 170.
첨부 도면중 도 5는 본 발명 히트파이프와 열전소자를 이용한 냉난방장치의 다른 실시예를 나타내는 정면도이다. 이 도면에 따르는 본 발명 난방장치(104)는 상부수조(110)와 하부수조(180)사이에 소정의 순환관을 각 연결구(116)(182)에 연결한 뒤 열전도성이 좋은 열전도체(140)를 설치하며, 여기에 히트파이프(150)를 고정시킨다. 히트파이프(150)는 사이사이에 평행하게 방열부재(152)를 다층 형성한다.5 of the accompanying drawings is a front view showing another embodiment of a heating and cooling device using the heat pipe and the thermoelectric element of the present invention. The heating device 104 according to the present invention is a thermal conductor 140 having a good thermal conductivity after connecting a predetermined circulation pipe between the upper tank 110 and the lower tank 180 to each connector 116,182. ) And fix the heat pipe 150 to it. The heat pipe 150 forms a multi-layered heat dissipation member 152 in parallel therebetween.
한편, 하부케이싱(190)에는 하부수조(180)가 위치하며, 그 위에 열전소자(170)를 위치시켜, 발열부측이 열전도체(160)에 접촉하게 한다. 열전도체(160)는 상술한 히트파이프(150)의 하방단부에 연결된 상태에서 열전소자(170)와 대응접촉한다.On the other hand, the lower casing 190, the lower water tank 180 is located, the thermoelectric element 170 is placed thereon, the heat generating side is in contact with the thermal conductor 160. The thermal conductor 160 is in direct contact with the thermoelectric element 170 in a state connected to the lower end of the heat pipe 150 described above.
이와같은 발열구조는 상,하수조(110)(180)의 급수구(112),연결관(114)에 물을 급수시키고 순환펌프로써 순환시킴으로써 발열중의 열전소자의 냉기를 제거한다.Such a heat generation structure removes cold air from the thermoelectric element during heat generation by supplying water to the water supply port 112 and the connection pipe 114 of the upper and lower water tanks 110 and 180 and circulating with the circulation pump.
이때 히트파이프(150)와 방열부재(152)에는 송풍팬(350)이 설치되어 히트파이프(150)와 방열부재(152)를 통한 기류를 소정의 방향으로 송풍시켜 온기를 공급하게 된다.In this case, a blower fan 350 is installed in the heat pipe 150 and the heat dissipation member 152 to blow airflow through the heat pipe 150 and the heat dissipation member 152 in a predetermined direction to supply warmth.
첨부 도면중 도 7은 본 발명 히트파이프와 열전소자를 이용한 보일러와 냉방장치의 개략사시도, 도 8은 본 발명 히트파이프와 열전소자를 이용한 보일러와 냉방장치의 케이싱을 열은 상태의 내부개략 사시도,도 9는 본 발명 히트파이프와 열전소자를 이용한 보일러와 냉방장치의 단면도이다.7 is a schematic perspective view of a boiler and a cooling device using the heat pipe and the thermoelectric device of the present invention, and FIG. 8 is a schematic perspective view of an interior of the casing of the boiler and the cooling device using the heat pipe and the thermoelectric device of the present invention. 9 is a cross-sectional view of a boiler and a cooling apparatus using the heat pipe and the thermoelectric device of the present invention.
이 도면에 따르는 본 발명 온수공급 및 냉기공급구조는 크게 보일러부(200)와, 냉각부(300) 및 전원의 인가로서 일측은 발열하는 면이, 타측은 냉각면이 위치하는 수개의 열전소자(400)로 이루어진다.The hot water supply and cold air supply structure of the present invention according to this figure is largely the boiler part 200, the cooling part 300 and the application of power to one side of the heat generating surface, the other side of the several thermoelectric elements (the cooling surface is located ( 400).
상기 보일러부(200)는 열전소자(400)의 발열면에 열전도체(202)가 형성되어있다. 이 열전도체(202)는 히트파이프(220)상단에도 형성되어 있으며, 히트파이프(220)들이 수직으로 매설되어 있다. 이 히트파이프(220)에는 관주면을 따라 다수의 방열핀(230)들이 형성되어 있다. 이와같은 히트파이프(220)가 설치된 공간은 단열재로 이루어진 케이싱(210)으로 밀폐되어 소정의 수조형 챔버(240)를 형성하며 열교환이 이루어진다. 보일러부(200)에는 공급수의 수온을 검출하는 수온센서등이 설치되어 열전소자(400)의 발열을 제어할 수 있다.The boiler 200 has a heat conductor 202 formed on the heat generating surface of the thermoelectric element 400. The heat conductor 202 is formed on the heat pipe 220, and the heat pipes 220 are vertically embedded. The heat pipe 220 is formed with a plurality of heat radiation fins 230 along the periphery. The space in which the heat pipe 220 is installed is sealed with a casing 210 made of a heat insulating material to form a predetermined tank-type chamber 240, and heat exchange is performed. The boiler unit 200 may be provided with a water temperature sensor for detecting the water temperature of the supply water to control the heat generation of the thermoelectric element 400.
상기 냉각부(300)는 상기 열전소자(400)에 열전도체(302)사이에 냉각핀(330)이 다수형성된 히트파이프(320)를 수개 설치하여서 된다. 역시 냉각부(300)에도 케이싱(310)이 형성되나 밀폐되지 않고 일측은 흡입구(312)를,타측은 배기구(314)를 각각 형성하며, 히트파이프(320)를 향하여 불어주기 위한 송풍팬(350)이 구비된다.The cooling unit 300 may be provided with several heat pipes 320 in which a plurality of cooling fins 330 are formed between the thermal conductors 302 in the thermoelectric element 400. Also in the cooling unit 300, the casing 310 is formed, but not sealed, and one side forms an inlet port 312 and the other side forms an exhaust port 314, and blower fan 350 for blowing toward the heat pipe 320. ) Is provided.
한편, 동절기에는 냉각부(300) 하단의 하부 열도체(302)에는 그 아래쪽으로 수조(360)를 형성하여 열전소자(400)의 냉기를 제거하기 위하여 가열온수를 이용한다. 즉 수조(360)양측에는 급수관(362), 배수관(364)을 각각 설치하여 주방용수등으로 사용한다.On the other hand, in winter, the water heater 360 is formed in the lower thermal conductor 302 at the lower end of the cooling unit 300 so as to remove the cold air of the thermoelectric element 400 using heated hot water. That is, a water supply pipe 362 and a drain pipe 364 are respectively installed on both sides of the water tank 360, and used as kitchen water.
이와같이 이루어진 본 발명 히트파이프와 열전소자를 이용한 냉난방장치.은 겨울철,늦가을,초봄등 온수를 사용하는 경우의 난방수 사용시에 사용하고 하절기에는 냉방장치로 다시 사용되는 것이다.The heating and heating device using the heat pipe and the thermoelectric element of the present invention. Thus, it is used in the case of using the heating water in the case of using hot water in winter, late autumn, and early spring, and is used again as a cooling device in summer.
먼저 온수를 사용하는 경우에는 열전소자(400)에 전원을 인가하여 소정온도로 열을 발열시켜 열전도체(202)에 매설된 히트파이프(220)의 일단을 가열시킨다. 히트파이프(220)의 가열로 방열핀(230)이 뜨거워지면서 채워진 물과의 열교환이 이루어진다. 가열된 온수는 배수관(214)을 통하여 배수된다. 온수의 순환시스템은 기존의 온수보일러 시스템과 같은 구조이므로 본 발명에서는 이에 대한 구체적인 작동구조의 설명을 생략한다.First, when hot water is used, power is applied to the thermoelectric element 400 to generate heat at a predetermined temperature to heat one end of the heat pipe 220 embedded in the thermal conductor 202. The heat dissipation fin 230 is heated by the heating of the heat pipe 220 and heat exchange with the filled water is performed. The heated hot water is drained through the drain pipe 214. Since the circulation system of the hot water has the same structure as the existing hot water boiler system, the description of the specific operation structure thereof is omitted in the present invention.
열전소자 하방은 히트파이프(320)와 냉각핀(330)에 불어넣어지는 공기를 통하여 대기중에 방출하게 되어 공냉이 이루어진다.The lower portion of the thermoelectric element is discharged into the atmosphere through the air blown into the heat pipe 320 and the cooling fin 330, thereby making air cooling.
하절기 냉방용으로 냉각시스템을 사용할 경우에는 마찬가지로 열전소자(400)에 전원을 인가시켜 발열과 동시에 냉각이 이루어지게 한다.In the case of using the cooling system for cooling in the summer, the power is applied to the thermoelectric element 400 in the same manner so as to generate heat and cooling at the same time.
즉, 하부 냉각부(300)의 작동은 열전소자(400)의 하방에 열전도체 사이에 두고,냉각핀(330)을 구비한 히트파이프(320)가 수직설치되어 있으므로 불어오는 송풍팬(350)의 기류로서 냉각공기가 배기구를 통하여 배기된다.That is, the operation of the lower cooling unit 300 is placed between the thermal conductors below the thermoelectric element 400, and the blow pipe 350 is blown because the heat pipe 320 having the cooling fins 330 is vertically installed. Cooling air is exhausted through the exhaust port as a stream of air.
이때 반대측의 발열은 보일러측 히트파이프(220) 혹은 수조(360)내 물로서 수냉시킨다. 수냉용으로 사용된 물은 급탕용 혹은 외부수조등을 통하여 순환 혹은 배수된다.At this time, the heat generated on the opposite side is cooled as water in the boiler-side heat pipe 220 or the water tank 360. Water used for water cooling is circulated or drained through a hot water supply or an external water tank.
도 10a는 본 발명 보일러와 냉방장치의 판형히트파이프와 열전소자의 결합구조를 나타내는 분해도이고, 도 10b는 본 발명 보일러와 냉방장치의 연속하는 판형히트파이프와 열전소자의 결합구조를 나타내는 분해도이다.FIG. 10A is an exploded view showing a coupling structure of a plate heat pipe and a thermoelectric element of a boiler and a cooling device of the present invention, and FIG. 10B is an exploded view showing a coupling structure of a continuous plate heat pipe and a thermoelectric element of a boiler and a cooling device of the present invention.
상기 도면에서 본 발명은 판형의 히트파이프(152)가 제공된다. 판형의 히트파이프는 연속하여 연결된 형태로 혹은 수직방향으로 연결되어 끊어진 형태로 실시될 수 있다.In the drawings, the present invention provides a plate heat pipe 152. The plate heat pipe may be implemented in a continuously connected form or in a broken form connected in a vertical direction.
이와같이 본 발명은 열전소자를 가동함으로써 발열부에서의 온도가 최대 80도까지 발열되게 한 뒤 열교환된 온수를 제공하며, 이때 냉각부(흡열부)측에서는 상온 20-30도 정도의 냉각온도를 유지하여 동절기 온수사용에 무리가 없게 된다.As described above, the present invention provides a heat exchanger after the thermoelectric element is heated to a maximum of 80 degrees, and heat-exchanged. At this time, the cooling unit (heat absorption unit) maintains a cooling temperature of about 20-30 degrees Celsius. There is no difficulty in using hot water in winter.
또한, 냉각부를 통한 냉각은 보일러부와 달리 소정위치에 배치된 수개 열전소자를 작동시켜 최대 영하 40도까지 이르게 하며 이때 발열부는 보일러부 혹은 하부의 수조를 통하여 냉각이 이루어지게 되는 것이다.In addition, the cooling through the cooling unit operates several thermoelectric elements disposed at a predetermined position, unlike the boiler unit, to reach a maximum of minus 40 degrees. At this time, the heating unit is cooled through the boiler unit or the water tank in the lower portion.
이와같이 본 발명은 하나의 상,하 적당한 거리와 갯수로 이루어진 열전소자를 이용하여 상부 열전소자만으로는 보일러의 온수사용이 가능하게 하고,상,하 열전소자배치구조로는 하절기 냉각기능을 달성하도록 하여 각각의 계절에 맞게 보일러와 냉각기를 겸용할 수 있게 되는 효과를 갖는다.As described above, the present invention enables the use of hot water of the boiler only by using the upper thermoelectric element and the upper and lower thermoelectric elements, and by using the upper and lower thermoelectric elements, respectively, to achieve the summer cooling function by the upper and lower thermoelectric element arrangement structures. The effect of being able to combine the boiler and the cooler according to the season.
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