KR100984280B1 - Heat exchanging apparatus of refrigerant composition of freezing cycle - Google Patents

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Abstract

PURPOSE: A heat exchanger of the refrigerant in a freezing cycle using a thermoelectric module is provided to enhance the freezing efficiency in an evaporator and to reduce the noise and the fuel consumption. CONSTITUTION: A heat exchanger of the refrigerant in a freezing cycle comprises a refrigerant heat exchange plate, a plurality of thermoelectric modules(3), and a heat radiating unit(22). The refrigerant heat exchange plate comprises a front cover(14), a main body, a rear cover, a fixed blade(13). A plurality of refrigerant circulation paths are connected to the main body in zigzag. The rear cover closes the rear side of the main body so that refrigerant circulation paths are connected to the main body in zigzag. The fixed blade is horizontally projected from both sides of the main body. The thermoelectric module is installed in order to make tight contact with a heat sink(31) on the top or the bottom of the main body of the refrigerant heat exchange plate. The heat radiating unit is installed to make tight contact with the heat radiating unit of the thermoelectric module and comprises both assembled blades facing the fixed blades formed on both sides of the main body.

Description

열전모듈을 이용한 냉동사이클의 냉매 열교환장치{Heat exchanging apparatus of refrigerant composition of freezing cycle}Heat exchanging apparatus of refrigerant composition of freezing cycle

본 발명은 열전모듈을 이용한 냉동사이클의 냉매 열교환장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 냉동싸이클의 냉매를 열전모듈을 이용하여 과냉각시켜서 증발기에서의 냉동효율을 좋게 하여 냉동싸이클의 냉동능력을 향상시킬 수 있도록 하는 냉매 열교환장치에 관한 것이다.
The present invention relates to a refrigerant heat exchanger for a refrigeration cycle using a thermoelectric module. More specifically, the refrigerant of the refrigeration cycle is supercooled using a thermoelectric module to improve the freezing efficiency of the evaporator by improving the freezing efficiency of the freezing cycle. It relates to a refrigerant heat exchanger.

일반적으로 기존의 냉동사이클은 단순히 냉매를 압축, 응축, 팽창, 증발 과정을 반복하면서 냉동작동을 수행하도록 되어 있다.In general, the existing refrigeration cycle is to perform the refrigeration operation by simply compressing, condensing, expanding, and evaporating the refrigerant.

여름철의 경우에는 외기온도가 높기 때문에 압축기에서 토출되는 냉매의 압력은 외기 온도에 의해 결정되므로 냉매의 압력이 높으면 높을수록 응축된 냉매액의 온도도 높아지게 되어 냉동능력이 감소되며, 냉동능력이 감소됨에 따라 압축기가 무리하게 운전되는 경향이 있어 냉동기의 사용수명이 단축되는 문제가 있으며, 또한 압축기가 무리하게 운전됨에 따라 소요동력 및 연료소모량이 증가하게 되는 문제가 발생된다. 따라서 냉동기에 있어서는 냉매액의 온도 관리는 중요한 요인이다.In summer, since the outside temperature is high, the pressure of the refrigerant discharged from the compressor is determined by the outside temperature. Therefore, the higher the pressure of the refrigerant, the higher the temperature of the condensed refrigerant liquid. Accordingly, there is a problem that the compressor tends to be excessively driven, thereby shortening the service life of the refrigerator. Also, as the compressor is excessively driven, the required power and fuel consumption increase. Therefore, in the refrigerator, temperature management of the refrigerant liquid is an important factor.

한편, 냉동기 효율을 좋게 하기 위해서는 대용량의 경우는 수냉식 응축기를 사용하거나 또는 공냉식의 경우에는 응축기 상부에 물을 분무하여 압력을 떨어뜨리는 경우가 있으나, 동이나 알루미늄 방열핀은 물과의 접촉시간이 길어지게 되면 금속간의 전이부식이 일어나는 경우가 발생되므로 단순히 물을 뿌려주는 방법으로 냉매액의 온도를 떨어뜨리는 것은 좋은 방법이 될 수 없으며, 소형인 경우에는 물을 흐르게 하여 압력이 낮아지도록 유지시키는 것은 물의 소모량이 많아지게 되는 단점이 있다.
On the other hand, in order to improve the efficiency of the refrigerator, a large capacity may use a water-cooled condenser, or in the case of an air-cooled spray, water may be dropped by spraying water on the upper part of the condenser, but copper or aluminum radiating fins may have a long contact time with water. In this case, the transition corrosion between metals occurs, so simply dropping the temperature of the coolant liquid by spraying water cannot be a good way.In the case of small size, it is necessary to keep the pressure low by flowing water. This has the disadvantage of being increased.

본 발명은 상기와 같은 종래 기술에서 나타나는 제반 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로, 기계식 냉동사이클과 전자식 열전모듈을 조합하여 응축기에서 팽창밸브로 흐르는 고압냉매액의 열을 열전모듈에서 빼앗아 냉매액을 과냉각시켜서 팽창밸브로 보내도록 하므로써 증발기에서의 냉동효율을 향상시킬 수 있도록 하는데 목적을 두고 발명한 것이다.
The present invention has been proposed in order to solve the above-mentioned problems in the prior art, by combining the mechanical refrigeration cycle and the electronic thermoelectric module to take the heat of the high-pressure refrigerant flowing from the condenser to the expansion valve from the thermoelectric module to supercool the refrigerant liquid In order to improve the refrigeration efficiency in the evaporator by sending it to the expansion valve for the purpose of the invention.

본 발명은 상기와 같은 목적을 구현하기 위한 수단으로서,The present invention, as a means for realizing the above object,

냉매를 압축하는 압축기, 상기 압축기에서 보내진 냉매를 응축하는 응축기, 상기 응축기에서 보내진 냉매를 급격히 팽창시키는 팽창밸브, 상기 팽창밸브에서 보내진 안개상태의 냉매를 기화시키면서 주위의 열을 빼앗는 증발기를 구비하고 있는 냉동사이클에 있어서,A compressor for compressing the refrigerant, a condenser for condensing the refrigerant sent from the compressor, an expansion valve for rapidly expanding the refrigerant sent from the condenser, and an evaporator to vaporize the mist in the fog state sent from the expansion valve and to take away the surrounding heat. In the refrigeration cycle,

상기 응축기의 출구라인이 연결되는 입구와 상기 팽창밸브의 입구라인이 연결되는 출구가 형성되어 있는 전면커버와, 상기 전면커버에 의해 전면이 밀폐되며 전면커버의 입구를 통해 유입되는 냉매가 지그재그상으로 순환한 후 상기 전면커버의 출구로 유출되도록 복수의 냉매순환통로들이 지그재그상으로 연결되어 있는 본체와, 상기 본체에 형성된 복수의 냉매순환통로들이 지그재그상으로 연결되도록 본체의 후면을 밀폐하도록 형성되는 후면커버와, 상기 본체의 좌,우 양측에 수평상으로 돌출하도록 형성된 고정날개를 구비하고 있는 냉매열교환판과;The front cover is formed with an inlet connected to the outlet line of the condenser and an outlet connected to the inlet line of the expansion valve, and the front cover is sealed by the front cover and the refrigerant flowing through the inlet of the front cover is zigzag-shaped. The rear surface is formed to seal the rear surface of the main body so that the plurality of refrigerant circulation passages are connected in a zigzag form and the plurality of refrigerant circulation passages formed in the main body to be connected in a zigzag form to flow out to the outlet of the front cover after circulation. A refrigerant heat exchange plate having a cover and fixed wings formed to protrude horizontally on both left and right sides of the main body;

상기 냉매열교환판의 본체 상면이나 저면에 흡열부에 밀착되도록 적층 설치되는 복수의 열전모듈과;A plurality of thermoelectric modules stacked on the upper and lower surfaces of the main body of the refrigerant heat exchange plate to be in close contact with the heat absorbing unit;

상기 복수의 열전모듈의 방열부에 밀착되도록 상측이나 하측으로 적층 설치되며, 상기 본체의 좌,우 양측에 형성된 고정날개와 마주하는 양측 조립날개가 형성되어 있는 방열수단;Heat dissipation means installed on the upper side or the lower side so as to be in close contact with the heat dissipation part of the plurality of thermoelectric modules, and both side assembly wings facing the fixed wings formed on both left and right sides of the main body;

을 구성하여서 된 것을 특징으로 한다.Characterized in that the configuration.

또한, 상기 냉매열교환판의 전,후면 커버 각각의 내면에는 복수의 냉매순환통로들을 지그재그상으로 연결시키기 위하여 서로 어긋나게 형성되는 연결통로를 구비하고 있는 것을 특징으로 한다.In addition, the inner surface of each of the front and rear cover of the refrigerant heat exchange plate is characterized in that it is provided with a connecting passage formed to be offset from each other in order to connect the plurality of refrigerant circulation passages in a zigzag shape.

또한, 상기 방열수단은 냉매열교환판의 상면이나 저면에 적층되는 복수의 열전모듈의 방열부에서 방출되는 열을 외기와의 열교환작용으로 냉각시키기 위해 다수의 방열핀이 형성되어 있는 공냉식인 것을 특징으로 한다.The heat dissipation means may be air-cooled in which a plurality of heat dissipation fins are formed to cool the heat emitted from the heat dissipation portions of the plurality of thermoelectric modules stacked on the upper surface or the bottom surface of the refrigerant heat exchanger plate by heat exchange with the outside air. .

또한, 상기 방열수단은 냉매열교환판의 상면이나 저면에 적층되는 복수의 열전모듈의 방열부에서 방출되는 열을 냉각수 및 외기와의 열교환작용으로 냉각시키기 위해 외부에서 공급되는 냉각수를 순환시키는 순환통로와 다수의 방열핀이 형성되어 있는 수냉식인 것을 특징으로 한다.
In addition, the heat dissipation means may include a circulation passage for circulating the cooling water supplied from the outside to cool the heat emitted from the heat dissipation portion of the plurality of thermoelectric modules stacked on the top or bottom surface of the refrigerant heat exchange plate by heat exchange action with the cooling water and the outside air; It is characterized in that the water-cooled that a plurality of heat radiation fins are formed.

본 발명에 의하면 냉동사이클의 응축기에서 응축된 고압냉매액을 냉매열교환판에서 과냉각시켜서 팽창밸브로 보내게 되므로써 상기 팽창밸브에서는 과냉각된 냉매를 안개상태로 급격히 팽창시켜서 증발기로 보내게 되며, 이에 따라 증발기에서는 안개상태의 냉매가 주의의 열을 빼앗아 기화하는 작용이 원활하게 이루어지게 되므로 증발기에서의 냉동효율을 향상시킬 수 있도록 하는 효과를 제공하며, 외기 온도가 높은 여름철에도 증발기의 냉동효율이 좋아져 압축기의 무리한 운전을 피할 수 있게 되어 소음을 줄일 수 있으며, 또한 소요동력 및 연료소모량을 줄일 수 있도록 하는 장점이 있다.
According to the present invention, since the high-pressure refrigerant condensed in the condenser of the refrigeration cycle is supercooled in the refrigerant heat exchanger plate and sent to the expansion valve, the expansion valve rapidly expands the supercooled refrigerant in a fog state and sends it to the evaporator. In this case, the refrigerant in the mist state takes the heat of caution and vaporizes smoothly, thus providing the effect of improving the refrigerating efficiency of the evaporator. It is possible to avoid excessive driving to reduce noise, and also has the advantage of reducing power consumption and fuel consumption.

도 1은 본 발명을 설명하기 위한 냉매열교환장치의 일실시예의 설치상태도이며,
도 2는 본 발명의 일실시예의 냉매열교환장치의 전면커버 일부를 분리하여 나타낸 사시도이고,
도 3은 본 발명의 일실시예의 냉매열교환장치의 조립상태 단면도이며,
도 4는 도 3의 A-A선 단면도이고,
도 5는 본 발명의 냉매열교환장치의 다른 실시예이며,
도 6은 본 발명의 다른 실시예의 냉매열교환장치의 조립상태 단면도이고,
도 7 및 도 8은 본 발명의 또다른 실시예의 냉매열교환장치의 조립상태 단면도를 도시한 것이다.1 is an installation state diagram of an embodiment of a refrigerant heat exchange device for explaining the present invention,
2 is a perspective view showing a part of the front cover of the refrigerant heat exchanger according to an embodiment of the present invention separately;
3 is an assembled state cross-sectional view of a refrigerant heat exchanger according to an embodiment of the present invention;
4 is a cross-sectional view taken along the line AA of FIG.
5 is another embodiment of a refrigerant heat exchanger of the present invention;
6 is an assembled state sectional view of a refrigerant heat exchanger according to another embodiment of the present invention;
7 and 8 illustrate cross-sectional views of an assembled state of a refrigerant heat exchanger according to still another embodiment of the present invention.

본 발명에 의한 열전모듈을 이용한 냉동사이클의 냉매열교환장치에 대한 구체적인 실시예를 첨부한 도면에 따라서 상세히 설명하면 다음과 같다.Referring to the accompanying drawings, a detailed embodiment of a refrigerant heat exchanger of a refrigeration cycle using a thermoelectric module according to the present invention will be described in detail as follows.

도면부호 1은 냉매열교환판을 나타내는 것으로, 상기 냉매열교환판(1)은 내부에 복수의 냉매순환통로(11)가 형성된 본체(12)와, 상기 본체의 좌,우 양측에 수평상으로 돌출하는 고정날개(13)와, 상기 본체(12)에 형성된 복수의 냉매순환통로(11)들이 지그재그상으로 연결되게 하기 위해 본체(12)의 전,후면을 밀폐하는 상태로 부착되는 전,후면 커버(14)(15)로 구성되어 있다.Reference numeral 1 denotes a refrigerant heat exchange plate, and the refrigerant heat exchange plate 1 protrudes horizontally on both sides of the main body 12 having a plurality of refrigerant circulation passages 11 formed therein, and both left and right sides of the main body. The front and rear covers are attached to seal the front and rear of the main body 12 so that the fixed blade 13 and the plurality of refrigerant circulation passages 11 formed in the main body 12 are connected in a zigzag shape. 14) and (15).

상기 냉매열교환판(1)은 본체(12)에 형성된 복수의 냉매순환통로(11)들이 지그재그상으로 연결되도록 하기 위해 상기 복수의 냉매순환통로(11)들 사이사이에 형성된 격벽(16)들의 양쪽 끝부분이 교대적으로 짧게 형성되게 하여 복수의 냉매순환통로(11)들이 지그재그상으로 연결되도록 한다.The refrigerant heat exchange plate 1 has both sides of the partitions 16 formed between the plurality of refrigerant circulation passages 11 so that the plurality of refrigerant circulation passages 11 formed in the main body 12 are connected in a zigzag shape. The ends are alternately formed to be short so that the plurality of refrigerant circulation passages 11 are connected in a zigzag shape.

예를 들어, 도 4의 도시와 같이 복수의 냉매순환통로(11)들 사이사이에 형성되어 있는 복수의 격벽(16)들의 양단이 교대적으로 짧은 상태가 되도록 구성하여 상기 복수의 냉매순환통로(11)들이 지그재그상으로 연결되도록 할 수 있으며, 또는 도 5의 도시와 같이 복수의 냉매순환통로(11)들 중 서로 이웃하는 두개씩의 냉매순환통로(11)를 연결시키기 위해 상기 전면커버(14)의 내면에 형성되는 복수의 연결통로(141)와 후면커버(15)의 내면에 형성되는 복수의 연결통로(151)들이 서로 어긋나게 형성되게 하는 구성으로 상기 전면커버(14)에 형성된 입구(17)를 통해 유입된 냉매가 복수의 냉매순환통로(11)들을 지그재그상으로 순환한 후 출구(18)를 통해 배출되는 것이다.For example, as shown in FIG. 4, both ends of the plurality of partition walls 16 formed between the plurality of refrigerant circulation passages 11 are alternately short so that the plurality of refrigerant circulation passages ( 11 may be connected in a zigzag shape, or the front cover 14 to connect two refrigerant circulation passages 11 adjacent to each other among the plurality of refrigerant circulation passages 11 as shown in FIG. 5. The inlet 17 formed in the front cover 14 in such a way that the plurality of connecting passages 141 and the plurality of connecting passages 151 formed on the inner surface of the rear cover 15 are formed to be offset from each other. The refrigerant introduced through is circulated through the plurality of refrigerant circulation passages 11 in a zigzag state and then is discharged through the outlet 18.

또한 상기 냉매열교환판(1)의 본체(12) 내부에 형성되는 복수의 냉매순환통로(11)들의 내면은 냉매의 열교환면적을 확장시키기 위해 요철면으로 형성되어 있으며, 상기 복수의 냉매순환통로(11)의 출구측에는 냉매의 온도를 감지하는 온도센서(19)가 장착되어 있다.In addition, the inner surface of the plurality of refrigerant circulation passages 11 formed in the main body 12 of the refrigerant heat exchange plate 1 is formed with an uneven surface to expand the heat exchange area of the refrigerant, and the plurality of refrigerant circulation passages ( On the outlet side of 11), a temperature sensor 19 for sensing the temperature of the refrigerant is mounted.

한편, 도면에는 도시하지 아니하였지만 상기 냉매열교환판(1)의 전,후면을 밀폐하도록 부착되는 전면커버(14) 및 후면커버(15)는 본체(12)의 전,후면에 용접으로 부착되는 구조로 부착할 수 있으며, 또는 볼트 등을 이용하여 조립식 구조로 부착할 수 있는데, 볼트 등을 이용하여 상기 본체(12)의 전,후면에 전,후면 커버(14)(15)를 부착시키고자 할 때에는 가스켓을 개재시키는 구조로 조립하여 냉매의 누설을 차단할 수 있도록 한다.Although not shown in the drawings, the front cover 14 and the rear cover 15 attached to seal the front and rear surfaces of the refrigerant heat exchange plate 1 are attached to the front and rear surfaces of the main body 12 by welding. It can be attached to, or can be attached in a prefabricated structure using a bolt, etc., to attach the front and rear covers (14, 15) to the front, rear of the main body 12 using a bolt or the like. When assembling the structure through the gasket to prevent leakage of the refrigerant.

상기 냉매열교환판(1)의 상면이나 저면에는 방열수단(2)이 적층되는 상태로 설치되며, 상기 방열수단(2)은 공냉식 방열수단(2a : 대표적으로 설명할 때에는 부호 '2'로 표기)과 수냉식 방열수단(2b : 대표적으로 설명할 때에는 부호 '2'로 표기) 두 종류로 구분된다.The heat dissipation means 2 is installed on the upper surface or the bottom of the refrigerant heat exchange plate 1, and the heat dissipation means 2 is an air-cooled heat dissipation means 2a (represented by reference numeral '2' in the description). And water-cooled heat dissipation means (2b: representatively, denoted by reference numeral '2').

먼저, 상기 공냉식 방열수단(2a)은 상기 냉매열교환판(1)의 상면이나 저면에서 방출되는 열을 흡수하는 흡열판(21)과, 상기 흡열판(21)의 일면에 조밀한 간격으로 벌어진 형상으로 형성되는 다수의 방열핀(22) 및 상기 흡열판(21)의 좌,우 양측에서 수평상으로 연장 형성되는 조립날개(23)로 구성되어 있다.First, the air-cooled heat dissipation means 2a has a heat absorbing plate 21 for absorbing heat emitted from an upper surface or a lower surface of the refrigerant heat exchanger plate 1, and a shape formed at a tight interval on one surface of the heat absorbing plate 21. It is composed of a plurality of heat dissipation fins 22 and the assembling wings 23 extending horizontally from both left and right sides of the heat absorbing plate 21.

그리고 상기 수냉식 방열수단(2b)은 공냉식 방열수단(2a)과 마찬가지로 상기 냉매열교환판(1)의 상면이나 저면으로부터 방출되는 열을 흡수하는 흡열판(21)과, 조밀한 간격으로 벌어진 형상으로 형성되는 다수의 방열핀(22)과, 상기 흡열판(21)의 좌,우 양측에서 수평상으로 연장 형성되는 조립날개(23)를 구비하고 있는데, 상기 수냉식 방열수단(2b)에서는 흡열판(21) 내부에는 냉각수를 지그재그상으로 순환시켜서 냉매의 열교환작용이 더욱 활발하게 진행되게 하는 복수의 냉각수순환통로(24)를 더 구비하고 있다.The water-cooled heat dissipation means 2b is formed in the shape of a heat absorbing plate 21 that absorbs heat emitted from an upper surface or a bottom of the refrigerant heat exchange plate 1 and is formed at a close interval, like the air-cooled heat dissipation means 2a. And a plurality of heat dissipation fins 22 and assembly blades 23 extending horizontally from both left and right sides of the heat absorbing plate 21, and the water absorbing plate 21 in the water-cooled heat dissipating means 2b. The inside further includes a plurality of cooling water circulation passages 24 which circulate the cooling water in a zigzag shape so that the heat exchange action of the refrigerant proceeds more actively.

상기 수냉식 방열수단(2b)에는 외부로부터 공급되는 냉각수를 복수의 냉각수순환통로(24)로 유입시키는 유입구(미도시)와 상기 복수의 냉각수순환통로(24)를 순환한 냉각수를 배출시키는 유출구(미도시)가 형성되어 있다.The water-cooled heat radiating means (2b) has an inlet (not shown) for introducing coolant supplied from the outside into the plurality of cooling water circulation passages 24 and an outlet for discharging the cooling water circulated through the plurality of cooling water circulation passages 24 (not shown). O) is formed.

상기 냉매열교환판(1)과 상기 방열수단(2) 사이에는 복수의 열전모듈(3)이 개재되는 상태로 설치되며, 상기 복수의 열전모듈(3)은 냉매열교환판(1)으로부터 전달되는 열을 흡수하는 흡열부(31)와 상기 흡열부(31)로부터 흡열된 열을 방열수단(2)으로 방열하는 발열부(32)로 구성되어 있다.A plurality of thermoelectric modules 3 are installed between the refrigerant heat exchange plate 1 and the heat dissipation means 2, and the plurality of thermoelectric modules 3 are heat transferred from the refrigerant heat exchange plate 1. The heat absorbing portion 31 for absorbing the heat and the heat generating portion 32 for radiating the heat absorbed from the heat absorbing portion 31 to the heat radiating means 2.

따라서, 상기 복수의 열전모듈(3)이 냉매열교환판(1)의 상면과 방열수단(2: 2a,2b)의 저면 사이에 개재되는 상태로 적층 설치될 경우에는 흡열부(31)는 냉매열교환판(1)의 상면에 면접촉하도록 적층 설치되며, 발열부(32)는 방열수단(2: 2a,2b)의 저면에 면접촉하도록 설치되는 것이며, 또한 상기 복수의 열전모듈(3)이 냉매열교환판(1)의 저면과 방열수단(2 : 2a,2b)의 상면 사이에 적층 설치될 경우에는 상기 복수의 열전모듈(3)의 흡열부(31)는 냉매열교환판(1)의 저면에 면접촉하도록 하며, 발열부(32)는 방열수단(2 : 2a,2b)의 상면에 면접촉하도록 적층 설치되는 것이다.Therefore, when the plurality of thermoelectric modules 3 are stacked and installed in the state interposed between the upper surface of the refrigerant heat exchange plate 1 and the bottom surface of the heat dissipation means 2: 2a, 2b, the heat absorbing portion 31 is refrigerant heat exchanged. Stacked to be in surface contact with the upper surface of the plate (1), the heat generating portion 32 is to be installed in surface contact with the bottom surface of the heat dissipation means (2: 2a, 2b), the plurality of thermoelectric module (3) is a refrigerant When stacked between the bottom surface of the heat exchange plate 1 and the top surface of the heat dissipation means 2: 2a, 2b, the heat absorbing portion 31 of the plurality of thermoelectric modules 3 is disposed on the bottom surface of the refrigerant heat exchange plate 1. The surface contact, the heat generating portion 32 is to be laminated to the surface contact with the upper surface of the heat radiating means (2: 2a, 2b).

그리고 상기 냉매열교환판(1)과 이의 상면이나 저면에 각각 적층 설치되는 방열수단(2)은 복수의 결속부재(4)에 의하여 결합된다.And the refrigerant heat exchange plate (1) and the heat dissipation means (2) which are respectively installed on the upper or lower surfaces thereof are coupled by a plurality of binding members (4).

상기 복수의 결속부재(4)는 방열수단(2)의 양측 조립날개(23) 및 냉매열교환판(1)의 양측 고정날개(12)를 관통하는 볼트(41)와, 상기 볼트(41)에 나사조립되는 너트(42)로 구성되어 있다.The plurality of binding members 4 are provided with bolts 41 passing through both side assembly blades 23 of the heat dissipation means 2 and both side fixed blades 12 of the refrigerant heat exchanger plate 1, and the bolts 41. It consists of the nut 42 which is screwed together.

한편, 상기 냉매열교환판(1)에는 냉동사이클(5)의 응축기(52)와 팽창밸브(55)사이에 장설된다. 즉, 도 1의 도시와 같이 냉동사이클(5)의 압축기(51)에서 압축된 냉매를 응축하는 응축기(52)의 출구라인(53)은 냉매열교환판(1)의 입구(17)에 연결되고, 상기 냉매열교환판(1)의 출구(18)에는 팽창밸브(55)의 입구라인(54)이 연결된다.On the other hand, the refrigerant heat exchange plate 1 is installed between the condenser 52 and the expansion valve 55 of the refrigeration cycle (5). That is, as shown in FIG. 1, the outlet line 53 of the condenser 52 condensing the refrigerant compressed by the compressor 51 of the refrigerating cycle 5 is connected to the inlet 17 of the refrigerant heat exchange plate 1. The inlet line 54 of the expansion valve 55 is connected to the outlet 18 of the refrigerant heat exchange plate 1.

따라서 냉동사이클(5)은 압축기(51)에서 압출된 고압냉매액이 응축기(52)로 흐르도록 하며, 상기 응축기(52)에서 응축된 냉매액은 출구라인(53)이 연결된 냉매열교환판(1)의 입구(17)를 통해 복수의 냉매순환통로(11)를 지그재그상으로 순환하면서 열교환작용을 하게 되며, 상기 복수의 냉매순환통로(11)를 지그재그상으로 순환하면서 열교환작용을 한 냉매액은 출구(18)를 통해 팽창밸브(55)로 보내지게 되며, 상기 팽창밸브(55)에서 급격히 팽창된 냉매는 안개상태로 증발기(56)로 보내지는 것이며, 상기 증발기(56)에서는 안개상태의 냉매가 주위의 열을 빼앗아 기화하는 작용에 의해 증발기 주위를 냉각 또는 냉동시키게 되는 것이며, 상기 증발기(56)에서 기화된 냉매는 다시 압축기(51)로 보내져 압축된 후 응축기(52)로 보내지는 순환작동이 반복적으로 이루어지게 되는 것이다.Therefore, the refrigerating cycle 5 allows the high pressure refrigerant liquid extruded from the compressor 51 to flow to the condenser 52, and the refrigerant liquid condensed in the condenser 52 is a refrigerant heat exchange plate 1 to which an outlet line 53 is connected. Through the inlet 17 of the circulating plural refrigerant circulation passage 11 in a zigzag shape to perform a heat exchange action, the refrigerant liquid circulating the plural refrigerant circulation passages 11 in a zigzag shape while performing a heat exchange action It is sent to the expansion valve 55 through the outlet 18, the refrigerant rapidly expanded in the expansion valve 55 is sent to the evaporator 56 in the mist state, the refrigerant in the mist in the evaporator 56 It is to cool or freeze around the evaporator by the action of taking away the heat around the evaporator, the refrigerant vaporized in the evaporator 56 is sent back to the compressor 51 is compressed and then sent to the condenser 52 is a circulation operation This is done repeatedly It will be.

그리고, 상기 냉매열교환판(1)의 상면 및 저면에 적층 설치되는 방열수단(2)의 방열작동이 원활하게 이루어질 수 있도록 하기 위하여 다수의 방열핀(22)을 커버하고 있는 케이스(61)에는 외부 공기를 상기한 다수의 방열핀(22)에 접촉시키기위한 팬(6)이 장착되어 있으며, 상기 냉매열교환판(1)는 복수의 열전모듈(3)가 적층 설치되는 상면 및 저면을 제외한 본체(12)의 전후좌우 사방 측면에는 단열재(62)로 커버하도록 구성하여 복수의 냉매순환통로(11)를 순환하는 냉매의 열교환작용을 향상시키도록 하고 있다.In addition, in order to smoothly perform the heat dissipation operation of the heat dissipation means (2) stacked on the upper and lower surfaces of the refrigerant heat exchange plate (1), the case 61 covering the plurality of heat dissipation fins 22 is provided with external air. The fan 6 for contacting the plurality of heat dissipation fins 22 is mounted, and the refrigerant heat exchanger plate 1 has a main body 12 except for the upper and lower surfaces on which the plurality of thermoelectric modules 3 are stacked. The front, rear, left, and right sides of the cover are configured to cover with a heat insulating material 62 to improve the heat exchange effect of the refrigerant circulating through the plurality of refrigerant circulation passages (11).

이와 같이 구성된 본 발명의 작용에 대하여 설명한다.The operation of the present invention configured as described above will be described.

먼저, 상기 냉매열교환판(1)에 공냉식 방열수단(2 : 2a)을 적층 설치한 실시예에 대하여 설명한다.First, an embodiment in which air-cooled heat dissipation means 2: 2a is laminated on the refrigerant heat exchange plate 1 will be described.

도 1의 도시와 같이 냉매열교환판(1)의 본체(12) 상면에 복수의 열전모듈(3)을 배설하고 상기 복수의 열전모듈 위에 공냉식 방열수단(2a : 2)을 적층 설치하였을 때에는 상기 복수의 열전모듈(3)의 흡열부(31)는 상기 냉매열교환판(1)의 본체(12) 상면에 면접촉하는 상태로 설치되며, 상기 복수의 열전모듈(3)의 발열부(32)는 공냉식 방열수단(2a)의 흡열판(21)에 면접촉하는 상태로 적층 설치된다.As illustrated in FIG. 1, when a plurality of thermoelectric modules 3 are disposed on an upper surface of the main body 12 of the refrigerant heat exchanger plate 1, and air-cooled heat dissipation means 2a: 2 are stacked on the plurality of thermoelectric modules, the plurality of thermoelectric modules 3 are disposed. The heat absorbing portion 31 of the thermoelectric module 3 is installed in surface contact with the upper surface of the main body 12 of the refrigerant heat exchange plate 1, the heat generating portion 32 of the plurality of thermoelectric module 3 is It is laminated | stacked and installed in the surface contact state with the heat absorbing plate 21 of the air-cooled heat radiating means 2a.

따라서 상기 복수의 열전모듈(3)에 전원이 인가된 상태에서 냉동사이클(5)이 작동하여 응축기(52)에서 응축된 냉매액이 냉매열교환판(1)의 입구(17)를 통해 복수의 냉매순환통로(11)로 유입되어 지그재그상으로 순환하면서 출구(18)로 배출되는 동안에는 냉매액의 온도에 의해 냉매열교환판(1)의 본체(12)가 가열되는 상태가 되는데, 이때 상기 냉매열교환판(1)의 본체(12) 상면에 면접촉하고 있는 복수의 열전모듈(3)의 흡열부(31)가 상기 본체(12)의 상면에서 열을 지속적으로 흡수하게 되므로 상기 냉매열교환판(1)의 입구(17)로 유입되는 냉매액은 복수의 냉매순환통로(11)를 지그재그상으로 순환하는 동안 열을 빼앗기게 되는 것이며, 이와 같이 냉매열교환판(1) 상면에 면접촉하는 흡열부(31)에서 냉매순환통로(11)를 순환하는 냉매액으로부터 열을 흡수하는 복수의 열전모듈(3)들은 발열부(32)를 통해 열을 방출하게 되는데, 이때 상기 복수의 열전모듈(3)의 발열부(32)에서 방출되는 열은 공냉식 방열수단(2a)의 흡열판(21)으로 흡수되며, 상기한 흡열판(21)에 흡수된 열은 다수의 방열핀(22)을 통해 공기중에 방출된다.Therefore, the refrigeration cycle 5 operates while the power is applied to the plurality of thermoelectric modules 3 so that the refrigerant liquid condensed in the condenser 52 passes through the inlet 17 of the refrigerant heat exchange plate 1. While flowing into the circulation passage 11 and circulating in a zigzag shape and being discharged to the outlet 18, the main body 12 of the refrigerant heat exchange plate 1 is heated by the temperature of the refrigerant liquid, wherein the refrigerant heat exchange plate The heat absorbing portion 31 of the plurality of thermoelectric modules 3 in surface contact with the upper surface of the main body 12 of (1) continuously absorbs heat from the upper surface of the main body 12, so that the refrigerant heat exchange plate 1 The coolant liquid flowing into the inlet 17 of the heat sink is deprived of heat while circulating the plurality of coolant circulation passages 11 in a zigzag shape, and thus the heat absorbing portion 31 which is in surface contact with the upper surface of the coolant heat exchange plate 1. A plurality of absorbing heat from the refrigerant liquid circulating through the refrigerant circulation passage 11 in The thermoelectric modules 3 emit heat through the heat generating unit 32, wherein heat emitted from the heat generating units 32 of the thermoelectric modules 3 is absorbed by the heat absorbing plate 21 of the air-cooled heat radiating means 2a. ), And the heat absorbed by the heat absorbing plate 21 is released into the air through the plurality of heat dissipation fins 22.

또한 상기 공냉식 방열수단(2a)의 방열핀(22)을 커버하고 있는 케이스(61)에 장착되어 있는 팬(6)을 가동시키게 되면 다수의 방열핀(22)에서의 열방출작용이 원활하게 이루어지게 되므로 냉매열교환판(1)의 냉매순환통로(11)를 순환하는 냉매의 온도를 떨어뜨리는 열교환작용이 향상되는 것이며, 이에 따라 냉매열교환판(1)의 입구(17)로 유입되는 냉매는 냉매순환통로(11)를 지그재그상으로 흐르는 동안 냉각된 후 출구(18)를 통해 배출되어 팽창밸브(55)로 보내지게 되는 것이다.In addition, when the fan 6 mounted on the case 61 covering the heat dissipation fin 22 of the air-cooled heat dissipation means 2a is operated, the heat dissipation action of the plurality of heat dissipation fins 22 is smoothly performed. The heat exchange effect of lowering the temperature of the refrigerant circulating through the refrigerant circulation passage 11 of the refrigerant heat exchange plate 1 is improved. Accordingly, the refrigerant flowing into the inlet 17 of the refrigerant heat exchange plate 1 is a refrigerant circulation passage. Cooling while flowing (11) in a zigzag phase is discharged through the outlet 18 is sent to the expansion valve (55).

그리고 도 6의 도시와 같이 냉매열교환판(1)의 상면과 저면 각각에 복수의 열전모듈(3) 및 공냉식 방열수단(2a)을 2중으로 적층 설치하였을 때에는 상기 냉매열교환판(1)의 냉매순환통로(11)에서 지그재그상으로 흐르게 되는 냉매액은 냉매열교환판(1)의 상,하측 각각에 적층 배설된 복수의 열전모듈(3) 및 공냉식 방열수단(2a)에 의해 더욱 활발한 열교환작용으로 냉각되는 것이다.As shown in FIG. 6, when a plurality of thermoelectric modules 3 and air-cooled heat dissipation means 2a are stacked on each of the upper and lower surfaces of the refrigerant heat exchange plate 1, the refrigerant circulation of the refrigerant heat exchange plate 1 is performed. The coolant liquid flowing in the zigzag phase in the passage 11 is cooled by the heat exchange action more actively by the plurality of thermoelectric modules 3 and air-cooled heat radiating means 2a disposed on the upper and lower sides of the coolant heat exchanger plate 1, respectively. Will be.

다음, 상기 냉매열교환판(1)에 수냉식 방열수단(2 : 2b)을 적층 설치한 실시예에 대하여 설명한다.Next, an embodiment in which water-cooled heat dissipation means 2: 2b is laminated on the refrigerant heat exchange plate 1 will be described.

도 7의 도시와 같이 냉매열교환판(1)의 본체(12) 상면에 복수의 열전모듈(3)을 배설하고 상기 복수의 열전모듈 위에 수냉식 방열수단(2b)을 적층 설치하였을 때에는 전술한 실시예와 마찬가지로 상기 복수의 열전모듈(3)의 흡열부(31)는 상기 냉매열교환판(1)의 본체(12) 상면에 면접촉하는 상태로 설치되며, 상기 복수의 열전모듈(3)의 발열부(32)는 공냉식 방열수단(2a)의 흡열판(21)에 면접촉하는 상태로 적층 설치된다.As shown in FIG. 7, when the plurality of thermoelectric modules 3 are disposed on the upper surface of the main body 12 of the refrigerant heat exchanger plate 1 and the water-cooled heat dissipation means 2b is stacked on the plurality of thermoelectric modules, the above-described embodiment Similarly, the heat absorbing portion 31 of the plurality of thermoelectric modules 3 is installed in surface contact with the upper surface of the main body 12 of the refrigerant heat exchanger plate 1, and generates heat of the plurality of thermoelectric modules 3. 32 is laminated | stacked and installed in surface contact with the heat absorbing plate 21 of the air-cooled heat radiation means 2a.

상기 복수의 열전모듈(3)에 전원을 인가시킨 상태에서 냉동사이클(5)을 작동시키게 되면 응축기(52)에서 응축된 냉매액이 냉매열교환판(1)의 입구(17)를 통해 복수의 냉매순환통로(11)로 유입되어 지그재그상으로 순환하면서 출구(18)를 통해 배출되는데, 이때에도 상기 냉매순환통로(11)를 순환하는 냉매액은 상기 냉매열교환판(1)의 본체(12)를 가열하게 되며, 이에 따라 상기 본체(12)의 상면에 면접촉하고 있는 복수의 열전모듈(3)의 흡열부(31)가 상기 본체(12)의 상면에서 열을 지속적으로 흡수하게 되므로 상기 냉매열교환판(1)의 입구(17)로 유입되는 냉매액은 복수의 냉매순환통로(11)를 지그재그상으로 순환하는 동안 열을 열전모듈(3)의 흡열부(31)로 빼앗기게 되며, 상기 냉매순환통로(11)를 순환하는 냉매액으로부터 열을 빼앗은 복수의 열전모듈(3)은 흡열부(31)에서 흡수한 열을 발열부(32)를 통해 열을 방출하게 되는데, 이때 상기 복수의 열전모듈(3)의 발열부(32)에서 방출되는 열은 수냉식 방열수단(2b)의 흡열판(21)으로 흡수되어 상기 흡열판(21)의 냉각수순환통로(24)를 순환하는 냉각수와 열교환하게 됨과 동시에 다수의 방열핀(22)을 통해서도 공기와 열교환하게 되므로 상기 수냉식 방열수단(2b)은 냉각수 및 공기와의 열교환작용으로 냉매액을 냉각시키게 되는 것이다.When the refrigeration cycle 5 is operated while the power is applied to the plurality of thermoelectric modules 3, the refrigerant liquid condensed in the condenser 52 passes through the inlet 17 of the refrigerant heat exchange plate 1. The refrigerant flows into the circulation passage 11 and circulates in a zigzag state and is discharged through the outlet 18. In this case, the refrigerant liquid circulating in the refrigerant circulation passage 11 is used to open the main body 12 of the refrigerant heat exchange plate 1. The heat absorbing portion 31 of the plurality of thermoelectric modules 3 which are in surface contact with the upper surface of the main body 12 continuously absorbs heat from the upper surface of the main body 12, thereby allowing the refrigerant to exchange heat. The refrigerant liquid flowing into the inlet 17 of the plate 1 loses heat to the heat absorbing portion 31 of the thermoelectric module 3 while circulating the plurality of refrigerant circulation passages 11 in a zigzag shape. The plurality of thermoelectric modules 3 that take heat from the refrigerant liquid circulating in the circulation passage 11 endothermic The heat absorbed by the 31 is released through the heat generating unit 32, wherein the heat emitted from the heat generating unit 32 of the plurality of thermoelectric module 3 is the heat absorbing plate of the water-cooled heat radiating means (2b) The water-cooled heat-dissipating means (2b) is absorbed by the (21) and the heat exchange with the cooling water circulating the cooling water circulation passage 24 of the heat absorbing plate 21 and at the same time as the heat exchange with the air through a plurality of heat radiation fins (22) And the refrigerant liquid is cooled by heat exchange with air.

또한 도 8의 도시와 같이 냉매열교환판(1)의 상,하측 각각에 복수의 열전모듈(3)과 수냉식 방열수단(2b)을 2중으로 적층 설치하였을 때에는 상기 냉매열교환판(1)의 냉매순환통로(11)를 통해 지그재그상으로 순환하는 냉매액의 열교환작용이 더욱 활발하게 진행되므로 냉매열교환판(1)의 출구(18)로 배출되는 냉매액은 과냉각되어 팽창밸브(55)로 보내지게 되는 것이다.In addition, when the plurality of thermoelectric modules 3 and the water-cooled heat dissipation means 2b are stacked on each of the upper and lower sides of the refrigerant heat exchange plate 1 as shown in FIG. 8, the refrigerant circulation of the refrigerant heat exchange plate 1 is performed. Since the heat exchange action of the refrigerant liquid circulating in the zigzag phase through the passage 11 proceeds more actively, the refrigerant liquid discharged to the outlet 18 of the refrigerant heat exchange plate 1 is supercooled and sent to the expansion valve 55. will be.

따라서 냉동사이클(5)의 응축기(52)에서 응축된 냉매는 냉매열교환판(1)의 냉매순환통로(11)를 지그재그상으로 순환하는 동안 냉각되어 팽창밸브(55)로 공급되므로 상기한 팽창밸브(55)에서 급격히 팽창되는 냉매는 저온저압의 안개상태로 증발기(56)에 보내지므로 상기 증발기(56)에서는 안개상태의 냉매가 주위의 열을 빼앗아 그 열로 기화하는 작용이 원활하게 진행되므로써 상기 증발기(56)의 냉동효율은 크게 향상되는 것이며, 이에 따라 외기 온도가 높은 여름철의 경우에도 냉동사이클(5)의 압축기(51)를 무리하게 운전하지 않게 되더라도 증발기(56)의 냉동효율을 높일 수 있게 되는 것이다.
Therefore, the refrigerant condensed in the condenser 52 of the refrigerating cycle 5 is cooled while being supplied to the expansion valve 55 while circulating the refrigerant circulation passage 11 of the refrigerant heat exchange plate 1 in a zigzag shape, and thus the expansion valve described above. The refrigerant rapidly expanding at 55 is sent to the evaporator 56 in a low temperature low pressure fog state, so that the evaporator 56 takes the heat of the mist in the ambient state and vaporizes the heat to the evaporator smoothly. The refrigeration efficiency of the 56 is greatly improved, so that even in the summer when the outside temperature is high, the refrigeration efficiency of the evaporator 56 can be increased even if the compressor 51 of the refrigeration cycle 5 is not forcibly operated. Will be.

1 : 냉매열교환장치 11 : 냉매순환통로
12 : 본체 13 : 고정날개
14,15 : 전면 및 후면 커버 16 : 격벽
17 : 입구 18 : 출구
19 : 온도센서 2 : 방열수단
2a : 공냉식 방열수단 2b : 수냉식 방열수단
21 : 흡열판 22 : 방열핀
3 : 열전모듈 31 : 흡열부
32 : 발열부 4 : 결속부재
5 : 냉동사이클 51 : 압축기
52 : 응축기 53 : 출구라인
54 : 입구라인 55 : 팽창밸브
56 : 증발기 6 : 팬
61 : 케이스 62 : 단열재1: refrigerant heat exchanger 11: refrigerant circulation passage
12: main body 13: fixed wing
14,15: front and rear cover 16: bulkhead
17: entrance 18: exit
19: temperature sensor 2: heat dissipation means
2a: air-cooled heat radiation means 2b: water-cooled heat radiation means
21: heat absorbing plate 22: heat dissipation fin
3: thermoelectric module 31: endothermic portion
32: heat generating portion 4: binding member
5: refrigeration cycle 51: compressor
52 condenser 53 outlet line
54: inlet line 55: expansion valve
56: evaporator 6: fan
61 case 62 insulation

Claims (4)

냉매를 압축하는 압축기, 상기 압축기에서 보내진 냉매를 응축하는 응축기, 상기 응축기에서 보내진 냉매를 급격히 팽창시키는 팽창밸브, 상기 팽창밸브에서 보내진 안개상태의 냉매를 기화시키면서 주위의 열을 빼앗는 증발기를 구비하고 있는 냉동사이클에 있어서,
상기 응축기의 출구라인이 연결되는 입구와 상기 팽창밸브의 입구라인이 연결되는 출구가 형성되어 있는 전면커버와, 상기 전면커버에 의해 전면이 밀폐되며 전면커버의 입구를 통해 유입되는 냉매가 지그재그상으로 순환한 후 상기 전면커버의 출구로 유출되도록 복수의 냉매순환통로들이 지그재그상으로 연결되어 있는 본체와, 상기 본체에 형성된 복수의 냉매순환통로들이 지그재그상으로 연결되도록 본체의 후면을 밀폐하도록 형성되는 후면커버와, 상기 본체의 좌,우 양측에 수평상으로 돌출하도록 형성된 고정날개를 구비하고 있는 냉매열교환판과;
상기 냉매열교환판의 본체 상면이나 저면에 흡열부에 밀착되도록 적층 설치되는 복수의 열전모듈과;
상기 복수의 열전모듈의 방열부에 밀착되도록 상측이나 하측으로 적층 설치되며, 상기 본체의 좌,우 양측에 형성된 고정날개와 마주하는 양측 조립날개가 형성되어 있는 방열수단;
을 구성하여서 된 것을 특징으로 하는 열전모듈을 이용한 냉동사이클의 냉매열교환장치.A compressor for compressing the refrigerant, a condenser for condensing the refrigerant sent from the compressor, an expansion valve for rapidly expanding the refrigerant sent from the condenser, and an evaporator for vaporizing the mist in the fog state sent from the expansion valve and taking out the surrounding heat. In the refrigeration cycle,
The front cover is formed with an inlet connected to the outlet line of the condenser and an outlet connected to the inlet line of the expansion valve, and the front cover is sealed by the front cover and the refrigerant flowing through the inlet of the front cover is zigzag-shaped. The rear surface is formed to seal the rear surface of the main body so that the plurality of refrigerant circulation passages are connected in a zigzag form and the plurality of refrigerant circulation passages formed in the main body to be connected in a zigzag form to flow out to the outlet of the front cover after circulation. A refrigerant heat exchange plate having a cover and fixed wings formed to protrude horizontally on both left and right sides of the main body;
A plurality of thermoelectric modules stacked on the upper and lower surfaces of the main body of the refrigerant heat exchange plate to be in close contact with the heat absorbing unit;
Heat dissipation means installed on the upper side or the lower side so as to be in close contact with the heat dissipation part of the plurality of thermoelectric modules, and both side assembly wings facing the fixed wings formed on both left and right sides of the main body;
Refrigerant heat exchange device for a refrigeration cycle using a thermoelectric module, characterized in that the configuration. 제 1 항에 있어서,
상기 냉매열교환판의 전,후면 커버 각각의 내면에는 복수의 냉매순환통로들을 지그재그상으로 연결시키기 위하여 서로 어긋나게 형성되는 연결통로를 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 열전모듈을 이용한 냉동사이클의 냉매열교환장치.
The method of claim 1,
Refrigerant cycle heat exchanger using a thermoelectric module, characterized in that the inner surface of each of the front and rear cover of the refrigerant heat exchange plate is provided with a connecting passage formed to be offset from each other in order to connect a plurality of refrigerant circulation passages in a zigzag shape.
제 1 항에 있어서,
상기 방열수단은 냉매열교환판의 상면이나 저면에 적층되는 복수의 열전모듈의 방열부에서 방출되는 열을 외기와의 열교환작용으로 냉각시키기 위해 다수의 방열핀이 형성되어 있는 공냉식인 것을 특징으로 하는 열전모듈을 이용한 냉동사이클의 냉매열교환장치.
The method of claim 1,
The heat dissipation means is a thermoelectric module comprising a plurality of heat dissipation fins are formed to cool the heat emitted from the heat dissipation portion of the plurality of thermoelectric modules stacked on the top or bottom surface of the refrigerant heat exchange plate by heat exchange action with the outside air Refrigerant heat exchange device of the refrigeration cycle.
제 1 항에 있어서,
상기 방열수단은 냉매열교환판의 상면이나 저면에 적층되는 복수의 열전모듈의 방열부에서 방출되는 열을 냉각수 및 외기와의 열교환작용으로 냉각시키기 위해 외부에서 공급되는 냉각수를 순환시키는 순환통로와 다수의 방열핀이 형성되어 있는 수냉식인 것을 특징으로 하는 열전모듈을 이용한 냉동사이클의 냉매열교환장치.The method of claim 1,
The heat dissipation means may include a plurality of circulation passages and a plurality of circulation passages for circulating the coolant supplied from the outside to cool the heat emitted from the heat dissipation portions of the plurality of thermoelectric modules stacked on the upper surface or the bottom surface of the refrigerant heat exchanger plate by heat exchange action with the cooling water and the outside air. Refrigerant heat exchange device of a refrigeration cycle using a thermoelectric module, characterized in that the water-cooled fin having a heat radiation fin.
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