KR102560227B1 - Cold/Hot Combined Production Unit - Google Patents
Cold/Hot Combined Production Unit Download PDFInfo
- Publication number
- KR102560227B1 KR102560227B1 KR1020210164987A KR20210164987A KR102560227B1 KR 102560227 B1 KR102560227 B1 KR 102560227B1 KR 1020210164987 A KR1020210164987 A KR 1020210164987A KR 20210164987 A KR20210164987 A KR 20210164987A KR 102560227 B1 KR102560227 B1 KR 102560227B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- heat
- cold
- layer
- production unit
- cooling layer
- Prior art date
Links
Classifications
-
- 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
- F24F5/0046—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 using natural energy, e.g. solar energy, energy from the ground
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
- F24S—SOLAR HEAT COLLECTORS; SOLAR HEAT SYSTEMS
- F24S10/00—Solar heat collectors using working fluids
- F24S10/50—Solar heat collectors using working fluids the working fluids being conveyed between plates
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
- F24S—SOLAR HEAT COLLECTORS; SOLAR HEAT SYSTEMS
- F24S70/00—Details of absorbing elements
- F24S70/20—Details of absorbing elements characterised by absorbing coatings; characterised by surface treatment for increasing absorption
- F24S70/225—Details of absorbing elements characterised by absorbing coatings; characterised by surface treatment for increasing absorption for spectrally selective absorption
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
- F24S—SOLAR HEAT COLLECTORS; SOLAR HEAT SYSTEMS
- F24S70/00—Details of absorbing elements
- F24S70/60—Details of absorbing elements characterised by the structure or construction
-
- 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
- F25B23/00—Machines, plants or systems, with a single mode of operation not covered by groups F25B1/00 - F25B21/00, e.g. using selective radiation effect
- F25B23/003—Machines, plants or systems, with a single mode of operation not covered by groups F25B1/00 - F25B21/00, e.g. using selective radiation effect using selective radiation effect
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
- F28F13/00—Arrangements for modifying heat-transfer, e.g. increasing, decreasing
- F28F13/18—Arrangements for modifying heat-transfer, e.g. increasing, decreasing by applying coatings, e.g. radiation-absorbing, radiation-reflecting; by surface treatment, e.g. polishing
-
- 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
- F24F5/0046—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 using natural energy, e.g. solar energy, energy from the ground
- F24F2005/0064—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 using natural energy, e.g. solar energy, energy from the ground using solar energy
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
- F28F2245/00—Coatings; Surface treatments
- F28F2245/06—Coatings; Surface treatments having particular radiating, reflecting or absorbing features, e.g. for improving heat transfer by radiation
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Sustainable Development (AREA)
- Sustainable Energy (AREA)
- Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Toxicology (AREA)
- Photovoltaic Devices (AREA)
Abstract
본 발명은 냉열 및 온열을 동시에 생산하기 위한 냉온열 복합 생산 유닛에 관한 것입니다. 본 발명의 일 실시예에 따른 냉온열 복합 생산 유닛에 대기의 창(sky window) 영역의 적외선을 흡수 및 방사하여 냉열을 생산하는 복사냉각층; 상기 복사냉각층 하부에 형성되며, 유체가 흘러가면서 상기 복사냉각층에서 생산된 냉열을 전달받는 제1유로; 상기 복사냉각층의 상부에 형성되며, 태양광을 흡수하여 온열을 생산하는 집열층; 및 상기 집열층 상에 형성되며, 유체가 흘러가면서 상기 집열층에서 생산된 온열을 전달받는 제2유로;를 포함하는 것을 특징으로 합니다. The present invention relates to a cold/heat combined production unit for simultaneously producing cold heat and warm heat. a radiant cooling layer that absorbs and radiates infrared rays in a sky window area in the cold/heat complex production unit according to an embodiment of the present invention to produce cold/heat; a first flow path formed below the radiant cooling layer and receiving the cold heat produced in the radiant cooling layer as the fluid flows; a heat collecting layer formed on top of the radiant cooling layer and generating heat by absorbing sunlight; and a second flow path formed on the heat collecting layer and receiving the heat generated in the heat collecting layer as the fluid flows.
Description
본 발명은 냉온열 복합 생산 유닛에 관한 것으로서, 냉열과 온열을 동시에 또는 선택적으로 생산할 수 있는 냉온열 복합 생산 유닛에 관한 것이다. The present invention relates to a heat and cold complex production unit, and relates to a heat and cold complex production unit capable of simultaneously or selectively producing cold heat and heat.
인류는 살아가기 위해서는 온열과 냉열이 필요하며, 필요한 온열과 냉열을 생산할 수 있는 다양한 장치들이 개발되어 왔다. 온열 생산 유닛으로 연료를 연소시켜서 온열을 발생시키는 장치나, 히트 펌프 등이 있으며, 냉열 생산 유닛으로는 냉매의 상변화를 이용하는 장치나, 펠티어 효과를 이용한 전자식 냉동기 등이 있다. 상술한 온열 생산 유닛이나 냉열 생산 유닛들은 직간접적으로 화석연료를 이용하여 에너지 소비적이며, 그에 따라 환경에 부담이 되는 문제가 있다. Humans need heat and cold heat to survive, and various devices capable of producing the necessary heat and cold heat have been developed. There is a heat pump or a device that generates heat by burning fuel as a heat generating unit, and a device using a phase change of a refrigerant or an electromagnetic refrigerator using a Peltier effect as a cold heat generating unit. The aforementioned hot heat production units or cold heat production units directly or indirectly consume energy by using fossil fuels, and thus, have a problem of burdening the environment.
이러한 문제의 대안으로 태양열을 이용하여 온열(대기보다 높은 온도의 열)을 생성하는 유닛에 대한 연구 및 개발, 그리고 제품의 보급이 활발히 이루어지고 있다. 하지만 이와 같은 종래의 태양열을 이용한 온열 생산 유닛에서는 히트펌프 등의 추가 구성 없이 냉열(대기보다 낮은 온도의 열)을 생산할 수 없다는 문제가 있다. As an alternative to this problem, research and development of a unit generating heat (heat having a temperature higher than that of the atmosphere) using solar heat and dissemination of products are being actively conducted. However, there is a problem in that such a conventional thermal heat production unit using solar heat cannot produce cold heat (heat having a temperature lower than that of the air) without an additional configuration such as a heat pump.
선등록특허 제10-2254241호 "냉난방 가변형 축열탱크 패키지를 구비하여 태양열 및 지열을 이용하는 하이브리드 냉난방시스템"을 제안하고 있다. 선등록특허에서는 태양열집열기를 이용하여 온열을 활용하면서 냉방도 가능한 구성을 개시하고 있으며, 구체적으로 지열과 히트펌프, 별개로 구성된 상·하부 축열탱크를 이용하여 냉열을 이용하는 것이다. 즉, 선등록특허에서는 태양열을 이용하여 온열을 생산하는 유닛에 다른 냉열 생산 유닛을 결합한 것이며, 장치가 복잡하고 추가적인 넓은 공간을 필요로 한다는 점 등의 문제가 있다. Pre-Registered Patent No. 10-2254241 proposes a "hybrid heating and cooling system using solar and geothermal heat with a heat storage tank package for variable heating and cooling". The pre-registered patent discloses a configuration in which cooling is possible while utilizing hot heat using a solar collector, and specifically, cold heat is used using geothermal heat, a heat pump, and separately configured upper and lower heat storage tanks. That is, in the prior registration patent, a unit for producing heat using solar heat is combined with another cold heat production unit, and there are problems such as that the device is complicated and requires an additional large space.
이에 본 발명자는 히트펌프나 지열을 이용하지 않고도 온열과 냉열을 동시 또는 선택적으로 생산할 수 있는 냉온열 복합 생산 유닛을 제안하고자 한다. Accordingly, the inventors of the present invention intend to propose a cold/heat combined production unit capable of simultaneously or selectively producing hot heat and cold heat without using a heat pump or geothermal heat.
본 발명의 일 목적은 히트펌프나 지열을 이용하지 않고도 온열과 냉열을 동시에 또는 선택적으로 생산할 수 있는 냉온열 복합 생산 유닛을 제공하는 것이다. One object of the present invention is to provide a cold/heat combined production unit capable of simultaneously or selectively producing hot heat and cold heat without using a heat pump or geothermal heat.
한편, 본 발명의 명시되지 않은 또 다른 목적들은 하기의 상세한 설명 및 그 효과로부터 용이하게 추론할 수 있는 범위 내에서 추가적으로 고려될 것이다.Meanwhile, other unspecified objects of the present invention will be additionally considered within the scope that can be easily inferred from the following detailed description and effects thereof.
이상에서 설명한 목적을 달성하기 위해 본 특허문서에서는 다음과 같은 실시예들을 제안한다. In order to achieve the object described above, this patent document proposes the following embodiments.
본 발명의 일 실시예에 따른 냉온열 복합 생산 유닛은 냉열 및 온열을 동시에 생산하기 위한 것으로서, 대기의 창(sky window) 영역의 적외선을 흡수 및 방사하여 냉열을 생산하는 복사냉각층; 상기 복사냉각층 하부에 형성되며, 유체가 흘러가면서 상기 복사냉각층에서 생산된 냉열을 전달받는 제1유로; 상기 복사냉각층의 상부에 형성되며, 태양광을 흡수하여 온열을 생산하는 집열층; 및 상기 집열층 상에 형성되며, 유체가 흘러가면서 상기 집열층에서 생산된 온열을 전달받는 제2유로;를 포함한다.A heat and cold complex production unit according to an embodiment of the present invention is for simultaneously producing cold heat and heat, and includes a radiant cooling layer for producing cold heat by absorbing and emitting infrared rays in a sky window area; a first flow path formed below the radiant cooling layer and receiving the cold heat produced in the radiant cooling layer as the fluid flows; a heat collecting layer formed on top of the radiant cooling layer and generating heat by absorbing sunlight; and a second flow path formed on the heat collecting layer and receiving the heat generated in the heat collecting layer while the fluid flows therethrough.
일 실시예에 있어서, 상기 복사냉각층과 상기 집열층 사이에 형성되며, 열의 전달을 차단하는 단열층을 더 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.In one embodiment, it may be characterized in that it further comprises a heat insulating layer formed between the radiation cooling layer and the heat collection layer, to block the transfer of heat.
일 실시예에 있어서, 상기 집열층은 가시광선은 흡수하되, 적외선은 투과함으로써 가시광선을 흡수하여 온열을 생산하되, 상기 복사냉각층에서 방사되는 적외선이 빠져나가도록 투과시키는 것을 특징으로 할 수 있다.In one embodiment, the heat collecting layer absorbs visible light but transmits infrared light, so that heat is produced by absorbing visible light and transmits infrared radiation emitted from the radiation cooling layer to escape.
일 실시예에 있어서, 상기 집열층은, 폴리에틸렌, KCl, NaCl 및 ZnSe로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나인 제1집열층; 및 상기 제1집열층의 상에 코팅되어 형성되며, CuO, PbS, 카본 블랙 및 그라파이트로 이루어진 군에서 선택되는 제2집열층;을 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.In one embodiment, the heat collecting layer may include a first heat collecting layer selected from the group consisting of polyethylene, KCl, NaCl, and ZnSe; and a second heat collecting layer formed by being coated on the first heat collecting layer and selected from the group consisting of CuO, PbS, carbon black, and graphite.
일 실시예에 있어서, 상기 복사냉각층은, 은 또는 알루미늄으로 형성되는 제1복사냉각층; 및 상기 제1복사냉각층 상부에 형성되며, Al2O3, TiO2 및 SiO2로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 어느 하나로 형성되는 복사 파티클이 매트릭스 상에 분산되어 형성되는 제2복사층;을 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다. In an embodiment, the radiation cooling layer may include a first radiation cooling layer formed of silver or aluminum; and a second radiation layer formed on the first radiation cooling layer and formed by dispersing radiation particles formed of at least one selected from the group consisting of Al 2 O 3 , TiO 2 and SiO 2 on a matrix.
일 실시예에 있어서, 상기 복사냉각층은 은 또는 알루미늄으로 형성되는 반사 파티클과, Al2O3, TiO2 및 SiO2로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 어느 하나로 형성되는 복사 파티클이 매트릭스 상에 분산되어 형성되는 것을 특징으로 할 수 있다.In one embodiment, the radiation cooling layer may be formed by dispersing reflective particles formed of silver or aluminum and radiation particles formed of at least one selected from the group consisting of Al 2 O 3 , TiO 2 and SiO 2 on a matrix.
일 실시예에 있어서, 상기 제1유로는 상부에 위치하는 광투과층과 하부에 위치하는 상기 집열층에 의해 형성되는 것을 특징으로 할 수 있다.In one embodiment, the first flow path may be characterized in that it is formed by the light transmission layer located on the upper side and the heat collecting layer located on the lower side.
본 발명의 다른 실시예에 따른 냉열 및 온열을 선택적으로 생산하거나, 생산되는 열의 온도를 제어하기 위한 것으로서, 내부로 유체가 흘러가는 하우징; 상기 하우징 내에 설치되며, 일면 및 배변을 가지는 열생산 날개; 및 상기 열생산 날개를 회전시키는 회전 모듈;을 포함하고, 상기 열생산 날개의 일면에는 태양광을 흡수하여 온열을 생산하는 집열층이 형성되고, 배면에는 대기의 창(sky window) 영역의 적외선을 흡수 및 방사하여 냉열을 생산하는 복사냉각층이 형성되는 것을 특징으로 한다.According to another embodiment of the present invention, a housing for selectively producing cold and warm heat or for controlling the temperature of the produced heat, into which fluid flows; a heat generating wing installed in the housing and having one side and a bowel; and a rotation module for rotating the heat generating blades, wherein a heat collecting layer for absorbing sunlight and generating heat is formed on one side of the heat generating blades, and a radiant cooling layer for generating cool heat by absorbing and emitting infrared rays in a sky window region is formed on the rear side of the heat generating blades.
다른 실시예에 있어서, 온열 생산 모드에서 상기 회전 모듈은 상기 열생산 날개를 회전시켜 상기 집열층이 상부를 향하도록 함으로써 상기 집열층이 태양광을 흡수하여 온열을 생산하여 상기 유체로 온열을 전달하고, 냉열 생산 모드에서 상기 회전 모듈은 상기 열생산 날개를 회전시켜 상기 복사냉각층이 상부를 향하도록 함으로써 상기 태양광을 반사하고 열을 흡수 및 방사함으로써 냉열을 생산하고, 상기 유체로 냉열을 전달하는 것을 특징으로 할 수 있다.In another embodiment, in the heat generating mode, the rotating module rotates the heat generating blades so that the heat collecting layer faces upward so that the heat collecting layer absorbs sunlight to produce heat and transfers heat to the fluid, and in the cold heat generating mode, the rotating module rotates the heat generating wings to make the radiant cooling layer face upward to reflect sunlight and absorb and radiate heat to produce cold heat and transfer cold heat to the fluid.
다른 실시예에 있어서, 상기 열생산 날개는 복수개이며, 온도 조절 모드에서 일부의 열생산 날개는 집열층이 상부를 향하도록 회전시키고, 다른 일부의 열 생산 날개는 복사냉각층이 상부를 향하도록 회전시키는 것을 특징으로 할 수 있다.In another embodiment, there are a plurality of heat generating blades, and in the temperature control mode, some of the heat generating blades are rotated so that the heat collection layer faces upward, and other heat producing blades are rotated so that the radiant cooling layer faces upward.
본 발명의 일 실시예에 따른 냉온열 복합 생산 유닛은 냉열과 온열을 동시에 생산하기 위한 것으로서, 복사냉각층, 상기 복사냉각층 상에 위치하는 단열층, 및 상기 단열층 상에 위치하는 집열층을 포함한다. 복사냉각층은 입사되는 태양에너지의 대부분을 반사하고, 보유하고 있는 열을 방사하여 하부로 지나가는 유체의 온도를 유입되는 온도보다 낮게 냉각하여 냉열을 생산한다. 집열층은 가시광선은 흡열함으로써 상부로 지나가는 유체의 온도를 유입되는 온도보다 높게 가열하여 온열을 생산하며, 동시에 복사냉각층에서 방사되는 적외선은 투과시킴으로써 복사냉각층이 냉열을 생산할 수 있게 한다. 한편, 단열층은 집열층의 열이 복사냉각층으로 전도되는 것을 방지한다. 이에 따라 본 발명의 일 실시예에 따른 냉온열 복합 생산 유닛은 냉열과 온열을 동시에 생산할 수 있다. A cold/heat complex production unit according to an embodiment of the present invention is for simultaneously producing cold heat and warm heat, and includes a radiant cooling layer, a heat insulating layer positioned on the radiant cooling layer, and a heat collecting layer positioned on the heat insulating layer. The radiant cooling layer reflects most of the incident solar energy and radiates the retained heat to cool the temperature of the fluid passing below to lower than the inflow temperature to produce cold heat. The heat collection layer absorbs visible light to heat the temperature of the fluid passing upward to a higher temperature than the inlet temperature to produce heat, and at the same time transmits infrared rays emitted from the radiant cooling layer so that the radiant cooling layer can produce cold heat. Meanwhile, the heat insulating layer prevents heat from the heat collecting layer from being conducted to the radiant cooling layer. Accordingly, the hot/cold complex production unit according to an embodiment of the present invention may simultaneously produce cold heat and warm heat.
본 발명의 다른 실시예에 따른 냉온열 복합 생산 유닛은 냉열과 온열을 선택적으로 생산하거나, 생산되는 열의 온도를 제어하기 위한 것으로서, 일면에 집열층이 형성되고, 집열층의 배면에 복사냉각층이 형성된 열생산 날개를 포함하고, 열생산 날개를 회전키기 위한 회전 모듈을 구비한다. 즉, 온열이 필요한 경우 집열층이 태양측으로 향하게 되고, 냉열이 필요한 경우 회전 모듈이 열생산 날개를 복사냉각층이 태양측으로 향하도록 회전시킨다. A cold/heat complex production unit according to another embodiment of the present invention is for selectively producing cold heat and warm heat or for controlling the temperature of the produced heat, and includes heat generating blades having a heat collecting layer formed on one surface and a radiant cooling layer formed on the rear surface of the heat collecting layer, and is provided with a rotation module for rotating the heat generating blades. That is, when heat is needed, the heat collection layer is directed toward the sun, and when cold heat is needed, the rotation module rotates the heat producing blades so that the radiant cooling layer is directed toward the sun.
한편, 여기에서 명시적으로 언급되지 않은 효과라 하더라도, 본 발명의 기술적 특징에 의해 기대되는 이하의 명세서에서 기재된 효과 및 그 잠정적인 효과는 본 발명의 명세서에 기재된 것과 같이 취급됨을 첨언한다.On the other hand, even if the effects are not explicitly mentioned here, it is added that the effects described in the following specification expected by the technical features of the present invention and their provisional effects are treated as described in the specification of the present invention.
도 1은 본 발명의 제1실시형태에 따른 냉온열 복합 생산 유닛의 개략적 사시도이다.
도 2는 본 발명의 제1실시형태에 따른 냉온열 복합 생산 유닛의 개략적 단면도이다.
도 3은 본 발명의 제1실시형태에 따른 냉온열 복합 생산 유닛에 태양광이 입사될 경우를 시뮬레이션한 열유동 해석 결과이다.
도 4는 본 발명의 제2실시형태에 따른 냉온열 복합 생산 유닛의 개략적 투시 사시도이다.
도 5는 본 발명의 제2실시형태에 따른 냉온열 복합 생산 유닛의 온열 생산 모드의 개략적 사시도이다.
도 6는 본 발명의 제2실시형태에 따른 냉온열 복합 생산 유닛의 냉열 생산 모드의 개략적 사시도이다.
도 7은 본 발명의 제2실시형태에 따른 냉온열 복합 생산 유닛의 온도 조절 모드의 개략적 사시도이다.
첨부된 도면은 본 발명의 기술사상에 대한 이해를 위하여 참조로서 예시된 것임을 밝히며, 그것에 의해 본 발명의 권리범위가 제한되지는 아니한다.1 is a schematic perspective view of a cold/heat complex production unit according to a first embodiment of the present invention.
2 is a schematic cross-sectional view of a cold/heat complex production unit according to a first embodiment of the present invention.
3 is a thermal flow analysis result obtained by simulating a case in which sunlight is incident on the cold/heat complex production unit according to the first embodiment of the present invention.
4 is a schematic perspective perspective view of a cold/hot heat complex production unit according to a second embodiment of the present invention.
5 is a schematic perspective view of a heat production mode of a cold/heat combined production unit according to a second embodiment of the present invention.
6 is a schematic perspective view of a cold-heat production mode of a cold-heat complex production unit according to a second embodiment of the present invention.
7 is a schematic perspective view of a temperature control mode of a cold/heat complex production unit according to a second embodiment of the present invention.
It is revealed that the accompanying drawings are illustrated as references for understanding the technical idea of the present invention, and thereby the scope of the present invention is not limited.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 다양한 실시예가 안내하는 본 발명의 구성과 그 구성으로부터 비롯되는 효과에 대해 살펴본다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지기능에 대하여 이 분야의 기술자에게 자명한 사항으로서 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다.Hereinafter, with reference to the drawings, look at the configuration of the present invention guided by various embodiments of the present invention and the effects resulting from the configuration. In the description of the present invention, if it is determined that a related known function may unnecessarily obscure the subject matter of the present invention as an obvious matter to those skilled in the art, the detailed description thereof will be omitted.
도 1은 본 발명의 제1실시형태에 따른 냉온열 복합 생산 유닛의 개략적 사시도이며, 도 2는 본 발명의 제1실시형태에 따른 냉온열 복합 생산 유닛의 개략적 단면도이다.1 is a schematic perspective view of a heat and cold complex production unit according to a first embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a schematic cross-sectional view of a heat and cold complex production unit according to a first embodiment of the present invention.
이하, 도 1 및 도 2를 참조하여 본 발명의 제1실시형태에 따른 냉온열 복합 생산 유닛(100)에 대해서 설명하도록 한다.Hereinafter, with reference to FIGS. 1 and 2 , the heat/cold complex production unit 100 according to the first embodiment of the present invention will be described.
제1실시형태의 냉온열 복합 생산 유닛(100)을 이용하면 별도의 히트 펌프 등의 추가 구성 없이 냉열 및 온열을 동시에 생산가능하다. 아래에서 설명하는 제1실시형태의 냉온열 복합 생산 유닛(100)은 태양광이 존재하는 조건 하에서 냉열과 온열을 함께 생산하며, 태양광이 존재하지 않는 조건에서는 냉열을 생산할 수 있다. 이 특허문서에서 냉열을 생산한다는 것은 대기의 온도(또는 유입되는 유체)의 온도보다 낮은 온도를 가지는 유체를 생산하는 것이며, 온열을 생산한다는 것은 대기의 온도(또는 유입되는 유체)의 온도보다 높은 온도를 가지는 유체를 생산하는 것을 의미한다. By using the cold/heat combined production unit 100 of the first embodiment, cold heat and warm heat can be simultaneously produced without an additional configuration such as a separate heat pump. The heat/cold complex production unit 100 of the first embodiment described below may produce both cold heat and heat under a condition where sunlight exists, and produce cold heat under a condition where sunlight does not exist. In this patent document, to produce cold heat means to produce a fluid with a temperature lower than the temperature of the atmosphere (or the inflowing fluid), and to produce heat means to produce a fluid with a temperature higher than the temperature of the atmosphere (or the inflowing fluid).
제1실시형태의 냉온열 복합 생산 유닛(100)은 하우징(10, 40)과 하우징(10, 40)내에 위치하는 복사냉각층(20) 및 집열층(30)을 포함한다. The cold/heat complex production unit 100 of the first embodiment includes housings 10 and 40 , a radiant cooling layer 20 and a heat collecting layer 30 positioned within the housings 10 and 40 .
하우징(10, 40)은 가장 하부에 위치하는 제1하우징(10)과 가장 상부에 위치하는 제2하우징(40)을 포함하며, 제2하우징(40)은 가시광선과 자외선에 대한 투과능력을 가지는 물질을 이용하는 것이 바람직하다. 제2하우징(40)은 광투과층이라고도 정의할 수 있다. 제2하우징(40)으로는 LDPE 필름을 이용할 수 있다. The housings 10 and 40 include a first housing 10 located at the bottom and a second housing 40 located at the top, and the second housing 40 is capable of transmitting visible and ultraviolet rays. It is preferable to use a material. The second housing 40 may also be defined as a light transmission layer. An LDPE film may be used as the second housing 40 .
제1하우징(10)과 복사냉각층(20)은 제1유로(61)를 형성한다. 제1유로(61)로는 유체(fluid)가 유입된다. 유체(fluid)로는 물 또는 공기를 이용할 수 있으나, 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니다. The first housing 10 and the radiation cooling layer 20 form a first flow path 61 . A fluid flows into the first flow path 61 . Water or air may be used as the fluid, but the present invention is not limited thereto.
복사냉각층(2())은 대기의 창(sky window) 영역의 적외선을 흡수 및 방사하여 냉열을 생산한다. 냉열을 생산하기 위해서는 낮동안 태양광에서 들어오는 빛을 대부분 반사하고, 나아가 가지고 있는 복사열에너지를 방사하여야 한다. 이를 위해 복사냉각층(20)은 태양광을 반사하는 구성과 복사열을 흡수 및 방사하는 구성을 포함하고 있다. 플랑크 분포(Planck distribution)에 의하면 상온(약 300K)에서는 파장 6 ~ 20 ㎛에서 최대로 열을 방출할 수 있다. 한편, 지구의 경우에는 대기가 지구 복사 에너지를 흡수하지 않고 투과하는 영역대가 바로 대기의 창 영역이 파장 8 ~ 13 ㎛인 영역을 의미한다. 그러므로 복사냉각층은 태양광에 해당하는 파장0.3 ~ 2.5 ㎛은 반사하고, 우주 밖으로 빠져나갈 수 있는 복사열인 파장 8 ~ 13 ㎛ (중적외선)을 흡수 및 방사함으로써 외부 에너지(예를 들어, 전기 등)의 소모 없이 이론상 158W/m3 (@300K)의 냉각성능을 구현하는 것이다.The radiation cooling layer 2( ) absorbs and radiates infrared rays in a sky window region to produce cool heat. In order to produce cold heat, most of the light coming from the sunlight during the day must be reflected, and furthermore, the radiant heat energy it has must be radiated. To this end, the radiation cooling layer 20 includes a component that reflects sunlight and a component that absorbs and emits radiant heat. According to the Planck distribution, at room temperature (about 300K), heat can be emitted at the maximum in the wavelength range of 6 to 20 μm. On the other hand, in the case of the earth, the region where the atmosphere transmits the earth's radiant energy without absorbing it means a region where the window region of the atmosphere has a wavelength of 8 to 13 μm. Therefore, the radiative cooling layer reflects sunlight with a wavelength of 0.3 to 2.5 μm and absorbs and emits radiation with a wavelength of 8 to 13 μm (mid-infrared rays) that can escape out of space, thereby realizing a theoretical cooling performance of 158 W / m 3 (@ 300K) without consuming external energy (eg, electricity, etc.).
복사냉각층(20)은 태양광을 반사하기 위한 구성과 복사열을 흡수 및 방사하기 위한 구성을 포함하고 있다. 이를 위해 2가지 형태의 복사냉각층(20)이 제안된다. 첫번째는 반사층(제1복사냉각층)과 복사층(제2복사냉각층)의 2개의 층으로 구성하는 방법이며, 두번째는 매트릭스에 반사 파티클과 복사 파티클을 분산시켜 하나의 층으로 형성하는 것이다. 첫번째 방법인 2개의 층으로 구성하는 방법은 제1복사냉각층을 기판 상에 은 또는 알루미늄으로 형성하고, 그 상부(태양이 위치하는 방향을 상부로 정의함)에 제2복사냉각층을 Al2O3, TiO2 및 SiO2로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 어느 하나로 형성되는 복사 파티클이 매트릭스 상에 분산시켜 형성한다. 매트릭스로는 고분자를 이용할 수 있으며, 예를 들어, DPHA(DiPentaerythritol HexaAcrylate), PTFE(Polytetrafluoroethylene), PUA(Poly urethane acrylate), ETFE(Ethylene Tetra fluoro Ethylene), PVDF(Polyvinylidene fluoride), PDMA(Polydimethylsiloxane), Acrylic 계 고분자, Polyester 계 고분자, Polyurethane 계 고분자 중 적어도 하나를 바인더로하여 매트릭스를 형성할 수 있다. 제2복사냉각층은 복사 파티클과 바인더의 부피비가 0.5~3:1일 수 있다. 두번째 방법은 기판 위에 매트릭스에 은 또는 알루미늄으로 형성되는 반사 파티클과, Al2O3, TiO2 및 SiO2로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 어느 하나로 형성되는 복사 파티클을 분산시켜 형성하는 것이다. 매트릭스로는 첫번째 방법에 이용한 바인더와 같은 것을 이용할 수 있다. The radiation cooling layer 20 includes a component for reflecting sunlight and a component for absorbing and emitting radiant heat. For this purpose, two types of radiation cooling layers 20 are proposed. The first is a method of configuring two layers of a reflection layer (first radiation cooling layer) and a radiation layer (second radiation cooling layer), and the second method is to form a single layer by dispersing reflection particles and radiation particles in a matrix. In the first method, the two-layer method, a first radiation-cooling layer is formed of silver or aluminum on a substrate, and a second radiation-cooling layer is formed on top of the radiation-cooling layer (which defines the direction in which the sun is located as an upper part). Radiation particles formed of at least one selected from the group consisting of TiO 2 and SiO 2 are dispersed on a matrix to form a second radiation-cooling layer. A polymer may be used as the matrix, for example, DPHA (DiPentaerythritol HexaAcrylate), PTFE (Polytetrafluoroethylene), PUA (Poly urethane acrylate), ETFE (Ethylene Tetra Fluoro Ethylene), PVDF (Polyvinylidene fluoride), PDMA (Polydimethylsiloxane), Acrylic polymer, Polyester polymer, Polyurethane polymer The matrix may be formed using at least one of a binder. In the second radiative cooling layer, the volume ratio of the radiant particles to the binder may be 0.5 to 3:1. The second method is to form by dispersing reflective particles formed of silver or aluminum and radiation particles formed of at least one selected from the group consisting of Al 2 O 3 , TiO 2 and SiO 2 in a matrix on a substrate. As the matrix, the same binder used in the first method can be used.
복사냉각층(20)의 하부로는 제1유로(61)가 위치한다. 제1유로(61)로 흘러가는 유체는 복사냉각층(20)에서 생산된 냉열을 전달받는다(도 3 참조). 냉열을 전달받는다는 것은 유체가 가지고 있던 온열이 복사냉각층(20)으로 이동하여 복사열의 형태로 방사되는 것을 의미한다. A first flow path 61 is positioned below the radiation cooling layer 20 . The fluid flowing through the first flow path 61 receives the cold heat produced in the radiant cooling layer 20 (see FIG. 3). Receiving cold heat means that the heat possessed by the fluid moves to the radiant cooling layer 20 and is radiated in the form of radiant heat.
집열층(30)은 복사냉각층(20)의 상부에 위치한다. 다만, 집열층(30)에서 생산된 온열이 복사냉각층(20)으로 전달되는 것을 방지하기 위해 복사냉각층(20)과 집열층(30)의 사이에는 단열층(50)이 위치하는 것이 바람직하다. 이에 따라, 복사냉각층(20), 단열층(50), 집열층(30) 순서로 층을 구성한다. 단열층(50)으로는 단열재층, 진공층 또는 공기층을 이용할 수 있으며, 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니다. The heat collection layer 30 is located on top of the radiation cooling layer 20 . However, it is preferable that the heat insulating layer 50 be positioned between the radiation cooling layer 20 and the heat collection layer 30 to prevent the heat generated in the heat collection layer 30 from being transferred to the radiation cooling layer 20 . Accordingly, the layers are formed in the order of the radiation cooling layer 20, the heat insulating layer 50, and the heat collection layer 30. A heat insulating material layer, a vacuum layer, or an air layer may be used as the heat insulating layer 50, but the present invention is not limited thereto.
집열층(30)은 복사 태양광(특히, 가시광선)을 흡수하여 온열을 생산한다. 이때, 집열층(30)은 가시광선은 흡수하되, 적외선(특히, 파장 8 ~ 13 ㎛의 중적외선)은 투과하도록 구성된다. 즉, 집열층(30)은 가시광선을 흡수하여 온열을 생산하되, 하부에 위치하는 복사냉각층(20)에서 방사되는 적외서는 투과함으로써 복사냉각층(20)이 냉열을 생산하는 것을 방해하지 않게 된다. 집열층(30)은 기판(제1집열층)과 기판 상에 코팅되어 형성되는 코팅층(제2집열층)을 포함한다. 제1집열층은 적외선(특히, 파장 8 ~ 13 ㎛의 중적외선)에 대한 투과도가 높은 폴리에틸렌, KCl, NaCl 및 ZnSe로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나로 형성된다. 제2집열층은 제1집열층 상에 코팅되어 형성되며, 집열 성능을 향상시키기 위해 검정 페인트를 도포하거나, CuO, PbS, 카본 블랙 및 그라파이트로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 하나를 코팅하여 형성될 수 있다. The heat collection layer 30 absorbs radiant sunlight (particularly, visible light) to produce heat. At this time, the heat collecting layer 30 is configured to absorb visible light and transmit infrared rays (in particular, mid-infrared rays having a wavelength of 8 to 13 μm). That is, the heat collecting layer 30 absorbs visible light to produce warm heat, but transmits infrared rays emitted from the radiant cooling layer 20 positioned below, thereby preventing the radiant cooling layer 20 from producing cold heat. The heat collecting layer 30 includes a substrate (first heat collecting layer) and a coating layer formed by being coated on the substrate (second heat collecting layer). The first heat collection layer is formed of any one selected from the group consisting of polyethylene, KCl, NaCl, and ZnSe having high transmittance to infrared rays (particularly, mid-infrared rays having a wavelength of 8 to 13 μm). The second heat collecting layer is formed by being coated on the first heat collecting layer, and may be formed by applying black paint or coating at least one selected from the group consisting of CuO, PbS, carbon black, and graphite to improve heat collecting performance.
집열층(30)의 상부에는 제2유로(62)가 위치한다. 집열층(30)과 제2하우징(또는 광투과층)(40)의 의해 제2유로(62)가 형성될 수 있다. 제1유로(61)와 마찬가지로 제2유로(62)로는 유체(fluid)가 유입된다. 제2유로(62)로 흘러가는 유체는 집열층(30)에서 생산된 온열을 전달받는다(도3 참조). A second flow path 62 is positioned above the heat collecting layer 30 . The second passage 62 may be formed by the heat collection layer 30 and the second housing (or light transmission layer) 40 . Like the first flow path 61, a fluid flows into the second flow path 62. The fluid flowing into the second flow path 62 receives the heat generated in the heat collecting layer 30 (see FIG. 3).
도 4는 본 발명의 제2실시형태에 따른 냉온열 복합 생산 유닛의 개략적 투시 사시도이며, 도 5는 본 발명의 제2실시형태에 따른 냉온열 복합 생산 유닛의 온열 생산 모드의 개략적 사시도이고, 도 6는 본 발명의 제2실시형태에 따른 냉온열 복합 생산 유닛의 냉열 생산 모드의 개략적 사시도이고, 도 7은 본 발명의 제2실시형태에 따른 냉온열 복합 생산 유닛의 온도 조절 모드의 개략적 사시도이다.4 is a schematic perspective view of a heat and cold complex production unit according to a second embodiment of the present invention, FIG. 5 is a schematic perspective view of a heat production mode of the heat and cold complex production unit according to a second embodiment of the present invention, FIG. 6 is a schematic perspective view of a cold heat production mode of the heat and cold complex production unit according to a second embodiment of the present invention, and FIG. 7 is a temperature control of the heat and cold complex production unit according to the second embodiment of the present invention. This is a schematic perspective view of the mode.
이하, 도 4 내지 도 7을 참조하여, 본 발명의 제2실시형태에 따른 냉온열 복합 생산 유닛(200)에 대해서 설명하도록 한다. 다만, 제2실시형태에 따른 냉온열 복합 생산 유닛(200)에 대한 설명 중 제1실시형태에 따른 냉온열 복합 생산 유닛(100)과 동일한 구성에 대해서는 설명을 생략한다. Hereinafter, with reference to FIGS. 4 to 7 , a heat/cold complex production unit 200 according to a second embodiment of the present invention will be described. However, in the description of the heat/cold complex production unit 200 according to the second embodiment, the same configuration as the heat/cold complex production unit 100 according to the first embodiment will be omitted.
제2실시형태에 따른 냉온열 복합 생산 유닛(200)은 냉열 및 온열을 중 어느 하나를 선택적으로 생산하거나, 생산되는 열의 온도를 제어할 수 있다. The heat/cold complex production unit 200 according to the second embodiment may selectively produce either cold heat or hot heat or control the temperature of the produced heat.
이를 위해 제2실시형태에 따른 냉온열 복합 생산 유닛(200)은 내부로 유체가 흘러가는 하우징(10, 40), 하우징(10, 40) 내에 설치되며, 일면 및 배변을 가지는 열생산 날개(W) 및 열생산 날개(W)를 회전시키는 회전 모듈(70)을 포함한다. 열생산 날개(W)의 일면에는 태양광을 흡수하여 온열을 생산하는 집열층(30)이 형성되고, 그 배면에는 대기의 창(sky window) 영역의 적외선을 흡수 및 방사하여 냉열을 생산하는 복사냉각층(20)이 형성된다. 복사냉각층(20)과 집열층(30)으로는 제1실시형태와 동일한 구성을 이용할 수 있으며, 동일한 원리로 각각 냉열과 온열을 생산한다. 생산된 냉열 또는 온열은 유로(60)을 흐르는 유체로 전달된다. 참고로 복사냉각층(20)이 반사층과 복사층으로 구성될 경우 반사층이 외측에 배치되는 것이 바람직하다. 한편, 열생산 날개(W)의 양측에는 기밀유지 추가날개(w1, w2)가 형성되어, 유체의 기밀성을 높일 수 있다. 즉, 기밀유지 추가날개(w1, w2)에 의해 형성된 열생산 날개(W)의 하부의 유로로 유체가 흘러가게 된다. To this end, the heat and cold complex production unit 200 according to the second embodiment is installed in the housings 10 and 40 through which fluid flows into the housings 10 and 40, and has one side and a bowel movement. It includes a heat generating wing (W) and a rotation module 70 that rotates the heat generating wing (W). A heat collection layer 30 that absorbs sunlight to produce heat is formed on one side of the heat generating wing W, and a radiant cooling layer 20 that produces cool heat by absorbing and emitting infrared rays in the sky window region is formed on the rear side of the heat collecting layer 20. The same configuration as in the first embodiment can be used for the radiant cooling layer 20 and the heat collection layer 30, and cold heat and warm heat are produced respectively according to the same principle. The generated cold or warm heat is transferred to the fluid flowing through the flow path 60 . For reference, when the radiation cooling layer 20 is composed of a reflection layer and a radiation layer, it is preferable that the reflection layer is disposed outside. On the other hand, airtight additional wings (w1, w2) are formed on both sides of the heat generating wing (W), so that the airtightness of the fluid can be increased. That is, the fluid flows into the flow path at the bottom of the heat generating wing W formed by the airtight additional wings w1 and w2.
제2실시형태의 냉온열 복합 생산 유닛(200)이 제1실시형태의 냉온열 복합 생산 유닛(200)과 차별화되는 점은 회전 모듈(70)에 의해 열생산 날개(W)를 회전시킬 수 있다는 점이다. 이를 통해 제2실시형태의 냉온열 복합 생산 유닛(200)은 온열 생산 모드, 냉열 생산 모드 또는 온도 조절 모드로 구성될 수 있다. The difference between the heat and cold complex production unit 200 of the second embodiment from the heat and cold complex production unit 200 of the first embodiment is that the heat generating blades W can be rotated by the rotation module 70 . Through this, the heat/cold complex production unit 200 according to the second embodiment may be configured in a heat production mode, a cold heat production mode, or a temperature control mode.
도 5는 본 발명의 제2실시형태에 따른 냉온열 복합 생산 유닛의 온열 생산 모드의 개략적 사시도이다. 온열 생산 모드에서는 회전모듈(70)이 열생산 날개(W)를 집열층(30)이 상부(태양 방향)를 향하도록 회전시킨다. 이에 따라 집열층(30)이 입사하는 태양광으로부터 온열을 생산하고, 생산된 온열을 유체로 전달하게 된다.5 is a schematic perspective view of a heat production mode of a cold/heat combined production unit according to a second embodiment of the present invention. In the heat production mode, the rotation module 70 rotates the heat generating wings W so that the heat collecting layer 30 faces upward (toward the sun). Accordingly, the heat collecting layer 30 generates heat from incident sunlight and transfers the generated heat to the fluid.
도 6은 본 발명의 제2실시형태에 따른 냉온열 복합 생산 유닛의 냉열 생산 모드의 개략적 사시도이다. 냉열 생산 모드에서는 회전모듈(70)이 열생산 날개(W)를 복사냉각층(20)이 상부(태양 방향)를 향하도록 회전시킨다. 이에 따라 복사냉각층(20)이 입사하는 태양광을 반사하고, 복사열을 흡수 및 방사함으로써 냉열을 생산하고, 생산된 냉열을 유체로 전달하게 된다.6 is a schematic perspective view of a cold-heat production mode of a cold-heat combined production unit according to a second embodiment of the present invention. In the cold heat production mode, the rotation module 70 rotates the heat generating wings W so that the radiant cooling layer 20 faces upward (toward the sun). Accordingly, the radiant cooling layer 20 reflects incident sunlight, absorbs and radiates radiant heat to produce cool heat, and transfers the produced cold heat to the fluid.
도 7은 본 발명의 제2실시형태에 따른 냉온열 복합 생산 유닛의 온도 조절 모드의 개략적 사시도이다. 도 7에서 보는 바와 같이, 제2실시형태에 따른 냉온열 복합 생산 유닛(200)은 복수개의 열생산 날개(W)로 구성되며, 일부의 열생산 날개(W)는 집열층(30)이 상부를 향하도록 회전되며, 나머지 열생산 날개(W)는 복사냉각층(20)이 상부를 향하도록 회전된다. 온도 조절 모드에서는 상부를 향하는 복사냉각층(20)의 수와 상부를 향하는 집열층(30)의 수를 조절함으로써 냉열과 온열의 중간에 해당하는 온도의 열을 생산하여 유체로 전달할 수 있다. 7 is a schematic perspective view of a temperature control mode of a cold/heat complex production unit according to a second embodiment of the present invention. As shown in FIG. 7 , the cold/heat complex production unit 200 according to the second embodiment is composed of a plurality of heat generating blades W, and some of the heat generating blades W are rotated so that the heat collecting layer 30 faces upward, and the remaining heat producing blades W are rotated so that the radiant cooling layer 20 faces upward. In the temperature control mode, by controlling the number of radiant cooling layers 20 facing upwards and the number of heat collecting layers 30 facing upwards, heat having a temperature intermediate between cold heat and warm heat can be produced and transferred to the fluid.
본 발명의 보호범위가 이상에서 명시적으로 설명한 실시예의 기재와 표현에 제한되는 것은 아니다. 또한, 본 발명이 속하는 기술분야에서 자명한 변경이나 치환으로 말미암아 본 발명이 보호범위가 제한될 수도 없음을 다시 한번 첨언한다.The protection scope of the present invention is not limited to the description and expression of the embodiments explicitly described above. In addition, it is added once again that the scope of protection of the present invention cannot be limited due to obvious changes or substitutions in the technical field to which the present invention belongs.
Claims (10)
대기의 창(sky window) 영역의 적외선을 흡수 및 방사하여 냉열을 생산하는 복사냉각층;
상기 복사냉각층 하부에 형성되며, 유체가 흘러가면서 상기 복사냉각층에서 생산된 냉열을 전달받는 제1유로;
상기 복사냉각층의 상부에 형성되며, 태양광을 흡수하여 온열을 생산하는 집열층; 및
상기 집열층 상에 형성되며, 유체가 흘러가면서 상기 집열층에서 생산된 온열을 전달받는 제2유로;를 포함하고,
상기 제2유로는 상기 집열층 상부에 위치하는 광투과층과 하부에 위치하는 상기 집열층에 의해 형성되는 것을 특징으로 하는 냉온열 복합 생산 유닛. As a combined heat and cold production unit for producing cold and hot heat at the same time:
a radiation cooling layer that absorbs and radiates infrared rays in a sky window region to produce cool heat;
a first flow path formed below the radiant cooling layer and receiving the cold heat produced in the radiant cooling layer as the fluid flows;
a heat collecting layer formed on top of the radiant cooling layer and generating heat by absorbing sunlight; and
A second flow path formed on the heat collecting layer and receiving heat generated in the heat collecting layer while the fluid flows therethrough;
The cold/hot/heat complex production unit, characterized in that the second passage is formed by a light transmission layer located above the heat collection layer and the heat collection layer located below.
상기 복사냉각층과 상기 집열층 사이에 형성되며, 열의 전달을 차단하는 단열층을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 냉온열 복합 생산 유닛. According to claim 1,
The heat and cold complex production unit further comprising a heat insulation layer formed between the radiant cooling layer and the heat collection layer and blocking heat transfer.
상기 집열층은 가시광선은 흡수하되, 적외선은 투과함으로써 가시광선을 흡수하여 온열을 생산하되, 상기 복사냉각층에서 방사되는 적외선이 빠져나가도록 투과시키는 것을 특징으로 하는 냉온열 복합 생산 유닛. According to claim 1,
The heat collection layer absorbs visible light and transmits infrared light, thereby absorbing visible light to produce heat and transmitting infrared rays emitted from the radiation cooling layer to escape.
상기 집열층은,
폴리에틸렌, KCl, NaCl 및 ZnSe로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 어느 하나인 제1집열층; 및
상기 제1집열층의 상에 코팅되어 형성되며, CuO, PbS, 카본 블랙 및 그라파이트로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 어느 하나로 형성되는 제2집열층;을 포함하는 것을 특징으로 하는 냉온열 복합 생산 유닛. According to claim 3,
The heat collection layer,
A first heat collection layer that is at least one selected from the group consisting of polyethylene, KCl, NaCl, and ZnSe; and
and a second heat collection layer formed by coating on the first heat collection layer and formed of at least one selected from the group consisting of CuO, PbS, carbon black, and graphite.
상기 복사냉각층은,
은 또는 알루미늄으로 형성되는 제1복사냉각층; 및
상기 제1복사냉각층 상부에 형성되며, Al2O3, TiO2 및 SiO2로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 어느 하나로 형성되는 복사 파티클이 매트릭스 상에 분산되어 형성되는 제2복사층;을 포함하는 것을 특징으로 하는 냉온열 복합 생산 유닛. According to claim 1,
The radiation cooling layer,
a first radiation cooling layer formed of silver or aluminum; and
A second radiant layer formed on the first radiant cooling layer and formed by dispersing radiant particles formed of at least one selected from the group consisting of Al 2 O 3 , TiO 2 and SiO 2 on a matrix; Heat and cold complex production unit comprising a.
상기 복사냉각층은 은 또는 알루미늄으로 형성되는 반사 파티클과, Al2O3, TiO2 및 SiO2로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 어느 하나로 형성되는 복사 파티클이 매트릭스 상에 분산되어 형성되는 것을 특징으로 하는 냉온열 복합 생산 유닛. According to claim 1,
The radiant cooling layer is formed by dispersing reflective particles formed of silver or aluminum and radiant particles formed of at least one selected from the group consisting of Al 2 O 3 , TiO 2 and SiO 2 on a matrix. Heating and cooling complex production unit, characterized in that.
내부로 유체가 흘러가는 하우징;
상기 하우징 내에 설치되며, 일면 및 배변을 가지는 열생산 날개; 및
상기 열생산 날개를 회전시키는 회전 모듈;을 포함하고,
상기 열생산 날개의 일면에는 태양광을 흡수하여 온열을 생산하는 집열층이 형성되고, 배면에는 대기의 창(sky window) 영역의 적외선을 흡수 및 방사하여 냉열을 생산하는 복사냉각층이 형성되는 것을 특징으로 하는 냉온열 복합 생산 유닛.As a cold/heat combined production unit for selectively producing cold/warm heat or controlling the temperature of generated heat:
a housing through which fluid flows;
a heat generating wing installed in the housing and having one side and a bowel; and
A rotation module for rotating the heat generating blades; includes,
A heat collection layer for absorbing sunlight to produce heat is formed on one side of the heat generating wing, and a radiant cooling layer for producing cold heat by absorbing and radiating infrared rays in a sky window region is formed on the back side. Cold and heat complex production unit, characterized in that.
온열 생산 모드에서 상기 회전 모듈은 상기 열생산 날개를 회전시켜 상기 집열층이 상부를 향하도록 함으로써 상기 집열층이 태양광을 흡수하여 온열을 생산하여 상기 유체로 온열을 전달하고,
냉열 생산 모드에서 상기 회전 모듈은 상기 열생산 날개를 회전시켜 상기 복사냉각층이 상부를 향하도록 함으로써 상기 태양광을 반사하고 열을 흡수 및 방사함으로써 냉열을 생산하고, 상기 유체로 냉열을 전달하는 것을 특징으로 하는 냉온열 복합 생산 유닛. According to claim 8,
In the heat production mode, the rotation module rotates the heat generating blades so that the heat collecting layer faces upward, so that the heat collecting layer absorbs sunlight to generate heat and transfer the heat to the fluid;
In the cold heat production mode, the rotation module rotates the heat generating blades so that the radiant cooling layer faces upward to reflect the sunlight, absorb and radiate heat to produce cold heat, and transfer cold heat to the fluid. Cold and hot complex production unit, characterized in that.
상기 열생산 날개는 복수개이며, 온도 조절 모드에서 일부의 열생산 날개는 집열층이 상부를 향하도록 회전시키고, 다른 일부의 열 생산 날개는 복사냉각층이 상부를 향하도록 회전시키는 것을 특징으로 하는 냉온열 복합 생산 유닛. According to claim 8,
The heat generating blades are plural, and in the temperature control mode, some heat generating blades rotate so that the heat collecting layer faces upward, and other heat producing blades rotate so that the radiant cooling layer faces upward. Cold and hot complex production unit.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020210164987A KR102560227B1 (en) | 2021-11-26 | 2021-11-26 | Cold/Hot Combined Production Unit |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020210164987A KR102560227B1 (en) | 2021-11-26 | 2021-11-26 | Cold/Hot Combined Production Unit |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
KR20230077834A KR20230077834A (en) | 2023-06-02 |
KR102560227B1 true KR102560227B1 (en) | 2023-07-27 |
Family
ID=86755830
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
KR1020210164987A KR102560227B1 (en) | 2021-11-26 | 2021-11-26 | Cold/Hot Combined Production Unit |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
KR (1) | KR102560227B1 (en) |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2021521768A (en) * | 2018-04-16 | 2021-08-26 | ロミー エム. ファイン, | Manufacturing methods, structures, and uses for passive radiative cooling |
Family Cites Families (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR950702474A (en) * | 1992-07-28 | 1995-07-29 | 샤로우디 데이 | Light admitting thermal insulating structure |
KR102427068B1 (en) * | 2020-02-27 | 2022-07-29 | 주식회사 포엘 | Passive radiant cooling panel with different top and bottom thermal radiation characteristics |
KR102254241B1 (en) | 2020-09-08 | 2021-05-20 | (주)케이앤에스에너지 | Hybrid cooling and heating system using solar and geothermal heat with a variable cooling/heating storage tank package |
-
2021
- 2021-11-26 KR KR1020210164987A patent/KR102560227B1/en active IP Right Grant
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2021521768A (en) * | 2018-04-16 | 2021-08-26 | ロミー エム. ファイン, | Manufacturing methods, structures, and uses for passive radiative cooling |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
KR20230077834A (en) | 2023-06-02 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Li et al. | Fundamentals, materials, and applications for daytime radiative cooling | |
US11215407B2 (en) | Radiative cooling with solar spectrum reflection | |
Bhatia et al. | Passive directional sub-ambient daytime radiative cooling | |
Li et al. | A materials perspective on radiative cooling structures for buildings | |
US20230090135A1 (en) | Structures for radiative cooling | |
Ao et al. | Preliminary experimental study of a specular and a diffuse surface for daytime radiative cooling | |
EP3252415B1 (en) | Passive radiative dry cooling system using metamaterials | |
Zhang et al. | A flexible film to block solar radiation for daytime radiative cooling | |
Gao et al. | Emerging materials and strategies for passive daytime radiative cooling | |
Lin et al. | A flexible and scalable solution for daytime passive radiative cooling using polymer sheets | |
KR20200115351A (en) | Temperature sensitive smart radiative cooling device | |
KR102560227B1 (en) | Cold/Hot Combined Production Unit | |
JP6733010B1 (en) | Cooling system | |
JP2008180399A (en) | Sky radiator | |
US20200025468A1 (en) | Passive radiative cooling during the day | |
Meng et al. | Polyethylene terephthalate-based colored emitters for efficient daytime radiative cooling | |
JP2022527376A (en) | Electromagnetic radiation collection and guidance system | |
US12031751B2 (en) | Energy efficient and adaptive space cooling and heating system | |
US20220196351A1 (en) | Radiative cooling device based on incidence and emission angle control | |
KR102514845B1 (en) | Spectral and angular emission control based temperature sensitive radiative cooling device | |
US20220235971A1 (en) | A heat transfer apparatus | |
Jeon et al. | Ideal spectral emissivity design for extreme radiative cooling | |
Zohra et al. | A Review of Super-Cool Passive Heat Radiating Materials | |
US20210254869A1 (en) | Beam-controlled spectral-selective architecture for a radiative cooler | |
Zhang et al. | Machine-learning designed smart coating: temperature-dependent self-adaptation between a solar absorber and a radiative cooler |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
GRNT | Written decision to grant |