KR20180061727A - Thermoelectric HVAC apparatus for motor vehicles improving thermal capacity - Google Patents
Thermoelectric HVAC apparatus for motor vehicles improving thermal capacity Download PDFInfo
- Publication number
- KR20180061727A KR20180061727A KR1020160161220A KR20160161220A KR20180061727A KR 20180061727 A KR20180061727 A KR 20180061727A KR 1020160161220 A KR1020160161220 A KR 1020160161220A KR 20160161220 A KR20160161220 A KR 20160161220A KR 20180061727 A KR20180061727 A KR 20180061727A
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- heating
- cooling
- pin
- thermoelectric
- buffer
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60H—ARRANGEMENTS OF HEATING, COOLING, VENTILATING OR OTHER AIR-TREATING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR PASSENGER OR GOODS SPACES OF VEHICLES
- B60H1/00—Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices
- B60H1/00478—Air-conditioning devices using the Peltier effect
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60H—ARRANGEMENTS OF HEATING, COOLING, VENTILATING OR OTHER AIR-TREATING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR PASSENGER OR GOODS SPACES OF VEHICLES
- B60H1/00—Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices
- B60H1/00507—Details, e.g. mounting arrangements, desaeration devices
- B60H1/00514—Details of air conditioning housings
- B60H1/00521—Mounting or fastening of components in housings, e.g. heat exchangers, fans, electronic regulators
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60H—ARRANGEMENTS OF HEATING, COOLING, VENTILATING OR OTHER AIR-TREATING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR PASSENGER OR GOODS SPACES OF VEHICLES
- B60H1/00—Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices
- B60H1/00642—Control systems or circuits; Control members or indication devices for heating, cooling or ventilating devices
- B60H1/00735—Control systems or circuits characterised by their input, i.e. by the detection, measurement or calculation of particular conditions, e.g. signal treatment, dynamic models
- B60H1/00807—Control systems or circuits characterised by their input, i.e. by the detection, measurement or calculation of particular conditions, e.g. signal treatment, dynamic models the input being a specific way of measuring or calculating an air or coolant temperature
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60H—ARRANGEMENTS OF HEATING, COOLING, VENTILATING OR OTHER AIR-TREATING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR PASSENGER OR GOODS SPACES OF VEHICLES
- B60H1/00—Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices
- B60H1/00642—Control systems or circuits; Control members or indication devices for heating, cooling or ventilating devices
- B60H1/00814—Control systems or circuits characterised by their output, for controlling particular components of the heating, cooling or ventilating installation
- B60H1/00821—Control systems or circuits characterised by their output, for controlling particular components of the heating, cooling or ventilating installation the components being ventilating, air admitting or air distributing devices
- B60H1/00835—Damper doors, e.g. position control
- B60H1/00842—Damper doors, e.g. position control the system comprising a plurality of damper doors; Air distribution between several outlets
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
- F25B21/00—Machines, plants or systems, using electric or magnetic effects
- F25B21/02—Machines, plants or systems, using electric or magnetic effects using Peltier effect; using Nernst-Ettinghausen effect
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- 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
- F25B2321/00—Details of machines, plants or systems, using electric or magnetic effects
- F25B2321/02—Details of machines, plants or systems, using electric or magnetic effects using Peltier effects; using Nernst-Ettinghausen effects
- F25B2321/021—Control thereof
- F25B2321/0212—Control thereof of electric power, current or voltage
-
- 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
- F25B2321/00—Details of machines, plants or systems, using electric or magnetic effects
- F25B2321/02—Details of machines, plants or systems, using electric or magnetic effects using Peltier effects; using Nernst-Ettinghausen effects
- F25B2321/023—Mounting details thereof
-
- 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
- F25B2321/00—Details of machines, plants or systems, using electric or magnetic effects
- F25B2321/02—Details of machines, plants or systems, using electric or magnetic effects using Peltier effects; using Nernst-Ettinghausen effects
- F25B2321/025—Removal of heat
- F25B2321/0251—Removal of heat by a gas
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Air-Conditioning For Vehicles (AREA)
Abstract
Description
본 발명은 차량용 열전소자 공조장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 열전소자의 효율 및 열용량이 개선된 차량용 열전소자 공조장치에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE
열전소자(thermoelectric element)는 열과 전기의 상호작용으로 나타나는 각종 효과를 이용한 소자를 통틀어 말하는데, 전류에 의해 열의 흡수 또는 발생이 생기는 현상인 펠티에 효과(Peltier Effect)를 이용한 소자인 펠티에 소자가 대표적으로 이에 속한다. 열전소자는 복수의 n형 반도체와 p형 반도체를 직렬로 연결하여 양단에 전류를 인가하면 정공(hole)이 열전소자의 일면에서 타면으로 이동하면서, 일면에는 흡열이 발생하고 타면에는 발열이 발생한다. 열전소자의 효율을 높이려면 흡열이 일어나는 면(이를 '흡열 면'이라 한다)과 발열이 일어나는 면(이를 '발열 면'이라 한다)에서 모두 대류(convection)에 의해 주변으로 열전달이 잘 일어나야 한다.A thermoelectric element is a device that utilizes various effects caused by the interaction of heat and electricity. Typically, a Peltier element using a Peltier effect, which is a phenomenon in which heat is absorbed or generated by current, Belongs. When a plurality of n-type semiconductors and p-type semiconductors are connected in series and a current is applied to both ends of the thermoelectric elements, the holes move from one surface to the other surface of the thermoelectric element, and heat is generated on one surface and heat is generated on the other surface . In order to increase the efficiency of a thermoelectric device, heat transfer should be performed to the periphery by the convection in both the surface where the endotherm occurs (this is called the 'heat absorbing surface') and the surface where the heat is generated (this is called the 'heating surface').
한편, 최근 들어 열전소자를 차량용 공조장치에 도입하려는 시도가 있다. 하지만, 자동차 공조기의 특성 상 짧은 시간 동안 외부공기를 급격히 냉각하거나 가열해야 하는데, 종래 열전소자로는 열용량 성능이 이에 미치지 못하여 자동차에 적용하기 어려운 한계가 있다. 만일 이러한 열용량이 낮은 열전소자를 자동차 공조장치에 적용하는 경우 수많은 열전소자를 사용해야 하는데 이는 제조단가의 상승으로 이어져 실제 양산에는 적용하기 어렵다.On the other hand, in recent years, attempts have been made to introduce thermoelectric elements into automotive air conditioners. However, the external air must be rapidly cooled or heated for a short time due to the characteristics of the automobile air conditioner. However, the conventional thermoelectric device has a limit in the heat capacity performance so that it is difficult to apply to automobiles. If a thermoelectric element having such a low heat capacity is applied to an automotive air conditioner, it is necessary to use a large number of thermoelectric elements, which leads to an increase in the manufacturing cost and is not applicable to actual mass production.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 열전소자의 효율 및 열용량이 개선된 차량용 열전소자 공조장치를 제공하고자 하는 것이다.SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a thermoelectric module air conditioner for a vehicle having improved efficiency and heat capacity of a thermoelectric device.
본 발명이 해결하고자 하는 과제들은 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The problems to be solved by the present invention are not limited to the above-mentioned problems, and other matters not mentioned can be clearly understood by those skilled in the art from the following description.
상기 과제를 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 열전소자 공조장치는, 외부공기가 유입되는 외기유입구와, 상기 외부공기를 자동차 실내로 통풍하는 복수의 통풍구를 구비한 하우징; 및 상기 하우징 내부에 배치되어 상기 외부공기의 온도를 조절하는 열전소자 온도조절장치로서, 일면에 흡열을 일으키고 타면에 발열을 일으키는 열전소자와, 상기 열전소자의 일면에 배치된 쿨링 핀과, 상기 열전소자의 타면에 배치된 히팅 핀을 포함하는 열전소자 온도조절장치를 포함한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a thermoelement type air conditioner for a vehicle, comprising: a housing having an outside air inlet through which outside air flows and a plurality of vent holes through which the outside air flows into a car interior; And a thermoelectric element disposed inside the housing to regulate a temperature of the outside air, the thermoelectric element having a thermoelectric element that generates heat on one side and generates heat on the other side, a cooling pin disposed on one side of the thermoelectric element, And a thermoelectric-element temperature regulating device including a heating pin arranged on the other surface of the element.
상기 쿨링 핀의 열용량을 보완하기 위해 상기 쿨링 핑의 끝단과의 결합 및 분리를 반복하는 쿨링 버퍼와, 상기 히팅 핀의 열용량을 보완하기 위해 상기 히팅 핀의 끝단과의 결합 및 분리를 반복하는 히팅 버퍼를 더 포함할 수 있다.A heating buffer for repeatedly engaging and disengaging the cooling pin with the end of the cooling pin to compensate for the heat capacity of the cooling pin; As shown in FIG.
상기 쿨링 버퍼는 상기 쿨링 핀과의 결합 면적을 높이도록 요철 형상을 가지고, 상기 히팅 버퍼는 상기 히팅 핀과의 결합 면적을 높이도록 요철 형상을 가질 수 있다.The cooling buffer may have a concavo-convex shape to increase a coupling area with the cooling fin, and the heating buffer may have a concavo-convex shape to increase a coupling area with the heating pin.
상기 쿨링 버퍼와 상기 히팅 버퍼는 각각 내부에 액체를 수납할 수 있다.The cooling buffer and the heating buffer may each contain a liquid therein.
상기 쿨링 버퍼는 상기 하우징에 형성된 제1 수납부에 수납되어 있다가 상기 쿨링 핀의 온도가 기설정된 값보다 높을 경우 상기 쿨링 핀으로 이동하여 상기 쿨링 핀과 결합하고, 상기 히팅 버퍼는 상기 하우징에 형성된 제2 수납부에 수납되어 있다가 상기 히팅 핀의 온도가 기설정된 값보다 낮을 경우 상기 히팅 핀으로 이동하여 상기 히팅 핀과 결합할 수 있다.Wherein the cooling buffer is housed in a first housing part formed in the housing and moves to the cooling pin when the temperature of the cooling fin is higher than a predetermined value to be coupled to the cooling fin, When the temperature of the heating pin is lower than a preset value, the heating pin moves to the heating pin and can be engaged with the heating pin.
상기 열전소자 온도조절장치와 상기 통풍구 사이에 배치되어, 상기 쿨링 핀을 통과한 상기 외부공기의 양과 상기 히팅 핀을 통과한 상기 외부공기의 양을 조절하는 회전도어를 더 포함할 수 있다.And a rotating door disposed between the thermoelectric-element temperature regulating device and the ventilation hole to adjust an amount of the outside air passing through the cooling fin and an amount of the outside air passing through the heating pin.
상기 열전소자 온도조절장치에 인가되는 전원의 온오프를 제어하는 전원제어모듈을 더 포함할 수 있다.And a power control module for controlling on / off of the power applied to the thermoelectric-element temperature regulating device.
상기 전원제어모듈은 상기 열전소자에 인가되는 전원의 온오프 시간을 조절하여 상기 자동차 실내의 온도를 조절할 수 있다.The power supply control module may adjust the on-off time of the power source applied to the thermoelectric device to control the temperature of the vehicle interior.
기타 실시예들의 구체적인 사항들은 구체적인 내용 및 도면들에 포함되어 있다.The details of other embodiments are included in the detailed description and drawings.
상술한 바와 같이 본 발명에 따른 차량용 열전소자 공조장치에 의하면, 열전소자 온도조절장치 하나만으로도 자동차 실내를 히팅하거나 쿨링할 수 있기 때문에 구조가 매우 간단하다. 종래 자동차 공조장치는 쿨링을 위하여 엔진 룸 내에 컴프레서, 리시버 드라이어, 콘덴서와 이들을 연결하는 각종 파이프 및 실내 측에는 HVAC 모듈 내에 에버포레이터를 구비하고 히팅을 위하여 히트 코어, 냉각수 호스를 별도로 구비하는 복잡하고 큰 볼륨을 차지하는 구조를 채택하였으나, 본 발명의 공조장치는 이러한 부품들이 필요하지 않으며, 실내 측 공조장치 내에 구비된 열전소자 온도조절장치와 이에 연결된 회전도어만으로 간단히 쿨링과 히팅을 수행할 수 있다.As described above, the structure of the thermoelectric-module air conditioning apparatus for a vehicle according to the present invention is very simple because the thermoelectric-element temperature regulating device can heat or cool the interior of the automobile. Conventional automotive air conditioners are equipped with a compressor, a receiver dryer, a condenser, various pipes connecting them, and an evaporator in an HVAC module in an engine room for cooling, and a complicated and large However, the air conditioner of the present invention does not require such components, and cooling and heating can be performed simply by a thermoelectric-element temperature control device provided in the indoor-side air conditioner and a rotary door connected thereto.
또한, 열전소자의 흡열 면에 쿨링 핀을 형성함으로써 흡열 면으로부터 외부공기로 대류 열전달이 효과적으로 일어날 수 있다. 또한, 열전소자의 발열 면에 히팅 핀을 형성함으로써 발열 면으로부터 외부공기로 대류 열전달이 효과적으로 일어날 수 있다.Further, by forming the cooling fin on the heat absorbing surface of the thermoelectric element, convective heat transfer from the heat absorbing surface to the outside air can be effectively performed. Further, by forming the heating fin on the heating surface of the thermoelectric element, convective heat transfer from the heating surface to the outside air can be effectively performed.
나아가, 본 발명의 공조장치는 쿨링 핀과 히팅 핀 각각에 대하여 수시로 결합/분리하는 쿨링 버퍼 및 히팅 버퍼을 구비함으로써, 쿨링 핀과 히팅 핀의 열용량을 개선할 수 있다. 즉, 쿨링 핀이 외부공기와 접촉하여 열전달이 발생하면 쿨링 핀의 온도가 올라가게 된다. 반대로, 히팅 핀이 외부공기와 접촉하면 열전달이 발생하여 히팅 핀의 온도가 내려가게 된다. 이와 같이 쿨링 핀과 히팅 핀의 온도가 변하면 이들의 열전소자의 효율이 떨어질 수 있는데, 이 때 쿨링 버퍼와 히팅 버퍼가 각각 쿨링 핀과 히팅 핀에 결합함으로써 쿨링 핀과 히팅 핀의 열용량을 보존할 수 있다.Furthermore, the air conditioning system of the present invention can improve the heat capacity of the cooling fin and the heating pin by providing the cooling buffer and the heating buffer, which are frequently combined / separated with respect to the cooling fin and the heating pin, respectively. That is, when the cooling pin comes into contact with the outside air and heat transfer occurs, the temperature of the cooling pin increases. Conversely, when the heating pin comes into contact with the outside air, heat transfer occurs and the temperature of the heating pin is lowered. If the temperature of the cooling pin and the heating pin is changed, the efficiency of the thermoelectric device may be deteriorated. In this case, the cooling buffer and the heating buffer are respectively coupled to the cooling pin and the heating pin, have.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 열전소자 공조장치에 사용되는 열전소자 온도조절장치를 개략적으로 나타낸 분해 사시도이다.
도 2는 도 1의 열전소자 온도조절장치의 구성들을 결합한 사시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 열전소자 공조장치의 구조를 개략적으로 나타내 단면도이다.1 is an exploded perspective view schematically showing a thermoelectric-element temperature control device used in a thermoelectric-module air conditioning apparatus for a vehicle according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a perspective view showing a configuration of the thermoelectric-element temperature control device of FIG. 1; FIG.
3 is a schematic cross-sectional view illustrating a structure of a thermoelectric module air conditioning apparatus for a vehicle according to an embodiment of the present invention.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The advantages and features of the present invention, and the manner of achieving them, will be apparent from and elucidated with reference to the embodiments described hereinafter in conjunction with the accompanying drawings. The present invention may, however, be embodied in many different forms and should not be construed as being limited to the embodiments set forth herein. Rather, these embodiments are provided so that this disclosure will be thorough and complete, and will fully convey the scope of the invention to those skilled in the art. Is provided to fully convey the scope of the invention to those skilled in the art, and the invention is only defined by the scope of the claims. Like reference numerals refer to like elements throughout the specification.
본 명세서에 있어서 "외부공기"라 함은 공조장치의 인바운드 챔버로 유입되는 공기로서 공조장치의 외부에 있는 공기를 의미한다. 구체적으로, 자동차 밖의 공기를 의미할 수도 있고, 공조장치에서 외기를 차단한 경우에는 자동차 실내공기를 의미할 수도 있다.In the present specification, the term "outside air" means air entering the inbound chamber of the air conditioner as air outside the air conditioner. Specifically, it may mean air outside the automobile, or may mean air inside the automobile when the air conditioner is shutting off the outside air.
또한, 본 명세서에 있어서 "실내공기"라 함은 자동차에서 사람이 탑승하는 실내에 있는 공기를 의미한다.In the present specification, the term "indoor air" refers to the air in a room where a person is boarded on an automobile.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 열전소자 공조장치에 사용되는 열전소자 온도조절장치를 개략적으로 나타낸 분해 사시도이고, 도 2는 도 1의 열전소자 온도조절장치의 구성들을 결합한 사시도이다.FIG. 1 is an exploded perspective view schematically showing a thermoelectric-element temperature control apparatus used in a thermoelectric-component air conditioning apparatus for a vehicle according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a perspective view combining the configurations of the thermoelectric-element temperature regulating apparatus of FIG.
도 1 및 도 2를 참조하면, 열전소자 온도조절장치(30)는, 전원 인가 시 한면에는 발열이 다른 한면에는 흡열이 일어나는 열전소자(10)와, 열전소자(10)의 일면에 배치된 쿨링 핀(20)과, 열전소자(10)의 타면에 배치된 히팅 핀(22)을 포함한다.1 and 2, the thermoelectric-
열전소자(10)는 전류에 의해 흡열 또는 발열을 일으키는 현상인 펠티에 효과를 이용한 소자로서, 복수의 n형 반도체와 p형 반도체가 직렬로 연결된 구성을 가진다. 이러한 반도체 어레이의 양단에 전원을 인가하면 정공이 열전소자의 일면에서 타면으로 이동하면서 열전소자의 일면에는 흡열이 일어나고 타면에는 발열이 일어난다.The
전원제어모듈(40)은 열전소자(10)에 연결되어 열전소자(10)에 인가되는 전원을 온오프 시킨다. 구체적으로, 전원제어모듈(40)은 열전소자(10)에 인가되는 전원의 온오프 시간을 조절함으로써 자동차 실내의 온도를 조절할 수 있다.The power
쿨링 핀(20)와 히팅 핀(22)은 열전소자(10)의 양면에 각각 형성되어 열전소자(10)로부터 열전달이 효율적으로 일어나도록 돕니다. 이들은 금속재질로 형성되어 있으며 외부 공기와의 접촉 면적을 넓히도록 다수의 얇은 플레이트가 이격되어 배치된 구조를 가진다. 쿨링 핀(20)과 히팅 핀(22)은 열전소자(10)의 양면에 각각 접촉되어 있는 것이 바람직하다. 쿨링 핀(20)과 히팅 핀(22)은 열전소자(10)를 기준으로 대칭으로 형성될 수 있다.The
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 열전소자 공조장치의 구조를 개략적으로 나타내 단면도이다. 차량용 열전소자 공조장치(100)는, 하우징(110), 그 내부에 배치된 열전소자 온도조절장치(30), 쿨링 버퍼(140) 및 히팅 버퍼(141)를 포함한다.3 is a schematic cross-sectional view illustrating a structure of a thermoelectric module air conditioning apparatus for a vehicle according to an embodiment of the present invention. The vehicular thermoelectric device
하우징(110)은 외부공기가 유입되는 외기유입구(111)와 복수의 통풍구(112, 113, 114, 115)를 구비하는데, 외부공기가 하우징(110) 내로 유입되면 열전소자 온도조절장치(30)를 거쳐 온도변화가 생긴 후 통풍구(112, 113, 114, 115)를 통하여 자동차 실내로 들어간다. 외기유입구(111)에는 외기팬이 설치되어 외부공기의 유입을 돕는다. 통풍구(112, 113, 114, 115)마다 밸브(131, 132, 133, 134)가 설치되어 자동차 실내의 적절한 위치로 공기를 송풍한다. 이러한 통풍구(112, 113, 114, 115)는 각각 자동차 전면유리, 전방, 후방, 바닥 등에 할당되며, 각 밸브(131, 132, 133, 134)의 온오프에 따라 자동차 실내의 원하는 곳으로 공기를 송풍할 수 있다.The
열전소자 온도조절장치(30)는, 흡열과 발열을 일으키는 열전소자(10)와, 열전소자(10)의 상면에 배치된 쿨링 핀(20)과, 열전소자(10)의 하면에 배치된 히팅 핀(22)을 포함한다. 본 실시예에서는 열전소자(10)의 상면이 열을 흡수하고 열전소자(10)의 하면이 열을 방출하는 경우를 예로 들어 설명한다. 열전소자(10)를 기준으로 쿨링 핀(20)에 의해 외부공기를 냉각하는 공간을 쿨링 영역(101)이라 하고, 히팅 핀(22)에 의해 외부공기를 가열하는 공간을 히팅 영역(102)이라 한다. 본 실시예에서는 쿨링 영역(101)이 열전소자(10) 상부에, 히팅 영역(102)이 열전소자(10) 하부에 배치된 경우를 예로 들어 설명하고 있으나, 이들 영역의 상하관계는 상대적 개념이며 서로 바뀔 수 있다. 쿨링 핀(20)은 열전소자(10) 상면과 쿨링 영역(101) 내 외부공기 사이의 열전달을 돕는 역할을 하고, 히팅 핀(22)은 열전소자(10) 하면과 히팅 영역(102) 내 외부공기 사이의 열전달을 돕는 역할을 한다.The thermoelectric-element temperature regulating
쿨링 버퍼(140)는 하우징(110)에 형성된 제1 수납부(150) 내에 수납되며, 직선왕복운동을 통해 쿨링 핀(20)의 끝단과 결합 및 분리를 반복할 수 있다. 쿨링 버퍼(140)는 쿨링 핀(20)의 열용량을 보완하기 위하여 내부에 액체를 수납할 수 있다. 쿨링 버퍼(140)는 쿨링 핀(20)과의 결합 면적을 높이도록 요철 형상을 가질 수 있다. The cooling
히팅 버퍼(141)는 하우징(110)에 형성된 제2 수납부(151) 내에 수납되며, 직선왕복운동을 통해 히팅 핀(22)의 끝단과 결합 및 분리를 반복할 수 있다. 히팅 버퍼(141)는 히팅 핀(22)의 열용량을 보완하기 위하여 내부에 액체를 수납할 수 있다. 히팅 버퍼(141)는 히팅 핀(22)과의 결합 면적을 높이도록 요철 형상을 가질 수 있다.The
열전소자 온도조절장치(30)와 통풍구(112, 113, 114, 115) 사이에 배치된 회전도어(160)는 쿨링 핀(20)을 통과한 외부공기의 양과 히팅 핀(22)을 통과한 외부공기의 양을 조절하여 전체적으로 자동차 내부로 토출되는 공기의 온도를 조절한다. 열전소자 온도조절장치(30)가 지지부에 개재되어 하우징(110) 내에 배치될 때, 회전도어(160)는 지지부의 일단에 형성되는 것이 바람직하다. The
이하, 도 3을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 열전자 공조장치의 동작에 대하여 설명한다.Hereinafter, the operation of the thermostat air conditioner for a vehicle according to one embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
외부공기가 외기유입구(111)를 통하여 하우징(110) 내로 유입되면 그 중 일부는 쿨링 영역(101)으로 나머지는 히팅 영역(102)으로 들어간다. 전원제어모듈(40)의 제어에 따라 열전소자(10)의 상면에는 흡열이 일어나고 하면에는 발열이 일어난다. 따라서, 열전소자(10)의 상면에 접촉된 쿨링 핀(20)은 자연스럽게 냉각되게 되고, 쿨링 영역(101)으로 유입된 외부공기는 쿨링 핀(20)을 통과하면서 온도가 떨어져 차가운 바람이 된다. 한편, 히팅 핀(22)은 열전소자(10)의 하면에 접촉되어 자연스럽게 가열되게 되고, 히팅 영역(102)으로 유입된 외부공기는 히팅 핀(22)을 통과하면서 온도가 올라가 뜨거운 바람이 된다. 열전소자 온도조절장치(30)에 후단에 결합된 회전도어(160)의 회전개폐운동에 의해 차가운 바람과 뜨거운 바람의 양을 조절함으로써, 자동차 실내로 유입되는 공기의 온도를 조절하게 된다.When outside air flows into the
한편, 쿨링 핀(20)과 히팅 핀(22)이 장시간 외부공기와 접촉하면 열전달에 의해 각각의 표면 온도에 변화가 생긴다. 예컨대, 쿨링 핀(20)의 온도가 기설정된 값보다 올라가고, 히팅 핀(22)의 온도가 기설정된 값보다 내려갈 수 있다. 본 발명에서는 균일한 온도제어를 위하여, 쿨링 버퍼(140)와 히팅 버퍼(141)를 구비한다. 즉, 쿨링 버퍼(140)는 제1 수납부(150)에 수납되어 있다가, 쿨링 핀(20)의 온도가 기설정된 값보다 높아질 경우 쿨링 핀(20)으로 이동하여 쿨링 핀(20)과 결합함으로써 쿨링 핀(20)의 온도를 원하는 값으로 낮출 수 있다. 이러한 쿨링 버퍼(140)는 별도의 전원을 이용하거나 쿨링 핀(20)과의 접촉을 통하여 일정한 온도로 유지될 수 있다. On the other hand, when the cooling pins 20 and the heating pins 22 are in contact with the outside air for a long time, the surface temperatures of the cooling pins 20 and the heating pins 22 are changed by heat transfer. For example, the temperature of the
마찬가지로, 히팅 버퍼(141)도 동일하게 동작한다. 즉, 히팅 버퍼(141)는 제2 수납부(151)에 수납되어 있다가, 히팅 핀(22)의 온도가 기설정된 값보다 낮아질 경우 히팅 핀(22)으로 이동하여 히팅 핀(22)과 결합함으로써 히팅 핀(22)의 온도를 원하는 값으로 높일 수 있다. 이러한 히팅 버퍼(141)는 별도의 전원을 이용하거나 히팅 핀(22)과의 접촉을 일정한 온도로 유지될 수 있다.Likewise, the
이러한 쿨링 버퍼(140)와 히팅 버퍼(141)는 열전소자의 열용량을 보완하기 위하여 운전자가 자동차의 에어컨이나 히터를 켜지 않은 상태에서도 미리 열전소자에 전원을 인가하고 버퍼와 핀을 결합하여 열용량을 사전에 확보할 수 있다. 예컨대, 이들 버퍼가 기설정 온도에 도달하면 핀과 분리되어 수납부에서 대기하다가, 버퍼의 온도가 기설정온도로부터 소정 값 이상 멀어지는 경우 다시 버퍼와 핀이 결합하는 동작을 반복함으로써, 버퍼의 온도를 일정하게 유지하여 열전소자의 열용량을 보완하기 위한 사전준비를 수행할 수 있다. 이러한 사전준비가 완료된 상태에서, 운전자가 에어컨이나 히터를 켜면 열전소자의 열용량이 부족할 때를 센싱하여 버퍼가 핀과 연결되어 열전소자 및 핀의 열용량을 보완한다.In order to compensate the heat capacity of the thermoelectric element, the cooling
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.While the present invention has been described in connection with what is presently considered to be practical exemplary embodiments, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments, but, on the contrary, You will understand. It is therefore to be understood that the above-described embodiments are illustrative in all aspects and not restrictive.
10: 열전소자
20: 쿨링 핀
22: 히팅 핀
30: 열전소자 온도조절장치
40: 전원제어모듈
100: 차량용 열전소자 공조장치
101: 쿨링 영역
102: 히팅 영역
110: 하우징
111: 외기유입구
112, 113, 114, 115: 통풍구
131, 132, 133, 134: 밸브
140: 쿨링 버퍼
141: 히팅 버퍼
150: 제1 수납부
151: 제2 수납부
160: 회전도어10: thermoelectric element
20: Cooling pin
22: Heating pin
30: Thermoelectric device temperature control device
40: Power control module
100: Automotive thermoelectric device air conditioner
101: Cooling zone
102: Heating area
110: Housing
111: outside air inlet
112, 113, 114, 115: Vents
131, 132, 133, 134: valve
140: Cooling buffer
141: Heating buffer
150: First storage part
151: Second storage compartment
160: Rotary door
Claims (8)
상기 하우징 내부에 배치되어 상기 외부공기의 온도를 조절하는 열전소자 온도조절장치로서, 일면에 흡열을 일으키고 타면에 발열을 일으키는 열전소자와, 상기 열전소자의 일면에 배치된 쿨링 핀과, 상기 열전소자의 타면에 배치된 히팅 핀을 포함하는 열전소자 온도조절장치를 포함하는 차량용 열전소자 공조장치.A housing having an outside air inlet through which outside air flows and a plurality of vent holes through which the outside air flows into a vehicle interior; And
A thermoelectric element that generates heat on one surface of the thermoelectric element and generates heat on the other surface of the thermoelectric element; a cooling pin disposed on one surface of the thermoelectric element; And a heating pin arranged on the other surface of the heating element.
상기 쿨링 핀의 열용량을 보완하기 위해 상기 쿨링 핑의 끝단과의 결합 및 분리를 반복하는 쿨링 버퍼와, 상기 히팅 핀의 열용량을 보완하기 위해 상기 히팅 핀의 끝단과의 결합 및 분리를 반복하는 히팅 버퍼를 더 포함하는 차량용 열전소자 공조장치.The method according to claim 1,
A heating buffer for repeatedly engaging and disengaging the cooling pin with the end of the cooling pin to compensate for the heat capacity of the cooling pin; Further comprising: a thermoelectric element for heating the air.
상기 쿨링 버퍼는 상기 쿨링 핀과의 결합 면적을 높이도록 요철 형상을 가지고,
상기 히팅 버퍼는 상기 히팅 핀과의 결합 면적을 높이도록 요철 형상을 가지는 것을 특징으로 하는 차량용 열전소자 공조장치.3. The method of claim 2,
Wherein the cooling buffer has a concavo-convex shape to increase a coupling area with the cooling fin,
Wherein the heating buffer has a concavo-convex shape to increase a coupling area with the heating pin.
상기 쿨링 버퍼와 상기 히팅 버퍼는 각각 내부에 액체를 수납하는 것을 특징으로 하는 차량용 열전소자 공조장치.3. The method of claim 2,
Wherein the cooling buffer and the heating buffer each contain a liquid therein.
상기 쿨링 버퍼는 상기 하우징에 형성된 제1 수납부에 수납되어 있다가 상기 쿨링 핀의 온도가 기설정된 값보다 높을 경우 상기 쿨링 핀으로 이동하여 상기 쿨링 핀과 결합하고,
상기 히팅 버퍼는 상기 하우징에 형성된 제2 수납부에 수납되어 있다가 상기 히팅 핀의 온도가 기설정된 값보다 낮을 경우 상기 히팅 핀으로 이동하여 상기 히팅 핀과 결합하는 것을 특징으로 하는 차량용 열전소자 공조장치.3. The method of claim 2,
The cooling buffer is housed in a first housing portion formed in the housing. When the temperature of the cooling fin is higher than a preset value, the cooling buffer moves to the cooling pin and engages with the cooling pin.
Wherein the heating buffer is housed in a second accommodating portion formed in the housing, and when the temperature of the heating pin is lower than a predetermined value, the heating buffer moves to the heating pin and engages with the heating pin. .
상기 열전소자 온도조절장치와 상기 통풍구 사이에 배치되어, 상기 쿨링 핀을 통과한 상기 외부공기의 양과 상기 히팅 핀을 통과한 상기 외부공기의 양을 조절하는 회전도어를 더 포함하는 차량용 열전소자 공조장치.The method according to claim 1,
And a rotary door disposed between the thermoelectric-element temperature regulating device and the ventilation hole for regulating the amount of the outside air passing through the cooling fin and the amount of the outside air passing through the heating fin, .
상기 열전소자 온도조절장치에 인가되는 전원의 온오프를 제어하는 전원제어모듈을 더 포함하는 차량용 열전소자 공조장치.The method according to claim 1,
And a power supply control module for controlling on / off of power supplied to the thermoelectric-element temperature regulating device.
상기 전원제어모듈은 상기 열전소자에 인가되는 전원의 온오프 시간을 조절하여 상기 자동차 실내의 온도를 조절하는 것을 특징으로 하는 차량용 열전소자 공조장치.8. The method of claim 7,
Wherein the power supply control module adjusts the temperature of the automobile room by adjusting the on / off time of a power source applied to the thermoelectric module.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020160161220A KR20180061727A (en) | 2016-11-30 | 2016-11-30 | Thermoelectric HVAC apparatus for motor vehicles improving thermal capacity |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020160161220A KR20180061727A (en) | 2016-11-30 | 2016-11-30 | Thermoelectric HVAC apparatus for motor vehicles improving thermal capacity |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
KR20180061727A true KR20180061727A (en) | 2018-06-08 |
Family
ID=62599956
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
KR1020160161220A KR20180061727A (en) | 2016-11-30 | 2016-11-30 | Thermoelectric HVAC apparatus for motor vehicles improving thermal capacity |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
KR (1) | KR20180061727A (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR101941094B1 (en) * | 2018-08-13 | 2019-04-12 | 덕일산업 주식회사 | Heater Using Liquid Thermal Spread Plate |
-
2016
- 2016-11-30 KR KR1020160161220A patent/KR20180061727A/en unknown
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR101941094B1 (en) * | 2018-08-13 | 2019-04-12 | 덕일산업 주식회사 | Heater Using Liquid Thermal Spread Plate |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR100820029B1 (en) | Temperature control apparatus for seat of vehicles | |
CN103129344B (en) | Condensate water removing apparatus for vehicle air conditioners | |
KR101592708B1 (en) | Cooling and heating cup holder | |
KR101605916B1 (en) | A cooling and heating device of electric vehicle | |
US20120079836A1 (en) | Cooling and heating device for electric vehicle | |
JP2017537846A (en) | Vehicle area heat regulation system and method | |
US20120222429A1 (en) | Vehicle air conditioner | |
CN107531124B (en) | PTC heater for vehicle | |
KR20160059031A (en) | Dehumidifier for vehicle | |
KR101403441B1 (en) | A cooling and heating device of rear seat for vehicles using thermoelectric element | |
KR20180061727A (en) | Thermoelectric HVAC apparatus for motor vehicles improving thermal capacity | |
JP6078575B2 (en) | Air conditioner device for vehicles | |
WO2012049997A1 (en) | Vehicle air conditioning device | |
KR101057875B1 (en) | Automotive air conditioner and its control method | |
KR20180061726A (en) | Thermoelectric HVAC apparatus for motor vehicles | |
KR20170127643A (en) | air conditioning and heating system for vehicle using thermo electric device and refrigerant | |
KR100820028B1 (en) | Temperature control apparatus for seat of vehicles | |
KR101876953B1 (en) | Cooling and warming module for car seat using thermoelectiric element | |
CN106929407B (en) | Cold and hot air duct system and gene sequencer | |
US11167618B2 (en) | Combined heat exchanger module | |
KR101983118B1 (en) | Environment-friendly high performance car seat air conditioning and heating ventilation system | |
CN102620466A (en) | Air-conditioning core | |
KR101605915B1 (en) | A cooling and heating device of electric vehicle | |
KR101638523B1 (en) | Air conditioner for vehicle | |
JP6566547B2 (en) | Air conditioner device for vehicles |