KR20220012561A

KR20220012561A - 냉온장치 및 이를 포함하는 전열교환기

Info

Publication number: KR20220012561A
Application number: KR1020200091473A
Authority: KR
Inventors: 박준만; 윤형환
Original assignee: 주식회사 제이알이엔지
Priority date: 2020-07-23
Filing date: 2020-07-23
Publication date: 2022-02-04
Also published as: KR102452634B1

Abstract

본 발명에 따른 냉온장치 및 냉온장치가 구비되는 전열교환기에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 전열교환기의 냉각 또는 가열 효율을 더욱 증대시키고 열교환 효율을 향상시켜 냉방효율 또는 난방효율을 높일 수 있도록 전열교환기에 장착되는 냉온장치 및 이를 포함하는 전열교환기에 관한 것이다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 펌프에 의해 냉매를 강제 순환시켜 전열교환기의 열교환 효율을 향상시킬 수 있는 냉온장치에 있어서, 1개 이상의 열교환판이 일정방향으로 상호 이격 설치되며, 상기 열교환판을 관통하는 튜브가 배치되고, 상기 튜브의 일단에는 유입구가 형성되고, 타단에는 배출구가 형성되는 증발기와 일측은 상기 배출구에 연통되고, 타측이 상기 펌프의 일측에 연결되며, 내부에 상기 냉매가 순환되어 집수되는 냉매보관함과 상기 냉매보관함 하부면에 부착되며, 상기 냉매를 통해 전달받은 냉기 또는 온기를 하부 표면에 고르게 전달하는 냉각플레이트와 상기 냉각플레이트 하부면에 접촉되며, 전원 인가시 흡열 또는 발열을 제공하는 펠티에소자와 상기 펠티에소자의 저면에 인접하게 배치되며, 상기 펠티에소자의 동작시 발생되는 열을 외부로 방열시키기 위해 1개 이상의 방열핀이 구비되는 방열판과 상기 방열판에서 배출되는 열을 냉각시킬 수 있도록 바람을 제공하는 냉각팬을 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

냉온장치 및 이를 포함하는 전열교환기{Heat exchanger equipped with cooling and heating devices}

본 발명은 냉온장치 및 냉온장치가 구비되는 전열교환기에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 전열교환기의 냉각 또는 가열 효율을 더욱 증대시키고 열교환 효율을 향상시켜 냉방효율 또는 난방효율을 높일 수 있도록 전열교환기에 장착되는 냉온장치 및 이를 포함하는 전열교환기에 관한 것이다.

일반적으로 냉각장치는 냉각작용을 위한 기능을 구비한 장치로서, 우리의 일상 생활에 있어 에어컨이나 냉수기 또는 제빙기 등에 많이 사용되고 있으며, 각종 산업분야에서 다양한 설비나 부품들을 냉각 처리하는데 활용되고 있다.

이와 같은 냉각장치는 종래 암모니아나 플루오르화 염화탄화수소계(프레온) 냉매 등의 가스를 압축하여 강제로 순환시킴에 의해 대상물을 냉각시키는 냉각방식을 주로 이용하여 왔다. 이러한 종래 냉각장치는 부피가 크고 그에 따라 소형 제작이 어려웠으며 정확한 제어가 어렵고 작동시 불필요한 소음과 진동이 발생하는 단점이있었다.

이러한 종래 냉각장치의 문제점을 해결 및 냉방효율을 높일 수 있도록 하기 위해 최근에는 펠티에소자가 많이 사용되고 있다.

상기 펠티에소자는 두 개의 서로 다른 도체의 양끝을 접합한 다음 회로에 직류전압을 인가하면 한쪽 면에서는 흡열, 다른쪽 면에서는 발열이 일어나는 현상을 이용하는 디바이스이다.

하지만, 상기 펠티에소자는 고온에서 소자가 파괴되는가 하면 발열부의 온도를 잘 제어하지 못함에 따라 발열부의 온도가 냉각부로 전도되면서 냉각효율이 저하되는 문제점이 있었으며, 이를 개선하여 냉방효율을 높이기 위한 연구개발들이 수행되고 있다.

또한, 기존에는 냉방효율을 높이기 위해 전기에너지의 사용량이 많아지는 등 과다한 전기에너지가 소요되므로 에너지효율이 높지 않은 문제점이 있었다.

대한민국 등록특허 제10-2027966호 (2019.09.26.)

본 발명은 상술한 종래의 문제점을 해소 및 이를 감안하여 안출된 것으로서, 펠티에소자를 이용하여 1차적으로 냉기 또는 온기를 형성한 후 증발기 측으로 냉매를 전달하고, 상기 증발기에서는 외부에서 유입되는 공기와 열교환이 되어 실내로 온기 또는 냉기를 공급할 수 있도록 하여 증발기의 열교환 효율을 향상 시킬 수 있는 냉온장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한, 펠티에소자에서 발생되는 열을 외부로 방열시키기 위해 1개 이상의 방열판이 구비되고, 서로 다른 방향으로 공기를 이동시키는 냉각팬에 의해 방열판 내부에서의 공기를 효율적으로 배출 시킬 수 있도록 하여 열교환 효율 및 성능을 향상시키는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 목적들은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 본 발명의 기술분야에서 통상의 지식을 지닌 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 펌프에 의해 냉매를 강제 순환시켜 전열교환기의 열교환 효율을 향상시킬 수 있는 냉온장치에 있어서, 1개 이상의 열교환판이 일정방향으로 상호 이격 설치되며, 상기 열교환판을 관통하는 튜브가 배치되고, 상기 튜브의 일단에는 유입구가 형성되고, 타단에는 배출구가 형성되는 증발기와 일측은 상기 배출구에 연통되고, 타측이 상기 펌프의 일측에 연결되며, 내부에 상기 냉매가 순환되어 집수되는 냉매보관함과 상기 냉매보관함 하부면에 부착되며, 상기 냉매를 통해 전달받은 냉기 또는 온기를 하부 표면에 고르게 전달하는 냉각플레이트와 상기 냉각플레이트 하부면에 접촉되며, 전원 인가시 흡열 또는 발열을 제공하는 펠티에소자와 상기 펠티에소자의 저면에 인접하게 배치되며, 상기 펠티에소자의 동작시 발생되는 열을 외부로 방열시키기 위해 1개 이상의 방열핀이 구비되는 방열판과 상기 방열판에서 배출되는 열을 냉각시킬 수 있도록 바람을 제공하는 냉각팬을 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 냉매보관함은, 일단이 벽체에 지그재그 형태로 고정 배치되는 칸막이가 마련되어, 상기 냉매가 흐를 수 있는 유로가 형성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 냉각팬은, 상기 방열판의 양측에 한 쌍으로 구비되되, 상기 방열판의 내측 방향으로 공기를 강제 유입 시키는 제1냉각팬과 상기 제1냉각팬에 평행하게 배치되어 상기 방열판의 외측방향으로 공기를 강제 배출시키는 제2냉각팬으로 구비되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 냉각팬은, 상기 제1냉각팬에 의해 유입되는 공기와 상기 제2냉각팬에 의해 배출되는 공기의 방향이 서로 반대방향으로 유동되도록 배치되어, 상기 방열판의 내부에서 공기가 와류 되는 것을 감소시키고, 유동하는 공기의 흐름을 원활하게 하여 냉각 효율을 향상 시킬 수 있는 것을 특징으로 하는 냉온장치;

본 발명에 따른, 실외공기와 실내공기가 열교환 하도록 하는 전열소자와 펌프에 의해 냉매를 강제 순환시켜 전열교환기의 열교환 효율을 향상시킬 수 있는 냉온장치를 포함하는 전열교환기에 있어서, 일측에 마련되는 외기유입구와 상기 외기유입구에 이격되어 설치되는 배기구가 형성되고, 타측에 마련되는 급기구와 상기 급기구에 이격되어 형성되는 환기구가 마련되는 본체와 상기 본체의 내부에 형성되며, 일단이 상기 외기유입구와 연통되고, 타단이 상기 급기구와 연통되며, 실외공기가 실내로 공급되는 통로가 마련되는 외기유입로와 상기 본체의 내부에 형성되되, 상기 외기유입로와 교차되며 일단이 상기 환기구와 연통되고, 타단이 상기 배기구와 연통되며, 실내공기가 외부로 배출되는 통로가 마련되는 배기배출로와 상기 본체 내부에서 상기 외기유입로와 상기 배기배출로가 교차하는 영역에 설치되는 전열소자와 상기 전열소자와 인접하게 배치되어, 상기 외기유입로를 통해 유입되는 실외공기와 열교환이 이루어지는 냉온장치;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 본체는, 상기 외기유입구와 상기 배기구를 연결하며, 상기 배기배출로를 통과하여 실내의 공기가 배출될 때, 배출되는 공기의 일부를 다시 상기 외기유입구를 통해 상기 외기유입로로 진입시켜 공기의 순환을 시킬 수 있도록 바이패스로가 더 구비되는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 증발기의 열교환 효율을 향상시킬 수 있도록, 기존의 수냉식 냉각에 추가적으로 펠티에소자를 이용하여 더욱 차갑게 냉각시킨 냉매를 증발기에 제공함으로써, 에너지 절감 및 냉방 효율을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

또한, 냉온장치는 기존의 전열교환기의 일측에 부착될 수 있도록 구비되어, 전열교환기의 냉각 또는 가열효율을 더욱 증대시켜 열교환 효율을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

또한, 실내 냉방을 위해 펠티에소자에서 발생하는 열을 냉각팬에 의해 신속히 식혀 내보낼 수 있도록 하며, 단시간에 실내에 냉기를 제공할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 냉온장치의 구성을 나타낸 사시도이다.
도 2는 본 발명에 따른 냉각팬에 의해 공기의 이동방향을 나타낸 사시도이다.
도 3은 본 발명에 따른 냉온장치를 측면에서 바라본 단면도이다.
도 4는 본 발명에 따른 냉온장치를 포함하는 전열교환기 및 본체의 모습을 나타낸 평면도이다.
도 5는 본 발명에 따른 전열교환기의 세부 구성을 나타낸 단면도이다.
도 6은 본 발명에 따른 전열소자의 형상 및 공기 유입방향을 표시한 사시도이다.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과함께 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.

아래 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시를 위한 구체적인 내용을 상세히 설명한다. 도면에 관계없이 동일한 부재번호는 동일한 구성요소를 지칭하며, "및/또는"은 언급된 아이템들의 각각 및 하나 이상의 모든 조합을 포함한다.

비록 제1, 제2 등이 다양한 구성요소들을 서술하기 위해서 사용되나, 이들 구성요소들은 이들 용어에 의해 제한되지 않음은 물론이다. 이들 용어들은 단지 하나의 구성요소를 다른 구성요소와 구별하기 위하여 사용하는 것이다. 따라서, 이하에서 언급되는 제1 구성요소는 본 발명의 기술적 사상 내에서 제2 구성요소일 수도있음은 물론이다.

본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며, 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소 외에 하나 이상의 다른 구성요소의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.

다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않는 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명에 따른 냉온장치의 구성을 나타낸 사시도이고 도 2는 본 발명에 따른 냉각팬에 의해 공기의 이동방향을 나타낸 사시도이며, 도 3은 본 발명에 따른 냉온장치를 측면에서 바라본 단면도이다.

도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 펌프(70)에 의해 냉매를 강제 순환시켜 전열교환기의 열교환 효율을 향상시킬 수 있는 냉온장치(100)는, 1개 이상의 열교환판(12)이 일정방향으로 상호 이격 설치되며, 상기 열교환판(12)을 관통하는 튜브(14)가 배치되고, 상기 튜브(14)의 일단에는 유입구(16)가 형성되고, 타단에는 배출구(18)가 형성되는 증발기(10)와 일측은 상기 배출구(18)에 연통되고, 타측이 상기 펌프(70)의 일측에 연결되며, 내부에 상기 냉매가 순환되어 집수되는 냉매보관함(20)과 상기 냉매보관함(20) 하부면에 부착되며, 상기 냉매를 통해 전달받은 냉기 또는 온기를 하부 표면에 고르게 전달하는 냉각플레이트(30)와 상기 냉각플레이트(30) 하부면에 접촉되며, 전원 인가시 흡열 또는 발열을 제공하는 펠티에소자(40)와 상기 펠티에소자(40)의 저면에 인접하게 1개 이상의 방열핀(52)이 구비되는 방열판(50)과 상기 방열판(50)에서 배출되는 열을 냉각시킬 수 있도록 바람을 제공하는 냉각팬(60)을 포함한다.

일반적으로, 냉매는 냉각수 역할을 수행하며, 열을 전달하는 물질로 암모니아, 염화불화탄소, 수소불화탄소, 수수불화올레핀, 이산화탄소, 물과 같이 액체 또는 기체와 같은 작동유체로써 선택된 어느 1종으로 구성함이 바람직하다.

우선, 증발기(10)는 외부에서 유입되는 공기와 열교환을 수행하는 장치로써, 1개 이상 마련되는 상기 열교환판(12)의 표면과 외부 유입 공기가 접촉함으로써 열교환이 이루어진다.

일예로, 상기 증발기(10)는 냉매의 순환 흐름을 갖도록 한 판형 열교환기로 구비할 수 있다.

상기 열교환판(12)을 관통하는 상기 튜브(14)는, 상기 열교환판(12)과 접촉되는 면적을 증가시켜 더 많은 열교환이 이루어지도록 지그재그 배열을 통한 연속적인 이동 흐름을 갖게 함으로써 배치될 수 있다.

이때, 상기 증발기(10)의 일단은 상기 튜브(14)를 통해 냉매가 유입되는 유입구(16)가 형성되고, 타단에는 배출구(18)가 형성되어 열교환이 이루어진 냉매가 배출될 수 있도록 마련된다.

한편, 냉매를 연속적으로 순환시킬 수 있도록 상기 펌프(70)가 마련되는데, 상기 펌프(70)는 상기 유입구(16) 측에 설치되거나 또는 상기 배출구(18) 측에 형성되어 냉매를 지속적으로 순환시킬 수 있도록 배치되는 어느 곳이든 적용 가능하다 할 것이다.

다음으로, 일측은 상기 배출구(18)에 연통되고, 타측이 상기 펌프(70)의 일측에 연결되며, 내부에 상기 냉매가 순환되어 집수되는 냉매보관함(20)이 마련된다.

일예로, 상기 냉매보관함(20)은 열교환이 이루어진 냉매를 집수시켜 다시 냉각 또는 가열 시킬 수 있도록 일정공간이 구비되어 냉매를 보관할 수 있는 어떠한 형상이라도 가능하다.

바람직하게는, 상기 냉매보관함(20)이 사각형상으로 구비되어, 일단이 벽체에 지그재그 형태로 고정 배치되는 칸막이(22)가 마련되고, 상기 냉매가 흐를 수 있는 유로가 형성되도록 구비되는 것이 바람직하다.

이는, 상기 냉매가 후술할 펠티에소자(40)에 의해 냉각되는 과정에서 상기 냉매보관함(20)에서 체류되는 시간을 오래도록 유지할 수 있도록 구성하여, 상기 냉매가 상기 펠티에소자(40)에 의해 냉각되는 시간을 최대한 길게 할 수 있게 되는 것이다.

또한, 상기 냉매는 상기 칸막이(22)를 따라 지그재그 형상으로 구비되는 파이프(미도시)가 마련되어 상기 파이프 내부를 흐를 수 있도록 구비될 수 있음은 물론이다.

다음으로 상기 냉매보관함(20)의 하부면에 밀착되어 부착되며, 상기 냉매를 통해 전달받은 냉기 또는 온기를 하부 표면에 고르게 전달하는 냉각플레이트(30)가 구비된다.

상기 냉각플레이트(30)는 높은 열전도도를 유지하도록 구비되는 알루미늄소재의 금속박판으로 구비되는 것이 바람직하다.

따라서, 상기 냉각플레이트(30)는 면 전체에 일정한 온도를 전달할 수 있도록 구비된다.

한편, 상기 냉각플레이트(30) 하부면에 접촉되며, 전원 인가시 흡열 또는 발열을 제공하는 펠티에소자(40)가 부착된다.

상기 펠티에소자(40)는 두 개의 서로 다른 도체의 양 끝을 접합한 다음, 회로에 직류전압을 인가하면 한쪽 면에서는 흡열, 다른 쪽 면에서는 발열이 일어나는 현상을 이용한 디바이스로, 상기 냉매를 냉각시키기 위해서는 생기 냉각플레이트(30) 하부면에 접촉된 상기 펠티에소자(40)가 흡열반을을 함으로써 냉매가 가지고 있는 열을 흡수하게 된다.

이와 반대로, 상기 냉매를 가열하기 위해서는 생기 냉각플레이트(30) 하부면에 접촉된 상기 펠티에소자(40)가 발열반응을 통해 냉매에 열기를 제공할 수 있도록 구비되는 것이다.

다시 말해서, 상기 펠티에소자(40)를 이용하면 하나의 장치를 통해 냉방 및 난방을 수행할 수 있도록 구비되는 것이 큰 장점이다.

일예로, 상기 펠티에소자(40)는 상기 냉각플레이트(30) 하부면에 판상의 형상으로 부착될 수 있으며, 적어도 하나 이상의 펠티에소자(40)가 부착되는 것이 바람직하다.

이하 본 발명에서는, 냉매를 냉각시키기 위한 과정으로 설명하기로 한다.

상기 펠티에소자(40)의 하부면에 인접하게 배치되며, 상기 펠티에소자(40)의 동작시 발생되는 열을 외부로 방열시키기 위해 1개 이상의 방열핀(52)이 구비되는 방열판(50)이 마련된다.

이때, 상기 방열판(50)은 상기 펠티에소자(50)의 서로 다른 도체 중 발열반응이 일어나는 도체에 의해 발생 되는 열을 외부로 방열시키는 역할을 수행한다.

일예로, 상기 방열판(50)은 좌우로 나란히 배치되는 한 쌍으로 구비되되, 상기 펠티에소자(40)에서 발생되는 열을 더욱 효율적으로 방열시키기 위해 1열 이상으로 일정 간격 인접하게 배치되어 마련될 수 있다.

이로써, 상기 방열판(50)에 구비되는 1개 이상의 상기 방열핀(52)이 공기와 접촉함으로써 상기 펠티에소자(40)에서 발생되는 열을 효율적으로 배출시킬 수 있으며, 열전달을 빠르게 수행할 수 있도록 알루미늄 소재로 구성함이 바람직하다.

한편, 상기 방열판(50)은 상기 냉각플레이트(30)의 하부와 결합되는 거치프레임(54)에 의해 장착되어, 상기 냉각플레이트(30)의 하부에 배치될 수 있으며, 상기 펠티에소자(50)와 인접하게 배치되도록 마련된다.

다음으로, 상기 방열판(50)에서 발생되는 열을 더욱 효율적으로 냉각시킬 수 있도록 바람을 제공하는 냉각팬(60)이 구비된다.

상기 냉각팬(60)은 공랭식으로 바람의 유동을 빠르고 강제적으로 유입 또는 배출시킴으로써 냉각효율을 향상시킬 수 있다.

이때, 상기 냉각팬(60)은 상기 방열판(50)의 양측에 한 쌍으로 구비되되, 상기 방열판(50)의 내측 방향으로 공기를 강제 유입 시키는 제1냉각팬(60a)과, 상기 제1냉각팬(60a)과 평행하게 배치되어 상기 방열판(50)의 외측방향으로 공기를 강제 배출시키는 제2냉각팬(60b)으로 구성된다.

즉, 상기 냉각팬(60)은, 상기 제1냉각팬(60a)에 의해 유입되는 공기와 상기 제2냉각팬(60b)에 의해 배출되는 공기의 방향이 서로 반대 방향으로 유동되도록 배치되어, 상기 방열판(50)의 내부에서 공기가 와류 되는 것을 감소시키고, 유동하는 공기의 흐름을 원활하게 배출시켜 냉각 효율을 향상 시킬 수 있도록 마련되는 것이다.

다시 말해서, 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 제1냉각팬(60a)에 의해 상기 방열판(50)을 향하는 공기유입 방향(a)으로 공기가 유입되고, 제2냉각팬(60b)은 상기 방열판(50)에서 외부를 향해 공기가 토출되는 방향(b)으로 공기가 배출되는 것을 도시하였다.

상기와 같은 공기의 흐름은 a 방향에 의해 외부의 신선한 공기가 상기 방열판(50)을 향해 유입되어 상기 방열핀(52)과 접촉되면서 열교환이 이루어지는 한편, 상기 b 방향에 의해 상기 방열판(50) 내부에 형성되는 고온의 열기가 외부로 배출 됨으로써, 상기 방열판(50) 내부에서 공기가 정체되어 와류 되는 현상을 방지할 수 있게 되는 것이다.

따라서, 상기와 같은 상기 냉각팬(60)의 배치 및 구성은 상기 방열판의 냉각 효율을 더욱 향상 시킬 수 있게 된다,

다음으로, 도 4는 본 발명에 따른 냉온장치를 포함하는 전열교환기 및 본체의 모습을 나타낸 평면도이고, 도 5는 본 발명에 따른 전열교환기의 세부 구성을 나타낸 단면도이며, 도 6은 본 발명에 따른 전열소자의 형상 및 공기 유입방향을 표시한 사시도이다.

도 4 내지 도 6에 도시된 바와 같이, 실외공기와 실내공기가 열교환 하도록 하는 전열소자(220)와 펌프(70)에 의해 냉매를 강제 순환시켜 전열교환기의 열교환 효율을 향상시킬 수 있는 냉온장치(100)를 포함하는 전열교환기(200)는 본체(210), 외기유입로(232), 배기배출로(262), 전열소자(220), 냉온장치(100)를 포함한다.

우선, 본체(210)는 일측에 마련되는 외기유입구(230)와 상기 외기유입구(230)에 이격되어 설치되는 배기구(240)가 형성되고, 타측에 마련되는 급기구(250)와 상기 급기구(250)에 이격되어 형성되는 환기구(260)가 마련된다.

이때, 상기 본체(210)는 상기 외기유입구(230)와 상기 배기구(240)를 연결하며, 상기 배기배출로(262)를 통과하여 실내의 공기가 배출될 때, 배출되는 공기의 일부를 다시 상기 외기유입구(230)를 통해 상기 외기유입로(232)로 진입시켜 공기의 순환을 시킬 수 있도록 바이패스로(270)가 더 구비 될 수 있다.

상기 바이패스로(270)는 실내의 공기가 다시 상기 외기유입구(232)를 통해 실내로 유입 또는 차단을 할 수 있도록 차단밸브(272)가 더 구비될 수 있다.

상기 차단밸브(272)는 상기 외기유입구 및 상기 배기구의 일측에 추가적으로 각각 마련되어 개폐 동작을 수행할 수 있음은 물론이다.

또한, 상기 바이패스로(270)에는 실내의 오염된 공기를 정화시킬 수 있도록 별도의 필터부재(미도시)가 더 구비될 수 있음은 물론이다.

또한, 실외의 신선한 공기를 실내로 강제 유입하기 위하여 급기팬(252)이 구비될 수 있으며, 추가적으로 실내의 오염된 공기를 외부로 배출하기 위하여 배기팬(242)이 설치된다.

이때, 상기 급기팬(252)과 상기 배기팬(242)은 상기 외기유입구(230)의 일측 또는 상기 환기구(260)의 일측에 설치될 수 있음은 물론이다.

다음으로, 상기 본체(210)의 내부에 형성되며, 일단이 상기 외기유입구(230)와 연통되고, 타단이 상기 급기구(250)와 연통되며, 실외공기가 실내로 공급되는 통로가 마련되는 외기유입로(232)가 마련되며, 상기 본체(210)의 내부에 형성되되, 상기 외기유입로(232)와 교차되며 일단이 상기 환기구(260)와 연통되고, 타단이 상기 배기구(250)와 연통되며, 실내공기가 외부로 배출되는 통로가 마련되는 배기배출로(262)가 마련된다.

한편, 상기 본체(210) 내부에서 상기 외기유입로(232)와 상기 배기배출로(262)가 교차하는 영역에는 전열소자(220)가 배치된다.

도 6에 도시된 바와 같이, 상기 전열소자(220)는 외기유로 스페이서(222), 배기유로 스페이서(224) 및 라이너(226)를 포함한다.

파(波)형상을 가지도록 콜게이트화된 상기 외기유로 스페이서(222) 및 상기 배기유로 스페이서(224)는 교대로 적층되며, 상기 외기유로 스페이서(222)와 상기 배기유로 스페이서(224) 사이에 판상의 라이너(226)가 부착된다.

따라서, 상기 라이너(226)는 그 상부 및 하부를 통과하는 공기 사이의 열교환 매체로서의 역할을 수행하며, 상기 외기유로 스페이서(222) 및 상기 배기유로 스페이서(224)는 공기가 통과하는 유로를 형성한다.

이때, 각각의 유로의 방향이 서로 직각이 되도록 하여, 상기 외기유로 스페이서(222)는 실외 공기가 실내로 유입되도록 상기 외기유입로(232)를 형성하며, 상기 배기유로 스페이서(224)는 실내공기가 실외로 배출되도록 상기 배기배출로(262)를 형성한다.

상기 라이너(226)는 종이재로 형성되며, 상기 종이재는 종래의 종이재를 사용한 것으로 이에 대한 설명은 생략하기로 한다.

다음으로, 상기 전열소자(220)와 인접하게 배치되어, 상기 외기유입로(232)를 통해 유입되는 실외공기와 열교환이 이루어지는 냉온장치(100)가 마련된다.

상기 냉온장치(100)는 도 1내지 도 3에 도시된 내용으로 구성되며, 상기 전열교환기(200)의 일측에 마련되게 된다.

더욱 상세하게는, 상기 냉온장치(100)의 구성 중 상기 방열판(50) 및 상기 냉각팬(60)은 상기 전열교환기(200)의 외부 일측에 배치되고, 상기 증발기(10)의 구성 또는 상기 증발기(10)와 상기 냉각플레이트(30)의 구성이 상기 외기유입로(232) 내부에 배치되어 상기 전열소자(220)의 에너지 효율을 높일 수 있도록 배치할 수 있다.

일예로, 상기 냉온장치(100)는 상기 외기유입로(232) 내측에 마련되어 외부에서 유입되는 따뜻한 실외공기와 1차 열교환이 이루어진 후, 상기 전열소자(220)로 냉기를 이송하게 되고, 이후 상기 전열소자(220)에서 2차로 열교환이 이루어 짐에 따라, 에너지 절감 및 에너지 효율을 향상 시킬 수 있게 되는 것이다.

다시 말해서, 상기 냉온장치(100)는 상기 전열교환기(200)의 일측에 마련되어 상기 전열교환기(200)의 냉각 또는 가열 효율을 더욱 증대시키고 열교환 효율을 향상 시켜 냉방효율 또는 난방효율을 높일 수 있도록 상기 전열교환기(200)의 일측에 장착되는 것이다.

즉, 상기 냉온장치(100)는 열교환을 수행하는 어떠한 열 교환장치에 추가적으로 장착될 수 있음에 따라, 열 교환장치의 효율을 향상 시킬 수 있는 것이다.

이상과 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 이해되어야 한다.

100: 냉온장치
10: 증발기
12: 열교환판
14: 튜브
16: 유입구
18: 배출구
20: 냉매보관함
22: 칸막이
30: 냉각플레이트
40: 펠티에소자
50: 방열판
52: 방열핀
54: 거치프레임
60: 냉각팬
60a: 제1냉각팬
60b: 제2냉각팬
70: 펌프
200: 전열교환기
210: 본체
220: 전열소자
222: 외기유로 스페이서
224: 배기유로 스페이서
226: 라이너
230: 외기유입구
232: 외기유입로
240: 배기구
242: 배기팬
250: 급기구
252: 급기팬
260: 환기구
262: 배기배출로
270: 바이패스로
272: 차단밸브
a: 방열판을 향하는 공기 유입 방향
b: 방열판의 외측을 향하는 공기 토출방향

Claims

펌프에 의해 냉매를 강제 순환시켜 전열교환기의 열교환 효율을 향상시킬 수 있는 냉온장치에 있어서,
1개 이상의 열교환판이 일정방향으로 상호 이격 설치되며, 상기 열교환판을 관통하는 튜브가 배치되고, 상기 튜브의 일단에는 유입구가 형성되고, 타단에는 배출구가 형성되는 증발기;
일측은 상기 배출구에 연통되고, 타측이 상기 펌프의 일측에 연결되며, 내부에 상기 냉매가 순환되어 집수되는 냉매보관함;
상기 냉매보관함 하부면에 부착되며, 상기 냉매를 통해 전달받은 냉기 또는 온기를 하부 표면에 고르게 전달하는 냉각플레이트;
상기 냉각플레이트 하부면에 접촉되며, 전원 인가시 흡열 또는 발열을 제공하는 펠티에소자;
상기 펠티에소자의 저면에 인접하게 배치되며, 상기 펠티에소자의 동작시 발생되는 열을 외부로 방열시키기 위해 1개 이상의 방열핀이 구비되는 방열판;
상기 방열판에서 배출되는 열을 냉각시킬 수 있도록 바람을 제공하는 냉각팬;을 포함하는 것을 특징으로 하는 냉온장치.
제 1 항에 있어서,
상기 냉매보관함은,
일단이 벽체에 지그재그 형태로 고정 배치되는 칸막이가 마련되어, 상기 냉매가 흐를 수 있는 유로가 형성되는 것을 특징으로 하는 냉온장치;
제 1항에 있어서,
상기 냉각팬은,
상기 방열판의 양측에 한 쌍으로 구비되되, 상기 방열판의 내측 방향으로 공기를 강제 유입 시키는 제1냉각팬;
상기 제1냉각팬에 평행하게 배치되어 상기 방열판의 외측방향으로 공기를 강제 배출시키는 제2냉각팬으로 구비되는 것을 특징으로 하는 냉온장치.
제 3항에 있어서,
상기 냉각팬은,
상기 제1냉각팬에 의해 유입되는 공기와 상기 제2냉각팬에 의해 배출되는 공기의 방향이 서로 반대방향으로 유동되도록 배치되어, 상기 방열판의 내부에서 공기가 와류 되는 것을 감소시키고, 유동하는 공기의 흐름을 원활하게 하여 냉각 효율을 향상 시킬 수 있는 것을 특징으로 하는 냉온장치;
실외공기와 실내공기가 열교환 하도록 하는 전열소자와 펌프에 의해 냉매를 강제 순환시켜 전열교환기의 열교환 효율을 향상시킬 수 있는 냉온장치를 포함하는 전열교환기에 있어서,
일측에 마련되는 외기유입구와 상기 외기유입구에 이격되어 설치되는 배기구가 형성되고, 타측에 마련되는 급기구와 상기 급기구에 이격되어 형성되는 환기구가 마련되는 본체;
상기 본체의 내부에 형성되며, 일단이 상기 외기유입구와 연통되고, 타단이 상기 급기구와 연통되며, 실외공기가 실내로 공급되는 통로가 마련되는 외기유입로;
상기 본체의 내부에 형성되되, 상기 외기유입로와 교차되며 일단이 상기 환기구와 연통되고, 타단이 상기 배기구와 연통되며, 실내공기가 외부로 배출되는 통로가 마련되는 배기배출로;
상기 본체 내부에서 상기 외기유입로와 상기 배기배출로가 교차하는 영역에 설치되는 전열소자;
상기 전열소자와 인접하게 배치되어, 상기 외기유입로를 통해 유입되는 실외공기와 열교환이 이루어지는 냉온장치;를 포함하는 것을 특징으로 하는 냉온장치를 포함하는 전열교환기.
제 5항에 있어서,
상기 냉온장치는,
1개 이상의 열교환판이 일정방향으로 상호 이격 설치되며, 상기 열교환판을 관통하는 튜브가 배치되고, 상기 튜브의 일단에는 유입구가 형성되고, 타단에는 배출구가 형성되는 증발기;
일측은 상기 배출구에 연통되고, 타측이 상기 펌프의 일측에 연결되며, 내부에 상기 냉매가 순환되어 집수되는 냉매보관함;
상기 냉매보관함 하부면에 부착되며, 상기 냉매를 통해 전달받은 냉기 또는 온기를 하부 표면에 고르게 전달하는 냉각플레이트;
상기 냉각플레이트 하부면에 접촉되며, 전원 인가시 흡열 또는 발열을 제공하는 펠티에소자;
상기 펠티에소자의 저면에 인접하게 배치되며, 상기 펠티에소자의 동작시 발생되는 열을 외부로 방열시키기 위해 1개 이상의 방열핀이 구비되는 방열판;
상기 방열판에서 배출되는 열을 냉각시킬 수 있도록 바람을 제공하는 냉각팬;을 포함하는 것을 특징으로 하는 냉온장치를 포함하는 전열교환기.
제 6항에 있어서,
상기 냉매보관함은,
일단이 벽체에 지그재그 형태로 고정 배치되는 칸막이가 마련되어, 상기 냉매가 흐를 수 있는 유로가 형성되는 것을 특징으로 하는 냉온장치를 포함하는 전열교환기.
제 6항에 있어서,
상기 냉각팬은,
상기 방열판의 양측에 한 쌍으로 구비되되, 상기 방열판의 내측 방향으로 공기를 강제 유입 시키는 제1냉각팬;
상기 제1냉각팬에 평행하게 배치되어 상기 방열판의 외측방향으로 공기를 강제 배출시키는 제2냉각팬으로 구비되는 것을 특징으로 하는 냉온장치를 포함하는 전열교환기.
상기 냉각팬은,
상기 제1냉각팬에 의해 유입되는 공기와 상기 제2냉각팬에 의해 배출되는 공기의 방향이 서로 반대방향으로 제공되어, 상기 방열판의 내부에서 공기가 와류되는 것을 감소시키고, 유동하는 공기의 흐름을 원활하게 하여 냉각 효율을 향상시킬 수 있는 것을 특징으로 하는 냉온장치를 포함하는 전열교환기.
제 5항에 있어서,
상기 본체는,
상기 외기유입구와 상기 배기구를 연결하며, 상기 배기배출로를 통과하여 실내의 공기가 배출될 때, 배출되는 공기의 일부를 다시 상기 외기유입구를 통해 상기 외기유입로로 진입시켜 공기의 순환을 시킬 수 있도록 바이패스로가 더 구비되는 것을 특징으로 하는 냉온장치를 포함하는 전열교환기.