KR20230085985A - Heating and cooling device with integrated circulation path - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 통합 순환 경로를 갖는 가열 및 냉각 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 열전소자의 열전달 특성 효율의 최대화를 위하여 기존 공냉식을 탈피하여 비열이 높고 점도와 빙점이 낮은 열전액체를 이용하여, 워터자켓, 라디에이터, 펌프를 포함한 냉각 및 가열에 대한 통합 열교환 순환 경로를 갖는 통합 순환 경로를 갖는 가열 및 냉각 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a heating and cooling device having an integrated circulation path, and more particularly, in order to maximize the heat transfer characteristic efficiency of a thermoelectric element, water It relates to a heating and cooling device having an integrated circulation path having an integrated heat exchange circulation path for cooling and heating including a jacket, a radiator, and a pump.
일반적으로, 열교환장치(heat exchange equipment ; 熱交換裝置)는 온도가 높은 물체에서 낮은 물체에 효율적으로 열을 이동시키는 장치로서, 액체와 기체 및 고체 등의 열을 이동하는데 사용한다. In general, a heat exchange equipment (heat exchange equipment) is a device that efficiently transfers heat from a high-temperature object to a low-temperature object, and is used to transfer heat such as liquid, gas, and solid.
이러한 열교환장치는 가열 또는 냉각 용도로 사용하며, 넓은 의미로는 가열기, 냉각기, 응축기 등도 포함되지만 보통은 열을 방출 또는 회수하는 목적으로 사용하는데, 상기 냉각기의 경우 고온 측의 유체의 냉각을 목적으로 사용하고, 가열기는 저온 측 유체의 가열을 목적으로 한다.These heat exchangers are used for heating or cooling purposes, and include heaters, coolers, condensers, etc. in a broad sense, but are usually used for the purpose of emitting or recovering heat. The purpose of the heater is to heat the low-temperature side fluid.
이와 같은 열교환장치는 화력발전소ㆍ핵발전소ㆍ가스 터빈ㆍ가열장치ㆍ공기조절기ㆍ냉동장치ㆍ화학산업 태양광용 접속반ㆍ인버터 배전반 등에 사용된다. 보일러ㆍ증발기ㆍ과열기ㆍ응축기ㆍ냉각기 등은 모두 열교환기에 해당한다.Such a heat exchanger is used in thermal power plants, nuclear power plants, gas turbines, heating devices, air conditioners, refrigerating devices, connection panels for solar power in the chemical industry, inverter switchboards, and the like. Boilers, evaporators, superheaters, condensers, and coolers are all heat exchangers.
열교환기는 동축으로 배열된 관 2개로 되어 있고 2가지 액체에 대한 각각의 입구와 출구가 있다. 찬 유체는 내관을 통해 흐르고 뜨거운 유체는 내관과 외관 사이에 있는 공간을 통해 같은 방향으로 흐른다. 그 안에서 열은 내관의 벽을 통해 찬 유체로 전달된다. The heat exchanger consists of two coaxially arranged tubes with separate inlets and outlets for the two liquids. Cold fluid flows through the inner tube and hot fluid flows in the same direction through the space between the inner and outer tubes. In it, heat is transferred through the walls of the inner tube to the cold fluid.
종래 열전소자를 이용한 열교환기의 냉각 또는 온열 구조를 예로 들자면, 첨부 도면 도 1과 같이, 히트싱크와 팬모터에 의한 공냉식으로, 공기에 의한 흡열 및 방열 시스템으로 열전액체 방식에 비교하여 흡방열 효율이 낮은 문제점이 있다.Taking the cooling or heating structure of a heat exchanger using a conventional thermoelectric element as an example, as shown in FIG. There is this low issue.
또한, 종래 열교환기의 경우, 고온화부와 저온화부를 각각 분리하고, 각각 히트싱크와 팬모터를 구비하여야 하므로, 체적 공간이 커지는 문제점과 팬모터의 수량 증가로 소음이 많이 발생하는 문제점이 있다. In addition, in the case of the conventional heat exchanger, since the high-temperature heating unit and the low-temperature heating unit must be separated from each other and provided with a heat sink and a fan motor, respectively, there is a problem in that the volume space increases and a lot of noise is generated due to the increase in the number of fan motors.
상기와 같은 열교환기 특히 열전소자를 이용한 열교환기 내지 열교환장치와 관련된 선행 문헌은 다음과 같다.Prior literature related to the above heat exchanger, particularly a heat exchanger or heat exchanger using a thermoelectric element, is as follows.
문헌 1 : 대한민국등록실용신안공보 제20-0311413호(명칭 : 열전소자와 열교환 장치를 이용한 냉온찜질 기구 ; 출원일 : 2002.11.29.)Document 1: Republic of Korea Registered Utility Model Publication No. 20-0311413 (Name: Hot and cold compress using a thermoelectric element and heat exchanger; Application date: 2002.11.29.)
문헌 2 : 대한민국공개특허공보 제10-2006-0018181호(명칭 : 열전소자를 이용한 열교환기 ; 출원일 : 2003.08.23.)Document 2: Korean Patent Publication No. 10-2006-0018181 (Name: Heat exchanger using thermoelectric element; Application date: 2003.08.23.)
본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하고자 창출된 것으로, 열전소자의 열전달 특성 효율의 최대화를 위하여 기존 공냉식을 탈피하여 비열이 높고 점도와 빙점이 낮은 열전액체를 이용하여, 워터자켓, 라디에이터, 펌프를 포함한 냉각 및 가열에 대한 통합 열교환 순환 경로를 갖는 통합 순환 경로를 갖는 가열 및 냉각 장치를 제공하는 것에 목적을 두고 있다.The present invention was created to solve the problems of the prior art as described above, and in order to maximize the heat transfer characteristic efficiency of a thermoelectric element, a water jacket, a radiator, using a thermal body having a high specific heat and a low viscosity and freezing point by breaking away from the existing air cooling type It is an object of the present invention to provide a heating and cooling device having an integrated circulation path having an integrated heat exchange circulation path for cooling and heating including a pump.
상기와 같은 목적 달성을 위한 본 발명은 2개 이상의 병렬 배치된 워터재킷1,2(11)(21)에 대해 열전액체가 개별 경유하여, 각각 순환경로(P2')(P2")를 통해 유도된 후 통합 순환하는 경로를 제공하는 통합순환경로(P2); 상기 워터재킷1,2(11)(21) 사이에서 워터재킷2(21)로부터 흡열하여 워터재킷1(11)에 대해 발열 동작하는 단일 또는 한 쌍의 열전소자1,2(12)(22)를 포함하여, 상기 워터재킷1(11) 측과 워터재킷2(21) 측에 각각 형성되는 고온화부(10) 및 저온화부(20); 상기 통합순환경로(P2) 중 워터재킷1,2(11)(21)의 배출단 측 순환경로(P2')(P2") 각각에 연결되어, 고온 및 저온의 열전액체를 혼합하여 중온화하면서 쿨링수단을 통해 냉각시키는 냉각부(61); 상기 순환경로2(P2) 중 워터재킷1,2(11)(21)의 인입단 각각과 냉각부(61) 사이에 배치되어, 열전액체의 강제 순환을 유도하는 순환유도부(50); 를 포함하되, 상기 고온화부(10)에는 고온으로 가열을 요하는 물체가 수용된 용기가 구비되고, 상기 저온화부(20)에는 저온으로 냉각을 요하는 물체가 수용된 용기가 구비된 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, the present invention individually passes through the entire heat source for two or more water jackets 1, 2 (11) (21) arranged in parallel, and induces them through the circulation paths (P2') (P2"), respectively. Integrated circulation path (P2) providing a path for integrated circulation after the water jacket 1, 2 (11) (21) absorbs heat from the water jacket 2 (21) and operates to generate heat for the water jacket 1 (11) A high-
상기와 같은 과제해결수단에 의한 본 발명은 상기 열전소자1(12)이 워터재킷1(11)에서 흡열하여 고온화부(10) 즉, 고온을 요하는 용기 쪽으로 열을 전달하는 것에 의해, 고온화부(10) 측 용기 내에 수용된 물체에 대한 가열이 이루어지고, 상기 열전소자2(22)가 저온화부(20) 즉, 저온을 요하는 용기 쪽에서 흡열하여 워터재킷2(21)으로 열을 전달하는 것에 의해, 저온화부(20) 측 용기 내에 수용된 물체에 대한 냉각이 이루어지도록 함으로써, 단일의 열교환을 위한 순환경로를 통해, 상기 고온화부(10)와 저온화부(20)에서 동시에 고온과 저온의 복합적이면서 다각적인 열교환을 통해 냉각 및 가열이 이루어지도록 하는 효과를 얻는다.The present invention according to the above problem solving means transfers heat to the high
또한, 본 발명은 상기 순환유도부(50)인 워터펌프가 냉각부(61)인 라디에이터에서 1차 저온화된 열전액체(A℃)를 워터재킷으로 공급하면, 상기 열전소자가 열전액체의 열(α℃)을 흡수하여 고온화부(10)로 전달하게 되므로, 상기 고온화부(10)는 열전소자의 발열 온도가 더해져 온도가 올라가게 되고(A+α℃), 열전액체는 저온화(A-α℃) 되어 저온화부(20)가 위치한 워터자켓2(21)로 이동하게 되며, 이때, 상기 저온화부(20)는 열전소자의 특성상 열전소자2(22)의 양면 온도차이(Δt)에 의한 냉각 성능이 나타남으로써, 상기 고온화부(10) 측으로부터 2차 저온화된 열전액체가 더 많은 열량을 가져가게 되고, 이에 따라 상기 저온화부(20)는 냉각부(61)인 라디에이터에서 1차 저온화된 열전액체(A℃)가 공급된 것보다 더 저온화된 열전액체(A-2α℃)에 의해 냉각되므로, 증대된 냉각 효율로 냉각이 이루어지도록 하는 효과를 얻는다.In addition, in the present invention, when the water pump, which is the
또한, 본 발명은 이러한 열전액체의 순환에 의한 흡열 및 방열 작용으로 고온화부의 가열 및 저온화부의 냉각이 더욱 효율적으로 이루어지도록 하는 효과를 얻는다.In addition, the present invention obtains the effect of enabling the heating of the high-temperature heating section and the cooling of the low-temperature heating section to be performed more efficiently through heat absorption and heat dissipation by circulation of the thermal liquid.
또한, 본 발명은 복수의 워터재킷과 열전소자를 직렬 또는 병렬로 배치하고 이들에 대한 통합적 또는 개별적 순환경로와 냉각부를 제공함으로써, 다각적 적용성을 향상시키는 효과를 얻는다. In addition, the present invention obtains an effect of improving diversified applicability by arranging a plurality of water jackets and thermoelectric elements in series or parallel and providing integrated or individual circulation paths and cooling units for them.
도 1은 종래 냉각 및 가열 장치의 예를 도시한 구성도.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 구성을 간략히 도시한 구성도.1 is a configuration diagram showing an example of a conventional cooling and heating device;
2 is a configuration diagram schematically illustrating a configuration according to an embodiment of the present invention;
이와 같이 제시하는 첨부 도면을 참고로 본 발명을 설명하면 다음과 같다.Referring to the accompanying drawings presented as described above, the present invention will be described as follows.
본 발명은 첨부 도면 도 2에 도시된 바와 같이, 2개 이상의 병렬 배치된 워터재킷1,2(11)(21)에 대해 열전액체가 개별 경유하여, 각각 순환경로(P2')(P2")를 통해 유도된 후 통합 순환하는 경로를 제공하는 통합순환경로(P2); 상기 워터재킷1,2(11)(21) 사이에서 워터재킷2(21)로부터 흡열하여 워터재킷1(11)에 대해 발열 동작하는 단일 또는 한 쌍의 열전소자1,2(12)(22)를 포함하여, 상기 워터재킷1(11) 측과 워터재킷2(21) 측에 각각 형성되는 고온화부(10) 및 저온화부(20); 상기 통합순환경로(P2) 중 워터재킷1,2(11)(21)의 배출단 측 순환경로(P2')(P2") 각각에 연결되어, 고온 및 저온의 열전액체를 혼합하여 중온화하면서 쿨링수단을 통해 냉각시키는 냉각부(61); 상기 순환경로2(P2) 중 워터재킷1,2(11)(21)의 인입단 각각과 냉각부(61) 사이에 배치되어, 열전액체의 강제 순환을 유도하는 순환유도부(50); 를 포함하되, 상기 고온화부(10)에는 고온으로 가열을 요하는 물체가 수용된 용기가 밀착 구비되고, 상기 저온화부(20)에는 저온으로 냉각을 요하는 물체가 수용된 용기가 밀착 구비된 것일 수 있다.As shown in FIG. 2 of the accompanying drawings, in the present invention, the thermal liquid passes through two or more parallelly arranged water jackets 1, 2 (11) (21) individually, and each circulation path (P2') (P2") An integrated circulation path (P2) that provides a path for integrated circulation after being induced through the water jacket 1 (11) by absorbing heat from the water jacket 2 (21) between the water jackets 1, 2 (11) (21) A high-
이때, 상기 냉각부(61)는 일측 단은 워터재킷1(11)의 배출단에 연결되고 타측 단은 순환유도부(50)로 연결된 냉각부1(41) 및 일측 단은 워터재킷2(21)의 배출단에 연결되고 타측 단은 냉각부1(41) 또는 순환유도부(50)에 직접 연결된 냉각부2(42)로 이루어질 수 있다.At this time, the
여기서, 본 발명 중 상기 순환경로들은 구성요소와 구성요소를 연통시키는 배관 또는 호스일 수 있다.Here, in the present invention, the circulation paths may be pipes or hoses that communicate components with each other.
한편, 본 발명 중 상기 열전소자들은 전류의 흐름에 따라 접합된 다른 종류의 두 금속(열전 반도체 소재)이 고온과 저온으로 온도차가 나타나는 펠티에 소자일 수 있다.Meanwhile, the thermoelectric elements in the present invention may be Peltier elements in which two different types of metals (thermoelectric semiconductor materials) bonded together show a temperature difference between high and low temperatures according to the flow of current.
또 한편, 본 발명 중 상기 워터재킷들은 열전소자들과 면접하여 고정된 상태에서 흐르는 열전액체와 열교환이 이루어지도록 하는 중공 경로에 열교환부재가 마련된 블록체일 수 있다.On the other hand, the water jackets of the present invention may be a block body in which a heat exchanging member is provided in a hollow path to conduct heat exchange with the thermoelectric body flowing in a fixed state by interviewing the thermoelectric elements.
또 한편, 본 발명 중 상기 냉각부는 라디에이터 또는 팬모터가 구비된 라디에이터일 수 있다.On the other hand, in the present invention, the cooling unit may be a radiator or a radiator equipped with a fan motor.
또 한편, 본 발명 중 상기 순환유도부는 워터펌프 및 워터탱크가 구비된 워터펌프일 수 있다. On the other hand, in the present invention, the circulation induction unit may be a water pump equipped with a water pump and a water tank.
이와 같이 되는 본 발명의 작용을 설명하면 다음과 같다.The operation of the present invention thus obtained will be described as follows.
먼저, 본 발명은 첨부 도면 도 2에 도시된 바와 같이, 2개 이상의 병렬 배치된 워터재킷1,2(11)(21)에 대해 열전액체가 개별 경유하여, 각각 순환경로(P2')(P2")를 통해 유도된 후 통합 순환하는 경로를 제공하는 통합순환경로(P2); 상기 워터재킷1,2(11)(21) 사이에서 워터재킷2(21)로부터 흡열하여 워터재킷1(11)에 대해 발열 동작하는 단일 또는 한 쌍의 열전소자1,2(12)(22)를 포함하여, 상기 워터재킷1(11) 측과 워터재킷2(21) 측에 각각 형성되는 고온화부(10) 및 저온화부(20); 상기 통합순환경로(P2) 중 워터재킷1,2(11)(21)의 배출단 측 순환경로(P2')(P2") 각각에 연결되어, 고온 및 저온의 열전액체를 혼합하여 중온화하면서 쿨링수단을 통해 냉각시키는 냉각부(61); 상기 순환경로2(P2) 중 워터재킷1,2(11)(21)의 인입단 각각과 냉각부(61) 사이에 배치되어, 열전액체의 강제 순환을 유도하는 순환유도부(50); 를 포함하되, 상기 고온화부(10)에는 고온으로 가열을 요하는 물체가 수용된 용기가 구비되고, 상기 저온화부(20)에는 저온으로 냉각을 요하는 물체가 수용된 용기가 구비된 통합 순환 경로를 갖는 가열 및 냉각 장치이다.First, as shown in FIG. 2 of the accompanying drawings, the present invention individually passes through two or more water jackets 1, 2 (11) (21) arranged in parallel, respectively, through circulation paths (P2') (P2). ") and then provide an integrated circulation path; the water jacket 1 (11) by absorbing heat from the water jacket 2 (21) between the water jackets 1, 2 (11) (21) A high-
이때, 상기 냉각부(61)는 일측 단은 워터재킷1(11)의 배출단인 순환경로(P2')에 연결되고 타측 단은 순환유도부(50)로 연결된 냉각부1(41) 및 일측 단은 워터재킷2(21)의 배출단인 순환경로(P2")에 연결되고 타측 단은 냉각부1(41) 또는 순환유도부(50)에 직접 연결된 냉각부2(42)로 이루어진 것을 실시예로 한다.At this time, the
이와 같은 본 발명의 기본적인 열교환 방식은 워터재킷들과 이에 대응되는 순환경로들을 통해 열전액체가 순환하고, 이때, 상기 워터재킷의 일측 면에 열전소자의 흡열부위가 면접되어, 워터재킷 내로 흐르는 열전액체의 온도를 저하시킴과 동시에, 상기 흡열부위와 반대에 위치한 발열부위의 온도가 높아지면서 고온화부(10)를 가열하고, 상기 워터재킷의 일측 면에 열전소의 발열부위가 면접되어, 워터재킷 내로 흐르는 열전액체의 온도를 상승시킴과 동시에, 상기 발열부위와 반대에 위치한 흡열부위의 온도가 낮아지면서 저온화부(20)를 냉각시키도록 된 것이다.In the basic heat exchanging method of the present invention, the thermal liquid circulates through water jackets and corresponding circulation paths, and at this time, the heat absorbing portion of the thermoelectric element is interviewed on one side of the water jacket, and the thermal liquid flowing into the water jacket At the same time as the temperature of the heat absorbing portion and the temperature of the heat generating portion opposite to the heat increasing portion is increased, the high-
이때, 상기 워터재킷의 배출단으로 배출되는 고온의 열전액체는 냉각부를 거치면서 냉각된 상태로 순환유도부에 의해 워터재킷의 인입단으로 인입되어, 상기와 같은 동작을 지속한다.At this time, the high-temperature thermal liquid discharged to the discharge end of the water jacket is introduced into the inlet end of the water jacket in a cooled state by the circulation guide part through the cooling part, and the above-described operation is continued.
본 발명은 고온화부(10)와 저온화부(20)를 동시에 고효율로 가열 및 냉각시킬 수 있는 장치이다.The present invention is a device capable of simultaneously heating and cooling the high-
이러한 본 발명은 상기 열전소자가 워터재킷에서 흡열하여 고온화부(10)에 밀착 구비되는 고온을 요하는 용기 쪽으로 열을 전달하는 것에 의해, 고온화부(10)의 용기 내에 수용된 물체에 대한 가열이 이루어지고, 상기 열전소자가 저온화부(20)에 밀착 구비되는 저온을 요하는 용기 쪽에서 흡열하여 워터재킷으로 열을 전달하는 것에 의해, 저온화부(20)의 용기 내에 수용된 물체에 대한 냉각이 이루어진다.In the present invention, the object accommodated in the container of the high
이때, 상기 순환유도부(50)인 워터펌프가 냉각부(61)인 라디에이터에서 1차 저온화된 열전액체(A℃)를 워터재킷으로 공급하면, 상기 열전소자가 열전액체의 열(α℃)을 흡수하여 고온화부(10)로 전달하게 되므로, 상기 고온화부(10)는 열전소자의 발열 온도가 더해져 온도가 올라가게 된다(A+α℃).At this time, when the water pump, which is the
이때, 상기 저온화부(20)는 열전소자의 특성상 열전소자의 양면 온도차이(Δt)에 의한 냉각 성능이 나타나므로, 상기 고온화부(10) 측으로부터 2차 저온화된 열전액체가 더 많은 열량을 가져가게 되고, 이에 따라 상기 저온화부(20)는 냉각부(61)인 라디에이터에서 1차 저온화된 열전액체(A℃)가 공급된 것보다 더 저온화된 열전액체(A-2α℃)에 의해 냉각되므로, 증대된 냉각 효율로 냉각이 이루어지도록 한다.At this time, since the
상기 저온화부(20)로부터 열을 흡수하여 고온화된 열전액체는 냉각부(61)인 라디에이터와 팬모터의 방열 작용(-α℃)으로 1차 저온화(A℃)되어, 상기 순환유도부(50)를 구성하는 워터탱크로 이동하게 되고, 순환유도부(50)인 워터펌프에 의해, 다시 고온화부(10)가 위치한 워터재킷으로 유도된다.The thermal liquid absorbed by the heat from the low-
본 발명 이러한 열전액체의 순환에 의한 흡열 및 방열 작용으로 고온화부(10)의 가열 및 저온화부(2)의 냉각이 더욱 효율적으로 이루어지도록 한다.Heat absorption and heat dissipation by the circulation of the thermofluid of the present invention allows the heating of the high-
참고로, 열전액체는 증류수에 부패방지 및 부동성분을 첨가한 비열이 1로 열전달특성이 최고인 특성의 액체이다.For reference, the thermal liquid is a liquid with the highest heat transfer characteristics with a specific heat of 1 by adding anti-corruption and antifreeze components to distilled water.
정리하자면, 본 발명은 단일 또는 복수의 열전소자1,2(12)(22)를 중간에 두고 열전소자1,2(12)(22)의 양면에 각각 워터재킷1,2(11)(21)을 부착하여, 한쪽 방향(워터재킷2(21)에서 워터재킷1(11) 방향)으로 열이 전달되게 함으로써, 상기 워터재킷1(11) 측은 온도가 올라가고 워터재킷2(21) 측은 온도가 내려가도록 한다. In summary, the present invention puts a single or a plurality of thermoelectric elements 1,2 (12) (22) in the middle, and water jackets 1,2 (11) (21) on both sides of the thermoelectric elements 1,2 (12) (22), respectively. ) is attached to allow heat to be transferred in one direction (from the water jacket 2 (21) to the water jacket 1 (11)), so that the temperature of the water jacket 1 (11) rises and the temperature of the water jacket 2 (21) rises. let it go down
이때, 상기 순환유도부(50)인 워터펌프에 의해 워터재킷1,2(11)(21) 각각으로 열전액체(A℃)가 유입되는데, 상기 워터재킷2(21)에서는 열을 공급해주면서 온도가 내려가고, 상기 워터재킷1(11)에서는 열을 흡수하여 온도가 올라간다.At this time, the heat substance (A ℃) flows into each of the water jackets 1, 2 (11, 21) by the water pump, which is the
이와 같이 하여 상기 워터재킷1(11)에서 온도가 올라간 열전액체(A+α℃)는 방열 기능을 하는 냉각부1(41)인 라디에이터로 들어가고, 상기 워터재킷2(21)에서 저온화(A-α℃)된 열전액체는 냉각이 필요한 공간에 있는 냉각부2(42)인 라디에이터로 들어가고, 팬모터에 의해 냉각이 필요한 공간의 열은 냉각부2(42)로 공급되므로 냉각이 필요한 공간은 저온화(A-β℃)되며, 냉각이 필요한 공간의 열을 흡수한 열전액체는 냉각부2(42)인 라디에이터로부터 냉각부1(41)인 라디에이터로 유도된다.In this way, the heat body (A + α ° C) whose temperature has risen in the water jacket 1 (11) enters the radiator, which is the cooling unit 1 (41), which has a heat dissipation function, and the water jacket 2 (21) lowers the temperature (A -α℃) heat substance enters the radiator, which is the cooling part 2 (42) in the space requiring cooling, and the heat in the space requiring cooling is supplied to the cooling part 2 (42) by the fan motor, so the space requiring cooling is The heat body, which is lowered to a low temperature (A-β°C) and absorbs the heat of the space requiring cooling, is guided from the radiator of the cooling unit 2 (42) to the radiator of the cooling unit 1 (41).
이때, 상기 냉각부1(41)인 라디에이터는 상기 워터재킷1(11)과 냉각부2(42)인 라디에이터로부터 유입된 고온 및 저온의 열전액체가 혼합되면서 중온화된 상태에서 팬모터에 의해 방열이 이루어져 일정 온도로 냉각(A℃) 되며, 상기 순환유도부(50)인 워터펌프에 의해 워터재킷1,2(11)(21)로 유도된다.At this time, the radiator, which is the cooling unit 1 (41), radiates heat by the fan motor in a medium-temperature state while mixing the high and low temperature thermal liquids introduced from the water jacket 1 (11) and the radiator, which is the cooling unit 2 (42). This is made and cooled to a certain temperature (A°C), and is guided to the water jackets 1 and 2 (11) (21) by the water pump, which is the circulation induction unit (50).
이때, 상기 열전소자1,2(12)(22)의 열전달 방향을 반대로 하게 되면, 냉각이 필요한 공간은 온열이 필요한 공간으로 되어 일정한 고온을 유지할 수 있도록 한다. At this time, when the heat transfer direction of the thermoelectric elements 1, 2 (12, 22) is reversed, a space requiring cooling becomes a space requiring heat, so that a constant high temperature can be maintained.
그리고, 본 발명의 상기 냉각부(40)에는 첨부 도면 도 3 내지 도 6에 도시된 바와 같이, 외부면에 길이 방향을 따라 방사상으로 열교환수단(61a)이 마련되고, 상기 열교환수단(61a) 중 상하 및 좌우 대응 위치의 열교환수단(61a)에 면 밀착 체결용 연결수단1,2(61b)(61c)가 각각 마련되며, 길이방향을 따라 중앙에 열교환 유체가 흐르는 관통경로(61d)가 형성된 흡방열블록을 포함하고, 상기 연결수단1,2(61b)(61c)의 상호 체결에 의해 서로 다른 흡방열블록(61)이 필요 사이즈에 따라 조립식으로 상하좌우로 확장되어 이루어지는 열교환장치(60)가 장착된 것일 수 있다.And, as shown in the accompanying drawings 3 to 6, the cooling
이때, 상기 관통경로(61d) 양측 단에 '┓' 또는 '⊂' 형태의 연결파이프(61e)가 결합되어, 서로 다른 흡방열블록(61)을 상호 연결하여 유체가 흐르도록 하거나, 별도의 유체가 흐르는 관(62)이 끼워질 수도 있다.At this time, '┓' or ' ⊂ ' shaped
상기 열교환수단(61a)의 구체적 실시예로는 흡방열블록(61)의 중앙부를 중심으로 '×' 형태로 돌출되는 기본 리브와, 상기 '×'형 기본 리브의 하부 마주하는 면에 '┗(좌)', '┛(우)' 형태의 연결수단1(11b)이 각각 돌출 형성되고, 상부 돌출 리브 사이의 간격진 부분에 '┓(좌)', '┏(우)' 형태의 연결수단2(61c)가 각각 대응 돌출 형성되고, 상기 '×'형 기본 리브의 우측 마주하는 면에 '┓(상)', '┛(하)' 형태의 연결수단1(61b)이 돌출 형성되고, 좌측 돌출 리브 사이의 간격진 부분에 '┗(상)', '┏(하)' 형태의 연결수단2(61c)가 각각 대응 돌출 형성된 것을 예로 들 수 있다.In a specific embodiment of the heat exchange means 61a, a basic rib protrudes in a ' × ' shape around the center of the heat absorption and
상기에서, 한 쌍의 연결수단1(61b) 사이에 끼워지는 연결수단2(61c)는 흡방열블록(61) 외경에서 돌출된 가압리브(61f)에 의해, 상기 연결수단1(61b)에 가압 밀착되는 것이 바람직하다. In the above, the connecting means 2 (61c) inserted between the pair of connecting means 1 (61b) is pressed against the connecting means 1 (61b) by the pressurizing
이때, 상기 가압리브(61f)는 '×' 형태로 돌출되는 상부 리브 사이의 간격진 부분과 우측 리브 사이의 간격진 부분에 돌출 형성되는 것을 실시예로 한다.At this time, the pressing rib (61f) is an embodiment in which the spaced part between the upper ribs protruding in a ' x ' shape and the spaced part between the right ribs are protruded.
이와 같이 된 상기 가압리브(61f)는 연결수단2(61c)를 연결수단1(61b)과의 사이에 면 밀착되도록 가압하여 체결력을 유지시킴과 동시에, 체결을 통해 연결되는 다른 흡방열블록(61) 간에 열전도가 이루어지도록 하는 경로를 추가적으로 제공하며, 상기 흡방열블록(61)의 외부면과 연결수단2(61c) 사이에 공간이 형성되도록 함으로써, 열교환 부위를 확대시켜 열교환 효율을 추가적으로 증대시키는 것이 가능하다. The
또한, 상기 가압리브(61f)는 흡방열블록(61) 외부면으로부터 돌출된 것만으로도 열교환 작용을 유도한다.In addition, the
이러한 본 발명은 서로 다른 흡방열블록(61)이 각각 외부면에 마련된 연결수단1(61b)과 연결수단2(61c)에 의해 체결 즉, 슬라이드 체결을 통해 조립하여 확장시킬 수 있도록 함으로써, 탑재할 장치나 설치할 공간의 크기나 종류에 따라 선택적으로 확장 또는 축소 적용이 가능하도록 하고, 이를 통해 적용 호환성을 향상시킨다.According to the present invention, the different heat absorbing and dissipating
또한, 본 발명은 중앙 관통체인 흡방열블록(61)의 중앙 부분을 중심으로 외부면에 길이 방향을 따라 '×' 형태로 리브형 열교환수단(61a)이 마련되고, 상기 열교환수단(61a) 중 상하 및 좌우 대응 위치의 열교환수단(61a)에 면 밀착 체결용 연결수단1,2(61b)(61c)가 동일체로 각각 돌출 마련됨으로써, 상기 열교환수단(61a)인 '×' 형태의 기본 리브가 흡열과 방열을 위한 열교환 작용을 함은 물론, 상기 연결수단1,2(61b)(61c)이 서로 다른 흡방열블록(61) 간에 체결시키는 기능을 수행함과 동시에 열전도 및 열교환 작용하도록 하여, 결과적으로 열교환 효율을 극대화 내지 향상시킨다.In addition, in the present invention, a rib-type heat exchange means 61a is provided in the form of ' x ' along the longitudinal direction on the outer surface centered on the central portion of the heat absorption and
이상, 본 발명을 본 발명의 원리를 예시하기 위한 바람직한 실시예와 관련하여 설명하고 도시하였지만, 본 발명은 그와 같이 도시되고 설명된 그대로의 구성 및 작용으로 한정되는 것이 아니다. 예를 들자면, 열전달 매체를 열전액체로 설명하였으나, 기체 또는 고체도 본 발명에서 열전달 매체의 실시예로 적용될 수 있다.Although the present invention has been described and illustrated in relation to preferred embodiments for illustrating the principles of the present invention, the present invention is not limited to the configuration and operation as shown and described. For example, although the heat transfer medium is described as a heat liquid, gas or solid may also be applied as an embodiment of the heat transfer medium in the present invention.
그 밖에도, 첨부된 청구범위의 사상 및 범주를 일탈함이 없이 본 발명에 대한 다수의 변경 및 수정이 가능함을 당업자들은 잘 이해할 수 있을 것이다.Additionally, those skilled in the art will appreciate that many changes and modifications may be made to the present invention without departing from the spirit and scope of the appended claims.
따라서, 그러한 모든 적절한 변경 및 수정과 균등물들도 본 발명의 범위에 속하는 것으로 간주되어야 할 것이다.Accordingly, all such appropriate alterations and modifications and equivalents should be regarded as falling within the scope of the present invention.
10 : 고온화부 11 : 워터재킷1
12 : 열전소자1 20 : 저온화부
21 : 워터재킷2 22 : 열전소자2
40 : 냉각부 41,42 : 냉각부1,2
50 : 순환유도부 P2 : 순환경로210: high temperature unit 11: water jacket 1
12: thermoelectric element 1 20: low temperature unit
21: water jacket 2 22: thermoelectric element 2
40: cooling
50: circulation induction unit P2: circulation path 2
Claims (4)
상기 워터재킷1,2(11)(21) 사이에서 워터재킷2(21)로부터 흡열하여 워터재킷1(11)에 대해 발열 동작하는 단일 또는 한 쌍의 열전소자1,2(12)(22)를 포함하여, 상기 워터재킷1(11) 측과 워터재킷2(21) 측에 각각 형성되는 고온화부(10) 및 저온화부(20);
상기 통합순환경로(P2) 중 워터재킷1,2(11)(21)의 배출단 측 순환경로(P2')(P2") 각각에 연결되어, 고온 및 저온의 열전액체를 혼합하여 중온화하면서 쿨링수단을 통해 냉각시키는 냉각부(40);
상기 순환경로2(P2) 중 워터재킷1,2(11)(21)의 인입단 각각과 냉각부(40) 사이에 배치되어, 열전액체의 강제 순환을 유도하는 순환유도부(50); 를 포함하되,
상기 고온화부(10)에는 고온으로 가열을 요하는 물체가 수용된 용기가 구비되고, 상기 저온화부(20)에는 저온으로 냉각을 요하는 물체가 수용된 용기가 구비된 것,
을 특징으로 하는 통합 순환 경로를 갖는 가열 및 냉각 장치.
For two or more parallelly arranged water jackets 1, 2 (11) (21), the thermal liquid is individually passed through, respectively, induced through the circulation path (P2') (P2"), and then integrated to provide an integrated circulation path. circulation pathway (P2);
A single or pair of thermoelectric elements 1,2 (12) (22) that absorbs heat from the water jacket 2 (21) between the water jackets 1,2 (11) (21) and operates to generate heat with respect to the water jacket 1 (11) Including, a high-temperature heating unit 10 and a low-temperature heating unit 20 respectively formed on the water jacket 1 (11) side and the water jacket 2 (21) side;
Among the integrated circulation paths (P2), it is connected to each of the circulation paths (P2') (P2") on the discharge end side of the water jackets 1, 2 (11) (21), while mixing high and low temperature thermal liquids to neutralize them. A cooling unit 40 for cooling through a cooling means;
a circulation induction unit 50 disposed between the inlet ends of the water jackets 1, 2 (11) and 21 of the circulation path 2 (P2) and the cooling unit 40 to induce forced circulation of the thermal body; Including,
The high-temperature heating unit 10 is provided with a container accommodating an object requiring heating at a high temperature, and the low-temperature heating unit 20 is provided with a container accommodating an object requiring cooling at a low temperature,
A heating and cooling device with an integrated circulation path, characterized in that
상기 냉각부(40)는 일측 단은 워터재킷1(11)의 배출단에 연결되고 타측 단은 순환유도부(50)로 연결된 냉각부1(41) 및 일측 단은 워터재킷2(21)의 배출단에 연결되고 타측 단은 냉각부1(41) 또는 순환유도부(50)에 직접 연결된 냉각부2(42)로 이루어진 것,
을 특징으로 하는 통합 순환 경로를 갖는 가열 및 냉각 장치.
The method of claim 1,
The cooling part 40 has one end connected to the discharge end of the water jacket 1 (11) and the other end connected to the circulation induction part 50 and the cooling part 1 (41) and one end connected to the discharge end of the water jacket 2 (21). connected to one end, and the other end consists of a cooling part 1 (41) or a cooling part 2 (42) directly connected to the circulation induction part (50),
A heating and cooling device with an integrated circulation path, characterized in that
상기 열전소자들은 전류의 흐름에 따라 접합된 다른 종류의 두 금속이 고온과 저온으로 온도차가 나타나는 펠티에 소자이고, 상기 워터재킷들은 열전소자들과 면접하여 고정된 상태에서 흐르는 열전액체와 열교환이 이루어지도록 하는 중공 경로에 열교환부재가 마련된 블록체인 것,
을 특징으로 하는 통합 순환 경로를 갖는 가열 및 냉각 장치.
The method of claim 1,
The thermoelectric elements are Peltier elements in which two different types of metals bonded according to the flow of current show a temperature difference between high and low temperatures, and the water jackets are interviewed with the thermoelectric elements to exchange heat with the flowing thermal body in a fixed state. A block chain in which a heat exchange member is provided in a hollow path to
A heating and cooling device with an integrated circulation path, characterized in that
상기 냉각부는 라디에이터 또는 팬모터가 구비된 라디에이터이고, 상기 순환유도부는 워터펌프 또는 워터탱크가 구비된 워터펌프인 것,
을 특징으로 하는 통합 순환 경로를 갖는 가열 및 냉각 장치.The method of claim 1,
The cooling unit is a radiator or a radiator with a fan motor, and the circulation induction unit is a water pump or a water pump with a water tank.
A heating and cooling device with an integrated circulation path, characterized in that
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KR1020210173755A KR20230085985A (en) | 2021-12-07 | 2021-12-07 | Heating and cooling device with integrated circulation path |
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