KR101904084B1 - Air conditioning system of vehicle using thermoelectric device - Google Patents
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Abstract
본 발명은, 일면이 개방된 방열블록 사이에 양면이 개방된 냉각블록을 배치하고, 방열블록과 냉각블록의 개방된 면이 서로 접하게 되는 경계면에 열전소자를 설치하여 구조가 간단하고 콤팩트하면서도 냉각효율이 매우 우수하고 냉각속도도 빨라서 차량 실내공기의 급속한 냉방 또는 난방이 가능하도록 한, 열전소자를 이용한 차량용 급속 냉난방시스템을 제공하기 위한 것이다.Disclosure of the Invention The present invention has a structure in which a cooling block whose both sides are opened is disposed between the heat dissipation blocks whose one side is opened and a thermoelectric element is provided at the interface where the open side of the heat dissipation block and the cooling block come into contact with each other, Speed cooling / heating system using a thermoelectric element, which is capable of rapid cooling or heating of the indoor air of the vehicle because the cooling air temperature is very high and the cooling rate is high.
Description
본 발명은 열전소자를 이용한 차량용 냉난방시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 방열블록과 냉각블록 사이의 경계면에 열전소자를 설치하여 냉각효율이 우수할 뿐만 아니라 냉각속도도 빨라서 차량 실내공기의 급속한 냉방 또는 난방이 가능하도록 한, 열전소자를 이용한 차량용 급속 냉난방시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a cooling / heating system for a vehicle using a thermoelectric element, and more particularly, to a cooling / heating system for a vehicle using a thermoelectric element, Or heating of the vehicle by using a thermoelectric element.
차량 실내공기의 난방과 냉방을 위한 차량용 공조장치는 엔진을 냉각하면서 고온으로 가열된 냉각수를 순환시켜 주위의 공기를 가열시킨 후 가열된 공기를 차량의 내부로 순환시키는 난방장치와, 냉매를 순환시켜 주위 공기의 열을 흡수하는 냉동사이클을 사용하여 공기를 냉각시킨 후 냉각된 공기를 차량 내부로 순환시키는 냉방장치로 구분된다.There is provided a vehicular air conditioning system for heating and cooling indoor air, comprising: a heating device circulating cooling water heated to a high temperature while cooling the engine to heat ambient air and then circulating the heated air to the inside of the vehicle; And a cooling device for cooling the air using a refrigeration cycle for absorbing the heat of the surrounding air and then circulating the cooled air to the inside of the vehicle.
통상적으로 냉방장치의 냉동사이클은 엔진의 구동에 의해 저온 저압의 기체상태의 냉매가 압축기에 의해 고온 고압으로 압축되고, 압축된 고온 고압인 기체상태의 냉매가 응축기에 의해 냉각 응축되어 고압의 액체상태로 된 다음, 팽창장치에 의해 저온 저압의 이상(異狀)상태로 변화되고, 계속해서 증발기에서 저온 저압의 기체상태로 변하면서 주위로부터 열을 빼앗아 증발기 주위 공기를 냉각시켜 송풍팬에 의해 에어컨 외부로 배출시켜 실내의 온도를 낮춰주도록 구성된다.Generally, in a refrigeration cycle of a cooling system, a low-temperature and low-pressure gaseous refrigerant is compressed by a compressor to a high temperature and a high pressure by driving an engine, and a gaseous refrigerant of a high temperature and high pressure is cooled and condensed by a condenser, The evaporator is changed to a low temperature and low pressure abnormal state by the expansion device and then the evaporator is changed from the evaporator to the low temperature and low pressure gas state to cool the air around the evaporator by taking heat from the surroundings, So that the temperature of the room is lowered.
그러나 상기한 냉동사이클을 사용한 냉방장치는 차량 주행중에 작동될 경우 엔진의 효율을 저하시켜 더 많은 연료를 소모하게 되고, 냉방시 냉매로 사용되는 프레온 가스는 오존층 파괴의 주범이기 때문에 법으로 사용이 규제되고 있으므로 점점 사용이 어렵게 되었다는 문제가 있다. 이와 같은 냉동사이클의 문제점을 해결하기 위해 근래에 들어 전류에 의한 흡열작용으로 주위 공기를 냉각하는 열전소자(Thermoelectric element)를 사용한 냉방장치가 개발되어 사용되고 있다.However, when the refrigerating cycle is operated during the running of the vehicle, the efficiency of the engine is lowered and more fuel is consumed. Since the refrigerant used as the refrigerant in the cooling operation is the main cause of the ozone layer destruction, So that it becomes difficult to use it more and more. In order to solve such a problem of the refrigeration cycle, a cooling apparatus using a thermoelectric element that cools ambient air by an endothermic action by current has been developed and used.
열전소자는 냉방 및 난방 공급을 위해 사용되는 소자인데, 복수 쌍의 p형과 n형 열전반도체가 직렬 연결되어 구성되며, 열전소자에 DC 전압을 인가하면 열전소자의 한쪽 면은 흡열이 발생하여 저온부가 형성되고 반대쪽 면은 발열이 발생하여 고온부가 형성되는데, 이를 펠티에(Peltier) 효과라고 한다. 이와 같은 펠티에 효과를 이용하여 가습기, CPU 냉각, 냉정수기, 냉장고 등은 물론 반도체 제조설비의 온도제어 등 다양한 분야에서 열전소자가 이용되고 있다.A thermoelectric element is an element used for cooling and heating supply, wherein a plurality of pairs of p-type and n-type thermoelectric semiconductors are connected in series. When a DC voltage is applied to the thermoelectric element, one side of the thermoelectric element absorbs heat, And a heat is generated on the opposite side to form a high temperature part, which is called a Peltier effect. Utilizing the Peltier effect, a thermoelectric device is used in various fields such as a humidifier, a CPU cooling, a cold water heater, a refrigerator, and a temperature control of a semiconductor manufacturing facility.
이와 같이 열전(펠티에)소자는 DC 전류를 흘려주면 냉각과 가열 등 온도 제어를 자유롭게 할 수 있는 반도체 소자인데, 소자에 DC 전류를 흘려주면, 소자의 양면에 온도차가 발생하게 되고, 저온측에서 흡열, 고온측에서 발열이 일어나 소자의 저온측에서 고온측으로 열을 밀어주는 열펌프의 역할을 하게 된다. 또한, 전류의 극성을 바꾸는 것만으로 펌핑하는 열의 방향을 바꾸고, 전류의 크기를 바꾸는 것만으로 펌핑되는 열량의 크기를 바꿀 수 있어서 냉각·가열의 온도 제어를 매우 간단하게 할 수 있는 등 많은 장점이 있다.As described above, a thermoelectric (Peltier) element is a semiconductor element that can freely control temperature such as cooling and heating by flowing a DC current. When a DC current is supplied to the element, a temperature difference occurs on both sides of the element. , The heat is generated at the high temperature side and serves as a heat pump to push the heat from the low temperature side to the high temperature side of the device. In addition, by changing the polarity of the current, it is possible to change the direction of the pumping heat and change the size of the pumped heat only by changing the magnitude of the current, so that the temperature control of cooling and heating can be very simplified, .
차량의 공조장치에 열전소자를 이용한 기술을 살펴보면, 공개특허 제2005-22930호 "열전소자를 이용한 차량냉난방 시스템", 특허등록 제897328호 "열전소자 모듈 및 이를 이용한 차량용 공기조화장치", 특허등록 제1309193호 "열전소자를 이용한 차량 냉방시스템" 등 많은 기술이 출현하였다.The technology using the thermoelectric element in the air conditioner of the vehicle is disclosed in Patent Publication No. 2005-22930 entitled " Vehicle Heating & Cooling System Using Thermoelectric Element ", Patent Registration No. 897328 "Thermoelectric Module and Vehicle Air- No. 1309193 "Vehicle cooling system using thermoelectric element"
하지만, 지금까지 열전소자를 차량의 공조장치에 적용한 기술들은 다음과 같은 문제가 있다. 첫째, 열전소자의 양측에 각각 위치하는 방열블록과 냉각블록의 관로의 크기 및 길이가 동일하고, 설치한 방열블록과 냉각블록의 개수가 동일하기 때문에 냉각효과(또는 난방효과)가 약할 뿐만 아니라 차량 실내공기의 급속한 냉각(또는 난방)이 곤란하다는 문제가 있다.However, the techniques of applying the thermoelectric element to the air conditioner of the vehicle have the following problems. First, since the sizes and lengths of the heat-radiating blocks and the cooling blocks located on both sides of the thermoelectric elements are the same, and the number of the heat-radiating blocks and the number of the cooling blocks are the same, There is a problem that rapid cooling (or heating) of indoor air is difficult.
둘째, 햇볕에서 장시간 동안 작업하게 되는 카고크레인이나 중장비 등의 운전실에는 공조장치가 설치되어 있지만 그 용량이 작기 때문에, 특히 무덥거나 매우 추울 때는 장시간 동안 작업하기가 곤란하기 하여, 운전실에 일반 에어콘이나 난방장치를 추가로 설치하려면 크기가 커서 설치가 곤란할 뿐만 아니라 인버터 등 많은 부속 장치들이 필요하고 많은 전력을 소모하므로 설치가 곤란하다는 문제가 있다.Secondly, the air conditioner is installed in the cabin of the cargo crane or the heavy equipment that will work for a long time in the sun, but because of its small capacity, it is difficult to work for a long time especially when it is hot or very cold, There is a problem that it is difficult to install an additional device because it is difficult to install due to its large size and many additional devices such as an inverter are required and consumes a lot of electric power.
본 발명의 출원인(발명자)은 상기와 같은 문제를 해결하기 위하여 많은 비용과 시간을 들여 연구 개발한 결과 특허출원 제2017-30318호 "열전소자를 이용한 차량용 공조시스템"을 개발하여 출원했고, 실제 제품을 제작하여 중장비 차량에 설치하여 사용하면서, 냉각효율을 더 높이기 위해 꾸준히 연구 개발을 하면서 냉각효율을 현저하게 높인 본 발명에 이르게 되었다.The applicant (inventor) of the present invention has developed and applied a patent application No. 2017-30318 entitled " Vehicle air conditioning system using thermoelectric element "as a result of research and development with high cost and time in order to solve the above- The present invention has been accomplished to provide a cooling device with improved cooling efficiency while continuously researching and developing the cooling device in order to increase the cooling efficiency.
본 발명은 상기와 같은 문제를 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은, 일면이 개방된 방열블록 사이에 양면이 개방된 냉각블록을 배치하고, 방열블록과 냉각블록의 개방된 면이 서로 접하게 되는 경계면에 열전소자를 설치하여 구조가 간단하고 콤팩트하면서도 냉각효율이 매우 우수하고 냉각속도도 빨라서 차량 실내공기의 급속한 냉방 또는 난방이 가능하도록 한, 열전소자를 이용한 차량용 급속 냉난방시스템을 제공하기 위한 것이다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention is conceived to solve the problems as described above, and it is an object of the present invention to provide a cooling block in which both sides are opened between heat- The present invention provides a rapid cooling / heating system for a vehicle using a thermoelectric element in which a thermoelectric element is provided on a boundary surface to be brought into contact with the thermoelectric element so that the structure is simple and compact, the cooling efficiency is excellent and the cooling rate is high, will be.
본 발명에 따른 열전소자를 이용한 차량용 급속 냉난방시스템은, 차량의 운전실 내부에 설치되는 실내기와, 운전실 외부에 설치되는 실외기가 서로 분리되어 설치되고, 상기 실외기에는, 한 쌍의 플레이트가 일정 간격을 두고 설치되어, 플레이트 사이에 배치된 반도체에 흐르는 전류에 따라 일측에서는 열을 흡수하고 타측에서는 열을 방열하도록 구성된 제1 및 제2열전소자; 평판(平板) 형상의 양 측면이 개방되어 있고, 냉각수가 입수구로 입수(入水)하여 관로를 유동한 후 출수구로 출수(出水)하게 되며, 개방된 양 측면에 상기 제1 및 제2열전소자가 각각 조립되어 설치되는 냉각블록; 평판 형상의 양 측면 중 일면이 개방되어 있고, 냉각수가 입수구로 입수하여 관로를 유동한 후 출수구로 출수하게 되며, 서로 병렬로 연결되어 한 쌍이 설치되며, 개방된 일면에 상기 냉각블록과 조립된 제1 및 제2열전소자가 각각 조립되어 제1 및 제2열전소자의 외측에 설치되는 제1 및 제2방열블록; 상기 제1 및 제2방열블록과 관으로 연결되어 제2송풍팬의 작동에 의해 열기 또는 냉기를 실외로 방출하게 되는 제2라디에이터; 상기 제1 및 제2방열블록과 제2라디에이터 사이에 설치되어, 냉각수를 펌핑하여 순환시키는 제2펌프;를 포함하여 배치되고, 상기 실내기에는, 상기 실외기의 냉각블록의 입수구 및 출수구와 관으로 각각 연결되어 제1송풍팬의 작동에 의해 냉기 또는 열기를 실내로 방출하게 되는 제1라디에이터; 상기 실외기의 냉각블록과 제1라디에이터 사이에 설치되어, 냉각수를 펌핑하여 순환시키는 제1펌프;를 포함하여 배치되고, 전체 작동을 제어하는 콘트롤러가 운전실 내부에 배치되며, 상기 제2라디에이터와 제2송풍팬의 크기는 제1라디에이터와 제1송풍팬의 크기보다 큰 것을 특징으로 한다.In the rapid cooling and heating system for a vehicle using a thermoelectric device according to the present invention, an indoor unit installed in a cab of a vehicle and an outdoor unit installed outside the cab are separated from each other. In the outdoor unit, First and second thermoelectric elements arranged to absorb heat at one side and to radiate heat at the other side in accordance with the current flowing in the semiconductor disposed between the plates; The first and second thermoelectric elements are arranged on both sides of the open side. The first and second thermoelectric elements are arranged on both sides of the open side, A cooling block assembled and installed; The cooling block is opened on one side of the flat plate shape, the cooling water is received by the inlet port, flows through the pipeline and then flows out to the outlet port, 1 and a second thermoelectric element are assembled to the first and second thermoelectric elements, respectively, and are installed outside the first and second thermoelectric elements; A second radiator connected to the first and second heat-dissipating blocks through a pipe to discharge heat or cool air to the outside by operation of the second blowing fan; And a second pump installed between the first and second heat-dissipating blocks and the second radiator for pumping and circulating cooling water. The indoor unit is provided with inlet and outlet openings for the cooling block of the outdoor unit, A first radiator connected to the first blowing fan to discharge cold air or heat into the room by operation of the first blowing fan; And a first pump installed between the cooling block of the outdoor unit and the first radiator for pumping and circulating the cooling water, a controller for controlling the overall operation is disposed in the cab, and the second radiator and the second And the size of the blowing fan is larger than the size of the first radiator and the first blowing fan.
바람직하게는, 냉각블록과 제1 및 제2방열블록 각각은 블록본체의 양측으로 입수부와 출수부가 배치되고 블록본체 내부에는 이들 사이를 연결하는 관로가 형성되어 구성되며, 냉각블록에 형성된 관로의 크기는 제1 및 제2방열블록에 형성된 관로의 크기보다 작으며, 냉각블록에 형성된 관로의 길이는 제1 및 제2방열블록에 형성된 관로의 길이보다 길게 형성된다.Preferably, each of the cooling block and the first and second heat-dissipating blocks is provided with a water inlet and an outlet, on both sides of the block body, and a duct connecting the two is disposed inside the block body. The length of the channel formed in the cooling block is longer than the length of the channel formed in the first and second heat-dissipation blocks.
바람직하게는, 열전소자의 플레이트 재질은 세라믹이다.Preferably, the plate material of the thermoelectric element is a ceramic.
본 발명에 따른 열전소자를 이용한 차량용 급속 냉난방시스템은, 일면이 개방된 방열블록 사이에 양면이 개방된 냉각블록을 배치하고, 방열블록과 냉각블록의 개방된 면이 서로 접하게 되는 경계면에 열전소자를 설치한 구성이기 때문에 냉각블록의 양면에 설치된 열전소자가 냉각블록의 뚜껑 역할을 하게 되면서, 냉각블록의 관로에 흐르는 냉각수가 직접 열전소자와 접촉하게 되어 냉각수에서 많은 열을 빼앗아 방열블록의 관로를 흐르는 냉각수에 직접 방열시키게 되므로 냉각성능이 현저하게 좋아지고, 냉각속도도 빨라진다. 또한, 냉각블록의 양 외측에 방열블록이 설치되어 방열블록의 개수가 냉각블록의 개수보다 많기 때문에 냉각수에서 많은 열을 빼앗아 방열시키게 되므로 냉각성능을 더 높일 수 있게 된다.A rapid cooling / heating system for a vehicle using a thermoelectric device according to the present invention is characterized in that a cooling block having both sides opened between heat-radiating blocks with one side opened is disposed, and a thermoelectric element is provided on a boundary surface where the open sides of the heat- Since the thermoelectric elements provided on both sides of the cooling block serve as a cover for the cooling block, the cooling water flowing in the channel of the cooling block directly comes into contact with the thermoelectric element to take a lot of heat from the cooling water and flows through the channel of the heat- Since the heat is directly radiated to the cooling water, the cooling performance is remarkably improved and the cooling rate is also increased. In addition, since the heat dissipation block is provided on both sides of the cooling block and the number of the heat dissipation blocks is larger than the number of the cooling blocks, the heat dissipation is performed by taking a lot of heat from the cooling water.
또한, 카고크레인은 운전실에 에어콘이 설치되어 있지 않으며, 지게차 등과 같은 소형 중장비의 운전실에는 히터만 설치되어 있고 에어콘이 설치되어 있지 않은 현실을 감안하여, 특히 햇볕에서 장시간 동안 작업하게 되는 카고크레인이나 지게차 등과 같은 소형 중장비의 운전실에 콤팩트하게 제작된 본 발명의 냉난방시스템을 설치하면 운전자가 쾌적한 환경에서 장시간 동안 작업할 수 있어서, 작업능률 향상은 물론 작업자의 복지 향상과 안전사고를 예방할 수 있다. 또한, 본 발명의 차량용 냉난방시스템은 전력소모가 적기 때문에 차량이나 장비의 시동을 걸지 않더라도 배터리 전원만으로 장시간(3∼4시간 정도) 동안 가동이 가능하므로, 카고크레인이나 소형 중장비는 물론 트럭이나 대형 중장비의 운전실에 추가로 설치하여 현장 작업 도중에 휴식을 취할 때 장비의 시동을 걸지 않은 상태에서 차량이나 장비에 무리가 가지 않는 상태로 운전자가 운전실에서 쾌적하게 휴식을 취할 수도 있다.In addition, cargo cranes are not equipped with air conditioners in the cab, and only a heater is installed in a cabin of small heavy equipment such as a forklift truck. Considering the fact that no air conditioner is installed, the cargo cranes and forklifts It is possible to improve the work efficiency and to improve the welfare of the workers and to prevent the safety accident. In addition, the air conditioner of the present invention can be operated in a comfortable environment for a long time. In addition, since the vehicle heating and cooling system of the present invention can operate for a long time (about 3 to 4 hours) only by the battery power, even if the vehicle or the equipment is not started because the power consumption is low, a cargo crane or a small heavy equipment, The driver can take a rest in the cab without resting on the vehicle or equipment while the equipment is not being started.
도 1은 본 발명의 냉난방시스템을 차량에 설치한 상태를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2a와 2b는 열전소자와 냉각 및 방열블록이 조립 및 분해된 상태를 도시한 도면이다.
도 3은 방열블록을 도시한 도면이다.
도 4는 냉각블록을 도시한 도면이다.
도 5는 열전소자를 도시한 도면이다.1 is a view schematically showing a state in which a cooling / heating system of the present invention is installed in a vehicle.
2A and 2B are views showing a state in which the thermoelectric element and the cooling and heat dissipation block are assembled and disassembled.
3 is a view showing a heat dissipation block.
4 is a view showing a cooling block.
5 is a view showing a thermoelectric element.
본 발명에 따른 차량용 냉난방시스템의 기술적 특징은, 냉각블록과 방열블록이 서로 접하게 되는 면의 뚜껑을 없애고 열전소자가 뚜껑 역할을 하게 하여 냉각블록의 관로를 흐르는 냉각수의 열이 직접 열전소자와 접촉되어 방열블록의 관로를 흐르는 냉각수를 통해 열을 방출하게 함으로써 냉각효과를 현저하게 높이고 냉각속도도 매우 빠르게 했다는 점이다.The technical feature of the present invention is that the cooling block and the heat block are brought into contact with each other to eliminate the lid of the surface and the thermoelectric element serves as a lid so that the heat of the cooling water flowing through the channel of the cooling block directly contacts the thermoelectric element And the heat is released through the cooling water flowing through the piping of the heat dissipation block, thereby remarkably enhancing the cooling effect and speeding up the cooling speed.
본 발명의 차량용 급속 냉난방시스템은 카고크레인, 지게차, 포크레인 등과 같은 중장비는 물론 덤프트럭, 화물차 등을 비롯한 각종 차량에 모두 동일하게 이용될 수 있으며, 실시예에서는 냉각블록 1개와 방열블록 2개, 냉각블록과 방열블록을 각각 1개씩 조립한 것만을 기재했으나, 상기 실시예에 기초하여 냉각블록과 방열블록의 개수는 아무런 기술적 어려움 없이 얼마든지 늘려서 용량을 키울 수 있으며, 이들도 모두 본 발명의 권리범위에 포함된다는 점을 미리 밝혀둔다. The vehicle rapid cooling and heating system of the present invention can be equally used for various vehicles such as a dump truck, a truck, and the like as well as a heavy equipment such as a cargo crane, a forklift, and a forkl .. In the embodiment, one cooling block, The number of the cooling blocks and the number of the heat-dissipation blocks may be increased without any technical difficulties to increase the capacity, and these are all included in the scope of right of the present invention And that it is included in.
본 발명에 따른 냉난방시스템(20)은 차량의 운전실(10) 내부에 설치되는 실내기(21)와, 운전실 외부에 설치되는 실외기(23)가 서로 분리되어 설치되는데, 제1실시예는 한 쌍의 방열블록 사이에 1개의 냉각블록과, 방열블록과 냉각블록이 서로 접하는 경계면에 열전소자가 각각 배치된 구성이다. 구체적으로는, 제1 및 제2열전소자(237, 237'), 한 쌍의 열전소자 사이에 설치되는 냉각블록(236), 한 쌍의 열전소자 외측에 각각 설치되는 제1 및 제2방열블록(235, 235'), 한 쌍의 방열블록과 연결되는 제2라디에이터(231), 냉각수를 펌핑하여 순환시키는 제2펌프(234), 제2라디에이터(231)에 송풍하는 제2송풍팬(233)이 실외기(23) 내부에 설치되어 구성된다.The cooling and heating system 20 according to the present invention is provided with an
열전소자는 한 쌍의 플레이트가 일정 간격을 두고 설치되어, 플레이트 사이에 배치된 반도체에 흐르는 전류에 따라 일측에서는 열을 흡수하고 타측에서는 열을 방열하도록 구성된 소자인데, 제1실시예는 제1 및 제2열전소자(237, 237')가 냉각블록과 방열블록 사이에 각각 설치되어 구성된다. 본 발명에서 사용하는 열전소자는 플레이트 재질은 세라믹이고, 양 플레이트 사이에 반도체가 배치되고 실리콘이나 에폭시 등으로 충진시킨 것을 사용하는데, 흐르는 전류의 방향만 바꿔주면 냉기 또는 열기를 방출하게 되어 있어서 냉방기와 난방기를 겸하는 시스템에 사용이 편리하며, 열전소자 자체는 다양한 제품에서 이미 널리 사용되고 있는 구성요소이고, 본 발명만의 특징적인 구성요소가 아니기 때문에 구체적인 설명은 생략한다.The thermoelectric element is an element provided with a pair of plates at regular intervals to absorb heat from one side and heat from the other side according to the current flowing in the semiconductor disposed between the plates. And the second
냉각블록(236)은 제1 및 제2열전소자(237, 237') 사이에 설치되는데, 평판(平板) 형상의 양 측면이 개방되어 있고, 냉각수가 입수구(236a)로 입수(入水)하여 관로를 유동한 후 출수구(236b)로 출수(出水)하게 되며, 개방된 양 측면에 제1 및 제2열전소자(237, 237')가 각각 조립되어 설치된다. 냉각블록(236)에 형성된 입수구와 출수구는 서로 반대방향에 배치해도 되고, 동일한 방향에 배치해도 된다.The
제1 및 제2방열블록(235, 235')은 평판 형상의 양 측면 중 일면이 개방되어 있고, 냉각수가 입수구(235a)로 입수하여 관로를 유동한 후 출수구(235b)로 출수하게 되며, 서로 병렬로 연결되어 한 쌍이 설치되며, 개방된 일면이 냉각블록(236)의 개방된 면과 접하게 되며 냉각블록(236)과 제1 및 제2방열블록(235, 235')의 개방된 면이 서로 접하게 되는 경계면에 제1 및 제2열전소자(237, 237')가 각각 위치하게 되어 조립된다. 방열블록에 형성된 입수구(235a)와 출수구(235b)는 서로 반대방향에 배치해도 되고, 동일한 방향에 배치해도 된다.The first and second heat-
본 발명의 구성적 특징 중의 하나는, 냉각블록(236)의 블록본체에 형성된 관로의 크기(직경)는 제1 및 제2방열블록(235, 235')의 블록본체에 형성된 관로의 크기(직경)보다 작다는 것과, 냉각블록(236)의 블록본체에 형성된 관로의 길이는 제1 및 제2방열블록(235, 235')의 블록본체에 형성된 관로의 길이보다 길다는 것이다. 이와 같이 냉각블록(236)의 관로의 크기(직경)가 작고 길이가 길기 때문에 냉각수가 냉각블록(236)에 더 오랜 시간 체류하면서 더 많은 열을 뺏을 수 있게 되어 냉각효과를 상승시킬 수 있다.One of the structural features of the present invention is that the size (diameter) of the channel formed in the block body of the
본 발명은, 일면이 개방된 한 쌍의 방열블록(235, 235') 사이에 양면이 개방된 냉각블록(236)을 배치하고, 방열블록(235, 235')과 냉각블록(236)의 개방된 면이 서로 접하게 되는 경계면에 열전소자(237, 237')를 설치한 구성이기 때문에 냉각블록(236)의 양면에 설치된 열전소자(237, 237')가 냉각블록(236)의 뚜껑 역할을 함과 동시에 방열블록(235, 235')과 냉각블록(236)의 경계판 역할을 하게 되면서, 냉각블록(236)의 관로에 흐르는 냉각수가 다른 매개물(뚜껑, 벽면을 말함)을 거치지 않고 열전소자(237, 237')를 통해 방열블록(235, 235')의 관로를 흐르는 냉각수에 직접 열을 방출하는 구조이기 때문에 냉각성능이 현저하게 상승됨과 동시에 냉각에 걸리는 시간도 현저하게 줄어들게 된다는 점이 가장 특징적인 구성적 특징 중 하나이다.The present invention is characterized in that a
제2라디에이터(231)는 제1 및 제2방열블록(235, 235')과 관으로 연결되어 제2송풍팬(233)의 작동에 의해 열기 또는 냉기를 실외로 방출하게 되며, 제1 및 제2방열블록(235, 235')과 제2라디에이터(231) 사이에는 냉각수를 펌핑하여 순환시키기 위한 제2펌프(234)가 설치되어 있고, 제2라디에이터(231)에 냉각수를 보충하기 위한 제2냉각수 보충탱크(232)도 구비하게 된다.The
실내기(21)에는 제1라디에티터(211)와 제1송풍팬(213) 및 제1펌프(214)가 배치되며, 냉난방시스템(20) 전체를 콘트롤 하기 위한 콘트롤러(25)가 설치된다. The
제1라디에이터(211)는 실외기의 냉각블록(236)의 입수구 및 출수구와 관으로 각각 연결되어 제1송풍팬(213)의 작동에 의해 냉기 또는 열기를 운전실 내부로 방출하게 되며, 실외기의 냉각블록(236)과 제1라디에이터(211) 사이에 설치되어 냉각수를 펌핑하여 순환시키기 위한 제1펌프(214)가 설치되어 있고, 제1라디에이터(211)에 냉각수를 보충하기 위한 제1냉각수 보충탱크(212)도 구비하게 된다.The
냉각효율을 높이기 위해서는 열을 많이 방출시켜야 하므로, 제2라디에이터(231)와 제2송풍팬(233)은 제1라디에이터(211)와 제1송풍팬(213)의 크기보다 훨씬 큰 것을 사용하는 것이 바람직하다.The
지금까지는 1개의 냉각블록(236), 2개의 열전소자(237, 237'), 2개의 방열블록(235, 235')을 구비하여 구성되는 냉난방시스템의 제1실시예를 설명했는데, 도시하지는 않았지만, 지금부터는 1개의 열전소자 양측에 냉각블록과 방열블록을 1개씩만 설치하는 제2실시예에 대하여 설명한다. 제2실시예는 제1실시예에 비해서 열전소자와 방열블록의 개수가 1개씩이라는 점만 다르고 나머지는 동일하다.The first embodiment of the cooling and heating system constituted by one
구체적으로는 열전소자의 일측에 냉각블록을 배치하고, 타측에 방열블록을 설치하며, 냉각블록과 방열블록 사이의 경계판 역할을 하는 열전소자를 조립하여 설치하는데, 냉각블록과 방열블록은 각각 일면이 개방되어 있고, 개방된 면끼리 서로 접하게 하면서 그 사이에 열전소자가 위치하게 된다. 냉각블록의 입수구와 출수구에서 제1라디에이터와 관으로 연결되며, 방열블록의 입수구와 출수구에서 제2라디에이터와 관으로 연결된다. 나머지 구성은 제1실시예와 동일하여 중복되므로 구체적인 설명은 생략한다.Specifically, a cooling block is disposed on one side of the thermoelectric element, a heat dissipation block is provided on the other side, and a thermoelectric element serving as a boundary plate between the cooling block and the heat dissipation block is assembled and installed. And the thermoelectric elements are positioned therebetween while the open surfaces are brought into contact with each other. The cooling block is connected to the first radiator at the inlet and outlet of the cooling block and to the second radiator at the inlet and outlet of the radiating block. The rest of the configuration is the same as that of the first embodiment and thus duplicated, and a detailed description thereof will be omitted.
이상의 설명은 본 발명을 예시적으로 설명한 것이고, 명세서에 게시된 실시예는 본 발명의 기술사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이므로 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 기술사상을 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 그러므로 본 발명의 보호범위는 청구범위에 기재된 사항에 의해 해석되고, 그와 균등한 범위 내에 있는 기술적 사항도 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.It will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made in the present invention without departing from the spirit or scope of the present invention. Various modifications and variations will be possible without departing from the spirit of the invention. Therefore, the scope of the present invention should be construed as being covered by the scope of the appended claims, and technical scope within the scope of equivalents thereof should be construed as being included in the scope of the present invention.
10 : 운전실
20 : 냉난방시스템 21 : 실내기
211 : 제1라디에이터 212 : 제1냉각수보충탱크
213 : 제1송풍팬 214 : 제1펌프
23 : 실외기 231 : 제2라디에이터
232 : 제2냉각수보충탱크 233 : 제2송풍팬
234 : 제2펌프 235, 235' : 제1 및 제2방열블록
236 : 냉각블록 237, 237' : 제1 및 제2열전소자
25 : 콘트롤러10: cab
20: heating / cooling system 21: indoor unit
211: first radiator 212: first cooling water replenishment tank
213: first blower fan 214: first pump
23: outdoor unit 231: second radiator
232: second cooling water replenishing tank 233: second blowing fan
234:
236: cooling block 237, 237 ': first and second thermoelectric elements
25: Controller
Claims (5)
상기 실외기에는,
한 쌍의 플레이트가 일정 간격을 두고 설치되어, 플레이트 사이에 배치된 반도체에 흐르는 전류에 따라 일측에서는 열을 흡수하고 타측에서는 열을 방열하도록 구성된 제1 및 제2열전소자;
평판(平板) 형상의 양 측면이 개방되어 있고, 냉각수가 입수구로 입수(入水)하여 관로를 유동한 후 출수구로 출수(出水)하게 되며, 개방된 양 측면에 상기 제1 및 제2열전소자가 각각 조립되어 설치되는 냉각블록;
평판 형상의 양 측면 중 일면이 개방되어 있고, 냉각수가 입수구로 입수하여 관로를 유동한 후 출수구로 출수하게 되며, 서로 병렬로 연결되어 한 쌍이 설치되며, 개방된 일면에 상기 냉각블록과 조립된 제1 및 제2열전소자가 각각 조립되어 제1 및 제2열전소자의 외측에 설치되는 제1 및 제2방열블록;
상기 제1 및 제2방열블록과 관으로 연결되어 제2송풍팬의 작동에 의해 열기 또는 냉기를 실외로 방출하게 되는 제2라디에이터;
상기 제1 및 제2방열블록과 제2라디에이터 사이에 설치되어, 냉각수를 펌핑하여 순환시키는 제2펌프;
를 포함하여 배치되고,
상기 실내기에는,
상기 실외기의 냉각블록의 입수구 및 출수구와 관으로 각각 연결되어 제1송풍팬의 작동에 의해 냉기 또는 열기를 실내로 방출하게 되는 제1라디에이터;
상기 실외기의 냉각블록과 제1라디에이터 사이에 설치되어, 냉각수를 펌핑하여 순환시키는 제1펌프;
를 포함하여 배치되고, 전체 작동을 제어하는 콘트롤러가 운전실 내부에 배치되며, 상기 제2라디에이터와 제2송풍팬의 크기는 제1라디에이터와 제1송풍팬의 크기보다 크며,
상기 냉각블록과 제1 및 제2방열블록 각각은, 블록본체의 양측으로 입수구와 출수구가 배치되고 블록본체 내부에는 이들 사이를 연결하는 관로가 형성되어 구성되고, 상기 냉각블록에 형성된 관로의 크기는 제1 및 제2방열블록에 형성된 관로의 크기보다 작으며, 상기 냉각블록에 형성된 관로의 길이는 제1 및 제2방열블록에 형성된 관로의 길이보다 긴 것을 특징으로 하는 열전소자를 이용한 차량용 급속 냉난방시스템.
An indoor unit installed inside the cab of the vehicle and an outdoor unit installed outside the cab are installed separately from each other,
In the outdoor unit,
A first thermoelectric element and a second thermoelectric element, the pair of plates being spaced apart from each other at a predetermined interval, the first thermoelectric element being configured to absorb heat at one side and to dissipate heat at the other side according to a current flowing in the semiconductor disposed between the plates;
The first and second thermoelectric elements are arranged on both sides of the open side. The first and second thermoelectric elements are arranged on both sides of the open side, A cooling block assembled and installed;
The cooling block is opened on one side of the flat plate shape, the cooling water is received by the inlet port, flows through the pipeline and then flows out to the outlet port, 1 and a second thermoelectric element are assembled to the first and second thermoelectric elements, respectively, and are installed outside the first and second thermoelectric elements;
A second radiator connected to the first and second heat-dissipating blocks through a pipe to discharge heat or cool air to the outside by operation of the second blowing fan;
A second pump installed between the first and second heat dissipation blocks and the second radiator for pumping the cooling water to circulate the cooling water;
And < / RTI >
In the indoor unit,
A first radiator connected to an inlet and an outlet of a cooling block of the outdoor unit, respectively, to discharge cool air or heat into the room by the operation of the first blowing fan;
A first pump installed between the cooling block of the outdoor unit and the first radiator for pumping cooling water to circulate;
And a controller for controlling the overall operation is disposed in the cabin, and the size of the second radiator and the second blower fan is larger than that of the first radiator and the first blower fan,
The cooling block and the first and second heat-dissipation blocks each have an inlet port and a discharge port disposed on both sides of the block body, and a duct connecting between the inlet port and the outlet port is formed in the block body. Wherein the length of the channel formed in the cooling block is longer than the length of the channel formed in the first and second heat-dissipation blocks. system.
상기 실외기에는,
한 쌍의 플레이트가 일정 간격을 두고 설치되어, 플레이트 사이에 배치된 반도체에 흐르는 전류에 따라 일측에서는 열을 흡수하고 타측에서는 열을 방열하도록 구성된 열전소자;
평판(平板) 형상의 양 측면 중 일면이 개방되어 있고, 냉각수가 입수구로 입수(入水)하여 관로를 유동한 후 출수구로 출수(出水)하게 되며, 개방된 일면에 상기 열전소자가 조립되어 설치되는 냉각블록;
평판 형상의 양 측면 중 일면이 개방되어 있고, 냉각수가 입수구로 입수하여 관로를 유동한 후 출수구로 출수하게 되며, 개방된 일면에 상기 냉각블록과 조립된 열전소자가 조립되어 설치되는 방열블록;
상기 방열블록과 관으로 연결되어 제2송풍팬의 작동에 의해 열기 또는 냉기를 실외로 방출하게 되는 제2라디에이터;
상기 방열블록과 제2라디에이터 사이에 설치되어, 냉각수를 펌핑하여 순환시키는 제2펌프;
를 포함하여 배치되고,
상기 실내기에는,
상기 실외기의 냉각블록의 입수구 및 출수구와 관으로 각각 연결되어 제1송풍팬의 작동에 의해 냉기 또는 열기를 실내로 방출하게 되는 제1라디에이터;
상기 실외기의 냉각블록과 제1라디에이터 사이에 설치되어, 냉각수를 펌핑하여 순환시키는 제1펌프;
를 포함하여 배치되고, 전체 작동을 제어하는 콘트롤러가 운전실 내부에 배치되며, 상기 제2라디에이터와 제2송풍팬의 크기는 제1라디에이터와 제1송풍팬의 크기보다 크며,
상기 냉각블록과 방열블록 각각은, 블록본체의 양측으로 입수구와 출수구가 배치되고 블록본체 내부에는 이들 사이를 연결하는 관로가 형성되어 구성되고, 상기 냉각블록에 형성된 관로의 크기는 방열블록에 형성된 관로의 크기보다 작으며, 상기 냉각블록에 형성된 관로의 길이는 방열블록에 형성된 관로의 길이보다 긴 것을 특징으로 하는 열전소자를 이용한 차량용 급속 냉난방시스템.
An indoor unit installed inside the cab of the vehicle and an outdoor unit installed outside the cab are installed separately from each other,
In the outdoor unit,
A pair of plates are disposed at regular intervals so that heat is absorbed from one side and heat is dissipated from the other side in accordance with the current flowing through the semiconductor disposed between the plates;
The cooling water flows into the channel through the inlet and flows out to the outlet, and the thermoelectric element is assembled and installed on one open side of the channel. Cooling block;
A heat dissipation block in which one side of the flat plate shape is opened, cooling water is received by the inlet, flows in the conduit, and then flows out to the outlet, and a thermoelectric element assembled with the cooling block is installed on an open side;
A second radiator connected to the heat dissipation block through a pipe and discharging heat or cool air outdoors by the operation of the second blowing fan;
A second pump installed between the heat dissipation block and the second radiator for pumping and circulating cooling water;
And < / RTI >
In the indoor unit,
A first radiator connected to an inlet and an outlet of a cooling block of the outdoor unit, respectively, to discharge cool air or heat into the room by the operation of the first blowing fan;
A first pump installed between the cooling block of the outdoor unit and the first radiator for pumping cooling water to circulate;
And a controller for controlling the overall operation is disposed in the cabin, and the size of the second radiator and the second blower fan is larger than that of the first radiator and the first blower fan,
Wherein the cooling block and the heat dissipation block each have an inlet and an outlet port on both sides of the block body and a duct connecting the two blocks are formed inside the block body, And the length of the channel formed in the cooling block is longer than the length of the channel formed in the heat dissipation block.
상기 열전소자의 플레이트 재질은 세라믹인 것을 특징으로 하는 열전소자를 이용한 차량용 급속 냉난방시스템.
The method according to claim 1 or 3,
Wherein the plate material of the thermoelectric element is a ceramic material.
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