KR20140090102A - Vacuum Heat Latent Type Heating and Cooling Water Device - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 온수 및 냉수 공급 장치에 관한 것으로서, 특히 열전달 히트 파이프와 열전소자를 이용하여 냉매 가스를 구비하지 않고 열원을 공급, 전달하여 외부로부터 유입된 유체가 통과하는 동안 목표 온도로 순간적으로 전환되어 배출하는 진공 잠열형 냉온수 공급 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a hot water supply device and a cold water supply device. More particularly, the present invention relates to a hot water supply device and a cold water supply device, in which a heat source is supplied, To a vacuum latent-heat type hot /
현재 보편적으로 사용하고 있는 냉온 정수기의 냉수 및 온수의 생성 방식은 냉수의 경우, 공기 압축기(예를 들면, 콤프레샤(Compressor))와 냉매 가스를 이용하여 냉각 수조에 냉동 배관을 물통 안에 넣고 직접 냉각하는 방식이 있다.In the case of chilled water, the cold water and hot water of a commonly used cold / hot water purifier are generated by using an air compressor (for example, a compressor) and a refrigerant gas, .
냉수 생성 방식의 다른 실시예로서, 냉수조의 외벽에 증발기용 냉동 배관을 감은 상태에서 스티로폼을 이용하여 냉각 수조를 단열 처리하고 응축기 부분을 정수기 후면에 메쉬 형태의 배관을 방열판 형태로 구성하며 증발기용 배관과 응축기용 배관 사이에 팽창변인 모세관을 연결한 후 콤프레샤를 통해 냉매 가스를 압축하여 응축-팽창-증발의 순환 형태로 냉각 열원을 공급하여 물을 냉각하는 형태이다.In another embodiment of the cold water generating method, the cooling water tank is heat-treated using styrofoam while the refrigerant pipe for the evaporator is wound on the outer wall of the cold water tank, the mesh type pipe is formed as a heat sink on the rear surface of the water purifier, A capillary tube as an expansion valve is connected between the condenser pipe and the condenser pipe, and the refrigerant gas is compressed through the compressor to cool the water by supplying a cooling heat source in a circulation form of condensation-expansion-evaporation.
온수 생성 방식은 온수조에 히팅 배관을 물통 안에 넣고 물을 직접 가열하는 방식과 온수조의 외벽에 히팅 소재를 감고 물통에 열을 가하여 물을 간접적으로 가열하는 방식이 있다.In the hot water generation method, there is a method of heating the water directly into the hot water tank by placing the heating pipe in the water tank, or indirectly heating the water by heating the water tank by heating the outer wall of the hot water tank.
그러나 종래의 냉온수 정수기는 물통 안에 열원 공급매체가 물과 직접적인 접촉 방식에 의해 물이 2차적으로 오염될 수 있다.However, in the conventional cold / hot water purifier, water may be secondarily contaminated by a direct contact of the heat source supply medium with water in the water reservoir.
또한, 종래의 냉온수 정수기는 목표 온도로 구성된 상온의 물이 시간이 경과함에 따라 외부와의 열 전달 현상에 의하여 목표 온도가 쉽게 하락 또는 상승하여 열 손실이 발생되므로 많은 전력을 소모하여 열을 유지시켜야 한다.Further, in the conventional cold / hot water purifier, since the target temperature is easily lowered or increased due to the heat transfer phenomenon with the outside, the heat loss occurs due to the normal temperature water having the target temperature over time. do.
종래의 냉온 정수기는 냉매 가스에 의한 오존층 파괴 등 대기 오염, 소비 전력의 과대에 따른 에너지 문제, 수조 안에서 유해성 세균이 증식될 수 있는 문제점이 있다.Conventional cold / warm water purifiers have a problem that air pollution such as ozone layer destruction due to refrigerant gas, energy problems due to excessive power consumption, and harmful bacteria can be propagated in a water tank.
종래의 냉온 정수기는 정수된 상온의 물이 보관되는 정수조와 냉온 장치를 이용하여 일정 온도로 물의 온도를 유지하여 음용하는 방식이다.A conventional cold / warm water purifier is a system in which water is kept at a predetermined temperature by using a water tank and a cold / warm apparatus for storing purified water at room temperature.
그러나 종래의 냉온 정수기는 정수조 내에 저장된 물이 수시간 미사용할 경우, 정수조 내의 스케일, 세균의 증식, 번식 등 오염물 및 침전물이 생길 수 있는 문제점이 있다.However, in the conventional cold / warm water purifier, when water stored in the water tank is not used for several hours, contaminants and sediments such as scales in the water tank, propagation of bacteria and reproduction may occur.
이와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명은 열전달 히트 파이프와 열전소자를 이용하여 냉매 가스를 구비하지 않고 열원을 공급, 전달하여 외부로부터 유입된 유체가 통과하는 동안 목표 온도로 순간적으로 전환되어 배출하는 진공 잠열형 냉온수 공급 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.In order to solve such a problem, the present invention provides a heat source that does not have a refrigerant gas but uses a heat transfer pipe and a thermoelectric element to supply and transfer a heat source, instantaneously switch to a target temperature while passing a fluid flowing from the outside, There is provided a vacuum latent-heat type hot / cold water supplying apparatus.
본 발명은 용수철 형태의 스핀 구조체, 열전달유체를 이용하여 냉매 가스를 이용하지 않고, 외부로부터 유입된 유체가 통과하는 동안 온수 및 냉수로 순간 전환되어 배출되는 진공 잠열형 냉온수 공급 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention provides a vacuum latent-heat type hot / cold water supplying device which is instantaneously switched to hot water and cold water while a fluid flowing from the outside passes through without using a refrigerant gas by using a spin structure in the form of a spring, .
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 따른 진공 잠열형 냉온수 공급 장치는,According to an aspect of the present invention, there is provided a vacuum latent-heat type hot /
상하로 관통되어 상부면에 원형으로 형성된 상부단열캡이 결합되고 하부면에 원형으로 형성된 하부단열캡이 결합하여 내부의 일정 공간을 형성하는 원통 형상의 진공관 케이스;A cylindrical tube case connected to an upper heat insulating cap formed in a circular shape on an upper surface and coupled to a lower heat insulating cap formed in a circular shape on a lower surface to form a certain space therein;
진공관 케이스의 상부면에 설치되어 냉각 또는 난방 열원을 공급하는 열전소자;A thermoelectric element provided on an upper surface of the vacuum tube case to supply a cooling or heating heat source;
상부단열캡의 하부면에 형성된 원형의 외측 상부하우징캡과 외측 상부하우징캡과 일체형으로 결합된 내측 상부하우징캡;An inner upper housing cap integrally joined to the outer upper housing cap and a circular outer upper housing cap formed on a lower surface of the upper insulating cap;
내측 상부하우징캡의 하부면 중앙부에 삽입되어 수직 방향으로 세워지는 열원을 전달하는 열전달 히트 파이프;A heat transfer heat pipe inserted into a central portion of a lower surface of the inner upper housing cap to transmit a heat source vertically installed;
열전달 히트 파이프가 중앙부에 끼워진 상태에서 용수철 형태로 열전달 히트 파이프의 주위를 나선형으로 감겨져 있는 스핀 구조체;A spin structure in which a heat transfer pipe is spirally wound around a heat transfer pipe in the form of a spring in a state where the heat transfer pipe is fitted in the center;
스핀 구조체보다 직경이 크게 형성되어 스핀 구조체를 내측으로 끼워지도록 내부가 비어 있는 원통 형상의 열전달 하우징;A cylindrical heat transfer housing having a diameter larger than that of the spin structure and hollow inside to fit the spin structure inside;
유체가 이동하는 통로로 열전달 하우징이 중앙부에 끼워진 상태에서 용수철 형태로 열전달 하우징의 주위를 나선형으로 감겨져 있는 스핀 이송관로;A spin transfer conduit spirally wound around the heat transfer housing in the form of a spring in a state in which the heat transfer housing is fitted in the central portion as a passage through which the fluid moves;
스핀 이송관로보다 직경이 크게 형성되어 스핀 이송관로를 내측으로 끼워지도록 내부가 비어 있는 원통 형상의 내측탱크; 및A cylindrical inner tank having a diameter larger than that of the spin transfer pipe and hollow inside to allow the spin transfer pipe to be inserted inside; And
유체가 유입되는 통로로 스핀 이송관로의 하부면 일측과 하부단열캡의 일측과, 상기 하부단열캡의 상부면에 결합된 외측 하부하우징캡의 일측을 일체로 관통하는 원형관을 삽입하여 형성된 물입수관로를 포함한다.A water inlet formed by inserting a circular pipe integrally passing through one side of the lower surface of the spin transfer pipe, one side of the lower heat insulating cap and one side of the outer lower housing cap coupled to the upper surface of the lower heat insulating cap, Includes pipeline.
전술한 구성에 의하여, 본 발명은 열전달 융합 기술을 이용하여 무냉매, 에너지 절감형 친환경 냉온수 공급 장치를 제공하는 효과가 있다.According to the above-described configuration, the present invention provides an energy-saving environmentally friendly cold / hot water supply apparatus using a heat transfer fusion technique.
본 발명은 열전소자, 열전달유체 ,상변화물질의 온도 변환과 열수송의 기능을 이용한 냉온수 공급 장치를 제조하여 장치의 원가적인 요소와 콤팩트를 이룬 구조적인 효율성을 기대할 수 있다.The present invention can be expected to provide a cost effective and compact structural efficiency by manufacturing a cold / hot water supply device using the functions of temperature conversion and heat transfer of thermoelectric elements, heat transfer fluids, and phase change materials.
본 발명은 열전소자, 열전달유체의 온도 변환과 열수송의 기능을 이용한 냉온수 공급 장치를 제조하여 장치의 소형화와 목표 열원을 집중화 및 융합시켜 에너지 절감에 기여하는 효과가 있다.The present invention has an effect of contributing to the energy saving by miniaturizing the apparatus and concentrating and fusing the target heat source by manufacturing the cold / hot water supplying device using the function of temperature conversion and heat transfer of the thermoelectric element and the heat transfer fluid.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 진공 잠열형 냉온수 공급 장치의 구성을 나타낸 블록도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 진공 잠열형 냉온수 공급 장치를 나타낸 측단면도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 진공 잠열형 냉온수 공급 장치의 유체 흐름을 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 방열 히트싱크를 나타낸 사시도이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 방열 히트싱크의 측면에서 본 모습을 나타낸 도면이다.1 is a block diagram showing a configuration of a vacuum latent-heat type hot / cold water supplying apparatus according to an embodiment of the present invention.
2 is a side cross-sectional view showing a vacuum latent-heat type hot / cold water supplying apparatus according to an embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a view showing a fluid flow of a latent-latent hot / cold water supplying apparatus according to an embodiment of the present invention.
4 is a perspective view illustrating a heat-dissipating heat sink according to an embodiment of the present invention.
5 is a side view of a heat-dissipating heat sink according to an embodiment of the present invention.
아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art can easily carry out the present invention. The present invention may, however, be embodied in many different forms and should not be construed as limited to the embodiments set forth herein. In order to clearly illustrate the present invention, parts not related to the description are omitted, and similar parts are denoted by like reference characters throughout the specification.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.Throughout the specification, when an element is referred to as "comprising ", it means that it can include other elements as well, without excluding other elements unless specifically stated otherwise.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 진공 잠열형 냉온수 공급 장치의 구성을 나타낸 블록도이고, 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 진공 잠열형 냉온수 공급 장치를 나타낸 측단면도이고, 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 진공 잠열형 냉온수 공급 장치의 유체 흐름을 나타낸 도면이다.2 is a side sectional view showing a vacuum latent-heat type hot / cold water supplying apparatus according to an embodiment of the present invention, and FIG. 3 is a cross- 1 is a view showing a fluid flow of a vacuum latent-heat type hot / cold water supplying apparatus according to an embodiment of the present invention.
본 발명의 실시예에 따른 진공 잠열형 냉온수 공급 장치(100)는 원통 형상으로 내부에 일정 공간을 형성하는 진공관 케이스(110)와, 진공관 케이스(110)의 상부면에 열전소자(160)가 부착되고 열전소자(160)의 상부면에 방열 히트싱크(400)가 설치된다.The vacuum latent-heat and cold / hot
진공관 케이스(110)는 상하로 관통되어 있고 상부면에 금속 재질로 일정 두께를 가지고 원형으로 형성된 상부단열캡(111)이 결합되며 하부면에 금속 재질로 일정 두께를 가지고 원형으로 형성된 하부단열캡(112)이 결합되어 폐쇄된다.The
진공관 케이스(110)는 구리, 알루미늄, 스텐레스 등의 금속체로 냉온수 공급 장치(100)의 외형을 형성하고 공기 대류에 의한 열전달 및 물체와 접촉에 따른 열 전이 현상의 열 손실을 차단하는 2중 단열 케이스이다.The
상부단열캡(111)의 하부면에는 금속 재질로 상부단열캡(111)보다 직경이 작은 원형의 외측 상부하우징캡(113)이 결합되고 외측 상부하우징캡(113)과 일체형으로 내측 상부하우징캡(115)이 결합된다.A circular outer
하부단열캡(112)의 상부면에는 금속 재질로 하부단열캡(112)보다 직경이 작은 원형의 외측 하부하우징캡(117)이 일체형으로 결합된다.A circular outer
내측 상부하우징캡(115)은 상단 측면에 유체가 배출되는 유체이송홈(114)이 뚫려 있다.The inner
내측 상부하우징캡(115)의 하부면에는 중앙부에 일정한 길이의 열전달 히트 파이프(120)가 삽입되어 수직 방향으로 세워지도록 홈이 형성되고, 열전달 히트 파이프(120)가 끼워진 상태에서 열전달 히트 파이프(120)의 주위를 스핀 구조체(122)가 감겨져 있다.A groove is formed in the lower surface of the inner
스핀 구조체(122)는 금속 재질로 길이 방향으로 형성되고 용수철 형태로 나선형으로 감겨져 있으며 중앙부로 열전달 히트 파이프(120)가 끼워지는 구조이다.The
스핀 구조체(122)는 열전달 히트 파이프(120)에 끼워지면 열전달 히트 파이프(120)의 주위를 밀착하여 감겨져 있으며 내측 상부하우징캡(115)의 하부면에 결합된다.When the
열전달 하우징(124)은 금속 재질로 길이 방향으로 형성되고 내부가 비어 있는 원통 형상으로 스핀 구조체(122)가 내측으로 끼워지도록 스핀 구조체(122)보다 직경이 크게 형성되며 내측 상부하우징캡(115)의 하부면에 결합된다.The
열전달유체(121)는 열전달 히트 파이프(120)와 열전달 하우징(124)의 내부의 사이의 공간에 충진되어 있다.The
열전달유체(121)는 금, 은, 구리, 아연, 알루미늄 등의 금속 나노 입자와 CNT, 흑연, Si 등의 무기 나노 입자가 침전되어 효율이 저하되지 않도록 입자를 분산시켜 복사 에너지로 발생된 열에너지를 주변으로 복사하여 열 전도 및 냉기 효율을 증대시킬 수 있다.The
스핀 이송관로(130)는 금속 재질로 길이 방향으로 형성되고 용수철 형태로 나선형으로 감겨져 있으며 뚫려 있는 중앙부로 열전달 하우징(124)이 끼워진다.The
스핀 이송관로(130)는 중앙부가 열전달 하우징(124)의 직경보다 크게 형성되고 열전달 하우징(124)이 끼워져 열전달 하우징(124)의 주위를 밀착하여 감겨져 있다.The
스핀 이송관로(130)는 유체가 이동하는 통로로 나선 형태로 인하여 유체가 회전하면서 통과되며 열전달의 효율을 높이는 역할을 한다. 여기서, 유체는 물, 음료, 약제 등 모든 액체 물질을 포함한다.The
스핀 이송관로(130)는 상단이 유체이송홈(114)과 연통되어 있다.The upper end of the spin transfer conduit (130) is in fluid communication with the fluid transfer groove (114).
내측탱크(132)는 금속 재질로 길이 방향으로 형성되고 내부가 비어 있는 원통 형상으로 스핀 이송관로(130)가 내측으로 끼워지도록 스핀 이송관로(130)보다 직경이 크게 형성되며 내측 상부하우징캡(115)의 하부면에 밀착되어 결합된다.The
외측탱크(140)는 금속 재질로 길이 방향으로 형성되어 내부가 비어 있는 원통 형상으로 형성되고, 내측탱크(132)가 내측으로 끼워지도록 내측탱크(132)보다 직경이 크게 형성되며, 내측 상부하우징캡(115)의 하부면에 밀착되어 결합된다.The
외측탱크(140)와 내측탱크(132)는 일정거리 이격되어 일정한 공간부를 형성하고, 일정한 공간부에 상변화물질(142)이 충진된다.The
상변화물질(142)은 어떤 물질이 고체에서 액체 상태, 액체에서 고체 상태, 액체에서 기체 상태 등 하나의 상태에서 다른 상태로 변하는 일종의 물리적 변환 과정을 통하여 열을 축적하거나 저장한 열을 방출하는 물질이다.The
상변화물질(142)은 입상형 분말 또는 액상 형태의 마이크로캡슐 타입으로 구성되고 열 전달 및 열 확산을 위해 금속 나노 입자, 무기물 또는 무기 나노 입자를 첨가 및 분산하여 빠른 직간접 열전달 및 열에너지를 잠열, 축열한다.The
상변화물질(142)은 온도 대역별로 고온 상변화물질과 저온 상변화물질로 나누어지며, 열에너지를 저장, 발산하는 기능을 가진 화학적인 물질로서 잠열재, 축열재로 불린다.The
상변화물질(142)은 저온용으로 -20도 ~ +10도 이내의 잠열, 축열 기능을 가지고, 목표 온도 내에서 열에너지를 잠열(저장)하여 외부의 도움없이 저장된 열에너지를 6-8시간 동안 목표 온도를 구현하도록 방출한다.The
상변화물질(142)은 스핀 구조체(122)를 포함한 열전달 하우징(124)과 열전달 히트 파이프(120), 내측 상부하우징캡(115)에 의해 간접 열전달을 받아 열에너지의 저장을 촉진시키고 신속하게 목표 온도로 변환하면서 열에너지를 저장 및 방출하는 기능을 수행한다.The
내측 상부하우징캡(115)의 하부면에는 중앙부에 열전달 히트 파이프(120)와, 스핀 구조체(122), 열전달 하우징(124)이 결합되는 홈과 단턱부가 형성되고, 스핀 이송관로(130)와 내측탱크(132), 외측탱크(140)가 결합되는 홈과 단턱부가 형성된다.The lower
외측탱크(140)는 상하로 관통되어 있고 상부면에 내측 상부하우징캡(115)이 결합되며 하부면에 내측 하부하우징캡(116)이 결합되어 폐쇄된다.The
내측 하부하우징캡(116)의 상부면에는 중앙부에 스핀 구조체(122)의 하부면 끝단이 안착되고, 스핀 구조체(122)의 외곽 테두리를 따라 열전달 하우징(124), 스핀 이송관로(130), 내측탱크(132)의 하부면 끝단이 삽입되어 결합되는 원형의 제1 안착홈(118)이 형성되며, 외주면 테두리를 따라 외측탱크(140)의 하부면 끝단이 결합되는 원형의 제2 안착홈(119)이 형성된다.The lower end of the
외측탱크(140)의 외측면과 진공관 케이스(110)의 내측면은 일정거리 이격되어 일정한 공간부를 형성한다.The outer side surface of the
또한, 외측탱크(140)의 내측 하부하우징캡(116)과 진공관 케이스(110)의 외측 하부하우징캡(117)은 일정거리 이격되어 유체가 이동하고 저장되는 일정한 공간부를 형성한다.The inner
물입수관로(150)는 유체가 유입되는 통로로서 내측 하부하우징캡(116)의 하부면의 일측과, 외측 하부하우징캡(117)의 일측, 하부단열캡(112)의 일측을 일체로 관통하는 원형관을 삽입하여 형성한다.The
물출수관로(152)는 유체가 배출되는 통로로서 외측 하부하우징캡(117)의 일측, 하부단열캡(112)의 일측을 일체로 관통하는 원형관을 삽입하여 형성한다.The
외측 상부하우징캡(113)은 열전소자(160)와 직접 결합되어 냉각 또는 온열의 열전달을 받으며, 열전소자(160)에 의한 열원을 하부면에 결합된 내측 상부하우징캡(115)에 전달한다.The outer
내측 상부하우징캡(115)은 열전달 히트 파이프(120), 스핀 구조체(122), 열전달 하우징(124), 스핀 이송관로(130), 내측탱크(132), 외측탱크(140)를 결합되어 고정되며 외측 상부하우징캡(113)에 의해 열원을 전달받아 결합된 구성장치들로 열전달을 수행한다. The inner
유체는 물입수관로(150)를 통과하여 내측탱크(132)의 스핀 이송관로(130)로 유입되면, 상온의 유체가 이동하면서 열전달 히트 파이프(120)와, 스핀 구조체(122)를 포함한 열전달 하우징(124)으로부터 열전달을 전달받아 온수 또는 냉수로 온도 변화가 발생한다.When the fluid flows into the
또한, 유체는 상변화물질(142)로부터 방출되는 열에너지를 전달받아 온수 또는 냉수로 온도 변화가 발생한다.In addition, the fluid receives thermal energy emitted from the
유체는 내측탱크(132)의 스핀 이송관로(130)를 따라 이동하면서 순간적으로 목표 온도로 변환하고 외측 상부하우징캡(113)의 유체이송홈(114)을 통과하여 외측탱크(140)의 외측면과 진공관 케이스(110)의 내측면 사이의 공간에서 상부로부터 하부로 떨어져 물출수관로(152)로 배출된다.The fluid moves instantaneously to the target temperature while moving along the
열전달 히트 파이프(120), 스핀 구조체(122), 열전달 하우징(124), 스핀 이송관로(130), 내측탱크(132), 외측탱크(140), 진공관 케이스(110)는 구리, 알루미늄, 스텐레스 등의 금속체로 이루어져 있다.The
열전소자(160)는 전원공급 제어장치(300)를 이용하여 전기를 인가하면, 냉온수 공급 장치(100)에 냉각 또는 난방 열원을 공급하고, 목표 온도(냉각시 +10℃ ~ -20℃, 히팅시 +70℃ ~ +90℃)까지 무소음으로 정속 운전한다. 일반적으로 사용되는 목표 온도는 +5℃ ~ -10℃ 정도로 구현된다.The
열전소자(160)는 외측 상부하우징캡(113)에 일체형으로 밀착되어 결합되고 냉방 및 난방 열원을 1차적으로 외측 상부하우징캡(113)에 전달한다.The
열전소자(160)는 반도체 소자로 P, N극의 소자 형태로 구성되어 양면에 발열과 흡열을 발생시켜 양단의 최대 온도 차이가 70℃에 이른다.(온도 발생은 -30도~ +120도, 최대 -75도 ~ +300도까지 온도를 발생시킬 수 있음)The
외측 상부하우징캡(113)에 전달된 열원은 열전달 히트 파이프(120), 스핀 구조체(122), 열전달 하우징(124), 스핀 이송관로(130), 내측탱크(132), 외측탱크(140)에 2차 간접적으로 열전달을 수행한다.The heat source transferred to the outer
열원은 열전달 히트 파이프(120), 스핀 구조체(122), 열전달 하우징(124), 열전달유체(121), 상변화물질(142)로 전달되고 이러한 열 증폭 및 분산된 열원이 스핀 이송관로(130)로 확산, 전달되어 상온의 유체를 목표 온도로 신속하게 변화시킨다.The heat source is transferred to the
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 방열 히트싱크를 나타낸 사시도이고, 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 방열 히트싱크의 측면에서 본 모습을 나타낸 도면이다.FIG. 4 is a perspective view illustrating a heat-dissipating heat sink according to an embodiment of the present invention, and FIG. 5 is a side view of the heat-dissipating heat sink according to an embodiment of the present invention.
본 발명의 실시예에 따른 방열 히트싱크(400)는 알루미늄 방열판(410), 알루미늄 방열핀(420) 및 쿨링팬(430)을 포함한다.The heat
방열 히트싱크(400)는 열전소자(160)의 발열과 흡열 기능을 원활하게 유지시켜 목표 온도(열원)를 안정적으로 도달하기 위한 방열 기능을 한다.The heat
방열 히트싱크(400)는 열전소자(160)의 상부에 알루미늄 방열판(410)과 그 위에 히트 파이프와 히트 파이프에 연결된 알루미늄 방열핀(420, 520)에 열분산 바인더를 코팅 처리한다.The heat
방열 히트싱크(400)는 알루미늄 방열판(410)을 가로 방향으로 관통하는 하부 히트 파이프(412)와, 하부 히트 파이프(412)의 양끝단부로부터 하부에서 상부로 갈수록 '∪' 형태로 형성되는 상부 히트 파이프(414)를 포함한 히트 파이프를 형성한다.The heat
방열 히트싱크(400)는 각각의 상부 히트 파이프(414) 사이에 끼워져서 연결되는 복수개의 알루미늄 방열핀(420)을 적층하며, 적층된 복수개의 알루미늄 방열핀(420, 520)의 일측면에 쿨링팬(430)을 설치한다.The heat
히트 파이프와 복수개의 적층된 알루미늄 방열핀(420)은 열 분산 바인더로 코팅 처리한다.The heat pipe and the plurality of stacked
방열 히트싱크(400)는 열전소자(160)의 발열 부분 또는 흡열 부분에 열전달 도포제(써멀 구리스, 써멀 에폭시 등)를 이용하여 밀착 고정시킨다.The heat
열전소자(160)는 고온 발열 발생시 흡열 부분에 열 역전(열 전이 현상)을 방지하고 신속한 방열 기능을 수행하기 위해 1차로 열전소자(160)의 상부에 구성된 알루미늄 방열판(410)을 관통하여 형성된 히트 파이프를 이용하여 열전달을 수행한다. 이어서, 열전소자(160)는 2차로 방열 히트싱크(400)의 히트 파이프에 부착된 알루미늄 방열핀(420)에 도포된 열 분산 바인더를 통해 2차 방열을 수행하고, 쿨링팬(430)의 공냉식으로 3차 방열을 수행한다.The
전원공급 제어장치(300)는 냉온수 공급 장치(100)의 전원 공급이 필요한 구성장치(쿨링팬(430), 온도 센서(200), 열전소자(160), 방열 히트싱크(400))에 전원을 공급하고, 열전소자(160)의 전류를 인가하여 열전소자(160)의 일반 작동시 흡열 기능을 수행하다가 전류의 극 전환에 의해 고온, 발열 기능을 수행하도록 제어한다.The power
온도 센서(200)는 하부단열캡(112)과 외측 하부하우징캡(117)의 하부면 일측을 관통하여 형성된다.The
전원공급 제어장치(300)는 온도 센서(200)의 온도를 주기적으로 감지하여 유체가 목표 온도에 도달하면 열전소자(160)의 전원을 차단하고 열전달유체(121)와 상변화물질(142)의 잠열, 축열 기능을 이용하여 무전원 상태에서 목표 열원을 지속적으로 공급하도록 제어한다.The power
전원공급 제어장치(300)는 온도 센서(200)의 온도를 감지하고 유체의 목표 온도로 온도 변환을 수행하기 위해 방열 히트싱크(400)의 모터를 이용하여 쿨링팬(430)의 공기 유속을 조절할 수 있다.The
이상에서 설명한 본 발명의 실시예는 장치 및/또는 방법을 통해서만 구현이 되는 것은 아니며, 본 발명의 실시예의 구성에 대응하는 기능을 실현하기 위한 프로그램, 그 프로그램이 기록된 기록 매체 등을 통해 구현될 수도 있으며, 이러한 구현은 앞서 설명한 실시예의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야의 전문가라면 쉽게 구현할 수 있는 것이다.The embodiments of the present invention described above are not implemented only by the apparatus and / or method, but may be implemented through a program for realizing functions corresponding to the configuration of the embodiment of the present invention, a recording medium on which the program is recorded And such an embodiment can be easily implemented by those skilled in the art from the description of the embodiments described above.
이상에서 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments, It belongs to the scope of right.
100: 냉온수 공급 장치
110: 진공관 케이스
111: 상부단열캡
112: 하부단열캡
113: 외측 상부하우징캡
114: 유체이송홈
115: 내측 상부하우징캡
116: 내측 하부하우징캡
117: 외측 하부하우징캡
118: 제1 안착홈
119: 제2 안착홈
120: 열전달 히트 파이프
121: 열전달유체
122: 스핀 구조체
124: 열전달 하우징
130: 스핀 이송관로
132: 내측탱크
140: 외측탱크
142: 상변화물질
150: 물입수관로
152: 물출수관로
160: 열전소자
200: 온도 센서
300: 전원공급 제어장치
400: 방열 히트싱크
410: 알루미늄 방열판
412: 하부 히트 파이프
414: 상부 히트 파이프
420: 알루미늄 방열핀
430: 쿨링팬100: Hot and cold water supply device
110: Vacuum tube case
111: upper insulating cap
112: Lower insulation cap
113: outer upper housing cap
114: Fluid feed groove
115: Inner upper housing cap
116: Inner lower housing cap
117: outer lower housing cap
118: first seat groove
119: second seat groove
120: Heat transfer heat pipe
121: Heat transfer fluid
122: spin structure
124: Heat transfer housing
130: spin transfer pipe
132: Inner tank
140: outer tank
142: phase change material
150: water inlet pipe
152: water outlet pipe
160: thermoelectric element
200: Temperature sensor
300: Power supply control device
400: Heat sink
410: Aluminum heat sink
412: Lower heat pipe
414: upper heat pipe
420: aluminum radiating fin
430: Cooling fan
Claims (7)
상기 진공관 케이스의 상부면에 설치되어 냉각 또는 난방 열원을 공급하는 열전소자;
상기 상부단열캡의 하부면에 형성된 원형의 외측 상부하우징캡과 상기 외측 상부하우징캡과 일체형으로 결합된 내측 상부하우징캡;
상기 내측 상부하우징캡의 하부면 중앙부에 삽입되어 수직 방향으로 세워지는 열원을 전달하는 열전달 히트 파이프;
상기 열전달 히트 파이프가 중앙부에 끼워진 상태에서 용수철 형태로 상기 열전달 히트 파이프의 주위를 나선형으로 감겨져 있는 스핀 구조체;
상기 스핀 구조체보다 직경이 크게 형성되어 상기 스핀 구조체를 내측으로 끼워지도록 내부가 비어 있는 원통 형상의 열전달 하우징;
유체가 이동하는 통로로 상기 열전달 하우징이 중앙부에 끼워진 상태에서 용수철 형태로 상기 열전달 하우징의 주위를 나선형으로 감겨져 있는 스핀 이송관로;
상기 스핀 이송관로보다 직경이 크게 형성되어 상기 스핀 이송관로를 내측으로 끼워지도록 내부가 비어 있는 원통 형상의 내측탱크; 및
상기 유체가 유입되는 통로로 상기 스핀 이송관로의 하부면 일측과 상기 하부단열캡의 일측과, 상기 하부단열캡의 상부면에 결합된 외측 하부하우징캡의 일측을 일체로 관통하는 원형관을 삽입하여 형성된 물입수관로
를 포함하는 진공 잠열형 냉온수 공급 장치.A cylindrical tube case connected to an upper heat insulating cap formed in a circular shape on an upper surface and coupled to a lower heat insulating cap formed in a circular shape on a lower surface to form a certain space therein;
A thermoelectric element provided on an upper surface of the vacuum tube case to supply a cooling or heating heat source;
An inner upper housing cap formed integrally with the outer upper housing cap and a circular outer upper housing cap formed on a lower surface of the upper heat insulating cap;
A heat transfer heat pipe inserted into a central portion of a lower surface of the inner upper housing cap to transmit a heat source vertically installed;
A spin structure spirally wound around the heat transfer pipe in the form of a spring in a state where the heat transfer heat pipe is fitted in a central portion;
A cylindrical heat transfer housing having a diameter larger than that of the spin structure and hollow inside to hold the spin structure inward;
A spin transfer tube spirally wound around the heat transfer housing in the form of a spring in a state where the heat transfer housing is fitted in a central portion through a passage through which the fluid moves;
A cylindrical inner tank having a diameter larger than that of the spin transfer tube and hollow inside to fit the spin transfer tube therein; And
A circular pipe penetrating through one side of a lower surface of the spin transfer pipe, one side of the lower heat insulating cap and one side of an outer lower housing cap coupled to an upper surface of the lower heat insulating cap is inserted as a passage through which the fluid flows, The water inlet pipe
The hot latent heat of the latent hot water supply device.
상기 진공관 케이스의 내부에 형성되고, 상기 내측탱크보다 직경이 크게 형성되어 상기 내측탱크와 일정거리 이격되어 일정한 공간부를 형성하며, 상기 내측탱크를 내측으로 끼워지도록 내부가 비어 있는 원통 형상의 외측탱크를 더 포함하고, 상기 내측탱크와 상기 외측탱크의 사이의 공간에 열원을 축적하고 방출하는 상변화물질이 충진되는 진공 잠열형 냉온수 공급 장치.The method according to claim 1,
A cylindrical outer tank formed inside the vacuum tube case and having a larger diameter than the inner tank and spaced apart from the inner tank by a predetermined distance to form a constant space and having an inner space filled with the inner tank; And a phase change material accumulating and releasing a heat source is filled in a space between the inner tank and the outer tank.
상기 내측 상부하우징캡의 상단 측면에 유체가 배출되는 유체이송홈이 뚫려 있고, 상기 유체이송홈은 상기 스핀 이송관로와 연통되어 있는 진공 잠열형 냉온수 공급 장치.The method according to claim 1,
Wherein a fluid delivery groove through which fluid is discharged is formed in an upper side surface of the inner upper housing cap and the fluid delivery groove is communicated with the spin transfer pipe.
상부면의 중앙부에 상기 스핀 구조체의 하부면 끝단이 안착되고 상기 스핀 구조체의 외곽으로 상기 열전달 하우징, 상기 스핀 이송관로, 상기 내측탱크의 하부면 끝단이 삽입되어 결합되는 원형의 제1 안착홈이 형성되고, 외주면 테두리를 따라 상기 외측탱크의 하부면 끝단이 결합되는 원형의 제2 안착홈이 형성되며 상기 외측탱크의 하부면에 결합되는 내측 하부하우징캡
을 더 포함하는 진공 잠열형 냉온수 공급 장치.3. The method of claim 2,
A lower end of the spin structure is seated in a central portion of the upper surface, and a circular first seating groove is formed in the outer periphery of the spin structure to receive and connect the lower end of the heat transfer housing, the spin transfer tube, A circular second seating groove is formed along the rim of the outer circumference to connect the lower end of the outer tank, and an inner lower housing cap
Further comprising: a vacuum latent-heat type hot /
상기 열전소자의 전류를 인가하여 상기 열전소자의 흡열과 발열 기능을 제어하고, 상기 하부단열캡과 상기 외측 하부하우징캡의 일측을 관통하여 형성된 온도 센서의 온도를 감지하여 상기 유체가 목표 온도에 도달하면 전원 공급을 차단하는 전원공급 제어장치
를 더 포함하는 진공 잠열형 냉온수 공급 장치.The method according to claim 1,
And controlling the heat absorbing and exothermic functions of the thermoelectric elements by applying a current of the thermoelectric elements to sense the temperature of the temperature sensor formed through the lower heat insulating cap and one side of the outer lower housing cap, Power supply control unit that cuts off the power supply
Further comprising: a vacuum latent-heat type hot /
상기 열전소자의 상부면에 밀착 고정되고, 상기 열전소자의 발열과 흡열 기능을 유지시키는 방열 기능을 수행하는 방열 히트싱크를 더 포함하며,
상기 방열 히트싱크는 상기 열전소자의 발열 부분 또는 흡열 부분에 열전달 도포제를 이용하여 밀착 고정하는 알루미늄 방열판과 복수개의 히트 파이프를 이용하여 상기 알루미늄 방열판과 상기 히트 파이프에 끼워져서 적층되는 복수개의 알루미늄 방열핀을 연결하는 진공 잠열형 냉온수 공급 장치.The method according to claim 1,
And a heat dissipation heat sink closely attached to an upper surface of the thermoelectric element and performing a heat dissipation function for maintaining a heat generation and an endothermic function of the thermoelectric element,
Wherein the heat dissipation heat sink includes an aluminum heat dissipation plate for closely fixing the heat generating element or the heat absorbing portion of the thermoelectric element using a heat transfer coating agent and a plurality of aluminum heat dissipating fins which are sandwiched between the aluminum heat dissipation plate and the heat pipe, Vacuum latent heat and cold / hot water supply device connected.
상기 열전달 하우징은 상기 히트 파이프와 상기 스핀 구조체를 감싸는 원통 형상의 하우징으로 내부에 열전도를 향상시키는 열전달유체를 충진하는 진공 잠열형 냉온수 공급 장치.The method according to claim 1,
Wherein the heat transfer housing is a cylindrical housing that surrounds the heat pipe and the spin structure, and fills a heat transfer fluid for improving heat conduction inside the heat transfer housing.
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