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Abstract
목차
1. 서론 11
1.1. 연구 배경과 필요성 11
1.2. 연구동향 13
1.3. 연구 목적 및 내용 23
2. 열전소자를 이용한 차량용 냉방 시스템 24
2.1. 열전소자의 냉각 성능 평가 24
2.2. 차량용 냉방 시스템 설계 40
2.2.1. 히트 싱크 41
2.2.2. 팬 43
2.2.3. 유로 44
2.2.4. TIM(Thermal Interface Material) 45
2.3. 차량용 냉방 시스템 제작 46
2.3.1. Single 시스템 46
2.3.2. Double 시스템 49
2.3.3. Hybrid 시스템 52
2.4. 실차에서의 차량용 냉방 시스템의 성능 평가 55
2.4.1. 단열 공간에서의 냉방 성능 평가 55
2.4.2. 실차에서의 냉방 성능 평가 58
3. 열전소자를 이용한 차량용 폐열 회수 발전 시스템 61
3.1. 열전소자의 발전 성능 평가 61
3.2. 열전 발전 시스템 설계 및 제작 73
3.3. 열전 발전 시스템 성능 평가 76
4. 결론 79
5. 향후 계획 81
참고문헌 83
표 1-1. 본 연구와 선행연구의 냉방 시스템 비교 16
표 1-2. 열전 발전 시스템의 선행연구 19
표 2-1. 다양한 열전 냉각소자의 사양 29
표 2-2. 각 소자별 최대 냉각 성능 39
표 2-3. 단열재의 열전도도 비교 44
표 2-4. 서멀 그리스의 열전도도 비교 45
표 2-5. Single 시스템의 구성 및 사양 47
표 2-6. Double 시스템의 구성 및 사양 49
표 2-7. Hybrid 시스템의 구성 및 사양 52
표 2-8. Hybrid 시스템의 소비전력 57
표 2-9. Hybrid 시스템의 실차 냉방 성능 60
표 3-1. Kryotherm 사의 열전 발전소자 사양 65
표 3-2. 열전 발전소자의 발전 성능 평가 72
그림 1-1. Chrysler에 장착한 초기 열전 냉방 시스템 14
그림 1-2. Air-to-air 방식의 차량용 열전 냉방 시스템 15
그림 1-3. Air-to-liquid 방식의 차량용 열전 냉방 시스템 15
그림 1-4. 차량 천정에 장착한 독립 냉난방 시스템 16
그림 1-5. Monash 대학의 열전 발전 시스템 19
그림 1-6. 탄소강과 알루미늄 히트 싱크가 장착된 발전 시스템 20
그림 1-7. 24개의 열전소자로 구성된 발전 시스템 20
그림 1-8. 사각쉘 구조의 열전 발전 시스템 21
그림 1-9. 육각쉘 구조의 열전 발전 시스템 21
그림 2-1. Peltier 효과 24
그림 2-2. 냉각 성능 평가 장치 모식도 28
그림 2-3. Laird 사의 UT15.200.F2 소자 성능 그래프 31
그림 2-4. Ferrotec 사의 9505/127/150B 소자 성능 그래프 32
그림 2-5. Kryotherm 사의 Drift 1.5 소자 성능 그래프 34
그림 2-6. Kryotherm 사의 Frost 73 소자 성능 그래프 35
그림 2-7. Crystal 사의 S-241-10-08-L2 소자 성능 그래프 37
그림 2-8. Zone Infinity 사의 TEC 12706 소자 성능 그래프 38
그림 2-9. 원심팬과 축류팬 43
그림 2-10. Single 시스템 46
그림 2-11. 시스템으로부터의 거리별 온도 측정 47
그림 2-12. Single 시스템의 거리에 따른 온도 48
그림 2-13. Double 시스템 49
그림 2-14. Double 시스템의 냉각 방식 50
그림 2-15. Double 시스템의 거리에 따른 온도 51
그림 2-16. Hybrid 시스템 52
그림 2-17. Hybrid 시스템의 냉각 방식 53
그림 2-18. Double과 Hybrid 시스템의 온도 비교 54
그림 2-19. 단열공간에서의 시스템 냉방 성능 평가 56
그림 2-20. Hybrid 시스템의 단열 공간에서의 냉방 성능 57
그림 2-21. 차량 루프에 부착한 Hybrid 시스템 58
그림 2-22. 실차 냉방 성능 평가 59
그림 2-23. Hybrid 시스템의 실차 냉방 성능 60
그림 3-1. Seebeck 효과 61
그림 3-2. 발전 성능 평가 장치 모식도 64
그림 3-3. 발전 성능 평가 장치 65
그림 3-4. TGM-199-1.4-0.8 소자의 성능 그래프 67
그림 3-5. TGM-199-1.4-1.15 소자의 성능 그래프 68
그림 3-6. TGM-199-1.4-1.5 소자의 성능 그래프 69
그림 3-7. TGM-287-1.0-1.3 소자의 성능 그래프 70
그림 3-8. 흡열부(좌)과 방열부(우)의 히트 싱크 74
그림 3-9. 열전 발전 시스템 74
그림 3-10. 히트 싱크 간의 열전달 방지 75
그림 3-11. 열전 발전 시스템 평가 장치 모식도 76
그림 3-12. 열전 발전 시스템 평가 장치 77
그림 3-13. 온도차에 따른 출력 전력 78
그림 3-14. 흡열부 온도에 따른 개방 전압 특성 78
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