KR100487512B1 - 다용도 냉방장치 및 그 냉방 제어방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 프레온, 암모니아 등과 같은 냉매의 사용을 최소화함과 동시에, 외부 온도의 변화에 따라 자연 상태의 외기를 선택적으로 이용함으로써, 에너지 절약 측면에서의 경제성이 현저하고, 보다 향상된 냉방 성능을 달성할 수 있으며, 또한 냉열 저장이 용이한 구조로 이루어져 심야 전력을 이용한 축냉식 냉방장치 등과 같이 다양한 용도에 적용가능한 다용도 냉방장치에 관한 것이다.
본 발명은, 상변화가 필요없는 액체 상태의 물질이 저장된 저장탱크와; 저장탱크의 토출구로부터 연장된 배관 상에 설치되어 저장탱크 내의 상변화가 필요없는 액체 상태의 물질을 순환시키는 순환펌프와; 순환펌프의 토출구로부터 연장된 배관을 통해 연통된 핀 튜브형의 실내 열교환기와, 이러한 실내 열교환기에 근접하여 배치된 실내 송풍기로 이루어진 실내기와; 실내 열교환기의 토출구측으로부터 연장된 배관을 통해 연통된 핀 튜브형의 실외 열교환기와, 이러한 실외 열교환기에 근접하여 배치된 실외 송풍기로 이루어진 실외기와; 실외 열교환기의 토출구측으로부터 연장된 배관 일측에 설치된 칠러를 포함한다.

Description

다용도 냉방장치 및 그 냉방 제어방법{Versatile air conditioner and method for controlling thereof}
본 발명은 냉방장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 프레온, 암모니아 등과 같은 냉매의 사용을 최소화함과 동시에, 외부 온도의 변화에 따라 자연 상태의 외기를 선택적으로 이용함으로써, 에너지 절약 측면에서의 경제성이 현저하고, 보다 향상된 냉각 성능을 달성할 수 있으며, 또한 냉열 저장이 용이한 구조로 이루어져 심야 전력을 이용한 축냉식 냉방장치 등과 같이 다양한 용도에 적용가능한 다용도 냉방장치에 관한 것이다.
일반적인 냉방장치(air conditoner)는 냉매가 증발할 때 주위에서 열을 빼앗는 증발열을 이용하는 것으로, 냉매는 통상 저온에서도 쉽게 증발하는 암모니아, 프레온, 공비혼합냉매, 클로로메틸 등과 같은 액체를 이용한다.
이러한 통상적인 냉방장치는 압축기에서 고압으로 압축된 기체 상태의 냉매가 응축기를 거치면서 외기와의 열교환에 의해 고압의 액체 상태의 냉매로 응축된 후에, 팽창밸브 또는 모세관 등을 통해 저압의 액체 상태의 냉매로 변환된다. 다음, 저압의 액체 상태의 냉매는 증발기로 유입되어 내기와의 열교환에 의해 증발된 후에, 다시 압축기로 유입되어 상술한 과정의 사이클이 순환된다. 이때, 증발기에서 발생된 냉매의 증발열에 의해 냉각된 공기는 송풍팬에 의해 냉방하고자 하는 소정의 공간 또는 소정의 대상체로 송풍되어 냉방하게 된다.
즉, 이러한 일반적인 냉방장치는 액화 및 증발 등과 같은 상변화가 용이한 냉매를 이용하여 냉방하고자 하는 소정의 공간이나 소정의 대상체를 냉각시킨다.
하지만, 이러한 냉방장치에 이용되는 각종 냉매는 그 가격이 매우 고가임과 동시에, 환경에 매우 치명적인 단점이 있었다.
또한, 이러한 종래의 냉방장치는 외부의 온도에 따른 자연 상태의 냉기를 적절히 이용하지 못하였고, 단순히 외부 전력에 의해 구동되는 방식으로 이루어짐에 따라, 그 전력 낭비가 매우 심한 단점이 있었다.
한편, 이러한 냉방장치의 응축기, 증발기 등은 전열벽을 통해 온도가 높은 유체로부터 온도가 낮은 유체로 열을 전달하는 열교환기로 이루어진다.
이러한 열교환기는 핀 코어형(fin-core)을 주로 이용하며, 이러한 핀 코어형은 각 단부가 "U"밴드에 의해 상호 연결된 전열관과, 이러한 전열관의 길이방향으로 소정 간격 이격되어 적층된 다수의 전열핀으로 이루어지며, 이러한 각 전열핀 사이로 유입되는 외부공기와 전열관의 내부를 순환하는 냉매가 상호 열교환을 수행한다.
하지만, 이러한 종래의 핀 코어형 열교환기는 다음과 같은 단점이 있다.
첫째, 다수의 전열관에 다수의 전열핀을 끼움결합하여 적층하는 구조로 이루어짐에 따라, 전열관 및 전열핀 사이의 불완전 접촉으로 인한 접촉저항이 발생하는 단점이 있었다.
둘째, 공기가 열교환기를 통과하면서 압력강하가 비교적 크게 발생하므로, 공기를 송풍하는 송풍기의 송풍능력이 한계에 부딪혀 전체 냉방장치의 냉방효율이 크게 저하되는 단점이 있었다.
세째, 전열핀의 두께가 비교적 얇게 형성됨에 따라, 열용적율이 저하되어 전열핀의 전열 효율이 저하되는 단점이 있었다.
따라서, 본 발명은 상기와 같은 제 문제점을 감안하여 안출한 것으로, 프레온, 암모니아 등과 같은 고가의 냉매 사용을 최소화함과 동시에, 외부 온도의 변화에 따라 자연 상태의 외기를 선택적으로 이용함으로써, 에너지 절약 측면에서의 경제성이 현저하고, 보다 향상된 냉매의 냉각 성능을 달성할 수 있으며, 또한 냉기의 충전이 용이한 구조로 이루어져 심야전력을 이용한 축냉식 냉방장치 등과 같이 다양한 용도에 적용가능한 다용도 냉방장치를 제공하는 데 주 목적이 있다.
또한, 본 발명은 열교환 성능이 향상된 핀 튜브형 열교환기를 적용함으로써, 전체 냉방장치의 냉방효율을 극대화할 수 있으며, 전력 소모를 최소화할 수 있는 다용도 냉방장치를 제공하는 데 그 다른 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 양태는, 상변화가 필요없는 액체 상태의 물질이 저장된 저장탱크와; 저장탱크의 토출구로부터 연장된 배관 상에 설치되어 저장탱크 내의 상변화가 필요없는 액체 상태의 물질을 순환시키는 순환펌프와; 대상체의 실내 공간 상에 배치되고, 순환펌프의 토출구로부터 연장된 배관을 통해 연통된 핀 튜브형의 실내 열교환기와, 이러한 실내 열교환기에 근접하여 배치된 실내 송풍기로 이루어진 실내기와; 대상체의 실외 공간 상에 배치되고, 실내 열교환기의 토출구측으로부터 연장된 배관을 통해 연통된 핀 튜브형의 실외 열교환기와, 이러한 실외 열교환기에 근접하여 배치된 실외 송풍기로 이루어진 실외기와; 실외 열교환기의 토출구측으로부터 연장된 배관 일측에 설치되고, 냉매를 압축시키는 압축기와, 상기 압축된 냉매를 응축시키는 응축기와, 내부에 내설된 핀 튜브형 열교환기 및 일측에는 실외 열교환기로부터 연장된 배관이 인입되고 타측에는 저장탱크로 연장되는 배관이 인출된 냉각케이스로 이루어진 냉각부를 구비한 칠러를 포함한다.
바람직하게는, 실내 및 실외 열교환기, 냉각기의 열교환기, 및 응축기는 유체가 유동하는 튜브와; 튜브의 내부를 다수의 채널로 구획하면서 튜브의 일단으로부터 타단까지 축선방향으로 연장되어 형성된 내부 전열핀과; 튜브의 외주면 상에 소정의 나선형으로 연속 형성된 외부 전열핀과; 내부 전열핀의 각 표면 상에 소정 높이로 돌출되어 내부 전열핀의 길이방향으로 연장되어 형성된 다수의 미세핀을 구비한 핀 튜브형 열교환기 형태인 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 실내 및 실외 열교환기, 냉각기의 열교환기, 및 응축기는 유체가 유동하는 튜브와; 튜브의 내부를 다수의 채널로 구획하면서 튜브의 일단으로부터 타단까지 축선방향으로 연장되어 형성된 내부 전열핀과; 물결 형상으로 이루어지고, 튜브의 외주면 상에 길이방향으로 소정 간격 이격되어 형성된 물결 형상으로 이루어진 다수의 외부 전열핀과; 내부 전열핀의 각 표면 상에 소정 높이로 돌출되어 내부 전열핀의 길이방향으로 연장되어 형성된 다수의 미세핀을 구비한 핀 튜브형 열교환기 형태인 것을 특징으로 한다.
대안적으로, 본 발명의 다용도 냉방장치는 대상체의 실내에 실내온도감지센서 및 실내 제어부가 더 구비하고, 대상체의 실외측에 실외온도감지센서 및 실외 제어부가 더 구비하며, 실내 제어부는 실외기, 실내기, 순환펌프, 및 칠러에 전기적으로 접속되고, 상기 실외 제어부는 실외기에 전기적으로 접속되는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 다용도 냉방장치에 따른 냉방 제어 방법은 실내 온도감지센서에 의해 상기 대상체의 실내 온도를 감지하여 실내의 온도가 제 1 설정치 이하인지를 먼저 판단한 뒤에, 실내 온도가 제 1 설정치 이하인 경우에는 냉방장치의 작동이 오프되고, 실내 온도가 제 1 설정치보다 높을 경우에는 실내기 및 실외기의 작동이 온되며, 실내 온도가 제 2 설정치 이상인지를 비교판단하여, 실내 온도가 제 2 설정치 이상이면 칠러의 작동이 온되고, 실내 온도가 제 2 설정치 보다 낮으면 칠러 작동의 오프상태가 유지되며, 실외 온도감지센서에 의해 대상체의 실외 온도를 감지하여 실외 온도가 제 3 설정치 이상인지를 판단하여, 실외 온도가 제 3 설정치 이상이면, 실외기의 작동이 오프되며, 실외 온도가 제 3 설정치 보다 낮으면, 실외기의 작동이 온되도록 함으로써, 본 발명의 다용도 냉방장치의 냉방 기능이 실행되도록 하는 것을 특징으로 한다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 다용도 냉방장치를 도시한다.
도시된 바와 같이, 본 발명의 다용도 냉방장치는 상변화가 필요없는 액체 상태의 물질이 저장되는 저장탱크(10)와, 저장탱크(10)의 토출구로부터 연장된 배관(25)을 통해 연통된 순환펌프(12)와, 순환펌프(12)의 토출구로부터 연장된 배관(25)을 통해 연통된 실내기(21)와, 실내기(21)의 토출구로부터 배관(25)을 통해 연통된 실외기(22)와, 실외기(22)의 토출구로부터 연장된 배관(25) 일측에 설치된 칠러(30)로 이루어진다.
저장탱크(10)는 그 내부에 본 발명의 냉방장치에서 냉매의 기능을 수행하는 물질이 저장되고, 이러한 물질은 상변화가 필요없는 액체 상태의 물질이다. 본 실시예에서는 상술한 물질은 냉각수가 바람직할 것이다.
또한, 이러한 저장탱크(10)의 내, 외표면은 외부로 열이 방출되거나 외부로부터 열을 흡수하지 않도록 단열재로 이루어짐이 바람직하다.
한편, 상술한 바와 같이, 본 발명의 냉매로서 작용하는 냉각수는 상변화를 일으킬 필요가 없고, 주변에서 용이하게 취득할 수 있으므로, 그 경제성 및 환경 친화성이 매우 향상된 특징이 있다.
또한, 이러한 저장탱크(10)의 유입구 및 토출구측 배관(25) 상에는 제 1 및 제 2 조절밸브(11, 13)가 개별적으로 설치되어, 저장탱크(10)로 유입되는 냉각수의 유량 및 저장탱크(10)로부터 유출되는 냉각수의 유량을 적절히 조절할 수도 있다.
순환펌프(12)는 저장탱크(10)의 내부에 저장된 냉각수를 순환시키도록 저장탱크(10)의 토출구 측에 배치된다.
실내기(21)는 순환펌프(12)의 토출구측으로부터 연장된 배관(25)을 통해 연통된 핀 튜브형 실내 열교환기(21a)와, 이러한 실내 열교환기(21a)의 열교환 작용이 이루어지는 전열면 상에 근접하여 배치된 실내 송풍기(21b)로 이루어진다.
이러한 실내 송풍기(21b)는 실내 열교환기(21a) 및 실내의 공기와의 접촉 증대 및 열교환 효율을 증대시킨다.
한편, 이러한 실내기(21)는 냉방을 달성하고자하는 소정의 실내 공간, 특히 통신기기 등이 설치된 부스와 같이 열발생에 의해 오작동이 발생할 수 있는 소정의 대상체(40) 내부에 설치된다. 이에 반해, 상술한 저장탱크(10) 및 순환펌프(12)는 대상체(40)의 크기 및 내부의 냉방을 요하는 기기의 배치 등 대상체(40)의 현장 조건이나 설치 조건 등을 고려하여 대상체(40)의 내부 또는 외부 어느 쪽에도 설치하여도 무방할 것이다.
실외기(22)는 실내 열교환기(21a)의 토출구측으로부터 연장된 배관(25)을 통해 연통된 일반적인 핀 튜브형의 실외 열교환기(22a)와, 이러한 실외 열교환기(22a)의 열교환이 일어나는 전열면에 근접하여 배치된 실외 송풍기(22b)로 이루어진다.
이러한 실외 송풍기(22b)는 실외 열교환기(22a) 및 외부의 공기와의 접촉 증대 및 열교환 효율을 증대시킨다.
대안적으로, 상술한 실외기(22) 측에는 별도의 바이패스 배관 및 방향제어밸브(미도시)가 더 구비되어, 실외기(22)가 작동하지 않을 경우에는 냉각수가 실외기(22)의 실외 열교환기(22a)측으로 유입되지 않고, 방향제어밸브에 의해 바이패스라인으로 냉각수가 유동하도록 할 수도 있을 것이다.
칠러(chiller, 30)는 실외기(22)의 토출구로부터 연장된 배관(25) 상에 설치되고, 압축기(31)와, 응축기(32)와, 냉각부(33)로 이루어진다. 이러한 칠러(30)에 이용되는 냉매는 프레온, 암모니아, 클로로메틸, 공비혼합냉매 등과 같은 통상적인 냉매이다.
압축기(31)는 기화된 냉매를 고압으로 압축하는 통상적인 압축기이다.
응축기(32)는 압축기(31)로부터 토출된 고압의 냉매를 응축하여 액화시키는 일반적인 핀 튜브형 열교환기로 이루어진다.
냉각부(33)는 냉각 케이스(33a) 및 핀 튜브형 열교환기(33b)로 이루어진다. 냉각 케이스(33a)는 그 일측에 상술한 실외기(22)의 토출구로부터 연장된 배관이 인입되고, 그 타측에 저장탱크(10)로 연장되는 배관이 인출된다. 이러한 냉각 케이스(33a) 내부의 소정 공간 상에 핀 튜브형 열교환기(33b)가 장착되고, 이러한 핀 튜브형 열교환기(33b)는 상술한 압축기(31) 및 응축기(32)와 냉매관(34)을 통해 연통된다.
이러한 칠러(30)의 구성에 의해, 칠러(30)의 냉매관(34)을 따라 순환하는 냉매는 압축기(31)에서 고압으로 압축되어 응축기(32)에서 응축된 후에, 냉각부(33)의 열교환기(33b) 내부로 유입되어, 냉각부(33)의 냉각 케이스(33a) 내부로 유입되는 냉각수와 열교환한다. 이러한 열교환 작용에 의해 냉매는 증발함과 동시에, 냉각수는 소정 온도로 냉각된다.
한편, 상술한 실내기(21) 및 실외기(22)의 실내 및 실외 열교환기(21a, 22a), 냉각부(33)의 열교환기(33b), 및 칠러(30)의 응축기(32)는 일반적인 핀 튜브형 열교환기로 이루어질 수도 있지만, 본 실시예에서는 상술한 각 열교환기(21a, 22a, 33b, 32)의 열교환 성능을 보다 향상시키도록 도 2 또는 도 3에 도시된 형태의 열교환기를 제시한다.
도 2 및 도 3에 도시된 형태의 핀 튜브형 열교환기는 냉매가 유동하는 튜브(50)의 내, 외측면 상에 각각 개별적으로 내부 전열핀(51) 및 외부 전열핀(52)을 각각 구비하고, 내부 전열핀(51)의 각 표면 상에는 미세핀(53)이 형성된다.
도 2에 도시된 핀 튜브형 열교환기는 다수의 내부 전열핀(51)이 튜브(50) 내부를 다수의 채널로 구획하고, 튜브(50)의 일단으로부터 타단까지 그 축선방향으로 연장되어 형성되며, 이러한 내부 전열핀(51)의 각 표면 상에는 다수의 미세핀(53)이 일정높이로 돌출되어 내부 전열핀(51)의 길이방향으로 연장 형성된다.
또한, 상술한 내부 전열핀(51)은 도시된 바와 같이, 튜브(50)의 축선 방향에 평행하게 형성될 수도 있고, 도면에 도시되지 않았지만, 튜브(50)의 중심선에 대해 소정 각도(대략 45°이내로)로 비틀려져 튜브(50)의 내경면에 대해 소정의 나선을 그리도록 형성될 수도 있다.
외부 전열핀(52)은 튜브(50)의 외측면 상에 소정의 나선형으로 연속적으로 형성된다.
도 3에 도시된 핀 튜브형 열교환기의 경우에, 다수의 내부 전열핀(51) 및 미세핀(53)은 도 2에 도시된 바와 동일하게 형성되고, 물결 형상으로 이루어진 다수의 외부 전열핀(52)이 튜브(50)의 외주면 상에 길이방향으로 소정 간격 이격되어 형성된다.
상술한 바와 같이 도 2 및 도 3에 도시된 형태의 핀 튜브형 열교환기는 내, 외부 전열핀(51, 52)이 튜브(50)의 내, 외주면 상에 인발 또는 전조 가공 등을 통해 일체로 형성되어 튜브(50)와 내, 외부 전열핀(51, 52) 사이에 발생할 수 있는 접촉저항을 방지하는 효과가 있으며, 튜브(50) 내부에 내부 전열핀(51) 및 미세핀(53)이 형성되어 열전달 계수가 상승되고, 외부 전열핀(52)을 통과하는 공기의 압력 손실이 저감되어 송풍 효율이 향상되는 특징이 있다.
또한, 이러한 형태의 핀 튜브형 열교환기는 그 구조가 매우 컴팩트하게 이루어짐에 따라, 설치가 매우 용이할 뿐만 아니라, 그로 인한 설치 비용이 매우 저감되는 특징이 있다.
대안적으로, 본 발명의 다용도 냉방장치의 냉방작용을 효과적으로 제어하기 위해, 대상체(40)의 실내 측에는 실내 온도감지센서(미도시) 및 실내 제어부(미도시)가 설치되고, 대상체(40)의 실외 측에 실외 온도감지센서(미도시) 및 실외 제어부(미도시)가 개별적으로 설치될 수도 있다.
실내 제어부(미도시)는 실내기(21), 실외기(22), 칠러(30), 순환펌프(12)에 전기적으로 접속되어, 실내 온도감지센서(미도시)에 의해 감지된 실내 온도에 따라 상술한 각 장치(21, 22, 30, 12)의 작동을 제어한다.
실외 제어부(미도시)는 실외기(22)에만 전기적으로 접속되어, 실외 온도감지센서(미도시)에 의해 감지된 실외 온도에 따라 실외기(22)의 작동을 제어한다.
이러한 구성에 의해, 본 발명의 냉방장치의 냉방 제어방법은 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 아래와 같이 실행된다.
도 4에 도시된 바와 같이, 대상체(40) 실내의 냉방제어방법은 실내 온도감지센서(미도시)에 의해 대상체(40) 실내의 온도(Tin)를 감지하여(S1) 실내의 온도(Tin)가 제 1 설정치(TS1) 이하인지를 먼저 판단한(S2) 뒤에, 소정의 설정치(Ts) 이하인 경우에는 본 발명의 다용도 냉방장치의 작동이 오프된다(S6).
만일, 대상체(40)의 실내 온도(Tin)가 제 1 설정치(TS1)보다 높을 경우에는 실내기(21) 및 실외기(22)의 작동이 온된다(S3).
다음, 실내 온도(Tin)가 제 2 설정치(TS2) 이상인지를 비교판단하여(S4), 제 2 설정치(TS2)보다 낮을 경우에는 다시 S3 단계로 되돌아가고, 실내 온도(Tin)가 제 2 설정치(TS2) 보다 높으면, 칠러(30)의 작동이 온된다(S5).
여기서, 상술한 제 1 설정치(TS1)는 우리나라와 같은 기후 상황을 갖는 나라의 일반적인 통신기지국에 적용하는 경우(이하, 일반실시조건)에는 대략 25°정도이며, 대상체(40) 내부에서 요구하는 냉방능력을 충족시키는 온도이다. 또한, 상술한 제 2 설정치(TS2)는 제 1 설정치(TS1)보다 대략 1 내지 3℃ 만큼 높은 온도로서, 대상체(40) 내부에서 요구하는 냉방능력을 총족시키지 못하는 정도의 온도이다.
이와 동시에, 도 5에 도시된 바와 같이, 대상체(40) 실외의 냉방제어방법은 실외 온도감지센서(미도시)에 의해 실외의 온도(Tout)를 감지하여(S10), 실외의 온도(Tout)가 제 3 설정치(Tp) 이상인지를 판단한다(S20).
실외 온도(Tout)가 제 3 설정치(Tp) 이상이면, 실외기(22)의 작동이 오프되고(S30), 실외 온도(Tout)가 제 3 설정치(Tp) 보다 낮으면, 실외기(22)의 작동이 온된다(S40).
여기서, 제 3 설정치(Tp)는 일반실시조건에서는 대략 22℃ 정도이고, 실내기(21)에서 열교환되어 대상체(40) 실내의 열을 흡수한 냉각수의 온도와 실외의 온도가 동일해지는 온도이다.
이하, 상기와 같이 구성된 본 발명의 다용도 냉방장치의 작용을 상세히 설명한다.
먼저, 실내 온도감지센서(미도시)에 의해 감지된 실내 온도에 따라, 도 4에 도시된 방법과 같이, 본 발명의 냉방장치의 작동이 제어된 후에, 대상체(40) 내부에 냉방이 필요할 경우, 저장탱크(10)내에 저장된 냉각수는 순환펌프(12)에 의해 실내기(21) 측으로 유입되어, 실내기(21)의 실내 열교환기(21a)에서 열교환되어, 대상체(40) 내부의 온도를 소정 온도로 냉방한다.
다음, 실내기(21)에서 열교환되어 대상체(40) 내부의 열을 흡수한 냉각수는 실외기(22)의 실외 열교환기(22a)를 통과하게 된다. 이때, 실외 온도감지센서(미도시)에 의해 감지된 실외의 온도에 따라 도 5에 도시된 방법과 같이 실외기(22)의 작동 유무가 결정되고, 이에 따라 냉각수는 실외기(22)의 실외 열교환기(22a)에서 자연의 냉기와 열교환되어 소정의 온도로 냉각되거나 실외기(22)의 실외 열교환기(22a)에서 열교환됨이 없이 직접적으로 칠러(30)의 냉각부(33)로 유입된다.
이렇게 실외기(22)를 통과한 냉각수는 칠러(30)의 냉각부(33)를 거치게 되며, 이때, 도 4에 도시된 방법과 같이, 실내의 온도 상태에 따라 칠러(30)의 작동 유무가 결정되어, 칠러(30)의 냉각부(33)에서 열교환되어 소정 온도로 냉각되거나 칠러(30)의 냉각부(33)에서 열교환됨이 없이 직접적으로 저장탱크(10)로 유입된다.
칠러(30)의 냉각부(33)를 통과한 냉각수는 다시 저장탱크(10) 내에 저장되고, 다시 순환펌프(12)에 의해 실내기(21)로 공급되어 실내기(21)의 실내 열교환기(21a)에서 대상체(40) 내부의 공기와 열교환하면서 대상체(40) 내부를 소정 온도로 냉방한다.
따라서, 본 발명의 다용도 냉방장치는 실내기(21)에 의해 대상체(40) 실내의 열을 흡수한 냉각수를 필요로 하는 온도 이하로 냉각시키기 위해, 실, 내외의 온도 상태에 따라 실내기(21), 순환펌프(12), 실외기(22), 및 칠러(30)를 선택적으로 작동시킨다. 이에 따라, 자연의 냉기를 적극적으로 이용함과 동시에, 칠러(30)의 사용을 최소화함으로써, 냉매 및 전력 낭비를 막는 특징이 있다.
한편, 본 발명의 저장탱크(10)는 상술한 실외기(22) 및 칠러(30)의 선택적인 작동에 의해 소정온도로 냉각된 냉각수를 대상체(40)의 냉방에 필요한 온도로 일정하게 유지시킨다. 이는 냉각수를 소정 온도 이하로 일정하게 유지시킴으로써, 축냉조의 기능을 구비하여 심야전력을 이용한 축냉식 냉방장치의 형태로 적용할 수 있는 특징이 있다.
또한, 이러한 저장탱크(10)는 순환 펌프(12)에 의해 순환되는 냉각수에 의해 발생할 수 있는 캐비테이션을 방지할 수 있는 서지탱크(surge tank)의 기능을 또한 겸비하는 특징이 있다.
상기와 같은 본 발명은, 프레온, 암모니아 등과 같은 고가의 냉매 사용을 최소화함과 동시에, 외부 온도의 변화에 따라 자연 상태의 외기를 선택적으로 이용함으로써, 에너지 절약 측면에서의 경제성이 현저하고, 보다 향상된 냉매의 냉각 성능을 달성할 수 있으며, 또한 냉기의 충전이 용이한 구조로 이루어져 심야전력을 이용한 축냉식 냉방장치 등과 같이 다양한 용도에 적용가능한 매우 뛰어난 효과가 있다.
또한, 본 발명은 열교환 성능이 향상된 핀 튜브형 열교환기를 적용함으로써, 전체 냉방장치의 냉방효율을 극대화할 수 있으며, 전력 소모를 최소화할 수 있는 장점이 있다.
이상에서는, 본 발명을 특정의 바람직한 실시예에 대해서 도시하고 설명하였다. 그러나, 본 발명은 상술한 실시예에만 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이하의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상의 요지를 벗어남이 없이 얼마든지 다양하게 변경실시할 수 잇을 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 냉방장치를 도시한 개략적인 구성도.
도 2는 본 발명에 따른 냉방장치의 각 열교환기에 적용되는 핀튜브형 열교환기의 제 1 예를 도시한 도면.
도 3은 본 발명에 따른 냉방장치의 각 열교환기에 적용되는 핀튜브형 열교환기의 제 2 예를 도시한 도면.
도 4는 본 발명에 따른 냉방장치의 냉방제어방법을 도시한 순서도이다.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
10 : 저장탱크 11 : 제 1 조절밸브
12 : 순환펌프 13 : 제 2 조절밸브
21 : 실내기 22 : 실외기
30 : 칠러

Claims (5)

  1. 삭제
  2. 상변화가 필요없는 액체 상태의 물질이 저장된 저장탱크와;
    상기 저장탱크의 토출구로부터 연장된 배관 상에 설치되어 저장탱크 내의 상변화가 필요없는 액체 상태의 물질을 순환시키는 순환펌프와;
    대상체의 실내에 배치되고, 상기 순환펌프의 토출구로부터 연장된 배관을 통해 연통된 핀 튜브형의 실내 열교환기와, 상기 실내 열교환기에 근접하여 배치된 실내 송풍기로 이루어진 실내기와;
    대상체의 실외에 배치되고, 상기 실내 열교환기의 토출구측으로부터 연장된 배관을 통해 연통된 핀 튜브형의 실외 열교환기와, 상기 실외 열교환기에 근접하여 배치된 실외 송풍기로 이루어진 실외기와;
    상기 실외 열교환기의 토출구측으로부터 연장된 배관 일측에 설치되고, 냉매를 압축시키는 압축기와, 압축된 냉매를 응축시키는 응축기와, 내부에 내설된 핀 튜브형 열교환기 및 일측에 상기 실외 열교환기로부터 연장된 배관이 인입되고 타측에는 상기 저장탱크로 연장되는 배관이 인출된 케이스를 구비한 냉각부로 이루어진 칠러를 포함하는 다용도 냉방장치로서,
    상기 실내 및 실외 열교환기, 냉각기의 열교환기, 및 응축기는,
    유체가 유동하는 튜브와;
    상기 튜브의 내부를 다수의 채널로 구획하면서 튜브의 일단으로부터 타단까지 축선방향으로 연장되어 형성된 내부 전열핀과;
    상기 튜브의 외주면 상에 소정의 나선형으로 연속 형성된 외부 전열핀과;
    상기 내부 전열핀의 각 표면 상에 소정 높이로 돌출되어 내부 전열핀의 길이방향으로 연장되어 형성된 다수의 미세핀을 구비한 핀 튜브형 열교환기 형태인 것을 특징으로 하는 다용도 냉방장치.
  3. 상변화가 필요없는 액체 상태의 물질이 저장된 저장탱크와;
    상기 저장탱크의 토출구로부터 연장된 배관 상에 설치되어 저장탱크 내의 상변화가 필요없는 액체 상태의 물질을 순환시키는 순환펌프와;
    대상체의 실내에 배치되고, 상기 순환펌프의 토출구로부터 연장된 배관을 통해 연통된 핀 튜브형의 실내 열교환기와, 상기 실내 열교환기에 근접하여 배치된 실내 송풍기로 이루어진 실내기와;
    대상체의 실외에 배치되고, 상기 실내 열교환기의 토출구측으로부터 연장된 배관을 통해 연통된 핀 튜브형의 실외 열교환기와, 상기 실외 열교환기에 근접하여 배치된 실외 송풍기로 이루어진 실외기와;
    상기 실외 열교환기의 토출구측으로부터 연장된 배관 일측에 설치되고, 냉매를 압축시키는 압축기와, 압축된 냉매를 응축시키는 응축기와, 내부에 내설된 핀 튜브형 열교환기 및 일측에 상기 실외 열교환기로부터 연장된 배관이 인입되고 타측에는 상기 저장탱크로 연장되는 배관이 인출된 케이스를 구비한 냉각부로 이루어진 칠러를 포함하는 다용도 냉방장치로서,
    상기 실내 및 실외 열교환기, 냉각기의 열교환기, 및 응축기는,
    유체가 유동하는 튜브와;
    상기 튜브의 내부를 다수의 채널로 구획하면서 튜브의 일단으로부터 타단까지 축선방향으로 연장되어 형성된 내부 전열핀과;
    물결 형상으로 이루어지고, 상기 튜브의 외주면 상에 길이방향으로 소정 간격 이격되어 형성된 물결 형상으로 이루어진 다수의 외부 전열핀과;
    상기 내부 전열핀의 각 표면 상에 소정 높이로 돌출되어 내부 전열핀의 길이방향으로 연장되어 형성된 다수의 미세핀을 구비한 핀 튜브형 열교환기 형태인 것을 특징으로 하는 다용도 냉방장치.
  4. 제2항 또는 제3항에 있어서,
    상기 대상체의 실내에는 실내온도감지센서 및 실내 제어부가 더 구비되고, 상기 대상체의 실외측에는 실외온도감지센서 및 실외 제어부가 더 구비되며, 상기 실내 제어부는 실외기, 실내기, 순환펌프, 및 칠러에 전기적으로 접속되고, 상기 실외 제어부는 실외기에 전기적으로 접속되는 것을 특징으로 하는 다용도 냉방장치.
  5. 다용도 냉방장치의 냉방제어 방법에 관한 것으로,
    실내 온도감지센서에 의해 냉방을 달성하고자 하는 대상체의 실내 온도를 감지하여 실내의 온도가 제 1 설정치 이하인지를 먼저 판단한 뒤에, 상기 실내 온도가 제 1 설정치 이하인 경우에는 냉방장치의 작동이 오프되고, 상기 실내 온도가 제 1 설정치보다 높을 경우에는 실내기 및 실외기의 작동이 온되며,
    상기 실내 온도가 제 2 설정치 이상인지를 비교판단하여, 실내 온도가 제 2 설정치 이상이면 칠러의 작동이 온되고, 실내 온도가 제 2 설정치 보다 낮으면 칠러 작동의 오프상태가 유지되며,
    실외 온도감지센서에 의해 대상체의 실외 온도를 감지하여 상기 실외 온도가 제 3 설정치 이상인지를 판단하여, 상기 실외 온도가 제 3 설정치 이상이면, 실외기의 작동이 오프되며, 상기 실외 온도가 제 3 설정치 보다 낮으면, 실외기의 작동이 온되도록 함으로써 냉방기능이 실행되도록 하는 것을 특징으로 하는 청구항 4의 다용도 냉방장치의 냉방제어방법.
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