KR100540470B1

KR100540470B1 - 완전동결형 축열시스템

Info

Publication number: KR100540470B1
Application number: KR1020030087580A
Authority: KR
Inventors: 김범수; 김계홍
Original assignee: 김범수; 김계홍
Priority date: 2003-12-04
Filing date: 2003-12-04
Publication date: 2006-01-12
Also published as: KR20050054233A

Abstract

본 발명은 잠열축열재가 축열조 내에 충진하는 비율을 상대적으로 극대화시킴과 동시에 잠열축열재를 완전 동결시킬 수 있고, 축열조 부피와 설치면적이 작으면서 높은 축열량을 갖는 완전동결형 축열시스템을 제공하고자 한다.

본 발명의 완전동결형 축열시스템은 심야전력 혹은 일반전력을 공급받아 작동하는 냉동기(210)와, 상기 냉동기(210)에 의해서 저온으로 냉각되는 브라인을 구비하되, 상기 브라인이 유동하도록 상기 냉동기(210)에 결합된 열원 순환 배관(200)과; 상기 열원 순환 배관(200)에 결합된 순환 배관 코일(120)과 잠열축열재를 구비한 축열조(100)와; 상기 브라인의 유동에 필요한 압력을 제공하도록 상기 열원 순환 배관(200)에 결합된 펌프(240)와; 상기 펌프(240)의 압력으로 유동하는 브라인을 가열하기 위해 상기 열원 순환 배관(200)에 결합된 가열조(250)와; 상기 열원 순환 배관(200)에서 실내기 공급 배관(300)을 통해서 병렬로 결합된 적어도 하나의 실내기(310)를 포함하고, 상기 브라인은 상기 순환 배관 코일(120)을 따라 유동하면서 상기 잠열축열재에 열을 축열시킴과 함께 상기 실내기(310)의 열교환 매체로 겸용된다.

축열조, 브라인, 냉동기, 열교환, 잠열축열재(PCM)

Description

완전동결형 축열시스템{FULL ICING TYPE THERMAL STORAGE SYSTEM}

도 1은 종래 기술에 따른 것으로서 축열조의 일부분(약50%)만을 동결시켜 동결되지 않은 액체를 순환시켜 냉방 및 냉동을 하는 축열식 냉난방 겸용 시스템의 전체 구성도,

도 2는 본 발명의 한 실시예에 따른 것으로서 축열조의 액체를 90~100% 완전 동결시키고 축열조 내의 배관 속에 브라인을 순환 시켜 냉난방 및 냉동을 하는 완전동결형 축열시스템의 전체 구성도,

도 3은 도 2에 도시된 축열조의 구조와 결합관계를 설명하기 위한 분해 사시도,

도 4와 도 5는 완전동결형 축열시스템의 응용예를 설명하기 위한 전체 구성도들.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

100 : 축열조 110 : 단열하우징

111 : 탱크구조재층 112 : 보온재층

113 : 단열재층 114 : 마감재층

118 : 맨홀 119 : 커버

120 : 순환 배관 코일 121, 121', 121" : 메시 패널

200 : 열원 순환 배관 210 : 냉동기

221 ∼ 226 : 제1 내지 제6전자변 230 : 브라인 팽창탱크

240 : 펌프 250 : 가열조

300 : 실내기 공급 배관 310 : 실내기

본 발명은 완전동결형 축열시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 소용량 고효율 제품으로 공장, 주택, 사무실, 호텔 등에서 사용하는 것으로서, 여름철에 축열조에 축열물질(PCM)을 90~100% 동결시켜 축냉에너지를 극대화하여 완전동결형의 냉방기기로 사용하고, 겨울철에 동 축열물질에 열에너지를 저장 하여 난방기기로 쓸 수 있는 완전동결형 축열시스템에 관한 것이다.

일반적으로, 축열시스템(thermal storage system)이란 열에너지의 공급과 수요 사이에 있을 수 있는 시간적, 공간적 그리고 양적, 질적 부하 격차를 해소함으로써 에너지 이용효율을 향상시키는 시스템으로 정의된다.

축열시스템은 한 개의 축열조에 냉동기와 히터 또는 플러스 잠열축열재 또는 마이너스 잠열축열재의 선택적 사용 또는 겸용 사용에 따라서, 난방기기와 냉방기기로 사용 가능하다.

특히, 냉방기기에는 에어컨디셔너(air-conditioner)와 냉동기(chiller)가 있다.

에어컨디셔너는 액 냉매가 기체상태의 냉매로 증발되는 과정에서 발생되는 찬 공기를 실내로 공급하여 냉방한다.

냉동기는 액 냉매의 증발시에 발생되는 열교환을 통해서 유입된 브라인을 냉각하여 저온의 브라인을 만든다.

저온의 브라인은 축열조 내에 열교환기를 통하여 냉에너지를 공급하여 축열조 내에 내장되어 있는 축열재를 동결시켜 냉에너지를 축냉하면서 동시에 공기를 차갑게 냉각하며, 또한 축냉이 완료한 후에는 동결된 얼음 속을 통과하는 브라인이 공기를 냉각하며, 냉각된 공기가 실내로 공급되어 냉방하는 점에서 에어컨디셔너와 구별된다.

냉동기에는 매체의 융해열을 이용하여 냉방하는 빙축열시스템이 포함된다.

통상적으로 빙축열시스템은 야간에 냉동 시스템을 이용하여 얼음을 얼려두었다가 전력소비가 많은 주간에 얼음의 융해열을 이용하여 실내 공간을 냉방하게 된다. 이 때, 얼음을 얼려 저장하기 위해서 통상의 축열조를 사용한다.

통상적인 축열조란 냉동기로부터 전달되는 0℃ 이하의 저온의부동액[브라인(brine)]이 축열조 내의 물과 열교환 되어 얼음을 생성하게 되는데, 결빙시에 축냉효율을 높이기 위한 방법으로 에어분무 장치와 같은 교란 장치를 이용하여 물에 교란을 일으킬 수 있는 것도 있다.

여기에서, 브라인은 냉매의 일종으로서, ph 7.5 ∼8.2 정도로 소량의 중크롬 산소다나 부동액 등이 첨가되어 있어서, 비열이 크고 점도가 작아 관 내부에서 빠르게 흐를 수 있고 열전도율이 크고 응고점이 낮고(약 -5℃) 불연속성이며 독성이 없고 금속에 대한 부식성이 적고 누설시 냉장물을 손상시키지 않는 것이다.

이런 브라인은 식염브라인, 염화칼슘브라인, 염화마그네슘브라인, 염화나트륨브라인, 알코올브라인, 에텔렌글리콜브라인, 글리세린 용액 등의 여러 가지 종류가 있다.

한편, 축열시스템의 장점은 설비용량의 저감에 의한 설비비, 운전비의 절감과 열원기기의 고효율 운전에 의한 에너지 절약화와, 심야전력과 피크 시프트(peak shift) 제도 이용에 의한 운전비의 저감과, 열회수 방식에 의한 수요와 공급의 열밸런스 조정기능과, 시간외 운전 등에 대한 부분공조의 대응과, 부하증가의 대응과, 열원기기의 고장대책에 대한 융통성 등을 꼽을 수 있다.

이와 반면, 축열시스템의 단점은 축열조의 구축에 비용이 많이 들고, 축열조에서의 열손실, 펌프동력의 증가(개방식 축열조), 축열조 내 물의 혼합에 의한 온도 퍼텐셜의 저하, 수처리, 야간운전 등에 의한 인건비 증가 등이 있다.

따라서, 축열시스템은 장점은 계속 유지하면서도 상기 언급된 단점을 해소하면서, 작은 용량으로 다량의 열에너지를 저장할 수 있는 고효율 제품 개발과, 경제적 운영이 가능하면서도 간소화되고 시스템, 축열을 극대화 할 수 있는 시스템 구성을 갖는 것이 기술 개발의 핵심이라 할 것이다.

종래 기술에 따른 축열식 냉난방 겸용 시스템은 도 1에 도시된 바와 같이, 단위 체적당 많은 열량을 저장하기 위한 열저장 매체인 냉방용 잠열축열재와 난방 용 잠열축열재가 각각 충전 밀봉된 축열 용기(도시되지 않음)가 적층되어 있는 축열조(2)를 제공한다.

이런 축열조(2) 내에는 냉매 코일(11)이 장착되어 있고, 이 냉매 코일(11)에서 냉매 가스가 증발하여 축냉하고 축열조(2)에 충진되어 있는 잠열재를 약 50% 정도만 결빙시켜 외부로 순환시키기 위해 약 50%는 결빙시키지 않고 액체 상태로 유지시켜서 복귀 포트(12) 및 브라인 출구 포트(13)를 구비한다.

축열조(2)의 액상의 잠열재 출구 포트(13)에는 순환 도관(14)을 통하여 순환 펌프(3)의 입구측이 연결되고, 순환 펌프(3)의 출구측은 다른 순환 도관(15)을 통하여 복귀 포트(12)와 연결된다.

다른 순환 도관(15) 상에는 액상의 잠열재가 가열 히터(4)가 장착되어 순환 펌프(3)에 의해 순환되는 액상의 잠열재가 가열되어 열을 축열조 내의 축열 용기 내의 +잠열축열재와 대량의 -액상의 잠열재에 열을 공급 저장한다.

열교환기(5)는 다른 도관(16)에 결합되어서 축열조(2) 내에 축적된 열을 방냉 또는 방열하는 기능을 한다.

본 실시예에서, 제어 밸브(6, 7, 8)는 바이패스 도관(16) 상에, 순환 도관(14) 상에, 그리고 액상인 잠열재 복귀 포트(12) 바로 전에 각각 장착되어 있다.

또한, 도면의 좌측에 도시된 바와 같이, 축열조(2) 내의 냉매 코일(11)과 연결되어 냉매 코일(11)을 통하여 순환되는 냉매를 냉각시킴으로써 축열조 내의 잠열축열재에 냉열을 공급하는 냉각 수단(1)이 설치되어 있다.

이러한 냉각 수단은 통상의 압축기, 응축기 및 팽창 밸브로 구성되고, 이때 냉매 코일(11)은 증발기로서 역할을 하게 된다.

또한, 냉각 수단(1), 순환 펌프(3), 브라인 가열 히터(4), 열교환기(5) 및 제어 밸브(6, 7, 8)를 제어하기 위한 제어 수단(9)이 더 장착되어 있다.

하절기에 축냉 시스템은 심야 전기 시간대(예를 들어, 오후 10시부터 오전 8시까지)에 냉각 수단(1)을 가동시켜 냉매를 통하여 축열조(2) 내의 온도를 떨어뜨린다.

이때, 액상의 잠열재 순환 펌프(3) 및 전자 밸브(7, 8)는 온(ON)시키고, 전자 밸브(6)는 오프(OFF)시켜서 브라인이 열교환기(5)를 거치지 않고 순환됨으로써 축열조 내의 잠열축열재의 온도를 원하는 온도(예를 들어, -5℃)까지 보다 효율적으로 떨어뜨리면서 결빙시키는데 100%로 결빙 시켜선 안 되고 50%이하로 결빙시켜서 축냉량은 예컨대 잠열재가 고체상태에서 80㎉/ℓ잠열을 축냉 할 수 있다면 1000ℓ축열조라면 결빙율이 50%일 때 축열량은 500ℓ × 80㎉/ℓ = 40,000㎉이 되고 나머지 50%인 500ℓ는 순환을 시켜야 함으로 액상으로 유지 시키게 된다.

반대로, 주간시간대에는 냉각 수단(1)의 작동이 중지되고, 축열조에 저장된 500ℓ의 빙축열 40,000㎉를 액상 잠열재를 순환 펌프(3)와 전자 밸브(6, 7, 8)는 실내 온도에 따라서 온/오프를 반복하면서 열교환기(5)에 의해서 냉방을 실시한다. 이 방식은 100%결빙이 불가능하고 40~50%결빙 이하만 축냉이 가능하다. 이는 냉매 코일(11)로 냉매가스를 순환시켜 잠열재를 결빙하고 결빙되지 않은 잠열재를 순환시켜 냉난방을 하여 축방냉 효율이 떨어지고 부피가 커지는 단점이 있다.

동절기에 사용하는 심야 전기용 축열 보일러, 축열 온풍기, 축열 온수기는 냉난방 겸용 시스템의 구성 중의 하나인 브라인 가열 히터(4)를 사용하면 하나의 시스템으로 동시에 해결할 수 있다.

축열조(2)에 축열을 위하여 가열 히터(4)를 심야 전기 시간대(예를 들어, 오후 10시부터 오전 8시까지)에 가동시키는 동시에 액상의 잠열재 순환 펌프(3) 및 전자 밸브(7, 8)는 온(ON)시키고, 전자 밸브(6)는 오프(OFF)시켜서 브라인 가열 히터(4)에 의해 가열된 브라인은 다른 순환 도관(15)을 통하여 축열조(2) 내의 잠열축열재 온도를 원하는 온도(예를 들어, 약 90 ℃)까지 올린다.

주간시간대에는 가열 히터(4)의 작동은 중지되고 액상의잠열재가 순환 펌프(3)와 전자 밸브(6, 7, 8)는 실내 온도에 따라서 온/오프를 반복하면서 열교환기(5)를 통하여 축열조(2)에 저장된 열을 열교환기(5)를 통하여 방출시킴으로써 난방을 수행한다. 또한, 사용자는 온수 코일(10)을 통해서 난방 작동시에 온수를 빼내어 사용 가능하다.

그러나, 종래 기술에 따른 축열식 냉난방 겸용 시스템은 캡슐(capsule)형으로서 축열조 내에 캡슐과 같은 축열 용기를 채우고, 그 축열 용기의 주위로 냉방 작동시 저온의 브라인을 흐르게 하여 축열 용기 내에서 잠열축열재를 얼음 형태로 생성 및 저장하여 제빙 및 해방시킨다. 물론 난방 작동시 고온의 브라인을 흐르게 하여 다른 축열 용기 내에서 플러스 잠열축열재를 액상 또는 기상의 형태로 생성 및 저장하여 난방 열원으로 사용하고 있다.

이런 캡슐형 타입의 종래의 축열식 냉난방 겸용 시스템은 난방용 잠열축열 재를 충전 밀봉한 이유로 인하여, 난방용 잠열축열재를 축열 용기에 충진 시키거나 보충시키는 것이 매우 불편한 단점이 있다.

또한, 종래의 축열식 냉난방 겸용 시스템은 축열 용기 내의 잠열축열재들의 잠열효율을 극대화시키려고 축냉시에 50%이상 축열재를 결빙시킬 경우, 순환용 액상의 잠열축열재가 축열조 내의 빙을 해빙 시키면서 순화시킬 수가 없다. 그 결과 축열조 내에서 원활한 유동을 확보하기 위해서, 대용량의 액상의 축열재가 해당 도관뿐만 아니라 축열조 전체 50%이상 확보돼야만 순환이 됨으로, 대용량의 축열조와 매우 많은 잠열재가 필요하는 치명적인 단점이 있다.

또한, 열을 이동시키는 이 액상의 잠열재는 열효율상 빠르게 흐를 수 있는 것이 바람직한 것이라고 앞서 설명한 바 있으나, 종래의 축열식 냉난방 겸용 시스템에서는 액상의 잠열재가 해당 도관을 유동할 때와 달리, 복귀 포트를 통해서 축열조 내부로 들어가고 다시 출구 포트를 통해서 해당 도관으로 빠져나가는 열이송매체 역할을 함으로, 축열조 내에 빙을 해빙시키면서 유체기능을 하게 되어 소량결빙

축열량 소량

축열조 과대

설치공간 과대

설치장소가 협소한 호텔, 공항 등과 같은 대용량 규모의 축열시스템에 사용이 불가능하고 설치비 과대로 설치가 어려운 단점이 있다.

또한, 종래의 축열식 냉난방 겸용 시스템은 실내 냉방시 축열조에서 실내기로 순환되는 냉매와 축열용 축열재 자체를 순환시켜야 함으로, 동축열재 100% 결빙 불가하여. 축열조 부피가 커서 협소한 도시건물에는 현실적으로 시스템 설치가 불가능 하다. 또는 잠열재를 90~100%로 결빙시킬 수 없어서 상대적으로 축열량을 크 게 할 수 없어 저렴한 심야전력 이용을 많이 하지 못하고 결국 값비싼 주간 전력으로 냉방을 하게 되어 비경제적이고, 에너지 절감을 크게 할 수 없다.

또한, 종래의 축열식 냉난방 겸용 시스템은 축열조 내에서 불규칙한 유체 흐름이 발생됨으로써, 결빙율이 지극히 낮고 해빙이 원활하지 못하고 축열조의 설치면적이 크고 복잡한 단점이 있다.

이와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출한 본 발명의 목적은 소량의 잠열축열재로, 축열조 내에 충진하는 비율을 상대적으로 최소화하면서도 그 축열효율을 극대화시킴과 동시에 잠열축열재를 완전 동결시킬 수 있고, 설치면적이 작으면서 높은 축열량을 갖는 완전동결형 축열시스템을 제공하는데 있다.

상술한 본 발명의 목적은 심야전력 혹은 일반전력을 공급받아 작동하는 냉동기와, 상기 냉동기에 의해서 냉매가스를 증발시켜 브라인을 저온으로 냉각시키는 냉동기용 열교환장치로부터 저온(예:-5~-7℃)브라인이 축열조 내에 내장된 열교환용 순환 배관 코일 속으로 순환하면서 그 순환 배관 코일 밖에 완충 되어있는 액상의 잠열재를 결빙시키는 동시에 실내기 속의 열교환기로 저온의 브라인이 순환되고 팬(fan)을 가동하여 차가운 바람을 토출하여 냉방하는 완전동결형 축열시스템에 있어서, 상기 브라인이 유동하도록 상기 냉동기에 결합된 열원 순환 배관과 상기 열 원 순환 배관에 결합된 브라인 순환 배관 코일이 장착되고 잠열축열재가 충진된 축열조와; 상기 브라인의 유동에 필요한 압력을 제공하도록 상기 열원 순환 배관에 결합된 펌프와; 상기 펌프의 압력으로 유동하는 브라인을 가열하기 위해 상기 열원 순환 배관에 결합된 전기히터가 내장된 가열조와; 상기 열원 순환 배관에서 실내기 공급 배관을 통해서 병렬로 결합된 적어도 하나의 실내기를 포함하고, 상기 브라인은 상기 브라인 순환 배관 코일을 따라 유동하면서 상기 잠열축열재에 열을 축열시킴과 함께 상기 실내기의 열교환 매체로 겸용되는 것을 특징으로 하는 완전동결형 축열시스템에 의해 달성된다.

또한, 본 발명에 따르면 상기 열원 순환 배관에는 상기 브라인을 보충하기 위한 브라인 팽창탱크가 배관되어 있는 것이 바람직하다.

또한, 본 발명에 따르면, 상기 열원 순환 배관과 상기 실내기 공급 배관의 제1도관, 제2도관, 제4도관, 제5도관에는, 상기 브라인이 상기 열원 순환 배관을 따라 유동하다가 상기 실내기 공급 배관을 통해 상기 실내기로 바이패스 하도록, 제1 내지 제6전자변 중 어느 한 쌍이 결합되어 있는 것이 바람직하다.

또한, 본 발명은 상기 브라인 순환 배관 코일은 가요성 있는 관부재로서 시계태엽형상으로 감겨져 있고, 메시 패널에 고정되어서 상기 축열조의 내부에서 다단으로 적층되어 있는 것이 바람직하다.

또한, 본 발명에 따르면, 상기 축열조는 밀폐 상자 형상으로 1~5㎜ 두께를 갖는 탱크구조재층과, 상기 탱크구조재층의 외표면에 밀착된 보온재층과, 상기 보온재층의 외부에 적층된 단열재층과, 상기 단열재층에 외부에 설치된 마감재층과, 맨홀이 형성된 커버로 이루어진 단열하우징을 포함하되, 상기 탱크구조재층은 P.E, FRP, SMC, 스테인레스 재질 중 어느 하나로 형성되어 있는 것이 바람직하다.

이하, 첨부한 도 2 내지 도 4를 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 완전동결형 축열시스템에 대하여 상세히 설명하기로 한다.

도면에서, 도 2는 본 발명의 완전동결형 축열시스템의 구성을 설명하기 위한 측면도이고, 도 3은 도 2에 도시된 완전동결형 축열시스템의 결합관계를 설명하기 위한 평면도이며, 도 4는 도 2에 도시된 완전동결형 축열시스템의 작동방법을 설명하기 위한 개략도이다.

먼저, 도 2에 보이듯이, 본 발명의 완전동결형 축열시스템은 냉방용 마이너스 잠열축열재(minus Phase Change Materials, 이하 '-PCM'라 함)와 난방용 플러스 잠열축열재(이하 '+PCM'라 함)를 충진하고, 냉방을 위해 축열 가동을 할 때 -PCM 혹은 -잠열재 혹은 마이너트 잠열축열재 중 어느 하나를 100% 결빙시키는 완전동결형 축열조(100)를 갖는 것이 특징이다.(발명의 개념:즉 냉난방기 설명이 있다)

여기에서, -PCM은 냉방 작동시 완전 동결되는 것으로서, 그의 결빙온도가 -5∼-25℃와 같이 다양한 결빙점 또는 융점을 갖는 상변화 물질이다. -PCM은 통상적인 수축열시스템의 물에 비해서 설치부피당 축열 에너지 용량이 매우 크다. 예컨대, 0∼-10℃ 정도의 -PCM은 고상에서 액상으로 융해될 때 얼음 1㎏당 융해잠열 80㎉을 갖고 있다.

이와 반대되는 개념의 플러스 잠열재 혹은 잠열축열재(+PCM)는 58℃ 정도의 상변화 온도를 갖는 상변화 물질이다. 예컨대, 58℃의 플러스 잠열축열재는 온도 85℃로 가열되었다가 난방이 가능한 온도인 40℃로 냉각되는 도중, 85℃ 에서 58℃ 까지의 현열과, 58℃에서 상변화 함에 발생하는 잠열을 합하여 약 160㎉/l의 온열 에너지를 축열시킬 수 있는 매체이다.

본 발명에서 사용 가능한 -PCM 또는 +PCM으로는 염화칼슘, 염화칼륨, 망초, 초산나트륨 등과 같은 무기 수화물에 과냉각을 방지하기 위한 조핵제 및 무수염의 침강을 방지하기 위한 증점제 등을 첨가하여 사용하는 것이고, 통상의 공통적인 융점을 갖는 의미의 공융염과 소정의 촉매물질을 첨가하여 제작된 것 등이 있다.

본 발명은 100% 결빙을 통해 동일한 부피의 수축열시스템 방식보다 최대 13∼15배까지 축열량을 크게 저장할 수 있다. 또한, 물을 얼음으로 결빙시키는 물빙축열 축냉기술은 1,000리터당 24,000㎉의 축열량을 갖는 것에 비하여, 본 발명은 1,000리터당 80,000㎉의 축열량을 저장할 수 있어서, 그만큼 작은 부피의 축열조(100)를 사용할 수 있으면서도, 뛰어난 축열저장성능을 갖는다.

예컨대, 수축열시스템에 비하여 본 발명이 최대 15배까지 축열량을 증가시킬 수 있는 수단은 -PCM과 +PCM을 90∼100%의 동결 상태로 유지시킬 수 있는 완전동결형 축열조(100)가 제공되기 때문이다. 또한, 완전동결형 축열조(100)에서 거의 완전한 고상(얼음) 상태로 존재하거나 난방시 +잠열재와 -잠열재를 가열 효율적으로 이용하기 위해서는 축열조(100)에 결합된 루프형 열원 순환 배관(200) 및 실내기 공급 배관(300) 상에 전기로 작동하는 냉동기(210), 제1, 제2전자변(221, 222), 브라인 팽창탱크(230), 전기로 작동하는 펌프(240), 전기히터가 내장된 가열조(250), 실내기(310)를 하기에 상세히 설명할 결합 구성으로 배열하는 것이 바람직하다.

이하, 본 발명의 각 구성의 역할과 그들의 결합관계를 설명하면 다음과 같다.

먼저, 축열조(100)는 상자 형상 혹은 원통형의 단열하우징(110) 내부에 -PCM과 +PCM을 충진하고 있다. 즉, -PCM과 +PCM은 연결포트(101a, 102a)를 각각 갖는 잠열축열재의 초기 공급과 보충에 사용되는 축열재공급관(101, 102)을 통해서 단열하우징(110)의 내부 또는 단열하우징(110)의 내부에 배열된 +PCM 저장 용기(130)들에 충진되거나 보충된다.

단열하우징(110)의 내부 및 +PCM 저장 용기(130)의 내부에서 위치한 축열재공급관(101, 102)의 각각의 끝단에는 플로트밸브(141, 142)가 각각 결합되어 있어서, 적정량의 -PCM 또는 +PCM이 충진될 때, 그의 공급이 자동 차단되도록 되어 있다.

특히, +PCM 저장 용기(130)들 각각은 연결관(131)을 통해서 서로 관통되어 있기 때문에 +PCM이 어느 하나의 +PCM 저장 용기(130)로 입수될 경우, 다른 모든 +PCM 저장 용기로 유동할 수 있게 되어 있다.

단열하우징(110)은 그의 내부에 브라인 순환 배관 코일(120)이 소정 설치 수단에 의해서 부력에 의해서 서로 엉키지 않도록 설치되어 있다.

순환 배관 코일(120)은 열원 순환 배관(200)을 통해서 냉동기(210)와 결합되어 있다.

더욱 상세하게 설명하면, 순환 배관 코일(120)의 브라인 입구 포트(120a)는 열원 순환 배관(200)의 구성인 제1도관(201)의 일측 끝단과 배관되고, 브라인 출구 포트(120b)는 열원 순환 배관(200)의 다른 구성인 제2도관(202)의 일측 끝단과 배관되고, 이런 제2도관(202)의 타측 끝단은 냉동기(210)의 증발기(도시 안됨)에 결합된 열교환장치(214)의 브라인 회수 포트(214b)에 배관되고, 이런 열교환장치(214)의 브라인 공급 포트(214a)는 상기 제1도관(201)의 타측 끝단과 배관되어, 결과적으로 루프를 형성하게 된다.

여기서, 냉동기(210)는 열원 순환 배관(200)에 배관된 칠러(chiller), 왕복동식 냉동기, 터보식 냉동기, 회전식 냉동기 중 어느 하나이며, 기본적으로 통상적인 냉동 사이클을 구성하기 위한 냉매 압축장치(211), 냉매 응축장치(212), 냉매 팽창 밸브(213), 냉매 열변환 내지 열교환수단인 열교환장치(214), 냉각탑(215)을 갖는다.

또한, 열원 순환 배관(200)의 구성인 제1도관(201) 상에는 복수개의 펌프(240)가 브라인을 유동시킬 수 있도록 결합되어 있고, 이런 펌프(240)의 전, 후방에 위치한 브라인 가열용 가열조(250)가 결합되어 있다.

펌프(240)는 브라인을 유동시키는 통상의 모터 펌프가 사용되었고, 가열용 가열조(250)는 브라인을 80∼120℃까지 가열시킬 수 있을 용량이면 어떠한 가열조(250)가 사용되어도 된다.

또한, 제1도관(201)에는 T자 연결관을 통해서 브라인 팽창탱크(230)가 결합되어 있다. 즉, 브라인 팽창탱크(230)는 외부 브라인 저장소(도시 안됨)의 연결포트(231a)와 플로트밸브(143)를 통해서 브라인을 공급받아 항시 소정량을 저장하 는 것으로서, 그의 하면에 배관된 다른 연결포트(231a)를 통해서 제3도관(231)의 일측 끝단과 결합되며, 이때, 제3도관(231)의 타측은 상기 T자 연결관에 브라인을 공급 및 보충 가능하도록 결합된다. 이런 브라인 팽창탱크(230)는 열원 순환 배관(200) 및 실내기 공급 배관(300) 상에서 브라인의 팽창 및 수축 및 보충에 관여한다.

한편, 실내기(310)는 주형, 벽걸이형, 길드형, 대류형, 관형 또는 통상의 에어컨디셔너의 실내기형 열교환기(311) 및 대류형 팬(312)을 구비한 방냉기 또는 방열기 중 어느 하나이다. 이런 실내기(310)는 냉방과 난방이 요구되는 실내에 위치하여서, 공기조화 설계에 따라 복수개로 사용 가능하다.

실내기(310)의 열교환기(311)의 브라인 입구측에는 제4도관(301)이 결합되어 있고, 브라인 출구측에는 제5도관(302)이 결합되어 있다.

여기서, 제4도관(301)은 다른 T자 연결관을 통해서 제2도관(202)에 브라인을 공급받을 수 있게 결합되어 있고, 제1전자변(221, SV1)을 구비하여 브라인을 선택적으로 공급받게 된다. 또한, 제5도관(302)은 또 다른 T자 연결관을 통해서 제2도관(202)에 브라인을 공급할 수 있게 결합되어 있다.

제4도관(301)이 결합된 다른 T자 연결관과 제5도관(302)이 결합된 또 다른 T자 연결관의 사이의 제2도관(202)에는 제2전자변(222, SV2)이 배관되어 있다.

제1전자변(221)과 제2전자변(222)은 시스템 컨트롤러(109)의 제어신호를 전달받아서 선택적으로 개방 또는 폐쇄되는 통상의 전기, 전자 제어용 밸브이다.

이런 제1전자변(221)과 제2전자변(222)은 야간 전력을 이용하여 저녁시간대 에 효율적으로 냉열 또는 온열을 축열조(100)에 축열시키기 위해서, 시스템 컨트롤러(109)로부터 제1전자변(221)용 폐쇄 신호와 제2전자변(222)용 개방 신호를 수신하고, 이에 대응한 개폐 동작을 수행함으로써, 브라인의 흐름을 열원 순환 배관(200)에서만 유동케 한다.

또한, 제1전자변(221)과 제2전자변(222)은 냉방 또는 난방이 필요한 시간대에, 시스템 컨트롤러(109)로부터 제1전자변(221)용 개방 신호와 제2전자변(222)용 폐쇄 신호를 수신하고, 이에 대응한 개폐 동작을 수행함으로써, 축열조(100)를 지나가면서 축열조에 저장된 차가운 100% 결빙된 얼음 속을 통과 하면서 냉열을 교환 받거나 축열조에 저장된 뜨거운 액상의 잠열재 속을 통과 하면서 냉열 또는 온열을 전달받는 브라인의 흐름을 열원 순환 배관(200)과 실내기(310)의 열교환기(311) 및 실내기 공급 배관(300)에서 유동케 한다.

이를 위해서, 시스템 컨트롤러(109)는 제1전자변(221)용 개폐 신호 및 제2전자변(222)용 개폐 신호를 시간대별로 제공하기 위한 타이머를 구비한 소정 제어 회로 모듈, 또는 축열조(100) 또는 열원 순환 배관(200) 상에 설치된 온도 센서(도시 안됨)에 의한 온도 측정값에 의해 시스템 전반의 작동을 제어하기 위한 통상의 센서 제어 회로 모듈과, 온도 제어식 히터 제어 회로 모듈과, 유량 제어식 펌프 제어 회로 모듈 및 냉동기/히터/펌프/실내기용 연동 모듈을 통상의 PLC 제어 또는 전자 제어 기술에 의해 제작된 것이다.

특히, 연동 모듈을 비롯한 각종 모듈들은 구성의 명칭에서 의미하는 정도의 기본 제어 역할을 수행하며, 예컨대, 연동 모듈은 냉동기 컨트롤러(219)와 연동 동 작을 수행하는 통상의 인터페이스이고, 이들은 시스템 설계에 따라 다양한 제어 방법이 존재하고, 본 발명은 이러한 제어 방법에 특징을 부여하지 않고 있기 때문에 본 발명의 설명에서 생략된다.

이하, 본 발명의 완전동결형 축열시스템의 ①, ②, ③, ④와 같은 작동 설명을 하면 다음과 같다.

①하절기의 심야시간.

하절기의 심야시간대인 오후 22:00에서 오전 08:00까지 또는 축열조(100)의 내부 온도가 -8℃에 도달 할 때까지, 시스템 컨트롤러(109)의 소정 제어신호에 의해 냉동기(210)는 작동하고 반면 가열조(250)는 작동하지 않는다.

또한, 시스템 컨트롤러(109)의 소정 제어신호에 의해 냉동기(210)에서 연동되는 펌프(240)는 작동하고, 제1전자변(221)은 폐쇄, 제2전자변(222)은 개방된다.

이에 따라서, 냉동기(210)의 열교환장치(214)에서 냉열을 전달받아 저온의 상태가 된 브라인은, 브라인 공급 포트(214a)

제1도관(201)

펌프(240)

가열조(250, 여기서 전기히터는 작동하지 않음으로써 온도 변화에 영향을 미치지 않음)

브라인 입구 포트(120a)

축열조(100)의 브라인 순환 배관 코일(120, 여기서 브라인은 냉열을 잠열축열재에 축열시키는 열교환을 수행함)

브라인 출구 포트(120b)

제2도관(202)

제2전자변(222, 여기서 제1전자변은 폐쇄되어 있어서 브라인은 적어도 실내기 쪽으로는 유동하지 않음)

브라인 회수 포트(214b)

냉동기(210)의 열교환장치(214)로 복귀함으로써, 열원 순환 배관(200)을 오후 22:00에서 오전 08:00 등과 같은 시간 조건값 또는 축열조(100) 의 내부 온도 -8℃등과 같은 온도 조건값 중 어느 하나의 값을 만족할 때까지 순환하면서, 축열조(100) 내부의 잠열축열재를 90∼100%까지 완전 동결시킨다.(축열시킨다)

②하절기의 주간시간.

하절기의 주간시간대인 오전 08:00에서 오후 22:00까지, 시스템 컨트롤러(109)의 소정 제어신호에 의해 실내기(310)에서 연동되는 펌프(240)는 작동하고, 가열조(250)는 작동하지 않으며, 이때 제1전자변(221)은 개방, 제2전자변(222)은 폐쇄된다.

한편, 시스템 컨트롤러(109)의 제어 알고리듬은 실내기(310)에서 감지된 브라인의 온도가 시스템 컨트롤러(109)의 설정치 이상으로 올라갈 때, 냉동기(210)를 부가적으로 작동시킬 수 있도록 되어 있다.

이에 따라서, 축열조(100)에서 순환 배관 코일(120)을 통해 냉열을 전달받는 브라인은, 브라인 출구 포트(120b)

제2도관(202)

제1전자변(221, 여기서 제2전자변을 바이패스 함)

제4도관(301)

실내기(310)의 열교환기(311)

제5도관(302)

브라인 회수 포트(214b)

냉동기(210)의 열교환장치(214)

브라인 공급 포트(214a)

제1도관(201)

펌프(240)

가열조(250, 여기서 전기히터는 작동하지 않음으로써 브라인 온도 변화에 영향을 미치지 않음)

브라인 입구 포트(120a)

축열조(100)의 순환 배관 코일(120)로 복귀한다. 즉, 브라인은 열원 순환 배관(200)과 실내기 공급 배관(300)을 순환하면서, 실내기(310)의 열교환기(311) 내에서 온도 약 +7℃ 정도를 유지한다.

③동절기의 심야시간.

동절기의 심야시간대인 오후 22:00에서 오전 08:00까지 또는 축열조(100)의 내부 온도가 85℃에 도달 할 때까지 시스템 컨트롤러(109)의 소정 제어신호에 의해 가열조(250)는 작동하고 냉동기(210)는 작동하지 않는다. 또한, 시스템 컨트롤러(109)의 소정 제어신호에 의해 가열조(250)에서 연동되는 펌프(240)는 작동하고, 이때, 제1전자변(221)은 폐쇄, 제2전자변(222)은 개방된다.

이에 따라서, 가열조(250)에서 온열을 전달받아 고온의 상태가 된 브라인은, 브라인 입구 포트(120a)

축열조(100)의 순환 배관 코일(120, 여기서 브라인은 온열을 잠열축열재에 축열시키는 열교환을 수행함)

브라인 출구 포트(120b)

제2도관(202)

브라인 회수 포트(214b)

냉동기(210)의 열교환장치(214, 여기서 냉동기는 작동하지 않음으로써 온도 변화에 영향을 미치지 않음)

브라인 공급 포트(214a)

제1도관(201)

펌프(240)

가열조(250)로 복귀함으로써, 열원 순환 배관(200)을 오후 22:00에서 오전 08:00 등과 같은 시간 조건값 또는 축열조(100)의 내부 온도 85℃ 등과 같은 온도 조건값 중 어느 하나의 값을 만족할 때까지 순환하면서, 축열조(100) 내부의 잠열축열재를 85℃까지 가열시킨다.

④동절기의 주간시간.

동절기의 주간시간대인 오전 08:00에서 오후 22:00까지 시스템 컨트롤러(109)의 소정 제어신호에 의해 실내기(310)에서 연동되는 펌프(240)는 작 동하고 냉동기(210)는 작동하지 않고, 이때 제1전자변(221)은 개방, 제2전자변(222)은 폐쇄된다.

한편, 시스템 컨트롤러(109)의 제어 알고리듬은 실내기(310)에서 감지된 브라인의 온도가 시스템 컨트롤러(109)의 설정치 이하로 내려갈 때, 가열조(250)를 부가적으로 작동시킬 수 있도록 되어 있다.

이에 따라서, 축열조(100)에서 순환 배관 코일(120)을 통해 온열을 전달받는 브라인은, 브라인 출구 포트(120b)

제2도관(202)

제1전자변(221, 여기서 제2전자변을 바이패스 함)

제4도관(301)

실내기(310)의 열교환기(311)

제5도관(302)

브라인 회수 포트(214b)

브라인 공급 포트(214a)

제1도관(201)

펌프(240)

가열조(250)

브라인 입구 포트(120a)

축열조(100)의 순환 배관 코일(120)로 복귀하는 순환 과정에서 난방 동작을 하게 된다.

이하, 본 발명의 축열조(100)에 대해서 그의 결합 관계를 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 3에 도시된 바와 같은 축열조(100)는 앞서 언급한 바와 같은 단열하우징(110)을 갖되, 단열하우징(110)의 일측면에는 -PCM 및 +PCM용 축열재공급관의 연결포트(101a, 102a)가 통상의 관 연결 방식에 의해 결합되어 있고, 타측면의 하단과 상단에는 브라인 입구 포트(120a)와 타측면의 상단에는 브라인 출구 포트(120b)가 각각 통상의 관 연결 방식에 의해 결합되어 있다.

여기서, 단열하우징(110)은 밀폐 상자 형상으로 1∼5㎜의 두께를 갖는 탱크구조재층(111)과, 그의 외표면에 밀착된 통상의 고효율 보온재층(112)과, 그의 외표면에 순차적으로 각각 적층 밀착된 은박 등과 같은 고효율 단열재층(113) 및, 통상의 마감재층(114)으로 이루어져 있다.

단열하우징(110)의 두께 단면 형상은 내부에서 외부방향으로, 탱크구조재층(111), 보온재층(112), 단열재층(113), 마감재층(114)의 순서로 배열되어 있다.

이런 단열하우징(110)은 상기 두께 단면 형상과 동일한 구조의 커버(119)를 갖고 있고, 커버(119)에는 맨홀(118)이 형성되어 있다.

특히, 탱크구조재층(111)은 FRP(Fiber Reinforced Plastics), SMC(Sheet Molding Compound), 스테인레스 재질(STS444, DUPLEX2205, 2206) 중 어느 하나로 이루어져 있다.

또한, 보온재층(112)과 단열재층(113) 및 마감재층(114)은 세라믹타일, 스톤코트, 드라이피트와 같이 단열과 시공의 용이성을 모두 만족하는 발포형 기포벽돌 내지 발포형 다른 마감재층으로 대체 가능하고, 유리섬유 등도 사용 가능하다.

공급관과 연결관(131)을 통해서 +PCM을 모두 충진 받을 수 있도록 결합된 복수개의 +PCM 저장 용기(130)들은 탱크구조재층(111)의 내부에 배열된다.

이때, 탱크구조재층(111)의 하부쪽 내표면에는 브래킷(133)이 고정되어 있다. 또한, 브래킷(133)에는 취부 가능한 수단(스테인레스 볼트 및 너트, 합성수지재 볼트 및 너트 등)에 의해서 부력에 의한 +PCM 저장 용기(130) 상승 방지용 구 획 패널(132)이 결합되어 있다.

만일 본 발명에서 +PCM을 +PCM 저장 용기(130)에 보관하지 않을 경우, FRP조(111)의 브래킷(133)에 밀폐형 구획 패널(도시 안됨)을 완전 밀폐형(용접 등을 이용함)으로 압력 변화와 고압 및 고온에 견디도록 결합시키고, 이때, +PCM은 연결포트(102a)를 통해서 FRP조(111)의 하부에서 구획 패널로 밀폐된 소정 공간에서 압력형 벤트홀(도시 안됨) 아래까지 채워질 수 있음은 물론이다. 압력형 벤트홀은 상기 밀폐된 소정 공간에서 가열에 의해 발생된 수증기를 외부로 효과적으로 배출시키기 위한 수단이다.

순환 배관 코일(120)은 가요성 있는 폴리에틸렌관, 동관 등과 같은 관부재를 코일 형상 또는 시계태엽형상으로 감은 것으로서, 일종의 열교환기 역할을 담당한다.

순환 배관 코일(120)은 각각의 합성수지재질(PVC, PET)의 메시 패널(121, 121', 121")에 다단으로 적층시킨 구조로 형성되어 있다.

확대 도시한 바와 같이, 순환 배관 코일(120)의 관부재는 한바퀴당 2곳에서 3곳, 즉 복수개의 메시 패널(121, 121', 121")의 표면에서 소정 간격을 유지하면서, 와이어, 밴드, 클램프, 클래비스(clevis), 커플러, 연결 조인트, 클립 중 어느 하나를 이용한 고정수단(121)에 의해 고정된다.

이런 순환 배관 코일(120)의 적층 구조는 부력에 대응하면서도 상당히 긴(약 500미터)의 순환 배관 코일(120)용 관부재를 협소한 축열조(100) 내부에 설치하는 것을 가능케 한다.

이를 위해서, 순환 배관 코일(120)의 설계 기준은 축열조 2 ∼ 5리터(l)당 1미터(m)로 되어 있고, 그의 직경은 12 ∼ 14파이(㎜)인 것이 바람직하다.

이러한 순환 배관 코일(120)은 통상의 공기조화설비 설계시에 사용하는 통상의 간략 계산 방식에 따라 계산할 경우, 1,000(l)리터 축열조(100)의 경우 순환 배관 코일(150)의 관부재는 약 500미터(12파이의 경우)가 필요하게 된다.

한편, 순환 배관 코일(120)의 설계 기준은 수많은 시행착오를 통한 얻어진 경험치로서, 이러한 순환 배관 코일(120)을 갖는 축열조(100)는 예컨대 -5℃용 -PCM과 58℃용 +PCM을 90～100%의 동결 상태로 만들 수 있기 때문에, -PCM 얼음 1kg당 80㎉의 잠열과 -5℃에 해당하는 현열 및, +PCM 1리터당 160㎉의 잠열과 80℃에서 58℃까지의 현열을 합하여, 하절기에 80,000㎉ 이상의 냉열을 축열시킬 수 있거나, 동절기에 수십만 킬로칼로리의 온열을 축열시킬 수 있다.

하절기를 예를 들어 설명하면, 순환 배관 코일(120)은 90∼100%의 동결 상태의 -PCM과 +PCM의 내부에서 브라인을 통과시킨 후, 결국 온도 약 +7℃의 브라인이 실내기에 전달될 수 있도록 해주어서, 실내기의 냉방 작동에 충분하다.

물론, 동절기에도 순환 배관 코일(120)은 수십만 킬로칼로리의 축열된 온열을 브라인을 통해 실내기에 전달될 수 있도록 해주어서, 실내기의 난방 작동에 충분하다.

도 4에 도시된 본 발명의 응용예에서는 삼방밸브 형식의 제3전자변(223, SV3)이 제1도관(201)과 제5도관(302)의 T자 연결 부위에 배관되어 있고, 삼방밸브 형식의 제4전자변(224, SV4)이 제2도관(202)과 제4도관(301)의 T자 연결 부위에 배 관되어 있는 것이 특징이다.

이런 경우, 본 발명의 완전동결형 축열시스템의 시스템 컨트롤러(109)는 앞서 ①하절기의 심야시간대 작동 설명과, ③동절기의 심야시간대 작동 설명에서 각각 상세히 설명한 바와 같은 원리로 축열조(100)에 냉열과 온열을 축열시킬 수 있게 제어한다.

다만, 시스템 컨트롤러(109)는 ②하절기의 주간시간대 작동 설명과, ④동절기의 주간시간대 작동 설명과 유사하게 제어 동작을 수행할 때, 브라인으로 하여금 냉동기(210) 쪽으로 유동하지 못하도록, 제3전자변(223)과 제4전자변(224)의 냉동기(210) 쪽 포트(223a, 224a)를 차단시킨다.

이에 따라서, 앞서 ②하절기의 주간시간대 작동 설명과 ④동절기의 주간시간대 작동 설명에서 실내기(310)를 빠져 나온 브라인이 냉동기(210)를 거치지 않고 바로 펌프(240)로 유동함으로써, 냉동기(210)를 통과함에 따라 발생 가능한 브라인 유동 부하를 효과적으로 제거할 수 있다.

도 5에 도시된 본 발명의 다른 응용예에서도, 축열조(100)에 냉열과 온열을 축열한 후, 출열된 냉열과 온열을 실내기(310)에서 사용할 때, 앞서 언급한 냉동기(210)에 의한 브라인 유동 부하를 제거하기 위해서, 이방밸브 형식의 제5전자변(225, SV5)이 제5도관(302) 상에 배관되어 있고, 삼방밸브 형식의 제6전자변(226, SV6)이 제2도관(202)과 제4도관(301)의 T자 연결 부위에 배관되어 있는 것이 특징이다.

이런 경우, 본 발명의 완전동결형 축열시스템의 시스템 컨트롤러(109)는 앞 서 ①하절기의 심야시간대 작동 설명과, ③동절기의 심야시간대 작동 설명에서 각각 상세히 설명한 바와 같은 원리로 축열조(100)에 냉열과 온열을 축열시킬 수 있게 제어함은 물론, ②하절기의 주간시간대 작동 설명과, ④동절기의 주간시간대 작동 설명과 유사하게 제어 동작을 수행할 때, 브라인으로 하여금 냉동기(210) 쪽으로 유동하지 않고 펌프(240) 쪽으로 유동하도록, 제5전자변(225)을 개방시키고, 제6전자변(226)의 냉동기(210) 쪽 포트(226a)를 차단시킨다.

이런 경우, 가격이 상대적으로 있는 삼방밸브의 사용을 하나 줄일 수 있는 효과가 있다.

앞서 상세히 설명한 바와 같이 본 발명의 완전동결형 축열시스템은 기존의 시스템에 비해서 90∼100%까지 거의 완전 동결시키는 축열조를 제공함으로써, 단위 체적당 상대적으로 많은 열량을 저장할 수 있는 고효율 제품임과 동시에, 상대적으로 작은 체적의 축열조를 제공함으로써, 설치공간이 넓은 곳은 물론이며, 반대로 설치공간이 협소한 곳에서도 냉방과 난방 기능을 수행할 수 있는 장점이 있다.

즉, 본 발명의 완전동결형 축열시스템은 스위스에서 개발된 기술이 1,000리터당 24,000㎉의 축열량을 갖는 것에 비하여, 본 발명은 1,000리터당 80,000㎉의 축열량을 저장할 수 있어서, 그만큼 작은 부피의 축열조(100)를 사용할 수 있으면서도, 뛰어난 축열저장성능을 갖는다.

또한, 본 발명의 완전동결형 축열시스템은 브라인이 열원 순환 배관과 실내 기 공급 배관 내에서만 유동함으로써, 브라인의 빠른 유동을 확보할 수 있기 때문에, 더욱 열효율이 뛰어난 장점이 있다.

또한, 본 발명의 완전동결형 축열시스템은 배관 구성이 단순하고, 고효율 제품의 소용량 축열조를 구비함으로써 제작에 필요한 시간적, 경제적 절감효과를 얻을 수 있고, 설치의 편의성과 보수 및 운용의 간편성을 보장받을 수 있다.

이상에서 본 발명의 완전동결형 축열시스템에 대한 기술사상을 첨부도면과 함께 서술하였지만 이는 본 발명의 가장 양호한 실시예를 예시적으로 설명한 것이지 본 발명을 한정하는 것은 아니다. 또한, 이 기술분야의 통상의 지식을 가진 자이면 누구나 본 발명의 기술사상의 범주를 이탈하지 않는 범위 내에서 다양한 변형 및 모방이 가능함은 명백한 사실이다.

Claims

전력을 공급받아 작동하는 냉동기(210)와, 상기 냉동기(210)에 의해서 저온으로 냉각되는 브라인을 구비한 완전동결형 축열시스템에 있어서,

상기 브라인이 유동하도록 상기 냉동기(210)에 결합된 열원 순환 배관(200)과;

상기 열원 순환 배관(200)에 결합된 순환 배관 코일(120)이 장착되고 잠열축열재를 충진한 축열조(100)와;

상기 브라인의 유동에 필요한 압력을 제공하도록 상기 열원 순환 배관(200)에 결합된 펌프(240)와;

상기 펌프(240)의 압력으로 유동하는 브라인을 가열하기 위해 상기 열원 순환 배관(200)에 결합되고 전기히터를 구비한 가열조(250)와;

상기 열원 순환 배관(200)에서 실내기 공급 배관(300)을 통해서 병렬로 결합된 적어도 하나의 실내기(310)를 포함하고,

상기 브라인은 상기 순환 배관 코일(120)을 따라 유동하면서 상기 잠열축열재에 열을 축열시킴과 함께 상기 실내기(310)의 열교환 매체로 겸용되는 것을 특징으로 하는 완전동결형 축열시스템.
제1항에 있어서,

상기 열원 순환 배관(200)에는 상기 브라인을 보충하기 위한 브라인 팽창탱크(230)가 배관되어 있는 것을 특징으로 하는 완전동결형 축열시스템.
제1항 또는 제2항에 있어서,

상기 열원 순환 배관(200)과 상기 실내기 공급 배관(300)의 제1도관(201), 제2도관(202), 제4도관(301), 제5도관(302) 중 어느 하나에는, 상기 브라인이 상기 열원 순환 배관(200)을 따라 유동하다가 상기 실내기 공급 배관(300)을 통해 상기 실내기(310)로 바이패스 하도록, 제1 내지 제6전자변(221 ∼ 226) 중 어느 한 쌍이 결합되어 있는 것을 특징으로 하는 완전동결형 축열시스템.
제1항에 있어서,

상기 순환 배관 코일(120)은 가요성 있는 관부재로서 시계태엽형상으로 감겨져 있고, 메시 패널(121, 121', 121")에 고정되어서 상기 축열조(100)의 내부에서 다단으로 적층되어 있는 것을 특징으로 하는 완전동결형 축열시스템.
제1항에 있어서,

상기 축열조(100)는 밀폐 상자 형상으로 1∼5㎜의 두께를 갖는 탱크구조재층(111)과, 상기 탱크구조재층(111)의 외표면에 밀착된 보온재층(112)과, 상기 보온재층(112)의 외부에 적층된 단열재층(113)과, 상기 단열재층(113)에 외부에 설치된 마감재층(114)과, 맨홀(118)이 형성된 커버(119)를 갖는 단열하우징(110)을 포함하는 것을 특징으로 하는 완전동결형 축열시스템.
제5항에 있어서,

상기 탱크구조재층(111)의 재질은 F·R·P, 에스엠씨(S·M·C;Sheet Molding Compound), 스테인레스 중 어느 하나로 되는 것을 특징으로 하는 완전동결형 축열시스템.