KR100764328B1 - 압축기가 없는 냉동사이클을 이용한 변압기 냉각장치 - Google Patents

압축기가 없는 냉동사이클을 이용한 변압기 냉각장치 Download PDF

Info

Publication number
KR100764328B1
KR100764328B1 KR1020060004817A KR20060004817A KR100764328B1 KR 100764328 B1 KR100764328 B1 KR 100764328B1 KR 1020060004817 A KR1020060004817 A KR 1020060004817A KR 20060004817 A KR20060004817 A KR 20060004817A KR 100764328 B1 KR100764328 B1 KR 100764328B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
transformer
refrigerant
refrigeration cycle
evaporator
cooling
Prior art date
Application number
KR1020060004817A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20070075970A (ko
Inventor
임성황
Original Assignee
임성황
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 임성황 filed Critical 임성황
Priority to KR1020060004817A priority Critical patent/KR100764328B1/ko
Publication of KR20070075970A publication Critical patent/KR20070075970A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR100764328B1 publication Critical patent/KR100764328B1/ko

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25D—REFRIGERATORS; COLD ROOMS; ICE-BOXES; COOLING OR FREEZING APPARATUS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F25D3/00—Devices using other cold materials; Devices using cold-storage bodies
    • F25D3/02—Devices using other cold materials; Devices using cold-storage bodies using ice, e.g. ice-boxes
    • F25D3/06—Movable containers
    • F25D3/08—Movable containers portable, i.e. adapted to be carried personally
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65D—CONTAINERS FOR STORAGE OR TRANSPORT OF ARTICLES OR MATERIALS, e.g. BAGS, BARRELS, BOTTLES, BOXES, CANS, CARTONS, CRATES, DRUMS, JARS, TANKS, HOPPERS, FORWARDING CONTAINERS; ACCESSORIES, CLOSURES, OR FITTINGS THEREFOR; PACKAGING ELEMENTS; PACKAGES
    • B65D81/00—Containers, packaging elements, or packages, for contents presenting particular transport or storage problems, or adapted to be used for non-packaging purposes after removal of contents
    • B65D81/38—Containers, packaging elements, or packages, for contents presenting particular transport or storage problems, or adapted to be used for non-packaging purposes after removal of contents with thermal insulation
    • B65D81/3813—Containers, packaging elements, or packages, for contents presenting particular transport or storage problems, or adapted to be used for non-packaging purposes after removal of contents with thermal insulation rigid container being in the form of a box, tray or like container
    • B65D81/3816—Containers, packaging elements, or packages, for contents presenting particular transport or storage problems, or adapted to be used for non-packaging purposes after removal of contents with thermal insulation rigid container being in the form of a box, tray or like container formed of foam material
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25D—REFRIGERATORS; COLD ROOMS; ICE-BOXES; COOLING OR FREEZING APPARATUS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F25D23/00—General constructional features
    • F25D23/08—Parts formed wholly or mainly of plastics materials
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25D—REFRIGERATORS; COLD ROOMS; ICE-BOXES; COOLING OR FREEZING APPARATUS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F25D2303/00—Details of devices using other cold materials; Details of devices using cold-storage bodies
    • F25D2303/08—Devices using cold storage material, i.e. ice or other freezable liquid
    • F25D2303/082—Devices using cold storage material, i.e. ice or other freezable liquid disposed in a cold storage element not forming part of a container for products to be cooled, e.g. ice pack or gel accumulator
    • F25D2303/0822—Details of the element
    • F25D2303/08222—Shape of the element

Abstract

본 발명은 현재까지 발명된 냉동사이클이 적용된 변압기 냉각장치에 있어서 끓는점이 상온(약20℃)에서 변압기 절연유 온도한계(약95℃) 미만인 냉매를 작동유체로 선택하여 증발기(11)에서 기화한 기체상태 냉매를 압축기(15)에서 압축하지 않고 바로 응축기(14)에서 공랭식, 풍냉식 또는 수냉식으로 냉매를 응축하여 냉동사이클을 가동시키는 변압기 냉각장치에 관한 것이다.
본 발명자는 실용신안등록 제375025호(2005.01.26), 제378014호(2005.02.28) 및 제385032호(2005.05.16) 등을 통하여 폐회로냉동사이클 및 온도차발전 냉동사이클이 적용된 변압기 냉각장치를 고안한 바 있다. 이 고안들에 적용된 냉매는 상온에서 가압 또는 냉각에 의해 비교적 쉽게 액화되어 액체상태로 될 수 있는 액화가스를 채택한다고 하였다. 따라서 이 들 고안에서는 냉동사이클에 압축기(15)를 모두 사용하는 것으로 하였다.
유입변압기는 보통 A종절연을 채택하고 있으며 A종절연은 최고 105℃에서 절연특성 변화가 발생하므로 평균절연유가 95℃ 이하를 유지하도록 하는 것이 유입변압기를 운전하는 기준이다. 따라서 변압기 냉각장치는 변압기절연유 온도를 상온보다 낮게 과냉각시킬 이유가 없으므로 본 발명에서는 사용하는 작동유체의 끓는점이 상온에서 변압기 절연유 온도한계인 95℃ 미만인 냉매를 채택하여 기화된 냉매를 압축하지 않고 응축기를 공랭식, 풍냉식 또는 수냉식으로 냉각시켜 냉매를 응축함으로써 냉동사이클 전반에 고압의 압축을 생략시킬 수 있어서 설비가 간단하게 하 고, 작은 변압기 같은 경우에는 변압기와 냉매간 열교환에서는 기화열을 이용하면서 기화된 냉매를 공랭식으로 응축시켜 냉각비용을 획기적으로 줄일 수 있도록 하였다.
변압기, 냉동사이클, 압축기

Description

압축기가 없는 냉동사이클을 이용한 변압기 냉각장치{omitted}
도 1은 기존의 폐회로 냉동사이클 설명도이다.
도 2는 온도차발전 냉동사이클 설명도이다.
도 3은 기존의 폐회로 냉동사이클이 적용된 변압기 냉각장치 설명도이다.
도 4는 본 발명의 압축기가 없는 폐회로 냉동사이클 설명도이다.
도 5는 본 발명의 압축기가 없는 온도차발전 냉동사이클 설명도이다.
도 6은 압축기가 없는 온도차발전 냉동사이클이 적용된 변압기 냉각장치 사례 설명도이다.
＜도면의 주요부분에 대한 부호의 설명＞
11 : 증발기 12 : 팽창밸브(또는 모세관)
13 : 냉매저장탱크 14 : 응축기
15 : 압축기 21 : 터빈
22 : 발전기(또는 기계장치) 31 : 변압기몸체
32 : 방열기 33 : 절연유순환팬
34 : 단열재 35 : 외함
41 : 냉매순환펌프
현재까지 상용화된 변압기 냉각방법은 공냉식, 풍냉식, 송유풍냉식 및 수냉식이 적용되고 있으며 본 발명자는 실용신안등록 제375025호(2005.01.26), 제378014호(2005.02.28) 및 제385032호(2005.05.16) 등을 통하여 폐회로냉동사이클 및 온도차발전 냉동사이클이 적용된 변압기 냉각장치를 고안한 바 있다. 이 고안들에 적용된 냉매는 상온에서 가압 또는 냉각에 의해 비교적 쉽게 액화되어 액체상태로 될 수 있는 액화가스를 채택 한다고 하였다. 이 들 고안에서는 기체상태 액화가스를 쉽게 액화 시키기 위하여 냉동사이클에 압축기(15)를 모두 사용하는 것으로 하였다.
본 발명에서는 유입변압기는 보통 A종절연을 채택하고 있으며 A종절연은 최고 105℃에서 절연특성 변화가 발생하므로 평균절연유가 95℃ 이하를 유지하도록 하는 것이 유입변압기를 운전하는 기준임을 감안하여 변압기절연유 온도를 상온보다 낮게 과냉각시킬 이유가 없으므로 본 발명에서는 끓는점이 상온에서 변압기 절연유 온도한계인 95℃ 미만인 냉매를 채택하여 기화된 냉매를 압축하지 않고 공냉식, 풍냉식 또는 수냉식으로 응축기를 냉각시켜 냉매를 응축함으로써 냉동사이클 전반에 고압의 압축을 생략시킬 수 있도록 한다. 냉매저장탱크(13)를 증발기(11) 보다 상부에 설치하여 액체상태 냉매주입이 에너지를 추가로 사용하지 않고 중력에 의해 이루어지고 기화한 냉매의 물리적 힘을 이용하여 에너지를 회수 할 수 있도록 한다.
도1은 기존의 폐회로 냉동사이클 설명도이다. 증발기(11)와 접하고 있는 외부로부터 열을 흡수한 냉매는 기체상태로 변하여 압축기(15)로 유입되고, 압축기(15)에서 압축된 냉매는 응축기(14)로 유입되어 열을 외부로 배출하고 다시 액체상태로 상태변화를 하고 냉매저장탱크(13)로 유입된다. 냉매저장탱크(13)의 액체상태 냉매는 팽창밸브(또는 모세관)(12)를 통과하여 증발기(11)에 유입되어 폐회로 냉동사이클의 한 주기를 마친다. 여기서 사용되는 냉매는 모든 액화가스로 압축을 하면 쉽게 액화시킬 수 있는 특성을 가지고 있다. 따라서 압축기(15)는 반드시 필요하다.
도2는 온도차발전 냉동사이클 설명도이다. 도1에서 도시한 바와 거의 동일하며 증발기(11)와 압축기(15) 사이에 축에 발전기(또는 기계장치)(22)가 붙은 터빈(21)이 추가되는 것이 다르다. 증발기(11)에서 기화한 냉매가 터빈(21)을 회전시켜 터빈(21) 축에 연결된 발전기(또는 기계장치)(22)에서 전기 또는 물리적 에너지를 회수하는 것이 다른 특성이고 나머지는 도1에서 설명한 바와 같다.
도3은 기존의 폐회로 냉동사이클이 적용된 변압기 냉각장치 설명도이다. 변압기몸체(31)와 변압기몸체(31)에 연결된 방열기(32) 사이에 절연유가 순환하도록 절연유순환팬(33)이 설치된다. 방열기(32)는 폐회로 냉동사이클의 증발기(11)가 완전히 감싸고 그 외부에는 단열재(34)를 덮고 마지막으로 그 외부에는 외함(35)으로 마감한다. 이 증발기(11)를 시작하여 압축기(15), 응축기(14), 냉매저장탱크(13), 팽창밸브(또는 모세관)(12) 다시 증발기(11) 순서로 관으로 폐회로를 형성한다. 증발기(11) 내부로 유입된 냉매는 방열기(32) 내부를 흐르는 절연유로부터 열을 흡수하여 기화된다. 방열기(32)와 증발기(11)는 열교환기 형태로 구현될 수 도 있다. 나머지 작동원리는 도1에서 설명한 바와 같다.
도4는 본 발명의 압축기가 없는 폐회로 냉동사이클 설명도이다. 증발기(11), 응축기(14), 냉매저장탱크(13), 냉매순환펌프(41), 팽창밸브(또는 모세관)(12)의 순서로 관으로 폐회로를 구성한다. 증발기(11)에서 외부로부터 열을 흡수하여 기화한 냉매는 압축과정을 거치지 않고 응축기(14)로 유입되는데 냉매의 끓는점이 높으므로 공랭식, 풍냉식 또는 수냉식 방법으로 쉽게 액화된다. 액체상태 냉매는 냉매저장탱크(13)로 유입된다. 냉매저장탱크(13)의 액체상태 냉매는 냉매순환펌프(41)에 의해 순환되며 팽창밸브(또는 모세관)(12)에 의해 증발기(11)로 유입되어 작동의 한 주기를 마친다. 냉매저장탱크(13)를 설치하지 않는 것도 본 발명의 범위에 포함된다. 또한 냉매순환펌프(41)의 에너지를 줄이고 중력에 의해 액체냉매가 순환되도록 하기 위하여 응축기(14), 냉매저장탱크(13), 증발기(11) 순서로 높은 장소에서 낮은 장소로 배치하는 것도 본 발명의 범위에 포함된다. 증력에 의해 액체냉매가 순환되면 냉매순환펌프(41)는 설치하지 않을 수 도 있다. 여기에 사용되는 냉매는 액화가스로 분류되는 것 중 끓는점이 상온에서 변압기 절연유 온도한계인 95℃ 미만인 것을 택한다. 예를 들면 에탄올, 메탄올, 이소펜탄(Iso-pentane), n-펜탄, CFC-113, R-22(CCl3F), R-123(CHCl2CF3), R-141b(CH3CCl2F), ASAHIKIN AK-225 등 이 이 부류에 속한다. 이 냉매들과 이 냉매들을 적정 비율로 배합한 새로운 냉매를 냉동사이클에 적용하는 것도 본 발병의 범위에 포함된다.
도5는 본 발명의 압축기가 없는 온도차발전 냉동사이클 설명도이다. 도4에서 도시한 폐회로 냉동사이클과 거의 유사하나, 증발기(11)와 압축기(15) 사이에 축에 발전기(또는 기계장치)(22)가 붙은 터빈(21)이 추가되는 것이 다르다. 증발기(11)에서 기화한 냉매가 터빈(21)을 회전시켜 터빈(21) 축에 연결된 발전기(또는 기계장치)(22)에서 전기 또는 물리적 에너지를 회수하는 것이 다른 특성이고 나머지는 도4에서 설명한 바와 같다. 특히 터빈(21)에 팬을 설치하여 그 팬이 응축기(14)를 향해 바람을 불도록 배치하면 증발기(11)에서 기화된 냉매가 터빈(21)을 회전시키고 이 터빈(21) 축에 연결된 팬이 바람을 불어 응축기(14)를 냉각시켜 냉각을 더욱 쉽게 할 수 있다.
도6은 압축기가 없는 온도차발전 냉동사이클이 적용된 변압기 냉각장치 사례 설명도이다. 온도차발전 냉동사이클은 도5에서 도시한 대로 적용하고, 증발기(11)와 변압기의 방열기(32)간의 결합구조와 열교환 원리는 도3에서 도시한 바와 같다.
변압기의 용량과 수명을 증대시키기 위하여 변압기에서 발생하는 열은 제거될 필요가 있다. 그러나 유입변압기는 보통 A종절연을 채택하고 있으며 A종절연은 최고 105℃에서 절연특성 변화가 발생하므로 평균절연유가 95℃ 이하를 유지하도록 하는 것이 유입 변압기를 운전하는 기준임을 감안 할 때 변압기 절연유 온도를 상온보다 낮게 과냉각시킬 이유가 없으므로 본 발명에서는 사용하는 작동유체의 끓는 점이 상온에서 변압기 절연유 온도한계인 95℃ 미만인 냉매를 채택하였다. 따라서 기화된 냉매를 압축하지 않고 응축기를 공랭식, 풍냉식 또는 수냉식으로 냉각시켜 냉매가 액화될 수 있도록 하여 냉각장치의 구조를 간단하게 하였으며 냉각에너지를 절약시켜 비용을 줄였다. 또한 응축기(14), 냉매저장탱크(13), 증발기(11) 순서로 위에서 밑으로 기기를 배치하여 중력에 의해 액체냉매가 순환될 수 있도록 하였다.

Claims (4)

  1. 변압기 냉각장치에 사용되는 냉매는 액화가스로 분류되는 것 중 끓는 점이 상온에서 변압기 운전한계온도인 95℃ 미만인 것을 적용하는 방법.
  2. 제1항에 있어서, 에탄올, 메탄올, 이소펜탄(Iso-pentane), n-펜탄, CFC-113, R-22(CCl3F), R-123(CHCl2CF3), R-141b(CH3CCl2F), ASAHIKIN AK-225 또는 이들을 적정비율로 배합한 냉매 중의 하나를 냉매로 선정하는 것.
  3. 변압기몸체(31)에 연결되는 방열기(32)와; 방열기(32)를 감싸는 증발기(11)와; 증발기를 덮는 단열재(34)와; 단열재(34) 외부를 포장하는 외함(35)과; 증발기(11)와 관으로 연결되는 응축기(14)와; 응축기(14)와 관으로 연결되는 냉매저장탱크(13)와: 냉매저장탱크(13)와 관으로 연결되는 냉매순환펌프(41)와; 냉매순환펌프(41)와 연결되는 팽창밸브(또는 모세관)(12)와; 팽창밸브(또는 모세관)(12)와 증발기(11)를 관으로 연결시켜 증발기(11), 응축기(14), 냉매저장탱크(13), 냉매순환펌프(41), 팽창밸브(또는 모세관)(12) 다시 증발기(11)로 구성되는 폐회로 냉동사이클을 구성되는 것을 특징으로 하는 압축기가 없는 냉동사이클을 이용한 변압기 냉각장치.
  4. 제3항에 있어서, 증발기(11)와 응축기(14) 사이 관에 설치되는 터빈(21)과; 터빈(21) 축에 연결된 발전기(또는 기계장치)(22)로 구성되는 것을 특징으로 하는 압축기가 없는 냉동사이클을 이용한 변압기 냉각장치.
KR1020060004817A 2006-01-17 2006-01-17 압축기가 없는 냉동사이클을 이용한 변압기 냉각장치 KR100764328B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020060004817A KR100764328B1 (ko) 2006-01-17 2006-01-17 압축기가 없는 냉동사이클을 이용한 변압기 냉각장치

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020060004817A KR100764328B1 (ko) 2006-01-17 2006-01-17 압축기가 없는 냉동사이클을 이용한 변압기 냉각장치

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20070075970A KR20070075970A (ko) 2007-07-24
KR100764328B1 true KR100764328B1 (ko) 2007-10-05

Family

ID=38500978

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020060004817A KR100764328B1 (ko) 2006-01-17 2006-01-17 압축기가 없는 냉동사이클을 이용한 변압기 냉각장치

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR100764328B1 (ko)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101239303B1 (ko) 2013-01-16 2013-03-06 갑 동 김 열교환 타입 변압기 냉각 시스템
KR102323608B1 (ko) * 2020-06-01 2021-11-09 산일전기 주식회사 유입 변압기

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS58155710A (ja) 1983-02-28 1983-09-16 Hitachi Ltd 電気機器用タンク
JPS62291104A (ja) 1986-06-11 1987-12-17 Tokyo Electric Power Co Inc:The 油入り変圧器の冷却装置
JP2003287328A (ja) 2002-03-27 2003-10-10 Takenaka Komuten Co Ltd 電気設備用冷却システム
JP2005243666A (ja) 2004-02-24 2005-09-08 Nissin Electric Co Ltd 電力機器

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS58155710A (ja) 1983-02-28 1983-09-16 Hitachi Ltd 電気機器用タンク
JPS62291104A (ja) 1986-06-11 1987-12-17 Tokyo Electric Power Co Inc:The 油入り変圧器の冷却装置
JP2003287328A (ja) 2002-03-27 2003-10-10 Takenaka Komuten Co Ltd 電気設備用冷却システム
JP2005243666A (ja) 2004-02-24 2005-09-08 Nissin Electric Co Ltd 電力機器

Also Published As

Publication number Publication date
KR20070075970A (ko) 2007-07-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100473823B1 (ko) 냉수 및 온수 제조 장치를 구비한 공기 조화기
CN101457999A (zh) 分体式制冷与热管换热循环耦合装置及循环方法
JP2009530844A (ja) 発電サイクルを用いた変圧器の冷却装置
WO2008143542A1 (fr) Procédé et dispositif de transformation d'énergie thermique en électricité, en une chaleur à potentiel plus élevé ou en froid
KR100764408B1 (ko) 발전랭킨사이클을 활용한 변압기 냉각장치
KR100764328B1 (ko) 압축기가 없는 냉동사이클을 이용한 변압기 냉각장치
KR200375025Y1 (ko) 냉동사이클의 냉매 기화열을 이용한 변압기 냉각장치
KR20110097745A (ko) 응축기가 증발기 하부 또는 측부에 위치하는 저온비등 냉각시스템
JPH10259958A (ja) 冷凍冷房システム並びに凝縮用熱交換装置
JP2012117717A (ja) 追い焚き可能なヒートポンプ式蓄熱給湯機およびチラー
CN102620407A (zh) 一种中央空调系统中冷凝器的冷却装置
KR101116138B1 (ko) 분리형 히트 파이프를 이용한 냉방 장치
CN104864629A (zh) 一种饮料机制冷及加热装置
KR200426427Y1 (ko) 냉매로 작동되는 써모사이펀 적용 변압기냉각장치
KR20110059568A (ko) 물의 저온비등 자연순환 냉각시스템
JP2007024488A (ja) 冷却装置
KR200382307Y1 (ko) 냉동사이클을 활용한 변압기 몸체 냉각장치
KR200378014Y1 (ko) 냉동사이클을 이용한 방열기 내포형 변압기 냉각장치
KR20080086159A (ko) 이원 냉매 강제 순환식 냉동장치
KR200378705Y1 (ko) 냉매 기화 물리에너지를 활용한 회생발전장치가 부가된에어컨디셔너.
KR20120058481A (ko) 물의 저온비등 자연순환 냉각시스템
CN114963600B (zh) 一种多模式切换的co2热管冷却系统及控制方法
CN206113269U (zh) 一种可以把冷凝水回收的减振型空气能热泵
KR200382400Y1 (ko) 냉동사이클을 적용한 발전기·전동기 프레임 냉각장치
KR20030005756A (ko) 흡수식 열펌프에서 상변화 유체의 잠열을 이용하여흡수기, 응축기, 증발기의 열을 흡수하는 시스템

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20110920

Year of fee payment: 5

LAPS Lapse due to unpaid annual fee